JP2003083263A - ギヤポンプ - Google Patents

ギヤポンプ

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JP2003083263A
JP2003083263A JP2001278543A JP2001278543A JP2003083263A JP 2003083263 A JP2003083263 A JP 2003083263A JP 2001278543 A JP2001278543 A JP 2001278543A JP 2001278543 A JP2001278543 A JP 2001278543A JP 2003083263 A JP2003083263 A JP 2003083263A
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gears
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chamber
elastic body
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Kyosuke Yamanaka
亨介 山中
Wataru Yamada
渉 山田
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Koyo Seiko Co Ltd
Original Assignee
Koyo Seiko Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ギヤポンプにおいて、ギヤの噛み合い部分に作
動流体が閉じ込められる閉込み領域が生じる。この閉込
み領域内の作動流体の急激な圧力変動が原因で、振動や
騒音を発生する。 【解決手段】駆動ギヤ7と従動ギヤ8の噛み合い点A,
B間に閉込み領域24が生ずる。サイドプレートのギヤ
側側面に凹部18を設け、凹部18内に合成ゴム等の弾
性体19を収容する。凹部18は閉込み領域24に臨
み、ギヤ7,8の噛み合いの作用線Kを避けて逃げ溝2
0,21間に設けられる。閉込み領域24内の圧力変動
を弾性体19が伸縮することで緩和し、振動、騒音の発
生を防止する。

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。
【0002】
【従来の技術】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。一般的に、この種のギヤポンプでは、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
ギヤ室を区画している。このギヤ室の内部には、互いに
噛み合う一対のギヤが収容される。各ギヤの支軸の両端
部は、各サイドプレートにそれぞれ形成された支持孔に
嵌め入れられて支持される。また、上記ギヤ室の内部に
は、両ギヤの噛み合い位置を挟んで作動流体の吸込室お
よび吐出室が形成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ギヤポンプ
のギヤの噛み合い部分の近傍では、各サイドプレートお
よび互いに噛合する各ギヤ歯で形成される閉込み領域に
作動流体が閉じ込められる、いわゆる閉込み(trapping)
現象を生じる。上記閉込み領域に閉じ込められた作動流
体がギヤの回転に伴って圧縮され膨張して急激に圧力変
動し、その結果、振動や騒音が発生するという問題があ
る。
【0004】この問題に対して、ギヤの噛み合い部分の
近傍におけるサイドプレートに、閉込み領域に閉じ込め
られた作動流体を逃がすための逃げ溝を形成するギヤポ
ンプが提供されている。逃げ溝は、ギヤの噛み合い部分
の近傍から吐出室に向けて延びる高圧側逃げ溝と、ギヤ
の噛み合い部分の近傍から吸込室に向けて延びる低圧側
逃げ溝との一対で設けられる。これら一対の逃げ溝は、
ギヤの噛み合い部分の近傍で閉込み領域に連通してい
る。高圧側逃げ溝は、収縮時で高圧になっている閉込み
領域から吐出室へ作動流体を逃がし、低圧側逃げ溝は、
膨張時で低圧になっている閉込み領域へ吸込口室からの
作動流体を供給する。
【0005】ところが、ギヤの回転が高速になると、閉
込み領域内の作動流体の慣性力が大きくなり、この慣性
力に抗して閉込み領域から逃げ溝へ作動流体を強制的に
移動させることが困難になるため、騒音発生を防止でき
なくなる。そこで、上記の一対の逃げ溝間の間隔を、両
逃げ溝が閉込み領域に一瞬、同時に連通する程度まで狭
め、閉込み領域がこれらの逃げ溝に連通して開放する時
間を長くすることが考えられる。しかしながら、そうし
た場合、ギヤの回転が低速で閉込み領域の作動流体の慣
性があまり大きくない場合に、一対の逃げ溝を介して吐
出室から吸込室へと作動流体が流通し、流量効率が低下
するおそれがある。
【0006】そこで、本発明の目的は、上述の技術的課
題を解決し、ギヤポンプの閉込み現象に起因した振動や
騒音を確実に防止できるギヤポンプを提供することであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記目的
を達成するため、請求項1記載の発明は、内部に空所を
有するハウジングと、上記空所に嵌め入れられてハウジ
ングの内部にギヤ室を区画する一対のサイドプレート
と、上記ギヤ室内に収容される一対のギヤとを備え、こ
れら一対のギヤの回転に関連して一対のギヤの噛み合い
部分付近に作動流体の閉込み領域を発生するギヤポンプ
において、少なくとも一方のサイドプレートのギヤ側側
面に上記閉込み領域に臨む凹部が形成され、この凹部に
弾性体が収容されることを特徴とするものである。
【0008】本発明では、閉込み領域に臨む弾性体が弾
性変形することで、閉込み領域の衝撃的な圧力変動を緩
和することができるので、振動や騒音をより低減するこ
とができる。請求項2記載の発明は、請求項1におい
て、上記弾性体は発泡ゴムを含むことを特徴とするもの
である。発泡ゴムであれば、ゴム自身の他、気泡内の気
体が弾性体として機能するので、閉込み領域内での急激
な圧力変動を一層緩和して、振動や騒音をより低減する
ことができる。
【0009】請求項3記載の発明は、請求項1又は2に
おいて、上記弾性体は封止部材によって凹部内に封入さ
れる気体を含むことを特徴とするものである。本発明で
は、封入される気体の弾性により閉込み領域の衝撃的な
圧力変動を緩和することができるので、騒音をより低減
することができる。
【0010】
【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5(a)及び
(b)はサイドプレートの要部の断面図である。
【0011】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1を有する本体
筒2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3により塞いで構成されたハウジング4を備
えている。このハウジング4の内部には、キャビティ1
の両側から嵌挿されたアルミニウム合金製の一対のサイ
ドプレート5,5同士の間にギヤ室6が区画されてお
り、このギヤ室6内には、互いに対をなす駆動ギヤ7と
従動ギヤ8が配置されている。9は、蓋板3の環状溝に
収容され、蓋板3と本体筒2との間に介在してギヤ室6
を密封するためのシールである。10はサイドプレート
5の収容溝50に収容され、ギヤ室6内において対向す
るサイドプレート5と蓋板3との間の空間を低圧側と高
圧側の領域に仕切るシールである。
【0012】図1及び図5(a)を参照して、本実施の
形態と特徴とするところは、要するに、少なくとも一方
のサイドプレート5のギヤ側側面5aに凹部18を設け
て、この凹部18に例えば合成ゴムからなる弾性体19
を収容した点にある。凹部18として設ける孔はその底
が閉塞されている。弾性体19に用いる合成ゴムとして
は、例えばアクリルゴム、ニトリルゴムがある。さら
に、作動流体が油の場合には、アクリルゴム、ニトリル
ゴムの配合を変化させて耐油効果を奏することも可能で
ある。その他、耐熱性や弾性力についても適宜調整可能
である。弾性体19は凹部18内に弾力的に保持され
る。ギヤ側側面5aに沿って常にギヤ7,8の歯の側面
が通過するので、弾性体19が凹部18から飛び出すこ
とはない。ただし、弾性体19を凹部18の底に接着し
ておくこともできる。
【0013】凹部18は、模式図である図6に示すよう
に、ギヤ7,8の歯の噛み合い点A,Bの間にある作動
流体の閉込み領域24に臨むように設けられている。そ
の結果、図5(a)及び(b)に示すように、弾性体1
9が弾性変形により収縮することで、ギヤ7,8の回転
に伴う閉込み領域24内の衝撃的な圧力変動を緩和し、
騒音を低減することができる。図6において、Kはギヤ
7,8の回転に伴ってギヤ7,8の噛み合い点が移動す
る軌跡に相当する噛み合いの作用線である。凹部18は
噛み合いの作用線Kを避けて後述する一対の逃げ溝2
0,21間に設ける必要がある。その理由の一つは、仮
に噛み合いの作用線K上に凹部18を設けると高圧側と
低圧側が互いに導通してしまってポンプ機能を果たせな
くなるので、これを避けるためである。また、もう一つ
の理由は、凹部18としては、閉込み領域24に面する
面積が大きな箇所に設けることが圧力変動を緩和する効
果が高い点で好ましいからである。なお、凹部18とし
ては、1個であっても良いし、また2個以上であっても
良い。
【0014】駆動ギヤ7および従動ギヤ8の支軸7a,
8aは、長円形断面を有するギヤ室6の両側の円弧の軸
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7a,8aは各サイドプレート5
にそれぞれ一対形成された軸受としての支持孔11,1
2により両持ち支持されている。一対の支持孔11によ
って支持された一方の支軸7aは、一方の蓋板3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7aには、ギヤ室6の内部にお
いて駆動ギヤ7が一体回転可能に装着されている。支軸
7aが蓋板3を貫通する部分にはオイルシール13が配
置されている。
【0015】また、一対の支持孔12によって支持され
た他方の支軸8aは、各サイドプレート5の支持孔12
内に軸端を有する従動軸を構成している。支軸8aに
は、ギヤ室6の内部において従動ギヤ8が装着されてい
る。従動ギヤ8の支軸8a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8は両支軸7a,8aの軸心を含む平面内におい
て駆動ギヤ7と噛み合い、支軸7aにより駆動される駆
動ギヤ7の回転に伴って、支軸8aと共に(或いは支軸
8aの回転を伴わずに)従動回転するようにしてある。
【0016】図2には、駆動ギヤ7およびこれに連動す
る従動ギヤ8の回転方向が矢符により示してある。各ギ
ヤ7,8の回転方向は予め定められており、互いに反対
方向に回転する。各ギヤ7,8が予め定める回転方向に
回転している状態を正回転しているという。両ギヤ7,
8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14が、反回転方向側に吐出室15が形成されて
いる。これら吸込室14および吐出室15は、本体筒2
の対応位置に開口する吸込口16および吐出口17を介
して、ハウジング4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。図2において、
白抜き矢符により、作動流体の流れを示してある(図3
及び図4においても同様)。
【0017】図3において、サイドプレート5のギヤ側
側面5aには、両ギヤ7,8の噛み合い位置の近傍から
吸込室14側へ延びる逃げ溝20および吐出室15側へ
延びる逃げ溝21が形成されている。逃げ溝21は、両
ギヤ7,8の噛み合い部分の近傍で各サイドプレート5
と各噛合ギヤ歯とで形成される作動流体の閉込み領域2
4が、ギヤ7,8の回転に伴って収縮されるときに、上
記閉込み領域24内の高圧の作動流体を吐出室15へ逃
がして、閉込み領域24内での高圧発生を防止する。一
方、逃げ溝20は、上記の閉込み領域24が膨張されて
低圧になるときに、吸込室14から閉込み領域24へ作
動流体を供給して、閉込み領域24が負圧になることを
防止するためのものである。
【0018】両逃げ溝20,21は両ギヤ7,8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20,2
1を連通させてしまうと、吸込室14側と吐出室15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5aに
は、各支持孔11,12と吸込室14側とをそれぞれ連
通する連通溝22が形成されている。
【0019】一方、図4において、サイドプレート5の
反ギヤ側側面5bには、略3の字形形状のシール溝50
に上記のシール10を収容しており、このシール10を
境界として、互いに対向するサイドプレート5と蓋板3
との間の空間が、吸込室14側に連通する低圧側空間と
吐出室15側に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5の背面である反ギヤ
側側面5bには、シール10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5に吐出圧に応じて負荷される
ので、サイドプレート5と両ギヤ7,8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5bには、上記低圧
側空間において各支持孔11,12と吸込室14側とを
それぞれ連通する各一対の連通溝23が形成されてい
る。
【0020】このような構成により、吸込口16を経て
吸込室14に導入される作動流体は、該吸込室14に臨
む駆動ギヤ7および従動ギヤ8の歯間に受け入れられ、
両ギヤ7,8の回転により、それぞれの歯間と本体筒2
の内周面との間に封止された状態で搬送され、吐出室1
5に送り出される。吐出室15への送り出しを終えた駆
動ギヤ7と従動ギヤ8とは、両ギヤ7,8の噛み合い位
置を経て吸込室14側に向き、該吸込室14内の作動流
体を再度受け入れて吐出室15側へ送り出す作用をな
す。
【0021】以上のように、本実施の形態によれば、高
速回転時で閉込み領域24と逃げ溝20,21との間の
作動流体の流通が円滑に行なえないときにも、図5
(a)及び(b)に示すように、閉込み領域24に臨む
弾性体19が弾性変形することで、閉込み領域24の衝
撃的な圧力変動を緩和することができるので、振動や騒
音をより低減することができる。しかも、これをサイド
プレート5に凹部18を設けて弾性体19を収容する簡
単な構成にてコスト安価に実現することができる。
【0022】次いで、図7は本発明の別の実施の形態に
係るサイドプレートの要部の断面図である。図7を参照
して、本実施の形態の特徴とするところは、凹部18内
に、独立発泡の気泡25を含む発泡ゴムからなる弾性体
26を収容した点にある。この場合、気泡25内の気体
も弾性体として機能するので、圧力変動緩和のダンパと
しての機能をより高めて、騒音を一層低減することがで
きる。気泡25を取り囲むゴム部分が気泡25内に空気
を封止する封止部材として機能する。
【0023】次いで、図8は本発明のさらに別の実施の
形態に係るサイドプレートの要部の断面図である。図8
を参照して、本実施の形態の特徴とするところは、凹部
18内に、内部に空気室27を密封区画する中空ゴム2
8を収容した点にある。この場合にも、空気室27内の
気体を、圧力変動緩和のダンパとして機能させて、騒音
を一層低減することができる。空気室27を区画するゴ
ム部分が空気室27内に気体を封止する封止部材として
機能する。
【0024】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の特許請求の範囲で種々の変更
を施すことができる。
【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線に沿う模式的断面図であり、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】(a)及び(b)は弾性体の伸縮を説明するた
めのサイドプレートの要部の断面図である。
【図6】閉込み領域を説明するためのギヤの噛み合いの
模式図である。
【図7】本発明の別の実施の形態のサイドプレートの要
部の断面図である。
【図8】本発明の別の実施の形態のサイドプレートの要
部の断面図である。
【符号の説明】
1 キャビティ 2 本体筒 3 蓋板 4 ハウジング 5 サイドプレート 5a ギヤ側側面 6 ギヤ室 7 駆動ギヤ 8 従動ギヤ 7a,8a 支軸 7c,8c 歯底部 14 吸込室 15 吐出室 18 凹部 19 弾性体 20,21 逃げ溝 24 閉込み領域 25 気泡 26,28 弾性体(封止部材) 27 空気室 A,B 噛み合い点(噛み合い部分) K 噛み合いの作用線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3H041 AA02 BB02 CC12 DD02 DD04 DD05 DD11 DD24 DD33 3H044 AA02 BB02 CC11 DD02 DD04 DD05 DD11 DD23

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内部に空所を有するハウジングと、上記空
    所に嵌め入れられてハウジングの内部にギヤ室を区画す
    る一対のサイドプレートと、上記ギヤ室内に収容される
    一対のギヤとを備え、これら一対のギヤの回転に関連し
    て一対のギヤの噛み合い部分付近に作動流体の閉込み領
    域を発生するギヤポンプにおいて、 少なくとも一方のサイドプレートのギヤ側側面に上記閉
    込み領域に臨む凹部が形成され、この凹部に弾性体が収
    容されることを特徴とするギヤポンプ。
  2. 【請求項2】請求項1において、上記弾性体は発泡ゴム
    を含むことを特徴とするギヤポンプ。
  3. 【請求項3】請求項1又は2において、上記弾性体は封
    止部材によって凹部内に封入される気体を含むことを特
    徴とするギヤポンプ。
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