特許 6297277 内接歯車ポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6297277

(24)【登録日】2018年3月2日

(45)【発行日】2018年3月20日

(54)【発明の名称】内接歯車ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04C 2/10 20060101AFI20180312BHJP

   B60T 17/00 20060101ALI20180312BHJP

   B60T 8/48 20060101ALI20180312BHJP

   B60T 13/128 20060101ALI20180312BHJP

【ＦＩ】

   F04C2/10 311B

   B60T17/00 D

   B60T8/48

   B60T13/128

【請求項の数】4

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2013-158491(P2013-158491)

(22)【出願日】2013年7月31日

(65)【公開番号】特開2014-31793(P2014-31793A)

(43)【公開日】2014年2月20日

【審査請求日】2016年7月21日

(31)【優先権主張番号】10 2012 213 775.0

(32)【優先日】2012年8月3日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】501125231

【氏名又は名称】ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

(74)【代理人】

【識別番号】100172340

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 始

(74)【代理人】

【識別番号】100177839

【弁理士】

【氏名又は名称】大場 玲児

(72)【発明者】

【氏名】レーネ・シェップ

(72)【発明者】

【氏名】ノルベルト・アラーゼ

(72)【発明者】

【氏名】アンドレアス・クライン

(72)【発明者】

【氏名】エドガー・クルツ

【審査官】 冨永 達朗

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−２２９８０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５０１０２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｃ ２／１０

Ｂ６０Ｔ ８／４８

Ｂ６０Ｔ １３／１２８

Ｂ６０Ｔ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内歯車（２）とピニオン（３）とを備え、該内歯車とピニオンとが、周部分において互いに噛み合い、且つ他の周部分においてポンプ室（６）を該内歯車とピニオンとの間で画成しており、前記ポンプ室内に、該ポンプ室（６）の吸込み領域（８）を該ポンプ室（６）の加圧領域（９）から切り離している分離部材（７）が配置され、該分離部材（７）が内側部分（１３）と外側部分（１４）とを有し、前記内側部分の内面に前記ピニオン（３）の歯の歯頭が当接し、前記外側部分の外面に前記内歯車（２）の歯の歯頭が当接し、前記内側部分（１３）と前記外側部分（１４）との間の中間空間（１７）が前記ポンプ室（６）の前記加圧領域（９）と連通している内接歯車ポンプ（１）において、前記内側部分（１３）および／または前記外側部分（１４）が、該内側部分（１３）と該外側部分（１４）との間の前記中間空間（１７）を前記ピニオン（３）および／または前記内歯車（２）の歯中間空間と連通させている複数の貫通部（１９）を有し、前記加圧領域（９）により近い位置にある前記貫通部（１９）が、前記吸込み領域（８）により近い位置にある前記貫通部（１９）よりも大きな横断面を有していることを特徴とする内接歯車ポンプ。

【請求項2】

前記貫通部（１９）が周側で閉じている貫通穴であることを特徴とする、請求項１に記載の内接歯車ポンプ。

【請求項3】

前記貫通部（１９）が、周方向に互いに直列に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の内接歯車ポンプ。

【請求項4】

前記内接歯車ポンプ（１）が液圧式車両ブレーキ装置のハイドロポンプであることを特徴とする、請求項１に記載の内接歯車ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１の前文に記載の構成を備えた内接歯車ポンプに関するものである。

【背景技術】

【0002】

内接歯車ポンプは公知である。内接歯車ポンプは、内歯車、すなわち内歯の歯車と、内歯車内に偏心して配置され、以下ではピニオンと呼ばれる外歯の歯車とを有している。内接歯車ポンプの歯車と呼ぶこともできる内歯車とピニオンとは、周部分で互いに噛み合っている。内歯車とピニオンとは、内接歯車ポンプのこれら両歯車が互いに噛み合っていない他の周部分において、該内歯車とピニオンとの間で三日月状のポンプ室を画成している。ポンプ室は吐出空間、自由空間または中間空間とも呼ばれる。ポンプ室内には分離部材が配置され、該分離部材は通常はポンプ室の形状に適合しているのでその形状から鎌状部材または三日月状部材とも呼ばれる。分離部材に対する他の呼称は充填部材である。分離部材はポンプ室の吸込み領域を加圧領域から切り離し、この場合吸込み領域はポンプ吸込み部と連通し、加圧領域はポンプ吐出部と連通し、内接ポンプの吸込み部または吐出部（の一部）と見なすこともできる。

【0003】

内歯車およびピニオンの歯の歯頭は、分離部材の内側または外側に当接し、内接歯車ポンプの作動時に、すなわちピニオンおよび内歯車の回転駆動時に、分離部材の外側および内側に沿って滑動する。分離部材は内歯車およびピニオンの歯中間空間内に流体量を封印し、その結果回転駆動時に、すなわち内接歯車ポンプの作動時に、前記歯車は流体を内接歯車ポンプのポンプ室の吸込み領域から加圧領域へ搬送する。

【0004】

液体の搬送時に内接歯車ポンプは圧力脈動を生じさせるが、圧力脈動は望ましいものではなく、作動騒音を発生させ、機械的負荷を増大させる。圧力脈動は、内歯車およびピニオンの歯溝が分離部材の加圧領域側端部で加圧領域に対し開口しているときに発生する。開口している歯中間空間内の圧力は急激に上昇し、その結果加圧領域内の圧力は幾分降下する。このため、いわゆる複数のパイロットノッチを設けることが知られている。これらのパイロットノッチは、ピニオンおよび内歯車の歯先円と歯元円との間の領域において内接歯車ポンプの加圧領域から分離部材の側面に沿って一片ずつ幅をもって吸込み領域の方向に延在する。パイロットノッチの横断面は、絞りとして作用するほどに小さく、加圧領域からパイロットノッチを通って歯中間空間内へ流れる液体流は、内接歯車ポンプの作動時に歯中間空間が分離部材に沿って加圧領域へ移動するときに歯中間空間内の圧力を上昇させ、理想的には加圧領域の圧力へ上昇させ、その結果分離部材の端部で歯中間空間が開口しても加圧領域内に圧力の変化は生じない（パイロットノッチは吸込み領域まで達していない）。典型的には、パイロットノッチの横断面は、加圧領域から内接歯車ポンプの前記歯車の回転方向とは逆の方向で吸込み領域方向に小さくなっている。典型的には、パイロットノッチはいわゆるアキシアルディスクに設けられ、該アキシアルディスクは制御板または加圧板とも呼ばれ、前記歯車および分離部材の端面に当接して、ポンプ室と前記歯車の歯中間空間とを側方から密封する。特許文献１はこのようなパイロットノッチを開示しているが、その説明はない。

【0005】

特許文献２はこれとは択一的な構成を開示しており、すなわちパイロットノッチは分離部材の内側周面および外側周面に形成され、これら周面に内接歯車ポンプの前記歯車の歯頭が当接して、作動時に摺動する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】独国特許第１９６１３８３３Ｂ４号明細書

【特許文献2】独国特許出願公開第１０２０１００６４１９３Ａ１号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の課題は、従来の内接歯車ポンプを改良することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

請求項１の構成を備えた本発明による内接歯車ポンプの分離部材は、内側部分と外側部分を備え、内側部分の内面にはピニオンの歯の歯頭が当接し、外側部分の外面には内歯車の歯の歯頭が当接している。分離部材の内側部分と外側部分との間には中間空間があり、該中間空間は内接歯車ポンプのポンプ室の加圧領域と連通し、すなわち本発明による内接歯車ポンプの分離部材の内側部分と外側部分との間の中間空間内には、内接歯車ポンプの加圧領域内の圧力と同じ圧力が支配している。分離部材は複数の部分から構成されていてよく、内側部分は外側部分と枢着結合されていてよい。分離部材は一体でもよく、たとえば片側のほうへ湾曲した「Ｕ」の形状であってよく、その１つの脚部が内側部分を形成し、他の脚部が外側部分を形成し、これらの脚部は「Ｕ」のヨークによって互いに一体に結合されている。分離部材の他の構成を除外するものではない。

【0009】

本発明によれば、分離部材の内側部分および／または外側部分は少なくとも１つの貫通部を有し、該貫通部は、半径方向においてまたは半径方向に対し角度を成して、内側部分および／または外側部分を貫通し、ピニオンおよび／または内歯車の歯中間空間を、分離部材の内側部分と外側部分との間の中間空間と結合させている。貫通部は、ピニオンおよび／または内歯車の歯中間空間が貫通部の開口部の領域にあるとき、すなわち貫通部と連通しているときには、常に歯中間空間を内側部分と外側部分との間の中間空間と結合させる。分離部材の内側部分と外側部分との間の中間空間は内接歯車ポンプのポンプ室の加圧領域と連通しているので、分離部材の内側部分と外側部分との間の中間空間には、加圧領域内の圧力と同じ圧力が支配する。貫通部を通じてそれぞれの歯中間空間が圧力の作用を受け、この場合貫通部の横断面は、歯中間空間内での圧力生成が抑制されて、その結果歯中間空間内の圧力が加圧領域内の圧力へ急激に上昇しないほどの小ささである。

【0010】

本発明はパイロットノッチに代わるものであるが、パイロットノッチを除外するものではない。

【0011】

本発明の利点は、周方向に延在していて横断面が長さ方向に変化しているために製造が面倒で、絞り作用が不正確で、さらに液体の温度に比較的強く依存しているパイロットノッチに比べて、分離部材に１つまたは複数の貫通部をより簡単に形成できることにある。さらに、パイロットノッチの横断面は摩耗によって小さくなるが、分離部材に設けた１つまたは複数の貫通部はこのようなことにはならない。本発明の他の利点は、内接歯車ポンプの周方向に見て、分離部材での１つまたは複数の貫通部の位置を正確に設定する必要があまりないことであり、周方向に延在しているパイロットノッチの場合には、機能にとって周方向の位置がかなり重要である。

【0012】

従属項は、請求項１に記載した本発明の有利な構成および他の構成を対象としている。

【0013】

分離部材の貫通部は、該分離部材の端面において開口するように該分離部材に設けた溝であってよい。好ましくは、請求項２によれば、貫通部は貫通穴であり、すなわち周側で閉じている。

【0014】

請求項３に記載の本発明の好ましい構成によれば、分離部材の内側部分および／または外側部分に複数の貫通部が設けられ、これらの貫通部は内接歯車ポンプの周方向に互いに直列に配置されている。これにより、貫通部の絞り作用が適正であれば、作動中にピニオンおよび／または内歯車の歯中間空間が分離部材に沿って移動するときに該歯中間空間内にステップ的に圧力を生成させることができる。１つの歯中間空間内での圧力は、該歯中間空間が１つの貫通部の開口部にあるときには常に上昇し、この場合圧力は絞られ、すなわち緩速になって急激に上昇しない。

【0015】

ピニオンまたは内歯車の歯と協働して、互いに直列に液圧接続される絞りのように作用するパイロットノッチとは異なり、本発明に従って周方向に互いに直列に配置される貫通部は、互いに並列に液圧接続された絞りのように作用し、その加圧側には常に、内接歯車ポンプの加圧領域で支配的な圧力が支配する。

【0016】

請求項４に記載の本発明の他の構成によれば、周方向に互いに直列に配置されている貫通部の横断面は吸込み領域から加圧領域へ大きくなっており、すなわち吸込み領域により近い位置にある貫通部は、加圧領域により近い位置にある貫通部よりも強く絞られている。このようにして歯中間空間内の圧力を吸込み領域から加圧領域へ向けて略連続的に加圧領域内で支配的な圧力へ上昇させることができる。

【0017】

本発明による内接歯車ポンプは、特に液圧式車両ブレーキ装置、スリップコントロール式車両ブレーキ装置、および／または車両パワーブレーキ装置のハイドロポンプとして設けられている（請求項５）。スリップコントロール式車両ブレーキ装置では、ハイドロポンプは逆送ポンプとも呼ばれ、今日では主にピストンポンプとして実施されている。

【0018】

次に、本発明を図面に示した実施形態を用いて詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明による内接歯車ポンプを、ポンプケースを省いて示した側面図である。

【図2】図１の内接歯車ポンプの分離部材の縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

図１に図示した本発明による内接歯車ポンプ１は２つの歯車２，３を有し、すなわち内歯の内歯車２と、ここではピニオン３と呼ぶ外歯の歯車とを有している。ピニオン３は内歯車２内に偏心して配置され、両歯車２，３は互いに平行な軸線を有し、且つ互いに噛み合っている。内歯車２は支持リング４内に回転可能に支持され、ピニオン３はポンプ軸５上に相対回転不能に配置されている。内接歯車ポンプ１を作動するため、ポンプ軸５が回転駆動され、該ポンプ軸とともに、該ポンプ軸５上の相対回転不能なピニオン３が一緒に回転して、噛み合っている内歯車２を回転駆動する。回転方向は矢印Ｐで記載されている。

【0021】

歯車２，３は、これらが互いに噛み合っている周部分において、これら歯車間に三日月状のポンプ室６を画成している。ポンプ室６内には三日月状の分離部材７が配置され、該分離部材は部分三日月状または半三日月状とも見なすことができ、その形状からしばしば鎌状部材または鎌体とも呼ばれる。分離部材７はポンプ室６の吸込み領域８を加圧領域９から分離させている。吸込み領域８には吸込み孔１０が開口し、加圧領域９からは吐出孔１１が出ている。内接歯車ポンプ１の歯車２，３の歯頭は分離部材７の外面または内面に当接し、歯車２，３の回転駆動の際に分離部材７の外面または内面に沿って滑動する。分離部材７は、双方とも同じ幅を有している歯車２，３と同じ幅である。分離部材７は歯車２，３の歯中間空間内に液体量を封印し、その結果歯車２，３の回転駆動によって液体が吸込み領域８から加圧領域９へ搬送される。ポンプ室６の端部で歯車２，３の歯部が再び互いに噛み合うと、一方の歯車２，３の歯が液体を他方の歯車３，２の歯中間空間から排出する。分離部材７は、吸込み領域側の端部をピンで支持され、該ピンは分離部材７のための支台（１２）としてポンプ室６を横方向に貫通している。

【0022】

分離部材７は複数の部分から成り、内側部分１３と、外側部分１４と、パッキン１５と、弾性要素としての脚ばね１６とを有している。内側部分１３と外側部分１４とは円弧状であり、内側部分１３は筒状内面を有し、外側部分１４は筒状外面を有し、これら内面および外面にピニオン３および内歯車２の歯の歯頭が当接して、内接歯車ポンプ１の作動時に摺動する。内側部分１３と外側部分１４との間には中間空間１７がある。内側部分１３と外側部分１４とは、分離部材７が支台１２を形成しているピンに当接している吸込み領域側端部において互いに枢着結合され、横ピン１８によって支台１２への当接が確保されている。分離部材７は加圧領域側端部で開口しており、すなわち内側部分１３と外側部分１４との間の中間空間１７は内接歯車ポンプ１のポンプ室６の加圧領域９と連通している。中間空間１７内には加圧領域９内と同じ圧力が支配しており、この圧力は内側部分１３と外側部分１４とを互いに引き離して、ピニオン３および内歯車２の歯の歯頭に対して押圧させる。内側部分１３と外側部分１４との間には脚ばね１６が配置され、該脚ばねは、中間空間１７内での圧力の作用とは関係なく内側部分１３と外側部分１４とを互いに引き離して、ピニオン３および内歯車２の歯の歯頭に対して押圧させる。パッキン１５は、内側部分１３と外側部分１４との間の中間空間１７内の吸込み領域側端部に配置されて、そこで密封を行う。

【0023】

内側部分１３と外側部分１４とは複数の貫通部１９を有し、これらの貫通部は本実施例では筒状の貫通穴として実施されている（図２）。貫通部１９は内側部分１３と外側部分１４とを略半径方向に貫通し、中間空間１７を、ピニオン３および内歯車２の歯の間の歯中間空間と連通させている。貫通部１９は内側部分１３と外側部分１４とに周方向に直列に配置され、貫通部１９の横断面または直径は吸込み領域８から加圧領域９へ向けて大きくなる。貫通部１９は絞り部を形成し、その絞り作用は、吸込み領域から加圧領域へ向けて大きくなる横断面および直径と同調している。内接歯車ポンプ１の作動時には、液体は、本実施例ではブレーキ液は、分離部材７の内側部分１３と外側部分１４との間にあって加圧領域９と連通し、よって加圧領域９内の圧力と同じ圧力が支配している中間空間１７から、貫通部１９を通って、ピニオン３および内歯車２の歯の間の歯中間空間が複数の貫通部１９のうちの１つの貫通部の開口部にあるときに、この歯中間空間内へ流れる。これによって歯中間空間内の圧力が上昇し、歯中間空間は、内接歯車ポンプ１の作動時に、１つの歯中間空間が複数の貫通部１９のうちの１つの貫通部の開口部にあるときには常に、内側部分１３と外側部分１４とに沿って移動する。貫通部１９の絞り作用のために、歯中間空間内の圧力は急激に上昇せず、抑制されて上昇する。貫通部１９は、歯中間空間内の圧力が最初の貫通部１９と同じように中間空間１７内で支配的な圧力へ上昇せずに、最後部付近の貫通部１９（たとえば最後の貫通部または最後から２番目の貫通部１９）においてはじめて前記圧力へ上昇するように、その幅、よってその絞り作用の大きさが選定されている。なお最初の貫通部１９とは、吸込み領域８に一番近い貫通部１９であり、最後の貫通部１９とは加圧領域９に一番近い貫通部１９のことである。従って、ピニオン３および内歯車２の歯の歯中間空間内の圧力は、内接歯車ポンプ１の作動中に歯中間空間が分離部材７の内側部分１３および外側部分１４に沿って吸込み領域から加圧領域へ移動している間に、吸込み領域内で支配的な吸引圧力または予圧から加圧領域９内で支配的な内接歯車ポンプ１の吐出圧へ上昇する。ポンプ吐出部での急激な圧力変化、よって圧力脈動が回避され、このことは作動騒音も回避させ、内接歯車ポンプ１の機械的負荷を減少させる。脚ばね１６は、分離部材７の内側部分１３および外側部分１４の貫通部１９が設けられている個所に貫通部としての穴２０を有し、ブレーキ液の貫流を可能にしている。

【0024】

内接歯車ポンプ１は、図示していない液圧式車両ブレーキ装置、スリップコントロール式車両ブレーキ装置、および／または車両パワーブレーキ装置のハイドロポンプとして設けられ、ブレーキロックプロテクションコントロール、トラクションスリップコントロールおよび／またはダイナミックドライブコントロールのようなスリップコントロールに用いられ、および／または、車両の液圧式パワーブレーキ装置内でブレーキ圧を発生させるために用いられる。このようなハイドロポンプは、必ずしも正確な表現ではないが逆送ポンプとも呼ばれる。前記のスリップコントロールに対してはＡＢＳ，ＡＳＲ，ＦＤＲ，ＥＳＰのような略語が使用され、ダイナミックドライブコントロールは一般にはスタビリティコントロールと呼ばれる。

【符号の説明】

【0025】

１ 内接歯車ポンプ
２ 内歯車
３ ピニオン
６ ポンプ室
７ 分離部材
８ 吸込み領域
９ 加圧領域
１３ 分離部材の内側部分
１４ 分離部材の外側部分
１７ 中間空間
１９ 貫通部

【図1】

【図2】