JP3022179B2 - ギアポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、互いに噛み合う２つの
歯車とその周囲を囲繞するケーシングとの間で被搬送物
を送り出すギアポンプに関する。更に詳述すると、本発
明は、空気などの圧縮性流体と水などの非圧縮性流体と
を順次吸引し吐出するのに用いて好適なギアポンプに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来のギアポンプは、図５及び図６に示
すように、互いに噛み合う一対のギア１０１，１０２と
これらを囲繞してポンプ室を構成する小判形のケーシン
グ１０３及び一方のギア例えばギア１０１を駆動する駆
動源としてのモ−タ１１３とから構成され、噛み合った
一対のギア１０１，１０２によってケーシング１０３内
が吸入側の室１０４と吐出側の室１０５とに分けられて
いる。このギアポンプは、一対のギア１０１，１０２の
回転によって、吸入口１０６から流体を吸入して各ギア
１０１，１０２とケーシング１０３との間の空間１１２
に閉じ込めて圧送し、他方の室１０５に連通する吐出口
１０７から吐出する。各ギア１０１，１０２は、インサ
ート成形などによって一体化された軸部１０８，１０９
あるいはＤ形状にカットされた軸とＤ穴形状に成形され
た歯車穴部との組合わせによって周方向に連結された軸
部を有し、該軸部１０８，１０９をケーシング１０３側
に設けられた軸受孔１１４，１１４に嵌合させることに
よって回転自在に支持されている。そして、駆動側とな
る一方のギア例えばギアの１０１の軸１０８がポンプ室
の外に突出されてモ−タ１１３と連結されている。ギア
１０１，１０２は、歯先面１１０とケーシング１０３の
内周壁１１１との間に圧送しようとする物体（以下、被
搬送物と呼ぶ）に応じたシール性を損なわない大きさの
一定のギャップを形成するように、あるいはケーシング
内周壁１１１に摺接するように設置されている。

【０００３】そして、一対のギア１０１，１０２を囲繞
するケーシング１０３は、第一のケース１０３ａと第二
のケース１０３ｂ及び第三のケ−ス１０３ｃの３部材か
ら構成されている。この３つのケ−ス１０３ａ，１０３
ｂ，１０３ｃは、第一、第二のケース１０３ａ，１０３
ｂに形成されているばか穴を通りケ−ス１０３ｃのネジ
穴に挿通されるネジ１１５，１１５によって締め付けら
れることにより一体化されている。第一のケース１０３
ａと第二のケース１０３ｂの間には弾性を有するシール
材例えばＯリング１１６が介在され、締め付け方向（双
方のケース１０３ａ，１０３ｂの合わせ基準面１０３
ｘ，１０３ｙを当接する方向）に潰してシールされ、ポ
ンプ室の密封が図られている。その際、ネジ１１５，１
１５の締め付け方向にシール材１１６を圧縮しながら第
一のケース１０３ａの合わせ基準面１０３ｘと第二のケ
ース１０３ｂの合わせ基準面１０３ｙとを合わせて組み
立てることにより、ポンプ室の軸方向距離の精度が維持
されている。

【０００４】また、第二のケース１０３ｂと第三のケ−
ス１０３ｃとにより、モ−タ１１３の回転を減速する減
速歯車１１７等が置かれる空間・減速歯車室が構成され
ている。この第三のケ−ス１０３ｃには、減速歯車１１
７等を保持する歯車保持部１０３ｅと、モ−タ１１３の
周囲を囲むモ−タ囲繞部１０３ｆと、モ−タ１１３の動
力を取り出す穴部（図示省略）と、ポンプが外部装置に
取り付けられる際の取り付け部１０３ｇ，１０３ｇと、
減速歯車１１７等の減速歯車を囲繞しネジ１１５，１１
５が取り付けられる減速歯車囲繞部１０３ｈとが一体に
形成されている。そしてモ−タ囲繞部１０３ｆの開放端
にキヤップ１０３ｄがはめられ、モ−タ１１３を保護し
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のギアポンプのケ−シング構造は、Ｏリングなどの弾
性を有しているシール材１１６を双方の合わせ基準面１
０３ｘ，１０３ｙが当接する方向・締め付け方向に圧縮
することによりポンプ室のシ−ルを行っているため、ネ
ジ１１５，１１５の締め付けが不均一であると、シール
材１１６の弾性反発力により、第一のケース１０３ａの
片側が浮き上がり、第一のケース１０３ａに設けられた
軸受１１４を偏らせてノイズを発生させたり、吸い込み
能力に影響を与えしまう。また、第一のケース１０３ａ
と第二のケース１０３ｂとの締め付けが全体に緩い場合
には両ケース基準面１０３ｘ，１０３ｙの突き当てが不
完全となり、歯車の密封性を低下させてポンプ能力を悪
化させ、場合によってはポンプのシール性そのものを損
なう虞がある。

【０００６】また、第三のケ−ス１０３ｃには、歯車保
持部１０３ｅと、モ−タ囲繞部１０３ｆと、モ−タ１１
３の動力を取り出す穴部（図示省略）と、取り付け部１
０３ｇ，１０３ｇと、減速歯車囲繞部１０３ｈとが一体
に形成されており、構造が複雑であると共に肉厚の差も
容量も大きくなる。このため、成形時のひけや流動性の
悪化などの影響を受けて変形し易く、寸法出しの精度、
特に、一対のギア１０１，１０２の軸間距離などの重要
な寸法を左右する歯車保持部１０３ｅの精度が出し難い
問題を有している。このため、場合によってはノイズや
吸い込み量の低下という問題を伴うことがある。更に、
減速歯車１１７等の減速歯車を囲繞する減速歯車囲繞部
１０３ｈで、ネジ１１５，１１５が取り付けられ、締め
付けられる構造となっているので、シール不良を防ぐた
めネジ１１５，１１５を強く締め付けると、ケースに変
形が生じ、ポンプ性能に対し影響を与え易いという問題
を有している。

【０００７】また、上記のように、合わせ基準面１０３
ｘ，１０３ｙの当接精度や減速歯車の位置精度が悪くな
ると、ポンプ室内の歯先とケーシングとの接触によるノ
イズが発生するばかりか、減速歯車間においてもノイズ
が発生する問題が生じる。

【０００８】本発明は、精度を出し易いケ−シング構造
とし、ポンプ性能が著しく低下する不良品やノイズが発
生し難いギアポンプを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、請求項１の発明は、第一のケ−スと第二のケ−スと
でポンプ室を形成し該ポンプ室内で互いに噛合する駆動
ギアと従動ギアにより被搬送物を送り出すポンプにおい
て、両ケ−スの間に該両ケースの合わせ基準面 に対して
非平行の一対の対向壁を設けると共に、当該一対の対向
壁の間にシール材を介在させ、上記両ケースの合わせ基
準面同士を当接させることで、上記一対の対向壁が上記
シール材を上記両ケ−スの合わせ基準面が当接する方向
と異なる方向に圧縮してポンプ室をシ−ルするようにし
ている。

【００１０】また、請求項２の発明のポンプは、第二の
ケ−スとの間で駆動ギアの減速歯車室を形成する第三の
ケ−スと、外部装置に取り付けるための取り付け部を少
なくとも有する第四のケースとを第一及び第二のケース
とは別体に成形するようにしている。

【００１１】

【作用】したがって、請求項１の発明では、第一のケー
スと第二のケースとでポンプ室を形成した際、ポンプ室
の弾性を有するシール材の反発力で、一方のケースの合
わせ基準面が他方のケースの合わせ基準面に対し、浮き
上がることが無くなる。そのため、ポンプ室内の軸方向
空間距離が精度良く維持される。

【００１２】また、請求項２の発明では、減速歯車を収
容する機能と駆動用モータを収容しポンプを外部装置に
取り付けるための機能とを分離して二つのケースに分担
させている。即ち、第三のケースには、第二のケースと
の間で減速歯車を収容しかつポンプ室内のギアを支持し
て回転させる駆動軸を支持する減速歯車室を形成する機
能のみを分担させ、第四のケースには、ポンプが外部装
置に取り付けられる際の取り付け機能を分担させてい
る。このため、第三のケースの構造がシンプルになる。
また、ポンプが外部装置に取り付けられる際の過度の力
によるポンプ内の歯車位置精度への影響が少なくなる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基
づいて詳細に説明する。

【００１４】図１〜図３に本発明のギアポンプの一実施
例を示す。このギアポンプは、ケーシング３とこのケー
シング３内で噛合している駆動ギア１と従動ギア２及び
駆動源たるモータ４とから構成され、駆動ギア１の中心
部に駆動軸６を挿通する駆動軸挿通孔５を形成する一
方、従動ギア２の中心部に回転支持軸８を挿通する回転
支持軸挿通孔７を形成している。シール材９は、第一及
び第二の両ケース３ａ，３ｂの合わせ基準面３ｘ，３ｙ
が当接する方向とは異なる方向に圧縮されるように両ケ
ース３ａ，３ｂの間に介在されている。例えば、本実施
例の場合、第二のケース３ｂの合わせ基準面３ｙの周辺
に形成されている円形凹部３ｑにはめ込まれる円筒状リ
ブ３ｐの外側壁と円形凹部３ｑの側壁との間にシール材
９が介在されている。円筒状リブ３ｐの外側壁と円形凹
部３ｑの側壁は、図１〜図３からも明らかなように両ケ
ース３ａ，３ｂの間に設けられた一対の対向壁である。
そして、シール材９は図３からも明らかなように両ケー
ス３ａ，３ｂの合わせ基準面３ｘ，３ｙ同士を当接させ
ることで一対の対向壁である円筒状リブ３ｐの外側壁と
円形凹部３ｑの側壁によって、合わせ基準面３ｘ，３ｙ
が当接する方向と直交する方向・ギア１，２の径方向に
圧縮されるようにされている。

【００１５】ここで、一対のギア１，２を囲繞するケー
シング３は、各図の上方に位置する第一のケース３ａと
その下側に位置する第二のケース３ｂと更にその下側に
位置する第三のケース３ｃ及び第四のケース３ｄとに分
割されて形成されている。そして、第一のケース３ａと
第二のケース３ｂの間にはＯリングなどの弾性を有する
ゴム製のシール材９が介在されてシールされ、ポンプ室
が構成されている。また、円形凹部３ｑにはめ込まれる
円筒状リブ３ｐの長さは、その先端が円形凹部３ｑの底
に接する前に合わせ基準面３ｘ，３ｙ及びその他の周辺
の突き合わせ面が当接する長さとされている。これによ
って、第一のケース３ａの合わせ基準面３ｘと第二のケ
ース３ｂの合わせ基準面３ｙとを突き合わせて、即ち当
接させて組み立てることにより、ポンプ室の軸方向距離
の精度を保持している。また、円筒状リブ３ｐと円形凹
部３ｑとの嵌合によって、第一のケース３ａと第二のケ
ース３ｂとのギア１，２の径方向位置決めを行い、ポン
プ室の周壁を構成する第一のケース３ａの内周面と各ギ
ア１，２との径方向隙間の精度出しを行うようにしてい
る。尚、第一のケース３ａには筒状の吸入口部材１０と
吐出口部材１１とが一体形成されている。

【００１６】第二のケース３ｂの裏面側には、ケーシン
グ３内を貫通する駆動軸６に嵌め込まれたリップシール
１２を第二のケース３ｂとの間で挟持する蓋板１３がか
しめなどによって固着され、駆動軸６を伝って水などが
洩れ出るのを防ぐように設けられている。リップシール
１２の形状は特に限定されるものではないが、駆動軸６
に嵌合されるディスク状を成し、漏れ出た流体を溜める
ための溜部を周辺部に形成するフランジを有している。

【００１７】第二のケース３ｂと第三のケース３ｃと
で、駆動軸６を減速回転させるギア１４，１５を収容す
る減速歯車室が構成されている。一方の減速ギア１４は
駆動軸６に圧入され、他方のギア１５はモータ４の出力
軸１６に圧入されている。第三のケース３ｃには、減速
歯車１４，１５を保持する歯車保持部３ｅと、モータ４
の動力を取り出す穴部３ｉと、減速歯車１４，１５を囲
繞する減速歯車囲繞部３ｈとが一体に形成されている。
そして、この減速歯車囲繞部３ｈには、ネジ１７，１７
を通すばか穴３ｊ，３ｊが設けられている。なお、モー
タ４は、歯車保持部３ｅの歯車保持面とは反対の面に固
定されている。

【００１８】第三のケース３ｃの下方には、第四のケー
ス３ｄが配置されている。この第四のケース３ｄには、
モータ４の周囲を囲むモータ囲繞部３ｆと、ポンプが外
部装置に取り付けられる際の取り付け部３ｇ，３ｇと、
ネジ１７，１７を通し固定するネジ穴３ｋ，３ｋを有す
る固定部３ｓとが形成されている。

【００１９】第一から第四までのケース３ａ，３ｂ，３
ｃ，３ｄは、第一のケース３ａのばか穴３ｍ、第二のケ
ース３ｂのばか穴３ｎ、第三のケース３ｃのばか穴３ｊ
を通して第四のケース３ｄのネジ穴３ｋ，３ｋにネジ１
７，１７をねじ込むことによって締め付けられ一体的に
連結されている。

【００２０】駆動ギア１及び従動ギア２は、本実施例の
場合、平歯車を採用しているがこれに特に限定されるも
のではなく、はすば歯車を採用しても良い。

【００２１】以上のように構成されているので、精度良
くギアポンプを組み立てることができ、被搬送物、例え
ば空気と水とをノイズの発生なく圧送することができ
る。

【００２２】即ち、第一のケース３ａと第二のケース３
ｂの組み立ては、図３に示されるように、最初に、第一
のケース３ａの円筒状リブ部３ｐの外周にシール材９を
はめる。次に、その円筒状リブ部３ｐを第二のケース３
ｂの円形凹部３ｑにはめ込む。そのはめ込みは、第一の
ケース３ａの合わせ基準面３ｘと第二のケース３ｂの合
わせ基準面３ｙとが当接するまでなされる。両合わせ基
準面３ｘ，３ｙが当接して密着した状態においても、円
筒状リブ部３ｐの先端は第二のケース３ｂに突き当たっ
ておらず、両部材間には空間３ｒが生じている。このた
め、第一のケース３ａと第二のケース３ｂとは、確実に
合わせ基準面３ｘ，３ｙが隙間なく突き合わせられた状
態で嵌合される。尚、はめ込まれる際、シール材９は、
一対の対向壁である円筒状リブ３ｐの外側壁と円形凹部
３ｑの側壁によって両合わせ基準面３ｘ，３ｙが当接す
る方向とは異なる方向、即ち合わせ基準面３ｘ，３ｙが
当接する方向に対し垂直となる方向に圧縮され、シール
としての機能を果たすことになる。

【００２３】はめ合わせられた第一のケース３ａと第二
のケース３ｂは、第三のケース３ｃと共に、ネジ１７，
１７により第四のケース３ｄに一体的に連結される。そ
の際、第一、第二及び第三のケース３ａ，３ｂ，３ｃ
は、ネジ１７，１７が各ケース３ａ，３ｂ，３ｃのばか
穴３ｍ，３ｎ，３ｊを通り、第四のケース３ｄにねじ込
まれることによって締め付け固定される。したがって、
第二のケース３ｂと第三のケース３ｃは、第一のケース
３ａと第四のケース３ｄに挟み込まれる形で固定、締め
付けがなされる。

【００２４】このように組み立てられたポンプは、シー
ル材９によって第一のケース３ａが浮き上がることな
く、第一のケース３ａと第二のケース３ｂとの合わせ基
準面が当接してギア１，２が収容するポンプ室の軸方向
空間距離が正確に出されている。また、第三のケース３
ｃがモータ４を収める第四のケース３ｄとは別体に成形
され、成形時のひけや変形などの影響が及ばないように
されている。したがって、ポンプ室内のギア１，２の軸
間距離、ポンプ室の軸方向空間距離（高さ）などが精度
良く設定される。これによって、ポンプはノイズを発生
することなく、また吸い込み量も減少しない。また、こ
のポンプは、取り付け部３ｇ，３ｇを利用し外部装置に
取り付けられる。そして被搬送物例えば水を吸引すると
きには、モータ４の動力が、出力軸１６、減速歯車１
５、減速歯車１４と伝わり、駆動ギア１を駆動すると共
に従動ギア２をも回転させる。ギア１，２の回転によ
り、水は吸入口部材１０から流入し、吐出口部材１１か
ら吐出され、ポンプとしての機能を果たす。

【００２５】尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の
一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。例えば、シール材９はＯリングではなく、直線状の
弾性を有するシール材を使用し、第二のケース３ｂの円
形凹部３ｑに予め挿入し、その後、第一のケース３ａを
はめ込むようにしても良い。またシール材９としては、
弾性を持つものであれば、ゴム材料の他、金属材料でも
樹脂材料でも良い。更に、第一のケース３ａに円形凹部
を、第二のケース３ｂに円筒状リブ部を設ける構造でも
良い。

【００２６】また、上述の実施例においては、両合わせ
基準面３ｘ，３ｙがギア１，２の軸方向と垂直な平面と
なっているので軸方向精度を出し易い構成となっている
が、両合わせ基準面３ｘ，３ｙは必ずしもギア１，２の
軸方向と垂直な平面とする必要はなく、斜めの面同士で
突き合わせても良い。また、実施例では、シール材９の
圧縮を、両合わせ基準面３ｘ，３ｙが当接する方向に対
し垂直な方向に行っているためシール材９の反発力が両
合わせ基準面３ｘ，３ｙの浮き上がり力となることが全
くないので好ましい構造となっているが、図４に示すよ
うにシール材９を一対の対向壁である円筒状リブ３ｐの
内側壁と円形凹部３ｑの側壁によって両合わせ基準面３
ｘ，３ｙが当接する方向から少しでもずれた方向に圧縮
する構造とすれば、シール材９の反発力の全体がそのま
ま両合わせ基準面３ｘ，３ｙの浮き上がり力となること
がないので、その少しずれる構造も、従来構造に比べれ
ば好ましい構造と言える。

【００２７】上述の実施例においては、第二のケース３
ｂと第三のケース３ｃとで、駆動軸６を減速回転させる
ギア１４，１５を収容する減速歯車室が構成されている
が、モータ４の中に減速歯車が入れられている時や減速
が不要な時は、第三のケース３ｃをなくし、第二のケー
ス３ｂが第三のケース３ｃの機能、構造を併せ持つよう
にしても良い。

【００２８】また、第四のケース３ｄには、取り付け部
３ｇ，３ｇと固定部３ｓとが一体に形成されているが、
取り付け対象にあわせて、取り付け部３ｇ，３ｇを別部
材とし、組み立てた時に一体となる形としても良いし、
時には、取り付け部３ｇ，３ｇを全くなくしたり、他の
ケース、例えば第一のケース３ａに設けるようにしても
良い。また、この第四のケース３ｄには、モータ４を囲
むモータ囲繞部３ｆが一体に形成されているが、モータ
囲繞部３ｆの全体又は一部を別部材としたり、必要によ
り、このモータ囲繞部３ｆをなくした構造としても良
い。

【００２９】上述の実施例では、駆動源としてモータ４
を採用しているが、駆動ギア１を回転駆動させるもので
あれば、他の駆動源、例えばソレノイドやスプリング等
でも良い。また、本実施例では、駆動ギア１は駆動軸６
によって駆動されているが、これに特に限定されず、図
示していないが駆動ギア１の内部に内歯歯車を設け、こ
の内歯歯車によって駆動ギア１を回転させるようにして
も良い。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、請求項
１の発明のギアポンプは、第一のケースと第二のケース
とでポンプ室を形成し、両ケースの間に合わせ基準面に
対して非平行の一対の対向壁を設けると共に、当該一対
の対向壁の間にシール材を介在させ、両ケースの合わせ
基準面同士を当接させることで、一対の対向壁がシール
材を両ケースの合わせ基準面が当接する方向と異なる方
向に圧縮してポンプ室をシールしているので、シール材
の弾発力で、一方のケースの合わせ基準面が他方のケー
スの合わせ基準面に対し、浮き上がることが無くなる。
そのため、ポンプ室内の軸方向空間距離が精度良く維持
されかつケースに形成された軸受の偏りもなくなるの
で、被搬送物がポンプ室から漏れたり、ポンプ室内のギ
ア間やギアとケースとの間でノイズが発生することが少
なくなる。また、直接第一のケースと第二のケースの合
わせ基準面同士が確実に当接するため、締め付けの不安
定さをなくし、寸法精度を安定させる。

【００３１】また、請求項２の発明の場合、第二のケー
スとの間で駆動ギアの減速歯車室を形成する第三のケー
スと、ポンプが外部装置に取り付けられるための取り付
け部を少なくとも有する第四のケースを設けているの
で、第三のケースの構造がシンプルになると共に大きさ
も小さくなり、成形時のひけや樹脂材料の流れの悪化の
影響を受けないため、ポンプ室内の一対のギアの軸間隔
は勿論のこと減速歯車室の空間精度も上げることができ
る。また、ポンプが外部装置に取り付けられる際や各ケ
ースを一体化させる際の過度の力によるポンプ内の歯車
位置精度への影響が低減する。このため、減速歯車間の
噛み合いが適切に行われ、ノイズの発生などが少なくな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のギアポンプの一実施例を示す中央縦断
面図である。

【図２】本発明のギアポンプの一実施例を図１に示され
る断面線に対し直角となる断面線で切った中央縦断面図
である。

【図３】本発明のギアポンプを構成する第一のケースと
第二のケースの組み立て方法を説明する図である。

【図４】本発明のギアポンプの他の実施例の要部を示す
断面図である。

【図５】従来のギアポンプをケーシングだけ断面して示
す概略構成図である。

【図６】従来のギアポンプの中央縦断面図である。

【符号の説明】

１ 駆動ギア ２ 従動ギア ３ ケーシング ３ａ 第一のケース ３ｂ 第二のケース ３ｃ 第三のケース ３ｄ 第四のケース ３ｇ 取り付け部 ３ｓ 固定部 ３ｘ，３ｙ 合わせ基準面 ４ モータ（駆動源） ９ 弾性を有するシール材 １４，１５ 減速歯車

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第一のケ−スと第二のケ−スとでポンプ
   室を形成し、該ポンプ室内で互いに噛合する駆動ギアと
   従動ギアにより被搬送物を送り出すポンプにおいて、上
   記両ケ−スの間に該両ケースの合わせ基準面に対して非
   平行の一対の対向壁を設けると共に、当該一対の対向壁
   の間にシール材を介在させ、上記両ケースの合わせ基準
   面同士を当接させることで、上記一対の対向壁が上記シ
   ール材を上記両ケ−スの合わせ基準面が当接する方向と
   異なる方向に圧縮して上記ポンプ室をシ−ルすることを
   特徴とするギアポンプ。
2. 【請求項２】 上記第二のケ−スとの間で上記駆動ギア
   の減速歯車室を形成する第三のケ−スと、外部装置に取
   り付けるための取り付け部を少なくとも有する第四のケ
   −スとを前記第一及び第二のケースとは別体に成形して
   いることを特徴とする請求項１記載のギアポンプ。