JPS603486A - ベ−ンモ−タまたはポンプ - 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】 本発明はハウジングのロータ室内に収容されｆこロータ
にベーンが出入り可能に保持されｆこタイプのベーンモ
ータまｆこはポンプに関するものである。

このようなベーンモータまにはポンプには、円形断面の
ロータ室に円筒外周面を有する２０−タ虚が偏心配置さ
れるタイプのものと、楕円状断面のロータ室の中心に円
筒外周面を有するロータが同心配置されるものとが一般
に知られている。いずれのタイプでも、ロータ軸の回転
に伴いベーンがロータ外周面から出入りして、１枚のベ
ーンまｆこは隣接する２枚のベーンとロータ外周面およ
びロータ室内周面とにより囲まれる容積が変化すること
を利用している。そして、この容積が増加から減少に移
る点と減少から増加に移る点の両側に作動流体の出入口
が設けられる。モータであれば、油、懸濁液、粘性流体
等の流体が２枚のベーンの間に供給されることにより容
積増加の方向にロータの回転力を発生させ、容積減少の
側では流体が排出される。一方ポンプであれば、口＝夕
が回転させられることにより容積増大側では流体が吸い
込まれ、容積減少側では高圧流体が吐出される。

ベーンは先端においてロータ室内周面に摺接し、ロータ
室内周面とロータ外周面との間隔が変わるのに従ってロ
ータ外周面から出入りするが、このベーンの両側には圧
力差が存在する１こめ、ベーンに高圧側から低圧側に向
う横荷重、すなイつち、ベーンの面に直角な方向の荷重
が作用して、ベーンとロータとの摺動抵抗が増大し、こ
の摺動抵抗に打ち勝ってベーンを出入りさせるｆコめに
動力損失が大きくなる欠点があつ１こ。

まｆこ、そのようなモータまｒこはポンプては、ベーン
、ロータ外周面およびロータ室内周面で囲まれる室の容
積が、正弦曲線あるいはそれに近い曲線に従って変化し
、はとんどのものにトルク変動まｒこは吐出脈動がある
。

本発明はこのような事情を背景として、ベーンが出入り
している間はベーンの両側に圧力差が生じず、まｆこ、
ベーンが有効に作用している間はベーンがロータから出
入りしないベーンモータまｆこはポンプを提供すること
を目的として為されｒこものである。

この目的を達成するｆこめに本発明に係るベーンモータ
まｔこはポンプは、■断面形状が円形のロータ室を備え
、そのロータ室の内周面にロータの中心線に平行で両側
面が滑らかにその内周面に連なる突起を少なくとも２個
等角度間隔に備えｆこハウシングと、■上記ロータ室内
に同心的にかつ回転可能に配設され、円筒面である外周
面が前記突起の先端面に接触もしくは前く近接するロー
タと、■そのロータの両端面の中央から同心的に突出し
、上記ハウシングによって回転可能に支承されるととも
に、少なくとも一端部がそのハウシングの外部に突出し
にロータ軸と、■上記ロータにそれの外周面から出入可
能に、かつ、上記突起の２以上の整数倍の敢て等角度間
隔に設ｉｔられ、先端において上記ロータ室内周面およ
び上記突起に摺接可能なベーンと、■上記突起の両側に
、前記ベーンが該突起の両側面に摺接している間は当該
ベーンの両側の室に連通ずる大きさで形成され１こ第一
流体出入口おまび第二流体出入口とを含むように構成さ
れる。

この誹うに構成されｆこものにおいては、ロータととも
に回転するベーンが突起を乗り越えてそこを通過し、か
つロータ室内周面に摺接することとなる。ロータ内周面
に摺接している過程ではロータ外周面からベーンが出入
りすることはないが、突起のベーン回入側の側面に摺接
する過程ではベーンが内側に押し込まれ、まｆこ突起の
ベーン回出側の側面に摺接する過程では外部ｉに突出す
る。

しかし、そのように突起の両側面をベーンが通過する過
程では、同時にベーンが第一流体出入口まｆこは第二流
体出入口を通過するときてもあるｆこめ、ベーンの両側
に圧力差が生じることはなく、両側の室は実質的に同圧
に保７了れる。しにがって、ベーンとロータとの摺動抵
抗が減少してベーンの軽快な出入りか保証され、動力損
失が低減する効果が得られる。

まｆこ、ベーンが有効に作用しているトルク発生過程あ
るいは高Ｌｔ流体吐出過程においてはベーンの出入りが
ない１こめ、常に一定の１〜ルクまｆこは一定の吐出量
が得られる。

しかも突起が２個以上設けられ、かつ、ベーンの数が突
起の数の２以上の整数倍とさｎている１こめ、各突起間
の領域において突起とベーンあいは隣接する２枚のベー
ンで仕切られる室の圧力に基づいてロータの半径方向に
作用する力が全体として均衡し、ロータ軸に軸心に直角
な方向の負荷がかかることが回避される。しｆ二がって
軸受が小形のもので済み、ま１こ耐久性も高く維持され
るのである。

以下、本発明を油圧ベーンモータに適用しｆこ場合の一
実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

第１図において、２は円筒状のロータケーシング本体で
あり、その両側開口がフロンＩ−サイドプレート４およ
びリヤサイドプレート６によって塞かれ、さらにそれら
の外側にフロント／Ｓウシフグ８およびリヤハウジング
１０が配置され、そ０ら各々がホルト１２によって締結
され、一体向な）１ウジング１４を構成している。ロー
タケーシング本体２と両サイ１−プレート４．６とで囲
まれｆこ空間がロータ室１６とされており、０リング１
８によって外部に対する油密か確保されている。

ロータ室１６は第２図から明らかなように断面形状が円
形をなし、言い換ればロータ室内周面２０が円筒面をな
しているが、このロータ室内周面２０には、当該円筒面
から半径方向内向きに突出する２個の突起２４．２４が
ロータ室中心線に関して対称な位置に設けられている。

これら突起２４は、ロータ室中心線に平行な方向にロー
タケーシング本体２の全長にわｒこって形成され、その
両側面２６．２６が互いに対称をなし、かつロータ室内
周面２０に滑らかに連なるようにされている。

ま１こ突起２４の先端面２８がロータ室中心線を中心と
する円筒面の一部で構成されている。

本実施例においては、上記突起２４．２４がロータケー
シング本体２とは別体とされ、ロータ室内周面２０に形
成されｆコ保合四部としての歌合溝３０．３０に突起形
成部材８２．８２がそれぞれ１伏め込まれることに誹っ
て形成されている。しｆこかってロータ室内周面２０か
ら突起２４．２４が突出する形態であっても、予めロー
タ室内周面２０を円筒面に切削加工するとともに溝８０
，８０　１ト を形成しておき、後に突起形成部材８２．８２を嵌めれ
ばよいから製作が容易である。

しかも、各突起形成部材３２は、ロータケーシング本体
２の外側からねじ込まれｔコポルト３３によって保持さ
れているが、嵌合溝３０の底面に完全には締め（ｔ　［
寸られて瑳おらず、ロータ室１６の半径方向にわずかの
移動が許容される状態とされている。そして突起形成部
材３２０両側面２６の側と背面の側とが連通孔３４によ
って連通させられるとともに、突起形成部材３２と嵌合
溝３０の底面との間が紐状のシール部材３５によりシー
ルされており、ロータ室１６内の圧力が上記背面にも作
用させられて、その背圧とロータ室１６側の圧力との差
Ｑこよって突起形成部材８２がロータ３８の外周面３６
に適度な力で押し付（１られるようされており、その外
周面３６は円１百面とされていて、突起２４．２４の先
端面２８．２８に一定の幅をもって接触し、ロータ室１
６内の空間を両突起２４を境にしてＡ域とＪＳ域とに部
分している。

このロータ３８の中心部を貫通してロータ軸４０が設け
られており、キー４１によって両哲の相対回転が防止さ
れている。ｆこだしロータ３８とロータ軸４０とは一体
に形成されてもよい。ロータ軸４０は、第１図から明ら
かなようにロータ３８の両端面の中央から同心に突出し
、軸受４２および４４を介してフロントハウジング８お
よびリヤハウジング１０によって回転可能に支承されて
いる。ロータ軸４０の軸受４２て支承される側の部分は
、軸受カバー４６を経てフロン１ヘノ１ウシンク′８か
ら外部に突出させられ、その突出部分におし）で１似動
対象に直接まｆコは伝達系を介して間接に接続される。

なお４８はシャフトシール、５０はＯリングである。

ロータ３８には第２図から明らかなように４枚のベーン
５２が等角度間隔に設けられ、そｔｚそ第１ベーン溝５
４にロータ外周面３６から半径方向に出入り可能に嵌め
込まれている。これらベーン５２はロータ３８の軸方向
長さと同一の長さを有するものであり、丸味がつけられ
ｆこ先端に第５も）てロータ室内周面２０および突起、
２４　、２４に摺接町能とされている。そして、それぞ
れスプリング５５によってロータ外周面３６から突出す
る向きに付勢されて、ベーン先端とロータ室内周面２０
との間の初期接触圧が与えらｎるようになっている。

まｆこ、両ザイＩ・プレー１〜４，６の内側面には、ベ
ーン溝５４の内端部に連通可能な円弧溝５６゜５８おま
び６０が前記Δ域おまびＢ域にそれぞれ設乙寸られてお
り、さらに各突起２４の両側には、それぞれ作動油の出
入口６２および６４が設（すられ、ロータ室１６内に開
口させられている。そしてロータ３８が第２図において
黒矢印で示す方向に正転させられるへきときには出入口
６２が作動油の入口となる一方、出入口６４が出口とな
るが、白抜き矢印で示す方向に逆転させらるべきときに
は出入口６４が入口となり、出入口６２が出口となる。

上記各々の円弧溝５６．５６は出入口６２゜６２に連通
させられ、まｒこ円弧溝６０．６０は出入口６４．６４
に連通させられていて、各突起２４の両側面２６．２６
をベーン５２が摺動じてロータ外周面３６から出入りさ
せられる過程において、ベーン５２の先端側と内端側と
を同圧にするとともに、ベーン５２が出る時期にはベー
ン溝５４に作動油を補給し、まｒニベーン５４が入る時
ル１にはベーン溝５４からの作動油の排出を許容電るよ
うになっている。一方、円弧溝５８．５８には、図示し
ない連通路を経て常に入口圧が導かれ、それによりスプ
リング５５の付・勢力と共にベーン５２の先端とロータ
室内周面２０との適切な接触圧を保つ作用を為すように
されている。

なお、本モータは、出口側において作動油の流れを絞り
方によって絞るとともに、切換弁の切換えによって上記
円弧溝５６，５１３および６０のオペてをその絞り弁の
下流側に連通させることによって、ベーン５２を引込ん
だま５の状態に保ち、作動油の供給にもかかわらすモー
タが回転しないまうにすることもてきる。

上記出入口６２おまび６４は、フロントサイトプレート
４と突起２４の端部とにま１こがって形成されており、
ベーン５２の一つが突起２４のいずれかの側面２６に摺
接して出入りしつつある間はそのベーン５２の両側の室
のいずれにも十分な面積で連通し得るようにされている
。そして、ロータ室１６のＡ域側およびＩＳ域側にそれ
ぞれ位置する出入口６２と６４とが対をなしており、そ
れらＡ・１６両域における出入口６２と６４とは、べ一
７５２がいかなる回転位置にあろうとも、１枚まｆこは
２枚のベーン５２に誹って仕切られて直接には連通し合
うことのない太きさとされている。まｆこ各突起２４を
はさんで隣接Ｃる出入口６２と６４とも、突起２４とロ
ータ３８とのシール効果ならびにＭｔｌ記シール部材３
５により連通し合うことはない。

次に以上のように構成されｆこ油圧ベーンポンプの作動
を説明する。

Ａ　、　Ｂ両域の出入口６２から高圧の作動油がロータ
室１６内に供給されると、その作動油の圧力がベーン５
２の後側の面に作用し、ロータ３８に第２図において反
時計回りの回転力が与えられる。

そのベー７５２が出入口６４にさしかかるころには、後
行のベーン５２が出入口６２から外れて作動油の圧力を
受けるに至る。まｆこベーン５２０ｉｊＪ側に存在する
作動油はベーン５２の移動に伴って出入口６４ｇ４０へ
運ばれ、突起２４とベーン５２との間の容積の減少【こ
つれで出入口６４から外部に排出される。Δ・Ｂ両域に
おいて順次このような作用が繰り返されてロータ３８が
連続的に回転させられる。

ベーン５２がロータ室内周面２０上を摺動する過程では
ロータ３８に対して出入りすることはないが、ベーン５
２が突起２４の回入側の側面２６【こさじかかりそこに
摺接しなから突起２４の先端面２８に乗り上がる過程で
は内側に押し戻される。

このベーン５２が突起２４の先端面２８に乗り上がるま
での過程ではベーン５２の両側の室がともに低圧の出入
口６４に連通しに状態にゐるｆ二め、ベーン両側の圧力
は同圧に保ｆこれる。まｆコ、ベーン５２が突起２４の
先端面２８上を摺動−「ろ過程はベーン両側の室がいず
れも高圧の出入口６２に連通しｆこ状態となるｆこめ、
低圧の出入口６４　（ｆｕｌｌと同様にベーン両側に圧
力差は生じなし１゜ベーン５２がロータ外周面３６に対
して出ｔこり入つｆコりするのは、突起２４の１ｌｌｌ
１１面２６を通過するときだけであり、この側［ｍ２６
を通過する過程−ｒはベーン５２の両側が同圧となる１
こめ、ベーン５２に直角な方向の圧力が作用せず、ベー
ン５２の円滑な出入りが保証され、従来のよ煙こベーン
が直角な方向の圧力を受Ｃ１つつ出入りするのに比較し
て動力損失が少なくて済む。

まｆこ、ロータ３８の回転速度が大きくなつｆこ場合、
突起２４を通過するベーン５２が慣性のｊコダ）に直ち
には回出側の側面２６に摺接し得な０ことがあるかもし
れないが、仮りにそのＪうな状況汐；態となれば作動油
の漏れは生じず、モータの効率が低下することはない。

まｆこ、ロータ室内周面２０とロータ外周面８６との間
隔は一定であるから、作動油の圧力を受Ｃするベーン５
２の有効面積も常に一定であり、変動のない定出力トル
クが得られる。

ま１こ本実施例のベーンモータは、それぞれ等角度間隔
に２個の突起２４と４枚のベーン５２とを備えているｆ
こめ、Ａ域およびＢ域において、突起２４と１枚のベー
ン５２または隣接する２枚のベーン５２で仕切られる高
圧領域の位相がロータ室１６の中心に関して互いに対称
となり、ロータ３８の半径方向で常に力の平衡が保ｆコ
れる。し１こが−ってロータ軸４０に軸心に直角な方向
の曲げモーメントが発生せず、高圧の作動油を用いても
ロータ軸４０に曲げ変形を来す心配がなく、ま１こ軸受
荷重も小さくて済む。

特に、高圧領域にある隣接する２枚のべ一７５２で仕切
られるＡ域の室と、それとはロータ撒中心をはさんで対
称な位相位置にある１３域の同様な室とを、第２図に２
点鎖線で示すようにロータ室１６に開口６６．６６をも
って通じる連通路によって互いに連通させるようにすれ
ば、機械加工や　１朝立時の誤差により圧力不均衡が生
じる可能性がゐる場合でも、それを全く解消することが
できる。

なお、出入口６４から高圧の作動油がロータ室１６内に
供給されて出入口６２から排出される場合には、ロータ
３８に白抜き矢印で示す方向の逆転駆動力が与えられる
が、その場合でも上述のまうな効果は正転の際と同様に
得られる。

以上、本発明の一実施例１を説明し！二が、これは文字
通り例示であって、他に種々の実施態様が存在する。

例えば前記実施例では、ロータ室内周面２０に２個の突
起２４が、ま１こロータ３８に４枚のベーン５２がそれ
ぞれ設けらねでいたが、例えば第３図に簡略に示すよう
に、ロータ室内周面２０に等角度間隔に３個の突起２４
を設ける一方、ロータ３８に６枚のベーン５２を設ｉｔ
、かつ各突起２４の両側にそれぞれ出入口６２および６
４を直接的には連通ずることのない大きさで形成するこ
ともてきし、第４図に示すように、突起２４を２個とし
、ベーン５２を６枚とすることもてき、要するに突起２
４の数は２個以上とし、ベーン５２の数は突起の数の２
以上の整数倍とすればよいのである。

マ１コベーン５２はロータ３８の半径方向に設Ｃする以
外に半径方向に対して傾斜させてもよい。

まｆこ、突起形成部材３２の背面に出入口６２゜６４の
圧力を作用させるとともにホル１−３３により浮動状態
に保持することは必須の要件ではなく、突起形成部材８
２をボルト３３で嵌合溝３０に完全４こ締め付けて固定
することもてきるし、１１ゲ合溝３０に圧入することも
できる。

さらに、突起２４は突起形成部材３２に才って形成する
ことが加工の容易ｆヒのｆこめに望ましいが、必ずしも
そうでなくても、ロータケーシング本体等、ハウシング
と一体の突起をロータ室内周面とともに倣い加工等によ
って形成することも可１１にである。ま１こ突起の先端
面は、ロータ外周面の曲率に対応する凹曲面としなくて
も、ロータ外周面に向−って凸となる曲面として、両者
が線状に接触もしくは極く近接するように構成すること
もてきる。

さらに、フロントサイドプレート４等ハウシングの一部
と突起２４の端部とにまｆコがって出入口６２，６４を
設ける他に、それら出入口の一部が突起２４の端面で被
われるようにする構成も採り得る。

さらに付言すわば、本発明はベーンモータに限らすベー
ンポンプに適用することも可能であり、その場合には１
氏ＬＥｉｌｌＩＩＩの流体出入口から流体が吸入され、
高圧側の流体出入口を通じて吐出される点て異なるが原
理的には同じてｉ）す、脈動のない定吐出ポンプが得ら
れる。

その他、特許請求の範囲を逸脱することなく種々の変更
・改良等を施しｆコサ様で本発明を実施し得ることはも
ちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である油圧ベーンモータの縦
断面図であり、第２図は第１図におけるＩＩ　−ＩＩ断
面図である。第３図および第４図はそれぞれ本発明の別
の実施例を概念的に示す簡略図である。 １４：ハウジング　１６：ローフ室 ２０：ロータ室内周面　２４：突起 ２６：突起側面　２８：突起先端面 ３０：嵌合溝　３２：突起形成部利 ８８：ボルト　３４：連通孔 ３５：シール部材　３６：ロータ外周面３８：ロータ　
４０：ロータ軸 ５２：べ、−ン　５５：スブリノゲ ６２：出入口（第一流体出入口） ６４：出入口（第二流体出入口） ６６：連通路の開口 出願人　法式会社　テクノール 手続補正書（自船 特許庁長官　若杉　和夫　殿 ■、小事件表示 昭和５８年　特許願　第１１．０３９２号２、発明の名
称 ベーンモータまたはポンプ ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名　称　株式会社　チクノール ４、代理人■４５０ （１）　明８１１Ｉ書の発明の詳細な説明の憫６、補正
の内容 （１）明細■　第６頁　第２０行 「あいは」を「あるいは」に訂正する。 （２）同　第１２頁　第１３行 「下流側」の次に「通路もしくはタンク」を挿入する。 （３）同　第１２頁　第１５行乃至第１６行「作動油の
供給にもかかわらず・・・・・することもできる。ｊを
、「モータを作動油の供給とは無関係に自由に回転し得
る状態にすることができる。」に訂正する。 （４）同　第１７頁　第１８行 「できし、」を「できるし、」に訂正する。 以　」二 ゛）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）断面形状が円形のロータ室を備え、該ロータ室の
   内周面に該ロータ室の中毛・線に平行で両側面が滑らか
   に該内周面に連なる突起を少なくとも２個等角度間隔に
   備えたハウジングと、 前記ロータ室内に同心的にかつ回転可能に配設され、円
   筒面である外周面が前記突起の先端面に接触もしくは甑
   く近接するロータと、 該ロータの両端面の中央から同心的に突出し、前記ハウ
   ジングによって回転可能に支承されるとともに、少なく
   とも一端部が該ハウジングの外部に突出しｆニロータ軸
   と、 前記ロータにそれの外周面から出入可能に、かつ、前記
   突起の２以上の整数倍の数で等角度間隔に設けられ、先
   端においてＲｊＪ記ロータ室内周面および前記突起に摺
   接可能なベーンと、 前記突起の両側に、前記ベーンが該突起の両側面に摺接
   している間は当該ベーンの両側の室に連通ずる大きさで
   形成されｆコ第−流体出入口および第二流体出入口と を含むことを特徴とするベーンモータまｆこはポンプ。
2. （２）前記突起が、前記ロータ室内周面に形成されｆこ
   凹部に嵌合して固定さｎｆこ前記／’Ａウジングとは別
   体の部材から成る特許請求の範囲第１項記載のベーンモ
   ータまｆこはポンプ。
3. （３）前記ベーンのうち隣接する２枚、前記ロータ室内
   周面およびロータ外周面で囲まれる室と、該室とはロー
   タ中心に関して対称な位相位置にある同様な室とが連通
   路によって連通させられている特許請求の範囲第１項よ
   ｔ目よ第２項記載のベーンモータま１こはポンプ・