JPH0778386B2 - 回転ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は作動流体の圧縮吐出を行う回転ポンプに関し、
本発明ポンプは例えば内燃機関の燃料供給ポンプやブレ
ーキ装置の作動オイル供給ポンプ等に用いて有効であ
る。

〔従来の技術〕

従来よりこの種の回転ポンプとしては、種々のポンプが
提案されていた。すなわち、従来よりローター内にシリ
ンダを形成し、このシリンダ内にピストンを回転自在に
配設し、更にピストン先端を回転リングに当接させ、そ
のピストン先端と回転リングとの間にシューを配設する
タイプのラジアルプランジャポンプは知られていた。し
かしながら、この種のラジアルプランジャポンプでは、
ピストン先端に配設されたシューの保持が問題となって
いた。そのため、特公昭59−7033号公報のものにおいて
は、ローター側にシュー保持凹部を形成していた。この
シュー保持凹部により、また次のような欠点を有してい
た。

すなわち、ローターにはピストン保持用のシリンダが形
成されねばならないため、ローターとしてはシリンダ長
さに相当する半径が最低限必要とされている。そして、
その上に更にシュー保持凹部を形成したのでは、ロータ
ーの半径が必要以上に大きくなり、そのことは、ひいて
はローター全体形状及び回転リングの内径、更にはそれ
らを保持するハウジングの径等の増大を招いていた。す
なわち、従来のものでは、シュー保持凹部を形成したた
めに、必要以上にラジアルプランジャポンプ全体形成が
大きくなってしまうという問題があった。さらに、従来
のものでは、ローターの外表面にシュー保持凹部用の大
きな空間を必要とする構造となっていた。このことは、
換言すれば、シュー保持凹部の数は、ローター外周のシ
ュー長さより、必然的に制限されてしまうということで
ある。すなわち、従来のものではローターに形成される
ピストン及びシリンダの数が制限されていた。このこと
は、換言すれば、従来のものでは多数のピストンをロー
ターに配設することができなかった。

また、作戦流体内に異物等が入り込んでシューに不規則
な負荷が生じたり、シューとハウジング外周の摩擦状態
に変化が生じたような場合、シューは一時的にピストン
を離脱することがあり、そのような時には、シューがロ
ーターの保持凹部の壁面に当接する事により、シューの
離脱を防いでいる。このような構成から、脱落を生じる
ような不規則な負荷が生じているような場合にシューを
他の部品へ接触させていることからシューに偏磨耗等が
生じやすくなる。また特に回転方向への速度は高速であ
り、シューの保持凹部壁面への面圧はかなりの高圧とな
る場合があり、最悪、ピストンシュー１は切欠23の壁45
との間でかじりを生じ、ローター９、40の回転を妨げ、
ポンプの回転ロックを引き起こす可能性がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、上記点に鑑みて形成されたものであり、ロー
ターに大きなシュー保持凹部を形成することなく、シュ
ーが良好に保持されることを目的とする。すなわち、本
発明では、ローターの外形を必要以上に大きくすること
なく、またシューのかじりを防いで、シューの保持を良
好に行えることを目的とする。

〔作用及び構成〕

本発明は、上記目的達成のため、シューを特殊形状なも
のとする。すなわち、シューにはピストン先端を保持す
る保持凹部を設け、更にこの保持凹部の両脇にローター
の回転方向側のピストンの両サイドを挟持する爪部を突
出形成する。一方、ローターにはその外周面に爪部が挿
入できるような溝を周方向全長にわたり形成するという
構成を採用する。

そのため、本発明によれば、爪部がローターの溝部内に
配設されているため、この爪部とローターの溝との係合
によりシューがローターより外方に脱落するのが防止さ
れる。更に、本発明によれば、爪部がピストンの両サイ
ドを挟持するような形で配設されているため、この爪部
により、シューがローター周方向にずれるのが防止され
る。また、作動流体内に異物等が入り込んでピストンシ
ューに不規則な負荷が生じたり、シューとハウジング外
周の摩擦状態に変化が生じたような場合、シューがロー
ターの回転方向へ一時的にずれるような場合において
も、爪部が収容される溝部が周方向に連続して形成され
ていることから爪部の外側には、ローターの当接される
部分がないため、ローターとのかじりを生じるようなこ
とがない。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明する。第１
図中100はハウジングであり、内部に円筒状の軌道面101
を形成している。105はこの円筒状軌道面101の周壁に配
設された回転リングで、ころ部102及びリング部104より
なる。この回転リング105は、ローター111の回転によ
り、リング部104が自由に回転できるように配設されて
いる。110はハウジング100内に回転自在に配設されたシ
ャフトで、このシャフトはローター111と一体に連結し
ている。ローター111は、ハウジング100側に形成された
ピボット120上に回転自在に配設されている。そして、
ローター111の回転中心X₁は、円筒状軌道面101の中心X₂
より所定量ｅ偏心している。

ローター111には、第３図に示すように、シリンダ140が
放射状に複数個形成されている。本例では、シリンダ14
0の数は３である。このシリンダ内にはピストン141が摺
動自在に配設されている。そして、シリンダ140底部
と、ピストン141との間には圧縮スプリング142が配設さ
れている。圧縮スプリング142は、ピストン141を外方向
側へ押圧するものである。なお、ピストン141は第２図
に図示するように、内部に円筒状軌道面が形成されてお
り、この空間内に前記スプリング142が配設されてい
る。

ハウジング100のピボット部120には、その内部に吸入通
路151及び突出通路152が形成されている。そして、この
両通路151、152は、ピボット120の外面に形成された吸
入溝153及び吐出溝154と連通している。なお、ローター
111に形成されたシリンダ140の底部149は、連通通路148
により上述した吸入溝153もしくは吐出溝154と連通可能
となっている。

ピストン先端と回転リング105のリング部104との間に
は、シュー200が配設されている。シュー200は円弧状に
屈曲しており、内方に爪部203、204が突出形成されてい
る。この爪部203及び204は、ピストン141先端部分を両
側より挟持するように形成されている。また、爪部203
及び204の肉厚ｔは、シュー本体部201の肉厚Ｔに比べ、
約1/3程度となっている。シュー本体部201の巾Ｔは、ロ
ーター111の厚さＴ′とほぼ同一となっている。

ローター111の外周部には、溝部177が形成されており、
この溝部177にシュー200の爪部203及び204が嵌入するよ
う構成されている。従って、ローター111外周面に形成
された溝部177の溝幅は、爪部203及び204の肉厚より若
干量大きめに設定されている。

次に、本例の作動を説明する。

シャフト110は図示しない駆動源からの駆動力を受けて
回動する。ここで、駆動源としては、自動車走行用のエ
ンジン、もしくは電動モータ等がある。シャフト110の
回転に伴い、ローター111がピボット部120の回りを回転
する。

ここで、ローター111の回転中心、即ちピボット部120の
中心と、円筒状軌道面101の中心とは所定量ｅのみ偏心
しているため、この偏心に伴い、ローター111と円筒状
軌道面101、すなわちローター111と回転リング102との
間の間隔が増減する。そして、ピストン141はスプリン
グ142により外方に押圧されているため、またピストン1
41には遠心力が作用し、外方に飛び出そうとしているた
め、それらの力を受けて、ピストンはシリンダ140内を
往復移動することになる。

ここで、ピストン141が外方に向かって移動する状態で
は、ピストン141とシリンダ140の間に形成された圧力室
空間207の容積は増大する。すなわちこの状態では、圧
力室207は吸入工程となる。そして、この吸入工程にお
いて、圧力室207は連通通路148を介し、吸入溝153及び
吸入孔151と連通する。従って、圧力室207の吸入工程で
は、連通通路148より作動流体が流入される。

一方、ローター111と回転リング105との間隙が減少する
状態では、ピストン141はシリンダ140内方側へ移動す
る。従って、圧力室207はその容積を減少することにな
る。そして、この状態では連通通路148は吐出溝154及び
吐出孔152に連通する。従って、圧力室207内の作動流体
は連通通路148より吐出孔側へ導出される。その導出さ
れた作動流体は、それが自動車エンジンの燃料である場
合には、自動車エンジン側へ供給される。また、作動流
体がブレーキ装置駆動用オイルである場合には、ブレー
キ装置側へ導出される。

上述したように、ローター111と回転リング104とが偏心
しているため、この偏心に伴い、ピストン141先端部に
配設されたシューも揺動することになる。すなわち、ピ
ストン141と回転リング104との相対角度が変動するた
め、その相対角度の変動に伴い、シュー200が揺動す
る。ここで、起動時等、過大な力がピストンに生じたよ
うな場合、もしくはシューの揺動が所定量以上になった
場合には、シューが脱落する恐れがある。

しかしながら、本例のものでは、このシュー200の脱離
は、良好に防止されている。すなわち、シュー200から
は内方に向けて爪部203及び204が突出形成しており、こ
の爪部203及び204はピストン141の先端部分を両側より
挟持されている。従って、シュー200にローター回転方
向の力、すなわちローター111の周方向に沿った力が加
わった場合であっても、爪部203もしくは204のいずれか
がピストン141の先端部分と当接し、それによりシュー2
00の過大な移動を防止する。また、爪部203及び204は、
ローター111の周壁面に形成された溝部177内部に嵌入し
ているため、この溝部177と爪部203及び204との係合に
より、シュー200がローター111の軸方向より脱落するの
が防止される。すなわち、シュー200にローター軸方向
の力、換言すればシャフト110の軸方向の力が加わった
場合でも、爪部203及び204がローターの溝部177に係合
する。そして、この係合により、シュー200がそれ以上
移動するのが防止される。

更に、シュー200には、ピストン141先端に対向する保持
凹部202が形成されており、ここでピストン先端及び保
持凹部内部は共に球面状に形成されているため、ピスト
ン先端とシューとの相対角度の変動に伴う、シューの揺
動は、極めて良好に行われるようになっている。

なお、シュー200の爪部203及び204の高さと、ローター1
11の溝部の深さとはほぼ同一となっている。従って、第
２図中右下部の状態に見られるように、ローター111と
回転リング102との間隔が最も狭くなった時には、爪部2
03及び204の先端がローター111の溝部177底部に近接す
ることになる。しかしながら、爪部203及び204はどの状
態であっても、ローター111の溝部177底部に衝突しない
ように構成されていることは勿論である。さらに、溝部
177の断面形状は、第１図に示すように、底面部の巾よ
りも外周部の巾の方が広く形成されている。このために
ピストン141がくり返し往復動作を行っても、溝部のエ
ッジによってピストン141にキズを付けることがない。

即ち、溝部177の断面形状が長方形形状であれば、ピス
トン141の往復移動時に、ピストンが溝部177側面に衝突
する恐れがある。そして、衝突荷重が大きい場合には、
ピストン141の側壁が損傷する恐れもある。一旦、ピス
トン141の側壁に損傷が生じると、その損傷によりピス
トン141の自由な回転を妨げることになり、その結果、
損傷部は常時溝部177側面に当接することになり、損傷
部を拡大させることになる。

しかしながら、本例のように溝部177の断面形状がテー
パ状となっていれば、ピストン141が溝部177側面に衝突
することはなく、上述した不具合は生じない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のラジアルプランジャポン
プでは、シューに爪部を形成し、この爪部をローター11
1の周壁に形成した溝部内に嵌入するよう構成したた
め、シューの脱落は極めて良好に防止される。また、シ
ューの回転方向の摺動が摩擦抵抗等の変化によりシュー
がローター周方向にわずかにずれるような場合があって
も、ローターの外周に形成された溝部が円周方向に連続
していることから、ローターに収容されている爪部は、
回転方向に対してはローターと接触することはないた
め、シューがかじりを生じるようなことがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ラジアルプランジャポンプの一実施例を
示す断面図で、第２図のＩ−Ｉ点に沿う断面図を示す。
第２図は第１図図示圧縮機のII−II斜視断面図、第３図
は第１図図示圧縮機のローター及びシュー部分を示す斜
視図である。 110……シャフト、111……ローター、100……ハウジン
グ、101……円筒状軌道面、140……シリンダ部、141…
…ピストン、200……シュー、203・204……爪部、202…
…保持凹部、177……溝部。

フロントページの続き (72)発明者 阿部 泰三 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭51−57002（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−216081（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に円筒上軌道面を有するハウジング
   と、このハウジングの円筒上軌道面内に回転自在に配設
   された回転リングと、この回転リング内に前記回転リン
   グとは偏心して配設されたローターと、このローターに
   形成されたシリンダ内に摺動自在に配設されたピストン
   と、このピストン先端と前記回転リング内面との間に介
   在するシューとを備え、 前記シューには前記ピストンの先端部と対向して前記ピ
   ストン先端部を保持する保持凹部と、この保持凹部の両
   側に突出形成された爪部とが形成され、 前記ローターの外周には前記シューの爪部を収容する円
   周方向に連続した溝部が形成されることを特徴とする回
   転ポンプ。
2. 【請求項２】前記円周方向に連続した溝部は、その断面
   幅が前記溝部の底部より外周部へ向けて広がるテーパ形
   状となっていることを特徴とする第１項記載の回転ポン
   プ。