JP2005139967A - ラジアルピストンポンプ - Google Patents
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Abstract
【課題】 簡単な構成により流体の吐出圧力の脈動を低減することのできるラジアルピストンポンプを提供する。
【解決手段】 吸入通路30及び吐出通路32を有するハウジング4と、ハウジング4内に設けたカムプロフィール27と、カムプロフィール27内においてそのカムプロフィール27に偏心して回転可能に設けられ、複数のシリンダ穴23を放射状に有するロータ15と、ロータ15の回転によりカムプロフィール27に沿って摺動しながらシリンダ穴23内を往復動するピストン14とを備える。吐出行程におけるカムプロフィール27が、ロータ15の回転角が増大するにともなってピストン14の速度が加速する加速部と、その速度が等速を維持する等速部と、その速度が減速する減速部とを備え、複数のピストン14により吐出通路32から吐出される燃料の吐出圧力を一定化するように構成される。
【選択図】 図1
【解決手段】 吸入通路30及び吐出通路32を有するハウジング4と、ハウジング4内に設けたカムプロフィール27と、カムプロフィール27内においてそのカムプロフィール27に偏心して回転可能に設けられ、複数のシリンダ穴23を放射状に有するロータ15と、ロータ15の回転によりカムプロフィール27に沿って摺動しながらシリンダ穴23内を往復動するピストン14とを備える。吐出行程におけるカムプロフィール27が、ロータ15の回転角が増大するにともなってピストン14の速度が加速する加速部と、その速度が等速を維持する等速部と、その速度が減速する減速部とを備え、複数のピストン14により吐出通路32から吐出される燃料の吐出圧力を一定化するように構成される。
【選択図】 図1
Description
本発明は、ピストンの往復運動による容積変化を利用して、流体のポンプ作用を行なうラジアルピストンポンプに関する。
従来、ロータの回転にともなうピストン例えばボールの往復運動による容積変化を利用して、流体の吸入及び吐出といったポンプ作用を行なうラジアルピストンポンプがある(例えば、特許文献1参照。)。
特開平6−330848号公報
ところで、一般的なラジアルピストンポンプでは、ポンプ作用により吐出する流体に圧力脈動が生じるおそれがある。
例えば、ロータに第1〜第3の計3個のピストンを120°間隔で放射状に配置したラジアルピストンポンプの場合、吐出行程におけるロータの回転角とピストンの速度(吐出流量)との関係は図13に示すような特性線図で表わされる。図13において、横軸はロータの回転角θ(°)で、縦軸はピストンの速度(ピストン速度ともいう。)すなわち吐出流量を表わしている。
第1のピストンは、特性線X1で示すように、θ=0°から次第に吐出流量を増していき、θ=90°で最大となり、その後、吐出流量を次第に減じていき、θ=180°で最小となる。なお、θ=180°からθ=360°までの間では吐出は行なわず、θ=360°から再び吐出が始まる。また、第2のピストンは、特性線X2で示すように、第1のピストンに対して120°ずれた位相となる。また、第3のピストンは、特性線X3で示すように、第2のピストンに対して120°ずれた位相となる。したがって、流体の吐出流量すなわち吐出圧力に脈動を生じることになる。
例えば、ロータに第1〜第3の計3個のピストンを120°間隔で放射状に配置したラジアルピストンポンプの場合、吐出行程におけるロータの回転角とピストンの速度(吐出流量)との関係は図13に示すような特性線図で表わされる。図13において、横軸はロータの回転角θ(°)で、縦軸はピストンの速度(ピストン速度ともいう。)すなわち吐出流量を表わしている。
第1のピストンは、特性線X1で示すように、θ=0°から次第に吐出流量を増していき、θ=90°で最大となり、その後、吐出流量を次第に減じていき、θ=180°で最小となる。なお、θ=180°からθ=360°までの間では吐出は行なわず、θ=360°から再び吐出が始まる。また、第2のピストンは、特性線X2で示すように、第1のピストンに対して120°ずれた位相となる。また、第3のピストンは、特性線X3で示すように、第2のピストンに対して120°ずれた位相となる。したがって、流体の吐出流量すなわち吐出圧力に脈動を生じることになる。
また、前記特許文献1では、ポンプ部とモータ部とを備えたラジアルピストンポンプにおいて、ポンプ部からの流体をモータ部内へ導入する入口と、モータ部内の流体を外部へ導出する出口との一方にパイプの一端を連結し、またそのパイプの他端の開口部が他方に近接して対向させている。これにより、ポンプ部で発生する圧力脈動をモータ部内で低減させている。しかしながら、特許文献1では、入口及び出口並びにパイプの設定により、部品点数が増加し、構成が繁雑化するという問題があった。
なお、例えば特開昭62−228679号公報には、単動3連式往復ポンプにおいて、カムプロフィールを、板カムの回転角が増大するにともなって変位の加速的に変化する加速部と、その変位の直線的に変化する等速部と、その変位の減速的に変化する減速部とを備え、流体の吐出圧力を一定化するように構成している。しかしながら、この公報の往復ポンプでは、流体の加圧室へ流入する液体の流通のみを許容する吸入弁と、加圧室から流出する液体の流通のみを許容する吐出弁が必要であることから、構成が繁雑化するという問題があった。また、吸入弁及び吐出弁の閉弁遅れによる逆流が生じてしまい、流体の吐出圧力が変動するおそれがあった。
本発明が解決しようとする課題は、簡単な構成により流体の吐出圧力の脈動を低減することのできるラジアルピストンポンプを提供することにある。
前記した課題は、本発明の特許請求の範囲に記載された構成を要旨とするラジアルピストンポンプによって解決することができる。
すなわち、特許請求の範囲の請求項1に記載されたラジアルピストンポンプによると、ロータの回転により、ピストンがカムプロフィールに沿って移動しながらシリンダ穴内を往復動する。そのピストンの往動時において吸入通路とシリンダ穴内とが連通するときにその吸入通路を通じてシリンダ穴内に流体が吸入されえう吸入行程と、また、ピストンの復動時においてシリンダ穴内とが連通するときにシリンダ穴内の流体が吐出通路を通じて吐出される吐出行程とが交互に行なわれる。
ところで、吐出行程におけるカムプロフィールが、ロータの回転角が増大するにともなってピストンの速度が加速する加速部と、その速度が等速を維持する等速部と、その速度が減速する減速部とを備え、複数のピストンにより吐出通路から吐出される流体の吐出圧力を一定化するように構成されている。このため、カムプロフィールにより、吐出通路から吐出される流体の吐出流量すなわち吐出圧力が一定化されるから、簡単な構成により流体の吐出圧力の脈動を低減することができる。
すなわち、特許請求の範囲の請求項1に記載されたラジアルピストンポンプによると、ロータの回転により、ピストンがカムプロフィールに沿って移動しながらシリンダ穴内を往復動する。そのピストンの往動時において吸入通路とシリンダ穴内とが連通するときにその吸入通路を通じてシリンダ穴内に流体が吸入されえう吸入行程と、また、ピストンの復動時においてシリンダ穴内とが連通するときにシリンダ穴内の流体が吐出通路を通じて吐出される吐出行程とが交互に行なわれる。
ところで、吐出行程におけるカムプロフィールが、ロータの回転角が増大するにともなってピストンの速度が加速する加速部と、その速度が等速を維持する等速部と、その速度が減速する減速部とを備え、複数のピストンにより吐出通路から吐出される流体の吐出圧力を一定化するように構成されている。このため、カムプロフィールにより、吐出通路から吐出される流体の吐出流量すなわち吐出圧力が一定化されるから、簡単な構成により流体の吐出圧力の脈動を低減することができる。
また、特許請求の範囲の請求項2に記載されたラジアルピストンポンプによると、吐出通路の開口端面に逆流防止溝が設けられていることにより、吸入行程から吐出行程への移行時に際して、シリンダ穴に対する吐出通路の開口面積がロータの回転にともなって次第に増加する。このため、吐出通路からシリンダ室への逆流を防止することにより、流体の吐出圧力の脈動を低減することができる。
また、特許請求の範囲の請求項3に記載されたラジアルピストンポンプによると、逆流防止溝がロータの回転にともなって次第に深くなる略V字溝形状に形成されているので、そのシリンダ穴内の流体を吐出通路へスムーズに吐出させることができる。
また、特許請求の範囲の請求項4に記載されたラジアルピストンポンプによると、流体の洩れによる吐出流量の減少分を見越して、ピストンの吐出行程が重合する区間における流体の吐出流量を増大する。これにより、流体の洩れによる吐出流量の減少分を補うことにより、流体の吐出圧力の脈動を低減することができる。
本発明のラジアルピストンポンプによれば、カムプロフィールにより吐出通路から吐出される流体の吐出圧力が一定化されるから、簡単な構成により流体の吐出圧力の脈動を低減することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例を参照して説明する。
本発明の実施例1にかかるラジアルピストンポンプを説明する。なお、本実施例では、流体として燃料を圧送する燃料ポンプに用いられるラジアルピストンポンプを例示する。まず、ラジアルピストンポンプの概要から説明する。
図1に示すように、ラジアルピストンポンプは、モータ部2とポンプ部3とから構成されている。ラジアルピストンポンプの外郭を形成するハウジング4は、モータ部2の外周を液密(油密ともいう。)に覆う円筒状のモータハウジング5と、そのモータハウジング5の一方の開口端部(図1において上側の開口端部)を液密に閉塞するモータカバー6と、モータハウジング5の他方の開口端部(図1において下側の開口端部)を閉塞するポンプカバー7とにより構成されている。
モータ部2は、周知の直流モータにより構成されており、モータハウジング5の内周壁に配設された複数の永久磁石9と、その永久磁石9の内周で出力軸10と一体に回転するアーマチュア11とを備えている。また、モータカバー6には、ハウジング4の内外を連通する吐出口12が形成されている。
図1に示すように、ラジアルピストンポンプは、モータ部2とポンプ部3とから構成されている。ラジアルピストンポンプの外郭を形成するハウジング4は、モータ部2の外周を液密(油密ともいう。)に覆う円筒状のモータハウジング5と、そのモータハウジング5の一方の開口端部(図1において上側の開口端部)を液密に閉塞するモータカバー6と、モータハウジング5の他方の開口端部(図1において下側の開口端部)を閉塞するポンプカバー7とにより構成されている。
モータ部2は、周知の直流モータにより構成されており、モータハウジング5の内周壁に配設された複数の永久磁石9と、その永久磁石9の内周で出力軸10と一体に回転するアーマチュア11とを備えている。また、モータカバー6には、ハウジング4の内外を連通する吐出口12が形成されている。
前記ポンプ部3は、第1〜第3の計3個の球状のピストン14(後述する)を放射状に収納するロータ15を有している(図2参照)。図1に示すように、ロータ15は、前記アーマチュア11の出力軸10の一端部(図1において下端部)に一体的に連結されている。ロータ15の下面側には、同一軸線上に位置する嵌合穴16が形成されている。嵌合穴16は、前記ポンプカバー7の同一軸線上に位置する軸部8に対して回転可能にかつ密に嵌合されている。なお、前記モータ部2内の空間部17とポンプ部3内の空間部18とは、モータハウジング5内に配設された隔壁20により区画されている。そして、前記出力軸10のロータ15側の端部(図1において下端部)は、隔壁20に対してボールベアリング21を介して回転可能に支持されている。また、出力軸10の反ロータ側の端部(図1において上端部)は、モータカバー6に軸受(図示省略)を介して回転可能に支持されている。また、図2において、モータハウジング5は省略されている。
図2に示すように、前記ロータ15の外周面側には、円周上を3等分する筒所にそれぞれ半径方向に延びる直線上に位置する円筒状のシリンダ穴23が形成されている。各シリンダ穴23内には、それぞれ球状のピストン14がロータ15の径方向に往復動可能にかつ密に収納されている。各シリンダ穴23は、ロータ15の外周側に開放されているとともに、そのロータ15の中心側の穴底部に開口する連通孔24を介して前記嵌合穴16内に連通されている。
前記ポンプ部3内の空間部18において、前記モータハウジング5の内周面には、前記ピストン14を含むロータ15を取り囲むカムリング26が固定されている。カムリング26の内周面は、ピストン14が移動すなわち摺動及び/又は転動するカムプロフィール27になっている。カムプロフィール27の中心点27cは、図2に示すように、ロータ15の回転中心点15cに対して所定量だけ偏心している。なお、ロータ15の回転中心点15cは、軸部8及び出力軸10(図1参照)と同一軸線上に位置している。
したがって、ロータ15とカムプロフィール27との間隔が周方向に増減している。このため、ロータ15が軸部8を中心に回転した際に、遠心力により外方へ付勢されるピストン14がカムプロフィール27に沿って移動しながらシリンダ穴23内を往復動する。ピストン14の往復動により、シリンダ穴23内(詳しくは、ピストン14によって閉塞される内部空間であるシリンダ室28)の容積が変化される。
前記ポンプ部3内の空間部18において、前記モータハウジング5の内周面には、前記ピストン14を含むロータ15を取り囲むカムリング26が固定されている。カムリング26の内周面は、ピストン14が移動すなわち摺動及び/又は転動するカムプロフィール27になっている。カムプロフィール27の中心点27cは、図2に示すように、ロータ15の回転中心点15cに対して所定量だけ偏心している。なお、ロータ15の回転中心点15cは、軸部8及び出力軸10(図1参照)と同一軸線上に位置している。
したがって、ロータ15とカムプロフィール27との間隔が周方向に増減している。このため、ロータ15が軸部8を中心に回転した際に、遠心力により外方へ付勢されるピストン14がカムプロフィール27に沿って移動しながらシリンダ穴23内を往復動する。ピストン14の往復動により、シリンダ穴23内(詳しくは、ピストン14によって閉塞される内部空間であるシリンダ室28)の容積が変化される。
図1に示すように、前記ポンプカバー7の軸部8には、吸入通路30と吐出通路32が形成されている。吸入通路30の一端部(図1において下端部)は軸部8の下端面に開放され、その吸入通路30の他端部(図1において上端部)は前記ロータ15の連通孔24に連通可能に形成されている。また、吐出通路32の一端部(図1において上端部)は軸部8の上端面に開放され、その吐出通路32の他端部(図1において下端部)には前記ロータ15の連通孔24に連通可能に形成されている。この吸入通路30及び吐出通路32の連通孔24との連通側端部は、図2に示すように、それぞれ軸部8の円周上約1/3に亘ってほぼ扇状に形成されている。
また、前記出力軸10には、一端部(図1において下端部)が前記嵌合穴16の底部に開放されており、その嵌合穴16の孔底面と前記軸部8の上端面との間に形成される空間33を介して前記吐出通路32に連通する導出通路34が形成されている。導出通路34の他端部は、前記モータ部2内の空間部17に開放されている。
また、前記出力軸10には、一端部(図1において下端部)が前記嵌合穴16の底部に開放されており、その嵌合穴16の孔底面と前記軸部8の上端面との間に形成される空間33を介して前記吐出通路32に連通する導出通路34が形成されている。導出通路34の他端部は、前記モータ部2内の空間部17に開放されている。
次に、上記したラジアルピストンポンプの作動について説明する。モータ部2の作動により、出力軸10とともにアーマチュア11が回転する。出力軸10の回転力が、ロータ15に伝わるため、ロータ15が軸部8の周りを図2において矢印Y方向へ回転する。ここで、ロータ15の回転中心点15cとカムリング26の中心点27cとが所定量だけ偏心して設けられているため、前に述べたように、ロータ15の回転によりピストン14がシリンダ穴23内を往復動する。ロータ15とカムプロフィール27との間隔が増大するにつれて、ピストン14がシリンダ穴23内を外側へ移動することにより、シリンダ室28の容積が増大する。このとき、シリンダ室28は、連通孔24を介して吸入通路30と連通する。すなわち、この場合は、燃料が吸入通路30から連通孔24を介してシリンダ室28に吸入される吸入行程となる。
一方、ロータ15とカムプロフィール27との間隔が減少するにつれて、ピストン14がシリンダ穴23内を内側へ移動することにより、シリンダ室28の容積が減少する。このとき、シリンダ室28は、連通孔24及び空間33を介して吐出通路32と連通する。すなわち、この場合は、シリンダ室28内の燃料が、連通孔24から空間33を介して吐出通路32さらには導出通路34を通じてモータ部2内の空間部17に流出する吐出行程となる。モータ部2内の空間部17に吐出された燃料は、その空間部17を上方へ通り、モータカバー6に形成された吐出口12から吐出される。また、燃料が出力軸10内の導出通路34を通ることにより、出力軸10の軸受部分が効果的に冷却される。また、燃料がモータ部2内の空間部17を通ることにより、モータ部2が効果的に冷却される。
なお、吸入行程におけるピストン14の外側への移動は、本明細書でいう「往動」に相当する。また、吐出行程におけるピストン14の内側への移動は、本明細書でいう「復動」に相当する。
一方、ロータ15とカムプロフィール27との間隔が減少するにつれて、ピストン14がシリンダ穴23内を内側へ移動することにより、シリンダ室28の容積が減少する。このとき、シリンダ室28は、連通孔24及び空間33を介して吐出通路32と連通する。すなわち、この場合は、シリンダ室28内の燃料が、連通孔24から空間33を介して吐出通路32さらには導出通路34を通じてモータ部2内の空間部17に流出する吐出行程となる。モータ部2内の空間部17に吐出された燃料は、その空間部17を上方へ通り、モータカバー6に形成された吐出口12から吐出される。また、燃料が出力軸10内の導出通路34を通ることにより、出力軸10の軸受部分が効果的に冷却される。また、燃料がモータ部2内の空間部17を通ることにより、モータ部2が効果的に冷却される。
なお、吸入行程におけるピストン14の外側への移動は、本明細書でいう「往動」に相当する。また、吐出行程におけるピストン14の内側への移動は、本明細書でいう「復動」に相当する。
次に、吐出行程におけるカムプロフィール27の形状について詳述する。図3は、ロータの回転角とピストンのストロークとの関係と、ロータの回転角とピストンの速度(吐出流量)との関係とを関連付けて示す特性線図である。図3において、横軸はロータの回転角θ(°)で、上段部の縦軸はピストンのストローク(ピストンストロークともいう。)を表わし、下段部の縦軸はピストンの速度(ピストン速度ともいう。)すなわち吐出流量を表わしている。また、第1のピストン14のピストンストロークが特性線A1で示され、第2のピストン14のピストンストロークが特性線A2で示され、第3のピストン14のピストンストロークが特性線A3で示されている。さらに、第1のピストン14のピストン速度が特性線B1で示され、第2のピストン14のピストン速度が特性線B2で示され、第3のピストン14のピストン速度が特性線B3で示されている。
各ピストン14がかかる特性線a1,a2,a3及びA1,A2,A3を描くように、カムプロフィール27を設定する。
各ピストン14がかかる特性線a1,a2,a3及びA1,A2,A3を描くように、カムプロフィール27を設定する。
各ピストン14のピストンストロークの特性線a1,a2,a3は、回転角θが増大するにともなってピストンストロークの増大する上昇域(特性線a1について言えば、θ=0°〜180°の区域)と、逆に回転角θが増大するにともなってピストンストロークの減少する下降域(同じく、θ=180°〜360°の区域)とを有する。なお、本実施例では上昇域と下降域とは線対称になっている。
前記上昇域は、ピストン速度が加速する加速部(特性線A1について言えば、θ=約0°〜60°の区域K)と、ピストン速度が等速を維持する等速部(同じく、θ=約60°〜120°の区域T)と、ピストン速度が減速する減速部(同じく、θ=約120°〜180°の区域G)とを含んでいる。
図3(a),(b)から分かるように、特性線a1,a2,a3及びA1,A2,A3は、相互に120°ずつ位相がずれているだけで同一形状である。これは3個のピストン14が同一のカムプロフィール27により往復運動が与えられることによる。
前記上昇域は、ピストン速度が加速する加速部(特性線A1について言えば、θ=約0°〜60°の区域K)と、ピストン速度が等速を維持する等速部(同じく、θ=約60°〜120°の区域T)と、ピストン速度が減速する減速部(同じく、θ=約120°〜180°の区域G)とを含んでいる。
図3(a),(b)から分かるように、特性線a1,a2,a3及びA1,A2,A3は、相互に120°ずつ位相がずれているだけで同一形状である。これは3個のピストン14が同一のカムプロフィール27により往復運動が与えられることによる。
そして、前記3個のピストン14により前記吐出通路32(図1参照)を通じて吐出される燃料の吐出圧力がほぼ一定になるように、カムプロフィール27が設計される。すなわち、特性線A1,A2,A3を合成した吐出流量が特性線Axで示すように一定になるように、カムプロフィール27を設計する。詳しくは、加速部における単位回転角Δθ当たりの変位Δh1と、減速部における対応する単位回転角Δθ当たりの変位Δh2との和が、等速部における単位回転角Δθ当たりの変位ΔHに等しくなるように、カムプロフィール27を設計する。このように、カムプロフィール27を設計することにより、燃料の吐出圧力の脈動を低減することができる。
上記したラジアルピストンポンプによると、吐出行程におけるカムプロフィール27が、ロータ15の回転角θが増大するにともなってピストン14の速度が加速する加速部(図3における区域K参照)と、その速度が等速を維持する等速部(図3における区域T参照)と、その速度が減速する減速部(図3における区域G参照)とを備えている。さらに、カムプロフィール27が、複数のピストン14により吐出通路32から吐出される燃料の吐出圧力を一定化するように構成されている。このため、カムプロフィール27により、吐出通路32から吐出される燃料の吐出流量すなわち吐出圧力が一定化されるから、簡単な構成により燃料の吐出圧力の脈動を低減することができる。
次に、本発明の実施例2にかかるラジアルピストンポンプを図面にしたがって説明する。実施例2は上記した実施例1の一部を変更したものであるからその変更部分について詳述し、重複する説明は省略する。なお、以降の実施例3〜8についても同様に重複する説明は省略する。
すなわち、実施例2は、図4(a)に示すように、前記実施例1におけるロータ15(図2参照)に第1〜第4の計4個のピストン14を90°間隔で放射状に配置したものである。この場合の吐出行程におけるロータの回転角とピストンの速度(吐出流量)との関係を示す特性線図は、図4(b)に示すようになる。そして、4個のピストン14により吐出通路32から吐出される燃料の吐出流量すなわち吐出圧力を一定化するように、カムプロフィール27が設計されている。また、図4(b)から分かるように、各ピストン14の特性線A1,A2,A3,A4は、相互に90°ずつ位相がずれているだけで同一形状である。したがって、本実施例によっても、前記実施例1と同様に、簡単な構成により燃料の吐出圧力の脈動を低減することができる。
すなわち、実施例2は、図4(a)に示すように、前記実施例1におけるロータ15(図2参照)に第1〜第4の計4個のピストン14を90°間隔で放射状に配置したものである。この場合の吐出行程におけるロータの回転角とピストンの速度(吐出流量)との関係を示す特性線図は、図4(b)に示すようになる。そして、4個のピストン14により吐出通路32から吐出される燃料の吐出流量すなわち吐出圧力を一定化するように、カムプロフィール27が設計されている。また、図4(b)から分かるように、各ピストン14の特性線A1,A2,A3,A4は、相互に90°ずつ位相がずれているだけで同一形状である。したがって、本実施例によっても、前記実施例1と同様に、簡単な構成により燃料の吐出圧力の脈動を低減することができる。
次に、本発明の実施例3にかかるラジアルピストンポンプを図面にしたがって説明する。実施例3は、図5(a)に示すように、前記実施例1におけるロータ15(図2参照)に第1〜第5の計5個のピストン14を72°間隔で放射状に配置したものである。この場合の吐出行程におけるロータの回転角とピストンの速度(吐出流量)との関係を示す特性線図は、図5(b)に示すようになる。そして、5個のピストン14により吐出通路32から吐出される燃料の吐出流量すなわち吐出圧力を一定化するように、カムプロフィール27が設計されている。また、図5(b)から分かるように、各ピストン14の特性線A1,A2,A3,A4,A5は、相互に72°ずつ位相がずれているだけで同一形状である。したがって、本実施例によっても、前記実施例1と同様に、簡単な構成により燃料の吐出圧力の脈動を低減することができる。
次に、本発明の実施例4にかかるラジアルピストンポンプを図面にしたがって説明する。実施例6は、図6(a)に示すように、前記実施例1におけるロータ15(図2参照)に第1〜第6の計6個のピストン14を60°間隔で放射状に配置したものである。この場合の吐出行程におけるロータの回転角とピストンの速度(吐出流量)との関係を示す特性線図は、図6(b)に示すようになる。そして、6個のピストン14により吐出通路32から吐出される燃料の吐出流量すなわち吐出圧力を一定化するように、カムプロフィール27が設計されている。また、図6(b)から分かるように、各ピストン14の特性線A1,A2,A3,A4,A5,A6は、相互に60°ずつ位相がずれているだけで同一形状である。したがって、本実施例によっても、前記実施例1と同様に、簡単な構成により燃料の吐出圧力の脈動を低減することができる。
次に、本発明の実施例5にかかるラジアルピストンポンプを図面にしたがって説明する。実施例5は、図7(a)に示すように、前記実施例3における軸部8(図5(a)参照)の吸入通路30と吐出通路32とを交互に2つずつ配置したものである。この場合の吐出行程におけるロータの回転角とピストンの速度(吐出流量)との関係を示す特性線図は、図7(b)に示すように,吸入行程と吐出行程がロータ15の1回転につき2回繰り返されるようになっている。そして、5個のピストン14により吐出通路32から吐出される燃料の吐出流量すなわち吐出圧力を一定化するように、カムプロフィール27が設計されている。また、図7(b)から分かるように、各ピストン14の特性線A1,A2,A3,A4,A5は、相互に36°ずつ位相がずれているだけで同一形状である。したがって、本実施例によっても、前記実施例3と同様に、簡単な構成により燃料の吐出圧力の脈動を低減することができる。
次に、本発明の実施例6にかかるラジアルピストンポンプを図面にしたがって説明する。実施例6は、図8(a)に示すように、前記実施例4における軸部8(図5(a)参照)の吸入通路30と吐出通路32とを交互に2つずつ配置したものである。この場合の吐出行程におけるロータの回転角とピストンの速度(吐出流量)との関係を示す特性線図は、図8(b)に示すように,吸入行程と吐出行程がロータ15の1回転につき2回繰り返されるようになっている。そして、6個のピストン14により吐出通路32から吐出される燃料の吐出流量すなわち吐出圧力を一定化するように、カムプロフィール27が設計されている。また、図8(b)から分かるように、各ピストン14の特性線A1,A2,A3,A4,A5,A6は、相互に30°ずつ位相がずれているだけで同一形状である。したがって、本実施例によっても、前記実施例4と同様に、簡単な構成により燃料の吐出圧力の脈動を低減することができる。
次に、本発明の実施例7にかかるラジアルピストンポンプを図面にしたがって説明する。実施例7は、図9(a),(b),(c)に示すように、前記実施例1における軸部8における吐出通路32の開口端面に逆流防止溝36を設けたものである。逆流防止溝36は、吸入行程から吐出行程への移行時に際して、シリンダ穴23(詳しくは、連通孔24)に対する吐出通路32の開口面積がロータ15の回転にともなって次第に増加するように、その吐出通路32の開口端面に設けられている。さらに、逆流防止溝36は、ロータ15の回転にともなって次第に深くなる略V字溝形状に形成されている。
詳しくは、逆流防止溝36は、図10(a)に展開して示す正面図で示すように、連通孔24に対する吐出通路32の開口面積がロータ15の回転にともなって次第に増加するように、その吐出通路32の当該開口端面から吸入通路30に向かって先細り状をなすテーパ状に形成されている。さらに、逆流防止溝36は、図10(b)に(a)のB−B線矢視断面図、(c)に(a)のC−C線矢視断面図で示すように、ロータ15の回転にともなって次第に深くなるように、すなわち先端部(符号、36aを付す)から吐出通路32の当該開口端面に向かって次第に深くなる略V字溝形状に形成されている。
詳しくは、逆流防止溝36は、図10(a)に展開して示す正面図で示すように、連通孔24に対する吐出通路32の開口面積がロータ15の回転にともなって次第に増加するように、その吐出通路32の当該開口端面から吸入通路30に向かって先細り状をなすテーパ状に形成されている。さらに、逆流防止溝36は、図10(b)に(a)のB−B線矢視断面図、(c)に(a)のC−C線矢視断面図で示すように、ロータ15の回転にともなって次第に深くなるように、すなわち先端部(符号、36aを付す)から吐出通路32の当該開口端面に向かって次第に深くなる略V字溝形状に形成されている。
上記した実施例7のラジアルピストンポンプによると、吐出通路32の開口端面に逆流防止溝36が設けられていることにより、吸入行程から吐出行程への移行時に際して、シリンダ穴23の連通孔24に対する吐出通路32の開口面積がロータ15の回転にともなって次第に増加する。このため、吐出通路32からシリンダ室28への逆流を防止することにより、燃料の吐出圧力の脈動を低減することができる。
また、逆流防止溝36がロータ15の回転にともなって次第に深くなる略V字溝形状に形成されているので、そのシリンダ穴23内の燃料を吐出通路32へスムーズに吐出させることができる。
また、逆流防止溝36がロータ15の回転にともなって次第に深くなる略V字溝形状に形成されているので、そのシリンダ穴23内の燃料を吐出通路32へスムーズに吐出させることができる。
また、前記逆流防止溝36は、図11に示すように、先端部36aから吐出通路32の当該開口端面に向かって2段階の傾斜をもって次第に深くなる略V字溝形状に形成することができる。さらには、逆流防止溝36は、同様に3段階以上の傾斜をもって次第に深くなる略V字溝形状に形成することもできる。また、逆流防止溝36は、略V字溝形状に限らず、略U字溝状、角溝形状等に形成してもよい。
次に、本発明の実施例8にかかるラジアルピストンポンプを図面にしたがって説明する。実施例1におけるラジアルピストンポンプ(図1参照)において、軸部8とロータ15との摺動面間の隙間、ピストン14とロータ15との摺動面間の隙間から燃料が洩れ出ることにより吐出流量が減少することがある。このような場合には、図12にロータの回転角θとピストンの速度(吐出流量)との関係を示す特性線図で示すように、吐出行程におけるカムプロフィール27(図2参照)が、燃料の洩れによる吐出流量の減少分を見越して、ピストン14の吐出行程が重合する区間における燃料の吐出流量を増大(符号、x1を付す。)するように設定するとよい。
上記した実施例8のラジアルピストンポンプによると、燃料の吐出流量の増大分x1は、前記した燃料の洩れによる吐出流量の減少分として補われることにより、最終的に吐出通路32から吐出される燃料の吐出圧力の脈動を低減することができる。
上記した実施例8のラジアルピストンポンプによると、燃料の吐出流量の増大分x1は、前記した燃料の洩れによる吐出流量の減少分として補われることにより、最終的に吐出通路32から吐出される燃料の吐出圧力の脈動を低減することができる。
本発明は前記した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、ピストン14は、球状としたが、プランジャ型ピストンに代えることができる。また、ピストン14をカムプロフィール27に付勢するスプリングを設けることもできる。また、モータ部2は、直流モータ以外のモータに代えてもよい。また、上記実施例では、モータ部2を一体に備えたラジアルピストンポンプを例示したが、別体のモータによりポンプ部3を駆動するようにしてもよい。
2 モータ部
3 ポンプ部
4 ハウジング
14 ピストン
15 ロータ
23 シリンダ穴
24 連通孔
27 カムプロフィール
30 吸入通路
30a 吸入ポート
32 吐出通路
32a 吐出ポート
36 逆流防止溝
3 ポンプ部
4 ハウジング
14 ピストン
15 ロータ
23 シリンダ穴
24 連通孔
27 カムプロフィール
30 吸入通路
30a 吸入ポート
32 吐出通路
32a 吐出ポート
36 逆流防止溝
Claims (4)
- 流体を吸入する吸入通路及び流体を吐出する吐出通路を有するハウジングと、前記ハウジング内に設けられたカムプロフィールと、前記カムプロフィール内においてそのカムプロフィールに偏心して回転可能に設けられ、複数のシリンダ穴を放射状に有するロータと、前記ロータの回転により前記カムプロフィールに沿って移動しながらシリンダ穴内を往復動するピストンとを備え、ピストンの往動時において吸入通路とシリンダ穴内とが連通するときにその吸入通路を通じてシリンダ穴内に流体が吸入される吸入行程と、ピストンの復動時においてシリンダ穴内とが連通するときにシリンダ穴内の流体が吐出通路を通じて吐出される吐出行程と交互に行なうラジアルピストンポンプであって、
前記吐出行程におけるカムプロフィールが、前記ロータの回転角が増大するにともなって前記ピストンの速度が加速する加速部と、その速度が等速を維持する等速部と、その速度が減速する減速部とを備え、前記複数のピストンにより前記吐出通路から吐出される流体の吐出圧力を一定化するように構成されていることを特徴とするラジアルピストンポンプ。 - 請求項1に記載のラジアルピストンポンプであって、
前記吸入行程から吐出行程への移行時に際して、前記シリンダ穴に対する前記吐出通路の開口面積が前記ロータの回転にともなって次第に増加するように、前記吐出通路の開口端面に逆流防止溝が設けられていることを特徴とするラジアルピストンポンプ。 - 請求項2に記載のラジアルピストンポンプであって、
前記逆流防止溝が、前記ロータの回転にともなって次第に深くなる略V字溝形状に形成されていることを特徴とするラジアルピストンポンプ。 - 請求項1〜3のいずれか1つに記載のラジアルピストンポンプであって、
前記吐出行程におけるカムプロフィールが、流体の洩れによる吐出流量の減少分を見越して、前記ピストンの吐出行程が重合する区間における流体の吐出流量を増大するように設定されていることを特徴とするラジアルピストンポンプ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003375920A JP2005139967A (ja) | 2003-11-05 | 2003-11-05 | ラジアルピストンポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2003375920A JP2005139967A (ja) | 2003-11-05 | 2003-11-05 | ラジアルピストンポンプ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2005139967A true JP2005139967A (ja) | 2005-06-02 |
Family
ID=34687156
Family Applications (1)
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JP2003375920A Pending JP2005139967A (ja) | 2003-11-05 | 2003-11-05 | ラジアルピストンポンプ |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015517627A (ja) * | 2012-05-23 | 2015-06-22 | スイスイノヴ プロダクト サールSwissinnov Product Sarl | 脈動のない容量型回転ポンプ |
CN110821772A (zh) * | 2019-11-15 | 2020-02-21 | 吉林大学 | 高压无脉动液压泵 |
-
2003
- 2003-11-05 JP JP2003375920A patent/JP2005139967A/ja active Pending
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