JP2005337252A - 摩擦の減少されたピストンポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】ピストンと偏心部材との間の摩擦を最小限にする。
【解決手段】ピストン（３ａ，４ａ）と偏心部材（５）との間に滑りリング（９）が配置されているようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、液圧液を圧送するためのピストンポンプであって、シリンダ部材内で往復するピストンを備えた少なくとも１つのポンプ部材と、ピストンを作動させるために偏心部材を駆動する駆動軸とが設けられている形式のものに関する。

液圧液を圧送するためのピストンポンプは、従来技術から種々様々な構成で公知である。車両用のブレーキ装置ではしばしば、互いに１８０°で対向位置するように配置された２つのポンプ部材の組み込まれたラジアルピストンポンプが使用される。このようなラジアルピストンポンプは、一般にピストン又はシリンダに配置されたシールリングの形のシール部材を備えた円筒形のピストンを有している。当該ポンプはしばしば偏心部材によって駆動され、互いに向かい合ったポンプ部材が交互にシステム圧を形成する。この場合、第１のポンプ部材において圧力を形成している間、第２のポンプ部材は吸込み段階にある。ピストンは、それぞれ戻しばねによって偏心部材に対して押圧される。この戻しばね力に加えて、作動中、ブレーキ装置の特定の制御状態においてしばしばピストンを介して偏心器に作用する付加的な力が加わる。ピストンと偏心部材との間の滑り動作に基づいて、作動中は強度の摩耗が偏心部材と接触するピストン端部に発生する。この場合、ピストン延いてはピストンのガイドリング若しくはピストンのシールリングに横方向力が加えられる恐れがあるので、ピストンポンプの耐用年数にわたって生ぜしめられる摩耗ジオメトリは不都合になり得る。このことは、ピストンポンプの早期故障の一因である。摩耗を最小限にするためには、転動体に支承されたアウタリングを備えた偏心軸受けを設けることが既に提案されており、これにより、ピストンとアウタリングとの間の転がり摩擦が保証される。但し、システム圧を形成するポンプ部材の力は、吸込み段階にあるポンプ部材の力よりも常に大である。このことは、圧力を形成するピストンの端面に接する偏心軸受けのアウタリングを転動させる一方で、吸込み段階にあるピストン部材のピストンを偏心軸受けのアウタリングに沿って滑動させなければならなくさせ、このことが前記摩耗を生ぜしめる。従って、偏心軸受けを使用しても、満足のいく摩耗防止は保証することができない。

本発明の課題は、公知の欠点を回避することにある。

この課題を解決するために本発明では、ピストンと偏心部材との間に滑りリングが配置されているようにした。

請求項１の特徴部に記載の構成を有する本発明によるピストンポンプは、ピストンと偏心部材との間の摩擦が最小限にされているという利点を有している。このことは本発明に基づいて、ピストンと偏心部材との間に付加的な滑りリングが配置されていることによって達成される。この滑りリングは、偏心部材に関して相対回動不能に配置されており且つピストンによって、ピストンストローク中に該ピストンの軸方向で運動される。当該の付加的な滑りリングは、ピストン端面及び偏心輪における摩耗を防止するので、摩耗に基づいて付加的な横方向力がピストンに加えられることはない。これにより、本発明によるピストンポンプの耐用年数は著しく増大され得る。従来のピストンポンプと比較すると、耐用年数は約５倍だけ増大されている。

本発明の有利な改良は従属請求項に記載されている。

有利には、偏心部材が、転動体に支承されたアウタリングを備えた偏心軸受けを有している。これにより、偏心軸受けのアウタリングと滑りリングの内周面との間の転がり摩擦が保証される。これにより、滑りリングの摩耗も最小限にされる。

滑りリングは、ある程度のフレキシビリティーを有しており、更に、有利には固有弾性を有しているので、これにより、常に出発位置へ戻ろうとする傾向を有している。

ピストンを滑りリングに確実に配置するためには、滑りリングは有利にはピストンの一部を収容するための切欠きを有している。特に有利には、ピストンが切欠き内で、例えばプレス嵌め又は接着等によって位置固定されている。これにより、ピストンにおける引っ張り力も吸収され得る。

更に有利には、軸方向でピストン用のストッパを供給するために、滑りリングは半径方向及び周方向で見て突出した領域を有している。ピストンは、この突出域に直接に接触する。特に有利には、滑りリングは半径方向及び周方向で見て突出した２つの領域を、軸方向を向いたピストンの両側面に有しており、これにより、ピストンのための１つのストッパが両軸方向で供給される。

滑りリングは、有利には金属材料、プラスチック材料又は金属材料とプラスチック材料との混合物から製作されている。特に有利には、滑りリングを製作するために「メタルインジェクションモールディング法（ＭＩＭ法）」が用いられる。この場合、滑りリングを形成するためには金属粉とプラスチック粉との混合物が射出され、次いで、プラスチックを滑りリングから排除するために、射出された中間製品の後加工が行われる。これにより、最終製品としては、焼結物のような金属粉から成る滑りリングが製作されている。

有利には、本発明によるピストンポンプは、１つの偏心部材によって駆動可能な２つのポンプ部材を有している。この場合、両ポンプ部材は、有利には１８０°で互いに向かい合うように配置されている。これにより、一方のポンプ部材が吸込み段階にあるのに対して他方のポンプ部材は吐出し段階にある構成が実現され得る。この場合、両ポンプ部材が同時に吸込み段階若しくは吐出し段階に位置することは決してない。

有利には、ポンプ部材が吸込み段階にある場合に、ポンプ部材の範囲内で偏心部材と滑りリングの内周面との間に間隙が位置するように、滑りリングが設計されている。換言すると、偏心部材と滑りリングの内面との間で、一方のポンプ部材のピストンが滑りリングの外周面に位置するポジションに間隙が設けられており、この場合、前記ポンプ部材は吸込み段階にある。この手段によって、吸込み段階中の滑りリングと偏心部材との間の摩擦が防止され得る。従って、ピストンポンプの全体摩擦が大幅に減少される。

本発明によるピストンポンプは、特に有利には車両のブレーキ装置に使用される。この場合、更に有利には、ブレーキ装置に例えばＥＳＰ，ＡＳＲ，ＥＨＢ等の電子制御装置が装備されている。

以下に、本発明を実施するための最良の形態に基づくピストンポンプ１を、図１〜図４につき詳しく説明する。

特に図１及び図２から判るように、ピストンポンプ１は内部に２つのシリンダ２ａ，２ｂが設けられたケーシング２を有している。これらのシリンダ内には各１つのポンプ部材が配置されている。より正確には、第１のシリンダ２ａには第１のポンプ部材３が配置されており、第２のシリンダ２ｂには第２のポンプ部材４が配置されている。第１のポンプ部材３は、端面３ｂを備えたピストン３ａ及びガイドリング１３を有している。第２のポンプ部材４は、端面４ｂを備えたピストン４ａ及びガイドリング１３をやはり有している。ピストン部材３，４は図１及び図２に部分的にのみ示されているに過ぎず、その他の点においては公知の形式で構成されている。

特に図２から判るように、ピストンポンプ１は更に駆動軸１２を有しており、この駆動軸１２はケーシング２内に設けられた軸受け１４，１５に支承されている。駆動軸１２は、公知の形式でモータによって駆動される。駆動軸１２のやや縮小された直径を有する範囲に偏心部材５が配置されている。この偏心部材５は、駆動軸１２に固定された偏心輪８、アウタリング６及び偏心輪８とアウタリング６との間に配置された多数の転動体７を有している。即ち、偏心部材５は本実施例では偏心軸受けとして形成されている。

図１及び図２から判るように、偏心部材５とポンプ部材３，４との間には滑りリング９が配置されている。この滑りリング９は第１の切欠き１０ａ及び第２の切欠き１０ｂを有しており、これらの切欠き１０ａ，１０ｂにはピストン３ａ，４ａの端面が収容されている。より正確には、ピストン３ａの端面３ｂが切欠き１０ａに収容されており、ピストン４ａの端面４ｂが切欠き１０ｂに収容されている。この場合、切欠き１０ａ，１０ｂはピストン形状に対応して円筒形の切欠きとして形成されており、しかも、これらの切欠きの一方の軸方向側は開いている（図２参照）。即ち、当該切欠きはほぼＵ字形の形状を有している。従って、ピストン３ａ，４ａは完全に切欠きの縁部によって包囲されてはいない。より良好に固定するためには、ピストン３ａ，４ａと切欠き１０ａ，１０ｂとの間に簡単なプレス嵌め部が形成されていてよいか、又はピストンの端面が滑りリング９に接着されてよい。

滑りリング９は、有利には金属材料から製作されており且つ偏心部材５に関して相対回動不能に配置されている。但し、滑りリング９はピストンの運動によって駆動軸１２の半径方向で押し付けられるか若しくは半径方向で戻される。即ち、滑りリング９は半径方向である程度の弾性を有している。この場合、滑りリング９は更に特定の固有弾性度を有しているので、繰り返しその出発位置を占めようとする傾向にある。

特に図２から判るように、滑りリング９にはポンプ部材３，４の領域内に形成された、部分的に環状の縁部１１が設けられている。この縁部１１は、ピストン３ａ，４ａを軸方向で支持するために役立ち且つピストンの片側にしか形成されていない。この場合、縁部１１はピストンの側壁のための接触面として役立つ。本発明の択一的な実施例では、ピストンの他方の側、即ち縁部１１の反対側にも、もう１つの別の縁部が配置されていてよいということを述べておく。これにより、駆動軸１２の両軸方向Ｘ−Ｘで見て１つのストッパが設けられている。

次に、本発明によるピストンポンプ１の機能形式を説明する。特に図３及び図４に示した概略図から判るように、ポンプ部材３，４が１８０°で対向位置するこの配置形式では、ポンプ部材３が吸込み段階にあると同時に他方のポンプ部材は吐出し段階にある。図３には、偏心輪が駆動軸線Ｘ−Ｘに関して０°の角度に位置するピストンポンプの位置が示されている。図３及び図４では偏心部材５の回転方向は符号Ｒで表されており、符号Ｅは偏心軸線を表している。図３に示した状態では、第１のピストン３ａは吸込み段階にある、つまり、第１のピストン３ａは矢印Ａに対応して下方に向かって運動する。第２のピストン４ａは吐出し段階にあり且つ図示の矢印方向Ｂに対応して、やはり下方に向かって運動する。この場合、偏心部材５と滑りリング９の内面９ａとの間にはギャップＳが存在している。このギャップＳは、吸込み段階にあるポンプ部材の領域に位置している。当該ギャップが設けられていることによって、吸込み段階のポンプ部材に関して滑りリング９の内周面９ａと偏心部材５との間に接触が生じないということが保証される。これにより、摩擦を著しく減らすことができる。この場合、ギャップＳの大きさは、吸込み段階において偏心部材５と内周面９ａとの間で接触が行われない程度でしかなくてよい。

偏心部材５が矢印方向Ｒで更に回動すると図４に示した位置に到達し、この位置において偏心部材５は、図３に示した位置と比較して９０°だけ回動した。この場合、第１のピストン３ａは下死点ＵＴに位置し且つ第２のピストン４ａは上死点ＯＴに位置している。この状態ではギャップＳは未だに偏心部材５と、ちょうど吸込み段階を終えた第１のポンプ部材３との間に存在している。今、偏心部材５が更に回動すると、この偏心部材５はピストンポンプの新たな吐出し側、つまり、第１のポンプ部材３に面した側の滑りリング９の内周面９ａと接触して、ギャップＳは反対側、つまり、第２のポンプ部材４に接した滑りリング９の内周面９ａに形成される。それというのも、今や第２のポンプ部材４が吸込み段階にあるからである。

従って、本発明では、ピストン３ａ，４ａと偏心部材５との間の付加的な滑りリング９によって、ピストンと偏心部材との間に滑り摩擦が生じる恐れがない。これにより、ピストン３ａ，４ａの端面が早期に摩耗し延いてはポンプの欠陥を生ぜしめるということが防止可能である。更に、偏心部材５が偏心軸受けとして形成されているので、吐出し段階にあるポンプ部材の領域内でアウタリング６が滑りリング９の内周面９ａと接触している間はその都度転がり摩擦が実現されており、これにより、ピストンポンプ１の全体摩擦は大幅に減少され得る。このようなピストンポンプの運転時間は、従来技術において公知のピストンポンプの約２００時間の運転時間と比較して、約１０００時間であってよい。このようなピストンポンプは、特に有利にはブレーキ装置の制御システムとの関連において使用されるので、当該ピストンポンプは適当な圧力要求が制御システムによって規定される場合にのみ作動する。即ち、本発明に基づいて、車両の耐用年数全体にわたって使用可能であり続けるピストンポンプを提供することができるので、このようなピストンポンプの手間のかかる修理若しくは交換は最早不要である。これにより、車両のブレーキ装置の保守整備において、コストに関する大きな利点が得られる。

本発明の１実施例に基づくピストンポンプの概略横断面図である。 図１に示した線ＩＩ−ＩＩに沿った横断面図である。 作動原理を明らかにするための、図１及び図２に示したピストンポンプの概略断面図であり、この場合、偏心部材は第１の位置に位置している。 作動原理を明らかにするための、図１及び図２に示したピストンポンプの概略断面図であり、この場合、偏心部材は図３に示した位置とは異なる第２の位置に位置している。

符号の説明

１ ピストンポンプ、 ２ ケーシング、 ２ａ，２ｂ シリンダ、 ３ 第１のポンプ部材、 ３ａ，４ａ ピストン、 ３ｂ、４ｂ 端面、 ４ 第２のポンプ部材、 ５ 偏心部材、 ６ アウタリング、 ７ 転動体、 ８ 偏心輪、 ９ 滑りリング、 ９ａ 内周面、 １０ａ，１０ｂ 切欠き、 １１ 縁部、 １２ 駆動軸、 １３ ガイドリング、 １４，１５ 軸受け、 Ｓ ギャップ、 ＯＴ 上死点、 ＵＴ 下死点

Claims (10)

1. 液圧液を圧送するためのピストンポンプであって、シリンダ部材（２ａ，２ｂ）内で往復するピストン（３ａ，３ｂ）を備えた少なくとも１つのポンプ部材（３，４）と、ピストン（３ａ，４ａ）を作動させるために偏心部材（５）を駆動する駆動軸（１２）とが設けられている形式のものにおいて、
   ピストン（３ａ，４ａ）と偏心部材（５）との間に滑りリング（９）が配置されていることを特徴とする、ピストンポンプ。
2. 偏心部材（５）がアウタリング（６）を備えた偏心軸受けを含む、請求項１記載のピストンポンプ。
3. 滑りリング（９）が、ピストン（３ａ，４ａ）を収容するための切欠き（１０ａ，１０ｂ）を有している、請求項１又は２記載のピストンポンプ。
4. ピストン（３ａ，４ａ）が切欠き（１０ａ，１０ｂ）内で位置固定されている、請求項３記載のピストンポンプ。
5. 滑りリングが、駆動軸の半径方向及び周方向で見て突出した１領域（１１）を有しており、これにより、ピストン（３ａ，４ａ）のための１軸方向でのストッパが供給されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のピストンポンプ。
6. ピストン（３ａ，４ａ）のための両軸方向（Ｘ−Ｘ）でのストッパを供給するために、滑りリング（９）が２つの突出した領域（１１）を有している、請求項５記載のピストンポンプ。
7. 滑りリング（９）が金属材料、プラスチック又は金属とプラスチックとの混合物から製作されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のピストンポンプ。
8. 偏心部材（５）によって駆動可能な第１のポンプ部材（３）と第２のポンプ部材（４）とが設けられており、第１のポンプ部材（３）が第２のポンプ部材（４）に、偏心部材（５）に関して１８０°で向かい合うように配置されている、請求項１から７までのいずれか１項記載のピストンポンプ。
9. 偏心部材（５）と滑りリング（９）の内周面（９ａ）との間で、該内周面（９ａ）の一方のポンプ部材に対応する領域にギャップ（Ｓ）が設けられており、該ギャップ（Ｓ）がポンプ部材の吸込み段階全体にわたって存在している、請求項１から８までのいずれか１項記載のピストンポンプ。
10. 請求項１から９までのいずれか１項記載のピストンポンプを有するブレーキ装置。

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