(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内部の空洞に一対のサイドプレートを嵌め合わせてギア室を区画し、このギア室の内部に互いに噛み合う一対のギアを収容して、各ギアの支軸を各サイドプレートに形成した支持孔によって嵌合支持すると共に、上記ギア室の内部に両ギアの噛み合い位置を挟んで作動流体の吸込室および吐出室を形成したギアポンプにおいて、
上記サイドプレートに、両サイドプレートおよび噛合する各ギア歯で形成される閉塞領域と上記支持孔とを連通する流路を形成し、
上記流路は、各支持孔の内周面の偏心側嵌合領域に開口していることを特徴とするギアポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は互いに噛み合う一対のギアの回転によりポンプ作用をなすギアポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
従来より、ギアポンプは、簡単な構造を有する小型軽量のポンプとして、種々の産業分野に用いられている。
この種のギアポンプの構造としては、ハウジング内部の空洞に一対のサイドプレートを嵌め合わせてギア室を区画し、このギア室の内部に互いに噛み合う一対のギアを収容して、各ギアの支軸を各サイドプレートに形成した支持孔によって嵌合支持すると共に、上記ギア室の内部に両ギアの噛み合い位置を挟んで作動流体の吸込室および吐出室を形成したタイプのものが一般的である。
【０００３】
一方、近年、高圧タイプのギアポンプが要望されているが、高圧になるほど、支軸が支持孔内で一方向に押されて偏心するため、支軸を支持する部分の摩耗が助長される結果、ポンプ効率が低下するという問題がある。
従来、支持孔内を潤滑するべく、支軸又は支持孔に螺旋状の溝を設け、支軸の回転に伴って油を支持孔内に強制的に巻き込むようにしたギアポンプがあった（例えば実開平４−１０５９８５号公報参照。）。しかし、このギアポンプでは、ポンプ回転数が低いときには、ポンプ負荷が大きい（吐出室側の圧力が高い）場合でも、支持孔に供給される油量が少なく、潤滑が不十分になるという問題がある。
【０００４】
ところで、ギアの噛み合い部分では、各サイドプレートと噛合する各ギア歯とで形成される閉塞領域に油が閉じ込められ（いわゆる閉じ込み現象を生じ）、閉じ込められた油が、ギアの回転に伴って圧縮されるときに非常な高圧を発生する結果、振動や騒音が発生するという問題があった。
そこで、サイドプレートのギア側側面に、両ギアの噛み合い中心位置を挟んで離間する一対の逃げ溝を形成し、各逃げ溝によって噛み合い部で発生する高圧を吸込室側および吐出室側へ逃がすようにしたギアポンプが提供されている（例えば特開昭４８−１７１０９号公報参照。）。しかし、このギアポンプでは、各逃げ溝の配設領域に限界があるため完全には噛み合い中心位置付近での閉じ込みを防止することは難しいとされている。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、ギアの噛み合い中心位置付近での閉じ込みに起因した振動や騒音を防止できると共にギアの支軸を支持する部分の摩耗を防止できて耐久性に優れたギアポンプを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１記載のギアポンプは、ハウジング内部の空洞に一対のサイドプレートを嵌め合わせてギア室を区画し、このギア室の内部に互いに噛み合う一対のギアを収容して、各ギアの支軸を各サイドプレートに形成した支持孔によって嵌合支持すると共に、上記ギア室の内部に両ギアの噛み合い位置を挟んで作動流体の吸込室および吐出室を形成したギアポンプにおいて、上記サイドプレートに、両サイドプレートおよび噛合する各ギア歯で形成される閉塞領域と上記支持孔とを連通する流路を形成し、上記流路は、各支持孔の内周面の偏心側嵌合領域に開口していることを特徴とするものである。
【０００７】
この構成では、両ギアの噛み合い中心位置付近に閉じ込められようとする高圧作動流体が、流路を介して、支軸と支持孔との嵌合隙間に導かれ、潤滑作用を果たす。ポンプ回転数とは無関係に高圧を発生する部分から流体を導くので、ポンプの回転数が低いときでも潤滑のための流体供給が可能となる結果、摩耗を防止できる。また、両ギアの噛み合い中心位置付近での閉じ込み圧力を逃がせるので、これに起因した振動や騒音の発生を防止できる。
【０００８】
また、上記流路は、各支持孔の偏心側嵌合領域に開口しているので、下記の利点がある。すなわち、吐出室が高圧になるほど、支軸を吐出室側から吸込室側へ向かって押す力が強くなり、このため、支軸が吸込室側へ近づくように支持孔に対して偏心し、支持孔の内周面の偏心側嵌合領域における隙間が狭まる傾向にあり、潤滑的に厳しい条件となる。これに対して、本発明では、このように高圧時に厳しい条件となる側に流体を供給できるので、摩耗防止に一層効果がある。
上記の偏心側嵌合領域の「偏心側」は「吸込室側」に相当し、偏心側嵌合領域とは、支持孔の内周面において、両支持孔の軸心を含む平面よりも吸込室側に位置する「吸込室側」の嵌合領域である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るギアポンプの断面図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図であってハッチングを省略してある。これらの図を参照して、本ギアポンプは、その中央部を貫通する長円形断面の空洞を有する本体筒１０の両側を、これの全面を覆う態様にねじ止めされた一対の蓋板１１により塞いで構成されたハウジング１を備えている。このハウジング１の内部には、前記空洞部の両側から嵌挿された、例えばアルミニウム合金製の一対のサイドプレート１２同士の間にギア室１４が区画されており、このギア室１４内には、互いに対をなす駆動ギア３と従動ギア４が配置されている。１３は蓋板１１とサイドプレート１２との間に介在してギア室１４を密封するためのＯリングである。
【００１０】
ギア室１４の内部には、各サイドプレート１２にそれぞれ一対が形成された支持孔３１，４１により、それぞれ両持ち支持された一対の支軸３０，４０が、長円形断面を有するギア室１４の両側の半円部の軸心上にそれぞれ位置し、互いに平行をなして架設されている。
一対の支持孔３１により支持された一方の支軸３０は、一方の蓋板１１を貫通して外部に延長され、この延長端に伝達される図示しないモータなどの動力源からの駆動力により回転駆動される駆動軸を構成している。また、支軸３０には、ギア室１４の内部において駆動ギア３が一体回転可能に装着されている。支軸３０が蓋板１１を貫通する部分にはオイルシール１７が配置されている。
【００１１】
また、一対の支持孔４１によって支持された他方の支軸４０は、各サイドプレート１２の支持孔４１内に軸端を有する従動軸を構成している。支軸４０には、ギア室１４の内部において従動ギア４が装着されている。従動ギア４の支軸４０への装着では、軸回りの回転を拘束しても良いし軸回りの回転を許容しても良い。従動ギア４は両支軸３０，４０の軸心を含む平面内において駆動ギア３と噛み合い、支軸３０により駆動される駆動ギア３の回転に伴って、支軸４０と共に（或いは支軸４０の回転を伴わずに）従動回転するようにしてある。
【００１２】
図２には、駆動ギア３およびこれに連動する従動ギア４の回転方向が矢符により示してあり、両ギア３，４の噛み合い位置を挟んだ両側には、前記回転方向側に吸込口室５が、反回転方向側に吐出室６が形成されている。これら吸込室５および吐出室６は、本体筒１０の対応位置に開口する吸込口１５および吐出口１６を介して、ハウジング１外の図示しない吸込先および吐出先にそれぞれ接続されるようにしてある。
【００１３】
このような構成により、吸込口１５を経て吸込室５に導入される作動流体は、該吸込室５に臨む駆動ギア３および従動ギア４の歯間に受け入れられ、両ギア３，４の回転により、それぞれの歯間の本体筒１０の内周面との間に封止された状態で搬送され、吐出室６に送り出される。吐出室６への送り出しを終えた駆動ギア３と従動ギア４とは、両ギア３，４の噛み合い位置を経て吸込室５側に向き、該吸込室５内の作動流体を再度受け入れて吐出室６側へ送り出す作用をなす。
【００１４】
以上の如く行われるギアポンプの動作中、ギア室１４の内側においては、吸込室５内部の低圧が、駆動ギア３および従動ギア４の回転に伴って上昇して、吐出室６内部の高圧に至る圧力分布が発生し、駆動ギア３および従動ギア４には、図２中に黒塗り矢符で示す向きの押圧力が作用する。これにより、駆動ギア３および従動ギア４の支軸３０，４０は、吸込室５側において、各サイドプレート１２の支持孔３１，４１の内周面に押し付けられて、支軸３０，４０と支持孔３１，４１の内周面との間に油膜を介して接触することになり、この接触部における摩擦抵抗が、特に油膜の形成が良好に行われない低回転下にて大きくなり、支持孔３，４１の内面の摩耗を助長する傾向にある。他方、駆動ギア３と従動ギア４との噛み合い部においては、一方の歯の凸部と他方の歯の凹部との間に作動流体が閉じ込められて非常な高圧を発生し振動や騒音を発生するおそれがある。
【００１５】
本実施形態では、両ギア３，４の支軸３０，４０を支持するサイドプレート１２の支持孔３１，４１へ、両ギア３，４の噛み合い中心位置Ｋ（図２参照）を含む領域の高圧作動流体を導くための油路を設けることにより、支持孔３１，４１での潤滑性の向上および閉じ込み防止を図り、前述した問題の解消を図っている。図３はサイドプレート１２の側面図であり、図４はサイドプレートの縦断面図である。
【００１６】
図３および図４を参照して、サイドプレート１２のギア側側面１２ａには、支持孔３１、４１の周囲をそれぞれ取り囲む環状溝６１，６２が形成されている。また、上記ギア側側面１２ａには、両ギア３，４の噛み合い位置から吸込室５側へ延びる逃げ溝６３および吐出室６側へ延びる逃げ溝６４が形成されている。これらの逃げ溝６３，６４は、両ギア３，４の噛み合い位置で流体が各サイドプレート１２と各噛合ギア歯とで形成される閉塞領域に閉じ込められる、いわゆる閉じ込みの発生を防止するためのものである。
【００１７】
両逃げ溝６３，６４は、両ギア３，４の噛み合い中心位置Ｋを避けるようにして設けられ、互いの間に所定の距離が確保されている。これは、両逃げ溝６３，６４同士を連通させると、これら逃げ溝６３，６４を通して吸込室５と吐出室６とが連通されてしまいポンプ機能を果たせなくなるので、これを防止するためである。なお、両ギア３，４の噛み合い中心位置Ｋを挟んで離間する逃げ溝６３，６４間の離間距離は、各部品の寸法精度や両ギア３，４の噛み合い誤差等を勘案して、できるだけ狭くなるように設定されている。
【００１８】
そして、サイドプレート１２のギア側側面１２ａにおいて、両逃げ溝６３，６４同士間の中間位置（例えば中央位置）に、すなわち両ギア３，４の噛み合い中心位置Ｋを含む上記閉塞領域であって両逃げ溝６３，６４から隔離された領域に対応して、例えば円錐状の凹部８１が形成され、この凹部８１を支持孔３１，４１内にそれぞれ連通する流路８２，８３が形成されている。各流路８２，８３は、支持孔３１，４１の内周面３１ａ，４１ａの偏心側嵌合領域Ｐ（図３において、支持孔３１，４１の軸心７１，７２を含む仮想の平面７３よりも吸込室５側に位置する、支持孔３１，４１の内周面３１ａ，４１ａの部分である）に開口している。
【００１９】
また、６５は、支持孔３１，４１の内周面３１ａ，４１ａの偏心側嵌合領域Ｐに対応する環状溝６１，６２の部分と吸込室５側とを連通するための逃げ溝である。サイドプレート１２の反ギア側側面１２ｂにも、各支持孔３１，４１に対応して同様の逃げ溝６５が設けられている。６６はＯリング１３を収容するための環状溝である。
【００２０】
両ギア３，４の噛み合い中心位置Ｋ付近の閉塞領域で閉じ込められようとする高圧の作動流体を、上記流路８２，８３を通して、支持孔３１，４１の内周面３１ａ，４１ａの偏心側嵌合領域Ｐに供給できるようになっている。また、流路８２，８３は、支持孔３１内で軸方向の略中央位置に開口しており、この部分に供給された作動流体は、軸方向の両側に均一に流れて支持孔３１，４１全体をまんべんなく潤滑した後、逃げ溝６５を介して吸込室５側へ回収されるようになっている。
【００２１】
本実施形態によれば、従来よりある互いに離間する逃げ溝６３，６４では防止できなかった、駆動ギア３と従動ギア４の各噛み合い歯間の閉塞領域に発生する高圧を抑制して、振動や騒音を防止できる。そして、従来ある逃げ溝６３，６４と本実施形態の特徴とするところの流路８２，８３との組み合わせにより、閉じ込みによる高圧発生を確実に防止できる。しかも、上記閉塞領域に閉じ込められようとする高圧作動流体を支軸孔３１，４１内へ供給できる結果、支持孔３１，４１内を潤滑して摩耗発生を防止できる。
【００２２】
また、高圧時に支軸３０，４０との間が狭くなる傾向にある、支持孔３１，４１の偏心側嵌合領域Ｐに対して潤滑用の流体を供給するので、摩耗防止に一層効果がある。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更を施すことができる。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明では、両サイドプレートと噛合する各ギア歯とで形成される閉塞領域での閉じ込みに起因した振動や騒音を防止でき、且つ閉塞領域の高圧作動流体を支軸孔内へ供給できる結果、支持孔内を潤滑して摩耗発生を防止できる。
【００２４】
また、高圧時に支軸との間が狭くなる傾向にある、支持孔の部分に対して流体を供給するので、摩耗防止をより実効あるものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のギアポンプの断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図であり、ハッチングを省略してある。
【図３】サイドプレートの側面図である。
【図４】サイドプレートの断面図である。
【符号の説明】
１    ハウジング
３    駆動ギア
４    従動ギア
５    吸込室
６    吐出室
１２  サイドプレート
１４  ギア室
３０，４０  支軸
３１，４１  支持孔
３１ａ，４１ａ  内周面
８２，８３  流路
Ｋ    噛み合い中心位置
Ｐ    偏心側嵌合領域
【図１】
0003612393.tif 000002
【図２】
0003612393.tif 000003
【図３】
0003612393.tif 000004
【図４】
0003612393.tif 000005