フォイトギアポンプの放射状力についての解説

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フルイトギアポンプが動作する際、ギアポンプのベアリングに作用する半径方向の力は、ギアの円周上の液体圧力によって生じる半径方向の力と、ギアの噛み合いによって生じる半径方向の力から構成されており、これらを総称してフルイトギアポンプの半径方向の力の問題と呼びます。　　ギアポンプが動作する際、ギアとケーシングの内孔との半径方向の隙間において、吸油室から圧油室への液体圧力の分布は段階的に増大し、液体圧力の近似分布曲線が得られる。作動歯車と従動歯車に作用する液体圧力によって生じる半径方向の力FPの大きさは完全に同じで、その向きは下方に向かい、吸油室を指している。駆動歯車と従動歯車の歯車噛み合いによって生じる半径方向の力FTの大きさはほぼ等しいが、方向は異なる。したがって、歯車の円周上の液体圧力によって生じる半径方向の力と、歯車の噛み合いによって生じる半径方向の力から、駆動歯車が受ける半径方向の力の合力を求めることができる。明らかに、従動歯車の合力の方が駆動歯車の合力よりも大きい。そのため、駆動輪と従動輪のベアリング仕様が同じ場合、従動輪のベアリングの摩耗が早く進みます。2つのベアリングの寿命を同等または近接させるために、圧油口を半径方向力が小さい側にずらすことで、従動歯車の合力を駆動歯車の合力よりも大きくすることができる。　　上記の半径方向の力は不平衡力であり、かつ作業圧力が高くなるほど半径方向の不平衡力も大きくなる。重症の場合、歯車軸が変形し、ケーシングの吸油口側が歯によって傷つき、同時にベアリングの摩耗が進んでポンプの寿命が短くなります。　　港湾用油圧機器の修理現場　半径方向の不平衡力を軽減するための一般的な方法の1つは、歯車のモジュールや歯幅Bを適切に選定することです。一般的に、低圧用の歯車ポンプでは、中高圧用の歯車ポンプではとすることで、半径方向の力を軽減しつつ容積効率を低下させることがありません。方法の二つ目は、円周方向における圧力分布のパターンを変えることであり、例えばポンプの圧油口のサイズを小さくして圧力油が1つの歯から2つの歯の範囲内でのみ作用するようにしたり、またはカバープレートやシールリングの外周にオイル溝（バランス溝）を設けて半径方向の力を減らしたりする。カバープレート上に設けられたバランス溝1、2をそれぞれ低圧室および高圧室と連通させ、吸油室および圧油室に対応する液圧の半径方向力を発生させて、その半径方向力を相殺する。　　フルイトギアポンプの半径方向力の問題を適切に設定し、半径方向力の作用を調整して、その不均衡な状態を把握・低減することで、油圧ポンプの安定性と容積効率を維持する。