JPH112191A

JPH112191A - 歯車ポンプ又はモータ

Info

Publication number: JPH112191A
Application number: JP15667397A
Authority: JP
Inventors: Koji Komatsu; 浩司小松; Tadashi Sugano; 正菅野
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1997-06-13
Filing date: 1997-06-13
Publication date: 1999-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】液の閉込みに起因した騒音の発生を、ポンプの
吐出量低下、大型化、歯の加工精度の上昇等を招くこと
なく解消する。【解決手段】噛合率を１に設定するに際して、歯４、５
の外形を形づくる歯形曲線を所定の位置で内側に切り込
み、歯先４ｘ、５ｘはそのまま残し、切込位置ｐと歯先
４ｘ、５ｘとを本来の歯形曲線よりも内側のラインｑに
沿って連続させているため、液の閉込みが起こらない上
に、理論吐出量の減少もなく、またシェービング加工等
によっても切下げ位置を調整する場合のように噛合率が
大きく変わるような事も防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両、建設機械、
農林機械、漁業機械を始め各種の分野に広く利用される
歯車ポンプ又はモータ（以下、ポンプに代表して説明す
る）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３に従来の一般的な歯車ポンプを示
す。このものは、ボディ一体形のフロントカバー１及び
リヤカバー２によってケース３を構成し、前記フロント
カバー１に設けた眼鏡状の穴１ｘに一対の歯車４、５を
噛合状態で収容して、これらの歯車４、５の側面に側板
６、７を添設して容積空間を閉止している。フロントカ
バー１及びリヤカバー２には、軸受穴１ａ、２ａが設け
られ、これらの軸受穴１ａ、２ａに、前記歯車４、５を
取り付けた回転軸４ａ、５ａを回転可能に軸承させてい
る。また、前記フロントカバー１には、両歯車４、５の
噛合部に臨む位置に図示しない吸込口及び吐出口がそれ
ぞれ開口させてある。

【０００３】そして、一端を外部に延出させてなる駆動
側の回転軸４ａに外部から駆動力を付与することによっ
て、両歯車４、５を同期逆回転させ、吸込口から吸入し
た液を歯車４、５の歯溝、側板６、７及び眼鏡状の穴１
ｘによって閉成される容積空間に閉じ込めて吐出口にま
で導き吐出するという周知のポンプ作用を営むようにな
っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる歯車
ポンプにおいて、噛合率が１を越えると、液の閉込みが
生じ、その閉込まれた液が圧縮・膨脹することにより騒
音が発生するという問題がある。具体的に説明すると、
図４、図５は噛合率が約１．４の歯車の噛合状態を示し
ている。図４は、歯Ｂ、Ｂ’の噛み合い始め時、図５は
歯Ａ、Ａ’の歯車の噛み合い終り時を示す。この間、歯
車４、５はそれらの歯（Ｂ、Ｂ’）、（Ａ、Ａ’）の２
点で噛み合っている。図においてｒ１はピッチ円径、ｒ
２は基礎円径、ｒ３は歯先円径、Ｌは噛み合い線であ
る。噛み合い線Ｌは、特定の歯同士が噛み合い始めた後
噛み合い終わるまでの噛み合い点の推移する軌跡を表し
ている。また、噛合率とは、この特定の歯同士が噛み合
い線Ｌ上で噛み合っている間に、他の歯同士が同時に噛
み合う割合を示している。すなわち、噛合率１．４と
は、上記噛み合い線Ｌのうち４０％の範囲で２対の歯が
噛み合い、それ以外の範囲で一対の歯のみが噛み合うこ
とを示している。同様に、仮に噛み合い率２．４であれ
ば噛み合い線の４０％の範囲で３対の歯が噛み合い、そ
れ以外で２対の歯が噛み合うことを示し、噛み合い率１
であれば常に一対の歯のみが噛み合っていることを表し
ている。このように、噛み合い率は一対の歯車が回転中
同時に噛み合っている歯の対の数の平均値を表し、接触
弧の長さを円ピッチで除した商によって求められるもの
である。

【０００５】図４の状態で、歯Ｂ、Ｂ’の接触部ｂと歯
Ａ、Ａ’の接触部ａとで図中斜線で示す閉込部Ｘが形成
され、この閉込部Ｘに液は閉じ込められている。この閉
込み状態は、歯Ａ、Ａ’の噛み合いが終わる図５の位置
に歯車４、５が回転するまで続く。そして、この間に閉
じ込められた液の圧縮・膨脹が起こり、これが音の発生
につながっているという問題がある。

【０００６】このような不具合を解消するために、図６
〜図８に示すように、適正な逃げ溝ｃ、ｄを設けたもの
が考えられている。図６の歯車４、５は図４と同様の位
置にあり、図８の歯車４、５は図５と同様の位置にあ
る。また、図７はその途中の状態を示すものである。図
６の位置から、歯車４、５は２点ｂ、ａで接触し始める
が、逃げ溝ｃで液は高圧側へつながっており、閉込部Ｘ
における液の圧縮・膨脹は起こらない。そのまま歯Ｂ、
Ｂ’の接触点ｂが図７に示すように逃げ溝ｃの端まで移
動すると、高圧側への通路は塞がれるが、その位置から
更に少しでも回転した瞬間、歯Ａ、Ａ’の接触点ａが逃
げ溝ｄの方向へ移動し、閉込部Ｘの液は図８の位置まで
低圧部へつながったままとなるため、この間も液の圧縮
・膨脹は起こらない。

【０００７】このように、適正な逃げ溝ｃ、ｄを設けれ
ば、液の閉込みは有効に防ぐことが可能である。しかし
ながら、歯幅が厚い等の理由で流入する液の液量が多い
場合には、圧力損失によって圧縮・膨脹は起こり、やは
り騒音の発生につながる。これに対応して液を逃がす量
を増やすべく、逃げ溝ｃ、ｄの深さを大きくとると、歯
車側面に接する部分（図示例では側板６、７）の肉厚が
必要以上に大きくなり、これに伴いケーシング３の軸寸
法も長寸となるため、コスト増大やポンプ全体の大型化
が避けられないものとなる。

【０００８】そこで、以上の不具合を解決する手法とし
て、噛合率を１．００にすることが一つの有効な手法と
して考えられる。このようにすれば、歯４、５は常に１
点でしか接触せず、液の圧縮膨脹は生じなくなるからで
ある。しかしながら、例えば図９に示すように歯先円径
ｒ３を小さくすることで対応すると、単位長さ当たりの
理論吐出量が減少するので、図４〜図８に示す歯車４、
５と同様の吐出量を得るためには、歯幅を大きくするこ
とが不可欠となり、ポンプの大型化が必至となる。

【０００９】また、噛合率を１にする他の手法として、
切下げ量を調整する手法も考えられるが、通常、歯面の
仕上げ加工は、シェービング加工によって行われ、この
加工前後に僅かな仕上げ代の違いで切下げ位置が大きく
変化するため、適正な噛合率の実現は難しいという問題
がある。具体例として、図１０にシェービング加工前の
歯形曲線ｅを破線で示し、シェービング加工後の歯形曲
線ｆを実線で示す。ここでシェービング量ｍを３％とし
た場合、シェービング後の切下げ位置ｇはシェービング
前の切下げ位置ｈに比べて円径比でｎ＝１１％だけ減少
する。このような切下げ量の変化は噛合率に大きく影響
し、シェービング加工時の寸法誤差もあるため、シェー
ビング後の切下げ位置を正確にコントロールすることは
極めて難しいのが実状である。

【００１０】本発明は、これらの不具合を有効に解決す
ることを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明は、一対の互いに噛合する歯車を備え、
それらの歯車が噛合率が１を越える歯形曲線を有すもの
において、歯形曲線が歯先に達する手前において、噛合
率が１となる位置を内側に切り込むことによって歯形曲
線をその位置で終わらせ、その切込位置から歯先までの
間を本来の歯形曲線よりも内側のラインを通って連続さ
せていることを特徴とする。

【００１２】このように噛合率を１に保てば、液の閉込
みが起こらないため、これによる液の圧縮・膨脹、ひい
てはポンプの騒音発生の問題を有効に解決することがで
きる。しかも、歯先円径はそのまま維持されるため、吐
出量が減少するような不都合も防止することができる。
その上、歯形曲線を内側に切り込むことで噛合率を１に
設定した場合、前記切込位置はシェービング加工前後で
大きく変化することがないため、比較的容易に噛合率
１．００の調整が可能となる。勿論、逃げ溝を設けた場
合のように歯幅の変化に応じて逃げ溝の通路を変更する
等の必要性も全く生ずることがない。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図１及び図２を
参照して説明する。なお、歯車ポンプ全体の基本的な構
成は図３に示したものと同様であり、説明を省略する。
このものは、一対の互いに噛合する歯車４、５の歯形
に、噛合率が１を越えるインボリュート曲線が採用され
ているものである。そして、前記歯形曲線が歯先４ｘ、
５ｘに達する手前において、噛合率が１．００となる位
置ｐを内側に切り込むことによって歯形曲線をその位置
で終わらせ、その切込位置ｐから歯先までの間を本来の
歯形曲線よりも内側のラインｑを通って連続させてい
る。なお、内側のラインｑは図示の形状に限定されない
のは勿論である。また、切込位置ｐは、図９における歯
先径ｒ３と同じ位置である。

【００１４】しかして、噛合率が１．００となるように
インボリュート曲線を中断すれば、歯車４、５同士は常
に１点でしか接触しないため、液の閉込み、これによる
液の圧縮・膨脹は生じない。このため、ポンプの騒音発
生の問題を有効に解決することができる。しかも、歯先
円径ｒ３は図４〜図８に示したと同様の値が維持される
ため、吐出量が減少する不都合も解消することができ
る。

【００１５】その上、噛合率が１．００となる切込位置
ｐで歯形曲線を内側に切り込んでおり、この切込位置ｐ
はシェービングにより歯形曲線が図中ｅ→ｆに変化して
も殆ど変化することがないため、シェービング加工前後
において噛合率１．００の状態を適正に維持することが
できる。このため、加工の簡易性を損なうことなく、高
い精度で噛合率を１．００に調整することが可能とな
る。勿論、逃げ溝を採用した場合のように歯幅の変化に
応じて逃げ溝の通路を変更する等の必要性も全く生じな
いものである。

【００１６】なお、各部の具体的な構成は、上述した実
施例のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸
脱しない範囲で種々変形が可能である。例えば、インボ
リュート以外の歯形曲線で構成される歯車ポンプ又はモ
ータにおいても、噛合率が１を越えるものに対しては本
発明を同様に適用することができる。

【００１７】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように噛合率を
１としたため、液の閉込み、これによる騒音の発生を有
効に解消することができ、しかも、噛合率の設定を、歯
の外形曲線の一部を内側に切り込むことによって実現し
たことにより、歯先円径を小さくする場合に比べて吐出
量の減少を防止することができ、また切下げ位置を調整
する場合に比べてシェービング等の加工に影響されずに
所定の噛合率を備えたものを簡易かつ正確に製作するこ
とが可能となる。さらに、逃げ溝を採用する手法等に比
べて、ポンプの大型化も有効に回避することができるも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る歯形形状を示す図。

【図２】同実施例の要部拡大図。

【図３】従来の歯車ポンプ又はモータの概略縦断面図。

【図４】歯車が２点で接触する状態を示す図。

【図５】歯車が２点で接触する状態を示す図。

【図６】歯車側面と接触する部材に液の逃げ溝を設けた
図。

【図７】歯車側面と接触する部材に液の逃げ溝を設けた
図。

【図８】歯車側面と接触する部材に液の逃げ溝を設けた
図。

【図９】噛合率が１となるように歯先径を小さくした
図。

【図１０】切下げ位置によって噛合率を１に調整する場
合のシェービング加工前後における歯形形状を示す図。

【符号の説明】４、５…歯車４ｘ、５ｘ…歯先ｐ…切込位置ｑ…内側のライン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の互いに噛合する歯車を備え、それら
の歯車が噛合率が１を越えるような歯形曲線を有する歯
車ポンプ又はモータにおいて、歯形曲線が歯車の歯先に
達する手前において、噛合率が１となる位置を内側に切
り込むことによって歯形曲線をその位置で終わらせ、そ
の切込位置から歯先までの間を本来の歯形曲線よりも内
側のラインを通って連続させていることを特徴とする歯
車ポンプ又はモータ。