JP2018132053A - ピストンポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】ポンプ室にコイルばねを収納しつつピストンのストローク長を変更することなく、ポンプの効率を高めることができるような構造のピストンポンプを提供する。【解決手段】ピストン７５は、コイルばね７６の一端を受けるばね受け部７５ｂと、このばね受け部７５ｂよりもポンプ室７３側に軸方向に突出する突出部７５ｃを備えている。この突出部７５ｃは、外径がコイルばね７６の内径より小さな径を有し、コイルばね７６の内側に配置される。ピストン７５が上死点Ｐｄ１の位置において突出部７５ｃの先端とシリンダ７１の底面との間に隙間Ｃ１が形成されるように、突出部７５ｃの長さが決められている。【効果】突出部を突出させたことで、コイルばね内側のスペースを有効利用して、ピストンが上死点の位置でのすきま容積を小さくすることができ、ストローク長を変えずに、圧縮率を上げ、ポンプ効率を高めることができる。【選択図】図２

Description

本発明は、ピストンポンプに関する。

ピストンポンプであって、ピストンの一端側にポンプ室を画成し、他端が駆動部材に当接する構成として、例えば、特許第５７４９３５０号公報（以下、特許文献１と記す。）の技術がある。特許文献１では、ピストンの一端が平坦状に形成されており、ピストンばねの一端を受ける。

特許文献１の構成では、ポンプ室内にピストンばねを配置するためのスペースを必要とするため、ピストンが上死点の位置（前進限位置）でのポンプ容積（すきま容積）が大きくなり、ポンプ効率が上げられないという問題がある。仮に、ピストンのストローク長を確保しようとすると、ポンプがピストン軸方向に大型化してしまうという問題がある。

特許第５７４９３５０号公報

本発明は、ポンプ室にコイルばねを収納しつつピストンのストローク長を変更することなく、ポンプの効率を高めることができるような構造のピストンポンプを提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、シリンダを有するポンプボディと、
前記シリンダ内に摺動自在に装着され、一端は前記シリンダ内にポンプ室を画成し、他端は駆動部材に当接しているピストンと、
前記ポンプ室内に配置されるとともに、外径が前記ポンプ室の内径より僅かに小さな径を有し、前記ピストンを前記駆動部材側に付勢するコイルばねと、を備え、
吸入路には、前記ピストンの直交方向に吸入弁が設けられ、
前記ピストンが前記シリンダ内の軸方向に往復動することにより、前記吸入路から前記ポンプ室内に吸入した液体を吐出路へ吐出するピストンポンプであって、
前記ピストンは、前記コイルばねの一端を受けるばね受け部と、当該ばね受け部よりも前記ポンプ室側へ突出し、前記コイルばねの内側に配置される突出部と、を備え、
前記ピストンが上死点の位置において前記突出部の先端と前記シリンダの底面との間に隙間が形成されることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１記載のピストンポンプにおいて、
前記突出部の先端は、軸方向において、前記ピストンの上死点・下死点のいずれの位置においても前記コイルばねのセット長の中心部よりもポンプ室側に配置されることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２記載のピストンポンプにおいて、
前記シリンダを構成する有底円筒状のシート部材を備え、
前記シート部材の周壁部には、前記シリンダ内外を連通する連通路が設けられるとともに、前記突出部の先端は、軸方向において、前記ピストンの上死点・下死点のいずれの位置においても前記連通路よりも前記ポンプ室側に突出した位置に配置されることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載のピストンポンプにおいて、
前記吸入路には、吸入弁装着穴が設けられ、
前記突出部の先端は、軸方向において、前記ピストンの上死点・下死点のいずれの位置においても前記吸入弁装着穴よりも前記ポンプ室側に突出した位置に配置されることを特徴とする。

請求項１の構成によって、コイルばねの内側にて、ピストンが上死点の位置でシリンダの底面との間に隙間が形成されるように突出部を突出させたことで、コイルばね内側のスペースを有効利用して、ピストンが上死点の位置でのポンプ容積（すきま容積）を小さくすることができ、これにより、ストローク長を変えずに、圧縮率を上げ、ポンプ効率を高めることができる。

請求項２の構成によって、ピストンが上死点・下死点のいずれの位置においてもコイルばねのセット状態の中心よりもポンプ室側に突出することとなり、すきま容積をより小さくすることができ、少ないストロークでポンプ効率を高めることができる。

請求項３の構成によって、突出部を、連通路よりもポンプ室側に突出させることで、すきま容積を小さくすることができる。

請求項４の構成によって、突出部を、連通路に比べて大径の吸入弁装着穴よりもポンプ室側に突出させることで、すきま容積を小さくすることができる。

本発明に係るピストンポンプを用いた２系統対応の車両用ブレーキ液圧制御装置の基本構成図である。 第１実施例のピストンポンプの断面図である。 第１実施例のピストンポンプの動作を説明する図である。 第２実施例のピストンポンプの断面図である。 第２実施例のピストンポンプの動作を説明する図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
本実施の形態では、本発明に係るピストンポンプを車両用ブレーキ液圧制御装置に用いた場合を例に説明する。
また、前輪ブレーキと後輪ブレーキの液圧を制御するものを２系統対応の車両用ブレーキ液圧制御装置、前輪ブレーキ及び後輪ブレーキの何れか一方の液圧を制御するものを１系統対応の車両用ブレーキ液圧制御装置と呼ぶことにする。

図１に示すように、２系統対応の車両用ブレーキ液圧制御装置１０は、ブレーキレバー１１の操作に応じて作動液を加圧し液圧を発生する第１マスタシリンダ１２と、前輪ブレーキキャリパ１４側から逃がされた作動液を一時的に貯留する第１リザーバ１３と、第１マスタシリンダ１２と前輪ブレーキキャリパ１４の間に設けられる組付部品であり常開型電磁弁である第１入口制御弁１５及び組付部品であり常閉型電磁弁である第１出口制御弁１６と、第１リザーバ１３に貯留された作動液を吸入して第１マスタシリンダ１２側に戻す組付部品である第１ポンプ１７と、ブレーキペダル２１の操作に応じて作動液を加圧し液圧を発生する第２マスタシリンダ２２と、後輪ブレーキキャリパ２４側から逃がされた作動液を一時的に貯留する第２リザーバ２３と、第２マスタシリンダ２２と後輪ブレーキキャリパ２４の間に設けられる組付部品であり常開型電磁弁である第２入口制御弁２５及び組付部品であり常閉型電磁弁である第２出口制御弁２６と、第２リザーバ２３に貯留された作動液を吸入して第２マスタシリンダ２２側に戻す組付部品である第２ポンプ２７と、第１・第２ポンプ１７、２７を駆動するモータ２９と、このモータ２９の駆動制御及び第１・第２入口制御弁１５、２５と第１・第２出口制御弁１６、２６の開閉制御をなす制御装置３０と、ポンプボディ（基体）４０に設けられブレーキ液を流す第１系統のブレーキ液路Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１、及び第２系統のＡ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２、Ｅ２とを備えている。

ここで、ブレーキ液路Ａ１は、入口ポート１２Ｐから第１入口制御弁１５に至る液路であり、ブレーキ液路Ｂ１は、第１入口制御弁１５から出口ポート１４Ｐに至る液路である。また、ブレーキ液路Ｃ１は、ブレーキ液路Ｂ１から第１リザーバ１３に至る液路であり、ブレーキ液路Ｄ１は、第１リザーバ１３から第１ポンプ１７に至る液路である。さらに、ブレーキ液路Ｅ１は、第１ポンプ１７からブレーキ液路Ａ１に至る液路である。ブレーキ液路Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２、Ｅ２については、説明が重複するため、説明を省略する。

第１・第２ポンプ１７、２７の吸入側に各々吸入弁３１が設けられ、吐出側に各々吐出弁３２が設けられている。
また、ポンプボディ４０は、第１マスタシリンダ１２から延びる液路（ブレーキ配管）が接続される入口ポート１２Ｐと、第２マスタシリンダ２２から延びる液路（ブレーキ配管）が接続される入口ポート２２Ｐと、前輪ブレーキキャリパ１４へ延びる液路（ブレーキ配管）が接続される出口ポート１４Ｐと、後輪ブレーキキャリパ２４へ延びる液路（ブレーキ配管）が接続される出口ポート２４Ｐとを備えている。

次に、車両用ブレーキ液圧制御装置１０の動作を説明する。なお、ブレーキレバー１１から前輪ブレーキキャリパ１４までの第１系統と、ブレーキペダル２１から後輪ブレーキキャリパ２４までの第２系統とは、動作が同じであるため、第１系統のみを説明する。

・ＡＢＳ非作動状態：前輪がロックする心配がないときは、制御装置３０は、第１ポンプ１７を停止し、第１入口制御弁１５を開き、第１出口制御弁１６を閉じる。この状態で、ブレーキレバー１１が制動側に操作されると、第１マスタシリンダ１２で液圧が高められ、この液圧が第１入口制御弁１５を介して前輪ブレーキキャリパ１４に伝えられる。

・ＡＢＳ（減圧モード）：前輪がロックしそうになると、制御装置３０は、第１入口制御弁１５を閉じ、第１出口制御弁１６を開く。前輪ブレーキキャリパ１４内の液圧は、第１出口制御弁１６を介して第１リザーバ１３へ逃がされる。これで前輪ブレーキキャリパ１４のブレーキ液圧が減圧される。

・ＡＢＳ（保持モード）：制御装置３０は、第１入口制御弁１５と第１出口制御弁１６を共に閉じる。これによって、前輪ブレーキキャリパ１４のブレーキ液圧が一定に保持される。

・ＡＢＳ（増圧モード）：ブレーキ液圧を増圧する際は、制御装置３０は、第１入口制御弁１５を開け、第１出口制御弁１６を閉じる。これによって、マスタシリンダ１２で発生された液圧が、前輪ブレーキキャリパ１４に伝えられる。これで前輪ブレーキキャリパ１４のブレーキ液圧が増圧される。

図２は、第１実施例に係るピストンポンプ（ポンプ１７）の断面図であり、ポンプ１７は、ポンプボディ４０と、シリンダ７１を有するシート部材７２と、このシート部材７２のシリンダ７１内に摺動自在に装着され一端はシリンダ７１内にポンプ室７３を画成し他端は駆動部材７４に当接しているピストン７５と、ポンプ室７３内に配置されるとともに外径がポンプ室７３の内径より僅かに小さい径を有しピストン７５を駆動部材７４側へ付勢するコイルばね７６とを備えるピストンポンプである。

そして、吸入路７７には、ピストン７５の直交方向に吸入弁３１が設けられ、ピストン７５がシリンダ７１内を軸方向に往復移動することにより、吸入路７７からポンプ室７３内に吸入した液体を吐出路７８へ吐出する。

ピストン７５はシール材７９を介してポンプボディ４０に嵌められており、ポンプボディ４０の内周面とピストン７５の外周面との間が液密にシールされている。また、シート部材７２は、ポンプボディ４０に嵌められた後、蓋部材８１で押さえられ、蓋部材８１はかしめ固定されている。吐出路７８は蓋部材８１に形成されており、蓋部材８１に吐出弁３２が組込まれている。吐出弁３２はピストン７５と同軸方向に配置され、吐出方向のみに開く逆流防止弁である。吸入弁３１は吸入方向にのみ開く逆流防止弁である。

駆動部材７４（例えば偏心カム）の駆動軸７４ａは、モータに駆動されるが、駆動軸７４ａの中心はピストン軸７５ａとδだけオフセットしている。駆動軸７４ａはδを半径とした円（旋回）運動を行い、これに連動してピストン７５が往復動する。

図３（ａ）、（ｂ）に基づいて、ポンプ１７の動作を説明する。図３（ａ）は、ピストン７５が上死点の位置にある図であり、図３（ｂ）は、ピストン７５が下死点の位置にある図である。図３（ａ）に示すように、駆動部材７４で押されることにより、ピストン７５は、上死点Ｐｄ１まで前進する。このときに、コイルばね７６は縮められる。駆動部材７４が回転すると、ピストン７５がコイルばね７６で押されて、図３（ｂ）に示すように、ピストン７５は、下死点Ｐｄ２まで後退（後進）する。

ピストン７５は、コイルばね７６の一端を受けるばね受け部７５ｂと、このばね受け部７５ｂよりもポンプ室７３側に軸方向に突出する突出部７５ｃを備えている。この突出部７５ｃは、外径がコイルばね７６の内径より小さな径を有し、コイルばね７６の内側に配置される。

図３（ａ）では、コイルばね７６の内側にて、ピストン７５が上死点Ｐｄ１の位置でシリンダ７１の底面との間に僅かな隙間Ｃ１が形成されるように突出部７５ｃを突出させることで、コイルばね７６内側のスペースを有効利用して、ピストン７５が上死点Ｐｄ１の位置でのポンプ容積（すきま容積）を小さくすることができる。これにより、ピストン７５のストローク長を変えずに、圧縮率を上げ、ポンプ効率を高めることができる。

好ましくは、ピストン７５の突出部７５ｃの先端は、軸方向において、ピストン７５が上死点Ｐｄ１・下死点Ｐｄ２のいずれの位置にある場合でも、コイルばね７６のセット長の中心部（中心点）７６ａよりもポンプ室７３側に配置されるようにする。これにより、ピストン７５が上死点の位置でのポンプ容積（すきま容積）をより小さくすることができ、少ないストロークでポンプ効率を高めることができる。

好ましくは、シート部材７２にシリンダ７１内外を連通する連通路７２ａを設ける。この連通路７２ａは、ピストン７５の直交方向に設けられ、且つばね受け部７５ｂに対応する位置（もしくはばね受け部７５ｂよりもポンプ室７３側の位置）に設けられる。そして、ピストン７５の突出部７５ｃの先端は、軸方向において、ピストン７５が上死点Ｐｄ１・下死点Ｐｄ２のいずれの位置にある場合でも、連通路７２ａよりもポンプ室７３側に突出した位置に配置されるようにする。これにより、すきま容積を小さくすることができる。

好ましくは、吸入路７７に連通路７２ａより大径の吸入弁装着穴８２を設ける。そして、ピストン７５の突出部７５ｃの先端は、軸方向において、ピストン７５が上死点Ｐｄ１・下死点Ｐｄ２のいずれの位置にある場合でも、吸入弁装着穴８２よりもポンプ室７３側に突出した位置に配置されるようにする。これにより、すきま容積を小さくすることができる。

なお、ピストンポンプとしてのポンプ１７は、構造が簡単で軽量であるため、小型化及び軽量化が求められる車両用ブレーキ液圧制御装置１０に好適であるものの、その他の装置に組み込むことや、ポンプ単体として提供することが可能であり、その適用形態は任意である。
また、本実施の形態では、シリンダ７１をシート部材７２に形成した例を説明したが、シート部材７２を設けずに、ポンプボディ４０にシリンダ７１を形成するような構成であってもよい。

次に、第２実施例を説明する。
図４に示すように、第２実施例におけるポンプ１７Ｂは、ピストン７５Ｂの長さ・形状が第１実施例（図２）におけるピストン７５と異なっている。その他の構成は、図２と同じであるため、図２の符号を流用し、詳細な説明は省略する。
ピストン７５Ｂは、突出部７５ｃの基部にばね受けを兼ねたフランジ部７５ｄを有する。

ポンプ１７Ｂの動作を、図５（ａ）、（ｂ）に基づいて説明する。図５（ａ）は、ピストン７５Ｂが上死点の位置にある図であり、図５（ｂ）は、ピストン７５Ｂが下死点にある図である。
図５（ａ）に示すように、駆動部材７４によりピストン７５Ｂが上死点Ｐｄ１まで前進し、駆動部材７４の回転に伴い、図５（ｂ）に示すように、コイルばね７６によりピストン７５Ｂは下死点Ｐｄ２まで後進することで、ポンプとして動作する。
突出部７５ｃについては、第１実施例と同様であり、第２実施例のようなピストン７５Ｂであっても、第１実施例と同様の効果が得られる。

尚、本発明は、自動二輪車に好適であるが、三輪車にも適用可能であり、一般の車両に適用することは差し支えない。

本発明は、自動二輪車に好適である。

１７、１７Ｂ…ピストンポンプ（ポンプ）、３１…吸入弁、４０…ポンプボディ、７１…シリンダ、７２…シート部材、７２ａ…連通路、７３…ポンプ室、７４…駆動部材、７５、７５Ｂ…ピストン、７５ｂ…ばね受け部、４５ｃ…突出部、７６…コイルばね、７６ａ…コイルばねの中心部、７７…吸入路、８２…吸入弁装着穴、Ｐｄ１…上死点、Ｐｄ２…下死点、Ｃ１…突出部先端とシリンダ底面間の隙間。

Claims (4)

1. シリンダを有するポンプボディと、
   前記シリンダ内に摺動自在に装着され、一端は前記シリンダ内にポンプ室を画成し、他端は駆動部材に当接しているピストンと、
   前記ポンプ室内に配置されるとともに、外径が前記ポンプ室の内径より僅かに小さな径を有し、前記ピストンを前記駆動部材側に付勢するコイルばねと、を備え、
   吸入路には、前記ピストンの直交方向に吸入弁が設けられ、
   前記ピストンが前記シリンダ内の軸方向に往復動することにより、前記吸入路から前記ポンプ室内に吸入した液体を吐出路へ吐出するピストンポンプであって、
   前記ピストンは、前記コイルばねの一端を受けるばね受け部と、当該ばね受け部よりも前記ポンプ室側へ突出し、前記コイルばねの内側に配置される突出部と、を備え、
   前記ピストンが上死点の位置において前記突出部の先端と前記シリンダの底面との間に隙間が形成される
   ことを特徴とするピストンポンプ。
2. 請求項１記載のピストンポンプにおいて、
   前記突出部の先端は、軸方向において、前記ピストンの上死点・下死点のいずれの位置においても前記コイルばねのセット長の中心部よりもポンプ室側に配置される
   ことを特徴とするピストンポンプ。
3. 請求項１又は請求項２記載のピストンポンプにおいて、
   前記シリンダを構成する有底円筒状のシート部材を備え、
   前記シート部材の周壁部には、前記シリンダ内外を連通する連通路が設けられるとともに、
   前記突出部の先端は、軸方向において、前記ピストンの上死点・下死点のいずれの位置においても前記連通路よりも前記ポンプ室側に突出した位置に配置される
   ことを特徴とするピストンポンプ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項記載のピストンポンプにおいて、
   前記吸入路には、吸入弁装着穴が設けられ、
   前記突出部の先端は、軸方向において、前記ピストンの上死点・下死点のいずれの位置においても前記吸入弁装着穴よりも前記ポンプ室側に突出した位置に配置される
   ことを特徴とするピストンポンプ。

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