特許 7446210 外接型ギヤポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-29

(45)【発行日】2024-03-08

(54)【発明の名称】外接型ギヤポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04C 2/18 20060101AFI20240301BHJP

   F04C 15/00 20060101ALI20240301BHJP

【ＦＩ】

F04C2/18 321B

F04C15/00 B

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020201056

(22)【出願日】2020-12-03

(65)【公開番号】P2022088918

(43)【公開日】2022-06-15

【審査請求日】2022-12-29

(73)【特許権者】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】弁理士法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】打上 幹訓

(72)【発明者】

【氏名】荒井 淳之

【審査官】所村 陽一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－１０６４７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１５９７２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５５－０６０６８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｃ ２／１８

Ｆ０４Ｃ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動軸の駆動力によって回転する駆動側ギヤと、
従動軸に支持され前記駆動側ギヤに咬合することにより前記駆動側ギヤの駆動力により回転する従動側ギヤと、
前記駆動側ギヤと前記従動側ギヤとを収容するポンプケースと、
前記駆動側ギヤと前記従動側ギヤとの側面からの流体の漏出を防止するシールユニットとを備えると共に、
前記シールユニットが、前記駆動軸が挿通する駆動軸孔と、前記従動軸が挿通する従動軸孔とを有し、内面を前記駆動側ギヤと前記従動側ギヤとの側面に接触して配置されるシール体、及び、前記シール体の前記内面を、前記駆動側ギヤと前記従動側ギヤとの側面に接触させる付勢力を作用させる付勢部材を備え、
前記シール体の前記内面と反対側となる外面に形成され、前記駆動側ギヤと前記従動側ギヤとの吐出圧を前記ポンプケースの内部にて導入し、導入した吐出圧を前記外面に伝える圧力導入路を備えている外接型ギヤポンプ。

【請求項2】

前記付勢部材が、前記シール体の前記内面の反対側となる外面に配置され、前記駆動側ギヤと前記従動側ギヤとの軸芯に沿う方向視において、前記駆動軸と前記従動軸との中間位置に付勢力を作用させる請求項１に記載の外接型ギヤポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、外接型ギヤポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

外接型ギヤポンプは、駆動側ギヤと従動側ギヤとを咬合させ、駆動側ギヤと従動側ギヤとが回転する際に一方から流体を吸引し、他方に流体を吐出するものであり、駆動側ギヤと従動側ギヤとの側面にシール部材を備えるものが、以下に説明する特許文献１に示されている。

【0003】

つまり、特許文献１には、ケースの内部に駆動側ギヤと従動側ギヤとを収容し、これらのギヤの側面に仕切板とシール部材とを配置し、これらの外方に配置される蓋部でケースの端部を閉塞した構成が記載されている。

【0004】

この特許文献１では、駆動側ギヤと従動側ギヤとが駆動回転した際の吐出側の流体の一部をシール部材のループ内に流し、この流体の圧力を仕切板に作用させることにより仕切板を駆動側ギヤの側面と従動側ギヤの側面とに押圧させるように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平１０－２８１０８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載されるように流体の圧力によりシール性能を高めるものでは、ギヤが低速で回転し、流体量が少ない場合などには、流体の圧力だけでは十分なシール性能が得られないことも考えられた。

【0007】

特に、大型の作業車では、大型のアクチュエータを駆動するため、大容量のポンプを必要とするものの、例えば、シール性能が低いポンプでは、流体の漏出量を考慮するとポンプの大型化が避けられないものであった。

【0008】

このような理由から、流体の漏出を良好に抑制する外接型ギヤポンプが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係る外接型ギヤポンプの特徴構成は、駆動軸の駆動力によって回転する駆動側ギヤと、従動軸に支持され前記駆動側ギヤに咬合することにより前記駆動側ギヤの駆動力により回転する従動側ギヤと、前記駆動側ギヤと前記従動側ギヤとを収容するポンプケースと、前記駆動側ギヤと前記従動側ギヤとの側面からの流体の漏出を防止するシールユニットとを備えると共に、前記シールユニットが、前記駆動軸が挿通する駆動軸孔と、前記従動軸が挿通する従動軸孔とを有し、内面を前記駆動側ギヤと前記従動側ギヤとの側面に接触して配置されるシール体、及び、前記シール体の前記内面を、前記駆動側ギヤと前記従動側ギヤとの側面に接触させる付勢力を作用させる付勢部材を備え、前記シール体の前記内面と反対側となる外面に形成され、前記駆動側ギヤと前記従動側ギヤとの吐出圧を前記ポンプケースの内部にて導入し、導入した吐出圧を前記外面に伝える圧力導入路を備えている点にある。

【0010】

この特徴構成によると、駆動側ギヤと従動側ギヤとの側面に接触するシール体が、接触方向に付勢部材で付勢されるため、駆動側ギヤと従動側ギヤとの吐出圧に拘わらず接触状態を維持し、駆動側ギヤと従動側ギヤとの側面からの流体の漏出を抑制できる。
シール体の外面に吐出側からの流体の圧力と、付勢部材の圧力とを同時に作用させることが可能となり、一層良好なシール状態を作り出せる。
従って、流体の漏出を良好に抑制する外接型ギヤポンプが構成された。

【0011】

上記構成に加えた構成として、前記付勢部材が、前記シール体の前記内面の反対側となる外面に配置され、前記駆動側ギヤと前記従動側ギヤとの軸芯に沿う方向視において、前記駆動軸と前記従動軸との中間位置に付勢力を作用させても良い。

【0012】

これによると、単一の付勢部材を用いるものでありながら、駆動側ギヤの側面と従動側ギヤの側面とに対してシール体を均一の圧力で圧接させることが可能となり、構造の簡素化を実現する。

【0013】

【0014】

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第１駆動軸と第２駆動軸とを示す外接型ギヤポンプの断面図である。

【図2】第１駆動軸を示す外接型ギヤポンプの断面図である。

【図3】駆動側ギヤと従動側ギヤとシール体とを示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔基本構成〕
図１～図３に示すように、駆動軸１の駆動力で回転する駆動側ギヤ２と、駆動軸１と平行する姿勢の従動軸３に支持され駆動側ギヤ２と咬合することにより、駆動側ギヤ２の回転に伴って回転する従動側ギヤ４と、これらのギヤを収容するポンプケース５とを備えて外接型ギヤポンプＰが構成されている。

【0017】

この外接型ギヤポンプＰは、トラクタやバックホー等の作業車において油圧アクチュエータに供給する作動油（流体の一例）を供給するものを示している。

【0018】

特に、この外接型ギヤポンプＰは、図１、図２に示す第１駆動側ギヤ２ａと第１従動側ギヤ４ａとで構成される第１ギヤユニットＧ１と、第２駆動側ギヤ２ｂと第２従動側ギヤ４ｂとで構成される第２ギヤユニットＧ２とを備えており、第２ギヤユニットの容量より、第１ギヤユニットの容量を大きくしている。

【0019】

図２に示すように、ポンプケース５は、単一の吸入ポート５ＩＮが形成されると共に、第１ギヤユニットＧ１に対応する第１吐出ポート５Ｐ１と、第２ギヤユニットＧ２に対応する第２吐出ポート５Ｐ２とが形成されている。

【0020】

〔第１ギヤユニットと第２ギヤユニット〕
図１に示すように、この外接型ギヤポンプＰは、駆動軸１が、外部の駆動源からの駆動力が伝えられる入力部１Ｄを有する第１駆動軸１ａと、この第１駆動軸１ａと同軸芯で配置され第１駆動軸１ａと一体的に回転する第２駆動軸１ｂとで構成されている。また、従動軸３は、第１駆動軸１ａに隣接する第１従動軸３ａと、この第１従動軸３ａと同軸芯で配置され第２駆動軸１ｂに隣接する第２従動軸３ｂとで構成されている。尚、第１駆動軸１ａの端部の入力部１Ｄは、ポンプケース５の外部に突出させている。

【0021】

駆動側ギヤ２は、第１駆動軸１ａと一体的に回転する第１駆動側ギヤ２ａと、第２駆動軸１ｂと一体的に回転する第２駆動側ギヤ２ｂとで構成されている。従動側ギヤ４は、第１駆動側ギヤ２ａに咬合する状態で第１従動軸３ａと一体回転する第１従動側ギヤ４ａと、第２駆動側ギヤ２ｂに咬合する状態で第２従動軸３ｂと一体回転する第２従動側ギヤ４ｂとで構成されている。

【0022】

図１、図２に示すように、ポンプケース５は、フランジ部５ｆが一体形成された第１端部ケース５ａと、この第１端部ケース５ａの反対側に配置される第２端部ケース５ｂと、これらの間に挟み込まれる中間ケース５ｃとで構成されている。

【0023】

〔シールユニット〕
図１～図３に示すように、シールユニットＳは、シール体１０とスプリング１１（付勢部材の一例）とで構成されている。

【0024】

つまり、外接型ギヤポンプＰは、駆動側ギヤ２（第１駆動側ギヤ２ａ、第２駆動側ギヤ２ｂ）と、従動側ギヤ４（第１従動側ギヤ４ａ、第２従動側ギヤ４ｂ）との側面に接触して配置されることで駆動側ギヤ２と従動側ギヤ４との側面からの作動油（流体）の漏出を防止するため４箇所にシール体１０を備え、このシール体１０をギヤの側面に接触させる付勢力を作用させる圧縮コイル型のスプリング１１を備えている。

【0025】

シール体１０は、焼結金属で形成され、その外周部位がポンプケース５の内周に密接する形状に成形されている。また、図１に示すように、ポンプケース５は、シール体１０がギヤの側面から離間する方向への移動の限界を決める規制部５ｒが形成されている。

【0026】

図３に示すように、シール体１０は、駆動軸１（第１駆動軸１ａと第２駆動軸１ｂとの何れか）が挿通する駆動軸孔１０ａと、従動軸３（第１従動軸３ａと第２従動軸３ｂとの何れか）が挿通する従動軸孔１０ｂとが形成されている。

【0027】

このシール体１０は、ギヤの側面に対応する内面が平坦に成形され、この内面と反対側となる外面に吐出側からの作動油が供給される圧力導入溝１０ｃが形成されている。つまり、圧力導入溝１０ｃは、吐出側に隣接する導入端１０ｄからの作動油を、分流し駆動軸孔１０ａを取り囲む領域と、従動軸孔１０ｂを取り囲む領域とに供給する領域に形成されている。

【0028】

尚、シール体１０の外面側に形成される圧力導入溝１０ｃは吐出側の作動油を吸入側に流す流路として形成されているが、必ずしも吸入側に流すように形成する必要はなく、導入端１０ｄから供給された作動油の圧力を受けることが可能な凹状に形成するものであっても良い。また、シール体１０の内面は、平坦に形成するものに限らず、例えば、潤滑のために作動油の一部を流す溝を形成するように構成することも可能である。

【0029】

スプリング１１は、シール体１０の外面で、駆動軸１と従動軸３との軸芯に沿う方向視で駆動軸１と従動軸３との中間位置に付勢力を作用させている。より具体的には、本実施形態では、駆動軸１の軸芯と従動軸３との軸芯とを結ぶ直線上にスプリング１１の中心軸を配置している。４つのシール体１０のうち図１に示すように両端（同図で左右の端部）に配置されるものについては、夫々のシール体１０のスプリング１１の外面とポンプケース５の内面との間にスプリング１１が配置され、４つのシール体１０のうち、内側に配置される２つのものについては、夫々のシール体１０の外面の間に１つのスプリング１１が配置されている。

【0030】

このような構成から、駆動側ギヤ２と従動側ギヤ４との側面に接触するシール体１０が、スプリング１１（付勢部材）の付勢力によって駆動側ギヤ２と従動側ギヤ４との側面に押圧されるため、駆動側ギヤ２と従動側ギヤ４との吐出圧に拘わらず、シール体１０を適切な接触状態に維持し、作動油の漏出を抑制できる。その結果として、外接型ギヤポンプＰの大型化を招くことなく、必要とする作動油の供給を可能にしている。

【0031】

〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い（実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している）。

【0032】

（ａ）付勢部材として圧縮コイル型のスプリング１１に代えて板状のスプリングを用いる。また、付勢部材は、１つのシール体１０に対して１だけ備える構成に限るものではなく、例えば、２以上の数を備えても良い。

【0033】

（ｂ）上述した実施形態では、シール体１０に圧力導入溝１０ｃを形成していたが、シール体１０は、必ずしも圧力導入溝１０ｃを必要とするものでない。また、シール体１０は焼結金属で形成されたものに限るものではなく、樹脂や金属材で形成されるものでも良い。

【0034】

（ｃ）上述した実施形態では、外接型ギヤポンプＰは、単一の駆動軸１に２つの駆動側ギヤ２を備え、単一の従動軸１に２つの従動側ギヤ４を備えた構成について説明したが、これに限るものではない。例えば、駆動軸１に備えられる駆動側ギヤ２の数は１つであってもよく、３つ以上であってもよい。同様に、従動軸２に備えられる従動側ギヤ４の数は１つであってもよく、３つ以上であってもよい。また、駆動軸２及び従動軸４を２本以上備えていてもよい。

【0035】

（ｄ）上述した実施形態では、駆動側ギヤ２及び従動側ギヤ４の一方の側面に当接するシール体１０と他方の側面に当接するシール体１０の両方をスプリング１１で付勢しているが、これに限らず、一方の側面に当接するシール体１０のみをスプリング１１で付勢する構成としてもよい。例えば、４つのシール体１０のうち両端（図１で左右の端部）に配置されるものをスプリング１１で付勢し、４つのシール体１０のうち内側に配置される２つについてはスプリング１１を配置しない構成としてもよい。あるいは、４つのシール体１０のうち両端（図１で左右の端部）に配置される２つについてはスプリング１１で付勢せず、４つのシール体１０のうち内側に配置される２つをスプリング１１で付勢するようにしてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0036】

本発明は、外接型ギヤポンプに利用することができる。

【符号の説明】

【0037】

１ 駆動軸
２ 駆動側ギヤ
３ 従動軸
４ 従動側ギヤ
５ ポンプケース
１０ シール体
１０ａ 駆動軸孔
１０ｂ 従動軸孔
１０ｃ 圧力導入溝
１１ スプリング（付勢部材）
Ｓ シールユニット

【図1】

【図2】

【図3】