JPH0575492U - 外接型歯車ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速回転時に無用に吐出量を増大させないた
めに回転が高まるにつれて、１回転当りの吐出量が自動
的に抑制されるようにした消費馬力節約型の外接型歯車
ポンプを提供する。 【構成】 はすば型被駆動歯車６をその軸方向に移動自
在に支持する手段８，９，１０と、その移動空間７に配
設され、歯車３と６とを全幅噛合位置に向けて偏倚させ
るばね部材１１とを具備し、はすば同士の噛合によって
生じる反力とばね部材１１の弾発力との均合から回転速
度に応じて噛合幅を変化させるようにした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、外接型歯車ポンプに関し、詳しくは、回転数にかかわらず吐出量が ほぼ一定量に保たれるように制御可能な外接型歯車ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、エンジンの潤滑システムには外接型の外歯ギヤポンプが多く用いられて きた。この種の歯車ポンプは一般にクランク軸あるいはカム軸を介して駆動され る駆動軸を有すると共に、ポンプケーシング内に収納され互いに外歯同士が噛合 する一対の歯車を有し、その一方の歯車が前記駆動軸に設けられていることによ って他方の歯車を連動させ、その噛合する歯先間が封止部の役目をなし潤滑油（ オイル）をケーシングに沿って吸入側から吐出側に導くように構成されている。 また、特開平２−９５７８９号公報にはその互いに噛合する歯車をはすば歯車と した例が開示されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の歯車ポンプでは内接型あるいは外接型のいず れであるにしても容積型ポンプであるために、その回転数に比例した流量の吐出 が行われるのに対し、例えばエンジンの潤滑油ポンプとして使用される場合に要 求されるオイルの循環量はエンジンの回転数のいかんにかかわらずほぼ一定でよ い。

【０００４】 そのために、これまでは、かかる潤滑油ポンプとして使用される場合、高回転 時には過剰となる吐出分をわざわざ逃がすようにしていた。特に、近年では補機 の駆動源としてその作動液に潤滑油が使用される機会が多く、かかる場合はエン ジンの低回転でも要求される油量がそう少なくはならず、従って高回転時に逃が す油量がますます増大するため無駄に馬力が消費される傾向があった。

【０００５】 これに対し、実開昭６２−８４６８９号公報には内接型歯車ポンプにおいて、 その吐出圧を利用して内接歯車の噛合幅を変化させるようにした技術が開示され ている。但しこの場合、あくまで内接型のトロコイド油圧ポンプに限られるもの であり、さらにその回転数に直接関係するものではなくて、吐出圧の高まりに対 してこれが抑制されるように吐出圧に応じて吐出量が調整されるものであり、本 考案のように外接型歯車ポンプにかかわるものではない。

【０００６】 本考案の目的は、上述したような従来の問題に着目し、その解決を図るべく、 高速回転時には吐出量が抑制されることによって逃がし量が少なくてすみ、また 、それだけ消費馬力の節約が可能な外接型の歯車ポンプを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

かかる目的を達成するために、本考案は、互いに外接噛合するはすば型の駆動 歯車と被駆動歯車とを有し、そのはすば同士の噛合幅に応じた流体の吐出が可能 な外接型歯車ポンプにおいて、前記被駆動歯車をその軸方向に移動自在に支持す る移動支持手段と、該移動支持手段の移動を許容する空間に配設され、前記被駆 動歯車を前記駆動歯車との全幅噛合位置に向けて偏倚させるばね手段と、を具備 すると共に、前記ばね手段の弾発力と、前記はすば同士の噛合によって前記被駆 動歯車に生じる反力との関係を、低速回転時には前記弾発力が打勝って前記はす ば同士を前記全幅噛合の状態に保ち、高速回転への移行に従い、前記反力と前記 弾発力とが均合う位置にまで前記被駆動歯車が移動され、前記噛合幅が変化する ように設定したことを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】

本考案によれば、回転数が一定の場合は互いに噛合する歯型の噛合幅に応じた 吐出量が得られるもので、いま低速回転時にはばね部材による弾発力が被駆動歯 車の噛合によって生じる反力より打勝っているので全幅噛合の状態で吐出が行わ れるものの、高速回転への移行に従って反力が大きくなるので移動支持手段を介 して被駆動歯車が弾発力に抗して移動し、双方が均合う状態での噛合幅を介して 吐出が行われることになり、それだけ高速での１回転あたりの吐出量を少なく抑 制することができる。

【０００９】

【実施例】

以下に、図面を参照しつつ本考案の実施例を具体的に説明する。

【００１０】 図１は本考案の一実施例を示す。なおここで、その（Ｂ）および（Ｃ）は図１ の（Ａ）におけるＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線断面図である。図１の（Ａ）において 、１はポンプ駆動軸、２はポンプ駆動軸１の外端部に取付けられ、不図示のエン ジン側駆動手段によって駆動されるドリブンギヤ、３はポンプ駆動軸１に固定さ れた外歯のはすば歯車である。なお、ポンプ駆動軸１はポンプハウジング４およ び５に回転自在に支承されると共にハウジング４，５内で被駆動ギヤである外歯 のはすば歯車（以下で被駆動歯車という）６に噛合する。

【００１１】 ７はポンプハウジング４，５内において被駆動歯車６の軸方向の移動を許容す る移動空間であり、被駆動歯車６は歯車軸８に回転自在に支承されると共に歯車 軸８の両軸端部は歯車支持部材９および１０によって支持されていて、特に部材 ９の方は歯車３と干渉しないように切欠かれている。そして、これらの支持部材 ９および１０は歯車軸８、被駆動歯車６と共に移動空間７における軸方向の移動 が許容される。１１は支持部材１０を介して図示のように上記の被駆動歯車６を 歯車３との完全な噛合状態に保つように偏倚させているばねである。なお、移動 空間７にはドレイン抜き用の孔１２が設けられている。

【００１２】 このように構成した外接型歯車ポンプにおいて、図１の（Ｃ）に矢印で示すよ うにドリブンギヤ２側から見て時計回りの回転が歯車３に与えられたとすると、 歯車３の歯先円３Ａと歯車６の歯先円６Ａとが重なり合う部分において歯車３か ら歯車６にトルクが伝達され、双方の歯車が互いに反対方向に回転する。そこで 、これらの歯車３，６に刻設されたはすば歯の方向が回転方向と一致するねじれ の形で形成されていると、歯車６には噛合する歯型間を介して図２に矢印で示す ようにこれを左方向に押出そうとする分力が作用する。従っていま、ばね１１の ばね力をポンプの低回転時には上記の分力に十分抗し得るように設定しておくこ とにより、低回転時には図１に示した噛合状態、つまり双方の歯型が噛合全体に わたって噛合する状態で回転し、これによって、潤滑油をその（Ｃ）に示すよう に吸入通路１３の側から吐出通路１４の側に歯幅全体で送出することができる。

【００１３】 また、ポンプの高回転となるに従って、歯車６には歯車３によって図２に示す ように左側に押出そうとする噛合歯型間の反力が強く作用する。そして、この分 力により歯車６が左方に移動され歯型間の噛合幅が狭くなり、ポンプから吐出さ れる１回転ごとの吐出量が少なく制御される。このように、ポンプの低回転時に は噛合する歯型間で一回転に送り出される量が全歯幅で行われ、高回転となるに 従ってその送出量が一部の歯幅間で行われるもので、かくしてポンプの回転数の 高低にかかわらず、ほぼ同量の吐出量を供給することができるようになり、無用 にオイルを逃がしたりすることなく、効率の良い使用馬力ですみ、消費馬力の節 減を図ることができる。

【００１４】 図３は本考案の第２の実施例を示す。図１および図２に従って説明した第１の 実施例では、被駆動側のはすば歯車６を歯車支持部材１０を介して駆動側のはす ば歯車３との完全噛合状態に保つ方向に偏倚させるばね１１を一定のばね定数を 有するものとした。しかし、このようなばね１１を用いると、ばね１１の弾発力 が図５でＣ_S1として示すように直線状に変化するのに対して、ポンプの吐出量の 方はＣ_P1として示す傾向に変化する。すなわち、ばね１１の弾発力が被駆動側の はすば歯車６のばね方向に戻されようとする反力に打勝っている間は、軸回転数 （ｒｐｍ）の上昇に応じて吐出量（ｌ／ｍｉｎ）も直線状に高められるが、双方 が均合ったあとは高回転となるに連れてポンプ仕事の割に歯車６の反力がばね１ １の弾発力に比して増大することによって逆に吐出量の低下を斉す。

【００１５】 第２実施例は、かかる吐出量の低下を極力抑制しようとするもので、図３にお いて、２１は被駆動側のはすば歯車６を全幅噛合（完全噛合）状態に保つための ばねである。本実施例ではこの図に示すようにばね２１を自由長の異なる２つの コイルばね２１Ａと２１Ｂとの組合わせてなるものとした。なお、ここで、コイ ルばね２１Ａのばね定数は第１実施例でのコイルばね１１のばね定数に対応する ものである。そこで、本実施例によれば、図５でばね２１の弾発力としては２点 鎖線で示すＣ_S2のように作用し、従って、吐出量の方もまた、Ｃ_P2で示す傾向に 変化することによって、ポンプの吐出機能低下を抑制することができる。

【００１６】 図４は本考案の第３の実施例を示す。本例は上述のばねを不等ピッチばね、す なわち、作動長によってばね定数が変化し、作動長が大きくなる程、ばね定数が 高くなるばね３１としたものである。このようなばね３１を用いた本実施例の場 合のばね３１の反力と、オイルの吐出量との関係を図５において説明する。この 場合のばね３１の弾発力は１点鎖線で示した曲線Ｃ_S3のように変化する。そこで 、オイル吐出量の方を回転数γ₁ 以上において、１点鎖線で示すＣ_P3のように吐 出性能を低下させることなく、ほぼ安定した吐出量に保つことができる。なお図 ５には上述の関係を明らかにするために、さらに被駆動はすば歯車に対する可変 機構が設けられないとした場合の回転数上昇に伴って変化する被駆動はすば歯車 推進力Ｎおよびポンプの駆動力（ＫＷ）の増大傾向をＣ_DPおよびＣ_HPとして示し た。

【００１７】

【考案の効果】

以上説明してきたように、本考案によれば、互いに外接噛合するはすば型の駆 動歯車と被駆動歯車とを有し、そのはすば同士の噛合幅に応じた流体の吐出が可 能な外接型歯車ポンプにおいて、前記被駆動歯車をその軸方向に移動自在に支持 する移動支持手段と、該移動支持手段の移動を許容する空間に配設され、前記被 駆動歯車を前記駆動歯車との全幅噛合位置に向けて偏倚させるばね手段と、を具 備すると共に、前記ばね手段の弾発力と、前記はすば同士の噛合によって前記被 駆動歯車に生じる反力との関係を、低速回転時には前記弾発力が打勝って前記は すば同士を前記全幅噛合の状態に保ち、高速回転への移行に従い、前記反力と前 記弾発力とが均合う位置にまで前記被駆動歯車が移動され前記噛合幅が変化する ように設定したので、特に高回転時に無用の潤滑油を送出してこれをそのあと逃 がすような無駄の馬力の消費を防止することができ、また、潤滑油を逃がすため の逃がし弁を設けなくてすむ。

【００１８】 特に、前記ばねの特性を適切に選択設定することで、ポンプの吐出性能が回転 数の増大に応じて適正に得られるよう、いかようにも設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例の構成を、低速時の状態
（Ａ）、（Ａ）に示す構成のＡ−Ａ線断面（Ｂ）、およ
び（Ａ）に示す構成のＢ−Ｂ線断面（Ｃ）でそれぞれ示
す説明図である。

【図２】図１に示す外接型歯車ポンプの高速時の状態を
断面で示す説明図である。

【図３】本考案の第２実施例の構成を示す断面図であ
る。

【図４】本考案の第３実施例の構成を示す断面図であ
る。

【図５】本考案による外接型歯車ポンプの吐出性能とば
ね弾発力との関係を各実施例について示す特性曲線図で
ある。

【符号の説明】

１ ポンプ駆動軸 ３，６ はすば歯車 ３Ａ，６Ａ 歯先円 ４，５ ハウジング ７ 移動空間 ８ 歯車軸 ９，１０ 支持部材 １１，２１，２１Ａ，２１Ｂ，３１ ばね １３ 吸入通路 １４ 吐出通路

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに外接噛合するはすば型の駆動歯車
   と被駆動歯車とを有し、そのはすば同士の噛合幅に応じ
   た流体の吐出が可能な外接型歯車ポンプにおいて、 前記被駆動歯車をその軸方向に移動自在に支持する移動
   支持手段と、 該移動支持手段の移動を許容する空間に配設され、前記
   被駆動歯車を前記駆動歯車との全幅噛合位置に向けて偏
   倚させるばね手段と、 を具備すると共に、前記ばね手段の弾発力と、前記はす
   ば同士の噛合によって前記被駆動歯車に生じる反力との
   関係を、低速回転時には前記弾発力が打勝って前記はす
   ば同士を前記全幅噛合の状態に保ち、高速回転への移行
   に従い、前記反力と前記弾発力とが均合う位置にまで前
   記被駆動歯車が移動され前記噛合幅が変化するように設
   定したことを特徴とする外接型歯車ポンプ。
2. 【請求項２】 前記ばね手段は、その作動長によりばね
   定数が変化する特性を有することを特徴とする請求項１
   に記載の外接型歯車ポンプ。