JP2002362344A

JP2002362344A - ピストン型リザーバおよび車両用ブレーキ液圧制御ユニット

Info

Publication number: JP2002362344A
Application number: JP2001173367A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Ikeda; 茂樹池田; Hiroaki Toku; 浩明篤
Original assignee: Bosch Automotive Systems Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 2001-06-08
Filing date: 2001-06-08
Publication date: 2002-12-18
Anticipated expiration: 2021-06-08
Also published as: JP3676264B2

Abstract

(57)【要約】【課題】異物の浸入を有効に防止しつつ、圧縮コイルば
ね７６を小型化し、リザーバ自体を小型化することがで
きるリザーバ７０の提供。【解決手段】リザーバ７０に呼吸孔を設けることなく、
しかも、気体室８０の気体ばね作用を積極的に利用し、
貯える作動液の液圧を所定の低圧に保つ。すなわち、こ
の発明のリザーバ７０の特徴は、次のとおりである。Ａ．シリンダ孔５６０の他端を密閉し、気体室８０をそ
の気体室以外の部分から独立した密閉空間としているＢ．液圧室の液圧８２を、圧縮コイルばね７６の作用
と、ピストン７４の移動により気体室８０の容積が変動
することに伴う気体ばねの作用とで定めている

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、液圧回路の作動
液を貯えるリザーバの技術であり、特に、作動液を１０
ｂａｒ（つまり、１０×１０^５Ｐａ）以下で貯える低圧
のピストン型リザーバに関する。また、この発明は、そ
のようなリザーバを含む車両用ブレーキ液圧制御ユニッ
トにも関する。

【０００２】

【発明の背景】この種のピストン型リザーバは、窒素や
ヘリウムを封入した高圧のもの（一般に、アキュムレー
タという）に比べて、異質である。シリンダ孔の中を液
圧室と気体室とに区画するピストンは、圧縮コイルばね
によって気体室の側から液圧室の側に向かう力を与えら
れているが、低圧作動のために、気体室自体は、もっぱ
ら大気に開放されていた。したがって、このピストン型
リザーバでは、外部から大気開放の気体室の中へ水分、
塩分、ダストなどの異物が浸入するおそれがある。特
に、異物の浸入の問題は、アンチロックブレーキシステ
ムなどの車両用ブレーキ液圧制御技術において深刻であ
る。なぜなら、異物の浸入により、気体室中の金属製の
圧縮コイルばねが腐食するなどして、ピストンがスムー
ズに動かなくなり、ブレーキ制御に悪影響をもたらす可
能性があるからである。

【０００３】異物の浸入に対する今までの対策として
は、圧縮コイルばねなどに充分な防錆処理をしたり、保
護部材で保護するなどの受動的な対策（たとえば、特開
平５−２７２５０１号公報参照）のほか、異物の浸入自
体を抑制しようとする能動的な対策が知られている。後
者の能動的な対策として、特開平８−２０７７３１号公
報では、ピストンが入るシリンダ孔を水平に配置し、し
かも、気体室と外部との通気孔を保護キャップ（ふた部
材）の最下部に配置するなどの工夫をし、また、別の特
開平１１−１３９２８５号公報では、シリンダ孔の開口
部をふさぐふた部材に、迷路状あるいはラビリンス構造
の通気孔（通気孔は、ピストンの往復動に応じて呼吸す
るために、呼吸孔ともいわれる。）を設けるという工夫
をしている。さらに、特開平１１−３２１６０８号およ
び特開平１１−３３４５６５号の各公報では、リザーバ
自体は密閉構造とし、内部の気体室を近くの別の密封空
間と連通させ、その密封空間に対して気体室の圧力変動
を逃がすようにするという工夫をしている。

【０００４】

【発明の解決すべき課題】リザーバのスムーズな作動を
より確実にするためには、異物の浸入自体を抑制あるい
は防止する後者の対策が好ましい。しかし、ふた部材に
呼吸孔を設けることを前提とする限り、異物の浸入を完
全には防止することができない。異物の浸入を完全に防
止するという点からすれば、リザーバ自体を密閉構造と
し、気体室の圧力変動を別の密封空間に逃がすという技
術がすぐれている。

【０００５】ところが、圧力変動を逃がすという技術で
は、気体室と別の密封空間とを連絡するための連絡通路
などが必要であり、第１に、その手立てが少し面倒であ
る。また第２には、圧縮コイルばねは、呼吸孔があると
きと同様、その負荷で液圧をすべて受け止めているた
め、ばねの小型化に限界があり、リザーバ自体の高さを
さらに低くするなどの小型化を進めることが困難であ
る。さらには、気体室を密閉する手段として、Ｏ−リン
グなどのシール部材を用いる方法を採用しているので、
部品点数が多いという第３の問題もある。この発明は、
異物の浸入を有効に防止しつつ、圧縮コイルばねを小型
化し、リザーバ自体を小型化することができるリザーバ
の技術を提供することを目的とする。また、この発明
は、少ない部品点数でふた部材を密閉構造にすることが
できるリザーバの技術を提供することを他の目的とす
る。さらに、この発明は、小型化および安全性にすぐれ
た車両用ブレーキ液圧制御ユニットを提供することをも
目的とする。この発明のさらに他の目的は、以下の説明
から明らかになるであろう。

【０００６】

【発明の解決手段】この発明では、リザーバに呼吸孔を
設けることなく、しかも、気体室の気体ばね作用を積極
的に利用し、貯える作動液の液圧を所定の低圧に保つ。
すなわち、この発明のリザーバは、基本的に、次の各特
徴をもつ。Ａ．シリンダ孔の他端を密閉し、気体室をその気体室以
外の部分から独立した密閉空間としているＢ．液圧室の液圧を、圧縮コイルばねの作用と、ピスト
ンの移動により気体室の容積が変動することに伴う気体
ばねの作用とで定めている

【０００７】特徴Ａについて、シリンダ孔の他端を密閉
すること自体は、前記した特開平１１−３２１６０８号
や特開平１１−３３４５６５号の各公報が示すものと同
様である。しかし、密閉するだけでなく、密閉した気体
室をその気体室以外の部分から独立した密閉空間とする
点でそれらの先行例とは異なる。ただ、密閉手段として
は、先行例と同様に、Ｏ−リング等のシール部材を用い
る公知の方法をも適用することができる。部品を少なく
する意味で、好ましい密閉手段は、シリンダ孔の他端の
開口部にふた部材を圧入し、しかも、その圧入したふた
部材よりもシリンダ孔の外側のハウジングの部分をふた
部材にカシメるという方法である。気体室の気体は、通
常はエアであるが、そのほか窒素やヘリウムなどの不活
性ガスを用いることもできる。不活性ガスを用いる場合
には、窒素やヘリウムの環境下で、ふた部材の圧入およ
びカシメなどを行えば良い。カシメ自体は、液圧周りの
シール手段としてはすでに知られているが、液体に比べ
て粘性の低い気体周りに対し、完全な密閉構造を得るた
めに、カシメを適用することは斬新である。ここでは、
圧入とカシメとを組み合わせることによって、気体周り
の有効なシールあるいは密閉の手段としている。

【０００８】次に、図１を参照しながら、特徴Ｂについ
て説明しよう。図１は、この発明によるリザーバの液圧
保持特性を示し、横軸にゲージ圧で液圧をとり、縦軸に
貯える作動液の容積をとっている。まず、圧縮コイルば
ねだけによる今までの液圧保持特性は、実線の線分Ｌ
１、Ｌ２、Ｌ３およびＬ４で表すことができる。圧縮コ
イルばねには、点Ｐに対応する予圧（たとえば、２ｂａ
ｒ）相当の予負荷がかかっている。圧縮コイルばねの力
を受けるピストンは、点Ｐよりも大きな液圧の点Ｑに達
した時点で、ストロークし始め、点Ｒ（たとえば、６．
５ｂａｒの液圧相当）で最大のストローク（たとえば、
３ｃｃ相当）に達する。そして、ヒステリシスの影響に
より、点Ｒよりも液圧の小さな点Ｓの時点から容積を縮
小して元の点Ｐに戻る。一方、この発明で用いる圧縮コ
イルばねは、今までのばねに比べてばね定数は小さい。
同じ点Ｐから始まる線分Ｌ１、鎖線で示す線分Ｍ２、そ
れに続く線分Ｍ３および線分Ｍ４が、そのばねの特性を
示している。気体ばねによる特性は、ハッチングを付け
た３角形状の領域で示すことができる。したがって、気
体ばねによる特性と、圧縮コイルばねの特性とを合成し
た特性として、線分Ｌ１、破線で示す曲線部分Ｎ２、そ
れに続く線分Ｌ３および破線で示す曲線部分Ｎ４で示す
ものを得る。このように、今までの圧縮コイルばねだけ
を用いた場合における特徴点Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓを基準にす
れば、同様の特性を気体ばねによる特性と圧縮コイルば
ねの特性との組み合わせによって達成することができ
る。勿論、気体は、温度変化に伴ってばね作用を変化さ
せるが、この設計思想にしたがえば、実際上の不具合は
生じない。なぜなら、要求される高温から低温にわたる
広範囲の温度変化があるときでも、少なくとも点ＰとＱ
とに対する温度の影響は小さいからである。このよう
に、この発明のリザーバでは、気体ばねによる作用分だ
け圧縮コイルばねの負荷を軽減することができ、ばねの
設計自由度が増し、そのばねの寸法を小さくすることが
でき、結果的にリザーバ自体を小型化することができ
る。

【０００９】また、この発明のリザーバは、別の観点か
ら、次の各点の特徴をもつ。ａ．シリンダ孔の他端を密閉しているｂ．ａの密閉のため、前記シリンダ孔の他端の開口部に
ふた部材を圧入し、しかも、その圧入したふた部材より
もシリンダ孔の外側のハウジングの部分をふた部材にカ
シメているすでに述べたとおり、カシメ自体は、液圧周りのシール
手段としてはすでに知られているが、液体に比べて粘性
の低い気体周りに対し、完全な密閉構造を得るために、
いわゆる当業者がカシメを適用することは斬新である。
ここでは、圧入とカシメとを組み合わせることによっ
て、気体周りの有効なシールあるいは密閉の手段として
いる。それにより、Ｏ−リング等のシール部材を省略す
ることができ、全体として部品点数を削減する効果を生
む。この考え方は、気体ばねによって圧縮コイルばねの
負荷を小さくする場合だけでなく、前記した特開平１１
−３２１６０８号や特開平１１−３３４５６５号の各公
報が示す技術において、シリンダ孔の開口部を密閉する
場合にも適用することができる。

【００１０】この発明は、ピストン型リザーバに対して
単独に適用することができるのは勿論であるが、小型化
とともに安全性が求められる車両用ブレーキ液圧制御ユ
ニットに対して適用した場合の効果は特に顕著である。
なぜなら、エンジンルームという狭く、耐環境性が求め
られる空間に配置する上において、装置の小型化は重要
な課題であり、しかも、耐環境性に加え、安全確保が第
１のブレーキ制御技術において、不安材料である異物の
浸入を確実に防止することが別の重要な課題であるから
である。

【００１１】

【実施例】図２は、この発明によるリザーバの一実施例
を含む、自動車用のアンチロックブレーキシステムの一
例を示す回路図である。リザーバの構成を除く、この回
路自体はすでに知られたものであるが、まずは、この回
路図によって、この発明の対象であるリザーバの位置づ
けを明らかにする。

【００１２】このアンチロックブレーキシステムは、ブ
レーキの液圧発生源であるタンデム型のマスタシリンダ
１０と、ブレーキ液圧の制御対象である４つのホイール
シリンダ２０１，２０２，２０３，２０４と、ホイール
シリンダ２０１〜２０４とマスタシリンダ１０との間に
位置するブレーキ液圧制御ユニット５０とを備える。タ
ンデム型のマスタシリンダ１０には、独立した２つのポ
ート１１，１２があり、それに応じて、ブレーキ液圧制
御ユニット５０のハウジングには、２つの配管接続口５
１１，５１２がある。また、ブレーキ液圧制御ユニット
５０のハウジングは、４つのホイールシリンダ２０１〜
２０４に応じて、４つの別の配管接続口５２１，５２
２，５２３，５２４を備える。マスタシリンダ１０から
延びる配管は、前後型あるいはＸ型の配管であり、ハウ
ジングは、両系統に対して共通のモータＭが駆動するプ
ランジャ型の液圧ポンプ３０を支持し、しかも、４つの
ホイールシリンダ２０１〜２０４に応じて、４つの常開
型のソレノイドバルブＥＶ_１，ＥＶ_２，ＥＶ_３，ＥＶ_４
および４つの常閉型のソレノイドバルブＡＶ_１，Ａ
Ｖ _２，ＡＶ_３，ＡＶ_４を収容する。そして、問題のリザ
ーバ７０，７０は、常閉型のソレノイドバルブＡＶ_１，
ＡＶ_２；ＡＶ_３，ＡＶ_４に連絡し、それと同時に、液圧
ポンプ３０の吸込み側に連絡している。したがって、各
リザーバ７０は、アンチロック制御の際、各ホイールシ
リンダ２０１，２０２；２０３，２０４から各ソレノイ
ドバルブＡＶ_１〜ＡＶ_４を通して弛められる液圧を貯
え、また、貯えた液圧を液圧ポンプ３０の作動によっ
て、マスタシリンダ１０側へ戻す。

【００１３】回路図を示す図２には、明示していない
が、ブレーキ液圧制御ユニット５０は、リザーバ７０の
ほか、ソレノイドバルブＥＶ_１，ＥＶ_２，ＥＶ_３，ＥＶ
_４；ＡＶ_１，ＡＶ_２，ＡＶ_３，ＡＶ_４および液圧ポンプ
３０等を含む油圧ユニットと、その油圧ユニットのモー
タＭの駆動および各ソレノイドバルブの開閉を制御する
ための電子制御ユニットとが一体化した構成である。こ
の一体化によって、ハーネスやコネクタ等の結合箇所を
少なくし、自動車の搭載スペースを削減し、しかも、電
気的な接続部分を減らし、信頼性の向上を図ることがで
きる。この一体化の形態自体は、良く知られており、た
とえば、特開平１０−５９１５２号や特開平１１−２９
７４５０号の各公報が示している。このような一体化を
するとき、ユニットを全体として小型化するため、各部
品を小型化することが要求される。リザーバ７０を小型
化する技術は、その要求に応える上で必要なものの一つ
である。

【００１４】リザーバ７０は、容量が３ｃｃ程度であ
り、１〜１０ｂａｒ程度（つまり、１×１０^５〜１０×
１０^５Ｐａ程度）で作動液を貯える低圧のピストン型リ
ザーバである。リザーバ７０は、ブレーキ液圧制御ユニ
ット５０のブロック状のハウジングの内部にあり、図３
および図４が、リザーバ７０の部分を拡大し断面構造で
示している。図３はカシメ前の状態、図４がカシメ後の
状態をそれぞれ示す。

【００１５】ハウジング５５０には、ハウジングをセッ
トしたときに、垂直となる軸線方向に延びるシリンダ孔
５６０がある。シリンダ孔５６０は、上に位置する孔の
奥が閉じ、下に位置する部分が開いている。シリンダ孔
５６０は、孔の奥から開口部のごく近くまでにわたる大
部分の部分５６０ａが均一な径であり、それに続く開口
部が２段構成になっている。すなわち、部分５６０ａと
それよりも少し大径な途中部分５６０ｂとが形作る第１
の段部５７１と、途中部分５６０ｂとそれよりもさらに
大径な一番外の部分５６０ｃとが形作る第２の段部５７
２との２段構成である。第１の段部５７１は、途中部分
５６０ｂに圧入したふた部材７２のストッパーとなる部
分であり、また、第２の段部５７２は、カシメ部分を構
成するための部分である。ふた部材７２は、金属製であ
り、そこには呼吸のための孔を全く含まない。そして、
ふた部材７２は、途中部分５６０ｂに対する圧入（図
３）と、一周にわたる第２の段部５７２の部分をカシメ
治具によってカシメたカシメ部分５７２ｓ（図４）とに
よって、シリンダ孔５６０の開口部を完全に気密に密閉
する。気密な密閉であるために、シリンダ孔５６０の内
部は外部から完全に遮断され、そこに外部から異物が浸
入することはない。なお、ふた部材７２には、第１の段
部５７１上に当たる周縁部分７２ａと、内周の盛り上が
り部分７２ｂとがある。また、シリンダ孔５６０の底部
にある通路５８０ａ，５８０ｂは、液圧ポンプ３０側お
よびホイールシリンダ２０１〜２０４側に連絡するため
のものである。

【００１６】さて、ふた部材７２によって密閉されたシ
リンダ孔５６０の内部には、ピストン７４のほか、ピス
トン７４を底部側に押す圧縮コイルばね７６とがある。
ピストン７４は、外周の溝の中にＯ−リング７３を支持
し、それによって、シリンダ孔５６０の内部を底部側の
液圧室８２と、開口部側の気体室（ここでは、エア室）
８０とに区画している。また、ピストン７４には、気体
室８０に面する側に凹部７４０があり、その凹部７４０
の中に圧縮コイルばね７６の一部を入れ、ばね７６の端
部を支持している。圧縮コイルばね７６の他方の端部
は、ふた部材７２の盛り上がり部分（ばね７６から見れ
ば、凹んだ部分）７２ｂの中に入っている。このよう
に、ばね７６の両端を凹部の中に入れることによって、
リザーバ７０の軸線方向の長さを短縮することができ
る。しかも、圧縮コイルばね７６は、すでに図１を参照
して説明したように、気体室８０の容積変動に伴う気体
ばねに補助されるため、今までのばねに比べてばね定数
が小さなものであり、ばね自体が小型化している。

【００１７】リザーバ７０は、ピストン７４の軸線方向
に沿う往復移動により、ホイールシリンダ２０１〜２０
４側から弛められた液圧あるいは作動液を液圧室８２の
中に貯え、また、貯えた作動液を液圧ポンプ３０の作動
により、マスタシリンダ１０側に戻す。この間、液圧室
８２内の作動液の液圧は、前記した図１における破線に
沿う特性にしたがって、所定の１〜１０ｂａｒ程度（つ
まり、１×１０^５〜１０×１０^５Ｐａ程度）を保つ。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を説明するための液圧−容積の特性
図である。

【図２】この発明によるリザーバの一実施例を含む、
自動車用のアンチロックブレーキシステムの一例を示す
回路図である。

【図３】リザーバ７０の部分の断面図であり、カシメ
前の状態を示す図である。

【図４】図３と同様の断面図であり、カシメ後の状態
を示す図である。

【符号の説明】

１０マスタシリンダ２０１〜２０４ホイールシリンダ３０液圧ポンプ５０ブレーキ液圧制御ユニット５１１，５１２，５２１〜５２４配管接続口５６０シリンダ孔５７２ｓカシメ部分７０リザーバ８０気体室８２液圧室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3D046 BB08 CC02 DD03 EE01 FF04 LL02 LL05 LL08 LL23 LL37 LL46 LL50

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸線方向の一端が閉じ、他端が開いたシ
リンダ孔をもつハウジングと、前記シリンダ孔の内部を
軸線方向に往復移動可能であり、前記一端に臨む側に液
圧室、前記他端に臨む側に気体室をそれぞれ区画するピ
ストンと、前記気体室の中に位置し、前記ピストンに対
し前記気体室の側から前記液圧室の側に向かう力を与え
る圧縮コイルばねとを備え、前記液圧室の内部に、それ
に連絡する液圧回路の作動液を貯えるリザーバであっ
て、次の各点を特徴とする、ピストン型リザーバ。Ａ．前記シリンダ孔の他端を密閉し、前記気体室をその
気体室以外の部分から独立した密閉空間としているＢ．前記液圧室の液圧を、前記圧縮コイルばねの作用
と、前記ピストンの移動により前記気体室の容積が変動
することに伴う気体ばねの作用とで定めている
【請求項２】前記気体室の気体はエアあるいは不活性
ガスのいずれかであり、しかも、前記液圧室の容積がゼ
ロのとき、気体室の圧力が大気圧である、請求項１のリ
ザーバ。
【請求項３】前記シリンダ孔の他端を密閉するため、
前記シリンダ孔の他端の開口部にふた部材を圧入し、し
かも、その圧入したふた部材よりもシリンダ孔の外側の
ハウジングの部分をふた部材にカシメた、請求項１のリ
ザーバ。
【請求項４】前記液圧回路は自動車のブレーキ回路で
あり、前記液圧室に１０×１０^５Ｐａ以下の低圧で作動
液を貯える、請求項１〜３のいずれかのリザーバ。
【請求項５】軸線方向の一端が閉じ、他端が開いたシ
リンダ孔をもつハウジングと、前記シリンダ孔の内部を
軸線方向に往復移動可能であり、前記一端に臨む側に液
圧室、前記他端に臨む側に気体室をそれぞれ区画するピ
ストンと、前記気体室の中に位置し、前記ピストンに対
し前記気体室の側から前記液圧室の側に向かう力を与え
る圧縮コイルばねとを備え、前記液圧室の内部に、それ
に連絡する液圧回路の作動液を貯えるリザーバであっ
て、次の各点を特徴とする、ピストン型リザーバ。ａ．前記シリンダ孔の他端を密閉しているｂ．ａの密閉のため、前記シリンダ孔の他端の開口部に
ふた部材を圧入し、しかも、その圧入したふた部材より
もシリンダ孔の外側のハウジングの部分をふた部材にカ
シメている
【請求項６】マスタシリンダおよびホイールシリンダ
に接続するための配管接続口があり、しかも、ブレーキ
液圧の込めおよび弛めのためのソレノイドバルブ、なら
びにモータ駆動の液圧ポンプを支持するハウジングを含
む油圧ユニットと、その油圧ユニットの前記モータの駆
動および前記ソレノイドバルブの開閉を制御するための
電子制御ユニットとが一体化した車両用ブレーキ液圧制
御ユニットであって、前記ハウジングは、さらに、前記
弛めたブレーキ液圧あるいはブレーキ作動液を一時的に
貯えるリザーバを備え、そのリザーバはシリンダ孔の内
部を軸線方向に往復移動するピストンをもつピストン型
であり、しかも、次の特徴をもつ、車両用ブレーキ液圧
制御ユニット。Ａ．前記ピストンが区画する気体室を、その気体室以外
の部分から独立した密閉空間としているＢ．前記弛めたブレーキ液圧あるいはブレーキ作動液の
液圧を、前記ピストンを押す圧縮コイルばねの作用と、
前記ピストンの移動により前記気体室の容積が変動する
ことに伴う気体ばねの作用とで定めている
【請求項７】前記気体室を密閉するため、前記シリン
ダ孔の開口部にふた部材を圧入し、しかも、その圧入し
たふた部材よりもシリンダ孔の外側のハウジングの部分
をふた部材にカシメた、請求項６の車両用ブレーキ液圧
ユニット。