JP5635373B2 - Gear pump - Google Patents
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本発明は高速回転時における吐出量を抑制することが出来る歯車ポンプに関するものである。 The present invention relates to a gear pump capable of suppressing a discharge amount during high-speed rotation.
一般に流体を送り出す為にポンプが用いられ、該ポンプは外部から機械的エネルギーを与えて、それを流体の運動エネルギーに変換する装置である。そして、このポンプにも色々な型式が存在し、その用途に応じて使い分けられている。本発明が対象とする歯車ポンプは高速回転域での吐出量を制限する機構を設けたポンプである。 In general, a pump is used to pump out a fluid, and the pump is a device that gives mechanical energy from the outside and converts it into kinetic energy of the fluid. There are various types of pumps, and these pumps are used properly according to their applications. The gear pump targeted by the present invention is a pump provided with a mechanism for limiting the discharge amount in the high-speed rotation region.
ところで、ベーンポンプやピストンポンプは可変容量ポンプの代表として多用されているが、上記ベーンポンプやピストンポンプは低圧及び低回転時には歯車ポンプの機械効率に劣る。一方の歯車ポンプは1回転当りの吐出量が一定であることから、回転数が高くなると必要以上の吐出量となり、その結果、損出が大きくなってしまう。すなわち、高回転域では使用しない吐出量が送り出されることになり、その為のエネルギーが消費されることから損失となる。 By the way, vane pumps and piston pumps are frequently used as representative of variable displacement pumps, but the vane pumps and piston pumps are inferior in mechanical efficiency of gear pumps at low pressure and low rotation. Since one gear pump has a constant discharge amount per rotation, when the rotation speed increases, the discharge amount becomes more than necessary, and as a result, the loss increases. That is, a discharge amount that is not used is sent out in the high rotation range, and energy is consumed for that purpose, resulting in a loss.
図13は歯車ポンプを示す概略図であり、同図の(イ)はドライブギヤ、(ロ)はドリブンギヤを示し、駆動側となる内側の小さいドライブギヤ(イ)と被駆動側となる外側の大きなドリブンギヤ(ロ)は互いに噛み合って回転することが出来る。ドリブンギヤ(ロ)はケースに収容されて回転可能に軸支され、ドライブギヤ(イ)はその中心軸穴(ハ)に軸が嵌って該軸と共に回転することが出来る。 FIG. 13 is a schematic diagram showing a gear pump. In FIG. 13, (a) shows a drive gear, (b) shows a driven gear, and an inner small drive gear (A) on the driving side and an outer side on the driven side. Large driven gears (B) can mesh with each other and rotate. The driven gear (B) is housed in a case and is rotatably supported. The drive gear (A) can be rotated with the shaft by fitting the shaft into the central shaft hole (C).
同図に示す歯車ポンプは、ドライブギヤ(イ)の歯数Z2=9枚で、ドリブンギヤ(ロ)の歯数Z1=10枚となっている。従ってギヤ歯数差はZ1−Z2=1となり、クレセントは無くドリブンギヤ(ロ)の内歯全てがドライブギヤ(イ)の外歯と噛み合っている。ところで、吸込側(ニ)は右側に位置し、吐出側(ホ)は左側に位置する場合、ドライブギヤ(イ)が右方向(時計方向)に回転するならば、吸込側(ニ)から流体が吸込まれて左側の吐出側(ホ)から吐き出される。 In the gear pump shown in the figure, the number of teeth of the drive gear (A) is Z 2 = 9 and the number of teeth of the driven gear (B) is Z 1 = 10. Therefore, the gear tooth number difference is Z 1 −Z 2 = 1, there is no crescent, and all the internal teeth of the driven gear (B) are meshed with the external teeth of the drive gear (A). By the way, when the suction side (d) is located on the right side and the discharge side (e) is located on the left side, if the drive gear (b) rotates in the right direction (clockwise), the fluid from the suction side (d) Is sucked in and discharged from the discharge side (e) on the left side.
同図に示す歯車ポンプでは、ドライブギヤ(イ)が回転する場合、吸込側(ニ)から吐出側(ホ)の間に形成されるドリブンギヤ(ロ)との容積が拡大することから、流体は吸込側(ニ)から吸込まれる。そして、ドライブギヤ(イ)の回転に伴って再び容積が縮小される吐出側(ホ)から吐き出される。従って、歯車ポンプではドライブギヤ(イ)の回転に伴って流体が吐き出されることから、回転数が高くなると吐出量は増大する。 In the gear pump shown in the figure, when the drive gear (a) rotates, the volume of the driven gear (b) formed between the suction side (d) and the discharge side (e) increases. It is sucked in from the suction side (d). And it is discharged from the discharge side (e) whose volume is reduced again as the drive gear (a) rotates. Accordingly, in the gear pump, the fluid is discharged as the drive gear (A) rotates, so that the discharge amount increases as the rotational speed increases.
図14は車両用自動変速機に内蔵されている歯車ポンプ(ヘ)を示している概略図であるが、該歯車ポンプ(ヘ)は両側にオイルポンプボディ(ヌ)とカバー(ル)によって挟まれ、トルクコンバータ(ト)とトランスミッション内に収容された変速機構(チ)の間に取付けられている。すなわち、互いに噛み合ったドライブギヤ(イ)とドリブンギヤ(ロ)は、オイルポンプボディ(ヌ)とカバー(ル)にて両面側が挟まれてシールされ、ドライブギヤ(イ)の中心軸穴(ハ)に駆動軸と成るスリーブ(リ)が嵌っている。ここで、トルクコンバータ(ト)はポンプインペラとタービンランナ及びロックアップダンパ装置を備えた流体継手であり、エンジンのトルクを入力軸を通して変速機構(チ)へ伝達している。 FIG. 14 is a schematic view showing a gear pump (f) incorporated in an automatic transmission for a vehicle. The gear pump (f) is sandwiched between an oil pump body (nu) and a cover (le) on both sides. It is attached between the torque converter (g) and the speed change mechanism (h) accommodated in the transmission. That is, the drive gear (A) and the driven gear (B) meshed with each other are sealed with both sides sandwiched between the oil pump body (N) and the cover (L), and the center shaft hole (C) of the drive gear (A) A sleeve (re) serving as a drive shaft is fitted in Here, the torque converter (g) is a fluid coupling including a pump impeller, a turbine runner, and a lockup damper device, and transmits engine torque to the transmission mechanism (h) through the input shaft.
その為に、トルクコンバータ(ト)内には作動油が充填され、この作動油はオイルパンに溜められ、歯車ポンプ(ヘ)によって循環される。又、変速機構(チ)内に供給されている作動油も同じく歯車ポンプ(ヘ)にて循環している。ところで、ポンプインペラ内径部にありオイルポンプ駆動軸となるスリーブ(リ)は歯車ポンプ(ヘ)のドライブギヤ(イ)の軸穴(ハ)に嵌っている。従って、ポンプインペラが回転すると上記ドライブギヤ(イ)が回転し、ポンプインペラの回転速度が高くなると必然的に歯車ポンプ(ヘ)は高回転となる。その結果、歯車ポンプ(ヘ)から送り出される作動油の吐出量は増大する。 For this purpose, the torque converter (g) is filled with hydraulic oil, which is stored in an oil pan and circulated by the gear pump (f). Further, the hydraulic oil supplied to the transmission mechanism (h) is also circulated by the gear pump (f). By the way, a sleeve (re) which is located on the inner diameter of the pump impeller and serves as an oil pump drive shaft is fitted in a shaft hole (c) of a drive gear (a) of a gear pump (f). Accordingly, when the pump impeller rotates, the drive gear (A) rotates, and when the rotational speed of the pump impeller increases, the gear pump (F) inevitably rotates at a high speed. As a result, the amount of hydraulic oil discharged from the gear pump (f) increases.
しかし、トルクコンバータ(ト)及び変速機構(チ)内に必要とされる作動油の量は、所定の領域からは回転速度の増減に比例しない。図15は歯車ポンプの回転数と吐出量の関係を示すグラフであり、吐出量は回転数に比例するが、その為に斜線で示す領域は不要な吐出量となり、多くの作動油を吐き出して供給することは無駄となる。多くの作動油を吐き出す為には大きなエネルギーが必要となり、結果としてエンジンからの動力伝達効率の低下を招くことになる。 However, the amount of hydraulic oil required in the torque converter (g) and the transmission mechanism (h) is not proportional to the increase / decrease in rotational speed from a predetermined region. FIG. 15 is a graph showing the relationship between the rotational speed and the discharge amount of the gear pump, and the discharge amount is proportional to the rotational speed. For this reason, the hatched area is an unnecessary discharge amount, and a lot of hydraulic oil is discharged Supply is wasted. In order to discharge a large amount of hydraulic oil, a large amount of energy is required, resulting in a reduction in power transmission efficiency from the engine.
特開2009−203836号に係る「内接歯車ポンプ」は、可変容量式にして、燃費の向上を実現したり、キャビテーションなどの問題を解消することが出来る。そこで、ポンプは、インナギアをエンジン駆動され、これにアウタギアが連れ回されることで、アウタギアの内歯とインナギアの外歯との間におけるポンプ室の容積変化によりポンプ作用を行う。ポンプからの吐出油は、変速制御およびトルクコンバータのロックアップ制御に供され、アプライ圧は低エンジン回転時に低く、高エンジン回転時に高くなる。アプライ圧を受けるシール部材は、エンジン回転数が高くなるにつれ、インナギアを軸線方向へ大きく変位させてオーバーライド量の低下によりポンプ容量を低下させる。ポンプ吐出量が少ない低エンジン回転数のもとでも、必要な量の作動油を吐出することができ、ポンプ吐出量が過大気味となる高エンジン回転数のもとでも、作動油吐出量を所定量に保つことができる。 The “internal gear pump” according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-203836 can be a variable displacement type to achieve improved fuel consumption and to eliminate problems such as cavitation. Therefore, the pump is driven by the engine of the inner gear, and the outer gear is rotated along with the inner gear, so that the pump performs a pumping action due to the volume change of the pump chamber between the inner teeth of the outer gear and the outer teeth of the inner gear. The oil discharged from the pump is used for speed change control and torque converter lockup control, and the apply pressure is low during low engine rotation and high during high engine rotation. As the engine speed increases, the seal member that receives the apply pressure greatly displaces the inner gear in the axial direction to reduce the pump capacity by reducing the override amount. The required amount of hydraulic fluid can be discharged even at a low engine speed with a small pump discharge rate. Can be kept quantitative.
しかし、この内接歯車ポンプはエンジン回転数が高くなるにつれ、インナギアを軸線方向へ大きく変位させてオーバーライド量の低下によりポンプ容量を低下させるように構成しており、その構造は複雑である。又インナギアを軸線方向へ大きく変位させる為に自動変速機内部に取付ける為の大きなスペースが必要となる。 However, this internal gear pump is configured such that as the engine speed increases, the inner gear is greatly displaced in the axial direction to reduce the pump capacity by reducing the override amount, and the structure is complicated. In addition, a large space is required for installation inside the automatic transmission in order to greatly displace the inner gear in the axial direction.
特開2003−27912号に係る「複合ポンプ」は、エンジンの駆動力により駆動される動力ポンプにより基本油吐出圧を確保しつつ、ベーン型可変容量ポンプにより基本油吐出圧を調整可能な一体型の複合ポンプである。
そこで、この複合ポンプは、第1のポンプとしてのサイクロイドポンプと第2のポンプとしてのベーンポンプとを有し、ポンプハウジングを共用する。サイクロイドポンプはクランクシャフトの駆動力を利用し、ベーンポンプはサイクロイドポンプの駆動力を利用する。これにより、第1のポンプの最大容量を小さくすることができ、第1のポンプの油吐出圧のみでは油吐出圧の不足する運転域では、補助ポンプとしてのベーンポンプを稼動することにより適正な油吐出圧および油吐出量を確保することができる。
The “composite pump” according to Japanese Patent Laid-Open No. 2003-27912 is an integrated type that can adjust the basic oil discharge pressure by a vane variable displacement pump while securing the basic oil discharge pressure by a power pump driven by the driving force of the engine. This is a composite pump.
Therefore, this composite pump has a cycloid pump as a first pump and a vane pump as a second pump, and shares a pump housing. The cycloid pump uses the driving force of the crankshaft, and the vane pump uses the driving force of the cycloid pump. As a result, the maximum capacity of the first pump can be reduced, and in the operating range where the oil discharge pressure is insufficient only by the oil discharge pressure of the first pump, the appropriate oil can be obtained by operating the vane pump as the auxiliary pump. The discharge pressure and the oil discharge amount can be ensured.
この複合ポンプは、低速回転域で所望する油吐出圧および油吐出量を確保するとともに中速または高速回転域でエネルギー損失を最小に変更可能なようにしているが、その構造は複雑化し、又大きな取付けスペースが必要となる。
このように、従来の歯車ポンプには上記のごとき問題がある。本発明が解決しようとする課題はこの問題点であり、ドライブギヤの回転速度が上っても吐出量が多くならないようにしたコンパクトな歯車ポンプを提供する。 Thus, the conventional gear pump has the above-described problems. The problem to be solved by the present invention is this problem, and provides a compact gear pump in which the discharge amount does not increase even when the rotational speed of the drive gear increases.
本発明に係る歯車ポンプは、ドライブギヤとドリブンギヤが互いに噛み合い、ドライブギヤの回転と共にドリブンギヤが回転して流体を吸込み・吐き出すことが出来るようにしたものであり、基本構造は前記図13に示す従来の歯車ポンプと共通している。そして、本発明の歯車ポンプの場合、ドライブギヤに内輪を設け、歯形は外輪の外周に形成している。 The gear pump according to the present invention is such that the drive gear and the driven gear are engaged with each other, and the driven gear rotates together with the rotation of the drive gear so that fluid can be sucked and discharged, and the basic structure is the conventional structure shown in FIG. This is common with other gear pumps. In the case of the gear pump of the present invention, the drive gear is provided with an inner ring, and the tooth profile is formed on the outer periphery of the outer ring.
従って、外輪の内径側に内輪が嵌り、外輪側に大きなトルクが発生した場合には、外輪がスリップすることが出来るようにトルクリミッターを設けている。歯車ポンプの回転速度が高くなると、吐き出される流体の吐出量が増大すると共に、ドライブギヤを回転駆動するトルクが大きくなる。これは流体の流れ速度に基づく抵抗の増加などが影響している為であるが、本発明は該トルクが一定値を越えたところで、トルクリミッターが作動するように構成する。しかし、ここで該トルクリミッターの具体的な構造は限定しないことにする。 Accordingly, a torque limiter is provided so that the outer ring can slip when the inner ring is fitted to the inner diameter side of the outer ring and a large torque is generated on the outer ring side. As the rotational speed of the gear pump increases, the amount of fluid discharged increases, and the torque for rotationally driving the drive gear increases. This is because an increase in resistance based on the flow velocity of the fluid influences, but the present invention is configured such that the torque limiter operates when the torque exceeds a certain value. However, the specific structure of the torque limiter is not limited here.
一方、本発明の歯車ポンプでは、吐出側の油圧が高くなると駆動トルクが上昇する。その為、トルクリミッターが作動する回転数は低圧時には大きくなり、高圧時には小さくなる。その結果、高圧時には吐出量、油圧が不足する傾向となる為に、本発明の歯車ポンプの別形態として、高圧時ほどトルクリミッターが作動する設定値を大きくしている。そこで、吐出側ポートとトルクリミッターを連通し、吐出側ポートの油圧をトルクリミッターのアプライ圧として作用する構造としている。 On the other hand, in the gear pump of the present invention, the drive torque increases as the hydraulic pressure on the discharge side increases. Therefore, the rotational speed at which the torque limiter operates increases at low pressure and decreases at high pressure. As a result, since the discharge amount and hydraulic pressure tend to be insufficient at high pressure, the set value at which the torque limiter operates is increased as the pressure increases as another form of the gear pump of the present invention. Therefore, the discharge side port and the torque limiter are connected to each other, and the hydraulic pressure of the discharge side port acts as the apply pressure of the torque limiter.
本発明の歯車ポンプにはトルクリミッターが取付けられている。従って、ドライブギヤの回転速度が高くなったならば、ドライブギヤを回転する駆動トルクが増大して内輪はスリップすることが出来る。すなわち、トルクリミッターが作動して歯形が形成されている外輪の回転速度はそれ以上高くならない。 A torque limiter is attached to the gear pump of the present invention. Therefore, if the rotational speed of the drive gear increases, the driving torque for rotating the drive gear increases and the inner ring can slip. That is, the rotational speed of the outer ring on which the torque limiter is activated and the tooth profile is formed does not increase any more.
従って、ドライブギヤの軸穴に嵌るオイルポンプ駆動軸の回転速度が高くなっても、トルクリミッターが作動して内輪はスリップする為に、該外輪及びドライブギヤに噛み合うドリブンギヤの回転速度は高くならない。その為に、吐出側ポートから吐き出される流体の吐出量は大きくならず、回転速度の増大に基づくエネルギー損失を抑制することが出来る。例えば、車両用自動変速機に装着されて作動油を供給する為の歯車ポンプであれば、トルクコンバータ及び自動変速機への供給作動油は回転速度が高くなっても増加することなく、ひいては自動変速機の伝達効率の向上をもたらすことが出来る。 Therefore, even if the rotational speed of the oil pump drive shaft fitted in the shaft hole of the drive gear increases, the torque limiter operates and the inner ring slips, so that the rotational speed of the driven gear that meshes with the outer ring and the drive gear does not increase. Therefore, the discharge amount of the fluid discharged from the discharge side port does not increase, and energy loss due to an increase in the rotation speed can be suppressed. For example, in the case of a gear pump that is mounted on a vehicle automatic transmission and supplies hydraulic fluid, the hydraulic fluid supplied to the torque converter and the automatic transmission does not increase even if the rotational speed increases, and thus automatically The transmission efficiency of the transmission can be improved.
一方、吐出側ポートとトルクリミッターを連通することで、吐出側ポートの油圧がトルクリミッターに導かれ、吐出側ポート油圧が高くなってもトルクリミッターの作動回転数の低下を防ぎ、高圧時の吐出量、油圧の不足を解消することが出来る。すなわち、吐出側ポート油圧をトルクリミッターに作用することで、吐出側ポート油圧の高圧時ほどトルクリミッターが作動する設定値は大きくなる。 On the other hand, by connecting the discharge side port and the torque limiter, the hydraulic pressure of the discharge side port is guided to the torque limiter, and even if the discharge side port hydraulic pressure becomes high, the operating speed of the torque limiter is prevented from being lowered and the discharge at high pressure is prevented. The shortage of quantity and hydraulic pressure can be solved. That is, by applying the discharge side port hydraulic pressure to the torque limiter, the set value at which the torque limiter operates becomes larger as the discharge side port hydraulic pressure becomes higher.
図1は本発明に係る歯車ポンプを示す実施例であり、同図の1はドライブギヤ、2はドリブンギヤを表している。そして、内側に配置されて駆動側と成るドライブギヤ1は小さくて、被駆動側となる外側のドリブンギヤ2は大きく、互いに噛み合って回転することが出来る。そして、ドリブンギヤ2はケースに収容されて回転可能に軸支され、ドライブギヤ1はその中心軸穴3に軸が嵌って該軸と共に回転することが出来る。
FIG. 1 shows an embodiment of a gear pump according to the present invention, in which 1 denotes a drive gear and 2 denotes a driven gear. The
同図に示す歯車ポンプは、ドライブギヤ1の歯数Z2=9枚で、ドリブンギヤ2の歯数Z1=10枚となっている。従ってギヤ歯数差はZ1−Z2=1となり、クレセントは無くドリブンギヤ2の内歯全てがドライブギヤ1の外歯と噛み合っている。ところで、従来の歯車ポンプの場合と同じように、吸込側4は右側に位置し、吐出側5は左側に位置する場合、ドライブギヤ1が右方向(時計方向)に回転するならば、吸込側4から流体が吸込まれて左側の吐出側5から吐き出される。
The gear pump shown in the figure has the number of teeth Z 2 = 9 for the
ところで、ドライブギヤ1の回転速度が高くなると吐出側5からの吐出量は増大するが、同時にドライブギヤ1を回転する駆動トルクも大きくなる。そこで、本発明の歯車ポンプはこの駆動トルクが大きくなって所定の値を越えるならば、ドライブギヤ1の回転速度がそれ以上にならないようにトルクリミッター6,6・・・を備えている。
By the way, when the rotational speed of the
ドライブギヤ1は軸穴3を有すリング状の内輪7と外周に歯形8,8・・・を形成した外輪9から成り、上記内輪7と外輪9の間に上記トルクリミッター6,6・・・を介在している。そこで、外輪9を高速回転駆動する場合に大きなトルクが発生した場合、内輪7との間にスリップが生じて外輪9を速く回すことが出来なくなる。
The
図2は上記トルクリミッター6の拡大図を示しているが、外輪9の内周10には切欠き部11が設けられ、この切欠き部11に嵌合部材12が嵌っている。そして、該嵌合部材12の内周には摩擦材13が接着して取付けられている。又、切欠き部11の底には皿バネ14が設けられ、この皿バネ14は上記嵌合部材12の背面に当ってバネ力を付勢している。従って、摩擦材13は内輪外周15に接している。
FIG. 2 shows an enlarged view of the
その為に、内輪7のトルクは摩擦材13を接着した嵌合部材12を介して外輪9に伝えられるが、ドライブギヤ1の回転速度が高くなって駆動トルクが大きくなると該摩擦材13は内輪外周15をスリップすることが出来る。ここで、上記摩擦材13が内輪外周15に接する面圧は皿バネ14によって定まることから、この皿バネ14のバネ定数を変えることで摩擦材13がスリップするトルクが定まる。
Therefore, the torque of the
また、ドライブギヤ1の回転速度が高くなると、それに伴う遠心力の増大によって嵌合部材12は外方向へ引張られる。その為に、摩擦材13と内輪7の外周15との面圧は低下して該摩擦材13はスリップする。すなわち、この嵌合部材12は遠心クラッチとして機能することが出来る。一方、切欠き部を内輪外周に設けて外周に摩擦材を接着した嵌合部材を嵌めることも可能である。
Further, when the rotational speed of the
図3は別のトルクリミッター6を備えた歯車ポンプを示す他の実施例である。この歯車ポンプの場合もドライブギヤ1は内輪7と外輪9で構成し、内輪7と外輪9の間にはトルクリミッター6,6・・・を取付けている。従って、歯車ポンプのドライブギヤ1の回転速度が高くなって吐出量が増大し、それに伴い回転駆動トルクが大きくなると上記リミッター6,6・・・が作動して内輪7と外輪9はスリップすることが出来る。
FIG. 3 is another embodiment showing a gear pump provided with another
図4にトルクリミッター6の拡大図を示しているように、内輪7の外周15から中心に向いて穴16を設け、この穴16に筒17を嵌め、該筒17にはコイルバネ18が収容されている。そして、筒17の先端にはボール19が配置され、このボール19にコイルバネ18のバネ力を付勢している。一方、外輪9の内周10には凹溝20が形成されて該凹溝20には上記ボール19の一部が嵌っている。
As shown in the enlarged view of the
ところで、上記ボール19にはコイルバネ18のバネ力が付勢されて、凹溝20の底面21に接しているが、内輪7の回転トルクは凹溝20に嵌ったボール19を介して外輪9へ伝達される。外輪9の外周には歯形8,8・・・が形成されて、ドリブンギヤ2の歯形と噛み合っているが、該ドリブンギヤ2と噛み合って回転するドライブギヤ1に大きな回転トルクが発生すると、該ボール19は凹溝20の段差を乗り上げて外輪9の内周10を転がる。
By the way, although the spring force of the
従って、内輪7の回転速度が高くなっても外輪9はスリップしてその回転速度は上らず、その結果、吐出量が増大することはない。このことは、嵌合部材12に摩擦材13を接着したトルクリミッター6を備えた前記図1の歯車ポンプの場合も同じである。
Therefore, even if the rotation speed of the
ドライブギヤ1の軸穴3に嵌る出力軸の回転速度が所定の値を越えて高くなっても、それに伴って歯車ポンプからの吐出量が増大せず、必要以上の流体を送り出すことがない。その結果、吐出量の増大に伴う損失を抑制することが可能となる。特に、図3に示す歯車ポンプではトルクリミッター6にバネ力を付勢したボール19が取付けられ、内輪7と外輪9のスリップ(相対回転)に伴って該ボール19が転がることで損失は少ない。
Even if the rotational speed of the output shaft fitted in the
ところで、前記図3に示すトルクリミッター6の場合、内輪側にコイルバネ18を設けてバネ力を付勢したボール19を備え、外輪9の内周10に該ボール19が嵌合する凹溝20を形成している。しかし、この配置とは逆に外輪側にコイルバネ18を設けてバネ力を付勢したボール19を備え、内輪7の外周15に該ボール19が嵌合する凹溝20を形成することも出来る。
By the way, in the case of the
図5は本発明に係る歯車ポンプを示す他の実施例である。同図の1はドライブギヤ、2はドリブンギヤを表し、内側に配置されて駆動側と成るドライブギヤ1は小さくて、被駆動側となる外側のドリブンギヤ2は大きく、互いに噛み合って回転することが出来る。そして、ドリブンギヤ2はケースに収容されて回転可能に軸支され、ドライブギヤ1はその中心軸穴3に軸が嵌って該軸と共に回転することが出来る。これらの点は前記図1に示した歯車ポンプと同じである。
FIG. 5 shows another embodiment of the gear pump according to the present invention. In the figure, 1 denotes a drive gear, 2 denotes a driven gear, the
ところで、図5の歯車ポンプの場合、ドライブギヤ1の各歯形8,8・・・には油穴22,22・・・が設けられている。該油穴22は吸込側4、及び吐出側5からドライブギヤ1の内径部に連通し、内径部には切欠かれた座23を形成している。図6はドライブギヤ1の外輪9を単独で示した場合で、(a)は正面図、(b)は断面図を表している。各歯形8,8・・・の中央には円形の油穴22が貫通し、この油穴22は内径部に形成した座23と連通している。
In the case of the gear pump shown in FIG. 5, oil holes 22, 22... Are provided in the respective tooth profiles 8, 8. The
そして、上記座23には凸バネ24と嵌合部材25が嵌っている。図7は凸バネ24、図8は嵌合部材25をそれぞれ表している。該凸バネ24は座23の底にセットされ、嵌合部材25は座23に嵌ると共に内輪7の外周に接している。凸バネ24は一種の皿バネであって、座23に嵌った嵌合部材25にバネ力を付勢し、嵌合部材25の内周は内輪7の外周に当接している。嵌合部材25の中央には円形の凹溝27が形成されていて、この凹溝27に凸バネ24の底部が嵌合し、凸バネ24の頂部は歯形8に設けている油穴22へ繋がる連通穴28に嵌合して位置決めされている。
The
ところで、吐出側ポートの油圧が上昇するならば、嵌合部材25には凸バネ24のバネ力にプラスして吐出側ポートの油圧が作用し、上記嵌合部材25を内輪7の外周へ押圧する力が上昇する。図5に示しているように、各歯形8,8・・・に貫通して設けている油穴22,22・・・は吐出側5と連通しており、吐出側ポートの油圧は油穴22を通して嵌合部材25へ作用するように機能する。
By the way, if the hydraulic pressure of the discharge side port increases, the hydraulic pressure of the discharge side port acts on the
嵌合部材25には摩擦材が貼着されており、嵌合部材25を押圧する力が上昇するならば内輪7との間の摩擦力が増大してドライブギヤの外輪9との相対回転(スリップ)を抑制することが出来る。一方、油穴22は吸込側4とも連通しているが、吸込負圧は吐出側5に比べて小さい為に、油圧特性に与える影響は小さく、平均化するならば吐出側油圧の上昇に応じてトルクリミッターの作動値は上昇することが出来る。
Friction material is stuck to the
すなわち、前記図1、図3の歯車ポンプの場合、吐出側ポートの油圧に関わらずトルクリミッターは作動するが、通常の歯車ポンプでは、吐出圧が上昇すると駆動トルクが上昇する。その為にトルクリミッターが作動する回転数が低圧時には大きくなり、高圧時には小さくなる。よって、低圧時にはトルクリミッターの効果が小さくなり、高圧時には吐出量、油圧が不足する傾向にある。そこで、図6に示すように、各歯形8,8・・・に油穴22,22・・・を設けることで高圧時ほどトルクリミッターの設定値が大きくなるようにすることが可能と成る。
That is, in the case of the gear pump of FIGS. 1 and 3, the torque limiter operates regardless of the oil pressure of the discharge side port, but in the normal gear pump, the drive torque increases when the discharge pressure increases. Therefore, the rotational speed at which the torque limiter operates increases at low pressure and decreases at high pressure. Therefore, the effect of the torque limiter is reduced at low pressure, and the discharge amount and hydraulic pressure tend to be insufficient at high pressure. Therefore, as shown in FIG. 6, it is possible to increase the set value of the torque limiter at higher pressures by providing
図9(a)は本発明に係る歯車ポンプを表す別形態の実施例である。外輪9の内周には複数の座23,23・・・が切欠かれており、これら各座23,23・・・には皿バネ14,14・・・と嵌合部材25,25・・・が収容されている。そして、嵌合部材25の内周面には摩擦材が貼着され、上記皿バネ14によって嵌合部材25にバネ力が付勢され、回転駆動トルクが一定以上になるとスリップして外輪9と内輪7は相対回転することが出来る。この点は、図1に示した歯車ポンプと同じであるが、図9に示している歯車ポンプの場合、吐出側ポート30の内周に連通部31を突出している。
FIG. 9A shows another embodiment of a gear pump according to the present invention. A plurality of
同図(b)には吸込側ポート29と吐出側ポート30をそれぞれ表しているが、連通部31は吐出側ポート30の入口部内周に設けている。ところで、これら吸込側ポート29及び吐出側ポート30は一般的にオイルポンプボディ又はカバーの一方側に設けられ、そして上記連通部31は外輪9の内周に切欠いて設けている座23に達している。ドライブギヤ1がドリブンギヤ2と共に回転する場合、座23は連通部31と一時的に係合して吐出側ポート30の作動油は連通部31から座23へ流れ込み、嵌合部材25に作用する。従って、嵌合部材25に吐出側ポート30の油圧が作用することで外輪9のスリップを抑制することが出来る。
FIG. 2B shows the
座23に嵌った嵌合部材25との間には隙間が設けられ、そして、外輪9が回転することで各嵌合部材25,25・・・に油圧が作用して内輪外周を押圧することが出来る。また、連通部31を設ける箇所は図9(b)に示す吐出側ポートの入口側に限るものではない。
A clearance is provided between the
図10は本発明に係る歯車ポンプの更なる別の実施例を示している。基本構造は前記図1に示した歯車ポンプと同じであるが、ドライブギヤ1はドリブンギヤ2と噛み合い、ドライブギヤ1を回転駆動する為の軸が嵌る軸穴3を形成している内輪7との間にはトルクリミッター6,6・・・が設けられ、ドライブギヤ1に大きなトルクが作用した場合にはスリップすることが出来る。
FIG. 10 shows still another embodiment of the gear pump according to the present invention. The basic structure is the same as that of the gear pump shown in FIG. 1 except that the
ところで、図10に示す歯車ポンプでは吐出側5から切欠き部11(座)へ通じる連通部26を設けている。従って、吐出側5の作動油は切欠き部11へ流入して切欠き部11に嵌っている嵌合部材12に作用し、嵌合部材12を内輪7の外周に押圧すると共に、貼着している摩擦材13は内輪7の外周に当接して発生する摩擦力を増大することが出来る。従って、図5に示した歯車ポンプの場合と同じく、トルクリッターが作動する駆動トルクが高くなる。
By the way, in the gear pump shown in FIG. 10, the
図11は図10のA部拡大図を示している。ドライブギヤ1の外輪9には切欠き部11(座)が設けられ、この切欠き部11に嵌合部材12と皿バネ14が嵌り、皿バネ14のバネ力は嵌合部材12に作用して内輪7の外周15に押圧している。そして、吐出側5と切欠き部11とは連通部26にて繋がり、吐出側5の作動油は連通部26から切欠き部11へ流れ込むことが出来る。そして、吐出側5の油圧は該切欠き部11に嵌っている嵌合部材12の背面に作用して内輪外周15へ押圧することが出来る。すなわち、皿バネ14のバネ力に吐出側5の油圧が加わって嵌合部材12が押圧される。そこで、連通部26から切欠き部11へ侵入する作動油は外に漏れないようにオイルポンプボディとカバーでシールされている。
FIG. 11 shows an enlarged view of part A of FIG. The
ここで、上記連通部26はドライブギヤ1の歯底部に形成されて切欠き部11と繋がっている。ただし、ドライブギヤの全歯底に設ける必要はない。図10の歯車ポンプの場合も、ドライブギヤ1の歯底に連通部26を設けて切欠き部11を繋ぐことで高圧時ほどトルクリミッターの設定値が大きくなるようにすることが可能と成る。
Here, the
図12は歯車ポンプの回転数と駆動トルクの関係を示すグラフである。同グラフから明らかなように、駆動トルクは回転数に比例して増大し、しかも吐出側油圧が高くなると駆動トルクは上昇する。すなわち、駆動トルクは吐出側油圧0.5MPaより1MPaの方が高く、さらに2MPaの場合にはさらに高くなる。ところが、図1に示す歯車ポンプのようにトルクリミッターを設けただけの場合には、一定の駆動トルクでトルクリミッターが作動する為、吐出側油圧が高くなると回転数が低い段階でトルクリミッターが作動する。しかし、図5、図9のように吐出側油圧を嵌合部材25,12に作用することで図11の点線で示すように吐出圧が上昇し駆動トルクが上昇しても所定の回転数Nに達したところでトルクリミッターが作動してスリップするように機能することが出来る。
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the rotational speed of the gear pump and the driving torque. As is apparent from the graph, the drive torque increases in proportion to the rotation speed, and the drive torque increases as the discharge side hydraulic pressure increases. That is, the driving torque is higher at 1 MPa than the discharge side hydraulic pressure of 0.5 MPa, and further higher at 2 MPa. However, when only a torque limiter is provided as in the gear pump shown in FIG. 1, the torque limiter operates at a constant drive torque. Therefore, when the discharge side hydraulic pressure increases, the torque limiter operates at a stage where the rotational speed is low. To do. However, when the discharge side hydraulic pressure is applied to the
1 ドライブギヤ
2 ドリブンギヤ
3 軸穴
4 吸込側
5 吐出側
6 トルクリミッター
7 内輪
8 歯形
9 外輪
10 内周
11 切欠き部
12 嵌合部材
13 摩擦材
14 皿バネ
15 外周
16 穴
17 筒
18 コイルバネ
19 ボール
20 凹溝
21 底面
22 油穴
23 座
24 凸バネ
25 嵌合部材
26 連通部
27 凹溝
28 連通穴
29 吸込側ポート
30 吐出側ポート
31 連通部
1 Drive
10 Inner circumference
11 Notch
12 Mating member
13 Friction material
14 Disc spring
15 circumference
16 holes
17 tubes
18 Coil spring
19 balls
20 groove
21 Bottom
22 Oil hole
23 seats
24 Convex spring
25 Mating member
26 Communication part
27 groove
28 Communication hole
29 Suction side port
30 Discharge port
31 Communication part
Claims (3)
The gear pump according to claim 1, wherein a corner of the notch portion into which the fitting member is fitted and a discharge side are connected by a communication portion.
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