JPH11223184A - ギヤポンプ - Google Patents

ギヤポンプ

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JPH11223184A
JPH11223184A JP2626198A JP2626198A JPH11223184A JP H11223184 A JPH11223184 A JP H11223184A JP 2626198 A JP2626198 A JP 2626198A JP 2626198 A JP2626198 A JP 2626198A JP H11223184 A JPH11223184 A JP H11223184A
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Yasushi Shidahara
靖 志田原
Toshimitsu Enoki
俊光 榎
Toshio Iida
俊雄 飯田
Seiji Fujioka
誠二 藤岡
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 噛合部における封止性能を損なうことなく両
ギヤの歯末部と歯元部との摺接を緩和して、この摺接に
起因する噛合音の低減をポンプ性能の低下を伴わずに実
現する。 【解決手段】 駆動ギヤ3の歯3aと従動ギヤ4の歯4aと
を、歯元たけhf に関連するラック係数を1.255以
上、1.577以下の範囲に設定して創成し、アンダカ
ットを生じることなく歯元側の切り込み深さを大とした
歯形とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、相互に噛合する駆
動ギヤ及び従動ギヤの回転によりポンプ作用をなすギヤ
ポンプに関し、更に詳しくは、駆動ギヤ及び従動ギヤの
外周に形成された歯の歯形に関する。
【0002】
【従来の技術】長円形の軸断面を有するギヤ室の内部
に、互いに平行をなす軸回りに回転する駆動ギヤ及び従
動ギヤを、略中央位置にて相互に噛合せしめて配し、こ
の噛合部の両側に吸込室及び吐出室を形成してなり、吸
込室内部の流体を噛合部を過ぎた両ギヤ外周の歯間に受
け入れ、各別の歯間とギヤ室の内周面との間に封止して
吐出室に送り出すポンプ作用をなすものであり、簡素な
構成の小型ポンプとして、各種の産業分野において広く
用いられている。
【0003】このようなギヤポンプにおいては、前述し
た如く、駆動ギヤ及び従動ギヤ夫々の歯間に封止した流
体が両ギヤの回転に伴って吐出室に送り出されることか
ら、一回転当たりの吐出量を増し小型化を図るために、
両ギヤの歯にモジュールの大きい高歯のインボリュート
歯形を採用し、夫々の周上に12〜14枚の歯数を有す
る駆動ギヤ及び従動ギヤが一般的に用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、歯数が少な
いギヤにおいては、その歯形の創成に際し、ラック工具
の切刃の先端により歯元側がえぐられるように削られる
アンダカット(切下げ)が発生し、歯元側の歯厚が減少
して、各歯の強度が低下する問題がある。このアンダカ
ットは、圧力角が20°である標準的な歯の場合に17
枚以下の歯数において発生することは知られており、前
述の如く12〜14枚の歯数を有するギヤポンプの駆動
ギヤ及び従動ギヤにおいては、アンダカットの防止対策
が不可欠である。
【0005】また、前記駆動ギヤ及び従動ギヤの歯末側
の形状が、歯形創成のために用いたラック工具のそれと
対応することから、前述の如く両ギヤが噛合状態にて回
転するとき、一方の歯の歯末部の両縁が他方の歯の歯元
に形成されたアンダカット部に干渉し、両者が滑りを伴
って摺接することより耳障りな異音(噛合音)が発生す
るという問題があった。
【0006】アンダカットの防止のために一般的に知ら
れている方法として、ラック工具の基準ピッチ線を対象
となる歯車のピッチ線に対し、該歯車の中心に近付く向
きに適量ずらせた(転位させた)状態で歯形を創成する
方法がある。この方法により得られた転位歯車において
は、転位量を適正に設定することにより、噛合に支障を
来すことなくアンダカットの発生を防ぐことができる。
【0007】しかしながら、転位量の設定には限界があ
り、標準的な歯数よりもはるかに少ない歯数が採用され
るギヤポンプの駆動ギヤ及び従動ギヤにおいては、転位
のみによってアンダカットの発生を防ぐことは難しく、
前記噛合音の発生が解消されず、運転音が大きいという
問題があった。
【0008】特開平8-21371号公報には、駆動ギヤ及び
従動ギヤの歯形における歯末部の幅を減じることによ
り、歯元部との摺接が起こらないようにし、この摺接に
伴う噛合音を低減する構成としたギヤポンプが開示され
ている。しかしながらこの構成においては、前記噛合音
の低減には有効である反面、歯末部の幅を狭くしたこと
により、駆動ギヤと従動ギヤとの噛合初期及び終期にお
ける夫々の歯の接触が良好に保てなくなるという問題が
ある。
【0009】前述の如くギヤポンプにおいては、駆動ギ
ヤと従動ギヤとの噛合部の両側に吸込室及び吐出室が形
成されており、両ギヤの噛合部は、夫々の歯間に閉じ込
めた流体により前記吸込室と吐出室との間を封止する作
用をなしている。前記特開平8-21371号公報に開示され
た構成を採用した場合、歯間の接触が良好に行われない
ことから、前記流体の閉じ込めが不完全となり、高圧の
吐出室から低圧の吸込室に流体が逆流し、これによりギ
ヤポンプとしての性能の低下を招来することとなる。
【0010】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、噛合部における封止性能を損なうことなく両ギ
ヤの歯末部と歯元部との摺接を緩和することができ、こ
の摺接に起因する噛合音の低減をポンプ性能の低下を伴
わずに実現し、静粛な運転が可能なギヤポンプを提供す
ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明に係るギヤポンプ
は、ハウジングの内側に形成されたギヤ室の内部に、相
互に噛合して回転する駆動ギヤ及び従動ギヤと、これら
の噛合部の両側に形成された吸込室及び吐出室とを備
え、前記噛合部を過ぎた駆動ギヤ及び従動ギヤの歯間に
吸込室内部の作動流体を受け入れ、両ギヤの回転により
前記ギヤ室の内周との間に封止して搬送し、吐出室に送
り出す構成としたギヤポンプにおいて、前記駆動ギヤ及
び従動ギヤの歯は、夫々の歯元のたけに関連するラック
係数を1.255以上1.577以下の範囲に設定し
て、アンダカットを生じることなく歯元側の切り込み深
さを大として創成された歯形を備えることを特徴とす
る。
【0012】本発明においては、歯元のたけに関連する
ラック係数を、一般的に採用されている1.25よりも
大きい1.255以上、両ギヤ間に噛み合いが生じる限
界に相当する1.577以下の範囲にて設定して駆動ギ
ヤ及び従動ギヤの歯形を創成する。このように創成され
た歯形は、歯元側の切り込み深さが大となると共に、ア
ンダカットが生じていない歯形となり、駆動ギヤと従動
ギヤとの噛合に際して一方の歯末側と他方の歯元との摺
接が生じず、この摺接に起因する噛合音が低減される。
また、両ギヤの歯形の創成に際して歯末側の変更は行わ
ず、歯末部同士の接触状態を良好に保って吸込室と吐出
室との間の確実な封止を実現し、ポンプ性能の低下を防
ぐ。
【0013】
【発明の実施の形態】以下本発明をその実施の形態を示
す図面に基づいて詳述する。図1は、本発明に係るギヤ
ポンプの要部の構成を示す側断面図、図2は、図1のII
−II線による横断面図である。
【0014】本発明に係るギヤポンプは、その中央部に
長円形断面の空洞部10を備え、図2に示す如き横断面形
状を有するハウジング1と、該ハウジング1の一側端面
に周方向に複数本のボルト11,11…(一本のみ図示)に
よりねじ止め固定されたエンドプレート2とを備え、該
エンドプレート2により封止された前記空洞部10内に一
対のサイドプレート12,12を嵌挿し、これらの間に形成
されたギヤ室の内部に駆動ギヤ3と従動ギヤ4とからな
るギヤ対を配して構成されている。
【0015】空洞部10に嵌挿されたサイドプレート12,
12は、長円形をなす前記空洞部10の両側の半円部の中心
上に貫通形成された軸支孔13,13及び14,14を夫々備え
ており、駆動ギヤ3と従動ギヤ4とは、これらの軸心部
に嵌着された支軸30,40を備え、これらを前記軸支孔1
3,13及び14,14に夫々挿通せしめることにより、互い
に平行をなして両持ち支持されている。
【0016】駆動ギヤ3の支軸30の一側は、同側の軸支
孔13に整合するように形成された軸挿通孔15を経てハウ
ジング1の外部に延長されており、この延長端に伝達さ
れる図示しない駆動源からの駆動力により回転駆動され
るようになしてある。なお支軸30の延長部は、軸挿通孔
15に嵌着されたオイルシール16により液密に封止されて
いる。
【0017】一方従動ギヤ4の支軸40は、サイドプレー
ト12,12の軸支孔14,14内に軸端を有する従動軸であ
り、該支軸40に嵌着された従動ギヤ4は、サイドプレー
ト12,12間において前記駆動ギヤ3に噛合され、該駆動
ギヤ3の回転に伴って回転するようになしてある。
【0018】図2には、駆動ギヤ3及びこれに連動する
従動ギヤ4の回転方向が矢符により示してあり、両ギヤ
3,4の噛合部を挾んだ両側には、前記回転方向の下流
側に吸込室5が、同じく上流側に吐出室6が夫々形成さ
れており、ハウジング1の対応位置に開口する吸込口50
及び吐出口60を介して、図示しない吸込先及び吐出先に
夫々接続されるようになしてある。
【0019】このような構成により、吸込口50を経て吸
込室5に導入される作動油は、該吸込室5を臨む駆動ギ
ヤ3及び従動ギヤ4の歯間に受け入れられ、両ギヤ3,
4の回転により、夫々の歯間と空洞部10の内周面との間
に封止された状態で搬送される間に昇圧して吐出室6に
送り出され、前記吐出口60を経てハウジング1外に送出
される。吐出室6への送り出しを終えた駆動ギヤ3と従
動ギヤ4とは、両者間での噛合部を経て吸込室5側に向
き、該吸込室5内の流体を再度受け入れて吐出室6に送
り出す作用をなす。
【0020】図3は、駆動ギヤ3と従動ギヤ4との噛合
部の拡大図である。図示の如く駆動ギヤ3と従動ギヤ4
とは、後述の如く創成された歯形を有し、歯元のアンダ
カットを生じることなく噛み合い干渉を逃れた歯3a,4a
を夫々備えている。
【0021】図4は、図3に示す歯3a,4aの歯形を直線
展開して示す説明図である。図示の如く歯3a,4aは、ピ
ッチ線Pの両側に歯末たけha と歯元たけhf とを有し
て歯形が形成されており、本発明においては、歯元たけ
f として以下に示す如き特殊な値が採用されている。
【0022】モジュールmに対して歯元たけhf を与え
る式として、JISに次式が規定されている。
【0023】hf =hf0−x・m …(1)
【0024】この式中のhf0は、ラック係数αhfとモジ
ュールmとの積(=αhf・m)として与えられる基準歯
元たけであり、前記ラック係数αhfは、JISにおいて
は定数(αhf=1.25)とされている。
【0025】また(1)式中のxは、歯形の創成に際し
て与えられる転位量であり、これを負とする、即ち、図
示しないラック工具の基準ピッチ線を前記ピッチ線Pに
対して歯元側に転位させて歯形を創成することにより、
得られる歯3a,4aの歯元たけhf は、基準歯元たけhf0
よりも大となる。このような転位を与えて得られた転位
歯車においては、歯元部におけるアンダカットの発生を
防ぐことができるが、駆動ギヤ3及び従動ギヤ4は、図
2に示す如く、周方向に各12枚の歯3a,3a…及び4a,
4a…を有しており、前述した如く、転位のみによりアン
ダカットの発生を防止することはできない。
【0026】そこで本発明においては、前記(1)式の
右辺第1項に着目し、前記ラック係数αhfを大とし、基
準歯元たけhf0を増して歯元たけhf を増すことによ
り、アンダカットの発生を防止する構成としてある。ラ
ック係数αhfは、JISに定められた前述した基準値
(=1.25)よりも大きければよいが、これが過大と
なると、駆動ギヤ3の歯3a,3a…と従動ギヤ4a,4a…と
の間に噛み合いが成立しないこととなる。このことから
本発明においては、前記ラック係数αhfを、前記基準値
よりも大きい1.255を下限とし、12枚の歯数にお
いて噛み合いが成立し得る限界値としての1.577を
上限として設定する。
【0027】このようにラック係数αhfを設定して創成
される歯形は、図4中に破線により示す一般的な歯形と
比較して、歯元側の切り込み深さが大きく、アンダカッ
ト部が生じていない形状となる。なお、図3に示す歯3
a,4aは、図中に一点鎖線にて示すピッチ円間に負転位
xを与えた転位歯車とされ、ラック係数αhfの前述した
設定による歯元たけhf の増加と併せて、前記負転位に
よる歯元たけhf の増加とを実現し、アンダカットの発
生を防止する構成としてある。
【0028】このように創成された歯形を有する駆動ギ
ヤ3及び従動ギヤ4の歯3a,4aは、両者の対向位置にて
図3に示す如く噛合した状態で回転するが、このとき、
一方の歯3a(又は4a)の歯末部が他方の歯4a(又は3a)
の歯元部に摺接する虞れがなく、これに起因する噛合音
が大幅に低減されて、静粛な運転が可能となる。
【0029】また図4に示す如く、駆動ギヤ3及び従動
ギヤ4の歯3a,4aは、ピッチ線Pよりも歯末側の歯たけ
(歯末たけha )として、JISにおいてモジュールm
に対する標準値として規定されたha =1.0mを採用
し、更には、歯末側の幅を減じる追加加工も施されてい
ない。従って、噛合初期及び終期において駆動ギヤ3の
歯3aと従動ギヤ4の歯4aとの歯末側での接触が確実に生
じ、この噛合部の両側に形成された吸込室5と吐出室6
との間の封止が損なわれない。従って、吐出室6から吸
込室5への流体の逆流によるポンプ性能の低下を防ぐこ
とができる。
【0030】
【発明の効果】以上詳述した如く本発明に係るギヤポン
プにおいては、駆動ギヤ及び従動ギヤの歯が、歯元のた
けに関連するラック係数を1.255以上、1.577
以下の範囲にて設定して創成された歯形を備えるから、
一方の歯末側と他方の歯元側との摺接を解消でき、この
摺接に起因する噛合音が大幅に低減されて静粛な運転が
可能となる。またこのことが、歯末側の変更を行わずに
実現されるから、噛合部の両側の吸込室と吐出室との間
での確実な封止状態が得られ、ポンプ性能の低下を伴う
ことがない等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るギヤポンプの側断面図である。
【図2】図1のII−II線による横断面図である。
【図3】駆動ギヤと従動ギヤとの噛合部の拡大図であ
る。
【図4】駆動ギヤ及び従動ギヤの歯形を直線展開して示
す説明図である。
【符号の説明】
1 ハウジング 3 駆動ギヤ 3a 歯 4 従動ギヤ 4a 歯 5 吸込室 6 吐出室 12 サイドプレート 13 仕切り板 14 ギヤ室 ha 歯末たけ hf 歯元たけ αhf ラック係数
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤岡 誠二 大阪府大阪市中央区南船場三丁目5番8号 光洋精工株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ハウジングの内側に形成されたギヤ室の
    内部に、相互に噛合して回転する駆動ギヤ及び従動ギヤ
    と、これらの噛合部の両側に形成された吸込室及び吐出
    室とを備え、前記噛合部を過ぎた駆動ギヤ及び従動ギヤ
    の歯間に吸込室内部の作動流体を受け入れ、両ギヤの回
    転により前記ギヤ室の内周との間に封止して搬送し、吐
    出室に送り出す構成としたギヤポンプにおいて、前記駆
    動ギヤ及び従動ギヤの歯は、夫々の歯元のたけに関連す
    るラック係数を1.255以上1.577以下の範囲に
    設定して、アンダカットを生じることなく歯元側の切り
    込み深さを大として創成された歯形を備えることを特徴
    とするギヤポンプ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009078905A (ja) * 2007-09-27 2009-04-16 Kyocera Mita Corp 転写紙搬送装置

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