歯車ポンプ又はモータ
【課題】互いに噛み合わせてなるはすば歯車をそれぞれ利用した駆動歯車及び従動歯車からなる歯車対と、この歯車対を収納する歯車収納室を内部に有するとともに前記駆動歯車を軸支する駆動軸及び前記従動歯車を軸支する従動軸を収納するための軸受孔を有するケーシングと、前記歯車対の各歯車の両側面に添接する側板とを具備する歯車ポンプ又はモータにおいて、簡単な構造により大きなスラスト作用が側板にかかることを防ぐことができるようにする。
【解決手段】駆動軸４及び従動軸５の運転時に発生するスラスト作用が向かう側の端面すなわち後端面４ｂ、５ｂと、これら駆動軸４及び従動軸５の後端面４ｂ、５ｂに対向する面である軸受挿入穴１４ｘ、１４ｙの底面１４ｘ１、１４ｙ１との間に、前記駆動軸４及び従動軸５の前記後端面４ｂ、５ｂに接触しスラスト荷重を支持するスラスト軸受８を配している。
【解決手段】駆動軸４及び従動軸５の運転時に発生するスラスト作用が向かう側の端面すなわち後端面４ｂ、５ｂと、これら駆動軸４及び従動軸５の後端面４ｂ、５ｂに対向する面である軸受挿入穴１４ｘ、１４ｙの底面１４ｘ１、１４ｙ１との間に、前記駆動軸４及び従動軸５の前記後端面４ｂ、５ｂに接触しスラスト荷重を支持するスラスト軸受８を配している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はすば歯車を利用した駆動歯車と従動歯車とを互いに噛み合わせてなる外接歯車対を備え、この外接歯車対をケーシング内部の歯車収納室に収納してなる歯車ポンプ又はモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、駆動歯車と従動歯車とを互いに噛み合わせてなる外接歯車対を備え、この外接歯車対をケーシング内部の歯車収納室に収納してなる歯車ポンプ又はモータにおいて、駆動歯車と従動歯車は直歯が主流で周囲の歯は軸芯に平行な歯が形成されたものである。この直歯同士が噛合う場合、その噛合い点が歯幅全域で同時的に行われ、その連続波動的な噛合いとなり、振動や騒音の原因となっている。この問題を解決すべく駆動歯車と従動歯車にはすば歯車を採用する工夫が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような歯車ポンプ又はモータは、例えば、以下に示すような構成を有する。すなわち、この歯車ポンプＰＰは、図４に示すように、歯車収納室Ｘ１１ａを内部に有するケーシングＸ１と、このケーシングＸ１の歯車収納室Ｘ１１ａ内に収納保持され互いに噛み合わせてなる外接歯車対、すなわち駆動歯車Ｘ２及び従動歯車Ｘ３と、各歯車Ｘ２、Ｘ３の両側面Ｘ２ａ、Ｘ３ａにそれぞれ添接する前側板Ｘ６１及び後側板Ｘ６２とを具備する。
【０００４】
駆動歯車Ｘ２及び従動歯車Ｘ３は、複数の歯体を外周面に沿って所定間隔で設けた周知のはすば歯車である。ここで、これら駆動歯車Ｘ２と従動歯車Ｘ３の歯は、これらを噛み合わせた状態で歯車ポンプとして作動させる際に、これらの間の噛合部から、駆動歯車Ｘ２は後方に向かう作用、従動歯車Ｘ３は前方に向かう作用をそれぞれ受けるように構成している。本実施形態では、前記駆動歯車Ｘ２の中心から駆動軸Ｘ４を回転軸方向に一体に延伸させて設けているとともに、従動歯車Ｘ３から従動軸Ｘ５を回転軸方向に一体に延伸させて設けている。
【０００５】
ケーシングＸ１は、前記歯車収納室Ｘ１１ａを有するボディＸ１１と、歯車収納室Ｘ１１ａの一開口面を閉塞するカバーたるフロントカバーＸ１２と、このフロントカバーＸ１２と前記駆動歯車Ｘ２及び従動歯車Ｘ３との間に配してなり前記駆動軸Ｘ４及び従動軸Ｘ５をそれぞれ嵌入可能な軸受孔Ｘ１３ａ、Ｘ１３ｂを有するフロントベアリングケースＸ１３と、歯車収納室Ｘ１１ａの他開口面を閉塞するカバーたるリアカバーＸ１４と、このリアカバーＸ１４と前記駆動歯車Ｘ２及び従動歯車Ｘ３との間に配してなり前記駆動軸Ｘ４及び従動軸Ｘ５がそれぞれ嵌入可能な軸受孔Ｘ１５ａ、Ｘ１５ｂを有するリアベアリングケースＸ１５とを備えている。
【０００６】
ボディＸ１１には、その内部に前記歯車対すなわち駆動歯車Ｘ２及び従動歯車Ｘ３を噛合状態で収容する略眼鏡状の前記歯車収納室Ｘ１１ａを備えているとともに、この歯車収納室Ｘ１１ａの前方に前記フロントベアリングケースＸ１３を、またこの歯車収納室Ｘ１１ａの後方に前記リアベアリングケースＸ１５を収納するようにしている。また、ボディＸ１１には、図示は省略しているが、前記駆動歯車Ｘ２と従動歯車Ｘ３との噛合部位に臨む位置に吸込口及び吐出口をそれぞれ開口させてある。そして、前記吸込口と前記歯車収納室１１ａとの間に、吸込通路を設けている。
【０００７】
前記フロントカバーＸ１２は、例えばボディＸ１１にボルト等によって着脱可能に装着されて前記歯車収納室Ｘ１１ａの開口面を閉塞する。
【０００８】
前記フロントベアリングケースＸ１３は、上述したようにフロントカバーＸ１２と前記駆動歯車Ｘ２及び従動歯車Ｘ３との間に配してなる。駆動軸Ｘ４を挿入すべき軸受孔Ｘ１３ａにはブッシュＸ７を嵌装し、このブッシュＸ７に前記駆動軸Ｘ４の前端部を挿入し回転可能に軸承している。一方、従動軸Ｘ５を挿入すべき軸受孔Ｘ１３ｂにもブッシュＸ７を嵌装していて、このブッシュＸ７に前記従動軸Ｘ５の前端部を挿入し回転可能に軸承している。これら軸受孔Ｘ１３ａ、Ｘ１３ｂの断面形状は、その長手方向の全域にわたって同径の円形状である。
【０００９】
前記リアベアリングケースＸ１５は、上述したようにリアカバーＸ１４と前記駆動歯車Ｘ２及び従動歯車Ｘ３との間に配してなる。駆動軸Ｘ４を挿入すべき軸受孔Ｘ１５ａにはブッシュＸ７を嵌装し、このブッシュＸ７に前記駆動軸Ｘ４の後端部を挿入し回転可能に軸承している。一方、従動軸Ｘ５を挿入すべき軸受孔Ｘ１５ｂにもブッシュＸ７を嵌装していて、このブッシュＸ７に前記従動軸Ｘ５の後端部を挿入し回転可能に軸承している。これら軸受孔Ｘ１５ａ、Ｘ１５ｂの断面形状も、その長手方向の全域にわたって同径の円形状である。
【００１０】
一方、前側板Ｘ６１及び後側板Ｘ６２は、それぞれ前記駆動歯車Ｘ２及び従動歯車Ｘ３の前側の側面Ｘ２ａ、Ｘ３ａ及び後側の側面Ｘ２ｂ、Ｘ３ｂにそれぞれ添接させるべく配され、駆動歯車Ｘ２及び従動歯車Ｘ３の各側面Ｘ２ａ、Ｘ２ｂ、Ｘ３ａ、Ｘ３ｂをそれぞれシールするためのものである。
【００１１】
ここで、歯車ポンプまたはモータにおける歯車をはすば歯形の歯車とすることによって歯形同士の噛合い点はその歯幅全域において軸芯方向に順次移動し、なめらかな噛合いが行われることになる。そのため、上述したような振動や騒音発生といった問題は解消される。しかしながら、両歯車の噛合い時、歯形に作用する力によって軸芯方向に分力が発生し歯車全体にスラスト方向の力が発生する。このスラスト力と液圧によるスラスト力とが合成されることにより、駆動歯車及び従動歯車がそれぞれ異なるスラスト力を受ける。このスラスト力を直歯歯車を利用した従来の歯車ポンプ又はモータのリア側の側板が受けると側板の面圧が過大となり強度的に困難となるため、例えば、図４の構成では、これら駆動歯車Ｘ２及び従動歯車Ｘ３をそれぞれ軸支する駆動軸Ｘ４及び従動軸Ｘ５の後端面にバランスピストンＸ８を接触させ、高圧領域にポンプとして機能する場合の吐出側から作動液圧を導入し、側板に大きなスラスト圧が作用することを防ぐようにしている。
【００１２】
ところが、このような構成では、バランスピストンを追加する必要があるとともに、高圧領域に作動液圧を導入するための高圧通路を設ける必要があるため、リアカバーの構造が複雑なものとなる。また、高圧領域の作動液はピストン摺動面の隙間からも漏れるので、容積性能が低下するという不具合も発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平５−３３０３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は以上の点に着目したものであり、簡単な構成により、側板に大きなスラスト圧が作用することを防ぐことを所期の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
すなわち本発明に係る歯車ポンプ又はモータは、互いに噛み合わせてなるはすば歯車をそれぞれ利用した駆動歯車及び従動歯車からなる歯車対と、この歯車対を収納する歯車収納室を内部に有するとともに前記駆動歯車を軸支する駆動軸及び前記従動歯車を軸支する従動軸を収納するための軸受孔を有するケーシングと、前記歯車対の各歯車の両側面に添接する側板とを具備する歯車ポンプ又はモータであって、前記駆動軸及び従動軸の運転時に発生するスラスト作用が向かう側の一端面と前記ケーシングの軸受孔の底面との間に、前記駆動軸及び従動軸の前記一端面に接触しスラスト荷重を支持するスラスト軸受を配していることを特徴とする。
【００１６】
このような構成によれば、駆動歯車及び従動歯車が受けるスラスト力を受ける機能はスラスト軸受が担うこととなるので、側板は駆動歯車及び従動歯車の一側面を被覆し作動液のシールを行う機能のみを担うものとして設計することができる。従って、特殊な部材や作動液通路を追加する必要がなく、また容積性能の低下を伴うことなく、簡単な構成で側板に大きなスラスト圧が作用することを防ぐことができる。なお、本発明において、「軸受孔の底面」とは、駆動軸又は従動軸を収納した状態においてその端面と対向する面を示す概念である。
【００１７】
上述した効果を効果的に得ることができる構成の一例として、前記ケーシングが、前記歯車収納室、及びこの歯車収納室の前記駆動軸及び従動軸の軸心方向両側にそれぞれ配され前記駆動軸及び従動軸を収納する１対の軸ケースを内部に収納しているケーシング本体と、このケーシング本体の前記スラスト作用が向かう側の面を被覆する第１のカバーと、前記のケーシング本体の前記スラスト作用が向かう側と反対側の面を被覆する第２のカバーと備えたものであって、前記第１のカバーの内面と前記第２のカバーの内面との前記軸心方向に沿った距離が、前記歯車収納室及び１対の軸ケースの前記軸心方向に沿った距離の和に所定の隙間寸法を加えたものであるものが挙げられる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、簡単な構成により、側板に大きなスラスト圧が作用することを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第一実施形態に係る歯車ポンプ又はモータを示す概略図。
【図２】本発明の第二実施形態に係る歯車ポンプ又はモータを示す概略図。
【図３】本発明の第三実施形態に係る歯車ポンプ又はモータを示す概略図。
【図４】従来の歯車ポンプ又はモータを示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の第一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２１】
本実施形態に係る歯車ポンプＰ１は、図１に示すように、主として、歯車収納室１１ａを内部に有するケーシング１と、このケーシング１の歯車収納室１１ａ内に収納保持され互いに噛み合わせてなる外接歯車対、すなわち駆動歯車２及び従動歯車３とを具備する。
【００２２】
駆動歯車２及び従動歯車３は、複数の歯体を外周面に沿って所定間隔で設けた周知のはすば歯車である。ここで、これら駆動歯車２と従動歯車３の歯は、これらを噛み合わせた状態で歯車ポンプとして作動させる際に、これらの間の噛合部から、駆動歯車２は後方に向かう作用、従動歯車３は前方に向かう作用をそれぞれ受けるように構成している。本実施形態では、前記駆動歯車２の中心から駆動軸４を回転軸方向に一体に延伸させて設けているとともに、従動歯車３から従動軸５を回転軸方向に一体に延伸させて設けている。ここで、前記駆動軸４及び従動軸５のうち前記ケーシング１の後述するフロントベアリングケース１３及びリアベアリングケース１５に対向する部分は、その断面形状が長手方向の全域にわたって同径の円形となる円柱状をなしている。なお、駆動歯車２と駆動軸４とを別体に構成してもよく、また、従動歯車３と従動軸５とを別体に構成してもよい。
【００２３】
ケーシング１は、前記歯車収納室１１ａを有するボディ１１と、歯車収納室１１ａの一開口面を閉塞するカバーたるフロントカバー１２と、このフロントカバー１２と前記駆動歯車２及び従動歯車３との間に配してなり前記駆動軸４及び従動軸５がそれぞれ嵌入可能な軸受孔１３ａ、１３ｂを有するフロントベアリングケース１３と、歯車収納室１１ａの他開口面を閉塞するカバーたるリアカバー１４と、このリアカバー１４と前記駆動歯車２及び従動歯車３との間に配してなり前記駆動軸４及び従動軸５がそれぞれ嵌入可能な軸受孔１５ａ、１５ｂを有するリアベアリングケース１５とを備えている。ここで、前記フロントベアリングケース１３及びリアベアリングケース１５は、各歯車２、３の両側面２ａ、３ａに添接する側板としての機能を備えている。ここで、フロントカバー１２の後面とリアカバー１４の前面との間の前後方向距離Ａは、前記歯車収納室１１ａの前後寸法Ｂに、前記フロントベアリングケース１３の前後寸法Ｃ及びリアベアリングケース１５の前後寸法Ｃを加え、さらに所定の隙間寸法δを加えた値に設定している。
【００２４】
ボディ１１には、その内部に前記歯車対すなわち駆動歯車２及び従動歯車３を噛合状態で収容する略眼鏡状の前記歯車収納室１１ａを備えているとともに、この歯車収納室１１ａの前方に前記フロントベアリングケース１３を、またこの歯車収納室１１ａの後方に前記リアベアリングケース１５を収納するようにしている。また、ボディ１１には、図示は省略しているが、前記駆動歯車２と従動歯車３との噛合部位に臨む位置に吸込口及び吐出口をそれぞれ開口させてある。そして、前記吸込口と前記歯車収納室１１ａとの間に、吸込通路を設けている。
【００２５】
前記フロントカバー１２は、例えばボディ１１にボルト等によって着脱可能に装着されて前記歯車収納室１１ａの前側開口面を閉塞する。
【００２６】
前記フロントベアリングケース１３は、上述したようにフロントカバー１２と前記駆動歯車２及び従動歯車３との間に配してなる。駆動軸４を挿入すべき軸受孔１３ａにはブッシュ７を嵌装し、このブッシュ７に前記駆動軸４の前端部を挿入し回転可能に軸承している。一方、従動軸５を挿入すべき軸受孔１３ｂにもブッシュ７を嵌装していて、このブッシュ７に前記従動軸５の前端部を挿入し回転可能に軸承している。これら軸受孔１３ａ、１３ｂの断面形状は、その長手方向の全域にわたって同径の円形状である。
【００２７】
前記リアカバー１４は、例えばボディ１１にボルト等によって着脱可能に装着されて前記歯車収納室１１ａの後側開口面を閉塞する。
【００２８】
前記リアベアリングケース１５は、上述したようにリアカバー１４と前記駆動歯車２及び従動歯車３との間に配してなる。駆動軸４を挿入すべき軸受孔１５ａにはブッシュ７を嵌装し、このブッシュ７に前記駆動軸４の後端部を挿入し回転可能に軸承している。一方、従動軸５を挿入すべき軸受孔１５ｂにもブッシュ７を嵌装していて、ブッシュ７に前記従動軸５の後端部を挿入し回転可能に軸承している。これら軸受孔１５ａ、１５ｂの断面形状も、その長手方向の全域にわたって同径の円形状である。
【００２９】
しかして本実施形態では、駆動軸４の後方、及び従動軸５の後方に、これら駆動軸４の後端面４ｂ又は従動軸５の後端面５ｂにそれぞれ接触し、スラスト荷重を支持するスラスト軸受８を配している。これらスラスト軸受８は、ころがり軸受を利用して形成したもので、前記リアカバー１４における駆動軸４の後方及び従動軸５の後方にそれぞれ形成した駆動軸受挿入穴１４ｘ及び従動軸受挿入穴１４ｙ内に挿入させてなる。換言すれば、スラスト軸受８は、前記駆動軸４の後端面４ｂと前記駆動軸受挿入穴１４ｘの底面１４ｘ１との間、及び前記従動軸５の後端面５ｂと前記従動軸受挿入穴１４ｙの底面１４ｙ１との間に配している。なお、前記駆動軸受挿入穴１４ｘは前記リアベアリングケース１５の駆動軸４を挿入すべき軸受孔１５ａと連通している。また、この駆動軸受挿入穴１４ｘの底面１４ｘ１は駆動軸４を収納した状態においてその後端面４ｂと対向し、請求項中の「ケーシングの軸受孔の底面」としての機能を有する。一方、従動軸受挿入穴１４ｙは前記リアベアリングケース１５の従動軸５を挿入すべき軸受孔１５ｂと連通している。そして、この従動軸受挿入穴１４ｙの底面１４ｙ１は駆動軸又は従動軸５を収納した状態においてその端面５ｂと対向し、請求項中の「ケーシングの軸受孔の底面」としての機能を有する。
【００３０】
この歯車ポンプＰ１は、一端を外部に延出させてなる前記駆動軸４を介して前記駆動歯車２及び従動歯車３を同期逆回転駆動した場合に、前記吸込口と前記吐出口との間で高低圧差が生じ、前記駆動歯車２及び従動歯車３の歯体同士が漸次離反する側のボディ１１内空間、つまり前記吸込口側が低圧領域になるとともに、歯体同士が漸次噛合する側のボディ１１内空間、つまり吐出口側が高圧領域になる。そして、吸込口より導入した作動液を、前記駆動歯車２及び従動歯車３の歯先とケーシング１の内周との間に閉成される容積空間に閉じ込めて吐出口にまで導き吐出するポンプ作用を営むようにしている。なお、この歯車ポンプＰ１は、吐出口より高圧の作動液を導入し、これにより前記駆動軸４から回転トルクを取り出して外部負荷を駆動するとともに、低圧となった作動液を前記吸込口から吐出するというモータ作用を営む歯車モータとして機能させることもできるものであることはいうまでもない。
【００３１】
ここで、この歯車ポンプＰ１をポンプとして作動させた場合、上述したように、駆動歯車２と従動歯車３との間の噛合部から、駆動歯車２は後方に向かう作用、従動歯車３は前方に向かう作用をそれぞれ受ける。また、これら駆動歯車２及び従動歯車３は、作動液の液圧を受けて後方に向かう作用を受ける。これら噛合部から受ける作用及び作動液の液圧による作用を合わせて、駆動歯車２は後方に向かう大きなスラスト力、従動歯車３は駆動歯車２が受けるものよりは小さな後方に向かうスラスト力をそれぞれ受ける。
【００３２】
そして、これら駆動歯車２及び従動歯車３が受けるスラスト力は、駆動軸４及び従動軸５の後端面４ｂ、５ｂからスラスト軸受８に伝達され、このスラスト軸受８からさらにリアカバー１４に伝達される。そして、このリアカバー１４をボディ１１に装着するためのボルトＢが最終的にスラスト力を受ける。
【００３３】
以上に述べたように、本実施形態に係る歯車ポンプＰ１の構成によれば、前記駆動軸４及び従動軸５の後端面４ｂ、５ｂと前記リアカバー１４の両軸受挿入穴１４ｘ、１４ｙの底面１４ｘ１、１４ｙ１との間に、それぞれ前記駆動軸４及び従動軸５の後端面４ｂ、５ｂに接触しスラスト荷重を支持するスラスト軸受８を配しているので、駆動歯車２及び従動歯車３からのスラスト力を受ける機能はスラスト軸受８が担うこととなる。すなわち、前記リアベアリングケース１５を設計するに際してはスラスト力に対する剛性を考慮する必要がなくなる。従って、特殊な部材や作動液通路を追加する必要がなく、また容積性能の低下を伴うことなく、簡単な構成で側板としてのリアベアリングケース１５に大きなスラスト圧が作用することを防ぐことができる。
【００３４】
また、フロントカバー１２の後面とリアカバー１４の前面との間の前後方向距離Ａを、前記歯車収納室１１ａの前後寸法Ｂに、前記フロントベアリングケース１３の前後寸法Ｃ及びリアベアリングケース１５の前後寸法Ｃを加え、さらに所定の隙間寸法δを加えたものに設定しているので、リアベアリングケース１５が圧力バランス以外の荷重を受けることがなく、上述した効果をより効果的に得ることができる。
【００３５】
次いで、本発明の第二実施形態を、図面を参照して説明する。なお、前述した第一実施形態に係るものに対応する各部位には、同一の名称及び符号を付している。
【００３６】
本実施形態に係る歯車ポンプＰ２は、図２に示すように、主として、歯車収納室１１ａを内部に有するケーシング１と、このケーシング１の歯車収納室１１ａ内に収納保持され互いに噛み合わせてなる外接歯車対、すなわち駆動歯車２及び従動歯車３とを具備する。
【００３７】
以下、前述した第一実施形態に係る歯車ポンプＰ１との相違点についてのみ述べる。
【００３８】
本実施形態では、駆動歯車２の前側の側面２ａ及び従動歯車３の前側の側面３ａに、前側板６１を添接させて設けている。また、駆動歯車２の後側の側面２ｂ及び従動歯車３の後側の側面３ａに、後側板６２を添接させて設けている。
【００３９】
また、本実施形態に係るケーシング１は、例えば、前記歯車収納室１１ａを有するとともにこの歯車収納室１１ａの後側他開口面を閉塞するボディ１１と、歯車収納室１１ａの前側開口面を閉塞するカバーたるフロントカバー１２とを備えている。
【００４０】
ボディ１１には、その内部に前記歯車対すなわち駆動歯車２及び従動歯車３を噛合状態で収容する略眼鏡状の前記歯車収納室１１ａを備えている。また、この歯車収納室１１ａの後方には、前記駆動軸４及び従動軸５がそれぞれ嵌入可能な軸受孔１１ｘ、１１ｙを設けている。前記駆動軸４を挿入すべき軸受孔１１ｘにはブッシュ７を嵌装し、このブッシュ７に前記駆動軸４の後端部を挿入し回転可能に軸承している。一方、従動軸５を挿入すべき軸受孔１１ｙにもブッシュ７を嵌装していて、このブッシュ７に前記従動軸５の後端部を挿入し回転可能に軸承している。これら軸受孔１１ｘ、１１ｙの断面形状は、本実施形態では、長手方向の全域にわたって同径の円形状である。そして、前記軸受孔１１ｘ、１１ｙの側面は、駆動軸４及び従動軸５の後端部の側面と平行、換言すれば駆動軸４及び従動軸５の後端部の側面と等間隔の隙間を隔てて対向していて、この隙間に前記ブッシュ７を挿入している。そして、ボディ１１には、図示は省略しているが、前記駆動歯車２と従動歯車３との噛合部位に臨む位置に吸込口及び吐出口をそれぞれ開口させてある。そして、前記吸込口と前記歯車収納室１１ａとの間に、吸込通路を設けている。すなわち、このボディ１１は、前述した第一実施形態に係るボディ１１、リアカバー１４及びリアベアリングケース１５を一体に構成したものである。但し、このボディ１１は、側板としての機能は有しない。
【００４１】
しかして本実施形態では、駆動軸４の後方、及び従動軸５の後方に、これら駆動軸４の後端面４ｂ又は従動軸５の後端面５ｂにそれぞれ接触し、スラスト荷重を支持するスラスト軸受８を配している。これらスラスト軸受８は、ころがり軸受を利用して形成したもので、前記ボディ１１における駆動軸４の後方及び従動軸５の後方にそれぞれ形成した駆動軸受挿入穴１１ｐ及び従動軸受挿入穴１１ｑ内に挿入させてなる。換言すれば、スラスト軸受８は、前記駆動軸４の後端面４ｂと前記駆動軸受挿入穴１１ｐの底面１１ｐ１との間、及び前記従動軸５の後端面５ｂと前記従動軸受挿入穴１１ｑの底面１１ｑ１との間に配している。
【００４２】
一方、前記フロントカバー１２は、例えばボディ１１にボルト等によって着脱可能に装着されて前記歯車収納室１１ａの開口面を閉塞するとともに、駆動軸４及び従動軸５を挿入すべき軸受孔１２ｘ、１２ｙを有する。駆動軸４を挿入すべき軸受孔１２ｘにはブッシュ７を嵌装し、このブッシュ７に前記駆動軸４の前端部を挿入し回転可能に軸承している。一方、従動軸５を挿入すべき軸受孔１２ｙにもブッシュ７を嵌装していて、このブッシュ７に前記従動軸５の前端部を挿入し回転可能に軸承している。これら軸受孔１２ｘ、１２ｙの断面形状は、その長手方向の全域にわたって同径の円形状である。すなわち、このフロントカバー１２は、前述した第一実施形態に係るフロントカバー１２及びフロントベアリングケース１３を一体に構成したものである。
【００４３】
ここで、この歯車ポンプＰ２をポンプとして作動させた場合、上述したように、駆動歯車２と従動歯車３との間の噛合部から、駆動歯車２は後方に向かう作用、従動歯車３は前方に向かう作用をそれぞれ受ける。また、これら駆動歯車２及び従動歯車３は、作動液の液圧を受けて後方に向かう作用を受ける。これら噛合部から受ける作用及び作動液の液圧による作用を合わせて、駆動歯車２は後方に向かう大きなスラスト力、従動歯車３は駆動歯車２が受けるものよりは小さな後方に向かうスラスト力をそれぞれ受ける。
【００４４】
そして、これら駆動歯車２及び従動歯車３が受けるスラスト力は、駆動軸４及び従動軸５の後端面からスラスト軸受８に伝達され、このスラスト軸受８からさらにボディ１１に伝達される。そして、フロントカバー１２をボディ１１に装着するためのボルトＢが最終的にスラスト力を受ける。
【００４５】
以上に述べたように、本実施形態に係る歯車ポンプＰ２の構成によれば、前記駆動軸４及び従動軸５の後端面４ｂ、５ｂと前記ボディ１１の両軸受挿入穴１１ｐ、１１ｑの底面１１ｐ１、１１ｑ１との間に、前記駆動軸４及び従動軸５の後端面４ｂ、５ｂに接触しスラスト荷重を支持するスラスト軸受８を配しているので、駆動歯車２及び従動歯車３からのスラスト力を受ける機能はスラスト軸受８が担うこととなる。従って、後側板６２は駆動歯車２及び従動歯車３の後側面を被覆し作動液のシールを行う機能のみを担うものとして設計することができる。よって、特殊な部材や作動液通路を追加する必要がなく、また容積性能の低下を伴うことなく、簡単な構成で後側板６２に大きなスラスト圧が作用することを防ぐことができる。
【００４６】
以下、本発明の第三実施形態を、図面を参照して説明する。なお、前述した第一実施形態に係るものに対応する各部位には、同一の名称及び符号を付している。
【００４７】
本実施形態に係る歯車ポンプＰ３は、前述した第二実施形態に係る歯車ポンプとほぼ同様の構成を有する。すなわち、この歯車ポンプＰ３は、図３に示すように、主として、歯車収納室１１ａを内部に有するケーシング１と、このケーシング１の歯車収納室１１ａ内に収納保持され互いに噛み合わせてなる外接歯車対、すなわち駆動歯車２及び従動歯車３と、駆動歯車２の前側の側面２ａ及び従動歯車３の前側の側面３ａに添接する前側板６１と、駆動歯車２の後側の側面２ｂ及び従動歯車３の後側の側面３ａに添接する後側板６２とを具備する
以下、前述した第二実施形態に係る歯車ポンプＰ２との相違点についてのみ述べる。
【００４８】
この歯車ポンプＰ３においては、駆動軸４の後方、及び従動軸５の後方に、これら駆動軸４の後端面４ｂ又は従動軸５の後端面５ｂにそれぞれ接触し、スラスト荷重を支持するスラスト軸受８を配している。これらスラスト軸受８は、すべり軸受を利用して形成したもので、前記ボディ１１における駆動軸４の後方及び従動軸５の後方にそれぞれ形成した駆動軸受挿入穴１１ｐ及び従動軸受挿入穴１１ｑ内に挿入させてなる。換言すれば、スラスト軸受８は、前記駆動軸４の後端面４ｂと前記駆動軸受挿入穴１１ｐの底面１１ｐ１との間、及び前記従動軸５の後端面５ｂと前記従動軸受挿入穴１１ｑの底面１１ｑ１との間に配している。なお、本実施形態では、前記駆動軸受挿入穴１１ｐの底面１１ｐ１と前記従動軸受挿入穴１１ｑの底面１１ｑ１とが連続し同一平面上に位置している。
【００４９】
この歯車ポンプＰ３は、上述した相違点以外は前述した第二実施形態に係る歯車ポンプＰ２と全く同一の構成を有するので、各部の詳細な説明、及び各部の作用についての説明は省略する。
【００５０】
すなわち、本実施形態に係る歯車ポンプＰ３の構成によっても、前記駆動軸４及び従動軸５の後端面４ｂ、５ｂと前記ボディ１１の両軸受挿入穴１１ｐ、１１ｑの底面１１ｐ１、１１ｑ１との間に、前記駆動軸４及び従動軸５の後端面４ｂ、５ｂに接触しスラスト荷重を支持するスラスト軸受８を配しているので、駆動歯車２及び従動歯車３からのスラスト力を受ける機能はスラスト軸受８が担うこととなる。従って、後側板６２は駆動歯車２及び従動歯車３の後側面を被覆し作動液のシールを行う機能のみを担うものとして設計することができる。よって、特殊な部材や作動液通路を追加する必要がなく、また容積性能の低下を伴うことなく、簡単な構成で後側板６２に大きなスラスト圧が作用することを防ぐことができる。
【００５１】
なお、本発明は以上に述べた実施形態に限らず、種々に変形してよい。
【００５２】
例えば、上述した第一実施形態において、フロントカバーとフロントベアリングケースとを一体に形成してもよく、また、リアカバーとリアベアリングケースとを一体に形成してもよい。
【００５３】
さらに、上述した第一実施形態において、スラスト軸受としてすべり軸受を利用したものを採用してももちろんよい。
【００５４】
その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変形してよい。
【符号の説明】
【００５５】
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３…歯車ポンプ
１…ケーシング
１１ａ…歯車収納室
１１ｘ、１１ｙ…軸受孔
１５…リアベアリングケース（側板）
１５ａ、１５ｂ…軸受孔
２…駆動歯車
３…従動歯車
４…駆動軸
４ｂ…駆動軸の後端面
５…従動軸
５ｂ…従動軸の後端面
６１…（前）側板
６２…（後）側板
８…スラスト軸受
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はすば歯車を利用した駆動歯車と従動歯車とを互いに噛み合わせてなる外接歯車対を備え、この外接歯車対をケーシング内部の歯車収納室に収納してなる歯車ポンプ又はモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、駆動歯車と従動歯車とを互いに噛み合わせてなる外接歯車対を備え、この外接歯車対をケーシング内部の歯車収納室に収納してなる歯車ポンプ又はモータにおいて、駆動歯車と従動歯車は直歯が主流で周囲の歯は軸芯に平行な歯が形成されたものである。この直歯同士が噛合う場合、その噛合い点が歯幅全域で同時的に行われ、その連続波動的な噛合いとなり、振動や騒音の原因となっている。この問題を解決すべく駆動歯車と従動歯車にはすば歯車を採用する工夫が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような歯車ポンプ又はモータは、例えば、以下に示すような構成を有する。すなわち、この歯車ポンプＰＰは、図４に示すように、歯車収納室Ｘ１１ａを内部に有するケーシングＸ１と、このケーシングＸ１の歯車収納室Ｘ１１ａ内に収納保持され互いに噛み合わせてなる外接歯車対、すなわち駆動歯車Ｘ２及び従動歯車Ｘ３と、各歯車Ｘ２、Ｘ３の両側面Ｘ２ａ、Ｘ３ａにそれぞれ添接する前側板Ｘ６１及び後側板Ｘ６２とを具備する。
【０００４】
駆動歯車Ｘ２及び従動歯車Ｘ３は、複数の歯体を外周面に沿って所定間隔で設けた周知のはすば歯車である。ここで、これら駆動歯車Ｘ２と従動歯車Ｘ３の歯は、これらを噛み合わせた状態で歯車ポンプとして作動させる際に、これらの間の噛合部から、駆動歯車Ｘ２は後方に向かう作用、従動歯車Ｘ３は前方に向かう作用をそれぞれ受けるように構成している。本実施形態では、前記駆動歯車Ｘ２の中心から駆動軸Ｘ４を回転軸方向に一体に延伸させて設けているとともに、従動歯車Ｘ３から従動軸Ｘ５を回転軸方向に一体に延伸させて設けている。
【０００５】
ケーシングＸ１は、前記歯車収納室Ｘ１１ａを有するボディＸ１１と、歯車収納室Ｘ１１ａの一開口面を閉塞するカバーたるフロントカバーＸ１２と、このフロントカバーＸ１２と前記駆動歯車Ｘ２及び従動歯車Ｘ３との間に配してなり前記駆動軸Ｘ４及び従動軸Ｘ５をそれぞれ嵌入可能な軸受孔Ｘ１３ａ、Ｘ１３ｂを有するフロントベアリングケースＸ１３と、歯車収納室Ｘ１１ａの他開口面を閉塞するカバーたるリアカバーＸ１４と、このリアカバーＸ１４と前記駆動歯車Ｘ２及び従動歯車Ｘ３との間に配してなり前記駆動軸Ｘ４及び従動軸Ｘ５がそれぞれ嵌入可能な軸受孔Ｘ１５ａ、Ｘ１５ｂを有するリアベアリングケースＸ１５とを備えている。
【０００６】
ボディＸ１１には、その内部に前記歯車対すなわち駆動歯車Ｘ２及び従動歯車Ｘ３を噛合状態で収容する略眼鏡状の前記歯車収納室Ｘ１１ａを備えているとともに、この歯車収納室Ｘ１１ａの前方に前記フロントベアリングケースＸ１３を、またこの歯車収納室Ｘ１１ａの後方に前記リアベアリングケースＸ１５を収納するようにしている。また、ボディＸ１１には、図示は省略しているが、前記駆動歯車Ｘ２と従動歯車Ｘ３との噛合部位に臨む位置に吸込口及び吐出口をそれぞれ開口させてある。そして、前記吸込口と前記歯車収納室１１ａとの間に、吸込通路を設けている。
【０００７】
前記フロントカバーＸ１２は、例えばボディＸ１１にボルト等によって着脱可能に装着されて前記歯車収納室Ｘ１１ａの開口面を閉塞する。
【０００８】
前記フロントベアリングケースＸ１３は、上述したようにフロントカバーＸ１２と前記駆動歯車Ｘ２及び従動歯車Ｘ３との間に配してなる。駆動軸Ｘ４を挿入すべき軸受孔Ｘ１３ａにはブッシュＸ７を嵌装し、このブッシュＸ７に前記駆動軸Ｘ４の前端部を挿入し回転可能に軸承している。一方、従動軸Ｘ５を挿入すべき軸受孔Ｘ１３ｂにもブッシュＸ７を嵌装していて、このブッシュＸ７に前記従動軸Ｘ５の前端部を挿入し回転可能に軸承している。これら軸受孔Ｘ１３ａ、Ｘ１３ｂの断面形状は、その長手方向の全域にわたって同径の円形状である。
【０００９】
前記リアベアリングケースＸ１５は、上述したようにリアカバーＸ１４と前記駆動歯車Ｘ２及び従動歯車Ｘ３との間に配してなる。駆動軸Ｘ４を挿入すべき軸受孔Ｘ１５ａにはブッシュＸ７を嵌装し、このブッシュＸ７に前記駆動軸Ｘ４の後端部を挿入し回転可能に軸承している。一方、従動軸Ｘ５を挿入すべき軸受孔Ｘ１５ｂにもブッシュＸ７を嵌装していて、このブッシュＸ７に前記従動軸Ｘ５の後端部を挿入し回転可能に軸承している。これら軸受孔Ｘ１５ａ、Ｘ１５ｂの断面形状も、その長手方向の全域にわたって同径の円形状である。
【００１０】
一方、前側板Ｘ６１及び後側板Ｘ６２は、それぞれ前記駆動歯車Ｘ２及び従動歯車Ｘ３の前側の側面Ｘ２ａ、Ｘ３ａ及び後側の側面Ｘ２ｂ、Ｘ３ｂにそれぞれ添接させるべく配され、駆動歯車Ｘ２及び従動歯車Ｘ３の各側面Ｘ２ａ、Ｘ２ｂ、Ｘ３ａ、Ｘ３ｂをそれぞれシールするためのものである。
【００１１】
ここで、歯車ポンプまたはモータにおける歯車をはすば歯形の歯車とすることによって歯形同士の噛合い点はその歯幅全域において軸芯方向に順次移動し、なめらかな噛合いが行われることになる。そのため、上述したような振動や騒音発生といった問題は解消される。しかしながら、両歯車の噛合い時、歯形に作用する力によって軸芯方向に分力が発生し歯車全体にスラスト方向の力が発生する。このスラスト力と液圧によるスラスト力とが合成されることにより、駆動歯車及び従動歯車がそれぞれ異なるスラスト力を受ける。このスラスト力を直歯歯車を利用した従来の歯車ポンプ又はモータのリア側の側板が受けると側板の面圧が過大となり強度的に困難となるため、例えば、図４の構成では、これら駆動歯車Ｘ２及び従動歯車Ｘ３をそれぞれ軸支する駆動軸Ｘ４及び従動軸Ｘ５の後端面にバランスピストンＸ８を接触させ、高圧領域にポンプとして機能する場合の吐出側から作動液圧を導入し、側板に大きなスラスト圧が作用することを防ぐようにしている。
【００１２】
ところが、このような構成では、バランスピストンを追加する必要があるとともに、高圧領域に作動液圧を導入するための高圧通路を設ける必要があるため、リアカバーの構造が複雑なものとなる。また、高圧領域の作動液はピストン摺動面の隙間からも漏れるので、容積性能が低下するという不具合も発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平５−３３０３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は以上の点に着目したものであり、簡単な構成により、側板に大きなスラスト圧が作用することを防ぐことを所期の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
すなわち本発明に係る歯車ポンプ又はモータは、互いに噛み合わせてなるはすば歯車をそれぞれ利用した駆動歯車及び従動歯車からなる歯車対と、この歯車対を収納する歯車収納室を内部に有するとともに前記駆動歯車を軸支する駆動軸及び前記従動歯車を軸支する従動軸を収納するための軸受孔を有するケーシングと、前記歯車対の各歯車の両側面に添接する側板とを具備する歯車ポンプ又はモータであって、前記駆動軸及び従動軸の運転時に発生するスラスト作用が向かう側の一端面と前記ケーシングの軸受孔の底面との間に、前記駆動軸及び従動軸の前記一端面に接触しスラスト荷重を支持するスラスト軸受を配していることを特徴とする。
【００１６】
このような構成によれば、駆動歯車及び従動歯車が受けるスラスト力を受ける機能はスラスト軸受が担うこととなるので、側板は駆動歯車及び従動歯車の一側面を被覆し作動液のシールを行う機能のみを担うものとして設計することができる。従って、特殊な部材や作動液通路を追加する必要がなく、また容積性能の低下を伴うことなく、簡単な構成で側板に大きなスラスト圧が作用することを防ぐことができる。なお、本発明において、「軸受孔の底面」とは、駆動軸又は従動軸を収納した状態においてその端面と対向する面を示す概念である。
【００１７】
上述した効果を効果的に得ることができる構成の一例として、前記ケーシングが、前記歯車収納室、及びこの歯車収納室の前記駆動軸及び従動軸の軸心方向両側にそれぞれ配され前記駆動軸及び従動軸を収納する１対の軸ケースを内部に収納しているケーシング本体と、このケーシング本体の前記スラスト作用が向かう側の面を被覆する第１のカバーと、前記のケーシング本体の前記スラスト作用が向かう側と反対側の面を被覆する第２のカバーと備えたものであって、前記第１のカバーの内面と前記第２のカバーの内面との前記軸心方向に沿った距離が、前記歯車収納室及び１対の軸ケースの前記軸心方向に沿った距離の和に所定の隙間寸法を加えたものであるものが挙げられる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、簡単な構成により、側板に大きなスラスト圧が作用することを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第一実施形態に係る歯車ポンプ又はモータを示す概略図。
【図２】本発明の第二実施形態に係る歯車ポンプ又はモータを示す概略図。
【図３】本発明の第三実施形態に係る歯車ポンプ又はモータを示す概略図。
【図４】従来の歯車ポンプ又はモータを示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の第一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２１】
本実施形態に係る歯車ポンプＰ１は、図１に示すように、主として、歯車収納室１１ａを内部に有するケーシング１と、このケーシング１の歯車収納室１１ａ内に収納保持され互いに噛み合わせてなる外接歯車対、すなわち駆動歯車２及び従動歯車３とを具備する。
【００２２】
駆動歯車２及び従動歯車３は、複数の歯体を外周面に沿って所定間隔で設けた周知のはすば歯車である。ここで、これら駆動歯車２と従動歯車３の歯は、これらを噛み合わせた状態で歯車ポンプとして作動させる際に、これらの間の噛合部から、駆動歯車２は後方に向かう作用、従動歯車３は前方に向かう作用をそれぞれ受けるように構成している。本実施形態では、前記駆動歯車２の中心から駆動軸４を回転軸方向に一体に延伸させて設けているとともに、従動歯車３から従動軸５を回転軸方向に一体に延伸させて設けている。ここで、前記駆動軸４及び従動軸５のうち前記ケーシング１の後述するフロントベアリングケース１３及びリアベアリングケース１５に対向する部分は、その断面形状が長手方向の全域にわたって同径の円形となる円柱状をなしている。なお、駆動歯車２と駆動軸４とを別体に構成してもよく、また、従動歯車３と従動軸５とを別体に構成してもよい。
【００２３】
ケーシング１は、前記歯車収納室１１ａを有するボディ１１と、歯車収納室１１ａの一開口面を閉塞するカバーたるフロントカバー１２と、このフロントカバー１２と前記駆動歯車２及び従動歯車３との間に配してなり前記駆動軸４及び従動軸５がそれぞれ嵌入可能な軸受孔１３ａ、１３ｂを有するフロントベアリングケース１３と、歯車収納室１１ａの他開口面を閉塞するカバーたるリアカバー１４と、このリアカバー１４と前記駆動歯車２及び従動歯車３との間に配してなり前記駆動軸４及び従動軸５がそれぞれ嵌入可能な軸受孔１５ａ、１５ｂを有するリアベアリングケース１５とを備えている。ここで、前記フロントベアリングケース１３及びリアベアリングケース１５は、各歯車２、３の両側面２ａ、３ａに添接する側板としての機能を備えている。ここで、フロントカバー１２の後面とリアカバー１４の前面との間の前後方向距離Ａは、前記歯車収納室１１ａの前後寸法Ｂに、前記フロントベアリングケース１３の前後寸法Ｃ及びリアベアリングケース１５の前後寸法Ｃを加え、さらに所定の隙間寸法δを加えた値に設定している。
【００２４】
ボディ１１には、その内部に前記歯車対すなわち駆動歯車２及び従動歯車３を噛合状態で収容する略眼鏡状の前記歯車収納室１１ａを備えているとともに、この歯車収納室１１ａの前方に前記フロントベアリングケース１３を、またこの歯車収納室１１ａの後方に前記リアベアリングケース１５を収納するようにしている。また、ボディ１１には、図示は省略しているが、前記駆動歯車２と従動歯車３との噛合部位に臨む位置に吸込口及び吐出口をそれぞれ開口させてある。そして、前記吸込口と前記歯車収納室１１ａとの間に、吸込通路を設けている。
【００２５】
前記フロントカバー１２は、例えばボディ１１にボルト等によって着脱可能に装着されて前記歯車収納室１１ａの前側開口面を閉塞する。
【００２６】
前記フロントベアリングケース１３は、上述したようにフロントカバー１２と前記駆動歯車２及び従動歯車３との間に配してなる。駆動軸４を挿入すべき軸受孔１３ａにはブッシュ７を嵌装し、このブッシュ７に前記駆動軸４の前端部を挿入し回転可能に軸承している。一方、従動軸５を挿入すべき軸受孔１３ｂにもブッシュ７を嵌装していて、このブッシュ７に前記従動軸５の前端部を挿入し回転可能に軸承している。これら軸受孔１３ａ、１３ｂの断面形状は、その長手方向の全域にわたって同径の円形状である。
【００２７】
前記リアカバー１４は、例えばボディ１１にボルト等によって着脱可能に装着されて前記歯車収納室１１ａの後側開口面を閉塞する。
【００２８】
前記リアベアリングケース１５は、上述したようにリアカバー１４と前記駆動歯車２及び従動歯車３との間に配してなる。駆動軸４を挿入すべき軸受孔１５ａにはブッシュ７を嵌装し、このブッシュ７に前記駆動軸４の後端部を挿入し回転可能に軸承している。一方、従動軸５を挿入すべき軸受孔１５ｂにもブッシュ７を嵌装していて、ブッシュ７に前記従動軸５の後端部を挿入し回転可能に軸承している。これら軸受孔１５ａ、１５ｂの断面形状も、その長手方向の全域にわたって同径の円形状である。
【００２９】
しかして本実施形態では、駆動軸４の後方、及び従動軸５の後方に、これら駆動軸４の後端面４ｂ又は従動軸５の後端面５ｂにそれぞれ接触し、スラスト荷重を支持するスラスト軸受８を配している。これらスラスト軸受８は、ころがり軸受を利用して形成したもので、前記リアカバー１４における駆動軸４の後方及び従動軸５の後方にそれぞれ形成した駆動軸受挿入穴１４ｘ及び従動軸受挿入穴１４ｙ内に挿入させてなる。換言すれば、スラスト軸受８は、前記駆動軸４の後端面４ｂと前記駆動軸受挿入穴１４ｘの底面１４ｘ１との間、及び前記従動軸５の後端面５ｂと前記従動軸受挿入穴１４ｙの底面１４ｙ１との間に配している。なお、前記駆動軸受挿入穴１４ｘは前記リアベアリングケース１５の駆動軸４を挿入すべき軸受孔１５ａと連通している。また、この駆動軸受挿入穴１４ｘの底面１４ｘ１は駆動軸４を収納した状態においてその後端面４ｂと対向し、請求項中の「ケーシングの軸受孔の底面」としての機能を有する。一方、従動軸受挿入穴１４ｙは前記リアベアリングケース１５の従動軸５を挿入すべき軸受孔１５ｂと連通している。そして、この従動軸受挿入穴１４ｙの底面１４ｙ１は駆動軸又は従動軸５を収納した状態においてその端面５ｂと対向し、請求項中の「ケーシングの軸受孔の底面」としての機能を有する。
【００３０】
この歯車ポンプＰ１は、一端を外部に延出させてなる前記駆動軸４を介して前記駆動歯車２及び従動歯車３を同期逆回転駆動した場合に、前記吸込口と前記吐出口との間で高低圧差が生じ、前記駆動歯車２及び従動歯車３の歯体同士が漸次離反する側のボディ１１内空間、つまり前記吸込口側が低圧領域になるとともに、歯体同士が漸次噛合する側のボディ１１内空間、つまり吐出口側が高圧領域になる。そして、吸込口より導入した作動液を、前記駆動歯車２及び従動歯車３の歯先とケーシング１の内周との間に閉成される容積空間に閉じ込めて吐出口にまで導き吐出するポンプ作用を営むようにしている。なお、この歯車ポンプＰ１は、吐出口より高圧の作動液を導入し、これにより前記駆動軸４から回転トルクを取り出して外部負荷を駆動するとともに、低圧となった作動液を前記吸込口から吐出するというモータ作用を営む歯車モータとして機能させることもできるものであることはいうまでもない。
【００３１】
ここで、この歯車ポンプＰ１をポンプとして作動させた場合、上述したように、駆動歯車２と従動歯車３との間の噛合部から、駆動歯車２は後方に向かう作用、従動歯車３は前方に向かう作用をそれぞれ受ける。また、これら駆動歯車２及び従動歯車３は、作動液の液圧を受けて後方に向かう作用を受ける。これら噛合部から受ける作用及び作動液の液圧による作用を合わせて、駆動歯車２は後方に向かう大きなスラスト力、従動歯車３は駆動歯車２が受けるものよりは小さな後方に向かうスラスト力をそれぞれ受ける。
【００３２】
そして、これら駆動歯車２及び従動歯車３が受けるスラスト力は、駆動軸４及び従動軸５の後端面４ｂ、５ｂからスラスト軸受８に伝達され、このスラスト軸受８からさらにリアカバー１４に伝達される。そして、このリアカバー１４をボディ１１に装着するためのボルトＢが最終的にスラスト力を受ける。
【００３３】
以上に述べたように、本実施形態に係る歯車ポンプＰ１の構成によれば、前記駆動軸４及び従動軸５の後端面４ｂ、５ｂと前記リアカバー１４の両軸受挿入穴１４ｘ、１４ｙの底面１４ｘ１、１４ｙ１との間に、それぞれ前記駆動軸４及び従動軸５の後端面４ｂ、５ｂに接触しスラスト荷重を支持するスラスト軸受８を配しているので、駆動歯車２及び従動歯車３からのスラスト力を受ける機能はスラスト軸受８が担うこととなる。すなわち、前記リアベアリングケース１５を設計するに際してはスラスト力に対する剛性を考慮する必要がなくなる。従って、特殊な部材や作動液通路を追加する必要がなく、また容積性能の低下を伴うことなく、簡単な構成で側板としてのリアベアリングケース１５に大きなスラスト圧が作用することを防ぐことができる。
【００３４】
また、フロントカバー１２の後面とリアカバー１４の前面との間の前後方向距離Ａを、前記歯車収納室１１ａの前後寸法Ｂに、前記フロントベアリングケース１３の前後寸法Ｃ及びリアベアリングケース１５の前後寸法Ｃを加え、さらに所定の隙間寸法δを加えたものに設定しているので、リアベアリングケース１５が圧力バランス以外の荷重を受けることがなく、上述した効果をより効果的に得ることができる。
【００３５】
次いで、本発明の第二実施形態を、図面を参照して説明する。なお、前述した第一実施形態に係るものに対応する各部位には、同一の名称及び符号を付している。
【００３６】
本実施形態に係る歯車ポンプＰ２は、図２に示すように、主として、歯車収納室１１ａを内部に有するケーシング１と、このケーシング１の歯車収納室１１ａ内に収納保持され互いに噛み合わせてなる外接歯車対、すなわち駆動歯車２及び従動歯車３とを具備する。
【００３７】
以下、前述した第一実施形態に係る歯車ポンプＰ１との相違点についてのみ述べる。
【００３８】
本実施形態では、駆動歯車２の前側の側面２ａ及び従動歯車３の前側の側面３ａに、前側板６１を添接させて設けている。また、駆動歯車２の後側の側面２ｂ及び従動歯車３の後側の側面３ａに、後側板６２を添接させて設けている。
【００３９】
また、本実施形態に係るケーシング１は、例えば、前記歯車収納室１１ａを有するとともにこの歯車収納室１１ａの後側他開口面を閉塞するボディ１１と、歯車収納室１１ａの前側開口面を閉塞するカバーたるフロントカバー１２とを備えている。
【００４０】
ボディ１１には、その内部に前記歯車対すなわち駆動歯車２及び従動歯車３を噛合状態で収容する略眼鏡状の前記歯車収納室１１ａを備えている。また、この歯車収納室１１ａの後方には、前記駆動軸４及び従動軸５がそれぞれ嵌入可能な軸受孔１１ｘ、１１ｙを設けている。前記駆動軸４を挿入すべき軸受孔１１ｘにはブッシュ７を嵌装し、このブッシュ７に前記駆動軸４の後端部を挿入し回転可能に軸承している。一方、従動軸５を挿入すべき軸受孔１１ｙにもブッシュ７を嵌装していて、このブッシュ７に前記従動軸５の後端部を挿入し回転可能に軸承している。これら軸受孔１１ｘ、１１ｙの断面形状は、本実施形態では、長手方向の全域にわたって同径の円形状である。そして、前記軸受孔１１ｘ、１１ｙの側面は、駆動軸４及び従動軸５の後端部の側面と平行、換言すれば駆動軸４及び従動軸５の後端部の側面と等間隔の隙間を隔てて対向していて、この隙間に前記ブッシュ７を挿入している。そして、ボディ１１には、図示は省略しているが、前記駆動歯車２と従動歯車３との噛合部位に臨む位置に吸込口及び吐出口をそれぞれ開口させてある。そして、前記吸込口と前記歯車収納室１１ａとの間に、吸込通路を設けている。すなわち、このボディ１１は、前述した第一実施形態に係るボディ１１、リアカバー１４及びリアベアリングケース１５を一体に構成したものである。但し、このボディ１１は、側板としての機能は有しない。
【００４１】
しかして本実施形態では、駆動軸４の後方、及び従動軸５の後方に、これら駆動軸４の後端面４ｂ又は従動軸５の後端面５ｂにそれぞれ接触し、スラスト荷重を支持するスラスト軸受８を配している。これらスラスト軸受８は、ころがり軸受を利用して形成したもので、前記ボディ１１における駆動軸４の後方及び従動軸５の後方にそれぞれ形成した駆動軸受挿入穴１１ｐ及び従動軸受挿入穴１１ｑ内に挿入させてなる。換言すれば、スラスト軸受８は、前記駆動軸４の後端面４ｂと前記駆動軸受挿入穴１１ｐの底面１１ｐ１との間、及び前記従動軸５の後端面５ｂと前記従動軸受挿入穴１１ｑの底面１１ｑ１との間に配している。
【００４２】
一方、前記フロントカバー１２は、例えばボディ１１にボルト等によって着脱可能に装着されて前記歯車収納室１１ａの開口面を閉塞するとともに、駆動軸４及び従動軸５を挿入すべき軸受孔１２ｘ、１２ｙを有する。駆動軸４を挿入すべき軸受孔１２ｘにはブッシュ７を嵌装し、このブッシュ７に前記駆動軸４の前端部を挿入し回転可能に軸承している。一方、従動軸５を挿入すべき軸受孔１２ｙにもブッシュ７を嵌装していて、このブッシュ７に前記従動軸５の前端部を挿入し回転可能に軸承している。これら軸受孔１２ｘ、１２ｙの断面形状は、その長手方向の全域にわたって同径の円形状である。すなわち、このフロントカバー１２は、前述した第一実施形態に係るフロントカバー１２及びフロントベアリングケース１３を一体に構成したものである。
【００４３】
ここで、この歯車ポンプＰ２をポンプとして作動させた場合、上述したように、駆動歯車２と従動歯車３との間の噛合部から、駆動歯車２は後方に向かう作用、従動歯車３は前方に向かう作用をそれぞれ受ける。また、これら駆動歯車２及び従動歯車３は、作動液の液圧を受けて後方に向かう作用を受ける。これら噛合部から受ける作用及び作動液の液圧による作用を合わせて、駆動歯車２は後方に向かう大きなスラスト力、従動歯車３は駆動歯車２が受けるものよりは小さな後方に向かうスラスト力をそれぞれ受ける。
【００４４】
そして、これら駆動歯車２及び従動歯車３が受けるスラスト力は、駆動軸４及び従動軸５の後端面からスラスト軸受８に伝達され、このスラスト軸受８からさらにボディ１１に伝達される。そして、フロントカバー１２をボディ１１に装着するためのボルトＢが最終的にスラスト力を受ける。
【００４５】
以上に述べたように、本実施形態に係る歯車ポンプＰ２の構成によれば、前記駆動軸４及び従動軸５の後端面４ｂ、５ｂと前記ボディ１１の両軸受挿入穴１１ｐ、１１ｑの底面１１ｐ１、１１ｑ１との間に、前記駆動軸４及び従動軸５の後端面４ｂ、５ｂに接触しスラスト荷重を支持するスラスト軸受８を配しているので、駆動歯車２及び従動歯車３からのスラスト力を受ける機能はスラスト軸受８が担うこととなる。従って、後側板６２は駆動歯車２及び従動歯車３の後側面を被覆し作動液のシールを行う機能のみを担うものとして設計することができる。よって、特殊な部材や作動液通路を追加する必要がなく、また容積性能の低下を伴うことなく、簡単な構成で後側板６２に大きなスラスト圧が作用することを防ぐことができる。
【００４６】
以下、本発明の第三実施形態を、図面を参照して説明する。なお、前述した第一実施形態に係るものに対応する各部位には、同一の名称及び符号を付している。
【００４７】
本実施形態に係る歯車ポンプＰ３は、前述した第二実施形態に係る歯車ポンプとほぼ同様の構成を有する。すなわち、この歯車ポンプＰ３は、図３に示すように、主として、歯車収納室１１ａを内部に有するケーシング１と、このケーシング１の歯車収納室１１ａ内に収納保持され互いに噛み合わせてなる外接歯車対、すなわち駆動歯車２及び従動歯車３と、駆動歯車２の前側の側面２ａ及び従動歯車３の前側の側面３ａに添接する前側板６１と、駆動歯車２の後側の側面２ｂ及び従動歯車３の後側の側面３ａに添接する後側板６２とを具備する
以下、前述した第二実施形態に係る歯車ポンプＰ２との相違点についてのみ述べる。
【００４８】
この歯車ポンプＰ３においては、駆動軸４の後方、及び従動軸５の後方に、これら駆動軸４の後端面４ｂ又は従動軸５の後端面５ｂにそれぞれ接触し、スラスト荷重を支持するスラスト軸受８を配している。これらスラスト軸受８は、すべり軸受を利用して形成したもので、前記ボディ１１における駆動軸４の後方及び従動軸５の後方にそれぞれ形成した駆動軸受挿入穴１１ｐ及び従動軸受挿入穴１１ｑ内に挿入させてなる。換言すれば、スラスト軸受８は、前記駆動軸４の後端面４ｂと前記駆動軸受挿入穴１１ｐの底面１１ｐ１との間、及び前記従動軸５の後端面５ｂと前記従動軸受挿入穴１１ｑの底面１１ｑ１との間に配している。なお、本実施形態では、前記駆動軸受挿入穴１１ｐの底面１１ｐ１と前記従動軸受挿入穴１１ｑの底面１１ｑ１とが連続し同一平面上に位置している。
【００４９】
この歯車ポンプＰ３は、上述した相違点以外は前述した第二実施形態に係る歯車ポンプＰ２と全く同一の構成を有するので、各部の詳細な説明、及び各部の作用についての説明は省略する。
【００５０】
すなわち、本実施形態に係る歯車ポンプＰ３の構成によっても、前記駆動軸４及び従動軸５の後端面４ｂ、５ｂと前記ボディ１１の両軸受挿入穴１１ｐ、１１ｑの底面１１ｐ１、１１ｑ１との間に、前記駆動軸４及び従動軸５の後端面４ｂ、５ｂに接触しスラスト荷重を支持するスラスト軸受８を配しているので、駆動歯車２及び従動歯車３からのスラスト力を受ける機能はスラスト軸受８が担うこととなる。従って、後側板６２は駆動歯車２及び従動歯車３の後側面を被覆し作動液のシールを行う機能のみを担うものとして設計することができる。よって、特殊な部材や作動液通路を追加する必要がなく、また容積性能の低下を伴うことなく、簡単な構成で後側板６２に大きなスラスト圧が作用することを防ぐことができる。
【００５１】
なお、本発明は以上に述べた実施形態に限らず、種々に変形してよい。
【００５２】
例えば、上述した第一実施形態において、フロントカバーとフロントベアリングケースとを一体に形成してもよく、また、リアカバーとリアベアリングケースとを一体に形成してもよい。
【００５３】
さらに、上述した第一実施形態において、スラスト軸受としてすべり軸受を利用したものを採用してももちろんよい。
【００５４】
その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変形してよい。
【符号の説明】
【００５５】
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３…歯車ポンプ
１…ケーシング
１１ａ…歯車収納室
１１ｘ、１１ｙ…軸受孔
１５…リアベアリングケース（側板）
１５ａ、１５ｂ…軸受孔
２…駆動歯車
３…従動歯車
４…駆動軸
４ｂ…駆動軸の後端面
５…従動軸
５ｂ…従動軸の後端面
６１…（前）側板
６２…（後）側板
８…スラスト軸受
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに噛み合わせてなるはすば歯車をそれぞれ利用した駆動歯車及び従動歯車からなる歯車対と、この歯車対を収納する歯車収納室を内部に有するとともに前記駆動歯車を軸支する駆動軸及び前記従動歯車を軸支する従動軸を収納するための軸受孔を有するケーシングと、前記歯車対の各歯車の両側面に添接する側板とを具備する歯車ポンプ又はモータであって、
前記駆動軸及び従動軸の運転時に発生するスラスト作用が向かう側の一端面と前記ケーシングの軸受孔の底面との間に、前記駆動軸及び従動軸の前記一端面に接触しスラスト荷重を支持するスラスト軸受を配していることを特徴とする歯車ポンプ又はモータ。
【請求項２】
前記ケーシングが、前記歯車収納室、及びこの歯車収納室の前記駆動軸及び従動軸の軸心方向両側にそれぞれ配され前記駆動軸及び従動軸を収納する１対の軸ケースを内部に収納しているケーシング本体と、このケーシング本体の前記スラスト作用が向かう側の面を被覆する第１のカバーと、前記のケーシング本体の前記スラスト作用が向かう側と反対側の面を被覆する第２のカバーと備えたものであって、前記第１のカバーの内面と前記第２のカバーの内面との前記軸心方向に沿った距離が、前記歯車収納室及び１対の軸ケースの前記軸心方向に沿った距離の和に所定の隙間寸法を加えたものである請求項１記載の歯車ポンプ又はモータ。
【請求項１】
互いに噛み合わせてなるはすば歯車をそれぞれ利用した駆動歯車及び従動歯車からなる歯車対と、この歯車対を収納する歯車収納室を内部に有するとともに前記駆動歯車を軸支する駆動軸及び前記従動歯車を軸支する従動軸を収納するための軸受孔を有するケーシングと、前記歯車対の各歯車の両側面に添接する側板とを具備する歯車ポンプ又はモータであって、
前記駆動軸及び従動軸の運転時に発生するスラスト作用が向かう側の一端面と前記ケーシングの軸受孔の底面との間に、前記駆動軸及び従動軸の前記一端面に接触しスラスト荷重を支持するスラスト軸受を配していることを特徴とする歯車ポンプ又はモータ。
【請求項２】
前記ケーシングが、前記歯車収納室、及びこの歯車収納室の前記駆動軸及び従動軸の軸心方向両側にそれぞれ配され前記駆動軸及び従動軸を収納する１対の軸ケースを内部に収納しているケーシング本体と、このケーシング本体の前記スラスト作用が向かう側の面を被覆する第１のカバーと、前記のケーシング本体の前記スラスト作用が向かう側と反対側の面を被覆する第２のカバーと備えたものであって、前記第１のカバーの内面と前記第２のカバーの内面との前記軸心方向に沿った距離が、前記歯車収納室及び１対の軸ケースの前記軸心方向に沿った距離の和に所定の隙間寸法を加えたものである請求項１記載の歯車ポンプ又はモータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−６４３３６（Ｐ２０１３−６４３３６Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０２３９４（Ｐ２０１１−２０２３９４）
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
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