JPS6252156B2 - - Google Patents
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- JPS6252156B2 JPS6252156B2 JP7008881A JP7008881A JPS6252156B2 JP S6252156 B2 JPS6252156 B2 JP S6252156B2 JP 7008881 A JP7008881 A JP 7008881A JP 7008881 A JP7008881 A JP 7008881A JP S6252156 B2 JPS6252156 B2 JP S6252156B2
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
- F01C21/08—Rotary pistons
- F01C21/0809—Construction of vanes or vane holders
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
- Hydraulic Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、自動車にとう載する真空ポンプ等と
して使用するベーンポンプ・モータに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a vane pump motor used as a vacuum pump mounted on an automobile.
一般に動力を必要とする機械の動力損失を小さ
くすることは常に望まれていることであるが、特
に自動車にとう載する真空ポンプのような機械装
置においては、燃費軽減と軽量化の点から重要な
問題となつている。 In general, it is always desirable to reduce power loss in machines that require power, but this is especially important for mechanical devices such as vacuum pumps installed in automobiles from the standpoint of reducing fuel consumption and weight. It has become a serious problem.
従来、真空ポンプを含めたベーンポンプ・モー
タのベーンにおける回転摺動による発熱は大き
く、特にこれらベーンポンプ・モータを自動車に
とう載する場合は、該回転摺動を潤滑する潤滑油
にエンジンオイルを共用しており、該摺動による
発熱が大き過ぎる場合は、エンジンオイルの冷却
器を通常使用のものと取り換え、更に冷却容量の
大きな冷却器を設ける必要が生ずる。 Conventionally, a large amount of heat is generated due to the rotating and sliding movement of the vanes of vane pumps and motors, including vacuum pumps.Especially when these vane pumps and motors are mounted on automobiles, engine oil is often used as the lubricant for the rotating and sliding movement. If the heat generated by the sliding is too large, it becomes necessary to replace the engine oil cooler with the one normally used and install a cooler with a larger cooling capacity.
しかし、このようなことは製造費、空間利用、
軽量化および燃費軽減の面から望ましくない。 However, this is due to manufacturing costs, space usage,
This is undesirable from the standpoint of weight reduction and fuel consumption reduction.
本発明の目的は、上記のようなベーンにおける
発熱量を削減したベーンポンプ・モータを提供す
ることにある。 An object of the present invention is to provide a vane pump motor in which the amount of heat generated in the vane as described above is reduced.
実施例に基づいて本発明を説明すると、第1図
は本発明における一実施例としてのベーンポン
プ・モータを側断面図によつて示したものであ
り、第1および3図は、第1図におけるベーン3
の拡大した側断面図をそれぞれ示したものであ
る。 To explain the present invention based on an embodiment, FIG. 1 shows a side sectional view of a vane pump motor as an embodiment of the present invention, and FIGS. vane 3
FIG.
第1図において、ハウジング1に削設したカム
面1aは中心Oから半径R1の円形状をなし、中
心Oから偏心してハウジング1に軸支しているロ
ータ2は、外径R2の形状をなし、ロータ2の径
方向にして且つロータ2の回転軸方向に形成する
仮想面から平行のオフセツト量eoの位置には、該
位置を中心として溝2aを削設し、該オフセツト
量eoは、溝2aの回転方向溝幅をtoとすると、R1
−R2+(to/2)より大なる値をなし、溝2aに
は、該仮想面と同一径方向への摺動運動を可能と
するベーン3が挿嵌しており、ベーン3における
チツプ3aの形状は、第1図に示す面内におい
て、点kを中心とする半径rの円弧をなしてい
る。 In Fig. 1, the cam surface 1a cut into the housing 1 has a circular shape with a radius R 1 from the center O, and the rotor 2 eccentrically supported in the housing 1 from the center O has an outer diameter R 2 . A groove 2a is cut at a position parallel to an imaginary plane formed in the radial direction of the rotor 2 and in the rotational axis direction of the rotor 2, with the groove 2a as the center, and the offset amount eo is , if the groove width in the rotational direction of groove 2a is to, then R 1
−R 2 +(to/2), and a vane 3 is inserted into the groove 2a to enable sliding movement in the same radial direction as the virtual surface, and the tip in the vane 3 is inserted into the groove 2a. The shape of 3a is an arc of radius r centered on point k in the plane shown in FIG.
押しのけ室4,4はそれぞれカム面1a、ロー
タ2およびベーン2によつて形成し、該押しのけ
室4,4はロータ2が回転することによつて、そ
れぞれ膨脹し、あるいは圧縮する行程を繰り返
し、その結果、ポンプ作用あるいはモータ作用を
行なう構成となつている。 The displacement chambers 4, 4 are each formed by the cam surface 1a, the rotor 2, and the vane 2, and the displacement chambers 4, 4 repeatedly expand or compress as the rotor 2 rotates. As a result, it is configured to perform a pump action or a motor action.
以上の構成においてその作用を説明すると、エ
ンジンによつてロータ2が矢印5の方向に駆動さ
れると、各ベーン3は遠心力によつてカム面1a
に押圧力を与えながら、矢印5の方向の回転によ
つてカム面1aに案内されながら、溝2a内を径
方向へ摺動運動を繰り返し、そのことによつて、
第1図の下側に位置する押しのけ室4は膨脹行程
となつて、図示していない吸入孔から空気を吸入
し、逆に第1図の上側に至つた押しのけ室4は該
吸入した空気を図示していない吐出孔に吐出し、
該ポンプ作用において、ベーンにおけるチツプ3
aとカム面1aとの間、あるいはベーン3と溝2
aとの間の摺動に対しては、図示していない噴出
孔からエンジンオイルを霧状に噴出させて、潤滑
を行ない、該潤滑し終えた潤滑油は、エンジンオ
イルにおける冷却回路において冷却される。 To explain the operation in the above configuration, when the rotor 2 is driven by the engine in the direction of the arrow 5, each vane 3 is moved by the cam surface 1a due to centrifugal force.
While applying a pressing force to the cam surface 1a by rotation in the direction of the arrow 5, the groove 2a repeatedly slides in the radial direction within the groove 2a.
The displacement chamber 4 located on the lower side of FIG. 1 undergoes an expansion stroke and sucks in air from a suction hole (not shown), and conversely, the displacement chamber 4 located on the upper side of FIG. 1 absorbs the sucked air. Discharge to a discharge hole not shown,
In the pumping action, the tip 3 in the vane
a and the cam surface 1a, or between the vane 3 and the groove 2.
For sliding movement between a and a, engine oil is jetted in a mist form from a jet hole (not shown) to provide lubrication, and the lubricating oil that has been lubricated is cooled in a cooling circuit for the engine oil. Ru.
上記のような作用において、次にベーン3のチ
ツプ3aとカム面1aとの間の回転摺動について
考察する。 In the above-mentioned action, the rotational sliding between the tip 3a of the vane 3 and the cam surface 1a will now be considered.
ベーン3の回転方向(矢印5の方向)における
ベーン3の厚さtは、通常4〜8ミリメータ程度
の薄いものであり、これが数千回転の高速で回転
する遠心力をもつてカム面1aに押圧しているこ
とより、チツプ3aの曲率は出来る限りカム面1
aの曲率に近づけ、且つベーン3における幅tの
全幅を有効に使用して、これをカム面1aに接触
させ、該接触した面における面圧を下げて使用す
ることが、チツプ3aにおける発熱を小さくする
こととなる。 The thickness t of the vane 3 in the direction of rotation of the vane 3 (direction of arrow 5) is normally about 4 to 8 mm, and the centrifugal force of the vane 3 rotating at a high speed of several thousand revolutions is applied to the cam surface 1a. Due to the pressing, the curvature of the tip 3a is as close to the cam surface 1 as possible.
The heat generation in the chip 3a can be reduced by approaching the curvature of the tip 3a and making effective use of the entire width t of the vane 3, bringing it into contact with the cam surface 1a, and lowering the surface pressure on the contact surface. It will be made smaller.
しかし、ベーン3は、第1図の図示から明らか
なように、カム面1aの法線joあるいはmoに対
して、その回転角の移動とともに異なつた傾き角
を有するため、チツプ3aの曲率をカム面1aの
曲率と同一にすることは出来ない。 However, as is clear from the illustration in FIG. 1, the vane 3 has a different inclination angle with respect to the normal jo or mo of the cam surface 1a as its rotation angle changes. The curvature cannot be made the same as the curvature of the surface 1a.
このようなことより、チツプ3aはカム面1a
の曲率半径より小さい範囲の最大限とりうる大き
な曲率半径rによつて設計した形状にした場合、
最も該面圧を小さく出来ることになる。 For this reason, the tip 3a is attached to the cam surface 1a.
When the shape is designed with the largest possible radius of curvature r in a range smaller than the radius of curvature of
This means that the surface pressure can be minimized.
以下、該曲率半径rのとりうる最大値について
論ずる。 The maximum possible value of the radius of curvature r will be discussed below.
上記のようにベーン3が回転方向の全幅を有効
に利用してカム面1aに接触して摺動するために
は、ベーン3がカム面1aの法線に対して、最も
傾いた状態、および最も起立した状態の各位置に
おいてチツプ3aの回転方向端部がカム面1aに
対して滑らかに接する円弧の状態となつていなけ
ればならない。 In order for the vane 3 to slide in contact with the cam surface 1a by effectively utilizing the full width in the rotational direction as described above, the vane 3 must be in the most inclined state with respect to the normal to the cam surface 1a, and At each position in the most upright position, the end of the tip 3a in the rotational direction must form an arc that smoothly contacts the cam surface 1a.
ここで、ベーン3がカム面1aの法線に対して
上記のような両極端の傾きとなるロータ2の回転
角αについて検討する。 Here, the rotation angle α of the rotor 2 at which the vane 3 is tilted at both extremes as described above with respect to the normal to the cam surface 1a will be considered.
第5図は、第1図においてロータ2の回転角α
が任意の回転角にある場合の第1図上側のベーン
3の近傍を拡大図示したものである。 FIG. 5 shows the rotation angle α of the rotor 2 in FIG.
This is an enlarged view of the vicinity of the vane 3 on the upper side of FIG. 1 when the vane 3 is at an arbitrary rotation angle.
第5図において、
or:ロータ2の回転中心、
k点:ベーン3におけるチツプ3aの曲率半径
中心、
k〜b:ベーン溝2aへ平行に設けた補助線、
o〜k:カム面1aの法線(すなわちo点はカ
ム面1aの曲率中心)、
d:ベーン溝2aおよびk〜bと平行であつ
て、且つロータ2の回転中心orを通るロータ2の
回転角αを示す基準線、
E:カム面1aの中心oに対するロータ2の偏
心量、
B:基準線dと補助線b〜kとの間の距離、と
なつており、且つB>Eの関係となつている。 In Fig. 5, or: center of rotation of rotor 2, point k: center of radius of curvature of tip 3a in vane 3, k-b: auxiliary line provided parallel to vane groove 2a, o-k: direction of cam surface 1a line (i.e. point o is the center of curvature of the cam surface 1a), d: a reference line that is parallel to the vane grooves 2a and k to b and indicates the rotation angle α of the rotor 2 and passes through the rotation center or of the rotor 2, E : the amount of eccentricity of the rotor 2 with respect to the center o of the cam surface 1a, B: the distance between the reference line d and the auxiliary lines b to k, and the relationship B>E.
偏心方向基準線2b上のo点を通過して、補助
線b〜kと基準線d上に垂線を降ろし、その降ろ
した点をb点およびc点とすると、
o〜c=E×sinα (A1)
となり、
o〜b=B−(o〜c) (A2)
ゆえ、(A1)および(A2)式より、
o〜b=B−(E×sinα) (A3)
となる。 Pass through point o on the eccentric direction reference line 2b and drop a perpendicular line onto the auxiliary lines b to k and reference line d, and let the dropped points be points b and c, then o to c=E×sinα ( A1) and o~b=B-(o~c) (A2) Therefore, from equations (A1) and (A2), o~b=B-(E×sinα) (A3).
又、o〜kの長さをAとし、カム面1aの法線
o〜kに対するベーン3の傾き角θについては、
sinθ=(o〜b)/A (A4)
の関係にあり、(A4)式に(A3)式を代入する
と、
sinθ=(1/A){B−(E×sinα)} (A5)
となる。 Also, let the length of o to k be A, and the inclination angle θ of the vane 3 with respect to the normal line o to k of the cam surface 1a has the relationship sinθ=(o to b)/A (A4), and (A4 ) By substituting the equation (A3) into the equation, sinθ=(1/A) {B−(E×sinα)} (A5).
(A5)式の結果をグラフによつて示すと、第
6図のようになる。 The result of equation (A5) is shown graphically in Figure 6.
第6図から明らかなように、第1図あるいは第
6図におけるロータ2が1回転する間、すなわち
0<α<360度において、sinθの最小値と最大値
は、α=90度とα=270度の回転位置において最
大となつている。 As is clear from FIG. 6, during one rotation of the rotor 2 in FIG. 1 or FIG. 6, that is, when 0<α<360 degrees, the minimum and maximum values of sin θ are α=90 degrees and α= It is maximum at the 270 degree rotation position.
この場合において、θの最大値を検討すると、
b点の位置は、設計上、必ずk点の移動軌跡であ
る円3bの内側に存在する。 In this case, considering the maximum value of θ, we get
By design, the position of point b is always located inside the circle 3b, which is the movement locus of point k.
このことは、
o〜b<o〜k
あるいは、
o〜b<A
の関係にあり、したがつて
sinθ=(o〜b)/A<A/A=1
あるいは
sinθ<1 (A6)
の関係、すなわち、
θ<90度 (A7)
であることを意味しており、且つこのことは、0
<θ<90度において、θが増大するにつれsinθ
も増大する関係にあるから、逆にこのことは、
(A7)式の条件において、sinθが最小となつた
ときθが最小となり、sinθが最大となつたとき
θが最大となることを意味している。 This means that there is a relationship of o~b<o~k or o~b<A, so the relationship of sinθ=(o~b)/A<A/A=1 or sinθ<1 (A6) , which means that θ<90 degrees (A7), and this means that 0
<θ<90 degrees, as θ increases, sinθ
Since there is a relationship in which the
This means that under the conditions of equation (A7), θ becomes the minimum when sin θ becomes the minimum, and θ becomes the maximum when the sin θ becomes the maximum.
このことは、第6図に示すように、0<α<
180度(偏心方向基準線2bの上側)において
は、sinθが最小となつているα=90度の位置に
おいてθが最小となり、180度<α<360度(偏心
方向基準線2bの下側)においては、sinθが最
大となつているα=270度においてθが最大にな
ることを示している。 This means that 0<α<
At 180 degrees (above the eccentric direction reference line 2b), θ is minimum at the position α = 90 degrees where sin θ is the minimum, and 180 degrees < α < 360 degrees (below the eccentric direction reference line 2b) shows that θ is at its maximum at α=270 degrees, where sin θ is at its maximum.
すなわち、ベーン3がカム面1aの法線o〜k
に対して最も起立した位置はα=90度において生
じ、ベーン3がカム面1aの法線o〜kに対して
最も傾く位置はα=270度において生ずることに
なる。 That is, the vane 3 is aligned with the normal ok of the cam surface 1a.
The position where the vane 3 is most inclined relative to the normal line ok to the cam surface 1a occurs at α=270 degrees.
第2図は、上記のように、溝2aが該垂直とな
つた状態にして、且つ溝2aが中心Oに近い側に
位置する状態を拡大図示したものであり、ベーン
3の溝2a内における傾きが、左側の押しのけ室
4を大きくする方向に傾斜している場合を示して
いる。 FIG. 2 is an enlarged view of the state in which the groove 2a is vertical and located on the side closer to the center O, as described above, and shows the inside of the groove 2a of the vane 3. A case is shown in which the inclination is in the direction of enlarging the displacement chamber 4 on the left side.
これに対して、本ベーンポンプ・モータは、ポ
ンプ作用あるいはモータ作用のその作動によつて
は、ベーン3の溝2aに対する傾斜が第2図と逆
向きになることも存在するが、該逆向きの場合
は、第1図の傾きに対してチツプ3aの半径rを
大とする方向となるため、作動としては楽な場合
に相当する。 On the other hand, in this vane pump/motor, depending on the operation of the pump action or the motor action, the slope of the vane 3 with respect to the groove 2a may be in the opposite direction to that shown in Fig. 2; In this case, the radius r of the chip 3a is increased relative to the inclination shown in FIG. 1, so the operation is easy.
よつて、チツプ3aの形状は、第1図の厳しい
状態におけるベーン3の傾き方向の場合について
半径rを決定すればよいことになる。 Therefore, the shape of the tip 3a can be determined by determining the radius r for the direction of inclination of the vane 3 in the severe condition shown in FIG.
なお、以下において「短摺動面」なる語を使用
するが、該短摺動面2cの語は、ベーン3が溝2
a内に案内されている長さが、第1図の構成から
明らかなように、溝2aの2c側において短か
く、2dの側が長い構成となるため、該短かい側
を「短摺動面」と名付け、該長い側の2dを「長
摺動面」と名付けている。 In addition, although the term "short sliding surface" will be used below, the term "short sliding surface 2c" means that the vane 3 is in the groove 2.
As is clear from the structure of FIG. 1, the length guided in the groove a is short on the 2c side of the groove 2a and long on the 2d side, so the short side is called a "short sliding surface". ", and the long side 2d is named "long sliding surface".
第2図の状態において、カム面1aに対する法
線O〜jに対して、ベーン3は傾斜し、カム面1
aと接する角点jにおけるチツプ3aの形状は、
上記の理想を達成するため、カム面1aに接する
円弧をなしている必要があり、そのためには、該
円弧の中心kが法線O〜j上に存在しなければな
らない。 In the state shown in FIG. 2, the vane 3 is inclined with respect to the normal O to j to the cam surface 1a, and the cam surface 1
The shape of the chip 3a at the corner point j in contact with a is
In order to achieve the above ideal, it is necessary to form a circular arc that is in contact with the cam surface 1a, and for this purpose, the center k of the circular arc must lie on the normal line Oj.
以下、中心kの位置について論ずる。 The location of center k will be discussed below.
第2図において、法線O〜j、偏心方向基準線
2bおよびベーン3における側面の延長線j〜f
とより形成する三角形に着目し、該三角形jfoに
おいて、中心kを通り且つ偏心方向基準線2bに
平行なる直線h〜kを設けると、三角形jofと三
角形jkhは相似となる。よつて、
jk/jo=hk/of (1)
ここで jk=r、jo=R1、of=x1およびhkは、近
似的に点kからベーン3の側面に降した垂線の距
離t20とみなすことが出来るため、(1)式を整理す
ると
r=R1×t20/x1 (2)
となる。 In FIG. 2, the normal line O~j, the eccentric direction reference line 2b, and the extension line j~f of the side surface of the vane 3
Focusing on the triangle formed by the triangle jfo, if straight lines h to k passing through the center k and parallel to the eccentric direction reference line 2b are provided in the triangle jfo, the triangle jof and the triangle jkh become similar. Therefore, jk/jo=hk/of (1) where jk=r, jo=R 1 , of=x 1 and hk are approximately the distance t 20 of the perpendicular line drawn from point k to the side of vane 3 Therefore, rearranging equation (1) results in r=R 1 ×t 20 /x 1 (2).
また、(2)式におけるx1は第1図から明らかなよ
うに、設計時に与えられる寸法x0からc3を差し引
いた値であり、c3は未知数である。そのため、以
下c3を求める。 Furthermore, as is clear from FIG. 1, x 1 in equation (2) is the value obtained by subtracting c 3 from the dimension x 0 given at the time of design, and c 3 is an unknown quantity. Therefore, c 3 is calculated below.
三角形abcと三角形cdeとは相似であり、c〜
bの長さは、近似的に、溝2aとベーン3との両
者におけるロータ回転方向における長さの差 to
−t=c1 とみなすことが出来る。よつて、
d1/c1=(to−c1)/c2
あるいは
c2=(to−c1)×c1/d1 (3)
となり、また三角形abcと三角形egfとは相似ゆ
え、
d1/c1=(d2+c2)/c3
よつて
c3=(d2+c2)×c1/d1 (4)
となり、(4)式に(3)式を代入すると
c3=(c1/d1)2×(to−c1)
+(c1/d1)×d2 (5)
となる。 Triangle abc and triangle cde are similar, and c~
The length b is approximately the difference in length between the groove 2a and the vane 3 in the rotor rotation direction to
It can be regarded as −t=c 1 . Therefore, d 1 /c 1 = (to-c 1 ) /c 2 or c 2 = (to-c 1 )×c 1 /d 1 (3) Also, since triangle abc and triangle egf are similar, d 1 / c 1 = (d 2 + c 2 ) / c 3 , so c 3 = (d 2 + c 2 ) × c 1 / d 1 (4), and substituting formula (3) into formula (4), c 3 = (c 1 / d 1 ) 2 × (to−c 1 ) + (c 1 / d 1 ) × d 2 (5).
ここで、x1=x0−c3ゆえ、これに(5)式を代入
し、
x1=x0−(c1/d1)2×(to−c1)
−(c1/d1)×d2 (6)
を得る。 Here, x 1 = x 0 − c 3 , so by substituting equation (5) into this, x 1 = x 0 − (c 1 / d 1 ) 2 × (to−c 1 ) − (c 1 / d 1 ) × d 2 (6) is obtained.
以上の(2)式に(6)式を代入すると、(2)式はrおよ
びt20の2個の未知数を含んでいるため、更に該
rおよびt20の新たな関係式を以下に求める。 Substituting equation (6) into equation (2) above, equation (2) contains two unknowns, r and t 20 , so a new relational equation for r and t 20 is found below. .
ベーンのチツプ3aにおける曲率半径は一定値
rに設定し、且つチツプ3aは常にカム面1aに
接して摺動回転を行なうため、該曲率の中心k
は、第1図に示すように、中心Oを中心とした周
円3b上を移動することになる。 The radius of curvature at the tip 3a of the vane is set to a constant value r, and since the tip 3a always slides and rotates in contact with the cam surface 1a, the center of curvature k
will move on a circumferential circle 3b centered on the center O, as shown in FIG.
溝2aが偏心方向基準線2bに対して垂直にし
て、且つ溝2aが中心Oより遠い側に位置(第1
図の下側における溝2aの位置)する状態のと
き、ベーン3はカム面1aに対して最も傾いた状
態となるため、このときチツプ3aにおける角点
mがカム面1aに接するものでなければならず、
該接する部分のチツプ3aにおける曲率は、上述
のように半径rでなければならない。また、この
ときも半径rの中心kは周円3b上に存在するこ
とになり、且つ点hのベーン3に対する相対的位
置は第2図におけるものと同一でなければならな
い。 The groove 2a is perpendicular to the eccentric direction reference line 2b, and the groove 2a is located on the side far from the center O (first
Since the vane 3 is in the most inclined state with respect to the cam surface 1a when the position of the groove 2a on the lower side of the diagram is Not,
The curvature of the contacting portion of the chip 3a must be the radius r as described above. Further, in this case as well, the center k of the radius r exists on the circumferential circle 3b, and the relative position of the point h with respect to the vane 3 must be the same as that in FIG. 2.
第3図は、上述の第1図における下側に位置す
るベーン3の拡大図を示したものであり、第3図
から明らかなように、前述の理想を達成するため
に、角点mについても、半径rの中心kは、カム
面1aにおける角点mからの法線m〜oと周円3
bとの交点に位置しなければならない。 FIG. 3 shows an enlarged view of the vane 3 located on the lower side in FIG. 1, and as is clear from FIG. Also, the center k of the radius r is the normal line mo from the corner point m on the cam surface 1a and the circumference 3
It must be located at the intersection with b.
ここで、偏心方向基準線2bに対して平行にn
〜kを設けると、第2図におけると同様に、三角
形msoと三角形mnkとは相似となる。 Here, n is parallel to the eccentric direction reference line 2b.
When ~k is provided, triangle mso and triangle mnk become similar, as in FIG.
よつて、
y1/om=t3/km (7)
となり、ここで om=R1 および km=r で
あり、t3はnk間の距離である。よつて、(7)式を整
理すると
r=R1×t3/y1 (8)
となる。 Therefore, y 1 /om=t 3 /km (7) where om=R 1 and km=r and t 3 is the distance between nk. Therefore, rearranging equation (7) yields r=R 1 ×t 3 /y 1 (8).
ここで
y1=y0−c4 (9)
であり、c4は未知数ゆえ、以下未知数c4を第3図
から求めると、三角形auvと三角形aqsは相似形
ゆえ、
c1/d3=c4/(d3+d4)
あるいは
c4=c1×(d3+d4)/d3 (10)
となる。よつて、(9)および(10)式より
y1=y0−(c1/d3)×(d3+d4) (11)
を得る。 Here, y 1 = y 0 − c 4 (9), and since c 4 is an unknown quantity, the following unknown quantity c 4 is found from Figure 3. Since triangle auv and triangle aqs are similar, c 1 /d 3 = c 4 / (d 3 + d 4 ) or c 4 = c 1 × (d 3 + d 4 )/d 3 (10). Therefore, from equations (9) and (10), we obtain y 1 =y 0 −(c 1 /d 3 )×(d 3 +d 4 ) (11).
また、k点からベーン3の側面に降した垂線
kpの長さは近似的にnkに等しいとみなすことが
出来、且つpk間の距離はベーンの周方向厚さt
と、第2図において説明したt20との和であるた
め、
t3≒t+t20 (12)
となる。 Also, a perpendicular line drawn from point k to the side of vane 3
The length of kp can be considered approximately equal to nk, and the distance between pk is the circumferential thickness t of the vane.
Since it is the sum of t 20 and t 20 explained in FIG. 2, t 3 ≈t+t 20 (12).
よつて、(8)式および(12)式より
r=R1×(t+t20)/y1 (13)
を得、最終的に(2)および(13)式より、
t20=x1×t/(y1−x1) (14)
および
r=R1×t/(y1−x1) (15)
となり、(14)および(15)式中x1およびy1は(6)
および(11)式から求めることが出来る。 Therefore, from equations (8) and (12), we obtain r=R 1 × (t+t 20 )/y 1 (13), and finally from equations (2) and (13), t 20 = x 1 × t/(y 1 −x 1 ) (14) and r=R 1 ×t/(y 1 −x 1 ) (15), and in equations (14) and (15), x 1 and y 1 are (6)
It can be obtained from equation (11).
以上の計算結果より、ベーンのチツプ3aにお
ける曲率半径rの中心kは(14)および(15)式
より求めることが可能となり、チツプ3aの形状
を実際に設計する場合は、(15)式によつて求め
た半径rの値をもつて、チツプ3aにおける角点
jを中心として円弧を描き、次に(14)式から求
めたt20の寸法をもつて、角点jの側におけるベ
ーン3の側面から平行線を設け、該平行線と該円
弧との交点が求める中心kとなる。 From the above calculation results, the center k of the radius of curvature r at the tip 3a of the vane can be found from equations (14) and (15), and when actually designing the shape of the tip 3a, use equation (15). Using the value of the radius r found in this way, draw an arc centered around the corner point j on the chip 3a, and then draw the vane 3 on the side of the corner point j with the dimension t20 found from equation (14). A parallel line is provided from the side surface of , and the intersection of the parallel line and the arc becomes the center k to be found.
また該rおよびt20の加工精度および総組付誤
差を考えると、(15)式の右辺には1.0〜0.8の定
数Cを乗じて、安全側において使用することが望
ましい。 Also, considering the machining accuracy and total assembly error of r and t20 , it is desirable to multiply the right side of equation (15) by a constant C of 1.0 to 0.8 and use it on the safe side.
第4図は、2種類の真空ポンプ11およば21
に、従来のベーンをそれぞれ装着した場合の真空
ポンプ全体の発熱量比(最大発熱量に対する比)
Qの実験値を示し、同図中、12および22は上
記真空ポンプ11および21に、それぞれ本発明
によるベーン3を装着した場合の発熱量比Qの実
験値を示している。 Figure 4 shows two types of vacuum pumps 11 and 21.
Heat generation ratio of the entire vacuum pump (ratio to maximum heat generation) when conventional vanes are installed on each
In the figure, 12 and 22 indicate the experimental values of the calorific value ratio Q when the vane 3 according to the present invention is attached to the vacuum pumps 11 and 21, respectively.
すなわち、11に対しては12の改良となり、
21に対して22の改良となつている。その結果
第4図から、本発明におけるベーン3は、従来の
ベーンを使用したものに対して、真空ポンプ全体
の発熱量を20%程度改善したことになる。 In other words, it is an improvement of 12 compared to 11,
This is an improvement of 22 compared to 21. As a result, from FIG. 4, it can be seen that the vane 3 of the present invention improves the heat generation amount of the entire vacuum pump by about 20% compared to that using the conventional vane.
なお、上記第4図に使用した従来のベーンにお
けるrは6ミリメータであり、本発明のベーンは
(5)式にC=0.8を乗じた結果の半径rとしたもの
である。 Note that r in the conventional vane used in FIG. 4 above is 6 mm, and the vane of the present invention is
The radius r is the result of multiplying equation (5) by C=0.8.
また、上記実施例においては自動車に使用する
真空ポンプを例にとつて説明したが、第1図の構
成はそのまま、通常のポンプあるいはモータとし
て使用出来るものであることは容易に理解されよ
う。 Further, although the above embodiment has been explained by taking a vacuum pump used in an automobile as an example, it will be easily understood that the structure shown in FIG. 1 can be used as it is as a normal pump or motor.
以上の説明から明らかなように、本発明におけ
るベーンポンプ・モータは、ベーンのチツプ3a
を、その幅tの全幅が有効にカム面1aに接触し
て使用されるようにしたことにより、ベーンチツ
プにおける発熱量を大幅に減少させることを可能
とし、そのことによつて作動効率が上昇し、使用
動力を小さくすることが可能となつたものであ
る。 As is clear from the above description, the vane pump motor according to the present invention has a vane tip 3a.
By using the entire width t of the vane tip in effective contact with the cam surface 1a, it is possible to significantly reduce the amount of heat generated in the vane tip, thereby increasing the operating efficiency. , it became possible to reduce the power used.
特に、本発明のベーンポンプ・モータを自動車
に装着して、その潤滑に従来のエンジンオイルを
共用するときは、該エンジンオイルの冷却器を特
に過大にすることなく使用出来るため、限られた
エンジン・ルームの空間利用の点から、また冷却
器の重量および製造価格の点から秀れたものとな
り、該重量の軽減は自動車の燃費軽減に貢献する
ものである。 In particular, when the vane pump motor of the present invention is installed in an automobile and conventional engine oil is used for lubrication, the cooler for the engine oil can be used without making it particularly large. This is excellent in terms of room space utilization, as well as in terms of the weight and manufacturing cost of the cooler, and the reduction in weight contributes to reducing the fuel consumption of automobiles.
第1図は、本発明における一実施例としてのベ
ーンポンプ・モータを側断面図によつて示し、第
2および3図は、それぞれ第1図におけるベーン
3近傍の拡大した図を側断面図によつて示し、第
4図は、従来における真空ポンプと、本発明にお
けるベーンポンプ・モータを真空ポンプとして使
用した場合の発生熱量比Qの特性を示し、第5図
は、第1図におけるベーン3のカム面1aに対す
る傾き角の、該ベーン3部分の説明図であり、第
6図は、ロータ2の回転角αとベーン3の傾き角
θとの関係を示したグラフを示したものである。
実施例に使用した符号は下記のとおりである。
1:ハウジング、1a:カム面、1b:基準
線。2:ロータ、2a:溝、2b:偏心方向基準
線、2c:短摺動面、2d:長摺動面。3:ベー
ン、3a:チツプ、3b:周円、3c:底部。
4:押しのけ室、5:矢印。R1:カム面1aの
曲率半径、R2:ロータ2の外径(半径)、eo:ベ
ーン3のオフセツト量、r:チツプ3aの曲率半
径、x0:基準線1bから長摺動面2dまでの寸
法、y0:基準線1bから短摺動面2cまでの寸
法、oおよびk:中心、t:ベーン3の回転方向
5の厚み、to:ベーン溝2aの回転方向5の厚
み、t20:中心kからベーン3の側面に下した垂
線の長さ、a,b,c,d,e,f,g,h,
j,m,n,p,q,s,uおよびv:点、d1お
よびd3:ベーン3の溝2a内に案内されている長
さ、d2およびd4:ベーン3の底部3cから偏心方
向基準線2bまでの長さ。
FIG. 1 shows a vane pump/motor as an embodiment of the present invention in a side sectional view, and FIGS. 2 and 3 each show an enlarged view of the vicinity of the vane 3 in FIG. 1 in side sectional views. 4 shows the characteristics of the heat generation ratio Q when a conventional vacuum pump and the vane pump motor of the present invention are used as a vacuum pump, and FIG. 5 shows the characteristics of the cam of the vane 3 in FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram of the inclination angle of the vane 3 with respect to the surface 1a, and FIG. 6 is a graph showing the relationship between the rotation angle α of the rotor 2 and the inclination angle θ of the vane 3. The symbols used in the examples are as follows. 1: Housing, 1a: Cam surface, 1b: Reference line. 2: Rotor, 2a: Groove, 2b: Eccentric direction reference line, 2c: Short sliding surface, 2d: Long sliding surface. 3: vane, 3a: tip, 3b: circumference, 3c: bottom.
4: Displacement room, 5: Arrow. R 1 : radius of curvature of cam surface 1a, R 2 : outer diameter (radius) of rotor 2, eo: offset amount of vane 3, r: radius of curvature of tip 3a, x 0 : long sliding surface 2d from reference line 1b y0 : Dimension from reference line 1b to short sliding surface 2c, o and k: Center, t: Thickness of vane 3 in rotational direction 5, to: Thickness of vane groove 2a in rotational direction 5, t 20 : Length of perpendicular line drawn from center k to side of vane 3, a, b, c, d, e, f, g, h,
j, m, n, p, q, s, u and v: points, d 1 and d 3 : length guided in the groove 2a of the vane 3, d 2 and d 4 : from the bottom 3c of the vane 3 Length to the eccentric direction reference line 2b.
Claims (1)
軸方向の面に対して、平行にオフセツトした量eo
の距離を置き、且つ前記量eoを中心として溝を削
設し、 前記溝には、前記径方向への摺動を可能にベー
ンを挿嵌し、 前記ベーンのチツプが接触しながら回転摺動を
行なつているカム面の形状は、前記回転する面内
において半径R1の円形状をなし、 前記ロータにおける前記径方向外周までの半径
をR2とし、 前記溝における前記回転の周方向における溝幅
をtoとして、 前記量eoは{R1−R2+(to/2)}より大なる
関係を有し、 前記径方向において、前記ロータの、前記カム
面における前記R1の中心から偏心している偏心
量Eは、E=R1−R2の関係となつている、 以上の構成において、 t:前記ベーンの前記回転方向の厚み、 d1:前記ロータの偏心方向基準線に対して、前
記溝が垂直に位置し、且つ前記溝が前記カム面の
円形状中心に近い側に位置するとき、前記ベーン
が前記溝における短摺動面に案内されている長
さ、 d2:前記溝が前記d1の寸法を示す位置の状態に
あるとき、前記ベーンの底部から前記偏心方向基
準線までの長さ、 x0:前記溝が前記d1の寸法を示す状態の位置に
あるとき、前記偏心方向基準線に対して、垂直に
して且つ前記円形状中心を通る基準線(垂直基準
線1b)から前記ベーン溝における長摺動面まで
の間の長さ、 d3:前記偏心方向基準線に対して、前記溝が垂
直に位置し、且つ前記溝が前記円形状中心から遠
い側に位置するとき、前記ベーンが前記短摺動面
に案内されている長さ、 d4:前記溝が前記d3の寸法を示す位置の状態に
あるとき、前記ベーンの底部から前記偏心方向基
準線までの長さ、 y0:前記溝が前記d3の寸法を示す状態の位置に
あるとき、前記垂直基準線から前記短摺動面まで
の長さ、 c1:to−t、 r:前記回転方向面において、前記径方向に凸
となる、前記ベーンのチツプにおける曲率半径、 t20:前記ベーンにおける長摺動面の側におけ
る側面から、前記rの曲率中心に至るまでの長
さ、 c:0.8〜1.0の定数、 として r=c×R1×t/(y1−x1) t20=x1×t/(y1−x1) ただし x1=x0−(c1/d1)2(to−c1) −{(c1/d1)×d2} y1=y0−(c1/d3)(d3+d4) の関係にあることを特徴とするベーンポンプ・モ
ータ。 2 ロータは、自動車のエンジンによつて駆動さ
れているものである特許請求の範囲第1項記載の
ベーンポンプ・モータ。 3 ベーンの摺動部分を潤滑している潤滑油は、
エンジンの回転摺動部分を潤滑している潤滑油を
共有しているものである特許請求の範囲第2項記
載のベーンポンプ・モータ。[Claims] 1. An amount eo offset parallel to a plane in the direction of the drive shaft radially from the rotation center of the rotor.
A groove is cut with a distance of The shape of the cam surface that performs this is a circular shape with a radius R 1 in the rotating surface, the radius to the radial outer circumference of the rotor is R 2 , and the radius in the circumferential direction of the rotation in the groove is R 2 The amount eo has a relationship greater than {R 1 −R 2 + (to/2)}, where the groove width is to, and in the radial direction, from the center of the R 1 on the cam surface of the rotor The amount of eccentricity E has the relationship E=R 1 - R 2. In the above configuration, t: thickness of the vane in the rotational direction, d1 : relative to the reference line in the eccentric direction of the rotor. When the groove is located vertically and the groove is located on the side closer to the circular center of the cam surface, the length of the vane guided by the short sliding surface in the groove, d 2 : When the groove is in a position showing the dimension d 1 , the length from the bottom of the vane to the eccentric reference line x 0 : When the groove is in a position showing the dimension d 1 where, the length between a reference line (vertical reference line 1b) perpendicular to the eccentric direction reference line and passing through the center of the circular shape to the long sliding surface in the vane groove, d 3 : the eccentricity When the groove is located perpendicular to the direction reference line and the groove is located on the side far from the center of the circular shape, the length of the vane guided by the short sliding surface, d 4 : When the groove is in a position showing the dimension d3 , the length from the bottom of the vane to the eccentric reference line, y0 : When the groove is in a position showing the dimension d3 . where: the length from the vertical reference line to the short sliding surface, c 1 : to-t, r: radius of curvature at the tip of the vane that is convex in the radial direction in the rotational direction surface, t 20 : Length from the side surface on the long sliding surface side of the vane to the center of curvature of r, c: constant of 0.8 to 1.0, as r=c×R 1 ×t/(y 1 −x 1 ) t 20 = x 1 × t / (y 1 − x 1 ) where x 1 = x 0 − (c 1 / d 1 ) 2 (to − c 1 ) − {(c 1 / d 1 ) × d 2 } A vane pump motor characterized by having the following relationship: y 1 = y 0 −(c 1 /d 3 )(d 3 +d 4 ). 2. The vane pump motor according to claim 1, wherein the rotor is driven by an automobile engine. 3. The lubricating oil that lubricates the sliding parts of the vanes is
The vane pump motor according to claim 2, wherein the vane pump motor shares lubricating oil that lubricates rotating and sliding parts of the engine.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7008881A JPS57186082A (en) | 1981-05-12 | 1981-05-12 | Vane pump motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7008881A JPS57186082A (en) | 1981-05-12 | 1981-05-12 | Vane pump motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57186082A JPS57186082A (en) | 1982-11-16 |
| JPS6252156B2 true JPS6252156B2 (en) | 1987-11-04 |
Family
ID=13421429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7008881A Granted JPS57186082A (en) | 1981-05-12 | 1981-05-12 | Vane pump motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57186082A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10683864B2 (en) * | 2016-03-10 | 2020-06-16 | Wabco Europe Bvba | Twin vane rotary vacuum pump |
-
1981
- 1981-05-12 JP JP7008881A patent/JPS57186082A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57186082A (en) | 1982-11-16 |
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