(57)【要約】【課題】  低温領域においても、間隙が小さくなってしまう、即ち、動力損失が増加してしまうことを防止することができる外接式ギヤポンプ、及び該外接式ギヤポンプを備える油圧駆動ユニットを提供すること。【解決手段】  ハウジング１１と、該ハウジング１１内に配設された互いに噛合するドリブンギヤ１２及びドライブギヤ１３とを備えるとともに、ハウジング１１内においてドリブンギヤ１２及びドライブギヤ１３が回転することにより流体を送給するものであって、ドリブンギヤ１２及びドライブギヤ１３の材質の線膨張係数がハウジング１１の材質の線膨張係数よりも大きいことを特徴とする外接式ギヤポンプ１、及び外接式ギヤポンプ１を備える油圧駆動ユニット３である。【選択図】  図２
2006183592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、該ハウジング内に配設された互いに噛合するドリブンギヤ及びドライブギヤとを備えるとともに、前記ハウジング内において前記ドリブンギヤ及びドライブギヤが回転することにより流体を送給する外接式ギヤポンプにおいて、
前記ドリブンギヤ及びドライブギヤの材質の線膨張係数が前記ハウジングの材質の線膨張係数よりも大きいことを特徴とする外接式ギヤポンプ。
【請求項２】
ハウジングと、該ハウジング内に配設された互いに噛合するドリブンギヤ及びドライブギヤとを備えており、前記ハウジング内において前記ドリブンギヤ及びドライブギヤが回転することにより流体を送給する外接式ギヤポンプにおいて、
前記ドリブンギヤ及びドライブギヤの材質の線膨張係数が前記ハウジングの材質の線膨張係数と同等であることを特徴とする外接式ギヤポンプ。
【請求項３】
寒冷地仕様であることを特徴とする請求項１または２に記載の外接式ギヤポンプ。
【請求項４】
ドリブンギヤ及びドライブギヤにより送給される液体は、低粘性のものであることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の外接式ギヤポンプ。
【請求項５】
油圧駆動ユニット用であることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の外接式ギヤポンプ。
【請求項６】
請求項５記載の外接式ギヤポンプを備えていることを特徴とする油圧駆動ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外接式ギヤポンプに関し、内部温度の如何にかかわらず、高い機械効率を保持できる外接式ギヤポンプ、及び、該外接式ギヤポンプを備える油圧駆動ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
種々の装置においてよく用いられるギヤポンプは、ハウジングと其のハウジング（ケース体）内に配設されるギヤとを備えており、ギヤが回転することにより、ハウジング内を通って流体が送液されるものである。
【０００３】
ここで、ギヤポンプには、内接式ギヤポンプと外接式ギヤポンプとがあるが、例えば、内接式ギヤポンプの場合、設計段階における理想使用時想定内部温度（常温）より実際の内部温度が高温となると、インナーロータ（ギヤ）の外側に配設されたアウターロータの外周壁面とハウジングの内周壁面との間の隙間が減少して、動力損失が増大してしまうという不具合があった。他方、理想使用時想定内部温度より実際の内部温度が低温になると、アウターロータの外周壁面とハウジングの内周壁面との間の隙間が増大してポンプ容積効率が低下してしまうという不具合があった。即ち、内部温度が高温の場合および低温の場合のいずれの場合においても、ポンプの機械効率が低下してしまうという不具合があった。
【０００４】
このため、本件出願人は、内接式ギヤポンプ装置に関し、アウターロータの外周に該アウターロータの材質よりも線膨張係数の小さい材質のガーターリングを配設したことを特徴とする発明を既に出願している（特許文献１参照）。
【０００５】
これにより、使用による摩擦熱等で内部温度が上昇して高温となった場合にも、アウターロータの膨張量を抑えることにより、アウターロータとケース体との間の隙間の広がりを抑制し、ポンプ容積効率が低下してしまうことを防止することができるのである。
【０００６】
他方、寒冷地等で使用することにより内部温度が低温である場合にも、アウターロータの収縮量を抑えることにより、アウターロータとケース体との間の隙間の狭まりを抑制し、ポンプの動力損失が増大してしまうことを防止することができるのである。
【特許文献１】特開２００３−２２７４７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
他方、図７に示すような従来技術の外接式ギヤポンプ９においては、通常、軽量化及び加工性の問題よりハウジング９１がアルミ系合金により構成されており、また、強度の問題よりギヤ９２が鉄系合金により構成されている。すなわち、ハウジング９１の材質の線膨張係数が、ギヤ９２の材質の線膨張係数よりも大きくなっている。具体例としては、ハウジングの線膨脹係数は、「２．３Ｅ−０５」であり、ギヤの線膨脹係数は、「１．１Ｅ−０５」である。このため、低温時で使用すると、図７に示すように、低温時における間隙Ａ９１’（ギヤ９２の刃先端面９２ａとハウジング９１の内周壁面９１ａとの間の間隙）が理想使用時における間隙Ａ９１に比べて小さくなり、動力損失が増大するという不具合があった。他方、内部温度が高温となると、高温時における間隙（図示せず）が理想使用時における間隙Ａ９に比べて大きくなり、ポンプ容積効率が低下する（漏れ量が大きくなる）という不具合があった。すなわち、内部温度ば高温時の場合及び低温時の場合のいずれの場合においても、機械効率が低下するという不具合があった。そして、この不具合は、ハウジング９１の内周壁面９１ｂとギヤ９２の側壁面９２ｂとの間の間隙（図７において、変化前の間隙Ａ９２、変化後の間隙Ａ９２’で図示）の関係より鑑みても、同様であった。
【０００８】
そこで、案出されたのが本発明であって、本発明は、内部温度の如何にかかわらず、高い機械効率で駆動する外接式ギヤポンプ、及び、該外接式ギヤポンプを備える油圧駆動ユニットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、独立形式の請求項に記載の発明のうち、請求項１に記載の外接式ギヤポンプは、ハウジングと、該ハウジング内に配設された互いに噛合するドリブンギヤ及びドライブギヤとを備えるとともに、前記ハウジング内において前記ドリブンギヤ及びドライブギヤが回転することにより流体を送給するものであって、流体と接触する前記ドリブンギヤ及びドライブギヤの材質の線膨張係数が前記ハウジングの材質の線膨張係数よりも大きいことを特徴としている。
【００１０】
また、他の独立形式の請求項である請求項２に記載の外接式ギヤポンプは、ハウジングと、該ハウジング内に配設された互いに噛合するドリブンギヤ及びドライブギヤとを備えており、前記ハウジング内において前記ドリブンギヤ及びドライブギヤが回転することにより流体を送給する外接式ギヤポンプにおいて、前記ドリブンギヤ及びドライブギヤの材質の線膨張係数が前記ハウジングの材質の線膨張係数と同等であることを特徴としている。
【００１１】
別の独立形式の請求項に記載の発明である、請求項６に記載の油圧駆動ユニットは、請求項５記載の外接式ギヤポンプを備えることを特徴としている。
ものである。
【００１２】
なお、請求項３から５の何れかに記載の外接式ギヤポンプは、請求項１又は２に記載の外接式ギヤポンプの何れかに従属しており、請求項１又は２に記載の外接式ギヤポンプの構成要件を具備している。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１及び２に記載の外接式ギヤポンプによれば、内部温度の如何にかかわらず、高い機械効率を保持することができるという効果を奏する。より具体的には、内部温度が低温の場合には、動力損失が増加してしまうことを防止することができるとともに、高温の場合には、ポンプ容積効率が低下してしまうことを防止することができるという効果を奏する。
【００１４】
請求項３から５の何れかに記載の外接式ギヤポンプによれば、いずれも、請求項１及び２に記載の外接式ギヤポンプの奏する効果を有する。
【００１５】
請求項６記載の油圧駆動ユニットによれば、内部温度の如何にかかわらず、外接式ギヤポンプの機械効率が低下してしまうことを防止することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態の例（実施例）について説明する。勿論、下記実施例は、本発明の好適な実施例を示すに過ぎず、本発明の技術的範囲は、下記実施例そのものに何ら限定されるものではない。例えば、下記実施例において説明する各部材の線膨脹係数は、あくまで一例であり、それら線膨脹係数の材質に限定されるものではない。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明の第１の実施例（実施例１）である外接式ギヤポンプ１の断面図である。図１に示すように、第１実施例の外接式ギヤポンプ１は、ハウジング１１と、そのハウジング１１内に配設された両ギヤ１２，１３（以下、適宜、「両ギヤ１２，１３」という。）とによって構成されている。そして、ハウジング１１内には流体（例えば、作動油）が充填されているが、この流体は、両ギヤ１２，１３が回転駆動することによって、流体を送給するのである。この場合、流体は、両ギヤ１２，１３とハウジング１１との間を通って送液されるのである。
【００１８】
ここで、ドリブンギヤ１２の刃先端面１２ａとハウジング１１の内周壁面１１ａとの間、及び、ドライブギヤ１３の刃先端面１３ａとハウジング１１の内周壁面１１ａとの間には、それぞれ間隙Ａ１が形成されている（図１においては、便宜上、ドライブギヤ１３側のみを拡大図示している。）。他方、ドリブンギヤ１２の側壁面１２ｂとハウジング１１の内側壁面１１ｂとの間、及び、ドライブギヤ１３の側壁面１３ｂとハウジング１１の内側壁面１１ｂとの間には、それぞれ間隙Ａ２が形成されている。
【００１９】
ここで、上記ハウジング１１は、鉄系合金で構成されており、両ギヤ１２，１３は、共にアルミ系合金で構成されている。すなわち、両ギヤ１２，１３の線膨張係数は、ハウジング１１の線膨張係数よりも大きくされており、具体例を挙げると、ハウジング１１の線膨脹係数は、「１．１Ｅ−０５」であり、両ギヤ１２，１３の線膨脹係数は、「２．３Ｅ−０５」である。このため、両ギヤ１２，１３の伸縮率は、ハウジング１１の伸縮率よりも大きいのである。
【００２０】
以下、図２および図３を参照して、外接式ギヤポンプ１の内部温度の変化による間隙Ａ１，Ａ２の変化について詳細に説明する。なお、図２および図３における、実線部は、変化後を示し、点線部は、変化前（常温時）を示している。
【００２１】
図２は、内部温度が低温時となった場合における間隙Ａ１，Ａ２の変化を示しているが、この図２に示すように、両ギヤ１２，１３の方がハウジング１１に比べてより縮むので、縮小後における間隙Ａ１’，Ａ２’は、収縮前の間隙Ａ１，Ａ２よりも大きくなる。このため、低温となることにより、送液する流体の粘性が大きくなった場合にも、剪断抵抗が大きくなってしまうことを防止することができるのである。すなわち、内部温度が低温時である場合にも、動力損失が増大して機械効率が低下してしまうことを防止することができる。換言すれば、高い機械効率を保持することができるのである。ここで、剪断抵抗の増大には、側壁側の間隙Ａ２’が大きく関係している。
【００２２】
図３は、内部温度が高温時となった場合における間隙Ａ１，Ａ２の変化を示しているが、この図３に示すように、両ギヤ１２，１３の方がハウジング１１に比べて拡大するために、拡大後における間隙Ａ１”，Ａ２”は、拡大前の間隙Ａ１，Ａ２よりも小さくなる。このため、高温となることにより、送液する流体の粘性が下がった場合にも、ポンプ容積効率が低下してしまう（漏れ量が多くなってしまう）ことを防止することができる。換言すれば、高い機械効率を保持することができるのである。
【００２３】
なお、送液する流体が作動油である場合には、その粘性が低い方が好ましい。これにより、低温となった場合には、動力損失が増大してしまうことをより防止することができるとともに、高温となった場合にも、動力損失が増大してしまうことをより防止することができる。
【実施例２】
【００２４】
図４及び図５は、本発明である外接式ギヤポンプの第２の実施例（実施例２）を図示している。実施例２の外接式ギヤポンプ２を説明するに当たっては、第１実施例と同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみを説明する。なお、図４においても、図２及び図３と同様に、実線部は、変化後を示し、点線部は、変化前（常温時）を示している。
【００２５】
実施例２の外接式ギヤポンプ２においては、両ギヤ１２，１３の線膨張係数が、ハウジング１１の材質の線膨張係数と同一とされている。具体例としては、ハウジング１１の線膨脹係数及び両ギヤ１２，１３の線膨脹係数が共に「２．３Ｅ−０５」である。
【００２６】
図４は、内部温度が低温時となった場合における間隙Ａ１，Ａ２の変化を示しているが、この図４に示すように、両ギヤ１２，１３とハウジング１１とがほぼ同一幅で縮むので、収縮前における間隙Ａ１，Ａ２と収縮後における間隙Ａ１’，Ａ２’は、ほぼ同一となる。従って、低温時となって、送液する流体の粘性が上がった場合にも、動力損失が増加してしまうことを抑制することができるのである。
【００２７】
図５は、内部温度が高温時となった場合における間隙Ａ１，Ａ２の変化を示しているが、この図５に示すように、両ギヤ１２，１３とハウジング１１とがほぼ同一幅に広がるので、収縮前における間隙Ａ１，Ａ２と収縮後における間隙Ａ１”，Ａ２”は、ほぼ同一となる。従って、低温時となって、送液する流体の粘性が下がった場合にも、ポンプ容積効率が低下してしまうことを抑制することができるのである。
【実施例３】
【００２８】
次に、本発明の油圧駆動ユニットの実施例（実施例３）について説明する。図６は、実施例３である油圧駆動ユニット３の部分断面図である。図６に示すように、油圧駆動ユニット３は、外接式ギヤポンプ１と、電動モータ３１と、油タンク３２と、バルブ３３と、ハウジング３４と、アクチュエータ３５とを備えている。
【００２９】
電動モータ３１は、外接式ギヤポンプ１を駆動するものであって、油タンク３２は、流体の一種である作動油を貯留するものであり、バルブ３３は、ハウジング３４の内部に形成されるとともに、油タンク３２とアクチュエータ３５とを繋ぐ油路を形成している。アクチュエータ３５は、伸縮することによって種々の装置を駆動するものである。
【００３０】
このように油圧駆動ユニット３は、外接式ギヤポンプ１を備えているので、寒冷地等で使用することによって内部温度が低温である場合にも、外接式ギヤポンプ１の機械効率が低下してしまうことを防止することができ、電動モータ３１に過大な電流が流れることによって電動モータ３２が故障してしまうことを防止することができる。特に、低温時の場合には、動力損失が大きくなるために、顕著な効果を奏する。
【００３１】
以上、実施例に基づき本発明を説明したが、上記実施例は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることはいうまでもなく、本発明の技術的範囲には、これらの改良変形も含まれる。
【００３２】
例えば、実施例１においては、ハウジング１１が鉄系合金により構成されるとともに、両ギヤ１２，１３がアルミ系合金により構成されている。しかしながら、必ずしも、前記組み合わせに限定されるものではなく、ハウジング１１が鉄系合金により構成されるとともに、両ギヤ１２，１３が黄銅系合金により構成されても良い。この場合の線膨脹係数は、ハウジング１１の線膨脹係数は「１．１Ｅ−０５」であり、両ギヤ１２，１３の線膨脹係数は「２．３Ｅ−０５」である。
【００３３】
また、実施例２は、ハウジング１１の線膨脹係数と両ギヤ１２，１３の線膨張係数とが同一値とされているが、両係数が同等の範囲であれば、ハウジング１１の線膨脹係数が両ギヤ１２，１３の線膨脹係数よりも多少大きくても良い。
【００３４】
更に、実施例３は、実施例１の外接式ギヤポンプ１を備える油圧駆動ユニット３であるが、実施例１の外接式ギヤポンプ１に代えて、実施例２の外接式ギヤポンプ２としても良い。すなわち、両ギヤ１２，１３の線膨脹係数とハウジング１１の線膨脹係数とが同等であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、本発明の実施例１の外接式ギヤポンプの断面図であり、（ａ）は正方断面図であり、（ｂ）は側方断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施例１の外接式ギヤポンプの内部温度が低温である場合における断面図であり、（ａ）は正方断面図であり、（ｂ）は側方断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施例１の外接式ギヤポンプの内部温度が高温である場合における断面図であり、（ａ）は正方断面図であり、（ｂ）は側方断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施例２の外接式ギヤポンプの内部温度が低温である場合における断面図であり、（ａ）は正方断面図であり、（ｂ）は側方断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施例２の外接式ギヤポンプの内部温度が高温である場合における断面図であり、（ａ）は正方断面図であり、（ｂ）は側方断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施例３の油圧駆動ユニットの概略断面図である。
【図７】図７は、従来技術の外接式ギヤポンプの断面図であり、（ａ）は正方断面図であり、（ｂ）は側方断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１，２  外接式ギヤポンプ
１１    ハウジング
１１ａ  内周壁面
１２    ドリブンギヤ
１２ａ  刃先端面
１２ｂ  側壁面
１３    ドライブギヤ
１３ａ  刃先端面
１３ｂ  側壁面
３      油圧駆動ユニット
３１    電動モータ
３２    油タンク
３３    バルブ
３４    ハウジング
３５    アクチュエータ
Ａ１    間隙
Ａ２    間隙
Ａ１’  間隙
Ａ２’  間隙
Ａ１”  間隙
Ａ２”  間隙
【図１】
2006183592.tif 000003
【図２】
2006183592.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2006183592.tif 000007
【図６】
2006183592.tif 000008
【図７】
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