WO1980000096A1 - Pompe a piston rotatif du type axial - Google Patents

Description

明 細

発明の名称

ア キ シ ア ル型回転 ビ ス ト ン ポ ン プ

技術分野

本発明は回転 ピス ト ン ポ ン プ， と く にア キ シ ア ル 型回転 ビ ス ト ンポンプに関する も のである

従来， 回転 ピ ス ト ン ボ ン ブ しては ビ ス 'ト ン が駆 動軸に対 して垂直方向に配列された ラ ジア ル型と平 行方向に配列されたアキ シ ア ル型とがあ ]? , 又これ らの夫々 の型について も シ リ ン ダ回転式の も の と シ リ ン ダ固定式の も のとがある。 本発明はこれらの う ち， シ リ ン ダ固定式の新規なア キ シ ア ル型回転 ビス ト ンポンプに関する。

背景技術

従来のシ リ ン ダ固定式のア キ シ ア ル型回転 ビス ト ン ポンプの構造は例えば， 駆動軸の周囲に同軸に対 して対称の位匱に複数ケ の シ リ ン ダを配設 し， これ に対応 して該駆動軸と同心で且つ同軸への垂直面に 対 し一定の傾斜角度を もった傾斜円板を装着 して， 前記シ リ ン ダに嵌合する ビス ト ン の ロ ッ ド又はブラ ン ジャの外端を前記傾斜円板の対応する側面に圧接 させる こ とに よ ！） ， 駆動軸の回転に よって傾斜円板 を介 して各ブ ラ ン ジャ又は ビス ト ンが往復運動を く 返し， 従ってシ リ ンダ内の吸入弁と吐出弁が交互 に作動する よ う に した形式のも のであった （ 例えば コ ロ ナ社， 昭和 4 7年 2 月 2 0 日発行 「改訂 · 水 力機械工学便覧」 4 4 3 〜 4 4 7 頁参照 ） 。

しか し， こ の よ う な従来装匱はコ ンパク ト に設計 でき， 高圧系に使用でき て効率も高いとい う 利点が あるが， 反面， 装匱各部の摺動面及びシール部に高 い精度が要求され， 又作動流体と して水等の潤滑性 の低 も のは使用でき ないな どの欠点があった 発明の開示

本発明は， 駆動軸又はその延長線の周囲に同軸と 平行に且つ同軸に対して対称と なる位匱に複数ケの シ リ ンダを配匱固定 し， 同シ リ ンダに嵌合する ビス ト ン又はブ ラ ン ジャ が駆動軸の回転に よ ]?往復運動 してシ リ ン ダ内の流体吸入弁及び吐出弁が交互に作

OMPI 動する よ う に した機構に'おいて， 駆動軸に回転 ドラ ム形のフ ラ イ ホ イ ー ルを同心に装着 して の フ ィ ホイ 一ルの側周面に同周面の展開図において一周 期の正弦曲線形状をなすよ う な連続 した一本の斜溝

5 を穿設し， 前記 ピス ト ン の ピス ト ン ロ ッ ド又はプ ン ジ ャの外端を こ の斜溝に連繋させた こ と を特徴と する シ リ ン ダ固—定式のアキ シ ア ル型回転 ピス ト ン ポ ン ズである

本発明装匱に よれば， 駆動主要部と して回転 ド

10 ム形のフ ラ イ ホ イ ールを用いるので， 結局大規模の 装匱を製作する こ とができ る。 又， 本発明装匱に-よ れば， 部品間の摺動面を比較的少な く 設計でき る 更に， 本装匱においては， 作動流体と して油以外の 潤滑性の低い も の， 例えば水な どを も使用でき る

I⁵ 5.図面の簡単な説明

^ 1 図及び^ 2 図はいずれも 本発明装置の好ま し い一例の， ビス ト ン ロ ッ ド及び駆動軸の軸心を含ん だ且つフ ラ イ ホ イ 一ル の斜溝が同ホ イ 一 ル の側周面 i s の端部に現われる場合の縦断面図 （ ただ し斜溝の長 i 手方向は直線で略示した。 ） である.。

3 図及び 4 図は夫 々 ^ 1 図及び 2 図の装匱 における フ ラ イ ホ イ ー ル の斜視図である。

5 図は同 じ く 矛 1 図の装置における固定軸の一

5 部の拡大斜視図である。

矛 6 図は同 じ く 1 図の装置における ビ ス ド ン 口 . ッ ドの先端把手部と バーの中間部との連絡部の拡 大斜視図である。

7 図は矛 2 図の装匱における ビス ト ン ロ ッ ドの ^o 先端把手部の拡大斜視図である。 '

6.発明の最良の実施形態

^ 1 図において， 1 はポ ン プ駆動軸， 2 は この駆 動軸と—体同心の回転 ドラ ム形のフ ラ イ ホイ ー ルで， その左側面は開放されてお ]) , 又側周は円弧状をな

15 している。 フ ラ イ ホ イ ー ル 2 の側周内面には同周面

の展開図において同図の上下巾に達する一周期の正 弦曲線形状をなすよ う な連続した一本の斜溝 2 aが穿 設されてお 1) ( ¾^ 3図参照），同斜溝 2 aの断面内側形状 i s は浅い矩形状をな している。 3 はフ ラ イ ホ イ ー ル 2

OMPI

k ^W1P0 と 同軸心に設け られた固定軸で， 同軸 3 の右端はフ ィ ホ ィ 一 ル 2 と一体且つ同軸心の円筒状のベ ア リ ン グハ ウ ジ ン グ 2 ¾にベ ア リ ン グ 4 を介して嵌合支承 されている。 この固定軸 3 の円周上で且つ前記フ ィ ホイ 一 ル 2 の側周円弧面の回転中心となる位匱に ヒ ン ジ 5， 5, が対称且つ放射状に設け られる （

5 図参照 ） 。 6, 6， は固定軸 3 の周囲に対称 に且つこれと平行に設け られたシ リ ン ダ， 7， 7,

- は この シ リ ン ダ 6， 6, に嵌合する ビ ス ト ン

8, 8, は ピ ス ト ン 7, 7， - - に固結された ビス ト ン ロ ッ ドで， ビ ス ト ン 口 ッ ド 8， 8， の外端把 手部 8 a ， 8 a , は， 矛 6 図に示される よ う に， 股に分れていて， 同二股に小判形の相対する二つの 透孔 8 ， 8 が貫設されている。 一方，前記ヒ ン ジ 5，

5, に レ バ 一 9, 9， の各基端が蝶番い状に 連結され， 同 レ バ 一 9， 9， の他端は前記フ ラ イ ホ ィ 一ルの斜溝 2 aに揷入されて て， 同 レ バ ー端に 適宜ベア リ ン ク'を介して嵌合枢着された 口 一 0，

0, が斜溝 2 aに コ π ガ リ 軸受形式に嵌合支承 されている。 この レバ ー 9 の中間部は前記 ピス ト ン π ッ ドの外端把手部 8 aの二股間に揷嵌されていて， 同 レ バ — ₉ の対応部に適宜ベア リ ングを介 して貫設 枢着された小口 一 ラ 1 1 の突出両端が ビス ト ン ロ ッ ド外端把手部の透孔 8 t) ， 8 に夫 々 ゆる く 嵌合してお ) , これに よ ]) ビ ス ト ン ロ ッ ド 8 と レバ 一 9 とが連 絡されている。 1 2及び 1 3 はシ リ ンダ 6， ，

を固定する フ レ ー ム ， 1 4及び 1 5 はフ レ ー ム 1 2 及び 1 3 の各外側に圧着された弁保持プ レー ト ， 1 6， 1 6， 及び 1 7， 1 7， はブレー ト 1 4及び

1 5 の各対応個所に開設された吐出弁及び吸入弁で ある。 上記フ レ ー ム 1 2及び 1 3 は固定軸 3 又はそ の他適当な固定台と一体に設け られ， フ レ ー ム 1 2 , 1 3及び弁保持ブ レー ト 1 4 ， 1 5 は夫 々 長ボル ト で一体に圧着されている。 上記説明における同一部 品の複数個の表示は本装匱に設け られたシ リ ン ダの 数 （ 即ち汽筒数 ） を表わすも の とする。

1 図の装置の動作は次のと お ]? である ： 駆動

斜溝 2 aに ローラ 1 0 を介して連絡支承されている レ バ ー 9 の他端は固定軸 3 上の ヒ ン ジ 5へのその連結 点を中心と して， 且つ 1 図の紙面即ち該 レ バ ー 9 及び駆動軸 1 の軸心を含む平面上で， フ ラ イ ホ イ 一 ル 2 の側周の左端 （ 図で。 以下同様。 ） か ら右端へ， 又右端か ら左端へと摇動違動を く ]?返す。 従って， このレ バ 一 9 の中間部に小 口 一 ラ 1 1 を介 して連絡 支承された ビス ト ン ロ ッ ド 8 も 上記と同 じ平面即ち- 該 ビス ト ン ロ ッ ド 8及び駆動軸 1 の軸心を含む平面 上で往復運動する。 この場合， レ バ 一 9 の小ロ ーラ

1 1 の突出両端は透孔 8 ¾， 8 ¾内で上下するが， この 移動巾は即ち ヒ ン ジ 5 への レバ ー 9 の連結点を中心 と した同小 .ロ ー ラ 1 1 の移動軌跡の上下巾である。

即 ち， 上記透孔 8 t , 8 ¾の上下長は この よ う な小口一 ラ 1 1 の移動軌跡の上下巾以上の長さに形成される。

か く して以下公知方法に よ ]?， ピス ト ン ロ ッ ド 8 と一体の ビス ト ン 7 が シ リ ン ダ 6 内で左方又は右方 へ， 即ちその上死点から下死点ま で移動 して夫々交 互に吸入弁 1 7 か ら流体を吸入 し， 吐出弁 1 6 から

0MPI

. WIPO ， 該流体を吐出する

矛 2 図は本発明の他の好ま しい実施態様で， の 場合は フ ラ ィ ホ イ ール及び同 フ ラ イ ホ イ 一ル周面上 の斜溝と ビス ト ン ロ ッ ドと の連結型式の点が^ 1 図 の装置と異なっている。 即ち， 同図において， ^は 円筒状をなす回転 ド ラ ム形のフ ラ イ ホ イ ールで， そ の側周外面に斜溝 2^aが設けられ（ 矛 4 図参照 ：)， れに対応して ビス ト ン ロ ッ ド 8, 8, の外端把手 部 8 c， 8 c， に， 矛 7 図に示される よ う に， 駆動 軸 1 の軸心に対 して垂直の方向への円形孔が穿設さ れていて， 同孔に適宜ベ ア リ ン グを介して嵌合枢着 された ロ ー ラ 1 0 1 0 —— f の突出端が前記フ ラ イ ホ イ 一ル ^の斜溝 2^aにコ 口 ガ リ軸受形式に嵌合支承 されている。 駆動軸 1 の軸心方向の延長部 l aはフレ ム 1 3 に枢着支承されている。 その他， 1 8 はフ レーム 1 2及び 1 3 の固定支持台を示す。 以上に述 ベた構造以外の装'匱各部の符号及びその意味は ^ 図の場合と 同一である

矛 2 図の装置の動作は， フ ラ イ ホ イ ール ^が回転

ΟΜΡΙ する と， その斜溝 2^aに ローラ 1 を介 して連絡支承 されている ピス ト ン ロ ッ ド 8は， 2 図の紙面， 即 ち該 ビ ス ト ン ロ ッ ド 8 と駆動軸 1 の軸心と を含む平 面上で左右方向の住復運動を く ]? かえす。 以下， 矛 1 図の場合と 同様に， ピス ト ン 7 が左右へ移動 して 吸入弁 1 7 又は吐出弁 1 6 が作動する。

矛 1 図及び ^ 2 図の装匱にお て ィ ホ イ ノレ

2 の斜溝 2 a及び 2^の断面内側形状は矩形状に 限 ら ず れは要するにレ バ ー 9 の上端の ロ ー 0 又 は ビス ト ン ロ ッ ド 8 の外端把手部 8 c の ローラ 1 びが コ 口 ガ リ 軸受形式に嵌合支承される よ う な形状であ ればよい。 又， 矛 2 図の装匱において斜溝 2^aはフラ ィ ホイ ール の側周外面に設けているが， これは同 ホ イ 一ル の内面に設ける こ と も でき る。 即ち の場合はフ ラ イ ホイ ー ル 2^の左側面を ^ 1 図の場合 と 同様に開放 し， 各ピス ト ン ロ ッ ド 8 の外端把手部

8 cを こ の フ ラ イ ホ イ ー ル ^の開放側面 （ 図で左側） か ら揷入して同部 8 cに遊合枢着されたローラ 1 の 突出端をフ ラ イ ホ イ 一ル の内側の斜溝 2^aに嵌合支

OMPI

、 WIPO 承させればよい。 尚， 上記 した本発明装匱例は複動 型回転ボンブであるが， これは弁保持プ レー ト 1 5 を省略して単動型とする こ と も容易である。 又， ビ ス ト ン 7， 7， 及び ビ ス ト ン ロ ッ ド 8， 8， は ブラ ン ジャを も って代える こ とができ る こ とはい う ま でも ない。 更に， 1 図の装置における駆動軸 と 固定軸 3 と の連結は必須要件ではない。 本発明装 置の駆動所要動力及び出力については， これは 図及び 2 図の よ う に， ビ ス ト ン ロ ッ ド 8及び駆動 の軸心を含んだ且つフ ラ ィ ホイ 一 ル 2又は の 斜溝 2 a又は 2^aが同ホ イ 一 ル 2又は 2^の側 周端部に 現われる場合の本装置の縦断面図において， 該斜溝

2 a又は . aの実体 （ 即ち曲線 ） の投影線への切線と ビ ス ト ン 口 ッ ド 8 と のなす角を 0 とする と， 上記所 要動力及び出力は理論的にこ の角 0 及びフ ラ イ ホ イ ル 2 の半径の面数となる。 一般に 0 は 7 0°〜 8 0° 位が適当であ ]) , 又フ ラ イ ホ イ ー ル 2 の半径は装置 の規模に応 じて適宜選ぶこ とができ る

OMPI

Claims

i 請 求 の 範 囲

1. 駆動軸（1)又はその延長線の周囲に同軸（1)と平行に

且つ同軸（1)に対 して対称と なる位匱に複数ケのシ リ - ン ダ（6), (6), を配置固定 し， 同 シ リ ン ダに嵌合す

₅ る ピ ス ト ン（7), (7), 又は ブ ラ ン ジャ が駆動軸（1)の 回転に よ 往復運動 して シ リ ン ダ（6)， (6), 内の流 体吸入弁 及び吐出弁な $， ， - - - -が交互に 作動する よ う に し 機構において， 駆動軸（1)に一側 面が開放されていて側周が円弧面をなす回転 ドラ ム 0 形のフ ラ イ ホ イ ー ル （2)を同心に装着して， このフ ラ ィ ホイ ー ル （2)の側周内面に同周面の展開図において 同図の上下巾に達する一周期の正弦曲線形状をなす よ う な違続 した一本の斜溝（2 a)を穿設し， 駆動軸（1) と 同心の固定軸（3)の一円周上に対称に且つ前記フ ラs ィ ホイ ー ル （2)の円弧面の回転中心となる位匱にヒ ン

ジ（5)，（5), を固着 して， この ヒ ン ジ（5), (5), に レバ一（⁹), (9), の夫々 の基端を蝶番い状に連結し， 同 レ バーの他端に嵌合枢着された ローラ (， - -―

9 を前記フ ラ イ ホ イ ー ル （2)の斜溝（2 a)にコ ロ ガ リ 軸受

EAひ、 2

形式に嵌合支承させ， この レバー（9)，（9), の中間 部に小ロ ー ラ ， D, を貫設枢着し， これに対応 して ビ ス ト ン （7), (7), の ビ ス ト ン ロ ッ ド（8), (8)， - -

-又はブラ ン ジャの外端把手部（8 a)， （8 a), -——を二 股状に形成して各二股に小判形の相対する二つの透 扎（8 ), (8 ¾) を貫設し， 各レバ一（⁹)の中間部を前記二 股間に揷.嵌 してその小口 な Dの突出両端を前記透 孔（8 ), (8 ¾)に遊合させたこ と を特徵とする アキシァ ル型回転ビス ト ン ポ ン プ。

2. 固定軸（3)の軸心を含む縦断面図に いて， フ ラ イ ホ イ 一ル（2)の側周上の斜溝（2 a)の内側形状が矩形状' である請求の範囲矛 1 項記載のアキシアル型回転ピ ス ト ン ポ ン プ

3. 各 ピス ト ン ロ ッ ド（8)及び固定軸（3)の軸心を含む縦. 断面図において， 該ピス ト ン ロ ッ ド（8)の外端把手部

(8 a)に貫設された透孔（8 )， （8 ¾)の上下長が， ヒ ンジ

(5)への レバー（9)の連結点を中心と した該レバ一（9)の 小 口 一ラ の移動軌跡の上下巾以上の長さに形成さ れている請求の範囲 1 項又は 2項記載のアキシ

ア ル型回転 ビ ス ト ン ポ ン プ

4. 駆動軸（1)に同心に円筒状のベア リ ン グハ ウ ジ ン グ (2 )を設着して， ベア リ ン グ (4)を介して固定軸（3)の 端部がこれに嵌合支承されている請求の範囲矛 1 項

5 又は ^ 2項記載のアキシアル型回転 ビス ト ン ポ ン プ

5. 駆動軸（1)に同心に円筒状のベア リ ン グハ ウ ジ ング

(2 )を設着 して， ベ ア リ ン グ (4)を介して固定軸（3)の 端部-がこれに嵌合支承されている請求の範囲 3項 記載のア キ シ ア ル型回転 ビス ト ン ポ ン プ

0 6. シ リ ンダ（6)，（6)， を固定軸（3)と一体の フ レ ー ム $, ¾間に挾持 した請求の範囲 項又は ^ 2項記載 の ア キ シ ア ル型回転 ビス ト ン ポ ン プ。

7. シ リ ンダ（6), (6), を固定軸（3)と一体の フ レ ー ム

^，^間に挾持した請求の範囲 ^ 3項記載のアキシ ァ

15 ル 型回転 ピ ス ト ン ポ ン プ

8. フ レ ー ム ^及び^の外側に弁保持ブ レ ー ト 4及び

^を夫 々 圧着固定 し， こ の弁保持プ レー ト （^及び^ に夫々 一対又は複数対の流体吸入弁な?)， 及び is 吐出弁な$， ο, - --を開設してなる請求の範囲 6 項 4

記載のア キ シ アル型回転 ビス ト ン ボ ン ブ

9. フ レー ム ^及び の外側に弁保持ブ レー ト （^及び ^を夫々 圧着固定 し， こ の弁保持プ レー ト （^及び^ に夫々一対又は複数対の流体吸入弁（L ， 及び 吐出弁^ ^ を開設 してなる請求の範囲矛 7項 記載のア キ シア ル型回転 ビス ト ン ポ ン プ

10. 駆動軸（1)又はその延長線の周囲に同軸 ωと平行に 且つ同軸（1)に対して対称となる位匱に複数ケの シ リ ンダ (6), (6), を配置固定 し， 同シ リ ンダに嵌合す る ピス ト ン（7)， (7), 又はブ ラ ン ジャが駆動軸（1)の 回転に よ D往復運動 してシ リ ン ダ（6)， (6), 内の流 体吸入弁 ， 及び吐出弁な$, , が交互に 作動する よ う に した機構において， 駆動軸（1)に円筒 状をなす回転 ド ラ ム形のフ ラ ィ ホイ 一ル（2)を同心に 装着して， こ の フ ラ イ ホ イ ール（2')の側周内面又は外 面に同周面の展開図において同図の上下巾に達する 周期の正弦曲線形状をなすよ う な連続 した一本の 斜溝（2'a)を穿設 し， これに対応して ピス ト ン（7)， (7), -

- -の ビス ト ン ロ ッ ド（8)， （8)， - - - -又はブ ラ ン ジャ の

0 PI 5

i 外端把手部（8 c)， （8 c), に駆動軸（1)の軸心に対 し

て垂直の方向への円形孔を設けて， 同孔に嵌合枢着 した ロ ー ラ d,な d， の突出端を前記フ ラ イ ホ イ 一 ル の斜溝（ a)に コ ロ ガ リ 軸受形式に嵌合'支承させた

5 こ と を特徵とする ア キ シ ア ル型回転 ビス ト ン ポ ン プ

11. 駆動軸（1) の軸心を含む縦断面図にお て ， フ ラ イ

ホ イ 一 ル（2)の側周上の斜溝（2'a)の内側形状が矩形状 である請求の範囲 ^ 1 0 項記載のアキシ ア ル型回転 ピ ス ト ン ポ ン プ

10 12. シ リ ンダ（1)，（1), を固定台^と一体の フ レ ー ム

^及び^間に挾持した請求の範囲 ^ 1 0 項又は

項記載のアキ シ ア ル型回転ビ ス ト ン ポ ン プ

13. フ レ ー ム （^及び の外側に弁保持プ レ ー ト 4及び

$を夫 々 圧着固定 し， こ の弁保持プ レー ト （^及び $ is に夫々 一対又は複数対の流体吸入弁 及び

吐出弁 Θ，（1Θ， を開設 してなる請求の範囲矛 1 2 項記載のアキシ ア ル型回転 ビ ス ト ン ポ ン プ

14. ピ ス ト ン ロ ッ ド（8), (8), が夫 々 ビ ス ト ン （7), (7), -

" ——に固着されている請求の範囲矛 1 項又は矛 1 0

1 . ^Λ Γ^ 項記載のアキシ ア ル型回転 ビス ト ン ポ ン プ

15. ピ ス ト ン ロ ッ ド（8)及び駆動軸（1)の軸心を含んだ且 っ フ ラ ィ ホ イ ー ル （2)又は（2)の斜溝（2 a)又は（2' a)が同 ホイ ー ル （2)又は（2)の側周端部に現われる場合の本装 匱の縦断面図において， 該斜溝（2 a)又は（2'a)の実体 の投影線への切線と ビス ト ン ロ ッ ド（⁸)とのなす角（ が 7 0 〜 8 0 である請求の範囲矛 1 項又は ^ 1 0項 記載のア キ シ ア ル型回転 ビス ト ン ポ ン ブ

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