JP6256590B2

JP6256590B2 - シール構造、並びにそれを用いた歯車ポンプ及び歯車モータ

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Publication number: JP6256590B2
Application number: JP2016506464A
Authority: JP
Inventors: 秀樹東; 山村　眞哉; 眞哉山村
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2014-03-03
Filing date: 2015-02-27
Publication date: 2018-01-10
Anticipated expiration: 2035-02-27
Also published as: JPWO2015133406A1; CN106030165A; CN106030165B; WO2015133406A1

Description

本発明は、油空圧機器に用いられ、内部に作動液等の流体が流通する経路を有する第１及び第２の部品の接合面間を接合する部品のシール構造、並びにこのようなシール構造を採用した歯車ポンプ及び歯車モータに関する。

歯車ポンプのボディとカバーとの間など、内部に作動液等の流体が流通する経路を有する部品同士を接合するにあたっては、従来より、流体が外部に漏出することを防ぐべく、部品同士が向かい合う接合面間にガスケット等の環状をなすシール部材を配することが行われてきている（例えば、特許文献１を参照）。

ところで、このような部品のシール構造では、接合対象である第１及び第２の部品のうち一方にシール部材を配するためのシール溝を形成し、このシール溝の内部にシール部材を配するようにしている。しかし、第１及び第２の部品を接合する工程中にシール溝の外部にシール部材がはみ出した状態のままこれら第１及び第２の部品が接合されると、あるいはシール部材に欠損箇所が存在すると、部品同士の合わせ面に隙間が生じ、シール部材から外気側に流体が漏出する不具合が発生する。

ところが、従来のシール構造においては、シール溝と第１及び第２の部品の外部との距離が長く、流体がシール溝から部品の外部に達するまで長い時間を要する。そのため、時間が限られた出荷時の検査中に前段で述べた不具合を発見することが困難であった。

特開２００７−１４７０１９号

本発明は以上の点に着目し、部品同士の合わせ面に隙間が生じていることを短時間の運転で検出可能にすることを目的とする。

以上の課題を解決すべく、本発明に係る部品のシール構造は、以下に述べるような構成を有する。すなわち請求項１の発明に係る部品のシール構造は、第１の部品と第２の部品とが互いに向かい合う接合面間に設けた環状のシール部材を利用する部材のシール構造であって、前記第１又は第２の部品の少なくとも一方かつシール部材の外気側に溝が設けられ、この溝が第１及び第２の部品の外部に連通している開放溝であり、前記開放溝が、シール部材の外気側に位置し環状をなす環状部と、この環状部と前記第１及び第２の部品の外部とを連通する開口部とを備え、複数の区画に区切られたものであり、前記環状部が、前記各区画ごとに独立し、間欠的に環状配置された複数の部分環状部と、これら部分環状部間を遮断する遮断部とからなり、これら部分環状部をそれぞれ前記開口部を介して外部に連通させている。

このようなものであれば、部品同士の合わせ面に隙間が生じている場合、流体はこの隙間から前記開放溝に達し、この開放溝が外部に連通している箇所から流体が漏出するが、シール部材と前記開放溝との間の距離は、従来のシール構造におけるシール部材と部品の外部との間の距離よりも短いので、前記隙間から漏れた流体が外部に導かれるまでの時間も従来よりも短くなる。従って、時間が限られた出荷時の検査中であってもその間に流体が漏出する不具合を発見することが容易となる。
また、前記開放溝が、シール部材の外気側に位置し環状をなす環状部と、この環状部と前記第１及び第２の部品の外部とを連通する開口部とを備え、複数の区画に区切られたものであり、前記環状部が、前記各区画ごとに独立し、間欠的に環状配置された複数の部分環状部と、これら部分環状部間を遮断する遮断部とからなり、これら部分環状部をそれぞれ前記開口部を介して外部に連通させていることから、各区画が前記開口部のみで外部に連通しており、前記隙間が生じている箇所に最も近い区画に属する開口部から作動液が漏出するので、流体の漏出が検知された開口部に対応する区画で前記隙間が生じているものと判定でき、部品同士の合わせ面に隙間が生じている箇所を容易に検知できる。

また、請求項２の発明に係る部品のシール構造は、第１の部品と第２の部品とが互いに向かい合う接合面間に設けた環状のシール部材を利用する部材のシール構造であって、前記第１又は第２の部品の少なくとも一方かつシール部材の外気側に溝が設けられ、この溝が第１及び第２の部品の外部に連通している開放溝であり、前記開放溝と前記第１及び第２の部品の外部とを対向位置にある２箇所の開口により連通させている。
このようなものであっても、部品同士の合わせ面に隙間が生じている場合、流体はこの隙間から前記開放溝に達し、この開放溝が外部に連通している箇所から流体が漏出するが、シール部材と前記開放溝との間の距離は、従来のシール構造におけるシール部材と部品の外部との間の距離よりも短いので、前記隙間から漏れた流体が外部に導かれるまでの時間も従来よりも短くなる。従って、時間が限られた出荷時の検査中であってもその間に流体が漏出する不具合を発見することが容易となる。さらに、前記開放溝と前記第１及び第２の部品の外部とを対向位置にある２箇所の開口により連通させているので、流体の漏出を容易に発見できる。

本発明による効果を好適に得ることができる利用形態の一例として、歯車収納室を内部に有する第１の部品であるボディ及びこのボディの歯車収納室を閉塞する第２の部品であるカバーを接合してなるケーシングと、このケーシングの歯車収納室内に収納保持され互いに噛み合わせてなる外接歯車対とを有し、前記ケーシングの前記ボディと前記カバーとの間の接合部位に上述したような請求項１又は２記載のシール構造を採用している歯車ポンプが挙げられる。
本発明による効果を好適に得ることができる利用形態の他の一例として、歯車収納室を内部に有する第１の部品であるボディ及びこのボディの歯車収納室を閉塞する第２の部品であるカバーを接合してなるケーシングと、このケーシングの歯車収納室内に収納保持され互いに噛み合わせてなる外接歯車対とを有し、前記ケーシングの前記ボディと前記カバーとの間の接合部位に上述したような請求項１又は２記載のシール構造を採用している歯車モータが挙げられる。

本発明によれば、部品同士の合わせ面に隙間が生じていることを短時間の運転で検出可能にすることができる。

本発明の第一実施形態に係る歯車ポンプを示す側面図。同実施形態に係る歯車ポンプを示す背面図。図２におけるＡ−Ａ断面図。図１におけるＢ−Ｂ断面図。図３におけるＸ部の拡大図。図４におけるＹ部の拡大図。本発明の第二実施形態に係る歯車ポンプを示す側面図。同実施形態に係る歯車ポンプを示す背面図。図８におけるＣ−Ｃ断面図。図７におけるＤ−Ｄ断面図。図９におけるＸＸ部の拡大図。図１０におけるＹＹ部の拡大図。図１０におけるＺ部の拡大図。従来の歯車ポンプにおけるボディとカバーとの接合部位を示す図。

本発明の第一実施形態を、図１〜図６を参照しつつ以下に述べる。

本実施形態に係る歯車ポンプは、主として、図１〜図４に示すように、歯車収納室１１ａを内部に有する第１の部品であるボディ１１及びこのボディ１１の歯車収納室１１ａを閉塞する第２の部品であるカバー１２を接合してなるケーシング１と、このケーシング１の歯車収納室１１ａ内に収納保持され互いに噛み合わせてなる外接歯車対、すなわち駆動歯車２及び従動歯車３と、前記駆動歯車２及び従動歯車３を支持する駆動軸４及び従動軸５をそれぞれ収納するための軸受孔１１ｘ、１１ｙ，１２ｘ、１２ｙと前記軸４、５との間に配設されるブッシュ７と、前記ボディ１１と前記カバー１２との間に位置するシール部材であるガスケット８とを具備する。

駆動歯車２及び従動歯車３は、図３に示すように、複数の歯体を外周面に沿って所定間隔で設けた周知のものである。なお、本実施形態では、前記駆動歯車２の中心から駆動軸４を回転軸方向に一体に延伸させて設けているとともに、従動歯車３から従動軸５を回転軸方向に一体に延伸させて設けているが、駆動歯車２と駆動軸４とを別体に構成してもよく、また、従動歯車３と従動軸５とを別体に構成してもよい。

前記ケーシング１は、止着具であるボルト１０によりボディ１１とカバー１２とを接合させてなるものである。

ボディ１１には、図３に示すように、前記駆動歯車２及び前記従動歯車３を収納するための前記歯車収納室１１ａと、この歯車収納室１１ａに連通する高圧側ポート１１ｂと、同じく歯車収納室１１ａに連通する低圧側ポート１１ｃと、駆動軸４及び従動軸５をそれぞれ挿し通すための軸穴１１ｘ、１１ｙとを形成している。前述したように、軸穴１１ｘの内面と駆動軸４との間、及び軸穴１１ｙの内面と従動軸５との間には、ブッシュ７を配している。そして、このボディ１１は、前面１１ｆがカバー１２に対向している。換言すれば、ボディ１１の前面１１ｆがカバー１２とのシール面（接合面）である。

カバー１２には、図３及び図４に示すように、駆動軸２及び従動軸３をそれぞれ挿し通すための軸穴１２ｘ、１２ｙを設けている。前述したように、軸穴１２ｘの内面と駆動軸４との間、及び軸穴１２ｙの内面と従動軸５との間には、ブッシュ７を配している。さらに、このカバー１２は、後面１２ｒがボディ１１に対向しており、換言すれば後面１２ｒがボディ１１とのシール面（接合面）であり、この後面１２ｒに前記ガスケット８を内部に配するためのガスケット溝１２ｚを設けている。このガスケット溝１２ｚは環状のものであり、全体が前記歯車収納室１１ａと向かい合う部位よりも外気側に配されている。

その上で本実施形態では、図３〜図６に示すように、前記カバー１２の後面１２ｒにおける前記ガスケット溝１２ｚよりもさらに外気側に、歯車ポンプの外部に連通する開放溝１２ａを設けている。この開放溝１２ａは、前記ガスケット溝１２ｚの外気側に位置し環状をなす環状部１２ａ１と、この環状部１２ａ１と外部とを連通する２箇所の開口部１２ａ２とを備えている。

ここで、前記ガスケット８がガスケット溝１２ｚからはみ出た状態のままボディ１１とカバー１２とが接合された場合、あるいはガスケット８に欠損箇所が存在する場合には、ガスケット８がガスケット溝１２ｚからはみ出た箇所あるいはガスケットの欠損箇所においてボディ１１の前面１１ｆとカバー１２の後面１２ｒとの間に隙間が生じる。このような状態で歯車ポンプを運転すると、歯車収納室１１ａから漏出してガスケット溝１２ｚに達した作動液は、さらにボディ１１とカバー１２との隙間、より正確にはボディ１１の前面１１ｆとカバー１２の後面１２ｒとの間の隙間を流通し開放溝１２ａに達する。開放溝１２ａに達した作動液は、開口部１２ａ２から歯車ポンプの外側に漏出する。

これに対して、従来の構成の歯車ポンプでは、図１４に示すように、ガスケットａ８がガスケット溝ａ１２ｚからはみ出た状態のままボディａ１１とカバーａ１２とが接合された状態、あるいはガスケットａ８に欠損箇所が存在する状態で歯車ポンプを運転すると、前述したように、図示しない歯車収納室から漏出してガスケット溝ａ１２ｚに達した作動液は、さらにボディａ１１の前面ａ１２ｆとカバーａ１２の後面ａ１２ｒとの隙間をガスケット溝ａ１２ｚから歯車ポンプの外部までの長い距離を流通してはじめて歯車ポンプの外側に漏出する。

すなわち、従来の構成の歯車ポンプでは作動液がガスケット溝１２ｚから歯車ポンプの外部までの長い距離を通過してはじめて開口部１２ａ２からの作動液の漏出が視認されるのに対し、本実施形態のボディ１１とカバー１２との接合構造を採用した場合、作動液がガスケット溝１２ｚから開放溝１２ａまでの短い距離を流通すると開口部１２ａ２からの作動液の漏出が視認される。従って、本実施形態の構成を採用することにより、より短い時間でガスケット８の取り付け不良又は欠損に伴う作動液の漏出を確認できる。すなわち、時間の限られた出荷時の検査中にガスケット８の取り付け不良又は欠損を容易に発見することができる。

また、開放溝１２ａが有限箇所の開口部１２ａ２のみで外部に連通しているので、作動液が漏出するのは開口部１２ａ２からのみであり、流体の漏出を発見する際には開口部１２ａ２にのみ着目すればよい。従って、より効率的にガスケット８の取り付け不良又は欠損を発見することができる。

なお、開放溝の環状部は、上述した第一実施形態に係るもののように全周にわたって連続したものに限られず、例えば、以下に述べるような本発明の第二実施形態に係るもののように、間欠的に環状配置された複数の部分環状部を備えたものでもよい。ここで、第二実施形態を、図７〜図１３を参照しつつ以下に述べる。なお、前述した第一実施形態におけるものに対応する各部位には、同一の名称及び符号を付している。

本実施形態に係る歯車ポンプも、主として、図７〜図１０に示すように、歯車収納室１１ａを内部に有する第１の部品であるボディ１１及びこのボディ１１の歯車収納室１１ａを閉塞する第２の部品であるカバー１２を接合してなるケーシング１と、このケーシング１の歯車収納室１１ａ内に収納保持され互いに噛み合わせてなる外接歯車対、すなわち駆動歯車２及び従動歯車３と、前記駆動歯車２及び従動歯車３を支持する駆動軸４及び従動軸５をそれぞれ収納するための軸受孔１１ｘ、１１ｙ，１２ｘ、１２ｙと前記軸４、５との間に配設されるブッシュ７と、前記ボディ１１と前記カバー１２との間に位置するシール部材であるガスケット８とを具備する。

駆動歯車２及び従動歯車３は、図９に示すように、複数の歯体を外周面に沿って所定間隔で設けた周知のものである。なお、本実施形態では、前記駆動歯車２の中心から駆動軸４を回転軸方向に一体に延伸させて設けているとともに、従動歯車３から従動軸５を回転軸方向に一体に延伸させて設けているが、駆動歯車２と駆動軸４とを別体に構成してもよく、また、従動歯車３と従動軸５とを別体に構成してもよい。

ボディ１１には、図９に示すように、前記駆動歯車２及び前記従動歯車３を収納するための前記歯車収納室１１ａと、この歯車収納室１１ａに連通する高圧側ポート１１ｂと、同じく歯車収納室１１ａに連通する低圧側ポート１１ｃと、駆動軸４及び従動軸５をそれぞれ挿し通すための軸穴１１ｘ、１１ｙとを形成している。前述したように、軸穴１１ｘの内面と駆動軸４との間、及び軸穴１１ｙの内面と従動軸５との間には、ブッシュ７を配している。そして、このボディ１１は、前面１１ｆがカバー１２に対向している。換言すれば、ボディ１１の前面１１ｆがカバー１２とのシール面（接合面）である。

カバー１２には、図９及び図１０に示すように、駆動軸２及び従動軸３をそれぞれ挿し通すための軸穴１２ｘ、１２ｙを設けている。前述したように、軸穴１２ｘの内面と駆動軸４との間、及び軸穴１２ｙの内面と従動軸５との間には、ブッシュ７を配している。さらに、このカバー１２は、後面１２ｒがボディ１１に対向しており、換言すれば後面１２ｒがボディ１１とのシール面（接合面）であり、この後面１２ｒに前記ガスケット８を内部に配するためのガスケット溝１２ｚを設けている。このガスケット溝１２ｚは環状のものであり、全体が前記歯車収納室１１ａと向かい合う部位よりも外気側に配されている。

その上で本実施形態では、図９〜図１２に示すように、前記カバー１２の後面１２ｒにおける前記ガスケット溝１２ｚよりもさらに外気側に、歯車ポンプの外部に連通する開放溝１２ａを設けている。この開放溝１２ａも、ガスケット溝１２ｚの外気側に位置し環状をなす環状部１２ａ１と、この環状部１２ａ１と外部とを連通する開口部１２ａ２とを備えている。また、本実施形態では、開放溝１２ａが、複数の区画１２ａＡに分割されている。前記環状部１２ａ１は、前記各区画１２ａＡごとに独立し間欠的に環状配置された複数の部分環状部１２ａ３と、これら部分環状部１２ａ２間を遮断する遮断部１２ａ４とからなる。各部分環状部１２ａ３は、それぞれ１箇所の前記開口部１２ａ２を介して外部に連通させている。本実施形態では、図１３に示すように、各部分環状部１２ａ３は、前記ボルト１０を挿し通すためのボルト孔１２ｂ近傍を除いて、その他の部位におけるガスケット溝１２ｚの外方にそれぞれ設けている。

ここで、前記ガスケット８がガスケット溝１２ｚからはみ出た状態のままボディ１１とカバー１２とが接合された場合、あるいはガスケット８に欠損箇所が存在する場合には、ガスケット８がガスケット溝１２ｚからはみ出た箇所あるいはガスケットの欠損箇所においてボディ１１の前面１１ｆとカバー１２の後面１２ｒとの間に隙間が生じる。このような状態で歯車ポンプを運転すると、歯車収納室１１ａから漏出してガスケット溝１２ｚに達した作動液は、さらにボディ１１とカバー１２との隙間、より正確にはボディ１１の前面１１ｆとカバー１２の後面１２ｒとの間の隙間を流通し、最も近い位置にある開放溝１２ａの区画１２ａＡに属する部分環状部１２ａ３に達する。部分環状部１２ａ３に達した作動液は、該部分環状部１２ａ３に連通する開口部１２ａ２から歯車ポンプの外側に漏出する。

すなわち、本実施形態のボディ１１とカバー１２との接合構造を採用した場合も、作動液がガスケット溝１２ｚから開放溝１２ａの部分環状部１２ａ３までの短い距離を流通すると、該部分環状部１２ａ３に連通する開口部１２ａ２からの作動液の漏出が視認される。従って、本実施形態の構成を採用することにより、より短い時間でガスケット８の取り付け不良又は欠損に伴う作動液の漏出を確認できる。すなわち、時間の限られた出荷時の検査中にガスケット８の取り付け不良又は欠損を容易に発見することができる。

さらに、開放溝１２ａが、ガスケット８の外気側に位置し環状をなす環状部１２ａ１と、この環状部１２ａ１と外部とを連通する開口部１２ａ２とを備え、複数の区画１２ａＡに区切られており、前記環状部１２ａ１が、前記各区画１２ａＡごとに独立し、間欠的に環状配置された複数の部分環状部１２ａ３からなり、これら部分環状部１２ａ３をそれぞれ前記開口部１２ａ２を介して外部に連通させているので、以下のような効果を得ることができる。すなわち、流体の漏出を発見する際には開口部１２ａ２にのみ着目すればよく、また、ガスケット８の取り付け不良又は欠損の箇所に最も近い区画１２ａＡに属する開口部１２ａ２から作動液が漏出するので、より効率的にガスケット８の取り付け不良又は欠損の箇所を発見することができる。加えて、ボディ１１とカバー１２とを接続するボルト１０を挿し通すためのボルト孔１２ｂ近傍には部分環状部１２ａ３を設けていないので、ボルト孔１２ｂ近傍に部分環状部１２ａ３を設けた場合の以下に述べる不具合の発生を防ぐことができる。すなわち、ボルト孔１２ｂ近傍に部分環状部１２ａ３を設けた場合、該当箇所でカバー１２が薄肉になり強度が低下する不具合、及びこのような強度低下を防ぐべくボルト孔１２ｂを部分環状部１２ａ３から十分離間した箇所に設けるようにしたときに生じる、カバー１２及びボディ１１が大型化するという不具合をともに防ぐことができる。

なお、本発明は以上に述べた実施形態に限らない。

例えば、上述した実施形態に係る歯車ポンプでは、ボディの歯車収納室は前方にのみ開口しており、歯車収納室の前方をカバーにより閉塞する態様を採用しているが、ボディの歯車収納室が前方及び後方に開口し、歯車収納室の前方及び後方をそれぞれフロントカバー及びリアカバーにより閉塞する態様の歯車ポンプにおいて、ボディとフロントカバーとの接合箇所及びボディとリアカバーとの接合箇所それぞれに本発明のシール構造を採用してもよい。一方、ボディの歯車収納室が後方にのみ開口しており、歯車収納室の後方をカバーにより閉塞する態様の歯車ポンプにおいて、ボディカバーとの接合箇所に本発明のシール構造を採用してももちろんよい。

また、歯車ポンプのボディとカバーとの接合部に限らず、内部に液体又は気体を流通させるための経路を有する装置を構成する２つの部材間のシール構造全般に本発明を適用してもよい。

さらに、第１の部品と第２の部品とのうち一方にのみ開放溝を設ける態様に代えて、これら第１及び第２の部品のシール面（接合面）の互いに向かい合う位置にそれぞれ開放溝を設ける態様を採用してもよい。

加えて、上述した第二実施形態では、環状部を形成する部分環状部同士が径方向に互いに重なり合わないように配置しているが、前記部分環状部同士が遮断部を介して互いに独立していれば、前記部分環状部のうち１つの外方に他の部分環状部が位置する構成を採用してもかまわない。

そして、上述した第二実施形態では、前記各部分環状部ごとに１つの開口部が連通し、この開口部を介して前記各部分環状部が外部に連通するようにしているが、前記各部分環状部の一部又は全部が複数の開口部を介して外部に連通する構成を採用してももちろんよい。

その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してよい。

１１…第１の部品（ボディ）
１１ｆ…第１の部品のシール面（ボディの前面）
１２…第２の部品（カバー）
１２ａ…開放溝
１２ａ１…環状部
１２ａ２…開口部
１２ａ３…部分環状部
１２ａＡ…区画
１２ｒ…第２の部品のシール面（カバーの後面）
８…シール部材（ガスケット）

Claims

第１の部品と第２の部品とが互いに向かい合う接合面間に設けた環状のシール部材を利用する部材のシール構造であって、前記第１又は第２の部品の少なくとも一方かつシール部材の外気側に溝が設けられ、この溝が第１及び第２の部品の外部に連通している開放溝であり、
前記開放溝が、シール部材の外気側に位置し環状をなす環状部と、この環状部と前記第１及び第２の部品の外部とを連通する開口部とを備え、複数の区画に区切られたものであり、
前記環状部が、前記各区画ごとに独立し、間欠的に環状配置された複数の部分環状部と、これら部分環状部間を遮断する遮断部とからなり、これら部分環状部をそれぞれ前記開口部を介して外部に連通させている部品のシール構造。
第１の部品と第２の部品とが互いに向かい合う接合面間に設けた環状のシール部材を利用する部材のシール構造であって、前記第１又は第２の部品の少なくとも一方かつシール部材の外気側に溝が設けられ、この溝が第１及び第２の部品の外部に連通している開放溝であり、
前記開放溝と前記第１及び第２の部品の外部とを対向位置にある２箇所の開口により連通させている部品のシール構造。
歯車収納室を内部に有する第１の部品であるボディ及びこのボディの歯車収納室を閉塞する第２の部品であるカバーを接合してなるケーシングと、このケーシングの歯車収納室内に収納保持され互いに噛み合わせてなる外接歯車対とを有し、
前記ケーシングの前記ボディと前記カバーとの間の接合部位に請求項１又は２記載のシール構造を採用している歯車ポンプ。
歯車収納室を内部に有する第１の部品であるボディ及びこのボディの歯車収納室を閉塞する第２の部品であるカバーを接合してなるケーシングと、このケーシングの歯車収納室内に収納保持され互いに噛み合わせてなる外接歯車対とを有し、
前記ケーシングの前記ボディと前記カバーとの間の接合部位に請求項１又は２記載のシール構造を採用している歯車モータ。