JP6473336B2 - ギヤポンプおよびブレーキ装置 - Google Patents

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Description

本発明はギヤポンプおよびそれを用いたブレーキ装置に関する。
ギヤポンプは、例えば、自動車、建設機械、産業用ロボット等の液圧源として広く用いられている。ギヤポンプは、同じ容量のピストンポンプと比較して、圧力脈動が小さく、動作音の発生を抑制することができるという特徴がある。
このようなギヤポンプの一例として、シール性と摺動性を両立させることが可能な外接歯車ポンプが知られている(例えば、下記特許文献1を参照)。この外接歯車ポンプは、ケーシングに設けられた軸受により軸支された一対の回転軸と、一対の回転軸にそれぞれ固定されて互いに外接して噛み合う少なくとも一対の歯車と、一対の歯車の一方の側面に摺接させて設けられた側板と、一対の歯車の他方の側面に摺接させる側面摺動部と前記歯車の歯先をシールする歯先摺動部とが一体に形成されたシールブロックとを備え、一対の歯車の軸を結んだ直線の両側にそれぞれ移動規制手段を設けている。
また、歯先のみをシールする形状のシールブロックと円筒状のケーシングとケーシングに一体的に統合された固定された側板を有した歯車ポンプが知られている(例えば、下記特許文献2を参照)。この歯車ポンプでは、シールブロックに2本のピンを有し、側板を貫通しケーシングにおよぶ穴に隙間を持って嵌合している。
特開2012−117457号公報 特開2000−9054号公報
特許文献1に記載の外接歯車ポンプでは、移動規制手段によって、シールブロックが回転軸に直交する面内でケーシングに対する移動を規制することができる。このような構成の外接歯車ポンプでは歯車の歯先と、歯先をシールするシールブロックとの位置精度がシール性に影響する。特許文献1に記載の外接歯車ポンプの構成の場合、歯車歯先の位置は歯車の両側面に位置するケーシングに配置された軸受によって、歯先をシールするシールブロックは同じくケーシングに設置された移動規制手段によって決まる。しかし、本構成の場合、歯車の両側面に位置するケーシングの軸受位置精度はケーシングの組立精度に依存するため、歯車歯先とシールブロックの位置はケーシングの組立精度に依存する。そのため、ケーシングの組立精度が低いと外接歯車ポンプの効率が低下する虞がある。
また、特許文献2に記載の歯車ポンプではシールブロックと側板との間のシール面を平面にしているため、高い精度の加工が容易であり、シール面の隙間を狭くして高いシール性を確保することが容易になる。しかし、長時間駆動した場合に歯車と側板の摺動による摩耗時に歯車側面に隙間をつくり、歯車ポンプの効率が低下する虞がある。また、シールブロックに設けられた2本のピンはシールブロックの歯先シール部がならし運転で歯車に削られた後に、所定の移動量以上削られないようにする役割があるため、ケーシングに設けられた穴との間に隙間を持った構成となっている。そのため、このピンにケーシング組立時の組立精度を保つ役割はない。
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高効率のギヤポンプと、それを用いたブレーキ装置を提供することにある。
上記目的を達成すべく、本発明のギヤポンプは、第二の摺接部材は、歯先シール部の近傍に設けたギヤの回転軸方向に貫通する貫通穴を有し、前記ギヤポンプは前記貫通穴に通されるピンを備え、前記ピンは、一端側で前記フロントケースに固定され、他端側でリアケースに固定されることを特徴とする。
本発明のギヤポンプは、ギヤ歯先および側面摺動部材を位置決めするピンによって軸受を有するケースの位置決めを行う構成のため、該ピンを基準として位置精度が重要なギヤ歯先及び側面摺動部材と軸受を有するケースとが組み立てられ、歯先シール部とギヤ歯先の位置精度が向上する。したがって、本発明によれば、シール性が向上した高効率のギヤポンプとそれを用いたブレーキ装置を提供することができる。
本発明のギヤポンプの実施形態1に係る(図3のA−A線に沿う)断面図。 図1に示すギヤポンプのB−B線に沿う断面図。 図1に示すギヤポンプのC−C線に沿う断面図。 図1に示すギヤポンプのD−D線に沿う断面図。 図1に示すギヤポンプのE−E線に沿う断面図。 図1に示すギヤポンプのF−F線に沿う断面図。 図1に示すギヤポンプのリアケースを外した状態を示す斜視図。 図1に示すギヤポンプの変形例1を示す図2に相当する断面図。 図1に示すギヤポンプの変形例2を示す図2に相当する断面図。 図1に示すギヤポンプの変形例3を示す図2に相当する断面図。 図1に示すギヤポンプの変形例3を示す図3に相当する断面図。 図1に示すギヤポンプ1の変形例4を示す図2に相当する断面図 本発明のブレーキ装置の実施形態に係る液圧回路図。
[ギヤポンプ]
(実施形態1)
まず本発明のギヤポンプの実施形態1について説明する。図1はギヤポンプ1のギヤ4の回転軸に沿う断面図である。図2から図6は、それぞれ図1に示すB−BからF−Fに沿うギヤポンプ1の断面図である。なお、図1は図3に示すA−A線に沿うギヤポンプ1の断面図である。
ギヤポンプ1は、ポンプ組立体10と、該ポンプ組立体10を収容するケース15とを備えている。ケース15は、モータ側に配置されるフロントケース13と、ポンプ組立体10を収容する凹部14aを備えたリアケース14とによって構成されている。
フロントケース13は、リアケース14と接する端面に溝13aを有し、該溝13a内にケースシール部材21が配置されている。ケースシール部材21は、フロントケース13の端面とリアケース14との間をシールして、リアケース14に設けられた凹部14aから液体が外部へ漏れるのを防止する。フロントケース13は、リアケース14に対向する面と反対側に、オイルシール22を圧入して固定する凹部を有している。オイルシール22は、外周面がフロントケース13の凹部の壁面と密着し、内周面が駆動軸2の外周面と摺接する。これにより、オイルシール22は、駆動軸2とフロントケース13との間をシールし、ギヤポンプ1の駆動時にポンプ室であるリアケース14の凹部14a内の液体が外部に漏れ出さないようにしている。
リアケース14の凹部14aは、フロントケース13によって密閉され、ケース15にギヤポンプ1のポンプ室となる内部空間を形成する。リアケース14の凹部14aにポンプ組立体10を収容し、凹部14aの開口部をフロントケース13によって塞いだ状態で、フロントケース13とリアケース14とを、例えば不図示のボルト等で締結することで、ケース15の内部空間にポンプ組立体10が収容されている。また、フロントケース13およびリアケース14は、内部に軸受16を保持する凹部を備えている。
ポンプ組立体10は、一対のギヤ4、4’と、該一対のギヤ4、4’の回転軸である駆動軸2および従動軸3と、駆動ピン5、5’と、シールブロック6および側板7と、を備えている。すなわち、本実施形態のギヤポンプ1は、互いに噛み合う一対のギヤ4、4’と、該一対のギヤ4、4’を回転軸方向の両側から挟持する摺接部材としてのシールブロック6および側板7と、これらを収容するケース15と、を備えている。
駆動軸2および従動軸3は、フロントケース13およびリアケース14の凹部に保持された軸受16に回転自在に支持されている。一方の駆動ピン5は、一方のギヤ4が駆動軸2と一体に回転するように、一方のギヤ4と駆動軸2に差し込まれている。他方の駆動ピン5’は、他方のギヤ4’が従動軸3と一体に回転するように、他方のギヤ4’と従動軸3に差し込まれている。これにより、一対のギヤ4、4’は、それぞれ、回転軸である駆動軸2および従動軸3に支持固定されている。
駆動軸2は、一方の端部において、例えばモータ等の不図示の駆動装置の駆動軸に連結され、該駆動装置によって駆動されて一方のギヤ4を回転させる。従動軸3は、駆動軸2の回転に伴って回転する一方のギヤ4と噛み合う他方のギヤ4’の回転によって、駆動軸2から動力が伝達されて回転する。
シールブロック6および側板7は、図3、図5に示すように、それぞれ、駆動軸2を回転自在に挿通させる貫通穴6a、7aと、従動軸3を回転自在に挿通させる貫通穴6b、7bを有している。また、摺接部材であるシールブロック6および側板7は、図1、図2および図6に示すように、一対のギヤ4、4’をその回転軸方向である駆動軸2および従動軸3の中心軸線に平行な方向の両側から挟持し、それぞれ一対のギヤ4、4’の回転軸方向の一方の側面と他方の側面に摺接する摺接面6s、7sを有している。
シールブロック6は、図2に示すように厚肉部61と薄肉部62とを有する段差形状に形成され、ギヤ4の回転軸方向で、厚肉部61の厚さは、薄肉部62よりも厚い。図5および図6に示すように、厚肉部61の一方の端面はフロントケース13に対向し、他方の端面はリアケース14に対向している。本実施形態では厚肉部61は、フロントケース13およびリアケース14に近接するだけの厚さを有するものとする。シールブロック6は、厚肉部61と薄肉部62との間の段差部分に、ギヤ4の歯先の一部と近接し、シールをする歯先シール部61aを有している。
シールブロック6の歯先シール部61aは、図4に示すように、一対のギヤ4、4’の歯先と近接または摺接して、一対のギヤ4,4’の歯溝との間に、流体室FCを形成する。シールブロック6の歯先シール部61aは、一対のギヤ4、4’が噛み合う部分の近傍から、歯先円4a、4a’に沿ってギヤ4,4’の回転方向Aの前方に向けて形成され、図4に示す断面において、吸入口24に隣接する面を頂上とする山型の形状に形成されている。
吸入口24は、シールブロック6の厚肉部61に隣接して薄肉部62を貫通するように設けられている。吸入口24は、図2に示すように、フロントケース13に設けられた吸入路23を連通し、外部から流体が供給される。吸入口24は、駆動軸2を挿通するための貫通穴6aと従動軸3を挿通するための貫通穴6bとの間に設けられ、一対のギヤ4,4’が噛み合う部分よりもギヤ4、4’の回転方向前方側で、シールブロック6の一対の歯先シール部61aよりもギヤ4、4’の回転方向後方側の位置に設けられている。
ポンプ組立体10とケース15との間には、図1、図2および図6に示すように、環状シール部材8、9が配置されている。側板7、シールブロック6の厚肉部61のリアケース14側の端面には、図3に示すように、環状シール部材8の内周面に沿う外周面を有する凸部が形成されている。この凸部を環状シール部材8の内側に嵌め込むことで、環状シール部材8の内周面と凸部の外周面とが接触している。この側板7側の環状シール部材8は、側板7の端面とおよびシールブロック6の厚肉部61の端面との間に跨って配置され、側板7およびシールブロック6の厚肉部61と、リアケース14との間に配置されている。
図5に示すシールブロック6の薄肉部62側のフロントケース13と対向する端面には、環状シール部材9の内周面に沿う外周面を有する凸部が形成されている。この凸部を環状シール部材9の内側に嵌め込むことで、環状シール部材9の内周面と凸部の外周面とが接触している。このシールブロック6側の環状シール部材9は、シールブロック6のフロントケース13に対向する端面の凸部を囲むように配置され、シールブロック6とフロントケース13との間に配置されている。
環状シール部材8、9は、例えばゴム等の弾性材料により形成され、ギヤ4の軸方向の寸法が所定の締め代を有している。環状シール部材8は、ギヤ4の回転軸方向に締め代の分だけ圧縮されることで、側板7およびシールブロック6の厚肉部61と、リアケース14とに所定の面圧で密着する。環状シール部材9は、ギヤ4の回転軸方向に締め代の分だけ圧縮されることで、シールブロック6とフロントケース13に所定の面圧で密着する。環状シール部材8、9の締め代は、ギヤポンプ1の各部材の寸法公差等を考慮して、各部材間で確実に圧縮されて所定の範囲の面圧が得られるように設計することが望ましい。
環状シール部材8、9の外側のケース15内の領域は、ギヤ4,4’の歯溝の間から流体が送出される高圧領域HRである。環状シール部材8、9の内側の領域は、流体が外部から流入する吸入口24が設けられる低圧領域LRである。側板7側の環状シール部材8は、ギヤ4の回転軸方向で、側板7およびシールブロック6の厚肉部61と、リアケース14との間で圧縮されてこれらに密着し、内側の低圧領域LRと外側の高圧領域HRとの間を封止している。シールブロック6側の環状シール部材9は、ギヤ4の回転軸方向で、シールブロック6とフロントケース13との間で圧縮されてこれらに密着し、内側の低圧領域LRと外側の高圧領域HRとの間を封止している。
図4および図6に示すように、リアケース14の凹部14aの内周面には、ケース15内の高圧領域HRに連通する吐出口25が設けられている。このように、ギヤ4,4’の歯溝の間から流体が送出される高圧領域HRに吐出口25が連通することで、ギヤポンプ1は、ポンプ室であるリアケース14の凹部14a内の高圧領域HRの流体を、外部に吐出することができるようになっている。
シールブロック6には、図2に示すように厚肉部61の歯先シール部61a近傍に貫通穴6cを設ける。また、前記ギヤ4の回転軸方向の両側に設置される前記フロントケース13、フロントケース14には前記貫通穴6cの同軸上に位置するフロントケースの穴13bとリアケースの穴14bを設ける。
さらにシールブロック6には、図2から図5に示すように固定ピン17が設置される。固定ピン17は、貫通穴6cと、穴13bと穴14bとに通され、本実施形態では固定ピン17は穴13b、穴14bに圧入等で固定される。
また、フロントケース13にはフロントケースの穴13cが設けられ、図2から図5に示すように、該穴13cに回転止めピン18をシールブロック6の凹部6dおよび側板7の凹部7dに係合して挿入する。
また、フロントケース13とリアケース14の接触部に同軸上に設けられたフロントケースの穴13dとリアケースの穴14dを設け、該穴にケースピン19を通す。尚、この際に穴13d或いは穴14dのどちらか一方に圧入等によって固定し、他方の穴には挿入(隙間がある状態)とすることが望ましい。
これら複数のピンを設置した構成によって、シールブロック6は固定ピン17および回転止めピン18によって、ケース15に対して位置決めされた状態になる。さらにケース15を構成するフロントケース13とリアケース14は固定ピン17を基準として、ケースピン19によって回転を止められ、精度よく位置決めされる。このように固定ピン17はシールブロック6とリアケース14両方の位置の基準となるとして役割を果たす。また、ケースピン19の片端は挿入状態とすることで、複数ピンによる過剰拘束状態を防ぎ、組立後に固定ピン17を変形させることがないように設計することができる。
また、図7に示すように、本実施形態1ではフロントケース13に固定ピン17、回転止めピン18、ケースピン19を設置するが、この際に固定ピン17が最も突出した状態で設置されることが望ましい。つまり、フロントケース13とリアケース14を組み立てる際に最初にリアケース14に届くピンは固定ピン17になるようにする。これによって固定ピン17が最初に圧入されることになるため、固定ピン17を基準としてケース15が組上げることができる。
図1、図2および図6に示すように、一対のギヤ4、4’は、側板7とシールブロック6の薄肉部62との間に挟持されている。図3に示すように、側板7の外周面7cは、シールブロック6の厚肉部61の歯先シール部61aに接している。これにより、シールブロック6の歯先シール部61aと側板7の外周面7cとの間に接触部Jが形成されている。側板7は、外周面7cの凹状にくびれた部分が、シールブロック6の歯先シール部61aが形成する山型の凸形状に係合し、凹部7dが回転止めピン18に係合することで、駆動軸2および従動軸3に垂直な方向への移動が規制されている。また,図示しないが凹部7dと回転止めピン18の間に板ばねなどの弾性体を介在させて側板7をシールブロック6の歯先シール部61aに押付ける構成としてもよい。
以下、本実施形態のギヤポンプ1の動作について説明する。ギヤポンプ1は、例えば後述するブレーキ装置に組み込まれ、電子制御手段の制御の下、モータ等の駆動装置によって駆動軸2が駆動されて回転する。駆動軸2が回転すると、図4に示すように、駆動軸2に固定されたギヤ4が時計回りに回転する。同時に、このギヤ4との噛み合いによって、従動軸3に固定されたギヤ4’が、従動軸3と共に反時計回りに回転する。
この一対のギヤ4、4’の回転に伴う噛合いの広がりによって、低圧領域LRである吸入口24から吸入された流体は、歯先シール部61aとギヤ4の歯溝との間に形成される流体室FCに封入され、ギヤ4の回転方向前方に運ばれる。そして、ギヤ4、4’の歯先が歯先シール部61aから離れることで、流体室FCに封入されていた液体が、高圧領域HRに送り出される。さらに,ギヤ4、4’が回転して噛合うことで歯溝から液が絞りだされる。ギヤ4、4’の回転によって低圧領域LRの流体が次々に高圧領域HRに送出されることで、ケース15内の高圧領域HRの液圧が低圧領域LRの液圧に対して上昇する。例えば、高圧領域HRに連通する吐出口25の下流に設けられた弁が閉じられ、または弁開度が制御されている場合には、高圧領域HRが所定の圧力まで上昇する。
このとき、本実施形態のギヤポンプ1では、高圧領域HRと低圧領域LRとの間が、所定の面圧で液密に接するように設計されたシール構造によってシールされて隔絶されている。本実施形態のギヤポンプ1は、シール構造として、ギヤ4、4’の噛み合い部、ギヤ4の歯先とシールブロック6の歯先シール部61aとの摺接部または近接部、ギヤ4の側面とシールブロック6および側板7の摺接面6s、7sとの摺接部、シールブロック6の歯先シール部61aと側板7の外周面7cとの接触部J、および環状シール部材8、9等を含んでいる。
これらのシール構造が高圧領域HRと低圧領域LRとの間の流体の漏れを遮断することで、吸入口24側の低圧領域LRの流体の圧力は、比較的低圧の吸入圧力となり、吐出口25側の高圧領域HRの流体の圧力は、比較的高圧の吐出圧力となる。ここで、本実施形態のギヤポンプ1のシールブロック6には、高圧領域HRの流体からギヤ4の回転軸に垂直な方向に荷重が作用し、圧力が作用する面積差によりシールブロック6に作用する荷重の総和はシールブロック6が回転防止ピン18の方向に動く方向になる。
本実施形態のギヤポンプ1ではシールブロック6の歯先シール部61aとギヤ4歯先との近接部のシール性がポンプ内部の漏れに影響する。シール性は歯先シール部61aとギヤ4歯先との間にできる隙間で決まるためシールブロック6とギヤ4をフロントケース13に対して精度よく位置決めすること必要となる。
ギヤ4のフロントケース13における位置は駆動軸2と従動軸3が接触する軸受16によって決まる。ここで、駆動軸2と従動軸3はフロントケース13の軸受16とリアケースの軸受16の両方にそれぞれ接触する構成のため、フロントケース13に対するリアケース14の位置決めが重要となる。フロントケース13とリアケース14の位置精度が悪いと駆動軸2、従動軸3が倒れてギヤ4の位置精度も悪化する。
本実施形態のギヤポンプ1では、先に述べたようにシールブロック6の位置は、シールブロック6に設けられた貫通穴6cと、該貫通穴6との同軸になるように設置したフロントケース13に設けた穴13bとリアケース14の穴14bに通され、穴13bと穴14bに圧入された固定ピン17によって位置決めされる。さらに、ケース15には設置される他のピンである回転止めピン18やケースピン19はリアケース14まで達しないか、片側を挿入としている。そのため、シールブロック6とリアケース14は共に1つの固定ピン17を基準に位置決めされることになる。
この構成にすると、従来の構成のようにシールブロック6は固定ピン17を有し、リアケース14はリアケースの位置決め手段を有するように、シールブロック6とリアケース14とが別々の位置決め基準を持つ場合に比べて部品製造誤差の積み上げが減り、シールブロック6の歯先シール部61aとギヤ4、4’の歯先とを精度よく位置決めすることができる。
これによってシールブロック6の歯先シール部61aとギヤ4、4’の歯先との隙間が減り、本実施形態のギヤポンプ1を効率よく駆動することができる。
また、固定ピン17の両端を圧入等によって固定することによって、高圧領域HRからギヤ4の回転軸に対して垂直な方向にシールブロック6に作用する荷重をフロントケース13とリアケース14の両方で支えるため、シールブロック6の厚肉部61の変形を小さくすることができる。この効果で歯先シール部61aからの漏れを低減し、ギヤポンプ1を効率よく駆動することができる。
また、固定ピン17の両端を圧入等によって固定することによって、シールブロック6の厚肉部61の変形を抑制することができるため、従来のように片端のみを固定した場合と比べて所定の変形量以下に抑えるための固定ピン17の太さを細くすることができる。その結果、図3に示すようにシールブロック6の低圧領域LRの内側に配置する固定ピン17を取り囲むように設置する側板側の環状シール部材8の形状の選択肢が広がり、シール性と生産性を両立した形状とすることができる。
尚、本実施形態で固定ピン17の両端は圧入により固定するものとして説明したが、圧入に替えて溶接等によって精度よく固定するものとしてもよい。
以上説明したように、本実施形態のギヤポンプ1によれば、シールブロック6の厚肉部61の貫通穴6cと該貫通穴6cと同軸上に設置したフロントケース穴13bとリアケース穴14bに通された固定ピン17を有することで、シールブロック6の歯先シール部61aとギヤ4の歯先との間のシール性を向上させた高効率のギヤポンプ1を提供することができる。なお、本発明のギヤポンプは、上述の実施形態1のギヤポンプ1の構成に限定されない。以下、実施形態1のギヤポンプ1の変形例について説明する。
(変形例1)
図8は、図1に示すギヤポンプ1の変形例1を示す図2に相当する断面図である。本変形例のギヤポンプは、固定ピン17とケースピン19の固定方法のみが実施形態1のギヤポンプ1と異なっている。すなわち、本変形例のギヤポンプ1では、リアケース14に固定ピン17を圧入するリアケースの穴14bにつながる凹部14eを設ける。これにより、固定ピン17をリアケース14の外側から圧入できる。すなわち、実施形態1の穴14bは、リアケースの内側のみに開口する溝のような形状であったが、本変形例によれば、穴14bと凹部14eによりリアケース14の内側と外側とに開口を有する連通構造としていることにより、リアケース14の外側から固定ピン17を圧入可能としている。さらに、穴14bよりも開口面積の大きい凹部14eを設けることにより、圧入用の冶具が凹部14eまで到達することを可能とし、固定ピン17の圧入の際に固定ピン17の長さを変える必要がない利点がある。また、ケースピン19の穴14dの位置までリアケース14の一部に切り欠きをつくり、ケースピン19もリアケース19の外側から圧入(挿入)できるようにするとよい。この場合、先に固定ピン17を圧入し、ケースピン19を後から圧入することで固定ピン17を基準にしてシールブロック6とフロントケース13とリアケース14が組み立てられる。また、図示しないが、フロントケース13側に穴13bにつながる凹部を設けてフロントケース13の外側から固定ピン17を圧入する構成としてもよい(ただし吸入路23の位置を変更する必要がある)。同様にフロントケース13に切り欠きを設け、フロントケース13側からケースピン19を挿入する構成としてもよい。また、凹部や切り欠きを設けず、ケース15の表面まで届くような長い固定ピン17やケースピン19を圧入することにしてもよい。このような構成のギヤポンプによっても、実施形態1のギヤポンプ1と同様の効果を得ることができる。すなわち、実施形態1の穴14bは、リアケースの内側のみに開口する溝のような形状であったが、本変形例の穴14bはリアケースの外側にも開口する連通構造とすることにより、固定ピン17を外部から圧入することが可能となる。
(変形例2)
図9は、図1に示すギヤポンプ1の変形例2を示す図2に相当する断面図である。本変形例のギヤポンプは、回転止めピン18を延伸し、リアケース14に設けられた穴14fに挿入され、ケースピン19を持たない点が異なっている。すなわち、回転止めピン18にケースピン19と同等のケース15の回転止めをする機能を兼ねるようにした構成である。このような構成のギヤポンプによっても、実施形態1のギヤポンプ1と同様の効果を得ることができる。さらに、ケースピン19とフロントケース穴13dの加工がなくなるのでコストの低減効果も期待できる。また、本変形例は、変形例1と組み合わせることにより、更に変形例1の効果も得られる。
(変形例3)
図10と図11は、図1に示すギヤポンプ1の変形例3を示す図2と図3に相当する断面図である。本変形例のギヤポンプは、図11に示すように固定ピン17の断面形状を六角形としており、回転止めピン18とケースピン19を設置しない点が異なっている。すなわち、固定ピン17を六角形にすることによって固定ピン17にシールブロック6とケース15の回転方向のずれを防止する機能を兼ねる構成としている。このような構成のギヤポンプによっても、実施形態1のギヤポンプ1と同様の効果を得ることができる。さらに、固定ピン18、ケースピン19、フロントケース13、リアケース14への穴加工が減るため、コストの低減も期待できる。この変形例では固定ピン17断面を六角形として示したが、六角形以外の多角形をもつ断面としても同じ効果が得られる。また、本変形例は、変形例1と組み合わせることにより、更に変形例1の効果も得られる。また、図11’のように固定ピン17断面とシールブロック6の穴断面をかみ合わせて回転方向のずれを防止することで同じ効果が得られる。
(変形例4)
図12は、図1に示すギヤポンプ1の変形例4を示す図2に相当する断面図である。本変形例のギヤポンプは、フロントケース13にフロントケースの穴13bを持たず、代わりにシールブロック6の貫通穴6cの同軸上にフロントケース13の突起13eを設置する点が異なる。このフロントケースの突起13eはシールブロック6の貫通穴6cに通され、リアケース14の穴14bに固定される。すなわち、フロントケース13の穴13bに固定ピン17を固定する代わりに、フロントケース13にピン状の突起13eを設け、該突起13eが固定ピン17の役割を果たすようする構成である。言い換えると、固定ピン17とフロントケース13とを一体成型させている。このような構成のギヤポンプによっても、実施形態1のギヤポンプ1と同様の効果を得ることができる。図12の例ではフロントケース13側に突起13eを設けたが、リアケース14側に設けても同様の効果が得られる。また、本変形例は、変形例2または変形例3と組み合わせることにより、更に変形例2または変形例3の効果も得られる。図12’は、図1に示すギヤポンプ1の変形例4を示す図2に相当する断面図である。本変形例のギヤポンプは固定ピン17を持たず、代わりにシールブロック6にフロントケース12の穴13bの同軸上に突起6eを設置する点が異なる。このシールブロック6の突起6eはリアケースの穴14bに固定されるすなわち、固定ピン17を設ける代わりに、シールブロックに突起6eを儲け、固定ピン17の役割を果たす構成である。[ブレーキ装置]
最後に、前述のギヤポンプ1を備えるブレーキ装置の実施の形態について説明する。
図13は、本実施形態のブレーキ装置200の基本構成を示す液圧回路図である。ブレーキ装置200は、ブレーキ液を加圧するギヤポンプとして、例えば、前述の実施形態1のギヤポンプ1を備えている。また、ブレーキ装置200は、マスタシリンダ121と、ブレーキペダル122と、液圧制御ユニット123と、ストロークシミュレータ124と、ホイルシリンダWCとを備えている。
マスタシリンダ121は、ブレーキ液を供給する第1室121Pおよび第2室121Sを備え、車両の運転者がブレーキペダル122を踏み込む操作を行うことによって第1室121Pおよび第2室121Sからブレーキ液を供給する操作−液圧変化手段である。すなわち、マスタシリンダ121は、運転者のブレーキ操作に基づいてブレーキ液に液圧を発生させる。
液圧制御ユニット123は、前述の実施形態1のギヤポンプ1を備え、該ギヤポンプ1の駆動軸2を駆動してブレーキ液に液圧を発生させる駆動手段として、ポンプモータ110を備えている。また、液圧制御ユニット123は、ブレーキ液を通す管路P1からP7、該管路に設けられる複数の電磁弁100から109、および液圧センサS2からS5などを備える液圧操作手段である。
マスタシリンダ121の第1室121Pから供給されたブレーキ液は、管路P1,P3を経由してプライマリ系統のホイルシリンダWCに送られる。マスタシリンダ121の第2室121Sから供給されたブレーキ液は、管路P2,P4を経由してセカンダリ系統のホイルシリンダWCに送られる。ホイルシリンダWCは、ブレーキ液の液圧によって作動し、車両に制動力を発生させる制動力発生手段である。
プライマリ系統管路P3とセカンダリ系統管路P4との間には、プライマリ、セカンダリ系統とを連通させる連通路P5が設けられている。連通路P5には、連通路P5とプライマリ系統の管路P3との連通、遮断を制御可能な第1連通弁100と、連通路P5とセカンダリ系統の管路P4との連通、遮断を制御可能な第2連通弁101とが配置されている。
第1連通弁100と第2連通弁101の少なくとも一方を閉じることにより、プライマリ系統とセカンダリ系統を独立させることが可能である。また、第1連通弁100と第2連通弁101の両方を閉じることにより、連通路P5をプライマリ系統管路P3とセカンダリ系統管路P4の双方から独立させることが可能である。なお、本実施形態においては、第1連通弁100は常開型電磁弁であり、第2連通弁101は常閉型電磁弁である。電源失陥を考慮すると、電磁弁の機械的初期状態でプライマリ、セカンダリ系統が分かれることが好ましく、第1連通弁100、第2連通弁101の少なくとも一方は常閉型電磁弁とするとよい。
ギヤポンプ1は、マスタシリンダ121とは独立してブレーキ液を供給可能な液圧源であり、ポンプモータ110によって駆動される。ギヤポンプ1の吸入側は、吸入管路P6に接続されている。ギヤポンプ1の吐出側は、逆流を防止するための吐出弁111を介して、第1連通弁100と第2連通弁101との間で連通路P5に接続されている。吸入管路P6は、ブレーキ液を貯留するリザーバタンク121Rに連通している。したがって、連通路P5とプライマリ系統管路P3とセカンダリ系統管路P4が連通している状態であれば、ギヤポンプ1が作動した際に吐出されたブレーキ液は、プライマリ、セカンダリの各系統に送られる。
プライマリ系統マスタシリンダ管路P1とプライマリ系統管路P3との間には、遮断弁107が設けられている。遮断弁107は、管路P1と管路P3の連通、遮断を制御可能な常開型電磁弁である。同様に、セカンダリ系統マスタシリンダ管路P2とセカンダリ系統管路P4との間には、これらの管路P2,P4の連通、遮断を制御可能な常開型電磁弁である遮断弁108が設けられている。遮断弁107と遮断弁108を閉状態とし、ギヤポンプ1を駆動してブレーキ液を吐出することで、ホイルシリンダWCの圧力を運転者の踏力から独立して操作することが可能となる。
第1連通弁100と第2連通弁101との間の連通路P5と吸入管路P6との間には、調圧弁102が設けられている。調圧弁102は、常閉型電磁弁であり、連通路P5のブレーキ液を吸入管路P6に還流させることが可能である。また、調圧弁102は比例制御弁であり、電磁弁駆動回路(図示せず)によって発生した電流に対して比例的にバルブの開度を調整できるため、連通路P5から吸入管路P6に流出するブレーキ液量を任意に調整可能である。ギヤポンプ1のブレーキ液吐出量の調整と調圧弁102の流量調整によって、連通路P5、ホイルシリンダWC等の圧力を、任意の圧力に調整可能である。
プライマリ系統管路P3とホイルシリンダWCとをつなぐ管路の間には、常開型電磁弁の増圧弁103が設けられている。また、各ホイルシリンダWCは、管路と常閉型電磁弁の減圧弁105を介して吸入管路P6に接続されているが、初期状態では減圧弁105によって吸入管路P6から遮断されている。プライマリ系統の増圧弁103のそれぞれには並列にホイルシリンダWCからプライマリ系統管路P3へのブレーキ液の流れのみを許容するチェック弁104が設けられている。なお、セカンダリ系統の構成はプライマリ系統と同様であるため、説明を省略する。増圧弁103と減圧弁105の開閉を切り替えることによって、ホイルシリンダWCの各輪圧力の増圧、減圧、保持を制御可能である。
プライマリ系統マスタシリンダ管路P1は、ストロークシミュレータ管路P7と常閉型電磁弁のストロークシミュレータ遮断弁109を介してストロークシミュレータ124に接続されている。管路P1とストロークシミュレータ124は、初期状態では遮断弁109によって遮断されている。
ストロークシミュレータ124は、内部にピストン124aと、該ピストン124aを付勢するスプリング124bを備え、マスタシリンダ121の第1室121Pから供給されるブレーキ液を受け入れ可能に設けられている。ストロークシミュレータ124は、ブレーキ液を受け入れることで内部のピストン124aが変位し、スプリング124bが変位に応じた反力を発生させることで、プライマリ系統マスタシリンダ管路P1の圧力を機械的に上昇させる。なお、本実施形態において、ストロークシミュレータ124はプライマリ系統マスタシリンダ管路P1から分岐して設置されているが、セカンダリ系統マスタシリンダ管路P2から分岐して設置されていても良い。
ブレーキペダル122は、ブレーキペダルの変位すなわち操作量を検出可能なストロークセンサS1が設置されている。ストロークセンサS1は、運転者のブレーキ操作量を検出する。また、プライマリ系統マスタシリンダ管路P1、プライマリ系統管路P3、セカンダリ系統管路P4、および連通路P5には、それぞれ、マスタ圧センサS2、プライマリ系統圧力センサS3、セカンダリ系統圧力センサS4、およびギヤポンプ1の吐出圧センサS5が設けられている。各圧力センサS2からS5は、それぞれ、管路P1,P3,P4,P5のブレーキ液の液圧およびギヤポンプ1の吐出圧を検出可能な液圧測定手段である。なお、マスタ圧センサS2はセカンダリ系統マスタシリンダ管路P2に設置されていてもよい。
なお、図示は省略するが、ブレーキ装置200は、電子制御手段として例えばマイクロコンピュータ等からなる演算処理装置を有している。演算処理装置は、各電磁弁およびポンプモータ110の駆動回路や、各センサからのデータの取り込みを行い、たとえば、ストロークセンサS1によって得られたペダルストローク量から運転者の制動要求を判断し、所望のホイルシリンダ圧力となるように各電磁弁やポンプモータ110を制御する等の制御出力を行う。
すなわち、電子制御手段としての演算処理装置は、マスタシリンダ121のブレーキペダル122の操作量と、液圧測定手段である液圧センサS2からS5の測定結果等に基づいて、駆動手段としてのポンプモータ110、および各電磁弁101から109を制御する。これにより、本実施形態のブレーキ装置200は、ホイルシリンダWCにおいて最適な制動力を得ることができる。
本実施形態のブレーキ装置200は、前述の実施形態1において説明した高効率のギヤポンプ1を備えている。したがって、例えば、ギヤポンプ1の小型化およびポンプモータ110の小型化が可能であり、ブレーキ装置200のエネルギー効率を向上させ、ブレーキ装置200の性能をより向上させることができる。
また、運転者の制動要求によらず、車内外に設置されたセンサに基づいて電子制御手段により自動にブレーキを作動することも可能である。
以上、図面を用いて本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、例えばポンプ組立体10を収容する凹部14aをフロントケース13に形成するなど、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
1…ギヤポンプ
2…駆動軸
3…従動軸
4、4’ …ギヤ
5、5’ …駆動ピン
6…シールブロック
6a…駆動軸を通すシールブロックの貫通穴
6b…従動軸を通すシールブロックの貫通穴
6c…シールブロックの厚肉部の貫通穴
6d…シールブロックの凹部
7…側板
7a…駆動軸を通す側板の貫通穴
7b…従動軸を通す側板の貫通穴
7c…側板の外周面
7d…側板の凹部
8…環状シール部材(側板側)
9…環状シール部材(シールブロック側)
10…ポンプ組立体
13…フロントケース
13a…溝
13b…穴
13c…穴
13d…穴
13e…突起
14…リアケース
14a…凹部
14b…穴
14d…穴
14e…凹部
14f…穴
15…ケース
16…軸受
17…固定ピン
18…回転止めピン
19…ケースピン
21…ケースシール
22…オイルシール
23…吸入路
24…吸入口
25…吐出口
61…厚肉部
61a…歯先シール部
62…薄肉部
102…調圧弁
110…モータ
111…吐出弁
121…マスタシリンダ
122…ブレーキペダル
200…ブレーキ装置
FC…流体室
HR…高圧領域
LR…低圧領域
J…接触部
WC…ホイルシリンダ(制動力発生手段)

Claims (13)

  1. 互いに噛み合う一対のギヤと、
    前記一対のギヤを軸支する一対の軸と、
    前記軸を回転駆動する駆動源と、
    前記一対のギヤの回転軸方向の一方の側面と摺接する摺接面を有する第一の摺接部材と、
    前記ギヤ歯先の一部と摺接する歯先シール部及び前記一対のギヤの回転軸方向の他方の側面と摺接する摺接面を有する第二の摺接部材と、
    前記駆動源側に配置されるフロントケースと前記駆動源から遠い側に配置されるリアケースとを有するケースと、を備え、
    前記ギヤと前記軸と前記第一の摺接部材と前記第二の摺接部材とを前記ケース内に収容するギヤポンプであって、
    前記第二の摺接部材は、歯先シール部の近傍に設けた前記ギヤの回転軸方向に貫通する貫通穴を有し、
    前記ギヤポンプは前記貫通穴に通されるピンを備え、
    前記ピンは、一端側で前記フロントケースに固定され、他端側でリアケースに固定され
    前記ピンと前記貫通穴は、軸方向に垂直な断面がかみ合うことで前記第二の摺接部材の回転を防止することを特徴とするギヤポンプ。
  2. 前記第一の摺接部材と前記ケースとの間、および前記第二の摺接部材と前記ケースとの間にはそれぞれ環状シール部材が配置され、
    前記貫通穴は、前記環状シール部材の内周側に設けられることを特徴とする請求項1に記載のギヤポンプ。
  3. 前記対の軸の中心線を通る平面に対して前記ピンと反対側の位置に、前記フロントケース及び前記リアケースが前記ピンを中心に回転することを規制するケース回転防止構造を有することを特徴とする請求項1に記載のギヤポンプ。
  4. 前記ケース回転防止構造は、前記フロントケースに設けられた穴或いは前記リアケースに設けられた穴のどちらか一方に圧入によって固定され、他方を挿入状態とするケースピンを含む構造であることを特徴とする請求項3に記載のギヤポンプ。
  5. 前記第二の摺部材は凹部或いは穴を備え、前記ケースピンを前記第二の摺部材の凹部或いは穴に通すことを特徴とする請求項4に記載のギヤポンプ。
  6. 前記第二の摺部材は凹部或いは穴を備え、
    前記ギヤポンプは、前記第二の摺部材に設けられる凹部或いは穴に通される回転止めピンを有し、
    前記回転止めピンの一端側は、前記フロントケース或いは前記リアケースに固定されることを特徴とする請求項1又は4に記載のギヤポンプ。
  7. 前記回転止めピンの一端側は前記フロントケースに設けられた圧入用の穴に圧入により固定され、前記回転止めピンの他端側は前記リアケースに設けられた挿入用の穴に挿入状態とする、又は、前記回転止めピンの一端側は前記リアケースに設けられた圧入用の穴に圧入により固定され、前記回転止めピンの他端側は前記フロントケースに設けられた挿入用の穴に挿入状態とすることを特徴とする請求項6に記載のギヤポンプ。
  8. 前記ピンは、前記ケースピンが圧入される側とは反対方向において、前記ケースピンよりも突出した状態になることを特徴とする請求項4に記載のギヤポンプ。
  9. 前記ピンは、前記回転止めピンが圧入される側とは反対方向において、前記回転止めピンよりも突出した状態になることを特徴とする請求項7に記載のギヤポンプ。
  10. 互いに噛み合う一対のギヤと、
    前記一対のギヤを軸支する一対の軸と、
    前記軸を回転駆動する駆動源と、
    前記一対のギヤの回転軸方向の一方の側面と摺接する摺接面を有する第一の摺接部材と、
    前記ギヤ歯先の一部と摺接する歯先シール部及び前記一対のギヤの回転軸方向の他方の側面と摺接する摺接面を有する第二の摺接部材と、
    前記駆動源側に配置されるフロントケースと前記駆動源から遠い側に配置されるリアケースとを有するケースと、を備え、
    前記ギヤと前記軸と前記第一の摺接部材と前記第二の摺接部材とを前記ケース内に収容するギヤポンプであって、
    前記第二の摺接部材は、歯先シール部の近傍に設けた前記ギヤの回転軸方向に貫通する貫通穴を有し、
    前記ケースは、前記フロントケースにケース突起を有し、前記リアケースにケース穴を有し、又は、前記リアケースにケース突起を有し、前記フロントケースにケース穴を有し、
    前記ケース突起は、前記貫通を通り、前記ケース突起の先端側が前記ケース穴に圧入固定されることを特徴とするギヤポンプ。
  11. 前記ケース突起と前記貫通は、軸方向に垂直な断面がかみ合うことで前記第二の摺部材の回転を防止することを特徴とする請求項10に記載のギヤポンプ。
  12. ブレーキ液を加圧する請求項1乃至請求項11の何れかに記載のギヤポンプと、
    前記ブレーキ液によって作動して車両に制動力を発生させる制動力発生手段と、備えたブレーキ装置。
  13. 互いに噛み合う一対のギヤと、
    前記一対のギヤを軸支する一対の軸と、
    前記軸を回転駆動する駆動源と、
    前記一対のギヤの回転軸方向の一方の側面と摺接する摺接面を有する第一の摺接部材と、
    前記ギヤ歯先の一部と摺接する歯先シール部及び前記一対のギヤの回転軸方向の他方の側面と摺接する摺接面を有する第二の摺接部材と、
    前記駆動源側に配置されるフロントケースと前記駆動源から遠い側に配置されるリアケースとを有するケースと、を備え、
    前記ギヤと前記軸と前記第一の摺接部材と前記第二の摺接部材とを前記ケース内に収容するギヤポンプであって、
    前記第二の摺接部材は、歯先シール部の近傍に設けた前記ギヤの回転軸方向に突出する突起を有し、
    前記ケースは前記フロントケース及び前記リアケースにケース穴を有し、前記突起は前記ケース穴に圧入固定されることを特徴とするギヤポンプ。
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