JPH0585757B2

JPH0585757B2 -

Info

Publication number: JPH0585757B2
Application number: JP14419490A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Saji
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1990-05-31
Filing date: 1990-05-31
Publication date: 1993-12-08
Also published as: JPH0436082A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ギヤポンプの潤滑構造に関し、特に
熱劣化の大きい比較的高粘度の流体送り用のギヤ
ポンプであつて、例えばプラスチツクシートやフ
イルム製造用のポリマーの押出機に用いられるも
のに適したものである。

（従来の技術）ポンプケースの内部の駆動ギヤと従動ギヤとに
よつて搬送される流体により、その駆動ギヤの駆
動軸と従動ギヤの従動軸の各軸受部が潤滑される
ギヤポンプが一般に用いられる。

従来、このようないわゆる自己潤滑式ギヤポン
プにあつては、駆動ギヤの軸受部を潤滑した流体
と従動ギヤの軸受部を潤滑した流体の双方を、ポ
ンプケースの内部の低圧側に還流させる流体通路
を形成するか、若しくは、双方の流体をポンプケ
ースの外部に排出する流体通路を形成していた。

例えば第３図に示すギヤポンプは、駆動ギヤの
駆動軸１０１を軸受１０２により支持し、従動ギ
ヤの従動軸１０３を軸受１０４により支持し、駆
動軸１０１はポンプケース１０５から外部に突出
させてモータ等の駆動源と連結させている。

また、駆動軸１０１はポンプケース１０５に、
内周に螺旋溝状のラビリンスを有するスリーブ１
０６を介して支持され、これにより駆動軸１０１
の軸封部が形成されている。

そして、駆動軸１０１の軸受部と従動軸１０３
の軸受部とをつなぐ溝１０７がポンプケース１０
５に形成されている。

これにより、駆動軸１０１の軸受部を潤滑した
流体は、ポンプケース内の圧力と大気圧との差に
より、駆動軸１０１とポンプケース１０５との間
の軸封部の〓間から図中矢印で示すように外部に
排出され、また、従動軸１０３の軸受部を潤滑し
た流体は溝１０７を介して駆動軸１０１とポンプ
ケース１０５との間の軸封部の〓間から同様に排
出される。

また、第４図に示すギヤポンプは、駆動軸１０
１の軸受部と外部とをつなぐ排出孔１０８と、従
動軸１０３の軸受部と外部とをつなぐ排出孔１０
９とがポンプケース１０５に形成されている。こ
れにより、駆動軸１０１の軸受部を潤滑した流体
は排出孔１０８から図中矢印で示すように外部に
排出され、また、従動軸１０３の軸受部を潤滑し
た流体は排出孔１０９から外部に排出される。

（発明が解決しようとする課題）自己潤滑式ギヤポンプを比較的高粘度の流体送
りに用いる場合、駆動軸はモータ等の駆動源と連
結する必要上、ポンプケースから外部に突出させ
なければならないので、ポンプケースと駆動軸と
の間に前記ラビリンスを有するスリーブを介在さ
せる等することにより軸封部を形成し、流体の流
れを規制して容易に外部に流出するのを防止しな
ければならない。

そのため、駆動軸の軸受部の潤滑用流体は、ど
うしてもその軸封部において滞流してしまうこと
になる。そうすると、比較的高粘度の流体をギヤ
ポンプにより送る場合には、流体が凝固するのを
防止するためギヤポンプをヒーターにより加熱し
たり、流体相互の摩擦により熱が生じることか
ら、その駆動軸の軸受部の潤滑流体は滞流するこ
とにより長時間高温に保持されることになる。

このような従来のギヤポンプを、例えばポリカ
ーボネイト、メタアクリル樹脂といつた熱劣化の
大きい材料の送りに用いると、熱劣化により変質
して着色等されてしまうことになる。

よつて、従来の両軸受部の潤滑流体をポンプケ
ースの内部に還流させるギヤポンプでは、駆動軸
の軸封部において着色等された劣化物がポンプケ
ースの内部に還流して製品を汚染するという問題
があつた。

また、ギヤポンプにより送られる比較的高粘度
の流体の温度は、駆動軸の軸方向一端側がモータ
等の駆動源に連結されていることから、軸方向一
端側ではそのモータ等への熱伝達により軸方向他
端側よりも低温となる。

そのため、従来の両軸受部の潤滑流体をポンプ
ケースの外部に排出させるギヤポンプでは、軸方
向一端側と他端側とで温度差により流体粘度に差
が生じることから、流体排出量にも差が生じる。
これにより、軸方向一端側と他端側とで軸端部圧
力が異なつたものとなり、従動軸にはスラスト荷
重が作用することになる。すると、駆動軸は両端
ともポンプ外に突出させているのでスラスト荷重
は発生しないが、従動軸は軸方向移動してしま
い、従動ギヤの側面と軸受の側面との間の潤滑膜
が破れて焼付やかじり等を生じてギヤポンプが破
損してしまうという問題がある。

さらに、双方の軸受部の潤滑流体をポンプケー
スの外部に排出すると、流体のロスが多くランニ
ングコストが嵩むという問題がある。

（課題を解決するための手段）本発明は上記従来技術の問題を解決することが
できるギヤポンプの潤滑構造を提供することを目
的とし、その特徴とするところは、駆動軸と従動
軸とがポンプケース内部に設けられた軸受部によ
り支承され、駆動軸に固定された駆動ギヤおよび
従動軸に固定された従動ギヤの回転によつて搬送
される流体自身によりその軸受部が自己潤滑され
るギヤポンプにおいて、前記駆動軸の軸受部を潤
滑した潤滑流体をポンプケース外に排出するため
の、ポンプケースの壁面に設けた貫通孔、あるい
は駆動軸の軸封部の軸外周スキマよりなる排出用
流体通路と、前記従動軸の軸受部を潤滑した潤滑
流体をポンプケースの内部に還流させるための、
従動軸端面に対向する部位のポンプケース内面に
設けた還流溝およびこの還流溝と連通してポンプ
ケース内部の低圧側に至る還流用流体通路とを備
え、駆動軸の軸受部を潤滑した流体はポンプケー
ス内部を還流させずに外部に排出し、従動軸の軸
受部を潤滑した流体はポンプケース内部に還流す
るようにした点にある。

（作用）本発明の構成によるギヤポンプによれば、吸引
された流体の一部は、ポンプケース内部の低圧側
から高圧側に至り、しかる後に駆動軸の軸受部に
至る。そして、この軸受部を潤滑した流体は、ポ
ンプケースの低圧側に至ることなく、ポンプケー
スの内部の高圧側と大気孔とに差によりポンプケ
ースの外部に排出される。これにより、駆動軸の
軸受部を潤滑した流体がポンプケースの内部に還
流することはない。

また、吸引された流体の一部は、ポンプケース
内部の低圧側から高圧側にいたり、しかる後に従
動軸の軸受部に至る。そして、この軸受部を潤滑
した液体は、ポンプケース内部の圧力差によつ
て、従動軸端のケース板還流溝及びポンプケース
に設けた還流用流体通路を介して低圧側に還流す
る。従動軸端は、ポンプ内部にあるので従動軸の
軸方向一端側と他端側とに温度差が発生せず流体
の粘度変化がない。従つて、両軸端部の圧力に差
が生じることはなく、従動軸にスラスト荷重が作
用することはない。

（実施例）以下、本発明の実施例を第１図、第２図を参照
して説明する。

図に示すギヤポンプ１は、比較的高粘度のポリ
マー等の流体送りに用いられるもので、ポンプケ
ース２と、このポンプケース２に内蔵される駆動
ギヤ３と従動ギヤ４とを備えている。

そのポンプケース２は、中空のケース本体５
と、このケース本体５の対向側面に取り付けられ
る一対のケース板６，７とで構成されている。

そのケース本体５には、軸受保持孔１４、流体
の吸入孔２１と吐出孔２２とが開口されている。
また、ポンプケース２はヒータ２３により覆われ
ている。

その駆動ギヤ３と従動ギヤ４とは相噛合するも
のであり、駆動ギヤ３は駆動軸８に取り付けら
れ、従動ギヤ４は従動軸９に取り付けられてい
る。

その駆動軸８は、駆動ギヤ３の軸方向一方側と
他方側とにおいて、軸受１０，１１により支持さ
れている。

また、従動軸９は、従動ギヤ４の軸方向一方側
と他方側とにおいて、軸受１２，１３により支持
されている。

それら軸受１０，１１，１２，１３は、前記ケ
ース本体５に形成された保持孔１４に嵌合されて
いる。

そして、駆動軸８の軸方向一端は、一方のケー
ス板６に形成された通孔１５を通つてポンプケー
ス２の外部に突出され、図外モータ等の駆動源に
連結される。また、駆動軸８の軸方向他端は他方
のケース板７に形成された通孔１６を通つてポン
プケース２の外部に突出されている。

その駆動軸８とケース板６，７の通孔１５，１
６との間には、筒状の冷却ジヤケツト１７が介在
されている。この冷却ジヤケツト１７は、図中矢
印方向に水や空気等の冷却流体を流す通路１８を
有し、その冷却流体は流量調節自在なものとされ
ている。

また、この冷却ジヤケツト１７と駆動軸８との
間に軸封部が形成されている。

上記ギヤポンプ１において、駆動軸８を回転駆
動することによつて駆動ギヤ３と従動ギヤ４とが
回転し、流体は吸入孔２１から吸引され、駆動ギ
ヤ３と従動ギヤ４の外周とポンプケース２の内周
との間を通つて吐出孔２２から吐出される。この
際、ヒータ２３によりギヤポンプ１を加熱するこ
とで、ポリマー等の高粘度流体が凝固してしまう
のを防止している。

そして、ギヤポンプ１により送られる流体によ
り、駆動軸８及び従動軸９の軸受部を潤滑するた
めの流体通路が形成されている。

すなわち、軸受１０，１１の駆動ギヤ３との対
向端面、軸受１２，１３の従動ギヤ４との対向端
面にはそれぞれ径方向溝２４が形成され、ギヤ端
面と軸受端面との接触が流体膜により規制されて
焼付やかじりが防止されている。

また、軸受１０，１１，１２，１３の内周面に
は軸方向溝２５が形成され、軸外周面と軸受内周
面との接触が流体膜により規制されて焼付やかじ
りが防止されている。

そして、駆動軸８の軸受部の潤滑流体を、駆動
軸８の外部に排出するための流体通路が形成され
ている。

すなわち、前記冷却ジヤケツト１７の内周には
スリーブ１９が嵌合され、このスリーブ１９の内
周面には螺旋溝状のラビリンス２０が形成されて
いる。この冷却ジヤケツト１７とスリーブ１９と
は駆動軸８に僅かの〓間を介して嵌合されてい
る。

これにより、ギヤポンプ１により吸引されてポ
ンプケース２の内部の低圧側から高圧側に至つた
流体は、図中２点鎖線で示すように、駆動軸８の
軸受部を潤滑した後に、駆動軸８とスリーブ１９
との〓間、ラビリンス２０、および駆動軸８と冷
却ジヤケツト１７との〓間を通つてポンプケース
２の外部に排出される。

この際、ラビリンス２０により流体の流れは規
制され、また冷却ジヤケツト１７の冷却流体の流
量を調節して排出流体の粘度を調節することで流
体の排出量が不必要に大きくなるのが防止され、
これにより前記軸封部が形成されている。そのた
め、駆動軸８の軸封部において駆動軸８の軸受部
の潤滑流体は滞流し、長時間高温に保持されるた
めの劣化し易くなるが、駆動軸８の軸受部の潤滑
流体をポンプケース２の内部に還流させる流体通
路は形成されておらず、ポンプケース２の内部の
高圧側と大気圧との差により確実に外部に排出さ
れる。これにより、劣化した流体がポンプケース
２の内部に還流することはなく、製品を汚染する
ことはない。

そして、従動軸９の軸受部の潤滑流体をポンプ
ケース２の内部に還流させるための流体通路が形
成されている。

すなわち、ケース本体５には従動軸９と平行に
貫通孔２７が形成され、この貫通孔２７の一端に
吸入孔２１の内部、すなわちポンプケース２の内
部の低圧側に開口されている。また、その貫通孔
２７の他端は、ケース板６，７の内面と対向する
よう開口されている。そしてケース板６，７の内
面には、その貫通孔２７と従動軸９の軸受１２，
１３の内周孔とをつなぐように凹溝２８が形成さ
れている。なお、貫通孔２７、凹溝２８の径や深
さ等をあまり大きくすると、流体が流れるのに時
間を要し滞留してしまうので、適当な大きさとす
るのが良い。

これにより、ギヤポンプ１により吸引されてポ
ンプケース２の内部の低圧側から高圧側に至つた
流体の一部は、第２図中１点鎖線で示すように、
従動軸９の軸受部を潤滑後に、凹溝２８、貫通孔
２７を通つて、吸入孔２１の内部、すなわちポン
プケース２の低圧側に還流する。

このように、従動軸９の軸受部の潤滑流体はポ
ンプケース２の外部に排出されないので、排出量
の差により軸端圧力に差が生じることはなく、従
動軸９にスラスト荷重が作用することはない。こ
れにより、ギヤ端面と軸受端面との間の焼付やか
じりが生じることはない。また、排出流体の低減
による流体のロスも低減できる。

なお、本発明は上記実施例に限定されず、例え
ば、駆動軸８の軸受部の潤滑流体を、ポンプケー
ス２の外部に排出する流体通路を、駆動軸８の軸
封部とは別に、ケース板６，７に形成しても良
い。また、従動軸９の軸受部潤滑流体を高圧側か
ら低圧側に還流させる流体通路も、例えば貫通孔
２７にかえて、ケース本体５の保持孔１４の内周
面に凹溝を形成し、この凹溝と軸受１２，１３の
外周面との間により凹溝２８と低圧側とをつなぐ
ようにしてもよい。

（発明の効果）本発明によるギヤポンプによれば、駆動軸の軸
受部の潤滑流体はポンプケースの内部に還流され
ることなく外部に排出されるので、駆動軸の軸封
部において流体が滞流して熱劣化しても製品を汚
染させることはなく、熱劣化し易い樹脂等の流体
送りに適したものである。

また、従動軸の軸受部の潤滑流体は外部に排出
されることなくポンプケース内部に還流され、軸
端圧力に差が生じることはないので、従動軸にス
ラスト荷重が作用することはなく、ギヤ端面と軸
受端面との接触による焼付やかじりによるギヤポ
ンプの破損を防止できる。

さらに、流体のポンプケース外部への排出量
は、従来のように駆動軸と従動軸の双方の軸受部
の潤滑流体を排出するものに比べ略半減するの
で、流体のロスが少なくランニングコストを低減
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の実施例に係り、第
１図はギヤポンプの断面図、第２図はギヤポンプ
の潤滑流体の流れの説明用分解斜視図、第３図及
び第４図は従来例に係るギヤポンプの潤滑流体の
流れの説明用部分断面図である。１…ギヤポンプ、２…ポンプケース、３…駆動
ギヤ、４…従動ギヤ、８…駆動軸、９…従動軸、
１０，１１，１２，１３…軸受、２７…貫通孔、
２８…凹溝。

Claims

【特許請求の範囲】１駆動軸８と従動軸９とがポンプケース２内部
に設けられた軸受部１０，１１，１２，１３によ
り支承され、駆動軸８に固定された駆動ギヤ３お
よび従動軸９に固定された従動ギヤ４の回転によ
つて搬送される流体自身によりその軸受部１０，
１１，１２，１３が自己潤滑されるギヤポンプ１
において、前記駆動軸８の軸受部１０，１１を潤滑した潤
滑流体をポンプケース２外に排出するための、ポ
ンプケース２の壁面に設けた貫通孔１０８、ある
いは駆動軸８の軸封部１７の軸外周スキマよりな
る排出用流体通路と、前記従動軸９の軸受部１
２，１３を潤滑した潤滑流体をポンプケース２の
内部に還流させるための、従動軸９端面に対向す
る部位のポンプケース２内面に設けた還流溝２８
およびこの還流溝２８と連通してポンプケース２
内部の低圧側に至る還流用流体通路２７とを備
え、駆動軸８の軸受部１０，１１を潤滑した流体は
ポンプケース２内部を還流させずに外部に排出
し、従動軸９の軸受部を潤滑した流体はポンプケ
ース２内部に還流するようにしたことを特徴とす
るギヤポンプ。