JP5419695B2 - 車両ブレーキシステムに用いられる、ピストンロッドを備えたピストンポンプ - Google Patents

Description

発明の背景
本発明は、車両ブレーキシステムに用いられるピストンポンプであって、当該ピストンポンプが、ハウジング区分と、該ハウジング区分内に移動可能にガイドされているピストンとを備えており、該ピストンが、流入弁の収容のための収容手段と、該収容手段に続く、ハウジング区分に対するピストンのシールのためのシールエレメントと、該シールエレメントに続くピストンロッドとを有しているものに関する。
特にアンチロックブレーキシステム（略称：ＡＢＳ）を備えた公知の車両ブレーキシステムのために使用されるピストンポンプは、ホイールブレーキシリンダ内の圧力の制御に役立つ。ＡＢＳでは、ピストンポンプは、例えば１つまたは複数のホイールブレーキシリンダからマスターブレーキシリンダにブレーキ液を戻すために設けられている。ＡＢＳはしばしばトラクションコントロールシステム（略称：ＡＳＲ）と組み合わさって動作する。別の公知のシステムである、いわゆる「エレクトロニックスタビリティシステム（略称：ＥＳＰ）」は、ＡＢＳ及びＡＳＲに比べて走行安全性をさらに改善している。ＡＢＳとＡＳＲとが走行長手方向に作用するのに対して、ＥＳＰは横方向動特性に影響し、それ故、原理的に横方向スリップ調整を成している。走行安全性を高めるためのこれら全てのシステム及び別のシステムのためにはピストンポンプが使用される。

車両ブレーキシステムのために設けられた公知のピストンポンプは、特に、ハウジング内に形成されたシリンダを有している。このシリンダ内には、ピストンが、長手方向可動に収容されている。ピストン駆動は、たいてい偏心駆動装置を介して行われる。この偏心駆動装置では、駆動モータによって駆動されたシャフトの回転運動が、ピストンのピストンロッドの並進的な運動に変換される。この場合、このピストンロッドはその端面で、例えばコイルばねの形であるプリロードエレメントによって偏心駆動装置の偏心体の外周面に向かって押圧される。このようにして、最終的にピストンの往復ポンプ運動を実現することができる。

さらに、公知のピストンポンプは、流体流入の制御のために、原則的に、座弁として形成された流入弁を流体流入の制御のために有している。ピストンポンプの外部から流入弁までの流体の流入は、公知のピストンポンプでは、ピストンロッド内に形成された比較的長い吸込み管路を介して行われる。この吸込み管路は高い流れ抵抗を有している。このことは、車両ブレーキシステムのために使用される公知のピストンポンプが、十分に効果的な増圧動特性を有していないという結果を招く。なぜならば、極めて長い吸込み管路に相俟った高い流れ抵抗の結果として、ピストンポンプが比較的緩速にしか充填され得ないからである。さらに、公知のピストンポンプのピストンロッドの製造は、高価なプランジ研削法を介して行われる。

根底にある課題
本発明の課題は、良好な増圧動特性を獲得するために迅速に充填することができ、さらに、廉価に製造することができる、車両ブレーキシステムに用いられるピストンポンプを提供することである。

本発明による解決手段
本発明によれば、この課題は、車両ブレーキシステムに用いられる冒頭で述べたピストンポンプによって解決されている。このピストンポンプでは、ピストンロッドが、第１のピストンロッドエレメントと第２のピストンロッドエレメントとを備えて２つの部分から形成されており、第１のピストンロッドエレメントに、ピストンの内部への流体の導入のための流体導入開口が設けられており、第２のピストンロッドエレメントが、流体導入開口をピストンの軸方向で部分的にカバーしている。

本発明によれば、ピストンロッドは、第１及び第２のピストンロッドエレメントを含む２つの部分から形成されている。本発明によるピストンロッドの、２つの部分から成る構成は、ピストンロッドの、公知先行技術に基づき公知のピストンロッドの一体の構成に比べて、個々のピストンロッドエレメントを、自体廉価に、例えば冷間鍛造部材、旋盤加工・穿孔部材、旋盤加工・のこびき部材として製造することができるかまたは溶接された管から製造することができるという利点を有している。第１のピストンロッドエレメントには、ピストンの内部への流体の導入のための流体導入開口が設けられている。それ故、本発明によれば、車両ブレーキシステムのために使用される公知のピストンポンプで設けられているような、ピストンロッド全体に沿って延びる吸込み管路が設けられていない。有利には、流入導入開口は、この流入導入開口を介して流入する流体が、可能な限り僅かな流れ抵抗を備えてピストンの内部に流入することができるように形成されている。流入経路を可能な限り短く形成するために、第２のピストンロッドエレメントが流体導入開口をピストンの軸方向で部分的にカバーしている。これにより、全体的に見て、本発明によれば、迅速に充填することができ、それ故、良好な増圧動特性を有する、車両ブレーキシステムに用いられるピストンポンプを特に廉価に提供することができる。

本発明の有利な構成
本発明の有利な構成では、両ピストンロッドエレメントの間の固く安定した結合部を廉価に形成するために、第１のピストンロッドエレメントが、第２のピストンロッドエレメントに、この第２のピストンロッドエレメントの、流体導入開口を部分的にカバーしている区分でプレス嵌めによって固定されている。

本発明の実用的な構成では、流体導入開口が、第１のピストンロッドエレメントを半径方向に貫通している孔によって形成されている。この孔は大きな製造手間なしに、容易かつ廉価に形成することができる。

本発明の別の実用的な構成では、流体導入開口が、第１のピストンロッドエレメントを半径方向に貫通している、軸方向に延びるスリットによって形成されている。廉価に製造可能なこのようなスリットの形で形成されている流体導入開口によって、流体が、２つの部分から成るピストンロッドの外部から極めて僅かな流れ抵抗を伴ってピストンの内部へ流れることができる。

別の有利な構成では、シールエレメントが収容手段と一体に形成されている。このことは、公知先行技術に基づき公知のピストンポンプと異なり、シールエレメントと、流入弁の収容のために設けられた収容手段との機能がただ１つの構成部材によって引き受けられるという利点を有している。したがって、本発明によれば、１つの構成部材が公知の解決手段に比べて削減され、結果として、本発明によるピストンポンプの組み付けと取り外しとを極めて容易に実行することができ、誤差連鎖は著しく減少させられる。さらに、本発明により実現された１つの構成部材の削減によって、ピストンポンプの製造コストを著しく減らすことができる。さらに、本発明によるピストンポンプは、１つの構成部材の削減によって公知のポンプに比べて著しく小さく形成することができる。

本発明の有利な構成では、流入弁が、ピストンロッドに形成されている弁座を有している。本発明によるこの構造上の解決手段は、ピストンポンプの容易な組み付けもしくは取り外しを可能にする。したがって、例えばピストンポンプの取り外しのために、シールエレメントに続くピストンロッドをシールエレメントから取り離すことができる。次いで、有利には座弁として形成されている流入弁を、例えば遮断体とばねエレメントとを含むその個々の構成要素と一緒に、大きな手間なしに、シールエレメントと一体に形成された収容手段から取り出すことができる。ピストンポンプのシリンダ内に長手方向可動に収容された、収容手段と一体に形成されているシールエレメントを、最終的に問題なくシリンダから取り出すことができる。

本発明の別の有利な構成では、有利にはコイルばねの形のプリロードエレメントが設けられている。このプリロードエレメントはシールエレメントに接触しており、このプリロードエレメントによって、ピストンがハウジング区分から外方へ押し出されている。プリロードエレメントからシールエレメントに伝達されたプリロード力は、ピストンを常に外側位置に保持している。こうして、本発明によれば、ピストンの外位の端面を偏心駆動装置の偏心体に向かって押圧することができ、このようにして偏心駆動装置から提供された並進的な駆動運動が、ピストンの往復ポンプ運動に転換される。プリロードエレメントによって、本発明によるピストンポンプを偏心駆動装置と相俟って使用することができる。この偏心駆動装置は、有利にはブレーキシステムにおいてピストンポンプの駆動のために使用される。

本発明の実用的な構成では、シールエレメントが、シールリング開口を備えたシールリングの形で形成されており、ピストンロッドがシールリング開口に収容されている。この場合ピストンロッドは、有利には動き嵌めでシールリング開口に収容されている。動き嵌めによって、ピストンロッドを問題なくシールリング開口内でセンタリングすることができる。さらに、動き嵌めは、シールリング開口からのピストンロッドの、取り外し目的のために必要な問題ない解離を可能にする。

本発明の別の有利な構成では、ピストンロッドをシールエレメントに前組み付けするために、シールエレメントとピストンロッドとの間にスナップ結合部が形成されている。有利にはシールエレメントに形成されているこのスナップ結合部が、例えばピストンロッドに形成された肩部を取り囲んでいる。本発明によるスナップ結合部により、ピストンポンプの組み付けの間、特にシリンダへの組み付けの間、ピストンロッドを、本発明により提供されたスナップ機能を介してシールエレメントに保持することができる。さらに、本発明によるスナップ結合部によって、シリンダハウジング内壁がピストンの外側に対して保護される。したがって、本発明によるスナップ結合によって、シリンダハウジング内壁へのピストンの万が一の接触が排除される。これにより、シリンダハウジング内壁またはピストンにおける損傷が回避される。

本発明によるピストンポンプの縦断面図である。 スリットが設けられたピストンを備えた、本発明による別のピストンポンプの部分的な１／４断面図である。 図２ａによる部分的な１／４断面図を４５度だけ回転させた状態で、本発明によるピストンポンプを示す図である 穿孔されたピストンを備えた、本発明による別のピストンポンプの部分的な１／４断面図である。 図３ａによる部分的な１／４断面図を４５度だけ回転させた状態で、本発明による別のピストンポンプを示す図である。

実施形態
図１は、本発明によるピストンポンプを示している。このピストンポンプは２つのハウジング区分１２及び１４を有している。この場合、ハウジング区分１２にはシリンダ孔１６が形成されている。このシリンダ孔１６内にはピストン２６が移動可能にガイドされている。このピストン２６は、シールリング１８の形のシールエレメントと、ボール座弁として形成された流入弁２２のための収容手段２０と、ピストンロッド６２とを有している。収容手段２０は、シールリング１８と一体に形成されていて、ここでは流入弁カバーとして形成されている。ピストンロッド６２は、シールリング１８に続いている。ピストンロッド６２は２つの部分から形成されていて、２つのピストンロッドエレメント２８、３０を有している。この場合、ピストンロッドエレメント２８は、両ピストンロッドエレメント２８、３０の間の摩擦接続的な結合を形成するために、プレス嵌めによってピストンロッドエレメント３０に不動に収容されている。ピストンロッド６２の、２つの部分から成る前記構成によって、廉価に製造したいピストンロッド６２を実現することができる。なぜならば、本発明によれば、廉価なロッド状のピストンロッドエレメント２８が、プラスチック射出成形部材、旋削加工部材、注型部材または冷間鍛造部材の形で極めて廉価に提供することができるピストンロッドエレメント３０に結合されるからである。この場合、ピストンロッドエレメント２８には、以下でさらに詳しく説明する流体導入開口６４をさらに特に廉価に形成することができる。

流入弁カバーとして形成された収容手段２０と、シールリング１８とは、一緒に一体の弁カバー／シールリング組合せ体２４を形成している。ピストンロッドエレメント３０は、ピストンロッド６２とシールリング１８との結合のために、このシールリング１８のシールリング開口３２に収容されている。

さらに、ピストンポンプ１０は、ボール座弁として形成された流出弁３４を有している。この流出弁３４は、流出弁カバー３６の内部に配置されている。この場合、ボール座弁３４のボール３８が、流出弁カバー３６に形成された収容部４０にガイドされている。流出弁カバー３６は部分的に切削加工でまたは冷間鍛造されて製作されていてよい。カバー底部に支持されたコイルばね４２はボール３８を、ピストンポンプ１０のハウジング区分１２に形成された弁座４４に向かって押圧する。この弁座４４は、ハウジング区分１２に形成された流出孔４６と隣接している。この流出孔４６から流出弁３４を通って流れるブレーキ液は、流出弁カバー３６とハウジング区分１２との間の半径方向通路４８を介してポンプ出口（図示せず）の方向へ流れる。

さらに、ハウジング区分１２に形成されたシリンダ孔１６内には、コイルばね５０の形のプリロードエレメントが配置されている。コイルばね５０は、一方の端部でシールリング１８に接触していて、他方の端部でハウジング区分１２の底部に支持されている。コイルばね５０はプリロード下にあり、つまり、予備加重が加えられた状態にあり、これにより、２つの部分から成るピストンロッド６２の端面のうちピストンポンプ１０の内部に配置された端面が接触するシールリング１８を介して、ピストンロッド６２が偏心駆動装置（図示せず）の偏心体の周面に向かって押圧される。このようにして、ピストンロッド２８の外位の端面が、常に偏心体と当付け状態に保たれている。この、偏心体の回転駆動により、ピストン２６全体が駆動され、軸方向の往復行程運動が生じる。この往復行程運動は、公知の形ではブレーキ液の圧送を生ぜしめる。

ボール流入弁２２の、例えばボール型押し加工によって製造することができる弁座５２は、ピストンロッドエレメント３０に端面側で形成されている。ピストンロッド６２のピストンロッドエレメント３０に設けられた弁座５２のこの本発明による構成は、シールリング１８と、流入弁カバーとして形成された収容手段２０との、弁カバー／シールリング組合せ体２４の形の本発明による一体の構成に相俟って、ピストンポンプ１０の組み付け時もしくは取り外し時に著しい利点を提供する。ピストンポンプ１０の取り外しのためには、動き嵌めでシールリング開口３２に収容されたピストンロッドエレメント３０がシールリング開口３２から引き抜かれなければならない。この場合、本発明により提案された動き嵌めは、シールリング１８からのピストンロッドエレメント３０の問題ない解離を可能にする。次いで、座弁２２の個々の構成要素、つまりボール５４とコイルばね５６とを収容手段２０から問題なく取り出すことができる。一体に形成された弁カバー／シールリング組合せ体２４がシリンダ孔１６から引き出されたのち、最終的にコイルばね５０をシリンダ孔１６から取り出すことができる。ピストンポンプ１０の組み付けも相応に容易に実施される。この場合、提案された動き嵌めは、シールリング開口３２でのピストンロッドエレメント３０の問題ないセンタリングを可能にする。

さらに、シールリング１８には、スナップ突起５８の形のスナップ結合部が形成されている。このスナップ突起５８は、ピストンロッドエレメント３０に形成された肩部を取り囲んでいる。スナップ突起５８によって、ピストンロッド６２を、ピストンポンプ１０の組み付けの間、特にシリンダ孔１６への組み付けの間、シールリング１８に保持することができる。これにより、本発明によるピストンポンプ１０の組み付けが著しく容易になる。このようにして本発明により実現された保持機能は、択一的に、弁カバー／シールリング組合せ体２４をピストンロッドエレメント３０に差し被せた後の熱による変形加工によって実現されてもよい。本発明によればスナップ突起５８は、組み付け目的に対して有利な前述した保持機能しか引き受けない。ピストンポンプ１０の運転の間、コイルばね５０のばね力によって、弁カバー／シールリング組合せ体２４が、組み付け目的に対して有利な動き嵌めにも拘わらず、ピストンロッドエレメント３０に軸方向で永久的に接触していることが保証される。さらに、スナップ突起５８はシリンダ孔１６とピストンロッドエレメント３０との間に防護的に作用する。弁カバー／シールリング組合せ体２４のシールリング１８には、さらにシールリップ６０が形成されている。このシールリップ６０は、ピストン２６とシリンダ孔１６との間のシリンダ室を半径方向で圧力密に閉鎖している。

ピストンロッドエレメント２８には、ピストン２６の内部への流体の導入のための流体導入開口６４が設けられている。この流体導入開口６４は、ここでは、片側で半径方向に開放した、軸方向に延びるスリット６６の形で形成されている。このスリット６６によって、流体がピストンロッドエレメント２８の外部から極めて僅かな流れ抵抗を伴ってピストン２６の内部に流入することができる。流体は、スリット６６の通流ののち、ピストンロッドエレメント３０に形成された、軸方向に延びる開口６８に流れる。この開口６８は流入弁２２にまで延びている。本発明によれば、スリット６６も開口６８も流れ抵抗を最小限に抑えるために極めて大きく寸法設定されている。したがって、本発明によるピストンポンプ１０を迅速に充填することができる。これにより、良好な増圧動特性を得ることができる。

第２のピストンロッドエレメント３０は、ピストン２６の軸方向で流体導入開口６４を部分的にカバーしている。こうして、本発明によれば、可能な限り僅かな流れ抵抗を形成するために、流路を可能な限り短く保つことができる。第１のピストンロッドエレメント２８は、第２のピストンロッドエレメント３０に、この第２のピストンロッドエレメント３０の、流体導入開口６４を部分的にカバーしている区分７０でプレス嵌めによって固定されている。

図２ａ及び図２ｂは、同様にスリットが設けられたピストン２６を備えた本発明による別のピストンポンプ１０の１／４断面図を示している。

図２ａ及び図２ｂによるピストン２６に形成されたスリット６６は、ピストンロッドエレメント２８を径方向に貫通しており、このピストンポンプ１０でもピストン２６の内部の極めて迅速な充填を可能にする。ここでも、第２のピストンロッドエレメント３０が、カバーする区分７０で、スリット６６の形の流体導入開口６４をピストン２６の軸方向で部分的にカバーしている。

図３ａ及び図３ｂは、穿孔されたピストン２６を備えた本発明による別のピストンポンプ１０の断面図である。

この本発明による実施形態では、ピストンロッドエレメント２８を径方向に貫通している半径方向孔７２の形の流体導入開口６４と、この流体導入開口６４に対して横方向に延びる第２の軸方向孔７４とが形成されている。この場合、特に図３ａの切断面に対して４５度だけ回動させられた切断面を示す図３ｂは、半径方向孔７２が、ピストンロッドエレメント３０の、カバーする区分７０によって部分的にどのようにカバーされるのかを示している。

１０ ピストンポンプ、 １２ ハウジング区分、 １４ ハウジング区分、 １６ シリンダ孔、 １８ シールリング、 ２０ 流入弁カバー、 ２２ 流入弁、 ２４ 弁カバー／シールリング組合せ体、 ２６ ピストン、 ２８ ピストンロッドエレメント、 ３０ ピストンロッドエレメント、 ３２ シールリング開口、 ３４ 流出弁、 ３６ 流出弁カバー、 ３８ 球体（流出弁）、 ４０ 収容部（流出弁）、 ４２ コイルばね（流出弁）、 ４４ 弁座（流出弁）、 ４６ 出口孔、 ４８ 半径方向通路、 ５０ コイルばね（プリロードエレメント）、 ５２ 弁座（流入弁）、 ５４ 球体（流入弁）、 ５６ コイルばね（流入弁）、 ５８ スナップ突起、 ６０ シールリップ、 ６２ ピストンロッド、 ６４ 流体導入開口、 ６６ 半径方向スリット、 ６８ ピストンロッドエレメント３０の開口、 ７０ ピストンロッドエレメント３０の区分、 ７２ 半径方向孔 ７４ 軸方向孔

Claims (8)

1. 車両ブレーキシステムに用いられるピストンポンプ（１０）であって、当該ピストンポンプ（１０）が、ハウジング区分（１２）と、該ハウジング区分（１２）内に移動可能にガイドされているピストン（２６）とを備えており、該ピストン（２６）が、流入弁（２２）の収容のための収容手段（２０）と、該収容手段（２０）に続く、ハウジング区分（１２）に対するピストン（２６）のシールのためのシールエレメント（１８）と、該シールエレメント（１８）に続くピストンロッド（６２）とを有している形式のものにおいて、ピストンロッド（６２）が、第１のピストンロッドエレメント（２８）と第２のピストンロッドエレメント（３０）とを備えて２つの部分から形成されており、第１のピストンロッドエレメント（２８）に、ピストン（２６）の内部への流体の導入のための流体導入開口（６４）が設けられており、第２のピストンロッドエレメント（３０）が、流体導入開口（６４）をピストン（２６）の軸方向で部分的にカバーしており、シールエレメント（１８）が収容手段（２０）と一体に形成されており、流体導入開口（６４）が、片側で開放した、第１のピストンロッドエレメント（２８）を半径方向に部分的に貫通する、軸方向に延びるスリット（６６）によって形成されていることを特徴とする、車両ブレーキシステムに用いられるピストンポンプ。
2. 第１のピストンロッドエレメント（２８）が、第２のピストンロッドエレメント（３０）に、該第２のピストンロッドエレメント（３０）の、流体導入開口（６４）を部分的にカバーしている区分（７０）でプレス嵌めによって固定されている、請求項１記載のピストンポンプ。
3. 流入弁（２２）が、ピストンロッド（６２）に形成されている弁座（５２）を有している、請求項１又は２記載のピストンポンプ。
4. プリロードエレメントが設けられており、該プリロードエレメントが、シールエレメント（１８）に接触しており、プリロードエレメントによって、ピストン（２６）が、ハウジング区分（１２）から外方に押し出されている、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. 前記プリロードエレメントが、コイルばね（５０）である、請求項４記載のピストンポンプ。
6. シールエレメント（１８）が、シールリング開口（３２）を備えたシールリングの形で形成されており、ピストンロッド（６２）が、シールリング開口（３２）に収容されている、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. ピストンロッド（６２）が、シールリング開口（３２）に動き嵌めによって収容されている、請求項６記載のピストンポンプ。
8. ピストンロッド（６２）をシールエレメント（１８）に前組み付けするために、シールエレメント（１８）とピストンロッド（６２）との間にスナップ結合部（５８）が形成されている、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。

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