JP3682557B2 - 歯車ポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、各種の油圧機器分野において利用される中圧仕様ないしは低圧仕様の歯車ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
歯車ポンプは、少なくとも半割り構造をなしその接合端面に眼鏡孔を開口させたケースと、このケースの眼鏡孔に噛合状態で収容される一対の歯車と、これらの歯車の側面に摺動可能に添設する側面シール部とを備えてなる。ケースには歯車の噛合位置に臨む部位に吸込ポート及び吐出ポートが開口しており、吸込ポートから吸込んだ油を歯車の歯先、眼鏡孔及び側面シール部によって囲繞される容積空間に閉じ込めて吐出ポートにまで移送するようになっている。
【０００３】
このような構造の歯車ポンプでは、前記歯車の側面と側面シール部との隙間を介して油が漏れるいわゆる内部漏れ（側面漏れ）が不可避的に発生する。高圧仕様のものは、極力高い容積効率を確保しておく必要があるため、前記側面シール部を可動側板により構成し、この可動側板の背面に歯車側から高圧の圧液を導き、歯車側の液圧と圧力バランスさせて該可動側板を適正な力で歯車側面に添設させ、歯車側面と可動側板の間を最適な隙間にして内部漏れを防ぐように構成される。これに対して、中圧仕様ないし低圧仕様のものは、さほど高い容積効率が要求されず、ある程度の漏れが許容されるため、前記側面シール部に、ケース自体の内方端面や接合端面をそのまま利用し、歯車側面との間に固定隙間を形成して、逆に部品点数の削減、コストパフォーマンスの向上などを図っている。
【０００４】
しかして、このように中圧仕様ないし低圧仕様のものがある程度の漏れを許容し得るとは言え、何らの対策も施さないと、前記固定隙間から接合端面に侵出する高圧の圧液が広い領域に亘って分布することになり、これに伴い半割り構造をなすケースの接合端面間を押し広げる力が増大して、ケースの変形を惹起するとともに、両者を接合するボルトに必要以上に大きな緊締力が要求されるようになる。そのため、ケースやボルトの厚肉化、大形化を招く不具合が生じる。そこで、従来は、前記接合端面に、眼鏡孔を囲むようにシールランドを設けるとともに、該シールランドの外側に低圧ポートに連通する低圧流路を設け、この低圧流路を通じて固定隙間から漏出した油を低圧側に還流させて、高圧領域を比較的小さい面積に制限するようにしている。また、この種のポンプでは、内部漏れによって漏出した流体を歯車を軸着する回転軸とその軸受との隙間に流通させて軸受潤滑に供することが常套的な手段となっており、その潤滑後の流体もケース内に設けた還流溝や還流孔を通じて低圧側に帰還されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、叙述のように各部位から漏出した流体を吸込み側へ帰還させる構成を採用すると、その流体が圧力降下する間に発熱し、これにより昇温した流体が新たに吸込まれる流体と合流して再度ケース内を循環することになり、ケースの内部温度の上昇をもたらす。そして、このような内部温度の上昇は、軸受の円滑な滑動に悪影響を及ぼし、初期段階ではポンプ効率の低下を惹起するとともに、最悪の場合には軸受の焼き付き等を惹起して破損に至らしめる。したがって、このような中圧仕様なしい低圧仕様のものでは、ポンプの構造を複雑化することなく、且つ、ケースの内部温度を上昇させることなく、内部漏れによって接合端面や軸孔端部近傍に到来した流体をケースから速やかに退避させる構成を採用しておくことが望まれる。
【０００６】
本発明は、このような課題を有効に解決した歯車ポンプを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、かかる目的を達成するために、次のような構成を採用したものである。
【０００８】
すなわち、本発明に係る歯車ポンプは、歯車側面と側面シール部の間が固定隙間である中圧仕様ないしは低圧仕様のものにおいて、ケースを、該ケースに供給する流体を充填したタンク内に収容するとともに、ケース内部にあって内部漏れによって流出した流体が到来する位置、例えば、ケースの接合端面におけるシールランドの外側部分や、軸受潤滑に供せられた流体が到達する回転軸の軸端部付近に、この位置をタンク内空間に直接解放するドレン流路を設けたことを特徴とする。
【０００９】
【作用】
このような構成のものであれば、内部漏れ時の圧力降下によって昇温した流体は吸込み側に還流することなく一旦はドレン流路を通じて全てタンクに戻される。タンクには一般に漏れ量に比べて遥かに大量の流体が貯溜されており、その熱容量は大きなものであるため、昇温した流体の熱量はタンク内の流体に吸収され、結果的にタンク内の流体の温度上昇は殆どない。したがって、ケースの吸込口からは、常にタンクより新たに吸い上げられる適正温度の流体が流入することになる。このように、本発明の歯車ポンプによれば、ケースの内部温度を上昇させることなく、内部漏れによって流出した流体をケース内部から速やかに退避させることができ、ケースの接合端面を適正な圧力にしてケース、緊締用ボルトの大型圧肉化が防がれる。
【００１０】
しかも、本発明はケースをタンク内に収容しているため、ドレン流路を通じて漏出した流体の飛散領域をタンク内に制限して汚染等を有効に防止することができ、同時にその流体を確実にタンクに落として回収することが可能になる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は本実施例の歯車ポンプ１を電動機２と共に一体に組み付けたポンプユニットを示している。このポンプユニットは、歯車ポンプ１及び電動機２を基板３の一端面及び他端面にそれぞれ取り付け、電動機２の出力軸２ａと歯車ポンプ１の駆動軸１ａとを基板３内においてカップリング４を介して連結するとともに、その基板３を利用して、歯車ポンプ１を液密に包囲する位置にタンク５を取り付けている。
【００１３】
歯車ポンプ１は、図２及び図３に示すように、フロントケース１１と、リヤケース１２との間に、駆動歯車１３及び従動歯車１４を同期逆回転可能に支承して収容し、ケース１１、１２に設けたボルト孔１ａに図示しないボルトを挿通して互いに連結したものである。具体的に説明すると、フロントケース１１は、その接合端面１１ａに眼鏡孔１１ｂを開口させ、その眼鏡孔１１ｂの内方端部１１ｅに更に一対の軸孔１１ｃ、１１ｄを形成している。リヤケース１２も、その接合端面１２ａにおける前記フロントケース１１の軸孔１１ｃ、１１ｄに対応する位置にそれぞれ軸孔１２ｃ、１２ｄを形成している。そして、駆動歯車１３及び従動歯車１４をそれぞれ駆動軸１３ａ及び従動軸１４ａに軸着し、駆動軸１３ａの両端を前記軸孔１１ｃ、１２ｃに、また従動軸１４ａの両端を前記軸孔１１ｄ、１２ｄにそれぞれ支承させた状態で、駆動歯車１３及び従動歯車１４を前記フロントケース１１の眼鏡孔１１ｂに噛合状態で収容している。また、前記フロントケース１１の内方端面１１ｅ及び前記リヤケース１２の接合端面１２ａをそれぞれ側面シール部として利用して、これらの内方端面１１ｅ及び接合端面１２ａを組付け位置においてそれぞれ両歯車１３、１４の側面に摺動可能に添設ないしは近接配置し、当該歯車側面との間に固定隙間を形成している。これによって、歯車１３、１４の各歯先、眼鏡孔１１ｂの内周、内方端面１１ｅ及び接合端面１２ａによって、油を閉じ込めて移送するための容積空間が閉成される。また、前記フロントケース１１の眼鏡孔１１ｂのうち、歯車の噛合位置に臨む部位には、吸込ポート１５及び吐出ポート１６が開口しており、吸込ポート１５を図１に示す吸込管６に連通させ、吐出ポート１６を図示しない吐出管に連通させている。そして、図１に示す電動機２を起動することにより、漸次歯同士が離反する側に開口する吸込ポート１５からタンク５内の油を吸い上げ、その油を歯車１３、１４の各歯先、眼鏡孔１１ｂ、内方端面１１ｅ及び接合端面１２ａによって囲繞される容積空間に閉じ込めて移送した後、漸次歯同士が噛合する側に開口する吐出ポート１６より吐出するようになっている。
【００１４】
このような構成に加えて、本実施例は、ケース１１、１２の内部に、ドレン流路７、８を設けている。先ず、ドレン流路７について説明すると、駆動歯車１３、１４が回転したとき、フロントケース１１の接合端面１１ａとリヤケース１２の接合端面１２との間に歯車側面から漏れた高圧の油が侵出する。そこで、図３に示すように、眼鏡孔１１ｂの周囲の接合端面１１ａにおいて、図中網掛けで示す高圧領域から外側に向けて、ハッチングで示される最適シール長さのシールランドを確保し、その上で、そのシールランドの外側を包囲するようにしてドレン流路たる溝７を設け、この溝７の一部をフロントケース１１及びリヤケース１２の側面に直接開口させてタンク内空間Ｓに解放している。そして、このドレン流路７によって、前記接合端面１１ａ、１２ａに侵出して分布する高圧油の領域をシールランドに対応した領域に規制し、不要な部分の高圧油を図３に矢印で示すように即座にタンク５に落として回収するようにしている。また、ドレン流路８について説明すると、図２に示すように、歯車１３、１４とケース内方端面１１ｅとの固定隙間、及び、歯車１３、１４とケース接合端面１２ａとの固定隙間を通じて容積空間から漏出した油の一部は、軸１３ａと軸孔１１ｃ、１２ｃの隙間、あるいは、軸１４ａと軸孔１１ｄ、１２ｄの隙間を通過することによって軸受潤滑に供せられ、その後、軸端部に至る。そして、従来のポンプはこの軸端部がケースにより蓋封されて袋小路になっていた。これに対し、本実施例では、それらの軸孔を延長する位置にドレン流路たる軸孔開口部８を設けて軸孔１１ｃ、１２ｃ、１１ｄ、１２ｄをケース１１、１２の反接合端面に貫通させ、それらをタンク内空間Ｓに直接解放している。そして、このドレン流路８によって、軸受潤滑に供せられた油を滞らせることなく同図に矢印で示すように速やかにタンク５に落として回収するようにしている。
【００１５】
このような構成のものであれば、内部漏れ時の圧力降下によって昇温した油は吸込口１５側に還流されることがなく、一旦は前記ドレン流路７、８を通じて全てタンク５に戻される。タンク５には一般に漏れ量に比べて遥かに大量の油が貯溜されており、その熱容量は大きなものであるため、昇温した油の熱量はタンク５内の油に吸収され、結果的にタンク５内の油の温度上昇は殆どない。したがって、フロントケース１１の吸込口１５からは、常にタンク５より新たに吸い上げられる適正温度の油が流入することになる。このように、本実施例の歯車ポンプによれば、ケース１１、１２の内部温度を上昇させることなく、内部漏れによって流出した油をケース内部から速やかに退避させることができる。
【００１６】
しかも、本実施例はケース１１、１２をタンク５内に収容しているため、ドレン流路７、８を通じて漏出した油の飛散領域をタンク内空間Ｓに規制して汚染等を有効に防止することができ、同時にその油を確実にタンク５に落として回収することが可能になる。
【００１７】
以上説明したように、この実施例の歯車ポンプは、ポンプの構造を複雑化することなく、且つ、ケース１１、１２の内部温度を上昇させることなく、内部漏れによって接合端面１１ａ、１２ａや軸孔１１ｃ、１２ｃ、１１ｄ、１２ｄの端部近傍に到来した油をケース１１、１２から速やかに退避させることができ、これによりケース１１、１２や図示しない緊締用ボルトの大形厚肉化を防ぎ、ポンプ効率の維持や、ポンプ寿命の延命化も図ることが可能になる。
【００１８】
なお、各部の具体的な構成は、上述した実施例のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。例えば、前記実施例ではケースがフロントケース及びリヤケースによって構成されているが、フロントケースとリヤケースの間に歯車を収容するためのボディを介在させた構成のものにも適用することができる。また、ドレン流路の具体的な形状はどのようなものであってもよい。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の歯車ポンプは、以上説明したように、ケースをタンクで囲繞し、内部から漏出した流体をドレン流路を介してケース外側に侵出させ、即座にタンクに回収するようにしたものである。そのため、ケースの接合端面を適正な圧力にし、かつ軸受潤滑後の流体を滞らせることなく回収するという目的を果たすにあたり、ポンプ内部構造の複雑化や、ケース内部温度の上昇に起因するポンプ効率の低下、焼き付き発生などの問題を未然に解消しておくことができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る歯車ポンプを電動機と共に一体に組み付けたポンプユニットを示す一部破砕した全体図。
【図２】同実施例の歯車ポンプの縦端面図。
【図３】図２におけるIII-III 線断面図。
【符号の説明】
１…歯車ポンプ
５…タンク
７、８…ドレン流路
１１…フロントケース
１１ｂ…眼鏡孔
１１ｅ…側面シール部（フロントケース内方端面）
１２…リヤケース
１２ａ…側面シール部（リヤケース接合端面）
１３…駆動歯車
１４…従動歯車

Claims (1)

1. 半割り構造をなしその接合端面に眼鏡孔を開口させたケースと、このケースの眼鏡孔に噛合状態で収容される一対の歯車と、これらの歯車の側面に摺動可能に添設する側面シール部とを備え、歯車側面と側面シール部の間が固定隙間である歯車ポンプにおいて、
   前記ケースを、該ケースに供給する流体を充填したタンク内に収容するとともに、内部漏れによって前記ケースの接合端面間に侵出する流体の分布領域を規制するシールランドを確保し、かつ、前記ケースの接合端面におけるシールランドの外側に、当該シールランドを漏出した流体をタンク内空間に直接解放するドレン流路を設けたことを特徴とする歯車ポンプ。

Images