(57)【要約】【課題】  エネルギー回収の油圧機器として利用できるコンパクトな二連歯車ポンプまたはモータを提供する。【解決手段】  本発明の二連歯車ポンプまたはモータは、互いに噛み合う２対の歯車機構を中間隔壁を有する一体形ケーシングの前後に配置しかつ前記隔壁に前後の歯車機構の歯車軸を支持する軸受を設け、両歯車機構が同期回転するようにした二連形の歯車ポンプまたはモータにおいて、前記中間隔壁に両歯車機構の対応する互いの流路口を連接する連接路を形成しこの連接路に逆止弁を設置したものである。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに噛み合う２対の歯車機構を中間隔壁を有する一体形ケーシングの前後に配置しかつ前記隔壁に前後の歯車機構の歯車軸を支持する軸受を設け、電動機により両歯車機構が同期回転するようにした二連形の歯車ポンプまたはモータにおいて、前記電動機は発電機として駆動させることが可能であるとともに、前記中間隔壁に両歯車機構の対応する互いの流路を連接する連接路を形成しこの連接路に逆止弁を設置したことを特徴とする二連歯車ポンプまたはモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の流体機器（油圧機器）分野等において利用可能な二連歯車ポンプまたはモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
主として流体機器分野で使用されるポンプまたはモータ（回転動力を与えると高圧液を出力するポンプとして機能し、逆にその高圧液を入力するとモータとして機能する流体機械）には、ピストン形、ベーン形のものもあるが、特に荷役機械の駆動用流体機器としては最もシンプルで加工も容易であり経済性のある歯車形ポンプまたはモータが使用されている。例えば、荷物の昇降を行うバッテリーフォークリフトなどにおいては高圧用の歯車形ポンプが常用されている。 
【０００３】
ところでこのバッテリーフォークリフトの場合、荷上げ用として作動させた歯車ポンプを降下の際は油圧モータとして作動させ、したがって歯車ポンプ駆動用電動機を発電機として駆動し位置ネルギーの回収するということが試みられている。このエネルギー回収システムにおいては、歯車ポンプの吐出側が油圧回路を介してフォークリフト用の単動アクチュエータに接続され、荷を降下させる際はそのアクチュエータ（シリンダ）からの圧がその歯車ポンプに圧入されることになる。すると歯車ポンプ駆動用電動機が発電機として駆動されエネルギーの回収が行われることになる。この場合歯車ポンプ駆動用電動機が発電機として機能するためには、歯先が電動機が歯車ポンプを駆動するとき同一方向に回転駆動されることが必要である。したがって、油圧回路はエネルギー回収時は切り替えられて歯車ポンプは常に同方向に回転駆動されるようになっている。 
【０００４】
他方、同一の歯車機構を２対設置し同期回転させてそれぞれのポンプ機構から圧油を出力する二連歯車ポンプまたはモータもある。そしてこれら二連歯車ポンプまたはモータも荷役機械の駆動用流体機器として使用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このようなエネルギー回収形の歯車ポンプまたはモータは、システム全体が複雑で大型化する。特に上記したようにエネルギー回収時は歯車ポンプを同一方向に回転駆動される必要から油圧回路を切り替えるための弁機構を設置するため、複雑、大型となる。また、同一の歯車機構をポンプとモータに切り替え使用することから、容量が同一であるため発電機として必要な回転速度が得難く、エネルギー回収が充分に行われ難いという問題を有している。 
【０００６】
本発明は、上述の問題点を解決する二連歯車ポンプまたはモータを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明が提供する二連歯車ポンプまたはモータは、互いに噛み合う２対の歯車機構を中間隔壁を有する一体形ケーシングの前後に配置しかつ前記隔壁に前後の歯車機構の歯車軸を支持する軸受を設け、電動機により両歯車機構が同期回転するようにした二連形の歯車ポンプまたはモータにおいて、前記電動機は発電機として駆動させることが可能であるとともに、前記中間隔壁に両歯車機構の対応する互いの流路を連接する連接路を形成しこの連接路に逆止弁を設置したものである。
【０００８】
そして、本発明が提供する二連歯車ポンプまたはモータによれば、両歯車機構から吐出される圧液は合流されてアクチュエータ側に供給されるが、アクチュエータ側から歯車機構へ供給される場合は逆止弁によって一方のみの歯車機構へ供給されることになり、例えば歯車ポンプ駆動用電動機が発電機として駆動されエネルギーの回収が行われる場合は、発電機は高速回転駆動されることになる。また逆止弁は中間隔壁に設置されるので歯車機構の大形化は避けられる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明が提供する二連歯車ポンプまたはモータは以上説明したとおりであるから、歯車ポンプまたはモータ全体をコンパクトにできる。また、位置エネルギー回収の油圧機器として利用する場合は、回収効率の高い二連歯車ポンプまたはモータを提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を図面に示す実施例にしたがって説明する。本発明が提供する二連歯車ポンプまたはモータＴＰの構成は、図に示すとおりである。特に図１から図３は本発明が提供する二連歯車ポンプまたはモータの構成を断面して示す図で、図１は縦断面、図２は図１のII−II断面図、そして図３は図２のIII −III 断面図を示している。これらの図から明らかなように、それぞれの歯車機構Ｐ１、Ｐ２は歯車４と歯車７の噛み合う対と歯車８と歯車９の噛み合う対からなるが、この２対の歯車機構Ｐ１、Ｐ２がフロントカバー１とハウジング２およびリヤカバー３からなるケーシング内に設置されている。即ちハウジング２には中間部に両歯車機構を区分けする中間隔壁２Ｗが形成されている。この隔壁２Ｗに対して左方の段部とフロントカバー１とで形成される室内に第１の歯車機構Ｐ１が収納され、隔壁２Ｗに対して右方の段部とリヤカバー３とで形成される室内に第２の歯車機構Ｐ２が収納されている。１２はフロントカバー１とハウジング２およびリヤカバー３を一体的に固定する固定用ボルトである。 
【００１１】
歯車４は入出力軸４と一体的に形成されていて、ケーシングに対して軸受５とブッシュ６によって支持され、歯車７も軸と一体的に形成されていてケーシングに対しブッシュ６によって支持されている。他方、歯車８は歯車４と同一軸心上にてケーシングに対しブッシュ６によって支持されているが、歯車４の軸端が歯車８にねじ込まれて固定されている。したがって歯車８は歯車４と同期回転駆動される。ところが歯車９は歯車７と同一軸心上にてケーシングに対しブッシュ６によって支持されているが、歯車７とは別個に形成され、両歯車７と歯車９はそれぞれ歯車４と歯車８に別々に従動される。 
【００１２】
なお、図から明らかなように、歯車機構Ｐ１の歯幅は歯車機構Ｐ２の歯幅より大きくしたがって１回転当たりの吐出容量が異なる。４Ｇ、７Ｇ、８Ｇ、９Ｇは歯を示している。また、図１において、１０と１１は高圧歯車として常設される側板で、両側板１０、１１は後述するようにその構成を異にしている。歯車７と歯車９はその支軸は中空部７Ｋ、９Ｋを有し、右方の空部３Ｋと連通している。そしてこの空部３Ｋは後述の逆止弁ＣＶの低圧域に連通している。したがって、歯車の各歯元からの漏油はこの中空部７Ｋ、９Ｋから空部３Ｋを経て逆止弁ＣＶの低圧域に導かれる。 
【００１３】
図１においては、歯車機構Ｐ１の流路口は図示されていないが、図２、図３に示すように、流路口１３、１４がハウジング２に設けられている。歯車機構Ｐ１がポンプとして作動するときは、流路口１３が流入口となり流路口１４が吐出口となる。なお、歯車機構Ｐ２の流路口は図示されていないが、ポンプとして作動するときの吐出口は図３においてＬ３で示される流路がこれに相当する。すなわち、図３において、歯車機構Ｐ２の流路Ｌ６と歯車機構Ｐ１の流路口１４に繋がる流路Ｌ５とは連接され連接路が形成されている。そしてこの連接路に逆止弁ＣＶが設置されている。逆止弁ＣＶはリテーナ１７内の球弁体１５が弁座１６に対してばね１８にて付勢されているもので、流路Ｌ５から流路Ｌ６への流れを阻止する。したがって、歯車機構Ｐ１とＰ２がポンプとして機能するとき、歯車機構Ｐ２からの吐出油のみが流路Ｌ５に流動され、両歯車機構Ｐ１とＰ２のポンプ吐出が合流される。１９はリテーナ１７にねじ込まれたばね押えで、流通部が形成されている。このばね押え１９は図２に示すように上面に窪みがあり、外方から回転できばね１８の弾力が調整できる。 
【００１４】
この二連歯車ポンプまたはモータＴＰの構成を概略的に示すと図６に示すとおりである。図６は、二連歯車ポンプまたはモータＴＰとアクチュエータ２３および油タンク２４を連結する油圧回路が示されている。油圧回路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ７が２点鎖線で示されているのは、図示以外にも油圧回路が並設されているのであり、それらを省略して示しているからである。すなわち、両歯車機構Ｐ１とＰ２が矢印方向に回転してポンプとして機能するとその圧油がアクチュエータ２３側に供給され、シリンダ２２からアクチュエータ２３を突出させる。エネルギー回収のために両歯車機構Ｐ１がアクチュエータ２３側からの圧油の供給をうけるときは、図示しない回路によって歯車機構Ｐ１の回転が矢印方向に回転するよう供給される。この場合は両歯車機構Ｐ１、Ｐ２の容量の合計の油量が供給されることになり、歯車機構Ｐ１（発電機として機能する電動機２０）は高速で回転駆動される。このエネルギー回収時は歯車機構Ｐ２は圧油の供給を受けず回転駆動されないよう油圧回路が構成されている。このようにして、歯車ポンプＰ１の駆動用電動機２０が発電機として駆動すると、電源部２１には電気エネルギーの回収が行われる。 
【００１５】
さらに本発明においては、以上の説明から明らかなように、歯車機構Ｐ１は両流路口１３、１４がともに高圧域となるが、歯車機構Ｐ２は常にポンプとして機能するので、高圧域は定まっている。したがって、各歯車機構の側板１０と側板１１は構成を異にしている。側板１１は高圧域は定まっているので、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように高圧域定位置形で、高圧域の凹部１１Ｋが設置されている。（Ａ）は側板を歯車に接する面を見た図であり、（Ｃ）は本発明の側板をケーシングに接する側から見た図である。他方側板１０は両流路口１３、１４がともに高圧域となるので、それに対応する構成となっている。即ち、側板１０は図４に示すとおりである。図４の（Ａ）は側板を歯車に接する面を見た図であり、（Ｂ）は図（Ａ）の中央を縦断面して示す図であり、（Ｃ）は本発明の側板をケーシングに接する側から見た図である。 
【００１６】
これらの図に示すとおり、側板１０は従来と同様に瓢箪形をなしているが、瓢箪形の両方円形が歯車噛み合い部を除いて真円状に形成されている点が新規である。噛み合う両歯車の軸方向側面で歯先周囲内全域を覆う側板としたのである。そして、この側板１０の反噛み合側中央部には歯車側から反歯車側に貫通する流通部が穿設されている。この流通部１０Ｈは、加工が簡略であり歯車側からの油圧を円滑に導入するために、具体的には三日月状をなしている。この三日月状通孔１０Ｈが穿設されている部位の歯車側面には、歯間の高圧油が三日月状通孔１０Ｈにより円滑に導かれるように切欠部１０Ｋが形成されている。他方反歯車面即ケーシングに接合する面（Ｃ）には、上記三日月状通孔１０Ｈを含んで歯車軸を囲む溝が形成され、この溝にはに図（Ｃ）に示すように、断面矩形のシール部材２６が嵌合され、また上記溝１０Ｍには断面Ｌ形のシール部材２５が嵌合される。溝１０Ｍに嵌合されている断面Ｌ形のシール部材２５の外周端（外径）は、三日月状通孔１０Ｈの外周端（外径）に一致して形成され、そのことによって三日月状通孔を経た歯車側からの油圧がシール部材２５の外周端面やケーシングに接合する面にまで侵入しないことになる。このような構成により、両流路口１３、１４がともに高圧域となっても低圧域と高圧域のシールが確実に行える。 
【００１７】
本発明が提供する歯車ポンプまたはモータは以上説明したとおりであるが、上記ならびに図示例に限定されずいくつかの変形例を包含するものである。たとえば、上記においては、流体機器として油圧機器を例にあげたが、利用する流体としては油以外に特殊な水を使用する場合があり、油に限定されるものではない。また歯車４と歯車８の連結機構をねじ結合としてが、スプライン結合でもよく、図示例には限定されない。逆止弁の構成も例えば球弁体形に限定されるものではない。側板の流通部の三日月形に限定されず複数個の円形孔としてもよい。この発明の二連歯車ポンプまたはモータは、エネルギー回収に有効であるが、それ以外の通常の用途即ち通常の油圧アクチュエータ駆動用などにも利用可能であることはもちろんである。歯車機構Ｐ１の歯幅は歯車機構Ｐ２の歯幅を同一とすることもできる。本発明はこれら全ての変形例を包含するものである。 
【００１８】
本発明が提供する二連歯車ポンプまたはモータは以上のとおりであるが、これをまとめるとつぎのとおりである。 
１）互いに噛み合う２対の歯車機構を中間隔壁を有する一体形ケーシングの前後に配置しかつ前記隔壁に前後の歯車機構の歯車軸を支持する軸受を設け、両歯車機構が同期回転するようにした二連形の歯車ポンプまたはモータにおいて、前記中間隔壁に両歯車機構の対応する互いの流路口を連接する連接路を形成しこの連接路に逆止弁を設置したことを特徴とする二連歯車ポンプまたはモータ。 
【００１９】
２）互いに噛み合う２対の歯車機構を中間隔壁を有する一体形ケーシングの前後に配置しかつ前記隔壁に前後の歯車機構の歯車軸を支持する軸受を設け、両歯車機構が同期回転するようにした二連形の歯車ポンプまたはモータにおいて、前記中間隔壁に両歯車機構の対応する互いの流路口を連接する連接路を形成しこの連接路に逆止弁を設置するとともに、この逆止弁の出口側に連通する歯車機構には両流路口のいずれが高圧域となっても高低圧が短絡しないシールを有する側板を具備したことを特徴とする二連歯車ポンプまたはモータ。 
【００２０】
３）互いに噛み合う２対の歯車機構を中間隔壁を有する一体形ケーシングの前後に配置しかつ前記隔壁に前後の歯車機構の歯車軸を支持する軸受を設け、両歯車機構が同期回転するようにした二連形の歯車ポンプまたはモータにおいて、前記中間隔壁に両歯車機構の対応する互いの流路口を連接する連接路を形成しこの連接路に逆止弁を設置するとともに、この逆止弁の出口側に連通する歯車機構には両流路口のいずれが高圧域となっても高低圧が短絡しないシールを有する側板を具備し、かつ歯元から練れた液が逆止弁の出口側に連通する低圧域に導かれるように構成されていることを特徴とする二連歯車ポンプまたはモータ。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による二連歯車ポンプまたはモータを示す断面図である。
【図２】本発明による二連歯車ポンプまたはモータを示す断面図である。
【図３】本発明による二連歯車ポンプまたはモータを示す断面図である。
【図４】本発明による二連歯車ポンプまたはモータの側板を示す図である。
【図５】本発明による二連歯車ポンプまたはモータの側板を示す図である。
【図６】本発明を利用した油圧機器のシステムを示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１…フロントカバー
２…ハウジング
２Ｗ…中間隔壁
３…リヤカバー
４，７，８，９…歯車
１０，１１…側板
１３，１４…流路口
１５…球弁体
１６…弁座
２０…電動機
２１…電源部
２２…シリンダ
２３…アクチュエータ
２５，２６…シール部材
ＣＶ…逆止弁
【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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【図６】
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