JP2000027771A

JP2000027771A - ギヤポンプ

Info

Publication number: JP2000027771A
Application number: JP10357896A
Authority: JP
Inventors: Takanori Kurokawa; 貴則黒川; Yamato Arai; 大和新井; Takeshi Tsuda; 武志津田
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1998-05-08
Filing date: 1998-12-16
Publication date: 2000-01-25

Abstract

(57)【要約】【課題】ギヤポンプにおいて一対のギヤを両側から挟む
一対のサイドプレートは、各ギヤの支軸の両端を支持す
る支持孔を有する。サイドプレートがアルミニウム合金
からなる場合、切削加工のコストが高く、支持孔の摩耗
も激しい。【解決手段】サイドプレートを強化材及び固体潤滑剤が
配合されたフェノール樹脂により構成する。フェノール
樹脂は耐摩耗性に優れるので、支軸と支持孔との間に摩
耗によるガタが生じ難い結果、作動音を低減でき、且つ
漏れによるポンプ効率の低下を抑制できる。炭素繊維、
ガラス繊維又はチタン酸カリウムウィスカ等の強化材の
添加によってフェノール樹脂の持つ脆さを解消する。グ
ラファイト又はＰＴＦＥの添加によって潤滑性を向上す
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
対のギヤの回転によりポンプ作用をなすギヤポンプに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ギヤポンプは簡単な構造であ
りながら吐出容量を大きくできることから、種々の産業
分野に用いられている。この種のギヤポンプとしては、
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
わせてギヤ室を区画し、このギヤ室の内部に互いに噛み
合う一対のギヤを収容して、各ギヤの支軸をサイドプレ
ートに形成した支持孔によって嵌合支持すると共に、両
ギヤ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】一般に、上記のハウジングやサイドプレー
トには、加工し易く軽量であることからアルミニウム合
金が使用され、また、このアルミニウム合金からなるサ
イドプレートに形成した支持孔によって、ギヤの支軸を
直接受けて支持している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アルミ
ニウム素材の総削りにてサイドプレートを形成するた
め、製造コストが高い。特に、支軸を支持するサイドプ
レートの支持孔には、漏れを防止するために厳しい寸法
精度が要求されるため、加工精度を高くしなければなら
ず製造コストが一層高くなる。

【０００５】また、アルミニウムは耐摩耗性に乏しく、
したがって、支持孔の摩耗が激しい結果、ポンプ効率が
低下したり寿命が短くなるという問題がある。さらに、
アルミニウムは制振性が不足しており、ギヤポンプの作
動音が大きくなる。本発明は上記課題に鑑みてなされた
ものであり、本発明の目的は製造コストが安く且つ耐久
性に優れしかも作動音を低減できるギヤポンプを提供す
ることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の課題解決手段として、本発明の好ましい態様は、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
てギヤ室を区画し、このギヤ室の内部に互いに噛み合う
一対のギヤを収容して各ギヤの支軸をサイドプレートに
形成した支持孔によって支持するギヤポンプにおいて、
上記サイドプレートを、強化材および固体潤滑剤が配合
されたフェノール樹脂により構成したことを特徴とする
ものである。

【０００７】ベースレジンとしてのフェノール樹脂は、
耐熱性、耐薬品性、剛性が優れ、且つ高温下においても
溶融軟化しないで寸法精度が高いという利点を有するも
のの、脆く、また、本質的に摩擦係数が高いため滑りを
有するところでの使用に多少の難点がある。そこで、フ
ェノール樹脂の脆さを改善するために強化材を用い、摺
動性向上のために固体潤滑剤を用いる。フェノール樹脂
としては、レゾール型、ノボラック型の何れのタイプの
ものであっても良い。また、フェノール樹脂としてフェ
ノール系の樹脂を用いても良い。例えば、縮合多環多核
芳香族樹脂であるコプナ（ＣＯＰＮＡ）樹脂を用いても
良い。コプナ樹脂は特に寸法安定性に優れている。

【０００８】上記の強化材は１０〜３０重量％の範囲の
含有割合を持つ炭素繊維を含む場合がある。炭素繊維は
強化材として機械的強度の向上に寄与する。炭素繊維と
しては、東レ社製の商品名トレカを例示することができ
る。炭素繊維の含有割合が１０〜３０重量％の範囲にあ
ることが好ましい理由は下記である。すなわち、１０重
量％未満では分散が不均一となって強度が不均一になる
おそれがあり、３０重量％を超えると硬くなり過ぎて相
手部材を摩耗させてしまうおそれがあるからである。相
手部材への攻撃性を穏やかにするためには、２０重量％
以下であることが好ましい。

【０００９】また、上記の強化材は１０〜２０重量％の
範囲の含有割合を持つガラス繊維を含む場合がある。ガ
ラス繊維の含有割合が１０〜２０重量％の範囲にあるこ
とが好ましい理由は下記である。すなわち、１０重量％
未満では分散が不均一となって強度が不均一になるおそ
れがあり、２０重量％を超えると硬くなり過ぎて相手部
材を摩耗させてしまうおそれがあるからである。

【００１０】また、上記の強化材は５〜２５重量％の範
囲の含有割合にあるチタン酸カリウムウィスカを含む場
合がある。チタン酸カリウムウィスカは、強化材として
機能する他、増量材としても機能する。成形後の収縮率
を抑えることができると共に、摺動性を落とさずに増量
を達成することができる。チタン酸カリウムウィスカの
含有割合が５〜２５重量％の範囲にあることが好ましい
理由は下記である。すなわち、５％未満では寸法安定性
が損なわれ、２５％を超えると脆くなってクリープ等を
生ずるおそれがあるからである。

【００１１】上記の固体潤滑剤はグラファイトおよびＰ
ＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）の少なくとも一
方を含む場合がある。上記のグラファイトとしては、例
えば、ＣＰＢ３０（中超黒鉛工業所）がある。グラファ
イトの含有割合としては、５〜５５重量％の範囲にある
ことが好ましい。というのは、５重量％未満では分散が
不均一となって滑りが悪くなるおそれがあり、５５重量
％を超えると脆くなって強度が低下するからである。ま
た、ＰＴＦＥの含有割合としては、５〜１０重量％の範
囲にあることが好ましい。というのは、５重量％未満で
は分散が不均一となって滑りが悪くなるおそれがあり、
１０重量％を超えると脆くなって強度が低下するからで
ある。

【００１２】

【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
に係るギヤ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。ま
た、図３は図１のIII −III 線に沿う断面図であり、図
４はIV−IV線に沿う断面図である。

【００１３】図１を参照して、本ギヤポンプは、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
から嵌挿された一対のサイドプレート１２同士の間にギ
ヤ室１４が区画されており、このギヤ室１４内には、互
いに対をなす駆動ギヤ３と従動ギヤ４が配置されてい
る。

【００１４】１９は、蓋板１１の環状溝に収容され、蓋
板１１とサイドプレート１２との間に介在してギヤ室１
４を密封するためのＯリングである。１３はサイドプレ
ート１２の収容溝に収容され、ギヤ室１４内において対
向するサイドプレート１２と蓋板１１との間の空間を低
圧側と高圧側とに仕切るシールである。駆動ギヤ３およ
び従動ギヤの支軸３０，４０は、長円形断面を有するギ
ヤ室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。すなわち、支軸３
０，４０は各サイドプレート１２にそれぞれ一対形成さ
れた支持孔３１，４１の内周面３１ａ，４１ａにより両
持ち支持されている。各サイドプレート１２はハウジン
グ１内で支軸３０，４０の軸方向に浮動状に収容されて
いる。

【００１５】一対の支持孔３１によって支持された一方
の支軸３０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、ギヤ室１４の内部において駆動ギヤ
３が一体回転可能に装着されている。支軸３０が蓋板１
１を貫通する部分にはオイルシール１７が配置されてい
る。

【００１６】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、ギヤ室１４の内部において従動ギヤ４が装着されて
いる。従動ギヤ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。
従動ギヤ４は両支軸３０，４０の軸心を含む平面内にお
いて駆動ギヤ３と噛み合い、支軸３０により駆動される
駆動ギヤ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。

【００１７】上記のサイドプレート１２の材質は、母材
となるフェノール樹脂に炭素繊維およびグラファイトを
配合したものからなる。このベースレジンとしてのフェ
ノール樹脂は、ノボラック型およびレゾール型のいずれ
のタイプのものであっても良い。また、フェノール樹脂
としてフェノール系の樹脂を用いても良い。例えば、縮
合多環多核芳香族樹脂であるコプナ（ＣＯＰＮＡ）樹脂
を用いても良い。コプナ樹脂は特に寸法安定性に優れて
いる。

【００１８】一般に、フェノール樹脂は、耐熱性、耐薬
品性、剛性が優れ、且つ高温下においても溶融軟化しな
いで寸法精度が高いという利点を有する。剛性に優れる
ので、軸受としての使用も可能である。また、耐熱性、
耐薬品性（耐グリース性）に優れるので、支軸３０，４
０を直接受ける支持孔３１，４１を有するギヤポンプの
サイドプレートへの適用に適している。というのは、高
温の作動油にさらされるという条件下にて、支軸３０，
４０を受ける支持孔３１，４１の寸法を安定して維持で
き、支持孔３１，４１を通しての漏れを抑えることがで
きるからである。

【００１９】一方、フェノール樹脂は、脆く、また、本
質的に摩擦係数が高いため滑りを有するところでの使用
に多少の難点がある。そこで、本実施の形態では、フェ
ノール樹脂の脆さを改善するために強化材を用い、また
摺動性向上のための固体潤滑材を用いる。上記の強化材
は１０〜３０重量％の範囲の含有割合を持つ炭素繊維を
含む場合がある。炭素繊維は強化材として機械的強度の
向上に寄与する。炭素繊維としては、東レ社製の商品名
トレカを例示することができる。炭素繊維の含有割合が
１０〜３０重量％の範囲にあることが好ましい理由は下
記である。すなわち、１０重量％未満では分散が不均一
となって強度が不均一になるおそれがあり、３０重量％
を超えると硬くなり過ぎて相手部材を摩耗させてしまう
おそれがあるからである。相手部材への攻撃性を穏やか
にするためには、２０重量％以下であることが好まし
い。また、上記の強化材は１０〜２０重量％の範囲の含
有割合を持つガラス繊維を含む場合がある。ガラス繊維
の含有割合が１０〜２０重量％の範囲にあることが好ま
しい理由は下記である。すなわち、１０重量％未満では
分散が不均一となって強度が不均一になるおそれがあ
り、２０重量％を超えると硬くなり過ぎて相手部材を摩
耗させてしまうおそれがあるからである。

【００２０】また、上記の強化材は５〜２５重量％の範
囲の含有割合にあるチタン酸カリウムウィスカを含む場
合がある。チタン酸カリウムウィスカは、強化材として
機能する他、増量材としても機能する。成形後の収縮率
を抑えることができると共に、摺動性を落とさずに増量
を達成することができる。チタン酸カリウムウィスカの
含有割合が５〜２５重量％の範囲にあることが好ましい
理由は下記である。すなわち、５％未満では寸法安定性
が損なわれ、２５％を超えると脆くなってクリープ等を
生ずるおそれがあるからである。

【００２１】上記の固体潤滑剤はグラファイトおよびＰ
ＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）の少なくとも一
方を含む場合がある。上記のグラファイトとしては、例
えば、ＣＰＢ３０（中超黒鉛工業所）がある。グラファ
イトの含有割合としては、５〜５５重量％の範囲にある
ことが好ましい。というのは、５重量％未満では分散が
不均一となって滑りが悪くなるおそれがあり、５５重量
％を超えると脆くなって強度が低下するからである。ま
た、ＰＴＦＥの含有割合としては、５〜１０重量％の範
囲にあることが好ましい。というのは、５重量％未満で
は分散が不均一となって滑りが悪くなるおそれがあり、
１０重量％を超えると脆くなって強度が低下するからで
ある。

【００２２】なお、支軸３０，４０の材質としては、例
えば鋳鉄等の鉄系材料を用いることができる。図２に
は、駆動ギヤ３およびこれに連動する従動ギヤ４の回転
方向が矢符により示してあり、両ギヤ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１０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。

【００２３】図３において、サイドプレート１２のギヤ
側側面１２ａには、両ギヤ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６３，６
４は、両ギヤ３，４の噛み合い位置で流体が各サイドプ
レート１２と各噛合ギヤ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は両ギヤ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、上記ギヤ側側面１２ａに
は、各支持孔３１，４１と吸込室５側とをそれぞれ連通
する連通溝６５が形成されている。

【００２４】一方、図４において、サイドプレート１２
の反ギヤ側側面１２ｂには、略Ｗ字形形状のシール溝に
上記のシール１３を収容しており、このシール１３を境
界として、互いに対向するサイドプレート１２と蓋板１
１との間の空間が、吸込室５側に連通する低圧エリアと
吐出室６側に連通する高圧エリアとに仕切られている。

【００２５】このように、サイドプレート１２の背面で
ある反ギヤ側側面１２ｂには、シール１３で仕切られた
状態で、低圧の作動流体および高圧の作動流体が背圧と
して作用し、これが、サイドプレート１２に吐出圧に応
じて負荷されるので、サイドプレート１２と両ギヤ３，
４との間の隙間が高精度で維持される結果、高圧時のポ
ンプ効率を高く維持できる。また、上記反ギヤ側側面１
２ｂには、上記低圧エリアにおいて各支持孔３１，４１
と吸込室５側とをそれぞれ連通する各一対の連通溝６５
が形成されている。

【００２６】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
動ギヤ３および従動ギヤ４の歯間に受け入れられ、両ギ
ヤ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ヤ
３と従動ギヤ４とは、両ギヤ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。

【００２７】本実施形態では、耐摩耗性に優れたフェノ
ール樹脂を母材とする材料によってサイドプレート１２
を形成したので、このサイドプレート１２の支持孔３
１，４１の内周面は、ほとんど摩耗することなく各ギヤ
３，４の支軸３０，４０を支持できる。したがって、耐
久性を向上できる。また、炭素繊維、ガラス繊維又はチ
タン酸カリウムウィスカの添加によって、フェノール樹
脂の有する脆さを解消してサイドプレート１２の強度を
補強でき、グラファイト又はＰＴＦＥの添加によって、
支持孔３０，４０内での潤滑性を向上できる。

【００２８】特に、強化材としての炭素繊維の配合割合
を１０〜３０重量％の範囲とすることにより、均一な強
度を維持しつつ相手部材への攻撃性を穏やかにすること
ができる。また、強化材としてのチタン酸カリウムウィ
スカの配合割合を５〜２５重量％の範囲とすることによ
り、高い寸法安定性を達成し脆さを克服することができ
る。

【００２９】固体潤滑剤としてのグラファイトの配合割
合を５〜５５重量％の範囲とすることにより、滑りを良
くし、しかも脆さをなくすることができる。また、固体
潤滑剤としてのＰＴＦＥの配合割合を５〜１０重量％の
範囲とすることにより、滑りを良くし、しかも脆さをな
くすることができる。また、支持孔３１，４１と支軸３
０，４０との間のガタの発生を防止できるので、ポンプ
運転時の作動音を低減することができる。また、支持孔
３１，４１と支軸３０，４０との嵌合隙間の増大を抑制
できるので、この嵌合隙間を通しての作動流体の漏れを
抑制できる結果、ポンプ効率の低下を防止できる。

【００３０】また、アルミニウム材料から切削加工でサ
イドプレートを形成する従来の場合と比較して、樹脂の
型成形にてサイドプレートを得る本実施の形態では、特
に加工コストに関する製造コストを格段に安くすること
ができる。さらに、サイドプレートを制振性の良い樹脂
製とすることにより、ポンプ作動音を低減することがで
きる。

【００３１】なお、本発明は上記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。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、アルミニウム材料から
サイドプレートを削り出す場合と比較して、製造コスト
を安くできる。また、フェノール樹脂は、耐摩耗性に優
れているので、支軸と支持孔との間に摩耗によるガタが
生じ難い結果、作動音を低減でき且つ漏れによるポンプ
効率の低下を抑制できる。また、炭素繊維、ガラス繊
維、チタン酸カリウムウィスカ等の強化材の添加によっ
て、フェノール樹脂の有する脆さを解消して補強でき、
グラファイト、ＰＴＦＥの添加によって、支持孔内での
潤滑性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のギヤ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】図１のIII −III 線に沿う断面図である。

【図４】図１のIV−IV線に沿う断面図である。

【符号の説明】

１ハウジング３駆動ギヤ４従動ギヤ１２サイドプレート１４ギヤ室３０，４０支軸３１，４１支持孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者津田武志大阪市中央区南船場三丁目５番８号光洋精工株式会社内Ｆターム(参考） 3H041 BB02 CC05 CC13 CC15 DD04 DD33 DD36 3H044 BB02 CC05 CC12 CC14 DD04 DD23 DD26

Claims

【特許請求の範囲】

【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ヤ室を区画し、このギヤ室の内部
に互いに噛み合う一対のギヤを収容し、サイドプレート
に形成された支持孔によって各ギヤの支軸を支持するギ
ヤポンプにおいて、上記サイドプレートを、強化材およ
び固体潤滑剤が配合されたフェノール樹脂により構成し
たことを特徴とするギヤポンプ。
【請求項２】上記強化材は１０〜３０重量％の範囲の含
有割合を持つ炭素繊維を含むことを特徴とする請求項１
記載のギヤポンプ。
【請求項３】上記強化材は１０〜２０重量％の範囲の含
有割合を持つガラス繊維を含むことを特徴とする請求項
１記載のギヤポンプ。
【請求項４】上記強化材は５〜２５重量％の範囲の含有
割合にあるチタン酸カリウムウィスカを含むことを特徴
とする請求項１記載のギヤポンプ。
【請求項５】上記固体潤滑剤は５〜５５％の含有割合を
持つグラファイト、および５〜１０％の含有割合を持つ
ＰＴＦＥの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求
項１又は２記載のギヤポンプ。