JPH10122160A - ギアポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ギアポンプにおいて、ポンプ効率の低下を抑制
しつつギアの支軸を支持する部分の摩耗を防止し耐久性
を向上させること。 【解決手段】ギア室14を区画する一対のサイドプレート
12,12 に設けた支持孔31,41 によって、駆動ギア3 およ
び従動ギア4 の支軸30,40 を支持する。サイドプレート
12に、吐出室6 側の高圧作動流体を支持孔31,41 内に導
く流路50,51,52を形成し、ポンプ回転数にかかわらずポ
ンプ負荷に応じた流量の流体を支持孔31,41 内に供給す
る。流路51,52 に、各支持孔31,41 の内周面31a,41a の
偏心側嵌合領域P に開口する絞り53,54 を設けた。吐出
側が高圧になるほど絞り53,54が絞られる結果、ポンプ
負荷にかかわらずポンプ効率を適正に維持できる。

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
のギアの回転によりポンプ作用をなすギアポンプに関す
る。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来よ
り、ギアポンプは、簡単な構造を有する小型軽量のポン
プとして、種々の産業分野に用いられている。この種の
ギアポンプの構造としては、ハウジング内部の空洞に一
対のサイドプレートを嵌め合わせてギア室を区画し、こ
のギア室の内部に互いに噛み合う一対のギアを収容し
て、各ギアの支軸を各サイドプレートに形成した支持孔
によって嵌合支持すると共に、上記ギア室の内部に両ギ
アの噛み合い位置を挟んで作動流体の吸込室および吐出
室を形成したタイプのものが一般的である。

【０００３】一方、近年、高圧タイプのギアポンプが要
望されているが、高圧になるほど、支軸が支持孔内で一
方向に押されて偏心するため、支軸を支持する部分の摩
耗が助長される結果、ポンプ効率が低下するという問題
がある。従来、支持孔内を潤滑するべく、支軸又は支持
孔に螺旋状の溝を設け、支軸の回転に伴って油を支持孔
内に強制的に巻き込むようにしたギアポンプがあった
（例えば、実開平４−１０５９８５号公報参照。）。し
かし、このギアポンプでは、ポンプ回転数が低いときに
は、ポンプ負荷が大きい（吐出室側の圧力が高い）場合
であっても、支持孔に供給される油量が少なく、潤滑が
不十分になるという問題がある。

【０００４】一方、吐出室側の高圧油を支持孔内に導く
油路を設けたギアポンプが提供されている（例えば、特
開昭４８−１７１０９号公報参照）。しかし、このギア
ポンプでは、吐出室が高圧になればなるほど、油路を通
して支持孔内へ漏れ出る油の影響で吐出室の圧力低下が
激しくなるため、高圧になるほどポンプ効率が低下する
という問題がある。

【０００５】そこで、本発明の課題は、ポンプ効率の低
下を抑制しつつギアの支軸を支持する部分の摩耗を防止
でき耐久性に優れたギアポンプを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載のギアポンプは、ハウジング内部の空
洞に一対のサイドプレートを嵌め合わせてギア室を区画
し、このギア室の内部に互いに噛み合う一対のギアを収
容して、各ギアの支軸を各サイドプレートに形成した支
持孔によって嵌合支持すると共に、上記ギア室の内部に
両ギアの噛み合い位置を挟んで作動流体の吸込室および
吐出室を形成したギアポンプにおいて、上記サイドプレ
ートに、吐出室側の高圧作動流体を上記支持孔内に導く
ための流路が形成されており、この流路は、各支持孔の
内周面の偏心側嵌合領域に開口する絞りを設けているこ
とを特徴とするものである。

【０００７】この構成では、吐出室側の高圧作動流体
が、上記流路を介して支軸と支持孔との嵌合隙間に導か
れ、潤滑作用を果たす。吐出室側の流体を導くので、ポ
ンプの回転数が低いときでもポンプ負荷が大きい場合
（すなわち、吐出室側の圧力が相対的に高い場合）に
は、潤滑のための十分な流体供給量を確保できる。特
に、上記流路が支持孔の内周面における偏心側嵌合領域
（支持孔の内周面において、両支持孔の軸心を包含する
平面よりも吸込室側に位置する半周面を意味する。）に
開口する絞りを設けていることから、高圧時において、
上記の流体供給量がポンプ効率を低下させることがない
ように調整することができる。

【０００８】すなわち、吐出室側が高圧になればなるほ
ど、上記流路を介する漏れの影響が大きくなり、ポンプ
効率の低下率が大きくなる傾向にある。一方、吐出室が
高圧になるほど、支軸を吐出室側から吸込室側へ向かっ
て押す力が強くなり、このため、支軸が吸込室側へ近づ
くように支持孔に対して偏心し、支持孔の内周面の偏心
側嵌合領域における隙間が狭まる傾向にある。本発明で
は、このように高圧になるほど隙間が狭まる傾向にある
偏心側嵌合領域に対して、上記流路の終端を開口させて
絞りを構成しているので、高圧になるにしたがって流路
が自動的に絞られる結果、流路を介する流量が吐出室側
の圧力に応じて自動的に調整されることになる。

【０００９】ここで、支持孔の内周面における流路は、
偏心側嵌合領域の何れの位置に開口されても構わない
が、支持孔の軸心回りの角度位置に応じて偏心時におけ
る支軸と支持孔との嵌合隙間の量が異なり、嵌合隙間が
相対的に大きい位置に流路を開口させた場合には、作動
流体の供給量を多くできる反面、吐出室側の圧力低下が
大きくなる。一方、嵌合隙間が相対的に小さい位置に流
路を開口させた場合には、潤滑性が犠牲にされる反面、
吐出室側の圧力低下は少ない。したがって、各ギアポン
プの仕様に応じて、ポンプ効率を維持しつつ潤滑性を向
上できる開口位置を選択することが好ましい。この観点
から、支持孔の軸心回りの回転角度で、ギア同士の噛み
合い位置を０°とすると、０〜９０°の範囲が好まし
く、さらには０〜３０°の範囲がより好ましい。

【００１０】また、請求項２のように、上記流路の途中
に絞りを設けて複数段の絞りを構成した場合には、潤滑
のための作動流体の供給量の調整がより簡単に行える。

【００１１】

【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。図１は本発明の一実施形態
に係るギア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。こ
れらの図を参照して、本ギアポンプは、その中央部を貫
通する長円形断面の空洞を有する本体筒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蓋板１１
により塞いで構成されたハウジング１を備えている。こ
のハウジング１の内部には、前記空洞部の両側から嵌挿
された、例えばアルミニウム合金製の一対のサイドプレ
ート１２同士の間にギア室１４が区画されており、この
ギア室１４内には、互いに対をなす駆動ギア３と従動ギ
ア４が配置されている。１３は蓋板１１とサイドプレー
ト１２との間に介在してギア室１４を密封するためのＯ
リングである。

【００１２】ギア室１４の内部には、各サイドプレート
１２にそれぞれ一対が形成された支持孔３１，４１によ
り、それぞれ両持ち支持された一対の支軸３０，４０
が、長円形断面を有するギア室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。一対の支持孔３１により支持された一方の支軸３
０は、一方の蓋板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などの動力源から
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、ギア室１４の内部において駆動ギ
ア３が一体回転可能に装着されている。支軸３０が蓋板
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。

【００１３】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、ギア室１４の内部において従動ギア４が装着されて
いる。従動ギア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。
従動ギア４は両支軸３０，４０の軸心を含む平面内にお
いて駆動ギア３と噛み合い、支軸３０により駆動される
駆動ギア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。

【００１４】図２には、駆動ギア３およびこれに連動す
る従動ギア４の回転方向が矢符により示してあり、両ギ
ア３，４の噛み合い位置を挟んだ両側には、前記回転方
向側に吸込口室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、本体筒１
０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。

【００１５】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
動ギア３および従動ギア４の歯間に受け入れられ、両ギ
ア３，４の回転により、それぞれの歯間の本体筒１０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ア
３と従動ギア４とは、両ギア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。

【００１６】以上の如く行われるギアポンプの動作中、
ギア室１４の内側においては、吸込室５内部の低圧が、
駆動ギア３および従動ギア４の回転に伴って上昇して、
吐出室６内部の高圧に至る圧力分布が発生し、駆動ギア
３および従動ギア４には、図２中に黒塗り矢符で示す向
きの押圧力が作用する。これにより、駆動ギア３および
従動ギア４の支軸３０，４０は、吸込室５側において、
各サイドプレート１２の支持孔３１，４１の内周面に押
し付けられて、支軸３０，４０と支持孔３１，４１の内
周面との間に油膜を介して接触することになり、この接
触部における摩擦抵抗が、特に油膜の形成が良好に行わ
れない低回転下にて大きくなり、支持孔３，４１の内面
の摩耗を助長する傾向にある。

【００１７】本実施形態では、両ギア３，４の支軸３
０，４０を支持するサイドプレート１２の支持孔３１，
４１へ、吐出室６側の高圧作動流体を導くための油路を
設けることにより、支持孔３１，４１での潤滑性の向上
を図り、前述した問題の解消を図っている。図３はサイ
ドプレート１２の側面図であり、図４はサイドプレート
の縦断面図である。

【００１８】図３および図４を参照して、サイドプレー
ト１２のギア側側面１２ａには、支持孔３１、４１の周
囲をそれぞれ取り囲む環状溝６１，６２が形成されてい
る。また、上記ギア側側面１２ａには、両ギア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６３，６４は、両ギア３，４の噛み合い位置
で流体が各サイドプレート１２と各噛合ギア歯とで形成
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
は両ギア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、６５
は、支持孔３１，４１の内周面３１ａ，４１ａの偏心側
嵌合領域Ｐ（図３において、支持孔３１，４１の軸心７
１，７２を含む仮想の平面７３よりも吸込室５側に位置
する、支持孔３１，４１の内周面３１ａ，４１ａの部分
である）に対応する環状溝６１，６２の部分と吸込室５
側とを連通するための逃げ溝である。

【００１９】サイドプレート１２の反ギア側側面１２ｂ
にも、各支持孔３１，４１に対応して同様の逃げ溝６５
が設けられている。６６はＯリング１３を収容するため
の環状溝である。一方、サイドプレート１２の外周面１
２ｃにおいて吐出室６側に連通する窪み部分には、上記
平面７３と直交する方向に沿う、所定深さの第１流路５
０が形成され、この第１流路５０の終端付近と各支持孔
３１，４１とをそれぞれ連通する第２流路５１，５２が
形成されている。第２流路５１，５２の終端は、上記平
面７３よりも吸込室５側となる、支持孔３１，４１の偏
心側嵌合領域Ｐに開口して支軸３０，４０の外周面との
間に、それぞれ絞り５３，５４を形成している。これら
第１流路５０及び第２流路５１，５２によって、吐出室
６側の高圧作動流体を、支持孔３１，４１の内周面３１
ａ，４１ａにおける偏心側嵌合領域Ｐに導くことができ
るようになっている。また、第２流路５１，５２は支持
孔３１内で軸方向の略中央位置に開口しており、この部
分に供給された作動流体は、軸方向の両側に均一に流れ
て支持孔３１，４１全体をまんべんなく潤滑した後、逃
げ溝６５を介して吸込室５側へ回収されるようになって
いる。

【００２０】本実施形態では、下記の利点がある。すな
わち、吐出側の高圧作動流体を支持孔３１，４１内に導
く第１流路５０および第２流路５１，５２を設けたの
で、回転数にかかわらず、ポンプ負荷に応じた流量の流
体を供給できる結果、支持孔３１，４１内を潤滑して摩
耗発生を抑制することができる。特に、上記第２流路５
１，５２を、支持孔３１，４１の偏心側嵌合領域Ｐに開
口させて絞り５３，５４を構成したので、吐出室６側が
高圧になるほど流路５１，５２が絞られる結果、ポンプ
負荷にかかわらずポンプ効率を適正に維持することがで
きる。

【００２１】次いで、図５，６は本発明の他の実施形態
を示している。これらの図を参照して、本実施形態が図
３，４の実施形態と異なるのは、第１流路５０の終端に
絞り５５を設けて第２流路５２，５３に連通させたこと
である。本実施形態では、図３，４の実施形態と同様の
利点を奏する。加えて、支持孔３１，４１に開口する絞
り５３，５４と上記絞り５５で２段に絞るので、支持孔
３１，４１内への流体の供給量の調整が容易に且つ微細
に行える。なお、絞りを３段以上とすることも可能であ
る。

【００２２】本発明は上記各実施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。

【００２３】

【発明の効果】本発明では、吐出側の高圧作動流体を支
持孔内に導く流路を設けたので、回転数にかかわらず、
ポンプ負荷に応じた流量の流体を供給できる結果、支持
孔内を潤滑して摩耗発生を抑制することができる。特
に、上記流路を支持孔の偏心側嵌合領域に開口させて絞
りを構成したので、吐出室側が高圧になるほど流路が絞
られる結果、ポンプ負荷にかかわらずポンプ効率を適正
に維持することができる。

【００２４】また、上記流路の途中に絞りを設けて複数
段の絞りを構成した場合には、潤滑のための流体の供給
量の調整がより微細に行えるので好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のギア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】サイドプレートの側面図である。

【図４】サイドプレートの断面図である。

【図５】本発明の他の実施形態に係るサイドプレートの
側面図である。

【図６】図５の実施形態に係るサイドプレートの断面図
である。

【符号の説明】

１ ハウジング ３ 駆動ギア ４ 従動ギア ５ 吸込室 ６ 吐出室 １２ サイドプレート １４ ギア室 ３０，４０ 支軸 ３１，４１ 支持孔 ３１ａ，４１ａ 内周面 Ｐ 偏心側嵌合領域 ５０ 第１流路 ５１，５２ 第２流路 ５３，５４，５５ 絞り

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジング内部の空洞に一対のサイドプレ
   ートを嵌め合わせてギア室を区画し、このギア室の内部
   に互いに噛み合う一対のギアを収容して、各ギアの支軸
   を各サイドプレートに形成した支持孔によって嵌合支持
   すると共に、上記ギア室の内部に両ギアの噛み合い位置
   を挟んで作動流体の吸込室および吐出室を形成したギア
   ポンプにおいて、 上記サイドプレートに、吐出室側の高圧作動流体を上記
   支持孔内に導くための流路が形成されており、この流路
   は、各支持孔の内周面の偏心側嵌合領域に開口する絞り
   を設けていることを特徴とするギアポンプ。
2. 【請求項２】上記流路の途中に絞りを設けて複数段の絞
   りを構成したことを特徴とする請求項１記載のギアポン
   プ。