JPH0361691A - 多機能ベーンポンプ - Google Patents

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］ 本発明法　気体を圧縮して吐出する圧縮機能と、気体を
吸引する真空機能とを有する多機能ベーンポンプに関す
る。

［従来の技術］ 従来より、圧縮機能と真空機能とを有する多機能ベーン
ポンプが知られている。この種の多機能ベーンポンプ（
九　ベーンにより区画された圧力室が、ロータの回転に
伴って最大の体積となる状態から最小になる状態を経由
して、再び最大の体積となる状態に戻るサイクルによっ
て、−気体を圧縮して吐出する圧縮機能と、気体を吸引
する真空機能とを有するものである。例え（戴　圧力室
に第１吸気口から大気を吸入し、ロータの回転に伴って
圧力室が収縮して空気を圧縮し、圧力室が吐出口と連通
ずると、吐出口に圧縮空気を吐出している。

また、収縮して圧力室が最小の体積状態となり、ロータ
の回転に伴って圧力室が拡張される際に、圧力室が第２
吸気口に連通し、第２吸気口がら空気を圧力室に吸引し
、第２吸気口に接続された真空タンク等を真空にしてい
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、こうした従来の多機能ベーンポンプで１
上　真空圧力及び圧縮圧力を高めるために（戯　ロータ
の回転数を高くしたり、圧縮比を大きくしたりしなけれ
ばならなかつら　その為　耐久性が低下したり、多機能
ベーンポンプのベーン枚数が増加したりして、大型とな
るという問題があった そこで本発明は上記の課題を解決することを目的とし、
小型であっても十分な真空圧力と圧縮圧力とが得られる
多機能ベーンポンプを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ かかる目的を達成すべく、本発明は課題を解決するため
の手段として次の構成を取った　即ち、回転駆動される
ロータの径方向に摺動可能に所定のピッチで挿入された
複数のベーンにより区画された複数の圧力室が、前記ロ
ータの回転に伴って拡縮して第１吸気口から気体を吸入
して吐出口から圧縮気体を吐出すると共は　第２吸気口
から気体を吸引する圧縮機能と真空機能とを有する多機
能ベーンポンプにおいて、 前記第１吸気口及び第２吸気口が前記圧力室に連通して
いる長さを前記ベーンの２ピッチ以上にし、かつ前記第
１吸気口が拡張過程で１ピッチ以上にわたり前記圧力室
に連通ずるように形成し、前記吐出口と第２吸気口との
間の長さを前記ベーンの２ピッチ以上に形成したことを
特徴とする多機能ベーンポンプの構成がそれである。

［作用］ 前記構成を有する多機能ベーンポンプ（友　ロータの回
転によって、圧力室が拡縮し、第１吸気口が圧力室とベ
ーンの２ピッチ以上にわたって連通し、かつ拡張過程で
１ピッチ以上にわたり圧力室に連通し、圧力室に十分な
気体を吸入し、圧縮する気体の圧縮圧力を高める。そし
て、吸入した気体表圧縮して吐出口から吐出する。また
、吐出口と第２吸気口との間の長さがベーンのピッチの
２倍以上あるので、吐出口と第２吸気口との圧力差が大
きくとも、吐出口から第２吸気口への気体の漏れを抑制
し、第２吸気口の真空圧力の低下を防止する。更に　第
２吸気口が圧力室とベーンのピッチの２倍以上にわたっ
て連通し、第２吸気口から圧力室へ十分に気体を吸引し
、第２吸気口の真空圧力を高める。よって、圧縮機能と
真空機能の効率を改善して、小型であっても十分な真空
圧力と吐出圧力とが得られる多機能ベーンポンプが得ら
れる。

［実施例］ 以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例である多機能ベーンポンプの
概略構成図である。　１は円柱状のロータであり、図示
しない駆動源により回転駆動される。

このロータ１にはその径方向に放射状に多数の摺動溝２
が所定のピッチＰで形成されており、各摺動溝２にはそ
れぞれ摺動可能に複数のベーン４がそれぞれ挿入されて
、前記所定のピッチＰで配置されている。また、ロータ
１に【志　ベーン４の各先端が摺接する円状の内周面６
を有するポンプ本体８が外装されており、ロータ１の回
転中心Ｃと内周面６の中心ａとは偏心して配置されてい
る。

そして、内周面６及びロータ１に囲まれた空間が、ベー
ン４により区画されて、ベーン４と同数の複数の圧力室
１０が形成されている。この圧力室１０（友　本実施例
で（上　ロータ１の回転に伴って、ロータ１の１回転中
にその体積が最大に拡張された状態から徐々に収縮され
て、　１ミ２回転でほぼ最小に収縮された状態となり、
次にこの収縮された状態から徐々に拡張されて元の最大
に拡張された状態となるように構成されている。

また、ポンプ本体８に（志　ロータ１が回転して圧力室
１０の体積がほぼ最大となっている状態に対応した位置
１ミ　この圧力室１０と連通ずる第１吸気口１２が形成
されている。この第１吸気口１２（表　本実施例では大
気と連通されており、第１吸気口１２が圧力室１０と連
通している長さは、内周面６上で、前記ベーン４のピッ
チＰの２倍以上にされている。更１：、この第１吸気口
１２は、本実施例で（よ　圧力室１０が拡張する過程に
ある段階において連通ずるように、中心線しよりもベー
ン４の１ピッチＰ以上拡張過程側から圧縮過程側にかけ
て形成されている。この第１吸気口１２（よ　ベーン４
の１ピッチＰ以上拡張側に形成されていればよく、第１
吸気口１２の全部が拡張過程側に形成されていてもよい
。

尚、ベーン４のピッチＰ　Ｉ−Ｊ、、　　ベーン４がロ
ータ１に放射状に設けられているため、回転中心Ｃから
の位置によって値が変わる。前述したピッチＰ（よ　回
転中心Ｃからのその位置における値であり、例え（ヱ　
第１吸気口１２で（よ　内局面６上での位置におけるピ
ッチＰである。第１吸気口１２が内周面６に開口して設
けられているのではなく、ロータ１の側面側に開口して
設けられている場合には、その側面における回転中心Ｃ
からの位置におけるピッチＰであり、以下ピッチＰにつ
いては同様である。

また、圧力室１０が収縮して最小の体積に成りつつある
状態に対応した位置に　この圧力室］Ｏと連通ずる吐出
口１４が形成されている。゛　しかも、前記第１吸気口
１２の一端とこの吐出口１４の一端との間の長さ（よ　
本実施例で（よ　内周面６上で、前記ベーン４のピッチ
Ｐの２倍以上にされている。

この吐出口１４（よ　図示しないアクチュエータや高圧
タンク等の高圧側に接続される。

更１ミ　圧力室１０が最小の体積から拡張する状態に対
応した位置１：、この圧力室１ｏと連通ずる第２吸気口
１６が形成されている。この第２吸気口１６が圧力室１
０と連通している長さ（よ　内周面６上で、前記ベーン
４のピッチＰの２倍以上にされている。しかも、前記吐
出口１４の一端と第２吸気口１６の一端との間の長さ（
よ　内周面６上で、前記ベーン４のピッチＰの２倍以上
にされている。また、第２吸気口１６の一端と前記第１
吸気口１０の一端との間の長さ（上　本実施例で（表内
周面６上で、前記ベーン４のピッチＰの１．５倍以上に
されている。尚、この第２吸気口１６（友図示しない真
空タンク等に接続される。

尚、前記ベーン４の枚数（友　必要以上に大型化しない
場合に　ロータ１の機械的強度の関係から１５枚以下で
あれは実施可能である。また、内周面６の全周の長さの
関係から１０枚以上であれば実施可能であり、本実施例
の第１図では１２枚の場合を示すが、　１２〜１５枚の
範囲で実施しヤすい。

次に　本実施例のベーンポンプの作動について説明する
。

図示しない駆動源によってロータ１が、図矢印へ方向に
回転駆動される。ロータ１の回転に伴って、各ベーン４
が内周面６に接触しながら移動し、ベーン４によって区
画された各圧力室１０がそれに伴って拡縮される。まず
、圧力室１０内に　第１吸気口１２を介して、本実施例
で（友　大気中から気体としての空気を吸入する。この
際　圧力室１０が拡張過程にあるとき圏　ベーン４の１
ピッチＰ以上手前で、圧力室１０が第１吸気口］２に連
通されるので、拡張過程にあり圧力室１０が負圧の状態
にあるとき１：、すでに圧力室１０内への大気の吸入が
開始される。よって、ロータ］が高速で回転駆動されて
いる場合であっても、圧力室１０内に（よ　早めに空気
の吸入が開始される。また、圧力室１０と第１吸気口１
２と（上　ベーン４の２ピッチＰ以上にわたって連通さ
れるので、圧力室１０内への空気の吸入が十分に行われ
る。

そして、ロータ１の回転に伴って、圧力室１０が徐々に
収縮さ札　この圧力室１０が吐出口１４と連通ずるまで
のｆ、Ｌ　　収縮される圧力室１０に応じて空気の圧力
が上昇する。本実施例で（上　内周面６が円状であり、
ロータ１の回転中心Ｃとの偏心量に応じて圧力室１０が
収縮する度合が定まり、第１吸気口１２と吐出口１４の
間の長さをベーン４のピッチＰの２倍以上としているの
で、圧力室１０内の空気が十分に圧縮される。尚、第１
吸気口１２と吐出口１４の間の長さ（友　内周面６の形
状と、必要とする圧縮空気圧力と、によって定めればよ
い。

この吐出口］４と連通した圧力室］Ｏから、圧縮空気が
吐出口１４に吐出されて、吐出口］４を介し−て圧縮空
気が高圧側に供給される。前述したように、圧縮過程に
おいて（飄　第１吸気口１２から気体を吸入して、吐出
口１４から圧縮気体を吐出する圧縮機能が営まれる。

次１：、吐出口１４に圧縮空気を吐出し吐出口１４を通
過した圧力室］０（よ　その体積が最小となる状態を経
由して第２吸気口１６と連通ずる。この吐出口１４と第
２吸気口１６との間の長さ（よベーン４のピッチＰの２
倍以上あるので、この間に必ず２枚以上のベーン４が存
在する。よって、吐出口１４内の圧縮圧力と、第２吸気
０１６内の真空圧力とによりその間に大きな圧力差が生
じているが、大きな圧力差があっても、この２枚以上の
ベーン４によって、吐出口１４から第２吸気口１６に圧
縮気体が漏れ出るのを防止する。

そして、圧力室１０が第２吸気口１６と連通し、ロータ
１の回転に伴って、圧力室１０は徐々に拡張されて、圧
力室１０内に第２吸気口１６から気体としての空気を吸
引する。このとき、第２吸気口１６が圧力室］０とベー
ン４のピッチＰの２倍以上の長さで連通し、連通した圧
力室１０への気体の流入が妨げられることなく、小さい
抵抗で圧力室に気体が流入する。よって、第２吸気ロ］
６内で（飄　大きな真空圧力が得られる。

また、圧力室１０内に吸引された空気（九　ロータ１の
回転によって第１吸気口１２に運ばれて、この第２吸気
０１６からの空気の吸引によって真空機能が営まれる。

本実施例で（よ　第２吸気口１６と第１吸気口１２との
間の長さ（よ　ベーン４のピッチＰの１．５倍以上であ
るので、第１吸気口１２から第２吸気口］６に空気が漏
れ出るのを防止する。これにより、第２吸気ロ］６内の
真空圧力が低下するのを防ぐ。

前述した如く、本実施例の多機能ベーンポンプ（よ　第
１吸気口１２が圧力室１０とベーン４のピッチの２倍以
上にわたって連通し、かつ第１吸気口１２が拡張過程で
１ピッチＰ以上にわたって圧力室と連通して、圧力室１
０に十分な気体を吸入し、圧縮する気体の圧縮圧力を高
める。そして、吸入した気体を圧縮して吐出口１４から
吐出する。

また、吐出口１４と第２吸気０１６との間の長さがベー
ン４のピッチの２倍以上あるので、吐出口１４と第２吸
気口１６との圧力差が大きくとも、吐出口１４から第２
吸気口１６への気体の漏れを抑制し、第２吸気口１６の
真空圧力の低下を防止する。更に　第２吸気口１６が圧
力室１０とベン４のピッチの２倍以上にわたって連通し
、第２吸気口１６から圧力室１０へ十分に気体を吸引し
、第２吸気口１６の真空圧力を高める。

従って、第１吸気口］２から圧力室１０への気体の吸入
効率を向上させて圧縮機能の効率を改善し、第２吸気口
１６への漏れの防止や、第２吸気０１６から圧力室１０
への気体の吸引効率を向上させて真空機能の効率を改善
して、小型であっても、十分な真空圧力と吐出圧力とが
得られる。

以上本発明はこの様な実施例に何隻限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる
態様で実施し得る。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明の多機能ベーンポンプ（友　
圧力室への気体の吸入効率を向上させて圧縮機能の効率
を改善し、漏れの防止や、圧力室への気体の吸引効率を
向上させて真空機能の効率を改善して、小型であっても
、十分な真空圧力と吐出圧力とが得られるという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての多機能ベーンポンプ
の概略構成図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 回転駆動されるロータの径方向に摺動可能に所定のピッ
   チで挿入された複数のベーンにより区画された複数の圧
   力室が、前記ロータの回転に伴つて拡縮して第１吸気口
   から気体を吸入して吐出口から圧縮気体を吐出すると共
   に、第２吸気口から気体を吸引する圧縮機能と真空機能
   とを有する多機能ベーンポンプにおいて、 前記第１吸気口及び第２吸気口が前記圧力室に連通して
   いる長さを前記ベーンの２ピッチ以上にし、かつ前記第
   １吸気口が拡張過程で１ピッチ以上にわたり前記圧力室
   に連通するように形成し、前記吐出口と第２吸気口との
   間の長さを前記ベーンの２ピッチ以上に形成したことを
   特徴とする多機能ベーンポンプ。