專利名稱：水泵中的葉輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水泵中的葉輪，通過在引擎轉(zhuǎn)速為低旋轉(zhuǎn)區(qū)域時使排出流量比率一定而維持排出性能，在引擎轉(zhuǎn)速為高旋轉(zhuǎn)區(qū)域時使排出流量比率降低。另外，在本說明書中，排出流量是指水泵實際排出的單位時間的冷卻水的流量，排出性能是指單位轉(zhuǎn)速的排
出流量。
背景技術(shù)：
近年來，對車輛低燃費化的要求日益提高。為此，對車輛所搭載的各構(gòu)成零部件高效率化的要求也在日益提高。在車輛所搭載的構(gòu)成零部件之中，水泵是具有對引擎、各種電子電路、加熱器芯體等的溫度進(jìn)行調(diào)整并保持在最佳溫度這樣一種重要功能的部件。按大類分，該水泵有機(jī)械驅(qū)動式水泵和電驅(qū)動式水泵兩大類。雖然電驅(qū)動式水泵近年來使用量在增加，但由于價格高，因而現(xiàn)狀是作為使用比例，機(jī)械驅(qū)動式水泵所占的比例更大。一般來說，冷卻引擎所需要的冷卻水的循環(huán)量在從相對于引擎轉(zhuǎn)速的比率來看的情況下，與高旋轉(zhuǎn)區(qū)域相比，低、中旋轉(zhuǎn)區(qū)域的比率有增高的傾向。這是為了抑制低、中旋轉(zhuǎn)區(qū)域的爆震的緣故。因此，在引擎轉(zhuǎn)速低的區(qū)域，雖然絕對值小但需要相對較大比例的冷卻水流量。反之，在引擎轉(zhuǎn)速高的區(qū)域，雖然絕對值大但所需要的冷卻水的流量不會增大到成正比的程度。此外，若冷卻水的流量過大，還存在著發(fā)生氣蝕的可能性。但是，水泵的排出流量通常是與轉(zhuǎn)速成正比的。應(yīng)對這種冷卻水流量要求的水泵在專利文獻(xiàn)1 (特開平 7-208393)中已公開。專利文獻(xiàn)1 (特開平7-208393)所公開的水泵這樣構(gòu)成，葉輪的中心部為板簧支撐部25，在靠近葉輪的內(nèi)周，各葉片的每一片上配置有可變形的板簧24，板簧 24的一端支撐在葉片13上，板簧24的另一端支撐在支撐部25上，在靠近葉輪的外周，配置有作為雖然不變形但可移動的結(jié)構(gòu)體的葉片13。水泵的葉輪轉(zhuǎn)速越高，葉片13的旋轉(zhuǎn)速度也越高，因而作用在葉片13上的水壓的力也越大，葉片13向旋轉(zhuǎn)方向的反方向發(fā)生擺動。具體地說，若參照專利文獻(xiàn)1的圖2，則葉片13從實線位置向虛線位置移動。因此，水泵的葉輪轉(zhuǎn)速越高葉片13的外徑變得越小， 盡管水泵的排出流量的絕對值大，但與轉(zhuǎn)速增長的比例相比要少。通過這樣的控制，謀求在引擎轉(zhuǎn)速在低旋轉(zhuǎn)區(qū)域時保證冷卻水的流量、在引擎轉(zhuǎn)速在高旋轉(zhuǎn)區(qū)域時減少無用功及抑制氣蝕。本說明書中的葉片的外徑是指從葉片的最外周經(jīng)過的假想圓的外徑。但是，專利文獻(xiàn)1 (特開平7-208393)所公開的水泵還存在著如下問題。該水泵的葉片13要承受水壓的力，由該水壓的力與板簧24的力的平衡決定葉片13的擺動的量，而板簧24和葉片13的單個的特性、形狀總是存在差異的，因而就葉片13的擺動的量(傾斜角度)而言各個葉片13也各自不同。當(dāng)就葉片13的擺動的量而言各個葉片13各自不同時， 更加使作用在各個葉片13上的水壓的力產(chǎn)生差異，由此形成更加使葉片13的擺動的量產(chǎn)生差異的惡性循環(huán)。這樣，存在著各個葉片13的擺動的量存在差異時，水泵的排出性能也產(chǎn)生差異，難以達(dá)到所希望的排出性能的缺點。
再列舉專利文獻(xiàn)2 (特開平10-122177)所公開的水泵，該水泵的結(jié)構(gòu)不是像專利文獻(xiàn)1 (特開平7-208393)所公開的水泵那樣靠水壓的力使葉輪移動，而是靠水溫使葉輪移動，但各個葉片的移動量均一。在專利文獻(xiàn)2 (特開平10-122177)的水泵2中，在一片活動板13上設(shè)置有與葉片的片數(shù)相同數(shù)量的直狀狹縫16，銷14a卡合在該直狀狹縫16上的泵葉輪14能夠 在直狀狹縫16內(nèi)移動，并且得到樞軸支撐而能夠以銷14a為中心旋轉(zhuǎn)。此外， 在泵葉輪14的上游且中心配置有雙金屬(感熱驅(qū)動源)15，雙金屬15在冷卻水的溫度作用下發(fā)生變形而將彈簧力賦予活動板13。雙金屬15因冷卻水溫度的高低而進(jìn)行伸縮，活動板13隨之向旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動。由于泵葉輪14與活動板13相連，因而隨著活動板13轉(zhuǎn)動泵葉輪14也移動。具體地說，冷卻水溫度高時，使泵葉輪14向徑向的外側(cè)移動，因而泵葉輪14的外徑增大，水泵的排出性能提高。冷卻水溫度低時，使泵葉輪14向內(nèi)周一側(cè)移動，因而泵葉輪14的外徑減小，水泵的排出性能降低。由此，在冷卻水溫度高時抑制過熱，在冷卻水溫度低時抑制無用功。但是，在專利文獻(xiàn)2 (特開平10-122177)所公開的水泵的結(jié)構(gòu)中，是以雙金屬(感熱驅(qū)動源)15驅(qū)動全部泵葉輪14轉(zhuǎn)動的，因而不能夠像專利文獻(xiàn)1 (特開平7-208393)的水泵那樣以轉(zhuǎn)速的大小驅(qū)動葉片。此外，由于雙金屬15是配置在泵葉輪14的上游且露出在泵葉輪14的外部，因而雙金屬15導(dǎo)致冷卻水的流動發(fā)生紊亂，有可能或?qū)е屡懦鲂阅芙档突虺蔀榘l(fā)生氣蝕的重要原因等。此外，相對于時刻變化的冷卻水的溫度，存在著雙金屬的特性曲線不能夠良好做出反應(yīng)的可能性。人們擔(dān)心由此引起排出性能與效率在引擎轉(zhuǎn)速高的區(qū)域降低。特別是， 在專利文獻(xiàn)2的圖1中，雙金屬15由旋轉(zhuǎn)軸11樞軸支撐，而通常為了保證強(qiáng)度，水泵的旋轉(zhuǎn)軸11是軸承鋼故而非常硬，像圖1那樣在旋轉(zhuǎn)軸11的前端設(shè)置軸所進(jìn)行的加工要耗費很多的時間與費用。專利文獻(xiàn)1 特開平7-208393 專利文獻(xiàn)2 特開平10-122177。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明要解決的課題(技術(shù)性課題或目的)是實現(xiàn)這樣一種水泵的葉輪，即， 即便離心力起作用，也能夠在引擎轉(zhuǎn)速在低旋轉(zhuǎn)區(qū)域時增大葉片的外徑以提高排出性能， 在引擎轉(zhuǎn)速在高旋轉(zhuǎn)區(qū)域時減小葉片的外徑以降低排出性能，以謀求減少無用功及抑制氣蝕。為此，發(fā)明人為解決上述課題銳意反復(fù)進(jìn)行研究，其結(jié)果，通過使第1技術(shù)方案為下述的水泵中的葉輪而解決了前述課題，第1技術(shù)方案的水泵中的葉輪的特征是，由收納殼體，固定在前述收納殼體上葉輪底盤，葉片體，平板凸輪，以及一個扭轉(zhuǎn)彈簧構(gòu)成，所述葉輪底盤在假想內(nèi)周圓一側(cè)設(shè)置有多個孔，在假想外周圓一側(cè)設(shè)置有多個圓弧狀長孔，所述葉片體在內(nèi)周一側(cè)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸，在外周一側(cè)設(shè)置有滑動軸，所述平板凸輪在圓板部的外周一側(cè)形成有長槽，該扭轉(zhuǎn)彈簧及前述平板凸輪收納在前述收納殼體與葉輪底盤內(nèi)，在該葉輪底盤的頂面上設(shè)置有多個前述葉片體，該葉片體的旋轉(zhuǎn)軸能夠旋轉(zhuǎn)地插在前述葉輪底盤的孔中，前述葉片體的滑動軸松曠地插在前述葉輪底盤的圓弧狀長孔及前述平板凸輪的長槽中，在前述扭轉(zhuǎn)彈簧的彈性力的作用下，在引擎的低旋轉(zhuǎn)區(qū)域前述滑動軸位于前述葉輪底盤的圓弧狀長孔的外周一側(cè)。 通過使第2技術(shù)方案為下述的水泵中的葉輪而解決了前述課題，第2技術(shù)方案的水泵中的葉輪的特征是在第1技術(shù)方案的水泵中的葉輪中，在引擎的高旋轉(zhuǎn)區(qū)域，以施加在前述葉片體上的水壓的力克服前述扭轉(zhuǎn)彈簧的彈性力，前述滑動軸位于前述葉輪底盤的圓弧狀長孔的內(nèi)周一側(cè)。而且，通過使第3技術(shù)方案的水泵中的葉輪為下述的水泵中的葉輪而解決了前述課題，第3技術(shù)方案的水泵中的葉輪的特征是在第1或第2技術(shù)方案的水泵中的葉輪中，前述平板凸輪的長槽構(gòu)成為外側(cè)在前述圓板部的最外周的周緣處開放。第1技術(shù)方案中，在引擎的低旋轉(zhuǎn)區(qū)域，扭轉(zhuǎn)彈簧的彈性力相對達(dá)到最大，因而能夠使葉片體的外徑增大，因此，能夠確保需要比例較大的冷卻水流量的引擎低旋轉(zhuǎn)區(qū)域中的冷卻水的流量及抑制引擎發(fā)生爆震。此外，本技術(shù)方案是以一個扭轉(zhuǎn)彈簧使所有葉片體的位置移動的，因此，各個葉片體的位置不會產(chǎn)生差異。根據(jù)本特征，不會使水泵的排出性能產(chǎn)生差異，能夠達(dá)到所希望的排出性能。再有，本技術(shù)方案僅由葉輪部分構(gòu)成，未配置露出于葉輪部分之外的零部件，因此，不會使冷卻水的流動發(fā)生紊亂，能夠確保足以滿足要求的排出性能。此外，葉輪部分之外的水泵部分完全不需要變更，因而具有在既有產(chǎn)品中很容易進(jìn)行應(yīng)用的優(yōu)點。第2技術(shù)方案中，在引擎的高旋轉(zhuǎn)區(qū)域，通過扭轉(zhuǎn)彈簧的彈性力、施加在葉片體上的水壓的力、施加在葉片體上的離心力的平衡，能夠使葉片體的外徑減小，因此，具有能夠謀求引擎在高旋轉(zhuǎn)區(qū)域時減少水泵的無用功及抑制氣蝕的效果。第3技術(shù)方案中，由于平板凸輪的長孔是其圓板部的最外周的外周一側(cè)開放，因此，能夠盡可能減小平板凸輪的圓板部的外徑。由此，能夠使配置在平板凸輪的圓板部的徑向外周一側(cè)的收納殼體在徑向上的大小較小，因此，對于非直接有助于提高葉輪的排出性能的部位(收納殼體等)，有利于節(jié)省其空間、減輕其重量。


圖1 (A)是本發(fā)明的俯視圖，圖I(B)是圖1 (A)的(α )部分放大圖，圖1 (C)是圖1 (A)的適當(dāng)部位的剖視圖2是本發(fā)明分解后各要素的立體圖3 (A)是處于低旋轉(zhuǎn)區(qū)域時的本發(fā)明的俯視圖，圖3 (B)是圖3 (A)中扭轉(zhuǎn)彈簧及平板凸輪作用時的狀態(tài)圖，圖3 (C)是處于高旋轉(zhuǎn)區(qū)域時的本發(fā)明的俯視圖，圖3 (D)是圖 3 (C)中扭轉(zhuǎn)彈簧及平板凸輪作用時的狀態(tài)圖4 (A)是處于低旋轉(zhuǎn)區(qū)域時的本發(fā)明的主要部位的俯視圖，圖4 (B)是圖4 (A)中的(β )部分的放大狀態(tài)圖，圖4 (C)是處于高旋轉(zhuǎn)區(qū)域時的本發(fā)明的主要部位的俯視圖， 圖4 (D)是圖4 (C)中的(γ)部分的放大狀態(tài)圖5是排出流量或吸入壓力與引擎(泵)轉(zhuǎn)速的動作特性曲線。附圖標(biāo)記說明
1 收納殼體，2 葉輪底盤，22a 孔，22b 圓弧狀長孔，3 葉片體，32 旋轉(zhuǎn)軸，33 滑動軸，4 平板凸輪，42 圓板部，42a 長槽，5 扭轉(zhuǎn)彈簧。
具體實施方式
下面，就本發(fā)明的實施方式結(jié)合附圖進(jìn)行說明。圖1至圖2是展示本發(fā)明的實施方式的附圖。本發(fā)明的水泵的葉輪主要由收納殼體1、葉輪底盤2、葉片體3、平板凸輪4、扭轉(zhuǎn)彈簧5構(gòu)成。前述收納殼體1是從中央的轂部11的下端向外形成有底部圓板12，在該底部圓板12的最外周上形成有上升部13。若將前述收納殼體1設(shè)計成一體的零件，則有利于進(jìn)行制造。前述轂部11與上升部13以同等高度形成。在前述轂部11與底部圓板12與上升部13三者的收納部位，收納有前述平板凸輪4及扭轉(zhuǎn)彈簧5。水泵的旋轉(zhuǎn)軸S插入并固定在前述轂部11 中。作為轂部11的孔部Ila與旋轉(zhuǎn)軸的固定機(jī)構(gòu)，與葉輪底盤2同樣，有鍵固定或壓入固定等，而在采用鍵固定時，有時還要在前述轂部11的孔部Ila內(nèi)設(shè)置鍵槽。前述葉輪底盤2呈圓板形狀，從俯視角度看與前述收納殼體1的形狀相同。在中央部位形成有從俯視角度看與前述轂部11形狀相同而高度低的轂部片21，在該轂部片21 的中心也形成有孔部21a，與前述轂部11的孔部Ila直徑相同。在前述轂部片21的外周上設(shè)置有上部主板22，該上部主板22的最外周與前述葉輪底盤2的外徑一致，前述葉輪底盤 2載置在前述收納殼體1的上側(cè)而起蓋子的作用。此外，前述轂部片21的孔部21a與旋轉(zhuǎn)軸與前述收納殼體1同樣地固定。在前述葉輪底盤2的上部主板22的靠近內(nèi)周的假想內(nèi)周圓上等間隔地設(shè)置有孔22a。此外，在前述葉輪底盤2的上部主板22的靠近外周的假想外周圓上等間隔地設(shè)置有圓弧狀長孔22b。前述葉片體3的單位葉片31在該單位葉片31的根部的內(nèi)周一側(cè)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸 32，而在其根部的外周一側(cè)設(shè)置有滑動軸33。前述旋轉(zhuǎn)軸32插在前述上部主板22的孔22a 中，前述滑動軸33松曠地插在前述上部主板22的圓弧狀長孔22b中，因此，前述葉片體3 在葉輪底盤2上能夠以旋轉(zhuǎn)軸32為中心擺動適當(dāng)角度。前述葉片體3的單位葉片31從側(cè)面看以呈山形形狀的薄壁形成，在該單位葉片31 的下端設(shè)置有厚壁的加強(qiáng)部34。在該加強(qiáng)部34的下側(cè)形成前述旋轉(zhuǎn)軸32及滑動軸33。還形成有在處于高旋轉(zhuǎn)區(qū)域而單位葉片31彼此接近時將更加重疊的凹部35。特別是，前述旋轉(zhuǎn)軸32具有超過前述上部主板22的厚度若干程度的長度，滑動軸33超過上部主板22的厚度而一直到達(dá)前述平板凸輪4的底面，在此處以卡圈等加以固定以防止脫出。前述平板凸輪4是收納在前述葉輪底盤2內(nèi)的部件，在前述平板凸輪4的中央形成有圓筒部41，在該圓筒部41的外周一側(cè)形成有圓板部42。該圓板部42的外徑形成為直徑稍小而能夠被收納在前述收納殼體1內(nèi)。具體地說，前述平板凸輪4的圓筒部41松曠地套插在前述轂部11的外周部上而能夠旋轉(zhuǎn)，同時，圓筒部41收納在收納殼體1內(nèi)。在前述圓板部42的外周一側(cè)的整周上，等間隔地形成有朝向輻射方向形成的、與前述葉片體3相同數(shù)量的長槽42a。該長槽42a形成為在徑向上較長。前述葉片體3的外周一側(cè)的滑動軸 33松曠地插在該長槽42a中。前述長槽42a形成為徑向的外周一側(cè)(外側(cè))開放。前述扭轉(zhuǎn)彈簧5是環(huán)形的彈簧，設(shè)置在前述收納殼體1與前述平板凸輪4之間。 艮口，前述扭轉(zhuǎn)彈簧5被夾在前述平板凸輪4的圓板部42的底面與前述底部圓板12的頂面之間，設(shè)置成能夠?qū)⑷~輪向旋轉(zhuǎn)方向彈性推壓。具體地說，螺旋狀(接近于環(huán)狀)的前述扭轉(zhuǎn)彈簧5的內(nèi)折彎端5a卡止在位于前述圓板部42的底面且前述轂部11的外周上的卡止部 43上，并且，前述扭轉(zhuǎn)彈簧5的外折彎端5b卡止在形成于前述底部圓板12的頂面且前述收納殼體1的上升部13內(nèi)的卡止部14上。通過如上所述將前述板凸輪4向葉輪的旋轉(zhuǎn)方向彈性推壓，對葉片體3向葉輪的旋轉(zhuǎn)方向施加作用力。前述扭轉(zhuǎn)彈簧5的力的大小設(shè)定成與以引擎的目標(biāo)轉(zhuǎn)速施加在前述葉片體3上的水壓的力及施加在葉片體3上的離心力相等。對于目標(biāo)轉(zhuǎn)速，在空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速及最大轉(zhuǎn)速以外的轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi)適當(dāng)設(shè)定。 下面，對葉輪底盤2的假想外周圓一側(cè)的圓弧狀長孔22b進(jìn)行說明。當(dāng)前述葉片體3的滑動軸33位于該圓弧狀長孔22b的外周一側(cè)的位置[圖1 (B)中為上側(cè)]上時[當(dāng)以圖1 (B)中的葉輪底盤2的中心0為中心時為外周一側(cè)]是水泵在低旋轉(zhuǎn)區(qū)域時的葉片體3的整定位置[參照圖3 (A)及圖3 (B)]。即，當(dāng)水泵在低旋轉(zhuǎn)區(qū)域，葉片體3以旋轉(zhuǎn)軸 32為中心，滑動軸33向圓弧狀長孔22b的外周一側(cè)的位置滑動，前述葉片體3的單位葉片 31的外徑達(dá)到最大，而且單位葉片31的傾斜角度也達(dá)到最大。傾斜角度是指一般在水泵領(lǐng)域中使用“出口角”。此外，前述葉輪底盤2的靠近外周的圓弧狀長孔22b的內(nèi)周一側(cè)的位置[圖1 (B) 中為下側(cè)]是水泵在高旋轉(zhuǎn)區(qū)域時的葉片體3的整定位置[參照圖3 (C)及圖3 (D)]。當(dāng)水泵在高旋轉(zhuǎn)區(qū)域時，葉片體3以旋轉(zhuǎn)軸32為中心，滑動軸33向圓弧狀長孔22b的內(nèi)周一側(cè)的位置滑動，葉片體3的外徑達(dá)到最小，而且單位葉片31的傾斜角度也達(dá)到最小。此外， 若進(jìn)行其它的表現(xiàn)，則由于如果若將葉輪底盤2的靠近外周的圓弧狀長孔22b的內(nèi)周一側(cè)的位置配置成在截面上觀察葉片體3時位于葉輪的旋轉(zhuǎn)方向后方一側(cè)的面與旋轉(zhuǎn)方向后方一側(cè)的下一個葉片體3極為接近的位置，則能夠使葉片體3的外徑最小因而更好。雖然葉片體3如前所述以旋轉(zhuǎn)軸32為中心轉(zhuǎn)動，但外周一側(cè)的滑動軸33是穿插在前述平板凸輪4的長槽42a中的，因此，前述扭轉(zhuǎn)彈簧5與前述平板凸輪4在圓周方向上轉(zhuǎn)動聯(lián)動而也變形。與該扭轉(zhuǎn)彈簧5的變形的同時，前述平板凸輪4向圓周方向轉(zhuǎn)動而使得前述所有葉片體3的滑動軸33同時滑動。這些還受到由引擎轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的水壓的力的影響。S卩，當(dāng)引擎轉(zhuǎn)速在低旋轉(zhuǎn)區(qū)域時，由于水壓的力小，因而前述扭轉(zhuǎn)彈簧5的彈性力使得如作用圖所示傾斜角增大，但當(dāng)引擎轉(zhuǎn)速在高旋轉(zhuǎn)區(qū)域時，由于水壓的力大，因而將克服扭轉(zhuǎn)彈簧5的彈性力而對葉片體3的旋轉(zhuǎn)面進(jìn)行推壓并戰(zhàn)勝前述扭轉(zhuǎn)彈簧5，前述平板凸輪向旋轉(zhuǎn)方向的反方向一側(cè)旋轉(zhuǎn)、葉片體3的傾斜角減小，在旋轉(zhuǎn)方向上相鄰的葉片體3將極為接近。前述扭轉(zhuǎn)彈簧5如前所述，收納在前述收納殼體1與葉輪底盤2之間，成為不會從葉片體3進(jìn)行動作的范圍內(nèi)露出的結(jié)構(gòu)。前述扭轉(zhuǎn)彈簧5雖然是呈螺旋狀的彈簧，但作為實施方式是繞一圈形成的，其力的大小可根據(jù)彈簧的線徑、彈簧的卷數(shù)、彈簧卷繞一周后該一周的直徑、彈簧的材質(zhì)等因素適當(dāng)決定。此外，與扭轉(zhuǎn)彈簧5的力均衡的水壓的力由葉片體3旋轉(zhuǎn)時的“葉片體3承受的水的壓力” X “葉片體3的面積”決定。S卩，力=壓力X面積。進(jìn)而還要考慮施加在葉片體3上的離心力。依據(jù)這種計算，在引擎轉(zhuǎn)速在高旋轉(zhuǎn)區(qū)域時，與扭轉(zhuǎn)彈簧5的力相比，葉片體3所承受的水壓的力增大。在引擎轉(zhuǎn)速在低旋轉(zhuǎn)區(qū)域時，與扭轉(zhuǎn)彈簧5的力相比，葉片體3所承受的水壓的力減小。當(dāng)引擎轉(zhuǎn)速達(dá)到既定轉(zhuǎn)速時，受扭轉(zhuǎn)彈簧5推壓的葉片體3的滑動軸 33便在葉輪底盤2的圓弧狀長孔22b中向內(nèi)周一側(cè)開始滑動。在該狀態(tài)下，扭轉(zhuǎn)彈簧5的力與葉片體3所承受的水壓的力將變得相同。在通常將彈簧(扭轉(zhuǎn)彈簧5)用于壓縮一側(cè)的情況下，越壓縮彈簧的力越大。S卩，葉片體3的滑動軸33越向內(nèi)周一側(cè)移動，扭轉(zhuǎn)彈簧5的力越大。但是，隨著引擎轉(zhuǎn)速進(jìn)一步提高，水壓的力增大，因而當(dāng)引擎轉(zhuǎn)速達(dá)到既定的高轉(zhuǎn)速時，葉片體3的滑動軸33將到達(dá)葉輪底盤2的圓弧狀長孔22b的內(nèi)周端。在達(dá)到該狀態(tài)之前，扭轉(zhuǎn)彈簧5的力與葉片體3所承受的水壓的力將相同。由于葉片體3的滑動軸33無法再進(jìn)一步移動，因而扭轉(zhuǎn)彈簧5也不會被進(jìn)一步壓縮。因此，在引擎轉(zhuǎn)速進(jìn)一步提高的情況下，如上所述，與扭轉(zhuǎn)彈簧5的力相比，葉片體3所承受的水壓的力變大。這樣，當(dāng)引擎轉(zhuǎn)速在低旋轉(zhuǎn)區(qū)域時，葉片體3的滑動軸33位于葉輪底盤2的圓弧狀長孔22b的最外周端，且位于平板凸輪4的長槽42a的最外周上。當(dāng)引擎轉(zhuǎn)速在高旋轉(zhuǎn)區(qū)域時，葉片體3的滑動軸33位于葉輪底盤2的圓弧狀長孔22b的最內(nèi)周端， 且位于平板凸輪4的長槽42a的最內(nèi)周端。在如上的結(jié)構(gòu)中，特別是將扭轉(zhuǎn)彈簧5的力(彈簧力)設(shè)為F、將水壓的力(施加在全體葉片體3上的水壓的力)設(shè)為P而對它們的作用進(jìn)行簡單說明。在圖3 (A)及圖4 (A) 中，通過前述扭轉(zhuǎn)彈簧5以彈簧力F使平板凸輪4在該圖中進(jìn)行左旋轉(zhuǎn)，在長槽42a及圓弧狀長孔22b中位于最外周端[參照圖3和圖4的各自的(A)以及圖4 (B)]，前述葉片體3是單位葉片31的外徑達(dá)到最大，而且單位葉片31的傾斜角α [參照圖3 (A)]也達(dá)到最大。在引擎轉(zhuǎn)速既不是低旋轉(zhuǎn)區(qū)域(所謂空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速附近)也不是高旋轉(zhuǎn)區(qū)域(最大轉(zhuǎn)速附近)而是所謂中旋轉(zhuǎn)區(qū)域的既定轉(zhuǎn)速時，葉片體3的滑動軸33將在葉輪底盤2的圓弧狀長孔22b內(nèi)從外周端向內(nèi)周一側(cè)開始移動。 而當(dāng)引擎的轉(zhuǎn)速增加并達(dá)到高旋轉(zhuǎn)區(qū)域、在前述葉片體3全體上施加水壓的力P 時，克服前述扭轉(zhuǎn)彈簧5的彈性力并戰(zhàn)勝葉片體3的水壓的力，前述平板凸輪向旋轉(zhuǎn)方向的反方向一側(cè)[圖3 (C)及圖3 (D)中的右方]旋轉(zhuǎn)、葉片體3的傾斜角α減小，在旋轉(zhuǎn)方向上相鄰的葉片體3彼此極為接近，單位葉片31的外徑達(dá)到最小而傾斜角α [參照圖3(C)] 也達(dá)到最小。在高旋轉(zhuǎn)區(qū)域，施加在葉片體3上的離心力也增大，該離心力施加在徑向外周一側(cè)。因此，作為右旋轉(zhuǎn)的力將是P— F (—離心力)。在這樣的結(jié)構(gòu)中，為了使葉輪穩(wěn)定地高速旋轉(zhuǎn)，必須具有平衡結(jié)構(gòu)。即，作為一個例子，在前述平板凸輪4的圓板的靠近外周的下側(cè)，一體形成有具有配重功能的大致四邊形形狀的突起部，以保持旋轉(zhuǎn)時的平衡。進(jìn)而，在收納殼體1的圓板的靠近徑向外周設(shè)置稍大的通孔，以謀求消除不平衡。再有，具體地說，通過材質(zhì)、結(jié)構(gòu)等實現(xiàn)平衡保持結(jié)構(gòu)。此外，如圖5所示，在反映排出流量或吸入壓力與引擎(泵)轉(zhuǎn)速的動作特性曲線上，當(dāng)引擎在既定轉(zhuǎn)速以下的低旋轉(zhuǎn)區(qū)域時，葉輪外徑達(dá)到最大，能夠提高排出性能(能夠使排出流量增多泵容量大)，當(dāng)引擎轉(zhuǎn)速在高旋轉(zhuǎn)區(qū)域時，能夠使排出性能降低(能夠使排出流量減少泵容量小)。此外，由圖5可知，隨著消耗動力的推移，處于高旋轉(zhuǎn)區(qū)域時水泵的無用功減少。
權(quán)利要求
1.一種水泵中的葉輪，其特征是，由收納殼體，固定在前述收納殼體上葉輪底盤，葉片體，平板凸輪，以及一個扭轉(zhuǎn)彈簧構(gòu)成，所述葉輪底盤在假想內(nèi)周圓一側(cè)設(shè)置有多個孔，在假想外周圓一側(cè)設(shè)置有多個圓弧狀長孔，所述葉片體在內(nèi)周一側(cè)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸，在外周一側(cè)設(shè)置有滑動軸、所述平板凸輪在圓板部的外周一側(cè)形成有長槽平板凸輪，該扭轉(zhuǎn)彈簧及前述平板凸輪收納在前述收納殼體與葉輪底盤內(nèi)，在該葉輪底盤的頂面上設(shè)置有多個前述葉片體，該葉片體的旋轉(zhuǎn)軸能夠旋轉(zhuǎn)地插在前述葉輪底盤的孔中，前述葉片體的滑動軸松曠地插在前述葉輪底盤的圓弧狀長孔及前述平板凸輪的長槽中，在前述扭轉(zhuǎn)彈簧的彈性力的作用下，在引擎的低旋轉(zhuǎn)區(qū)域前述滑動軸位于前述葉輪底盤的圓弧狀長孔的外周一側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所記載的水泵中的葉輪，其特征是，在引擎的高旋轉(zhuǎn)區(qū)域，以施加在前述葉片體上的水壓的力克服前述扭轉(zhuǎn)彈簧的彈性力，前述滑動軸位于前述葉輪底盤的圓弧狀長孔的內(nèi)周一側(cè)。
3.如權(quán)利要求1所記載的水泵中的葉輪，其特征是，前述平板凸輪的長槽構(gòu)成為外側(cè)在前述圓板部的最外周的周緣處開放。
4.如權(quán)利要求2所記載的水泵中的葉輪，其特征是，前述平板凸輪的長槽構(gòu)成為外側(cè)在前述圓板部的最外周的周緣處開放。
全文摘要
本發(fā)明的目的是通過在引擎轉(zhuǎn)速為低旋轉(zhuǎn)區(qū)域時使排出流量比率一定而維持排出性能，在引擎轉(zhuǎn)速為高旋轉(zhuǎn)區(qū)域時使排出流量比率降低。本發(fā)明由收納殼體(1)，葉輪底盤(2)，葉片體(3)，平板凸輪(4)，以及一個扭轉(zhuǎn)彈簧(5)構(gòu)成，扭轉(zhuǎn)彈簧(5)及平板凸輪(4)收納在收納殼體(1)與葉輪底盤(2)內(nèi)，在其頂面上設(shè)置有多個葉片體(3)，旋轉(zhuǎn)軸(32a)能夠旋轉(zhuǎn)地插在葉輪底盤(2)的孔(22a)中，滑動軸(33)松曠地插在葉輪底盤(2)的圓弧狀長孔(22b)及平板凸輪(4)的長槽(42a)中。在扭轉(zhuǎn)彈簧(5)的彈性力的作用下，在引擎的低旋轉(zhuǎn)區(qū)域滑動軸(33)位于葉輪底盤(2)的圓弧狀長孔(22b)的外周一側(cè)。
文檔編號F04D29/22GK102221014SQ201110093510
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月16日
發(fā)明者宋飛, 道木正之 申請人:株式會社山田制作所