JP4052077B2 - 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、ピストンの往復動に伴って流体を吸入し吐出する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は、ピストンの往復動によりポンプ室の容積が変化することにより、吸入行程では入力弁が開弁して吸入通路からポンプ室へ流体が吸入され、吐出行程では出力弁が開弁してポンプ室から吐出通路へ流体が吐出されるようになっている。また、部品点数が少なく且つ安価なカップ状封止部によって上記入力弁および出力弁を形成したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３４５９５４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載のポンプは、入力弁および出力弁がピストンまたはハウジングと摺動する構成であるため、入力弁および出力弁が摩耗してしまい、所定のシール性能が得られなくなるという問題があった。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、ポンプの弁の摩耗を防止して所定のシール性能が継続して得られるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ハウジング（１、１Ａ）と、ハウジング（１、１Ａ）に形成されたピストン穴（１２）内を往復動するピストン（３、３Ａ）と、ハウジング（１、１Ａ）に形成されたプラグ穴（１１）内に挿入固定されてピストン穴（１２）の一端を閉塞するプラグ（２、２Ａ）と、プラグ（２、２Ａ）とピストン（３、３Ａ）との間に形成されると共に、ピストン（３、３Ａ）の往復動に伴って容積が変化するポンプ室（４、４Ａ）と、ポンプ室（４、４Ａ）からハウジング（１、１Ａ）に形成された吐出通路（１５）への流体の流れを許容する出力弁（６）とを備えるピストンポンプにおいて、吐出通路（１５）はプラグ穴（１１）に開口され、吐出通路（１５）とポンプ室（４、４Ａ）は、プラグ穴（１１）の内周面とプラグ（２、２Ａ）の外周面との間に形成された連通路（２３、２６）を介して連通され、出力弁（６）は、弾性体によって環状に形成されて連通路（２３、２６）中に配置され、ポンプ室（４、４Ａ）の圧力が吐出通路（１５）の圧力よりも高くなったときに弾性変形して連通路（２３、２６）を開くように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
これによると、出力弁はハウジングおよびプラグのいずれとも摺動しないため、出力弁の摩耗を防止して所定のシール性能を継続して得ることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明のように、出力弁（６）は、プラグ穴（１１）の内周面に接する環状の外周スリーブ（６１）と、プラグ（２）の外周面に接する環状の内周スリーブ（６２）とを有し、ポンプ室（４、４Ａ）の圧力が吐出通路（１５）の圧力よりも高くなったときに、出力弁（６）の両スリーブ（６１、６２）のうち少なくとも一方が弾性変形して連通路（２３）を開く構成とすることができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、出力弁（６）は、プラグ穴（１１）の外周面に形成された環状の収納溝（２２）に装着されていることを特徴とする。
【００１０】
これによると、内周面に形成された溝に出力弁を装着するものよりも、出力弁の装着が容易である。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、ハウジング（１Ａ）と、ハウジング（１Ａ）に形成されたピストン穴（１２）内を往復動するピストン（３Ａ）と、ハウジング（１Ａ）に形成されたプラグ穴（１１）内に挿入固定されてピストン穴（１２）の一端を閉塞するプラグ（２Ａ）と、プラグ（２Ａ）とピストン（３Ａ）との間に形成されると共に、ピストンの往復動に伴って容積が変化するポンプ室（４）と、プラグ穴（１１）の内周面とプラグ（２Ａ）の外周面との間に形成された連通路（２６）と、プラグ（２Ａ）に形成されると共に、ポンプ室（４）と連通路（２６）とを連通する連通穴（２７）と、ハウジング（１Ａ）に形成されると共に、連通路（２６）に連通する吸入通路（１４）と、ハウジング（１Ａ）に形成されると共に、連通路（２６）に連通する吐出通路（１５）と、吸入通路（１４）からポンプ室（４）への流体の流れを許容する入力弁（９Ａ）と、ポンプ室（４）から吐出通路（１５）への流体の流れを許容する出力弁（６）とを備えるピストンポンプであって、入力弁（９Ａ）は、弾性体によって環状に形成されて連通路（２６）中に配置され、吸入通路（１４）の圧力がポンプ室（４）の圧力よりも高くなったときに弾性変形して連通路（２６）を開く構成であり、出力弁（６）は、弾性体によって環状に形成されて連通路（２６）中に配置され、ポンプ室（４）の圧力が吐出通路（１５）の圧力よりも高くなったときに弾性変形して連通路（２６）を開くように構成されていることを特徴とする。
【００１２】
これによると、入力弁および出力弁はハウジングおよびプラグのいずれとも摺動しないため、入力弁および出力弁の摩耗を防止して所定のシール性能を継続して得ることができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明のように、入力弁（９Ａ）は、プラグ穴（１１）の内周面に接する環状の外周スリーブ（９４）と、プラグ（２Ａ）の外周面に接する環状の内周スリーブ（９５）とを有し、吸入通路（１４）の圧力がポンプ室（４）の圧力よりも高くなったときに、入力弁（９Ａ）の両スリーブ（９４、９５）のうち少なくとも一方が弾性変形して連通路（２６）を開く構成とすることができる。
【００１４】
請求項６に記載の発明のように、出力弁（６）は、プラグ穴（１１）の内周面に接する環状の外周スリーブ（６１）と、プラグ（２）の外周面に接する環状の内周スリーブ（６２）とを有し、ポンプ室（４）の圧力が吐出通路（１５）の圧力よりも高くなったときに、出力弁（６）の両スリーブ（６１、６２）のうち少なくとも一方が弾性変形して連通路（２６）を開く構成とすることができる。
【００１５】
請求項７に記載の発明では、入力弁（９Ａ）および出力弁（６）は、寸法、形状および材質が同じであることを特徴とする。
【００１６】
これによると、入力弁および出力弁の共通化により、低コスト化を図ることができる。
【００１７】
請求項８に記載の発明では、入力弁（９Ａ）および出力弁（６）は、プラグ穴（１１）の外周面に形成された環状の収納溝（２２、２８）に装着されていることを特徴とする。
【００１８】
これによると、内周面に形成された溝に入力弁および出力弁を装着するものよりも、入力弁および出力弁の装着が容易である。
【００１９】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下本発明を図に示す実施形態に基づいて説明する。図１は本発明になるポンプの第１実施形態を示す断面図、図２は図１の出力弁６の拡大断面図である。このポンプは、ＡＢＳ制御を行う車両用ブレーキ装置における、ブレーキ液を高圧化するためのポンプとして用いられる。
【００２１】
図１において、例えばアルミニウムよりなる金属製のハウジング１には、円柱穴形状のプラグ穴１１が形成されており、このプラグ穴１１にプラグ２（詳細後述）が挿入固定されている。プラグ穴１１の底部側にはプラグ穴１１よりも小径の円柱穴形状のピストン穴１２が形成されており、このピストン穴１２にピストン３（詳細後述）が往復動自在に挿入されている。そして、ハウジング１のピストン穴１２とプラグ２とピストン３とによって、ポンプ室４が区画形成されている。
【００２２】
ピストン穴１２の反プラグ穴側にはクランク室１３が形成されており、このクランク室１３には、図示しない駆動手段（例えば、電動モータ）の回転軸に結合されたベアリング５が配置されている。このベアリング５は、駆動手段の回転軸の回転中心に対して偏心して配置されると共に、ピストン３の端部に当接しており、駆動手段の回転に伴ってピストン３を往復動させるようになっている。
【００２３】
ハウジング１には、ピストン穴１２に開口する吸入通路１４と、プラグ穴１１に開口する吐出通路１５とが形成されている。そして、吸入通路１４等を介してポンプ室４にブレーキ液が吸入され、高圧化されたブレーキ液がポンプ室４から吐出通路１５へ吐出されるようになっている。
【００２４】
プラグ２は、炭素鋼等の金属よりなり、外周面は段付きになっていて、全体としては円柱状に形成されている。そして、プラグ２の大径側外周面には窪み２１が形成されており、プラグ２をハウジング１のプラグ穴１１に挿入後、ハウジング１をかしめてハウジング１の一部を窪み２１に入り込ませ、これによりプラグ２をハウジング１に気密的に固定するようになっている。
【００２５】
また、プラグ２の小径側外周面には、出力弁６（詳細後述）が装着される環状の収納溝２２が形成されている。この小径側外周面とプラグ穴１１の内周面との間に円筒状の連通路２３が形成され、この連通路２３とポンプ室４とを連通させる連通溝２４が、プラグ２の底部側端面に形成されている。そして、連通路２３と連通溝２４により、ポンプ室４と吐出通路１５とを連通させている。
【００２６】
出力弁６は、弾性変形が容易で、耐熱性および耐ブレーキ液性に優れた弾性体、例えばエチレン・プロピレン・ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）等のゴムにて形成されている。また、出力弁６は、図２に示すように、プラグ穴１１の内周面に接する環状の外周スリーブ６１と、プラグ２の外周面、より詳細には収納溝２２の表面に接する環状の内周スリーブ６２とを有し、外周スリーブ６１と内周スリーブ６２は、ブレーキ液流れの上流側（本例では、ポンプ室４側）にて連結部６３により結合されており、出力弁６の断面形状はＵ字型あるいはＶ字型になっている。
【００２７】
外周スリーブ６１における最大外径部の自由状態での寸法は、プラグ穴１１の内径よりも大きく設定されており、また、内周スリーブ６２における内径部の自由状態での寸法は、プラグ２の収納溝２２の外径よりも小さく設定されている。従って、ポンプ室４と吐出通路１５の圧力差がない状態では、外周スリーブ６１はプラグ穴１１に当接し、内周スリーブ６２は収納溝２２においてプラグ２の外周面に当接している。そして、ポンプ室４の圧力が吐出通路１５の圧力よりも高い場合は、外周スリーブ６１が圧力差によって弾性変形してプラグ穴１１の内周面から離れるようになっている。
【００２８】
ピストン３は、図１に示すように、クロム鋼等の金属にて段付き円柱状に形成されており、ポンプ室４に配置されたスプリング７によりベアリング５側に向かって付勢されている。また、ピストン３の外周面には、ゴム製のシール用リング８が装着される収納溝３１が形成されている。そして、このシール用リング８の外周面がピストン穴１２の内周面に当接すると共に、シール用リング８の内周面が収納溝３１の表面に当接することにより、クランク室１３側へのブレーキ液の洩れを防止するようになっている。
【００２９】
ピストン３はその軸方向に延びる縦穴３２を有し、この縦穴３２の一端は、ピストン３に形成された横穴３３を介して吸入通路１４に連通し、縦穴３２の他端はポンプ室４に開口している。
【００３０】
縦穴３２のポンプ室４側開口部には、吸入通路１４から横穴３３および縦穴３２を介してポンプ室４に向かうブレーキ液の流れのみを許容する入力弁９が配置されている。この入力弁９は、縦穴３２の開口部に接離するボール９１と、このボール９１を縦穴３２の開口部側に向かって付勢するスプリング９２と、このスプリング９２を保持するカバー９３とからなる。
【００３１】
次に、上記構成になるポンプの作動について説明する。
【００３２】
駆動手段によりベアリング５が回転されると、ピストン３がピストン穴１２内を往復動する。そして、ピストン３がスプリング７によりベアリング５側に向かって押し戻される吸入行程では、ポンプ室４の圧力が吸入通路１４の圧力よりも低くなるため、入力弁９のボール９１が縦穴３２の開口部から離れて入力弁９が開弁し、吸入通路１４から横穴３３および縦穴３２を介してポンプ室４にブレーキ液が吸入される。
【００３３】
また、この吸入行程では、ポンプ室４の圧力が吐出通路１５の圧力よりも低いため、出力弁６の外周スリーブ６１がプラグ穴１１の内周面に押し付けられて出力弁６は閉弁状態になっており、従って、吐出通路１５からポンプ室４へのブレーキ液の逆流は阻止される。
【００３４】
一方、ピストン３がベアリング５によりプラグ２側に向かって押し出される吐出行程では、ポンプ室４の圧力が吐出通路１５の圧力よりも高くなるため、出力弁６の外周スリーブ６１がプラグ穴１１の内周面から離れて出力弁６が開弁する。これにより、ポンプ室４内の高圧化されたブレーキ液は、プラグ２の連通溝２４および連通路２３を介して吐出通路１５に吐出される。また、この吐出行程では、ポンプ室４の圧力が吸入通路１４の圧力よりも高いため、入力弁９のボール９１が縦穴３２の開口部に当接して入力弁９は閉弁状態になっている。
【００３５】
本実施形態では、相対移動のないハウジング１とプラグ２との間に出力弁６を配置しているため、出力弁６はハウジング１およびプラグ２のいずれとも摺動せず、従って出力弁６の摩耗を防止して所定のシール性能を継続して得ることができる。
【００３６】
また、出力弁６が装着される収納溝２２はプラグ２の外周面に形成されているため、内周面に形成された溝に出力弁６を装着するものよりも、出力弁６の装着が容易である。
【００３７】
（第２実施形態）
図３は本発明になるポンプの第２実施形態を示す断面図で、第１実施形態と同一若しくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３８】
図３において、プラグ２Ａは、ピストン３Ａが挿入されるピストン穴２５が形成され、有底円筒状になっている。ピストン３Ａは、縦穴３２（図１参照）および横穴３３（図１参照）が廃止されている。ピストン３Ａは、ハウジング１Ａのピストン穴１２およびプラグ２Ａのピストン穴２５に往復動自在に挿入されており、プラグ２Ａのピストン穴２５とピストン３Ａとによって、ポンプ室４Ａが区画形成されている。
【００３９】
プラグ２Ａの小径側外周面とハウジング１Ａのプラグ穴１１の内周面との間には、円筒状の連通路２６が形成されている。この連通路２６には吸入通路１４および吐出通路１５が開口すると共に、連通路２６はプラグ２Ａの軸方向中間部に形成された連通穴２７を介してポンプ室４Ａに連通している。プラグ２Ａの小径側外周面には、出力弁６の収納溝２２と共に、入力弁９Ａが装着される収納溝２８が形成されている。
【００４０】
この入力弁９Ａの寸法、形状および材質は、出力弁６と同じである。すなわち、入力弁９Ａは、弾性変形が容易で、耐熱性および耐ブレーキ液性に優れた弾性体、例えばエチレン・プロピレン・ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）等のゴムにて形成されている。また、入力弁９Ａは、プラグ穴１１の内周面に接する環状の外周スリーブ９４と、プラグ２Ａの外周面、より詳細には収納溝２８の表面に接する環状の内周スリーブ９５とを有し、外周スリーブ９４と内周スリーブ９５は、ブレーキ液流れの上流側（本例では、吸入通路１４側）にて連結部９６により結合されており、入力弁９Ａの断面形状はＵ字型あるいはＶ字型になっている。
【００４１】
そして、ポンプ室４Ａの圧力が吸入通路１４の圧力よりも低い場合は、外周スリーブ９４がプラグ穴１１の内周面から離れて入力弁９Ａが開弁し、一方、ポンプ室４Ａの圧力が吸入通路１４の圧力よりも高い場合は、外周スリーブ９４がプラグ穴１１の内周面に押し付けられて出力弁６が閉弁するようになっている。
【００４２】
上記構成において、ピストン３Ａがスプリング７によりベアリング５側に向かって押し戻される吸入行程では、ポンプ室４Ａの圧力が吸入通路１４の圧力よりも低くなるため、入力弁９Ａの外周スリーブ９４がプラグ穴１１の内周面から離れて入力弁９Ａが開弁状態になり、吸入通路１４から連通路２６および連通穴２７を介してポンプ室４Ａにブレーキ液が吸入される。
【００４３】
一方、ピストン３Ａがベアリング５によりプラグ２Ａ側に向かって押し出される吐出行程では、ポンプ室４Ａの圧力が吐出通路１５の圧力よりも高くなるため出力弁６が開弁し、ポンプ室４Ａ内の高圧化されたブレーキ液は、連通穴２７および連通路２６を介して吐出通路１５に吐出される。また、この吐出行程では、ポンプ室４Ａの圧力が吸入通路１４の圧力よりも高いため、入力弁９Ａの外周スリーブ９４がプラグ穴１１の内周面に押し付けられて入力弁９Ａは閉弁状態になっている。
【００４４】
本実施形態では、相対移動のないハウジング１Ａとプラグ２Ａとの間に出力弁６および入力弁９Ａを配置しているため、出力弁６および入力弁９Ａはハウジング１Ａおよびプラグ２Ａのいずれとも摺動せず、従って出力弁６および入力弁９Ａの摩耗を防止して所定のシール性能を継続して得ることができる。
【００４５】
また、出力弁６および入力弁９Ａは、寸法、形状および材質を同じにして共通化しているため、低コスト化を図ることができる。
【００４６】
また、出力弁６および入力弁９Ａが装着される収納溝２２、２８はプラグ２の外周面に形成されているため、内周面に形成された溝に出力弁６および入力弁９Ａを装着するものよりも、出力弁６および入力弁９Ａの装着が容易である。
【００４７】
（他の実施形態）
上記実施形態では、車両用ブレーキ装置のポンプとして用いる例を示したが、本発明になるポンプは他の用途にも用いることができる。
【００４８】
また、上記実施形態では、出力弁６および入力弁９Ａはゴム製としたが、弾性変形が容易な弾性体であればよく、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の樹脂にて形成してもよい。
【００４９】
また、上記第２実施形態では、ピストン３Ａを、ハウジング１Ａのピストン穴１２およびプラグ２Ａのピストン穴２５に対して共に摺動させるようにしたが、ピストン３Ａを、ハウジング１Ａのピストン穴１２、又は、プラグ２Ａのピストン穴２５に対してのみ摺動させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になるポンプの第１実施形態を示す断面図である。
【図２】図１の出力弁６の拡大断面図である。
【図３】本発明になるポンプの第２実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１、１Ａ…ハウジング、２、２Ａ…プラグ、３、３Ａ…ピストン、
４、４Ａ…ポンプ室、６…出力弁、１１…プラグ穴、１２…ピストン穴、
１５…吐出通路、２３、２６…連通路。

Claims (8)

1. ハウジング（１、１Ａ）と、前記ハウジング（１、１Ａ）に形成されたピストン穴（１２）内を往復動するピストン（３、３Ａ）と、前記ハウジング（１、１Ａ）に形成されたプラグ穴（１１）内に挿入固定されて前記ピストン穴（１２）の一端を閉塞するプラグ（２、２Ａ）と、前記プラグ（２、２Ａ）と前記ピストン（３、３Ａ）との間に形成されると共に、前記ピストン（３、３Ａ）の往復動に伴って容積が変化するポンプ室（４、４Ａ）と、前記ポンプ室（４、４Ａ）から前記ハウジング（１、１Ａ）に形成された吐出通路（１５）への流体の流れを許容する出力弁（６）とを備えるピストンポンプにおいて、
   前記吐出通路（１５）は前記プラグ穴（１１）に開口され、
   前記吐出通路（１５）と前記ポンプ室（４、４Ａ）は、前記プラグ穴（１１）の内周面と前記プラグ（２、２Ａ）の外周面との間に形成された連通路（２３、２６）を介して連通され、
   前記出力弁（６）は、弾性体によって環状に形成されて前記連通路（２３、２６）中に配置され、前記ポンプ室（４、４Ａ）の圧力が前記吐出通路（１５）の圧力よりも高くなったときに弾性変形して前記連通路（２３、２６）を開くように構成されていることを特徴とするピストンポンプ。
2. 前記出力弁（６）は、前記プラグ穴（１１）の内周面に接する環状の外周スリーブ（６１）と、前記プラグ（２）の外周面に接する環状の内周スリーブ（６２）とを有し、前記ポンプ室（４、４Ａ）の圧力が前記吐出通路（１５）の圧力よりも高くなったときに、前記前記出力弁（６）の両スリーブ（６１、６２）のうち少なくとも一方が弾性変形して前記連通路（２３、２６）を開く構成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。
3. 前記出力弁（６）は、前記プラグ穴（１１）の外周面に形成された環状の収納溝（２２）に装着されていることを特徴とする請求項１または２に記載のピストンポンプ。
4. ハウジング（１Ａ）と、
   前記ハウジング（１Ａ）に形成されたピストン穴（１２）内を往復動するピストン（３Ａ）と、
   前記ハウジング（１Ａ）に形成されたプラグ穴（１１）内に挿入固定されて前記ピストン穴（１２）の一端を閉塞するプラグ（２Ａ）と、
   前記プラグ（２Ａ）と前記ピストン（３Ａ）との間に形成されると共に、前記ピストン（３Ａ）の往復動に伴って容積が変化するポンプ室（４Ａ）と、
   前記プラグ穴（１１）の内周面と前記プラグ（２Ａ）の外周面との間に形成された連通路（２６）と、
   前記プラグ（２Ａ）に形成されると共に、前記ポンプ室（４）と前記連通路（２６）とを連通する連通穴（２７）と、
   前記ハウジング（１Ａ）に形成されると共に、前記連通路（２６）に連通する吸入通路（１４）と、
   前記ハウジング（１Ａ）に形成されると共に、前記連通路（２６）に連通する吐出通路（１５）と、
   前記吸入通路（１４）から前記ポンプ室（４）への流体の流れを許容する入力弁（９Ａ）と、
   前記ポンプ室（４）から前記吐出通路（１５）への流体の流れを許容する出力弁（６）とを備えるピストンポンプであって、
   前記入力弁（９Ａ）は、弾性体によって環状に形成されて前記連通路（２６）中に配置され、前記吸入通路（１４）の圧力が前記ポンプ室（４Ａ）の圧力よりも高くなったときに弾性変形して前記連通路（２６）を開く構成であり、
   前記出力弁（６）は、弾性体によって環状に形成されて前記連通路（２６）中に配置され、前記ポンプ室（４Ａ）の圧力が前記吐出通路（１５）の圧力よりも高くなったときに弾性変形して前記連通路（２６）を開くように構成されていることを特徴とするピストンポンプ。
5. 前記入力弁（９Ａ）は、前記プラグ穴（１１）の内周面に接する環状の外周スリーブ（９４）と、前記プラグ（２Ａ）の外周面に接する環状の内周スリーブ（９５）とを有し、前記吸入通路（１４）の圧力が前記ポンプ室（４）の圧力よりも高くなったときに、前記入力弁（９Ａ）の両スリーブ（９４、９５）のうち少なくとも一方が弾性変形して前記連通路（２６）を開く構成であることを特徴とする請求項４に記載のピストンポンプ。
6. 前記出力弁（６）は、前記プラグ穴（１１）の内周面に接する環状の外周スリーブ（６１）と、前記プラグ（２）の外周面に接する環状の内周スリーブ（６２）とを有し、前記ポンプ室（４Ａ）の圧力が前記吐出通路（１５）の圧力よりも高くなったときに、前記出力弁（６）の両スリーブ（６１、６２）のうち少なくとも一方が弾性変形して前記連通路（２６）を開く構成であることを特徴とする請求項４または５に記載のピストンポンプ。
7. 前記入力弁（９Ａ）および前記出力弁（６）は、寸法、形状および材質が同じであることを特徴とする請求項４ないし６のいずれか１つに記載のピストンポンプ。
8. 前記入力弁（９Ａ）および前記出力弁（６）は、前記プラグ穴（１１）の外周面に形成された環状の収納溝（２２、２８）に装着されていることを特徴とする請求項４ないし７のいずれか１つに記載のピストンポンプ。

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