(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
羽根（１１）を移動可能に収容するために半径方向に延びるスリット（９）を有している回転体（５）と、羽根（１１）を取り囲み、吸い込み領域と予圧縮領域と圧縮領域とを形成している異形リング（１５）とを有し、回転体（５）がその端面によって密封面に接し、密封面が、吸い込み領域及び圧縮領域に付設される吸い込み穴及び搬送穴を備えているベーンセル型ポンプにおいて、
搬送セル内での動的予圧縮が所望の予圧縮よりも大きいように異形リング（１５）が形成され、その際、予圧縮領域にて、羽根が１０個の場合には一つの羽根のストロークが少なくとも３０゜の角度範囲にわたって３．５μｍ／度よりも大きいこと、羽根が８個の場合には一つの羽根のストロークが少なくとも４０゜の角度範囲にわたって３μｍ／度より大きいこと、そして、羽根が６個の場合には一つの羽根のストロークが少なくとも５５゜の角度範囲にわたって２．５μｍ／度より大きいこと、及び
吸い込み穴（２１）が回転方向に延びる穴拡張部（３３）を有し、穴拡張部（３３）は、予圧縮領域（１２５）での急激な圧力上昇を所望の値に緩和する用を成すこと、
を特徴とするベーンセル型ポンプ
【請求項２】
穴拡張部（３３）は、その尖端が回転方向に向いているノッチ（３３'）として形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のベーンセル型ポンプ。
【請求項３】
穴拡張部（３３）は、最大で、搬送セル（１７）を挟んで吸い込み穴（２１）と搬送穴（２９）との分離が保証される距離で延びていることを特徴とする、請求項１または２に記載のベーンセル型ポンプ。
【請求項４】
穴拡張部（３３）は、少なくとも、搬送セル（１７）を介して搬送穴（２９）と吸い込み穴（２１）とがかろうじて連通しないような距離で回転方向に延びていることを特徴とする、請求項１または２に記載のベーンセル型ポンプ。
【請求項５】
予圧縮領域（１２５）での搬送セル（１７）の容積が減少するように異形リング（１５）が形成されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一つに記載のベーンセル型ポンプ。
【請求項６】
二つの吸い込み領域、予圧縮領域、圧縮領域が形成されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一つに記載のベーンセル型ポンプ。
【請求項７】
密封面が押圧板（２０）として形成されていること、穴拡張部（３３）が、押圧板（２０）の回転体（５）側の面に、吸い込み穴のほうへ縁が開口している溝として形成されていることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一つに記載のベーンセル型ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、羽根を移動可能に収容するために半径方向に延びるスリットを有している回転体と、羽根を取り囲み、吸い込み領域と予圧縮領域と圧縮領域とを形成している異形リングとを有し、回転体がその端面によって密封面に接し、密封面が、吸い込み領域及び圧縮領域に付設される吸い込み穴及び搬送穴を備えているベーンセル型ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のベーンセル型ポンプはよく知られており、通常は回転体を有している。回転体の周壁には、羽根を収容するスリットが形成されている。回転体は、ダブルストローク式のベーンセル型ポンプの場合、羽根が貫通している鎌形の二つの搬送室を形成している異形リングの内部で回転する。搬送室のそれぞれには、流入穴と排出穴とが付設されている。流入穴により、被搬送流体が二つの羽根の間に形成される搬送セル内へ吸込まれ、排出穴を通って再び押し出される。
【０００３】
被搬送流体の搬送は、異形リングの幾何学的形状に基づき、搬送セルの容積が吸い込み領域で増大し、圧縮領域で縮小することによって達成される。
特にこの種のベーンセル型ポンプをオートマチックトランスミッションとともに使用する場合、流体内、特に液圧オイル内に含まれている空気が極めて急速に強く圧縮されて非常に不具合なキャビテーション騒音が生じるという欠点がある。
【０００４】
このキャビテーション騒音を避けるため、穏やかな圧力上昇が得られるように異形リングを形成することが提案された。しかしながらこれにより、圧力上昇が異形リングの形状に関する製造公差に強く依存してしまうという欠点が生じる。従って、異形リングの輪郭に製造に起因する小さなふらつきがあるだけで圧力上昇時に著しい変化が生じる。その結果圧力の上昇が強すぎると、この場合もキャビテーション騒音が生じてしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
それ故本発明の課題は、異形リングの形状に関する製造公差に依存するキャビテーション騒音を全く或いは殆ど生じさせないベーンセル型ポンプを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、搬送セル内での動的予圧縮が所望の予圧縮よりも大きいように異形リングが形成されていること、吸い込み穴が回転方向に延びる穴拡張部を有し、穴拡張部は、予圧縮領域での急激な圧力上昇を所望の値に緩和する用を成すことを特徴とするものである。
【０００７】
強い動的予圧縮が得られるように異形リングが形成されているので、製造公差の影響をなくすことができる。ここで動的予圧縮とは、もっぱら異形リングの幾何学的形状、即ちセルの容積の縮小によって生じるような圧縮のことである。製造に起因する異形リングの輪郭のふらつきは予圧縮に殆ど影響しない。異形リングの輪郭のふらつきにより生じる望ましくない強い圧力上昇は、吸い込み穴が回転体の回転方向に延びる穴拡張部、有利にはノッチを有していることにより緩和される。この穴拡張部を適宜構成することにより、予圧縮領域から吸い込み領域に逆流する体積流を調整可能であり、よって圧力上昇の度合いも調整可能である。
【０００８】
本発明の他の有利な構成は、従属項から明らかである。
【０００９】
【発明の実施形態】
次に、本発明の実施形態を添付の図面を用いて説明する。
ベーンセル型ポンプ１はケーシング３を有し、ケーシング３内には回転体５が時計方向に回転可能に支持されている。
【００１０】
回転体５の周壁７には、半径方向に延びる複数個の、本実施形態では１０個のスリット９が形成されている。スリット９は、半径方向に移動可能な羽根１１を収容するために用いる。羽根１１は、回転体５が回転している間、回転体５とは逆の側の端部によって異形リング１５の内壁１３に接する。
【００１１】
異形リング１５は、回転体５が回転するときに、図２に図示したダブルストローク型ポンプにおける羽根のストローク変化曲線が得られるように形成されている。図２からわかるように二つの角度範囲１０１が存在し、これらの角度範囲１０１では、ストローク（即ち他の方向での羽根の運動）はほぼ一定に維持される。これらの角度範囲１０１にはそれぞれ別の角度範囲が続いており、この別の角度範囲では羽根が半径方向外側に移動し、従ってストロークが増大する。さらに回転体５が回転すると、異形リング１５は再び羽根１１を半径方向内側へ押し、その際まず角度範囲１０５においてストロークがほぼ平坦に、即ち比較的緩慢に減少し、これに続く角度範囲１０７においてはより急傾斜に、即ちより迅速に減少する。角度範囲１０５におけるストロークの変化は少なくとも３０゜の角度にわたって３．５μm／度より大である（羽根が８個の場合には少なくとも４０゜の角度にわたって３μm／度より大であり、羽根が６個の場合には少なくとも５５゜の角度にわたって２．５μm／度より大である）。角度範囲１０７にはすでに述べた角度範囲１０１が続いている。
【００１２】
図２には、２個の羽根によって区画されるセルの容積変化が破線で示されている。第１の羽根、即ち回転方向において先行する羽根は、横軸に記入した角度を決定する。セルの容積変化はストロークの変化に対してずれているのがわかる。基本的には容積変化は三つの範囲に区分されており、即ち吸い込み領域１１９と、予圧縮領域１２５と、圧縮領域１３１とに区分されている。
【００１３】
図１には、密封面として作用する押圧板２０の一部が図示されている。押圧板２０は、図面の面に関して回転体５及び異形リング１５の下側の端面に密接する。回転体５の上側の端面に接して、同様に密封面として作用する押圧板は図示していない。回転体５の周壁７と、異形リング１５の内壁１３と、二つの押圧板と、隣接する二つの羽根１１との間には、搬送セル１７が形成され、そのセル容積は可変である。吸い込み領域１１９においてはそれぞれの搬送セル１７の容積が増大し、その結果下側の押圧板２０に設けた吸い込み穴２１を通って液体がセル内へ吸込まれる。
【００１４】
それぞれの搬送セル１７の、回転方向において後方にある羽根が、回転方向において前方にある吸い込み穴２１のエッジ２３を越えると、搬送セル１７と吸い込み穴２１との連通が十分に遮断される。どのような場合もこの時点で搬送セル１７は予圧縮領域１２５に達する。異形リング１５を適宜構成することにより、この領域で搬送セル１７の容積は一定の量だけ小さくなる。次に回転体５がさらに回転を続けると、搬送セル１７の前方の羽根は、ベーンセル型ポンプ１の圧縮領域に連通している搬送穴２９のエッジ２７に達する。搬送セル１７の容積が一層小さくなることによって、その中にある液体は圧縮領域１３１を通過する際に搬送穴２９を通って圧縮領域に搬送される。
【００１５】
さらに図１には、押圧板２０の回転体側表面に例えば凹部として形成される破断部３３が図示されている。破断部３３は吸い込み穴２１のエッジ２３から出て、回転方向に延びている。この破断部３３は、吸い込み穴２１を予圧縮領域１２５内へ拡張するための穴拡張部として用いる。破断部３３の領域では、この破断部３３を通過する羽根の側面が直接押圧板に接触せず、その結果搬送セル１７内にある液体を予圧縮の間吸い込み領域２１に戻すことができる。
【００１６】
本実施形態では、吸い込み穴２１のこの拡張部はノッチ３３'として形成され、その尖端は回転体５の回転方向に向いており、即ち次の圧縮領域のほうへ向いている。従って回転方向に見て、強く減縮するノッチ３３'の貫流面が得られる。
【００１７】
次に本発明によるベーンセル型ポンプの作用、特にノッチ３３'の作用に関し説明する。
回転体５が回転している間、搬送セル１７は、即ち搬送セル１７の先行する羽根は吸い込み領域１１９に達し、セルの容積が増大するため、例えばオイルだめから吸い込み穴２１を通して液体（オイル）を吸込む。オイルには空気が含まれていることが非常に多く、この空気は例えばオートマチックトランスミッションの歯車により持ち来まれる。搬送セル１７が、即ち後行する羽根が、吸い込み領域１１９と予圧縮領域１２５との間の領域境界部を越えた直後に、搬送セル１７と吸い込み穴２１との連通はほぼ遮断される。予圧縮領域内で搬送セル１７の容積が縮小するので、搬送セル１７内部の圧力は異形リング１５の輪郭により強く上昇する。しかしこの圧力上昇は、圧力形成中にオイルが搬送セル１７からノッチ３３'を介して吸い込み領域に逆流することにより緩やかになる。従って、ノッチ３３'の貫流横断面が回転方向に減縮しているので、後方の羽根がノッチ３３'の尖端に達するまで、逆流するオイル量も減少する。よって、吸い込み領域への連通が閉ざされる。
【００１８】
予圧縮領域１２５内での緩やかな圧力上昇により、オイル内に溶解せずに含まれている空気が強く圧縮されてキャビテーション騒音が発生するのを阻止できる。また、予圧縮領域１２５内でのセル容積を強く減縮でき、その際、減縮による強い圧力上昇がノッチ３３'の作用により和らげられる。この利点は、製造公差による異形リング１５の内壁の誤差がそれほど問題にならない点である。
【００１９】
搬送セル１７の後行する羽根がノッチ３３'を通過すると、先行する羽根１１は回転方向に見て搬送穴２９の後方のエッジ２７に達する。従って搬送セル１７は圧縮領域と連通し、搬送セル１７の容積が小さくなるので、この搬送セルに閉じ込められているオイルが搬送穴２９から押し出される。
【００２０】
適用例に応じては、後方の羽根がノッチ３３'を通過したときに始めて搬送セル１７を圧縮領域のほうへ開口させるようにしてもよい。他方、交差部を設けて、少なくとも短時間だけ圧縮領域と吸い込み領域とを搬送セル１７及びノッチ３３'を介して連通させるようにしてもよい。このように構成しても、ノッチ３３'の流動横断面積が非常に小さいので、著しい短絡は生じない。
【００２１】
もちろん、前述のノッチの形状のほかに、破断部３３に対して別の幾何学的形状を適用してもよい。
ノッチの形状は、搬送穴２９を介して作動圧との関連がない限り、予圧縮領域に殆ど作動圧に依存しない圧力上昇を生じさせる。
【図面の簡単な説明】
【図１】      ダブルストローク式ベーンセル型ポンプの主要部分の横断面図である。
【図２】      搬送セルの輪郭の変化と容積の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１  ベーンセル型ポンプ        ５  回転体
９  スリット       １１羽根         １７  搬送セル
２０押圧板         ２１吸い込み穴   ２９  搬送穴
３３破断部（穴拡張部）       ３３’ノッチ
１２５予圧縮領域
【図１】
0004072219.tif 000002
【図２】
0004072219.tif 000003