WO2013133202A1 - Variable displacement gear pump - Google Patents
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- F04C15/0007—Radial sealings for working fluid
- F04C15/0019—Radial sealing elements specially adapted for intermeshing-engagement type machines or pumps, e.g. gear machines or pumps
Definitions
- the present invention relates to an external variable displacement gear pump, and more particularly to a variable displacement gear pump capable of increasing and decreasing the displacement during operation.
- variable displacement gear pump As a variable displacement gear pump, a so-called external-type variable displacement gear pump is used, in which the sucked fluid is pressurized and discharged by a pair of gears engaged with each other in a mutually contacting manner.
- this variable displacement gear pump of the external connection type a technique capable of changing the discharge flow rate of the fluid according to the demand has been proposed.
- Patent Document 1 discloses a structure in which the pump displacement is made variable by making the distance between gears of the gear pump variable.
- the pressure compensation device appropriately moves the movable block holding the driven shaft of the driven gear rotatably by the force of the spring, Automatically adjust the distance between the drive gear and the driven gear.
- the present invention has been made to solve such problems, and it is an object of the present invention to provide a variable displacement gear pump which can increase and decrease the discharge capacity during operation with a simple structure.
- a variable displacement gear pump includes a gear pair of a drive gear and a driven gear which are housed in a gear chamber formed inside a housing, and are engaged with each other in a mutually contacting manner, and suctioned fluid is boosted by the gear chamber.
- a variable displacement gear pump for discharging comprising: a rotation support shaft portion rotatably supported by the housing; and a driven gear support portion eccentric to the rotation support shaft portion and rotatably supporting the driven gear And an eccentric shaft rotation means connected to the rotation support shaft portion and rotating the eccentric shaft.
- variable displacement gear pump may be provided with a restraining mechanism that holds the phase of the rotation support shaft.
- the restraining mechanism may also have a worm wheel fixed to the eccentric shaft and a worm gear meshing with the worm wheel.
- the driven gear support can support the driven gear via the driven gear bearing.
- the displacement in the variable displacement gear pump, the displacement can be increased or decreased during operation with a simple structure.
- FIG. 2 is a schematic plan view showing the inside of the gear chamber of the variable displacement gear pump according to the embodiment of the present invention.
- FIG. 6 is a schematic plan view showing the inside of the gear chamber when the displacement of the driven gear is changed by changing the position of the driven gear to increase the distance between the drive gear and the driven gear, with respect to the variable displacement gear pump shown in FIG.
- It is a schematic diagram showing the relationship between rotation of an eccentric shaft and the distance between gears about the variable displacement gear pump shown to FIG. 1 and FIG.
- It is a cross-sectional side view in the AA of the variable displacement gear pump shown in FIG.
- It is a figure which shows the shape of the driven-side seal block of the variable displacement gear pump which concerns on another embodiment of this invention.
- the housing 30 of the variable displacement gear pump 1 comprises a first housing 3a and a second housing 3b.
- the gear chamber 10 is formed between the first housing 3a and the second housing 3b.
- a gear pair 5 consisting of a drive gear 6 and a driven gear 8 which are in contact with each other and mesh.
- a drive gear rotary shaft 7 is integrally provided to the drive gear 6.
- the drive gear rotation shaft 7 extends inside the housing 30.
- a hole 18 is formed in the first housing 3a, and one end of the drive gear rotating shaft 7 is exposed to the outside through the hole 18 and connected to a drive source (not shown).
- the drive gear rotating shaft 7 can be rotated by this drive source.
- an oil seal 13 is provided on the first housing 3a on the side where the drive gear rotary shaft 7 is exposed to the outside.
- a pair of drive gear bearings 11 is provided so as to be sandwiched between the first housing 3a and the second housing 3b and the drive gear rotary shaft 7, and the drive gear rotary shaft 7 is a drive gear It is rotatable relative to the housing 3 via the bearing 11.
- P be a center line on which the drive gear 6 rotates.
- a circular curve drawn by the tips of the drive gear 6 constitutes a drive gear tip circle 6a.
- an eccentric shaft 9 passes through the center of the driven gear 8.
- the eccentric shaft 9 includes a driven gear support 21 and a rotation support shaft 22 integrally provided at both ends of the driven gear support 21.
- the driven gear support 21 and the rotation support shaft 22 have a cylindrical shape, and the diameter of the driven gear support 21 is larger than the diameter of the rotation support shaft 22.
- a driven gear bearing 26 is supported by the driven gear support portion 21.
- the driven gear 8 is rotatably supported by the driven gear support 21 via a driven gear bearing 26.
- the rotation center line of the driven gear 8 is assumed to be Q.
- the rotation center of the driven gear support 21 coincides with the rotation center line Q of the driven gear 8.
- the circular curve drawn by the tip of the driven gear 8 constitutes a driven gear tip circle 8a.
- a hole 19 is formed in the first housing 3a separately from the above-mentioned hole 18, and one end of the rotation support shaft 22 passes through the hole 19 of the first housing 3a and is exposed to the outside.
- An oil seal 17 is provided on the first housing 3a on the side where the rotation support shaft 22 is exposed to the outside.
- the rotation support shaft portion 22 is rotatably supported by the first housing 3a and the second housing 3b.
- the rotation center line O of the rotation support shaft portion 22 is at a position different from the rotation center line Q of the driven gear 8 and the driven gear support portion 21. That is, the rotation center line Q of the driven gear 8 and the driven gear support 21 is eccentric to the rotation support shaft 22.
- the worm wheel 45 is fixed and connected to the tip end of the rotation support shaft portion 22 exposed to the outside of the housing 30 (first housing 3a).
- the worm wheel 45 meshes with the worm gear 41.
- a stepping motor 43 is connected to the worm gear 41. When the stepping motor 43 is driven, the worm gear 41 rotates, and at the same time, the worm wheel 45 and the rotation support shaft 22 rotate. That is, the combination of the worm wheel 45 and the worm gear 41 constitutes an eccentric shaft rotation means, and the eccentric shaft 9 can be rotated by the eccentric shaft rotation means.
- the combination of the worm wheel 45 and the worm gear 41 also constitutes a restraining mechanism.
- the discharge displacement of the fluid by the variable displacement gear pump 1 increases or decreases in accordance with the degree of meshing between the drive gear 6 and the driven gear 8. That is, if the distance between the drive gear 6 and the driven gear 8 is small and the degree of meshing is large, the discharge displacement becomes large. On the other hand, if the distance between the drive gear 6 and the driven gear 8 is large and the degree of meshing is small, the discharge displacement is small.
- the center-to-center distance PQ between the drive gear 6 and the driven gear 8 in the case shown in FIG.
- the center-to-center distance PQ ' is I when the driven gear 8 is separated from the drive gear 6 as described later and the position of the center line is moved to Q' as shown in FIG. Since I is longer than H (see FIG. 3), the degree of meshing is larger in the case shown in FIG. 1 than in the case shown in FIG. 2, and the displacement of the variable displacement gear pump 1 is large.
- the discharge port 31 and the suction port 32 formed in the housing 30 are in communication with the gear chamber 10.
- a discharge area 10A is formed on the discharge port 31 side with the gear pair 5 interposed therebetween, and a suction area 10B is formed on the suction port 32 side.
- the discharge area 10A and the suction area 10B are separated from each other by the engagement of the drive gear 6 and the driven gear 8 of the gear pair 5.
- the pressure in the discharge area 10A is higher than the pressure in the suction area 10B.
- a concave recess 36 for holding a drive-side seal block 14 and a driven-side seal block 15 described later is formed.
- a drive side seal block holding surface 30a formed of two wall surfaces perpendicular to each other is formed in the recessed portion 36.
- a driven side seal block holding surface 30b formed of two wall surfaces perpendicular to each other is also formed on the driven gear 8 side.
- a wall surface extending parallel to the discharge port 31 in the driven side seal block holding surface 30b is taken as a movement restriction surface 30c.
- the drive side seal block 14 is disposed on the drive side seal block holding surface 30a, and the driven side seal block 15 is disposed on the driven side seal block holding surface 30b. That is, the drive side seal block 14 is accommodated between the housing 30 and the drive gear 6, while the driven side seal block 15 is accommodated between the housing 30 and the driven gear 8. Furthermore, oil seals 14b and 15b are disposed on the drive side seal block 14 and the driven side seal block 15, respectively, and the gaps between the drive side seal block 14 and the driven side seal block 15 and the housing 3 are made by the oil seals 14b and 15b. It is sealed.
- the drive-side seal block 14 and the driven-side seal block 15 are each a hexahedron in which one surface of a substantially rectangular parallelepiped is a curved surface 6 b or 8 b.
- the curved surfaces 6b and 8b have arc-shaped curved shapes that follow the tip circles 6a and 8a of the drive gear 6 and the driven gear 8, respectively. That is, the curvatures of the curved surfaces 6b and 8b are equal to the curvatures of the tip circles 6a and 8a of the drive gear 6 and the driven gear 8, respectively.
- the curved surface 6 b of the drive-side seal block 14 is in sliding contact with at least two tips of the rotating drive gear 6.
- the curved surface 8 b of the driven side seal block 15 is in sliding contact with at least two tips of the driven driven gear 8.
- a sealed space S for pressure-feeding fluid is formed between the two teeth of each of the drive gear 6 and the driven gear 8 and the drive-side seal block 14 and the driven-side seal block 15.
- the driven side seal block 15 also has a pressure receiving surface 15 a facing the discharge port 31 and receiving the pressure from the discharge port 31.
- a band-like convex portion 35 extending in the direction perpendicular to the paper surface is formed on the movement restricting surface 30c.
- the convex portion 35 has a curved cross section, and the driven seal block 15 and the convex portion 35 are in line contact with each other.
- a portion where the driven side seal block 15 and the housing 30 make a line contact is referred to as a contact portion. That is, the driven seal block 15 can contact the movement restricting surface 30 c of the housing 30 at at least one contact portion.
- the discharge port 31 side constitutes a fluid discharge side.
- the convex part 35 comprises a housing side projection part.
- variable displacement gear pump 1 When a drive force is applied to the drive gear rotary shaft 7 from the outside, the drive gear 6 integrally with the drive gear rotary shaft 7 starts to rotate in the direction indicated by the arrow (see FIG. 1). At the same time, the driven gear 8 meshing with the drive gear 6 also rotates in the arrow direction. At this time, the eccentric shaft 9 penetrating to the center of the driven gear 8 is not rotated by the restraining mechanism formed of a combination of the worm wheel 45 and the worm gear 41. On the other hand, the driven gear 8 rotates around the driven gear support 21 via the driven gear bearing 26.
- the fluid sucked from the suction port 32 is between the teeth of the drive gear 6 and the drive side seal block 14 and between the teeth of the driven gear 8 and the driven side seal It is confined in the space S formed between it and the block 15. Then, the fluid confined in the space S moves with the drive gear 6 and the driven gear 8. The fluid transferred by the rotation of the drive gear 6 and the driven gear 8 is discharged from the discharge port 31.
- the worm gear 41 is first rotated by driving the stepping motor 43.
- the worm wheel 45 rotates while meshing with the worm gear 41.
- the rotation support shaft 22 connected to the worm wheel 45 integrally rotates clockwise on the paper surface.
- the eccentric shaft 9 rotates clockwise by an angle x around the rotation center line O of the rotation support shaft portion 22, and the rotation centers of the driven gear 8 and the eccentric shaft 9 The position of the line moves from Q to Q 'and becomes the state of FIG.
- the center-to-center distance between the drive gear 6 and the driven gear 8 changes from H to I. That is, the displacement of the variable displacement gear pump 1 is reduced.
- the rotation support shaft portion 22 is rotated counterclockwise on the drawing sheet in the same manner, and the center-to-center distance between the drive gear 6 and the driven gear 8 Changes from I to H.
- the driven side seal block 15 can move in accordance with the position change of the driven gear 8 with the convex portion 35 as a fulcrum. Specifically, the driven side seal block 15 moves so that the curved surface 8b abuts on the two tooth tips of the driven gear 8, so that the driven side seal block 15 follows the tooth top circle 8a of the driven gear 8 It is regulated. However, since the pressure in the discharge area 10A in the gear chamber 10 is higher than the pressure in the suction area 10B, the driven side seal block 15 receives the pressure from the discharge port 31 side at the pressure receiving surface 15a, and Try to move to the next.
- the driven side seal block 15 abuts on the convex portion 35 of the movement restricting surface 30 c to restrict the movement from the left to the right. That is, the driven side seal block 15 is fixed in position by coming into contact with the two tooth tips of the driven gear 8 and the convex portion 35 in response to the pressure from the discharge port 31 side. Therefore, even when the position of the driven gear 8 with respect to the drive gear 6 is changed during operation of the variable displacement gear pump 1, the curved surface 8b of the driven side seal block 15 is always against at least two tips of the driven gear 8. It is comprised so that a contact state may be maintained.
- the operation of the variable displacement gear pump 1 refers to a state in which the pressure in the discharge area 10A is maintained higher than the pressure in the suction area 10B.
- the driven gear 8 is rotatable with respect to the eccentric shaft 9 and the eccentric shaft 9 is eccentrically rotated with respect to the driven gear 8 about the rotation center line O, whereby the drive gear 6 and the driven gear 6 are driven.
- the center-to-center distance with the gear 8 can be varied. Therefore, the discharge displacement of the fluid can be easily increased or decreased during the operation of the variable displacement gear pump 1.
- the driven gear support portion 21 supports the driven gear 8 via the driven gear bearing 26, the position of the driven gear 8 can be varied with the driven gear bearing 26 with a simple structure.
- variable displacement gear pump 1 functions normally even after the position change of the driven gear 8.
- the eccentric shaft rotation means is a combination of the worm gear 41 and the worm wheel 45 driven by the stepping motor 43.
- the rotation support shaft portion 22 is an ultrasonic motor.
- the restraint mechanism may be configured by the position holding function of the ultrasonic motor that is driven.
- a restraining mechanism such as a latch mechanism capable of selectively engaging with the rotating support shaft portion 22 and holding the phase of the rotating support shaft portion 22 You may provide in an appropriate place.
- convex part 35 ' may be formed in the driven side seal block 15. As shown in FIG. In this case, the convex portion 35 'of the driven side seal block 15 is in linear contact with the movement restricting surface 30c'.
- the projection 35 ' constitutes a seal block side projection.
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Description
この発明は、外接型の可変容量ギヤポンプに係り、特に吐出容量を運転中に増減することができる可変容量ギヤポンプに関する。 The present invention relates to an external variable displacement gear pump, and more particularly to a variable displacement gear pump capable of increasing and decreasing the displacement during operation.
可変容量ギヤポンプとして、互いに外接して噛合う一対のギヤによって、吸入された流体を昇圧して吐出する、いわゆる外接型の可変容量ギヤポンプが使用されている。この外接型の可変容量ギヤポンプについて、要求に応じて流体の吐出流量を変動させることができる技術が提案されている。例えば、特許文献1には、ギヤポンプのギヤ間距離を可変にすることでポンプ容量を可変にする構造が開示されている。これによれば、互いに外接して噛合う駆動ギヤと従動ギヤとを有するギヤポンプにおいて、従動ギヤの従動軸を回転自在に保持した可動ブロックを、圧力補償装置がバネの力によって適宜動かすことにより、駆動ギヤと従動ギヤとの距離を自動調整する。
As a variable displacement gear pump, a so-called external-type variable displacement gear pump is used, in which the sucked fluid is pressurized and discharged by a pair of gears engaged with each other in a mutually contacting manner. With respect to this variable displacement gear pump of the external connection type, a technique capable of changing the discharge flow rate of the fluid according to the demand has been proposed. For example,
ここで、特許文献1に記載の可変容量ギヤポンプにおいては、ギヤ間距離を変えるために従動ギヤの軸を並進させる必要がある。しかしながら、ギヤを挟んで両側に軸受があり、その2個の軸受ごとに並進させるため、この軸受を設けた一対の可動ブロックをギヤの両側に配設する必要があり、ギヤポンプ全体として構造が複雑となっている。
Here, in the variable displacement gear pump described in
この発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、簡単な構造で、運転中に吐出容量を増減させる可変容量ギヤポンプを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and it is an object of the present invention to provide a variable displacement gear pump which can increase and decrease the discharge capacity during operation with a simple structure.
この発明に係る可変容量ギヤポンプは、ハウジング内部に形成されたギヤ室内に収容され、互いに外接して噛合う駆動ギヤ及び従動ギヤのギヤ対を備え、吸入された流体を前記ギヤ室で昇圧して吐出する可変容量ギヤポンプであって、ハウジングに回動可能に支持される回動支持軸部、及び回動支持軸部に対して偏心し、かつ従動ギヤを回転自在に支持する従動ギヤ支持部を有する偏心軸と、回動支持軸部に接続され、偏心軸を回動させる偏心軸回動手段とを備えたものである。
このように偏心軸回動手段が偏心軸を回動させることにより、ギヤ間距離を簡単に調整し、吐出容量を増減させることができる
A variable displacement gear pump according to the present invention includes a gear pair of a drive gear and a driven gear which are housed in a gear chamber formed inside a housing, and are engaged with each other in a mutually contacting manner, and suctioned fluid is boosted by the gear chamber. A variable displacement gear pump for discharging, comprising: a rotation support shaft portion rotatably supported by the housing; and a driven gear support portion eccentric to the rotation support shaft portion and rotatably supporting the driven gear And an eccentric shaft rotation means connected to the rotation support shaft portion and rotating the eccentric shaft.
Thus, the distance between the gears can be easily adjusted and the displacement can be increased or decreased by rotating the eccentric shaft by the eccentric shaft rotating means.
また、この発明に係る可変容量ギヤポンプは、回動支持軸部の位相を保持する拘束機構を備えてもよい。
また、拘束機構は、偏心軸に固定されるウォームホイールと、ウォームホイールと噛合うウォームギヤを有してもよい。
さらに、従動ギヤ支持部は、従動ギヤ軸受を介して従動ギヤの支持を行うことができる。
In addition, the variable displacement gear pump according to the present invention may be provided with a restraining mechanism that holds the phase of the rotation support shaft.
The restraining mechanism may also have a worm wheel fixed to the eccentric shaft and a worm gear meshing with the worm wheel.
Furthermore, the driven gear support can support the driven gear via the driven gear bearing.
この発明によれば、可変容量ギヤポンプにおいて、簡単な構造で、運転中に吐出容量を増減させることができる。 According to the present invention, in the variable displacement gear pump, the displacement can be increased or decreased during operation with a simple structure.
以下にこの発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図4に示すように、可変容量ギヤポンプ1のハウジング30は第一ハウジング3aと第二ハウジング3bとからなる。第一ハウジング3aと第二ハウジング3bとが接続されることで、第一ハウジング3aと第二ハウジング3bとの間にギヤ室10が形成される。さらに図1に示すようにギヤ室10内には、互いに外接して噛合う駆動ギヤ6と従動ギヤ8とからなるギヤ対5が収容されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 4, the
また、可変容量ギヤポンプ1内部には、駆動ギヤ6に駆動ギヤ回転軸7が一体的に設けられている。駆動ギヤ回転軸7はハウジング30内部に延在する。また、第一ハウジング3aには穴18が形成され、駆動ギヤ回転軸7の一端は穴18を貫通して外部に露出し、図示しない駆動源と接続している。この駆動源によって、駆動ギヤ回転軸7は回転することができる。また、可変容量ギヤポンプ1内部のオイルの漏出防止のために、駆動ギヤ回転軸7が外部に露出する側の第一ハウジング3aにはオイルシール13が設けられる。またさらに、駆動ギヤ6の両側には、第一ハウジング3a及び第二ハウジング3bと駆動ギヤ回転軸7との間に挟まれて駆動ギヤ軸受11が一対設けられ、駆動ギヤ回転軸7は駆動ギヤ軸受11を介してハウジング3に対して回転可能となっている。ここで、駆動ギヤ6が回転する中心線をPとする。また、駆動ギヤ6の歯先が描く円状の曲線は、駆動ギヤ歯先円6aを構成する。
Further, inside the variable
次に、従動ギヤ8の中央には偏心軸9が貫通している。偏心軸9は従動ギヤ支持部21と、従動ギヤ支持部21の両端に一体的に設けられた回動支持軸部22とを備えている。従動ギヤ支持部21及び回動支持軸部22は円柱形状であり、従動ギヤ支持部21の径は回動支持軸部22の径よりも大きい。また、従動ギヤ支持部21には、従動ギヤ軸受26が支持されている。さらに、従動ギヤ8は従動ギヤ軸受26を介して従動ギヤ支持部21に対して回転自在に支持されている。ここで、従動ギヤ8の回転中心線をQとする。また、従動ギヤ支持部21の回転中心は従動ギヤ8の回転中心線Qと一致する。さらに、従動ギヤ8の歯先が描く円状の曲線は、従動ギヤ歯先円8aを構成する。一方、第一ハウジング3aには前述の穴18とは別に穴19が形成され、回動支持軸部22の一端は第一ハウジング3aの穴19を貫通して外部に露出する。回動支持軸部22が外部に露出する側の第一ハウジング3aにはオイルシール17が設けられる。また、回動支持軸部22は第一ハウジング3a及び第二ハウジング3bに回動可能に支持されている。ここで、回動支持軸部22の回動中心線Oは、従動ギヤ8及び従動ギヤ支持部21の回転中心線Qとは異なる位置にある。すなわち、従動ギヤ8及び従動ギヤ支持部21の回転中心線Qは回動支持軸部22に対して偏心している。
Next, an
また、ハウジング30(第一ハウジング3a)の外部に露出した回動支持軸部22の先端にはウォームホイール45が固定されて接続される。このウォームホイール45はウォームギヤ41と噛合っている。ウォームギヤ41にはステッピングモータ43が接続される。ステッピングモータ43が駆動するとウォームギヤ41が回転し、同時にウォームホイール45及び回動支持軸部22が回動する。すなわち、ウォームホイール45とウォームギヤ41との組み合わせは偏心軸回動手段を構成し、偏心軸回動手段によって偏心軸9は回動することができる。また、ステッピングモータ43がウォームギヤ41を回転させていない時は、ウォームホイール45とウォームギヤ41との噛合いによって、回動支持軸部22の回動が防止され、位相が保持される。すなわち、ウォームホイール45とウォームギヤ41との組み合わせは拘束機構をも構成する。
Further, the
ここで、可変容量ギヤポンプ1による流体の吐出容量は、駆動ギヤ6と従動ギヤ8との噛合いの度合いに応じて増減する。すなわち、駆動ギヤ6と従動ギヤ8との距離が小さく噛合い度合いが大きければ、吐出容量は大きくなる。一方、駆動ギヤ6と従動ギヤ8との距離が大きく噛合い度合いが小さければ吐出容量は小さくなる。本実施の形態では、図1に示す場合の駆動ギヤ6と従動ギヤ8との中心間距離PQはHである。一方、後述のように従動ギヤ8が駆動ギヤ6と離れて、図2に示すように中心線の位置がQ’に移動する場合の中心間距離PQ’はIである。Iの方がHよりも長いため(図3参照)、図1に示す場合のほうが図2に示す場合よりも噛合いの度合いが大きく、可変容量ギヤポンプ1の吐出容量が大きい。
Here, the discharge displacement of the fluid by the variable
また、図1に示すように、ギヤ室10には、ハウジング30に形成された吐出ポート31及び吸入ポート32が連通されている。ギヤ対5を挟んで吐出ポート31側には吐出領域10Aが、吸入ポート32側には吸入領域10Bがそれぞれ形成される。吐出領域10Aと吸入領域10Bとは、ギヤ対5の駆動ギヤ6と従動ギヤ8との噛み合いにより互いに隔離されている。吐出領域10A内の圧力は吸入領域10B内の圧力よりも高圧である。
Further, as shown in FIG. 1, the
ハウジング30のギヤ室10内の吐出ポート31側には、後述する駆動側シールブロック14及び従動側シールブロック15を保持するための凹状の窪み部36が形成されている。この窪み部36において、駆動ギヤ6側には、互いに直角な2つの壁面からなる駆動側シールブロック保持面30aが形成されている。また、駆動側シールブロック保持面30aと同様に、従動ギヤ8側にも、互いに直角な2つの壁面からなる従動側シールブロック保持面30bが形成されている。特に、従動側シールブロック保持面30bにおいて吐出ポート31と平行に延びている壁面を移動規制面30cとする。そして、駆動側シールブロック保持面30aには駆動側シールブロック14が、従動側シールブロック保持面30bには従動側シールブロック15が、それぞれ配置される。すなわち、駆動側シールブロック14はハウジング30と駆動ギヤ6との間に収容され、一方、従動側シールブロック15はハウジング30と従動ギヤ8との間に収容される。さらに、駆動側シールブロック14及び従動側シールブロック15にはオイルシール14b、15bがそれぞれ配設され、駆動側シールブロック14及び従動側シールブロック15とハウジング3との間隙はオイルシール14b、15bによって封止されている。また、駆動側シールブロック14及び従動側シールブロック15は各々、略直方体の1つの面が曲面6b、8bとなっている六面体となっている。この曲面6b、8bは各々駆動ギヤ6及び従動ギヤ8の歯先円6a、8aに倣った円弧状の曲面形状をしている。すなわち、曲面6b、8bの曲率は各々駆動ギヤ6及び従動ギヤ8の歯先円6a、8aの曲率と同等である。駆動側シールブロック14の曲面6bは回転する駆動ギヤ6の少なくとも2つの歯先と摺接している。また同様に、従動側シールブロック15の曲面8bは回転する従動ギヤ8の少なくとも2つの歯先と摺接する。そして、駆動ギヤ6及び従動ギヤ8のそれぞれ2つの歯先と駆動側シールブロック14及び従動側シールブロック15との間には、流体を圧送する密封空間Sが形成される。また、従動側シールブロック15は、吐出ポート31に面して吐出ポート31からの圧力を受ける受圧面15aを有する。さらにまた、移動規制面30cには紙面に対して垂直方向に延びる帯状の凸部35が形成されている。凸部35は、断面が曲線形状をなしており、従動側シールブロック15と凸部35は線接触している。ここで、従動側シールブロック15とハウジング30とが線接触する部分を接触部とする。すなわち、従動側シールブロック15は、ハウジング30の移動規制面30cに対して少なくとも1つの接触部において接触可能となっている。
なお、吐出ポート31側は流体吐出側を構成する。また、凸部35はハウジング側突起部を構成する。
On the side of the
The
以下に、可変容量ギヤポンプ1の基本的な動作について図1及び4を参照して説明する。
まず、駆動ギヤ回転軸7に外部より駆動力を与えると、それに伴って駆動ギヤ6が駆動ギヤ回転軸7と一体となって矢印で示される方向(図1参照)に回転を始める。また、駆動ギヤ6と噛合う従動ギヤ8も同時に矢印方向に回転する。この時、従動ギヤ8の中心に貫通する偏心軸9は、ウォームホイール45とウォームギヤ41との組み合わせからなる拘束機構により回動しない。一方、従動ギヤ8は従動ギヤ軸受26を介して、従動ギヤ支持部21の周りを回転する。
The basic operation of the variable
First, when a drive force is applied to the drive gear
次に、駆動ギヤ6と従動ギヤ8とが回転すると、吸入ポート32から吸入された流体は駆動ギヤ6の歯間と駆動側シールブロック14との間及び従動ギヤ8の歯間と従動側シールブロック15との間に形成される空間Sに閉じ込められる。そして、空間Sに閉じ込められた流体は駆動ギヤ6及び従動ギヤ8とともに移動する。駆動ギヤ6及び従動ギヤ8の回転によって移送された流体は、吐出ポート31から吐出される。
Next, when the
以下に、可変容量ギヤポンプ1の運転中に吐出容量を増減させるための方法について図1~4を用いて説明する。
図1の状態から吐出容量を小さくしようとする時は、まず、ステッピングモータ43を駆動させることにより、ウォームギヤ41を回転させる。ウォームギヤ41の回転により、ウォームホイール45がウォームギヤ41と噛合いながら回動する。また、それと同時にウォームホイール45と接続する回動支持軸部22が紙面上時計周りに一体的に回動する。この時、図3に示すように、偏心軸9は回動支持軸部22の回動中心線Oを中心として時計周りに角度xの回動をし、従動ギヤ8及び偏心軸9の回転中心線の位置はQからQ’に移動し、図2の状態となる。それと共に駆動ギヤ6と従動ギヤ8との中心間距離はHからIへと変動する。すなわち、可変容量ギヤポンプ1の吐出容量が小さくなる。一方、図2の状態から吐出容量を大きくしようとする時は、同様の方法で回動支持軸部22を紙面上反時計周りに回動させ、駆動ギヤ6と従動ギヤ8との中心間距離をIからHへと変動させる。
Hereinafter, a method for increasing and decreasing the displacement while the variable
When the discharge displacement is to be reduced from the state of FIG. 1, the
また、従動側シールブロック15は、従動ギヤ8の位置が図1の状態から図2の状態に変動する場合、凸部35を支点として従動ギヤ8の位置変動に応じて移動することができる。具体的には、従動側シールブロック15が移動して曲面8bが従動ギヤ8の2つの歯先に当接することにより、従動側シールブロック15は従動ギヤ8の歯先円8aに倣って位置が規制される。しかしながら、ギヤ室10内の吐出領域10A内の圧力は吸入領域10B内の圧力よりも高いため、従動側シールブロック15は受圧面15aにおいて吐出ポート31側からの圧力を受け、紙面上左から右へと移動するように動こうとする。そして、従動側シールブロック15は移動規制面30cの凸部35に当接することにより、左から右への移動を規制される。すなわち、従動側シールブロック15は、吐出ポート31側からの圧力を受けて従動ギヤ8の2つの歯先及び凸部35に接触することにより位置を固定される。よって、可変容量ギヤポンプ1の運転中において、駆動ギヤ6に対する従動ギヤ8の位置が変動した場合であっても従動側シールブロック15の曲面8bは常に従動ギヤ8の少なくとも2つの歯先に対して接触状態を維持するように構成されている。なお、可変容量ギヤポンプ1の運転中とは、吐出領域10A内の圧力が吸入領域10B内の圧力よりも高くなるように維持されている状態をいう。
Further, when the position of the driven
以上より、偏心軸9に対して従動ギヤ8が回転可能であると共に、偏心軸9が従動ギヤ8に対して回動中心線Oを中心に偏心して回動することで、駆動ギヤ6と従動ギヤ8との中心間距離を変動させることができる。そのため、可変容量ギヤポンプ1の運転中に簡単に流体の吐出容量を増減させることができる。また、従動ギヤ支持部21は、従動ギヤ軸受26を介して従動ギヤ8の支持を行うため、簡単な構造で従動ギヤ軸受26ごと従動ギヤ8の位置を変動させることができる。
As described above, the driven
また、ギヤ室10の全体形状を変えることのない簡単な構造の下、内部に介在する小部品、すなわち従動側シールブロック15の移動によって、可変容量ギヤポンプ1の運転中の空間Sの密封状態が常に維持されることとなる。よって、従動ギヤ8の位置変動後も可変容量ギヤポンプ1は正常に機能する。
Also, under the simple structure that does not change the overall shape of the
なお、実施の形態において、偏心軸回動手段は、ステッピングモータ43によって駆動されるウォームギヤ41とウォームホイール45との組み合わせであるが、これに限られず、回動支持軸部22は超音波モータによって駆動され、超音波モータが有する位置保持機能により拘束機構を構成してもよい。また、偏心軸回動手段とは別に、例えば回動支持軸部22と選択的な係合が可能であり、回動支持軸部22の位相を保持するラッチ機構等の拘束機構をハウジング3の適宜箇所に設けてもよい。
In the embodiment, the eccentric shaft rotation means is a combination of the
また、実施の形態の凸部35に限られず、図5に示すように従動側シールブロック15に凸部35’が形成されてもよい。この場合、従動側シールブロック15の凸部35’は移動規制面30c’に線接触する。ここで、凸部35’はシールブロック側突起部を構成する。
Moreover, it is not restricted to the
1 可変容量ギヤポンプ、5 ギヤ対、6 駆動ギヤ、8 従動ギヤ、8a 従動ギヤの歯先円、9 偏心軸、10 ギヤ室、15 従動側シールブロック、15a 受圧面、21 従動ギヤ支持部、22 回動支持軸部、26 従動ギヤ軸受、30 ハウジング、31 吐出ポート、32 吸入ポート、35 凸部(ハウジング側突起部)、35’ 凸部(シールブロック側突起部)、36 窪み部、41 ウォームギヤ(偏心軸回動手段及び拘束機構)、45 ウォームホイール(偏心軸回動手段及び拘束機構)、S 密封空間。
Claims (8)
前記ハウジングに回動可能に支持される回動支持軸部、及び該回動支持軸部に対して偏心し、かつ前記従動ギヤを回転自在に支持する従動ギヤ支持部を有する偏心軸と、
前記回動支持軸部に接続され、前記偏心軸を回動させる偏心軸回動手段と
を備えた可変容量ギヤポンプ。 A variable displacement gear pump includes a gear pair of a drive gear and a driven gear which are accommodated in a gear chamber formed inside a housing and engaged with each other in a mutually contacting manner, and which discharges sucked fluid by the gear chamber.
A rotation support shaft portion rotatably supported by the housing, and an eccentric shaft having a driven gear support portion which is eccentric with respect to the rotation support shaft portion and which rotatably supports the driven gear;
A variable displacement gear pump comprising: an eccentric shaft rotation means connected to the rotation support shaft portion for rotating the eccentric shaft.
前記ハウジングに形成されるとともに前記ギヤ室と連通する吐出ポートであって、前記吸入ポートから前記ギヤ室内に吸入された流体が吐出される吐出ポートと、
前記ハウジングと前記従動ギヤとの間に収容され、前記従動ギヤとの間に流体を圧送する密封空間を形成する従動側シールブロックとを備える可変容量ギヤポンプであって、
前記従動側シールブロックは、前記吐出ポート側からの圧力を受ける受圧面と、前記従動ギヤの歯先円に倣った曲面とを有するとともに、前記従動側シールブロックは前記従動ギヤの位置の変動に応じて移動可能であり、
前記従動側シールブロックの前記曲面は、前記可変容量ギヤポンプの運転中において、前記従動ギヤの少なくとも2つの歯先に対して、前記吐出ポート側からの圧力を受けて接触状態を維持する請求項1に記載の可変容量ギヤポンプ。 A suction port formed in the housing and in communication with the gear chamber;
A discharge port formed in the housing and in communication with the gear chamber, wherein the discharge port discharges the fluid drawn into the gear chamber from the suction port;
A variable displacement gear pump comprising: a driven side seal block housed between the housing and the driven gear and forming a sealed space for pumping a fluid between the housing and the driven gear,
The driven side seal block has a pressure receiving surface that receives pressure from the discharge port side, and a curved surface that follows a tip circle of the driven gear, and the driven side seal block changes in position of the driven gear. It is movable according to
The curved surface of the driven-side seal block maintains contact with at least two tooth tips of the driven gear while receiving pressure from the discharge port during operation of the variable displacement gear pump. Variable displacement gear pump as described in.
前記従動側シールブロックは前記窪み部に対して接触可能である請求項5に記載の可変容量ギヤポンプ。 A recess is formed on the discharge port side in the gear chamber of the housing;
The variable displacement gear pump according to claim 5, wherein the driven seal block is capable of contacting the recess.
前記従動側シールブロックは前記ハウジング側突起部と接触する請求項6に記載の可変容量ギヤポンプ。 A housing-side protrusion is provided in the recess of the housing;
The variable displacement gear pump according to claim 6, wherein the driven seal block contacts the housing protrusion.
前記シールブロック側突起部は前記窪み部と接触する請求項6に記載の可変容量ギヤポンプ。 The driven side seal block is provided with a seal block side projection,
The variable displacement gear pump according to claim 6, wherein the seal block side protrusion contacts the recess.
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|---|---|---|---|
| JP2012048251A JP2013181525A (en) | 2012-03-05 | 2012-03-05 | Variable capacity gear pump |
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|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN111075712A (en) * | 2019-02-15 | 2020-04-28 | 黄立然 | A stretched variable gear pump |
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