JPS6316182A - 容積型回転ポンプ - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は容積型回転ポンプに関するもので、より具体的
にはケーシング内に於いて同期回転する少なくとも３個
の回転子によって形成される作動室の容積のＰ：Ｊ減を
利用して構成した容積型回転ポンプに関するものである
。

（従来の技術） 従来、容積型回転ポンプとしてはベーン型ポンプやルー
ツ型ポンプが知られている。ベーン型ポンプは、ケーシ
ング内に偏心した状態にロータを設け、このロータの半
径方向に複数の羽根を伸縮自在に取付けたポンプである
。他方、ルーツ型ポンプは、ケーシング内に２枚の歯を
持った一対のローラを９０度位相をずらして取付け、こ
れらのロータを互いに逆方向に回転させて液体の圧送を
行なうポンプである。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のベーン型ポンプでは比較的大きな吐出口を得やす
いが、ベーンがケースに接触して１と動するためベーン
が摩耗するだけでなく大きな駆動力を要すると言った問
題があった。一方、ルーツ型ポンプでは回転子とケース
が非接触であるため駆動力が小さくてすむが、充分な吐
出力を１９がたいと言った問題があった。

本発明では上記のような問題点に鑑みてなされたもので
、その目的は小さな駆動力で大きな吐出力を得ることの
できる構造簡単な容積型回転ポンプを提供することにあ
る。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明に係る容積型回転ポ
ンプでは全体として直胴形の形態を有し、回転軸と直交
する方向の面内における断面形状が曲率半径および長さ
をそれぞれ同一とする３つの凸状湾曲辺で画成された少
なくとも３個の回転子を有している。そしてこれらの回
転子はそれぞれの回転軸が正三角形の頂点に位置するよ
うにしてケーシング内に平行かつ回転自在に収容され、
回転子相互間または回転子とケーシングとの間に作動室
を画成している。このケーシングには上記作動室の一端
に開口する吸入口と作動室の他端に開口する吐出口とが
形成され、ケーシング内の３個の回転子は互いに同一の
位相を維持しながら同期回転されるように連動機構と連
結されている。更に、上記ケーシング内の作動室にポン
プ機能をもたせるため、作動室の容積が増大したときに
上記吸入口を開き、作動室の容積が減少したときに上記
吸入口を閉じる第１の切換手段と、作動室の容積が増大
したときに上記吐出口を閉じ、作動室の容積が減少した
ときに上記吐出口を開ける第２の切換手段とを設けてな
るのである。

（作　用） ケーシング内の３個の回転子が連ａｎ構を介して同期回
転し、作動室の容積が増大すると第１の切換手段によっ
て吸入口が開きまた第２の切換手段によって吐出口が閉
じる。これによって流体が吸入口から作動室内に流入す
る。その後、更に回転子が、回転して作８室の容積が減
少すると、第１の切換手段によって吸入口が閉じ、第２
の切換手段によって吐出口が開き、これによって作動室
内の流体が外部に吐出されることになる。このようにし
て、３個の回転子が連続回転して作動室内の容積が増減
すると、流体が順次作動室内を通って吸入口から吐出口
へ流動するのである。

（実施例） 以下本発明の好適な実施例について添附図面を参照にし
て説明する。

まず添附の第１図〜第７図に示された本発明の第１実施
例について説明する。この本発明に係る容積型回転ポン
プ１は３個の回転子２．３．４を有し、この各回転子の
断面形状は曲率半径及び長さをそれぞれ同一とする３つ
の凸状湾曲で画成された形状で、より具体的には正三角
形の辺の長さを半径とし各頂点から他の２つの頂点を結
ぶ円弧を描いてなる形状となっている。そして、これら
の回転子２，３．４は上記正三角形の中心位置に回転＠
５，６．７を有し、各回転子のｒＩ４部形状は各回転軸
に対して捩れのない直胴形となっている。

これら３個の回転子２．３．４は、その中心軸５．６．
７を前記の正三角形と同寸法の正三角形の頂点に位置さ
せて平行に配設され、ケーシング８内に収容されている
。

これら回転軸５．６．７はケーシング８の前後の端板９
，１０を貫通して外方に突出している。

前方の端板９より外方に突出した回転軸５．６゜７には
歯車１１，１２．１３が固着され、これらの歯車１１，
１２．１３は内歯型のリングギア１４と噛み合い、これ
により各回転子２，３．４は所定の同一位相を維持しつ
つ同期回転されることになる。そして、このリングギア
１４はベルト１５を介して、例えばエンジン出力軸に固
設されたプーリー１６に連結されて回転駆動される。

前方の端板９の中心部、即ち３個の回転子２゜３．４に
よって画成される作動室１７に対向する部分には周方向
に等間隔で分離した３個の扇状の透孔１８が形成されて
いる。そして、この端板９の前面には前側回転シャッタ
ー板１９が配設され、この回転シャッター板１つは前記
歯車１１．１２゜１３と同寸法の歯車として構成され、
これらの歯車１１．１２．１３の中央に位置してこれら
の３個の歯車と噛合している。この回転シャッター板１
９には周方向に等間隔で分離した３個の扇状の透孔２０
が形成されている。このシャッター板１９に形成された
各透孔２０は端板９に形成された透孔１８よりも小さく
、この実施例では扇状透孔２０の中心角は３０°で他方
の扇状透孔１８の中心角は６０”　としている。

また、第２図に示されているように、後方の端板１０を
貫通して回転子２．３．４の回転軸５゜６．７が（９万
に突出し、この回転軸の後方突出端には前記歯車１１．
１２．１３と同様の歯車１１ａ、１２ａ、１３ａが取付
けられ、これらの歯車の中央部には前側回転シャッター
板１９と同様に後側回転シャッター板１９ａが配設され
、回転子２．３．４の回転に伴って後側回転シャッター
板１９ａも回転するようになっている。そして更に、後
方の端板１０及び後側回転シャッター板１９ａには前方
の端板９及び前側回転シャッター板１つと同様の図示を
省略した扇形透孔１８ａ、２０ａが形成されている。但
し、この後方の端板１０及び後側回転シャッター板２０
ａに形成された扇状透孔は前方の扇状透孔１８．２０と
それぞれ所定角度位相を異にし、前方の透孔１８．２０
が貫通して開口した時に後方の透孔１８ａ、２０ａは閉
じ、逆に前方の透孔１８．２０が閉じた時に後方の透孔
１８ａ、２０ａが開口するような位置関係となっている
。

尚、前方の回転シャッター板１９の透孔２０を囲繞して
前方に突出する吸入バイブ２１がリングギア１４に取付
けられて設けられ、一方後方の回転シャッター板２０ａ
の透孔２０ａを囲繞して後方に突出する吐出バイブ２２
が後方の端板１０に取付けて設けられている。

本発明の第１実施例に係る回転ポンプは上記のように構
成されているため、エンジン出力軸のプーリー１６を駆
動してベルト１５を介してリングギヤー１４を矢印の方
向に回転すると、これに噛合した歯車１１．１２．１３
が回転し、その結果回転子２．３．４は第４図（ａ）〜
第４図（ｄ）へと順次回転する。回転子２，３．４の回
転に伴ってその中央部に画成された作動室１７ａ〜１７
ｄは順次その容積が変化し、第４図（ｂ）の作動室１７
ｂが最大で第４図（ｄ）の作動室１７ｄが最小となる。

本発明ではこの作動室の容積変化に対応して作動室１７
前方の吸入バイブ２１に通じる吸入口即ち透孔１８．２
０と作動室１７の後方の吐出ロバイブ２２に通じる吐出
０叩ち透孔１８ａ、２０ａとを開閉するもので、上記作
動室１７８〜１７ｄの容積変化に対応する前方の端板９
と前方の回転シャッター板１９に形成した透孔１８，２
０の位置関係を第５図（ａ）〜（ｄ）に示し、後方の端
板１０と後方の回転シャッター板１９ａに形成した透孔
１８ａ、２０ａの位置関係を第６図（ａ）〜（ｄ）に示
している。

これらの第４図〜第６図から明らかなように、作！Ｆｔ
ｌ　空１７の容積が最大のときには第５図（ｂ）及び第
６図（ｂ）に示すように、吸入側の回転シャッター板１
９の透孔２０は全開となり、吐出側の回転シャッター板
１９ａの透孔２０ａは全閉となるため、空気は吸入バイ
ブ２１から作動室１７ｂ内に吸入される。次いで作動室
の容積１７が第４図（Ｃ）の状態を経て第４図（ｄ）の
状態となると、第５図（ｄ）及び第６図（ｄ）に示すよ
うに、吸入側の回転シャッター板１９の透孔２０は全閉
となり、吐出側の回転シャッター板１９ａの透孔２０ａ
は仝間となるため、作動室１７内の空気は吐出バイブ２
２から作動室の外部へ吐出される。このように作動室の
容積変化に応じて空気が吸入バイブ２１から吐出パイプ
２２を通って圧送されるのである。

上記本発明の第１実施例では作動室１７を回転子２．３
．４によって画成された中心部に形成した場合について
説明したが、作動室はこれに限られるものでなく、本発
明の第２実施例では作動室を回転子とケーシング８との
間に形成している。

この第２実施例は第８図及び第９図に示されており、こ
の実施例では第１実施例と異なりケーシング８の前方の
端板９の図示した３個所の位置に吸入口２３．２４．２
５が穿設され、また後方の端板１０の図示した３ケ所に
上記吸入口とそれぞれ連動関連する吐出口２３ａ、２４
ａ、２５ａが設けられ、３個の吸入口は覆板２６の連通
路２７によって吸入バイブ２１と連通し、また３個の吐
出口２３ａ、２４ａ、２５ａは覆板２７ａの連通路２７
ａによって吐出バイブ２２と連通している。

その他の構造、即ち回転子２．３．４及び回転子の駆動
機構は第１実施例の場合と同じである。

この第２実施例の作動を第９図（ａ）〜（ｄ）を参照に
して説明すると、第９図（ａ）の状態において、吸入口
２３．２４．２５とそれぞれこれに対応する点線で示す
吐出口２３ａ、２４ａ、２５ａとは図のＡ地点において
連通が遮断されている。回転子２．３．４が矢印方向に
回転して第９図（ｂ）の位置を占めると、作動室２９の
容積が斜線で示すように第９図（ａ）の状態から増大し
、このため吸入口２３，２４．２５から空気が作動ｖ２
９内に流入する。この時、吐出口２３ａ、２４ａ、２５
ａと作動室との連通はＢ地点において遮断されている。

回転子２，３．４が更に回転すると作動室２９の容積は
更に増大して空気を作動室内に取り込み、第９図（Ｃ）
の状態で作動ｖ２９の容積は最大となる。この時に於い
て吸入口２３．２４．２５は閉じられるに至り、吐出口
２３ａ、２４ａ、２５ａも未だ作動室と連通されていな
い。この直後から作動室２９の容積が減少し、また吐出
口２３ａ、２４ａ、２５ａと連通するようになり、第９
図（ｄ）の状態では作動室２つ内の空気は吐出口から外
部へ吐出される。上記の動作を繰返すことにより、回転
子２．３．４とケーシング８との間の作動室２９を通っ
て吸入バイブ２１から吐出パイプ２２へ゛順次空気が圧
送されることになる。

（効　果） 以上のように本発明に係る容積型回転ポンプでは、回転
子が全て直胴型の形態を有しているため、製造が容易で
ある。また、回転子の中心位置に回転軸が位置し、しか
も回転子相互間及び回転子とケーシングとの間の摩擦抵
抗を極めて小さくすることができるため、駆動力の小さ
なポンプとなる。

このように本発明の容積型回転ポンプでは吸入側と吐出
側に設けられた切換手段を直胴型回転子によって形成さ
れる作動室の容積増減と連動させて開閉させると言った
簡単な構造によって、小さな駆動力によって大きな吐出
力を得ることを可能としたのである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は本発明の第１実茄例の容積型回転ポン
プに係るもので、第１図はその一部を分解して示す斜視
図、第２図はその端部を断面にして示す側面図、第３図
はその要部正面図、第４図（ａ）〜（ｄ）は回転子と作
動室の容積変化を順次示す説明図、第５図（ａ）〜（ｄ
）は第４図（ａ）〜（ｄ）に対応する吸入側回転シャッ
ター板の透孔の位置を示す説明図、第６図（ａ）〜（ｄ
）は第４図（ａ）〜（ｄ）に対応する吐出側の回転シャ
ッター板の透孔の位置を示す説明図、第７図は作動室の
吸入口と吐出口の相互関係を示す作動線図、第８図及び
第９図は本発明の第２実施例の容積型回転ポンプに係る
もので、第８図はその一部を分解して示す斜視図、第９
図（ａ）〜（ｄ）はその作動説明図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）全体として直胴形の形態を有し、回転軸と直交す
   る方向の面内における断面形状が曲率半径および長さを
   それぞれ同一とする３つの凸状湾曲辺で画成された少な
   くとも３個の回転子と、該３個の回転子の回転軸をそれ
   ぞれ三角形の頂点に配置して平行かつ回転自在に収容し
   、該回転子相互間または該回転子の外側に作動室を画成
   するケーシングと、 該ケーシングに形成され該作動室の一端に開口する吸入
   口と、 該ケーシングに形成され該作動室の他端に開口する吐出
   口と、 該３個の回転子が互いに同一の位相を維持しながら同期
   回転するように連動させる連動機構と、該作動室の容積
   が増大したときに該吸入口を開き、該作動室の容積が減
   少したときに該吸入口を閉じる第１の切換手段と、 該作動室の容積が増大したときに該吐出口を閉じ、該作
   動室の容積が減少したときに該吐出口を開ける第２の切
   換手段と、 を備えていることを特徴とする容積型回転ポンプ。
2. （２）前記作動室が前記３個の回転子の間に形成され、
   前記第１の切換手段と前記第２の切換手段の各々が前記
   ケーシングの端板に設けられた固定シャッターと前記回
   転子の回転に同期して回転する可動シャッターとからな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の容積型
   回転ポンプ。