JP4089903B2 - ピストンポンプ - Google Patents

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Description

本発明は、例えば自動車のアンチスキッドブレーキ制御(以下、ABS制御ともいう)装置等のブレーキ制御システムを始め、種々の液圧システムに用いられ、ピストンの往復動で作動液を吸込、吐出するピストンポンプの技術分野に関するものである。
従来、自動車のブレーキ制御の1つとして、ABS制御が知られている。このABS制御は、制動時に車輪がロック傾向となったことを検出したとき、その車輪のブレーキ力を弱めてロック傾向を解消し、その後再びブレーキ力を大きくすることにより、車両の操縦を安定させると共に、制動距離を短くなるようにブレーキ制御を行うものである。
図4は、従来の一般的なABS制御を行う2系統のブレーキ制御システムの一例を模式的に示す図である。図中、1はブレーキ制御システム、2はブレーキペダル、3はブレーキ倍力装置、4はタンデム型のマスタシリンダ、5は第1系統のブレーキ液通路、5aは分岐通路、5a1は分岐通路5aの分岐通路、5bは分岐通路、5b1は分岐通路5bの分岐通路、5cは排出通路、5dは環流通路、6は第2系統のブレーキ液通路、6dは環流通路、7は分岐通路5aに接続された第1系統のホイールシリンダ、8は分岐通路5bに接続された第1統のホイールシリンダ、9は分岐通路5aに設けられた常開の電磁開閉弁からなる増圧弁、10は分岐通路5bに設けられた常開の電磁開閉弁からなる増圧弁、11は増圧弁9をバイパスしてホイールシリンダ7からマスタシリンダ4に向かうブレーキ液の流れのみを許容する逆止弁、12は増圧弁10をバイパスしてホイールシリンダ8からマスタシリンダ4に向かうブレーキ液の流れのみを許容する逆止弁、13は増圧弁9および逆止弁11よりホイールシリンダ7側の分岐通路5aに設けられた常閉の電磁開閉弁からなる減圧弁、14は増圧弁10および逆止弁12よりホイールシリンダ8側の分岐通路5bに設けられた常閉の電磁開閉弁からなる減圧弁、15は第1系統の排出通路5cおよび環流通路5dに接続された低圧アキュムレータ、16は第1系統の環流通路5dに設けられたポンプ、17はポンプ16の吸込ポート、18はポンプ16の吐出ポート、19はポンプ16のピストン、20はポンプ16のポンプ室、21はポンプ16の逆止弁からなる吸込弁、22はポンプ16の逆止弁からなる吐出弁、23は第2系統の環流通路6dに設けられたポンプ、24はポンプ23の吸込ポート、25はポンプ23の吐出ポート、26はポンプ23のピストン、27はポンプ23のポンプ室、28はポンプ23の逆止弁からなる吸込弁、29はポンプ23の逆止弁からなる吐出弁、30は偏心回転して両ピストン19,27を駆動するピストン駆動部材、31はピストン駆動部材30を回転するモータ(M)である。
なお、第2系統については、第2系統のブレーキ液通路6の一部、環流通路6dの一部、およびポンプ23が図示されているだけであるが、この第2系統の構成は第1系統の構成とまったく同じである。
このように構成されているブレーキ制御システムにおいては、通常時には各増圧弁9,10および各減圧弁13,14は図示状態にあり、マスタシリンダ4の図示しない第1液圧室と第1系統の各ホイールシリンダ7,8とが連通し、マスタシリンダ4の図示しない第2液圧室と第2系統の図示しない2つのホイールシリンダとが連通している。したがって、ブレーキペダル2の踏み込みでブレーキ倍力装置3が作動し、その出力でマスタシリンダ4が作動して第1および第2液圧室にそれぞれペダル踏力に応じたブレーキ液圧を発生する。第1液圧室のブレーキ液圧は第1系統のブレーキ液通路5、分岐通路5a,5b、増圧弁9,10を通ってそれぞれ各ホイールシリンダ7,8に供給され、第1系統のブレーキが作動する。同様にして、第2液圧室のブレーキ液圧は第2系統のホイールシリンダに供給され、第2系統のブレーキが作動する。
この制動中に、例えば第1系統のホイールシリンダ7によって制動される車輪32のロック傾向が検出されると、増圧弁9が閉じられかつ減圧弁13が開く。すると、ホイールシリンダ7内のブレーキ液が排出通路5cを介して低圧アキュムレータ15に排出されるので、ホイールシリンダ7のブレーキ液圧が低下する。これにより、ホイールシリンダ7が発生するブレーキ力が低下する。
ホイールシリンダ7のブレーキ力の低下により車輪32のロック傾向が解消すると、モータ31が駆動されてポンプ16が駆動されるとともに、増圧弁9が開き、減圧弁13が閉じる。すると、ポンプ16は環流通路5dを介して低圧アキュムレータ15のブレーキ液を吸い込んでブレーキ液通路5の方へ吐出する。ポンプ16から吐出されたブレーキ液は、再び分岐通路5aおよび増圧弁9を通ってホイールシリンダ7へ送給される。これにより、ホイールシリンダ7のブレーキ圧が増圧し、車輪32のブレーキ力が増大する。こうして、車輪32のロック傾向が解消するようにABS制御が行われる。
このようなブレーキ制御システムに用いられている第1および第2系統の各ポンプ16,23には、従来、ピストンポンプが用いられていることが多い。このピストンポンプとして、ピストンに吸込ポートと吸込弁とを連通する流通孔を穿設し、吸込ポートと流通孔との間にブレーキ液内に混在する異物を除去する筒状のフィルタを配置しかつこのフィルタをポンプシリンダに取り付け、更に、ピストンをフィルタに貫通させてポンプシリンダに収容したピストンポンプが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特表2003−529018号公報。
ところで、前述の従来のピストンポンプを製造するにあたり、まず、ポンプサブアッシが製造される。このポンプサブアッシは、シリンダアッシ、ピストンアッシ、リターンスプリングおよびフィルタから構成されている。シリンダアッシは、ピストンが嵌合支持されるポンプシリンダに吐出弁を挟持しつつカバーを圧入して固定することで製造される。また、ピストンアッシは、ピストンに環状のシール部材を嵌合し、更にこのピストンに吸込弁を挟持しつつリテーナを圧入して固定することで製造される。そして、シリンダアッシにリターンスプリングを挿入した後、ピストンアッシを組み込み、次いで、筒状のフィルタをピストンに嵌合させかつポンプシリンダにスナップ結合で取り付けることにより、ポンプサブアッシを完成する。
ポンプサブアッシが完成された状態では、ピストンに形成された径方向に突出する環状フランジからなるピストンカラーが筒状のフィルタのストッパに当接することにより、ピストンがフィルタから抜け止めされている。
そして、このポンプサブアッシをポンプハウジングのポンプ孔に挿入するとともに、ポンプハウジングにこのポンプハウジングをかしめて固定することにより、ピストンポンプを組立完成する。
しかしながら、前述の特許文献1に開示のピストンポンプでは、フィルタのストッパとピストンのフランジ状のピストンカラーとでピストンの抜け止めがされているため、ピストンにピストンカラーを形成する必要がある。このため、ピストンの加工が容易でない。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ピストンの加工を容易にすることのできるピストンポンプを提供することである。
前述の課題を解決するために、請求項1の発明は、作動液を吸い込む吸込弁と、前記作動液を吐出する吐出弁と、ハウジングに収容されて軸方向に往復動するピストンと、前記ピストンを摺動可能に嵌合支持するポンプシリンダと、このポンプシリンダ内に収容されて前記ピストンを前記ポンプシリンダから抜け出る方向に付勢するリターンスプリングと、前記ピストンを駆動するピストン駆動部材と、このポンプシリンダに取り付けられかつ前記ピストンが摺動可能に貫通する筒状のフィルタとを少なくとも備え、前記ピストンの往復動で前記吸込弁および前記吐出弁が選択的に開閉されることで、前記作動液を吸い込み、前記フィルタで前記作動液の異物を除去しつつ、吸い込んだ作動液を吐出するピストンポンプにおいて、前記ピストンの外周面に、線状部材からなるストッパ部材が前記フィルタ内に位置されて設けられているとともに、前記フィルタ内周面にこのストッパ部材が当接することで前記ピストンが前記フィルタから抜け出るのを阻止するストッパ部が形成されていることを特徴としてる。
また、請求項2の発明は、前記ストッパ部材が、ワイヤから形成されている環状のストッパリングであることを特徴としている。
このように構成された請求項1および2の発明に係るピストンポンプによれば、ピストンの外周面に線状部材からなるストッパ部材を設けているので、ピストンのフィルタからの抜け止めを行うために、前述の特許文献1に開示されているようなピストンに形成された従来のピストンカラーが不要となり、ピストンの加工が容易になる。
特に、請求項2の発明によれば、ストッパ部材をワイヤで形成されたストッパリングで構成しているので、ピストンポンプを安価に製造することができる。
以下、図面を用いて、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図1は、本発明に係るピストンポンプの実施の形態の一例を示す断面図である。なお、図4に記載のブレーキ制御システム1に用いられている各ポンプ16,23はいずれも同じピストンポンプで構成されている。そこで、この例では、本発明のピストンポンプを前述の図4に示すブレーキ制御システム1に用いられるものとして説明し、このブレーキ制御システム1と同じ構成要素には同じ符号を付すことで、それらの詳細な説明は省略する。また、以下の説明では、第2系統のポンプ23に対応する本発明のピストンポンプについて説明し、説明の便宜上、このピストンポンプに符号23を付す。更に、以下の説明において、「右」および「左」は、それぞれ図面において「右」および「左」である。
図1に示すように、この例のピストンポンプ23はポンプハウジング33を有しており、このポンプハウジング33には、軸方向に貫通する段付き孔からなるポンプ孔34が穿設されている。このポンプ孔34には、ポンプシリンダ35とこのポンプシリンダ35に圧入により固定されたカバー36とが嵌合されている。そして、ポンプシリンダ35の環状の径方向突出部35aがポンプハウジング33の段部33aに当接されるとともに、ポンプハウジング33がかしめられてカバー36が固定されることで、ポンプシリンダ35とカバー36とがポンプハウジング33に軸方向に固定されている。
ポンプシリンダ35はシリンダ底部35bを有する有底円筒形に形成されており、このポンプシリンダ35にはピストン26が図1において左側のほぼ半分の長さにわたって収容されている。その場合、このピストン26の一部がポンプシリンダ35に摺動可能に嵌合支持されている。そして、ピストン26の左側部分にリング状のシール部材37が嵌合されている。このシール部材37により、ピストン26の外周面とポンプシリンダ35の内周面との間でブレーキ液の漏出が防止されている。
また、ピストン26の左端部には有底筒状のリテーナ38が圧入により固定されており、このリテーナ38の内周側と外周側とは、図示しない連通孔あるいは連通溝により常時連通していて、ブレーキ液が流動可能になっている。リテーナ38の右端はピストン26の段部26aとの間にシール部材37を軸方向に挟持している。また、リテーナ38は、このリテーナ38とシリンダ底部35bとの間に縮設されたリターンスプリング39によって常時右方へ付勢されている。これにより、リターンスプリング39はピストン26を常時右方のポンプシリンダ35から抜け出る方向へ付勢している。
ポンプシリンダ35から右方へ突出しているピストン26の右側の端部は、樹脂から円筒状に形成されたガイド部材40によって摺動可能にガイドされている。このガイド部材40は、軸方向に延びてピストン26を摺動可能にガイドするピストンガイド部40aと、このピストンガイド部40aの左端部に径方向に突出して一体に形成された環状のフランジ部40bとから断面L字状に形成されている。したがって、ガイド部材40の径方向の厚みは、フランジ部40bの形成部分を厚くし、またフランジ部40bの形成されない部分を薄くしている。そして、ピストン26のピストン駆動部材側端部26bがピストンガイド部40aのみで摺動可能にガイドされている。なお、ガイド部材40は樹脂に限定されることはなく、金属等の他の材料で形成することもできる。
更に、ポンプ孔34には、シールリング41がガイド部材40の左側に隣接して配設されている。その場合、シールリング41の径方向の厚みはガイド部材40の環状のフランジ部40bの径方向の厚みと同じかまたはほぼ同じ大きさに形成されており、環状のフランジ部40bが形成されているガイド部材40の左端全面でシールリング41がバックアップされている。このシールリング41は断面がX字状に形成されたXシールリングで構成されている。もちろん、シールリング41はXシールリングに限定されることはなく、例えばカップシール等の他のシール部材で構成することもできる。ピストン26はこのシールリング41を摺動可能に貫通しており、このシールリング41により、ピストン26の外周面とポンプ孔34の内周面との間が液密にシールされている。
ピストン26には、その外周面に開口する径方向流通孔42とこの径方向流通孔42に連通しかつピストン26の左端に開口する軸方向流通孔43とが穿設されている。その場合、軸方向流通孔43の中心はピストン26の中心軸αに一致している。径方向流通孔42は、ピストン26の摺動にかかわらず常時吸込ポート24に連通している。また、軸方向流通孔43の左端開口部に、吸込弁28が設けられている。この吸込弁28は、ボール弁28aと、ピストン26の左端で軸方向流通孔43の開口端周縁に設けられてボール弁28aが着離座可能な弁座28bと、ボール弁28aを弁座28bに着座させる方向に常時付勢する弁ばね28cとから構成されている。
ポンプシリンダ35の右端部には、円筒状のフィルタ44が取り付けられている。図2に示すように、このフィルタ44は左側部が取付部44aとされているとともに、右側部がフィルタ部44bとされている。取付部44aには、その内周面から内側に突出する所定数の係止突起44cが周方向に所定間隔を置いて設けられている。これらの係止突起44cが、ポンプシリンダ35の右端部の外周面に形成された環状の係止凹溝35cにそれぞれスナップ結合により係止されることで、フィルタ44がポンプシリンダ35の右端部に取り付けられる。フィルタ44がポンプシリンダ35の右端部に取り付けられた状態では、ポンプシリンダ35の右端がフィルタ44の内周面の段部44dに当接するようになっている。また、係止突起44cはその左右両側面が傾斜面に形成されている。
したがって、フィルタ44はポンプシリンダ35の右端部に右方から軸方向に嵌合されると、係止突起44cの左側面が傾斜面となっているのでフィルタ44の左側部が外側に弾性変形しつつ嵌合される。そして、フィルタ44は、その段部44dにポンプシリンダ35の右端が当接すると、各係止突起44cが係止凹溝35c内に進入し、フィルタ44がポンプシリンダ35の右端部にスナップ結合により取り付けられる。
図2に示すように、フィルタ44の右側部には、フィルタ44の内外周を連通する所定数の開口44eが周方向に所定間隔を置いて設けられている。各開口44eには、それぞれフィルタ部材44fが設けられている。そして、図3(a)に示すようにフィルタ44がポンプシリンダ35の右端部に取り付けられた状態では、フィルタ部材44fが吸込ポート24と径方向流通孔42との間に介在するようになっている。図2に示すように、フィルタ44の右側部の開口44eが設けられない部分には、内周面から内側に突出する所定数のストッパ44gが周方向に所定間隔を置いて形成されている。
ピストン26の外周面には、線状部材である断面円形のワイヤからなる環状のストッパリング45が、フィルタ44のストッパ44gの左端とポンプシリンダ35の右端との間のフィルタ44内に位置して設けられている。その場合、ピストン26の外周面に形成された環状の凹部26cにストッパリング45が嵌合固定されているとともに、ピストン26の左方への最大限の移動でストッパリング45がポンプシリンダ35の右端に当接しなくかつピストン26の右方への最大限の移動でストッパリング45がフィルタ44のストッパ44gに当接しないようにして設けられている。
ポンプシリンダ35のシリンダ底部35bには、ピストン26の中心軸αの位置に軸方向に貫通する貫通孔46が穿設されている。この貫通孔46の左端開口部に、吐出弁29が設けられている。この吐出弁29は、ボール弁29aと、シリンダ底部35bの左端で貫通孔46の開口端周縁に設けられてボール弁29aが着離座可能な弁座29bと、ボール弁29aを弁座29bに着座させる方向に常時付勢する弁ばね29cとから構成されている。ボール弁29aはカバー36の軸方向穴47に軸方向に移動可能に収容されているとともに、同じく弁ばね29cも軸方向穴47に収容されている。そして、軸方向穴47はカバーに形成された通路溝48を介して吐出ポート25に連通している。
ピストン26は前述のようにリターンスプリング39で右方に付勢されて、その右端が円板状のピストン駆動部材30に当接されている。その場合、ピストン26とピストン駆動部材30との当接点Qはピストン26の中心軸αからずれた位置に設定されている。すなわち、当接点Qとピストン駆動部材30の回転軸とを結ぶ直線βはピストン26の中心軸からオフセットされている。
このように構成されたこの例のピストンポンプ23を組み立てるには、前述と同様に、まずポンプサブアッシが製造され、このポンプサブアッシは、シリンダアッシ、ピストンアッシ、リターンスプリング39およびフィルタ44から構成されている。シリンダアッシは、カバー36の軸方向穴47に弁ばね29cとボール弁29aとを収容し、この状態でカバー36をポンプシリンダ35に圧入、固定することで組み立てられる。
また、ピストンアッシは、ピストン26に環状のシール部材7を嵌合するとともに、リテーナ38に弁ばね28cとボール弁28aとを収容し、この状態でリテーナ38をピストン26に圧入、固定することで組み立てられる。そして、シリンダアッシにリターンスプリング39を挿入した後、ピストンアッシを組み込み、次いで、筒状のフィルタ44をピストン26に嵌合するとともにポンプシリンダ35にスナップ結合で取り付けることにより、ポンプサブアッシを完成する。
ポンプサブアッシが完成された状態では、図3(b)に示すようにピストン26に取り付けられたストッパリング45が、フィルタ44のストッパ44gに当接することにより、ピストン26がフィルタ44から抜け止めされる。
次に、ポンプハウジング33のポンプ孔34にガイド部材40を挿入してポンプハウジング33に組み付ける。そして、ピストン26にシールリング41を嵌合させた状態でポンプサブアッシをポンプ孔34に挿入した後、ポンプハウジング35をかしめることにより、ポンプサブアッシをポンプハウジング35に組み付ける。こうして、ピストンポンプ23が組立完成される。
次に、この例のピストンポンプ23の吸込、吐出動作を説明する。
図1に示す状態ではピストン26が右限位置にあり、この状態からモータ31によってピストン駆動部材30が矢印で示すように時計回りに偏心回転すると、ピストン26の左方への押圧力が大きくなり、ピストン26がリターンスプリング39のばね力に抗して左方へ移動する。このため、ポンプ室27の圧力が高くなってボール弁29aが弁座29bから離座して吐出弁29が開く。これにより、ポンプ室27内のブレーキ液が、貫通孔46、開いた吐出弁29および通路溝48を介して吐出ポート25から吐出される。
次に、ピストン駆動部材30の偏心回転でピストン26の左方への押圧力が小さくなると、リターンスプリング39のばね力でピストン26が右方へ移動する。このため、ポンプ室27の圧力が低くなってボール弁29aが弁座29bに着座して吐出弁29が閉じるとともに、ボール弁28aが弁座28bから離座して吸込弁28が開く。これにより、低圧アキュムレータ15のブレーキ液が吸込ポート24から吸い込まれて、フィルタ44、径方向流通孔42、軸方向流通孔43、および開いた吸込弁28を介してポンプ室27内に流入する。このとき、シールリング41により、吸込ポート24からポンプ孔34内に吸い込まれたブレーキ液はガイド部材40の内外周の少なくとも一方を通ってポンプ孔34の右方のピストン駆動部材30側に漏出するのが阻止される。また、吸込ポート24から吸い込まれたブレーキ液は、フィルタ44でブレーキ液内に混在する異物を除去しつつ、径方向流通孔42内に流動する。
ピストン駆動部材30の更なる偏心回転でピストン26の左方への押圧力が再び大きくなると、前述のようにピストン26が左方へ移動してブレーキ液が吐出ポート25から吐出される。こうして、ピストン26が左右方向に繰り返し往復動して吸込弁28および吐出弁29が選択的に開閉されることで、低圧アキュムレータ15のブレーキ液が吸込ポート24から吸い込まれて吐出ポート25から吐出される。
このように、この例のピストンポンプ1によれば、ピストン26の外周面に線状部材からなるストッパリング45を設けているので、前述の特許文献1に開示されているようにピストン26のフィルタ44からの抜け止めを行うために、ピストン26に形成された従来のピストンカラーが不要となり、ピストン26の加工が容易になる。しかも、ストッパリング45をワイヤで形成することにより、ピストンポンプを安価に製造することができる。
なお、前述の例では、本発明のピストンポンプ1を、ABS制御を行うブレーキ制御システムに適用して説明しているが、本発明はこれに限定されることはなく、他のABS制御、トラクションコントロールあるいは自動ブレーキ等の他のブレーキ制御システムやブレーキ以外の液圧制御システムなど、少なくともピストンポンプ1を備えている液圧システムであれば、どのような液圧システムにも適用することができる。
本発明に係るピストンポンプは、自動車等の車両におけるABS制御、トラクションコントロールあるいは自動ブレーキ等のブレーキ制御システムを始め、ブレーキ以外の液圧制御システムなどに用いられ、ピストンの往復動で作動液を吸込、吐出するピストンポンプに好適に利用可能である。
本発明に係るピストンポンプの実施の形態の一例を示す断面図である。 図1に示す例のピストンポンプに用いられるフィルタの断面図である。 図1に示す例のピストンポンプのピストンの抜け止めを説明し、(a)は通常状態を示す部分断面図、(b)はピストンの抜け出し阻止時の状態を示す部分断面図である。 従来の一般的なABS制御を行う2系統のブレーキ制御システムの一例を模式的に示す図である。
符号の説明
1…ブレーキ制御システム、23…ピストンポンプ、24…吸込ポート、25…吐出ポート、26…ピストン、27…ポンプ室、28…吸込弁、29…吐出弁、30…ピストン駆動部材、31…モータ(M)、33…ポンプハウジング、33b…ストッパ、34…ポンプ孔、35…ポンプシリンダ、35c…係止凹部、36…カバー、39…リターンスプリング、40…ガイド部材、40a…ピストンガイド部、40b…フランジ部、41…シールリング、42…径方向流通孔、43…軸方向流通孔、44…フィルタ、44c…係止突起、44g…ストッパ、45…ストッパリング、46…貫通孔

Claims (2)

  1. 作動液を吸い込む吸込弁と、前記作動液を吐出する吐出弁と、ハウジングに収容されて軸方向に往復動するピストンと、前記ピストンを摺動可能に嵌合支持するポンプシリンダと、このポンプシリンダ内に収容されて前記ピストンを前記ポンプシリンダから抜け出る方向に付勢するリターンスプリングと、前記ピストンを駆動するピストン駆動部材と、このポンプシリンダに取り付けられかつ前記ピストンが摺動可能に貫通する筒状のフィルタとを少なくとも備え、前記ピストンの往復動で前記吸込弁および前記吐出弁が選択的に開閉されることで、前記作動液を吸い込み、前記フィルタで前記作動液の異物を除去しつつ、吸い込んだ作動液を吐出するピストンポンプにおいて、
    前記ピストンの外周面に、線状部材からなるストッパ部材が前記フィルタ内に位置されて設けられているとともに、前記フィルタ内周面にこのストッパ部材が当接することで前記ピストンが前記フィルタから抜け出るのを阻止するストッパ部が形成されていることを特徴とするピストンポンプ。
  2. 前記ストッパ部材は、ワイヤから形成されている環状のストッパリング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。
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