(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプユニット（５）と、搬送される流体の漏流により潤滑される少なくとも１個の軸受装置に支承されかつポンプ内部に通じる駆動軸と、前記ポンプのケーシングと前記駆動軸の間のギャップを密封する密封装置とを有する流体特に作動油の搬送のためのポンプにおいて、
前記密封装置（２５）は、おおむねＵ字形横断面のパッキンリング（２９）を有し、Ｕの一方の脚部をなす密封部片（３１）が前記駆動軸（１１）の上に予圧されて載座し、Ｕの他方の脚部をなす密封部片（３３）が前記駆動軸（１１）を取り囲む密封面（３７）に予圧されて接しており、さらに、前記パッキンリング（２９）はＵの基部をなして前記密封部片（３１、３３）を互いに連結する密封区域（３５）を具備し、該密封区域（３５）は前記ポンプ（１；１’；１”）の内部に面しており、前記密封区域（３５）から出ている前記密封部片（３１、３３）はポンプ（１；１’；１”）の内部と反対側へ差し向けられており、
前記ポンプユニット（５）と前記密封装置（２５）との間には、前記ポンプユニット（５）の漏油を前記軸受装置（２１；２１’）の潤滑に利用するために、前記ポンプ（１；１’；１”）の運転中に前記漏油が流入可能な空隙（２７）が前記駆動軸（１１）の周りを取り囲むように設けられており、
前記駆動軸（１１）上に載座する前記密封部片（３１）、または、前記密封面（３７）に接する前記密封部片（３３）が逆止弁の働きをし、
前記ポンプ（１；１’；１”）の内部（空隙２７）の所定の過圧で前記密封部片（３１）が前記駆動軸（１１）から遊離し、または、前記密封部片（３３）が前記密封面（３７）から遊離し、
前記過圧より下の圧力で又はポンプ内部の負圧で前記密封部片（３１）が前記駆動軸（１１）に密接し、または、前記密封部片（３３）が前記密封面（３７）に密接することを特徴とするポンプ。
【請求項２】
前記密封装置（２５）は前記パッキンリング（２９）と共同で作用するばね部材（３９）をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
前記ばね部材（３９）は、前記駆動軸（１１）の上に載座する前記密封部片（３１）に対して、これを前記駆動軸（１１）に押し付ける補助予圧力を働かせることを特徴とする請求項２に記載のポンプ。
【請求項４】
前記駆動軸（１１）上に載座する前記密封部片（３１）は、前記駆動軸（１１）の外面に載座する少なくとも２個のシールリップ（４１）を備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のポンプ。
【請求項５】
前記ばね部材（３９）は、前記密封面（３７）に接する前記密封部片（３３）に対して、これを該記密封面（３７）に押し付ける予圧力を働かせることを特徴とする請求項２に記載のポンプ。
【請求項６】
前記密封面（３７）に接する前記密封部片（３３）は、前記パッキン面（３７）に接する少なくとも２個のシールリップ（４１）を備えていることを特徴とする請求項５に記載のポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は請求項１に記載の前提部分に基づく、流体、特に作動油の搬送のためのポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ここで述べる種類のポンプ、特に油圧ポンプは知られている。このポンプは例えば自動車の自動変速機のオイルパンの上側に配設されるのが特徴である。このような使用例では、ポンプの軸受をグリースで潤滑することは不可能である。グリースは変速機の内部のオイルミストによって洗い流されるからである。そこで軸封と漏油穴を設けるのが普通である。漏油穴は、ポンプの運転中にその軸受が油で潤滑され、漏油が漏油室から逸出することができるように構成されている。ポンプの停止時に油は軸受装置を経て流出してしまうので、ポンプが空になることがわかった。即ち、ポンプ室の中にある油が出てしまうので、ポンプ室が空気で満たされてしまい、ポンプ室内に空気がある結果として、ポンプの始動挙動が常時阻害される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の課題は、これらの欠点が全くない冒頭に述べた種類のポンプを提供することである。
【０００４】
【課題の解決のための手段】
この課題の解決のために、請求項１に挙げた特徴を有するポンプを提案する。このポンプは、密封装置がＵ字形横断面のパッキンリングを有するのが特徴である。パッキンリングは、そのＵの一方の脚部をなす密封部片が駆動軸に接し、他方の脚部をなす密封部片が、例えばポンプのケーシングが形成し駆動軸を取り囲む密封面に接する。パッキンリングは、２つの密封部片がポンプ内部の反対側へ差し向けられ、夫々若干の予圧で駆動軸又は密封面に接するように配設されている。従ってＵ字形横断面のパッキンリングの密封部片の間隙に外圧が進入することができる。ポンプの運転中にポンプケーシングの内部にある圧力が密封部片を遊離させることができるから、ポンプ内部にある空気ないしは場合によっては漏油がポンプの内部から流出することができる。ところがポンプが停止するとポンプ内部にある圧力が消失するので、パッキンリングの密封部片が駆動軸及び密封面に確実に当接される。それにより、ポンプは事実上密閉され、油の流出が阻止される。こうしてポンプの再始動のときに内部にあるポンプユニットは完全に油で満たされており、最適の始動挙動を示す。
【０００５】
その他の実施態様は、その他の従属請求項に記載される。
【０００６】
以下、図面に基づいて本発明を詳述する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下では、ここで述べるポンプが例えば油圧制御式変速機で使用される作動油搬送用のポンプであることを前提とする。ポンプは通常変速機のケースの中にあり、オイルパンの上側に配設することができる。図では一例としてポンプがいわゆるベーンポンプであるものとし、そのポンプユニットはロータを有する。ロータは半径方向移動可能な羽根を収容し、カムリングの中で回転し得るように支承されている。各々２枚の順次続く羽根の間に可変容積の空隙があって、少なくとも１つの吸込み及び吐出し領域が形成される。またポンプが任意の流体を搬送するか、ないしは周知の構造のアキシァル又はラジアルピストンポンプとして形成することも可能である。
【０００８】
図１はケーシング３に格納されたポンプユニット５を具備するポンプ１の第１実施例を示す。ポンプユニット５はこの場合半径方向に、即ち駆動軸１１の回転軸９に対して垂直に延びたスロットを具備するロータ７からなる。スロットに羽根１３が半径方向移動可能に挿入されている。ロータ７はカムリング１５の中で回転する。カムリング１５はごく広い意味で楕円形の内室を取り囲み、ロータ７の回転とともに羽根１３がその内面に沿って摺動する。ロータ７及びカムリング１５の左右に側板１７及び１９が設けられている。例えばころがり又はすべり軸受として構成された適当な軸受装置２１からケーシング３に通された駆動軸１１がロータ７に係合する。ケーシング３から突出する駆動軸１１の端部に、この場合一部だけ図示した例えばベルト車又は歯車として形成された駆動輪２３が設けてあり、駆動輪２３を介して駆動軸１１に駆動トルクが伝達される。
【０００９】
軸受装置２１とポンプユニット５の間に密封装置２５がある。密封装置２５はポンプユニット５を収容するポンプ１の内室を外界に対して密封する。
【００１０】
ポンプユニット５と密封装置２５の間に、駆動軸１１を取り囲む空隙２７があり、ポンプ１の運転中にそこに漏油が到達することができる。漏油とは使用圧又は高圧側から例えばロータと側板又は圧力板の間のギャップを経て逸出する油である。漏油は軸受装置２１の潤滑に利用される。軸受装置２１はこの場合２列の玉軸受又はころ軸受として構成され、駆動輪２３を介して回転軸９に垂直に作用する力を確実に吸収するように設計されている。
【００１１】
漏油が通過して軸受装置２１に至ることを可能にするために、密封装置２５は、横断面がおおむねＵ字形に形成されており、Ｕの２つの脚部をなす密封部片３１及び３３を具備するパッキンリング２９を有する。密封部片３１及び３３は、駆動軸１１の回転軸心９とおおむね平行とされ、かつ、駆動軸１１の回転軸心９に対しておおむね垂直の密封区域３５によって互いに連結される。パッキンリング２９は、密封部片３１及び３３が予圧され即ち拡開されて、パッキンリング２９が固定されるように形成されている。その場合、パッキンリング２９は、密封区域３５がポンプユニット５を収容するポンプ１の内室に配属されるが、密封部片３１及び３３はポンプ内部から外側へ延びるように配設される。それにより、ポンプ１の運転中に漏油によって空隙２７に過圧が生じると、漏油は密封部片の１つ、例えば駆動軸１１に接する密封部片３１を遊離させて、軸受装置２１に到達することができる。漏油はそこから外界へ逸出する。空隙２７の過圧のもとで外側の密封部片３３が駆動軸１１又はパッキンリング２９を取り囲む密封面３７から遊離するように、パッキンリング２９を形成することも可能である。この場合に、内側の密封部片３１か又は外側の密封部片３３のいずれか１つの密封部片だけが遊離するように留意しなければならない。夫々他方の密封部片は当該の接触面に密接し、こうしてパッキンリング２９を固定する。またパッキンリングの軸方向固定のために機械式ストップ、例えば止め輪を補助的に設けることも可能である。
【００１２】
ここに示すパッキンリング２９の実施例では、密封部片３１及び３３に形成されたパッキンリング２９の内室の中にあって、駆動軸１１の外面に載座する内側密封部片３１に補助予圧力を働かせる環状のばね部材３９が設けられている。
【００１３】
原則としてパッキンリング２９は駆動軸１１の外面と密封面３７の間で若干予圧されているから、密封部片３１及び３３は駆動軸１１又は密封面３７に押し付けられる。密封のために利用されるこの力をばね部材３９によって高めることができる。
【００１４】
ポンプ１の停止時はケーシング３の内部に過圧がもはや生じない。むしろポンプによって搬送された油が低位にあるタンクに逆流し、ポンプユニット５及び空隙２７の区域に負圧が発生する。空隙２７に負圧があれば、密封部片３１及び３３の間に大気過圧が発生し、密封部片３１及び３３を駆動軸１１又は密封面３７に確実に密接させる。これにより、空気が吸入されるのは制止され、ポンプ１が空になることが回避される。すなわち、密封装置２５又はそのパッキンリング２９は逆止弁の働きをする。
【００１５】
図２はベーンポンプとして構成したポンプ１’の別の実施例を示す。同じ部材は同じ参照符号を付したから、その限りで図１の説明を参照することができる。
【００１６】
ポンプ１’のケーシング３の内部に、１枚の側板１９のみを持つポンプユニット５が設けられている。相対する第２の側板はない。ロータ７とカムリング１５からなるユニットは平坦なケーシング壁部４３に直接に接する。この壁部４３が側板の機能を受け持つのである。
【００１７】
ロータ７は、片持支承された駆動軸１１の端部Ｅによって回転させられる。駆動軸１１はさらにポンプ１’の外で支承され、駆動輪又はベルト車はポンプ１’から間隔をおいて駆動軸１１に取付けられている。即ち駆動軸１１に伝達された力は、ケーシング３の直近に配設された駆動輪に作用するのではない。従って、この場合、駆動軸１１をポンプ１’のケーシング３の中で支承する遥かに短い軸受装置２１’を使用することが可能である。軸受装置２１’とポンプユニット５を収容する内室との間に、この場合やはり図１に基づいて説明したのと同じ構造の密封装置２５が設けられる。
【００１８】
一方、軸受装置２１’は、ポンプユニット５から密封装置２５とポンプユニット５の間にあって駆動軸１１を取り囲む空隙２７に到達する漏油によって潤滑される。図１に基づいて説明したように、漏油は軸受装置２１’に到達し、その潤滑のために使用される。
【００１９】
密封装置２５は、この場合も逆止弁の働きをし、漏油は空隙２７から軸受装置２１’に到達することができるが、空気が外界からポンプ１’の内部のポンプユニット５に到達することもなく、又は、ポンプの停止時に無圧の油が軸受装置の方向へ逸出することもない。これにより、ポンプ１’が停止時に空になることは回避される。
【００２０】
図３は図２で説明したポンプ１’と基本的に同じ構造のポンプ１”の別の実施例の縦断面図を示す。唯一の相違は、この場合、技術的記号だけで示唆した密封装置２５が軸受装置２１’のポンプユニット５と反対の側に配設されていることである。ポンプ１”の運転中に発生し空隙２７に進入する漏油はこうして軸受装置２１’に自由に到達し、これを通り抜けて行くことができる。その際、軸受装置２１’が冷却され潤滑される。次に漏油はさらに密封装置２５を通って流出することができる。
【００２１】
密封装置２５は図１及び２に基づいて説明したものと同様に構成されている。従って密封装置２５はおおむねＵ字形横断面のパッキンリングを有する。パッキンリングは駆動軸１１の回転軸心９とおおむね平行の２個の密封部片を具備し、これらの密封部片は回転軸に対して垂直の密封区域によって連結される。パッキンリングは、密封区域が軸受装置２１’の側にあってポンプ１”に面し、一方密封部片はポンプ１”の内部からこの場合左側へ差し向けられるように配列されている。
【００２２】
図３で設けられた密封装置２５のパッキンリングも逆止弁の役割をする。即ち漏油はポンプ１”の内部から流出することが可能である。ポンプ１”が運転されていないときは、逆流する油によって空隙２７に負圧が発生する。その際予圧に基づきパッキンリング２９の密封部片３１及び３３は駆動軸１１の外面及び密封面３７に密接するから、ポンプ１”の内部に空気が進入することはできない。またポンプの停止時に油が密封装置２５を経て流出することはできない。こうしてポンプが空になることが確実に回避される。
【００２３】
密封装置２５の密封効果を改善するために、駆動軸１１に面した密封部片３１の内側に少なくとも２個のシールリップ４１（図１及び４）を設けることができる。シールリップ４１は駆動軸１１の表面に載座する。こうして、もしシールリップの１つが汚れによって十分な密封効果を示さなくても、第２のシールリップによってポンプの内室の確実な閉鎖を保証し、停止時にポンプが空になることを回避することができる。
【００２４】
要するに、密封装置２５は、ケーシング３の中に固設され駆動軸１１に面した側に密封部片３１を備えるパッキンリング２９を具備することができ、密封部片３１がいわば逆止弁のようにポンプの内部を外界に対して密封することが明らかである。さらに駆動軸１１に面した密封部片３１の内面に少なくとも２個のシールリップ４１を設けることができる。パッキンリング２９を駆動軸１１の上に不動に形成し、外側の密封部片３３を密封面３７に接することによって逆止弁として形成することもやはり可能である。この場合は、ばね部材が外側密封部片３３と共同で作用することができる。ばね部材は外側密封部片３３に予圧力を働かせる。その場合は外側密封部片３３にシールリップを設けることもできる。
【００２５】
図４は簡素化した拡大詳細図、即ち駆動軸１１の上に配設された密封装置２５を示す。軸受装置及びポンプのその他の細部の図示はここでは省略してある。
【００２６】
図４は密封装置２５が駆動軸１１に面した内側密封部片３１と、外側の密封面３７に面した外側密封部片３３からなるパッキンリング２９を具備することを示す。内側密封部片３１は一方では固有弾性に基づき、他方では例えばばね輪として形成されたばね部材３９の予圧力によって、駆動軸１１の外周面に押し付けられる。図４の拡大図で明らかなように、密封装置２５又はそのパッキンリング２９は２個のシールリップ４１ａ及び４１ｂを有する。パッキンリング２９はシールリップ４１ａ、４１ｂによって駆動軸１１の外周面に載座する。シールリップ４１ａ、４１ｂは回転軸９の方向に見て相互に間隔をおいて配列されている。シールリップ４１ａ、４１ｂと駆動軸１１の外周面の間を通り抜ける漏油によって汚れが密封区域に到達しても、シールリップ４１ａ、４１ｂの少なくとも一方が引き続き駆動軸１１の表面と接触して密封し、密封装置２５の密封機能が維持されることを保証することができる。
【００２７】
この拡大図にはさらにパッキンリング２９の安定性を高め、密封部片３３の遊離を阻止する補強装置４５が示される。なお、ばね部材３９が密封面３７に接する外側密封部片３３に配属されているとすれば、この場合は補強装置が内側密封部片３１に配属されている。
【００２８】
図４はポンプの内部の過圧が密封部片３１の駆動軸に面した表面の、シールリップ４１ｂの右側の部分に作用し得ることを明らかにしている。それによってパッキンリング２９の内径が密封部片３１の固有弾性とばね部材３９のばね張力に抗して半径方向に拡開されるから、まずシールリップ４１ｂが、次にシールリップ４１ａが遊離する。こうして漏油は図４に図示しない軸受装置に到達することができる。
【００２９】
さらに密封装置２５の組立を比較的簡単に行うことができることが図で明らかである。図１のポンプ１又は図２のポンプ１’の実施例では、まず密封装置２５をケーシング３の中に入れ、次に事前に組立てた軸受装置２１又は２１’を備えた駆動軸１１を挿入する。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明でのポンプでは、ポンプの運転中にポンプの軸受装置の潤滑を保証するとともに、ポンプが空になること又は空になるまで吸い出されることを阻止する逆止弁を簡単に実現できる。従ってポンプは停止時に空になることはあり得ず、特に良好な始動挙動が得られる。同時に逆止弁によってポンプが閉鎖されるから、ポンプと連絡する吸込み通路及び吐出し通路も空にならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく油の搬送のためのポンプの一つの実施形態の図である。
【図２】本発明に基づく油の搬送のためのポンプの他の実施形態の図である。
【図３】本発明に基づく油の搬送のためのポンプのさらに他の実施形態の図である。
【図４】本発明に基づく密封装置の簡素化した拡大詳細図である。
【符号の説明】
１                  ポンプ
１’                ポンプ
１”                ポンプ
１１                駆動軸
２５                密封装置
２９                パッキンリング
３１                密封部片
３３                密封部片
３５                密封区域
３７                密封面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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