JP2013170552A - Gear pump and seal member used therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ギヤポンプ及びそれに用いられるシール部材に関し、例えば車両用ブレーキ装置等の液圧源として用いられるギヤポンプとその内部で形成される高圧側と低圧側を区画するシール部材に関する。 The present invention relates to a gear pump and a seal member used therefor, for example, a gear pump used as a hydraulic pressure source for a vehicle brake device and the like, and a seal member that partitions a high-pressure side and a low-pressure side formed therein.
従来から、車両等に搭載されるポンプとして、ピストンポンプやギヤポンプ等が知られている。ピストンポンプは、シール性に優れるものの、一回の動作における吐出流量が大きいため、音や振動等の面で課題のあるポンプである。一方で、ギヤポンプは、例えばピストンポンプと比較して、吐出時の音や振動を小さくすることが容易であるため、静粛な動作が求められる環境下において極めて優れたポンプである。 Conventionally, piston pumps, gear pumps, and the like are known as pumps mounted on vehicles and the like. Although the piston pump is excellent in sealing performance, it has a problem in terms of sound and vibration because of a large discharge flow rate in one operation. On the other hand, the gear pump is an extremely excellent pump in an environment where a quiet operation is required because it is easy to reduce noise and vibration during discharge as compared with, for example, a piston pump.
上記するギヤポンプの従来技術としては、特許文献1、2に開示されているギヤポンプが挙げられる。
As a prior art of the gear pump described above, there are gear pumps disclosed in
特許文献1に開示されているギヤポンプは、側板に段差部や溝部を形成し、前記段差部や溝部に断面円形のシール部材を配置して、ギヤポンプ内に形成された高圧領域と低圧領域とのシール性を確保したものである。
In the gear pump disclosed in
また、特許文献2に開示されているギヤポンプは、側板の端面に溝を形成し、前記溝に断面階段状の圧力区画シール(シール部材)を配置して、リアケース内の吐出圧力と吸込ポート部の吸込圧力とを区画したものである。
Further, the gear pump disclosed in
特許文献1、2に開示されているギヤポンプによれば、シール部材は弾性を有しており、ギヤポンプに組付けられた際にハウジングと側板とで挟まれて潰される潰し代を有していることから、その潰し代によってシール部材と側板あるいはハウジングとの間で接触圧力を発生させることができ、シール部材と側板あるいはハウジングとを密着させることができ、高圧の液体が低圧側へ漏れないようにすることができる。
According to the gear pump disclosed in
ところで、従来のギヤポンプは、駆動軸に回転可能に支持された歯先同士が噛み合う一対のギヤの側面に隣接して側板が配置されており、この側板とハウジングとの間にシール部材が圧縮された状態で配置されている。 By the way, in the conventional gear pump, a side plate is disposed adjacent to the side surfaces of a pair of gears that mesh with teeth that are rotatably supported by a drive shaft, and a seal member is compressed between the side plate and the housing. It is arranged in the state.
シール部材の潰し代が小さく、シール部材と側板あるいはハウジングとの接触圧力が小さい場合には、シール部材と側板あるいはハウジングを密着させることができず、高圧側の液体が低圧側へ漏れてポンプの効率が低下する可能性がある。 When the crushing margin of the seal member is small and the contact pressure between the seal member and the side plate or the housing is small, the seal member cannot be brought into close contact with the side plate or the housing, and the liquid on the high pressure side leaks to the low pressure side and the pump Efficiency can be reduced.
一方で、シール部材の潰し代が大きい場合には、シール部材が組付けられた際にシール部材の反発力が大きくなり、ギヤの側面に隣接して配置された側板が前記ギヤ側面を押圧する力が大きくなる。これにより、側板とギヤ側面との間の摩擦力が増大し、ポンプ始動時の圧力応答性が低下するといった問題がある。さらに、ポンプ駆動時には、シール部材が高圧液体によって圧縮され、側板がギヤ側面を押圧する力が増大し、側板とギヤ側面との間の摩擦力が更に増大するため、ポンプの効率が低下する可能性があり、例えばポンプ駆動源のモータ等を大容量化するなどといった対策が要求される場合がある。 On the other hand, when the crushing margin of the seal member is large, the repulsive force of the seal member increases when the seal member is assembled, and the side plate disposed adjacent to the side surface of the gear presses the side surface of the gear. Strength increases. As a result, there is a problem that the frictional force between the side plate and the gear side surface is increased, and the pressure responsiveness at the start of the pump is lowered. Furthermore, when the pump is driven, the sealing member is compressed by the high-pressure liquid, and the force with which the side plate presses the side surface of the gear increases, and the frictional force between the side plate and the side surface of the gear further increases, which may reduce the pump efficiency. In some cases, for example, a countermeasure such as increasing the capacity of a pump drive source motor or the like may be required.
特許文献2に開示されているギヤポンプにおいては、シール部材の断面を階段状とすることで、シール部材が変形もしくは膨張する際の空間を形成することができ、側板によるギヤ側面への押圧力の増加を抑制することができるものの、シール部材と側板あるいはハウジングとの密着性を確保するためには、シール部材に所定の潰し代を設け、シール部材を所定の面積で側板やハウジングと接触させて十分な接触圧力を発生させる必要がある。そのため、側板とハウジングとが対応する方向、すなわちギヤ側面に直交する方向の押圧力を低減することができず、側板とギヤ側面との間の摩擦力の発生を十分に抑制することができないといった課題がある。
In the gear pump disclosed in
本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、ポンプ内における液体漏れを抑制すると共に、ポンプ始動時の圧力応答性を向上し、ポンプ駆動時の駆動トルクの増大を抑制することのできるギヤポンプとそれに用いられるシール部材を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its object is to suppress liquid leakage in the pump, improve pressure response at the time of starting the pump, and drive torque at the time of driving the pump. It is an object of the present invention to provide a gear pump that can suppress an increase in the pressure and a seal member used therefor.
上記する課題を解決するために、本発明に係るギヤポンプは、少なくとも2つの軸と、前記軸にそれぞれ回転可能に支持され、歯先同士が噛み合う一対のギヤと、前記一対のギヤの双方の両側面に隣接して配置された一対の側板と、前記軸と前記ギヤと前記側板とを収容するハウジングと、前記ハウジングと前記側板との間に配置され、前記ギヤの回転によって前記ハウジングと前記側板との間に形成される高圧領域と低圧領域とを区画する無端環状のシール部材と、を備えるギヤポンプであって、前記シール部材は、前記ハウジングと当接する面の最大押圧部と前記側板と当接する面の最大押圧部とが、前記ギヤの側面に直交する方向に視て異なる位置に配置されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a gear pump according to the present invention includes at least two shafts, a pair of gears rotatably supported by the shafts and meshing teeth, and both sides of the pair of gears. A pair of side plates disposed adjacent to a surface, a housing for housing the shaft, the gear, and the side plate, and disposed between the housing and the side plate, and the housing and the side plate by rotation of the gear. An endless annular seal member that divides the high-pressure region and the low-pressure region, and the seal member contacts the maximum pressing portion of the surface that contacts the housing and the side plate. It is characterized in that the maximum pressing portion of the contacting surface is arranged at a different position when viewed in a direction orthogonal to the side surface of the gear.
また、本発明に係るシール部材は、ギヤポンプ内に形成される高圧領域と低圧領域とを区画するための無端環状のシール部材であって、前記シール部材は、該シール部材の輪郭の内側に位置する第1の凸部と、該第1の凸部よりも該シール部材の輪郭の外側に位置する第2の凸部と、該第2の凸部よりも該シール部材の輪郭の外側に位置する第3の凸部と、各凸部を接続する接続面と、を備えると共に、前記第2の凸部と前記第3の凸部とはそれぞれ、前記第1の凸部に対し前記シール部材の上下方向の反対側に配置されていることを特徴とする。 The seal member according to the present invention is an endless annular seal member for partitioning a high pressure region and a low pressure region formed in the gear pump, and the seal member is positioned inside the contour of the seal member. A first convex portion, a second convex portion located outside the outline of the seal member with respect to the first convex portion, and a position outside the outline of the seal member with respect to the second convex portion. A third projecting portion and a connection surface that connects the projecting portions, and the second projecting portion and the third projecting portion are each the sealing member with respect to the first projecting portion. It is arrange | positioned on the opposite side of the up-down direction.
本発明のギヤポンプとシール部材によれば、ハウジングと当接する面の最大押圧部と側板と当接する面の最大押圧部とが、ギヤの側面に直交する方向に視て異なる位置に配置されているため、シール部材のハウジング側の最大押圧部と側板側の最大押圧部がずれた位置に配置されており、シール部材の側板に対する押圧力を低減することができ、側板のギヤ側面に垂直な方向への押圧力を抑制することができる。これにより、ハウジングと側板との密着性を確保しながら、ギヤ側面に作用する摩擦力を低減することができ、ポンプ始動時の圧力応答性を向上させることができ、ポンプ駆動時の駆動トルクの増大を抑制することができる。 According to the gear pump and the seal member of the present invention, the maximum pressing portion of the surface that comes into contact with the housing and the maximum pressing portion of the surface that comes into contact with the side plate are arranged at different positions as viewed in the direction perpendicular to the side surface of the gear. For this reason, the maximum pressing portion on the housing side of the seal member and the maximum pressing portion on the side plate side are arranged at positions shifted from each other, and the pressing force of the sealing member against the side plate can be reduced, and the direction perpendicular to the gear side surface of the side plate The pressing force can be suppressed. As a result, the frictional force acting on the side surface of the gear can be reduced while ensuring the close contact between the housing and the side plate, the pressure responsiveness at the start of the pump can be improved, and the driving torque at the time of driving the pump can be improved. The increase can be suppressed.
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.
以下、本発明に係るギヤポンプの実施の形態を図面を参照して説明する。 Embodiments of a gear pump according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[実施例1]
図1は、本発明に係るギヤポンプの実施例1の基本構成を示したものである。また、図2は、図1に示すギヤポンプのA−A断面図、図3は、図1に示すギヤポンプのB−B断面図、図4は、図3に示すギヤポンプのC−C断面図、図5は、図1に示すギヤポンプのD−D断面図である。
[Example 1]
FIG. 1 shows a basic configuration of
図1に示すギヤポンプ1は、駆動源(不図示)に接続されたドライブシャフト8とドリブンシャフト9と、それらに回転可能に支持され、歯先同士が噛み合う一対のギヤ2、3と、一対のギヤ2、3の双方の側面に隣接して配置された一対の側板10、10’(図2参照)と、ドライブシャフト8とドリブンシャフト9と一対のギヤ2、3と一対の側板10、10’とを収容するフロントカバー4(図2参照)及びリアケース5からなるハウジング18と、を備えている。
A
図2に示すように、ドライブシャフト8は、フロントカバー4とリアケース5に設けられた軸受6、7を介してハウジング18に回転可能に軸支され、ギヤ2は、ドライブシャフト8と一体となって回転するように支持されている。
As shown in FIG. 2, the
また、ギヤ3はドリブンシャフト9に支持されており、ギヤ3の歯先はギヤ2の歯先と噛み合っていて、ギヤ2が回転するとギヤ3はドリブンシャフト9と一体となって回転するようになっている。
Further, the
また、ギヤ2、3の両側面にはそれぞれ、ギヤ2、3の双方の側面(図中、上下面)2a、2a’、3a、3a’と隣接するように側板10、10’が配置されており、ギヤ2、3の側面2a、2a’、3a、3a’のシールを行うようになっている。ギヤポンプ1の駆動時にギヤ2、3が回転すると、ギヤ2、3の側面2a、2a’、3a、3a’は側板10、10’と摺接してギヤ2、3の側面2a、2a’、3a、3a’がシールされる。なお、側板10、10’はそれぞれ、ドライブシャフト8とドリブンシャフト9を通す貫通孔を有しており、この側板10、10’の貫通孔にドライブシャフト8とドリブンシャフト9を通すことによって、ドライブシャフト8とドリブンシャフト9の双方の軸が平行かつ所定の間隔を置いて支持されるようになっている。
Further,
また、ハウジング18のリアケース5は、横断面が略円形(図1参照)の凹部5aを有しており、その開放端部にフロントカバー4が取り付けられることで、ポンプ液を密封するための空間が形成される。ここで、フロントカバー4をリアケース5に取り付ける際には、フロントカバー4及びリアケース5と側板10、10’との間に無端環状のシール部材17、17’が配置され、フロントカバー4とリアケース5とで、ギヤ2、3と側板10、10とシール部材17、17’を挟持している。
Further, the
なお、フロントカバー4は、リアケース5との間に溝19を有しており、この溝19にハウジングシール11が配置された状態でフロントカバー4がリアケース5に取り付けられる。これにより、ハウジングシール11はリアケース5とフロントカバー4の溝19の壁面に密着し、フロントカバー4とリアケース5を組立てた際に双方の間に生じ得る隙間をシールして、リアケース5内の液体が外部へ漏れるのを防止している。
The
また、フロントカバー4のうちリアケース5とは反対側の面(図中、下面)には凹部20が設けられ、その内部かつドライブシャフト8の周囲にはオイルシール12が配設されている。このオイルシール12の外周面は、フロントカバー4の凹部20へ圧入されることにより、凹部20の壁面と密着しており、ポンプ駆動時に、オイルシール12の内面はドライブシャフト8の外周面と摺接することにより、ドライブシャフト8とフロントカバー4の軸受6との隙間をシールし、それらの隙間を介して内部の液体が外部へ漏れ出さないようにしている。
In addition, a
ここで、側板10、10’は略同一形状を有すると共に、図1、4に示すように、吸込用流通孔となる吸込ポート13を有している。また、この吸込ポート13近傍における側板10、10’の外縁は、ギヤ2、3の歯先円の外形とほぼ等しい形状を有している。
Here, the
また、ギヤ2、3の周囲には、吸込ポート13近傍においてギヤ2、3の歯先をシールするために、ギヤ2、3に隣接してシールブロック14が配置されている。このシールブロック14の側板10、10’との当接面は、側板10、10’の円弧部分と略同一の形状を有しており、シールブロック14と側板10、10’は、その当接面15にて密着している。なお、このシールブロック14は、フロントカバー4やリアケース5とは別部材で構成されている。
A
このように、吸込ポート13は、側板10、10’とシールブロック14とリアケース5とで形成されており、吐出ポート16は、図5に示すように、リアケース5に形成された流路21にて形成され、リアケース5の内部空間と連通している。
Thus, the
次に、ギヤポンプ1を駆動した際の、リアケース5の内部空間に形成される高圧領域と低圧流域とのシールについて説明する。
Next, the seal between the high pressure region and the low pressure flow region formed in the internal space of the
ギヤポンプ1が駆動され、リアケース5の内部に吐出ポート16近傍の吐出圧力(高圧側)と吸込ポート13近傍の吸込圧力(低圧側)との圧力差が発生すると、側板10、10’は、ギヤ2、3の側面2a、2a’、3a、3a’と摺接しながらシールを行い、リアケース5の内部の液体がギヤ2、3の側面2a、2a’、3a、3a’と側板10、10’との隙間を介して連通しないようにする。
When the
また、無端環状のシール部材17、17’は、図5に示すように、側板10、10’及びシールブロック14の両端面に形成された肩部10a、10a’、14a、14a’の外周面とシール部材17、17’の内側側面とが当接するように、フロントカバー4とリアケース5と側板10、10’及びシールブロック14との間に配置されており、ギヤ2、3の回転によってフロントカバー4とリアケース5と側板10、10’及びシールブロック14との間に形成される高圧領域と低圧領域とを区画している。すなわち、シール部材17、17’は、側板10、10’またはシールブロック14とフロントカバー4またはリアケース5の壁面とで密着してシールを行い、リアケース5の内部の液体が側板10、10’とフロントカバー4あるいはリアケース5との隙間を介して連通しないようにしている。
Further, as shown in FIG. 5, the endless
なお、吸込ポート13の上流には、ギヤポンプ1へ液体を供給するタンク(不図示)等が接続されており、吐出ポート16の下流には、バルブやシリンダ(不図示)等が接続されてポンプ吐出圧を調整することができる。また、ドライブシャフト8には、モータ等の駆動源(不図示)が接続されている。
A tank (not shown) for supplying liquid to the
次に、本実施例1のギヤポンプ1の動作について説明する。ここで、ドライブシャフト8は、上記するように不図示のモータ等の駆動源によって駆動され、ドライブシャフト8と一体に支持されたギヤ2は、図1に示す矢印R1方向へ回転し、ギヤ2と歯先同士が噛み合ったギヤ3は、矢印R2方向へドリブンシャフト9と一体となって回転している。
Next, the operation of the
まず、吸込ポート13を介してリアケース5の内部に流入した液体は、ギヤ2、3の回転に伴い、ギヤ2、3の歯溝に収容されてギヤ2、3の回転方向へ搬送される。
First, the liquid that has flowed into the
次いで、吐出ポート16側でギヤ2、3が再度噛み合うと、ギヤ2、3の歯溝から液体が押し出される。ギヤ2、3が完全に噛み合うと、この噛み合い部分でシールされるため、液体は吸込ポート13側へ流入しない。
Next, when the
このように、ギヤポンプ1は、ギヤ2、3の回転により連続して液体を吐出ポート16側へ搬送し、吐出ポート16側の圧力が上昇すると、吐出ポート16から液体が吐出される。その際、ギヤ2、3の歯先は、シールブロック14によりシールされるため、ギヤポンプ1の内部では、吸込ポート13の周辺のシール部材17、17’の内側のみが低圧となり、それ以外の部分は高圧となる。
Thus, the
本実施例1のギヤポンプ1は、上記するように、側板10、10’がハウジング18に固定されていない可動側板タイプのものである。このタイプのギヤポンプ1は、側板10、10’の背面(側板10、10’のフロントカバー4またはリアケース5と対向する面)の圧力分布と、側板10、10’の内面(側板10、10’のギヤ2、3と摺接する面)の圧力分布を各面の形状や寸法等によって調整することができる。すなわち、各面の形状や寸法、シール部材の構成等によって、ドライブシャフト8やドリブンシャフト9の軸方向で発生する力をバランスさせることができ、ギヤ2、3の側面2a、2a’、3a、3a’に対して垂直な方向(図中、Z方向)の押圧力が小さくなるような設計や、ギヤポンプ1の駆動によって生じた圧力を用いてギヤ2、3の側面2a、2a’、3a、3a’に側板10、10’を押付ける方向の力を発生させ、高圧時に密着性を高める設計等が可能となっている。
As described above, the
そこで、図6〜図8を参照して、本実施例1のギヤポンプ1の側板10とリアケース5との間に配置されるシール部材17についてより詳細に説明する。
Therefore, the
図6は、図3に示すギヤポンプのE部拡大図であって、実施例1のギヤポンプで適用されるシール部材17のポンプ組立完了前の状態を示したもの、図7は、そのポンプ組立完了後の状態を示したもの、図8は、そのポンプ駆動時の状態を示したものである。なお、図6〜図8に示すように、側板10の肩部10aは、肩上部10e、肩壁部10b、肩底R部10c、肩底部10dにて形成されている。
FIG. 6 is an enlarged view of a portion E of the gear pump shown in FIG. 3, and shows a state before the pump assembly of the
図6に示すように、シール部材17は、このシール部材17の輪郭の内側に位置する凸部63と、この凸部63よりもシール部材17の輪郭の外側に位置する凸部61と、この凸部61よりもシール部材17の輪郭の外側に位置する凸部62と、各凸部を接続する接続面と、を備えると共に、前記凸部61と凸部62とはそれぞれ、凸部63に対しシール部材17の上下方向の反対側に配置されている。また、凸部63と凸部62を接続する面P1(リアケース5と当接する面)が略平面からなり、凸部61に向かって(側板10に向かって)凸な形状を有している。より具体的には、シール部材17は、該シール部材17の軸心と直交する断面において、側板10の肩部10aに配置した際、側板10の肩部10aの肩底部10dに最初に接触する凸部61と、リアケース5と最初に接触する凸部62と、肩壁部10b側へ向かって肩上部10eとリアケース5の間に位置する凸部63と、を有し、凸部61と凸部62は曲線部64で接続され、凸部62と凸部63は略直線状の直線部66で接続され、凸部63と凸部61は曲線部65で接続されている。ここで、凸部61は凸部62よりも無端環状のシール部材17の輪郭の内側、すなわち、側板10とリアケース5とが対向する方向(Z方向)に視て内側に位置するように配置されている。
As shown in FIG. 6, the
次いで、リアケース5が側板10の方向に向かって押圧され、リアケース5と側板10によってシール部材17が潰されてギヤポンプ1が組み立てられると、シール部材17は、図7に示すような状態になる。より具体的には、リアケース5が側板10の方向に向かって押圧され、凸部62がリアケース5と接触すると、凸部62近傍は圧縮されながら側板10の方向へ押し下げられる。その際、上記するように凸部61は凸部62よりも側板10とリアケース5とが対向する方向に視て内側に位置するように配置されているため、シール部材17には矢印R3方向(図中、時計回り方向)に回転力が発生し、凸部61は肩底部10d上をシール部材17の輪郭の内側方向へ移動する。すなわち、シール部材17は、リアケース5と側板10の間で回転する。
Next, when the
ここで、シール部材17は環状に閉じた構造を有しているため、シール部材17の曲線部65は、側板10の肩壁部10b側へせり出すように変形する。また、凸部61は側板10の肩底部10d上及び肩底R部10c上を滑動して肩壁部10b側へ近接し、曲線部65は肩壁部10bと密着して当接する。すなわち、シール部材17の低圧領域側の側面P2が、側板10の低圧領域側に設けられた肩部10aの肩壁部10bや肩底R部10cの外周面と当接する。また、直線部66はリアケース5と密着して当接する。なお、本実施例1では、シール部材17の低圧領域側の側面P2と当接する面を側板10の肩部10aにて形成したが、例えば、ハウジング18に肩部や溝部等のシール収容部を形成し、当該肩部や溝部等のシール収容部の適宜の側面にシール部材17の低圧領域側の側面P2と当接する面を形成してもよい。
Here, since the
図7に示す状態においては、シール部材17のハウジング18(リアケース5)と当接する面P1の最大押圧部67と側板10と当接する面P3の最大押圧部68とが、側板10とリアケース5とが対向する方向(Z方向)に視て異なる位置に配置されているため、側板10とリアケース5とが対向する方向のシール部材17の反発力を抑制することができる。したがって、ギヤ2、3の側面2a、2a’、3a、3a’に直交する方向(Z方向)のシール部材17の押圧力を効果的に低減することができ、側板10によるギヤ2、3の回転や移動を阻害する摩擦力の発生を効果的に抑制することができる。
In the state shown in FIG. 7, the
また、側板10の肩部10aをシール部材17の低圧領域側の側面P2側に設けることにより、凸部61の側板10の肩底部10d上及び肩底R部10c上での更なる滑動を抑制することができ、シール部材17の低圧領域側の側面P2と側板10の肩部10aの肩壁部10bを密着させることができる。
Further, by providing the
これにより、ポンプ始動時のトルクを低減することができ、ギヤ2,3の歯先がシールブロック14の歯先シール部に対して差圧による力で寄せられて密着するまでの時間を短縮でき、ギヤポンプ1の駆動指令に対する圧力応答性を格段に向上させることができる。
As a result, the torque at the start of the pump can be reduced, and the time until the tooth tips of the
さらに、リアケース5とシール部材17を直線部66で当接させることができ、側板10とシール部材17を側板10の肩部10aの肩壁部10bで平面的に当接させることができるため、シール部材17とリアケース5及び側板10との接触面圧を確保することができ、シール部材17とリアケース5及び側板10を十分に密着することができる。したがって、ギヤポンプ1が駆動され、高圧領域と低圧領域が形成された場合であっても、高圧側から低圧側への液体の漏れを効果的に抑制することができる。
Further, the
なお、図示するように、凸部61と凸部62を曲線部64によって接続する、すなわち、シール部材17のハウジング18と当接する面P1と側板10と当接する面P3を繋ぐ側面P2、P4のうち高圧側の側面P4を曲面で形成することによって、曲線部64での応力集中を抑制して、曲線部64で発生する力を効率的に側板10の肩部10aの肩壁部10b側へ伝達することができる。すなわち、ギヤポンプ1の駆動によって高圧領域と低圧領域とが形成された場合であっても、高圧領域の液体によるシール部材17の曲線部64への押圧力は、リアケース5と側板10の肩部10aの肩壁部10b側へ配向され、シール部材17はリアケース5と側板10の肩上部10eの隙間の方向へ向かって押圧されるため、ギヤポンプ1の駆動時の密着性を効果的に高めることができる。なお、直線部66は、図示するように組立完了前に直線状でなくても、例えばリアケース5向きに凸となるような曲線で凸部62と凸部63を接続してもよい。
As shown in the figure, the
また、ギヤポンプ1を駆動し、低圧領域と高圧領域の圧力差が大きくなると、シール部材17は、図8に示すような状態になる。すなわち、シール部材17はリアケース5側へ向かって押圧されるため、高圧側の液体は、シール部材17のリアケース5側よりも側板10側から低圧領域側へ侵入しようとする。
Further, when the
このような状態であっても、シール部材17は、リアケース5と肩上部10eとの隙間近傍に配置される凸部63を中心とした扇形形状を有しており、シール部材17の輪郭の内側の側面P2が側板10の肩部10aの肩壁部10b側と当接しているため、高圧領域と低圧領域のシール性を確保することができると共に、シール部材17の圧縮によるシール反発力の増大に起因する側板10のギヤ2、3側への押圧力の増加を抑制することができる。すなわち、低圧領域と高圧領域の圧力差が大きい場合であっても、ギヤ2、3の側面の摩擦力を効果的に低減することができ、ポンプ駆動時の駆動トルクの増大を抑制することができるため、例えばポンプ駆動に小型モータを用いることができ、ギヤポンプ1全体の小型化を図ることができる。
Even in such a state, the
なお、図8に示すように、リアケース5と側板10の肩上部10eとの隙間を埋めるようにシール部材17が変形すれば、低圧領域と高圧領域のシール性をより高めることができると考えられる。また、図6に示すように、シール部材17の凸部61と凸部63を曲線部65によって接続し、側板10の肩部10aの肩壁部10bに対してシール部材17の曲面を対向させることで、ポンプ駆動前の状態において曲線部65を肩壁部10bに確実に密着させながら、低圧領域と高圧領域の圧力差が大きくなった場合にシール部材17の変形量を抑制することができる。そのため、当該ギヤポンプ1を低圧から高圧まで頻繁に切り替えた際にも、シール部材17の変形量を抑制することができ、その耐久性を効果的に向上させることができる。
In addition, as shown in FIG. 8, if the sealing
図9は、ギヤポンプ駆動時のポンプ吐出圧力と側板のギヤ側面に対する押圧力との関係を示したものであり、図中実線L1は、本実施例1におけるシール部材17を用いた場合のポンプ吐出圧力と側板のギヤ側面に対する押圧力との関係、破線L1’は、従来の円形断面のシール部材を用いた場合のポンプ吐出圧力と側板のギヤ側面に対する押圧力との関係を示したものである。
FIG. 9 shows the relationship between the pump discharge pressure when the gear pump is driven and the pressing force against the gear side surface of the side plate. The solid line L1 in the figure shows the pump discharge when the
図9から明らかなように、シール部材17をギヤポンプ1に適用することによって、低圧時と高圧時の双方においてギヤ2、3の側面2a、2a’、3a、3a’に対する側板10の押圧力を格段に低減することができる。
As is apparent from FIG. 9, by applying the
次に、図10は、実施例1のギヤポンプ1で適用されるシール部材の他例を示したものであり、図11は、実施例1のギヤポンプ1で適用されるシール部材の更に他例を示したものである。
Next, FIG. 10 shows another example of the seal member applied in the
図10に示すシール部材107はその一部に突起101を有し、当該突起101がリアケース5に近接していて、ギヤポンプ1の組立時に最初にリアケース5に当接する。しかしながら、突起101は極めて小さいため、大きな押圧力を発生しない。
A
したがって、無端環状のシール部材107の軸心に直交する断面において、例えば突起101が側板10と当接する凸部102よりも内側に存在したとしても、ギヤポンプ1の組立時の突起101の押圧力は凸部103近傍での押圧力よりも小さいため、シール部材107のリアケース5との当接面P1の最大押圧部105が側板10との当接面P3の最大押圧部104よりも外側に配置され、上記するシール部材17と同様の効果を得ることができる。
Therefore, in the cross section orthogonal to the axial center of the endless
また、図11に示すように、シール部材117の凸部111と凸部112を直線部114で接続し、凸部111と凸部113を直線部115で接続した形状としても、ポンプ組立時にシール部材117を矢印R4方向へ回動させることができ、シール部材117のリアケース5との当接面P1と側板10との当接面P3を繋ぐ側面P2、P4のうち低圧領域側の側面P2を肩壁部10bと密着して当接させることができ、ギヤ2、3の側面2a、2a’、3a、3a’に対する側板1の押圧力を低減して、ギヤ2、3の側面2a、2a’、3a、3a’に作用する摩擦力を効果的に抑制することができる。
Further, as shown in FIG. 11, even when the
[実施例2]
図12は、本発明に係るギヤポンプの実施例2で適用されるシール部材の製造工程を説明したものである。上記する実施例1のギヤポンプ1で適用されるシール部材は、例えば単一の成形型を用いて製造することができる。一方で、本実施例2のギヤポンプで適用されるシール部材17Aは、上型と下型とからなる2つの成形型を用いて製造したものである。なお、その他の構成は実施例1と同様であるため、実施例1と同様の構成には同様の符号を付してその詳細な説明は省略する。
[Example 2]
FIG. 12 illustrates the manufacturing process of the seal member applied in the second embodiment of the gear pump according to the present invention. The seal member applied in the
図12(a)に示すように、シール部材17Aは、当該シール部材17Aの上方部分に対応するキャビティを画定する上型K1と、シール部材17Aの上方部分に対応するキャビティを画定する下型K2と、からなる成形型を用いて製造される。このような分離型K1、K2を用いて成形品を製造する際には、分離型の境界に対応する位置にパーティングライン123Aが形成される。
As shown in FIG. 12A, the
そこで、シール部材17Aを成形する際、上型K1と下型K2の分割位置は、シール部材17Aがギヤポンプ内に配置された際にリアケース5または側板10と当接しない位置に配置する。具体的には、例えば図12(b)に示すように、曲線部64Aや曲線部65Aの凸部63A寄りに配置する。
Therefore, when molding the
これにより、シール部材17Aの成形時に形成され得るパーティングライン(バリ)123Aに起因するシール部材17Aとリアケース5や側板10との密着性の低下を抑制することができ、高圧側の液体が低圧側へ漏れることを簡単に抑制することができる。
As a result, it is possible to suppress a decrease in adhesion between the
[実施例3]
図13は、本発明に係るギヤポンプの実施例3で適用されるシール部材の全体構成を示したものであり、図14は、実施例3のギヤポンプで適用されるシール部材のポンプ組立完了前の状態、図15は、そのポンプ組立完了後の状態を示したものである。
[Example 3]
FIG. 13 shows the overall configuration of the seal member applied in the third embodiment of the gear pump according to the present invention, and FIG. 14 shows the state before the pump assembly of the seal member applied in the gear pump of the third embodiment is completed. FIG. 15 shows a state after the completion of the pump assembly.
図13〜図15に示す実施例3のギヤポンプで適用されるシール部材は、実施例1のギヤポンプで適用されるシール部材17に対して張出し部(シール反転防止部)を設けた点が相違しており、その他の構成は実施例1と同様であるため、実施例1と同様の構成には同様の符号を付してその詳細な説明は省略する。
The seal member applied in the gear pump of the third embodiment shown in FIGS. 13 to 15 is different from the
図13は、シール部材17Bを側板10側から視た下面図であり、シール部材17Bは、無端環状のシール部材17Bの環状方向の一部に外側へ延出する張出し部(シール反転防止部)131Bを備えている。なお、本実施例3において、張出し部131Bは、シール部材17Bの環状方向に複数個所に分けて設けられているが、例えばシール部材17Bの環状方向の全周に亘って形成することもできる。
FIG. 13 is a bottom view of the
図14及び図15に示すように、シール部材17Bの張出し部131Bは、ギヤポンプに組付けられ、リアケース5と側板10によって挟持された際に、張出し底部131Bbが側板10の肩部10aの肩底部10dと接触しない高さhを有している。これにより、シール部材17Bを組付ける際にシール部材17Bが反転することを防止することができると共に、リアケース5を側板10方向へ押圧してシール部材17Bをリアケース5と側板10とで挟持する際、シール部材17Bが矢印R5方向へ回動することが阻害されることがなく、シール部材17Bの曲線部65Bを側板10の肩部10aの肩壁部10bへ確実に密着させることができる。
As shown in FIGS. 14 and 15, the
なお、この張出し部131Bの高さhは、リアケース5と側板10の少なくとも一方と当接しない設定とすれば、シール部材17Bをリアケース5と側板10との間に配置する際、シール部材17Bを滑らかに回動させることができる。
If the height h of the
[実施例4]
図16は、本発明に係るギヤポンプの実施例4で適用されるシール部材のポンプ組立完了前の状態を示したものであり、図17は、そのポンプ組立完了後の状態を示したものである。
[Example 4]
FIG. 16 shows a state before completion of pump assembly of the seal member applied in
図16及び図17に示す実施例4のギヤポンプで適用されるシール部材は、実施例1のギヤポンプで適用されるシール部材17やリアケース5に対してシール部材やリアケースの断面形状が相違しており、その他の構成は実施例1と同様であるため、実施例1と同様の構成には同様の符号を付してその詳細な説明は省略する。
The seal member applied in the gear pump of the fourth embodiment shown in FIGS. 16 and 17 is different in the cross-sectional shape of the seal member and the rear case from the
図16に示すように、実施例4のギヤポンプで適用されるシール部材17Cは、側板10とリアケース5Cとで挟持される前は略円形断面を有している。また、リアケース5Cの側板10に対向する面は、側板10側へ向かう傾斜面151Cを有している。
As shown in FIG. 16, the
図示するように、シール部材17Cが略円形断面を有している場合であっても、リアケース5Cの側板10に対向する面が側板10側へ向かう傾斜面151Cを有することで、実施例1のギヤポンプと同様、ポンプ組立時におけるシール部材17のリアケース5との最初の接触部171Cと側板10との最初の接触部172Cを、リアケース5Cと側板10の対向する方向に視て異なる位置に配置することができる。具体的には、シール部材17のリアケース5との最初の接触部171Cを側板10との最初の接触部172Cよりも、無端環状のシール部材17Cの輪郭の外側に配置することができる。
As shown in the drawing, even when the
これにより、シール部材17Cのリアケース5Cとの当接面P1の最大押圧部(接触部)171Cと側板10との当接面P3の最大押圧部(接触部)172Cを、ギヤ2、3の側面2a、2a’、3a、3a’に直交する方向に視て異なる位置に配置することができ、ギヤ2、3の側面2a、2a’、3a、3a’へ向かう押圧力を低減することができる。
Thus, the maximum pressing portion (contact portion) 171C of the contact surface P3 of the contact surface P3 of the
また、リアケース5Cの側板10に対向する面が傾斜面151Cを有していることで、図17に示すように、ポンプ組立時におけるリアケース5Cのシール部材17Cに対する押圧力を側板10の肩部10aの肩壁部10bの方向(矢印Q1方向)へ向けることができるため、シール部材17Cのリアケース5Cと当接する面P1と側板10と当接する面P3を繋ぐ側面P2、P4のうち低圧領域側の側面P2を側板10の肩部10aの肩壁部10b等の表面と密着して当接させることができ、リアケース5Cと側板10との間に形成される低圧領域と高圧領域とのシール性を確保することができる。
Further, since the surface facing the
したがって、実施例1のギヤポンプと同様に、ギヤ2、3の側面2a、2a’、3a、3a’に対する押圧力を低減することができ、ポンプ始動時の圧力応答性を高めることができ、ポンプ駆動時の駆動トルクの減少を抑制することができる。また、リアケース5C及び側板10の肩部10aの肩壁部10bに対する密着性を確保することができるため、高圧領域から低圧領域への液体の漏れを効果的に抑制することができる。
Therefore, similarly to the gear pump of the first embodiment, the pressing force on the side surfaces 2a, 2a ', 3a, 3a' of the
なお、本実施例4においては、シール部材17のリアケース5との最初の接触部171Cを側板10との最初の接触部172Cよりも、無端環状のシール部材17Cの輪郭の外側に配置する形態を説明したが、例えば側板10の当接面の形状を変更して、シール部材17のリアケース5との最初の接触部171Cを側板10との最初の接触部172Cよりも無端環状のシール部材17Cの輪郭の内側に配置してもよい。
In the fourth embodiment, the
また、上記する実施例1〜4においては、ハウジング18を構成するリアケース5と側板10との間に形成される低圧領域と高圧領域とを区画するためのシール部材について説明したが、ギヤポンプ内の部材同士の間に形成される低圧領域と高圧領域の間に当該シール部材を適用すれば、低圧領域と高圧領域とのシール性を確保しながら、シール部材を介して部材同士の間に発生する押圧力を効果的に低減することができる。
In the first to fourth embodiments described above, the seal member for partitioning the low pressure region and the high pressure region formed between the
なお、本発明は上記した実施例1〜4に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例1〜4は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例1〜4の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 In addition, this invention is not limited to above-described Examples 1-4, Various modifications are included. For example, the first to fourth embodiments described above are described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configurations of the first to fourth embodiments.
1 ギヤポンプ
2、3 ギヤ
2a、2a’、3a、3a’ ギヤの側面
4 フロントカバー
5 リアケース
5a リアケースの凹部
6、7 軸受
8 ドライブシャフト(軸)
9 ドリブンシャフト(軸)
10、10’ 側板(第2の部材)
10a、10a’ 側板の肩部
10b 肩壁部
10c 肩底R部
10d 肩底部
10e 肩上部
11 ハウジングシール
12 オイルシール
13 吸込ポート
14 シールブロック
14a、14a’ シールブロックの肩部
15 側板の当接面
16 吐出ポート
17、17’ シール部材
18 ハウジング
19 フロントカバーの溝
20 フロントカバーの凹部
21 リアケースの流路
61、62、63 シール部材の凸部
64、65 シール部材の曲線部
66 シール部材の直線部
67 ハウジング(リアケース)と当接する面の最大押圧部
68 側板と当接する面の最大押圧部
101 シール部材の突起
102、103 シール部材の凸部
104 側板と当接する面の最大押圧部
105 ハウジング(リアケース)と当接する面の最大押圧部
107 シール部材
111、112、113 シール部材の凸部
114、115、116 シール部材の直線部
117 シール部材
123A パーティングライン(バリ)
131B 張出し部(シール反転防止部)
131Bb 張出し底部
K1 上型
K2 下型
P1 シール部材のハウジング(リアケース)との当接面
P2 シール部材の低圧領域側の側面
P3 シール部材の側板との当接面
P4 シール部材の高圧領域側の側面
DESCRIPTION OF
9 Driven shaft
10, 10 'side plate (second member)
10a, 10a '
131B Overhang (Seal reversal prevention part)
131Bb Overhang bottom K1 Upper mold K2 Lower mold P1 Contact surface P2 of the seal member with the housing (rear case) Side surface P3 of the seal member on the low pressure region side Contact surface P4 with the side plate of the seal member P4 of the seal member on the high pressure region side side
Claims (15)
前記軸にそれぞれ回転可能に支持され、歯先同士が噛み合う一対のギヤと、
前記一対のギヤの双方の両側面に隣接して配置された一対の側板と、
前記軸と前記ギヤと前記側板とを収容するハウジングと、
前記ハウジングと前記側板との間に配置され、前記ギヤの回転によって前記ハウジングと前記側板との間に形成される高圧領域と低圧領域とを区画する無端環状のシール部材と、を備えるギヤポンプであって、
前記シール部材は、前記ハウジングと当接する面の最大押圧部と前記側板と当接する面の最大押圧部とが、前記ギヤの側面に直交する方向に視て異なる位置に配置されていることを特徴とするギヤポンプ。 At least two axes;
A pair of gears that are rotatably supported by the shafts and in which the tooth tips mesh with each other;
A pair of side plates disposed adjacent to both side surfaces of the pair of gears;
A housing that houses the shaft, the gear, and the side plate;
An endless annular seal member disposed between the housing and the side plate and defining a high pressure region and a low pressure region formed between the housing and the side plate by rotation of the gear. And
In the sealing member, the maximum pressing portion of the surface that contacts the housing and the maximum pressing portion of the surface that contacts the side plate are arranged at different positions as viewed in a direction orthogonal to the side surface of the gear. And a gear pump.
前記シール部材は、該シール部材の輪郭の内側に位置する第1の凸部と、該第1の凸部よりも該シール部材の輪郭の外側に位置する第2の凸部と、該第2の凸部よりも該シール部材の輪郭の外側に位置する第3の凸部と、各凸部を接続する接続面と、を備えると共に、前記第2の凸部と前記第3の凸部とはそれぞれ、前記第1の凸部に対し前記シール部材の上下方向の反対側に配置されていることを特徴とするシール部材。 An endless annular seal member for partitioning a high pressure region and a low pressure region formed in the gear pump,
The seal member includes a first convex portion located inside the contour of the seal member, a second convex portion located outside the contour of the seal member relative to the first convex portion, and the second A third projection located outside the contour of the seal member with respect to the projection of the sealing member, and a connection surface connecting the projections, and the second projection and the third projection. Are respectively arranged on the opposite side of the seal member in the vertical direction with respect to the first convex portion.
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|---|---|---|---|---|
| CN114810585A (en) * | 2022-05-18 | 2022-07-29 | 上海兰盛新材料科技有限公司 | Special ceramic gear pump |
-
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- 2012-02-22 JP JP2012036787A patent/JP2013170552A/en active Pending
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