JPS6130157B2

JPS6130157B2 -

Info

Publication number: JPS6130157B2
Application number: JP10568880A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Tsunemi; Kunitaka Ono
Original assignee: Nabco Ltd
Current assignee: Nabco Ltd
Priority date: 1980-07-30
Filing date: 1980-07-30
Publication date: 1986-07-11
Also published as: JPS5732091A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、騒音の発生を防止した歯車ポンプ
またはモータに関するものである。（なお歯車ポ
ンプと歯車モータはほぼ同一構成であるため、歯
車ポンプのみについて述べる。）歯車ポンプは、２つの歯車を噛み合わせてケー
シング内に収納し、一方の歯車に駆動力を与える
ことにより噛み合い回転して吸込側の流体を吐出
側へ搬送するものである。この吸込側と吐出側と
は、２つの歯車を噛み合わせ歯車の歯先とケーシ
ングの間に微少な隙間を有して嵌入し歯車の側面
とケーシング（側板、軸受の場合もある。）とを
回転可能に接触すると共に歯車が噛み合い回転す
るとき、吐出側と吸込側とを連通しない程度の噛
み合い率を有するようにして遮断する構成であ
る。

このような構成の歯車ポンプは、駆動中に歯車
の噛み合い部分に高圧を生じて、騒音を発生する
ものである。

すなわち、歯車ポンプの駆動中には吸入口、吐
出口のいずれにも接続しない閉じ込み部が形成さ
れ、（第６図に示す図形Ｓ）この閉じ込み部の体
積が、歯車の噛み合い回転により、増加、減少す
るので、閉じ込み部の油圧も体積の増加、減少に
伴つて、低圧、高圧となり、この低圧、高圧の発
生に応じて従動歯車が振動することによつて、駆
動歯車と当接することで、騒音が発生するもので
ある。と考え、この原因を解決するため、第６図
（特公昭43−23361号）に示す発明が提案されてい
る。

この発明は、第６図に示すように、駆動歯車１
と従動歯車２との無効噛み合い点Ｐが、駆動歯車
１と従動歯車２の中心O₁，O₂を結ぶ中心線ｌの
上にあるとき、有効噛み合い点A₁とA₂と、駆動
歯車１と従動歯車２の歯形曲線とで形成される図
形Ｓを基準とし、この図形Ｓの外側に若干の余裕
（工作誤差をカバーするために必要な余裕）を残
して形成したシール部S′を歯車の側板（ケーシン
グ、軸受の場合もある。）に設けたものである。

この発明は、駆動歯車１と従動歯車２とが第４
図に示す噛み合い位置にあるとき、図形Ｓは、シ
ール部S′で閉じ込みが生じるが、他の噛み合い位
置では図形S′が吸入溝７か吐出溝６のいずれかに
接続して、図形Ｓに油が閉じ込められる時間を少
なくして騒音の発生を防止するものである。

しかし、上記の発明は、シール部S′が、図形Ｓ
の外側に若干の余裕を残す構成であるため、この
余裕の分だけ歯車が回転するときに図形Ｓの駆動
歯車１側の図形S₁が圧縮され、従動歯車２側の図
形S₂が膨張させられる。このため騒音を確実に防
止することができないものである。すなわち、こ
の発明は、シール部S′が図形Ｓより若干の余裕を
有する点にその原因がある。

この原因を解決する手段として、閉じ込み時間
をさらに少なくする考案として第５図（実開昭51
−62102号）が提案されている。

この考案は、駆動歯車１と従動歯車２との無効
噛み合い点Ｐが駆動歯車１の中心O₁と従動歯車
２の中心O₂とを結んだ中心線ｌ上にあるときに
噛み合う有効噛合点A₁，A₂と、駆動歯車１と従
動歯車２の歯形曲線とで形成される図形Ｓをシー
ルするシール部S′を、側板に設け、このシール部
S′にヒゲ溝Sa，Sbを設けた構造である。

この考案は、駆動歯車１と従動歯車２とが、第
７図の位置から矢印の方向へ回転するとき、図形
S₁は圧縮され図形S₂は膨張する。図形S₁の油が、
駆動歯車１と従動歯車２とで圧縮され始め、この
圧油の一部は、無効噛み合い点Ｐを介して図形S₂
へ流入すると共に、回転が進行することで接続す
るヒゲ溝Saを介して、吸入口７側に流出する。
このように、駆動歯車１と従動歯車２とが噛み合
い回転するとき、圧縮される図形S₁内の圧油を、
無効噛み合い点とヒゲ溝の双方から低圧側に放出
させ図形S₁が高圧になるのを防止することで騒音
の発生を防止する。

しかし、この考案も、回転数の高い歯車ポンプ
では、騒音の発生を防止し得ないものである。

すなわち、歯車が高速回転させられると、歯車
の噛み合い率を１に保ちながら、図形S₁内の油圧
を低圧に保つだけの通路を確保できないので図形
S₁内の圧油が瞬間的に圧縮され、次の瞬間に高圧
になつた圧油が吸入口へ放出される。この圧力変
化が振動（騒音）熱等に変換されるので、高速回
転時における騒音の発生を防止し得ないものであ
つた。

以上説明したように従来の歯車ポンプは、駆動
歯車と従動歯車との噛み合い回転時において、そ
の噛み込み部（図形S₁）で圧縮される圧油を低圧
側へ放出する構成であるから、その時のエネルギ
ーの変化が大きく騒音発生を防止できないもので
あつた。

本発明は、歯車の噛み合い回転で圧縮される圧
油の大部分を吐出側に他の一部を噛み合い回転で
膨張する室へ流出させ、歯車の噛み合い回転中の
油圧の圧力（エネルギー）の変化を極力小さくす
ることで騒音の発生を防止するものである。

この技術的課題を達成するための本発明の技術
的手段は、歯車ポンプまたはモータの歯車側面を
シールするシール部が、駆動歯車と従動歯車との
無効噛み合い点が中心線上にあるときに形成され
る２つの有効噛み合い点と歯形曲線とで形成され
る図形の内駆動歯車と従動歯車との噛み合い回転
によりその面積が減少する第１の図形の歯底で吐
出側に接続する第１の溝と、この第１の溝に連設
してあり駆動歯車と従動歯車との噛み合い回転に
より第１の図形と第１の溝との連通が断れるとき
第１の図形を吐出側に接続する端部と、前記第１
の図形が端部を介して吐出側に連通していると
き、駆動歯車と従動歯車との噛み合い回転により
その面積が増加する第２の図形を吸入側に連通す
る第２の溝と、この第２の溝に連設する端部と、
で形成さ、駆動歯車と従動歯車との前記無効噛み
合い点を形成するバツクラツシユを、駆動歯車と
従動歯車とが回転可能な最小の値とするものであ
る。

上述の技術的手段を有する本発明は、駆動歯車
と従動歯車との無効噛み合い点が中心線上から回
転するとき、第１の図形の変化が大きい間は、第
１の図形を第１の溝と第１の溝に連設する端部と
で吐出側へ連通すると共にバツクラツシユを小さ
くすることで、第１の図形に生じる高圧の圧油を
吐出側へ放出し、エネルギーの急激な変化を防止
する。またバツクラツシユが小さくされたので、
上記の回転により膨張する第２の図形は、前記第
１の図形が、第１の溝に連設する端部のみを介し
て吐出側に接続するとき第２溝で吸入側へ接続す
る、アンダーラツプの構成が可能であり、キヤビ
テーシヨンの発生をできるだけ少なくし得るもの
である。

以上述べたように、本発明によれば、駆動歯車
と従動歯車との噛み合い回転によつて生じる高圧
の圧油を常時、吐出側に放出するものであるか
ら、油圧の急激な変化による騒音の発生と、第２
の図形をできるだけ早く吸入側に接続することで
キヤビテーシヨンによる騒音の発生を同時に防止
し得る効果を有する。

以下、この発明による歯車ポンプの一実施例に
ついて説明する。

第１図は、動力源（図示せず。）より動力が伝
達され、歯３a₁，３a₂，３a₃……を有する駆動歯
車１と、この駆動歯車１の歯３a₁，３a₂，３a₃に
噛み合う歯３b₁，３b₂，３b₃……を備えた従動歯
車２との一つの噛み合い状態と、駆動歯車１と従
動歯車２の側面に当接する側板（図示せず。）に
設けてあり、吐出側４、吸入側５の各々に接続す
る吐出溝６、吸込溝７（第１、第２図に２点鎖線
で示す。）との関係を示すものである。

第１図において、駆動歯車１と従動歯車２と
は、２つの接触点８，９（以下有効噛み合い点
８，９と記す。）と、微少な隙間１０（この隙間
１０は、駆動歯車１と従動歯車２とのバツクラツ
シユに相当するもので、本発明の場合、可能な限
り小さくしてある。以下、無効噛み合い点１０と
記す。）とを形成し、無効噛み合い点１０が中心
線ｌ上に達した噛み合い状態にある。このとき、
歯３a₁，３a₂，３b₂，３b₃によつて形成される閉
じ込み部Ｓは閉じ込み部SaとSbとで形成され、
閉じ込み部Saは、駆動歯車１の歯底曲線１１ａ
と従動歯車２の歯車３b₂の歯先曲線１３ｂとで形
成する閉じ込み部Sa₂と、歯底曲線１１ａと歯３
b₂の歯先１４ｂ及び歯先曲線１２ｂとで形成する
閉じ込み部Sa₁とで形成され閉じ込み部Sbは従動
歯車２の歯底曲線１１ｂと駆動歯車１の歯３a₂の
歯先曲線１３ａとで形成する閉じ込み部Sb₂と、
歯底曲線１１ｂと歯３a₂の歯先１４ａ及び歯先曲
線１２ａとで形成した閉じ込み部Sa₁とで形成さ
れる。

なお各閉じ込み部は、第１図に示す図形と比例
した体積を有するものであるので、以下、閉じ込
み部Saを第１の図形、閉じ込み部Sbを第２の図
形と記す。

駆動歯車１と従動歯車２の噛み合い部の側面を
シールするシール部S′は、吐出側４の側が、駆動
歯車１と従動歯車２の歯底の近くに設けた第１の
溝１５，２５と、この第１の溝１５，２５に連設
する端部１７とで形成され、吸入側５の側が、駆
動歯車１と従動歯車２の歯底の近くに設けた第２
の溝１９，２６とこの第２の溝に連設した端部２
０とで形成される。

前記第１の溝１５と端部１７とは、第１図の位
置から第２図の位置に至るまで第１の図形Saを
吐出溝６に接続し、第１の溝１５と第１の図形
Saとの連通が断たれても端部１７が第１の図形
Saを有効噛み合い点８の近くで吐出溝６に接続
する。（第１の溝２５と端部１７との関係も同様
である。）また第１の溝１５と第２の溝１９と
は、第１の溝１５と第１の図形Saとの連通が断
たれると同時に第２の図形Sbを吸入溝７へ接続
する位置にあり、端部１７と端部２０とは、第１
図に示した有効噛み合い点８，９の論理的長さよ
り少し短かくしてある。（なお、第１の溝２５と
第２の溝２６の関係も同様である。）以上の構成を有する歯車ポンプは、駆動歯車１
を矢印Ａ方向に回転させることにより、従動歯車
２は矢印Ｂ方向に回転させられ吸込側５の流体を
吐出側４へ搬送する。

このように運転状態において、第１図の噛み合
い状態に至つたとき、第１の図形Sa内の流体
は、駆動、従動歯車１，２の矢印Ａ，Ｂの方向へ
の回転により圧縮されようとするが、第１の溝１
５と端部１７とを介して、吐出溝６へ流出させら
れる。なお無効噛み合い点１０を介して、その一
部は第２の図形Sbに流入するが、バツクラツシ
ユを小さな値にしてあるので、第１の図形Sa内
で圧縮される油のほとんどは、吐出溝６へ流出し
第１の図形Sa内での高圧化を防止する。

さらに回転が進み第２図の状態に達すると、第
１の図形Saは、図形Sa₂のみを介して吐出溝６に
連通すると共に、第２の図形Sbは、第２の溝１
８の先端１９を介て吸込側に連通する。

すなわち、吐出溝６を吸入溝７とは、図形Ｓを
介して連通するが、無効噛み合い点１０の値（バ
ツクラツシユ）を駆動歯車１と従動歯車２とが回
転可能値にしてあるので、この無効噛み合い点１
０では、第１の図形Saの圧油の一部が、図形Sa
に流入するのみで、その大部分は、端部１７を介
して吐出溝６へ流入する。また、第２の図形Sb
も第２の溝１８の先端１９を介して吸入溝７の油
が供給されるのでキヤビテーシヨンを小さな値に
することができる。

第２図の位置から噛み合い回転がさらに進み、
第３図の位置になると、第１の図形Saは、吐出
溝６から、完全に遮断された状態に至るが、第１
の図形Saの回転角に対する変化の割合は、ほと
んど０となつているので、この第１の図形Sa内
に高圧は生じないものである。なお、第３図に示
す位置では、第２の図形Sbが完全に吸入溝７に
接続するものであるから、この位置では有効噛み
合い点８のみで吐出溝６と吸入溝７との間を閉鎖
するものである。

第３図の位置から噛み合い回転がさらに進み、
第４図の位置に達すると、第１の図形Saと第２
の図形Sbとは、第１図の位置と反対の位置に形
成される。すなわち、第４図は、無効噛み合い点
１０が、中心線ｌにある噛み合い位置で、無効噛
み合い点１０より従動歯車２側に形成される。こ
の第１の図形Saは、端部１７と第１の溝２５を
介して吐出溝６へ接続しており、第４図の位置か
ら回転することで、第１の図形Sa内で圧縮され
る圧油は、吐出溝６へ放出される。

さらに回転して第５図の位置に達する（第２図
と反対の位置）と、第１の図形Saは端部１７を
介して吐出溝６へ接続すると共に、第２の図形
Sbは第２の溝２５の先端１９を介して吸入溝７
へ接続する。従つて、第５図の位置でも第２図の
場合と同様、吐出溝６と吸入溝７とは、図形Ｓを
介して連通するが無効噛み合い点１０（バツクラ
ツシユ）が極めて小さいので、第１の図形Saの
圧油は、そのほとんどが吐出溝６へ放出される。

以上説明したように、本発明は、駆動歯車と、
従動歯車の噛み合い回転時における高圧化される
閉じ込み部を、回転角に対し、その閉じ込み部の
体積の変化の割合が比較的小さくなるまで吐出側
に接続すると共にバツクラツシユを回転可能な値
まで小さくすることによつて、吐出側と吸入側の
アンダーラツプ接続を可能にしたものであるか
ら、高圧化される閉じ込み部の油圧を吐出側へ放
出することで、その圧力変化を小さくし、さらに
アンダーラツプにすることで、膨張側の閉じ込み
部のキヤビテーシヨンを小さくするので、騒音の
発生が防止されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１〜第５図は、本発明による歯車ポンプまた
はモータのシール部の形状と歯車の噛み合い関係
の説明図である。第６図、第７図は、従来の歯車
ポンプまたはモータのシール部の形状と歯車の噛
み合い関係の説明図である。１……駆動歯車、２……従動歯車、３a₁，３
a₂，３a₃……，３a₁，３a₂，３a₃……歯、４……
吐出側、５……吸込側、８，９……有効噛み合い
点、１０……無効噛み合い点（バツクラツシ
ユ）、１５……第１の溝、１６……先端、１７…
…端部、１８……第２の溝、１９……先端、２０
……端部、２１，２２……歯底、ｌ……中心線、
Ｓ……閉じ込み部（図形）、Sa……第１の図形
（圧縮側の閉じ込み部）、Sb……第２の図形（膨
張側の閉じ込み部）。

Claims

【特許請求の範囲】

１歯車ポンプまたはモータの歯車側面をシール
するシール部が、駆動歯車と従動歯車との無効噛
み合い点が中心線上にあるときに形成される２つ
の有効噛み合い点と歯形曲線とで形成される図形
の内駆動歯車と従動歯車との噛み合い回転により
その面積が減少する第１の図形の歯底で吐出側に
接続する第１の溝と、この第１の溝に連設してあ
り駆動歯車と従動歯車との噛み合い回転により第
１の図形と第１の溝との連通が断れるとき第１の
図形を吐出側に接続する端部と、前記第１の図形
が端部を介して吐出側に連通しているとき、駆動
歯車と従動歯車との噛み合い回転によりその面積
が増加する第２の図形を吸入側に連通する第２の
溝と、この第２の溝に連設する端部と、で形成さ
れ、駆動歯車と従動歯車との前記無効噛み合い点
を形成するバツクラツシユを、駆動歯車と従動歯
車とが回転可能な最小の値と歯車ポンプまたはモ
ータ。