JPS582488A - 油圧ポンプ又は油圧モーター - 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】 ζＯ斃ＴＩｊ４社動力伝達装置、特にポンプまた社毫−
声Ｏような、流体圧エネルギー変換装置に関する。

流体動力伝達装置に利用されるポンプおよびモータは、
＊＊の隔置され九Ｍｌｈ極ベーン（翼体）を有するロー
タを備えておシ、前記ベーンは前記ロータと共に回転自
在であると共に、前記ロタに′Ｗｋけられ九スロット内
を、ロータに相対的に摺動できるようＫなっている。ロ
ータとベーンはカムの内部輪郭と共働して、ロータの外
周縁とカム輪郭との間に、一つまたはそれ以上のポンプ
箇を画定しておシ、前記ベーンは前記ポンプ霊を通過し
て、流入口ボートから吐出口ポートへ流体を移送するよ
うになっている０儒鈑がカムとロータの各備面と関連し
て配置されると共に１儒板を介して流体がロー！へ流入
し、かつ流出するようになっている。

従来認識されている点として、ポンプの効率的な作動に
は、ベーン□をカムに接触した秋１１に―持するために
、ベーンの・下部０１！に圧力を運用することが重要な
ことである。従来、圧力はベーンの下側に連続釣管たは
間欠的に適用されていた。連続的に圧力を適用する装置
においては、ベーンが低圧領域にある時に４圧力が適用
され、したがって、力ふとベーンチップが過ｌに拳耗す
ることｋなる。−間欠的に°圧力が運用される装置にお
いては、ベーンが高圧領域にある時のみ圧力がベーンに
適用されて、ベーンが低圧領域にある時は、ベーンをカ
ムに抑圧するのには遠心力のみが利用される。その結果
、走行経路のある部位においては、ベニンとカムとの接
触は確実に行なわれず、効率が悪影響を受ける。

従来、各ベーンに関連する追加圧力室を設けることが示
峻されゐと共に、商業的装置はそのような構成にされて
いる。各ベーンの基部の重る。追加型はベーン内意とし
て知られると共に、連続的に高圧を受けるようになって
いる。代表的な装置は、米国特許第Ｌ９１９，４　Ｓ　
１号および第２．９４８，４８８号明細書に示されてい
ゐ。

この種の装置においては、ベーンとカムとの接触状ｌｌ
＃ｉ、ベーン内室およびベーン下室に対する圧力によシ
、定常−的に制御される。

高圧流体をベーン内室または高圧室へ供給する丸めに、
低圧領域にお叶る細板の通路と、ベーンスロットと交差
するロータＯ軸心方向溝を利用する必要がある。これら
の通路と溝の流体は高圧であるから、流体は１Ｉｉｌ板
とロータとの接触向を介して、低圧領域へ漏出すること
がある。

さらに、ロータの軸心方向溝からベーン下室への漏出が
、ベーンに対して接線方向に作用する力によ〕、ベーン
がスロット内で傾斜すゐことによル、ベーンとスロット
の間で発生することがある。

の孔が設けられ、前記孔はベーンスロット間でロータの
周縁から嬌びると共に１ベーン下室と交差しているｏし
かし、このような一般的構造の装置においては、ロータ
０半径方向の孔が、この孔とベーン下室との交差部にお
いて、ロータを弱化することがある０その結果、ロータ
の破損を避ける丸めに、量大ポンプ圧を制限しなければ
ならなくなる０ 従来、ロータ内に全体的に形成された内部通路を介して
流体をベーン内意に供給すること、そして前記室への流
体の流量を制御するために、各ベーンに関連してチェッ
ク弁を設けることが提起されている。この型式の代表的
な装置は、米ｌｉＩ特許第５，２２３．０４−４号明細
書に示されている。

この発明は、効率が増大されあと共に、製造が容易で、
かつ製造コストが低い流体圧エネルギー変換装置を目的
としている。

この発Ｔ！Ｒにおいては、鞠体帥を環状の内部供−一。

鎗通路が、ロータ内に全体的に形ｌＩｔされると共に１
ベーン内癩と連通している。唇ベーンの各１１１１Ｋ沿
う半径方向通路が、各ベーンの外端まえはチップから、
各ベーンの内端オたは基部オで砥びて、適期的に変動す
る流体圧をベーン下型へ供給するようになっている。弧
状バルブ溝が、高圧領域においてロータに沿う各側板に
形成されると共に１０−タが回転する時、ｋＰ径方向通
路と連通するようになっている。臣−タ側部の軸心方陶
−口が、前記環状通路へ延びると共に交差している。細
心方１１ｊｌ開口は、ロータが側板に相対的に回転する
時、弧状溝と整合して、圧力流体なベーンの半径方向通
路から、弧状溝および細心方向−口を介して、環状通路
へ、し九がってベーン内意へ供給するようになっている
。

第１．２．４およびＩＷＪにおいて、回転摺動ベーン装
置を九はポンプ１０が、ケーシング１１とカートリッジ
を九は補助装置１２を備えている。ケーシング１１は本
体１’７１　ａとカバー１５関Ｋｔンドイツチ状に挿入
され良、カムリング１５を包含しておシ、これらすべて
はボルト１８によシ相互に固定されておシ、ボルト１８
は支持プレート１４）よｑカム１３を通シ、支持プレー
ト１５のねじ孔へ嬌びていゐ。カバー１１′ｂには流入
口供給連結ボート１９が設けられ、ボート１９は第２図
に示されるように、カム１３の一対の流体ボート流入開
口２０．２１と、第８図に示されるように、側板の凹所
２４により形成される通路２１へ通じている。

吐出口連結ボート２２が本体１１１に設けられると共に
１通路２２１によ如、支持プレート１５に形成され九圧
力配送室へ直接連結されている。

ロータ２５は、シャフト２７のスプライン部２６上でカ
ム１ｓ内に回転自在に取付けられ、シャフト２７は支持
グレート１４のベアリング２８、および本体１１１に取
付妙られたベアリング２９内に１回転自在に取付は本れ
ている。

カム１Ｍは実質的に楕円形の内部輪郭ＳＯを有すると共
に１０−タ２５の周縁および＠板１４．１７の隣Ｉ［１
面と共に％２つの対向ポンプ１１［ｉ＄１．！＄２を画
定し、前記各室は流体流入口および流出口領域を備えて
いる。流体流入口領域はそれぞれポンプ１１ｇ１．ＩＩ
！の、流体流入ボート開口２０．２１とＩＩｌ板通路２
ｓに整合す為部位である。流体配送領域はそれぞれポン
プ＠ｓ１．ｉｔの、儒＠１ｍ、１７０対向弧状流体配送
ポートーロＳＳに整合すゐ部位てあ夛、かつ吐出口連結
ボート２２へ直接連結されている。流体は流入ボートー
ロ２０．２１と、ｌｌ１ｌ職１４　ｔ’　１７の凹所２
４によ多形成されゐ通路２３を介して、流入口領域へ流
動し、これによ〉流体は流入口１９から、カム１！Ｉｏ
＠部と各支持プレート１４，１５０間を流動できる（第
８図）。

これ壇で＠明したポンプ装置は、米ｌｉｌ特許第２．９
６７，４８８号明細書Ｋｔａ示４！！力た良く知らては
、ロータに複数の半径方向ペ−ンスロット５５を設ける
ことが通常であり、各スロットｓ５にけベーン！ｉ６が
摺動自在に取付けられている。ベーン５６の外端オたは
ベーンチップは、カム１１の内部輪郭に係合する。カム
１！＋の内部輪郭は、流入口隆起部、中間弧状部、吐出
口降下部、および別の弧状部を包含している。カム輪郭
はその短軸の回ｐに対称であり、したがって各隆起部、
降下部および弧状部は輪郭の対向部に複製されている。

ロータ２５に保持され九ベー７５６のチップが、流入口
隆起部を走行する時、ベーン８６はロータ２５に対して
牛後方向外方へ移動し、オ九ベーンチップが吐め０降下
部を走行する時は、ベーンｓ６は牛径方肉内方へ移動す
る。甚対のべ一７５６間の距離は各重のポート間距離に
対応してポンプ装置の流入口および吐出口室間を適切に
密封するようになっている。

各ベーン８６は四角形の切欠易７を備え、切欠ｓ７はベ
ーンの内端オえは基部から、実質的にベーンの中間部★
で嬌びている。反応部材δ・が、実質的に切欠３７の幅
と厚さに勢しい形状を有する平面ブレードであると共に
、ベーンと、各ロータベーンスロット３５の備壁内にｍ
ｗＩ！Ｊｓ金している。ロータのベーンスｐット墨５０
１１１１．ベーンｓ６および反応部材ｓ６は。

１１４１自在なベーン内１ｉ１３？を画定する０ベーン
下ＩＩ［４０が各ベーン５６の基部と、各ロータのベー
ンスロット３５の基部および儒１１により−５ｉ！され
る。１１ｓ９と４０は反応部材ｓａＫよシ、相互に分−
され、かつ密封されていゐ０し九かつて、２つ０１１３
９．４０は、ここに引用されｉ米ｓｌ＊許第！、？　４
７，４８８号Ｗ１４ＪｌｌＢ書に示され九４のと％実質
的に同一の形態で設けられている０ 各ベーン３４の基部に関連するベーン下意４０には、各
ベーンｉ６の各側部に沿う半径方向通路４１によｐ、流
体圧を供給されるＯ通路４１はベーンの各端部に形成さ
れ：、−ｋｌＩ４２によシ、ロータのベーンスロット１
ｓ５’−０表面４１５によシ、そして側板１４，１７０
面によｐ％画定される。半径方向通路４１は流体をベー
ン下型４０へ、したがって、ベーン！ｓ６０基部へ配送
する。したがって、ベーン！Ｉ６がカム輪郭の流入口お
よび流出口部を走行する時、ベーンｓ４のチップに作用
する適期的に変動する圧力が、ベーンｊ１４の基部へ伝
達される。

全体的にロータ２５内に存する環状１ｌＰＩＩＩＡ通路
４４によシ、ベーン内１ｉ１５？間が連通される。

ロータ２５０側部に形成され友軸心方向開口４６が、環
状通路４′４へ砥びると共に、そこに交差している。圧
力流体が半径方向通路４１かも、各１ｌｌＩ板１’　６
”　、　ｉ’　７の各面の弧状パルプ溝４ｓによシ、通
路４４へ供給される。溝４５は吐出口隣下を九は高圧領
域において、ロータ２５の走行部分に延びている。ロー
タ２５が間転すると、半径方向通路４１は弧状溝４５を
介して細心方向−口ａｈ、ｌ、九がって環状通路４４と
連通すゐ。ベーンｓ４は吐出口降下領域において牛径方
岡内方−移動す゛る：＝ら、ベーン３６はベーン下ｉｉ
［４０の流体を、半径方向通路４１によルーたらされる
制限部を介しで配送する。こうして、半径方向通１！４
１内Ｋｔ！高い流体圧勾配が形成される。＊＊方内通路
４１が弧状ｌｌｌ４ｓを横切って移動すると、高流体圧
は細心方向開口４６および環状通路４４を介して、ベー
ン内Ｉｌｌ？へ伝達される。高流体圧はベーン内１ｉｌ
ｙ？へ連続的に伝達されると共に、ベーン墨６をｋＩＰ
径方向外方へ移動させ、かつ反応部虹３８をベーン下！
４００基部に保持する作用を有する。

各半径方向通路４１０寸法は、流体が富４０から流動す
る際に絞られるようＫされゐ。その結果、ｍａＯ内の圧
力は吐出ロ領械ポンプ宸の圧力より大きく、會た溝４５
内すなわち環状通路４４への圧力祉吐出ロ領械ボ；プ１
ｍの圧力より大きい。その結果、ベーンに作用する力に
より、ベーンは高圧壕喪は吐出口降下領域において、カ
ム輪郭との接触状態に維持される。

たけシール領域を走行する際、ベーンチップとカム内部
輪郭との間に１シール接触状態の不足することがある。

シール領域は、ポンプの高圧吐出口または放出口領域と
、低圧流入口領域の間）、ベーンの走行部分である。チ
ップのシール接触状態の消失は、ベーンに作用する遠心
カカ低イことと、包含されるベーンのべ一／下ｍ内の流
体圧の低下とが組合わされた結果と考えられる。

シール領域を走行するベーン祉−半径方向には静止状膣
にあシ、すなわちベーンはカム輪郭の休止領域を走行す
るから、高速の場合は遠心カと高圧がベーンチップをカ
ムに接触した状１１ｉＫ維持する。しかし、低速におい
ては、１！１心カが低下することと、包含きれるベーン
かシール領域を走行するのＫかかる時間が増大すること
から、ベーン１呈から四−タ駆動シャフト周囲の接触状
１ｌＫ−持する手段として、追加高圧流・体をベーン下
意へ供給することが望ｔしい。その九め、ポンプには側
板１６，１７に一対の追加弧状溝４１５ｍが設けられる
。弧状溝４Ｓａは弧状ｌｌｌ４ｓの半径方向内方に設け
られて、ロータが回転する時、ベーン下１１４０に線断
されると共に、連通するようになっている。弧状１１４
１５１は、カムの吐出口降下領域からカムのシール領域
の、流入口蜂起領域の直前壕での弧にわ九って設けられ
て、ベーンがシール領域を走行する際、追加高圧流体が
ベーン下型へ供給されゐようになっている。

１１１７１１に示されるようＫ、各半径方向通路４１０
外麹は、ベーン３６のチップの半径方向内方で終ってい
る。言いかえあと、半径方向通路４１ｉｊチツプに交差
すること、あゐいはそのシールに影譬することもない。

ベーン３６は、そのチップが回転方向に関しで！導し１
半径方に、ベーン５６をペーンスＵットに挿入すること
もでき、その場合は、半径方向通路が先導することにな
る。

細心方向開口４６は第１，２および７図に示されるよう
に、ロータの交互のセグメントの両側から、交互に内方
へ弧びるようＫすることが好ましく、前記セグメントは
ロータの、ベーンスロットｓ５間の部位を言う。これＫ
より、ロータを介して開口４６を形成することが容異で
あることから、ロータの製造が容墨になる。さらに、ロ
ータの両側から軸心方向の開口４６を対向配置すること
Ｋよ〉、ロータ上の圧力平衡が良好になる。しかし、−
口４６が完全にロータ内を、あるいはロータの一備から
のみ延びる場合に、満足できる作動が得られゐことが憤
っている。

ロータの側部から環状通路へ交互に砥びる軸心方陶−口
を設けることによ如、環状通路内の富への流動を妨げる
流動制限部は暮夜しない０２つＯ流動経路を設けること
Ｋよ如、ベーンが半径方向内方位置にある時、環状通路
とベーン内型との連結部を横切る流体の流動を行なわせ
る必ｌ！かない。

パルプ溝４５は高圧または吐出障下領械にあゐから、側
板とロータの接触面における圧力差による＼漏出は避け
られる。ロータＯペンスロットにはベーン内意へ供給す
るための軸心方向溝は存しないから、ベーン下意が低圧
の時、前記溝からベーン下意への漏出は避けられる。漏
出が避けられるから、汚染流体の漏出による腐食も避け
られる。

さらに、半径方向通路４１、を介するベーン下１：・ 麿への流動は、ベーンの側部からベーンめ中央部へ向け
て細心方向に生じるから、低圧から高圧への遷移領域に
おいては、通常は青銅のような軟質金属から形成されゐ
側板に対すゐキャビ各側板に対してパルプ溝４５を利用
することが好オしいが、一方の側板のみのパルプ溝を利
用して、細心方向開口をロータの一部のみに設け、前記
溝から環状通路へ流体を供給するようにしても、満足で
きゐ結果が得られる。

細心方向−口４６が各セグメントではなくてベーン関の
交互のセグメントに配置された場合に、満足できる作動
が達成できる。

この発明をポンプに利用した場合を説明したが、摺動ベ
ーン型モーメにも利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、第２図の１−１　ｍＫ沿うこの発明のポンプ
の長手方向断面図、第２図は第１図の２−２９に沿う断
面図、第３図社この発明のポンプの一部の概略斜視図、
第４図は第１ａｌｌの４−ａ＠に沿うポンプ＠板の平面
図゛、第５図は第の６−６１１１に沿う断Ｗ図、第７図
は第１図の７−７　ＭＫ沿うポンプの一部の一声図、第
８図は第１図の８−８ｉｌｔに沿う概略断ｉ図である。 １５・・・・・・カム本体 １４．１７・・・・・・＠板 １９・・・・・・流入口ポート ２２・・・・・・吐出口ボート ２Ｎ・・・・・ロー！ Ｍ１ｊ２・・・・・・ポンプ童 ５５・・・・・スｐット ｓ６・・・・・・ベーン ４１・・・・・半径方向通路 ４４・・・・・・環状通路 ４ｓ・・・・弧状バルブ溝 ４４・・・・・・軸心方向−口 出願人代理人　　古　８　　　　ｉ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １内部輪郭を含むカム本体、 ロータ、 前記ロ−タと共Ｋ１１転自在であると共に、前記四−タ
   Ｏス胃ツ・ト内で前記ロ−タに相対的に＃Ｉ―自在な複
   数のベーンであって、前記各ベーン〇一端が前記内部輪
   郭に係合すゐと共に、前記費−タおよび前記内部輪郭が
   共働して、前記ロータ０周縁と前記カム輪郭との間に１
   一つまえはそれ以上のポンプ室を画定し、前記ベーンが
   流入口ポートから吐出口ポートへ、通過して流体を移送
   するようＫｉｉれた前記複数のベーン、前記カム本体お
   よび前記ロータに関連して設けられゐ少なくとも一つの
   側板、 前記各ベーンに対して２つの圧力室な画定する装置であ
   って、前記各ベーンが前記各圧力室にそれでれ一つづつ
   、２つの面を儂え、両者が釦装置、 前記ロータ内に全体的に形成されゐと共に１−組の前記
   圧力室と連通する総体的に環状の内、部供給通路、 内端および外端および側部を備える前記各ベーン、 前記圧力室の一つの面を画定する前記各ベーンの前記内
   端、 前記各ベーンの少なく生も一側部に沿うと共に、前記ベ
   ーンの内端から外端へ銚びる半径方向通路であって、前
   記ベーンと、前記ロータと、前記ｌｌｌ７ＩＩＬの表面
   により画定される前記半径方向通路、 前記ロータの側方で、吐出隆下領域オ九は高圧領域にお
   いて側板に形成されると共に、前記半径方向通路と連通
   する弧状パルプ溝、前記ロータに設けられゐと共に、前
   記ロータの側部から前記環状通路オで凰び、前記ローＩ
   が前記カム本体に相対的にｖａ輯’＋る時、前記恢状バ
   ルブ溝と塾舎するようにされ友軸心方向開口、 からｔ−ゐ摺動ベーン波流体圧エネルギー変換装置。 ２前記半径方向通路が、前記ベーンの側部の溝によ如画
   定畜れ九、特許請求の範囲第１項に記載の流体圧エネル
   ギー変換装置０ 墨前記亭径方向通路が、前記各ベーンＯ最外端から間隔
   を有する領域壕で嬌びている、特許請求の範囲第２項に
   記載の流体圧エネルギー変換装置。 ４前記各ベーンの各側部に半径方向通路が設けられえ、
   特許請求の範囲第２項に記載の流体圧エネルギー変換装
   置。 Ｓ追加弧状パルプ溝が側板に設けられゐと共に１前記ロ
   ータの、前記ベー、ンの第２組の半径方向通路と連通す
   る他側に沿って配置されてお如、 前記ロータＯ追加軸心方向開口が、前記ロータの前記他
   側から前記環状通等へ□延びると共に、前記ロータが回
   転する時、前記第２弧状擲と連通するよ″うにされてい
   る、特許請求の範囲第１項に記載の流体圧エネルギー便
   換装置０６前記軸心方向開口か、前記ロータの各儒郁か
   ら交互に、前記環状通路へ延びている、特許請求の範囲
   第５項に記載の流体圧エネルギー変換装置。 ７前記軸心方向間口が、前記ロータを通して嬌びる単一
   開口である、特許請求の範囲第Ｓ項に記載の流体圧エネ
   ルギー変換装置０ ８前記ロータの前記軸心方向開口が、前記ロータに選定
   され要所定間隔で配置された、特許請求の範囲第７項に
   記載の流体圧エネルギー変換装置。 ！第２弧状パルプ簿が側板に設けられると共に、前記各
   ベーンの前記内端に関連する前記窟へ連通する、特許請
   求の範囲第１會九は５）ＪＫ記載の流体圧エネルギー変
   換装置。 １０前記第２弧状パルプ＊が、前記吐出降下領域から、
   前記流入ｍ蝙領域のぽ鎗りシール領域までの弧にわ九っ
   て配置された、１許請求の範ｌ！第９項に記載の流体圧
   エネルギー蜜−装置Ｏ