(57)【要約】  本発明は、液圧式の車両ブレーキ装置のリターンポンプとしての多重ピストンポンプ（１）に関する。本発明は、この多重ピストンポンプを、９０度だけ位相をずらされた２つのポンプピストン（２）と、段付きピストンとして形成されており且つ両ポンプピストン（２）に対して１３５度だけ位相をずらされて配置されている１つの補償ピストン（１４）とによって構成することを提案する。補償ピストン（１４）の直径の小さな方の端部におけるピストン面（１８）は、ポンプピストン（２）の接続された流出部（１２）に連通しており、補償ピストン（１４）の段部面（１５）は、ポンプピストン（２）の接続された流入部（９）に連通している。補償ピストン（１４）は、多重ピストンポンプ（１）の流入部（１０）及び流出部（１３）における体積流の平滑化を生ぜしめる。
2012531560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多重ピストンポンプであって、２つのポンプピストン（２）を備えており、これらのポンプピストンは逆位相となることなく位相差をもって駆動されており、両ポンプピストン（２）の流入部（９）は接続されている形式のものにおいて、
多重ピストンポンプ（１）が、流体制御装置無しの１つの補償ピストン（１４）を有しており、該補償ピストン（１４）が、前記ポンプピストン（２）の流入部（９）と連通しており且つ両ポンプピストン（２）の中間の位相差に対してほぼ逆の位相で駆動されることを特徴とする、多重ピストンポンプ。
【請求項２】
前記補償ピストン（１４）が段付きピストンとして構成されている、請求項１記載の多重ピストンポンプ。
【請求項３】
両ポンプピストン（２）の流出部（１２）が接続されており、且つ液圧的に流入部（９）から分離されて補償ピストン（１４）と連通している、請求項２記載の多重ピストンポンプ。
【請求項４】
補償ピストン（１４）の段部面（１５）が、ポンプピストン（２）の接続された前記流入部（９）と連通している、請求項３記載の多重ピストンポンプ。
【請求項５】
ポンプピストン（２）は段を有していない、請求項１記載の多重ピストンポンプ。
【請求項６】
両ポンプピストン（２）が、約９０度の位相差を有しており、補償ピストン（１４）が、前記両ポンプピストン（２）に対して約１３５度の位相差を有している、請求項１記載の多重ピストンポンプ。
【請求項７】
ポンプピストン（２）の流入部（９）と連通している補償ピストン（１４）の面（１５）の面積が、ポンプピストン（２）のピストン面の面積よりも約係数√２（２の平方根）だけ小さい、請求項１記載の多重ピストンポンプ。
【請求項８】
ポンプピストン（２）及び補償ピストン（１４）が星形に配置されている、請求項１記載の多重ピストンポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景技術
本発明は、請求項１の上位概念に記載の構成を有する多重ピストンポンプに関する。この多重ピストンポンプは、いわゆるリターンポンプとして、アンチロックコントロール、トラクションコントロール及び／又はビークルダイナミックコントロールされる液圧式の車両ブレーキ装置に設けられているか、又は電気液圧式の車両ブレーキ装置における（常用）ブレーキ圧形成のために設けられている。
【０００２】
液圧式の車両ブレーキ装置のためのピストンポンプは公知である。これらのピストンポンプは構造上、脈動する圧送流を有しており、この圧送流は、該圧送流がフットブレーキペダル（又は例えばオートバイの常用ハンドブレーキのハンドブレーキレバー）に及ぼす反作用に基づき望ましくない。
【０００３】
吸込み側で圧送流の脈動を低下させるためには、段付きピストンポンプが公知である。段付きピストンポンプの段付きピストンの直径段部は、段を有さないポンプピストンと比較して戻り行程中に吸い込まれる流体量を減少させ且つ作業行程中に流体の吸込みを生ぜしめる。当該ポンプピストンは、作業行程に際して流体をポンプシリンダ又はポンプ孔から押し退ける。戻り行程中にしか流体を吸い込まない、段付けされていないポンプピストンと比較して、段付きピストンは吸い込まれる圧送流を作業行程と戻り行程とに分けるので、吸い込まれる圧送流はあまり強くは脈動しない。
【０００４】
脈動を低下させるための別の手段は、複数のポンプピストンが位相をずらされて駆動される多重ピストンポンプである。スキッドコントロールされる液圧式の車両ブレーキ装置のためのこのような多重ピストンポンプは、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８２５１１４号明細書に開示されている。この明細書の場合は、例えば２つのポンプピストンがＶ字形配置で互いに９０度だけずらされて、又は３つのポンプピストンが星形配置でそれぞれ１２０度だけ互いにずらされて、１つの共通の偏心体を中心として配置されており、この偏心体がポンプピストンを駆動して行程運動を生ぜしめる。ポンプピストンの角度をずらして配置することにより、位相をずらされたポンプピストン駆動が生じ、この位相をずらされたポンプピストン駆動も同様に、ポンプピストンの圧送流の位相差を生ぜしめる。前記ポンプピストンの圧送流は積算され、圧力脈動は、多重ピストンポンプの吐出し側でも吸込み側でも低下する。１つの共通の偏心体を中心としたポンプピストンのＶ字形配置又は星形配置は必ずしも必須ではなく、重要なのは位相をずらされた駆動であり、この位相をずらされた駆動は、例えばポンプピストンの列状配置においても可能である。当該の公知の多重ピストンポンプのポンプピストンは、段付きピストンである。各ブレーキ回路には、１つの電動モータを備えた共通の駆動装置を有する多重ピストンポンプが設けられている。
【０００５】
発明の開示
請求項１の特徴部に記載の構成を有する、本発明による多重ピストンポンプは、２つのポンプピストンを有しており、これらのポンプピストンは、それぞれ位相をずらされて駆動されるが、逆の位相で駆動されるのではない。両ポンプピストンの流入部は互いに接続されており、これらの流入部の共通の部分が、多重ピストンポンプの流入部を形成しており、この流入部は、例えば吸込み弁を介して液圧式の車両ブレーキ装置のブレーキマスタシリンダに接続されている。両ポンプピストンは、例えば公知の形式で複数の弁（流入弁及び流出弁）、特に逆止弁を備えた流体制御装置を有している。ポンプピストンの他に、本発明による多重ピストンポンプは流体制御装置無しの、つまり流入弁又は流出弁無しの補償ピストンを有している。この補償ピストンは、前記ポンプピストンの接続された流入部に連通しており、両ポンプピストンの中間の位相差に対して、ほぼ逆の位相で駆動される。このことは、補償ピストンが両ポンプピストンの行程のオーバラップ部に対してほぼ逆の位相で駆動されるということを意味している。
【０００６】
この逆位相での駆動に基づき、補償ピストンは、ポンプピストンが流体を吸い込むときに、これらのポンプピストンの接続された流入部に向かって流体を押し退ける。反対に、ポンプピストンが流体を吸い込まないときには、補償ピストンがポンプピストンの流入部から流体を吸い込む。有利には、ポンプピストンによって吸い込まれる流体流の和が最小値を有している場合は、補償ピストンによって押し退けられる流体流は最大値を有しており、その逆の場合もある。本発明による多重ピストンポンプによって吸い込まれる流体流の脈動は、同じピストン数を有する多重ピストンポンプ、即ち、本発明による多重ピストンポンプが有するポンプピストン及び補償ピストンと同数のポンプピストンを備えた多重ピストンポンプの脈動に、ほぼ等しい。本発明による多重ピストンポンプの利点は、該多重ピストンポンプの補償ピストンは流体制御装置を有していないので、多重ピストンポンプを構成する手間が比較的小さいという点にある。弁は常に流れ抵抗を成すものなので、弁が設けられていない、流体制御装置無しの補償ピストンは有利である。特に、低い温度で、このために粘性を有するブレーキ液の場合に、本発明による多重ピストンポンプの圧送性能及び圧力形成特性が改善され得る。これは、本発明の別の利点と見なすことができる。
【０００７】
従属請求項には、請求項１に記載した本発明の有利な構成及び改良が記載されている。
【０００８】
請求項２に記載した本発明の有利な１構成では、補償ピストンとして段付きピストンが設けられている。段付きピストンは、ポンプピストンの流入部及び流出部と、段付きピストンとの接続を可能にし（請求項３）、この場合、前記流入部及び流出部は、液圧的には互いに分離されたままであり、ポンプピストンの流入部が補償ピストンの段部面と連通し、且つポンプピストンの流出部が補償ピストンの有利には比較的小さなピストン面と連通しているか、又はその逆である。これにより、多重ピストンポンプの流入部及び流出部における圧力脈動が低下される。段付きピストンポンプとして形成されている従来のリターンポンプのポンプピストンと比較すると、本発明による多重ピストンポンプの補償ピストンは、有利には逆に配置されている、つまり、直径の大きな方の側で以て、当該多重ピストンポンプを駆動する偏心体に面している。
【０００９】
請求項５には段を有さないポンプピストンが記載されており、補償ピストンは上述したように有利には段付きピストンとして形成されている。本発明による多重ピストン原理に基づき、段を有さないポンプピストンとの比較において、段付きピストンがポンプピストンとして利点をもたらすことはなく、いずれにしろポンプピストンとしての段付きピストンが、本発明による多重ピストンポンプの吸い込まれた流体流の圧力脈動を低下させることはない。段を有さないポンプピストンの利点は、比較的小さな構成手間にある。
【００１０】
両ポンプピストン相互の位相差が約９０度であり、且つ両ポンプピストンに対する補償ピストンの位相差が約１３５度であることが理想とされている。これにより、流入部及び流出部におけるポンプピストン及び補償ピストンの圧送流の脈動の最大限の補償が達成され、延いては低い脈動が得られる。
【００１１】
ポンプピストン及び補償ピストンの圧力脈動の補償、並びに全体的に小さな圧力脈動に関しては、補償ピストンのポンプピストンに対する面積比が約１：√２であることが理想とされている（請求項７）。補償ピストンの直径の大きな方の側は、ポンプピストンと同じピストン面積を有していてよい。
【００１２】
請求項８には、ポンプピストン及び補償ピストンの星形配置が記載されている。ポンプピストン及び補償ピストンは、偏心体に対して半径方向に延びる平面内に配置され、しかもこの偏心体を取り囲んで配置されており、この偏心体がポンプピストン及び補償ピストンを、位相をずらして駆動する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による多重ピストンポンプの概略図である。
【図２】図１に示した多重ピストンポンプの吐出し側の圧送流を示した図表である。
【図３】図１に示した多重ピストンポンプの吸込み側の圧送流を示した図表である。
【００１４】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１５】
図１には、概略的な形式で本発明による多重ピストンポンプ１が示されており、この多重ピストンポンプ１は、液圧式の車両ブレーキ装置用に、例えばアンチロックコントロール、トラクションコントロール及び／又はビークルダイナミックコントロールされる車両ブレーキ装置のリターンポンプとして設けられている。前記のようなコントロールの一般的な略称は、ＡＢＳ，ＡＳＲ，ＦＤＳ及び／又はＥＳＰである。多重ピストンポンプ１の別の用途は、電気液圧式の車両ブレーキ装置（略称：ＥＨＢ）である。この電気液圧式の車両ブレーキ装置は、外力式のブレーキ装置であって、この外力式のブレーキ装置の場合、制動に必要とされる常用ブレーキ圧は、電気液圧式の車両ブレーキ装置の外部エネルギ供給装置の構成部材である液圧ポンプ、例えば多重ピストンポンプ１によって形成される。
【００１６】
多重ピストンポンプ１は２つの段部無しのポンプピストン２を有しており、これらのポンプピストン２は、それぞれ９０度だけ角度をずらされて、偏心体３に対して半径方向に配置されている。偏心体３は電動モータ（図示せず）によって、偏心体３の回転軸線４を中心として回転するように駆動可能である。ピストンばね５が、ポンプピストン２の端面を偏心体３の外周に当て付けて保持しているので、偏心体３の回転駆動によって、ポンプピストン２が、往復する行程運動を行うように駆動される。図示して説明する本発明の実施例では、ピストンばね５はポンプピストン２の、偏心体３とは反対の側の端面に配置された圧縮コイルばねである。
【００１７】
ポンプピストン２は、シリンダ６内に軸方向で移動するように収容されており、移動方向は偏心体３の回転軸線４に対して半径方向である。実際の構成では、図示のシリンダ６に代わる、いわゆる液圧ブロック（図示せず）に設けられたポンプ孔内に、ポンプピストン２を軸方向で移動するように収容している。
【００１８】
ポンプピストン２は、組み込まれた流入弁７を有しており、これらの流入弁７は逆止弁として形成されている。流入弁７は、ポンプピストン２内の孔８を介して流入部９と連通しており、この場合、ポンプピストン２の流入部９は、多重ピストンポンプ１の流入部１０に接続されている。
【００１９】
シリンダ６からの流出は流出弁１１によって行われ、これらの流出弁１１もやはり逆止弁として形成されている。ポンプピストン２の流出部１２は、多重ピストンポンプ１の流出部１３に接続されている。
【００２０】
回転する偏心体３によるポンプピストン２の往復駆動によって、ポンプピストン２は自体公知の形式で戻り行程中に流体、本実施例ではブレーキ液を、流入部９，１０を介して吸い込み且つこのブレーキ液を作業行程中に流出部１２，１３に押し退ける。このことは、ピストンポンプでは自体公知であるので、ここで詳しくは説明しない。２つのポンプピストン２の９０度の角度差は、これらのポンプピストンの駆動に、やはり９０度の位相差を生ぜしめる。
【００２１】
段付けされていない２つのポンプピストン２に対向して、つまり２つのポンプピストン２に対して１３５度ずつ角度をずらされて、段付けされた補償ピストン１４が配置されており、この補償ピストン１４もやはり、ピストンばね５によって偏心体３の周面に対して押圧される。補償ピストン１４の往復駆動は、ポンプピストン２の往復駆動と同様に、偏心体３の回転駆動によって行われる。ポンプピストン２に対する１３５度の角度差に基づいて、補償ピストン１４は両ポンプピストン２に対して１３５度の位相差を以て駆動される。換言すると、補償ピストン１４は、両ポンプピストン２の中間の位相差に対して逆の位相で、若しくはポンプピストン２の２つの行程運動のオーバラップ部に対して逆の位相で駆動される。補償ピストン１４の直径の大きな方の端部は偏心体３に面しており、段部面１５は、偏心体３とは反対の側に位置している。補償ピストン１４は、段付けされたシリンダ１６内か、若しくはシリンダ１６に代わる液圧ブロック（詳しくは図示せず）の段付けされたポンプ孔１７内で、軸方向で移動可能にガイドされている。補償ピストン１４の移動方向は、偏心体３の回転軸線４に対して半径方向である。多重ピストンポンプ１の合計３つのピストン２，１４、つまり２つのポンプピストン２と補償ピストン１４とは、偏心体３を中心として星型に配置されており、この場合、前述のように２つのポンプピストン２の間の角度差は９０度であり、両ポンプピストン２から補償ピストン１４までの角度差は、それぞれ１３５度である。
【００２２】
補償ピストン１４は、弁又はその他の流体制御装置を有していない。段付けされたポンプ孔１７の直径の大きな方の部分は、補償ピストン１４によってポンプ孔１７の直径の小さな方の部分から液圧的に分離されている。補償ピストン１４の段部面１５は、ポンプピストン２の流入部９、延いては多重ピストンポンプ１の流入部１０と連通している。補償ピストン１４の直径の小さな方のピストン面１８は、ポンプピストン２の流出部１２、延いては多重ピストンポンプ１の流出部１３と連通している。補償ピストン１４の段部面１５の面積Ｆ１５は、ポンプピストン２のピストン面の面積Ｆ２よりも係数√２だけ小さい。つまり、Ｆ１５＝Ｆ２／√２である。補償ピストン１４の直径の大きな方の部分は、ポンプピストン２と同じ大きさの直径を有している。
【００２３】
両ポンプピストン２が、その作業行程中にブレーキ液を、流出部１２を介して多重ピストンポンプ１の流出部１３へと押しのけると、補償ピストン１４は、その逆位相駆動に基づいて戻り行程を行い、直径の小さな方の側のピストン面１８で以て、ブレーキ液を多重ピストンポンプ１の流出部１３から吸い込む。これにより、流出部１３を通って流出する多重ピストンポンプ１の圧送流が減少する。逆に、ポンプピストン２の戻り行程中に、これらのポンプピストン２がブレーキ液を押しのけることはない。補償ピストン１４が作業行程を行うと、先行の戻り行程中に流出部１３から吸い込んだブレーキ液を再度流出部１３へと押しのけ、これにより、ポンプピストン２がブレーキ液を押しのけることがないポンプピストン２の戻り行程中でも、多重ピストンポンプ１は、その流出部１３からの圧送流を有している。
【００２４】
多重ピストンポンプ１の流出部１３からの圧送流は平滑化されており、圧力脈動が低下されている。この流れ状態は図２の図表に示されており、この図表は１つのポンプピストン２の最大圧送流を基準としている。両ポンプピストン２の９０度だけ位相をずらされた２つの正弦波状の圧送流ＶＩ，ＶＩＩが見られる。ポンプピストン２のこれらの圧送流ＶＩ，ＶＩＩは、正の正弦半波にわたってのみ存在している。なぜならば、ポンプピストン２は戻り行程に際してはブレーキ液を押し退けないからである。補償ピストン１４の体積流ＶＡも、やはり正弦波状であり且つ両ポンプピストン２の圧送流ＶＩ，ＶＩＩに対して１３５度位相をずらされている、つまり、補償ピストン１４の体積流ＶＡは、両ポンプピストン２の圧送流ＶＩ，ＶＩＩの和に対して逆の位相になっている。両ポンプピストン２の圧送流ＶＩ，ＶＩＩとは異なり、補償ピストン１４の体積流ＶＡは、正弦波全体にわたって存在している、つまり、負の半波にわたっても存在している。なぜならば、補償ピストン１４は、偏心体３が半回転する間にブレーキ液を流出部１３から吸い込み、且つ偏心体３がもう半回転する間に、最初に吸い込んだブレーキ液量を再び流出部１３へと押し退けるからである。全体として、多重ピストンポンプ１の流出部１３では、僅かな起伏を有し且つ圧力脈動が低下された、平滑化された圧送流Ｖが得られる。
【００２５】
多重ピストンポンプ１の流入部１０においても、補償ピストン１４は、この場合は吸込み流と呼ばれる圧送流又は体積流の平滑化を生ぜしめる：即ち、両ポンプピストン２がその戻り行程中にブレーキ液を流入部１０から吸い込むと、補償ピストン１４は作業行程を行うので、その結果、補償ピストン１４はその段部面１５で以てブレーキ液を流入部１０に押し退け、これにより吸込み流を減少させる。両ポンプピストン２がその作業行程中にブレーキ液を吸い込まない場合は、補償ピストン１４が戻り行程を行って、その段部面１５で以てブレーキ液を多重ピストンポンプ１の流入部１０から吸い込むので、これにより、多重ピストンポンプ１は、ポンプピストン２の作業行程中もブレーキ液を吸い込む。このようにして、補償ピストン１４は、多重ピストンポンプ１の流入部１０に流入する吸込み流の平滑化をも生ぜしめる。図３の図表は、多重ピストンポンプ１の流入部１０における体積流を示しており、この図表は１つのポンプピストン２の最大吸込み流を基準としている。ポンプピストン２の吸込み流ＳＩ，ＳＩＩは負で示されている。なぜならば、これらの吸込み流ＳＩ，ＳＩＩは多重ピストンポンプ１内に流入するからである。多重ピストンポンプ１の吸込み側、つまり流入部１０では、吐出し側、つまり流出部１３と同じ状態が得られる：即ち、ポンプピストン２の吸込み流ＳＩ，ＳＩＩは、それぞれ負の正弦半波にわたって存在しており且つ互いに９０度だけ位相をずらされている。補償ピストン１４の段部面１５の体積流ＳＡは、正弦波全体にわたって存在しており且つポンプピストン２の吸込み流ＳＩ，ＳＩＩを補償するので、多重ピストンポンプ１の流入部１０では小さな起伏を有する吸込み流Ｓが得られる。
【図１】
2012531560.tif 000003
【図２】
2012531560.tif 000004
2012531560.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成24年2月29日(2012.2.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多重ピストンポンプであって、２つのポンプピストン（２）を備えており、これらのポンプピストンは逆位相となることなく位相差をもって駆動されており、両ポンプピストン（２）の流入部（９）は接続されている形式のものにおいて、
多重ピストンポンプ（１）が、流体制御装置無しの１つの補償ピストン（１４）を有しており、該補償ピストン（１４）が、前記ポンプピストン（２）の流入部（９）と連通しており且つ両ポンプピストン（２）の中間の位相差に対してほぼ逆の位相で駆動されることを特徴とする、多重ピストンポンプ。
【請求項２】
前記補償ピストン（１４）が段付きピストンとして構成されている、請求項１記載の多重ピストンポンプ。
【請求項３】
両ポンプピストン（２）の流出部（１２）が接続されており、且つ液圧的に流入部（９）から分離されて補償ピストン（１４）と連通している、請求項２記載の多重ピストンポンプ。
【請求項４】
補償ピストン（１４）の段部面（１５）が、ポンプピストン（２）の接続された前記流入部（９）と連通している、請求項３記載の多重ピストンポンプ。
【請求項５】
ポンプピストン（２）は段を有していない、請求項１から４までのいずれか１項記載の多重ピストンポンプ。
【請求項６】
両ポンプピストン（２）が、約９０度の位相差を有しており、補償ピストン（１４）が、前記両ポンプピストン（２）に対して約１３５度の位相差を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載の多重ピストンポンプ。
【請求項７】
ポンプピストン（２）の流入部（９）と連通している補償ピストン（１４）の面（１５）の面積（Ｆ１５）が、ポンプピストン（２）のピストン面の面積（Ｆ２）よりも約係数√２だけ小さい、即ちＦ１５＝Ｆ２／√２である、請求項１から６までのいずれか１項記載の多重ピストンポンプ。
【請求項８】
ポンプピストン（２）及び補償ピストン（１４）が星形に配置されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の多重ピストンポンプ。
【国際調査報告】
2012531560.tif 000006
2012531560.tif 000007
2012531560.tif 000008
2012531560.tif 000009
2012531560.tif 000010
2012531560.tif 000011