説明

ピストンポンプ

本発明は、スリップ制御付き車両ブレーキシステムのピストンポンプに設けたシールリング(11)の支持リング(12)に縦方向溝(14)を形成し、これにより、引きずり漏出によるシールリング(11)と支持リング(12)との間の圧力形成を防止する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、請求項1の上位概念部に記載の特徴を有する、スリップ制御装置を備える液圧式車両ブレーキシステムのためのピストンポンプに関する。車両ブレーキシステムのためのスリップ制御装置は既知であり、一般にアンチロック・ブレーキ・システム、トラクションコントロール機構および/または走行特性制御装置もしくは横滑り防止装置として実施される。慣用の略称は、ABS、ASR、FDRおよびESPである。ピストンポンプは、スリップ制御を行うための液圧を形成するために使用され、循環ポンプと呼ばれることも多い。ピストンポンプは、液圧式外力エネルギー−車両ブレーキシステムで液圧を形成する役割も果たす。
【背景技術】
【0002】
スリップ制御付き車両ブレーキシステムのためのピストンポンプは既知である。このようなピストンポンプはシリンダとピストンとを備え、ピストンは、シリンダ内で軸線方向に移動(スライド)可能であり、シリンダ内で軸線方向に往復(行程)運動するように駆動可能である。車両ブレーキシステムのスリップ制御装置のためのピストンポンプの1つまたは複数のシリンダは、ピストンポンプの他に、スリップ制御装置のためのさらなる液圧構成要素、例えば、電磁弁、液圧アキュムレータ、逆止弁を含み、これらを相互に液圧連通している、いわゆる「液圧ブロック」内の円筒孔として多様に構成されている。このようなポンプピストンのピストンの行程駆動は、偏心器により多様に行われ、偏心器は電動モータによって回転駆動可能であり、偏心器の周囲にはピストンの端面が接触する。偏心器に向いていない方のピストン端面に配置されたピストン戻しばねは、ピストンを、偏心器に向いている方のピストン端面を偏心器の周囲に接触した状態に保持する。
【0003】
既知のピストンポンプのピストンは、シリンダ内でシールリングによってシールされており、シールリングは、ポンプ室に向いていない方の側で軸線方向に支持リングによって支持される。ポンプ室はシリンダ内の室であり、ポンプ室の容積は、ピストンの往復行程運動時に交互に拡大および縮小され、これにより、ブレーキ液を交互に吸い込み、排出する、すなわち、ブレーキ液を圧送する。ポンプ室は、偏心器に向いていない方のピストン端面に位置する。シールリングは、一般にゴム弾性的な材料からなっており、支持リングは堅固なプラスチックからなっており、加圧時には変形しないか、または、変形したとしてもわずかにしか変形しない。支持リングの機能は、シールリングを軸線方向に、有利にはできるだけ大きい面積で支持し、これにより、加圧時にシールリングのギャップ押出を防止することである。液圧式車両ブレーキ装置をスリップ制御するためのピストンポンプでは、例えば、280barまでの圧力が生じ、シールリングに作用することもある。ギャップ押出とは、ピストンとシリンダとの間のギャップにシールリングが流れ出し、変形すること、すなわち、塑性変形することを意味する。シールリングの加圧は、ポンプ室に向いた側で行われ、シールリングは、反対側、すなわち、ポンプ室に向いていない側で支持リングによって支持される。
【発明の概要】
【0004】
本発明によれば、支持リングは、流体、すなわちブレーキ液のための少なくとも1つの縦方向貫流部を備える。縦方向貫流部によって、シールリングに向いた支持リング端面はシールリングに向いていない端面と連通する。これにより、シールリングと支持リングとの間の圧力形成が防止され、シールリングと支持リングとの間の圧力は、縦方向貫流部を通って減衰される。シールリングと支持リングとの間の圧力は、シリンダ内におけるピストンの往復運動時にシールリングとシリンダとの間に引きずり漏れが生じた場合のいわゆる「引きずり圧力」として調整することができる。シールリングを支持リングから引き離すように変位させる、シールリングと支持リングとの間の圧力形成は、上述のように、支持リングの少なくとも1つの縦方向貫流部によって防止される。
【0005】
通常、シールリングおよび支持リングはピストンに配置されており、したがって、ピストンと共に移動する。シールリングおよび支持リングがシリンダ内に配置されており、シリンダと共に静止しているという逆の場合も考えられる。
【0006】
本発明の利点は、それぞれシールリングおよび支持リングが位置する箇所で、シリンダの内径に相当する外径およびピストンの外径に相当する内径を有する円形リング面で、シールリングを支持リングによって比較的大きい面積で軸線方向に支持する可能性である。支持横断面を除いた少なくとも1つの縦方向貫流部の横断面のみがシールリングに向いた開口部である。
【0007】
従属請求項は、請求項1に記載の本発明の有利な構成および改良形態を対象としている。
【0008】
請求項2にしたがって、支持リングの外周または内周に縦方向溝として縦方向貫流部を形成することは、例えば、縦方向貫流部として同様に可能である、支持リングを通る貫通孔に比べて簡単に作製できるという利点を有する。
【0009】
請求項3では、いわゆる「補償ピストン」に本発明による支持リングを設けている。補償ピストンは、ポンプピストンと同様に偏心器、特に、1つまたは複数のポンプピストンと同じ偏心器によって駆動されるが、このピストンおよびピストンのシリンダは、流体制御部、すなわち、特に流入弁も流出弁も備えていない。補償ピストンは、ピストンポンプのポンプピストンと連通し、圧力脈動を低減する。補償ピストンのシリンダは液圧アキュムレータとみなすことができ、この液圧アキュムレータの容積は1つまたは複数のピストンポンプの行程運動と同期的に変化する。補償ピストンおよび補償ピストンのシリンダは、独立した流入部および流出部を必要とせず、独立した流入部および流出部は除外されないにしても、1つの接続部があれば十分である。
【0010】
請求項4では、シールリングの外面および/または内面に環状隆起部を設け、この隆起部の先端部は、シリンダもしくはピストンにシール状態で接触する。
【0011】
「先端部」とは、隆起部の「最高」部、すなわち、隆起部において半径方向に最も外側もしくは最も内側に位置する環状部分を意味し、有利には、請求項5に記載の環状隆起部は、そのほかの点では長方形のリング横断面を有するシールリングに形成されている。リング横断面の長方形の基本形状により、シールリングの高い耐圧性が得られ、シールリングは比較的中実である。シールリングのシール領域を隆起部として形成することにより、同様に比較的中実な構成、ひいては高い耐圧性が可能となる。特にシールリングのシール領域の耐圧性においては、シールリングが破壊されることを防止することだけではなく、一方側の加圧時にシール作用ができるだけ損なわれないようにシール領域の変形をわずかに抑えることが問題となる。本発明により形成されたシールリングの別の利点は、圧力作用である:加圧時に、シールリングは軸線方向に圧縮され、半径方向外側および/または内側に拡大され、これにより、シリンダおよび/またはピストンに対する圧着力が増大する。したがって、低圧時にも高圧時にも良好なシール作用が得られ、低圧時の圧着力は低くてもよいので、摩擦および摩耗が低減される。
【0012】
請求項6では、一方側を閉じたシリンダを設けている。このことは、シリンダ端部を独立した構成部分によって閉じる必要がないという利点を有する。
【0013】
次に本発明を図面に示した実施形態に基づき詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明によるピストンおよびシリンダを示す軸線方向断面図である。
【図2】図1のピストンの本発明による支持リングを示す斜視図である。
【図3】図1のピストンの本発明によるシールリングを半分に断面して示す図である。
【図4】本発明によるピストンポンプの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
図1に示したピストン1は、軸線方向に移動(スライド)可能にシリンダ2の内部に収容されている。ピストン1はシリンダ2の一端から突出しており、シリンダ2の他端は、シリンダ2の一体的な構成部分である底部3により閉鎖された状態に構成されている。ピストン1は、自身と、シリンダ2の底部3との間の畜圧室4を閉じ込めている。
【0016】
ピストン1は、図示しない電動モータによって偏心的な回転軸線を中心として回転駆動可能な偏心器5によって、シリンダ2の内部で軸線方向に往復行程運動するように駆動可能である。往復行程運動時に、ピストンは畜圧室4の容積を交互に拡大および縮小し、これにより、流体が交互に収容および放出される。
【0017】
畜圧室4にはピストン戻しばね6が配置されており、このピストン戻しばね6は、シリンダ2の底部3で支持され、ばねホルダ7を介して軸線方向にピストン1に対して押圧され、シリンダ2から突出した端面を偏心器5の周囲に接触した状態に保持する。ばねホルダ7は、フランジ状の広幅な縁部8を備える扁平なボウル状の薄板からなる深絞り加工部材であり、縁部8に対してピストン戻しばね6が押し付けられる。ばねホルダ7は、ピストン1の一体的な構成部分としてピストン1に形成された直径が細くなった同軸的な延長部9に被せ嵌められている。ばねホルダ7の縁部8とピストン1のリングショルダ10との間の延長部9への移行部に、シールリング11および支持リング12がピストン1の延長部9に被せ嵌められている。シールリング11は、支持リング12における蓄圧室4に向いた側に配置されている。
【0018】
図2に示した支持リング12は、支持リング12の内側に面取り部13を備える長方形のリング横断面を有する。支持リング2は外周に流体のための縦方向貫流部として3つの縦方向溝14を備える。支持リング12の外側はシリンダ2に接触し、内側はピストン1の延長部9に接触している。支持リング12は堅固な材料、例えば、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)またはPA6.6などのポリアミドからなっており、炭素を含んでいてもよい。
【0019】
図3に示すように、シールリング11は、同様に内側に面取り部15および外周に環状の隆起部16を備える長方形のリング横断面を有する。隆起部16の先端部17はシリンダ2にシール状態で接触している。先端部17は、隆起部16で半径方向に最も外側に位置する領域であり、図示の実施形態では先端部17は丸みを付けられている。先端部17は、隆起部16と同様に環状に形成されている。シールリング11は、弾性的な材料、例えば、EPDM(エチレン-プロピレン-ジエンゴム)などのエラストマからなる。
【0020】
図4は、図1に示したピストン1およびシリンダ2を備える本発明による複数のピストンポンプ18の概略的な形態を示す。複数のピストンポンプ18は、液圧式車両ブレーキシステムのために、例えば、アンチロック・ブレーキ・システム、トラクションコントロール機構および/または走行特性制御装置もしくは横滑り防止装置などを備える液圧式車両ブレーキシステムのために設けられている。これらの制御装置の通常の略称は、ABS、ASR、FDRおよび/またはESPである。複数ピストンポンプ18の他の使用可能性は、電気液圧式車両ブレーキシステム(略称EHB)である。この車両ブレーキシステムは、制動のために必要な運転ブレーキ圧が、外力エネルギー供給装置の一部をなすピストンポンプにより生成される外力ブレーキ装置である。
【0021】
複数ピストンポンプ18は、偏心器5を中心として星形に配置された、3つのピストン1,19を備え、図1にもその一部を示した。ピストン1,19はシリンダ2,20の内部に軸線方向にスライド可能に収容されており、シリンダ2,20は、図示しない液圧ブロックのポンプ孔内に挿入されている。液圧ブロック内には、シリンダ2,20の他に、スリップ制御装置の液圧アキュムレータおよび電磁弁などのさらなる液圧構成素子が格納されており、ブレーキ液管路を形成する孔によって液圧的に相互に接続されている。液圧ブロックは図示されていないが、このようなスリップ制御装置では既知である。図1に示したピストン1およびシリンダ2は、図4の下方に概略的に示されている。
【0022】
偏心器5は、図示しない電動モータによって回転軸線22を中心として回転式に駆動可能であり、回転軸線22に対して偏心器5は偏心している。回転駆動時に、偏心器5は回転軸線22を中心とした円軌道で移動する。回転軸線22は、ピストン1,19の仮想縦軸線の交差点に位置する。
【0023】
ピストン1,19における、偏心器5に向いていない方の端面には、ピストン1,19を軸線方向に偏心器5の周囲で保持するピストン戻しばね6,23がシリンダ2,20の内部に配置されている。回転駆動時に、偏心器5はシリンダ2,20の内部で往復行程運動するようにピストン1,19を駆動する。
【0024】
図4の上方に示した2つのピストン19は、流入弁24および流出弁25を含む流体制御部を備える。流入弁24はピストン19に組み込まれているが、これはもちろん強制的ではない。弁24,25は、逆止弁として構成されており、ブレーキ液の貫流方向を制御する。ブレーキ液は、横方向孔を通って半径方向にピストン19の内部に流入し、次いで軸線方向孔を通って、ピストン19の内部に組み込まれた流入弁24を介してシリンダ20の内部のポンプ室内に流入する。ポンプ室から出たブレーキ液は流出弁25を貫流する。ピストンポンプによるブレーキ液の貫流および圧送は既知である。流入弁24および流出弁25を有する流体制御部を備える2つのポンプピストン19は、以下ではポンプピストン19と呼ぶ。流入部26は相互に接続されており、同様に複数ピストンポンプ18の共通の流出部27を形成している流出部も相互に接続されている。
【0025】
2つのピストンポンプ19は、例えば90°の角度ずれを有するV字形配置で配置されている。これにより、2つのポンプピストン19の圧送流に同様に90°の位相ずれが生じ、流出部27に脈動するブレーキ液流が生じる。
【0026】
図1のピストンに相当する第3ピストン1は、以下では補償ピストン1と呼ぶ。補償ピストン1は、弁も流体制御部も備えていない。補償ピストン1は、2つのポンプピストン19の角度を半割する位置に、偏心器5に対して2つのポンプピストン19に向かい合って配置されており、これにより、全体としてピストン1,19の星形配置が生じる。2つのポンプピストン19に対して角度を半割する位置に配置することにより、補償ピストン1は、2つのポンプピストン19の共通の圧送流に対して逆位相で往復運動する。補償ピストン1は、流出部27に接続された1つのみの接続部28を備える。すなわち、補償ピストン1は2つのポンプピストン19と連通する。接続部28は、補償ピストン1のシリンダ2の内部で互いに交差する半径方向孔29を通って案内される(図1参照)。行程運動時に、補償ピストン1はブレーキ液を流出部27から交互に吸い込み、次いで吸い込んだブレーキ液容積を再び流出部27に押しのける。補償ピストン1は、2つのポンプピストン19に対して逆位相で駆動されるので、ポンプピストン19の圧送流が大きい場合には補償ピストン1はブレーキ液を吸い込む。ポンプピストン19が戻り行程でブレーキ液を圧送しない場合、補償ピストン1はブレーキ液を押しのけ、これにより、2つのポンプピストン19が戻り行程で圧送を行わない場合にも本発明による複数ピストンポンプ18は流出部27に圧送流を有する。したがって、補償ピストン1は、ポンプピストン19の最大限の圧送流を低下させ、2つのポンプピストン19がわずかにしか圧送しない場合、または圧送を行わない場合に圧送流を増大させるか、もしくは生じさせる。複数ピストンポンプ18の圧力脈動は低減されており、流体制御部を有する4つのポンプピストンを備える比較可能な複数ピストンポンプの圧力脈動とほぼ等しい大きさである。
【0027】
同じ行程で、ポンプピストン19のピストン面は、補償ピストン1のピストン面より係数√2だけ大きい。同じ行程は、共通の偏心器5を有する全てのピストン1,19の駆動により生じる。
【0028】
支持リング12の縦溝14は、ピストン1の行程運動時にシールリング11を通過するいわゆる引きずり漏出によってシールリング11と支持リング12との間に圧力が形成されることを防止する。引きずり漏出は、ブレーキ液が潤滑膜としてシリンダ2に付着し、畜圧室4の方向のピストン1の行程時にシールリング11および支持リング12によって横断され、反対方向の戻り行程でそのわずかな部分が拭い取られることによって生じる。シリンダ2にシール状態で接触する環状の先端部17を有する環状の隆起部16は、良好なシール作用をもたらす。比較的中実な環状の隆起部16は、弾性的な材料からなるシールリング11に比較的大きい安定性をもたらし、したがって、シールリング11は、液圧式車両ブレーキシステムの複数ピストンポンプ18によって生成される高圧にも耐える。
【0029】
ポンプピストン19は、図1〜図3に示し、これら図面に基づき上述したように、補償ピストン1と同様にシールリング11および支持リング12を配置した延長部2を備える。ピストン1,19によってシリンダ2,20の内部に閉じ込められる室は、ポンプピストン19ではポンプ室と呼ばれ、補償ピストン1では畜圧室4と呼ばれる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
シリンダ(2)の内部で軸線方向に移動可能であり、前記シリンダ(2)の内部で軸線方向に往復運動するように駆動可能なピストン(1)を備え、
シールリング(11)が、前記ピストン(1)を前記シリンダ(2)の内部でシールし、支持リング(12)が、前記シールリング(11)の、畜圧室またはポンプ室(4)に向いていない方の側に配置されており、畜圧室またはポンプ室(4)に向いていない側で前記シールリング(11)を軸線方向に支持する、スリップ制御装置を備える液圧式車両ブレーキシステムのためのピストンポンプにおいて、
前記支持リング(12)が、流体のための少なくとも1つの縦方向貫流部(14)を備えることを特徴とする、ピストンポンプ。
【請求項2】
前記支持リング(12)が、縦方向貫流部として少なくとも1つの縦方向溝(14)を備える、請求項1に記載のピストンポンプ。
【請求項3】
前記ピストン(1)が、ピストンポンプ(18)の圧力脈動を低減するための補償ピストンであり、該補償ピストンが、前記ピストンポンプ(18)の少なくとも1つのポンプピストン(19)と連通し、前記ピストン(1)および前記シリンダ(2)が流体制御部を備えていない、請求項1に記載のピストンポンプ。
【請求項4】
前記シールリング(11)が、外面および/または内面に環状の隆起部(16)を備え、該隆起部(16)の先端部(17)が、前記シリンダ(2)もしくは前記ピストン(1)にシール状態で接触している、請求項1に記載のピストンポンプ。
【請求項5】
前記シールリング(11)が、外面および/または内面に環状の隆起部(16)備える長方形のリング横断面を有する、請求項4に記載のピストンポンプ。
【請求項6】
前記シリンダ(2)が、閉じられた端部を備える、請求項1に記載のピストンポンプ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公表番号】特表2013−511432(P2013−511432A)
【公表日】平成25年4月4日(2013.4.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−540334(P2012−540334)
【出願日】平成22年9月29日(2010.9.29)
【国際出願番号】PCT/EP2010/064438
【国際公開番号】WO2011/064019
【国際公開日】平成23年6月3日(2011.6.3)
【出願人】(591245473)ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング (591)
【氏名又は名称原語表記】ROBERT BOSCH GMBH
【Fターム(参考)】