JP2005090402A

JP2005090402A - ピストンポンプ

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Publication number: JP2005090402A
Application number: JP2003326610A
Authority: JP
Inventors: Junichi Maeda; 淳一前田
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2003-09-18
Filing date: 2003-09-18
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2023-09-18
Also published as: JP4143841B2; US20050063846A1; DE102004044967A1; US7806671B2; DE102004044967B4

Abstract

【課題】ピストンポンプにおいて、ピストンのコスト低減を図るとともに、吸入口と吸入弁とを接続する流路の流路抵抗低減を図る。
【解決手段】ピストンポンプは、シリンダ部材１３のシリンダ穴１３ａに形成したポンプ室Ｒｏの容積を軸方向への往復動により増減するピストン１５と、このピストン１５に設けられてポンプ室Ｒｏの容積増大時に開き容積減少時に閉じる吸入弁Ｖ１と、ポンプ室Ｒｏの吐出側に設けられてポンプ室Ｒｏの容積減少時に開き容積増大時に閉じる吐出弁Ｖ２とを備えている。また、ピストン１５のポンプ室側外周に、軸方向に延びてポンプ室側端部にて互いに連通する複数の連通溝１５ａが形成され、これら連通溝１５ａのポンプ室側端部外周にてピストン１５に円筒状のシート部材２５が嵌合固定され、このシート部材２５のポンプ室側端部に吸入弁Ｖ１の弁孔２５ａおよび弁座２５ｂが形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ピストンポンプ、例えば、車両用ブレーキ装置のポンプとして採用されるピストンポンプに関する。

この種のピストンポンプは、例えば、下記の特許文献１または特許文献２に開示されていて、ポンプハウジング内に形成したシリンダ穴にポンプ室を形成し軸方向に往復動されることにより前記ポンプ室の容積を増減するピストンと、このピストンに設けられて前記ポンプ室の容積増大時に開き容積減少時に閉じる吸入弁と、前記ポンプ室の吐出側に設けられて前記ポンプ室の容積減少時に開き容積増大時に閉じる吐出弁とを備えており、前記ピストンが軸方向に往復動されて前記ポンプ室の容積が増減されることにより吸入口から吐出口に向けて流体が流動するように構成されている。
特表２００１−５０１２７３号公報特許第３２７８９８２号公報

上記した従来のピストンポンプでは、吸入口と吸入弁とを接続する流路の一部がピストン内に切削加工によって形成されているため、ピストンの製造コストが大となる。しかも、ピストン内に形成させる流路は、径方向の連通孔と軸方向の連通孔によって構成されていて、これらの連通孔が交差する部位ではバリが発生するおそれがあり、これを除去する工程が必要である場合には、更にピストンの製造コストが大となる。また、吸入口と吸入弁とを接続する流路の一部がピストン内に形成されているため、この流路を必要十分に大きくすることができなくて、流路抵抗が大きくなるおそれがある。そこで、本発明は、ピストンのコスト低減と、吸入口と吸入弁とを接続する流路の流路抵抗低減を課題としている。

本発明は、ポンプハウジング内に形成したシリンダ穴にポンプ室を形成し軸方向に往復動されることにより前記ポンプ室の容積を増減するピストンと、このピストンに設けられて前記ポンプ室の容積増大時に開き容積減少時に閉じる吸入弁と、前記ポンプの吐出側に設けられて前記ポンプ室の容積減少時に開き容積増大時に閉じる吐出弁とを備えていて、前記ピストンが軸方向に往復動されて前記ポンプ室の容積が増減されることにより吸入口から吐出口に向けて流体が流動するように構成したピストンポンプにおいて、前記ピストンのポンプ室側外周に、軸方向に延びてポンプ室側端部にて互いに連通する複数の連通溝を形成し、これら連通溝のポンプ室側端部外周にて前記ピストンに円筒状のシート部材を嵌合固定し、このシート部材のポンプ室側端部に前記吸入弁の弁孔および弁座を形成したことに特徴がある。

このピストンポンプにおいては、ピストンの外周に形成される複数の連通溝と、これら連通溝の外周にてピストンに嵌合固定される円筒状のシート部材とによって、吸入口と吸入弁とを接続する流路の一部が形成される。このため、ピストンを無切削部品（例えば、鍛造成形品、プレス成形品、樹脂成形品）とすることが可能であり、ピストンのコスト低減を図ることが可能である。また、このピストンポンプにおいては、吸入口と吸入弁とを接続する流路の一部が、上記した連通溝とシート部材によって形成されるため、その大きさに制約を受け難い。このため、吸入口と吸入弁とを接続する流路の流路抵抗を低減することが可能であり、ポンプ性能の向上を図ることが可能である。

また、本発明の実施に際しては、前記シート部材に径外方に延びる環状のフランジ部を形成し、前記シリンダ穴と前記シート部材間に介装されてこれら間をシールする環状のシール部材を前記フランジ部にて保持することも可能である。この場合には、シート部材をシール保持部材としても機能させることができて、シンプルかつ安価な構成とすることが可能である。

また、本発明の実施に際しては、前記シート部材を樹脂成形品によって構成し、同シート部材の外周部に環状の取付溝を形成して、前記シリンダ穴と前記シート部材間に介装されてこれら間をシールする環状のシール部材を前記取付溝に取付けることも可能である。この場合には、シート部材に形成すべき弁孔、弁座、環状取付溝等を成形時に形成することができて、シート部材のコスト低減を図ることが可能である。

また、本発明の実施に際しては、前記ピストンの前記シリンダ穴に対する軸方向移動をガイドするガイド部を前記シート部材に一体的に設けることも可能である。この場合には、シート部材に設けたガイド部によってピストンの軸方向移動をガイドすることができて、ピストンの良好な軸方向移動を保証することが可能である。

また、本発明の実施に際しては、前記ポンプ室の容積の増減に同期して前記ピストンに対してその軸方向に沿って相対移動可能で前記ピストンの外周に吸入室と吐出室を区画形成する摺動リングを軸方向へ移動可能に取付けるための環状取付溝を前記シート部材に形成するとともに、この環状取付溝と前記連通溝を連通させる連通孔を前記シート部材に形成して、前記ポンプ室の容積が増加する際には、前記吸入室と前記吐出室との連通を前記摺動リングが遮断して、前記吐出室から前記吸入弁を介して前記ポンプ室へ流体が充填されるとともに、前記吸入室に前記吸入口を通して流体が充填され、前記ポンプ室の容積が減少する際には、前記吸入室と前記吐出室とを前記摺動リングが連通させて、前記吸入室から前記吐出室へ流体が充填されるように構成することも可能である。この場合には、当該ピストンポンプを特許第３２７８９８２号公報に開示された形式の自吸式ポンプとすることができて、高動粘度の流体を扱う場合に好適に実施することが可能である。

この場合において、前記シート部材は、前記弁孔と前記弁座を有する金属のプレス成形品と、このプレス成形品と連結されて前記摺動リングのための前記環状取付溝と前記連通孔を有する樹脂成形品によって構成されていることも可能である。

以下に、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。図１および図２は本発明によるピストンポンプの第１実施形態を示していて、この第１実施形態のピストンポンプでは、吸入口１１ａおよび吐出口１１ｂを有するポンプハウジング１１の内孔１１ｃに、シリンダ部材１３とピストン１５が組み込まれるとともに、吸入弁Ｖ１と吐出弁Ｖ２が組み込まれている。

シリンダ部材１３は、シリンダ穴１３ａを有するとともに、吐出弁Ｖ２の弁孔１３ｂおよび弁座１３ｃを有していて、ピストン１５、ガイドリング１７、シールリング１９およびフィルタ２１とともにポンプハウジング１１の内孔１１ｃに組付けられて、キャップ２３によって抜け止めされている。また、シリンダ部材１３に形成されているシリンダ穴１３ａには、ピストン１５の小径端部がシート部材２５、シール部材２７および吸入弁Ｖ１と共に組付けられるとともに、ピストンリターンスプリング２９が組付けられている。

ピストン１５は、大径端部にてガイドリング１７とシールリング１９を介してポンプハウジング１１の内孔１１ｃ内に液密的かつ軸方向へ摺動可能に嵌合されていて、大径端にて電気モータ（図示省略）によって回転駆動される偏心体３１の外周面の摺動可能に係合している。また、ピストン１５は、その小径端部とこれに装着したシート部材２５およびシール部材２７とによって、シリンダ穴１３ａにポンプ室Ｒｏを形成している。このピストン１５は、偏心体３１の回転により、ピストンリターンスプリング２９の付勢力に抗して軸方向に往動されたときポンプ室Ｒｏの容積を減少させ、ピストンリターンスプリング２９の付勢力によって軸方向に復動されたときポンプ室Ｒｏの容積を増大させるように構成されている。

また、ピストン１５の小径部外周すなわちポンプ室側外周には、軸方向に延びる４個の連通溝１５ａが形成され、ピストン１５の小径端の軸心には凹部１５ｂが形成されている。凹部１５ｂは、吸入弁Ｖ１の弁孔２５ａに向けて開口していて、４個の連通溝１５ａのポンプ室側端部を互いに連通させている。

シート部材２５は、金属のプレス成形品であって円筒状に形成されており、ピストン１５の小径端部外周すなわちポンプ室側端部外周に嵌合固定されて、ピストン１５と一体的に軸方向へ移動可能である。また、シート部材２５の一端部すなわちポンプ室側端部には、吸入弁Ｖ１の弁孔２５ａおよび弁座２５ｂが形成されている。また、シート部材２５の他端部には、径外方に延びてシール部材２７を保持する環状のフランジ部２５ｃが一体的に形成されるとともに、フランジ部２５ｃの外周部から軸方向に延びてピストン１５のシリンダ穴１３ａに対する軸方向移動をガイドする円筒状のガイド部２５ｄが一体的に形成されている。

シール部材２７は、シリンダ部材１３とシート部材２５間に介装されてこれら間をシールする環状のシール部材であり、ピストン１５がピストンリターンスプリング２９の付勢力に抗して軸方向に往動されるとき、シート部材２５のフランジ部２５ｃによって押されて軸方向に移動し、ピストン１５がピストンリターンスプリング２９の付勢力によって軸方向に復動されるとき、吸入弁Ｖ１におけるスプリングリテーナ３３の環状フランジ部３３ａによって押されて軸方向に移動する。

ピストンリターンスプリング２９は、圧縮コイルスプリングであり、シリンダ部材１３と吸入弁Ｖ１のスプリングリテーナ３３間に所定の予備荷重を付与して介装されていて、ピストン１５、シート部材２５、シール部材２７および吸入弁Ｖ１等を偏心体３１に向けて付勢している。

吸入弁Ｖ１は、ピストン１５のポンプ室側端部に設けられていて、シート部材２５に形成した弁座２５ｂに着座・離座するボール弁体３５と、このボール弁体３５とスプリングリテーナ３３間に介装されてボール弁体３５を弁座２５ｂに向けて小荷重にて付勢するスプリング３７を備えており、ポンプ室Ｒｏの容積増大時に開き容積減少時に閉じるように構成されている。

吐出弁Ｖ２は、シリンダ部材１３の吐出側端部すなわちポンプ室Ｒｏの吐出側に設けられていて、シリンダ部材１３に形成した弁座１３ｃに着座・離座するボール弁体４１と、このボール弁体４１とキャップ２３間に介装されてボール弁体４１を弁座１３ｃに向けて小荷重にて付勢するスプリング４３を備えており、ポンプ室Ｒｏの容積増大時に閉じ容積減少時に開くように構成されている。

上記のように構成した第１実施形態のピストンポンプにおいては、電気モータ（図示省略）によって偏心体３１が回転駆動されることに伴う偏心体３１とピストンリターンスプリング２９の協同作用より、ピストン１５が軸方向に往復動されて、ポンプ室Ｒｏの容積が増減され、また吸入弁Ｖ１と吐出弁Ｖ２がそれぞれ機能して、吸入口１１ａから吐出口１１ｂに向けて流体が流動する。

ところで、この第１実施形態のピストンポンプにおいては、ピストン１５の外周に形成される複数の連通溝１５ａと、これら連通溝１５ａの外周にてピストン１５に嵌合固定される円筒状のシート部材２５とによって、吸入口１１ａと吸入弁Ｖ１とを接続する流路の一部が形成される。このため、ピストン１５を無切削部品（例えば、鍛造成形品、プレス成形品、樹脂成形品）とすることが可能であり、ピストン１５のコスト低減を図ることが可能である。また、このピストンポンプにおいては、吸入口１１ａと吸入弁Ｖ１とを接続する流路の一部が、上記した連通溝１５ａとシート部材２５によって形成されるため、その大きさに制約を受け難い。このため、吸入口１１ａと吸入弁Ｖ１とを接続する流路の流路抵抗を低減することが可能であり、ポンプ性能の向上を図ることが可能である。

また、この第１実施形態のピストンポンプにおいては、シート部材２５に径外方に延びる環状のフランジ部２５ｃを形成し、シリンダ部材１３とシート部材２５間に介装されてこれら間をシールする環状のシール部材２７をフランジ部２５ｃにて保持するように構成した。このため、シート部材２５をシール保持部材としても機能させることができて、シンプルかつ安価な構成とすることが可能である。

また、この第１実施形態のピストンポンプにおいては、ピストン１５のシリンダ穴１３ａに対する軸方向移動をガイドするガイド部２５ｄをシート部材２５に一体的に形成した。このため、シート部材２５に設けたガイド部２５ｄによってピストン１５の軸方向移動をガイドすることができて、ピストン１５の良好な軸方向移動を保証することが可能である。

上記した第１実施形態においては、シート部材２５を金属のプレス成形品として実施したが、図３に示した第２実施形態または図４に示した第３実施形態のように、シート部材２５を樹脂成形品として実施することも可能である。なお、図３に示した第２実施形態および図４に示した第３実施形態のシート部材２５以外の構成は、上記した第１実施形態と同じであるため、同一符号を付してその説明は省略する。

図３に示した第２実施形態のシート部材２５は、図１に示したシート部材２５と同様に、吸入弁Ｖ１の弁孔２５ａおよび弁座２５ｂを有するとともに、径外方に延びてシール部材２７を保持する環状のフランジ部２５ｃと、フランジ部２５ｃから軸方向に延びてピストン１５のシリンダ穴１３ａに対する軸方向移動をガイドする円筒状のガイド部２５ｄを有している。このため、図３に示した第２実施形態においても、上記した第１実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。

一方、図４に示した第３実施形態のシート部材２５は、図１に示したシート部材２５と同様に、吸入弁Ｖ１の弁孔２５ａおよび弁座２５ｂを有するとともに、軸方向に延びてピストン１５のシリンダ穴１３ａに対する軸方向移動をガイドする円筒状のガイド部２５ｄを有している。また、図４に示したシート部材２５は、その外周部に環状の取付溝２５ｅが形成されていて、この取付溝２５ｅにはシール部材２７が取付けられている。なお、この第３実施形態においては、吸入弁Ｖ１のスプリングリテーナ３３に環状フランジ部３３ａを形成する必要がない。

このため、図４に示した第３実施形態においても、上記した第１実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。また、この第３実施形態においては、シート部材２５に形成すべき弁孔２５ａ、弁座２５ｂ、ガイド部２５ｄ、環状取付溝２５ｅ等を成形時に形成することができて、シート部材２５のコスト低減を図ることが可能である。また、吸入弁Ｖ１のスプリングリテーナ３３に環状フランジ部３３ａを形成する必要がなくて、スプリングリテーナ３３をシンプルかつ安価な構成とすることが可能である。

上記した第１実施形態〜第３実施形態においては、当該ピストンポンプが一般的なピストンポンプである実施形態について説明したが、当該ピストンポンプが特許第３２７８９８２号公報に開示された形式の自吸式ポンプである第４実施形態を図５を参照して以下に説明するとともに、第５実施形態を図６を参照して以下に説明する。

図５に示した第４実施形態においては、フィルタ２１が別の部位に設けられるとともに、摺動リング３９を軸方向へ移動可能に取付けるための環状取付溝２５ｆがシート部材２５に形成されるとともに、この環状取付溝２５ｆの底部と各連通溝１５ａを連通させる径方向の連通孔２５ｇがシート部材２５に形成されている。摺動リング３９は、ポンプ室Ｒｏの容積の増減に同期してピストン１５に対してその軸方向に沿って相対移動可能であり、ポンプハウジング１１内でピストン１５の外周に吸入室Ｒ１と吐出室Ｒ２を区画形成している。

また、この第４実施形態においては、ポンプ室Ｒｏの容積が増加する際に、吸入室Ｒ１と吐出室Ｒ２との連通を摺動リング３９が遮断して、吐出室Ｒ２から各連通溝１５ａと吸入弁Ｖ１を介してポンプ室Ｒｏへ流体が充填されるとともに、吸入室Ｒ１に吸入口１１ａを通して流体が充填され、ポンプ室Ｒｏの容積が減少する際に、吸入室Ｒ１と吐出室Ｒ２とを摺動リング３９が図５に示したように連通させて、吸入室Ｒ１から吐出室Ｒ２へ流体が充填されるように構成されている。なお、第４実施形態の上記した構成以外の構成は、図３に示した上記第２実施形態と実質的に同じ構成であるため、同一符号を付してその説明は省略する。

このため、図５に示した第４実施形態においても、上記した第２実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。また、この第４実施形態においては、当該ピストンポンプを特許第３２７８９８２号公報に開示された形式の自吸式ポンプとすることができて、高動粘度の流体を扱う場合に好適に実施することが可能である。

図６に示した第５実施形態においては、図５に示した樹脂成形品のシート部材２５に代えて、弁孔２５ａと弁座２５ｂを有する金属のプレス成形品の第１シート部材２５Ａと、このプレス成形品の第１シート部材２５Ａと連結されて摺動リング３９のための環状取付溝２５ｆと連通孔２５ｇを有する樹脂成形品の第２シート部材２５Ｂからなるシート部材が採用されている。このため、この第５実施形態においては、上記した第４実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。

また、上記した第１実施形態〜第５実施形態においては、ポンプハウジング１１に組付けたシリンダ部材１３にシリンダ穴１３ａが形成されている実施形態について説明したが、図７に示した第６実施形態のように、ポンプハウジング１１の内孔１１ｃがシリンダ穴とされている実施形態にも本発明は同様に実施することが可能である。なお、図７に示した第６実施形態においては、フィルタ２１が別の部位に設けられていることを除いて、上記第１実施形態の構成と実質的に同じであるため、同一符号を付してその説明は省略する。また、この第６実施形態においては、ピストン１５とシート部材２５の構成が上記第１実施形態のものと実質的に同じであるため、上記第１実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。

本発明によるピストンポンプの第１実施形態を示す全体構成図である。図１のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図である。本発明によるピストンポンプの第２実施形態を示す全体構成図である。本発明によるピストンポンプの第３実施形態を示す全体構成図である。本発明によるピストンポンプの第４実施形態を示す全体構成図である。本発明によるピストンポンプの第５実施形態を示す全体構成図である。本発明によるピストンポンプの第６実施形態を示す全体構成図である。

符号の説明

１１…ポンプハウジング、１１ａ…吸入口、１１ｂ…吐出口、１３…シリンダ部材、１３ａ…シリンダ穴、１５…ピストン、１５ａ…連通溝、１５ｂ…凹部、２５…シート部材、２５ａ…弁孔、２５ｂ…弁座、２５ｃ…フランジ部、２５ｄ…ガイド部、２５ｅ…シール部材用の取付溝、２５ｆ…摺動リング用の取付溝、２５ｇ…連通孔、２７…シール部材、３９…摺動リング、Ｖ１…吸入弁、Ｖ２…吐出弁、Ｒｏ…ポンプ室、Ｒ１…吸入室、Ｒ２…吐出室

Claims

ポンプハウジング内に形成したシリンダ穴にポンプ室を形成し軸方向に往復動されることにより前記ポンプ室の容積を増減するピストンと、このピストンに設けられて前記ポンプ室の容積増大時に開き容積減少時に閉じる吸入弁と、前記ポンプ室の吐出側に設けられて前記ポンプ室の容積減少時に開き容積増大時に閉じる吐出弁とを備えていて、前記ピストンが軸方向に往復動されて前記ポンプ室の容積が増減されることにより吸入口から吐出口に向けて流体が流動するように構成したピストンポンプにおいて、前記ピストンのポンプ室側外周に、軸方向に延びてポンプ室側端部にて互いに連通する複数の連通溝を形成し、これら連通溝のポンプ室側端部外周にて前記ピストンに円筒状のシート部材を嵌合固定し、このシート部材のポンプ室側端部に前記吸入弁の弁孔および弁座を形成したことを特徴とするピストンポンプ。
請求項１に記載のピストンポンプにおいて、前記シート部材に径外方に延びる環状のフランジ部を形成し、前記シリンダ穴と前記シート部材間に介装されてこれら間をシールする環状のシール部材を前記フランジ部にて保持したことを特徴とするピストンポンプ。
請求項１に記載のピストンポンプにおいて、前記シート部材を樹脂成形品によって構成し、同シート部材の外周部に環状の取付溝を形成して、前記シリンダ穴と前記シート部材間に介装されてこれら間をシールする環状のシール部材を前記取付溝に取付けたことを特徴とするピストンポンプ。
請求項２または３に記載のピストンポンプにおいて、前記ピストンの前記シリンダ穴に対する軸方向移動をガイドするガイド部を前記シート部材に一体的に設けたことを特徴とするピストンポンプ。
請求項１〜４の何れか一つに記載のピストンポンプにおいて、前記シリンダ穴は前記ポンプハウジングの内孔に組付けたシリンダ部材に形成されていることを特徴とするピストンポンプ。
請求項１〜５の何れか一つに記載のピストンポンプにおいて、前記ポンプ室の容積の増減に同期して前記ピストンに対してその軸方向に沿って相対移動可能で前記ピストンの外周に吸入室と吐出室を区画形成する摺動リングを軸方向へ移動可能に取付けるための環状取付溝を前記シート部材に形成するとともに、この環状取付溝と前記連通溝を連通させる連通孔を前記シート部材に形成して、前記ポンプ室の容積が増加する際には、前記吸入室と前記吐出室との連通を前記摺動リングが遮断して、前記吐出室から前記吸入弁を介して前記ポンプ室へ流体が充填されるとともに、前記吸入室に前記吸入口を通して流体が充填され、前記ポンプ室の容積が減少する際には、前記吸入室と前記吐出室とを前記摺動リングが連通させて、前記吸入室から前記吐出室へ流体が充填されるように構成したことを特徴とするピストンポンプ。
請求項６に記載のピストンポンプにおいて、前記シート部材は、前記弁孔と前記弁座を有する金属のプレス成形品と、このプレス成形品と連結されて前記摺動リングのための前記環状取付溝と前記連通孔を有する樹脂成形品によって構成されていることを特徴とするピストンポンプ。