JP2012077686A - 歯車ポンプ又はモータ - Google Patents
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Abstract
【課題】たわんだ状態とたわみを解消した状態との繰り返しに起因する可動側板の割れ抑制する。
【解決手段】噛合する一対の歯車と、歯車の側面に隣接し、摺動面6aに高圧導入溝6xを有し、非摺動面6bにガスケット装着溝6yを有する可動側板6と、歯車及び可動側板6を収容した状態で可動側板6の非摺動面6bとの間に高圧流体を導き入れる圧力バランス領域を形成するケーシングと、可動側板6のガスケット装着溝6yに装着した状態で圧力バランス領域の高圧側と低圧側とを隔てるガスケットとを具備する歯車ポンプまたはモータにおいて、ガスケット装着溝6yに、高圧導入溝6xの低圧側端縁6x1と同一位相の箇所に設けられ可動側板6の外周に向けて開口する高圧導入部6y1と、外周縁が可動側板6の外周より内側に位置し低圧側端縁6y3が高圧導入溝6xの低圧側端縁6x1より低圧側に達している周回部6y2とを設ける。
【選択図】図4
【解決手段】噛合する一対の歯車と、歯車の側面に隣接し、摺動面6aに高圧導入溝6xを有し、非摺動面6bにガスケット装着溝6yを有する可動側板6と、歯車及び可動側板6を収容した状態で可動側板6の非摺動面6bとの間に高圧流体を導き入れる圧力バランス領域を形成するケーシングと、可動側板6のガスケット装着溝6yに装着した状態で圧力バランス領域の高圧側と低圧側とを隔てるガスケットとを具備する歯車ポンプまたはモータにおいて、ガスケット装着溝6yに、高圧導入溝6xの低圧側端縁6x1と同一位相の箇所に設けられ可動側板6の外周に向けて開口する高圧導入部6y1と、外周縁が可動側板6の外周より内側に位置し低圧側端縁6y3が高圧導入溝6xの低圧側端縁6x1より低圧側に達している周回部6y2とを設ける。
【選択図】図4
Description
本発明は、噛合する一対の歯車と、これら歯車の側面に隣接する可動側板とを有する歯車ポンプ又はモータに関する。
従来より、噛合する一対の歯車の歯溝を利用して作動液を送り出す外接型歯車ポンプにおいて、これら歯車の側面近傍に可動側板を配設し、作動液の側方への漏れ量を低減せしめることが知られている(例えば、特許文献1を参照)。この種の歯車ポンプにおける可動側板a6は、歯間に閉じ込められた作動液の液圧により歯車から離反する方向の力を受けるが、可動側板の外側面とケーシングの内周面との間に形成される圧力バランス領域に高圧の作動液を導き入れることで、この力と相反する力、即ち歯車に接近する方向の力を可動側板に付与して圧力バランスを保つようにしている。
可動側板a6には、圧力バランス領域の高圧側Yと低圧側Xとを隔てるガスケットを装着する。より具体的には、図7に示すように、可動側板a6の非摺動面a6bにガスケット溝a6yを形成し、このガスケット溝a6yにガスケットを嵌め入れる。ここで、ガスケット溝a6yは、可動側板a6の外周に向けて開口する高圧導入部a6y2と、外周縁が可動側板a6の外周より内側に位置し低圧側端縁が前記高圧導入溝a6aの低圧側端縁より低圧側に達している周回部a6y1とを有する。ガスケットは可動側板a6とケーシングとで挟圧され、その反作用で歯車に接近する方向の力を可動側板a6に付与するとともに、圧力バランス領域を低圧側Xと高圧側Yとに区画する。これらの作用により、作動液の吐出圧力に応じて歯車と可動側板a6との間隔(及び、可動側板a6とケーシングとの間隔)が調整される。可動側板a6の形状、ガスケットの形状等は、可動側板が適正な力で歯車の方へ押圧されるように予め設計され、吐出圧力が高くなったとしても作動液の側方への漏れ量は大きくはならないようにしている。
具体的には、図6に示すように、可動側板a6には高圧導入溝a6xを設けている一方、可動側板a6が適正な力で歯車の方へ押圧されるようにすべく、前記ガスケット溝a6yの形状を以下のように設定している。すなわち、このガスケット溝a6yは、図7に示すように略3の字状に形成しているとともに、その低圧側の端縁すなわち圧力導入部a6y2の端縁を,図8に示すように、高圧導入溝a6xの低圧側の端縁a6x1よりもさらに低圧側に設定している。そして、高圧導入溝a6xが存在せずガスケット溝a6yのみが存在する領域、すなわち図8の領域AA1では非摺動面a6b側の圧力が高圧ポートと等しくなる一方、摺動面a6a側の圧力は高圧ポートよりも低いので、可動側板a6はこの領域が受ける圧力差により歯車に向かう方向に押圧される。
ところで、前記領域AA1の高圧側端縁においては、歯車2、3の歯先が高圧導入溝a6aに達すると、高圧ポートから高圧導入溝a6aを経て高圧の作動液が歯間領域すなわち図9の領域AA2に流入するので、上述した圧力差がなくなる。その一方で、回転方向と反対側に隣接する歯間では、上述した圧力差が存在するので、前記領域の高圧側端縁においては、歯車2、3の歯が通過するごとに圧力差を受ける状態と圧力差を受けない状態とが繰り返される。従って、特に可動側板a6の歯車の支えがない部分では、たわんだ状態とたわみを解消した状態とが頻繁に繰り返される。そのため、可動側板a6に、高圧導入溝a6xの低圧側端縁を基点とする割れが発生することが起こり得る。
従来は、前段に述べた不具合の発生を防ぐべく、可動側板の厚さ寸法を大きくするか、あるいは剛性の高い材料で可動側板を構成するようにしていたが、可動側板の厚さ寸法を小さくした上で可動側板の材料選択の自由度をより高めることができる可動側板の構造が要望されている。
本発明は以上の点に着目し、このような課題を解決すること、すなわち、たわんだ状態とたわみを解消した状態とが頻繁に繰り返されることに起因する割れの発生を抑制できる可動側板の構造を実現することを所期の目的とする。
すなわち本発明に係る歯車ポンプ又はモータは、噛合する一対の歯車と、これら歯車の側面に隣接し、摺動面に高圧導入溝を有するとともに非摺動面にガスケット装着溝を有する可動側板と、前記歯車及び前記可動側板を収容した状態で可動側板の非摺動面との間に高圧流体を導き入れることが可能な圧力バランス領域を形成するケーシングと、前記可動側板のガスケット装着溝に装着した状態で前記圧力バランス領域の高圧側と低圧側とを隔てるガスケットとを具備する歯車ポンプまたはモータであって、前記ガスケット装着溝が、前記高圧導入溝の低圧側端縁と同一位相の箇所に設けられ可動側板の外周に向けて開口する高圧導入部と、外周縁が可動側板の外周より内側に位置し低圧側端縁が前記高圧導入溝の低圧側端縁より低圧側に達している周回部とを有することを特徴とする。
このようなものであれば、歯底側の部位のみで歯車の歯が通過するごとに圧力差を受ける状態と圧力差を受けない状態とが繰り返されることになり、この領域においてギアの支えが存在する部分が多くなるとともに、歯先側の部位では外側面側と内側面側とで圧力差が発生せず、圧力差により可動側板がたわむ度合いも小さくなるので、たわんだ状態とたわみを解消した状態とが頻繁に繰り返されることに起因する割れの発生を抑制できる。
本発明に係る可動側板を有する歯車ポンプ又はモータの構造を採用すれば、たわんだ状態とたわみを解消した状態とが頻繁に繰り返されることに起因する割れの発生を抑制し、可動側板の厚さ寸法を小さくした上で可動側板の材料選択の自由度をより高めることができる。
本発明の一実施形態を図1〜図5を参照しつつ以下に説明する。
本実施形態に係る歯車ポンプPは、主として、歯車収納室11aを内部に有するケーシング1と、このケーシング1の歯車収納室11a内に収納保持され互いに噛み合わせてなる外接歯車対、すなわち駆動歯車2及び従動歯車3と、各歯車2、3の両側面2a、3aに添接する可動側板6、6とを具備する。
駆動歯車2及び従動歯車3は、複数の歯体を外周面に沿って所定間隔で設けた周知のものである。なお、本実施形態では、前記駆動歯車2の中心から駆動軸4を回転軸方向に一体に延伸させて設けているとともに、従動歯車3から従動軸5を回転軸方向に一体に延伸させて設けているが、駆動歯車2と駆動軸4とを別体に構成してもよく、また、従動歯車3と従動軸5とを別体に構成してもよい。
ケーシング1は、例えば、前記歯車収納室11aを有するボディ11と、この歯車収納室11aの開口面を閉塞するカバーたるフロントカバー12と、前記歯車収納室11aの開口面を閉塞するカバーたるリアカバー13とから構成したものである。ボディ11には、前記歯車対すなわち駆動歯車2及び従動歯車3を噛合状態で収容する略眼鏡状の歯車収納室11aと、歯車収納室11aに連通し前記駆動軸4及び従動軸5がそれぞれ嵌入可能な軸受孔11b、11cとが形成されている。駆動歯車2を挿入すべき位置寄りの軸受孔11bにはブッシュ7を嵌装し、このブッシュ7に前記駆動軸4の一端部を挿入し回転可能に軸承している。一方、従動歯車3を挿入すべき位置寄りの軸受孔11cにもブッシュ7を嵌装していて、このブッシュ7に前記従動軸5の一端部を挿入し回転可能に軸承している。また、ボディ11には、前記駆動歯車2と従動歯車3との噛合ピッチ円における接線方向側の所定位置、すなわち前記駆動歯車2と従動歯車3との噛合ピッチ円に臨む位置に、図1には示していない吸込口X及び吐出口Yをそれぞれ開口させてある。そして、前記吸込口Xと前記噛合ピッチ円との間に、図示しない吸込通路を設けている。前記フロントカバー12は、例えばボディ11にボルト等によって着脱可能に装着されて前記歯車収納室11aの前側開口面を閉塞するものであり、前記駆動軸4及び従動軸5がそれぞれ嵌入可能な軸受孔12b、12cが形成さている。駆動歯車2を挿入すべき位置寄りの軸受孔12bにはブッシュ7を嵌装し、このブッシュ7に前記駆動軸4の一端部を挿入し回転可能に軸承している。一方、従動歯車3を挿入すべき位置寄りの軸受孔12cにもブッシュ7を嵌装していて、このブッシュ7に前記従動軸5の一端部を挿入し回転可能に軸承している。同様に、前記リアカバー13も、前記ボディ11にボルト等によって着脱可能に装着されて前記歯車収納室11aの後側開口面を閉塞するものであり、前記駆動軸4及び従動軸5がそれぞれ嵌入可能な軸受孔13b、13cが形成さている。駆動歯車2を挿入すべき位置寄りの軸受孔13bにはブッシュ7を嵌装し、このブッシュ7に前記駆動軸4の他端部を挿入し回転可能に軸承している。一方、従動歯車3を挿入すべき位置寄りの軸受孔13cにもブッシュ7を嵌装していて、このブッシュ7に前記従動軸5の他端部を挿入し回転可能に軸承している。
可動側板6は、図1に示すように、前記駆動歯車2及び従動歯車3の両側面2a、3aに添接させるべく2箇所に配され、駆動歯車2及び従動歯車3の各側面2a、3aをそれぞれシールするためのものである。この可動側板6の摺動面6aの外周縁には、図2に示すように、軸受荷重を軽減させるために高圧導入溝6xを設けている。ここで、可動側板6の摺動面6a側のうち、図2の斜線で示す領域に吐出口Yから高圧の作動液が導入される。一方、図3に示すように、前記可動側板6の非摺動面6bにはガスケット溝6yを設けていて、このガスケット溝6yにガスケット8を嵌め入れるようにしている。このガスケット溝6yは、摺動面6aに形成した前記高圧導入溝6xの低圧側端縁6x1と同一位相の箇所に設けられ可動側板6の外周に向けて開口する高圧導入部6y2と、外周縁が可動側板6の外周より内側に位置し低圧側端縁6y3が前記高圧導入溝6xの低圧側端縁6x1より低圧側に達している周回部6y1とを有する。そして、ケーシング1に前記駆動歯車2、従動歯車3及びこの可動側板6、6を収容した状態で、この可動側板6の非摺動面6bとケーシング1との間に高圧流体を導き入れることが可能な圧力バランス領域が形成される。
前記ガスケット8は、上述したように、前記ガスケット溝6y内に装着され、前記圧力バランス領域を低圧側すなわち吸込口X側と高圧側すなわち吐出口Y側とに区画する。ここで、図3の斜線で示す領域が高圧側領域である。また、このガスケット8は、図3に示すように、前記ガスケット溝6yの高圧導入部6y2よりも高圧側に装着されるガスケット本体81と、前記ガスケット溝6yの高圧導入部6y2を閉塞する閉塞部83と、これら閉塞部83及びガスケット本体81を接続し、ガスケット溝の周回部6y1のうち高圧導入部6y2よりも低圧側の外壁に添接する接続部82とを備えている。
この歯車ポンプPは、一端を外部に延出させてなる前記駆動軸4を介して前記駆動歯車2及び従動歯車3を同期逆回転駆動した場合に、吸込口11dと吐出口11eとの間で高低圧差が生じ、前記駆動歯車2及び従動歯車3の歯体(図示略)同士が漸次離反する側のボディ11内空間、つまり前記吸込口X側が低圧領域になるとともに、歯体同士が漸次噛合する側のボディ11内空間、つまり吐出口Y側が高圧領域になる。
そして、吸込口Xより導入した作動液を、前記駆動歯車2及び従動歯車3の歯先とケーシング1の内周との間に閉成される容積空間に閉じ込めて吐出口Yにまで導き吐出するポンプ作用を営むようにしている。
ここで、この歯車ポンプPを運転した際に、歯車2、3と可動側板6との摺動面6aのうち、高圧導入溝6xが存在する領域では、歯間の作動液の液圧は吐出口11eの液圧と等しい。一方、非摺動面6b側すなわち圧力バランス領域では、ガスケット8よりも吐出口11e側では液圧が吐出口Yの液圧と等しく、ガスケット8よりも吸込口X側ではガスケット8から遠ざかるにつれ漸次液圧が低くなる。さらに詳述すると、周回部6y2より外周側の領域では、前記高圧導入溝6aの裏に相当する部位よりも吐出口Y側では液圧が吐出口Yの液圧と等しくなる。一方、周回部6y1内の液圧は、略全域にわたって液圧が吐出口Yの液圧と等しくなる。
すなわち、可動側板6の外周付近の領域すなわち周回部6y1より外周側の領域においては、全周に亘って可動側板6が摺動面6a側及び非摺動面6b側からそれぞれ受ける液圧に由来する力が釣り合う。一方、可動側板6のガスケット装着溝6yが存在する領域では、高圧導入溝6aに対応する位相の部位よりも吸込口X側の領域、すなわち図4の領域A1において、非摺動面6b側から可動側板6が受ける液圧に由来する力が、摺動面6a側におけるものよりも大きいので、全体として可動側板6は歯車2、3に向かう方向に押圧される。その上で、ガスケット装着溝6yが存在する領域の高圧導入溝6a近傍では、歯先が高圧導入溝6aに達すると摺動面6a側において歯間の液圧すなわち図5の領域A2内の液圧が吐出口Y側と等しい圧力に上昇するので、歯車2、3に向かう方向に押圧された状態が解除される。
しかし、歯元側の領域すなわち図5の領域A2においては、従来の構成における図9の領域AA2の場合と比較して、可動側板6が歯車2、3に当接する部位の割合がより高いので、可動側板6の両側の圧力差が変化する領域の大きさは小さく、その上、可動側板6の外周部でなく駆動軸4又は従動軸5寄りの内周部分のみにおいて可動側板6の両側の圧力差が変化するので、可動側板6のたわみが小さくなる。
なお、この歯車ポンプPは、吐出口Yより高圧の作動液を導入し、これにより前記駆動軸4から回転トルクを取り出して外部負荷を駆動するとともに、低圧となった作動液を前記吸込口Xから吐出するというモータ作用を営む歯車モータとして機能させることもできるものであることはいうまでもない。
以上に述べたように、本実施形態に係る歯車ポンプの構成によれば、従来のものと比較して、高圧導入溝6xの低圧側端縁近傍における可動側板6のたわみを小さくできる。従って、可動側板6のたわみに起因する可動側板6の損傷の発生を抑制できる。このことにより、可動側板6の厚さ寸法を小さくした上で可動側板6の材料選択の自由度をより高めることができる。
なお、本発明は上述したような実施形態に限らず、例えば高圧導入溝の低圧側端縁及びガスケット溝の周回部の低圧側端縁の位置を適宜変更する等、発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変形してよい。
1…ケーシング
2、3…歯車
6…可動側板
6a…摺動面
6b…非摺動面
6x…高圧導入溝
6y…ガスケット溝
6y1…高圧導入部
6y2…周回部
8…ガスケット
2、3…歯車
6…可動側板
6a…摺動面
6b…非摺動面
6x…高圧導入溝
6y…ガスケット溝
6y1…高圧導入部
6y2…周回部
8…ガスケット
Claims (1)
- 噛合する一対の歯車と、これら歯車の側面に隣接し、摺動面に高圧導入溝を有するとともに非摺動面にガスケット装着溝を有する可動側板と、前記歯車及び前記可動側板を収容した状態で可動側板の非摺動面との間に高圧流体を導き入れることが可能な圧力バランス領域を形成するケーシングと、前記可動側板のガスケット装着溝に装着した状態で前記圧力バランス領域の高圧側と低圧側とを隔てるガスケットとを具備する歯車ポンプまたはモータであって、
前記ガスケット装着溝が、前記高圧導入溝の低圧側端縁と同一位相の箇所に設けられ可動側板の外周に向けて開口する高圧導入部と、外周縁が可動側板の外周より内側に位置し低圧側端縁が前記高圧導入溝の低圧側端縁より低圧側に達している周回部とを有することを特徴とする歯車ポンプ又はモータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010223946A JP2012077686A (ja) | 2010-10-01 | 2010-10-01 | 歯車ポンプ又はモータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010223946A JP2012077686A (ja) | 2010-10-01 | 2010-10-01 | 歯車ポンプ又はモータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012077686A true JP2012077686A (ja) | 2012-04-19 |
Family
ID=46238217
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2010223946A Pending JP2012077686A (ja) | 2010-10-01 | 2010-10-01 | 歯車ポンプ又はモータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012077686A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016181520A1 (ja) * | 2015-05-13 | 2016-11-17 | 株式会社 島津製作所 | 歯車ポンプ |
JP2017223122A (ja) * | 2016-06-13 | 2017-12-21 | ダイキン工業株式会社 | 歯車ポンプ又は歯車モータ |
JP2021063455A (ja) * | 2019-10-11 | 2021-04-22 | ダイキン工業株式会社 | 歯車ポンプ又は歯車モータ |
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2010
- 2010-10-01 JP JP2010223946A patent/JP2012077686A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPWO2016181520A1 (ja) * | 2015-05-13 | 2017-10-26 | 株式会社島津製作所 | 歯車ポンプ |
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JP2021063455A (ja) * | 2019-10-11 | 2021-04-22 | ダイキン工業株式会社 | 歯車ポンプ又は歯車モータ |
JP7518327B2 (ja) | 2019-10-11 | 2024-07-18 | ダイキン工業株式会社 | 歯車ポンプ又は歯車モータ |
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