JP3848996B2 - 歯車ポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は歯車ポンプに係り、特に、吐出脈動および吐出脈動にともなう騒音などを低減するに有効な歯車ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
歯車ポンプの一般的な従来例として、例えば図５および図６に示したように、吸入ポート１および吐出ポート２を設けたケーシング３のポケット４内に一対の平歯車５、５を収容したものがある。なお、前記両平歯車５、５のうち、一方の平歯車５がドライブギヤとなって他方の平歯車５がドリブンギヤとなっており、ドライブギヤとなっている一方の平歯車５を回転駆動すれば、吸入ポート１に供給されている流体がケーシング３と両平歯車５、５の歯溝で囲まれた空所にためられて吐出ポート２に送出されるものである。
【０００３】
しかしながら、このような歯車ポンプにおいては、ケーシング３と歯溝で囲まれた空所が吐出ポート２に開かれるたびに該吐出ポート２の容積が急激に増加する。すると、この容積の変動にともなって吐出ポート２の圧力が変化してしまうために、吐出脈動が生じて歯車ポンプの効率が低下するとともに、各種制御バルブの開弁特性が悪化し、あるいは、吐出脈動による騒音を発してしまうという不具合がある。
【０００４】
また、このような不具合を解消するために、例えば図７に示したようにポケット４における吐出ポート２の肩部に面取り７、７を設け、この面取り７、７をポケット４の底面６の近傍においては実質的にゼロにして底面から離間するにつれて次第に大きくして最終的に平歯車５、５の一歯の約１／２に相当する幅に設定したものがある。
【０００５】
このように吐出ポート２の肩部に面取り７、７を施した場合は、平歯車５、５の歯溝とケーシング３で形成された空所が、該空所の回転前方に位置する歯が面取り７、７にさしかかった時点から吐出ポート２に連通されるために、面取り７、７を設けないものよりは吐出脈動を軽減することができるが、依然として吐出脈動を充分に低減できるものではなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、吐出脈動および吐出脈動にともなう騒音などを効果的に低減できる簡潔構成の歯車ポンプを提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、ケーシングのポケット内で噛み合って回転する平歯車の歯元部の回転軌跡近傍から次第に歯先側に拡開しつつ吐出ポートに至る凹所をポケットの底面に設けたことを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る歯車ポンプの一実施形態を示す内部機構の概略平面図、図２は図１に示したケーシングの斜視図、図３は図２に示したケーシングの断面図である。なお、図５および図６に示した従来例と同一部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【０００９】
これらの図において、吸入ポート１および吐出ポート２を設けたケーシング３のポケット４内に一対の平歯車５、５を収容し、ドライブギヤとなっている一方の平歯車５を回転駆動すれば、吸入ポート１に供給されている流体がケーシング３と両平歯車５、５の歯溝で囲まれた空所にためられて吐出ポート２に送出される歯車ポンプを構成している。
【００１０】
ここに、本実施形態においては平歯車５、５の歯元部の回転軌跡近傍から次第に歯先側に拡開しつつ前記吐出ポート２に至る凹所８、８をポケット４の底面６に設けている。また、前記凹所８、８の最大幅を平歯車５、５の歯の高さ相当分に設定するとともに、凹所８、８の長さを平歯車５、５の一歯の幅に相当する寸法に設定している。
【００１１】
このように構成された歯車ポンプにおいて、ドライブギヤとなっている一方の平歯車５を回転駆動すれば、吸入ポート１に供給されている流体がケーシング３と両平歯車５、５の歯溝で囲まれた空所にためられて吐出ポート２に送出されることは従来と同様である。
【００１２】
ところが、ケーシング３と両平歯車５、５の歯溝で囲まれた空所が吐出ポート２から一歯相当分の手前の位置まで移動すると、該空所が歯元側から凹所８、８を介して吐出ポート２に連通される。また、この連通面積は空所が吐出ポート２に近づくにつれて次第に大きくなる。そして、平歯車５、５が１／２歯分回転して空所の前方の歯が吐出ポート２の肩部にさしかかった時点で空所が吐出ポート２に完全に開放される。
【００１３】
すなわち、従来は平歯車５、５の回転により空所の前方に位置する歯が吐出ポート２の肩部に到達した時点で該空所が吐出ポート２に急激に開放されていた。従って、歯車ポンプをエンジンの潤滑油ポンプとして用いた場合は、図４に破線で示したようにオイルパン内の油温が０℃であるときにエンジンの回転数が例えば８００ｒｐｍより高くなると吐出脈動が大きくなってキャビテーションによる異音が発生していた。
【００１４】
ところが、従来例と同一仕様のエンジンにおいても、本実施形態のように凹所８、８を設けることにより、当初は空所を歯元部から緩やかに吐出ポート２に連通させるようにした場合は、空所と吐出ポート２の連通による容積の激変が緩和される。従って、図４に実線で示したようにオイルパン内の油温が０℃であるときにエンジンの回転数が例えば１４００ｒｐｍに達するまでの回転域では異音が発生しなかった。
【００１５】
上記実施形態では凹所８、８を設けて吐出脈動を予防するようにしているが、面取り７、７を付加して吐出脈動の軽減効果を高くすることもできる。また、従来のように面取り７、７のみを施した場合は、同図に一点鎖線で示したようにエンジンの回転数が１２００ｒｐｍに達するまでの回転域では異音が発生しなかった。
【００１６】
なお、エンジンの始動後はオイルパン内の油温が上昇するために異音は全く発生しなかった。従って、エンジンおよび歯車ポンプの特性にもよるが、少なくとも凹所８、８を設けることにより、実用上支障のない程度にまで吐出脈動を減少させることができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれば、ケーシングに設けたポケットの底面に凹所を設けるという簡潔構成であるにも拘らず、平歯車の歯溝とケーシングで囲まれた空所を吐出ポートに穏やかに開口させることができるために、吐出ポートの容積が急激に変化することがなく、歯車ポンプで懸念されていた吐出脈動および吐出脈動にともなう騒音などが効果的に低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る歯車ポンプの一実施形態を示す内部機構の概略平面図である。
【図２】図１に示したケーシングの斜視図である。
【図３】図２に示したケーシングの断面図である。
【図４】キャビテーションによる異音発生時におけるオイルパン内の油温とエンジンの回転数との関係を示す特性図である。
【図５】従来の歯車ポンプを例示する内部機構の概略斜視図である。
【図６】図５に示したケーシングの斜視図である。
【図７】ケーシングの他の従来例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 吸入ポート
２ 吐出ポート
３ ケーシング
４ ポケット
５ 平歯車
６ ポケット４の底面
７ 面取り
８ 凹所

Claims (1)

1. 吸入ポート（１）および吐出ポート（２）を設けたケーシング（３）のポケット（４）内で一対の平歯車（５）、（５）を噛み合わせて回転させることにより、吸入ポート（１）から吸い込んだ流体を吐出ポート（２）から送出するようにした歯車ポンプにおいて、前記平歯車（５）、（５）の歯元部の回転軌跡近傍から次第に歯先側に拡開しつつ前記吐出ポート（２）に至る凹所（８）をポケット（４）の底面（６）に設けたことを特徴とする歯車ポンプ。

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