JP2016205290A - 内接歯車ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】
クレセントを側板に形成したクレセント嵌合部に嵌合させた内接歯車ポンプにおいて、クレセントとクレセント嵌合部の精密加工による価格の上昇と管理の困難さを解決する。
【解決手段】
クレセント５の断面形状がクレセント嵌合部８５（９５）の断面形状と相似形で且つクレセント嵌合部８５（９５）の断面形状がクレセント５の断面形状よりも小さく形成されているとともにクレセント嵌合部８５（９５）が形成されている側板８（９）の少なくともクレセント嵌合部８５（９５）が前記クレセント５よりも軟質の材料により形成されており、クレセント５がクレセント嵌合部８５（９５）に隙間なく圧入されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、流体の吸い込みポートと吐出ポートを形成したケース体の内部に、回転シャフトに軸着された内歯車とその周囲に配置された外歯車とが噛合状態で設置されるとともに前記内歯車と外歯車の間に高低圧仕切り用のクレセントが配置される内接歯車ポンプに関するものである。

従来、図６に示すように、オイルのような作動流体の吸い込みポート１１と吐出ポート１２を形成したケース体１の内部に、回転シャフト２に軸着された内歯車３とその周囲に配置された外歯車４とが噛合状態で設置されるとともに内歯車３と外歯車４の間に高低圧仕切り用の三日月形のクレセント５が配置される内接歯車ポンプが知られている。

前記内接歯車ポンプにおいては、内歯車３と外歯車４の側面に可動側板（図示せず）を配置して回転シャフト２の軸線方向の流体の漏れを防いでいるが、高圧、高効率化を図ったポンプは、可動側板を密着させ漏れ量を低減する構造が殆どであり、可動側板の精度の高い加工、厳しい寸法管理、また、圧力バランス機構をゴムなどの弾性体を用いて行うことが一般的で、その可動範囲は狭い。更に、基本的な歯車ポンプを極低粘度の流体へ用いた場合には、側板の磨耗が著しく、耐久性が無く、経時劣化により著しく側板が磨耗し寸法変化が起こると、寸法への対応範囲が狭い為、圧力バランス構造が成立しなくなる、という問題がある。

このような問題を解決する目的で、例えば実開昭６２−１１４１８３号公報などに提示されているように側板にクレセントを嵌合する嵌合部を形成して側板が油圧バランス機構により軸方向に移動しても高低圧油をシールする機能が失われないようにした内接歯車ポンプも知られている。

しかしながら、側板に形成した嵌合部にクレセントを嵌合する内接歯車ポンプにおいて、図７に示すように、クレセント５の湾曲部の形状とクレセント嵌合部８５（９５）の湾曲部の形状が異なると湾曲部に隙間が生じ、また、図８に示すようにクレセント５に比べてクレセント嵌合部８５（９５）が大きいと長さ方向に隙間が生じ、これらの隙間から作動流体が漏れることからポンプ性能が低下することになり、殊に、図８に示したように、長さ方向に誤差がある場合にはシール性能が特に必要な高圧吐出部に隙間が生じてしまう。

そのため、製造に際して、クレセント５とクレセント嵌合部８５（９５）との隙間が生じないように精密加工をする必要があり、価格が上昇するととともに品質管理も容易ではない、という問題がある。

実開昭６２−１１４１８３号公報

本発明は、前記従来のクレセントを側板に形成したクレセント嵌合部に嵌合させた内接歯車ポンプにおいて、クレセントとクレセント嵌合部の隙間を生じさせないための精密加工による価格の上昇と管理の困難さを解決することを課題とするものである。

前記課題を解決するためになされた本発明は、流体の吸い込みポートと吐出ポートを形成したケース体の内部に、回転シャフトに軸着された内歯車とその周囲に配置された外歯車とが噛合状態で設置されるとともに前記内歯車と外歯車の間に高低圧仕切り用の三日月形のクレセントが配置され、前記内歯車と外歯車の一方の側面に沿って固定側板を配置するとともに前記両歯車のもう一方の側面に沿って可動側板が設置されており、且つ前記クレセントが前記固定側板と可動側板にそれぞれ形成したクレセント嵌合部にそれぞれ嵌挿された内接歯車ポンプにおいて、前記クレセントの断面形状が前記クレセント嵌合部の断面形状と相似形で且つ前記クレセント嵌合部の断面形状が前記クレセントの断面形状よりも小さく形成されているとともに前記クレセント嵌合部が形成されている側板の少なくとも前記クレセント嵌合部が前記クレセントを形成する材質よも柔軟な材料により形成されており、前記クレセントが前記クレセント嵌合部に隙間なく圧入されていることを特徴とする。

前記側板のクレセント嵌合部が弾性材により形成されているとよく、たとえばフッ素樹脂により形成されていると例えば耐押圧、耐漏れなど側板の他の機能をも併有させることができる。

本発明によれば、クレセントを側板に形成したクレセント嵌合部に嵌合させた内接歯車ポンプにおいて、クレセントとクレセント嵌合部との間に形成される隙間をなくして作動流体の漏れ量を低減し、特に、クレセントとクレセント嵌合部の精密加工を必要とせず価格を低下させるばかりかクレセントとクレセント嵌合部における精密な隙間の管理の困難さを解決することができる。

本発明に係る好ましい実施の形態である内接歯車ポンプにおける要部の断面図。 図１に示した実施の形態に係る歯車ポンプの機能部を示す説明図。 図１に示した実施の形態に係る要部を示す分解斜視図。 図１に示した実施の形態に係る要部における断面図。 図１に示した実施の形態におけるクレセントとクレセント嵌合部との接合状態を示す説明図。 従来例を示す要部概略説明図。 従来例におけるクレセントとクレセント嵌合部との接合状態を示す説明図。 異なる従来例におけるクレセントとクレセント嵌合部との接合状態を示す説明図。

以下に、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１乃至図５は本発明である内接歯車ポンプの好ましい実施の形態を示すものであり、主要部は前記従来例と同様に、流体の吸い込みポート１１と吐出ポート１２を形成したケース体１の内部に、回転シャフト２に軸着された内歯車３とその周囲に配置されたアウタベアリング６に内接される外歯車４とが噛合状態で設置されるとともに内歯車３と外歯車４の間に高低圧仕切り用の三日月形のクレセント５が配置されている従来周知のものとほぼ同様である。

本実施の形態は、例えば直流ブラシレス方式のモータ７と一体に形成されており、前記ケース体１の基端側がモータ７のカバー体７１上に一体的に固定されているとともに前記回転シャフト２がモータ７の駆動軸を兼用しており、全体がコンパクトに形成されるとともに部品点数の削減も図れるものであるが、本発明は単独の内接歯車ポンプについて同様に実施可能であることはいうまでもない。

そして、本実施の形態では、前記ケース体１の基端側における前記モータ７のカバー体７１と、前記内歯車３、アウタベアリング６、外歯車４およびクレセント５におけるモータ７側面との間に固定側板８が配置されているとともに、前記内歯車３、外歯車４およびクレセント５における先端側面と前記ケース体１との間に可動側板９がサポートプレート１０を介して配置されている。

また、前記サポートプレート１０の中央部に形成された透孔１０１にはケース体１に連通して形成されて溝孔１４に支持されて配置された圧縮コイル状のスプリング１５が縮設されてサポートプレート１０を介して前記可動側板９へ所定の付勢力で所定の荷重を加えて可動側板９を前記内歯車３、外歯車４へと押圧している。

従って、可動側板９は図３に示すように、塗りつぶした部分９１が前記内歯車３および外歯車４への摺接部であり、符号９２で示す部分が低圧、高圧シール部である。また、可動側板９には吸い込み行程用の窓穴９３、吐出工程用の透孔９６を有する窓溝９４およびクレセント５用の嵌合部９５が形成されており、頂面側には吐出工程用の透孔９６を有する窓溝９４の頂壁部分に圧力バランスロッド１１０の当接部９７が形成されており、前記圧力バランスロッド１１０における頂面１１１の面積と前記ケース体１に形成される高圧吐出部の圧力面積とを等しく設計することにより、圧力バランスロッド１１０および可動側板９が受ける荷重を同等とすることにより可動側板９には常にスプリング１５による荷重のみが加わるようにしているのでポンプを駆動して吸入した流体の圧力の上昇に伴って摩擦が増加して効率が悪化することや押し付け荷重が低下することにより吐出不良を起こすことがない。

更に詳細に説明すると、本実施の形態では図３および図４に示すように、クレセント５が固定側板８および可動側板９に形成されたクレセント嵌合部８５，９５に嵌合された構成である。

加えて、本実施の形態では、固定側板８および可動側板９に形成されるクレセント嵌合部８５，９５は弾性を有する前記クレセント５よりも軟質材により形成されているとともに前記クレセント５の断面形状と相似形で且つ前記クレセント５の断面形状よりも小さく形成されており、クレセント５がクレセント嵌合部８５，９５に隙間なく圧入されている。

尚、本実施の形態では、例えばクレセント５は金属やポリアミド、ポリカーボネートなどの従来から歯車などに用いられる材質により形成されているとともに、クレセント５が嵌挿されるクレセント嵌合部８５，９５が形成される前記固定側板８と可動側板９が、前記クレセント５よりも軟質で弾性を有する例えばフッ素樹脂などにより形成されていると好ましいが、本発明において、クレセント嵌合部８５（９５）がクレセント５よりも軟質の材料により形成されてクレセント５がクレセント嵌合部８５（９５）に隙間なく圧入されるとともにクレセント５および固定側板８（可動側板９）の機能を発揮することが可能なものであればよく、特に限定されるものではない。

図５は、本実施の形態におけるクレセント５とクレセント嵌合部８５（９５）との接合状態を示すものであり、クレセント５の両側に形成される湾曲部５ａ，５ｂの曲率はそれぞれクレセント嵌合部８５（９５）の両側に形成される湾曲部８５ａ（９５ａ），８５ｂ（９５ｂ）の曲率に等しく、前記クレセント５の両側に形成される湾曲部５ａ，５ｂとの嵌合代ｃ，ｄおよびｅは固定側板８（可動側板９）の材質（弾性率）などを考慮してクレセント５が固定側板８（可動側板９）に形成されたクレセント嵌合部８５（９５）に隙間なく嵌め込み可能な幅を選択することになる。尚、高圧吐出部となるクレセント５の先端５ｆと固定側板８（可動側板９）に形成されたクレセント嵌合部８５（９５）における先端８５ｆ（９５ｆ）との嵌合代は０とする。

以上の構成を有する本実施の形態では、手間の掛かる精密加工を施さなくてもクレセント５とクレセント嵌合部８５（９５）との間に形成される隙間をなくして流体の漏れ量を低減することが可能であり、製造価格を低下させることができるばかりかクレセント５とクレセント嵌合部８５（９５）における精密な隙間の管理の困難さを解決することができる。

尚、本実施の形態では固定側板８（可動側板９）に形成したクレセント嵌合部８５（９５）として貫通状態のものについて示したが、本発明は、クレセント嵌合部が底を有する溝状のもの（図示せず）についても同様に実施することができる。

１ ケース体、２ 回転シャフト、３ 内歯車、４ 外歯車、５ クレセント、６ アウタベアリング、７ モータ、８ 固定側板、９ 可動側板、１０ サポートプレート、１１ 吸い込みポート、１２ 吐出ポート、１４ 溝孔、１５ スプリング、７１ カバー体、８５ クレセント嵌合部、９１ 塗りつぶし部（摺接部）、９２ 符号（低圧、高圧シール部）、９３ 窓穴、９４ 窓溝、９５ クレセント嵌合部、９６ 透孔、９７ 当接部、１０１ 透孔、１１０ 圧力バランスロッド、１１１ 頂面、５ａ，５ｂ 湾曲部、８５ｆ，９５ｆ 先端、ｃ，ｄ，ｅ 嵌合代

Claims (3)

1. 流体の吸い込みポートと吐出ポートを形成したケース体の内部に、回転シャフトに軸着された内歯車とその周囲に配置された外歯車とが噛合状態で設置されるとともに前記内歯車と外歯車の間に高低圧仕切り用の三日月形のクレセントが配置され、前記内歯車と外歯車の一方の側面に沿って固定側板を配置するとともに前記両歯車のもう一方の側面に沿って可動側板が設置されており、且つ前記クレセントが前記固定側板と可動側板にそれぞれ形成したクレセント嵌合部にそれぞれ嵌挿された内接歯車ポンプにおいて、
   前記クレセントの断面形状が前記クレセント嵌合部の断面形状と相似形で且つ前記クレセント嵌合部の断面形状が前記クレセントの断面形状よりも小さく形成されているとともに前記クレセント嵌合部が形成されている側板の少なくとも前記クレセント嵌合部が前記クレセントよりも軟質の材料により形成されており、前記クレセントが前記クレセント嵌合部に隙間なく圧入されていることを特徴とする内接歯車ポンプ。
2. 前記側板のクレセント嵌合部が弾性材により形成されていることを特徴とする請求項１記載の内接歯車ポンプ。
3. 前記側板のクレセント嵌合部がフッ素樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の内接歯車ポンプ。