JPH08165985A - ピストンポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ピストン側からベアリングへの摺動抵抗を減少
させるか、あるいは面圧を分散させることによりベアリ
ングに応力が集中するのを防止する。 【構成】回転軸２５の回転に伴うピストン３３、５５の
往復動により、ポンプ室１４を圧縮・拡張させて流体の
吸入・吐出を行なうピストンポンプであって、回転軸２
５には、軸線に対し偏心して設けられたカム２６にベア
リング３５、５５が嵌装される。ピストン３３、５３と
ベアリング３５、５５との間にスチールボール４０また
は低摩擦性のシュー部材５０が介装され、スチールボー
ル４０またはシュー部材５０は、ベアリング３５、５５
の外周面に摺接するようになっている。 【効果】ベアリングに応力が集中することがなく、ベア
リングの破損を防ぐことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転軸の回転に伴うピ
ストンの往復運動により、流体の吸入・吐出を行なうピ
ストンポンプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のピストンポンプの一例を図８によ
り説明する。図において、ポンプボディ２は、本体３と
その上部に接合されたヘッド４とから構成される。本体
３内には、車両のエンジンまたはモータ等に連結された
回転軸５がベアリング（図示せず）を介し回転自在に支
持されている。回転軸５の先端には、カム６が取り付け
られる。カム６は本体３のオイルリザーバ室８内に突出
するとともに、その外周には、摺動部材としてのベアリ
ング１５が嵌着される。ポンプボディ２はその本体３の
上部に、オイルリザーバ室８に連なる貫通孔９が穿設さ
れ、この貫通孔９内にヘッド４から下方に延びる筒部１
０が挿入されている。この筒部１０の内部には、孔１１
が上方に延びて設けられシリンダ１２を形成している。
このシリンダ１２内には、下方よりピストン１３が摺動
自在に嵌挿され、シリンダ１２の上方にはポンプ室１４
が形成される。

【０００３】ピストン１３は、内部にポンプ室１４に連
通する吸込通路１８が形成され、下部にフランジ１３Ａ
が形成される。フランジ１３Ａの下側には、オイルリザ
ーバ室８に開口する吸込口１９が穿設される。ピストン
１３は、平坦な下端面１３Ｂがベアリング１５の外周面
に当接するとともに、フランジ１３Ａの上面と筒部１０
外周側の段部１６との間に張設したばね１７によって常
時カム６側に押し付けられている。従って、回転軸５が
回転すると、カム６およびベアリング１５は中心が回転
軸５の軸線から偏心して回転し、ピストン１３は、ベア
リング１５のアウタレース外周面に押し付けられてシリ
ンダ１２内を上記軸線と直交する方向に往復運動するよ
うになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記構成に係るピスト
ンポンプでは、回転軸５が回転すると、ピストン１３の
下端面１３Ｂがベアリング１５の外周面に摺接するよう
になっている。このため、ベアリング１５の外周面とピ
ストン１３の下端面１３Ｂとの摺接により摺動抵抗が生
じ、この摺動抵抗によりピストン１３が傾斜し、ピスト
ン１３の下端面１３Ｂがベアリング１５の外周面に片当
たりしてしまう。ピストン１３の片当たりによりベアリ
ング１５には、偏荷重がかかることになる。その結果、
片当たり部に応力が集中し、フレーキングの発生等、ベ
アリングの破損を招く可能性がある。

【０００５】本発明は上記欠点を除くためになされたも
ので、ベアリングへの応力集中を避けることにより、ベ
アリングの破損を防ぎ長寿命化を果たすことができるピ
ストンポンプを提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るピストンポ
ンプは、回転軸の軸線に対し偏心して設けられ、この回
転軸と一体的に回転するカムと、このカムに嵌装された
摺動部材と、この摺動部材の外周面に当接支承され、回
転軸の回転に伴って回転軸の軸線に直交する方向に往復
動するピストンとを備え、上記回転軸の回転に伴うピス
トンの往復動により、ポンプ室を圧縮・拡張させて流体
の吸入・吐出を行なうピストンポンプにおいて、上記ピ
ストンと摺動部材との間に低摩擦部材を介装したもので
ある。

【０００７】

【作用】本発明に係るピストンポンプでは、ピストンと
摺動部材との間に低摩擦部材を介装したことにより、摺
動部材と低摩擦部材とが摺接しても摺動抵抗を減少させ
るか、あるいは面圧を分散させることができるので、ピ
ストンは傾斜することがない。このため、ベアリングに
は偏荷重がかかることがないので、応力の集中も発生す
ることがない。例え、ピストンが傾斜しても、ピストン
と摺動部材との間に低摩擦部材が介在されているので、
ベアリングには応力が集中することがない。

【０００８】

【実施例】以下、図示実施例により本発明を説明する。
図１は本発明の第１の実施例に係るピストンポンプを示
す断面図であり、上記従来のピストンポンプと同一の部
分には同一の符号を付してその説明を省略する。本発明
の第１の実施例に係るピストンポンプは、図１に示すよ
うに、回転軸２５の先端部には、回転軸２５の軸線に対
して中心が偏倚したカム２６が嵌着される。カム２６の
外周には、摺動部材としてのベアリング（ボールベアリ
ング）３５が嵌装されている。ピストン３３は、内部に
ポンプ室１４に連通する吸込通路１８が形成され、下部
にフランジ３３Ａが形成される。フランジ３３Ａの上側
には、吸込通路１８に連通しオイルリザーバ室８に開口
する吸込口３９が穿設される。フランジ３３Ａの上面と
筒部１０外周側の段部１６との間には、ばね１７が張設
され、このばね１７によってピストン３３は常時カム２
６側に押し付けられている。

【０００９】ところで、吸込通路１８の下部には、図２
に示すように、吸込通路１８に接続され大径に形成され
た筒状部３３Ｂが形成される。この筒状部３３Ｂ内に
は、低摩擦部材としてのスチールボール４０が下方に一
部突出して収容される。筒状部３３Ｂの先端部３３Ｆ
は、かしめ付けられスチールボール４０が筒状部３３Ｂ
から脱落しないようになっている。吸込通路１８と筒状
部３３Ｂとの接続部３３Ｃはテーパ状に形成され、スチ
ールボール４０が接触可能になっている。そして、スチ
ールボール４０が収容された筒状部３３Ｂ内には、この
スチールボール４０が上下ないし前後左右にわずかに移
動可能な空隙が確保される。また、スチールボール４０
は下方の突出部分がばね１７によりベアリング３５の外
周面に圧接される。このため、スチールボール４０は、
筒状部３３Ｂ内部のテーパ状接続部３３Ｃと筒状部３３
Ｂの内周面３３Ｄとに接離可能になっており、筒状部３
３Ｂ内での接触面積が極めて小さくなっており、ベアリ
ング３５の回転に伴い、ベアリング３５の外周面に押圧
されて回転力を受けると自ら回転しやすくなっている。

【００１０】次に、上記第１の実施例に係るピストンポ
ンプの作用について説明する。回転軸２５が回転する
と、ベアリング３５は中心が回転軸２５の軸線から偏心
して回転するので、ベアリング３５のアウタレース外周
面に押し付けられているスチールボール４０は上下動す
る。しかも、スチールボール４０は、ベアリング３５の
回転力を受けて摺動すると、筒状部３３Ｂとの接触面積
が極めて小さく回転しやすく、しかもベアリング３５に
点接触するようになっているため、摺動抵抗が減少し、
自ら回転しながら上下動をピストン１３に伝えるように
なっている。このように、上記実施例に係るピストンポ
ンプでは、ピストン３３とベアリング３５との間に介装
されたスチールボール４０が、ベアリング３５の回転に
伴って点接触により自ら回転するので、ベアリング３５
に対する摺動抵抗を大幅に減少させることができる。こ
のため、ピストン３３は、摺動抵抗の影響を受けて傾斜
することがなく、ベアリング３５には偏荷重が加わるこ
とがない。例え、万一、ピストン３３が傾斜しても、ス
チールボール４０がピストン３３とベアリング３５との
間に介在されて、滑りやすくなっているので、ベアリン
グ３５に偏った力が加わることがない。

【００１１】次に、本発明の第２の実施例に係るピスト
ンポンプについて、図３ないし図５に基づいて説明す
る。上記従来のピストンポンプおよび上記第１の実施例
と同一の部分は同一の符号を付してその説明を省略す
る。本発明の第２の実施例に係るピストンポンプは、図
３に示すように、ピストン５３とベアリング５５との間
にシュー部材５０が介装される。シュー部材５０は、例
えば、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）材等の
低摩擦・耐摩耗性部材から構成される。ピストン５３
は、図４に示すように、下端面５３Ｂが下方に膨出した
曲面に形成される。シュー部材５０は、上部に凹陥した
受入部５１が形成される。受入部５１は凹陥部の内径が
ピストン５３の回転軸側端部５３Ａの外径よりも大きく
なっている。シュー部材５０の受入部底面５１Ａは、ピ
ストン５３の下端面５３Ｂの曲率と合致した曲面に形成
される。このため、受入部５１にピストン５３の回転軸
側端部５３Ａが収容されてピストン５３がシュー部材５
０に対してわずかに傾斜しても、面接触可能になってい
る。また、シュー部材５０の下部には、図５に示すよう
に、両側に脱落防止のための鍔部５２Ａ、５２Ｂが形成
され、ベアリング５５の側面を挟むようになっている。
鍔部５２Ａ、５２Ｂ間には摺接部５０Ａがベアリング５
５の外周面と合致した曲面に形成される。この摺動部５
０Ａの円周方向長さは、最低限ベアリング５５のボール
を２個分以上カバーするように設定されている。このた
め、例え、ピストン５３が傾斜しシュー部材に偏った力
が加わったとしても、シュー部材５０は、ベアリング５
５に対して面圧を分散させて伝えることができる。

【００１２】本発明の第２の実施例に係るピストンポン
プの作用について説明する。回転軸２５が回転すると、
シュー部材５０は、ばね１７によりベアリング５５のア
ウタレース外周面に押し付けられて上下動し、この上下
動をピストン５３に伝える。そして、シュー部材５０
は、摺接部５０Ａがベアリング５５の外周面に合致して
接触するので、接触面積を大きく確保することができ
る。このため、例え、ピストン５３側からベアリング５
５側に荷重がかかっても、シュー部材５０は、面圧を低
下させて、すなわち分散させてベアリング５５側に伝達
するので、ベアリング５５には偏った荷重がかかること
がなく、応力の集中が発生することもない。例え、万
一、ピストン５３が傾斜しても、シュー部材５０とピス
トン５３は互いに傾斜可能になっているので、シュー部
材５０がピストン５３の傾斜を吸収することができ、し
かも、ピストン５３とベアリング５５との間に介在され
ているので、ベアリングに偏った力が加わることがな
い。また、シュー部材５０は、ＰＥＥＫ（ポリエーテル
エーテルケトン）材等の低摩擦・耐摩耗性部材から構成
されるので、接触面積が大きくても摺動抵抗を減少させ
ることができる。

【００１３】次に、上記第２の実施例の変形例にかかる
ピストンポンプについて、図６ないし図７を参照して説
明する。上記第２の実施例と同一の部分は同一の符号を
付してその説明を省略する。本発明の変形例に係るピス
トンポンプは、図６に示すように、ピストン５３とベア
リング５５との間にシュー部材６０が介装される。シュ
ー部材６０は、例えば、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテ
ルケトン）材等の低摩擦・耐摩耗性部材から構成され
る。シュー部材６０は、図７に示すように、上記第２の
実施例と同様に、上部にはピストン５３の回転軸側端部
５３Ａを受け入れる受入部６１が形成される。ところ
で、上記第２の実施例では、摺接部５０Ａがベアリング
５５の外周面と合致した曲面に形成されるのに対して、
変形例にかかるシュー部材６０は、鍔部６２Ａ、６２Ｂ
間に形成される摺接部６０Ａの曲率半径をベアリング５
５の外周面の曲率半径より小さく設定し、摺接部６０Ａ
の両端をベアリング５５に当接させるようにしている。
従って、シュー部材６０は、ベアリング５５の外周面と
接触する摺接部６０Ａの曲率半径がベアリング５５の外
周面の曲率半径より小さい曲面に形成されているので、
接触面積を小さくすることができ、ベアリング５５に対
する摺動抵抗を大幅に減少させることができる。このた
め、上記第２の実施例では、面圧を低下させることによ
り、ベアリング５５への応力集中の発生を阻止していた
のに対し、上記変形例にかかるピストンポンプでは、接
触面積を減少させて、摺動抵抗を低下させることによ
り、ベアリング５５に対する応力集中の発生を阻止する
ようにしている。なお、摺接部６０Ａの曲率半径は、ベ
アリング５５の外周面の曲率半径より小さければ、面圧
並びに摺動抵抗を考慮して任意に設定することができ
る。

【００１４】なお、上記第１の実施例では、低摩擦部材
としてスチールボールを用いているがこれに限られるも
のではなく、ニードルのような転がり可能な部材であっ
ても良いことは言うまでもない。また、上記各実施例で
は、摺動部材としてベアリング（ボールベアリング）を
用いているが、これに限られるものではなく、摺動リン
グにより構成してもよい。また、上記第２の実施例およ
び変形例では、シュー部材の受入部底面をピストンの曲
面に形成された下端面に合致させて面接触させるように
しているが、これに限られるものではなく、受入部底面
の曲率とピストン下端面の曲率とを異ならせてシュー部
材とピストンとが、点接触（図７の一点鎖線Ｌ１参照）
あるいは線接触（図７の二点鎖線Ｌ２参照）となるよう
に構成してもよい。

【００１５】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ピス
トンと摺動部材との間に低摩擦部材を介装したことによ
り、摺動部材と低摩擦部材とが摺接しても摺動抵抗を減
少させるか、あるいは面圧を分散させることができるの
で、摺動部材に応力が集中するのを防止し、摺動部材の
破損を防ぎ長寿命化を果たすことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係るピストンポンプの
縦断面図である。

【図２】図１の要部の拡大断面図である。

【図３】本発明の第２の実施例に係るピストンポンプの
縦断面図である。

【図４】図３の要部の拡大断面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。

【図６】本発明の第２の実施例の変形例に係るピストン
ポンプのの要部の拡大断面図である。

【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。

【図８】従来のピストンポンプを示す縦断面図である。

【符号の説明】

１４ ポンプ室 ２５ 回転軸 ２６ カム ３３、５３ ピストン ３５、５５ ベアリング（摺動部材） ４０ スチールボール（低摩擦部材） ５０、６０ シュー部材（低摩擦・耐摩耗性部材）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸の軸線に対し偏心して設けられ、
   この回転軸と一体的に回転するカムと、このカムに嵌装
   された摺動部材と、この摺動部材の外周面に当接支承さ
   れ、回転軸の回転に伴って回転軸の軸線に直交する方向
   に往復動するピストンとを備え、上記回転軸の回転に伴
   うピストンの往復動により、ポンプ室を圧縮・拡張させ
   て流体の吸入・吐出を行なうピストンポンプにおいて、
   上記ピストンと摺動部材との間に低摩擦部材を介装した
   ことを特徴とするピストンポンプ。
2. 【請求項２】 低摩擦部材は、ピストンの回転軸側端部
   に形成された孔に回転可能に収容され外方に一部突出す
   るスチールボールから構成され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. 【請求項３】 低摩擦部材は、上部にはピストンの回転
   軸側端部を受け入れる受入部を有し、下部には摺動部材
   側面を挟んで形成された両鍔部とこれら鍔部間に摺動部
   材外周面に合致する曲面に形成された摺接部とをそれぞ
   れ有するシュー部材から構成され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. 【請求項４】 低摩擦部材の摺接部の曲率半径を摺動部
   材外周面の曲率半径より小さく設定し、摺接部の両端を
   摺動部材に当接させたことを特徴とする請求項３に記載
   のピストンポンプ。
5. 【請求項５】 ピストン下端面と受入部底面とがそれぞ
   れ面接触可能な曲面に形成されることを特徴とする請求
   項３または４に記載のピストンポンプ。
6. 【請求項６】 ピストン下端面と受入部底面とがそれぞ
   れ曲率を異ならせて形成されることを特徴とする請求項
   ３または４に記載のピストンポンプ。
7. 【請求項７】 摺動部材はボールベアリングから構成さ
   れることを特徴とする請求項２または３に記載のピスト
   ンポンプ。