JP4574795B2 - ピストンポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のスリップ制御式の液圧ブレーキ装置で使用するために設けられている、請求項１に発明の上位概念として規定した形式の、往復ストローク運動のために駆動されるピストンを有するピストンポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
前記形式のピストンポンプは例えば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。公知のピストンポンプは、円筒形のボルト状のピストンを有し、該ピストンは、溝（アンダーカット部）及び横孔並びに軸方向盲穴を有するように切削加工によって製造されている。ピストンの製造は、切削加工であるために面倒でありかつ経費も割高になる。ピストンは、ポンプケーシングのポンプ孔内で軸方向に摺動可能にガイドされており、かつ回転駆動可能な偏心輪によって、軸方向での往復ストローク運動のために駆動される。ピストンは、ポンプ孔内に挿嵌されたピストン戻しばねによって、偏心輪の周面に圧着される。ピストン戻しばねは、ピストンポンプの組立を困難にする。それというのはピストンポンプの個別的な構成部品が、ポンプケーシング内になお固定されていない限り、ピストン戻しばねが前記の個別的な構成部品をポンプ孔から押出すからである。ピストンポンプの押し退け室は、ポンプ孔内のピストンの一方の端面側でピストンに接続している。このことは、公知のピストンポンプが長くなりかつ大きな構造体積を必要とするという欠点を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、ピストンポンプの構造長を短く構成しかつ組付け時の操作を簡便にすることと相俟って、ピストンポンプのピストン製作経費の削減を達成することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明の構成手段は、ピストンが中空ピストンとして構成され、該中空ピストンの内室が、ピストンポンプの押し退け室を形成しており、ピストンポンプが、前記ピストンの開放側へ侵入する定置の内設部分を有し、しかもピストンが前記内設部分の外周に沿って軸方向でシフト可能であり、かつ前記のピストンと内設部分が紛失不能に互いに結合されている点にある。
【０００５】
【発明の効果】
要するに請求項１の特徴部に記載した構成手段を備えた本発明のピストンポンプは、中空ピストンとして構成されたピストンを有し、かつ該中空ピストンの内室は、ピストンポンプの押し退け室を形成している。ピストンを中空ピストンとして構成し、それに伴って押し退け室をピストン内へ変移可能にしたことによって、構造長の短いピストンポンプ並びにコンパクトな構造が得られる。ピストンの開放側へ定置の内設部分が侵入しており、該内設部分は、ピストンの一方の側に押し退け室を画成している。ピストン内へ侵入する内設部分によって、押し退け室の無効体積、要するに吐出ストローク終期における最小容積はほぼ零に減少され、これによってピストンポンプの高い効率が得られる。ピストンが定置の内設部分の外周に沿って軸方向にシフト可能であり、かつ前記内設部分と紛失不能に結合されていることによって、ピストンと内設部分は１つの前組立構成群を形成することになり、この前組立構成群は、ピストンポンプのその他の部分には関わり無く組立てられ、かつ別個にストックすることが可能である。この前組立構成群は、ピストンポンプの組立作業に至るまでの操作を容易にし、かつ殊にピストン内に存在するピストン戻しばねを含めてピストンを、内設部分と一緒にポンプ孔内へ嵌装する際の操作を著しく簡便にする。前組立構成群をポンプケーシング内へ組込んだ後にピストンを内設部分上にもはや確保する必要はない。それというのはピストンは偏心輪によって内設部分上にすでに確保されているからである。従ってピストンと内設部分との紛失不能な継手の品質及び強度に対して課される要求は僅かでしかない。
【０００６】
請求項２〜請求項１０は、請求項１に記載した本発明の構成手段の有利な実施形態と改良に関する。
【０００７】
請求項３及び請求項４の記載から判るようにピストンは、内設部分とのスナップ継手又は噛合い継手を有している。このことは取りも直さず、ピストンが、内設部分に被せ嵌める際に該内設部分にスナップ係合又は噛合い係合し、これによって内設部分と紛失不能に結合されて前組立構成群を形成することを意味している。スナップ継手は、ピストンを強力に引き下げることによって内設部分から解離される。両継手は、内設部分上にピストンを被せ嵌める際に弾性変形によって実現される形状嵌合式継手である。
【０００８】
ピストンは例えばプラスチック製品であることができる。請求項５に記載したように本発明によるピストンポンプのピストンは、塑性変形成形部品として、例えば深絞り加工、冷間据込み加工又は冷間押出プレス加工によって製作されている。ピストンは例えば管状又はスリーブ状であって、該ピストンを一方の側で閉塞する一体的なピストン端壁を有するように形成されている。該ピストンはその製作時にはアンダーカット部を有してはいず、これによって１回の作業工程で迅速かつ簡単に塑性変形加工によって製作可能である。ピストンを紛失不能に内設部分と結合するために該内設部分のアンダーカット部に係合するピストンのアンダーカット部は、ピストンを内設部分に被せ嵌めた時に例えば縁曲げ加工、ローリング加工或いは単数又は複数の凸瘤部の型打ち加工によって、ピストンに一体成形することができる。紛失不能な継手がスナップ継手又は噛合い継手ある場合には、内設部分上にピストンを被せ嵌める前に該ピストンにアンダーカット部が一体成形される。耐摩耗性を高めるためにピストンに焼入れ加工を施すことも可能であり、その他の加工或いは例えばピストン表面の精密加工のような後加工を施す必要はない。これによってピストンは低廉かつ迅速に製作可能である。
【０００９】
請求項６に記載したようにピストンは段付きピストンとして形成されており、すなわちピストンは、軸方向で相互に離隔した２つの異なった直径部位でポンプケーシング内のポンプ孔に沿ってガイドかつ封隙されている。ピストンを段付きピストンとして構成したことによって、ピストンを囲む環状室が生じ、該環状室の容積は、ピストンの往復ストローク運動中に交互に増減する。押し退け室の容積を減少させるピストンの吐出ストローク時には、前記環状室の容積は増大し、これによって流体はピストンポンプによって環状室内へ吸込まれる。ピストンの戻しストローク時には環状室の容積は減少するが、押し退け室の容積は、環状室の容積が減少する以上に増大するので、これによってピストンポンプは流体を吸込む。ピストンを段付きピストンとして構成したことによって、本発明のピストンポンプは要するに吐出ストローク中にも戻しストローク中にも共に流体を吸込む。これによって吸込み体積流がより均等になるという利点が得られ、ひいてはピストンポンプの押し退け室の吸込み挙動及び充填挙動が改善される。
【００１０】
請求項７に記載したように内設部分内には、ピストンポンプを通流する、該ピストンポンプによって吐出される流体の通流方向を制御する逆止弁（入口弁又は出口弁）が収容されている。内設部分に逆止弁を内蔵していることによって、構造空間が削減され、かつピストンポンプのコンパクトな構造が得られる。
【００１１】
請求項８に記載した実施形態では逆止弁は、弁閉鎖体案内によって弁ストローク方向でガイドされている弁閉鎖体を有している。逆止弁の開弁時に弁閉鎖体を越えて流体を流過させる少なくとも１つの流体通路が設けられている。この流体通路によって、弁閉鎖体に対する弁閉鎖体案内のトレランスを狭くすることが可能である。狭いトレランスの弁閉鎖体案内は、ノイズを低下させるという利点を有している。それというのは、開弁されて弁座から離間した弁閉鎖体の横方向運動（つまり弁閉鎖体の周辺に沿って流れる流体によって惹起される弁閉鎖体の横方向運動）が弁閉鎖体案内によって充分に防止されるからである。本発明の１実施形態では弁閉鎖体案内は、弁ストローク方向に延びて例えばマルチ成形溝の形で形成されている案内リブを有している。案内リブ間には通流溝が存在し、該通流溝は、合算すれば、大きな面積を有しているので、これによって狭いトレランスの弁閉鎖体案内の場合でも、逆止弁の低い流動抵抗が生じる。
【００１２】
本発明のピストンポンプは、特に車両のブレーキ装置において使用されるポンプとして設けられており、しかもホイールブレーキシリンダ内の圧力を制御する際に使用される。ブレーキ装置のシステムに応じて、このようなブレーキ装置のためには略語ＡＢＳ，ＡＳＲ，ＦＤＲ，ＥＨＢが使用される。ブレーキ装置では該ポンプは例えばブレーキ液を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送り戻すために（ＡＢＳ）、及び／又はブレーキ液を貯蔵タンクから単数又は複数のホイールブレーキシリンダへ圧送するために（ＡＳＲ，ＦＤＲ，ＥＨＢ）役立てられる。該ポンプは、例えば車輪スリップ制御機能を有するブレーキ装置の場合（ＡＢＳ，ＡＳＲ）及び／又はステアリング補助手段として役立つブレーキ装置の場合（ＦＤＲ）及び／又は電気液圧式のブレーキ装置の場合（ＥＨＢ）に必要になる。車輪スリップ制御システム（ＡＢＳ，ＡＳＲ）によって例えば制動動作中にブレーキペダルに強い踏み力をかけて車輪をブロッキングすること（ＡＢＳ）及び／又はアクセルペダルに強い踏み力をかけて車両の駆動輪を空回りさせること（ＡＳＲ）が防止される。ステアリング補助手段（ＦＤＲ）として役立つブレーキ装置の場合には、ブレーキペダル又はアクセルペダルの作動には関わり無く、例えばドライバの所望する走行軌跡からの車両の逸脱を防止するために単数又は複数のホイールブレーキシリンダ内にブレーキ圧が増成される。当該ポンプは、電気液圧式ブレーキ装置（ＥＨＢ）の場合にも使用することができ、その場合、電気的なブレーキペダルセンサがブレーキペダルの作動を検知すると当該ポンプはブレーキ液を単数又は複数のホイールブレーキシリンダへ圧送し、或いは当該ポンプはブレーキ装置の蓄圧器を充填するためにも役立つ。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。
【００１４】
図示の本発明のピストンポンプ１０は、ポンプケーシング１４を形成する液圧ブロックのポンプ孔１２内に嵌装されている。液圧ブロック（但し図面では該液圧ブロックのうち、ピストンポンプ１０を包囲する周辺部分しか図示されていない）は、車両のスリップ制御式液圧ブレーキ装置のための液圧制御回路装置（図示せず）の構成部分である。液圧ブロック内には、ピストンポンプ１０以外に、電磁弁のようなその他の複数の液圧素子が嵌装されて、互いに液圧的に接続されている。
【００１５】
ピストンポンプ１０は、中空ピストンとして形成されたピストン１６を有し、該ピストンはスリーブ状であり、かつ該ピストンの一方の端面は、ピストン１６と一体成形されたピストン端壁１８によって閉塞されている。ピストン１６は、その縦方向のほぼ中点でリング段階部２０によって開放端部の方向に拡径されている。ピストン１６は段付きピストンとして構成されており、すなわちその両端部の領域において異なった直径で封隙されている。ピストン端壁１８によって閉塞された端部でピストン１６は、ポンプ孔１２の周壁に形成された円環溝内に嵌装されたシールリング２１によって封隙されており、該シールリングはピストン１６の外周に接している。ピストン１６はその開放端部では、追って説明するシール兼ガイドリング２８によって又は追って説明するシールリップ３２によって封隙されており、前記のシール兼ガイドリング２８及び／又はシールリップ３２はピストン１６の内周に接している。
【００１６】
シール兼ガイドリング２８もしくはシールリップ３２は、ピストン１６の大径部位に接触し、かつピストン１６の閉塞端部におけるシールリング２１よりも大きな直径部位でピストン１６を封隙している。異なった直径部位でピストン１６を封隙することによってピストン１６は、吐出ストローク中も戻りストローク中も共にピストンポンプ１０に流体吸込み動作を生ぜしめる段付きピストンを形成する。これによってピストンポンプ１０の吸込み挙動が改善される。図示の実施例とは異なりピストン１６を、その両端部領域において等径部位で封隙された、いわゆる単動ピストンとして構成することも可能である。このために図示の実施例ではリング段階部２０はピストン半径をピストン壁厚分だけ拡径せねばならない。またピストン１６を段部無しに製造して、両端部の外周を封隙することも可能である。
【００１７】
ピストン１６は、その製作時にはいかなるアンダーカット部も有していず、従って問題なくかつ簡単に塑性変形加工によって製作可能である。図示の実施例ではピストン１６は深絞り加工によって金属シートから製作されている。該ピストンは、その耐摩耗性を高めるために焼き入れされており、その他の加工もしくは後加工は行われない。
【００１８】
ピストン１６の開放端部内には、ポンプ孔１２内に固着された内設部分２４のスピゴット（止め栓）状付設部２２が侵入している。スピゴット状付設部２２は、内設部分２４の円形の底円板２６から一体的に張出しており、該底円板によって内設部分２４はポンプ孔１２内に固定されている。ピストン１６は、拡径域でスピゴット状付設部２２の外周に沿って軸方向に摺動可能にガイドされかつ封隙されている。ガイド及び封隙のために本発明の図示の実施例では、図面の左半部と右半部に２つの異なった態様が図示されている。なお念のために付記しておくが、図示の両態様は一緒に実現されるのではない。２つの態様を同一図面に一緒に図示することは、両態様の比較対照に役立つ。
【００１９】
図面左半部ではシール兼ガイドリング２８が、スピゴット状付設部２２に載設されており、かつ任意の数のかしめ部３０によってスピゴット状付設部２２の外周に保持されている。シール兼ガイドリング２８は、ピストン１６の内周面に液密に密接している。図面左半部に示した本発明の当該実施形態では内設部分２４をスピゴット状付設部２２と共に例えば鋼から製作することが可能である。
【００２０】
図面右半部に示した本発明の実施形態では内設部分２４は例えば射出成形によってプラスチックから製作されている。内設部分２４のスピゴット状付設部２２は、該スピゴット状付設部と一体成形された円環状のシールリップ３２を有しており、該シールリップはピストン１６の内周面に液密に密接しかつピストン１６を軸方向摺動可能にガイドする。本発明の当該実施形態によって、別体のシール兼ガイドリングは省かれる。
【００２１】
ピストンポンプ１０をポンプケーシング１４内に組付けるまで、ピストン１６を内設部分２４と紛失不能に結合するために、該内設部分２４上にピストン１６を載設した後にピストン１６の自由縁部３４が、例えば縁曲げ加工又はローリング加工によって半径方向内向きに塑性変形されている。内向きに変形された自由縁部３４は、内設部分２４に設けられたリング段３５の背面側に係合する。リング段３５は内設部分２４のアンダーカット部３６を形成する。図面左半部に示した実施形態ではアンダーカット部３６を成形するためにリング段３５は、シール兼ガイドリング２８を内設部分２４のスピゴット状付設部２２の外周を超えて半径方向外向きに張出させることによって形成される。図面右半部に示した実施形態ではリング段３５は、内設部分２４のスピゴット状付設部２２に直接一体成形されている。ピストン１６を内設部分２４に紛失不能に結合することによって、ストック時、搬送時及びポンプケーシング１４内での組付け時の操作を著しく簡便にするところの前組立構成群が得られる。
【００２２】
ピストン１６をポンプ孔１２内で軸方向に往復ストローク運動させるべく該ピストンを駆動するためにピストンポンプ１０は、電動モータによって回転駆動される偏心輪３８を有しており、該偏心輪の外周に、ピストン１６のピストン端壁１８が、圧縮コイルばねとして形成されたピストン戻しばね４０によって接圧される。該ピストン戻しばね４０はピストン１６の内室に配置されて、内設部分２４のスピゴット状付設部２２に支持されており、かつ偏心輪３８の外周にピストン端壁１８を接圧する。ピストン１６の開放側内へ侵入するスピゴット状付設部２２によって画成されるピストン１６の内室は、ピストンポンプ１０の押し退け室４２を形成し、該押し退け室の容積は、ピストン１６の往復ストローク運動に伴って交互に増減され、これによってピストンポンプ１０は周知のように流体（ブレーキ液）を吐出する。
【００２３】
ピストンポンプ１０の入口弁４４が、押し退け室４２を形成するピストン１６の内室に内蔵されている。該入口弁４４は、ばね負荷された逆止弁として構成されている。入口弁４４は、ポット状の弁座部分４６を有し、該弁座部分はプラスチック部品として製作されており、かつボトムによってピストン端壁１８の内壁面に接している。ピストン戻しばね４０は弁座部分４６を内側からピストン端壁１８に圧着し、これによって弁座部分４６をピストン１６内に保持する。
【００２４】
弁座部分４６は、ピストン１６の内径よりも小さな直径を有しているので、弁座部分４６とピストン１６との間には環状室４８が形成されている。該環状室４８はピストン１６の開放側をシールリップ５０によって閉鎖されている。該シールリップ５０は押し退け室４２を環状室４８から仕切っている。弁座部分４６のボトムはセンタ穴５２によって貫通されており、該センタ穴の開口は、入口弁４４の円錐形弁座５４として形成されている。弁座部分４６のボトム内に放射状に穿設された複数の半径方向溝５６が環状室４８をセンタ穴５２と連通している。
【００２５】
入口弁４４は弁閉鎖体として弁球５８を有しており、該弁球は、閉弁ばね６０としての圧縮コイルばねによって円錐形弁座５４に接圧される。閉弁ばね６０は、ピストン１６内に侵入する内設部分２４のスピゴット状付設部２２に支持されている。
【００２６】
ピストンポンプ１０内への流体の取入れは入口孔６２によって行われ、該入口孔はポンプケーシング１４内に形成されており、かつ半径方向でポンプ孔１２へ開口している。ポンプ孔１２から流体は、ピストン１６の周壁から打抜き成形された複数の貫通ポート６４を通流し、弁座部分４６とピストン１６の周壁との間の環状室４８内へ流入し、其処から更に半径方向溝５６とセンタ穴５２を通って入口弁４４へ流れる。
【００２７】
ピストンポンプ１０の出口弁６６は、内設部分２４を軸方向に貫通するセンタ穴６８内に内蔵されている。該センタ穴６８は円錐形に拡がって弁座７０を形成している。閉弁ばね７２としての圧縮コイルばねは、弁閉鎖体としての弁球７４を弁座７０に接圧する。
【００２８】
閉弁ばね７２は円形の閉塞円板７６に支持されており、該閉塞円板はポンプ孔１２内に嵌装されている。閉塞円板７６はポンプケーシング１４の円環状のかしめ部７８によってポンプ孔１２内に保持されており、かつポンプ孔１２を圧力密に密閉している。閉塞円板７６自体は内設部分２４を該内設部分の底円板２６のところでポンプ孔１２内に固定的に保持している。
【００２９】
出口弁６６を通って流出する流体は、内設部分２４の底円板２６と閉塞円板７６との間に放射状に配設された複数の半径方向通路８０を通って出口孔８２内へ流れ、該出口孔は、ポンプ孔１２に対して半径方向にポンプケーシング１４内に形成されている。
【００３０】
出口弁６６の弁球７４を囲んで内設部分２４のセンタ穴６８は、軸平行に配置された複数の案内リブ８４を有しており、該案内リブは、インナーローレット刻み又はマルチ成形溝の形で形成されている。案内リブ８４は、狭い半径方向トレランスでもって弁球７４を弁ストローク方向つまり軸方向にガイドする。案内リブ８４間には通流溝が存在し、該通流溝は、合算すれば、出口弁６６を通って流出する流体を通過させるための大きな面積を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の優先的に選択された実施例によるピストンポンプの軸方向断面図である。
【符号の説明】
１０ ピストンポンプ、 １２ ポンプ孔、 １４ ポンプケーシング、 １６ ピストン、 １８ ピストン端壁、 ２０ リング段階部、 ２１ シールリング、 ２２ スピゴット状付設部、 ２４ 内設部分、 ２６ 底円板、 ２８ シール兼ガイドリング、 ３０ かしめ部、 ３２ シールリップ、 ３４ 自由縁部、 ３６ アンダーカット部、 ３８ 偏心輪、 ４０ ピストン戻しばね、 ４２ 押し退け室、 ４４ 入口弁、 ４６ 弁座部分、 ４８ 環状室、 ５０ シールリップ、 ５２ センタ穴、 ５４ 円錐形弁座、 ５６ 半径方向溝、 ５８ 弁球、 ６０ 閉弁ばね、 ６２ 入口孔、 ６４ 貫通ポート、 ６６ 出口弁、 ６８ センタ穴、 ７０ 弁座、 ７２ 閉弁ばね、 ７４ 弁球、 ７６ 閉塞円板、 ７８ かしめ部、 ８０ 半径方向通路、 ８２ 出口孔、 ８４ 案内リブ

Claims (10)

1. 往復ストローク運動のために駆動されるピストンを有するピストンポンプにおいて、
   ピストン（１６）が中空ピストンとして構成され、該中空ピストンの内室が、ピストンポンプ（１０）の押し退け室（４２）を形成しており、ピストンポンプ（１０）が、前記ピストン（１６）の開放側へ侵入する定置の内設部分（２４）を有し、しかもピストン（１６）が前記内設部分（２４）に沿って軸方向で摺動可能にガイドされており、かつ前記ピストン（１６）が、前記内設部分（２４）のアンダーカット部（３６）に係合して、前記のピストン（１６）と内設部分（２４）が紛失不能に互いに結合されていることを特徴とする、ピストンポンプ。
2. 前記内設部分（２４）が、シール兼ガイドリング（２８）を有しており、該シール兼ガイドリング（２８）が前記アンダーカット部（３６）を形成する、請求項１記載のピストンポンプ。
3. 前記内設部分（２４）が、一体成形されたリング段（３５）を有しており、該リング段（３５）が前記アンダーカット部（３６）を形成する、請求項１記載のピストンポンプ。
4. 前記ピストン（１６）が前記内設部分（２４）にスナップ係合している、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. ピストン（１６）が塑性変形成形部品である、請求項１記載のピストンポンプ。
6. ピストン（１６）が段付きピストンとして形成されている、請求項１記載のピストンポンプ。
7. 内設部分（２４）内には、ピストンポンプ（１０）を通流する流体の通流方向を制御する逆止弁として形成される出口弁（６６）が収容されている、請求項１記載のピストンポンプ。
8. 逆止弁（６６）が、弁閉鎖体（７４）と、該弁閉鎖体（７４）を弁ストローク方向でガイドする弁閉鎖体案内（８４）とを有し、該弁閉鎖体案内（８４）が、前記逆止弁（６６）の開弁時に流体を前記弁閉鎖体（７４）に沿って流過させる少なくとも１つの流体通路を有している、請求項７記載のピストンポンプ。
9. 逆止弁（６６）が、弁閉鎖体（７４）のための弁閉鎖体案内として複数の案内リブ（８４）を有し、該案内リブ（８４）が相互間に通流溝を画成して、前記逆止弁（６６）の開弁時に前記弁閉鎖体（７４）に沿って流過可能にした、請求項８記載のピストンポンプ。
10. ピストンポンプ（１０）を通流する流体の通流方向を制御する逆止弁として形成される入口弁（４４）が、ピストン（１６）の内室（４２）に配置されている、請求項１記載のピストンポンプ。

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