JP2002089458A - ギヤポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パッキンの形状工夫により、外接型ギヤポン
プにおいて、駆動ロス低減と良好なシール性との両立を
図る。 【解決手段】 一対のギヤと、両ギヤの咬合開始部分に
臨む吐出部と、咬合終了部分に臨む吸入部とを、ケース
とその蓋部２とに収納し、仕切り板を備えて、吐出部と
仕切り板の背面側とを連通させる凹部を蓋部２端面に形
成し、吐出部と吸入部を囲む第１シール部１２と、第１
シール部１２の内側にて吸入部を囲みこれと吐出部とを
仕切る第２シール部１３とで成るパッキン１１を凹部２
ｂ，２ｃに備えたギヤポンプにおいて、第１シール部１
２と第２シール部１３とで囲まれた部分に作用する圧力
によって、第２シール部１３を仕切り板に押圧付勢する
受圧部１６が形成される状態に、第２シール部１３の断
面形状を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転駆動される駆
動側ギヤ、及び駆動側ギヤに咬合して一緒に回転駆動さ
れる従動側ギヤを備えた外接型のギヤポンプの構造に係
り、詳しくは、軽い摺動抵抗でありながら良好なシール
性を発揮できるように、ギヤポンプ用パッキンを改良す
る技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】外接型ギヤポンプとしては、駆動側ギヤ
及び従動側ギヤを支持するケースに、駆動側ギヤ及び従
動側ギヤの咬合開始部分に臨む吐出部、及び咬合終了部
分に臨む吸入部を備えて、吸入部に吸入される流体をケ
ースの内周面に沿って吐出部に送り出すように構成され
ている。

【０００３】そして、特開平１０−２８１０８１号公報
に示されたように、駆動側ギヤ及び従動側ギヤの両方の
側面に亘って当て付けられることにより、駆動側ギヤ及
び従動側ギヤにおけるギヤ歯の間を仕切る仕切り板を備
え、吐出部の高圧の流体の一部を仕切り板の背面側に案
内して、仕切り板を駆動側ギヤ及び従動側ギヤの両方の
側面に押圧するように構成しているものがある。これに
より、駆動側ギヤ及び従動側ギヤのギヤ歯の間からの流
体の漏れが少なくなり、ギヤポンプの容積効率の低下が
防止される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、駆動側
ギヤ及び従動側ギヤの両方の側面に亘って当て付けられ
る仕切り板を備え、吐出部の高圧の流体の一部を仕切り
板の背面側に案内するように構成すると、仕切り板の背
面側において高圧の吐出部側と低圧の吸入部側とを仕切
るシール部、即ちパッキンが必要になる。

【０００５】そこで、パッキンを設定するに当たり、高
圧室と低圧室とを分離するシール性能を重視するべく、
パッキンの締め代を多くしたり、シール幅を大きくした
りすると、仕切り板の押付け力が大きくなって引き摺り
抵抗が大きくなり、駆動ロスが大きくなってしまう。特
に、無負荷時に顕著になる。反対に、駆動ロスを小さく
するべく、パッキンの締め代を小さくすると、シール性
に不安が出るので、良好なシール性と少ない駆動ロスを
両立するのが困難であった。

【０００６】本発明の目的は、パッキンの形状工夫によ
り、前述の外接型ギヤポンプにおいて、駆動ロス低減と
良好なシール性との両立を図れるようにする点にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の構成は、回転
駆動される駆動側ギヤと駆動側ギヤに咬合して回転駆動
される従動側ギヤとをケースに支持し、駆動側ギヤ及び
従動側ギヤの咬合開始部分に臨む吐出部と、駆動側ギヤ
及び従動側ギヤの咬合終了部分に臨む吸入部とをケース
に備えて、吸入部に吸入される流体をケースの内周面に
沿って吐出部に送り出すように構成し、駆動側ギヤ及び
従動側ギヤの一方の側面を開放する蓋部と、該蓋部側に
おいて駆動側ギヤ及び従動側ギヤの両方の側面に亘って
当付けられて駆動側ギヤ及び従動側ギヤにおけるギヤ歯
の間を仕切る仕切り板とを備えて、吐出部と仕切り板の
背面側とを連通させる凹部を蓋部の端面に形成し、凹部
に入り込んで吐出部及び吸入部を囲む閉ループ状の第１
シール部と、凹部に入り込んで第１シール部の内側にお
いて吸入部を囲み吐出部と吸入部とを仕切る閉ループ状
の第２シール部とを備えたギヤポンプにおいて、第２シ
ール部における凹部の底部側の幅よりもケースの端面側
の幅を広くして、第１シール部と第２シール部とで囲ま
れた部分に作用する圧力によって、第２シール部を仕切
り板に押圧付勢する受圧部が形成される状態に、第２シ
ール部の断面形状を設定してあることを特徴とする。

【０００８】請求項１のものは、設計時に締め代を大き
く取ってシール性を確保させる従来の手段とは異なり、
高圧室に作用する圧力を利用してシール性を高めようと
する手段である。即ち、凹部の底部側の幅よりもケース
の端面側の幅を広くして、第２シール部に受圧部を形成
したので、第１シール部と第２シール部とで囲まれた部
分に作用する圧力が前記受圧部に作用することによっ
て、第２シール部が仕切り板に押圧付勢されるようにな
る。

【０００９】即ち、受圧部にはポンプ吐出側の高圧室の
圧力が作用するので、高圧室の圧が高くなればなる程、
第２シール部と仕切り板との接触圧が高くなり、高圧室
の圧が低くなればなる程、第２シール部と仕切り板との
接触圧が低くなるから、パッキンの締め代による接触圧
を、従来のものに比べて、高圧室の圧力による接触圧の
増加分は小さくすることができる。故に、パッキンの組
付け時の圧縮量を、設定最高圧力に耐えるシール性を確
保するための大きなものにする必要がなくなり、軽減す
ることができるので、低回転時や無負荷回転時における
回転抵抗を少なくすることが可能になる。

【００１０】請求項２の構成は、請求項１の構成におい
て、第２シール部の断面形状を、第２シール部における
凹部の底部に接当する根元側面からケースの端面側に近
づく程幅が広くなる先広がり状となる締め代部分を有し
たものに設定してあることを特徴とする。

【００１１】請求項２の構成によれば、パッキンの締め
代部分は、凹部の底部に接当する根元側を頂点とした三
角形状又はそれに近い形状に形成されることになるの
で、その頂点側、即ち、剛性の小さい部分が圧縮される
ことになり、製品誤差等によるパッキン締め代の変化に
対して、押付け力の変化が少ないようになる。つまり、
締め代の変化に対する押付け力の変化が少ないので、製
品ばらつきを厳しく管理しなくても、回転トルクの等の
性能ばらつきを小さくすることができる。又、凹部側が
細くなる三角形状であることにより、蓋部の凹部を形成
するための金型の抜き勾配を大きくすることができ、型
寿命を延ばすことが可能になる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図３〜図５に示すように、ギヤポ
ンプはケース１及び蓋部２により外形が形成されてい
る。エンジン（図示せず）等の動力源によって回転駆動
される駆動側ギヤ３及び従動側ギヤ４が備えられ、駆動
側ギヤ３及び従動側ギヤ４の一方の軸部３ａ，４ａが、
ブッシュ５を介してケース１に回転自在に支持されて、
駆動側ギヤ３及び従動側ギヤ４が咬合している。

【００１３】図３〜図６に示すように、駆動側ギヤ３及
び従動側ギヤ４の咬合開始部分に臨む吐出部６、及び吐
出部６と直交する吐出ポート７がケース１に形成されて
おり、駆動側ギヤ３及び従動側ギヤ４の咬合終了部分に
臨む吸入部８がケース１に形成されている。図４及び図
６に示すように、軸部３ａ，４ａ付近に漏れる流体を回
収する横長状の一対の溝部１ａがケース１に形成されて
おり、一対の溝部１ａと吸入部８とを接続する凹部１ｂ
がケース１に形成されている。

【００１４】図３、図５、図６に示すように、駆動側ギ
ヤ３及び従動側ギヤ４の一方の側面を開放する蓋部２
に、ケース１の吐出部６に対向する凹部２ａを形成して
あるとともに、吸入ポート９を蓋部２に形成してある。
図４〜図６に示すように、駆動側ギヤ３及び従動側ギヤ
４の他方の軸部３ｂ，４ｂを、ブッシュ５を介して蓋部
２に回転自在に支持してある。

【００１５】図５及び図６に示すように、蓋部２のケー
ス１側の端面において、凹部２ａ（吐出部６）及び吸入
ポート９（吸入部８）の外側を囲む閉ループ状の第１溝
部２ｂ、第１溝部２ｂの内側で吸入ポート９（吸入部
８）及び軸部３ｂ，４ｂを囲み凹部２ａ（吐出部６）に
連通する閉ループ状の第２溝部２ｃを形成してあり、吸
入ポート９（吸入部８）側で第１及び第２溝部２ｂ，２
ｃが接続されている。第２溝部２ｃの内側において軸部
３ｂ，４ｂの凹部及び吸入ポート９（吸入部８）を連通
させる第３溝部２ｄを形成してある。

【００１６】第１溝部２ｂと凹部２ａ（吐出部６）との
間に位置する第１凸部２ｅ、第１及び第２溝部２ｂ，２
ｃの間に位置する一対の第２凸部２ｆ、第２溝部２ｃと
凹部２ａ（吐出部６）との間に位置する第３凸部２ｇ、
第２溝部２ｃと吸入ポート９（吸入部８）との間に位置
する第４凸部２ｈ、第２及び第３溝部２ｃ，２ｄの間に
位置する第５凸部２ｉを形成してある。

【００１７】図１、図２、図５、図６に示すように、蓋
部２側において駆動側ギヤ３及び従動側ギヤ４の両方の
側面に亘り当て付けられて、駆動側ギヤ３及び従動側ギ
ヤ４におけるギヤ歯の間を仕切る仕切り板１０を備えて
ある。駆動側ギヤ３及び従動側ギヤ４の軸部３ｂ，４ｂ
の一対の孔部１０ａ、ケース１の吐出部６（吐出ポート
７）を閉じないようにする第１凹部１０ｃ、ケース１の
吸入部８（吸入ポート９）を閉じないようにする第２凹
部１０ｄ、ケース１の吸入部８（吸入ポート９）に寄っ
た位置に形成される一対の切欠き部１０ｅ、駆動側ギヤ
３及び従動側ギヤ４の咬合終了部分に位置する開孔１０
ｇを、仕切り板１０に形成してある。

【００１８】図１、図２、図５、図６に示すように、蓋
部２の端面の第１及び第２溝部２ｂ，２ｃに入るパッキ
ン（シール部材）１１を設けてある。パッキン１１は、
閉ループ状の第１シール部１２、閉ループ状の第２シー
ル部１３、吸入ポート９（吸入部８）側において第１及
び第２シール部１２，１３を接続する接続部１４、第１
及び第２シール部１２，１３と接続部１４により形成さ
れる溝部１５を備えて形成されている。

【００１９】図５〜図７に示すように、第２シール部１
３の断面形状を、第２シール部１３における凹部である
第２溝部２ｃの底部側の幅ｄ１よりもケース１の端面側
の幅ｄ２を広くして、第２シール部１３で囲まれた内側
部分に作用する圧力によって、第２シール部１２を仕切
り板１０側に押圧付勢する受圧部１６と、第２シール部
１３における第２溝部２ｃの底面に接当する根元側面か
らケース１の端面側に近づく程幅が広くなる先広がり状
となる締め代部分１７とを有したものに設定してある。

【００２０】受圧部１６は、軸方向（ギヤの軸方向）幅
の薄い偏平断面として、第２溝部２ｃに入り込む圧、即
ち、第１シール部１２と第２シール部１３との間の部分
である高圧室の圧により、仕切り板１０に押付けられる
ようにしてある。そして、受圧部１６から第２溝部２ｃ
の底部側に向けて立ち上がる締め代部１７における第１
シール部１２存在側と反対側の側面を、傾斜面１８に形
成してあるとともに、蓋部２における対応する面も同じ
角度の傾斜面１９に構成してある。この傾斜角度によ
り、第２溝部２ｃに作用する高圧室の圧力により、第２
シール部１３が仕切り板１０と傾斜面１９との双方に押
付けられる分力が発生し、効率良くシール性を確保でき
ている。

【００２１】図７に示すように、第１シール部１２の断
面形状を、第１シール部１２における凹部である第１溝
部２ｂの底部側の幅ｄ３よりもケース１の端面側の幅ｄ
４を広くして、第１溝部２ｂの底面に接当する根元側面
が頂面となる略直角三角形状に形成してある。この第１
シール部１２における第２シール部１３側側面が傾斜面
２０に形成されているので、この第１溝部２ｂに作用す
る圧によって、第１シール部１２は、ケース１の端面と
第１溝部２ｂの外側面の双方に押付けられ、良好なシー
ル性が発揮されるようになる。

【００２２】図１、図３〜図６に示すように、パッキン
１１において第１シール部１２を第１溝部２ｂに入り込
ませて、第１シール部１２により凹部２ａ（吐出部６）
及び吸入ポート９（吸入部８）の外側を囲む。第２シー
ル部１３を第２溝部２ｃに入り込ませて、吸入ポート９
（吸入部８）及び軸部３ｂ，４ｂを囲み、第１及び第２
シール部１２，１３により、凹部２ａ（吐出部６）と吸
入ポート９（吸入部８）及び軸部３ｂ，４ｂとを仕切
る。

【００２３】この場合、図８及び図３に示すように接続
部１４が、蓋部２の第１及び第２溝部２ｂ，２ｃの開放
側（ケース１側）に位置し、図７及び図８に示すよう
に、第１及び第２シール部１２，１３の傾斜面２０，１
９，２２が、ケース１側（仕切り板１０側）とは反対側
に向いて位置するように蓋部２に嵌め込む。これによ
り、溝部１５によって凹部２ａ（吐出部６）の一方側及
び他方側が接続される。

【００２４】以上の構造によりギヤポンプは、図６にお
いて駆動側ギヤ３が紙面時計方向に回転駆動され、これ
に伴って従動側ギヤ４が紙面反時計方向に回転駆動され
る。これにより図３〜図６に示すように、蓋部２の吸入
ポート９からケース１の吸入部８に入り込んだ流体は、
駆動側ギヤ３及び従動側ギヤ４のギヤ歯によりケース１
の内周面に沿って運ばれて、図６の紙面左右両側からケ
ース１の吐出部６に送り出され、高圧の流体となって吐
出ポート７から吐出される。

【００２５】これに伴い、図１、図２、図５、図６に示
すように吐出部６の高圧の流体の一部が、シール部材１
１の第２シール部１３と蓋部２の第１凸部２ｅとの間に
入り込んで、シール部材１１の第１及び第２シール部１
２，１３の間から、蓋部２の両方の第２凸部２ｆに達す
る。前述のようにして高圧の流体の一部が吐出部６から
蓋部２の両方の第２凸部２ｆに達する際、その途中で圧
力が降下していく。この場合、駆動側ギヤ３及び従動側
ギヤ４のギヤ歯により、吸入部８からケース１の内周面
に沿って送られる高圧の流体の一部が、仕切り板１０の
両側の切欠き部１０ｅから蓋部２側に入り込み、前述の
ようにして吐出部６から蓋部２の両方の第２凸部２ｆに
達する高圧の流体に合流する。

【００２６】これにより圧力が回復されるのであり、こ
の圧力の回復された高圧の流体が凸部２１によりある程
度絞られながら、シール部材１１の溝部１５（シール部
材１１の第１及び第２シール部１２，１３、接続部１
４、ケース１で囲まれた細長い空間）を通って互いに連
通する。しかして、シール部材１１の第２シール部１３
と蓋部２の第１凸部２ｅとの間から蓋部２の両方の第２
凸部２ｆに達する高圧の流体が、図１において仕切り板
１０の背面側の外周部（吸入部８の第２凹部１０ｄ付近
の外周部を除く）に掛かり、仕切り板１０が駆動側ギヤ
３及び従動側ギヤ４の側面に押圧される。

【００２７】駆動側ギヤ３及び従動側ギヤ４の咬合する
ギヤ歯が吸入部８側に達すると、駆動側ギヤ３及び従動
側ギヤ４のギヤ歯が開いて、この開いた部分に負圧が発
生する。この場合、図１及び図２に示すように、吸入部
８側において駆動側ギヤ３及び従動側ギヤ４のギヤ歯が
開き始めると、吸入部８の流体が仕切り板１０の開孔１
０ｇから前述のギヤ歯の開き始めた部分に入り込んで、
負圧の発生が抑えられる。図４及び図６に示すように、
駆動側ギヤ３及び従動側ギヤ４のケース１側の軸部３
ａ，４ａ付近に漏れた流体が、ケース１の一対の溝部１
ａ及び凹部１ｂを介して、吸入部８に送り込まれる。

【００２８】［別実施形態］図９に示すように、第２シ
ール部１３の断面形状を、矩形形状の締め代部分１７を
有した階段状のものとしても良い。又、図１０に示すよ
うに、吐出ポート７を蓋部２に形成した構造のギヤポン
プに本発明を適用しても良い。

【００２９】

【発明の効果】請求項１に記載のギヤポンプでは、第２
シール部における仕切り板側のシール幅を広くして、高
圧室の圧力をシール接触圧に利用する工夫により、必要
なシール機能を確保しながら、パッキンとしての締め代
を従来よりも小さくして回転抵抗を軽減することがで
き、より作動効率に優れたものにできた。

【００３０】請求項２に記載のギヤポンプでは、請求項
１の構成による効果を有するとともに、第２シール部に
略三角形状の締め代部分を備えることにより、製品誤差
や寸法誤差に拘わらずに良好なシール性能が発揮できる
ようになるとともに、蓋部を型成形するための金型の耐
久性が向上する利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】仕切り板とパッキンが装備された状態のケース
端面の正面図

【図２】図１に示すケース端面付近の斜視図

【図３】ギヤポンプの縦断側面図

【図４】ギヤポンプの横断平面図

【図５】ギヤポンプの全体の分解斜視図

【図６】ギヤポンプの全体の分解正面図

【図７】図２におけるイ−イ方向から見た断面図

【図８】図２におけるロ−ロ方向から見た断面図

【図９】第２シール部の別形状を示す断面図

【図１０】別構造のギヤポンプを示す縦断側面図

【符号の説明】

１ ケース ２ 蓋部 ２ａ 凹部 ３ 駆動側ギヤ ４ 従動側ギヤ ６ 吐出部 ８ 吸入部 １０ 仕切り板 １２ 第１シール部 １３ 第２シール部 １６ 受圧部 １７ 締め代部分

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動される駆動側ギヤと前記駆動側
   ギヤに咬合して回転駆動される従動側ギヤとをケースに
   支持し、前記駆動側ギヤ及び従動側ギヤの咬合開始部分
   に臨む吐出部と、前記駆動側ギヤ及び従動側ギヤの咬合
   終了部分に臨む吸入部とを前記ケースに備えて、前記吸
   入部に吸入される流体を前記ケースの内周面に沿って前
   記吐出部に送り出すように構成し、 前記駆動側ギヤ及び従動側ギヤの一方の側面を開放する
   蓋部と、該蓋部側において前記駆動側ギヤ及び従動側ギ
   ヤの両方の側面に亘って当付けられて前記駆動側ギヤ及
   び従動側ギヤにおけるギヤ歯の間を仕切る仕切り板とを
   備えて、前記吐出部と前記仕切り板の背面側とを連通さ
   せる凹部を前記蓋部の端面に形成し、 前記凹部に入り込んで前記吐出部及び吸入部を囲む閉ル
   ープ状の第１シール部と、前記凹部に入り込んで前記第
   １シール部の内側において前記吸入部を囲み前記吐出部
   と吸入部とを仕切る閉ループ状の第２シール部とを備え
   たギヤポンプであって、 前記第２シール部における前記凹部の底部側の幅よりも
   前記ケースの端面側の幅を広くして、前記第１シール部
   と第２シール部とで囲まれた部分に作用する圧力によっ
   て、前記第２シール部を前記仕切り板に押圧付勢する受
   圧部が形成される状態に、前記第２シール部の断面形状
   を設定してあるギヤポンプ。
2. 【請求項２】 前記第２シール部の断面形状を、前記第
   ２シール部における前記凹部の底部に接当する根元側面
   から前記ケースの端面側に近づく程幅が広くなる先広が
   り状となる締め代部分を有したものに設定してある請求
   項１に記載のギヤポンプ。