JP2010261341A - Gear pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、容積効率を容易に確保できるギヤポンプに関する。 The present invention relates to a gear pump that can easily ensure volumetric efficiency.
従来から、ボディ内に互いにかみ合った一対のギヤを内装し、これらギヤを回転させて、ボディの一方側から吸い込んだ流体を他方側に吐出するギヤポンプが知られている。
このようなギヤポンプは、回転する両ギヤのかみ合い部分においてギヤが接近する方向に回転する側の吸い込みポートから流体を吸い込み、反対側の吐出ポートから流体を吐出する仕組みになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a gear pump in which a pair of gears meshed with each other is housed in a body, and these gears are rotated to discharge fluid sucked from one side of the body to the other side.
Such a gear pump has a mechanism in which fluid is sucked in from the suction port on the side rotating in the direction in which the gear approaches in the meshing portion of both rotating gears, and fluid is discharged from the discharge port on the opposite side.
上記ギヤポンプでは、特に吐出ポート周辺の高圧部において、上記ギヤの側面とボディ側との間に隙間があると、そこから流体が漏れてしまって、ギヤが回転してもポンプ機能を発揮できないことになる。
そこで、上記高圧部において両ギヤの両側面をシールし、ギヤ側面から流体の漏れがないようにする必要がある。そのために、上記ギヤの側面とボディ内壁との間にサイドプレートを介在させ、このサイドプレートのボディ側に吐出ポートから高圧を導いてその圧力を利用し、サイドプレートをギヤの側面に密着させるようにしている(特許文献1,2参照)。
In the above gear pump, especially in the high pressure part around the discharge port, if there is a gap between the side of the gear and the body side, fluid will leak from it and the pump function cannot be performed even if the gear rotates. become.
Therefore, it is necessary to seal both side surfaces of both gears in the high pressure section so that fluid does not leak from the side surfaces of the gears. For this purpose, a side plate is interposed between the side surface of the gear and the inner wall of the body, a high pressure is introduced from the discharge port to the body side of the side plate, and the pressure is used so that the side plate is in close contact with the side surface of the gear. (See
また、上記ギヤに設けたシャフトの周囲には隙間を設けて上記吸い込みポート側の低圧が導かれるようにしている。このシャフト周りの隙間はサイドプレートとギヤ側面との間に連通している。ただし、上記低圧が上記吐出ポート側に導かれないようにサイドプレートとボディとの間にはシール部材を設けて、高圧部と低圧部とを区画している。
そこで、上記ギヤポンプが作動し、負荷圧が高まってサイドプレートのボディ側が高圧となるが、サイドプレートとギヤ側面との間は、低圧側と連通しているので、サイドプレートの両側で圧力差が生じる。この圧力差によってサイドプレートがギヤ側面に押し付けられ、容積効率を確保できることになる。
Further, a gap is provided around the shaft provided in the gear so that the low pressure on the suction port side is guided. The clearance around the shaft communicates between the side plate and the gear side surface. However, a seal member is provided between the side plate and the body so that the low pressure is not guided to the discharge port side, thereby dividing the high pressure portion and the low pressure portion.
Therefore, the gear pump operates and the load pressure increases and the body side of the side plate becomes high. However, since the side plate and the gear side face communicate with the low pressure side, there is a pressure difference on both sides of the side plate. Arise. Due to this pressure difference, the side plate is pressed against the side surface of the gear, and volume efficiency can be secured.
このようにサイドプレートとギヤ側面とを密着させて容積効率を確保するため、例えば、図6に示すように、上記ギヤポンプに内装されるギヤ1の一方の側面1aを、シャフト2の軸線Lに直交する平面Aに仕上げるともに、サイドプレート3におけるギヤ1の対向面3aも、これを組み付けたとき上記軸線Lに直交する平面となるように形成するようにしている。これにより、ギヤ1の側面1aとサイドプレート3の対向面3aとを面接触させることができる。
なお、ギヤ1の他方の側面1bと、この側面1bと対向する図示しないサイドプレートの対向面についても上記と同様にする必要がある。
In order to secure the volumetric efficiency by bringing the side plate and the gear side surface into close contact in this way, for example, as shown in FIG. 6, one
The
一方、上記ギヤ1の側面1aを仕上げるためには、図7に示すように、予めシャフト2が設けられているギヤ1の側面1aを、回転する砥石gによって研削し、側面1aが上記軸線Lに直交する平面Aになるようにしている。
しかし、砥石gによって、上記シャフト2の周囲を研削する場合、側面1aを正確に上記平面Aに仕上げることは難しい。特に、ギヤ1の両側面1a,1bは、別々に研削するので、左右間のばらつきや、砥石交換によるロット間のばらつきなどによって、どちらの側面も軸線Lに直交する平面Aに仕上げられないことがある。具体的には、ギヤ側面1aの歯先1cよりも、シャフト2側である中心側1dの方が外側に位置したり、内側に位置したりすることがある。
On the other hand, in order to finish the
However, when the periphery of the
もしも、図8に示すように、上記ギヤ1の側面1aが、上記平面Aに対して傾き、歯先1cよりも中心側1dが外側に出っ張ってしまった場合には、サイドプレート3の対向面3aを軸線Lに対して直角になるように仕上げたとしても、上記歯先1c側で、サイドプレート3との間に大きな隙間ができてしまい、この隙間から流体が漏れて容積効率が低下してしまう。
また、無負荷状態でサイドプレート3とギヤ1の中心側1dとが接触するので、シャフト2とシャフト孔4との間を介しての連通が遮断され、サイドプレート3とギヤ側面1aとの間へ低圧が導かれなくなってしまう。そのため、吐出圧が高くなってもサイドプレート3の両側の圧力差が大きくならず、サイドプレート3の押し付け力が弱く、容積効率が低下してしまう。
さらに、サイドプレート3側のばらつきによっても、ギヤ1の歯先1c側に大きな隙間ができるとともに、低圧の導入が阻害されることがあり、この場合にも上記と同様に容積効率が低下してしまう。
As shown in FIG. 8, if the
Further, since the
Furthermore, due to variations on the
このように、ギヤ1の側面1aがサイドプレート3でシールされず、容積効率が低いギヤポンプは不良品となる。特に、ギヤポンプの量産時に、タイムサイクルを小さくすればするほど、加工のばらつきによって、上記ような不良品が多くなってしまうという問題があった。
この発明の目的は、加工時に、ギヤ側面やサイドプレートの対向面にばらつきがあったとしても、そのばらつきを吸収して容積効率を確保できるギヤポンプを提供することである。
Thus, the
An object of the present invention is to provide a gear pump that can secure the volumetric efficiency by absorbing the variation even if there is a variation in the gear side surface or the opposing surface of the side plate during processing.
第1の発明は、ボディに一対のギヤを組み込むとともに、ギヤ側面とボディの内壁面との間にサイドプレートを介在させ、このサイドプレートのボディ側には高圧を導くとともに、サイドプレーのギヤ側にはギヤのシャフト周りを介して低圧を導入可能にし、上記サイドプレートでギヤの歯溝をシールする構成にしたギヤポンプにおいて、上記ギヤ側面と上記サイドプレートとの相対的な形状を、少なくとも上記ギヤの歯先が上記サイドプレートに接触するとともにギヤ側面と上記サイドプレート間の隙間がギヤシャフトの中心に向かって徐々に大きくなる構成にした点に特徴を有する。
第2の発明は、上記サイドプレートであって上記ギヤとの対向面を、シャフト孔中心に向かって傾斜させた凹面としてなる点に特徴を有する。
The first invention incorporates a pair of gears in the body, interposes a side plate between the side surface of the gear and the inner wall surface of the body, guides high pressure to the body side of the side plate, In the gear pump, in which a low pressure can be introduced through the periphery of the shaft of the gear and the gear tooth gap is sealed by the side plate, the relative shape between the side surface of the gear and the side plate is at least the gear. And the gap between the side surface of the gear and the side plate gradually increases toward the center of the gear shaft.
The second aspect of the present invention is characterized in that the surface facing the gear in the side plate is a concave surface inclined toward the center of the shaft hole.
第1、第2の発明によれば、ギヤの側面や、この側面に対向するサイドプレートの対向面の、角度や平面性などにばらつきがあったとしても、上記ばらつきの影響を両面間の隙間で吸収し、少なくとも歯先だけは接触しているので、負荷圧の上昇によってサイドプレートをギヤ側面に押し付けてシール性を確保できる。そのため、容積効率を確保でき、不良品の発生を抑えて生産性を上げることができる。
第2の発明では、サイドプレート側に形成した凹面によって、ギヤ側面とサイドプレートとの間の隙間をシャフト孔中心に向かって大きくするようにしている。上記サイドプレートは、プレス加工などで形成でき、ギヤの側面よりも容易に寸法精度を保つことができるため、上記凹面を再現性良く形成できる。従って、さらに生産性を上げることができる。
According to the first and second aspects of the invention, even if there is a variation in the angle, flatness, etc. of the side surface of the gear and the side plate facing the side surface, Since at least only the tooth tips are in contact with each other, the side plate can be pressed against the side surface of the gear by increasing the load pressure, and the sealing performance can be ensured. Therefore, volumetric efficiency can be ensured, and the productivity can be increased by suppressing the occurrence of defective products.
In the second invention, the concave surface formed on the side plate side increases the gap between the gear side surface and the side plate toward the center of the shaft hole. The side plate can be formed by press working or the like, and can maintain the dimensional accuracy more easily than the side surface of the gear. Therefore, the concave surface can be formed with good reproducibility. Therefore, productivity can be further increased.
図1〜図4に示す第1実施形態は、ギヤ1の側面にサイドプレート3を設けるタイプのギヤポンプである。
このサイドプレート3は、図1の断面図のように、ギヤ1のシャフト2を挿入するシャフト孔4と、図示しないもう一方のギヤのシャフトを挿入するシャフト孔5とを備えている。
そして、サイドプレート3であって、上記ギヤ1及び他のギヤに対向する対向面3aには、一方のシャフト孔4の中心に向かって傾斜する凹面6と、他方のシャフト孔5の中心に向かって傾斜する凹面7とを備えている。
なお図中符号L’は、上記シャフト孔5の中心を通る軸線である。
The first embodiment shown in FIGS. 1 to 4 is a type of gear pump in which a
As shown in the sectional view of FIG. 1, the
Further, the
In the figure, the symbol L ′ is an axis passing through the center of the
これら凹面6,7の外周は、それぞれ対向するギヤ側に突出し、各ギヤの歯先部分に対応する位置関係を備えている。このようなサイドプレート3は、プレス加工によって形成することができる。
なお、上記凹面6,7は同様に形成され、対向するギヤとの関係も同じなので、以下には、上記ギヤ1と、このギヤ1の側面1aに対向する凹面6とについてのみ説明する。
なお、図2〜図4において、ギヤ1は歯溝を省略し、外形のみを表わしている。
The outer peripheries of these
Since the
2 to 4, the
この第1実施形態では、サイドプレート3のギヤ1に対する対向面3aに凹面6を備えているが、この凹面6に対向するギヤ1の側面1aは、図2に示すように、軸線Lに直交する平面Aとする。厳密には、上記側面1aを平面Aにすることを目的として研削加工をしている。
そして、この側面1aが、図2のように目的の通りに平面Aに一致した場合には、ギヤポンプを組み立てたとき、上記凹面6の外周側がギヤ1の歯先1cに接触するが、ギヤの側面1aとサイドプレート3の対向面3aとの間の隙間はシャフト2に向かって徐々に大きくなる。
ただし、上記凹面6,7は、図1〜4では、説明のため極端に表しているが、実際には数(μm)のへこみである。
In the first embodiment, a
When the
However, although the
このように、ギヤ1の側面1aとサイドプレート3の対向面3aとは、全面的に密着するわけではないが、ギヤ1の歯先1c部分にサイドプレート3の対向面3aが接触することで、シール機能を発揮し、容積効率を確保できる。
上記のように、少なくとも歯先1c部分がサイドプレート3に接触することで、容積効率が確保できる理由は以下のとおりである。
As described above, the
As described above, the reason why the volumetric efficiency can be ensured by at least the
このギヤポンプが作動して、負荷圧が高くなると、吐出ポート周囲の高圧部において、上記サイドプレート3の両側の圧力は高くなる。一方、サイドプレート3のギヤ1側である凹面6内は、シャフト2とシャフト孔4との間を介して吸い込みポート側と連通しているため、歯先1cから中心側1dに向かって低圧となり、全体として、ボディ側の高圧よりも低い圧力となる。そのため、サイドプレート3がギヤ1に対して押し付けられることになる。これにより、ギヤ1の側面のシール性が高まり容積効率を確保できる。
また、特に、圧力差の大きいシャフト側で、押し付け力が大きくなるため、サイドプレート3が撓むこともある。このようにサイドプレート3が撓んで、中心側1dの隙間がより小さくなれば、さらに流体の漏れを小さくすることができる。
従って、仮にサイドプレート3がギヤ側面1aに面接触していなくても、少なくとも歯先1c部分が接触していれば、ギヤポンプとして不良品となるような容積効率の低下はないのである。
When this gear pump is operated and the load pressure is increased, the pressure on both sides of the
In particular, the
Therefore, even if the
このように、図2に示すこの第1実施形態のサイドプレート3と、側面1aを軸線Lに直交する平面Aとしたギヤ1との組み合わせでは、歯先1c部分がサイドプレート3に接触する構成によって容積効率を確保できる。
ただし、ギヤ1の側面1aを形成する際には、上記したように研削工程でのばらつきがあり、全てのギヤ1の側面1aを上記平面Aと一致させることができない場合がある。しかし、上記ギヤ1の側面1aが多少ばらついた場合でも、この第1実施形態のギヤポンプなら容積効率を確保できる。
In this way, in the combination of the
However, when the
例えば、図3に示すのは、ギヤ1の側面1aが、歯先1cに対して中心側1dの方がへこんでいる例である。研削時にシャフト2側を削りすぎることによって、このようなへこみ傾向の側面1aができてしまう。この場合にも、歯先1cはサイドプレート3の対向面3aに接触するので、容積効率は確保できる。
この図3においても、ギヤ1の側面1a側のへこみを極端に表しているが、実際には数(μm)であり、サイドプレート3の凹面6との間の隙間は、最大となる中心側1dでも、10(μm)以下にすることができる。
For example, FIG. 3 shows an example in which the
In FIG. 3 as well, the indentation on the
一方、図4に示すのは、図3とは反対で、ギヤ1の側面1aの中心側1dがサイドプレート3側に出っ張っている場合である。このような場合にも、ギヤ側面1aの出っ張りがサイドプレート3の凹面6内に収まるので、歯先1cではサイドプレート3を接触させることができる。従って、サイドプレート3による歯溝のシール性を確保し、容積効率を確保することができる。
上記のように、図1に示す第1実施形態のサイドプレート3を用いれば、ギヤ1の側面1aが目的の平面に対して多少ばらついて形成されても、それらのばらつきを吸収して、容積効率を確保することができる。従って、不良品の発生率を下げることができる。
なお、上記では、ギヤ1の一方の側面1a側についてのみ説明したが、ギヤ1にかみ合う他方のギヤと上記凹面7との関係は、上記側面1aと凹面6と同様である。また、上記側面1aと反対側の側面1b側についても上記と同様である。
On the other hand, FIG. 4 shows a case where the
As described above, if the
In the above description, only the
また、上記第1実施形態では、サイドプレート3の対向面3aに凹面6を形成し、ギヤ1側では、軸線Lに直行する平面Aを目的の側面とする加工を行なう例を説明したが、ギヤ1の側面1aとサイドプレート3の対向面3aとは、歯先1cで互いに接触し、シャフトに向かって徐々に隙間が大きくなる構成なら上記第1実施形態の形状に限らない。他の形状の例を、第2実施形態として以下に説明する。
In the first embodiment, the
図5に示す第2実施形態は、サイドプレート3は、ギヤ1との対向面3aを軸孔4の中心に向かって傾斜する凸面8としたものである。図5においても、ギヤ1は歯溝を省略し、外形のみを表わしている。
この第2実施形態の場合には、ギヤ1の側面1aを、上記凸面8を収容可能な凹面となるように加工する必要がある。そのため、ギヤ1の加工時には歯先1cに対して中心側1dが内側にへこんだ面を目的の側面1aとしている。
In the second embodiment shown in FIG. 5, the
In the case of the second embodiment, it is necessary to process the
この第2実施形態でも、ギヤ1の側面1aは、目的の側面に対してばらつきが発生するので、このばらつきを想定して上記ギヤ1やサイドプレート3を設計する必要がある。そして、上記側面1aの中心側1dがサイドプレート3側に振れたときにも、上記凸面8の外周と歯先1cとの距離d1よりも、シャフト孔4側とギヤ1の中心側1dとの距離d2の方が大きくなるように設計すれば、歯先1cが対向面3aに接触してシール性を確保でき、不良品の発生率を下げることができる。
なお、この第2実施形態においても、上記ギヤ1にかみ合う他方のギヤや、他方の側面についても、上記と同様の構成が必要である。
Even in the second embodiment, the
In the second embodiment, the same configuration as described above is required for the other gear meshing with the
いずれにしても、ギヤの側面において、サイドプレートの対向面と歯先とを接触させるとともに、シャフト側には上記ギヤ側面と対向面との隙間を積極的に設けることによって、ギヤ側あるいはサイドプレートの対向面側のばらつきを吸収するようにしている。なお、上記隙間によって吸収できるのは、平面の傾きだけでなく、平面の凹凸なども含まれる。 In any case, on the side surface of the gear, the opposing surface of the side plate and the tooth tip are brought into contact with each other, and a gap between the gear side surface and the opposing surface is positively provided on the shaft side. The variation on the opposite surface side is absorbed. What can be absorbed by the gap includes not only the inclination of the plane but also the unevenness of the plane.
また、この発明のギヤポンプは、ギヤ側面とサイドプレートとの間の隙間を形成するために、ギヤ側、あるいはサイドプレート側のいずれに凹面を形成してもよい。ただし、サイドプレートは、プレス加工で形成できるので、研削加工で仕上げるギヤ側面よりも寸法精度が出しやすい。そのため、サイドプレート3の対向面3aには、上記ギヤ側のばらつきを吸収可能な上記凹面6,7を再現性良く形成することができる。従って、ギヤ側面1aよりもサイドプレート3の寸法管理を正確に行なって、ばらつきを吸収するための隙間を管理する方が、コスト的に有利な場合が多い。
In the gear pump of the present invention, a concave surface may be formed on either the gear side or the side plate side in order to form a gap between the gear side surface and the side plate. However, since the side plate can be formed by pressing, the dimensional accuracy is easier to obtain than the side surface of the gear finished by grinding. Therefore, the
1 ギヤ
1a 側面
1b 側面
1c 歯先
2 シャフト
3 サイドプレート
3a 対向面
4 シャフト孔
5 シャフト孔
6 凹面
7 凹面
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JP2018119476A (en) * | 2017-01-25 | 2018-08-02 | 株式会社ジェイテクト | Gear pump |
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2009
- 2009-04-30 JP JP2009111512A patent/JP5253287B2/en active Active
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