JP6376197B2 - 歯車ポンプ又は歯車モータ - Google Patents

Description

本発明は、駆動源に接続される主ポンプ又は主モータと、駆動源との間に主ポンプ又は主モータを挟み、主ポンプ又は主モータと直列に連結された副ポンプ又は副モータと、を備えた歯車ポンプ又は歯車モータに関する。

歯車ポンプ又は歯車モータの駆動歯車および従動歯車がそれぞれはすば歯車である場合、歯の噛み合いによるスラスト力や歯面に作用する油圧力によるスラスト力によって、駆動歯車および従動歯車それぞれの軸方向の各端面が側板に押圧される。従って、駆動歯車および従動歯車それぞれの各端面が摩耗し、さらには当該摩擦によって歯車ポンプ又は歯車モータの機械効率が低下する。

そこで特許文献１では、駆動歯車の駆動軸および従動歯車の従動軸それぞれの先端面の中心部に当接するピストンを配置し、ピストンによって駆動軸および従動軸を押圧することにより、スラスト力を打ち消すように構成された歯車ポンプが提案されている。

米国特許第６８８７０５５号明細書

しかし、特許文献１に記載の歯車ポンプに他のポンプを直列に連結し、特許文献１に記載の歯車ポンプの駆動軸と他のポンプの駆動軸とを互いに連結した場合、駆動軸の先端面の中心部に当接するピストンを配置するスペースが無く、駆動歯車に生じるスラスト力を打ち消すことができない。

本発明は、駆動軸の先端面の中心部に当接するピストンを配置するスペースが無くても、駆動歯車に生じるスラスト力を打ち消すことができる歯車ポンプ又は歯車モータを提供することを目的とする。

本発明に係る歯車ポンプ又は歯車モータは、駆動源に接続される主ポンプ又は主モータと、前記駆動源との間に前記主ポンプ又は前記主モータを挟み、前記主ポンプ又は前記主モータと直列に連結された副ポンプ又は副モータと、を備え、前記主ポンプ又は前記主モータは、それぞれはすば歯車である主駆動歯車および主従動歯車と、前記主駆動歯車における前記副ポンプ又は前記副モータと対向する端面から、前記副ポンプ又は前記副モータに近づく方向に延びる主駆動軸であって、その先端面に主接続部が形成された主駆動軸と、を有し、前記副ポンプ又は前記副モータは、前記主駆動軸に向かって延びる副駆動軸であって、その先端面に副接続部が形成された副駆動軸を有し、前記主接続部と前記副接続部とを連結し、前記主駆動軸の前記先端面における外縁部に当接する連結部材と、前記連結部材における前記副ポンプ又は前記副モータを向いた受け面と対向し、高圧の作動流体を供給可能な空間と、をさらに備えたことを特徴とする。

本発明では、高圧の作動流体が空間に供給されると、主駆動軸の先端面における外縁部に当接する連結部材が、主駆動軸を駆動源に近づく方向に押圧する。これにより、主駆動軸の先端面の中心部に当接するピストンを配置するスペースが無くても、主駆動歯車に生じるスラスト力を打ち消すことができる。

本発明に係る歯車ポンプ又は歯車モータは、前記受け面と当接し且つ前記空間と対向した押圧部材をさらに備えてよい。

この構成では、押圧部材を備えたことで、連結部材が配置された空間内での連結部材の位置や傾きなどの自由度を高めることができる。これにより、主駆動軸と副駆動軸とのずれによって生じる主接続部、副接続部および連結部材の摩耗を抑制し、ひいては当該摩擦による機械損失を抑制することができる。また、押圧部材がない場合、主駆動軸と副駆動軸とのずれに起因する力により連結部材が傾くことによって、連結部材の周りに配置された部材と連結部材とが互いに接触して摩耗し、作動流体の漏れが増加し得る。上記構成によれば、押圧部材を備えたことで、当該問題を防止できる。

本発明に係る歯車ポンプ又は歯車モータでは、前記連結部材は、前記主駆動歯車の軸方向に延び、前記主接続部および前記副接続部と対向する内面と、前記軸方向に延び、前記主接続部および前記副接続部と対向しない外面と、を有し、前記押圧部材が、前記外面と対向してよい。

この構成では、押圧部材が、連結部材における軸方向の端面と対向する場合に比べ、連結部材と押圧部材とを含む要素の軸方向の長さを短くすることができ、ひいては歯車ポンプ又は歯車モータを小型化できる。

本発明に係る歯車ポンプ又は歯車モータでは、前記連結部材が、前記外面から突出する突出部を有し、前記受け面は、前記突出部における前記副ポンプ又は前記副モータを向いた面であってよい。

この構成では、高圧の作動流体が空間に供給されたときに、押圧部材が、突出部に設けられた受け面を介して、確実に連結部材を駆動源に近づく方向に押圧できる。

本発明に係る歯車ポンプ又は歯車モータは、前記主駆動歯車および前記主従動歯車を収容する主ケーシングであって、前記主駆動歯車および前記主従動歯車が配置される主貫通孔を有し、前記駆動源に近い方の一端面および前記駆動源から遠い方の他端面のそれぞれに前記主貫通孔と連通する開口が形成された主本体と、前記一端面に形成された前記開口を閉蓋するマウンティングと、前記他端面に形成された前記開口を閉蓋する主フランジであって、前記主接続部および前記連結部材が配置される主挿通孔が形成された主フランジとを有する主ケーシングをさらに備え、前記押圧部材が、前記主挿通孔内に配置され、前記主フランジに、前記主貫通孔から前記空間に前記作動流体を導入するための導入路であって、一端が前記主貫通孔の高圧領域と連通し且つ他端が前記空間と連通した導入路が形成されてよい。

この構成では、導入路を短くできる。このため、歯車ポンプ又は歯車モータの加工が容易になる。

本発明に係る歯車ポンプ又は歯車モータは、前記主駆動歯車および前記主従動歯車を収容する主ケーシングであって、前記主駆動歯車、前記主従動歯車、および、前記主駆動軸を回転可能に支持する軸受けが配置される主貫通孔を有し、前記駆動源に近い方の一端面および前記駆動源から遠い方の他端面のそれぞれに前記主貫通孔と連通する開口が形成された主本体と、前記一端面に形成された前記開口を閉蓋するマウンティングと、前記他端面に形成された前記開口を閉蓋する主フランジであって、前記主接続部および前記連結部材が配置される主挿通孔が形成された主フランジとを有する主ケーシングと、前記副ポンプ又は前記副モータの副駆動歯車および副従動歯車を収容する副ケーシングであって、前記副駆動歯車および前記副従動歯車が配置される副貫通孔を有し、前記駆動源に近い方の一端面および前記駆動源から遠い方の他端面のそれぞれに前記副貫通孔と連通する開口が形成された副本体と、前記一端面に形成された前記開口を閉蓋する副フランジであって、前記副接続部および前記連結部材が配置される副挿通孔が形成された副フランジと、前記他端面に形成された前記開口を閉蓋するカバーとを有する副ケーシングと、をさらに備え、前記押圧部材が、前記副挿通孔内に配置され、前記主フランジと前記副フランジとに、前記主貫通孔から前記空間に前記作動流体を導入するための導入路であって、一端が前記主貫通孔の高圧領域と連通し且つ他端が前記空間と連通した導入路が形成されてよい。

この構成では、軸受けと主フランジとの接触面積を大きくできる。これにより、軸受けと主フランジとの間から作動流体が漏れ難くなり、ポンプの容積効率が向上する。

本発明に係る歯車ポンプ又は歯車モータは、前記駆動源に直列に連結された３つ以上のポンプ又はモータであって、前記主ポンプ又は前記主モータおよび前記副ポンプ又は前記副モータを含む３つ以上のポンプ又はモータを備えてよい。

この構成では、用途に応じた設計の自由度を向上させることができる。

本発明では、高圧の作動流体が空間に供給されると、主駆動軸の先端面における外縁部に当接する連結部材が、主駆動軸を駆動源に近づく方向に押圧する。これにより、主駆動軸の先端面の中心部に当接するピストンを配置するスペースが無くても、主駆動歯車に生じるスラスト力を打ち消すことができる。

また、受け面と当接し且つ空間と対向した押圧部材を備えた場合、連結部材が配置された空間内での連結部材の位置や傾きなどの自由度を高めることができる。これにより、主駆動軸と副駆動軸とのずれによって生じる主接続部、副接続部および連結部材の摩耗を抑制し、ひいては当該摩擦による機械損失を抑制することができる。また、押圧部材がない場合、主駆動軸と副駆動軸とのずれに起因する力により連結部材が傾くことによって、連結部材の周りに配置された部材と連結部材とが互いに接触して摩耗し、作動流体の漏れが増加し得る。上記構成によれば、押圧部材を備えたことで、当該問題を防止できる。

また、押圧部材が、連結部材における主接続部および副接続部と対向しない外面と対向する場合、押圧部材が、連結部材における軸方向の端面と対向する場合に比べ、連結部材と押圧部材とを含む要素の軸方向の長さを短くすることができ、ひいては歯車ポンプ又は歯車モータを小型化できる。

また、受け面が、連結部材に形成された突出部における副ポンプ又は副モータを向いた面である場合、高圧の作動流体が空間に供給されたときに、押圧部材が、突出部に設けられた受け面を介して、確実に連結部材を駆動源に近づく方向に押圧できる。

また、押圧部材が主挿通孔内に配置され、主フランジに導入路が形成された場合、導入路を短くできる。このため、歯車ポンプ又は歯車モータの加工が容易になる。

また、押圧部材が副挿通孔内に配置され、主フランジおよび副フランジに導入路が形成された場合、主貫通孔に配置された軸受けと主フランジとの接触面積を大きくできる。これにより、軸受けと主フランジとの間から作動流体が漏れ難くなり、ポンプの容積効率が向上する。

また、駆動源に直列に連結された３つ以上のポンプ又はモータであって、主ポンプ又は主モータおよび副ポンプ又は副モータを含む３つ以上のポンプ又はモータを備えた場合、用途に応じた設計の自由度を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る歯車ポンプの断面図である。 図１の歯車ポンプに含まれる主駆動歯車および主従動歯車の斜視図である。 図１の歯車ポンプに含まれる主ポンプと副ポンプとの連結部分を示す部分拡大断面図である。 図１のIV-IV線に沿った断面図である。 図３の連結部分をさらに詳細に示す部分拡大断面図である。 本発明の変形例１に係る歯車ポンプの断面図である。 図６の歯車ポンプに含まれる主ポンプと副ポンプとの連結部分を示す部分拡大断面図である。 本発明の変形例２に係る歯車ポンプの断面図である。 図８の歯車ポンプに含まれる主ポンプと副ポンプとの連結部分を示す部分拡大断面図である。 本発明の変形例３に係る歯車ポンプの断面図である。

以下、本発明の一実施形態を添付図面に従って説明する。

図１に示すように、本実施形態の歯車ポンプ１は、駆動源（図示略）に直接的に接続される主ポンプ２と、主ポンプ２と直列に連結された副ポンプ３とを備えている。副ポンプ３は、主ポンプ２に対して駆動源と反対側（すなわち、駆動源との間に主ポンプ２を挟む位置）にある。歯車ポンプ１は、作動流体（例えば作動油）を貯留するタンクから供給される作動流体を吸い込んで昇圧した後、その作動流体を吐出して液圧機器に供給する。

歯車ポンプ１のケーシング５は、主ポンプ２の主駆動歯車２０および主従動歯車２１を収容する主ケーシング１０と、主ケーシング１０にボルト６を介して固定され、副ポンプ３の副駆動歯車５０および副従動歯車５１を収容する副ケーシング４０とを備えている。副駆動歯車５０および副従動歯車５１は、主駆動歯車２０および主従動歯車２１に対し駆動源と反対側（すなわち、駆動源との間に主駆動歯車２０および主従動歯車２１を挟む位置）に配置されている。

主ポンプ２は、主ケーシング１０と、互いに噛み合う主駆動歯車２０および主従動歯車２１と、主駆動歯車２０を軸支する主駆動軸２４，２７と、主従動歯車２１を軸支する主従動軸３２ａ，３２ｂとを有する。

主ケーシング１０は、主駆動歯車２０および主従動歯車２１の外周を覆う主本体１１と、主本体１１における、主駆動歯車２０の軸方向（図１における左右方向。以下、単に「軸方向」という。）の２つの端面にそれぞれ螺着して固定されたマウンティング１２および主フランジ１３とを有している。

主本体１１は、図４に示すように、断面形状が略８の字状（メガネのような形状）である内部空間（主貫通孔１４）を有する。主貫通孔１４に、主駆動歯車２０および主従動歯車２１が配置されている。主貫通孔１４は、図１に示すように、主本体１１を軸方向に貫通している。したがって、主本体１１における軸方向の２つの端面には、それぞれ、主貫通孔１４と連通する開口が形成されている。マウンティング１２は、主本体１１の２つの端面のうち、駆動源に近い方の一端面に形成された開口を、閉蓋している。主フランジ１３は、主本体１１の２つの端面のうち、駆動源から遠い方の他端面に形成された開口を、閉蓋している。主本体１１の一端面は、駆動源と対向している。主本体１１の他端面は、副ポンプ３と対向している。

マウンティング１２には、マウンティング１２を軸方向に貫通する挿通孔１５が形成されている。挿通孔１５は、軸方向に主駆動軸２４と対向している。

主フランジ１３には、主挿通孔１６と、導入路９５の一部とが形成されている。主挿通孔１６と、導入路９５の一部とは、それぞれ、主フランジ１３を軸方向に貫通している。主挿通孔１６は、軸方向に主駆動軸２７と対向している。導入路９５の一部は、軸方向に主従動軸３２ｂと対向している。導入路９５の一部における主従動歯車２１に近い方の一端は、主貫通孔１４の高圧空間と連通している。

図２に示すように、主駆動歯車２０および主従動歯車２１は、それぞれ、はすば歯車である。主駆動歯車２０および主従動歯車２１は、主貫通孔１４内で相互に噛合した状態で、共に回転する。このとき、主駆動歯車２０および主従動歯車２１の歯先が、主本体１１における主貫通孔１４を画定する内周面に摺接する。

主駆動歯車２０および主従動歯車２１の軸方向の両端面に、主側板２２ａ、２２ｂがそれぞれ対向して配置されている。主側板２２ａは、主駆動軸２４および主従動軸３２ａが挿通された２つの貫通孔を有する。主側板２２ａは、主駆動歯車２０および主従動歯車２１の軸方向の２つの端面のうち駆動源に近い方の一端面に当接している。主側板２２ｂは、主駆動軸２７および主従動軸３２ｂが挿通された２つの貫通孔を有する。主側板２２ｂは、主駆動歯車２０および主従動歯車２１の軸方向の２つの端面のうち駆動源から遠い方の他端面に当接している。主駆動歯車２０および主従動歯車２１の一端面は、駆動源と対向している。主駆動歯車２０および主従動歯車２１の他端面は、副ポンプ３と対向している。

主駆動軸２４は、主駆動歯車２０の一端面から、軸方向に沿って、駆動源に近づく方向に延びている。主駆動軸２４は、マウンティング１２の挿通孔１５に挿通されている。主駆動軸２４の先端部２５には、駆動源（図示略）が連結されている。主駆動軸２４は、主貫通孔１４に配置された軸受け２６に回転可能に支持されている。軸受け２６は、ベアリングとベアリングケースとから構成されている。以下の軸受けも、同様に、ベアリングとベアリングケースとから構成されている。

主駆動軸２７は、主駆動歯車２０の他端面から、軸方向に沿って、副ポンプ３に近づく方向に延びている。図３に示すように、主駆動軸２７の先端面２７ａには、主接続部３０が形成されている。主駆動軸２７は、主貫通孔１４に配置された軸受け２８に回転可能に支持されている。

主接続部３０は、主駆動軸２７より小径の円柱形状であり、主駆動軸２７と一体に形成されている。主接続部３０は、主駆動軸２７の先端面２７ａから、軸方向に沿って、副駆動歯車５０に向かって延びている。主接続部３０は、主挿通孔１６に配置されている。

主従動軸３２ａは、図１に示すように、主従動歯車２１の一端面から、軸方向に沿って、駆動源に近づく方向に延びている。主従動軸３２ａは、主貫通孔１４に配置された軸受け３３ａに回転可能に支持されている。主従動軸３２ｂは、主従動歯車２１の他端面から、軸方向に沿って、副ポンプ３に近づく方向に延びている。主従動軸３２ｂは、主貫通孔１４に配置された軸受け３３ｂに回転可能に支持されている。主従動軸３２ｂの先端面には、ピストン３４が当接している。ピストン３４は、軸方向に沿って駆動源に近づく方向に主従動軸３２ｂを押圧することにより、主従動歯車２１に生じるスラスト力を打ち消す機能を有する。

副ポンプ３は、副ケーシング４０と、互いに噛み合う副駆動歯車５０および副従動歯車５１と、副駆動歯車５０を軸支する副駆動軸５４，５７と、副従動歯車５１を軸支する副従動軸６２ａ，６２ｂとを有する。

副ケーシング４０は、副駆動歯車５０および副従動歯車５１の外周を覆う副本体４１と、副本体４１における軸方向の２つの端面にそれぞれ螺着して固定された副フランジ４２およびカバー４３とを有している。

副本体４１は、図４に示す主貫通孔１４と同様、断面形状が略８の字状（メガネのような形状）である内部空間（副貫通孔４４）を有する。副貫通孔４４に、副駆動歯車５０および副従動歯車５１が配置されている。副貫通孔４４は、図１に示すように、副本体４１を軸方向に貫通している。したがって、副本体４１における軸方向の２つの端面には、それぞれ、副貫通孔４４と連通する開口が形成されている。副フランジ４２は、副本体４１の２つの端面のうち、駆動源に近い方の一端面に形成された開口を、閉蓋している。カバー４３は、副本体４１の２つの端面のうち、駆動源から遠い方の他端面に形成された開口を、閉蓋している。副本体４１の一端面は、主ポンプ２と対向している。

副フランジ４２には、副フランジ４２を軸方向に貫通する副挿通孔４５が形成されている。副挿通孔４５は、軸方向に副駆動歯車５０と対向している。図３に示すように、副挿通孔４５は、内周面４６と、内周面４６より小径の内周面４７とから画定されている。内周面４６，４７は、段部４８を介して連続している。内周面４６は、内周面４７よりも、主ポンプ２の近くに位置する。

カバー４３には、図１に示すように、ピストン４９ａ，４９ｂが配置されている。ピストン４９ａは、軸方向に副駆動歯車５０と対向し、副駆動軸５７と当接している。ピストン４９ａは、軸方向に沿って主ポンプ２に近づく方向に副駆動軸５７を押圧することにより、副駆動歯車５０に生じるスラスト力を打ち消す機能を有する。ピストン４９ｂは、軸方向に副従動歯車５１と対向し、副従動軸６２ｂと当接している。ピストン４９ｂは、軸方向に沿って主ポンプ２に近づく方向に副従動軸６２ｂを押圧することにより、副従動歯車５１に生じるスラスト力を打ち消す機能を有する。

主駆動歯車２０および主従動歯車２１と同様に、副駆動歯車５０および副従動歯車５１は、それぞれ、はすば歯車である。副駆動歯車５０および副従動歯車５１は、副貫通孔４４内で相互に噛合した状態で、共に回転する。このとき、副駆動歯車５０および副従動歯車５１の歯先が、副本体４１における副貫通孔４４を画定する内周面に摺接する。なお、副ポンプ３は、駆動軸を持つものである限り、種類は限定されず、はすば歯車を有さないものであってもよい。

副駆動歯車５０および副従動歯車５１の軸方向の両端面に、副側板５２ａ、５２ｂがそれぞれ対向して配置されている。副側板５２ａは、副駆動軸５４および副従動軸６２ａが挿通された２つの貫通孔を有する。副側板５２ａは、副駆動歯車５０および副従動歯車５１の軸方向の２つの端面のうち駆動源に近い方の一端面に当接している。副側板５２ｂは、副駆動軸５７および副従動軸６２ｂが挿通された２つの貫通孔を有する。副側板５２ｂは、副駆動歯車５０および副従動歯車５１の軸方向の２つの端面のうち駆動軸から遠い方の他端面に当接している。副駆動歯車５０および副従動歯車５１の一端面は、主ポンプ２と対向している。

副駆動軸５４は、副駆動歯車５０の一端面から、軸方向に沿って、主駆動軸２７に向かって延びている。副駆動軸５４の先端面には、副接続部６０が形成されている。副駆動軸５４は、副貫通孔４４に配置された軸受け５５に回転可能に支持されている。

副接続部６０は、副駆動軸５４より小径の円柱形状であり、副駆動軸５４と一体に形成されている。副接続部６０は、副駆動軸５４の先端面から、軸方向に沿って、主ポンプ２に向かって延びている。副接続部６０は、副挿通孔４５に配置されている。副接続部６０の先端と主接続部３０の先端とは、僅かな隙間を介して、軸方向に対向している。副接続部６０は、連結部材７０によって、主接続部３０と連結されている。

副駆動軸５７は、副駆動歯車５０の他端面から、軸方向に沿って、主ポンプ２から離れる方向に延びている。副駆動軸５７は、副貫通孔４４に配置された軸受け５８に回転可能に支持されている。

副従動軸６２ａは、副従動歯車５１の一端面から、軸方向に沿って、主ポンプ２に近づく方向に延びている。副従動軸６２ａは、副貫通孔４４に配置された軸受け６３ａに回転可能に支持されている。副従動軸６２ｂは、副従動歯車５１の他端面から、軸方向に沿って、主ポンプ２から離れる方向に延びている。副従動軸６２ｂは、副貫通孔４４に配置された軸受け６３ｂに回転可能に支持されている。

図４に示すように、主本体１１には、吸込み孔３６および吐出し孔３７が形成されている。吸込み孔３６および吐出し孔３７は、主貫通孔１４を挟み、軸方向と直交する方向にそれぞれ延びている。吸込み孔３６は、主貫通孔１４の低圧空間に通じている。吐出し孔３７は、主貫通孔１４の高圧空間に通じている。吸込み孔３６には、タンクからの配管が接続されている。吐出し孔３７には、液圧機器へ向かう配管が接続されている。

主駆動歯車２０の主駆動軸２４を駆動源の駆動により回転させると、主駆動歯車２０に噛み合った主従動歯車２１が回転する。これにより、主本体１１における主貫通孔１４を画定する内周面と、主駆動歯車２０および主従動歯車２１の歯面とによって囲まれた空間にある作動流体が、歯車の回転によって、吐出し孔３７に移送される。このとき、主貫通孔１４の空間は、主駆動歯車２０および主従動歯車２１の噛み合い部よりも吐出し孔３７に近い部分が高圧空間、上記噛み合い部よりも吸込み孔３６に近い部分が低圧空間になる。

作動流体が吐出し孔３７に移送されることによって低圧空間が負圧になると、タンク内の作動流体が、配管および吸込み孔３６を介して低圧空間に吸引される。主本体１１における主貫通孔１４を画定する内周面と、主駆動歯車２０および主従動歯車２１の歯面とによって囲まれた空間にある作動流体は、歯車の回転によって、吐出し孔３７に移送される。このとき作動流体は、高圧に加圧されて、吐出し孔３７および配管を介して、液圧機器に送られる。

なお、ここでは主ポンプ２の吸込み孔３６および吐出し孔３７について説明したが、副ポンプ３も同様の構成および作用を有するので説明を省略する。ただし、副ポンプ３は、駆動源からの駆動力伝達動作が、主ポンプ２と異なる。具体的には、主駆動歯車２０の主駆動軸２４を駆動源の駆動により回転させると、主駆動歯車２０と一体となった主接続部３０も回転する。主接続部３０が回転すると、連結部材７０を介して主接続部３０と連結された副接続部６０も回転する。これにより、副駆動歯車５０および副従動歯車５１が回転する。

以下、主駆動歯車２０と副駆動歯車５０との連結部分の構造（すなわち、主接続部３０と副接続部６０との連結部分の構造）について説明する。

図５に示すように、主接続部３０と副接続部６０とは、連結部材７０によって連結されている。連結部材７０は、空間９０に供給された高圧の作動流体によって押圧される押圧部材８０により、軸方向に沿って駆動源に近づく方向（すなわち、主駆動歯車２０に近づく方向）に押圧されている。

連結部材７０は、図３に示すように、軸方向に沿った貫通孔を有する略円筒形状のカップリング（軸継手）である。連結部材７０は、主挿通孔１６と副挿通孔４５とに配置されている。連結部材７０は、軸方向に延び、主接続部３０および副接続部６０と対向する内面と、軸方向に延び、主接続部３０および副接続部６０と対向しない外面とを有する。連結部材７０は、主接続部３０および副接続部６０の外周と噛み合っており、主接続部３０および副接続部６０と共に回転可能である。連結部材７０における主ポンプ２と軸方向に対向する端面７１は、主駆動軸２７の先端面２７ａにおける外縁部と当接している。

連結部材７０の軸方向中央部には、連結部材７０の外面から連結部材７０の径方向（図３における上下方向。以下、単に「径方向」という。）の外方に向かって突出する突出部７２が形成されている。軸方向に沿った突出部７２の断面形状は、台形である。図５に示すように、突出部７２は、軸方向において主駆動歯車２０に近い方に配置された傾斜面７３と、軸方向において主駆動歯車２０から遠い方（すなわち、副駆動歯車５０に近い方）に配置された受け面７４と、傾斜面７３と受け面７４とを接続し、突出部７２の先端面をなす周面７５とを含む。

傾斜面７３は、連結部材７０の外面から、軸方向および径方向のそれぞれに対して交差した方向に立ち上がり、主駆動歯車２０と対向している。受け面７４は、連結部材７０の外面から、径方向の外方に立ち上がり、副駆動歯車５０と対向している。周面７５は、軸方向に沿って延びている。

押圧部材８０は、図３に示すように、リング形状の部材であり、連結部材７０の外面と対向している。押圧部材８０は、突出部７２よりも副駆動歯車５０に近い位置にあり、副挿通孔４５に配置されている。軸方向に沿った押圧部材８０の断面形状は、Ｌ字形である。押圧部材８０は、図５に示すように、軸方向において主駆動歯車２０に近い方に形成された厚肉部８１と、軸方向において主駆動歯車２０から遠い方（すなわち、副駆動歯車５０に近い方）に形成され、厚肉部８１より薄い径方向寸法を有する薄肉部８２とを含む。

厚肉部８１は、受け面７４と当接する第１面８３と、空間９０と対向する第２面８４とを有する。第１面８３と第２面８４とは、それぞれ、径方向に延びている。

空間９０は、副挿通孔４５に形成され、押圧部材８０と内周面４６と段部４８とで画定された密閉空間である。具体的には、厚肉部８１と内周面４６とが摺接し、且つ薄肉部８２と内周面４７とが摺接することで、空間９０が密閉されている。空間９０は、段部４８と、段部４８と対向する厚肉部８１の第２面８４との間の隙間である。

空間９０は、図３に示すように、導入路９５と連通している。空間９０には、主貫通孔１４から導入路９５を介して高圧の作動流体が供給される。導入路９５は、主フランジ１３と副フランジ４２とに形成されている。前述したように、導入路９５における主従動歯車２１に近い方の一端は、高圧となった作動流体が充填された主貫通孔１４の高圧空間と連通している。導入路９５における副従動歯車５１に近い方の他端は、空間９０と連通している。

空間９０に高圧の作動流体が供給されると、図５に示すように、押圧部材８０の第２面８４が、作動流体により軸方向に沿って主駆動歯車２０に向かう方向に押圧される。すると、押圧部材８０の第１面８３が、受け面７４を介し、連結部材７０を軸方向に沿って主駆動歯車２０に向かう方向に押圧する。これにより、連結部材７０が、主駆動軸２７の先端面２７ａを軸方向に沿って主駆動歯車２０に向かう方向に押圧する。

＜本実施形態の歯車ポンプの特徴＞
本実施形態の歯車ポンプ１には以下の特徴がある。

本実施形態の歯車ポンプ１では、高圧の作動流体が空間９０に供給されると、主駆動軸２７の先端面２７ａにおける外縁部に当接する連結部材７０が、主駆動軸２７を駆動源に近づく方向に押圧する。これにより、主駆動軸２７の先端面２７ａの中心部に当接するピストンを配置するスペースが無くても、主駆動歯車２０に生じるスラスト力を打ち消すことができる。

本実施形態の歯車ポンプ１は、受け面７４と当接し且つ空間９０と対向した押圧部材８０を備えている。押圧部材８０を備えたことで、連結部材７０が配置された空間内での連結部材７０の位置や傾きなどの自由度を高めることができる。これにより、主駆動軸２７と副駆動軸５４とのずれによって生じる主接続部３０、副接続部６０および連結部材７０の摩耗を抑制し、ひいては当該摩擦による機械損失を抑制することができる。また、押圧部材８０が無い場合、主駆動軸２７と副駆動軸５４とのずれに起因する力により連結部材７０が傾くことによって、副フランジ４２と連結部材７０とが互いに接触して摩耗し、作動流体の漏れが増加し得る。上記構成によれば、押圧部材８０を備えたことで、当該問題を防止できる。

本実施形態の歯車ポンプ１では、押圧部材８０が、連結部材７０の外面と対向している。この場合、押圧部材８０が連結部材７０における軸方向の端面と対向する場合に比べ、連結部材７０と押圧部材８０とを含む要素の軸方向の長さを短くすることができ、ひいては歯車ポンプ１を小型化できる。

本実施形態の歯車ポンプ１では、受け面７４が、突出部７２における副ポンプ３を向いた面である。従って、高圧の作動流体が空間９０に供給されたときに、押圧部材８０が、突出部７２に設けられた受け面７４を介して、確実に連結部材７０を駆動源に近づく方向に押圧できる。

本実施形態の歯車ポンプ１では、押圧部材８０が副フランジ４２の副挿通孔４５内に配置され、主フランジ１３および副フランジ４２に導入路９５が形成されている。この場合、主貫通孔１４に配置された軸受け２８と主フランジ１３との接触面積を大きくできる。これにより、軸受け２８と主フランジ１３との間から作動流体が漏れ難くなり、歯車ポンプ１の容積効率が向上する。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

次に、前記実施形態の歯車ポンプ１に係る変形例について説明する。なお、以下において前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付してその説明を適宜省略する。

＜変形例１＞
前記実施形態に係る押圧部材８０は、副フランジ４２内に配置されている。これに対し、変形例１に係る押圧部材８０は、図６に示すように、主フランジ１３内に配置されている。

以下、変形例１に係る主駆動歯車２０と副駆動歯車５０との連結部分の構造（すなわち、主接続部３０と副接続部６０との連結部分の構造）について説明する。

図７に示すように、主接続部３０と副接続部６０とは、連結部材７０によって連結されている。連結部材７０は、空間９０に供給された高圧の作動流体によって押圧される押圧部材８０により、軸方向に沿って駆動源に近づく方向（すなわち、主駆動歯車２０に近づく方向）に押圧されている。

連結部材７０は、図６に示すように、軸方向に沿った貫通孔を有する略円筒形状のカップリング（軸継手）である。連結部材７０は、主挿通孔１６と副挿通孔４５とに配置されている。連結部材７０は、軸方向に延び、主接続部３０および副接続部６０と対向する内面と、軸方向に延び、主接続部３０および副接続部６０と対向しない外面とを有する。連結部材７０は、主接続部３０および副接続部６０の外周と噛み合っており、主接続部３０および副接続部６０と共に回転可能である。図７に示すように、連結部材７０における主ポンプ２と軸方向に対向する端面７１は、主駆動軸２７の先端面２７ａにおける外縁部と当接している。

連結部材７０の軸方向一端（主駆動歯車２０に近い方の一端）には、連結部材７０の外面から径方向の外方に向かって突出する突出部７２が形成されている。軸方向に沿った突出部７２の断面形状は、台形である。突出部７２は、軸方向において主駆動歯車２０に近い方に配置された傾斜面７３と、軸方向において主駆動歯車２０から遠い方（すなわち、副駆動歯車５０に近い方）に配置された受け面７４と、傾斜面７３と受け面７４とを接続し、突出部７２の先端面をなす周面７５とを含む。

傾斜面７３は、連結部材７０の外面から、軸方向および径方向のそれぞれに対して交差した方向に立ち上がり、主駆動歯車２０と対向している。傾斜面７３は、端面７１と繋がっている。受け面７４は、連結部材７０の外面から、径方向の外方に立ち上がり、副駆動歯車５０と対向している。周面７５は、軸方向に沿って延びている。

押圧部材８０は、図６に示すように、リング形状の部材であり、連結部材７０の外面と対向している。押圧部材８０は、図７に示すように、突出部７２よりも副駆動歯車５０に近い位置にあり、主挿通孔１６に配置されている。軸方向に沿った押圧部材８０の断面形状は、Ｌ字形である。押圧部材８０は、軸方向において主駆動歯車２０に近い方に形成された厚肉部８１と、軸方向において主駆動歯車２０から遠い方（すなわち、副駆動歯車５０に近い方）に形成され、厚肉部８１より薄い径方向寸法を有する薄肉部８２とを含む。

厚肉部８１は、受け面７４と当接する第１面８３と、空間９０と対向する第２面８４とを有する。第１面８３と第２面８４とは、それぞれ、径方向に延びている。

主挿通孔１６は、内周面１００と、内周面１００より小径の内周面１０１とから画定されている。内周面１００，１０１は、段部１０２を介して連続している。内周面１００は、内周面１０１よりも、主ポンプ２の近くに位置する。

空間９０は、主挿通孔１６に形成され、押圧部材８０と内周面１００と段部１０２とで画定された密閉空間である。具体的には、厚肉部８１と内周面１００とが摺接し、且つ薄肉部８２と内周面１０１とが摺接することで、空間９０が密閉されている。空間９０は、段部１０２と、段部１０２と対向する厚肉部８１の第２面８４との間の隙間である。

空間９０は、図６に示すように、導入路９５と連通している。空間９０には、主貫通孔１４から導入路９５を介して高圧の作動流体が供給される。導入路９５は、主フランジ１３に形成されている。導入路９５における主従動歯車２１に近い方の一端は、高圧となった作動流体が充填された主貫通孔１４の高圧空間と連通している。導入路９５における副従動歯車５１に近い方の他端は、空間９０と連通している。

空間９０に高圧の作動流体が供給されると、図７に示すように、押圧部材８０の第２面８４が、作動流体により軸方向に沿って主駆動歯車２０に向かう方向に押圧される。すると、押圧部材８０の第１面８３が、受け面７４を介し、連結部材７０を軸方向に沿って主駆動歯車２０に向かう方向に押圧する。これにより、連結部材７０が、主駆動軸２７の先端面２７ａを軸方向に沿って主駆動歯車２０に向かう方向に押圧する。

変形例１では、押圧部材８０が主フランジ１３の主挿通孔１６内に配置され、主フランジ１３に導入路９５が形成されている。これにより、導入路９５を短くできるため、歯車ポンプ１の加工が容易になる。

＜変形例２＞
前記実施形態では、押圧部材８０が連結部材７０と別の部材（即ち、押圧部材８０と連結部材７０とは互いに分離可能な独立した部材）である。これに対し、変形例２では、図８に示すように、押圧部材が連結部材１１０と一体に形成されている。

以下、変形例２に係る主駆動歯車２０と副駆動歯車５０との連結部分の構造（すなわち、主接続部３０と副接続部６０との連結部分の構造）について説明する。

図９に示すように、主接続部３０と副接続部６０とは、連結部材７０によって連結されている。連結部材１１０は、空間９０に供給された高圧の作動流体により、軸方向に沿って駆動源に近づく方向（すなわち、主駆動歯車２０に近づく方向）に押圧されている。

連結部材１１０は、図８に示すように、軸方向に沿った貫通孔を有する略円筒形状のカップリング（軸継手）である。連結部材１１０は、主挿通孔１６と副挿通孔４５とに配置されている。連結部材１１０は、軸方向に延び、主接続部３０および副接続部６０と対向する内面と、軸方向に延び、主接続部３０および副接続部６０と対向しない外面とを有する。連結部材７０は、主接続部３０および副接続部６０の外周と噛み合っており、主接続部３０および副接続部６０と共に回転可能である。図９に示すように、連結部材１１０における主ポンプ２と対向する端面７１は、主駆動軸２７の先端面２７ａにおける外縁部と当接している。

連結部材１１０の軸方向一端（主駆動歯車２０に近い方の一端）には、外面から径方向の外方に向かって突出する突出部１１１が形成されている。軸方向に沿った突出部１１１の断面形状は、長方形である。突出部１１１は、軸方向において主駆動歯車２０に近い方に配置された立上り面１１２と、軸方向において主駆動歯車２０から遠い方（すなわち、副駆動歯車５０に近い方）に配置された受け面１１３と、立上り面１１２と受け面１１３とを接続し、突出部１１１の先端面をなす周面１１４とからなる。

立上り面１１２は、連結部材１１０の外面から、径方向の外方に立ち上がり、主駆動歯車２０と対向している。受け面１１３は、連結部材１１０の外面から、径方向の外方に立ち上がり、副駆動歯車５０と対向している。周面１１４は、軸方向に沿って延びている。

主挿通孔１６は、変形例１と同様に、内周面１００と、内周面１００より小径の内周面１０１とから画定されている。内周面１００，１０１は、段部１０２を介して連続している。内周面１００は、内周面１０１よりも、主ポンプ２の近くに位置する。

空間９０は、主挿通孔１６に形成され、連結部材１１０と内周面１００と段部１０２とで画定された密閉空間である。具体的には、周面１１４と内周面１００とが摺接し、且つ連結部材１１０の外面１１５と内周面１０１とが摺接することで、空間９０が密閉されている。外面１１５は、突出部１１１よりも、軸方向において副駆動歯車５０に近い位置にある。空間９０は、段部１０２と受け面１１３との間の隙間である。

空間９０は、図８に示すように、導入路９５と連通している。空間９０には、主貫通孔１４から導入路９５を介して高圧の作動流体が供給される。導入路９５は、主フランジ１３に形成されている。導入路９５における主従動歯車２１に近い方の一端は、高圧となった作動流体が充填された主貫通孔１４の高圧空間と連通している。導入路９５における副従動歯車５１に近い方の他端は、空間９０と連通している。

空間９０に高圧の作動流体が供給されると、図９に示すように、受け面１１３が、作動流体により軸方向に沿って主駆動歯車２０に向かう方向に押圧される。これにより、連結部材１１０が、主駆動軸２７の先端面２７ａを軸方向に沿って主駆動歯車２０に向かう方向に押圧する。

変形例２では、押圧部材が連結部材１１０と一体に形成されたことで、押圧部材および連結部材を含む要素の製造コストを低減できる。

＜変形例３＞
図１０に示すように、変形例３に係る歯車ポンプ１は、駆動源（図示略）に直接的に接続される主ポンプ２と、主ポンプ２に直列に連結された副ポンプ３と、副ポンプ３と直列に連結された追加ポンプ１２０とを備えている。追加ポンプ１２０は、副ポンプ３に対して主ポンプ２と反対側（すなわち、駆動源との間に主ポンプ２および副ポンプ３を挟む位置）にある。

変形例３に係る歯車ポンプ１は、副ポンプ３に追加ポンプ１２０を連結した点で、前記実施形態の歯車ポンプ１と異なる。追加ポンプ１２０は、副ポンプ３の構成と同じである。

変形例３では、駆動源に直列に３つのポンプが連結されたことで、用途に応じた設計の自由度を向上させることができる。

変形例３では、駆動源に主ポンプ２が接続され、副ポンプ３が主ポンプ２に連結され、追加ポンプ１２０が副ポンプ３に連結されている。しかしこれに限定されず、駆動源に追加ポンプ１２０が接続され、追加ポンプ１２０に主ポンプ２が連結され、主ポンプ２に副ポンプ３が連結されてもよい。この場合も、変形例３と同様の効果を得ることができる。

変形例３では、主ポンプ２、副ポンプ３および追加ポンプ１２０の各ポンプがはすば歯車を有する。しかしこれに限定されず、例えば駆動源に、はすば歯車を有する第１ポンプが接続され、第１ポンプに、はすば歯車を有する第２ポンプが連結され、第２ポンプに、はすば歯車を有しない（例えば、平歯車を有する）第３ポンプが連結されてもよい。

駆動源に直列に３つ以上のポンプが連結された場合、駆動源から最も離れたポンプを除く２つ以上のポンプのうち、少なくとも１つのポンプが、はすば歯車を有すればよい。はすば歯車を有しないポンプは、例えば、平歯車ポンプ、ピストンポンプ、ベーンポンプなどであってよい。

以上、本発明が歯車ポンプに適用される場合について説明した。しかしながら、本発明は、歯車モータにも適用可能である。すなわち、液圧ポンプと液圧モータとは構造がほぼ同様であるため、はすば歯車を含む主モータと、主モータと直列に連結された副モータとを含む歯車モータにも、本発明を適用できる。

１ 歯車ポンプ
２ 主ポンプ
３ 副ポンプ
１０ 主ケーシング
１１ 主本体
１２ マウンティング
１３ 主フランジ
１４ 主貫通孔
１６ 主挿通孔
２０ 主駆動歯車
２１ 主従動歯車
２７ 主駆動軸
２７ａ 先端面
２８ 軸受け
３０ 主接続部
４０ 副ケーシング
４１ 副本体
４２ 副フランジ
４３ カバー
４４ 副貫通孔
４５ 副挿通孔
５０ 副駆動歯車
５１ 副従動歯車
５４ 副駆動軸
６０ 副接続部
７０ 連結部材
７２ 突出部
７４ 受け面
８０ 押圧部材
９０ 空間
９５ 導入路
１１０ 連結部材
１１３ 受け面

Claims (7)

1. 駆動源に接続される主ポンプ又は主モータと、
   前記駆動源との間に前記主ポンプ又は前記主モータを挟み、前記主ポンプ又は前記主モータと直列に連結された副ポンプ又は副モータと、を備え、
   前記主ポンプ又は前記主モータは、
   それぞれはすば歯車である主駆動歯車および主従動歯車と、
   前記主駆動歯車における前記副ポンプ又は前記副モータと対向する端面から、前記副ポンプ又は前記副モータに近づく方向に延びる主駆動軸であって、その先端面に主接続部が形成された主駆動軸と、を有し、
   前記副ポンプ又は前記副モータは、
   前記主駆動軸に向かって延びる副駆動軸であって、その先端面に副接続部が形成された副駆動軸を有し、
   前記主接続部と前記副接続部とを連結し、前記主駆動軸の前記先端面における外縁部に当接する連結部材と、
   前記連結部材における前記副ポンプ又は前記副モータ側を向いた受け面と対向し、高圧の作動流体を供給可能な空間と、
   をさらに備えたことを特徴とする歯車ポンプ又は歯車モータ。
2. 前記受け面と当接し且つ前記空間と対向した押圧部材をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の歯車ポンプ又は歯車モータ。
3. 前記連結部材は、前記主駆動歯車の軸方向に延び、前記主接続部および前記副接続部と対向する内面と、前記軸方向に延び、前記主接続部および前記副接続部と対向しない外面と、を有し、
   前記押圧部材が、前記外面と対向していることを特徴とする請求項２に記載の歯車ポンプ又は歯車モータ。
4. 前記連結部材が、前記外面から突出する突出部を有し、
   前記受け面は、前記突出部における前記副ポンプ又は前記副モータを向いた面であることを特徴とする請求項３に記載の歯車ポンプ又は歯車モータ。
5. 前記主駆動歯車および前記主従動歯車を収容する主ケーシングであって、前記主駆動歯車および前記主従動歯車が配置される主貫通孔を有し、前記駆動源に近い方の一端面および前記駆動源から遠い方の他端面のそれぞれに前記主貫通孔と連通する開口が形成された主本体と、前記一端面に形成された前記開口を閉蓋するマウンティングと、前記他端面に形成された前記開口を閉蓋する主フランジであって、前記主接続部および前記連結部材が配置される主挿通孔が形成された主フランジとを有する主ケーシングをさらに備え、
   前記押圧部材が、前記主挿通孔内に配置され、
   前記主フランジに、前記主貫通孔から前記空間に前記作動流体を導入するための導入路であって、一端が前記主貫通孔の高圧領域と連通し且つ他端が前記空間と連通した導入路が形成されたことを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の歯車ポンプ又は歯車モータ。
6. 前記主駆動歯車および前記主従動歯車を収容する主ケーシングであって、前記主駆動歯車、前記主従動歯車、および、前記主駆動軸を回転可能に支持する軸受けが配置される主貫通孔を有し、前記駆動源に近い方の一端面および前記駆動源から遠い方の他端面のそれぞれに前記主貫通孔と連通する開口が形成された主本体と、前記一端面に形成された前記開口を閉蓋するマウンティングと、前記他端面に形成された前記開口を閉蓋する主フランジであって、前記主接続部および前記連結部材が配置される主挿通孔が形成された主フランジとを有する主ケーシングと、
   前記副ポンプ又は前記副モータの副駆動歯車および副従動歯車を収容する副ケーシングであって、前記副駆動歯車および前記副従動歯車が配置される副貫通孔を有し、前記駆動源に近い方の一端面および前記駆動源から遠い方の他端面のそれぞれに前記副貫通孔と連通する開口が形成された副本体と、前記一端面に形成された前記開口を閉蓋する副フランジであって、前記副接続部および前記連結部材が配置される副挿通孔が形成された副フランジと、前記他端面に形成された前記開口を閉蓋するカバーとを有する副ケーシングと、をさらに備え、
   前記押圧部材が、前記副挿通孔内に配置され、
   前記主フランジと前記副フランジとに、前記主貫通孔から前記空間に前記作動流体を導入するための導入路であって、一端が前記主貫通孔の高圧領域と連通し且つ他端が前記空間と連通した導入路が形成されたことを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の歯車ポンプ又は歯車モータ。
7. 前記駆動源に直列に連結された３つ以上のポンプ又はモータであって、前記主ポンプ又は前記主モータおよび前記副ポンプ又は前記副モータを含む３つ以上のポンプ又はモータを備えたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の歯車ポンプ又は歯車モータ。

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