CN102597522A - 螺旋齿轮泵 - Google Patents

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Abstract

一种螺旋齿轮泵，包括：第二螺旋齿轮，其与驱动螺旋齿轮同轴地设置；第三螺旋齿轮，其与第二螺旋齿轮啮合并且设于与驱动螺旋齿轮的轴及从动螺旋齿轮的轴不同的第三轴；轴承，其支承第三轴并且受到推力。

Description

螺旋齿轮泵
技术领域
本发明涉及使用螺旋齿轮的齿轮泵。
背景技术
齿轮泵与叶轮泵相比，为成本低且摩擦少的泵，例如搭载于汽车上而广泛用于油泵等。
齿轮泵通常为了避免推力的产生而使用正齿轮(直齿轮)。
使用直齿轮的齿轮泵由于齿轮的啮合率不足而使泵噪音增大，故而不能面向要求静音性的用途(例如HEV、EV等)。因此，不得不采用成本更高的叶轮泵，导致成本增加。
另一方面，使用螺旋齿轮(斜齿轮)的齿轮泵，与使用了直齿轮的齿轮泵相比，在泵的性能同等的情况下能够提高静音性。
但是，螺旋齿轮产生轴向的推力，齿轮与泵体之间的摩擦力增加，会产生由摩擦导致的泄漏的增加以及烧结等的不良情况。
作为该推力的对策，公知有在齿轮端面施加排出压来消除推力的方法、以及以使齿轮的螺旋方向相互反向的方式配置在同轴上将其分别用作泵的所谓的两组齿轮型的泵。
另外，还公知有通过使用双螺旋齿轮(人字齿轮)来消除推力的结构(JP1983-74885A)。
通过排出压来消除推力的方法虽然不伴随构造上的较大变更，能够以较低的成本实现，但是由于消除的力发生变动而不能够应对转速及排出量变化的用途。
另外，在双组型的齿轮泵中，虽然能够消除推力，但零件数量增加，成本增加，并且重量增加，故而限制了用途。特别是，在搭载于汽车的情况下，对重量有较大限制，难以采用。
另外，虽然通过采用双螺旋齿轮能够消除推力，但在齿轮的加工上有较大的困难，在高精度的加工时，不仅成本上升，也不能够面向量产。另外，由于加工精度而使泄漏量增加，不能够用于高压排出。
发明内容
本发明是鉴于上述问题点而提出的，其目的在于提供一种螺旋齿轮泵，能够对采用了螺旋齿轮的齿轮泵中的推力采取对策，并且不使加工、制造成本上升。
本发明第一方面提供一种螺旋齿轮泵，在构成泵室的泵体设有驱动螺旋齿轮和从动螺旋齿轮，其中，包括：第二螺旋齿轮，其与驱动螺旋齿轮同轴旋转；第三螺旋齿轮，其与第二螺旋齿轮啮合，并且设于与驱动螺旋齿轮的轴以及从动螺旋齿轮的轴不同的第三轴；轴承，其支承第三轴，并且受到推力。
根据本发明，由于具有将在驱动螺旋齿轮和从动螺旋齿轮产生的推力取消的第二螺旋齿轮、第三螺旋齿轮，能够由轴承对其支承，故而能够消除由螺旋齿轮构成的齿轮泵的推力。
另外，在第二螺旋齿轮、第三螺旋齿轮以及轴承中，无需特别的防泄漏对策，无需高精度的加工以及高成本的零件，能够抑制制造成本。
附图说明
图1是本发明实施方式的螺旋齿轮泵的纵向剖面图；
图2是本发明实施方式的螺旋齿轮泵的横向剖面图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是本发明实施方式的螺旋齿轮泵10的纵向剖面图，图2是本发明实施方式的螺旋齿轮泵10的横向剖面图。
如图1所示，螺旋齿轮泵10的主要构成部件为：泵体11、驱动侧齿轮20、从动侧齿轮30。
驱动侧齿轮20由未图示的驱动源旋转驱动，一边与从动侧齿轮30啮合一边相互旋转。这些驱动侧齿轮20以及从动侧齿轮30由螺旋齿轮构成。
泵体11构成有在内部收纳驱动侧齿轮20及从动侧齿轮30且使流体移动的泵室12。另外，设有将流体导入泵室12的流入口15、和将流入的流体排出的排出口16。
从流入口15流入到螺旋齿轮泵10内部的流体在被封入到驱动侧齿轮20或动侧齿轮30与泵体11之间的空间封闭的状态下移动而被送向排出口16。
通过这样的组装，构成螺旋齿轮泵10。
但是，螺旋齿轮与正齿轮相比，虽然静音性优良，但是具有产生推力(轴向力)的问题。
在使用螺旋齿轮的螺旋齿轮泵10中，公知如下地产生推力。
在从动侧齿轮30中，由于来自驱动侧齿轮20的被驱动转矩产生的推力与自身由用于排出流体的驱动力产生的推力大小相等且方向相反，故而推力被消除。
另一方面，在驱动侧齿轮20中，由于使从动侧齿轮30驱动的被驱动齿轮驱动转矩产生的推力与自身由用于排出流体的驱动力产生的推力的方向相同，故而作用两倍的推力。
另外，在排出流体的泵中，由于排出效率提高，故而需要抑制泄漏量，齿轮端面与泵体11的接触面以及轴承部分的滑动部分通过例如数～数十μm级的间隙而直接接触。
因此，若由于推力的增加使该接触面的摩擦提高，则会产生由摩擦导致的泄漏增加、烧结等不良情况。
作为该摩擦的对策，若使用齿轮及泵室内部、轴承部分的高精度加工以及低摩擦的涂敷部件以及衬垫等，则导致成本上升。
因此，在本发明的实施方式中，通过如下的构成，能够由泵室12以外的部分消除螺旋齿轮产生的推力。
如图2所示，螺旋齿轮泵10在泵室12的外部具有与泵室不同的空间即齿轮室13，在此设有一组螺旋齿轮(驱动侧第二齿轮31、第三齿轮32)。
具体地，将驱动侧齿轮20的轴20a向驱动源侧延伸设置，与该轴20a同轴地设有驱动侧第二齿轮31，具有与该驱动侧第二齿轮31啮合的第三齿轮32。这些驱动侧第二齿轮31和第三齿轮32由螺旋齿轮构成。
第三齿轮32与不同于驱动侧齿轮20的轴20a以及从动侧齿轮30的轴30a的第三轴32a结合。
第三轴32a经由例如链轮或链条等从未图示的动力源连接而被驱动旋转。第三轴32a朝向螺旋齿轮泵10的第二罩11d的端面侧向逆时针方向旋转驱动。
泵体11包括：具有泵室12的第一体11b、构成泵室12的一壁面并且将泵室12和齿轮室13隔开的第二体11c。
另外，泵体11包括：具有流入口15以及排出口16的第一罩11a、形成齿轮室13并具有后述的轴承40的第二罩11d。
另外，第一体11b以及第二体11c通过第一罩11a以及第二罩11d从两侧夹持。通过多个螺栓14而一同连接。
驱动侧齿轮20以及驱动侧第二齿轮31的轴20a在第二罩11d被由球轴承构成的轴承35支承。
具有第三齿轮32的第三轴32a在第二罩11d被由球轴承构成的轴承40支承。该第三轴贯通第二罩11d而与未图示的驱动源连接。
另外，第三轴32a在第二体11c被由球轴承构成的轴承41支承，在第二罩11d被由球轴承构成的轴承42支承。
如前所述，在泵驱动侧的驱动侧齿轮20作用较大的推力。该推力通过轴20a向驱动侧第二齿轮传递。
如下地设定该驱动侧第二齿轮31和第三齿轮32的齿轮参数。
将基础圆上的螺旋角设为驱动侧齿轮20以及从动侧齿轮30的基础圆上的螺旋角的两倍。
将啮合的螺旋方向设为与驱动侧齿轮20以及从动侧齿轮30的螺旋方向相同。
由此，轴20a的两倍的推力通过驱动侧第二齿轮31以及第三齿轮而被消除。
更加具体地，驱动侧齿轮20在轴20a从图中的左侧向右侧作用两倍的推力。另一方面，具有驱动侧齿轮20的基础圆上的螺旋角的两倍的螺旋角的驱动侧第二齿轮31被第三齿轮32驱动，故而在轴20a，从图2中的右侧向左侧作用两倍的推力。通过这样的作用，轴20a上的推力被抵消。
驱动驱动侧第二齿轮31的第三齿轮32在第三轴32a向驱动源侧(图2中从左侧向右侧)作用两倍的推力。第三轴32a被轴承40支承，通过轴承40受到两倍推力的全部。
通过这样的构成，通过设于泵室外部的螺旋齿轮(驱动侧第二齿轮31、第三齿轮32)能够将在用于排出流体的螺旋齿轮(驱动侧齿轮20、从动侧齿轮30)产生的推力消除。
驱动侧第二齿轮31和第三齿轮32的齿轮参数不必固定于该值，也可以计测实际的螺旋齿轮泵10的推力并基于该计测结果来进行微调整。由此，能够更加可靠地消除推力。
以上，在本发明实施方式的螺旋齿轮泵10中，在构成泵的螺旋齿轮(驱动侧齿轮20、从动侧齿轮30)的基础上，还设有用于消除推力的螺旋齿轮(驱动侧第二齿轮31、第三齿轮32)。
通过这样的构成，在排出流体时，在螺旋齿轮即驱动侧齿轮20以及从动侧齿轮30产生的推力被消除，故而齿轮泵的静音性高，可实际应用。
用于消除推力的驱动侧第二齿轮31以及第三齿轮32设于与泵室12不同的齿轮室13，故而无需防泄漏的对策，无需高精度的加工以及密封件等，能够抑制制造成本。
另外，对于承受全部的推力的轴承40而言，由于设于与泵室12不同的齿轮室13，故而无需防泄漏的对策。因此，不使用特殊的材料，能够使用具有高强度的球轴承等常用部件，能够抑制制造成本。
轴承40不必一定是球轴承，也可以由滚针轴承等其他种类的轴承构成。
本发明不限于以上说明的实施方式，可以在其技术思想的范围内进行各种变形及变更，其显然包含在本发明的技术范围内。
本申请发明基于2009年11月20日向日本专利局提出的特愿2009-264714以及2010年1月29日向日本专利局提出的特愿2010-17931主张优先权。通过参照将其全部内容引入本申请发明说明书中。

Claims (5)

1.一种螺旋齿轮泵(10)，在构成泵室(12)的泵体(11)设有驱动螺旋齿轮(20)和从动螺旋齿轮(30)，其中，包括：
第二螺旋齿轮(31)，其与所述驱动螺旋齿轮(20)同轴旋转；
第三螺旋齿轮(32)，其与所述第二螺旋齿轮(31)啮合，并且设于与所述驱动螺旋齿轮(20)的轴(20a)及所述从动螺旋齿轮(30)的轴(30a)不同的第三轴(32a)；
轴承(40)，其支承所述第三轴(32a)，并且受到推力。
2.如权利要求1所述的螺旋齿轮泵，其中，所述第二螺旋齿轮(31)以及所述第三螺旋齿轮(32)的齿轮参数与所述驱动螺旋齿轮(20)以及所述从动螺旋齿轮(30)的齿轮参数相比，基圆上的螺旋角为所述驱动螺旋齿轮(20)以及所述从动螺旋齿轮(30)的两倍，并且螺旋方向与所述驱动螺旋齿轮(20)以及所述从动螺旋齿轮(30)为同一方向。
3.如权利要求1所述的螺旋齿轮泵，其中，所述第二螺旋齿轮(31)、所述第三螺旋齿轮(32)以及所述轴承(40)设于在所述泵室(12)的外部构成的齿轮室(13)。
4.如权利要求1所述的螺旋齿轮泵，其中，通过旋转驱动所述第三轴(32a)，旋转驱动所述驱动螺旋齿轮(20)。
5.如权利要求1所述的螺旋齿轮泵，其中，所述泵体(11)由第一体(11b)及第二体(11c)、从两侧夹持所述第一体(11b)以及所述第二体(11c)的第一罩(11a)及第二罩(11d)构成，
被所述第一罩(11a)和所述第二体(11c)夹持的所述第一体(11b)具有所述泵室(12)，
形成于所述第二体(11c)与所述第二罩(11d)之间的空间构成所述齿轮室(13)，
所述轴承(40)设于所述第二罩(11d)。
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