JP2014098365A - ピストンポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】この発明に係るピストンポンプは、精密な滑面が要求される摺動孔、及び吸入バルブと対面する表面部位のみに、加工が簡単な金属部材で構成することで、加工工数が低減され、また使用金属材料の使用量の低減化、コストの削減化、及び軽量化が可能となる。
【解決手段】この発明に係るピストンポンプでは、ポンプ本体１Ａのシリンダ５Ａは、ピストン９が内壁面で往復摺動する摺動孔６を有する金属製の筒状の摺動部材３０、この摺動部材３０が埋設されているとともに吸入通路２５を有する樹脂部材４２とから構成されたシリンダ本体７と、このシリンダ本体７と面接触した金属プレート３１と、を有している。
【選択図】図２

Description

この発明は、液体がピストンの往復動に伴い、吸入通路、増圧室を通じて吐出通路に流れるピストンポンプに関する。

例えば自動車の一時停止時あるいは低速走行時にエンジンを停止させ、再発進時にエンジンを再始動させるアイドルストップシステムに用いられるピストンポンプは、エンジン再始動直後の発進ショックを軽減させるために、アイドルストップ時に、トランスミッション内に圧力を発生させ、またトランスミッション内をオイルで満たすために用いられている。

ピストンポンプの場合、ピストンが往復摺動する摺動孔及び流体が吸入される吸入通路を有するシリンダと、増圧室を有するバルブプレートとの間に、吸入バルブが設けられている。
そして、この吸入バルブは、ピストンの作動により増圧室内で圧縮された流体が増圧室を通じて吸入通路内に逆流するのを前記吸入通路の開口部を閉じて防止している。
従って、ピストンが摺動する摺動孔では、精密な滑面が要求され、また吸入バルブで吸入通路が閉じられるシリンダの表面でも高い平滑度が要求される。
特許文献１に記載の燃料供給装置は、燃料タンクと燃料噴射弁との間の燃料配管中に配置されているが、この燃料供給装置にも、上記ピストンポンプが採用されている。

特開２００９-１０８６８３号公報

上記構成のピストンポンプのシリンダは、摺動孔では精密な滑面が要求され、また吸入バルブと対面する表面では高い平滑度が要求されることから、金属ブロックを総切削加工により形成されており、製作に多くの時間を要し、またコストも嵩む等の問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決することを課題とするものであって、精密な滑面が要求される摺動孔、及び吸入バルブと対面する表面部位のみに、加工が簡単な金属部材で構成することで、加工工数が低減され、また使用金属材料の使用量の低減化、コストの削減化、及び軽量化が可能なピストンポンプを得ることを目的とする。

この発明に係るピストンポンプは、ポンプ本体と、このポンプ本体を作動させるモータ部と、を備え、
前記ポンプ本体は、
吐出通路を有するポンプケースと、
このポンプケース内に収納され、ピストンが内壁面で往復摺動する摺動孔を有する金属製の筒状の摺動部材、この摺動部材が埋設されているとともに流体が吸入される吸入通路を有する樹脂部材とから構成されたシリンダ本体と、
このシリンダ本体と面接触して設けられ、前記摺動孔及び前記吸入通路にそれぞれ対面して形成された摺動連通孔、吸入連通孔を有する金属プレートと、
この摺動連通孔、前記吸入連通孔に対面して形成された増圧室、及びこの増圧室及び前記吐出通路に連通した吐出孔を有するバルブプレートと、
このバルブプレートと前記金属プレートとの間に挟持され、前記ピストンの作動により前記増圧室内で圧縮された前記流体が前記増圧室を通じて前記吸入通路内に逆流するのを前記吸入連通孔の開口部を閉じて防ぐ吸入バルブと、
前記バルブプレートと面接触して設けられ、前記吐出孔の開口部を開閉する吐出バルブと、を有している。

この発明に係るピストンポンプによれば、ポンプ本体のシリンダは、摺動孔が金属製の筒状の摺動部材で形成されたシリンダ本体と、このシリンダ本体と面接触した金属プレートとから構成されているので、加工工数が低減され、また使用金属材料の使用量の低減化、コストの削減化、及び軽量化を図ることができる。

ピストンポンプの参考例として全体構成を模式的に示す断面図である。 この発明の実施の形態１のピストンポンプの要部（吸入工程）を示す断面図である。 この発明の実施の形態１のピストンポンプの要部（吐出工程）を示す断面図である。 この発明の実施の形態２のピストンポンプの要部を示す断面図である。

以下、この発明の各実施の形態のピストンポンプを図に基づいて説明するが、各図において、同一または相当部材、部位については、同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１はピストンポンプの参考例としての全体構成を模式的に示す断面図である。
このピストンポンプは、アイドルストップシステムにおいて、エンジン再始動直後の発進ショックを軽減させるために、アイドルストップ時に、トランスミッション内に圧力を発生させ、またトランスミッション内をオイルで満たしておいたりするために用いられるものである。
このピストンポンプは、ポンプ本体１と、このポンプ本体１を作動させるモータ部２と、を備えている。
ポンプ本体１では、アルミニウム製のポンプケース４に吐出通路３が形成されている。ポンプケース４には、シリンダ５が収納されている。このシリンダ５は、周方向に等角ピッチで形成された摺動孔６が形成されたシリンダ本体７と、このシリンダ本体７の吐出通路３側の面に接着されたバルブプレート８と、を備えている。
各摺動孔６内には、ピストン９が軸線方向に摺動可能に設けられている。ピストン９のモータ部２側の端面には、斜板１０が当接している。また、摺動孔６内には、ピストン９を斜板１０側に付勢したスプリング１１が設けられている。

モータ部２では、樹脂製のモータケース１２がシール部材２４を介してポンプケース４と連結されている。モータケース１２の内壁面には、ステータコアにコイルが巻装されたステータ１３が固定されている。このモータケース１２の中心軸線上には、第１の軸受１４及び第２の軸受１５で回転自在に支持されたシャフト１６が設けられている。このシャフト１６の中間部には回転子を構成する永久磁石１７が設けられている、シャフト１６は、第２の軸受１５からシリンダ５側に突出した部位では、第３の軸受け１８を介して斜板１０が設けられている。
モータケース１２は、ポンプ本体１と反対側に開口した開口部を有しており、この開口部は、アルミニウム製のカバー１９で閉じられている。このカバー１９内には、ターミナル２１を介してステータ１３と電気的に接続されたドライバ２０が設けられている。
また、モータケース１２は、ポンプ本体１側も開口した開口部を有している。この開口部の端面と斜板１０を囲ったブッシュ２２の一方の端面との間には、皿ばね２３が設けられている。

参考例である上記構成のピストンポンプでは、電力が外部コネクタ（図示せず）を介してステータ１３のコイルに供給され、コイルに回転磁界が与えられると永久磁石１７の作用により、シャフト１６も回転磁界に連動して回転する。
そして、斜板１０は、回転とスプリング１１の付勢力とにより、ピストン９が摺動孔６内を軸方向に往復移動し、この移動に伴い、燃料は吸入通路から入り、吐出通路３から流出する。

次に、この発明の実施の形態１のピストンポンプのポンプ本体１Ａの構成について説明する。
図２はこのポンプ本体１Ａの要部断面図である。
このポンプ本体１Ａのシリンダ５Ａは、樹脂部材４２及び金属製の摺動部材３０からなるシリンダ本体７と、シリンダ本体７の片面に面接触した金属プレート３１とから構成されている。
シリンダ本体７では、樹脂部材４２に、周方向に等角ピッチで摺動部材３０が設けられ、また吸入通路２５が形成されている。摺動部材３０により形成された摺動孔６の内壁面には、ピストン９が軸線方向に沿って往復摺動するようになっている。
樹脂部材４２と金属プレート３１と摺動部材３０とは、インサート樹脂成形で一体化されている。このインサート樹脂成形時に、吸入通路２５も同時に形成されている。

この金属プレート３１には、吸入通路２５と同心の吸入連通孔３２、摺動部材３０と同心の摺動連通孔３３、及びピン３４の一端部が嵌入される位置決め孔３５が形成されている。
金属プレート３１と、増圧室３７が形成されたバルブプレート８との間に吸入バルブ３６が挟持されている。この吸入バルブ３６は、弾性部材であり、増圧室３７内に臨んだ先端部が金属プレート３１の吸入連通孔３２に対面している。
バルブプレート８には、増圧室３７に連通した吐出孔３８が形成されている。このバルブプレート８と、吐出通路３が形成されたポンプケース４との間に吐出バルブ３９が挟持されている。吐出バルブ３９は、弾性部材であり、吐出通路３内に臨んだ先端部がバルブプレート８の吐出孔３８に対面している。
金属プレート３１の位置決め孔３５に一端部が嵌入されたピン３４は、他端部が吸入バルブ３６、バルブプレート８、吐出バルブ３９を貫通してポンプケース４の位置決め孔４０に嵌入している。

この実施の形態では、図２に示す流体であるオイルの吸入工程では、ピストン９が矢印イの方向に移動するとともに増圧室３７内の圧力が低下する。
これにより、吐出バルブ３９の先端部が吐出孔３８の開口部を閉じ、吸入バルブ３６の先端部が吸入連通孔３２から離間する。
つまり、吸入連通孔３２が開放され、吐出孔３８が閉じられることで、オイルは、矢印ロに示すように、吸入通路２５から、増圧室３７及び摺動孔６内に吸入される。

図３に示すオイルの吐出工程では、ピストン９が矢印ハの方向に移動するとともに増圧室３７内の圧力が増加する。
これにより、吸入バルブ３６の先端部が吸入連通孔３２の開口部を閉じ、吐出バルブ３９の先端部が吐出孔３８から離間する。
つまり、吸入連通孔３２が閉じられ、吐出孔３８が開放されることで、オイルは、増圧室３７を通じて吐出通路３に吐出される。

この実施の形態によるピストンポンプによれば、シリンダ５Ａは、樹脂部材４２、及び摺動孔６が金属製の筒状の摺動部材３０で形成されたシリンダ本体７と、このシリンダ本体７と面接触した金属プレート３１とから構成されており、インサート樹脂成形により、摺動部材３０と金属プレート３１とが簡単に一体化される。
なお、インサート樹脂成形により、金属プレート３１と樹脂部材４２とを一体化し、その後樹脂部材４２に形成された孔に円筒形状の摺動部材３０を嵌入してシリンダ５Ａを製造するようにしてもよい。
また、吸入連通孔３２及び摺動連通孔３３を有する金属プレート３１は、打ち抜きプレス加工で簡単に形成される。

このように、この実施の形態によるピストンポンプによれば、金属ブロックを総切削加工により形成されていた従来のシリンダと比較して、加工工数が低減される。
また、シリンダ５Ａは、摺動部材３０、金属プレート３１以外は、樹脂部材４２で構成されており、使用金属材料の使用量が大幅に低減され、コストが削減されるとともに、軽量化される。

また、吸入バルブ３６、バルブプレート８及び吐出バルブ３９は、ピン３４が貫通しており、このピンの両端部は、金属プレート３１、ポンプケース４に形成された位置決め孔３５，４０にそれぞれ嵌入しているので、それぞれの部材は、所定の位置に正確に位置決めされる。

実施の形態２．
図４は実施の形態２のポンプ本体１Ａの要部を示す断面図である。
この実施の形態では、シリンダ５Ｂは、金属プレート３１の摺動連通孔３３の周縁部に段部４１が形成されている。この段部４１に円筒形状の摺動部材３０が圧入による固定部４３で固定されている。
なお、金属プレート３１の摺動連通孔３３の周縁部に、カシメ、溶接等による固定部で摺動部材３０を固定してもよい。
他の構成は、実施の形態１のピストンポンプと同じである。

この実施の形態では、摺動部材３０と金属プレート３１とを一体化するのにインサート樹脂成形工程が不要である点を除き、他の作用、効果は実施の形体１のピストンポンプと同じである。

なお、上記各実施の形態では、アイドルストップシステムに用いられ、オイルをトランスミッション内に供給するピストンポンプについて説明したが、勿論このものに限定されるものではなく、例えば燃料タンクと燃料噴射弁との間の燃料配管中に配置される燃料供給装置にこの発明のピストンポンプを用いることができる。

１，１Ａ ポンプ本体、２ モータ部、３ 吐出通路、４ ポンプケース、５，５Ａ，５Ｂ シリンダ、６ 摺動孔、７ シリンダ本体、８ バルブプレート、９ ピストン、１０ 斜板、１１ スプリング、１２ モータケース、１３ ステータ、１４ 第１の軸受、１５ 第２の軸受、１６ シャフト、１７ 永久磁石、１８ 第３の軸受、１９ カバー、２０ ドライバ、２１ ターミナル、２２ ブッシュ、２３ 皿ばね、２４ シール部材、２５ 吸入通路、３０ 摺動部材、３１ 金属プレート、３２ 吸入連通孔、３３ 摺動連通孔、３４ ピン、３５，４０ 位置決め孔、３６ 吸入バルブ、３７ 増圧室、３８ 吐出孔、３９ 吐出バルブ、４１ 段部、４２ 樹脂部材、４３ 固定部。

Claims (5)

1. ポンプ本体と、このポンプ本体を作動させるモータ部と、を備え、
   前記ポンプ本体は、
   吐出通路を有するポンプケースと、
   このポンプケース内に収納され、ピストンが内壁面で往復摺動する摺動孔を有する金属製の筒状の摺動部材、この摺動部材が埋設されているとともに流体が吸入される吸入通路を有する樹脂部材とから構成されたシリンダ本体と、
   このシリンダ本体と面接触して設けられ、前記摺動孔及び前記吸入通路にそれぞれ対面して形成された摺動連通孔、吸入連通孔を有する金属プレートと、
   この摺動連通孔、前記吸入連通孔に対面して形成された増圧室、及びこの増圧室及び前記吐出通路に連通した吐出孔を有するバルブプレートと、
   このバルブプレートと前記金属プレートとの間に挟持され、前記ピストンの作動により前記増圧室内で圧縮された前記流体が前記増圧室を通じて前記吸入通路内に逆流するのを前記吸入連通孔の開口部を閉じて防ぐ吸入バルブと、
   前記バルブプレートと面接触して設けられ、前記吐出孔の開口部を開閉する吐出バルブと、を有しているピストンポンプ。
2. 前記樹脂部材、前記摺動部材及び前記金属プレートは、インサート樹脂成形で一体化されている請求項１に記載のピストンポンプ。
3. 前記摺動部材は、前記摺動連通孔に設けられた固定部で前記金属プレートと一体化されている請求項１に記載のピストンポンプ。
4. 前記吸入バルブ、前記バルブプレート及び前記吐出バルブは、ピンが貫通しており、このピンの両端部は、前記金属プレート、前記ポンプケースに形成された位置決め孔にそれぞれ嵌入している請求項１〜３の何れか１項に記載のピストンポンプ。
5. 前記金属プレートは、プレス打ち抜き加工で形成されている請求項１〜４の何れか１項に記載のピストンポンプ。

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