JP3103534B2 - 油圧ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベルなど
の建設機械などに用いられる油圧ポンプに関し、詳しく
は２つのポンプが並列に配置されて一体に構成されるパ
ラレル型油圧ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】パラレル型油圧ポンプは、エンジンによ
って駆動される駆動ポンプと駆動ポンプに従動する従動
ポンプとがハウジングに一体に構成される。２つの油圧
ポンプはたとえば斜板式ピストンポンプである。駆動ポ
ンプの主回転軸にはエンジンから回転力が入力される。
場合によっては歯車箱を介して回転力が入力されてもよ
い。この主回転軸には駆動歯車が固定される。従動ポン
プの従動回転軸には前記主回転軸の駆動歯車に噛合する
従動歯車が固定され、主回転軸から回転力が伝達されて
従動回転する。これらの主および従動回転軸が回転する
ことによって油圧ポンプは駆動される。

【０００３】ハウジングには主および従動ポンプのシリ
ンダブロック斜板などのポンプを収容するポンプ室と、
駆動および従動歯車を収容する歯車室とを仕切る隔壁が
設けられる。各ポンプから生じるドレン油はポンプ室で
各ポンプの潤滑に用いられるとともに、ポンプ室から歯
車室に導かれ、歯車の潤滑に用いられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように歯車室内の
油は歯車室内で撹拌されて歯車の潤滑油として用いられ
るため、油に鉄片、切粉などの異物が含まれると、歯車
の噛合部で歯車に異物が噛み込み、歯面の一部が欠ける
ことがあり、またこれによって騒音が発生するという問
題があった。

【０００５】本発明の目的は、パラレル型油圧ポンプに
おいて動力を伝達する歯車に異物が噛み込まれることが
防がれた油圧ポンプを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、回転力が入力される主回転軸によって駆動される駆
動ポンプと、前記主回転軸に設けられる駆動歯車に噛合
する従動歯車を介して駆動力が伝達される従動回転軸に
よって駆動される従動ポンプとを有し、駆動ポンプおよ
び従動ポンプが並列にハウジングに収容され、ハウジン
グには駆動歯車および従動歯車が収容される歯車室と、
駆動および従動ポンプが収容されるポンプ室とを仕切る
隔壁が設けられ、駆動および従動ポンプからのドレン油
が歯車の潤滑のために歯車室に導かれる油圧ポンプにお
いて、前記隔壁には、歯車の噛合部よりも歯車の回転方
向下流側で、ポンプ室と歯車室とを連通する連通孔が形
成され、前記歯車室には、前記連通孔よりも歯車の回転
方向下流側にドレンポートが形成され、連通孔からポン
プ室に導かれたドレン油は、歯車の回転によってドレン
ポートから排出され、歯車室の周壁の内周面は、歯車の
外周に沿って形成され、歯車室のドレンポートの下に
は、歯車の回転中心を中心とし、噛合部に対して概ね対
称な位置から、歯車室の内周面に連なり、接線方向に下
方に凹む異物捕獲部が設けられ、歯車外周部の油は、歯
車の回転によって円周方向の流速を持ち、これによって
異物は歯車室の内周面に沿って移動し、下方に凹む異物
捕獲部に入り込んで捕獲されることを特徴とする油圧ポ
ンプである。

【０００７】本発明に従えば、鉄片や切粉などの異物を
含んだ油が歯車室に導かれたとき、異物は歯車室の内周
面に沿って案内され、遠心力と重力とによって捕獲部に
捕獲される。捕獲部は歯車室から下方に凹んで設けられ
るので、一旦捕獲されると再び歯車室内に戻ることが防
がれる。このようにして油とともに歯車室内に導かれた
異物は捕獲部で捕獲され、噛合部で異物が噛み込むこと
が防がれ、これによって歯車の歯面が欠けたり、騒音が
発生したりするといったことが防がれる。また、ポンプ
室内のドレン油は隔壁の連通孔を介して歯車室に導かれ
る。歯車室内では２つの歯車が噛合して相互に逆方向に
回転しており、歯車室内の油は各歯車の外周部に沿って
回転方向に流過する。すなわち、噛合部の噛合終わり部
から歯車の回転方向に沿って流れ、噛合始め部に導かれ
る。連通孔よりも流過方向下流側には異物捕獲部が設け
られるので、連通孔を介して油とともに歯車室内に導か
れた異物は異物捕獲部で捕獲され、異物が除去された油
が歯車の噛合部に流れる。このようにして油に含まれる
異物は歯車の噛合部に達する前に捕獲され、歯車への異
物の噛み込みを確実に防ぐことができる。

【０００８】請求項２記載の本発明は、歯車室の周壁を
下方に貫通して設けられる貫通孔に、着脱可能にプラグ
が設けられて、前記異物捕獲部の凹所が形成されること
を特徴とする。

【０００９】本発明に従えば、異物捕獲部の底部が着脱
可能に設けられることにより、底部を離脱させることに
よって捕獲した異物を容易に外部に取出すことができ
る。このようにしてメンテナンス時の清掃も容易とな
る。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の一形態であ
る油圧ポンプ３０を示す縦断面図であり、図２は油圧ポ
ンプ３０の横断面図である。油圧ポンプ３０は、たとえ
ば油圧ショベルなどの建設機械に用いられ、ハウジング
３１内に２つのピストンポンプである駆動ポンプ３５お
よび従動ポンプ３６を並列に収容する構成となってい
る。

【００１５】ハウジング３１はハウジング本体３２とハ
ウジング本体３２の前端側（図１，図２の左方）に装着
される前カバー３３と、ハウジング本体３２の後端側
（図１，図２の右方）に装着される後カバー３４とから
構成され、ハウジング本体３２に駆動ポンプ３５および
従動ポンプ３６が収容される。駆動ポンプ３５の主回転
軸４０および従動ポンプ３６の従動回転軸４１は互いに
平行に配置され、主回転軸４０は前端部がハウジング３
１から突出して設けられ、中間部がハウジング本体３２
の前端部に設けられる軸受４２によって回転自在に軸支
され、後端部が後カバー３４に設けられる軸受４３によ
って回転自在に軸支される。従動回転軸４１の前端部は
ハウジング本体３２の前端部に設けられる軸受４４に回
転自在に軸支され、後端部が後カバー３４に設けられる
軸受４５に回転自在に軸支される。ハウジング本体３２
に設けられる軸受４２，４４はハウジング本体３２の前
端を塞ぐ隔壁５９に装着される。

【００１６】主回転軸４０には隔壁５９に近接して駆動
歯車４６が固定され、この駆動歯車４６に噛合する従動
歯車４７が従動回転軸４１の前端部に固定される。これ
らの歯車４６，４７を覆って前カバー３３がハウジング
本体３２に取付けられ、ハウジング本体３２の隔壁５９
と前カバー３３とによって形成される空間である歯車室
４８内に各歯車４６，４７が収容される。主回転軸４０
の前端部は、各歯車４６，４７に対向する前カバー３３
の前壁６９に装着されるシール５０を介して前方に突出
している。この突出する主回転軸４０に、たとえば電動
機もしくはディーゼルエンジンまたはガソリンエンジン
などのエンジンから回転力が入力される。場合によって
は歯車軸を介して回転力が入力されてもよい。

【００１７】次に図１を参照して駆動ポンプ３５の構成
について説明する。駆動ポンプ３５の主回転軸４０の中
央部にはシリンダブロック５１がスプライン結合によっ
て主回転軸４０に結合され、シリンダブロック５１は主
回転軸４０と一体に回転する。シリンダブロック５１に
は主回転軸４０を中心として周方向に複数のピストン装
着孔が、等間隔に主回転軸４０に並行に形成され、各ピ
ストン装着孔にはそれぞれピストン５２が主回転軸４０
の軸線方向に挿脱自在に装着される。各ピストン５２の
先端部には回動自在にシュー５３が装着される。

【００１８】ハウジング本体３２の隔壁５９側には斜板
支持台５６が設けられ、この斜板支持台５６に、主回転
軸４０および従動回転軸４１の各軸線に垂直な傾動軸線
回りに傾動可能に斜板５５が支持される。この斜板５５
には、主回転軸４０を中心とする環状の円板状のシュー
プレート５４が装着され、このシュープレート５４の一
表面上を、回転軸４０を中心として前記シュー５３が滑
動する。なお、このシュープレート５４は斜板５５と一
体とする構造も可能である。

【００１９】シリンダブロック５１と後カバー３４との
間には環状で片面が球面状の円板状のバルブプレート５
７が軸線回りの回転を阻止された状態で後カバー３４に
装着される。なおこのバルブプレート５７は、環状で両
面が平面状であってもよい。バルブプレート５７には、
回転軸４０の軸線を中心とする一対の半円弧状の弁孔
（図示せず）が形成され、一方の弁孔は油圧ポンプ３０
の吸入口（図示せず）に連通し、他方の弁孔は吐出口
（図示せず）に連通する。

【００２０】エンジンによって主回転軸４０を図１の左
方から見て時計まわりに回転駆動すると、図１において
紙面の奥側に配置されるピストン５２は、シュープレー
ト５４に沿って上方へ移動するシュー５３によってピス
トン装着孔から引出されて吸入口から作動油を吸引し、
図１の紙面の手前側に配置されるピストン５２はシュー
プレート５４に沿って移動するシュー５３によって押込
まれてピストン装着孔内の作動油を吐出口から吐出す
る。

【００２１】ピストン５２には軸線方向に沿って貫通す
る油導通路６０が形成され、各シュー５３にも軸線方向
に貫通する油導通路６１が形成される。したがってポン
プ駆動時に、シリンダブロック５１に押込まれる高圧側
のピストン５２およびシュー５３の各油導通路６０，６
１を介してシュー５３とシュープレート５４との間の滑
動面に作動油の一部が供給されてシュー５３はシュープ
レート５４上をスムーズに滑動することができる。この
とき生じるドレン油の他、ピストン５２とシリンダブロ
ック５１の隙間からやシリンダブロック５１とバルブプ
レート５７との隙間からもドレン油が生じ、生じたドレ
ン油はハウジング本体３２と後カバー３４とによって形
成される空間であるポンプ室３９に放出され、斜板５５
と斜板支持台５６との摺動面などの潤滑油として利用さ
れる。

【００２２】主回転軸４０の回転力は駆動歯車４６およ
び従動歯車４７を介して従動回転軸４１に伝達される。
従動ポンプ３６も前述の駆動ポンプ３５と同様の構成を
備えており、従動回転軸４１の回転によって駆動され
る。なお、駆動ポンプ３５に対応する従動ポンプ３６の
構成には同一の参照符号を付して説明は省略する。この
ようにして油圧ポンプ３０は２機のポンプ３５，３６を
駆動して吸入口から吸入した作動油を吐出口から吐出
し、油圧ショベルの走行用油圧モータまたは旋回用油圧
モータ、もしくは各種油圧シリンダを駆動させる。

【００２３】各ポンプ３５，３６は斜板５５の傾転角度
を変えることによって吐出量を調整することができる。
各ポンプ３５，３６の上方には回転軸４０，４１に平行
に設けられ、軸線方向に変位可能にサーボピストン６２
が設けられる。サーボピストン６２と斜板５５とは傾転
ピン６３を介して連結され、サーボピストン６２を前後
に変位駆動することによって斜板５５の傾転角度が変わ
り、吐出量を調整することができる。

【００２４】図３は、歯車室４８を前方から示す断面図
である。歯車室４８に連通するドレンポート８５がハウ
ジング３１に設けられる。ポンプ室３９からのドレン油
は隔壁５９に装着される軸受４２，４４の隙間を介して
歯車室４８に導かれ、さらにドレンポート８５を介して
タンク８６に戻される。すなわち歯車室４８を通過する
一連の循環経路が形成されることになる。これによって
高温となった油が歯車室４８に滞留するといったことが
防がれ、効果的に歯車４６，４７を冷却することができ
る。このような循環流れは、隔壁５９を隔ててポンプ室
３９と歯車室４８との油の通路をある程度制限すること
により初めて可能となる。駆動歯車４６に従動歯車４７
が噛合しているので、駆動歯車４６が図３において時計
まわりに回転すると従動歯車４７は反時計まわりに回転
することになり、歯車室４８内の油はこの歯車４６，４
７の回転に従って流れる。歯車室４８は、ハウジング本
体３２の隔壁５９と前カバー３３の前壁６９と周壁７９
とによって規定される。歯車室４８内の油は、各歯車４
６，４７の回転による遠心力によって外周部に運ばれ、
各歯車４６，４７の外周部と周壁７９との間の空間に沿
って歯車４６，４７の回転とともに流れる。

【００２５】油圧ポンプ３０は主回転軸４０および従動
回転軸４１が同一水平面上で相互に並行に配置されるよ
うに取付けられ、前記ドレンポート８５は主回転軸４０
と従動回転軸４１とがつくる同一水平面より高い位置に
形成される。すなわち、ハウジング３１の前カバー３３
の高さ方向（図３の上下方向）中央部より高い位置に形
成される。

【００２６】異物捕獲部９０は、前カバー３３に形成さ
れ歯車室４８内の油の流過の右端面方向に沿って下方に
連通して形成される油通路の一端を袋小路状にした形状
に形成される。

【００２７】したがって、ポンプ室３９から歯車室４８
に導かれた油は歯車４６の外周部に沿って流れる。この
とき、油に含まれる鉄片や切粉などの異物は油よりも比
重が大きいので歯車室４８の内周面に沿って油の流れと
ともに移動する。捕獲室９１は歯車室４８の内周面に滑
らかに連なり、接線方向下方に凹むので、歯車室４８の
内周面に沿って案内される異物は油の流れと重力との作
用によって捕獲室９１に入り込む。捕獲室は歯車室から
下方に凹んで設けられるので、１回捕獲されると歯車室
内に戻ることが防がれる。

【００２８】このような異物捕獲部９０はドレンポート
８５が設けられる一側部のみに設ける構成に限らず、本
発明の他の実施形態として図３において仮想線１００で
示すようにドレンポート８５と反対側の端部に異物捕獲
部を設けるようにしてもよく、さらに両側に異物捕獲部
を設ける構成としてもよい。

【００２９】

【００３０】図４は、本発明の他の実施形態の油圧ポン
プの歯車室１１０を示す断面図である。異物捕獲部９０
は、前カバー３３に形成され、歯車室４８から外部に貫
通する貫通孔９５と、この貫通孔９５を塞ぐプラグ９２
とから構成される。貫通孔９５は歯車室４８内の油の流
過の右端面方向に沿って下方に貫通して形成される。す
なわち、図４において歯車室４８の右端部から、前カバ
ー３３の周壁７９の内周面に滑らかに連なるように鉛直
下方に形成される。この貫通孔９５の下端部に内ねじが
刻設され、プラグ９２の外周部に外ねじが刻設され、こ
のプラグ９２を貫通孔９５の下から螺合させることによ
り、貫通孔９５は歯車室４８から下方に凹む捕獲室９１
として機能する。

【００３１】プラグ９２は貫通孔９５に着脱可能に装着
されるので、定期的にプラグ９２を離脱させて捕獲した
異物を容易に外部に取出することが可能となる。

【００３２】図５は、本発明のさらに他の実施形態の油
圧ポンプの歯車室１２０を示す断面図である。隔壁５９
には、歯車４６，４７の噛合部８０における歯車４６，
４７の回転方向Ａ下流側の領域Ｓ１にポンプ室３９と歯
車室４８とを連通する連通孔９６が形成される。この連
通孔９６を介してポンプ室３９内のドレン油が歯車室４
８に導かれる。

【００３３】連通孔９６を形成し、ポンプ室３９から歯
車室４８に一方向に油を流す構造の場合、ポンプ室３９
に残存している鉄片、切粉などの異物が歯車室４８に導
かれ、歯車４６，４７に噛込まれるおそれがある。この
ような異物の噛込みを防ぐために、ドレンポート８５が
形成される前カバー３３の一側方（図５の右方）に異物
捕獲部９０が設けられる。

【００３４】このように異物捕獲部９０を連通孔９５よ
りも油の流過方向下流側に設けることによって連通孔９
６から歯車室４８内に導かれた油は噛合部８０に達する
前に異物捕獲部９０で異物が除去され、噛合部８０に達
した油には異物が含まれず、切粉や鉄片などの異物が歯
車４６，４７に噛み込まれるといったことが確実に防が
れる。これによって騒音の発生や歯車４６，４７の歯面
の一部が欠けるといったことが防がれる。また、異物捕
獲部９０の上流側にドレインポート８５が設けられるこ
とにより、油の一部は異物捕獲部９０の手前でドレイン
ポート８５からタンク８６に排出される。

【００３５】図６は、本発明のさらに他の実施形態の油
圧ポンプの歯車室１３０を示す断面図である。図４に関
して説明したプラグ９２に、捕獲室９１に臨んで永久磁
石片９３が取付けられる。これにより鉄系の異物が永久
磁石片９３に磁気吸着されるので、一旦捕獲された鉄系
の異物が歯車室に戻ることがさらに確実に防がれる。ま
た、プラグ９２を取外したときに捕獲室９１内の異物が
外部に撒き散らされるといったことが防がれる。

【００３６】上述した実施形態では駆動および従動ポン
プは斜板式ピストンポンプとしたが、本発明はこれに限
らず、斜軸式ピストンポンプで構成してもよく、さらに
他の形態のポンプであってもよい。

【００３７】

【発明の効果】請求項１記載の本発明によれば、歯車室
から下方に凹む異物捕獲部が設けられることにより、油
に切粉や鉄片などの異物が含まれていたとしても前記異
物捕獲部で捕獲され、異物が歯車に噛み込むといったこ
とが防がれる。これによって騒音の発生や歯車の歯面の
一部が欠けるといったことが確実に防がれる。またこれ
によって歯車室内の清浄度が保たれる。また、異物捕獲
部よりも上流側の隔壁に連通孔が形成されるので、ポン
プ室から歯車室に一方向に導かれる油は異物捕獲部で異
物が除去された後噛合部に到達する。これによって噛合
部で異物が噛み込むといったことが確実に防がれる。

【００３８】請求項２記載の本発明によれば、異物捕獲
部の底部が着脱可能に設けられることにより、捕獲した
異物を容易に外部に取出することができ、メンテナンス
時の清掃が容易となる。

【００３９】

【００４０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態である油圧ポンプ３０の
縦断面図である。

【図２】油圧ポンプ３０の横断面図である。

【図３】歯車室４８を示す断面図である。

【図４】本発明の他の実施形態の歯車室１１０を示す断
面図である。

【図５】本発明のさらに他の実施形態の歯車室１２０を
示す断面図である。

【図６】本発明のさらに他の実施形態の歯車室１３０を
示す断面図である。

【符号の説明】

３０ 油圧ポンプ ３１ ハウジング ３９ ポンプ室 ４０ 主回転軸 ４１ 従動回転軸 ４６ 駆動歯車 ４７ 従動歯車 ４８，１１０，１２０，１３０ 歯車室 ５９ 隔壁 ８０ 噛合部 ８５ ドレンポート ８６ タンク ９０ 異物捕獲部 ９１ 捕獲室 ９２ プラグ ９３ 永久磁石片 ９５ 貫通孔 ９６ 連通孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭55−69165（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−72557（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−107152（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04B 1/24 F04B 23/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転力が入力される主回転軸によって駆
   動される駆動ポンプと、前記主回転軸に設けられる駆動
   歯車に噛合する従動歯車を介して駆動力が伝達される従
   動回転軸によって駆動される従動ポンプとを有し、駆動
   ポンプおよび従動ポンプが並列にハウジングに収容さ
   れ、ハウジングには駆動歯車および従動歯車が収容され
   る歯車室と、駆動および従動ポンプが収容されるポンプ
   室とを仕切る隔壁が設けられ、駆動および従動ポンプか
   らのドレン油が歯車の潤滑のために歯車室に導かれる油
   圧ポンプにおいて、 前記隔壁には、歯車の噛合部よりも歯車の回転方向下流
   側で、ポンプ室と歯車室とを連通する連通孔が形成さ
   れ、 前記歯車室には、前記連通孔よりも歯車の回転方向下流
   側にドレンポートが形成され、連通孔からポンプ室に導
   かれたドレン油は、歯車の回転によってドレンポートか
   ら排出され、 歯車室の周壁の内周面は、歯車の外周に沿って形成さ
   れ、歯車室のドレンポートの下には、歯車の回転中心を
   中心とし、噛合部に対して概ね対称な位置から、歯車室
   の内周面に連なり、接線方向に下方に凹む異物捕獲部が
   設けられ、歯車外周部の油は、歯車の回転によって円周
   方向の流速を持ち、これによって異物は歯車室の内周面
   に沿って移動し、下方に凹む異物捕獲部に入り込んで捕
   獲されることを特徴とする油圧ポンプ。
2. 【請求項２】 歯車室の周壁を下方に貫通して設けられ
   る貫通孔に、着脱可能にプラグが設けられて、前記異物
   捕獲部の凹所が形成されることを特徴とする請求項１記
   載の油圧ポンプ。