(57)【要約】【課題】シングルタイプの欠点であるトルクムラを無くし、ダイナミックバランスを良くし、振動を小さくすると共に、ツインタイプの欠点である大容積を小さくしてコストダウンを図るようにしたベーンポンプを提供するものである。【解決手段】ケーシング１０の内部のポンプ空間１２に、ほぼ三角形形状のロータ２０を回転自在に備え、ロータ２０の重心位置とロータ２０の回転中心とを一致させる。ケーシング１０に、スプリング２８によって付勢される第一ベーン２６を収容する第一ベーン用収容空間２４ａを設けると共に、スプリング３４によって付勢される第二ベーン３２を収容する第二ベーン用収容空間２４ｂを設ける。ケーシング１０における第一ベーン用収容空間２４ａを挟んで反対側に第一吸入口１４ａと第二吐出口１６ｂとを形成し、ケーシング１０における第二ベーン用収容空間２４ｂを挟んで反対側に第二吸入口１４ｂと第一吐出口１６ａとを形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内部にポンプ空間を形成し、そのポンプ空間内に偏心部の無い多角形形状のロータを備え、ケーシングに前記ポンプ空間と通じる2以上のベーン用収容空間を設け、そのベーン用収容空間にベーンを収容し、スプリングによって前記ベーンを前記ロータに接触させ、前記ケーシングにおける前記ベーン用収容空間の位置を中心とするそれぞれ反対側の位置に一方を前記ポンプ空間と通じ他方をケーシング外部と通じる吸入口並びに吐出口とを設けることを特徴とするベーンポンプ。
【請求項２】
前記ロータを三角形形状とし、前記ベーン用収容空間と前記ベーンと前記スプリングと前記吸入口と前記吐出口の数をそれぞれ2個としたことを特徴とする請求項１記載のベーンポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はベーンポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ロータを回転させてロータとベーンとケーシングとで形成されるポンプ空間を介して流体を移送させるベーンポンプ即ちロータリー圧縮機が特許文献１等で知られている。
【特許文献１】特開平１１−２２３１９０
【０００３】
従来のロータリー圧縮機を図４に示す。シリンダ即ちケーシング４０には、内部にポンプ空間４２が形成され、そのポンプ空間４２内にはロータ４４が回転自在に備えられている。ロータ４４は回転軸４６（点線図示）の軸中心Ｏを中心に回転させられるが、その回転軸４６の軸中心Ｏはロータ４４の中心とは偏心した位置に配置される。これによって、ロータ４４はポンプ空間４２内において偏心回転運動を行う。
【０００４】
ケーシング４０には、一方をポンプ空間４２に通じ他方をケーシング４０の外部と通じるベーン用孔４８が形成され、そのベーン用孔４８の内部にはブレード即ちベーン５０がベーン用孔４８に摺動自在に収容されている。ベーン５０はスプリング５２によってポンプ空間４２内に突出する方向に付勢されており、ベーン５０のポンプ空間４２内に突出する先端はロータ４４の外壁に常に接触するよう設定されている。ケーシング４０において、前記ベーン用孔４８の位置を中心にして互いに反対側に、一方をポンプ空間４２に通じると共に他方をケーシング４０の外部と通じる吸入口５４並びに吐出口５６が形成される。
【０００５】
ポンプ空間４２は、ロータ４４の外壁とポンプ空間４２の内壁５８とベーン５０とによって、２個のポンプ空間４２Ａ，４２Ｂに区画される。これら２個のポンプ空間４２Ａ，４２Ｂは、ロータ４４の回転によってその空間体積の膨張と圧縮とが繰り返される。図４において、空間４２Ａは空間体積の膨張時に吸入口５４から気体や液体等の流体を吸入し、空間４２Ｂ空間体積の圧縮時に吐出口５６から流体を吐出する。
【０００６】
図４に示したロータリー圧縮機は、ケーシング４０もロータ４４もベーン５０もそれぞれ１個ずつ用いるシングルタイプを示している。ロータリー圧縮機にはシングルタイプの他に、２個のロータ４４を用いてそれぞれの位相を１８０度ずらしたツインタイプのものも従来から用いられている。ツインタイプのものは、ケーシング４０もロータ４４も２個重ねる構造をしており、ベーン５０は同一方向に合計２個備えられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のシングルタイプのロータリー圧縮機では、ロータ４４の１回転で１回の圧縮サイクルを行うため、トルクムラが大きいという不具合があった。また、回転軸４６の特定の方向に力がかかるという欠点があった。更に、ロータ４４が偏心回転運動を行うためダイナミックバランスが悪く、振動が大きいという欠点があった。また、従来のツインタイプのロータリー圧縮機では、ケーシング４０もロータ４４もそれぞれ２個づつ必要となるため、容積が大きくなり、コストが高くなるという欠点があった。
【０００８】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、シングルタイプの欠点であるトルクムラを無くし、ダイナミックバランスを良くし、振動を小さくすると共に、ツインタイプの欠点である大容積を小さくしてコストダウンを図るようにしたベーンポンプを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ケーシング内部にポンプ空間を形成し、そのポンプ空間内に偏心部のない多角形形状のロータを備え、ケーシングに前記ポンプ空間と通じる2以上のベーン用収容空間を設け、そのベーン用収容空間にベーンを収容し、スプリングによって前記ベーンを前記ロータに接触させ、前記ケーシングにおける前記ベーン用収容空間の位置を中心とするそれぞれ反対側の位置に一方を前記ポンプ空間と通じ他方をケーシング外部と通じる吸入口並びに吐出口とを設けるようにしたものである。本発明は更に、前記ロータを三角形形状とし、前記ベーン用収容空間と前記ベーンと前記スプリングと前記吸入口と前記吐出口の数をそれぞれ2個としたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明はロータの１回転で複数の圧縮を行うようにしたので、従来のロータの１回転で１回の圧縮を行うシングルタイプのものと比べてトルクムラを少なくすることができ、従来のような回転軸の特定方向に力がかかるという欠点を無くすることができる。本発明は偏心部を無くしたので、従来の偏心部があるシングルタイプのものと比べて、ダイナミックバランスを良くすることができると共に、振動を小さくすることができる。本発明は１個のケーシングと１個のロータで済むので、２個のケーシングと２個のロータを有する従来のツインタイプのものと比べて、容積を小型化でき、コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に本発明を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係るベーンポンプの断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。シリンダ即ちケーシング１０には、内部のポンプ室即ちポンプ空間１２と、一方をポンプ空間１２に通じ他方をケーシング１０の外部と通じる２個の第一吸入口１４ａ，第二吸入口１４ｂと、一方を断面円形のポンプ空間１２に通じ他方をケーシング１０の外部と通じる２個の第二吐出口１６ｂ，第一吐出口１６ａとが形成される。ポンプ空間１２の内部には、回転軸１８に連結されたロータ２０が中心軸Ｐ（図１）を中心に回転自在に備えられている。回転軸１８の中心軸Ｐは、断面円形のポンプ空間１２の中心位置と合致するよう設定される。
【００１２】
ロータ２０は図１に示すようにほぼ三角形の形状をしており、その三角形の重心位置は回転軸１８の中心軸Ｐと合致するよう設定されている。即ち、ロータ２０はその回転時に偏心する箇所がないようにする。ほぼ三角形形状のロータ２０の３個の頂点部は円弧状または曲線状となっており、その３個の頂点部はポンプ空間１２の内壁２２と接触状態（または接触に近い状態）となるよう設定されている。各頂点部同士を連絡する稜線部は、外部に膨らむ曲率半径の大きい円弧状または曲線状とするのが望ましい。即ち、ほぼ三角形形状のロータ２０の外壁は、鋭利な角部が無い円弧状または曲線状で構成するのが望ましい。
【００１３】
第一吸入口１４ａと第二吐出口１６ｂとは互いに近い位置に配置され、第二吸入口１４ｂと第一吐出口１６ａとは互いに近い位置に配置される。第一吸入口１４ａと第二吸入口１４ｂとは、図１の中心軸Ｐを中心として１８０度反対側の位置に形成される。第一吐出口１６ａと第二吐出口１６ｂとは、図１の中心軸Ｐを中心として１８０度反対側の位置に形成される。ケーシング１０には、第一吸入口１４ａと第二吐出口１６ｂの中間位置に、一方をポンプ空間１２に通じ他方をケーシング１０の外部と通じる第一ベーン用収容空間２４ａが形成される。即ち、第一ベーン用収容空間２４ａを中心にして互いに反対側に第一吸入口１４ａと第二吐出口１６ｂが配置される。ケーシング１０には更に、第二吸入口１４ｂと第一吐出口１６ａの中間位置に、一方をポンプ空間１２に通じ他方をケーシング１０の外部と通じる第二ベーン用収容空間２４ｂが形成される。即ち、第二ベーン用収容空間２４ｂを中心にして互いに反対側に第二吸入口１４ｂと第一吐出口１６ａが配置される。なお、図１において、第一吸入口１４ａと第一吐出口１６ａと第二吸入口１４ｂと第二吐出口１６ｂとは、点線位置に形成するようにしても良い。
【００１４】
第一ベーン用収容空間２４ａには第一ベーン２６（ポンプ空間１２側に収容される）とスプリング２８とが収容される。スプリング２８における第一ベーン２６と反対側の端は、ケーシング１０に取り付けられる蓋３０に接触させられる。これによって、第一ベーン２６はスプリング２８によってポンプ空間１２内に突出するよう付勢されており、第一ベーン２６は常にロータ２０と接触するように設定されている。第二ベーン用収容空間２４ｂにも、第二ベーン３２（ポンプ空間１２側に収容される）とスプリング３４とが収容される。スプリング３４における第二ベーン３２と反対側の端は、ケーシング１０に取り付けられる蓋３６に接触させられる。これによって、第二ベーン３２はスプリング３４によってポンプ空間１２内に突出するよう付勢されており、第二ベーン３２は常にロータ２０と接触するように設定されている。なお、第一ベーン用収容空間２４ａ内にスプリング２８の一端が入り込まないようにし、第二ベーン用収容空間２４ｂ内にスプリング３４の一端が入り込まないようにしても良い。
【００１５】
図１の状態では、第一ベーン２６はロータ２０の一方の頂点部と接触し、第二ベーン３２はその他の２個の頂点部同士を連絡する稜線部の中央箇所と接触している。この状態では、ポンプ空間１２は、ロータ２０の外壁とポンプ空間１２の内壁２２と第一ベーン２６と第二ベーン３２とによって、４個のポンプ空間１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄに区画される。ポンプ空間１２Ａは第一ベーン２６とロータ２０の一方の頂点部とで区画されると共に第一吸入口１４ａと連絡している。ポンプ空間１２Ｂは第二ベーン３２とロータ２０の一方の頂点部とで区画されると共に第一吐出口１６ａと連絡している。ポンプ空間１２Ｃは第二ベーン３２とロータ２０の一方の頂点部とで区画されると共に第二吸入口１４ｂと連絡している。ポンプ空間１２Ｄは第一ベーン２６とロータ２０の一方の頂点部とで区画されると共に第二吐出口１６ｂと連絡している。
【００１６】
この図１の状態では、ポンプ空間１２Ａは最大膨張に近づく状態であり、第一吸入口１４ａからの流体の吸入が終了する手前の状態となっている。ポンプ空間１２Ｂは圧縮された状態（最大圧縮の手前の状態）となっており、第一吐出口１６ａから流体が排出されている状態となっている。ポンプ空間１２Ｃは膨張を開始した状態で、第二吸入口１４ｂから流体が吸入し始めた状態となっている。ポンプ空間１２Ｄは圧縮を開始した状態で、第二吐出口１６ｂから流体が吐出を開始した状態となっている。
【００１７】
この図１の状態からロータ２０が時計方向に６０度回転した状態を図３に示す。図１に示したポンプ空間１２Ａは、図３の状態では圧縮が開始されて、第一吐出口１６ａから流体が吐出を開始した状態となっている。図１に示したポンプ空間１２Ｂとポンプ空間１２Ｃとは一体となって容積が膨張した状態となり、第二吸入口１４ｂからの流体の吸入が終了する手前の状態となっている。図１に示したポンプ空間１２Ｄは第一ベーン２６でポンプ空間１２Ｅとポンプ空間１２Ｆに区画される。ポンプ空間１２Ｅは膨張を開始した状態で、第一吸入口１４ａから流体が吸入し始めた状態となっている。ポンプ空間１２Ｆは圧縮された状態（最大圧縮の手前の状態）となっており、第二吐出口１６ｂから流体が排出されている状態となっている。このように本発明では、２箇所のポンプ空間の膨張と２箇所のポンプ空間の圧縮とを同時に行うものである。
【００１８】
以上のように本発明では、ロータ２０の１回転で複数の圧縮を行うようにしたので、従来のロータの１回転で１回の圧縮を行うシングルタイプのものと比べてトルクムラを少なくすることができる。また、従来のような回転軸の特定方向に力がかかるという欠点を無くすることができる。本発明は更に、ロータ２０は三角形の重心位置を中心に回転するので偏心しない。よって、偏心部がある従来のシングルタイプのものと比べて、ダイナミックバランスを良くすることができると共に、振動を小さくすることができる。本発明は、１個のケーシング１０と１個のロータ２０の構成部材で済むので、２個のケーシングと２個のロータを有する従来のツインタイプのものと比べて、容積を小型化でき、コストを低減することができる。
【００１９】
なお、図１においては、ベーンを２個設けると共に、ロータ２０の形状を三角形形状としたが、例えば、ベーンを３個設けると共に、ロータ２０の形状を四角形形状とすれば、ポンプ空間の数を増やすと共に、吐出口の数を増やすことができる。しかし、ポンプ空間１２の大きさを考えた場合には、ロータ２０の形状を三角形形状にするのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るベーンポンプの断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１の状態からロータが６０度回転した状態のベーンポンプの断面図である。
【図４】従来のロータリー圧縮機の断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０    ケーシング
１２    ポンプ空間
１４ａ  第一吸入口
１４ｂ  第二吸入口
１６ａ  第一吐出口
１６ｂ  第二吐出口
２０    ロータ
２４ａ  ベーン用収容空間
２４ｂ  ベーン用収容空間
２６    第一ベーン
２８    スプリング
３２    第二ベーン
３４    スプリング
【図１】
2005226607.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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