JPS6024317B2 - 可撓翼形回転ポンプ、モ−タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は可榛翼形回転ポンプにおいて、特にその密閉
性能の改良に関するものである。

カムリング内で摩擦翼を回転し、翼間容積を変化させる
回転ポンプ、モータは遠心力と圧力とによって摩耗補償
と密閉が確実にでき、弁が不要で、構造が簡単なために
自吸式ポンプ、特に油圧ポンプ、モータとして広く利用
せられている。

しかし、この種ポンプ、モータであって、特にロータ溝
に翼を酒勤可能に鉄挿したいわゆる摺動翼形のものはロ
ータ溝と翼の隣合加工が難しく、また欠雑物が詰って故
障し易いし、また一方、ロータにおける翼の取付部が回
転し、翼を揺動するいわゆる揺動形のものは翼が遠０力
と圧力によってカムリングに過圧されるために効率が悪
い等の欠点がある。従って海水や汚物、薬品等の低圧、
小容量液送用としてはゴム製翼のものが使われている。
しかしゴム等の柔軟弾性体製回転翼は硬度を増すと弾性
が急激に劣化するために大きく偏心させることができな
い。しかも弁間容積差が弾性変形によって減少されるた
めにゴム翼製のものは翼間容積差で直俵吸排するいわゆ
る反射ポンプに限られる。また情勤翼形、揺動翼形等の
いずれの形式のこの種ポンプ、モータにあっても、翼が
遠心力と液圧によって過圧され、摩耗しやすい欠点を構
造的に有し、さらにまた、回転連動によってロータや翼
の側面あるいは側板が相互に摩擦することから、それぞ
れにおいて摩耗するもので、この摩耗箇所において、摩
耗が起らないカムリングと側板との接触位置からズレを
起こして隙間が生じ、この隙間から漏洩して密閉作用を
阻害する難点を構造的に有していたものである。

そこでこの発明の目的とするところは、従来のものに比
して加工性にすぐれ、また爽雑物の詰りによる故障を惹
起することがないのはもち論、カムリングへの翼の過圧
を可及的に減少させて摩耗を減じるとともに、たとえ側
板との関係おいてロータや翼の側面において摩耗が生起
することがあっても、これを漏洩原因とはさせずに常時
密閉機能を発揮させる構造の可榛翼形回転ポンプ、モー
タを提供するところにある。

上記目的達成のためにこの発明は、まず従来のごとく複
雑な構造の摺動ないし揺動翼を用いずに、強軸で弾性に
富む薄金属板製の可榛翼を採用し、これを放射状にロー
外こ固着した、いわば固着式の可榛翼形回転ポンプ、モ
ータとしたものである。

また、固着式を採用することで、問題となるカムリング
に対する密接性の確保の点は、可榛翼の形状をその先端
をＳ字形に反転した形状とすることでカムリングの最大
、最小径に呼応して弾性変形し得るようにしたものであ
る。なお特に、カムリングへの過圧の点においてもＳ字
形可操翼とすることによって、カムリングへの過圧を減
じるロータ側への力を翼特有の弾性復元力によって現出
せしめ、カムリングへの接触圧は適切な密接力となって
いる。さらにまた、この発明は、上記の可授爵の採用に
止まらず、中狭の中央仕切部を挟んで２列の最長孔を円
周方向に複数個形成した比較的厚みの薄い内側カムリン
グと、これを保持する外套からなる可孫カムリングを採
用している。

すなわち、カムリングの幅方向の弾性変形を細長孔にお
いて生起させるようにしたものであり、側板の一方を、
突出流体によって押圧される移動側板としたことと併せ
て、たとえロータ等に摩耗が生起して摩耗分寸法が減じ
たとしても、これに呼応して、可操翼と両側板、さらに
はロータと両側坂間の密接状態が補償される構成とした
ものである。第１図、第２図、第３図は可榛翼７を利用
した可変容量形の回転ポンプ、モー夕の一実施例を示す
。

図面において１は本体、２は本体１側部に複数個のボル
トによって固定したカバーで、３は髄万向に移動可能に
設けた移動側板で、４はこの移動側板３に対向して本体
１と前記カバー２間に鉄合固定した固定側板である。５
は両側板３，４を貫通し、一端部においてベアリング１
２で支承された藤で、上記移動側板３及び固定側板４間
においてロータ６がスプラインを介して固定されている
。

ロータには巻締方向に弾性体の薄板製の可榛翼７が取付
られており、この可操翼７はロータ６と同じく回転移動
側板３と固定側板４の両側板に対して側面において摺綾
状態となる。またその先端はＳ字形に反転し、移動側板
３及び固定側板４の各周端縁部間に設けた可捺カムリン
グ８に氏後されている。一般に回転翼式ポンプ、モータ
は、ロータとカムリングを偏心させる方式のものが多い
。

この方式はその偏心距離を加減することにより容易に可
変容量形とすることができる特徴がある反面、その側板
の受ける圧力が平衡しないために側板に過大な圧力をか
けなければ密閉が確実にできず軸受負担が大きくなる等
の欠点がある。従って高圧用のポンプ、モータでは楕円
形状としたカムリングを用い、吸入口−吐出口が直交４
面に吸入−吐出−吸入−吐出と交互に設け、１回転で２
動作する形式のものも採用されている。この形式におい
ては圧力平衡するため偏心タイプに比して密閉し易い構
造となっている。しかしながら、両側坂と楯接する可榛
翼およびロー夕の摩耗による密閉破壊については、なお
問題が残っている。そこで、この発明においては、外部
的加圧によって蚤方向に変形し、楕円形状となし得ると
共に、敵方向（幅方向）にも弾性変形可能で摩耗による
隙間の発生を防止し得る独特の可榛カムリングを採用し
たものである。この可榛カムリングを第３図に例示する
ように内側カムＩＪング８１とこれを裏打ちする外套８
２で構成され、内側カムリング８１には２列に幅の狭い
中央部で仕切られた細長孔８３を円周方向に各４個宛設
けてあり、軸方向の幅を内側カムリング８１より若干狭
くした外套８２に鼓め込んで本体１外側より挿通した螺
子１３で楕円状に変形できるようにして固定側板４と移
動側板３の間で固定してある。また、固定側板４には吸
入口４１、移動側板３には吐出口３１をそれぞれ交互に
各２箇所設けてあり、いわば吐出側の圧力室と吸入側の
負圧室を直交４面に交互に配した圧力の平衡し易い構造
となっている。またこの吐出口３１は外部吐出口９を有
する加圧室Ａに運速され、この加圧室Ａ内において吐出
口３１から流入する吐出流体によって吐出圧力が上昇す
ると移動側板３がロータ６と可孫翼７及び内側カムリン
グ８１の側面を加圧する機造となっている。また内側カ
ムリング８１の細長孔８３間の中央仕切部８４は中狭の
ため僅かの圧力で孔幅を縮４・するように容易に弾性変
形し得るのでト内側カムリング８１は全体として幅方向
にも弾性変形することができる。従って両側板３，４と
の圧嬢摺動によりロータ６、可髭翼７の両側面が摩耗し
てもその摩耗分、内側カムリング８１の弾性変形にもと
づき、可榛翼７と両側板３，４との庄鞍状態が補償され
るので、常に確実な密閉効果が期待できるとともに、吐
出側の翼間に現われる圧力室と加圧室Ａの面積比によっ
て適切な密閉圧力を得ることができる。

なおその他の符号において、１０はカバー２中央部に設
けられた外部吸入口であり、固定側板４に設けられた吸
入口４１に蓮通している。１１はベアリング１２方向へ
の圧力洩れをシールするメカニカルシールである。

この発明においては、さらにまた可榛翼において特徴を
有している。

すなわち可榛翼７は弾性体（バネ鋼、燐青銅、弾力性硬
質プラスチック等）の薄板で製作し、前述のごとく、可
操カムリング８の最大、最小径に順応して弾性変形でき
るよう先端をＳ形に反転して成形し、ロータ６の溝部に
対し巻縦方向に放射状に固定されている。従って、可操
翼７は、先端部において液圧及び遠心力を受けて可榛カ
ムリング８に圧接すると同時に、素材によりかつまた形
状によって与えられた弾性復元力により上記圧薮方向と
は反対のロータ側にも押圧され、これらの両者の力が合
成されて終局的に、幾分加減された接触圧で可操カムリ
ング８に圧接することとなる。また第２図と第４図の比
較から明らかな様に可孫翼７は弾性変形部を自由に長く
することが可能なため大きく弾性変形させることができ
る故に４・形で大容量のポンプ、モータを得ることが可
能となる。

第１図、第２図のように巻締方向に放射状に取付け、そ
の先端をＳ字形に反転して翼間容積差で吸排する方式の
ものでは、カムリングが円形の時は可榛翼７は一般にそ
の先端湾曲部の内側に液圧を受けこれが拡大されようと
してカムリング８１とロータ６に圧接して回転するがこ
の場合は吸擬作用は行われない。

可鏡カムリング８を本体外側より挿通した螺子１３によ
って蚤方向に加圧し、楕円形に変形させると、可携翼７
は可競カムリング８の最大外蓬部ではその先端湾曲部内
側で液圧を受けて内側カムリング８１と。ータ６に圧鞍
するが、可榛カムリング８の縮小煩斜部では外側圧力が
増大してその翼間容積変化で吐出作用を行い、同時にま
た可榛カムリング８の増大傾斜ではその反作用で吸入す
る。この場合吸入口４１吐出口３１間隔は翼間以上なけ
ればならずこの部が無効行程となる。吸入口４１と吐出
口３１の間隔の長さを増してこの間に多数の翼が常に介
在するいわゆる容積形回転翼式ではこの無効成分と漏洩
損失は小さくなるが、同じく無効翼容積が増大する。し
かし可孫翼式では翼容積を極めて小さくしても強度的に
充分高圧に耐えられるために翼枚数の増加が図れる。何
れの場合においても可孫翼７は可榛カムリング８の大径
部でその先端湾曲部の内面に液圧を受けて内側カムリン
グ８１に圧接するが固有の磁性力でロータ側にも変形す
るために加圧の害が起らない。可操カムリング８の縮小
位置では湾曲部の外側圧力が増大するが変形に比例して
礎薮力も増大し、可凝カムリング８の増大する吸入位置
では圧力差によるロータ６との隙間増大と翼固有の弾性
復元力によって圧援力は常に平衡が保たれる。この様に
可榛翼７はその弾力性と支乙貞一作用面の選び方によっ
て内側カムリング８１との適切な圧蚤力を得ることがで
きる。翼はまた遠心力と液圧によって内側カムリング８
１の内面に圧接されるために第４図に示すようにロータ
６の溝付穴６１に取付部を円筒状に巻いた可榛翼７を微
小定角度回転可能に鉄合することもできる。

従ってこの場合、変形量が大きくとれるためにたとえ翼
の剛性を増大させてもよく、大容量化することができる
し、逆転することもできる。逆転時は前例と反対の液圧
作用を受けるが取付部から湾曲部中心までの距離を短く
することにより強固な可榛翼とすることが可能である。
この場合第４図に示すような急角度変化の可榛カムリン
グ８５にも使用できる。一般にこの方式の可携翼は薄板
製のために密閉効果が悪いために翼数を多くしなければ
ならないが第５図のように２重折曲げ可孫翼７２とすれ
ば、密閉効果を増大すると共に弾性力を増大することが
できる。

即ち折り曲げによって形成された翼内部に封入された液
の圧力が外部の圧力差の中間圧となりいわゆる液体密封
ができる。この様にこの形のポンプ、モータは可榛カム
ＩＪングを採用したことによって、たとえｏ−夕や可凝
翼が側板との関係で摩耗しても、常時確実な密閉効果が
得られたものである。

またさらに素材的ではなく、構造的に弾性変形を生起さ
せるものであるために、金属等の弾性体の薄板を使用で
きることから圧縮、引張に強く、高圧化が図られ、加工
性も良好となる。また従来のごとくゴム翼でなく、バネ
鋼製等の弾性体の薄板の可榛翼を採用し得たものである
。またこの形のポンプ、モー夕は、従釆のごとく酒動翼
やゴム翼を用いずＳ字形の薄板の可操翼を採用したこと
によってロータ溝に爽雑物が詰ったり、弾性が経時的に
劣化するおそれかないのはもち論、加工性が容易であり
、小形化できるばかりでなく、翼容積を極めて小さくし
ても強度的に高圧に耐えられるため、翼枚数の増加が図
られ高性能化し得たほか、特に、液圧を受けてカムリン
グに圧接する場合、形状並びに素材が有する固有の弾性
復元力でロータ側にも変形するため、可榛カムリングへ
の過圧の害は生起し得ないこととなったものである。

要するにポンプ、モータ自体において構造上摩擬する部
分においては、すべてその圧援力を可及的に最小とする
特異的な構成としたものであって、上述の様なすぐれた
付加的効果と相挨つて従釆にない回転ポンプ、モータを
提供することができたものである。

なお特に、構造が簡単で摩擦部が大きく変形できるため
に、海水、汚物ポンプに適し、また効率よく高圧化でき
るためにモータとしても利用できるもので、当該技術分
野に資するところきわめて大きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す半裁側面図、第２図
は同正面図で一部断面にて示す。 第３図は可榛カムリングの内面を展開して示す側面図で
一部断面にて示している。第４図は円筒伏取付部を持つ
可操翼を示す概略図、第５図は２車折曲げ式の可榛翼の
概略図を示す。１・・・本体、２・・・カバー、３・・
・移動側板、３１・・・吐出口、４・・・固定側板、４
１・・・吸入口、６・・・ロー夕、７・・・可榛翼、８
・・・可榛カムリング、８１・・・内側カムＩＪング、
８２・・・外套、８３・・・細長孔、８４・・・中央仕
切部、Ａ・・・加圧室。 ギナ図 券２図 次３図． グ４図． ず５図．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 吸入口を有する固定側板と吐出口を有する移動側板
   並びに両者間に装着されたカムリングとによつて構成さ
   れる室内において可撓翼を放射状に固着したロータを回
   転させる可撓翼形回転ポンプ、モータにおいて、上記移
   動側板は、吐出口と連通して設けられた加圧室内の吐出
   流体の吐出圧力によつて固定側板方向に対向状態で押圧
   される構成となし、カムリングは巾狭の中央仕切部を挾
   んで２列の細長孔を円周方向に複数個形成した比較的厚
   みの薄い内側カムリングと外套からなる受圧時幅方向に
   弾性変形可能な可撓カムリングで、本体外側より挿通し
   た螺子によつて楕円状に変形可能に設けられ、可撓翼は
   弾性体の薄板製でロータに対し巻締方向に放射状に取り
   付けられ、その先端をＳ字形に反転し、カムリングの最
   大、最小径に呼応して弾性変形可能とした可変容量形の
   可撓翼形回転ポンプモータ。