JP4004545B2 - ピストンポンプ - Google Patents

Description

従来の技術
本発明は、請求項１の上位概念に記載した形式の、特に車両ブレーキ装置用の、液圧液体を供給するためのピストンポンプから出発している。
このような形式の公知のピストンポンプ（ドイツ連邦共和国特許公開第４４０７９７８号明細書）においては、段付きピストンは一体的な回転部分として構成されており、この回転部分に、ポンプ室を実現するための及びシールを受容するための多数の環状溝が形成されている。このようなピストンポンプは、加工費用が安価ではないために非常にコストが高いものになっている。段付きピストンは、直径の大きい領域と直径の小さい領域とを有している。これらの直径の大きい領域と小さい領域との差を明確に得るために、段付きピストンの材料を多く取り除く必要がありこれによって非常に高い作業コストが必要となる。段付きピストンは、直径の小さい領域においても軸方向で摺動可能に支承されている。このような支承部のために、この直径の小さい領域においても良好な形状及び表面品質を有していなければならない。この支承箇所において段付きピストンの直径は減少されているので、要求された形状及び表面品質は高価な作業費用をかけてのみ得られる。
このような形式の同様に公知のピストンポンプにおいては（フランス国特許公開第１２１８３４９号明細書）、段付きピストンは２つの部分より構成されており、段付きピストンの直径の大きい孔区分内でガイドされ、かつ、互いに逆向きの端面でそれぞれ１つのポンプ室を制限しているピストンシリンダと、直径の小さい孔区分内でガイドされたピストンロッドとから成っている。このピストンロッドは、１つのポンプ室を貫通ガイドされていて、端部側のフランジが、ピストンシリンダの端面に形成された切欠内に形状接続式に係合している。このような２つの部分より成る構成は、同様に高価な製造コストを必要とし、しかもピストンシリンダとピストンロッドとを、軸方向運動させるために別個にガイドする必要がある。ピストンシリンダとピストンロッドとは、それぞれ別個にガイドされているので、つまり最小ガイド長さを必要とするので、構造長さが全体的に大きくなる。
これに対して、請求項１に記載した特徴を有する、本発明のピストンポンプによれば、段付きピストンが非常に安価に製造可能であって、一体的な回転部分に対して又は、ピストンロッド内とピストンシリンダ内とで２つの部分に分割された段付きピストンに対して、コストが著しく安価である、という利点が得られた。これによって、低い温度においても高いフィード効率を有する、ピストンポンプの剛性によって制限された利点を有する、本発明によるピストンポンプのために、安価な価格クラスの車両用の安価なブレーキ装置の市場を提供することができ、この安価な価格クラスの車両においてブレーキ効率を改善することができる。
請求項１以下に記載した手段によって、請求項１に記載したピストンポンプの有利な変化例及び改良が可能である。
図面
以下に図示の実施例を用いて本発明を詳しく説明する。
第１図は、車両ブレーキ装置のためのピストンポンプの部分的な縦断面図、
第２図は、変化実施例によるピストンポンプの、第１図の区分IIの拡大図、
第３ａ図及び第３ｂ図は、第２図に示したピストンポンプの段付きピストンを示すための、中実シリンダ（ソリッドシリンダ;Vollzylinder）に押し込まれたブシュの２つの実施例を示す、それぞれ縦断面図である。
実施例の説明
第１図に部分的な縦断面図で示した、液圧液体若しくはハイドロリック液体（Hydraulikfluessigkeit）を供給するためのピストンポンプは、特にポンプとして車両のブレーキ装置内に設けられていて、車輪ブレーキシリンダ内の圧力を制御する際に使用される。このような形式のブレーキ装置のためには、ブレーキ装置の形式に従って、短縮記号ＡＢＳ若しくはＡＳＲ若しくはＦＤＲ若しくはＥＨＢが使用される。ブレーキ装置内では、このようなポンプは例えば、ブレーキを液を１つの車輪ブレーキシリンダから又は多数の車輪ブレーキシリンダから１つのマスタブレーキシリンダ（ＡＢＳ）に戻し案内するために、及び／又はブレーキ液体を貯蔵タンクから１つの車輪ブレーキシリンダ又は多数の車輪ブレーキシリンダ（ＡＳＲ若しくはＦＤＲ若しくはＥＨＢ）に供給するために使用される。このようなポンプは、例えば１つの車輪スリップ制御装置（ＡＢＳ若しくはＡＳＲ）を備えたブレーキ装置において、及び／又はステアリング補助として使用されるブレーキ装置（ＦＤＲ）において、及び／又は電気液圧式（エレクトロハイドロリック式）のブレーキ装置（ＥＨＢ）において必要とされている。車輪スリップ制御装置（ＡＢＳ若しくはＡＳＲ）によって、例えばブレーキペダルに強い圧力が働いた場合におけるブレーキ作動中に車両の車輪がロックするのを避けることができ（ＡＢＳ）、及び／又はアクセルペダルに強い圧力が働いた場合に車両の駆動輪が空転するのを避ける（ＡＳＲ）ことができる。ステアリング補助（ＦＤＲ）として使用されたブレーキ装置においては、ブレーキペダル若しくはアクセルペダルの操作とは無関係に、例えば運転者が望んだ轍から外れるのを避けるために、１つ又は多数の車輪ブレーキシリンダ内にブレーキ圧が形成される。このポンプは、電気液圧式のブレーキ装置（ＥＨＢ）においても使用することができる。この電気液圧式のブレーキ装置においては、電気式のブレーキペダルセンサがブレーキペダルの操作を検出した時に、ポンプがブレーキ液を１つ若しくは多数の車輪ブレーキシリンダ内に供給するようになっている。或いはこの電気液圧式のブレーキ装置においては、ポンプが、ブレーキ装置のタンクを充填するために使用される。
ピストンポンプは、ポンプ体１０を有しており、このポンプ体１０内に、円筒形のポンプ室１１が形成されている。ポンプ室１１内には、段付きピストン１２が軸方向で摺動可能にガイドされており、この段付きピストン１２は、第１図で右側に示された、段付きピストン１２の右側の端面１２１に作用する図示していない駆動部材によって、ポンプばね１３の戻し力に抗して、往復ストローク運動で駆動せしめられる。ドイツ連邦共和国特許公開第４４０７９７８号明細書に記載されているように、駆動部材は回転する偏心体であってよい。この偏心体の外周面に、段付きピストン１２の端面１２１がポンプばね１３によって押し付けられる。
製造コストを安価にするために、段付きピストン１２は、中実シリンダ１４と、この中実シリンダ１４に固定された支持円板又はブシュ１６とから成っている。中実シリンダ１４は、その第１図左側の部分が切削されており、これによって直径の小さいシリンダ区分１４１と直径の大きいシリンダ区分１４２とが設けられていて、これらのシリンダ区分１４１と１４２との移行部に、半径方向に延びるショルダ１５が形成されている。直径の小さいシリンダ区分１４１の直径は、直径の大きいシリンダ区分１４２の直径よりもやや小さいだけあって、従って中実シリンダ１４にショルダ１５を形成するためには、少量の材料を切削若しくは成形するだけでよい。ブシュ１６は、直径の小さいシリンダ区分１４１に押し付けられて、ショルダ１５で支えられている。同様にシリンダ区分１４１に被せ嵌められたエラストマーシール１７は段付きピストン１２を、ポンプ室１１のシリンダ壁１１１に対してシールする。ブシュ１６とエラストマーシール１７との間には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＥＦ）より成る滑りリング１８が配置されている。滑りリング１８は同様に軽く押し込むことによって、直径の小さいシリンダ区分１４１に被せ嵌められる。滑りリング１８は、ポンプ体１０のシリンダ壁１１１内で端面１２２の領域における段付きピストン１２の第１のガイド３２ａのために使用される。
ポンプ体１０のシリンダ壁１１１は、段付けして構成されていて、段付きピストン１２の一方の端面１２１の領域内で、段付きピストン１２の他方の端面１２２の領域内におけるよりも小さい直径を有している。これによって、端面１２１の領域内には、段付きピストン１２をガイドする第２のガイド３２ｂが形成されている。端面１２２の領域内では、段付きピストン１２は、滑りリング１８の外径でガイドされている。これによって段付きピストン１２の作用面の所望の段階付けが得られ、ひいては、段付きピストン１２の段階付けに基づく利点が、特に低い温度においても得られる。ポンプ体１０と中実シリンダ１４との間をシールするために、ポンプ体１０の第２のガイド３２ｂの領域内に、シールリングがはめ込まれた、図示していない環状溝を設けることができる。ブシュ１６は、中実シリンダ１４の表面処理後に取り付けられるので、中実シリンダ１４は第２のガイド３２ｂの領域内でその最大直径を有しており、これによってシリンダ１４の簡単な処理作業が得られる。従って、高い作業コストをかけることなしに、中実シリンダ１４は、ガイド３２ｂの領域内で、良好な寸法品質、形状品質及び表面品質を備えることができ、ひいては良好なガイド３２ｂが得られ、ガイド３２ｂの領域内に設けられたシールの耐久性に良好な影響が得られる。
圧縮コイルばねとして構成されたポンプばね１３は、一方ではポンプ室１１内にはめ込まれた対応受け２０に支えられていて、他方では、中実シリンダ１４の段付きピストン１２の左側の端面１２２に当接するばね受け１９で支えられている。このばね受け１９は、エラストマーシール１７から軸方向で間隔を保っていて、これによって、エラストマーシール１７は軸方向でプレロードをかけられていない。
段付きピストン１２は、ポンプ室１１を互いに分離された２つのポンプ室２１，２２に仕切っている。ポンプ室２１は吸気通路２３を介してポンプ入口に接続されていて、ポンプ室２２は圧力通路２４を介してポンプ出口に接続されている。ポンプ室２１は以下では低圧室２１と呼び、ポンプ室２２は以下では高圧室２２と呼ぶことにする。段付きピストン１２内には一方側では端面側１２２から中央の袋孔２５が形成されていて、他方側では袋孔２５に対して横方向で多数の半径方向孔２６が形成されており、これらの半径方向孔２６は袋孔２５内に開口している。袋孔２５及び半径方向孔２６を介して、ポンプ室２１とポンプ室２２との間の接続部が形成され、この接続部は、第１の逆止弁２７によって閉鎖可能である。逆止弁２７を実現するために、段付きピストン１２の端面には、袋孔２５を取り囲む弁座２８が形成されており、この弁座２８に、弁閉鎖ばね３０によってボールバルブ２９が押し付けられている。この場合、同様に圧縮コイルばねとして構成された弁閉鎖ばね３０は、一方ではボールバルブ２９で支えられていて、他方ではばねホルダ３１で支えられており、このばねホルダ３１は、ポンプばね１３のためのばね受け１９に固定されている。弁閉鎖ばね３０は、ポンプばね１３よりも著しく弱く構成されている。
高圧室２２と圧力通路２４との間には、図面では見やすくするために概略的に示されている第２の逆止弁２７′が設けられている。第１の逆止弁２７は、入口弁として作業し、第２の逆止弁２７′は出口弁として作業する。
第１図に示された段付きピストン１２の位置で、段付きピストン１２はそのストローク終端位置に達している。このストローク終端位置で、段付きピストン１２は、第１図で左側の最も遠い位置にスライドせしめられ、この際に液圧液体は、ポンプ室２２から第２の逆止弁２７′及び絞り通路２４を介してポンプ出口に送られる。いまポンプばね１３の作用下を受けて段付きピストン１２が戻り運動（第１図で右方向）する際に、逆止弁２７は開放し、液圧液体はポンプ室２１から孔２５，２６を介してポンプ室２２内に流入する。段付きピストン１２が再び第１図で左側に移動すると、逆止弁２７の閉鎖状態で、液圧液体はポンプ室２２から絞り通路２４を介してポンプ出口に送られ、この際に、２つのガイド３２ａ及び３２ｂの直径の差に基づいて、液圧液体はポンプ室２１内に後から流入する。
ポンプ室２１からポンプ室２２への、例として示した接続部は、別の構成でもよい。例えばこの接続部は、ポンプ体１０を通って延びるようになっていてもよい。ポンプ室２１からポンプ室２２への流れを許容するが、逆方向の流れは遮断する逆止弁２７は、例えば縁部制御装置によって置き換えることもできる。
ブシュ１６を中実シリンダ１４の直径の小さいシリンダ区分１４１にプレス嵌めするために、正確に合致させる必要がある。このために、第１図に示した実施例においては、直径の小さいシリンダ区分１４１の十分な、寸法品質、形状品質、及び表面品質が必要となる。円筒形体において、直径の減少された領域に特別な寸法品質を備える必要がある場合、同じ特性を有する円筒形体を、その直径の大きい領域だけを処理する場合と比較して、作業コストが高くなることを意味する。
ブシュ１６を、損傷することなしに段付きピストン１２に被せ嵌めることができるようにするために、第１図に示された変化実施例においては、左側の端面１２２と直径の小さいシリンダ区分１４１との間の移行部に面取り部が設けられている。この面取り部の製造は、特に高価ではないが、ポンプは大量に製造されるので、全体的に見れば大きい役割を担っている。
製造時にこのような困難を取り除き、中実シリンダ１４のための製造コストを下げるために、第２図に部分的に示された変化実施例によるピストンポンプにおいては、ブシュ１６′に、軸方向で見て段付けして構成された内孔が設けられている。直径の大きいシリンダ区分１４２の外径は、非常に正確な公差を有している。何故ならばこの直径の大きいシリンダ区分１４２は、貫通切削加工することができるからである。従って、ブシュの確実で良好なプレス嵌めが得られる。高価値の寸法品質、形状品質及び表面品質を有する、直径の大きいシリンダ区分１４２の製造は、貫通切削加工することができるので、比較的簡単である。直径の小さいシリンダ区分１４１を同品質で製造するためには、コストが高い。それ以外は、第２図に部分的に示したピストンポンプは、前記第１図に示したピストンポンプと同じであるので、同じ部材には同じ符号が付けられており、同じ部材に関しての説明は、第１図に関連して記載したことが、第２図のためにも当てはまる。
ブシュ１６′の構成を明確にするために、ブシュ１６′は、第３ａ図に縦断面図で示されている。やや異なって構成されたブシュ１６′は、第３ｂ図に示されている。第３ａ図及び第３ｂ図に示した２つの変化実施例においては、ブシュ１６′の内径は、段付けして構成されている。ブシュ１６′は、直径の小さいブシュ区分１６３′と、直径の大きいブシュ区分１６５′と、これら２つのブシュ区分１６３′と１６５′との移行部にショルダ１６４′と、面取り部１６６′と外径１６７′とを有している。
直径の小さいブシュ区分１６３′の直径は、直径の小さいシリンダ区分１４１に比較的大きい遊びを保って次のように合わされている。つまり、直径の大きいブシュ区分１６５′が直径の大きいシリンダ区分１４４２に達するまで、ブシュ１６′が、抵抗なしに容易にシリンダ１４に被せ嵌めることができるように、合わせられている。軸方向で見て、直径の小さいブシュ区分１６３′は非常に短くてよい。円錐形に延びるショルダ１６４′の傾斜度と、中実シリンダ１４の円錐形に構成されたショルダ１５の傾斜度とは、互いに合わされており、この場合、角度差はあまり問題ではない。何故ならばショルダ１６４′は円錐形に傾斜されているので、中実シリンダ１４に被せ嵌められるブシュ１６′の被せ嵌めは、左側の端面１２２と直径の小さいシリンダ区分１４１との移行部における縁部を介して、非常に容易に行うことができ、しかもこのために中実シリンダ１４における前記縁部に面取り部を備える必要はない。
直径の大きいブシュ区分１６５′の直径と、直径の大きいシリンダ区分１４２の直径とは、ブシュ１６′が中実シリンダ１４に完全に被せ填められてから、直径の大きいブシュ区分１６５′がプレスによって直径の大きいシリンダ区分１４２で保持されるように、互いに合わされている。直径の大きいシリンダ区分１４２と直径の大きいブシュ区分１６５′とは非常に正確に製造することができるので、高い費用をかけることなしに、ブシュ１６′を中実シリンダ１４に正確に整列させることができる。
ブシュ１６′の外径１６７′は、シリンダ壁１１１の直径に次のように合わされている。つまり、一方では、滑りリング１８が、シリンダ壁１１１と外径１６７′との間のギャップ内に侵入するのを阻止するために、ブシュ１６′の外径１６７′とシリンダ壁１１の直径との間にできるだけ小さいギャップが存在するようにし、他方では、このギャップは、ブシュ１６′がシリンダ壁１１１に触れるのを避けるために、十分に大きくなければならない。ブシュ１６′は高い精度で中実シリンダ１４で保持されるので、外径１６７′とシリンダ壁１１１との間のギャップを著しく小さく構成することが可能である。
直径の大きいブシュ区分１６５′を直径の大きいシリンダ区分１４２に被せ嵌める作業を容易にするために、直径の大きいブシュ区分１６５′の前端部には面取り部１６６′が設けられている。
相応の成形された工具を使用することによって、ブシュ区分１６３′，１６５′とショルダ１６４′と面取り部１６６′とを有する、ブシュ１６′の内径は、高い費用をかけることなしに、高い精度で１回の作業段階で製造することができる。ガイド３２ｂのために、直径の大きいシリンダ区分１４２は高い精度で構成しなければならない。第２図に示した実施例においては、ブシュ１６′は半径方向で、ガイド３２ｂのために高い精度で製造された直径の大きいシリンダ区分１４２に支承されていることによって、ブシュ１６′を半径方向で固定するために、シリンダ１４を特別に処理する必要はない。
第３ａ図及び第３ｂ図に示されたブシュ１６′の２つの変化実施例は、第３ａ図に示された実施例において、外径１６７′には滑りリング１８とは反対側に回転切削部１６８′が設けられている。滑りリング１６′とガイド３２ｂ（第１図）との間には、図示していない種々異なる構成部材例えばフィルタスクリーン（Filtersieb）を設けることができる。全体的にできるだけ小さい構造を得るために、構成部材のためのスペースを形成する回転切削部１６８′が設けられている。
ブシュ１６若しくは１６′は、段付きピストン１２のシリンダ１４に固定される。半径方向で見て、ブシュ１６，１６′は、直径の小さいシリンダ区分１４１（第１図）若しくは直径の大きいシリンダ区分１４２（第２図）で保持されている。軸方向で見て、ブシュ１６若しくは１６′は、高圧室２２に向けられたショルダ１５で保持されている。単一ストローク中に段付きピストン１２が液圧液体を圧力通路２４に向けて押しやると、高圧室２２内の圧力は、低圧室２１内の圧力よりも著しく大きい。これら２つの圧力の圧力差に基づいて、ブシュ１６，１６′はショルダ１５に向かって負荷される。単一ストローク中に、低圧室２１内の圧力はゼロであって、これに対して高圧室２２内の圧力は高い値に達する。高圧室２２側に向けられた、シリンダ１４のショルダ１５によって、ブシュ１６，１６′に働く力を補償するのに問題はない。この場合、ショルダ１５が半径方向に延びているか（第１図）又は円錐形に傾斜しているか（第２図）は、問題ではない。
有利にはエラストマー材料より成っているシール１７は、高圧室２２を低圧室２１に対してシールする。シール１７は、ブシュ１６，１６′によって軸方向で保持される。シール１７は、シリンダ壁１１１と直径の小さいシリンダ区分１４１との間の環状室の全高さに亙って延びている。これによって、シール１７は、液圧液体が高圧室２２から、ブシュ１６，１６′の外径とシリンダ壁１１１との間のギャップを通っても、またブシュ１６，１６′の内径とシリンダ１４との間のギャップを通っても、低圧室２１に達することがないように配慮する。また、ブシュ１６，１６′をそれぞれ１つの別個のシールによってその外径及び内径をシールすることも可能であるが、そのためには多数のシールを挿入する必要がある。図示の実施例は、１つのシール１７によって、高圧室２２を低圧室２１に対してシールすることが可能であるという利点を有している。

Claims (14)

1. 特に車両ブレーキ装置用の、液圧液体を供給するためのピストンポンプであって、ポンプ室内で軸方向に摺動可能な段付きピストンを有しており、該段付きピストンが、シリンダ区分を有していて該シリンダ区分によってポンプ室を低圧室（２１）と、可変な室容積を備えた高圧室（２２）とに仕切っている形式のものにおいて、
   段付きピストン（１２）が、高圧室（２２）側に向いたショルダ（１５）を備えたシリンダ（１４）と、該シリンダ（１４）に固定され、前記高圧室（２２）内に形成された圧力によってショルダ（１５）に向かって負荷されたブシュ（１６，１６′）とを有していることを特徴とする、ピストンポンプ。
2. ブシュ（１６，１６′）が、高圧室（２２）を低圧室（２１）に対してシールするシール（１７）を保持している、請求項１記載のピストンポンプ。
3. ブシュ（１６，１６′）が、段付きピストン（１２）をポンプ室（１１）内でガイドする滑りリング（１８）を保持している、請求項１又は２記載のピストンポンプ。
4. ブシュ（１６；１６′）がシリンダ（１４）に押し付けられている、請求項１から３までのいずれか１項記載のピストンポンプ。
5. ブシュ（１６；１６′）が、そのエラストマーシール（１７）とは反対側に向けられた端面で、シリンダ（１４）の外周部に環状に設けられたショルダ（１５）に当接している、請求項１から４までのいずれか１項記載のピストンポンプ。
6. 滑りリング（１８）が、ブシュ（１６）とエラストマーシール（１７）との間に配置されていて、プラスチック有利にはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）より成っている、請求項３から５までのいずれか１項記載のピストンポンプ。
7. 圧縮コイルばねとして構成されたポンプばね（１３）が、一方ではポンプ室（１１）内の対応受け（２０）で支持されていて、他方では段付きピストン（１２）で支えられている、請求項１から６までのいずれか１項記載のピストンポンプ。
8. ２つのポンプ室（２１，２２）間に、制御部材（２９）によって閉鎖可能な接続部が設けられている、請求項１から７までのいずれか１項記載のピストンポンプ。
9. ２つのポンプ室（２１，２２）間の前記接続部が、段付きピストン（１２）内の孔（２５，２６）として構成されていて、前記制御部材が逆止弁（２７）として構成されている、請求項８記載のピストンポンプ。
10. シリンダ（１４）の前記シリンダ区分（１４１）が前記ブシュ（１６）に被せ嵌められているか若しくはプレス嵌めされていて、該シリンダ区分（１４１）が、シリンダ直径に対して減少された外径を有しており、前記ショルダ（１５）が、直径の小さい前記シリンダ区分（１４１）の外周面と直径の大きいシリンダ区分（１４２）の外周面との間の移行部を形成している、請求項４から９までのいずれか１項記載のピストンポンプ。
11. ブシュ（１６）が直径の小さいシリンダ区分（１４１）上に載っていて、ブシュ（１６）の内周面と直径の小さいシリンダ区分（１４１）の外周面との間でプレス嵌めが形成されている、請求項１０記載のピストンポンプ。
12. ブシュ（１６′）が、その内径の段部によって、小さい内径を有するブシュ区分（１６３′）と、大きい内径を有するブシュ区分（１６５′）とを備えており、前記ブシュ（１６′）が、小さい内径を有するブシュ区分（１６３′）で、比較的大きい遊びを保って直径の小さいシリンダ区分（１４１）上に載っていて、大きい内径を有するブシュ区分（１６５′）の環状の内周面と、直径の大きいシリンダ区分（１４２）の外周面との間でプレス嵌めが形成されている、請求項１０記載のピストンポンプ。
13. ブシュ（１６′）の組み付けを簡単にするために、２つのブシュ区分（１６３′，１６５′）間に形成されたショルダ（１６４′）が円錐形に傾斜されている、請求項１２記載のピストンポンプ。
14. 直径の大きいシリンダ区分（１４２）が、正確な直径で心無し研削されている、請求項１２又は１３記載のピストンポンプ。

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