JPS6118002B2 - - Google Patents

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JPS6118002B2
JPS6118002B2 JP10333981A JP10333981A JPS6118002B2 JP S6118002 B2 JPS6118002 B2 JP S6118002B2 JP 10333981 A JP10333981 A JP 10333981A JP 10333981 A JP10333981 A JP 10333981A JP S6118002 B2 JPS6118002 B2 JP S6118002B2
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JP
Japan
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vane
cam surface
tip
contact
chip
Prior art date
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Application number
JP10333981A
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Japanese (ja)
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JPS588201A (en
Inventor
Takeyasu Ueno
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Sanwa Seiki Ltd
Original Assignee
Sanwa Seiki Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6118002B2 publication Critical patent/JPS6118002B2/ja
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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
    • F01C21/08Rotary pistons
    • F01C21/0809Construction of vanes or vane holders

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車のブレーキ系等に使用する自
動車用真空ポンプに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an automobile vacuum pump used in an automobile brake system, etc.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、自動車に使用されている真空ポンプは その押しのけ容積として22〜120c.c./revのもの
が実用に供されているが、これら真空ポンプのベ
ーンにおけるチツプの形状は、その押しのけ容積
と無関係に6mmの曲率半径の小さな円弧形状とさ
せ、且つその曲率半径の中心はベーンの厚みの中
心に存在している。
Conventionally, vacuum pumps used in automobiles have been put into practical use with a displacement of 22 to 120c.c./rev, but the shape of the tip in the vane of these vacuum pumps has nothing to do with the displacement. The vane has a small arc shape with a radius of curvature of 6 mm, and the center of the radius of curvature is located at the center of the thickness of the vane.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかし、これら従来のベーンにおけるチツプと
カム面との摺動による発熱は外と大きなものとな
つており、これら発熱は下記のような点において
重要な問題を有している。
However, the heat generated by the sliding between the tip and the cam surface in these conventional vanes is extremely large, and this heat generation poses important problems in the following points.

これら真空ポンプが自動車に搭載されてブレー
キ用等として使用される場合、その真空ポンプの
駆動は狭いエンジンルーム内において有効に駆動
されなければならないため、エンジンによつて駆
動されている発電機を介して駆動される構成とな
る。その結果、その駆動における最高回転は
10000rpmにも達するものとなつており、且つ上
記ベーンにおけるチツプとカム面の回転摺動部分
には、その摺動の潤滑油としてエンジンオイルを
共用している。
When these vacuum pumps are installed in automobiles and used for brakes, etc., the vacuum pumps must be driven effectively within a narrow engine room, so they must be driven by a generator driven by the engine. The configuration is such that it is driven by As a result, the maximum rotation in that drive is
The speed reaches as much as 10,000 rpm, and engine oil is commonly used as a lubricant for the rotating and sliding parts of the tip and cam surface of the vane.

また、このようなエンジンオイルによる真空ポ
ンプの潤滑油の油量も、自動車の限られた空間と
重量の面から、400c.c./min程度の非常に少ない
量に限定されている。
Further, the amount of lubricating oil for the vacuum pump using such engine oil is limited to a very small amount of about 400 c.c./min due to the limited space and weight of the automobile.

このように、自動車用の真空ポンプは非常に微
小な潤滑油の使用状態のもと非常な高速回転によ
つて使用されている。
As described above, vacuum pumps for automobiles are used by rotating at extremely high speeds and using very small amounts of lubricating oil.

そのため、これら潤滑の後、真空ポンプから出
てきた潤滑油の温度は、その最高速時において
180℃程度の非常な高温となつている。
Therefore, after these lubrications, the temperature of the lubricating oil coming out of the vacuum pump at its maximum speed is
The temperature is extremely high, around 180℃.

しかし、このような高温となつたエンジンオイ
ルは急速な酸化による劣化が進むことになる。し
たがつて、このような上記チツプにおける摺動発
熱は極力小さく抑えなければならない。
However, engine oil heated to such a high temperature deteriorates due to rapid oxidation. Therefore, the heat generated by sliding in the chip must be kept as low as possible.

本発明の目的は、上記のようなベーンのチツプ
における発熱量を削減した自動車用真空ポンプを
提供することにある。
An object of the present invention is to provide a vacuum pump for an automobile in which the amount of heat generated in the vane chip as described above is reduced.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は下記のような構成からなつている。 The present invention consists of the following configuration.

ロータの径方向に削設した溝には、前記径方向
への摺動運動を可能にベーンを挿嵌し、 前記ベーンのチツプが接触しながら回転摺動を
行なつているカム面の形状は円形状をなした 上記構成において、 前記チツプの形状は、 イ 前記ロータにおける回転中心と前記カム面の
円形状中心とを結んだ線に対して、そのチツプ
を形成しているベーンの挿嵌している前記溝が
垂直に位置し、且つそのベーンが圧縮行程にあ
るとき、そのベーンにおける前記回転する方向
の前面3dから潤滑油導入部に相対する所定の
距離tcを隔てたチツプ上の位置が前記カム面に
接し、 且つその接触部分におけるその接触は、前記
カム面に接している該チツプの表面が、前記ロ
ータの駆動軸に対する垂直面において前記カム
面に内接する円弧形状をなし、 ロ 前記ロータにおける回転中心と前記カム面の
円形状中心とを結んだ線に対して、そのチツプ
を形成しているベーンの挿嵌している前記溝が
垂直に位置し且つそのベーンが膨張行程にある
ととき、そのベーンの前記前面に対する後面と
そのチツプとの交点mが前記カム面に接し、 且つその接触部分におけるその接触し、前記
カム面に接している該チツプの表面が、前記ロ
ータの駆動軸に対する垂直面において前記カム
面に内接する円弧形状をなし、 ハ 前記潤滑油導入部を含めた前記前面から前記
後面にまで至る該チツプの全表面が、前記垂直
面内において単一の曲率半径からなる円弧形状
をなしている、 以上の構成をなしている。
A vane is inserted into a groove cut in the radial direction of the rotor to enable sliding movement in the radial direction, and the shape of the cam surface with which the tip of the vane rotates and slides while in contact is In the above configuration having a circular shape, the shape of the tip is such that: (a) the vane forming the tip is inserted into a line connecting the rotation center of the rotor and the circular center of the cam surface; When the groove is vertically located and the vane is in the compression stroke, a position on the chip opposite to the lubricating oil introduction part from the front surface 3d of the vane in the rotating direction is The chip is in contact with the cam surface, and the contact at the contact portion is such that the surface of the chip that is in contact with the cam surface has an arc shape inscribed in the cam surface in a plane perpendicular to the drive shaft of the rotor; The groove into which the vane forming the chip is inserted is perpendicular to the line connecting the rotation center of the rotor and the circular center of the cam surface, and the vane is in the expansion stroke. At this time, the intersection point m of the rear surface of the vane with respect to the front surface and the tip touches the cam surface, and the surface of the tip that is in contact with the cam surface at the contact portion is driven by the rotor. It has a circular arc shape inscribed in the cam surface in a plane perpendicular to the axis, and (c) the entire surface of the chip from the front surface to the rear surface including the lubricating oil introduction part has a single radius of curvature in the vertical plane. It has an arc shape consisting of the following configuration.

〔作 用〕[Effect]

上記本発明の構成における作用は下記のとおり
である。
The effects of the configuration of the present invention described above are as follows.

本発明における自動車用真空ポンプのベーンに
おけるチツプの形状は、 〓イ)ロータにおける回転中心とカム面の円形状
中心とを結んだ線に対して、そのチツプを形成し
ているベーンの挿嵌している溝が垂直に位置し、
且つそのベーンが圧縮行程にあるとき、そのベー
ンが回転する方向の前面から潤滑油導入部に相対
する所定の距離を隔てたチツプ上の位置がカム面
に接し、 且つその接触部分におけるその接触は、カム面
に接している該チツプの表面が、ロータの駆動軸
に対する垂直面においてカム面に内接する円弧形
状をなし、〓としている。
The shape of the tip in the vane of the automotive vacuum pump according to the present invention is as follows: (a) The vane forming the tip is inserted into the line connecting the rotation center of the rotor and the circular center of the cam surface. The grooves are located vertically,
In addition, when the vane is in the compression stroke, a position on the chip that is a predetermined distance away from the front surface in the direction in which the vane rotates and faces the lubricating oil inlet is in contact with the cam surface, and the contact at the contact portion is , the surface of the chip in contact with the cam surface has an arcuate shape inscribed in the cam surface in a plane perpendicular to the drive shaft of the rotor.

ここで、イ)において〓ロータにおける回転中
心とカム面の円形状中心とを結んだ線に対して、
そのチツプを形成しているベーンの挿嵌している
溝が垂直に位置し、且つそのベーンが圧縮行程に
あるとき、〓とは、ロータの1回転ごとに、ベー
ンがカム面に対して最も厳しく傾斜する2位置の
うちの一方の位置を意味し、且つその傾斜は、そ
のチツプとカム面が接触する全部分のうち、その
全部分におけるチツプ回転方向の最前面部分がカ
ム面に接触するときであることを意味している。
Here, in (a), with respect to the line connecting the rotation center of the rotor and the circular center of the cam surface,
When the groove into which the vane that forms the chip is inserted is vertically positioned, and the vane is in the compression stroke, 〓 means that the vane is at its most opposite to the cam surface for each revolution of the rotor. One of two severely inclined positions, and that inclination is such that the frontmost part in the direction of rotation of the tip contacts the cam surface of all the parts where the tip and cam surface contact. It means that it is time.

この場合において、ベ−ンに生じている遠心力
によつて、ベーンチツプがカム面に及ぼす力は、
ヘルツの理論より、カム面に接している部分のチ
ツプ曲面が、可能な限り、その曲率半径を大きく
していることが望ましい。
In this case, the force exerted by the vane tip on the cam surface due to the centrifugal force generated on the vane is:
According to Hertz's theory, it is desirable that the radius of curvature of the chip curved surface in contact with the cam surface be as large as possible.

また、そのためにはチツプ全面を有効に利用し
て、その全面がカム面へ全て順次接触してゆくこ
とが望ましいことになる。
In addition, for this purpose, it is desirable to effectively utilize the entire surface of the chip so that the entire surface comes into contact with the cam surface one after another.

このようなことから、チツプの最後縁部分を含
めたチツプのカム面に対して有効に摺動接触して
ゆくためには、この〓ロータにおける回転中心と
カム面の円形状中心とを結んだ線に対して、その
チツプを形成しているベーンの挿嵌している溝が
垂直に位置し、且つそのベーンが圧縮行程にある
とき〓にベーンの回転方向におけるチツプの最前
線をカム面に接触させるようにしていることが望
ましい。
For this reason, in order to make effective sliding contact with the cam surface of the chip, including the rearmost edge of the chip, it is necessary to connect the rotation center of the rotor with the circular center of the cam surface. When the groove in which the vane forming the tip is inserted is perpendicular to the line, and the vane is in the compression stroke, the front edge of the tip in the direction of rotation of the vane should be aligned with the cam surface. It is desirable that they are in contact with each other.

しかし、そのような構成とすると、ベーンの進
行方向と向つてチツプの前面に潤滑油の導入部分
が存在しないことになつてチツプ摺動面の潤滑が
できず、逆にそのチツプにおける進行方向最前縁
が、カム面から潤滑油をかき落としてしまうこと
になる。
However, with such a configuration, there is no introduction part for lubricating oil on the front side of the chip facing the direction of travel of the vane, making it impossible to lubricate the sliding surface of the chip. The lip will scrape the lubricant off the cam surface.

このようなことより、本発明においては、その
潤滑に必要な潤滑油の導入部として、 「ロータにおける回転中心とカム面の円形状中
心とを結んだ線に対して、そのチツプを形成して
いるベーンの挿嵌している溝が垂直に位置し、且
つそのベーンが圧縮行程にあるとき、〓におい
て、 そのベーンが回転する方向の前面から潤滑油導
入部に相当する所定の距離を隔てたチツプの位置
がカム面に接し、」 とし、 〓且つその接触部分におけるその接触は、カム
面に接している該チツプの表面が、ロータの駆動
軸に対する垂直面においてカム面に内接する円弧
形状をなしている、〓 としている。
For this reason, in the present invention, as an introduction part for the lubricating oil necessary for lubrication, the tip is formed along the line connecting the rotation center of the rotor and the circular center of the cam surface. When the groove into which the vane is inserted is vertical and the vane is in the compression stroke, the vane is spaced a predetermined distance from the front in the direction of rotation, corresponding to the lubricating oil introduction part. The position of the tip is in contact with the cam surface, and the contact at the contact portion is such that the surface of the tip in contact with the cam surface has an arc shape inscribed in the cam surface in a plane perpendicular to the drive shaft of the rotor. I am doing it, I am doing it.

すなわち、 1 チツプの回転方向前面には必要最小長さの潤
滑油導入部を設けているものであり、 2 そのカム面に対するチツプ「接触部分」にお
けるチップ形状が、カム面に対して内設する円
弧形状となつているから、ベーンに生ずる遠心
力によつてチツプがカムへ及ぼす応力を小さく
するようになつている。
That is, 1. A lubricating oil introduction part of the required minimum length is provided on the front surface in the rotational direction of the chip, and 2. The shape of the chip at the "contact area" of the chip with respect to the cam surface is internal to the cam surface. The arc shape reduces the stress exerted by the tip on the cam due to the centrifugal force generated in the vane.

また、ここで注意すべきことは、その遠心力
は、ロータが10000rpm以上にもなることから非
常に大きな値となつていることである。
Also, what should be noted here is that the centrifugal force is a very large value because the rotor speed is over 10,000 rpm.

更に、本発明における自動車用真空ポンプのベ
ーンにおけるチツプ形状は 〓ロ)ロータにおける回転中心とカム面の円形
状中心とを結んだ線に対して、そのチツプを形成
しているベーンの挿嵌している溝が垂直に位置し
且つそのページが膨張行程にあるとき、そのペー
ジ前記前面に対する後面とそのチツプとの交点が
カム面に接し、 且つその接触部分におけるその接触も、カム面
に接している該チツプの表面が、ロータの駆動軸
に対する垂直面においてカム面に内接する円弧形
状をなした〓 ものとなつている。
Furthermore, the shape of the tip of the vane of the automotive vacuum pump according to the present invention is determined by the following: (b) The shape of the vane forming the tip with respect to the line connecting the rotation center of the rotor and the circular center of the cam surface. When the groove is located vertically and the page is in the expansion stroke, the intersection of the rear surface of the page with the front surface and the tip touches the cam surface, and the contact at the contact part also touches the cam surface. The surface of the chip is in the shape of an arc inscribed in the cam surface in a plane perpendicular to the drive shaft of the rotor.

ここで、〓ロータにおける回転中心とカム面の
円形状中心とを線に対して、そのチツプを形成し
ているベーンの挿嵌している溝が垂直に位置し且
つそのベーンが膨張行程にあるとき、〓とは、ベ
ーンがカム面に対して最も厳しく傾斜する上記2
位置のうち他方の位置を示し、且つその傾斜の方
向はチツプがカム面と接触する部分のうち、ベー
ンの回転方向における最後縁部に位置する部分が
カム面に接触する位置を意味している。
Here, the groove in which the vane forming the chip is inserted is located perpendicular to the line between the rotation center of the rotor and the circular center of the cam surface, and the vane is in the expansion stroke. When, 〓 means 2 above when the vane is most severely inclined with respect to the cam surface.
The other position is shown, and the direction of inclination means the position where the rearmost edge of the tip in the rotation direction of the vane contacts the cam surface among the parts where the tip contacts the cam surface. .

すなわち、この状態においてチツプとカム面と
の接触部分は、チツプとカム面が接触している部
分のうちその回転方向が最後端が接触し、その前
端はカム面から離れている状態にあるため、この
状態においてチツプには潤滑油が十分導入する状
態となつている。
In other words, in this state, the contact portion between the tip and the cam surface is such that the rearmost end in the rotating direction of the portion where the tip and the cam surface are in contact is in contact, and the front end is away from the cam surface. In this state, sufficient lubricating oil is introduced into the chip.

したがつて、この状態においては、チツプの進
行方向における最後縁部(『ベーンの進行方向前
面に対する後面とチツプとの交点m』がカム面と
接触していることになる。
Therefore, in this state, the rearmost edge of the tip in the advancing direction (the ``intersection m of the rear surface of the vane with respect to the front surface in the advancing direction and the tip'') is in contact with the cam surface.

また、そのカム面に対するチツプ「接触部分」
におけるチツプ形状も、上記と同様に、カム面に
対して内設する円弧形状となつているから、ベー
ンに生ずる遠心力によつてチツプがカム面へ及ぼ
す応力を小さくするようにしている。
Also, the tip "contact part" to the cam surface.
Similarly to the above, the shape of the tip is also an arcuate shape disposed within the cam surface, so that the stress exerted by the tip on the cam surface due to the centrifugal force generated in the vane is reduced.

その結果、そのチツプ形状は、ロータが1回転
するごとに、その進行方向前面に必要最小限の潤
滑油の導入部分を設けていることを除き、そのチ
ツプ最後縁部までも含めてチツプ全面の全てがカ
ム面と有効に順次接触してゆくことになる。
As a result, the shape of the chip covers the entire surface of the chip, including the rearmost edge of the chip, except for the minimum required lubricant introduction part provided at the front in the forward direction of the rotor for each rotation of the rotor. All will come into effective sequential contact with the cam surface.

このことは、チツプ面の全てが、その前側から
その最後縁部まで、順次移動してカム面に接触し
てゆくため、そのカム面との接触分坦部分が広く
なり、チツプの疲労を軽減させることになる。
This means that all of the tip surfaces sequentially move from the front side to the rearmost edge and come into contact with the cam surface, which increases the flat area in contact with the cam surface, reducing tip fatigue. I will let you do it.

更に、 〓ハ)チツプにおける潤滑油導入部を含めた進
行方向前面から進行方向後面にまで至る該チツプ
の表面が、ロータ回転軸に対する垂直面内におい
て単一の曲率半径からなる円弧形状をなしてい
る。〓 ものとなつている。
Furthermore, c) the surface of the chip, including the lubricating oil inlet, from the front surface in the direction of travel to the rear surface in the direction of travel has an arc shape with a single radius of curvature in a plane perpendicular to the rotor rotation axis; There is. 〓 It has become a thing.

このことは、上述のベーンが最も傾斜したそれ
ぞれの位置においても、チツプ形状がカム面に対
してそれぞれ内設する曲率となりながら、それら
の曲率は、共通して同一の共有した曲率であつ
て、且つ、そのチツプ全面が、潤滑油導入部まで
も含めて、単一の円弧となりうることを示してい
る。
This means that even at each of the positions where the vane is most inclined, the tip shape has its own curvature with respect to the cam surface, but these curvatures are the same shared curvature. It also shows that the entire surface of the chip, including the lubricating oil inlet, can form a single circular arc.

したがつて、このようにチツプの全ての面積を
単一の曲率で形成させることは、そのチツプの面
を有効に利用して、その曲率を最大にすることが
可能となるから、チツプとカム面における面圧が
小さくなり、その摺動における発熱も小さくなる
ことを意味している。
Therefore, forming the entire area of the chip with a single curvature in this way makes it possible to effectively utilize the surface of the chip and maximize its curvature. This means that the surface pressure on the surface is reduced, and the heat generated during sliding is also reduced.

なお、この上記条件を全て満たして、チツプが
単一の円弧によつて形成できることは、後述の実
施例における理論解析において証明している。
The fact that the chip can be formed by a single circular arc while satisfying all of the above conditions has been proven in the theoretical analysis in the Examples described later.

また、この場合において、そのチツプ形状はそ
の進行方向の前側に潤滑油の導入部分を設け、そ
の進行方向の後側がすべてカム面と接触するよう
になつており、且つその潤滑油の導入部とその後
側の部分のすべてが〓単一の円弧形状をなし〓て
いる。
In addition, in this case, the shape of the tip is such that the lubricating oil introduction part is provided on the front side in the direction of movement, and the rear side in the direction of movement is all in contact with the cam surface. All of the parts behind it form a single arc.

このことは、その曲率半径の中心がベーンの厚
み方向の中心から後側にずれていることを示して
あり、従来の曲率半径の中心がベーン厚みの中心
にあることと異なつたものとなつている。
This indicates that the center of the radius of curvature is shifted rearward from the center in the thickness direction of the vane, which is different from the conventional case where the center of the radius of curvature is at the center of the thickness of the vane. There is.

〔実施例〕〔Example〕

以下、実施例に基づいて本発明を説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained based on Examples.

第1図は、本発明における一実施例としての自
動車用真空ポンプを側断面図によつて示したもの
であり、第2図および第3図は、第1図における
ベーン3の拡大した側断面図をそれぞれ示したも
のである。
FIG. 1 shows a side sectional view of an automobile vacuum pump as an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are enlarged side sectional views of the vane 3 in FIG. The figures are shown in each figure.

第1図において、ハウジング1に削設したカム
面1aは中心0からR1の円形状をなし、中心0
から偏心してハウジング1に軸支しているロータ
2は、外径R2の形状をなし、ロータ2の偏心方
向へ垂直な方向として且つロータ2の回転軸方向
に形成する仮想面に平行のオフセツト量eoの位置
には、該位置を中心として溝2aを削設し、溝2
aには、該仮想面と同一径方向への摺動運動を可
能とするベーン3が挿嵌しており、ベーン3にお
けるチツプ3aの形状は 第1図に示す面内において、点Kを中心とする
半径rの円弧をなしている。
In FIG. 1, the cam surface 1a cut into the housing 1 has a circular shape from center 0 to R1.
The rotor 2, which is eccentrically supported in the housing 1, has an outer diameter R2, and has an offset amount perpendicular to the eccentric direction of the rotor 2 and parallel to an imaginary plane formed in the rotation axis direction of the rotor 2. At the position eo, a groove 2a is cut centering on the position, and the groove 2a is
A vane 3 that enables sliding movement in the same radial direction as the imaginary plane is inserted into a, and the shape of the tip 3a of the vane 3 is centered on point K within the plane shown in Fig. 1. It forms an arc with radius r.

カム面1a、ロータ2およびベーン3によつて
形成する押しのけ室4,4は、ロータ2が回転す
ることによつてそれぞれ膨張し、あるいは圧縮す
る行程を繰り返し、その結果、真空ポンプ作用を
行なう構成となつている。
The displacement chambers 4, 4 formed by the cam surface 1a, the rotor 2, and the vanes 3 are configured to repeatedly expand or compress as the rotor 2 rotates, and as a result, perform a vacuum pump action. It is becoming.

以上の本発明における実施例の構成において 以下その作用を説明する。 In the configuration of the embodiment of the present invention described above The effect will be explained below.

エンジンによつてロータ2が矢印5の方向に駆
動されると、各ベーン3は遠心力によつてカム面
1aに押圧力を与えながら、矢印5の方向の回転
によつてカム面1aに案内されながら、溝2a内
を径方向へ摺動運動を繰り返し、そのことによつ
て第1図の下側に位置する押しのけ室4は膨張行
程となつて、図示していない吸入孔からの空気を
吸入し、逆に第1図の上側に至つた押しのけ室4
は該吸入した空気を図示していない吐出孔に吐出
し、該ポンプ作用においてチツプ3aとカム面1
aとの間、あるいはベーン3と溝2aとの間に対
しては、図示していない噴出孔からエンジンオイ
ルを霧状に噴出させて、これを潤滑し、その潤滑
し終えた潤滑油は、エンジンオイルの冷却回路に
おいて冷却される。
When the rotor 2 is driven by the engine in the direction of arrow 5, each vane 3 is guided to the cam surface 1a by rotation in the direction of arrow 5 while applying a pressing force to the cam surface 1a by centrifugal force. While being moved, the sliding movement in the radial direction within the groove 2a is repeated, and as a result, the displacement chamber 4 located on the lower side of FIG. Displacement chamber 4 that inhales and conversely reaches the upper side of Figure 1
discharges the sucked air into a discharge hole (not shown), and in the pumping action, the tip 3a and the cam surface 1
a, or between the vane 3 and the groove 2a, engine oil is jetted in the form of a mist from a jet hole (not shown) to lubricate the space between the vane 3 and the groove 2a. It is cooled in the engine oil cooling circuit.

上記のような作用において、次にベーン3のチ
ツプ3aとカム面1aとの間の回転摺動について
考察する。
In the above-mentioned action, the rotational sliding between the tip 3a of the vane 3 and the cam surface 1a will now be considered.

ベーン3の回転方向(矢印5の方向)における
ベーン3の厚さtは、通常4〜8mm程度の薄いも
のであり、これが毎分数千回転から10000回転以
上に達する高速で回転する遠心力をもつてカム面
1aに押圧していることにより、チツプ3aの曲
率はできる限りカム面1aの曲率に近づけ、且つ
ベーン3における厚さtの全幅を有効に使用し
て、これをカム面1aに接触させ、該接触した面
における面圧を下げて使用することがチツプ3a
における熱発生を小さくすることになる。
The thickness t of the vane 3 in the direction of rotation of the vane 3 (direction of arrow 5) is normally about 4 to 8 mm, and this is due to the centrifugal force of the vane 3 rotating at high speeds ranging from several thousand revolutions per minute to more than 10,000 revolutions per minute. By pressing the tip 3a against the cam surface 1a, the curvature of the tip 3a is brought as close as possible to the curvature of the cam surface 1a, and the full width of the thickness t of the vane 3 is effectively used to apply the tip to the cam surface 1a. Chip 3a can be used by bringing it into contact and reducing the surface pressure on the contacted surface.
This will reduce the amount of heat generated.

しかし、ベーン3は第1図の図示から明らかな
ように、カム面1aの法線joあるいはmoに対し
て、その回転角の移動とともに異なつた傾き角を
有するために、チツプ3aの曲率をカム面1aの
曲率と同一にすることはできない。
However, as is clear from the illustration in FIG. 1, the vane 3 has a different inclination angle with respect to the normal jo or mo of the cam surface 1a as its rotation angle changes. The curvature cannot be made the same as the curvature of the surface 1a.

このようなことより、チツプ3aはカム面1a
の曲率半径より小さい範囲の最大限とりうる大き
な曲率半径によつて設計した形状にした場合、最
も該面圧を小さくできることになる。
For this reason, the tip 3a is attached to the cam surface 1a.
If the shape is designed with a radius of curvature as large as possible within a range smaller than the radius of curvature, the surface pressure can be minimized.

また、上記曲率半径を最大にすることに加え、
チツプ3aにおけるベーン3の進行方向5の前側
部分においては、潤滑油が導入される構成とし
て、チツプ3aが流体軸受作用を行なえるように
したおくことが、チツプ3aとカム面1aとの摺
動摩擦抵抗をより小さくすることにおいて適切な
構成となり、本発明の特徴は、このチツプ全面の
曲率半径を採用しうる最大の値とし、且つその曲
率半径を上記潤滑油導入部を含め、単一の曲率に
形成させ、またそのことは同時にチツプのカム面
に順次接触摺動してゆく部分が広くなつて、チツ
プ面の該接触摺動による疲労を軽減させることに
ある。
In addition to maximizing the radius of curvature mentioned above,
In the front portion of the tip 3a in the traveling direction 5 of the vane 3, lubricating oil is introduced so that the tip 3a can perform a fluid bearing action, which reduces the sliding friction between the tip 3a and the cam surface 1a. This is an appropriate configuration for reducing resistance, and the feature of the present invention is to set the radius of curvature of the entire surface of the chip to the maximum value that can be adopted, and to set the radius of curvature to a single curvature including the lubricating oil introduction part. At the same time, the portion of the tip that comes into contact with and slides on the cam surface of the tip becomes wider, thereby reducing the fatigue of the tip surface due to the contact and sliding.

以下、該曲率半径rのとりうる最大値について
論ずる。
The maximum possible value of the radius of curvature r will be discussed below.

上記したように、ベーン3が厚さtの進行方向
全幅を有効に採用してカム面に接触して摺動する
ためには、ベーン3がカム面1aの法線に対して
最も傾いた状態において、チツプ3aの端部(前
縁あるいは後縁)がカム面1aに対して滑らかに
する円弧の状態、すなわちそれら最も傾斜した状
態においてチツプ形状をなしている曲率半径は、
その接触する位置において、カム面1aに内設す
る曲率半径となつていなければならず、且つその
滑らかに接する円弧がチツプにおいて採用しうる
曲率半径rの最大値となるようになつていなけれ
ばならない。
As mentioned above, in order for the vane 3 to effectively adopt the full width in the advancing direction of the thickness t and slide in contact with the cam surface, the vane 3 must be in the most inclined state with respect to the normal line of the cam surface 1a. In the above, the radius of curvature of the chip shape in the state of the arc where the end (front edge or rear edge) of the chip 3a is smooth with respect to the cam surface 1a, that is, in the most inclined state, is:
The contact position must have a radius of curvature internal to the cam surface 1a, and the smoothly touching circular arc must be the maximum value of the radius of curvature r that can be adopted in the chip. .

このように、カム面1aの法線に対し、ベーン
3が最も傾いた状態は、第1図から明らかなよう
に、ベーン3がロータ2の偏心方向基準線2bに
対して、垂直となつた位置において生じ、またこ
のことは、ベーン3と溝2aとの間のすき間を考
慮して、ベーン3が溝2a内において傾いた状態
を考えても、誤差範囲内において該垂直となつた
位置において、ベーン3がカム面1aの法線に対
して最も傾斜していると見ることが出来る。
As can be seen from FIG. 1, the state in which the vane 3 is most inclined with respect to the normal to the cam surface 1a is the state in which the vane 3 is perpendicular to the eccentric direction reference line 2b of the rotor 2. This also means that even if the vane 3 is tilted in the groove 2a by considering the gap between the vane 3 and the groove 2a, the vertical position within the error range , it can be seen that the vane 3 is most inclined with respect to the normal to the cam surface 1a.

上記最も傾斜しているベーン3の第1図の状態
のうち、下側のベーン3の位置においては、チツ
プ3aとカム面1aとの間に潤滑油が導入し易い
状態(角点mがカム面と接触している状態)とな
るが、上側の位置にあるベーン3はチツプ3aに
おける回転方向の最も前側がカム面1aに接する
状態になつていることが判る。
Among the states of the vane 3 shown in FIG. 1, which are the most inclined, the lower vane 3 is in a state where it is easy to introduce lubricating oil between the tip 3a and the cam surface 1a (corner point m is the cam surface). It can be seen that the vane 3 in the upper position is in a state in which the frontmost side of the tip 3a in the rotational direction is in contact with the cam surface 1a.

したがつて、原則としてはチツプ3aの曲率半
径を最大にすることによつてチツプ3aとカム面
1aとの接触圧力を最小にするように、チツプ3
aの全面が、その回転軸にしたがつて順次カム面
1aに接してゆく構成となりうるようにし、且
つ、該構成において、ベーン3が第1図における
上側の位置の状態においても、ベーン3の前面3
dから距離tcの位置の間は潤滑油の導入部として
のこし、のこるチツプ3aのi〜m間を有効にカ
ム面1aと接触する部分とすれば、カム面1aと
チツプ3aとの接触圧を最も小とし且つチツプ3
a面の軸受能力を高めることができることにな
る。
Therefore, in principle, the tip 3 is designed so as to minimize the contact pressure between the tip 3a and the cam surface 1a by maximizing the radius of curvature of the tip 3a.
In this structure, even when the vane 3 is in the upper position in FIG. Front 3
If the area at distance tc from d is left as a lubricating oil introduction part, and the remaining area between i and m of tip 3a is a part that effectively contacts cam surface 1a, the contact pressure between cam surface 1a and tip 3a is The smallest and chip 3
This means that the bearing capacity of the a-plane can be increased.

ここで重要なことは、チツプ3aの前縁部の潤
滑油導入部以外は、チツプ3aの最後縁部までの
全チツプ面がカム面1aと接触するようにすると
言うことであり、このことがチツプ3aの曲率を
最大にすることになる。
What is important here is that the entire tip surface up to the rearmost edge of the tip 3a should be in contact with the cam surface 1a, except for the lubricating oil inlet at the front edge of the tip 3a. This will maximize the curvature of the chip 3a.

第2図は、上記のように、ベーン3が該垂直と
なつた状態にして、且つベーン3が第1図上側の
押しのけ室4を圧縮してゆく圧縮行程にある状態
を拡大図示したものであり、ベーン3の溝2a内
における傾きが、左側の押しのけ室4を大きくす
る方向に傾斜している場合を示している。
FIG. 2 is an enlarged view of the state in which the vane 3 is in the vertical state and is in the compression stroke where the vane 3 compresses the displacement chamber 4 on the upper side of FIG. 1, as described above. This shows a case where the inclination of the vane 3 in the groove 2a is in the direction of enlarging the left displacement chamber 4.

これに対して、本ベーンポンプ・モータはその
作動によつては、ベーン3の溝2aに対する傾斜
が第2図と逆向きになることも存在するが、該逆
向きの場合は、第1図の傾きに対してチツプ3a
の半径rを大とする方向となるため、作動として
は楽な場合に相当する。
On the other hand, depending on the operation of this vane pump motor, the slope of the vane 3 with respect to the groove 2a may be in the opposite direction to that shown in FIG. 2. Tip 3a for tilt
This corresponds to a case where the operation is easy because the direction increases the radius r.

よつて、チツプ3aの形状は、第2図の厳しい
状態におけるベーン3の傾き方向の場合について
半径rを決定すればよいことになる。
Therefore, the shape of the tip 3a can be determined by determining the radius r for the direction of inclination of the vane 3 in the severe condition shown in FIG.

なお、ベーン3が溝2a内に案内されている長
さが、第2図の構成から明らかなように、2aの
2c側において短かく、2dの側が長い構成とな
るため、以下において該短かい側を「短摺動面」
と名付け、該長い側の2dを「長摺動面」と名付
けている。
Note that, as is clear from the structure of FIG. 2, the length of the vane 3 guided in the groove 2a is short on the 2c side of 2a and long on the 2d side. The side is "short sliding surface"
The long side 2d is named "long sliding surface".

第2図の状態において、カム面1aに対する法
線o〜jに対して、ベーン3は傾斜し、カム面1
aと接する接点j(チツプ3aのカム面1aに接
するうちの最前部)におけるチツプ3aの形状
は、上記の理想を達成するため、カム面1aに接
する円弧をなしている必要があり、そのために
は、該円弧の中心kが法線o〜i上に存在しなけ
ればならない。
In the state shown in FIG. 2, the vane 3 is inclined with respect to the normal line o to j to the cam surface 1a, and
In order to achieve the above-mentioned ideal, the shape of the tip 3a at the contact point j (the frontmost part of the tip 3a in contact with the cam surface 1a) that is in contact with the cam surface 1a must be in the form of a circular arc that is in contact with the cam surface 1a. The center k of the arc must lie on the normal line o to i.

以下、中心kの位置について論ずる。 The location of center k will be discussed below.

第2図において、法線o〜j、偏心方向基準線
2bおよびベーン3における前面3dに平行する
j〜foとより形成する三角形に着目し、該三角形
j・fo・oにおいて、中心kを通り且つ偏心方向
基準線2bに平行なる直線j・o・foと、三角形
j・o・foと三角形j・k・hoは相似となる。
In FIG. 2, we focus on the triangle formed by normal lines o to j, eccentric direction reference line 2b, and j to fo parallel to the front surface 3d of vane 3, and in the triangle j, fo, and o, passing through the center k In addition, a straight line j·o·fo parallel to the eccentric direction reference line 2b, a triangle j·o·fo and a triangle j·k·ho are similar.

よつて、 jk/jo=ho・k/fo・o (1) ここでjk=r jo=R1、ho・k=t4およびfo・
o=x1であるため(1)式を整理すると、 r=R1×t4/x1 (2) となる。
Therefore, jk/jo=ho・k/fo・o (1) where jk=r jo=R1, ho・k=t4 and fo・
Since o=x1, rearranging equation (1) results in r=R1×t4/x1 (2).

次に、2式中の未知数x1を求める。 Next, find the unknown x1 in the 2 equations.

三角形abcと三角形cdeとは相似であり、 c〜bの長さは、近似的に溝2aとベーン3と
の両者におけるロータ回転方向における長さの差
to−t=c1とみなすことができる。
Triangle abc and triangle cde are similar, and the length of c to b is approximately the difference in length between groove 2a and vane 3 in the rotor rotation direction.
It can be considered that to−t=c1.

よつて、 d1/e1=(to−c1)/c2 あるいは C2=(to−c1)×c1/d1 (3) となり、また三角形abcと三角形egfとは相似ゆ
え、 d1/c1=(d2+c2)/c3 よつて、 c3=(d2+c2)×c1/d1 (4) となり、(4)式に(3)式を代入すると、 c3={(c1/d1)2×(to−c1)} +{(c1/d1)×d2} (5) となる。
Therefore, d1/e1=(to-c1)/c2 or C2=(to-c1)×c1/d1 (3) Also, since triangle abc and triangle egf are similar, d1/c1=(d2+c2)/ c3 Therefore, c3=(d2+c2)×c1/d1 (4), and substituting equation (3) into equation (4), c3={(c1/d1) 2 ×(to−c1)} +{( c1/d1)×d2} (5)

ここでf・oの長さは(c3+xo)であり f・foの長さは(t2−t4)であるため x1=(c3+xo)−(t2−t4) あるいは x1={(c1/d1)2×to−c1)} +{c1/d1)×d2}+xo−(t2−t4) (6) を得る。 Here, the length of f・o is (c3+xo) and the length of f・fo is (t2−t4), so x1=(c3+xo)−(t2−t4) or x1={(c1/d1) 2 ×to−c1)} +{c1/d1)×d2}+xo−(t2−t4) (6) is obtained.

また、第2図から明らかなように、(t2−t4)
はtcと近似的に等しいため、(6)式は、 x1≒{(c1/d1)2×(to−c1)} +{(c1/d1)×d2}+xo−tc (6a) となる。
Also, as is clear from Figure 2, (t2−t4)
is approximately equal to tc, so equation (6) becomes x1≒{(c1/d1) 2 × (to−c1)} + {(c1/d1)×d2}+xo−tc (6a).

以上の(2)式に(6a)式を代入すると、(2)式はr
およびt4の2個の未知数を含んでいるため、更に
該rおよびt4の新たな関係式を以下に求める。
Substituting equation (6a) into equation (2) above, equation (2) becomes r
Since it includes two unknowns, r and t4, a new relational expression for r and t4 is determined below.

ベーンのチツプ3aにおける曲率半径は一定値
rに設定し、且つチツプ3aは常にカム面1aに
接して摺動回転を行なうため、該曲率の中心k
は、第1図に示すように、中心0を中心とした周
円3b上を移動することになる。
The radius of curvature at the tip 3a of the vane is set to a constant value r, and since the tip 3a always slides and rotates in contact with the cam surface 1a, the center of curvature k
will move on a circumferential circle 3b centered on center 0, as shown in FIG.

ベーン3が偏心方向基準線2bに対して垂直に
して、且つベーン3が第1図下側の押しのけ室4
を膨張させる膨張行程の位置(第1図の不備にお
けるベーン3の位置)する状態のとき、ベーン3
はカム面1aに対して最も傾斜した他方の状態と
なるため、このときチツプ3aにおける角点mが
カム面1aに接するものでなければならず、該接
する部分のチツプ3a側曲率は上述のように半径
rでなければならない。
The vane 3 is perpendicular to the eccentric direction reference line 2b, and the vane 3 is located in the displacement chamber 4 on the lower side of FIG.
When the vane 3 is in the expansion stroke position (the position of the vane 3 in the defect shown in Fig. 1)
is the other state where it is most inclined with respect to the cam surface 1a, so at this time, the corner point m of the tip 3a must be in contact with the cam surface 1a, and the curvature of the side of the tip 3a at the contacting portion is as described above. must have radius r.

また、このときも半径rの中心kは周円3b上
に存在することとなる。
Moreover, at this time as well, the center k of the radius r exists on the circumferential circle 3b.

第3図は、上述の第1図における下側に位置す
るベーン3の拡大図を示したものであり、第3図
から明らかのように、前述の理想を達成するため
に角点mについても半径rの中心kはカム面1a
における角点mからの法線m〜oと周円3bとの
交点に位置しなければならない。
FIG. 3 shows an enlarged view of the vane 3 located on the lower side in FIG. 1, and as is clear from FIG. 3, corner point m is also The center k of the radius r is the cam surface 1a
It must be located at the intersection of the normal line mo from the corner point m and the circumferential circle 3b.

ここで、偏心方向基準線2bに対して平行にn
〜kを設けると、第2図におけると同様に三角形
msoと三角形mnkとは相似となる。
Here, n is parallel to the eccentric direction reference line 2b.
If ~k is provided, a triangle similar to that in Fig. 2
mso and triangle mnk are similar.

よつて、 y1/om=t3/km (7) となり、こでom=R1およびkm=rゆえ(7)式を
整理すると、 r=R1×t3/y1 (8) となる。
Therefore, y1/om=t3/km (7), and since om=R1 and km=r, rearranging equation (7) gives r=R1×t3/y1 (8).

ここで、 y1=yo−c4 (9) であり、c4は未知数ゆえ、以下未知数c4を第
3図から求めると、三角形auvと三角形aqsは相
似形ゆえ、 c1/d3=c4/(d3+d4) あるいは c4=c1×(d3+d4)/d3 (10) となる。
Here, y1=yo−c4 (9), and since c4 is an unknown number, the following unknown number c4 is found from Figure 3. Since triangle auv and triangle aqs are similar, c1/d3=c4/(d3+d4) or c4=c1×(d3+d4)/d3 (10).

よつて、(9)および(10)式より y1=yo−(c1/d3)×(d3+d4) (11) を得る。 Therefore, from equations (9) and (10), y1=yo−(c1/d3)×(d3+d4) (11) get.

また、(8)式におけるt3について検討する。 Also, consider t3 in equation (8).

中心kからベーン3の側へ立てた法線kiの長さ
は、第2図に示すようにt20と仮定しているた
め、法線kiから延長したkpの長さはt−t20
(第3図)であり、三角形knp(第3図)と三角
形khi(第2図)とは相似形ゆえ、 t20/t2=(t−t20)/t3 あるいは t3=t2×(t−t20)/t20 (12) となり、また第1図から明らかなように、 t2≒t20 (13) ゆえ、(12)式は t3≒t−t20 (14) と置くことができる。
Since the length of the normal ki extending from the center k to the side of the vane 3 is assumed to be t20 as shown in Figure 2, the length of kp extended from the normal ki is t-t20.
(Figure 3), and since triangle knp (Figure 3) and triangle khi (Figure 2) are similar, t20/t2 = (t-t20)/t3 or t3 = t2 x (t-t20) /t20 (12), and as is clear from Figure 1, t2≒t20 (13) Therefore, equation (12) can be written as t3≒t−t20 (14).

よつて、(8)および(14)式より r=R1×(t−t20)/y1 (15) を得、また同様にt4とt40は近似的に等しいの
で、(2)および(13)式より r=R1×(t20−tc)/x1 となり、最終的に(15)および(16)式より、 t20=(X1・t+y1・tc)/(x1+y1) (17) および r=R1×(t−tc)/(x1+y1) (18) となり、(17)および(18)式中、x1およびy1は
(6a)および(11)式から求めることができる。
Therefore, from equations (8) and (14), we obtain r=R1×(t-t20)/y1 (15). Similarly, since t4 and t40 are approximately equal, equations (2) and (13) Therefore, r=R1×(t20−tc)/x1, and finally from equations (15) and (16), t20=(X1・t+y1・tc)/(x1+y1) (17) and r=R1×(t -tc)/(x1+y1) (18) In equations (17) and (18), x1 and y1 can be found from equations (6a) and (11).

ここで注意すべきことは、(17)式においてt
20はベーン3の厚みtの1/2とはなつていない
ことであり、このことは従来におけるt20(チ
ツプ曲率半径の中心が位置するベーン前面からの
距離)がベーン厚みtの1/2になつていたことと
異なつているものである。
What should be noted here is that in equation (17), t
20 is not equal to 1/2 of the thickness t of the vane 3. This means that in the conventional method t20 (distance from the vane front surface where the center of the chip curvature radius is located) is equal to 1/2 of the vane thickness t. It is different from what it used to be.

また、上記曲率半径rはカム面1aの円形状半
径R1より小さな値になつているので、j点およ
びm点のベーン3が最も傾斜する両極端の位置の
各接触点に対し、その両極端の中間に相当するベ
ーン3の位置においてもチツプ3aはカム面1a
に対し滑らかに接しながら摺動してゆくことにな
る。
In addition, since the radius of curvature r has a value smaller than the circular radius R1 of the cam surface 1a, for each contact point at the extreme position where the vane 3 at point j and point m is most inclined, Even at the position of the vane 3 corresponding to
It will slide while making smooth contact with the surface.

以上の計算結果より、チツプ3aにおける曲率
半径rの中心kは(17)および(18)式より求め
ることが可能となり、チツプ3aの形状を実際に
設計する場合は、(18)式によつて求めた半径r
の値をもつて、チツプ3aにおける接点jを中心
として円弧を描き、次に(17)式から求めたt2
0の寸法をもつて、ベーンの前面3dから該前面
3dに対し平行線を設け、該平行線と該円弧との
交点が求める中心kとなる。
From the above calculation results, the center k of the radius of curvature r in the chip 3a can be found from equations (17) and (18), and when actually designing the shape of the chip 3a, use equation (18). The calculated radius r
With the value of
A parallel line is provided from the front surface 3d of the vane to the front surface 3d with a dimension of 0, and the intersection of the parallel line and the arc becomes the center k to be determined.

上記構成において、ベーン3の前面3dから接
触点jまでの距離tcは、あまり大きな値とする
と、チツプ3aの曲率半径rを小さくして、チツ
プ3aがカム面1aと接触する接触圧力を高めて
しまうことになり、距離tの適切な値はベーン3
の回転方向厚さtの20パーセント以下、特に、5
〜20パーセントにとることが望ましく、第2図の
状態においてこのチツプ3aにおける潤滑油導入
部の長さは距離tcと等しくなつて最も短く、ベー
ン3の他の作動位置においては、導入部の長さが
該tcの値より長い値となつてチツプ3aには常に
潤滑油が導入されることになる。
In the above configuration, if the distance tc from the front surface 3d of the vane 3 to the contact point j is set to a too large value, the radius of curvature r of the tip 3a will be reduced to increase the contact pressure at which the tip 3a contacts the cam surface 1a. The appropriate value for distance t is vane 3.
20% or less of the thickness t in the direction of rotation, especially 5
It is desirable that the lubricating oil introduction part in the tip 3a is the shortest in the state shown in FIG. Since the length is longer than the value of tc, lubricating oil is always introduced into the tip 3a.

また、本発明における実施例においては、第2
図におけるx1が、図の左方へ位置する構成とな
つているが、ベーン3のオフセツト量eoが本発明
における実施例より更に大となつて、該x1の値
の方向が第2図中の右方へくる場合、あるいはオ
フセツト量eoが零になる場合も上記と同様の考え
によつてベーン3におけるチツプ形状を算出する
ことができることは容易に理解されよう。
In addition, in the embodiment of the present invention, the second
The configuration is such that x1 in the figure is located to the left in the figure, but the offset amount eo of the vane 3 is even larger than in the embodiment of the present invention, and the direction of the value of x1 is as shown in FIG. It will be easily understood that the tip shape of the vane 3 can be calculated using the same idea as above even when the tip is to the right or when the offset amount eo is zero.

以上の解析を要約すると、 1 ベーン3が最も傾斜する2位置のうち、 a:潤滑油導入部を除き、チツプ3aの偏心
方向前部がカム面1aと接触することとなる位
置j点と b:チツプ3aにおける最後縁部がカム面1
aと接触することとなる位置m点との両接触点
j、mにおいて、チツプ3aが接触するその曲
率半径は、それぞれカム面1aに内設する円弧
となつており、 2 チツプ1aの最前部には、必ず潤滑油導入部
分が形成する状態を設け、 3 且つ、チツプ3aの曲率半径rは、潤滑油導
入部をも含め、全チツプ面が全て単一の曲率半
径によつて形成できること、 が達成できることを立証したことになる。
To summarize the above analysis, 1. Of the two positions where the vane 3 is most inclined, a: point j, where the eccentric front part of the tip 3a comes into contact with the cam surface 1a, excluding the lubricating oil introduction part, and b. :The rearmost edge of the chip 3a is the cam surface 1
At both contact points j and m with the position m where the chip 3a comes into contact, the radius of curvature with which the chip 3a comes into contact is an arc located inside the cam surface 1a, and 2. The frontmost part of the chip 1a 3. In addition, the radius of curvature r of the chip 3a is such that the entire chip surface, including the lubricating oil introduction part, can be formed by a single radius of curvature. This proves that it can be achieved.

第4図は、2種類の真空ポンプ11および21
に、従来のベーンをそれぞれ装着した場合の真空
ポンプ全体の発熱比(最大発熱量に対する比)Q
の実験値を示し、同図中、12および22は上記
真空ポンプ11および21に、それぞれ本発明に
おけるベーン3を装着した場合の発熱量比Qの実
験値を示している。
FIG. 4 shows two types of vacuum pumps 11 and 21.
Heat generation ratio (ratio to maximum heat generation) of the entire vacuum pump when conventional vanes are attached to Q
In the figure, 12 and 22 indicate the experimental values of the calorific value ratio Q when the vane 3 of the present invention is attached to the vacuum pumps 11 and 21, respectively.

ここで、該本発明におけるベーン3のチツプ形
状はその曲率半径rが9mmとなつているものであ
り、従来のチツプにおけるその曲率半径rが6mm
となつていることに比し、本発明における曲率半
径rは従来の50パーセント増となつている。
Here, the tip shape of the vane 3 in the present invention has a radius of curvature r of 9 mm, whereas the radius of curvature r of the conventional tip is 6 mm.
In comparison, the radius of curvature r in the present invention is increased by 50% compared to the conventional one.

また、上記実験値において、11に対しては1
2の改良となり、21に対して22の改良となつ
ている。その結果、第4図から、本発明における
自動車用真空ポンプのベーン3は、従来のベーン
を使用したものに対して、真空ポンプ全体の発熱
量をほぼ20パーセント改善したことになる。
In addition, in the above experimental values, 1 for 11
This is an improvement of 22, compared to 21. As a result, from FIG. 4, it can be seen that the vane 3 of the automotive vacuum pump according to the present invention improves the calorific value of the entire vacuum pump by approximately 20% compared to a vacuum pump using a conventional vane.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の説明から明らかなように、本発明の自動
車用真空ポンプは、そのベーンにおけるチツプ形
状について、そのチツプ進行方向前面に必要最小
限の潤滑油導入部を設けていることを除き、ベー
ンがカム面を1回転することに、そのチツプの進
行方向最後部までものチツプ全面全てが、カム面
に内設した円弧の状態となりながらカム面と有効
に且つ滑らかに接触してゆくことになる。
As is clear from the above description, the automotive vacuum pump of the present invention has a tip shape in the vane, except that the minimum necessary lubricating oil introduction part is provided on the front side in the direction of tip movement. When the surface rotates once, the entire surface of the chip up to the rear end in the direction of travel comes into effective and smooth contact with the cam surface, forming an arc formed within the cam surface.

したがつて、その潤滑油導入部分を除きチツプ
全体を全て有効にカム面に順次接触させてゆく最
大のチツプ曲率半径となるものとしているから、
チツプとカム面における面圧が小さくなり、その
摺動における発熱も小さくなり、その動力損失は
第4図に示すように20パーセントも小さくなる。
Therefore, the radius of curvature of the chip is set to be the maximum that effectively brings the entire chip into contact with the cam surface sequentially, excluding the lubricating oil introduction part.
The surface pressure between the tip and the cam surface is reduced, the heat generated during sliding is also reduced, and the power loss is reduced by 20% as shown in Figure 4.

また、そのチツプ摺動面は、潤滑油導入部分を
除き、その進行方向最後部までの全てのチツプ面
が接触摺動面として順次その回転につれて利用さ
れることとなつたから、チツプ上のカム面と接触
摺動を分担する部分が増大し、その結果、その摺
動によるチツプの疲労が軽減されることとなつ
て、チツプの耐久性が向上することになる。
In addition, as for the chip sliding surface, all the chip surfaces up to the rearmost part in the direction of movement, excluding the lubricating oil introduction part, are used as contact sliding surfaces sequentially as the chip rotates, so the cam surface on the chip The portion that shares the sliding contact with the chip increases, and as a result, the fatigue of the chip due to the sliding is reduced, and the durability of the chip is improved.

しかも、そのチツプ形状は、その潤滑油の導入
部分までも含めて、単一の曲率半径からなる円弧
形状をなじつているから、そのチツプ形状の加工
は、その潤滑油の導入部分を含めて1回の加工に
よつて終了し、該チツプにおいてその潤滑油導入
部分の面取りを行なうような追加加工を必要とせ
ず、その加工を簡単化することができるものであ
り、このことは本真空ポンプの量産工程を単純化
できることになる。
Moreover, the chip shape, including the lubricating oil introduction part, has a circular arc shape with a single radius of curvature. This process can be completed by multiple machining steps, and there is no need for additional machining such as chamfering the lubricating oil introduction part of the chip, which simplifies the machining process. This will simplify the mass production process.

また、本発明における自動車用真空ポンプを自
動車に装着して、そのベーンにおけるチツプの潤
滑に従来のエンジンオイルを共用するときは、上
記のように該潤滑油の温度上昇を低く抑えること
ができるため、該エンジンオイルの冷却器を特に
過大にすることなく使用できる。
Furthermore, when the automotive vacuum pump of the present invention is installed in an automobile and conventional engine oil is used to lubricate the chips in the vanes, the temperature rise of the lubricating oil can be kept low as described above. , the engine oil cooler can be used without making it particularly large.

また、その冷却器が過大にならずすむと言うこ
とは、限られたエンジン・ルームの空間利用、冷
却器の重量および製造単価の点から優れたものと
なり、且つ該重量の軽減は上記自動車用真空ポン
プ作動効率の改善とともに、自動車の燃費軽減に
貢献するものである。
In addition, the fact that the cooler does not need to be too large is advantageous in terms of the use of limited space in the engine room, the weight of the cooler, and the manufacturing cost. This not only improves the operating efficiency of vacuum pumps, but also contributes to reducing vehicle fuel consumption.

更に、本発明における自動車用真空ポンプは、
下記のような効果を有している。
Furthermore, the automotive vacuum pump according to the present invention includes:
It has the following effects.

そのベーンに加わる応力は回転方向における曲
げモーメントによつて定まり、その曲げモーメン
トは上記チツプとカム面との摺動抵抗によつて定
まる。
The stress applied to the vane is determined by the bending moment in the rotational direction, and the bending moment is determined by the sliding resistance between the tip and the cam surface.

したがつて、上記のようにチツプとカム面との
間の摺動抵抗が小さくなると言うことは、ベーン
の厚さを更に薄くすることが可能となりそのよう
にベーンの厚さを薄くすることはベーンの重量を
更に軽くすることになるから、前述した高速回転
(最高10000rpm以上)から生ずるベーンの遠心力
を更に軽減することになり、このことは更にチツ
プとカム面における摺動抵抗を軽減することが可
能となつて、その摺動による発熱を更に小さくす
ることができることになるものである。
Therefore, as mentioned above, if the sliding resistance between the tip and the cam surface becomes smaller, it becomes possible to further reduce the thickness of the vane. Since the weight of the vane is further reduced, the centrifugal force of the vane caused by the high-speed rotation (maximum 10,000 rpm or more) mentioned above is further reduced, which further reduces the sliding resistance on the tip and cam surface. This makes it possible to further reduce heat generation due to sliding.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明における一実施例としての自
動車用真空ポンプを側断面図によつて示し、第2
図および第3図は、それぞれ第1図におけるベー
ン3近傍におけるベーン3近傍の拡大した図を側
断面図によつて示し、第4図は、従来における真
空ポンプと本発明における真空ポンプの発生熱量
比Qの特性を示したものである。本発明の実施例
に使用した符号は下記のとおりである。 1:ハウジング、1a:カム面、1b:基準
線、2:ロータ、2a:溝、2b:偏心方向基準
線、2c:短摺動面、2d:長摺動面、3:ベー
ン、3a:チツプ、3b:周円、3c:底部、3
d:ベーン3における回転方向前面、4:押しの
け室、5:矢印、R1:カム面1aの曲率半径、
R2:ロータ2の外径(半径)、eo:ベーン3の
オフセツト量、r:チツプ3aの曲率半径、
xo:基準線1bとから長摺動面2dまでの寸
法、yo:基準線1bから短摺動面2cまでの寸
法、oおつびk:中心、t:ベーン3の回転方向
の厚み、to:溝2aの回転方向の厚み、t20:
中心kからベーン3の側面に下した垂線の長さ、
tc:チツプ3aにおける潤滑油導入部の最小長
さ、a,b,c,d,e,f,fo,g,h,ho,
i,j,m,n,p,q,s,uおよびv:点、
d1およびd3:ベーン3の溝2a内に案内され
ている長さ、d2およびd4:ベーン3の底部3
cから偏心方向基準線2bまでの長さ。
FIG. 1 shows a sectional side view of an automobile vacuum pump as an embodiment of the present invention, and FIG.
3 and 3 respectively show an enlarged side sectional view of the vicinity of the vane 3 in FIG. 1, and FIG. 4 shows the amount of heat generated by the conventional vacuum pump and the vacuum pump of the present invention. This shows the characteristics of the ratio Q. The symbols used in the examples of the present invention are as follows. 1: Housing, 1a: Cam surface, 1b: Reference line, 2: Rotor, 2a: Groove, 2b: Eccentric direction reference line, 2c: Short sliding surface, 2d: Long sliding surface, 3: Vane, 3a: Chip , 3b: circumference, 3c: bottom, 3
d: Front surface in the rotational direction of the vane 3, 4: Displacement chamber, 5: Arrow, R1: Radius of curvature of the cam surface 1a,
R2: outer diameter (radius) of rotor 2, eo: offset amount of vane 3, r: radius of curvature of chip 3a,
xo: dimension from reference line 1b to long sliding surface 2d, yo: dimension from reference line 1b to short sliding surface 2c, otsubi k: center, t: thickness of vane 3 in rotational direction, to :Thickness of the groove 2a in the rotational direction, t20:
The length of the perpendicular line drawn from the center k to the side of the vane 3,
tc: minimum length of lubricating oil introduction part in chip 3a, a, b, c, d, e, f, fo, g, h, ho,
i, j, m, n, p, q, s, u and v: points,
d1 and d3: length guided in the groove 2a of the vane 3, d2 and d4: bottom 3 of the vane 3
Length from c to eccentric direction reference line 2b.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ロータの径方向に削設した溝には、前記径方
向への摺動運動を可能にベーンを挿嵌し、 前記ベーンのチツプが接触しながら回転摺動を
行なつているカム面の形状は円形状をなした 上記構成において、 前記チツプの形状は イ 前記ロータにおける回転中心と前記カム面の
円形状中心とを結んだ線に対して、そのチツプ
を形成しているベーンの挿嵌している前記溝が
垂直に位置し、且つそのベーンが圧縮行程にあ
るとき、そのベーンにおける前記回転する方向
の前面3dから潤滑油導入部に相対する所定の
距離tcを隔てたチツプ上の位置が前記カム面に
接し、 且つその接触部分におけるその接触は、前記
カム面に接している該チツプの表面が、前記ロ
ータの駆動軸に対する垂直面において前記カム
面に内接する円弧形状をなし、 ロ 前記ロータにおける回転中心と前記カム面の
円形状中心とを結んだ線に対して、そのチツプ
を形成しているベーンの挿嵌している前記溝が
垂直に位置し且つそのベーンが膨張行程にある
ととき、そのベーンの前記前面に対する後面と
そのチツプとの交点mが前記カム面に接し、 且つその接触部分におけるその接触し、前記
カム面に接している該チツプの表面が、前記ロ
ータの駆動軸に対する垂直面において前記カム
面に内接する円弧形状をなし、 ハ 前記潤滑油導入部を含めた前記前面から前記
後面にまで至る該チツプの全表面が、前記垂直
面内において単一の曲率半径からなる円弧形状
をなしている、 以上の構成をなしていることを特徴とする自動
車に使用する真空ポンプ。
[Claims] 1. A vane is inserted into a groove cut in the radial direction of the rotor so as to be able to slide in the radial direction, and the tip of the vane rotates and slides while being in contact with the vane. In the above configuration in which the shape of the cam surface is circular, the shape of the tip is a) The tip is formed with respect to a line connecting the rotation center of the rotor and the circular center of the cam surface. When the groove into which the vane is inserted is located vertically, and the vane is in the compression stroke, a predetermined distance tc from the front surface 3d of the vane in the rotating direction facing the lubricating oil introduction part is provided. A position on the chip contacts the cam surface, and the contact at the contact portion is such that the surface of the chip that is in contact with the cam surface forms an arc inscribed in the cam surface in a plane perpendicular to the drive shaft of the rotor. (b) the groove into which the vane forming the chip is inserted is located perpendicular to a line connecting the rotation center of the rotor and the circular center of the cam surface; When the vane is in its expansion stroke, the intersection point m of the rear surface of the vane with respect to the front surface and its tip is in contact with the cam surface, and the surface of the tip in contact with the cam surface is in contact with the cam surface at the contact portion. has an arc shape that is inscribed in the cam surface in a plane perpendicular to the drive shaft of the rotor, and (c) the entire surface of the chip from the front surface to the rear surface including the lubricating oil introduction part is within the vertical plane. A vacuum pump for use in an automobile, characterized in that it has an arcuate shape with a single radius of curvature.
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