(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カム軸と、このカム軸の外周面に設けた、このカム軸の回転中心に対し偏心したカム面と、このカム面の周囲にこのカム面と同心に配置した円筒状の外輪と、このカム面とこの外輪の内周面との間に設けた複数本のニードルと、この外輪の外周面に基端面を突き当てたプランジャとを備えたプランジャポンプに於いて、この外輪の外周面が、母線形状が円弧で、外径が軸方向中間部で大きく、軸方向両端部に向かうに従って漸減する凸曲面であり、上記プランジャの基端面が、上記外輪の軸方向に関する断面形状の曲率半径がこの外輪の外周面の母線形状の曲率半径よりも大きく、且つ、この外輪の円周方向に関する断面形状の曲率半径がこの外輪の最大外径の１／２以上の凹曲面である事を特徴とするプランジャポンプ。
【請求項２】
プランジャの基端面で外輪の軸方向に関する両端部に、この外輪に向けて突出する１対の鍔部を、この外輪の幅寸法よりも大きな間隔をあけて設け、これら両鍔部同士の間にこの外輪の一部を配置した、請求項１に記載したプランジャポンプ。
【請求項３】
円筒状の外輪とこの外輪の内径側に配置された複数本のニードルとから成り、この外輪の外周面を、母線形状が円弧で、外径が軸方向中間部で大きく、軸方向両端部に向かうに従って漸減する凸曲面としたプランジャポンプ用ラジアルニードル軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）やトラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）、或いはスタビリティコントロール装置の油圧源として使用するプランジャポンプ、及び、このプランジャポンプに組み込むラジアルニードル軸受の改良に関する。具体的には、運転音が低く、しかも小型且つ軽量で、優れた耐久性を有するプランジャポンプ及びプランジャポンプ用ラジアルニードル軸受を実現すべく発明したものである。
【背景技術】
【０００２】
ＡＢＳやＴＣＳ等の作動時には、ブレーキペダルの操作（踏み込み）と関係なく、車輪に付設したホイルシリンダに圧油を供給し、１乃至複数の車輪に制動力を発揮させる。この際にホイルシリンダに供給する圧油として、走行用エンジン又は電動モータにより駆動するプランジャポンプから吐出し、アキュムレータに貯溜しておいたものを使用する。この様な場合に使用するプランジャポンプとして特許文献１には、図６に示した様な構造のものが記載されている。
【０００３】
このプランジャポンプ１は、１対の転がり軸受２、２によりハウジング３内に支持したカム軸４を、モータ５により回転駆動する様にしている。このカム軸４の中間部で上記両転がり軸受２、２の間部分には、このカム軸４の回転中心に対し偏心したカム面６を設けている。又、このカム面６の周囲に円筒状の外輪７を、このカム面６と同心に配置し、これらカム面６と外輪７の内周面との間に複数本のニードル８、８を設けている。更に、この外輪７の外周面に、プランジャ９、９の基端面を突き当てている。これら各プランジャ９、９は、それぞれリターンスプリング１０、１０により、上記カム面６に向かう方向の弾力を付与されている。上記モータ５により上記カム軸４を回転させると、上記各プランジャ９、９が、上記カム面６の偏心運動と上記各リターンスプリング１０、１０の弾力とにより、シリンダ筒１１、１１内で往復移動し、圧油を吐出する。
【０００４】
上述の様に構成し作用するプランジャポンプ１の場合、上記各プランジャ９、９の基端面と上記外輪７の外周面との突き合わせ部が、この外輪７の軸方向に、僅かとは言え変位する可能性がある。そして、変位した場合には、この外輪７（を周囲に配置した上記カム軸４）の中心軸と上記各プランジャ９、９の中心軸との位置関係が不正規（非直角）になり、上記プランジャポンプ１の運転時に発生する騒音が著しくなる。この点に就いては、前記特許文献１に記載されているので、詳しい説明は省略する。
【０００５】
この様な騒音の原因となる、上記各プランジャ９、９の基端面と上記外輪７の外周面との突き合わせ部の軸方向のずれを防止する為、上記特許文献１には、図７に示す様な構造が記載されている。この従来構造では、外輪７ａの外周面を、母線形状が円弧で、外径が軸方向中間部で小さく、軸方向両端部に向かうに従って漸増する、鼓状の凹曲面とする。又、プランジャ９ａの基端面を、上記外輪７ａの軸方向に関する断面形状の曲率半径がこの外輪７ａの外周面の曲率半径よりも小さい、凸曲面とする。この様な改良された構造の場合には、図７の（Ａ）に示した、上記プランジャ９ａの中心と上記外輪７ａの中心とが一致した状態が、最も安定した状態となる。そして、図７の（Ｂ）に示す様に、上記プランジャ９ａの中心と上記外輪７ａの中心とが不一致になると、上記凹曲面と上記凸曲面との押し付け合いに基づいて、上記プランジャ９ａの中心と上記外輪７ａの中心とを一致させる方向の力が加わる。従って、これら両中心同士を一致させて、プランジャポンプの運転音の低減を図れる。
【０００６】
上述の様な従来構造の場合、プランジャポンプの運転音の低減の面からは十分な効果を得られるが、軽量化と耐久性確保とを両立させる面からは解決すべき点がある。即ち、上記図７に示した従来構造の場合には、外輪７ａの外周面を鼓状の凹曲面としているが、この外輪７ａの内周面は、当然に円筒面である。従って、この外輪７ａのうちで、上記プランジャ９ａの基端面が突き当てられる軸方向中央部の肉厚（径方向厚さ）は、軸方向両端寄り部分の肉厚よりも小さくなる。プランジャポンプの運転時（圧油の吐出時）、上記プランジャ９ａの基端面と上記外輪７ａの外周面との突き合わせ面の面圧は相当に大きくなるので、この外輪７ａの軸方向中央部に肉厚を十分に確保しないと、この軸方向中央部が、僅かとは言え弾性変形する可能性がある。
【０００７】
そして、弾性変形した場合には、上記外輪７ａの内周面（ラジアルニードル軸受の外輪軌道）と各ニードル８、８（図６参照）の転動面との転がり接触部の面圧が、部分的に過大になり、上記外輪７ａの内周面や各ニードル８、８の転動面の転がり疲れ寿命が損なわれる。この様な原因での耐久性低下を防止する為、上記外輪７ａの肉厚を軸方向中央部でも十分に確保すると、軸方向両側部分の肉厚が過大になり、この外輪７ａを組み込んだプランジャポンプの小型・軽量化を図りにくくなる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２４０６５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、運転音が低く、しかも小型且つ軽量で、優れた耐久性を有するプランジャポンプ及びプランジャポンプ用ラジアルニードル軸受を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のプランジャポンプ及びプランジャポンプ用ラジアルニードル軸受のうち、請求項１に記載したプランジャポンプは、従来から知られているプランジャポンプと同様に、カム軸と、このカム軸の外周面に設けた、このカム軸の回転中心に対し偏心したカム面と、このカム面の周囲にこのカム面と同心に配置した円筒状の外輪と、このカム面とこの外輪の内周面との間に設けた複数本のニードルと、この外輪の外周面に基端面を突き当てたプランジャとを備える。
【００１１】
特に、本発明のプランジャポンプに於いては、上記外輪の外周面を、母線形状が円弧で、外径が軸方向中間部で大きく、軸方向両端部に向かうに従って漸減する凸曲面としている。又、上記プランジャの基端面を、上記外輪の軸方向に関する断面形状の曲率半径がこの外輪の外周面の曲率半径よりも大きく、且つ、この外輪の円周方向に関する断面形状の曲率半径がこの外輪の最大外径の１／２以上である、凹曲面としている。
【００１２】
この様な本発明のプランジャポンプを実施する場合に、例えば請求項２に記載した様に、上記プランジャの基端面で外輪の軸方向に関する両端部に、この外輪に向けて突出する１対の鍔部を、この外輪の幅寸法よりも大きな間隔をあけて設ける事もできる。この様な鍔部を設けた場合には、これら両鍔部同士の間にこの外輪の一部を配置する。
又、請求項３に記載したプランジャポンプ用ラジアルニードル軸受は、円筒状の外輪とこの外輪の内径側に配置された複数本のニードルとから成る。そして、この外輪の外周面を、母線形状が円弧で、外径が軸方向中間部で大きく、軸方向両端部に向かうに従って漸減する凸曲面としている。
【発明の効果】
【００１３】
上述の様に構成する本発明によれば、運転音が低く、しかも小型且つ軽量で、優れた耐久性を有するプランジャポンプ及びプランジャポンプ用ラジアルニードル軸受を実現できる。
先ず、運転音を抑えられる事は、凸曲面である外輪の外周面と、凹曲面であるプランジャの基端面との押し付け合いに基づいて、このプランジャの中心と外輪の中心とを一致させる方向の力が加わる事により図られる。即ち、このプランジャはこの外輪の外周面に、リターンスプリングの弾力及び吐出する流体の圧力に基づいて押し付けられる。そして、この押し付けに伴って、上記外輪の外周面と上記プランジャの基端面との係合状態が、最も安定した状態である、凸曲面である上記外輪の外周面の最頂部を、凹曲面である上記プランジャの基端面の最底部に位置させようとする力が加わる。この結果、これら外輪とプランジャとの位置関係を正規の状態に維持できて、プランジャポンプの運転音の低減を図れる。
【００１４】
又、小型・軽量化と耐久性確保との両立は、上記外輪の外周面を、軸方向中間部の外径が最も大きくなる方向の凸曲面とした事により図れる。即ち、この構成により、上記外輪のうちで上記プランジャの基端面が突き当てられる軸方向中間部の肉厚を最も大きくできる。この為、上記外輪の肉厚を徒に（強度確保の面からは本来不要である軸方向両端部分の肉厚を）大きくする事なく、上記外輪のうちで上記プランジャの基端面が突き当てられた部分の弾性変形を抑えられる。この結果、上記外輪の肉厚を特に大きくしなくても、この外輪の内周面である外輪軌道と各ニードルの転動面との転がり接触部の面圧が部分的に過大になる事を防止して、上述の様に、小型・軽量化と耐久性確保との両立を図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
［実施の形態の第１例］
図１〜４は、請求項１、３に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例の特徴は、プランジャポンプに組み込む外輪７ｂの外周面１２とプランジャ９ｂの基端面１３との係合部の構造を工夫する事により、運転音の低減と、小型・軽量化と、耐久性確保とを、高次元で並立させる点にある。プランジャポンプ全体の構造及び作用を含め、その他の部分の構造及び作用は、前述の特許文献１に記載された構造を含め、従来から知られている構造と同様であるから説明を省略し、以下、上記特徴部分である、上記両面１２、１３同士の係合部の構造及び作用に就いて説明する。
【００１６】
本例の場合、上記外輪７ｂの外周面１２を、図１に示す様に、外径が軸方向中間部で大きく、軸方向両端部に向かうに従って漸減する凸曲面としている。この様な上記外周面１２の母線形状は、曲率半径Ｒ12（図２参照）が４０〜１００mm程度の円弧としている。この曲率半径Ｒ12の値は、ＡＢＳ等の圧油吐出用のプランジャポンプで、上記外輪７ｂの軸方向寸法が１５mm程度である場合で示している。この外輪７ｂの寸法が異なる場合には、それに応じて（ほぼ比例して）上記曲率半径Ｒ12の値も変える。又、上記円弧の曲率中心の軸方向位置は、上記外輪７ｂの軸方向中心位置に一致させている。従って、上記外周面１２の外径は、この外輪７ｂの軸方向中心位置で最も大きくなっている。
【００１７】
一方、上記プランジャ９ｂの基端面１３を、図２に示す様に、部分円筒状の凹曲面としている。この様な基端面１３の、上記外輪７ｂ及び上記プランジャ９ｂの中心軸を含む仮想平面に関する断面形状は、曲率半径Ｒ13が１００〜５００mm程度の円弧としている。この曲率半径Ｒ13の値の条件に就いても、上記外周面１２の母線形状の曲率半径Ｒ12の場合と同じである。尚、上記基端面１３の断面形状の曲率半径Ｒ13は、必ず、上記外周面１２の母線形状の曲率半径Ｒ12よりも大きく（Ｒ13＞Ｒ12）する。好ましくは、これら両曲率半径Ｒ13、Ｒ12の比Ｒ13／Ｒ12を２〜５（Ｒ13／Ｒ12＝２〜５）の範囲に規制する。これら各曲率半径Ｒ13、Ｒ12の絶対値及び比に関しては、凹凸の方向は異なるが、上記特許文献１に記載された発明の場合と同様である。又、上記基端面１３のうち、上記外輪７ｂの円周方向に関する断面形状は、図３に示す様に、直線状（断面形状の曲率半径＝∞）としている。但し、この円周方向に関する断面形状は、上記外輪７ｂの最大外径の１／２以上の凹円弧とする事もできる。
【００１８】
上述の様に構成する本発明によれば、運転音が低く、しかも小型且つ軽量で、優れた耐久性を有するプランジャポンプ及びプランジャポンプ用ラジアルニードル軸受を実現できる。
先ず、運転音を抑えられる理由に就いて、図４を参照しつつ説明する。本例の構造の場合、図４の（Ａ）に示した、上記プランジャ９ｂの中心αと上記外輪７ｂの中心βとが一致した状態が、最も安定した状態となる。何となれば、プランジャポンプを組み立てた状態では、凸曲面である外輪７ｂの外周面１２と、凹曲面であるプランジャ９ｂの基端面１３との押し付け合いに基づいて、このプランジャ９ｂの中心と外輪７ｂの中心とを一致させる方向の力が加わる。即ち、このプランジャ９ｂはこの外輪７ｂの外周面１２に、リターンスプリングの弾力及び吐出する流体の圧力に基づいて押し付けられる。そして、この押し付けに伴って、上記外輪７ｂの外周面１２と上記プランジャ９ｂの基端面１３との係合状態が、最も安定した状態である、凸曲面である上記外輪７ｂの外周面１２の最頂部を、凹曲面である上記プランジャ９ｂの基端面１３の最底部に位置させる傾向になる。
一方、何らかの原因で、図４の（Ｂ）に誇張して示す様に、上記プランジャ９ｂの中心αと上記外輪７ｂの中心βとが不一致になると、上記外周面１２と上記基端面１３との押し付け合いに基づいて、上記プランジャ９ｂの中心αと上記外輪７ｂの中心βとを一致させる方向の力（上記両面１２、１３の傾斜に基づき、上記押し付け合いに伴って発生する分力）が加わる。従って、これら両中心α、β同士を一致させて、プランジャポンプの運転音の低減を図れる。
【００１９】
又、小型・軽量化と耐久性確保との両立は、上記外輪７ｂの外周面１２を、軸方向中間部の外径が最も大きくなる方向の凸曲面とした事により図れる。即ち、この構成により、上記外輪７ｂのうちで上記プランジャ９ｂの基端面１３が突き当てられる軸方向中間部の肉厚を最も大きくできる。この為、上記外輪７ｂの肉厚を徒に（強度確保の面からは本来不要である軸方向両端部分の肉厚を）大きくする事なく、上記外輪７ｂのうちで上記プランジャ９ｂの基端面１３が突き当てられた部分の弾性変形を抑えられる。この結果、上記外輪７ｂの肉厚を特に大きくしなくても、この外輪７ｂの内周面である外輪軌道１４と各ニードル８の転動面との転がり接触部の面圧が部分的に過大になる事を防止して、上述の様に、小型・軽量化と耐久性確保との両立を図れる。
【００２０】
［実施の形態の第２例］
図５は、請求項１〜３に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の場合には、プランジャ９ｃの基端面１３ａで外輪７ｂの軸方向に関する両端部に１対の鍔部１５、１５を、この外輪７ｂに向け突出する状態で形成している。これら両鍔部１５、１５同士の間隔Ｄ15は、この外輪７ｂの幅寸法Ｗ7 よりも大きくしている。そして、この外輪７ｂの外周面１２の最頂部と上記基端面１３ａの最底部とが当接した正規状態で、上記外輪７ｂの軸方向両端面と上記両鍔部１５、１５の内側面との間に隙間が存在する様にしている。
【００２１】
この様な本例の構造の場合には、上記外輪７ｂの軸方向両端面と上記両鍔部１５、１５の内側面との係合により、この外輪７ｂと上記プランジャ９ｃとが、この外輪７ｂの幅方向に多きくずれる事を防止できる。この為、仮に何らかの外力が作用して、上記外輪７ｂと上記プランジャ９ｃとが非正規状態になっても、その程度を小さく抑えられて、正規状態に早期に復元できる。上記外輪７ｂの軸方向端面と何れかの鍔部１５の側面とが当接した状態では、当接部で摩擦が発生するが、これら両面同士の間に作用する摩擦は微小であり、又、上記基端面１３ａと上記外輪７ｂの外周面１２との突き合わせにより、上記両面１３ａ、１２同士は早期に離隔する。従って、上記当接部で、プランジャポンプの効率低下や耐久性低下に結び付く様な摩擦や摩耗が発生する事はない。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明のプランジャポンプ及びプランジャポンプ用ラジアルニードル軸受はＡＢＳやＴＣＳ等を制御する為の圧油供給用に限らず、各種機械装置用のプランジャポンプに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、プランジャポンプ用ラジアルニードル軸受の部分断面図。
【図２】同じくプランジャとの組み合わせ状態を示す部分断面図。
【図３】図２のＸ−Ｘ断面図。
【図４】外輪とプランジャとを正規位置に保持できる理由を説明する為、正規状態（Ａ）と非正規状態（Ｂ）とで示す、外輪及びプランジャを図２と同方向から見た図。
【図５】本発明の実施の形態の第２例を示す、図２と同様の図。
【図６】従来から知られているプランジャポンプの１例を示す断面図。
【図７】従来の改良された構造で、外輪とプランジャとを正規位置に保持できる理由を説明する為、正規状態（Ａ）と非正規状態（Ｂ）とで示す、外輪及びプランジャを図２と同方向から見た図。
【符号の説明】
【００２４】
１    プランジャポンプ
２    転がり軸受
３    ハウジング
４    カム軸
５    モータ
６    カム面
７、７ａ、７ｂ  外輪
８    ニードル
９、９ａ、９ｂ、９ｃ  プランジャ
１０    リターンスプリング
１１    シリンダ筒
１２    外周面
１３、１３ａ  基端面
１４    外輪軌道
１５    鍔部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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