(57)【要約】【課題】  作動液圧による力の作用で歯車、歯車軸が撓むと互いに噛合う両歯車バックラッシュが変化するが、このような変化の生じない歯車ポンプを提供する。【解決手段】  一対の互いに噛合う両歯車１、２にかかる圧力領域は、この両歯車１、２の両側面に接している側板５に圧力導入溝Ｎを介して形成される。すなわち、まず歯車１についてはこの圧力導入溝Ｎの端部位置が両歯車１、２の噛合部と反対側の歯車外径部が両歯車軸心を結ぶ直線と交わる交点Ａに設定されている。他方、この圧力導入溝Ｎは歯車２に対しても同様に側板５に形成されており対称的に形成されている。したがって、両歯車１、２の軸受には大きな力Ｆが作用するが、それぞれの力は駆動側と従動側で平行方向となる。したがって、両歯車１、２や歯車軸１Ｓ、２Ｓには両歯車軸心を結ぶ直線方向に対しての撓みは生ぜず、バックラッシュ量が変化することはない。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の互いに噛合う歯車によって構成され、両歯車の回転によって歯車ポンプとして作動し、かつ互いの歯車のバックラッシュを限りなく零に近づけた歯車ポンプにおいて、高圧領域から低圧領域に向う力が両歯車軸心を結ぶ直線に対し垂直方向に作用されるよう構成し、作動時に両歯車軸間の距離が組立時の距離より小さくならないようにしたことを特徴とする歯車ポンプ。
【請求項２】
作動液の高圧領域を形成する圧力導入溝を、両歯車の噛合部と反対側の歯車外径部が両歯車軸心を結ぶ直線と交わる地点まで設け、高圧領域から低圧領域に向う力を前記直線に対し垂直方向に作用されるようにしたことを特徴とする請求項１記載の歯車ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧機器の分野等において、利用可能な外接形の歯車ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の歯車ポンプは、互いに噛合う一対の歯車と、これら歯車の軸心方向に前後からそれぞれ延出された歯車軸と、これらを収容するケーシングとを具備し、両歯車の回転によりポンプ機能を行わせる。この場合、両歯車の歯車軸はケーシングに設置された軸受にて保持される。歯車はこの歯車軸心方向に一定の長さ（歯幅）を有し、したがって歯車軸は歯車の歯幅の間隔を有して両持ち支持される形となっている（特許文献１参照）。
このような歯車ポンプは図４に示すとおりである。以下、図４にしたがって構成ならびに作動を説明する。
【０００３】
図４は駆動側の歯車１と従動側の歯車２がケーシング３の内方にて噛合っている状態を示しているが、この図４は紙面に垂直な方向で上方の側板（図示せず）を外した状態で、ケーシング３と両歯車１、２および紙面の下方側の側板４を示している。ただし両歯車１、２の歯車軸１Ｓ、２Ｓを保持する軸受は示していない。両歯車１、２にかかる圧力領域は両歯車１、２の両側面に接する側板４に圧力導入溝Ｍが設けられ調整されている。歯車１が矢印方向に回転駆動されると作動液が流動し高圧領域Ｈと低圧領域Ｌが形成されるが、この圧力導入溝Ｍは高圧領域Ｈに連通されている。なお、この圧力導入溝Ｍは、軸受にかかる荷重を軽減させるため、図４に示すとおりように、両歯車１、２の噛合部と反対側の歯車外径部が両歯車軸心を結ぶ直線と交わる交点（以下単に「交点」という）Ａよりも低圧領域Ｌの側に廻り込む域まで伸びて形成されている。また従動側では駆動側と対称形となっている。
【０００４】
そのため、駆動側の歯車１には矢印に示すように水平方向よりもやや下向き（従動側の歯車２では水平より上向き）に力ＫＦが発生する。この力ＫＦの分力が噛合部側へ作用し、両持ち形の歯車軸１Ｓ、２Ｓが撓むことになる。作動液の圧力や歯幅によって歯車１、２にかかる荷重が異なるため、撓み量も異なり、結果としては歯幅が大きいギヤに対しては撓み量が大きく、組立時のバックラッシュ量を大きく与えておく必要がある。その場合、低圧時はバックラッシュが大きいため、脈動が大きくなってしまう。
【０００５】
歯車ポンプの低騒音化の手段としては、歯車１、２のバックラッシュを限りなく零に近づける方策がある。この手段によって歯車ポンプの吐出脈動を小さくでき、結果として機器全体の低騒音化に有効であることは良く知られている。しかし、作動液の圧力が高くなって歯車軸１Ｓ、２Ｓの撓み量が増加するにつれ、両歯車１、２の中心間距離が小さくなる。そのため、従来は最高圧がかかった時にバックラッシュ量が零となるように組立時のバックラッシュ量を歯車ポンプのサイズごとに調整していた。具体的には歯幅が大きい歯車ポンプ、最高圧が高い歯車ポンプほど組立時のバックラッシュ量を大きく設定していた。
【特許文献１】特許第２７８７７０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
最高圧時にバックラッシュ量が零に近づくようにしているため、歯幅が大きく、撓みが大きい場合には組立時のバックラッシュ量を大きく設定する必要があり、その場合、低圧時は脈動が大きくなる。
加圧時の撓みは歯車軸１Ｓ、２Ｓと歯車１、２だけでなく、実際には軸受にも撓みがあるため、計算で撓みを算出しても正確性に欠ける。
本発明は、このような問題を解決し、しかも部品点数を低減できる構成簡略な歯車ポンプを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明が提供する歯車ポンプは、上記課題を解決するために、一対の互いに噛合う歯車によって構成され、両歯車の回転によって歯車ポンプとして作動し、かつ互いの歯車のバックラッシュを限りなく零に近づけた歯車ポンプにおいて、作動時に両歯車軸間の距離が組立時の距離より小さくならない構成とする。
具体的には高圧によって歯車、歯車軸や軸受部が撓んでも両歯車の中心間距離が無負荷時と変わらないように各歯車にかかる高圧領域を調整するもので、高圧領域から低圧領域に向う力が両歯車軸心を結ぶ直線に対し垂直方向に作用させ、両歯車軸間の距離が小さくならないよう構成したものである。より具体的な構成は、作動液の高圧領域を形成する圧力導入溝を、両歯車の噛合部と反対側の歯車外径部が両歯車軸心を結ぶ直線と交わる地点まで設ける。
【発明の効果】
【０００８】
本発明が提供する歯車ポンプは以上詳述したとおりであるから、歯幅によって組立時のバックラッシュ量を調整する必要がない。また、圧力が変化してもバックラッシュ量は変化しないため、低圧から高圧まで安定した低脈動が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の特徴は、歯車ポンプとして作動するときに、噛合う両歯車の歯車軸心間距離が作動液圧により発生する力によって当初の組立時の距離よりも小さくならないようにした点にあり、具体的には高圧領域から発生する力が両歯車軸が両歯車の歯車軸を結ぶ直線方向すなわち噛合部に向けて作用しないよう構成したものである。
【実施例１】
【００１０】
第１の実施例の歯車ポンプを図１に示す。
一対の互いに噛合う両歯車１、２にかかる圧力領域は、この両歯車１、２の両側面に接している側板５に圧力導入溝Ｎを設けて調整されている。すなわち、歯車１については、この圧力導入溝Ｎの端部位置は両歯車１、２の噛合部と反対側の歯車外径部が両歯車軸心を結ぶ直線と交わる交点Ａに設定されている。他方、歯車２に対してもこの圧力導入溝Ｎは同様に側板５に形成されて対称的に形成されている。そして、歯車１、２がそれぞれ矢印方向に回転駆動されることにより、作動液が流動し高圧領域Ｈと低圧領域Ｌが形成される。そのため両歯車１、２の軸受には大きな荷重（力）が作用するが、それぞれの力Ｆは図１に示すように駆動側と従動側で平行方向となる。したがって、両歯車１、２や歯車軸１Ｓ、２Ｓには両歯車軸心を結ぶ直線方向に対しての撓みは生ぜず、バックラッシュ量が変化することはない。作動液の圧力が変化しても一定のバックラッシュ量を保つことが可能である。
【実施例２】
【００１１】
第２の実施例の歯車ポンプを図２に示す。この実施例では圧力導入溝Ｐが側板６ではなくケーシング３の側に形成されている。この圧力導入溝Ｐの幅は両歯車１、２の歯幅と同じにするのが望ましい。この場合も、発生する力Ｆの方向は上述した実施例１と同様である。なお、図２において図１と同一の符号で示される部品は図１と同一の機能をするものであり、詳細な説明は省略する。
【実施例３】
【００１２】
第３の実施例の歯車ポンプを図３に示す。この実施例では第１、第２の実施例における高圧領域Ｈは拡張した拡張形高圧領域ＳＨとして形成されている。この拡張形高圧領域ＳＨの幅は、歯車１、２の歯幅と同じかまたは半分程度など自在に設定することができるが、歯幅の半分程度またはそれ以下の場合は一種の溝になる。このようにこの拡張形高圧領域ＳＨは、本発明が特許請求の範囲で規定する「歯圧力導入溝」の変形例である。この拡張形高圧領域ＳＨの上方端、下方端がＡ点までに設定されている。したがって、この場合も、発生する力Ｆの方向は実施例１と同様である。この実施例の場合、この拡張形高圧領域ＳＨの幅が歯車１、２の歯幅と同じである場合、側板７は拡張形高圧領域ＳＨも含む形とする。なお、図３において図１と同一の符号で示される部品は図１と同一の機能をするものであり、詳細な説明は省略する。
【００１３】
本発明が提供する歯車ポンプの特徴は、以上詳述したとおり、圧力導入溝Ｎ、Ｐ、あるいは拡張形高圧領域ＳＨの端部位置が、交点Ａまでに制限される点にあるが、発明の構成は上記あるいは図示例に示される構成に限定されるものではなく、種々の変形例をも包含する。たとえば本発明の場合、歯車１、２の歯先間隔が大きい場合、両歯先間に交点Ａが位置するときは、高圧領域Ｈが交点Ａを越えて低圧領域Ｌ側に多少なりとも及ぶことになる。高圧領域Ｈが交点Ａを越える長さが大きいと両歯車１、２の噛合い部の方向に作用する力が微少なりとも生じることになる。このような状態を避ける理由から、圧力導入溝Ｎ、Ｐ、あるいは拡張形高圧領域ＳＨの端部位置を交点Ａより若干、たとえば歯形１ピッチの半分だけ、高圧領域Ｈ側の地点に設定することもできる。本発明が特許請求の範囲で規定する「高圧領域から低圧領域に向う力が両歯車軸心を結ぶ直線に対し垂直方向に作用されるよう構成し」とは上記のような変形例を包含するものと解釈される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明が提供する歯車ポンプの構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例の構成を示す縦断面図である。
【図３】本発明の第３の実施例の構成を示す縦断面図である。
【図４】従来の歯車ポンプの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００１５】
１、２  歯車
１Ｓ、２Ｓ  歯車軸
３  ケーシング
４、５、６、７  側板
Ａ  交点
Ｆ  力
ＫＦ  力
Ｈ  高圧領域
ＳＨ  拡張形高圧領域
Ｌ  低圧領域
Ｍ、Ｎ、Ｐ  圧力導入溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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