JP5032736B2

JP5032736B2 - 歯車ポンプまたはモータ

Info

Publication number: JP5032736B2
Application number: JP2004148619A
Authority: JP
Inventors: 裕己西口; 正菅野; 健一岡田
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2004-05-19
Filing date: 2004-05-19
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2024-05-19
Also published as: JP2005330858A

Description

本発明は、歯車ポンプまたはモータに関する。

噛合する一対の歯車の歯溝を利用して作動液を送り出す外接型歯車ポンプにおいて、これら歯車の側面近傍に可動側板を配設し、作動液の側方への漏れ量を低減せしめることが知られている（例えば、下記特許文献を参照）。この種の歯車ポンプにおける可動側板は、歯間に閉じ込められた作動液の液圧により歯車から離反する方向の力を受けるが、可動側板の外側面とケーシングの内周面との間に形成される圧力バランス領域に高圧の作動液を導き入れることで、この力と相反する力、即ち歯車に接近する方向の力を可動側板に付与して圧力バランスを保つようにしている。

可動側板には、圧力バランス領域の高圧側と低圧側とを隔てるガスケットを装着する。より具体的には、可動側板の外側面にガスケット溝を形成し、このガスケット溝にガスケットを嵌め入れる。ガスケットは可動側板とケーシングとで挟圧され、その反作用で歯車に接近する方向の力を可動側板に付与する。これらの作用により、作動液の吐出圧力に応じて歯車と可動側板との間隔（及び、可動側板とケーシングとの間隔）が調整される。可動側板の形状、ガスケットの形状等は、可動側板が適正な力で歯車の方へ押圧されるように予め設計され、吐出圧力が高くなったとしても作動液の側方への漏れ量は大きくはならない。
特開２００２−２２７７７４号公報

図７及び図８を参照しつつさらに述べる。ガスケット溝６１とガスケット７との間には、微細な空隙６１ｃが存在している。圧力バランス領域に導かれた作動液の一部はこの空隙６１ｃに入り込み、可動側板６に液圧力Ｆを及ぼす。一方で、ガスケット７は、高圧側から低圧側に向かう方向の力を受けて、ガスケット溝６１の低圧側の溝壁６１ａに押しつけられる。作動液が高温、高圧となる状況下では、低圧側の溝壁６１ａとガスケット７とが密着し、両者の間に入り込む作動液の量が低減する。

可動側板６におけるガスケット溝６１が形成される部位の強度を担保するべく、ガスケット溝６１の溝壁６１ａと溝底６１ｂとがなす隅部のＲは比較的大きくとられる。ガスケット溝６１の隅部とガスケット７との間に入り込む作動液は、可動側板６を歯車の方へ押圧する液圧力Ｆを供与する。しかしながら、作動液が高温、高圧となると、ガスケット溝６１の隅部にガスケット７が密着して両者の間に作動液が入り込めなくなるため、可動側板６を歯車の方へ押圧する力が減少してしまう。即ち、図８に示している範囲Ｒで、可動側板６を歯車の方へ押圧する液圧力Ｆが失われる。その結果、可動側板６に対する圧力バランスが変化し、作動液の側方への漏れ量が増大して容積効率が悪化する。

以上の問題に初めて着目してなされた本発明は、高温、高圧の稼働条件においても吐出流量性能の低下を招きにくい歯車ポンプまたはモータを実現しようとするものである。

本発明では、噛合する一対の歯車と、これら歯車の側面に隣接する可動側板と、前記歯車及び前記可動側板を収容するケーシングとを具備し、可動側板の外側面とケーシングの内周面との間に形成される圧力バランス領域に高圧流体を導き入れるように構成した歯車ポンプまたはモータにおいて、前記圧力バランス領域の高圧側と低圧側とを隔てるガスケットを前記可動側板の外側面に形成したガスケット溝に嵌め入れて装着し、かつ、前記圧力バランス領域の高圧側に連通する凹欠を、互いに接合する前記ガスケットと前記可動側板との何れかの接合面に設けて、前記凹欠が、前記ガスケット溝の溝壁と溝底とがなす隅部のＲをとっている部位にまで達しているように構成した。

即ち、圧力バランス領域に導いた高圧流体の一部を流入させる凹欠をガスケットまたは可動側板に成形して、凹欠内に流入した流体の圧力を可動側板を歯車の方へ押圧する力として利用するようにしたのである。このようなものであれば、高温、高圧の状況下で可動側板とガスケットとが密着したとしても、可動側板に対する圧力バランスを維持でき、吐出流量性能の低下を抑制し得る。

本発明によれば、高温、高圧の稼働条件においても吐出流量性能の低下を招きにくい歯車ポンプまたはモータを実現することができる。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１、図２に示すように、本実施形態における歯車ポンプ（または、歯車モータ）は、ボディ１１、フロントカバー１２及びリアカバー１３からなるケーシング１が内包する収容空間に、駆動歯車２と従動歯車３とを噛合状態で収容してなり、これら歯車２、３の回転に伴い歯間に閉じ込めた作動液を吸込口ＩＮと吐出口ＯＵＴとの間で流通させるポンプ作用（または、モータ作用）を営むものである。

歯車２、３の側面とケーシング１の内周面との間には可動側板４を配設し、歯車２、３の側方をシールしている。可動側板４は、両歯車２、３の歯先の軌跡をなぞるような輪郭形状をなし、駆動軸２１及び従動軸３１をそれぞれ挿通する軸孔４２、４３を穿った側面視眼鏡状の板体である。可動側板４は、歯車２、３の歯間に閉じ込められた作動液の液圧により歯車２、３から離反する方向の力を受けるが、この外向きの力と相反する内向きの力を可動側板４の外側面（即ち、反歯車２、３側の側面）に付与することで圧力バランスを保っている。

具体的には、可動側板４の外側面に設けたガスケット溝４１にガスケット５を嵌め入れ、可動側板４の外側面とケーシング１の内周面との間に圧力バランス領域を形成し、この圧力バランス領域に作動液を導き入れて、歯車２、３に接近する方向の力を可動側板４に付与するようにしている。ガスケット溝４１は、その形状を図３に網点で示しているように、吐出口ＯＵＴ側（高圧側）に開口し、吐出口ＯＵＴ側の高圧の作動液を流入せしめる。ガスケット５は、ガスケット溝４１の溝壁４１ａ、４１ｃに沿うような側面視略３字型の弾性部材であって、ガスケット溝４１の溝底４１ｂとケーシング１の内周面とで挟圧されながら圧力バランス領域を隔て、吐出口ＯＵＴ側の作動液が吸込口ＩＮ側（低圧側）に還流することを阻止する。

図４に示すように、ガスケット溝４１の溝壁４１ａ、４１ｃと溝底４１ｂとがなす隅部は、Ｒを比較的大きくとってある。ガスケット５の低圧側の端縁は、ガスケット溝４１の隅部の形状に略対応する曲面形状に成形する。可動側板４にガスケット５を装着した状態で、ガスケット５の高圧側の端縁はガスケット溝４１の高圧側の溝壁４１ｃからやや離間している。

因みに、ガスケット５は、基体５１と、バックアップ体５２とを要素として成り立っている。バックアップ体５２は、ケーシング１の内周面に当接するガスケット５の外側面の一部をなすとともに、ガスケット溝４１の低圧側の溝壁４１ａに臨む位置に配される。

上述の如き歯車ポンプ（または、モータ）において、本実施形態では、互いに接合するガスケット５と可動側板４との何れかの接合面に、高圧側に連通する凹欠５１ａ、４１ｄを設けている。言い換えるならば、ガスケット溝４１の溝底４１ｂに接合するガスケット５の内側面（歯車２、３側の側面）、または、ガスケット溝４１の溝底４１ｂ面に、吐出口ＯＵＴ側に開口する凹欠５１ａ、４１ｄを形成している。

例えば、図４及び図５に示すように、ガスケット５の基体５１の複数箇所に細小な溝状の凹欠５１ａを切り欠く。凹欠５１ａの最奥は、ガスケット５の低圧側の端縁の曲面形状をなす部位にまで達している。凹欠５１ａには、圧力バランス領域に導かれた高圧の作動液の一部が流入する。凹欠５１ａに流入した作動液が、可動側板４を歯車２、３の方へ押圧する液圧力Ｆを供与することは言うまでもない。作動液が高温、高圧となる稼働条件下でも、凹欠５１ａには依然として作動液が流入することができるため、ガスケット５がガスケット溝４１の低圧側の隅部に密着することを防止できる。よって、可動側板４を歯車２、３の方へ押圧する液圧力Ｆが失われる範囲が狭められ、圧力バランス領域の作動液が可動側板４に及ぼす圧力の変動は小さくなる。

あるいは、図６に示すように、ガスケット溝４１の溝底４１ｂに凹欠４１ｄを切り欠いてもよい。凹欠４１ｄの最奥は、Ｒをとった隅部にまで達する。このようなものであっても、圧力バランス領域の作動液が可動側板４に及ぼす圧力の変動を小さくすることができる。

本実施形態では、圧力バランス領域の高圧側と低圧側とを隔てるガスケット５を可動側板４に装着し、かつ、圧力バランス領域の高圧側に連通する凹欠５１ａ、４１ｄを互いに接合するガスケット５と可動側板４との何れかの接合面に設けており、凹欠５１ａ、４１ｄに作動液を流入させてその液圧力Ｆを可動側板４を歯車２、３の方へ押圧する力として利用している。凹欠５１ａ、４１ｄに流入する作動液が可動側板４に及ぼす液圧力Ｆは、ガスケット溝４１にガスケット５が密着しても失われないことから、作動液が高温、高圧となる状況下でも可動側板４に対する圧力バランスが維持され、作動液の側方への漏れ量は増大しない。従って、作動液圧によらず安定した吐出流量性能を発揮し得るものとなる。

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。各部の具体的構成は上記実施形態に限られるものではなく、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。

本発明の一実施形態における歯車ポンプまたはモータを示す断面図。同実施形態の歯車ポンプまたはモータを示すＡ−Ａ線断面図。同実施形態における可動側板の外側面を示す図。同実施形態における可動側板及びガスケットを示すＢ−Ｂ線断面図。同実施形態におけるガスケットの内側面を示す図。同実施形態における可動側板及びガスケットを示すＢ−Ｂ線断面図。従来の外接歯車ポンプにおける可動側板及びガスケットを示す要部断面図。同要部断面図。

符号の説明

１…ケーシング
２、３…歯車
４…可動側板
５…ガスケット
４１ｄ、５１ａ…凹欠

Claims

噛合する一対の歯車と、これら歯車の側面に隣接する可動側板と、前記歯車及び前記可動側板を収容するケーシングとを具備し、可動側板の外側面とケーシングの内周面との間に形成される圧力バランス領域に高圧流体を導き入れるように構成した歯車ポンプまたはモータにおいて、
前記圧力バランス領域の高圧側と低圧側とを隔てるガスケットを前記可動側板の外側面に形成したガスケット溝に嵌め入れて装着し、
かつ、前記圧力バランス領域の高圧側に連通する凹欠を、互いに接合する前記ガスケットと前記可動側板との何れかの接合面に設けており、
前記凹欠が、前記ガスケット溝の溝壁と溝底とがなす隅部のＲをとっている部位にまで達していることを特徴とする歯車ポンプまたはモータ。