在叶片泵中，被叶片隔开的泵室在180°的区域中扩张，其是旋转部分 的360°的旋转角的一半，并且在剩余180°的区域中收缩。从在泵室扩张 区(在下文中简称为“扩张区”)中的进口抽吸流体。通过泵室收缩区(在 下文中简称为“收缩区”)中的出口排出流体。在日本专利公开文献No. 9-42187(JP9-42187A)所公开的传统叶片泵中，进口被设置在扩张区的实 质上中间位置。此外，出口被设置在收缩区的实质上中间位置。排出路径 在旋转轴线的径向向外方向上从出口延伸。
如果如JP9-42187A中所提出的，进口被形成在扩张区的实质上中间位 置，则有时特别在沿旋转方向上的正好在进口前面的泵室部分中会产生流 体的湍流或涡流的情况，因此降低了泵效率。此外，如果排出路径被形成 为从出口径向地向外延伸，则有时流体很难从各泵室平稳地流向排出路径， 从而产生了流体的湍流或涡流并且降低了泵效率。

考虑到上述情况，本发明提供了一种能够抑制由于在进口或出口附近 产生的流体的湍流或涡流而降低泵效率的叶片泵。
按照本发明的第一方面，提供一种叶片泵，包括：外壳；和可旋转地 保持在外壳内的旋转单元，该旋转单元包括底部，该底部具有多个关于旋 转单元的旋转轴线径向地延伸的径向向外开口的狭缝和可滑动地装配在各 个狭缝中的叶片，围绕底部形成在外壳内并且被叶片分成多个泵室的环形 室，各泵室在旋转单元的旋转期间具有循环地扩张和收缩的容积以将抽吸 到各泵室内的流体排出，其中所述外壳包括进口，通过该进口将流体抽吸 到环形室内，布置进口以便面对环形室在扩张区的中间位置和终止位置之 间延伸的一部分，各泵室在所述扩张区中扩张。
从吸入路径朝向环形室移动的流体从远离将泵室的扩张区的开始位置 和终止位置相互连接的线段向该线段流动。在进口附近，泵室中的流体也 朝向该线段流动。因此，阻止了从吸入路径引入到环形室内的流体和与泵 室的运动一起移动的流体碰撞。这可以抑制否则由于在进口附近产生的流 体的湍流或涡流所引起的泵效率的降低。
优选地，外壳包括布置在进口的上游侧上的吸入路径，该吸入路径包 括关于旋转轴线定位在径向外侧上并且连接到进口上的壁表面，以便沿着 环形室的外圆周表面的切线延伸。
吸入路径的壁表面可以被平滑地连接到环形室的外圆周表面上。这可 以抑制由于流体的分离或湍流所引起的泵效率的降低。
优选地，外壳包括出口和布置在出口下游侧上的排出路径，通过该出 口从环形室排出流体，排出路径包括关于旋转轴线定位在径向外侧上并且 连接到出口上的壁表面，以便沿着环形室的外圆周表面的切线延伸。
排出路径的壁表面可以被平滑地连接到环形室的外圆周表面上。这可 以抑制由于流体的分离或湍流所引起的泵效率的降低。
按照本发明的第二方面，提供一种叶片泵，包括：外壳；和可旋转地 保持在外壳内的旋转单元，该旋转单元包括底部，该底部具有多个关于旋 转单元的旋转轴线径向地延伸的径向向外开口的狭缝和可滑动地装配在各 个狭缝中的叶片，围绕底部形成在外壳内并且被叶片分成多个泵室的环形 室，各泵室在旋转单元的旋转期间具有循环地扩张和收缩的容积以将抽吸 到各泵室内的流体排出，其中所述外壳包括出口和布置在出口下游侧上的 排出路径，通过该出口将流体从环形室排出，排出路径包括关于旋转轴线 定位在径向外侧上并且连接到出口上的壁表面，以便沿着环形室的外圆周 表面的切线延伸。
排出路径的壁表面可以被平滑地连接到环形室的外圆周表面上。这可 以抑制由于流体的分离或湍流所引起的泵效率的降低。
附图说明
本发明的目的和特征在以下结合附图的实施例的说明中变得显而易 见，其中：
图1是按照本发明第一实施例的叶片泵沿垂直于旋转轴线的平面所作 的剖视图；
图2是按照本发明第一实施例的叶片泵沿包含旋转轴线的平面所作的 剖视图；
图3是显示按照本发明第一实施例的叶片泵的分解透视图；
图4是图2中所示的叶片泵的局部放大视图；和
图5是按照本发明第二实施例的叶片泵沿垂直于旋转轴线的平面所作 的剖视图。

在下文中，将参照附图来描述本发明的优选实施例。在如下所述的实 施例和改进的实例中包括的公共部件通过相同的附图标记来表示，并且省 略其多余的说明。
(第一实施例)
图1是按照本发明第一实施例的叶片泵沿垂直于旋转轴线的平面的剖 视图。图2是按照本发明第一实施例的叶片泵沿包含旋转轴线的平面的剖 视图。图3是显示按照本发明第一实施例的叶片泵的分解透视图。图4是 图2中所示的叶片泵的局部放大图。在下面的说明中，为了方便起见，将 图2、3和4中的上侧称为旋转轴线Ax的轴向上侧，并且将下侧称为轴向 下侧。
首先参见图1，将描述叶片泵1用于抽吸和排出工作流体的结构。
如图1所示，按照本实施例的叶片泵1包括外壳2、布置在外壳3内并 且设有实质上圆柱形内圆周表面3a的环形圈3和关于旋转轴线Ax旋转的 旋转单元4，该旋转单元4具有实质上圆柱形的柱状底部5，该底部有外圆 周表面5a。在环形圈3的内圆周表面3a和旋转单元4的底部5的外圆周表 面5a之间形成了用于容纳工作流体(液体)的环形室6。环形室6的宽度 w沿旋转轴线Ax的圆周方向变化。在本实施例中，内圆周表面3a的中心C 平行地从旋转轴线Ax偏移，从而旋转单元4的底部5关于环形圈3的内圆 周表面3a被偏离地定中心。因此，在图1中的右端位置环形室6的宽度w 被最小化。宽度w从右端位置按顺时针方向逐渐增大并且在左端位置被最 大化。然后，宽度w从左端位置朝向右端位置按顺时针方向逐渐减小并且 在右端位置被最小化。
底部5具有多个(在本实施例中为四个)关于旋转单元4的旋转轴线 Ax径向地延伸并且径向地向外开口的狭缝7。实质上方杆状或实质上带板 状的叶片8被可滑动地装配在各狭缝7中。通过在旋转单元4的旋转时所 产生的离心力和通过被引入到接近旋转轴线Ax的各狭缝7部分内的工作流 体的压力在各狭缝7中径向地向外向叶片8施加力。这确保了当与内圆周 表面3a进行滑动接触时叶片8与旋转单元4一起旋转。
环形室6被以规则的间距周向地布置的叶片8分成多个(在本实施例 中为四个)泵室9，泵室9的数目和叶片8的数目相同。当旋转单元4和叶 片8进行旋转时，泵室9的容积随环形室6的宽度w的变化而变化。换句 话说，各泵室9的容积在图1中右端位置被最小化。当旋转单元4以旋转 方向RD(在图1中为顺时针方向)旋转时，各泵室9的容积逐渐增大并且 在左端位置被最大化。如果旋转单元4从所述位置按顺时针方向进一步旋 转，则各泵室9的容积逐渐减小并且在右端位置被最小化。在本实施例中， 在旋转单元4的一个顺时针方向的回转期间，各泵室9的容积在图1的下 半区中扩张并且在上半区中收缩。考虑到这里，在环3的内圆周表面3a上 和外壳2中(即，以下提到的第一外壳本体10)形成进口11以便面对容积 扩张区，并且形成出口12以便面对容积收缩区。进口11与吸入管13的吸 入路径14连通，该吸入管从以下提到的第一外壳本体10的一侧表面突出。 出口12保持与排出路径16连通，该排出路径被限定在平行于吸入管13突 出的排出管15内。
如果旋转单元4按图1中的旋转方向RD旋转，则被两个邻接的叶片8 限定的泵室9从右端位置移动到左端位置，同时扩张其容积。因此通过进 口11将工作流体从吸入路径14抽吸到泵室9内。随后，泵室9从左端位 置移动到右端位置，同时收缩其容积。因此通过出口12将工作流体从泵室 9朝向排出路径16排出。多个泵室9接连地执行工作流体的抽吸和排出操 作，由此通过叶片泵1连续地抽吸和排出工作流体。
将参照图1到5来详细描述本实施例的叶片泵1的各部件的结构。
如图2所示，形成在旋转单元4的底部5中的狭缝7由在其轴向下侧 处的底壁部分17封闭。当与底壁部分17进行滑动接触时允许叶片8在狭 缝7内往复运动。换句话说，本实施例的底壁部分17相当于在狭缝7的轴 向下侧处径向地引导叶片8的引导壁部分。底壁部分17具有与狭缝7的径 向内部分连通的连通孔17a。通过连通孔17a将工作流体的压力从底壁部分 17的后表面侧(轴向下侧)导入到狭缝7内。
底壁部分17被形成为处于与旋转轴线Ax同中心但是垂直关系的盘状。 底壁部分17以凸缘状形状径向地向外延伸超过底部5的外圆周表面5a。实 质上圆柱形的裙部18从底壁部分17的外周边缘突出。裙部18与旋转轴线 Ax同中心并且远离底部5(即，朝向轴向下侧)以实质上均匀的厚度突出。
裙部18起用于驱动旋转单元4的电动机19的转子的作用并且包括磁 化部分18a，该磁化部分以与缠绕有线圈的定子芯20的齿20a相对应的关 系沿其周向方向被交替地磁化为N和S极。至少部分的裙部18由磁性材料 制成，该部分用作磁化部分18a。在这点上，仅面对齿20a的那部分裙部 18可以由磁性材料(例如，如铁氧体磁体或钐钴磁体的硬磁材料)制成。 可替换地，整个裙部18或整个旋转单元4可以由磁性材料制成。在该情况 下，可以通过混合树脂材料与由磁性材料形成的粉末状或颗粒状的磁性填 料来成型旋转单元4或裙部18。
如图1和3所示，以规定的间距规则地使底部5的外圆周表面5a径向 地向内凹进，以由此形成桨片部分5b。这些桨片部分5b与底部5(旋转单 元4)一起旋转。当桨片部分5b与进口11相对时，提高了叶片泵1将工作 流体抽吸到各泵室9中的能力，并且当桨片部分5b与出口12相对时，改 善了叶片泵1将工作流体从泵室9排出的能力。
如图2所示，用于可旋转地支承轴21的轴承22被固定在底部5(旋转 单元4)的中心部分中。轴承22可以是如金属衬套等的滑动轴承或者可以 是如滚针轴承等的滚动轴承。
旋转单元4被构造成在由外壳2所限定的内空间2a(参见图2)内关 于旋转轴线Ax旋转。在本实施例中，外壳2包括布置在轴向上侧处(或者 在图2和3的上侧处)的第一外壳本体10和定位在轴向下侧处(或者在图 2和3的下侧处)的第二外壳本体23。用于限定环形室6的外圆周(内圆 周表面3a)的环3被布置在外壳2内。
参见图3，环3包括限定环形室6的外圆周的管状部分3b、从管状部 分3b的轴向下侧径向地向外延伸的环形凸缘部分3c和形成吸入路径14与 排出路径16的侧壁的一部分的肋3d。管状部分3b和肋3d从凸缘部分3c 竖立，在旋转轴线Ax的轴向方向上实质上处于相同的高度。
如图2所示，环3被容纳在形成在第一外壳本体10中的凹入部分10b 内。凹入部分10b被凹入成环3的管状部分3b和肋3d可以被装配到其上 的形状。环3的凸缘部分3c具有外周部分3e，该外周部分在与凹入部分 10b的相对侧处与第二外壳本体23的环形壁部分23a进行接触。该外周部 分3e被第一和第二外壳本体10和23夹紧，以便环3可以在旋转轴线Ax 的方向上被固定。
第二外壳本体23包括实质上环形的凹入部分23b和凹入部分23c，该 凹入部分23b用于容纳旋转单元4的裙部18，该凹入部分23c用于容纳旋 转单元4的轴承22的部分，其朝向第二外壳本体23(即，朝向图2和3中 的轴向下侧或下侧)突出。
第二外壳本体23的部分(其存在径向向外的环形壁部分23a，该环形 壁部分23a位于凹入部分23b的径向向外处)用作与第一外壳本体10进行 接触的接触表面。在该接触表面上形成用于保持O形环34的环形凹槽部分 23d。装配到凹槽部分23d内的O形环34在第一和第二外壳本体10和23 之间的边界部分中提供了密封。密封元件(例如，衬垫或O形环)可以被 适当地布置在元件之间的其他边界部分中(例如，在环3的凸缘部分3c和 第一外壳本体10之间的边界表面中)，由此改善了在各个边界部分中的密 封性。
轴21被安装成在凹入部分23c的底壁部分23e和第一外壳本体10的 突出部分10c之间延伸，轴21的中心与旋转轴线Ax对准。轴21延伸通过 设置在旋转单元4的中心处的轴承22并且被轴承22可旋转地支承。
如图2所示，从旋转单元4的相对侧(即，图2中的轴向下侧或下侧) 朝向旋转单元4突出的环形突出部分23f被形成在凹入部分23b和凹入部 分23c之间。形成电动机19的一部分的定子芯20被容纳在限定在突出部 分23f的后表面上的环形凹入部分23j内。
参见图2和3，定子芯20被连接到基底24的表面24a的中心区域上。 定子芯20包括圆筒部分20b和多个齿20a，圆筒部分20b被中心定位成与 旋转轴线Ax同心关系，齿20a从该圆筒部分20b径向地向外延伸。线圈被 缠绕在齿20a上。
各种电子部件(未显示)安装在基底24的后表面24b上，即安装在基 底24与设有定子芯20的表面24a的相反的侧面上(图2中的轴向下侧或 下侧)。还在基底24的后表面24b上形成用于驱动电动机19的电路及其他 电路。在本实施例中，通过形成在基底24中的驱动电路来适当地改变缠绕 在各个齿20a上的线圈的供电状态，以转换齿20a的外周部分的极性。因 此，向径向地与齿20a相对的磁化部分18a(裙部18)施加圆周推力，由 此旋转旋转单元4。这意味着至少被插入在定子芯20的外周部分(齿20a) 和裙部18之间的第二外壳本体23的分隔壁部分23g需要被制成可导磁的。 由于该原因，第二外壳本体23的分隔壁部分23g或其整体是由可导磁材料 (例如，不锈钢或树脂)制成的。
连接基底24以便从旋转单元4的相对侧(轴向下侧)来封闭凹入部分 23j。此外，通过基底盖25从旋转单元4的相对侧(轴向下侧)来覆盖基 底24。基底盖25设有凸片25a，该凸片产生了用于在基底24和基底盖25 之间布置电子部件的间隙。
当在旋转轴线Ax的方向上观察时，第一和第二外壳本体10和23具有 实质上正方形的形状。在外壳本体10和23的四个角落中，分别形成了通 孔10a和23k，螺栓26被装配到该通孔中以将外壳本体10和23结合在一 起。通过将螺栓26插入到通孔10a与23k和形成在基底盖25的四个角落 上的通孔25b内，并且然后将螺母27螺纹地连接到螺栓26上来制造叶片 泵1。
考虑到耐磨性、耐腐蚀性、抗胀性、成型性和部件精度以及上面所述 的可磁化性和导磁性来适当地选择叶片泵1的各组成部件的材料和生产方 法。
在本实施例中，旋转单元4包括液压力产生部分28，当旋转单元4旋 转时，该液压力产生部分产生朝向旋转轴线Ax的轴向上侧(即，朝向图2 和3的上侧)作用的液压力。因此，所产生的液压力将旋转单元4压靠着 第一外壳本体10，所述第一外壳本体被定位在与底壁部分17相对的侧面处。 液压力产生部分28包括形成在裙部18的轴向下侧的端表面18b上的倾斜 表面并且其关于旋转单元4的旋转方向RD倾斜。所述倾斜表面被形成为沿 旋转方向RD在其前端和后端之间中从轴向下侧朝向轴向上侧(即，在图3 中从下侧朝向上侧)倾斜地延伸。因此，在旋转单元4的旋转期间碰撞在 倾斜表面上的工作流体向旋转单元4施加液压力，由此朝向轴向上侧(即， 图3中的上侧)推动旋转单元4。
参见图4，第一外壳本体10设有用于可滑动地支承旋转单元4的推力 支承部分29，该旋转单元4在朝向轴向上侧作用的液压力(或推力)下旋 转。更准确地说，第一外壳本体10支承插入到那里的轴21的那部分朝向 轴向下侧突出，以形成具有末端表面10d的突出部分10c。在旋转单元4(底 部5)的中心部分中形成了具有底表面4b的凹入部分4a。凹入部分4a的 底表面4b通过垫圈30与突出部分10c的末端表面10d进行接触。在本实 施例中，垫圈30被插入到推力支承部分29和旋转单元4的底部5之间， 并且允许布置在旋转单元4的中心部分中(并且局部地暴露在凹入部分4a 的底表面4b中)的轴承22的轴向端表面22a与垫圈30进行接触。这易于 增加推力支承部分29和旋转单元4的底部5的耐磨性。利用该结构，可以 通过改变垫圈30和轴承22的滑动接触部分的规格(例如，材料、大小和 硬化处理)来调整推力支承部分29和旋转单元4的底部5的耐磨性。可以 根据重量减少、其他滑动部分的可滑动性、耐腐蚀性等观点来设置旋转单 元4的主体部分(包括底部5和底壁部分17)的规格。
如图4所示，推力支承部分29的滑动部分的直径D2被设置为小于底 部5的直径D1。如果没有使用特殊的推力支承部分，尽管设置了液压力产 生部分28，则底部5的端表面5c将与第一外壳本体10进行滑动接触，其 可能导致增大的滑动阻力。因为在本实施例中推力支承部分29的滑动部分 的直径D2被设置成小于底部5的直径D1，所以可以进一步减小旋转单元4 的滑动阻力和摩擦力。
再参见图2，底壁部分17的一个轴向端表面17b和环3的另一个轴向 端表面3f之间的间隙31被设置成很狭窄，以便尽可能减少通过端表面17b 和3f之间的间隙泄漏的工作流体的量。还在轴承22的轴向下侧中布置垫 圈。
在本实施例中，在底部5的外圆周表面5a和环3的内圆周表面3a(或 环形室6的外圆周表面)之间的间隙(即，环形室6的宽度w)在图1中的 右端位置Pd处为最小且在左端位置Pp处为最大。因此，从右端位置Pd沿 旋转方向RD(图1中的顺时针方向)延伸到左端位置Pp的区域成为扩张区。 从左端位置Pp沿旋转方向RD延伸到右端位置Pd的区域成为收缩区。在这 方面，右端位置Pd是扩张区的开始位置和收缩区的终止位置，而左端位置 Pp是扩张区的终止位置和收缩区的开始位置。在图1中，通过中间位置Pmi 来表示扩张区的开始位置Pd和终止位置Pp之间的精确中间位置，而收缩 区的开始位置Pp和终止位置Pd之间的精确中间位置被称为中间位置Pmo。
在本实施例中，如图1所示，进口11被布置成面对环形室6的在扩张 区的中间位置Pmi和终止位置Pp之间延伸的那部分，通过所述进口抽吸工 作流体，泵室9在所述扩张区中扩大。更准确地说，进口11沿旋转方向RD 的后侧边缘11a和前侧边缘11b被全部布置在从中间位置Pmi延伸到终止 位置Pp的90度的角度范围内。当然，后侧边缘11a可以被布置在中间位 置Pmi中，前侧边缘11b在终止位置Pp中。
因此，在本实施例中，从吸入路径14朝向环形室6移动的流体从远离 将泵室9的扩张区的开始位置Pd和终止位置Pp相互连接的虚线段(图1 中横向地延伸通过旋转轴线Ax的单点划线)的侧面(图1中的下侧)朝向 所述虚线段(朝向图1中的上侧)流动。在进口11附近，泵室9中的流体 也朝向所述虚线段流动。因此，阻止了从吸入路径14引入到环形室6内的 流体和与泵室9(叶片8)的运动一起移动的流体在进口11的附近彼此碰 撞。这可以抑制否则由于在进口11附近产生的流体的湍流或涡流所引起的 泵效率的降低。
在本实施例中，排出路径16包括关于旋转轴线Ax定位在径向外侧上 并且连接到出口12上的壁表面12a，以便沿着环形室6的外圆周表面(即， 环3的内圆周表面3a)的切线延伸。
因此，环3的内圆周表面3a可以被平滑地连接到排出路径16的壁表 面12a上。这可以抑制否则由于在出口12附近产生的流体的分离或湍流所 引起的泵效率的降低。
在本实施例中，旋转单元4被液压力产生部分28朝向旋转轴线Ax的 轴向上侧推动。利用该结构，可以通过将旋转单元4压靠着外壳2的轴向 上侧(靠着第一外壳本体10)来抑制旋转单元4在其旋转期间进行轴向往 复运动。这可以抑制由于轴向往复运动所引起的振动或噪音。如图4所示， 可以通过适当地设置旋转单元4的尺寸d1和第一外壳本体10的尺寸d2来 高精度和准确地限定出底部5的轴向上侧端表面5c和第一外壳本体10的 轴向下侧端表面10e之间的间隙g。这可以避免可由间隙尺寸的增大和变化 所引起的泄漏流体量的增加和泵效率的降低。此外，可以减小叶片泵1的 排放量的变化(泵送-泵送的变化)。
在其轴向下侧处设置用于可滑动地支承叶片8的底壁部分17可以抑制 叶片8朝向轴向下侧移动。这有助于防止可以由叶片8的轴向往复运动所 引起的振动或噪音的产生，同时抑制可以由泄漏的流体量的增加所引起的 泵效率的降低。利用该结构，促使旋转单元4和叶片8朝向轴向上侧移动。
(第二实施例)
图5是按照本发明第二实施例的叶片泵沿垂直于该叶片泵的旋转轴线 的平面所作的剖视图。
本实施例的叶片泵实质上具有和第一实施例所描述的叶片泵1相同的 结构。
在吸入侧处，进口11被布置成面对环形室6在扩张区的中间位置Pmi 和终止位置Pp之间延伸的那部分，通过所述进口来抽吸工作流体，泵室9 在所述扩张区中扩大。
在排出侧处，排出路径16包括关于旋转轴线Ax定位在径向外侧上并 且连接到出口12上的壁表面12a，以便沿着环形室6的外圆周表面(即， 环3的内圆周表面3a)的切线延伸。
在本实施例中，如图5所示，布置在进口11的上游侧上的吸入路径14 包括关于旋转轴线Ax定位在径向外侧上并且连接到入口11上的壁表面 11c，以便沿着环形室6的外圆周表面(即，环3的内圆周表面3a)的切线 延伸。
因此，利用本实施例，吸入路径14的壁表面11c可以被平滑地连接到 环3的内圆周表面3a上。这可以抑制否则由于在进口11附近产生的流体 的分离或湍流所引起的泵效率的降低。
当已经在上文中描述过本发明的实施例和改进的实例时，本发明不限 于上述实施例和改进的实例，而是可以以多种不同形式进行改变或改进。 例如，叶片泵的旋转单元、环和外壳的详细结构不限于上述实施例。进口、 出口、吸入路径和排出路径的位置与形状可以在本发明的范围内任意地改 变或结合。