JP2002276559A - 液圧パワーパッケージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液圧パワーパッケージにおいて、ギヤポンプ
の構造を簡素化して脈動圧を抑える。 【解決手段】 互いに噛み合う対の外接ギヤ３５，３６
と、各ギヤ３５，３６の回転方向に応じて入口側または
出口側となる対のポート５１，５２と、各ギヤ３５，３
６の端面に対峙するポンプ室側壁４３ａと、ポンプ室側
壁４３ａに各ギヤ３５，３６の噛み合い部に対向して円
弧歯厚より小さい開口幅の凹部からなる単一の圧力逃が
し溝６０とを備え、この圧力逃がし溝６０によって各ギ
ヤ３５，３６の噛み合い部を迂回して各ポート５１，５
２間を断続的に連通する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、作動流体圧により
アクチュエータの作動を制御する液圧パワーパッケージ
の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、作業機械等に用いられる液圧パワ
ーパッケージとして、次のようなものがあった。

【０００３】例えば特開平２−２５５００５号公報に
開示されたものは、ギヤポンプとアクチュエータを結ぶ
閉回路を構成し、正逆転モータで駆動されるギヤポンプ
の回転方向（吐出方向）を切換えることによってアクチ
ュエータの作動方向が切換わるようになっている。

【０００４】例えば特開平１１−８２４１１号公報に
開示されたものは、ポンプ室内にギヤ１３，１４が互に
外接噛み合うように収装されており、その吸込口１５、
吐出口１６にそれぞれ連通する横Ｖ字形の圧力逃がし溝
２１，２２がそれぞれポンプ室の側壁に形成されてい
る。この圧力逃がし溝２１，２２は各ギヤ１３，１４の
噛み合い部に閉じ込められる液体圧力を逃がし、閉じ込
み液体の圧縮、膨張による振動、騒音を防止するように
なっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、の液
圧パワーパッケージに設けられる外接型のギヤポンプ
は、ポンプ吐出圧の脈動が発生し、その振動が一体化し
ている他の要素機器に伝わり、動作音が大きくなるとい
う問題点がある。

【０００６】のギヤポンプは、ポンプ室の側壁に一対
の逃がし溝２１，２２を形成する必要があるため、加工
工数が増え、製品のコストアップを招くという問題点が
あった。

【０００７】本発明は上記の問題点を鑑みてなされたも
のであり、液圧パワーパッケージにおいて、ギヤポンプ
の構造を簡素化して脈動圧を抑えることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、互いに噛
み合う対の外接ギヤと、各ギヤの回転方向に応じて入口
側または出口側となる対のポートと、各ギヤの端面に対
峙するポンプ室側壁と、ポンプ室側壁に各ギヤの噛み合
い部に対向して円弧歯厚より小さい開口幅の凹部からな
る単一の圧力逃がし溝とを備え、この圧力逃がし溝によ
って各ギヤの噛み合い部を迂回して各ポート間を断続的
に連通する構成としたことを特徴とするものとした。

【０００９】第２の発明は、第１の発明において、圧力
逃がし溝を各ギヤの回転中心を結ぶポンプ中心線につい
て対称的に形成したことを特徴とするものとした。

【００１０】第３の発明は、第１または第２の発明にお
いて、圧力逃がし溝は各ギヤのピッチ円の交点を中心と
した略円形に形成したことを特徴とするものとした。

【００１１】

【発明の作用および効果】第１の発明によると、圧力逃
がし溝によって各ギヤの噛み合い部を迂回して各ポート
間を断続的に連通することにより、ポンプ吐出圧の脈動
を抑えられる。この結果、ポンプの圧力脈動に起因する
電動液圧パワーパッケージやこれに駆動される他の要素
機器の振動が抑えられ、動作音が低減される。

【００１２】単一の圧力逃がし溝がポンプ室側壁に形成
される構造のため、加工工数が少なくて済み、製品のコ
ストアップを抑えられる。

【００１３】第２の発明によると、圧力逃がし溝を各ギ
ヤの回転中心を結ぶポンプ中心線について対称的に形成
したことにより、ポンプの回転方向によらず同一のポン
プ吐出圧の脈動低減効果が得られる。

【００１４】第３の発明によると、圧力逃がし溝はポン
プ吐出量が最大値になるときに各ポート間を連通し、ポ
ンプ吐出量が最小値になるときに各ポート間を遮断し、
ポンプ吐出圧の脈動を有効に抑えられる。また、圧力逃
がし溝の加工が容易になる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００１６】図１は作業機械等に用いられる電動液圧パ
ワーパッケージの回路構成を示している。これについて
説明すると、双方向吐出型のポンプ１と両ロッド型の油
圧シリンダ（アクチュエータ）２の各室５，６を結ぶ第
一、第二通路７，８によってリザーバタンク３との間で
閉回路が構成され、正逆転モータ４で駆動されるポンプ
１の回転方向（吐出方向）を切換えることによって油圧
シリンダ２の伸縮作動方向が切換わるようになってい
る。

【００１７】このパワーパッケージの閉回路はポンプ１
のドレン側に連通するドレーン通路３０を備え、このド
レーン通路３０にリザーバタンク３が接続される。ドレ
ーン通路３０は第一、第二チェック弁９，１０を介して
第一、第二通路７，８に選択的に接続される。第一、第
二チェック弁９，１０は互いに連動して開閉作動するも
ので、一方が閉弁すると他方が開弁するようになってい
る。パワーパッケージの閉回路から若干の油洩れが生じ
た場合、リザーバタンク３に貯留された加圧作動油（作
動流体）がドレーン通路３０から第一、第二チェック弁
９，１０を介して第一、第二通路７，８に補充される。

【００１８】図２に示すように、ポンプ１を構成するポ
ンプボディ３３には互いに噛み合う対の外接ギヤ３５，
３６が介装される。各ギヤ３５，３６には各シャフト３
７，３８がそれぞれ固定され、各シャフト３７，３８の
両端は各固定ブッシュ３９，４０と各可動ブッシュ４
１，４２を介して回転可能に支持される。ドライブ側の
ギヤ３５に固定されるシャフト３７の図示しない端部が
モータ４の出力軸に連結されている。

【００１９】ポンプボディ３３は互いに噛み合う各ギヤ
３５，３６を囲むポンプ室内壁４３を有し、このポンプ
室内壁４３は各ギヤ３５，３６の刃先に所定の隙間をも
って対峙するように円柱面状に形成される。

【００２０】図３に示すように、ポンプボディ３３は対
のポート５１，５２を有し、各ポート５１，５２は各ギ
ヤ３５，３６の噛み合い部を挟むようにしてポンプ室内
壁４３に開口する。各ポート５１，５２は各ギヤ３５，
３６の回転方向に応じて入口側または出口側となる。

【００２１】各ギヤ３５，３６の回転に伴って入口側の
ポート５１，５２から出口側のポート５１，５２へと向
かう歯溝に連通する各高圧室５３，５４と、各可動ブッ
シュ４１，４２の背後に画成される背圧室４５，４６と
を備える。各高圧室５３，５４か背圧導入通路５５，５
６を通して各背圧室４５，４６に導かれる圧力により各
可動ブッシュ４１，４２は各ギヤ３５，３６の端面に押
し付けられる。これにより、ポンプ１の吐出圧を高めて
も、各ギヤ３５，３６の端面側から洩れる作動油量が抑
えられ、ポンプ１の容積効率が維持される。

【００２２】ポンプ室周壁４３の底部には各ギヤ３５，
３６の端面３５ａ，３６ａに摺接するポンプ室側壁４３
ａが平面状に形成される。

【００２３】そして本発明の要旨とするところである
が、ポンプ吐出圧の脈動を低減するため、ポンプ室側壁
４３ａに各ギヤ３５，３６の噛み合い部に対向して円弧
歯厚ｄより小さい開口幅（開口径）の凹部からなる単一
の圧力逃がし溝６０を形成し、この圧力逃がし溝６０に
よって各ギヤ３５，３６の噛み合い部を迂回して各ポー
ト５１，５２間を断続的に連通する構成とする。

【００２４】図４に示すように、各ギヤ３５，３６の回
転中心を結ぶ直線をポンプ中心線Ｏとすると、圧力逃が
し溝６０はポンプ中心線Ｏについて対称的に形成され
る。

【００２５】本実施の形態では、圧力逃がし溝６０は各
ギヤ３５，３６のピッチ円Ｐ₃₅，Ｐ ₃₆の交点Ｃを中心と
した略円形に形成される。

【００２６】各ギヤ３５，３６の歯形が互に接する噛み
合い点がピッチ円Ｐ₃₅，Ｐ₃₆の交点Ｃ上にある状態で、
ギヤ３５，３６の回転角θ＝０°になるとすると、この
とき圧力逃がし溝６０が各ギヤ３５，３６の噛み合い部
を迂回して各ポート５１，５２間を連通し、かつ回転角
θ＝０°の前後で圧力逃がし溝６０が各ギヤ３５，３６
の歯によって閉塞され、各ポート５１，５２間の連通を
遮断する構成とする。

【００２７】各ポート５１，５２間を連通する圧力逃が
し溝６０の流路断面積が適正値になるように、圧力逃が
し溝６０の開口径および深さは任意に設定される。

【００２８】以上のように構成される本発明の実施の形
態につき、次に作用を説明する。

【００２９】油圧シリンダ２を伸張させる場合、ポンプ
１が正回転され、ヘッド側の室５の作動油が第一通路７
を通ってポンプ１に吸い込まれ、ポンプ１から吐出する
作動油が第二通路８を通ってボトム側の室６へと送られ
る。一方、油圧シリンダ２を収縮させる場合、ポンプ１
が逆回転され、ボトム側の室６の作動油が第二通路８を
通ってポンプ１に吸い込まれ、ポンプ１から吐出する作
動油が第一通路７を通ってヘッド側の室５へと送られ
る。

【００３０】図５はギヤ３５，３６の回転角θに応じて
ポンプ吐出量Ｑが変化する特性を示しているが、ポンプ
吐出量Ｑは各ギヤ３５，３６の歯が順次噛み合う毎に増
減する。ポンプ吐出量Ｑはギヤ３５，３６の歯形が互に
接する噛み合い点がピッチ円Ｐ₃₅，Ｐ₃₆の交点Ｃ上にあ
る回転角θ＝０°のときに最大となり、その中間で最小
となる。

【００３１】圧力逃がし溝６０は各ギヤ３５，３６のピ
ッチ円Ｐ₃₅，Ｐ₃₆の交点Ｃを中心とした略円形をしてい
るため、回転角θ＝０°のときに各ギヤ３５，３６の噛
み合い部を迂回してポート５１，５２間を連通し、回転
角θ＝０°の前後でポート５１，５２間の連通を遮断す
る。これにより、ポンプ吐出量Ｑの最小値を維持しなが
らポンプ吐出量Ｑの最大値を図中２点鎖線ａの如く低く
即ち、ポンプ吐出圧の脈動のピークを抑えられる。この
結果、ポンプ１の圧力脈動に起因する電動液圧パワーパ
ッケージやこれに駆動される他の要素機器の振動が抑え
られ、動作音が低減される。

【００３２】圧力逃がし溝６０はポンプ中心線Ｏについ
て対称的に形成されていため、ポンプ１の回転方向によ
らず同一のポンプ吐出圧の脈動低減効果が得られる。

【００３３】単一の圧力逃がし溝６０がポンプ室側壁４
３ａに形成される構造のため、圧力逃がし溝６０の加工
工数が少なくて済み、製品のコストアップを抑えられ
る。圧力逃がし溝６０を円形に形成することにより、圧
力逃がし溝６０の加工が容易になる。ただし、圧力逃が
し溝６０は円形に限らずポンプ中心線Ｏについて対称的
な他の形状としてもよい。

【００３４】本発明は、ポンプに限らず、外接ギヤによ
って構成される液圧モータに適用することもできる。

【００３５】本発明は上記の実施の形態に限定されず
に、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がな
しうることは明白である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す液圧パワーパッケー
ジの油圧回路図。

【図２】同じくポンプの断面図。

【図３】同じくポンプの断面図。

【図４】同じくギヤの側面図。

【図５】同じくポンプ吐出量の特性図。

【図６】従来例を示すポンプの断面図。

【符号の説明】

１ ポンプ ２ シリンダ（アクチュエータ） ４ モータ ３５，３６ ギヤ ４３ａ ポンプ室側壁 ６０ 圧力逃がし溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H041 AA02 BB02 CC11 CC18 DD04 DD06 DD14 DD17 DD18 3H044 AA02 BB02 CC11 CC29 DD04 DD05 DD11 DD15 DD16 3H089 AA86 BB26 CC02 DA14 DB33 GG01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに外接噛み合う対のギヤと、 各ギヤの回転方向に応じて入口側または出口側となる対
   のポートと、 各ギヤの端面に対峙するポンプ室側壁と、 ポンプ室側壁に各ギヤの噛み合い部に対向して円弧歯厚
   より小さい開口幅の凹部からなる単一の圧力逃がし溝と
   を備え、 圧力逃がし溝によって各ギヤの噛み合い部を迂回して各
   ポート間を断続的に連通する構成としたことを特徴とす
   る液圧パワーパッケージ。
2. 【請求項２】前記圧力逃がし溝を前記各ギヤの回転中心
   を結ぶポンプ中心線について対称的に形成したことを特
   徴とする請求項１に記載の液圧パワーパッケージ。
3. 【請求項３】前記圧力逃がし溝は前記各ギヤのピッチ円
   の交点を中心とした略円形に形成したことを特徴とする
   請求項２に記載の液圧パワーパッケージ。