JP2001508854A - ピストンポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、ピストンポンプ（１０）に関するものであって、このピストンポンプは特に、スリップコントロール式の液圧式の車両ブレーキ装置における使用のために設けられている。ピストンポンプ（１０）の吐出容積を低い吐出圧時において増大させるために、本発明では、有利にはリング体として形成された構成体（２４，２６；９２，９４，９６）が、軸方向摺動可能にピストン（１８）に取り付けられており、該構成体が、ピストン（１８）の横断面を増大し、かつばねエレメント（３４）によって軸方向で負荷されるようになっている。そして、低圧時にはピストンポンプはピストン（１８）及び構成体（２４，２６）の全横断面で吐出を行い、これに対して高い吐出圧の場合には、構成体（２４，２６；９２，９４，９６）はばねエレメント（３４）の力に抗して戻されたままにされ、ピストン（１８）と一緒に運動しないので、その結果ピストン（１８）は単にその固有の横断面だけで吐出を行う。本発明によるピストンポンプ（１０）には、吐出の開始時に低い吐出圧において、改善された圧力形成ダイナミックが得られる、という利点がある。

Description

【発明の詳細な説明】 ピストンポンプ 背景技術 本発明は、請求項１の上位概念部に記載のピストンポンプ、特に液圧式の車両 ブレーキ装置用のピストンとして使用されるピストンポンプに関する。 このようなピストンポンプは例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第４１０７ ９７９号明細書に基づいて公知である。この公知のピストンポンプはピストンを 有しており、このピストンは、ポンプケーシング内に軸方向摺動可能に収容され ていて、電動機によって回転駆動される偏心体を用いて駆動されて、軸方向にお ける往復行程運動させられる。 本発明の利点 請求項１の特徴部に記載のように構成された本発明によるピストンポンプは、 ピストンに加えて、ピストンと同様に軸方向摺動可能にポンプケーシング内に収 容されている構成体を有している。さらにこの構成体はピストンに対して、該ピ ストンに支持されたばねエレメントの力に抗して軸方向摺動可能である。ピスト ンは構成体と一緒に軸方向においてポンプケーシング内で運動することができ、 またピストンは、構成体がポンプケーシング内において静止している場合には、 軸方向でポンプケーシング内においてかつ構成体に対して相対的に運動すること ができる。また、ピストン及び構成体は異なった速度でかつ異なった距離だけポ ンプケーシング内において運動することができる。構成体はピストンの横断面を 増大させる。構成体が行程運動時にピストンと一緒に運動する場合、本発明によ るピストンポンプのピストン行程毎における吐出容積は、構成体の横断面に相応 して増大する。構成体がポンプケーシング内において静止している場合には、ピ ストン行程毎における吐出容積は相応に小さい。構成体は次のような場合にピス トンと一緒に運動する。すなわちピストンポンプによって吐出される液体がその 圧力に基づいて構成体に対して加える力が、ピストンに支持されていて軸方向で 構成体を押圧するばねエレメントの力よりも大きくない場合に、構成体はピスト ンと一緒に運動する。これに対して、吐出される液体の圧力が相応に、つまり液 体によって構成体に加えられる力が、ピストンに支持されたばねエレメントの力 をばねエレメントの最大力においても上回るほど、大きい場合には、構成体はポ ンプケーシング内において運動しない。吐出される液体の圧力が前記２つの圧力 の間にある場合には、構成体はピストンよりも短い軸方向距離だけ運動し、そし て、ピストンだけが運動する場合に吐出される液体量よりは多いが、ピストンと 一緒に構成体が運動する場合における液体量よりは少 ない液体量が、吐出される。 本発明によるピストンポンプは、吐出圧が低い場合でもピストン行程毎に増大 された液体容積が吐出されるという利点を有している。ピストンポンプの駆動モ ータは高圧用に設計されているので、駆動モータが、低圧時に増大される吐出量 によって過負荷されることはない。ピストンポンプが高圧に向かって吐出する場 合、ピストン行程毎におけるピストンポンプの吐出容積は減じられる。これによ って同時に、ピストンを駆動するために必要な力も減少する。本発明によるピス トンポンプはしたがって、吐出圧に関連した吐出容積の利点を有している。液圧 式の車両ブレーキ装置において本発明によるピストンポンプを使用する場合、こ のことは、改善された圧力形成ダイナミックの利点は有している。すなわち例え ば制動を導入するためにまず初めホイールブレーキシリンダ内における圧力が形 成されねばならない場合、本発明ピストンポンプは、その駆動装置を変化させる ことなしに増大された容積流を吐出もしくは圧送し、これにより迅速な圧力形成 のために働く。高い最終圧を得る場合又は、例えばホイールブレーキシリンダに おける制限された圧力降下後におけるスリップコントロール時に圧力を再び高め る必要がある場合に、本発明によるピストンポンプの吐出容積は減じられ、その 結果、ピストンに対する規定された軸方向力によってポンプ圧は増大される。 請求項１に記載された本発明の別の有利な構成は、請求項２以下に記載されて いる。 本発明の有利な構成では、構成体がリング体として形成されており、該リング 体が滑りスリーブの形式でピストンに沿って軸方向摺動可能であり、かつポンプ ケーシング内においても軸方向摺動可能である（請求項３）。構成体をリング体 として形成することによって、本発明を簡単に実現することができる。 本発明の別の構成では特に、いずれにせよ必要なシールリング及び／又はガイ ドリングを、ピストンと一緒に運動可能なリング体として使用するようになって いる（請求項４）。本発明のこの構成には、付加的な構成体を必要としないとい う利点がある。 本発明によるピストンポンプは特に、車両のブレーキ装置におけるポンプとし て設けられており、かつホイールブレーキシリンダにおける圧力を制御する場合 に使用される。ブレーキ装置の形式に応じて、このようなブレーキ装置のために は、いわゆるＡＢＳもしくはＡＳＲもしくはＦＤＲもしくはＥＨＢが使用される 。ブレーキ装置においてポンプは例えば、ブレーキ液を１つ又は複数のホイール ブレーキシリンダからマスタブレーキシリンダに戻すために（ＡＢＳ）、及び／ 又はブレーキ液を貯えタンクから１つ又は複数のホイールブレーキシリンダに圧 送するために（ＡＳＲもしくはＦＤＲもしくはＥＨＢ）、働く。ポンプは例えば 、ホイールスリップコントロール（ＡＢＳもしくはＡＳＲ）機能を備えたブレー キ装置において、及び／又はステアリング補助として働くブレーキ装置（ＦＤＲ ）において、及び／又は電気液圧式のブレーキ装置（ＥＨＢ）において、必要に なる。ホイールスリップコントロール（ＡＢＳもしくはＡＳＲ）によって、制動 過程時にブレーキペダルに対して強い圧力が加わった場合における、車両のホイ ールのロックを防止することができ（ＡＢＳ）、及び／又はアクセルペダルに対 して強い圧力が加わった場合における、車両の駆動ホイールの暴走もしくは空転 を防止することができる（ＡＳＲ）。ステアリング補助（ＦＤＲ）として働くブ レーキ装置では、ブレーキペダルもしくはアクセルペダルの操作とは無関係に、 １つ又は複数のホイールブレーキシリンダにおいてブレーキ圧が形成され、これ によって例えば、ドライバに所望のトレースから車両が外れることを回避するこ とができる。ポンプは電気液圧式のブレーキ装置（ＥＨＢ）においても使用する ことができ、このようなブレーキ装置では、電気式のブレーキペダルセンサがブ レーキペダルの操作を検出した場合に、ポンプはブレーキ液を１つ又は複数のホ イールブレーキシリンダに圧送するか、又は、ポンプはブレーキ装置のアキュム レータを満たすために働く。 図面 次に図面を参照しながら本発明の実施例を詳説する。 第１図は、本発明によるピストンポンプの縦断面図である。 第２図は、ポンプ特性線を示す線図である。 第３図は、第１図の矢印ＩＩＩで示された範囲における変化実施例を示す図で ある。 実施例の記載 第１図に示された本願発明によるピストンポンプ１０は、液圧ブロック１２に 挿入されており、図面には液圧ブロックのうちの、ピストンポンプ１０を取り囲 む１部分だけが示されている。液圧ブロック１２には、図示されていない別の液 圧式の構成エレメント、例えばスリップコントロール式の車両ブレーキ装置の緩 衝装置、ハイドロ・アキュムレータ及び電磁弁が挿入されており、これらの構成 エレメントは互いにかつピストンポンプと液圧式に接続されている。液圧ブロッ ク１２は本願発明によるピストンポンプ１０のポンプケーシングを形成しており 、ゆえに以下においてはポンプケーシング１２と呼ぶ。 ポンプケーシング１２における段付けされた貫通した孔１４には、管状のスリ ーブ１６が押し嵌められている。スリーブ１６内には、ピン状のピストン１８が 軸方向摺動可能に収容されている。ピストン１８はその全長の一部にわたってス リーブ１６から突出してい る。スリーブ１６から突出している端部においてピストン１８は、ガイドリング ２０によってポンプケーシング１２内において、軸方向摺動可能に案内されてお り、かつシールリング２２を用いてポンプケーシング１２内においてシールされ ている。ガイドリング２０及びシールリング２２は一緒に、ポンプケーシング１ ２における孔１４に設けられた溝に挿入されている。 ピストン１８の、スリーブ１６内における端部は、ガイドリング２４を用いて スリーブ１６内において軸方向摺動可能に案内されており、かつシールリング２ ６を用いてスリーブ１６内においてシールされており、そしてガイドリング２４ 及びシールリング２６はピストン１８に被せ嵌められている。ガイドリング２４ 及びシールリング２６は、スリーブ１６内においてもかつピストン１８に沿って も軸方向において摺動可能である。一方向における摺動距離は弁ケージ３０にお ける半径方向フランジ２８によって制限され、弁ケージ３０はピストン１８の、 スリーブ１６内における端部に取り付けられていて、弁ケージ３０の半径方向フ ランジ２８は半径方向外側に向かってピストン１８の外周部から突出している。 半径方向フランジ２８は、ガイドリング２４及びシールリング２６のためのピス トン１８の軸方向ストッパを形成している。 逆方向において、スリーブ１６内におけるガイドリング２４及びシールリング ２６の摺動距離は、リング 段部３２によって制限され、このリング段部３２は、ピストン１８がその全長の 一部にわたって突出している端部のところで、スリーブ１６の直径を減じている 。リング段部３２は、スリーブ１６内においてかつピストン１８に沿って軸方向 摺動可能であるガイドリング２５及びシールリング２６のための、スリーブ１６ の軸方向ストッパを形成している。 ガイドリング２４及びシールリング２６は、ピストン１８に被せ嵌められた圧 縮コイルばね３４によって、弁ケージ３０の、ピストン１８の軸方向ストッパを 形成する半径方向フランジ２８に、押し付けられる。圧縮コイルばね３４は中間 設置リング３６と、ピストン溝に挿入された拡開リング３８とを介して、ピスト ン１８に支持されている。圧縮コイルばね３４とガイドリング２４との間には支 持リング４０が挿入されている。圧縮コイルばね３４はガイドリング２４及びシ ールリング２６を、プレロード下でピストン１８における半径方向フランジ２８ に押し付ける。 ガイドリング２４及びシールリング２６は、スリーブ１６内においてかつピス トン１８に沿って軸方向で摺動可能な構成体を形成しており、ガイドリング２４ 及びシールリング２６はしたがって以下においては構成体２４，２６と呼ぶ。支 持リング４０もまたこの構成体の１構成部分と見なすことができる。 本発明によるピストンポンプ１０は、スリーブ１６ の内部における押し退け室４２を有しており、この押し退け室４２は、ピストン １８つまりそれに沿って軸方向摺動可能な構成体２４，２６を備えたピストン１ ８と、閉鎖栓体４４とによって制限され、この閉鎖栓体４４はスリーブ１６の、 リング段部３２とは反対側の端部に挿入されている。 ピストン１８に沿って軸方向摺動可能な構成体２４，２６は以下のように働く ：押し退け室４２内に、圧縮コイルばね３４のプレロードよりも小さな力を構成 体２４，２６に加えるような圧力が存在している場合には、圧縮コイルばね３４ は構成体２４，２６を半径方向フランジ２８との接触状態に保ち、つまり構成体 ２４，２６はピストン１８と一緒に運動する。すなわち本発明によるピストンポ ンプ１０は、ピストン１８がスリーブ１６内に進入運動するような、ピストン１ ８の吐出行程時に、吐出行程時におけるピストン１８の運動距離（ピストン行程 ）とスリーブ１６の内側横断面との積に相当する液体容積（吐出容積）を、押し 退け室４２から押し退ける。つまり大きな容積流が吐出される。 これに対して押し退け室４２において、構成体２４，２６を圧縮コイルばね３ ４の力に抗してスリーブ１６のリング段部３２に保持するような圧力が存在して いる場合には、ピストン１８はその吐出行程時に単に、ピストン行程とピストン １８の横断面との積に相当 する容積だけを、押し退け室４２から押し退ける。この場合におけるピストン１ ８の横断面は、ピストン１８とスリーブ１６との間に位置している構成体２４， ２６のリング状の端面の分だけ、スリーブ１６の内側横断面よりも小さい。押し 退け室４２における圧力が上記の圧力の間に位置している場合には、構成体２４ ，２６はスリーブ１６内において、ピストン１８のピストン行程よりも短い距離 だけ摺動し、吐出容積はしたがって上記の両方の場合の間である。本発明による ピストンポンプ１０はつまり低い吐出圧において高められた吐出容積を有してい る。 本発明によるピストンポンプ１０のポンプ特性線と汎用のピストンポンプのポ ンプ特性線との比較は、第２図に線図で示されている。第２図において縦軸には 中位の吐出容積流がとられ、横軸には吐出圧つまりポンプ入口とポンプ出口との 間における圧力差がとられている。上側のポンプ特性線４４は本発明によるピス トンポンプ１０に対するものであり、下側のポンプ特性線４６は汎用のピストン ポンプに対するものである。この第２図から、低い吐出圧における本発明による ピストンポンプ１０の増大された吐出容積流が、明瞭に分かる。 圧縮コイルばね３４のプレロードつまり初ばね力もしくは予加重は、ピストン ポンプ１０の押し退け室４２における約２０〜３０バールの圧力に相当する。第 １図には、吐出行程の終わりにおけるピストン１８の終端位置、つまりスリーブ １６内に最も押し込まれた場合におけるピストン１８の終端位置が、示されてい る。 本発明によるピストンポンプ１０への液体流入のために、ピストン１８は軸方 向の盲孔４８を有しており、この盲孔４８とは横方向孔５０が交差している。液 体流入はポンプケーシング１２における入口孔５２を通して行われ、この入口孔 ５２は半径方向で、段付けされた孔１４内に開口しており、液体はそこからさら に、スリーブ１５の、押し退け室４２とは反対側の端部、ピストン１８の横方向 孔５０、そして盲孔４８へと流入する。盲孔４８は円錐形の弁座５４で、押し退 け室５４に開口している。弁座５４は弁ケージ３０と同様に、ばね負荷された逆 止弁５６として形成されたピストンポンプ１０の入口弁５６の一部である。この 入口弁５６は、弁球５８を弁閉鎖体として有しており、この弁球５８は弁閉鎖ば ねとして働く圧縮コイルばね６０によって弁座５４に押し付けられる。弁閉鎖ば ね６０及び弁球５８は弁ケージ３０内に収容されている。弁ケージ３０は、その 周囲及び底部に複数の貫流開口６２を備えたカップ状の金属薄板深絞り部品であ る。弁ケージ３０はその開放側にリング段部６４を有しており、このリング段部 ６４で、ピストン１８の、スリーブ１６内における端部に接触している。弁ケー ジ３０は、圧縮コイルばねとして形成されたピストン戻しばね６６によって、ピ ストン１８との接触状態に保たれ、このピストン戻しばね６６は押し退け室４２ 内に挿入されていて、閉鎖栓体４４に支持されており、そして弁ケージ３０の半 径方向フランジ２８を押圧する。ピストン戻しばね６６はピストン１８を、電動 機によって駆動可能な偏心体６８の外周部に押圧し、この偏心体６８は、自体公 知の形式でピストン１８を行程運動させるべく駆動するために働く。 本発明によるピストンポンプ１０は出口弁６８として、同様にばね負荷された 逆止弁を有しており、この逆止弁もしくは出口弁６８は、閉鎖栓体４４に設けら れている。閉鎖栓体４４は、押し退け室４２に向かって開放する軸方向の盲孔７ ０を有しており、この盲孔７０には圧縮コイルばねが弁閉鎖ばね７２として挿入 されており、この弁閉鎖ばね７２は、盲孔７０内に収容されていて弁閉鎖体とし て働く弁球７４を、出口弁６８の円錐形の弁座７６に押圧する。弁座７６は円形 リング状の弁座体７８に設けられており、この弁座体７８は、押し退け室４２に 向けられた端面から、閉鎖栓体４４内に挿入されていて、かしめ部８０によって 保持されている。 液体の流出は、閉鎖栓体４４における半径方向孔８２を通して、閉鎖栓体４４ を取り囲むリング通路８４を介して、ポンプケーシング１２における半径方向の 出口孔８６へと行われる。 閉鎖栓体４４は、スリーブ１６のリング段部状の拡大部８８内に液密に押し嵌 められている。閉鎖栓体４４はポンプケーシング１２のかしめ部９０によってポ ンプケーシング１２内に保持されていて、ポンプケーシング１２における段付け された孔１４を圧密に閉鎖している。 図示のピストンポンプ１０は必要とあらば次のように構成されていてもよい。 すなわち変化実施例では、圧縮コイルばね３４がピストン１８にではなく、例え ばガイドリング２０及びシールリング２２の領域においてポンプケーシング１２ に支持されている。図示されていないこの変化実施例では、中間設置リング３６ と拡開リング３８とを省くことができる。この変化実施例における欠点を挙げる とすると、圧縮コイルばね３４を、図示の実施例に比べて大きな行程のために設 計しなくてはならないことである。 第３図に部分的にだけ示された、第１図に示されたピストンポンプの変化実施 例は、Ｓ字形のリング横断面をもつリング体９２を、ポンプケーシング１２内に おいてかつピストン１８に対して軸方向摺動可能な構成体として、有している。 このリング体９２は、容易に滑動可能で案内性の良い形状安定的なプラスチック 、例えば、第１図に示されたピストンポンプ１０のガイドリング２４と同じ材料 から成っている。リング体 ９２はピストン１８に軸方向摺動可能に被せ嵌められていて、ピストン１８とス リーブ１６との間のリング状の中間室内に位置している。リング体９２は軸方向 で見て、圧縮コイルばね３４と弁ケージ３０の半径方向フランジ２８との間に位 置しており、そしてリング体９２は、第１図に示されたピストンポンプのガイド リング２４及びシールリング２６のように、プレロード下にある圧縮コイルばね ３４によってラジアルフランジ２８に押し付けられ、ピストンポンプの流入側と 押し退け室との間に十分な圧力差がある場合には、圧縮コイルばね３４の力に抗 して半径方向フランジ２８から持ち上げられる。 リング体９２のＳ字形のリング横断面を形成する、リング体９２の環状の２つ の溝は、そのうちの一方が外方に向かって開放し、かつ他方が内方に向かって開 放しており、両方の溝にはそれぞれシールリング９４，９６が挿入されている。 一方のシールリング９４は、リング体９２とスリーブ１６との間をシールし、か つ他方のシールリング９６はリング体９２とピストン１８との間をシールしてい る。形状安定的なリング体９２を使用することには次のような利点がある。すな わちこの場合リング体９２は、圧縮コイルばね３４によって加えられる軸方向力 を受け止め、これによってリング体９２内に挿入されたシールリング９４，９６ は、圧縮コイルばね３４の力によって負荷されなくな る。これによってシールリング９４，９６の耐久性が改善され、シールリング９ ４，９６の摩耗が減じられ、ひいてはそのシール作用が改善される。形状安定的 なリング体９２は、シールリング９４，９６のための取付け条件を最適なものに する。リング体９２はピストン１８をスリーブ１６内において軸方向で案内する ので、別体のガイドリングは不要である。シールリング９４，９６と一緒にリン グ体９２は、ピストン１８とスリーブ１６との間をシールするので、第１図に示 されたピストンポンプ１０のシールリング２６は省かれている。同様に、第１図 に示されたピストンポンプの支持リング４０もまた不要である。 その他の点では、第３図に示された変化実施例は、第１図に示されたピストン ポンプ１０と同じであり、かつ同様に機能する。同じ部材に対しては同一符号が 使用されており、同じ部材に対する説明はここでは省く。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 がある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. ピストンポンプ、特に車両ブレーキ装置用のピストンポンプであって、往復 行程運動すべく駆動可能なピストンが設けられており、該ピストンがポンプケー シング内に軸方向摺動可能に収容されている形式のものにおいて、ピストンポン プ（１０）が、軸方向摺動可能にポンプケーシング（１２）内に収容されている 構成体（２４，２６；９２，９４，９６）を有しており、該構成体がばねエレメ ント（３４ ）の力に抗してピストン（１８）に対して相対的に軸方向摺動可能 であり、かつピストン（１８）の横断面を拡大していることを特徴とするピスト ンポンプ。 2. ばねエレメント（３４）がピストン（１８）に支持されている、請求項１記 載のピストンポンプ。 3. 構成体（２４，２６）が、ピストン（１８）に被せ嵌められたリング体（２ ４，２６；９２，９４，９６）である、請求項１記載のピストンポンプ。 4. リング体（２４，２６；９２，９４，９６）が、シールリング及び／又はガ イドリングを有している、請求項３記載のピストンポンプ。 5. その力に抗して構成体（２４，２６；９２，９４，９６）がピストン（１８ ）に対して相対的に軸方向摺動可能である前記ばねエレメント（３４）が、 プレロードをかけられている、請求項１記載のピストンポンプ。 6. ピストン（１０）が、ポンプケーシング（１２）と共に位置固定の軸方向ス トッパ（３２）を構成体（２４，２６；９２，９４，９６）のために有しており 、該軸方向ストッパ（３２）が、構成体（２４，２６）を負荷するばねエレメン ト（３４）を緊張させる方向における、ポンプケーシング（１２）に対する構成 体（２４，２６）の軸方向運動を制限する、請求項１記載のピストンポンプ。 7. ピストン（１８）が軸方向ストッパ（２８）を有しており、該軸方向ストッ パ（２８）が、構成体（２４，２６；９２，９４，９６）を負荷するばねエレメ ント（３４）を弛緩させる方向における、ピストン（１８）に対する構成体（２ ４，２６）の軸方向摺動距離を制限する、請求項１記載のピストンポンプ。