可变容量式叶片泵 |
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| 申请号 | CN201480009478.9 | 申请日 | 2014-02-05 | 公开(公告)号 | CN105074216B | 公开(公告)日 | 2017-05-03 |
| 申请人 | KYB株式会社; | 发明人 | 赤塚浩一朗; 藤田朋之; 加藤史恭; | ||||
| 摘要 | 可变容量式 叶片 泵 包括 转子 、叶片、泵室、吸入端口和排出端口。侧构件具有：第1过渡区间，其为自吸入端口的末端到排出端口的始端为止的区间；以及第2过渡区间，其为自排出端口的末端到吸入端口的始端为止的区间。自吸入端口的始端到末端为止的 角 度被设定为：使泵室自第1过渡区间开始与排出端口的始端连通的高压化时机与另一泵室自第2过渡区间开始与吸入端口的始端连通的低压化时机错开。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种可变容量式叶片泵，该可变容量式叶片泵被用作流体压供给源，其中，该可变容量式叶片泵包括： |
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| 说明书全文 | 可变容量式叶片泵技术领域背景技术[0002] 在日本JP2003－97454A中记载了一种可变容量式叶片泵。可变容量式叶片泵包括：转子，叶片设于该转子；定子，其以支承销为中心摆动，并且具有与叶片的顶端部滑动接触的内周凸轮面；以及侧板，其与转子的轴线方向一端侧滑动接触。在侧板分别呈圆弧状地形成有用于向由转子和定子以及相邻的叶片围成的泵室引导工作流体的吸入端口以及用于引导被自泵室排出的工作流体的排出端口。 [0003] 因而，在侧板形成有：吸入区间，其供泵室与吸入端口连通；排出区间，其供泵室与排出端口连通；以及过渡区间，其位于吸入端口与排出端口之间。泵室随着转子的旋转而按吸入区间、过渡区间、排出区间、过渡区间的顺序相对于这些区间进行移动。 发明内容[0004] 在所述以往的技术中，随着转子的旋转，在位于一侧的过渡区间的泵室与排出端口连通的同时，位于另一侧的过渡区间的泵室与吸入端口连通。 [0005] 由此，在一侧的泵室的压力急剧上升的同时，另一侧的泵室的压力急剧降低。因此，作用于定子的内周的压力的分布急剧地变化，因此定子以销为中心振动，而有可能导致自排出端口排出的工作流体压发生变动而产生噪音。 [0006] 本发明的目的在于提供一种能够抑制因从排出端口排出的工作流体的压力变动而导致产生噪音的可变容量式叶片泵。 [0007] 采用本发明的某一技术方案，提供一种可变容量式叶片泵，该可变容量式叶片泵被用作流体压供给源，其中，该可变容量式叶片泵包括：转子，其利用动力源的动力驱动旋转；狭缝，其呈放射状形成有多个，各狭缝在转子的外周具有开口部；叶片，其以滑动自如的方式设于各狭缝；定子，其能够相对于转子的中心偏心，并且具有与叶片的顶端部滑动接触的内周凸轮面；侧构件，其以与定子的侧面相抵接的方式设于定子的侧面；泵室，其由转子、定子、侧构件和相邻的叶片围成；吸入端口，其呈圆弧状地形成于随着转子的旋转而泵室的容积扩张的区域侧的侧构件，并且用于引导被吸入泵室的工作流体；以及排出端口，其呈圆弧状地形成于随着转子的旋转而泵室的容积收缩的区域侧的侧构件，并且用于引导被自泵室排出的工作流体，侧构件具有：第1过渡区间，其为自吸入端口的末端到排出端口的始端为止的区间；以及第2过渡区间，其为自排出端口的末端到吸入端口的始端为止的区间，以转子为中心的自吸入端口的始端到末端为止的角度被设定为：使泵室自第1过渡区间开始与排出端口的始端连通的高压化时机与另一泵室自第2过渡区间开始与吸入端口的始端连通的低压化时机错开。附图说明 [0008] 图1是表示本发明的实施方式的可变容量式叶片泵的主视图。 [0009] 图2是表示在本发明的实施方式的侧板配置有转子和叶片的状态的主视图。 [0010] 图3A是表示叶片的片数为奇数的情况下的侧板的主视图。 [0011] 图3B是表示叶片的片数为奇数的情况下的侧板的主视图。 [0012] 图4A是表示叶片的片数为偶数的情况下的侧板的主视图。 [0013] 图4B是表示叶片的片数为偶数的情况下的侧板的主视图。 [0014] 图5是表示在比较例的侧板配置有转子和叶片的状态的主视图。 具体实施方式[0015] 以下，参照附图说明本发明的实施方式。 [0016] 图1是本实施方式的可变容量式叶片泵100(以下，简称为“叶片泵100”)的主视图，是将泵盖取下并沿轴1的轴线方向进行观察而得到的图。 [0017] 叶片泵100被用作搭载于车辆的流体压设备，例如被用作动力转向装置、无级变速机等的流体压供给源。工作流体为油、其他的水溶性替代液等。 [0019] 叶片泵100包括：泵体3；轴1，其以旋转自如的方式支承于泵体3；转子2，其连结于轴1而被驱动旋转；多个叶片4，其以能够相对于转子2沿径向往复动作的方式设于转子2；定子5，其用于容纳转子2和叶片4；以及接合环6，其为环状，用于包围定子5。 [0020] 在转子2上以隔开预定间隔的方式呈放射状形成有多个在外周面具有开口部的狭缝2a。叶片4以滑动自如的方式插入各狭缝2a。在狭缝2a的基端侧形成有用于引导工作流体的背压室2b，该背压室2b由叶片4的与叶片4自狭缝2a突出的方向相反的一侧的端部、即叶片4的基端部区划而成。叶片4在背压室2b的压力的作用下被向该叶片4自狭缝2a突出的方向推压。 [0021] 在泵体3形成有用于容纳接合环6的泵容纳凹部3a。在泵容纳凹部3a的底面配置有与转子2、定子5和接合环6这三者的轴线方向一侧(图1中的里侧)抵接的侧板20。泵容纳凹部3a的开口部被与转子2、定子5和接合环6这三者的另一侧(图1中的跟前侧)抵接的泵盖(未图示)密封。作为侧构件的泵盖和侧板20以夹持了转子2、定子5和接合环6这三者的两侧面的状态配置。在转子2与定子5之间形成有由各叶片4分隔开的泵室7。 [0022] 在侧板20的与转子2滑动接触的滑动接触面形成有：贯通孔21(图3A)，其供轴1嵌插；吸入端口22，其用于向泵室7内引导工作流体；排出端口23，其用于取出泵室7内的工作流体并将其引导向流体压设备。吸入端口22和排出端口23分别形成为以贯通孔21为中心的圆弧状。 [0023] 在泵盖的与转子2滑动接触的滑动接触面的、与侧板20对称的位置形成有贯通孔、吸入端口和排出端口。即，泵盖的吸入端口经由泵室7与侧板20的吸入端口22连通，泵盖的排出端口经由泵室7与侧板20的排出端口23连通。而且，泵盖的贯通孔配置为与侧板20的贯通孔21位于同一轴线上。然而，在泵盖的制造精度较低的情况下，也可以将各端口设定为比侧板20的各端口22、23小，以使端口的切换时机由侧板20决定。 [0024] 定子5为环状的构件，其具有内周凸轮面5a，叶片4的自狭缝2a突出的方向的端部、即叶片4的顶端部4a滑动接触于该内周凸轮面5a。在转子2旋转时，叶片4的顶端部4a一边与内周凸轮面5a滑动接触一边沿转子2的径向伸缩。定子5界定吸入区域31和排出区域32，与叶片4的伸缩相对应地，在吸入区域31中泵室7的容积扩张，在排出区域32中泵室7的容积收缩。 [0025] 吸入端口22贯穿侧板20，该吸入端口22经由形成于泵体3的吸入通路(未图示)与贮藏器(未图示)连通，贮藏器内的工作流体经由吸入通路自侧板20的吸入端口22向泵室7供给。 [0026] 排出端口23贯穿侧板20，该排出端口23与形成于泵体3的高压室(未图示)连通。高压室经由排出通路(未图示)与叶片泵100的外部的流体压设备(未图示)连通。即，自泵室7排出的工作流体经由排出端口23、高压室、排出通路向流体压设备供给。 [0027] 接合环6容纳在泵体3的泵容纳凹部3a内。在接合环6与定子5之间且是比转子2靠排出端口23侧的位置安装有支承销8。定子5支承于支承销8，定子5在接合环6的内侧以支承销8为支点摆动，并且相对于轴1的中心偏心。 [0028] 在接合环6的内周且是相对于轴1的中心与支承销8相反的一侧形成有密封槽6c。在密封槽6c安装有在定子5摆动时与定子5的外周面滑动接触的密封件9。在定子5的外周面与接合环6的内周面之间由支承销8和密封件9划分出第1流体压室11和第2流体压室12。 [0029] 定子5在第1流体压室11与第2流体压室12的压力差的作用下以支承销8为支点摆动。在定子5摆动时，定子5相对于转子2的偏心量发生变化，泵室7的排出容量发生变化。若定子5相对于支承销8沿图1中的逆时针方向摆动，则定子5相对于转子2的偏心量减小，泵室7的排出容量减小。相反地，若定子5相对于支承销8沿图1中的顺时针方向摆动，则定子5相对于转子2的偏心量增大，泵室7的排出容量增大。 [0030] 在接合环6的内周面分别以鼓出的方式形成有限制部6a和限制部6b，该限制部6a用于限制定子5向相对于转子2的偏心量减小的方向移动，该限制部6b用于限制定子5向相对于转子2的偏心量增大的方向移动。即，限制部6a用于限定定子5相对于转子2的最小偏心量，限制部6b用于限定定子5相对于转子2的最大偏心量。 [0031] 第1流体压室11与第2流体压室12的压力差由用于向第1流体压室11和第2流体压室12供给工作流体压的控制阀10控制。控制阀10以随着转子2的转速的增大而减小定子5相对于转子2的偏心量的方式控制第1流体压室11和第2流体压室12这两者的工作流体压。 [0032] 图2是在侧板20配置有转子2和叶片4的主视图。另外，在图2中，以支承销8位于时钟12点方向的朝向示出了侧板20。此外，图2中的双点划线表示在定子5的偏心量最大的情况下的定子5的内周凸轮面5a。 [0033] 在嵌装于侧板20的轴1嵌装有设置了叶片4的转子2。自转子2沿径向突出的叶片4的顶端部4a与定子5的内周凸轮面5a滑动接触。形成在转子2和定子5以及相邻的叶片4之间的泵室7随着转子2的旋转而沿转子2的周向移动，该泵室7的容积与叶片4的伸缩相对应地变化。 [0034] 在吸入区域31，泵室7与吸入端口22连通，自吸入端口22向泵室7吸入工作流体。在排出区域32，泵室7与排出端口23连通，自泵室7经由排出端口23排出工作流体。为了切换向吸入区域31的泵室7吸入工作流体和自排出区域32的泵室7排出工作流体，而在吸入端口22与排出端口23之间设置预定的间隔。 [0035] 即，在自吸入端口22的末端22a到排出端口23的始端23b为止的区间设有第1过渡区间24，在自排出端口23的末端23a到吸入端口22的始端22b为止的区间设有第2过渡区间25。 [0036] 说明随着转子2的旋转而泵室7经过第1过渡区间24的情况。 [0037] 若在整个周向区域与吸入端口22连通的状态的泵室7靠近第1过渡区间24，则泵室7向吸入端口22开口的开口面积逐渐减小并且泵室7与第1过渡区间24重叠的重叠面积逐渐增大。之后，若泵室7成为在整个周向区域与第1过渡区间24重叠的状态，则如图2中斜线所示那样工作流体被封装在泵室7内。在该情况下，泵室7不与吸入端口22和排出端口23中的任意一者连通，或者即使连通，泵室7的开口面积也非常小。 [0038] 若在所述状态下使转子2继续旋转，则泵室7开始与排出端口23的始端23b连通。即，泵室7的周向前方的叶片4超过排出端口23的始端23b。此时，排出端口23的高压的工作流体猛地流入泵室7内，因此使泵室7高压化(以下，将该时机称作“高压化时机”)。 [0039] 说明随着转子2的旋转而泵室7经过第2过渡区间25的情况。 [0040] 若在整个周向区域与排出端口23连通的状态的泵室7靠近第2过渡区间25，则泵室7向排出端口23开口的开口面积逐渐减小并且泵室7与第2过渡区间25重叠的重叠面积逐渐增大。之后，若泵室7成为在整个周向区域与第2过渡区间25重叠的状态，则工作流体被封装在泵室7内。在该情况下，泵室7不与吸入端口22和排出端口23中的任意一者连通，或者即使连通，泵室7的开口面积也非常小。 [0041] 若在所述状态下使转子2继续旋转，则泵室7开始与吸入端口22的始端22b连通。即，泵室7的周向前方的叶片4超过吸入端口22的始端22b。此时，在吸入端口22的负压的作用下泵室7内的工作流体猛地流出，因此使泵室7低压化(以下，将该时机称作“低压化时机”)。 [0042] 在此，参照图5说明比较例的叶片泵的高压化时机和低压化时机。图5是表示在比较例的侧板120配置有转子2和叶片4的状态的主视图。图5与图2同样地以支承销8位于图中的时钟12点方向的朝向示出了侧板120。此外，图5中的双点划线表示定子5的偏心量最大的情况下的定子5的内周凸轮面5a。 [0043] 在比较例中，如图5中的斜线所示，随着转子2的旋转，在泵室7的整个周向区域与第1过渡区间124重叠的同时，另一泵室7的整个周向区域与第2过渡区间125重叠。 [0044] 因而，若在图5所示的状态下使转子2继续旋转，则在第1过渡区间124侧的泵室7与排出端口123的始端123b连通的同时，第2过渡区间125侧的泵室7与吸入端口122的始端122b连通。即，高压化时机与低压化时机一致。 [0045] 若在第1过渡区间124侧的泵室7高压化的同时第2过渡区间125侧的泵室7低压化，则在定子5的内周凸轮面5a在整周内自全部的泵室7承受的压力的分布中，高压的部分偏于第1过渡区间124侧。由此，定子5被作用有使该定子5以支承销8为中心沿图5中的顺时针方向摆动的方向的力。 [0046] 之后也是，随着转子2的旋转，每当高压化时机与低压化时机一致时，压力分布便偏向一方，因此定子5以预定的周期振动。因此，有可能导致自排出端口123排出的工作流体压发生变动而产生噪音。 [0047] 因此，在本实施方式中，如图2所示，以使高压化时机和低压化时机错开的方式形成有吸入端口22。吸入端口22为圆弧状，其形状由以转子2为中心的、自吸入端口22的始端22b到末端22a为止的角度θ1(以下，称作“吸入端口22的角度θ1”)限定。 [0048] 另外，在以下的说明中，是以如图2所示那样地定子5的偏心量最大的情况为前提，但吸入端口22的角度θ1形成为：即使在定子5的偏心量较小的情况下高压化时机与低压化时机也始终错开。 [0049] 由定子5界定的吸入区域31形成在内周凸轮面5a的周向一半、即180°的整个范围内，因此通过将吸入端口22的角度θ1设定为大约180°，能够增大吸入面积，提高工作流体的吸入性，从而提高泵性能。 [0050] 另外，排出端口23为圆弧状，其形状根据吸入端口22的角度θ1而被限定。在吸入端口22的末端22a与排出端口23的始端23b之间(第1过渡区间24)设有与大致一个泵室相当的间隔。在排出端口23的末端23a与吸入端口22的始端22b之间(第2过渡区间25)也同样地设有与大致一个泵室相当的间隔。 [0051] 因而，若将吸入端口22的角度θ1设定为大约180°，则自排出端口23的始端23b到末端23a为止的角度θ2(以下，称作“排出端口23的角度θ2”)被设定为比吸入端口22的角度θ1小与第1过渡区间24和第2过渡区间25相对应的量。 [0052] 另外，如所述那样，定子5以支承销8为中心沿图2中的顺时针方向摆动而相对于转子2的中心偏心。若定子5的偏心量变大，则内周凸轮面5a的位于第2过渡区间25的部分自排出端口23和吸入端口22这两者的外周向内周侧移动，因此第2过渡区间25的角度范围扩大。因而，以转子2为中心的第2过渡区间25的角度被设定为第1过渡区间24的角度以下。 [0053] 以下，说明吸入端口22的角度范围。吸入端口22的角度范围根据设于转子2的叶片4的片数为奇数还是偶数而不同。 [0054] 图3A是表示叶片4的片数为奇数的情况下的吸入端口22的最小角度θ1min的图。图3B是表示叶片4的片数为奇数的情况下的吸入端口22的最大角度θ1max的图。图3A和图3B以叶片4的片数为11片的情况为一例进行了图示，但只要为9片、13片等片数为5以上的奇数即可。 [0055] 在叶片4的片数为奇数的情况下，自某一叶片4以转子2为中心偏移180°的位置与隔着该位置配置在该位置的两侧的叶片4之间的中间位置、即泵室7的中间位置相当。 [0056] 因而，以180°为基准的情况下的吸入端口22的最小角度θ1min为180°减去与泵室7的一半相当的角度以及与叶片4的厚度相对应的角度而得到的值。同样地，吸入端口22的最大角度θ1max为180°加上与泵室7的一半相当的角度以及与叶片4的厚度相对应的角度而得到的值。 [0057] 即，在将叶片4的片数设为n(n＝5、7、9···)、将与叶片4的厚度相对应的角度设为t时，吸入端口22的角度θ1被设定在180°－(360°/(2·n))－t≤θ1≤180°+(360°/(2·n))+t的范围内。 [0058] 由此，如图3A和图3B所示，在第1过渡区间24侧的泵室7开始与排出端口23的始端23b连通时，第2过渡区间25侧的泵室7与吸入端口22的始端22b不连通，因此能够使高压化时机与低压化时机错开。 [0059] 另一方面，图4A是表示叶片4的片数为偶数的情况下的吸入端口22的最小角度θ1min的图。图4B是表示叶片4的片数为偶数的情况下的吸入端口22的最大角度θ1max的图。 图4A和图4B以叶片4的片数为10片的情况为一例进行了图示，但只要为8片、12片等片数为6以上的偶数即可。 [0060] 在叶片4的片数为偶数的情况下，在自某一叶片4以转子2为中心偏移180°的位置存在有另一叶片4。 [0061] 因而，以180°为基准的情况下的吸入端口22的最小角度θ1min为180°减去与叶片4的厚度相对应的角度而得到的值。同样地，吸入端口22的最大角度θ1max为180°加上与泵室7相当的角度以及与叶片4的厚度相对应的角度而得到的值。 [0062] 即，在将叶片4的片数设为n(n＝6、8、10···)、将与叶片4的厚度相对应的角度设为t时，吸入端口22的角度θ1被设定在180°－t≤θ1≤180°+(360°/n)+t的范围内。 [0063] 由此，如图4A和图4B所示，在第1过渡区间24侧的泵室7开始与排出端口23的始端23b连通时，第2过渡区间25侧的泵室7与吸入端口22的始端22b不连通，因此能够使高压化时机与低压化时机错开。 [0064] 采用以上的实施方式取得以下所示的效果。 [0065] 吸入端口22的角度θ1被设定为：使泵室7自第1过渡区间24开始与排出端口23的始端23b连通的高压化时机与另一泵室7自第2过渡区间25开始与吸入端口22的始端22b连通的低压化时机错开。因此，能够抑制作用于定子5的内周的压力的分布急剧地变化，能够防止因定子5振动导致自排出端口23排出的工作流体压发生变动而产生噪音。 [0066] 此外，吸入端口22的角度θ1被设定为大于排出端口23的角度θ2，因此能够提高工作流体的吸入性，提高泵性能。另外，通过使排出端口23的角度θ2相对较小，而使排出端口23自高压的工作流体承受压力的面积较小，因此能够降低在泵内产生的力，能够更可靠地防止因定子5振动而导致工作流体压发生变动。 [0067] 此外，在叶片4的片数n为5以上的奇数的情况下，吸入端口22的角度θ1由180°－(360°/(2·n))－t≤θ1≤180°+(360°/(2·n))+t的式限定。由此，对于叶片4的片数为5以上的奇数的叶片泵100，能够将吸入端口22的角度θ1保持在180°附近，提高吸入性，并且避免高压化时机与低压化时机一致。 [0068] 此外，在叶片4的片数n为6以上的偶数的情况下，吸入端口22的角度θ1由180°－t≤θ1≤180°+(360°/n)+t的式限定。由此，对于叶片4的片数为6以上的偶数的叶片泵100，能够将吸入端口22的角度θ1保持在180°附近，提高吸入性，并且避免高压化时机与低压化时机一致。 [0069] 此外，以转子2为中心的第2过渡区间25的角度被设定为小于第1过渡区间24的角度，因此能够防止出现这样的情况：由于定子5的偏心量增大，内周凸轮面5a自排出端口23和吸入端口22这两者的外周向内周侧移动，而使第2过渡区间25的角度范围增大，使第1过渡区间24的角度范围与第2过渡区间25的角度范围之差增大。 [0070] 此外，吸入端口22的角度θ1被设定为无论定子5的偏心量如何都始终使高压化时机与低压化时机错开，因此无论叶片泵100的转速如何都能够始终防止因定子5振动而导致工作流体压发生变动。 [0071] 此外，叶片泵100包括利用彼此之间的压力差使定子5相对于转子2偏心的第1流体压室11和第2流体压室12以及用于控制第1流体压室11和第2流体压室12这两者的工作流体的压力的控制阀10，因此通过抑制自排出端口23排出的工作流体压发生变动，还能够抑制自排出端口23向第1流体压室11和第2流体压室12引导的工作流体压发生变动，从而能够使控制阀10适当地发挥作用。 [0072] 以上，对本发明的实施方式进行了说明，但所述实施方式只不过示出了本发明的一个应用例，其宗旨并不在于将本发明的保护范围限定为所述实施方式的具体的结构。 [0073] 例如，在所述实施方式中，对设于侧板20的吸入端口22的角度θ1和排出端口23的角度θ2进行了限定，但也可以同样地对设于泵盖的吸入端口和排出端口各自的角度进行限定。 [0074] 此外，在所述实施方式中，对吸入端口22的角度θ1大于排出端口23的角度θ2的情况进行了说明，但也可以在高压化时机与低压化时机不一致的范围内将排出端口23的角度θ2设定得较大。 [0075] 此外，在所述实施方式中，以180°为基准对吸入端口22的角度范围进行了限定，但也可以在吸入性不恶化的范围内以小于180°的角度为基准进行限定。 [0076] 此外，在所述实施方式中，将第2过渡区间25的角度设定为第1过渡区间24的角度以下，但也可以将第2过渡区间25的角度设定为大于第1过渡区间24的角度。 [0077] 此外，在所述实施方式中，以无论定子5的偏心量如何都始终使高压化时机与低压化时机错开的方式设定吸入端口22的角度θ1，但也可以设定为仅在预定的偏心量的情况下使高压化时机与低压化时机错开。 [0078] 此外，在所述实施方式中，利用控制阀10将自排出端口23排出的工作流体向定子外周的第1流体压室11和第2流体压室12供给，从而控制定子5的偏心量，但也能够适应于利用除工作流体压以外的方法控制定子5的偏心量的情况。 |
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