JP2001099071A - ギヤポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ギヤポンプのギヤ室を区画するサイドプレート
のギヤ側側面と一対のギヤの側面との間で油膜切れが生
じることがある。 【解決手段】本ギヤポンプでは、ハウジング１の空洞１
８に一対のサイドプレート１２を間隔を開けて嵌め込
み、一対のサイドプレート１２間に区画されるギヤ室１
４内に一対のギヤ３，４を支持する。サイドプレート１
２のギヤ側側面２２に、ギヤ３，４の側面３３，４３が
相対向して互いに摺動する。ギヤ３，４の側面３３，４
３に、ショットピーニングによる多数の微小な窪み５０
を、側面３３，４３全体に分散して形成した。 【効果】ギヤポンプの長寿命化を安価に実現できる。

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。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
より、ギヤポンプは、簡単な構造を有する小型軽量のポ
ンプとして種々の産業分野に用いられている。この種の
ギヤポンプの構造としては、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、各ギヤの支軸を各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、ギヤ室の内部に両ギヤの
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】このようなギヤポンプでは、吐出室と吸込
室との連通を防止してポンプ機能を果たすために、各サ
イドプレートのギヤ側側面と、これに対向するギヤの側
面とは、互いに接近して配置され、両側面同士で摺動す
るようになっている。しかしながら、摺動し合う両側面
の間で、油膜切れが生じると、両側面が摩耗する虞があ
り、その結果、ギヤポンプの寿命が短くなる。また、上
述の油膜切れを防止するギヤポンプとして、ギヤ側面に
油溝を形成したものがある（例えば、特開平１１−５０
９７４号公報参照）。油溝は、ギヤ側面のギヤ歯に相当
する部分の中央部に形成されて、各ギヤ歯にひとつづつ
設けられている。

【０００４】ところが、ギヤポンプが動作と停止とを繰
り返して運転されると、ギヤ側面において油溝から離れ
た部位では、油膜切れが生じることが想定される。そこ
で、本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、ギヤ
側面とサイドプレートのギヤ側側面との間の油膜切れを
確実に防止できるギヤポンプを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段および発明の効果】請求項
１に記載の発明は、ハウジング内部の空洞に一対のサイ
ドプレートを間隔を開けて対向させることによりギヤ室
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、各サイドプレートの一対の支持孔に一対の
ギヤの支軸を嵌合支持するギヤポンプにおいて、上記サ
イドプレートおよびギヤの相対向して互いに摺動する一
対の側面の少なくとも一方の全体に分散して、作動流体
保持用の多数の微小な窪みが形成されていることを特徴
とするギヤポンプを提供する。

【０００６】この発明によれば、作動流体は、多数の窪
みにより摺動する側面全体に分散して保持されるので、
摺動する側面全体を確実に潤滑できる結果、油膜切れを
確実に防止できる。従って、ギヤポンプを長寿命化でき
る。また、微小な窪みであれば、窪みを通じてギヤ室の
吐出側領域と吸込側領域とが連通する虞がない。請求項
２に記載の発明は、請求項１に記載のギヤポンプにおい
て、上記窪みは、ショットピーニングにより形成された
ことを特徴とするギヤポンプを提供する。

【０００７】この発明によれば、ショットピーニングに
より多数の微小な窪みを同時に形成できる。しかも、シ
ョットピーニングによる加工コストは、通常、切削加工
等による加工コストに比べて安価である。従って、ギヤ
ポンプの長寿命化を安価に実現できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態のギヤ
ポンプを添付図面を参照しつつ説明する。図１は、本発
明の一実施の形態を示すギヤポンプの概略構成を示す正
面図である。図２は、図１のII−II線に沿う断面側面図
であり、ハッチングを省略してある。本ギヤポンプは、
その中央部を貫通する長円形断面の空洞１８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、空洞１
８の両側から嵌挿された、例えば、アルミニウム合金製
の一対のサイドプレート１２同士の間にギヤ室１４が区
画されている。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とが配置されている。

【０００９】ハウジング１の空洞１８は、蓋板１１と本
体筒１０との間に介在しているＯリング１９により密封
され、このＯリング１９は蓋板１１の環状溝に収容され
ている。また、空洞１８内において、対向するサイドプ
レート１２と蓋板１１との間に、サイドプレート１２の
収容溝に収容されたシール１３が設けられている。駆動
ギヤ３および従動ギヤ４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により両持ち支持され
ている。

【００１０】支軸３０は、一対の支持孔３１により支持
され、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等の動力源からの
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。また、支軸４０は、一対の支持孔４１によって支持
され、各サイドプレート１２の支持孔４１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
よいし軸回りの回転を許容してもよい。従動ギヤ４は、
両支軸３０，４０の軸心を含む平面近傍範囲内において
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４
０の回転を伴わずに）従動回転するようにしてある。

【００１１】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、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、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。

【００１２】図３において、サイドプレート１２のギヤ
側側面２２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２５および吐出室６側へ延びる逃
げ溝２６が形成されている。これらの逃げ溝２５，２６
は、両ギヤ３，４の噛み合い位置で作動流体が各サイド
プレート１２と各噛み合いギヤ歯とで形成される閉じ込
み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２５，２６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２５，２６を連通させてしまうと、吸込室５と吐
出室６とが連通されて、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、ギヤ側側面２２
には、各支持孔３１，４１と吸込室５とをそれぞれ連通
する連通溝２７が形成されている。

【００１３】一方、図１を参照して、サイドプレート１
２の反ギヤ側側面２３では、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１１との間の
空間が、吸込室５に連通する低圧側空間と、吐出室６と
連通する高圧側空間とに仕切られている。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２３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。

【００１４】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、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、この吸込室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。

【００１５】上述の如く行われるギヤポンプの動作中、
両ギヤ３，４とサイドプレート１２との相対向する側面
同士が摺動する。例えば、図１で左側に図示された、一
方のサイドプレート１２のギヤ側側面２２と、各ギヤ
３，４の一方の側面３３，４３とが、相対向して互いに
摺動する。また、図１で右側に図示された、他方のサイ
ドプレート１２のギヤ側側面２２と、各ギヤ３，４の他
方の側面３３，４３とが、相対向して互いに摺動する。

【００１６】本実施形態では、図４の要部拡大図に示す
ように、相対向して互いに摺動する上述の一対の側面同
士の間の油膜切れを確実に防止できるように、作動流体
を滞留保持する多数の微小な窪み５０が両ギヤ３，４の
両側面３３，４３にそれぞれ形成されている。以下、詳
細に説明する。駆動ギヤ３は、鋼製であり、上述の一対
の側面３３と、多数の部分からなる外周面３４と、複数
の歯面３５と、複数の歯底面３６とを有している。これ
らの各面３３〜３６には、多数の微小な窪み５０がそれ
ぞれ形成されている。多数の窪み５０は、各面３３〜３
６において全体にまんべんなく分散して配置されてい
る。

【００１７】また、従動ギヤ４は、鋼製であり、その一
対の側面４３と、多数の外周面４４と、多数の歯面４５
と、多数の歯底面４６との各面に、駆動ギヤ３と同様の
多数の微小な窪み５０を、各表面４３〜４６の全体にま
んべんなく分散して有している。以下、側面３３，４３
の窪み５０について説明する。各窪み５０は、互いに独
立して形成されているが、互いにつながっているものが
含まれていてもよい。また、各窪み５０は、ランダムに
配置されている。

【００１８】窪み５０は、例えば、ショットピーニング
により無数に形成されている。窪み５０のある表面は、
凹凸状になっている。各窪み５０は、作動流体を滞留保
持できる大きさとされ、例えば１０μｍ〜数十μｍの範
囲内の深さを有し、例えば、凹湾曲面からなる底部を有
する。ここで、窪み５０の深さとは、ショットピーニン
グを施されていない窪み５０の周縁部に対する窪み５０
の底部の深さでもよいし、また、周縁部にもショットピ
ーニングが施されている場合には、窪み５０の近傍部分
の最表面からの窪み５０の底部の深さとしてもよい。

【００１９】本ギヤポンプが運転されると、作動流体が
吸込室５から吐出室６へ送られ、この際に、作動流体の
一部が、ギヤ歯間からギヤ側側面２２と側面３３，４３
との間に流れ込み、窪み５０内に滞留保持される。保持
された作動流体により、両ギヤ３，４の側面３３，４３
とサイドプレート１２のギヤ側側面２２とが、その全面
にわたって潤滑状態を保持できて、スムーズに摺動でき
る。このように本実施の形態によれば、作動流体保持用
の上述の窪み５０により、作動流体は、摺動する側面３
３，４３全体に分散して保持されるので、相対向して互
いに摺動する一対の側面同士の間、例えばギヤ側側面２
２と側面３３，４３との間の全体を確実に潤滑できる結
果、油膜切れを確実に防止できる。従って、ギヤポンプ
を長寿命化できる。

【００２０】また、微小な窪み５０であれば、この窪み
５０を通じてギヤ室１４の吐出側領域である吐出室６と
吸込側領域である吸込室５とが連通する虞がない。ま
た、微小な窪み５０であれば、側面３３，４３全体に満
遍なく窪み５０を形成できる。また、微小な窪み５０で
あれば、相対的に大きな窪みに比べて、単位面積当たり
の表面に形成される窪み５０の数を多くできるので、窪
み５０の総面積を大きくすることも可能となる結果、作
動流体の滞留保持量を増大させることもできる。

【００２１】また、ショットピーニングにより多数の微
小な窪み５０を同時に形成できるので、加工タクトを短
くできる。しかも、ショットピーニングによる加工コス
トは、通常、従来の溝を加工するための切削加工等によ
る加工コストに比べて安価である。従って、ギヤポンプ
の長寿命化を安価に実現できる。また、ショットピーニ
ングを施す場合には、ショットピーニングを施す表面
を、施す前の状態において、表面粗さ等の仕上げ精度
を、ショットピーニングを施さない場合に比べて、低精
度に済ますことができるので、表面の加工コストを低減
できる。従って、ショットピーニングを施さない場合に
比べて、加工コストの上昇を防止できる。特に、ショッ
トピーニングにより窪み５０を形成する場合には、ギヤ
の端部に生成されるばりの除去も同時に行える。この点
でも、加工コストの低減に寄与できる。

【００２２】歯面３５，４５にある窪み５０により、互
いに噛み合う歯面間に油膜を確実に保持することができ
るので、ギヤ３，４の歯面３５，４５がぶつかる際の歯
打ち音を低減することができる。また、油膜によりギヤ
歯同士の噛み合い時の摩擦を低減できるので、スムーズ
な運転を確保できる。従って、静粛なギヤポンプを実現
できる。また、ショットピーニングを施した表面では、
ショットピーニングによる表面改質効果、例えば、残留
応力による疲労寿命向上、表面の硬化等の効果も得るこ
とができる。

【００２３】なお、窪み５０は、両ギヤ３，４の側面３
３，４３に代えて、サイドプレート１２のギヤ側側面２
２に形成してもよい。また、窪み５０は、両ギヤ３，４
の側面３３，４３とともに、サイドプレート１２のギヤ
側側面２２に形成してもよい。要は、窪み５０は、サイ
ドプレート１２およびギヤ３，４の相対向して互いに摺
動する一対の側面の少なくとも一方に形成してあればよ
い。また、窪み５０をサイドプレート１２のギヤ側側面
２２に形成する場合には、ギヤ側側面２２の全面に形成
せずに、ギヤ３，４の側面３３，３４と相対向して摺動
するギヤ側側面２２の部分、例えば、支持孔３１，４１
の周縁の環状部分にだけ形成してもよい。

【００２４】その他、本発明の要旨を変更しない範囲で
種々の設計変更を施すことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態にかかるギヤポンプの断
面正面図である。

【図２】図１のギヤポンプの断面側面図であり、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。

【図３】サイドプレートの側面図であり、図１の III─
III線に沿う図である。

【図４】駆動ギヤとサイドプレートとハウジングとの要
部拡大図であり、図１のＡ部を示す。

【符号の説明】

３ 駆動ギヤ ４ 従動ギヤ １０ ハウジング １２ サイドプレート １４ ギヤ室 １８ 空洞 ２２ ギヤ側側面 ３１，４１ 支持孔 ３３，４３ 側面 ５０ 窪み

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジング内部の空洞に一対のサイドプレ
   ートを間隔を開けて対向させることによりギヤ室を区画
   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、各サイドプレートの一対の支持孔に一対のギヤの
   支軸を嵌合支持するギヤポンプにおいて、 上記サイドプレートおよびギヤの相対向して互いに摺動
   する一対の側面の少なくとも一方の全体に分散して、作
   動流体保持用の多数の微小な窪みが形成されていること
   を特徴とするギヤポンプ。
2. 【請求項２】請求項１に記載のギヤポンプにおいて、上
   記窪みは、ショットピーニングにより形成されたことを
   特徴とするギヤポンプ。