JP2004176704A

JP2004176704A - ギヤポンプ

Info

Publication number: JP2004176704A
Application number: JP2003057607A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Miyake; 良男三宅; Eiji Tsutsui; 栄治筒井; Hiroshi Uchida; 博打田; Yasutaka Konishi; 康貴小西; Kazuhiro Kaneda; 一宏金田
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2002-10-01
Filing date: 2003-03-04
Publication date: 2004-06-24

Abstract

【課題】極小流量・小出力の領域での使用に適し、耐久性に優れ、構造が簡単で、小型・コンパクトであり、且つ生産性の良好なギヤポンプを提供すること。
【解決手段】筒状のモータ固定子１１と、モータ回転子１２と、駆動歯車４７と、従動歯車４８を具備するギヤポンプにおいて、外ケーシング４１を設け、該外ケーシング４１の内部に２つ以上の部材（内ケーシング本体４４、サイドプレート４５，４６）から構成される内ケーシング４３を設け、該内ケーシング４３の内部に駆動歯車４７と従動歯車４８を収容し、外ケーシング４１に取扱液をモータ回転子室２０に導く流路を設け、該モータ回転子室２０に該取扱液を吐き出す吐出口１６を設け、モータ固定子１１の内周を覆う固定子キャン２２を設けた。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はギヤポンプに係り、特にモータと一体に構成される高機能化と高性能化を図ったギヤポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
小流量の割に高い圧力が求められる用途、特に、毎分１リットル以下の流量範囲で使用されるポンプ用途には、ギヤポンプが多く使用されている。これは、遠心式ポンプ（非容積式ポンプ）では、比速度Ｎｓの値が極めて小さな値となる領域であり、実際上の設計対応が困難であることが一因である。例えば、流量が毎分１リットル、揚程が１０メートルの遠心式ポンプを毎分１２０００回転の回転速度で設計した場合、比速度Ｎｓの値が６７（ｍ^３／ｍｉｎ，ｍ，ｍｉｎ^−１）となる。一般に比速度Ｎｓの値が７０以下になると遠心式ポンプの効率が著しく低下することが知られている。なお、この場合の羽根車外径は２５ｍｍ程度となる。
【０００３】
ギヤポンプ（外歯式）は、例えば特許文献１，２に示すように、潤滑油ポンプ、燃料ポンプなどとして広く用いられている。互いに噛み合う一対の歯車とポンプケーシングの内周壁とで作られる空間に閉じ込められた流体は、歯車の回転によって吸込側から吐出側に運ばれる。この空間が吐出側から吸込側に戻るときには、この空間に他方の歯車の歯が侵入して流体を追出すから、流体は回転する歯車の歯とともに吸込側に戻ることができず吐出口から外に吐き出される。
【０００４】
従来のギヤポンプは、ポンプ部分にメカニカルシールなどの軸封装置を備えているものが大半であった。このため、軸動力が１０Ｗ以下の極小容量のポンプでは、軸動力の多くを軸封装置の摺動トルクによって消費してしまい、総合効率が必ずしも良好でなかった。他方、小規模の各種冷却装置などでは、長寿命化・メンテナンスフリー化のニーズが高まってきており、このため、装置に搭載されたポンプについても、メカニカルシールなどの消耗部品の無い、長寿命な製品が望まれるようになってきた。そして、このような用途ではポンプが常時連続で運転される場合が多く、このため、省エネルギー化の観点から高効率のギヤポンプが求められている。
【０００５】
また、潤滑油や燃料用のポンプの場合は、水に比較して取扱液の粘性が高く、且つ、電気絶縁性も良好なため、各部の耐久性を確保しやすいが、最近増えている純水・超純水を用いたシステムでは、特に耐久性の確保が難しかった。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−２７０３１号公報
【特許文献２】
特開２０００−３２０４７１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、極小流量・小出力の領域での使用に適し、耐久性に優れ、構造が簡単で、小型・コンパクトであり、且つ生産性の良好なギヤポンプを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、駆動歯車と、駆動歯車と噛み合うことで回転する従動歯車とを具備するギヤポンプにおいて、ポンプ吸込口又はポンプ吐出口の少なくとも一方を備えた外ケーシングを設け、該外ケーシングの内部に２つ以上の部材から構成される内ケーシングを設け、該内ケーシングの内部に前記駆動歯車と従動歯車を収容したことを特徴とする。
【０００９】
ギヤポンプに上記のように外ケーシングの内部に２つ以上の部材で構成される内ケーシングを設け、内ケーシングの内部に駆動歯車と従動歯車の２つの歯車を収容する構成を採用することにより、内ケーシングを、寸法精度を必要とする２つの歯車による昇圧構造部分とその周囲を構成する部分とに分割することができ、寸法精度を必要とする昇圧構造部分の加工が容易となり、生産性の向上を図ることが可能となる。且つ、外ケーシングと内ケーシングを異材質とすることができ、２つの歯車との摺接に十分耐え得る耐摩耗性を有する高価な材料は内ケーシングのみに用い、外ケーシングには安価な材料を用いることができ、コスト低減に貢献する。
【００１０】
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、内ケーシングと外ケーシングの軸方向の隙間に気密性を有する弾性体を介在させたことを特徴とする。
【００１１】
上記のように内ケーシングと外ケーシングの軸方向の隙間に弾性体を介在させたことにより、内ケーシングと外ケーシングとの隙間からの液漏れを防止することができ、ギヤポンプにおける性能や効率の向上を図ることができる。また、各部品寸法や組み立て精度に多少のバラツキが生じたり、内ケーシングと外ケーシングを異材質とすることによる線膨張による隙間寸法の変化があったとしても、弾性体の締め代によってこのバラツキや寸法変化を吸収することができるため、液漏れや機械的応力の増大を防ぎ、ギヤポンプの性能や効率に及ぼす影響を少なく抑えることができる。そして、個体差のない安定した性能を有するギヤポンプを提供することが可能となる。なお、弾性体としては各種ゴムの他に樹脂エラストマーや液状ガスケットの類も含まれる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のギヤポンプにおいて、内ケーシングは内ケーシング本体及びサイドプレートを具備し、該サイドプレートに駆動歯車と従動歯車を支承する軸受部を設け、該内ケーシング本体を該駆動歯車及び従動歯車の外周部と適切な隙間を確保して該サイドプレートと位置決めする位置決め手段を設けたことを特徴とする。
【００１３】
上記のように内ケーシングを内ケーシング本体とサイドプレートで構成することにより、駆動歯車と従動歯車の２つの歯車の歯幅と、内ケーシング本体の寸法とを調整することで、２つの歯車の歯側面と内ケーシング本体及びサイドプレートの隙間を適切に管理することができ、ギヤポンプにおける性能や効率の向上を図ることができる。
【００１４】
また、サイドプレートに駆動歯車と従動歯車を支承する軸受部を設け、該内ケーシング本体を該駆動歯車及び従動歯車の外周部と適切な隙間を確保して該サイドプレートと位置決めする位置決め手段を設けることにより、２つの歯車と内ケーシングとの接触を防止でき、また、歯車及び内ケーシングに傷や変形が発生してしまうことを防止でき、ギヤポンプの性能や効率に悪影響を及ぼすことを防ぐことができる。また、２つの歯車と、内ケーシング本体と、サイドプレートは位置決め手段により常時固定され、外ケーシングによる支承がなくとも、内ケーシング本体とサイドプレートとが分割されることなく、ポンプ運転時の状態を保つことができる。このため、ポンプ故障時には内ケーシング部分のみの交換により対応することができ、生産時の性能試験も内ケーシングのみにて簡易的に行うことで、生産性の向上を図ることができる。
【００１５】
また、性能及び要項（流量・揚程）の変化に応じて、内ケーシング部分のみの交換により対応することも可能となる。なお、位置決め手段としては一般の位置決め平行ピンを用いることや、内ケーシング本体及びサイドプレートに凹凸部を設けて嵌め合わせるようにしてもよい。内ケーシング及びサイドプレートを樹脂成形によって製作する際には凹凸部を設けて嵌め合わせることで部品点数の削減、組み立ての容易さという観点から非常に有利である。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のギヤポンプにおいて、駆動歯車及び従動歯車と、内ケーシング本体及び／又はサイドプレートを同一材料で構成することを特徴とする。
【００１７】
上記のように駆動歯車及び従動歯車と、内ケーシング本体及び／又はサイドプレートを同一材料で構成することにより、駆動歯車及び従動歯車と内ケーシングを構成する材料の線膨張の影響を防ぐことができる。駆動歯車及び従動歯車と内ケーシングは取扱液やギヤポンプ運転時のモータの発熱による温度変化の影響を受け易く、駆動歯車及び従動歯車と内ケーシングは温度に応じて線膨張する。駆動歯車及び従動歯車と内ケーシング本体及びサイドプレートの隙間の変化は性能や効率に極めて大きく影響する。また、駆動歯車及び従動歯車を支承する軸受間の距離が変化すると、駆動歯車と従動歯車の噛み合わせ量にも変化が生じる。これらの線膨張の影響を防ぐことでギヤポンプの性能や効率を安定させることができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、筒状のモータ固定子と、該モータ固定子の内側に配置されるモータ回転子と、該モータ回転子の回転軸の一端に連結された駆動歯車と、該駆動歯車と噛み合うことで回転する従動歯車を具備するギヤポンプにおいて、ポンプ吸込口又はポンプ吐出口の少なくとも一方を備えた外ケーシングを設け、該外ケーシングの内部に２つ以上の部材から構成される内ケーシングを設け、該内ケーシングの内部に駆動歯車と従動歯車を収容し、外ケーシングに取扱液をモータ回転子室に導く流路を設け、該モータ回転子室に該取扱液を吐き出す吐出口を設け、モータ固定子の内周を覆うキャンを設けたことを特徴とする。
【００１９】
ギヤポンプを上記のように構成することにより、メカニカルシール等の軸封装置を使用しないから、機械ロスが無く、且つ耐久性にも優れたギヤポンプを実現できる。また、モータ回転子室には取扱液が満たされる構造となっており、モータ回転子室内に設けられた滑り軸受は取扱液によって効果的に潤滑され、耐久性が確保される。この際にモータ回転子室に空気等の気体が残留していると、遠心作用によって気体が軸心に集まり、軸受摺動部の潤滑が阻害されるが、ここでは取扱液がモータ回転子室を通過する構造であるため、気体がモータ回転室に残留すること無く、軸受の潤滑は良好な状態が維持される。また、吐出口を軸心から偏心した位置に設けることにより、ポンプを縦置き、横置きのいずれの向きに設置しても、吐出口を介してモータ回転子室から気体が容易に抜ける。
【００２０】
また、モータを、モータ回転子にネオジウム製の永久磁石を使用したＤＣブラシレスモータとし、モータ回転子の外周及びモータ固定子の内周をポリカーボネート等の樹脂材からなるキャンで覆うことにより、キャンに渦電流が発生することなく、モータは高効率となる。モータ回転子の外周に設けたキャンは永久磁石が錆びないようにするためであり、モータ固定子の内周に設けたキャンは取扱液が巻線部分に浸入しないようにするためのものである。このように構成することにより、電気絶縁性の低い液体、例えば純水の使用が可能となっている。なお、モータ固定子の内側では、取扱液との間で熱の授受が行われる。即ち、取扱液が常温レベルの場合、モータ固定子は良好に冷却される。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、駆動歯車と、該駆動歯車と噛み合うことで回転する従動歯車とを備えたギヤポンプにおいて、ポンプ吸込口又はポンプ吐出口の少なくとも一方を備えた外ケーシングを設け、内ケーシング本体とサイドプレートとを具備する内ケーシングを前記外ケーシングの内部に設け、前記内ケーシングの内部に前記駆動歯車及び従動歯車を収容し、取扱液の圧力を前記駆動歯車の両軸端及び前記従動歯車の両軸端に軸方向から作用させるように構成したことを特徴とする。
【００２２】
このように構成することで、駆動歯車及び従動歯車のそれぞれの両軸端に、取扱液の圧力を与えることができる。従って、駆動歯車及び従動歯車の歯側面とサイドプレートとの隙間を適切に管理することができ、ギヤポンプの性能及び効率を向上させることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係るギヤポンプの構成を示す縦断面図である。ギヤポンプはモータ部１０とポンプ部４０を具備する。モータ部１０は、筒状のモータ固定子１１と、該モータ固定子１１内に例えばネオジウム製の永久磁石１３を使用したモータ回転子１２が配置されたＤＣブラシレスモータである。モータ固定子１１の巻線には図示しない駆動用ドライバ（インバータ）から電力供給用のリード線を介して電力が供給されるようになっている。
【００２４】
モータ固定子１１の外周部には例えばステンレス合金製の筒状のモータフレーム１４が嵌着されており、該モータフレーム１４の両開放端には、ステンレス合金製のポンプケーシングである外ケーシング４１とステータ側板１５が取り付けられている。ステータ側板１５には吐出口１６と反負荷側軸受１７を備えたステンレス合金製の軸受ブラケット１８が固定されている。外ケーシング４１のモータ側には、負荷側軸受１９が設けられている。なお、反負荷側軸受１７及び負荷側軸受１９は所謂滑り軸受であり、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）若しくはＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などの樹脂材料によって製作されている。
【００２５】
モータ固定子１１の内周に設けられたモータ回転子室２０は取扱液が満たされる構造となっており、該モータ回転子室２０に設けられた反負荷側軸受１７及び負荷側軸受１９はこの取扱液によって効果的に潤滑され、耐久性が確保される。このとき該モータ回転子室２０に空気等の気体が残っていると、遠心分離作用によって気体が軸芯に集まり、反負荷側軸受１７及び負荷側軸受１９の摺動部の潤滑が阻害されるが、ここでは取扱液がモータ回転子室２０を通過する構造となっているため、気体がモータ回転子室２０内に残留することが無く、反負荷側軸受１７及び負荷側軸受１９の潤滑は常に良好な状態が維持される。
【００２６】
また、吐出口１６は軸受ブラケット１８の軸芯から偏心した位置に設けられているため、ギヤポンプを縦置き、横置きのいずれの向きに設置しても、気体は吐出口１６を介してモータ回転子室２０から容易に抜ける。
【００２７】
モータ回転子１２の外周及びモータ固定子１１の内周には回転子キャン２１、固定子キャン２２がそれぞれ設けられ覆われている。該回転子キャン２１及び固定子キャン２２はポリカーボネート等の樹脂材料で構成されている。このように回転子キャン２１及び固定子キャン２２は非金属製のため、渦電流が発生せず、渦流損がないからモータは高効率となる。
【００２８】
モータ回転子１２の外周に設けた回転子キャン２１は、取扱液によって永久磁石１３が錆びないようにするためのものであり、モータ固定子１１の内周に設けた固定子キャン２２は、取扱液がモータ固定子１１の巻線部分に浸入しないようにするためのものである。このように構成することで、電気絶縁性の低い液体、例えば純水の使用が可能となっている。なお、モータ固定子１１の内側では、取扱液との間で熱の授受が行われる。即ち、取扱液が常温レベルである場合、モータ固定子１１は良好に冷却される。
【００２９】
モータ回転子１２の永久磁石１３の内周には、ステンレス合金からなるスリーブ２３が接着剤で固定されている。そして、スリーブ２３はセラミック製のモータ軸２４に「焼嵌め」又は「圧入」によって固定されている。取扱液の外部漏洩、モータ固定子１１への取扱液の浸入、及びモータ回転子１２の永久磁石部への取扱液の浸入を防止するため、ステータ側板１５と軸受ブラケット１８の当接部、ステータ側板１５と固定子キャン２２の当接部、外ケーシング４１と固定子キャン２２の当接部、モータ回転子１２のスリーブ２３と回転子キャン２１の当接部、及び永久磁石１３の外ケーシング４１側端面の外周部及び内周部の位置には、Ｏリング２５，２６，２７，２８，２９がそれぞれ設けられている。
【００３０】
図２乃至図４はポンプ部４０の詳細を示す図で、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は縦断面図、図４は図３のＢ矢視図である。外ケーシング４１の反モータ側に８角形の内ケーシングハウジング４２が設けられており、この内ケーシングハウジング４２内に内ケーシング４３が装填されている。内ケーシング４３の１つの外周辺は内ケーシングハウジング４２に当接し、反対側の外周辺と内ケーシングハウジング４２との間には、０．２〜１ｍｍ程度の隙間が設けられている。本実施形態では、内ケーシング４３が内ケーシング本体４４と２枚のサイドプレート４５，４６からなり、該内ケーシング本体４４を挟み込むようにサイドプレート４５，４６が当接され、内部には駆動歯車４７と、該駆動歯車４７と噛み合うことで回転する従動歯車４８が収容されている。駆動歯車４７と従動歯車４８はＰＥＥＫ等の樹脂材料やジルコニア等のセラミック材料で構成される。なお、内ケーシング本体４４と、サイドプレート４５，４６のいずれか一方とを一体的に構成してもよい。
【００３１】
このような構成において、駆動歯車４７及び従動歯車４８の歯幅と内ケーシング本体４４の厚さとを調整することで、駆動歯車４７と従動歯車４８の２つの歯車の歯側面とサイドプレート４５，４６との隙間を適切に管理することができ、ギヤポンプにおける性能や効率の向上を図ることができる。サイドプレート４５，４６には駆動歯車４７と従動歯車４８を支承する軸受部を設け、内ケーシング本体４４が駆動歯車４７と従動歯車４８の歯車外周部と適切な隙間を確保できるように内ケーシング本体４４とサイドプレート４５，４６は位置決め平行ピン４９，５０を用いて位置決めされている。このように構成することによって、駆動歯車４７と従動歯車４８の２つの歯車と内ケーシング４３との接触を防止でき、また、歯車及び内ケーシング４３に傷や変形が発生してしまうことが防止でき、ギヤポンプの性能や効率に悪影響を及ぼすことを防ぐことができる。
【００３２】
また、駆動歯車４７と従動歯車４８の２つの歯車と、内ケーシング本体４４と、サイドプレート４５，４６は位置決め平行ピン４９，５０により常時固定され、外ケーシング４１による支承がなくとも、内ケーシング本体４４とサイドプレート４５，４６とが分割されることなく、ポンプ運転時の状態を保つことができる。このため、ポンプ故障時には、内ケーシング４３部分の交換により対応することができ、また、生産時の性能試験も内ケーシング４３のみにて簡易的に行うことができ、生産性の向上を図ることができる。また、性能及び要項（流量・揚程）の変化に応じて、内ケーシング４３部分の交換により対応することも可能となる。
【００３３】
なお、位置決め手段としては、位置決め平行ピン４９，５０に限定されるものではなく、例えば内ケーシング本体４４及びサイドプレート４５，４６に凹凸部を設け、嵌め合わせてもよい。内ケーシング本体４４及びサイドプレート４５，４６を樹脂成形によって製作する場合は、凹凸部を設けて嵌め合わせることで部品点数の削減、組み立ての容易さという観点から、非常に好都合である。
【００３４】
内ケーシング４３と外ケーシング４１の軸方向の隙間にはゴムのような弾性体５１，５２を設けている。このようにゴムのような弾性体５１，５２を設けることにより、内ケーシング４３と外ケーシング４１との隙間からの液漏れを防止することができ、ギヤポンプにおける性能や効率の向上を図ることができる。また、各部品寸法や組み立て精度に多少のバラツキが生じていても、弾性体の締め代によって寸法を吸収することができるため、ギヤポンプの性能や効率に及ぼす影響を少なく抑えることができ、個体差のない安定した性能を有するギヤポンプを提供できる。
【００３５】
なお、気密性を有する弾性体５１，５２には、各種ゴムの他に樹脂エラストマーや液状ガスケットの類も含まれる。内ケーシング４３のサイドプレート４６に設けられた吸込口５３に対応して、ケーシングカバー５４にも吸込口５５が設けられている。また、サイドプレート４５には吐出口５８が設けられている。外ケーシング４１とケーシングカバー５４の当接部にはＯリング５６が設けられている。ケーシングカバー５４から軸受ブラケット１８までの各部品は、通しボルト５７によって互いに締め付けられ固定されている。
【００３６】
次に、本発明の第２の実施形態について図５及び図６を参照して説明する。図５は本発明の第２の実施形態に係るギヤポンプの構成を示す縦断面図である。図６（ａ）は図５に示すポンプ部の横断面図であり、図６（ｂ）は図５に示すポンプ部の縦断面図である。なお、本実施形態において特に説明しない構成及び作用は第１の実施形態と同様であるので重複する説明を省略する。
【００３７】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、サイドプレート４５，４６には、駆動歯車４７及び従動歯車４８のそれぞれの軸部を支承する貫通孔４５ａ，４５ｂ，４６ａ，４６ｂが形成されている。吸込側（反モータ側）に配置されたサイドプレート４６には取扱液を駆動歯車４７及び従動歯車４８に導入する吸込口５３が形成されている。吐出側（モータ側）に配置されたサイドプレート４５には、駆動歯車４７及び従動歯車４８によって昇圧された取扱液を吐出する吐出口５８が形成されている。吸込口５３と吐出口５８とは、駆動歯車４７及び従動歯車４８に関して互いに対称的な位置に配置されている。サイドプレート４６には、吐出口５８と同軸上に流路４６ｃが設けられており、駆動歯車４７及び従動歯車４８によって昇圧された取扱液の一部が流路４６ｃに流入するようになっている。
【００３８】
サイドプレート４６とケーシングカバー５４（図５参照）との間には弾性体５２が配置され、サイドプレート４５と外ケーシング４１との間には弾性体５１が配置されている。吸込側に配置された弾性体５２のサイドプレート４６と当接する面には凹部５２ａが設けられている。この凹部５２ａは、サイドプレート４６の貫通孔４６ａ，４６ｂが凹部５２ａの位置で開口するように形成されている。そして、凹部５２ａ、サイドプレート４６、駆動歯車４７の吸込側の軸端４７ａ、及び従動歯車４８の吸込側の軸端４８ａとにより加圧室１００が構成されている。この加圧室１００は流路４６ｃに連通しており、駆動歯車４７及び従動歯車４８によって昇圧された取扱液は流路４６ｃを介して加圧室１００に導入されるようになっている。
【００３９】
吐出側に配置された弾性体５１には、サイドプレート４５の貫通孔４５ｂと同軸上に通孔５１ａが形成されている。そして、通孔５１ａ、サイドプレート４５、従動歯車４８の吐出側の軸端４８ｂ、及び外ケーシング４１により加圧室１１０が構成されている。この加圧室１１０は、吐出口５８から吐出された取扱液をモータ回転子室２０（図５参照）に導く取扱液導入路４１ａに連通している。従って、駆動歯車４７及び従動歯車４８によって昇圧された取扱液は、取扱液導入路４１ａを介して加圧室１１０に導入されるようになっている。
【００４０】
図５に示すように、モータ軸２４の吐出側の端部２４ａには加圧室１２０が設けられている。この加圧室１２０は、モータ軸２４の吐出側の端部２４ａと軸受ブラケット１８とによって画成されている。軸受ブラケット１８には通孔１８ａが設けられており、この通孔１８ａを介して加圧室１２０とモータ回転子室２０とが互いに連通している。このような構成により、モータ回転子室２０に流入した取扱液の一部は、通孔１８ａを介して加圧室１２０に導入されるようになっている。なお、モータ回転子室２０に導入された取扱液の一部は、図示しない流路を介して液室９９（図６（ｂ）参照）に流入するようになっている。
【００４１】
次に、本実施形態に係るギヤポンプの動作について説明する。
回転する駆動歯車４７及び従動歯車４８によって昇圧された取扱液は、吐出口５８から吐出されて取扱液導入路４１ａに流入する。この時、取扱液の一部は通孔４６ｃを介して加圧室１００に導入される。従って、駆動歯車４７の軸端４７ａと従動歯車４８の軸端４８ａには、駆動歯車４７及び従動歯車４８によって昇圧された取扱液の圧力（以下、適宜、吐出圧力という）が軸方向（歯車側）に作用する。
【００４２】
取扱液導入路４１ａを流れる取扱液の一部は加圧室１１０に導入され、これにより、従動歯車４８の軸端４８ｂに取扱液の吐出圧力が軸方向（歯車側）に作用する。取扱液導入路４１ａを介してモータ回転子室２０に導入された取扱液は、モータ固定子１１とモータ回転子１２との間の隙間を流れ、モータ回転子室２０内を満たした後、吐出口１６から排出される。モータ回転子室２０に導入された取扱液の一部は通孔１８ａを介して加圧室１２０に導入され、モータ軸２４の端部２４ａに取扱液の吐出圧力が軸方向に作用する。ここで、モータ軸２４は駆動歯車４７の軸部に連結されているため、加圧室１２０内の取扱液の吐出圧力はモータ軸２４を介して駆動歯車４７の軸端４７ｂ（図６（ｂ）参照）に軸方向（歯車側）に作用する。また、モータ回転子室２０に導入された取扱液の一部は液室９９を満たし、液室９９内の取扱液の吐出圧力がモータ軸２４の他方の端部に作用する。
【００４３】
上述の場合において、取扱液が駆動歯車４７の両軸端４７ａ，４７ｂを押圧する押圧力は互いに等しく、同様に、取扱液が従動歯車４８の両軸端４８ａ，４８ｂを押圧する押圧力は互いに等しい。従って、駆動歯車４７及び従動歯車４８が吸込側又は吐出側のいずれか一方に押し付けられることなく、駆動歯車４７及び従動歯車４８の位置を安定的に保持することができる。このように、加圧室１００，１１０，１２０を介して駆動歯車４７の両軸端４７ａ，４７ｂ及び従動歯車４８の両軸端４８ａ，４８ｂに取扱液の吐出圧力が作用するため、駆動歯車４７と従動歯車４８の歯側面とサイドプレート４５，４６との隙間を適切に管理することができ、ギヤポンプの性能及び効率を向上させることができる。
【００４４】
ここで、ギヤポンプの運転時には内ケーシング４３の内圧が上昇するため、内ケーシング本体４４とサイドプレート４５，４６との間に隙間が生じ、この隙間から取扱液が漏れ出してしまうことがある。本実施形態では、加圧室１１０を満たす取扱液は、サイドプレート４６の吸込側の面を歯車側に押圧することになるため、内ケーシング４３からの取扱液の漏出が防止され、ギヤポンプの性能及び効率を向上させることができる。
【００４５】
なお、内ケーシング吐出側から内ケーシング吸込側に取扱液を導くための流路を外ケーシングに設け、これによって、駆動歯車及び従動歯車の軸端に取扱液の吐出圧力を作用させるようにしてもよい。また、本実施形態では、駆動源としてキャンドモータが用いられているが、マグネットカップリングにより駆動力を伝達するマグネット駆動式のギヤポンプにも本発明を適用することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように各請求項に記載の発明によれば下記のような優れた効果が得られる。
【００４７】
請求項１に記載の発明によれば、ギヤポンプを外ケーシングの内部に２つ以上の部材から構成される内ケーシングを設け、内ケーシングの内部に駆動歯車と従動歯車の２つの歯車を収容する構成とするので、内ケーシングを、寸法精度を必要とする２つの歯車による昇圧構造部分とその周囲を構成する部分とに分割することができ、寸法精度を必要とする昇圧構造部分の加工が容易となり、生産性の向上を図ることが可能なギヤポンプを提供できる。また、高価な材料は内ケーシングのみに、外ケーシングには安価な材料を用いることができ、コストを低減することが可能となる。
【００４８】
請求項２に記載の発明によれば、内ケーシングと外ケーシングの軸方向の隙間に気密性を有する弾性体を介在させたことにより、液漏れや機械的応力の増大を防ぎ、ギヤポンプの性能や効率に及ぼす影響を少なく抑えることができ、個体差のない安定した性能を有するギヤポンプを提供することができる。
【００４９】
請求項３に記載の発明によれば、内ケーシングを内ケーシング本体とサイドプレートで構成することにより、駆動歯車と従動歯車の２つの歯車の歯側面と内ケーシング本体及びサイドプレートの隙間を適切に管理することができ、性能や効率の向上を図ることができるギヤポンプを提供することができ
る。
【００５０】
また、内ケーシング本体を該駆動歯車及び従動歯車の外周部と適切な隙間を確保して該サイドプレートと位置決めする位置決め手段を設けるので、２つの歯車と内ケーシング本体との接触を防止でき、歯車及び内ケーシングに傷や変形が発生してしまうことを防止できる。また、ポンプ故障時には内ケーシング部分のみの交換により対応することができる。そして、生産時の性能試験も内ケーシングのみにて簡易的に行うことができるので、更に生産性の向上を図ることが可能なギヤポンプを提供することができる。
【００５１】
請求項４に記載の発明によれば、駆動歯車及び従動歯車と、内ケーシング本体及び／又はサイドプレートを同一材料で構成することにより、駆動歯車及び従動歯車と内ケーシングを構成する材料の線膨張の影響を防ぐことができ、性能や効率の安定したギヤポンプを提供することができる。
【００５２】
請求項５に記載の発明によれば、メカニカルシール等の軸封装置を使用しないから、機械ロスがなく、且つ耐久性にも優れたギヤポンプを提供することができる。モータ回転子室には取扱液が満たされ通過する構造であるから、モータ回転子室内に設けられた滑り軸受は取扱液によって効果的に潤滑される。また、モータ固定子の内側では、取扱液との間で熱の授受が行われるから、取扱液が常温レベルの場合、モータ固定子が良好に冷却されるギヤポンプを提供することができる。また、モータ固定子の内周をキャンで覆うことにより、取扱液が巻線部分に浸入することなく、電気絶縁性の低い液体、例えば純水の使用が可能となっている。
【００５３】
請求項６に記載の発明によれば、駆動歯車及び従動歯車の軸端に常時安定した取扱液の圧力が加えられるため、駆動歯車及び従動歯車の歯側面とサイドプレートとの隙間を適切に管理することができ、ギヤポンプの性能及び効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るギヤポンプの構成を示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るギヤポンプのポンプ部の詳細を示す縦断面図である。
【図４】図３のＢ矢視図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るギヤポンプの構成を示す縦断面図である。
【図６】図６（ａ）は図５に示すポンプ部の横断面図であり、図６（ｂ）は図５に示すポンプ部の縦断面図である。
【符号の説明】
１０モータ部
１１モータ固定子
１２モータ回転子
１３永久磁石
１４モータフレーム
１５ステータ側板
１６吐出口
１７反負荷側軸受
１８軸受ブラケット
１９負荷側軸受
２０モータ回転子室
２１回転子キャン
２２固定子キャン
２３スリーブ
２４モータ軸
２５Ｏリング
２６Ｏリング
２７Ｏリング
２８Ｏリング
２９Ｏリング
４０ポンプ部
４１外ケーシング
４２内ケーシングハウジング
４３内ケーシング
４４内ケーシング本体
４５サイドプレート
４６サイドプレート
４７駆動歯車
４８従動歯車
４９位置決め平行ピン
５０位置決め平行ピン
５１弾性体
５２弾性体
５３吸込口
５４ケーシングカバー
５５吸込口
５６Ｏリング
５７ボルト
５８吐出口
９９液室
１００，１１０，１２０加圧室

Claims

駆動歯車と、駆動歯車と噛み合うことで回転する従動歯車とを具備するギヤポンプにおいて、
ポンプ吸込口又はポンプ吐出口の少なくとも一方を備えた外ケーシングを設け、該外ケーシングの内部に２つ以上の部材から構成される内ケーシングを設け、該内ケーシングの内部に前記駆動歯車と従動歯車を収容したことを特徴とするギヤポンプ。
請求項１に記載のギヤポンプにおいて、
前記内ケーシングと外ケーシングの軸方向の隙間に気密性を有する弾性体を介在させたことを特徴とするギヤポンプ。
請求項１又は２に記載のギヤポンプにおいて、
前記内ケーシングは内ケーシング本体及びサイドプレートを具備し、該サイドプレートに前記駆動歯車と従動歯車を支承する軸受部を設け、該内ケーシング本体を該駆動歯車及び従動歯車の外周部と適切な隙間を確保して該サイドプレートと位置決めする位置決め手段を設けたことを特徴とするギヤポンプ。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のギヤポンプにおいて、
前記駆動歯車及び従動歯車と、内ケーシング本体及び／又はサイドプレートを同一材料で構成することを特徴とするギヤポンプ。
筒状のモータ固定子と、該モータ固定子の内側に配置されるモータ回転子と、該モータ回転子の回転軸の一端に連結された駆動歯車と、該駆動歯車と噛み合うことで回転する従動歯車を具備するギヤポンプにおいて、
ポンプ吸込口又はポンプ吐出口の少なくとも一方を備えた外ケーシングを設け、該外ケーシングの内部に２つ以上の部材から構成される内ケーシングを設け、該内ケーシングの内部に前記駆動歯車と従動歯車を収容し、前記外ケーシングに取扱液をモータ回転子室に導く流路を設け、該モータ回転子室に該取扱液を吐き出す吐出口を設け、前記モータ固定子の内周を覆うキャンを設けたことを特徴とするギヤポンプ。
駆動歯車と、該駆動歯車と噛み合うことで回転する従動歯車とを備えたギヤポンプにおいて、
ポンプ吸込口又はポンプ吐出口の少なくとも一方を備えた外ケーシングを設け、内ケーシング本体とサイドプレートとを具備する内ケーシングを前記外ケーシングの内部に設け、前記内ケーシングの内部に前記駆動歯車及び従動歯車を収容し、取扱液の圧力を前記駆動歯車の両軸端及び前記従動歯車の両軸端に軸方向から作用させるように構成したことを特徴とするギヤポンプ。