JP6086979B2 - ギヤポンプ - Google Patents

Description

本発明は、液圧式車両ブレーキシステムのために設けられた、請求項１の前文に記載の特徴を有するギヤポンプに関する。

特許文献１は、液圧式車両ブレーキシステムのためのインターナルギヤポンプを開示している。このインターナルギヤポンプは、リングギヤと呼ばれる内歯を付けた歯車、及び、このリングギヤと噛み合うようにリングギヤの中に偏心で配置されたピニオンと呼ばれる外歯を付けた歯車を具備する。ピニオンとリングギヤは、インターナルギヤポンプの歯車と呼ぶこともできる。側面封止のために、従来公知のインターナルギヤポンプは、歯車の両側に、回転不動で保持され、軸方向に移動し、歯車と反対の外側の圧力フィールドでの衝圧付与により歯車の正面側に圧し付けられるアキシャルディスクを具備する。アキシャルすべり軸受に匹敵し得る形で、歯車はアキシャルディスクと向き合って回転でき、アキシャルディスクにより側面を封止され、ここで漏れが受け入れられるようになっている。このようなアキシャルディスクは、プレッシャディスク又はコントロールディスクとも呼ばれる。ここで重要であるのは、ディスクの形でなく、ギヤポンプの歯車の側面封止の機能である。アキシャルディスクに衝圧を付与する圧力フィールドは、インターナルギヤポンプの歯車間の三日月形ポンプ室の加圧領域の略全体に及ぶ。従来公知のインターナルギヤポンプは、歯車間の三日月形ポンプ室の中に１つのセパレートピースを具備し、このセパレートピースが、ポンプ室の中で吸込領域を加圧領域から分けている。このようなセパレートピースは、弓形ピース、フィリングピースとも呼ばれ、又は、その典型的な三日月形の形状から三日月形ピース又はクレセントピースと呼ばれる。発明通りのギヤポンプは、セパレートピースを持たない形に作られていてもよく、その場合はジェロータポンプとも呼ばれる。

従来公知のインターナルギヤポンプのピニオンは、歯車の両側で軸受ブシュにおいて半径方向摺動自在に支承されたポンプシャフトに対し回転不動になっている。ポンプシャフトの正面側両端が同じ衝圧を付与されるので、結果として軸方向力は生じない。駆動の目的のために、従来公知のインターナルギヤポンプは、ポンプモータとしての電気モータで駆動できる中間シャフトとも呼ばれることがある駆動シャフトを具備する。この駆動シャフトは、ポンプシャフトと同軸で配置されており、ねじり剛性に優れた噛み合いカップリングとしての四角形材を介して回転不動でポンプシャフトと連結されている。この駆動シャフトは、ラジアル玉軸受で回転自在に支承されており、玉軸受とポンプシャフトの間でラジアルシャフトシールリングにより封止されている。駆動シャフトの四角形材がポンプシャフト側の相補的な四角形材の中に作る半径方向遊びが、シールと軸受の摩耗を増大させ、駆動出力を高め、それによってインターナルギヤポンプの効率を下げ、作動音を生じさせる。

独国特許第１０２００９０４７６２６Ａ１号公報

請求項1に記載の特徴を有する発明通りのギヤポンプは、ギヤポンプの歯車を回転不動で嵌置したポンプシャフトと、このポンプシャフトをポンプモータ、特に電気モータで回転駆動するための駆動シャフトを具備する。発明通り、駆動シャフトは、回転不動かつ軸方向移動可能であるだけでなく、半径方向不動でポンプシャフトと連結されてもいる。これにより、ポンプシャフトの回転支承を介して、駆動シャフトは、そのポンプ側の端において回転できるように半径方向で支承されている。本発明は、ギヤポンプの作動音を無くし、シール摩耗と軸受摩耗を少なくする。これが軸方向力のないポンプシャフトを可能にし、このことが摩耗と摩擦を少なくする働きをする。ギヤポンプは、吸込側の高いフィード圧で作動させることができ、このフィード圧のもとでも高い効率を示す。

従属請求項は、請求項１に記載の本発明の有利な形態と更に進んだ形態を対象とする。

発明通りのギヤポンプは、エクスターナルギヤポンプであってよいが、好ましくはインターナルギヤポンプである（請求項７）。

発明通りのインターナルギヤポンプは、特に、液圧式、スキッド制御式及び／又は外力操作式の車両ブレーキシステムのためのハイドロポンプとして設けられている。スキッド制御式車両ブレーキシステムでは、ハイドロポンプがリターンポンプとも呼ばれ、今日主にピストンポンプとして形作られている。

以下、本発明を図面に示す実施形態に則して詳細に説明する。

唯一の図は、本発明によるインターナルギヤポンプの軸断面を示す。

図面に描かれた発明通りのギヤポンプは、液圧式、スキッド制御式及び／又は外部エネルギー操作式の車両ブレーキシステムのために設けられたインターナルギヤポンプ１である。インターナルギヤポンプ１は、ピニオン３が嵌置されたポンプシャフト２を具備し、そのピニオンが周囲の１箇所ないしは１セクションにおいてリングギヤ４と噛み合う。ピニオン３は、ポンプシャフト２と共に回転不動の外歯を付けた歯車である。図示された実施形態では、ピニオン３はポンプシャフト２と一体をなしている。しかし、他の形態、例えばピニオン２をポンプシャフト３に圧し嵌めた形、多歯形、キー溝結合等も可能である。リングギヤ４は内歯を付けた歯車で、ポンプシャフト２とピニオン３を軸平行かつ偏心で包囲するので、すでに述べた通り、これは周囲の１セクションにおいてピニオン３と噛み合う。ポンプシャフト２の回転駆動により、ピニオン３は回転駆動され、そこでリングギヤ４を回転駆動し、これにより、それ自体知られている仕方で液体、液圧式車両ブレーキシステムにおいてはブレーキ液により運ばれる。

ピニオン３とリングギヤ４が噛み合う箇所と向き合う位置に、インターナルギヤポンプ１は、その形状からクレセントピースとも呼ばれるセパレートピースを具備する。このセパレートピース８は、旋回自在にピン２８で支承されており、ピンの方はセパレートピース８を軸平行で把持し、ポンプハウジング内の袋穴の中で保持されている。ピニオン３の歯の歯冠とリングギヤ４の歯の歯冠が、それぞれセパレートピース８の内側と外側に当たり、インターナルギヤポンプ１の回転駆動時にセパレートピース８の内側と外側に沿って摺動する。セパレートピース８は、ピニオン３の歯相互間の隙間とリングギヤ４の歯相互間の隙間を周方向で閉め切り、これで、ピニオン３とリングギヤ４の回転駆動によりブレーキ液が運ばれることになる。

正面側では、ピニオン３とリングギヤ４は、これらに密に当たっている回転不動かつ軸方向移動可能なアキシャルディスク９で封止されている。

インターナルギヤポンプ１は、液圧式車両ブレーキシステムのポンプハウジングであると把握してよい液圧ブロック１１の段付きの袋穴１０の中に配置されている。このような液圧ブロック１１は、スキッド制御式車両ブレーキシステムにおいて知られており、そこには、ハイドロポンプ、本例ではインターナルギヤポンプ１のほかに、電磁弁、逆止弁、蓄圧器等の更なる液圧コンポーネントが組み込まれており、ボア穴により互いに液圧接続されている。

リングギヤ４は、ポンプハウジングを形成する液圧ブロック１１の袋穴１０の中で回転自在に支承された（すべり）軸受リング１２に圧し込まれている。軸受リング１２は、軸方向において両アキシャルディスク９とリングギヤ４の全体に及ぶ。袋穴１０は、ハウジングカバー１３で密閉されており、これに続いて軸受シールド１４が袋穴１０の中に嵌め込まれている。

ピニオン３の両側において、ポンプシャフト２はすべり軸受１５で回転自在に支承されており、そのすべり軸受は、一方がポンプハウジングを形成する液圧ブロック１１の段付き袋穴１０の１セクションに、他方がハウジングカバー１３の軸受ボア穴１６に圧し込まれている。両すべり軸受１５は、軸方向においてアキシャルディスク９の中心穴１７に突き入る。インターナルギヤポンプ１の吸込領域からとポンプ吸込口からのブレーキ液が、ポンプシャフト２の正面側両端１８に同程度に衝突する。ポンプシャフト２の正面側両端１８を同等の圧力が支配し、ポンプシャフト２の正面側両端１８は同等の衝圧を付与される。ポンプシャフト２の正面側両端１８への衝圧付与を起こさせる軸方向力が、ポンプシャフト２の正面側両端１８に同等の圧力が加えられることによって互いに高められ、その結果、ポンプシャフト２は軸方向力が無くなるので、軸方向の支えが必要でなくなる。

ポンプシャフト２は、噛み合いカップリング１９により回転不動で駆動シャフト２０と連結されている。噛み合いカップリング１９は、駆動シャフト２０とポンプシャフト２の間の軸方向移動を可能にし、これで、両方のシャフト２、２０の間で軸方向力が伝達されなくなる。噛み合いカップリング９として、駆動シャフト２０は四角形ピボット２１を具備し、これがポンプシャフト２の内側四面角材２２に食い込む。噛み合いカップリング１９のこの構造形状は、本発明において強制でない。ポンプシャフト２が軸方向移動可能であることにより、ポンプシャフト２に回転不動かつ軸方向不動のピニオン３は、アキシャルディスク９の間で心出しでき、これにより、摩擦は減じられる。

駆動シャフト２０は、軸受シールド１４において玉軸受２３で回転自在に支承され、止め輪２４で軸方向に保持されている。ポンプシャフト２０は、玉軸受２３の内輪に沿って止め輪２５で軸方向に支えられる。従って、ポンプシャフト２に面していて、軸方向で衝圧を付与される駆動シャフト２０の正面側は、止め輪２４、２５と玉軸受２３と軸受シールド１４を介して軸方向に支えられる。駆動シャフト２０を封止しているのは、ハウジングカバー１３に嵌め込まれたシャフトシールリング２６である。駆動シャフト２０は、図示されていない駆動モータからのトルクをポンプシャフト２に伝達する中間シャフトである。駆動モータは、好ましくは電気モータである。駆動のために、駆動シャフト２０は、インターナルギヤポンプ１と反対の正面側にクロスウェブ２７を具備する。

シャフトシールリング２６は、駆動シャフト２０を封止するものと把握してよい。止め輪２４、２５と玉軸受２３と軸受シールド１４は、ポンプシャフト２とギヤポンプ１に面した駆動シャフト２０の正面側に加えられる圧力に抗して駆動シャフト２０を軸方向に支える働きをする。

セパレートピース８は、ピニオン３とリングギヤ４の間の三日月形自由空間の中でピニオン３とリングギヤ４が噛み合う周囲箇所ないしは周囲セクションと向き合って位置する。自由空間はポンプ室とも呼ばれ、その中で、液体が、ポンプ吸込口からピニオン３の歯相互間の隙間とリングギヤ４の歯相互間の隙間を周方向に通り、セパレートピース８の内側と外側を通ってポンプ吐出口に運ばれる。ポンプ吸込口とポンプ吐出口は、アキシャルディスク９の１つを介して軸平行で通じている。ポンプ吸込口とポンプ吐出口はそれぞれ、図面の断面平面の前方と後方に位置するので、図面では見ることができない。ポンプ吸込口とポンプ吐出口とポンプ室は、インターナルギヤポンプにおいてそれ自体知られており、ここでは詳述しないものとする。

噛み合いカップリング１９に続いて、駆動シャフト２０は、シャフトがボア穴に嵌まり込む仕方でポンプシャフト２の円筒形の穴３０に嵌まり込んだ円筒形セクション２９を具備する。円筒形の穴３０は、ポンプシャフト２の内側四面角材２２の中まで延びている。駆動シャフト２０の四角形ピボット２１と円筒形セクション２９ならびにポンプシャフト２の内側四面角材２２と円筒形の穴３０は、ポンプシャフト２のすべり軸受１５の中にある。駆動シャフト２０の円筒形セクション２９がポンプシャフト２の円筒形の穴３０の中にあることにより、駆動シャフト２０はポンプシャフト２と同軸の方向に揃えられ、駆動シャフト２０は噛み合い結合により半径方向不動でポンプシャフト２と結合させられる。ポンプシャフト２のすべり軸受１５は、駆動シャフト２０をポンプシャフト２と共に半径方向で支承する。これで、駆動シャフト２０の半径方向移動が回避される。

１ インターナルギヤポンプ
２ ポンプシャフト
３ ピニオン
４ リングギヤ
８ セパレートピース
９ アキシャルディスク
１０ 袋穴
１１ 液圧ブロック
１２ 軸受リング
１３ ハウジングカバー
１４ 軸受シールド
１５ すべり軸受
１６ 軸受ボア穴
１７ アキシャルディスクの中心穴
１８ 正面側両端
１９ 噛み合いカップリング
２０ 駆動シャフト
２９ 円筒形セクション
３０ 円筒形の穴

Claims (6)

1. １つがポンプシャフト（２）に回転不動で嵌置された２つの噛み合う歯車（３、４）と、そのポンプシャフト（２）と回転不動かつ軸方向移動自在に連結された駆動シャフト（２０）を具備する液圧式車両ブレーキシステムのためのギヤポンプであって、前記駆動シャフト（２０）が半径方向不動で前記ポンプシャフト（２）と連結されており、
   前記回転不動及び／又は半径方向不動の連結が噛み合い結合であり、
   前記駆動シャフト（２０）を前記ポンプシャフト（２）と半径方向不動で連結されている箇所が円筒形（２９、３０）をなすことを特徴とする、ギヤポンプ。
2. 前記駆動シャフト（２０）が前記ポンプシャフト（２）と回転不動及び／又は半径方向不動で連結されている箇所が前記ポンプシャフト（２）のラジアル軸受（１５）の中にあることを特徴とする請求項１に記載のギヤポンプ。
3. 前記回転不動及び／又は半径方向不動の連結は、前記駆動シャフト（２０）の四角形ピボット（２１）が前記ポンプシャフト（２）の内側四面角材（２２）に食い込む噛み合い結合である、請求項１に記載のギアやポンプ。
4. 歯車（３）が前記ポンプシャフト（２）と共に回転不動かつ軸方向不動であることを特徴とする請求項１に記載のギヤポンプ。
5. 前記歯車（３）が前記ポンプシャフト（２）と一体をなしていることを特徴とする請求項４に記載のギヤポンプ。
6. 前記ギヤポンプがインターナルギヤポンプ（１）であることを特徴とする請求項１に記載のギヤポンプ。

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