JP5778783B2 - 液圧車両ブレーキ装置のための内接歯車ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルに記載の特徴を備える、液圧車両ブレーキ装置のための内接歯車ポンプに関する。このような内接歯車ポンプは、スリップ制御された、および／または、外部エネルギー‐車両ブレーキ装置で通常用いられるピストンポンプの代わりに使用され、必ずしも的確ではないにせよ、還流ポンプと呼ばれることも多い。

内接歯車ポンプは既知である。内接歯車ポンプは、ピニオン、すなわち、外歯付きの歯車を備え、ピニオンは、内歯付きのリングギア内に偏心的に配置されており、周の一箇所において、または、１つの周区分において、リングギアと噛み合う。ピニオンの回転駆動によりリングギアも回転駆動され、内接歯車ポンプは既知の形式で流体を圧送し、液圧車両ブレーキ装置においてブレーキ液を圧送する。

ピニオンがリングギアと噛み合う周区分の向かい側に、内接歯車ポンプは、ピニオンとリングギアとの間にクレセント（三日月）状の空隙を備え、この空隙には充填部材が配置されている。この充填部材は、通常は内接歯車ポンプの軸線に対して平行な軸線を中心として旋回可能である。湾曲された形状に基づいて、充填部材は「クレセント」とも呼ばれ、このような充填部材を備える内接歯車ポンプは「クレセントポンプ」とも呼ばれる。充填部材の凹状の内面にはピニオンの歯の歯先が当接し、外方に湾曲された充填部材の外面にはリングギアの歯先が当接する。歯車ポンプが駆動された場合に、ピニオンおよびリングギアの歯の歯先は、充填部材の内面または外面に沿って滑動する。充填部材は、ピニオンの歯の間およびリングギアの歯の間の間隙を閉鎖し、これにより、ピニオンおよびリングギアの歯の間の間隙に流体容積が閉じ込められ、この流体容積は、ピニオンおよびリングギアの回転駆動によってポンプ入口からポンプ出口に圧送される。ポンプ入口は内接歯車ポンプの吸込み側を形成し、ポンプ出口は押出し側を形成している。

ドイツ連邦共和国特許第１９６１３８３３号明細書は、このような内接歯車ポンプを開示しており、この内接歯車ポンプの充填部材は、周方向に分割されており、セグメント支持体と呼ばれる内側部分と、セグメントと呼ばれる外側部分とを備える。内側部分と外側部分との間に配置された板ばねは、内側部分と外側部分とを互いに半径方向に押し離し、これら内側部分および外側部分をピニオンおよびリングギアの歯の歯先に押し当て、歯先に良好に当接させ、これにより良好なシール作用を達成する。このようなシール作用は内接歯車ポンプの高い効率を得るための前提となる。内接歯車ポンプが作動時に圧力を形成した場合、この圧力は、充填部材の押出し側領域において内側部分と外側部分との間の隙間または間隙を加圧する。この中間領域において、中間圧力が充填部材の内側部分と外側部分との間の間隙を加圧し、吸込み側では、内側部分と外側部分との間の間隙に内接歯車ポンプの吸込み圧が形成される。内接歯車ポンプの作動時に形成された圧力は、板ばねを互いに押し離すことに加えて、既知の内接歯車ポンプの充填部材の内側部分および外側部分を押圧し、ピニオンおよびリングギアの歯の歯先に押し当て、シール作用を改善する。

既知の内接歯車ポンプの充填部材の内側部分と外側部分との間には、板ばねが、充填部材に対して交差方向に、すなわち、内接歯車ポンプの軸線に対して平行に配置されている。顕著なばね距離をもたらすためには、板ばねは、内歯車ポンプの最小幅を決定する所定の長さを備えている必要がある。

ドイツ連邦共和国特許第１９６１３８３３号明細書

請求項１に記載の特徴を備える本発明による内接歯車ポンプの充填部材は、ねじりばねを備え、ねじりばねの脚部は、周方向に延在しているが、この場合、正確に周方向に延在していることは重要ではない。ねじりばねの脚部は、充填部材を内側方向にピニオンの歯の歯先に押し当て、外側方向にリングギアの歯の歯先に押し当てる。本発明は、充填部材の長さの大部分にわたって内側方向および外側方向に充填部材を押圧するためには、ねじりばねがあれば十分であるという利点を有する。本発明の他の利点は、ねじりばねの幅が内接歯車ポンプの（最小‐）幅を決定することであり、したがって、本発明は狭幅な内接歯車ポンプを可能にする。液圧車両ブレーキ装置では、ピニオンおよびリングギアは、例えば、約２ｍｍの幅を備える。本発明は、より狭幅の内接歯車ポンプを可能し、ピニオンおよびリングギアは１ｍｍ以下の幅を備えていてもよい。本発明の他の利点は、充填部材の簡単な組立ておよび内接歯車ポンプへの組込みである。本発明による内接歯車ポンプでは、ピニオンおよびリングギアの歯の間に閉じ込められた容積は高い密封性を備え、容積効率が高い。本発明による内接歯車ポンプのねじりばねは、特にＵ字形に湾曲した板ばねであり、板ばねの脚部は、もちろん必ずしも同じ曲率で湾曲されているわけではないが、好ましくは同じ方向に湾曲されている。もちろん、ワイヤを湾曲したねじりばねまたは固体材料から形成されたねじりばねも可能である。

従属請求項は、請求項１に記載され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。

本発明の簡単な実施形態では、ねじりばね自体が充填部材を形成しており、充填部材の外側の脚部は外側方向に弾性的にリングギアの歯先に当接しており、内側の脚部は内側方向に弾性的にピニオンの歯の歯先に当接している（請求項２）。

好ましくは、ねじりばねのヨークは、内接歯車ポンプの入口、すなわち、吸込み側に向いている。これにより、内接歯車ポンプの押出し側からねじりばねの内側の加圧が行われるか、またはいずれにせよ可能となり、このような加圧により、ねじりばねの脚部または充填部材は、内側方向および外側方向にピニオンおよびリングギアの歯の歯先に押し当てられる。

請求項４の対象は、内側部分および外側部分を備える複数部材からなる充填部材であり、内側部分と外側部分とは、両者の間に配置されたねじりばねによって互いに押し離され、ピニオンおよびリングギアの歯の歯先に押し当てられる。

次に本発明を、図示の実施例に基づいて詳述する。

本発明による内接歯車ポンプを示す端面図である。 本発明による内接歯車ポンプを示す端面図である。

図１に示した本発明による内接歯車ポンプ１は、液圧ポンプまたはいわゆる「循環ポンプ」として、スリップ制御部を備える液圧車両ブレーキ装置内に設けられている。内接歯車ポンプ１は、ポンプシャフト３に回動不能に配置されたピニオン２、すなわち、外歯付き歯車を備える。ピニオン２は内歯付きリングギア４の内部に偏心的に配置されており、リングギア４は、管状のポンプケーシング５の内部に回動可能に収容されている。ポンプケーシングは、例えば、四角形であってもよい（図示しない）。内接歯車ポンプ１の内部を見ることができるように、ケーシングカバーは示されていない。ピニオン２は１つの周区分でリングギア４と噛み合い、ピニオン２がポンプシャフト３と共に回転駆動されることにより、リングギア４も回転駆動され、これにより、内接歯車ポンプ１は既知の形式で流体、図示の実施例ではブレーキ液を圧送する。ピニオン２がリングギア４と噛み合う周区分の向かい側に、内接歯車ポンプ１は、ピニオン２とリングギア４との間にクレセント状の空隙を備える。空隙６の端部では、孔がポンプ入口７として軸線に対して平行に空隙６に開口しており、そのほぼ向かい側には、別の孔がポンプ出口８として空隙６に開口している。ポンプ入口７は内接歯車ポンプ１の吸込み側として、ポンプ出口８は押出し側として理解することもできる。空隙６には、図１ではねじりばね１０として構成されている充填部材９が配置されている。図面に示して説明する本発明の実施形態では、ねじりばね１０はＵ字形に湾曲された板ばねであり、Ｕ字形の板ばねのヨーク１１は、ポンプ入口７とポンプ出口８との間のほぼ中央に位置している。ねじりばね１０の脚部１２，１３は、リングギア４またはピニオン２の歯先円２２，２３に対応して湾曲されており、ヨーク１１からポンプ出口８の方向に延在している。すなわち、ねじりばね１０のヨーク１１はポンプ入口７に向いている。脚部１２，１３は、弾性的に予荷重をかけられた状態で、リングギア４の歯１４の歯先およびピニオン２の歯１５の歯先に当接している。充填部材９を形成するねじりばね１０の脚部１２，１３は、リングギア４の歯１４の間の間隙と、ピニオン２の歯１５の間の間隙と、に流体容積を閉じ込め、これにより、ピニオン２およびリングギア４の回転駆動が、ポンプ入口７からポンプ出口８への流体圧送を引き起こす。

位置固定のために、充填部材９を形成するねじりばね１０は、周方向およびポンプ入口７の方向に対向支持ピン１６で支持されており、この対向支持ピン１６は、軸線に対して平行にケーシング５を貫通しており、ケーシングカバー（図示しない）またはケーシング端壁（図示しない）の内部の止まり穴に収容されている。支持を改善するために、対向支持ピン１６は、ねじりばね１０のヨーク１１が当接する面取り部１７を備える。

脚部１２，１３の自由端部１８の間で、ねじりばね１０は開放されている。自由端部１８およびねじりばね１０の開放端部は、内接歯車ポンプ１のポンプ出口８の領域、すなわち、押出し側に配置されている。これにより、ねじりばね１０の脚部１２，１３の間の間隙２１には、内接歯車ポンプ１が作動されている場合に、加圧下のブレーキ液が加えられ、ブレーキ液は、ねじりばね１０のばね力に対して付加的に、脚部１２，１３を外側方向に押圧し、これにより、リングギア４の歯１４およびピニオン２の歯１５の歯先に対するねじりばね１０の脚部１２，１３の当接を改善する。このようにして、リングギア４およびピニオン２の歯１４，１５の歯先に対する脚部１２，１３の当接によるシール作用は、内接歯車ポンプ１の圧送圧の上昇に伴い改善される。このことは、内接歯車ポンプ１の効率を改善する。

図２に示す内接歯車ポンプ１は、図１に示した内接歯車ポンプと同様にピニオン２を備え、ピニオン２は、ポンプシャフト３に対して回動不能に、リングギア４の内部に偏心的に配置されており、１つの周区分でリングギア４と噛み合う。図２に示した内接歯車ポンプ１の構成および機能は、図１に示した内接歯車ポンプ１の構成および機能と一致している。繰返しを避けるために、図２の説明に補足的に図１の説明を参照されたい。図１および図２の同じ構成部材には同じ参照番号を付す。

図１とは異なり、図２では充填部材９は複数の部分からなり、アーチ状に周方向に延在する外側部分１９と内側部分２０とを備え、外側部分１９と内側部分２０との間には、同様にアーチ状に周方向に延在する間隙２１が設けられており、この間隙２１にはねじりばね１０が配置されている。全体として湾曲された形状により、充填部材９はクレセントと呼ぶこともでき、内側部分２０はセグメント支持体、外側部分１９はセグメントと呼ぶこともできる。外側部分１９は、リングギア４の歯先円２２に対応して円弧状に湾曲されている。内側部分２０の内面は、ピニオン２の歯先円２３に対応して凹状湾曲されている。リングギア４の歯１４の歯先は充填部材９の外側部分１９の外面に、ピニオン２の歯１５の歯先は充填部材９の内側部分２０の内面に、密封状態で当接している。内側部分２０と外側部分１９との間に配置されたねじりばね１０は、内側部分２０と外側部分１９とを互いに押し離し、これにより、外側部分１９は、外側方向にリングギア４の歯１４の歯先に密封状態で当接し、内側部分２０は、内側方向にピニオン２の歯１５の歯先に密封状態で当接する。

内接歯車ポンプ１の圧送圧が上昇した場合にシール作用を改善するためには、内側部分２０と外側部分１９との間の間隙２１に、ポンプ出口８から加圧下のブレーキ液が加えられる。このような加圧により、内側部分２０および外側部分１９は、ねじりばね１０による作用に加えてさらに互いに押し離され、内接歯車ポンプ１の圧送圧が増大した場合に、ピニオン２およびリングギア４の歯１５，１４の歯先におけるシール作用を増大する。これにより、内接歯車ポンプ１の容積効率は改善される。加圧は、ポンプ出口８の近傍の間隙２１の開放端部および／または圧力場２４によって行われる。ねじりばね１０は、充填部材９の内側部分２０および外側部分１９よりもわずかに狭幅である。これにより、ポンプ出口８の圧力は、以下にさらに説明するように、充填部材９の内側部分２０と外側部分１９との間の間隙２１の、ねじりばね１０のヨーク１１のポンプ入口側に配置されているシール部材３０および調整部材３１にも作用する。圧力場２４は、アキシャルディスク２５の切込み状の凹部である。圧力場２４は、周方向にポンプ出口８から充填部材９の内側部分２０と外側部分１９との間の間隙２１の長手方向中央部まで延在している。内接歯車ポンプ１の両側には、リングギア４およびピニオン２の端面に沿ってシールするアキシャルディスク２５が配置されている。アキシャルディスク２５は、一方のケーシングカバー（図示しない）と、他方のリングギア４およびピニオン２との間に位置している。

内側部分２０および外側部分１９の、ポンプ入口７に向いた吸込み側の端面２６は、平坦であり、ほぼ半径方向に延在している。端面２６は、対向支持ピン１６の面取り部１７に当接している。端面２６は、空隙６のほぼ中央に、ポンプ出口８よりもポンプ入口７に幾分近く配置されている。

ねじりばね１０のヨーク１１は、図２においても吸込み側、すなわちポンプ入口７に向いており、ねじりばね１０の開放端部およびねじりばね１０の脚部１２，１３の自由端部１８はポンプ出口８に向いている。

内側部分２０と外側部分１９とは、吸込み側端部で、ヒンジ方式で互いに結合されている。このために、内側部分２０は、外側方向に突出したノーズ２７を備え、ノーズ２７は、外側部分１９の内面の切欠部２８に係合する。内側部分２０はピン２９によって固定されており、ピン２９は吸込み側端部の近傍で内側部分２０を貫通しており、ケーシングカバー（図示しない）内で保持されている。内側部分２０は、ピン２９を中心として旋回可能である。

充填部材９は、吸込み側端部の領域でシール部材３０および調整部材３１によってシールされている。図示の本発明の実施形態では、シール部材３０は四角形横断面を備え、外側部分１９の切欠部２８に挿入されており、切欠部２８には内側部分２０のノーズ２７も係合している。シール部材３０は、交差方向に、すなわち、軸線に対して平行に内接歯車ポンプ１の空隙６を通って延在し、端面でアキシャルディスク２５に密封状態で当接しており、アキシャルディスク２５は、ピニオン２およびリングギア４の端面に密封状態で当接し、空隙６を側方で閉鎖している。シール部材３０は、外側部分１９の内面にも当接し、内接歯車ポンプ１の吸込み側の方向に、内側部分２０のノーズ２７に内側で接触している。シール部材３０は、極めて高い押出抵抗を備えるシール材料からなる。押出抵抗とは、高い圧力を加えられた場合の塑性変形に対するシール部材３０の抵抗、特に隙間へのシール部材３０の流入に対する抵抗を意味する。内接歯車ポンプ１は、シール部材３０に加えられる３００ｂａｒまでの圧力を発生することができ、シール部材３０はこの圧力に抵抗しなければならない。エラストマはそのような圧力に耐えられないので、シール部材３０は、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）からなるが、しかしながら、ＰＴＦＥの弾性は制限されている。それ故、付加的に調整部材３１が設けられており、この調整部材３１の弾性は、シール部材３０の弾性よりも大きい。調整部材３１は、例えば、ＥＰＤM（エチレン‐プロピレン‐ジエン‐ゴム）などのエラストマからなる。調整部材３１は円柱状であり、シール部材３０の半径方向内側に、内側部分２０の外面に沿ってノーズ２７への移行部に設けられた溝（内側角隅）に配置されている。この領域には、調整部材３１が流入することのできる隙間はない。調整部材３１は、シール部材３０を外側方向に外側部材１９に押し当てる。調整部材３１の端面はアキシャルディスク２５に密封状態で当接しており、調整部材３１の周は内側部分２０の外面およびノーズ２７に当接している。シール部材３０と調整部材３１とは協働して、アキシャルディスク２５の側方で充填部材９の吸込み側の端部をシールし、充填部材９の内側部分２０と外側部分１９とを互いにシールする。

１…内接歯車ポンプ
２…ピニオン
３…ポンプシャフト
４…リングギア
５…ポンプケーシング
６…空隙
７…ポンプ入口
８…ポンプ出口
９…充填部材
１０…ばね
１１…ヨーク
１２…脚部
１４，１５…歯
１６…対向支持ピン
１７…面取り部
１８…自由端部
１９…外側部分
２０…内側部分
２１…間隙
２２，２３…歯先円
２４…圧力場
２５…アキシャルディスク
２６…端面
２７…ノーズ
２８…切欠部
２９…ピン
３０…シール部材
３１…調整部材

Claims (7)

1. 液圧車両ブレーキ装置のための内接歯車ポンプであって、
   内歯付きリングギア（４）と外歯付きピニオン（２）とを備え、
   前記ピニオン（２）は、前記リングギア（４）の内部に偏心的に配置されており、１つの周区分において前記リングギア（４）と噛み合い、
   前記ピニオン（２）が前記リングギア（４）と噛み合う前記周区分の向かい側で、前記ピニオン（２）と前記リングギア（４）との間にクレセント状の空隙（６）が生じており、
   前記空隙（６）に充填部材（９）が配置されており、
   前記充填部材（９）の内面に前記ピニオン（２）の歯（１５）の歯先が当接しており、
   前記充填部材（９）の外面に前記リングギア（４）の歯（１４）の歯先が当接しており、
   前記充填部材（９）は、ねじりばね（１０）を備え、
   前記ねじりばね（１０）の脚部（１２，１３）は、周方向に延在し、
   前記ねじりばね（１０）の脚部（１２，１３）は、内側方向および外側方向に、前記ピニオン（２）および前記リングギア（４）の前記歯（１５，１４）の歯先に前記充填部材（９）を押し当て、
   前記充填部材（９）は、内側部分（２０）と外側部分（１９）とを備え、
   前記内側部分（２０）の内面は、前記ピニオン（２）の前記歯（１５）の歯先に当接しており、
   前記外側部分（１９）の外面は、前記リングギア（４）の前記歯（１４）の歯先に当接しており、
   前記ねじりばね（１０）は、前記充填部材（９）の前記内側部分（２０）と前記外側部分（１９）との間に配置されており、前記内側部分（２０）と前記外側部分（１９）とを互いに押し離す、内接歯車ポンプ。
2. 請求項１に記載の内接歯車ポンプであって、
   前記ねじりばね（１０）のヨーク（１１）は、前記内接歯車ポンプ（１）の吸込み側に向けられている
   内接歯車ポンプ。
3. 請求項１に記載の内接歯車ポンプであって、
   前記充填部材（９）の前記内側部分（２０）と前記外側部分（１９）との間の間隙（２１）に流体が加えられ、
   前記内接歯車ポンプ（１）が作動された場合に、前記流体は、前記内接歯車ポンプ（１）によって圧力を加えられる
   内接歯車ポンプ。
4. 請求項１に記載の内接歯車ポンプであって、
   前記内側部分（２０）と前記外側部分（１９）とは、ヒンジ方式で互いに結合されている
   内接歯車ポンプ。
5. 請求項１に記載の内接歯車ポンプであって、
   前記充填部材（９）は、シール部材（３０）を備え、
   前記シール部材（３０）は、
   前記内側部分（２０）と前記外側部分（１９）との間に配置されており、
   前記内側部分（２０）および前記外側部分（１９）のうちの少なくとも一方に密封状態で当接していることと、軸線方向にシールしていることと、のうちの少なくとも一方を満たす
   内接歯車ポンプ。
6. 請求項５に記載の内接歯車ポンプであって、
   前記充填部材（９）は、弾性的な調整部材（３１）を備え、
   前記調整部材（３１）は、
   前記内側部分（２０）と前記シール部材（３０）との間、または、前記外側部分（１９）と前記シール部材（３０）との間に配置されており、
   前記シール部材（３０）を、外側方向に前記外側部分（１９）に押し当てるか、または、内側方向に前記内側部分（２０）に押し当て、前記内側部分（２０）および前記シール部材（３０）、または、前記外側部分（１９）および前記シール部材（３０）に密封状態で当接して、軸線方向にシールしている
   内接歯車ポンプ。
7. 請求項６に記載の内接歯車ポンプであって、
   前記調整部材（３１）が前記シール部材（３０）よりも大きい弾性を備えていることと、前記シール部材（３０）が前記調整部材（３１）よりも大きい押出抵抗を備えていることと、のうちの少なくとも一方を満たす
   内接歯車ポンプ。

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