JPH0744783Y2 - ギアポンプ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、高分子重合物等の高粘度流体の圧送用ポン
プとして好適なギアポンプに関する。

（従来の技術） 高分子重合物等の高粘度流体を反応槽から吸い込み圧送
するポンプとしてギアポンプが広く使用されている。こ
のギアポンプはギアケース内に嵌装された一位のギア
と、各ギアのギア軸を夫々回転自在に内嵌軸支すると共
に、各端面が対応するギアの側面に摺接する合計４個の
軸受とを備えており、通常上述の反応槽の底外壁に取り
付けられる。そして、ギアケースの上部に開口する吸入
ポートから流入する高粘度流体を吸い込み、吐出ポート
側に圧送している。

この種のギアポンプが圧送しようとする高分子重合物と
して近年、より高粘度のものが出現しており、これら高
分子重合物をギアポンプで圧送する場合、流体が高粘度
であり、しかも、反応槽には僅かな液ヘッドしかなく、
更に、槽内が真空である場合が多く、このため、反応槽
からギアポンプのギア部へ液が達する量は、おおよそギ
アポンプの吸入ポート形状に対する液の自由落下量で決
定される。従って、高粘度の液体を圧送するこの種のギ
アポンプとしては、仕様を満足するように出来るだけ大
きな形状の吸入ポートを有するものが使用される。

出来るだけ大きな形状の吸入ポートを形成するために、
従来のギアポンプの吸入ポートはそのフランジ部の上部
開口で円形に、ギア部開口で略矩形形状として、上部開
口とギア部開口を滑らかに接続した通路形状を有してい
る。そして、ギア部開口における矩形形状の幅はギア幅
に等しく、長さは一対のギアのピッチ円直径とギア外径
の和に略等しく、上部開口の開口径と略等しいものであ
った。

（考案が解決しようとする問題点） この様に従来のギアポンプはギア部開口において矩形形
状の吸入ポートを有しており、この矩形形状における液
の通路抵抗は幅寸法に大きく影響されるので、液の通路
抵抗を小さくするためには設計が許す限りギア幅を出来
るだけ大きな値に設定する必要がある。しかしなが
ら、、ギア幅を大きく設定すると軸受の面圧が許容値を
超える等の設計上好ましくない別の問題が生じ、単にギ
ア幅だけを大きくすることが出来ない。従って、従来吐
出流量等の使用値を満足させるためには、ギア諸元の大
きいギアを備えたギアポンプ、即ち、外形形状の大きい
ギアポンプを選択する必要があった。

本考案は斯かる問題点を解決するためになされたもの
で、ギア幅を大きくすることなく、即ち、ギアポンプの
外形形状を変更することなく、吸込み性能を高め、高粘
度液体の圧送に好適なギアポンプを提供するを目的とす
る。

（問題点を解決するための手段） 上述の目的を達成するために本考案に依れば、一対のギ
アの各ギア軸を夫々回転自在に内嵌軸支すると共に各端
面が当該ギアの側面に摺接する軸受を備え、前記ギアの
ギア軸に対して垂直上方に吸入ポートが配設されたギヤ
ポンプにおいて、各軸受の前記端面の吸入ポートを臨む
周縁に、溝底半径が前記ギアの歯底半径に実質的に等し
く、且つ、互いに隣接する２つの軸受の溝端面を直線で
結ぶ溝長の和が前記一対のギアの最外端間の長さ（即
ち、ギアのピッチ円直径とギア外径の和）に実質的に等
しい溝を形成し、前記吸入ポートの前記ギア部開口にお
ける形状を前記ギアの歯幅より前記溝幅だけギアの両側
に夫々拡張した矩形形状に形成したことを特徴とするギ
アポンプが提供される。

（作用） 軸受の、ギアの側面と摺接する端面の吸入ポートを臨む
周縁に本考案が規定する形状の溝を設け、吸入ポートの
ギア部開口における形状をギアの歯幅より溝幅だけギア
の両側に夫々拡張した矩形形状に形成したことにより、
吸入ポートから自由落下する液量が増加し、ギアポンプ
の吸込み性能の向上が可能になる。

（実施例） 以下、本考案の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図乃至第４図は本考案に係るギアポンプを示し、こ
のギアポンプ１は、一対の駆動ギア10、従動ギア11と、
これらのギア10,11を嵌装するギアケース12と、各ギア1
0,11のギア軸10a,11aを軸支し、ギアケース12に嵌装さ
れる軸受13〜16等から構成される。

ギアケース12は外形形状略直方体をなし、上面には図示
しない反応槽に当該ギアポンプ１を取り付けるための取
り付けフランジ12aが、下面には図示しない移送パイプ
が接続される取り付けボス12iが夫々形成されている。
ギアケース12にはその一側壁12bから他側壁12cに貫通
し、駆動ギア10及び従動ギア11が嵌装される２つの貫通
孔12d,12eが、これらの中心軸を互いに所定の距離（後
述する駆動ギア10及び従動ギア11の距離（後述する駆動
ギア10及び従動ギア11のピッチ円直径に対応する距離）
だけ離間させて水平方向に穿設されている。これらの貫
通孔12d,12eは軸方向全域に亘り互いに重な合って断面
形状繭形をなしている。このとき、貫通孔12d,12eの各
中心を通る直線が各貫通孔12d,12eと交差する交差点間
の距離の和はギア10,11のピッチ円直径とギア外径の和
に等しい。貫通孔12d,12eはこれらが互いに重なり合っ
た部分の軸方向略中央位置で上方に吸入ポート12fと、
下方に吐出ポート12gと夫々連通している。

駆動ギア10にはその中心軸を貫通してギア軸（駆動軸）
10aがその側面から両側に延びており、ギア軸10aは駆動
ギア10を挟んで一側壁12b側は軸受16の中心孔16aに、他
側壁12c側は軸受15の中心孔15aに夫々回転自在に、且
つ、軸受16,15の各端面が駆動ギア10の対応する側面に
摺接して嵌装軸支され、これらの軸受15,16及び駆動ギ
ア10は組立状態で前述の貫通孔12eに嵌装されている。
尚、他側壁12c側のギア軸10aは軸受15と略同じ長さを有
し、一側壁12b側のギア軸10aは軸受16の中心孔16aはも
とより、後述する前カバー18を貫通して外方に突出して
おり、その突出端には図示しない駆動装置の駆動プーリ
が装着される。

従動ギア11にはその中心軸を貫通してギア軸11aがその
側面から両側に延びており、ギア軸11aは従動ギア11を
挟んで一側壁12b側は軸受14の中心孔（図示せず）に、
他側壁12c側は軸受13の中心孔13a（第３図参照）に夫々
回転自在に、且つ、軸受の各端面を従動ギア11の対応す
る側面に摺接させて嵌装軸支され、これらの軸受13,14
及び従動ギア11は組立状態で前述の貫通孔12dに嵌装さ
れ、従動ギア11は前述の駆動ギア10に噛合している。
尚、従動ギア11を挟んで両側に延びるギア軸11aは何れ
の側も軸受13,14と略同じ長さを有している。又、上述
の駆動ギア10及び従動ギア11は同一のギア形状に成形さ
れている。

他側壁12c側の貫通孔12d及び12eの各開口は後カバー17
により閉塞され、該カバー17はギアケース12に液密に螺
着されている。一側壁12b側の貫通孔12d及び12eの各開
口は前カバー18により閉塞され、該カバー18はギアケー
ス12に液密に螺着されている。この前カバー18には駆動
側のギア軸10aが突出する円筒状のシール部材保持部18a
が外方に突出形成され、このシール部材保持部18aの内
周壁とギア軸10a間はグランドパッキン或いはメカニカ
ルシール等のシール部材19により液密に保持されてい
る。

ギア軸10a及び11aを軸支する本考案に係る４つの軸受13
〜16には、各軸受13〜16の対応するギア10,11と摺接す
る端面の、吸入ポート12fを臨む側の周縁に沿って切欠1
2b〜16bが形成されている（第１図及び第４図参照）。
この切欠13d〜16dは、後述するように軸受13〜16とギア
10,11とが組み立てられたとき、ギア10,11の側面とによ
り溝20,21を形成するものである（第２図参照）。各切
欠13b〜16bの切欠幅Ｇ（第４図参照）は、ギアのモジュ
ール数によっても異なるが、ギア10,11の歯高の0.2〜５
倍に設定するのが望ましい。溝幅は現実的には10〜20mm
程度とする。10mmより小さい場合には効果が小さく、20
mmより大きい場合には液の滞留が生じる。一方、歯高は
５〜40mm程度が使用の範囲である。従って、溝幅は歯高
の0.2〜５倍程度となる。又、軸受13〜16の外周面から
の切欠深さ（溝深さ）は、組立後の溝底半径Ｒがギア1
0,11の歯底半径に等しくなるように設定することが最適
である。歯底半径より大きいと効果がその半径が大きく
なるに従って減少し、小さい場合は最適径以上の効果が
望めない。又、切欠長さは互いに隣接する２つの軸受
（軸受13と15、及び軸受14と16）の切欠長さ（正確には
溝端間の直線距離）の和Ｌがギア10,11のピッチ円直径
とギア外径の和に略等しくなるように設定される。

吸入ポート12fはギアケース12の上面に円形形状に開口
し、この上部開口の中心は前述のフランジ12aの中心と
一致している。吸入ポート12fのギア10,11と連通するギ
ア部開口は略矩形形状をなしており、その幅はギア10,1
1のギア幅ｌより上述した切欠13b〜16bの切欠幅2Gだけ
大きく（ｌ＋2G）、長さは上述した互いに隣接する２つ
の軸受（軸受13と15、及び軸受14と16）の切欠長さ（但
し直線距離）の和Ｌに略等しく、この長さＬは前記上部
開口の直径に等しい。そして、吸入ポート12fは上部開
口とギア部開口間を滑らかに接続した通路形状を有して
いる。

尚、ギアケース12の内壁には、ギア10及び11の各ギア幅
方向に沿って上述の吸入ポート12fのギア部開口に連通
し、且つ、溝底が、ギア10及び11の各中心を通る直線が
貫通孔12d,12eと交わる点近傍で貫通孔12d,12eに夫々接
する溝12j及び12kが形成されている。又、前記吐出ポー
ト12gは断面円形状をなし、ギアケース12の下面中央位
置に前記ボス12iと同心に穿設されている。

次に、上述のように構成されるギアポンプ１の作用を説
明する。

前記駆動装置によりギア軸10aが回転駆動されると、駆
動ギア10及び従動ギア11は第３図に示す方向に回転す
る。図示しない反応槽から略自由落下により流入してく
る高粘度の液体は吸入ポート12fの上部開口からギア部
開口に導かれる。このとき、各ギア10,11の歯溝間に落
下した流体が充満されていくが、ギア10,11の側壁近傍
の歯溝には、軸受13〜16に形成した切欠13a〜16aとギア
10,11の側面により区画される溝20,21に落下した液体に
より充填されることになる。更に、ギアケース12の内壁
に形成した溝12j,12kに導かれた液体がギア10,11の回転
により歯溝に押し込まれ、歯溝に出来た空間に液体が満
たされる。斯くして、ギアポンプの吸込み性能が向上さ
れ、歯溝に充填された液体は吐出ポート12g側に圧送さ
れ、更に、図示しない移送パイプに吐出される。

尚、本考案は各軸受13〜16に切欠13a〜16aを設けて軸受
13〜16とギア10,11の側面間に溝を形成させたが、この
溝を形成することなく吸入ポートの形状を第２図におい
て仮想線12f′で示す従来の形状から本考案の形状12fに
単に変更して、ギア部開口を本考案のように切欠幅Ｇだ
けギア10,11の両側に拡張するようにした場合、吸入ポ
ート12fのギア部開口に露出する軸受13〜16の外周に液
溜りが生じ、ギア10,11の歯溝への液の流入に格別の効
果が得られない。

本考案は各軸受13〜16の、ギア10,11と摺接する端面の
吸入ポート12fに臨む周縁を切欠いてギア10,11の側面か
ら歯溝に液を流入させることを特徴とするものであり、
このようにギア10,11の側面から歯溝に液体を流入させ
るものであれば軸受13〜16の切欠形状は特に限定される
ものではなく、本考案ではこの切欠13a〜16aの断面形状
は略矩形形状をなしているが、溝底と側壁間の隅Ｒを設
けた断面扇状であってもよい。

（考案の効果） 以上詳述したように本考案のギアポンプに依れば、各軸
受のギアの側面に摺接する端面の吸入ポートを臨む周縁
に、溝底半径がギアの歯底半径に実質的に等しく、且
つ、互いに隣接する２つの軸受の溝端間距離の和が一対
のギアの最外端間の長さに実質的に等しい溝を形成し、
吸入ポートのギア部開口における形状を前記ギアの歯幅
より前記溝幅だけギアの両側に夫々拡張した矩形形状に
形成したので、吸入ポートから自由落下する液量を増加
させることが出来、ギア幅を大きくすることなく、即
ち、ギアポンプの外形形状を変更することなく、吸込み
性能を高めることが出来る。このため、従来の同等の性
能を有するギアポンプと比較するとギアポンプを小型化
することが出来るという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示し、第１図は本考案に係る
ギアポンプの上面図、第２図は第１図のII−II線に沿う
断面図、第３図は第１図のIII−III線に沿う断面図、第
４図は軸受13,14の拡大斜視図である。 １……ギアポンプ、10……駆動ギア、10a……ギア軸、1
1……従動ギア、11a……ギア軸、12……ギアケース、12
f……吸入ポート、12g……吐出ポート、13〜16……軸
受、13a〜16a……切欠、20,21……溝。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一対のギアの各ギア軸を夫々回転自在に内
   嵌軸支すると共に各端面が当該ギアの側面に摺接する軸
   受を備え、前記ギアのギア軸に対して垂直上方に吸入ポ
   ートが配設されたギヤポンプにおいて、各軸受の前記端
   面の吸入ポートを臨む周縁に、溝底半径が前記ギアの歯
   底半径に実質的に等しく、且つ、互いに隣接する２つの
   軸受の溝端面を直線で結ぶ溝長の和がギアのピッチ円直
   径とギア外径の和に実質的に等しい溝を形成し、前記吸
   入ポートの前記ギア部開口における形状を前記ギアの歯
   幅より前記溝幅だけギアの両側に夫々拡張した矩形形状
   に形成したことを特徴とするギアポンプ。