JP2014109249A - 歯車ポンプまたはモータ - Google Patents

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Kohei Matsuda
光平 松田
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Abstract

【課題】高温高圧条件下においてもポンプ又はモータとしての性能が低下しにくい歯車ポンプ又はモータの構成を実現する。
【解決手段】噛合する一対の歯車と、これら歯車の側面に隣接する側板6と、前記歯車を収納する歯車収納室及び前記歯車を支持する軸4がそれぞれ嵌入可能な軸受孔を備えるケーシングと、前記ケーシングの軸受孔と前記軸4との間に配設され前記軸4を支持するブッシュ7と、前記ケーシングに設けたガスケット装着溝13cに装着した状態で前記側板6と前記ケーシング1との間に位置するガスケットとを具備する歯車ポンプまたはモータにおいて、前記側板6の前記歯車との非摺動面6b側にブッシュ7の一端部を収納可能なブッシュ挿入溝6mを設け、前記ブッシュ7の一端部をこのブッシュ挿入溝6mに挿入する構成を採用する。
【選択図】図2

Description

本発明は、噛合する一対の歯車と、これら歯車の側面に隣接する側板と、前記歯車を収納する歯車収納室及び前記歯車を軸支する軸がそれぞれ嵌入可能な軸受孔を備え歯車と対向する面にガスケット装着溝を有するケーシングとを有する歯車ポンプまたはモータに関する。
従来より、図4及び図5に示すように、噛合する一対の歯車a2、a3と、これら歯車a2、a3の側面に隣接する側板a6、a6と、前記歯車a2、a3を収納する歯車収納室a1a及び前記歯車a2、a3を軸支する軸a4、a5がそれぞれ嵌入可能な軸受孔a12a、a12b、a13a、a13bを備え歯車a2、a3と対向する面にガスケット装着溝a1cを有するケーシングa1と、前記ケーシングa1の軸受孔a12a、a12b、a13a、a13bと前記軸a4、a5との間に配設されるブッシュa7と、前記ケーシングa1のガスケット装着溝a1cに装着した状態で前記側板a6と前記ケーシングa1との間に位置するガスケットa8とを具備する歯車ポンプまたはモータPPが広く知られている(例えば、特許文献1を参照)。
しかして、高温高圧条件下でこのような歯車ポンプまたはモータPPを駆動する際には、液圧によりブッシュa7が内側すなわち軸a4、a5に接近する側に押圧されるとともに、軸受孔a12a、a12b、a13a、a13bを配したケーシングa1を構成する材料の熱膨張率がブッシュa7を構成する材料の熱膨張率よりも大きい場合、熱膨張により軸受孔a12a、a12b、a13a、a13bとブッシュa7との間に隙間が生じブッシュa7の締め付け力が低下するという問題が発生する。さらに、通常はブッシュa7の歯車a2、a3側の端縁と側板a6の非摺動面a6bとの間にクリアランスCを形成しているが、液圧によりガスケットa8が押し出されて前記クリアランスC内に入り込みブッシュa7の歯車側の端縁を前記軸受孔a12a、a12b、a13a、a13bの奥に向かって、すなわち歯車a2、a3から遠ざかる方向に向かって押し込む現象が発生することがある。このような現象が発生すると、ガスケットa8により高圧側と低圧側とを区画する機能が損なわれて高圧側から低圧側への作動液の漏れ量が増大してポンプ又はモータとしての性能が低下するという問題も発生する。
特開平11−107934号公報
本発明は以上の点に着目し、高温高圧条件下においてもポンプ又はモータとしての性能が低下しにくい歯車ポンプ又はモータの構成を実現することを目的とする。
以上の課題を解決すべく、本発明に係る歯車ポンプまたはモータは、以下に述べるような構成を有する。すなわち本発明に係る歯車ポンプまたはモータは、噛合する一対の歯車と、これら歯車の側面に隣接する側板と、前記歯車を収納する歯車収納室及び前記歯車を支持する軸がそれぞれ嵌入可能な軸受孔を備えるケーシングと、前記ケーシングの軸受孔と前記軸との間に配設され前記軸を支持するブッシュと、前記側板又はケーシングに設けたガスケット装着溝に装着した状態で前記側板と前記ケーシングとの間に位置するガスケットとを具備するものであって、前記側板の前記歯車との非摺動面側にブッシュの一端部を収納可能なブッシュ挿入溝を有し、前記ブッシュの一端部がこのブッシュ挿入溝に挿入されている。
このようなものであれば、一般的なブッシュの長さの製造誤差及びケーシングの軸受穴の深さの製造誤差を考慮しても、側板とケーシングとの間に配したガスケットの内側面が全域にわたってブッシュの外側面に接しているとともに、側板とブッシュとの間に隙間が形成されない構成を実現できる。また、従来のものと比較してブッシュをより長くしていることから、高温条件下で又はブッシュが何らかの外力を受けた際に歯車から離間する方向に移動しても側板とブッシュとの間に空間が形成されにくく、この空間にガスケットが押し込まれることに伴う、高圧側から低圧側への作動液の漏れ量が増大してポンプ又はモータとしての性能が低下する不具合の発生を抑制することができる。
本発明によれば、高温高圧条件下においてもポンプ又はモータとしての性能が低下しにくい歯車ポンプ又はモータの構成を実現することができる。
本発明の一実施形態に係る歯車ポンプ又はモータを示す概略図。 図1におけるA部の拡大図。 同実施形態に係るブッシュ及びガスケットの配置を示す図。 従来の歯車ポンプ又はモータを示す概略図。 図4におけるB部の拡大図。
本発明の一実施形態を図1〜図3を参照しつつ以下に示す。
本実施形態に係る歯車ポンプは、主として、図1に示すように、歯車収納室11aを内部に有するケーシング1と、このケーシング1の歯車収納室11a内に収納保持され互いに噛み合わせてなる外接歯車対、すなわち駆動歯車2及び従動歯車3と、各歯車2、3の両側面2a、3aに添接する可動側板6、6と、前記歯車2、3を支持する軸4、5を収納するための軸受孔12a、12b,13a、13bと前記軸4、5との間に配設されるブッシュ7と、前記ケーシング1に設けたガスケット装着溝12c、13cに装着した状態で前記側板6、6と前記ケーシング1との間に位置するガスケット8、8とを具備する。
駆動歯車2及び従動歯車3は、図1に示すように、複数の歯体を外周面に沿って所定間隔で設けた周知のものである。なお、本実施形態では、前記駆動歯車2の中心から駆動軸4を回転軸方向に一体に延伸させて設けているとともに、従動歯車3から従動軸5を回転軸方向に一体に延伸させて設けているが、駆動歯車2と駆動軸4とを別体に構成してもよく、また、従動歯車3と従動軸5とを別体に構成してもよい。
ケーシング1は、図1に示すように、前記歯車収納室11aを有するボディ11と、この歯車収納室11aの開口面を閉塞するカバーたるフロントカバー12と、前記歯車収納室11aの開口面を閉塞するカバーたるリアカバー13とから構成したものである。ボディ11には、前記歯車対すなわち駆動歯車2及び従動歯車3を噛合状態で収容する略眼鏡状の歯車収納室11aと、歯車収納室11aに連通し前記駆動軸4及び従動軸5がそれぞれ嵌入可能な軸受孔11b、11cとが形成されている。駆動歯車2を挿入すべき位置寄りの軸受孔11bにはブッシュ7を嵌装し、このブッシュ7に前記駆動軸4の一端部を挿入し回転可能に軸承している。一方、従動歯車3を挿入すべき位置寄りの軸受孔11cにもブッシュ7を嵌装していて、このブッシュ7に前記従動軸5の一端部を挿入し回転可能に軸承している。また、ボディ11には、図示は省略しているが、前記駆動歯車2と従動歯車3との噛合部位に臨む位置に吸込口及び吐出口をそれぞれ開口させてある。前記フロントカバー12は、例えばボディ11にボルト等によって着脱可能に装着されて前記歯車収納室11aの前側開口面を閉塞するものであり、前記駆動軸4及び従動軸5がそれぞれ嵌入可能な軸受孔12a、12bが形成さている。駆動歯車2を挿入すべき位置寄りの軸受孔12aにはブッシュ7を嵌装し、このブッシュ7に前記駆動軸4の一端部を挿入し回転可能に軸承している。一方、従動歯車3を挿入すべき位置寄りの軸受孔12bにもブッシュ7を嵌装していて、このブッシュ7に前記従動軸5の一端部を挿入し回転可能に軸承している。さらに、このフロントカバー12の前記軸受孔12a、12bに隣接する部位には、前記ガスケット8を装着するためのガスケット装着溝12cを設けている。このガスケット装着溝12cの外方に隣接する部位の歯車2、3に向かう面は、図2に示すように、前記ガスケット装着溝12cよりも歯車2、3に向かう側に位置するインロー面12dとして形成している。同様に、前記リアカバー13も、前記ボディ11にボルト等によって着脱可能に装着されて前記歯車収納室11aの後側開口面を閉塞するものであり、前記駆動軸4及び従動軸5がそれぞれ嵌入可能な軸受孔13b、13cが形成さている。駆動歯車2を挿入すべき位置寄りの軸受孔13bにはブッシュ7を嵌装し、このブッシュ7に前記駆動軸4の他端部を挿入し回転可能に軸承している。一方、従動歯車3を挿入すべき位置寄りの軸受孔13cにもブッシュ7を嵌装していて、このブッシュ7に前記従動軸5の他端部を挿入し回転可能に軸承している。さらに、このリアカバー13の前記軸受孔12a、12bに隣接する部位にも、前記ガスケット8を装着するためのガスケット装着溝13cを設けている。このガスケット装着溝13cの外方に隣接する部位の歯車2、3に向かう面も、図1に示すように、前記ガスケット装着溝13cよりも歯車2、3に向かう側に位置するインロー面13dとして形成している。
可動側板6は、図1及び図2に示すように、前記駆動歯車2及び従動歯車3の両側面2a、3aに添接させるべく2箇所に配され、駆動歯車2及び従動歯車3の各側面2a、3aをそれぞれシールするためのものである。この可動側板6の摺動面6aの外周縁には、図示は省略するが、軸受荷重を軽減させるために高圧導入溝を設けている。ここで、可動側板6の摺動面6a側のうち、高圧側の領域に吐出口から高圧の作動液が導入され、ケーシング1に前記駆動歯車2、従動歯車3及びこの可動側板6、6を収容した状態で、この可動側板6の非摺動面6bとケーシング1との間に高圧流体を導き入れることが可能な圧力バランス領域が形成される。そして、この側板6には、前記駆動軸4又は従動軸5を通過させるための軸孔6hを設けている。この軸孔6hの半径は、前記駆動軸4又は従動軸5と比較して、前記ブッシュ7の厚さ寸法Δtだけ大きくしている。
前記ブッシュ7は、上述したように、また図1及び図2に示すように、前記駆動軸4と前記フロントカバー12及び前記リアカバー13の軸受孔12a、13aとの間、及び前記従動軸5と前記フロントカバー12及び前記リアカバー13の軸受孔12b、13bとの間との間に配設されている。しかして本実施形態では、このブッシュ7は、前記側板6の歯車2、3と反対側を向く面すなわち非摺動面6bに設けたブッシュ挿入溝6mにその一部が収納される。前記ブッシュ挿入溝6mは、前記側板6の前記駆動軸4又は従動軸5を通過させるための軸孔6hに隣接する部位に形成している。このブッシュ挿入溝6mは、その深さΔLが側板6の厚さ寸法の約5分の3であり、前記ブッシュ7の厚さ寸法と略等しい幅を有する。そして、このブッシュ7の外側面には、前記ガスケット8の内面が衝き当たるようにしている。
前記ガスケット8は、上述したように、また、図1〜図3に示すように、前記ケーシング1のガスケット装着溝12c、13c内に装着されて側板6の非摺動面6bと圧着しており、前記圧力バランス領域を低圧側Yすなわち吸込口側と高圧側Xすなわち吐出口側とに区画する。また、このガスケット8は、上述したように、内側面がブッシュ7の外側面に衝き当たっている。
この歯車ポンプの運転中、外部から何らの外力を受けていない状態では、上述したように、また図1及び図2に示すように、ブッシュ挿入溝6mの内部にブッシュ7の一端部が収容された状態でこのブッシュ7の外側面にガスケット8の内側面が衝き当たっており、さらにこのガスケット8は前記ケーシング1のガスケット装着溝12c、13c内に装着された状態で側板6の非摺動面6bと圧着している。すなわち、前記ガスケット8により高圧側から側板6の被摺動面6bとケーシング1との間の空間及びブッシュ7と歯車2、3との間の空間を経て低圧側への作動液の漏れを遮断している。そして、ブッシュ7が歯車2、3と離間する方向に移動してブッシュ7の他端が軸受穴12a、12b、13a、13bの底に衝き当たった状態となった場合であっても、ブッシュ7の一端部はブッシュ挿入溝6mの内部に収容されているので、上述したようなガスケット8によって高圧側から低圧側への作動液の漏れを遮断している状態は維持される。
なお、この歯車ポンプPは、歯車2、3を逆方向に回転させることにより、歯車モータとしても機能する。
以上に述べたように、本実施形態によれば、高温高圧環境においても、一般的なブッシュの長さの製造誤差及びケーシングの軸受穴の深さの製造誤差を考慮しても、側板6とケーシング1との間に配したガスケット8の内側面が全域にわたってブッシュ7の外側面に接しているとともに、側板6とブッシュ7との間に隙間が形成されない構成を実現できる。また、従来のものと比較してブッシュ7をより長くしていることから、高温条件下で又はブッシュ7が何らかの外力を受けた際に歯車2、3から離間する方向に移動しても側板6とブッシュ7との間に空間が形成されにくく、この空間にガスケット8が押し込まれることに伴う、高圧側から低圧側への作動液の漏れ量が増大してポンプ又はモータとしての性能が低下する不具合の発生を抑制することができる。
なお、本発明は以上に述べた実施形態に限らない。
例えば、ブッシュの長さは、歯車と反対側の端面が軸受穴の底に衝き当たった状態で歯車側の端面が側板のブッシュ挿入溝に挿入された状態を維持できる範囲で任意に設定してよい。
また、ケーシングだけでなく側板にもガスケットを収納するためのガスケット収納溝を設け、これらケーシング及び側板のガスケット収納溝間にガスケットを収納する構成を採用してもよい。
さらに、ケーシングの構成は、上述した実施形態におけるボディとフロントカバーとを一体に構成したもの、あるいは上述した実施形態におけるボディとリアカバーとを一体に構成したものを採用してもよい。
加えて、上述した実施形態では歯車ポンプとしての機能と歯車モータとしての機能をともに有する装置について述べているが、歯車ポンプ又は歯車モータの一方のみの機能を有する装置に本発明を適用してももちろんよい。
そして、上述した実施形態ではケーシングにガスケット装着溝を設け、このガスケット装着溝に装着されたガスケットが側板とケーシングとの間に位置するようにしているが、ガスケットが側板とケーシングとの間に位置する構成であれば、ケーシングでなく側板にガスケット装着溝を設け、このガスケット装着溝にガスケットを装着するようにしてもよい。
その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してよい。
1…ケーシング
11a…歯車収納室
12a、12b、13a、13b…軸受孔
12c、13c…ガスケット装着溝
2、3…歯車
4、5…軸
6…側板
6b…非摺動面
6m…ブッシュ挿入溝
7…ブッシュ
8…ガスケット

Claims (1)

  1. 噛合する一対の歯車と、これら歯車の側面に隣接する側板と、前記歯車を収納する歯車収納室及び前記歯車を支持する軸がそれぞれ嵌入可能な軸受孔を備えるケーシングと、前記ケーシングの軸受孔と前記軸との間に配設され前記軸を支持するブッシュと、前記側板又はケーシングに設けたガスケット装着溝に装着した状態で前記側板と前記ケーシングとの間に位置するガスケットとを具備する歯車ポンプまたはモータであって、
    前記側板の前記歯車との非摺動面側にブッシュの一端部を収納可能なブッシュ挿入溝を有し、前記ブッシュの一端部がこのブッシュ挿入溝に挿入されていることを特徴とする歯車ポンプまたはモータ。
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