JPS6123882A - 翼型又はローラー型の可変容量ポンプ - 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】 本発明はローラー−及び翼型のポンプで、ケーシング内
に装着され固定軸の周りに回転する運搬車と、ケーシン
グ内に装着されて運搬車の周りに伸びているカムリング
とを含んでおり、運搬車はそれの周辺に平均に間をあけ
て置かれた半径方向に伸びているスロットを有し、その
中にはローラー又は翼がカムリングの半径方向に内部の
円筒形（カム）表面が封止用係合になって半径方向に動
くように置かれて２す、それにより隣接する素子の間に
室が形成されてそれが、運搬車が該軸の周りを回転する
につれて容積を増大及び減少し、ポンプの流入口から流
出口へ流体をポンプし、カムリングは運搬中のほぼ半径
方向に案内された運動をするように装着されていてそれ
によりそれらのポンプサイクル中に室の容積の変化を、
よってポンプの送り出しを変える。如何なる瞬間でも、
運搬車の全体的に反対の直径の側では、ローラーないし
翼の二個が流入及び流出口のそれぞれの隣接する周辺の
端部間に封止を形成する。ローラーないし翼の数が偶数
の時は、これらの二つの封止用ローラーｉ！お互に直径
的に反対になっているが、しかし、数が奇数の時は封止
用ローラーの一つは直径的１こ反対の位置から周辺的に
ローラーの角度ピッチの半分だけ移動されている。

そうしたカムリング形成に於ける普通の実施では、カム
輪郭を完全に円形に造り、それはカムリングと運搬車と
か同軸、すなわち、ポンプが何も有用な仕事をしていな
い時には理想的な輪郭である。ポンプが有用な仕事をし
ている時にはいつでも、流入口と流出口の間に封止を瞬
間的に形成する二つのローラーないし翼は運搬車と同軸
でない表面に沿って動いており、従って二つの封止用ロ
ーラーないし翼は半径方向に動いているが、しかし異る
程度にであり、これが騒しい運転に導き、それは反対可
能である。

本発明によれば、言及した型のポンプが提案されており
、それでは該カム表面は弧状であるが輪郭は非円形であ
り、カム輪郭は流入及び排出口の間の周辺的端部間のそ
れの二つの角度的広がりでは、カムリングが運搬車に対
して既定の調整位置にある時は、その時には二つの封止
用素子を考えて、各々が流入及流出口の周辺端間の角度
距離を通して動く際に、該゛封止用素子の一つとカム輪
郭との接触点の、運搬車の回転軸からの瞬間的距離Ｒ声
、Ｒ，＝ｉで与えられ、ここでｋは、正又は負でもよい
が七゛口ではない常数であり、Ｒ１は該封止用素子の他
のもののカム輪郭との接触点の運搬車の回転軸からの瞬
間距離である。

本発明によるポンプの一つの好ましい形に於てはＲ８及
びＲ２は常数であるので、カム輪郭はそれの二つの角度
部分の各々に渉り流入及び流出口端の間では、運搬車の
回転軸上に中心のある円の弧であり、二つの弧は異る半
径のものになっている。

本発明の一つの態様を今や例として付図を参照して説明
する。

図を参照すると、固定軸の周り１こ回転するシャフト１
２上に装着されている運搬車１１を取かこむカムリング
ｌＯの位置または動程の制御により定圧の出力を維持す
るように運転するポンプが示されている。運搬車は周辺
スロットを有し、その中にローラー１３が滑動可能に装
着されている。ローラー１３は遠心力で外向に押゛され
ていて、カムリングの内部表面と転がり接触になってお
り、かつ、描かれた構造では、ポンプ出力から引き出さ
れ、外部ケーシングの端板１５内の廊下１４からスロッ
トの内部端へ供給されている圧力流体に〜より、端板１
５，１７によりわき腹をつけられた環状部材１６を成し
ている。弧状の流入及び流出口２４．２７は端板１５内
に形成されている。カムリングｌＯはケーシング及びカ
ムリング上の部分円筒形窪みに係合されたローラー１８
の周りに枢動する。

ローラー１９がケーシングの部分円筒形内表面２０とカ
ムリングの部分円周形外表面２１との間に置かれていて
、これらの表面は枢動ローラー１８の軸上に中心付けら
れているので、ローラー１９はカムリングとケーシング
との間の空間の二つの部分の間の封止を形成し、かつ、
カムリングを枢動ローラーと係合して保持するにも役立
っている。スプリング２３がケーシングの切線的に面す
る内部表面２２に対して座していて、カムリング上の半
径方向外向きに伸びている突起１０ａに対して作用し、
かつ、カムリングを運搬車に対して最大の動程の位置に
するように押している。

枢動ローラー１８とローラー１９とは運搬車上のローラ
ー１３に便宜的に同一にしてもよく、それらの軸端をポ
ンプケーシングの二つの端板１５．１７と類似に封止的
突合せにしている。

ローラー１８と１９の双方はまた、カムリングとケーシ
ング間の封止を形成し、二つの封止した室２５．２８を
形成するようになっている。

室２８はポンプの入口導管と連絡していて永久的に通気
されている。室２５はオリフィス２６を通してポンプの
配送路２７と連絡している。

かくてポンプの配送圧力はスプリングの力に抗して作用
し、カムリングの動程を減する傾向になり、従って、ポ
ンプの配送路内の流体の量と圧力とを減する。配置はか
くしてポンプ速度に拘らず、一定配送圧を維持するよう
ぷこ働く。

ローラー１Ｂ及び１９の端は、もしも望むならば、端板
１５及び１７内の窪み中に係合されていてもよい。

室内の流体圧のせいでカムリングｌＯに作用するトルク
はローラー１３の瞬間的位置に従って変化する。トルク
の変化はカムリングの振動を惹起す、傾向、ｃ５９、ヤ
ｔ１．６よ描ヵ、ゎえ構ゎ、　　　　　；は、流体がそ
れを通って室２５に流入流出するところのオリフィス２
６の寸法を制限することで減衰される。速度変化か出力
圧変化かでカムリングを急速に動かすことが出来るよう
にするためには、減衰効果は低くあるべきである。低い
ポンプ速度では、カムリングの動程は一般に高い値を有
しようが、振動するトルクの周波数は低く、減衰効果は
高いことを必要とするので、オリフィス２６の有効面積
は低いことを必要とする。高いポンプ速度では振動トル
クの周波数は高く、カムリングの動程は低い値を有しよ
う、そして減衰効果は低い必要があり、同じ減衰効果を
得るにはオリフィス２６の有効面積を増大する。第１及
び２図に描かれた構造では、オリフィス２６をポンプの
端板内のスロットの形の中に有し、そのスロットは幅で
半径方向外向方向≦こ傾斜しているようにして効果を達
成する。

かくして、遠心度が増大するにつれ、配送路２７と室２
５との間の連絡の有効面積は、カムリングがスロットの
面積の増大する部分を消してしまい、必要とされる増大
する減衰効果を呈したりその反対になるようになる。オ
リフィスの形状は必要な減衰特性を生ずるように設計さ
れることが出来る。

その配置は、ローラー１３の代りに翼が使用される所で
も等しく適切である。

このような具含に減衰効果を変えること≦こより、外部
圧力またはポンプ速度の変化に反して働くカム運動の最
大応答時間は最小化できる。

カムリング上のローラーまたは翼の摩擦力はローラーま
たは翼の数に依り、従って、少いものが使われる程、カ
ムリング上の瞬間的トルクの変動は一層大きくなる。可
変な減衰は装置の同じ応答時間に対してより少いローラ
ーないし翼を使うことが出来るようにする。

代りの配置では室１５はポンプの流出ダクトと制限され
ていない連絡をしており、可変の減衰は流入ダクトと室
２８との間の穴２６に類似の連絡に制限を使用して達成
され、それの有効面積はカムリングの位ｔＩＩＩｍより
決められる。

可変減衰装置の他の形をカムリングの運動上に作用する
ように使用することが出来る。

ポンプからの瞬間的出力流れは封止の点での半径の二乗
の瞬間的差に依っている。真に円形のカム輪郭では、こ
れら二つの封止用半径の間の差に連続的な変化が在り、
それが出力が無い時以外は騒音を惹起し、即ち、カム輪
郭の中心が運搬車の同軸軸と合致するときに騒音を惹起
する。

本発明の適用には、運搬車に対するカムリングの位置を
選択する。それがポンプをポンプの最大配送の最大また
は既定の割合を配送させるようにし、その配送では、ポ
ンプは静かに運転すべきことが望まれる。搬送車のこの
既定の位置では、二つの封止用ローラーはカム輪郭上の
それぞれの弧に沿って動くようになっており、それらの
弧は必要な静かな運転を生ずるように設計される。

各瞬間でポンプの配送流れはｆ鈴：ＱＸ　Ｌに比例し、
ここにＲ１とＲ２は夫々二つの封止用ローラーの搬送車
の回転軸からの瞬間的距離であり、Ｌは搬送車とローラ
ーとの軸長である。

即ち、流れ＝ｌＬ、／”即−Ｒ，”ＸＬ　で、ａは常数
であり、又は、ｆ即：ｐ−一定である、何故なら流れは
定義により、Ｌ及びａは総て一定であるから、 ｙ　Ｒ，２Ｂ、２　＝＝一定 、’、　Ｒ１＝ｎ〒ｋ　　　　　　　　　ｆｉ＋ここで
ｋは、正でも負でもよいがゼロではない常数である。何
故なら、もしもｋがゼロならポンプによる配送は無い。

この弐によって、Ｒ１またはＲ１が設定された時は、他
は計算出来る。しかしながら、式は二つの封止用ローラ
ーのカム輪郭との接触の瞬間的該当点での半径の関係を
表していて％　Ｒ，とＲ１とがそれぞれの吸上で一定で
あることは肝要ではないことが理解されよう。若干の環
境に於ては、Ｒ１とＲ３とが弧の周辺長さに渉って運□
搬車の回転の方向に減小して、カム輪郭が封止用ローラ
ーを運搬車内のそれらの夫々のボクット内で内向　　　
　　ゝきに動かし、例えば、封止用ローラーとカム輪郭
との間に働かされる封止用圧力を増大させるようにする
ことが望ましいかも知れない。

本発明の一態様では、再び第１及び第２図を参照して、
流入及び流出口は２４及び２７に示され、二つの封止用
ローラーは１３ａと１３ｂとの夫々に示され、運搬車の
回転の方向は示されている如く右廻りである。この場合
盛こ、ポンプは、ポンプ配送が最大、すなわち、カムリ
ングの動程が最大である時に、静かに運転することが必
要である。ローラー１３Ｊｌｌの運搬車の回転軸からの
瞬間的距離がＲ１であるならば、−その時はローラー１
３ａの距離Ｒ２は上の式＋１１から決められ、定数には
、必要な出力の流れとポンプの長さから一部分決められ
る。描かれた構造ではＲユ及びＲ２は、流入及び流出口
２４．２７の隣接する周辺端の間に伸びている夫々の弧
３１゜３０上では一定であり、これらの弧は各々、ロー
ラーの角度ピッチに等しい角度広がり９を有する。

示されたポンプは奇数のローラーを合するから、封止用
ローラーの一個は地に対し直径的反対の位置からローラ
ーの角度ピッチの半分だけ喰違いにしていることが注目
されよう。偶数のローラーを有するポンプでは、封止用
ローラーはお互に直径的に反対になっている。

カム輪郭の円形弧３１．３０の端は、ローラーに対して
滑らかな半径方向加速と減速とを付与するように設計さ
れる弧により相互連結されており、また、もし望むなら
ば、公知の具合に前圧縮弧を設けるように設計される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるポンプの、端部板の一つを取除い
た端部図面である。 第２図は第１図の線２−２上での部分的断面にした立面
図である。 なお、１０はカムリング、１１は運搬車、　１３はピス
トン素子、１４は廊下、１５は端板、１６は環状部材、
１８は枢動ローラー、２３はスプリング、２５．２８は
室、２６はオリフィスを示す。 手続補正書 昭和１０年？月　７日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、流入口と流出口とを備えているケーシングと、ケー
   シング内に装着されていて固定軸の周りに回転する運搬
   車と、ケーシング内に装着され運搬車の周りに拡がつて
   いるカムリングとを含んでいるポンプで、運搬車はそれ
   の周辺に沿つて平均して間をあけて置かれた半径方向に
   伸びているスロットを有し、ピストン素子がスロット内
   に置かれていて、カムリングの半径方向に内部の円筒状
   （カム）表面と封止するように係合して半径方向運動を
   し、それによつて隣接する素子間に室が造られて、それ
   が運搬車が該軸の周りを回転するにつれ容積を増大した
   り減少したりして、ポンプの流入口から流出口へ流体を
   ポンプするようになつており、そのポンプ素子の二つは
   如何なる瞬間にも流入及び流出口の隣接する端部の間に
   封止用素子を構成しており、カムリングは運搬車にほぼ
   半径方向の方向に案内された運動をするようになつてい
   て、それによりそれらのポンプ用サイクル内で室の容積
   に於ける変化を変えるよう、従つてポンプの送り出しを
   変えるようになつており、該カム表面は弧状になつてい
   るが、外形は完全に円形ではなく、カム輪郭は流入及び
   排出口の周辺の端の間のそれらの二つの角度の拡がりに
   於て、カムリングが運搬車に対して既定の調整位置に在
   る時、その時には二つの封止用素子を考えて、各々が流
   入及び流出口の周辺端の間の角的距離を通して動く際に
   、該封止用素子のカム輪郭との接触点の運搬車の回転軸
   からの瞬間的距離Ｒ＿２はＲ＿２＝√（Ｒ＿１＾２＋ｋ
   ）で与えられ、ここにｋは正でも負でもよいがゼロでは
   ない常数、又、Ｒ＿１は該封止用素子の他の物のカム輪
   郭との接触点の運搬車の回転軸からの瞬間的距離である
   ようになつているところのポンプ。 ２、Ｒ＿１及びＲ＿２は一定なので、カム輪郭は流入及
   流出口の端の間のそれらの二つの角部ｋの上では、運搬
   車の回転軸上に中心づけられた円の弧であり、二つの弧
   は異る半径のものであるところの特許請求の範囲第１項
   記載のポンプ。 ３、該二つの角的拡がりの各々上のカム輪郭の曲率半径
   は、運搬車の回転の方向に減少するようになつていると
   ころの特許請求の範囲第１項記載のポンプ。