JP3386052B2

JP3386052B2 - ポンプ装置

Info

Publication number: JP3386052B2
Application number: JP2001035877A
Authority: JP
Inventors: 善章小南
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-02-13
Filing date: 2001-02-13
Publication date: 2003-03-10
Anticipated expiration: 2021-02-13
Also published as: US6679684B2; US20020110460A1; EP1231380A2; JP2002242850A; EP1231380A3

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポンプ装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】特開平８−１０４２１４号公報には、ポ
ンプと、そのポンプを駆動する電動モータと、リリーフ
弁とを含むポンプ装置が設けられている。ポンプの吐出
圧がリリーフ弁のリリーフ圧以上になると流体がリリー
フ弁を経て低圧側に戻される。ポンプの吐出圧が過大に
なることが回避され、電動モータに加わる負荷が過大に
なることを回避することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題、課題解決手段および効
果】上記公報に記載のポンプ装置においては、吐出圧が
リリーフ圧以上になった場合にも、その吐出圧を保って
ポンプの作動が継続させられる。そのため、ポンプを駆
動する電動モータにおける消費エネルギが多くなる。そ
こで、本発明の課題は、ポンプ装置における消費エネル
ギを少なくすることである。上記課題は、ポンプ装置を
下記各態様の構成のものとすることによって解決され
る。各態様は、請求項と同様に、項に区分し、各項に番
号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で
記載する。これは、あくまで、本明細書に記載の技術の
理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的
特徴およびそれらの組み合わせが以下の各項に限定され
ると解釈されるべきではない。また、１つの項に複数の
事項が記載されている場合、常に、すべての事項を一緒
に採用しなければならないものではなく、一部の事項の
みを取り出して採用することも可能である。

【０００４】以下の各項において、(18)項のうち、(1)
項、(2)項、(6)項、(17)項に従属する部分が請求項１に
対応し、(18)項のうち、(1)項、(2)項、(4)項、(17)項
に従属する部分が請求項２に対応し、これら請求項１ま
たは請求項２に従属する(3)項が請求項３に対応し、請
求項１ないし３のいずれか１つに従属する(7)項が請求
項４に対応する。以下、同様に、各請求項５ないし９の
特徴点が、それぞれ、(8)項、(9)項、(10)項、(13)項、
(22)項に記載されている。 (１)保持部材に設けられた嵌合凹部内における可動部材
の往復運動に伴って流体の吸入、吐出を行うポンプ装置
であって、流体を吐出させる必要がない場合に、前記嵌
合凹部の側壁を可動部材側へ変形させることによって、
前記可動部材の往復運動方向の移動を制限する移動制限
装置を含むことを特徴とするポンプ装置。本項に記載の
ポンプ装置においては、流体を吐出させる必要がない場
合に、移動制限装置によって嵌合凹部の側壁がその可動
部材側へ変形させられ、可動部材の移動が制限される。
例えば、可動部材の移動が阻止されたり、移動速度が遅
くされたり、往復運動のストロークが小さくされたりす
る。例えば、嵌合凹部の側壁が嵌合凹部側へ弾性変形さ
せられることによって、可動部材と嵌合凹部の側壁との
間のクリアランスが負にされ、可動部材に、移動方向と
交差する方向（直角な方向も含む）の押圧力が加えられ
る。押圧力に基づく摩擦力が可動部材を移動させる力よ
り大きい場合には、可動部材の移動が阻止される。可動
部材が外側面において嵌合凹部の側壁により保持されて
停止させられるのである。あるいは、側壁の弾性変形に
より可動部材側に突出した突部が形成され、その突部に
よって可動部材の移動限度が規制され、ストロークが小
さくされる。可動部材の移動が阻止されれば、ポンプ装
置から流体が吐出されなくなる。ポンプ装置の流体吐出
口の圧力または可動部材の前方のポンプ室の圧力が保持
されるか、低下させられる。圧力が保持されるか低下さ
せられるかは、例えば、ポンプ装置から吐出される流体
が供給される供給先装置によって変わるが、供給先装置
が流体を消費しない装置である場合には吐出口やポンプ
室の圧力が保持され、流体を消費する装置である場合に
は、圧力が低下させられる。可動部材の往復運動のスト
ロークが小さくされれば、可動部材の１往復運動当たり
に吐出される流体の量が少なくなる。ポンプ装置の流体
吐出口やポンプ室の圧力の増加勾配が小さくされ、圧力
が保持され、あるいは低下させられる。圧力の増加勾配
が小さくされるか、圧力が保持あるいは低下させられる
かは、供給先装置における流体の消費量とポンプ装置か
らの流体の吐出量との関係によって決まる。いずれにし
ても、ポンプ装置の流体吐出口やポンプ室の圧力の増加
を抑制することができるのであり、可動部材を移動させ
るためのエネルギを少なくすることができる。また、従
来のポンプ装置においては設けられていたリリーフ弁が
不可欠でなくなる。ただし、本発明は、必ずしも、ポン
プ装置の安全性を確保するためにリリーフ弁を設けるこ
とを排除するものではない。嵌合凹部の側壁は、一部が
変形させられても全体が変形させられてもよい。可動部
材の外径より嵌合凹部の内径が小さくなる部分が少なく
とも一部あればよいのである。一部が変形させられる場
合には、変形カ所は１カ所でも複数カ所でもよい。一部
の変形には、例えば、嵌合凹部の側壁の、可動部材の移
動方向と交差する環状の部分の変形が該当するが、それ
に限らない。ポンプ装置から流体を吐出させる必要がな
い場合は、ポンプ装置の都合で決まる場合や供給先装置
の都合で決まる場合等がある。例えば、ポンプ装置にお
いて設定圧以上の圧力の流体を吐出させることが望まし
くない場合、供給先装置において設定圧以上の圧力の流
体が必要でない場合等がある。また、本発明は気体を吸
入、吐出するポンプに適用したり、液体を吸入、吐出す
るポンプに適用したりすることができるが、流体ポンプ
の方が側壁に大きな圧力を付与することができるため、
適している。 (２)前記移動制限装置が、当該ポンプ装置から吐出され
た流体の圧力に基づいて前記側壁を変形させる流体圧式
制限装置を含む(1)項に記載のポンプ装置。本項に記載
のポンプ装置においては、嵌合凹部の側壁が当該ポンプ
装置から吐出された流体の圧力に基づいて変形させられ
る。当該ポンプ装置から吐出された流体が利用されるの
であり、変形させるために動力が使用されるわけではな
い。 (３)前記移動制限装置が、当該ポンプ装置から吐出され
た流体の圧力が設定圧以上になった場合に、前記側壁を
変形させる(1)項または(2)項のいずれか１つに記載のポ
ンプ装置。ポンプ装置から吐出された流体の圧力が設定
圧以上になった場合に、流体を吐出させる必要がなくな
ったとされて、側壁が変形させられる。なお、移動制限
装置は、吐出圧が設定圧以上になった場合に、可動部材
の移動が阻止される状態まで前記側壁を変形させる装置
とすることもできる。 (４)前記移動制限装置が、流体を吐出させる必要がある
場合に前記可動部材の往復運動方向の移動を許容し、必
要がない場合に前記可動部材の往復運動方向の移動を阻
止する(1)項ないし(3)項のいずれか１つに記載のポンプ
装置。本項に記載のポンプ装置においては、流体を吐出
させる必要がない場合に、嵌合凹部の側壁が変形させら
れることによって、可動部材の移動が阻止される。 (５)前記移動制限装置が、流体を吐出させる必要がない
場合に、前記可動部材が予め定められた位置にある状態
で、可動部材の往復運動方向の移動が阻止されるまで前
記側壁を変形させる(1)項ないし(4)項のいずれか１つに
記載のポンプ装置。移動制限装置は、可動部材が往復運
動中のいずれの位置にある場合に、側壁を変形させる
（可動部材の移動が阻止される状態まで）装置であって
もよい。例えば、可動部材が上死点にある場合に移動を
阻止する装置とすることが望ましい。 (６)前記移動制限装置が、流体を吐出させる必要がある
場合に前記可動部材の往復運動方向の移動を許容し、流
体を吐出させる必要がない場合に必要がある場合より前
記可動部材の往復運動方向のストロークを小さくする
(1)項ないし(5)項のいずれか１つに記載のポンプ装置。
ストロークを小さくすれば、可動部材の１往復運動当た
りにポンプ装置から吐出される流体の量を少なくするこ
とができる。例えば、可動部材のストロークを小さくし
て、供給先装置における流体の消費量とポンプ装置から
の流体の吐出量とがほぼ同じになるようにすれば、吐出
圧の増加を抑制することができる。 (７)前記保持部材が、前記嵌合凹部としてのシリンダボ
アの側壁を形成する筒部を含み、前記可動部材がその筒
部内に往復運動可能に嵌合されたピストンを含み、前記
筒部の外側に圧力室が設けられるとともに、その圧力室
に当該ポンプ装置から吐出された流体を導入する流体導
入部が設けられた(1)項ないし(6)項のいずれか１つに記
載のポンプ装置。本項に記載のポンプ装置においては、
圧力室にポンプ装置から吐出された流体が導入される。
圧力室の圧力が筒部を弾性変形させるのに必要な大きさ
以上である場合には筒部が弾性変形させられる。その弾
性変形によって、筒部とピストンの外周面との間のクリ
アランスが０以下になると、筒部によってピストンに移
動方向と交差する方向の押付力が加えられる。その押付
力に基づく摩擦力がピストンに加えられる移動方向の力
より大きくなると、ピストンの移動が阻止される。ま
た、筒部の弾性変形によってシリンダボアの内側に突出
した突部が形成され、その突部がピストンの移動限度を
規制する移動規制部材として機能する場合がある。この
場合には、ピストンのストロークが小さくされる。突部
の形状、大きさ等は、圧力室の形状によって変えること
ができる。また、突部の大きさや形状が圧力室の圧力の
増加に伴って変化するようにすることもできる。可動部
材が突部との係合部を有し、その係合部と突部との相対
位置関係によって移動が阻止される位置が決まる場合に
は、突部の大きさ等の変化によって相対位置関係が変化
し、可動部材の移動が阻止される位置が変化させられ
る。さらに、可動部材が係合部を有していなくても、突
部の大きさが増加すると可動部材との接触面積が増加
し、それに伴って摩擦力が増加する。この場合には、突
部と可動部材との接触面積で決まる摩擦力が可動部材を
移動させようとする力より大きくなると、可動部材の移
動が阻止されることになる。圧力室は、筒部の外側の全
体に設けても一部に設けてもよい。圧力室は、筒部とハ
ウジングとの間の隙間を利用して形成することができ
る。筒部が弾性変形し易い部材であれば、圧力室の圧力
が低くても、変形させることができる。弾性変形し易い
部材であるか否かは、筒部の材料、形状等によって決ま
る。 (８)当該ポンプ装置が、前記ピストンの軸方向に離れて
設けられた流体吸入部および流体吐出部を含み、前記筒
部が筒部材により構成され、前記保持部材が、(d)その
筒部材を外周側から保持するハウジングと、(e)これら
ハウジングと筒部材との間に設けられ、前記流体吸入部
と流体吐出部とを遮断する遮断部材とを含む(7)項に記
載のポンプ装置。本項に記載のポンプ装置においては、
流体吸入部と流体吐出部とが軸方向に離れて設けられ、
筒部材とハウジングとが別部材とされる。この場合に、
筒部材とハウジングとの間に遮断部材が設けられるた
め、流体吐出部から筒部材とハウジングとの隙間を経て
流体吸入部へ流体が流れることを防止することができ
る。ハウジングと筒部材とを別部材にすれば、筒部材を
ピストンが摺動するのに適した部材とすることができ
る。ハウジングと筒部材との両方を摺動するのに適した
部材とする必要がなくなり、コストダウンを図ることが
できる。摺動に適した部材には、耐摩耗性が優れた材料
で製造された部材、摺動面が摩擦係数が小さくなるよう
に加工された部材等が該当する。 (９)前記筒部材と前記ハウジングとの間の隙間の前記遮
断部材より前記流体吐出部側の部分が前記圧力室を構成
する(8)項に記載のポンプ装置。本項に記載のポンプ装
置におけるように、筒部材とハウジングとの間の隙間と
遮断部材とを利用して圧力室を形成すれば、ポンプ装置
の製造コストの増加を抑制することができる。筒部材と
ハウジングとの間の隙間が流体吐出部に開口部を有する
場合には、その開口部によって流体導入部が構成され
る。 (１０)前記遮断部材が、前記筒部材と前記ハウジングと
の間の、前記ピストンが上死点にある状態におけるピス
トンの上死点側の端より下死点側の部分に設けられた
(8)項または(9)項に記載のポンプ装置。本項に記載のポ
ンプ装置においては、往復運動中のいずれかの位置でピ
ストンの移動を確実に阻止することができる。遮断部材
が上死点に近い位置に設けられる場合より上死点から遠
い位置に設けられる場合の方が、圧力室のピストンに対
向する部分を大きくすることができ、圧力が同じである
場合にピストンに大きな力を加えることができる。ま
た、ピストンが上死点に位置する場合に、圧力室の圧力
が最も大きくなるため、たいていの場合には上死点で移
動が阻止される。 (１１)前記遮断部材が、前記筒部材と前記ハウジングと
の間の、前記ピストンが上死点にある状態における前記
ピストンの上死点側の端部と下死点側の端部との中間よ
り下死点側に対応する位置に設けられた(8)項ないし(1
0)項のいずれか１つに記載のポンプ装置。遮断部材は、
上死点側の端部と下死点側の端部との間の距離の上死点
側端部から２／３以上下死点側の位置に設けても、３／
４以上下死点側の位置に設けてもよい。また、遮断部材
が、筒部材とハウジングとの間の、ピストンが上死点に
ある状態におけるピストンの下死点側の端部より下死点
側（上死点から下死点に向かう方向における下死点側）
に対応する位置に設けられてもよい。この場合には、ピ
ストンが可動部材を大径部と小径部とを備えたものと
し、大径部がピストン、小径部が駆動装置の駆動力をピ
ストンに伝達する駆動力伝達部として機能するようにす
ることが望ましい。小径部はピストンロッドと考えるこ
ともできる。 (１２)前記筒部材の外周面と前記ハウジングの内周面と
の少なくとも一方に凹部を設け、その凹部によって形成
された隙間を前記圧力室とする(7)項ないし(11)項のい
ずれか１つに記載のポンプ装置。凹部は、筒部材の外周
面に設けてもハウジングの内周面に設けても両方に設け
てもよい。また、両方に設ける場合には、筒部材の外周
面とハウジングの内周面との互いに対向する位置に設け
ても対向しない位置に設けてもよい。さらに、形成する
凹部は１個であっても２個以上であってもよい。いずれ
にしても、凹部の加工は容易である。凹部の形状は、環
状を成したものとすることが望ましいが、円弧状を成し
たものであっても、移動方向に沿った長手形状を成した
ものであってもよい。また、凹部を筒部材の外周面に設
けた場合には、筒部材の凹部の内周側の部分が薄くな
り、内周側の部分が変形し易くなる。凹部を設けること
によって変形し易い部分を設けることができるのであ
り、凹部の内周側の部分が嵌合凹部の側壁であると考え
ることができる。この場合に、凹部の深さを変更するこ
とによって内周側の部分の肉厚を変えることができる。 (１３)前記保持部材が、前記ピストンが嵌合される嵌合
穴と、その嵌合穴のまわりを囲む環状の横断面形状を有
し、前記流体吐出部側に開口を有する有底筒状の溝部と
を備え、その溝部と前記嵌合穴との間の筒状の壁部が前
記筒部を構成し、溝部が前記圧力室を構成する(7) 項に
記載のポンプ装置。本項に記載のポンプ装置において
は、保持部材に溝部を設けることによって筒部が形成さ
れる。また、流体吸入部と流体吐出部との連通を防止す
る遮断部材を設ける必要がないという利点がある。 (１４)前記移動制限装置が、前記側壁が変形する状態と
変形しない状態とに切り換え可能な切換装置を含む(1)
項ないし(13)項のいずれか１つに記載のポンプ装置。切
換装置は、前記圧力室への流体の導入を許容する状態と
流体の導入を阻止する状態とに切り換え可能な弁装置を
含むものとすることができる。弁装置は、ポンプ装置の
吐出部と圧力室とを接続する流体導入通路に設けられた
電磁弁を含むものとすることができる。電磁弁の制御に
より、吐出部から圧力室への流体の供給を許容する状態
と流体の供給を阻止する状態とに切り換えられる。電磁
弁を、流体吐出部の圧力が可動部材の移動を阻止し得る
圧力以上になった場合に、流体の供給を許容する状態に
切り換えれば、可動部材の移動を直ちに停止させること
ができる。さらに、可動部材が上死点にある場合に供給
を許容する状態に切り換えることが望ましい。弁装置
は、流体導入通路に設けられたリリーフ弁を含むものと
することができる。吐出部の圧力がリリーフ圧より低い
場合は圧力室への流体の導入が阻止されるが、リリーフ
圧以上になると許容される。リリーフ圧を前述の可動部
材の移動を阻止し得る高さに設定しておけば、リリーフ
弁が開かれた場合に可動部材の移動が直ちに阻止される
ようにすることができる。 (１５)前記移動制限装置が、前記ポンプ装置から吐出さ
れる流体の圧力の変化を抑制する緩衝部を含む(1)項な
いし(14)項のいずれか１つに記載のポンプ装置。圧力室
には、当該ポンプ装置から吐出された流体の圧力の変化
が緩衝部によって抑制されて伝達される。吐出部の圧力
が急激に増加した場合に圧力室の圧力が急激に増加する
ことが回避され、可動部材や側壁に加わる力の急激な増
加を抑制することができる。緩衝部は、流体が液体であ
る場合に特に有効である。換言すれば、流体が気体であ
る場合には気体が圧縮性を有するため緩衝部を設ける必
要性は低い。緩衝部は、ポンプ装置の吐出部と圧力室と
の間に設けても、吐出部と供給先装置との間に設けても
よい。緩衝部は、例えば、少なくとも可動部材の１回の
往復運動において当該ポンプ装置から吐出される流体を
収容し得るものとすることが望ましい。なお、供給先装
置が緩衝部としての機能を備える場合もある。 (１６)前記移動制限装置が、コイルに電流を供給するこ
とによって発生させられる電磁力に基づいて前記側壁を
変形させる電磁式制限装置を含む(1)項、(4)項ないし
(6)項，(14)項のいずれか１つ記載のポンプ装置。本項
に記載のポンプ装置においては、電磁力に基づいて側壁
が変形させられる。例えば、電磁力が側壁を嵌合凹部に
向かって押し付ける方向に作用する。 (１７)当該ポンプ装置が、前記可動部材に当接してその
可動部材を前記往復運動の往方向に駆動する駆動装置
と、前記可動部材を、前記往方向とは逆の復方向に付勢
して、その可動部材を前記駆動装置に押し付ける付勢装
置とを含む(1)項ないし(16)項のいずれか１つに記載の
ポンプ装置。可動部材は、駆動装置によって、ポンプ室
の圧力に基づく力と付勢装置の付勢力とに抗して往方向
に移動させられる。可動部材が上死点に達すると駆動装
置による往方向の駆動力が加えられなくなり、可動部材
は付勢装置の付勢力によって復方向に移動させられる。
可動部材が下死点に達すると駆動装置による駆動力によ
って往方向に移動させられる。付勢装置は可動部材の往
復運動中常に可動部材を駆動装置に当接する状態に保ち
得るものであることが望ましい。付勢装置によって加え
られる付勢力Ｆsは、駆動装置によって加えられる駆動
力Ｆdより小さい（Ｆs＜Ｆd）。したがって、側壁の変
形によって可動部材に加えられる力に基づく摩擦力Ｆf
が付勢力Ｆsより大きくなれば（Ｆs＜Ｆf）、可動部材
に駆動装置によって往方向の駆動力が加えられなくなっ
た場合に、移動が阻止されることになり、上死点におい
て可動部材の移動が阻止される。また、ポンプ装置から
吐出される流体の圧力は上死点において最も大きくな
る。したがって、移動制限装置が、ポンプ装置から吐出
された流体の圧力に基づいて可動部材の移動を制限する
ものである場合には、可動部材を上死点で停止させるこ
とができる。それに対して、後述するように、移動制限
装置が電磁力を利用して移動を制限するものである場合
には、電磁力に基づく摩擦力が付勢装置による付勢力よ
り大きくなるようにコイルへ電流を供給すれば、可動部
材がいずれの位置にあっても移動を阻止することができ
る。付勢装置による付勢力が小さい場合は大きい場合よ
り側壁の変形によって可動部材に加えられる力が小さい
場合に、可動部材の移動を阻止することができる。 (１８)当該ポンプ装置が、駆動部材を前記可動部材に当
接させて、その可動部材を前記往復運動の往方向に駆動
する駆動装置を含み、その駆動部材が可動部材との直結
部を含まないものである(1)項ないし(17)項のいずれか
１つに記載のポンプ装置。駆動部材が可動部材との直結
部を含まないため、例えば、上死点において可動部材の
移動が阻止されれば、可動部材はその位置で停止させら
れ、駆動部材が復方向に戻される。それ以降は、駆動装
置に加わる負荷が小さくなり、消費エネルギの低減を図
ることができる。 (１９)当該ポンプ装置が、前記可動部材に設けられ、前
記可動部材の前方のポンプ室への前記流体吸入部からの
流体の供給を許容する状態と阻止する状態とに切り換え
可能な吸入弁を含む(1)項ないし(18)項のいずれか１つ
に記載のポンプ装置。 (２０)前記吸入弁が、前記可動部材の端面に設けられた
弁座と、その弁座に対して、前記流体吸入部の圧力と前
記ポンプ室の圧力との差圧に応じて接近、離間させられ
る弁子と、その弁子を保持する部材であって、それの内
側が弁座から遠い部分が弁座に近い部分より狭くされた
弁子保持部材とを含む(19)項に記載のポンプ装置。弁子
は、弁子保持部材によって、弁座に対して接近・離間可
能な状態で保持される。また、弁子保持部材の内側が、
弁座から遠い部分で狭くされる。そのため、弁子が弁座
から離間させられた際に、弁子の可動部材の半径方向に
おけるずれ（芯ずれ）を小さくすることができる。弁子
保持部材の内側の幅（直径）が、弁座から遠い部分と近
い部分とでほぼ同じである場合には、弁子を弁座に向か
って付勢するスプリングを設け、弁子の芯ずれを防止す
る必要があった。それに対して、本項に記載のポンプ装
置においては、スプリングを設けなくても弁子の芯ずれ
を防止することができ、弁子が弁座に着座した際の液漏
れを少なくすることができる。弁子保持部材の内側の幅
（直径）は、弁座から離れるに従って連続的に小さくし
ても、段階的に小さくしてもよい。前者の場合には内側
面をテーパ面とすることができる。 (２１)当該ポンプ装置が、前記可動部材を複数個含む
(1)項ないし(20)項のいずれか１つに記載のポンプ装
置。ポンプ装置は、可動部材を１つ含むものであっても
よいが、複数個含むのが普通である。複数個の可動部材
は、放射状に配設されても、並列に配設されてもよい。
また、複数の可動部材の移動が同じ時期に阻止されるよ
うにしても、少なくとも１つの可動部材の移動が異なる
時期に阻止されるようにしてもよい。 (２２)前記移動制限装置が、それら複数の可動部材のう
ちの少なくとも１つについては、他の可動部材の移動を
制限する時期とは異なる時期に移動を制限する(21)項に
記載のポンプ装置。本項に記載のポンプ装置において
は、複数の可動部材のうちの少なくとも１つは、他の可
動部材と異なる時期に移動が制限される。吐出圧が同じ
場合に吐出量が多い状態と少ない状態とに切り換えるこ
とができる。また、吐出量を少なくして吐出圧を高くす
れば、吐出量が多い場合に高くするより、ポンプ装置に
おける消費エネルギの低減を図ることができる。供給先
装置においては、供給される流体の圧力が高い場合は、
供給量は少なくてもよいのが普通である。このように、
吐出圧が低い場合に多量の流体が供給され、吐出圧が高
い場合に少量の流体が供給される場合には、吐出圧が高
くても低くても多量の流体が供給される場合より、駆動
装置の小型化を図ることができる。なお、複数の可動部
材の各々について、それぞれ異なる時期に移動が制限さ
れるようにすれば、吐出量を段階的に変更することがで
きる。 (２３)当該ポンプ装置が、ピストンポンプとベーンポン
プとの少なくとも一方を含む(1)項ないし(22)項のいず
れか１つに記載のポンプ装置。ピストンポンプには、プ
ランジャポンプも含まれる。プランジャポンプには、斜
板の回転に伴ってピストンが往復運動させられるアキシ
ャルプランジャポンプ、複数のピストンが放射状に配設
されたラジアルプランジャポンプ、複数のピストンが並
列に配設された往復動型プランジャポンプ等が該当す
る。ベーンポンプに適用する場合には、可動部材がベー
ンに対応し、嵌合凹部がベーン溝に対応し、ロータの回
転に伴ってベーンがハウジングの内周面に摺動させら
れ、往復運動させられる。ベーンのベーン溝内における
往復運動が阻止されれば、ロータが回転しても、ベーン
が往復運動させられることはなく、作動液が吐出される
ことはない。 (２４)前記ポンプ装置が、車両のブレーキ装置に設けら
れ、車輪の回転を抑制するブレーキシリンダに流体を供
給するものである(1)項ないし(23)項のいずれか１つに
記載のポンプ装置。 (２５)保持部材に設けられた嵌合凹部内における可動部
材の往復運動に伴って流体の吸入、吐出を行うポンプ装
置であって、流体を吐出させる必要性が低い場合は高い
場合より、前記嵌合凹部の側壁のその嵌合凹部への変形
量を大きくすることによって、前記可動部材の往復運動
方向の移動を制限する移動制限装置を含むことを特徴と
するポンプ装置。必要性が高い場合の変形量を０として
必要性が低い場合の変形量を一定量とする態様、必要性
のレベルに応じて変形量を変える態様等が該当する。な
お、本項に記載のポンプ装置には、(1)項ないし(24)項
のいずれかに記載の技術的特徴を採用することができ
る。 (２６)保持部材に設けられた嵌合凹部内における可動部
材の往復運動に伴って流体の吸入、吐出を行うポンプ装
置であって、流体を吐出させる必要がない場合に、前記
可動部材に往復運動方向と交差する方向の押付力を加え
る押圧装置を含むことを特徴とするポンプ装置。押付力
に基づいて生じる摩擦力が可動部材を移動させる移動力
より大きい場合には、可動部材の移動が阻止される。な
お、本項に記載のポンプ装置には、(1)項ないし(25)項
のいずれかに記載の技術的特徴を採用することができ
る。 (２７)保持部材に設けられた嵌合凹部内における可動部
材の往復運動に伴って流体の吸入、吐出を行うポンプ装
置であって、流体を吐出させる必要がない場合に、前記
嵌合凹部の側壁をその嵌合凹部へ変形させることによっ
て、前記可動部材を上死点において保持する可動部材保
持装置を含むことを特徴とするポンプ装置。本項に記載
のポンプ装置においては、可動部材が上死点において保
持される。なお、本項に記載のポンプ装置には、(1)項
ないし(26)項のいずれかに記載の技術的特徴を採用する
ことができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態である
ポンプ装置について図面に基づいて詳細に説明する。本
実施形態において、ポンプ装置は作動液を汲み上げて加
圧するもので、車両のブレーキ装置に使用される。図２
において、１０は動力式液圧源であり、１２はマニュア
ル式液圧源としてのマスタシリンダである。マスタシリ
ンダ１２はブレーキ操作部材としてのブレーキペダル１
４に連携させられた加圧ピストンを含み、加圧ピストン
の前方の加圧室には、運転者によるブレーキペダル１４
の操作状態に応じた液圧が発生させられる。

【０００６】動力式液圧源１０は、ポンプ装置２０、ア
キュムレータ２４、液圧制御弁装置２６等を含む。ポン
プ装置２０は、ポンプ３０とポンプ３０を駆動するポン
プモータ３２とを含む。ポンプ３０は作動液供給源とし
てのリザーバ３４の作動液を汲み上げて加圧して吐出す
るものであり、ポンプ３０から吐出された作動液はアキ
ュムレータ２４に蓄えられる。ポンプモータ３２はアキ
ュムレータ２４に蓄えられた作動液の液圧が予め定めら
れた設定範囲内にあるように、コンピュータを主体とす
る制御装置３８によって制御される。設定範囲の上限圧
に達した場合にポンプモータ３２の作動が停止させら
れ、下限圧以下に下がった場合に作動させられるのであ
る。アキュムレータ２４に蓄えられた作動液の液圧は液
圧センサ３６によって検出される。

【０００７】また、液圧制御弁装置２６は、動力式液圧
源１０の出力液圧を制御するものであり、本実施形態に
おいては、出力液圧が運転者によるブレーキ操作状態に
応じた大きさに制御装置３８によって制御される。制御
装置３８の入力部には、ブレーキペダル１４の操作力を
検出する操作力センサ４０と、ブレーキシリンダ４２の
液圧を検出するブレーキ液圧センサ４３とが接続され、
ブレーキ液圧センサ４３による検出値が操作力センサ４
０による検出値に応じた大きさになるように、液圧制御
弁装置２６が制御されるのである。液圧制御弁装置２６
は、自身の差圧が供給電流に応じた大きさになるように
されるリニア液圧制御弁を含むものとしたり、１つ以上
の電磁開閉弁を含むものとしたりすることができる。な
お、操作力センサ４０の代わりにストロークセンサとす
ることができる。ブレーキペダル１４の操作ストローク
が操作状態として検出される。

【０００８】マスタシリンダ１２から延び出させられた
液通路４４にはブレーキシリンダ４２が接続されてお
り、ブレーキシリンダ４２の液圧によりブレーキ４５が
作動させられ、車輪４６の回転が抑制される。液通路４
４には、マスタ遮断弁５０と保持弁５２とが設けられ、
マスタ遮断弁５０と保持弁５２との間に動力式液圧源１
０から延び出させられた液通路５４が接続される。ま
た、ブレーキシリンダ４２とリザーバ３４との間には減
圧弁５６が設けられている。これらマスタ遮断弁５０，
保持弁５２，減圧弁５６等は制御装置３８の指令に基づ
いて制御される。保持弁５２．減圧弁５６等は車輪４６
のスリップ状態が適正状態に保たれるように制御され
る。ブレーキペダル１４が踏み込まれると、マスタ遮断
弁５０が遮断状態に切り換えられる。ブレーキシリンダ
４２がマスタシリンダ１２から遮断された状態で液圧制
御弁装置２６が制御される。ブレーキシリンダ４２には
動力式液圧源１０からブレーキ操作力に応じた液圧の作
動液が供給され、ブレーキ４５が作動させられる。保持
弁５２，減圧弁５６は図示する原位置に保たれる。な
お、ブレーキシリンダ４２の液圧は、ポンプモータ３２
を制御することによって制御されるようにすることがで
きる。この場合には、液圧制御弁装置２６やアキュムレ
ータ２４は不可欠ではなくなる。また、液圧制御弁装置
２６の制御ではなく、保持弁５２，減圧弁５６の制御に
よって制御されるようにすることもできる。

【０００９】ポンプ装置２０は、図１に示すように、プ
ランジャポンプ３０を含むものであり、可動部材として
のピストン８０が筒部材としてのシリンダ８２に摺動可
能に嵌合されている。シリンダ８２はハウジング８４に
軸方向に相対移動不能に取り付けられている。本実施形
態においては、ハウジング８４とシリンダ８２とが別体
となっており、シリンダ８２がピストン８０の摺動に適
した部材とされている。シリンダ８２は、有底円筒状を
成したものであり、筒部８６と底部８８とを含み、筒部
８６の内側が嵌合凹部であり、筒部８６が嵌合凹部の側
壁である。

【００１０】ピストン８０は、一端が高圧側のポンプ室
９４に対向し、他端が低圧側の液室９６に対向する。液
室９６はリザーバ３４に連通させられる。また、他端が
ポンプモータ３２の回転に伴って回転する偏心カム９８
に対向し、一端に付勢装置としてのスプリング１００の
付勢力を受ける。偏心カム９８の外周面には軸受１０１
aを介してローラ１０１bが相対回転可能に取り付けられ
ており、そのローラ１０１ｂがピストン８０の他端に当
接する。ピストン８０は、スプリング１００によってロ
ーラ１０１ｂに押し付けられるため往復運動中ローラ１
０１ｂに当接した状態に保たれる。本実施形態において
は、ポンプモータ３２、偏心カム９８およびローラ１０
１ｂ等によって駆動装置１０２が構成されるている。

【００１１】ピストン８０の内部には概して軸方向に延
びる吸入通路１０４が形成されており、吸入通路１０４
には吸入弁１０６が設けられている。吸入弁１０６は、
ピストン８０の吸入通路１０４のポンプ室９４への開口
部に設けられた弁座１０８と、その弁座１０８に対して
接近・離間可能な弁子１１０と、弁子１１０を保持する
弁子保持部材１１２とを含む。弁子保持部材１１２に
は、図に示すように、開口１１３が形成され、吸入通路
１０４からポンプ室９４への作動液の流れが許容され
る。弁子１１０は、弁子保持部材１１２によって、弁座
１０８に対して接近・離間可能な状態で保持される。

【００１２】弁子保持部材１１２はテーパ部１１４を含
む。テーパ部１１４は、ピストン８０から離れるにつれ
て内径が小さくなるテーパ面を有している。吸入通路１
０４の液圧がポンプ室９４の液圧より高くなると弁子１
１０が弁座１０８から離間させられ、作動液がポンプ室
９４に供給される。この場合にテーパ部１１４により、
弁子１１０が弁座１０８から離間した状態での芯ずれを
抑制することができる。弁子１１０はテーパ面と接する
位置より離間することがない。ポンプ室９４の液圧が吸
入通路１０４の液圧より高くなると、弁子１１０が弁座
１０８に着座させられる。この場合に、弁子１１０を弁
座１０８に確実に着座させることができる。このよう
に、弁子保持部材１１２をテーパ部１１４を有するもの
とすれば、弁子１１０を弁座１０８に着座させる向きに
付勢するスプリングを設けなくても、弁子１１０の芯ず
れを抑制することができる。

【００１３】ポンプ室９４と吐出通路１１８とは、シリ
ンダ８２の底部８８に設けられた液通路１２４によって
接続される。液通路１２４には吐出弁１２６が設けられ
ている。吐出弁１２６はシリンダ８２の液通路１２４の
開口部に設けられた弁座１２８と、弁座１２８に対して
接近・離間可能に設けられた弁子１３０と、弁子１３０
を保持する弁子保持部材１３２とを含む。弁子保持部材
１３２は、シリンダ８２の底部８８の先端部に固定され
ており、１つ以上の穴１３４が形成されている。保持部
材１３２と弁子１３０との間にはスプリング１３６が設
けられ、弁子１３０を弁座１２８に着座させる方向に付
勢する。

【００１４】ポンプ室９４と吐出通路１１８との液圧差
がスプリング１３６のセット荷重より大きくなると、弁
子１３０が弁座１２８から離間させられ、ポンプ室９４
の作動液が吐出弁１２６、穴１３４を経て吐出通路１１
８へ供給される。吐出通路１１８から吐出された作動液
はアキュムレータ２４に供給される。本実施形態におい
ては、吸入通路１０４、吸入弁１０６等によって作動液
吸入部１４０が構成され、液通路１２４，吐出弁１２６
および吐出通路１１８等によって作動液吐出部１４２が
構成される。作動液吸入部１４０と作動液吐出部１４２
とがピストン８０の軸方向に離れて設けられているので
あり、前述の低圧側と高圧側とが軸方向に離れて設けら
れている。

【００１５】本実施形態におけるシリンダ８２とハウジ
ング８４との間には隙間１４８がある。そして、その隙
間１４８にはシール部材としてのＯリング１５０が設け
られ、高圧側から隙間１４８を経て低圧側に作動液が流
れることが防止される。隙間１４８は吐出通路１１８に
対する開口１５１を有しており、隙間１４８のＯリング
１５０が設けられた位置から開口側の部分によって液圧
室１５２が形成される。液圧室１５２には開口１５１か
ら吐出通路１１８の作動液が供給されるのであり、開口
１５１等によって作動液導入部が構成される。また、液
圧室１５２、Ｏリング１５０、筒部８６等によって移動
制限装置１５４が構成される。

【００１６】以上のように構成されたポンプ装置２０に
おける作動について説明する。ピストン８０はポンプモ
ータ３２の駆動による偏心カム９８の回転に伴って往復
運動させられる。ピストン８０がシリンダ８２から後方
へ最も突出する位置が下死点であり、吸入端位置であ
る。この吸入端位置に向かう吸入行程においては、ピス
トン８０がスプリング１００の付勢力により偏心カム９
８の回転体１０１ｂに押し付けられた状態で後退させら
れ、ポンプ室９４の液圧より吸入通路１０４の液圧の方
が高くなるため、吸入弁１０６が開かれて作動液が吸入
通路１０４から吸入弁１０６を経てポンプ室９４に吸入
される。その後、ピストン８０が偏心カム９８によりス
プリング１００の付勢力に抗して前進させられる。それ
によりポンプ室９４の容積が減少し、液圧が高くなる。
ポンプ室９４の液圧によって弁子１１０が弁座１０８に
着座させられ、吸入弁１０６が閉じられる。ピストン８
０が最も前進した位置が上死点であり、吐出端位置であ
る。ポンプ室９４の容積が最小になり、液圧がピストン
８０の一回の往復運動中において最も高くなる。ポンプ
室９４と吐出通路１１８との液圧差がスプリング１３６
の付勢力より高くなると吐出弁１２６が開かれ、ポンプ
室９４の作動液が吐出弁１２６を経て吐出通路１１８へ
吐出される。

【００１７】偏心カム９８の偏心量が最大の位置でピス
トン８０が上死点に達し、以後はピストン８０に駆動装
置１０２により前進方向の力が加えられることがなくな
る。ピストン８０はスプリング１００の付勢力により偏
心カム９８の回転体に押し付けられた状態で、偏心カム
９８の回転に伴って吸入端位置へ戻される。以下同様の
作動が繰り返し行われ、リザーバ３４から吸入された作
動液が加圧されてアキュムレータ２４に供給される。

【００１８】その際、吐出通路１１８の液圧は液圧室１
５２にも印加され、その液圧により筒部８６がポンプ室
９４側へ弾性変形させられる。筒部８６が縮径させられ
るのであり、それに伴って筒部８６の内周面とピストン
８０の外周面との間のクリアランスが減少する。そし
て、クリアランスが０以下になると、ピストン８０に半
径方向内向きの力、すなわち締付力が作用し、この締付
力に基づく摩擦力がスプリング１００の付勢力より大き
くなると、ピストン８０はもはやスプリング１００の付
勢力によっては後退させられなくなる。液圧室１５２の
液圧は、ピストン８０の前進に伴って上昇するため、吐
出行程の途中でピストン８０と筒部８６との間の摩擦力
が大きくなることとなるが、吐出行程においてはピスト
ン８０が偏心カム９８により強制的に前進させられるた
め、吐出行程の途中でピストン８０が停止させられるこ
とはなく、必ず上死点において停止させられる。「吐出
行程においてはピストン８０が強制的に前進させられ
る」といっても、「スプリング１００の付勢力に打ち勝
つ程度の摩擦力に抗して前進させられる」ということで
あり、スプリング１００の付勢力を小さい値に設定して
おけば、ピストン８０の後退を阻止するために必要な所
要摩擦力も小さくなり、その摩擦力に打ち勝ってピスト
ン８０が強制的に前進させられても、ピストン８０の外
周面と筒部８６の内周面とに実用上問題となるような摩
耗が生じることはない。

【００１９】なお、ピストン８０が上死点に達した際の
液圧に基づく筒部８６の弾性変形による摩擦力がスプリ
ング８０の付勢力より小さいために、ピストン８０が一
定距離後退させられ、その結果、スプリング８０の付勢
力が減少して摩擦力より小さくなる場合もあり得る。そ
の場合には、吸入行程の途中でピストン８０が停止させ
られることとなる。そして、偏心カム９８の回転体１０
１bが一旦ピストン８０から離間するが、やがて再びピ
ストン８０に接触し、ピストン８０を前進させるため、
液圧室１５２の液圧が上昇し、摩擦力が増大してピスト
ン８０が前回より上死点側の位置で停止する。この停止
位置が上死点であれば、ポンプ装置２０は作動液を吐出
しなくなるが、未だ上死点でなければ、再び同じことが
繰り返され、最終的にピストン８０が上死点で停止す
る。ピストン８０の移動が阻止される際の液圧は、シリ
ンダ８２の筒部８６の外径，内径および材料（撓み易さ
が決まる）、筒部８６の内周面およびピストン８０の外
周面の加工状態（摩擦係数が決まる）、筒部８６とピス
トン８０とのクリアランス、スプリング１００のセット
荷重、Ｏリング１５０の位置（液圧室１５２の長さ）等
によって決まる。本実施形態においては、これら諸元の
少なくとも１つが、吐出通路１１８から吐出される作動
液の液圧、すなわち、液圧室１５２に作用する液圧が設
定圧（例えば、１４ＭＰa〜２０ＭＰaの範囲から選定さ
れる）である場合にピストン８０の移動が阻止されるよ
うに設計される。このピストン８０の移動が阻止される
際の設定圧は、前述のアキュムレータ２４に蓄えられた
作動液の液圧の設定範囲の上限圧より一定圧高い値に設
定される。また、アキュムレータ２４は、蓄えられた作
動液の液圧が上限圧より一定圧以上高い値になっても、
比較的小さい一定量の作動液を収容し得る状態、すなわ
ち、余裕がある状態にされている。したがって、ピスト
ン８０の前進中に吐出通路１１８の液圧が急激に高くな
り、液圧室１５２の液圧が急激に高くなって、筒部８６
とピストン８０との間の摩擦力が急増することを回避す
ることができる。

【００２０】ピストン８０が上死点にある場合には、前
述のように、ピストン８０に前進方向の力が加えられる
ことがない。そのため、ピストン８０が上死点において
停止させられれば、偏心カム９８が回転させられても、
ポンプモータ３２に負荷が加わることが殆どないのであ
り、ポンプモータ３２における消費エネルギを少なくす
ることができる。

【００２１】また、ピストン８０の移動が阻止されれ
ば、ポンプ３０は非作動状態ないし休止状態になる。ア
キュムレータ２４の作動液が消費されれば、吐出通路１
１８の液圧は低下させられ、消費されない場合は吐出通
路１１８の液圧が保持される。液圧センサ３６や制御装
置３８等の異常により、アキュムレータ圧が設定範囲の
上限圧以上になった状態でポンプモータ３２の作動が停
止させられなくなった場合においても、移動制御装置１
５４によってピストン８０の移動を阻止することができ
るのであり、ポンプ装置２０から吐出される作動液の液
圧が過大になることを防止することができる。そのた
め、従来のポンプ装置に設けられていたリリーフ弁が不
可欠ではなくなり、その分、ポンプ装置のコストダウン
を図ることができる。リリーフ弁はポンプ３０の内部に
設けられる場合やポンプ３０と別に設けられる場合があ
るが、ポンプ３０と別に設けられる場合には、リリーフ
弁自体が不要になるだけではなく、配管等も不要にな
る。

【００２２】ただし、リリーフ弁を設けることも可能で
あり、ポンプ装置２０の信頼性を一層高めることができ
る。この場合に、ポンプ装置２０のピストン８０の移動
が阻止される設定圧をリリーフ弁のリリーフ圧より低い
値に設定すれば、液圧センサ３６や制御装置３８等の異
常によりアキュムレータ圧が設定範囲の上限圧以上にな
る事態が発生した場合に、まず移動阻止装置１５４によ
ってピストン８０の移動が阻止され、無用のエネルギ消
費を回避しつつポンプ装置２０の吐出圧が過大になるこ
とが回避され、万一その機能も損なわれた場合に、リリ
ーフ弁によってポンプ装置２０の吐出圧が過大になるこ
とが回避され、信頼性を向上させることができる。

【００２３】ピストン８０の移動が阻止された状態にお
いて、吐出通路１１８の液圧が低下させられ、摩擦力よ
り付勢力の方が大きくなれば、ピストン８０の移動が許
容される。ピストン８０はスプリング１００の付勢力に
よって下死点に移動させられ、偏心カム９８によって前
進させられる。ポンプ３０が再び作動状態にされるので
ある。

【００２４】さらに、本実施形態におけるポンプ装置２
０においては、作動液供給部１４０と作動液吐出部１４
２とがピストン８０の軸方向の反対側に設けられている
ため、ポンプ３０の半径方向の大きさを小さくすること
ができる。

【００２５】なお、上記実施形態においては、ピストン
８０の移動が阻止される設定圧がアキュムレータ２４の
液圧の設定範囲の上限圧より高い値に設定されていた
が、上限圧に設定することもできる。そのようにすれ
ば、アキュムレータ２４の液圧が上限圧の近傍に保たれ
ることとなるため、液圧センサ３６，制御装置３８等に
よるポンプモータ３２の制御が不可欠ではなくなる。例
えば、ブレーキペダル１４の踏込みを検出するブレーキ
スイッチを設け、ブレーキペダル１４が踏み込まれてい
る間、ポンプモータ３２が回転し続けるようにするので
あり、そのようにしても、ポンプ装置２０の吐出圧が上
限圧に達すれば、ピストン８０の移動が阻止され、吐出
圧が過大になることと、無駄なエネルギ消費とが回避さ
れる。なお、ブレーキスイッチの代わりに操作力センサ
４０を利用することができる。操作力センサ４０による
検出値が設定値以上であれば、ブレーキペダル１４が踏
み込まれているとするのである。

【００２６】しかし、この場合においても、ポンプモー
タ３２の電流を検出する電流センサを設け、ブレーキス
イッチがブレーキペダル１４の踏込みが行われているこ
とを示しているにもかかわらず、ポンプモータ３２の電
流が設定電流以下に低下した場合には、移動制御装置１
５４によってピストン８０の移動が阻止されたものとし
て、ポンプモータ３２への電流供給が遮断されるように
することも可能である。そして、例えば、ブレーキスイ
ッチがブレーキペダル１４の踏込みが行われていること
を示していることと、第１設定時間（例えば、アキュム
レータ２４に上限圧まで蓄積された作動液が下限圧まで
低下する可能性のある最短時間）が経過したこととの両
方の条件が満たされた場合にポンプモータ３２を試みに
短時間運転し、電流が設定電流を超える場合にはそのま
ま運転を継続し、設定電流以下である場合には、ブレー
キスイッチがブレーキペダル１４の踏込みが行われてい
ることを示している限り、第１設定時間より短い第２設
定時間毎にポンプモータ３２を短時間運転してみること
を繰り返せばよい。このようにすれば、ブレーキペダル
１４が踏み込まれている間ポンプモータ３２の運転を継
続する場合に比較して電気エネルギを節減し得る。

【００２７】さらに、本発明のポンプ装置はアキュムレ
ータ２４を含まない動力液圧源に設けることもできる。
この場合には、吐出通路１１８と液圧室１５２との間、
あるいは吐出通路１１８，あるいは液通路５４に緩衝装
置を設けることが望ましい。緩衝装置は、ピストン８０
の１往復運動においてポンプ装置２０から吐出される作
動液よりやや多い量の作動液を加圧下に収容し得るもの
とする。緩衝装置によれば、吐出通路１１８の液圧の変
化勾配を抑制することができるため、ピストン８０の前
進中に液圧室１５２の液圧が急激に増加することを回避
することができ、ピストン８０の外周面と筒部８６の内
周面とに実用上問題となるような摩耗が生じることを回
避することができる。また、ブレーキシリンダ液圧が保
持弁５２を開状態に保った状態で減圧弁５６の制御によ
り制御される場合には、ブレーキシリンダ４２が緩衝装
置としての機能を果たすため、アキュムレータや緩衝装
置を設けなくても液圧室１５２の液圧が急激に大きくな
ることを回避することができる。

【００２８】また、筒部８６とハウジング８４との隙間
１４８を小さくし、その代わりに筒部８６の外周側に軸
方向に延びた溝を１個以上設けてもよい。隙間１４８を
小さくすれば、シリンダ８２をハウジング８４に精度よ
く位置決めして取り付けることができる。さらに、本実
施形態においては、１つのピストン８０の作動について
説明したが、ポンプ装置２０はピストン８０を１つ含む
ものであっても複数含むものであってもよい。ポンプ装
置２０は複数のピストン８０を含むものが普通であり、
複数のピストン８０を含む場合には、複数のピストン８
０の各々の移動が同じ時期に阻止されるようにしても、
異なる時期に阻止されるようにしてもよい。ポンプ３０
は、複数のピストン８０が放射状に配置されたラジアル
プランジャポンプであっても並列に配置されたポンプで
あってもよい。

【００２９】また、ポンプ装置は、図３に示す構造のも
のとすることができる。本実施形態のポンプ装置１９８
においては、シリンダ２００の筒部２０２の外周面に環
状の凹部２０４が形成され、凹部２０４とハウジング１
０４の内周面とによって液圧室２０６が形成される。吐
出通路１１８の作動液はシリンダ２００とハウジング８
４との間の開口１５１，隙間１４８を経て液圧室２０６
に供給される。凹部２０４を設けることによって、筒部
２０２の肉厚を薄くすることができるのであり、凹部２
０４の内周側部２０８が撓み易くされる。凹部２０４の
内周側部２０８は変形部と称することもできる。本実施
形態においては、凹部２０４（液圧室２０６），内周側
部２０８（筒部２０２）等によって移動制限装置２１０
が構成される。

【００３０】液圧室２０６の液圧が内周側部２０８を弾
性変形させるのに必要な大きさ以上になると内周側部２
０８が弾性変形させられる。内周側部２０８とピストン
８０との間のクリアランスが０以下になると、ピストン
８０には内周側部２０８によって押圧力が加えられる。
押圧力に基づく摩擦力がスプリング１００の付勢力より
大きくなると、ピストン８０の移動が阻止される。凹部
２０４の軸方向の長さＬが大きく、内周側部２０８の肉
厚ｔが小さいほど、撓み易くなり、液圧室２０６の液圧
が小さい場合にピストン８０の移動を阻止することがで
きる。

【００３１】このように、シリンダ２００の外周面に凹
部２０４を設ければ、凹部２０４を設けない場合に比較
して、吐出通路１１８の液圧が低くても、ピストン８０
の移動を阻止することができる。また、シリンダ２００
の外周面に凹部２０４を形成する加工は比較的容易であ
る。なお、凹部２０４は、環状を成したものとする必要
はなく、円弧状を成したものであっても、軸方向に延び
た形状を成したものであってもよい。また、凹部は１つ
に限らず２つ以上設けることもできる。さらに、凹部の
形状は上記実施形態におけるそれに限らない。後述する
ように、凹部２０４の形状（底部の形状）を変更すれば
内周側部の厚みを変えることができ、撓み易い部分と撓
み難い部分とを設けること等が可能となる。

【００３２】また、ポンプ装置は、図４に示す構造のも
のとすることができる。本実施形態のポンプ装置２１８
においては、シリンダとハウジングとが一体的に設けら
れている。保持部材としてのハウジング２２０には、吐
出口側の端面に開口２２２を有する有底円環状の溝部２
２４が設けられ、溝部２２４が液圧室とされる。溝部２
２４の内周側が筒部２２６とされ、溝部２２４の液圧に
基づいて筒部２２６が弾性変形させられる。本実施形態
においては、溝部２２４、筒部２２６等によって移動制
限装置２２８が構成される。なお、溝部２２４は環状の
ものとする必要は必ずしもなく、軸方向に延びた長手形
状を成したものであってもよい。この場合には、溝部を
複数個設けることが望ましい。

【００３３】また、ポンプ装置は、図５に示す構造のも
のとすることができる。本実施形態のポンプ装置２３８
においては、吐出通路１１８と液圧室１５２とを接続す
る液通路２３９にリリーフ弁２４０と逆止弁２４２とが
並列に設けられている。リリーフ弁２４０は、吐出通路
１１８の液圧が液圧室１５２の液圧より設定圧以上大き
くなった場合に吐出通路１１８から液圧室１５２への作
動液の流れを許容する。この場合には、隙間１４８と軸
方向に隔たって設けられた２つの遮断部材としてのＯリ
ング１５０，２４３とによって液圧室１５２が形成され
る。吐出通路１１８と液圧室１５２との差圧が設定圧以
上になった場合に、液圧室１５２に作動液を供給するこ
とができ、ピストン８０に、ピストン８０の移動を阻止
し得る大きさの押付力を直ちに加えることができる。液
圧室１５２の液圧は漸増させられるのではなく、ピスト
ン８０の移動を阻止する必要がある場合に直ちに大きく
し、ピストン８０の移動を阻止することができるのであ
る。

【００３４】逆止弁２４２は、液圧室１５２から吐出通
路１１８への作動液の流れを許容し、逆向きの流れを阻
止するものである。例えば、通常の作動時には、液圧室
１５２の液圧より吐出通路１１８の液圧の方が高い。こ
の場合には、吐出通路１１８から液圧室１５２に作動液
が供給されることが阻止される。それに対して、ポンプ
装置２３８の作動が停止させられて、吐出通路１１８の
液圧が低くなると、液圧室１５２から吐出通路１１８へ
作動液が流出させられる。液圧室１５２の作動液を流出
させることができる。本実施形態においては、筒部８
６、液通路２３９，リリーフ弁２４０、液圧室１５２等
によって移動制限装置２４４が構成される。

【００３５】さらに、図６に示すポンプ装置２４８にお
いては、吐出通路１１８と液圧室１５２との間に電磁制
御弁２５０が設けられている。電磁制御弁２５０を設け
れば、吐出通路１１８の液圧が予め定められた設定圧に
達した場合に適宜液圧室１５２に作動液を供給すること
ができる。設定圧がピストン８０の移動を阻止するのに
必要な液圧以上の大きさであれば、吐出圧が所望の値に
なった場合にピストン８０の移動を阻止することができ
る。電磁制御弁２５０は制御装置３８によって制御され
る。本実施形態においては、電磁制御弁２５０の制御に
よって、吐出通路１１８の液圧に対する液圧室１５２の
液圧を制御することができる。ピストン８０の移動を阻
止したり、移動を許容したりすることができるのであ
り、ポンプ装置２４８を作動状態と非作動状態とに適宜
切り換えることができる。この場合には、ポンプモータ
３２の制御が不可欠ではなくなる。本実施形態において
は、筒部８６、電磁制御弁２５０、液圧室１５２、制御
装置３８等によって移動制限装置２５２が構成される。

【００３６】また、ポンプ装置は、図７の構造のものと
することができる。ポンプ装置２５８においては、ポン
プ室２６０への作動液供給部２６２，作動液吐出部２６
４がピストン２７６の同じ側に設けられている。リザー
バ３４に連通させられる作動液吸入通路２７８，アキュ
ムレータ２４に連通させられる作動液吐出通路２８０に
は、それぞれ、吸入弁２８１，吐出弁２８２が設けられ
る。ハウジング２８６の内周面にはシリンダ２８８が相
対移動不能に嵌合され、シリンダ２８８の内側に、ピス
トン２７６が摺動可能に嵌合されている。ハウジング２
８６の内周面に環状の凹部２９２が形成され、凹部２９
２とシリンダ２８８の外周面とによって液圧室２９０が
形成される。液圧室２９０には、吐出通路２８０が接続
され、ポンプ装置２５８から吐出された作動液が供給さ
れる。液圧室２９０の液圧が設定圧以上になると、シリ
ンダ２８８が弾性変形させられて、ピストン２７６の移
動が阻止される。シリンダ２８８とハウジング２８６と
の間の隙間の液圧室２９０の両側にそれぞれシール部材
２９４，２９６が設けられる。本実施形態においては、
筒部２８８、液圧室２９０、シール部材２９４，２９
６、吐出通路２８０等によって移動制限装置２９８が構
成される。

【００３７】さらに、上記各実施形態におけるポンプ装
置においては、移動制限装置によってピストンの移動が
阻止されるようにされていたが、ピストンの移動ストロ
ークが小さくなるようにすることもできる。図８に示す
ように、ポンプ装置３２０においては、可動部材３２２
がピストンとしての大径部３２４とピストンロッドとし
ての小径部３２６とを有する段付き形状を成したもので
あり、遮断部材としてのＯリング３２７が、可動部材３
２２が上死点にある状態において大径部（ピストン）３
２４の下死点側の端部より低圧側（下死点側）に設けら
れている。シリンダ３２８の外周面のＯリング３２７が
設けられた位置より高圧側（上死点側）の部分に環状の
凹部３３０が形成され、凹部３３０の内周側が内周側部
３３２とされる。図３に示すポンプ装置における場合と
同様に凹部３３０とハウジング３３４の内周面とによっ
て液圧室３３４が形成される。

【００３８】本実施形態においては、凹部３３０の底部
が、図８に示すように、上死点側の部分が下死点側の部
分より外周側に位置するように緩やかに傾斜する傾斜面
とされており、内周側部３３２の肉厚が上死点側におい
て厚く下死点側において薄くされている。低圧側の部分
の方が弾性変形し易くされており、液圧室３３４の液圧
が低い時期において弾性変形させられる。

【００３９】凹部３３０は、概ね可動部材３２２の小径
部（ピストンロッド）３２６に対応する部分に設けられ
る。内周側部３３２の変形によって大径部３２４の通過
が阻止され、小径部３２６と大径部３２４との段部が内
周側部３３２が変形して突出した部分に係合することに
よって移動限度が規定される。したがって、可動部材３
２２のストロークが小さくなり、可動部材３２２の１往
復運動当たりの吐出量を少なくすることができる。

【００４０】また、図８に示すように内周側部３３２が
可動部材３２２の下死点側において薄く上死点側におい
て厚くされている。その結果、下死点側の方が撓み易
く、液圧室３３２の液圧が低い時期に変形させられる。
すなわち、液圧室３３４の液圧の増加に伴って上死点側
も撓むことになり、可動部材３２２の移動ストロークが
漸減させられる。やがて、可動部材３２２が上死点にあ
る状態の大径部３２４の小径部３２６側の端に対応する
部分が弾性変形させられ、可動部材３２２の上死点から
の移動が阻止される。本実施形態においては、大径部３
２４がピストンを構成し、小径部３２６がピストンロッ
ドを構成していると考えることができる。また、凹部３
３０，液圧室３３４，内周側部３３２および大径部３２
４等が移動制限装置３３８を構成している。なお、図
３，７，８のいずれかに記載のポンプ装置と、図５また
は６に記載のポンプ装置とを組み合わせた態様でも本発
明を実施することができる。

【００４１】次に、ポンプ装置に含まれる複数のピスト
ンが異なる時期に移動が阻止される場合について説明す
る。図９に示すように、本ポンプ装置４００は、２つの
ピストン４０２，４０４を含む。ピストン４０２，４０
４はそれぞれシリンダ４０６，４０８の内周側に摺動可
能に設けられているが、それぞれのピストン４０２，４
０４については、移動が阻止される場合の液圧室１５２
の液圧が異なっている。本実施形態においては、ピスト
ン４０２の方が先に、すなわち、小さい液圧で移動が阻
止されるように、前述の緒言が決定される。

【００４２】したがって、ピストン４０２の移動が停止
させられる以前においては、ポンプ装置４００から多量
の作動液を供給することができ、ピストン４０２の移動
が停止させられた後は、作動液の吐出量は少なくなる。
図１０に示すように、吐出圧Ｐ，吐出量Ｖでポンプを作
動させる場合に必要なトルクＴは、式Ｔ＝Ｐ・Ｖ／２π で表される。ポンプモータ３２には、トルクに応じた電
流が必要である。本実施形態においては、吐出圧が設定
圧になるとピストン４０２の移動が停止させられるため
吐出量Ｖが１／２になる。そのため、吐出圧Ｐを同じに
する場合に必要なトルクが１／２になり、ポンプモータ
３２における消費電力を低減させることができる。供給
先装置においては、高圧の作動液が必要な状態において
は、作動液供給量は少なくてもよいことが多いのであ
り、この場合には、ポンプモータの小型化を図ることも
可能である。

【００４３】ポンプ装置がピストンを３つ以上含むもの
である場合には、１つ１つのピストンについて、移動が
阻止される時期をそれぞれ異なる時期としたり、１つの
ピストンの移動が阻止される時期を他の２つのピストン
の移動が阻止される時期と異なる時期としたりすること
ができる。また、本実施形態におけるポンプ装置は図３
ないし８のいずれかに記載のものとすることができる。

【００４４】なお、上記各実施形態においては、吐出圧
の液圧を利用して、ピストンの移動が制限されるように
されていたが、電磁力を利用して移動が制限されるよう
にすることもできる。図１１に示すように、ポンプ装置
４４８においては、シリンダ４５０の外周面には被押圧
部材４５２が設けられ、被押圧部材４５２に対向する部
分にソレノイド４５４が設けられる。ソレノイド４５４
は、コイル４５６と押圧部材４５８とを含む。コイル４
５６に電流が供給されない場合は、被押圧部４５２には
押圧力が加えられることはないが、コイル４５６に電流
が供給されると、押圧部材４５８によって被押圧部４５
２に押圧力が加えられ、シリンダ４５０に半径方向の力
が加えられる。半径方向力によってシリンダ４５０が変
形させられ、それによって、ピストン８０に半径方向力
が加えられる。その半径方向力に基づく摩擦力がスプリ
ング１００の付勢力より大きくなると、ピストン８０の
移動が阻止される。本実施形態においては、ソレノイド
４５４および被押圧部材４５２によって移動制限装置４
６０が構成される。なお、移動制限装置４６０は、被押
圧部材４５２，ソレノイド４５４を複数対含むものとす
ることができる。複数対設ければ、ピストン８０の移動
を確実に阻止することができる。

【００４５】また、本発明はプランジャポンプに限ら
ず、ベーンポンプを含むポンプ装置４９８に適用するこ
とができる。図１２に示すポンプ装置４９８において、
ハウジング５００に概して円筒状のロータ５０２が回転
軸５０４を中心に回転可能に設けられている。回転軸５
０４は、ハウジング５００に対して偏心して設けられ、
図示しない駆動モータによって回転させられる。ロータ
５０２には、半径方向に延びた複数の半径方向溝５１０
が設けられている。半径方向溝５１０は軸方向に貫通し
た形状を成したもので、半径方向溝５１０のそれぞれに
は断面がＵ字型を成した変形部材としての溝部材５１２
が底部５１３において圧入されることによって、ロータ
５０２に対して相対移動不能に嵌め込まれている。

【００４６】溝部材５１２の内側がベーン溝とされるの
であり、嵌合凹部に対応する。ベーン溝にはそれぞれ可
動部材としてのベーン５１４が摺動可能に嵌合されてい
る。溝部材５１２の一方の側壁５１６の外側には半径方
向に延びた凹部５１８が軸方向に隔たって複数設けら
れ、凹部５１８と半径方向溝５１０の内側面とによって
液圧室５２０が形成される。また、ロータ５０２の半径
方向溝５１０の底部には、軸方向に延びた軸方向溝５２
２が形成され、凹部５１８が互いに連通させられる。ロ
ータ５０２の軸方向の両端面には図示しないサイドプレ
ートが設けられ、一方のサイドプレートには円環状の環
状溝５２４が設けられている。環状溝５２４は、サイド
プレートの、ロータ５０２の軸方向溝５２２の端部に対
向する位置に設けられ、液通路５２６を介して吐出通路
５２８に接続されている。

【００４７】ロータ５０２が矢印の方向に回転させられ
ると、ベーン５１４は、先端部がハウジング５００の内
周面を摺動することによってベーン溝の内部を往復運動
させられる。ロータ５０２の外周面、ハウジング５００
の内周面、１つ以上のベーン５１４の先端部とによって
形成される容積室の容積がロータ５０２の回転に伴って
変化させられる。吸入口５３０（他方のサイドプレート
に設けられている）から吸入された作動液が圧縮されて
吐出口５３２から吐出され、吐出口５３２から吐出され
た作動液は図示しない吐出弁を経て吐出通路５２８に供
給される。吐出通路５２８に供給された作動液は液通路
５２６，環状溝５２４，軸方向溝５２２を経て液圧室５
２０に供給される。液圧室５２０の液圧が設定圧以上に
なると、側壁５１６が変形させられる。側壁５１６が底
部５２３を支点として撓められる。側壁５１６の変形に
よって、側壁５１６とベーン５１４との間のクリアラン
スが負になると、ベーン５１４のベーン溝の内部の往復
運動が阻止される。ロータ５０２が回転してもベーン５
１４が往復運動させられることがないのであり、高圧の
作動液が吐出されることがない。その結果、ロータ５０
２を駆動する駆動モータの消費エネルギを低減させるこ
とができる。本実施形態においては、側壁５１６，液通
路５２６，環状溝５２４，軸方向溝５２２，液圧室５２
０等によって移動制限装置５４０が構成される。

【００４８】なお、本発明に係るポンプ装置は、ブレー
キシリンダから減圧弁を経て流出させられた作動液が減
圧用リザーバに収容される場合において、その減圧用リ
ザーバに収容された作動液をマスタシリンダとブレーキ
シリンダとを接続する主液通路に戻す還流式ポンプに適
用することができる。還流式ポンプはスリップ制御用ポ
ンプ、アンチロック制御用ポンプと称することができ
る。また、車両のブレーキ装置に限らず、車両のサスペ
ンション装置、ステアリング装置等に適用することがで
きる。さらに、車両に限らず、液圧アクチュエータを備
えたシステム、例えば、航空機、ロボット、工場に使用
された液圧アクチュエータに広く適用することができ
る。また、空気等の気体を吸入して加圧するポンプに適
用することもできる。その他、本発明は、〔発明が解決
しようとする課題、課題解決手段および効果〕の欄に記
載の態様の他、当業者による変形、改良を施した態様で
実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態であるポンプ装置の一部断
面図である。

【図２】上記ポンプ装置を含むブレーキ回路図である。

【図３】本発明の別の一実施形態であるポンプ装置の一
部断面図である。

【図４】本発明のさらに別の一実施形態であるポンプ装
置の一部断面図である。

【図５】本発明の別の一実施形態であるポンプ装置の一
部断面図である。

【図６】本発明のさらに別の一実施形態であるポンプ装
置の一部断面図である。

【図７】本発明の別の一実施形態であるポンプ装置の一
部断面図である。

【図８】本発明のさらに別の一実施形態であるポンプ装
置の一部断面図である。

【図９】本発明の別の一実施形態であるポンプ装置の一
部断面図である。

【図１０】上記ポンプ装置によって吐出される作動液の
液圧とポンプモータのトルクとの関係を示す図である。

【図１１】本発明のさらに別の一実施形態であるポンプ
装置の一部断面図である。

【図１２】本発明の別の一実施形態であるポンプ装置の
一部断面図である。

【符号の説明】

２０，１９８，２１８，２３８，２４８，２５８，３２
０，４００，４４８、４９８ポンプ装置８０，３２２，４０２，４０４ピストン８２，２００，３２８，４０６，４０８シリンダ８４，２２０ハウジング９４ポンプ室１０２駆動装置８６，２８８筒部１４８隙間１５０，２４３，２９４，２９６Ｏリング１５４，２１０，２２８，２４４，２５２，２９８，３
３８，４６０、５４０移動制限装置２０４，２９２，３３０凹部１５２，２０６，２９０，３３４液圧室２０８，２２６，３３２内周側部２２４溝部４５４ソレノイド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04B 53/16 F04B 49/00 311 F04C 2/344 331 F04C 15/04 321

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】保持部材に設けられた嵌合凹部内における
可動部材の往復運動に伴って流体の吸入、吐出を行うポ
ンプ装置であって、前記可動部材との直結部を有さない駆動部材を含み、そ
の駆動部材を前記可動部材に当接させて、その可動部材
を前記往復運動の往方向に駆動する駆動装置と、前記可動部材を、前記往方向とは逆の復方向に付勢し
て、その可動部材を前記駆動部材に押し付ける付勢装置
と、流体を吐出させる必要がある場合に前記可動部材の往復
運動方向の移動を許容し、必要がない場合に、当該ポン
プ装置から吐出された流体の圧力に基づいて前記嵌合凹
部の側壁を前記可動部材側へ変形させることによってそ
の可動部材の前記往復運動方向の移動のストロークを前
記必要がある場合より小さく制限する流体圧式の移動制
限装置とを含むことを特徴とするポンプ装置。
【請求項２】保持部材に設けられた嵌合凹部内における
可動部材の往復運動に伴って流体の吸入、吐出を行うポ
ンプ装置であって、前記可動部材との直結部を有さない駆動部材を含み、そ
の駆動部材を前記可動部材に当接させて、その可動部材
を前記往復運動の往方向に駆動する駆動装置と、前記可動部材を、前記往方向とは逆の復方向に付勢し
て、その可動部材を前記駆動部材に押し付ける付勢装置
と、流体を吐出させる必要がある場合に前記可動部材の往復
運動方向の移動を許容し、必要がない場合に、当該ポン
プ装置から吐出された流体の圧力に基づいて前記嵌合凹
部の側壁を前記可動部材側へ変形させることによってそ
の可動部材の往復運動方向の移動を阻止する流体圧式の
移動制限装置とを含むことを特徴とするポンプ装置。
【請求項３】前記移動制限装置が、当該ポンプ装置から
吐出された流体の圧力が設定圧以上になった場合に、前
記側壁を変形させる請求項１または２に記載のポンプ装
置。
【請求項４】前記保持部材が、前記嵌合凹部としてのシ
リンダボアの側壁を形成する筒部を含み、前記可動部材
がその筒部内に往復運動可能に嵌合されたピストンを含
み、前記筒部の外側に圧力室が設けられるとともに、そ
の圧力室に当該ポンプ装置から吐出された流体を導入す
る流体導入部が設けられた請求項１ないし３のいずれか
１つに記載のポンプ装置。
【請求項５】当該ポンプ装置が、前記ピストンの軸方向
に離れて設けられた流体吸入部および流体吐出部を含
み、前記筒部が筒部材により構成され、前記保持部材
が、(d)その筒部材を外周側から保持するハウジング
と、(e)これらハウジングと筒部材との間に設けられ、
前記流体吸入部と流体吐出部とを遮断する遮断部材とを
含む請求項４に記載のポンプ装置。
【請求項６】前記筒部材と前記ハウジングとの間の隙間
の前記遮断部材より前記流体吐出部側の部分が前記圧力
室を構成する請求項５に記載のポンプ装置。
【請求項７】前記遮断部材が、前記筒部材と前記ハウジ
ングとの間の、前記ピストンが上死点にある状態におけ
るピストンの上死点側の端より下死点側の部分に設けら
れた請求項５または６に記載のポンプ装置。
【請求項８】前記保持部材が、前記ピストンが嵌合され
る嵌合穴と、その嵌合穴のまわりを囲む環状の横断面形
状を有し、前記流体吐出部側に開口を有する有底筒状の
溝部とを備え、その溝部と前記嵌合穴との間の筒状の壁
部が前記筒部を構成し、溝部が前記圧力室を構成する請
求項４に記載のポンプ装置。
【請求項９】当該ポンプ装置が、前記可動部材を複数個
含み、前記移動制限装置が、それら複数の可動部材のう
ちの少なくとも１つについては、他の可動部材の移動を
制限する時期とは異なる時期に移動を制限する請求項１
ないし８のいずれか１つに記載のポンプ装置。