(57)【要約】【課題】簡単な構造で、従動ギヤの歯とシール部材との間の空間の密封状態を維持する。【解決手段】可変容量ギヤポンプ１は、内部にギヤ室１０が形成されるハウジング３０と、ギヤ室１０内に収容される駆動ギヤ６と、駆動ギヤ６と外接して噛み合い、かつ駆動ギヤ６に対する軸間距離が変動可能である従動ギヤ８と、ハウジング３０と従動ギヤ８との間に収容される従動側シールブロック１５とを備え、従動側シールブロック１５は、吐出ポート３１側からの圧力を受ける受圧面１５ａと、歯先円８ａに倣った曲面８ｂを有するとともに、従動ギヤ８の位置の変動に応じて移動可能であり、曲面８ｂは、可変容量ギヤポンプ１の運転中において、従動ギヤ８の少なくとも２つの歯先に対して接触状態を維持する。【選択図】図２
2014080944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にギヤ室が形成されるハウジングと、
前記ギヤ室内に収容され、駆動軸を有する駆動ギヤと、
前記ギヤ室内において前記駆動ギヤと外接して噛み合い、かつ従動軸を有し、前記駆動軸に対する前記従動軸の軸間距離が変動可能である従動ギヤと、
前記ハウジングに形成されるとともに前記ギヤ室と連通する吸入ポートと、
前記ハウジングに形成されるとともに前記ギヤ室と連通する吐出ポートであって、前記吸入ポートから前記ギヤ室内に吸入された流体が吐出される吐出ポートと、
前記ハウジングと前記従動ギヤとの間に収容され、前記従動ギヤとの間に流体を圧送する密封空間を形成する従動側シールブロックとを備える可変容量ギヤポンプであって、
前記従動側シールブロックは、前記吐出ポート側からの圧力を受ける受圧面と、前記従動ギヤの歯先円に倣った曲面とを有するとともに、前記従動側シールブロックは前記従動ギヤの位置の変動に応じて移動可能であり、
前記従動側シールブロックの前記曲面は、前記可変容量ギヤポンプの運転中において、前記従動ギヤの少なくとも２つの歯先に対して、前記吐出ポート側からの圧力を受けて接触状態を維持することを特徴とする可変容量ギヤポンプ。
【請求項２】
前記ハウジングの前記ギヤ室内の前記吐出ポート側には窪み部が形成され、
前記従動側シールブロックは前記窪み部に対して接触可能である請求項１に記載の可変容量ギヤポンプ。
【請求項３】
前記ハウジングの前記窪み部にはハウジング側突起部が設けられ、
前記従動側シールブロックは前記ハウジング側突起部と接触する請求項２に記載の可変容量ギヤポンプ。
【請求項４】
前記従動側シールブロックにはシールブロック側突起部が設けられ、
前記シールブロック側突起部は前記窪み部と接触する請求項２に記載の可変容量ギヤポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、外接型の可変容量ギヤポンプに係り、特に吐出容量を運転中に増減することができる可変容量ギヤポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
可変容量ギヤポンプとして、互いに外接して噛合う一対のギヤによって、吸入された流体を圧送して吐出する、いわゆる外接型の可変容量ギヤポンプが使用されている。この外接型の可変容量ギヤポンプについて、要求に応じて流体の吐出流量を変動させることができる技術が提案されている。例えば、特許文献１には、ギヤポンプのギヤ間距離を可変にすることでポンプ容量を可変にする構造が開示されている。これによれば、互いに外接して噛合う駆動ギヤと従動ギヤとを有するギヤポンプにおいて、従動ギヤの従動軸を回転自在に保持した可動ブロックを、圧力補償装置がバネの力によって適宜動かすことにより、駆動ギヤと従動ギヤとの距離を自動調整する。
【０００３】
ここで、従動ギヤの歯とシール部材との間及び駆動ギヤの歯とシール部材との間にはそれぞれ密封状態の空間が形成され、流体はこの空間に閉じ込められて圧送される。しかし、特許文献１に記載のギヤポンプのように従動ギヤの位置が移動する場合、従動ギヤの歯先とシール部材とが離れ、従動ギヤの歯とシール部材との間の密封状態が維持できなくなってしまうおそれがある。そのため、特許文献１に記載のギヤポンプでは、可動ブロック９（シール部材）は従動ギヤ１４の位置を移動させるための軸１０を中心として、従動ギヤ１４とともに移動し、従動ギヤ１４の歯先と可動ブロック９とが接触しあうように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５０−５５９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のギヤポンプでは、従動ギヤの可動軸とシール部材の可動軸とに共通の軸を用いて、シール部材を従動ギヤとともに移動させる構造となっているため、ギヤポンプ全体の構造が複雑になっている。
【０００６】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、簡単な構造で、従動ギヤの歯とシール部材との間の空間の密封状態を維持することができる可変容量ギヤポンプを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明に係る可変容量ギヤポンプは、内部にギヤ室が形成されるハウジングと、ギヤ室内に収容され、駆動軸を有する駆動ギヤと、ギヤ室内において駆動ギヤと外接して噛み合い、かつ従動軸を有し、駆動軸に対する従動軸の軸間距離が変動可能である従動ギヤと、ハウジングに形成されるとともにギヤ室と連通する吸入ポートと、ハウジングに形成されるとともにギヤ室と連通する吐出ポートであって、吸入ポートからギヤ室内に吸入された流体が吐出される吐出ポートと、ハウジングと従動ギヤとの間に収容され、従動ギヤとの間に流体を圧送する密封空間を形成する従動側シールブロックとを備え、従動側シールブロックは、吐出ポート側からの圧力を受ける受圧面と、従動ギヤの歯先円に倣った曲面とを有するとともに、従動側シールブロックは従動ギヤの位置の変動に応じて移動可能であり、従動側シールブロックの曲面は、可変容量ギヤポンプの運転中において、従動ギヤの少なくとも２つの歯先に対して、吐出ポート側からの圧力を受けて接触状態を維持する。
このような従動側シールブロックを用いることにより、駆動ギヤに対する従動ギヤの位置が変動しても、従動側シールブロックは可変容量ギヤポンプの運転中において常に従動ギヤの２つの歯先と接触状態を維持することができる。
【０００８】
また、この発明に係る可変容量ギヤポンプのハウジングのギヤ室内の吐出ポート側には窪み部が形成され、従動側シールブロックは窪み部に対して接触可能であってもよい。
また、ハウジングの窪み部にはハウジング側突起部が設けられ、従動側シールブロックはハウジング側突起部と接触してもよい。
さらに、従動側シールブロックにはシールブロック側突起部が設けられ、シールブロック側突起部は窪み部と接触してもよい。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、可変容量ギヤポンプにおいて、簡単な構造で、従動ギヤの歯とシール部材との間の空間の密封状態を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係る可変容量ギヤポンプのギヤ室内の様子を示す平面概略図である。
【図２】図１に示した可変容量ギヤポンプについて、従動ギヤの位置を変動させて駆動ギヤと従動ギヤとの距離を長くし吐出容量を少なくした時のギヤ室内の様子を示す平面概略図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係る可変容量ギヤポンプのギヤ室内の様子を示す平面概略図である。
【図４】図３に示した可変容量ギヤポンプについて、従動ギヤの位置を変動させて駆動ギヤと従動ギヤとの距離を長くし吐出容量を少なくした時のギヤ室内の様子を示す平面概略図である。
【図５】この発明の別の実施形態に係る可変容量ギヤポンプの従動側シールブロックの形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下にこの発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る可変容量ギヤポンプ１の構成を図１及び図２に示す。
図１に示すように、可変容量ギヤポンプ１のハウジング３０の内部には略楕円形のギヤ室１０が形成されている。ギヤ室１０内には、互いに外接して噛み合う駆動ギヤ６と従動ギヤ８とからなるギヤ対５が収容されている。駆動ギヤ６には駆動軸７が一体的に設けられている。また、従動ギヤ８の中心には従動軸９が貫通している。従動軸９は従動ギヤ支持部２１と、従動ギヤ支持部２１の両端に一体的に設けられた回動支持軸部２２とを備えている。従動ギヤ支持部２１及び回動支持軸部２２は円柱形状であり、従動ギヤ支持部２１の径は回動支持軸部２２の径よりも大きい。回動支持軸部２２はハウジング３０に回動可能に支持されており、回動支持軸部２２の一端はギヤ室１０の外部においてウォームギヤ（図示せず）と接続している。すなわち、ウォームギヤによって回動支持軸部２２が回動し、それとともに従動軸９がハウジング３０に対して適宜回動することができるようになっている。また、従動ギヤ８は従動ギヤ軸受２６を介して従動ギヤ支持軸部２２に回転可能に支持されている。ここで、駆動ギヤ６及び駆動軸７の回転中心の位置はＰであり、従動ギヤ８の回転中心の位置はＱである。また、回動支持軸部２２の中心すなわち従動ギヤ８の回動中心はＯである。従動ギヤ８の回動中心Ｏは回転中心Ｑに対して偏心している。さらにまた、駆動ギヤ６の歯先が描く円状の曲線は駆動ギヤの歯先円６ａを構成し、従動ギヤ８の歯先が描く円状の曲線は従動ギヤの歯先円８ａを構成する。
【００１２】
また、ギヤ室１０には、ハウジング３０に形成された吐出ポート３１及び吸入ポート３２が連通されている。ギヤ対５を挟んで吐出ポート３１側には吐出領域１０Ａが、吸入ポート３２側には吸入領域１０Ｂがそれぞれ形成される。吐出領域１０Ａと吸入領域１０Ｂとは、ギヤ対５の駆動ギヤ６と従動ギヤ８との噛み合いにより互いに隔離されている。吐出領域１０Ａ内の圧力は吸入領域１０Ｂ内の圧力よりも高圧である。
【００１３】
ハウジング３０のギヤ室１０内の吐出ポート３１側には、後述する駆動側シールブロック１４及び従属側シールブロック１５を保持するための凹状の窪み部３６が形成されている。この窪み部３６において、駆動ギヤ６側には、互いに直角な２つの壁面からなる駆動側シールブロック保持面３０ａが形成されている。また、駆動側シールブロック保持面３０ａと同様に、従動ギヤ８側にも、互いに直角な２つの壁面からなる従動側シールブロック保持面３０ｂが形成されている。特に、従動側シールブロック保持面３０ｂにおいて吐出ポート３１と平行に延びている壁面を移動規制面３０ｃとする。そして、駆動側シールブロック保持面３０ａには駆動側シールブロック１４が、従動側シールブロック保持面３０ｂには従動側シールブロック１５が、それぞれ配置される。すなわち、駆動側シールブロック１４はハウジング３０と駆動ギヤ６との間に収容され、一方、従動側シールブロック１５はハウジング３０と従動ギヤ８との間に収容される。さらに、駆動側シールブロック１４及び従動側シールブロック１５にはオイルシール１４ｂ、１５ｂがそれぞれ配設され、駆動側シールブロック１４及び従動側シールブロック１５とハウジング３との間隙はオイルシール１４ｂ、１５ｂによって封止されている。また、駆動側シールブロック１４及び従動側シールブロック１５は各々、略直方体の１つの面が曲面６ｂ、８ｂとなっている六面体となっている。この曲面６ｂ、８ｂは各々駆動ギヤ６及び従動ギヤ８の歯先円６ａ、８ａに倣った円弧状の曲面形状をしている。すなわち、曲面６ｂ、８ｂの曲率は各々駆動ギヤ６及び従動ギヤ８の歯先円６ａ、８ａの曲率と同等である。駆動側シールブロック１４の曲面６ｂは回転する駆動ギヤ６の少なくとも２つの歯先と摺接している。また同様に、従動側シールブロック１５の曲面８ｂは回転する従動ギヤ８の少なくとも２つの歯先と摺接する。そして、駆動ギヤ６及び従動ギヤ８のそれぞれ２つの歯先と駆動側シールブロック１４及び従動側シールブロック１５との間には、流体を圧送する密封空間Ｓが形成される。また、従動側シールブロック１５は、吐出ポート３１に面して吐出ポート３１からの圧力を受ける受圧面１５ａを有する。さらにまた、移動規制面３０ｃには紙面に対して垂直方向に延びる帯状の凸部３５が形成されている。凸部３５は、断面が曲線形状をなしており、従動側シールブロック１５と凸部３５は線接触している。ここで、従動側シールブロック１５とハウジング３０とが線接触する部分を接触部とする。すなわち、従動側シールブロック１５は、ハウジング３０の移動規制面３０ｃに対して少なくとも１つの接触部において接触可能となっている。
なお、吐出ポート３１側は流体吐出側を構成する。また、凸部３５はハウジング側突起部を構成する。
【００１４】
ここで、可変容量ギヤポンプ１による流体の吐出容量は、駆動ギヤ６と従動ギヤ８との噛合いの度合いに応じて増減する。すなわち、駆動ギヤ６の駆動軸７と従動ギヤ８の従動軸９との軸間距離が小さく噛合い度合いが大きければ、吐出容量は大きくなる。一方、駆動ギヤ６の駆動軸７と従動ギヤ８の従動軸９との軸間距離が大きく噛合い度合いが小さければ吐出容量は小さくなる。本実施の形態では、図１に示す場合の駆動ギヤ６の駆動軸７と従動ギヤ８の従動軸９との軸間距離ＰＱはＨである。一方、後述のように従動ギヤ８が駆動ギヤ６と離れて、図２に示すように回転中心の位置がＱからＱ’に移動する場合の軸間距離ＰＱ’はＩである。Ｉの方がＨよりも長いため、図１に示す場合のほうが図２に示す場合よりも噛合いの度合いが大きく、可変容量ギヤポンプ１の吐出容量が大きい。
【００１５】
以下に、可変容量ギヤポンプ１の基本的な動作について説明する。
まず、駆動軸７に外部より駆動力を与えると、それに伴って駆動ギヤ６が駆動軸７と一体となって矢印で示される方向（図１参照）に回転を始める。また、駆動ギヤ６と噛合う従動ギヤ８も同時に矢印方向に回転する。この時、従動ギヤ８の中心に貫通する従動軸９は図示しないウォームギヤによって固定されており、回動しない。一方、従動ギヤ８は従動ギヤ軸受２６を介して、従動ギヤ支持部２１の周りを回転する。
【００１６】
次に、駆動ギヤ６と従動ギヤ８とが回転すると、吸入ポート３２から吸入された流体は駆動ギヤ６側及び従動ギヤ８側にそれぞれ形成される密封空間Ｓに閉じ込められ、駆動ギヤ６及び従動ギヤ８の回転とともに移動する。駆動ギヤ６及び従動ギヤ８の回転によって密封空間Ｓで圧送された流体は、吐出ポート３１から吐出される。
【００１７】
ここで、図１において、回動支持軸部２２をウォームギヤによって紙面上時計回りに回動させると、従動ギヤ８の位置は図１に示す状態から図２に示す状態に変動し、駆動ギヤ６と従動ギヤ８との距離はＨからＩに変動する。従って、駆動ギヤ６の歯と従動ギヤ８の歯との噛み合いの度合いが小さくなるため、可変容量ギヤポンプ１の吐出容量は小さくなる。一方、図２の状態から吐出容量を大きくしようとする時は、同様の方法で回動支持軸部２２を紙面上反時計周りに回動させ、駆動ギヤ６の駆動軸７と従動ギヤ８の従動軸９との軸間距離をＩからＨへと変動させる。すなわち、従動ギヤ８は、可変容量ギヤポンプ１の吐出容量を調整する際に、駆動ギヤ６に対する位置を適宜変更することができる。
【００１８】
また、従動側シールブロック１５は、従動ギヤ８の位置が図１の状態から図２の状態に変動する場合、凸部３５を支点として従動ギヤ８の位置変動に応じて移動することができる。具体的には、従動側シールブロック１５が移動して曲面８ｂが従動ギヤ８の２つの歯先に当接することにより、従動側シールブロック１５は従動ギヤ８の歯先円８ａに倣って位置が規制される。しかしながら、ギヤ室１０内の吐出領域１０Ａ内の圧力は吸入領域１０Ｂ内の圧力よりも高いため、従動側シールブロック１５は受圧面１５ａにおいて吐出ポート３１側からの圧力を受け、紙面上左から右へと移動するように動こうとする。そして、従動側シールブロック１５は移動規制面３０ｃの凸部３５に当接することにより、左から右への移動を規制される。すなわち、従動側シールブロック１５は、吐出ポート３１側からの圧力を受けて従動ギヤ８の２つの歯先及び凸部３５に接触することにより位置を固定される。よって、可変容量ギヤポンプ１の運転中において、駆動ギヤ６に対する従動ギヤ８の位置が変動した場合であっても従動側シールブロック１５の曲面８ｂは常に従動ギヤ８の少なくとも２つの歯先に対して接触状態を維持するように構成されている。なお、可変容量ギヤポンプ１の運転中とは、吐出領域１０Ａ内の圧力が吸入領域１０Ｂ内の圧力よりも高くなるように維持されている状態をいう。
【００１９】
以上より、ギヤ室１０の全体形状を変えることのない簡単な構造の下、内部に介在する小部品、すなわち従動側シールブロック１５の移動によって、可変容量ギヤポンプ１の運転中の空間Ｓの密封状態が常に維持されることとなる。よって、従動ギヤ８の位置変動後も可変容量ギヤポンプ１は正常に機能する。
【００２０】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係る可変容量ギヤポンプ１’の構成について図３及び図４を用いて説明する。なお、図１及び図３における参照符号と同一の符号は、同一または同様な構成要素であるため、詳細な説明は省略する。
図３に示すように可変容量ギヤポンプ１’の従動ギヤ８’には従動軸９’が一体的に設けられている。従動軸９’の中心は従動ギヤ８’の回転中心Ｑと一致している。
また、従動軸９’には、従動ギヤ８’の紙面に対して垂直方向手前側に隣接して、長方形の略板状の軸移動部材３３が取り付けられている。従動軸９’は従動ギヤ軸受２６’を介して軸移動部材に対して相対的に回転可能となっている。
【００２１】
ここで、ギヤ室１０の内面すなわちハウジング３０’には軸移動部材３３を案内するための案内部１０ａ及び１０ｂが形成されている。軸移動部材３３における吸入ポート３２側の一端にはラック３３ａが形成される。また、ラック３３ａと噛み合うピニオンギヤ３４が設けられている。よって、軸移動部材３３はラック３３ａとピニオンギヤ３４との噛み合いによって、案内部１０ａ及び１０ｂに沿って平行に移動し、駆動ギヤ６の駆動軸７と従動ギヤ８の従動軸９’との軸間距離ＰＱは適宜変更することができる。具体的には、実施の形態１と同様に、可変容量ギヤポンプ１’の吐出容量を小さくしたい時は、従動ギヤ８’の位置を図３の状態から図４の状態へ変動させ、軸間距離ＰＱをＨからＩに変える。この場合も、従動側シールブロック１５は従動ギヤ８の移動に伴って傾動するように移動し、可変容量ギヤポンプ１’の運転中は常に従動ギヤ８の歯先２点に対して接触状態を維持するように構成されている。
【００２２】
以上より、従動ギヤ８’の位置が平行に移動する可変容量ギヤポンプにおいても、従動側シールブロック１５の移動によって、簡単な構造の下、可変容量ギヤポンプ１’の運転中の空間Ｓの密封状態が常に維持されることとなる。
【００２３】
なお、実施の形態１及び２の凸部３５に限られず、図５に示すように従動側シールブロック１５に凸部３５’が形成されてもよい。この場合、従動側シールブロック１５の凸部３５’は移動規制面３０ｃ’に線接触する。ここで、凸部３５’はシールブロック側突起部を構成する。
【符号の説明】
【００２４】
１，１’  可変容量ギヤポンプ、６  駆動ギヤ、７  駆動軸、８，８’  従動ギヤ、８ａ  従動ギヤの歯先円、８ｂ  曲面、９，９’  従動軸、１０  ギヤ室、１５  従動側シールブロック、１５ａ  受圧面、３０  ハウジング、３１  吐出ポート、３２  吸入ポート、３５  凸部（ハウジング側突起部）、３５’  凸部（シールブロック側突起部）、３６  窪み部、Ｓ  密封空間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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