JP2014009692A - 内接型ギヤポンプ - Google Patents

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Abstract

【課題】二重内接型ギヤポンプにおける二つのギヤポンプ間の漏れを防ぎ、耐用年数および効率を高める。
【解決手段】リングギヤ7と、該リングギヤ内に配置されていて、このリングギヤと噛み合うピニオン6と、前記リングギヤ7および前記ピニオン6の端面側に当接する、相対回動不能なアキシャルディスク11,12とを有している形式の液圧式の車両ブレーキ装置のための内接型ギヤポンプにおいて、内接型ギヤポンプ2が、ポンプ軸を包囲する、前記アキシャルディスク11,12のシール29;30を有している。アキシャルディスク11,12のシール29;30によって、ポンプ軸のシールを省くことができ、しかもアキシャルディスクは相対回動不能であり、軸方向で僅かに移動するだけなので、アキシャルディスク11,12のシール29;30は、摩擦および摩耗に晒されることがない。
【選択図】図1

Description

本発明は、液圧式の車両ブレーキ装置のために設けられている、請求項1の前提部の構成を有する内接型ギヤポンプに関する。
内接型ギヤポンプは公知である。内接型ギヤポンプは、リングギヤと、該リングギヤ内に偏心的に配置されたピニオンとを有しており、該ピニオンは、周囲区分で以ってリングギヤと噛み合っている。リングギヤは内歯列を有する歯車であり、ピニオンは外歯列を有する歯車であり、リングギヤおよびピニオンは、内接型ギヤポンプの歯車とも称呼される。ピニオンおよびリングギヤの呼び方は、区別するために用いられている。歯車が互いに噛み合う周囲区分の外側において、リングギヤとピニオンとは互いの間に鎌形のポンプスペースを画成している。このポンプスペース内に分離部材が配置されており、この分離部材は、吸入領域を吐出領域に対して分離している。分離部材の別の呼び方は、セグメント部材または、鎌または鎌部分の形に基づくものである。内接型ギヤポンプは、分離部材無しでも構成することができるが、その場合、リングギヤポンプと称呼される。
ポンプスペースを側方で制限するためのアキシャルディスクは公知であり、このアキシャルディスクは、プレッシャプレートまたは制御プレートとも称呼される。この場合、重要なのは、プレートまたはディスクの形状ではなく、機能である。アキシャルディスクは、相対回動不能に保持されているが、軸方向で可動であり、アキシャル滑り軸受の形式に従ってリングギヤおよびピニオンの端面側に当接する。アキシャルディスクは、歯車とは反対側の外側で、圧力で負荷され、それによって歯車の端面側に押圧される。圧力負荷は、一般的には、ポンプスペース内のリングギヤとピニオンとの間の吐出領域をほぼカバーする圧力域に限定される。この圧力域は吐出領域と連通しているので、アキシャルディスクの両側の圧力負荷は同じである。相対回動不能なアキシャルディスクの、歯車に対する押圧力は高過ぎてはならない。何故ならば、そうでないと歯車の回転抵抗は高く、内接型ギヤポンプの効率は低くなるからである。回転抵抗と、歯車とアキシャルディスクとの間のポンプスペースの吐出領域からの漏れとの間に、良好な妥協が存在することが重要である。このようなアキシャルディスクを備えた内接型ギヤポンプは、特許文献1に開示されている。
特許文献2には、液圧式の2回路式車両ブレーキ装置のための二重内接型ギヤポンプが開示されている。二重内接型ギヤポンプは2つの内接型ギヤポンプを有しており、これらの内接型ギヤポンプは、ポンプハウジング内で共通のポンプ軸に同軸的に並列配置されている。各内接型ギヤポンプは、車両ブレーキ装置の1つのブレーキ回路に配属されている。内接型ギヤポンプは、その歯車の両側にアキシャルディスクを有している。2回路式車両ブレーキ装置においては、2つのブレーキ回路の確実な液圧式の分離が必要であり、したがって、公知の二重内接型ギヤポンプにおいては、2つの内接型ギヤポンプを確実に液圧式に分離することが要求される。このために、公知の二重内接型ギヤポンプは2つの半径方向軸シールリングを有しており、これらの軸シールリングは、2つの内接型ギヤポンプの間でポンプ軸に互いに小さい間隔を保って並んで配置されている。二重内接型ギヤポンプの、ポンプモータとしての電動モータによって駆動が行われる側に、第3の半径方向軸シールリングが設けられている。
液圧式の2回路式車両ブレーキ装置のためのその他の二重内接型ギヤポンプは、特許文献3に開示されている。この二重内接型ギヤポンプも2つの内接型ギヤポンプを有しており、これらの内接型ギヤポンプは勿論、同軸的に配置されているのではなく、1つの共通の平面に互いに平行にかつ互いに間隔を保って設けられた2つの軸に並んで配置されている。2つの内接型ギヤポンプのリングギヤは、互いに噛み合う外歯列を有しているので、一方の内接型ギヤポンプのリングギヤが、他方の内接型ギヤポンプのリングギヤおよびひいては他方の内接型ギヤポンプを駆動するようになっている。一方の内接型ギヤポンプの駆動は、この一方の内接型ギヤポンプのリングギヤの外歯列に噛み合う歯車によって行われる。圧力下にあるブレーキ液が半径方向で内方からリングギヤに作用する液圧力を吸収するために、リングギヤの外歯列は波形である。このような波形の外歯列によって、公知の二重内接型ギヤポンプのリングギヤは、ポンプハウジング内で滑り軸受けされている。この公知の二重内接型ギヤポンプは、その2つの内接型ギヤポンプの確実な液圧式の分離が不足しているので、一方の内接型ギヤポンプの漏れ流が、リングギヤの外歯列が互いに噛み合う個所で他方の内接型ギヤポンプに達することになる。リングギヤの外歯列は、2つの内接型ギヤポンプにより圧送される流体内、つまり公知の二重内接型ギヤポンプではブレーキ液内に位置している。
ドイツ連邦共和国特許公告第19613833号明細書 ドイツ連邦共和国特許公開第10053991号明細書 ドイツ連邦共和国特許公開第102007030249号明細書
本発明の課題は、従来技術による内接型ギヤポンプにおける上記のような欠点を取り除くことである。
請求項1に記載した特徴を有する本発明による内接型ギヤポンプは、ポンプ軸を包囲する、アキシャルディスクのシールを有している。ポンプ軸は、内接型ギヤポンプの歯車の軸、つまりリングギヤまたはピニオンの軸である。特に、アキシャルディスクのシールはポンプ軸を包囲しており、このポンプ軸に内接型ギヤポンプのピニオンが配置されている。
アキシャルディスクのシールはポンプ軸に接触するようになっていない(勿論これは排除されるものでもないが)。つまりシールはアキシャルディスクとポンプ軸との間で行われるのではなく(アキシャルディスクとポンプ軸との間のシールは排除されていない)、内接型ギヤポンプが配置されている、アキシャルディスクとリングギヤとの間(請求項3)および/またはアキシャルディスクとポンプハウジングとの間(請求項5)で行われる。ポンプ軸を包囲するシールは、好適には、ポンプ軸から間隔を保って、しかもアキシャルディスクの外周部の近傍に配置されており(請求項2)、この場合、シールは、アキシャルディスクの外周面に設けられるか、またはアキシャルディスクの端面における外周部の近傍に設けられる。
ポンプ駆動がポンプ軸ではなく、例えばリングギヤの外歯列において行われる限り、本発明によるアキシャルディスクにおけるシールによって、ポンプ軸のシールを省くことができる。内接型ギヤポンプが2つの内接型ギヤポンプを有する二重内接型ギヤポンプとして構成されていれば、アキシャルディスクとリングギヤとの間のシールによって、内接型ギヤポンプの確実な液圧式のシールおよび必要な液圧式の分離が可能である。アキシャルディスクとポンプハウジングとの間のシールは、摩擦および摩耗に晒されることはない。何故ならば、シールされた面は相対的に移動することはなく、アキシャルディスクは相対回動不能であり、軸方向でも僅かに移動するだけだからである。これによって、このようなシールは、内接型ギヤポンプの耐用年数および効率を高める。
従属請求項には、請求項1に記載した本発明の構成の好適な実施態様および変化実施例が記載されている。
請求項4に記載した構成は、アキシャルディスクおよびリングギヤに対するシールの押圧力を、ポンプスペースの吐出領域内およびポンプ出口内の圧力に応じて増大させるという目的を有している。シールの押圧力は、低い圧力におけるよりも高い圧力において大きい。この圧力は、好適な形式で、シールしようとする面に対して平行にシールに作用し、それによってシールの押圧力は、アキシャルディスクおよびリングギヤのシールしようとする面に対して高められる。請求項6は、内接型ギヤポンプを駆動するためのポンプモータに関するものである。ポンプモータは特に電動モータである。ポンプモータのモータ軸とポンプ軸とは、同軸的であり、相対回動不能および半径方向移動不能に結合されている。ポンプ軸とモータ軸とは、軸方向で相対的に可動であってよいか、または互いに固定つまり一体的であって、すなわちモータ軸とポンプ軸とは1つの軸であってよい。ポンプ軸はポンプモータと内接型ギヤポンプとの間に支承されているのではなく、ポンプ軸を半径方向で支持するためにモータ軸の回転支承部が利用されている。内接型ギヤポンプの、ポンプモータとは反対の側において、ポンプ軸は回転可能に支承される。
特に、内接型ギヤポンプは、2つの内接型ギヤポンプを有する二重内接型ギヤポンプとして構成されている(請求項7)。2つの内接型ギヤポンプのリングギヤは、外歯列を有しており、これらの外歯列は互いに噛み合っていて、一方の内接型ギヤポンプが他方の内接型ギヤポンプを駆動するようになっている。一方の内接型ギヤポンプの駆動は、ポンプ軸において行われるか、またはそのポンプ軸のリングギヤの外歯列において行われるが、その他の駆動可能性が排除されるものではない。
本発明による内接型ギヤポンプは、特にスキッドコントロールされた液圧式のおよび/または動力式車両ブレーキ装置のための液圧ポンプとして設けられている。スキッドコントロール式の車両ブレーキ装置において、液圧ポンプは、リターンポンプとも称呼され、今日ではもっぱらピストンポンプとして構成されている。二重内接型ギヤポンプは、2回路式車両ブレーキ装置のために設けられており、この場合、各内接型ギヤポンプは1つのブレーキ回路に配属されている。このように使用される本発明による内接型ギヤポンプにおいては、2つの内接型ギヤポンプを液圧的に分離することが重要である。
本発明による2つの内接型ギヤポンプを有する二重内接型ギヤポンプの軸方向断面図である。 図1の矢印IIで示した部分の詳細を示す拡大図である。
本発明を以下に図面に示した実施例を用いて詳しく説明する。
図面に示した本発明による二重内接型ギヤポンプ1は、2つの内接型ギヤポンプ2を有しており、これら2つの内接型ギヤポンプ2は、並列配置されたそれぞれ1つのポンプ軸3を有し、2分割されたポンプハウジング4,5内に一平面内で互いに並んで配置されている。ポンプハウジング4,5は、ポンプ軸3に対して半径方向に分割されている。内接型ギヤポンプ2は、図示の実施例ではピニオン6と称呼される、外歯列を備えた歯車と、リングギヤ7と称呼される、内歯列を備えた歯車とを有している。ピニオン6とリングギヤ7とは、内接型ギヤポンプ2の歯車6,7とも称呼される。これらの歯車6,7は、一平面内に配置されていて、ピニオン6は、このピニオン6がリングギヤ7と噛み合うように、リングギヤ7内に偏心的に配置されている。ピニオン6はポンプ軸3に相対回動不能に配置されており、したがってピニオン6はポンプ軸3と一緒に回転駆動され得るようになっている。回転駆動時に、ピニオン6は、このピニオン6と噛み合うリングギヤ7を回転駆動させる。ピニオン6とリングギヤ7とは、互いに噛み合っていない周方向領域内において、ピニオン6とリングギヤ7との間に鎌形のポンプスペース9を画成している。ポンプスペース9内には鎌形の分離部材が配置されており、この分離部材は、その形状に基づいて鎌とも称呼され、ポンプスペース9を吸入領域と吐出領域とに分割している。分離部材は、図面の切断面の外に位置しているので、図面には示されていない。内接型ギヤポンプの構造および機能は公知であるので、ここでの詳しい説明は省く。本発明による二重内接型ギヤポンプ1の内接型ギヤポンプ2は、分離部材を有していない内歯リングギヤポンプとしても構成され得る。吸入接続部つまり内接型ギヤポンプ2のポンプ流入口10は図示されており、吐出接続部、つまりポンプ流出口は図面の切断面の外に位置しているので、図示されていない。
内接型ギヤポンプは、歯車6,7の両側に2つのアキシャルディスク11,12を有しており、これらのアキシャルディスク11,12は、プレッシャプレートまたは制御プレートとも称呼される。アキシャルプレート11,12は、内接型ギヤポンプ2の歯車6,7の端面側に密に当接していて、ポンプスペース9の側方を分離している。アキシャルディスク11,12は、ポンプハウジング4,5内に相対回動不能に保持されているが、軸方向では可動である。歯車6,7とは反対側の外側で、アキシャルディスク11,12は圧力域13を有している。圧力域13とは、アキシャルディスク11,12の両外側に設けられた凹部のことであり、この凹部が、ほぼポンプスペース9の吐出領域に亘って延在していて、圧力域13を包囲するシールによってポンプハウジング4,5内でシールされている。圧力域13はポンプ出口と連通している、つまり、圧力域13は、ポンプ出口において形成された圧力により負荷されていて、それによって歯車6,7の端面側に向かって押しつけられ、この歯車6,7の端面側をシールしている。圧力域13はアキシャル滑り軸受の形式で作用するので、歯車6,7は回転可能である。
アキシャルディスク11,12の両側で、ポンプ軸3は軸受スリーブ14内に滑動可能に支承されている。
2つの内接型ギヤポンプ2のリングギヤ7は、互いに噛み合う外歯列25を有する歯付きリング24内に押し込まれている。これによって、一方の内接型ギヤポンプ2のリングギヤ7は、他方の内接型ギヤポンプ2のリングギヤ7およびひいては他方の内接型ギヤポンプ2を一緒に駆動する。歯付きリング24は、軸方向でその外歯列25の幅よりもやや大きくリングギヤ7に向かってずらされており、それによって外歯列25は、一平面内でリングギヤ7(およびピニオン6)の隣に位置している。歯付きリング24は、側方に突き出すシリンダライナ形のフランジを有しており、該フランジが滑り軸受26を形成している。リングギヤ7は、滑り軸受26と同一平面内に位置していて、この滑り軸受26と共にポンプハウジング4内に回転可能に支承されている。
二重内接型ギヤポンプの駆動は、図1の左側の内接型ギヤポンプ2のポンプ軸3に取り付けられたポンプモータとしての図示していない電動モータによって行われる。電動モータは、図面ではディスク状のハウジングカバー21と、図面の右側に鉢形のモータハウジング22の短い部分だけが示されている。この電動モータは、内接型ギヤポンプ2に対して軸平行にポンプハウジング4,5に固定されており、この場合、電動モータのハウジングカバー21はポンプハウジング5に当接している。ハウジングカバー21内に、モータ軸受23としてのボールベアリングが挿入されており、このモータ軸受23は、モータ軸20の一端部を回転可能に支承する。二重内接型ギヤポンプ1は、電動モータと共に1つのポンプ装置を形成している。ポンプハウジング4,5は、カートリッジとして構成されており、このカートリッジは、液圧式の車両ブレーキ装置の図示していない液圧ブロックの、二重内接型ギヤポンプ1のための収容スペースを形成する、前記カートリッジに合致する凹部内に嵌め込むことができる。このような液圧ブロックは、スキッドコントロールされた車両ブレーキ装置において公知であり、この液圧ブロック内に、リターンポンプとしての液圧ポンプ、図示の実施例では内接型ギヤポンプ2の他に、電磁弁、液圧蓄圧器、緩衝室が組み込まれ、かつ液圧式に互いに接続されており、この液圧ブロックによってスキッドコントロールが行われる。
ポンプ軸3は複数歯付きプロフィール27を有しており、この複数歯付きプロフィール27に、モータ軸20の相補的な内歯列プロフィールが被せ嵌められる。この内歯列プロフィールは、内接型ギヤポンプ2に面した側の端部が中空である。このような形式で、ポンプ軸3とモータ軸20とは、軸方向で可動であるが、相対回動不能、角度運動不能および半径方向運動不能に結合されている。2つの内接型ギヤポンプ2の駆動は、前述のように、図1の左側に示された内接型ギヤポンプ2のポンプ軸3に取り付けられたポンプモータとしての電動モータによって行われる。ポンプ軸3に相対回動不能に結合されたピニオン6はリングギヤ7を駆動し、このリングギヤ7は外歯列25を介して、図1で右側に示された他方の内接型ギヤポンプ2のリングギヤ7を駆動し、そしてこのリングギヤ7は再び、このリングギヤ7に噛み合うピニオン6を駆動する。駆動されるポンプ軸3は、内接型ギヤポンプ2とポンプモータとの間でポンプハウジング5内に固有の回転支承部を有しているのではなく、ポンプモータのモータ軸受23が回転支承部として利用されている。モータハウジング22のハウジングカバー21内に押し込まれた、ポンプモータのモータ軸受23は短い部分がハウジングカバー21から突き出していて、ポンプ軸3を同心的に包囲する、ポンプハウジング5内の環状段部28内に突入している。このような形式で、ポンプハウジング5内のポンプモータのモータ軸受23は、駆動される内接型ギヤポンプ2の軸線に対してセンタリグされている。内接型ギヤポンプ2の、ポンプモータとは反対の側で、ポンプ軸3は前述の軸受スリーブ14内に回転可能に支承されている。
アキシャルディスク11,12はその周囲にシールを有している。ポンプハウジング4,5内に複数の環状の溝が設けられており、これらの溝内にOリング29またはその他のシールリングが配置されている(図2)。Oリング29は、アキシャルディスク11,12の周方向面に当接していて、アキシャルディスク11,12とポンプハウジング4,5との間をシールする。Oリング29はほとんど摩耗することはない。何故ならば、アキシャルディスク11,12は相対回動不能であって、場合によっては軸方向で僅かに運動するだけだからである。つまり、アキシャルディスク11,12とOリング29との間で小さい軸方向運動が行われるだけである。さらに、内接型ギヤポンプ2のこのようなシールは、摩擦を生ぜしめることはないという利点を有している。このような摩擦は、内接型ギヤポンプ2を制動し、必要な駆動力を高め、ひいては効率を低下させることになる。
アキシャルディスク11,12は、図示の実施例ではアキシャルディスク11,12の内側と称呼される、歯車6,7に当接する端面側に、別のシールを有している。アキシャルディスク11,12は、リングギヤ7の領域つまりリングギヤ7の外周面近傍において、リングギヤ7の内歯列の外側に複数の環状の溝を有しており、これらの溝内にシール装置30が配置されていて、このシール装置30は、アキシャルディスク11,12とリングギヤ7との間をシールする(図2参照)。シール装置30は、Oリング31またはその他のエラストマーより成るリングと、リングギヤ7の端面側に密に当接する、例えばPTFE(Polytetrafluorethylen)製の滑りリング32とを有している。Oリング31は調整部材を形成しており、この調整部材はその内側が、内接型ギヤポンプ2によって圧送される流体の圧力で、この実施例では圧送されるブレーキ液の圧力で、負荷される。これによって、Oリング31は半径方向で押圧され、内接型ギヤポンプ2の流体圧力に依存して滑りリング32をリングギヤ7の端面側に向かって押圧する。このような形式で、シール装置30は低い圧力において低い摩擦を有しているにも拘わらず、高い圧力において良好なシール作用を有している。シール装置30は、内接型ギヤポンプ2を確実にシールするので、2つの内接型ギヤポンプ2の互いに確実な液圧式の分離が保証される。内接型ギヤポンプ2の液圧式の分離は、二重内接型ギヤポンプ1を、液圧式の2回路式車両ブレーキ装置に使用する際に、重要である。この2回路式車両ブレーキ装置では、そのブレーキ回路を確実に互いに液圧式に分離するために、各内接型ギヤポンプ2が1つのブレーキ回路に配属されている。
図1および図2に示した本発明の実施例では、アキシャルディスク11,12とポンプハウジング4,5との間で外周面に設けられたOリング29によるアキシャルディスク11,12のシール、およびアキシャルディスク11,12とリングギヤ7との間でアキシャルディスク11,12の端面側および内側に設けられたシール装置30によるシールが示されている。実際には、2つのシールのうちのそれぞれ1つで十分であり、好適には2つのシールのうちの1つだけが設けられる。
ポンプモータと一緒に駆動される、図1の左に図示された内接型ギヤポンプ2とモータ軸受23との間において、ポンプ軸3は半径方向軸シールリング15によってシールされている。2つの内接型ギヤポンプ2のポンプ軸3のその他の全部で3つの端部において、ポンプハウジング4,5は閉鎖カバー16によって密にシールされている。2つのポンプ軸3をシールするために、内接型ギヤポンプ2は1つの軸シールリング15を必要とするだけである。
二重内接型ギヤポンプ1は、図示していない液圧式の2回路式車両ブレーキ装置の液圧ポンプとして設けられており、この2回路式車両ブレーキ装置において、二重内接型ギヤポンプ1は、いわゆるリターンポンプとして、例えばアンチロックブレーキコントロール、トラクションスリップコントロールおよび/またはビーグルダイナミックコントロール等のスキッドコントロールを行うために、かつ/または液圧式の動力式車両ブレーキ装置内でのブレーキ圧形成のために用いられる。各内接型ギヤポンプ2は、車両ブレーキ装置の1つのブレーキ回路に配属されている。前記スキッドコントロールのために、略語ABS,ASR,FDRおよびESPが、一般的に用いられており、ビーグルダイナミックコントロールは、俗語的に超過速度防止コントロールとも称呼される。
1 二重内接型ギヤポンプ
2 内接型ギヤポンプ
3 ポンプ軸
4,5 ポンプハウジング
6 ピニオン(歯車)
7 リングギヤ(歯車)
9 ポンプスペース
10 ポンプ流入口
11,12 アキシャルディスク
13 圧力域
14 軸受スリーブ
15 半径方向軸シールリング
16 閉鎖カバー
21 ハウジングカバー
22 モータハウジング
23 モータ軸受
24 歯付きリング
25 外歯列
26 滑り軸受
27 複数歯付きプロフィール
28 環状段部
29 Oリング
30 シール装置
32 滑りリング

Claims (7)

  1. 液圧式の車両ブレーキ装置のための内接型ギヤポンプであって、リングギヤ(7)と、該リングギヤ(7)内に配置されていて、このリングギヤ(7)と噛み合うピニオン(6)と、前記リングギヤ(7)および前記ピニオン(6)の端面側に当接する、相対回動不能なアキシャルディスク(11,12)とを有している形式のものにおいて、
    前記内接型ギヤポンプ(2)が、ポンプ軸を包囲する、前記アキシャルディスク(11,12)のシール(29;30)を有していることを特徴とする、内接型ギヤポンプ。
  2. 前記シール(29;30)が、前記アキシャルディスク(11,12)の周囲に配置されている、請求項1に記載の内接型ギヤポンプ。
  3. 前記内接型ギヤポンプ(2)が、前記アキシャルディスク(11,12)と前記リングギヤ(7)との間でシール(30)を有している、請求項1に記載の内接型ギヤポンプ。
  4. 前記シール(30)が、前記内接型ギヤポンプ(2)のポンプ出口の圧力により負荷されて、前記アキシャルディスク(11,12)および前記リングギヤ(7)に向かって押圧される、請求項3に記載の内接型ギヤポンプ。
  5. 前記内接型ギヤポンプ(2)が、前記アキシャルディスク(11,12)とポンプハウジング(4,5)との間にシール(29)を有している、請求項1に記載の内接型ギヤポンプ。
  6. 前記内接型ギヤポンプ(2)がポンプ軸(3)を有しており、該ポンプ軸(3)が、ポンプモータのモータ軸(20)に相対回動不能および半径方向移動不能に結合されており、前記ポンプ軸(3)が前記内接型ギヤポンプ(2)と前記ポンプモータとの間で軸受けされていない、請求項1に記載の内接型ギヤポンプ。
  7. 請求項1に記載の2つの内接型ギヤポンプ(2)を有する二重内接型ギヤポンプにおいて、複数の前記リングギヤ(7)が外歯列(25)を有しており、これらの外歯列(25)が互いに噛み合うことを特徴とする、二重内接型ギヤポンプ。
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