(57)【要約】【課題】部品の加工精度の向上の必要や、実測寸法に応じて部品をランク分けし、選択嵌合を行う必要もなく、バックラッシレス状態での運転を実現したギヤポンプを提供する。【解決手段】長穴形状を有する軸受穴３ｂに、従動ギヤ回転軸８がプレーン軸受９を介して、ギヤ対の接離方向に移動可能に支持されている。従動ギヤ回転軸８とプレーン軸受９との間に第１圧力室１１が形成され、軸受穴３ｂとプレーン軸受９との間に第２圧力室１２及び第３圧力室１３が形成されている。連通孔Ａによって第１圧力室１１と第２圧力室１２とが連通し、連通孔Ｂによって第１圧力室１１と第３圧力室１３とが連通している。第１圧力室１１は連通路２１を介してギヤ室１０内の高圧側空間領域ＨＰと連通し、第２圧力室１２は連通路２２を介してギヤ室１０内の低圧側空間領域ＬＰと連通し、第３圧力室１３は連通路２３を介して低圧側空間領域ＬＰと連通している。【選択図】図２
2008014292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギヤ室内に収容され、互いに外接して噛合う駆動ギヤ及び従動ギヤのギヤ対と、
前記従動ギヤに接続する従動ギヤ回転軸と、
前記従動ギヤ回転軸を回転可能に支持するすべり軸受と、
前記すべり軸受を挿入する軸受穴を有するハウジングと
を備え、外部から吸入された流体を前記ギヤ室で昇圧して吐出するギヤポンプにおいて、
前記軸受穴は、前記ギヤ対が接離する方向に移動可能に、前記すべり軸受を保持するとともに、
前記ギヤ室内の高圧側空間領域に連通する第１圧力室と、
前記軸受穴内でかつ前記すべり軸受と前記ハウジングとの間であって、前記従動ギヤ回転軸を挟んで、互いに対向する位置に配置されると共に、前記ギヤ室内の低圧側空間領域に連通する第２圧力室及び第３圧力室と、
前記第１圧力室と前記第２圧力室とを連通する第１中間連通路と、
前記第１圧力室と前記第３圧力室とを連通する第２中間連通路と、
前記従動ギヤ回転軸の位置に応じて、前記第１中間連通路および前記第２中間連通路の開度を調整する開度調整手段と
を有することを特徴とするギヤポンプ。
【請求項２】
前記第１圧力室は、前記すべり軸受と、前記従動ギヤ回転軸との間に形成され、
前記第２圧力室は、前記従動ギヤ回転軸に対して、前記駆動ギヤ側に形成され、
前記第３圧力室は、前記従動ギヤ回転軸に対して、前記第２圧力室と反対側に形成され、
前記第１中間連通路および前記第２中間連通路は、前記すべり軸受に形成される請求項１に記載のギヤポンプ。
【請求項３】
前記軸受穴は、前記すべり軸受を前記ギヤ対が接離する方向に移動可能にする平行部を備え、
前記平行部は、前記駆動ギヤ及び前記従動ギヤの中心軸間を結ぶ中心軸間接続線に、略平行であって、
前記従動ギヤ回転軸が前記すべり軸受と接触する接触点は、
前記従動ギヤ回転軸の中心から見て、
前記平行部に対して垂直な方向に一致する位置にある請求項１または２に記載のギヤポンプ。
【請求項４】
前記第１中間連通路の通路断面積は、前記第２中間連通路の通路断面積と等しい請求項１〜３のいずれか一項に記載のギヤポンプ。
【請求項５】
前記軸受穴は、前記すべり軸受を前記ギヤ対が接離する方向に移動可能にする平行部を備え、
前記平行部は、前記駆動ギヤ及び前記従動ギヤの中心軸間を結ぶ中心軸間接続線に、略平行であって、
前記従動ギヤ回転軸が前記すべり軸受と接触する接触点は、
前記従動ギヤ回転軸の中心から見て、
前記ギヤ室内に発生する流体圧力により、前記従動ギヤ回転軸にかかる荷重の作用方向と一致する接触点と、
前記軸受穴の前記平行部に対して垂直な方向と一致する接触点と
の間に位置する請求項１または２に記載のギヤポンプ。
【請求項６】
前記第１中間連通路の通路断面積は、前記第２中間連通路の通路断面積よりも大きい請求項１、２および５のいずれか一項に記載のギヤポンプ。
【請求項７】
前記第２圧力室と前記ギヤ室内の前記低圧側空間領域とを連通する第１低圧連通路と、
前記第３圧力室と前記ギヤ室内の前記低圧側空間領域とを連通する第２低圧連通路と
を備え、
前記第１低圧連通路の通路断面積は、前記第２低圧連通路の通路断面積よりも小さい請求項１、２、５および６のいずれか一項に記載のギヤポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はギヤポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
ギヤポンプにおいて、吐出脈動を増大させる原因の１つにバックラッシの存在が挙げられる。バックラッシとは、図１３に示されるように、駆動ギヤ７１のギヤ歯７２の歯面７２ａと、従動ギヤ７３のギヤ歯７４の歯面７４ａとの間に形成された隙間（バックラッシＢＲ）のことである。バックラッシＢＲが存在すると、駆動ギヤ７１側の閉塞領域７５と従動ギヤ７３側の閉塞領域７６とがバックラッシＢＲを介して連通し、１つの閉塞領域を形成する。このバックラッシＢＲを縮小して閉塞領域７５と閉塞領域７６とを分離することにより、ギヤポンプの吐出脈動の増大および、これに起因する騒音の増大をともに抑制することが公知である。
例えば、特許文献１では、バックラッシを０または略０、すなわちバックラッシレスの状態で運転を行うために、ギヤの歯幅に応じて、駆動ギヤ側の軸受と従動ギヤ側の軸受との軸受間距離を設定しておき、予め製造され、寸法の実測値に応じてランク分けされた複数のケースおよびギヤ対の中から、設定に基づいた組み合わせを選択して組み立てることによって、バックラッシレスのギヤ噛み合いが可能な最適な軸受間距離を実現するギヤポンプが記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３２７８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されたギヤポンプのように、各部品を実測寸法に応じてランク分けし、選択嵌合を行うことは効率的とは言えず、コストが高くなるという問題点を有していた。また、選択嵌合を行わずにバックラッシレス状態での運転を実現するためには、ギヤの回転軸を支持する軸受の内径や軸受間ピッチ、また、軸受と嵌合する回転軸の外径やギヤの歯厚等に極めて高い加工精度が要求され、同様にコストが高くなるという問題点を有していた。
【０００５】
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、部品加工の精度向上や、実測寸法による部品のランク分け及び選択嵌合の必要とすることなく、バックラッシレス状態での運転を実現したギヤポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るギヤポンプは、ギヤ室内に収容され、互いに外接して噛合う駆動ギヤ及び従動ギヤのギヤ対と、従動ギヤに接続する従動ギヤ回転軸と、従動ギヤ回転軸を回転可能に支持するすべり軸受と、すべり軸受を挿入する軸受穴を有するハウジングとを備え、外部から吸入された流体をギヤ室で昇圧して吐出するギヤポンプにおいて、軸受穴は、ギヤ対が接離する方向に移動可能に、すべり軸受を保持するとともに、ギヤ室内の高圧側空間領域に連通する第１圧力室と、軸受穴内でかつすべり軸受とハウジングとの間であって、従動ギヤ回転軸を挟んで、互いに対向する位置に配置されると共に、ギヤ室内の低圧側空間領域に連通する第２圧力室及び第３圧力室とを有している。さらに、第１圧力室と第２圧力室とを連通する第１中間連通路と、第１圧力室と第３圧力室とを連通する第２中間連通路とを備えるとともに、従動ギヤ回転軸の位置に応じて、第１中間連通路および第２中間連通路の開度を調整する開度調整手段とを有することを特徴とするものである。
第１中間連通路及び第２中間連通路の開度調整を行うことで、ハウジングの軸受穴に保持されたすべり軸受はギヤ対が接離する方向に、バックラッシレス状態で運転可能となる位置まで自律的に移動する。バックラッシレス状態でギヤポンプが運転され、吐出脈動および騒音の低減を実現できる。
【０００７】
第１圧力室は、すべり軸受と、従動ギヤ回転軸との間に形成され、第２圧力室は、従動ギヤ回転軸に対して、駆動ギヤ側に形成され、第３圧力室は、従動ギヤ回転軸に対して、前記第２圧力室と反対側に形成され、第１中間連通路および第２中間連通路は、すべり軸受に形成される構成にすることができる。
【０００８】
軸受穴は、すべり軸受をギヤ対が接離する方向に移動可能にする平行部を備え、平行部は、駆動ギヤ及び従動ギヤの中心軸間を結ぶ中心軸間接続線に、略平行であって、従動ギヤ回転軸がすべり軸受と接触する接触点は、従動ギヤ回転軸の中心から見て、平行部に対して垂直な方向に一致する位置になるようにすることができる。
また、第１中間連通路の通路断面積は、第２中間連通路の通路断面積と等しくすることができる。
これらのように構成することにより、ギヤ対を離す方向に力が発生することなく、ギヤポンプが昇圧した流体の圧力による荷重によって、ギヤ対が押し付けあってバックラッシレス状態でのギヤポンプの運転を実現できる。
【０００９】
また、軸受穴は、すべり軸受をギヤ対が接離する方向に移動可能にする平行部を備え、平行部は、駆動ギヤ及び従動ギヤの中心軸間を結ぶ中心軸間接続線に、略平行であって、従動ギヤ回転軸がすべり軸受と接触する接触点が、従動ギヤ回転軸の中心から見て、ギヤ室内に発生する流体圧力により、前記従動ギヤ回転軸にかかる荷重の作用方向と一致する接触点と、軸受穴の平行部に対して垂直な方向と一致する接触点との間にあるように構成してもよい。
ギヤポンプが昇圧した流体の圧力による荷重によってギヤ対が押し付けあう荷重が大きすぎるような場合、ギヤ対を離す方向に所定の力を発生させて、最適な力でギヤ対が押し付けあうことができる。これにより、ギヤ対にかかる面圧が最適化され動力損失や歯面の摩耗、ピッチングが低減する。また、すべり軸受の摩耗、ピッチングが低減する。
【００１０】
また、第１中間連通路の通路断面積は、第２中間連通路の通路断面積よりも大きくして、上述のように最適な力でギヤ対が押し付けあうようにすることができる。
さらに、第２圧力室とギヤ室内の低圧側空間領域とを連通する第１低圧連通路と、第３圧力室とギヤ室内の低圧側空間領域とを連通する第２低圧連通路と備え、第１低圧連通路の通路断面積が第２低圧連通路の通路断面積よりも小さいように構成しても、ギヤ対が押し付けあう荷重を最適にすることもできる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、従動ギヤ回転軸の位置に応じて、第１中間連通路および第２中間連通路の開度を調整することで、すべり軸受にかかる流体による力が変化し、すべり軸受が従動ギヤ回転軸に対して自律的に好適な位置に配置され、部品の加工精度の向上や実測寸法による部品のランク分け及び選択嵌合を行うことなく、バックラッシレス状態でのギヤポンプの運転が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、この発明の実施の形態１〜３を添付図面１〜１２に基づいて説明する。
実施の形態１．
この実施の形態１に係るギヤポンプの構造について、荷役装置用の油圧ポンプとして適用した場合を例にして、図１〜４に基づいて説明する。
図１に示すように、ギヤポンプ１は、内部にギヤ対を収納するための空洞部を有するボディ２と、この空洞部を塞ぐようにボディ２の両側に設けられた一対のハウジング３とを備えている。また、ボディ２の空洞部と、ハウジング３の端面との間には、一対のサイドプレート４が設けられている。サイドプレート４がボディ２の空洞部を囲むことにより、ギヤポンプ１の内部には、ギヤ室１０が形成されている。
【００１３】
駆動ギヤ５ａには、駆動ギヤ回転軸６が一体として回転するように固定されている。一方、一対のハウジング３の、駆動ギヤ５ａの両端に位置する部位には、それぞれ、軸受穴３ａが形成されている。軸受穴３ａには、それぞれ両端が開口した円筒形状のプレーン軸受７が挿入されている。このプレーン軸受７に駆動ギヤ回転軸６が挿入され、駆動ギヤ回転軸６はプレーン軸受７によって回転自在に支持されている。また、駆動ギヤ回転軸６の一端は、一方のハウジング３を貫通してギヤポンプ１の外部に延出し、図示しない外部動力源に接続されて、その外部動力源によって駆動ギヤ回転軸６に駆動力が与えられる。外部に延出する駆動ギヤ回転軸６の途中の外周面にはオイルシール１４が設けられ、ギヤポンプ１内にあるオイルが、駆動ギヤ回転軸６に沿って外部へ漏洩するのを防止する。
【００１４】
また、従動ギヤ５ｂには、従動ギヤ回転軸８が一体で形成されている。一対のハウジング３の、従動ギヤ５ｂの両端に位置する部位にも、それぞれ、有底の軸受穴３ｂが形成されている。軸受穴３ｂには、それぞれ一端が開口した有底円筒形状のすべり軸受であるプレーン軸受９が挿入されている。このプレーン軸受９に従動ギヤ回転軸８が挿入され、従動ギヤ回転軸８はプレーン軸受９によって回転自在に支持されている。また、プレーン軸受９の円筒面には、径方向に貫通する連通孔Ａ及びＢが形成されている。ここで、連通孔Ａは、第１中間連通路、連通孔Ｂは、第２中間連通路を構成する。なお、プレーン軸受９の底面９ａは、軸受穴３ｂの底面３ｃと接触する構造となっている。
【００１５】
図２に示されるように、ギヤ室１０の内部には、互いに外接して噛合う駆動ギヤ５ａ及び従動ギヤ５ｂからなるギヤ対５が、噛合い状態で収容されている。昇圧すべき流体であるオイルを、ギヤポンプ１の外部からギヤ室１０内に吸入するため、ギヤ対５の噛合い部の図２の右側には、図示しない吸入口が設けられ、ギヤポンプ１の外部とギヤ室１０とを連通する。また、昇圧したオイルを、ギヤポンプ１の外部へ吐出するため、図示しない吐出口も、ギヤ対５の噛合い部の図２の左側に設けられ、ギヤポンプ１の外部とギヤ室１０とを連通する。
【００１６】
ここで、ギヤ室１０のうち、ギヤ対５の図２の右側の部分で、吸入口に連通する空間を吸入側空間ＩＮとし、ギヤ対５の図２の左側の部分で、吐出口に連通する空間を吐出側空間ＯＵＴとする。
駆動ギヤ５ａが矢印方向に回転すると、駆動ギヤ５ａと噛み合う従動ギヤ５ｂは、噛み合いながら逆回転する。吸入口から吸入したオイルは、吸入空間ＩＮから、駆動ギヤ５ａの歯間又は従動ギヤ５ｂの歯間、ボディ２及びサイドプレート４によってほぼ閉成された空間Ｓに閉じこめられて吐出空間ＯＵＴへ移動し、昇圧された状態で吐出口から吐出する、いわゆるポンプ作用が営まれる。
【００１７】
このポンプ作用により、ギヤ室１０内にはオイルの圧力差が生じる。具体的には、太実線で示す高圧側空間領域ＨＰと、太破線で示す低圧側空間領域ＬＰが形成される。高圧側空間領域ＨＰは、サイドプレート４に形成された図示しない小さな面取り部を介して、吐出側空間ＯＵＴと連通している領域であって、昇圧されたオイルで満たされている領域である。この高圧側空間領域ＨＰは、吐出側空間ＯＵＴから、少なくとも中央を越えて、吸入空間ＩＮ側にθ°入り込んだ範囲まで形成されている。また、吸入空間ＩＮを中心とした残りの部分が低圧側空間領域ＬＰとなる。この低圧側空間領域ＬＰでのオイル圧力は、昇圧される前の圧力であり、高圧側空間領域ＨＰにおけるオイル圧力とは、隔たりがある。
【００１８】
次に、図３を用いて、従動ギヤ回転軸８の支持構造を説明する。
図３は、従動ギヤ回転軸８の支持構造について、連通孔Ａ及びＢを含む断面を、従動ギヤ回転軸８の軸中心線方向から見た図である。従動ギヤ回転軸８と、駆動ギヤ回転軸６との位置関係を明確にするために、駆動ギヤ回転軸６用の軸受穴３ａを破線で示す。
ここで、従動ギヤ回転軸８がプレーン軸受９を介して挿入される軸受穴３ｂは、駆動ギヤ回転軸６の軸受穴３ａの方向に向かって長穴となった形状である。
すなわち、軸受穴３ｂの断面は、同径の２つの半円部３ｂ１を対向して配置し、その対向する半円部の端点同士を平行な直線からなる平行部３ｂ２で結んだ長穴形状となっている。平行部３ｂ２は、軸受穴３ａの中心３ａ１と軸受穴３ｂの中心３ｂ３とを結ぶ直線に平行である。このような長穴形状の軸受穴３ｂにプレーン軸受９が挿入されているため、プレーン軸受９は、軸受穴３ｂの長手方向に移動可能な構造となっている。したがって、軸受穴３ｂは、プレーン軸受９をギヤ対５が接離する方向に移動可能に保持している。
このように、軸受穴３ｂの中でプレーン軸受９が移動できる機構が、従動ギヤ回転軸８の位置に応じて連通孔Ａ及びＢの開度を調整する開度調整手段を構成する。
【００１９】
また、プレーン軸受９に設けられた連通孔Ａは、駆動ギヤ回転軸６の軸受穴３ａの中心３ａ１と、従動ギヤ回転軸８の軸受穴３ｂの中心３ｂ３とを結ぶ線上に配置されている。同じくプレーン軸受９に設けられた連通孔Ｂは、連通孔Ａと通路断面積を同じくするとともに、プレーン軸受９の中心軸線に対して、連通孔Ａと対称な位置に設けられている。なお、プレーン軸受９の外周は円筒面を形成しているが、連通孔Ａおよび連通孔Ｂと位相的に９０°ずれた部分において、円筒面を面取りした、２つの矩形の平坦面９ｂが形成されている。それぞれの平坦面９ｂが軸受穴３ｂの平行部３ｂ２と対向する位置に配置され、プレーン軸受９の回り止め機能を果たしている。さらに、プレーン軸受９の内周面側には、隙間があいた状態で従動ギヤ回転軸８が挿入される。
【００２０】
ハウジング３の長穴状の軸受穴３ｂ、プレーン軸受９および従動ギヤ回転軸８は、以上のような位置関係をもって配置されている。また、従動ギヤ回転軸８の外周面とプレーン軸受９の内周面との間には隙間が形成され、この隙間が第１圧力室１１を構成する。また、プレーン軸受９の外周面と軸受穴３ｂの内周面との間には、プレーン軸受９を挟んで対向する２つの隙間が形成される。２つの隙間は、プレーン軸受９と軸受穴３ｂの平行部３ｂ２とのすきま嵌合、およびプレーン軸受９の底面９ａと軸受穴３ｂの底面３ｃとの接触（図１参照）によって区画されている。２つの隙間のうち、プレーン軸受９に対して駆動ギヤ側に形成される隙間が第２圧力室１２を構成し、反駆動ギヤ側に形成される隙間が第３圧力室１３を構成する。プレーン軸受９は、軸受穴３ｂ内を図３中の上下方向に移動可能に支持されているため、プレーン軸受９の移動に伴って、第２圧力室１２及び第３圧力室１３の容積も変化する。
【００２１】
また、図２に模式的に示すように、第１圧力室１１は、サイドプレート４（図１参照）に設けられた連通路２１によって、ギヤ室１０内の高圧側空間領域ＨＰに連通している。一方、第２圧力室１２は、サイドプレート４に設けられた連通路２２によって、ギヤ室１０内の低圧側空間領域ＬＰに連通している。また、第３圧力室１３も、サイドプレート４に設けられ、連通路２２と通路断面積及び通路長さをほぼ同じくする連通路２３によって、ギヤ室１０内の低圧側空間領域ＬＰに連通している。ここで、連通路２２は、第２圧力室１２とギヤ室１０内の低圧側空間領域ＬＰとを連通する第１低圧連通路を構成し、連通路２３は、第３圧力室１３とギヤ室１０内の低圧側空間領域ＬＰとを連通する第２低圧連通路を構成する。
【００２２】
次に、図４は、プレーン軸受９が軸受穴３ｂ内で、上下方向に移動できる範囲を明確にするための説明図である。長穴形状の軸受穴３ｂは、駆動ギヤ５ａの歯面と従動ギヤ５ｂの歯面とを密着させた場合の駆動ギヤ回転軸６及び従動ギヤ回転軸８の軸中心間距離Ｈが、製造ばらつきにより、ギヤポンプ１の組み立て状態でＨ±αの範囲で変化しても、プレーン軸受９の上下に、第２圧力室１２及び第３圧力室１３が形成され、プレーン軸受９の内部に第１圧力室１１が形成される寸法関係になっている。
【００２３】
次に、この実施の形態１に係るギヤポンプ１の動作について、図２、図５〜７に基づいて説明する。
まず、図２に示されるように、駆動ギヤ回転軸６に、外部より駆動力を与えると、それに伴って駆動ギヤ５ａが回転する。駆動ギヤ５ａと互いに噛合う従動ギヤ５ｂは、従動ギヤ回転軸８と共に、駆動ギヤ５ａとは逆方向に同期回転を始める。ギヤ対５が、噛合いながら回転を始めると、吸入口から吸入したオイルは、吸入空間ＩＮから、空間Ｓに閉じこめられて吐出空間ＯＵＴへ移動し、昇圧された状態で吐出口から吐出する。同時に、ギヤ室１０内に生じる圧力差によって、駆動ギヤ５ａ及び従動ギヤ５ｂには、オイル圧の圧力差に起因する力がかかり、駆動ギヤ回転軸６及び従動ギヤ回転軸８には、オイル圧による荷重Ｆｐが、それぞれ図示の矢印のように、高圧側空間領域ＨＰから低圧側空間領域ＬＰに向かう方向で作用している。
【００２４】
さらに、ギヤ室１０内で昇圧されたオイルは、ギヤ室１０内の高圧側空間領域ＨＰから、連通路２１を通じて、第１圧力室１１にも供給される。第１圧力室１１に供給されたオイルは、プレーン軸受９の連通孔Ａを通じて第２圧力室１２へ、連通孔Ｂを通じて第３圧力室１３に、それぞれ供給される。第２圧力室１２に供給されたオイルは、連通路２２を通じて、ギヤ室１０内の低圧側空間領域ＬＰへと導かれる。同様に、第３圧力室１３に供給されたオイルは、連通路２３を通じて、ギヤ室１０内の低圧側空間領域ＬＰ導かれる。
【００２５】
ところで、ギヤポンプ１を構成する各部品の寸法には、製造時に所定の公差範囲内のばらつきがある。このばらつきによって、例えば、図５に示すように、プレーン軸受９と従動ギヤ回転軸８とが、連通孔Ａ寄りに偏った位置である接触点Ｐで接触している場合、連通孔Ａの第１圧力室１１側の入口Ａ１は、従動ギヤ回転軸８に塞がれて、閉鎖状態に近い状態となっている。一方、連通孔Ｂの第１圧力室１１側の入口Ｂ１は開放状態となっている。このため、第１圧力室１１から第２圧力室１２へのオイルの供給量と、第１圧力室１１から第３圧力室１３へのオイルの供給量との間には差異が生じる。この供給量の差異により、第２圧力室１２内の圧力ＰＲ２は、第３圧力室１３内の圧力ＰＲ３よりも低い状態になる。プレーン軸受９には、第２圧力室１２の圧力ＰＲ２と第３圧力室１３の圧力ＰＲ３との間に生じた圧力差による力が作用するため、図５の矢印のように図５の上方（駆動ギヤ回転軸６に接近する方向）へと移動する。
【００２６】
プレーン軸受９が駆動ギヤ５ａ用の軸受穴３ａに接近する方向に移動するにつれ、プレーン軸受９と、従動ギヤ回転軸８との接触点Ｐの位置も変化する。プレーン軸受９が図５の上方に移動すると、連通孔Ａを介した第１圧力室１１から第２圧力室１２へのオイルの供給量が増え、第２圧力室１２の圧力ＰＲ２及び第３圧力室１３の圧力ＰＲ３が均等になると、プレーン軸受９は図６の位置で止まって安定する。このとき、従動ギヤ回転軸８には、荷重Ｆｐがかかっている。一方、プレーン軸受９は、軸受穴３ｂの平行部３ｂ２に垂直な方向に一致する接触点Ｐ０で接触しており、プレーン軸受９の内周面から受ける軸受反力Ｆｂが、平行部３ｂ２に垂直な方向、図中ほぼ水平方向に従動ギヤ回転軸８に作用する。
【００２７】
このため、軸受反力Ｆｂが、荷重Ｆｐの水平方向成分Ｆｐｘと打ち消しあう。一方、軸受反力Ｆｂは、垂直方向には作用しないので、従動ギヤ５ｂを駆動ギヤ５ａから引き離そうとする力は生じない。したがって、従動ギヤ５ｂ及び従動ギヤ回転軸８には、荷重Ｆｐの垂直方向成分であるＦｐｙがそのまま作用するので、従動ギヤ５ｂは駆動ギヤ５ａに押し付けられた状態で回転して、バックラッシレス状態でのポンプ運転が可能となる。
【００２８】
図７は、図５の場合とは逆に、プレーン軸受９と従動ギヤ回転軸８とが、連通孔Ｂ側に偏った位置である接触点Ｐで接触している場合を示す。この場合、連通孔Ａの第１圧力室１１側の入口Ａ１は開放状態となり、連通孔Ｂの第１圧力室１１側の入口Ｂ１が、従動ギヤ回転軸８によって塞がれて、閉鎖状態となるので、第２圧力室１２内の圧力ＰＲ２は、第３圧力室１３内の圧力ＰＲ３よりも高い状態になる。したがって、プレーン軸受９には、第２圧力室内の圧力ＰＲ２と第３圧力室１３内の圧力ＰＲ３との間に生じた圧力差による力が作用するため、図７の矢印のように図７の下方へと移動する。プレーン軸受９が下方に移動するにつれ、プレーン軸受９と従動ギヤ回転軸８との接触点Ｐの位置も移動する。プレーン軸受９は、第２圧力室１２内の圧力ＰＲ２と、第３圧力室１３内の圧力ＰＲ３とが均等になる位置、即ち図６の位置で止まって安定する。
【００２９】
このようにギヤポンプ１において、従動ギヤ回転軸８の位置に応じて連通孔Ａ及び連通孔Ｂの開度調整が行なわれることによって、プレーン軸受９を好適な位置へ自律的に配置することが可能となる。したがって、部品の加工精度の向上の必要や、実測寸法に応じて部品をランク分けし、選択嵌合を行う必要もなく、バックラッシレス状態でのギヤポンプ１の運転が可能となり、吐出脈動及び騒音の低減が実現できる。
【００３０】
また、従動ギヤ回転軸８にかかる軸受反力Ｆｂは、軸受穴３ｂの平行部３ｂ２に対して垂直に働くので、昇圧されたオイルの圧力による荷重Ｆｐの水平成分Ｆｐｘのみを打ち消し、ギヤ対を離す方向に力が発生することない。このため、ギヤ対が押し付けあう力を弱めることなく、ギヤポンプ１が昇圧した流体の圧力による荷重Ｆｐによってバックラッシレス状態でのギヤポンプの運転を実現できる。
【００３１】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係るギヤポンプについて図８〜１１に基づいて説明する。尚、以下の実施の形態において、図１〜図７の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ので、その詳細な説明は省略する。
【００３２】
この実施の形態２に係るギヤポンプは、図８に示されるように、実施の形態１のプレーン軸受９の代わりに、連通孔Ａ及び連通孔Ｂの通路断面積を異なる大きさとしたプレーン軸受１９を用いるものである。
プレーン軸受１９に設けられた連通孔Ａ’は、駆動ギヤ回転軸６の軸受穴３ａの中心である３ａ１と、従動ギヤ回転軸８の軸受穴３ｂの中心である３ｂ３とを結ぶ線上に配置されている。同じくプレーン軸受１９に設けられた連通孔Ｂ’は、プレーン軸受１９の中心軸線に対して、連通孔Ａ’と対称な位置に設けられている。ここで、連通孔Ａ’の通路断面積Ｓａと、連通孔Ｂ’の通路断面積Ｓｂとは、Ｓａ＞Ｓｂとなっている。その他の構成については、実施の形態１と同様である。
【００３３】
実施の形態２に係るギヤポンプの動作は、実施の形態１と同様に、第２圧力室１２内の圧力ＰＲ２と、第３圧力室１２内の圧力ＰＲ３とが、ＰＲ２＝ＰＲ３となる位置までプレーン軸受１９が移動して安定するものである。ここで、連通孔Ａ’及びＢ’の通路断面積には、Ｓａ＞Ｓｂの関係があるため、プレーン軸受１９は、連通孔Ａ’を塞ぐ方向、即ち図６に示した実施形態１における安定位置よりも図６の下方に移動し、第１圧力室１１から第２圧力室１２及び第３圧力室１３へのオイルの供給量が均等になる位置で安定する。また、プレーン軸受１９が図６の下方に移動するのに伴い、接触点Ｐの位置は、図６に示す位置よりも図６の上方に移動する。このように、プレーン軸受１９の安定位置は、連通孔Ａ’の通路断面積Ｓａと、連通孔Ｂ’の通路断面積Ｓｂとの差異によって決定されるため、所定の範囲内にて、任意に設定することが可能となる。したがって、例えば図９に示すように、従動ギヤ回転軸８とプレーン軸受１９とが、従動ギヤ回転軸８の中心８ａ１から見て、荷重Ｆｐの作用方向と一致する接触点であるＰ１で接触するようにＳａ及びＳｂの大きさを設定すると、接触点Ｐ１において、従動ギヤ回転軸８がプレーン軸受１９から受ける反力Ｆｂは、荷重Ｆｐと反対向きに同じ大きさで働く。荷重Ｆｐ及び軸受反力Ｆｂの、水平方向及び垂直方向成分であるＦｐｘ，Ｆｐｙ，Ｆｂｘ，Ｆｂｙの関係は、
Ｆｐｘ＋Ｆｂｘ＝０
Ｆｐｙ＋Ｆｂｙ＝０
となり、水平方向及び垂直方向に作用している力が、全て互いに打ち消し合う。
【００３４】
次に、図１０に示すように、プレーン軸受１９が安定した状態での接触点Ｐの位置が、図９の場合における接触点Ｐ１よりも上方になるように、Ｓａ及びＳｂを設定した場合、荷重Ｆｐと軸受反力Ｆｂとの垂直成分、水平成分の関係は、
Ｆｐｘ＋Ｆｂｘ＝０
Ｆｐｙ＋Ｆｂｙ＜０
となる。この場合、荷重Ｆｐの垂直成分Ｆｐｙよりも軸受反力Ｆｂの垂直成分Ｆｂｙが上回るため、ギヤ対５が離れバックラッシが発生する。したがって、好適な接触位置とは言えず、好ましい接触点Ｐの位置は、Ｐ１より図９の下方に設定することが望ましいと言える。
【００３５】
一方、図６に示したように、実施の形態１の場合の接触点であるＰ０においては、
Ｆｂｘ＝Ｆｂ，Ｆｂｙ＝０
Ｆｐｘ＋Ｆｂｘ＝０
Ｆｂｙ＋Ｆｐｙ＝Ｆｐｙ＞０
となる。従動ギヤ回転軸８には、ギヤ対５が接近する方向に、荷重Ｆｐの垂直方向成分Ｆｐｙのみが作用する状態であり、実施の形態１では、このＦｐｙによってバックラッシレス状態を実現していた。
【００３６】
また、仮に連通孔Ａ’及びＢ’の通路断面積の差をＳａ＜Ｓｂとした場合、図１１に示すように、プレーン軸受１９が安定した状態での接触点Ｐの位置は、図６の場合の安定位置であるＰ０よりも図１１の下方となる。この場合は、
Ｆｐｘ＋Ｆｂｘ＝０
Ｆｐｙ＋Ｆｂｙ＞０
となる。従動ギヤ回転軸８には、ギヤ対５が接近する方向に、荷重Ｆｐの垂直成分Ｆｐｙと軸受反力の垂直成分Ｆｂｙとの合力が作用するため、より確実なバックラッシレス状態にはなるものの、ギヤ対５の歯面同士に作用する面圧が増大する。この面圧が大きくなりすぎた場合、動力損失や、ギヤ対５の歯面の摩耗やピッチング、またプレーン軸受１９の摩耗やピッチングの原因となるため、接触点Ｐの位置は、Ｐ０よりも図１１の下方に偏りすぎないことが望ましいと言える。
【００３７】
以上のように、連通孔Ａ’の通路断面積Ｓａを、連通孔Ｂ’の通路断面積Ｓｂより大きくし、ＳａとＳｂとの差異を、従動ギヤ回転軸８とプレーン軸受９との接触点Ｐの位置が、実施の形態１と同一な位置である接触点Ｐ０と、上述した接触点Ｐ１との間になるように設定することによって、バックラッシレスを実現しながら、オイル圧力による荷重Ｆｐがギヤ対５同士を押しつける荷重を低減することができる。
このため、ギヤポンプが昇圧した流体の圧力による荷重Ｆｐによってギヤ対５が押し付けあう荷重が大きすぎるような場合、ギヤ対５を離す方向に所定の力を発生させて、最適な力でギヤ対５が押し付けあうようにすることができる。これにより、ギヤ対５にかかる面圧が最適化され動力損失や歯面の摩耗、ピッチングが低減する。また、すべり軸受の摩耗、ピッチングが低減する。したがって、ギヤ対５やプレーン軸受１９等の部品の耐久性を向上させることが可能となる。
【００３８】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３に係るギヤポンプについて図１２に基づいて説明する。この実施の形態３に係るギヤポンプ４０は、実施の形態１における連通路２２及び連通路２３の通路断面積を異なる大きさとしたものである。
【００３９】
ギヤポンプ４０のサイドプレートには、図１２に模式的に示すように、第２圧力室１２とギヤ室１０内の低圧側空間領域ＬＰとを連通し、通路断面積がＳ１である連通路３２が設けられている。また、サイドプレートには、第３圧力室１３とギヤ室１０内の低圧側空間領域ＬＰとを連通し、通路断面積がＳ２であり、かつ、連通路３２と通路長さをほぼ同じくする連通路３３が設けられている。連通路３２の通路断面積Ｓ１と、連通路３３の通路断面積Ｓ２とは、Ｓ１＜Ｓ２の状態となっている。
【００４０】
このように構成すると、連通路３２及び３３の通路断面積には、Ｓ１＜Ｓ２の関係があるため、第２圧力室１２のオイルは連通路３２を通じて低圧側空間領域ＬＰに抜けにくく、そのため第２圧力室１２の圧力ＰＲ２が、第３圧力室１３の圧力ＰＲ３より高くなる。したがって、この圧力差によりプレーン軸受９は図１２の下方へ移動し、連通孔Ａの開度を狭くする方向に移動する。すると、第２圧力室１２の圧力ＰＲ２が低下し第３圧力室１３の圧力ＰＲ３が高まり、第１圧力室１１から第２圧力室１２及び第３圧力室１３へのオイルの供給量が均等になる位置で安定する。したがって、連通路３２の通路断面積Ｓ１及び連通路３３の通路断面積Ｓ２の設定量により、実施の形態２と同様な接触点Ｐの位置になるようにすべり軸受９の位置を調整することができる。
【００４１】
このように、連通路３２の通路断面積Ｓ１を連通路３３の通路断面積Ｓ２より小さくすることによって、実施の形態２と同様に、プレーン軸受９の安定位置を変更し、従動ギヤ回転軸８とプレーン軸受９との接触点を好適な位置に設定することが実現できる。
このため、バックラッシレスを実現しながら、オイル圧力による荷重Ｆｐがギヤ対５同士を押しつける荷重を低減することができ、これにより、ギヤ対の歯面に作用する面圧を低減し、動力損失や、歯面及び軸受の摩耗やピッチングを防止し、ギヤ対やプレーン軸受等の部品の耐久性を向上させることが可能となる。
【００４２】
実施の形態１〜３において、この発明に係るギヤポンプを荷役装置用の油圧ポンプを例として説明したが、これに限定されるものではない。エンジンのオイル潤滑に用いる油圧ポンプや、燃料供給に用いるギヤポンプなど、他の用途に用いるギヤポンプにも適用できる。また、昇圧する流体も荷役装置用の油圧ポンプに使用されるオイルに限定されるものではなく、軽油やジメチルエーテル（ＤＭＥ）にも応用できる。
実施の形態１〜３において、連通路２１〜２３及び３２，３３を、サイドプレートに設けたが、これに限定されるものではない。例えば、ハウジング３に設けることも可能である。
実施の形態１〜３において、従動ギヤ回転軸８とプレーン軸受９，１９との間に生じる隙間によって第１圧力室１１が形成されたが、これに限定するものではない。例えば、ギヤ室１０の外部に設けたタンクによって、第１圧力室と構成すると共に、駆動ギヤ回転軸６に対する、従動ギヤ回転軸８の位置及び従動側のプレーン軸受９の位置をセンサによって検出可能としておき、検出された従動ギヤ回転軸８の位置に対して、プレーン軸受９が好適な位置で安定するように、外部タンクである第１圧力室から、第２圧力室１２及び第３圧力室１３への供給圧を制御することも可能である。実施の形態３において、連通路３２及び３３の通路断面積を変更したが、これに限定されるものではなく、通路断面積を同一にして経路の長さを変えるなど、両連通路の抵抗に差異を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】この発明の実施の形態１に係るギヤポンプの構造を示す断面側面図である。
【図２】実施の形態１に係るギヤポンプの構造を模式的に示す断面正面図である。
【図３】実施の形態１に係るギヤポンプの従動ギヤ回転軸の支持構造について、連通孔Ａ及びＢを含む断面を、従動ギヤ回転軸の軸中心線方向から見た図である。
【図４】実施の形態１に係るギヤポンプに用いられる、軸受穴、プレーン軸受、従動ギヤ回転軸の関係を説明するための模式図である。
【図５】実施の形態１に係るギヤポンプの動作を説明するための模式図である。
【図６】実施の形態１に係るギヤポンプの動作を説明するための模式図である。
【図７】実施の形態１に係るギヤポンプの動作を説明するための模式図である
【図８】この発明の実施の形態２に係るギヤポンプの従動ギヤ回転軸の支持構造について、連通孔Ａ’及びＢ’を含む断面を、従動ギヤ回転軸の軸中心線方向から見た図である。
【図９】実施の形態２に係るギヤポンプの従動ギヤ回転軸に作用する力を説明するための模式図である。
【図１０】実施の形態２に係るギヤポンプの従動ギヤ回転軸に作用する力を説明するための模式図である。
【図１１】実施の形態２に係るギヤポンプの従動ギヤ回転軸に作用する力を説明するための模式図である。実施の形態１に係るギヤポンプの断面正面図である。
【図１２】この発明の実施の形態３に係るギヤポンプの構造を模式的に示す断面正面図である。
【図１３】従来のギヤポンプの駆動ギヤ及び従動ギヤの噛合いを説明するための断面正面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１，３０，４０  ギヤポンプ、  ３  ハウジング、  ３ｂ  軸受穴、  ５ａ  駆動ギヤ、  ５ｂ  従動ギヤ、  ８  従動ギヤ回転軸、  ９，１９  プレーン軸受、  １０  ギヤ室、  １１  第１圧力室、  １２  第２圧力室、  １３  第３圧力室、  ２２，３２  連通路（第１低圧連通路）、  ２３，３３  連通路（第２低圧連通路）Ａ，Ａ’  連通孔（第１中間連通路）、  Ｂ，Ｂ’  連通孔（第２中間連通路）、  ＨＰ  高圧側空間領域、  ＬＰ  低圧側空間領域。
【図１】
2008014292.tif 000003
【図２】
2008014292.tif 000004
【図３】
2008014292.tif 000005
【図４】
2008014292.tif 000006
【図５】
2008014292.tif 000007
【図６】
2008014292.tif 000008
【図７】
2008014292.tif 000009
【図８】
2008014292.tif 000010
【図９】
2008014292.tif 000011
【図１０】
2008014292.tif 000012
【図１１】
2008014292.tif 000013
【図１２】
2008014292.tif 000014
【図１３】
2008014292.tif 000015