本發(fā)明涉及使用葉片而進行泵動作的葉片泵。

背景技術(shù)：

以往，作為從罐吸入工作油等流體而向負載回路噴出的泵，公知有葉片泵，該葉片泵利用以可旋轉(zhuǎn)的方式配設于定子(日文：カムリング)內(nèi)的轉(zhuǎn)子和以可沿著徑向滑動的方式配設于在該轉(zhuǎn)子的外徑側(cè)部形成的沿著徑向延伸的多個葉片收納槽的葉片進行泵動作。根據(jù)這樣的葉片泵，向葉片收納槽中的形成于葉片與轉(zhuǎn)子之間的葉片下室周期性地導入吸入壓力和噴出壓力。在噴出壓力產(chǎn)生了作用的情況下，葉片向外徑方向飛出而壓靠于定子的內(nèi)周面。轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)旋轉(zhuǎn)而由轉(zhuǎn)子、定子和各葉片分隔的容積發(fā)生變化，從而進行從吸入口導入的工作油等流體向轉(zhuǎn)子與定子之間吸入、從轉(zhuǎn)子與定子之間經(jīng)由噴出口將高壓的噴出壓力噴出的泵動作。

另外，作為葉片泵的控制方式，公知有如下控制方式：泵的驅(qū)動使用例如伺服馬達等可變速馬達，通過對泵的轉(zhuǎn)速進行控制，并將葉片泵的排量值乘以泵的轉(zhuǎn)速而得到的流量向負載裝置噴出，從而對流量進行控制。根據(jù)這樣的葉片泵的控制方式，能夠?qū)榱颂岣哓撦d回路的壓力所需的流量進行控制地噴出。另外，通過使轉(zhuǎn)子極低速旋轉(zhuǎn)而對彌補負載回路、葉片泵的內(nèi)部泄漏的流量進行控制地噴出，從而能夠?qū)⒇撦d回路的壓力保持恒定。

或者，作為與這樣的葉片泵的控制方式相關(guān)聯(lián)的技術(shù)，公知有如下葉片泵：內(nèi)葉片以沿著徑向滑動自由的方式配設于在葉片的內(nèi)徑側(cè)部形成的內(nèi)葉片收納槽，在內(nèi)葉片收納槽的形成于葉片與內(nèi)葉片之間的內(nèi)葉片室配設沿著外徑方向?qū)θ~片施力的壓縮螺旋彈簧，從而在低速旋轉(zhuǎn)時也能夠?qū)⑷~片可靠地按壓于定子(例如專利文獻1)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2005-351117號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

然而，在利用以往的葉片泵進行了上述的流量控制的情況下，為了降低負載回路的壓力，只在負載回路設置壓力控制閥等來應對，若欲使轉(zhuǎn)子反向旋轉(zhuǎn)來降低負載回路的壓力，則葉片的上下間、即泵室與葉片下室之間的壓力失衡。若如上述壓力失衡，則如圖8所示，與正向旋轉(zhuǎn)時相比，實際壓力的值變得不穩(wěn)定，產(chǎn)生定子與葉片分開這樣的問題。另外，由于該分開，葉片泵的噴出側(cè)的高壓向吸入側(cè)的罐流入，因此，產(chǎn)生異常噪聲，還會妨礙泵的良好的容積變化。另外，由于該分開，引起定子、葉片的磨損、破損的可能性提高。

本發(fā)明的實施方式正是為了解決上述的問題點而做成的，其目的在于提供一種通過防止在反向旋轉(zhuǎn)時定子與葉片分開而能夠穩(wěn)定地進行負載回路的壓力控制的葉片泵。

用于解決問題的方案

為了解決上述的問題，本實施方式的葉片泵，其特征在于，該葉片泵包括：定子，其具有包括大圓弧和小圓弧的內(nèi)周面形狀；轉(zhuǎn)子，其以旋轉(zhuǎn)自由的方式設于所述定子內(nèi)；多個葉片，其分別以沿著轉(zhuǎn)子徑向滑動自由的方式配設于在所述轉(zhuǎn)子的外徑側(cè)部形成的沿著徑向延伸的多個葉片收納槽；吸入口，其與由所述定子、所述轉(zhuǎn)子和所述多個葉片劃分形成的泵室中的容積逐漸增大的吸入分區(qū)連通；噴出口，其與所述泵室中的容積逐漸縮小的噴出分區(qū)連通，在所述多個葉片收納槽與所述多個葉片之間形成有所述吸入口或噴出口的壓力能夠被導入的葉片下室，所述多個葉片分別具有在該葉片的滑動方向的定子側(cè)端部位于所述轉(zhuǎn)子的正向旋轉(zhuǎn)方向前側(cè)的前端部和位于所述轉(zhuǎn)子的正向旋轉(zhuǎn)方向后側(cè)的后端部，形成有從所述前端部與所述后端部之間連通到所述葉片下室的連通孔，所述定子的內(nèi)周面形狀形成為，位于所述吸入分區(qū)與所述噴出分區(qū)之間的預壓縮區(qū)間的容積從所述轉(zhuǎn)子的正向旋轉(zhuǎn)方向上的所述預壓縮區(qū)間的開始位置到結(jié)束位置按照在所述后端部通過所述開始位置之前僅所述前端部與所述定子的內(nèi)周面抵接的梯度而逐漸縮小。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明的實施方式，通過防止在反向旋轉(zhuǎn)時定子與葉片分開，從而能夠穩(wěn)定地進行負載回路的壓力控制。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的實施方式的葉片泵的整體結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖2是沿著圖1的2-2線觀察到的主要部分剖視圖。

圖3是葉片的立體圖。

圖4是表示葉片的正面、側(cè)面、上面和底面的圖。

圖5是表示定子的內(nèi)周面形狀的概略圖。

圖6是表示展開了的定子的內(nèi)周面形狀的概略圖。

圖7是表示本發(fā)明的實施方式的葉片泵的響應性的圖表。

圖8是表示以往的葉片泵的響應性的圖表。

具體實施方式

以下，參照附圖說明本發(fā)明的實施方式。

首先，對本發(fā)明的實施方式的葉片泵進行說明。圖1是表示本發(fā)明的實施方式的葉片泵的整體結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖2是沿著圖1的2-2線觀察到的主要部分剖視圖。

如圖1和圖2所示，葉片泵10包括：主體部12，其固定于未圖示的基座、框架等；蓋14，其可裝卸地連結(jié)于主體部12；以及軸16，其配設于主體部12和蓋14內(nèi)。

如圖1所示，在主體部12的貫通孔嵌入有軸承18，利用該軸承18軸支承軸16。軸16的主體部側(cè)端部與未圖示的電動機連結(jié)，利用該電動機旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸16。

在由主體部12和蓋14形成的內(nèi)部空間內(nèi)，在蓋14側(cè)收納有防磨板20，在主體部12側(cè)收納有壓力板22，以夾在防磨板20與壓力板22之間的方式收納定子24。而且，在內(nèi)部空間內(nèi)收納有轉(zhuǎn)子26和葉片28。定子24、防磨板20、壓力板22利用未圖示的螺栓與蓋14組裝成一體，并且在蓋14內(nèi)，利用定位銷32進行定位。

在防磨板20形成有與吸入口40連通的吸入槽201a、203、與噴出口42連通的噴出槽202a、204。另外，在防磨板20上，在沿著轉(zhuǎn)子26的徑向與吸入槽201a相對的位置形成有與吸入口40連通的吸入槽201b，在沿著轉(zhuǎn)子26的徑向與噴出槽202a相對的位置形成有與噴出口42連通的噴出槽202b。此外，吸入槽201b和噴出槽202b在圖1中并未圖示。

在壓力板22上形成有與吸入口40連通的吸入槽221a、223、與噴出口42連通的噴出槽222a、224。另外，在壓力板22上，在沿著轉(zhuǎn)子26的徑向與吸入槽221a相對的位置形成有與吸入口40連通的吸入槽221b，在沿著轉(zhuǎn)子26的徑向與噴出槽222a相對的位置形成有與噴出口42連通的噴出槽222b。此外，吸入槽221b和噴出槽222b在圖1中并未圖示。

如圖2所示，定子24具有橢圓、偏心圓形等非圓形截面輪廓的內(nèi)部空間，在該內(nèi)部空間以旋轉(zhuǎn)自由的方式配設有轉(zhuǎn)子26。轉(zhuǎn)子26的內(nèi)周面與軸16的外周面花鍵結(jié)合成不能相對旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子26與軸16一體地旋轉(zhuǎn)。另外，由定子24的內(nèi)周面、沿著轉(zhuǎn)子26的旋轉(zhuǎn)方向相鄰的葉片28、轉(zhuǎn)子26的外周面、防磨板20和壓力板22劃分形成有其容積由于轉(zhuǎn)子26的旋轉(zhuǎn)而增減的泵室P。

在轉(zhuǎn)子26的外徑側(cè)部，呈放射狀形成有多個葉片收納槽26a。葉片28以沿著轉(zhuǎn)子徑向滑動自由的方式配設在各葉片收納槽26a內(nèi)，葉片收納槽26a分別沿著徑向延伸，并且在轉(zhuǎn)子26的軸向以與葉片28相對應的長度形成。另外，葉片收納槽26a中的、由其底部和側(cè)面以及葉片28的內(nèi)徑側(cè)端部和防磨板20、壓力板22劃分形成的空間成為葉片下室U。若該葉片下室U由于轉(zhuǎn)子26的旋轉(zhuǎn)而向與吸入槽201a、221a、201b、221b鄰接的位置移動，則與吸入口40連通而吸入口40的壓力被周期性地導入。另外，同樣地，若葉片下室U向與噴出槽202a、222a、202b、222b鄰接的位置移動，則與噴出口42連通而噴出口42的壓力被周期性地導入。

另外，在葉片下室U中設有作為彈性體的壓縮螺旋彈簧34。該壓縮螺旋彈簧34插入葉片28與葉片收納槽26a的底部之間，一端支承于葉片收納槽26a的底部，另一端支承于葉片28中的與葉片下室U相對的位置。壓縮螺旋彈簧34將葉片28向正常情況下與葉片收納槽26a的底部分開的方向按壓，從而將葉片28按壓于定子24的內(nèi)周面。采用這樣的壓縮螺旋彈簧34，無論是葉片28在定子24的內(nèi)周面上位于長徑位置的情況，還是位于短徑位置的情況，而且，即使是轉(zhuǎn)子26的轉(zhuǎn)速接近0的情況，也始終將葉片28按壓于定子24的內(nèi)周面，因此，能夠可靠地進行泵動作。

接著，對葉片的結(jié)構(gòu)進行說明。圖3是葉片的立體圖。圖4是表示葉片的正面、側(cè)面、上面和底面的圖。在圖3中，出于方便，將軸的軸向設為y方向，將葉片的滑動方向設為z方向，將與y方向和z方向正交的方向設為x方向。另外，圖4的(a)是從x方向觀察的葉片的主視圖，圖4的(b)是從y方向觀察的葉片的側(cè)視圖，圖4的(c)是從z方向上的定子側(cè)觀察的葉片的俯視圖，圖4的(d)是從z方向上的軸側(cè)觀察的葉片的仰視圖。

如圖3和圖4所示，葉片28具有前端部281a和后端部281b，另外，形成有端部槽282、缺口283、彈簧承接部284、連通孔285、側(cè)部槽286。

前端部281a和后端部281b都位于z方向的定子24側(cè)端部，如圖4的(b)所示，前端部281a在x方向上位于轉(zhuǎn)子26的正向旋轉(zhuǎn)方向前側(cè)，后端部282b在x方向上位于轉(zhuǎn)子26的正向旋轉(zhuǎn)方向后側(cè)。如圖4的(b)、(c)所示，端部槽282在z方向的定子24側(cè)端部形成于前端部281a與后端部281b之間的y方向大致整個區(qū)域。如圖4的(a)所示，缺口283沿著y方向隔開預定間隔地設有3個，各缺口283形成于z方向上的軸側(cè)端部。如圖4的(d)所示，彈簧承接部284分別與3個缺口283相對應地設置，各彈簧承接部284在缺口283的z方向上的定子24側(cè)端部以能夠支承壓縮螺旋彈簧34的一端的方式形成為圓形。如圖4的(c)、(d)所示，連通孔285分別與3個彈簧承接部284相對應地設置，各連通孔285形成為從彈簧承接部284貫通到端部槽282的圓柱狀的孔。如圖4的(b)～(d)所示，側(cè)部槽286在葉片28的y方向兩端形成于z方向大致整個區(qū)域。

與葉片28的旋轉(zhuǎn)位置相應地前端部281a和后端部281b的任一者或兩者與定子24的內(nèi)周面抵接。壓縮螺旋彈簧34的恢復力施加于彈簧承接部284并且向葉片下室U導入的壓力的一部分施加于彈簧承接部284。

由防磨板20側(cè)的側(cè)部槽286和防磨板20劃分形成從葉片下室U向泵室P噴出流體的貫通孔，同樣地，由壓力板22側(cè)的側(cè)部槽286和壓力板22劃分形成貫通孔。葉片下室U和泵室P通過這些貫通孔和連通孔285連通。此外，定子24構(gòu)成為與前端部281a和后端部281b中的任一者始終分開。

接著，對定子的內(nèi)周面形狀進行說明。圖5是表示定子的內(nèi)周面形狀的概略圖。圖6是表示展開了的定子的內(nèi)周面形狀的概略圖。

如圖5所示，定子24的內(nèi)周面形狀由大圓弧、小圓弧以及將它們連接的凸輪曲線構(gòu)成，形成周期為180度的大致橢圓狀。另外，若將定子24的1周期設為A點～A’點來進行說明，則如圖6所示，其中，A點～Y點形成為未劃分形成泵室P的區(qū)間，Y點～S點形成為從軸16的軸中心16a到定子24的內(nèi)周面的距離、即泵室P的容積向正向旋轉(zhuǎn)方向逐漸增大且向吸入口40開口的吸入?yún)^(qū)間，S點～P點形成為泵室P的容積向正向旋轉(zhuǎn)方向逐漸縮小且未向吸入口40和噴出口42中的任一者開口的預壓縮區(qū)間，P點～X’點形成為泵室P的容積向正向旋轉(zhuǎn)方向逐漸縮小且向噴出口42開口的噴出區(qū)間。此外，吸入槽201a、221a、201b、221b形成于與吸入?yún)^(qū)間相對應的位置，噴出槽202a、222a、202b、222b形成于與噴出區(qū)間相對應的位置。

此外，在以往的葉片泵中，預壓縮區(qū)間以泵室P的容積在S點～P點的范圍內(nèi)恒定的方式形成，但定子24的預壓縮區(qū)間以從作為正向旋轉(zhuǎn)時的預壓縮區(qū)間開始位置的S點到作為正向旋轉(zhuǎn)時的預壓縮區(qū)間結(jié)束位置的P點以滿足預定的條件的梯度(日文：勾配)逐漸縮小的方式形成。在此，預定的條件是指，與葉片28的形狀相關(guān)聯(lián)，具體而言，在正向旋轉(zhuǎn)時，在葉片28的后端部281b通過S點之前僅前端部281a與定子24抵接。在僅前端部281a與定子24抵接的情況下，在預壓縮區(qū)間中，后端部281b與定子24分開而葉片28的連通孔285使葉片下室U和泵室P連通，葉片下室U內(nèi)的流體向葉片28的旋轉(zhuǎn)方向的后側(cè)的泵室P噴出。

通過如上述那樣構(gòu)成定子24的內(nèi)周面形狀，在反向旋轉(zhuǎn)時，在預壓縮區(qū)間，葉片28的后端部281b與定子24分開而在葉片下室U與泵室P產(chǎn)生壓力差，葉片28被上推。通過上述方式在反向旋轉(zhuǎn)時葉片28被上推，如圖7所示，反向旋轉(zhuǎn)時的實際壓力的值保持穩(wěn)定，能夠防止定子24與葉片28分開。另外，通過上述方式防止分開，從而因該分開引起的葉片泵10的不良情況得以改善。此外，期望的是，從S點到P點的梯度設為滿足上述的條件、且在反向旋轉(zhuǎn)時能夠?qū)⑷~片28上推到與定子24抵接的位置的最小限度的梯度，這樣的梯度是至少基于預壓縮區(qū)間中的泵室P的容積、葉片下室U的容積計算出定子24的輪廓信息。更具體而言，在將從葉片下室U側(cè)向泵室P側(cè)推葉片28的力設為Fu、將從泵室P側(cè)向葉片下室U側(cè)推葉片28的力設為Fp、將值為1以上的系數(shù)設為E的情況下，期望的是將定子的梯度設計成Fu≥E×Fp。在此，F(xiàn)u是施加于葉片下室U的壓力與施加于所述葉片28的壓縮螺旋彈簧34的恢復力之和，F(xiàn)p是自泵室P側(cè)施加于葉片28的壓力，E設為隨著針對1個葉片28配設的壓縮螺旋彈簧34的恢復力變大而變大的系數(shù)。

本發(fā)明的實施方式是作為例子而提供的，意圖并不在于限定發(fā)明的范圍。這些新穎的實施方式能以其他各種形態(tài)實施，在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠進行各種省略、置換、變更。這些實施方式及其變形包含于發(fā)明的范圍、主旨內(nèi)，并且包含于權(quán)利要求書所記載的發(fā)明及其等同的范圍。

附圖標記說明

10、葉片泵；24、定子；26、葉片；40、吸入口；42、噴出口；281a、前端部；281b、后端部；285、連通孔。