JPS6347668Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は気体圧縮機や真空ポンプなどに用い
られる偏心ロータ形のポンプに関し、特にそのベ
ーン構造の改良に関する。

いわゆるゲーデ形と称される偏心ロータ形の流
体移送ポンプの基本構造としては、第１図、第２
図に示すように、円筒形シリンダ１と、このシリ
ンダ１の両開口端面に装着されたフロントサイド
ブロツク２およびリヤサイドブロツク３によつて
円筒形のシリンダ室を構成し、その内部に外周の
一部が前記シリンダ１の内周部に接するように中
実円筒形のロータ４を配置し、かつその前後に一
体化されたロータ軸４ａ，４ｂを前記各サイドブ
ロツク２，３に形成された軸承部２ａ，３ａに回
転自在に軸承したものである。これらは密閉され
た円筒形ケーシング５に収容され、そのケーシン
グ５の前部に突出するフロント側ロータ軸４ａを
入力軸に連結することで、ロータ４を矢印Ａ方向
に回転させるようになつている。

前記ロータ４およびロータ軸４ａ，４ｂの一部
には、その軸中心を貫通する長孔状のベーン溝６
が径方向に貫通形成され、このベーン溝６に前記
ロータ４の半径より長く形成された一対のベーン
７，７を摺動可能に保持してある。

そして、前記ロータ４が回転すると、各ベーン
７の先端が遠心力、またはこれに加えてバネ圧あ
るいは油圧等によりシリンダ１の内周壁に押付け
られつつ回転し、シリンダ１に形成された吸気ポ
ート１ａから供給された圧縮性流体は、ベーン７
により閉じ込められつつやはりシリンダ１に形成
された吐出ポート１ｂおよび吐出弁８を経て排出
され、その間の容積変化に伴う圧縮作用によつて
真空吸引、あるいは圧縮作業を行なう。

しかしながら、このような構造の流体移送ポン
プにおいて、各図に示す如くロータ４、およびロ
ータ軸４ａ，４ｂの軸方向を全通させずにベーン
溝６の加工を行なうのは実際上極めて困難であ
る。

すなわち、このベーン溝６の加工は、その軸方
向を全通していないために、エンドミル加工方法
の他は加工できない。しかもロータ４の直径が比
較的大きいために、径方向に対してエンドミルを
全通させることはできない。このためロータ４の
180゜対称位置でロータ４の半径分のエンドミル加
工をそれぞれに行なうことによつて前記ベーン溝
６を径方向に全通させているが、この場合には、
各加工溝が精度良く完全に一致せず、僅かに段差
が生じ易い。段差が生じた場合にはベーン７がロ
ータ４の半径分以上没入した状態ではその段差に
よつて溝部分に喰いつき、再突出動作が行なわれ
なくなる。

逆に、このような不具合を解消するために、ベ
ーン溝６とベーン７との隙間をおおきくとり、寸
法公差を大とした場合には、性能が大幅に低下す
るなどの欠点がある。

したがつて、以上のように構成されるベーン構
造にあつては、理論的には理想状態ではあるが、
実加工上は量産性に乏しく、実際には実施が極め
て困難である。

したがつて、実用化に際しては例えば第３図あ
るいは第４図に示すような構造が提案されている
が、何れも以下に述べる問題を内包している。

まず、第３図に示すものは、前記ロータ４のベ
ーン溝１０の形状をロータの中心からロータ軸４
の半径分ずらしてそれぞれ180゜対向して平行に形
成したものであり、このような構造によれば、前
記ベーン溝１０はロータ４の軸方向に全通して形
成することができるために、エンドミル加工に対
し、フライス加工などの加工を行なうことができ
るために、その加工は簡単で、しかも精度の良い
ものとなる。

しかしながら、このように大幅にオフセツトし
た場合には、ベーン１１の先端部は、そのオフセ
ツト量Ｄに相当してロータ４の中心に対する偏角
θが極めて大となるために、その当接部分の押付
け圧力はベーン１１の先端に加わる分力F₁と前
記角度θに対応する分力F₂との合力となり、特
に分力F₂は単なる摩擦抵抗としてのみ作用する
ために、ロータ軸４ａを避け、ロータ４の中心か
ら大きくオフセツトした場合には、その分力F₂
による摩擦抵抗が大きくなり、ベーン１１がロー
タから突出しにくくなり、しかも大幅な動力ロス
を生ずる。

逆に、ロータ軸の径を小さくした場合には捩じ
り剛性等が低下するために、このオフセツト量は
大きくならざるを得ないものとなる。

次に、第４図に示すものは、前記とは逆にロー
タ軸４ａを挟んで一対のベーン溝２０，２０を形
成し、かつそのベーン溝２０の底部がロータ軸４
ａ部分まで至らないように形成したもので、この
場合においてもベーン溝２０はその長さ方向に全
通して形成できるために加工が簡単となる。

しかしながら、このようにベーン溝２０をロー
タ４の半径以下とした場合には、ベーン２１の移
動距離が小さく、しかも、ロータ４がシリンダ１
の内周部に接する部位においては全没する必要が
あるところから、鎖線で示すベーン２１の最大突
出位置においては、前記ベーン溝２０に対する受
け幅ｌが小さくなり、しかも、ロータ４の回転方
向に対して圧力差が生じているために、この受け
部分が小さくなると、この部分を支点としてベー
ン４を曲げようとする力が加わり、ベーンおよび
ベーン溝の摩耗も極めて激しいものとなる。

逆に、ロータ４の径を大きくした場合には、シ
リンダ１とロータ４およびベーン２１で囲まれる
圧縮作業室容積が小さくなり、しかも小形化にも
限度が生ずる。

この考案は、以上の述べたこの種の流体移送ポ
ンプにおける問題点に鑑みなされたもので、その
目的とするところは、高精度で、量産性に富み、
しかもベーンに加わる分力を極力小さくすると同
時に、ベーンの受け幅が充分に確保されるように
することにある。

前記目的を達成するために、本考案では、前記
ロータの軸心部に盲孔を貫通形成するとともに、
ベーン溝の底部が前記盲孔を貫通すべくロータの
径方向に180゜対向して溝加工する際に、各ベーン
溝を前記ロータの軸中心に対し回転方向の遅れ側
に僅かにずらして形成することにより、前記各ベ
ーン溝の貫通先端が盲孔の軸中心に対し交互にず
れて交差してなり、更に各ベーンの底部に切欠き
部を形成し、一方のベーンがベーン溝に没入した
状態で、その切欠き部による段部が他方側のベー
ン溝の肩部に当接することによりベーンの没入位
置が規制されるようになしたことを特徴とする。

以下、この考案の一実施例を第５図以下の図面
を参照して詳細に説明する。

但し、従来と同一部分については同一符号を付
し、その説明を省略する。

第５図、第６図において、ロータ４の中心に
は、その軸方向に沿つてリヤ側ロータ軸４ｂより
これを貫通する所要の径の盲孔３０がキリ穴加工
等によつて形成され、その先端部をフロント側ロ
ータ軸４ａの基部に到達させており、さらにその
盲孔３０の後端部には盲蓋３１が圧バメ等により
嵌合され、前記盲孔３０の開口部を気密に蓋する
とともに、ロータ軸４ｂの補強を行なつている。

また、ロータ４の径方向にはそれぞれ略180゜対
向してベーン溝３２，３２が形成されている。こ
の各溝３２の中心は、矢印Ａに示すロータ４中心
よりその回転方向の遅れ側に所定のオフセツト量
ｄ分だけ僅かにオフセツトされた状態に形成さ
れ、その各溝３２の底部を前記盲孔３０の軸中心
に対し交互にずれた状態で交差せしめている。

これら各ベーン溝３２に装着されるベーン３３
はそれぞれロータ４の半径より長く形成されてお
り、かつその底部には切欠部３３ａが形成されて
いる。この切欠部３３ａの切欠量は前記オフセツ
ト量ｄより２倍大きく、かつこのベーン３３はそ
の切欠部３３ａがロータ４の回転方向の遅れ側に
位置すべくベーン溝３２に装着される。

したがつて、第５図ａに示すように各ベーン３
３がロータ４の外周より平均に吐出した状態から
ｂに示すように90゜変位した状態において、すな
わち最大振幅時には、一方のベーン３３は完全に
ロータ４内に没入し、かつ他方のベーン３３は最
大限ロータ４より突出した状態にある。

そして、一方のベーン３３がロータ４内に没入
しきつた状態においては、その底部は一方のベー
ン溝３２の底部より盲孔３０内に入り込み、更に
他方側のベーン溝３２内に入り込む。

この状態において、ベーン３３は前記切欠部３
３ａにより形成される段部が他方のベーン溝３２
の肩部に当接し、これ以上の没入がなされないよ
うになつている。

更に、他方側のベーン３３を挟む左右の圧縮作
業室の圧力P₁，P₂はP₁＞P₂となつており、この
ために、ベーン３３には第７図に一部拡大して示
すように、前記ベーン３３を回転方向の遅れ側に
変位させる力が加わる。この力はベーン３３の前
面側底部をベーン溝３２の内奥部に当接させ、ま
た後面側をベーン溝３２の先端面側に変位させる
力となる。しかして、前記ベーン３３の底部はそ
の回転方向の遅れ側が切欠れているために、その
最大突出時において、ベーン３３の受け幅、すな
わちベーン溝３２に対するベーンが保持されてい
る実行長さＬは大となり、最大振幅時において充
分にその受け幅を確保できることになる。

以上実施例で説明したように、この考案に係る
流体移送ポンプにおけるベーン構造にあつては、
前記の如く構成されているために、ベーン溝の実
加工に際しては、その切削深さはロータの半径か
ら盲孔の半径をひいた分の深さで良く、加工が極
めて簡単かつ高精度にできる。

更に、ベーン溝のオフセツト量は極めて小さい
ために、ベーンが回転しつつシリンダの内周に当
接する際の分力による摩擦抵抗は極めて小さくな
り、更には最大振幅時におけるベーン溝に対する
ベーンの受け幅も充分に確保できる。

従つて、本考案に係る構造にあつては、この種
の構造の流体移送ポンプを量産する上で極めて実
用的価値が大であり、気体圧縮機、真空ポンプな
どの各種用途に好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の流体移送ポンプの断面図、第２
図は第１図の−線断面図、第３図、第４図は
従来の他の例を示す説明用断面図、第５図ａはこ
の考案に係る流体移送ポンプの断面図、ｂは同作
用説明図、第６図は第５図の−線断面図、第
７図は同じく作用説明図である。 １……シリンダ、１ａ……吸気ポート、１ｂ…
…吐出ポート、４……ロータ、３０……盲孔、３
２……ベーン溝、３３……ベーン、３３ａ……切
欠部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 円筒形シリンダの内周部に、中実円筒形のロー
   タを偏心状に配置し、かつ該ロータの半径方向に
   一対のベーン溝を対向して設け、各ベーン溝内に
   ベーンを摺動可能に保持せしめ、前記ロータの回
   転に伴う各ベーンの交互出没動作により、シリン
   ダ内に供給される流体を各ベーンにより閉じ込め
   つつその吸入側から吐出側に圧縮移送する構造の
   ポンプにおいて、 前記ロータの軸心部に盲孔を貫通形成するとと
   もに、ベーン溝の底部が前記盲孔を貫通すべくロ
   ータの径方向に180゜対向して溝加工する際に、各
   ベーン溝を前記ロータの軸中心に対し回転方向の
   遅れ側に僅かにずらして形成することにより、前
   記各ベーン溝の貫通先端が盲孔の軸中心に対し交
   互にずれて交差してなり、更に各ベーンの底部に
   切欠部をロータ回転方向の遅れ側に形成し、一方
   のベーンがベーン溝に没入した状態で、その切欠
   部による段部が他方側のベーン溝の肩部に当接す
   ることによりベーンの没入位置が規制されるよう
   になしたことを特徴とする流体移送ポンプのベー
   ン構造。