JPS6385276A

JPS6385276A - 歯車ポンプ

Info

Publication number: JPS6385276A
Application number: JP23298586A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Nakakoji; 中小路　義彦
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1986-09-29
Filing date: 1986-09-29
Publication date: 1988-04-15

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、各種の油圧回路等でその高圧液圧源として広
く利用されている歯車ポンプに関するものである。

［従来の技術］歯車ポンプは、周知のように、ケース内に一対の歯車を
噛合わせて配置し、その噛合部に臨む歯先離反側に吸込
ポートを設ける一方、反対側の歯先接近側に吐出ポート
を設けてなるもので、小型簡易なる構造で比較的高圧の
液圧源として使用できる特徴を有する。そして、従来か
らこの種のポンプについては、その容積効率を高め吐出
圧を増大する目的で、内部漏れを可及的に低減する種々
の対策手段が講じられて来ている。その一つに、□歯車
側面とハウジングとの間に側板を介入し、この側板の背
面にポンプの吐出側から高圧作動液を導入して、該側板
を液圧バランスさせながら歯車側面に密着し歯溝側面か
らの液漏れを防止するようにした手段が採られている。

［発明が解決しようとする問題点］ところで、歯車ポンプを使用した油圧回路等において液
圧を必要としない場合は、アンローダ弁によりポンプの
吐出圧力を下げるようにするのが普通である。すなわち
、一般的には第６図に示すように、回路の途中にリリー
フ弁ＲＶを設け、さらにこのリリーフ弁ＲＶのベントポ
ートを切換弁ＳＶを介してタンクポートＴに連通させる
ようにし、通常はこの切換弁Ｓｖを閉止してリリーフ弁
ＲＶとして作用させる一方、負荷りに負荷圧を必要とし
ないときは切換弁ＳＶを開成してベントポートを開き、
歯車ポンプＧＰの吐出ポートをタンクポートＴに短絡し
てアンロードするようにしている。

しかし、このような手段によると、リリーフ弁ＲＶが高
圧使用の場合には、そのアンロード圧力も比較的高いま
ま（５〜２０　Ｋｇｆ／ｒｒｒ）で、アンロード時のエ
ネルギ損（吐出圧×吐出流量）が無視できない問題とし
て提起される。

勿論、かかるエネルギロスを解消するためには負荷圧を
要しないときはポンプの駆動を停止するようにすればよ
い。反面、こうするとポンプ駆動の入・切に電磁クラッ
チ等の高価な手段が必要となり、初期コストが高くつい
てトータルコスト的には必ずしも得策にはならない場合
が多い。

本発明は、このような問題点に着目し、電磁クラッチ等
の入・切手段を用いることなく、負荷圧を必要としない
場合はそのアンロード圧力を効果的に低減することがで
きるようにした機構を歯車ポンプ自身に内臓せしめ、こ
れによりこの種ポンプを圧力源とする液圧システムのエ
ネルギ損失を最少限に抑えるようにしたものである。

［問題点を解決するための手段］本発明は、このような目的を実現するために、既述した
ような側板を歯車側面に介入してなる歯車ポンプにおい
て、その側板の背面に間隙を形成して該側板を歯車側面
に接離可能に配置するとともに、この隙間を切換弁を介
してポンプの吸込ポートに連通させるようにしている。

［作用］しかして、このような機構を内臓せしめた歯車ポンプで
あると、ポンプが負荷圧を必要とするときにはその切換
弁を閉止し、側板をその背面の間隙に導入されるポンプ
の高圧で圧力バランスさせて、既往のものと同様、これ
を歯車側面に密着させ歯車サイドをシールするようにす
る。他方、負荷圧を必要としないときには、その切換弁
を開成して側板背面の間隙をポンプの吸込ポートに連通
させる。すると、この間隙内に吸込側の低圧が導入され
る結果、側板背面側からの圧力等が歯車側面より側板内
面に作用する圧力に対抗し得なくなり、歯車側面に密着
していた側板は離反してその背面の隙間を閉じる如く移
動する。そして、このように歯車側面に意図的に間隙を
形成するようにすれば、ポンプは内部漏れが非常に大き
なものとされる。換言すれば、ポンプの仕事が極めて小
さいものにアンロードされ、無負荷運転時のエネルギロ
スを有効に低減することが可能となる。

［実施例］以下、本発明の一実施例を第１図乃至第５図を参照して
説明する。

まず、この歯車ポンプの基本構造の概略を第１図、第２
図について述べると、一対をなす駆動歯車１と被駆動歯
車２とを、それぞれケース３の内周に摺接させるととも
に外接噛合させて該ケース３の内部に収容している。ケ
ース３の内部には、両歯車１．２の噛合部に臨んで片側
に吸込ポート（低圧ポート）Ｓを、反対側に吐出ポート
（高圧ポー１−）　Ｐをそれぞれ開口させている。そし
て、ケース３の両側開口端にハウジングなすフロントカ
バー４とりャカバ−５とを接合している。フロントカバ
ー４は両歯車１．２の一側面と摺接し、かつ両歯車１．
２の一端を軸支する軸受を兼ねている。一方、歯車１．
２の反対側には、前記リヤカバー５との間に側板６を介
入し、常時はこれを歯車側面に摺接させるようにしてい
る。この側板６は、この場合一体形のもので、駆動歯車
１と被駆動歯車２の各歯車サイドをシールする役目を果
すと同時に、両歯車１．２の他端を軸支する軸受兼用の
ものに利用している。そして、この側板６の背面のシー
ルリング（ガスケット）７で区画した領域（第２図の二
点鎖線部分）にポンプの高圧を導入して、ポンプ駆動時
は該側板６を歯車側面側に向けて極く僅かに押圧するよ
うに液圧バランスさせるようにしている。

すなわち、この種の歯車ポンプでは、その吐出ポートＰ
側に位置する各歯車１．２の歯先には、第５図に示すよ
うな高圧の圧力分布を生じて、噛合する両歯車１．２の
軸心がこの高圧分布により若干吸込ポートＳ側に偏位さ
れる結果、吐出ポートＰ側から側板６の背面側にも高圧
が導入され、その背面位置に歯先の圧力分布ｐ＝ｐｍ　
（吐出圧ｐ＝ｐｏ）に対応する高圧が立つ。そして、そ
の高圧区画領域の面積を適当に調整することで、側板６
を背面側から歯車側面に向けて押圧する力Ｆ２を、側板
６をその内面側から外方に向けて押圧する力Ｆ１より若
干優勢となるように設定している。かくして、側板６は
ポンプ駆動時には両歯車の側面に密着して、歯車サイド
からの液漏れを効果的にシールするものとなる。なお、
側板背面に形成する高圧区画領域の面積は、リヤカバー
５との間に介入される前記シールリング７の位置調整に
より実験的に選定される。

このような構成を具備してなる歯車ポンプにおいて、本
発明に係るものでは、更に以下のような機構を内存せし
めるようにしている。すなわち、側板６の背面とりャカ
バー５９内面との間に、第３図に示すように、適当な幅
寸δの隙間８を形成し、この間隙８により側板６に軸方
向へ移動し得る自由度を与え、該側板６を歯車側面に接
離可能に配置するようにしている。また、側板６の背面
にはその外周にスプリング室を設け、リヤカバー５との
間に側板６を歯車側面に向けて力Ｆ３で付勢するスプリ
ング９を介装している。なお、このスプリング９の復帰
力Ｆ、を加えて、ポンプ駆動時にはＦ１≦Ｆ２＋Ｆ、に
設定される。

そして、側板６の背面側に設けた間隙８を、ケース３内
に穿設した圧力導通孔１１ａ、ｌｌｂから同じくケース
３に内臓しである開閉自在の電磁切換弁１０を介してポ
ンプの吸込ポートＳに連通するようにしている。この切
換弁１０は、その閉位置で間隙８に導入される高圧をロ
ックし、また開位置では間隙８内に吸込ポートＳから低
圧を導°大して該間隙８内を圧力低下させ、結果的にこ
のときＦｌ、＞＞Ｆ２＋Ｆ３の関係が成立するようにし
ている。

なお、かかる切換弁１０の開閉操作で、その向背面側か
ら側板６に作用される力関係を逆転させるためには、次
のような条件を満足させるようにすればよい。すなわち
、第３図に示すように、歯車側面の等側面積をＡ＋（圧
力は勾配的になるためＡＨ−Ｆｌ／ｐｏで表される）、
リヤカバー内面側の面積をＡ２、Ａ、とすると、α（Ａ
ｌｐ。

＋Ａ３　ｐｏ）＝Ａ２　ｐｏ＋Ａ３　ｐｏ＋Ｆ３となる
ようなα〉１でかつ１に近似する値、例えばα−１，０
２となるＡ２を選定するようにするとよい。つまり、こ
うすると切換弁１０の閉止状態でＡ＋　ｐｏ＋Ａ３　ｐ
ｏ＜Ａ２　ｐｏ＋Ａ３　ｐｏ十Ｆ３となって側板背面側
からの力が優勢となり、またその開成状態でＡ　２ｐＯ
＋Ｑとなるから、Ａｌ　ｐｏ＋Ａ３　ｐｏ＞Ａ３　ｐｏ
＋Ｆ３で、側板内面側からの力が優勢に切替えられる。

上述したような機構を内臓してなる歯車ポンプであると
、ポンプに負荷圧を要する駆動時にはその切換弁１０を
閉位置にセットして運転すれば、内部漏れの少ない通常
のポンプ作動が確保されるものとなる。すなわち、第３
図に示す状態では、この種従来品と同様に側板６が適当
な押圧力で歯車側面に密着するように圧力バランスし、
歯車サイドからの液漏れを良好にシールする作用を発揮
する。一方、ポンプに負荷圧を必要としない場合　　”
には、第４図に示すように、その切換弁１０を開位置に
切換えて保持すればよい。つまり、このときには側板６
の背面側に形成した間隙８に圧力導通路１１ａ、ｌｌｂ
を経由して吸引ポートＳからの低圧が導入されて、側板
６の内面から作用する液圧がその背面側から作用する力
に打勝ち、側板６′を歯車側面から離反してその背面の
間隙８を閉じる如く側方に平行移動する。そして、側板
６がその最低圧力ｍ１ｎｐ＝Ｆ、／Ａ＋と圧力バランス
される一方で、歯車サイドには前記幅寸δに略等しい間
隙８が作り出され、ここから大量の作動液が意図的に漏
洩される。したがって、この状態ではポンプに入力され
る駆動力は、若干の摩擦に打勝って被駆動歯車２と共に
駆動歯車１を空転させるだけの極く僅かなもので足り、
従来のアンロード弁を開く方式のものがする仕事（吐出
圧×流量）に比較すると、著しいエネルギロスの軽減を
図ることができる。

そして、この歯車ポンプではそのアンロード機構をポン
プ自身が内臓し小形コンパクトに構成されるものだから
、配管を余分に敷設してアンローディングバルブを取付
ける等手間を要さず、また高価な入・切手段等も一切不
要で、システムコスト、スペース等の点でも改善効果が
得られる。

なお、実施例では一体形可動側板の例を示したが、これ
は駆動歯車側と被駆動歯車側とに分別した形式の側板に
ついても適用可能で、その場合にはいずれか一方の側の
もののみ適用するようにしてもよい。また、実施例では
その片側にのみ可動側板を配置するようにしたが、これ
は両側に配置するものでのよい。さらに、側板は軸受兼
用タイプのものに限らない。

［発明の効果］以上に詳述した如く、本発明の歯車ポンプを使用すれば
、スペースを占めない簡易な構造のままで、無負荷運転
時における無駄なエネルギ損を最小限に抑えることがで
き、ランニングコストの低減に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す歯車ポンプの縦断面図
であり、第２図はそのＸ−Ｘ線断面図である。第３図と
第４図は実−施例ポンプの作動を示す各要部の断面図で
ある。第５図は歯車ポンプの歯先圧力分布を示す断面説
明図である。第６図は従来のアンロード機構を示す液圧
回路図である。１・・・駆動歯車　　　　　２・・・被駆動歯車３・・
・ケース　　　　　　４・・・フロントカバー５・・・
リヤカバー　　　　６・・・側板７・・・シールリング
　　　８・・・間隙９・・・スプリング　　　　１０・
・・電磁切換弁１１ａ、ｌｌｂ・・・圧力導通路Ｓ・・・吸込（低圧）ポートＰ・・・吐出（高圧）ポート

Claims

【特許請求の範囲】

　歯車側面に、その背面にポンプの高圧を導入して該歯
車側面をシールする側板を介入するようにした歯車ポン
プにおいて、前記側板の背面に間隙を形成して該側板を
歯車側面に接離可能に配置するとともに、この隙間を切
換弁を介してポンプの吸込ポートに連通させたことを特
徴とする歯車ポンプ。