JP2013024084A - ギヤ式ポンプ - Google Patents

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Abstract

【課題】ポンプ吸い込み側での流体の脈動波を低減する。
【解決手段】ケーシング11の内側面に、ドライブギヤ12とドリブンギヤ13との間に形成されるギヤ閉じ込み部Gのオイルをケーシング11の内周壁26、27、33、34とドライブギヤ12の歯面又はドリブンギヤ13の歯面との間に形成される閉空間S1、S2に導入するための溝37、38を設ける。
【選択図】図3

Description

本発明は、ケーシング内に、ドライブギヤとドリブンギヤとを互いに外接するように配設したギヤ式ポンプに関する。
ギヤ式ポンプは、例えばエンジンのオイルポンプ(ギヤ式オイルポンプ)として用いられる(例えば、特許文献1参照)。
ギヤ式オイルポンプのケーシング内に、ドライブギヤとドリブンギヤとを互いに外接するように配設し、アウターギヤを介してクランクシャフトギヤにより直接駆動されるドライブギヤを回転駆動すると共に、ドライブギヤによりドリブンギヤを回転駆動する。ドライブギヤ及びドリブンギヤを回転させることにより、オイルパンにつながるケーシング内のオイル吸い込み通路のオイルをケーシングの内周壁とドライブギヤ又はドリブンギヤとの間に吸入して、オイルをケーシングの内周壁とドライブギヤ又はドリブンギヤとの間に形成される閉空間に封入しながら、ケーシング内のオイル吐出通路まで導き、加圧充填する。
特開2006−233776号公報
上述したようなギヤ式オイルポンプの場合、ドライブギヤとドリブンギヤとの間に形成されるギヤ閉じ込み部の微量な高圧オイルが、低圧側となるオイル吸い込み通路のオイルと合流するため、オイル吸い込み通路内のオイルに脈動波が発生する。このため、脈動波がオイルを媒質としてオイルパンに伝達されて、外力を受けたオイルパンが振動して、余計な振動、騒音が発生してしまうことがある。
そこで、本発明の目的は、ポンプ吸い込み側での流体の脈動波を低減することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、ケーシングと、前記ケーシング内に回転可能に支持されたドライブギヤと、前記ケーシング内に回転可能に支持され、前記ドライブギヤに噛合するドリブンギヤとを備え、前記ドライブギヤ及び前記ドリブンギヤを回転させることにより、前記ケーシング内のオイル吸い込み通路のオイルを前記ケーシングの内周壁と前記ドライブギヤの歯面又は前記ドリブンギヤの歯面との間に吸入して、オイルを前記ケーシングの内周壁と前記ドライブギヤの歯面又は前記ドリブンギヤの歯面との間に形成される閉空間に保持しながら、前記ケーシング内のオイル吐出通路まで導くギヤ式ポンプにおいて、前記ケーシングの内側面に、前記ドライブギヤと前記ドリブンギヤとの間に形成されるギヤ閉じ込み部のオイルを前記ケーシングの内周壁と前記ドライブギヤの歯面又は前記ドリブンギヤの歯面との間に形成される閉空間に導入するための溝を設けたものである。
前記ギヤ閉じ込み部のオイルを前記ケーシングの内周壁と前記ドライブギヤの歯面との間に形成される閉空間に導入するための前記溝が、前記ギヤ閉じ込み部に臨む前記ケーシングの内側面から前記ドライブギヤのボス部に対向する前記ケーシングの内側面を経て前記ケーシングの内周壁と前記ドライブギヤの歯面との間に形成される閉空間に臨む前記ケーシングの内側面に至るドライブギヤ側溝であっても良い。
前記ギヤ閉じ込み部のオイルを前記ケーシングの内周壁と前記ドリブンギヤの歯面との間に形成される閉空間に導入するための前記溝が、前記ギヤ閉じ込み部に臨む前記ケーシングの内側面から前記ドリブンギヤのボス部に対向する前記ケーシングの内側面を経て前記ケーシングの内周壁と前記ドリブンギヤの歯面との間に形成される閉空間に臨む前記ケーシングの内側面に至るドリブンギヤ側溝であっても良い。
本発明によれば、ポンプ吸い込み側での流体の脈動波を低減することができるという優れた効果を奏する。
本発明の一実施形態に係るギヤ式ポンプの正面図である。 ギヤケースの正面図である。 ギヤカバーの背面図である。 図3のA−A線断面図である。 ギヤ閉じ込み部のオイルがドライブギヤ側溝を介して排出される場合を示すギヤカバーの背面図である。 ギヤ閉じ込み部のオイルがドリブンギヤ側溝を介して排出される場合を示すギヤカバーの背面図である。 変形例に係るギヤケースの正面図である。
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
図1から図3に示すように、本実施形態に係るギヤ式ポンプ10は、エンジンのオイルポンプ(内燃機関用オイルポンプ)に適用されるギヤ式オイルポンプであって、ケーシング(ポンプケース)11と、ケーシング11内に回転可能に支持されたドライブギヤ(駆動ギヤ)12と、ケーシング11内に回転可能に支持され、ドライブギヤ12に噛合するドリブンギヤ(従動ギヤ)13と、ケーシング11外に延びるドライブギヤ12の回転軸12aに装着されたアウターギヤ14と、エンジンのクランクシャフト15に装着され、アウターギヤ14に噛合するクランクシャフトギヤ16とを備えている。
ケーシング11内は、後述するケーシング11の土手部(突出部)25、32と、ドライブギヤ12及びドリブンギヤ13とによって、低圧側、即ちオイル吸い込み通路17と、高圧側、即ちオイル吐出通路18とに隔てられている。
ケーシング11は、ギヤケース19(図2参照)と、ギヤカバー20(図3参照)とから構成されている。これらギヤケース19及びギヤカバー20にはそれぞれ、ドライブギヤ12の回転軸12a又はドリブンギヤ13の回転軸13aを支持する軸受部21、22が形成されており、軸受部21、22によってドライブギヤ12の回転軸12a及びドリブンギヤ13の回転軸13aが回転可能に支持されている。ドライブギヤ12の回転軸12a又はドリブンギヤ13の回転軸13aの外周面と軸受部21、22の内周面との間には数十μm程度の隙間(クリアランス)が設けられている。
本実施形態では、ギヤケース19は、エンジンのシリンダブロック(シリンダボディ)23に一体に形成され(図2参照)、ギヤカバー20は、ボルト24によりギヤケース19に固定される(図1参照)。
図2に示すように、ギヤケース19は、ギヤケース19の内側面に設けられ、ドライブギヤ12の一側面及びドリブンギヤ13の一側面側と対向する土手部(突出部)25と、ドライブギヤ12の歯先面と対向するドライブギヤ側内周壁26(ケーシング11の内周壁)と、ドリブンギヤ13の歯先面と対向するドリブンギヤ側内周壁27(ケーシング11の内周壁)と、オイル吸い込み通路17に開口し、エンジンのオイルパンにつながるオイル入口28と、オイル吐出通路18に開口し、エンジン内部(シリンダブロック23の内部)につながるオイル出口29とを有している。本実施形態では、ドライブギヤ12とドリブンギヤ13との噛み合い部分近傍の土手部25の位置はドライブギヤ12の回転中心とドリブンギヤ13の回転中心とを結ぶ中心線Zに対し、オイル吸い込み通路17側にオフセットされている。ドライブギヤ12の一側面及びドリブンギヤ13の一側面と土手部25の頂面との間には数十μm程度の隙間(クリアランス)が設けられている。また、ドライブギヤ12の歯先面とドライブギヤ側内周壁26との間には数十μm程度の隙間(クリアランス)が設けられている。さらに、ドリブンギヤ13の歯先面とドリブンギヤ側内周壁27との間には数十μm程度の隙間(クリアランス)が設けられている。
本実施形態では、ギヤケース19の土手部25に、軸受部21、22への給油の為、オイル吐出通路18から軸受部21、22へと各々延びる給油溝30、31を設けている。オイルは給油溝30、31を通ってオイル吐出通路18から軸受部21、22へと供給され、ドライブギヤ12の回転軸12a及びドリブンギヤ13の回転軸13aと軸受部21、22とを潤滑したオイルはドライブギヤ12の回転軸12a又はドリブンギヤ13の回転軸13aの外周面と軸受部21、22の内周面との間の隙間を通ってケーシング11外へ排出されるようになっている。
図3に示すように、ギヤカバー20は、ギヤカバー20の内側面に設けられ、ドライブギヤ12の他側面及びドリブンギヤ13の他側面と対向する土手部(突出部)32(図4参照)と、ドライブギヤ12の歯先面と対向するドライブギヤ側内周壁(ケーシング11の内周壁)33と、ドリブンギヤ13の歯先面と対向するドリブンギヤ側内周壁(ケーシング11の内周壁)34とを有している。本実施形態では、ドライブギヤ12とドリブンギヤ13との噛み合い部分近傍の土手部32の位置はドライブギヤ12の回転中心とドリブンギヤ13の回転中心とを結ぶ中心線Zに対し、オイル吸い込み通路17側にオフセットされている。ドライブギヤ12の他側面及びドリブンギヤ13の他側面と土手部32の頂面との間には数十μm程度の隙間(クリアランス)が設けられている。また、ドライブギヤ12の歯先面とドライブギヤ側内周壁33との間には数十μm程度の隙間(クリアランス)が設けられている。さらに、ドリブンギヤ13の歯先面とドリブンギヤ側内周壁34との間には数十μm程度の隙間(クリアランス)が設けられている。
本実施形態では、ギヤカバー20の土手部32に、軸受部21、22への給油の為、オイル吐出通路18から軸受部21、22へと各々延びる給油溝35、36を設けている。オイルは給油溝35、36を通ってオイル吐出通路18から軸受部21、22へと供給され、ドライブギヤ12の回転軸12a及びドリブンギヤ13の回転軸13aと軸受部21、22とを潤滑したオイルはドライブギヤ12の回転軸12a又はドリブンギヤ13の回転軸13aの外周面と軸受部21、22の内周面との間の隙間を通ってケーシング11外へ排出されるようになっている。
また、本実施形態では、図3に示すように、オイル吸い込み通路17とオイル吐出通路18とを隔てるギヤカバー20の土手部32の頂面に、ドライブギヤ12とドリブンギヤ13との間に形成されるギヤ閉じ込み部G(図5参照)のオイルをケーシング11の内周壁(ギヤケース19及びギヤカバー20のドライブギヤ側内周壁26、33)とドライブギヤ12の歯面との間に形成される閉空間S1(図5参照)に導入するための溝(ドライブギヤ側溝)37を設けている。ドライブギヤ側溝37は、ギヤ閉じ込み部Gに臨む土手部32の頂面からドライブギヤ12のボス部12bに対向する土手部32の頂面を経てケーシング11の内周壁とドライブギヤ12の歯面との間に形成される閉空間S1に臨む土手部32の頂面に至るものであって、図5に示すドライブギヤ12とドリブンギヤ13との噛み合い位置において、ギヤ閉じ込み部Gのオイルを上述の閉空間S1に排出するものである。つまり、ドライブギヤ側溝37は、ギヤ閉じ込み部Gにおけるドライブギヤ12の歯元部間と上述の閉空間S1とを連通するようになっている。なお、図3及び図5中、ドライブギヤ側溝37には網掛けが施されている。
ここで、上述のギヤ閉じ込み部Gは、ドライブギヤ12とドリブンギヤ13との噛み合い部分に形成される(図5及び図6参照)。つまり、ギヤ閉じ込み部Gは、ドライブギヤ12の歯面と、ドリブンギヤ13の歯面と、ギヤケース19の土手部25の頂面と、ギヤカバー20の土手部32の頂面とで囲われた空間に形成される。また、上述の閉空間S1は、ドライブギヤ12の歯面と、ギヤケース19の土手部25の頂面と、ギヤカバー20の土手部32の頂面と、ギヤケース19のドライブギヤ側内周壁26と、ギヤカバー20のドライブギヤ側内周壁33とで囲われた空間に形成される(図5参照)。
さらに、本実施形態では、図3及び図4に示すように、オイル吸い込み通路17とオイル吐出通路18とを隔てているギヤカバー20の土手部32の頂面に、ドライブギヤ12とドリブンギヤ13との間に形成されるギヤ閉じ込み部G(図6参照)のオイルをケーシング11の内周壁(ギヤケース19及びギヤカバー20のドリブンギヤ側内周壁27、34)とドリブンギヤ13の歯面との間に形成される閉空間S2(図6参照)に導入するための溝(ドリブンギヤ側溝)38を設けている。ドリブンギヤ側溝38は、ギヤ閉じ込み部Gに臨む土手部32の頂面からドリブンギヤ13のボス部13bに対向する土手部32の頂面を経てケーシング11の内周壁とドリブンギヤ13の歯面との間に形成される閉空間S2に臨む土手部32の頂面に至るものであって、図6に示すドライブギヤ12とドリブンギヤ13との噛み合い位置において、ギヤ閉じ込み部Gのオイルを上述の閉空間S2に排出するものである。つまり、ドリブンギヤ側溝38は、ギヤ閉じ込み部Gにおけるドリブンギヤ13の歯元部間と上述の閉空間S2とを連通するようになっている。なお、図3及び図6中、ドリブンギヤ側溝38には網掛けが施されている。
ここで、上述の閉空間S2は、ドリブンギヤ13の歯面と、ギヤケース19の土手部25の頂面と、ギヤカバー20の土手部32の頂面と、ギヤケース19のドリブンギヤ側内周壁27と、ギヤカバー20のドリブンギヤ側内周壁34とで囲われた空間に形成される(図6参照)。
図2及び図3に示すように、ドライブギヤ12は、所定歯数の外歯を有する歯車である。ドライブギヤ12は、キー(図示せず)により回転軸12aに回転不能に取り付けられる。ドライブギヤ12はアウターギヤ14を介してクランクシャフトギヤ16に連結されているので、ドライブギヤ12は、クランクシャフトギヤ16の回転により図2及び図3中の矢印X方向に回転される。
図2及び図3に示すように、ドリブンギヤ13は、ドライブギヤ12と同一歯数の外歯を有する歯車である。ドリブンギヤ13は、キー(図示せず)により回転軸13aに回転不能に取り付けられる。ドリブンギヤ13はドライブギヤ12と噛合しているので、ドリブンギヤ13は、ドライブギヤ12の回転により図2及び図3中の矢印Y方向に回転される。
図1に示すように、アウターギヤ14は、所定歯数の外歯を有する歯車である。アウターギヤ14は、キー(図示せず)によりドライブギヤ12の回転軸12aに回転不能に取り付けられる。また、クランクシャフトギヤ16は、所定歯数の外歯を有する歯車である。クランクシャフトギヤ16は、キー(図示せず)によりエンジンのクランクシャフト15に回転不能に取り付けられる。
次に、本実施形態の作用を説明する。
ドライブギヤ12及びドリブンギヤ13を回転させることにより、オイルパンにつながるケーシング11内のオイル吸い込み通路17のオイルがケーシング11の内周壁(ギヤケース19及びギヤカバー20のドライブギヤ側内周壁26、33)とドライブギヤ12の歯面との間に吸入され、オイルがギヤケース19及びギヤカバー20のドライブギヤ側内周壁26、33とドライブギヤ12の歯面との間に形成される閉空間S1に封入されながら、ケーシング11内のオイル吐出通路18まで導かれ、加圧充填される。
また、ドライブギヤ12及びドリブンギヤ13を回転させることにより、オイルパンにつながるケーシング11内のオイル吸い込み通路17のオイルがケーシング11の内周壁(ギヤケース19及びギヤカバー20のドリブンギヤ側内周壁27、34)とドリブンギヤ13の歯面との間に吸入され、オイルがギヤケース19及びギヤカバー20のドリブンギヤ側内周壁27、34とドリブンギヤ13の歯面との間に形成される閉空間S2に封入されながら、ケーシング11内のオイル吐出通路18まで導かれ、加圧充填される。
ギヤ式オイルポンプ10の駆動中、ドライブギヤ12とドリブンギヤ13との間に形成されるギヤ閉じ込み部Gの高圧オイルは、図5及び図6に示す2通りのドライブギヤ12とドリブンギヤ13との噛み合い位置にて、ギヤカバー20の土手部32のドライブギヤ側溝37又はドリブンギヤ側溝38を介して、オイル吸い込み通路17のオイルと合流することなく、ギヤケース19及びギヤカバー20のドライブギヤ側内周壁26、33とドライブギヤ12の歯面との間に形成される閉空間S1、または、ギヤケース19及びギヤカバー20のドリブンギヤ側内周壁27、34とドリブンギヤ13の歯面との間に形成される閉空間S2に吐出(導入)される。
具体的には、ギヤ式オイルポンプ10の駆動中、ギヤ閉じ込み部Gの高圧オイルは、図5に示すドライブギヤ12とドリブンギヤ13との噛み合い位置にて、ギヤカバー20の土手部32の頂面に設けたドライブギヤ側溝37を介して、ギヤケース19及びギヤカバー20のドライブギヤ側内周壁26、33とドライブギヤ12の歯面との間に形成される閉空間S1に吐出(導入)される。そのため、ギヤ閉じ込み部Gの高圧オイルが、オイル吸い込み通路17に吐出されることはない。
また、ギヤ式オイルポンプ10の駆動中、ギヤ閉じ込み部Gの高圧オイルは、図6に示すドライブギヤ12とドリブンギヤ13との噛み合い位置にて、ギヤカバー20の土手部32の頂面に設けたドリブンギヤ側溝38を介して、ギヤケース19及びギヤカバー20のドリブンギヤ側内周壁27、34とドリブンギヤ13の歯面との間に形成される閉空間S2に吐出(導入)される。そのため、ギヤ閉じ込み部Gの高圧オイルが、オイル吸い込み通路17に吐出されることはない。
従って、本実施形態によれば、ギヤ閉じ込み部Gの高圧オイルをケーシング11の内周壁(ギヤケース19及びギヤカバー20のドライブギヤ側内周壁26、33)とドライブギヤ12との間に形成される閉空間S1又はケーシング11の内周壁(ギヤケース19及びギヤカバー20のドリブンギヤ側内周壁27、34)とドリブンギヤ13との間に形成される閉空間S2に吐出することにより、ギヤ閉じ込み部Gのオイルの圧力を下げることができる。従って、ポンプ吸い込み側(オイル吸い込み通路17)でのオイルの脈動波が低減されるので、オイルパンからの振動及び騒音の発生を抑制できる。
また、本実施形態によれば、振動及び騒音の抑制と同時に、ポンプ効率の向上も期待できる。即ち、ギヤ閉じ込み部Gの高圧オイルをケーシング11の内周壁(ギヤケース19及びギヤカバー20のドライブギヤ側内周壁26、33)とドライブギヤ12との間に形成される閉空間S1又はケーシング11の内周壁(ギヤケース19及びギヤカバー20のドリブンギヤ側内周壁27、34)とドリブンギヤ13との間に形成される閉空間S2に吐出することにより、ケーシング11の内周壁とドライブギヤ12との間に形成される閉空間S1又はケーシング11の内周壁とドリブンギヤ13との間に形成される閉空間S2のオイルの圧力を上げることができる。従って、ギヤ閉じ込み部Gの高圧オイルが上述の閉空間S1、S2を経てオイル吸い込み通路18に還流されることとなるので、ポンプ効率を向上させることが可能となる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態には限定されず他の様々な実施形態を採ることが可能である。
例えば、本発明は、オイルポンプ(ギヤ式オイルポンプ)に限らず、全てのギヤ式ポンプに適用することが可能である。つまり、ギヤ式ポンプ内の流体はオイルには限定はされない。
また、ドライブギヤ側溝37及びドリブンギヤ側溝38の内一方だけをギヤカバー20の内側面(土手部32の頂面)に設けても良い。即ち、ドライブギヤ側溝37及びドリブンギヤ側溝38の内一方を省略することができる。
さらに、図7に示すように、ドライブギヤ側溝37及びドリブンギヤ側溝38をギヤケース19の内側面(土手部25の頂面)に設けても良い。この場合も、ドライブギヤ側溝37及びドリブンギヤ側溝38の内一方だけをギヤケース19の内側面(土手部25の頂面)に設けても良い。即ち、ドライブギヤ側溝37及びドリブンギヤ側溝38の内一方を省略することができる。
10 ギヤ式ポンプ(ギヤ式オイルポンプ)
11 ケーシング
12 ドライブギヤ
13 ドリブンギヤ
17 オイル吸い込み通路
18 オイル吐出通路
26 ギヤケースのドライブギヤ側内周壁(ケーシングの内周壁)
27 ギヤケースのドリブンギヤ側内周壁(ケーシングの内周壁)
33 ギヤカバーのドライブギヤ側内周壁(ケーシングの内周壁)
34 ギヤカバーのドリブンギヤ側内周壁(ケーシングの内周壁)
37 ドライブギヤ側溝(溝)
38 ドリブンギヤ側溝(溝)

Claims (3)

  1. ケーシングと、前記ケーシング内に回転可能に支持されたドライブギヤと、前記ケーシング内に回転可能に支持され、前記ドライブギヤに噛合するドリブンギヤとを備え、前記ドライブギヤ及び前記ドリブンギヤを回転させることにより、前記ケーシング内のオイル吸い込み通路のオイルを前記ケーシングの内周壁と前記ドライブギヤの歯面又は前記ドリブンギヤの歯面との間に吸入して、オイルを前記ケーシングの内周壁と前記ドライブギヤの歯面又は前記ドリブンギヤの歯面との間に形成される閉空間に保持しながら、前記ケーシング内のオイル吐出通路まで導くギヤ式ポンプにおいて、
    前記ケーシングの内側面に、前記ドライブギヤと前記ドリブンギヤとの間に形成されるギヤ閉じ込み部のオイルを前記ケーシングの内周壁と前記ドライブギヤの歯面又は前記ドリブンギヤの歯面との間に形成される閉空間に導入するための溝を設けたことを特徴とするギヤ式ポンプ。
  2. 前記ギヤ閉じ込み部のオイルを前記ケーシングの内周壁と前記ドライブギヤの歯面との間に形成される閉空間に導入するための前記溝が、前記ギヤ閉じ込み部に臨む前記ケーシングの内側面から前記ドライブギヤのボス部に対向する前記ケーシングの内側面を経て前記ケーシングの内周壁と前記ドライブギヤの歯面との間に形成される閉空間に臨む前記ケーシングの内側面に至るドライブギヤ側溝である請求項1に記載のギヤ式ポンプ。
  3. 前記ギヤ閉じ込み部のオイルを前記ケーシングの内周壁と前記ドリブンギヤの歯面との間に形成される閉空間に導入するための前記溝が、前記ギヤ閉じ込み部に臨む前記ケーシングの内側面から前記ドリブンギヤのボス部に対向する前記ケーシングの内側面を経て前記ケーシングの内周壁と前記ドリブンギヤの歯面との間に形成される閉空間に臨む前記ケーシングの内側面に至るドリブンギヤ側溝である請求項1又は2に記載のギヤ式ポンプ。
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