JPH08219009A - プランジャポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プランジャ及びシリンダに局所的な摩耗が生
じるのを極力抑える。 【構成】 偏心カム１８が偏心回転することによりプラ
ンジャ２２がシリンダ２０内を往復動し、リザーバ３０
からブレーキフルードを汲み上げてアキュムレータ３４
に送給するプランジャポンプ１０において、プランジャ
２２の前端部２２Ａ及び後端部２２Ｂの所定部位にクラ
ウニング４２を設けた。従って、プランジャ２２が傾斜
した状態で往復動した際に、シリンダ２０及びプランジ
ャ２２に局所的な摩耗が生じるのを極力抑えることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、偏心カムの偏心運動に
伴ってシリンダ内をプランジャが往復動することにより
液体を吸入側から吐出側へ送給するプランジャポンプに
関する。

【０００２】

【従来の技術】偏心カムを回転させることによってプラ
ンジャを往復動させて液体を吸入側から吐出側へ送給す
るプランジャポンプは種々の装置に用いられており、例
えば自動車のＡＢＳアクチュエータのポンプ部に用いら
れている。その一例が実開平２−１４５６７０号公報に
開示されており、以下に簡単に説明する。

【０００３】図４には、この公報に開示されたプランジ
ャポンプ１００の軸直角断面構造が示されている。この
図に示されるように、プランジャポンプ１００のポンプ
ケーシング１０２には各々円柱孔状とされた複数のシリ
ンダ１０４が放射状に形成されており、これらのシリン
ダ１０４内に有底円筒形状とされ周壁所定位置に吸入孔
１０６が形成されたプランジャ１０８がそれぞれ収容さ
れている。各シリンダ１０４の後端部にはキャップ１１
０が螺合されており、このキャップ１１０とプランジャ
１０８の底部（即ち、先端部）との間に介装された圧縮
コイルスプリング１１２によってプランジャ１０８は常
時軸芯側へ押圧付勢されている。

【０００４】上述したポンプケーシング１０２の軸芯部
には貫通孔１１４が形成されており、この貫通孔１１４
内には偏心カム１１６が収容されている。この偏心カム
１１６はシャフト１１８に一体的に設けられており、シ
ャフト１１８が回転することにより偏心カム１１６も偏
心回転する。この偏心カム１１６の外周面には、前述し
たプランジャ１０８の先端部が当接されている。従っ
て、偏心カム１１６が回転することにより、プランジャ
１０８がシリンダ１０４内を往復動してポンプ作用が得
られる。

【０００５】ところで、上記構成のプランジャポンプ１
００では、従来は別部品である鉄製ライナでシリンダ１
０４を構成していたが、低コスト化の要請から鉄製ライ
ナを廃止してポンプケーシング１０２であるアルミハウ
ジングに円柱孔を形成してこれを直接シリンダ１０４と
して用いる傾向にある。この場合、図５に示される如
く、シリンダ１０４の内周面とプランジャ１０８の外周
面との間に所定のクリアランスを設定していることか
ら、プランジャ１０８に傾きが生じて局所的な摩耗が生
じるという不具合がある。

【０００６】すなわち、プランジャ１０８がシリンダ１
０４内を往復動する際、前述したクリアランスに起因し
てプランジャ１０８が偏心カム１１６の回転方向側へ若
干傾斜する。ここで、プランジャ１０８の吸入孔１０６
の形成位置をシリンダ１０４の内周面に対して無制約と
すると、プランジャ１０８の往復動に伴って吸入孔１０
６の内周縁とシリンダ１０４の先端周縁部とが摺接す
る。従って、この摺接によって吸入孔１０６の内周縁並
びにシリンダ１０４の先端周縁部に局所的な摩耗が生じ
ることになる。

【０００７】この不具合を解消すべく、上記公報に開示
された構成では、図６に示される如く、プランジャ１０
８の先端部に一条のノッチ１２０を設けると共に偏心カ
ム１１６の外周面にノッチ１２０が嵌合される溝１２２
を形成し、これによりプランジャ１０８の回り止めを構
成している。その上で、プランジャ１０８の吸入孔１０
６の形成位置を前述した摺接部位を除く位置に設定する
ことで、即ちノッチ１２０と吸入孔１０６の位置関係を
調整することで、吸入孔１０６の内周縁並びにシリンダ
１０４の先端周縁部に局所的な摩耗が生じるのを防止し
ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成による場合、吸入孔１０６の内周縁がシリンダ１０４
の先端周縁部と摺接することによる両者の局所的な摩耗
の発生を防止することができるといっても、プランジャ
１０８の外周面とシリンダ１０４の内周面とのクリアラ
ンス自体は存在するので、プランジャ１０８が偏心カム
１１６の回転方向側へ傾斜した状態でシリンダ１０４内
を往復動することに変わりはない。このため、シリンダ
１０４の先端周縁部とプランジャ１０８の周面一部とは
依然として高い面圧で摺接し、この部位が局所的に摩耗
するという不具合がある。なお、この局所的な摩耗は前
述した如くポンプケーシング１０２がアルミハウジング
であることから起こり易く、解消することが望まれる。

【０００９】本発明は上記事実を考慮し、プランジャ及
びシリンダに局所的な摩耗が生じるのを極力抑えること
ができるプランジャポンプを得ることが目的である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、所定位置に配置された回転軸に一体的に設けられ、
回転軸が回転することにより偏心運動する偏心カムと、
この偏心カムの周面に当接状態で配置され、偏心カムの
偏心運動に伴ってシリンダ内を往復動することにより液
体を吸入側から吐出側へ送給するプランジャと、を含ん
で構成されるプランジャポンプであって、プランジャ外
周面における上死点及び下死点でのシリンダ内周面との
接触部位に、クラウニングを設けた、ことを特徴として
いる。

【００１１】請求項２記載の本発明は、所定位置に配置
された回転軸に一体的に設けられ、回転軸が回転するこ
とにより偏心運動する偏心カムと、この偏心カムの周面
に当接状態で配置され、偏心カムの偏心運動に伴ってシ
リンダ内を往復動することにより液体を吸入側から吐出
側へ送給するプランジャと、を含んで構成されるプラン
ジャポンプであって、シリンダ内周面の断面形状を、偏
心カムの回転方向を長軸方向とする略楕円形状とした、
ことを特徴としている。

【００１２】

【作用】請求項１記載の本発明の作用は、以下の通りで
ある。

【００１３】回転軸が回転することにより偏心カムが偏
心運動すると、その周面に当接状態で配置されたプラン
ジャがシリンダ内を往復動して、液体が吸入側から吐出
側へ送給される。このとき、プランジャはシリンダ軸線
に対して若干傾斜した状態となる。ここで、本発明で
は、プランジャ外周面における上死点及び下死点でのシ
リンダ内周面との接触部位にクラウニングを設けたの
で、プランジャが往復動する際にはクラウニングの凸曲
面部がシリンダ内周面上を摺動する。この場合、クラウ
ニングが設けられていない従来の円柱状のプランジャで
あれば、傾斜状態でのプランジャの上死点及び下死点で
のシリンダ内周面との接触面積が少ないために接触面で
の面圧が高くなるが、本発明によれば凸曲面部がシリン
ダ内周面と接触するためにプランジャが傾斜していても
接触面での面圧が低下される。従って、プランジャ及び
シリンダの局所的な摩耗は殆ど生じない。

【００１４】請求項２記載の本発明の作用は、以下の通
りである。なお、プランジャポンプの基本的な作動は、
前述した請求項１記載の本発明の場合と同様であるので
省略する。

【００１５】本発明によれば、シリンダ内周面の断面形
状を偏心カムの回転方向を長軸方向とする略楕円形状と
したので、シリンダ内周面の断面形状を略円形とした場
合に比し、プランジャの摺動時におけるシリンダ内周面
に対するプランジャ外周面の接触面積が増加される。こ
のため、プランジャが傾斜していても、接触面での面圧
が低下される。従って、プランジャ及びシリンダの局所
的な摩耗は殆ど生じない。

【００１６】

【実施例】以下、図１及び図２を用いて、請求項１記載
の本発明の一実施例について説明する。

【００１７】図１には、プランジャポンプ１０の要部拡
大断面が示されている。このプランジャポンプ１０は、
自動車のＡＢＳの構成要素である制御油圧供給部の一要
素を成すものである。なお、制御油圧供給部は、プラン
ジャポンプ１０の他に、後述するリザーバ３０、アキュ
ムレータ３４、圧力スイッチ（図示省略）等によって構
成されている。

【００１８】プランジャポンプ１０は、アルミ合金製の
ポンプハウジング１２を備えている。ポンプハウジング
１２の軸芯部には貫通孔１４が形成されており、この貫
通孔１４内にはモータの出力軸（アーマチャシャフト）
１６が配置されている。この出力軸１６の先端部には、
偏心カム１８が圧入されている。なお、出力軸１６の中
心はＯ₁ であり、偏心カム１８の中心はＯ₂ である。ま
た、この偏心カム１８は、インナレース、アウタレー
ス、及び両者の間に介在される複数のボールから成るベ
アリングによって構成されており、インナレースの軸芯
部に偏心した出力軸１６を圧入させることにより、偏心
カム１８を構成している。

【００１９】また、ポンプハウジング１２の内部には、
偏心カム１８の周面に対向する位置に複数のシリンダ２
０が放射状に形成されている。このシリンダ２０はポン
プハウジング１２の前記位置に円柱状孔を形成し、これ
を直接シリンダとして利用している。これらのシリンダ
２０内には、プランジャ２２がそれぞれ挿入配置されて
いる。なお、シリンダ２０の内周面とプランジャ２２の
外周面との間には僅かなクリアランスが設定されてお
り、図１ではこのクリアランスに起因してプランジャ２
２が偏心カム１８の回転に連れられて若干傾斜した状態
で示されている。従って、シリンダ２０の軸線Ｐとプラ
ンジャ２２の軸線Ｑとは一致しておらず、角度θだけず
れている。

【００２０】上述したプランジャ２２は、偏心カム１８
の外周面に当接配置される前端部２２Ａと、この前端部
２２Ａに所定距離だけ隔てて対向配置される後端部２２
Ｂと、両者を接続する小径の接続部２２Ｃと、によって
構成されている。なお、接続部２２Ｃの外周部には、断
面凸状のＤリング２４及びプランジャポンプ１０の圧変
動に伴うＤリング２４のプランジャ軸方向へのはみ出し
を防止するバックアップリング２６が装着されている。
また、プランジャ２２の後端部２２Ｂの後方側には、所
定容積の油室２８が形成されている。この油室２８は、
図示しない制御油圧回路用ブレーキフルードを貯留する
リザーバ３０とチェックバルブ３２を介して接続されて
いると共に、制御油圧回路用ブレーキフルードを蓄圧し
て制御油圧回路へ供給するアキュムレータ３４とチェッ
クバルブ３６を介して接続されている。さらに、この油
室２８内には、圧縮コイルスプリングであるリターンス
プリング３８（広義には付勢手段）が配設されている。
リターンスプリング３８の一端部は油室２８の底部に当
接係止されており、又他端部はプランジャ２２の後端部
２２Ｂの後端面に形成された小径のスプリング支持部４
０の周囲に係止されている。従って、リターンスプリン
グ３８は、プランジャ２２を常時偏心カム１８の外周面
側へ押圧付勢している。

【００２１】ここで、上述したプランジャ２２の形状に
ついて詳細に説明する。図２（Ａ）には図１に示される
プランジャ２２のＡ線矢視拡大図が示されており、又図
２（Ｂ）には同Ｂ線矢視拡大図が示されている。これら
の図に示されるように、プランジャ２２の前端部２２Ａ
の所定部位及び後端部２２Ｂの所定部位には、クラウニ
ング４２がそれぞれ形成されている。各クラウニング４
２は、所定の曲率半径Ｒの曲面形状によるもので、又そ
の形成部位は往復動するプランジャ２２の上死点及び下
死点でのシリンダ２０の内周面との接触部位とされてい
る。従って、プランジャ２２の前端部２２Ａの端部周縁
及び後端部２２Ｂの端部周縁は、いずれもシリンダ２０
の内周面に対して非接触とされている。

【００２２】次に、本実施例の作用を説明する。初期状
態では、リターンスプリング３８の付勢力によって、プ
ランジャ２２はその前端部２２Ａの前端面が偏心カム１
８の外周面に当接状態で配置されている。この状態か
ら、プランジャポンプ１０が駆動されると、出力軸１６
はＯ₁ を中心として駆動回転するため、Ｏ₁ から偏心し
たＯ₂ に中心を有する偏心カム１８は偏心量に応じて偏
心回転する。このため、プランジャ２２の前端部２２Ａ
が偏心カム１８の外周面に押圧されてシリンダ２０内を
往復動する。例えば、偏心カム１８が矢印Ｘ方向を回転
方向として偏心回転した場合において、プランジャ２２
がリターンスプリング３８の付勢力によって矢印Ｃ方向
へ往動した場合、プランジャ２２の後端部２２Ｂによっ
て油室２８が拡張されるため、チェックバルブ３２が開
放されてリザーバ３０からブレーキフルードが油室２８
内へ汲み上げられる。なお、このとき、アキュムレータ
３４側のチェックバルブ３６は閉止状態とされる。一
方、プランジャ２２がリターンスプリング３８の付勢力
に抗して矢印Ｄ方向へ復動した場合、プランジャ２２の
後端部２２Ｂによって油室２８が縮小されるため、チェ
ックバルブ３６が開放されて油室２８内に汲み上げられ
たブレーキフルードがアキュムレータ３４へ送給され
る。なお、このとき、リザーバ３０側のチェックバルブ
３２は閉止状態とされる。

【００２３】ここで、上記過程において、シリンダ２０
の内周面とプランジャ２２の外周面との間のクリアラン
スの存在に起因して、偏心カム１８の回転に連れられて
プランジャ２２がシリンダ２０の軸線Ｐに対して傾斜角
度θだけ傾く（なお、この状態でのプランジャ２２の軸
線はＱである）。この場合、クラウニング４２が設けら
れていない単なる円柱形のプランジャを用いたならば、
プランジャの上死点及び下死点での外周面とシリンダ２
０の内周面とが線接触するため、接触面積が極めて少な
くなる。このため、当該接触面での面圧分布は、図２
（Ａ）、（Ｂ）に二点鎖線で示される如く急峻になる
（面圧が高くなる）。

【００２４】しかしながら、本実施例では、プランジャ
２２の前端部２２Ａの所定部位及び後端部２２Ｂの所定
部位に曲率半径Ｒのクラウニング４２をそれぞれ形成し
ているため、シリンダ２０の内周面との接触面積が増加
する。なお、補足すると、クラウニング４２を有する本
実施例のプランジャ２２が円柱形状のシリンダ２０の内
周面に接触している状態を考えると、この場合において
も幾何学的には周方向に線接触する筈であるが、実際
（工学的）にはプランジャ２２の前端部２２Ａ及び後端
部２２Ｂの各外周面が弾性変形するため面接触となる。
のみならず、所定曲率半径Ｒの曲面形状によってクラウ
ニング４２が形成されているため、接触範囲は更に拡大
される。このため、前述した場合よりもプランジャ２２
の外周面とシリンダ２０の内周面との接触面積が増加
し、当該接触面での面圧分布は図２（Ａ）、（Ｂ）に実
線で示される如く緩やかになる（面圧は低くなる）。ま
た、所定曲率半径Ｒの曲面によって構成されたクラウニ
ング４２を設けることにより、面圧分布の発生位置がシ
リンダ２０の内方にオフセットされる。即ち、従来の面
圧分布（二点鎖線）ではシリンダ２０の内周面の前端周
縁部（エッジ部）及び後端周縁部（エッジ部）を起点と
して位置されるが、本実施例ではクラウニング４２の曲
率中心の位置の採り方及び曲率半径Ｒの長さに起因して
面圧分布（実線）がシリンダ２０の内周面の前端周縁部
及び後端周縁部を外れた位置に形成される。さらに、ク
ラウニング４２を設けたことにより、プランジャ２２の
前端部２２Ａ及び後端部２２Ｂの各端部周縁（エッジ
部）によってシリンダ２０の内周面に塗布されている潤
滑液膜が切れることもない。

【００２５】以上のことから、本実施例によれば、プラ
ンジャ２２が偏心カム１８の回転によってシリンダ２０
内で傾斜しても、局所的な高面圧部は生じない。従っ
て、シリンダ２０及びプランジャ２２に局所的な摩耗が
生じるのを極力抑えることができる。この結果、プラン
ジャポンプ１０の耐久性を向上させることができる。特
に、本実施例の如く、低コスト化のためにアルミ合金製
のポンプハウジング１２に直接シリンダ２０を形成する
構造を採った場合には、有益である。

【００２６】さらに、上述した効果が得られることによ
って、従来摩耗防止のためにシリンダ２０の内周面に施
していたアルマイト等の表面硬化処理が不要となる。こ
の表面硬化処理は塗布面の面粗度を良好にしようとした
場合には時間がかかるが、この処理が不要となることか
ら生産性を向上させることができる。

【００２７】次に、図３を用いて、請求項２記載の本発
明の一実施例について説明する。図３（Ａ）には、従来
のシリンダ５０及びプランジャ５２がこれらの軸方向に
見て描かれている。従って、このプランジャ５２は、前
述したクラウニング４２を有することなく、半径ｒ₁ の
円柱形状とされている。一方、プランジャ５２を収容し
ているシリンダ５０は、プランジャ５２よりも若干大径
とされた半径ｒ₂の円柱形状とされている。従って、プ
ランジャ５２の外周面とシリンダ５０の内周面との間に
は、クリアランスＣが設定されている。なお、クリアラ
ンスをＣに設定した場合、シリンダ５０の内周面にプラ
ンジャ５２の外周面が当接したときのプランジャ５２の
シリンダ５０に対する偏心量はＣ／２で表される。

【００２８】以上の説明及び図３（Ａ）から判るよう
に、上記の従来構造による場合、プランジャ５２の外周
面とシリンダ５０の内周面との接触面積は小さい。この
ため、面圧分布も実線図示の如く急峻となり、高面圧部
が生じていることになる。

【００２９】一方、図３（Ｂ）に示される本実施例で
は、プランジャ５２自体は前述した場合と同様構成（半
径ｒ₁ ）のものを用いているが、シリンダ５４について
は異なる形状のものを用いている。すなわち、この実施
例では、シリンダ５４の軸直角断面形状が、偏心カム１
８の回転方向（Ｘ方向）を長軸方向とする楕円形とされ
ている。より具体的には、シリンダ５４の長軸方向の両
端部内周面の径寸法はいずれもｒ₁ とされており、プラ
ンジャ５２の径寸法と一致されている。また、シリンダ
５４の長軸方向の両端部間を接続する中間部については
径寸法ｒ₃ （＞ｒ ₁ ）に設定されている。

【００３０】上記構成によれば、プランジャ５２が傾斜
してシリンダ５４の長軸方向のいずれかの端部に当接し
た場合、プランジャ５２の外周面の１／２がシリンダ５
４の内周面に当接することになる。従って、前述した場
合よりもプランジャ５２の外周面とシリンダ５４の内周
面との接触面積が増加するので、面圧分布も実線図示の
如く緩やかになり、面圧も低下する。このため、前述し
た実施例と同様に局所的な摩耗は殆ど生じない。

【００３１】なお、上述した実施例では、本発明が適用
されたプランジャポンプ１０を自動車のＡＢＳの制御油
圧供給部に用いたが、適用対象はこれに限らず、種々の
装置に本発明が適用されたプランジャポンプ１０を用い
ることができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の本発
明に係るプランジャポンプは、プランジャ外周面におけ
る上死点及び下死点でのシリンダ内周面との接触部位
に、クラウニングを設けたので、プランジャ及びシリン
ダに局所的な摩耗が生じるのを極力抑えることができる
という優れた効果を有する。

【００３３】また、請求項２記載の本発明に係るプラン
ジャポンプは、シリンダ内周面の断面形状を、偏心カム
の回転方向を長軸方向とする略楕円形状としたので、プ
ランジャ及びシリンダに局所的な摩耗が生じるのを極力
抑えることができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係るプランジャポンプの要部を示す
断面図である。

【図２】（Ａ）は図１のＡ線矢視部の拡大図であり、
（Ｂ）は図１のＢ線矢視部の拡大図である。

【図３】（Ａ）は対比説明用に示した従来のプランジャ
及びシリンダの正面図であり、（Ｂ）は変形例を示すプ
ランジャ及びシリンダの正面図である。

【図４】従来のプランジャポンプの構造を示す水平断面
図である。

【図５】図４に示される従来構造が解決しようとする課
題を説明するための説明図である。

【図６】図４の６−６線断面図である。

【符号の説明】

１０ プランジャポンプ １６ 出力軸（回転軸） １８ 偏心カム ２０ シリンダ ２２ プランジャ ４２ クラウニング ５４ シリンダ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０４Ｂ 53/16

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定位置に配置された回転軸に一体的に
   設けられ、回転軸が回転することにより偏心運動する偏
   心カムと、 この偏心カムの周面に当接状態で配置され、偏心カムの
   偏心運動に伴ってシリンダ内を往復動することにより液
   体を吸入側から吐出側へ送給するプランジャと、 を含んで構成されるプランジャポンプであって、 プランジャ外周面における上死点及び下死点でのシリン
   ダ内周面との接触部位に、クラウニングを設けた、 ことを特徴とするプランジャポンプ。
2. 【請求項２】 所定位置に配置された回転軸に一体的に
   設けられ、回転軸が回転することにより偏心運動する偏
   心カムと、 この偏心カムの周面に当接状態で配置され、偏心カムの
   偏心運動に伴ってシリンダ内を往復動することにより液
   体を吸入側から吐出側へ送給するプランジャと、 を含んで構成されるプランジャポンプであって、 シリンダ内周面の断面形状を、偏心カムの回転方向を長
   軸方向とする略楕円形状とした、 ことを特徴とするプランジャポンプ。