JPS63277880A - 浮動シャフト型歯車ポンプ及びモータ - Google Patents

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〕 本発明は油圧システムにおいて用いられる歯車ポンプ及
び／又はモータに関し、そしてさらに詳細には、歯車シ
ャフトの半径方向の浮動が浮動スリーブによって行われ
る外接歯車ポンプ及び／又はモータに関するものである
。

〔従来の技術〕

歯車ポンプの分野において急速な進展がなされてきてい
る。大きな高圧及び高荷重軸受を使用するような種々の
技術的手術が大概のポンプにおいて採用されてきた。従
来の構造の歯車ポンプの性能を向上させる可能性は少し
しかないといえるであろう。したがって、多くの国にお
ける歯車ポンプの製造は近年新しい構造の歯車ポンプを
研究し開発してきた。これらのうち多くは半径方向浮動
型のものである。様々の半径方向の浮動型の構造は多く
の国の特許に開示されてきたが、半径方向浮動は例外な
しにこれらの方式の全てにおいて半径方向浮動シールブ
ロックを介して行われている。

さらに詳細には、これらの歯車ポンプにおける歯車、歯
車シャフト及び歯車軸受は半径方向には比較的に安定し
ている。半径方向の浮動は歯車に向って半径方向に動く
ことのできる浮動シールブロックを介して行われ、また
半径方向のシールは駆動歯車及び被駆動歯車とそれぞれ
同一の浮動シールブロック上の周壁の２つの部分を介し
て行われる。このような浮動型の歯車ポンプは明らかに
構造が複雑でありまた比較的大きな半径方向の寸法を有
している。

〔発明が解決しようとする課題〕

したがって、本発明の全般的の目的は従来技術における
上記の欠点を解消することである。

さらに詳細には、本発明の目的は、従来技術において例
外なく存在していた浮動シールブロックを有しない、半
径方向浮動型の改良された歯車ポンプ又はモータを提供
することである。

さらにまた詳細には、本発明の目的は構造が簡単化され
半径方向浮動がその性能を高めるように行われる上記の
ような改良された外接歯車ポンプ又はモータを提供する
ことである。

〔課題を解決するための手段とその効果〕本発明の明瞭
な理解を得るため、まず歯車ポンプ又はモータにおける
半径方向浮動の作用を知ることが必要である。高圧下で
半径方向シール手段を提供するのが半径方向浮動の唯一
の機能ではない。半径方向浮動の主なる機能は、シール
作用が非半径方向浮動型の歯車ポンプ又はモータにおけ
るような低圧領域でな（、高圧領域で行われ、それによ
り高圧領域が大きく減少されそして歯車ポンプ又はモー
タに本来存在する半径方向の力が大幅に減少され、その
ため歯車ポンプ又はモータの性能を向上させるものとな
るということである。

本発明の本質又は主旨は、半径方向の浮動が、歯車、歯
車シャフト及び軸受が取付けられる半径方向浮動スリー
ブによって行われることにある。

本発明の歯車ポンプ又はモータにおいては浮動シ−ルブ
ロックが存在しない。半径方向浮動が浮動ブロックによ
って行われる従来の歯車ポンプ又はモータと比べ、本発
明の歯車ポンプ又はモータは高圧領域でシール作用が行
われ、高圧領域の寸法と半径方向の力を減少させるよう
な同様の利点を有し、またこれが半径方向浮動の主なる
作用を行うものである。さらに、本発明の歯車ポンプ又
はモータは構造が簡単化され、寸法が減少されまた製造
が容易である。

本発明のさらに新規な特徴及びその他の目的は好適な実
施態様を示す添付図面と関連する以下の詳細な説明と特
許請求の範囲から明らかになるであろう。

〔実施例〕

第１図ないし第４図は本発明の歯車ポンプの好適な実施
態様の構造を示す。

第１図に示すように、ケーシングは３つの部分、フロン
トカバー１、ハウジング２及びバックカバー３とからな
っている。これらの３つの部分は第２図に示すように４
つのボルト又は同様な連結具によって一緒に締結される
。ハウジング２には２つの軸方向に平行な重なる内腔１
３によって構成された内部空洞が形成され、それにより
この空洞が数字８に類似した断面形状を有するようにし
ている。４つのスリーブ５がこれらの穴の中に配設され
る。各スリーブ５には駆動歯車シャフト７又は被駆動歯
車シャフト８をそれぞれ支持する軸受６が設けられてい
る。駆動歯車９は駆動シャフト７と一体に作られまた被
駆動歯車１０は被駆動シャフト８と一体に作られている
。歯車９は歯車１０に噛み合わされる。この歯車ポンプ
が運転されている時、駆動歯車シャフト７は外部動力源
（図示しない）によって回転されそれにより歯車９と歯
車１０がそれぞれ第２図に示す矢印の方向に回転する。

油圧オイルはそのためハウジング２の入口１１を通って
吸入される。この油圧オイルはつぎに隣接する歯の間の
空間を通って左側の高圧側に送られ、これらの歯によっ
て圧縮されることにより高圧オイルとなり、そしてハウ
ジング２の出口１２を通って流出する。

半径方向浮動のない従来の歯車ポンプと異なる点、すな
わち本発明の歯車ポンプの特徴はこれらスリーブ５の外
径がハウジング２の内腔１３の径より小さい０．０２ｍ
−０，０５ｍ　（ｍは歯車のモジュールを表わす）であ
りそれによりこれらスリーブ５が半径方向に浮動するば
かりでなく軸受６、歯車シャフト７．８を駆動しまたそ
のため歯車９．１０を半径方向に浮かせるように駆動す
ることができるということにある。

半径方向浮動の方法は第４図及び第５図を参照して詳細
に記載される。溝１４が低圧側の近くのスリーブ５の外
側円筒表面上に設けられる。この溝１４は半径方向に見
られるように矩形である。

溝１４はまた半径方向背圧溝１４と呼ぶことができる。

各スリーブ５の前側表面（＠車の端部に近接した）は前
記空洞（第２図）の左側の高圧領域にオリフィス１６が
設けられている。このオリフィス１６は各スリーブ５の
内側円筒表面に形成された環状溝１７に連通している。

オリフィス１８がこの環状溝１７を半径方向背圧溝１４
に連通させる。矩形シールリング１９とナイロン蓋２ｏ
とが半径方向背圧溝１４とハウジング２との間のシール
のために用いられる。この歯車ポンプの作動中、高圧オ
イルがオリフィス１６、環状溝１７及びオリフィス１日
を通って半径方向背圧溝１４に流入し高圧側の内側周壁
２１と２２の２つの部分又は前記空洞の左側に対しスリ
ーブ５を押圧しスリーブ５を結合平面２３において相互
に接触させる。駆動歯車シャフト７が歯車９と一体に作
られ被駆動歯車シャフト８が歯車１ｏと一体に作られ、
歯車シャフト７と８は軸受６によってそれぞれ支持され
またこれらの軸受６はスリーブ５に緊密に嵌合されてい
るので、スリーブ５が油圧オイルの圧力のもとに内周壁
２１と２２の２つの部分に対し押しつけられた時、歯車
９と１０はスリーブ５によって高圧側に持って来られ歯
車９と１０の歯先が歯車９又は１０の外径にそれぞれ一
致する内側周壁２４と２５の２つの部分に沿って密接し
それによりこの歯車ポンプの高圧領域の半径方向シ−ル
作用が保持されるようになる。

第１図と第６図に示されるように、特殊形状の溝２７（
又は軸方向の背圧溝２７）がバックカバー３に設けられ
またこの溝２７と同じ形状で同一寸法の特殊形状の溝２
６（又は軸方向背圧溝２７）がフロントカバー１の対応
位置に設けられる。これらの特殊形状溝２６と２７の各
々は同じ特殊形状のシールリング２８と同じ特殊形状の
蓋２９によってそれぞれシールされる。歯車ポンプの運
転時、高圧オイルは、出口１２とハウジング２の２つの
端部と特殊形状のＭ２Ｏとに連通するハウジング２のオ
リフィス３０を通ってフロントカバー１の軸方向背圧溝
２６とバックカバー３の軸方向背圧溝２７にそれぞれ流
入しスリーブ５を押す背圧を発生させるようにする。こ
のようにして歯車ポンプの前側端部と後側端部の４つの
スリーブ５は駆動歯車９の端部と被駆動歯車ｌＯの端部
に対し押しつけられそのため軸方向のシール作用が保持
される。

したがって、この油圧浮動スリーブ５によって、歯車シ
ャフト７と８したがって歯車９と１０が高圧領域に向っ
て動かされそしてこれと同時にこの油圧浮動スリーブ５
が歯車９と１０の端部に向って動かされることがわかる
。

上記説明は本発明が歯車ポンプとして用いられた時の作
動モードによってなされた。高圧オイルが出口１２から
流入した場合は、トルクが歯車シャフト７上に得られ、
そしてこの歯車ポンプは歯車モータに転換する。スリー
ブ５が複動スリーブに置き換えられオイル通路に若干の
改良がなされた場合は、この歯車ポンプは両方向に回転
できる歯車モータに転換する。この歯車モータは第７゜
８．９．１０及び１１図を参照して以下に説明される。

不必要な反復を避けるため、歯車ポンプと相違する点だ
けが記載される。第２図に示されるハウジング２と異な
り、本発明の歯車モータのハウジング３２は２つのオイ
ル通路３３と３４が設けられ、これらの通路は同じ形状
と寸法を有しまた第７図に示されるように歯車モータの
長手方向軸線に関し対称である。スリーブ５に代る４つ
の複動スリーブ３５がハウジング３２内部の２つの内腔
３６によって構成された空洞の中に取付けられている。

この複動スリーブ３５の外径もまた内腔３６の直径より
小さい０．０２ｍ−０，０５ｍ　（ｍは歯車のモジュー
ルを表わす）である。第８．９及び１０図に示すように
、各複動スリーブ３５には２つの対称溝３７と３８（又
は半径方向背圧溝３７と３８）が設けられている。この
半径方向背圧溝３７と３８の中に高圧オイルをそれぞれ
導入するため、複動スリーブ３５の各々には第８．９及
び１０図に示すような２つの平行な環状溝３９と４０が
設けられる。環状溝３９はオリフィス４１を介して半径
方向背圧溝３７に連通しそしてオリフィス４３を介して
複動スリーブ３５の前側端部に通じている。環状溝４０
はオリフィス４２を介して半径方向背圧溝３８に連通し
そしてオリフィス４４を介して複動スリーブ３５の後側
端部に通じている。第１１図は前方から見たバックカバ
ー４５、シールリング及びナイロン蓋の分解図である。

第１１図に示すように、バックカバー４５には２つの特
殊形状溝４６と４７（又は軸方向背圧溝４６と４７）が
設けられ、これらの溝はこの歯車モータの縦方向軸線に
関して対称でありまた特殊形状のシールリング４８と特
殊形状の！！４９　、５０（歯車モータのフロントカバ
ーは軸方向背圧溝４６゜４７を有している）とによって
それぞれシールされている。

第７図は反時計方向に回転する歯車モータの作動を示し
ている。左側のオイル通路３３がここでは入口として作
用し、この入口から高圧オイルが流入し歯車シャフト７
．８を第７図に示す矢印の方向に回転しそれによりトル
クが歯車シャフト７上に得られ、一方、右側のオイル通
路３４は出口として作用しこの出口を通ってオイルは放
出される。この状態のもとで左側のオイル通路３３は高
圧領域にありこれに対し右側のオイル通路３４は低圧領
域にある。高圧オイルが歯車７．８を回転している時、
高圧オイルはまた半径方向背圧溝３７に流入しそして複
動スリーブ３５を左側に向って押しそれにより半径方向
のシール作用が前記したように行われる。ハウジング３
２にはまた高圧領域に連通ずるオリフィス５１が設けら
れる。

高圧オイルはこのオリフィス５１と特殊形状の蓋４９に
形成されたオリフィス５２とを通って軸方向背圧溝４６
に流入し、複動スリーブ３５を歯車の端部に対し押しつ
けそれにより軸方向のシール作用が行われるようにする
。

歯車モータが時計方向に回転した時、右側のオイル通路
３４は入口として作用しこの人口を通って高圧オイルが
流入しそしてこの入口は高圧領域にある。左側のオイル
通路３３は出口として作用しこの出口を通ってオイルが
放出されこの出口は低圧領域にある。オイル通路３４か
ら流入する高圧オイルは歯車シャフト７．８を第７図に
示す矢印と反対方向に回転し、歯車シャフト７に時計方
向のトルクを発生させる。これと同時に、高圧オイルは
、ハウジング３２に形成された高圧領域に連通ずるオリ
フィス５３と特殊形状のＭ２Ｏのオリフィス５４とを通
って軸方向背圧溝４７に流入し、複動スリーブ３５を歯
車の端部に対して押しつけ軸方向のシール作用を保持す
る。また、高圧オイルは軸方向背圧溝４７から半径方向
背圧溝３８に、特殊形状の蓋５０のオリフィス５５と複
動スリーブ３５のオリフィス４４と環状溝４０とオリフ
ィス４２とを通って流れ続け、右側の高圧領域（第７図
に示す左側の位置における複動スリーブ３５と反対に、
複数スリーブ３５はここでは右側位置にある）に向って
複数スリーブ３５を押し半径方向のシール作用を行うよ
うにする。

歯車モータが時計方向に回転した時、右側のオイル通路
３４は入口として作用しこの入口を通って高圧オイルが
流入しそしてこのオイル通路３４は高圧領域にある。左
側のオイル通路３３は出口として作用しこの出口を通っ
てオイルが放出されこのオイル通路３３は低圧領域にあ
る。オイル通路３４から流入する高圧オイルは歯車シャ
フト７゜８を第７図に示す矢印と反対方向に回転し、シ
ャフト７に時計方向のトルクを発生させる。これと同時
に、高圧オイルが、ハウジング３２に形成された高圧領
域に連通ずるオリフィス５３と特殊形状のＭ２Ｏのオリ
フィス５４とを通って、軸方向背圧溝４７に流入し、複
動スリーブ３５を歯車の端部に対して押しつけ軸方向の
シール作用を保持するようにする。さらに、高圧オイル
が、特殊形状のＩＥ５０のオリフィス、複動スリーブ３
５のオリフィス４４、環状溝４０及びオリフィス４２を
通って、軸方向背圧溝４７から半径方向背圧溝３８へ流
れ続け、複動スリーブ３５を右側の高圧領域（第７図に
示す左側の位置における複動スリーブ３５と反対に複動
スリーブはここでは右側にある）に向って押し、半径方
向のシール作用を行うようにする。

このようにして、本発明の浮動シャフト型の歯車モータ
は両方向に回転することができる。

重要な油圧構成部分として、歯車ポンプ及び／又はモー
タは象、速に発展してきた。そのため、新しい型の歯車
ポンプ及び／又はモータが市場で競争することが予想さ
れる場合は、この歯車ポンプ及び／又はモータは性能が
優れまた値段が安価でなければならない。本発明は、歯
車ポンプ及び／又はモータの歯車シャフトと軸受が半径
方向に動くことができないという従来の歯車ポンプ及び
／又はモータの構造上の原理を打ち破るものである。

本発明の歯車ポンプ及び／又はモータの半径方向の浮動
は°°スリーブ→軸受→歯車シャフト′°のやり方で行
われる。この浮動型は原理において独特のものでありそ
して構造が簡単（他に半径方向浮動手段を有しない）で
ある。さらに、本発明の歯車ポンプ及び／又はモータは
、半径方向の浮動が行われまたそのため本来の半径方向
の力が減少するので極めて満足できる性能を有している
。例えば、本発明の歯車ポンプの最高圧力は３２１ｋｇ
ｆ／　ｃｍ”に達することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様による浮動シャフト型の外
接歯車ポンプ全体の軸方向断面図、第２図は第１図のＩ
−Ｉ線に沿う横断面図、第３図は第２図の■−■線に沿
う部分詳細断面図、 第４図は第１図の■−■線に沿う横断面図、第５図は本
発明の歯車ポンプに用いる浮動スリーブの斜視図、 第６図は本発明の歯車ポンプに用いられるバックカバー
、シールリング及びナイロン蓋の分解図、第７図は浮動
スリーブを通る本発明の歯車モータの横断面図、 第８図は第７図に示す歯車モータに用いられる浮動スリ
ーブの背面図、 第９図は第８図のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、第１０図
は第８図の■−■線に沿う断面図、第１１図は本発明の
歯車モータに用いられるバックカバー、シールリング及
びナイロン蓋の分解図である。 １・・・フロントカバー、２・・・ハウジング、３・・
・バックカバー、　　５・・・スリーブ、６・・・軸受
、　　　　　７・・・駆動歯車シャフト、８・・・被駆
動歯車シャフト、９・・・駆動歯車、１０・・・被駆動
歯車、　　１１・・・入口、１２・・・出口、　　　　
　１３内腔、１４・・・半径方向背圧溝、１６　、１８
・・・オリフィス、１７・・・環状溝、　　　　１９・
・・シールリング、２０・・・ナイロン蓋、　２１　、
２２・・・内側周壁、２４　、２５・・・内側周壁、　
２６　、２７・・・特殊形状溝、３２・・・ハウジング
、　３３　、３４・・・オイル通路、３５・・・複数ス
リーブ、３７・・・半径方向背圧溝、３９　、４０・・
・環状溝、　　４５・・・バックカバー、４６　、４７
・・・特殊形状溝、５１　、５２・・・オリフィス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、フロントカバーと、バックカバーと、入口及び出口
   を有し内部空洞が２つの軸方向に平行な重なり合う内腔
   によって構成されているハウジングと、前記空洞内に取
   付けられ噛み合う歯を有し軸受に支持される歯車シャフ
   トと一体に作られている一対の歯車と、前記空洞内の前
   記歯車によって分割された高圧領域及び低圧領域とを具
   備する浮動シャフト型の歯車ポンプにおいて、前記軸受
   の各々が、その直径が前記内腔の直径より小さいスリー
   ブの中に緊密に嵌合され、前記スリーブの各々にはその
   外側円筒状表面に溝（又は半径方向背圧溝）と高圧オイ
   ルが前記高圧領域から導入される通路とが設けられ、そ
   れにより前記高圧オイルのもとに前記スリーブが、前記
   歯車シャフトと前記歯車とを前記ハウジングの内側周壁
   の２つの部分に対し押しつけるように移動させ、また前
   記スリーブが、前記フロントカバーとバックカバーにそ
   れぞれ形成された２つの軸方向背圧溝によって前記歯車
   の端部に対し軸方向に押しつけられるようにすることを
   特徴とする歯車ポンプ。 ２、前記スリーブの直径が０．０２ｍ−０．０５ｍ（ｍ
   は歯車のモジュールを表わす）である請求項１に記載の
   歯車ポンプ。 ３、高圧オイルの前記通路が前記スリーブの内側円筒状
   表面に設けられた環状溝を含んでいる請求項１に記載の
   歯車ポンプ。 ４、フロントカバーと、バックカバーと、入口及び出口
   を有し内部空洞が２つの軸方向に平行な重なり合った内
   腔によって構成されているハウジングと、このハウジン
   グ内に取付けられ噛み合う歯を有しまた軸受に支持され
   た歯車シャフトと一体に作られている一対の歯車と、前
   記空洞内の前記歯車によって分割された高圧領域及び低
   圧領域とを具備する浮動シャフト型の歯車モータにおい
   て、前記軸受の各々が前記内腔の直径より小さい直径の
   複動スリーブの中に緊密に嵌合され、前記複動スリーブ
   の各々には２つの溝（又は半径方向背圧溝）が対称的に
   設けられ、これらの溝の各々には高圧領域に連通する通
   路を通ってそれぞれ選択された回転方向に基づき高圧が
   導入され、それにより前記高圧オイルの圧下のもとに、
   前記複数スリーブが前記歯車シャフトと前記歯車とを、
   左側又は右側の高圧領域に向ってフロントカバー又はバ
   ックカバーにそれぞれ形成された溝（又は軸方向背圧溝
   ）によって押し、前記複数スリーブが歯車モータの時計
   方向又は反時計方向の走行時には何時も前記歯車の端部
   に対し押しつけられるようにすることを特徴とする歯車
   モータ。 ５、前記複数スリーブの直径が前記内腔の直径より小さ
   い０．０２ｍ−０．０５ｍ（ｍは歯車のモジュールを表
   わす）である請求項４に記載の歯車モータ。 ６、高圧オイルの前記通路が、時計方向の回転及び反時
   計方向回転のための前記複数スリーブの内側円筒状表面
   にそれぞれ設けられた２つの平行な環状溝を含んでいる
   請求項４に記載の歯車モータ。