JP2014031792A - 内接歯車ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】従来の内接歯車ポンプを改良する。
【解決手段】本発明は、歯車（２，３）の両側に当接するアキシアルディスク（１８）を備えた内接歯車ポンプ（１）に関する。その加圧域（２２）を密封するため、本発明は、前記加圧域（２２）の輪郭部に配置されるＬ形リング横断面を備えたパッキンリング（２５）と、該パッキンリング（２５）の内側中空面内に配置されるＯリング（２６）とを備えたパッキン装置を提案する。
【選択図】図３

Description

本発明は、請求項１の前文に記載の構成を備えた内接歯車ポンプに関するものである。

内接歯車ポンプは、内歯車と呼ばれる内歯歯車と、該内歯車と噛み合う、ピニオンと呼ばれる外歯歯車とを有している。これら歯車の間にある三日月状のポンプ室内には、ポンプ室内の吸込み領域を加圧領域から分離させている分離部材が配置されている。吸込み領域はポンプ吸込み部と連通し、加圧領域はポンプ排出部と連通している。分離部材はその典型的な形状から鎌状部材または三日月状部材と呼ばれることが多いが、ほかに充填部材とも呼ばれる。分離部材の内側にはピニオンの歯の歯頭が当接し、外側には内歯車の歯の外側歯頭が当接し、内接歯車ポンプの作動時にはこれら歯車の回転駆動の際に歯頭が分離部材の内側と外側に沿って滑動する。分離部材は、作動時の歯車の回転駆動の際に分離部材の内側と外側に沿ってポンプ室の吸込み領域から加圧領域へ搬送される液圧式車両ブレーキ装置内の液体を、一般には流体を、歯中間空間内に封じ込める。

軸線方向において密封を行うため、内接歯車ポンプの歯車の端面と分離部材の端面とに当接する、アキシアルスライドベアリングに比肩しうるアキシアルディスクが知られている。制御板または加圧板とも呼ばれるアキシアルディスクは相対回転不能で、且つ軸線方向に可動である。アキシアルディスクは、内接歯車ポンプの歯車とは逆の側の外面で、通常は加圧領域またはポンプ排出部からの圧力の作用を受け、これにより歯車および分離部材の端面に押圧される。この押圧は前述のとおりアキシアルスライドベアリングに比肩しうるものであり、該アキシアルディスクが側部を押圧されるにもかかわらず、歯車は回転可能である。搬送されるブレーキ液はアキシアルディスクと歯車との間に到達して、滑動を容易にさせる潤滑膜を形成する。ポンプ室の完全な密封は必要なく、漏れは許容しうる。ただし、低摩擦と、摩耗と、内接歯車ポンプの歯車の中間空間内で搬送されるブレーキ液の優れた密封との間に適当な折衷策が得られるよう努力すべきである。

アキシアルディスクは、圧力の作用のために、歯車および分離部材とは逆の側の外面にいわゆる加圧域を有している。加圧域とはアキシアルディスクの前記外面に設けた浅い凹部であり、ほぼポンプ室の加圧領域にわたって延在し、典型的には三日月状または半三日月状である。加圧域は、圧力の作用のためにポンプ排出部および／または加圧領域と連通している。

このような内接歯車ポンプの一例を特許文献１が開示している。しかしながら、この文献では、加圧域はアキシアルディスクの外面に設けられておらず、内接歯車ポンプのポンプケーシングの端壁の、アキシアルディスク側の内面（この内面と歯車ポンプとの間にアキシアルディスクが配置されている）に設けられている。この公知の内接歯車ポンプの加圧域は、該加圧域を密封するパッキンとしてのＯリングが封じ込められている溝を、底部に該加圧域の輪郭に沿って有している。

独国特許第１９６１３８３３Ｂ４号明細書

本発明は、従来の内接歯車ポンプを改良することである。

請求項１の構成を備えた、本発明による内接歯車ポンプは、パッキンリングと、１つの加圧域または複数の加圧域を密封するための弾性リングとを備えたパッキン装置を有している。パッキンリングは、Ｌ形リング横断面と、非変形状態で加圧域の輪郭に少なくとも略相当する形状とを有している。Ｌ形リング横断面の１つの脚部は内接歯車ポンプに対し軸線平行であり、または、略軸線平行であり、加圧域の底部のほうへ向いている。Ｌ形リング横断面の他の脚部はアキシアルディスクの外面にあり、加圧域の密封のために用いられ、たとえばポンプケーシングの端壁の内面（この内面と内接歯車ポンプの歯車との間にアキシアルディスクが配置されている）に当接している。

弾性リングはパッキンリングのＬ形リング横断面の中空内面に配置され、非変形状態では円形である。弾性リングは、パッキンリングのＬ形リング横断面内に配置されていることにより加圧域の輪郭の形状を得る。これにより、本発明によるパッキン装置の弾性リングとして市販の円形のパッキンリング、たとえばＯリングを使用することができ、量産部品として低コストで入手可能である。弾性リングは、該弾性リングが取り付けられているときの予緊張力によって、および／または、加圧域内の圧力の作用によって、パッキンリングのＬ形リング横断面の密封脚部を押圧し、当接して密封する。弾性リングは、その直径またはその軸線方向の高さが該弾性リングに提供される自由空間よりも大きいことで、予緊張力を得る。その結果弾性リングは取り付けの際に弾性で圧縮される。加圧域内の圧力の作用は弾性リングを内接歯車ポンプに対し半径方向に圧縮させ、これにより弾性リングはパッキンリングの密封脚部をたとえば内接歯車ポンプのポンプケーシングの端壁の内面に対し押圧させ、当接して密封する。

従属項は、請求項１に記載の発明の有利な構成および他の構成を対象としている。

本発明の利点は、パッキン装置の簡潔な構成であり、特に液圧式車両ブレーキ装置でハイドロポンプとして使用される内接歯車ポンプの場合のようにパッキン装置が小型なことである。パッキン装置の取り付けミスおよび損傷のリスクは少ない。パッキン装置は１つの特殊な部品を必要とするにすぎず、すなわちパッキンリングを必要とするにすぎない。

次に、本発明を図面に示した実施形態に関し詳細に説明する。

本発明による内接歯車ポンプの図である。 本発明による図１の内接歯車ポンプのアキシアルディスクの斜視図である。 図２のアキシアルディスクの軸断面図である。

図１に図示した本発明による内接歯車ポンプ１は、内歯車２と、該内歯車２と噛み合っているピニオンとを有し、該ピニオンはポンプ軸４上に相対回転不能に配置されている。ピニオン３は外歯歯車であり、内歯車２は内歯歯車であり、ピニオン３と内歯車２とは内接歯車ポンプ１の歯車と呼ぶこともできる。内歯車２は支持リング５で回転可能に滑り支持されている。ポンプケーシングは図示していない。

内歯車２とピニオン３とは、それらの間に三日月状のポンプ室６を画成しており、該ポンプ室内には、該ポンプ室６を吸込み領域８と加圧領域９とに分割している半三日月状の分離部材７が配置されている。吸込み領域８には吸込み孔１０が開口し、加圧領域９からは排出孔１１が出ている。分離部材７は複数に分割されており、互いに枢着結合されている内側部分１２および外側部分１３と、内側部分１２と外側部分１３との間の中間空間１４内に配置されている脚ばね１５と、同様に内側部分１２と外側部分１３との間の中間空間１４内に配置されているパッキン１６とを有している。分離部材７は吸込み側で支台１７で支持され、該支台は、本実施形態では、ポンプ室６を横方向に貫通するピンとして形成されている。分離部材７の内側部分１２と外側部分１３との間の中間空間１４は加圧領域９と連通し、その結果内側部分１２と外側部分１３とは脚ばね１５と加圧領域９内で支配的な圧力とにより互いに引き離されるように押され、すなわち内側部分１２は内側へピニオン３の歯の歯頭に対し押圧され、外側部分１３は外側へ内歯車２の歯頭に対し押圧される。分離部材７は、内歯車２の歯とピニオン３の歯との間の中間空間内に液体量を内包し、その結果内接歯車ポンプ１が作動して歯車２，３が回転駆動されると、液体は吸込み領域８から加圧領域９へ搬送される。これはそれ自体公知であるので、ここでは詳細に説明しない。なお、内接歯車ポンプの構成および機能に関しては、冒頭で挙げた特許文献１を参照してもらいたい。

ポンプ室６の側部を密封するため、内接歯車ポンプ１はアキシアルディスク１８を有し、該アキシアルディスクは歯車２，３および分離部材７の両側でそれらの端面に当接している。アキシアルディスク１８は軸線方向に可動に且つ相対回転不能に保持されている。歯車２，３に対するアキシアルディク１８の当接はアキシアルスライドベアリングに比肩しうるものであり、歯車２，３はアキシアルディスク１８が側部に押圧されるにもかかわらず回転可能であり、その際内接歯車ポンプ１により搬送される液体（本実施形態ではブレーキ液）は歯車２，３とアキシアルディスク１８との間に潤滑膜を形成する。

アキシアルディスク１８は、内歯車２全体を側方から覆う円板であってよい。本実施形態では、アキシアルディスク１８は３６０゜にわたって延在しておらず、１８０゜超にわたって延在している。アキシアルディスクは円切片の形状を有し、１つの円の半分より多くを占め、円切片を画成している弦部の一端に段状の繰り抜き部を有している（図２）。アキシアルディスク１８はポンプ軸４、支台１７、ポンプ排出部１１用の貫通穴１９，２０，２１を有している。２つのアキシアルディスク１８のうち一方のアキシアルディスクが図２に図示され、この場合見えている側面は、歯車２，３および分離部材７とは逆の側にあって、図示していないポンプケーシングの端壁の内面側にある、アキシアルディスク１８の外面である。この外面にアキシアルディスク１８は加圧域２２を有し、この加圧域は平坦な半三日月状の座ぐり部であり、アキシアルディスク１８の外周とポンプ軸４用の貫通穴１９との間で約１８０゜未満にわたって延在し、加圧領域９と分離部材７とをほぼ分離部材の吸込み領域側端部付近まで覆っている。ポンプ排出部１１の貫通部２１は加圧域２２に開口し、その結果加圧域２２は加圧領域９およびポンプ排出部１１と連通し、すなわち加圧域２２には加圧領域９およびポンプ排出部１１の圧力が支配する。

加圧域２２は、その底部に、加圧域２２の輪郭に沿って延在している座ぐり部２３を有している。座ぐり部２３は加圧域２２の輪郭に沿ったその外縁で深くなって溝２４（図３）を備えている。座ぐり部２３内にはパッキン装置が配置され、該パッキン装置は、Ｌ字状のリング横断面を有するパッキンリング２５と、弾性リング２６とを備えている。パッキンリング２５はそのリング横断面がＬ字状であるので、以下では単にＬ形リングとも記す。パッキンリング２５はたとえばポリアミドまたはＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）のような熱可塑性プラスチックから成り、非変形状態では加圧域２２の輪郭である半三日月状形状を有する。パッキンリング２５はそのリング横断面がＬ形であるために２つの脚部を有し、以下ではそのうち一方の脚部を固定脚部２７と記し、他方の脚部を密封脚部２８と記すことにする。固定脚部２７は内接歯車ポンプ１の軸線に対し平行であり、加圧域２２の輪郭部において溝２４内へ突出し、加圧域２２を取り囲んでいる壁２９に内接している。固定脚部２７は溝２４内でクランプ状態を保持し、溝２４内で側方へ突出する圧縮要素３０を有している。圧縮要素とは、側方へ突出するいぼ状突起または鼻状突起であり、パッキンリング２５の周方向に延在し、周方向に連続して形成されていてよく、或いは、中断部を備えていて一片ずつ幅をもって延在していてもよい。

密封脚部２８は、アキシアルディスク１８の、歯車２，３および分離部材７とは逆の側の外面の高さにほぼ位置し、鋭角で傾斜しており、その結果密封脚部２８はその自由端がアキシアルディスク１８の外面から突出している。密封脚部２８の突出の程度は、図３においてアキシアルディスク１８の外面の高さにある一点鎖線３１によって示唆してある。パッキンリング２５の密封脚部２８は一種のパッキンカラーのように内接歯車ポンプ１のポンプケーシングの内壁（図示せず）に当接して密封機能を果たし、加圧領域９内およびポンプ排出部１１内で支配的な圧力の作用を受けるアキシアルディスク１８の加圧域２２を密封する。

弾性リング２６は従来のＯリングであり、変形せずに円形であり、加圧域２２の輪郭部に設けた座ぐり部２３内とパッキンリング２５のＬ形リング横断面の中空面または内面とに配置されていることにより、加圧域２２の輪郭部の形状で保持される。その直径は、パッキンリング２５の密封脚部２８と凹部２３の底部との間のクリアランスよりも大きく、その結果弾性リング２６は、その弾性により、密封脚部２８をポンプケーシングの端壁（図示せず）の内面に対し押圧させて密封機能を果たす。加圧域２２内での圧力作用は、ポンプに対し半径方向に見て弾性リング２６を圧縮させ、これによってその圧力は軸線に平行な方向で高くなり、その結果パッキンリングの密封脚部２８をより強くポンプケーシングの端壁の内面に対し押圧させる。従って、加圧域２２での圧力上昇はパッキン装置の密封作用を向上させる。密封脚部２８は、表面に当接して密封し、圧力が作用すると該表面に押圧されるパッキンカラーに比肩しうるものである。

本発明によれば、内接歯車ポンプ１は、図示していない液圧式車両ブレーキ装置、スリップコントロール式車両ブレーキ装置、および／または車両パワーブレーキ装置のハイドロポンプとして設けられ、ブレーキロックプロテクションコントロール、トラクションスリップコントロールおよび／またはダイナミックドライブコントロールのようなスリップコントロールに用いられ、および／または、車両の液圧式パワーブレーキ装置内でブレーキ圧を発生させるために用いられる。このようなハイドロポンプは今日では通常はピストンポンプであり、必ずしも正確な表現ではないが逆送ポンプとも呼ばれる。前記のスリップコントロールに対してはＡＢＳ，ＡＳＲ，ＦＤＲ，ＥＳＰのような略語が使用され、ダイナミックドライブコントロールは一般にはスタビリティコントロールと呼ばれる。

１ 内接歯車ポンプ
２ 内歯車
３ ピニオン
６ ポンプ室
１８ アキシアルディスク
２２ 加圧域
２５ パッキンリング
２６ Ｏリング（弾性リング）

Claims (9)

1. ポンプ室（６）の側部を画成するために内接歯車ポンプ（１）の内歯車（２）およびピニオン（３）の端面に当接し、前記内歯車（２）および前記ピニオン（３）とは逆の側の外面に加圧域（２２）を有しているアキシアルディスク（１８）を備え、前記加圧域が該加圧域（２２）を取り囲んでいるパッキンリング（２５）で密封されている内接歯車ポンプにおいて、該内接歯車ポンプ（１）がパッキン装置を有し、該パッキン装置が、前記加圧域（２２）の輪郭の形状とＬ形リング横断面とを有する前記パッキンリング（２５）と、該パッキンリング（２５）の前記Ｌ形リング横断面の内側に封入されている弾性リング（２６）とを備えていることを特徴とする内接歯車ポンプ。
2. 前記弾性リング（２６）はパッキンリング（２５）内に封入されていないときに円形であることを特徴とする、請求項１に記載の内接歯車ポンプ。
3. 前記弾性リング（２６）がＯリングであることを特徴とする、請求項１または２に記載の内接歯車ポンプ。
4. 前記パッキンリング（２５）の前記Ｌ形リング横断面の内面が前記アキシアルディスク（１８）に向き合っていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一つに記載の内接歯車ポンプ。
5. 前記アキシアルディスク（１８）の、前記内接歯車ポンプ（１）の前記内歯車（２）および前記ピニオン（３）とは逆の側の前記外面に設けられる、前記パッキンリング（２５）の前記Ｌ形リング横断面の密封脚部（２８）が、前記アキシアルディスク（１８）の前記外面に対し鋭角で延在し、且つ非変形状態で前記アキシアルディスク（１８）の前記外面から突出していることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一つに記載の内接歯車ポンプ。
6. 前記パッキンリング（２５）の前記Ｌ形リング横断面の、前記内接歯車ポンプ（１）に軸線平行な固定脚部（２７）が、前記弾性リング（２６）から突出していることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一つに記載の内接歯車ポンプ。
7. 前記パッキンリング（２５）の前記Ｌ形リング横断面の前記固定脚部（２７）が、前記アキシアルディスク（１８）内の前記加圧域（２２）の底部に設けた溝（２４）内でクランプ保持されていることを特徴とする、請求項６に記載の内接歯車ポンプ。
8. 前記パッキンリング（２５）の前記Ｌ形リング横断面の前記固定脚部（２７）が、側方へ突出する圧縮要素（３０）を有し、前記固定脚部（２７）の厚さと併せて、該圧縮要素は、前記アキシアルディスク（１８）内の前記加圧域（２２）の底部に設けられて前記固定脚部（２７）をクランプ保持している溝（２４）の幅よりも大きいことを特徴とする、請求項７に記載の内接歯車ポンプ。
9. 前記内接歯車ポンプ（１）が液圧式車両ブレーキ装置のハイドロポンプであることを特徴とする、上記請求項のいずれか一つあるいは複数に記載の内接歯車ポンプ。

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