JP3879404B2

JP3879404B2 - Gear pump

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Publication number: JP3879404B2
Application number: JP2000605104A
Authority: JP
Inventors: 忠彦野上; 賢二平工; 博之貞森; 裕三門向; 裕敬亀谷; 邦彦高尾; 昌幸栗田; 由起夫高橋
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-03-17
Filing date: 1999-03-17
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2019-03-17
Also published as: WO2000055504A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は歯車ポンプとこれを用いた燃料供給装置と歯車モータに係わり、特にケース内で外周に設けられた歯が互いに噛み合って回動するように配置された歯車を備えた歯車ポンプとこれを用いた燃料供給装置と歯車モータに好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の歯車ポンプとしては、吸込ポート及び吐出ポートを有し、内部に閉鎖空間を形成するケーシングと、前記ケーシング内で外周に設けられた歯が互いに噛み合って回動するように配置された歯車と、前記歯車と前記ケーシングとの間に前記歯車の側面に摺動可能に配置された側板とを備え、前記歯車は、その回転軸が側板の軸孔に摺動可能に嵌合され、その噛み合わせ部の一側から流体を吸込み昇圧して他側へ吐出すように構成され、その吸込み側が前記吸込ポートに接続されたものがある。これに関するものとしては例えば、特開平１０−２５２５８９号公報に記載されたものがある。
【０００３】
かかる従来の歯車ポンプおいては、歯車の回転軸と側板の摺動面及び歯車の側面と側板の摺動面を潤滑するための流体として、高圧側から低圧側への漏れ流体を用いていたので、潤滑を良好にするために漏れ流体の量を増やせば容積効率が低下し、容積効率を向上するために漏れ流体の量を減らせば潤滑が良好にできないという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、安価で、高い容積効率と高い耐久性を両立して有することができる歯車ポンプを得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の歯車ポンプは、内部に閉鎖空間を形成するケーシングと、前記ケーシング内で外周に設けられた歯が互いに噛み合って回動するように配置された歯車と、前記歯車の回転軸方向の両側から前記歯車を挟み込み前記歯車の側面に摺動可能に配置された２つの側板と、前記ケーシングに設けられた吸込ポート及び吐出ポートとを備え、前記吸込ポートは前記２つの側板のうち一方の側板に対して前記歯車が設けられた側とは反対側に設けられ、前記歯車は、その回転軸が前記側板に形成した軸孔に摺動可能に嵌合され、前記歯車の噛み合わせ部の一側から流体を吸込み昇圧して他側へ吐出すように構成され、前記噛み合わせ部の吸込み側が前記吸込ポートに接続された歯車ポンプにおいて、前記歯車の回転軸と前記側板との摺動面及び前記歯車の側面と前記側板との摺動面に連続する流体供給路を形成し、この流体供給路の入口側を前記吸込ポートに接続すると共に、前記流体供給路の出口側を前記歯車の噛み合せ部の吸込み側空間に接続し、
前記流体供給路のうち、前記歯車を挟んで前記吸込みポートとは反対側に位置する前記歯車の回転軸と前記側板との摺動面及び前記歯車を挟んで前記吸込みポートとは反対側に位置する前記側板と前記歯車の側面との摺動面に連続する流体供給路は、前記歯車の回転軸の内部に形成した孔を通り、これらの摺動面に連続する構成としたことにある。
【０００６】
好ましくは、前記流体供給路は、前記側板の軸孔に形成した軸方向に延びる溝と、前記側板の歯車側面との摺動面に形成した半径方向に延びる溝と、前記溝間を連通する前記側板の軸孔の端部に設けた環状空間とを有する構成にしたことにある。
【０００７】
また、好ましくは、前記歯車は、回転軸が前記ケーシングの軸受に支持された駆動歯車と従動歯車とを有し、前記流体供給路は、前記ケーシングの軸受と前記駆動歯車の回転軸との摺動面を含むように連続して形成した構成にしたことにある。
【０００８】
また、好ましくは、前記歯車は、駆動歯車と従動歯車とを有し、前記流体供給路は、前記駆動歯車の摺動面に形成した流体供給路と、前記従動歯車の摺動面に形成した流体供給路とを並列に接続して構成にしたことにある。
【０００９】
また、好ましくは、前記歯車は、回転軸が前記ケーシング内に延びており、前記流体供給路は、ケーシング内に延びている歯車の回転軸の周囲に設けられた環状の空間を含むように連続して形成し、この環状の空間を前記吸込ポートに連通した構成にしたことにある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の歯車ポンプの第１実施例を図１ないし図５を用いて説明する。ケーシングは、平板状ケーシング１の一側面に円筒状ケーシング２の開口端をシール部材を介して当接して構成され、内部に閉鎖空間が形成されている。この閉鎖空間内には、駆動歯車３，従動歯車４，シールブロック５および側板６，７が設けられている。駆動歯車３と従動歯車４は、密閉空間の中央部に互いにかみ合って流体を吐出するように設けられ、一対の歯車が構成されている。シールブロック５は、歯車３，４および側板６，７を合わせた厚さとほぼ同じ厚さに成形され、側板６，７と当接する面を歯車３，４の歯先外周面よりもわずかに小さい半径の円弧面に成形している。側板６，７は、ケーシング１，２と歯車３，４との間に配置され、歯車３，４の両側面に対して対向する平面部を有して歯車３，４を回転摺動可能に挟設している。
【００１１】
歯車３，４とシールブロック５と側板６，７とで囲まれた空間は、低圧吸込側を成し、後述する構成によって吸込ポート８に連通し、歯車かみあい部の低圧側を形成している。側板６，７に形成された円弧状の切欠き部とシールブロック５の円弧部とで形成した円筒状吸込み通路１０，１１は各側板６，７の全幅にわたっている。この低圧吸込側に連通した空間以外のケーシング２内の閉鎖空間は、高圧吐出側を成し、ケーシング１に設けた吐出ポート９に連通している。駆動歯車３の両側に突出する軸１２は、側板６，７に設けた軸孔１６，１７、さらにはケーシング１に設けた軸受２０に回転自在に嵌合し、これらがラジアル軸受部を形成している。入力軸を成す軸１２は、一端がケーシング１から外部へ突出して回転入力軸を成しており、ケーシング１の出口部分には軸シールが設けられている。従動歯車４の両側に突出する軸１３は、側板６，７に設けた軸孔１８，１９に回転自在に嵌合している。
【００１２】
側板６，７は、歯車３，４の歯先がシールブロック５から出て吐出ポート側に至るまでのおよそ半周する間の部分が歯の側面と接しないように歯車中心部よりも外側部分を若干削り取られた形状にしている。
【００１３】
さて、ケーシング１は、駆動歯車３の外部に突出した回転入力軸１２側の周囲に環状の空間２１を設けている。この空間２１には吸込ポート８が接続されている。軸受２０および側板６，７の軸孔１６，１７，１８，１９の内周面には軸方向に貫通した溝２２，２３，２４，２５，２６が設けられている。側板６，７の各軸孔の両端部には環状の空間２７，２８，２９，３０，３１，３２，３３，３４がそれぞれ設けられている。また、駆動歯車３の反入力軸側軸端部と従動歯車４の軸の両端部を収納するようにそれぞれ軸よりも大径の筒状の空間３５，３６，３７が設けられている。さらに、駆動歯車３の軸１２の内部には、入力軸側のケーシング１の環状の空間２１と反対側の筒状のケーシング２の筒状の空間３５とを接続する孔３８，３９が設けられている。従動歯車４の軸１３の内部には両端を結ぶ貫通孔４０が設けられケーシング１側の筒状の空間３６とケーシング２側の筒状の空間３７とを連通している。さらにまた、側板６，７の反歯車側の面には、駆動側の環状の空間２７，３２と従動側の環状の空間２９，３４とを接続する溝４１，４２が設けられている。一方、側板６，７の歯車側の面には環状の空間２８，３０を切欠き部１０へ接続する溝４３，４４、および、環状の空間３１，３３を切欠き部１１へ接続する溝４５，４６がそれぞれ設けられている。この構成により、歯車３，４とシールブロック５と側板６，７とで囲まれた空間は、これらの空間や溝を介して吸込ポート８に連通され、これらが低圧吸込み側を成している。
【００１４】
また、側板６，７とケーシング１，２の間には、吸込み通路１０，１１、および、軸孔の端部に設けた環状の空間２７，２９，３２，３４の端部を囲むようにシールブロック５にまたがって設けられた弾力性を有するシール部材４７，４８があり、その内部を低圧側に外部を高圧側に区切っている。また、側板６，７は、一種類の部品を反対の向きにして両側の側板６，７に利用することが可能な形状であり、生産性が著しく良好である。尚、歯車３と４がかみ合う部分には閉じ込みを防止するための逃げ溝を設けてある。
【００１５】
次に、歯車３，４が図３の矢印の向きに回転すると、流体は、図３の右側の体積が膨張過程にあるかみ合い部の吸引作用によって吸込ポート８から吸込まれ、左側の収縮過程にあるかみ合い部の圧縮作用によって昇圧されて吐出ポート９から吐出される。従って、吸込ポート８に通じるシール部材４７，４８の内側は低圧側であり、歯車３，４の歯先がシールブロック５に接する部分で次第に圧力が上昇し、その外側のケーシング内部は全て高圧側となる。このため、シールブロック５は、この吐出圧力によって歯車３，４に向かって押付けられ、歯先からの漏れを防止する。側板６，７と歯車３，４との間の面は、軸孔１６，１７，１８，１９の内周部が低圧吸込側に連通して低圧になるので、この内周部に向かって次第に低下する圧力分布を持つ。また、シールブロック５と側板６，７の間の面は、外側から内側に向かって次第に低下する圧力分布となる。この側板６，７と歯車３，４およびシールブロック５との間の圧力によって側板６，７を歯車３，４およびシールブロック５から引離す力よりも反歯車側のシール部材４７，４８の外側の圧力によって側板６，７を歯車３，４およびシールブロック５に向かって押付ける力の方が若干大きくなるようにシール部材４７，４８の形状が決められている。すなわち、側板６，７は歯車３，４とシールブロック５を両側から押圧する可動側板として機能する。
【００１６】
この際、吸込ポート８から流入した流体は、空間２１，溝２２，空間２７，溝２３，空間２８，溝４３を経て吸込み通路１０に至る流れと、空間２１から孔３８，３９，空間３５，空間３２，溝２４，空間３１，溝４５を経て吸込み通路１１に至る流れと、空間２１，溝２２，空間２７，溝４１，空間２９（及び空間３６），溝２５，空間３０，溝４４を経て吸込み通路部１０に至る流れと、空間２１，溝２２，空間２７，溝４１，空間２９，空間３６，孔４０，空間３７，空間３４，溝２６，空間３３，溝４６を経て吸込み通路１１に至る流れ、または、空間３５から溝４２を経て空間３７から吸込み通路１１に至る流れとに分流して歯車３，４のかみ合い部へ達し、吐出側へ向かって昇圧され、吐出される。吸込み通路１０，１１は各側板６，７を軸方向に貫通してケーシング１，２に面しているが、側板６，７とケーシング１，２との間の隙間は小さく、上記の溝や空間を経て流れる経路に比して、側板６，７とケーシング１，２との隙間を経て流れる抵抗の方が大きいので、流体は上記の溝や空間を経て流れる経路をたどる。
【００１７】
このため、本実施例の歯車ポンプによれば、ラジアル軸受を成す軸孔１６，１７，１８，１９，軸受２０の内周面と軸１２，１３の間の摺動面、および、スラスト軸受を成す側板６，７と歯車３，４の間の摺動面に吸込ポート８から流入して来る流体が絶えず流通するように供給されるので、常に良好な潤滑状態を保つことができる。すなわち、従来技術の歯車ポンプのように、摺動部を潤滑するための流体を高圧側から低圧側へ漏れ出る流れに頼る必要がないので、容積効率向上のために摺動部分の隙間を小さくして高圧側から低圧側への漏れ出る流体が減っても潤滑状態にほとんど影響を及ぼすことがなくなる。しかも、圧縮や機械的剪断や加熱等を受ける前の新鮮かつ清浄で温度の低い流体が上記摺動面に常時供給される上、漏れ流に比して流量が極めて豊富になるので、潤滑はもとより冷却の効果も大きいため、より高い耐久性を得ることができる。また、良好な潤滑状態が継続して保たれるので、摺動抵抗の変化が少なくなり、駆動トルクも低い状態に保たれる。従って、高い容積効率と耐久性を両立することができる。また、良好な潤滑状態が得られるので、特殊で高価な材料を用いる必要がなくなるという効果も得られる。
【００１８】
また、本実施例のように、ケーシング内部の大半の空間を高圧にして歯先とシールブロック５の間のシール性を高める歯車ポンプの場合、側板６，７の軸孔１６，１７，１８，１９の内周面に設ける溝２３，２４，２５，２６は、歯車３，４の回転中心軸に対してシールブロック５と反対側に設けるのが良い。なぜならば、歯車３，４の円周方向の圧力分布は低圧吸込側を成す吸込み通路１０，１１部からシールブロック５に接する部分で次第に圧力が上昇し、その外側のケーシング内部は全て高圧側となるため、歯車３，４にはそれぞれシールブロック５の方へ押付ける荷重が作用する。このため、シールブロック５側に溝を設けてしまうと、この荷重を担うための軸受面が小さくなって面圧が高くなるために高圧が得られない、軸受部が損傷する等の不具合が発生しやすくなるからである。本実施例のようにシールブロック５の反対側に溝を設ければ、荷重の高い部分に達する前に新しい流体が供給されて良好な潤滑や冷却の効果が得られるので、材料の許容できる最大限の面圧まで有効に使用することができるようになる。
【００１９】
次に、本発明の歯車ポンプの第２実施例を図６を用いて説明する。
【００２０】
図６に示すように、上述した側板６，７の溝４１，４２を廃し、空間２１と空間３６を直接接続する管路５０をケーシング１に設けることにより、構成がより簡単となり、従動歯車４の軸１３へ新鮮かつ清浄で温度の低い流体が供給できる。
【００２１】
あるいはさらに、上述した軸１２の孔３８，３９と軸１３の孔４０を廃して空間３５，３７へも空間２１または吸込ポート８から分岐した管路（図示せず）を接続することにより軸１２，１３の構成を簡単なものとすることができる。
【００２２】
次に、本発明の歯車ポンプの第３実施例を図７を用いて説明する。
【００２３】
図７に示すように、側板６のみが可動側板を成し、ケーシング２に固定された側板５１に向かって歯車３，４を押付ける構成としたことにより、軸１２の孔３８，３９と軸１３の孔４０が不要となり、構成がより簡単となる。また、本実施例のように、側板６がラジアル軸受部に軸受５２，５３を備えたポンプにおいて軸受５２，５３の内周面に溝２３，２５を設ける構成としてもよい。
【００２４】
次に、本発明の歯車ポンプの第４実施例を図８及び図９を用いて説明する。この歯車ポンプでは、反シールブロック側にピン６２ａを介して取付けられたスペーサ６２が設けられ、シールブロック５およびスペーサ６２が歯車３，４とほぼ同じ厚さに成形され、側板６，７によって歯車３，４とシールブロック５とスペーサ６２を挟設している。このように構成することにより、側板６，７とシールブロック５の両側面との接触面での漏れ流を低減して高い容積効率が得られる。なお、吸込み通路１０，１１は側板６，７に形成された円筒状孔で構成されている。また、この歯車ポンプにおいても、上述した第１実施例における吸込ポート８から歯車かみ合い部の低圧側に至る流路を同様に形成している。図９にかかる流路の溝２４，２６や環状の空間３２，３４等を示してある。このように構成することにより、前述の第１実施例と同様に常に良好な潤滑状態が維持できるのでより高い容積効率と高い耐久性を両立することができる。
【００２５】
次に、本発明の歯車ポンプの第５実施例を図１０及び図１１を用いて説明する。
【００２６】
本実施例は、これまでに述べたシールブロック式の歯車ポンプとは異なり、シールブロックを用いないギヤトラック式の歯車ポンプの一実施例である。
【００２７】
ケーシング８１，８２の内部に形成された閉鎖空間内には、互いにかみ合って回転し流体を吐出する駆動歯車８３と従動歯車８４、および、側板８６，８７，８８，８９が嵌合されている。側板８６の切欠き部９０ａ，側板８７の切欠き部９１ａ，側板８８の切欠き部９２ａ，側板８９の切欠き部９３ａは低圧吸込側を成し、一方、側板８６の切欠き部９０ｂ，側板８７の切欠き部９１ｂ，側板８８の切欠き部９２ｂ，側板８９の切欠き部９３ｂは高圧吐出側を成す。ケーシング８１は、駆動歯車８３の入力軸側の周囲に吸込ポート９４に連通する環状の空間９５を設けている。側板８６，８７，８８，８９のラジアル軸受を形成する各軸孔には軸方向に貫通した溝９６，９７，９８，９９が、各側板の軸孔の両端部には環状の空間１００と１０１，１０２と１０３，１０４と１０５，１０６と１０７がそれぞれ設けられている。また、駆動歯車８３の反入力軸側の軸端部、および、従動歯車８４の両軸端部には軸よりも大径の筒状の空間１０８，１０９，１１０が設けられ、空間９５と空間１０９は管路１１１を介して連通している。さらに、空間１０１，１０２，１０５，１０６はそれぞれ溝１１２，１１３，１１４，１１５を介して低圧吸込み側を成す吸込み通路９０ａ，９１ａ，９２ａ，９３ａと接続している。さらに、駆動歯車８３の軸の内部には空間９５と空間１０８とを接続する孔１１６，１１７が、従動歯車８４の内部には両軸端部の空間１０９と１１０とを接続する孔１１８が設けられている。一方、切欠き９０ｂ，９１ｂ，９２ｂ，９３ｂによって形成される高圧吐出側には吐出ポート１１９が接続されている。
【００２８】
而して、歯車８３，８４が図１１の矢印の向きに回転すると、流体は、左側の体積が膨張過程にあるかみ合い部の吸引作用によって吸込ポート９４から吸込まれ、右側の収縮過程にあるかみ合い部の圧縮作用によって昇圧されて吐出ポート１１９から吐出される。
【００２９】
この際、吸込ポート９４から流入した流体は、空間９５，空間１００，溝８６，空間１０１，溝１１２を経て切欠き部９０ａに至る流れと、空間９５から孔１１６，１１７，空間１０８，空間１０３，溝９７，空間１０２，溝１１３を経て切欠き部９１ａに至る流れと、空間９５，管路１１１，空間１０９，空間１０４，溝９８，空間１０５，溝１１４を経て切欠き部９２ａに至る流れと、空間１０９から孔１１８，空間１１０，空間１０７，溝９９、空間１０６，溝１１５を経て切欠き部９２ａに至る流れとに分流して歯車８３，８４のかみ合い部へ達し、吐出側へ向かって昇圧され、吐出される。
【００３０】
このため、本実施例の歯車ポンプによれば、ラジアル軸受を成す側板８６，８７，８８，８９の各軸孔内周面と歯車８３，８４の軸の間の摺動面、および、スラスト軸受を成す側板８６，８７，８８，８９と歯車８３，８４の間の摺動面に吸込ポート９４から流入して来る流体が絶えず供給されるので、常に良好な潤滑状態を保つことができる。すなわち、従来技術の歯車ポンプのように、摺動部を潤滑するための流体を高圧側から低圧側へ漏れ出る流れに頼る必要がないので、容積効率向上のために摺動部分の隙間を小さくして高圧側から低圧側へ漏れ出る流体が減っても潤滑状態にほとんど影響を及ぼすことがなくなる。しかも、圧縮や機械的剪断や加熱等を受ける前の新鮮かつ清浄で温度の低い流体が上記摺動面に常時供給されるので、潤滑状態はもとより冷却の効果も大きいため、高い耐久性を得ることができる。従って、高い容積効率と耐久性を両立することができる。また、良好な潤滑状態が得られるので、特殊で高価な材料を用いる必要がなくなるという効果も得られる。
【００３１】
尚、以上の実施例において、溝，空間，管路等を経由して流入する各経路の流れに対する抵抗、すなわち長さや流路断面積は必ずしも同じでなくてもよい。なぜならば、抵抗が異なるために流量が均一でなくなったとしても、従来技術の歯車ポンプのように高圧側から低圧側へ漏れ出る流れに比べれば格段に大きな流量が供給されるので、潤滑や冷却の作用は大幅に向上するからである。
【００３２】
次に、本発明の歯車ポンプを用いたエンジンの燃料供給装置の第１参照例を図１２を用いて説明する。
【００３３】
エンジン２００には、燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁２０１ａ，２０１ｂ，201c，２０１ｄが設けられている。燃料は、まず燃料タンク２０２からモータ２０３で駆動されるフィードポンプ２０４によって０.２〜０.５ＭＰａ程の圧力に昇圧された後、高圧燃料供給ポンプ２０５によってさらに加圧され、圧力制御弁２０６によって３〜１２ＭＰａ程の所定の燃圧に調整されて燃料噴射弁２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄに供給される。この高圧燃料供給ポンプ２０５は、図１ないし図１１のいずれかに示した歯車ポンプであり、その吸込みポートがフィードポンプ２０４に連通され、吐出しポートが圧力制御弁２０６に連通され、エンジン２００のカムシャフト２０７の回転力によってカップリング２０８を介して駆動される。圧力制御弁２０６は、圧力センサ２０９からのフィードバック信号２１０を目標値２１１と照らし合わせ、他のセンサからの情報２１２を参照して制御指令２１３を圧力制御弁駆動回路２１４に与え、これに基づいて圧力制御弁206を駆動して燃圧を制御する。
【００３４】
本参照例の燃料供給装置によれば、高圧燃料供給ポンプ２０５の漏れが少なく、低回転域から高い容積効率を得られる上、高い耐久性を有するので、エンジン始動時やアイドリング時等の低い回転数でも十分高い圧力で燃料を供給することが可能となり、エンジン２００を確実に始動できるとともに、より安定したアイドリンク運転ができ、これにより円滑に発進できる等の効果が長期間にわたって得られる。従って、この燃料供給装置を備えたエンジン２００を搭載した車両の運動性能が向上する。また、低回転域での容積効率の低下を補うために吐出量の大きいポンプを選定する必要がなくなるので、高圧燃料供給ポンプ２０５とフィードポンプ２０４が小形のもので済むとともに、常用回転域から高回転域で過剰な燃料を吐出することがなくなり、エネルギー損失が低減して燃費が向上し、圧力制御弁からのリリーフ流量が最小限に抑えられキャビテーションや発熱を防止でき、圧力制御弁の寿命が長くなる等の効果を得ることができる。また、高圧燃料供給ポンプ２０５は製作が容易で低コストなのでエンジンや車両のコストも低減できる上、小形で軽量なのでエンジンルーム内の機器の配置が容易になる等の効果も得られる。
【００３５】
次に、燃料供給装置の第２参照例を図１３を用いて説明する。本参照例は、図１２に示した第１参照例を次のように変更したものである。
【００３６】
高圧燃料供給ポンプ２０５をモータ２２０で駆動する構成とし、圧力センサ２０９からのフィードバック信号２１０を目標値２１１と照らし合わせ、他のセンサからの情報212を参照して制御指令２２１をモータ駆動回路２２２に与え、これに基づいてモータ２２０の回転数を調整して燃料噴射弁２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄに供給する燃料の燃圧を制御する構成としている。
【００３７】
本参照例の燃料供給装置によれば、所望の燃圧に保つために必要最小限の流量だけを吐出するようになるので、圧力制御弁が不要になり異物かみ込みによる動作不良やキャビテーション壊食による性能低下等の不具合発生を解消できる。その上、高圧燃料供給ポンプ２０５の回転数をエンジンの回転数とは無関係に選定できるので、１種類のポンプで多機種のエンジンに対応できるようになり、ポンプの開発から生産，保守までのコストが低減でき、量産効果によるポンプの生産コスト低減の効果も一層大きくなる。しかも、高圧燃料供給ポンプ２０５が長期間にわたって高い容積効率と低い駆動トルクを保てるので、モータ２２０が小形のもので済み、駆動回路２２２も小形で安価のもので済む、装置全体の小形化軽量化とコスト低減を図れる等の効果も得られる。
【００３８】
尚、上記のように、本発明の歯車ポンプはラジアル軸受やスラスト軸受を成す摺動部の潤滑を高圧側から低圧側への漏れ流に頼ることなく、吸込ポートから流入する新鮮かつ清浄で豊富な流体によって行うので、容積効率の優劣に関係なく常に良好な潤滑，冷却作用が得られ、水の２分の１以下の粘度しかないガソリンでも高圧かつ高効率で加圧供給できる上、高い耐久性を実現することができる。従って、ガソリン等の燃料に限らず、水や食品，薬品等、他の流体にも用いられる。勿論、本発明の歯車ポンプを油圧装置の油圧源に用いれば、耐久性を損なうことなく高い容積効率が得られるので、より高い圧力で吐出することが可能となる。従って、これまでは２５ＭＰａ程が実用上の限界とされていた歯車ポンプの使用圧力を３０ＭＰａをも超える圧力まで高めることが可能となり、ピストンポンプ等の高価なポンプを用いていたシステムも低コストの歯車ポンプで済むようになってシステム全体のコスト低減を図ることができる。
【００３９】
次に、歯車モータの参照例について説明する。前記図１から図１１に示した歯車ポンプと同じ構成において、吐出ポートに流体圧源から供給される高圧の供給ポートを、吸込ポートにリザーバへ至る低圧の戻りポートをそれぞれ接続して流体を流せば、前記図中に示した矢印とは反対の向きに歯車が回転して流体エネルギーを機械的な回転のエネルギーに変換する歯車モータとして作用する。この際、流体は前述の実施例とは逆に、供給ポートから流入して歯車を回転させた後に、歯車と側板の間のスラスト軸受部を通過し、次に側板およびケーシングのラジアル軸受部を通過して戻りポートから排出される。
【００４０】
この歯車モータを用いれば、前述の歯車ポンプとは逆に排出される側の流体によって摺動部を潤滑する構成となるが、高圧側から低圧側への漏れ流に頼ることなく常に豊富に供給される排出流によって潤滑，冷却が行われるので、歯車ポンプの場合と同様、高い効率と高い耐久性を両立させることができ、モータの起動，停止時の特性向上や小形化，低コスト化が図れる等の効果が得られる。
【００４１】
本発明においては、歯車の回転軸と側板の摺動面及び歯車の側面と側板の摺動面に連続する流体供給路を形成し、この流体供給路の入口側を吸込ポートに、出口側を歯車の噛み合せ部の吸込み側空間に接続したので、吸込ポートから流入する新鮮かつ清浄で温度の低い流体を歯車の回転軸及び側面と側板との摺動面に絶えず豊富な流量で流通するように供給でき、歯車と側板との摺動面を常に良好な潤滑状態に保ことができると共に冷却することができる。これにより、高い耐久性を有する歯車ポンプを得ることができる。また、摺動面の良好な潤滑状態が継続して保たれるので、摺動抵抗の変化が少なくなり、駆動トルクも低い状態に保たれるとともに、歯車及び側板に特殊で高価な材料を用いる必要がなくなる。しかも、高圧側から低圧側に流体を漏らして歯車と側板との摺動画を潤滑する必要がなくなり、摺動面の隙間を減らし流体の漏れ量を低減して容積効率の向上しても、摺動面の良好な潤滑状態を保つことができる。
【００４２】
更には、流体供給路は、側板の軸孔に形成した軸方向に延びる溝と、側板の歯車側面との摺動面に形成した半径方向に延びる溝と、溝間を連通する側板の軸孔の端部に設けた環状空間とを有して構成したので、簡単な構造で、流体をスムースに摺動面全体に潤滑することができる。
【００４３】
また、流体供給路をケーシングの軸受と駆動歯車の回転軸との摺動面を含むように連続して形成したので、簡単な構成で、ケーシングの軸受摺動面の潤滑を良好に行うことができ、より高い耐久性を得ることができる。
【００４４】
更には、駆動歯車の摺動面に形成した流体供給路と従動歯車の摺動面に形成した流体供給路とを並列に接続して流体供給路を構成したので、吸込ポートから流入する流体を駆動歯車の摺動面と従動歯車の摺動面に分流して供給することができ、流路抵抗が少ない良好な潤滑を行うことができる。
【００４５】
また、流体供給路をとしてケーシング内に延びている歯車の回転軸の周囲に設けられた環状の空間を含むように連続して形成し、この環状の空間を吸込ポートに連通したので、吸込ポートから流体を流体供給路にスムースに供給することができる。
【００４６】
更には、流体供給路を、歯車の両側に配置された各側板の軸孔に形成した軸方向に延びる溝と、各側板の歯車側面との摺動面に形成した半径方向に延びる溝と、この溝間を連通する各側板の軸孔の端部に設けた環状空間とを有し、前記各側板の流体供給路の一方の入口側を前記歯車の回転軸に形成された孔を介して前記吸込ポートに接続して各側板の流体供給路を並列に接続したので、吸込ポートから流入する流体を一方の側板の摺動面に回転軸の孔を介して分流して供給することができ、流路抵抗が少ない良好な潤滑を行うことができる。
【００４７】
また、回転軸に形成された孔を回転軸の端面に開口し、この開口と側板の軸孔に形成された溝とを連通する空間をケーシングの反歯車側に形成したので、吸込ポートから流入する流体を回転軸の孔からケーシングの空間を介して側板の軸孔の溝にスムースに流入させることができる。
【００４８】
更には、側板の軸孔に形成した軸方向に延びる溝を回転軸に対して反シールブロック側に設けたので、側板の軸孔の軸受面に加わる荷重が低い部分に軸方向に延びる溝が位置し、軸受部が損傷する等の不具合を防止することができる。
【００４９】
なお、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、本発明に記載した好ましい実施例は例示的なものであり、限定的なものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示されており、その特許請求の範囲の意味の中に入るすべての変形例は本発明に含まれるものである。
【００５０】
以上説明したように、本発明によれば、安価で高い容積効率と高い耐久性を両立して有することができる歯車ポンプが得られる。
【００５１】
【発明の効果】
歯車を挟んで吸込みポートとは反対側に位置する歯車の回転軸と側板との摺動面及び歯車を挟んで吸込みポートとは反対側に位置する側板と歯車の側面との摺動面に、歯車の回転軸の内部に形成した孔を通じて吸込ポートから流入して来る流体が絶えず流通するように供給されるので、常に良好な潤滑状態を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の歯車ポンプの第１実施例を示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】図１のＤ−Ｄ断面図である。
【図６】本発明の歯車ポンプの第２実施例を示す縦断面図である。
【図７】本発明の歯車ポンプの第３実施例を示す縦断面図である。
【図８】本発明の歯車ポンプの第４実施例を示す縦断面図である。
【図９】図８のＥ−Ｅ断面図である。
【図１０】本発明の歯車ポンプの第５実施例を示す縦断面図である。
【図１１】図１０のＦ−Ｆ断面図である。
【図１２】本発明の歯車ポンプを用いたエンジンの燃料供給装置の第１実施例を示す構成図である。
【図１３】本発明の歯車ポンプを用いたエンジンの燃料供給装置の第２実施例を示す構成図である。
【符号の説明】
１…平板状ケーシング、２…円筒状ケーシング、３…駆動歯車、４…従動歯車、５…シールブロック、６，７…側板、８…吸込ポート、２１…環状の空間、２２，２３，２４，２５，２６…溝、２７，２８，２９，３０，３１，３２，３３，３４…環状の空間、３５，３６，３７…筒状の空間、３８，３９…孔。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a gear pump, a fuel supply device using the gear pump, and a gear motor, and more particularly, to a gear pump including a gear arranged so that teeth provided on the outer periphery in a case mesh with each other and rotate. It is suitable for the used fuel supply device and gear motor.
[0002]
[Prior art]
  As a conventional gear pump, a casing having a suction port and a discharge port, forming a closed space inside, and a gear arranged so that teeth provided on the outer periphery in the casing mesh with each other and rotate A side plate slidably disposed on a side surface of the gear between the gear and the casing, the gear being slidably fitted in a shaft hole of the side plate, There is a configuration in which fluid is sucked from one side of the mating portion and pressurized and discharged to the other side, and the suction side is connected to the suction port. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-252589 discloses this.
[0003]
  In such a conventional gear pump, a fluid leaking from the high pressure side to the low pressure side is used as a fluid for lubricating the rotating shaft of the gear and the sliding surface of the side plate and the side surface of the gear and the sliding surface of the side plate. Therefore, there is a problem that if the amount of leaking fluid is increased in order to improve lubrication, the volumetric efficiency is lowered, and if the amount of leaking fluid is decreased in order to improve the volumetric efficiency, lubrication cannot be performed satisfactorily.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
  An object of the present invention is to obtain a gear pump that is inexpensive and can have both high volumetric efficiency and high durability.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, a gear pump of the present invention includes a casing that forms a closed space therein, a gear that is arranged so that teeth provided on the outer periphery of the casing mesh with each other and rotate, The two side plates sandwiching the gear from both sides in the rotation axis direction of the gear and slidably disposed on the side surface of the gear, and a suction port and a discharge port provided in the casing, the suction port being the 2 One side plate is provided on the side opposite to the side on which the gear is provided with respect to one side plate, and the gear is slidably fitted in a shaft hole formed in the side plate, In the gear pump configured to suck in and pressurize fluid from one side of the meshing portion of the gear and discharge it to the other side, and the suction side of the meshing portion is connected to the suction port.A fluid supply path that is continuous with a sliding surface between the rotating shaft of the gear and the side plate and a sliding surface between the side surface of the gear and the side plate is formed, and an inlet side of the fluid supply path is connected to the suction port. And connecting the outlet side of the fluid supply path to the suction side space of the meshing portion of the gear,
  Among the fluid supply paths,A sliding surface between the rotating shaft of the gear and the side plate located on the opposite side of the suction port across the gear;The side plate located on the opposite side of the suction port across the gearWhenSide surface of the gearFluid supply path continuous with sliding surfacePasses through a hole formed in the rotating shaft of the gear and continues to these sliding surfaces.It is in the configuration.
[0006]
  Preferably, the fluid supply path communicates between the grooves, the groove extending in the axial direction formed in the shaft hole of the side plate, the groove extending in the radial direction formed in the sliding surface with the gear side surface of the side plate, and the groove. It has the structure which has the annular space provided in the edge part of the axial hole of the said side plate.
[0007]
  Preferably, the gear includes a drive gear and a driven gear, the rotation shaft of which is supported by the bearing of the casing, and the fluid supply path slides between the bearing of the casing and the rotation shaft of the drive gear. The configuration is such that it is continuously formed to include a moving surface.
[0008]
  Preferably, the gear includes a driving gear and a driven gear, and the fluid supply path is formed on a fluid supply path formed on a sliding surface of the driving gear and a sliding surface of the driven gear. This is because the fluid supply path is connected in parallel.
[0009]
  Preferably, the gear has a rotating shaft extending into the casing, and the fluid supply path is continuous so as to include an annular space provided around the rotating shaft of the gear extending into the casing. The annular space is configured to communicate with the suction port.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  A first embodiment of a gear pump according to the present invention will be described below with reference to FIGS. The casing is configured by abutting the opening end of the cylindrical casing 2 on one side surface of the flat casing 1 via a seal member, and a closed space is formed inside. In this closed space, a drive gear 3, a driven gear 4, a seal block 5, and side plates 6 and 7 are provided. The drive gear 3 and the driven gear 4 are provided so as to mesh with each other at the central portion of the sealed space and discharge fluid, thereby forming a pair of gears. The seal block 5 is formed to have substantially the same thickness as the combined thickness of the gears 3, 4 and the side plates 6, 7, and the surface in contact with the side plates 6, 7 is slightly smaller than the outer peripheral surface of the tooth tips of the gears 3, 4. Molded on a circular arc surface of radius. The side plates 6 and 7 are disposed between the casings 1 and 2 and the gears 3 and 4 and have flat portions facing the both side surfaces of the gears 3 and 4 so that the gears 3 and 4 can be rotated and slid. It is sandwiched.
[0011]
  A space surrounded by the gears 3 and 4, the seal block 5, and the side plates 6 and 7 constitutes a low pressure suction side, communicates with the suction port 8 by a configuration described later, and forms a low pressure side of the gear meshing portion. . Cylindrical suction passages 10 and 11 formed by arc-shaped notches formed in the side plates 6 and 7 and arc portions of the seal block 5 extend over the entire width of the side plates 6 and 7. The closed space in the casing 2 other than the space communicating with the low pressure suction side constitutes a high pressure discharge side and communicates with a discharge port 9 provided in the casing 1. The shaft 12 protruding from both sides of the drive gear 3 is rotatably fitted in shaft holes 16 and 17 provided in the side plates 6 and 7 and further to a bearing 20 provided in the casing 1, which form a radial bearing portion. ing. One end of the shaft 12 constituting the input shaft protrudes outward from the casing 1 to form a rotary input shaft, and a shaft seal is provided at the outlet portion of the casing 1. The shaft 13 protruding on both sides of the driven gear 4 is rotatably fitted in shaft holes 18 and 19 provided in the side plates 6 and 7.
[0012]
  The side plates 6, 7 are arranged on the outer side of the gear center so that the part between the tooth tips of the gears 3, 4 coming out of the seal block 5 and reaching the discharge port side does not contact the side surface of the tooth. It has a slightly scraped shape.
[0013]
  The casing 1 is provided with an annular space 21 around the rotary input shaft 12 that protrudes outside the drive gear 3. The suction port 8 is connected to the space 21. Grooves 22, 23, 24, 25, 26 penetrating in the axial direction are provided on the inner peripheral surfaces of the shaft holes 16, 17, 18, 19 of the bearing 20 and the side plates 6, 7. Annular spaces 27, 28, 29, 30, 31, 31, 32, 33, and 34 are provided at both ends of each shaft hole of the side plates 6 and 7, respectively. Further, cylindrical spaces 35, 36, and 37 having a diameter larger than that of the shaft are provided so as to accommodate the shaft end portion on the side opposite to the input shaft of the drive gear 3 and both ends of the shaft of the driven gear 4. Furthermore, holes 38 and 39 are provided in the shaft 12 of the drive gear 3 to connect the annular space 21 of the casing 1 on the input shaft side and the cylindrical space 35 of the cylindrical casing 2 on the opposite side. ing. A through hole 40 connecting both ends is provided inside the shaft 13 of the driven gear 4 to communicate the cylindrical space 36 on the casing 1 side and the cylindrical space 37 on the casing 2 side. Furthermore, grooves 41 and 42 that connect the annular spaces 27 and 32 on the driving side and the annular spaces 29 and 34 on the driven side are provided on the surface on the counter gear side of the side plates 6 and 7. On the other hand, grooves 43 and 44 for connecting the annular spaces 28 and 30 to the notch 10 and grooves 45 for connecting the annular spaces 31 and 33 to the notch 11 are formed on the gear-side surfaces of the side plates 6 and 7. , 46 are provided. With this configuration, the space surrounded by the gears 3 and 4, the seal block 5, and the side plates 6 and 7 is communicated with the suction port 8 via these spaces and grooves, and these constitute the low pressure suction side. .
[0014]
  Further, a seal is provided between the side plates 6 and 7 and the casings 1 and 2 so as to surround the suction passages 10 and 11 and the end portions of the annular spaces 27, 29, 32, and 34 provided at the end portions of the shaft holes. There are elastic sealing members 47, 48 provided across the block 5, and the inside is divided into the low pressure side and the outside is divided into the high pressure side. Further, the side plates 6 and 7 have a shape that can be used for the side plates 6 and 7 on both sides with one kind of component in the opposite direction, and the productivity is remarkably good. Note that a clearance groove is provided at a portion where the gears 3 and 4 are engaged to prevent the gears 3 and 4 from closing.
[0015]
  Next, when the gears 3 and 4 are rotated in the direction of the arrow in FIG. 3, the fluid is sucked in from the suction port 8 by the suction action of the meshing portion whose volume on the right side in FIG. The pressure is increased by the compression action of a certain meshing portion and discharged from the discharge port 9. Accordingly, the inside of the seal members 47 and 48 leading to the suction port 8 is on the low pressure side, the pressure gradually increases at the portion where the tooth tips of the gears 3 and 4 are in contact with the seal block 5, and the inside of the outer casing is entirely on the high pressure side. It becomes. For this reason, the seal block 5 is pressed toward the gears 3 and 4 by this discharge pressure to prevent leakage from the tooth tips. The surface between the side plates 6 and 7 and the gears 3 and 4 is such that the inner peripheral part of the shaft holes 16, 17, 18 and 19 communicates with the low-pressure suction side and becomes a low pressure. Has a decreasing pressure distribution. The surface between the seal block 5 and the side plates 6 and 7 has a pressure distribution that gradually decreases from the outside toward the inside. The outer side of the seal members 47, 48 on the side opposite to the gears than the force that separates the side plates 6, 7 from the gears 3, 4 and the seal block 5 by the pressure between the side plates 6, 7 and the gears 3, 4 and the seal block 5. The shapes of the seal members 47 and 48 are determined so that the force of pressing the side plates 6 and 7 against the gears 3 and 4 and the seal block 5 is slightly increased by the pressure of. That is, the side plates 6 and 7 function as movable side plates that press the gears 3 and 4 and the seal block 5 from both sides.
[0016]
  At this time, the fluid flowing in from the suction port 8 flows through the space 21, the groove 22, the space 27, the groove 23, the space 28, the groove 43 to the suction passage 10, and from the space 21 to the holes 38, 39, the space 35, The flow from the space 32, the groove 24, the space 31, and the groove 45 to the suction passage 11, the space 21, the groove 22, the space 27, the groove 41, the space 29 (and the space 36), the groove 25, the space 30, and the groove 44 And the flow to the suction passage 10 and the suction passage 11 through the space 21, the groove 22, the space 27, the groove 41, the space 29, the space 36, the hole 40, the space 37, the space 34, the groove 26, the space 33, and the groove 46. Or the flow from the space 35 through the groove 42 to the flow from the space 37 to the suction passage 11, reaches the meshing portion of the gears 3, 4, and is pressurized and discharged toward the discharge side. The suction passages 10, 11 pass through the side plates 6, 7 in the axial direction and face the casings 1, 2, but the gap between the side plates 6, 7 and the casings 1, 2 is small. Since the resistance flowing through the gap between the side plates 6 and 7 and the casings 1 and 2 is larger than the path flowing through the space, the fluid follows the path flowing through the groove and the space.
[0017]
  For this reason, according to the gear pump of the present embodiment, the shaft holes 16, 17, 18, 19 constituting the radial bearing, the sliding surface between the inner peripheral surface of the bearing 20 and the shafts 12, 13, and the thrust bearing are provided. Since the fluid flowing in from the suction port 8 is supplied to the sliding surface between the side plates 6 and 7 and the gears 3 and 4 so as to constantly flow, a good lubrication state can always be maintained. That is, unlike the prior art gear pump, it is not necessary to rely on the flow of the fluid for lubricating the sliding portion leaking from the high pressure side to the low pressure side, so the clearance between the sliding portions is reduced to improve the volumetric efficiency. Even if the fluid leaking from the high pressure side to the low pressure side is reduced, the lubrication state is hardly affected. In addition, fresh, clean, low-temperature fluid before being subjected to compression, mechanical shearing, heating, etc. is constantly supplied to the sliding surface, and the flow rate is extremely abundant compared to the leakage flow. Since the cooling effect is also great, higher durability can be obtained. In addition, since a good lubrication state is continuously maintained, the change in sliding resistance is reduced, and the driving torque is also kept low. Therefore, both high volumetric efficiency and durability can be achieved. In addition, since a good lubrication state can be obtained, there is also an effect that it is not necessary to use a special and expensive material.
[0018]
  Further, as in this embodiment, in the case of a gear pump that enhances the sealing performance between the tooth tip and the seal block 5 by increasing the pressure in the majority of the space inside the casing, the shaft holes 16, 17, 18, The grooves 23, 24, 25, and 26 provided on the inner peripheral surface of 19 are preferably provided on the opposite side of the seal block 5 with respect to the rotation center axis of the gears 3 and 4. This is because the pressure distribution in the circumferential direction of the gears 3 and 4 gradually increases from the suction passages 10 and 11 on the low pressure suction side at the portion contacting the seal block 5, and the inside of the outer casing is all on the high pressure side. Therefore, a load that presses the gears 3 and 4 toward the seal block 5 acts. For this reason, if a groove is provided on the seal block 5 side, the bearing surface for carrying this load becomes smaller and the surface pressure becomes higher, so that a high pressure cannot be obtained and the bearing portion is damaged. It is easy to do. If a groove is provided on the opposite side of the seal block 5 as in the present embodiment, a new fluid is supplied before reaching the high load portion and a good lubrication and cooling effect can be obtained. It becomes possible to use it effectively up to a limited surface pressure.
[0019]
  Next, a second embodiment of the gear pump of the present invention will be described with reference to FIG.
[0020]
  As shown in FIG. 6, by eliminating the grooves 41 and 42 of the side plates 6 and 7 described above and providing the casing 1 with a duct 50 that directly connects the space 21 and the space 36, the configuration becomes simpler, and the driven gear 4. The shaft 13 can be supplied with a fresh, clean and low temperature fluid.
[0021]
  Alternatively, the shaft 12 is formed by connecting the pipes (not shown) branched from the space 21 or the suction port 8 to the spaces 35 and 37 by removing the holes 38 and 39 of the shaft 12 and the holes 40 of the shaft 13 described above. , 13 can be simplified.
[0022]
  Next, a third embodiment of the gear pump according to the present invention will be described with reference to FIG.
[0023]
  As shown in FIG. 7, only the side plate 6 forms a movable side plate, and the gears 3 and 4 are pressed against the side plate 51 fixed to the casing 2. The thirteen holes 40 are not required, and the configuration is simpler. Further, as in the present embodiment, in the pump in which the side plate 6 includes the bearings 52 and 53 in the radial bearing portion, the grooves 23 and 25 may be provided on the inner peripheral surfaces of the bearings 52 and 53.
[0024]
  Next, a fourth embodiment of the gear pump according to the present invention will be described with reference to FIGS. In this gear pump, a spacer 62 attached via a pin 62a is provided on the side opposite to the seal block. The seal block 5 and the spacer 62 are formed to have substantially the same thickness as the gears 3 and 4, and the side plates 6 and 7 3, 4, the seal block 5, and the spacer 62 are sandwiched. By comprising in this way, the leak flow in the contact surface of the side plates 6 and 7 and the both sides of the seal block 5 is reduced, and high volumetric efficiency is obtained. The suction passages 10 and 11 are formed by cylindrical holes formed in the side plates 6 and 7. Also in this gear pump, the flow path from the suction port 8 in the first embodiment described above to the low pressure side of the gear meshing portion is similarly formed. 9 shows the flow path grooves 24 and 26 and the annular spaces 32 and 34 according to FIG. With this configuration, a good lubrication state can always be maintained as in the first embodiment, so that both higher volumetric efficiency and higher durability can be achieved.
[0025]
  Next, a fifth embodiment of the gear pump according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0026]
  The present embodiment is an embodiment of a gear track gear pump that does not use a seal block, unlike the seal block gear pump described above.
[0027]
  In a closed space formed inside the casings 81 and 82, a driving gear 83 and a driven gear 84 that mesh with each other and rotate to discharge fluid, and side plates 86, 87, 88, and 89 are fitted. The notch 90a of the side plate 86, the notch 91a of the side plate 87, the notch 92a of the side plate 88, and the notch 93a of the side plate 89 constitute the low pressure suction side, while the notch 90b of the side plate 86 and the side plate The cutout portion 91b of 87, the cutout portion 92b of the side plate 88, and the cutout portion 93b of the side plate 89 form the high pressure discharge side. The casing 81 has an annular space 95 communicating with the suction port 94 around the input shaft side of the drive gear 83. Grooves 96, 97, 98, 99 passing through in the axial direction are formed in the shaft holes forming the radial bearings of the side plates 86, 87, 88, 89, and annular spaces 100 and 101 are formed at both ends of the shaft holes of the side plates. , 102 and 103, 104 and 105, and 106 and 107, respectively. In addition, cylindrical spaces 108, 109, and 110 having a diameter larger than the shaft are provided at the shaft end of the drive gear 83 on the side opposite to the input shaft and at both shaft ends of the driven gear 84. 109 communicates via a conduit 111. Furthermore, the spaces 101, 102, 105, and 106 are connected to suction passages 90a, 91a, 92a, and 93a on the low-pressure suction side through grooves 112, 113, 114, and 115, respectively. Further, holes 116 and 117 for connecting the space 95 and the space 108 are provided inside the shaft of the drive gear 83, and a hole 118 for connecting the spaces 109 and 110 at both shaft ends is provided inside the driven gear 84. It has been. On the other hand, a discharge port 119 is connected to the high pressure discharge side formed by the notches 90b, 91b, 92b, 93b.
[0028]
  Thus, when the gears 83 and 84 rotate in the direction of the arrow in FIG. 11, the fluid is sucked in from the suction port 94 by the suction action of the meshing portion whose left volume is in the expansion process, and meshing in the contraction process on the right side. The pressure is increased by the compression action of the part and discharged from the discharge port 119.
[0029]
  At this time, the fluid flowing in from the suction port 94 flows through the space 95, the space 100, the groove 86, the space 101, and the groove 112 to the notch 90 a, and from the space 95 to the holes 116, 117, the space 108, and the space 103. , Groove 97, space 102, flow through groove 113 to notch 91a, and flow through space 95, pipe 111, space 109, space 104, groove 98, space 105, groove 114 to notch 92a. And from the space 109 through the hole 118, the space 110, the space 107, the groove 99, the space 106, and the groove 115 to reach the notch 92a, reach the meshing portion of the gears 83 and 84, and toward the discharge side. The pressure is increased and discharged.
[0030]
  Therefore, according to the gear pump of the present embodiment, the sliding surfaces between the shaft hole inner peripheral surfaces of the side plates 86, 87, 88, 89 constituting the radial bearing and the shafts of the gears 83, 84, and the thrust bearing Since the fluid flowing in from the suction port 94 is continuously supplied to the sliding surface between the side plates 86, 87, 88, 89 and the gears 83, 84, the good lubricating state can always be maintained. That is, unlike the prior art gear pump, it is not necessary to rely on the flow of the fluid for lubricating the sliding portion leaking from the high pressure side to the low pressure side, so the clearance between the sliding portions is reduced to improve the volumetric efficiency. Even if the fluid leaking from the high pressure side to the low pressure side is reduced, the lubrication state is hardly affected. In addition, a fresh, clean, low-temperature fluid before being subjected to compression, mechanical shearing, heating, etc. is always supplied to the sliding surface, so that the cooling effect is great as well as the lubrication state, resulting in high durability. be able to. Therefore, both high volumetric efficiency and durability can be achieved. In addition, since a good lubrication state can be obtained, there is also an effect that it is not necessary to use a special and expensive material.
[0031]
  In the above embodiment, the resistance to the flow of each path that flows in through the groove, space, pipe, etc., that is, the length and the cross-sectional area of the flow path are not necessarily the same. This is because even if the flow rate is not uniform due to the difference in resistance, a much larger flow rate is supplied compared to the flow that leaks from the high pressure side to the low pressure side as in the case of the gear pump of the prior art. This is because the effect of is greatly improved.
[0032]
  Next, a first fuel supply device for an engine using the gear pump of the present invention will be described.referenceAn example will be described with reference to FIG.
[0033]
  The engine 200 is provided with fuel injection valves 201a, 201b, 201c, and 201d that inject fuel into the combustion chamber. The fuel is first pressurized from the fuel tank 202 to a pressure of about 0.2 to 0.5 MPa by a feed pump 204 driven by a motor 203, and then further pressurized by a high-pressure fuel supply pump 205, by a pressure control valve 206. The fuel pressure is adjusted to a predetermined fuel pressure of about 3 to 12 MPa and supplied to the fuel injection valves 201a, 201b, 201c and 201d. This high-pressure fuel supply pump 205 is the gear pump shown in any of FIGS. 1 to 11, and its suction port is connected to the feed pump 204, and the discharge port is connected to the pressure control valve 206. The camshaft 207 is driven through the coupling 208 by the rotational force. The pressure control valve 206 compares the feedback signal 210 from the pressure sensor 209 with the target value 211, refers to information 212 from other sensors, gives a control command 213 to the pressure control valve drive circuit 214, and based on this The fuel pressure is controlled by driving the pressure control valve 206.
[0034]
  BookreferenceAccording to the fuel supply device of the example, since the high-pressure fuel supply pump 205 has little leakage, a high volumetric efficiency can be obtained from a low rotation range, and it has high durability, so even at a low rotation speed such as when starting an engine or idling. Fuel can be supplied at a sufficiently high pressure, and the engine 200 can be started reliably, and a more stable eye drink operation can be performed, whereby an effect such as a smooth start can be obtained over a long period of time. Therefore, the motion performance of the vehicle equipped with the engine 200 equipped with this fuel supply device is improved. In addition, since it is not necessary to select a pump with a large discharge amount in order to compensate for a decrease in volumetric efficiency in the low rotation range, the high-pressure fuel supply pump 205 and the feed pump 204 can be small in size, and can be increased from the normal rotation range. Excess fuel is not discharged in the rotation range, energy loss is reduced, fuel efficiency is improved, relief flow from the pressure control valve is minimized, cavitation and heat generation can be prevented, and the life of the pressure control valve is reduced. The effect of becoming long can be acquired. Further, the high-pressure fuel supply pump 205 is easy to manufacture and low in cost, so that the cost of the engine and the vehicle can be reduced. In addition, since it is small and lightweight, it is easy to arrange the equipment in the engine room.
[0035]
  next, BurningSecond of the material supply devicereferenceAn example will be described with reference to FIG. BookreferenceAn example is the first shown in FIG.referenceThe example is changed as follows.
[0036]
  The high-pressure fuel supply pump 205 is driven by the motor 220, the feedback signal 210 from the pressure sensor 209 is compared with the target value 211, and the control command 221 is sent to the motor drive circuit 222 with reference to information 212 from other sensors. Based on this, the rotational speed of the motor 220 is adjusted to control the fuel pressure of the fuel supplied to the fuel injection valves 201a, 201b, 201c, 201d.
[0037]
  BookreferenceAccording to the fuel supply device in the example, only the minimum flow rate necessary to maintain the desired fuel pressure is discharged, so the pressure control valve is no longer necessary, and malfunctions due to foreign object biting and performance degradation due to cavitation erosion The occurrence of problems such as these can be eliminated. In addition, the number of revolutions of the high-pressure fuel supply pump 205 can be selected regardless of the number of revolutions of the engine, so that one type of pump can be used for many types of engines, and the cost from development to production and maintenance of the pump. The effect of reducing the production cost of the pump due to the mass production effect is further increased. Moreover, since the high-pressure fuel supply pump 205 can maintain high volumetric efficiency and low driving torque over a long period of time, the motor 220 can be small, and the driving circuit 222 can be small and inexpensive. In addition, effects such as cost reduction can be obtained.
[0038]
  As described above, the gear pump of the present invention is fresh, clean and abundant flowing from the suction port without relying on the leakage flow from the high-pressure side to the low-pressure side for lubrication of the sliding portion forming the radial bearing or the thrust bearing. Because it uses a simple fluid, good lubrication and cooling are always obtained regardless of the volumetric efficiency, and even high-efficiency, high-efficiency, high-efficiency, high-efficiency, high-efficiency gasoline can be supplied. Can be realized. Therefore, it is used not only for fuels such as gasoline but also for other fluids such as water, food, and medicine. Of course, if the gear pump of the present invention is used as a hydraulic power source of a hydraulic device, high volumetric efficiency can be obtained without impairing durability, so that it is possible to discharge at a higher pressure. Therefore, it is possible to increase the working pressure of the gear pump, which has been regarded as a practical limit of about 25 MPa until now, to a pressure exceeding 30 MPa, and a system using an expensive pump such as a piston pump is also low in cost. Since the gear pump is sufficient, the cost of the entire system can be reduced.
[0039]
  next,toothCar motorReference examplesWill be described. In the same configuration as the gear pump shown in FIGS. 1 to 11, a high-pressure supply port supplied from a fluid pressure source is connected to the discharge port, and a low-pressure return port leading to the reservoir is connected to the suction port to allow fluid to flow. For example, the gear rotates in the direction opposite to the arrow shown in the figure and acts as a gear motor that converts fluid energy into mechanical rotation energy. At this time, contrary to the above-described embodiment, the fluid flows from the supply port and rotates the gear, and then passes through the thrust bearing portion between the gear and the side plate, and then passes through the radial bearing portion of the side plate and the casing. And discharged from the return port.
[0040]
  If this gear motor is used, the sliding part is lubricated by the fluid on the side opposite to the gear pump described above, but always abundantly supplied without relying on the leakage flow from the high pressure side to the low pressure side. As with gear pumps, high efficiency and high durability can be achieved at the same time, improving motor start / stop characteristics, miniaturization, and cost reduction. The effect of being able to plan is acquired.
[0041]
  In the present invention, a fluid supply passage that is continuous with the rotating shaft of the gear and the sliding surface of the side plate and the side surface of the gear and the sliding surface of the side plate is formed, and the inlet side of the fluid supply passage is used as a suction port and the outlet side is provided. Since it is connected to the suction side space of the gear meshing section, fresh, clean and low temperature fluid flowing from the suction port is constantly circulated at a rich flow rate on the sliding surface of the gear rotation shaft and side and side plates. The sliding surface between the gear and the side plate can always be kept in a good lubrication state and can be cooled. Thereby, a gear pump having high durability can be obtained. Also, since the good lubrication state of the sliding surface is continuously maintained, the change in sliding resistance is reduced, the driving torque is also kept low, and special and expensive materials are used for the gears and side plates. There is no need. Moreover, it is no longer necessary to lubricate the sliding image between the gear and the side plate by leaking fluid from the high pressure side to the low pressure side, and even if volume clearance is improved by reducing the clearance between the sliding surfaces and reducing the amount of fluid leakage, Good lubrication of the moving surface can be maintained.
[0042]
  Further, the fluid supply path includes an axially extending groove formed in the axial hole of the side plate, a radially extending groove formed on a sliding surface with the side surface of the gear of the side plate, and an axial hole of the side plate communicating between the grooves. Since it is configured to have an annular space provided at the end portion, the fluid can be smoothly lubricated over the entire sliding surface with a simple structure.
[0043]
  In addition, since the fluid supply path is continuously formed so as to include the sliding surface between the bearing of the casing and the rotating shaft of the drive gear, the bearing sliding surface of the casing can be well lubricated with a simple configuration. And higher durability can be obtained.
[0044]
  Furthermore, since the fluid supply path is formed by connecting the fluid supply path formed on the sliding surface of the drive gear and the fluid supply path formed on the sliding surface of the driven gear in parallel, the fluid flowing from the suction port Good lubrication with low flow path resistance can be performed by supplying a flow divided to the sliding surface of the drive gear and the sliding surface of the driven gear.
[0045]
  Further, the fluid supply passage is continuously formed so as to include an annular space provided around the rotation shaft of the gear extending in the casing, and the annular space communicates with the suction port. The fluid can be smoothly supplied to the fluid supply path.
[0046]
  Further, the fluid supply path is an axially extending groove formed in the axial hole of each side plate disposed on both sides of the gear, and a radially extending groove formed in the sliding surface with the gear side surface of each side plate; An annular space provided at the end of the shaft hole of each side plate that communicates between the grooves, and one inlet side of the fluid supply path of each side plate is formed through a hole formed in the rotation shaft of the gear. Since the fluid supply path of each side plate is connected in parallel with the suction port, the fluid flowing from the suction port can be divided and supplied to the sliding surface of one side plate through the hole of the rotating shaft. Good lubrication with low flow resistance can be performed.
[0047]
  In addition, a hole formed in the rotating shaft is opened in the end surface of the rotating shaft, and a space that communicates this opening and a groove formed in the shaft hole of the side plate is formed on the counter gear side of the casing, so that the inflow from the suction port The fluid to be flowed can smoothly flow from the hole of the rotating shaft into the groove of the shaft hole of the side plate through the space of the casing.
[0048]
  Further, since the axially extending groove formed in the shaft hole of the side plate is provided on the side opposite to the seal block with respect to the rotation shaft, the groove extending in the axial direction is provided in a portion where the load applied to the bearing surface of the shaft hole of the side plate is low. Therefore, it is possible to prevent problems such as damage to the bearing portion.
[0049]
  The present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof. As such, the preferred embodiments described in the present invention are illustrative and not limiting. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and all modifications that come within the meaning of the claims are intended to be embraced by the present invention.
[0050]
  As described above, according to the present invention, a gear pump that is inexpensive and can have both high volumetric efficiency and high durability.Iscan get.
[0051]
【The invention's effect】
  The sliding surface between the rotating shaft of the gear and the side plate located on the opposite side of the suction port across the gear, andSide plate located on the opposite side of the suction port across the gearWhenGear sideSince the fluid flowing in from the suction port is supplied to the sliding surface through the hole formed in the rotation shaft of the gear so as to constantly flow, a good lubrication state can always be maintained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of a gear pump according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
3 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
4 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
5 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the gear pump of the present invention.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a third embodiment of the gear pump of the present invention.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a fourth embodiment of the gear pump of the present invention.
9 is a cross-sectional view taken along the line E-E in FIG. 8;
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a fifth embodiment of the gear pump of the present invention.
11 is a cross-sectional view taken along line FF in FIG.
FIG. 12 is a block diagram showing a first embodiment of an engine fuel supply apparatus using the gear pump of the present invention.
FIG. 13 is a block diagram showing a second embodiment of an engine fuel supply apparatus using the gear pump of the present invention.
[Explanation of symbols]
  DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Flat casing, 2 ... Cylindrical casing, 3 ... Drive gear, 4 ... Driven gear, 5 ... Seal block, 6, 7 ... Side plate, 8 ... Suction port, 21 ... Ring space, 22, 23, 24, 25, 26 ... groove, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34 ... annular space, 35, 36, 37 ... cylindrical space, 38, 39 ... hole.

Claims

A casing that forms a closed space inside, a gear that is arranged so that teeth provided on the outer periphery in the casing mesh with each other and rotate, and the gear that sandwiches the gear from both sides in the rotation axis direction of the gear Two side plates that are slidably arranged on the side surface, and a suction port and a discharge port provided in the casing,
The suction port is provided on the side opposite to the side where the gear is provided with respect to one side plate of the two side plates,
The gear is configured such that its rotation shaft is slidably fitted in a shaft hole formed in the side plate, sucks and pressurizes fluid from one side of the meshing portion of the gear, and discharges it to the other side.
In the gear pump in which the suction side of the meshing portion is connected to the suction port,
A fluid supply path that is continuous with a sliding surface between the rotating shaft of the gear and the side plate and a sliding surface between the side surface of the gear and the side plate is formed, and an inlet side of the fluid supply path is connected to the suction port. And connecting the outlet side of the fluid supply path to the suction side space of the meshing portion of the gear,
Of the fluid supply path , located on the opposite side of the suction port across the gear and the sliding surface of the rotation shaft of the gear and the side plate located on the opposite side of the suction port across the gear. The fluid supply path that continues to the sliding surface between the side plate and the side surface of the gear passes through a hole formed inside the rotation shaft of the gear and continues to these sliding surfaces. .

The fluid supply path includes an axially extending groove formed in an axial hole of the side plate, a radially extending groove formed on a sliding surface with a gear side surface of the side plate, and the side plate communicating between the grooves. The gear pump according to claim 1, further comprising an annular space provided at an end of the shaft hole.

The gear includes a drive gear and a driven gear whose rotation shaft is supported by the bearing of the casing, and the fluid supply path includes a sliding surface between the bearing of the casing and the rotation shaft of the drive gear. 2. The gear pump according to claim 1, wherein the gear pump is formed continuously.

The gear includes a driving gear and a driven gear, and the fluid supply path includes a fluid supply path formed on a sliding surface of the driving gear and a fluid supply path formed on a sliding surface of the driven gear. The gear pump according to claim 1, wherein the gear pump is connected in parallel.

The gear has a rotating shaft extending into the casing, and the fluid supply path is continuously formed so as to include an annular space provided around the rotating shaft of the gear extending into the casing; 2. The gear pump according to claim 1, wherein the annular space communicates with the suction port.