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

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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