JP5686908B2 - 二重歯車ポンプの回路分離を検査する方法 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載の特徴を備える二重歯車ポンプの回路分離を検査するための方法に関する。「回路分離検査」とは、二重歯車ポンプの２つの歯車ポンプの間の密閉性の検査もしくは一方の歯車ポンプから他方の歯車ポンプへの漏出の検査を意味する。「回路分離検査」という言葉は、スリップ制御された液圧式車両ブレーキ装置で二重歯車ポンプが使用され、このような液圧式車両ブレーキ装置で、２つの歯車ポンプのそれぞれが１つのブレーキ回路に割り当てられており、これらの歯車ポンプが液圧的に互いに分離されており、分離されている必要があることに由来する。

ドイツ国特許出願公開第１０２００７０５４８０８号明細書は、互いに同軸的に配置され２つの内歯車ポンプを備える二重内歯車ポンプを開示しており、２つの内歯車ポンプは駆動のために共通のポンプシャフトを備える。２つの内歯車ポンプは１つのポンプケーシング内に配置されている。ポンプシャフトは隔壁を通って回転可能に案内されており、この隔壁はポンプケーシング内で２つの内歯車ポンプの間に配置されおり、２つの内歯車ポンプを互いに分離している。既知の二重歯車ポンプでは、隔壁は、ポンプケーシング内に挿入された固有の構成部材を備え、この構成部材はポンプケーシングの一部と捉えることもできる。ポンプケーシングまたはポンプケーシングの一部と一体的に隔壁を形成することも可能である。

隔壁内で、ポンプシャフトは軸線方向に離間された２つのシールによってシールされている。２つのシールの間に開口している漏出通路は、１つまたは両方のシールに漏れがある場合に生じ得る漏出液を２つの内歯車ポンプのうちいずれか一方の内歯車ポンプのポンプ入口へ導出する。

既知の二重内歯車ポンプは、ＡＢＳ、ＡＳＲ、ＥＳＰおよび／またはＦＤＲなどのスリップ制御装置を備える液圧式の２系統車両ブレーキ装置のために構成されている。２つの内歯車ポンプはそれぞれ液圧的に２つのブレーキ回路のいずれかに配置されている。安全な機能のためには、いわゆる「回路分離」が不可欠である。「回路分離」とは、２つのブレーキ回路の液圧的な分離を意味する。２つの内歯車ポンプの漏れにより互いに液圧的に接続された場合に、二重歯車ポンプにおける回路分離が無効化される場合がある。このようなことは絶対に防止されるべきである。二重内歯車ポンプのポンプケーシングの隔壁内でポンプシャフトをシールしている２つのシールにより、少なくとも２つのシールのいずれかがシールされている場合には回路分離が保障されている。

ドイツ国特許出願公開第１０２００７０５４８０８号明細書

請求項１に記載の特徴を備える本発明による方法では、二重歯車ポンプの２つの歯車ポンプのいずれか一方の歯車ポンプに圧力が加えられ、２つの歯車ポンプの少なくともいずれか一方の歯車ポンプ内の圧力を測定する。ここでの「内の」という言葉は、測定場所を示すのではなく、どのような圧力が測定されるのか、すなわち、２つの歯車ポンプのいずれか一方の歯車ポンプの内部に形成された圧力が測定されることを示す。圧力センサは、歯車ポンプの外部に設けられていてもよい。加圧は、歯車ポンプ自体によって行ってもよいし、または別の形式で行ってもよい。他方の歯車ポンプ内で圧力が上昇したか否かを測定することができ、このことは、２つの歯車ポンプの間のシールに漏れがあることの徴となる。圧力測定は、歯車ポンプの内部または歯車ポンプの外部で、すなわち、例えば歯車ポンプが割り当てられているブレーキ回路内にいずれにせよ提供されている圧力センサによって行ってもよい。有利には、歯車ポンプは、例えば、（電磁）弁の閉鎖によってブレーキ回路から液圧的に分離され、これにより、２つの歯車ポンプの間の漏出は、それ自体は加圧されていない歯車ポンプの内部の圧力上昇をもたらさない。ブレーキ回路で測定が行われる場合には、ブレーキ回路は、圧力上昇が得られるように弁の閉鎖により遮断されている。

回路分離検査のためには、加圧された歯車ポンプ内または歯車ポンプで圧力を測定することができる。例えば、歯車ポンプが配置されたブレーキ回路の弁は液圧が逃れることができないように閉じられ、弁の閉鎖前後に圧力が増大される。圧力が低下した場合、これは歯車ポンプ間の漏出、または場合によっては他の箇所における漏出の示唆となる。回路分離検査のためには、圧力上昇速度および／または達成可能な圧力レベルの測定も可能である。標準値からのずれ、特に遅い増圧または低い達成可能圧力レベルは、漏れを示唆する。検査可能性は包括的に列挙されたわけではない。

液圧式の２系統車両ブレーキ装置の二重歯車ポンプで使用した場合、本発明は簡単で安価な回路分離検査の可能性を提供する。構成変更のための措置は一般には不要である。本発明は、隔壁を通るポンプシャフトの案内部が１つのシールのみによって密閉されている二重歯車ポンプを使用することを可能にする：第２のシールは省略することもできる。さらなる利点は、漏れを検出する可能性である。

従属請求項は、請求項１に記載した本発明の有利な構成および実施形態を対象としている。

本発明は、回転可能に、密閉された状態で隔壁を貫通する共通のポンプシャフトを備える二重‐歯車ポンプのために一般に適用可能であり、すなわち、（外）歯車ポンプのためにも内歯車ポンプのためにも適用可能である。本発明は、２つの内歯車ポンプを備える二重‐内歯車ポンプが小型に構成される。本発明は、基本的には、３つ以上の歯車ポンプを備える多重‐歯車ポンプのためにも使用可能である。「二重歯車ポンプ」という概念は、一般化して「多重‐歯車ポンプ」という意味でも理解され得る。

次に本発明を図面に基づき説明する。

二重‐内歯車ポンプの軸線方向断面図である。 ２系統車両ブレーキ装置の液圧回路図である。

図１に示した本発明による二重‐内歯車ポンプ１は、液圧的に互いに分離された２つの内歯車ポンプ２，２′を備え、これらの内歯車ポンプ２，２′は駆動のために共通のポンプシャフト３を備える。内歯車ポンプ２，２′は、スリップ制御装置（ＡＢＳ，ＡＳＲ，ＥＳＰ，ＦＤＲ）を備える、図２に示した液圧車両ブレーキ装置の２つのブレーキ回路のための液圧ポンプとして設けられている。このような液圧ポンプは循環ポンプとも呼ばれ、通常はピストンポンプとして形成されており、ここに示すように内歯車ポンプ２，２′としては形成されていない。本発明は、同様に（外）歯車ポンプのためにも使用可能である。２つの内歯車ポンプ２，２′は、ポンプシャフト３に対して互いに平行な半径方向平面に、互いに軸線方向の間隔をおいて配置されており、内歯車ポンプ２，２′の間には、内歯車ポンプ２，２′を空間的および液圧的に分離するための隔壁１４が設けられている。ポンプシャフト３は隔壁１４の貫通孔部４を貫通し、そこでシール５によって密閉されている。２つの内歯車ポンプ２，２′は、（外）歯車と呼ぶこともできるピニオン６，６′を備える。ピニオン６，６′はポンプシャフト３に回動不能に固定されており、共通のポンプシャフト３に基づいて、互いに同軸的に固定されている。ピニオン６，６′はリングギア７，７′によって取り囲まれており、リングギア７，７′は、ポンプシャフト３およびピニオン６，６′に対して偏心的に配置され、周の１箇所もしくは１領域でピニオン６，６′と噛み合う。この実施形態では、リングギア７，７′は反対方向の偏心性を備え、すなわち周方向に１８０°のずれを有している。

２つの内歯車ポンプ２，２′は、ポンプケーシング９の、直径が段付けされた止まり穴８に配置されており、ポンプケーシング９はケーシングカバー１０によって閉じられている。リングギア７，７′は、ポンプケーシング９もしくはケーシングカバー１０内に回動可能に収容されている。ポンプシャフト３は、ポンプケーシング９およびケーシングカバー１０の内部で、内歯車ポンプ２，２′の両側で軸受１１，１１′によって回動可能に支承されている。ポンプケーシング９内の止まり穴８の段部には隔壁１４が配置されている。本発明の実施形態では、ポンプケーシング９は、図２に示した車両ブレーキ装置のスリップ制御装置の液圧ブロックによって形成される。スリップ制御された液圧式車両ブレーキ装置のためのこのような液圧ブロックは既知であり、液圧ブロック内には、二重‐内歯車ポンプ１の他に、電磁弁、逆止弁および液圧蓄積器などの液圧的な構成部材が挿入されており、液圧接続のための孔部によって互いに接続されている。液圧部ブロックは、ブレーキマスタシリンダに液圧接続されており、液圧ブロックには車輪ブレーキが液圧接続されている。しかしながら、本発明は、二重‐内歯車ポンプのためにも、または一般に、固有のポンプケーシングを備える二重‐歯車ポンプのために適用可能である。

２つの内歯車ポンプ２，２′のピニオン６，６′とリングギア７，７′との間には、鎌形部材１２，１２′が、ピニオン６，６′とリングギア７，７′とが噛み合う箇所で向かい合うピン１３，１３′に沿って旋回可能に配置されている。鎌形部材１２，１２′は、所定の長さだけ周方向に延在しており、鎌形部材１２，１２′の内周に沿ってピニオン６，６′の歯先が接触し、外周に沿ってリングギア７，７′の歯が接触する。鎌形部材１２，１２′は、周におけるピニオン６，６′の歯とリングギア７，７′の歯との間の中間室を閉じており、これにより、ブレーキ液または一般に液体または流体を圧送することが可能となる。したがって、内歯車ポンプ２，２′は、いわば「鎌形ポンプ」であり、この場合、本発明はこの構成形式に限定されておらず、例えば、歯付きリングポンプを備えていてもよい（図示しない）。

図２に示した本発明による液圧車両ブレーキ装置１５は、ブレーキマスタシリンダ１６に接続された２つのブレーキ回路Ｉ，ＩＩを備える２系統ブレーキ装置として形成されている。それぞれのブレーキ回路Ｉ，ＩＩは、遮断弁１７を介してブレーキマスタシリンダ１６に接続されている。遮断弁１７は、通電されていない基本位置で開かれた２ポート２位置方向制御電磁弁である。遮断弁１７には、ブレーキマスタシリンダ１６から車輪ブレーキ１８へ貫流されるそれぞれ１つの逆止弁２０が液圧的に並列に接続されている。それぞれのブレーキ回路Ｉ，ＩＩの遮断弁１７には、ブレーキ増圧弁２１を介して車輪ブレーキ１８が接続されている。ブレーキ増圧弁２１は、通電されていない基本位置で開かれた２ポート２位置方向制御電磁弁である。これらの弁には、車輪ブレーキ１８からブレーキマスタシリンダ１６の方向に貫流される逆止弁２２が並行に接続されている。

それぞれの車輪ブレーキ１８にはブレーキ減圧弁２３が接続されている。これらの車輪ブレーキ１８は、循環ポンプとも呼ばれる液圧ポンプの吸込側もしくはポンプ入口に共に接続されている。液圧ポンプは、図１に示した二重‐内歯車ポンプ１の内歯車ポンプ２，２′である。ブレーキ減圧弁２３は、通電されていない基本位置で閉じられた２ポート２位置方向制御電磁弁として形成されている。内歯車ポンプ２，２′の加圧側もしくはポンプ出口は、ブレーキ増圧弁２１と遮断弁１７との間に接続されている。すなわち、内歯車ポンプ２，２′のポンプ出口は、ブレーキ増圧弁２１を介して車輪ブレーキ１８に接続されており、遮断弁１７を介してブレーキマスタシリンダ１６に接続されている。ブレーキ増圧弁２１およびブレーキ減圧弁２３は、より良好に開ループ制御および閉ループ制御を行うことができるので、比例弁である。

２つのブレーキ回路Ｉ，ＩＩはそれぞれ内歯車ポンプ２，２′を備え、これらの内歯車ポンプは、ポンプモータ２４（電動モータ）を備えるポンプシャフト３を介して共に駆動可能である。内歯車ポンプ２，２′のポンプ入口は、ブレーキ減圧弁２３に接続されている。内歯車ポンプ２，２′の入口側には、スリップ制御の際にブレーキ減圧弁２３の開放により車輪ブレーキ１８から流出したブレーキ液を収容し、一時蓄積するための液圧蓄積器２５が設けられている。

ブレーキ増圧弁２１およびブレーキ減圧弁２３は、内歯車ポンプ２，２′が駆動されている場合に、既知の形式で、およびここに説明していない形式でスリップ制御のために車輪毎のブレーキ圧制御を可能とする、車輪ブレーキ圧を変調する弁装置を形成している。遮断弁１７は、スリップ制御の際には閉じることができる。すなわち、車両ブレーキ装置１５は、ブレーキマスタシリンダ１６から液圧的に分離される。

ブレーキマスタシリンダ１６が操作されていない場合に迅速に増圧を行うために、車両ブレーキ装置１５はそれぞれのブレーキ回路Ｉ，ＩＩに吸込弁２９を備え、吸込弁２９により、内歯車ポンプ２，２′のポンプ入口とブレーキマスタシリンダ１６とが接続可能である。吸込弁２９は、通電されていない基本位置で閉じられた２ポート２位置方向制御電磁弁として形成されている。

ブレーキ増圧弁２１、ブレーキ減圧弁２３、遮断弁１７、吸込弁２９、およびポンプモータ２４によって駆動可能な内歯車ポンプ２，２′は、車両ブレーキ装置１５のスリップ制御装置２６（アンチロック・ブレーキ・システムＡＢＳ、トラクションコントロールシステムＡＳＲ、エレクトロニック・スタビリティプログラムＦＤＲ，ＥＳＰ）の構成部品である。スリップ制御装置２６によって、すなわち、内歯車ポンプ２，２′によって、ブレーキマスタシリンダ１６が操作されていない場合にも車輪ブレーキ１８で車輪ブレーキ圧を発生し、ブレーキ増圧弁２１およびブレーキ減圧弁２３によって車輪毎に制御することができる。

電磁弁、逆止弁、液圧蓄圧器、および内歯車ポンプ２，２′を備える二重‐内歯車ポンプ１は、液圧ブロック（図示しない）に組み込まれており、液圧ブロックによって互いに接続されている。液圧ブロックはブレーキマスタシリンダ１６に接続されており、ブレーキマスタシリンダ１６には車輪ブレーキ１８が液圧接続されている。

ブレーキ操作は、従来のように（フット）ブレーキペダル２７を踏み込むことにより筋力によって得られ、ハンドブレーキであれば、（ハンド）ブレーキレバーが引かれる。スリップ制御装置２６の機能は専門家には既知であり、ここでは詳述しない。安全性に基づいて、２つのブレーキ回路Ｉ，ＩＩが液圧的に分離されていることが重要である。なぜなら、確実な液圧的分離によってのみ、他方のブレーキ回路ＩＩ，Ｉが故障している場合、例えば、他方の回路ＩＩ，Ｉにおける漏れにより増圧が不可能である場合に一方のブレーキ回路Ｉ，ＩＩの機能が確保されるからである。２つのブレーキ回路Ｉ，ＩＩの液圧的な分離、いわゆる「回路分離」のためには、二重‐内歯車ポンプ１の２つの内歯車ポンプ２，２′の液圧的な分離が重要であり、内歯車ポンプ２，２′は、隔壁１４を通るポンプシャフト３の案内部でシールリング５によって互いにシールされている。

したがって、隔壁１４を通るポンプシャフト３の案内部のシールの密閉性は検査可能である必要がある。本発明によれば、このために、２つの内歯車ポンプ２，２′のうちいずれか一方の内歯ピストンは液圧的に圧力を加えられ、加圧された内歯車ポンプ２，２′および／または他方の内歯車ポンプ２′，２内の圧力が測定される。例えば、増圧の経過、例えば、所定圧力が得られるまでの時間が測定および検査されるか、または最大発生可能圧力が測定される。測定値は、隔壁１４を通るポンプシャフト３の案内部のシールが密閉されており、車両ブレーキ装置１５の回路分離が損なわれていない場合に内歯車ポンプ２，２′が示す目標値と比較される。目標値とのずれ、特に遅い増圧または低い最大圧力は、漏れの示唆となる。他の、または付加的な可能性は、加圧されていない内歯車ポンプ２′，２内の圧力を測定することである。一方の内歯車ポンプ２，２′内の圧力が増大された場合に、それ自体は加圧されていない他方の内歯車ポンプ２′，２内にわずかな増圧が生じたことも、隔壁１４を通るポンプシャフト３の案内部のシールの漏れ、または二重‐内歯車ポンプ１または車両ブレーキ装置１５の他の箇所において２つのブレーキ回路Ｉ，ＩＩの液圧的な分離が損なわれていることを示す。

増圧は、内歯車ポンプ２，２′がポンプモータ２４によって駆動されることによって、内歯車ポンプ２，２′自体によって行うことができる。増圧のためには、遮断弁１７、ひいては加圧された内歯車ポンプ２，２′のポンプ出口が閉じられ、他の内歯車ポンプ２′，２の遮断弁１７は、内歯車ポンプ２′，２に増圧が生じないように開放状態に保持される。ブレーキ減圧弁２３は閉鎖状態に保持され、これにより、ポンプ出口も閉じられている。少なくとも１つのブレーキ増圧弁２１は開放状態に保持され、これにより、それぞれの車輪ブレーキ１８に接続された車輪ブレーキ圧力センサ１９によって内歯車ポンプ２，２′の圧力が測定可能である。２つのブレーキ増圧弁２１を閉じることにより、内歯車ポンプ２，２′をポンプ出口で直接に閉じることができ、これにより、測定結果が改善されるが、しかしながら、車輪ブレーキ圧力センサ１９による内歯車ポンプ２，２′の圧力の測定は除外される。ブレーキ増圧のために、内歯車ポンプ２，２′は、ポンプ入口で液圧蓄圧器２５からのブレーキ液を吸い込むか、または吸込弁２９の開放によりブレーキマスタシリンダ１６からブレーキ液を吸い込む。

一方の内歯車ポンプ２，２′内で増圧が行われた場合には、他方の内歯車ポンプ２′，２では遮断弁１７が開放状態に保持され、したがって、他方の内歯車ポンプ２′，２内では増圧はおこなわれない。一方の内歯車ポンプ２，２′で圧力が増大された後にようやく他方の内歯車ポンプ２′、２の遮断弁１７は閉じられ、これにより、二重‐内歯車ポンプ１のシールリング５の漏れに起因して場合によって生じる増圧が車輪ブレーキ圧力センサ１９によって測定可能である。本発明による方法は、特に、車両ブレーキ装置１５に提供されている構成要素によって実施可能であり、構成の変更を行う必要がないという利点を有する。本発明の別の利点は、隔壁１４を通るポンプシャフト３の案内部のシールをシールリング５によって可能にしていることであり、これにより、場合によって生じる、漏れを突き止めることができる。さもなければ、回路分離、すなわち、２つのブレーキ回路Ｉ，Ｉの液圧的な分離を保障するために、二重のシールが不可欠となるであろう。本発明による方法は、車両ブレーキ装置１５の２つのブレーキ回路Ｉ，ＩＩが互いに分離されているか否かの検査を可能にするので、回路分離検査と呼ぶこともできる。

Claims (6)

1. 二重歯車ポンプ（１）の回路分離を検査するための方法であって、前記二重歯車ポンプ（１）が２つの歯車ポンプ（２，２′）を備え、該２つの歯車ポンプ（２，２′）が、ポンプケーシング（９）内に配置されており、共通のポンプシャフト（３）を備え、該ポンプシャフト（３）が、回転可能に、密閉された状態で、前記２つの歯車ポンプ（２，２′）の間に配置された隔壁（１４）を貫通する、二重歯車ポンプ（１）の回路分離を検査するための方法において、
   増圧のために、前記２つの歯車ポンプ（２，２′）のいずれか一方の歯車ポンプのポンプ出口を閉じ、前記一方の歯車ポンプを加圧し、増圧後に前記一方の歯車ポンプ（２，２′）のポンプ入口をも閉じ、他方の歯車ポンプ（２′，２）のポンプ入口およびポンプ出口を閉じ、前記他方の歯車ポンプ（２′，２）内の圧力を測定し、前記他方の歯車ポンプ（２′，２）内の圧力が上昇したか否かを検査することを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法において、
   前記二重歯車ポンプ（１）が二重‐内歯車ポンプ（１）であり、前記２つの歯車ポンプ（２，２′）が内歯車ポンプ（２，２′）である方法。
3. 請求項１に記載の方法において、
   前記２つの歯車ポンプ（２，２′）のいずれか一方の歯車ポンプによって発生可能な最大圧力を測定し、該最大圧力を目標値と比較する方法。
4. 請求項１に記載の方法において、
   増圧時の圧力経過および／または増圧後の圧力低下を測定し、目標値と比較する方法。
5. 請求項１に記載の方法において、
   前記二重歯車ポンプ（１）の前記２つの歯車ポンプ（２，２′）が、スリップ制御装置（２６）を備える液圧式の２系統‐車両ブレーキ装置（１５）の２つのブレーキ回路Ｉ，ＩＩ内の液圧ポンプである方法。
6. 請求項５に記載の方法において、
   前記車両ブレーキ装置（１５）が、ブレーキマスタシリンダ（１６）と前記歯車ポンプ（２，２′）のポンプ出口との間に遮断弁（１７）を備え、該遮断弁（１７）のうち少なくとも１つの遮断弁を検査のために閉じる方法。

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