JPH0135198B2 - - Google Patents

Description

技術的分野 本発明は、回転子と固定子リングとを有し、該
回転子は固定子の内面と共働し得る表面を備え、
該固定子リングに関して回転自在であり、前記内
面と表面との内どちらかには入口と出口との間に
おいて流体を与圧するための流路を形成した粘性
ポンプに関する。

背景技術 ある既知の型式において、このポンプは、駆動
軸上にスラストカラーを有し、その円筒外面は流
路を形成した周囲の固定子リングの円筒内面と密
接に共働するように移動する。回転子は粘性抵抗
により流路から流体を引用して与圧することがで
きる。

回転子は軸のスラスト荷重を支持するためにス
ラストパツドと共働する軸として形成したカラー
であつてもよい。これらのスラストパツドは強制
潤滑を必要とするので、粘性ポンプはこの潤滑に
特に適合し、更に軸駆動モーターのための補助的
な潤滑も与え得る。

粘性ポンプ難点は、流路以外の固定子と回転子
との共働表面の間の回転子の負荷荷重による偏り
により過大な摩耗とそれによる漏洩が起こること
と、ポンプの始動時にプライミングが因難で、ポ
ンプの充分なプライミングの前に油がいかないこ
とによる摩耗が生じ得ることである。

本発明の目的は、これらの難点を克服すること
にある。

発明の開示 本発明による粘性ポンプは、流路が実質的に一
定な断面図を有し、また前記入口の領域の部分に
おいての比較的浅く広い幅から、前記入口から隔
だたつた領域の部分においての比較的深く狭い幅
へと滑らかに移行するような形状を有することを
特徴とする。

カラーは駆動軸のスラスト軸受の一部を好まし
くは構成し、ポンプは補助装置へと同時に支承面
に潤滑材を供給する。又、油令却器へも潤滑材が
供給される。

そのため、流路が浅く広くなつている入口の近
くでは最大粘性力が生じ、入口から離れた個所で
は流路は深く狭くなつているため、この場所では
流路の両側において固定子リングに比較的広いラ
ンドを形成できる。従つて共働面の間の流体力学
的な潤滑材フイルムを介して、荷重を支持するた
めの実質的な面積が得られる。

最も深い流路個所の深さは場も浅い個所での深
さの好ましくは1.5〜３倍とする。

入口と出口との間において固定子表面にいかな
る流路部分ももたない個所を好ましくは形成し、
この個所の全部が軸受荷重の支持に利用できるよ
うにする。

入口と出口との内一方又は両方の通路は、接線
方向に流路中に開口させ、流路に近付くにつれて
狭くなる形状とし、デイフユーザーとして働き、
油（潤滑剤）が流路に出入する場所でほとんど乱
流が生じないようにする。

狭くなる通路が固定子リングの共働円筒面に接
線方向に開口している個所には、流路内において
与圧され出口流路を避けて通過しようとする油を
回転子外周より掻き落とすスクレーパーとして働
く尖鋭な縁部を形成してもよい。

固定子リングは、回転子の回転方向が変化した
時に入口と出口のそれぞれの開口の関係が切替え
られ得るように、供給線と吐出線に関して２つの
位置のどちらも取り得るようにしてもよい。その
ためにはポンプリングは回転軸を含む平面の回り
に対称形としてもよい。

本発明によれば、スラスト軸受は、軸上のスラ
ストカラーと、軸の回転の間スラストカラーが当
接するスラスト支承面とを有し、スラストカラー
が支承面のための与圧された潤滑材を供給するた
めにポンプの回転子として働くようにすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

本発明は種々のしかたで実施でき、その一例を
以下に添付図面について説明する。図において、
第１図は本発明の一実施例の断面図である第２図
のＢ−Ｂ線に沿つた端面図、第２図は第１図のＡ
−Ａ線に沿つた断面図、第３図は本発明の固定子
リングの斜視図、第４図は本発明の固定子リング
の内周面の展開図、第５図ａ，ｂ及びｃは第４図
におけるＢ（第二領域）、Ｃ（第三領域）及びＤ（第
四領域）における各断面図を示す。

本発明を実施する最良の形態 図示した例によるポンプは、第２図に全体を参
照数字１１により示した供給浴から、全体を参照
数字１２により示した機関の別々の潤滑剤の流路
及び溝、特に軸のスラスト軸受の一部を形成する
スラストパツド４に、与圧された潤滑材を供給す
るようになつている。

ポンプは本質的に、機関軸の軸延長部１３上の
円筒形スラストカラー３と、固定子リング６とか
ら成り、カラー３は固定子リング６の円筒内面２
５中において、共働する円筒面の間に流体力学的
な潤滑材フイルムを設定するに足りるだけのすき
まをもつて回転する。

固定子リング６の円筒内面２５には、圧送用流
路７が形成してあり、流路７は１対の開口１，２
の間において固定子リング６の回りに延長し、開
口１，２は浴１１と機間中の潤滑材溝に至る通路
２６と連通している。カラー３は機関軸のための
慣用型スラスト軸受のスラストパツド４（図に１
つのみ示す）のリングに当接している。スラスト
パツド４は機関にそれ自体取付けられた側支持体
１４上に普通取付けてある。

開口１，２の各々から１つの通路が固定子リン
グ６の本体を通り形成され、この通路は最初は参
照数字１５で示すように狭くなり、次に環状の流
路７に滑らかに接線方向に開口している。流路７
を有する第一領域を形成し、該第一領域において
流路の半径方向切断面は円周方向に一定の断面積
を有しており、参照数字１５で示した通路の狭い
部分と合体する近くでは、その断面積が軸方向に
幅広く、半径方向に浅い深さをもつ流路部分１６
を有する第三領域を形成し、又開口１，２に直径
上に対向する中間の個所で、流路は軸方向に幅狭
く、半径方向に深い深さをもつ部分１７を有し、
第四領域を形成する。

カラー３が回転するように駆動されると、回転
方向を第１図で時計方向として、参照数字１５で
表わした個所にある潤滑材は、回転しているカラ
ー３の円筒面の回りに粘性駆動され、潤滑材が開
口２に至る通路に到着する時までには、ある増大
圧力が設定され、又その個所で回転子についた潤
滑材は、開口１，２に至る通路から、孔の間に延
びるランドの縁部１８によりカラー３の表面から
掻き落される。縁部１８の間には連続した領域
（第二領域）５がある。

流路７の半径方向の切断面形状の深さ及び幅
が、深さが深く、幅の狭い第四領域から滑らかに
変化しているので、流路７の断面が軸方向に幅広
く、半径方向に浅い深さをもつ開口１，２に近い
個所（第三領域）では流路の深さが漸次小さくな
るため粘性抵抗が増し、流路内の油の楔効果によ
り油の圧力が上がり効率のよいポンプの圧送作用
が生じる。又荷重支持面積が最大となる、流路が
表面に無い連続領域（第二領域）５が形成されて
いる。

流路が最初の部分１５で、その断面図が漸次減
少しているため、絞り効果が生じ乱流がなく、呼
込み作用が容易となり、始動時の油切れによる回
転子と固定子リング内周面間の接触摩耗を防止す
る。又回転子にかかる荷重方向を少くも第二領域
に一致させることにより、軸受負荷能力をアツプ
し回転子と固定子リング内周面間の接触摩耗を防
止する。尚、駆動機が内燃機関の場合は第二領域
及び第四領域に該荷重方向を一致させることが好
ましい。

カラー３が一方向にのみ回転し得る場合、リン
グ６は支持体１２に固定されるが、カラー３がど
ちらの方向にも回転できるならば、リング６は、
リング６上の外側ラグ１０と支持体１２上の１対
の止め面２７とにより各側に限定される２つの位
置の間において軸線の回りに限定された駆動を行
うように取付けることができ、これらのそれぞれ
の位置では浴１１と通路２６とはそれぞれ開口
１，２の内どちらかと連通する。カラー３の回転
と潤滑材の粘性抵抗とによつてリング６は各側の
止め面２７のどちらか一方に対して保持され、回
転方向が逆になるとリング６は自動的に止め面２
７のどちらか他方に対して保持される。

多くの場合、流路７の部分１７の深さを部分１
６の深さの1.5倍〜３倍とすると有利である。領
域５の円弧角は約５〜30゜としてよい。

参照数字１５が表わした個所で断面積が徐々に
減少しているため、この領域で起こる乱流は最小
になり、潤滑材の加速及び減速は滑らかに行わ
れ、ポンプが高い効率で作動し、ポンプのプライ
ミングが容易に且つ迅速に行われ、始動時に潤滑
材のフイルムが構成されないために起こる摩耗が
起こり難くなる。

尚これは部分１７において流路７の両側に実質
的な荷重支持ランド領域が得られるように達成さ
れ、このランド領域はリング６の幅の約1/3ない
し1/2とすると有利である。

回転軸は、横荷重が最大となる角度位置、例え
ば重い軸又は重い荷重を支える軸のための垂直方
向又は往復機関により駆動される軸の場合のピス
トン運動方向、をもつことが多い。ポンプリング
は、部分１７及び連続領域５においての比較的大
きな荷重支持領域が最大荷重を受ける領域となる
ように方向決めする。

浴１１は、カラー３が静止している時にカラー
３の最も下方の部分が浴１１中の油（潤滑材）の
上面より下方にあるように配設する。この場合、
始動時にポンプ圧力が成立する前に、潤滑作用を
する油（潤滑材）が連続領域に存在することにな
る。

理解されるように、スラスト軸受カラーは、ス
ラストパツド４の与圧された潤滑材を供給するた
めに使用され、またそれ以外の補助的な目的にも
使用できる。

軸により駆動される主な油圧は、一例として海
底から油をポンプアツプするためのメインポンプ
又はタービンのためのものであつても良い。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転子３と固定子リング６と該固定子リング
   を制限的に枢動しうるように内設した支持体１２
   とを有し、該回転子３は固定子リング６の内周面
   ２５と共働し得る外周面を備え、且、固定子リン
   グに対し回転自在であり、前記固定子リングに外
   部と連通し流体を吸引する入口１と流体を排出す
   る出口２とを設け、前記固定子リング６の内周面
   ２５に該入口及び出口と連通し且円周方向に連続
   せる流路７を形成した第一領域と、該内周面の軸
   方向に流路７が形成されていない第二領域とを有
   する粘性ポンプであつて、 前記流路７は実質的に半径方向のその切断面が
   円周方向に一定な断面積を有し、且、前記第一領
   域の入口及び出口に近い第三領域において前記流
   路の軸方向幅が比較的広くまた半径方向深さが比
   較的浅く、更に入口及び出口から遠ざかる第四領
   域においては、前記流路の軸方向幅が比較的狭
   く、また半径方向深さが比較的深くなるように、
   滑らかに流路断面を変化させ、前記回転子の回転
   方向にともなつて、固定子リングが支持体内で制
   限的に枢動することにより、前記固定子リングの
   流体の入口及び出口のいづれかを、浴１１又はエ
   ンジンのオイルギヤラリーに導かれる通路２６と
   制限的に連通し、前記固定子リングの流体の入口
   及び出口における流体の吸入、排出の関係が逆に
   もなりうるように構成しており、更に前記固定子
   リングの第二領域が前記回転子に負荷される負荷
   荷重の方向と一致するごとく前記支持体を配設し
   たことを特徴とする粘性ポンプ。 ２ 前記第二領域に相当する中心角を5゜乃至30゜
   としたこを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の粘性ポンプ。 ３ 前記流体の入口１及び出口２の一方又は両方
   を前記流路に接線方向に開口させたことを特徴と
   する特許請求の範囲第２項記載の粘性ポンプ。 ４ 前記流路が出口への接線方向の開口と会合す
   る個所に尖鋭な縁部を形成したことを特徴とする
   特許請求の範囲第３項記載の粘性ポンプ。 ５ 前記流路において、その最も深い個所の流路
   深さが最も浅い流路深さの1.5乃至３倍の深さを
   有することを特徴とする特許請求の範囲第１項な
   いし第４項の内いづれか１項記載の粘性ポンプ。 ６ 固定子リングが前記入口及び出口における流
   体の吸入、排出の関係が逆にもなりうるように構
   成されており、この関係が回転子の回転方向が逆
   になつた時に逆になるようにしたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第５項記載の粘性ポンプ。