JP4469856B2 - 戻しばねのためのコンパクトな保持装置を有するピストンポンプ - Google Patents

Description

本発明は、弁の閉鎖エレメントを戻すために設計されたばねエレメントを保持するための保持装置を有するピストンポンプに関する。

ピストンポンプには公知技術によって種々異なる構成が公知である。自動車ブレーキ装置のためのピストンポンプとしては、少なくとも１つのピストンが偏心体によって往復運動可能であるラジアルピストンポンプがしばしば用いられる。このようなピストンポンプはしばしば電子的なスタビライジングシステム（ＥＳＰ）のためにも又は電気液圧的なブレーキ装置（ＥＨＢ）のためにも使用される。この場合、公知のピストンポンプは入口弁と出口弁との間に作業室もしくは圧力室を有し、該作業室もしくは圧力室にてピストンの運動によって圧力が発生させられる。この圧力室はピストン側の端部にて低圧領域に対しシールされている必要がある。これはしばしばピストンリングによって又はシリンダに取付けられたシールエレメントによって実現されている。さらに圧力室内には入口弁が配置されている。このような構造は、多数の単個部分を必要とし、組立に比較的に多大の費用がかかる。

発明の利点
請求項１の特徴を有する、ばねエレメントを保持するための保持装置を備えた本発明によるピストンポンプには、はっきり減少させられた構成部材数を有しているという利点がある。さらに本発明のピストンポンプは特に簡単な組立を可能にする。特に本発明の保持装置は、弁閉鎖エレメントを戻すためのばねエレメントを受容しかつ支えるための受容領域と、保持装置に統合的に形成されたシール領域とを有している。したがって保持装置は弁の戻しエレメントを保持するための機能と低圧領域に対して圧力室をシールする機能とを有している。したがって本発明によればピストンポンプの組立は著しく簡易化される。

従属請求項には本発明の有利な実施例が示されている。

保持装置のシール領域はほぼリング状で、半径方向のシールと軸方向のシールとを可能にする。

さらに有利にはばねエレメントを保持するための保持装置は液圧媒体を圧力室からシール領域の内面へ供給するために少なくとも１つの貫流開口を有している。これにより、圧力室内にて圧力下にある液圧媒体はシール領域の内側にも作用し、ひいては圧力下にある液圧媒体が保持装置のシール領域をシール面に押付けるので、特に半径方向で改善されたシールが達成される。

有利には保持装置はピストンの、圧力室に向けられた端面側を少なくとも部分的に受容するために中央の切欠きを有している。ピストンの端面は有利には段部を有する領域で形成され、したがって保持装置は端面側のピストン端部に被せ嵌められてピストン端部を取囲む。この構成は特に組立上大きな利点を有している。何故ならばピストンは入口弁と保持装置と一緒にあらかじめ組立ておき、あとは最終的にピストン戻しばねと一緒にピストンポンプのシリンダに導入されるだけでよいからである。

本発明によるピストンポンプの構成部材数をさらに減じるためには、保持装置は有利にはピストンのための戻しエレメントを固定するための固定装置を付加的に有している。この固定装置は戻しエレメントの一端を受容する環状のトラフ形凹部であると特に有利である。この凹部は戻しエレメントの一端を受容する。戻しエレメントは有利には円筒形のコイルばねで構成される。これによりコイルばねの最後の巻条はトラフ形凹部に受容されることができる。さらに有利には固定装置は戻しエレメントの戻し力がシール領域を付加的にシール面に対し押付けるようにシール領域に配置される。これにより改善されたシール作用が達成される。

特に有利であることはばねエレメントを保持する保持装置をプラスチック材料、特に熱可塑性プラスチックで形成することである。この場合には例えば材料ＰＡ６６又はＰＥＥＫが使用される。

本発明のピストンポンプは特に有利には、自動車のブレーキ装置に、例えば車輪ブレーキシリンダにおける圧力を制御しかつ調整するために使用される。この場合、特に有利には本発明のピストンポンプはブレーキ装置、例えばＥＳＰ、ＥＨＢ、ＡＳＲ等の電子的な制御及び調整システムと関連して使用される。これによって一方では大きな費用上の利点が達成され、他方では本発明による組合わされた保持及びシール装置はピストンポンプの圧力室の改善されたシールを可能にするので、所望の高い運転圧力のために、費用を増大させることなく、より高い圧力でブレーキ装置を運転することが可能になった。

図面
以下、本発明を有利な実施例に基づき図面に関係づけて詳細に記述する。
図１は本発明の第１実施例による保持装置を有するピストンポンプの概略的な断面図。
図２は図１に示したピストンポンプの拡大された部分断面図。
図３は本発明による保持装置の下面図。
図４は図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図。
図５は図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図。
図６は本発明による保持装置の斜視図。

実施例の説明
以下、図面に関連して本発明の有利な実施例によるピストンポンプ１について記述する。

図１にはピストンポンプ１のポンプエレメントの構成が示されている。ピストン２は軸方向Ｘ−Ｘに往復運動可能にシリンダエレメント３内に配置されている。

ピストン２は例えば偏心体によって動かされる。シリンダエレメント３の内部には圧力室２０が設けられている。この圧力室２０は入口弁１３と出口弁１４との間に配置されている。図１から分かるように入口弁１３は圧力室２０の内部に配置され、出口弁１４は貫通開口１５を開放するかもしくは閉鎖する逆止弁として構成されている。出口弁１４は球１６とダイヤフラムばね１７とを有している。ダイヤフラムばね１７は閉鎖エレメント１８に支えられている。閉鎖エレメントはピストンポンプのケーシング２４に形成された段付き孔を閉鎖する。該段付き孔内にはポンプエレメントが配置されている。入口弁１３は円板形の閉鎖エレメント１０と入口弁ばね１１と保持装置４とを有している。

液圧媒体を圧力室２０に供給することはピストン２に設けられた孔１２ａ，１２ｂ，１２ｃを通じて行なわれる。液圧媒体は矢印２の方向で供給導管からフィルタ２３を通して横孔１２ｂと１２ｃとに供給されかつ長手方向孔１２ａを介して、入口弁１３が開かれた場合に圧力室２０に供給される。さらにケーシング２４には偏心的なシール２２が配置されている。

さらに圧力室２０には、円筒形のコイルばね２１が配置されている。該コイルばね２１はピストン２を戻すための戻し力を発生させる。液圧的に出口弁１４の後ろには圧力導管１９が配置されている。この圧力導管１９は圧力下にある液圧媒体を、例えば自動車のブレーキ装置の車輪ブレーキシリンダへ供給する。

入力弁ばね１１を保持するための保持装置４は図３、４、５及び６に詳細に示されている。特に図４及び５から分かるように保持装置４は受容領域５とシール領域６とを有している。受容領域５は入口弁ばねエレメント１１を受容するために役立ち、ほぼ鉢形のケージ状の構造を有している。より正確には受容領域５は４つのバー状のエレメント５ａ，５ｂ，５ｃ及び５ｄを有している。図１から分かるように、入口弁ばね１１は受容領域５の十字形に形成された底領域に支えられる。

シール領域６は受容領域５と統合的に形成され、主シール面６ａと副シール面６ｂとを有している。主シール面６ａは圧力室を軸方向でピストンポンプ１の低圧領域に対してシールし、副シール面６ｂはピストン２の端面側の端部を半径方向でシールする。

この場合、主シール面６ａは、主シール面６ａがシリンダエレメント３のシリンダ壁に対して傾斜するように構成されている。したがってシール縁Ｋはシール領域６の、圧力室２０に向けられた端部に形成されている。

さらに保持装置４には環状の固定トラフ７が形成されている。この固定トラフ７はピストン戻しばね２１を位置決めするために役立つ。固定トラフ７は断面が半円形の形状を有しており、該半円形の半径はピストン戻しばね２１のばね材料の横断面の半径にほぼ相応している。さらに特に図３と図６とに示されているように４つの貫通開口８が設けられている。これらの貫通開口８は液圧媒体が圧力室２０からシール領域６の内側に達することを可能にする。ピストン２の端面側の領域を固定するためには保持装置４のシール領域６の内側に突出領域９が設けられている（図５参照）。この場合には例えばプレス嵌合が保持装置４とピストン２の段状の領域で実現される。これにより、保持装置４を入口弁１３と共にピストン２の端面側にあらかじめ取付けること、ひいては本発明によるピストンポンプの組立をはっきりと簡易化することができる。

以下、本発明によるピストンポンプ１の作用形式について記述する。ピストン２が上死点でその運転方向を変えたあとで吸込期が開始する。この吸込期においては液圧媒体は孔１２ａ，１２ｂ及び１２ｃを介して、開放した入口弁１３を通って圧力室２０へ吸込まれる。ピストン２０が下死点に達し、ピストンの運動方向が再び変えられると、入口弁１３が閉じられる。この時点では圧力導管１９における圧力は圧力室２０におけるよりもまだ高いので、出口弁１４も同様に閉じられている。ピストン２がその上死点の方向に移動することにより圧力室２０における圧力は増圧される。圧力室２０の圧力が圧力導管１９における圧力よりも大きくなると、出口弁は開き、圧力下にある液圧媒体は貫通開口１５を通って圧力室２０から圧力導管１９へ流出する。

この場合には、ピストンポンプが運転されている間、圧力室２０と低圧領域（図１におけるフィルタ２３の領域）との間ではシールが保証されていなければならない。これは保持装置４の統合されたシール領域６で実現される。特に図２，４及び５に示されているように環状のシール縁Ｋはシリンダエレメントの円筒形の内面に常時接触している。圧力室２０と低圧領域との間の圧力差は、圧力室２０に圧力が発生させられる間に次第に大きくなるので、圧力差が次第に大きくなってもシールエレメントは緊密である必要がある。

この場合には、圧力室２０にある液圧媒体は開口８を通ってシール領域６の内周にも作用するので圧力室２０における圧力が上昇すると液圧媒体によって発生させられた半径方向力Ｆ_Ｒ（図２にも図示）も上昇する。矢印Ｆ_Ａは圧力室２０における液圧によってシール領域６に作用する軸方向力を示している。ピストン戻しばね２１の戻し力Ｆ_Ｆはピストン２０の上死点にピストン２０が接近するにつれて同様に連続的に上昇するので、シール縁Ｋにおける主シール面６ａのシールは半径方向力Ｆ_Ｒによって改善される。さらに特に図２から分かるようにさらに付加的に、半径方向のより小さい力成分が固定トラフ７においてシール縁Ｋの領域に作用する液圧媒体によって維持される。副シール面６ｂにおいても同様に優れたシールが達成される。何故ならば圧力室２０から作用する軸方向力Ｆ_Ａとピストン戻しばね２１の戻し力Ｆ_Ｆとは軸方向でシール領域６に作用するからである（図２参照）。

したがって本発明の保持装置４は入口弁ばね１１を保持するための保持機能の他に、ピストンポンプの低圧領域に対する圧力室２０のシール機能をも有している。これにより一方ではピストンポンプの部品数が減少され、同時に圧力室の改善されたシールが達成される。何故ならば圧力室２０からの圧力はシール領域６に付加的な半径方向力Ｆ_Ｒを発生させるからである。さらに本発明の保持装置４によっては、保持装置４が入口弁１３と一緒にピストンの端面に、正確にはピストンの段部２ａに予備組立され得るので組立上の利点が得られる。このためには保持装置４においてはシール領域６の内面に突出領域９が設けられている。該突出領域９は保持装置４とピストン２との間に摩擦接続による結合を提供する。この場合には組立は、入口弁１１と閉鎖エレメント１０とが保持装置４のケージ状の受容領域５に挿入され、次いで保持装置４が簡単にピストン２の端面側の端部に被せ嵌められることによって簡便に行なわれる。この結果、組立費用を減じる上でも大きな利点が得られ、さらに組立の誤りの危険性も一層減退することになる。

さらに副シール面６ｂは図示の実施例の場合のように円板状の、平面的なシール面として構成されなければならないことはなく、段部２ａと副シール６ｂとの間にはほぼ直線形のシールが維持されるように副シール面６ｂに丸味が付けられていることもできる。これによりシール領域６には、運転中にピストンのわずかな傾斜位置によって発生することのある偏心が、シール性に関する問題を惹起することなく可能になった。

本発明による第1実施例である保持装置を有するピストンポンプの概略的な断面図。 図１に示されたピストンポンプの拡大された部分断面図。 本発明の保持装置を下から見た概略的な下面図。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図。 図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図。 本発明による保持装置の斜視図。

符号の説明

１ ピストンポンプ、 ２ ピストン、 ３ シリンダエレメント、 ４ 保持装置、 ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ バー状のエレメント、 ６ シール領域、 ７ 固定トラフ、 ８ 貫通孔、 ９ 突出領域、 １０ 閉鎖エレメント、 １１ 入口弁ばね、 １２ａ，１２ｂ，１２ｃ 孔、 １３ 入口弁、 １４ 出口弁、 １５ 貫通開口、 １６ 球、 １７ ダイヤフラムばね、 １８ 閉鎖エレメント、 １９ 圧力導管、 ２０ 圧力室、 ２１ ピストン戻しばね、 ２２ シール、 ２３ フィルタ、 ２４ ケーシング

Claims (8)

1. 往復運動するピストン（２）と圧力室（２０）とを有するピストンポンプ（１）であって、ピストンポンプ（１）の低圧領域から前記圧力室（２０）への流体の供給を制御するために、前記ピストン（２）の、前記圧力室（２０）に向いた端部に配置された入口弁（１３）を有しており、該入口弁（１３）の閉鎖部材（１０）を戻すために設計されたばねエレメント（１１）を保持するための保持装置（４）を該入口弁（１３）が有しており、前記保持装置（４）が、前記ばねエレメント（１１）を受容しかつ支承するための受容領域（５）と、当該ピストンポンプ（１）の前記低圧領域に対して前記圧力室（２０）をシールするためのシール領域（６）とを有する保持エレメントであり、前記シール領域（６）がリング状に構成されかつ半径方向と軸方向とのシールを可能にしており、前記保持装置（４）が、前記圧力室（２０）から前記シール領域（６）の内側へ流体を供給するために少なくとも１つの貫通開口（８）を有していることを特徴とする、ピストンポンプ。
2. 前記ピストン（２）の圧力室側の端部が段部の付けられた領域（２ａ）を有し、前記保持装置（４）が前記段部の付けられた領域（２ａ）に固定されている、請求項１記載のピストンポンプ。
3. 前記保持装置（４）がピストン（２）の戻しエレメント（２１）を固定するための固定装置（７）を有している、請求項１又は２記載のピストンポンプ。
4. 前記固定装置（７）が環状のトラフ形凹部である、請求項３記載のピストンポンプ。
5. 前記戻しエレメント（２１）の戻し力（Ｆ_Ｆ）が前記保持装置（４）のシール領域（６）に軸方向（Ｘ‐Ｘ）で作用するように前記固定装置（７）が前記シール領域（６）に配置されている、請求項３又は４記載のピストンポンプ。
6. 前記保持装置（４）がプラスチック材料、特にサーモプラストから製造されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のピストンポンプ。
7. 前記保持装置（４）がＰＥＥＫ又はＰＡ６６から製造されている、請求項６記載のピストンポンプ。
8. 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（１）を有する、自動車用のブレーキ装置又はスタビライジングシステム。

Images