JP2000064967A - ギヤポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ギヤポンプにおいて、低速回転時の摩擦トルク
を低減しつつ、高速回転時の圧抜けを防止する。 【解決手段】キャビティ１４を有するケーシング１０の
両端をカバー１１で閉塞する。ギヤ４を両側から挟むサ
イドプレート１２をキャビティ１４内に浮動状に収容す
る。サイドプレート１２のギア側側面の背面１２ｂにシ
ール溝２０を設けて、キャビティ１４内を低圧エリアＬ
と高圧エリアＨとに仕切る略３の字状のシール１３を収
容する。外乱の影響でサイドプレート１２の背面１２ｂ
の低圧エリアＬ側の部分２３がカバー１１の対向面１１
ａに密接するとき、背面１２ｂの高圧エリアＨ側の部分
に設けた凹部２２とカバー１１の対向面１１ａとの間に
隙間ＳＨを形成する［図５（ｂ）参照］。隙間ＳＨを通
して圧油を導入し、流体固着現象の発生を防止して、サ
イドプレート１２をギア４側へ押し戻す。

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
対のギア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】一般に、ギヤポンプでは、一対のカバー
により両端が閉塞されるケーシングのキャビティ内に、
互いに噛み合う一対のギアを両側から挟む一対のサイド
プレートを嵌め入れ、各サイドプレートにそれぞれ形成
された一対の支持孔によって、各支軸の両端部をそれぞ
れ支持している。また、ギヤ同士の噛み合い位置を挟ん
だ両側に作動オイルの吐出室と吸込室を形成している。
さらに、サイドプレートがギヤに接触する面の背面と、
これに対向するカバーの面との間に略３の字状のシール
を介在し、このシールによって、キャビティ内を高圧エ
リアと低圧エリアに区画している。

【０００３】このシールは、従来、上記のような高圧エ
リアと低圧エリアとを区画するシール機能の他に、高圧
発生時に、サイドプレートのギヤ側側面が受ける油圧力
に抗してサイドプレートの背面を弾力的に押圧すること
により、サイドプレートのギヤ側側面とギヤの端面との
間の緊迫力を維持し、これにより、サイドプレートのギ
ヤ側側面に沿っての圧抜けを防止する機能を果たしてい
る。

【０００４】すなわち、高圧発生時においては、高圧を
受けたサイドプレートのギヤ側側面とギヤの端面との間
の接触隙間を通して、高圧の吐出室から低圧の吸込室へ
作動油が漏れ、圧抜けが発生し易くなる。この高圧発生
時の圧抜けをできるだけ防止するという観点からは、シ
ールがサイドプレートに与える弾性反発力を高く設定し
ておけば良い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、そうした場
合、圧抜けのおそれのない低圧低速回転時において、サ
イドプレートのギヤ側側面が受ける相対的に小さな油圧
力と比較して、サイドプレートの背面を押すシールの弾
性反発力が過大となり、ギヤ側側面とギアの端面との間
のフリクションが大きくなり、摩擦トルクの増大により
機械効率が低下するという問題がある。もともと、低圧
低速回転時にはサイドプレートのギヤ側側面とギヤの端
面との間に油膜が形成され難く、このことも摩擦トルク
を大きくする要因となっている。

【０００６】ところで、近年、自動車における省エネの
要請は顕著となっており、運転と停止が繰り返されるタ
イプのギヤポンプの出現も予想される。例えば、上記の
ギヤポンプを電動モータにより作動させて油圧源とする
タイプのパワーステアリング装置では、直進走行時（非
操舵時）にギヤポンプの作動を停止しておき、操舵時の
みに対応してギヤポンプを作動させる、いわゆるオンデ
マンド方式による使用も考えられる。

【０００７】このような用途では、ギヤポンプを停止状
態から所定の回転速度での運転状態まで立ち上げる動作
が頻繁に行われる。したがって低圧低速回転でも頻繁に
使用されることになり、低圧低速回転時の摩擦トルクの
低減を達成しつつ、高圧時の圧抜けの防止しなければな
らない。ところが、実際問題として、シールの弾性反発
力の設定だけでは、高圧時の圧抜けの防止を達成できな
い。というのは、例えば外乱等の影響で、サイドプレー
トの背面がカバーに一旦密着してしまうと、互いに離れ
なくなり（いわゆる流体固着現象）、サイドプレートの
ギア側側面とギアとの間の緊迫力が低下したままの状態
になるおそれがあるからである。

【０００８】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、本発明の目的は低速回転時の摩擦トルクを小さく
できしかも高速回転時の圧抜けの発生を防止することが
きるギヤポンプを提供することである。

【０００９】

【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、請求項１記載の発明の態様は、
キャビティの端部を閉塞するカバーとギアとの間に介在
するサイドプレートを、カバーおよびサイドプレートの
互いの対向面の何れか一方に形成した収容溝に収容され
た３の字状のシールによって、ギアの支軸の軸方向に浮
動状に支持するとともに、上記３の字状のシールによっ
て、キャビティ内を高圧エリアと低圧エリアに仕切るギ
ヤポンプにおいて、上記カバーおよびサイドプレート
に、サイドプレートが対向するカバー側へ押圧される力
を受けたときに互いに当接する当接部をそれぞれ設け、
両当接部が互いに当接した状態で、サイドプレートと対
向するカバーとの間の高圧エリア側部分に圧油を導入可
能な隙間が形成されることを特徴とするものである。

【００１０】本態様では、外乱等の影響でサイドプレー
トがカバー側へ押されてサイドプレートとカバーの当接
部同士が互いに密着しても、サイドプレートと対向する
カバーとの間の高圧エリア側部分に隙間を形成すること
ができる。この隙間に圧油が導入されることにより、サ
イドプレートをシールによって浮動状に支持する状態に
戻すことができる。したがって、流体固着現象の発生を
確実に防止できるので、高速回転時の圧抜けを確実に防
止することができる。

【００１１】一方、シールの弾性反発力としては、低速
回転時の摩擦トルクを小さくすることのほうに重点をお
いて弱めに設定することができる。請求項２記載の発明
によれば、請求項１において、上記両当接部はカバーお
よびサイドプレートの低圧エリア側部分を含み、上記隙
間は、サイドプレートおよびカバーの互いの対向面の高
圧エリア側部分の少なくとも一方に設けられた凹部によ
り区画されることを特徴とするものである。

【００１２】本態様では、従来品に対してサイドプレー
トとカバーの対向面の少なくとも一方の高圧エリア側部
分に凹部を形成するだけで、コスト安価に圧抜け対策が
行える。

【００１３】

【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。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キャ
ビティ１４を有するケーシング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カバー１１により
塞いで構成されたハウジング１を備えている。

【００１４】上記キャビティ１４には、互いに噛み合う
駆動ギヤ３および従動ギヤ４が収容され、さらにこれら
のギヤ３，４を両側から挟み込む一対の例えばアルミニ
ウム合金製のサイドプレート１２，１２が嵌め入れられ
ている。１９は、カバー１１の環状溝に収容され、カバ
ー１１とサイドプレート１２との間に介在してキャビテ
ィ１４内を密封するためのＯリングである。

【００１５】サイドプレート１２のギヤ側側面１２ａは
各ギヤ３，４の端面と摺接されるようになっている。ま
た、各サイドプレート１２のギヤ側側面１２ａの背面１
２ｂと、これに対向するカバー１１の面１１ａとの間に
は、図４および図５に示すような略３の字形形状のシー
ル１３が介在しており、このシール１３は、キャビティ
１４内を低圧エリアＬと高圧エリアＨとに仕切ってい
る。

【００１６】駆動ギヤ３および従動ギヤの支軸３０，４
０は、長円形断面を有するキャビティ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３０，４０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に
により両持ち支持されている。一対の支持孔３１によっ
て支持された一方の支軸３０は、一方のカバー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には駆動ギヤ３が一体回
転可能に装着されている。支軸３０がカバー１１を貫通
する部分にはオイルシール１７が配置されている。

【００１７】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３０，４
０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。

【００１８】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、ケーシング
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。

【００１９】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。

【００２０】一方、図４において、サイドプレート１２
の背面（反ギヤ側側面）１２ｂには、略３の字形形状の
収容溝２０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とカバー１１との間の空間が、吸込室５側に連通す
る低圧エリアＬと吐出室６側に連通する高圧エリアＨと
に仕切られている。また、上記背面１２ｂには、上記低
圧エリアＬ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６６が形成されてい
る。

【００２１】収容溝２０の両端部はサイドプレート１２
の周縁に開放しており、シール１３の両端部はＵ字状に
折り返されてキャビティ１４の内面に摺接するシュー２
１を形成している。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、それぞれの歯間とキャ
ビティ１４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。

【００２２】図４並びに図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図で
ある図５（ａ）および（ｂ）を参照して、サイドプレー
ト１２の背面１２ｂの高圧エリアＨ側の部分は、低圧エ
リアＬ側の部分２３から段差ｄだけ窪む段差面からなる
凹部２２を構成している。この凹部２２はカバー１１の
対向面１１ａ（キャビティ１４側の面）に平行な面から
なり、図４に示すように略３の字状をしている。凹部２
２とサイドプレート１２の背面１２ｂの低圧エリアＬ側
の部分２３との間には、シール１３を収容する収容溝２
０が介在している。

【００２３】通常は、図５（ａ）に示すように、サイド
プレート１２の背面１２ｂとカバー１１の対向面１１ａ
との間には低圧エリアＬに対応して隙間ＳＬが形成され
るとともに、高圧エリアＨに対応して隙間ＳＨが形成さ
れている。隙間ＳＬ，ＳＨを通じてサイドプレート１２
の背面１２ｂに負荷される背圧とシール１３の弾性反発
力とによって、サイドプレート１２はギア４側へ押しつ
けられている。図示していないが、厳密には、サイドプ
レート１２のギア側側面１２ａとギア４との間には、若
干の隙間が存在し、サイドプレート１２は圧力バランス
によって支軸３０の軸方向に浮動状に支持されている。

【００２４】ところが、外乱等の何らかの原因で、図５
（ｂ）に示すように、サイドプレート１２がカバー１１
側へ押しつけられることがある。この場合、サイドプレ
ート１２の背面１２ｂの低圧エリアＬ側の部分２３が当
接部としてカバー１１の対向面１１ａに密接するが、高
圧エリアＨ側の部分に相当する凹部２２とカバー１１の
対向面１１ａとの間には、段差ｄに相当する隙間ＳＨが
形成される。この隙間ＳＨに圧油が導入されることによ
り、流体固着現象の発生を防止し、サイドプレート１２
をギア４側へ押しつける図５（ａ）の状態に戻すことが
できる。

【００２５】以上説明した本実施の形態によれば、サイ
ドプレート１２の背面１２ｂの流体固着現象の発生を確
実に防止できるので、高圧時においてサイドプレート１
２のギヤ側側面１２ａとギヤ３，４の端面との間の隙間
を適正に維持して圧抜けを防止し、ポンプ効率を高く維
持できる。しかも、これをサイドプレート１２の背面１
２ｂの所定部に凹部２２を設けるのみの簡単な構成にて
達成することができる。また、シール１３の弾性反発力
を弱めに設定することが可能となり、低速回転時の摩擦
トルクを小さくすることができる。

【００２６】図６は本発明の他の実施の形態を示してい
る。図６を参照して、本実施の形態が図５の実施の形態
と異なるのは、図５の実施の形態では、凹部２２がカバ
ー１１の対向面１１ａに平行な段差面からなっていた
が、本実施の形態では、凹部２２Ａを傾斜面により構成
したことである。凹部２２Ａを構成する傾斜面は、シー
ル１３の収容溝２０の高圧エリアＨ側の縁部がカバー１
１に最も近く、ケーシング１０側へ向かうにしたがって
カバー１１との距離を遠ざけるように傾斜している。こ
れにより凹部２２は背面１２ａの低圧エリアＬ側の部分
２３に対して最長で段差ｄを有している。

【００２７】本実施の形態においても、図５の実施の形
態と同様の作用効果を奏することができる。また、サイ
ドプレート１２の背面１２ｂの低圧エリアＬ側の部分２
３がカバー１１の対向面１１ａに密接した状態で、シー
ル１３の収容溝２０の高圧エリアＨ側の縁部がカバー１
１に近接（当接しても良い）するので、収容溝２０から
シール１３がはみ出してシール１３の耐久性の悪影響を
与えるようなことがない。

【００２８】なお、本発明は上記各実施の形態に限定さ
れるものではなく、サイドプレート１２の背面１２ｂが
カバー１１の対向面１１ａ側へ押しつけられるときに、
両者１２ａ，１１ａが互いに当接する部分と、高圧エリ
アＨに対応して隙間ＳＨを形成する部分とが存在すれば
良い。例えば、上記各実施の形態では、凹部２２をサイ
ドプレート１２の背面１２ｂの高圧エリアＨ側の部分の
全体に形成したが、高圧エリアＨ側の部分の一部に収容
溝２０に達する溝として形成しても良い。

【００２９】また、上記各実施の形態では、凹部２２を
サイドプレート１２の背面１２ｂの高圧エリアＨ側の部
分に形成したが、サイドプレート１２の背面１２ｂに対
向するカバー１１の対向面１１ａの高圧エリア側の部分
に形成するようにしても良い。その他、本発明の範囲で
種々の変更を施すことができる。

【００３０】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、外乱等が原因
となる流体固着現象の発生を防止し、サイドプレートを
常に浮動状に支持して、圧抜けの発生を確実に防止する
ことができる。また、シールの弾性反発力を弱めに設定
することが可能となり、低速回転時の摩擦トルクを小さ
くすることができる。

【００３１】請求項２記載の発明では、従来品に対して
サイドプレートとカバーの対向面の少なくとも一方の高
圧エリア側部分に凹部を形成するだけで、コスト安価に
圧抜け対策が行える。

【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。

【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図であり、図５
（ａ）は通常の状態を示し、図５（ｂ）はサイドプレー
トがカバー側へ押しつけられる状態を示している。

【図６】本発明の他の実施の形態のギヤポンプの要部の
概略断面図である。

【符号の説明】

１ ハウジング ３ 駆動ギヤ ４ 従動ギヤ ５ 吸込室 ６ 吐出室 １０ ケーシング １１ カバー １２ サイドプレート １２ａ ギア側側面 １２ｂ 背面 １３ シール １４ キャビティ ２０ 収容溝 ２２，２２Ａ 凹部 ２３ 低圧エリア側の部分 ３０，４０ 支軸 ３１，４１ 支持孔 Ｌ 低圧エリア Ｈ 高圧エリア

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】キャビティの端部を閉塞するカバーとギア
   との間に介在するサイドプレートを、カバーおよびサイ
   ドプレートの互いの対向面の何れか一方に形成した収容
   溝に収容された３の字状のシールによって、ギアの支軸
   の軸方向に浮動状に支持するとともに、 上記３の字状のシールによって、キャビティ内を高圧エ
   リアと低圧エリアに仕切るギヤポンプにおいて、 上記カバーおよびサイドプレートに、サイドプレートが
   対向するカバー側へ押圧される力を受けたときに互いに
   当接する当接部をそれぞれ設け、 両当接部が互いに当接した状態で、サイドプレートと対
   向するカバーとの間の高圧エリア側部分に圧油を導入可
   能な隙間が形成されることを特徴とするギヤポンプ。
2. 【請求項２】上記両当接部はカバーおよびサイドプレー
   トの低圧エリア側部分を含み、 上記隙間は、サイドプレートおよびカバーの互いの対向
   面の少なくとも一方の高圧エリア側部分に設けられた凹
   部により区画されることを特徴とする請求項１記載のギ
   ヤポンプ。