JP4040111B2 - ピストンポンプ - Google Patents

Description

背景技術
本発明は、特に自動車ブレーキ装置のための、独立請求項の上位概念によるピストンポンプに関する。
このようなピストンポンプは自体公知である。ピストンポンプはピストンを有しており、このピストンは、シリンダブッシュ内で往復にストローク運動をするように駆動可能に、軸方向にしゅう動可能にシリンダブッシュ内に収容されている。シリンダブッシュはポンプケーシングのシリンダ孔内に挿入されており、ポンプケーシングは自動車ブレーキ装置の液力ブロックを形成することができる。ピストン駆動部とは逆の側で、シリンダ孔は、その中に挿入された閉鎖部分によって外方に向かって圧力密に閉じられている。
公知のピストンポンプにおいては、逆止め弁が出口弁として閉鎖部分内に挿入されており、逆止め弁はシリンダブッシュの底の弁座と協働する。ピストンポンプからの流出は、閉鎖部分内の、あるいはまたシリンダブッシュ内の半径方向の流出孔によって行われ、この流出孔はポンプケーシング内の出口と連通している。閉鎖部分あるいはシリンダブッシュ内のこのような流出孔は、切削加工によって固有の工程で製作しなければならないという欠点を有している。加えて、円柱状の部分に孔を半径方向に形成することは困難である。出口孔の形成はしたがって時間及び費用がかかる。
発明の利点
独立請求項の特徴を具備した本発明によるピストンポンプは、入口又は出口として貫流通路を有しており、この貫流通路はシリンダブッシュの底の溝によって、及び又は閉鎖部分の溝によって形成され、この溝は閉鎖部分によって、若しくはシールブッシュあるいはその底によって覆われて、通路にされる。貫流通路はシリンダブッシュの溝及び閉鎖部分の溝双方によって形成することもできる。貫流通路は要するに閉鎖部分とシリンダブッシュとの間に存在する。本発明の利点は、シリンダブッシュ及び閉鎖部分が、ポンプ入口又はポンプ出口を形成する貫流通路を含めて１つの非切削工程で迅速かつ安価に成形品として、特に冷間成形品として、例えば冷間アプセットによって製作し得ることである。
従属請求項は独立請求項に記載した発明の有利な実施の形態を記載したものである。
更に、ピストンポンプの軸方向で弁座にわずかな間隔をおいて配置されている貫流通路は、シリンダブッシュ又は閉鎖部分の溝として形成することを可能にするものであるが、逆止め弁の貫流の際の騒音の発生を抑制する。
逆止め弁の貫流の際の騒音発生を減少させるために、貫流通路が、逆止め弁の弁球の、以下において赤道と呼ぶ中心平面（これは同時にピストンポンプの半径平面を形成する）から、弁座の方向にずらされて、弁球を収容している弁室内に開口していると、有利である。貫流通路の開口を弁球の赤道から弁座に向かってずらす量は、弁球の半径の約２０−３０％にする。表現を変えると、貫流通路は軸方向で見て弁座に密接して弁室から出ているようにする。騒音発生が減少せしめられるのは、逆止め弁の貫流の際に液体が弁球の回りを完全に回って流れないからであり、その際複雑な流動が行われず、弁球が制御不能に振動することがなく、液体が弁座を通過した直後に側方の貫流通路の方向に転向せしめられるからである。これによって弁球の表面のほんの一部に沿って液体が流れるに過ぎず、弁球の大部分は静止している液体によって取り囲まれている。貫流通路を弁座に密接して開口させることは、それを溝として形成することによって、特に溝をシリンダブッシュの底に形成する場合に、特に良好に実現することができる。
貫流通路を溝によって形成することによって、貫流通路は問題なく浅くかつ幅広く形成することができ、これによってやはり軸方向で弁座に密接するように近づけることができる。このことにはもちろん、与えられている貫流横断面において貫流抵抗が過度に大きくなる場合に、限界がある。貫流通路の高さがその幅の２０−３０％である場合に、貫流通路の幅が弁球の直径の約６０−６５％であると有利である。更に貫流通路の開口を弁座に密接して配置することの利点は、弁球が逆止め弁の貫流の際に貫流通路を閉じることができないことである。それは、弁球の赤道が貫流通路の弁座とは逆の側で弁室の壁に接触するからである。
更に、請求項４によって、単に１つの貫流通路が弁室から分岐していると、騒音発生の減少に役立つ。なぜなら、弁の貫流がもっぱら１つの方向で、すなわちただ１つの貫流通路に転向せしめられ、これによって弁球が貫流通路の方向にずらされて、貫流通路の側で弁室の壁に当て付けられるからである。これによって弁球の振動が回避される。騒音の発生を抑制する前述の手段は、球形とは異なる弁閉鎖体の場合にも適用することができる。
貫流通路を形成する溝の製作の際の成形力をわずかにするために、本発明の１実施形態では、貫流通路の、弁室から分岐している区分をシリンダブッシュ底に形成し、貫流通路の外方に通じる残りの部分を閉鎖部分に形成する（請求項３）。シリンダブッシュは有利には鋼から成っており、閉鎖部分は有利にはアルミニウム合金から成っているので、成形力は減少せしめられ、それにもかわらず、貫流通路の弁側の開口を弁座に密接させることが達成される。
請求項４により有利には閉鎖部分に形成される環状溝は、シリンダブッシュ底の溝が閉鎖部分の溝と、シリンダブッシュに対する閉鎖部分の角度位置に無関係に、連通することを保証する。このことは、閉鎖部分をシリンダブッシュに関して回動しないように取り付けることを保証する手段を無用にする。
ピストンポンプは特に自動車のブレーキ装置におけるポンプとして設けられており、ホイールブレーキシリンダ内の圧力の制御に使用される。ブレーキ装置の形式に応じて、このようなブレーキ装置のために短縮表示ＡＢＳ若しくはＡＳＲ若しくはＦＤＲ若しくはＥＨＢが使用される。ブレーキ装置においては、ポンプは例えば、ブレーキ液体を１つのホイールブレーキシリンダから、あるいは複数のホイールブレーキシリンダから、マスタブレーキシリンダ内に逆送するために（ＡＢＳ）及び又はブレーキ液体を貯蔵タンクから１つのホイールブレーキシリンダ内に、あるいは複数のホイールブレーキシリンダ内に搬送するために（ＡＳＲ若しくはＦＤＲ若しくはＥＨＢ）役立つ。ポンプは例えば、ホイールスリップ制御を行うブレーキ装置（ＡＢＳ若しくはＡＳＲ）において、及び又はかじ取り補助として役立つブレーキ装置（ＦＤＲ）において、及び又は電気液力式のブレーキ装置（ＥＨＢ）において、必要とされる。ホイールスリップ制御（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を加えた場合のブレーキ過程中の自動車の車輪のブロック（ＡＢＳ）及び又はガスペダルに強い圧力を加えた場合の自動車の被駆動車輪の空転（ＡＳＲ）を阻止することができる。かじ取り補助（ＦＤＲ）として役立つブレーキ装置の場合にはブレーキペダル若しくはガスペダルの操作とは無関係にブレーキ圧力が１つ又は複数のホイールブレーキシリンダ内に形成され、例えば運転者が望む軌跡からの自動車の離脱が阻止される。ポンプは電気液力式のブレーキ装置（ＥＨＢ）においても使用することができ、その場合ポンプは、電気的なブレーキペダルセンサがブレーキペダルの操作を把握したときにブレーキ液体を１つ又は複数のホイールブレーキシリンダ内に送り、あるいはポンプはブレーキ装置の貯蔵器の充てんに役立つ。
図面
本発明は以下において図面に示した実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明によるピストンポンプの軸方向断面図を示す。
図２は図１のピストンポンプのシリンダブッシュ底の閉鎖部分に向いた端面の平面図を示す。
図３は図２のIII−III線に沿った断面図を示す。
図４は図２のIV−IV線に沿った断面図を示す。
図５は図１のピストンポンプの閉鎖部分のシリンダブッシュに向いた端面の平面図を示す。
実施例の説明
本発明による、全体を１０で表した、図１に示した、有利に選ばれたピストンポンプは、段を付けられたシリンダ孔１２内に挿入されており、このシリンダ孔は、ポンプケーシング１４を形成する液力ブロック内に形成されている。液力ブロックは、図面においては単にピストンポンプ１０を取り囲んでいるほんの一部分だけが示されているが、この液力ブロックは、スリップ制御される、そのほかは示されていない液力式の自動車ブレーキ装置の構成部分である。この液力ブロック内では、ピストンポンプ１０のほかに、磁石弁又は圧力貯蔵器のような別の液力構成部分が挿入されていて、互いにかつ本発明によるピストンポンプと液力接続されている。
ピストンポンプ１０はピストン１６を有しており、このピストンの一方の、押し出し室１８とは逆の側の端部は案内リング２０によってポンプケーシング１４内で案内されており、かつシールリング２２によってシールされている。ピストン１６の他方の、押し出し室１８に向いた端部は、案内リング２４によってピストンポンプ１０のシリンダブッシュ２６内で案内されており、かつシールリング２８によってシールされている。シリンダブッシュ２６はポンプケーシング１４のシリンダ孔１２内にかん合せしめられて挿入されている。かん合によってピストンポンプ１０の入口側と出口側との間、つまり低圧側と高圧側との間がシールされる。
ポンプに液体を入れるために、ピストン１６に軸方向の袋孔３０が押し出し室１８に向いた側から形成されており、この袋孔はその底の近くで横孔３２と交差する。袋孔３０及び横孔３２はシリンダブッシュ２６の外周壁３６の窓３４によって流入孔３８と連通しており、この流入孔はピストンポンプ１０に対して半径方向に、ポンプケーシング１４を形成する液力ブロック内に形成されている。
ピストン１６の押し出し室側の端部に、逆止め弁が入口弁４０として取り付けられている。この入口弁４０は弁球４２を弁閉鎖体として有しており、この弁球は、ピストン１６の袋孔３０の開口に形成されている円すい形の弁座４４と協働する。弁閉鎖ばね４６としての圧縮コイルばねが弁球４２を弁座４４に押し付ける。弁球４２及び弁閉鎖ばね４６は弁ケージ４８内に収容されており、この弁ケージは、ピストン１６の直径にほぼ等しい直径を有する薄板のコップ形深絞り品として製作されていて、貫流孔５０を備えている。弁ケージ４８は環状段５２を有していて、この環状段で、ピストン１６の押し出し室１８に向いた端面に接触している。弁ケージはそれと一体で外方に向かって突出している半径方向フランジ５４を有しており、この半径方向フランジをピストン戻しばね５６としての圧縮コイルばねが押して、この形式で弁ケージ４８をピストン１６に保持している。半径方向フランジ５４は同時に案内リング２４及びシールリング２８を、それと、ピストン１６の環状肩５８に支えられている支持リング６０との間で、軸方向にピストン１６に保持している。
ピストン戻しばね５６は弁ケージ４８の半径方向フランジ５４を介してピストン１６を軸方向で、電気モータによって回転駆動可能な偏心盤６２に押し付け、この偏心盤は自体公知の形式でピストン１６を駆動して、往復にストローク運動させるのに役立つ。
押し出し室１８に接する側においてシリンダブッシュ２６はそれと一体のシリンダブッシュ底６４を有しており、このシリンダブッシュ底にポンプから液体を押し出すための貫通する中心孔６６が形成されている。
押し出し室側において、シリンダブッシュ底６４の端面に直接に接して、円柱状のプラグの形を有することができる閉鎖部分６８がシリンダ孔１２内に挿入されていて、ポンプケーシング１４のかしめ部７０によってシリンダ孔１２内で固定されて液密にシールされている。この閉鎖エレメント６８は同時にシリンダブッシュ２６をシリンダ孔１２内で保持している。
シリンダブッシュに向いた端面上において、扁平な、有利には円柱状の凹所７２が閉鎖部分６８に形成されており、この凹所内にシリンダブッシュ２６の、シリンダブッシュ底６４を有している端部が挿入されている。閉鎖部分６８をシリンダブッシュ２６に固定するために、シリンダブッシュ２６はその、閉鎖部分６８内に挿入される端部に、外方に向かって突出している半径方向鍔７４を有しており、この半径方向鍔はアンダカット部７６を形成しており、このアンダカット部は閉鎖部分６８の凹所７２の縁部７８によってつかまれる。縁部７８をアンダカット部７６と係合させるために、縁部は半径方向で内方に向かって例えば折り曲げによって成形されている。固定のためには円周の３〜４の箇所で折り曲げれば充分である。
凹所７２の底において軸方向の袋孔８０が閉鎖部分６８に形成されており、この袋孔内に逆止め弁が出口弁８２として収容されており、この出口弁は球形の弁座８４と協働し、この弁座は、シリンダブッシュ底６４の中心孔６６の、閉鎖部分６８に向いた開口に形成されている。閉鎖部分６８の袋孔８０内には弁球８６が弁閉鎖体として挿入されており、この弁球は弁閉鎖ばねとしての圧縮コイルばね８８によって弁座８４に押し付けられる。
出口として、図１に示したピストンポンプ１０は、シリンダブッシュ底６４と閉鎖部分６８との互いに向き合った端面に形成された溝を有しており、これらの溝はその都度他方の部分、つまり閉鎖部分６８若しくはシリンダブッシュ底６４によって覆われて、出口通路にされている。これらの出口通路は、閉鎖部分６８とシリンダブッシュ２６のシリンダブッシュ底６４との間で延びている貫流通路に属しており、この貫流通路は、この有利に選ばれた実施例では複数の通路区分から組み合わされている。シリンダブッシュ底６４には、短い半径方向に延びる溝９０が形成されており、この溝は、出口弁８２の弁座８４から弁座８４とシリンダブッシュ底６４の外縁との間のほぼ中央にまで延びている（図２〜４）。溝底９２が弁座８４に移行しており、換言すれば出口通路を形成している溝９０は軸方向で弁座８４から単にわずかな間隔しか有していない。出口通路をこのように弁座８４と密接させて配置することは、出口弁８２の貫流の際の騒音の発生を減少させる。単にただ１つの溝９０がシリンダブッシュ底６４に形成されており、これによって、出口弁が貫流され開かれている場合に、その回りに沿って液体が流れる弁球８６が袋孔８０の円周壁に打ち当たることが回避される。液体の流出によって弁座８４から持ち上げられる弁球８６は溝９０の側で袋孔８０の円周壁に接触する。これによってやはり騒音発生が抑制される。
シリンダブッシュ底６４の、出口通路を形成する溝９０は浅く、幅広い。図示の実施例では溝は高さが０．５ｍｍで幅が２．２ｍｍであり、換言すれば流動横断面は１．１ｍｍ^２である。比較のために：弁球８６は３．５ｍｍの直径を有している。換言すれば深さと幅との比はほぼ０．２３であり、その際溝９０の幅は弁球８６の直径のほぼ０．６３倍である。
弁座８４はシリンダブッシュ底６４に沈めて形成されている。このことは、シリンダブッシュ２６を閉鎖部分６８と結合する前の弁座８４の機械的な損傷を防止し、これによってばら部分として搬送されるシリンダブッシュ２６若しくはピストンポンプ１０全体の不良品の割合を減少させる。
シリンダブッシュ底６４の溝９０の半径方向で外方の端部の範囲において、閉鎖部分６８の、シリンダブッシュ底６４に向いた端面に同心的な環状溝９４が形成されており、この環状溝から放射状に３つの半径方向溝９６が閉鎖部分６８の外周に向かって延びている（図５）。環状溝９４及び半径方向溝９６によって、シリンダブッシュ底６４の溝９０は環状通路９８に連通しており、この環状通路には、ポンプケーシング１４の出口孔１００が開口している。閉鎖部分６８の環状溝９４は、閉鎖部分６８がシリンダブッシュ２６に取り付けられる角度位置に無関係に、シリンダブッシュ底６４の溝９０が連通することを保証する。このことは、閉鎖部分６８を角度に無関係にシリンダブッシュ２６に固定することを可能にする。
入口弁４０及び出口弁８２は、その流動方向が逆になって、ピストンポンプ１０の流動方向が逆になるように構成することもできる（図示せず）。この場合閉鎖部分６８の半径方向溝９６及び環状溝９４及びシリンダブッシュ底６４の溝９０はポンプ入口を形成する。言葉を変えると、半径方向溝９６，環状溝９４及び溝９０を含む貫流通路は入口通路に所属し、この入口通路を通って、ポンプ送りされる液体がこの場合供給通路である出口孔から押し出し室１８の方向に流れることができる。本発明の実施例において、入口弁４０及び又は出口弁８２の代わりに、入口弁又は出口弁を流入孔３８又は出口孔１００内に挿入することもできる（図示せず）。
シリンダブッシュ２６は鋼から冷間アプセット品として製作されており、その際シリンダブッシュ２６の製作と１つの工程で、シリンダブッシュ底６４の中心孔６６，弁座８４及び溝９０も製作されている。いずれにせよ、弁座８４の後加工は必要である。このようにして、シリンダブッシュ２６を安価にかつ迅速に、非切削で製作することができる。
閉鎖部分６８はアルミニウムから冷間アプセット品として製作されており、その際環状溝９４及び半径方向溝９６は閉鎖部分６８と１つの工程で冷間アプセットによって製作されている。このことも、製作の際の著しい価格上の利点及び時間の節減をもたらす。
図示の実施例では、シリンダブッシュ底６４の、出口通路を形成している溝９０の、弁球８６に向いた開口の、閉鎖部分６８に向いた側、つまり閉鎖部分６８の凹所７２の底は、弁球の、ポンプ軸線に対して半径方向の中心平面から少なくとも０．３ｍｍの間隔を有している。換言すれば出口通路は弁球８６の半径のほぼ３０％あるいはそれ以上、弁球の半径方向中心平面から弁座８４の方向で軸方向にずらされて配置されている。
その配置によって、シリンダブッシュ底６４の、出口通路を形成している溝９０は弁球８６によって閉じられることはない。

Claims (8)

1. 軸方向の往復ストローク運動をするように駆動可能なピストン（１６）を有し、このピストンはシリンダブッシュ（２６）内に軸方向でしゅう動可能に収容されており、シリンダブッシュはポンプケーシング（１４）内に挿入されており、かつ閉鎖部分（６８）を有し、この閉鎖部分はポンプケーシング（１４）をシールしながらシリンダブッシュ（２６）の端面上でポンプケーシング（１４）内に挿入されている形式のピストンポンプ（１０）において、ピストンポンプ（１０）が閉鎖部分（６８）とシリンダブッシュ（２６）との間に貫流通路（９０，９４，９６）を有しており、この貫流通路は閉鎖部分（６８）及び又はシリンダブッシュ（６８）の溝（９０，９４，９６）によって形成されており、シリンダブッシュ（２６）がシリンダブッシュ底（６４）を、閉鎖部分（６８）に向いた端部に有しており、貫流通路（９０，９４，９６）の半径方向で内側の部分がシリンダブッシュ底（６４）の溝（９０）によって形成されており、この溝は貫流通路（９０，９４，９６）の半径方向で外側の部分（９６）と連通しており、この半径方向で外側の部分は閉鎖部分（６８）の溝（９６）によって形成されていることを特徴とする、ピストンポンプ。
2. 閉鎖部分（６８）がシリンダブッシュ（６４）に向いた端面に、かつ又はシリンダブッシュ底（６４）が閉鎖部分（６８）に向いた端面に、リング溝（９４）を有しており、このリング溝は貫流通路（９０，９４，９６）の構成部分を形成しており、かつこのリング溝によって貫流通路（９０，９４，９６）の半径方向で内側の部分（９０）が半径方向で外側の部分（９６）と連通していることを特徴とする、請求項１記載のピストンポンプ。
3. ピストンポンプ（１０）が逆止め弁（８２）を、シリンダブッシュ（２６）の、閉鎖部分（６８）に向いた端部に有しており、貫流通路（９０）が逆止め弁（８２）の側で、もっぱら１つの開口を有しており、この開口は逆止め弁（８２）の弁座（８４）の近くにあることを特徴とする、請求項１記載のピストンポンプ。
4. 貫流通路（９０）の、逆止め弁（８２）に向いた開口が軸方向で、逆止め弁（８２）の弁球（８６）の中心平面から、少なくとも弁球（８６）の半径のほぼ３０％に相応する間隔を有していることを特徴とする、請求項３記載のピストンポンプ。
5. 貫流通路（９０）の、逆止め弁（８２）に向いた開口の高さと幅との比がほぼ０．２〜０．３であることを特徴とする、請求項３記載のピストンポンプ。
6. 貫流通路（９０）の、逆止め弁（８２）に向いた開口の幅が、最大で、逆止め弁（８２）の弁球（８６）の直径のほぼ０．６５倍であることを特徴とする、請求項３記載のピストンポンプ。
7. シリンダブッシュ（２６）が成形品、特に冷間成形品、特に冷間アプセット品であることを特徴とする、請求項１記載のピストンポンプ。
8. 閉鎖部分（６８）が成形品、特に冷間成形品、特に冷間アプセット品であることを特徴とする、請求項１記載のピストンポンプ。

Images