JP2009030510A - Gear pump and brake device provided with same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、歯車ポンプに係り、特に、油圧装置等の流体圧源はもとより、ガソリンや高温ブレーキ油等の低粘度の流体を加圧吐出するのに好適な歯車ポンプ及びそれを備えたブレーキ装置に関する。 The present invention relates to a gear pump, and more particularly to a gear pump suitable for pressurizing and discharging a low-viscosity fluid such as gasoline and high-temperature brake oil as well as a fluid pressure source such as a hydraulic device and a brake device including the gear pump. About.
回転式の歯車ポンプにおいて、過大なトルク損失や焼き付きなどを招来することなくサイドクリアランスを極力小さくでき、特に高圧吐出時の吐出効率を向上させることのできる従来技術として、特許文献1に所載のものが知られている。特許文献1に所載の装置は、内接歯車ポンプでありアウターロータ及びインナーロータと対向するサイドプレート部側の面であるサイドプレート部側摺動面にそれぞれ樹脂コーティング層を設けている。 In the rotary gear pump, as a prior art that can reduce the side clearance as much as possible without incurring excessive torque loss or seizure, and particularly improve the discharge efficiency at the time of high pressure discharge, it is described in Patent Document 1. Things are known. The apparatus described in Patent Document 1 is an internal gear pump, and is provided with a resin coating layer on each side plate portion side sliding surface which is a surface on the side plate portion side facing the outer rotor and the inner rotor.
ギヤ及びサイドプレート間の隙間の油膜をせん断するときの摩擦エネルギーと、ギヤ及びサイドプレートが金属同志の接触となる場合の摩擦エネルギーとを低減でき、ギヤの回転トルクの損失を低減できる従来技術として、特許文献2に記載のものが知られている。
As a conventional technology that can reduce the friction energy when shearing the oil film in the gap between the gear and the side plate and the friction energy when the gear and the side plate are in contact with each other, and can reduce the loss of rotational torque of the gear The thing of
特許文献2に記載の装置は、外接歯車ポンプでありギヤ室内の作動油を滞留保持する油溜まり部を設けて、ギヤ及びサイドプレート間の摩擦エネルギーを低減し、ギヤの回転トルクの損失を低減して、所定圧への昇圧時間を短縮できるようにしたものである。
The device described in
しかしながら、上記の従来技術では以下に示すような課題がある。すなわち、特許文献1に所載の装置では、サイドプレート部側摺動面にそれぞれ樹脂コーティング層を設けられているが、樹脂コーティング層の磨耗により長時間の耐久性を確保することは困難と考えられる。 However, the above prior art has the following problems. That is, in the apparatus described in Patent Document 1, resin coating layers are provided on the side plate portion side sliding surfaces, respectively, but it is difficult to ensure long-term durability due to wear of the resin coating layers. It is done.
この内接形歯車ポンプが搭載されるブレーキ装置が、ABS(アンチロックブレーキ装置)制御時のようにブレーキ液圧を電子制御する場合にのみポンプを駆動するようになっている場合には、ポンプは車両の生涯を通じて短い時間しか駆動されないので、長時間の耐久性が要求されず、使用可能である。 When the brake device on which this inscribed gear pump is mounted is designed to drive the pump only when the brake hydraulic pressure is electronically controlled as in ABS (anti-lock brake device) control, Can only be used for a short time throughout the life of the vehicle, so long-term durability is not required.
しかし、近年、自動車の電子制御化が進み、ブレーキにおいてもブレーキペダルとホイールシリンダ(液圧をピストンで受けてブレーキを作動させる部品)の間にメカニカルな接続を持たず、電気信号によってブレーキ力を制御するというBBW(ブレーキバイワイヤ)システムの普及が見込まれている。このシステムでは運転者の踏力に頼らずに通常ブレーキ時のブレーキ液圧を発生させる必要があるため、通常ブレーキの際でもポンプを駆動する必要がある。そのため、ポンプの作動時間、オンオフ回数が共に多く、ポンプに高い耐久性が要求される。しかしながら、特許文献1所載の装置では、長時間の耐久性確保が困難であるので、このシステムへの適用は難しいという課題があった。 However, in recent years, electronic control of automobiles has progressed, and even in brakes, there is no mechanical connection between the brake pedal and the wheel cylinder (the part that receives the hydraulic pressure by the piston to operate the brake), and the braking force is generated by an electrical signal. The spread of BBW (brake-by-wire) systems for control is expected. In this system, it is necessary to generate the brake fluid pressure during normal braking without relying on the driver's pedaling force, so it is necessary to drive the pump even during normal braking. For this reason, both the pump operation time and the number of on / off operations are large, and high durability is required for the pump. However, the device described in Patent Document 1 has a problem that it is difficult to apply the system to the system because it is difficult to ensure durability for a long time.
また、特許文献2に所載の装置は、外接歯車ポンプであり、ギヤ室内の作動油を滞留保持する油溜り部を設けて、ギヤ及びサイドプレート間の摩擦エネルギーを低減するようにしているが、油溜り部のエッジとギヤの接触による摩擦エネルギーの増加が発生すると考えられる。油溜り部エッジとギヤの接触は稼働初期のみであり、エッジ部がすぐに磨耗することも予想されるが、その場合には磨耗粉がシステム内に混入するので好ましくない。また、加工時に油溜り部エッジを除去しておくことも考えられるが、加工工数が増加しコストアップにつながるので好ましくない。
Further, the device described in
本発明は、以上の課題を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、高温のブレーキ液のような低粘度の流体でも高い容積効率を得ることができ、かつ、摩擦抵抗を可及的に低減できる歯車ポンプを提供することにある。 The present invention has been made in consideration of the above problems, and the object of the present invention is to obtain a high volumetric efficiency even with a low-viscosity fluid such as a high-temperature brake fluid and to provide a frictional resistance. An object of the present invention is to provide a gear pump that can be reduced as much as possible.
また、他の目的とするところは、通常ブレーキのたびに電気信号によってブレーキ力を制御するBBWシステムに好適な、耐久性等に優れた歯車ポンプを使用したプレーキ装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a brake device using a gear pump excellent in durability and the like suitable for a BBW system that controls a braking force by an electric signal every time a normal brake is applied.
上記目的を達成すべく、本発明に係る歯車ポンプの一つは、基本的には、回転軸が略平行に配置され、互いに噛合して回転する2つの歯車と、前記回転軸に外挿されて前記2つの歯車を前記回転軸の軸方向において両側から回転可能に挟持する一対の側板と、前記歯車の一部の歯先及び前記側板との間で流体をシールするシールブロックとを備える。 In order to achieve the above object, one of the gear pumps according to the present invention basically has two rotating gears that are arranged substantially parallel to each other and rotated in mesh with each other, and is extrapolated to the rotating shaft. And a pair of side plates that sandwich the two gears so as to be rotatable from both sides in the axial direction of the rotary shaft, and a seal block that seals fluid between a part of the gear teeth and the side plates.
そして、前記歯車と前記シールブロックが接触する部分及び前記歯車の噛合部分以外における前記側板の前記歯車との接触面の外周の径が前記歯車の歯底円の径以下とされていることを特徴としている。 Further, the diameter of the outer periphery of the contact surface of the side plate with the gear other than the portion where the gear and the seal block are in contact with each other and the meshing portion of the gear is equal to or smaller than the diameter of the root circle of the gear. It is said.
好ましい態様では、前記側板の前記歯車との接触面の内周の径が前記回転軸の外径と同じか、あるいは、若干大きくされる。 In a preferred embodiment, the diameter of the inner periphery of the contact surface of the side plate with the gear is the same as or slightly larger than the outer diameter of the rotating shaft.
他の好ましい態様では、前記回転軸、歯車、側板、及びシールブロックを収納するケースと、該ケースと前記側板との間に挿入されて前記ケース内を低圧部と高圧部に分けるシール部材とを有し、前記側板及び前記歯車が前記シール部材を介して前記ケースによって支持されており、前記シール部材が前記ケースに設けられた設置部に取り付けられる。 In another preferred embodiment, a case that houses the rotating shaft, gears, side plate, and seal block, and a seal member that is inserted between the case and the side plate to divide the inside of the case into a low pressure portion and a high pressure portion. The side plate and the gear are supported by the case via the seal member, and the seal member is attached to an installation portion provided in the case.
本発明に係る歯車ポンプの他の一つは、基本的には、回転軸が略平行に配置され、互いに噛合して回転する2つの歯車と、前記回転軸に外挿されて前記2つの歯車を前記回転軸の軸方向において両側から回転可能に挟持する一対の側板と、前記歯車の一部の歯先及び前記側板との間で流体をシールするシールブロックとを備える。 The other one of the gear pumps according to the present invention basically includes two gears whose rotational shafts are disposed substantially in parallel and mesh with each other, and the two gears that are extrapolated to the rotational shafts. And a seal block that seals fluid between a part of the tooth tips of the gear and the side plate.
そして、前記側板における前記歯車との接触面側の内周部に、円錐面、球面等の曲面からなる凹状接触部が設けられ、前記歯車における前記側板との接触面側の内周部に、前記凹状接触部に部分接触する円錐面、球面等の曲面を有する凸状接触部が設けられ、前記側板の凹状接触部と前記歯車の凸状接触部とが部分接触することによりシール部が構成されていることを特徴としている。 And, on the inner peripheral portion of the side plate on the contact surface side with the gear, a concave contact portion made of a curved surface such as a conical surface or a spherical surface is provided, and on the inner peripheral portion of the gear on the contact surface side with the side plate, A convex contact portion having a curved surface such as a conical surface or a spherical surface that is in partial contact with the concave contact portion is provided, and a seal portion is configured by partial contact between the concave contact portion of the side plate and the convex contact portion of the gear. It is characterized by being.
この場合、好ましくは、前記歯車の凸状接触部は、前記歯車の本体部とは別体に作製される。 In this case, preferably, the convex contact portion of the gear is manufactured separately from the main body portion of the gear.
一方、本発明に係るブレーキ装置は、前記した歯車ポンプを備えているもので、具体的には、前記歯車ポンプと、該歯車ポンプを回転駆動する電動モータと、ペダルへの踏力に応じた踏力信号を生成する踏力信号生成装置と、前記踏力信号に基づいてブレーキ液圧信号を生成して前記電動モータに供給する電動モータ制御手段と、を備え、前記歯車ポンプは、前記電動モータ制御手段から前記電動モータに供給されるブレーキ液圧信号に応じたブレーキ液圧を発生するようにされてなる。 On the other hand, the brake device according to the present invention includes the above-described gear pump. Specifically, the gear pump, the electric motor that rotationally drives the gear pump, and the pedaling force according to the pedaling force on the pedal A pedal force signal generating device that generates a signal; and an electric motor control unit that generates a brake fluid pressure signal based on the pedal force signal and supplies the brake hydraulic pressure signal to the electric motor, wherein the gear pump is supplied from the electric motor control unit. A brake fluid pressure corresponding to a brake fluid pressure signal supplied to the electric motor is generated.
本発明に係る歯車ポンプでは、摩擦抵抗が発生する歯車と側板との接触面の外周の径を歯車の歯底円径以下とし、さらに好ましくは、前記接触面の内周の径を回転軸の外径以上としたので、高温のブレーキ液のような低粘度の流体でも高い容積効率を得ることができるとともに、摩擦抵抗を効果的に低減できる。 In the gear pump according to the present invention, the diameter of the outer periphery of the contact surface between the gear and the side plate where frictional resistance is generated is equal to or less than the root diameter of the gear, and more preferably, the inner diameter of the contact surface is the rotational shaft. Since the diameter is equal to or greater than the outer diameter, high volumetric efficiency can be obtained even with a low-viscosity fluid such as high-temperature brake fluid, and frictional resistance can be effectively reduced.
加えて、通常ブレーキのたびに電気信号によってブレーキ力を制御するBBWシステムに好適な、耐久性に優れた歯車ポンプを提供することができる。 In addition, it is possible to provide a highly durable gear pump suitable for a BBW system that controls a braking force by an electric signal every time a normal brake is applied.
また、側板の内周部に、円錐面、球面等の曲面からなる凹状接触部が設けられ、歯車の内周部に、前記凹状接触部に部分接触する円錐面、球面等の曲面を有する凸状接触部が設けられ、前記側板の凹状接触部と前記歯車の凸状接触部とを部分接触させてシール部を構成することにより、高精度部品を必要とせず、接触面がなじみやすくなるので、シール性が高まり、さらに、シール面が回転軸側に近づくので、接触面の半径を小さくすることができ、これによっても、歯車ポンプの摩擦抵抗を低減することができる。 Further, a concave contact portion made of a curved surface such as a conical surface or a spherical surface is provided on the inner peripheral portion of the side plate, and a convex surface having a curved surface such as a conical surface or a spherical surface partially contacting the concave contact portion is provided on the inner peripheral portion of the gear. Since the contact portion is provided, and the concave contact portion of the side plate and the convex contact portion of the gear are in partial contact to form a seal portion, a high-precision part is not required and the contact surface becomes easy to adapt. Further, since the sealing performance is improved and the sealing surface is closer to the rotating shaft side, the radius of the contact surface can be reduced, and the frictional resistance of the gear pump can also be reduced.
以下、本発明の歯車ポンプの実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図1は本発明の歯車ポンプの一実施形態を示す横断面図、図2は図1におけるA−A断面図。図3は、本実施形態の歯車ポンプの内部構成部品の斜視図である。
Hereinafter, embodiments of the gear pump of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a transverse sectional view showing an embodiment of a gear pump of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 3 is a perspective view of internal components of the gear pump according to the present embodiment.
図1において、ケーシング37とカバー41とに、軸受39を介して回転軸(駆動軸)51に外嵌固定された駆動歯車31が軸支されている。駆動軸51には、図示しない電動モータが接続されており、モータの回転と共に駆動軸51及び駆動歯車31が回転する。回転軸(従動軸)52に外嵌固定された従動歯車32は、駆動歯車31と歯幅がほぼ等しく、互いに噛合するように配置されており、駆動歯車31及び従動歯車32が回転することによりポンプ動作を行う。
In FIG. 1, a
シール側板34A、34Bは、駆動軸51及び従動軸52に外挿されて、両歯車31、32の側面に摺接して、歯車31、32とシール側板34A、34B間のシールである側面シールを行うとともに、回転軸となる駆動軸51及び従動軸52の軸受としての機能を兼ねている。このシール側板34A、34Bによって駆動歯車31、従動歯車32の両軸が平行かつ所定の間隔をあけて支持されている。シール側板34A、34Bは、図2、図3に示すように、吸込用流通孔となる吸込ポート35(IN)を有しており、シール側板34A、34Bの吸込ポート35近傍における外縁Rは、両歯車31、32の歯先円の径にほぼ等しく形成されている。
The
ケーシング37は、図2に示すように、内部が円筒形をなし、駆動歯車31及び従動歯車32が接触しないように所定の隙間を有している。ケーシング37の円筒部深さは、シール側板34A、34Bと駆動歯車31又は従動歯車32を重ねた厚さよりもわずかに深くなっているため、シール側板34Aとカバー41、シール側板34Bとケーシング37とは直接接触せず、歯車ポンプの内部構成部品であるシール側板34A、34B及び歯車31、32は、それぞれカバー41、ケーシング37の間に挿入された弾性体であるシール部材38A、38Bの弾性力を介して支持されている。
As shown in FIG. 2, the
シール部材38A、38Bは、図3、図4に示すように、シール側板34A、34Bに設けられた凸部44に嵌め合わされている。なお、シール側板34A、34Bの凸部44は、シール部材38A、38Bの内周形状より若干小さく作られている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the seal members 38 </ b> A and 38 </ b> B are fitted to convex
シールブロック33は、吸込ポート35近傍における歯車31、32の歯先シールを行うために歯車31、32の歯先との隙間を極小にする部品である。シールブロック33には、歯車31、32の歯先に対向するシール面46A、46B(図2参照)を有し、シール面46A、46Bはそれぞれの内径が歯車31、32の歯先円の径とほぼ等しく形成されている。また、シールブロック33は、シール面46A、46Bが両シール側板34A、34Bの外縁Rに接合した状態で支持されることにより、歯車31、32の歯先との隙間を小さくして歯先シールを行っている。このように、シールブロック33は歯車31、32の一部の歯先21及び側板34A、34Bとの間をシールするシール面46A、46Bを備える。
The
シールブロック33は、カバー41及びケーシング37に接触しないようにカバー41及びケーシング37に対して所定の隙間を有している。シールブロック33は、シール側板34A、34Bに設置されたシール部材38A、38Bを介してカバー41及びケーシング37に保持されており、シールブロック33の駆動軸51方向の動きは制限されている。このようにして、シール部材38A、38Bにより、シールブロック33とカバー41及びケーシング37間がシールされる。
The
吸込ポート35は、シール側板34A、34Bとシールブロック33とケーシング37に形成されている。歯車31、32のポンプ作用によって吸込ポート35より吸い込まれた流体は、歯車31、32とシールブロック33間を通り、高圧となってケーシング37内に放出される。流体がこのケーシング37内に充満すると、ケーシング37に形成された吐出ポート36(OUT)より歯車ポンプ3外部に吐出される。
The
本実施形態の歯車ポンプ3は、いわゆる可動側板タイプのシールブロック形歯車ポンプである。歯車31、32の側面はシール側板34A、34Bでシールし、歯車31、32の歯先はシールブロック33でシールしてポンプの内部漏れを極小化させるものである。
シール側板34A、34Bの役割は、吐出圧力の大小に依らず歯車31、32の側面との隙間を常に一定に保つためのものであり、基本的には歯車31、32と接触しているため巨視的な隙間はない。
The
The role of the
シール部材38A、38Bは、低圧部である吸込ポート35とケーシング37内の高圧部の間をシールする。つまり、シール部材38A、38Bの内側(内周側)は低圧部であり、シール部材38A、38Bの外側(外周側)は高圧部である。また、シール部材38A、38Bはシール側板34A、34Bの背面(カバー41又はケーシング37側の面)の圧力分布を決定し、駆動軸51方向の圧力バランスをとる。もしシール側板34A、34Bの内面(歯車31、32側の面)が高圧になればシール側板34A、34Bの背面(カバー41又はケーシング37側の面)の隙間に導かれた流体も高圧になるので駆動軸51方向の圧力平衡が保たれる結果、シール側板34A、34Bは常に歯車31、32の側面との接触を保つようになっている。また、シール部材38A、38Bの弾性力によりシール側板34A、34Bを介して歯車31、32に適度な押し付け力を作用し、歯車31、32とシール側板34A、34B間のシールである側面シールを良好に行う。
The sealing members 38 </ b> A and 38 </ b> B seal between the
シールブロック式の歯車ポンプ3は、シールブロック33による歯先シールを歯車31、32の歯先1〜2枚に限定して行うことにより、吸込ポート35近傍の低圧領域をシールブロック33の内面のごく狭い範囲に限定し、残りの部分をすべて高圧領域として、歯車31、32の外周の圧力平衡を図っている。これにより、駆動軸51が軸受39とシール側板34A、34Bの軸受部に作用する荷重及び従動軸52がシール側板34A、34Bの軸受部に作用する荷重を小さくできる。
The seal block
上記のように、シール側板34A、34Bは、歯車ポンプ3の内部漏れを防ぐために、歯車31、32と接触している。シール側板34A、34Bの内面(歯車31、32側の面)とシール側板34A、34Bの背面(カバー41又はケーシング37側の面)の隙間に導かれた流体によってもシール側板34A、34Bが常に歯車31、32の側面との接触を保つように駆動軸51方向に流体力が作用している。また、シール部材38A、38Bの弾性力によりシール側板34A、34Bを介して歯車31、32に適度な押し付け力を作用している。このように歯車31、32にはシール側板34A、34Bから押し付け力が作用しているため、シール側板34A、34Bと歯車31、32間には摩擦抵抗(摩擦トルク)が発生する。この摩擦抵抗が大きい場合には、歯車ポンプ3の機械効率が低下する。また、摩擦抵抗が大きい場合には、歯車ポンプ3を駆動するためのモータの大型化、コストアップにつながり好ましくないため、摩擦抵抗を小さく抑えることが必要である。
As described above, the
摩擦抵抗(摩擦トルク)は、接触面に作用する荷重と接触面間の摩擦係数と接触面の半径の積によって求まる。接触面の半径を小さくすることにより摩擦抵抗を低減することができる。一方、高圧である歯車31、32の外径から低圧である歯車31、32の内径方向への流体の漏れを防ぐためにシール幅が必要である。 The frictional resistance (friction torque) is determined by the product of the load acting on the contact surface, the coefficient of friction between the contact surfaces, and the radius of the contact surface. The frictional resistance can be reduced by reducing the radius of the contact surface. On the other hand, a seal width is necessary in order to prevent fluid leakage from the outer diameter of the high-speed gears 31 and 32 to the inner diameter direction of the low-speed gears 31 and 32.
そこで、本実施形態では、歯車31、32とシール側板34A、34B間のシール性を確保し、かつ、摩擦抵抗を低減するために、図5、図6に示すように、歯車31、32とシール側板34A、34B間の接触面47の内周48の径Daが駆動軸51及び従動軸52の外径Dbと同じか、あるいは、若干大きくされ、接触面47の外周49の径Dcが歯車31、32の歯底円50の径Dd以下とされている。接触面47の外周49の径Dcは、歯車ポンプ3の使用される圧力により歯車31、32の外周から歯車31、32の内周方向への流体の漏れを抑えるように適度に設定されている。また、接触面47の外周49の径Dcは、摩擦抵抗を低減するために可能な限り小さくすることが好ましい。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, the
なお、接触面47の内周48の径Daと接触面47の外周49の径Dcの差であるシール幅を小さくすることが、必ずしもシール性能の低下にはつながらない。接触面47は、平面同士の接触のため平面の加工精度によりわずかな隙間が空いている。接触面47が小さい場合には、接触面47が大きい場合と比べて接触面積が小さい分隙間が生じにくい。接触面47と歯車31、32間の隙間をなくすために部品の平面を精度良く加工する場合には、加工コストがかかるため好ましくない。接触面47の面積が小さい場合には、接触面積が小さいために隙間が生じにくいだけでなく、加工時の部品の平面度管理も容易になり、コスト低減が可能となる。
Note that reducing the seal width, which is the difference between the diameter Da of the
また、接触面47の外周49の径Dcを歯車31、32の歯底円径Dd以下とするのは以下の理由による。接触面47の外周49の径Dcを歯底円50の径Ddより大きくした場合には、歯車31、32の歯のエッジ部分が接触面47と当ることになる。歯車31、32のエッジ部分にバリが残っていた場合には、接触面47と歯車31、32の間の摩擦抵抗が増加するからである。また、歯車31、32のエッジ部が、接触面47上の流体をケーシング37側に掻き出すようになり、接触面47と歯車31、32間の油膜が切れ、摩擦抵抗増加の原因になるからである。
Moreover, the reason why the diameter Dc of the
なお、シール側板34A、34B(両方合わせて符号34とする)の吸込ポート35近傍の接触面47、つまり、歯車31、32と前記シールブロック33が接触する部分及び歯車31、32の噛合部分は、歯車31、32の側面全体が接触するようにしている。これは、吸込ポート35から吸い込んだ流体が歯車31、32の歯溝とシールブロック33とシール側板34とから形成された小さな部屋に入り、歯車31、32の回転とともに吐出ポート36側に効率良く運び出すようにしているからである。シール側板34の歯車31、32の側面全面に接触する部分は、シールブロック33の接触幅と一致させており、歯車31、32の歯の1〜2枚分となるようにしている。
Note that the
以上のように、本実施形態では、歯車31、32とシール側板34の接触面47の外周の径Dcを歯車31、32の歯底円径Dd以下にしているので、歯車31、32とシール側板34間のシール性を確保しつつ、摩擦抵抗を低減することができる。
As described above, in the present embodiment, the diameter Dc of the outer periphery of the
上記実施形態では、シール部材38をシール側板34の凸部44に設置したが、ケーシング37及びカバー41に設置しても良い。以下、シール部材38をケーシング37及びカバー41に設置した実施形態を説明する。
In the above embodiment, the seal member 38 is installed on the
図7に示すように、ケーシング37には、凸部53が設けられている。この凸部53は、シール部材38A、38Bの内周形状より若干小さく作られている。なお、カバー41側にも同様に凸部が設けられているが、説明は省略する。シール部材38A、38Bは、図8に示すように、カバー41及びケーシング37の凸部53に嵌め合わされる。シール部材38をカバー41及びケーシング37に設置したので、第1の実施形態であったシール側板34の凸部は、図9に示すように除去することができる。
As shown in FIG. 7, the
本実施形態では、摩擦抵抗を低減するためにシール側板34の接触面47の外周49の径Dcが歯車31、32の歯底円50の径Ddより小さくされている。これにより、シール側板34の内面の高圧部分面積が増えるので、駆動軸51方向の圧力バランスを保ち、シール側板34と歯車31、32が接触するように、シール側板34の背面の高圧部分面積を増やす必要がある。つまり、シール側板34の凸部44を駆動軸51、従動軸52の方向に削る必要がある。シール部材38を保持するためにはシール側板34の凸部44は所定の肉厚が必要であり、この肉厚がシール側板34側に確保することができない場合には、カバー41及びケーシング37にシール部材38を設置するのが有効である。なお、図8においてシール部材38の取り付け部以外の構成や動作は前記した実施形態と同様であるので、説明は省略する。
In the present embodiment, the diameter Dc of the
上記実施形態では、シール部材38をカバー41及びケーシング37の凸部53に設置するようにしていたが、シール部材38を設置するための凸部を別部材にしても良い。以下、シール部材38を設置する部材を別部材にした実施形態を説明する。
In the above embodiment, the seal member 38 is installed on the
図10は、本実施形態のシール部材ブラケット54を示す。シール部材ブラケット54には、位置決め凸部55及び吸込ポート35を設けている。位置決め凸部55は、図11に示されるケーシング37に設置された位置決め凹部56に嵌め合わされ、シール部材ブラケット54の位置を規制する。なお、カバー41側にも同様に位置決め凹部56が設けられ、シール部材ブラケット54が設置されるが、説明は省略する。シール部材ブラケット54は、シール部材38A、38Bの内周形状より若干小さく作られており、シール部材ブラケット54の吸込ポート35は、ケーシング37の吸込ポート35より若干大きな穴にしており、シール部材ブラケット54がわずかにずれていた場合であっても流体の吸込みを妨げないようにしている。なお、シール部材ブラケット54は、金属であってもよいし、樹脂であっても良い。歯車ポンプ3の設定圧力により、材料強度を考慮し材料を選択できる。
FIG. 10 shows the
以上のように本実施形態では、図7に示したように、ケーシング37に凸部53を設けなかったので、ケーシング37の加工が容易になりコストアップを抑えることができる。また、シール部材ブラケット54を樹脂成型により製作すれば、さらにコストアップを抑えることができる。なお、シール部材38の取り付け部以外の構成や動作は上記した第1の実施形態と同様であるので、説明は省略する。
As described above, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, since the
次に、本発明に係る歯車ポンプの、特に、歯車31、32とシール側板34の他の実施形態を説明する。
Next, other embodiments of the gear pump according to the present invention, in particular, the
図12は、本実施形態のシール側板34A、34B(両方合わせて符号34とする)と歯車31、32との接触面近傍の断面図である。なお、図12では従動軸52近傍のみを記しているが、駆動軸51近傍も同様である。図12に示すように、シール側板34における歯車32との接触面側の内周部に、円錐面からなる凹状接触部58が設けられ、歯車32における側板34との接触面側の内周部に、前記凹状接触部58に部分接触する円錐面を有する凸状接触部57が設けられ、前記側板34の凹状接触部58と前記歯車32の凸状接触部57とが部分接触することによりシール部(シール面59)が構成されている。なお、図13に示すように、シール側板34の凹状接触部58を球面とし、歯車32の凸状接触部57の表面を円錐面とする等、凹状接触部58及び凸状接触部57の表面を他の曲面形状としてもよい。
FIG. 12 is a cross-sectional view of the vicinity of the contact surface between the
このようにされることにより、高精度部品を必要とせず、接触面がなじみやすくなるので、シール性が高まる。 By doing in this way, a highly accurate part is not required and a contact surface becomes easy to adapt, Therefore Sealing property improves.
以上のようにシール側板34と歯車31、32に、それぞれ凹状接触部58及び凸状接触部57を設けることにより、図12に示すように、シール面59が従動軸52側に近づくので、接触面の半径rを小さくすることができる。したがって、歯車ポンプ3の摩擦抵抗を低減することができる。
As described above, by providing the
また、上記では凸状接触部57を歯車31、32本体部と一体に作製しているが、図14に示すように、歯車31、32本体部と凸状接触部60とを別体に作製してもよい。これにより、歯車31、32は加工しやすくなるので、コストアップを抑えることができる。
Moreover, although the
続いて、以上説明した歯車ポンプ3を車両用の油圧ブレーキ装置に用いた例を説明する。
Then, the example which used the
図15は、本発明実施形態の歯車ポンプ3が使用された車両用ブレーキ装置の一例を示すシステム構成図である。運転者がブレーキペダル6を踏むと、踏力は信号生成装置7により電気信号に変換され、電動モータ制御手段であるコントローラ8を介して電動モータ2及びこれに接続された、前記実施形態の歯車ポンプ3が駆動される。コントローラ8は、演算ブロック81、制御ブロック82及びモニタブロック83を備えている。コントローラ8内では、信号生成装置7からの入力及び車輪速、バッテリ電圧などから必要なブレーキ液圧やモータ回転数を演算ブロック81で演算し、制御ブロック82からの出力信号(ブレーキ液圧信号)によって電動モータ2を制御する。この際、必要に応じてブレーキ液圧やモータ回転数の情報をモニタブロック83を介してフィードバックすることで制御精度を向上する。歯車ポンプ3はリザーバータンク1からブレーキ液を吸引し、ホイールシリンダ4に加圧・供給してブレーキ液圧を与え、これにより車両にブレーキが作用する。ブレーキ液圧の減圧は、点線で示す減圧装置5によりブレーキ液をリザーバータンク1側に抜くことにより実現できるが、減圧装置5を用いずに歯車ポンプ3のみで減圧動作をさせることも可能である。
FIG. 15 is a system configuration diagram illustrating an example of a vehicle brake device in which the
歯車ポンプ3による減圧は、ポンプを逆回転させることにより非常に速い減圧ができ、また、ポンプを停止させるか、あるいは回転数を下げるだけでも減圧が可能である。これは歯車ポンプ3内の微小な隙間のために、吐出ポート側から吸込ポート側へブレーキ液が漏れる、いわゆる内部漏れがあるためである。歯車ポンプ3のみで加圧、減圧を行うことにより、構造がシンプルで安価なブレーキ装置を提供することができる。
The pressure reduction by the
以上説明したブレーキ装置では、運転者がブレーキペダルを踏むたびに歯車ポンプ3が駆動されるため、ABSユニットに用いられるポンプに比べて作動時間が長く、オンオフ回数も多いのでポンプには長寿命が求められる。また、通常ブレーキに用いるために、ポンプは脈動が少なく、滑らかにブレーキ液圧を制御できることが重要である。
In the brake device described above, since the
このため、本例のブレーキ装置では、ポンプとして、前記した実施形態の外接形の歯車ポンプを採用している。通常のABSユニット用のポンプとして用いられているプランジャ式のポンプは、安価で比較的耐久性も確保しやすいが、吸入・吐出が間欠的であるために圧力脈動が大きい短所がある。これに対し、歯車ポンプは低脈動かつ安価という長所があり、通常ブレーキ用のポンプに適している。 For this reason, in the brake device of this example, the circumscribed gear pump of the above-described embodiment is adopted as the pump. A plunger pump used as a pump for a normal ABS unit is inexpensive and relatively easy to ensure durability, but has a disadvantage in that pressure pulsation is large because suction and discharge are intermittent. On the other hand, the gear pump has the advantages of low pulsation and low cost, and is usually suitable for a pump for braking.
1…リザーバータンク、2…モータ、3…外接形歯車ポンプ、4…ホイールシリンダ、5…減圧装置、6…ブレーキペダル、7…信号生成装置、8…コントローラ、31…駆動歯車、32…従動歯車、33…シールブロック、34、34A、34B…シール側板、35…吸込ポート、36…吐出ポート、37…ケーシング、38、38A、38B…シール部材、39…軸受、41…カバー、42…Oリング、43…回転軸シール、44…凸部、46A、46B…シール面、47…接触面、48…接触面内周、49…接触面外周、50…歯底円、51…駆動軸、52…従動軸、53…凸部、54…シール部材ブラケット、55…位置決め凸部、56…位置決め凹部、57…凸状接触部、58…凹状接触部、59…シール面、60…凸状接触部材、81…演算ブロック、82…制御ブロック、83…モニタブロック。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reservoir tank, 2 ... Motor, 3 ... External gear pump, 4 ... Wheel cylinder, 5 ... Decompression device, 6 ... Brake pedal, 7 ... Signal generation device, 8 ... Controller, 31 ... Drive gear, 32 ...
Claims (7)
前記歯車と前記シールブロックが接触する部分及び前記歯車の噛合部分以外における前記側板の前記歯車との接触面の外周の径が前記歯車の歯底円の径以下とされていることを特徴とする歯車ポンプ。 A pair of side plates that are arranged substantially parallel to each other, rotate in mesh with each other, and a pair of side plates that are extrapolated to the rotation shaft and sandwich the two gears from both sides in the axial direction of the rotation shaft. And a gear block including a seal block that seals fluid between a part of the tooth tips of the gear and the side plate,
The diameter of the outer periphery of the contact surface of the side plate with the gear other than the portion where the gear and the seal block are in contact with each other and the meshing portion of the gear is equal to or less than the diameter of the root circle of the gear. Gear pump.
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