CN102562575B - 外啮合齿轮泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够实现密封性和滑动性并存的外啮合齿轮泵。所述外啮合齿轮泵具备：通过设置在壳体上的轴承来轴支承的一对旋转轴；分别固定在一对旋转轴上且彼此外切而啮合的至少一对齿轮；设置成与一对齿轮中的一方的侧面滑动接触的侧板；一体形成有与一对齿轮中的另一方的侧面滑动接触的侧面滑动部和密封所述齿轮的齿顶的齿顶滑动部的密封块，其中，在连结一对齿轮的轴的直线的两侧分别设置移动限制机构，来限制所述密封块相对于所述壳体在与所述旋转轴正交的面内移动。

Description

外啮合齿轮泵

技术领域

本发明涉及不仅用于液压装置等的液压源，还适于对汽油或制动液等低粘度的流体进行升压的外啮合齿轮泵。

背景技术

作为本发明的背景技术，例如有专利文献1及专利文献2。

专利文献1公开一种外啮合齿轮泵，其具备：泵组装体，其具备各自的旋转轴被轴支承且彼此外切而啮合的一对齿轮、设置成与这一对齿轮的侧面滑动接触的侧板、从一部分的方向接近所述齿轮且与所述侧板接触来进行密封的密封块，所述泵组装体驱动所述旋转轴中的一方；壳体，其收容所述泵组装体；轴承，其固定在该壳体上来轴支承所述旋转轴，所述外啮合齿轮泵构成为，限制所述密封块相对于与所述壳体一体的部件在与旋转轴成直角的面内的移动。

专利文献2公开了在具有通过驱动轴来驱动的齿轮、抑制工作液从齿轮侧面泄漏的一对侧板、密封齿顶的齿顶密封构件的泵组装体中，一体地形成有至少一方的侧板和齿顶密封构件的齿轮泵。

【专利文献1】日本特开2010-31771号公报

【专利文献2】日本特开2010-121447号公报

在专利文献1所记载的外啮合齿轮泵中，齿轮的侧面的一侧为与作为压力容器的壳体或轴承部这样的多个构件滑动的结构，并且存在材料采用不适于滑动的材料的情况，从而存在滑动阻力变大的情况。

另一方面，在专利文献2所记载的外啮合齿轮泵中，为了防止密封块承受压力时的变形，需要使部件的强度具有富余的设计。

发明内容

本发明着眼于上述课题而提出，其目的在于提供一种能够实现密封性和滑动性并存且在制造成本上也有利的外啮合齿轮泵。

为了解决上述课题，本发明的外啮合齿轮泵的特征在于，具备：壳体；通过设置在所述壳体上的轴承来轴支承的一对旋转轴；分别固定在所述一对旋转轴上且彼此外切而啮合的至少一对齿轮；设置成与所述一对齿轮中的一方的侧面滑动接触的侧板；一体形成有与所述一对齿轮中的另一方的侧面滑动接触的侧面滑动部和密封所述齿轮的齿顶的齿顶滑动部的密封块，其中，在连结所述一对齿轮的轴的直线的两侧分别设置移动限制机构，来限制所述密封块相对于所述壳体在与所述旋转轴正交的面内移动。

【发明效果】

根据本发明，通过形成为一体形成有齿轮的侧面滑动部和齿顶密封部的密封块，从而能够选定适于滑动面的材料，且能够减小密封块的变形，因此提供能够实现密封性和滑动性并存的外啮合齿轮泵。

另外，本发明除了上述效果外，还提供能够减少部件件数且降低制造成本的外啮合齿轮泵。

附图说明

图1是表示本发明涉及的实施例1的外啮合齿轮泵的图，是图2的沿C-C’线的剖视图。

图2是表示本发明涉及的实施例1的外啮合齿轮泵的图，是图1的沿A-A’线的剖视图。

图3是表示本发明涉及的实施例1的外啮合齿轮泵的图，是图1的沿B-B’线的剖视图。

图4是构成本发明涉及的实施例1的外啮合齿轮泵的第一密封块的俯视图。

图5是表示构成本发明涉及的实施例1的外啮合齿轮泵的中间壳体的下表面的俯视图。

图6是在本发明涉及的实施例1的外啮合齿轮泵中，使用工具60安装第一密封块时的俯视图。

图7是在本发明涉及的实施例1的外啮合齿轮泵中，使用工具60安装第一密封块时的主视图，是图6的沿E-E′线的剖视图。

图8是本发明涉及的外啮合齿轮泵中使用的凸状的插入销的立体图。

图9是从本发明涉及的实施例2的外啮合齿轮泵取下中间壳体6后的状态的俯视图。

图10是表示本发明涉及的实施例3的外啮合齿轮泵的图，是图11的沿H-H’线的剖视图。

图11是表示本发明涉及的实施例3的外啮合齿轮泵的图，是图10的沿G-G′线的剖视图。

图12是表示本发明涉及的实施例3的外啮合齿轮泵的图，是图10的沿F-F′线的剖视图。

图13是表示构成本发明涉及的实施例4的外啮合齿轮泵的结构的剖视图。

【符号说明】

1 外啮合齿轮泵

2 前侧壳体

3 后侧壳体

4 驱动轴

5 从动轴

6 中间壳体

7 侧板

10 第二泵部

12 第二密封块

13 第二驱动齿轮

14 第二从动齿轮

20 第一泵部

22 第一密封块

23 第一驱动齿轮

24 第一从动齿轮

50 第一销

51 第二销

具体实施方式

以下，参照附图对实施例进行说明。

【实施例】

[实施例1]

说明本发明涉及的外啮合齿轮泵的实施例1。实施例1是图1至图3所示的外啮合齿轮泵1，其具备：设置有未图示的电动机等驱动源的一侧的前侧壳体2；与该电动机相反侧的后侧壳体3；设置在前侧壳体2与后侧壳体3之间的中间壳体6；相对于上述壳体设置成旋转自如，且由驱动源驱动的驱动轴4；从动轴5；在中间壳体6内且设置在前侧壳体2侧的第一泵部20和设置在后侧壳体3侧的第二泵部10等。

在前侧壳体2上，在驱动源侧设有密封构件36，在中间壳体6侧设有能够供驱动轴的前侧轴承30插入且能够供驱动轴4插入这样的带台阶形状的贯通孔2a、能够供从动轴5及从动轴的前侧轴承32插入这样的带台阶形状的插入孔2b。

在后侧壳体3上，在中间壳体6侧设有能够供驱动轴4的后侧轴承31插入且能够供驱动轴4插入这样的带台阶形状的插入孔3a、能够供从动轴5及从动轴的后侧轴承33插入这样的带台阶形状的插入孔3b。

在中间壳体6上设有圆筒状凹部6c和圆筒状凹部6d，所述圆筒状凹部6c和圆筒状凹部6d以供第一泵部20和第二泵部10插入的方式设置在前侧壳体2侧和后侧壳体3侧，在圆筒状凹部6c和圆筒状凹部6d中的至少一方设有用于插入密封构件35的插入孔6f、插入驱动轴4的贯通孔6a、插入从动轴5的贯通孔6b。

驱动轴4经由设置在后侧壳体3上的驱动轴的后侧轴承31而轴支承在后侧壳体3上，并经由设置在前侧壳体2侧的驱动轴的前侧轴承30而轴支承在前侧壳体2上。

从动轴5经由设置在后侧壳体3上的从动轴的后侧轴承33而轴支承在后侧壳体3上，并经由设置在前侧壳体2侧的从动轴的前侧轴承32而轴支承在前侧壳体2上。

第一泵部20插入到圆筒状凹部6c中，第二泵部10插入到圆筒状凹部6d中，在此起到泵的作用。第一泵部20和第二泵部10除了第一泵部20安装于前侧壳体2而第二泵部10安装于后侧壳体3这一点外，彼此的结构和动作基本上相同，因此，下面以第一泵部20为例对上述泵部的结构和动作详细地进行说明。

第一泵部20具备第一驱动齿轮23、第一从动齿轮24、第一密封块22、第一侧板21、第一密封块密封构件26、第一侧板密封构件25。第一驱动齿轮23与第一从动齿轮24啮合，从而上述两齿轮23、24成为一体而进行旋转。另外，在第一驱动齿轮23上设有键槽，利用嵌入驱动轴4而与驱动轴4成为一体地进行动作的驱动销4a嵌合在该键槽中的结构，第一驱动齿轮23与驱动轴4成为一体而进行旋转。另外，在第一从动齿轮24上同样也设有键槽，通过与从动轴5成为一体而进行动作的驱动销5a嵌合在键槽中的结构，第一从动齿轮24与从动轴5成为一体而进行旋转。从而，随着驱动轴4的旋转，第一驱动齿轮23、第一从动齿轮24和从动轴5成为一体而进行旋转。

第一侧板21是与第一驱动齿轮23和第一从动齿轮24的侧面滑动接触而进行齿轮侧面的密封的构件，其夹设在中间壳体6和上述两齿轮23、24之间。另外，在第一侧板21的中间壳体6侧设有密封构件25。第一密封块22如图1所示形成为L字状，其在对齿轮侧面中的与第一侧板21相反侧的面进行密封的同时对齿顶进行密封。

接下来，参照图4，说明第一密封块22的结构。在第一密封块22上设有槽22d，从而在齿底的内侧形成滑动面，第一密封块22通过凸状的滑动接触部22g与齿轮侧面滑动接触。该第一密封块22通过使用例如树脂而能够减小滑动摩擦。另外，为了将第一密封块22定位在前侧壳体2上，在图1、图2的右侧设有第一密封块第一销插入孔22a，且在左侧设有第一密封块第二销插入孔22b。另外，如图4所示，第一密封块22上具有在齿顶滑动时进行密封的齿顶滑动面22e、22f。

对第一密封块22的安装方法进行说明。由于第一密封块齿顶滑动面22e、22f与齿轮的齿顶之间进行密封，因此要求第一密封块齿顶滑动面22e、22f比泵驱动时的齿顶的通过路径的直径稍小径，且要求齿顶的后述的合研量的个体偏差小。若不符合上述要求，则可能会因施加压力时形成间隙而导致齿顶部的泄漏的增加，或因后述的齿顶向第一密封块22的合研量产生偏差而导致容积效率产生偏差等。

因此，使用图6、图7对密封块的定位方法进行说明。首先，使用工具(jig)60，该工具60包括：具有能够插入前侧壳体2的贯通孔2a中的最大的直径的轴部60a；具有与所期望的齿顶位置相当的直径的齿轮替代部60b。这里，例如在齿顶最靠齿顶密封件侧的情况下，与所期望的齿顶位置相当的直径意味着处于“从轴承中心至齿顶的距离”＞“从轴承中心至齿顶密封件的距离”的关系成立这样的范围内的直径，且在齿顶最远离齿顶密封件的情况下，与所期望的齿顶位置相当的直径意味着处于“从轴承中心至齿顶密封件侧的齿根的距离”＜“从轴承中心至齿顶密封件的距离“的关系成立这样的范围内的直径。

接下来，通过将这样构成的工具60插入到前侧壳体2中来确定第一密封块22的固定位置。在该状态下，使用例如钻头，以共孔加工(日语：共穴加工)的方式将从第一密封块22穿透至前侧壳体2的孔形成在从驱动轴连结从动轴的线的右侧(吸入侧，从第一密封块22的第一销插入孔22a向前侧壳体2的第一销插入孔2d的孔)、左侧(喷出侧，从第一密封块22的第二销插入孔22b向前侧壳体2的第二销插入孔2c的孔)。之后，在第一密封块22的第一销插入孔22a、前侧壳体2的第一销插入孔2d中插入第一销50，在第一密封块2的第二销插入孔22b、前侧壳体2的第二销插入孔2c中插入第二销51。这样，第一密封块22被固定在前侧壳体2上。通过同样的方法将第二密封块12固定在后侧壳体3上。

第一销50形成为圆柱状，第一密封块22的第一销插入孔22a和前侧壳体2的第一销插入孔2d形成为与第一销50相同直径的圆筒状。通过第一销50将第一密封块22相对于前侧壳体2固定成旋转自如。第二销51也同样形成为圆柱状，第一密封块22的第二销插入孔22b和前侧壳体2的第二销插入孔2c形成为与第二销51相同直径的圆筒状。这样，通过第一销50而旋转自如的第一密封块22被限制旋转方向的移动，从而限制第一密封块22相对于前侧壳体2在与驱动轴4和从动轴5正交的面内的移动。

需要说明的是，第二销51只要能够限制以第一销50为中心的旋转方向上的运动即可，可以取代圆柱状而形成为例如图8所示的凸状，凸部以限制图9中的上下方向(以第一销50为中心的旋转方向)的移动这样的朝向设置为好。这样，将第一密封块22相对于前侧壳体2的位置固定。

另外，如图1所示，在第一密封块22的前侧壳体2侧的侧面的外周部呈圆环状地设置第一密封块密封构件26。在该第一密封块密封构件26的内侧，形成低压的吸入压力。另一方面，泵驱动时产生的高压的喷出压施加在第一密封块22的齿轮侧的侧面上的比侧面密封部22g靠外侧的区域、及中间壳体6的侧面上的密封线22h外侧的区域。从而，在该喷出压所产生的力的作用下，产生从图1的上侧朝向下侧(在图2中从纸面的跟前侧朝向背后)将第一密封块22按压到前侧壳体2上的力，限制第一密封块22在图1中的所述的上下方向的移动。此时，只要能够限制上下方向的移动即可，也可以代替将第一密封块密封构件26设置在第一密封块22的外周部，而将第一密封块密封构件26设置在更靠内侧。但是，需要满足比设置在内侧的密封构件26靠外侧的受压面积小于相反侧的高压的受压面积。

需要说明的是，这里虽进行了共孔加工，但只要使从轴承中心至齿顶的距离成为所期望的距离即可，因此只要能够精度良好地加工第一密封块22的第一销插入孔22a、前侧壳体的第一销插入孔2d、第一密封块22的第二销插入孔22b、前侧壳体2的第二销插入孔2c的孔位置和形状，则加工的方法并不局限于此。

由此，第一密封块22在与驱动轴4和从动轴5正交及平行的方向上均固定。

接下来，对实施例1的动作和效果进行说明。当驱动轴4由未图示的驱动源驱动时，第一驱动齿轮23也随之向图2中的箭头55的方向旋转，与第一驱动齿轮23啮合的第一从动齿轮24向箭头55’的方向旋转。

此时，液体从吸入口41经由未图示的路径进入中间壳体6内，填满吸入部56，随着第一驱动齿轮23和第一从动齿轮24的旋转，液体被收容在齿槽中而向旋转方向输送。之后，在喷出部57侧通过第一驱动齿轮23与第一从动齿轮24开始啮合，将液体从齿槽压出。因此，通过第一驱动齿轮23和第一从动齿轮24的旋转而连续地输送液体，由此喷出部57侧的压力上升，将液体从未图示的喷出口喷出。此时，由于第一驱动齿轮23和第一从动齿轮24各自的齿顶通过密封块22密封，因此仅该密封的吸入部56侧成为低压，这以外的部分成为高压。

在泵驱动中，第一驱动齿轮23和第一从动齿轮24的齿顶被从高压侧向低压侧、即在图2中向右方向压出如下量，该量是指与驱动轴4和从动轴5的间隙、及驱动轴4和从动轴5分别与轴承等之间的间隙相应的量。在组装成第一驱动齿轮23和第一从动齿轮24的齿顶在被压出时与第一密封块22的齿顶滑动面22e、22f接触的情况下，第一密封块22的齿顶滑动面22e、22f被切削齿顶的移动量。在外啮合齿轮泵1中，通过该切削进行合研，来吸收齿顶滑动面22e、22f与第一驱动齿轮23或第一从动齿轮24的制造偏差，使泵驱动时的齿顶与第一密封块22的间隙最小化，由此具有使液体从高压侧向低压侧的返回最小而提高容积效率的效果。

根据实施例1的外啮合齿轮泵1，由于能够高精度地确定第一密封块22相对于齿轮的位置，因此能够在组装时吸收因制造偏差而引起的部件的尺寸的不同。进而，通过调整第一密封块22的固定位置，由此能够调整合研时间。例如在使用工具60的情况下，调整该工具60的直径，使第一密封块22与该工具60相抵而容易将第一密封块22定位固定，且容易进行中间位置的固定。由此，还能够形成为以最少的合研时间获得高容积效率的结构。

另外，由于第一密封块22一体地形成有齿轮侧面滑动部和齿顶滑动部，因此能够选定滑动部的滑动阻力小的材料。另外，载荷由第一销50支承，因此第一密封块22能够选定重点考虑滑动性的材料。由此，能够获得机械效率良好的齿轮泵。

并且，由于在两处进行第一密封块22的固定，因此能够形成截面积大的销来提高弯曲刚性。因而第一密封块22相对于载荷的变形变小，能够减小齿顶滑动面22e、22f中的间隙，从而能够实现外啮合齿轮泵1的高密封性。

另外，由于在两处设有泵部，因此能够提供如下这样的可靠性高的外啮合齿轮泵，即，该外啮合齿轮泵例如在用作制动用的泵时，能够通过一个的驱动源形成两个分离的高压。

[实施例2]

实施例2的外啮合齿轮泵中，第一密封块22的第一销插入孔22a不形成为圆形状而形成为仅限制一方向的形状。

图9是从实施例2的外啮合齿轮泵取下中间壳体6后的状态的俯视图(与实施例1的图5对应的图)。如图9所示，第一密封块22的第一销插入孔22a被加工成如下形状，即，在图9中，该第一销插入孔22a的右半部分被以与第一销50相同的直径加工，在其左侧设有间隙。

第一密封块22的第二销插入孔22b形成为圆筒状，第二销51形成为圆柱状或图8所示的凸状。

在泵驱动时，从图9的右侧对第一密封块22施加高压，从左侧来说，仅齿轮的被齿顶滑动部密封的部分成为低压，整体受到向左的力。因而第一密封块22不向右侧移动，从而在半周约束下与整周约束时同样，第一密封块22相对于前侧壳体2固定成旋转自如。并且，第一密封块22在旋转方向上的移动也被第二销51限制，从而限制第一密封块22相对于前侧壳体2在与驱动轴4和从动轴5正交的面内的移动。这以外的结构和动作与实施例1相同。

在实施例2中，除了与实施例1同样的效果外，还具有如下效果，即，通过半周约束而使组装变得容易，且能够缓和各部分的部件精度。

[实施例3]

实施例3的外啮合齿轮泵具备一个泵部。

参照图10至图12，对实施例3的外啮合齿轮泵1的结构进行说明。在实施例3中，外啮合齿轮泵1包括：在设置有未图示的电动机等驱动源的一侧设置的前侧壳体2；设置在电动机的相反侧的盖壳体70；相对于前侧壳体2和盖壳体70设置成旋转自如的一对轴4、5，即由驱动源驱动的驱动轴4和其从动轴5；盖壳体70内的设置在前侧壳体2侧的泵部90等。

在盖壳体70上设有供泵部90插入的圆筒状凹部70a。泵部90与实施例1中的第一泵部20结构相同，前侧壳体2的安装方法也与实施例1和实施例2相同。其它的结构和动作也与实施例1相同。

根据实施例3，能够获得与实施例1和实施例2同样的效果。并且，在实施例3中，由于仅存在一个泵部，因此，适用作为仅对一个系统的液压设备进行升压的泵，并能够将外啮合齿轮泵形成为简单的结构。

[实施例4]

实施例4的外啮合齿轮泵具备一个泵部且在两处轴支承一个旋转轴。

参照图13，对实施例4的外啮合齿轮泵1的结构进行说明。

在盖壳体70上的前侧壳体2侧以能够供泵部90插入的方式设有圆筒状凹部70a。另外，在盖壳体70上设置带台阶形状的插入孔70b，以供驱动轴4(盖壳体侧的)和轴承80插入。另外，在盖壳体70上还设有带台阶形状的插入孔70c，以供从动轴5(盖壳体侧的)和轴承81插入。

驱动轴4经由其前侧壳体侧的轴承30而轴支承在前侧壳体2上，并经由盖壳体侧的轴承80而轴支承在盖壳体70上。从动轴5经由从动轴前侧的轴承32而轴支承在前侧壳体2上，并经由盖壳体侧的轴承81而轴支承在盖壳体70上。其它结构和动作与实施例3相同，能够得到与实施例3同样的效果。

在实施例4中，由于驱动轴4和从动轴5均被双支承，因此载荷分散，且能够抑制轴的倾斜，其结果是，能够抑制齿轮滑动面或齿顶滑动面上的滑动阻力增加，因此能够提供一种滑动性得以提高的外啮合齿轮泵1。

在以上的实施例1至4中，使用了销，但可以使用键、螺栓等移动限制机构来代替销。另外，作为密封块的材质，使用各种金属、合成树脂等。

Claims (6)

1.一种外啮合齿轮泵，其特征在于，具备：

壳体；

通过设置在所述壳体上的轴承来轴支承的一对旋转轴；

分别固定在所述一对旋转轴上且彼此外切而啮合的至少一对齿轮；

设置成与所述一对齿轮中的一方的侧面滑动接触的侧板；

一体形成有与所述一对齿轮中的另一方的侧面滑动接触的侧面滑动部和密封所述齿轮的齿顶的齿顶滑动部的密封块，

在连结所述一对齿轮的中心的直线的两侧分别设置移动限制机构，来限制所述密封块相对于所述壳体在与所述旋转轴正交的面内移动，

所述移动限制机构插入到在所述壳体(2或3)上设置的插入孔(2d等)和在所述密封块上设置的插入孔(22a等)中。

2.根据权利要求1所述的外啮合齿轮泵，其特征在于，

所述移动限制机构中的至少一个限制所述密封块在与旋转轴正交的面内沿着与连结所述一对齿轮的中心的直线大致平行的方向移动，

所述移动限制机构中的至少另一个限制所述密封块在与旋转轴正交的面内沿着与连结所述一对齿轮的中心的直线大致正交的方向及大致平行的方向中的任一个方向移动。

3.根据权利要求1所述的外啮合齿轮泵，其特征在于，

所述移动限制机构中的至少一个为销。

4.根据权利要求1所述的外啮合齿轮泵，其特征在于，

所述密封块由树脂形成。

5.根据权利要求1所述的外啮合齿轮泵，其特征在于，

在所述密封块的与所述壳体相接的面上设有密封构件，

所述密封块的与所述壳体相接的面的部分、即被所述密封构件包围而承受高压的所述部分的面积小于所述密封块的在相反侧承受高压的面积。

6.根据权利要求5所述的外啮合齿轮泵，其特征在于，

所述密封构件呈圆形状地设置在所述密封块的与壳体相接的面上。