JP2023079179A - 特に自動車の閉ループ制御可能な補助動力式ブレーキ装置のブレーキ回路内で圧力を発生させるためのポンプユニット - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、特に自動車の閉ループ制御可能な補助動力式ブレーキ装置のブレーキ回路内で圧力を発生させるためのポンプユニットに関する。【解決手段】公知のポンプユニットは、圧力発生器としてピストンシリンダユニットを有しており、該ピストンシリンダユニットにおいてピストン（１４）がピストン伝動装置によって操作される。前記ピストン伝動装置は、このピストン伝動装置のナットを駆動する回転運動を、スピンドルの並進運動に変換し、該スピンドル自体は前記ピストン（１４）に相対回動不能に結合されている。本発明によれば、前記ピストン（１４）が、鋼構成部分であって、該鋼構成部分において、前記ピストン底部（５２）に設けられた可塑性の成形部（５４）が、前記スピンドルを前記ピストン（１４）に相対回動不能に結合する装置を形成する。【選択図】図２

Description

本発明は、請求項１の上位概念部の特徴に記載した、特に自動車の閉ループ制御可能な補助動力式ブレーキ装置のブレーキ回路内で圧力を発生させるためのポンプユニットに関する。

自動車の閉ループ制御可能なブレーキ装置において、筋力式ブレーキ装置と補助動力式ブレーキ装置とは区別されなければならない。

筋力式ブレーキ装置では運転者が運転者自身の筋力によってブレーキ回路内でブレーキ圧を発生させるのに対して、補助動力式ブレーキ装置では運転者は、操作装置、一般的にブレーキペダルまたはブレーキレバーを操作することによって制動要求だけを予め設定する。この制動要求は、センサ装置によって検出され、このセンサ装置はこのために例えば操作装置の操作ストローク、操作力または、操作装置によって生ぜしめられた圧力を測定し、相応の電気信号に変換する。この信号は、電子制御ユニットに転送され、この電子制御ユニットで、電動機を制御する制御信号に変換される。電動機は圧力発生器を駆動し、圧力発生器は圧力媒体をブレーキ回路内に押し退け、それによって制動要求に比例するブレーキ圧を調整する。

補助動力式ブレーキ装置では、運転者とブレーキ回路若しくはブレーキ回路に接続されたホイールブレーキとの間にもはや関連性はなく、したがって、例えば圧力制御の枠内で行われるような圧力変化、または圧力発生に基づいて生ぜしめられ得る圧力脈動は、運転者によっても同乗者によっても気づかれることはない。補助動力式ブレーキ装置は、したがって、走行快適性若しくは制動快適性の向上という点で優れている。

さらに、補助動力式ブレーキ装置は自動的なブレーキ操作、つまり、運転者の手助けなしに、ひいては制動要求がなくても、ブレーキ操作の実行を許容する。このような形式のブレーキ操作は、例えば車両の走行安定性および／または車両の周囲の交通状況に依存して作動し、かつ制御される。このために、車両は、センサ装置および信号評価装置を備えている。補助動力式ブレーキ装置はしたがって、道路交通における安全性の向上にも寄与し、しかも将来的な自動車の自動化された走行動作への可能な変換のための基礎を提供する。

補助動力式ブレーキ装置の核心的な構成部材は、本発明の基礎をなすポンプユニットを形成する。このような形式のポンプユニットは、例えば特許文献１により公知である。図示の文献の図１は、公知のポンプユニットを示す。

このポンプユニット（１０）は、圧力媒体を圧送するために、または少なくとも１つの閉じたブレーキ回路内でブレーキ圧を発生させるためにピストンシリンダユニット（１２）を有している。ピストンシリンダユニット（１２）はピストン（１４）を有しており、このピストン（１４）は、シリンダ（１６）内で可動に受けられていて、リザーバタンク（１８）から圧力媒体が供給される作業室（２０）を仕切っている。ピストン（１４）は、ピストン伝動装置（２２）によって操作可能であって、場合によってはシリンダ（１６）内で往路または復路の並進運動、つまり圧力上昇方向または圧力低下方向で軸方向運動を行う。圧力上昇時に、駆動されたピストンは作業室（２０）の体積を縮小し、この際に圧力媒体を作業室（２０）から、ブレーキ回路内にまたはポンプユニット（１０）に接続されたブレーキ回路内に押し退ける。

図１に示されたポンプユニット（１０）では、ピストン伝動装置（２２）を駆動するための電動機（２４）とピストン伝動装置（２２）自体との間に遊星歯車装置（２６）が設けられている。この遊星歯車装置（２６）の複数の遊星歯車（２８）は、１つの共通の遊星キャリア（３０）のそれぞれ１つの対応配設された軸受箇所に軸受けされており、これに対して遊星キャリア（３０）は、ピストン伝動装置（２２）のナット（３２）の、電動機（２４）に面した端面に固定されている。遊星歯車（２８）は、その外歯列が環状歯車（３４）の内歯列に、並びに遊星歯車装置（２６）の太陽歯車（３６）の外歯列に噛み合う。太陽歯車（３６）は電動機（２４）によって駆動され、それによって遊星歯車（２８）を強制的に回転運動させる。この回転運動は遊星キャリア（３０）を介してピストン伝動装置（２２）のナット（３２）に伝達される。

ナット（３２）は、図示の実施例ではこの回転運動を並進運動に変換するためにスピンドル（３８）と直接的に協働する。このために、ナット（３２）の内側の歯列がスピンドル（３８）の周面の外歯列に噛み合う。選択的に、ナット（３２）の内側に部分的に形成され、またスピンドル（３８）の周面に部分的に形成されたボールレース内でボールが転動することによって、ナット（３２）によるスピンドル（３８）の間接的な操作ができるようになっていてもよい。

スピンドル（３８）とピストン（１４）とは相対回動不能に結合されている。このために、スピンドル（３８）はその端部にピン状の突起部（４０）を有しており、この突起部（４０）は、ピストン（１４）の底部の内側の対応配設された受け部（４２）内に押し込まれている。構成部分間の確実な摩擦締結のために、突起部（４０）はその周面に表面プロフィール、例えばローレット目が設けられている。

ピストン自体は、周面側に配置されたガイド手段（４４）を有しており、このガイド手段（４４）を介してピストンがハウジング側の第２のガイド手段（４６）において周方向で支持され、それによって回動に抗して確実にガイドされている。その結果、ピストン伝動装置（２２）によって、ナット（３２）に強制された回転運動が、スピンドル（３８）若しくはスピンドル（３８）に相対回動不能に連結されたピストン（１４）の並進運動に変換される。

公知のポンプユニット（１０）では、例えば鋳造技術、次いで機械的な切削加工によって製作され得る、アルミニウムより成るピストン（１４）が使用されている。このようなアルミニウムピストンの欠点は、もちろん、その広いスペースを必要とする横断面寸法であり、このような広いスペースを必要とする横断面寸法は、ピストンの出力データおよび運転特性に関して責任がある、ピストン伝動装置の構成部材の可能な寸法設計に不都合な影響を及ぼす。これに関連して特に不都合なのは、ピストン（１４）とピストン伝動装置（２２）とシリンダ（１６）との間の同心性のずれである。何故ならば、同心性のずれは、非シール性または摩耗の原因となり得るからである。ずれに対処するために、シリンダ（１６）内のアルミニウムピストンのガイド部に、例えば研削によってピストンしゅう動面に後処理を施す、コストのかさむ高い品質要求が課せられる。しかも、摩耗を防ぐために、アルミニウムピストンに適切な表面コーティングを施す必要がある。したがって、アルミニウムピストンはその製作に費用がかかる。

独国特許出願公開第１１２０１８００５６０６号明細書

これに対して、請求項１の特徴に従う本発明は、ピストンをアルミニウムミピストンよりも安価に製作することができ、その比較的小さい材料横断面に基づいて比較的小さい取り付けスペースしか必要としない、という利点を有している。しかも、ピストンの内部に、ピストン伝動装置を格納するためにより広いスペースを提供することができ、このこともやはり、活用の要求により良好に合致する、このピストン伝動装置の個別部分の寸法設計を可能にする。本発明によれば、ピストンは鋼構成部分として構成されており、したがってアルミニウムより成るピストンと比較して、より摩耗しにくいことは明らかである。それによりピストンの摩耗防止コーティングは省くことができる。

しかも、鋼ピストンは、比較的簡単に、かつ非常に良好な表面品質で成形技術的に製作可能であるので、おまけにピストンしゅう動面の高価な後処理は省くことができる。ピストンのピストン底部に設けられた成形部によって、ピストンがピストン伝動装置のスピンドルに耐用寿命にわたって確実に軸方向で不動に結合される、切削屑のない装置が具現される。この装置は、ピストンの内部にわずかな所用スペースしか必要としない点で優れている。

本発明のその他の利点または好適な発展形態は、本発明の従属請求項または以下の説明から明らかである。

好適な形式で、この装置は、スピンドルをピストンに軸方向で固定するために、カップ状の受け部として構成されており、この受け部は、ピストンの内部に向かって開放していて、その壁部が、ピストン底部の内部で互いに結合された、ピストン底部の互いに当接し合う２つの材料層より形成されている。

成形技術的に、本発明によるピストンにおいてはさらに、詳細に述べると、ピストンスカートと一体的に構成された材料突起部を曲げることによって第１のガイド手段も製作することができる。

したがって、本発明によるピストンは、一貫して少なくともほぼ一定の壁厚を有していて、それに応じて、温度、圧力またはダイナミックな負荷時に、アルミニウムピストンよりも、より堅牢である。

この明細書の冒頭で評価した従来技術により公知のポンプユニットの縦断面図である。 このポンプユニットのピストンの縦断面図である。 このピストンの中空の内部内を見た図である。 本発明によるピストンの開放した端部を斜め後ろから見た斜視図である。

本発明の実施例を、添付の図面を用いて示し、以下の記載において詳しく説明する。図面は全部で４図あり、図面中、互いに対応する構成部分には同じ符号が付けられている。

図１に示されたポンプユニット（１０）は、従来技術であるとみなし、この明細書の冒頭で既に詳しく説明されている。この公知のポンプユニット（１０）は、説明したように、ピストン（１４）を備えたピンストンシリンダユニット（１２）を有しており、このピストン（１４）はシリンダ（１６）内に受けられていて、電動機（２４）によって、介在された遊星歯車装置（２６）および後続のピストン伝動装置（２２）を介して往路または復路の並進運動で駆動可能である。以下に、このピストン（１４）を鋼から、成形技術によって切削加工作業なしに安価にかつ取り付けスペースを節約して製作することを可能にする、このピストン（１４）の構造的な形態について詳しく説明する。

図２は、本発明に従って構成されたピストン（１４）における一方側が開放した中空ピストンを示す。このピストンは、好適には深絞りによって鋼より製作されていて、円筒形のピストンスカート（５０）と、このピストンスカート（５０）に一体的に接続された、このピストンスカート（５０）の一端部における閉じられたピストン底部（５２）とに分けられている。ピストン（１４）の壁厚は連続的であって、つまりピストンスカート（５０）並びにピストン底部（５２）の領域内で少なくともほぼ一定であって、移行部、例えばピストンスカート（５０）とピストン底部（５２）との間は丸味を付けられている。

ピストン底部（５２）に成形部（５４）が設けられており、この成形部（５４）は、ピストン（１４）をピストン伝動装置（２２）のスピンドル（３８）と軸方向移動不能に結合する装置を提供する。この成形部（５４）は、ピストン底部（５２）の材料を二重に折り畳んだものである。折り畳みは、円形のカップを形成し、これはピストン（１４）の縦軸線Ｌに対して同心的にピストン底部（５２）に配置されていて、中空のピストン（１４）の内部に突き出している。ピストン（１４）の開放した端部を通して見た平面図（図３）で、成形部（５４）の環状の壁部（５６）が見える。この壁部（５６）は、例えば平らに構成された、壁部（５６）に対して沈下された底面（５８）を取り囲んでいる。この底面（５８）は、ピストン（１４）の外側で、成形部（５４）を円周方向側で包囲するピストン底部（５２）の残留環状面（６０）と同一列に並んでいる。残留環状面（６０）と底面（５８）とは共に、ピストン底部（５２）の、圧力媒体によって負荷可能な端面を規定する。

折り畳みに基づいて、成形部（５４）の壁部（５６）は、直角に内方に折り畳まれた第１の材料層（６２）、並びにこれとは逆方向に折り畳まれた、ピストン底部（５２）の第２の材料層（６４）より成っている。２つの材料層（６２；６４）は、互いに当接していて、ピストン（１４）の内部に位置する端部で互いに接続されている。２つの材料層（６２；６４）は、これら２つの材料層（６２；６４）の間で、ピストン（１４）の周囲に向かって開放する狭いギャップ（７４）を画成している。壁部（５６）の材料層（６２；６４）は、互いに概ね同心的に、またピストンスカート（５０）の周面に対しても同心的に環状に延在している。

ピストン（１４）の開放した端部は、ピストンスカート（５０）の周面に対して突き出している環状のつば（６６）に向かって広がっている。このつば（６６）の材料突起部（６７）は、複数の第１のガイド手段（６８）を形成しており、この第１のガイド手段（６８）は、材料突起部（６７）を直角に折り曲げることによってピストン（１４）から半径方向に突き出している。ガイド手段（６８）は、つば（６６）と一体的に結合されたベース（７０）を有しており、このベース（７０）の側面は折り曲げられて翼（７２）を形成している。各翼（７２）は、互いに間隔を保って面平行に対置して、ピストン（１４）の縦軸線Ｌに向かう方向に延在している。この実施例では、翼（７２）は例えばピストン底部（５２）から離れる方向に延在しているが、これは本発明にとって必ずしも必要なことではない。翼（７２）は、同様にピストン底部（５２）に向かう方向に延在していてよい。第１のガイド手段（６８）は、プラスチックより成るいわゆる滑りシューをピストン（１４）に取り付けるために設けられている。この滑りシューを介してピストン（１４）は、ユニット側の第２のガイド手段（４６）に低摩擦および低騒音で受けられ、かつ半径方向で支持されている。滑りシュー自体は周面側が、第１のガイド手段（６８）の翼（７２）に当接している。

第１のガイド手段（６８）の実施形態のさらなる詳細は図３に示されている。したがって、ピストンに例えば正確に２つの第１のガイド手段（６８）が設けられており、これらの第１のガイド手段（６８）は、ピストン（１４）の周面に直径方向で互いに向き合って配置されている。

ガイド手段（６８）の翼対の翼（７２）は、共通のベース（７０）を介して互いに、かつピストン（１４）のつば（６６）と結合されている。平面図で見て、ガイド手段（６８）はｕ字形の横断面を有しており、その開口は、翼（７２）の一例として示された延在方向に基づいてピストン底部（５２）から離れる方向を向いている。

ピストンの前記形態を明確に説明するために、図４は、このピストンの開放端部を斜め後方からの視点で改めて示す。

既に述べたように、上記鋼ピストンは、深絞りプロセスで安価にかつ基本的に非常に良好な表面品質で製作可能である。それでもやはり、この製作工程では、ピストンスカートの周面に、ピストン（１４）の縦方向Ｌに延在し、それによりピストン（１４）をシリンダ（１６）内で後からシールすることを困難にする傷が形成され得る。このような傷を取り除くことは、特にピストン（１４）の周面またはしゅう動面が深絞り工程後に圧縮空気噴流によって固い噴射材で後処理されることによって、安価な追加費用で可能である。このようなサンドブラスト法は十分に公知である。

請求項によって規定された本発明の保護範囲を逸脱することなしに、上記説明を越える実施例の変更または補足が考えられることは自明である。

１０ ポンプユニット
１２ ピストンシリンダユニット
１４ ピストン
１６ シリンダ
１８ リザーバタンク
２０ 作業室
２２ピストン伝動装置
２４ 電動機
２６ 遊星歯車装置
２８ 遊星歯車
３０ 遊星キャリア
３２ ナット
３４ 環状歯車
３６ 太陽歯車
３８ スピンドル
４０ 突起部
４２ 受け部
４４ ガイド手段
４６ 第２のガイド手段
５０ ピストンスカート
５２ ピストン底部
５４ 成形部
５６ 環状の壁部
５８ 底面
６０ 残留環状面
６２ 第１の材料層
６４ 第２の材料層
６６ 環状のつば
６７ 材料突起
６８ 第１のガイド手段
７０ ベース
７２ 翼
７４ ギャップ
Ｌ 縦軸線

Claims (10)

1. 特に自動車の閉ループ制御可能な補助動力式ブレーキ装置のブレーキ回路内で圧力を発生させるためのポンプユニット（１０）であって、
   ピストンシリンダユニット（１２）が設けられており、
   該ピストンシリンダユニット（１２）が、ピストン（１４）と、シリンダ（１６）と、前記ピストン（１４）を駆動するためのピストン伝動装置（２２）とを有しており、前記シリンダ（１６）内に前記ピストン（１４）がしゅう動可能に受けられていて、該ピストン（１４）が作業室（２０）を画成しており、
   前記ピストン伝動装置（２２）が、回転運動で駆動可能なナット（３２）および並進運動を行うスピンドル（３８）を有していて、該スピンドル（３８）が、少なくとも間接的に前記ナット（３２）と協働し、前記ピストン（１４）と相対回動不能に結合されている、形式のものにおいて、
   前記ピストン（１４）が、ピストンスカート（５０）およびピストン底部（５２）を有する鋼構成部分であって、前記ピストンにおいて前記ピストン底部（５２）に設けられた可塑性の成形部（５４）が、前記スピンドル（３８）を前記ピストン（１４）に相対回動不能に結合する装置を形成していることを特徴とする、ポンプユニット（１０）。
2. 前記ピストン底部（５２）に設けられた可塑性の前記成形部が、前記ピストン（１４）の内部に向かって開放するカップ状の受け部を形成しており、該受け部の壁部（５６）が、前記ピストン底部（５２）の、内方に向かって折り曲げられた第１および第２の材料層（６２；６４）によって形成されていることを特徴とする、請求項１記載のポンプユニット。
3. 前記壁部（５６）の前記材料層（６２；６４）が、前記ピストン（１４）の内部に位置する端部で互いに結合されていて、前記材料層（６２；６４）の間に、前記ピストン（１４）の周囲に向かって開放するギャップ（７４）を取り囲むことを特徴とする、請求項２記載のポンプユニット。
4. 前記成形部（５４）が、前記スピンドル（３８）と前記ピストン（１４）との間で摩擦締結を生ぜしめることができるように、前記スピンドル（３８）の一端部に合わせられており、前記摩擦締結を介して前記スピンドル（３８）が前記ピストン（１４）と相対回動不能に結合されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載のポンプユニット。
5. 前記ピストン（１４）は一方側が開放した中空ピストンであって、該中空ピストンは開放した端部にまたは開放した端部の近傍に少なくとも１つの第１のガイド手段（６８）を有しており、前記少なくとも１つの第１のガイド手段（６８）は、前記ピストンスカート（５０）のつば（６６）と一体的である材料突起部（６７）が成形されることによって形成されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載のポンプユニット。
6. 前記第１のガイド手段（６８）が、前記ピストン（１４）の周面から半径方向外方に突き出していて、前記ピストンシリンダユニット（１２）の縦軸線Ｌに対して平行に延在する少なくとも１つの翼（７２）に成形されていることを特徴とする、請求項５記載のポンプユニット。
7. 前記ガイド手段（６８）が、間隔を保って互いに面平行に向き合っている一対の翼（７２）を有していることを特徴とする、請求項３記載のポンプユニット。
8. 前記翼（７２）の自由端部が、前記ピストン底部（５２）から離れる方向を向いていることを特徴とする、請求項７記載のポンプユニット。
9. 前記翼（７２）は、前記ガイド手段（６８）が平面図で見てｕ字形を有するように、共通のベース（７０）を介して互いにかつ前記ピストンスカート（５０）と結合されていることを特徴とする、請求項７または８記載のポンプユニット。
10. 前記第１のガイド手段（６８）が滑りシューを取り付けるために設けられており、該滑りシューを介して前記ピストン（１４）が、ユニット側の第２のガイド手段（４６）に半径方向で支持されていることを特徴とする、請求項５から９までのいずれか１項記載のポンプユニット。

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