设计成使泵送扭矩损失最小化的紧凑结构的齿轮泵的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开总体上涉及一种齿轮泵设备(例如，次摆线泵)，该齿轮泵设备被设计成使用齿轮的啮合来通过移位泵送流体，并且该齿轮泵设备可以被自动制动系统采用。
【背景技术】
[0002]当典型齿轮泵的泵体被利用螺钉接合至外壳或壳体以构成泵单元时，螺钉的拧紧通常导致作用在齿轮泵的部件上的轴向力发生变化，从而消除了这些部件间的空气间隙。为了使轴向力的这种变化最小化，在泵体的顶部或基部上设置有板弹簧。然而，板弹簧的安装需要足够大的空间以将板弹簧布置在齿轮泵设备内，因而导致难以使齿轮泵设备的总体尺寸最小化。
[0003]日本特许第一公报N0.2012-52455示教了一种齿轮泵，其设计成使排出室形成在泵体的轴向端的外侧，以产生将使泵的部件彼此压靠的排出压力。这消除了泵的这些部件间的空气间隙，并且消除了对妨碍减小泵尺寸的板弹簧的使用的需要。
[0004]上述齿轮泵包括外壳的外部壳体以及环形密封机构。外部壳体限定了泵体的轴向端外侧的排出室。密封机构设置在外部壳体的内侧并且分别沿转子的轴向方向压靠转子以气密密封排出室。然而，该结构具有在外壳的外部壳体与所述密封机构中的每个密封机构之间产生空气间隙的风险。具体地，所述密封机构中的每个密封机构均由多个部件构成。这些部件在转子的轴向方向上的尺寸根据所述转子中的相应的一个转子的轴向端与外部壳体之间的距离来确定，但是，这些部件的在公差内的尺寸变化、由排出压力的施加造成的这些部件的弹性变形、或者这些部件的蠕变会导致空气间隙。空气间隙会导致压力泄漏或者使密封机构的弹性部件(例如，O型环)中发生弹性变形，这将导致密封机构的耐久性的降低。
[0005]为了减轻上述问题，可以将设置在外壳的外部壳体内的部件的轴向尺寸定为较大的。然而，这使转子在齿轮泵产生排出压力之前被沿转子的轴向方向按压，从而需要增大用于驱动转子的扭矩，而这将导致泵的泵送扭矩的损失。
【发明内容】
[0006]因此，本公开的目的在于提供一种齿轮泵设备的改进结构，该改进结构设计成使泵送扭矩的损失最小化。
[0007]根据本发明的一个方面，提供了一种可以在用于自动车辆的制动系统中采用的齿轮泵设备。该齿轮泵设备包括:(a)齿轮泵，该齿轮泵包括第一齿轮和与第一齿轮啮合的第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮通过驱动轴旋转以在泵送操作中吸入及排出流体；(b)壳体，该壳体中限定了其中安装有第一齿轮和第二齿轮的室；以及(C)密封机构，该密封机构设置在壳体的外壁与齿轮泵之间。该密封机构用于在低压力区域与高压力区域之间产生气密密封。该低压力区域包括齿轮泵的其中流体被吸入的进入侧以及驱动轴的周缘区域。该高压力区域包括排出流体的排出侧。密封机构包括环形橡胶构件、外部构件和内部构件。环形橡胶构件围绕低压力区域以在低压力区域与高压力区域之间产生气密密封。外部构件在环形橡胶构件外侧被布置成与泵的第一齿轮和第二齿轮中的每一个的轴向端部中的一个轴向端部相接触。内部构件具有外周壁，环形橡胶构件被配装在外周壁上，并且内部构件被设置在外部构件内。内部构件被设置成与壳体的外壁的内表面相接触。该内表面位于内部构件的、与所述齿轮泵相反的侧部上。内部构件的外周壁上形成有凸部，凸部被定形成具有压力施加表面，由因所述齿轮泵的排出压力的施加引起的环形橡胶构件的变形而产生的压力施加至压力被施加表面以产生推力，从而使内部构件朝壳体的外壁的内表面移动。凸部还用于随着由排出压力的升高而引起的、由环形橡胶构件施加在压力施加表面上的压力的增大而增大推力。内部构件的杨氏模量比外部构件的杨氏模量更大。
[0008]具体地，当齿轮泵处于泵送操作中时，所述内部构件的所述压力施加表面将被沿与所述压力施加表面垂直的方向按压以产生推力从而推动内部构件离开齿轮泵，由此使内部构件与壳体的外壁的内表面抵接接触，以消除它们之间的空气间隙。橡胶构件通过排出压力压靠住壳体的外壁的内表面，由此使橡胶构件内侧的低压力区域与橡胶构件外侧的高压力区域气密隔离。这避免了压力的泄漏以及由橡胶构件被推入到空气间隙中而引起的橡胶构件的异常变形，而橡胶构件的异常变形会导致密封机构的耐久性的降低。橡胶构件还用于随着齿轮泵的排出压力的改变而改变作用在内部构件的压力施加表面上的压力，由此进一步减小了泵送扭矩的损失。
[0009]内部构件由杨氏模量比外部构件的杨氏模量更大的材料制成，从而减小了在内部构件被受到排出压力的外部构件抓紧时内部构件发生变形的量。这确保了作用在内部构件和外部构件的布置成彼此相接触的表面上的压力的稳定性，并且还使外部构件与内部构件之间的用作外部构件被朝齿轮泵迫压时作用在外部构件上的制动力的摩擦力的程度随着由外部构件施加在内部构件上的压力的增大而增大，从而减小了由外部构件施加在齿轮泵上的压力以减小齿轮泵的泵送操作所需的扭矩的损失。
[0010]橡胶构件的材料可以是包括树脂基材料的相对较软的弹性体。词组“相对较软”意思是内部构件比齿轮泵、壳体和外部构件更软。
【附图说明】
[0011]根据下文给出的详细描述以及根据本发明的优选实施方式的附图将更充分地理解本发明，然而，这些描述和附图不应被用来将本发明限于【具体实施方式】，而是仅用于说明和理解的目的。
[0012]在附图中:
[0013]图1为示出了装备有根据本发明的第一实施方式的齿轮泵设备的制动系统的回路图；
[0014]图2为示出了紧固至致动器的外壳的齿轮泵设备的泵体的局部剖视图；
[0015]图3为沿着图2中的线II1-1II’截取的横向截面图；
[0016]图4(a)为示出了安装在图1的齿轮泵设备中的密封机构的内部构件的正视图；
[0017]图4(b)为沿着图4(a)中的线IVb_IVb’截取的截面图；
[0018]图5(a)为示出了安装在图1的齿轮泵设备中的密封机构的外部构件的正视图；
[0019]图5(b)为图5(a)中的外部构件的侧视图；
[0020]图5(c)为图5(a)中的外部构件的后视图；
[0021]图5(d)为沿着图5(a)中的线Vd_Vd’截取的截面图；
[0022]图6为示出了安装在图1的齿轮泵设备中的密封机构的分解立体图；
[0023]图7为表示了作用在密封机构的内部构件的表面上的压力的分量的示意性截面图；
[0024]图8为示出了当受到齿轮泵的排出压力时作用在密封机构的外部构件上的力的局部截面图；
[0025]图9为示出了当受到齿轮泵的排出压力时的密封机构的外部构件的倾斜的局部截面图；
[0026]图10为示出了根据第二实施方式的齿轮泵设备的纵向截面图；
[0027]图11为示出了安装在图10的齿轮泵设备中的密封机构的分解立体图；
[0028]图12为密封机构的由图10中的虚线R包围的部分的放大截面图；
[0029]图13(a)为示出了安装在根据第三实施方式的内部齿轮泵中的密封机构的内部构件的正视图；
[0030]图13(b)为沿着图13(a)中的线XIIb_XIIb’截取的截面图；
[0031]图14(a)为示出了第三实施方式的修改形式的密封机构的内部构件的正视图；
[0032]图14(b)为沿着图14(a)中的线XIVb_XIVb’截取的截面图；
[0033]图15(a)为示出了安装在根据第四实施方式的内部齿轮泵中的密封机构的内部构件的正视图；
[0034]图15(b)为沿着图15(a)的线XVb_XVb’截取的截面图；以及
[0035]图16为示出了密封机构的内部构件的改型的局部截面图。
【具体实施方式】
[0036]下面将参照附图对实施方式进行描述，其中，相同的附图标记在各视图中表示相同或等同的部件。
[0037]第一实施方式
[0038]参照图1，示出了一种装备有根据本发明的第一实施方式的齿轮泵设备的自动制动系统。文中所涉及的制动系统与装备有前/后分流液压系统的自动车辆一起使用。
[0039]该制动系统包括制动装置1，该制动装置I装备有制动踏板11(即，制动器致动构件)，制动助力器12，主缸13，轮缸14、15、34和35，以及制动压力控制致动器50，其中，制动踏板11由车辆乘员或驾驶员压下以向车辆施加制动。随后将详细描述的主缸13用于响应于制动器致动构件(即，制动踏板11)的操作而产生制动液压压力。致动器50具有安装在其中的制动E⑶(电子控制单元)70。制动E⑶70用于控制通过制动装置I产生的制动力。
[0040]制动踏板11连接至制动助力器12和主缸13。当车辆的驾驶员踏下制动踏板11时，制动助力器12用于使施加至制动踏板11的压力增大并推动安装在主缸13中的主活塞13a和13b，由此在由主活塞13a和13b限定的主室13c和副室13d中形成了相同的压力(该压力在下文也将被称为Μ/C压力)。Μ/C压力随后通过用作制动液压压力控制器的致动器50传递至轮缸14、15、34和35。主缸13装备有主储蓄器13e，主储蓄器13e具有分别与主室13c和副室13d连通的流体路径。
[0041]致动器50包括第一液压回路50a和第二液压回路50b。第一液压回路50a为用于控制要被用于右后轮RR和左后轮RL的制动流体的后部液压回路。第二液压回路50b为用于控制要被用于左前轮FL和右前轮FR的制动流体的前部液压回路。
[0042]第一液压回路50a在制动流体的消耗量(即，制动盘的能力)方面小于第二液压回路50b，但在结构方面与第二液压回路50b相同。因此，下文中，为了公开内容的简洁，以下讨论将仅涉及第一液压回路50a。
[0043]第一液压回路50a装备有主要液压线路A(下文也称为主要液压路径)，Μ/C压力通过该主要液压线路A而被传递至用于左后轮RL的轮缸14和用于右后轮RR的轮缸15以产生生成制动力的轮缸压力(该轮缸压力在下文也将被称为W/C压力)。
[0044]主要液压管线A中设置有差压控制阀16，差压控制阀16能够以打开模式和差压模式这两种模式中的任一种模式操作。在需要根据驾驶员对制动踏板11的下压量来产生制动力(即，进入了动作控制模式)的正常制动模式下，差压控制阀16的阀位置被设置于打开模式。差压控制阀16装备有电磁线圈。当电磁线圈通电时，差压控制阀16的阀位置移动并且被设置于差压模式。具体地，当供应至电磁线圈的电流增大时，差压控制阀16被设定为差压模式。
[0045]当进入差压模式时，差压控制阀16用于控制制动流体的流量以使轮缸14和15中的W/C压力提升到Μ/C压力以上。当轮缸14和15中的W/C压力变得比Μ/C压力大通过差压控制阀16形成的设定压力差时，允许制动流体从轮缸14和15流向主缸13。通常，轮缸14和15中的W/C压力被保持以避免在Μ/C压力之上提高大于设定压力差。
[0046]主要液压线路A装备有两个分支线路:液压线路Al和液压线路A2，液压线路Al和液压线路A2分别向差压控制阀16的下游延伸到轮缸14和15。液压线路Al装备有第一增压阀17以增大供给轮缸14的制动流体的压力。类似地，液压线路A2装备有第二增压阀18以增大供给轮缸15的制动流体的压力。
[0047]第一增压阀17和第二增压阀18中的每一个均通过常开双位阀来实现，该常开双位阀通过制动ECU70而被