WO2014002225A1

WO2014002225A1 - ギヤポンプ

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Publication number: WO2014002225A1
Application number: PCT/JP2012/066515
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Inventors: 貴廣伊藤; 早瀬　功; 忠史尾坂; 梓網野
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Filing date: 2012-06-28
Publication date: 2014-01-03
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Description

ギヤポンプ

　本発明はギヤポンプに関する。

　ギヤポンプは、アクチュエータの液圧源として、車両、建設機械、及びロボット等の機械や装置に搭載されるポンプとして知られている。ギヤポンプは、駆動軸１回転当りのポンプの吐出量を同サイズでのピストンポンプに比べて小さくすることができるため、ポンプ動作に伴う圧力脈動が抑えられ、動作音が小さくなるという特徴がある。

　従来のギヤポンプの例は、特許文献１、２に開示されている。

　特許文献１に開示されているギヤポンプは、２枚のギヤと２枚のギヤを狭接する２枚の側板とギヤの歯先をシールするシールブロックとを有するポンプ組立体と、ポンプ組立体を収容するケースとを備える。ポンプ組立体は、駆動軸がギヤを回転駆動するときの反作用モーメントにより回転するが、シールブロックの先端がケース内壁に接触することにより、ポンプ組立体の回転が止められる。ポンプ組立体は、このようにして位置が固定され、位置決めされる。

　特許文献２に開示されているギヤポンプは、２枚のギヤとシールブロックとを有するポンプ組立体と、ポンプ組立体を収容するケースとを備え、駆動軸周りのポンプ組立体の回転は、吸入ポートを兼ねた回転止めによって止められる。ポンプ組立体は、このようにして位置が固定され、位置決めされる。

特開平１１－９３７９２号公報特開２００２－２０２０７０号公報

　従来のギヤポンプでは、ポンプ組立体は、シールブロックの先端をケース内壁に接触させることで、または回転止め部材を設けることで、回転が止められて位置が固定され、ケース内での位置が定められる。

　従来のギヤポンプの構成では、１つの軸に対して、ケースに設けられた２個の軸受（ケース軸受）と側板に設けられた２個の軸受（側板軸受）の合計４個の軸受が備えられる。この場合、軸が過剰拘束となり側板軸受にかじりが生じてしまい、シールブロックと側板の当接面から漏れが増大したり、駆動時のトルクが増大したりする可能性がある。

　これを避けるために、特許文献１に記載の技術では、側板軸受と駆動軸との隙間をケース軸受と駆動軸との隙間よりも大きく設定することで、側板軸受のかじりを防止している。この構成の場合、駆動軸はケース軸受で軸支され、ケース軸受とギヤとの間に側板が介在するため、ギヤと軸受との距離が長くなる。従って、高圧吐出時のようにギヤに大荷重が作用するとき、ギヤ位置での駆動軸のたわみが大きくなる。このため、低圧時と高圧時とで歯先のシール状態の変化が大きくなり、特に低圧時では効率が低下する可能性がある。

　また、特許文献１、２に記載の技術では、ケースに軸受が必要なため、ギヤポンプの軸方向の寸法が大きくなり、ギヤポンプの小型化が困難である。

　また、特許文献１、２に記載の技術では、ケースの２箇所に配置された軸受同士の同軸精度や、ケース軸受と回転止め部材との位置精度が、高効率のギヤポンプを実現するために重要である。このため、ギヤポンプの製造においては、各部品の加工精度を高くすることだけではなく、組立精度も高くすることが要求され、ギヤポンプの組立が難しくなり、歩留まりの低下やコストの増大となる可能性がある。

　本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、軸のたわみを小さくすることができ、高い組立精度を必要とせず容易に組み立てることが可能な小型のギヤポンプを提供することである。

　本発明によるギヤポンプは、以下のような特徴を有する。

　互いに噛み合う一対のギヤと、回転可能に支持され、前記一対のギヤのそれぞれに挿入され、前記一対のギヤと共に回転する２つの軸と、前記一対のギヤの両側面に隣接して配置され、前記２つの軸の軸受となる２つの貫通穴をそれぞれが有する一対の側板と、前記一対の側板と当接し、前記一対のギヤの円周方向の一部を覆うシールブロックと、前記一対のギヤ、前記２つの軸、前記一対の側板、及び前記シールブロックを備えるポンプ組立体と、前記ポンプ組立体を収容する凹部を有し、前記凹部を形成する内壁に前記シールブロックと対向する対向面を有するケースとを備えるギヤポンプであって、前記ポンプ組立体は、前記ケースの前記対向面に内接する円筒面の円弧中心を通り前記２つの軸に平行な直線を回転軸とし、前記回転軸の回りに回転可能に拘束され、前記回転軸の回りに回転すると、前記一対の側板の一方が前記ケースの内壁と接触する。

　本発明によれば、軸のたわみを小さくすることができ、高い組立精度を必要とせず容易に組み立てることが可能な小型のギヤポンプを提供することができる。

本発明の実施例１によるギヤポンプの基本構成を示す、駆動軸に直角方向の断面図。図１に示すギヤポンプのＡ－Ａ断面図。図２に示すギヤポンプのＥ－Ｅ断面図。図１に示すギヤポンプのＢ－Ｂ断面図。図１に示すギヤポンプのＣ－Ｃ断面図。本発明の実施例１によるギヤポンプの基本構成を示す、駆動軸に直角方向の断面図で、リアケース凹部の対向面の別の形状の例を示す図。本発明の実施例１によるギヤポンプの基本構成を示す、駆動軸に直角方向の断面図で、シールブロックの対向面の別の形状の例を示す図。本発明の実施例１によるギヤポンプの基本構成を示す、駆動軸に直角方向の断面図で、リアケース凹部の対向面とシールブロックの対向面の別の形状の例を示す図。図１に示すギヤポンプのＢ－Ｂ断面図であり、他の方法によるリアケースの凹部の突出部の設け方の例を示す図である。本発明の実施例２によるギヤポンプの構成を示す図であり、駆動軸に平行方向の断面図である（図１のＡ－Ａ断面に相当する）。図１０に示したフロントドライブシャフト、リアドライブシャフト、及びジョイント部を取り出して示す図である。

　本発明によるギヤポンプでは、固定部品であるケースに対して、駆動軸の影響を受けないシールブロックと側板によってポンプ組立体の位置を固定する。このため、側板に設けられた軸受（側板軸受）と駆動軸との隙間を、ケースに設けられた軸受（ケース軸受）と駆動軸との隙間よりも大きくしたり、ポンプ組立体とケースとの組立精度を高くしたりすることなく、駆動軸の揺動の影響を小さくすることができる。本発明によるギヤポンプは、ギヤに隣接する側板に設けられた軸受で駆動軸と従動軸を支えるため、低圧運転時と高圧運転時とで軸のたわみの差が小さく、幅広い圧力で動作させても効率の低下が小さい。また、ポンプ組立体とケースとの組立精度を高くする必要がなく、各部品単体の加工精度のみを高くすることで、ギヤポンプの効率を高くすることができる。このため、本発明によるギヤポンプは、組立が容易であり、歩留まりの向上とコストの低減が可能である。

　本発明の上記以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。以下、本発明によるギヤポンプの実施の形態を、図面を参照して説明する。

　図１は、本発明の実施例１によるギヤポンプの基本構成を示す図であり、駆動軸に直角方向の断面図である。図２は、図１に示すギヤポンプのＡ－Ａ断面図、図３は、図２に示すギヤポンプのＥ－Ｅ断面図、図４は、図１に示すギヤポンプのＢ－Ｂ断面図、図５は、図１に示すギヤポンプのＣ－Ｃ断面図である。なお、図１は、図２に示すギヤポンプのＤ－Ｄ断面図に相当する。

　以下、図１～５を用いて、本発明の実施例１によるギヤポンプ１を説明する。

　図１に示すように、ギヤポンプ１は、ポンプ組立体１０を備える。ポンプ組立体１０は、ドライブシャフト（駆動軸）２と、ドリブンシャフト（従動軸）３と、一対のギヤ４、５と、駆動ピン６と、一対の側板７、７’と、シールブロック８とを備える。

　ドライブシャフト２は、図示しない外部の駆動源に接続され、回転駆動する。ドリブンシャフト３は、一対のギヤ４、５を介して、ドライブシャフト２から回転力が与えられて回転する。一対のギヤ４、５は、図２に示すように、それぞれドライブシャフト２とドリブンシャフト３に支持され、歯先同士が互いに噛み合う。駆動ピン６は、図３に示すように、ドライブシャフト２、ドリブンシャフト３とギヤ４、５がそれぞれ一体となって回るように、両シャフト２、３に挿入される。一対の側板７、７’は、図２、４に示すように、ギヤ４、５の両側面に隣接して配置され、図１に示すように、シールブロック８と当接する当接面２１を有する。シールブロック８は、図１に示すように、側板７、７’と当接面２１で当接し、図３、５に示すように、ギヤ４、５の円周方向の一部を覆う。すなわち、シールブロック８は、ギヤ４、５の円周方向の一定範囲において、ギヤ４、５の歯先に近接する。

　図２に示すように、側板７は、ギヤ４の側面４ａ’及びギヤ５の側面５ａ’と隣接して配置されており、側板７’は、ギヤ４の側面４ａ及びギヤ５の側面５ａと隣接して配置されている。側板７がギヤ４、５の側面４ａ’、５ａ’と摺接し、側板７’がギヤ４、５の側面４ａ、５ａと摺接することで、側板７、７’は、ギヤ４、５の両側面をシールする。

　なお、側板７、７’は、それぞれ２つの貫通穴を有する。側板７、７’の貫通穴にドライブシャフト２とドリブンシャフト３を通すことによって、ドライブシャフト２とドライブシャフト３の双方の軸が平行かつ所定の間隔をおいて支持される。なお、この貫通穴は、軸受の機能も果たす。

　側板７、７’は、ほぼ同一形状であり、図１に示すように、吸込用流通孔となる吸入ポート１９を有する。また、図３に示すように、吸入ポート１９の近傍における側板７、７’の外縁の形状は、ギヤ４、５の歯先で形成される円の外形とほぼ等しい形状である。すなわち、吸入ポート１９の近傍における側板７、７’の外縁の形状は、円弧形状である。

　また、図３に示すように、シールブロック８のギヤ４、５に対向する側面は、側板７、７’の円弧形状の部分とほぼ同一の形状を有している。上述したように、シールブロック８と側板７、７’は、側板７、７’の当接面２１にて密着する。

　ポンプ組立体１０は、図２に示すように、フロントケース１１とリアケース１２とからなるハウジング１３に収容される。フロントケース１１とリアケース１２は、シールブロック８とは異なる部材で構成される。リアケース１２は、図１～５に示すように、凹部１２ａを有している。図２、４、５に示すように、凹部１２ａの解放端部にフロントケース１１が取り付けられることで、液を密封するための空間が形成される。

　ポンプ組立体１０は、図２、４、５に示すように、ドライブシャフト２の延伸方向の両端面にシール部材９、９’が設置され、シール部材９、９’を介してフロントケース１１とリアケース１２に狭持される。フロントケース１１とリアケース１２は、図１に示すノックピン２２によって互いの位置が合わされ、ボルト２３によって締結される。

　リアケースの凹部１２ａは、例えば図１、３に示す形状を有し、図１～５に示すように、ドライブシャフト２の一部と、ドリブンシャフト３と、ギヤ４、５と、側板７、７’と、シールブロック８とを収納する。

　図１、３に示すように、リアケースの凹部１２ａのシールブロック８と対向する面１２ｂは、円筒面となっている。シールブロック８のリアケースの凹部１２ａと対向する面８ａも、円筒面となっている。以下、リアケースの凹部１２ａのシールブロック８と対向する面１２ｂを「リアケース凹部の対向面１２ｂ」と称し、シールブロック８のリアケースの凹部１２ａと対向する面８ａを「シールブロックの対向面８ａ」と称する。リアケース凹部の対向面１２ｂとシールブロックの対向面８ａは、互いに対向する。

　リアケース凹部の対向面１２ｂは、シールブロックの対向面８ａと曲率が等しいか、シールブロックの対向面８ａよりも曲率の大きい円筒面である。これにより、リアケース凹部の対向面１２ｂとシールブロックの対向面８ａは、少なくとも２箇所で互いに接触することができる。ポンプ組立体１０は、ドライブシャフト２がギヤ４を回転駆動するときの反作用モーメントにより回転するが、この回転の中心は、リアケース凹部の対向面１２ｂにより決められる。すなわち、ポンプ組立体１０は、円筒面であるリアケース凹部の対向面１２ｂの円弧中心を通りドライブシャフト２に平行な直線を回転軸とし、この回転軸の回りに回転する。このとき、リアケース凹部の対向面１２ｂとシールブロックの対向面８ａとが少なくとも２箇所で互いに接触することで、ポンプ組立体１０は、この回転軸の回りに回転可能に拘束される。

　ポンプ組立体１０の回転軸は、リアケース凹部の対向面１２ｂの円弧中心を通り、ドライブシャフト２に平行である。従って、図１のポンプ組立体１０の回転軸は、ドライブシャフト２とドリブンシャフト３とを結ぶ方向（図１の左右方向）では、ドライブシャフト２の位置とドリブンシャフト３の位置の間に位置し、ドライブシャフト２とドリブンシャフト３とを結ぶ方向とドライブシャフト２の延伸方向とに垂直な方向（図１の上下方向）では、シールブロックの対向面８ａの下方に位置する。

　リアケース１２の凹部１２ａには、図１、３に示すように、内壁の一か所に突出部１２ｃを設ける。図１、３では、突出部１２ｃは、一例として、ドライブシャフト２とドリブンシャフト３とを結ぶ方向（図１、３の左右方向）において、ドライブシャフト２に対して、ポンプ組立体１０の回転軸とは反対側にある部分、すなわち、ドライブシャフト２の左下方に設けられている。

　突出部１２ｃは、図４に示すように、２枚の側板７、７’のうち一方（図４ではフロントケース１１から遠い方にある側板７’）と接触し、ポンプ組立体１０が上述した回転軸の回りに回転するのを抑止する。側板７’は、ドライブシャフト２とドリブンシャフト３とを結ぶ方向（図１、３の左右方向）において、ドライブシャフト２に対して、ポンプ組立体１０の回転軸とは反対側にある部分が、リアケース１２の凹部１２ａの突出部１２ｃと接触する。

　また、図１、５に示すように、シールブロック８が位置する方向へ側板７、７’を押圧するために、付勢機構１４ａ、１４ｂが設けられる。付勢機構１４ａ、１４ｂは、弾性体であり、例えばバネとピンにより構成される。付勢機構１４ａ、１４ｂは、図１、５に示すように、側板７、７’とリアケース凹部１２ａの内壁との間に配置される。

　付勢機構１４ａは、図３に示すように、側板７’を押圧し、ドライブシャフト２とギヤ４の回転方向Ｒ１と同じ方向にポンプ組立体１０を回転させるように配置される。すなわち、付勢機構１４ａは、ドライブシャフト２とドリブンシャフト３とを結ぶ方向（図３の左右方向）において、ポンプ組立体１０の回転軸に対して、突出部１２ｃの位置（図３の左側）とは反対側の位置（図３の右側）に配置され、側板７’を押圧する。側板７’は、上述したように、リアケース１２の凹部１２ａの突出部１２ｃによって支えられる。

　付勢機構１４ｂは、図１に示すように、ドライブシャフト２とドリブンシャフト３とを結ぶ方向とドライブシャフト２の延伸方向とに垂直な方向（図３の上下方向）において、ポンプ組立体１０の回転軸に対して、シールブロック８の位置（図３の上側）とは反対側の位置（図３の下側）に配置され、側板７を押圧する。

　図１～５に示す構成によって、ポンプ組立体１０は、リアケース１２の凹部１２ａの内部に、回転軸の回りに回転可能に収められる。ポンプ組立体１０の回転は、付勢機構１４ａが側板７’をリアケース１２の凹部１２ａの突出部１２ｃに押圧することで、抑止される。これにより、ポンプ組立体１０は、リアケース１２の凹部１２ａの内部での位置が決められる。また、側板７は、リアケース１２の凹部１２ａに接触せず、付勢機構１４ｂによって押圧されて、当接面２１でシールブロック８と密着した状態で位置が固定される。

　上記の構成によって、一方の側板７’は、ポンプ組立体１０の位置を固定する役割を担い、他方の側板７は、固定されたシールブロック８に接触することで固定される。このため、加工誤差により、シールブロック８との当接面２１の形状が２枚の側板７、７’の間でわずかに異なる場合でも、一方の側板が、他方の側板とシールブロック８との密着を阻害することがない。

　また、図２、４、５に示すように、フロントケース１１は、リアケース１２との接触面に溝１５を有する。溝１５には、ケースシール１６が配置される。フロントケース１１は、このような状態でリアケース１２に取り付けられる。ケースシール１６は、フロントケース１１とリアケース１２とを組み合わせた際に双方の間に生じ得る隙間をシールして、リアケース１２内の液体が外部へ漏れるのを防止する。

　また、図２、４、５に示すように、フロントケース１１には、リアケース１２との接触面とは反対側の面（例えば、図２における下面）に、凹部１７が設けられる。凹部１７には、オイルシール１８が配設される。オイルシール１８は、フロントケース１１の凹部１７に圧入され、外周面が凹部１７の壁面と密着し、内周面がドライブシャフト２の外周面と摺接する。これにより、オイルシール１８は、ドライブシャフト２とフロントケース１１との間にできる隙間をシールし、ギヤポンプの駆動時に、ポンプ室内部の液体が外部に漏れ出さないようにしている。

　図５に示すように、吸入ポート１９は、側板７、７’とシールブロック８とリアケース１２とで形成される。また、リアケース１２に形成された流路により、吐出ポート２０が形成される。吐出ポート２０は、図１、３、５に示すように、リアケース１２の凹部１２ａと連通している。

　なお、吸入ポート１９の上流には、ギヤポンプ１へ液体を供給するタンク（図示せず）等が接続される。吐出ポート２０の下流には、バルブやシリンダ（図示せず）等が接続され、ポンプ吐出圧が調整される。また、ドライブシャフト２には、モータ等の駆動源（図示せず）が接続される。

　ギヤポンプ１を駆動した際には、リアケース１２の凹部１２ａに、高圧領域と低圧領域とが形成される。この高圧領域と低圧領域は、以下に述べる各部品によって区画される。この各部品によるシールについて説明する。ギヤポンプ１は、ギヤ４、５の噛み合い部、ギヤ４、５の歯先とシールブロック８との摺接面、ギヤ４、５の側面４ａ、４ａ’、５ａ、５ａ’と側板７、７’との摺接面、シールブロック８と側板７、７’との当接面、並びにポンプ組立体１０の端面とフロントケース１１及びリアケース１２との間に設置されるシール部材９、９’によって、吸入ポート１９の周辺と吐出ポート２０の周辺に差圧ができたときに液が連通しないように区画されシールされる。

　次に、本実施例によるギヤポンプ１の動作について説明する。ドライブシャフト２は、上記したように図示しないモータ等の駆動源によって駆動される。ギヤ４は、ドライブシャフト２と一体となって回転するように支持されている。このため、ドライブシャフト２が図３に示す回転方向Ｒ１へ回転すると、ギヤ４も回転方向Ｒ１へ回転する。ギヤ５は、ギヤ４と歯先同士が噛み合っており、ドリブンシャフト３と一体となって回転する。このため、ギヤ４が回転方向Ｒ１へ回転すると、ギヤ５は、回転方向Ｒ２へドリブンシャフト３と一体となって回転する。

　回転によりギヤ４、５の噛み合った歯が離れることで、吸入ポート１９の周りの空間の体積が増え、これに伴って吸入ポート１９から液が吸入される。吸入ポート１９の周りの液は、ギヤ４、５の回転によって、ギヤ４、５の歯溝に収容されてギヤ４、５の回転方向Ｒ１、Ｒ２に沿って搬送される。搬送された液は、ギヤ４、５の回転に伴い、歯溝から流れ出る。

　前記したように、ギヤポンプ１の吸入ポート１９の周辺と吐出ポート２０の周辺は、各部品のシールにより液が連通しないようになっている。このため、歯溝から流れ出た液により吐出ポート２０の周辺では圧力が上昇し、吐出ポート２０から液が吐出される。

　このような動作を連続して行うことで、ギヤポンプ１は、シール部材９、９’の内側のみが低圧となり、それ以外の部分は高圧となる。

　本実施例１によるギヤポンプ１では、ポンプ組立体１０は、上記したような方法でリアケース１２の凹部１２ａに固定される。ギヤポンプ１が駆動する際には、ギヤ４、５の噛み合い反力の影響や、ギヤ４、５の側面と側板７、７’との摩擦力の影響により、ポンプ組立体１０は、リアケース１２の凹部１２ａの中で、ドライブシャフト２の回転方向Ｒ１と同じ方向に回転しようとする力を受ける。しかし、ポンプ組立体１０は、リアケース凹部の対向面１２ｂとシールブロックの対向面８ａとが少なくとも２箇所で接触し、リアケース１２の凹部１２ａの突出部１２ｃと一方の側板７’とが１箇所で接触している。すなわち、ポンプ組立体１０は、少なくとも３箇所でリアケース１２に対して接触する。このため、ポンプ組立体１０は、リアケース１２の凹部１２ａに対して、安定して固定することができる。

　側板７’がリアケース１２と接触する位置、すなわち突出部１２ｃの位置は、ポンプ組立体１０の回転軸からできるだけ遠い位置（例えば図１において、リアケース１２の凹部１２ａのうち、できるだけ左下方の内壁の位置）とする方が、動作時の安定性が増すため望ましい。

　本実施例１のギヤポンプ１では、上記した方法により、ポンプ組立体１０の位置が決められる。このため、ドライブシャフト２とドリブンシャフト３を支えるための軸受は、フロントケース１１とリアケース１２に設ける必要がなく、側板７、７’にのみ設ければよい（既に述べたように、側板７、７’が有する貫通穴が軸受となる）。

　従って、従来のギヤポンプのように、フロントケース１１とリアケース１２に軸受を設けることによってドライブシャフト２が過剰拘束となる、ということがない。また、側板７、７’の軸受とドライブシャフト２との隙間を、フロントケース１１とリアケース１２の軸受とドライブシャフト２との隙間よりも大きくするなどの、過剰拘束を避けるための対策をする必要がない。さらに、ドライブシャフト２とドリブンシャフト３は、ギヤ４、５に隣接する側板７、７’にある軸受によって支えられるので、ギヤポンプ１の駆動時に圧力によるシャフトのたわみを小さく抑えることができる。高圧吐出時には、ギヤ４、５の歯先がシールブロック８と摺動して削る量を小さくできる。以上の理由により、低圧時と高圧時における、ギヤ４、５の歯先とシールブロック８との間の隙間の差を小さくできる。このため、ギヤ４、５の歯先とシールブロック８とのシール面を介した、高圧側から低圧側への液漏れを、小さくすることができる。

　ハウジング１３に軸受を設置して、過剰拘束を避け、高圧時にギヤ４、５の歯先がシールブロック８を削る量を抑える場合には、ポンプ組立体１０を構成する各部品の加工精度と共に、ポンプ組立体１０とフロントケース１１とリアケース１２とを組み立てる際の組立精度に対する要求が高くなり、コスト増となる可能性がある。

　本実施例によるギヤポンプ１は、上記したようにハウジング１３に軸受を設置しないため、ポンプ組立体１０とフロントケース１１とリアケース１２との組立に高い精度を必要とせず、ポンプ組立体１０を構成する部品の加工精度に配慮するだけで高効率のポンプを実現できる。このため、本実施例のギヤポンプ１は、組立が容易であり、コスト低減が可能である。

　また、本実施例では、図１～５に示したように、リアケース凹部の対向面１２ｂとシールブロックの対向面８ａを円筒面としたが、これらの面は円筒面でなくてもよい。図６～８を用いて、リアケース凹部の対向面１２ｂとシールブロックの対向面８ａが円筒面でない場合の例を示す。図６～８において、図１～５と同一の符号は、図１～５と同一のまたは共通する要素を示し、これらの要素については説明を省略する。

　図６は、ギヤポンプ１のドライブシャフト２に直角方向の断面図（図１に示したのと同じ位置の断面図）であり、リアケース凹部の対向面１２ｂ’が円筒面ではない形状の例を示す図である。図６に示したギヤポンプ１のリアケース凹部の対向面１２ｂ’は、Ｖ字形を形成する２つの平面から成る形状であり、シールブロック８からリアケース１２の外側に向かって突出している。シールブロックの対向面８ａは、円筒面である。

　リアケース凹部の対向面１２ｂ’がこのような形状でも、リアケース凹部の対向面１２ｂ’とシールブロックの対向面８ａとが少なくとも２箇所で互いに接触するので、ポンプ組立体１０は、回転軸の回りに回転可能に拘束される。ただし、この場合の回転軸は、リアケース凹部の対向面１２ｂ’に内接する円筒面の円弧中心を通り、ドライブシャフト２に平行な直線である。従って、図６に示したような構成でも、図１～５に示した構成と同様の効果が得られる。

　図７は、ギヤポンプ１のドライブシャフト２に直角方向の断面図（図１に示したのと同じ位置の断面図）であり、シールブロックの対向面８ａ’が円筒面ではない形状の例を示す図である。図７に示したギヤポンプ１のシールブロックの対向面８ａ’は、平面形状であり、平面の端部でリアケース凹部の対向面１２ｂと接触する。

　シールブロックの対向面８ａ’がこのような形状でも、リアケース凹部の対向面１２ｂとシールブロックの対向面８ａ’とが少なくとも２箇所で互いに接触するので、ポンプ組立体１０は、回転軸の回りに回転可能に拘束される。従って、図７に示したような構成でも、図１～５に示した構成と同様の効果が得られる。

　図８は、ギヤポンプ１のドライブシャフト２に直角方向の断面図（図１に示したのと同じ位置の断面図）であり、リアケース凹部の対向面１２ｂ’とシールブロックの対向面８ａ’’とがともに円筒面ではない形状の例を示す図である。図８に示したギヤポンプ１のリアケース凹部の対向面１２ｂ’は、図６と同様に、Ｖ字形を形成する２つの平面から成る形状である。図８に示したギヤポンプ１のシールブロックの対向面８ａ’’は、３つの平面から成る形状であり、リアケース凹部の対向面１２ｂ’と接触する２つの平面と、これらの平面の間に位置する１つの平面とから成る。

　リアケース凹部の対向面１２ｂ’とシールブロックの対向面８ａ’’とがこのような形状でも、リアケース凹部の対向面１２ｂ’とシールブロックの対向面８ａ’’とが少なくとも２箇所で互いに接触するので、ポンプ組立体１０は、回転軸の回りに回転可能に拘束される。ただし、この場合の回転軸は、リアケース凹部の対向面１２ｂ’に内接する円筒面の円弧中心を通り、ドライブシャフト２に平行な直線である。従って、図８に示したような構成でも、図１～５に示した構成と同様の効果が得られる。

　以上説明したように、リアケース凹部の対向面とシールブロックの対向面の形状は、円筒面でなくてもよく、平面を含む形状でもよい。また、円筒面以外の曲面を含む形状でもよい。例えば、シールブロックの対向面は、リアケース凹部の対向面と接触する２つの曲面と、これらの曲面の間に位置する１つの平面とから成る形状でもよい。すなわち、リアケース凹部の対向面とシールブロックの対向面は、曲面と平面の一方または両方を含む面である。ただし、リアケース凹部の対向面を平面のみで形成するときは、ポンプ組立体１０を回転軸の回りに回転可能に拘束するために、例えば図６、８に示したように、リアケース凹部の対向面を複数の平面で形成する必要がある。

　いずれの形状にしても、リアケース凹部の対向面とシールブロックの対向面とが少なくとも２箇所で互いに接触することで、ポンプ組立体１０は、回転軸の回りに回転可能に拘束される。ポンプ組立体１０の回転軸は、リアケース凹部の対向面に内接する円筒面の円弧中心を通り、ドライブシャフト２に平行な直線である。リアケース１２の凹部１２ａの突出部１２ｃと側板７’とが接触しているため、ポンプ組立体１０の回転は抑止される。このように、ポンプ組立体１０が少なくとも３箇所でリアケース１２に対して接触するため、ポンプ組立体１０は、リアケース１２の凹部１２ａに対して安定して固定することができる。

　また、リアケース１２の凹部１２ａの突出部１２ｃは、図４に示した例では、リアケース１２に直接加工して設けたが、他の方法でリアケース１２に設けてもよい。

　図９は、図４と同様に図１に示すギヤポンプのＢ－Ｂ断面図であり、他の方法によるリアケース１２の凹部１２ａの突出部の設け方の例を示す図である。図９において、図１～５と同一の符号は、図１～５と同一のまたは共通する要素を示し、これらの要素については説明を省略する。

　図９では、回転止めピン２４を、フロントケース１１とリアケース１２に別部品として圧入し、リアケース１２の凹部１２ａの突出部として機能させている。回転止めピン２４は側板７’と接触するので、このような構成にしても、図１～５に示した構成と同様の効果が得られる。

　上述したように、リアケース１２の凹部１２ａの突出部は、ポンプ組立体１０の回転軸からできるだけ離れた位置にある方が望ましい。しかし、リアケース１２の凹部１２ａの突出部は、ポンプ組立体１０の回転を止められる位置に設ければよく、このような位置であれば、リアケースの凹部１２ａのどの部分に設けても、ほぼ同等の効果を得ることができる。

　図１０は、本発明の実施例２によるギヤポンプの構成を示す図であり、駆動軸（ドライブシャフト）に平行方向の断面図である。実施例２によるギヤポンプ１０１は、実施例１のギヤポンプ１を２個直列に並べて単一の駆動源によって駆動する構成である。図１０は、図２と同様に、図１のＡ－Ａ断面に相当する。ギヤポンプ１０１において、図１０に示す断面以外の断面図やポンプ組立体の構成は、実施例１と同様である。このため、実施例２では、実施例１と同一のまたは共通する要素ついては、実施例１に用いたのと同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

　図１０に示すように、ギヤポンプ１０１は、２つのポンプ組立体１１０、１１０’を備える。ポンプ組立体１１０、１１０’は、実施例１で示したポンプ組立体１０と同様の構成を持ち、ドライブシャフトの延伸方向へ直列に並べられる。

　ギヤポンプ１０１は、フロントケース１１１とリアケース１１２を有する。フロントケース１１１とリアケース１１２は、それぞれ凹部１１１ａ、１１２ａを持つ。凹部１１１ａ、１１２ａは、実施例１に示したリアケース１２の凹部１２ａと同様の形状であり、それぞれポンプ組立体１１０、１１０’を収納する。

　ギヤポンプ１０１は、さらに、センタープレート１５０を備える。センタープレート１５０は、フロントケース１１１とリアケース１１２の解放端部に取り付けられ、フロントケース１１１との接触面に溝部１１５を、リアケース１１２との接触面に溝部１１５’を、それぞれ備える。溝部１１５、１１５’は、実施例１のフロントケース１１の溝部１５と同形状である。溝部１１５、１１５’には、それぞれケースシール１１６、１１６’が設置される。

　ハウジング１１３は、フロントケース１１１、リアケース１１２、及びセンタープレート１５０によって構成される。フロントケース１１１、リアケース１１２、及びセンタープレート１５０は、ボルトによる締結や溶接によって互いに接合される。

　ポンプ組立体１１０、１１０’は、共通の駆動源によって駆動される。実施例１に示したドライブシャフト２に代えて、ポンプ組立体１１０はフロントドライブシャフト１５１により、ポンプ組立体１１０’はリアドライブシャフト１５２により、それぞれ駆動される。

　センタープレート１５０は、貫通孔１５３を有し、貫通孔１５３にはジョイント部１５４が収納される。ジョイント部１５４は、ジョイントシャフト１５５を備え、フロントドライブシャフト１５１とリアドライブシャフト１５２とを接続する。ジョイントシャフト１５５は、フロントドライブシャフト１５１の先に接続された駆動源（図示せず）の駆動力をリアドライブシャフト１５２に伝達する。ジョイント部１５４には、例えば、ユニバーサルジョイントを用いることができる。

　フロントドライブシャフト１５１には、ジョイントピン１５６が挿入され、リアドライブシャフト１５２には、ジョイントピン１５６’が挿入される。ジョイントピン１５６、１５６’は、互いに直交し、かつフロントドライブシャフト１５１とアドライブシャフト１５２とに直交するように、それぞれ挿入される。

　図１１は、図１０に示したフロントドライブシャフト１５１、リアドライブシャフト１５２、及びジョイント部１５４を取り出して示す図である。図１１において、図１０と同一の符号は、図１１と同一のまたは共通する要素を示し、これらの要素については説明を省略する。図１１において、フロントドライブシャフト１５１に挿入されるジョイントピン１５６は、説明のため、引き抜かれている状態を図示している。

　図１１と図１０に示すように、ジョイント部１５４は、ジョイントシャフト１５５とジョイントピン１５６、１５６’とによって、駆動源の動力を、フロントドライブシャフト１５１からリアドライブシャフト１５２へ伝達することが可能である。

　なお、図１０で示すように、フロントシャフト１５１の端部には穴部１５１ａが、リアシャフト１５２の端部には穴部１５２ａが、それぞれ設けられる。穴部１５１ａと穴部１５２ａには、ジョイントシャフト１５５の先端が入り込む。穴部１５１ａと穴部１５２ａの内径は、ジョイントシャフト１５５の外径よりも大きくする。これによって、ジョイントシャフト１５５と穴部１５１ａ、１５２ａとの隙間の範囲内で、ジョイントシャフト１５５は、ジョイントピン１５６、１５６’の周りに傾くことができる。

　また、ジョイント部１５４は、ジョイントカラー１５７、ジョイントシール１５８、及びジョイントワッシャ１５９を備える。ジョイントカラー１５７は、ジョイントシャフト１５５の外周と摺接し、センタープレート１５０に対して回転不能に設置される。ジョイントシール１５８は、ジョイントカラー１５７の外周とセンタープレート１５０の貫通孔１５３の内周に接触して配置される。ジョイントワッシャ１５９は、ジョイントシール１５８の壁面を構成する。

　ジョイントシャフト１５５とジョイントカラー１５７との間と、ジョイントカラー１５７とセンタープレート１５０の貫通孔１５３との間は、ジョイントカラー１５７、ジョイントシール１５８、及びジョイントワッシャ１５９によって、シールされる。このシールにより、フロントケース１１１の凹部１１１ａの内部の液とリアケース１１２の凹部１１２ａの内部の液とが混ざりあわないようにしている。

　本実施例２のギヤポンプ１０１では、実施例１に記載したギヤポンプ１と同様に、ポンプ組立体１１０は、フロントケース１１１の凹部１１１ａの内部に、回転軸の回りに回転可能に収められ、少なくとも３箇所でフロントケース１１１に対して接触する。ポンプ組立体１１０’は、リアケース１１２の凹部１１２ａの内部に、回転軸の回りに回転可能に収められ、少なくとも３箇所でリアケース１１２に対して接触する。このため、ポンプ組立体１１０とポンプ組立体１１０’は、それぞれフロントケース１１１の凹部１１１ａとリアケース１１２の凹部１１２ａに対して、安定して固定することができる。なお、ポンプ組立体１１０とポンプ組立体１１０’の回転軸は、実施例１に記載したポンプ組立体１０の回転軸と同様にして定めることができる。

　上記したようなジョイント部１５４は、フロントドライブシャフト１５１とリアドライブシャフト１５２の互いの同軸ずれを吸収することができ、フロントドライブシャフト１５１からリアドライブシャフト１５２へトルクのみを伝達することができるトルク伝達機構である。このため、本実施例２におけるギヤポンプ１０１は、実施例１で示したギヤポンプ１と同様に、組立に高い精度を必要としない。

　ギヤポンプの下流に接続されたバルブやシリンダ（図示せず）等の動作により、フロントケース１１１の凹部１１１ａ内の液体と、リアケース１１２の凹部１１２ａ内の液体のどちらか一方が、高圧となる場合がある。このような場合には、フロントドライブシャフト１５１とリアドライブシャフト１５２のいずれか一方のみが、高圧の影響で、シャフトと側板７、７’の軸受との間の隙間の範囲内で、シールブロック８に向かって移動することがある。しかし、ジョイント部１５４は、この移動によるシャフトの変位を吸収する。このため、一方のポンプ組立体の動作が他方のポンプ組立体へ影響を与えることがなく、液の漏れが多くなったり駆動トルクが大きくなったりすることがない。

　上記したように、実施例１のポンプ組立体を直列に２個接続したギヤポンプ１０１は、双方のポンプ組立体１１０、１１０’を、高い効率で駆動することができる。

　また、実施例１のギヤポンプ１と同様に、ギヤポンプ１０１は、ポンプ組立体１１０とフロントケース１１１との組立精度や、ポンプ組立体１１０’とリアケース１１２との組立精度を高くする必要がなく、ポンプ組立体１１０、１１０’を構成する部品の加工精度のみを高くすることで、ギヤポンプの効率を高くすることができる。このため、ギヤポンプ１０１は、組立が容易であり、歩留まりの向上とコストの低減が可能である。

　さらに、ポンプ組立体を３個以上直列に接続する構成のギヤポンプの場合も、本実施例２で説明したギヤポンプ１０１と同様に、ポンプ組立体のそれぞれをジョイント部１５４で接続することで、高効率なポンプを実現することができる。

　また、フロントドライブシャフト１５１の駆動源とフロントドライブシャフト１５１との間にもジョイント部１５４と同様の構造の接続部を設置してもよい。このような構成にすると、駆動源とフロントドライブシャフト１５１との間に同軸ずれがあったとしても、効率を低下させることなく、ギヤポンプ１０１を動作させることができる。

　１…ギヤポンプ、２…ドライブシャフト、３…ドリブンシャフト、４，５…ギヤ、４ａ、４ａ’、５ａ、５ａ’…ギヤの側面、６…駆動ピン、７、７’…側板、８…シールブロック、８ａ、８ａ’、８ａ’’…シールブロックのリアケースの凹部と対向する面（シールブロックの対向面）、９、９’…シール部材、１０…ポンプ組立体、１１…フロントケース、１２…リアケース、１２ａ…リアケースの凹部、１２ｂ、１２ｂ’…リアケースの凹部のシールブロックと対向する面（リアケース凹部の対向面）、１２ｃ…リアケースの凹部の突出部、１３…ハウジング、１４ａ、１４ｂ…付勢機構、１５…溝、１６…ケースシール、１７…フロントケースの凹部、１８…オイルシール、１９…吸入ポート、２０…吐出ポート、２１…側板のシールブロックとの当接面、２２…ノックピン、２３…ボルト、２４…回転止めピン、１０１…ギヤポンプ、１１０、１１０’…ポンプ組立体、１１１…フロントケース、１１１ａ…フロントケースの凹部、１１２…リアケース、１１２ａ…リアケースの凹部、１１３…ハウジング、１１５、１１５’…溝部、１１６、１１６’…ケースシール、１５０…センタープレート、１５１…フロントドライブシャフト、１５１ａ…穴部、１５２…リアドライブシャフト、１５２ａ…穴部、１５３…貫通孔、１５４…ジョイント部、１５５…ジョイントシャフト、１５６、１５６’…ジョイントピン、１５７…ジョイントカラー、１５８…ジョイントシール、１５９…ジョイントワッシャ。

Claims

　互いに噛み合う一対のギヤと、
　回転可能に支持され、前記一対のギヤのそれぞれに挿入され、前記一対のギヤと共に回転する２つの軸と、
　前記一対のギヤの両側面に隣接して配置され、前記２つの軸の軸受となる２つの貫通穴をそれぞれが有する一対の側板と、
　前記一対の側板と当接し、前記一対のギヤの円周方向の一部を覆うシールブロックと、
　前記一対のギヤ、前記２つの軸、前記一対の側板、及び前記シールブロックを備えるポンプ組立体と、
　前記ポンプ組立体を収容する凹部を有し、前記凹部を形成する内壁に前記シールブロックと対向する対向面を有するケースと、
を備えるギヤポンプであって、
　前記ポンプ組立体は、前記ケースの前記対向面に内接する円筒面の円弧中心を通り前記２つの軸に平行な直線を回転軸とし、前記回転軸の回りに回転可能に拘束され、前記回転軸の回りに回転すると、前記一対の側板の一方が前記ケースの内壁と接触する、
ことを特徴とするギヤポンプ。
　前記ポンプ組立体は、前記シールブロックと前記ケースの前記対向面とが少なくとも２箇所で互いに接触することで、前記回転軸の回りに回転可能に拘束される請求項１記載のギヤポンプ。
　前記２つの軸のうち、一方は駆動源により回転する駆動軸であり、他方は前記一対のギヤを介して前記駆動軸から回転力が与えられて回転する従動軸であり、
　前記一対の側板の一方は、前記ポンプ組立体が前記回転軸の回りに回転すると、前記２つの軸を結ぶ方向において前記駆動軸に対して前記回転軸とは反対側にある部分が、前記ケースの内壁と接触する、請求項１または２記載のギヤポンプ。
　前記２つの軸のうち、一方は駆動源により回転する駆動軸であり、他方は前記一対のギヤを介して前記駆動軸から回転力が与えられて回転する従動軸であり、
　前記ケースは、内壁のうち、前記２つの軸を結ぶ方向において前記駆動軸に対して前記回転軸とは反対側にある部分に突出部を有し、
　前記一対の側板の一方は、前記ポンプ組立体が前記回転軸の回りに回転すると、前記ケースの内壁の前記突出部と接触する、請求項１または２記載のギヤポンプ。
　前記一対の側板の他方は、前記ケースに接触せず、前記シールブロックに接触して固定される請求項１または２記載のギヤポンプ。
　前記ケースの前記凹部に、前記一対の側板の一方を押圧して、前記ポンプ組立体を前記駆動軸の回転方向と同じ方向に回転させるための弾性体を備える請求項５記載のギヤポンプ。
　前記ケースの前記凹部に、前記一対の側板の他方を押圧して、前記一対の側板の他方と前記シールブロックと密着させるための弾性体を備える請求項５記載のギヤポンプ。
　前記２つの軸の軸受を、前記一対の側板にのみ有する請求項１または２記載のギヤポンプ。
　複数のポンプ組立体と、前記複数のポンプ組立体をそれぞれ収容する複数のケースとを備え、
　前記複数のポンプ組立体のそれぞれは、
互いに噛み合う一対のギヤと、
回転可能に支持され、前記一対のギヤのそれぞれに挿入され、前記一対のギヤと共に回転し、一方が駆動軸である２つの軸と、
前記一対のギヤの両側面に隣接して配置され、前記２つの軸の軸受となる２つの貫通穴をそれぞれが有する一対の側板と、
前記一対の側板と当接し、前記一対のギヤの円周方向の一部を覆うシールブロックと、
を備え、
　前記複数のケースのそれぞれは、前記ポンプ組立体を収容する凹部を有し、前記凹部を形成する内壁に前記シールブロックと対向する対向面を有し、
　前記複数のポンプ組立体は、前記駆動軸同士が接続されているギヤポンプであって、
　前記複数のポンプ組立体のそれぞれは、前記ケースの前記対向面に内接する円筒面の円弧中心を通り前記２つの軸に平行な直線を回転軸とし、前記回転軸の回りに回転可能に拘束され、前記回転軸の回りに回転すると、前記一対の側板の一方が前記ケースの内壁と接触する、
ことを特徴とするギヤポンプ。
　前記複数のポンプ組立体は、前記駆動軸のトルクのみを伝達し同軸ずれを吸収するトルク伝達機構によって、前記駆動軸同士が接続されている請求項９記載のギヤポンプ。