JPS61223280A

JPS61223280A - 歯車ポンプ

Info

Publication number: JPS61223280A
Application number: JP61032083A
Authority: JP
Inventors: リチヤード・イー・ウオルシユ
Original assignee: Sundstrand Corp
Current assignee: Sundstrand Corp
Priority date: 1985-03-25
Filing date: 1986-02-18
Publication date: 1986-10-03
Also published as: US4605363A; CA1272637A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、歯車ポンプ、一層詳細には、平歯車ポンプ及
びこのポンプにおける改良された軸・受構造に関するものである。

従来の技術平歯車ポンプは、普通には、歯車室を含んでいるハウジ
ングを有している。歯車室は、だ円形から８の字形まで
の種々の輪郭を取っており、２個の平歯車が、この室の
内部に収容されている。歯車がかみ合う点の一つの側の
上には、入口ボートがあり、かみ合い点の反対側の上に
は、出口ポートがある。歯車の周辺の回りの他の箇所に
は、歯車室の壁が歯車の歯に密接している。

歯車は、ハウジングの中の軸受の中に軸承されている軸
と一体であるか、又は、その上に取付けられており、軸
の内の一方が回転すると、両歯車は、反対方向に回転す
る。流体、通常には、液体の形状の流体が、入口の中に
引かれ、室の回りの歯の間の空間により、出口まで運ば
れる。歯車の歯が出口に隣接してかみ合う時に、液体は
、歯の間の空間から加圧の下に出口へ押し出される。

その性質により、歯車ポンプ、特に、歯車及びその軸は
、側方に負荷される。低圧が、入口側にあり、一方、高
圧が、出口側にある。高圧が、歯車に対して、一般的に
、入口の方向に働く。その結果、圧力は、歯車を取付け
ている軸が、ポンプの出口側から離れるようにたわむよ
うな傾向とさせる。

軸のたわみの景は、歯車から遠い軸の上の箇所における
よりも、歯車に隣接している箇所において、より大きく
、その結果、軸受と軸ジヤーナルとの間のどのような潤
滑剤の厚さも、実質的に減少、又は、消失され、これに
より、歯車に隣接する軸受及び軸ジヤーナルは、高い磨
耗割合を受け、ポンプの比較的短時間の運転寿命及び（
又は）実質的な非稼動時間となる。

当業界においては、この問題から従来から認められてお
り、種々の解決が提案されているが、これらの中には、
自動整列軸受の使用、弾性ウェブの中に取付けられ、軸
受が軸と整列されるようにする軸受の使用や、それら自
体十分な厚さの潤滑剤フィルムの維持を許す軸受の使用
を含んでいる。

この後者のアプローチにおける一つの古くから知られて
いる企ては、たる形の外部輪郭を有している軸受又はブ
シュを軸のために使用することにある。このアプローチ
は、例えば、米国特許第４．３３６，００６号に記載さ
れている。このアプローチによると、軸が、ポンプの運
転の間における側部負荷の下においてたわむ時に、軸を
軸承している軸受、又は、ブシュがハウジングの内部に
おいて旋回し、ジャーナル軸の適正な整列を維持するよ
うにする。不幸なことに、大抵の場合に、軸受、又は、
ジャーナルは、歯車から離れて平面状の面を設けられて
おり、これらの面が、ポンプ室の平面状の面と接触する
ようにする。その結果、２個の平面状の面の間の接触が
、この旋回に抵抗する傾向となり、そのために、軸受の
たる形の外部輪郭は、希望どおりには有効では無くなる
。

本発明は、上記の問題を克服することにあるものである
。

発明が解決しようとする問題点新規で且つ改良された歯車ポンプを得ることが、本発明
の主な目的である。

一層詳細には、歯車の側部負荷がポンプの運転の間に生
じた時に、歯車ポンプのハウジングの内部における軸受
、又は、ブシュの旋回に抵抗しない歯車ポンプにおいて
使用するための新規で且つ改良された軸受、又は、ブシ
ュ構造物を得ることにあるものである。

問題点を解決するための手段本発明は、内部壁を有しているハウジングを含んでいる
典型的な歯車ポンプ構造物において使用することを意図
されているものである。ポンプ室が、ハウジングの内部
に置かれており、また、内部壁によって境界されている
。対向された入口ポート及び出口ポートがハウジングの
中に設けられており、ポンプ室まで延びており、また、
１対のかみ合っている歯車がポンプ室の内部に配列され
ている。１対の軸が、ハウジング及びポンプ室の内部に
置かれており、また、・各軸は、歯車のそれぞれ１個を取付けている。

ブシュがポンプ室の内部に排列されており、軸を軸承し
ており、また、ハウジングの少なくとも幾つか及び内壁
の隣接する部分が、環状空間を境界しているが、この空
間は、ブシュの中間において狭く、ブシュの端部に向か
って軸方向に幅を増加している。

本発明は、ブシュが、歯車から離れているそれらの端部
近くにおいて、少なくとも、出口から離れているそれら
の側部の上に、軸に対して一般的に横方向に延びている
、放射方向に開口しているスロットを含んでいる。

この構造の結果、歯車から離れているブシュの端部は、
側部負荷が、ブシュをハウジングの内部において旋回さ
せる傾向のある時に、ブシュ自身をたわませる。ブシュ
のたわみは、主として、歯車から離れている端部におい
て生じ、スロットの存在によって与えられる。

推奨実施形態においては、ハウジングの放射方向外表面
は、一般的にたる形となっている。

高度に推奨される実施形態においては、ブシュの上に追
加のスロットが、入口から離れているその側部の上に置
かれてあり、また、最初に述べられたスロットに一般的
に対向しており、ノ１ウジングの端部と、ポンプハウジ
ングとの間における漏れ止め接触を増強させる。

一つの高度に推奨される実施例においては、ブシュは、
歯車から離れている端面を有しており、また、ハウジン
グの内部は、ブシュの内径と外径との中間の半径の浮き
彫りを含んでいる。

更に、端面の中に、浮き彫りと放射方向に重なっている
弓形の溝を設けられており、また、この浮き彫りは、こ
れにより、端面と内壁との界面における圧力解放手段を
与えている。

実施例本発明の他の目的及び利点は、その実施例を示す添附図
面に基づく以下の説明から明らかとなるものと信じられ
る。

本発明により作られた歯車ポンプの１実施例が、図に示
されているが、第１及び２図により、ポンプ室１２を境
界している一般的に８の字型の内壁を設けられているハ
ウジング１０を含んでいることが見られる。しかしなが
ら、ポンプ室１２に対して、他の輪郭も、また、希望に
より、使用されることのできることを理解されたい。

ポンプ室１２の中間で、その１側には、入口。

１４が、また、反対側の上には、出口１６がある。第２
図に見られるように、１対の歯車１８（図には、只１個
が見られるだけである）が、ポンプ室１２の内部に排列
されており、これらの歯車１８のそれぞれは、協同され
る軸２０を有している。普通の場合には、軸２０の内の
一方だけが、適当な手段（図示されていない）によって
駆動される。

軸２０は、一般的に２２の符号を付けられたブシュ、又
は、軸受の中に受けられている。各ブシュ２２は、放射
方向に外部の部材２４と、放射方向に内方の、スリーブ
状のジャーナル軸受面２６とから作られている。その上
、各ブシュ２２の１側は、推力軸受面２８を設けられて
いるが、これらの軸受面２８は、対応する歯車１８の隣
接する側部に接触している。

第３図に最も良く見られるように、各ブシュ２２の外表
面は、一般的にバレル（たる）形である。どのことは、
外面に、製造上の目的で、真の湾曲輪郭を設けることに
より遂行されることができるが、希望される輪郭が、軸
受の中間において、２個の、緩やかな切頭円すい形状の
部分３４及び３６によって側面を接しられている円筒形
状部分３２を与えることにより最も容易に製造されるこ
とのできることが発見された。

その結果、ブシュ２２が、ポンプ室１２の内部に排列さ
れる時に、ブシュ２２の外面及びポンプ室１２を境界し
ている内壁の隣接する部分は、環状空間を境界するが、
この空間は、ブシュ２２の中央部が狭く、ブシュ２２の
軸方向に両端部の方に増加する幅のものである。

切頭円すい部分６４及び３６のテーパは、第３図には、
誇張されて現されている。実際には、・約１５．９ｍｍ　（５７８インチ）の軸方向の長さを有
しているブシュ２２に対しては、各部分３４，３６のテ
ーパは、はんの約０．０５　ｍｍ　（０，０口１２イン
チ）であり、この場合、軸受は、更に、約３１．７５ｍ
ｍ（１，２５インチ）の外径及び約１９．１　ｍｍ　（
０，７５インチ）の外径を有している。ここに使用され
るように、テーパは、第３図に、ｒＴＪによって示され
る量によって定義される。

実際には、ブシュ２２の外部は、完全にはたる形では無
い。むしろ、歯車の１側の上のブシュ２２は、第１及び
４図に示されるように、適合される偏平部６８を設けら
れており、ブシュ２２が、歯車１８の直径と一般的に同
じオーダの寸法であることを許し、しかも、ポンプそれ
自体の内部の歯車のかみ合いによって生じさせられる空
間の減少を与えるようにしている。

その上、偏平部３８は、ブシュ２２がハウジング１０の
内部において、軸２ｏの回りを回転することを阻止する
ためにも役立っている。

第２図に見られるように、各ブシュ２２の対応する歯車
１８から離れている端部は、一般的に、平面状の面４ｏ
の形状のものであり、この面４０は、ポンプ室１２を境
界している内壁の一般的に平面状の面部分４２に接触し
ている。

歯車１８の方に軸方向に短い距離を間隔を置かれて、少
なくとも、出口１６から離れているブシュ２２の側部の
上には、一般的に横方向のスロット４４がある。スロッ
ト４４の底部４６は、ブシュ２２の幾何学的な意味にお
ける弦である。

前に述べられた寸法を有するように構成されたブシュ２
２の中に、スロット４４は、端面４０から、約４．７７
ｆｆ１ｍ　（５７１６インチ）を置かれており、また約
４．７７ｍｍ　（Ｓ７１６インチ）の最大深さを有して
いる。第１及び２図の中に最も良く見られるように、各
ブシュ２２は、好適には、以下に説明されるような目的
のために、２個の直径方向に対向するスロット４４を、
それぞれ、設けられることが望ましい。

第４図に見られるように、ブシュ２２の端面４０は、弓
形の溝５０を設けられている。同時に、ポンプ室１２の
端壁４２は、くぼみ、又は、浮き彫り５２を設けられて
おり、その半径は、ブシュ２２の内径と、外径との中間
であり、溝５０に重なるようにしても良い。

運転の際には、ブシュ２２の外面と、ポンプ室１２の壁
との間には、典型的には、漏れ径路がある。この漏れ径
路内の流体の圧力が端面４０に対して働き、軸受２２を
第２図で見て左方へ変位させるようにするが、これは、
多くの場合に望ましくないことかも知れない。しかしな
がら、溝５０を備えることにより、端面４ｏの、附近に
おける漏れ径路も短縮させ、漏れ径路の中の圧力を釈放
し、この困難を最少にさせる。

その上、溝５０は、浮き彫り５２によって境界される低
圧領域と流体連通をしているので、溝５０は、高圧が働
く端面４０の上の面積を有効に減少させ、これにより１
面４０に加えられる望ましくない移動力を減少させる。

ブシュ２２が、歯車１８の、いわゆる、「固定軸受側」
の上に使用される場合には、圧力釈放手段は、高度に望
ましいものである（なお、ブシュ２２のこの配置は、本
発明においては、望ましいものである）。

第５及び６図は、本発明により作られたブシュ２２が、
どのようにして、歯車１８が近付けられる時に、軸方向
において、軸２０における潤滑剤フィルムを不当に狭く
すること無しに、高い軸たわみに適応するかを示すもの
である。

特に、ブシュ２２の外部のたる形の輪郭のために、ブシ
ュ２２は、軸２０と共に旋回し、軸２０と、ブシュ２２
の軸承面２６との間における適正な整列を維持し、保存
する。通常の場合においては、端面４０の平面状の端壁
４２との接触は、この運動に抵抗する。しかしながら、
スロット４４の存在のために、ブシュ２２の歯車１８か
ら離れている端部５４は、第５図に示されるようにたわ
む。その結果、ブシュ２２の旋回に対する抵抗は最少に
され、しかも、良好な平面対平面の漏れ止めが、ハウジ
ング１０の・　　　平面状壁４２の上の端面４０の領域
内において保持される。

直径方向に対向するスロット４４の存在が第６図に示さ
れている。特に、このスロット４４は、出口１６及び歯
車ポンプ構造に固有の漏れ径路に近いことのために、高
圧流体を充てんされる。この加圧流体は、ブシュ２２の
端部５４に隣接するスロット４４の側部５８の上におい
て矢印５６の方向に働き、端部５４が、第６図で見て右
方へたわませるようにさせる傾向となり、平面状の端壁
４２と良好な漏れ止め係合させる。従って、漏れの減少
の結果として、より大きなポンプ効率が得られることは
確かなところである。

発明の効果本発明は、上記のような構成及び作用を有しているので
、平歯車ポンプの歯車の軸の軸承を改善し、漏れを減少
させ、効率を向上させることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明により作られた歯車ポンプの第２図の
１−１線による断面図、第２図は、第１図の２−２線に
よる拡大部分断面図、第３図は、本発明により作られた
ブシュ又は軸受の外表面のやや誇張された拡大部分図、
第４図は、ブシュの端面の正面図、第５図は、歯車ポン
プの運転の間に、歯車ポンプの軸のたわみの賀における
ブシュの運動のやや誇張された拡大部分図、第６図は、
第５図と同様であるが、部材の直径方向に反対側を示す
図である。１０・・ハウジング；１２争−ボンプ室；１４・・入口
；１６・・出口；１８・・歯車：２０・・軸；２２φ・
ブシュ；３２・・円筒状面：　３４，３６・・テーパ面
；４０・・端面；４２・・端壁：４４・・スロット；５
０拳・弓形の溝；５２・・浮き彫り。

Claims

【特許請求の範囲】

１．　内部壁を有しているハウジングと　前記ハウジング内部の前記内部壁により境界されてい
るポンプ室と　前記ポンプ室まで延びている前記ハウジングの中の対
向されている入口ポート及び出口ポートと　前記ポンプ室内部の１対のかみ合わされている歯車と　前記ハウジング及び前記ポンプ室の内部の、それぞれ
が、前記対の歯車の各１個を取付けている１対の軸と　前記軸を軸承している、前記ポンプ室内部のブシュとを含んでおり、　前記ブシュの少なくとも幾つかの放射方向外面と、前
記内部壁の隣接する部分とは、環状空間を境界している
が、この環状空間は、前記幾つかのブシュの中間におい
て狭く且つ前記幾つかのブシュの軸方向に端部の方に増
加する幅のものとなっている歯車ポンプにおいて　前記幾つかのブシュが、前記歯車から離れているそれ
らの端部の近くにおいて、少なくとも、前記出口ポート
から離れているそれらの側部の上に、前記軸に対して一
般的に横方向に延びている放射方向外方に開口している
スロットを含んでいることを特徴とする歯車ポンプ。
２．　前記幾つかのブシュの放射方向の外表面が、一般
的になる形である特許請求の範囲第１項記載の歯車ポン
プ。
３．　前記幾つかのブシュの上において、その前記入口
ポートから離れている側部の上に置かれ、前記最初に述
べられたスロットの一般的に反対側に、前記スロットの
追加の一つがある特許請求の範囲第１項記載の歯車ポン
プ。
４．　前記幾つかのブシュが、前記歯車から離れている
端面を有しており、また、前記内壁が、前記幾つかのブ
シュの内径と外径との中間の半径の浮き彫りを含んでお
り、更に、前記端面の中に、前記浮き彫りに放射方向に
重なっている弓形の溝を含んでいる特許請求の範囲第１
項記載の歯車ポンプ。