JP2006503203A - ギヤポンプ - Google Patents

Abstract

本発明は、回転できるように支持されたリング・ギヤ１６と、リング・ギヤ１６内部に偏心して配置されたギヤホイール１７と、ギヤホイールの穴１８を通って延びる部分を備えた回転可能シャフト９とを有するギヤポンプに関する。シャフト９の前記部分は第１の面２１’を備え、ギヤホイールは第２の面２２’を備え、それらの面は、シャフト９からギヤホイール１７への回転運動の伝達を可能にするような形状になされている。第１の面２１’と第２の面２２’の間の前記伝達は、接触領域ａを介して行われる。接触領域ａは、ギヤホイールの軸線方向広がり範囲ｂの半分未満である軸線方向広がり範囲を有しており、ギヤホイール１７の中央を通って延びる半径方向平面ｃによって分割される。

Description

本発明は、請求項１の前段部分に記載のギヤポンプに関するものである。

ギヤポンプは、とりわけ流体式ブレーキで、例えば車両（ｖｅｈｉｃｌｅ）のリターダで使用されている。ギヤポンプは、車両の動力伝達系統に接続された回転可能シャフトによって駆動される。したがってギヤポンプは、車両の運転中、油だめから実質的に連続的にオイルを移送する。オイルは、リターダの制動動作が望まれる時、（リターダの固定子および回転子によって画定される）円環空間に移送され、リターダの制動動作が必要ない時には円環空間を迂回する。

回転可能シャフトは、ギヤホイールの中心穴を通して延びる部分を有している。シャフトのこの部分は、ヒール形状の凹部を有している。ギヤホイールは、穴の内部に突出した、対応ヒール形状部分を有している。シャフトのヒール形状凹部は平坦面を有し、この平坦面は、組み立てられた状態においてギヤホイールのヒール形状部分の対応する平坦面に当接するように設計されている。これら平坦面の協働により、シャフトの回転運動が、ギヤホイールの対応する回転運動に変換される。互いに係合する協働平坦面は、ギヤホイールの全幅に沿った広がり範囲（ｅｘｔｅｎｔ；大きさ）を有している。これらの面の互いに対する不十分な一致、あるいは面の不完全な形状適合によって、好ましくない環境では、前記面が最初に互いに接触する比較的限られた領域で回転運動が伝達される場合がある。この運動伝達領域は、ギヤホイールの軸線方向中心から所定の距離だけ離れて位置している場合がある。これは、ギヤホイールの不均一な応力負荷の危険をもたらす。ギヤホイールの不均一な応力負荷は、不必要な磨耗、およびギヤホイールの転倒の危険をもたらす。

本発明の目的は、構成要素である回転可能シャフトおよびギヤホイールが、協働する面を提示するギヤポンプであって、回転可能シャフトの動作中にギヤホイールが不均一な応力負荷を受ける危険を実質的になくすような形状を前記面が有しているギヤポンプを提供することである。

この目的は、冒頭で述べた種類のギヤポンプであって、請求項１の特徴部分に示された構成によって特徴づけられたギヤポンプによって達成される。この場合のシャフトとギヤホイールとの接触領域は、意図的にギヤホイールの幅よりも実質的に狭く形成されており、ギヤホイールの軸線方向中央部に集中している。例え接触領域を形成する面の形状適合が不完全であっても、シャフトとギヤホイールの間の運動の伝達は、少なくとも意図された接触領域内で行われる。有利には、接触領域は、ギヤホイールの幅の４分の１未満の軸線方向広がり範囲を有している。接触領域が比較的限られており、実質的に中央に位置づけられるので、ギヤホイールの中心を通って延びる前記半径方向平面から特に大きな距離だけ離れた接触領域内には運動の局所的な伝達が生じない。したがってギヤホイールの不均一な応力負荷の危険が実質的になくなる。

本発明の１つの好ましい実施例によれば、前記半径方向平面は、接触領域を実質的に等しい２つの区域に分割している。ギヤホイールに対して完全に中央にあるそのような接触領域は、ギヤホイールが不均一に応力負荷を受ける危険をさらに低減する。したがってあらゆる環境において、ギヤホイールの中央を通って延びる前記半径方向平面のごく近傍で運動の伝達が行われるので、その運動の伝達が行われるシャフトとギヤホイールの面の製造公差に関する同様の厳しい要件は不要である。

本発明の別の好ましい実施例によれば、前記第１の面は、シャフトの凹部に設けられる。そのような凹部は、例えばシャフトの表面から切り出すことができる。前記第２の面は、前記穴内へ半径方向内側に延びるギヤホイールの部分に設けることができる。そのように形成された、ギヤホイールの穴内で半径方向内側に延びる部分を有するギヤホイールは、例えば焼結によって形成することができる。シャフトの凹部は、内側に延びるギヤホイールの部分に対応しており、したがってそれを収容する形状を有していることが好ましい。シャフトの第１の面およびギヤホイールの第２の面は、回転の前記伝達を可能にするために面間において堅固な係合を提供する傾斜角を有する必要がある。

本発明の別の好ましい実施例によれば、前記第２の面が、軸線方向に、実質的に平坦な広がり範囲を有しており、前記第１の面が、軸線方向に、湾曲した広がり範囲を有しており、それによって前記接触領域が構成される。したがってここではギヤホイール部分が、平坦な形状を有する第１の面を備え、シャフト凹部が、湾曲した形状を有する第２の面を備え、そしてこの湾曲形状によって、ギヤホイールの平坦な第２の面に中心で当接する第１の湾曲面の領域のみが運動の伝達中に接触して前記接触領域を形成することができるようになっている。有利には、第１の面が、接触領域を越えて、湾曲した広がり範囲を有しており、それによって第１の面と第２の面との距離が接触領域からの距離に応じて増加する。これは、第１および第２の面の磨耗により接触領域のサイズが幾分増大する可能性があり、しかしそのような湾曲によって、接触領域が、ギヤホイールの軸線方向中心面からより大きな距離離れた面を包含しないことを保証することを意味する。したがって不均一な応力負荷の危険は、接触面の磨耗に伴ってわずかにしか増大しない。

本発明の代替実施例によれば、前記第１の面が、軸線方向に平坦な広がり範囲を有しており、前記第２の面が、軸線方向に湾曲した広がり範囲を有しており、この湾曲した広がり範囲は、前記接触領域が構成されるような形状を有している。この場合、シャフト凹部が平坦な第１の面を備え、ギヤホイール部分が、第２の湾曲した面であって、ギヤホイールの中心領域のみがシャフトの第２の面に当接して前記接触領域を形成できるようにする形状の第２の湾曲した面を備えている。上記に対応して、第２の面が、接触領域を越えて、湾曲した広がり範囲を有していてもよく、それによって第１の面と第２の面の距離が接触領域からの距離に応じて増加するようにしてもよい。磨耗した接触面に関する対応する利点もこの場合に当てはまる。接触領域が狭くなればそれだけ、この領域での第１および第２の面の応力負荷は大きくなる。

本発明の別の好ましい実施例によれば、ギヤポンプが流体式ブレーキ内に配置され、貯蔵空間から媒質を汲み出すように意図される。ギヤポンプは少数の部品を有し、比較的小さな空間しか占有しない。したがって車両のリターダ内でオイルを移送するためにそのようなポンプを使用することは有利である。流体式ブレーキが多数の凹部を有する構造を有し、各凹部が実質的に共通の面に開口を有し、ギヤポンプが、前記凹部の１つの内部に配置されるように意図されていることが有利である。そのような配置により、取り付けおよび取り外しのためにギヤポンプに容易に手が届くようになる。

以下、本発明の好ましい実施例を、添付図面を参照して例として説明する。

図１に、動力車両のリターダの形式の流体式ブレーキを示す。このリターダは固定子１および回転子２を有している。固定子１は環状シェル３を有し、環状シェル３に沿って多数のブレード４が一定の間隔で配置されている。回転子２は、対応する環状シェル５を有し、シェル５も同様に、そこに沿って一定の間隔で配置されている多数のブレード６を具備している。固定子１および回転子２それぞれのシェル３および５は互いに同軸に配置され、合わさって円環空間７を形成している。回転子２は、回転可能シャフト９に固定して接続されたシャフト部分８を有している。回転可能シャフト９それ自体は、車両の動力伝達系統の適当な駆動軸に接続されている。したがって回転子２は、車両の動力伝達系統と共に回転するようになっている。

図１に示すリターダは、第１の要素１０および第２の要素１１からなるハウジングを有している。第１の要素１０は、特に固定子１および回転子２が内部に配置される本体を有している。第２の要素１１はカバー状構造を有し、接続領域１２に沿って第１の要素１０に着脱自在に取付け可能であり、取り付けられた状態において、これらの要素が閉じたハウジングを形成する。ハウジングが密閉筐体を形成するようにガスケット１３が接続領域１２内に配置される。第１の要素１０は、リターダの様々な構成要素１５を収容するために、いくつかの凹部１４を有している。凹部１４の形状およびサイズは、収容する特定の構成要素１５に合わせてある。そのような凹部の１つ１４’が、ギヤポンプ１５’を収容している。凹部１４はそれぞれ、実質的に共通の平面Ａに開口を有している。図１の破線Ａ−Ａが前記平面Ａを表す。第１の要素１０と第２の要素１１の接続領域１２も、前記平面Ａ内で広がり範囲を有する。そのような配置により、取り付けおよび取り外しのためにギヤポンプ１５’を含めた構成要素１５に容易に手が届くようになっている。ギヤポンプ１５’は、回転可能シャフト９によって駆動される。これは、車両の運転中にギヤポンプ１５’が連続的に作動することを意味する。そしてギヤポンプ１５’は、リターダの制動動作が必要である時には油だめ１６から円環空間７にオイルを移送し、リターダの制動動作が必要でない時には円環空間７を迂回するパイプ系統にオイルを移送する。

図２に、ギヤポンプ１５’をより詳細に示す。ギヤポンプ１５’はリング・ギヤ１６を有し、このリング・ギヤ１６は回転できるように支持され、また多数の内歯１６’を備えている。ギヤホイール１７がリング・ギヤ１６内部に偏心して配置され、リング・ギヤの内歯１６ａと係合する外歯１７’を有している。回転可能シャフト９の一部分が中心穴１８を通してギヤホイール１７内に延びている。回転可能シャフト９とギヤホイール１７は、シャフト９からの回転運動がギヤホイール１７に伝達されるように互いに接続されている。ギヤホイール１７は、それ自体が、前記回転運動をリング・ギヤ１６に伝える。リング・ギヤ１６とギヤホイール１７との間の空間に、オイルの入口パイプを有する低圧側１９と、オイルの出口パイプを有する高圧側２０とが存在する。そのようなパイプがギヤポンプ１５’と接続された構成は従来技術であるので、入口パイプおよび出口パイプは図面に示していない。ギヤホイール１７およびリング・ギヤ１６が回転する時、オイルは低圧側１９から高圧側２０に導かれ、それにより歯１６’および１７’間の空間が徐々に減少することによって上昇した圧力がオイルに加えられる。加圧されたオイルは、制動動作が必要である時には円環空間７に移送され、制動動作が必要でない時には円環空間７を通り過ぎて案内するパイプ回路に移送される。

図３ａに、ギヤポンプ１５’の回転可能シャフト９の正面図を示し、図３ｂに、回転可能シャフト９の側面図を示す。回転可能シャフト９は、第１の面２１’を有する凹部２１を具備している。第１の面２１’は、軸線方向に湾曲した広がり範囲を有している。第１の面２１’のこの軸線方向の広がり範囲は、ギヤホイール１７の幅ｂよりも大きい。湾曲した第１の面２１’は、接触領域ａを備えた凸形状を構成し、この接触領域ａが、シャフト９’の回転方向に中心突出部分を実質的に形成している。接触領域ａは、ギヤホイール１７の幅ｂの少なくとも半分未満の軸線方向広がり範囲を有している。有利には、接触領域ａが、ギヤホイール１７の幅ｂの１５〜２５％に相当する軸線方向広がり範囲を有する。図中、接触領域ａの境界が破線で表されている。ギヤホイールを通してその中心に延びる半径方向平面ｃが、接触領域を実質的に等しい２つの区域に分割する。半径方向平面ｃは、図中、点線で表されている。

図４ａに、ギヤポンプ１５’のギヤホイール１７のみの正面図を示し、図３ｂに、図４ａで線Ｂ−Ｂによって定義された平面Ｂに沿ったギヤホイール１７の断面図を示す。ギヤホイール１７は、ギヤホイールの中心穴１８内で半径方向内側に延びる部分２２を具備する。部分２２は、第２の面２２’を有する。第２の面２２’は、ギヤホイール１７の全幅ｂに沿って軸線方向に平坦な広がり範囲を有する。ギヤホイール部分２２は、シャフトの回転運動を第１の面２１’および第２の面２２’を介してギヤホイール１７に伝達できるように、シャフト凹部２１内に収容することができる形状を有している。第１の面２１’の湾曲形状により、第１の面２１’の接触領域ａのみが、ギヤホイール部分２２の第２の面２２’と接触する。第１の面２１’の接触領域ａの位置は、その中心点が、ギヤホイール１７を通って中央に延びている半径方向平面ｃ内に位置するようになっている。すなわち、接触領域ａは、前記平面ｃの両側で対称的に構成されている。第１の面２１’は、接触領域ａを越えて湾曲した広がり範囲を有しており、それによって第１の面２１’と第２の面２２’の距離が、接触領域ａからの距離に応じて増加している。

シャフト９の動作中、第１の面２１’の接触領域ａが、ギヤホイールの第２の面２２’と接触する。ここで、接触領域ａは、ギヤホイール１７の幅ｂよりも実質的に狭く、ギヤホイール１７の軸線方向中央近辺の領域に集中している。したがって第１の面２１’と第２の面２２’の形状適合が完全には最適でない場合でさえ、それにもかかわらず、シャフト９の運動が接触領域ａの一部を介してギヤホイール１７に伝達されることが保証される。接触領域ａが比較的限られた幅を有し、ギヤホイール１７に対して中心に位置付けられるので、接触領域ａ内での任意のそのような局所的な伝達は、ギヤホイールを通して中央に延びる前記半径方向平面ｃから比較的限られた距離だけ離れた位置で行われる。これは、ギヤホイール１７の不均一な応力負荷が実質的に存在しないことを意味する。

図５ａおよび図５ｂに、別の形状の凹部２１を有する回転可能シャフト９を示す。この場合、凹部２１は、軸線方向に実質的に平坦な広がり範囲を含む第１の面２１’を有する。図６ａおよび図６ｂに、別の形状の部分２２を有するギヤホイール１７を示す。この場合、部分２２は、ギヤホイール１７の全幅ｂに沿って軸線方向に湾曲した広がり範囲を含む第２の面２２’を有する。湾曲した第２の面２２’は、ギヤホイール１７の回転方向にを向いた実質的に中央の突出部分によって構成される接触領域ａを含む凸形状を有する。接触領域ａは、この場合、ギヤホイールの幅ｂの約１５〜２５％に相当する軸線方向広がり範囲を有している。第２の面２２’は、接触領域を越えて湾曲した広がり範囲を有し、それによって第１の面２１’と第２の面２２’との距離が、接触領域からの距離に応じて増加するようになされている。

シャフト９の動作中、この場合には、平坦な第１の面２１’が、ギヤホイール１７の第２の面２２’の接触領域ａと接触する。ここで、接触領域ａは、ギヤホイール１７の幅ｂよりも実質的に狭く、それと同時に、ギヤホイール１７の中心近辺の領域に集中している。例え第１の面２１’と第２の面２２’の形状適合が完全には最適でないとしても、それにもかかわらず、シャフト９の運動が接触領域ａの一部を介してギヤホイール１７に伝達されることが保証される。接触領域ａが比較的狭く、ギヤホイールに対して中心に配置されるので、接触領域ａ内でのそのような局所的な伝達は、前記半径方向平面ｃから比較的限られた距離の位置で行われることが保証される。

本発明は、上述した実施例に限定されず、特許請求の範囲の範囲内で自由に変更することができる。第１および第２の面は、ギヤホイールに関して中央に位置付けられた接触領域を共同して構成することを条件として、実質的に任意の所望の形状を有することができる。車両のリターダに関して実施例を説明してきたが、本発明は、車両技術の分野、およびギヤポンプが関連する他の分野において、類似の問題および要求が生じる他の全ての適用例で同様に利用することができる。

ギヤポンプを備えたリターダの断面図である。 ギヤポンプを示す図である。 第１の実施例によるギヤポンプのシャフトを示す図である。 第１の実施例によるギヤポンプのシャフトを示す図である。 第１の実施例によるギヤポンプのギヤホイールを示す図である。 第１の実施例によるギヤポンプのギヤホイールを示す図である。 第２の実施例によるギヤポンプのシャフトを示す図である。 第２の実施例によるギヤポンプのシャフトを示す図である。 第２の実施例によるギヤポンプのギヤホイールを示す図である。 第２の実施例によるギヤポンプのギヤホイールを示す図である。

Claims (10)

1. 回転できるように支持された、内歯（１６ａ）を有するリング・ギヤ（１６）と、
   前記リング・ギヤ（１６）内部に偏心して配置されたギヤホイール（１７）であって、前記リング・ギヤの内歯（１６ａ）と係合するようになされた外歯（１７ａ）を備えたギヤホイール（１７）と、
   前記ギヤホイール内の穴（１８）を通して延びる部分を備えた回転可能シャフト（９）であって、該シャフトの前記部分が第１の面（２１’）を備え、前記ギヤホイールが第２の面（２２’）を備え、前記第１の面（２１’）と前記第２の面（２２’）とが、前記シャフト（９）から前記ギヤホイール（１７）への回転運動の伝達を可能にするような形状とされている回転可能シャフト（９）と
   を有するギヤポンプにおいて、
   前記ギヤホイールの軸線方向広がり範囲（ｂ）の半分未満の軸線方向広がり範囲を有する接触領域（ａ）であって、前記ギヤホイール（１７）の中央を通って延びる半径方向平面（ｃ）によって分割される接触領域（ａ）を介して、前記第１の面（２１’）と前記第２の面（２２’）との間の前記伝達が行われることを特徴とするギヤポンプ。
2. 前記半径方向平面（ｃ）が、前記接触領域（ａ）を実質的に等しい２つの区域に分割していることを特徴とする請求項１に記載のギヤポンプ。
3. 前記第１の面（２１’）が、前記シャフト（９）の凹部（２１）に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のギヤポンプ。
4. 前記第２の面（２２’）が、前記ギヤホイールの穴（１８）内で半径方向内方に延びる前記ギヤホイール（１７）の部分（２２）に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のギヤポンプ。
5. 前記第２の面（２２’）が、軸線方向に実質的に平坦な広がり範囲を有し、前記第１の面（２１’）が、軸線方向に湾曲した広がり範囲を有し、該湾曲した広がり範囲は、前記接触領域（ａ）が構成されるような形状を有していることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のギヤポンプ。
6. 前記第１の面（２１’）が、前記接触領域（ａ）を越えて、湾曲した広がり範囲を有しており、それによって前記第１の面（２１’）と前記第２の面（２２’）との距離が、前記接触領域（ａ）からの距離に応じて増加することを特徴とする請求項５に記載のギヤポンプ。
7. 前記第１の面（２１’）が、軸線方向に平坦な広がり範囲を有し、前記第２の面（２２’）が、軸線方向に湾曲した広がり範囲を有し、該湾曲した広がり範囲は、前記接触領域（ａ）が構成されるような形状を有していることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のギヤポンプ。
8. 前記第２の面（２２’）が、前記接触領域を越えて、湾曲した広がり範囲を有しており、それによって前記第１の面（２１’）と前記第２の面（２２’）との距離が、前記接触領域からの距離に応じて増加することを特徴とする請求項７に記載のギヤポンプ。
9. 前記ギヤポンプ（１５’）が流体式ブレーキ内に配置されて、貯蔵空間（１６）から媒質を移送するようになされていることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載のギヤポンプ。
10. 前記流体式ブレーキが、様々な構成要素（１５）を収容するための多数の凹部（１４）を備えた構造を有し、前記各凹部（１４）が、実質的に共通の面（Ａ）内に開口を有し、前記ギヤポンプ（１５’）が、前記凹部の１つ（１４’）の内部に配置されるようになされた請求項９に記載のギヤポンプ。

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