(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに噛み合う駆動側はすば歯車及び従動側はすば歯車からなる外接歯車対と、この外接歯車対を収納する歯車収納室を内部に有するとともに前記駆動側はすば歯車を軸支する駆動軸及び前記従動側はすば歯車を軸支する従動軸を収納するための軸受を有するケーシングと、液圧室を有しこの液圧室に導入される液圧により前記駆動軸及び従動軸を反スラスト方向に押圧する液圧機構と、この液圧機構の液圧室に高圧側から作動液を導く高圧作動液導入路とを具備してなり、前記軸受が、前記駆動軸又は従動軸のラジアル方向の作用を受けるブッシュを備えている歯車ポンプ又はモータであって、
前記液圧機構が、前記駆動軸又は従動軸に対向し前記駆動側はすば歯車又は従動側はすば歯車と反対側に位置し内部に導入された作動液圧により前記駆動軸又は従動軸を反スラスト方向に押圧するための液圧室と、この液圧室内に配されているとともに前記駆動軸又は従動軸と一体をなし作動液圧により反スラスト方向に押圧される液圧受部とを備え、この液圧受部が、前記液圧室の内壁との間にスラスト方向に沿って延びる隙間を形成しているとともに、軸の垂直方向に形成される環状凹部と、この環状凹部の内部に収納されたシール部材とを有することを特徴とする歯車ポンプ又はモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに噛み合うはすば歯車をそれぞれ利用した駆動歯車及び従動歯車からなる外接歯車対と、内部にこの外接歯車対を収納する歯車収納室を有するケーシングとを備えた歯車ポンプ又はモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、互いに噛み合う駆動歯車と従動歯車とからなる外接歯車対と、この外接歯車対を収納する歯車収納室を内部に有するケーシングとを備える歯車ポンプ又はモータが広く用いられている。このような歯車ポンプ又はモータの駆動歯車及び従動歯車は、軸芯に平行な歯が周囲に形成されている平歯車が主流である。しかし、駆動歯車及び従動歯車に平歯車を使用する場合、以下のような問題が存在する。具体的には、駆動歯車の歯と従動歯車の歯とが噛み合う際には歯幅全域にわたって同時に噛み合う。また、駆動歯車の歯と従動歯車の歯との噛み合いを終了する際には歯幅全域にわたって同時に噛み合いを終了する。このことにより、騒音や振動が発生することがある。この問題を解決するために、駆動歯車と従動歯車としてはすば歯車を採用する工夫が提案されている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
このような歯車ポンプ又はモータは、例えば、以下に示すような構成を有する。すなわち、図３に示すように、互いに噛み合う駆動側はすば歯車Ｘ６及び従動側はすば歯車Ｘ７からなる外接歯車対Ｘ１と、この外接歯車対Ｘ１を収納する歯車収納室Ｘ２ａを内部に有するとともに前記駆動側はすば歯車Ｘ６を軸支する駆動軸Ｘ８及び前記従動側はすば歯車Ｘ７を軸支する従動軸Ｘ９を収納するための軸受を有するケーシングＸ２と、このケーシングＸ２内に収納され前記外接歯車対Ｘ１の各はすば歯車Ｘ６、Ｘ７の両側面Ｘ６ａ、Ｘ６ｂ、Ｘ７ａ、Ｘ７ｂにそれぞれ添接しそれぞれ対をなす側板を兼ねるリア側のベアリングケースＸ３ａ及びフロント側のベアリングケースＸ３ｂと、液圧室Ｘ４１ａ、Ｘ４１ｂを有しこの液圧室Ｘ４１ａ、Ｘ４１ｂに導入される液圧により前記駆動軸Ｘ８及び従動軸Ｘ９を反スラスト方向に押圧する液圧機構Ｘ４と、この液圧機構Ｘ４の液圧室Ｘ４１ａ、Ｘ４１ｂに高圧側から作動液を導く高圧作動液導入路Ｘ５とを具備してなる。前記ケーシングＸ２は、前記歯車収納室Ｘ２ａを有する筒状のボディＸ２３と、このボディＸ２３の前面側に装着されたフロントカバーＸ２２と、前記ボディＸ２３の背面側に装着されたリアカバーＸ２４とを有する。前記ボディＸ２３の内部には、一方の側板を兼ね駆動軸Ｘ８の後端側及び従動軸Ｘ９の後端側を軸支するリア側のベアリングケースＸ３ａと、他方の側板を兼ね駆動軸Ｘ８の前端側及び従動軸Ｘ９の前端側を軸支するリア側のベアリングケースＸ３ｂとを収納している。【０００４】
このような構成の歯車ポンプを運転している状態では、駆動側はすば歯車Ｘ６及び従動側はすば歯車Ｘ７に、回転トルクの分力によるスラスト荷重と液圧によるスラスト荷重とが発生する。これら回転トルクの分力によるスラスト荷重と液圧によるスラスト荷重とが合成された結果、図３に示すように、駆動側はすば歯車Ｘ６及び従動側はすば歯車Ｘ７に、それぞれ異なる大きさのスラスト荷重が、後方に向けて加えられる（以下、このスラスト荷重の方向を「スラスト方向」と呼び、その反対方向を「反スラスト方向」と呼ぶ）。【０００５】
リア側のベアリングケースＸ３ａは、前記スラスト荷重によって受ける面圧が大きくなるため、負荷を軽減させる目的で、駆動軸Ｘ８及び従動軸Ｘ９の後端側に前記液圧機構Ｘ４のバランスピストンＸ４３ａ、Ｘ４３ｂをそれぞれ接触させ、液圧力によりバランスさせている。この結果、バランスピストンＸ４３ａ、Ｘ４３ｂは液圧力に比例した押し付け力を前記スラスト荷重に対抗して作用させることが可能となる。【０００６】
しかし、前記液圧機構Ｘ４が駆動軸Ｘ８及び従動軸Ｘ９の後端側に前記液圧機構Ｘ４のバランスピストンＸ４３ａ、Ｘ４３ｂをそれぞれ接触させる構成を有することから、以下のような不具合が発生し得る。すなわち、このような構成では、駆動軸Ｘ８及び従動軸Ｘ９の回転につれてバランスピストンＸ４３ａ、Ｘ４３ｂとの間に摩擦が発生し、バランスピストンＸ４３ａ、Ｘ４３ｂが駆動軸Ｘ８及び従動軸Ｘ９から回転力の伝達を受けて回転することがある。その際に、バランスピストンＸ４３ａ、Ｘ４３ｂと駆動軸Ｘ８及び従動軸Ｘ９との間の摩擦やバランスピストンＸ４３ａ、Ｘ４３ｂの側面とケーシングとの間の摩擦に起因してメカロスが発生するという不具合が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２０１２−５１９７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は以上の点に着目したものであり、互いに噛み合う駆動側はすば歯車及び従動側はすば歯車からなる外接歯車対を備えた歯車ポンプ又はモータにおいて、ピストンを駆動軸及び従動軸に接触させた状態で駆動軸及び従動軸を反スラスト方向に押圧することに伴いメカロスが発生するという不具合を解消することを所期の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち本発明に係る歯車ポンプ又はモータは、以下に述べるような構成を有する。すなわち本発明に係る歯車ポンプ又はモータは、互いに噛み合う駆動側はすば歯車及び従動側はすば歯車からなる外接歯車対と、この外接歯車対を収納する歯車収納室を内部に有するとともに前記駆動側はすば歯車を軸支する駆動軸及び前記従動側はすば歯車を軸支する従動軸を収納するための軸受を有するケーシングと、液圧室を有しこの液圧室に導入される液圧により前記駆動軸及び従動軸を反スラスト方向に押圧する液圧機構と、この液圧機構の液圧室に高圧側から作動液を導く高圧作動液導入路とを具備してなり、前記軸受が、前記駆動軸又は従動軸のラジアル方向の作用を受けるブッシュを備えている歯車ポンプ又はモータであって、前記液圧機構が、前記駆動軸又は従動軸に対向し前記駆動側はすば歯車又は従動側はすば歯車と反対側に位置し内部に導入された作動液圧により前記駆動軸又は従動軸を反スラスト方向に押圧するための液圧室と、この液圧室内に配されているとともに前記駆動軸又は従動軸と一体をなし作動液圧により反スラスト方向に押圧される液圧受部とを備え、この液圧受部が、前記液圧室の内壁との間にスラスト方向に沿って延びる隙間を形成しているとともに、軸の垂直方向に形成される環状凹部と、この環状凹部の内部に収納されたシール部材とを有する。【００１０】
このような構成によれば、前記液圧受部が前記駆動軸又は従動軸と一体をなしておりこの液圧受部が作動液圧により反スラスト方向に押圧される一方、駆動軸又は従動軸がラジアル方向に作用を受けた場合には前記ブッシュがラジアル方向の作用を受け、液圧受部と液圧室の内壁との間にスラスト方向に沿って延びる隙間を有することにより液圧受部と液圧室の内壁とが接触しこれらの間に摩擦が発生することはない。このことにより、従来の構成におけるピストンと駆動軸又は従動軸との間、及びピストンと液圧室の内壁との間の摩擦に起因するメカロスの発生を抑制できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、互いに噛み合う駆動側はすば歯車及び従動側はすば歯車からなる外接歯車対を備えた歯車ポンプ又はモータにおいて、ピストンを駆動軸及び従動軸に接触させた状態で駆動軸及び従動軸を反スラスト方向に押圧することに伴いメカロスが発生する不具合を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る歯車ポンプ又はモータを示す概略図。
【図２】図１における要部の拡大図。
【図３】従来の歯車ポンプ又はモータを示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１４】
本実施形態に係る歯車ポンプＰ１は、図１に示すように、互いに噛み合う駆動側はすば歯車６及び従動側はすば歯車７からなる外接歯車対１と、この外接歯車対１を収納する歯車収納室２ａを内部に有するとともに前記駆動側はすば歯車６を軸支する駆動軸８及び前記従動側はすば歯車７を軸支する従動軸９を収納するための軸受を有するケーシング２と、このケーシング２内に収納され前記外接歯車１対の各はすば歯車６、７の両側面６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂにそれぞれ添接する対をなす後側板３ａ及び前側板３ｂと、液圧室４１ａ、４１ｂを有しこの液圧室４１ａ、４１ｂに導入される液圧により前記駆動軸８及び従動軸９を反スラスト方向に押圧する液圧機構４と、この液圧機構４の液圧室４１ａ、４１ｂに高圧側から作動液を導く高圧作動液導入路５とを具備する。
【００１５】
前記外接歯車対１を構成する駆動側はすば歯車６及び従動側はすば歯車７は、この種の歯車ポンプに用いられるものとして周知のはすば歯車である。ここで、前記駆動側はすば歯車６の歯及び従動側はすば歯車７の歯は、これらを噛み合わせた状態で歯車ポンプとして作動させる際に、回転トルクの分力により、駆動側はすば歯車６は後方に向かうスラスト荷重、従動側はすば歯車７は前方に向かうスラスト荷重をそれぞれ受ける。また、これら駆動側はすば歯車６及び従動側はすば歯車７は、歯車ポンプとして作動している状態で、液圧により、後方に向かうスラスト荷重をそれぞれ受ける。これら回転トルクの分力によるスラスト荷重と液圧によるスラスト荷重とが合成された結果、図１に示すように、駆動側はすば歯車６及び従動側はすば歯車７に、それぞれ異なる大きさのスラスト荷重が、後方に向けて加えられる。本実施形態では、前記駆動側はすば歯車６と駆動軸８とを一体に設けている。前記駆動軸８は、前記駆動側はすば歯車６の中心から回転軸心方向に延伸している。この駆動軸８は、一端がケーシング２の外部に延出している。また、従動側はすば歯車７と従動軸９とも一体に設けている。前記従動軸９は、前記従動側はすば歯車７の中心から回転軸心方向に延伸している。
【００１６】
ケーシング２は、前方に開口する歯車収納室２ａを有するケーシング本体２１と、このケーシング本体２１の前面側に装着されたフロントカバー２２とを備えている。
【００１７】
ケーシング本体２１は、その内部に前記外接歯車対１すなわち駆動側はすば歯車６及び従動側はすば歯車７を噛合状態で収容する略眼鏡状の前記歯車収納室２ａとこの歯車収納室２ａを外部に連通させる図示しない作動液吸入口及び作動液吐出口２ｂとを備えた筒状のボディ２３と、このボディ２３の後端を閉塞するリアカバー２４とを一体に形成したものである。また、前記ボディ２３は、前記歯車収納室２ａの後方に、前記駆動軸８及び従動軸９の後端側を軸支する軸受２５を備えている。各軸受２５は、前記駆動軸８及び従動軸９の後端側がそれぞれ嵌入可能な軸受穴２５ｘと、この軸受穴２５ｘの内周に設けられ前記前記駆動軸８及び従動軸９をそれぞれ摺動可能に軸支するブッシュ２５ｙとを備えたものである。このブッシュ２５ｙは、前記駆動軸８又は従動軸９がラジアル方向の作用を受けた際に該駆動軸８又は従動軸９に密接してラジアル方向の作用を受け、請求項中のブッシュとしての機能を有する。
【００１８】
前記フロントカバー２２は、ケーシング本体２１にボルト等によって着脱可能に装着され、前記歯車収納室２ａの開口面を閉塞する。また、このフロントカバー２２は、前記駆動軸８及び従動軸９の前端側を軸支する軸受２６を備えている。各軸受２６は、前記駆動軸８及び従動軸９の前端側がそれぞれ嵌入可能な軸受穴２６ｘと、この軸受穴２６ｘの内周に設けられ前記駆動軸８及び従動軸９をそれぞれ摺動可能に軸支するブッシュ２６ｙとを備えたものである。駆動軸８の前端は、前記軸受穴２６ｘを貫通してケーシング２の外部に突出させてある。
【００１９】
前記液圧機構４は、図１及び図２に示すように、前記駆動軸８及び前記従動軸９にそれぞれ対応させてリアカバー２４の内部に形成した対をなす液圧室４１ａ、４１ｂと、これら液圧室４１ａ、４１ｂ内に配されているとともに前記駆動軸８又は従動軸９とそれぞれ一体をなし作動液圧により反スラスト方向に押圧され前記液圧室４１ａ、４１ｂの内壁４１ａ１、４１ｂ１との間にスラスト方向に沿って延びる隙間を有する液圧受部４２ａ、４２ｂとを備えている。
【００２０】
前記液圧受部４２ａ、４２ｂは、その長手方向中間部すなわちスラスト方向中間部に設けられているとともに軸の垂直方向に形成されている環状凹部４２ａ１、４２ｂ１が設けられており、この環状凹部４２ａ１、４２ｂ１の内部にシール部材４２ｘ、４２ｙが収納されている。このシール部材４２ｘ、４２ｙは弾性変形可能であり、弾性力により液圧室４１ａ、４１ｂの内壁に密着している。また、このシール部材４２ｘ、４２ｙと前記環状凹部４２ａ１、４２ｂ１の底面との間には隙間が設けられている。さらに本実施形態では、このシール部材４２ｘ、４２ｙと歯車２、３と反対側の側面との間にも隙間を設けている。
【００２１】
前記高圧作動液導入路５は、液圧機構４の液圧室４１ａ、４１ｂに高圧側から作動液を導くためのもので、ケーシング本体２１内に形成されている。
【００２２】
ここで、この歯車ポンプＰ１の前記駆動軸８を介して前記駆動側はすば歯車６及び従動側はすば歯車７を同期逆回転駆動した場合に、前記作動液吸入口と前記作動液吐出口２ｂとの間で高低圧差が生じる。このとき、ボディ２１内部の空間のうち、前記駆動側はすば歯車６及び従動側はすば歯車７の歯同士が漸次離反する側、つまり前記作動液吸込口側の空間が低圧領域になるとともに、歯同士が漸次噛合する側、つまり作動液吐出口２ｂ側の空間が高圧領域になる。その際、作動液吐出口２ｂ側から液圧室４１ａ、４１ｂに作動液が導かれる。この作動液の液圧に由来する作用が前記液圧受部４２ａ、４２ｂに加わり、この液圧受部４２ａ、４２ｂとそれぞれ一体に形成された前記駆動軸８及び従動軸９が反スラスト方向に押圧される。一方、前記駆動軸８又は従動軸９がラジアル方向の作用を受けた場合には、前記液圧受部４２ａ、４２ｂと前記液圧室４１ａ、４１ｂの内壁４１ａ１、４１ｂ１との間の前記隙間の幅が０となり前記液圧受部４２ａ、４２ｂと前記液圧室４１ａ、４１ｂの内壁とが接するより先に、前記駆動軸８又は従動軸９がブッシュ２５ｙに密着する。従って、前記液圧受部４２ａ、４２ｂが前記液圧室４１ａ、４１ｂの内壁に接することはない。
【００２３】
なお、この歯車ポンプＰ１は、作動液吐出口２ｂより高圧の作動液を導入し、これにより前記駆動軸８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、低圧となった作動液を前記作動液吸込口から吐出するというモータ作用を営む歯車モータとして機能させることもできるものであることはいうまでもない。
【００２４】
以上に述べたように、本実施形態に係る歯車ポンプＰ１の構成によれば、前記液圧受部４２ａ、４２ｂが前記駆動軸８又は従動軸９と一体をなしておりこの液圧受部４２ａ、４２ｂが作動液圧により反スラスト方向に押圧されるので、従来の構成におけるピストンと駆動軸又は従動軸との間の摩擦に起因するメカロスの発生を抑制できる。さらに、駆動軸８又は従動軸９がラジアル方向に作用を受けた場合には前記ブッシュ２５ｙがラジアル方向の作用を受け、液圧受部４２ａ、４２ｂと液圧室４１ａ、４１ｂの内壁４１ａ１、４１ｂ１との間にスラスト方向に沿って延びる隙間を有するので、上述したように、液圧受部４２ａ、４２ｂと液圧室４１ａ、４１ｂの内壁とが接触しこれらの間に摩擦が発生することはない。このことにより、従来の構成におけるピストンと駆動軸又は従動軸との間、及びピストンと液圧室の内壁との間の摩擦に起因するメカロスの発生を抑制できる。
【００２５】
さらに本実施形態では、前記シール部材４２ｘ、４２ｙと前記液圧受部４２ａ、４２ｂに設けた環状凹部４２ａ１、４２ｂ１の底面及び歯車２、３と反対側の側面との間に隙間を設けているので、この隙間に導入された作動液の液圧に起因する力によりシール部材４２ｘ、４２ｙが液圧室４１ａ、４１ｂの内壁及び環状凹部４２ａ１、４２ｂ１の歯車２、３側の側面に向けて押圧される。このことを利用して、液圧室４１ａ、４１ｂのシールをより確実に行うことができる。
【００２６】
なお、本発明は以上に述べた実施形態に限らず、種々に変形してよい。
【００２７】
例えば、上述した実施形態においては、ボディに、外接歯車対を収納する歯車収納室を備えたボディと、このボディの後端を閉塞するリアカバーとを一体に形成しているが、前記ボディと前記リアカバーとを別体に構成したものに本発明を適用してもよい。また、前記ボディと前記リアカバーとを別体に構成する場合、前記ボディと、このボディの前端を閉塞するフロントカバーとを一体に構成するようにしてもよい。
【００２８】
加えて、上述した実施形態において、フロントカバーが前側板を兼ねる構成を採用してもよい。
【００２９】
そして、液圧受部の環状凹部は、軸の垂直方向に形成されているものであれば、液圧受部の任意の箇所に設けてもよい。
【００３０】
その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変形してよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
互いに噛み合う駆動側はすば歯車及び従動側はすば歯車からなる外接歯車対を備えた歯車ポンプ又はモータにおいて、本発明の歯車ポンプ又はモータの構成を採用すれば、ピストンを駆動軸及び従動軸に接触させた状態で駆動軸及び従動軸を反スラスト方向に押圧することに伴いメカロスが発生する不具合を解消することができる。
【符号の説明】
【００３２】
Ｐ１…歯車ポンプ
１…外接歯車対
２…ケーシング
２ａ…歯車収納室
２５ｙ…ブッシュ
４…液圧機構
４１ａ、４１ｂ…液圧室
４２ａ、４２ｂ…液圧受部
５…高圧作動液導入路
６…駆動側はすば歯車
７…従動側はすば歯車
８…駆動軸
９…従動軸
【図１】
0005950020.tif 000002
【図２】
0005950020.tif 000003
【図３】
0005950020.tif 000004