JP2002542430A - ピストンポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、スリップ制御されるハイドロリック式の車両ブレーキ装置に用いられるピストンポンプ（１０）に関する。ピストンポンプ（１０）の短尺構造を実現するために、本発明によれば、ピストンポンプ（１０）のピストン（１６）を中空ピストンとして形成することが提案される。この場合、この中空ピストンの内室が、ピストンポンプ（１０）の押しのけ室（４２）を形成する。ピストン（１６）は、たとえば深絞り加工による変形加工部品として廉価に製造可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 背景技術 本発明は、特にスリップ制御される液圧式、つまりハイドロリック式の車両ブ
レーキ装置において使用される、請求項１の上位概念部に記載の形式のピストン
ポンプに関する。

【０００２】 このような形式のピストンポンプは、たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開
第４１０７９７９号明細書に基づき公知である。この公知のピストンポンプは円
筒状のピン形のピストンを有しており、このピストンは複数の溝（アンダカット
部）および複数の横方向孔ならびに軸方向の盲孔を備えるように切削加工によっ
て製造されている。切削加工に基づき、このようなピストンの製造は手間がかか
ると同時に高価となる。このピストンはポンプハウジングに設けられたポンプ孔
内に軸方向摺動可能に案内されていて、回転駆動可能な偏心体によって、軸方向
での往復行程運動を実施するように駆動可能である。ピストンポンプの押しのけ
室は、ピストンの一方の端面側でポンプ孔内においてピストンに続いている。こ
のことは、公知のピストンポンプが長尺に形成されていて、大きな構成容積を必
要とするという欠点を有している。

【０００３】 発明の利点 請求項１の特徴部に記載の特徴を有する本発明によるピストンポンプは、中空
ピストンとして形成されたピストンを有しており、この中空ピストンの内室がピ
ストンポンプの押しのけ室を形成している。ピストンを中空ピストンとして形成
し、かつこれにより押しのけ室をピストン内部へずらすことが可能となることに
基づき、コンパクトな構造を有する短尺構造のピストンポンプが実現可能となる
。ピストンの開いた側には、位置固定（不動）の内側部分が突入しており、この
内側部分はピストンの片側で押しのけ室を仕切っている。ピストンに突入した内
側部分により、押しのけ室のすき間容積、つまり吐出行程の終了時における押し
のけ室の最小容積を、ほぼゼロにまで減少させることができる。これにより、ピ
ストンポンプの高い効率が達成される。本発明によるピストンポンプのピストン
は、変形加工、たとえば深絞り加工、冷間打撃加工（Ｋａｌｔｓｃｈｌａｇｅｎ
）または流れ押出し加工により変形加工部品として製造されている。ピストンは
、たとえばこのピストンを片側で閉鎖する、このピストンと一体のピストン端面
壁を備えたチューブまたはスリーブの形に形成されている。このピストンはいか
なる場合でも、内側部分との組み合わせの前にアンダカット部を有していない。
これにより、このピストンは１回の作業工程で迅速かつ簡単に変形加工により製
造可能となる。耐摩耗性を高めるためには、ピストンが焼き入れされていてよい
。その他の加工または後加工、たとえばピストン表面の精密加工は不要となる。
これにより、ピストンは廉価にかつ迅速に製造可能となる。

【０００４】 請求項２以下には、請求項１に記載の本発明によるピストンポンプの有利な構
成および改良形が記載されている。

【０００５】 請求項２に記載の構成では、ピストンが段付ピストンとして形成されている。
すなわち、ピストンは軸方向で互いに間隔を置いて配置された２つの個所で互い
に異なる直径に沿って、ポンプハウジングに設けられたポンプ孔内に案内されて
、シールされている。ピストンが段付ピストンとして形成されていることに基づ
き、ピストンの往復行程運動時に容積が交互に増減するような、ピストンを取り
囲む環状室が生ぜしめられる。ピストンの吐出行程時、つまり押しのけ室の容積
が減小する行程時では、この環状室の容積は増大し、これにより流体がピストン
ポンプによって前記環状室内に吸い込まれる。ピストンの戻り行程時では、たし
かに前記環状室の容積は減小するが、しかし押しのけ室の容積は、環状室の容積
が減小するよりも多く増大する。これにより、ピストンポンプは流体を吸い込む
。すなわち、ピストンが段付ピストンとして形成されていることに基づき、本発
明によるピストンポンプは吐出行程時でも戻り行程時でも流体を吸い込むことに
なる。このことには次のような利点がある。すなわち、吸込容積流が一層均一に
なり、これによって吸込特性およびピストンポンプの押しのけ室の充填度が改善
される。

【０００６】 請求項３に記載の本発明の構成では、内側部分がアンダカット部を有しており
、ピストンがこのアンダカット部に背後から係合する。ピストンと内側部分とは
１つの前組付け構成ユニットを形成している。すなわち、ピストンと内側部分と
は紛失不能に互いに結合されている。本発明のこのような構成の利点は、ピスト
ンと内側部分とを有する前組付け構成ユニットがポンプハウジング内に組み込ま
れるまでのこの前組付け構成ユニットの簡単な取扱い性である。この前組付け構
成ユニットがポンプハウジング内に組み込まれた後では、内側部分におけるピス
トンの確保はもはや必要とされない。なぜならば、ピストンは偏心体によって内
側部分に確保されているからである。したがって、ピストンと内側部分との結合
の品質および強度に対しては、極めて小さな要求しか課せられない。

【０００７】 請求項４に記載の構成では、内側部分に逆止弁（流入弁または流出弁）が収納
されており、この逆止弁は、ピストンポンプを用いて圧送される流体の、ピスト
ンポンプを通る流体通流方向を制御する。内側部分に逆止弁が収納されているこ
とに基づき、構成スペースが節約され、ピストンポンプのコンパクトな構造が得
られる。

【０００８】 請求項５に記載の改良形では、逆止弁が弁閉鎖体を有しており、この弁閉鎖体
は弁閉鎖体ガイドによって弁行程方向で案内されている。そして、少なくとも１
つの流体通流部が設けられており、逆止弁が開放されると、この流体通流部を通
って流体は弁閉鎖体を流過することができる。この流体通流部により、弁閉鎖体
ガイドの、弁閉鎖体に対する公差を狭く設定することが可能となる。弁閉鎖体に
対する公差を狭く設定された弁閉鎖体ガイドは、ノイズ低減という利点を有して
いる。なぜならば、弁閉鎖体を巡るように流れる流体により励起される、弁座か
ら持ち上げられた開放された弁閉鎖体の側方運動が、このような弁閉鎖体ガイド
によって十分に阻止されるからである。本発明の別の有利な構成では、弁閉鎖体
ガイドが複数のガイドリブを有しており、これらのガイドリブは弁行程方向に延
びていて、たとえば内周面に沿って成形されたキー溝状の多条溝を備えた内周溝
成形体の形に形成されている。これらのガイドリブの間には、それぞれ通流溝が
形成されており、これらの通流溝が一緒になって大きな流体通流面積を有してい
るので、これにより弁閉鎖体ガイドの、弁閉鎖体に対する公差が狭く設定されて
いると同時に、逆止弁の低い流れ抵抗が得られる。

【０００９】 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
て設けられていて、ホイールブレーキシリンダ内の圧力を制御する際に使用され
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アンチロ
ックブレーキシステム（ＡＢＳ）もしくはトラクションコントロールシステム（
ＡＳＲ）もしくはビークルダイナミックコントロール（ＦＤＲ）もしくはエレク
トロハイドロリックブレーキ（ＥＨＢ）が使用される。ブレーキ装置において、
ポンプはたとえば１つまたは複数のホイールブレーキシリンダからマスタブレー
キシリンダへブレーキ液を戻すために働き（ＡＢＳ）かつ／またはリザーバタン
クから１つまたは複数のホイールブレーキシリンダへブレーキ液を圧送するため
に働く（ＡＳＲもしくはＦＤＲもしくはＥＨＢ）。このポンプは、たとえばホイ
ールスリップコントロール（ＡＢＳもしくはＡＳＲ）付のブレーキ装置および／
または操舵補助として働くブレーキ装置（ＦＤＲ）および／またはエレクトロハ
イドロリック式のブレーキ装置（ＥＨＢ）において必要とされる。ホイールスリ
ップコントロール（ＡＢＳもしくはＡＳＲ）を用いると、たとえば制動過程での
ブレーキペダルの強力な踏み込み時における車両ホイールのロックを阻止するこ
とができ（ＡＢＳ）、かつ／またはアクセルペダルの強力な踏み込み時における
駆動される車両ホイールの空転を阻止することができる（ＡＳＲ）。操舵補助（
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つまたは複数のホイールブレーキシリンダ内にブレーキ
圧が形成され、これによりたとえば運転者により望まれる軌道からの車両の「し
り振り」が阻止される。このポンプは、電気的なブレーキペダルセンサがブレー
キペダルの操作を検知した場合にポンプがブレーキ液を１つまたは複数のホイー
ルブレーキシリンダへ圧送するか、またはポンプがブレーキ装置のアキュムレー
タを充填するために働くようなエレクトロハイドロリック式のブレーキ装置（Ｅ
ＨＢ）においても使用され得る。

【００１０】 実施例の説明 以下に、本発明の有利な実施例を唯一つの図面につき詳しく説明する。

【００１１】 図示の本発明によるピストンポンプ１０は、ポンプハウジング１４を形成する
ハイドロリックブロックに設けられたポンプ孔１２に挿入されている。図１には
、このハイドロリックブロックのうち、ピストンポンプ１０を取り囲んでいる部
分しか図示されていない。このハイドロリックブロックは、スリップ制御された
ハイドロリック式の車両ブレーキ装置のためのハイドロリック制御回路（その他
の部分は図示していない）の構成部分である。ハイドロリックブロックには、ピ
ストンポンプ１０の他に複数の別のハイドロリック構成エレメント、たとえば電
磁弁が挿入されていて、ハイドロリック的に互いに接続されている。

【００１２】 ピストンポンプ１０は、中空ピストンとして形成されたピストン１６を有して
いる。このピストン１６はスリーブ形に形成されており、このピストン１６の一
方の端面側は、ピストン１６と一体のピストン端面壁１８によって閉じられてい
る。ピストン１６は、長手方向で見てほぼその中央に環状段部２０を備えており
、この環状段部２０によりピストン１６はその開いた方の端部に向かって拡径さ
れている。ピストン１６は段付ピストンとして形成されている。すなわち、ピス
トン１６はその両端部の範囲で互いに異なる直径に沿ってシールされている。ピ
ストン１６はピストン端面壁１８により閉じられた方の端部では、ポンプ孔１２
に設けられた環状の溝に挿入されたシールリング２１によってシールされており
、このシールリング２１はピストン１６の外面に接触している。ピストン１６は
その開いた方の端部ではシール・ガイドリング２８（さらに詳しく説明する）ま
たはシールリップ３２（さらに詳しく説明する）によってシールされており、こ
のシール・ガイドリング２８またはシールリップ３２はピストン１６の内面に接
触している。シール・ガイドリング２８もしくはシールリップ３２は、ピストン
１６の閉じられた方の端部に設けられたシールリング２１よりも大きな直径でピ
ストン１６に接触していて、かつシールリング２１よりも大きな直径でピストン
１６をシールしている。ピストン１６が互いに異なる直径に沿ってシールされて
いることに基づき、ピストン１６は、ピストンポンプ１０が吐出行程時でも戻り
行程時でも流体を吸い込み、これによりピストンポンプ１０の吸込特性が改善さ
れるような段付ピストンを形成している。図示の実施例とは異なり、ピストン１
６が、両端部の範囲で互いに等しい直径に沿ってシールされているような「単動
ピストン（Ｅｉｎｆａｃｈｋｏｌｂｅｎ）」として形成されていてもよい。この
ためには、図示の実施例で見て環状段部２０がピストン半径をピストン肉厚さの
分だけ拡張していなければならない。別の可能性としては、ピストン１６を段付
けなしで製造し、そして両端部を外側でシールすることが考えられる。

【００１３】 ピストン１６はその製造時に決してアンダカット部を有しない。したがって、
ピストン１６は変形加工により問題なくかつ簡単に製造可能となる。図示の実施
例では、ピストン１６が金属薄板からの深絞り加工によって製造されている。こ
のピストン１６はその耐摩耗性を向上させるために焼入れされているが、その他
の加工もしくは後加工は一切行われない。

【００１４】 ピストン１６の開いた方の端部には、ポンプ孔１２内に位置固定的に取り付け
られている内側部分２４に設けられたピン状の突設部２２が突入している。この
ピン状の突設部２２は内側部分２４の円形のベース板２６に一体に突設されてい
る。内側部分２４はこの円形のベース板２６によってポンプ孔１２内に固定され
ている。ピストン１６は直径の大きい方の範囲においてピン状の突設部２２に沿
って軸方向摺動可能に案内されて、シールされている。この場合、本発明の図示
の実施例では、ピストン１６のこのような案内とシールとを実現するために図面
の左側半部と右側半部とに互いに異なる２つの手段が図示されている。念のため
付言しておくと、図示の両手段を一緒に実現することはできない。２つの手段を
１つの図面に一緒に図示したことは、両手段を比較可能にすることを目的として
いる。

【００１５】 図面の左側半部に示した手段では、シール・ガイドリング２８がピン状の突設
部２２に被せられていて、多数のかしめ締結部３０によってピン状の突設部２２
の周面に保持されている。シール・ガイドリング２８はピストン１６の内周面に
密に接触している。図面の左側半部に図示した本発明のこのような構成では、ピ
ン状の突設部２２を備えた内側部分２４が、たとえば鋼から製造されていてよい
。

【００１６】 図面の右側半部に図示した本発明の構成では、内側部分２４が、たとえばプラ
スチックから射出成形により製造されている。ピン状の突設部２２は、この突設
部２２と一体の環状のシールリップ３２を有しており、このシールリップ３２は
ピストン１６の内周面に密に接触していて、ピストン１６を軸方向摺動可能に案
内している。本発明のこのような構成により、別個のシール・ガイドリングが節
約される。

【００１７】 ピストンポンプ１０がポンプハウジング１４内に組み付けられるまでピストン
１６を紛失不能に内側部分２４に結合するためには、ピストン１６が内側部分２
４に装着された後にピストン１６の自由縁部３４が、たとえば縁曲げまたはロー
ラ加工（Ｒｏｌｌｉｅｒｅｎ）によって半径方向内側に向かって変形させられて
いる。内側に向かって変形させられた自由縁部３４は、内側部分２４に設けられ
た環状段部３５に背後から係合する。この環状段部３５は内側部分２４のアンダ
カット部３６を形成している。図面の左側半部に図示した構成では、シール・ガ
イドリング２８が内側部分２４のピン状の突設部２２の周面を超えて半径方向に
張り出していることにより、アンダカット部３６のための環状段部３５が形成さ
れる。図面の右側半部に図示した構成では、環状段部３５が直接に内側部分２３
のピン状の突設部２２に一体成形されている。ピストン１６と内側部分２４との
紛失不能な結合により、保管時や運搬時やポンプハウジング１４内への組付け時
における取扱い性を著しく簡単にする前組付け構成ユニットが得られる。

【００１８】 ピストン１６が、軸方向でポンプ孔１２内を往復する行程運動を実施するよう
にピストン１６を駆動するためには、ピストンポンプ１０が、電動モータにより
回転駆動可能な偏心体３８を有している。この偏心体３８の周面には、ピストン
１６のピストン端面壁１８が、圧縮コイルばねとして形成されたピストン戻しば
ね４０によって押圧される。ピストン戻しばね４０はピストン１６の内室に配置
されている。ピストン戻しばね４０は内側部分２４のピン状の突設部２２に支持
されていて、ピストン端面壁１８を偏心体３８の周面に押圧している。ピストン
１６の開いた側に突入したピン状の突設部２２により仕切られるピストン１６の
内室は、ピストンポンプ１０の押しのけ室４２を形成している。この押しのけ室
４２の容積はピストン１６の往復行程運動と共に交互に増減を繰り返す。これに
より、ピストンポンプ１０は自体公知の形式で流体（ブレーキ液）を圧送する。

【００１９】 ピストンポンプ１０の流入弁４４は、ピストン１６の、押しのけ室４２を形成
する内室に収納されている。この流入弁４４はばね負荷された逆止弁として形成
されている。流入弁４４はポット形の弁座部分４６を有しており、この弁座部分
４６はプラスチック部材として製造されていて、ポット底部でピストン端面壁１
８の内面に接触している。ピストン戻しばね４０はこの弁座部分４６を内方から
ピストン端面壁１８に押圧し、これによって弁座部分４６をピストン１６内に保
持している。

【００２０】 弁座部分４６は、ピストン１６の内径よりも小さな直径を有しているので、弁
座部分４６とピストン１６との間には環状室４８が形成される。この環状室４８
はピストン１６の開いた側に向かってシールリップ５０によって閉じられている
。このシールリップ５０は押しのけ室４２を環状室４８から隔離している。弁座
部分４６のポット底部は中心孔５２によって貫通されており、この中心孔５２の
開口部は流入弁４４の円錐状の弁座５４として形成されている。弁座部分４６の
ポット底部に星形に設けられた複数の半径方向溝５６は、環状室４８を中心孔５
２に接続している。

【００２１】 流入弁４４は弁閉鎖体として弁ボール５８を有している。この弁ボール５８は
弁閉鎖ばね６０として働く圧縮コイルばねによって弁座５４に押圧される。弁閉
鎖ばね６０は、ピストン１６に突入した内側部分２４のピン状の突設部２２に支
持されている。

【００２２】 ピストンポンプ１０への流体流入は流入孔６２を通じて行われる。この流入孔
６２はポンプハウジング１４に設けられていて、半径方向でポンプ孔１２に開口
している。ポンプ孔１２から流体は、ピストン１６の周壁から打抜き成形された
通流開口６４を通じて、弁座部分４６とピストン１６の周壁との間の環状室４８
に流入し、そして引き続きこの環状室４８から半径方向通路を成す半径方向溝５
６と中心孔５２とを通じて流入弁４４に流入する。

【００２３】 ピストンポンプ１０の流出弁６６は、内側部分２４に設けられた、軸方向に一
貫して延びる中心孔６８に収納されている。この中心孔６８は円錐状に拡張して
、弁座７０を形成している。弁閉鎖ばね７２として働く圧縮コイルばねは、弁閉
鎖体として働く弁ボール７４を弁座７０に押圧している。

【００２４】 弁閉鎖ばね７２は、ポンプ孔１２内に挿入された円形の閉鎖板７６に支持され
ている。この閉鎖板７６はポンプハウジング１４に設けられた環状のかしめ締結
部７８によってポンプ孔１２内に保持されていて、ポンプ孔１２を圧力密に閉鎖
している。この閉鎖板７６は内側部分２４をそのベース板２６のところでポンプ
孔１２内にしっかりと保持している。

【００２５】 流出弁６６を通じて流出する流体は、内側部分２４のベース板２６と閉鎖板７
６との間に星形に配置された複数の半径方向通路８０を通じて流出孔８２に流入
する。この流出孔８２はポンプ孔１２に対して半径方向でポンプハウジング１４
に設けられている。

【００２６】 中心孔６８は流出弁６６の弁ボール７４を取り囲むように、内側部分２４に軸
平行に配置された複数のガイドリブ８４を有している。これらのガイドリブ８４
は、中心孔６８の内周面に沿って成形された刻み目（Ｉｎｎｅｎｒａｎｄｅｌ）
または内周面に沿って成形された多条溝成形体（Ｖｉｅｌｎｕｔｐｒｏｆｉｌ）
として形成されている。これらのガイドリブ８４は弁ボール７４を狭い半径方向
公差で弁行程方向へ、つまり軸方向へ案内する。これらのガイドリブ８４の間に
は、それぞれ通流溝が形成されており、これらの通流溝は一緒になって、流出弁
６６を通じて流出する流体を通流させるための大きな面積を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるピストンポンプの軸方向断面図である。

【符号の説明】

１０ ピストンポンプ、 １２ ポンプ孔、 １４ ポンプハウジング、 １
６ ピストン、 １８ ピストン端面壁、 ２０ 環状段部、 ２１ シールリ
ング、 ２２ 突設部、 ２４ 内側部分、 ２６ ベース板、 ２８ シール
・ガイドリング、 ３０ かしめ締結部、 ３２ シールリップ、 ３４ 自由
縁部、 ３５ 環状段部、 ３６ アンダカット部、 ３８ 偏心体、 ４０
ピストン戻しばね、 ４２ 押しのけ室、 ４４ 流入弁、 ４６ 弁座部分、
４８ 環状室、 ５０ シールリップ、 ５２ 中心孔、 ５４ 弁座、 ５
６ 半径方向溝、 ５８ 弁ボール、 ６０ 弁閉鎖ばね、 ６２ 流入孔、
６４ 通流開口、 ６６ 流出弁、 ６８ 中心孔、 ７０ 弁座、 ７２ 弁
閉鎖ばね、 ７４ 弁ボール、 ７６ 閉鎖板、 ７８ かしめ締結部、 ８０
半径方向通路、 ８４ ガイドリブ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 往復行程運動を実施するように駆動可能なピストンを備えた
   ピストンポンプにおいて、ピストン（１６）が、中空ピストンとして形成されて
   おり、該中空ピストンの内室が、当該ピストンポンプ（１０）の押しのけ室（４
   ２）を形成しており、当該ピストンポンプ（１０）が、位置固定の内側部分（２
   ４）を有しており、該内側部分（２４）が、ピストン（１６）の開いた側に突入
   しており、ピストン（１６）が変形加工部品であることを特徴とするピストンポ
   ンプ。
2. 【請求項２】 ピストン（１６）が段付ピストンとして形成されている、請
   求項１記載のピストンポンプ。
3. 【請求項３】 ピストン（１６）が、内側部分（２４）に形成されたアンダ
   カット部（３６）に背後から係合する、請求項１記載のピストンポンプ。
4. 【請求項４】 内側部分（２４）に、当該ピストンポンプ（１０）を通流す
   る流体通流方向を制御する逆止弁（６６）が収納されている、請求項１記載のピ
   ストンポンプ。
5. 【請求項５】 前記逆止弁（６６）が、弁閉鎖体（７４）と、該弁閉鎖体（
   ７４）を弁行程方向で案内する弁閉鎖体ガイド（８４）とを有しており、該弁閉
   鎖体ガイド（８４）が、少なくとも１つの流体通流部を有しており、前記逆止弁
   （６６）が開かれた状態で、流体が前記弁閉鎖体（７４）の傍らで前記流体通流
   部を通って流れるようになっている、請求項４記載のピストンポンプ。
6. 【請求項６】 前記逆止弁（６６）が、前記弁閉鎖体（７４）のための弁閉
   鎖体ガイドとして複数のガイドリブ（８４）を有しており、該ガイドリブ（８４
   ）が、互いの間にそれぞれ通流溝を仕切っており、前記逆止弁（６６）が開かれ
   た状態で、流体が前記弁閉鎖体（７４）の傍らで前記通流溝を通って流れるよう
   になっている、請求項５記載のピストンポンプ。
7. 【請求項７】 ピストン（１６）の内室（４２）に、当該ピストンポンプ（
   １０）を通る流体通流方向を制御する逆止弁（４４）が配置されている、請求項
   １記載のピストンポンプ。