JP5186005B2 - ブレーキ装置のための内接歯車ポンプ - Google Patents

Description

従来技術
本発明は、独立請求項１の上位概念部に記載のブレーキ装置のための内接歯車ポンプ、すなわち、ブレーキ装置のための内接歯車ポンプであって、該内接歯車ポンプのポンプケーシング内に、内歯列を備える内歯車と、該内歯車の内歯列に噛み合うピニオンとが平行な軸線を中心に回転可能に支承されており、前記内歯車及び前記ピニオンの歯列が、略鎌形に先細りしたリング室を画成し、該リング室内に、ポンプの吸込側に向かって支持されるフィラピースが配置されており、該フィラピースの、前記内歯車又は前記ピニオンの歯列の歯先円に対応して湾曲した周囲面が、ばね負荷された状態で、前記フィラピースによって覆われる複数の歯の頂部に密に当接している形式のものに関し、特に車両のブレーキ装置の液圧系統において使用されるものに係る。

流体の相応に高い圧力レベルを形成し得る内接歯車ポンプは、ドイツ連邦共和国特許第１９６１３８３３号明細書に既に開示されている。流体は、この従来技術では、通常の形式で内接歯車ポンプの吸込側から吐出側へ圧送される。内歯車とピニオンとの間のポンプの鎌形のリング室内には、吐出側に向かって先細りしたフィラピース（Ｆｕｅｌｌｓｔｕｅｃｋ）が配置されており、このフィラピースは一端において軸方向で吐出側の流体圧に抗して当接面に支持されている。フィラピースは、その湾曲した内周面あるいは外周面でもって、半径方向でシールした状態でピニオンあるいは内歯車の複数の歯の頂部に当接する。同じ方向で回転する歯車のシールされる歯溝によって連行される流体体積が、フィラピースの先細りした端部において合流するので、ポンプのこの領域には、所望される高い圧力レベルが生じる。歯の頂部の領域において歯溝の可及的効果的なシールを達成するために、フィラピースは、ベース部分を形成するセグメントキャリアと、可動にセグメントキャリアに支持されるシールセグメントとから構成されている。セグメントキャアリアの周囲面は、ピニオンの覆われた歯の頂部に当接し、シールセグメントの対向する周囲面は、内歯車の覆われた歯の頂部に当接する。さらに、セグメントキャリアとシールセグメントとの間には、３つの板ばねを備える板ばね装置が支持されている。板ばね装置によって、セグメントキャリア及びシールセグメントは互いに押し広げられて、ばね負荷された状態で、覆われた歯の頂部に当接する。付加的に、セグメントキャリア及びシールセグメントは、相応の運転条件において、エラストマー材料又はポリマー材料からなる弾性的なシールロールによって隔離される、セグメントキャリアとシールエレメントとの間の中間室が、切欠きによって内歯車の圧力形成領域に流体接続されているので、約半分の運転圧に相当する流体圧を介して互いに押し広げられる。シールロールは、対応する溝に係合し、シールエレメントの移動中、３つの板ばねのそれぞれ１つによってそのシール位置に保持されなければならない。これにより、覆われた歯の頂部と、歯の頂部と協働するセグメントキャリア及びシールエレメントの周囲面との間のシールは、ポンプの圧力レベルの上昇時、圧着力の上昇によって自動的に有効のままとなる。しかし、フィラピースの個々の部品は、適当な寿命において内接歯車ポンプの申し分のない機能を保証することができるように、極めて精緻に製造されていなければならない。

発明の開示
これに対して、独立請求項１に記載の特徴を備える本発明に係る内接歯車ポンプ、すなわち、ブレーキ装置のための内接歯車ポンプであって、該内接歯車ポンプのポンプケーシング内に、内歯列を備える内歯車と、該内歯車の内歯列に噛み合うピニオンとが平行な軸線を中心に回転可能に支承されており、前記内歯車及び前記ピニオンの歯列が、略鎌形に先細りしたリング室を画成し、該リング室内に、ポンプの吸込側に向かって支持されるフィラピースが配置されており、該フィラピースの、前記内歯車又は前記ピニオンの歯列の歯先円に対応して湾曲した周囲面が、ばね負荷された状態で、前記フィラピースによって覆われる複数の歯の頂部に密に当接している形式のものにおいて、前記フィラピースの両周囲面の一方が、半径方向でばね弾性的な周囲壁により形成されており、該周囲壁が、固有のばね力に基づく撓みの結果として、前記ピニオン又は前記内歯車の、前記周囲壁によって覆われる歯の頂部に密着することを特徴とする、ブレーキ装置のための内歯車ポンプは、構造的に大幅に簡単に構成されることができ、これにより、より安価に製造され、より容易に組み立てられるという利点を有する。半径方向での小さな製造誤差は、周囲壁がばね弾性的に適合することによって自動的に補償される。部品点数の減少による構造の単純化は、既に、歯の頂部に当接する周囲壁の一方が、これまでと同様に、対応する歯車の歯先円に適合された変更不能な湾曲を有し、他方の周囲壁だけが半径方向でばね弾性的に、ひいてはその長さにわたってばね弾性的に曲げ可能に形成されていることで得られる。しかし、この場合、一方の周囲面にのみ作用するばね力の反力が、堅固な周囲壁の、これによって覆われる歯の頂部に対するシール作用を有する当接にも至らしめ得るように、フィラピースは全体的に半径方向で移動可能にポンプケーシングに支持されなければならない。

従属請求項に記載の構成及び態様によって、独立請求項に記載の内接歯車ポンプの有利な改良が可能である。好ましくは、前記フィラピースの両周囲面が、半径方向でばね弾性的な周囲壁によって形成されており、これにより一方の周囲壁がばね弾性的に、前記ピニオンの覆われる歯の頂部に密着し、他方の周囲壁がばね弾性的に、前記内歯車の覆われる歯の頂部に密着する。好ましくは、前記周囲壁が前記フィラピースの対応する周囲面の全長にわたって延在する。好ましくは、前記周囲壁が、前記フィラピースの中空チャンバの境界壁であり、該中空チャンバが当該内接歯車ポンプの吐出領域に連通されている。好ましくは、前記半径方向でばね弾性的な周囲壁が、前記フィラピースの支持される端部において支持壁を介して互いに結合されており、該支持壁から前記周囲壁が脚片として自由に張り出している。好ましくは、両周囲壁及び前記支持壁が、ばね鋼からなる一体的な板ばねの予め曲げられた長さ区分によって形成されている。好ましくは、前記フィラピースの、前記支持壁を形成する中間脚片に、中央の湾入部が設けられている。好ましくは、前記フィラピースの前記支持壁が、当接ピンの円い当接面を介して前記ポンプケーシングに支持されており、前記当接ピンが部分横断面でもって前記支持壁の前記湾入部に突入する。好ましくは、前記フィラピースの前記支持壁が、前記湾入部に隣接する凸面状の領域でもって、平坦な当接面にケーシング固定に支持されている。好ましくは、前記湾入部の凸面状の側に、前記支持壁と協働する保持装置が配置されている。

特に有利には、フィラピースの周囲面の両方が、半径方向でばね弾性的な周囲壁によって形成されている。これにより、両周囲壁が、適合された曲げ変形下で密に、対応する歯列の、周囲壁によって覆われる歯の頂部に当接可能であるので、フィラピース全体の半径方向の可動性は不要である。

フィラピースの半径方向でばね弾性的な各周囲壁が、対応する周囲面の全長にわたって延在することによって、フィラピースの、長手方向延在長さの方向で特にコンパクトな形態が可能となる。

有利には、フィラピースは、フィラピースの、半径方向でばね弾性的な一方又は両方の周囲壁によって画成されている、内接歯車ポンプの吐出領域に流動接続されている中空チャンバを有する。これにより、フィラピースの、半径方向でばね弾性的な周囲壁は、半径方向のばね負荷を超えて液圧的な運転圧により押し広げられ、歯の頂部に対する、ピニオンあるいは内歯車の歯先円直径に相当する当接位置にもたらされる。また、単数又は複数の周囲壁の半径方向の圧着力は、自動的に、内接歯車ポンプの運転圧の上昇に比例するように適合されて、相応に補償される。これにより、内接歯車ポンプの過剰な摩擦損失を回避するために、単数又は複数の周囲壁の半径方向のばねプリロードは、中庸に選択可能である。

フィラピースの特に単純かつ簡単な構造形態は、半径方向でばね弾性的な両方の周囲壁が、フィラピースの支持される端部において支持壁を介して互いに結合されており、この支持壁から周囲壁が脚片として自由端を有して張り出していると生じる。これにより、フィラピースは、互いに接続する３つ壁領域を有するだけで済む。支えなしに張り出した脚片の端部は、内接歯車ポンプの吐出側へのオーバフロー開口を画成する。支持壁は有利には両周囲壁と一体的に形成されており、ばね鋼からなる板ばねの予め曲げられた長さ区分からなることができる。周囲壁の自由端の間には、有利には間隔が存在していてよい。その結果、周囲壁の自由端間の内法の横断面は、ポンプケーシングの吐出領域からの流体のためのオーバフロー開口を形成する。

歯車ポンプの低圧領域に対する、圧力負荷される中空チャンバを備えるフィラピースの改善されたシールを可能にするために、フィラピースの支持壁には中央の湾入部が設けられていてよい。この湾入部のトグルレバー状あるいはニーレバー状の壁経過は、フィラピースの内部の流体圧を介した湾入部の減少時、伸展される。このことは、トグルレバー効果の利用下での周囲壁の相応の拡開に至る。ただし、トグルレバー効果の発生は、フィラピースの支持壁が支持壁の中央の湾入部から周囲壁への移行領域において支持されていることを前提とする。

有利には、支持壁は、部分横断面でもって湾入部に突入する円い当接面によって支持される。円い当接面は、好ましくは、ポンプケーシングを横方向で貫通するピンの円筒形の周囲面であってよい。部分横断面が湾入部の中空横断面に係合することによって、同時に、支持壁の半径方向の支持が両方向で生じる。

しかし、支持壁におけるより好適なレバー比を形成するために、当接面は平坦な面であってもよい。平坦な面は、特に、ポンプケーシングを横方向で貫通する丸ピンの、扁平化された周囲面によって形成可能である。支持壁が支持壁の中央の湾入部からフィラピースの周囲壁へのこぶ状あるいは凸部状に湾曲した移行領域でのみ当接するので、平坦な当接面には支持間隔の拡大が生じる。これにより、支持壁は、流体の運転圧がより低い段階で既に、そのより伸展された拡開位置へと曲げ戻される。さらに、支持壁の可能な変形ストロークが、湾入部の中空横断面に係合する支持の場合に比べて大きいので、より大きな半径方向の、伸展による移動分（Ｓｔｒｅｃｋｖｏｒｓｃｈｕｂ）が形成可能である。フィラピースの十分な位置固定のために、有利には、ハウジング固定の保持装置が設けられてよく、保持装置によってフィラピースは、当接面とは逆側の内面において支持される。

本発明の有利な実施の形態を図面に示し、以下に説明する。図中、同一あるいは類似の機能を果たす部品あるいは要素には同じ符号を付した。

フィラピースアッセンブリを備える内接歯車ポンプの内部の側面図である。 内接歯車ポンプのフィラピース単体の側面図である。 内接歯車ポンプのフィラピース単体の周面図である。 内接歯車ポンプのフィラピース単体の斜視図である。 改変されたフィラピースアッセンブリを備える内接歯車ポンプの変化態様の内部の側面図である。

発明の実施の形態
ブレーキ装置の液圧系統のための図１に示した内接歯車ポンプ１０は、主要な構成部品として、ポンプケーシング１１のすべり軸受内で回転可能に支承される、内歯列を備える内歯車１２を備える。内歯列には、内歯車１２に対して偏心的にポンプケーシング１１内に回転可能に支承されるピニオン１３の、対応する相手側歯列が噛み合う。例えば、内歯車１２の内歯列は、１９個の歯を有し、ピニオン１３の外歯列は、１３個の歯を有する。右下の四分円弧内において、内歯車１２及びピニオン１３の歯先円は、鎌形（ｓｉｃｈｅｌｆｏｅｒｍｉｇ）のポンプ室を画成しており、このポンプ室内には、実質的にこの空間の周囲輪郭に適合された鎌形のフィラピース１４が配置されている。フィラピース１４は、フィラピース１４によって覆われる、軸方向の両側でポンプケーシング１１の端面あるいはポンプケーシング１１上に配置されるプレッシャプレートにより封止されている歯溝を、歯先円の領域において歯の頂部に面接触することによって封止するという課題を有する。

ピニオン１３が、歯溝を封止した状態で、例えば電動モータによって反時計回りに、弧状の矢印により概略的に示されるように回転されると、内歯車１２は、歯列の噛み合いを介して同じ方向に連れ回される。このとき、内接歯車ポンプ１０内の内歯車１２及びピニオン１３の歯溝内に存在するハイドロリック液は、内接歯車ポンプ１０の低圧領域から高圧領域に圧送される。低圧領域は、ポンプケーシング１１の、大きな流入開口１５が配置されている左半分にあり、高圧領域は、ポンプケーシング１１の、相応により小さな流出開口１６が認められる右半分にある。ハイドロリック液における圧力上昇は、フィラピース１４による内接歯車ポンプ１０の低圧領域と高圧領域との間のオーバフロー遮断と関連して、フィラピース１４の先細りした端部において、歯列によって歯溝内に連行される流体体積が集合することによって生じる。これにより、フィラピース１４と、フィラピース１４によって覆われる歯の頂部との間の封止の質は、流体の、内接歯車ポンプ１０によって液圧系統内で増圧可能な圧力レベルにとって、決定的な意味を有する。

図２、図３及び図４における単独図との関連で明らかに認識できるように、フィラピース１４は、一定の面平行な横断面を有するばね鋼からなる、３つの区分に分類される一体的な板ばねからなる。フィラピース１４は、単独図に示されているように、鎌形の周囲輪郭を備えて予め曲げられており、これにより、ベース部分としての支持壁１４ａと、内側の周囲壁１４ｂと、外側の周囲壁１４ｃとを備える。内側の周囲壁１４ｂの湾曲あるいは曲率は、その長さにわたってピニオン１３の歯先円にほぼ適合されており、外側の周囲壁１４ｃの湾曲あるいは曲率は、その長さにわたって内歯車１２の内歯列の歯先円にほぼ適合されている。フィラピース１４は内周において外周よりも短い。フィラピース１４によって、図示の実施の形態では、同時にピニオン１３の外歯列の３つの歯の頂部と、内歯車１２の内歯列の５つの歯の頂部とが覆われる。支持壁１４ａを介して結合される半径方向でばね弾性的な周囲壁１４ｂ及び１４ｃは、約９０°曲げられて支持壁１４ａに移行しており、かつ自由に片持ち梁状に支持壁１４ａから張り出している。これにより、支持壁１４ａの、１つの鈍角を形成する２つの長さ区分が生じる。両長さ区分は、支持壁１４ａの、逆向きに湾曲した中央の長さ領域を介して互いに結合されている。これにより、支持壁１４ａはその中央領域に湾入部１７を備える。組付け前、両周囲壁１４ｂ及び１４ｃは、装入したときに内歯車１２及びピニオン１３の歯列間で圧縮されるように、より大きく拡開されている。この強制によって、周囲壁１４ｂ及び１４ｃがそのばね弾性的な戻し力の作用下で、対応する歯の頂部に密着することが保証されている。

フィラピース１４は、予定された組付け位置に保持されているように、その支持壁１４ａのこぶ状の端部領域でもって、半径方向で延在する平坦な当接面１８ａに当接する。この当接面１８ａは、ケーシング固定の当接ピン１８の、扁平化された右側の周囲面によって形成される。つまり、これにより、内接歯車ポンプ１０の吸込側、つまり低圧領域に対するフィラピース１４の軸方向の支持が提供されている。逆方向でフィラピース１４は、支持壁１４ａを介して、ケーシング固定の保持ピン１９に支持されている。保持ピン１９は、凸状の周囲面において支持壁１４ａの中央に当接する。択一的には、保持ピン１９の代わりに、盛り上がった部位が、内接歯車ポンプ１０の軸方向のプレッシャプレートから張り出し、かつ保持手段として支持壁１４ａの近傍でフィラピース１４の中空横断面に突入するようになっていてもよい。

フィラピース１４は、そのばね弾性的な周囲壁１４ｂ及び１４ｃが、内歯車１０とピニオン１３との間への装入後、十分な半径方向のプリロード力で、対応する歯列の歯の頂部に当接するように予め曲げられている。周囲壁１４ｂ及び１４ｃの自由端の間にはギャップが残され、このギャップは、内接歯車ポンプ１０の吐出側あるいは高圧領域へのオーバフロー開口をなす。これにより、フィラピース１４の、支持壁１４ａと、周囲壁１４ｂと、周囲壁１４ｃとによって縁取られ、軸方向ではケーシング壁あるいはそのプレッシャプレートによって画成される中空チャンバ全体は、ハイドロリック液で満たされ、高圧領域内を支配する圧力下にある。これにより、周囲壁１４ａ及び１４ｂも押し広げられるので、歯の頂部におけるシール作用にとって決定的な圧着力は、圧力に依存して自動的に拡大される。フィラピース１４の中空チャンバ内の圧力レベルが著しく高い場合、付加的に支持壁１４ａも変形する。このとき、支持壁１４ａの曲げられた中央領域は、開かれて、平坦な当接面１８ａに向かって運動する。支持壁１４ａは対応して扁平化される。この扁平化によって、支持壁の、湾入部１７を画成する長さ領域間の角度は、より鈍角となる。この鈍角化は支持壁１４ａの伸展に至る。これにより伝達される伸展力は、周囲壁１４ｂ及び１４ｃを付加的に押し広げ、支持壁１４ａの近傍に位置する歯の頂部において、内接歯車ポンプ１０の低圧領域に対する改善されたシールを提供する。

内接歯車ポンプ１０の、図５に示した実施の形態は、上述の形態とは、支持壁１４ａの領域におけるフィラピース１４の支持の形態に関してのみ相違する。扁平化された当接ピン１８の代わりに、円筒形の横断面を備える当接ピン２０が設けられている。この当接ピン２０は、部分横断面でもって支持壁１４ａの湾入部１７に係合する。これにより、軸方向の支持に対して付加的に、当接ピン２０における支持壁１４ａのある程度の半径方向の支持も生じる。フィラピース１４の中空チャンバ内の流体の圧力が高い場合、本実施の形態では、支持壁１４ａの図示の伸展位置が生じる。この伸展位置において、支持壁１４ａは、ほぼ完全に当接ピン２０の周囲に当接し、最大の拡開力を周囲壁１４ａ及び１４ｂの支持壁近傍の周囲区分に導入する。これにより、内接歯車ポンプ１０の吸込側に対するフィラピース１４の信頼性の高い封止が保証されている。本実施の形態でも、必要ならば、支持壁１４ａを凸面側、つまり吐出側に向かって支持するために、場合によっては、中空チャンバを横断する保持ピンが設けられても、又はポンプケーシング１１の軸方向の側壁、あるいは側壁から張り出したプレッシャプレートの、側方に中空チャンバ内に突入した突起を介した支持が設けられてもよい。

Claims (9)

1. ブレーキ装置のための内接歯車ポンプ（１０）であって、該内接歯車ポンプ（１０）のポンプケーシング（１１）内に、内歯列を備える内歯車（１２）と、該内歯車（１２）の内歯列に噛み合うピニオン（１３）とが平行な軸線を中心に回転可能に支承されており、前記内歯車（１２）及び前記ピニオン（１３）の歯列が、略鎌形に先細りしたリング室を画成し、該リング室内に、ポンプの吸込側に向かって支持されるフィラピース（１４）が配置されており、該フィラピース（１４）の、前記内歯車又は前記ピニオンの歯列の歯先円に対応して湾曲した周囲面が、ばね負荷された状態で、前記フィラピース（１４）によって覆われる複数の歯の頂部に密に当接しており、前記フィラピース（１４）の両周囲面の一方が、半径方向でばね弾性的な周囲壁（１４ｂ，１４ｃ）により形成されており、該周囲壁（１４ｂ，１４ｃ）が、ばね力に基づく撓みの結果として、前記ピニオン（１３）又は前記内歯車（１２）の、前記周囲壁（１４ｂ，１４ｃ）によって覆われる歯の頂部に密着するようになっており、かつ両周囲壁（１４ｂ，１４ｃ）が、支持壁（１４ａ）を介して互いに結合されている、ブレーキ装置のための内接歯車ポンプにおいて、前記フィラピース（１４）の、前記支持壁（１４ａ）を形成する中間脚片に、中央の湾入部（１７）が設けられていることを特徴とする、ブレーキ装置のための内接歯車ポンプ。
2. 前記フィラピース（１４）の両周囲面が、半径方向でばね弾性的な周囲壁（１４ｂ，１４ｃ）によって形成されており、これにより一方の周囲壁（１４ｂ）がばね弾性的に、前記ピニオン（１３）の覆われる歯の頂部に密着し、他方の周囲壁（１４ｃ）がばね弾性的に、前記内歯車（１２）の覆われる歯の頂部に密着する、請求項１記載の内接歯車ポンプ。
3. 前記周囲壁（１４ｂ，１４ｃ）が前記フィラピース（１４）の対応する周囲面の全長にわたって延在する、請求項１又は２記載の内接歯車ポンプ。
4. 前記周囲壁（１４ｂ，１４ｃ）が、前記フィラピース（１４）の中空チャンバの境界壁であり、該中空チャンバが当該内接歯車ポンプ（１０）の吐出領域に連通されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の内接歯車ポンプ。
5. 前記周囲壁（１４ｂ，１４ｃ）が、前記フィラピース（１４）の支持される端部において前記支持壁（１４ａ）から脚片として張り出している、請求項１から４までのいずれか１項記載の内接歯車ポンプ。
6. 両周囲壁（１４ｂ，１４ｃ）及び前記支持壁（１４ａ）が、ばね鋼からなる一体的な板ばねの予め曲げられた長さ区分によって形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の内接歯車ポンプ。
7. 前記フィラピース（１４）の前記支持壁（１４ａ）が、当接ピン（２０）の円い当接面を介して前記ポンプケーシング（１１）に支持されており、前記当接ピン（２０）が部分横断面でもって前記支持壁（１４ａ）の前記湾入部（１７）に突入する、請求項１から６までのいずれか１項記載の内接歯車ポンプ。
8. 前記ポンプケーシング（１１）に当接ピン（１８）が固定されており、該当接ピン（１８）の周面に平坦な当接面（１８ａ）が設けられていて、前記フィラピース（１４）の前記支持壁（１４ａ）が、前記湾入部（１７）に隣接する凸面状の領域でもって、前記平坦な当接面（１８ａ）に支持されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の内接歯車ポンプ。
9. 前記湾入部（１７）の凸面状の側に、前記支持壁（１４ａ）と協働する保持装置（１９）が配置されている、請求項８記載の内接歯車ポンプ。

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