JPH033074B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、回転するポンプ歯車が軸線方向に移
動可能にポンプケーシング内で支持されている歯
車ポンプに関し、より厳密には少なくとも前記ポ
ンプ歯車の１つの端面に、軸線方向に移動可能な
移動部材が係合し、該移動部材が、前記ポンプ歯
車によつて占められる作業空間を、軸線方向に位
置固定して配置される他のポンプ歯車に対して蔽
うことができ、移動部材が、その表面の、前記他
のポンプ歯車側の部分で、該他のポンプ歯車の歯
先の軌道に等しい輪郭を有している歯車ポンプに
関するものである。

従来技術 この種の歯車ポンプは、例えばドイツ特許第
375986号公報から公知である。しかしこの歯車ポ
ンプは過去60年間実際には使用されていなかつ
た。例えば自動車または工作機械の潤滑油を供給
するために使用される歯車ポンプは、供給流或い
は圧力を必要に応じて制御し調整する必要があ
る。このため従来では、回転数を制御することに
よつて吐出し効率を制御していたが、これには比
較的コストがかかる。

例えば自動車の場合、潤滑油供給のための歯車
ポンプは、必要とする最大吐出し効率に調整さ
れ、コンスタントに稼働される。エンジンの回転
数が高い場合には、低い場合に比べて吐出し効率
はかなり小さくて済むので、過圧を低下させる過
圧弁が供給管のなかに設けられている。しかしな
がら、ポンプ歯車の最大効率はほぼ一定であるの
で、稼働時間のほとんど時間動力を消費してお
り、従つて不経済である。

冒頭で上げた従来の歯車ポンプの構造は、かな
り簡単な調整手段を必要とするであろうし、公知
の歯車ポンプは、軸線方向の長さが比較的大き
く、横方向に強い力がはたらくので、機能的に十
分なものではない。

目 的 本発明の目的は、吐出し効率が体積によつて制
御または調整されるような歯車ポンプを、その課
題が最適に満たされるように構成することであ
る。

構成及び効果 本発明は、上記目的を達成するため、ポンプケ
ーシングが、両ポンプ歯車の間の吐出し側に対向
する側にして軸線方向に移動可能なポンプ歯車の
直径方向に袋状の凹部を有し、該凹部が、前記吐
出し側と液圧的に結合されていることと、前記凹
部が、ポンプケーシングの次のような位置に配置
されていること、即ちポンプ歯車が軸線方向に移
動した場合でも両ポンプ歯車の作用範囲にあるよ
うな位置に配置されていることとを特徴とするも
のである。

このように液圧的に荷重を除去することによつ
てポンプの吐出し側に作用する横力が回避され、
ポンプの回転能が保証される。

上記の荷重除去と二者択一的に適用される手段
として、もしくはこれを補完するものとして、本
発明の他の構成によれば、移動部材に袋状の凹部
が設けられ、該凹部が、移動部材によつて操作さ
れるポンプ歯車の軸線方向両側にして両ポンプ歯
車の間にあるポンプの吐出し側に対して直径方向
に配置され、且つ前記吐出し側と液圧的に結合さ
れている。

実施例 次に、本発明の実施例を添付の図面を用いて説
明する。

第１図と第２図に図示した歯車ポンプは、ポン
プケーシング１内に配置され互いに噛み合つてい
るポンプ歯車２と３を有している。ポンプ歯車
２，３は平歯車として形成されている。

ポンプ歯車２は、駆動軸４に取付けられてい
る。ポンプ歯車３は、ポンプケーシング１内に配
置され軸線方向に移動可能に配置されている移動
部材６の軸ピン５に回転可能に緩く取付けられて
いる。移動部材６は、軸ピン５の端部にフランジ
板７を担持している。フランジ板７は、ポンプ空
間を、ポンプ歯車の移動部材６とは逆の側の端面
にて境界付け、案内手段として用いられる。

移動部材６が、第２図に示すように軸線方向に
図の左側へ移動すると、有効なポンプ体積は、ポ
ンプ歯車２，３がまだ噛み合つているような程度
に減少する。この実施例の歯車ポンプは、体積を
制御することによつて吐出し効率が決定されるよ
うな歯車ポンプである。

第３図と第４図に示す実施例は、上記の歯車ポ
ンプを調整されるポンプとして構成した実施例で
ある。この実施例では、ポンプケーシング１の移
動空間８に、調整ばね９としての特に予圧縮可能
な圧縮ばねが配置されている。調整ばね９は、一
端を軸線方向に移動可能な底板１０で支持され、
他端を移動部材６の端面１１で支持されている。
吐出し圧に依存した調整を行うため、ポンプケー
シング１の他の側１２は歯車ポンプの吐出し側１
３（第７図）と結合され、より厳密には両ポンプ
歯車２，３が相対的に軸線方向に比較的大きく移
動してまだ互いに噛み合つているような位置１
４、即ちまだポンプとして有効であるような位置
で結合している。

本発明による歯車ポンプでは、移動部材６は、
その表面の固定配置されるポンプ歯車２側の部分
１５において、該ポンプ歯車２の歯先１６の軌道
に対応した輪郭を有している。第１図から第１０
図までに図示した実施例では、即ちポンプ歯車が
平歯車として形成されている場合には、上記輪郭
は横断面にて円弧状である。このような構成によ
つて、移動部材６の領域に大量のオイルが集まる
ことはなく、ポンプの効率が減少することはな
い。

吐出し側１３に生じる圧力が非常に大きくなる
ことがあるため、これに対応して強い横力が移動
部材６に作用し、場合によつては移動部材６の軸
線方向における移動に支障をきたす場合がある。
これを避けるため荷重除去装置が設けられてい
る。第５図と第６図はこの種の液圧式荷重除去装
置の２つの実施例を示すもので、これらの実施例
はいずれか一方だけを使用することもできるが、
一緒に使用することもできる。ここでは同じ実施
例に使用されている。この種の液圧式荷重除去装
置は、以後図示されていなくとも本発明による歯
車ポンプのすべての実施例に設けられている。第
５，６，９図に示すように、移動部材６は、ポン
プ歯車３の両側、吐出し側１３に対して直径方向
に袋状の凹部１７を有している。これらの凹部１
７は、液圧的に、即ち適当な穴１８を介して吐出
し側１３と結合されている。このような構成によ
つて、吐出し側１３においても袋状の凹部１７内
においても等しい圧力が生じ、移動部材６に対す
る横力の作用が阻止される。

第５図及び第６図並びに第１０図は、液圧式荷
重除去装置の他の実施例を示す。この実施例で
は、移動部材６ではなくポンプケーシング１に袋
状の凹部１９が設けられている。この凹部１９
は、適当な穴２０を介してポンプの吐出し側１３
と結合されている。

凹部１７，１９の横の境界は、これらの凹部が
ポンプの吸い込み側２１と結合しないように設定
されている。

第７図と第８図は、歯車ポンプの他の実施例を
示し、最大吐出し位置或いは最小吐出し位置が図
示されている。この実施例は第３図及び第４図に
図示した実施例とほぼ同じ構成であるが、移動空
間８とポンプケーシング１の吸い込み側１２がそ
れぞれ調整器２２と接続されている。調整器２２
は、移動部材６の軸線方向の位置を特性量に依存
して決定する。

本発明の技術指想の範囲内では、ポンプ歯車を
中空の内歯歯車として形成することも可能であ
る。その実施例を第１１図から第２２図までに示
す。

第１１図から第１３図までは、ポンプ歯車とし
て１つの中空の内歯歯車を備えた歯車ポンプを示
している。この場合ポンプケーシング１は３つの
部分２４，２５，２６に分割されている。これら
の部分は、軸線方向に互いに相前後して且つ互い
に偏心的に配置されている。部分２４には駆動軸
２７が設けられている。この駆動軸２７には、該
駆動軸２７に対して相対的に回転可能に、しかし
ポンプケーシング２３に対しては相対回転不能に
移動部材２８が取付けられている。移動部材２８
の駆動側端面２９は筒状の凹部３０を有し、この
凹部３０のなかに、軸線方向に位置固定して駆動
軸２７と結合されているリングまたはつば３１が
設けられている。移動部材２８の他の端面側３２
は、駆動軸２７に同心的に取り付けられ端面歯部
３５を有するポンプ歯車３４の端面３３に接して
いる。ポンプ歯車３４は、ケーシング部分２５内
に設けられる中空の内歯歯車３７の内歯部３６に
偏心的に噛み合つている。第２のポンプ歯車を形
成している前記内歯歯車３７を受容するため、ケ
ーシング部分２５はこれに適した偏心的な拡張部
を有している。

ケーシング部分２５に接続しているケーシング
部分２６は、ケーシング部分２４に対して同様に
わずかに偏心してずらして配置されている。ケー
シング部分２６の内径は、ポンプ歯車３４の歯先
の直径に対応している。

ケーシング部分２５の領域には、中空の内歯歯
車３７と、ポンプ歯車３４の外径の、内歯歯車３
７と噛み合つていない部分との間に、定置の遮断
体３８が設けられている。遮断体３８の外面は内
歯歯車３７の内径に等しく、内面はポンプ歯車３
４の外径及び移動部材２８の外径に等しい。

第１３図に示すように、ポンプ歯車３４と移動
部材２８が軸線方向に移動することによつて、ポ
ンプの吐出し効率は第１２図に図示した最大調整
位置から、軸線方向における歯の噛み合い長さに
対応する最小調整位置へ変化する。

第１４図から第１６図までは、第１１図から第
１３図までに示した実施例と同様に内歯歯車を備
えたポンプの実施例を示すものであるが、この実
施例では、内歯歯車３７がポンプケーシング２３
に対して相対的に軸線方向に移動し、駆動される
ポンプ歯車３４は軸線方向に位置固定されてポン
プケーシング２３内で回転する。

この実施例では、ポンプケーシング２３は、環
状の２つの外側部分３９，４１と、中央の筒状の
部分４０から構成されている。筒状の部分４０に
は偏心的にポンプ歯車３４が取付けられ、該ポン
プ歯車３４の外歯３５は、内歯歯車３７の内歯３
６と噛み合つている。内歯歯車３７は、歯のない
縁部分４２とともに案内部分を形成して片側を軸
線方向に環状の外側部分４１まで延びている。外
側部分３９には、内歯歯車３７の端面を蔽つてい
る移動部材４３が配置されている。さらにポンプ
歯車３４の、内歯歯車３７と噛み合つていない部
分と、内歯歯車３７或いは移動部材４３の内周と
の間には、遮蔽体４４が設けられている。

移動部材４３が第１５図にて右方へ移動する
と、内歯歯車３７も軸線方向へ右方へ移動し、そ
の軸線方向における長さの最小部分だけが、軸線
方向に位置固定して保持されているポンプ歯車３
４と噛み合う。これが最少吐出し位置である。

第１７図から第１９図までは、内歯歯車として
形成されるポンプ歯車を備えた歯車ポンプの１実
施例であり、内歯歯車が軸線方向に移動可能ない
わゆるイートン（Eaton）ポンプである。

この実施例は、第１４図から第１６図までに図
示した実施例とほぼ同じ構成であるが、以下の点
で異なつている。

ポンプケーシング４５は、中央の筒状の部分４
７と、この部分の両側に接続している２つの環状
部分４６，４８とから構成されている。ポンプケ
ーシング４５内に支持されている駆動軸４９に
は、軸線方向に移動不能にポンプ歯車５０が取付
けられ、該ポンプ歯車５０は、第１９図に示すよ
うにイートンポンプに典型的な歯５１を有してい
る。

環状の部分４６には移動部材５２が配置され、
該移動部材５２は、環状部分４８まで延び、偏心
的な筒状の凹部５３を有している。この凹部５３
内には、内歯歯車５４として形成され軸線方向に
移動可能な第２のポンプ歯車が回転可能に且つ形
状拘束的に保持されている。移動部材５２の他の
端面には、環状部分４８に設けられるコイルばね
５５が復帰ばねまたは調整ばねとして係合してい
る。

イートンポンプの歯が特殊に形成されているた
め、この実施例では遮蔽体は設けられていない。
環状の移動部材５２は環状部分４６の中心に配置
され、偏心的な穴５６を有している。この穴５６
に対して同心的に駆動軸４９が配置され、従つて
内歯歯車５４と偏心的に噛み合つているポンプ歯
車５０も同心的に配置されている。

移動部材５２が軸線方向に移動することによ
り、両ポンプ歯車５０，５４の軸線方向における
有効な噛み合い長さに依存して吐出し効率が変化
する。

第２０図から第２２図までは、上記のイートン
ポンプの実施例を運動学的に逆にした実施例であ
り、即ち内歯歯車が軸線方向に位置固定して保持
され、駆動軸に取付けられるポンプ歯車が軸線方
向に移動可能に形成されている。

筒状のポンプケーシング５７は、イートン内歯
歯車５９を収容するための凹部５８を有してい
る。内歯歯車５９の歯はポンプ歯車６０と噛み合
い、該ポンプ歯車６０は、軸線方向に移動可能で
ポンプケーシング５７内に偏心的に支持されてい
る駆動軸６１に固定されている。ポンプ歯車６０
の１つの端面は、駆動軸６１と結合されているつ
ば６２に接し、該つば６２には、ポンプケーシン
グ５７内に配置される復帰ばねまたは調整ばね６
３が係合している。吐出し効率が最大の場合に
は、ポンプ歯車６０はその全長にわたつて内歯歯
車５９と噛み合う。駆動軸６１には、ポンプ歯車
６０の他の端面に移動部材６４が支持され、該移
動部材６４は、駆動軸６１と結合されているつば
６５によつて駆動軸６１と軸線方向にて結合され
ている。移動部材６４の自由端面に圧力が作用す
ると、駆動軸６１と移動部材６４とポンプ歯車６
０は、内歯歯車５９に対して図の左方へ移動し
（第２２図）、その結果吐出し効率が減少する。

第２０図に示すように、移動部材６４は円筒状
に形成され、駆動軸６１に偏心的に取り付けられ
ている。移動部材６４の外径は、外側ケーシング
部分６６及び内歯歯車５９の内径に等しく、一方
他の外側ケーシング部分６７の内径は、ポンプ歯
車６０の外径に等しい。

本発明の技術思想の範囲内では歯車ポンプの構
造を変形することも考えられ、特に移動されるべ
き構成要素の構成を変形することが考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による歯車ポンプを最大吐出し
効率の状態で示した図、第２図は第１図のポンプ
を最小吐出し効率の状態で示した図、第３図は変
形実施例を最大吐出し効率の状態で示した図、第
４図は第３図のポンプを最大吐出し効率の状態で
示した図、第５図は圧力が補正される歯車ポンプ
を最大吐出し効率の状態で示した図、第６図は第
５図の歯車ポンプを最小吐出し効率の状態で示し
た図、第７図は調整式歯車ポンプを最大吐出し効
率の状態で示した図、第８図は第７図のポンプを
最小吐出し効率の状態で示した図、第９図は第６
図の線−による断面図、第１０図は第６図の
線−による断面図、第１１図は第１３図の線
XI−XIによる断面図、第１２図は内歯歯車を備え
た歯車ポンプを最大吐出し効率の状態で示した
図、第１３図は第１２図のポンプを最小吐出し効
率の状態で示した図、第１４図は第１６図の線
−による断面図、第１５図は内歯歯車を備
えた歯車ポンプを最大吐出し効率の状態で示した
図、第１６図は第１５図のポンプを最小吐出し効
率の状態で示した図、第１７図はイートン型歯車
ポンプを最大吐出し効率の状態で且つ外側歯車が
軸線方向に移動した状態で示した図、第１８図は
第１７図のポンプを最小吐出し効率の状態で示し
た図、第１９図は第１８図の線−による
断面図、第２０図は第２２図の線−によ
る断面図、第２１図は移動可能な内歯歯車を備え
たイートン型歯車ポンプを最大吐出し効率の状態
で示した図、第２２図は第２１図のポンプを最小
吐出し効率の状態で示した図である。 １，２３，４５，５７……ポンプケーシング、
２，３；３４，３７；５０，５４；５９，６０…
…ポンプ歯車、６，５２，６４……移動部材、
９，５５，６３……調整ばね、１３……吐出し
側、１７，１９……凹部、２２……調整器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転するポンプ歯車が軸線方向に移動可能に
   ポンプケーシング内で支持されている歯車ポンプ
   であつて、少なくとも前記ポンプ歯車の１つの端
   面に、軸線方向に移動可能な移動部材が係合し、
   該移動部材が、前記ポンプ歯車によつて占められ
   る作業空間を、軸線方向に位置固定して配置され
   る他のポンプ歯車に対して蔽うことができ、移動
   部材が、その表面の、前記他のポンプ歯車側の部
   分で、該他のポンプ歯車の歯先の軌道に等しい輪
   郭を有している歯車ポンプにおいて、ポンプケー
   シング１，２３，４５，５７が、両ポンプ歯車
   ２，３の間の吐出し側１３に対向する側にして軸
   線方向に移動可能なポンプ歯車３の直径方向に袋
   状の凹部１９を有し、該凹部１９が、前記吐出し
   側１３と液圧的に結合されていることと、前記凹
   部１９が、ポンプケーシング１の次のような位置
   １４に配置されていること、即ちポンプ歯車３が
   軸線方向に移動した場合でも両ポンプ歯車２，３
   の作用範囲にあるような位置１４に配置されてい
   ることとを特徴とする歯車ポンプ。 ２ 移動部材６に袋状の凹部１７が設けられ、該
   凹部１７が、移動部材６によつて操作されるポン
   プ歯車３の軸線方向両側にして両ポンプ歯車２，
   ３の間にあるポンプの吐出し側１３に対して直径
   方向に配置され、且つ前記吐出し側１３と液圧的
   に結合されていることを特徴とする、特許請求の
   範囲第１項に記載の歯車ポンプ。 ３ 移動部材６が、調整器２２の軸線方向に移動
   可能な送信器と結合されていることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
   歯車ポンプ。 ４ 移動部材６，５２，６４と移動可能なポンプ
   歯車３，５４，６０が１つのケーシング内で案内
   され、該ケーシングが、軸線方向にてポンプ歯車
   側に調整ばね９，５５，６３を有し、且つ軸線方
   向に移動部材６，５２，６４側に圧力室を有し、
   該圧力室が、両ポンプ歯車２，３；３４，３７；
   ５０，５４；５９，６０の間の吐出し側１３と液
   圧的に結合されていることを特徴とする、特許請
   求の範囲第１項から第３項までのいずれか１つに
   記載の歯車ポンプ。 ５ 調整ばね９，５５，６６の予圧縮が調整可能
   であることを特徴とする、特許請求の範囲第４項
   に記載の歯車ポンプ。 ６ ポンプ歯車が内歯歯車３７，５４，５９及び
   平歯車３４，５０，６０として形成され、１つの
   平歯車が軸線方向に移動可能に配置されているこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第１項から第５
   項までのいずれか１つに記載の歯車ポンプ。