JP2007032336A

JP2007032336A - ベーンロータリー型ポンプ

Info

Publication number: JP2007032336A
Application number: JP2005213682A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Nagata; 忠永田; Yasushi Aeba; 靖饗場; Yoshiharu Takeuchi; 義治竹内
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-07-25
Filing date: 2005-07-25
Publication date: 2007-02-08

Abstract

【課題】ベーンロータリー型ポンプの運転により発生する摩耗粉をポンプ室から効果的に排出させ、ベーン先端部の摺動性の悪化を抑制することで、信頼性の向上を図る。
【解決手段】ポンプハウジング１の内周面に一つもしくは複数の溝１３を配設することで、ベーン１０の摺動により発生した多量の摩耗粉を溝１３の中に効果的に堆積あるいは排気孔２より排出させることができるので、摩耗粉がベーン１０の摺動によりポンプハウジング１の内周面に押し付けられて堆積或いは凝着することがなく、ベーン１０の先端部の摺動性が損なわれることが無いので、信頼性を向上させることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は送風、気体の排気または気体の供給を目的としたベーンロータリー型ポンプ、特に無給油式のベーンロータリー型ポンプに関するものである。

従来、この種の無給油式ベーンロータリー型ポンプは、ベーン先端部の磨耗量を最小化するため、ポンプハウジング内に円筒状のスリーブを回転自在に収納している（例えば、特許文献１参照）。また、ベーン材料として耐磨耗性の高い材料や、自己潤滑性の高い材料を使用しているものもある（例えば、特許文献２参照）。

図５は、特許文献１に記載された従来のベーンロータリー型ポンプを示すものである。図５に示すように、ポンプハウジング１０１と、回転スリーブ１０２と、ロータ１０３と、ベーン１０４とから構成されている。
特公昭６４−００６３５４号公報実開昭６２−１５６１８０号公報

しかしながら、前記従来の構成では、ポンプハウジングの内周面とスリーブの外周面が接触しないように、潤滑油でスリーブを浮かしているので、油洩れが発生し、処理している気体が油で汚染されるという危険があり、また、ポンプハウジング内周面とスリーブ外周面の間に異物が混入した場合、スリーブの回転にロスが発生するという課題を有していた。特に、スリーブの外周面に種々の溝を形成したり、スリーブの外周面に表面処理を施したりするものもあるが、加工が精密であるために製作が困難であり、コストも高価になっていた。

また、耐磨耗性の高い材料や自己潤滑性の高い材料で製作したベーンを使用しても、摩耗粉の発生は避けられず、またその摩耗粉のポンプ室からの排出については、考慮されていないので、ベーンの摺動によりポンプハウジング内に摩耗粉が押し付けられて堆積或いは凝着することで、ベーンの摺動性を著しく損ない、信頼性を悪化させていた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、スリーブを使わないので、油洩れの危険を回避し、かつ部品点数も少なく、低コストでありながら、信頼性の高いベーンロータリー型ポンプを提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明のベーンロータリー型ポンプは、ポンプハウジング内周面に一つもしくは複数個の溝を配設したものである。

これによって、ベーンの摺動により大量の摩耗粉が発生しても、摩耗粉は溝の中に堆積し、また、排気孔と連通するように形成された溝に入った摩耗粉は排気エアーとともに排出されるので、摩耗粉がベーンによってポンプハウジング内周面に押し付けられて堆積することが無く、ベーン先端部の摺動性が損なわれることは無いので、信頼性を向上させることができる。

本発明のベーンロータリー型ポンプは、部品点数を増加させることがなく、ベーンの摺
動により多量に発生した摩耗粉を効果的にポンプ室から排出させるので、信頼性を向上させることができる。

第１の発明は、円筒形状の内壁を有するポンプハウジングと、ポンプハウジングと接しポンプ室を形成すると共に、少なくともポンプ室から気体を排出する排気孔を有するサイドプレートを備え、前記ポンプハウジングの内周面に一つもしくは複数個の溝を配設することにより、ベーンの摺動により大量に発生した摩耗粉を溝の中に堆積させるので、摩耗粉がベーンによってポンプハウジング内周面に押し付けられて堆積或いは凝着することがなく、ベーン先端部の摺動性が損なわれることが無いので、信頼性を向上させることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明のベーンロータリー型ポンプについて、ポンプハウジング内周面に配設した一つもしくは複数の溝を軸方向に長くすることにより、ベーンの摺動により大量に発生した摩耗粉を溝の中に効果的に堆積させ、尚且つ、溝部からの気体の洩れを最少化できるので、ポンプとしての流量特性を維持しつつ、摩耗粉がベーンによってポンプハウジング内周面に押し付けられて堆積或いは凝着することがなく、ベーン先端部の摺動性が損なわれることが無いので、信頼性を向上させることができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明のベーンロータリー型ポンプについて、ポンプハウジングの内周面に配設した一つもしくは複数個の溝を、ポンプハウジングの高さ方向に全域に渡るように形成することにより、溝加工を容易にし、ベーンの摺動により大量に発生した摩耗粉を溝の中に効果的に堆積させることができ、摩耗粉がベーンによってポンプハウジング内周面に押し付けられて堆積或いは凝着することがなく、ベーン先端部の摺動性が損なわれることが無いので、信頼性を向上させることができる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明のベーンロータリー型ポンプについて、ポンプハウジングの内周面に配設した一つもしくは複数個の溝を、軸に対しリード角を付けたことにより、ベーン先端部が同時に溝を通過し、ベーン先端が溝の中に落ち込むことがないので、ベーン先端はスムーズに摺動し、騒音の発生を防止すると共に、ベーンの摺動により大量に発生した摩耗粉を溝の中に効果的に堆積させることができ、摩耗粉がベーンによってポンプハウジング内周面に押し付けられて堆積或いは凝着することがなく、ベーン先端部の摺動性が損なわれることが無いので、信頼性を向上させることができる。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明のベーンロータリー型ポンプについて、ポンプハウジングの内周面に配設した一つもしくは複数個の溝を、排気孔を有しないサイドプレート側から排気孔を有するサイドプレート側へ軸に対しリード角を付けたことにより、ベーン先端部が同時に溝を通過し、ベーン先端が溝の中に落ち込むことが無いので、ベーン先端はスムーズに摺動し、騒音の発生を防止すると共に、ベーンの摺動により大量に発生した摩耗粉を排気エアーの流れに逆らわずに溝の中に効果的に堆積させることができ、摩耗粉がベーンによってポンプハウジング内周面に押し付けられて堆積或いは凝着することがなく、ベーン先端部の摺動性が損なわれることが無いので、信頼性を向上させることができる。

第６の発明は、特に、第１〜５のいずれか１つの発明のベーンロータリー型ポンプについて、ポンプハウジングの内周面に配設した一つもしくは複数個の溝を、排気孔に連通するよう配設したことにより、ベーンの摺動により大量に発生した摩耗粉を排気エアーの流れに逆らわずに溝の中に効果的に堆積あるいは排気孔より排出させることができ、摩耗粉がベーンによってポンプハウジング内周面に押し付けられて堆積或いは凝着することがな
く、ベーン先端部の摺動性が損なわれることが無いので、信頼性を向上させることができる。

第７の発明は、特に、第４〜６のいずれか１つの発明のベーンロータリー型ポンプについて、ポンプハウジングの内周面に配設した一つもしくは複数個の溝について、溝のリードピッチをＬ、ポンプハウジングの高さをｈ、ポンプハウジングの内径をＲ、ポンプハウジング内周の軸方向に垂直な平面に於ける溝の長さをａとした時、ｈ／Ｌが０．２５よりも小であり、かつａ／（２πＲ）よりも大となるように溝を配設したことにより、ベーン先端部が同時に溝を通過し、ベーン先端が溝の中に落ち込むことが無いので、ベーン先端はスムーズに摺動し、騒音の発生を防止すると共に、ポンプとしての性能低下を最小限にすることができ、溝の最適化を図ることができる。そして、ベーンの摺動により大量に発生した摩耗粉を溝の中に効果的に堆積させることができ、摩耗粉がベーンによってポンプハウジング内周面に押し付けられて堆積或いは凝着することがなく、ベーン先端部の摺動性が損なわれることが無いので、信頼性を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１及び図２は、本発明の第１または第２のいずれかの実施の形態におけるベーンロータリー型ポンプの断面図を示すものである。

図１及び図２において、ポンプハウジング１は排気孔２を有するサイドプレート３及び電動機４を保持するサイドプレート５にはさまれて固定され、ポンプ室６を形成する。

以上のように構成されたポンプについて、以下その動作、作用を説明する。

まず、ポンプに取り付けられている電動機４の運転により、シャフト７及びシャフト７に取り付けられているロータ８が回転する。ロータ８にはベーン溝９が設けられており、ベーン溝９に沿ってベーン１０がその先端をポンプハウジング１の内周面に接しながら摺動する。ポンプハウジング１の内径はシャフト７と偏心しており、シャフト７の回転運動でポンプハウジング１、ロータ８、ベーン１０、サイドプレート３及び５とで形成されたポンプ室６の容積が変化し、吸気管１１から吸入した気体を、排気管１２から排出する。この時、ベーン１０の先端はポンプハウジング１の内周面と、また側面はロータ８のベーン溝９の側面と摺動するので、摩耗粉が発生する。

このようにして発生した多量の摩耗粉の一部は、ポンプ室６より排気される気体と一緒に排出されるが、排出されずにポンプ室内に残留する摩耗粉については、ポンプハウジング１の内周面に溝１３を配設しているので、この溝１３の中に堆積させることができる。従って、摩耗粉がベーン１０の摺動によりポンプハウジング１の内周面に押し付けられて堆積或いは凝着することがなく、ベーン１０の先端部の摺動性が損なわれることが無いので、信頼性を向上させることができる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、ポンプハウジング１の内周面に配設する溝１３を、軸方向に長くしたことにより、多量に発生した摩耗粉を効果的に溝１３に堆積させ、尚且つ、溝１３からの気体漏れを最小化できる。従って、ポンプとしての流量特性を維持しつつ、摩耗粉がベーン１０の摺動によりポンプハウジング１の内周面に押し付けられて堆積或いは凝着することがなく、ベーン１０の先端部の摺動性が損なわれることが無いので、信頼性を向上させることができる。

（実施の形態３）
図３は、本発明の第３から第６のいずれかの実施の形態におけるベーンロータリー型ポンプの斜視図を示すものである。

図３において、ポンプハウジング１の内周面に配設した溝１３を、ポンプハウジング１の高さ方向全域に渡るように形成することにより、溝加工を容易にし、大量に発生した摩耗粉を効果的に溝１３に堆積させることができる。従って、摩耗粉がベーン１０の摺動によりポンプハウジング１の内周面に押し付けられて堆積或いは凝着することがなく、ベーン１０の先端部の摺動性が損なわれることが無いので、信頼性を向上させることができる。

（実施の形態４）
本実施の形態では、ポンプハウジング１の内周面に配設する溝１３を、軸方向に対しリード角を付けたことにより、ベーン１０の先端部が溝１３を通過するときに、溝１３の中に落ち込むことがないので、ベーン１０の先端はスムーズに摺動し、騒音の発生を防止すると共に、大量に発生した摩耗粉を溝１３の中に効果的に堆積させることができる。従って、摩耗粉がベーン１０の摺動によりポンプハウジング１の内周面に押し付けられて堆積或いは凝着することがなく、ベーン１０の先端部の摺動性が損なわれることが無いので、信頼性を向上させることができる。

（実施の形態５）
本実施の形態では、ポンプハウジング１の内周面に配設する溝１３を、排気孔２を有しないサイドプレート５から排気孔２を有するサイドプレート３へ軸方向に対しリード角を付けたことにより、ベーン１０の先端部が溝１３を通過するときに、溝１３の中に落ち込むことがないので、ベーン１０の先端はスムーズに摺動し、騒音の発生を防止すると共に、大量に発生した摩耗粉を排気エアーの流れに逆らわずに溝１３の中に効果的に堆積させることができる。従って、摩耗粉がベーン１０の摺動によりポンプハウジング１の内周面に押し付けられて堆積或いは凝着することがなく、ベーン１０の先端部の摺動性が損なわれることが無いので、信頼性を向上させることができる。

（実施の形態６）
本実施の形態では、ポンプハウジング１の内周面に配設する溝１３を、排気孔２に連通するよう配設したことにより、多量に発生した摩耗粉を排気エアーの流れに逆らわずに溝１３の中に効果的に堆積あるいは排気孔２より排出させることができる。従って、摩耗粉がベーン１０の摺動によりポンプハウジング１の内周面に押し付けられて堆積或いは凝着することがなく、ベーン１０の先端部の摺動性が損なわれることが無いので、信頼性を向上させることができる。

（実施の形態７）
図４は、本発明の第７の実施の形態におけるベーンロータリー型ポンプの斜視図を示すものである。

図４において、ポンプハウジング１の内周面に配設した溝１３のリードピッチをＬ、ポンプハウジングの高さをｈ、ポンプハウジングの内径をＲ、ポンプハウジング内周の軸方向に垂直な平面に於ける溝の長さをａとした時、ｈ／Ｌが０．２５よりも小であり、かつａ／（２πＲ）よりも大となるように溝１３を配設したことにより、ベーン１０の先端部が溝１３を通過するときに、溝１３の中に落ち込むことがないので、ベーン１０の先端はスムーズに摺動し、騒音の発生を防止すると共に、大量に発生した摩耗粉を溝１３の中に効果的に堆積させることができる。従って、摩耗粉がベーン１０の摺動によりポンプハウ
ジング１の内周面に押し付けられて堆積或いは凝着することがなく、ベーン１０の先端部の摺動性が損なわれることが無いので、信頼性を向上させることができる。

以上のように、本発明にかかるベーンロータリー型ポンプは、部品点数を増加させることがなく、またポンプ体積を増大させずに、ベーンの摺動により多量に発生した摩耗粉を効果的にポンプ室から排出させ、信頼性を向上させることが可能になるので、送風、気体の排気または気体の供給を目的としたポンプ、特に長時間の運転を要求される用途に適用できる。

本発明の実施の形態１または２におけるベーンロータリー型ポンプの横断面図図１のＸ−Ｘ’断面図本発明の実施の形態３から６におけるベーンロータリー型ポンプの斜視図本発明の実施の形態７におけるベーンロータリー型ポンプの斜視図従来のベーンロータリー型ポンプの断面図

符号の説明

１ポンプハウジング
２排気孔
３サイドプレート
４電動機
５サイドプレート
６ポンプ室
７シャフト
８ロータ
９ベーン溝
１０ベーン
１１吸気管
１２排気管
１３溝
１０１ポンプハウジング
１０２回転スリーブ
１０３ロータ
１０４ベーン

Claims

円筒形状の内壁を有するポンプハウジングと、ポンプハウジングと接しポンプ室を形成すると共に、少なくともポンプ室から気体を排出する排気孔を有するサイドプレートを備え、前記ポンプハウジングの内周面に一つもしくは複数個の溝を配設したことを特徴としたベーンロータリー型ポンプ。
ポンプハウジングの内周面に配設した一つもしくは複数個の溝を、軸方向に長くしたことを特徴とした請求項１に記載のベーンロータリー型ポンプ。
ポンプハウジングの内周面に配設した一つもしくは複数個の溝を、ポンプハウジングの高さ方向に全域に渡ることを特徴とした請求項１または２に記載のベーンロータリー型ポンプ。
ポンプハウジングの内周面に配設した一つもしくは複数個の溝を、軸方向に対しリード角を付けたことを特徴とした請求項１〜３のいずれか１項に記載のベーンロータリー型ポンプ。
ポンプハウジングの内周面に配設した一つもしくは複数個の溝を、排気孔を有しないサイドプレート側から排気孔を有するサイドプレート側へ軸に対しリード角を付けたことを特徴とした請求項１〜４のいずれか１項に記載のベーンロータリー型ポンプ。
ポンプハウジングの内周面に配設した一つもしくは複数個の溝を、排気孔に連通するよう配設したことを特徴とした請求項１〜５のいずれか１項に記載のベーンロータリー型ポンプ。
ポンプハウジングの内周面に配設した一つもしくは複数個の溝について、溝のリードピッチをＬ、ポンプハウジングの高さをｈ、ポンプハウジングの内径をＲ、ポンプハウジング内周の軸方向に垂直な平面に於ける溝の長さをａとした時、ｈ／Ｌが０．２５よりも小であり、かつａ／（２πＲ）よりも大であることを特徴とした請求項４〜６のいずれか１項に記載のベーンロータリー型ポンプ。