JP2013189965A - Piston pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ピストンの往復動に伴って流体を吸入し吐出するピストンポンプに関するものである。 The present invention relates to a piston pump that sucks and discharges fluid as a piston reciprocates.
従来のピストンポンプは、シリンダ内でピストンが往復動してポンプ室の容積が変化することにより、吸入行程では吸入弁が開弁して吸入通路からポンプ室へ流体が吸入され、吐出行程では吐出弁が開弁してポンプ室から吐出通路へ流体が吐出されるようになっている(例えば、特許文献1、2参照)。 In a conventional piston pump, the piston reciprocates in the cylinder and the volume of the pump chamber changes, so that the suction valve opens in the suction stroke, and fluid is sucked into the pump chamber from the suction passage, and the discharge is discharged in the discharge stroke. The valve is opened, and fluid is discharged from the pump chamber to the discharge passage (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
特許文献1に示されたピストンポンプは、シリンダの吸入口とポンプ室との間が、ピストンの外周面に形成された環状の溝やピストンの内部に形成された連通孔を介して連通されている。また、吸入弁および吐出弁は球状の弁体およびコイルスプリングを備えている。そして、吸入弁はポンプ室に配置され、吐出弁はポンプ室の外に配置され、さらに、吸入弁および吐出弁はポンプ軸方向に直列に配置されている。 In the piston pump disclosed in Patent Document 1, the suction port of the cylinder and the pump chamber are communicated with each other via an annular groove formed in the outer peripheral surface of the piston or a communication hole formed in the piston. Yes. The suction valve and the discharge valve are provided with a spherical valve body and a coil spring. The suction valve is disposed in the pump chamber, the discharge valve is disposed outside the pump chamber, and the suction valve and the discharge valve are disposed in series in the pump axial direction.
特許文献2に示されたピストンポンプは、吸入弁は球状の弁体およびコイルスプリングを備え、ポンプハウジング内に配置されている。また、吐出弁は球状の弁体およびコイルスプリングを備え、ポンプ室の外に配置されている。
In the piston pump disclosed in
しかしながら、特許文献1に示されたピストンポンプは、ピストンの外周面に環状の溝を有するため、ピストンのポンプ軸方向長さが長くなってしまう。また、吸入弁の弁体およびコイルスプリングはポンプ軸方向に直列に配置されるため、弁体およびコイルスプリングが収容されるポンプ室のポンプ軸方向長さが長くなってしまう。さらに、吸入弁および吐出弁はポンプ軸方向に直列に配置されるため、ピストンポンプのポンプ軸方向長さが長くなってしまう。したがって、特許文献1に示されたピストンポンプは、ポンプ軸方向長さがきわめて長くなってしまうという問題があった。 However, since the piston pump shown in Patent Document 1 has an annular groove on the outer peripheral surface of the piston, the length of the piston in the pump axial direction becomes long. Further, since the valve body and the coil spring of the suction valve are arranged in series in the pump axial direction, the length in the pump axial direction of the pump chamber in which the valve body and the coil spring are accommodated becomes long. Furthermore, since the suction valve and the discharge valve are arranged in series in the pump axial direction, the length of the piston pump in the pump axial direction becomes long. Therefore, the piston pump disclosed in Patent Document 1 has a problem that the axial length of the pump is extremely long.
一方、特許文献2に示されたピストンポンプは、吸入弁がポンプハウジング内に配置されるため、特許文献1に示されたピストンポンプよりもポンプ軸方向長さが短くなるものの、吸入弁がポンプ軸線からポンプ径方向に離れた位置に配置されるため、ピストンポンプのポンプ径方向の占有面積が大きくなってしまうという問題があった。
On the other hand, in the piston pump shown in
本発明は上記点に鑑みて、ピストンポンプのポンプ軸方向長さを短くするとともに、ピストンポンプのポンプ径方向の占有面積を小さくすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to shorten the length of the piston pump in the pump axial direction and to reduce the occupied area of the piston pump in the pump radial direction.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、外部の吸入通路(103)からポンプ室(20)に流体を導入する吸入口(161)およびポンプ室の流体を外部の吐出通路(104)に吐出する吐出口(162)を有する筒状のシリンダ(16)と、シリンダ内に摺動自在に挿入され、シリンダとともにポンプ室を区画形成し、往復動によりポンプ室の容積を変化させるピストン(18)と、吸入口を開閉する吸入弁(28)と、吐出口を開閉する吐出弁(30)とを備え、吸入口の一端は、シリンダの内周面に開口し、吸入弁は、吸入口を閉じる向きの弾性力を発生する吸入側弾性片(281)を有しており、吸入側弾性片は、円弧状に成形されシリンダの内周面に沿って配置される板材または線材からなることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the suction port (161) for introducing a fluid from the external suction passage (103) to the pump chamber (20) and the fluid in the pump chamber are connected to the external discharge passage ( 104) and a cylindrical cylinder (16) having a discharge port (162) for discharging into the cylinder, and slidably inserted into the cylinder, partitioning the pump chamber together with the cylinder, and changing the volume of the pump chamber by reciprocation. A piston (18), a suction valve (28) that opens and closes the suction port, and a discharge valve (30) that opens and closes the discharge port. One end of the suction port opens to the inner peripheral surface of the cylinder. And a suction side elastic piece (281) that generates an elastic force in the direction of closing the suction port, and the suction side elastic piece is formed in an arc shape and disposed along the inner peripheral surface of the cylinder. It is characterized by comprising.
これによると、ピストンの外周面の溝が不要であることと、吸入弁のポンプ軸方向長さが短くなることとが相俟って、ピストンポンプのポンプ軸方向長さを短くすることができる。また、吸入弁がシリンダの内周側に配置されるため、ピストンポンプのポンプ径方向の占有面積を小さくすることができる。 According to this, the fact that the groove on the outer peripheral surface of the piston is not necessary and the pump axial length of the suction valve is shortened, the pump axial length of the piston pump can be shortened. . Further, since the suction valve is arranged on the inner peripheral side of the cylinder, the occupied area in the pump radial direction of the piston pump can be reduced.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について説明する。本実施形態のポンプは、ABS制御を行う車両用ブレーキ装置における、ブレーキ液を高圧化するためのポンプとして用いられる。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described. The pump of this embodiment is used as a pump for increasing the pressure of brake fluid in a vehicle brake device that performs ABS control.
図1に示すように、例えばアルミニウムよりなる金属製のハウジング10には、円柱穴形状の第1ハウジング孔101、および第1ハウジング孔101に対して直交する第2ハウジング孔102が形成されている。第1ハウジング孔101は、一端側が外部に開口しており、外部開口端から内部に向かって内径が段階的に小さくなっている。第1ハウジング孔101の内側開口端は、第2ハウジング孔102に連通している。
As shown in FIG. 1, a
また、ハウジング10には、第1ハウジング孔101に開口する吸入通路103、および第1ハウジング孔101に開口する吐出通路104が形成されている。そして、吸入通路103等を介して後述するポンプ室20にブレーキ液が吸入され、高圧化されたブレーキ液がポンプ室20から吐出通路104へ吐出されるようになっている。
Further, the
第2ハウジング孔102には、図示しない駆動手段(例えば、電動モータ)の回転軸12が配置されている。この回転軸12には、回転軸12の回転中心に対して偏心したカム14が一体に形成されている。
In the
第1ハウジング孔101には、金属よりなる有底円筒状のシリンダ16が圧入されている。このシリンダ16内に、金属よりなる円柱状のピストン18が摺動自在に挿入されている。そして、シリンダ16とピストン18とによってポンプ室20が区画形成されている。
A bottomed
ピストン18は、ポンプ室20に配置されたリターンスプリング22によりカム14に向かって付勢されて、カム14に当接している。そして、回転軸12の回転に伴ってピストン18が往復動することにより、ポンプ室20の容積が変化するようになっている。
The
シリンダ16の円筒部には、径方向に貫通して吸入通路103とポンプ室20とを連通させる吸入口161が形成されている。この吸入口161は、従来のピストンポンプのようにピストンに形成された溝や連通孔を介することなく、ポンプ室20に直接連通している。また、吸入口161は、本例では、シリンダ周方向に180°ずれた位置に2個配置されている。但し、吸入口161は、1個でもよいし、3個以上でもよい。
A
シリンダ16の円筒部には、径方向に貫通して吐出通路104とポンプ室20とを連通させる吐出口162が形成されている。
A
第1ハウジング孔101とピストン18との間には、ポンプ室20で高圧化されたブレーキ液がピストン18の外周面から第2ハウジング孔102側に漏れることを防止するシール部材24、および環状のガイド部材26が配置されている。
Between the
シール部材24は、樹脂にて環状に形成されてその内周面がピストン18と摺動するシールリング241、およびゴム等の弾性体にて形成されてその内周面がシールリング241に当接し且つその外周面が第1ハウジング孔101に当接するOリング242とを備えている。
The
シリンダ16の内周側には、吸入口161を開閉する吸入弁28が配置されている。図1〜図4に示すように、吸入弁28は、金属製の板材を円弧状に成形した吸入側弾性片281にて構成されており、シリンダ16の内周面に沿って配置されている。この吸入側弾性片281の周方向中間部には、径方向外側に突出するように折り曲げられた吸入側突起部281aが設けられている。
A
図1、図5に示すように、シリンダ16の内周面には、環状の吸入側収容溝163が形成されており、この吸入側収容溝163内に吸入側弾性片281が収容されるとともに、吸入側収容溝163に吸入口161が開口している。また、吸入側収容溝163内には、吸入側挿入穴164が形成されており、この吸入側挿入穴164に吸入側突起部281aが挿入されている。
As shown in FIGS. 1 and 5, an annular suction
そして、吸入側弾性片281は、その一部が吸入側収容溝163の底面と接離して吸入口161を開閉するとともに、吸入口161を閉じる向きの弾性力を発生する。より詳細には、ポンプ室20の圧力が吸入通路103の圧力よりも所定値以上低い場合は、吸入側弾性片281は自身が発生する弾性力に抗して弾性変形し、吸入口161に対向する部位付近が吸入側収容溝163内のシリンダ内周面から離れて吸入口161を開く。また、ポンプ室20と吸入通路103の圧力差(=「吸入通路103の圧力」−「ポンプ室20の圧力」)が小さい場合やポンプ室20の圧力が吸入通路103の圧力よりも高い場合は、吸入側弾性片281は自身が発生する弾性力によりシリンダ内周面に密着して吸入口161を閉じる。
A part of the suction side
シリンダ16の外周側には、吐出口162を開閉する吐出弁30が配置されている。図1、図6〜図8に示すように、吐出弁30は、金属製の板材を円弧状に成形した吐出側弾性片301にて構成されており、シリンダ16の外周面に沿って配置されている。この吐出側弾性片301の周方向一端部には、径方向内側に突出するように折り曲げられた吐出側突起部301aが設けられている。
A
図1、図9、図10に示すように、シリンダ16の外周面には、環状の吐出側収容溝165が形成されており、この吐出側収容溝165内に吐出側弾性片301が収容されるとともに、吐出側収容溝165に吐出口162が開口している。また、吐出側収容溝165内には、吐出側挿入穴166が形成されており、この吐出側挿入穴166に吐出側突起部301aが挿入されている。
As shown in FIGS. 1, 9, and 10, an annular discharge
そして、吐出側弾性片301は、その一部が吐出側収容溝165の底面と接離して吐出口162を開閉するとともに、吐出口162を閉じる向きの弾性力を発生する。より詳細には、ポンプ室20の圧力が吐出通路104の圧力よりも所定値以上高い場合は、吐出側弾性片301は自身が発生する弾性力に抗して弾性変形し、吐出口162に対向する部位付近が吐出側収容溝165内のシリンダ外周面から離れて吐出口162を開く。また、ポンプ室20と吐出通路104の圧力差(=「ポンプ室20の圧力」−「吐出通路104の圧力」)が小さい場合やポンプ室20の圧力が吐出通路104の圧力よりも低い場合は、吐出側弾性片301は自身が発生する弾性力によりシリンダ外周面に密着して吐出口162を閉じる。
A part of the ejection-side
吐出側収容溝165内には、シリンダ軸方向に延びるスリット167が形成されている。このスリット167の一端側は吐出口162に連通し、スリット167の他端側は吐出側弾性片301にて閉じられない位置まで延びている。したがって、吐出通路104と吐出口162はスリット167を介して常時連通している。
A
次に、上記構成になるポンプの作動について説明する。 Next, the operation of the pump configured as described above will be described.
回転軸12とともにカム14が回転すると、ピストン18がシリンダ16内を往復動する。そして、ピストン18がリターンスプリング22によりカム14側に向かって押し戻される吸入行程では、ポンプ室20の圧力が吸入通路103の圧力よりも低くなり、吸入側弾性片281が弾性変形して吸入口161が開かれ、吸入通路103から吸入口161を介してポンプ室20にブレーキ液が吸入される。
When the
一方、ピストン18がカム14により押し出される吐出行程では、ポンプ室20の圧力が吐出通路104の圧力よりも高くなり、吐出側弾性片301が弾性変形して吐出口162が開かれ、ポンプ室20内の高圧化されたブレーキ液は、吐出口162を介して吐出通路104に吐出される。
On the other hand, in the discharge stroke in which the
本実施形態によると、以下のような効果を得ることができる。 According to this embodiment, the following effects can be obtained.
まず、本実施形態の吸入弁28を用いることにより、従来のピストンポンプにおけるピストンの外周面の溝を不要にすることができるとともに、吸入弁28のポンプ軸方向長さを短くすることができる。したがって、それらが相俟って、ピストンポンプのポンプ軸方向長さを短くすることができる。
First, by using the
また、本実施形態の吐出弁30を用いることにより、吐出弁30をシリンダ16の外周側に配置することができるため、ピストンポンプのポンプ軸方向長さをさらに短くすることができる。
Moreover, since the
さらに、吸入弁28がシリンダ16の内周側に配置されるため、ピストンポンプのポンプ径方向の占有面積を小さくすることができる。
Furthermore, since the
さらにまた、吸入弁28を構成する吸入側弾性片281が吸入口161を開閉する機能を備えているため弁体が不要であり、吸入弁28の構成を簡素にすることができる。
Furthermore, since the suction side
また、シリンダ16の吸入側収容溝163に吸入弁28を収容することにより、吸入弁28のポンプ軸方向位置決めを行うことができる。
Further, the
さらに、シリンダ16の吸入側挿入穴164と吸入弁28の吸入側突起部281aとの係合により、吸入弁28のポンプ周方向位置決めを行うことができる。
Further, the engagement of the suction
さらにまた、シリンダ16の吐出側挿入穴166に吐出弁30の吐出側突起部301aとの係合により、吐出弁30のポンプ周方向位置決めを行うことができる。
Furthermore, the
また、本実施形態のシール部材24を用いることにより、シール部材を収容する溝をピストンに形成する必要がなくなり、ピストン18の形状を簡素にすることができる。
Further, by using the
さらに、吐出通路104と吐出口162はスリット167を介して常時連通しているため、ポンプ停止中にポンプ室20が負圧状態で放置されることを防止することができる。
Furthermore, since the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、吸入弁28および吐出弁30の構成が第1実施形態と異なる。その他に関しては第1実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. This embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the
図11に示すように、吸入弁28は、金属製の板材を円弧状に成形した吸入側弾性片281、およびシリンダ16の内周面と接離して吸入口161を開閉する吸入側弁体282にて構成されている。この吸入側弁体282は、樹脂またはゴムよりなり、円板状に形成されている。そして、吸入側弁体282は、吸入口161を閉じる向きに吸入側弾性片281にて付勢されている。
As shown in FIG. 11, the
シリンダ16の吸入側収容溝163内には、円柱穴形状の吸入側収容穴168が形成されており、この吸入側収容穴168内に吸入側弁体282が収容されるとともに、吸入側収容穴168に吸入口161が開口している。
A cylinder-side suction
そして、ポンプ室20の圧力が吸入通路103の圧力よりも所定値以上低い場合は、吸入側弾性片281が弾性変形し、吸入側弁体282が吸入側収容穴168内のシリンダ内周面から離れて吸入口161を開く。また、ポンプ室20と吸入通路103の圧力差(=「吸入通路103の圧力」−「ポンプ室20の圧力」)が小さい場合やポンプ室20の圧力が吸入通路103の圧力よりも高い場合は、吸入側弾性片281に付勢されて吸入側弁体282がシリンダ内周面に密着し、吸入口161を閉じる。
When the pressure in the
吐出弁30は、金属製の板材を円弧状に成形した吐出側弾性片301、およびシリンダ16の外周面と接離して吐出口162を開閉する吐出側弁体302にて構成されている。この吐出側弁体302は、樹脂またはゴムよりなり、円板状に形成されている。そして、吐出側弁体302は、吐出口162を閉じる向きに吐出側弾性片301にて付勢されている。
The
シリンダ16の吐出側収容溝165内には、円柱穴形状の吐出側収容穴169が形成されており、この吐出側収容穴169内に吐出側弁体302が収容されるとともに、吐出側収容穴169に吐出口162が開口している。
A discharge
そして、ポンプ室20の圧力が吐出通路104の圧力よりも所定値以上高い場合は、吐出側弾性片301が弾性変形し、吐出側弁体302が吐出側収容穴169内のシリンダ外周面から離れて吐出口162を開く。また、ポンプ室20と吐出通路104の圧力差(=「ポンプ室20の圧力」−「吐出通路104の圧力」)が小さい場合やポンプ室20の圧力が吐出通路104の圧力よりも低い場合は、吐出側弾性片301に付勢されて吐出側弁体302がシリンダ外周面に密着し、吐出口162を閉じる。
When the pressure in the
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態は、吸入弁28の構成が第1実施形態と異なる。その他に関しては第1実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the configuration of the
図12、図13に示すように、吸入弁28は、金属よりなる断面が円形の線材を円弧状に成形した吸入側弾性片281にて構成されている。この吸入側弾性片281の周方向一端部には、径方向外側に突出するように折り曲げられた吸入側突起部281aが設けられている。
As shown in FIGS. 12 and 13, the
シリンダ16の吸入側収容溝163内には、断面が半円形または円弧状の吸入側シート溝170が、シリンダ周方向に沿って形成されており、この吸入側シート溝170内に吸入側弾性片281が収容されるとともに、吸入側シート溝170に吸入口161が開口している。吸入口161は、シリンダ周方向に沿って3個形成されている。
A suction
なお、吸入側挿入穴164は、シリンダ周方向に180°ずれた位置にある吸入口161を例えばドリルで加工する際に、その吸入口161を加工後ドリルをさらに進めて加工することができる。
Note that the suction
そして、吸入側弾性片281は、その一部が吸入側シート溝170内のシリンダ内周面と接離して吸入口161を開閉するとともに、吸入口161を閉じる向きの弾性力を発生する。より詳細には、ポンプ室20の圧力が吸入通路103の圧力よりも所定値以上低い場合は、吸入側弾性片281は自身が発生する弾性力に抗して弾性変形し、吸入口161に対向する部位付近がシリンダ内周面から離れて吸入口161を開く。また、ポンプ室20と吸入通路103の圧力差(=「吸入通路103の圧力」−「ポンプ室20の圧力」)が小さい場合やポンプ室20の圧力が吸入通路103の圧力よりも高い場合は、吸入側弾性片281は自身が発生する弾性力によりシリンダ内周面に密着して吸入口161を閉じる。
A part of the suction side
なお、吐出弁30についても、本実施形態の吸入弁28と同様の構成にすることができる。すなわち、吐出弁30は、金属よりなる断面が円形の線材を円弧状に成形した吐出側弾性片にて構成することができる。
The
また、本実施形態は、上記第1、第2実施形態と組み合わせが可能である。 Further, this embodiment can be combined with the first and second embodiments.
(他の実施形態)
上記各実施形態では、本発明を車両用ブレーキ装置のポンプに適用したが、本発明は他の用途のポンプにも適用することができる。
(Other embodiments)
In each said embodiment, although this invention was applied to the pump of the brake device for vehicles, this invention is applicable also to the pump of another use.
16 シリンダ
18 ピストン
20 ポンプ室
28 吸入弁
30 吐出弁
103 吸入通路
104 吐出通路
161 吸入口
162 吐出口
281 吸入側弾性片
16
Claims (8)
前記シリンダ内に摺動自在に挿入され、前記シリンダとともに前記ポンプ室を区画形成し、往復動により前記ポンプ室の容積を変化させるピストン(18)と、
前記吸入口を開閉する吸入弁(28)と、
前記吐出口を開閉する吐出弁(30)とを備え、
前記吸入口の一端は、前記シリンダの内周面に開口し、
前記吸入弁は、前記吸入口を閉じる向きの弾性力を発生する吸入側弾性片(281)を有しており、該吸入側弾性片は、円弧状に成形され前記シリンダの内周面に沿って配置される板材または線材からなることを特徴とするピストンポンプ。 A cylindrical port having a suction port (161) for introducing a fluid from an external suction passage (103) into the pump chamber (20) and a discharge port (162) for discharging the fluid in the pump chamber to an external discharge passage (104). A cylinder (16);
A piston (18) that is slidably inserted into the cylinder, defines the pump chamber together with the cylinder, and changes the volume of the pump chamber by reciprocation;
A suction valve (28) for opening and closing the suction port;
A discharge valve (30) for opening and closing the discharge port,
One end of the suction port opens to the inner peripheral surface of the cylinder,
The suction valve has a suction side elastic piece (281) that generates an elastic force in a direction to close the suction port, and the suction side elastic piece is formed in an arc shape along the inner peripheral surface of the cylinder. A piston pump characterized by comprising a plate material or a wire material arranged.
前記シリンダの内周面に、前記吸入側突起部が挿入される吸入側挿入穴(164)が形成されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載のピストンポンプ。 The suction side elastic piece includes a suction side protrusion (281a),
The piston pump according to any one of claims 1 to 4, wherein a suction side insertion hole (164) into which the suction side protrusion is inserted is formed on an inner peripheral surface of the cylinder.
前記吐出弁は、前記吐出口を閉じる向きの弾性力を発生する吐出側弾性片(301)を有しており、該吐出側弾性片は、円弧状に成形され前記シリンダの外周面に沿って配置される板材または線材からなることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載のピストンポンプ。 One end of the discharge port opens to the outer peripheral surface of the cylinder,
The discharge valve has a discharge side elastic piece (301) that generates an elastic force in a direction to close the discharge port, and the discharge side elastic piece is formed in an arc shape along the outer peripheral surface of the cylinder. The piston pump according to any one of claims 1 to 5, wherein the piston pump comprises a plate member or a wire member to be disposed.
前記シール部材と前記ピストンが摺動するように構成されていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載のピストンポンプ。 A seal member (24) for preventing fluid in the pump chamber from leaking from the outer peripheral surface of the piston;
The piston pump according to any one of claims 1 to 6, wherein the seal member and the piston are configured to slide.
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