(57)【要約】  本発明は、ポンプ本体の凹部に回転可能に取り付けて、ポンプ部材を形成する１つあるいは複数のベーンを受け入れることを目的としたプラスチック素材で成型加工したローター（１−３）において、他のポンプ部材に対して摺動させるための、その表面の少なくとも一部がプラスチック素材の下側表面に接着される少なくとも１つの金属フォイル（４）によって覆われていることを特徴とするローター。この金属フォイルは摺動に対する抵抗を減らし、同時にローターを機械的に補強するために、スチールシートあるいはアルミニウム合金シートで構成することができる。この金属フォイルはプラスチック製ローターの本体（１）に対して、共成型で固着することもできるし、あるいはプラスチック素材で成形されるローターの本体（１）に機械的に固定することも可能である。この金属フォイルは上記ローターの端面部分だけを覆うような形状であってよいし、あるいはローター内部で１つあるいは複数のベーンを受け入れるためのスペースを画定するような形状であってもよい。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック素材で成型されたポンプ本体の凹部に回転可能に取り付けるためのローター（１−３）において、ポンプ部材を形成する１つあるいは複数のベーンを収容するためのスペース（２）を有しており、他のポンプ部材に対して摺動されるその表面の少なくとも一部が、前記摺動に対する抵抗を減らし、そして前記ローターを機械的に補強するためにプラスチック素材の下側表面に接着された少なくとも１つの金属フォイル（４）によって被覆されていることを特徴とするローター。
【請求項２】
前記金属フォイル（４）が、スチール・シートあるいはアルミニウム合金シートで構成されていることを特徴とする請求項１記載のローター。
【請求項３】
前記金属フォイル（４）が、共成型によるプラスチック素材でできたローター本体に固定されていることを特徴とする請求項１記載のローター。
【請求項４】
上記金属フォイル（４）が、プラスチック素材でできたローター本体に機械的に固定されていることを特徴とする請求項１記載のローター。
【請求項５】
前記金属フォイルが、ほぼ平面状の主作動面（４）を有しており、その作動面（４）に対して曲げられ、そして機械的操作か、あるいは共成型によって得られた前記金属フォイルのローター本体に対する固定をより確実にし改良するための形状を有するいくつかの部分（６）が延びていることを特徴とする請求項３又は４記載のローター。
【請求項６】
前記金属フォイルが、前記ローターの端面を覆うためのほぼ平面状の作動面（４）を有しており、その面から、１つあるいは複数のベーンを受け入れるように設計されたローター・スペース（２）を画定するための、前記平面（４）に対して曲げられたいくつかの部分（７）が突出していることを特徴とする請求項１記載のローター。
【請求項７】
ベーンを受け入れるためのローター・スペース（２）を画定するための前記曲げられた部分（７）が、相互に接続されるかあるいは積み重ねられるのに適した構造（９）で、前記平面（４）に向き合ったそれぞれの端部で終端されていることを特徴とする請求項６記載のローター。
【請求項８】
ベーンを受け入れるためのローター・スペース（２）を画定するための前記曲げられた部分（７）が、対応するローター表面に対して曲げられるようになっている舌部（１０）によって、前記平面（４）に向き合ったそれぞれの端部で終端されていることを特徴とする請求項６記載のローター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ本体の凹部に回転可能に取り付けられ、ポンプ部材を形成する１つあるいは複数のベーンを受け入れるためのプラスチック素材で成型加工されたローターである。ベーン・ポンプは流体を汲み上げるために広く使われており、例えば、自動車では幅広く用いられている。
【背景技術】
【０００２】
ベーン・ポンプのローターに対しては、基本的に以下の３つのことが求められる。
（１）動作の伝達。ポンプ本体の１つのチェンバー内で回転駆動されるローターは、その動きをポンプの１つあるいは複数のベーンに伝える。そして、ポンプ本体の表面上を摺動しながら、その表面に対して回転させられる。このローターは過剰に磨耗せず、さらに、摺動中に過剰な摩擦を発生しないことが求められる。
（２）ポンプの１つ又は複数のベーンの誘導。ローターは、作動中にそのローターの誘導部分に対して摺動する１つ又は複数のベーンを誘導する。このローターはそれ自体ばかりでなくそれらベーンに対しても目立つほどの磨耗を起こしてはならず、過剰な摩擦も生じないことが求められる。
（３）液体の密封。ローターは特に摩擦軸受と、そのローターがポンプ本体内部の上記チェンバーの壁面と直角に接している領域との物理的な間隔に対応して空気及びオイルを密封する動作を起動することが求められる。
【０００３】
これらの異なった機能を実行できるようにするためには、これらのローターは比較的複雑な形状を有しており、従って、適切なプラスチック素材を成型してつくるのに適しており、さらに一般的に行われている。しかしながら、プラスチック素材のローターはいくつかの欠陥を有している。プラスチック素材は機械的抵抗が高くなく、摺動接触する部分が磨耗し易い。また無視しえないような劣化現象が起きる。そして、温度変化にかなり敏感で、この現象は、ポンプが−４０℃から＋１５０℃の大きな温度範囲内で作動することが求められる自動車で使われる場合に特に深刻である。
【０００４】
周知技術においては、これらの欠点は、特に、ローターの形状を複雑にしたり、その断面積を増やしたりすることで部分的に克服あるいは緩和されるが、いずれの場合も、その材料が受ける応力に一定の制約が課されることは不可避的であり、このことがローターの性能に可能な限りの一定の制限を課すことになっている。
【発明の開示】
【発明の概要】
【０００５】
本発明の目的は、ベーン・ポンプ用のプラスチック製ローターを改良して、上に述べたような欠陥を回避または低減させ、それによって、サイズや重量を増やさずに、ローターがより優れた性能を持てるようにすることである。
【０００６】
従って、本発明の主題は、プラスチック素材で成型加工した、ポンプ本体の凹部に回転可能に取り付けるためのローターで、同ローターはポンプ部材を形成する１つあるいは複数のベーンを収容するためのスペースを有しており、他のポンプ部材に対して摺動されるその表面の少なくとも一部が、摺動に対する抵抗を減らすと同時にローターを機械的に補強するために、プラスチック素材の下側表面に接着するようにされた少なくとも１つの金属フォイルによって覆われていることを特徴としている。この金属フォイルは好ましくはスチール・シートあるいはアルミニウム合金シートでできている。
【０００７】
本発明の特徴を適用することで、種々の、そして相当の利点を得ることができる。特に、断面積を増やさず、つまり、プラスチック素材の重量を増やさずに、ローターの機械的抵抗を増大させることができる。その結果、そのサイズや重量、コストをある程度減らしても、通常のものと同様の性能を有するローターを提供することができ、さらに、その重量やコストを増大せずに性能を改善しつつ、ローターのサイズを維持することができる。例えば、ポンプにより高速に回転させて、より高い性能を達成することができる。例えば、ディーゼル・エンジンで、ポンプを通常用いられるものより高速の出力シャフトで駆動させることができる。こうしたポンプは回転速度がディーゼル・エンジンより高いガソリン・エンジンで有効に利用することができる。ポンプを設計する際に、ベーンの軸方向の長さをより大きくして、同じローター直径でもより大きな容積を提供することができる。また、温度に対する抵抗性が増大し、それによって、通常の場合より負荷が大きい作業環境でも稼動することができる。
【０００８】
好ましくは、金属フォイルは、ほぼ平面状の主作動面を有すると同時に、その一部分がその作動面に対して曲げられており、その金属フォイルをプラスチックでできたローターに固定する役割を果たしている。
【０００９】
本発明のいくつかの実施の形態では、金属フォイルは共成型でプラスチック製のローター本体に固定されている。この場合、その主作動面に対して曲げられた金属フォイルの他の部分は共成型作業の際に金属フォイルがローター本体により強固に固着するのに適した構成にすることができる。
【００１０】
他の実施の形態では、金属フォイルはプラスチックで成型加工されるローター本体に対して機械的に固定される。この場合、その主作動面に対して曲げられている上記金属フォイルの部分は、プラスチック素材で成型加工されるローター本体に対して金属フォイルがより強固に固着するのに適した構成にすることができる。
【００１１】
特定の実施の形態においては、金属フォイルはローターの端面を覆うためのほぼ平面状の作動面を有しており、その作動面から、上記平面に対して曲げられた１つ又は複数のベーンを受け入れるために設計されたローター・スペースを画定するためのいくつかの部分が突出している。この形状は、ベーンを受け入れるためのローター・スペースを画定するための上記曲げられた部分が、相互に接続されるか、あるいは積み重ねられるのに適した構造で、上記平面に向き合った端部で終端されているという利点を有している。
【００１２】
あるいはまた、ベーンを受け入れるためのローター・スペースを画定するための上記曲げられた部分が、対応するローター表面に対して曲げられるのに適した舌部によって、上記平面に向き合った端部で終端させることもできる。
【００１３】
本発明の上に述べた、及びその他の特徴、目的、及び利点は以下に述べる非限定的な例示としての本発明のいくつかの実施の形態の説明と添付図面からより明確に理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１で、参照番号１はプラスチック素材でつくられたベーン・ポンプ用のローターの端部を示している。この端部はポンプ本体に対して枢動され、上記ポンプ本体（図示せず）の凹部の壁面と接触しつつ回転するものである。ローター１は１つあるいは２つのベーン（図示せず）を収容し誘導するためのスペース２を有している。さらに、ローター１はいくつかの凹部３を有しており、これは、ローター本体の重量とその製造に必要な素材の量を減らすためのものである。本発明によれば、ローター１の端部を補強するために、図２に示すような形状の、金属フォイル（例えば、スチール・シートあるいは適切なアルミニウム合金シートなど）が用いられている。この金属フォイルは環状平面４を有しており、その直径部分５がベーン用のスペース２に対応して少し突き出ており、この部分から右側に曲げられた舌部６が延びている。
【００１５】
この金属フォイル４−６は、ローターが形成される時に上記金属フォイルを挿入することで、プラスチック素材でできたローター１と共に成型される。仕上げられた状態のローターにおいては、金属フォイルの表面４−５がローター１の端面を覆っており、そして、接触力を吸収することによってローター１の摩耗を回避しつつポンプ本体と接触した状態で回転し、そして、ローターの寸法上の変形を防ぐ働きもする面を形成している。ローター１を形成するプラスチック素材と共に成型により組み込まれる舌部６は根の働きをし、金属フォイルをローターにしっかりと固定している。図に示す実施の形態ではローター１の端面だけを補強する必要があり、ベーン用のスペース２を補強する必要がない場合に適している。
【００１６】
ローター１の端面だけでなく、ベーン用のスペース２も補強する必要がある場合は、図３に示すローターの製造の過程で、図４に示すような金属フォイルを共に成型することができる。この金属フォイルはローターの前面を形成するための平面４を有しており、この平面４から右側に傾いた根元舌部６が延びている。さらに、この平面４からは右方向に一定の角度で曲げられたストリップ７も延びており、これはベーン用のスペース２の内側表面を形成するためのものである。これらのストリップ７もベーンとの接触に伴う力を吸収し、両方の部品の摩耗を防ぐ役割も果たしている。場合によって、これらのストリップ７に共に成型されるプラスチック素材に対してより完全にストリップ７が接着されるための穴８を設けることもできる。これらストリップ７が、図４に示すような相互に積み重ねられるのに適した構造９で、上記平面４と向き合ったそれぞれの端部で終端されていることにも利点がある。これらの金属フォイル４−７は、以下に述べるようないくつかの曲げ工程を通じて、金属プレートから切り取られた図５に示すような平面状の半仕上げ状態からつくられる。
【００１７】
上に述べた実施の形態で、補強用の金属フォイルは共成型によってローターに接合されている。しかしながら、好ましくは、この金属フォイルを、共成型にはよらず、機械的な方法でローターに接合することも可能である。こうした操作については、以下に述べる実施の形態で触れる。
【００１８】
図６は、図１の場合と同様、ローター１の端面だけを補強する必要があり、ベーン用のスペース２は補強する必要がない場合を示している。この場合は、図７に示す金属フォイルが用いられ、この金属フォイルは環状平面４を有していて、この平面４から右側に曲げられた舌部６が延びている。この金属フォイル４−６は、この場合は、ローター１の凹部３に舌部６を挿入することで、プラスチック素材で成型されるローター１に固定される。この部分の構造と寸法が適切であれば、金属フォイル４−６のローター１に対する接続が確実なものとなり、この場合、金属フォイルはポンプ本体と接触しつつ回転するための端面を形成する。
【００１９】
ローター１の端面ばかりでなく、ベーン用のスペース２も補強する必要がある場合、金属フォイルを図９に示すようにしてローターに固定することができる。この金属フォイルはローター前面を形成するための環状平面４を有しており、この平面４から右に傾いた根の働きをする舌部６が延びている。さらに、この平面４からは右に傾いたストリップ７も延びており、これらはベーン用のスペース２の内側表面を形成するものであるが、場合によっては、穴８を設けることもできる。このストリップ７が、金属フォイルをローターに対して完全に固定するために、ローター１の対応する面に対して曲げることができる舌部１０によって、平面４に向き合ったそれぞれの端部で終端されている点も利点がある。上に述べた金属フォイル４−７は、金属プレートから切り取られた図１０に示すような半仕上げ状態の平面状態から、後で行われるいくつかの曲げ工程によってつくられる。
【００２０】
上に述べた金属フォイルはいずれの適切な金属素材でも製造することができ、特にスチール・シートあるいは適切なアルミニウム合金シートが好ましいが、真鍮又はアルミ青銅などの他の金属を用いることもできる。これらを共成型あるいは機械的な方法で、プラスチックで成型加工されたローターに対して用いると、上に述べたような利点を達成することができる。金属フォイルが１枚だけ用いられているローターについて上に述べたが、必要があれば、ローターには複数の金属フォイルを用いることができるのは言うまでもない。
【００２１】
なお、本発明は一例として述べられたものであり、あるいは図示した実施の形態に限定されるものではない。いくつかの可能な変更については既に上に述べてあるが、当業者であればその他の変更、修正も可能であろう。上に述べた変更、修正、その他、及び技術的に同等な手段による置き換えなども、本発明の精神及び添付請求項に述べられている特許請求の範囲から逸脱せずに、上に述べ、あるいは図示した実施の形態に組み込むことは可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明によるローターの端部を示す斜視図であり、前記ローターはその枢動面だけを覆う共成型金属フォイルを有している。
【図２】図１の金属フォイルの斜視図である。
【図３】本発明によるローターの端部を示す斜視図であり、前記ローターはその枢動面とベーンのための誘導面を覆う共成型金属フォイルを有している。
【図４】図３に示す金属フォイルの最終的な形状を示す斜視図である。
【図５】図４に示す金属フォイルが曲げ操作によって得られる前の、半仕上げ状態の金属フォイルの平面図である。
【図６】本発明によるローターの端部を示す斜視図であり、前記ローターにはその枢動面だけを覆う共成型金属フォイルが機械的に取り付けられている。
【図７】図６の金属フォイルの斜視図である。
【図８】本発明によるローターの端部を示す斜視図であり、前記ローターにはその枢動面とベーンのための誘導面を覆う共成型金属フォイルが機械的に取り付けられている。
【図９】図８に示す金属フォイルの最終的な形状を示す斜視図である。
【図１０】図９に示す金属フォイルが曲げ操作によって得られる前の、半仕上げ状態の金属フォイルの平面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  ローター
２  スペース
３  凹部
４  環状平面
５  直径部分
６  舌部
７  ストリップ
８  穴
４−６  金属フォイル
４−７  金属フォイル
９  構造
１０  舌部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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