WO2020165963A1 - Gear pump or motor - Google Patents
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Abstract
A low-pressure seal region on the bottom surface of a gear housing chamber formed in a body (1) and a region corresponding to a tooth bottom seal region are produced with a high degree of accuracy by machining by cutting. A space region separated from the side surfaces of gears (11), (12) is formed in a region other than the low-pressure seal region on the bottom surface of the gear housing chamber formed in the body (1) and the region corresponding to the tooth bottom seal region. The surface of the space region is a base material of the body (1), which is a mold.
Description
この発明は、ケーシング内に外接歯車対を備えた歯車ポンプまたはモータに関する。
The present invention relates to a gear pump or motor provided with an external gear pair inside a casing.
このような歯車ポンプまたはモータの一種としての油圧歯車ポンプは、カバーとともにケーシングを構成するボディに形成された孔部に対して互いに噛合した状態で収納される一対の歯車と、これらの歯車を固定する駆動軸および従動軸と、これらの歯車が漸次離反する低圧領域に配設され孔部に作動液としての作動油を供給するための吸込通路と、歯車が漸次噛合する高圧領域に配設され孔部から作動油を排出するための吐出通路とを備えている。
Such a gear pump or a hydraulic gear pump as a kind of motor fixes a pair of gears that are housed in mesh with each other in a hole formed in a body that constitutes a casing together with a cover and these gears. The drive shaft and the driven shaft, the gears are provided in the low pressure region where the gears are gradually separated, and the suction passage for supplying the working oil as the hydraulic fluid to the holes is provided in the high pressure region where the gears are gradually meshed. And a discharge passage for discharging hydraulic oil from the hole.
歯車の両側面には、一対の側板が配設されており、この側板の歯車とは逆側の面に高圧領域の作動油を導入して側板を歯車側に押圧することにより、一対の側板により歯車を挟持し、高圧領域から低圧領域への作動油の漏れを防止する構成となっている。この側板は、例えば、鉛青銅鋳物（ＬＢＣ）や燒結金属から構成され、歯車の側面との間で高い摺動性を得られるようになっている。
A pair of side plates is arranged on both side surfaces of the gear, and a pair of side plates is formed by introducing hydraulic oil in a high pressure region to the side of the side plate opposite to the gear to press the side plates toward the gear. The gears are sandwiched by and the hydraulic oil is prevented from leaking from the high pressure region to the low pressure region. The side plate is made of, for example, a lead bronze casting (LBC) or a sintered metal, and is capable of obtaining high slidability with the side surface of the gear.
一方、部品点数の削減によるコストダウンを目的として、一対の歯車における一方の側面にのみ側板を配設した歯車ポンプも提案されている。このような歯車ポンプにおいては、一対の歯車における一方の側面はボディに直接摺接し、他方の側面は側板に摺接する。そして、この側板の歯車とは逆側の面に高圧領域の作動油を導入して側板を歯車側に押圧することにより、側板とボディとにより歯車を挟持する構成となっている（特許文献１参照）。
On the other hand, for the purpose of cost reduction by reducing the number of parts, a gear pump in which a side plate is arranged on only one side surface of a pair of gears has also been proposed. In such a gear pump, one side surface of the pair of gears is in direct sliding contact with the body, and the other side surface is in sliding contact with the side plate. Then, by introducing hydraulic oil in a high-pressure region to the side of the side plate opposite to the gear to press the side plate toward the gear side, the side plate and the body sandwich the gear. reference).
一対の歯車における一方の側面にのみ側板を配設した歯車ポンプにおいては、歯車の側面とボディとの間で高圧領域から低圧領域への作動油の漏れを防止する必要があることから、歯車とボディとの間は高いシール性が要求される。このため、ボディにおける歯車収納室の底面（歯車の側面と摺接する面）には、平面度、歯車の軸に対する軸受穴との直角度、歯車歯先との干渉回避のための角部の管理等を高精度に維持する必要がある。このような理由から、鋳物製のボディに対して高精度の機械加工（切削加工）を行う必要があり、ボディに対する加工時間が長くなり、また、その製造コストが高くなるという問題が生ずる。
In a gear pump in which a side plate is provided only on one side surface of a pair of gears, it is necessary to prevent leakage of hydraulic oil from the high pressure area to the low pressure area between the side surface of the gear and the body. High sealing performance is required between the body and the body. Therefore, the bottom surface of the gear housing chamber in the body (the surface that is in sliding contact with the side surface of the gear) has flatness, squareness between the shaft of the gear and the bearing hole, and management of corners for avoiding interference with the gear tooth tips. Etc. must be maintained with high accuracy. For this reason, it is necessary to perform high-precision machining (cutting) on a cast body, which causes a problem that the machining time for the body is long and the manufacturing cost is high.
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、ボディに対する加工時間の短縮化と加工精度の安定化を可能とした歯車ポンプまたはモータを提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a gear pump or motor capable of shortening the processing time for the body and stabilizing the processing accuracy.
請求項１に記載の発明は、互いに噛み合う一対の歯車と、前記一対の歯車を収納する歯車収納室を備えたボディとを備え、前記一対の歯車の一方の側面が前記ボディと摺接するとともに、前記一対の歯車の他方の側面が前記歯車収納室内に配設された側板と摺接する歯車ポンプまたはモータであって、前記ボディにおける前記一対の歯車の前記側板とは逆側の側面と対向する領域のうち、前記一対の歯車の側面と前記ボディとが当接する低圧シール領域および歯底シール領域を機械加工するとともに、前記低圧シール領域および前記歯底シール領域以外の領域を前記一対の歯車の側面から離隔させることを特徴とする。
The invention according to claim 1 includes a pair of gears that mesh with each other and a body that includes a gear storage chamber that stores the pair of gears, and one side surface of the pair of gears is in sliding contact with the body, A region in which the other side surface of the pair of gears is a gear pump or a motor in sliding contact with a side plate disposed in the gear housing chamber, the side surface of the body facing the side plate opposite to the side plates of the pair of gears. Among the side surfaces of the pair of gears, the side surfaces of the pair of gears are machined, and the low pressure seal area and the root seal area are machined, and the areas other than the low pressure seal area and the root seal area are machined. It is characterized by being separated from.
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記低圧シール領域以外の領域においては、前記一対の歯車の歯先と前記ボディとを離隔させる。
In the invention according to claim 2, in the invention according to claim 1, in a region other than the low-pressure seal region, the tooth tips of the pair of gears are separated from the body.
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ボディは鋳物であり、前記ボディにおける前記一対の歯車の前記側板とは逆側の側面と対向する領域のうち、前記一対の歯車の側面から離隔した領域は、鋳物の素地である。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the body is a casting, and the pair of gears in the pair of gears are opposed to a side surface of the pair of gears. The area separated from the side surface of the gear is a casting body.
請求項１に記載の発明によれば、一対の歯車の側面とボディとが当接する低圧シール領域および歯底シール領域だけを高精度に機械加工すればよいことから、加工時間の短縮化と加工精度の安定化が可能となる。これにより、製造コストが低額な一対の歯車における一方の側面にのみ側板を配設した歯車ポンプを、さらに、容易かつ安価に製造することが可能となる。
According to the invention described in claim 1, since only the low pressure seal region and the root seal region where the side surfaces of the pair of gears and the body contact each other need to be machined with high accuracy, it is possible to reduce the machining time and the machining. It is possible to stabilize the accuracy. This makes it possible to manufacture the gear pump in which the side plate is provided only on one side surface of the pair of gears, which is low in manufacturing cost, more easily and inexpensively.
請求項２に記載の発明によれば、低圧シール領域以外の領域においては一対の歯車の歯先とボディとを離隔させることから、ボディにおける歯先と対向する領域の加工精度を高くする必要がない。このため、歯車ポンプを容易かつ安価に製造することが可能となる。
According to the second aspect of the present invention, the tooth tips of the pair of gears are separated from the body in the area other than the low-pressure seal area, so it is necessary to increase the processing accuracy of the area of the body that faces the tooth tips. Absent. Therefore, the gear pump can be manufactured easily and inexpensively.
請求項３に記載の発明によれば、ボディを鋳物で製作し、かつ、ボディにおける一対の歯車の側板とは逆側の側面と対向する領域のうち一対の歯車の側面から離隔した領域を鋳物の素地としたことから、機械加工を必要とする領域を低減することができ、歯車ポンプをさらに容易かつ安価に製造することが可能となる。
According to the invention as set forth in claim 3, the body is made of cast metal, and the region of the body facing the side faces of the pair of gears opposite to the side plates is separated from the side faces of the pair of gears by casting. Since the base material is used, the area requiring machining can be reduced, and the gear pump can be manufactured more easily and inexpensively.
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る歯車ポンプの縦断面図であり、図２はそのＸ－Ｘ断面矢視図である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a vertical sectional view of a gear pump according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line XX of the gear pump.
この歯車ポンプは、作動液として作動油を使用し、この作動油を一対の歯車１１、１２の作用により送液する油圧歯車ポンプであり、カバー２に対してガスケット１７を介して当接するボディ１と、このボディ１に形成された歯車収納室２０（図２参照）内に収納された互いに噛合する一対の歯車１１、１２とを有する。歯車１１は、図示しないモータの駆動により回転する駆動軸１３に固定されている。また、歯車１２は、従動軸１４に固定されている。駆動軸１３および従動軸１４の一端は、ボディ１に形成された軸受孔にブッシュ２１を介して軸支されており、駆動軸１３および従動軸１４の他端は、カバー２に形成された軸受孔にブッシュ２１を介して軸支されている。歯車１１および歯車１２は、駆動軸１３の駆動により、互いに噛合した状態で、図２に示す矢印方向に回転する。
This gear pump is a hydraulic gear pump that uses hydraulic oil as hydraulic fluid and sends the hydraulic fluid by the action of a pair of gears 11 and 12. The body 1 is in contact with a cover 2 via a gasket 17. And a pair of gears 11 and 12 that are meshed with each other and housed in a gear housing chamber 20 (see FIG. 2) formed in the body 1. The gear 11 is fixed to a drive shaft 13 that rotates by driving a motor (not shown). The gear 12 is fixed to the driven shaft 14. One ends of the drive shaft 13 and the driven shaft 14 are rotatably supported by bearing holes formed in the body 1 via a bush 21, and the other ends of the drive shaft 13 and the driven shaft 14 are bearings formed in the cover 2. The bush 21 is pivotally supported in the hole. The gear 11 and the gear 12 rotate in the direction of the arrow shown in FIG. 2 while being in mesh with each other by the drive of the drive shaft 13.
一対の歯車１１、１２の一方の側面は、ボディ１における歯車収納室２０の底面と摺接している。一方、一対の歯車１１、１２の他方の側面は、カバー２に対してガスケット１７を介して当接する側板１６と摺接している。側板１６における一対の歯車１１、１２とは逆側の面には、ガスケット１７の作用により高圧領域の作動油が導入され、側板１６は一対の歯車１１、１２の側面に押しつけられる。これにより、側板１６とボディ１とにより一対の歯車１１、１２を挟持し、歯車収納室２０における高圧領域から低圧領域への作動油の漏れを防止する構成となっている。この側板１６は、例えば、鉛青銅鋳物や燒結金属から構成され、一対の歯車１１、１２の側面との間で高い摺動性を得られるようになっている。なお、図２におけるハッチングを付した領域は、歯車収納室２０における高圧領域から低圧領域への作動油の漏れを防止するために必要なシール領域となっている。
The one side surface of the pair of gears 11 and 12 is in sliding contact with the bottom surface of the gear storage chamber 20 in the body 1. On the other hand, the other side surface of the pair of gears 11 and 12 is in sliding contact with the side plate 16 that is in contact with the cover 2 via the gasket 17. The working oil in the high pressure region is introduced by the action of the gasket 17 to the surface of the side plate 16 opposite to the pair of gears 11 and 12, and the side plate 16 is pressed against the side surfaces of the pair of gears 11 and 12. Thus, the pair of gears 11 and 12 are sandwiched between the side plate 16 and the body 1 to prevent the hydraulic oil from leaking from the high pressure region to the low pressure region in the gear storage chamber 20. The side plate 16 is made of, for example, a lead bronze casting or a sintered metal, and has a high slidability between the side faces of the pair of gears 11 and 12. The hatched area in FIG. 2 is a sealing area required to prevent the hydraulic oil from leaking from the high pressure area to the low pressure area in the gear housing chamber 20.
ボディ１に形成された歯車収納室２０における一対の歯車１１、１２の歯が漸次離反する低圧領域側には、歯車収納室２０に作動油を供給するための吸込通路１８が形成されている。また、ボディ１に形成された歯車収納室２０における一対の歯車１１、１２の歯が漸次噛合する高圧領域側には、歯車収納室２０から作動油を排出するための吐出通路１９が形成されている。なお、吸込通路１８および吐出通路１９のいずれか一方、または、両方を、駆動軸１３および従動軸１４の軸心方向（図２における紙面に垂直な方向）に向けて形成してもよい。
A suction passage 18 for supplying hydraulic oil to the gear storage chamber 20 is formed on the low pressure region side where the teeth of the pair of gears 11 and 12 in the gear storage chamber 20 formed in the body 1 gradually separate. Further, a discharge passage 19 for discharging hydraulic oil from the gear storage chamber 20 is formed on the high pressure region side where the teeth of the pair of gears 11 and 12 in the gear storage chamber 20 formed in the body 1 gradually mesh. There is. Either or both of the suction passage 18 and the discharge passage 19 may be formed in the axial direction of the drive shaft 13 and the driven shaft 14 (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 2).
図３は、図２におけるＹ－Ｙ断面矢視図である。また、図４は、図３においてハッチングを付したシール領域付近の拡大図である。
3 is a sectional view taken along the line YY in FIG. Further, FIG. 4 is an enlarged view of the vicinity of the seal area hatched in FIG.
一対の歯車１１、１２の周囲における吸込通路１８側の領域は、低圧領域となっており、吐出通路１９側の領域は、高圧領域となっている。そして、この低圧領域と、各歯車１１、１２の歯底領域とは、高圧領域から低圧領域に作動油が流出することを防止するための低圧シール領域Ｅ１および歯底シール領域Ｅ２となる。これらの低圧シール領域Ｅ１および歯底シール領域Ｅ２は、一対の歯車１１、１２の一方の側面においては側板１６との間に形成され、他方の側面においてはボディ１との間に形成される。
The region around the pair of gears 11 and 12 on the suction passage 18 side is a low pressure region, and the region on the discharge passage 19 side is a high pressure region. The low pressure area and the root areas of the gears 11 and 12 serve as a low pressure seal area E1 and a root seal area E2 for preventing hydraulic oil from flowing out from the high pressure area to the low pressure area. The low-pressure seal area E1 and the root bottom seal area E2 are formed between the pair of gears 11 and 12 on one side surface between the side plate 16 and the other side surface between the body 1.
ボディ１に形成された歯車収納室２０の底面における低圧シール領域Ｅ１および歯底シール領域Ｅ２に相当する領域は、切削による機械加工により、高精度に製作される。すなわち、ボディ１における低圧シール領域Ｅ１および歯底シール領域Ｅ２に相当する領域は、平面度、駆動軸１３および従動軸１４に対する軸受穴との直角度、一対の歯車１１、１２の歯先との干渉回避のための角部の管理等が高精度に維持されている。
The areas corresponding to the low pressure seal area E1 and the root seal area E2 on the bottom surface of the gear housing chamber 20 formed in the body 1 are manufactured with high precision by machining by cutting. That is, the regions corresponding to the low-pressure seal region E1 and the tooth bottom seal region E2 in the body 1 are flatness, the squareness of the drive shaft 13 and the driven shaft 14 with respect to the bearing hole, and the tooth tips of the pair of gears 11 and 12. Management of corners and the like for avoiding interference is maintained with high accuracy.
一方、ボディ１に形成された歯車収納室２０の底面における低圧シール領域Ｅ１および歯底シール領域Ｅ２に相当する領域以外の領域は、シール性能は要求されない。このため、ボディ１に形成された歯車収納室２０の底面における低圧シール領域Ｅ１および歯底シール領域Ｅ２に相当する領域には、図３に示すように、歯車１１の側面から離隔する空間領域３１が形成されている。これは、歯車１２の側面においても同様である。この空間領域３１の表面は、鋳型であるボディ１の素地となっている。
On the other hand, the seal performance is not required in the area other than the areas corresponding to the low pressure seal area E1 and the root seal area E2 on the bottom surface of the gear housing chamber 20 formed in the body 1. Therefore, in the area corresponding to the low pressure seal area E1 and the tooth bottom seal area E2 on the bottom surface of the gear housing chamber 20 formed in the body 1, as shown in FIG. Are formed. This also applies to the side surface of the gear 12. The surface of this space region 31 is the base material of the body 1 which is a mold.
このように、一対の歯車１１、１２の側面とボディ１とが当接する低圧シール領域Ｅ１および歯底シール領域Ｅ２だけを高精度に機械加工し、その他の領域を一対の歯車１１、１２の側面から離隔させ、かつ、鋳物の素地とすることから、機械加工を必要とする領域を低減できるばかりではなく、加工時間の短縮化と加工コストの低減化が可能となる。また、加工領域の減少に伴って、従来以上に加工精度を安定させることができ、さらには、空間領域３１を形成することにより摺動抵抗の減少とボディ重量の軽減化を図ることが可能となる。
As described above, only the low-pressure seal area E1 and the root seal area E2 where the side surfaces of the pair of gears 11 and 12 and the body 1 are in contact with each other are machined with high precision, and other areas are side surfaces of the pair of gears 11 and 12. Since it is separated from the base material and used as a base material for casting, not only the area requiring machining can be reduced, but also the processing time and the processing cost can be shortened. Further, with the reduction of the processing area, the processing accuracy can be stabilized more than ever, and further, by forming the space area 31, it is possible to reduce the sliding resistance and the body weight. Become.
また、図３に示すように、歯車１１の歯先部分は、低圧シール領域Ｅ１においてはボディ１における歯車収納室２０の表面と摺接しているが、シール性を要求されないそれ以外の領域においては、歯車収納室２０の表面との間に隙間３２が形成されている。これは、歯車１２についても同様である。これによっても、歯車収納室２０の機械加工時に加工時間の短縮化と加工コストの低減化が可能となり、また、隙間３２を形成することにより摺動抵抗の減少とボディ重量の軽減化を図ることが可能となる。
Further, as shown in FIG. 3, the tooth tip portion of the gear 11 is in sliding contact with the surface of the gear housing chamber 20 in the body 1 in the low-pressure seal region E1, but in the other regions where the sealing property is not required. A gap 32 is formed between the gear housing chamber 20 and the surface thereof. The same applies to the gear 12. This also makes it possible to reduce the machining time and the machining cost when machining the gear storage chamber 20, and to reduce the sliding resistance and the body weight by forming the gap 32. Is possible.
なお、上述した実施形態に係る歯車ポンプは、吐出通路１９より高圧の作動油を導入し、これにより駆動軸１３から回転トルクを取り出して外部負荷を駆動するとともに、定圧となった作動油を吸込通路１８から吐出するというモータ作用を奏する歯車モータとして機能させることもできる。すなわち、上述した実施形態における歯車ポンプは、歯車モータでもある。
In the gear pump according to the above-described embodiment, high-pressure hydraulic oil is introduced from the discharge passage 19, whereby rotational torque is extracted from the drive shaft 13 to drive an external load, and the constant-pressure hydraulic oil is sucked. It can also function as a gear motor having a motor function of discharging from the passage 18. That is, the gear pump in the above-described embodiment is also a gear motor.
また、上述した実施形態においては、作動液として作動油を使用しているが、その他の液体や流動体あるいは半流動体などの、作動油以外の作動液を使用してもよい。
Further, in the above-described embodiment, the hydraulic fluid is used as the hydraulic fluid, but a hydraulic fluid other than the hydraulic fluid such as other liquids, fluids or semi-fluids may be used.
１ ボディ
２ カバー
１１ 歯車
１２ 歯車
１３ 駆動軸
１４ 従動軸
１６ 側板
１７ ガスケット
１８ 吸込通路
１９ 吐出通路
２０ 歯車収納室
２１ ブッシュ
３１ 空間領域
３２ 隙間
Ｅ１ 低圧シール領域
Ｅ２ 歯底シール領域
1Body 2 Cover 11 Gear 12 Gear 13 Drive Shaft 14 Driven Shaft 16 Side Plate 17 Gasket 18 Suction Passage 19 Discharge Passage 20 Gear Storage Chamber 21 Bush 31 Space Area 32 Gap E1 Low Pressure Seal Area E2 Bottom Seal Area
２ カバー
１１ 歯車
１２ 歯車
１３ 駆動軸
１４ 従動軸
１６ 側板
１７ ガスケット
１８ 吸込通路
１９ 吐出通路
２０ 歯車収納室
２１ ブッシュ
３１ 空間領域
３２ 隙間
Ｅ１ 低圧シール領域
Ｅ２ 歯底シール領域
1
Claims (3)
- 互いに噛み合う一対の歯車と、前記一対の歯車を収納する歯車収納室を備えたボディとを備え、前記一対の歯車の一方の側面が前記ボディと摺接するとともに、前記一対の歯車の他方の側面が前記歯車収納室内に配設された側板と摺接する歯車ポンプまたはモータであって、
前記ボディにおける前記一対の歯車の前記側板とは逆側の側面と対向する領域のうち、前記一対の歯車の側面と前記ボディとが当接する低圧シール領域および歯底シール領域を機械加工するとともに、前記低圧シール領域および前記歯底シール領域以外の領域を前記一対の歯車の側面から離隔させることを特徴とする歯車ポンプまたはモータ。 A pair of gears that mesh with each other, and a body that includes a gear storage chamber that stores the pair of gears, one side surface of the pair of gears is in sliding contact with the body, and the other side surface of the pair of gears is A gear pump or a motor slidingly contacting a side plate disposed in the gear storage chamber,
Of the regions of the body facing the side plates on the side opposite to the side plates of the pair of gears, while machining the low pressure seal region and the root seal region where the side faces of the pair of gears and the body are in contact, A gear pump or a motor, wherein a region other than the low-pressure seal region and the root seal region is separated from the side surfaces of the pair of gears. - 請求項１に記載の歯車ポンプまたはモータにおいて、
前記低圧シール領域以外の領域においては、前記一対の歯車の歯先と前記ボディとを離隔させる歯車ポンプまたはモータ。 The gear pump or motor according to claim 1,
A gear pump or a motor that separates the tooth tips of the pair of gears from the body in a region other than the low-pressure seal region. - 請求項１に記載の歯車ポンプまたはモータにおいて、
前記ボディは鋳物であり、
前記ボディにおける前記一対の歯車の前記側板とは逆側の側面と対向する領域のうち、前記一対の歯車の側面から離隔した領域は、鋳物の素地である歯車ポンプまたはモータ。
The gear pump or motor according to claim 1,
The body is a casting,
A region of the body facing the side surface of the pair of gears on the side opposite to the side plates, a region separated from the side faces of the pair of gears is a casting pump or motor.
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