JPH11303766A - 歯車ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 容積効率の高い歯車ポンプを提供する。 【解決手段】 原動歯車１の一つの歯１ａが両歯車１，
２の回転中心Ｇ1,Ｇ2 を結ぶ中心線上に位置するとき、
この中心線上の歯１ａに隣接する従動歯車２ａの吐出口
４側の歯元外形線２ｂを、吐出口４に連通する溝５の境
界とし、従動歯車２の一つの歯２ｃが両歯車１，２の回
転中心Ｇ1,Ｇ2 を結ぶ中心線上に位置するとき、この中
心線上の歯２ｃに隣接する原動歯車１ｂの吸入口６側の
歯元外形線１ｃを、吸入口６に連通する溝７の境界とす
ることを特徴とする歯車ポンプ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧機器の油圧源
となる外歯歯車よりなる歯車ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】特公昭４３−２３３６１号公報には図８
に示すように、「噛合線上で二つの有効噛合点Ａ1 とＡ
2 の中間に位置する無効噛合点がピッチ点Ｐを通るとき
の噛合位相において、２個の有効噛合点Ａ1 ，Ａ2 によ
って区切られる原動歯車５１と従動歯車５２の各歯形曲
線、および両有効噛合点Ａ1 ，Ａ2 を結ぶ線分Ａの三者
を含む図形Ｓに若干の余裕を外側に付した図形の部分を
高圧側と低圧側との間の境界として残して、それぞれ高
圧ポート５３側に連なる溝（凹所）５４、および低圧ポ
ート５５側に連なる溝（凹所）５６をポンプ歯車側板５
７に設けて成る歯車ポンプ」の記載がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術は、図
８に示すような無効噛合点Ａ3 がピッチ点Ｐを通る回転
状態を基準にして、溝（凹所）５４，５６の形状を設定
しているため、他の回転状態、例えば図８より少し前の
回転状態である図９に示す状態から更に回転するとき、
バックラッシが小さいため図形Ｓ（斜線部）のうちｖの
部分の容積はとじ込み状態で膨張を開始する。このと
き、ｖの部分は吐出側の逃げ溝５４に連通しているた
め、高圧ポート５３から作動油を吸入して容積効率が低
下する問題がある。

【０００４】本発明は上記従来技術の問題を解決するた
めになされたもので、容積効率の高い歯車ポンプを提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本願に係る歯車ポンプの第１の発明は、互いに噛
合う外歯歯車よりなる原動歯車および従動歯車と、両歯
車のとじ込み容積部を吸入口または吐出口に連通する溝
を形成した側板とを有する歯車ポンプにおいて、原動歯
車の一つの歯が両歯車の回転中心を結ぶ中心線上に位置
するとき、この中心線上の歯に隣接する従動歯車の吐出
口側の歯元外形線を、吐出口に連通する溝の境界とし、
従動歯車の一つの歯が両歯車の回転中心を結ぶ中心線上
に位置するとき、この中心線上の歯に隣接する原動歯車
の吸入口側の歯元外形線を、吸入口に連通する溝の境界
とすることを特徴とする。

【０００６】第１の発明によれば、原動歯車の一つの歯
が両歯車の回転中心を結ぶ中心線上に位置する噛合位置
から更に回転すると、中心線上の原動歯車の歯先と従動
歯車の歯底とに囲まれる容積（以後、とじ込み容積とい
う）が増加する。しかし、とじ込み容積は吐出口に連通
する溝から遮断されるため、とじ込み容積が吐出口から
吐出油を吸入することはない。このため、従来技術で問
題になっていた容積効率の低下を防止できる。なお、前
記噛合位置まではとじ込み容積は減少するが、このとじ
込み容積は溝を介して吐出口に連通されているためとじ
込み容積内の高圧油が更に圧縮されることはない。この
ため、振動、騒音の発生が確実に防止される。

【０００７】両歯車が更に回転して、従動歯車の一つの
歯が両歯車の回転中心を結ぶ中心線上に位置する噛合状
態から両歯車が更に回転するととじ込み容積が膨張す
る。しかし、とじ込み容積は吸入口に連通するため吸入
口から油が補充されて負圧になることはない。しかも、
吸入口から油が補充されるため容積効率が低下すること
もない。

【０００８】本願に係る歯車ポンプの第２の発明は、互
いに噛合う外歯歯車よりなる原動歯車および従動歯車
と、両歯車のとじ込み容積部を吸入口または吐出口に連
通する溝を形成した側板とを有する歯車ポンプにおい
て、原動歯車の一つの歯が両歯車の回転中心を結ぶ中心
線上に位置するとき、この中心線上の歯に隣接する従動
歯車の吐出口側の歯元外形線に接し、かつ、噛合線上で
前記中心線との交点から半ピッチの長さの点で交差する
接線を、吐出口に連通する溝の境界とすることを特徴と
する。

【０００９】第２の発明によれば、吐出口に連通する溝
の境界を、原動歯車の中心線上の歯に隣接する従動歯車
の吐出口側の歯元外形線に接し、かつ、噛合線上で前記
中心線との交点から半ピッチの長さの点で交差する接線
としたため、第１の発明と略同じ形状となる。このた
め、第１の発明と同様な作用効果が得られる。しかし、
吐出口に連通する溝の境界を、第１の発明のように従動
歯車の歯元外形線とするのではなく従動歯車の歯元外形
線の接線としているため、吐出口に連通する溝ととじ込
み容積との連通、遮断域に僅かな不感帯が生じる。この
ため、吐出口に連通する溝ととじ込み容積とが遮断され
る時に、とじ込み容積内を充填する吐出口の高圧油が僅
かに圧縮されるが、吐出口に連通する溝の境界は直線で
あるため加工コストが低減される。

【００１０】本願に係る歯車ポンプの第３の発明は、互
いに噛合う外歯歯車よりなる原動歯車および従動歯車
と、両歯車のとじ込み容積部を吸入口または吐出口に連
通する溝を形成した側板とを有する歯車ポンプにおい
て、原動歯車の一つの歯が両歯車の回転中心を結ぶ中心
線上に位置するとき、この中心線上の歯に隣接する従動
歯車の吐出口側の歯元外形線に接し、かつ、噛合線と交
差する直線または円弧を、吐出口に連通する溝の境界と
することを特徴とする。

【００１１】第３の発明によれば、吐出口に連通する溝
の境界を形成する直線または円弧を、第１の発明のよう
に原動歯車の中心線上の歯に隣接する従動歯車の吐出口
側の歯元外形線に近似させれば、第１の発明と同様な作
用効果が得られる。しかし、吐出口に連通する溝の境界
を、第１の発明のように従動歯車の歯元外形線とするの
ではなく、従動歯車の歯元外形線に接する直線または円
弧で近似しているため、第２の発明と同様に吐出口に連
通する溝ととじ込み容積とが遮断される時に、とじ込み
容積内を充填する吐出口の高圧油が僅かに圧縮される
が、吐出口に連通する溝の境界は直線または円弧である
ため加工コストが低減される。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施例を図１〜図３
を参照して詳述する。図１に示すように、歯車ポンプ
は、インボリュート曲線により形成され、互いに噛合う
外歯歯車よりなる原動歯車１および従動歯車２の両側端
部にシール用の側板３（３ａ，３ｂ）が設置されてい
る。この側板３には、両噛合点Ａ1 ，Ａ2により閉じら
れる図形Ｓの部分（斜線で示す）を吐出口４に連通する
溝５、または、図形Ｓの部分を吸入口６に連通する溝７
が形成されている。これら溝５および溝７の境界は次の
ように設定される。なお、溝５の深さも図１（Ｂ）に示
す溝７の深さｈと略同じに形成される。また、歯車の歯
底はトロコイド曲線により成形されている。

【００１３】（１）原動歯車１の一つの歯１ａが両歯車
１，２の回転中心Ｇ1,Ｇ2 を結ぶ中心線上に位置すると
き、この中心線上の歯１ａに隣接する従動歯車２の吐出
口側の歯元外形線２ｂを、従動歯車２の吐出口４に連通
する溝５の境界とする。（２）図２に示すように、無効
噛合点（有効噛合点Ａ1 ，Ａ2 の中間の噛合点）がピッ
チ点Ｐを通るときの吐出側の噛合中の原動歯車１ｄの歯
元外形線１ｅを原動歯車１の吐出側の境界とする。ま
た、無効噛合点がピッチ点Ｐを通るときの吸入側の噛合
中の従動歯車２ｄの歯元外形線２ｅを従動歯車２の吸入
側の境界とする。更に、これら境界に連続して、原動歯
車１と従動歯車２の各歯底の一部により境界を形成す
る。（３）図３に示すように、従動歯車２の一つの歯２
ｃが両歯車１，２の回転中心Ｇ1,Ｇ2 を結ぶ中心線上に
位置するとき、この中心線上の歯２ｃに隣接する原動歯
車１ｂの吸入口６側の歯元外形線１ｃを、原動歯車１ｂ
の吸入口６に連通する溝７の境界とする。（４）更に、
以上の（１）〜（３）の各境界に連続する歯底円１ｆ，
１ｇおよび２ｆ，２ｇにより吐出口４に連通する溝５お
よび吸入口６に連通する溝７を形成している。

【００１４】第１実施例の構成による作用効果について
説明する。図１において、原動歯車１の一つの歯１ａが
噛合点Ｂ1 で従動歯車２と噛み合い、かつ、両歯車１，
２の回転中心Ｇ1,Ｇ2 を結ぶ中心線上に位置する噛合位
置から更に回転すると、中心線上の原動歯車１ａの歯先
と従動歯車２の歯底とに囲まれる容積（以後、とじ込み
容積ｖという）が増加する。しかし、とじ込み容積ｖは
吐出口４に連通する溝５から遮断されるため、とじ込み
容積ｖが吐出口４から吐出油を吸入することはない。こ
のため、従来技術で問題になっていた容積効率の低下を
防止できる。なお、前記噛合位置まではとじ込み容積ｖ
は減少するが、このとじ込み容積ｖは溝５を介して吐出
口４に連通されているため、とじ込み容積ｖ内の高圧油
が更に圧縮されることはない。このため、振動、騒音の
発生が確実に防止される。

【００１５】図２において、吐出口４に連通する溝５と
吸入口６に連通する溝７とは図２の噛合位置を境として
原動歯車１の吐出側の境界、あるいは従動歯車２の吸入
側の境界のいずれかにより遮断される。従って、とじ込
み容積ｕ，ｖを経由して、吐出口４に連通する溝５と吸
入口６に連通する溝７とが連通することがないため容積
効率の低下が防止される。

【００１６】図３において、従動歯車２の一つの歯２ｃ
が両歯車１，２の回転中心Ｇ1,Ｇ2を結ぶ中心線上に位
置する噛合位置から、噛合点Ｂ3 で原動歯車１と噛み合
って更に回転するととじ込み容積ｕが膨張する。しか
し、とじ込み容積ｕは吸入口６に連通されるため吸入口
６から油が補充されて負圧になることはない。しかも、
吐出口４ではなく吸入口６から油が補充されるため容積
効率が低下することもない。なお、前記噛合位置まで
は、とじ込み容積ｕが減少するため更に圧縮されようと
するとじ込み容積ｕの高圧油は、一部分が間隙Ｂ4 を介
して吸入口６に放出され、他は従来と同様にノッチまた
は逃げ溝（図示省略）から溝５に放出して振動、騒音の
発生を防止している。なお、前記溝５と溝７の各境界に
連続する境界を歯底円１ｆ，１ｇおよび２ｆ，２ｇで形
成して、溝５と溝７を大きくすると共に吐出側から吸入
側への油漏れを防止している。

【００１７】本発明の第２実施例を図４〜図６を参照し
て詳述する。第２実施例の構成は、第１実施例の構成に
対して、中心線上の歯１ａに隣接する従動歯車２ａの吐
出口４側の歯元外形線２ｂに接し、かつ、噛合線上で前
記中心線との交点Ｐから法線ピッチの半分（ｔｎ／２）
の長さの点Ｑで交差する接線Ｔと、点Ｑを通る原動歯車
１ａの半径線Ｎとにより、吐出口４に連通する溝５の境
界としている他は第１実施例の構成と同様である。

【００１８】第２実施例の構成による作用効果について
説明する。吐出口４に連通する溝５の境界を、原動歯車
１の中心線上の歯１ａに隣接する従動歯車２ａの吐出口
４側の歯元外形線に接し、かつ、噛合線上で前記中心線
との交点Ｐから半法線ピッチ（ｔｎ／２）の長さの点で
交差する接線Ｔとしたため、第１実施例と略同じ形状と
なる。このため、第１実施例と同様な作用効果が得られ
る。しかし、吐出口４に連通する溝５の境界を、第１実
施例のように従動歯車２ａの歯元外形線２ｂとするので
はなく、従動歯車２ａの歯元外形線２ｂの接線Ｔとして
いるため、吐出口４に連通する溝５ととじ込み容積ｖと
の連通、遮断域に僅かな不感帯が生じる。このため、吐
出口４に連通する溝５ととじ込み容積ｖとが遮断される
時に、とじ込み容積ｖ内を充填する吐出口の高圧油が僅
かに圧縮されるが、吐出口４に連通する溝５の境界は直
線であるため加工コストが低減される。

【００１９】本発明の第３実施例を図７を参照して詳述
する。第２実施例では、吐出口４に連通する溝５の境界
を、従動歯車２ａの歯元外形線２ｂに接し、噛合線上の
点Ｑで交差する接線Ｔにより形成したが、第３実施例で
は、従動歯車２ａの歯元外形線２ｂに接し、かつ、噛合
線上の点Ｑ以外で交差する接線Ｔａ（二点鎖線で示す）
あるいは円弧Ｒにより、従動歯車２ａの歯元外形線２ｂ
に近似させる構成としている他は第１実施例の構成と同
様である。

【００２０】第３実施例の構成による作用効果について
説明する。吐出口４に連通する溝５の境界は第１実施例
と略同じ形状となるため、第１実施例と同様な作用効果
が得られる。しかし、第２実施例と同様に、吐出口４に
連通する溝５ととじ込み容積ｖとが遮断される時に、と
じ込み容積ｖ内を充填する吐出口４の高圧油が僅かに圧
縮されるが、吐出口４に連通する溝５の境界は直線ある
いは円弧であるため加工コストが低減する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る歯車ポンプの第１実施例の基準噛
合状態を示す図で、（Ａ）正面図、（Ｂ）は側面図であ
る。

【図２】図１の噛合状態より後の噛合状態を示す図であ
る。

【図３】図２の噛合状態より後の噛合状態を示す図であ
る。

【図４】本発明に係る歯車ポンプの第２実施例の基準噛
合状態を示す図で、（Ａ）正面図、（Ｂ）は側面図であ
る。

【図５】図４の噛合状態より後の噛合状態を示す図であ
る。

【図６】図５の噛合状態より後の噛合状態を示す図であ
る。

【図７】本発明に係る歯車ポンプの第３実施例の基準噛
合状態を示す図で、（Ａ）正面図、（Ｂ）は側面図であ
る。

【図８】従来技術に係る歯車ポンプの基準噛合状態を示
す図で、（Ａ）正面図、（Ｂ）は側面図である。

【図９】図８の噛合状態より前の噛合状態を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 原動歯車 １ａ 原動歯車の中心線上の歯 １ｂ 従動歯車の中心線上の歯に隣接する原動歯車の歯 １ｃ，１ｅ 原動歯車の歯元外形線 １ｆ，１ｇ 原動歯車の歯底円 ２ 従動歯車 ２ａ 原動歯車の中心線上の歯に隣接する従動歯車の歯 ２ｂ，２ｅ 従動歯車の歯元外形線 ２ｃ 従動歯車の中心線上の歯 ２ｆ，２ｇ 従動歯車の歯底円 ３ 側板 ４ 吐出口 ５ 吐出口に連通する溝 ６ 吸入口 ７ 吸入口に連通する溝 Ｇ1 原動歯車の回転中心 Ｇ2 従動歯車の回転中心 Ｔ，Ｔａ 接線 Ｑ 接点 Ｒ 円弧 Ｂ1,Ｂ3 噛合点 Ｂ2,Ｂ4 間隙

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに噛合う外歯歯車よりなる原動歯車
   (1) および従動歯車(2) と、両歯車(1,2) のとじ込み容
   積部を吐出口(4) または吸入口(6) に連通する溝(5,7)
   を形成した側板(3) とを有する歯車ポンプにおいて、 原動歯車(1) の一つの歯(1a)が両歯車(1,2) の回転中心
   (G1,G2) を結ぶ中心線上に位置するとき、この中心線上
   の歯(1a)に隣接する従動歯車(2a)の吐出口(4)側の歯元
   外形線(2b)を、吐出口(4) に連通する溝(5) の境界と
   し、従動歯車(2)の一つの歯(2c)が両歯車(1,2) の回転
   中心(G1,G2) を結ぶ中心線上に位置するとき、この中心
   線上の歯(2c)に隣接する原動歯車(1b)の吸入口(6) 側の
   歯元外形線(1c)を、吸入口(6) に連通する溝(7) の境界
   とすることを特徴とする歯車ポンプ。
2. 【請求項２】 互いに噛合う外歯歯車よりなる原動歯車
   (1) および従動歯車(2) と、両歯車(1,2) のとじ込み容
   積部を吐出口(4) または吸入口(6) に連通する溝(5,7)
   を形成した側板(3) とを有する歯車ポンプにおいて、 原動歯車(1) の一つの歯(1a)が両歯車(1,2) の回転中心
   (G1,G2) を結ぶ中心線上に位置するとき、この中心線上
   の歯(1a)に隣接する従動歯車(2a)の吐出口(4)側の歯元
   外形線(2b)に接し、かつ、噛合線上で前記中心線との交
   点(P) から半ピッチの長さの点(Q) で交差する接線を、
   吐出口(4) に連通する溝(5) の境界とすることを特徴と
   する歯車ポンプ。
3. 【請求項３】 互いに噛合う外歯歯車よりなる原動歯車
   (1) および従動歯車(2) と、両歯車(1,2) のとじ込み容
   積部を吐出口(4) または吸入口(6) に連通する溝(5,7)
   を形成した側板(3) とを有する歯車ポンプにおいて、 原動歯車(1) の一つの歯(1a)が両歯車(1,2) の回転中心
   (G1,G2) を結ぶ中心線上に位置するとき、この中心線上
   の歯(1a)に隣接する従動歯車(2a)の吐出口(4)側の歯元
   外形線(2b)に接し、かつ、噛合線と交差する直線(T) ま
   たは円弧を、吐出口(4) に連通する溝(5) の境界とする
   ことを特徴とする歯車ポンプ。