JPH03213685A - 多連式歯車ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は流体を圧送する多連式歯車ポンプに係り、特に
、圧力脈動及び流量脈動を低減するのに好適な多連式歯
車ポンプに関する。

〔従来の技術〕

従来の多連式歯車ポンプは、特開昭５７−１３５２８８
号公報に記載のようになっており、第９図に一つの歯車
ポンプの概略を示す。各歯車ポンプは、歯数が２枚の歯
車２ａ、３ａ’　、３ａ’の三つの歯車で構成した三歯
車ポンプを軸方向に複数組み合わせ、各組の中央の歯車
２ａを一ピッチの位相差をもって配置していた。歯車ポ
ンプは、吸込口１０より吸込まれ低圧室８ａ、８ｂに送
られた流体を、高圧室９ａ、９ｂに移送し吐出口１１よ
り吐出す。例えば、歯車ポンプＡ及び歯車ポンプＢから
成る二連式歯車ポンプの場合について、中央歯車２ａの
回転角と吐出流量の関係を第１０図に示す。歯車ポンプ
Ａの吐出流量は、平均流量Ｑ１．Ｉ２π に対して変動量ΔＱ１周期□で脈動している。

一方、歯車ポンプＢの吐出流量は、歯車ポンプＡに対し
て変動量と周期は等しく、−の位相差をもＺ つて脈動している。従って、歯車ポンプＡ及び歯車ポン
プＢが二連式歯車ポンプを構成すると、そのときの合成
吐出流量は第１１図のようになるる。

期は−となる。

これに対し、 中央歯車が互いに位 相差を有しない二連式歯車ポンプでは、平均流量 従って、 中央歯車を一ピツチの位相差をもって多連成歯車ポンプ
を構成すると、 吐出流量の変動は ると論じられている。

また、一般に歯車ポンプでは歯車が回転すると閉じ込み
部が生じる。この閉じ込みの進行状態を第１２図（１）
　、　（２）　、　（３）に、また、そのときの閉じ込
み容積Ｖの変化を第１３図に示す。第１２図（１）は閉
じ込み開始の状態、第１２図（２）は閉じ込み中央の状
態、第１２図（３）は閉じ込み終了の状態をそれぞれ示
す。この間、第１３図に示すように、閉じ込み開始から
閉じ込み中央に至るまでに閉じ込み容積が減少するため
に、流体は体積ΔＶｌ圧縮され、また、閉じ込み中央か
ら閉じ込み終了点に至る間に閉じ込み容積が増加するた
め体積がΔ■２だけ膨張する。このように閉じ込み容積
が減少し流体が圧縮されると閉じ込み部の流体は非常に
高圧となり、また、閉じ込み容積が増加すると閉じ込み
部の流体は非常に低圧となる。

このような閉じ込みによって吐出圧力は不規則に脈動し
、キャビテーションに伴う振動、騒音、吐出量の低下を
生じる。そして、ポンプ部品の浸食、破壊をもたらす恐
れもある。この閉じ込みの問題に対して、従来は閉じ込
み部側面のケーシング、或いは、側板に逃げ溝を設ける
ことにより防止していた。これは閉じ込み容積が減少過
程にある間、閉じ込み部はこの逃げ溝によって高圧室と
通じているため、閉じ込み圧縮によって押し出される流
体は高圧室に送り出される。これにより、圧縮に伴う圧
力上昇を防止していた。また、閉じ込み容積が増加し始
めると、閉じ込み部が別の逃げ溝によって低圧室と通じ
るため、閉じ込み膨張に伴う不足の流体は低圧室から供
給される。これにより真空の発生を防いでいた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、多連式歯車ポンプでは吐出流量の脈動
の低減の考慮はなされているが閉じ込みについては考慮
がされておらず、圧力脈動の問題があり、さらに、逃げ
溝を設ける従来技術は、閉じ込み部と吐出口、或いは、
吸込口との流体の出入りについて考慮がされておらず、
流量脈動の問題があった。

本発明の目的は、圧力脈動と流量脈動の両方を低減する
多連式歯車ポンプを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は複数の歯車ポンプ
のうち少なくとも一つは駆動歯車の回転方向の配置の位
相が他の歯車ポンプの駆動歯車の位相と異なっている多
連式歯車ポンプにおいて、歯車ポンプのかみあい中央点
近傍と他の歯車ポンプのかみあい中央点近傍とを連通す
る連通路を設けたものである。

〔作用〕

一つの歯車ポンプのかみあい中央点近傍と他の歯車ポン
プのかみあい中央点近傍とを連通ずる連通路は、閉込開
始から閉込中央までの閉じ込み圧縮部の流体を他の歯車
ポンプの閉込中央から閉込終了までの閉込膨張部に供給
するので、閉込部が異常に高圧、或いは、低圧になるこ
とがない。また、閉込圧縮、或いは、閉込膨張に伴う流
体の過不足による閉込部と吸込口或いは吐出口との流体
の出入りがなくなる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第４図により説
明する。

第１図は本発明の一実施例、第２図は第１図のＩ−１断
面、第３図は第１図の■−■断面及び■−■断面、第４
図は第２図のＩＶ−ＩＶ断面を示す。

１は多連式歯車ポンプであり、歯車ポンプＡ及びＢから
構成されている。２ａ、２ｂは駆動歯車、３ａ、３ｂは
従動歯車、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄはケーシングである
。駆動歯車２ａは従動歯車３ａと互いに歯がかみ合って
いる。同様に駆動歯車２ｂは従動歯車３ｂと歯がかみ合
っている。駆動歯車２ａと従動歯車３ａはケーシング４
ａ。

４ｂ内に格納されて歯車ポンプＡを形成し、駆動歯車２
ｂと従動歯車３ｂはケーシング４ｃ、４ｄ内に格納され
て歯車ポンプＢを形成している。駆動歯車２ａ、２ｂは
、それぞれ、駆動軸６ａ。

６ｂに一体的に形成され、また、従動歯車３ａ。

３ｂは、それぞれ、従動軸７ａ、７ｂに一体的に形成さ
れている。駆動歯車２ａと駆動歯車２ｂは互いに歯の位
相差をもつ状態で駆動軸６ａ及び駆動軸６ｂを介してカ
ップリング５により結合されている。低圧室８及び高圧
室９は、ケーシング４ｂ、４ｃ、４ｄ内に、それぞれ、
非連通状態で形成され、それぞれ吸込口１ｏ及び吐出口
１１に連通している。歯車ポンプＡのかみあい中央点近
傍にはケーシング４ｂ内に油溝２１ａが形成されている
。同様に歯車ポンプＢのかみあい中央点近傍にはケーシ
ング４ｃ内に油溝２１ｂが形成されている。油溝２１ａ
及び２１ｂはケーシング４ｂ及び４ｃ内に形成された連
通路２１によって連通している。

この構成で、電動機（図示せず）により駆動軸６ａが回
転する。それに伴い、駆動軸６ａに一体的に形成されて
いる駆動歯車２ａ及びカップリング５によって結合され
ている駆動歯車２ｂが回転する。駆動歯車２ａ及び２ｂ
が回転すると、それぞれにかみ合っている従動歯車３ａ
、３ｂも回転する。いま、歯車ポンプＡの場合に、駆動
歯車２ａ、従動歯車３ａが第２図の矢印の方向に回転す
ると、流体は吸込口１ｏから吸込まれ、低圧室８に送ら
れる。流体は、さらに、駆動歯車２ａ、または、従動歯
車３ａとケーシング４ａ及び４ｂとで囲まれた流体移送
空間を満たしながら高圧室９に移送し、吐出口１１に導
かれる。歯車ポンプＢについても同様に、流体は駆動歯
車２ｂ、または、従動歯車３ｂとケーシング４ｃ及び４
ｄとで囲まれた流体移送空間を満たしながら吸込口１゜
から吐出口１１に導かれる。例えば、歯車ポンプＡの駆
動歯車２ａ及び従動歯車３ａの歯数を２枚とし、同様に
歯車ポンプＢの駆動歯車２ｂ及び従動歯車３ｂの歯車も
２枚とする。また、角度θ１＝２π／Ｚとし、駆動歯車
２ａ及び２ｂの歯の位相角を０２とする。いま、θ２＝
θ１／４とすると、６歯車ポンプＡおよび歯車ポンプＢ
の閉じ込み容積の変化は第５図のようになる。つまり、
歯車ポンプＡと歯車ポンプＢの閉じ込み容積の変化は、
平均容積ＶＭ　、変動量ΔＶ、歯の位相角θ２だけずれ
た変化をしている。歯車ポンプＡが閉じ込みを開始した
後で閉じ込み部が油溝２１ａに開口するようにし、これ
を連通路２１によって油溝２１ｂに連通させると閉じ込
み容積は第６図のような変化となり、平均容積２ＶＭ、
変動量ΔＶで容積変化率は−、となる。従って、閉込部
内の圧力脈動もその分低減される。

以上の実施例では二連ポンプについて示したが。

二連以上のポンプでも本発明は実現できる。また一つの
ポンプが三歯車以上のポンプで構成された多連ポンプで
もよい。また外接歯車の代わりに第７図及び第８図で示
される内接歯車で構成しても実現できる。さらに実施例
では各駆動歯車及び従動歯車の歯数をすべて同数とした
が、必しも同数に限定するものではなく、多連歯車ポン
プを構成した場合に、圧力脈動を低減するように選べば
問題はない。さらに、位相角θ２でも、並設する歯車ポ
ンプの数及び歯数に応じて決定すればよい。

また、この実施例はポンプについて述べたが、ポンプに
代えて多連式歯車モータとしても実現することができる
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、各歯車ポンプの駆動歯車の歯の位相が
他の駆動歯車の歯の位相と異なるように配置した多連式
歯車ポンプにおいて、各歯車ポンプのかみあい中央点近
傍に油溝を設け、各油溝を連通路で連通させたので、閉
込部内の容積変化率が減少し、その結果、異常な圧力上
昇、または、圧力降下によって発生する圧力脈動及び振
動・騒音を低減する効果がある。さらに、閉じ込み圧縮
或いは、閉じ込み膨張に伴う流体の出入りを無くすこと
ができるので、流量脈動を低減する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の多連式歯車ポンプの縦断面
図、第２図は第１図の１−１線断面図、第３図は第１図
の■−■線断面図及び■−■線断面図、第４図は第２図
のＩＶ−ＩＶ線断面図、第５図は各歯車ポンプの閉じ込
み容積変化を示す説明図、第６図は本発明の多連式歯車
ポンプの閉じ込み容積変化を示す説明図、第７図は他の
実施例の多連式歯車ポンプの縦断面図、第８図は第７図
の■−Ｖ線断面図及びＶＩ−ＶＩ断面図、第９図は従来
の多連式歯車ポンプの説明図、第１０図は従来の歯車ポ
ンプの吐出流量を示す説明図、第１１図は従来の多連式
歯車ポンプの吐出流量を示す説明図、第１２図（１）　
、　（２）　、　（３）は閉じ込みの状態を示す説明図
、第１３図は閉じ込み容積変化を示す説明図である。 １・・・多連式歯車ポンプ、２ａ、２ｂ・・駆動歯車、
３ａ、３ｂ・・・従動歯車、８・・低圧室、９・・・高
圧室、キシ ＼ ＣＬ 車 ３ 囚 岩 牢 図 第５図 駈＠歯車の回動角 帛６図 馬已勤１１　＊ｍｌ可斡角 寓″Ｉ凹 ■ ７丁 高８図 ３孔 ＣＬ ｚ１α １ 來１０区 荊１１図 ひ凸ヒ・込；チ容穐

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ポンプケーシング内に、流体を吸排するための流体
   移送空間を形成する複数の歯車を設け、流体吸込部の流
   体を流体移送空間に封入して前記歯車を駆動回転軸まわ
   りに回転させることによつて流体吐出部へ移送して吐出
   する歯車ポンプを軸方向に複数個配置し、前記歯車ポン
   プのうち少なくとも一つは前記歯車の回転方向の配置の
   位相が他の前記歯車ポンプの前記歯車の位相と異なつて
   成る多連式歯車ポンプにおいて、前記歯車ポンプのかみ
   あい中央点近傍と他の前記歯車ポンプのかみあい中央点
   近傍とを連動する連通路を設けたことを特徴とする多連
   式歯車ポンプ。