JPS6060288A - ベ−ンポンプ又はモ−タ - 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 本発明は、液体や気体の流体を圧送したり汲み上げたり
する手段、或は流体圧を回転トルクに変換する手段とし
て、カムリングの内部にロータを設け、カムリングの内
周に摺接せしめられる複数のベーンを夫々ロータの周囲
に備わるベーン嵌挿用孔に滑動自在に嵌挿しだ形式のロ
ータリ一式の流体ベーンポンプ又はモータに関するもの
である。

・従来技術 」−記のような形式のベーンポンプ又はモータは従来公
知であり、例えば空調装置用コンプレッサその他に広く
利用されている。従来この（ｌｎのベーンポンプ又はモ
ータでは、作動にとって重要な要素としてのカムリング
内周に各ベーンを接圧するだめの接圧力を、ロータの回
転による遠心力、又はばねによる弾圧力、又は浦等の液
圧力、又はそれらの複合力を各ベー７に作用させて得る
ものとされていたところである。しかし、いずれにして
も、この種のベーンポンプ又はモータでは、カムリング
内周への各ベーンの接圧力がロータの一回転の聞の回転
角度位置の変化や回転速度の変化において絶えず変動し
、ローフ回軸の時と回転停止の時との間でも変動を生じ
るというように各ベーンの作動の不安定ザ素が畠く、カ
ムリング内周への各ベーンの接圧力とこれによるカムリ
ングの内部に形成される各流体収容室間の気密性をいか
なる場合でも常に均等に一定に保つことが非常に困難で
あって、カムリング内周に対する良好な摺動追従性が保
障され’）ｊｌｔ　＜てベーンの飛びばねを生じ易く、
特にロータが回転停止状態から回転状態に入る起動時に
おいてベーンの飛びばねを生じて立ち一１ニリの作動性
能の低１：と騒音と振動の発生やベーンやカムリングの
損耗の急速な促進を生じることとなるといった問題があ
り、このことが動力損と消耗度を低く、静粛にして耐久
性に優れる安定した高い性能のものを得る上で重要な阻
害安置となっていた。従って、そのような問題を解決す
る工夫が従来から種々なされてｂだのであるが、１１４
造が複雑になったりしちＭまだｒδ■単にして優秀な解
決策が実現されていない実情にある。

発明の目的 本発明は上記のようなベーンポンプ又はモータの問題を
解決して、簡単な］１４造でカムリンク内周への各ベー
ンの接圧力とこれによるカムリング内部に形成される各
流体収容室間の気密性をいかなる場合でも常に均等に一
定に保ち得るようにし、カムリング内周に対する各ベー
ンの摺動追従性を良好ならしめてベーンの飛びはねをな
くし、高い性能を得るようにすることをト１的とするも
のである。

発明の構成 上記の目的において本発明は、カムリングの内周に摺接
せしめられる複数のベーンを泪動自在に嵌挿するところ
のロータにα１ｆわる各ベーンの嵌挿用孔をベーンの滑
動部分より内側で連通させ、この連通によって構成され
る空間の容ＬＩｉを、各ベーンがカムリングの内周に接
した状態でロータがいかなる回転角度位置にあっても一
定であるものとし、この空間に油等の流体を充填したこ
とを構成の骨子とするものであり、これにより、ロータ
が回転している時と回転していない時とにかかわりなく
、且いかなる回転作動状態にあっても、常に各ベーンが
空間に充填された流体を介して４目関的に均衡状に保た
れて、カムリング内周に均等に一定の接圧力をもって接
圧する状態に保たれる作用を得るようにしたものである
。

実施例の説明 本発明を実施例について図面を参照して説明すると、図
面はコンプレッサ等に利用し得る圧力平衡形のベーンポ
ンプについての一実施例を示すものであって、胴体（１
）に偏心カムリング（２）が形成され、その内部には胴
体（１）に回１匹自在に装設されたロータ輔（３）に取
ｆ′ＸＪけられたロータ（４）が１投けられている。カ
ムリング（２）の内周（２ａ）ハロータ輔（３）の軸む
を中心とする最大偏心量部分と最小偏心量部分とを夫々
対称的に２箇所にもつ楕円形に形成されている。ロータ
（４）は外周直径がカムリング（２）の内周の両最小偏
心量部分間の距離に略々対応する円形に形成されている
。

従って胴体（１）の内部には、カムリング（２）の内側
においてロータ（４）を門にした両側に流体を収容し得
る空室が対称的に形成され、これら空室への空気等の気
体又は水や油等の液体の導入と吐出のだめの流体導入口
（５）と流体吐出口（６）とが、ロータ（４）の図面に
矢印で示す回転方向の上側とｆ側との関係においてカム
リング（２）における内周の最小偏心量部分のｆ］近に
夫々設けられている。

ロータ（４）の周囲には４５°の角度の位相をもって放
射状に溝状の４つのベーン嵌挿用孔（７）が備わり、こ
れら嵌挿用孔（７）にベーン（８）が出没の滑動を自在
に密接状に嵌挿されており、その７１′ｌ動においてロ
ータ（４）が回転するに際して各ベーン（８）の先端が
カムリング（２〕の内周に摺接せしめられ得るようにな
っている。

」二記のロータに備わる各ベーンの嵌挿用孔（刀は、ロ
ータ（４）の回転に際してベーン（８）の先端がカムリ
ング（２）の内周に接するに必要なベーンの滑動部分を
こえて更に内側に余分の空間をもつように深く形成され
ている。このように深く形成された各ベーンの嵌挿用孔
（刀は、ベーン（８）の滑動部分より内側で、ロータ（
４）の側面に環状に設けた溝からなる連通路（９）によ
って相互に連通させられている。しかして各ベーンの嵌
挿用孔（７）のベーン（８）が嵌挿されて占有される部
分を除く内側と、これらを連通ずる連通路（９）とによ
り、これらが一連になった一つの密閉状の空間θ０）が
１１１４成されている。

なお、上記の連通路（９）は、例えば胴体（１）の側壁
の内面に環状に溝を設けて形成したり、ロータ（４）の
適所に孔を設けて形成したり等の変形が＋、ｉＪ能であ
る。まだ各ベーンの嵌挿用孔（７）は、必ずしもベーン
（８）の滑動部分をこえて更に内（１１１１に余分の空
間をもつように深く形成する必要はなく、余分の空間を
なくしてベーン（８）の必要な滑のである。要は各ベー
ンの嵌挿用孔（７）をベーン（８）の滑動部分より内側
で連通させて一連に−っの密閉状の空間（１０１を構成
することである。

ここにおいて、上記のように（’ｊｌ；成された空間（
１０１の容積は、各ベーン（８）の先端がいずれもカム
リング（２）の内周に接した状態でレーク（４）がいが
なる回転角度位置にあっても一定であるものとしである
。即ち、各ベーン（８）の先端がいずれもカムリング（
２）の内周に接しながらリーク（４）が回転する場合の
カムリング（２）の内周の偏・し形状に従った各ベーン
（８）の嵌挿用孔（７）に対する出没の量が、ロータ（
４）がいかなる回転角度位置にあっても常に総体におい
て加減補完し合って均衡するように、カムリンク蛍２）
の内周の偏心形状と１ノータ（１０１の保有するベーン
（８）の数と位相角度とのＡ目間関係において設定する
ことにより、そのように増大と縮小を生じる各ベーン嵌
挿用孔（カの内側空間の総体の容積と、これらの連通路
（９）の総体の容積との総和で構成される総体的な空間
００）の総容積が、ロータ（４）の回転角度位置がｂか
なる状態にあっても常に一定不変であるものとしである
。

そのように各ベーン（８）の先端がいずれもカムリング
（２）の内周に接する状態でロータ（４）がいかなる回
転角度位置にあっても容積を一定であるものとした各ベ
ーンの嵌挿用孔（７）のベーン（８）が占有する部分を
除く内側空間とこれらの連通路（９）の総和として構成
される空間（Ｉｔ）ｌには、好ましくは潤滑面のような
粘度の高い油等からなる流体０υヲ、各ベーン（８）を
いずれもカムリング（２）の内周に接する状態にお込て
充満するように密封状に充填しである。この充填のだめ
には、例えば好ましくは、ロータ（４）がいかなる回転
角度位置にあっても空間α０）の１７４成部分としての
連通路（９）に対して連通ずるような胴体（１）の側壁
の所定箇所に注入孔＋１２１を設け、この注入孔（Ｉ２
）に、外部の適所に設けた流体供給部（Ｉ３）を、逆止
弁α滲等を介してパイプ等の流路（Ｉ■で接続するもの
とされる。このようにして所望の油等の流体（１１１を
供給部０３）から流路０５）を通し逆止弁（ｌ（イ）を
介して注入孔のとされる。この場合、逆止弁θ４は、空
間（１０）に注入充填された流体ＯＤの供給部（１３）
　［１１１１への逆流を阻止して空間００）に封入状に
維持すると共に、空間（１０１に注入充填された流体０
１＋が例えばロータ（４）の側面と胴体（１）の側壁の
内面との摺動部や各１１χ挿用孔（７）におけるベーン
（８）の滑動部分等からもしもリークを生じた場合に、
これに応じて該逆止弁（ｌ（イ）の空間（１０）側と供
給部０３）側との聞で生じる圧力差によって自動的に供
給部０３）がら空間００）に流体（Ｉｌｌの補充流入を
生じて常に流体（１１）が空間（１０）に充満状に定量
充填された状態を維持する作用を果す。また供給部Ｑ３
１は流量式アキュームレーク又は簡単なポンプのような
もので注入すべき流体を適量貯留しながら常に逆止弁（
１４１を介して空間００）に向けて若干の適度の流圧を
与えるものとして構成され得る。また図示しないが、空
間（１０）への流体（ｉｌｌの注入充填を円滑化するた
め、注入孔（Ｉ２）とは別の箇所において連通路（９）
その他の空間００）の適所に連通して外部に空気や注入
流体を逃し或は抜き出すことのできる抜き孔をバルブ等
で開閉自在にして設けるようなことが必要に応じてなさ
れ得る。

す」二の構成の作用を述べると、ロータ軸（３）でロー
タ（４）を回転し、各ベーン（８）のロータ（４）にお
ける嵌挿用孔（７）に対する出没の滑動の自在性におい
て各ベーン（８）の先端をカムリング」２）の内周に接
するものとすると、それらベーン（８）で胴体（１）の
内部のカムリング（２）の内側の空室に流体導入口（５
）の側と吐出口（６）の側とで圧力差を生じ、空気等の
気体又は水や油等の液体を導入１コ（５）から導入して
吐出１コ（６）から押し出すポンプとして機能する。こ
こにおいて、ロータ（４）における各ベーンの嵌挿用孔
（７）がベーンの滑動部分より内側で連通路（９）で相
互に連通されて一つの密閉状の空間（１０）が構成され
、この空間００）に油等の流体（Ｉυが充満して封入状
に充填されていることにより、その充填された流体（１
１）で各ベーン（８）の後部が抑圧状に支承されて各ベ
ーン（８）の先端がｂずれもカムリング（２）の内周に
接圧姥しめられる。

そして空間ａＯ）の容積が各ベーン（８）の先端がいず
れもカムリング（２）の内周に接した状態でロータ（４
）がいかなる回転角度位置にあっても一定であるものと
されており、これに流体圓が充満して封入状に充填され
て因るものであるから、ロータ（４）がいかなる回転角
度位置にあっても常に各ベーン（８）が流体Ｕυを媒介
にして相互補完的に連動関係をもって均衡していずれも
先端をカムリング（２）の内周に均等に一定の接圧力で
接圧せしめられる状態に保たれる。即ち、ロータ（４）
が回転する時、各ベーン（８）において、先端がカムリ
ング（２）の内周の最大偏心量部分から最小偏心量部分
に向って摺動移行するベーンが、これに従って嵌挿用孔
（７）に没入する滑動を生ぜしめられて流体口）を押圧
し、この流体の抑圧が、同時的にカムリング（２）の内
周の最小偏心量部分から最大偏心量部分に向って摺動移
行す５るベーンを、丁度その摺動移行のために嵌挿用孔
（７）から押し出し滑動させるものとして作用し、この
ようにして常に各ベーン（８）が均衡的に先端を均等に
一定の接圧力でカムリング（２）の内周に接する状態に
保たれる。

しかして、そのように空間００）に充填の流体（１０に
よって、ロータ（４）がいかなる回転角度位置にあって
も各ベーン（８）が均衡状に先端をカムリング（２）の
内周に均等な接圧力で接圧する状態は、ロータ（４）が
口伝速度を変化しても、回転停止しても常に同じように
得られ゛る。従ってロータ（４）が回転停止状態から回
転状態に入る起動時においてもいかなる場合でも、各ベ
ーン（８）の先端のカムリング（２）の内周への接圧が
均等に一定に保たれ、その接圧摺動の追従性と、それに
より形成される各流体収容室の気密性が常に良好に得ら
れ、ベーンの踏び挑ねを生ずるようなことがなくなる。

以って簡単な構造で、騒音や振動の発生や損耗を抑制し
、静粛にして耐久性に優れ、立ち上りからいかなる作動
状態にあっても作動円滑にして高い性能が得られるもの
である。

なお以上に説明した図示の実施例はポンプであるが、こ
れを同様な１１Ｇ成で流体の導入に１（５）の側と吐出
口（６）の側とを逆の関係にして圧力流体によってその
圧力をロータ（４）の回転ｌ−ルクに変換する流体モー
タとすることができるのは勿論である。また本発明は、
カムリング（２）の偏・Ｕの内周形状と、ベーン（８）
の数と位相角度との関係設定に関し、図示例のものに限
らず、また圧力平衡型のものに限らず種々に変形して実
施し得るものである。また本発明は、ベーン（８）の力
ｌ・リング（２）の内周への接圧にばねの弾圧力を併用
する」；うな変形の実施も可能である。

発明の効果 以上のようにして本発明によれば、ロータの各ベーンの
嵌挿用孔をベーンの滑動部分より内側で連通させ、この
連通によって構成される空間の容積を、各ベーンがカム
リンクの内周に１２〕した状態でロータがいかなる回転
角度位置にあつても一定であるものとし、この空間に流
体を充填したことにより、ロータが回転停止している時
にあっても、いかなる速度の回転作動状態にあっても各
ベーンが空間に充填された流体を媒介にして相関的に均
衡状に保たれて、カムリング内周への各ベー／の接圧力
とこれによるカムリング内部に形成される各流体収容室
間の気密性がいかなる場合でも常に均等に一定に保たれ
得、カムリング内周に対する各ベーンの摺動追従性を良
好ならしめ、ベーンの飛び跳ねをなくすることがてきる
ものであって、従来のこの種のベーンポンプ又はモータ
に認められだベーンの作動の不安定性に関する問題が解
消され、簡単な（１１Ｇ造で作動の円滑性においても静
粛性においても耐久性においても優れた常に安定した高
い性能を得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に従うベーンポンプの−’］　施例を示す
もので、第１図は横断面図、第２図は面断面図である。 （１）・・・・＋１１ｉｉＪ　体（８）・・・・ベーン
（２）・・・・カムリング　（９）・・・連通路（２ａ
）・・カムリング内周　（ｌｏｔ・・・・空間（３）・
・・・・ロータｉｌ［ｌｌｌ　（１１）・・・・充填流
体（４）・・・・・・ロータ　（Ｉ２）・・　注入孔（
５）・・・・・・流体導入口　（１３）・・・流体供給
部（６）　・・吐出口　Ｏａ・・・・・逆１１−弁（７
）・・・・・ベーン嵌挿用孔 特許出願人　−井　洋　− 代　理　人　新　実　健　部 （外１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 カムリングの内部にロータが設けられ、前記カムリング
   の内周に摺接せしめられる複数のベーンが夫々前記ロー
   タの周囲に備わるベーン嵌挿用孔にｔ１ψ動自在に嵌挿
   されているベーンポンプ又はモータにおいて、 １３ｉＪ記各ベーンの嵌挿用孔をベーンの澗動部分より
   内側で連通させ、この連通によって構成される空間の容
   積を、前記各ベーンが前記カムリングの内周に接した状
   態で前記ロータがいかなる回転角）夏位置にあっても一
   定であるものとし、この空間に流体を充填したことを特
   徴とするベーンポンプ又はモータ。