(57)【要約】【課題】駆動源の動力損失が少なく、摺動性が安定し、しかも軽量なピストンポンプを提供する。【解決手段】ボディ６にプランジャ２を往復動可能に組み込むとともに、駆動源１の駆動力でプランジャ２を往復動させて吸い込み行程と吐出行程とを繰り返す一方、プランジャ２を非作動位置に保って、プランジャ２と駆動源１とを切り離す構成にしたピストンポンプにおいて、ボディ６とプランジャ２との間に、これらボディ６およびプランジャ２と相対移動可能にしたスリーブ１０を介在させる一方、スリーブ１０外周にパイロット室１１を設け、このパイロット室１１の圧力作用で、スリーブ１０を移動させるとともに、このスリーブ１０の移動力でプランジャ２を非作動位置に移動させる構成にした。【選択図】  図１
2004204790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボディにプランジャを往復動可能に組み込むとともに、駆動源の駆動力でプランジャを往復動させて吸い込み行程と吐出行程とを繰り返す一方、プランジャを非作動位置に保って、プランジャと駆動源とを切り離す構成にしたピストンポンプにおいて、ボディとプランジャとの間に、これらボディおよびプランジャと相対移動可能にしたスリーブを介在させる一方、スリーブ外周にパイロット室を設け、このパイロット室の圧力作用で、スリーブを移動させるとともに、このスリーブの移動力でプランジャを非作動位置に移動させる構成にしたピストンポンプ。
【請求項２】
スリーブとプランジャとの接触部でメタルシールを構成したことを特徴とする請求項１に記載のピストンポンプ。
【請求項３】
ボディとスリーブとが、Ｏリングなどのシール部材でシールされていることを特徴とする請求項１又は２に記載のピストンポンプ。
【請求項４】
スリーブとプランジャは鉄系材料で作られている一方、ボディはアルミ系材料で作られていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載のピストンポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プランジャを往復動させて、吸い込み行程と吐出行程とを繰り返すピストンポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のピストンポンプＡは、図２に示すように、駆動源としてのカム機構１を備えている。このカム機構１のカムノーズが、図示したようなプランジャ２の先端に当接する位置まで回転すると、その回転にともなってプランジャ２を押し込み、油室３の作動油を吐出する。
プランジャ２の内部にはスプリング４が組み込まれている。カム機構１が図示された位置から１８０度回転すると、プランジャ２はスプリング４のバネ力で押し戻されるので、油室３に作動油を吸い込む。
このように、作動油の吸い込みと吐き出しとを繰り返すことでポンプ作用をなす。
【０００３】
ところで、ピストンポンプというものは、元々間欠的に作動油を吐出するものである。したがって、ピストンポンプはそれを連続的に使用すると、脈動が激しい。この脈動のため、騒音や衝撃が生ずる。このようなことを考慮すると、ピストンポンプの用途はかなり限られたものになる。例えば、プランジャの１回の有効ストロークで得られる吐出量で、アクチュエータが１動作を完了するような場合などである。
【０００４】
上記のように連続運転を必要とするような用途に使われる場面が少ないということは、不使用時に当該ポンプを積極的に停止させ、エネルギーロスを少なくすることが考えられる。
このようにエネルギーロスを最小限に抑えるために、従来のピストンポンプＡでは、プランジャ２の左端面をカバー５側に押し付け、プランジャ２を非作動位置に保ちポンプ作用を停止させ、カム機構１を空回転させる。カム機構１が空回転している間は、ボディ６とプランジャ２との接触部分に摩擦抵抗が発生しないので、動力エネルギーは、最小ですむわけである。
【０００５】
このように、プランジャ２を非作動位置に保つために、従来のピストンポンプＡでは、パイロット室に圧力を作用させることで実現している。
すなわち、プランジャ２とボディ６とが相まって、プランジャ２の周囲にパイロット室７を設けている。このパイロット室７の圧力が高くなると、プランジャ２への押圧力も高くなる。そのため、プランジャ２がスプリング４に抗して非作動位置に移動し、この位置を保つ。ここで、非作動位置を保つとは、プランジャ２がカム機構１の作動範囲外に置かれた状態を言う。
プランジャ２が上記非作動位置にあるときには、カム機構１とプランジャ２とは動力的に切り離されているので、プランジャ２は往復動作をせず、カム機構１は空回転する。
【０００６】
ここで、パイロット室７に高い圧力が作用したとき、プランジャ２とボディ６の間からパイロット室７内の圧油が漏れ出すおそれがある。これを防止するために、プランジャ２とボディ６との間にパイロット室７を間にはさむように２個所でシールしている。すなわち、プランジャ２の外周に環状凹部を形成し、この環状凹部に、シール部材８、９を装着している。このシール部材として、ゴム等から成るＯリング等が用いられる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−２１７５５１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来例では、プランジャ２がポンプ作用をするときに、プランジャ２はボディ６に接触しながら摺動する。しかし、プランジャ２とボディ６との間にシール８、９を設けているので、プランジャ２が摺動するとき、これらのシール８、９を原因とするフリクションが生ずる。しかも、シールを２個所に設けているので、それぞれの合計フリクションがより大きくなる。この合計フリクションによって、プランジャ２に作用する有効な力が殺がれてしまう。そのため、ピストンポンプの吸い込み作用・吐出作用が悪くなり、滑らかに作動しなくなる。
【０００９】
このような動きにくいプランジャ２を滑らかに動かそうとすると駆動源であるカム機構１に大きな動力が必要となる。つまり、シール部材８、９があることによって、フリクションが発生するので、シール部材がない場合に比べ、プランジャ２を移動させるために大きな動力が要求されることになる。いいかえると、シールのフリクションが存在する分、動力損失が生ずることになる。
この発明は、かかる動力の損失を削減することを課題とする。同時に円滑なポンプ作用を実現することも、この発明の課題である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、ボディにプランジャを往復動可能に組み込むとともに、駆動源の駆動力でプランジャを往復動させて吸い込み行程と吐出行程とを繰り返す一方、プランジャを非作動位置に保って、プランジャと駆動源とを切り離す構成にしたピストンポンプにおいて、ボディとプランジャとの間に、これらボディおよびプランジャと相対移動可能にしたスリーブを介在させる一方、スリーブ外周にパイロット室を設け、このパイロット室の圧力作用で、スリーブを移動させるとともに、このスリーブの移動力でプランジャを非作動位置に移動させる構成にした点に特徴を有する。
第２の発明は、第１の発明において、スリーブとプランジャとの接触部でメタルシールを構成した点に特徴を有する。
第３の発明は、第１又は第２の発明において、ボディとスリーブとが、Ｏリングなどのシール部材でシールされている点に特徴を有する。
第４の発明は、第１〜第３のいずれか一の発明において、スリーブとプランジャは鉄系材料で作られている一方、ボディはアルミ系材料で作られている点に特徴を有する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１に、この発明の実施例のピストンポンプＢを示す。なお、従来例と同様の構成要素については同一の符号を用いる。
図１に示すように、プランジャ２とボディ６との間にスリーブ１０を介在させている。したがって、プランジャ２は、直接ボディ６に接することはなく、スリーブ１０の内周面と接している。プランジャ２の外周面とスリーブ１０の内周面とは、寸法精度を高くし、プランジャ２の外周とスリーブ１０の内周とのすき間を最小限に抑えている。このようにプランジャ２の外周とスリーブ１０の内周とのすき間を最小限に押さえることによって、プランジャ２とスリーブ１０との接触面がメタルシール機能を果たすようにしている。
【００１２】
また、上記スリーブ１０はボディ６の内側と摺動可能に接しており、スリーブ１０とボディ６とが相まって、スリーブ１０の外周にパイロット室１１を設けている。このパイロット室１１にパイロット圧を導いたとき、パイロット室１１内の圧油が漏れ出すおそれがある。これを防止するために、スリーブ１０の外周に環状凹部を形成し、この環状凹部に、シール部材１２を装着する。さらに、ボディ６の内周に環状凹部を形成し、この環状凹部に、シール部材１３を装着する。つまり、上記両シール部材１２、１３間にパイロット室１１を位置させ、パイロット室１１からの圧油が漏れるのを防止している。
また、スリーブ１０とカバー５の間には、スプリング１４が設けられ、スリーブ１０に対し、このスプリング１４のバネ力を作用させている。
【００１３】
そして、プランジャ２の内端にはフランジ部１５を設け、スリーブ１０が図１の左方向に移動したとき、このスリーブ１０がこのフランジ部１５に当接する関係にしている。したがって、スリーブ１０が図面左方向に移動して、その端部をフランジ部１５に当接させた状態において、スリーブ１０がさらに左方向に移動すると、その移動力はフランジ部１５を介してプランジャ２に伝達される。このようにスリーブ１０の移動力がプランジャ２に伝達されると、プランジャ２はスプリング４に抗して非作動位置に移動する。そして、プランジャ２の端部がカバー５側に押し付けられたとき、当該プランジャ２は非作動位置に達する。
なお、プランジャ２を非作動位置に移動させる際には、当然のこととして、パイロット室１１にパイロット圧を導く。このパイロット圧によって、スリーブ１０はスプリング１４のバネ力に抗して移動することができる。ここで、パイロット室１１に導くパイロット圧は、図示していないパイロットバルブの切り換え等によって制御する。
上記のように、プランジャ２が非作動位置に留まることによって、プランジャ２は駆動源であるカム機構１と動力的に切り離され、ピストンポンプＢはポンプ作用をしない。
【００１４】
プランジャ２を作動状態にさせるときは、パイロット室１１からパイロット圧を図示していないタンクに連通させる。パイロット室１１がタンクに連通すると、スリーブ１０は、スプリング１４のバネ力によって画面右方向に移動し、図示の位置に達する。このように、プランジャ２のフランジ部１５をカバー５に対し押しつけていたスリーブ１０の端点が右方向に移動するので、カバー５とスリーブ１０との間にフランジ部１５の移動を可能にするスペースが確保される。その結果、プランジャ２は往復動をすることが可能となる。プランジャ２が往復動をしているときは、スリーブ１０は静止状態にある。
【００１５】
このように、プランジャ２を作動状態から非作動状態に、あるいは、非作動状態から作動状態に切り替えるときに、スリーブ１０は移動する。しかし、プランジャ２が作動状態を保つとき、すなわち、ポンプ作用をなすときは、スリーブ１０は図示の位置で静止している。そのため、プランジャ２が往復動するときには、スリーブ１０の外周にあるシール部材１２およびボディ６の内周にあるシール部材１３のフリクションは発生しない。
【００１６】
プランジャ２が往復動するとき、スリーブ１０の内周部分を摺動するが、このとき、スリーブ１０とプランジャ２との接触面において前記したメタルシールの摩擦抵抗が生ずる。しかし、このメタルシールの摩擦抵抗は、シール部材１２、１３のフリクションに比べて僅少である。
【００１７】
この実施例では、プランジャ２がポンプ作用をなす際に、従来例のようなシール部材による大きなフリクションは発生しない。代わりにプランジャ２とスリーブ１０間のメタルシールによる摩擦抵抗が発生するが、この摩擦抵抗はシール部材のフリクションに比べると無視できる程度のものである。したがって、プランジャ２がポンプ作用をなすとき、従来例のようなシール部材による大きなフリクションが発生しないので、プランジャ２が滑らかに作動する。
このように、プランジャ２が円滑に作動するので、従来例のように大きな動力が要求されることはない。つまり、動力損失も少なくできる。
【００１８】
次に、このピストンポンプＢは、プランジャ２とスリーブ１０とを鉄系にして、ボディ６をアルミ系で構成できるが、その理由は、次の通りである。
従来のピストンポンプＡでは、プランジャ２が直接ボディ６に接触し、しかも、ポンプの作動中は、プランジャ２がボディ６の内周面を摺動しているので、耐摩耗性等を考慮するとボディ６とプランジャ２の両者を鉄系にしなければならない。
しかし、この実施例のように、スリーブ１０は、プランジャ２を作動位置から非作動位置、あるいは非作動位置から作動位置へ切り替えるときだけ移動するので、スリーブ１０はボディ６と頻繁に摺動を繰り返すものではない。そのため、スリーブ１０とボディ６との間の耐摩耗性はそれほど考慮しなくてもよい。したがって、ボディ６は柔らかいアルミ系材料で構成できる。
【００１９】
【発明の効果】
第1の発明では、プランジャとボディの間にスリーブを設け、プランジャがこのスリーブの内側を摺動する構成にしたので、プランジャの周囲にＯリング等のシールを不要とする。したがって、ポンプ作動中におけるプランジャの移動時にシールのフリクションが発生しない。フリクションが発生しない分、プランジャが円滑に作動するので、駆動源の動力損失を低減できる。また、プランジャの摺動性が安定しているので、ポンプの吸い込み作用と吐出作用が向上する。
【００２０】
第２の発明では、スリーブとプランジャは、同じ鉄系材料が用いられ、スリーブの内周とプランジャの外周とのすき間を最小限に抑えている。そのため、プランジャが移動するとき、プランジャとスリーブとの接触面がメタルシール機能を果たす。このメタルシールは、ゴム等から作られるＯリング等のシールに比べると、無視できるほど摩擦抵抗が小さい。したがって、プランジャが円滑に作動するので、駆動源の動力損失を低減できる。
【００２１】
第３の発明では、ボディとスリーブとの間にＯリング等のシール部材を設けているので、スリーブが移動するとき、ボディとスリーブとの間からパイロット室の圧油が漏れ出すことを防止できる。一方、スリーブが移動するのは、プランジャを作動状態あるいは非作動状態に切り換えるときである。したがって、スリーブの移動回数は少ない。そのため、シール部材のフリクションによる影響を従来例よりも低減できる。
【００２２】
第４の発明は、ボディには、アルミ等の軽い金属を使用できる。そこで、このピストンポンプを軽量化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例であるピストンポンプの断面図を示したものである。
【図２】従来例のピストンポンプの断面図を示したものである。
【符号の説明】
１    カム機構
２    プランジャ
６    ボディ
１０    スリーブ
１１    パイロット室
１２、１３    シール部材
【図１】
2004204790.tif 000003
【図２】
2004204790.tif 000004