JPH1061566A - ベーンセル型ポンプ - Google Patents
ベーンセル型ポンプInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
- F01C21/10—Outer members for co-operation with rotary pistons; Casings
- F01C21/104—Stators; Members defining the outer boundaries of the working chamber
- F01C21/106—Stators; Members defining the outer boundaries of the working chamber with a radial surface, e.g. cam rings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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Abstract
ル型ポンプを提供する。 【解決手段】搬送セル内での動的予圧縮が所望の予圧縮
よりも大きいように異形リング(15)を形成する。吸
い込み穴(21)は回転方向に延びる穴拡張部(33)
を有し、穴拡張部(33)は、予圧縮領域(125)で
の急激な圧力上昇を所望の値に緩和する用を成す。
Description
収容するために半径方向に延びるスリットを有している
回転体と、羽根を取り囲み、吸い込み領域と予圧縮領域
と圧縮領域とを形成している異形リングとを有し、回転
体がその端面によって密封面に接し、密封面が、吸い込
み領域及び圧縮領域に付設される吸い込み穴及び搬送穴
を備えているベーンセル型ポンプに関するものである。
れており、通常は回転体を有している。回転体の周壁に
は、羽根を収容するスリットが形成されている。回転体
は、ダブルストローク式のベーンセル型ポンプの場合、
羽根が貫通している鎌形の二つの搬送室を形成している
異形リングの内部で回転する。搬送室のそれぞれには、
流入穴と排出穴とが付設されている。流入穴により、被
搬送流体が二つの羽根の間に形成される搬送セル内へ吸
込まれ、排出穴を通って再び押し出される。
的形状に基づき、搬送セルの容積が吸い込み領域で増大
し、圧縮領域で縮小することによって達成される。特に
この種のベーンセル型ポンプをオートマチックトランス
ミッションとともに使用する場合、流体内、特に液圧オ
イル内に含まれている空気が極めて急速に強く圧縮され
て非常に不具合なキャビテーション騒音が生じるという
欠点がある。
穏やかな圧力上昇が得られるように異形リングを形成す
ることが提案された。しかしながらこれにより、圧力上
昇が異形リングの形状に関する製造公差に強く依存して
しまうという欠点が生じる。従って、異形リングの輪郭
に製造に起因する小さなふらつきがあるだけで圧力上昇
時に著しい変化が生じる。その結果圧力の上昇が強すぎ
ると、この場合もキャビテーション騒音が生じてしま
う。
は、キャビテーション騒音を全く或いは殆ど生じさせな
いベーンセル型ポンプを提供することである。
決するため、搬送セル内での動的予圧縮が所望の予圧縮
よりも大きいように異形リングが形成されていること、
吸い込み穴が回転方向に延びる穴拡張部を有し、穴拡張
部は、予圧縮領域での急激な圧力上昇を所望の値に緩和
する用を成すことを特徴とするものである。
グが形成されているので、製造公差の影響をなくすこと
ができる。ここで動的予圧縮とは、もっぱら異形リング
の幾何学的形状、即ちセルの容積の縮小によって生じる
ような圧縮のことである。製造に起因する異形リングの
輪郭のふらつきは予圧縮に殆ど影響しない。異形リング
の輪郭のふらつきにより生じる望ましくない強い圧力上
昇は、吸い込み穴が回転体の回転方向に延びる穴拡張
部、有利にはノッチを有していることにより緩和され
る。この穴拡張部を適宜構成することにより、予圧縮領
域から吸い込み領域に逆流する体積流を調整可能であ
り、よって圧力上昇の度合いも調整可能である。
らかである。
面を用いて説明する。ベーンセル型ポンプ1はケーシン
グ3を有し、ケーシング3内には回転体5が時計方向に
回転可能に支持されている。
複数個の、本実施形態では10個のスリット9が形成さ
れている。スリット9は、半径方向に移動可能な羽根1
1を収容するために用いる。羽根11は、回転体5が回
転している間、回転体5とは逆の側の端部によって異形
リング15の内壁13に接する。
きに、図2に図示したダブルストローク型ポンプにおけ
る羽根のストローク変化曲線が得られるように形成され
ている。図2からわかるように二つの角度範囲101が
存在し、これらの角度範囲101では、ストローク(即
ち他の方向での羽根の運動)はほぼ一定に維持される。
これらの角度範囲101にはそれぞれ別の角度範囲が続
いており、この別の角度範囲では羽根が半径方向外側に
移動し、従ってストロークが増大する。さらに回転体5
が回転すると、異形リング15は再び羽根11を半径方
向内側へ押し、その際まず角度範囲105においてスト
ロークがほぼ平坦に、即ち比較的緩慢に減少し、これに
続く角度範囲107においてはより急傾斜に、即ちより
迅速に減少する。角度範囲105におけるストロークの
変化は少なくとも30゜の角度にわたって3.5μm/
度より大である(羽根が8個の場合には少なくとも40
゜の角度にわたって3μm/度より大であり、羽根が6
個の場合には少なくとも55゜の角度にわたって2.5
μm/度より大である)。角度範囲107にはすでに述
べた角度範囲101が続いている。
セルの容積変化が破線で示されている。第1の羽根、即
ち回転方向において先行する羽根は、横軸に記入した角
度を決定する。セルの容積変化はストロークの変化に対
してずれているのがわかる。基本的には容積変化は三つ
の範囲に区分されており、即ち吸い込み領域119と、
予圧縮領域125と、圧縮領域131とに区分されてい
る。
0の一部が図示されている。押圧板20は、図面の面に
関して回転体5及び異形リング15の下側の端面に密接
する。回転体5の上側の端面に接して、同様に密封面と
して作用する押圧板は図示していない。回転体5の周壁
7と、異形リング15の内壁13と、二つの押圧板と、
隣接する二つの羽根11との間には、搬送セル17が形
成され、そのセル容積は可変である。吸い込み領域11
9においてはそれぞれの搬送セル17の容積が増大し、
その結果下側の押圧板20に設けた吸い込み穴21を通
って液体がセル内へ吸込まれる。
いて後方にある羽根が、回転方向において前方にある吸
い込み穴21のエッジ23を越えると、搬送セル17と
吸い込み穴21との連通が十分に遮断される。どのよう
な場合もこの時点で搬送セル17は予圧縮領域125に
達する。異形リング15を適宜構成することにより、こ
の領域で搬送セル17の容積は一定の量だけ小さくな
る。次に回転体5がさらに回転を続けると、搬送セル1
7の前方の羽根は、ベーンセル型ポンプ1の圧縮領域に
連通している搬送穴29のエッジ27に達する。搬送セ
ル17の容積が一層小さくなることによって、その中に
ある液体は圧縮領域131を通過する際に搬送穴29を
通って圧縮領域に搬送される。
面に例えば凹部として形成される破断部33が図示され
ている。破断部33は吸い込み穴21のエッジ23から
出て、回転方向に延びている。この破断部33は、吸い
込み穴21を予圧縮領域125内へ拡張するための穴拡
張部として用いる。破断部33の領域では、この破断部
33を通過する羽根の側面が直接押圧板に接触せず、そ
の結果搬送セル17内にある液体を予圧縮の間吸い込み
領域21に戻すことができる。
張部はノッチ33'として形成され、その尖端は回転体
5の回転方向に向いており、即ち次の圧縮領域のほうへ
向いている。従って回転方向に見て、強く減縮するノッ
チ33'の貫流面が得られる。
用、特にノッチ33'の作用に関し説明する。回転体5
が回転している間、搬送セル17は、即ち搬送セル17
の先行する羽根は吸い込み領域119に達し、セルの容
積が増大するため、例えばオイルだめから吸い込み穴2
1を通して液体(オイル)を吸込む。オイルには空気が
含まれていることが非常に多く、この空気は例えばオー
トマチックトランスミッションの歯車により持ち来まれ
る。搬送セル17が、即ち後行する羽根が、吸い込み領
域119と予圧縮領域125との間の領域境界部を越え
た直後に、搬送セル17と吸い込み穴21との連通はほ
ぼ遮断される。予圧縮領域内で搬送セル17の容積が縮
小するので、搬送セル17内部の圧力は異形リング15
の輪郭により強く上昇する。しかしこの圧力上昇は、圧
力形成中にオイルが搬送セル17からノッチ33'を介
して吸い込み領域に逆流することにより緩やかになる。
従って、ノッチ33'の貫流横断面が回転方向に減縮し
ているので、後方の羽根がノッチ33'の尖端に達する
まで、逆流するオイル量も減少する。よって、吸い込み
領域への連通が閉ざされる。
により、オイル内に溶解せずに含まれている空気が強く
圧縮されてキャビテーション騒音が発生するのを阻止で
きる。また、予圧縮領域125内でのセル容積を強く減
縮でき、その際、減縮による強い圧力上昇がノッチ3
3'の作用により和らげられる。この利点は、製造公差
による異形リング15の内壁の誤差がそれほど問題にな
らない点である。
3'を通過すると、先行する羽根11は回転方向に見て
搬送穴29の後方のエッジ27に達する。従って搬送セ
ル17は圧縮領域と連通し、搬送セル17の容積が小さ
くなるので、この搬送セルに閉じ込められているオイル
が搬送穴29から押し出される。
3'を通過したときに始めて搬送セル17を圧縮領域の
ほうへ開口させるようにしてもよい。他方、交差部を設
けて、少なくとも短時間だけ圧縮領域と吸い込み領域と
を搬送セル17及びノッチ33'を介して連通させるよ
うにしてもよい。このように構成しても、ノッチ33'
の流動横断面積が非常に小さいので、著しい短絡は生じ
ない。
破断部33に対して別の幾何学的形状を適用してもよ
い。ノッチの形状は、搬送穴29を介して作動圧との関
連がない限り、予圧縮領域に殆ど作動圧に依存しない圧
力上昇を生じさせる。
部分の横断面図である。
フである。
Claims (8)
- 【請求項1】羽根(11)を移動可能に収容するために
半径方向に延びるスリット(9)を有している回転体
(5)と、羽根(11)を取り囲み、吸い込み領域と予
圧縮領域と圧縮領域とを形成している異形リング(1
5)とを有し、回転体(5)がその端面によって密封面
に接し、密封面が、吸い込み領域及び圧縮領域に付設さ
れる吸い込み穴及び搬送穴を備えているベーンセル型ポ
ンプにおいて、 搬送セル内での動的予圧縮が所望の予圧縮よりも大きい
ように異形リング(15)が形成されていること、 吸い込み穴(21)が回転方向に延びる穴拡張部(3
3)を有し、穴拡張部(33)は、予圧縮領域(12
5)での急激な圧力上昇を所望の値に緩和する用を成す
こと、を特徴とするベーンセル型ポンプ。 - 【請求項2】穴拡張部(33)は、その尖端が回転方向
に向いているノッチ(33')として形成されているこ
とを特徴とする、請求項1に記載のベーンセル型ポン
プ。 - 【請求項3】穴拡張部(33)は、最大で、搬送セル
(17)を挟んで吸い込み穴(21)と搬送穴(29)
との分離が保証される距離で延びていることを特徴とす
る、請求項1または2に記載のベーンセル型ポンプ。 - 【請求項4】穴拡張部(33)は、少なくとも、搬送セ
ル(17)を介して搬送穴(29)と吸い込み穴(2
1)とがかろうじて連通しないような距離で回転方向に
延びていることを特徴とする、請求項1または2に記載
のベーンセル型ポンプ。 - 【請求項5】予圧縮領域(125)での搬送セル(1
7)の容積が減少するように異形リング(15)が形成
されていることを特徴とする、請求項1から4までのい
ずれか一つに記載のベーンセル型ポンプ。 - 【請求項6】二つの吸い込み領域、予圧縮領域、圧縮領
域が形成されていることを特徴とする、請求項1から5
までのいずれか一つに記載のベーンセル型ポンプ。 - 【請求項7】予圧縮領域に全部で10個の羽根が設けら
れ、一つの羽根のストロークが少なくとも30゜の角度
範囲にわたって3.5μm/度よりも大きいことを特徴
とする、請求項1から6までのいずれか一つに記載のベ
ーンセル型ポンプ。 - 【請求項8】密封面が押圧板(20)として形成されて
いること、穴拡張部(33)が、押圧板(20)の回転
体(5)側の面に、吸い込み穴のほうへ縁が開口してい
る溝として形成されていることを特徴とする、請求項1
から7までのいずれか一つに記載のベーンセル型ポン
プ。
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