JPH11303768A - ギヤポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ギヤポンプにおいて、シールがサイドプレート
に与える偏荷重を防止して、低速回転時の摩擦トルクを
低減する。 【解決手段】キャビティを有するケーシングの両端をカ
バーで閉塞する。一対のギヤを両側から挟む一対のサイ
ドプレート１２をケーシング１０のキャビティ内に浮動
状に収容する。サイドプレート１２のギア側側面の背面
１２ｂに収容溝２０を設けて、キャビティ内を低圧エリ
アＬと高圧エリアＨとに仕切る略３の字状のシール１３
を収容する。シール１３は相対的に面圧の高い第１の部
分２２をサイドプレート１２の背面１２ｂの中央部に配
置し、サイドプレート１２を偏りなくギア側へ押圧す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、互いに噛み合う一
対のギヤの回転によりポンプ作用をなすギヤポンプに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ギヤポンプでは、一対のカバー
により両端が閉塞されるケーシングのキャビティ内に、
互いに噛み合う一対のギヤを両側から挟む一対のサイド
プレートを嵌め入れ、各サイドプレートにそれぞれ形成
された一対の支持孔によって、各支軸の両端部をそれぞ
れ支持している。また、ギヤ同士の噛み合い位置を挟ん
だ両側に作動オイルの吐出室と吸込室を形成している。
さらに、サイドプレートがギヤに接触する面の背面と、
これに対向するカバーの面との間に略３の字状のシール
を介在し、このシールによって、キャビティ内を高圧エ
リアと低圧エリアに区画している。

【０００３】このシールは、従来、上記のような高圧エ
リアと低圧エリアとを区画するシール機能の他に、高圧
発生時に、サイドプレートのギヤ側側面が受ける油圧力
に抗してサイドプレートの背面を弾力的に押圧すること
により、サイドプレートのギヤ側側面とギヤの端面との
間の隙間を一定に維持し、これにより、サイドプレート
のギヤ側側面に沿っての圧抜けを防止する機能を果たし
ている。

【０００４】すなわち、高圧発生時においては、高圧を
受けたサイドプレートのギヤ側側面とギヤの端面との間
の隙間は拡大する傾向にあり、仮に隙間が拡大した場合
には、この隙間を通して、高圧の吐出室から低圧の吸込
室へ作動油が漏れ、圧抜けが発生するおそれがある。

【０００５】そこで、従来、ギヤポンプではシールによ
る押圧力を、定格回転において上記の圧抜けが発生しな
いレベルの大きさに設定している。定格回転で継続的に
運転されるギヤポンプでは、定格回転している高圧発生
時においてサイドプレートを両側から押す油圧力とシー
ルの弾性反発力との力のバランスがとれていれば何ら支
承はない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、自動
車における省エネの要請は顕著となっており、運転と停
止が繰り返されるタイプのギヤポンプの出現も予想され
る。例えば、上記のギヤポンプを電動モータにより作動
させて油圧源とするタイプのパワーステアリング装置で
は、直進走行時（非操舵時）にギヤポンプの作動を停止
しておき、操舵時のみに対応してギヤポンプを作動させ
る、いわゆるオンデマンド方式による使用も考えられ
る。

【０００７】このような用途では、ギヤポンプを停止状
態から所定の回転速度での運転状態まで立ち上げる動作
が頻繁に行われる。したがって低速回転でも頻繁に使用
されることになり、低速回転での性能をも考慮する必要
がでてくる。

【０００８】すなわち、低速回転時には、サイドプレー
トのギヤ側側面が受ける油圧力が小さいので、シールに
よる押圧力を大きくし過ぎていると、サイドプレートの
ギヤ側側面がギヤの端面へ強く押しつけられるため、ギ
ヤの回転を妨げる摩擦抵抗が大きくなる。その結果、摩
擦トルクが大きくなり、機械効率が低下してしまう。特
に、低速回転時にはサイドプレートのギヤ側側面とギヤ
の端面との間に油膜が形成され難く、このことも上記の
摩擦トルクを大きくする要因となっている。

【０００９】そこで、高速回転時に圧抜けを発生せず、
しかも低速回転時の摩擦トルクが低くなるように、シー
ルによる押圧力を設定することが考えられる。

【００１０】ところが、実際には、シールによる押圧力
のレベルを単に設定するだけでは、上記の摩擦トルクを
小さくすることができない。というのは、シールが略３
の字形形状をしているので、このシールがサイドプレー
トに及ぼす押圧力が、サイドプレートの背面の中央部に
作用せず、したがって、サイドプレートが偏りを生じた
状態でギヤ側へ押しつけられることになり、摩擦トルク
が増大するからである。

【００１１】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、本発明の目的は低速回転時の摩擦トルクを小さく
できしかも高速回転時の圧抜けの発生を防止することが
きるギヤポンプを提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の課題解決手段として、請求項１記載の発明の態様は、
両端が一対のカバーにより閉塞されるキャビティを有す
るケーシングと、互いに噛み合う一対のギヤを両側から
挟んでキャビティ内に浮動状に収容されると共に、各ギ
ヤの支軸の両端を回転自在に支持する一対の支持孔をそ
れぞれ有する一対のサイドプレートと、各サイドプレー
トがギヤと接触する面の背面とこれに対向するカバーの
面との間に介在し、キャビティ内を高圧エリアと低圧エ
リアに区画する略３の字状のシールとを備えるギヤポン
プにおいて、上記シールがサイドプレートの背面を押す
押圧力の作用中心を上記背面の中央部側へ寄せる偏押圧
抑制手段をさらに備えることを特徴とするものである。

【００１３】本態様では、シールがサイドプレートの背
面を押す押圧力の作用中心を上記背面の中央部側へ寄
せ、シールによってサイドプレートを偏りなく均等な圧
力分布でギヤ側へ押すことができる。これにより、サイ
ドプレートの偏押圧に起因する摩擦トルクの増加を防止
できる。したがって、シールがサイドプレートに及ぼす
押圧力のレベルを適正に設定するのみで、低圧時の摩擦
トルクの低減と、高圧時の漏れ防止とを両立することが
可能となる。

【００１４】請求項２記載の発明の態様は、請求項１に
おいて、上記シールは相対的に面圧が高い第１の部分と
相対的に面圧が低い第２の部分とを有しており、上記第
１の部分が上記背面の中央部に対応して配置されること
により上記偏押圧抑制手段を構成していることを特徴と
するものである。

【００１５】本態様では、シールの面圧が高い第１の部
分をサイドプレートの背面の中央部に対応して配置した
ので、シールからの弾性押圧力をサイドプレートの中央
部に与えて、サイドプレートを偏りなくギヤ側へ押圧す
ることができる。その結果、主に第１の部分から与えら
れるサイドプレートへの押圧力のレベルを適正に設定す
るのみで、低速回転時における摩擦トルクを少なくし、
且つ高圧発生時にサイドプレートのギヤ側側面に沿って
の圧抜けを防止することができる。

【００１６】請求項３記載の発明の態様は、請求項２に
おいて、上記第１の部分の締め代が第２の部分の締め代
よりも大きいことを特徴とするものである。本態様で
は、シールの締め代を部分的に変更する簡単な構成に
て、シールがサイドプレートを偏って押圧することを防
止することができる。

【００１７】ここで、第１の部分と第２の部分の締め代
を変更するには、第１の部分の肉厚を第２の部分の肉厚
よりも厚くするようにしても良いし、また、肉厚は一定
としておき、シールを収容する溝の深さを第１の部分に
対応して浅くするようにしても良い。なお、シールを収
容する溝はサイドプレートの背面およびこれに対向する
カバーの面の何れか一方に形成される。

【００１８】また、上記第１の部分と第２の部分とを一
体に形成することが、製造コストを安くするうえで好ま
しいが、上記第１の部分と第２の部分を互いに分離して
構成することもできる。このように分離して構成する場
合、主にシール機能を果たす第２の部分をシールに優れ
た材料により形成し、押圧力を得るための第１の部分を
弾性反発力の大きい材料により形成することも可能とな
る。

【００１９】請求項４記載の発明の態様は、請求項１に
おいて、上記シールの両端部には、キャビティの内面に
押圧されるシューが設けられる部位からさらに支持孔の
周囲に沿って延びる延設部がそれぞれ設けられ、これら
延設部によって上記偏押圧抑制手段が構成されることを
特徴とするものである。

【００２０】本態様では、シールがサイドプレートの背
面に与える押圧力の作用中心を、シールの両端部に設け
た延設部の働きで上記背面の中央部へ寄せることができ
る。これにより、サイドプレートへの偏荷重の発生を防
止できる。したがって、シール全体の押圧力のレベルを
適正に設定することにより、低速回転時における摩擦ト
ルクの低減と高圧発生時におけるサイドプレートのギヤ
側側面での圧抜け防止を容易に両立させることができ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施形態を添付
図面を参照しつつ説明する。

【００２２】図１は本発明の一実施形態に係るギヤポン
プの断面図であり、図２は図１のII−II線に沿う断面図
であってハッチングを省略してある。また、図３は図１
のIII −III 線に沿う断面図であり、図４はIV−IV線に
沿う断面図である。図１を参照して、本ギヤポンプは、
その中央部を貫通する長円形断面のキャビティ１４を有
するケーシング１０の両側を、これの全面を覆う態様に
ねじ止めされた一対のカバー１１により塞いで構成され
たハウジング１を備えている。

【００２３】上記キャビティ１４には、互いに噛み合う
駆動ギヤ３および従動ギヤ４が収容され、さらにこれら
のギヤ３，４を両側から挟み込む一対の例えばアルミニ
ウム合金製のサイドプレート１２，１２が嵌め入れられ
ている。１９は、カバー１１の環状溝に収容され、カバ
ー１１とサイドプレート１２との間に介在してキャビテ
ィ１４内を密封するためのＯリングである。

【００２４】サイドプレート１２のギヤ側側面１２ａは
各ギヤ３，４の端面と摺接されるようになっている。ま
た、各サイドプレート１２のギヤ側側面１２ａの背面１
２ｂと、これに対向するカバー１１の面１１ａとの間に
は、図４および図５に示すような略３の字形形状のシー
ル１３が介在しており、このシール１３は、キャビティ
１４内を低圧エリアＬと高圧エリアＨとに仕切ってい
る。

【００２５】駆動ギヤ３および従動ギヤの支軸３０，４
０は、長円形断面を有するキャビティ１４の両側の半円
部の軸心上にそれぞれ位置し、互いに平行をなして架設
されている。すなわち、支軸３０，４０は各サイドプレ
ート１２にそれぞれ一対形成された支持孔３１，４１に
により両持ち支持されている。

【００２６】一対の支持孔３１によって支持された一方
の支軸３０は、一方のカバー１１を貫通して外部に延長
され、この延長端に伝達される図示しないモータからの
駆動力により回転駆動される駆動軸を構成している。ま
た、支軸３０には駆動ギヤ３が一体回転可能に装着され
ている。支軸３０がカバー１１を貫通する部分にはオイ
ルシール１７が配置されている。

【００２７】また、一対の支持孔４１によって支持され
た他方の支軸４０は、各サイドプレート１２の支持孔４
１内に軸端を有する従動軸を構成している。支軸４０に
は従動ギヤ４が装着されている。従動ギヤ４の支軸４０
への装着では、軸回りの回転を拘束しても良いし軸回り
の回転を許容しても良い。従動ギヤ４は両支軸３０，４
０の軸心を含む平面内において駆動ギヤ３と噛み合い、
支軸３０により駆動される駆動ギヤ３の回転に伴って、
支軸４０と共に（或いは支軸４０の回転を伴わずに）従
動回転するようにしてある。

【００２８】図２には、駆動ギヤ３およびこれに連動す
る従動ギヤ４の回転方向が矢符により示してあり、両ギ
ヤ３，４の噛み合い位置を挟んだ両側には、前記回転方
向側に吸込室５が、反回転方向側に吐出室６が形成され
ている。これら吸込室５および吐出室６は、ケーシング
１０の対応位置に開口する吸込口１５および吐出口１６
を介して、ハウジング１外の図示しない吸込先および吐
出先にそれぞれ接続されるようにしてある。

【００２９】図３において、サイドプレート１２のギヤ
側側面１２ａには、両ギヤ３，４の噛み合い位置から吸
込室５側へ延びる逃げ溝６３および吐出室６側へ延びる
逃げ溝６４が形成されている。これらの逃げ溝６３，６
４は、両ギヤ３，４の噛み合い位置で流体が各サイドプ
レート１２と各噛合ギヤ歯とで形成される閉塞領域に閉
じ込められる、いわゆる閉じ込みの発生を防止するため
のものである。両逃げ溝６３，６４は両ギヤ３，４の噛
み合い中心位置を避けるようにして設けられ、互いの間
に所定の距離が確保されている。これは両逃げ溝６３，
６４を連通させてしまうと、吸込室５側と吐出室６側が
連通されて、ポンプ機能を果たせなくなるので、これを
防止するためである。また、上記ギヤ側側面１２ａに
は、各支持孔３１，４１と吸込室５側とをそれぞれ連通
する連通溝６５が形成されている。

【００３０】一方、図４において、サイドプレート１２
の背面（反ギヤ側側面）１２ｂには、略３の字形形状の
収容溝２０に上記のシール１３を収容しており、このシ
ール１３を境界として、互いに対向するサイドプレート
１２とカバー１１との間の空間が、吸込室５側に連通す
る低圧エリアＬと吐出室６側に連通する高圧エリアＨと
に仕切られている。また、上記背面１２ｂには、上記低
圧エリアＬにおいて各支持孔３１，４１と吸込室５側と
をそれぞれ連通する各一対の連通溝６６が形成されてい
る。

【００３１】図５および図６を参照して、収容溝２０の
両端部はサイドプレート１２の周縁に開放しており、シ
ール１３の両端部はＵ字状に折り返されてキャビティ１
４の内面に摺接するシュー２１を形成している。また、
シール１３の中央部には凸部を設けて他の部分よりも肉
厚を厚くすることにより、サイドプレート１２への面圧
を高くした第１の部分２２が形成され、残りの部分が主
にシールに寄与する第２の部分２３を構成している。上
記第１の部分２２は、サイドプレート１２の背面１２ｂ
の中央部に対応して配置されている。第２の部分の２３
の断面形状は略小判形形状である。

【００３２】図７（ａ），（ｂ）は収容溝２０に嵌めら
れたシール１３の中央部分の断面図であり、図７（ａ）
は自由状態、図７（ｂ）はカバー１１により押圧されて
締め代を生じた状態を示している。図７では簡単のた
め、断面のハッチングを省略してある。これらの図に示
すように、肉厚を相対的に厚くした第１の部分２２は第
２の部分２３よりも締め代が大きくなり、その結果、サ
イドプレート１２をギヤ３，４側へ強く押す。この強く
押すための第１の部分２２が、上記したようにサイドプ
レート１２の背面１２ｂの中央部に対応して配置されて
いるので、サイドプレート１２を偏りなくギヤ側へ押す
ことができる。そして、この第１の部分２２が偏押圧抑
制手段を構成している。

【００３３】このような構成により、吸込口１５を経て
吸込室５に導入される作動流体は、該吸込室５に臨む駆
動ギヤ３および従動ギヤ４の歯間に受け入れられ、両ギ
ヤ３，４の回転により、それぞれの歯間とキャビティ１
４の内周面との間に封止された状態で搬送され、吐出室
６に送り出される。吐出室６への送り出しを終えた駆動
ギヤ３と従動ギヤ４とは、両ギヤ３，４の噛み合い位置
を経て吸込室５側に向き、該吸込室５内の作動流体を再
度受け入れて吐出室６側へ送り出す作用をなす。

【００３４】以上説明した本実施の形態によれば、シー
ル１３の面圧が高い第１の部分２２をサイドプレート１
２の背面１２ｂの中央部に対応して配置したので、シー
ル１３からの弾性押圧力をサイドプレート１２の中央部
に与えて、サイドプレート１２を偏りなく均等な圧力分
布でギヤ３，４の端面側へ押圧することができる。

【００３５】このように偏荷重に起因する摩擦トルクを
低減できるので、シール１３からサイドプレート１２へ
の押圧力のレベル設定のみで、低圧時の摩擦トルクを低
減でき、且つ高圧時にサイドプレート１２のギヤ側側面
１２ａとギヤ３，４の端面との間の隙間を適正に維持し
て圧抜けを防止し、ポンプ効率を高く維持できる。しか
も、これをシール１３の締め代を部分的に変更する簡単
な構成にて達成することができる。

【００３６】なお、本実施の形態では、締め代の変更を
シール１３の肉厚を変更することにより実施したが、こ
れに限らず、シール１３の肉厚は一定として収容溝２０
の深さをサイドプレート１２の背面１２ｂの中央部に対
応して浅くするようしても良い。

【００３７】また、上記の実施の形態では、シール１３
の第１の部分２２と第２の部分２３を一体に形成した
が、これらの部分２２，２３を互いに分離して構成する
こともできる。前者では製造コストを安くすることがで
き、後者では各部分が果たす機能に適した材料を用いる
ことも可能となる。すなわち、主にシール機能を果たす
第２の部分２３をシールに優れた材料により形成し、押
圧力を得るための第１の部分２２を弾性反発力の大きい
材料により形成することも可能となる。

【００３８】次いで、図８は本発明の他の実施の形態の
サイドプレートの背面を示している。図８を参照して、
本実施の形態が図５の実施の形態と異なるのは、図５の
実施の形態が締め代を大きくした部分によって偏押圧抑
制手段を構成していたのに対して、本実施の形態が、第
１の部分２２に代えて、シール１３の両端部に設けた延
設部２４，２４によって偏押圧抑制手段を構成した点で
ある。

【００３９】具体的に説明すると、シール１３の両端部
にはキャビティ１４の内面を弾力的に押圧してシール機
能を果たすためにＵ字状に屈曲したシュー２１がそれぞ
れ設けられている。また、シール１３は、各シュー２１
の配設部位から対応する支持孔３１，４１の周囲に沿っ
てさらに延びる延設部２４，２４を有している。

【００４０】本実施の形態では、延設部２４，２４を設
けたことによって、シール１３が支持孔３１，４１の周
囲を取り囲む範囲を拡げることができるので、シール１
３がサイドプレート１２の背面１２ｂに与える押圧力の
作用中心を、背面１２ｂの中央部へ寄せることができ
る。

【００４１】これにより、シール１３からのサイドプレ
ート１２への偏荷重に起因する低速回転時の摩擦トルク
を低減することができる。したがって、シール１３の押
圧力のレベルを適正に設定するのみで、低速回転時にお
ける摩擦トルクの低減と、高圧発生時におけるサイドプ
レート１２のギヤ側側面１２ａに沿っての圧抜け防止を
容易に両立させることができる。

【００４２】本発明は上記各実施の形態に限定されるも
のではなく、本発明の範囲で種々の変更を施すことがで
きる。

【００４３】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、シールによっ
てサイドプレートを偏りなく均等な圧力分布でギヤ側へ
押圧することができるので、偏押圧に起因する低速回転
時の摩擦トルクを低減できる。したがって、シールから
サイドプレートへの押圧力のレベル設定のみで、サイド
プレートのギヤ側側面において、低圧時の摩擦トルクの
低減と、高圧時の漏れ防止とを両立することができる。

【００４４】請求項２記載の発明では、シールの面圧が
高い第１の部分をサイドプレートの背面の中央部に対応
して配置したので、シールからの弾性押圧力をサイドプ
レートの中央部に与えて、サイドプレートを偏りなくギ
ヤ側へ押圧することができる。その結果、低速回転時に
おいて摩擦トルクを少なくすることができる。請求項３
記載の発明では、シールの締め代を部分的に変更する簡
単な構成にて、サイドプレートへの偏荷重の発生を防止
することができる。

【００４５】請求項４記載の発明では、シールがサイド
プレートの背面に与える押圧力の作用中心を、シールの
両端部に設けた延設部の働きで上記背面の中央部へ寄せ
ることができる。これにより、シールからサイドプレー
トへの偏荷重の発生を防止できるので、シールの押圧力
のレベル設定のみで、低速回転時における摩擦トルクの
低減と高圧発生時における圧抜け防止を容易に両立させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のギヤポンプの断面図であ
る。

【図２】図１のII−II線に沿う断面図であり、ハッチン
グを省略してある。

【図３】図１のIII −III 線に沿う断面図である。

【図４】図１のIV−IV線に沿う断面図である。

【図５】サイドプレートの背面の拡大図である。

【図６】シールの要部の一部破断斜視図である。

【図７】収容溝に嵌められたシールの中央部分の模式的
断面図であり、（ａ）は締め代が生じていない状態を示
し、（ｂ）は締め代を生じた状態を示している。

【図８】本発明の他の実施の形態のギヤポンプのサイド
プレートの背面の拡大図である。

【符号の説明】

１ ハウジング ３ 駆動ギヤ ４ 従動ギヤ ５ 吸込室 ６ 吐出室 １０ ケーシング １１ カバー １２ サイドプレート １２ａ ギヤ側側面 １２ｂ 背面 １３ シール １４ キャビティ ２０ 収容溝 ２１ シュー ２２ 第１の部分（偏押圧抑制手段） ２３ 第２の部分 ２４ 延設部（偏押圧抑制手段） ３０，４０ 支軸 ３１，４１ 支持孔 Ｌ 低圧エリア Ｈ 高圧エリア

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】両端が一対のカバーにより閉塞されるキャ
   ビティを有するケーシングと、 互いに噛み合う一対のギヤを両側から挟んでキャビティ
   内に浮動状に収容されると共に、各ギヤの支軸の両端を
   回転自在に支持する一対の支持孔をそれぞれ有する一対
   のサイドプレートと、 各サイドプレートがギヤと接触する面の背面とこれに対
   向するカバーの面との間に介在し、キャビティ内を高圧
   エリアと低圧エリアに区画する略３の字状のシールとを
   備えるギヤポンプにおいて、 上記シールがサイドプレートの背面を押す押圧力の作用
   中心を上記背面の中央部側へ寄せる偏押圧抑制手段をさ
   らに備えることを特徴とするギヤポンプ。
2. 【請求項２】上記シールは相対的に面圧が高い第１の部
   分と相対的に面圧が低い第２の部分とを有しており、 上記第１の部分が上記背面の中央部に対応して配置され
   ることにより上記偏押圧抑制手段を構成していることを
   特徴とする請求項１記載のギヤポンプ。
3. 【請求項３】上記第１の部分の締め代が第２の部分の締
   め代よりも大きいことを特徴とする請求項２記載のギヤ
   ポンプ。
4. 【請求項４】上記シールの両端部には、キャビティの内
   面に押圧されるシューが設けられる部位からさらに支持
   孔の周囲に沿って延びる延設部がそれぞれ設けられ、こ
   れら延設部によって上記偏押圧抑制手段が構成されるこ
   とを特徴とする請求項１記載のギヤポンプ。