特表 2022-537908 流体ポンプ用のバルブプレート

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-08-31

(54)【発明の名称】流体ポンプ用のバルブプレート

(51)【国際特許分類】

   F04B 1/2007 20200101AFI20220824BHJP

【ＦＩ】

F04B1/2007

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021571536

(86)(22)【出願日】2020-06-26

(85)【翻訳文提出日】2021-12-20

(86)【国際出願番号】 EP2020025303

(87)【国際公開番号】W WO2020259869

(87)【国際公開日】2020-12-30

(31)【優先権主張番号】201911025337

(32)【優先日】2019-06-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】IN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521523523

【氏名又は名称】ダンフォス・パワー・ソリューションズ・ツー・テクノロジー・エイ／エス

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】ラクティム，カシャップ・スラジュ

(72)【発明者】

【氏名】シヴァンク，ガンビル

(72)【発明者】

【氏名】シドラム，サルタギ・シヴァヨギ

(72)【発明者】

【氏名】ニティン，ハンデ

【テーマコード（参考）】

3H070

【Ｆターム（参考）】

3H070AA00

3H070BB06

3H070BB15

3H070CC01

3H070DD14

3H070DD62

3H070DD69

(57)【要約】

流体ポンプ用のバルブプレートが、第１の表面及び反対側に位置する第２の表面を有する本体を含む。本体は、第１の表面及び第２の表面を通って延びる第１のキドニースロットと、第１の表面及び第２の表面を通って延びる第２のキドニースロットとを画定する。第１のノッチが、本体の第１の表面に配設され、第１のキドニースロットから外方向へ、第２のキドニースロットに向かう方向に延びる。第２のノッチが、第１の表面に配設され、第１のキドニースロットから外方向へ、第２のキドニースロットに向かう方向に延びる。第２のノッチは、第１のノッチから離間されている。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の表面及び反対側に位置する第２の表面を有する本体を備える流体ポンプのバルブプレートであって、前記本体が、
前記第１の表面及び前記第２の表面を通って延びる第１のキドニースロットと、
前記第１の表面及び前記第２の表面を通って延びる第２のキドニースロットと、
前記本体の前記第１の表面に配設され、前記第１のキドニースロットから外方向へ、前記第２のキドニースロットに向かう方向に延びる第１のノッチと、
前記第１の表面に配設され、前記第１のキドニースロットから外方向へ、前記第２のキドニースロットに向かう方向に延びる第２のノッチであって、前記第１のノッチから離間されている第２のノッチと、
を画定する、バルブプレート。

【請求項2】

前記第１のノッチの長さが、前記第２のノッチの長さよりも大きい、請求項１に記載のバルブプレート。

【請求項3】

前記第１のノッチの幅が、前記第２のノッチの幅より大きい、請求項２に記載のバルブプレート。

【請求項4】

前記第１のキドニースロットが、第１の端部及び反対側に位置する第２の端部を含む、請求項１に記載のバルブプレート。

【請求項5】

前記第１のノッチが、前記第１のキドニースロットの前記第１の端部の外側部分から外方向に延びる、請求項４に記載のバルブプレート。

【請求項6】

前記第２のノッチが、前記第１のキドニースロットの前記第１の端部の内側部分から外方向に延び、前記第１のキドニースロットの前記第１の端部の前記内側部分が、前記第１のキドニースロットの前記第１の端部の前記外側部分よりも、径方向で前記バルブプレートの中心軸の近くに配設されている、請求項５に記載のバルブプレート。

【請求項7】

前記第１のノッチと前記第２のノッチとが、前記本体の前記第１の表面の一部分によって離間されている、請求項１に記載のバルブプレート。

【請求項8】

複数のシリンダボア、及び前記複数のシリンダボアと流体連通する複数の流体通路を画定するバレルと、
前記複数のシリンダボアに配設され、前記シリンダボア内で往復運動するように適合された複数のピストンと、
前記バレルと流体連通するバルブプレートと、を備える流体ポンプであって、前記バルブプレートが、本体を含み、前記本体が、
第１の端部及び第２の端部を有する第１のキドニースロットと、
第１の端部及び第２の端部を有する第２のキドニースロットであって、前記第２のキドニースロットの前記第２の端部が前記第１のキドニースロットの前記第１の端部に隣接するように前記本体に配設されている第２のキドニースロットと、
前記第１のキドニースロットの前記第１の端部から外方向に延びる第１のノッチと、
前記第１のキドニースロットの前記第１の端部から外方向に延びる第２のノッチであって、前記第１のノッチが前記第２のノッチから離間されており、前記第１のノッチの長さが前記第２のノッチの長さよりも大きい、第２のノッチと、
を画定する、流体ポンプ。

【請求項9】

前記第１のキドニースロットと前記第２のキドニースロットとが、移行面によって離間されている、請求項８に記載の流体ポンプ。

【請求項10】

前記第１のノッチと前記第２のノッチとが、前記移行面の一部分によって離間されている、請求項９に記載の流体ポンプ。

【請求項11】

前記第１のノッチの幅が、前記第２のノッチの幅よりも大きい、請求項８に記載の流体ポンプ。

【請求項12】

前記第１のノッチが、前記第１のキドニースロットの前記第１の端部の外側部分から外方向に延びる、請求項８に記載の流体ポンプ。

【請求項13】

前記第２のノッチが、前記第１のキドニースロットの前記第１の端部の内側部分から外方向に延び、前記第１のキドニースロットの前記第１の端部の前記内側部分が、前記第１のキドニースロットの前記第１の端部の前記外側部分よりも、径方向で前記バルブプレートの中心軸の近くに配設されている、請求項１２に記載の流体ポンプ。

【請求項14】

複数のシリンダボア、及び前記複数のシリンダボアと流体連通する複数の流体通路を画定するバレルと、
前記複数のシリンダボアに配設され、前記シリンダボア内で往復運動するように適合された複数のピストンと、
前記バレルと流体連通するバルブプレートと、を備える流体ポンプであって、前記バルブプレートが、
前記複数の流体通路と間断的に流体連通する第１のキドニースロットと、
前記複数の流体通路と間断的に流体連通する第２のキドニースロットと、
前記第１のキドニースロットと前記第２のキドニースロットとの間に配設された移行面と、
前記第１のキドニースロットから前記移行面へ外方向に延びる第１のノッチと、
前記第１のキドニースロットから前記移行面へ外方向に延び、前記第１のノッチから離間されている第２のノッチと、
を含む、流体ポンプ。

【請求項15】

前記第１のノッチの長さが、前記第２のノッチの長さよりも大きい、請求項１４に記載の流体ポンプ。

【請求項16】

前記第１のノッチの幅が、前記第２のノッチの幅よりも大きい、請求項１５に記載の流体ポンプ。

【請求項17】

前記移行面の一部分が、前記第１のノッチと前記第２のノッチとの間に配設される、請求項１４に記載の流体ポンプ。

【請求項18】

前記第１のノッチが、前記第１のキドニースロットの前記第１の端部の外径部分から外方向に延びる、請求項１４に記載の流体ポンプ。

【請求項19】

前記第２のノッチが、前記第１のキドニースロットの前記第１の端部の内径部分から外方向に延びる、請求項１８に記載の流体ポンプ。

【請求項20】

前記第１のノッチが前記流体通路の外側部分と間断的に流体連通し、前記第２のノッチが前記流体通路の内側部分と間断的に流体連通する、請求項１４に記載の流体ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、回転グループを有する流体ポンプに関し、より詳細には、そのような流体ポンプで使用するためのバルブプレートに関する。

【背景技術】

【0002】

バルブプレートは流体ポンプで使用され、流体ポンプの拡張したポンプ室に流体が提供され、収縮したポンプ室から流体を排出するための経路が提供される。流体ポンプでのバルブプレートは、長年にわたって改良されてきたが、ノイズ、及びキャビテーションによる損傷に関連する問題が残っている。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0003】

本開示の一態様は、流体ポンプ用のバルブプレートに関する。バルブプレートは、第１の表面及び反対側に位置する第２の表面を有する本体を含む。本体は、第１の表面及び第２の表面を通って延びる第１のキドニースロットと、第１の表面及び第２の表面を通って延びる第２のキドニースロットとを画定する。第１のノッチが、本体の第１の表面に配設され、第１のキドニースロットから外方向へ、第２のキドニースロットに向かう方向に延びる。第２のノッチが、第１の表面に配設され、第１のキドニースロットから外方向へ、第２のキドニースロットに向かう方向に延びる。第２のノッチは、第１のノッチから離間されている。

【0004】

本開示の別の態様は、流体ポンプに関する。流体ポンプは、複数のシリンダボア、及び複数のシリンダボアと流体連通する複数の流体通路を画定するバレルを含む。複数のピストンが複数のシリンダボア内に配設されている。ピストンは、シリンダボア内で往復運動するように適合される。バルブプレートは、バレルと流体連通している。バルブプレートは、第１の端部及び第２の端部を有する第１のキドニースロットと、第１の端部及び第２の端部を有する第２のキドニースロットとを含む。第２のキドニースロットは、第２のキドニースロットの第２の端部が第１のキドニースロットの第１の端部に隣接するように本体に配設される。第１のノッチは、第１のキドニースロットの第１の端部から外方向に延びる。第２のノッチは、第１のキドニースロットの第１の端部から外方向に延びる。第１のノッチは、第２のノッチから離間されている。第１のノッチの長さは、第２のノッチの長さよりも大きい。

【0005】

本開示の別の態様は、流体ポンプに関する。流体ポンプは、複数のシリンダボア、及び複数のシリンダボアと流体連通する複数の流体通路を画定するバレルを含む。複数のピストンが複数のシリンダボア内に配設されている。ピストンは、シリンダボア内で往復運動するように適合される。バルブプレートは、バレルと流体連通している。バルブプレートは、複数の流体通路と間断的に流体連通する第１のキドニースロットと、複数の流体通路と間断的に流体連通する第２のキドニースロットとを含む。移行面が、第１のキドニースロットと第２のキドニースロットとの間に配設される。第１のノッチは、第１のキドニースロットから外方向へ、移行面に延びる。第２のノッチは、第１のキドニースロットから外方向へ、移行面に延びる。第２のノッチは、第１のノッチから離間されている。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】本発明の原理に従う態様の例示的な特徴を有する流体ポンプの断面図である。

【図2】図１の流体ポンプと共に使用するのに適したバルブプレートの斜視図である。

【図3】図２のバルブプレートの正面図である。

【図4】流体ポンプのバレルの単一の流体通路とバルブプレートとの境界面を示す、バルブプレートの正面図である。

【図5】バレルが前進した回転位置にある、流体ポンプのバレルの単一の流体通路とバルブプレートとの境界面を示す、バルブプレートの正面図である。

【図6】バレルが前進した回転位置にある、流体ポンプのバレルの単一の流体通路とバルブプレートとの境界面を示す、バルブプレートの正面図である。

【図7】バレルが前進した回転位置にある、流体ポンプのバレルの単一の流体通路とバルブプレートとの境界面を示す、バルブプレートの正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

ここで、添付図面に示される本開示の幾つかの例示的な態様を詳細に参照する。可能な限り、図面全体を通して、同一又は同様の構成を表すために同一の参照番号を使用する。

【0008】

ここで図１を参照すると、流体ポンプ１０が示されている。図示される実施形態では、流体ポンプ１０は、ポンプハウジング１２、回転グループ１４、バルブプレート１６、スウォッシュプレート１８、及びエンドキャップ２０を含む。

【0009】

流体ポンプ１０のポンプハウジング１２は、ポンピング室２２を画定する。図示される実施形態では、回転グループ１４は、ポンピング室２２に配設される。

【0010】

回転グループ１４は、第１の端部２６及び反対側に位置する第２の端部２８を有するバレル２４を含む。バレル２４は、バレル２４の第１の端部２６を通って延びる複数のシリンダボア３０を画定する。バレル２４は、バレル２４の第２の端部２８を通って延び、シリンダボア３０と流体連通する複数の流体通路３２をさらに画定し、各流体通路３２は、対応するシリンダボア３０と流体連通する。

【0011】

回転グループ１４は、複数のピストン３４をさらに含む。各ピストン３４は、第１の軸方向端部３６及び反対側に位置する第２の軸方向端部３８を含む。ピストン３４の第１の軸方向端部３６は、シリンダボア３０に配設される。ピストン３４の第２の軸方向端部３８は、スリッパ４０と接触して配設される。スウォッシュプレート１８の角度がゼロよりも大きいとき、バレル２４が回転すると、ピストン３４は、シリンダボア３０内で往復運動するように適合される。バレル２４が回転すると、スリッパ４０は、スウォッシュプレート１８の表面にわたって摺動する。

【0012】

図示される実施形態では、バレル２４の中央穴４２は、入力シャフト４４と係合されている。図示される実施形態では、バレル２４の中央穴４２は、入力シャフト４４とスプライン係合している。ポンピングモードでは、入力シャフト４４の回転に応じて、回転グループ１４が中心軸４６の周りを回転する。

【0013】

流体ポンプ１０は、流体入口及び流体出口（図示せず）を画定する。この一実施形態では、エンドキャップ２０は、流体入口及び流体出口を画定する。流体入口及び流体出口は、バルブプレート１６を貫いて回転グループ１４のシリンダボア３０と流体連通し、このバルブプレート１６は、図示される実施形態では静止している。スウォッシュプレート１８の角度がゼロよりも大きいとき、流体は、流体入口から、バルブプレート１６を通って、拡張したシリンダボア３０へ入り、入力シャフト４４の回転に応じて、拡張したシリンダボア３０に対応する流体通路３２に入る。入力シャフト４４が回転すると、流体は、対応する流体通路及びバルブプレート１６を通り、さらに流体出口を通って、収縮したシリンダボア３０から排出される。

【0014】

ここで図２及び３を参照すると、バルブプレート１６が示されている。バルブプレート１６は、本体５０を含む。本体５０は、第１の表面５２及び反対側に位置する第２の表面５４を含む。本体５０は、第１の表面５２及び第２の表面５４を通って延びる中央開口部５６を画定する。中央開口部５６は、中心軸５８を定義する。バルブプレート１６が流体ポンプ１０に配設されるとき、バルブプレート１６の中心軸５８は、概して中心軸４６と位置合わせされる。

【0015】

バルブプレート１６の本体５０は、さらに、第１のキドニースロット６０及び第２のキドニースロット６２を画定する。第１のキドニースロット６０及び第２のキドニースロット６２は、本体５０の第１の表面５２及び第２の表面５４を通って延びる。図示される実施形態では、第１のキドニースロット６０及び第２のキドニースロット６２は、概して弧状である。

【0016】

第１のキドニースロット６０は、第１の端部６４及び反対側に位置する第２の端部６６を含む。第２のキドニースロット６２は、第１の端部６８及び反対側に位置する第２の端部７０を含む。本体５０は、円周基準線７１を含む。円周基準線７１は、第１のキドニースロット６０及び第２のキドニースロット６２の中央を通過するように、第１のキドニースロット６０の第１の端部６４及び第２の端部６６、並びに第２のキドニースロット６２の第１の端部６８及び第２の端部７０を二等分する。第１のキドニースロット６０及び第２のキドニースロット６２は、バルブプレート１６の中心軸５８の周りで円周基準線７１上に配設される。

【0017】

第１のキドニースロット６０と第２のキドニースロット６２とは、概して互いに隣接している。図示される実施形態では、第１のキドニースロット６０の第１の端部６４は、第２のキドニースロット６２の第２の端部７０に隣接して配設される。

【0018】

第１のキドニースロット６０は、流体入口及び流体出口のうちの一方と流体連通し、第２のキドニースロット６２は、流体入口及び流体出口のうちの他方と流体連通する。好ましい実施形態では、第１のキドニースロット６０は流体出口と流体連通し、第２のキドニースロット６２は流体入口と流体連通する。

【0019】

この一実施形態では、第１のキドニースロット６０は、複数のキドニースロットを含む。図示される実施形態では、第１のキドニースロット６０は、４つのキドニースロットを含む。

【0020】

スウォッシュプレート１８がゼロよりも大きい角度で配設されているときに、回転グループ１４が入力シャフト４４の回転に応じて回転すると、バレル２４の流体通路３２がバルブプレート１６の第１の表面５２にわたって摺動し、流体通路３２は、ピストン３４がシリンダボア３０内に後退するときには第１のキドニースロット６０と流体連通し、ピストン３４がシリンダボア３０から延出するときには第２のキドニースロット６２と流体連通する。第１のキドニースロット６０は、移行面７２によって第２のキドニースロット６２から離間されている。移行面７２は、ピストン３４が延出と後退の間で移行しているバルブプレート１６の第１の表面５２上の位置に配設されている。

【0021】

バルブプレート１６の本体５０は、さらに、第１のノッチ７４及び第２のノッチ７６を画定する。第１のノッチ７４及び第２のノッチ７６は、バルブプレート１６の第１の表面５２に配設され、第１のキドニースロット６０と流体連通する。第１のノッチ７４及び第２のノッチ７６は、流体ポンプ１０のノイズを低減するように構成され、またバルブプレート１６の第１の表面５２のキャビテーションによる浸食の可能性を低減するように構成されている。

【0022】

第１のノッチ７４は、第１のキドニースロット６０から外方向へ、第２のキドニースロット６２に向かう方向に延びる。第１のノッチ７４に関する「第２のキドニースロット６２に向かう」という語句は、本明細書及び特許請求の範囲で使用するとき、バレル２４が回転するときに及び流体通路３２が移行面６４を通過するときに、第１のノッチ７４がバレル２４の流体通路３２の一部と重なり、それにより第１のノッチ７４と流体通路３２との間に間断的な流体連通を確立するような方向であることを理解されたい。

【0023】

図示される実施形態では、第１のノッチ７４は、第１のキドニースロット６０から直線的に外方向に延びる。他の実施形態では、第１のノッチ７４は弧状である。図示される実施形態では、第１のノッチ７４は、長さＬ１だけ、第１のキドニースロット６０から外方向に延びる。一実施形態では、第１のノッチ７４はＵ字形ノッチである。別の実施形態では、第１のノッチ７４はＶ字形ノッチである。第１のノッチ７４は、幅Ｗ１を有する。

【0024】

第２のノッチ７６は、第１のキドニースロット６０から外方向へ、第２のキドニースロット６２に向かう方向に延びる。図示される実施形態では、第２のノッチ７６は、第１のキドニースロット６０から直線的に外方向に延びる。他の実施形態において、第２のノッチ７６は弧状である。第２のノッチ７６に関する「第２のキドニースロット６２に向かう」という語句は、本明細書及び特許請求の範囲で使用するとき、バレル２４が回転するときに及び流体通路３２が移行面７２を通過するときに、第２のノッチ７６がバレル２４の流体通路３２の一部と重なり、それにより第２のノッチ７６と流体通路３２との間に間断的な流体連通を確立するような方向であることを理解されたい。

【0025】

第２のノッチ７６は、長さＬ２だけ、第１のキドニースロット６０から外方向に延びる。一実施形態では、第２のノッチ７６はＵ字形ノッチである。別の実施形態では、第２のノッチ７６はＶ字形ノッチである。第２のノッチ７６は、幅Ｗ２を有する。

【0026】

図示される実施形態では、第１のノッチ７４の長さＬ１は、第２のノッチ７６の長さＬ２よりも大きい。図示される実施形態では、第１のノッチ７４の幅Ｗ１は、第２のノッチ７６の幅Ｗ２よりも大きい。

【0027】

第２のノッチ７６は、第１のノッチ７４から離れており別個である。第２のノッチ７６は、バルブプレート１６の第１の表面５２の部分７８によって第１のノッチ７４から離間され、したがって第１の表面５２の部分７８は、第１のノッチ７４と第２のノッチ７６との間に配設される。第１のノッチ７４及び第２のノッチ７６は、第１のキドニースロット６０から外方向へ、移行面７２に延びる。

【0028】

図示される実施形態では、第１のノッチ７４は、第１のキドニースロット６０の第１の端部６４の外側部分８４から外方向に延びる。第２のノッチ７６は、第１のキドニースロット６０の第１の端部６４の内側部分８６から外方向に延びる。第１のキドニースロット６０の第１の端部６４の外側部分８４は、円周半径７１の外側に配設され、第１のキドニースロット６０の第１の端部６４の内側部分８６は、円周基準線７１の内側に配設され、中心軸５８から第１のキドニースロット６０の第１の端部６４の外側部分８４までの距離が、中心軸５８から第１の端部６４の内側部分８６までの距離よりも大きい。

【0029】

ここで図１及び４～６を参照して、流体ポンプ１０の動作を述べる。上述したように、入力シャフト４４が回転し、回転グループ１４を回転させる。回転グループ１４が回転するとき、流体は、バレル２４の流体通路３２と第２のキドニースロット６２との境界面を通って、シリンダボア３０に入る。流体は、バレル２４の流体通路３２と第１のキドニースロット６０との境界面を通って、シリンダボア３０から排出される。図４～６は、流体通路３２が移行面７２を通過するときの、複数の流体通路３２の１つと、第１のキドニースロット６０及び第２のキドニースロット６２との境界面を示す。

【0030】

ここで図４を参照すると、第２のキドニースロット６２と流体連通する流体通路３２が示されている。図５では、流体通路３２が移行面７２にある位置でバレル２４が示されている。移行面７２で、流体通路３２は、第２のキドニースロット６２と流体連通しなくなる。バレル２４が回転すると、流体通路３２の内径部分に低圧領域９０が生じる。この低圧領域９０は、一因として遠心力により形成され、遠心力は、バレル２４の回転によって引き起こされ、流体通路３２内の流体に作用する。第１のノッチ７４と流体通路３２との境界面で流体通路３２に入る高速の流体も、低圧領域９０の一因となる。遠心力は、流体を流体通路３２の外径部分に向かって再分配し、流体通路３２の内径部分での流体の圧力を低下させる。低圧領域９０の流体の圧力が流体の蒸気圧未満に低下するとき、流体に蒸気泡が生成される。

【0031】

図６に示される位置で、流体通路３２の外径部分は、第１のノッチ７４と流体連通する。第１のノッチ７４と流体通路３２との流体連通は、流体通路３２内の流体の圧力上昇率を制御できるように適合される。流体通路３２内の圧力上昇率のこの制御により、流体ポンプ１０のノイズが低減される。

【0032】

ここで図７を参照すると、流体通路３２が移行面７２を引き続き通過するとき、流体通路３２の外径部分が第１のノッチ７４と流体連通を維持したままで、流体通路３２の内径部分が第２のノッチ７６と流体連通する。一実施形態では、第２のノッチ７６の長さＬ２は、第１のノッチ７４の長さＬ１よりも小さい。一実施形態では、流体通路３２は、ピストン３４がボア３０内で後退を始めるまで、第２のノッチ７６と流体連通を開始しない。ボア３０内でのピストン３４の後退、及び第２のノッチ７６を通る流体通路３２への流体の導入の制御により、流体通路３２の低圧領域９０での流体圧力が漸進的に上昇する。流体中のこの漸進的な上昇は、より低い崩壊率で蒸気泡を崩壊し、このことによりバルブプレート１６の第１の表面５２の浸食の可能性が低減される。

【0033】

本開示の範囲及び精神から逸脱することなく本開示の様々な修正及び変更が当業者には明らかであり、本開示の範囲は、本明細書に記載される例示的実施形態に不当に限定されないことが理解されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【国際調査報告】