CN113348303A - 斜齿轮泵或马达 - Google Patents

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Abstract

斜齿轮泵包括：壳体，包含主体(11)、前盖(12)及后盖(13)；相互啮合的一对斜齿轮(23)、(24)，收纳于在主体(11)形成的孔部内；以及一对轴承座(25)、(26)，在孔部内夹持斜齿轮(23)、斜齿轮(24)。斜齿轮(23)、斜齿轮(24)中，驱动侧的斜齿轮(23)的齿数比从动侧的斜齿轮(24)的齿数多。

Description

斜齿轮泵或马达
技术领域
本发明涉及一种作为各种设备中的油压源而使用的油压齿轮泵等齿轮泵或马达，尤其涉及一种使用包含相互啮合的驱动侧斜齿轮及从动侧斜齿轮的外接齿轮对的斜齿轮泵或马达。
背景技术
齿轮泵包括：一对正齿轮，以相互啮合的状态收纳于在主体形成的孔部；驱动轴及从动轴，固定这些正齿轮；一对侧板等滑动接触构件，与这些正齿轮的侧面滑动接触；吸入通路，配设于这些正齿轮逐渐背离的低压区域，用于向孔部供给作为工作液的工作油；以及喷出通路，配设于正齿轮逐渐啮合的高压区域，用于自孔部排出工作油。另外，还提出了一种使用斜齿轮来代替正齿轮的齿轮泵，所述斜齿轮以由无闭合的连续的齿接触与小脉动产生的静音性为特征。
在此种斜齿轮泵中，通过由斜齿轮的啮合产生的推力方向的力、及由分布于齿轮表面的油压产生的推力方向的力，尤其在驱动侧的斜齿轮中沿推力方向产生了大的力。为了应对此种推力方向的力，提出了一种如下的齿轮泵或马达，即：在支撑斜齿轮的轴的端面设置具有液压室的液压机构，所述具有液压室的液压机构用于将轴向与产生推力方向的力的方向相反的方向按压，通过向所述液压室导入高压侧的工作油，将斜齿轮通过所述液压机构经由轴而向推力的产生方向的相反方向按压(参照专利文献1)。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：国际公开第2014/141377号
发明内容
[发明所要解决的问题]
然而，为了设置专利文献1所记载那样的液压机构，需要更多的零件，且装置结构变得复杂。
本发明是为了解决所述课题而成，其目的在于提供一种结构简单且能够减小驱动侧斜齿轮被推压于滑动接触构件的力的大小的斜齿轮泵或马达。
[解决问题的技术手段]
技术方案1所记载的发明为一种斜齿轮泵或马达，其包括：外接齿轮对，包含相互啮合的驱动侧斜齿轮及从动侧斜齿轮；一对滑动接触构件，形成有连结于所述驱动侧斜齿轮的驱动轴的轴承孔与连结于所述从动侧斜齿轮的从动轴的轴承孔，且自两侧夹着所述外接齿轮对；壳体，收纳所述外接齿轮对及所述一对滑动接触构件；以及高压工作液槽，形成于所述一对滑动接触构件中的所述驱动侧斜齿轮被按压的一侧的滑动接触构件的、与所述驱动侧斜齿轮的抵接区域，且与所述壳体内的工作液的高压区域连通，且使所述驱动侧斜齿轮的齿根圆与所述驱动轴的轴承孔的距离比所述从动侧斜齿轮的齿根圆与所述从动轴的轴承孔的距离大。
根据技术方案1所记载的发明，技术方案2所记载的发明中，使所述驱动侧斜齿轮的齿数比所述从动侧斜齿轮的齿数多。
根据技术方案1所记载的发明，技术方案3所记载的发明中，使贯通所述驱动轴上的所述一对滑动接触构件中的、所述驱动侧斜齿轮被按压的一侧的滑动接触构件的区域的外径比所述从动轴的外径小。
根据技术方案1至技术方案3中任一项所记载的发明，技术方案4所记载的发明中，所述滑动接触构件为轴承座或侧板。
[发明的效果]
根据技术方案1至技术方案4所记载的发明，通过形成于滑动接触构件的高压工作液槽内的工作油的作用，可将驱动侧的斜齿轮向产生推力方向的力的相反方向按压。而且，通过使驱动侧斜齿轮的齿根圆与驱动轴的轴承孔的距离比从动侧斜齿轮的齿根圆与从动轴的轴承孔的距离大，能够抑制工作液的泄漏流量。
根据技术方案2所记载的发明，通过使驱动侧斜齿轮的齿数比从动侧斜齿轮的齿数多，可增大驱动侧斜齿轮的齿根密封区域，从而能够抑制工作液的泄漏流量。此时，通过增加驱动侧斜齿轮的齿数，使从动侧斜齿轮的齿数与以往同样，可防止因驱动侧斜齿轮与从动侧斜齿轮的啮合转矩传递引起的推力方向的力的增加，且能够防止装置整体变得过大。
根据技术方案3所记载的发明，通过使贯通驱动轴上的一对滑动接触构件中的、驱动侧斜齿轮被按压的一侧的滑动接触构件的区域的外径比从动轴的外径小，可增大驱动侧斜齿轮的齿根密封区域，从而能够抑制工作液的泄漏流量。
附图说明
图1是本发明的实施方式的斜齿轮泵的纵剖面图。
图2是图1的A-A箭头剖面图。
图3是表示形成于轴承座26中的驱动轴21的外侧区域的高压工作油槽27与斜齿轮23及驱动轴21的配置关系的放大图。
图4是本发明的另一实施方式的斜齿轮泵的纵剖面图。
图5是本发明的又一实施方式的斜齿轮泵的纵剖面图。
图6是图5的A-A箭头剖面图。
图7是表示形成于轴承座26中的驱动轴21的外侧区域的高压工作油槽27与斜齿轮23及驱动轴21的配置关系的放大图。
图8是作为比较例的斜齿轮泵的纵剖面图。
图9是图8的A-A箭头剖面图。
图10是表示作用于形成外接齿轮对的一对斜齿轮123、124的推力方向的力的说明图。
图11是表示形成于轴承座126中的驱动轴121的外侧区域的高压工作油槽127与斜齿轮123及驱动轴121的配置关系的放大图。
具体实施方式
最初，作为比较例，对如下斜齿轮泵的结构进行说明，即：为了将驱动侧的斜齿轮向与产生推力方向的力的方向相反的方向按压，在受到推力方向的力的滑动接触构件的与驱动侧斜齿轮的抵接区域，形成和壳体内的工作油的高压区域连通的高压工作油槽，并通过所述高压工作油槽内的工作油的作用，将驱动侧斜齿轮向与产生推力方向的力的方向相反的方向按压。
图8是具有此种结构且作为比较例的斜齿轮泵的纵剖面图，图9是其A-A箭头剖面图。
所述斜齿轮泵是通过一对斜齿轮123、124的作用来输送工作油的斜齿轮泵，且包括：壳体，包含主体111、前盖112及后盖113；相互啮合的一对斜齿轮123、124，收纳于在主体111形成的被称为眼镜孔等的孔部119内；以及一对轴承座125、126，在孔部119内夹持一对斜齿轮123、124。
斜齿轮123固定于通过未图示的马达的驱动而旋转的驱动轴121。另外，斜齿轮124固定于从动轴122。驱动轴121及从动轴122的一端经由轴衬115而轴支承于在轴承座125形成的轴承孔117，驱动轴121及从动轴122的另一端经由轴衬116而轴支承于在轴承座126形成的轴承孔118。斜齿轮123、斜齿轮124通过驱动轴121的驱动，在相互啮合的状态下沿图9所示的箭头方向旋转。
在形成于主体111的孔部119中的一对斜齿轮123、124的齿逐渐背离的低压区域侧，形成有用于向孔部119供给工作油的吸入通路132。另外，在形成于主体111的孔部119中的一对斜齿轮123、124的齿逐渐啮合的高压区域侧，形成有用于自孔部119排出工作油的喷出通路133。
在夹持一对斜齿轮123、124的一对轴承座125、126中的、后盖113侧的轴承座126中的驱动轴121的外侧区域，形成有与包含主体111、前盖112及后盖113的壳体内的工作液的高压区域连通的高压工作油槽127。此外，在图9中，以实线图示出了位于斜齿轮123的内侧的高压工作油槽127。
图10是表示作用于形成外接齿轮对的一对斜齿轮123、124的推力方向的力的说明图。
如此图所示，作用于斜齿轮泵的一对斜齿轮123、124的推力方向的力被大致区分为由一对斜齿轮123、124的啮合转矩传递产生的推力方向的力101A、力101B与由通过一对斜齿轮123、124输送的工作油的作用产生的推力方向的力102A、力102B。而且，在斜齿轮124中，推力方向的力101B与力102B朝向相反方向，相对于此，在斜齿轮123中，推力方向的力101A与力102A朝向相同方向。因此，斜齿轮123被大力推压于轴承座126。
因此，在后盖113侧的轴承座126中的驱动轴121的外侧区域，形成与包含主体111、前盖112及后盖113的壳体内的工作液的高压区域连通的高压工作油槽127，自所述高压工作油槽127朝向斜齿轮123的侧面供给高压的工作油，由此，防止斜齿轮123被大力推压于轴承座126。
图11是表示形成于轴承座126中的驱动轴121的外侧区域的高压工作油槽127与斜齿轮123及驱动轴121的配置关系的放大图。此外，此图中，也以实线图示出了位于斜齿轮123的内侧的高压工作油槽127。
如在图11中标注阴影线那样，一对斜齿轮123、124的侧面上的一对斜齿轮123、124开始啮合的一侧的区域成为高压区域。另一方面，一对斜齿轮123、124的侧面上的驱动轴121及从动轴122的外周部的区域成为低压区域。而且，这些高压区域与低压区域由一对斜齿轮123、124的齿根密封区域密封。
所述齿根密封区域在驱动侧的斜齿轮123的侧面中为驱动侧斜齿轮123的齿根圆与驱动轴121的轴承孔118之间的区域。而且，在所述齿根密封区域形成有与高压区域连通的高压工作油槽127。因此，由高压工作油槽127形成的高压区域与由驱动轴121的外周部形成的低压区域的距离L1(密封长度)变得极小。由此，产生了工作油自一对斜齿轮123、124的侧面上的高压区域向低压区域的泄漏流量变大，工作油的输送性能降低的问题。
接着，对解决了所述比较例的问题的斜齿轮泵的结构进行说明。图1是本发明的实施方式的斜齿轮泵的纵剖面图，图2是其A-A箭头剖面图。
所述斜齿轮泵为使用工作油作为工作液，通过一对斜齿轮23、24的作用来输送所述工作油的油压斜齿轮泵。所述斜齿轮泵包括：壳体，包含主体11、前盖12及后盖13；相互啮合的一对斜齿轮23、24，收纳于在主体11形成的被称为眼镜孔等的孔部19内；以及轴承座25、轴承座26，作为在孔部19内夹持一对斜齿轮23、24的一对滑动接触构件。一对斜齿轮23、24中，其中一个斜齿轮23的齿数比另一个斜齿轮24的齿数多。
此外，所谓斜齿轮23的齿数比斜齿轮24的齿数多，与斜齿轮23的齿径比斜齿轮24的齿径大同义。即，在斜齿轮23与斜齿轮24啮合且两者的模块相同的情况下，齿数越多则齿径也越大。在斜齿轮23及斜齿轮24为渐开线齿轮的情况下，所谓所述齿径例如意指基圆直径。此情况下，在斜齿轮23及斜齿轮24中，基圆直径除以齿数而得的值为相同的值。
另外，所谓滑动接触意指以能够相对移动的状态相接。即，所谓滑动接触构件意指在将一对斜齿轮23、24设为能够旋转的状态下与一对斜齿轮23、24相接的构件。
斜齿轮23固定于通过未图示的马达的驱动而旋转的驱动轴21。另外，斜齿轮24固定于从动轴22。驱动轴21及从动轴22的一端经由轴衬15而轴支承于在轴承座25形成的轴承孔17，驱动轴21及从动轴22的另一端经由轴衬16而轴支承于在轴承座26形成的轴承孔18。斜齿轮23、斜齿轮24通过驱动轴21的驱动在相互啮合的状态下沿图2所示的箭头方向旋转。
此外，斜齿轮23与驱动轴21、及斜齿轮24与从动轴22是通过对单一的金属构件执行切削加工、研磨加工、淬火加工等而制成，斜齿轮23与驱动轴21、及斜齿轮24与从动轴22为一体。在本说明书中，将作为一体而制成的这些构件中的斜齿轮区域称为斜齿轮23或斜齿轮24，将轴区域称为驱动轴21或从动轴22。
在形成于主体11的孔部19中的一对斜齿轮23、24的齿逐渐背离的低压区域侧，形成有用于向孔部19供给工作油的吸入通路32。另外，在形成于主体11的孔部19中的一对斜齿轮23、24的齿逐渐啮合的高压区域侧，形成有用于自孔部19排出工作油的喷出通路33。此外，也可将吸入路径32及喷出通路33的任一者或两者朝向驱动轴21及从动轴22的轴心方向即X方向(与图2中的纸面垂直的方向)形成。
在夹持一对斜齿轮23、24的一对轴承座25、26中的、后盖13侧即驱动侧的斜齿轮23被按压的一侧的轴承座26中的驱动轴21的外侧区域，形成有与包含主体11、前盖12及后盖13的壳体内的工作液的高压区域连通的高压工作油槽27。此外，在图2中，以实线图示出了位于斜齿轮23的内侧的高压工作油槽27。
在所述斜齿轮泵中，与图10所示的现有的斜齿轮泵同样，采用如下的结构，即：由于斜齿轮23被大力推压于轴承座26，因此在后盖13侧的轴承座26，形成与包含主体11、前盖12及后盖13的壳体内的工作液的高压区域连通的高压工作油槽27，并自所述高压工作油槽27朝向斜齿轮23的侧面供给高压的工作油。
图3是表示形成于轴承座26中的驱动轴21的外侧区域的高压工作油槽27与斜齿轮23及驱动轴21的配置关系的放大图。此外，此图中，也以实线图示出了位于斜齿轮23的内侧的高压工作油槽27。
如在图3中标注阴影线那样，一对斜齿轮23、24的侧面上的一对斜齿轮23、24开始啮合的一侧的区域成为高压区域。另一方面，一对斜齿轮23、24的侧面上的驱动轴21及从动轴22的外周部的区域成为低压区域。这些高压区域与低压区域由一对斜齿轮23、24的齿根密封区域密封。而且，在驱动侧的斜齿轮23的齿根密封区域形成有高压工作油槽27。
此处，驱动侧的斜齿轮23的齿数比从动侧的斜齿轮24多。而且，驱动侧的斜齿轮23与从动侧的斜齿轮24的模块相等地相互啮合。由此，驱动侧的斜齿轮23的齿根密封区域(驱动侧斜齿轮23的齿根圆与驱动轴21的轴承孔18之间的区域)与图11所示的现有的斜齿轮泵相比，成为极大的区域。因此，即便于在所述齿根密封区域形成有高压工作油槽27的情况下，也能够将由高压工作油槽27形成的高压区域与由驱动轴21的外周部形成的低压区域的距离L2(密封长度)设定得大。由此，能够抑制工作油自一对斜齿轮23、24的侧面上的高压区域向低压区域的泄漏流量。另外，由此，也能够将高压工作油槽27的油槽面积设定得大，从而容易通过工作油的压力来消除驱动侧的斜齿轮23被向轴承座26推压的力。
此外，如上所述，作用于斜齿轮泵的一对斜齿轮23、24的推力方向的力被大致区分为由一对斜齿轮23、24的啮合转矩传递产生的推力方向的力、及由通过一对斜齿轮23、24输送的工作油的作用产生的推力方向的力。而且，由啮合转矩传递产生的推力方向的力不依赖于驱动侧的斜齿轮23的齿数。因此，由驱动侧的斜齿轮23的齿数的增加引起的推力方向的力的增加仅归因于工作油的受压面积的增大，通过增加高压工作油槽27的油槽面积而能够充分应对其推力方向的力的增加。
如以上所述，根据本发明的实施方式的斜齿轮泵，通过使驱动侧的斜齿轮23的齿数比从动侧的斜齿轮24的齿数多，可增大驱动侧的斜齿轮23的齿根密封区域，从而能够抑制工作油的泄漏流量。此时，通过增加驱动侧的斜齿轮23的齿数，使从动侧的斜齿轮24的齿数与以往同样，可防止由驱动侧的斜齿轮23与从动侧的斜齿轮24的啮合转矩传递引起的推力方向的力的增加，并且能够防止装置整体变得过大。
此外，在所述实施方式中，在一对轴承座25、26中的后盖13侧的轴承座26中的驱动轴21的外侧区域形成有高压工作油槽27，但也可在从动轴22的外侧区域形成高压工作油槽。
接着，对本发明的另一实施方式进行说明。图4是本发明的另一实施方式的斜齿轮泵的纵剖面图。此外，对与图1至图3所示的实施方式同样的构件标注相同的符号并省略详细的说明。
在所述实施方式中，作为自两侧夹着包含斜齿轮23及斜齿轮24的外接齿轮对的一对滑动接触构件，使用收纳轴衬15的轴承座25及收纳轴衬16的轴承座26。而且，采用如下结构，即：在后盖13侧的轴承座26形成与包含主体11、前盖12及后盖13的壳体内的工作液的高压区域连通的高压工作油槽27，并自所述高压工作油槽27朝向斜齿轮23的侧面供给高压的工作油。
相对于此，在本实施方式的斜齿轮泵中，作为自两侧夹着包含斜齿轮23及斜齿轮24的外接齿轮对的一对滑动接触构件，使用一对侧板(side plate)28、29。而且，采用如下结构，即：在后盖13侧的侧板29形成与包含主体11、前盖12及后盖13的壳体内的工作液的高压区域连通的、和图2及图3同样的高压工作油槽27，并自所述高压工作油槽27朝向斜齿轮23的侧面供给高压的工作油。
此外，在使用一对侧板28、29的情况下，驱动轴21及从动轴22的一端经由轴衬15而轴支承于在前盖12形成的轴承孔17，驱动轴21及从动轴22的另一端经由轴衬16而轴支承于在后盖13形成的轴承孔18。
在所述实施方式中，将一对轴承座25、26或一对侧板28、29作为滑动接触构件来使用。然而，也可省略一对轴承座25、26或一对侧板28、29，而将前盖12及后盖13作为滑动接触构件来使用。在此情况下，在后盖13形成与包含主体11、前盖12及后盖13的壳体内的工作液的高压区域连通的、和图2及图3同样的高压工作油槽27。但是，在使用一对轴承座25、26或一对侧板28、29的情况下，可减小工作油自包含斜齿轮23及斜齿轮24的外接齿轮对的侧面区域的泄漏，且具有可提高泵的耐久性的优点。
此外，作为滑动接触构件，在包含斜齿轮23及斜齿轮24的外接齿轮对的其中一个侧面使用轴承座25、侧板28、前盖12中的任一个，在另一个侧面使用轴承座25、侧板28、前盖12中的未在其中一个侧面使用者，由此可将这些混合使用。
接着，对本发明的又一实施方式进行说明。图5是本发明的又一实施方式的斜齿轮泵的纵剖面图，图6是其A-A箭头剖面图。另外，图7是表示形成于轴承座26中的驱动轴21的外侧区域的高压工作油槽27与斜齿轮23及驱动轴21的配置关系的放大图。在图6及图7中，以实线图示出了位于斜齿轮23的内侧的高压工作油槽27。此外，对与图1至图3所示的实施方式同样的构件标注相同的符号并省略详细的说明。
在所述各实施方式中，通过使驱动侧斜齿轮23的齿数比从动侧斜齿轮24的齿数多，而使驱动侧斜齿轮23的齿根圆与驱动轴21的轴承孔18的距离比从动侧斜齿轮24的齿根圆与从动轴22的轴承孔18的距离大。相对于此，在本实施方式的斜齿轮泵中，采用如下结构，即：通过使贯通作为驱动轴21中的一对滑动接触构件的轴承座25、轴承座26中的、驱动侧斜齿轮23被按压的一侧的轴承座26的区域21a的外径比从动轴22的外径小，而使驱动侧斜齿轮23的齿根圆与驱动轴的区域21a的轴承孔18的距离比从动侧斜齿轮24的齿根圆与从动轴22的轴承孔18的距离大。
如图7中标注阴影线那样，与图3所示的实施方式的情况同样，一对斜齿轮23、24的侧面上的一对斜齿轮23、24开始啮合的一侧的区域成为高压区域。另一方面，一对斜齿轮23、24的侧面上的驱动轴21及从动轴22的外周部的区域成为低压区域。这些高压区域与低压区域由一对斜齿轮23、24的齿根密封区域密封。而且，在驱动侧斜齿轮23的齿根密封区域形成有高压工作油槽27。
此处，贯通驱动侧斜齿轮23被按压的一侧的轴承座26的驱动轴的区域21a的外径比从动轴22的外径小。因此，可使驱动侧斜齿轮23的齿根圆与驱动轴的区域21a的轴承孔18的距离比从动侧斜齿轮24的齿根圆与从动轴22的轴承孔18的距离大。由此，驱动侧的斜齿轮23的齿根密封区域(驱动侧斜齿轮23的齿根圆与驱动轴的区域21a的轴承孔18之间的区域)与图11所示的现有的斜齿轮泵相比，成为极大的区域。因此，即便于在所述齿根密封区域形成有高压工作油槽27的情况下，也能够将由高压工作油槽27形成的高压区域与由驱动轴21的外周部形成的低压区域的距离L3(密封长度)设定得大。由此，能够抑制工作油自一对斜齿轮23、24的侧面上的高压区域向低压区域的泄漏流量。
此外，在图5至图7所示的实施方式中，采用了使驱动轴21中的、贯通驱动侧斜齿轮23被按压的一侧的轴承座26的区域21a的外径比从动轴22的外径小的结构，但也可使驱动轴21的外径在整个区域中比从动轴22的外径小。
所述各实施方式的斜齿轮泵均作为如下的斜齿轮马达发挥功能，即：自喷出通路33导入高压的工作油，由此自驱动轴21取出旋转转矩来驱动外部负载，并且发挥将成为定压的工作油自吸入通路32喷出的马达作用。即，所述各实施方式中的斜齿轮泵也为斜齿轮马达。
进而，在所述实施方式中，作为工作液而使用工作油，但也可使用其他液体或流动体或者半流动体等的工作油以外的工作液。
[符号的说明]
11：主体
12：前盖
13：后盖
15：轴衬
16：轴衬
17：轴承孔
18：轴承孔
19：孔部
21：驱动轴
22：从动轴
23：斜齿轮
24：斜齿轮
25：轴承座
26：轴承座
27：高压工作油槽
28：侧板
29：侧板
32：吸入通路
33：喷出通路。

Claims (4)

1.一种斜齿轮或马达，包括：
外接齿轮对，包含相互啮合的驱动侧斜齿轮及从动侧斜齿轮；
一对滑动接触构件，形成有连结于所述驱动侧斜齿轮的驱动轴的轴承孔与连结于所述从动侧斜齿轮的从动轴的轴承孔，且自两侧夹着所述外接齿轮对；
壳体，收纳所述外接齿轮对及所述一对滑动接触构件；以及
高压工作液槽，形成于所述一对滑动接触构件中的所述驱动侧斜齿轮被按压的一侧的滑动接触构件的、与所述驱动侧斜齿轮的抵接区域，且与所述壳体内的工作液的高压区域连通，所述斜齿轮泵或马达中，
使所述驱动侧斜齿轮的齿根圆与所述驱动轴的轴承孔的距离比所述从动侧斜齿轮的齿根圆与所述从动轴的轴承孔的距离大。
2.根据权利要求1所述的斜齿轮或马达，其中
使所述驱动侧斜齿轮的齿数比所述从动侧斜齿轮的齿数多。
3.根据权利要求1所述的斜齿轮或马达，其中
使贯通所述驱动轴上的所述一对滑动接触构件中的、所述驱动侧斜齿轮被按压的一侧的滑动接触构件的区域的外径比所述从动轴的外径小。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的斜齿轮或马达，其中
所述滑动接触构件为轴承座或侧板。
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