JP2010531948A - 歯車ポンプ配置構造 - Google Patents

Abstract

本発明は、ハイドロリックユニット、特に車両ブレーキ設備のためのポンプ配置構造に関しており、第１の中空環（２０）と第１のピニオン（２３）と第１の鎌形セグメント部材（２４）とを備えた第１の内接歯車ポンプ（２）が設けられており、第２の中空環（３０）と第２のピニオン（３３）と第２の鎌形セグメント部材（３４）とを備えた第２の内接歯車ポンプ（３）が設けられており、駆動ピニオン（４）が設けられており、第１の中空環（２０）は、外側歯列（２１）を備えており、第２の中空環（３０）は、外側歯列（３１）を備えており、第１の内接歯車ポンプ（２）と第２の内接歯車ポンプ（３）とは、第１の中空環（２０）の外側歯列（２１）と第２の中空環（３０）の外側歯列（３１）とが噛み合うように相並んで配置されており、駆動ピニオン（４）が第１の中空環（２０）の外側歯列（２１）と噛み合い、駆動ピニオン（４）が駆動軸（８）と結合されていて、該結合により駆動ピニオン（４）が駆動されるようになっており、駆動軸（８）に、周辺環境に対してシールするための軸シール（９）が配置されている。

Description

本発明は、ハイドロリックユニット、たとえば車両ブレーキ設備に用いられる歯車ポンプのポンプ配置構造に関する。

２つの歯車ポンプを備えたポンプ配置構造は、たとえば電子式に調整されるブレーキ設備を備えた自動車に用いられる。このようなブレーキ設備では、個々の車輪の回転動作が検出され、電子制御装置によって評価され、電子制御装置は、回転動作に基づいて個々の車輪ブレーキの制動圧力を調節する。このような車両は、電子システムとして、特にアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）および／またはアンチスピンレギュレーション（ＡＳＲ）および／またはエレクトロニックスタビリティプログラム（ＥＳＰ）を備えている。このようなシステムに必要なハイドロリック圧は、ポンプ配置構造によって提供される。ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００５３９９１号明細書には、２つの内接歯車ポンプを備えたポンプ配置構造が開示されており、２つの内接歯車ポンプは、共通の駆動軸上に相前後して配置されている。ここでは内接歯車ポンプのピニオンがそれぞれ軸上に配置されている。共通の駆動軸上に内接歯車ポンプを相前後した配置構造によって、ポンプ配置構造の緊密性を保証するために、全体で３つの高密の軸シールリングが必要である。車両に使用する場合、たとえばエレクトロニックスタビリティプログラムに関して、ポンプ配置構造の吸込域に、１４０×１０⁵Ｐａまでの圧力が生じ得るので、相応に軸シールリングは、このような高圧に対して緊密性を保証するように設計する必要がある。これによってポンプ配置構造の作用効率を大幅に低下させる軸シールリングに大きな摩擦値がみられる。さらに、生じる摩擦によって、大きな熱作用がポンプ配置構造に形成される。

発明の利点
請求項１の特徴部に記載の構成を有する、ハイドロリックユニットのための、本発明によるポンプ配置構造の有する利点によれば、１つの軸シールしか必要でなく、しかもこの軸シールは、低い圧力でしか負荷を受けない。これによってポンプ配置構造は、大幅に改善された作用効率を有することができる。さらに本発明によるポンプ配置構造では、熱発生が広範囲にわたって低減されている。さらに本発明によるポンプ配置構造は、簡単で安価な構成を提供することができる。このことは、本発明によれば、ポンプ配置構造が第１の内接歯車ポンプと第２の内接歯車ポンプとを備えており、第１の歯車ポンプと第２の歯車ポンプとが相並んで配置されていることによって達成される。この場合両内接歯車ポンプの各中空環は、外側歯列を備えており、外側歯列は、互いに噛み合う。さらにポンプ配置構造は、駆動ピニオンを備えており、駆動ピニオンは、一方の内接歯車ポンプの両中空環を駆動する。換言すると、駆動ピニオンは、中空環を介して第１の内接歯車ポンプを駆動し、この中空環は、第２の内接歯車ポンプの中空環と噛み合い、これによって第２の内接歯車ポンプが駆動される。軸シールは、駆動ピニオンが配置された駆動軸にしか必要でない。駆動ピニオンが内接歯車ポンプの中空環の外側に配置されているので、軸シールは、低圧域に対するシールだけを提供すればよいので、軸シールにおける摩擦は比較的小さい。これによってポンプ配置構造は、作用効率を改善しつつ、安価に製作することができ、構成部材数が僅かである。

従属請求項には、本発明の有利な形態を記載した。

有利には、ポンプ配置構造に排出管路が設けられており、排出管路は、両内接歯車ポンプの両外側歯列の間の領域から延びている。排出管路は、たとえば流出する流体を導出することができる。

排出管路に、有利には、中間貯蔵部および逆止弁が配置されている。これによって内接歯車ポンプの両中空環の間の中間室に所定の圧力を維持することができる。

特に有利には、排出管路は、第１の内接歯車ポンプの吸込域および／または第２の内接歯車ポンプの吸込域と結合されている。選択的に、排出管路は、搬送しようとする流体が貯蔵される貯蔵容器と結合されている。

できるだけコンパクトな構造を提供するために、駆動ピニオンは、第１の内接歯車ポンプに対して約９０°の角度を成して配置されている。選択的に、駆動ピニオンと第１の内接歯車ポンプと第２の歯車ポンプとは、１直線上に相並んで配置されている。駆動ピニオンは第１の内接歯車ポンプの中空環の任意の位置に配置することができるので、特に車両固有の構成スペース条件を、本発明によるポンプ配置構造によって簡単かつ安価に満たすことができる。

第１の内接歯車ポンプと第２の内接歯車ポンプとは、有利には、相互に、内側から第１の中空環に作用する第１の力が、内側から第２の中空環に作用する第２の力に対抗するように、配置されている。これによって力の相殺が得られる。換言すると、各内接歯車ポンプの内側における圧力分配から中空環に作用する合力は、対向している。したがって、各内接歯車ポンプの内側の圧力が同じ場合、向き合う力は相殺される。内接歯車ポンプにおける圧力が異なっている場合、追加的に対向する力の少なくとも部分的な相殺が得られる。

本発明の別の有利な形態によれば、ポンプ配置構造は、２回路のハイドロリック設備に関して設計されており、ここでは第１の内接歯車ポンプは、第１のハイドロリック回路に搬送を行い、第２の内接歯車ポンプは、第２のハイドロリック回路に搬送を行う。特に有利には、第１のハイドロリック回路は、車両のブレーキ設備の第１のブレーキ回路であり、第２のハイドロリック回路は、ブレーキ設備の第２のブレーキ回路である。さらに有利には、第１のハイドロリック回路における圧力は、第２のハイドロリック回路における圧力と同じである。

本発明によるポンプ配置構造は、特に有利には、特に複数のブレーキ回路を備えた車両のブレーキ設備に用いられる。特に有利には、ブレーキ設備は、電子制動システム、たとえばアンチロックブレーキシステムおよび／またはアンチスピンレギュレーションおよび／またはエレクトロニックスタビリティプログラムを備えている。

ポンプ配置構造から搬送される媒体は、ブレーキ液である。

以下に、図面に関して、本発明の有利な形態を詳説する。

本発明による第１形態のポンプ配置構造を示す概略側面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った概略断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った概略側面図である。 本発明による第２形態のポンプ配置構造を示す概略側面図である。

発明を実施するための有利な形態
以下に、図１〜図３に関して、本発明による有利な第１形態のポンプ配置構造１を詳説する。

図１から看取されるように、ポンプ配置構造１は、第１の内接歯車ポンプ２と第２の内接歯車ポンプ３と外側の駆動ピニオン４とを備えており、駆動ピニオン４は、ハウジング５内に配置されている。駆動ピニオン４は、駆動軸８上に支承されている。第１の内接歯車ポンプ２は、外側歯列２１と内側歯列２２とを有する第１の中空環２０と、ピニオン２３と、第１の鎌形（三日月形）セグメント部材２４とを備えている。第１の鎌形セグメント部材２４は、支持部２４ａにおいて支持されていて、かつ第１の内接歯車ポンプ２内で吸込域２５を吐出域２６からシールする。第１のピニオン２３は、ピニオン軸２３ａ上に固定されており、ピニオン軸２３ａは、ポンプ配置構造のハウジング５に支承されている（図２参照）。

第２の内接歯車ポンプ３は、大体において第１の内接歯車ポンプ２と同様に形成されていて、外側歯列３１と内側歯列３２とを有する第２の中空環３０を備えている。ピニオン軸３３ａ上に固定された第２のピニオン３３と、支持部３４ａにおいて支持される第２の鎌形セグメント部材３４とは、第２の中空環の内側に配置されている。図１から看取されるように、第２の内接歯車ポンプ３は、第１の内接歯車ポンプ２に対して１８０°変位（回動）した位置に配置されている。このような配置構造によって、内側から内接歯車ポンプの中空環２０，３０に作用するハイドロリック力は相殺され、したがって中空環２０，３０とハウジング５との間に摩擦損失が生じることはない。

図１には、矢印Ａで駆動ピニオン４の駆動方向を示し、第１の中空環２０の回転方向を矢印Ｂによって示し、第２の中空環３０の回転方向を矢印Ｃで示した。

図２から判るように、内接歯車ポンプ２，３の側方のシールは、４つのアキシャルディスク１１，１２，１３，１４によって行われ、アキシャルディスク１１，１２，１３，１４は、内接歯車ポンプの構成部材とハウジング５との間に配置されている。内接歯車ポンプの両ピニオン２３，３３のピニオン軸２３ａ，３３ａは、ハウジング５内に支承されている。

図１に示したように、排出管路６が設けられており、排出管路６は、第１の中空環２０の外側と第２の中空環３０の外側との間に通じている。排出管路６は、ポンプ配置構造のシールギャップを介して場合によっては生じる漏れを、貯蔵容器（図示していない）に導出することができる。

ポンプ配置構造１の駆動は、外部の駆動ピニオン４を介して行われるので、内接歯車ポンプ２，３をシールするために、もはやピニオン軸２３ａ，３３ａに背景技術による高密の軸シールを設ける必要はない。ピニオン軸２３ａ，３３ａは、ハウジング内に支承することができる。したがって全体のポンプ配置構造１は、単に低圧域に対してシールすればよい軸シール９だけで十分である。内接歯車ポンプ２，３がそれぞれ中空環２０，３０を介して駆動されるので、吸込側をシールするために、軸シールは不要である。特に吸込側にシステムに起因する高圧が生じる場合、軸シールリングの省略に基づいて、高い摩擦力の発生を回避することができる。

さらに鎌形セグメント部材２４，３４が対向して配置された、両内接歯車ポンプ２，３の配置構造は有利であり、内接歯車ポンプの中空環に作用し、一般的にハウジング内で支承する必要のあるハイドロリック力は、相殺される。

図１において、ハイドロリック力は矢印Ｆ１，Ｆ２で示した。これによって中空環２０，３０とハウジング５との間の摩擦損失は回避される。中空環２０，３０の外側歯列は、ポンプ配置構造を駆動するために必要な回転モーメントも、相互に作用するハイドロリック力も吸収できるように形成されている。さらに両中空環２０，３０は、相互に転動できるようにする必要がある。したがって第１の中空環２０の外側歯列２１および第２の中空環３０の外側歯列３１は、図１に示したように、波形に形成されている。

ポンプ配置構造１の運転時に、ポンプ配置構造は、たとえばブレーキ制御システム、たとえばアンチブロックシステムまたはエレクトロニックスタビリティプログラムによって行われるブレーキ作用のあとで、調整作用の終了後に引き続き運転することができ、これによってシステムに残留する残りの液量が戻し搬送される。

第１の内接歯車ポンプ２の吐出域２６は、車両の第１のブレーキ回路と接続されており、第２の内接歯車ポンプ３の吐出域３６は、車両の第２のブレーキ回路と接続されている。この場合第１のブレーキ回路と第２のブレーキ回路の圧力とは、同じである。

したがって本発明によるポンプ配置構造は、極めて簡単で安価な構造を有している。特に内接歯車ポンプの駆動軸に設けられた煩雑な軸シールを省略したことによって、軸シールリングの領域における大きな摩擦の発生を回避することができ、したがってポンプ配置構造の作用効率が大幅に高められる。さらに両内接歯車ポンプの相互に１８０°回動して設けた配置構造によって、両ブレーキ回路における同じ圧力レベルで、内接歯車ポンプにおけるハイドロリック力の相殺が達成される。これによってポンプの作用効率はさらに改善される。

以下に、図４に基づいて、本発明の第２形態におけるポンプ配置構造１を詳説する。ここでは、ポンプ配置構造の、第１形態と同じまたは機能的に同じ構成部材には、同じ符号を設けた。

第２形態のポンプ配置構造は、大体において第１形態に相当し、ここでは排出管路６に、追加的に中間貯蔵部１５および逆止弁１６が配置されている。中間貯蔵部１５は、ばね荷重の掛けられたピストン１７を備えている。中間貯蔵部１５は、低圧蓄圧器として用いられ、低圧蓄圧器は、逆止弁１６を介して、一方の内接歯車ポンプの吸込側の圧力室と接続されている。この場合一般的に、システム制御によるブレーキ作用のあとで（ここではポンプ配置構造１が運転されており）、ポンプ配置構造１は、引き続き運転され、システムに残留する残りの液量は戻し搬送される。この場合中間貯蔵部１５においても、運転中に収容された漏れ体積流量が空になる。その他の点では、第２形態は、先行する第１形態に相当しており、したがってその説明を参照されたい。

Claims (11)

1. ハイドロリックユニット、特に車両ブレーキ設備のためのポンプ配置構造において、
   第１の中空環（２０）と第１のピニオン（２３）と第１の鎌形セグメント部材（２４）とを備えた第１の内接歯車ポンプ（２）が設けられており、
   第２の中空環（３０）と第２のピニオン（３３）と第２の鎌形セグメント部材（３４）とを備えた第２の内接歯車ポンプ（３）が設けられており、
   駆動ピニオン（４）が設けられており、
   第１の中空環（２０）は、外側歯列（２１）を備えており、第２の中空環（３０）は、外側歯列（３１）を備えており、第１の内接歯車ポンプ（２）と第２の内接歯車ポンプ（３）とは、第１の中空環（２０）の外側歯列（２１）と第２の中空環（３０）の外側歯列（３１）とが噛み合うように相並んで配置されており、
   駆動ピニオン（４）が第１の中空環（２０）の外側歯列（２１）と噛み合い、該駆動ピニオン（４）は、駆動軸（８）と結合されていて、該結合により駆動ピニオン（４）が駆動されるようになっており、
   駆動軸（８）に、周辺環境に対してシールするための軸シール（９）が配置されていることを特徴とする、歯車ポンプ配置構造。
2. 排出管路（６）が設けられており、該排出管路（６）は、第１の内接歯車ポンプ（２）と第２の内接歯車ポンプ（３）との間の室（７）に通じていて、漏れ流体が排出されるようになっている、請求項１記載のポンプ配置構造。
3. 排出管路（６）に、中間貯蔵部（１５）および逆止弁（１６）が配置されている、請求項２記載のポンプ配置構造。
4. 排出管路（６）は、第１の内接歯車ポンプ（２）の吸込域（２５）および／または第２の内接歯車ポンプ（３）の吸込域（３５）と結合されている、請求項２または３記載のポンプ配置構造。
5. 排出管路（６）は、搬送しようとする流体のための貯蔵容器と結合されている、請求項２または３記載のポンプ配置構造。
6. 駆動ピニオン（４）と第１の内接歯車ポンプ（２）とは、互いに９０°の角度を成して配置されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のポンプ配置構造。
7. 駆動ピニオン（４）と第１の内接歯車ポンプ（２）と第２の歯車ポンプ（３）とは、１直線上に相並んで配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のポンプ配置構造。
8. 第１の内接歯車ポンプ（２）と第２の内接歯車ポンプ（３）とは、相互に、内側から第１の中空環（２０）に作用する第１の力（Ｆ１）が、内側から第２の中空環（３０）に作用する第２の力（Ｆ２）に対して対向するように、配置されている、請求項１から７までのいずれか１項記載のポンプ配置構造。
9. 第１の内接歯車ポンプ（２）は、第１のハイドロリック回路に搬送を行い、第２の内接歯車ポンプ（３）は、第２のハイドロリック回路に搬送を行う、請求項１から８までのいずれか１項記載のポンプ配置構造。
10. 第１のハイドロリック回路における圧力は、第２のハイドロリック回路における圧力と同じである、請求項１から９までのいずれか１項記載のポンプ配置構造。
11. 請求項１から１０までのいずれか１項記載のポンプ配置構造（１）を有する、車両のためのブレーキ設備。

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