JPS611876A - ラジアルプランジヤポンプ - 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、吸入通路、吐出通路と各々連通する吸入溝、
吐出溝が外周面に開口するピントルを有する、ラジアル
プランジャポンプに関する。

（従来の技術） 従来は、吸入通路、吐出通路と各々連通する吸入溝、吐
出溝が外周面に開口するピントルを有し、このピントル
の外周にロータを回転自在に嵌合するラジアルプランジ
ャポンプが公知である。ところが、上述のラジアルプラ
ンジャポンプでは、高圧側である吐出溝の開口周側で、
ロータの内周面に対してロータをピントルから離す方向
の押圧力が作用する。従って、吐出溝と対向する側にあ
る低圧の吸入溝の開口周側で、ロータの内周面がピント
ルの外周面と金属接触して、摩耗の生じることがあると
ともに、高圧側の吐出溝の開口周範囲でピントルとロー
タとの間隙が増加する。これに゛よって、高圧側の作動
流体が前記間隙より漏洩するという問題が生じる。

一方、上記問題点を解決するために、ピントルの外周面
の吐出溝上対向する半周側に（予圧の作動流体を導く溝
を形成することにより、前記押圧力と対向さゼる構造ら
考案されている。ところが、ピントルの半周のみに前記
溝を加工することは加工上の困難をともな・うとともに
、前記溝の高圧流体が導かれない場合、例えば溝に高圧
流体を導く通路が、異物により閉塞される場合は、上記
の機能を失ってしまう問題点を有している。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記の点に鑑みてなされるもので、高圧側の
吐出溝開口周側のピントルと、ロータとの間の間隙が、
液圧によるバランスで極めて小さく、かつ安定した値に
なるように、しかもピントルの加工上の困難性を伴うこ
とがないラジアルプランジャポンプを提供することにあ
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記問題点を解決するだめの手段として、ロ
ータに、シリンダ孔とロータの内周面とを連通ずるよう
ムこ、前記プランジャより小径の連通孔を穿設するとと
もに、ピントルの外周の吐出溝の両側に各々所定距離隔
てた環状溝を設けることを特徴とする。

（作　用） 上記構成により、即ちロータのシリンダ孔とロータの内
周面を連通ずるように、プランジャより小径の連通孔を
穿設ず・ることにより、ｌコータのシリンダ孔内に環状
面が形成されることになる。高圧側にあるシリンダ孔の
環状面に作用する圧力は、ピントルの吐出溝の開口範囲
でロータをピントルに向かって押圧する押圧力として作
用する。またピントルの外周に吐出溝から所定距離隔て
て設けられる環状溝は、吐出溝の開口周側より吸入溝の
開口周側に、ある圧力分布をもった液圧を導くことにな
る。この環状溝の液圧は、′吸入溝の開口周側のピント
ルとロータとの間隙で、ロータヲヒントルから諦す押圧
ノｊ、即ぢ吐出溝の開口周側でロータをピントルに向っ
て押圧する押圧力として作用する。一方、高圧側である
吐出溝の開口周側のピントルとロータとの間隙内では、
ロータをピントルから離す方向に押圧する押圧力が作用
する。

上記３つのカバランスにより、ロータはピントルの外周
面から離れることなく、ピントルの外周面に金属接触す
ることもなく、安定した間隙で平衡状態となる。

（実施例） 次に本発明の一実施例について添付した図面に基づいて
説明する。

これば、ラジアルプランジャポンプの実施例であり、第
１図はラジアルプランジャポンプの断面図であり、第２
図は第１図のＩ−１線に沿う断面図、第３図は第１図の
ｎ−ｎ線に沿う断面図である。

１はポンプの外形を形成するハウジングで、２はハウジ
ング１に内蔵されて外部動力を受けて第２図に示ずＯ中
心に回転するロータである。ロータ２には放射状に配列
された５個のシリンダ孔２１が穿設されており、このシ
リンダ孔２１の夫々には、スプリング２２によって中心
○より外方に付勢されるプランジャ３が油密的にかっ摺
動自在に挿入されている。プランジャ３の先端はＲ形状
すなわち略半球形状である。またロータ２の内部にはシ
リンダ孔２１とプランジャ３によってポンプ作動室２３
が形成される。

第１図におけるロータ２の左端部にはカップリングプレ
ー）　２　ａが一体に固定されており、その□中央には
第３図に示すように２面中を持っ穴２゜３が穿設されて
いる。この穴２０３の２面中部には、切り欠き溝２０４
．２０５が設けられている。

切り欠き溝２０４．２０５は、ハウジング１およびサイ
ドハウジング５とロータ２等により区画形成されて作動
流体の満される流体室８と、ピントルＩ３内部にある吸
入通路■７とを連通している。

カップリングプレート２ａの穴２０３には、外部動力た
とえばモータ２０１の駆動力を受けて回転するドライブ
シャフト２００の先端２０２が嵌挿されており、シャフ
ト２００の回転によりカップリングプレート２ａ、ロー
タ２等は回転する。

また、カップリングプレート２ａとロータ２で形成され
る空間の中央部には、フィルタ部材７が装着されている
。即ち、前記流体室８と吸入通路１７は、切り欠き溝２
０４．２０５、および吸入通路１７の一端であって、切
り欠き溝２０４．２０５と連通する通路１７ａから成る
流路によって連通されており、その流路の途中にフィル
タ部材７が配設されている。流体室８内の作動流体が吸
入通路１７内に流入する際に、作動流体中の不要混入物
、金属粉等がフィルタ部材７によって吸着される。この
フィルタ部材７は、作動流体中の不要混入物を吸着する
Ｃのであればよく、たとえば、焼結金属フィルタ、金属
繊維フィルタ、紙フィルタ等が適当である。また、フィ
ルタ部材７は、ロータ２の回転中心付近に配設されてい
るため、フ内の作動流体中に混入した不要混入物、金属
粉等はロータ２の回転による遠心力によりラジアル方向
を移動するため、ロータ２の回転中心付近に配設された
フィルタ部材７の周辺には、比較的清浄な作動流体で満
たされているからである。

サイドハウジング５はハウジング１と一体に固定されて
おり、その内部には磁石６が固着されている。この磁石
６は、流体室８内をラジアル方向に移動した不要混入物
中の金属粉等を吸引するだめのものである。この磁石６
の形状は、流体室８内の作動流体の流体抵抗を極少する
ことと、スペースを有効に使うという理由により、円筒
形状またはリング状が望ましい。なお、この磁石６は、
励磁コイル等によって励磁される鉄芯またはモータ２０
１０）磁石（図示略）を延長したものであってもよい。

さらに、磁石６は、ハウジング１若しくはサイドハウジ
ング５に埋め込まれて固着されてよい。

ロータ２の中心部に設けられた孔１０はピントル１３と
油密を保ち、且つ摺動自在に嵌合されており、孔１０に
は、シリンダ孔２１と同じ数の連通孔２０が穿設されて
いる。この連通孔２０はプランジャ３、シリンダ孔２１
よりも小さい径の孔であり、シリンダ孔２１内に配設さ
れスプリング２２の一端をこの部分で支持する構造とな
っている。

第２図でもわかる様に、ピントル１３の吐出行程に相当
する角度には吐出溝１４が設Ｌｊられ、吸入工程に相当
する角度には吸入溝１５が設けられている。プランジャ
３が図中の約上半分にある吐出行程においてはポンプ作
動室２３が連通孔２０、ピントル１３の吐出溝１４、吐
出通路１６、吐出口１１と連通ずる。またプランジャ３
が図中の約下半分にある吸入行程においては、ポンプ作
動室２３が連通孔２０、ピントル１３の吸入溝１５、吸
入通路１７、吸入口１２と連通ずる構造になっている。

さらに、ピントル１３外周には環状溝１９ａ、１９ｂが
設けられており、この°環状溝１９ａ、１９ｂはロータ
２とピントル１３との油圧力のバランスを取っている。

なお、ピントＪし１３はポルト６によりハウジング１に
固定されている。

一方、ロータ２の外周には内リング４ａ、外リング４ｂ
Ｓ銅球４Ｃとからなるガイドリング４か設けられており
、内リング４ａの内周には補強リング４ｄが嵌合されて
いる。補強リング４ｄの内周面には、プランジャ３の先
端のＲ形状よりね１″かに大きなＲ形状の４４ｄｌが形
成されている。

また、内リング４ａと補強リング４ｄの嵌合（ま補強リ
ング４ｄが軸方向に摺動可能な程度のものである。この
補強リング４ｄが摺動可能であるため、ロータ２、プラ
ンジャ３等がスラスト力を受けて軸方向に移動した際に
も、ロータ２等は良好に回転することができる。また、
この補強リング４ｄは、ガイドリング４の変形を防止す
るため番こ設むすられるものである。たとえば、ガイド
リング４としてはＪＩＳ規格にある一般のヘアリング等
を使用してポンプからの吐出圧を高圧にすると、ガイド
リング４は９．５ｍｍ程度変形する。この変形は、圧縮
工程にあるプランジャ３から受ける力によるものであり
、この時ガイドリング４は楕円形状になる。ここで、補
強リングを設けると、補強リング４ｄを設けたガイドリ
ング４の変形は、補強リングのないものに比べて極めて
小さくすることができる。

次に上述の構成に基づいて、その作動について説明する
。

ロータ２が第２図の時計方向に回転すると、ロータ２の
回転中心Ｏとガイドリング４の中心点０゛が偏心してい
るため、プランジャ３は、往復運動を行ない、作動油を
吸入、吐出することとなる。

プランジャ３が０点の下半分にくる吸入工程では、作動
原体を、吸入口１２から吸入孔１７、吸入溝１５、連通
孔２０を介してポンプ室２３に吸入する。次にロータ２
が回転してピストンが０点より上半分にくる吐出行程で
は、ポンプ作動室２３の流体を連通孔２０、吐出溝１４
、吐出孔１６を合弁して吐出口１１に吐出する。

このとき、たとえばロータ２とプランジャ３、プランジ
ャ３とガイドリング４等油圧力によって互いに押し付け
られて摺動する部位は、極めてわずかではあるが摩耗等
による金属粉等の粉末の発生は避Ｕられないものである
。この金属粉等の粉体はハウジング１とロータ２で区画
形成される流体室８の作動流体中に不要混入物として混
入する。

ここで、ロータ２の回転により、流体室８内の作動流体
も回転するため金属粉等は遠心力により流体室８内の外
周部に移動し多く集まる。そこで、磁石６により金属粉
は、容易に吸着される。さらに、フィルタ７は、磁石６
に吸着され躬１っだ不要混入物、金属粉等を捕集するこ
とができる。これは、不要混入物が流体室８内に作動流
体とともに吸入通路１７内に流入する際に、フィルタに
よって捕集除去されて清浄の作動流体のみが吸入通路１
７、ロータ２内に流入する。

一方、プランジャ３は、補強リング４ｄに設けられた溝
４ｄｌに沿って、ロータ２により転勤する。、この時プ
ランジャ３の頭部はＲ球面であり、溝４ｄｌはＲ’ｔ１
４であるため線接触となり、ロータ２とガイドリング４
の偏心により補強リング４ｄとプランジャ３にはすべり
があるものの、接触面圧は小さく抑えることができる。

内リング４ａと補強リング４ｄとは軸方向に摺動可能な
ためシリンダ孔２１を軸方向の位置の誤差を補償し、プ
ランジャ３吉補強リング４ｄに無理に力が発生しないよ
うにすることが可能である。これにより、ロータは円滑
に回転可能となる。

なお、フィルタ部材７が配設される位置は、流体室８と
吸入通路１７を連通する流路の途中であればよく、たと
えば第４図に示す様に、吸入通路１７の一端である通路
１７ａ内にフィルタ部材７゛を配設してもよい。このと
きフィルタ部材７°を配設するためのスペースを特に必
要としない。

また、上述の実施例において、ガイドリング４は内リン
グ４ａ、外リング４ｂ、！［球４Ｃから構成されている
が、ハウジング１の内周面がロータ２に対して偏心を有
す形状であって、プランジャ３の先端が直接若しくはす
ベリソ１．−等を介して摺動するラジアルプランジャポ
ンプにおいても同様の効果を発揮する。このときガイド
リング４はハウジング１の偏心円周面に相当する。

第５図の拡大部分図に、ロータ２とピントル１３との間
隙の圧力分布、及びロータ２のシリンダ孔２１に作用す
る圧力を示す。

上述の様にシリンダ孔２１は、プランジャ３の径りより
小径の連通孔２０（径Ｄ’　）を介してロータ２の内周
面と連通しているので、シリンダ孔２１内には、ドーナ
ノツ状の環状面が形成される。

シリンダ孔２１の環状面に作用する圧力は、シリンダ孔
２１が高圧側の吐出溝１４ど連通するとき、即ちピント
ル１３の吐出溝１４の開口範囲では、ロータ２をピント
ル１３の外周に向って押圧する押圧力として作用する。

この押圧力は曲線Ａ内の３本の矢印（↓）によって図示
される。

また吐出溝１４からロータ２とピントル１３の間隙を介
して環状溝１９ａ、１９ｂを経て流体室８へ漏出する圧
力液により、ピントル１３の吐出溝１４の開口周側に、
ピントル１３の外周面からロータ２を削ずように押圧す
る圧力分布が形成される。間隙内の圧力は吐出１１４の
開口上では一定であり、その圧力は直線５０ａ、５０ｂ
に沿って環状溝１９ａ、１９ｂの圧力に向って低下する
。

環状溝１９ａ、１９ｂ内に生しる圧力は、溝上で一定で
あって、吐出溝１４の幅Ｂ、吸入溝１５の幅Ｃ１環状溝
１９ａ、１９ｂの間隙距離β、及び環状溝１９ａ、１９
ｂからの流体室８までの距離等に関連して所定圧力に定
まる。環状溝１９ａ。

１９ｂから圧力は再び直線５１ａ、５１ｂに沿って流体
室８の圧力に向って低下する。よって吐出ａ１４の開口
周側の圧ノｊ分布全体は曲線Ｈによって示される。

環状溝１９ａ、１９ｂ内は全周に沿って同じ圧力であり
、吐出１１４の開口周側より吸入４１５の開口周側の間
隙に、所定圧力の液圧を導くことになる。環状溝１９ａ
、１９ｂ内に生しる圧力は、直線５２ａ、５２ｂに沿っ
て吸入溝１５の圧力まで低下し、また直線５３ａ、５３
ｂに沿って流体室８内の圧力まで低下する。よって吸入
溝１５の開口周側に曲線Ｅ、Ｆに対応する圧力分布が得
られ、この圧力分布はロータ２を、ピントル１３から離
す方向に押圧する押圧力として作用する。即ちロータ２
は吐出溝１４の開口周側でピントル１３の外周面に向か
って押圧される。ここで、流体室８内の圧力は吸入溝１
５の圧力と等しいものと仮定しである。

以上の液圧の圧力分布のバランス、即ち曲線Ａ。

Ｈ，Ｅ、Ｆのバランスにより、ロータの内周面とピント
ル１３の外周面との間隙が、一定となるようにロータ２
が支持される。また、ロータ２とピントル１３の相対位
置関係が変化し、ロータ２の内周面とピントル１３の外
周面との間隙が変化すると、間隙変化により上記圧力分
布のすべての力が平衡状態となるように変化し、ロータ
２の内周面がピントル１３の外周面に接触しないよう作
用することは言うまでもない。

これに対して従来のものは、環状ｍ１９ａ、１９ｂが設
けられないため、曲線Ｅ、Ｆの圧力分相°　　が存在し
なかったり、またシリンダ孔２１が小孔の連通孔２０を
介してロータ２の内周面と連通してないために、曲ｖＡ
Ａの圧力分布が存在しなかった。つまり、従来は曲線Ａ
の圧力分布、又は曲線Ｅ、　　Ｆの圧力分布の少なくと
も一方が欠けていたために、ロータ２がピントル１３の
外周面と金属接触してしまうという問題点を有していた
。

（発明の効果） 以上述べた様に、前記ロータに、前記シリンダ孔と前記
ロータの内周面とを連通ずるように、前記プランジャよ
り小径の連通孔を穿設するとともに、前記ピントルの外
周の前記吸入溝、吐出溝の両側に各々所定距離隔てた環
状溝を設けたことにより、各々の部分で生しる圧力分布
が平衡状態となるようにバランスする。よってロータの
内周面がピントルの外周面と金属接触することもなく、
安定した間隙を保って支持されることになる。しかも、
ピントルの外周面一ヒには環状溝　を設ける以外に特別
な加工をする必要がないので、加ニー［−も非常に容易
であるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１１Ｅ］４；本発明の一実施例を示す断面図、第２図
は第１図におけるＩ−１線に沿う断面図、第３図は第１
図におけるｎ−ｎ線に沿う断面図、第４図は他の実施例
を示す部分断面図、第５図は第１図の拡大部分図で圧力
分布を示す。 ｌ・・・ハウジング、２・・・ロータ、３・・プランジ
ャ。 ４・・・ガイドリング、５・・・サイドハウジング、６
・・・磁石、７・・・フィルタ部材、８・・・流体室、
１３・・・ピントル、１４・・・吐出溝、１５・・・吸
入溝、１６・・・Ｉ」出通路、１７・・・吸入通路、１
９ａ、１９ｂ・・・環状溝、２０・・・連通孔、２１・
・・シリンダ孔。 代理人弁理士　　岡　部　　　隆 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　ハウジングと、このハウジング内に固定され、吸入通
   路、吐出通路が形成されるとともにこれらの各通路と各
   々連通する吸入溝、吐出溝が外周面に開口するピントル
   と、このピントルの外周面に回転自在に嵌合され、前記
   各通路に連通可能なシリンダ孔が放射状に形成される環
   状ロータと、前記シリンダ孔内に摺動自在に挿入され、
   前記各通路に連通可能なポンプ室を形成するプランジャ
   と、前記ロータを回転駆動する回転手段と、前記ロータ
   の回転に伴って前記プランジャを往復動させて前記ポン
   プ室の容積変化をさせる駆動手段とを有するラジアルプ
   ランジャポンプにおいて、 前記ロータに、前記シリンダ孔と前記ロータの内周面と
   を連通するように、前記プランジャより小径の連通孔を
   穿設するとともに、前記ピントルの外周の前記吸入溝、
   吐出溝の両側に各々所定距離隔てた環状溝を設けたこと
   を特徴とするラジアルプランジャポンプ。