JP2010031771A - 外接歯車ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】
高い加工精度を必要とせずに高い機械効率を有し、同じ当り付け時間でも容積効率にばらつきの少ない高効率の外接歯車ポンプを実現すること。
【解決手段】
各々の回転軸が軸支され、互いに外接してかみ合う一対の歯車と、該一対の歯車の側面に摺接させて設けられた側板と、前記歯車と一部の方向から近接し、前記側板が接触してシールするシールブロックとを備え、前記回転軸の一方を駆動するポンプ組立体と、前記ポンプ組立体を収容するケーシングと、該ケーシングに固定され前記回転軸を軸支する軸受とを備えた外接歯車ポンプにおいて、前記シールブロックを前記ケーシングと一体の部品に対して回転軸と直角な面内での移動を規制する構成をとる。
【選択図】図１

Description

本発明は、油圧装置等の油圧源はもとより、ガソリンやブレーキ液等の低粘度の流体を加圧するのに好適な外接歯車ポンプに関する。

従来、容積効率の高い外接歯車ポンプとして特許文献１や２に記載された構成のものがある。これらの公報に記載の外接歯車ポンプは、ケーシング内に、各々の回転軸が軸支され、互いに外接してかみ合う一対の歯車と、一対の側板と、シールブロックから構成されたポンプ組立体を収容している。駆動軸は、ケーシングの軸受によって支持され、ポンプ組立体はシールブロックの中央付近でケーシングと接触し、この接触点により本体ケースに対して支持されている。

特開平１０−２５２５８９号公報 特開２００２−２０２０７０号公報

上記従来技術において、シールブロックはどの部品とも固定されていないため、ポンプ始動時にポンプ組立体が駆動軸周りに回転し、シールブロックの先端がケーシング内壁に当り回転が止められることで位置が決まる。この構成の場合、回転軸とシールブロックの位置関係が各部品の加工精度に依存して変化する。そのため、以下の二つの理由によりポンプ性能が加工精度に依存してばらつく可能性がある。

第１の理由は機械効率のばらつきである。前記のように、回転軸とシールブロックの位置関係が決まらないため、シールブロックのシール面と当接しシールブロックと側板の間のシールを行う側板シール面と側板軸穴との位置関係も正確に決められない。この構成だと、側板軸穴に回転軸が接触するので側板軸穴を軸受とする必要があり、回転軸と軸穴の隙間は狭くしなければならない。さらに、従来の構成では、側板シール面の位置と軸穴位置の２枚の側板間における相対的な位置関係に誤差が大きい場合、２枚の側板の同一回転軸を軸支する軸穴位置がずれ、軸穴に回転軸が強く押付けられる可能性がある。この状態になると、ポンプの摩擦トルクが増大し、機械効率が低下する。

この状態を回避するためにはポンプ組立体で使用する１組の側板について、側板シール面の位置と軸穴の位置を２枚の側板間で相対的誤差が大きくならないように、高い精度で側板を製作することが必要とされる。しかし、高精度な加工を要求する構成だと、コストの増加や歩留まりの低下などといった課題がある。

第２の理由は容積効率のばらつきである。外接歯車ポンプはポンプ組立後、馴らし運転中に歯車歯先でシールブロックのシール面を切削し、歯先とシール面との隙間を最小化する当り付け工程により、容積効率を高めることが特徴である。従来技術によると、この切削量は各部品の製作時に決定され、調節することができない。さらに、部品の個体誤差によって切削量が異なり、当り付けに必要な時間がポンプ固体によって異なる。そのため、同じ当り付け時間でポンプを製造した場合、容積効率が異なるため、当り付けに長い時間をかけてばらつきを低減する必要がある。しかし、当り付け必要な時間は、できるだけ短くできることが製造に要する時間の短縮となるので好ましい。

本発明の目的は、高度な加工精度を必要とせずに高い機械効率を有し、同じ当り付け時間でも容積効率にばらつきの少ない高効率の外接歯車ポンプを実現することにある。

請求項１に記載の外接歯車ポンプは、各々の回転軸が軸支され、互いに外接してかみ合う一対の歯車と、前記一対の歯車の側面に摺接させて設けられた側板と、前記歯車と一部の方向から近接し、前記側板が接触してシールするシールブロックとを備え、前記回転軸の一方を駆動することによって動作するポンプ組立体と、前記ポンプ組立体を収容するケーシングと、前記ケーシングに固定され前記回転軸を軸支する軸受とを備えた外接歯車ポンプにおいて、前記シールブロックを前記ケーシングと一体の部品に対して回転軸と直角な面内での移動を規制する構成をとる。

この構成の外接歯車ポンプでは、シールブロックが回転軸と直角な面に対して平行な方向へ移動しないため、シールブロックのシール面と回転軸との位置関係が決まる。

また、この効果は請求項２のように、前記シールブロックの移動を規制する方法として、前記ケーシングと一体の部品に前記シールブロックを固定する固定手段を備えることにしても同様の効果を得ることができる。

また、その固定手段は請求項３のように前記シールブロックは前記回転軸と直角な面内に固定することで、シールブロックの移動を容易に規制できる。

また、前述のようにシールブロックを固定した場合に、請求項４に記載のように、前記側板は前記シールブロックに側板シール面を接触させた状態で、回転軸との間に隙間ができるように側板軸穴を形成する構成とする。

この構成によると、回転軸と側板軸穴とが接触することがないため、従来技術のように１個のポンプ内で使用される２枚の側板間でのシール面と軸穴の位置の相対的な誤差に起因する回転軸と軸穴との強い力で接触する現象が発生せず、トルク増大がない。また、側板のシール面と軸穴の位置関係の精度は低くてもよく、シールブロックと側板のシール面の相互形状精度のみを確保すればよいので加工が容易となる。さらに、側板に軸受機能がないので側板が薄くてもよく、ポンプの軸方向長を短縮できるためポンプを小型化できる。

また、請求項５に記載のように、前記シールブロックは固定前に前記回転軸と直角な面内を平行に移動できるように構成することで、組立時にシールブロックと歯先の位置関係を微調整することができる。

例えば、歯車を押し込む位置で固定することにより初期削り量を大きくすることや、逆に、歯車によりシールブロックを押し込む位置で固定することで削り量を小さくすることもできる。

また、請求項６のように、前記回転軸は歯車の両側の前記ケーシングに備えた軸受により軸支する。

これにより、軸の軸受への片当りや防止や面圧低減効果が得られ、摩擦トルクの増大を防止することができる。また、この効果は前述ようにシールブロック位置を固定した場合に、側板と接触しない構成と組み合わせることで、摩擦トルクの低減効果が大きくなることが期待できる。

また、ケーシングは通常２個以上の部品によって構成されるが、本発明を適用し、課題である摩擦トルクの増大を防ぐ効果を得るために、請求項７のように、前記軸受の少なくとも１つを有する前記ケーシング部品に前記シールブロックを固定し構成する。

軸受位置によって回転軸の位置が決まるため、この構成のように回転軸とシールブロックとの位置関係を固定するためには軸受と一体となったケーシング部品上にシールブロックを固定するのがよい。

また、請求項８のように、前記シールブロックを前記ケーシングとは異なる材料によって構成する。

シールブロックは初期駆動時に歯先により削られ、歯先シール面の隙間を最小にすることにより容積効率を高める事を目的として当り付けを行うため、切削性が良好な材料を用いることで、当り付け時間が短くなるのが好ましい。一方、ケーシングにはコストの低さなどが求められ、シールブロックとケーシングでは求められる特性が異なり、材料もそれぞれ別のものを使用するのが好ましい。

また、シールブロック位置を固定することで、請求項９のように、側板は歯車側面の片側のみに配置し、歯車の反対側面はケーシングと摺接する構成としてもよい。圧力により高圧側から低圧側へ押される側板を固定されたシールブロックで受けるため、側板を片側としてもシールブロックの大きな傾きを引き起こす要因とならない。これにより、部品点数の削減やポンプの小型化を実現できる。

さらに請求項１０のように、前記歯車側面と前記側板との摺動面と、前記ケーシングと前記歯車側面との摺動面と、前記歯車の一部と前記シールブロックとの間と、前記側板と前記シールブロックとの接触部と、前記ケーシングと前記シールブロックとの接触部と、前記側板上面と前記ケーシングとによってシールし、前記ケーシング内を高圧部分と、低圧部分とに分離する構成とする。

これにより、請求項９の側板を片側のみとした構造としても、高圧部分と低圧部分を分離し、ポンプとしての機能を実現することができる。

さらに、請求項１１のように、側板を片側のみにした場合、ケーシングのギヤとの摺動面に摺動部材を埋め込んだ構成とする。

これにより摺動性を向上できる。前述のシールブロックをケーシングとは別の部品で構成し、本発明の固定する方式を用いる場合、ケーシングのギヤ摺動面側の部品は平面でよいので、摺動部材を埋め込む構成とした場合、埋め込んだ後に研削等によりケーシング表面の高さを合わせるだけでよく容易に加工できる利点もある。

また、請求項１２のように、各々の回転軸が軸支され、互いに外接してかみ合う一対の歯車と、前記一対の歯車の側面に摺接させて設けられた側板と、前記歯車の外周と一部の方向から近接し、前記側板に接触してシールするシールブロックとを備えた第一ポンプ組立体と、前記第一ポンプ組立体と同様の構成の第二ポンプ組立体と、前記第一，第二ポンプ組立体を収容するケーシングと、第一ポンプ組立体と第二ポンプ組立体の収容部を分離する仕切り板と、前記回転軸を軸支する軸受と、前記各ポンプの前記回転軸の一方を共通の駆動軸として外部から駆動される外接歯車ポンプにおいて前記シールブロックを前記ケーシングまたは仕切り板と一体の部品に対して回転軸と直角な面内で移動するのを規制する移動規制手段を備える構成とする。

これによって、同一の回転軸を有し、同期して駆動される２つのポンプ組立体で構成された外接歯車ポンプにおいて、前述した１つのポンプ組立体の場合と同様の効果を得ることができ、性能のばらつきを抑えられる。

また、請求項１３のようにシールブロックを固定する構成としても同様の効果が得られる。

本発明によれば、高い容積効率が得られるシールブロック式の外接歯車ポンプにおいて、シールブロックのシール面と回転軸との位置関係が決まる。そのためシールブロックに当接する側板の位置も確定し、直接側板をシールブロックに当接させなくても、側板と回転軸の相対位置が決定される。これにより、回転軸と側板軸穴とを接触しないようにすることができ、側板シール面と軸穴との相対位置の寸法精度に依存せずに高い機械効率を実現できる。また、シールブロック位置を組立時に調整することで、歯先によるシールブロックの当り付けに必要な時間のばらつきを抑えられ、必要最小限の時間で当り付けができるため、製造時間の短縮にもつながる。

以下、本発明に係る実施例を説明する。

図２は本発明の第１の実施形態にかかる外接歯車ポンプの構成が斜視図により示されており、図３にはこの構成の平面図を示す。また、図１は図３のＡ−Ａ′断面である。ここで、図２，図３は外接歯車ポンプのケーシング２を取り除いた状態を表示している。また、図４は図１のＢ−Ｂ′断面、図５と図６はそれぞれ、図３のＣ−Ｃ′，Ｄ−Ｄ′断面である。

図１において、３は蓋ケーシングで、蓋ケーシング３に埋め込まれた軸受４を介して回転軸の一つである駆動軸５が軸支され、図４に示す駆動歯車６が一体となって回転する。また、同じく蓋ケーシング３に埋め込まれた軸受４′により、もう一方の回転軸である従動軸５′が軸支され、従動歯車６′が一体となって回転する。駆動歯車６と従動歯車６′は互いにかみ合っており、モータ等の駆動源によって駆動軸５が回転し、駆動歯車６が回転すると従動歯車６′も回転する。

側板７は、歯車の側面に摺接して、歯車側面のシールを行う。ケーシング２は内部が円筒形をなしており、歯車６，６′とは離れてこれを包囲し、蓋ケーシング３とで、側板７及び歯車６，６′を挟み込んでいる。ケーシング２の内部深さは歯車６，６′と側板７を重ねた厚さよりもわずかに深くなっているため、側板７とケーシング２は直接接触せず、側板は両者間に取り付けられたシール部材８の弾性力を介して挟設支持される。

図５に示すように、ケーシング２は吸入ポート５１と、吐出ポート５２を備え、歯車６，６′のかみ合い部分から若干ずれた位置の側板７の図中上面まで伸びており、側板７には吸入ポートを延長するように吸入部５３が形成されている。１０はシールブロックで、ケーシング２，３とは別の部品により構成される。シールブロック１０のシール面３１は、歯車の径とほぼ同じ径、かつ、歯先１から２枚分に相当する円弧長で形成され、吸入部５３の近傍の歯先との間でシールを行う。

本実施例の外接歯車ポンプは、いわゆる可動側板タイプのシールブロック式外接歯車ポンプであり、両歯車６，６′の側面を側板７でシールするとともに、歯先をシールブロック１０でシールしてポンプの内部漏れを極小化させているものである。側板７の役割は吐出圧力の大小によらず歯車６，６′側面とのすきまを常に一定に保つためのものであり、基本的には歯車６，６′と接触しているため巨視的なすきまはない。もし、側板７の歯車側が高圧になれば側板７とケーシング２のすきまに導かれた流体も高圧になるので軸方向の圧力平衡が保たれる結果、側板７は常に歯車６，６′側面との接触を保つようになっている。

シールブロック１０は歯車６，６′の歯先とシール面３１が接触する位置で回転軸に対する直角面と平行な方向への移動を規制する固定手段によって固定する。この固定方法は後述する。

また、側板７に回転軸６，６′の軸穴９を形成する場合、側板７とシールブロック１０のシール面同士を当接させた状態で軸穴と回転軸５，５′とが接触しないように構成する。例えば、軸受隙間による回転軸５，５′の倒れる範囲よりも軸穴９を十分に大きくすることで、回転軸５，５′と軸穴９との間に必ず隙間ができるように構成する。

また、図１から図６に示した外接歯車ポンプでは歯車６，６′の側板７と反対側の側面は、蓋ケーシング３と摺接する構成としている。このときに蓋ケーシング３の歯車６，６′側面との摺接部に、摺接部材を埋め込む構成とし、材料を選択することによって、歯車６，６′と摺動時の摩擦係数低減や、耐摩耗性の向上を図れる。また、図１から図８のように、この摺接部材を軸受４と同一部品とすることで、部品点数の低減を図る構造としてもよい。また、蓋ケーシング３の歯車６，６′歯先が摺接する部分は歯先逃げ溝１２を形成することで歯先が摺接しない構成としてもよい。

ケーシング２と蓋ケーシング３の間にはシールリング１３が、駆動軸５には回転軸シール１４が取り付けられ、ハウジング２と蓋ハウジング３に囲まれた内部を液密に保つ。

次に、上記シールブロック１０の固定方法を図７により説明する。固定手段はボルト，ノックピン，溶接，接着等が考えられるが、以下ではボルト１５を用いるものとして説明する。まず、回転軸５，５′と歯車６，６′を蓋ハウジング３に組立てる。次に、シールブロック１０を蓋ケーシング３の固定面に置き、ボルト穴１６にボルト１５を通し、シールブロック１０が蓋ケーシング３の固定面をボルト１５とボルト穴１６の隙間の範囲で自由に動ける程度に仮止めする。そして、シールブロック１０を矢印７１の方向にスライドさせ、歯車６，６′に突き当てた状態にしてシールブロックを固定する。ところで、歯車６，６′は軸受４と回転軸５，５′の隙間、回転軸５，５′と歯車６，６′の隙間等により図７の左右方向に移動する。そこで、歯車６，６′を矢印７２の方向へ押付ける、或いは矢印７２とは逆の方向に押付けるなどして、シールブロック１０の位置を調整できる。さらに、実際にポンプで使用する回転軸５，５′と歯車６，６′の代わりに、軸受４との間に隙間がほとんどない軸に歯車６，６′歯先径と同じ径で精度良くつくられたダミー円盤を取り付けた治具を用いてシールブロック１０の位置決めを行うことにしても良い。ここで、ダミー円盤は歯車６，６′歯先とシールブロック１０との所望の接触状態に応じて歯先径と異なる径のものを製作することによって、シールブロック１０の位置を微調整することも可能となる。

次に、上記の部品により構成され、組立てられた外接歯車ポンプ１の動作と、本実施形態の効果について説明する。ポンプの駆動軸５は電動モータ等の駆動源によって駆動され、駆動歯車６もこれに従って図４の矢印４１の方向に回転し、さらに、駆動歯車６とかみ合った従動歯車６′が矢印４１′の方向に回転する。

このときに、吸入ポート５１を介してケーシング２内に入り込み、吸入部５３を満たす液は、歯車６，６′の回転にともない、歯溝に収容されて回転方向へ搬送される。その後、吐出ポート５２側で歯車６，６′が再度かみ合いを始めることで、歯溝から液が押し出され、歯車６，６′が完全にかみ合うと、このかみ合い部分でシールされ、液は吸入ポート５１側には戻らない。そのため、歯車６，６′の回転により連続して液を搬送することにより、吐出ポート５２側の圧力が上昇し、吐出ポート５２から液が吐出される。このときに、歯車６，６′歯先とシールブロック１０によってシールされるので、このシールの吸入部５３側のみが低圧になり、それ以外の部分は高圧になる。

ところで、従来の外接歯車ポンプのシールブロックは固定されておらず、ポンプの駆動によりポンプ組立体全体が回転し、円筒形の壁面を持つケーシングの内壁に当接することで、位置が決まる。そのため、シールブロックのシール面と歯車歯先の位置関係は各部品の寸法精度に依存し、個体によってばらつきがある。また、ポンプ組立体は回転軸と側板軸穴とが接触するため、側板軸穴は軸受としての機能が必要で、回転軸との隙間を小さくする必要があった。さらに、従来は２枚の側板で歯車を挟み込む構成のため、２枚の側板間での側板とシールブロックのシール面と側板軸穴との相対的な位置関係の精度が低いと、シールブロックと側板のシール面同士が当接した時に、軸穴位置がずれることになる。このずれ量によっては回転軸に側板軸穴が強い力で押付けられ、摩擦トルクが増大する可能性があった。

そこで、本実施形態の外接歯車ポンプによれば、側板７はポンプ駆動時に低圧の吸入部５３側に押され、固定されたシールブロック１０のシール面３１に当接し、シールする。このとき、シールブロック１０の位置が固定されているので、これに当接する側板７の位置も確定される。結果としてシールブロック１０に直接当接させなくても側板７と回転軸５，５′との相対位置が決定されるので、側板７と回転軸５，５′とが接触しないように側板７軸穴と側板シール面の位置を設計することができる。このように設計することで側板７と回転軸５，５′との間に摩擦トルクが発生しないので、ポンプ駆動時の機械効率が良く、寸法精度によるばらつきもない。また、側板７に軸受機能が不要となるため、側板７は薄くてもよく、ポンプ全体の軸方向長を短縮することもできる。さらに、側板７が軸受機能を持つ場合には、摩擦トルクの増大を防ぐために側板のシール面と側板軸受の位置関係の精度を相当高く確保する必要がある。そのためには高精度な加工技術が必要であり、加工設備等の工程能力が保証できない場合には部品の歩留まりが低下することも懸念される。しかし、本実施形態の場合、側板７に軸受機能がないのでシール面と側板軸穴の位置関係の精度は低くてもよく、シール面同士の相互形状だけを高精度あわせればよいため加工が容易となる。

ところで、ポンプ駆動中には歯車６，６′は回転軸５，５′との隙間、回転軸５，５′と軸受４との間にある隙間の分だけ高圧側から低圧側、つまり、歯先がシールブロック１０側に押し出されることになる。押し出された時にシールブロック１０のシール面３１に接触するように組み立てた場合、歯先の移動量分シールブロック１０のシール面３１が切削される。外接歯車ポンプではこの切削により当り付けを行い、シール面３１と歯車６，６′の製造ばらつきを吸収し、ポンプ駆動時の歯先とシールブロック１０の隙間を最小化することで、高圧側から低圧側への液の戻りを最小とし、容積効率を高める効果がある。しかし、従来構造の場合、歯先とシールブロックの位置は部品の製造ばらつきにより変化するため、容積効率が最大となる当り付け時間も異なる。そのため、ポンプ組立時に、同じ時間で当り付けを行った場合、容積効率にばらつきが生じることになる。

そこで、本実施形態の外接歯車ポンプによればシールブロック１０を歯車６，６′に突き当てて固定するため、製造ばらつきによる部品の寸法の違いを組立時に吸収することができる。さらに、シールブロック１０の固定位置を調整することで、当り付け時間の調整をすることもできる。例えば前述した、実際に使用する歯車によるシールブロック１０の位置決めを行う場合、歯車６，６′をシールブロック１０側に押付けた状態で固定すると、ポンプ駆動時の歯先によるシールブロック１０の切削量は最小となる。一方、歯車６，６′をシールブロック１０と反対側に押付けた状態で固定すると、ポンプ駆動時の切削量は最大となる。また、前述のようにダミー円盤を用いた場合には円盤の径を調整し、これにシールブロック１０を当てて位置決めし、固定すること中間位置での固定も容易である。これにより、最小の当り付け時間で、高い容積効率を得られる構成とすることも可能である。さらに、シールブロック１０に切削性に優れた材料を用いることで、当り付け時間を短縮することもできる。

また、本実施形態では各部品をそれぞれ別の材料で構成することができるというシールブロック式外接歯車ポンプの利点を生かせる。前述したようにシールブロック１０は切削性の高い材料を用いて製作し、一方、側板７は低摩擦係数で耐摩耗性の高い材料を用いることができる。

ところで、これまでは蓋ケーシング３にのみ軸受４を有する形態で説明してきたが、図８のように軸の両側に軸受４を配し、軸支する形態としても良い。この場合、ポンプ軸方向長が延長されてしまうものの、軸受面圧の低減や、片当りの発生を防ぐなどの効果が期待できる。また、このようにケーシング２，蓋ケーシング３の両方に軸受４が有る場合、シールブロック１０をケーシング２側に固定する構成としても本実施形態で得られる効果が同様に得られる。

また、本実施形態のようにシールブロック１０を固定する場合、図１のように側板７軸穴を形成せずに歯車の位置より図中上方向に回転軸５を伸ばさない構成としてもよい。

このような構成の外接歯車ポンプを自動車の制御ブレーキ装置のように低粘度作動流体を用いる装置に利用することによって、高効率のため装置を小型化でき、性能ばらつきが生じ難い装置を実現することができる。また、建設機械，産業機械等に用いても高効率のポンプを提供することができる。

図９は本発明の第２の実施形態にかかる外接歯車ポンプの構成を断面図により示す。本実施形態では、平面図は第１の実施形態と同じになるため、省略するが、図９はＡ−Ａ′断面に相当する。以下、第１の実施形態と異なる点を説明し、同じ部分には同じ番号を付し、説明を省略する。

本実施形態では側板７を歯車６，６′の両側摺接面に２枚使用する構成としている点が第１の実施形態と異なる。２枚の側板７，７′は同一の形状になっており、摺接面で歯車と摺動すると共に、シールを行う。ケーシング２の内部深さは歯車６，６′と側板７，７′を２枚重ねた厚さよりもわずかに深くなっているため、側板７とケーシング２，蓋ケーシング３は直接接触せず、側板は両者間に取り付けられたシール部材８の弾性力を介して挟設支持される。

本実施形態のポンプでは側板７と歯車６，６′の摺接面、シール部材８とケーシング２内壁、シールブロックのシール面３１と側板７のシール面、歯車６，６′歯先とシールブロックシール面３１によって高圧部分と低圧部分を分離する。

動作は第１の実施形態と同じであり、吸入部５３の液を吐出ポート５２側に搬送することによって吐出ポート５２側の圧力を上昇させ、吐出する。

シールブロック１０の固定も第１の実施形態と同様に実際の歯車６，６′と回転軸５，５′を軸受に組立てた状態で、シールブロック１０を歯車６，６′に突き当て、その位置で固定する。或いは高精度に製作したダミー円盤と軸を用いて位置を調整し、固定する。

シールブロック１０を固定することで回転軸との位置関係が決まるため、側板シール面と側板軸穴の位置関係も同時に決まる。そのため、回転軸５，５′と側板７が接触しないように設計することができ、接触による摩擦トルクが発生せず、高い機械効率を実現できる。また、側板７，７′に軸受機能が不要となるため、側板７，７′を薄くすることでポンプの軸方向長を短縮することもできる。

図９の外接歯車ポンプでは回転軸５，５′の片側のみを軸支する形態だが、第１の実施形態と同様にケーシング２側にも軸受を設け、ポンプの両端で軸支する形態としてもよい。この場合、軸方向長は伸びるが、面圧低減，片当り防止などの効果が得られる。

本発明にかかる第３の実施形態にかかる外接歯車ポンプの構成を図１０の断面図により示す。図１１は平面図で、図１０はＥ−Ｅ′断面になる。

本実施形態で、外接歯車ポンプの組立体を収容するケーシングは第１ケーシング１０２，第２ケーシング１０３とその間にある中間ケーシング１０４から構成される。

第１ポンプ組立体１０５は、第１の実施形態と同じ構成になっており、第１ケーシング１０２と中間ケーシング１０４で囲まれた第１ポンプ室１０６により収容される。また、第２ポンプ組立体１０７も第１の実施形態と同じ構成であり、第２ケーシング１０３と中間ケーシング１０４で囲まれた第２ポンプ室１０８に収容される。本実施形態の外接歯車ポンプは第１ポンプ組立体１０５と第２ポンプ組立体１０７の駆動軸１０９が共通になっており、電動モータ等の駆動源によって駆動軸１０９が回転すると、第１ポンプ組立体１０５と第２ポンプ組立体１０７の駆動歯車１１０，１１１が回転し、それとかみ合う両方のポンプ組立体の従動歯車１１０′，１１１′が回転する。また、中間ケーシング１０４の駆動軸１０９の周りにはシール部材１１２が設けられ、第１ポンプ室１０６と第２ポンプ室１０８の液が互いに混ざらないようにする。

ところで、第１ポンプ組立体１０５と第２ポンプ組立体１０７のシールブロック１１３，１１４は軸受を有する中間ケーシング１０４に固定する構成とする。固定方法は第１の実施形態の図７と同じで、歯車１１０，１１１にシールブロック１１３，１１４を突き当てた状態で、固定手段１１５を用いて固定する。

また、駆動源側の第２ケーシング１０３には回転軸シール１１６が設けられ、回転軸１０７の周囲からの液漏れを防ぎポンプ室内の液密を保つ。さらに、図１０にあるように第２ケーシング１０３に軸受１１７を設け、回転軸１０７の軸受への片当り防止や面圧低減を図る構成としても良い。

２つのポンプ組立体１０５，１０７それぞれのシールブロック１１３，１１４とそれぞれの側板１１８，１１９で囲まれた吸入部のケーシング側には吸入ポートを設ける。また、側板１１８，１１９をはさんでシールブロック１１３，１１４と反対側の位置には吐出ポートを設ける。

本実施形態の外接歯車ポンプの動作は駆動軸１０９が回転することにより、駆動歯車１１０，１１１が回転し、それとかみ合う従動歯車１１０′，１１１′が回転する。回転に伴って歯溝に収容された吸入部の液が搬送され、吐出ポート側の圧力が上昇し、液が吐出される。このときに、シールブロック１１３，１１４と歯先でシールされる部分の吸入部のみが低圧となりそれ以外の部分は高圧になる。

ところで、ポンプ駆動中には吐出ポート側が高圧になることにより、側板１１８，１１９が低圧の吸入ポート側に押付けられシールブロックのシール面と当接する。本実施形態の構成では、シールブロック１１３，１１４が軸受１２０のある中間ケーシング１０４に固定手段によって固定されているため、回転軸１０９との位置関係が決定する。結果として、シールブロック１１３，１１４に直接当接させなくても、側板１１８，１１９と回転軸１０９との相対位置が決定されるので、側板１１８，１１９の軸穴と回転軸１０７とが接触しないように設計することができる。この構成とすると、側板１１８，１１９と回転軸１０９の摺動がないため、ポンプの摩擦トルクが低減され、寸法精度に依存せずに高い機械効率のポンプを実現できる。さらに、側板１１８，１１９に軸受機能が不要となるため、側板１１８，１１９を薄くすることにより、外接歯車ポンプを小型化することができる。

また、シールブロック１１３，１１４の位置を組立時に決めるため、シールブロック１１３，１１４と歯車１１０，１１１歯先位置の製造ばらつきによる寸法の違いを吸収できるので、同じ当り付け時間で同じ容積効率のポンプを製造できる。さらに、漏れが少なく、かつ、当り付け時間が短くなるような最適な位置にシールブロック１１３，１１４を固定することで、製造に要する時間を短縮することもできる。

図１１の構成では、第１ケーシング１０２は軸受を有さないが、第１の実施形態で示した図８の構成のように、第１ケーシング１０２にも軸受を設け、回転軸１０７の両端を軸支する形態としてもよい。これにより、各軸受の面圧が下げられ、片当りの防止にもなるため、摩擦トルクの増大を防ぐことができる。

また、シールブロック１１３，１１４は軸受を有するケーシング部品への固定によりシールブロック１１３，１１４と回転軸１０９との位置関係が決まるため、第１ケーシングに軸受を設ける構成とした場合、第１ポンプ組立体１０５のシールブロック１１３を第１ケーシング１０２に固定することとしても前記と同様の効果が得られる。また、第２ポンプ組立体１０７についても第２ケーシング１０３にシールブロック１１４を固定する構成としてもよい。

また、図１１の実施形態では各ポンプ組立体は側板１１８，１１９をそれぞれ１枚ずつ、それぞれ第１ケーシング側と第２ケーシング側に備えた構成になっているが、第２の実施形態の図９で示したように歯車の両側に側板１１８，１１９を備えた構成としてもよい。この場合も前記と同様にシールブロック１１３，１１４と回転軸１０９との位置関係が決まるため、第２の実施形態に示したものと同様の効果が得られる。

本発明の第１の実施形態にかかる外接歯車ポンプで図３のＡ−Ａ′線に沿った断面図である。 本発明の第１の実施形態にかかる外接歯車ポンプの分解斜視図である。 本発明の第１の実施形態にかかる外接歯車ポンプのケーシングを外した状態での平面図である。 本発明の第１の実施形態にかかる外接歯車ポンプで図１のＢ−Ｂ′線に沿った断面図である。 本発明の第１の実施形態にかかる外接歯車ポンプで図３のＣ−Ｃ′線に沿った断面図である。 本発明の第１の実施形態にかかる外接歯車ポンプで図３のＤ−Ｄ′線に沿った断面図である。 本発明の第１の実施形態にかかる外接歯車ポンプで図３のＡ−Ａ′線に沿った断面図によりシールブロックの固定方法を示している。 本発明の第１の実施形態にかかる外接歯車ポンプで軸受を回転軸の両側に配置した構成を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態にかかる外接歯車ポンプで、図１と同じ断面図を示す。 本発明の第３の実施形態にかかる外接歯車ポンプで、図１１のＥ−Ｅ′線に沿った断面図である。 本発明の第３の実施形態にかかる外接歯車ポンプのケーシングを外した状態の平面図である。

符号の説明

１ 外接歯車ポンプ
２ ケーシング
３ 蓋ケーシング
４ 軸受
５ 回転軸
６ 歯車
７ 側板
１０ シールブロック
１５ ボルト
３１ シール面
５３ 吸入部
１０１ 外接歯車ポンプ
１０２ 第１ケーシング
１０３ 第２ケーシング
１０４ 中間ケーシング
１０５ 第１ポンプ組立体
１０７ 第２ポンプ組立体

Claims (13)

1. 各々の回転軸が軸支され、互いに外接してかみ合う一対の歯車と、前記一対の歯車の側面に摺接させて設けられた側板と、前記歯車と一部の方向から近接し、前記側板が接触してシールするシールブロックとを備え、前記回転軸の一方を駆動することによって動作するポンプ組立体と、前記ポンプ組立体を収容するケーシングと、前記ケーシングに固定され前記回転軸を軸支する軸受とを備えた外接歯車ポンプにおいて、
   前記シールブロックを前記ケーシングと一体の部品に対して回転軸と直角な面内での移動を規制する構成としたことを特徴とする外接歯車ポンプ。
2. 請求項１に記載の外接歯車ポンプおいて、前記シールブロックの移動を規制する構成として、前記ケーシングと一体の部品に前記シールブロックを固定する固定手段を備えたことを特徴とする外接歯車ポンプ。
3. 請求項１又は２に記載の外接歯車ポンプにおいて、前記シールブロックは前記回転軸と直角な面内に固定したことを特徴とする外接歯車ポンプ。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の外接歯車ポンプにおいて、前記側板は、前記シールブロックに接触させた状態で、回転軸との間に隙間ができるように軸穴を形成したことを特徴とする外接歯車ポンプ。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の外接歯車ポンプにおいて、前記シールブロックは固定前に前記回転軸と直角な面内を平行に移動できるように構成したことを特徴とする外接歯車ポンプ。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の外接歯車ポンプにおいて、前記回転軸は歯車の両側の前記ケーシングに備えた軸受により軸支されたことを特徴とする外接歯車ポンプ。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の外接歯車ポンプにおいて、前記ケーシングは２つ以上の部品により構成され、前記軸受の少なくとも１つを有する前記ケーシング部品に前記シールブロックを固定して構成したことを特徴とする外接歯車ポンプ。
8. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の外接歯車ポンプにおいて、前記シールブロックは、前記ケーシングとは異なる材料によって構成したことを特徴とする外接歯車ポンプ。
9. 請求項２に記載の外接歯車ポンプにおいて、前記側板は前記歯車側面の片側のみに配置し、歯車反対側面はケーシングと摺接することを特徴とする外接歯車ポンプ。
10. 請求項９に記載の外接歯車ポンプにおいて、前記歯車側面と前記側板との摺動面と、前記ケーシングと前記歯車側面との摺動面と、前記歯車の一部と前記シールブロックとの間と、前記側板と前記シールブロックとの接触部と、前記ケーシングと前記シールブロックとの接触部と、前記側板上面と前記ケーシングと、によってシールし、前記ケーシング内を高圧部分と低圧部分とに分離する構成としたことを特徴とする外接歯車ポンプ。
11. 請求項９に記載の外接歯車ポンプにおいて、前記歯車と前記ケーシングの摺接部の回転軸に対して軸直な面内に、前記ケーシングとは別の材料で構成する摺動部材を埋め込んだことを特徴とする外接歯車ポンプ。
12. 各々の回転軸が軸支され、互いに外接してかみ合う一対の歯車と、前記一対の歯車の側面に摺接させて設けられた側板と、前記歯車の外周と一部の方向から近接し、前記側板に接触してシールするシールブロックとを備えた第一ポンプ組立体と、前記第一ポンプ組立体と同様の構成の第二ポンプ組立体と、前記第一，第二ポンプ組立体を収容するケーシングと、第一ポンプ組立体と第二ポンプ組立体の収容部を分離する仕切り板と、前記回転軸を軸支する軸受と、前記各ポンプの前記回転軸の一方を共通の駆動軸として外部から駆動される外接歯車ポンプにおいて、
    前記シールブロックを前記ケーシングまたは仕切り板と一体の部品に対して回転軸と直角な面内で移動するのを規制する移動規制手段を備えたことを特徴とする外接歯車ポンプ。
13. 請求項１２に記載の外接歯車ポンプにおいて、前記移動規制手段はケーシングまたは仕切り板と一体の部品に前記シールブロックを固定する固定手段により構成したことを特徴とする外接歯車ポンプ。

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