JP2001027175A - 電動式ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 キャビテーションの発生が確実に防止される
電動式ポンプを得る。 【解決手段】 作動流体を貯留するリザーバ２は、該リ
ザーバ２内の流体を加圧する加圧手段１８と、流体圧を
計測する圧力センサ２１とを備える。固体素子７の伸縮
動作によってピストンが往復動して前記リザーバ２に貯
留された作動流体を吐出する電動式ポンプは、前記固体
素子７に印加する、ピストン駆動部１ｂのコイル８電流
が前記圧力センサ２１の計測値に応じて制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動式ポンプに係
り、特に減圧時に良好な応答性が得られる電動式ポンプ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の車両においては、アンチロックブ
レーキシステムの装備や、トラクションコントロールシ
ステムの装備など、ブレーキ機能のインテリジェント化
が活発に行なわれている。そして、このようなインテリ
ジェント化に伴い、例えばブレーキ装置等に組み込まれ
る油圧発生源としてのポンプの電動化や小型化が必要不
可欠になってきている。

【０００３】図３は、このような用途、例えばブレーキ
装置に適用された従来周知の電動式ポンプを示している
（特開平７−１６７３２７号公報、特開平８−３３４０
８２号公報参照）。この電動式ポンプ３２は、ハウジン
グ３０に収容したピストン３１の往復動で流体の吐出を
行なうポンプ部３２ａと、ピストン３１を往復動させる
駆動源として伸縮動作を電気的に制御可能な固体素子、
例えば超磁歪素子３３を使用したピストン駆動部３２ｂ
とを備えるとともに、ポンプ部３２ａの吐出口３４を吐
出チェック弁３５を介してブレーキアクチュエータ３６
の圧力室に接続し、ポンプ部３２ａの吸入口３７を吸入
チェック弁３８，常閉の電磁切換え弁３９を介してブレ
ーキアクチュエータ３６の圧力室に接続し、さらに、電
磁切換え弁３９と吸入チェック弁３８との間の管路にリ
ザーバ４０の油室４１を介在させている。

【０００４】そして、この電動式ポンプ３２では、制御
装置４２から供給される電流をソレノイドコイル４３に
印加すると、その電流周波数に応じて超磁歪素子３３が
伸縮動作され、それに対応してピストン３１が往復動す
る。ピストン３１が往復動すると、それに伴ってリザー
バ４０の油室４１から吸入チェック弁３８を介してポン
プ部３２ａの油室４４に作動油が吸入され、さらに、油
室４４から吐出チェック弁３５を介してブレーキアクチ
ュエータ３６の圧力室に圧送される。ブレーキアクチュ
エータ３６の圧力室に圧送された作動油は、ブレーキア
クチュエータ３６において図示しないリターンスプリン
グの付勢力に抗してブレーキパッドを作動し、ブレーキ
パッドをブレーキディスクに接触させて制動力を得る。
一方、制動力の解除には、超磁歪素子３３への電流供給
を断つとともに、電磁切換え弁３９を作動させて管路を
開成すると、ブレーキアクチュエータ３６の圧力室内の
作動油は、リターンスプリングの付勢力によって排出さ
れる。そして、その作動油は電磁切換え弁３９を介して
リザーバ４０の油室４１に戻される。したがって、ブレ
ーキアクチュエータ３６におけるブレーキ作動は解除さ
れる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記電動式
ポンプでは、リザーバ４０の油室４１にはピストン４５
が配設され、このピストン４５はコイルスプリング４６
によって付勢され、それによって油室４１内の作動油に
予圧を付与するものがある。これは、ポンプ装置の吐出
能力を高めた場合に、吸入行程における配管内の作動流
速が上昇し、それに伴う圧力損失によってキャビテーシ
ョンが管路内に発生するのを防止するためである。

【０００６】しかしながら、リザーバ４０内のコイルス
プリング４６は、油室４１内の作動油が減るにつれ伸長
して付勢力が低下するため、ポンプ装置の吸入行程にお
いてリザーバ４０内に予圧不足を生じさせ、キャビテー
ションを発生する虞がある。その解決手段として、コイ
ルスプリング４５の付勢力を強くすればよいが、この付
勢力は、ブレーキアクチュエータ３６のリターンスプリ
ングに対して十分に小さくないと、ブレーキ解除の際に
応答遅れを生じるため、強くすることは好ましくない。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
リザーバ内に予圧不足が生じた場合においてもキャビテ
ーションの発生を防止してポンプ性能が向上できる電動
式ポンプを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る電動式ポンプは、アクチュエータに接続
される吐出口と、ハウジングにピストンが収容されたポ
ンプ部と、前記ハウジングに対して前記ピストンを往復
動させることにより前記ポンプ部に流体の吐出吸入を行
わせ、電気的に伸縮動作する固体素子を有するピストン
駆動部と、前記ポンプ部の吸入口に接続されるとともに
前記流体を貯留するリザーバと、前記リザーバ内の前記
流体を加圧する加圧手段とを備える電動式ポンプにおい
て、前記リザーバ内における前記流体の圧力を検出する
圧力センサを備え、前記ピストン駆動部は前記圧力セン
サの計測値に対応して前記固体素子に印加する電流の周
波数が制御されることを特徴とする。

【０００９】そして、上記構成によれば、リザーバ内の
圧力を検出し、ポンプ吸入行程においてリザーバ内圧力
が低下した場合には、低下した圧力に応じて固体素子に
印加する電流の周波数を低下させているので、それによ
って、固体素子の伸縮動作を制御してキャビテーション
の発生を防止できる。即ち、リザーバにおける作動油を
付勢しているスプリングが伸長して、付勢力が低下した
場合には、固体素子の伸縮動作周波数を下げてポンプ吸
入行程における管路内の作動油流速を低下させ、それに
よって、圧力損失を小さくしてキャビテーションの発生
を防止できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電動式ポンプ
の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係る電動式ポンプの一実施形態を示す構
成図，図２は電動式ポンプの制御手順を示すフロー図で
ある。

【００１１】この電動式ポンプは、ポンプ本体１，リザ
ーバ２，ブレーキ装置等のアクチュエータ３，それらを
接続する管路４，管路４に介在される電磁切換え弁５等
から構成されている。

【００１２】ポンプ本体１は、ポンプ部１ａとピストン
駆動部１ｂとから構成されている。駆動部１ｂは、有底
状に形成したハウジング６内に超磁歪素子７を備えてお
り、超磁歪素子７はソレノイドコイル８によって囲繞さ
れ、このソレノイドコイル８によって励起される磁界内
に配置されている。ポンプ部１ａは、超磁歪素子７の先
端に配設されたピストン９を有し、ピストン９はスプリ
ング１０によって超磁歪素子７の先端に圧接されてい
る。このピストン９はハウジング６内に油室１１を画成
している。またハウジング６の開口端を塞ぐ端壁材１２
には作動油の吸入口１３と吐出口１４が形成され、それ
らの吸入口１３，吐出口１４は油室１１に連通してい
る。そして、超磁歪素子７は、制御装置１５によってソ
レノイドコイル８に印加される駆動電流の発振周波数に
よって制御される。

【００１３】また、リザーバ２は、ピストン１６を備え
ており、このピストン１６によって油室１７が画成され
ている。このピストン１６は加圧手段となるスプリング
１８によって油室１７を縮小する方向に付勢されてい
る。

【００１４】アクチュエータ３は、図示しないリターン
スプリングを備えており、このリターンスプリングによ
って非作動状態が維持され、上記ポンプ本体１から圧送
される作動油によって作動される。

【００１５】そして、ポンプ本体１の吐出口１４は、吐
出チェック弁１９を介在させた管路４ａを通ってアクチ
ュエータ３の図示しない油室に接続されている。また、
このアクチュエータ３の油室は電磁切換え弁５を介在さ
せた管路４ｂを通ってリザーバ２の油室１７に接続さ
れ、さらに、リザーバ２の油室１７は吸入チェック弁２
０を介在させた管路４ｃを通ってポンプ本体１の吸入口
１３に接続されている。なお、管路４ａに介在させた吐
出チェック弁１９は、ポンプ本体１からの作動油の吐出
のみを許容し、管路４ｃに介在させた吸入チェック弁２
０は、ポンプ本体１への作動油の吸引のみを許容する。
また、管路４ｂに介在させた電磁切換え弁５は常閉型の
切換え弁で、制御装置１５からの制御信号によって開成
される。

【００１６】また、このポンプ装置では、リザーバ２の
油室１７に圧力センサ２１を備えており、この圧力セン
サ２１の圧力検出信号は制御装置１５に入力されてい
る。圧力センサ２１の出力値は、制御装置１５において
設定値と比較され、それによってソレノイドコイル８に
印加される電流の周波数が決定される。

【００１７】このように構成されたポンプ装置では、ア
クチュエータ３の非作動状態、例えばブレーキ装置の場
合には、ブレーキ解除状態において、超磁歪素子７には
電流の供給が停止されており、電磁切換え弁５は管路４
ｂを閉成している。アクチュエータ３を作動させるため
に、制御装置１５から所定周波数Ｆ１の電流がソレノイ
ドコイル８に印加されると、超磁歪素子７が所定周波数
Ｆ１に対応して伸縮動作され、それに伴ってピストン９
も往復動する。そして、ピストン９が往動すると、油室
１１は縮小されるため、油室１１内の作動油は吐出チェ
ック弁１９を介してアクチュエータ３に圧送されて、ア
クチュエータ３を作動させる。また、ピストン９が復動
すると、油室１１は拡大されるため、油室１１内にはリ
ザーバ２から作動油が吸入チェック弁２０を介して吸引
される。このような動作は、制御装置１５からソレノイ
ドコイル８に電流を印加している限り継続される。

【００１８】そして、制御装置１５からソレノイドコイ
ル８への電流の供給を停止すると、アクチュエータ３の
作動はその状態で保持される。

【００１９】アクチュエータ３の作動を解除する場合に
は、制御装置１５からの信号によって電磁切換え弁５を
作動させて管路４ｂを開成させると、アクチュエータ３
におけるリターンスプリングの付勢力によってアクチュ
エータ３内の作動油は電磁切換え弁５を介してリザーバ
２に圧送されて貯えられる。

【００２０】その間、図２に示すように、少なくともポ
ンプ本体１が作動されている間に、リザーバ２は、油室
１７内の圧力が圧力センサ２１によって計測され、その
検出値が制御装置１５に入力される（ステップＳ１）。
制御装置１５では圧力センサ２１の検出値Ｐと予め設定
した適正値Ｋとを比較し（ステップＳ２）、Ｐ＞Ｋの場
合には、制御装置１５からソレノイドコイル８に印加す
る電流の発振周波数ｆを通常の周波数Ｆ１に選択する
（ステップＳ３）。一方、検出値Ｐと適正値Ｋとの比較
結果が、Ｐ＜Ｋの場合には、制御装置１５からソレノイ
ドコイル８に印加する電流の発振周波数ｆを、通常の周
波数Ｆ１よりもキャビテーションの生じない低い周波数
Ｆ２に選択する（ステップＳ４）。

【００２１】したがって、上記電動式ポンプの制御によ
れば、常時キャビテーションが生じない範囲で、ソレノ
イドコイル８に印加する電流の周波数ｆを高めることが
でき、したがって、ポンプ性能を向上させた電動式ポン
プが得られる。

【００２２】なお、上記実施の形態では、圧力センサ２
１をリザーバ２の油室１７内に配置させているが、この
圧力センサ２１を電磁切換え弁５とリザーバ２との間の
管路４ｂに介在させてもよい。また、図１においては、
吐出チェック弁１９及び吸入チェック弁２０をそれぞれ
管路４ａ，４ｃに介在させているが、ポンプ本体１の吐
出口１４，吸引口１３に配設してもよいことは勿論であ
る。また、上記実施の形態では、ポンプ本体１の駆動部
１ｂに固体素子として超磁歪素子７を使用しているが、
超磁歪素子７に限定されることはなく、電流の周波数に
よって伸縮制御される固体素子であればよい。また、本
発明の電動式ポンプにおける超磁歪素子７のソレノイド
コイル８に印加する電流は、正弦波の交流ばかりでな
く、パルス信号でもよく、要は一定の周期をもった電流
であればよい。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る電動式
ポンプでは、例えばリザーバにおける作動油の圧力が低
下した場合、この圧力低下に伴って、ソレノイドコイル
に印加する電流の周波数を下げて固体素子の伸縮動作を
制御するので、圧力損失に伴うキャビテーションの発生
が防止できて、高機能の電動式ポンプが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電動式ポンプの一実施形態を示し
た構成図である。

【図２】図１に示した電動式ポンプの制御手順を示した
フロー図である。

【図３】従来の電動式ポンプを示した構成図である。

【符号の説明】

１ ポンプ本体 ２ リザーバ ３ アクチュエータ（ブレーキ装置） ７ 超磁歪素子（固体素子） ８ ソレノイドコイル ９ ピストン １５ 制御装置 １６ ピストン １７ 油室 １８ コイルスプリング（加圧手段） ２１ 圧力センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクチュエータ３に接続される吐出口
   と、ハウジングにピストンが収容されたポンプ部と、前
   記ハウジングに対して前記ピストンを往復動させること
   により前記ポンプ部に流体の吐出吸入を行わせ、電気的
   に伸縮動作する固体素子を有するピストン駆動部と、前
   記ポンプ部の吸入口に接続されるとともに前記流体を貯
   留するリザーバと、前記リザーバ内の前記流体を加圧す
   る加圧手段とを備える電動式ポンプにおいて、 前記リザーバ内における前記流体の圧力を検出する圧力
   センサを備え、前記ピストン駆動部は前記圧力センサの
   計測値に対応して前記固体素子に印加する電流の周波数
   が制御されることを特徴とする電動式ポンプ。