JPH0633781B2 - ロ−リングピストン式回転機械 - Google Patents

ロ−リングピストン式回転機械

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JPH0633781B2
JPH0633781B2 JP60237990A JP23799085A JPH0633781B2 JP H0633781 B2 JPH0633781 B2 JP H0633781B2 JP 60237990 A JP60237990 A JP 60237990A JP 23799085 A JP23799085 A JP 23799085A JP H0633781 B2 JPH0633781 B2 JP H0633781B2
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孝治 岡崎
敏博 竹井
義之 服部
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/18Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/30Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はローリングピスト式回転機械に関するもので、
例えばディーゼルエンジン車に用いられる負圧源、ある
いはブレーキブースターに負圧を供給する負圧源として
の負圧ポンプとして用いて有効である。
〔従来の技術〕
従来のロッリングピストン式回転機械では第8図に示す
様に吸入口9′と吐出口10′はベーン4′を間に挟ん
で両側に設けられている。この場合、第8図に示すよう
にロータ3′が図中最上位置に来た場合、吸入口9′と
吐出口10′がロータ3′の図中下方側を介して連通し
てしまう。ロータ3′が高速回転した場合、チェックバ
ルブ8′がその回転に追従できなくなることがあり、吐
出口10′の閉鎖が不充分となってチェックバルブ8′
及び吐出口10′を通して吸入室9′aに吐出流体の逆
流が起こる。その結果、騒音の発生、駆動トルクの増
大、真空度の悪化という問題があった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は上述したように吐出用チェップバルブの追従不
可能による吐出口と吸入口の連通という問題点を解決す
るものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明では次のような手段を講じた。すなわち、ケーシ
ング(1)にベーン(4)を収納するベーン室(11)を形成し、
ベーン室(11)内と前記吐出室(10a) 内とを連通し、かつ
前記ベーン室(11)内に前記吐出室(10a) 内の流体を導く
導通路(22)を形成する。そして、ベーン(4)が前記ベー
ン室(11)内に収納されるに従って前記連通路(22)の連通
断面積が徐々に減少し、また、前記ベーン(4)が前記ベ
ーン室(11)内より突出するに従って前記連通路(22)の連
通断面積が徐々に増加する構成を採用した。
〔実施例〕
次に本発明をブレーキブースタ用バキュームポンプとし
て用いた場合の実施例について説明する。第1図及び第
2図において、主軸2は玉軸受17を介してフロントハ
ウジング6、リヤハウジング7に軸支されている。この
主軸2の中央部には、主軸2の回転を滑らかにするため
のバランサー13が設けられ、このバランサ13の両側
には軸心より所定量偏心とした偏心軸14が形成されて
いる。そして、この偏心軸14には玉軸受15を介して
円筒状のロータ3が軸支されている。前記フロントハウ
ジング6及び前記リヤハウジング7の間には、円筒状内
面1aを有するケーシング1が挟持されており、この円
筒状内面1aの中心と前記ロータ3の中心とは所定量偏
心している。さらに、ロータ3の側面には前記フロント
ハウジング6及びリヤハウジング7の各々の間に側板5
a,5bが配されており、前記ケーシング1、側板5
a,5bによってシリンダが形成されている。
前記ケーシング1には軸方向に開口するベーン室11が
形成されており、このベーン室11内には板状のベー4
が挿入されている。このベーン4にはスプリング受け穴
4aが形成されており、このスプリング受け穴4aと前
記ベーン室の底面との間にはスプリング12が配されて
いる。そして、このスプリング12の付勢力によってベ
ーン4は常に前記ロータ3の外周面に当接しており、ロ
ータ3がシリンダ内を偏心運動すると、このロータ3の
運動に伴なってベーン4はベーン室11内を往復運動す
る。また、このベーン4は前記シリンダ内面と前記ロー
タ3の外周面とによって形成されるシリンダ室を吸入室
9aと吐出室10aとに区画している。そして、前記ケ
ーシング1には、前記吸入室9aに空気を導く吸入口9
が形成され、吐出室10a内の空気を吐出するための吐
出口10が前記ベーン室11に開口して設けられてい
る。また、吐出口10には吐出口10から外部に向う空
気のみを通過させるチェックバルブ8がバルブ受け19
によって設けられている。尚、前記側板5a,5bはピ
ン16によってフロントハウジング6及びリヤハウジン
グ7に位置決めされており、フロントハウジング6,ケ
ーシング1,リヤハウジング7は互いにボルト18によ
って締結されている。
次に前記ベーン4の形状を第3図に基づいて説明する。
このベーン4は板状部材からなるもので、前記ロータ3
の外周面に摺接する一端面41は円弧状をなしており、
他端面4には前記スプリング受け穴4aが穿設されてい
る。また、前記吐出室10aに対する面には一端面41
側から他端面42側に向って延びる2本の連通溝20
(溝長さLを有する)が形成されている。この連通溝2
0は前記ベーン4の一端面41から所定距離Hをおいて
形成し始められており、一端面41側から他端面42側
に向うに従って徐々に溝深さが深くなり、他端面42に
おいて開口している。
前記ベーン4は前記ベーン室11内に嵌り合うようにし
て収納されており、前記吐出室10aと前記ベーン室1
1とを結ぶ。連通路22が前記連通溝20と前記ベーン
室11の内壁とによって形成されている。
次に各構成部品の材質について述べる。ケーシング1及
び偏心ロータ3は、たとえば鉄にテフロンコーティング
したもの、あるいは炭素繊維、SiC,Siスィ
スカー等を配合したアルミニウム複合材料(FRM)な
ど、玉軸受15と同等の熱膨張係数を持つ材料から成
る。ベーン4は、樹脂含浸の焼結カーボン、側板5は金
属含浸の焼結カーボンから成る。
次に本実施例の作動について説明する。
原動機(図示せず)により駆動される主軸2の回転に伴
い偏心軸14は主軸2の周囲を偏心回転する。この時、
ロータ3は、玉軸受15を介して偏心軸14に対し回転
自在に支承されているため、ケーシング1内部で第2図
矢印R方向に公転運動を行なう。この時、ベーン4は圧
縮機コイルバネ12の押付け力により、偏心ロータ3の
外周部に当接し、偏心ロータ3の回転揺動運動に伴いベ
ーン室11内の往復運動を行なう。これにより、吸入室
9a及び吐出室10aは拡大、縮小を繰り返し、ポンプ
作用を行なう。すなわち、主軸2の回転に伴い、吸入室
9aが最大となるまでは例えばブレーキブースタの真空
タンク(図示せず)内の空気を吸入口9を通じて吸入室
9aに吸入する。その後、吸入させた空気は吐出室10
aの縮小により連通路22,ベーン室11を介して吐出
口10より大気に放出される。
ここで、前記連通溝20とベーン室11内壁とで形成さ
れる連通路22は、ベーン室11からのベーン4の突出
量によってその連通面積が増減される。すなわち、ベー
ン4がベーン室11内に完全に収納さている時には、ベ
ーン4の前記所定距離Hを有する部分がベーン室11の
内壁と接しており、前記連通路22は吐出室10aから
遮断される。その後、ベーン4が所定距離Hだけ突出す
ると前記連通路22が前記吐出室10aに開口し始め、
さらにベー4が突出するに従って、連通溝20が深くな
る分だけ前記連通路22の連通面積が増加してゆく。そ
して、ベーン4が最も突出した時において連通面積は最
大となる。逆に、ベーン4がベーン室11内に後退して
いく場合には、前記連通路22の連通面積が徐々に減少
してゆく。
言い換えれば、ロータ3が第2図中最も上方に位置して
いる時から最も下方に位置する時までは、ロータ3の公
転に伴って連通路22の連通面積は増大し、最も下方の
位置から最も上方の位置になるまではロータ3の公転に
伴って連通路22の連通面積は減少する。そして、吐出
室10aの容量が零となった時、すなわちロータ3が最
上位置に来たとき連通路22の連通面積は実質上零とな
り、吐出口10が開口するベーン室11と吐出室10a
は遮断される。尚、ベーン4の突出量が前記所定距離H
以内の時であれば前記連通路22の連通面積は実質上零
に保たれるわけであるから、この所定距離Hに相当する
ロータ3の公転角度をα゜とすると、ロータ3の最上位
置角度から±α゜の範囲にロータ3が位置している時は
連通路22は遮断されている。
第4図はロータ3の公転角度、すなわち偏心軸14の回
転角度θに対する連通路22の連通面積S及び吐出室1
0aの体積変化率dV/dθを示すものである。回転角
度θはロータ3が第2図に示す様に最も下方に位置して
いるときの角度を0゜とし、ロータ3が最も上方に位置
しているときの角度を180゜としている。この図から
もわかるように、吐出室10aの体積変化率dV/dθ
が減少するにともなって連通路の連通面積Sも減少し、
回転角度θが180゜近傍においてはS=0となってい
る。
尚、前記ベーン4に形成する連通溝20は、第5図に示
す様にベーン4の一端41から形成し始め、他端42で
開口するようにしてもよい。このように連通溝20を形
成すれば、ロータ3が最上位置に位置し、ベーン4がベ
ーン室11内に完全に収納された時のみ連通路22が閉
塞されることになる。よって、吐出室10aの体積が最
大限縮小するまで連通路22を介して流体を吐出するこ
とができ、ポンプ全体の体積効率を向上させることがで
きる。
また、連通溝20は第6図,第7図に示すような形状と
してもよい。第6図に示すものは、連通溝20の溝巾が
一端41側から他端42に向うに従って徐々に拡がるよ
う形状となっている。ベーン4がベーン室11より突出
するに従い、連通溝20の溝巾が拡がった分だけ連通路
22の連通面積が増大するようになる。
第7図に示すものでは、最も溝長さの長い最長溝20a
と、最も溝長さの短い最短溝20cと、この最長溝20
aと最短溝20cとの中間の長さを有する中間溝20b
をそれぞれ2本づつベーン4に形成した。ベーン4がベ
ーン室11より突出するに従い、まず最長溝20aが吐
出室10aに開口し、次に中間溝20bが開口し、最後
に最短溝20cが開口するようになる。従って、この3
種類の長さを有する溝からなる連通溝20は、ベーン4
が突出するにともない連通面積が段階的に増加すること
になる。
上述した実施例では、吐出室10aとベーン4の上部の
ベーン室を連通溝によって連通させ、ベーン4の上部に
吐出圧力を導入しているので、吐出圧力に応じたローラ
3への押付け力をベーン4に与えることができる。従っ
て、圧縮コイルバネ12の付勢力は小さくてすむように
なり、圧縮コイルバネ12の体格を小さくすることが可
能となる。
〔発明の効果〕
以上説明した用に本発明のローリングピストン式回転機
構を用いれば、ベーン(4)がベーン室(11)より突出しだ
すと、ベーン室(11)と吐出室(10a) が連通する。この時
の吐出室(10a) は吸入が完了した直後の状態であり、比
較的低圧である。それに対し、ベーン室(11)は吐出が完
了した直後であり、ベーン室(11)内は高圧となってい
る。よって、ベーン室(11)内の流体が吐出室(10a) 内に
逆流しようとするが、本願発明では連通路の連通断面積
が徐々に増加する構成となっているので、ベーン室(11)
内の流体が一気に吐出室(10a) 内に逆流することはな
く、逆流に伴う異音発生も抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例の縦断面図、第2図は横断面図、第3図
はベーンを示す斜視図、第4図は作動を示す図、第5
図,第6図,第7図はベーンの変形例を示す斜視図、第
8図は従来例の横断面図である。 1……ケーシング,3……ロータ,4……ベーン,9…
…吸入口,9a……吸入室,10……吐出口,10a…
…吐出室,11……ベーン室,20……連通溝,22…
…連通路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 服部 義之 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内 (56)参考文献 実開 昭53−65903(JP,U) 実開 昭53−96207(JP,U)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】筒状内周面を有するケーシング(1)と、 このケーシング(1)の内周面に沿って転動するように前
    記ケーシング(1)の軸心に対して所定の偏心量をもって
    前記ケーシング(1)内に配置されたロータ(3)と、 前記ロータ(3)の外周面に摺接し、且つ前記ロータ(3)の
    軸直角方向に往復動しながら前記ケーシング(1)と前記
    ロータ(3)とによって形成される空間を吸入室(9a)と吐
    出室(10a)とに区画形成する板状のベーン(4)と、 前記ケーシング(1)に形成され前記ベーン(4)を収納する
    ベーン室(11)と、 前記ベーン室(11)内と前記吐出室(10a) 内とを連通し、
    かつ前記ベーン室(11)内に前記吐出室(10a) 内の流体を
    導く連通路(22)と、 前記吸入室内に流体を吸入する吸入口(9)と、 前記吐出室(10a) 内の流体を外部へ吐出するよう、前記
    ベーン室(11)内に向けて開口する吐出口(10)とを備え、 前記ベーン(4)が前記ベーン室(11)内に収納されるに従
    って前記連通路(22)の連通断面積が徐々に減少し、ま
    た、前記ベーン(4)が前記ベーン室(11)内より突出する
    に従って前記連通路(22)の連通断面積が徐々に増加する
    ことを特徴とするローリングピストン式回転機械。
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US07/032,026 US4793780A (en) 1984-11-15 1987-03-30 Rolling piston type rotary machine with discharge passage in vane

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