JPS6254995B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はギアポンプに関し、特にいずれの方向
にも駆動でき、ポンプ回転方向に関係なく一定の
吐出方向を保つための反転偏心器を用いたギアポ
ンプに関するものである。

例えば米国特許第3273501号明細書に記載され
ている如きギアポンプは、冷凍装置の冷媒圧縮機
等の圧縮機に潤滑剤を供給するのに普通に用いら
れている。米国特許第3574489号明細書に説明さ
れている如く、内側の外歯歯車とこの歯車よりも
歯数が一つ多く偏心して噛合う外側の内歯歯車と
の間でころがり接触する周回歯車組装置は、「ジ
ローター」と一般的に呼称されて市販されてい
る。噛合う歯の間でのころがり接触により流体を
積極的に移送するこのような歯車組装置を用いた
ポンプはジローターポンプと呼ばれる。

このようなジローターポンプに於ては、入口お
よび出口は一般に噛合う歯車の対向平面側上の面
板上に形成され、その殆んどの部分が互いに直径
方向に対向している。従つて歯車が一方向に回転
すると、ポンプ入口は歯車が離れる側の近傍にあ
り、出口は歯車が噛合う側の近傍にあることにな
る。普通、歯車の回転方向を反転させると、出口
は入口となり、入口は出口となつて吐出方向も反
転して逆になる。

ギアポンプをオイルポンプとして用いる冷媒圧
縮機の如く、ポンプ回転方向に無関係に吐出方向
を同じにする必要のある応用分野がある。このよ
うな機能のできるギアポンプは、ポンプが一方向
に回転するとき所定の方向に吐出するように歯車
組装置をポンプ内で位置させる角位置と、ポンプ
が反対方向に回転するとき同じ所定方向に吐出す
るように歯車組装置を位置させる角位置との２つ
の角位置間で回動し得る反転偏心器を用いるのが
普通である。このように回動させるために、反転
偏心器は回転し得るポンプ組立体に緩く結合され
て、初めはポンプ組立体により摩擦で、ポンプの
回転駆動方向に応じてそのいずれかに角位置に駆
動されるようにしてある。このように、米国特許
第3165066号明細書に記載されているギアポンプ
の反転偏心器は、ポンプ駆動軸に摩擦結合された
回転板に積極的に係合しており、上述の米国特許
第3273501号明細書に記載されているポンプの反
転偏心器は、ポンプの歯車組装置の外側歯車即ち
ギアローターに摩擦結合されている。いずれの側
に於ても、ポンプ回転方向が逆転すると反転偏心
器は180゜変位し、従つて吐出方向は反転しない
が、これは駆動部材と摩擦駆動される部材（即ち
反転偏心器）との間の摩擦が摩擦駆動される部材
とこの部材に係合する面板等の固定部の表面との
間の摩擦よりも大きいときだけであり、そうでな
いとき、即ち摩擦力の割合が逆になつたときに
は、反転偏心器はポンプの逆転時に「付着」し
て、従つて吐出方向も反転してしまう。他方、駆
動部材と反転偏心器との間に許容できる最大駆動
摩擦の大きさには限度がある。これは、反転偏心
器が新しい位置に回動した後は停止し、一方ポン
プ組立体の一部である駆動部材は回転し続けるの
で、駆動部材と反転偏心器との間の摩擦が大き過
ぎると磨耗が大きくなるからである。

本発明の主目的は、磨耗を起こす摩擦を大きく
せずに反転偏心器の「付着」の危険を最少限にす
ることである。

従つて本発明は、入口、出口、および上記入口
および上記出口に連通する空洞を有するハウジン
グと、反対方向に回転可能であつて、上記空洞内
に設けられた偏心歯車組装置を有していづれかの
方向に回転したときポンプ作用をする可回転ポン
プ組立体と、上記空洞内に設けられ、上記ポンプ
組立体が一方向に回転するとき上記歯車組装置の
吐出側を上記出口に接続するように上記歯車組装
置を位置させる角位置、および上記ポンプ組立体
が他方向に回転するとき上記歯車組装置の吐出側
を上記出口に接続するように上記歯車組装置を位
置させる角位置の２つの角位置間で回動可能な反
転偏心器とを備え、上記反転偏心器は、上記可回
転ポンプ組立体の上記一方向および上記他方向へ
の最初の回転により摩擦で上記可回転ポンプ組立
体により上記一方向および上記他方向に駆動され
るように緩く結合されており、上記反転偏心器が
上記空洞に設けられた実質的に平坦な軸受面上に
座す実質的に平坦な軸受面を有するギアポンプに
於いて、上記平坦な軸受面の内の１つが高くなつ
た表面部分を有し、この高くなつた表面部分は、
(a)この部分だけで上記平坦な軸受面の内の他方に
摩擦接触し、もつて上記両軸受面の他の部分間に
空間を積極的に形成してこの空間内に潤滑液膜を
維持すること、および(b)この部分が、２つの上記
軸受面間の直接摩擦接触面を基本的に多数の点接
触面あるいは線接触面に限定し、もつて上記２つ
の上記軸受面間の摩擦を最小限にし、かつ上記反
転偏心器の反転時に上記潤滑液膜の粘着抵抗を最
小限にすることを特徴とするギアポンプに在る。

このような特徴を有する構成により、ギアポン
プの反転偏心器の付着の主な原因、即ちポンプ停
止後軸受面間の潤滑液の圧力が低下して反転偏心
器が自重により沈降してしまう傾向を無くすこと
ができる。沈降する際には、反転偏心器は軸受面
間から潤滑液（例えばポンプ送りされるオイルの
一部）を排除するので、特にポンプが長期間停止
した場合、軸受面間にはあつたとしても非常に少
しの潤滑液しか残らないことになる。従つて、ポ
ンプの再起動時には、反転偏心器の軸受面と反転
偏心器を支持する軸受面との間に存在する摩擦抵
抗が回転するポンプ組立体と反転偏心器との間の
駆動摩擦よりも大きくなり、それ以前の回転方向
と反対方向へのポンプ組立体の初動によつては反
転偏心器の変位が起らず、従つて吐出方向が不都
合にも反転することになる。本発明の構成によれ
ば、ポンプの停止中にも潤滑液を軸受面間に維持
することができ、ポンプの作動が再び始められた
とき直ちに潤滑が可能であつて、反転偏心器が付
着する恐れは大いに軽減される。

本発明の一実施例によれば、高くされた表面部
分は反転偏心器の軸受面の打ち出し部分であり、
他の実施例によれば反転偏心器の軸受面には環状
突起が形成されており、この環状突起はハウジン
グ空洞の支持軸受面に面する側にきざみ着け等に
より形成された畝を有するものである。このよう
な突起は軸受面間の直接的、摩擦接触を制限して
上述の如く間に空間を維持する。更にこれらの突
起を軸受面間の潤滑液膜により粘着による反転偏
心器の回転運動に対する抵抗を最小限にし、反転
偏心器が付着する恐れをさらに減少する作用をす
る。

次に添付図面に示す本発明の実施例に沿つて本
発明を説明する。

第１図および第２図において、図示のジロータ
ーポンプ１０は上部ハウジング部材１２と下部ハ
ウジング部材１４とを備えている。上部ハウジン
グ部材１２は、Ｏリング１９を挿入する円形溝１
８が形成された略々平坦な内面１６を持つてい
る。一対の直径方向に対向した空洞２０および２
２が上部ハウジング部材１２に形成されている。
空洞２０は上部ハウジング部材１２の周縁のポン
プ入口開口２４と連通し、空洞２２は上部ハウジ
ング部材１２の周縁のポンプ出口開口２６と連通
している。内面１６から下部ハウジング部材１４
に向つて下方に割出しピン２８が突出している。

上部面板３０は対向平面および円形周面３４を
有し、Ｏリング内で上部ハウジング部材１２の内
面１６に向合い接触するように設けられている。
上部面板３０には又、上部面板３０の周縁の割出
し切欠２９を通つて延びるピン２８により割出し
たとき上部ハウジング部材１２の空洞２０および
２２と整列する一対の直径方向に対向する弧状開
口３６および３８が形成されている。

ポンプの反転偏心器は、略々平坦な面４２およ
び４４と円筒周面４５とを有するカラー４０であ
る。円筒周面４５は上部面板３０の周面３４と同
心で直径が略々等しく、カラー４０の上面４４は
上部面板３０の下面３２に面接触している。カラ
ー４０は、カラーの内周面４７により形成され、
外周面４５に対して偏心した円形開口４６を有し
ている。カラー４０はその上側にカラーの180゜
の亘つて延びる弧状凹部４８（第３図）を備えて
いる。ポンプが組立てられると、上部ハウジング
部材１２のピン２８が面板３０の切欠き２９を通
つてカラー４０の凹部４８内に入り、凹部４８の
両端の肩部５０および５１と共働してカラー４０
の回転角運動を180゜に制限するようになる。

内歯回転子５２および外歯歯車５４を備えるジ
ローター歯車組装置５０は、カラー４０の開口４
６内に配置される。回転子５２の外径は、回転子
５２が開口４６内に小間隙で嵌合し、しかもそこ
で自由に回転できるような外径である。周知の如
く、歯車組装置の夫々の歯の軸心は偏心させるた
めにずれているので歯が噛合うのは制限された弧
状長さ部分でだけである。回転子５４はキー溝付
軸方向開口５６を有し、この開口５６はカラー４
０の外周に対して同心で、この中に例えば冷媒圧
縮機あるいは内燃機関のクランクシヤフト等の適
当な駆動装置により駆動されるようにした駆動軸
５８が通る。

略々平坦な対向面６２と、カラー４０の外周面
４５に同心で直径が略々等し円筒周面６５とを有
する下部面板６０は、その上面６２がカラー４０
の下面４２とまた歯車５４および回転子５２の下
面とに面接触している。下部面板６０には上部面
板３０の開口３８と略々整列した弧状開口６６が
形成され、下部ハウジング部材１４の空洞６９に
整列して連通した吐出オリフイスを形成するよう
にしてあり、吐出オリフイスは圧力計（図示して
ない）用のねじ付金具６７内の通路に連通させる
ことができる。下部面板６０は又駆動軸５８を通
す円形中心開口６８と、下部ハウジング部材１４
のピン７８を受入れて面板６０の開口６６を下部
ハウジング部材１４の空洞６９に整列させるよう
にする小開口７０とを備えている。

下部ハウジング部材１４には、略々平坦な底面
７５と略々円筒形の壁面７６とにより形成された
上方に開いたウエル即ち空洞７２が形成されてお
り、円筒壁面７６はカラー４０の外周面４５と同
心で直径が僅かだけ大きい。下部ハウジング部材
１４の最上面７７は略々平坦で上部ハウジング部
材１２の内面１６に封止関係に当接している。ピ
ン７８は空洞７２の底から上方に延びて下部面板
６０を適正位置に案内するように下部面板６０の
開口７０内に延びている。下部ハウジング部材１
４の底部はキー付駆動軸５８用の軸受７９を支持
している。

第２図に示すポンプ１０の組立状態では、上部
面板３０および下部面板６０は反転偏心器即ちカ
ラー４０の両側に接し、歯車組装置５２および５
４はカラーの開口４６内に設けられ、部品３０，
４０，５０および６０からなる組立体全体が下部
ハウジング部材１４の空洞７２内に配置され、駆
動軸５８が軸受７９と下部面板６０の開口６８を
通つて延びて歯車５４に結合されている。空洞７
２の軸方向寸法即ち深さは上述の部品３０，４
０，５０および６０の軸方向寸法よりも僅かだけ
大きく、カラー４０の軸方向寸法即ち厚さは歯車
組装置５０の軸方向寸法即ち厚さよりも僅かに小
さい。更に、空洞７２はカラー４０よりも僅かに
直径が大きい。従つて、歯車組装置５０とカラー
４０とは空洞内で面板３０および６０間で比較的
自由に回転できるが（勿論、カラー４０は180゜
だけである）、面板３０および６０はピン２８お
よび７８により固定保持されている。このように
歯車組装置５０と駆動軸５８が回転ポンプ組立体
を構成している。

カラー４０の平面図である第３図に於て、駆動
軸５８（第２図）を矢印方向に回転させると、回
転子５２（第２図）の外周面とカラー４０の内周
面４７との間の摩擦により、カラー４０の肩部５
１がピン２８（第２図）に当るまでカラー４０が
回転して停止する。

カラー４０即ち反転偏心器のこの運動により歯
車組装置５０が適正な方向に吐出するように位置
される。駆動軸回転方向を逆転させると、カラー
４０は、摩擦により180゜引きずられて回動し肩
部５０がピン２８に係合して停止し、歯車組装置
はポンプ回転方向が反転したにも拘らず前と同じ
吐出口から吐出するように位置が再設定される。
換言すると、回転ポンプ装置の回転方向がいずれ
であろうとも、この場合には歯車回転子５２およ
び反転偏心器即ちカラー４０である回転ポンプ組
立体の部品間の摩擦による反転偏心器即ちカラー
４０の運動により、歯車組装置５０の吐出側はポ
ンプの出口２６に流体連通関係に保たれる。

カラー４０のこのような運動は、カラー４０
と、面板３０，６０および円筒空洞壁７６との間
の摩擦による抵抗を受ける。カラー４０と上部面
板３０および円筒壁７６との間の摩擦は例えば
1.5mm等の適当な間隙を与えることにより最少限
にできるが、カラー４０の下部軸受面４２と下部
面板６０の上部軸受面６２との間にポンプ反転時
に存在する摩擦は、先に述べた理由により従来の
ポンプに於ては問題であつた。

この問題を解消するために、本発明は２つの軸
受面４２および６２の間の直接摩擦接触を、反転
偏心器即ちカラー４０の軸受面４２の全面積より
も相当に小さい面積だけに限定し、これら軸受面
４２および６２の他の部分間には空間を積極的に
維持する装置を提供している。第１図乃至第４図
に示す実施例に於ては、この装置はカラー４０の
下部軸受面４２に形成され、そこだけで下部面板
６０の上部軸受面６２に摩擦接触し、軸受面４２
の他の部分を軸受面６２から持上げられた位置に
積極的に維持してその間に常に空間を維持する突
起８０を備えたものである。

これらの突起を形成するに簡単で有利な方法
は、心立てポンチを用いて軸受面４２を打ち、例
えば第４図に示す如き凹み８２を形成して周囲の
金属を排除して突起８０を形成する方法である。
第１図および第３図から、突起８０は軸受面４２
上に一様に分布して軸受面４２を面板６０の上部
軸受面６２に対して略々平行に保持し、ポンプ内
でカラー４０が傾くのを防ぐようにしてあるのが
判かる。心立てポンチに加える打撃力に応じて突
起８０は軸受面４２から約0.013mm乃至約0.025mm
（約0.0005in乃至約0.001in）突出する。カラー４
０は歯車組装置５０よりも約0127mm（約
0.005in）低いので、突起８０により高さが高く
なつてもカラー４０と面板３０および６０との間
で干渉が起こることはない。

第５図乃至第７図に於て、第１図乃至第４図に
対応する部分は同じ符号で示してあり、反転偏心
器即ちカラー４０と下部面板６０との間の直接摩
擦接触を制限し、その間に空間を維持する装置
は、カラー４０の軸受面４２上に形成された環状
突起４２ａ（第６図参照）を備えている。。面板
６０と摩擦接触する環状突起４２ａの面８５は、
軸受面４２（面８５を含む）の全面積の一部分で
ある。カラー４０と面板６０との間の摩擦接触を
更に減少させるために、環状突起４２ａの面８５
に例えば第７図に示される如き複数の畝８７を設
ける。これらの畝８７の嶺だけが面板６０と摩擦
接触し、畝間の谷即ち溝８６は潤滑液で満たされ
ている。カラー４０と面板６０との間の直接摩擦
接触を最小限にする他に、環状の面８５に形成さ
れてカラー４０の径方向に延びた畝８７は、第１
の実施例の突起８０の項も同様に、カラー４０の
軸受面と面板６０の軸受面との間の薄い連続した
潤滑剤膜により反転偏心器即ちカラー４０に加え
られる粘着抵抗の問題を軽減する作用をもする。

環状突起４２ａは様々な方法で形成できる。例
えば立上り突出部を有するカラー４０を初めに作
り（鋳造あるいは鍛造）、次に外表面を加工して
所望の仕上形状にしたり、あるいはカラー４０を
一定の厚さに作り、下面の外側の材料を落して環
状突起４２ａを残し、この突起の環状面８５にき
ざみを付けて畝８７および溝８６を形成すること
によりできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はジローターポンプの分解斜視図、第２
図は組立たジローターポンプの縦断面図、第３図
は反転偏心器の頂面図、第４図は反転偏心器の下
面の突起を示す拡大部分断面図、第５図は変形例
の反転偏心器の斜視図、第６図は第５図の線−
に沿つて断面図、第７図は第６図の線−に
沿つた拡大断面図である。 １０……ギアポンプ、１２，１４……ハウジン
グ、３０，６０……面板、４０……反転偏心器、
４２，７５……軸受面、５０……歯車組装置、７
２……空洞、８０……突起、８６……溝、８７…
…畝、３０，４０，５０，６０……ポンプ組立
体、８０，８２，８６，８７……限定し維持する
装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入口、出口、および上記入口および上記出口
   に連通する空洞を有するハウジングと、反対方向
   に回転可能であつて、上記空洞内に設けられた偏
   心歯車組装置を有していづれかの方向に回転した
   ときポンプ作用をする可回転ポンプ組立体と、上
   記空洞内に設けられ、上記ポンプ組立体が一方向
   に回転するとき上記歯車組装置の吐出側を上記出
   口に接続するように上記歯車組装置を位置させる
   角位置、および上記ポンプ組立体が他方向に回転
   するとき上記歯車組装置の吐出側を上記出口に接
   続するように上記歯車組装置を位置させる角位置
   の２つの角位置間で回動可能な反転偏心器とを備
   え、上記反転偏心器は、上記可回転ポンプ組立体
   の上記一方向および上記他方向への最初の回転に
   より摩擦で上記可回転ポンプ組立体により上記一
   方向および上記他方向に駆動されるように緩く結
   合されており、上記反転偏心器が上記空洞に設け
   られた実質的に平坦な軸受面上に座す実質的に平
   坦な軸受面を有するギアポンプに於いて、 上記平坦な軸受面の内の１つが高くなつた表面
   部分を有し、この高くなつた表面部分は、 (a) この部分だけで上記平坦な軸受面の内の他方
   に摩擦接触し、もつて上記両軸受面の他の部分
   間に空間を積極的に形成してこの空間内に潤滑
   液膜を維持すること、および (b) この部分が、２つの上記軸受面間の直接摩擦
   接触面を基本的に多数の点接触面あるいは線接
   触面に限定し、もつて上記２つの上記軸受面間
   の摩擦を最小限にし、かつ上記反転偏心器の反
   転時に上記潤滑液膜の粘着抵抗を最小限にする
   ことを特徴とするギアポンプ。 ２ 上記高くなつた表面部分が、上記反転偏心器
   の上記軸受面上に形成された特許請求の範囲第１
   項記載のギアポンプ。 ３ 上記高くなつた不連続の表面部分が、上記反
   転偏心器の上記軸受面上に略々一様に分布された
   特許請求の範囲第２項記載のギアポンプ。 ４ 上記高くなつた不連続の表面部分が、実質的
   に円形パターンとして配置された特許請求の範囲
   第２項あるいは第３項記載のギアポンプ。 ５ 上記高くなつた不連続の表面部分が、上記反
   転偏心器の上記軸受面の打撃による突出部である
   特許請求の範囲第２項乃至第４項のいずれかに記
   載のギアポンプ。 ６ 上記反転偏心器が上記軸受面上に形成された
   環状突起を有し、上記高くなつた面部分が、上記
   空洞内の上記軸受面に面する上記環状突起の表面
   上に形成されて間に溝を有する畝により構成され
   た特許請求の範囲第１項記載のギアポンプ。 ７ 上記畝および上記溝が上記環状突起の上記表
   面に亙つて半径方向に延びた特許請求の範囲第６
   項記載のギアポンプ。 ８ 上記環状突起の上記表面がきざみ付表面であ
   る特許請求の範囲第６項あるいは第７項記載のギ
   アポンプ。