JPH0494482A - 往復形ポンプ - 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） 本発明は往復形ポンプに関する。

（従来技術） この種のポンプの一形式として、ポンプ室を設けたシリ
ングブロック、ポンプ室に挿入したブランツヤ−、プラ
ンジャーの外側端部が一定の傾斜角度をもって弾撥的に
当接する斜板を備え、固定された斜板に対してシリング
ブロックを回転することによりプランジャーを往復運動
させてポンプ室の容積を変化させるように構成した斜板
形プランジャーポンプが広く知られている。

また、他の形式の往復形ポンプとして、スラストリング
の内側に偏心して取付けたロータ、ロータの半径方向に
沿って放射状に設けたポンプ室に挿入され外＠端部がス
ラストリングに弾撥的に当接するプランツヤ−を備え、
ロータの回転によりプランツヤ−を往復運動させてポン
プ室の容積を変化させるように構成したラフアル形プラ
ンジャーポンプ等も知られている。

（発明が解決しようとする課題） 上記した斜板形プランツヤーポンプにおいてはシリング
ブロックの回転軸心に対して傾斜して固設した斜板やポ
ンプ室にプランツヤ−を斜板に弾撥的に当接させるスプ
リング等を要し、またラジアル形プランツヤーポンプに
おいてはスラストリング、同リングにプランジャーを弾
撥的に当接させるスプリング等を要するほか、吸入ポー
トと吐出ポートを設けたビントル弁をロータの中心部に
固設しなければならないので、構造が複雑になり、高コ
ストである。

本発明はかかる点に鑑み、構造を簡単にしてコストの低
減を図ることのでさる往復形ポンプを提供することを目
的とする。

（課題を解決するための手Ｖｉ） 請求項１に記載の往復形ポンプはホンプハウノングにア
ウターロータとインナーロー夕を回転可能に組付けると
ともにアウターロータの周方向に沿って吸入ポートと吐
出ポートを設け、アウターロータの回転軸心を同ロータ
の中心に一致して設定し、アウターロータの中央部に前
記インナーロータの直径にほぼ等しい幅と同直径の少な
くとも２倍の長さを有するポンプ室を設け、前記インナ
ーロータをポンプ室に回転可能に嵌合して同室を２つの
圧力室に区画するとともに同ロータの回転軸心を前記両
ロータの中心から前記インナーロータの半径の半分偏心
した位置に設定し、圧力室の容積が拡大するとき吸入ポ
ートと同室が連通し、圧力室の容積が縮小するとき吐出
ポートと同室が連通するように両ポートを配置したこと
をｖｆ徴とする。

また、請求項２に記載の往復形ポンプは請求項１に記載
の往復形ポンプにおいて、アウターロータに対してイン
ナーロータが２倍の回転速度で同一方向に回転するよう
に両ロータを伝動Ｐ！ｉ構を介して連結したことを特徴
とする。

（発明の作用、効果） 請求項１に記載の往復形ポンプによれば、いずれか一方
のロータを回転駆動すると、インナーロータの外周部と
ポンプ室内壁の摺接部を介して他方のロータにトルクが
伝達され、インナーロータがアウターロータの回転速度
の２倍の回転速度で回転しながらインナーロータの直径
に等しいストローク量でポンプ室内を往復運動する。こ
れにより、インナーロータにて区画された２つの圧力室
の一方の容積が拡大して吸入ポートから流体が吸引され
るとともに、他方の圧力室の容積が縮小して同室の流体
が加圧され吐出ポートから吐出される。

このように請求項１に記載の往復形ポンプにおいては、
アウターロータと同ロータに設けたポンプ室に嵌合する
インナーロータによりポンプ作用が生じるので、従来の
往復形ポンプのように斜板やスラストリング及びプラン
ツヤ−を斜板やスラストリングに弾撥的に当接させるス
プリング等を要しない。従って、構造が簡単になり、コ
ストの低減が可能となる。

また、請求項２に記載の往復形ポンプにおいては、アウ
ターロータとインナーロータを伝動機構を介して連結し
たので、インナーロータの外周部とポンプ室の内壁間で
トルクの伝達が行なわれなくても両ロータが回転する。

このため、インナーロータ外周部とポンプ室内壁間の摺
動抵抗を無くすことができるので、静粛性が向上し、か
つ高速運転が可能となる。従って、簡単小型で大容量の
往復ポンプが可能となる。

（実施例） 以下に本発明を図面に基づき説明するに、第１図には本
発明の一実施例に係る往復形ポンプの全体構造が、第２
図には同ポンプを構成するアウターロータとインナーロ
ータが示されている。また、第３図には両ロータの位置
関係が示されている。

当該ポンプはボンプハウノング１０と同ハウジングに内
股したインナーロータ２０及びアウターロータ３０を備
えている。

ポンプハフノング１０には円形の断面形状を有する第１
嵌合室１１と第２嵌合室１２が並列して設けられ、第１
嵌合室１１にインナーロータ２０に一体に設けた７ラン
ノ部２１が回転可能に嵌合され、第２嵌合室１２にアウ
ターロータ３０が回転可能に嵌合されている。また、イ
ンナーロータ２０の回転軸２２及びアウターロータ３０
の回転軸３１はそれぞれボンブハウノング１０に設けた
軸受１３，１４にて回転可能に支承されている。

アフターロータ３０の回転軸心は同ロータ３０の中心０
３に一致して設定されている。また、アウターロータ３
０には第３図に示すように、インナーロータ２０の直径
４ａとほぼ等しい幅と同直径４ａのほぼ２倍の長さを有
するとともに、アウターロータの中心０３に対して点対
称な略艮円形の断面形状を有し、かつ−側面を開口した
ポンプ室３２が形成され、同室３２は両端部に設けた通
孔３３を介してアウターロータ３０の外周部に開口して
いる。このポンプ室３２にインナーロータ２０が回転可
能に嵌合され、同ロータ２０にて２つの圧力室３２Ａ、
３２Ｂ（第４Ｂ−第４Ｆ図参照）に区画されている。そ
して、ポンプ室３２の開口側面は７ランノ部２１とボン
プハウノング１０にて液密に閉塞されている。

第３図に示すように、インナーロータ２０の回転軸心０
１はインナーロータ２０の中心０２及びアウターロータ
の中心０３に対してインナーロータの半径２ａの半分偏
心して設定されている。

一方、ボンプハウノング１０にはアウターロータ３０の
外周部に沿って吸入ポート１５と吐出ポート１６が設け
られ、両ポート１５．１６は後述するように圧力室３２
Ａ、３２Ｂの容積が拡大するとぎ吸入ポート１５と同室
３２Ａ、３２Ｂが通孔３３を介して連通し、圧力室３２
　Ａ、３２　Ｂの容積が縮小すると軽吐出ポート１６と
同室３２Ａ。

３２Ｂが通孔３３を介して連通するように配置されてい
る。

次に、アウターロータ３０の回転軸３１はモータ３４に
連結されるとともに、インナーロータ２０の回転軸２２
に伝動機構４０を介して連結されている。この伝動機構
４０はアウターロータ３０の回転軸３１に固着したギヤ
４１、伝動軸４２の一端に固着されギヤ４１に噛合する
ギヤ４３、伝動軸４２の他端に固着したギヤ４４、イン
ナーロータ２０の回転軸２２に固着されギヤ４４と噛合
するギヤ４５を備え、アウターロータ３０に対してイン
ナーロータ２０が２倍の回転速度で同一方向に回転する
ように各ギヤ比が設定されている。

本実施例は以上の構成からなり、次にその作動を第４Ａ
〜第４Ｇ図に基づき説明する。

第４Ａ図はインナーロータ２０が一方のストローク端に
位置している状態を示し、このときインナーロータの左
側の圧力室３２Ａの容積は最小となり、右側の圧力室３
２Ｂの容積は最大となっている。また、第４Ｂ図ないし
第４Ｇ図は第４Ａ図に示す状態がらアウターロータ３０
が順に３０度ずつ回転したときの同ロータ３０に対する
インナーロータ２０の相対位置を示している。

インナーロータ２０はアウターロータの２倍の回転速度
で回転するように伝動機構４ｏを介してアウターロータ
３０に連結され、かつインナーロー１２０の回転軸心０
１　ハ両ｏ−タ２　（１＋　３　Ｏｆ＞中心０２．０３
からインナーロータ２０の半径２ａの半分偏心して設定
されているので、アウターロータ３０が回転するとイン
ナーロータ２０の中心０２は同中心０２とインナーロー
タ２０の回転軸心０１及びアウターロータの中心０３が
常にインナーロータ２０の回転軸心ｏ１を頂点とする二
等辺三角形を形成するように変位する。その結果、アウ
ターロータ３０の回転に伴いインナーロータ２０の中心
０２は常にポンプ室３２の長紬鋤上を変位し、がつアウ
ターロータ３ｏの回転角度が０から９０度までの間、す
なわち第４Ａ図から第４Ｄ図までの開はアクタ−ロータ
３０の中心０３に近接する方向へ変位し、アウターロー
タの回転角度が９０度から１８０度の間、即ち第４Ｄ図
から第４Ｇ図までの間はアウターロータの中心ｏ３がら
離間する方向へ変位する。このため、アウターロータ３
０がｆ１ｔＪ４Ａ図に示す状態からＩＩｔＪ４Ｇ図に示
す状態まで半回転すると、インナーロータ２゜はポンプ
室３２内を一方のストローク端から他方のストローク端
へ直径４ａに相当する鉗離だけ往動することになるので
、インナーロータ２０の左側の圧力室３２Ａの容積が最
小から最大へと拡大して吸入ポート１５から流体が通孔
３３を通って同室３２Ａに吸引される。一方、インナー
ロータ２０の右側の圧力室３２Ｂの容積は最大から最小
へと縮小し、同室３２Ｂの流体が加圧されて通孔３３か
ら吐出ポート１６へ吐出され、同ポート１６からボンプ
ハウノンク１０の外部へ排出される。

このように本実施例によれば、アウターロータ３０と同
ロータ３０に設けたポンプ室２に嵌合するインナーロー
タ２０によりポンプ作用が生じ、従来の往復形ポンプの
ように斜板やスラストリング及びプランジャーを斜板や
スラストリングに弾撥的に当接させるスプリング等を要
しないので、構造が簡単になり、コストの低減が可能と
なる。

また、アウターロータ３０とインナーロータ２０を伝動
機構４０を介して連結したので、インナーロータ２０を
ポンプ室３２の内壁に接触しないように往復運動させる
ことが可能となる。これにより、インナーロータ２０の
外周部とポンプ室３２の内壁間の摺動抵抗を無くすこと
ができるので、静粛性が向上し、かつ高速運転が可能と
なる。このため、小型で大容量の往復ポンプを実現でき
る。

さらに、アウターロータの一回転で吸入及び吐出作用が
それぞれ２回生じるので加圧流体の脈動が少ない。

なお、本実施例においてはアウターロータ３０とインナ
ーロータ２０を伝動機構４０を介して連結したが、両ロ
ータ２０．３０は必ずしも連結する必要はない。両ロー
タ２０．３０を連結しない場合、いずれか一方のロータ
２０，３０をモータ３４にて駆動すると、インナーロー
タ２０の外周部がポンプ室３２の内壁に摺接して他方の
ロータ３０．２０にトルクが伝達される。これにより、
インナーロータ２０は本実施例と同じようにアウターロ
ータ３０の２倍の回転速度で回転しながらポンプ室３２
内をインナーロータ２０の直径に等しいストローク量で
往復運動するので、圧力室３２　Ａ、３２　Ｂの容積が
拡大または縮小してポンプ作用が生じる。

また、本実施例においてはポンプ室３２を略長円形に形
成したが、かかる形状に限定されるものではなく、イン
ナーロータの直径にほぼ等しい幅と同直径の少なくとも
２倍の長さを有しかつアウターロータ３０の中心０３に
対して点対称な断面形状を包含する形状であればポンプ
室３２内体の形状はアウターロータ３０の中心ｏ３に対
して、α対称でなくてもよい。

さらに、吸入ポート１５及び吐出ポート１６をそれぞれ
アウターロータ３０のほぼ半周にわたって設けたが、こ
れよりも短く設定することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る往復形ポンプの全体構
成を示す一部破断斜視図、第２図は同ポンプを構成する
インナーロータとアウターロータの分解斜視間、第３図
は両ロータの位置関係を示す説明図、第４図は同ポンプ
の作動説明図である。 符号の説明 １０・・・ボンプハウノンク、１１・・・第】嵌合室、
１２・・・第２嵌合室、１５・・・吸入ポート、１６・
・・吐出ポート、２０・・・インナーロータ、３０・・
・アウターロータ、３２・・・ポンプ室、３２　Ａ、３
２　Ｂ・・・圧力室、４０・・・伝動機構、０１・・・
インナーロータの回転軸心、０２・・・インナーロータ
の中心、０３・・・アウターロータの中心。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ホンプハウジングにアウターロータとインナーロ
   ータを回転可能に組付けるとともにアウターロータの周
   方向に沿って吸入ポートと吐出ポートを設け、アウター
   ロータの回転軸心を同ロータの中心に一致して設定し、
   アウターロータの中央部に前記インナーロータの直径に
   ほぼ等しい幅と同直径の少なくとも２倍の長さを有する
   ポンプ室を設け、前記インナーロータをポンプ室に回転
   可能に嵌合して同室を２つの圧力室に区画するとともに
   同ロータの回転軸心を前記両ロータの中心から前記イン
   ナーロータの半径の半分偏心した位置に設定し、圧力室
   の容積が拡大するとき吸入ポートと同室が連通し、圧力
   室の容積が縮小するとき吐出ポートと同室が連通するよ
   うに両ポートを配置したことを特徴とする往復形ポンプ
   。
2. （２）請求項１に記載の往復形ポンプにおいて、アウタ
   ーロータに対してインナーロータが２倍の回転速度で同
   一方向に回転するように両ロータを伝動機構を介して連
   結したことを特徴とする往復形ポンプ。