JPH06129366A - ベーンポンプ - Google Patents
ベーンポンプInfo
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- JPH06129366A JPH06129366A JP27841692A JP27841692A JPH06129366A JP H06129366 A JPH06129366 A JP H06129366A JP 27841692 A JP27841692 A JP 27841692A JP 27841692 A JP27841692 A JP 27841692A JP H06129366 A JPH06129366 A JP H06129366A
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Landscapes
- Rotary Pumps (AREA)
- Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ベーンポンプにおけるロータのスリットとベ
ーンの間に形成したサイドクリアランスの増加量を少な
くする。 【構成】 リング１内で回転するアルミ合金製ロータ３
に多数のスリット４を放射状に設け、各スリットで半径
方向に移動自在となるよう保持したベーン５を高炭素ク
ロム軸受鋼で形成し、ロータ３の形成材料とベーン５の
形成材料の線膨張係数を接近させることにより、温度上
昇時においてもサイドクリアランスの増加量を少なくす
ることができる。
ーンの間に形成したサイドクリアランスの増加量を少な
くする。 【構成】 リング１内で回転するアルミ合金製ロータ３
に多数のスリット４を放射状に設け、各スリットで半径
方向に移動自在となるよう保持したベーン５を高炭素ク
ロム軸受鋼で形成し、ロータ３の形成材料とベーン５の
形成材料の線膨張係数を接近させることにより、温度上
昇時においてもサイドクリアランスの増加量を少なくす
ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ベーンポンプ、更に
詳しくはロータのスリットとこのスリット内に組込んだ
ベーンとのサイドクリアランスの発生を少なくしたベー
ンポンプに関する。
詳しくはロータのスリットとこのスリット内に組込んだ
ベーンとのサイドクリアランスの発生を少なくしたベー
ンポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】図１はベーンポンプの一般的な構造を示
しており、両端面がブッシングで閉鎖されたリング１の
楕円孔２内にロータ３を回転可能に収納し、このロータ
３に外周面で開放する多数のスリット４を放射状の配置
で設け、各スリット４に板状のベーン５を半径方向に摺
動自在となるよう組込み、駆動軸６とロータ３の回転に
ともなうベーン５の出入りによって、吸引口７から吐出
口８に流体を送るポンプ作用を行なうようになってい
る。
しており、両端面がブッシングで閉鎖されたリング１の
楕円孔２内にロータ３を回転可能に収納し、このロータ
３に外周面で開放する多数のスリット４を放射状の配置
で設け、各スリット４に板状のベーン５を半径方向に摺
動自在となるよう組込み、駆動軸６とロータ３の回転に
ともなうベーン５の出入りによって、吸引口７から吐出
口８に流体を送るポンプ作用を行なうようになってい
る。
【０００３】上記のようなベーンポンプにおいては、機
械効率を上げるため、ロータのスリットとこのスリット
内に組込むベーンの関係を、サイドクリアランスがある
狭い領域になるよう管理して組立てている。
械効率を上げるため、ロータのスリットとこのスリット
内に組込むベーンの関係を、サイドクリアランスがある
狭い領域になるよう管理して組立てている。
【０００４】また、ロータは鋳鉄のものもあるが、大半
はアルミダイキャストで製作されるものが多く、これに
対してベーン５の材料は、耐摩耗性を重視するため、硬
度を高くすることが可能な高速度工具鋼（ＳＫＨ）の採
用が主流である。
はアルミダイキャストで製作されるものが多く、これに
対してベーン５の材料は、耐摩耗性を重視するため、硬
度を高くすることが可能な高速度工具鋼（ＳＫＨ）の採
用が主流である。
【０００５】上記のようなベーンポンプの運転状態にお
いては、ポンプ自体の温度上昇があるので、ロータ３と
ベーン５の形成材料の線膨張係数に差があると、ロータ
３のスリット４とベーン５の間のサイドクリアランスが
大きくなり、機械効率が低下することになる。
いては、ポンプ自体の温度上昇があるので、ロータ３と
ベーン５の形成材料の線膨張係数に差があると、ロータ
３のスリット４とベーン５の間のサイドクリアランスが
大きくなり、機械効率が低下することになる。
【０００６】更に、ベーンポンプにおけるベーン５は、
その先端面がリング１の内径と滑りを生じ、スリット４
で保持された両面がロータ３と滑りを生じており、従っ
て上記の各面がすべり面になり、耐焼付性が要求され
る。
その先端面がリング１の内径と滑りを生じ、スリット４
で保持された両面がロータ３と滑りを生じており、従っ
て上記の各面がすべり面になり、耐焼付性が要求され
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ロータ３の
形成に用いられるアルミダイキャストの線膨張係数は、
２．１×１０-5であるのに対し、従来のベーン形成材料
であるＳＫＨ材の線膨張係数は、０．９３×１０-5程度
であり、ロータ形成材とベーン形成材の線膨張係数の差
が大きく、このため、温度の上昇とともにロータのスリ
ットとベーンの間のサイドクリアランスが大きくなり、
機械効率が低下するという問題がある。
形成に用いられるアルミダイキャストの線膨張係数は、
２．１×１０-5であるのに対し、従来のベーン形成材料
であるＳＫＨ材の線膨張係数は、０．９３×１０-5程度
であり、ロータ形成材とベーン形成材の線膨張係数の差
が大きく、このため、温度の上昇とともにロータのスリ
ットとベーンの間のサイドクリアランスが大きくなり、
機械効率が低下するという問題がある。
【０００８】また、従来のベーンにおけるすべり面は、
平滑な研摩面に仕上げられていたため、すべり面の油膜
形成率が悪く、潤滑油量が少ない場合、潤滑不良となっ
て焼付きが発生し耐久性が低下するという問題もある。
平滑な研摩面に仕上げられていたため、すべり面の油膜
形成率が悪く、潤滑油量が少ない場合、潤滑不良となっ
て焼付きが発生し耐久性が低下するという問題もある。
【０００９】そこでこの発明は、上記のような問題点を
解決するため、温度上昇時においてもサイドクリアラン
スの増加量を少なくすることができ、しかもベーンにお
けるすべり面の油膜形成が十分に行なえ、潤滑性を向上
させて焼付きの発生を防ぎ、耐久性を向上させることが
できるベーンポンプを提供することを課題としている。
解決するため、温度上昇時においてもサイドクリアラン
スの増加量を少なくすることができ、しかもベーンにお
けるすべり面の油膜形成が十分に行なえ、潤滑性を向上
させて焼付きの発生を防ぎ、耐久性を向上させることが
できるベーンポンプを提供することを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するため、第１の発明は、ベーンポンプに用いられるベ
ーンを高炭素クロム軸受鋼で形成した構成を採用したも
のである。
するため、第１の発明は、ベーンポンプに用いられるベ
ーンを高炭素クロム軸受鋼で形成した構成を採用したも
のである。
【００１１】同じく第２の発明は、ベーンの表面に微小
くぼみを無数にランダムに設け、この微小くぼみの平均
面積を３５〜１５０μｍ2 、微小くぼみの表面に占める
割合いを１０〜４０％とした構成を採用したものであ
る。
くぼみを無数にランダムに設け、この微小くぼみの平均
面積を３５〜１５０μｍ2 、微小くぼみの表面に占める
割合いを１０〜４０％とした構成を採用したものであ
る。
【００１２】同第３の発明は、上記第１又は第２の発明
において、ベーンポンプのロータがアルミ合金で形成さ
れている構成を採用したものである。
において、ベーンポンプのロータがアルミ合金で形成さ
れている構成を採用したものである。
【００１３】
【作用】ベーンの形成材料を高炭素クロム軸受鋼とした
ので、ロータ形成材料とベーン形成材料の線膨張係数が
接近し、温度上昇時においてもサイドクリアランスの増
加量を少なくすることができる。
ので、ロータ形成材料とベーン形成材料の線膨張係数が
接近し、温度上昇時においてもサイドクリアランスの増
加量を少なくすることができる。
【００１４】また、ベーンポンプに用いるベーンの表面
に、微小くぼみを無数にランダムに設け、この微小くぼ
みの平均面積を３５〜１５０μｍ2 、微小くぼみの表面
に占める割合いを１０〜４０％としたので、ベーンのす
べり面の油膜形成率が向上し、温度上昇を防止して焼付
きを防ぎ、長寿命化を図ることができる。
に、微小くぼみを無数にランダムに設け、この微小くぼ
みの平均面積を３５〜１５０μｍ2 、微小くぼみの表面
に占める割合いを１０〜４０％としたので、ベーンのす
べり面の油膜形成率が向上し、温度上昇を防止して焼付
きを防ぎ、長寿命化を図ることができる。
【００１５】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。
て説明する。
【００１６】ベーンポンプの基本構造は図１に示した通
りであり、ロータ３はアルミ合金を用い、アルミダイキ
ャストで形成され、ベーン５の材料としては、高炭素ク
ロム軸受鋼（ＳＵＪ２）が採用されている。
りであり、ロータ３はアルミ合金を用い、アルミダイキ
ャストで形成され、ベーン５の材料としては、高炭素ク
ロム軸受鋼（ＳＵＪ２）が採用されている。
【００１７】アルミダイキャストの線膨張係数は、２．
１×１０-5であるのに対し、ベーン５の材料として用い
たＳＵＪ２材の線膨張係数は１．１×１０-5程度であ
り、従来のベーン材料であるＳＫＨ材と比較して約２０
％線膨張係数が大きく、このことはロータ３の形成材料
とベーン５の形成材料の線膨張係数が接近し、温度上昇
時において、ロータ３のスリット４とベーン５の間のサ
イドクリアランスの増加量を少なくすることができる。
１×１０-5であるのに対し、ベーン５の材料として用い
たＳＵＪ２材の線膨張係数は１．１×１０-5程度であ
り、従来のベーン材料であるＳＫＨ材と比較して約２０
％線膨張係数が大きく、このことはロータ３の形成材料
とベーン５の形成材料の線膨張係数が接近し、温度上昇
時において、ロータ３のスリット４とベーン５の間のサ
イドクリアランスの増加量を少なくすることができる。
【００１８】ベーンポンプにおいて、ロータ３のスリッ
ト４で保持されたベーン５は先端面がリング１に対する
すべり面、両面がロータ３に対するすべり面、両端がブ
ッシングに対するすべり面となり、このベーン５の形成
に用いたＳＵＪ２材は耐摩耗性に優れているが、更に耐
摩耗性を向上させて耐久性をもたせるため、ベーン５に
おけるこれらのすべり面が図２の如く、特殊バレル研磨
加工によって、微小くぼみを無数にランダムに形成した
微小粗面ａになっている。
ト４で保持されたベーン５は先端面がリング１に対する
すべり面、両面がロータ３に対するすべり面、両端がブ
ッシングに対するすべり面となり、このベーン５の形成
に用いたＳＵＪ２材は耐摩耗性に優れているが、更に耐
摩耗性を向上させて耐久性をもたせるため、ベーン５に
おけるこれらのすべり面が図２の如く、特殊バレル研磨
加工によって、微小くぼみを無数にランダムに形成した
微小粗面ａになっている。
【００１９】図３は微小粗面ａの断面粗さ形状を示して
おり、同図の如く、平面に凹部を形成し、平面から凸部
が生じないような特殊な表面になっている。
おり、同図の如く、平面に凹部を形成し、平面から凸部
が生じないような特殊な表面になっている。
【００２０】上記微小粗面ａの微小なくぼみの平均面積
は３５〜１５０μｍ2 、くぼみの表面に占める割合いは
１０〜４０％である。
は３５〜１５０μｍ2 、くぼみの表面に占める割合いは
１０〜４０％である。
【００２１】また、微小粗面ａの面粗さは平均でＲｍａ
ｘ０．６〜２．５μｍ、表面粗さのパラメータＳＫ値が
ＳＫ値≦−１．６になっている。
ｘ０．６〜２．５μｍ、表面粗さのパラメータＳＫ値が
ＳＫ値≦−１．６になっている。
【００２２】前記パラメータＳＫ値とは、表面粗さの分
布曲線の歪み度（ＳＫＥＷＮＥＳＳ）を指し、ガウス分
布のような対象形分布はＳＫ値が０となるが、パラメー
タＳＫ値は、表面凹部の形状、分布が油膜形成に有利な
範囲であり、くぼみがすべり接触において油溜りとな
り、接触部への油の供給の役目をもつ。
布曲線の歪み度（ＳＫＥＷＮＥＳＳ）を指し、ガウス分
布のような対象形分布はＳＫ値が０となるが、パラメー
タＳＫ値は、表面凹部の形状、分布が油膜形成に有利な
範囲であり、くぼみがすべり接触において油溜りとな
り、接触部への油の供給の役目をもつ。
【００２３】次に、すべり接触でＰＶ値（Ｐ：接触面
圧、Ｖ：すべり速度）の大きいこの発明のベーンの表面
に微小くぼみの面積比率の異なる状況を与え、比較試験
を行なった。
圧、Ｖ：すべり速度）の大きいこの発明のベーンの表面
に微小くぼみの面積比率の異なる状況を与え、比較試験
を行なった。
【００２４】すべり部分のすべり摩擦抵抗はポンプ回転
トルクとして求めている。また耐焼付性能は微量潤滑で
焼付までの時間で比較した。その結果を図４Ａ、Ｂに示
している。
トルクとして求めている。また耐焼付性能は微量潤滑で
焼付までの時間で比較した。その結果を図４Ａ、Ｂに示
している。
【００２５】同図の結果から明らかなように、くぼみの
表面に占める面積比率は１０％以上ですべり摩擦抵抗、
耐焼付性に効果が現われている。
表面に占める面積比率は１０％以上ですべり摩擦抵抗、
耐焼付性に効果が現われている。
【００２６】
【発明の効果】以上のように、この発明によると上記の
ような構成であるので、以下に列挙する効果がある。
ような構成であるので、以下に列挙する効果がある。
【００２７】（Ｉ）ベーンポンプのベーンを高炭素クロ
ム軸受鋼で形成したので、ロータを形成するアルミ合金
とベーン形成材の線膨張係数が接近し、温度上昇時にお
いてロータのスリットとベーンの間のサイドクリアラン
スの増加量を少なくすることができ、ベーンポンプの機
械効率の低下を防ぐことができる。
ム軸受鋼で形成したので、ロータを形成するアルミ合金
とベーン形成材の線膨張係数が接近し、温度上昇時にお
いてロータのスリットとベーンの間のサイドクリアラン
スの増加量を少なくすることができ、ベーンポンプの機
械効率の低下を防ぐことができる。
【００２８】（II）高炭素クロム軸受鋼鉄は耐摩耗性に
優れ、ベーンの耐久性を向上させることができる。
優れ、ベーンの耐久性を向上させることができる。
【００２９】（III ）ベーンポンプに用いるベーンのす
べり面に微小くぼみを無数にランダムに設け、この微小
くぼみの平均面積が３５〜１５０μｍ2 、微小くぼみの
表面に占める割合いが１０〜４０％としたので、ランダ
ムな微小粗面は油膜を形成しやすく、しかも微小なくぼ
みが油溜りとなるため、ベーンのすべり面の油膜形成が
確実に行なえ、ベーンポンプ回転時のトルクを低減する
ことができる。
べり面に微小くぼみを無数にランダムに設け、この微小
くぼみの平均面積が３５〜１５０μｍ2 、微小くぼみの
表面に占める割合いが１０〜４０％としたので、ランダ
ムな微小粗面は油膜を形成しやすく、しかも微小なくぼ
みが油溜りとなるため、ベーンのすべり面の油膜形成が
確実に行なえ、ベーンポンプ回転時のトルクを低減する
ことができる。
【００３０】（IV）すべり面の油膜形成が効率よく確実
に行なえるため、ベーンの耐焼付性を向上させることが
できる。
に行なえるため、ベーンの耐焼付性を向上させることが
できる。
【００３１】（Ｖ）すべり面の油膜形成が確実に行なえ
るため、ベーンの温度上昇の低減が可能になる。
るため、ベーンの温度上昇の低減が可能になる。
【００３２】（VI）トルクの低減と耐焼付性の向上によ
りベーンの耐久性を一段と向上させることができる。
りベーンの耐久性を一段と向上させることができる。
【図１】ベーンポンプの構造を示す縦断面図
【図２】ベーンの斜視図
【図３】ベーンにおけるすべり面の表面粗さ状態を示す
断面図
断面図
【図４】ＡとＢは微小くぼみの面積比率とポンプ回転ト
ルク及び耐焼付性の測定結果を示すグラフ
ルク及び耐焼付性の測定結果を示すグラフ
１ リング ３ ロータ ４ スリット ５ ベーン ａ 微小粗面
Claims (3)
- 【請求項１】 ベーンポンプに用いられるベーンを高炭
素クロム軸受鋼で形成したベーンポンプ。 - 【請求項２】 ベーンの表面に微小くぼみを無数にラン
ダムに設け、この微小くぼみの平均面積を３５〜１５０
μｍ2 、微小くぼみの表面に占める割合いを１０〜４０
％とした請求項１に記載のベーンポンプ。 - 【請求項３】 ベーンポンプのロータがアルミ合金で形
成されている請求項１と請求項２の何れかに記載のベー
ンポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27841692A JPH06129366A (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | ベーンポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27841692A JPH06129366A (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | ベーンポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06129366A true JPH06129366A (ja) | 1994-05-10 |
Family
ID=17597040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27841692A Pending JPH06129366A (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | ベーンポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06129366A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5947712A (en) * | 1997-04-11 | 1999-09-07 | Thermo King Corporation | High efficiency rotary vane motor |
| JP2002098078A (ja) * | 2000-09-25 | 2002-04-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧縮機および圧縮機部品の製造方法 |
| JP2008151114A (ja) * | 2006-11-20 | 2008-07-03 | Matsushita Electric Works Ltd | ベーンポンプ |
| CN108119363A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-06-05 | 南京蒙福液压机械有限公司 | 一种叶片泵用合金材料 |
| CN110067752A (zh) * | 2019-04-17 | 2019-07-30 | 耐力股份有限公司 | 一种新能源无油滑片式空压机 |
-
1992
- 1992-10-16 JP JP27841692A patent/JPH06129366A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5947712A (en) * | 1997-04-11 | 1999-09-07 | Thermo King Corporation | High efficiency rotary vane motor |
| JP2002098078A (ja) * | 2000-09-25 | 2002-04-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧縮機および圧縮機部品の製造方法 |
| JP2008151114A (ja) * | 2006-11-20 | 2008-07-03 | Matsushita Electric Works Ltd | ベーンポンプ |
| CN108119363A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-06-05 | 南京蒙福液压机械有限公司 | 一种叶片泵用合金材料 |
| CN110067752A (zh) * | 2019-04-17 | 2019-07-30 | 耐力股份有限公司 | 一种新能源无油滑片式空压机 |
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