JPH0315685A - 回転油圧機械 - Google Patents

回転油圧機械

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JPH0315685A
JPH0315685A JP2133693A JP13369390A JPH0315685A JP H0315685 A JPH0315685 A JP H0315685A JP 2133693 A JP2133693 A JP 2133693A JP 13369390 A JP13369390 A JP 13369390A JP H0315685 A JPH0315685 A JP H0315685A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ポンプ、モータ、分流器、圧力変換器などと
して機能可能な摺動ベーン式回転油圧機械に関し、さら
に詳細には、流体吸込及び吐出性能が強化された、特に
ガスタービン式航空機用エンジンの燃料ボンブとして用
いるに好適な平行二重ローブ型回転油圧機械に関する。
（従来の技術） 問題とする型式の回転油圧機械は、一般に、ハウジング
と、ハウジング内に回転自在に取り付けられたロータと
、ロータ内の半径方向に伸びる対応する周囲スロット内
に各々が摺動自在に配置された複数のベーンを含んでい
る。カムリングが半径方向にロータを取り囲み、さらに
、べ−ンの軌道を形成する内側に向いた表面と、この表
面とロータの間に形成された１又は２以上の液圧空胴を
備えている。ハウジング内の吸込通路及び吐出通路が液
圧空胴へ／から作動油を供給する。
流体吸込及び吐出ポートは、典型的には、ベーン軌道の
端部で液圧空胴内に向けて開口している。ベーンの外側
端は、このように、流体ポートの端部に曝されているの
で、切り欠けや損傷を被りやすい。さらに、ガスタービ
ン式航空機用エンジンのポンプに応用する場合には、定
格ポンプ速度が増加するにつれ、流体吸込ポートが吸込
燃料圧力臨界を形成するほど小さくなる。付加的な吸込
面積を獲得するべく、ロータの外径を調整することが提
案されている。しかしながら、この技法はベーンに余分
な応力を与えるため、ベーンが損傷を被りやすくなる。
実際に、ベーンポンプの欠陥のほとんどは、べ一ンの端
部が曝されている流体ポート又は窓上でのベーンの切り
欠け又は制動によって生じるものであることが判明して
いる。
（発明が解決しようとする課題） 従って、本発明の一般的な目的は、吸込及び吐出流体の
ポートが液圧空胴に直接向かないようにし、それによっ
て、ベーンの損傷及び機械の欠陥が潜在的に生じるのを
回避可能な上述の型式の回転油圧機械を提供することに
ある。さらに、本発明の別の目的は、従来技術の同様の
型式の対応する機械に比較して、流体吸込性能が強化さ
れた、ガスタービン式航空機用エンジンの燃料ポンプに
用いるに適した、如上の型式の機械を提供することにあ
る。上述の目的に取り組む際の本発明のさらに特別な目
的は、吸込通路が吸込流量及び液圧をプーストするべく
ロータの回転と協働するような構造を有している、如上
の型式の回転油圧機械を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 本発明は、ハウジングと、ハウジング内に取り付けられ
半径方向に伸びる複数の周辺スロットを備えたロータと
、さらにロータのスロット内に各々が摺動自在に取り付
けられた複数のべ一ンとを含んだベーン式回転油圧機械
について考慮している。ハウジング内のカムリングはロ
ータを取り囲み、ベーンに摺動係合するための軌道を形
成する半径方向うち向きの表面を有している。少なくと
も１つの液圧空胴がカムリング面とロータの間に形成さ
れ、ハウジング内の流体吸込及び吐出通路が液圧空胴に
連結される。
本発明の顕著な特徴によれば、流体吸込及び吐出通路の
少なくとも一方、好ましくは両方が、液圧空胴の半径方
向内側でロータの側面に開口するハウジング流体通路と
、ロータの回転の関数としてハウジング流体通路に連通
ずるべく、隣接するスロット間でロータの周囲に開口す
る．外側端とロータの側面で軸方向に開口する内側端と
の間で、ロータを貫通して半径方向に伸びる流体通路を
備えている。
回転油圧通路は、好ましくは、ロータの側面の間でロー
タ本体を貫通して軸方向に伸びる複数の第１の通路と、
隣接するロータのベーンスロットの間で第１の通路から
ロータの周囲中程に伸びる複数の第２の通路とを含んで
いる。流体吸込口は、ロータの側面の一方、好ましくは
双方に隣接する腎臓形状のスロットに開口するハウジン
グ通路を含んでいる。このように、ロータは、回転によ
る遠心力により流体を圧力空胴に効果的にボンピングす
るインベラとして作動し、それによって流体吸込性能が
強化される。
同様に、流体吐出口は、ロータの側面の一方、好ましく
は双方に隣接する腎臓形状の開口に終端するハウジング
通路を備えている。このように、ロータ通路は、ロータ
の回転に伴い、圧力空胴へ／から流体を供給するための
吸込及び吐出通路の双方として機能し、さらに回転ベー
ンが、対向するベーンの端部に切り欠け又は損傷を与え
るかも知れない回転中に、鋭い端部と出会うことはない
。腎臓形状の開口は全て、少なくとも２つのロータ通路
と連通可能な寸法を有している。
（実施例） 第１図は、本発明の好適な実施例である、平行二重ロー
ブ型ガスタービン式航空機用エンジンのベーン式燃料ポ
ンプ１０を示しており、このボンブは、ポンプｌＯを適
当なポンプ支持構造（図示せず）に取り付けるための半
径方向に伸びるフランジ１６を備えたカバー１４を含ん
だハウジング１２を含んでいる。ポンプ句同シャフト１
８が圧力プレー｝　２４．２８によりハウジング１２内
に回転自在に支持されている。密封リング２０がカバー
１４内でシャフト１８を取り囲み、リング２０のフラン
ジとカバー１４の対向面の間に圧縮されて捕捉されたバ
ネワッシャ２２がリング２０を適合リング２３に対して
付勢している。前部圧力プレート２４はシャフトｌ８を
取り囲み、カバー１４から離れた側で軸方向に面した平
坦面２６を有している。
後部圧力プレート２８がシャフト１８を取り囲み、ハウ
ジング１２に（図示しない手段により）固定され、平坦
な圧力プレート面３０は面２６に平行で隔置された位置
に位置決めされている。
カムリング３２が圧力プレート２４の間に捕捉され、ピ
ン３４の周囲配列が、カムリング３２の側面から、圧力
プレート２４．２８の対向する開口内に軸方向に伸び、
それによって、カムリング及び圧力プレートが周辺に配
列されている。ネジ３８の配列により、圧力プレート及
びカムリングがアセンブリ内に取り付けられる。圧力プ
レート及びカムリングは、このように、ロータ４０が位
置決めされるロータの空胴を形成する。ロータ４０はシ
ャフトｌ８に回転自在に連結され、均一に周囲に隔置さ
れた周辺スロット４２の配列を有しており、スロット内
にベーン４４の対応する配列が摺動自在に受容される。
カムリング３２の半径方向内側表面４６は、カムリング
表面４６とロータ４０の対向する周囲の間で直径方向に
対向するように対称的に配列された一対の液圧空胴４８
を形戒するような輪郭を有している。複数の流体通路５
０がロータ４０の本体を貫通して伸び、周囲に均一に隔
置されており、一つの通路５０は隣接する一対のロータ
のベーンスロット４２の間の中程に位置決めされている
。各ロータ流体通路５０は、第１図に示すように、ロー
タ本体を完全に貫通して伸びる軸方向通路５２と、各通
路５２からロータ４０の周囲に半径方向外側に延びる複
数の軸方向に隣接する通路、即ち、２つの通路５４．５
６を含んでいる。全ての通路５２はロータ４０の回転軸
及びシャフト１８から共通の半径上にある。
ポンブ１０への流体吸込口は、圧力プレート２４．２８
の周囲から各圧力プレート内の直径方向に対向する腎臓
形状の吸込チャネル又は開口にまで半径方向内側に伸び
た吸込通路５８（第１図、第３図及び第５図にその内の
三つが示されている）の対向配列を含んでいる。個々の
圧力プレート内の腎臓形状開口６０．６２は相互に軸方
向に配列された位置にあって、回転通路５２の半径に等
しいシャフト回転軸からの共通半径を有している。
このように、回転通路５２は、プレート間のロータの回
転の関数としてプレート２４．２８内の吸込開口６０．
６２に合っている。同様に、ポンプｌＯの流体吐出口は
、各圧力プレート２４．２８内に一対の直径方向に対向
する腎臓形状のスロット又は開口６４．６６を備えてい
る。開口６４．６６は、第１図に示されるように、シャ
フト軸に対して角度を持って後部圧力プレート２８を貫
通して軸方向に伸びる吐出通路６８（４つが示されてい
る）を供給する。開口６４．６６は、ロータ開口５２の
所定の半径範囲に位置決めされ、ロータ開口がロータの
回転の関数として吐出開口６４　．　６６に合うように
されている。各開口６０−６６は少なくとも２つのロー
タの開口５２に合うように角度を持った寸法を有してい
る。
流体室７０が、各圧力プレート２４．２８の面２６，３
０の周りに完全に伸びるチャネル７２に合うように所定
の半径範囲に各ベーン４４の下方のロータ４４内に形威
されている。圧力プレート２８内のチャネル７２（第３
図）通路７４を貫通して吐出口６８に連通している。こ
のようにベーン下方液圧がベーン４４をカムリング表面
４６に係合するように付勢する。カバー１４とプレート
２４の間の環状空胴８０はシャフトの回りの高圧流体漏
れを通路８ｌを通してプレート２４内の腎臓形状の開口
６０に供給する。同様の通路がポートプレート２８を貫
通して設けられ、吸込口５８に対するシャフト１８の回
りの漏れを受ける。
このように、本発明の優れた特徴によれば、吸込口流体
は、従来のように、直接液圧空胴に向けられず、圧力プ
レート及び回転体を介して回転／リング空胴４８に向け
られる。さらに、吐出流体は、従来のように、直接ポン
プ空胴から向けられず、ロータ通路及び圧力プレートを
介してボンブの液圧空胴から向けられる。本発明のこれ
らの特徴は、少なくとも３つの顕著な利点を有している
。第１に、カムリングの端部に隣接した流体ポートが存
在しないので、ベーン４４の外側端部に対する潜在的な
損傷を回避可能である。第２に、第４図に示すように、
ボンブタイミングの吸込アークが従来技術に比較して大
きく伸びている。特に、本発明の開示された実施例にお
いては、吸込区域のアークは、同様の周辺にポートを有
する構造に比較して、一対のベーンの間の間隔のみなら
ず交差穴５２にまで、タイミングで１８％伸ばされ、吸
込流体速度及び対応するポンプに対する流体摩耗を減少
させることが可能である。さらに、ロータ本体を通る吸
込通路の間の円心ポンビング動作により吸込性能が大幅
に改善される。
吸込通路２４．２８の輪郭及び配列を他の構造とするこ
とも可能である。例えば、吸込通路を、別のポンプ設計
のために、空胴５９（第１図）から伸ばすことも可能で
ある。同様に、吐出通路６８及び開口６４．６６を設計
要求に応じて帰ることも可能である。チャネル７２を、
第７図に示すように、腎臓形状とし、ベーンのストロー
クをボンブの排水に利用することも可能である。交差穴
５２は、所定の設計に合致した位置におかれる限りは、
ベーンの組の中央に配置する必要はない。それらは、充
填アーク（ｆｉｌｌｉｎｇ　ａｒｃ）６０．６２をさら
に増加させるべく、回転方向の前方に配置することも可
能である。
第６図乃至第８図は、修正されたボンブ構戊８０を示し
ており、そこでは、交差穴５２及び関連する腎臓形状の
開口６０−６６がチャネル７２の半径方向外側に配置さ
れ、ポンプのパッケージ寸法を小さくしている。半径方
向穴５４．５６はロータ８２の外径に対して交差穴５２
を貫＜　（ｂｒｅａｋｏｕｔ）することによって形成さ
れる。ベーン４４は両端で案内され、吸込流体内の外部
粒子から保護される。腎臓形状の開口６０−６６は、ポ
ンピング室４８内の圧力移動に作用する、すなわち、吸
込から吐出に移行する場合に流体を圧縮し、吐出から吸
込に移行する場合に流体を減圧することにより、ポンピ
ング周期を繰り返すような、形状にされる。
（発明の効果） このように、本発明によれば、吸込口流体は、従来のよ
うに、直接液圧空胴に向けられず、圧力プレート及び回
転体を介して回転／リング空胴４８に向けられ、さらに
、吐出流体は、従来のように、直接ボンブ空胴から向け
られず、ロータ通路及び圧力プレートを介してポンプの
液圧空胴から向けられるので、カムリングの端部に隣接
した流体ポートが存在しないので、ベーン４４の外側端
部に対する潜在的な損傷を回避可能である。さらに、本
発明によれば、ポンプタイミングの吸込アークが従来技
術に比較して太きく伸びているので、吸込流体速度及び
対応するポンプに対する流体摩耗を減少させることが可
能である。さらに、ロータ本体を通る吸込通路の間の円
心ボンピング動作により吸込性能が大幅に改善される。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の好適な実施例に基づく、平行二重ロ
ーブ型ガスタービン式航空機用エンジンの燃料ポンプの
横断面図であり、 第２図は、第ｌ図を線２−２で切断した場合の断面図で
あり、 第３図は、第１図を線３−３で切断した場合の断面図で
あり、 第４図は、第１図乃至第３図のポンプの典型的な吸込及
び吐出のタイミングチャートであり、第５図は、第１図
乃至第３図のポンプの分解組立図であり、 第６図は、本発明の別の実施例を示した、第ｌ図とほぼ
同様の断面図であり、 第７図は、第６図を線７−７で切断した場合の断面図で
あり、 第８図は、第６図を線８−８で切断した場合の断面図で
ある。 １０・・・ベーン式燃料ポンプ、 １２・・・ハウジング、３２・・・カムリング、４０・
・・ロータ、４２・・・スロット、４６・・・カムリン
グ表面、４８・・・液圧空胴、５２・・・第１の部分、
５４．５６・・・第２の部分、５８・・・吸込口、６０
．６２・・・流体通路、６８・・・吐出口、

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １　ハウジング（１２）と；上記ハウジング内に回転自
    在に取り付けられ半径方向に伸びる複数のスロット（４
    ２）を備えたロータ（４０）と；各々が上記スロット内
    に摺動自在に取り付けられた複数のベーン（４４）と；
    上記ハウジング（１２）内に上記ロータ（４０）を取り
    囲むカムリング（３２）を形成し、ベーンの軌道を形成
    する半径方向内側面（４６）を備え、さらに上記面（４
    ６）と上記ロータ（４０）との間に少なくとも１つの液
    圧空胴（４８）を備えた手段と；さらに、上記ハウジン
    グ内で上記空胴に連結された流体吸込口（５８）及び吐
    出口（６８）手段とを備えた回転油圧機械であって、 上記流体吸込口及び吐出口手段の少なくとも一方が、 上記ロータの側面に対して軸方向に開口するハウジング
    内流体通路手段（６０、６２）と；上記ロータ（４０）
    の回転の関数として上記ハウジング内の上記液圧手段（
    ６０）に連通する上記ロータ（４０）の軸方向に開口す
    る第１の部分（５２）と、上記ロータ（４０）と上記ス
    ロット（４２）の周囲に開口するべく上記ロータを貫通
    して半径方向に伸びる第２の部分（５４、５６）とから
    成る上記ロータ内流体通路手段とを含むことを特徴とす
    る、回転油圧機械。 ２　上記ロータ内流体通路手段が複数の上記ロータ内流
    体通路手段から成り、複数の上記ロータ内流体通路手段
    の各々が隣接する上記スロット間で上記ロータ内に位置
    決めされた上記第１の部分と（５２）と上記第２の部分
    （５４、５６）を備えたことを特徴とする、請求項１に
    記載の回転油圧機械。 ３　上記ロータ内流体通路手段が隣接する上記スロット
    間に一対の上記第２の部分（５４、５６）を備えたこと
    を特徴とする、請求項２に記載の回転油圧機械。 ４　上記各対の上記第２の部分（５４、５６）が互いに
    軸方向に位置決めされていることを特徴とする、請求項
    ３に記載の回転油圧機械。 ５　上記ハウジング内流体通路手段（６０、６２）が上
    記ロータ側面に腎臓形状の開口を含み、上記開口が上記
    ロータ内流体通路の少なくとも２つの上記第１の部分に
    連通可能な寸法を有していることを特徴とする、請求項
    ２に記載の回転油圧機械。 ６　上記ハウジング内の上記流体吸込口（５８）及び吐
    出口（６８）手段が上記ハウジング内の別個の流体通路
    手段からなり、上記別個の流体通路手段が、上記ロータ
    内の流体通路手段が吸込流体通路及び吐出流体通路の双
    方として機能するように、上記ロータに関し角度を持っ
    て離隔する位置で上記ロータに対して軸方向に開口して
    いることを特徴とする、請求項２に記載の回転油圧機械
    。 ７　上記ハウジング内の上記流体吸込口（５８）及び吐
    出口（６８）手段が上記ロータの側面に開口する腎臓形
    状の開口を含み、上記開口が互いに角度を持って離隔し
    、上記ロータ内流体通路の少なくとも２つの上記第１の
    部分に連通可能な寸法を有していることを特徴とする、
    請求項６に記載の回転油圧機械。 ８　上記カムリング（３２）の内側面（４６）が直径方
    向に対向する一対の対称的流体通路空胴を形成し、上記
    ハウジング内の上記流体吸込口と吐出口手段の各々が上
    記ロータ側面に開口し直径方向に対向する腎臓形状の開
    口を含むことを特徴とする、請求項７に記載の回転油圧
    機械。 ９　上記回転油圧機械が平衡二重ローブ型（ｂａｌａｎ
    ｅｃｅｄｄｕａｌ−ｌｏｂｅ）回転油圧機械であって、
    回転空胴を形成する相対向する平坦な平行面を有する一
    対のプレートを含み、上記ロータが、上記プレート面に
    対向する側面を備えた上記空胴内に回転自在に取り付け
    られていることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれ
    かに記載の回転油圧機械。
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