JPS63113193A

JPS63113193A - ギアポンプ

Info

Publication number: JPS63113193A
Application number: JP25971786A
Authority: JP
Inventors: Kanji Sakata; 坂田　寛二; Shigemi Nagatomo; 長友　繁美; Naoya Morozumi; 尚哉両角
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-10-31
Filing date: 1986-10-31
Publication date: 1988-05-18

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明はギアポンプに係り、特に内歯式のギアポンプに
関する。

〈従来の技術）ギアポンプの一種に内歯式と呼ばれる方式のものが知ら
れている。これは回転可能に設けられたアウターギアと
、その内側にアウターギアに対して所定量だけ偏心させ
て回転可能に設けられたインナーギアとでポンプ機構を
構成し、アウターギアおよびインナーギアのいずれか一
方に回転力を付与し、両ギアが噛合いつつ回転すること
により、ポンプ作用が得られるようにしたものである。

さらに詳述すれば、アウターギアとインナーギアとの間
には空間が形成され、ギアの回転に伴ないその空間が回
転方向に移動するように構成される。

そして、アウターギアおよびインナーギアを両端面に接
して設けられた第１および第２の支持部材のいずれか一
方に、両ギアの端面に面し且つ上記空間に連通する吸込
み空および吐出室がそれぞれ形成され、さらに吸込み室
および吐出室は吸込みポートおよび吐出ポートに連通し
ている。

ここで、アウターギアおよびインナーギアの両端面のう
ち、吐出室に面している側の端面にはポンプの吐出圧力
（揚程圧力）が作用するが、吐出室と反対側の端面には
吐出圧力と吸込み圧力との中間の圧力が作用する。この
結果、両ギアには吐出室が形成された側から、反対側の
支持部材側に向かうスラスト（軸方向の圧力）が作用す
る。このスラストは吸込み圧力と吐出圧力との差圧と、
ギアの吐出室に面している端面の面積に比例している。

従って、スラストの大きさやギアの材質によっては、ギ
ア端面やそれに接する支持部材等の部材の表面が著しく
摩耗し、ポンプ性能を低下させるのみならず、最悪の場
合は運転不能あるいはポンプの破損を引起こす。

（発明が解決しようとする問題点）このように従来の内歯式ギアポンプでは、ギアの端面に
スラストが働くことにより、ギアやその支持部材等の摩
耗が生じ、信頼性が低下するという問題があった。

本発明はギアの端面にスラストが働かないようにして信
頼性を向上させた内歯式のギアポンプを提供することを
目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明は、アウターギアおよびインナーギアの両端面に
接して設けられた第１および第２の支持部材のうち、吸
込み至が形成されていない方の支持部材のアウターギア
およびインナーギアを挟んで吸込み室に対向する位置に
、両ギアの端面に面し且つ両ギア間の空間と連通ずる第
１の凹部を形成し、また吐出室が形成されていない方の
支持部材のアウターギアおよびインナーギアを挟んで吐
出室に対向する位置に、同じく両ギアの端面に面し且つ
両ギア間の空間と連通ずる第２の凹部を形成したことを
特徴とする。

（作用）本発明では、アウターギアおよびインナーギアの吸込み
室および吐出室に面している側と反対側の端面に面して
形成された第１および第２の凹部に、これらと連通して
いる両ギア間の空間を通して、ポンプにより圧送される
液体が導かれる。従って、吸込み室および吐出！に面し
た端面に加わ　−る圧力と、反対側の端面に加わる圧力
とがバランスすることにより、ギアの働くスラストは相
殺され、ギアや支持部材の摩耗が減少する。

（実施例）第１因は本発明の一実論例に係るギアポンプの構成を示
す縦断面図であり、第２図は第１図のＡ−ＡＩＪに沿う
横断面図である。

モータ１の上部に円筒状のポンプ取付は枠２が固定され
、この取付は枠２に内歯式のポンプ機構および磁気カッ
プリング装置が取付けられている。

ポンプ機構はトロコイドギアからなるアウターギア３お
よびインナーギア４を主体として構成され、インナーギ
ア４は第２図に示すようにアウターギア３に対して偏心
した状態で噛合っている。

アウターギア３とインナーギア４との間には空間（間隙
）が形成され、この空間が両ギア３．４の回転に伴ない
回転方向に移動することによりポンプ作用が発揮される
。

アウターギア３の外周部はシリンダ５の内周部に摺接し
ている。一方、インナーギア４はシャフト６の上端部に
回転可能に支持されると共に、第１および第２の支持部
材である上部プレート７および下部プレート８によって
、上下両端が支持されている。下部プレート８はまたシ
ャフト６の軸受を兼ねている。

下部プレート８は、ポンプ取付は枠２の開口部を塞ぐよ
うに設けられた非磁性材料からなる密閉ケース９上に固
定されている。アウターギア３およびインナーギア４は
上部プレート７および下部プレート８により、これらの
プレート７．８に対して数十〜数百ミクロン程度の適度
なりリアランスをもって軸方向に位置決めされている。

上部プレート７には、吸込みポート１０および吸込み室
１１と吐出室１２および吐出ポート１３が形成されてい
る。吸込み至１１および吐出室１２は、アウターギア３
およびインナーギア４の上側の端面に面して形成され、
両ギア３．４間の空間に連通ずる。

一方、下部プレート８にはアウターギア３およびインナ
ーギア４を挟んで吸込み室１１および吐出室１２と対向
する位置に、両ギア３．４の下側端面に面し、且つ両ギ
ア３．４間の空間に連通する第１および第２の凹部１４
．１５が形成されている。これら第１および第２の凹部
１４．１５は、ギア３．４に加わるスラストを相殺する
目的で設けられたものである。

なお、吸込み室１１および吐出室１２の断面形状を第３
図（ａ）とすると、第１および第２の断面形状は第３図
（ｂ）に示すようにギア３．４を挟んで吸込み室１１お
よび吐出室１２と対称の形状が望ましい。なお、第３図
（ａ）（ｂ）はいずれも第１図の上方向から見た平面図
を示している。

モータ１の出力軸１６には、キー１７によって出力軸１
６に対して回転しないように、！ｆｆケース９の外周面
および下面を取囲む形でアウターヨーり１８が固定され
ている。このアウターヨーク１８の密閉ケース９外周面
に対向する内周面に、磁気カップリング装置の一部であ
る円筒状のアウターマグネット１９が固定されている。

一方、シャフト６の下端部にキー２０により固定された
インナーヨーク２１に、磁気カップリング装置の他の一
部である円筒状のインナーマグネット２２が固定され、
密閉ケース９を介してアウターマグネット１９と対向し
ている。アウターマグネット１９およびインナーマグネ
ット２２は、円周方向と直交する方向（厚み方向）にＳ
Ｎ両磁極を有し、円周方向にスペーサ（図示せず〉をそ
れぞれ介して複数個配列されている。

このように構成されたギアポンプにおいて、モータ１の
出力軸１６が回転すると、アウターヨーク１８と共にア
ウターマグネット１９が回転する。

アウターマグネット１９が回転すると、これと密閉ケー
ス（非磁性隔壁）９を介して対向することにより磁気的
に結合しているインナーマグネット２２およびインナー
ヨーク２１に回転が伝達される。インナーヨーク２１の
回転はシャフト６を介してポンプ機構におけるインナー
ギア４に伝達される。これによりインナーギア４が回転
すると、これと噛合っているアウターギア３も回転する
。

こうしてアウターギア３およびインナーギア４が互いに
噛合いつつ回転すると、両ギア３．４間の空間部が回転
方向に順次移動することにより、吸込みポート１０から
吸込み室１１内に冷媒等の液体が吸込まれた後、該空間
部の回転によって吐出室１２へ移送され、吐出室１２か
ら吐出ポート１３を通して外部へ吐出される。すなわち
、ポンプ作用が得られる。

ここで、吸込みポート１０から吸込み室１１に吸込まれ
た液体の一部は、ギア３，４間の空間を通して吸込み室
１１と反対側にある第１の凹部１４にも導かれる。また
、ギア３．４間の空間を経て吐出室１２に移送される液
体の一部は、吐出室１２と反対側に設けられた第２の凹
部１５にも導かれる。この結果、ギア３．４の両端面に
加わる圧力は、吸込みｖｌｌおよび第１の凹部１４に面
した位置ではいずれも吸込み圧力となり、また吐出室１
２および第２の凹部１５に面した位置ではいずれも吐出
圧力となって、どこでも均等となる。従って、ギア３，
４にはスラストが加わらなくなり、ギア３，４や上部プ
レート７および下部プレート８あるいはシリンダ５の摩
耗が防止される。

なお、この場合において第１および第２の凹部１４．１
５は、ギア３，４の軸と直交する面内の断面積がそれぞ
れ吸込み室１１および吐出室１２の該面内の断面積とほ
ぼ等しいことが、ギア３゜４の両端面にかかる圧力を等
しくする上で望ましい。特に第３図に示したように、凹
部１４，１５の断面形状をギア３．４を挟んで吸込み室
１１および吐出室１２と対称的にすると、ギア３．４の
両端面での圧力がどの位置でも均等となるので、より一
層好ましい結果が得られる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではな
く、例えば実施例では吸込み室１１および吐出室１２を
上部プレート７（第１の支持部材）に形成し、これらと
対応する第１および第２の凹部１４．１５を下部プレー
ト８（第２の支持部材）に形成したが、逆に吸込み室お
よび吐出室を下部プレートに、第１および第２の凹部を
上部プレートにそれぞれ形成してもよい。その場合、吸
込みポートおよび吐出ポートは水平方向に形成すればよ
い。

また、吸込み室を上部プレートおよび下部プレートのい
ずれか一方に形成し、吐出室を他方に形成してもよい。

その場合も第１および第２の凹部はそれぞれ吸込み室お
よび吐出室が形成された側とギアを挟んで反対側に形成
されることは言うまでもない。また、第１および第２の
支持部材の形状は、必ずしもプレート状でなくともよい
。その他、本発明は要旨を逸脱しない範囲で種々変形し
て実施することが可能である。

［発明の効果〕本発明に係るギアポンプは、アウターギアおよびインナ
ーギアの端面にスラストがほとんど働かないようにでき
るため、ギアおよびそれに接する部材の摩耗が大幅に減
少し、長期にわたり良好なポンプ性能が得られ、信頼性
が向上するという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るギアポンプの縦断面図
、第２図は同ギアポンプのＡ−Ａｌｌに沿う横断面図、
第３図（ａ）（ｂ）は第１図における吸込み室と吐出室
および支持部材の断面形状を説明するための平面図であ
る。１・・・モータ、２・・・ポンプ取付は枠、３・・・ア
ウターギア、４・・・インナーギア、５・・・シリンダ
、６・・・シャフト、７・・・上部プレート（第１の支
持部材）、８・・・下部プレート（第２の支持部材）、
９・・・密閉ケース、１ｏ・・・吸込みポート、１１・
・・吸込み室、１２・・・吐出室、１３・・・吐出ポー
ト、１４・・・第１の凹部、１５・・・第２の凹部、１
６・・・モータ出力軸、１７・・・キー、１８・・・ア
ウターヨーク、１９・・・アウターマグネット、２０・
・・キー１、２１・・・インナーヨーク、２２・・・イ
ンナーマグネット。第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回転可能に設けられたアウターギアと、このアウ
ターギアの内側に回転可能に設けられたインナーギアと
、これらアウターギアおよびインナーギアの両端面に接
して設けられた第１および第２の支持部材と、これら第
１および第２の支持部材のいずれか一方に前記アウター
ギアおよびインナーギアの端面に面して形成され、これ
ら両ギア間の空間に連通する吸込み室と、前記第１およ
び第２の支持部材のいずれか一方に前記アウターギアお
よびインナーギアの端面に面して形成され、これら両ギ
ア間の空間に連通する吐出室と、これらの吸込み室およ
び吐出室に連通した吸込みポートおよび吐出ポートとを
備え、前記アウターギアおよびインナーギアのいずれか
一方に回転力を付与してポンプ作用を行なうギアポンプ
において、前記第１および第２の支持部材のうち前記吸
込み室が形成されていない方の支持部材の前記アウター
ギアおよびインナーギアを挟んで吸込み室に対向する位
置に、両ギアの端面に面し且つ前記空間と連通する第１
の凹部を形成し、前記第１および第２の支持部材のうち
前記吐出室が形成されていない方の支持部材のアウター
ギアおよびインナーギアを挟んで吐出室に対向する位置
に、両ギアの端面に面し且つ前記空間と連通する第２の
凹部を形成したことを特徴とするギアポンプ。
（２）第１および第２の凹部はアウターギアおよびイン
ナーギアの軸と直交する面内の断面積がそれぞれ吸込み
室および吐出室の該面内の断面積とほぼ等しいことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のギアポンプ。
（３）第１の凹部はアウターギアおよびインナーギアを
挟んで吸込み室と対称の断面形状を有し、第２の凹部は
両ギアを挟んで吐出室と対称の断面形状を有することを
特徴とする特許請求の範囲第２項記載のギアポンプ。