JP6846861B2 - ピストンポンプ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前文の構成を備えた液圧式車両ブレーキ装置用ピストンポンプに関するものである。ピストンポンプは、特に、スリップコントロール型液圧式車両ブレーキ装置において、ブレーキ圧を生成するため、または、ブレーキ液をブレーキマスタシリンダの方向へ逆送するために設けられ、この場合このようなポンプは逆送ポンプとも呼ばれ、或いは、電動液圧式の、すなわち外力式の車両ブレーキ装置においてブレーキ圧を生成するために設けられる。後者のケースでは、ピストンポンプはスリップコントロールに対しても使用することができる。ピストンポンプは１つのピストンポンプの、特にマルチピストンポンプのポンプ構成要素と見なすこともできる。

この種のピストンポンプは公知であり、通常はポンプピストンとポンプ室とを有し、ポンプ室の横断面はポンプピストンの横断面に対し合同であり、すなわち通常は円形である。ポンプピストンはポンプ室内で軸線方向に（または一般的には長手方向に）変位可能であり、且つ（通常は偏心体を用いて）ポンプ室の長手方向で往復動する行程運動のために駆動可能である。行程運動により、それ自体公知の態様で、吸込み行程時に流体が、液圧式車両ブレーキ装置のケースではブレーキ液が吸込まれ、搬送行程時にポンプ室から排出され、すなわち流体はピストンポンプによって搬送される。ピストンポンプの貫流方向は吸込み弁と吐出し弁とによって制御され、吸込み弁と吐出し弁とは通常逆止弁である。ポンプ室はしばしば筒体または筒孔とも呼ばれ、たとえば、ソレノイド弁のようなスリップコントロールの他の液圧構成部材を受容している液圧ブロックの孔に圧入されているライナーブシュの内部空間であってよく、或いは、ポンプ室はこのような液圧ブロック内の孔によって直接形成される。ポンプ室はピストンポンプの筒体内またはポンプケース内に形成されていてもよい。列挙したものは代表的なものであり、これがすべてではない。このようなピストンポンプの一例を特許文献１が開示している。

種々のスリップコントロールにとっては、特にアンチスピンプロテクションコントロール／ドライビングダイナミックスコントロール、或いは、先行車両または停止車両またはその他の障害物または人に対する衝突を回避するための自動ブレーキにとっては、車両の１つの車輪ブレーキまたは複数の車輪ブレーキまたはすべての車輪ブレーキの非常に迅速な応答が重要であり、このことは大きな搬送容積をもったポンプを必要とする。搬送圧が上昇すると、すなわちピストンポンプの吐出し部での圧力が上昇すると、ピストンポンプの駆動トルクと駆動出力とが上昇する。搬送圧が上昇したときにピストンポンプが停止しないようにするには、ピストンポンプは、対応的に高いトルクと大きな駆動出力とを備えた駆動モータを、通常は電動機を必要とし、すなわち大型の重いモータを必要とする。さらに、電子制御器はこのような駆動モータの大きな電力消費量に対して構成されていなければならない。

独国特許出願公開第１９９０２０１８Ａ１号明細書

請求項１の構成を備えた本発明によるピストンポンプは、行程運動のために駆動可能なポンプピストンと、第２のピストンとを有し、該第２のピストンは、行程方向において前記ポンプピストンに対し可動であり、且つ搬送行程の方向において弾性要素を介してポンプピストンで支持されている。搬送圧が低い場合、第２のピストンは、ポンプピストンでの弾性要素を用いたその支持によりポンプピストンと一緒に移動し、すなわち両方のピストンが搬送または排出を行なう。搬送圧が上昇すると、弾性要素が収縮し、その結果第２のピストンはポンプピストンと一緒に移動するが、しかしながらより短い行程で移動する。ピストンポンプの搬送圧が大きければ大きいほど、弾性要素は搬送行程中により大きく収縮し、且つ副ピストンの行程はより短くなる。搬送圧が高ければ、第２のピストンは停止することができ、すなわちもはやポンプピストンと一緒に移動しない。ピストンポンプの構成の要点は、どの程度の搬送圧まで第２のピストンがポンプピストンと一緒に移動するか、搬送圧が上昇した場合に第２のピストンの行程がどの程度短縮するか、場合によってはどの搬送圧から第２のピストンが停止してもはやポンプピストンと一緒に移動しないかということにある。構成パラメータはとりわけ両ピストンのピストン面積、弾性要素の弾性剛性と弾性特性曲線であり、および弾性要素の種類もそうである。

搬送圧上昇時の第２のピストンの行程の短縮は、結果的に、第２のピストンの搬送体積を減少させ、よって総じてピストンポンプの搬送体積も減少させる。搬送圧上昇時に減少する搬送体積は、ポンプピストンの駆動に必要な駆動力の上昇を減少させ、これと同時に本発明によるピストンポンプのポンプピストンの駆動エネルギーおよび駆動出力の上昇も減少する。本発明によるピストンポンプには、搬送圧が低いときの大きな搬送体積、および、搬送圧が上昇するときの駆動力、駆動エネルギー、駆動出力の低下という利点があり、これによって、与えられたモータ出力でより高い搬送圧が可能である。

従属請求項は、請求項１に記載した発明の有利な構成および更なる構成を対象としている。

次に、本発明を、図面に図示した１実施形態を用いて詳細に説明する。

本発明によるピストンポンプの部分図である。

図面に図示した本発明によるピストンポンプ１はポンプピストン２を有し、ポンプピストン２は軸線方向に変位可能にライナーブシュ３の内部空間内に受容され、ライナーブシュ３はポンプ室とも見なすことができ、ここでは筒孔４と記すことにする。ライナーブシュ３は液圧ブロック６の受容孔５内に圧入され、液圧ブロック６のうち、図面には、ピストンポンプ１を取り囲んでいる部分が図示されている。液圧ブロック６とピストンポンプ１とは、液圧式車両ブレーキ装置のスリップコントロールに用いられる液圧アッセンブリ（残りの部分は図示せず）の構成部材である。車両ブレーキ装置のスリップコントロール用のこのような液圧アッセンブリおよび液圧ブロック６は公知である。液圧ブロック６内にはソレノイド弁、逆止弁、ハイドロアキュムレータ、ダンパー室のような他の図示していない液圧構成要素が組み込まれ、液圧ブロック６の穿設部によって互いに液圧的に接続されている。このようなスリップコントロールはそれ自体常にブレーキアンチロックコントロールを含んでおり、今日ではほとんどの場合、さらにトラクションスリップコントロールおよび一般にはアンチスピンプロテクションコントロールとも呼ばれるドライビングダイナミックスコントロールをも含んでいる。これらのコントロールに対しては略語としてＡＢＳ，ＡＳＲ，ＦＤＲ，ＥＳＰが一般に使用されている。このような液圧アッセンブリを用いて可能な他のブレーキコントロールは、たとえば、先行車両に対する車間距離のコントロールのための自動ブレーキ、障害物または人に対する衝突を回避するための自動ブレーキである。液圧アッセンブリは各ブレーキ回路に対し１つまたは複数のピストンポンプ１を有している。

ポンプピストン２を駆動するため、ピストンポンプ１は偏心体７を有し、偏心体７はポンプピストン２の端面に配置され、その周部にポンプピストン２がその端面でもって当接している。偏心体７の回転軸線は半径方向においてポンプピストン２の軸線と交差している。偏心体７は図示していない電動機を用いて回転駆動可能であり、電動機は、液圧ブロック６の外面に偏心体７の回転軸線と同軸に装着されている。この電動機はポンプモータと呼ぶこともでき、電動機と偏心体７との間には伝動装置が配置されていてよい。偏心体７を該偏心体７に対して偏心しているその回転軸線のまわりに回転駆動することにより、ポンプピストン２は筒孔４内で往復行程運動を実施する。ポンプピストン２の、偏心体７とは逆の側で、筒孔４内に配置されているピストンスプリング８は、ポンプピストン２をその端面でもって偏心体７の周部のほうへ付勢する。ピストンスプリング８は、ライナーブシュ３の底部９で支持されている。本実施形態では、ピストンスプリングはコイル圧縮ばねであるが、これは本発明にとって必ずしも強制的なものではない。スプリングなしでもポンプピストン２の行程運動自体は可能である。

ピストンポンプ１を用いて搬送される流体（すなわち本実施形態ではブレーキ液）を吸込むため、ポンプピストン２は互いに交差する複数のラジアルボア１０を有し、これらラジアルボア１０は、軸線方向の袋穴１１とその閉じた端部付近で交差している。袋穴１１は、ポンプピストン２の、偏心体７から遠い端面において、筒孔４に開口している。ライナーブシュ３内の筒孔４内にある、偏心体７から遠い端面に、ポンプピストン２は吸込み弁１２を有している。図示してここで説明している本発明の実施形態では、吸込み弁１２はばね付勢される逆止弁であり、筒孔４の方向に貫流可能である。逆止弁／吸込み弁１２は遮断体１３として球体を有し、球体は弁ばね１４によって弁座１５に対し押圧され、弁座１５はポンプピストン２の軸線方向の袋穴１１の開口部に形成されている。弁ばね１４は弁箱１６の底部で支持され、弁箱１６内には弁ばね１４と遮断体１３とが受容され、弁箱１６は、ポンプピストン２の、偏心体７から遠い、筒孔４内にある端部に配置されている。弁箱１６はラジアルフランジ１７を有し、ピストンスプリング８がこれを押圧している。

ピストンポンプ１は、吐出し弁１８として、遮断体１９としての球体と弁ばね２０としてのコイル圧縮ばねとを用いて同様にばね付勢される逆止弁を有し、弁ばね２０は遮断体１９を弁座２１に対し押圧させ、弁座２１は中央孔２２にしてライナーブシュ３の底部９の外面に形成されている。弁ばね２０と吐出し弁１８の遮断体１９とは閉鎖部２４の軸線方向の袋穴２３内に配置され、閉鎖部２４は液圧ブロック６内の受容孔５の開口部に圧入されてかしめられている。閉鎖部２４は受容孔５を圧力が漏れないように閉鎖し、受容孔５内でライナーブシュ３を保持している。閉鎖部２４とライナーブシュ３の底部９との間には隙間２５があり、隙間２５は環状室１６に開口し、環状室１６は液圧ブロック６内に設けた受容孔５内でライナーブシュ３をその底部９付近で取り囲み、該環状室１６には、液圧ブロック６内に設けた吐出し孔２７が開口している。

逆止弁は本発明にとって必ずしも強制的なものではなく、吸込み弁および／または吐出し弁１２，１８として他の弁も可能であり、同様にこれら弁の他の配置も可能である。

ピストンポンプ１は第２のピストン２８を有し、第２のピストン２８は、ここで説明し図示した本発明の実施形態ではリングピストンとして実施されて、軸線方向に、すなわち行程方向にポンプピストン２上を変位可能である。第２のピストン２８は、ライナーブシュ３内に設けたパッキンリング２９により密封されている。ポンプピストン２で第２のピストン２８を密封するための他のパッキンを設けてよい（図示せず）。第２のピストン２８は、弾性要素３０を介して、ポンプピストン２の環状段部３１で搬送行程の方向に支持されている。搬送行程は、偏心体７から離間する方向にしてライナーブシュ３の底部９の方向に方向づけられている。搬送行程でポンプピストン２と第２のピストン２８とは筒孔４の容積を縮小させて、ブレーキ液を吐出し弁１８を通じて排出させる。搬送行程の方向において、ポンプピストン２上での第２のピストン２８の変位距離は距離制限部３２によって制限され、距離制限部３２は吸込み弁１２の弁箱１６のラジアルフランジ１７によって形成される。第２のピストン２８の弾性要素３０は、図示しここで説明している本発明の実施形態では皿ばねアッセンブリによって形成されるが、他の種類のばねも可能である。

搬送圧が低い場合、または、ポンプ吐出し部内の圧力が低い場合、弾性要素３０は第２のピストン２８をポンプピストン２で堅固に支持し、その結果第２のピストン２８はポンプピストン２と一緒に移動し、ピストンポンプ１はポンプピストン２および第２のピストン２８の横断面全体でもって搬送を行なう。これによってブレーキ圧の迅速な生成が可能である。

搬送圧またはポンプ吐出し部内の圧力が上昇すると、ポンプピストン２の行程運動の間に弾性要素３０が弾性変形し、その結果第２のピストン２８の行程が短縮する。搬送圧が上昇して第２のピストン２８の行程が短縮することで、第２のピストン２８の搬送体積が、よってピストンポンプ１の搬送体積が減少する。これにより、ポンプピストン２の行程運動に対し与えられた最大駆動力においてピストンポンプ１のより高い搬送圧が達成される。第２のピストン２８の行程の短縮は該第２のピストン２８の停止まで実施され得る。すなわち第２のピストン２８はポンプピストン２と一緒に移動せずに、ライナーブシュ３内で停止する。

１ ピストンポンプ
２ ポンプピストン
２８ リングピストン（第２のピストン）
３０ 皿ばねアッセンブリ（弾性要素）
３２ 距離制限部

Claims (4)

1. 液圧式車両ブレーキ装置用ピストンポンプにおいて、
   流体が流入するポンプ室（４）と、
   行程運動のために駆動可能であり、搬送行程において前記ポンプ室（４）の容積を縮小させて前記流体を搬送するためのポンプピストン（２）と、
   前記ポンプピストン（２）の前記行程運動の方向において該ポンプピストン（２）に対して可動であり、前記搬送行程において前記ポンプピストン（２）とともに前記ポンプ室（４）の容積を縮小させることが可能な第２のピストン（２８）と、
   を備え、
   前記ポンプピストン（２）は、一端側がピストンポンプ（１）の偏心体（７）により当接される大径部と、該大径部の他端側に設けられた小径部とが設けられているとともに、前記大径部と前記小径部とを接続する環状段部（３１）が設けられており、
   前記第２のピストン（２８）は、前記搬送行程において弾性要素（３０）を介して前記環状段部（３１）で支持される
   ことを特徴とするピストンポンプ。
2. 前記ピストンポンプ（１）は、前記ポンプピストン（２）に対する前記第２のピストン（２８）用の距離制限部（３２）を有し、該距離制限部（３２）が前記搬送行程での前記ポンプピストン（２）に対する前記第２のピストン（２８）の可動距離を制限することを特徴とする、請求項１に記載のピストンポンプ。
3. 前記第２のピストン（２８）は、前記ポンプピストン（２）上に変位可能に配置されるリングピストンであることを特徴とする、請求項１に記載のピストンポンプ。
4. 前記弾性要素（３０）は、皿ばねまたは皿ばねアッセンブリを有していることを特徴とする、請求項１に記載のピストンポンプ。

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