WO2007013138A1 - ギアポンプ - Google Patents

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WO2007013138A1
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teeth
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gear
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Kiichi Koganei
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Kayaba Industry Co., Ltd.
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/082Details specially related to intermeshing engagement type machines or pumps
    • F04C2/084Toothed wheels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/12Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C2/14Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F04C2/18Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with similar tooth forms
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps

Definitions

  • the present invention relates to a zero-backlash gear pump in which backlash is extremely reduced in order to suppress the amplitude of discharge pulsation.
  • the noise of the hydraulic control apparatus is mainly caused by the amplitude of the discharge pulsation of the hydraulic pump.
  • a gear pump there is known a pump in which a so-called backlash, which is a gap in a gear meshing portion, is brought close to zero in order to reduce the amplitude of the discharge pulsation.
  • This type of gear pump is commonly referred to as a zero backlash gear pump.
  • FIG. 3 and FIG. 4 show a conventional zero-backlash gear pump.
  • the conventional zero backlash gear pump has a pair of gears 1 and 2 inserted into the body bores bl and b2 of the gear case G.
  • the gears 1 and 2 form tooth surfaces 3 and 4 of the teeth la and 2a along an involute curve. Further, the tip thickness t of the teeth la, 2a is
  • the zero backlash gear pump configured as described above is configured such that the gears 1 and 2 of the gears 1 and 2 are pressed by the gears 1 and 2 from the discharge chamber 5 side to the suction chamber 6 side during the break-in operation. 2 a thinly cuts the inner surfaces of the body bores bl and b2 adjacent to the suction chamber 6 to form so-called gear tracks 7 and 7 (see FIG. 3).
  • the teeth la and 2a of the gears 1 and 2 have the tooth surfaces 3 and 4 and the tooth tip surfaces 10 and 11 located behind the rotation direction R.
  • Horn formed by PI, P Secondly, the metal of the gear case G adheres, and the tooth tips 8 and 9 shown in Fig. 4 are formed.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-289180
  • the zero backlash gear pump has very little backlash, so there is almost no play between the pair of gears 1 and 2. For this reason, when the cohesive tooth tips 8 and 9 are crushed between the tooth surfaces 3 and 4, a force that moves in the gear tracks 7 and 7 acts on the gears 1 and 2. As described above, when a force in the direction of the gear tracks 7 and 7 acts on the gears 1 and 2, the rotation centers of the gears 1 and 2 move slightly, and the teeth la and 2a are newly added to the gear case G by the amount of movement. The gear tracks 7 and 7 will be deepened. This creates a gap between gears 1, 2 and gear tracks 7, 7.
  • An object of the present invention is to provide a gear pump in which when the teeth of a pair of gears are engaged with each other, the bonded tooth tip formed at the corner of the tooth is strongly pressed against the opposing tooth surface and is not crushed. It is.
  • the gear teeth cut the corner formed by the tooth surface and the tooth tip surface located at the rear of the rotation direction, and the tooth tip thickness t is reduced. It is characterized by being thinner than the designed tooth thickness t.
  • a corner formed by the tooth surface and the tooth tip surface located behind the rotation direction of the gear teeth is cut, and the tooth tip thickness t is determined as the designed tooth tip. Since it is thinner than the thickness t,
  • FIG. 1 is an enlarged view showing gear teeth in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged view showing gear teeth in a second embodiment.
  • FIG. 3 is a sectional view of the gear pump.
  • FIG. 4 is an enlarged view showing the teeth of a conventional gear.
  • FIG. 5 is a partially enlarged view of FIG.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
  • the present invention is characterized by the teeth la and 2a of the gears 1 and 2, and the other configurations are the same as those of the conventional example. Therefore, in the following, the same reference numerals are given to the same configurations as the conventional one.
  • the teeth la and 2a of the gears 1 and 2 cut the corners PI and P2 formed by the tooth surfaces 3 and 4 and the tooth tip surfaces 10 and 11 opposite to the rotation direction R.
  • the tooth tip thickness t is made thinner than the designed tooth tip thickness t.
  • the corners Pl and P2 of the teeth la and 2a are cut by (0. 07 to 0 ⁇ 35) X to the tip thickness direction to form cut surfaces SI and S2. Yes. That is, the tip thickness t force 3 ⁇ 4 ⁇ (0.0.07
  • the height 1 in the toothpaste direction is within a range that does not hinder the smooth engagement of the gears 1 and 2, that is, cut by (0.05 to 0.15) X m (m: module). I am doing so.
  • the corners PI and P2 of the teeth la and 2a are applied in the direction of the thickness of the tip by (0.0 to 0.35) Xt.
  • S2 is formed with adhesive tips 8, 9 which are strongly pressed against the tooth surfaces 3, 4 of the opposing teeth 2a, la and crushed. In other words, conventional problems cannot be solved.
  • the teeth la and 2a of the gears 1 and 2 are forces that cut the corners PI and P2 to form the cut surfaces SI and S 2.
  • the second embodiment shown in FIG. Cut the corners on the opposite side of the above-mentioned corners PI, P2 by (0. 07-0. 35) X t
  • the surfaces Tl and T2 may be formed.
  • the cut surfaces SI, S 2 and Tl, T2 are formed on both sides of the teeth la, 2a, the gears 1, 2 can be incorporated into the gear case G regardless of the front and back sides.

Abstract

 一対のギアの歯が互いに噛み合うとき、歯の角に形成された凝着歯先が、対向する歯の歯面を削ったり、噛み合う歯面との間で潰されたりすることがないギアポンプである。  お互いに噛み合う面である歯面3,4をインボリュート曲線に沿って形成するとともに、その歯1a,2aの先端に、設計上の歯先厚さt0を確保した一対のギア1,2を、ゼロバックラッシを維持して噛み合わせてなるギアポンプにおいて、上記ギア1,2の歯1a,2aは、その回転方向後方に位置する歯面3,4と歯先面10,11とで形成される角P1,P2をカットして、歯先厚さt1を設計上の歯先厚さt0よりも薄くした。

Description

明 細 書
ギアポンプ
技術分野
[0001] この発明は、吐出脈動の振幅を抑えるためにバックラッシを極めて小さくしたゼロバ ックラッシのギアポンプに関する。
背景技術
[0002] 油圧制御装置の騒音は、主に油圧ポンプの吐出脈動の振幅に原因があると一般 的に考えられている。そして、ギアポンプにおいては、この吐出脈動の振幅を小さく するために、ギアの嚙み合い部分のすき間であるいわゆるバックラッシを限りなくゼロ に近づけたポンプが知られている。この種のギアポンプは、一般的にゼロバックラッシ ギアポンプと呼ばれて 、る。
[0003] 図 3および図 4に、従来のゼロバックラッシギアポンプを示す。図 3に示すように、従 来のゼロバックラッシギアポンプは、ギアケース Gのボディボア bl, b2に、一対のギア 1, 2を糸且み込んでいる。このギア 1, 2は、図 4に示すように、その歯 la, 2aの歯面 3, 4をインボリユート曲線に沿って形成している。また、上記歯 la, 2aの歯先厚さ tは、
0 歯数、工具圧力角および歯先面の直径等、ギアの設計諸元によって必然的に決まる ものである。
[0004] 上記のようにしたゼロバックラッシギアポンプは、慣らし運転時に、ギア 1, 2がギアケ ース Gの吐出室 5側から吸い込み室 6側に押し付けられることで、ギア 1, 2の歯 la, 2 aが、吸い込み室 6に隣接するボディボア bl, b2の内面を薄く削って、いわゆるギアト ラック 7, 7を形成する(図 3参照)。
[0005] 上記のように、ボディボア bl, b2にギアトラック 7, 7を形成することで、ギア 1, 2の歯 la, 2aとボディボア bl, b2の内面との歯先すき間が最小に保たれる。これにより、歯 先からの内部漏れを最小にすることができ、上記ポンプは、作動油を効率よく吐出す ることがでさる。
ただし、上記のようにギアトラック 7, 7を形成する過程で、ギア 1, 2の歯 la, 2aには 、その回転方向 R後方に位置する歯面 3, 4と歯先面 10, 11とで形成される角 PI, P 2に、ギアケース Gの金属が凝着し、図 4に示す凝着歯先 8, 9が形成されてしまう。
[0006] 特許文献 1:特開 2001— 289180号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] 上記ゼロバックラッシギアポンプでは、上述のように、ギア 1, 2の歯 la, 2aがギアト ラック 7, 7を形成する過程で、歯 la, 2aの角 PI, P2に凝着歯先 8, 9が形成されてし まつ。
[0008] 歯 la, 2aの角 PI, P2に凝着歯先 8, 9が形成されると、図 5に示すように、ギア 1の 歯 laとギア 2の歯 2aとが互いに嚙み合うとき、上記凝着歯先 8は対向するギア 2の歯 2aの歯面 4に強く押し付けられて潰される。同様に、上記凝着歯先 9も対向する歯 la の歯面 3に強く押し付けられて潰される。このとき、歯面 3, 4には上紺が形成されるが 、この条痕は歯面 3, 4の歯面粗さや歯車精度を悪化させる。そのため、この条痕が 形成されることによって、騒音が発生するという問題があった。
[0009] また、上記ゼロバックラッシギアポンプは、そのバックラッシが極めて小さいため、一 対のギア 1, 2の間にはほとんど遊びがない。このため、凝着歯先 8, 9が歯面 3, 4間 で潰されるときに、ギア 1, 2にはギアトラック 7, 7方向に移動する力が作用する。 上記のように、ギア 1, 2にギアトラック 7, 7方向の力が作用すると、ギア 1, 2の回転 中心がわずかに移動し、歯 la, 2aが、その移動分だけ新たにギアケース Gを削って 、そのギアトラック 7, 7をさらに深くしてしまう。これによつて、ギア 1, 2とギアトラック 7, 7との間にすき間ができてしまう。
[0010] 上記のように、ギア 1, 2とギアトラック 7, 7との間にすき間ができると、そのすき間か ら内部漏れが発生し、ポンプの吐出量が低下してしまう。また、ゼロバックラッシにす ることで吐出脈動振幅を抑えるはず力 上記すき間からの漏れによって、かえって吐 出脈動振幅を大きくして、騒音を悪化させてしまうという問題があった。
この発明の目的は、一対のギアの歯が互いに嚙み合うとき、歯の角に形成された凝 着歯先が、対向する歯面に強く押し付けられて潰されることがないギアポンプを提供 することである。
課題を解決するための手段 [0011] この発明は、お互いに嚙み合う面である歯面をインボリユート曲線に沿って形成す るとともに、その歯の先端に、設計上の歯先厚さ tを確保した一対のギアを、ゼロバッ
0
クラッシを維持して嚙み合わせてなるギアポンプにおいて、上記ギアの歯は、その回 転方向後方に位置する歯面と歯先面とで形成される角をカットして、歯先厚さ tを設 計上の歯先厚さ tよりも薄くしたことを特徴とする。
0
発明の効果
[0012] この発明によれば、ギアの歯のうち、その回転方向後方に位置する歯面と歯先面と で形成される角をカットして、歯先厚さ tを設計上の歯先厚さ tよりも薄くしたので、
1 0 一 対のギアの歯が互いに嚙み合うとき、上記歯の角に形成された凝着歯先が、対向す る歯面に強く押し付けられて潰されることがない。したがって、ポンプの吐出量低下や 吐出脈動振幅の増加による騒音を抑えることができる。
図面の簡単な説明
[0013] [図 1]本発明の第 1実施形態におけるギアの歯を示した拡大図である。
[図 2]第 2実施形態におけるギアの歯を示した拡大図である。
[図 3]ギアポンプの断面図である。
[図 4]従来のギアの歯を示した拡大図である。
[図 5]図 3の部分拡大図である。
符号の説明
[0014] 1, 2 ギア
la, 2a ギアの歯
3, 4 歯面
10, 11 歯先面
PI, P2 歯の回転方向後方の歯面と歯先面とで形成される角
t 設計上の歯先厚さ
0
t 本発明の歯先厚さ
R 回転方向
SI, S2 カット面
Tl, T2 カット面 発明を実施するための最良の形態
[0015] 図 1に、この発明の第 1実施形態を示すが、この発明は、ギア 1, 2の歯 la, 2aに特 徴があり、その他の構成は上記従来例と同様である。したがって、以下には、従来と 同じ構成については同一の符号を付す。
図 1に示すように、ギア 1, 2の歯 la, 2aは、その回転方向 Rと反対側の歯面 3, 4と 歯先面 10, 11とから形成される角 PI, P2をカットして、その歯先厚さ tを、設計上の 歯先厚さ tよりも薄くしている。
0
[0016] 具体的には、上記歯 la, 2aの角 Pl, P2を、歯先厚さ方向に(0. 07〜0· 35) X t o だけカットしてカット面 SI, S2を形成している。つまり、上記歯先厚さ t力 ¾ー(0. 07
1 0
〜0. 35) X tとなる関係にして!/、る。
0
また、歯たけ方向の高さ 1は、ギア 1, 2の円滑な嚙み合いに支障がない範囲内、す なわち(0. 05〜0. 15) X m (m :モジュール)だけカットするようにしている。
[0017] 上記のように、歯 la, 2aの角 PI, P2を歯先厚さ方向に(0. 07〜0. 35) X tだけ力
0 ットしたのは、実験から、以下のことがわ力つた力もである。
まず、上記角 PI, P2を 0. 35 X tより多くカットすると、嚙み合い歯面長さが減少し
0
、嚙み合い率が低下する。
反対に、上記角 PI, P2を 0. 07 X tより少なくカットすると、歯 la, 2aのカット面 SI
0
, S2に凝着歯先 8, 9が形成されたとき、その凝着歯先 8, 9が、対向する歯 2a, laの 歯面 3, 4に強く押し付けられて潰される。つまり、従来の問題を解決することができな い。
[0018] 上記実験結果から、上記歯 la, 2aの角 PI, P2をカットして、上記歯先厚さ tを t
1 0
(0. 07〜0. 35) X tとなる関係にすれば、、歯 la, 2aのカット面 Sl, S2に凝着歯先 8
0
, 9が形成されても、これら凝着歯先 8, 9が対向する歯面 3, 4に強く押し付けられて 潰されることがない。
[0019] このように、歯 la, 2aのカット面 SI, S2に凝着歯先 8, 9が形成されても、一対のギ ァ 1, 2の歯 la, 2a力 S互いに嚙み合うとき、上記凝着歯先 8, 9が対向する歯面 3, 4に 強く押し付けられて潰されることがないので、歯面 3, 4の歯面粗さや歯車精度が悪化 せず、騒音を抑えることができる。 また、一対のギア 1, 2とギアトラック 7, 7が新たに削られて、歯 la, 2aとボディボア b 1, b2の内面との歯先すき間が増加することもない。したがって、吐出量の低下や吐 出脈動振幅の増加による騒音を抑えることができる。
なお、上記第 1実施形態では、ギア 1, 2の歯 la, 2aは、その角 PI, P2をカットして カット面 SI, S 2を形成するようにしている力 図 2に示す第 2実施形態のように、上記 角 PI, P2と反対側の角を歯先厚さ方向に(0. 07-0. 35) X tだけカットしてカット
0
面 Tl, T2を形成するようにしてもよい。このように、歯 la, 2aの両側にカット面 SI, S 2および Tl, T2を形成すれば、ギア 1, 2を、表裏関係なくギアケース Gに組み込む ことができる。

Claims

請求の範囲
[1] お互いに嚙み合う面である歯面をインボリユート曲線に沿って形成するとともに、そ の歯の先端に、設計上の歯先厚さ tを確保した一対のギアを、ゼロバックラッシを維
0
持して嚙み合わせてなるギアポンプにおいて、上記一対のギアの歯は、その回転方 向後方に位置する歯面と歯先面とで形成される角をカットして、歯先厚さ tを上記設 計上の歯先厚さ tよりも薄くしたことを特徴とするギアポンプ。
0
[2] 上記歯先厚さ tは、少なくとも t - (0. 07〜0. 35) X tとなる関係にしたことを特徴
1 0 0
とする請求項 1記載のギアポンプ。
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