JPH10141245A

JPH10141245A - ギアポンプ

Info

Publication number: JPH10141245A
Application number: JP29132996A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Obata; 佳史小幡; Yoshiaki Hamazaki; 善明浜崎; Toshio Iida; 俊雄飯田
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1996-11-01
Filing date: 1996-11-01
Publication date: 1998-05-26

Abstract

(57)【要約】【課題】ギアポンプにおいて、高温時の効率低下を防止
でき且つ耐久性に優れ、軽量であること。【解決手段】ギア室14を区画する一対のサイドプレート
12,12 に設けた支持孔31,41 にブッシュ18,18 を嵌め入
れ、ブッシュ18,18 を介して、駆動ギア3 および従動ギ
ア4 の支軸30,40 を支持する。サイドプレート12とブッ
シュ18とを同系のアルミニウム合金製とし、両者の嵌合
隙間からの熱膨張差に起因して作動油の漏れが増大する
ことを防止した。ブッシュ18の表面に硬化処理膜を形成
し、耐摩耗性を高めた。硬化処理膜としては、ニッケル
−リンの金属マトリックス中に炭化ケイ素の微粒子を分
散共析させた複合ニッケルメッキ皮膜が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は互いに噛み合う一対
のギアの回転によりポンプ作用をなすギアポンプに関す
る。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来よ
り、ギアポンプは、簡単な構造でありながら容量を大き
くできることから、種々の産業分野に用いられている。
この種のギアポンプの構造としては、ハウジング内部の
空洞に一対のサイドプレートを嵌め合わせてギア室を区
画し、このギア室の内部に互いに噛み合う一対のギアを
収容して、各ギアの支軸を各サイドプレートに形成した
支持孔によって嵌合支持すると共に、上記ギア室の内部
に両ギアの噛み合い位置を挟んで作動流体の吸込室およ
び吐出室を形成したタイプのものが一般的である。

【０００３】そして、上記のハウジングやサイドプレー
トには、加工性および軽量化のためにアルミニウム合金
が使用される一方、各歯車には耐摩耗性が要求されるの
で鋳鉄等の鉄系の材料が使用されることが一般化してい
る。しかしながら、ギアの支軸をアルミニウム合金製の
サイドプレートの支持孔によって直接支持した場合、支
持孔の摩耗が激しく耐久性が悪くなる。

【０００４】そこで、鉄製のブッシュを上記アルミニウ
ム製のサイドプレートの支持孔に嵌め入れて、ブッシュ
を介してギアの支軸を支持することが考えられる。しか
し、この場合、高温時において、互いに異種材質である
ブッシュとサイドプレートの熱膨張の差によって両者の
嵌合隙間が拡がり、この嵌合隙間を通しての作動油の漏
れが増大する結果、ポンプ効率が低下するという新たな
問題がある。

【０００５】そこで、本発明の課題は、高温時の効率低
下を防止できしかも耐久性に優れた軽量のギアポンプを
提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載のギアポンプは、ハウジング内部の空
洞に一対のサイドプレートを嵌め合わせてギア室を区画
し、このギア室の内部に、互いに噛み合う一対のギアを
収容すると共に両ギアの噛み合い位置を挟んで作動流体
の吸込室および吐出室を形成したギアポンプにおいて、
各ギアの支軸を、各サイドプレートの支持孔に嵌め入れ
たブッシュを介して支持しており、上記サイドプレート
とブッシュは同系のアルミニウム合金からなり、ブッシ
ュの少なくとも内周面には、硬化処理膜が形成されてい
ることを特徴とするものである。

【０００７】この構成では、サイドプレートとブッシュ
を同系材質としたので、両者が略等しい熱膨張を呈する
結果、高温時の熱膨張差に起因したポンプ効率の低下を
防止できる。また、ブッシュの内周面に硬化処理膜を形
成してあるので、耐摩耗性を向上できる。さらに、サイ
ドプレートおよびブッシュがアルミニウム合金製なの
で、軽量化を達成できる。

【０００８】ここで、アルミニウム合金としては、ＪＩ
Ｓ−Ｈ−４０４０材やＡＣ２Ａ材、Ａ２０１４材などが
あり、同系とは互いの熱膨張率が略等しい材質を意味す
る。また、硬化処理膜とは、窒化処理、ホウ化処理、
浸炭処理等の拡散浸透処理、ＰＶＤ、ＣＶＤ、溶射処
理のようなセラミック硬質被覆コーティング処理、およ
びニッケルメッキ、クロムメッキ等のメッキ処理の何
れかの表面処理が施された膜を意味する。硬化処理膜形
成の前処理として、フッ素ガス雰囲気中で生成したフッ
化膜を除去することにより、母材としてのアルミニウム
合金の表面を浄化および活性化させることが、母材と硬
化処理膜との間に強い密着性が得られる点で好ましい。

【０００９】また、請求項２のように、硬化処理膜が、
硬質微粒子を複合共析させた複合ニッケルメッキ皮膜を
含む場合には、高い硬度を達成して優れた耐摩耗性を得
ることができる。ここで、複合ニッケルメッキ皮膜とし
ては、ニッケル−ホウ素あるいはニッケル−リンの金属
マトリックス中に、不溶性の硬質微粒子を複合共析させ
たものがある。不溶性の硬質微粒子としては、炭化ケイ
素の他、二酸化ケイ素、二酸化アルミニウム、二酸化セ
リウム、炭化タングステン、炭化チタン、窒化ホウ素、
窒化ケイ素があり、これらを１種または２種以上用いる
ことができる。さらに、固体潤滑性微粒子として、ＰＴ
ＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、黒鉛、フッ化黒
鉛、二硫化モリブデン、二硫化タングステンまたは窒化
ホウ素を１種又は２種以上複合共析させても良い。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施形態を添付
図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の一実施形態
に係るギアポンプの断面図であり、図２は図１のII−II
線に沿う断面図であってハッチングを省略してある。こ
れらの図を参照して、本ギアポンプは、その中央部を貫
通する長円形断面の空洞を有する本体筒１０の両側を、
これの全面を覆う態様にねじ止めされた一対の蓋板１１
により塞いで構成されたハウジング１を備えている。こ
のハウジング１の内部には、前記空洞部の両側から嵌挿
されたアルミニウム合金製の一対のサイドプレート１２
同士の間にギア室１４が区画されており、このギア室１
４内には、互いに対をなす駆動ギア３と従動ギア４が配
置されている。１３は蓋板１１とサイドプレート１２と
の間に介在してギア室１４を密封するためのＯリングで
ある。

【００１１】駆動ギア３および従動ギアの支軸３０，４
０は、長円形断面を有するギア室１４の両側の半円部の
軸心上にそれぞれ位置し、互いに平行をなして架設され
ている。すなわち、各サイドプレート１２にそれぞれ一
対形成された支持孔３１，４１にそれぞれアルミニウム
合金製のブッシュ１８が嵌め入れられ、支軸３０，４０
は、各ブッシュを介して各支持孔３１，４１により両持
ち支持されている。

【００１２】一対の支持孔３１によってブッシュ１８を
介して支持された一方の支軸３０は、一方の蓋板１１を
貫通して外部に延長され、この延長端に伝達される図示
しないモータからの駆動力により回転駆動される駆動軸
を構成している。また、支軸３０には、ギア室１４の内
部において駆動ギア３が一体回転可能に装着されてい
る。支軸３０が蓋板１１を貫通する部分にはオイルシー
ル１７が配置されている。

【００１３】また、一対の支持孔４１によってブッシュ
１８を介して支持された他方の支軸４０は、各サイドプ
レート１２の支持孔４１内に軸端を有する従動軸を構成
している。支軸４０には、ギア室１４の内部において従
動ギア４が装着されている。従動ギア４の支軸４０への
装着では、軸回りの回転を拘束しても良いし軸回りの回
転を許容しても良い。従動ギア４は両支軸３０，４０の
軸心を含む平面内において駆動ギア３と噛み合い、支軸
３０により駆動される駆動ギア３の回転に伴って、支軸
４０と共に（或いは支軸４０の回転を伴わずに）従動回
転するようにしてある。

【００１４】図２には、駆動ギア３およびこれに連動す
る従動ギア４の回転方向が矢符により示してあり、両ギ
ア３，４の噛み合い位置を挟んだ両側には、前記回転方
向側に吸込口室５が、反回転方向側に吐出室６が形成さ
れている。これら吸込室５および吐出室６は、本体筒１
０の対応位置に開口する吸込口１５および吐出口１６を
介して、ハウジング１外の図示しない吸込先および吐出
先にそれぞれ接続されるようにしてある。

【００１５】このような構成により、吸込口１５を経て
吸込室５に導入される作動流体は、該吸込室５に臨む駆
動ギア３および従動ギア４の歯間に受け入れられ、両ギ
ア３，４の回転により、それぞれの歯間の本体筒１０の
内周面との間に封止された状態で搬送され、吐出室６に
送り出される。吐出室６への送り出しを終えた駆動ギア
３と従動ギア４とは、両ギア３，４の噛み合い位置を経
て吸込室５側に向き、該吸込室５内の作動流体を再度受
け入れて吐出室６側へ送り出す作用をなす。

【００１６】上記のサイドプレート１２とブッシュ１８
は同系のアルミニウム合金からなり、同系とは熱膨張係
数が略等しいことを意味する。また、ブッシュ１８の内
周面１８ａ（軸受面）には硬化処理膜が形成されてい
る。ブッシュ１８の外周面に硬化処理膜が形成されてい
ないので圧入代を高くとった場合の膜の欠けや剥離を防
止できる。この硬化処理膜は、ギア３，４の側面との摺
接による摩耗防止のためにブッシュ１８のギア側端面１
８ｂに硬化処理膜を形成しても良い。特に、サイドプレ
ート１２の反ギア側側面に吐出室５側からの高圧を導い
て背圧を負荷する場合、ブッシュ１８のギア側端面１８
ｂがギア３，４の側面に強く摺接するので、ブッシュ１
８の端面の摩耗も問題となる。これに対して、ギア側端
面１８ｂに硬化処理膜を形成していれば、耐摩耗性を向
上できる。さらに、図４に示すように、サイドプレート
１２の反ギア側の支持孔３１，４１に大径段部１００を
形成して、そこにブッシュ１８を圧入嵌合しても良い。
この場合にはブッシュ１８のギア側端面１８ｂがギアに
直接摺接しないので、この部分の硬化処理膜を省略でき
る。なお、ブッシュ１８の表面全体に硬化処理膜を形成
しても良い。

【００１７】この硬化処理膜としては、素材の表面にフ
ッ化膜を形成した後、これを除去することで、表面を浄
化および活性化させる前処理を行い、その後、拡散浸透
処理、セラミック硬質被覆コーティング処理およびメッ
キ処理の何れかの表面硬化処理を行う。拡散浸透処理と
しては、窒化処理、ホウ化処理、浸炭処理等があり、セ
ラミック硬質被覆コーティング処理としては、ＰＶＤ、
ＣＶＤ、溶射処理等があり、メッキ処理としては、ニッ
ケルメッキ、クロムメッキ等がある。

【００１８】上記の前処理によって、母材としてのアル
ミニウム合金の表面を浄化および活性化させることがで
き、その結果、母材と硬化処理膜との間に強い密着性を
得ることができる。特に好ましい硬化処理膜としては、
硬質微粒子を複合共析させた複合ニッケルメッキ皮膜が
ある。この場合、高い硬度を達成して優れた耐摩耗性を
得ることができるので、ポンプの耐久性を格段に向上で
きる。ここで、複合ニッケルメッキ皮膜としては、ニッ
ケル−ホウ素あるいはニッケル−リンの金属マトリック
ス中に、不溶性の硬質微粒子を複合共析させたものがあ
る。不溶性の硬質微粒子としては、炭化ケイ素の他、二
酸化ケイ素、二酸化アルミニウム、二酸化セリウム、炭
化タングステン、炭化チタン、窒化ホウ素、窒化ケイ素
があり、これらを１種または２種以上用いることができ
る。さらに、固体潤滑性微粒子として、ＰＴＦＥ、黒
鉛、フッ化黒鉛、二硫化モリブデン、二硫化タングステ
ンまたは窒化ホウ素を１種又は２種以上複合共析させて
も良い。また、複合ニッケルメッキ皮膜の厚みとしては
１０〜５０μｍの範囲が好ましく、その中でも２０〜３
０μｍの範囲がより好ましい。複合ニッケルメッキ皮膜
の表面硬度としては、Ｈｖ７５０〜１１００（ビッカー
ス硬度）の範囲が好ましい。

【００１９】本実施形態では、サイドプレート１２とブ
ッシュ１８を略等しい熱膨張を呈する同系のアルミニウ
ム合金としたので、高温時に両者１２，１８の嵌合隙間
から作動流体の漏れが増大するといったことがなく、高
温時のポンプ効率を高く維持でき、しかも軽量化を達成
できる。また、ブッシュ１８の内周面に硬化処理膜を形
成してあるので、アルミニウム合金製でありながら耐摩
耗性を向上でき、優れた耐久性を達成できる。

【００２０】なお、本発明は上記各実施形態に限定され
るものではなく、本発明の範囲で種々の変更を施すこと
ができる。

【００２１】

【実施例】アルミニウム合金材としてＡ２０１４を用
い、その表面に下記の硬化処理膜を生成した実施例１〜
４を作成し、表面硬度（ビッカース硬度）を測定すると
共に、プレッシャーショックの摩耗試験を実施したとこ
ろ、表１に示す結果を得た。なお、各実施例の硬化処理
の前処理として、アルミニウム合金材の表面にフッ化膜
を生成した後、これを除去する処理を行った。

【００２２】実施例１ニッケル−リンの金属マトリックス中に硬質微粒子とし
て炭化ケイ素を複合共析させた無電解複合ニッケルメッ
キ皮膜を、アルミニウム合金材の表面に２０μｍの厚み
で形成した。実施例２ニッケル−ホウ素の金属マトリックス中に硬質微粒子と
して炭化ケイ素を複合共析させた無電解複合ニッケルメ
ッキ皮膜を、アルミニウム合金材の表面に２０μｍの厚
みで形成した。

【００２３】実施例３アルミニウム合金材の表面に、ガス窒化処理膜からなる
硬化処理膜を１０μｍの厚みで形成した。実施例４アルミニウム合金材の表面に、ＰＶＤ法を用いて窒化ケ
イ素コーティング皮膜からなる硬化処理膜を１０μｍの
厚みで形成した。

【００２４】実施例５ニッケル−リンの金属マトリックス中に固体潤滑性微粒
子としてＰＴＦＥＡ分散させた無電解ニッケルメッキ皮
膜を、アルミニウム合金材の表面に２０μｍの厚みで形
成した。

【００２５】

【表１】

【００２６】表１に示すように、各実施例とも高い硬度
と優れた耐久性を実現できた。

【００２７】

【発明の効果】本発明では、サイドプレートとブッシュ
を略等しい熱膨張を呈する同系のアルミニウム合金とし
たので、高温時に両者の嵌合隙間から作動流体の漏れが
増大するといったことがない結果、高温時のポンプ効率
を高く維持でき、しかも軽量化を達成できる。また、ブ
ッシュの内周面に硬化処理膜を形成してあるので、アル
ミニウム合金製でありながら耐摩耗性を向上でき、優れ
た耐久性を達成できる。

【００２８】また、上記硬化処理膜が、硬質微粒子を複
合共析させた複合ニッケルメッキ皮膜を含む場合には、
より高い耐摩耗性を達成でき、耐久性を格段に向上でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のギアポンプの断面図であ
る。

【図２】図１のII−II線に沿う断面図であり、ハッチン
グを省略してある。

【図３】図１のIII −III 線に沿う断面図である。

【図４】サイドプレートの支軸を受ける部分の変更形態
の断面図である。

【符号の説明】

１ハウジング３駆動ギア４従動ギア５吸込室６吐出室１２サイドプレート１４ギア室１８ブッシュ１８ａ内周面１８ｂギア側端面３０，４０支軸３１，４１支持孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジング内部の空洞に一対のサイドプレ
ートを嵌め合わせてギア室を区画し、このギア室の内部
に、互いに噛み合う一対のギアを収容すると共に両ギア
の噛み合い位置を挟んで作動流体の吸込室および吐出室
を形成したギアポンプにおいて、各ギアの支軸を、各サイドプレートの支持孔に嵌め入れ
たブッシュを介して支持しており、上記サイドプレートとブッシュは同系のアルミニウム合
金からなり、ブッシュの少なくとも内周面には、硬化処
理膜が形成されていることを特徴とするギアポンプ。
【請求項２】上記硬化処理膜は、硬質微粒子を複合共析
させた複合ニッケルメッキ皮膜を含むことを特徴とする
請求項１記載のギアポンプ。