JP4574765B2 - ピストンポンプ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両ブレーキ装置用のピストンポンプ、特にスリップコントロールされるハイドロリック式の車両ブレーキ装置において使用されるピストンポンプであって、ブシュが挿入されているポンプケーシングが設けられていて、ブシュ内に、駆動されて往復行程運動させられるピストンが、軸方向摺動可能に受容されており、ピストンポンプによって圧送されて該ピストンポンプを貫流する流体の貫流方向を制御する第1の弁が設けられていて、該第1の弁がブシュに取り付けられている形式のものに関する。
【0002】
【従来の技術】
このような形式のピストンポンプは、ドイツ連邦共和国特許出願公開第4107979号明細書に基づいて公知である。この公知のピストンポンプはポンプケーシングを有しており、このポンプケーシングにはブシュが挿入されている。このブシュ内にはピストンが軸方向摺動可能に受容されていて、このピストンは、電気モータによって回転駆動可能な偏心体を用いて駆動されて、軸方向往復行程運動させられる。公知のピストンポンプは流入弁及び流出弁を、ピストンポンプによって圧送される流体の貫流方向を制御する弁として有しており、これらの弁は公知のピストンポンプではばね負荷された逆止弁として形成されている。流出弁は、ブシュと一体的なブシュ底の外側に配置されている。流入弁はピストンの、ブシュ底に向けられていてブシュ内に位置する端部に配置されている。流体の流入はピストンを通して行われ、このピストンはそのために、互いに交差する横方向孔と、該横方向孔を起点として延びる軸方向の盲孔とを備えており、この盲孔は、流入弁の弁座に通じている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式のピストンポンプを改良して、安価に製造可能なピストンを有していて、弁の開閉特性の点でも優れているピストンポンプを提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の構成では、車両ブレーキ装置用のピストンポンプであって、ブシュが挿入されているポンプケーシングが設けられていて、ブシュが該ブシュと一体的なブシュ底をブシュの一方の端部に備えており、ブシュ内に、駆動されて往復行程運動させられるピストンが、軸方向摺動可能に受容されており、ピストンポンプによって圧送されて該ピストンポンプを貫流する流体の貫流方向を制御する第1の弁が設けられていて、さらにピストンポンプによって圧送されて該ピストンポンプを貫流する流体の貫流方向を制御する第2の弁が設けられており、該両方の弁がピストンポンプのブシュ内に配置されている形式のものにおいて、ピストンポンプのブシュがプラスチックから成っており、両方の弁がブシュ底の互いに反対の側に配置されていて、ブシュ底に対して不動に配置された開口を閉鎖する弁であり、第2の弁において、弁閉鎖体が、弁閉鎖ばねによって軸方向においてブシュ底側に向かって弁座に、押圧されており、弁閉鎖ばねはピストン側において支持部材により支持されており、該支持部材は、一端でピストンに作用するピストン戻しばねの他端によってブシュ底に向かって押圧されてブシュ底に接触保持されているようにした。
【0005】
【発明の効果】
本発明のように構成されたピストンポンプでは、貫流方向を制御する両方の弁がブシュにもしくはブシュ内に配置されている。これによって次のような利点が得られる。すなわち本発明のように構成されていると、ピストンは幾何学的に円筒体の形状を有することができ、いかなる孔、アンダカット又はこれに類したものをも有しておらず、ひいては安価に製造することができる。例えばころ軸受又はニードル軸受のころ又はニードルを、ピストンとして使用することができ、このようなころ又はニードルは大量生産品として安価に入手可能である。
【0006】
本発明によるピストンポンプにはさらに、ピストンに弁が配置されていないという利点があり、これによって、ピストンポンプの運転時に運動させられる質量が減じられる。本発明のように位置固定にブシュ内に配置された弁の開放特性及び閉鎖特性もまた、ピストンに取り付けられていてピストンと一緒に往復ピストン運動を行う弁におけるよりも有利である。このような公知の弁ではその構成に基づいて、弁閉鎖体は著しく大きな加速にさらされる。
【0007】
本発明の別の有利な構成は請求項2以下に記載されている。
【0008】
本発明によるピストンポンプは特に車両のブレーキ装置におけるポンプとして設けられていて、ホイールブレーキシリンダにおける圧力制御時に使用される。ブレーキ装置の形式に応じてこのようなブレーキ装置に対して、略語ABS;ASR;FDR;EHBが使用される。ブレーキ装置においてポンプは例えば、単数又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へのブレーキ液の戻し搬送のため(ABS)及び/又は貯え容器から単数又は複数のホイールブレーキシリンダへのブレーキ液の搬送のため(ASR;FDR;EHB)に働く。ポンプは例えば、ホイールスリップコントロール式のブレーキ装置(ABS;ASR)の場合及び/又は、ステアリング補助として働くブレーキ装置(FDR)の場合及び/又は、エレクトロハイドロリック式のブレーキ装置(EHB)の場合に必要である。ホイールスリップコントロール(ABS;ASR)によって例えば、ブレーキペダルへの強い押圧時に制動過程中に生じる車両のホイールのロックが阻止され、かつ/又はアクセルペダルへの強い押圧時に車両の駆動されるホイールの空転が阻止される。ステアリング補助(FDR)として働くブレーキ装置では、ブレーキペダルもしくはアクセルペダルの操作とは無関係に、単数又は複数のホイールブレーキシリンダにおいてブレーキ圧が形成されて、例えばドライバの望むトレースからの車両の逸脱が阻止される。またポンプはエレクトロハイドロリック式のブレーキ装置(EHB)においても使用されることができ、この場合ポンプは、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場合に、単数又は複数のホイールブレーキシリンダにブレーキ液を圧送するか又は、ブレーキ装置のアキュムレータを充填するために働く。
【0009】
【発明の実施の形態】
次に図面につき本発明の実施の形態を説明する。
【0010】
第1実施例の記載
図1に全体を符号10で示された本発明によるピストンポンプは、段付けされかつ貫通したポンプ孔14を備えたポンプケーシング12を有している。このポンプケーシング12は金属特にアルミニウム・ダイカストから成っている。ポンプケーシング12は、スリップコントロールされる車両ブレーキ装置の部分的に図示された液圧ブロックの一部である。ピストンポンプ10の他には、電磁弁、ダンパ室及び液圧アキュムレータのようなその他の液圧式の構成エレメントが、液圧ブロックに挿入されていて、互いに液圧的に接続され、かつピストンポンプ10と接続されている。図面を明瞭にするために図1には単に、ピストンポンプ10を取り囲む液圧ブロックの一部だけが示されている。
【0011】
ポンプ孔14には、プラスチック製の射出成形品として製造された中空のブシュ16が挿入されており、このブシュ16は該ブシュ16と一体的なブシュ底18を、ブシュ16の一方の端部に有している。プラスチック製のブシュ16には次のような利点がある。すなわちこのようなブシュ16は、該ブシュ内に挿入されたピストン20のための低摩擦のガイドを形成し、この場合ピストン20を案内するブシュ16の内周面を研削、研磨及びこれに類したものによって後処理することが省ける。ブシュ16内においてピストン20を案内するためのガイドリングは、不要なので設けられていない。テフロンを添加することもしくはテフロン加工を施すことによって、ブシュ16の滑り特性が改善されている。テフロン以外に、ブシュ16を形成するプラスチックには炭素繊維が添加されており、このような炭素繊維はブシュ16の強度を増大させかつその摩耗特性を改善する。
【0012】
ブシュ16内に受容されかつ軸方向摺動可能にブシュ16内を案内されるピストン20も同様に、炭素繊維補強されたプラスチック製の射出成形品として製造されている。ピストン20は、ピストン溝24に挿入されたシールリング22によって、ブシュ16内においてシールされている。ブシュ16から突出している端部においてピストン20は、プラスチック製のガイドリング26によってポンプケーシング12内において案内されていて、かつゴム製のシールリング28によってシールされている。ガイドリング26及びシールリング28は、互いに接触して位置するようにポンプ孔14の段部30に挿入されており、かつブシュ16の開放端部における、ガイドリング26及びシールリング28に向けられた端縁32によって、ポンプ孔14の段部30内に保持されている。
【0013】
ピストン20を駆動して、ポンプ孔14及びブシュ16内において軸方向で往復行程運動させるために、ピストンポンプ10は電気モータによって回転駆動可能な偏心体34を、ピストン20の、ブシュ16から突出した側に有しており、この偏心体34の外周面に向かって、ピストン20は、圧縮コイルばねとして形成されたピストン戻しばね36によって押圧され、このピストン戻しばね36はブシュ底18とピストン20との間においてブシュ16に挿入されている。
【0014】
流入弁38として本発明によるピストンポンプ10は、ばね負荷された逆止弁を有している。この流入弁38はピストン20とブシュ底18との間においてブシュ16内に、つまりピストンポンプ10の押し退け室又は作業室40内に設けられている。流入弁38の円錐形に形成された弁座42は、ピストン20に向けられた側において同軸的にブシュ底18に形成されている。弁閉鎖体として本発明によるピストンポンプ10は弁玉44を有しており、この弁玉44は、圧縮コイルばねとして形成された弁閉鎖ばね46によって弁座42に向かって押圧される。弁閉鎖ばね46はポット形の弁ケージ48に支持されており、この弁ケージ48は打抜き兼深絞り品として金属薄板から製造されていて、ピストンポンプ10によって案内されるブレーキ液のための貫流開口50を備えている。弁ケージ48は、深絞りによって一体成形されて半径方向外側に向かって突出したリング円板状のばね受52を有しており、このばね受52にはピストン戻しばね36が載設されていて、このばね受52を介してピストン戻しばね36は弁ケージ48をブシュ底18に向かって押圧する。ピストン戻しばね36は、流入弁38の弁閉鎖ばね46に比べて著しく強く形成されており、その結果ピストン戻しばね36は弁ケージ48を、ピストンポンプ10の運転時に生じるすべての負荷において、弁閉鎖ばね46の力に抗して確実にブシュ底18における接触状態に保つ。
【0015】
圧送されるブレーキ液の流入のために、横方向でブシュ底18を貫通して流入通路54が設けられており、この流入通路54からは短い軸方向孔56が弁座42に通じている。流入通路54はその両端部において、ブシュ16を取り囲むポンプ孔14と連通しており、このポンプ孔14には、ポンプ孔14に対して半径方向にポンプケーシング12に設けられた流入孔58が開口している。
【0016】
押し退け室もしくは作業室40からのブレーキ液の流出のために、ピストンポンプ10は流出孔60を有しており、この流出孔60は、流入弁38、軸方向孔56及び、ブシュ底18を横方向に貫通する流入通路54のそばで、ブシュ16に対して軸平行にブシュ底18を貫通している。流出孔60は流出弁64の円錐形の弁座62で開口しており、この流出弁64は、ブシュ底18の端面側における外側に取り付けられている。流出弁64はばね負荷された逆止弁として形成されていて、弁閉鎖体として弁玉66を有しており、この弁玉66は弁閉鎖ばね68として働く圧縮コイルばねによって、弁座62に押圧される。
【0017】
流出弁64の弁閉鎖ばね68は閉鎖キャップ70に支持されており、この閉鎖キャップ70はポンプ孔14を、偏心体34とは反対の側において閉鎖している。閉鎖キャップ70は、ポンプケーシング12の環状のかしめ部72によって保持され、かつ耐圧的にシールされている。
【0018】
金属に比べてプラスチックが高い弾性度を有していることに基づいて、プラスチック製の弁座42,62は各弁38,64の流出側と流入側との間における圧力差が小さい場合に、金属製の弁座よりもシール性が高く、これによってピストンポンプ10の効率が高められる。別の利点としては、ブシュ16の射出成形時における弁座42,62の簡単な製造が挙げられ、この場合付加的な作業ステップは不要であり、弁座42,62の後処理も不要である。さらにまた、両方の弁座42,62がブシュ底16と一体的に形成されていることに基づいて、部材数も少なくなる。
【0019】
ブシュ底18と閉鎖キャップ70との間における半径方向通路74を通って、流出弁64を介してピストンポンプ10から流出するブレーキ液は、ブシュ底18を取り囲んでいて該ブシュ底18とポンプケーシング12と閉鎖キャップ70とによって取り囲まれたリング通路76に達し、このリング通路76からブレーキ液は、ポンプケーシング12に半径方向に設けられた流出孔78を通って、ピストンポンプ10から流出する。
【0020】
第2実施例の記載
図2及び図3に示されたピストンポンプの記載に際して、同一部材に対しては図1におけると同一の符号が使用される。図2に示されたピストンポンプ10は、一体的なブシュ底18を備えたブシュ16を有しており、このブシュ16はポンプケーシング12内におけるポンプ孔14に挿入されている。ブシュ16は射出成形によってプラスチックから製造されており、この場合プラスチックには、強度を高めるために炭素繊維が添加され、かつピストン20の滑り特性を改善するために適宜な量のテフロンが添加されている。
【0021】
ピストンポンプ10は十字形のポンプケーシング80のアームに挿入されている(図3)。十字形のポンプケーシング80の4つのアームそれぞれには、ピストンポンプ10(ポンプエレメント)が挿入されており、したがって全部の4つのピストンポンプ10が、星形に配置されたピストンポンプ10を備えたポンプユニット82を形成している。中央において星形のポンプケーシング80は、円筒形の偏心体室84を有しており、この偏心体室84内には偏心体34が設けられている。偏心体34は電気ポンプモータのモータ軸86にプレス嵌めされている。図2及び図3にはポンプモータのうちの端壁88と極管(Polrohr)90だけが示されており、この端壁88及び極管90はそれぞれモータケーシングの一部である。十字形のポンプケーシング80はポンプモータの端壁88に装着されている。
【0022】
図2に示されたピストンポンプ10のピストン20は、いかなるアンダカット、孔又はこれに類したものを有していない例えば金属(鋼)製の完全な円筒体である。ピストン20はこれによって安価に製造可能である。特にニードル軸受又はころ軸受のニードル又はころを、ピストン20として使用することができる。このようなニードル又はころは、大量生産品として安価に入手可能である。
【0023】
ピストン20はガイドリングによってポンプケーシング12内において案内され、かつシールリング28によってポンプケーシング12内においてシールされている。ブシュ16はその開放した端面に、円錐形のシール面92を有しており、このシール面92によってブシュ16はシールされて、ポンプケーシング12のポンプ孔14の相補形状のシール座94に接触している。このようにしてブシュ16は、偏心体側の開放した端部でポンプケーシング80においてシールされている。ブシュ16におけるピストン20のシールはこれによって不要である。
【0024】
ブシュ16内に挿入されたピストン戻しばね36は、ピストン20を押圧して偏心体34の外周面に接触させる。ピストン戻しばね36は間接的に弁座部材96を介してブシュ底18に支持されている。弁座部材96はプラスチック製の射出成形品である。ブシュ底18に向けられた領域に弁座部材96は、横孔98を有しており、この横孔98からは軸方向の盲孔100がピストン20に向かって延びており、この盲孔100は円錐形の弁座102に開口している。弁閉鎖体として働く弁玉104は、弁閉鎖ばね106によって弁座102に押圧される。弁玉104及び弁閉鎖ばね106は中空円筒形のカラー108内に受容されており、このカラー108は弁座102を取り囲んでいて、ピストン20に向かって延びている。カラー108は閉鎖クリップ110によって閉鎖されており、この閉鎖クリップ110には弁閉鎖ばね106が支持されている。閉鎖クリップ110はその中央にピン状の弁行程制限体112を有しており、この弁行程制限体112は流入弁38の弁行程を、つまり弁玉104を弁座102から持ち上げることができる最大運動距離を制限している。弁行程制限体112は、大きな貫流量の後における弁閉鎖時間を短縮し、流入弁38の閉鎖時に弁玉104が弁座102に当接する衝撃を減じる。このことは弁座102の摩耗を減少させ、弁座102からの弁玉104の跳ね返りを回避する。
【0025】
流出のためにカラー108には長手方向スロット114が設けられており、この長手方向スロット114の底部からは、盲孔100の側方に配置された流出孔60が、弁座部材96の、ブシュ底18に載置する端面に通じている。弁座部材96の、ブシュ底18に載置する側には、円筒形の凹設部116が設けられており、この凹設部116には流出孔60が開口している。
【0026】
凹設部116からは中央孔118がブシュ底18を通って、ピストンポンプ10の流出弁64の同軸的に配置された弁座120に通じている。流出弁64は弁閉鎖体として働く弁玉66を有しており、この弁玉66は、圧縮コイルばねとして形成された弁閉鎖ばね68によって弁座120に押圧される。弁閉鎖ばね68は、シール作用をもってポンプ孔14に挿入されている閉鎖キャップ70に支持されている。閉鎖キャップ70は、該閉鎖キャップに一体的なピン状の弁行程制限体122を、弁閉鎖ばね68の真ん中に有している。流出弁64を通ってピストンポンプ10から流出するブレーキ液は、半径方向通路74を通って、ブシュ底18を取り囲むリング通路76に達する。このリング通路76からブレーキ液は、ポンプケーシング80に半径方向に設けられた流出孔(断面平面の外に位置しているので図示せず)を通ってポンプピストン10から流出する。同様に、ポンプケーシング80及びブシュ16を半径方向に貫通していて弁座部材96を取り囲むリング通路124が開口している流入孔もまた、断面平面の外に位置しているので図示されていない。
【0027】
図2に示されたピストンポンプ10では、流入弁38及び流出弁64はブシュ16に同軸的に配置されている。このようになっていると、弁座114,120を、偏心的に配置された弁座よりも正確に製造できるという利点が得られる。
【0028】
ポンプモータの極管90は、ポンプケーシング80を越えて前方に引き延ばされていて、ポンプケーシング80の、ポンプモータとは反対の側において、半径方向外側に向かって突出するフランジ126に変形されている。閉鎖キャップ70の側においてポンプユニット82の4つのピストンポンプ10に係合する、ポンプモータの極管90は、ピストンポンプ10をポンプケーシング80内において固定しており、その結果図1に示したようなかしめ部72又はこれに類したものを省くことができる。さらに、4つのピストンポンプ10を備えたコンパクトなポンプユニット82が得られ、この場合、図示された4つのピストンポンプ10よりも多くの数のピストンポンプを星形に配置することも可能である。
【0029】
ブシュ16に挿入された弁座部材96を使用することには、次のような利点がある。すなわちこのようになっていると、ピストン戻しばね36は、流入弁38を保持するために働くのではなく、図2に示されたピストンポンプのピストン戻しばね36はもっぱら、ピストン20を戻すために働き、つまりピストン20を偏心体34の外周面に接触保持するために働く。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す縦断面図である。
【図2】本発明の第2実施例を示す縦断面図である。
【図3】本発明による4ピストンポンプを示す図である。
【符号の説明】
10 ピストンポンプ、 12 ポンプケーシング、 14 ポンプ孔、 16 ブシュ、 18 ブシュ底、 20 ピストン、 22 シールリング、 24 ピストン溝、 26 ガイドリング、 28 シールリング、 30 段部、 32 端縁、 34 偏心体、 36 ピストン戻しばね、 38 流入弁、 40 作業室、 42 弁座、 44 弁玉、 46 弁閉鎖ばね、 48 弁ケージ、 50 貫流開口、 52 ばね受、 54 流入通路、 56軸方向孔、 58 流入孔、 60 流出孔、 62 弁座、 64 流出弁、 66 弁玉、 68 弁閉鎖ばね、 70 閉鎖キャップ、 72 かしめ部、 74 半径方向通路、 76 リング通路、 78 流出孔、 80 ポンプケーシング、 82 ポンプユニット、 84 偏心体室、 86 モータ軸、 88 端壁、 92 シール面、 94 シール座、 96 弁座部材、98 横孔、 100 盲孔、 102 弁座、 104 弁玉、 106 弁閉鎖ばね、 108 カラー、 110 閉鎖クリップ、 112 弁行程制限体、 114 長手方向スロット、 116 凹設部、 118 中央孔、 120 弁座、 122 弁行程制限体、 124 リング通路、 126 フランジ
Claims (9)
- 車両ブレーキ装置用のピストンポンプであって、ブシュ(16)が挿入されているポンプケーシング(12)が設けられていて、ブシュ(16)が該ブシュ(16)と一体的なブシュ底(18)をブシュ(16)の一方の端部に備えており、ブシュ(16)内に、駆動されて往復行程運動させられるピストン(20)が、軸方向摺動可能に受容されており、ピストンポンプ(10)によって圧送されて該ピストンポンプ(10)を貫流する流体の貫流方向を制御する第1の弁(64)が設けられていて、さらにピストンポンプ(10)によって圧送されて該ピストンポンプ(10)を貫流する流体の貫流方向を制御する第2の弁(38)が設けられており、該両方の弁(64,38)がピストンポンプ(10)のブシュ(16)内に配置されている形式のものにおいて、ピストンポンプ(10)のブシュ(16)がプラスチックから成っており、両方の弁(64,38)がブシュ底(18)の互いに反対の側に配置されていて、ブシュ底(18)に対して不動に配置された開口を閉鎖する弁であり、第2の弁(38)において、弁閉鎖体(44,104)が、弁閉鎖ばね(46,106)によって軸方向においてブシュ底(18)側に向かって弁座(42,102)に、押圧されており、弁閉鎖ばね(46,106)はピストン(20)側において支持部材(48,96,108,110)により支持されており、該支持部材(48,96,108,110)は、一端でピストン(20)に作用するピストン戻しばね(36)の他端によってブシュ底(18)に向かって押圧されてブシュ底(18)に接触保持されていることを特徴とするピストンポンプ。
- 両方の弁(38,64)のうちの少なくとも1つが、ブシュ(16)のブシュ底(18)に配置されている、請求項1記載のピストンポンプ。
- 両方の弁(38,64)がブシュ(16)に対して同軸的に配置されている、請求項1記載のピストンポンプ。
- ブシュ(16)が、第1の弁(64)のための弁座(62)が設けられているブシュ底(18)を有しており、ブシュ(16)に、第2の弁(38)のための弁座(102)を備えた弁座部材(96)が挿入されている、請求項1記載のピストンポンプ。
- 両方の弁(38,64)のうちの少なくとも1つが、逆止弁である、請求項1記載のピストンポンプ。
- ポンプケーシング(10)が、圧送される流体の流入又は流出のための流体用孔(58)を有しており、ピストンポンプ(10)が、ピストン(20)を駆動して往復行程運動させるための回転駆動可能な偏心体エレメント(34)を有しており、該偏心体エレメント(34)が、ブシュ(16)の開放された端部に配置されており、ブシュ(16)がリング状のシール面(92)を有していて、該シール面(92)でブシュ(16)がシール作用をもって流体用孔(58)と偏心体エレメント(34)との間においてポンプケーシング(12)に接触している、請求項1記載のピストンポンプ。
- ピストン(20)が円筒形の形状を有している、請求項1記載のピストンポンプ。
- ピストンポンプ(10)が、ほぼ半径方向でポンプモータの端面に、かつモータケーシングを形成する管(90)の内部に配置されている、請求項1記載のピストンポンプ。
- 複数のピストンポンプ(10)が、ほぼ半径方向でポンプモータの端面側に、かつモータケーシングを形成する管(90)の内部に配置されている、請求項8記載のピストンポンプ。
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