JP3405211B2 - 流体圧ポンプ - Google Patents

流体圧ポンプ

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JP3405211B2 JP20561298A JP20561298A JP3405211B2 JP 3405211 B2 JP3405211 B2 JP 3405211B2 JP 20561298 A JP20561298 A JP 20561298A JP 20561298 A JP20561298 A JP 20561298A JP 3405211 B2 JP3405211 B2 JP 3405211B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、流体圧ポンプに係
り、特に、複数のポンプを用いて流体を汲み上げる流体
圧ポンプに関する。 【0002】 【従来の技術】従来より、例えば特開平9−25696
0号公報に開示される流体圧ポンプが公知である。この
流体圧ポンプは、リザーバと負荷装置との間に互いに並
列に配置された低圧大容量の第1のポンプと、高圧小容
量の第2のポンプとを備えている。流体圧ポンプの作動
状態は、負荷装置の液圧の上昇に応じて、順次、第1及
び第2のポンプが共に作動する状態、第1のポンプのみ
が作動する状態、及び、第2のポンプのみが作動する状
態に切り替えられる。このため、負荷装置の液圧が上昇
するにつれて、流体圧ポンプの吐出流量は減少する。従
って、上記従来の流体圧ポンプによれば、高圧時に不必
要に多量の流体が吐出されることが防止され、これによ
り、流体圧ポンプの負荷が低減される。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の流体圧ポンプにおいて、第1及び第2のポンプは共
にリザーバから負荷装置へ流体を汲み上げる。すなわ
ち、各ポンプは大気圧の流体を負荷装置へ汲み上げなけ
ればならず、特に、負荷装置が高圧の領域で作動する第
2のポンプの負荷は依然として大きい。 【0004】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、低圧用ポンプと高圧用ポンプとを有する流体圧
ポンプにおいて、高圧用ポンプの負荷を低減することを
目的とする。 【0005】 【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項1
に記載する如く、車両用ブレーキ装置において用いられ
るホイルシリンダに作動液を供給する流体圧ポンプであ
って、それぞれが前記ホイルシリンダに並列的に作動液
を供給する第1及び第2のポンプと、前記第1のポンプ
の吐出側と前記第2のポンプの吸入側とを接続する接続
通路と、該接続通路に設けられ、前記第1のポンプの吐
出圧が所定圧以上のときに開弁する開閉弁とを有し、前
記所定圧は、前記ホイルシリンダにおける前記作動液の
消費液量の増加勾配が小さくなり始める時点での液圧で
ある流体圧ポンプにより達成される。 【0006】 【0007】本発明において、開閉弁は流体圧ポンプの
吐出圧が所定圧以上の場合にのみ開弁する。従って、流
体圧ポンプの吐出圧が所定圧未満の場合は、開閉弁が閉
弁することで接続通路は遮断される。この場合、第1ポ
ンプ及び第2ポンプが吐出する流体は並列的にそれぞれ
液圧装置(ここでは、車両用ブレーキ装置のホイルシリ
ンダ)へ供給される。その結果、低圧作動時に作動液供
給量を増やし、流体圧ポンプの作動効率を向上させるこ
とができる。また、液圧装置における作動液の消費量が
減少しはじめるときに開閉弁を開弁させ、第1ポンプが
吐出する流体が第2ポンプの吸入側へ供給されるように
制御することによって、低ポンプ負荷を維持しつつ高液
圧を提供できると共に、液圧装置への作動液供給量を減
らすことができる 【0008】 【0009】 【0010】 【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施例である
流体圧ポンプ10のシステム構成図を示す。流体圧ポン
プ10は、リザーバ12に貯留された大気圧の流体(例
えば、オイル)を負荷装置14へ汲み上げる。負荷装置
14は、例えば、液圧式ブレーキ装置等の任意の液圧装
置である。図1に示す如く、流体圧ポンプ10は、第1
ポンプ16及び第2ポンプ18を備えている。第1ポン
プ16及び第2ポンプ18は、それぞれ、駆動モータ2
0及び22により駆動される。なお、第1ポンプ16及
び第2ポンプ18は、例えばプランジャ型等の任意の型
式のポンプである。第1ポンプ16及び第2ポンプ18
は、互いに同一の吐出容量及び吐出圧を有するものであ
ってもよく、あるいは、互いに異なる吐出容量及び吐出
圧を有するものであってもよい。ただし、後述する如
く、第2ポンプ18は、負荷装置14が高圧の領域で作
動するため、第1ポンプ16よりも高い吐出圧を有する
ことが好ましい。 【0011】第1ポンプ16及び第2ポンプ18の吸入
口には、それぞれ、第1吸入通路26及び第2吸入通路
28が接続されている。第1吸入通路26及び第2吸入
通路28は共にリザーバ12に連通している。第2吸入
通路28には逆止弁30が配設されている。逆止弁30
は、リザーバ12側から第2ポンプ18側へ向かう流体
の流れのみを許容する。 【0012】第1ポンプ16及び第2ポンプ18の吐出
口には、それぞれ、第1吐出通路32及び第2吐出通路
34が接続されている。第1吐出通路32及び第2吐出
通路34は共通の吐出通路36を介して負荷装置14に
連通している。第1吐出通路32及び第2吐出通路34
には、それぞれ、逆止弁38及び40が配設されてい
る。逆止弁38及び40は、それぞれ、第1ポンプ16
及び第2ポンプ18側から負荷装置14側へ向かう流体
の流れのみを許容する。 【0013】第1ポンプ16の吐出口と第2ポンプ18
の吸入口とは、接続通路42によって互いに接続されて
いる。接続通路42には逆止弁44が配設されている。
逆止弁44は、第1ポンプ16の吐出口側から第2ポン
プ18の吸入口側へ向かう流体の流れのみを許容する。
次に、図2を参照して流体圧ポンプ10の動作について
説明する。図2(A)〜(C)は、それぞれ、流体圧ポ
ンプ10が始動した後の、負荷装置14に供給される液
圧(以下、負荷液圧PL と称す)、第1ポンプ16及び
第2ポンプ18の作動・停止状態、及び、流体圧ポンプ
10の吐出流量の時間変化を例示している。図2におい
て、流体圧ポンプ10は時刻t0 で始動されている。 【0014】図2(B)及び(C)に示す如く、流体圧
ポンプ10が始動されると、先ず第1ポンプ16のみが
作動状態となり、負荷液圧PL が所定の基準液圧P0 に
達するまで第2ポンプ18は休止状態とされる。以下、
この状態を流体圧ポンプ10の低圧作動状態と称す。低
圧作動状態では、第1ポンプ16によりリザーバ12の
流体が負荷装置14へ汲み上げられることで負荷液圧P
L が上昇する。なお、基準液圧P0 は第1ポンプ16の
最大吐出圧よりも、所定値だけ低圧となるように設定さ
れている。従って、低圧作動状態において、負荷液圧P
L は基準液圧P0 に達するまで確実に昇圧される。 【0015】負荷液圧PL が上昇して基準液圧P0 に達
した時点(図2に示す時刻t1)で、第1ポンプ16及
び第2ポンプ18の双方が作動状態とされる。以下、こ
の状態を、流体圧ポンプ10の高圧作動状態と称す。上
述の如く、第1ポンプ16の吐出口と第2ポンプ18の
吸入口とは接続通路42を介して接続され、また、逆止
弁44は第1ポンプ16側から第2ポンプ18側への流
体の流れを許容する。従って、流体圧ポンプ10の高圧
作動状態では、第1ポンプ16が吐出する流体は第2ポ
ンプ18の吸入口へ供給され、この流体が第2ポンプ1
8によって負荷装置14へ汲み上げられる。この場合、
逆止弁30により、第1ポンプ16から第2ポンプ18
の吸入口に供給された流体がリザーバ12へ流出するこ
とが防止されていると共に、逆止弁38により、第2ポ
ンプ18により吐出された流体が第1ポンプ16の吐出
口に流入することが防止されている。 【0016】また、高圧作動状態では、第2ポンプ18
が作動することで、第2ポンプの吸入口の液圧は吐出口
の液圧(すなわち、負荷液圧PL )に比して低圧とな
る。このため、高圧作動状態では、第1ポンプ16が吐
出する流体は全て第2ポンプ18の吸入口に供給される
こととなり、流体圧ポンプ10の吐出流量は、第1ポン
プ16及び第2ポンプ18の吐出容量のうち小さい方の
値となる。すなわち、高圧作動状態では、第1ポンプ1
6及び第2ポンプ18は、リザーバ12と負荷装置14
との間で直列接続された状態で作動する。従って、例え
ば第1ポンプ16及び第2ポンプ18の吐出容量が等し
い場合は、図2(C)に示す如く、低圧作動状態及び高
圧作動状態を通じて流体圧ポンプ10の吐出流量は一定
に維持される。また、第1ポンプ16として低圧大容量
のポンプを、第2ポンプ18として高圧小容量のポンプ
を用いることとすれば、低圧作動状態における大きな吐
出流量と、高圧作動状態における高い吐出圧とを両立し
て実現することができる。 【0017】上述の如く、本実施例において、負荷液圧
PL が基準液圧P0 以上となった高圧作動状態では、第
2ポンプ18は、その吸入口に、第1ポンプ16が吐出
した流体が供給された状態で作動する。すなわち、第2
ポンプ18は、リザーバ12に貯留された大気圧の流体
を汲み上げるのではなく、第1ポンプ16により増圧さ
れた流体を汲み上げる。このため、高圧作動状態では、
第2ポンプ18に対する負荷を増大させることなく、高
い液圧の流体を負荷装置14に供給することができる。
従って、本実施例によれば、流体圧ポンプ10の高い吐
出圧を実現しつつ、第2ポンプ18の耐久性を向上させ
ることができる。 【0018】また、高圧動作状態における第2ポンプ1
8の負荷が低減されることで、第2ポンプ18の駆動モ
ータ22を低出力化することが可能となり、これによ
り、第2ポンプ18の小型化及び低消費電力化を図るこ
ともできる。更に、第2ポンプ18の吸入口と吐出口と
の間の差圧が小さくなることで、この差圧により生ずる
ポンプ内の流体の漏れが低減される。従って、かかる流
体の漏れに伴う損失が抑制されることによっても、駆動
モータ22の更なる低出力化を図ることが可能となって
いる。 【0019】なお、本実施例において、第1ポンプ16
の失陥が検出された場合(例えば、第1ポンプ16を始
動させた後に負荷液圧PL が上昇しないことが検出され
た場合)には、負荷液圧PL が基準液圧P0 未満であっ
ても、第2ポンプ18を作動させることにより、第2ポ
ンプ18を第1ポンプ16に対するバックアップ用ポン
プとして用いることができる。この意味で、本実施例で
は、フェールセーフ性の点においても優れた性能を有す
る流体圧ポンプ10が実現されていることになる。 【0020】次に、本発明の第2実施例について説明す
る。図3は、本実施例の流体圧ポンプ100のシステム
構成図である。なお、図3において、図1と同様の構成
部分には同一の符号を付してその説明を省略する。図3
に示す如く、本実施例の流体圧ポンプ100は、上記第
1実施例の流体圧ポンプ10において、逆止弁44に代
えて開閉弁102を接続通路30に設けた構成を有して
いる。開閉弁102はパイロットポート102aを備え
ている。開閉弁102は、パイロットポート102aに
供給される液圧(パイロット圧)が基準液圧P0 未満で
ある場合は閉弁状態に保持され、パイロット圧が基準液
圧P0 以上になると開弁する差圧作動弁である。パイロ
ットポート102aには、パイロット通路104を介し
て、第1ポンプ16の吐出圧(以下、第1吐出圧P1 と
称す)が供給されている。従って、開閉弁102は第1
吐出圧P1 が基準液圧P0 未満の場合に閉弁状態に保持
され、第1吐出圧P1が基準液圧P0 以上となった場合
に開弁する。 【0021】次に、図4を参照して、流体圧ポンプ10
0の動作について説明する。図4(A)〜(C)は、図
2(A)〜(C)と同様に、それぞれ、流体圧ポンプ1
0が始動した後の負荷液圧PL 、第1ポンプ16及び第
2ポンプ18の作動・停止状態、及び、流体圧ポンプ1
0の吐出流量の時間変化を例示している。本実施例にお
いては、図4(B)に示す如く、負荷液圧PL の値にか
かわらず、第1ポンプ16及び第2ポンプ18は常時作
動状態とされる。 【0022】上記の如く、開閉弁102は、第1吐出圧
P1 が基準液圧P0 未満の場合には、閉弁状態に保持さ
れる。以下、この状態を流体圧ポンプ100の低圧作動
状態と称す。開閉弁102が閉弁状態に保持されると、
第1ポンプ16の吐出口と第2ポンプ18の吸入口との
間が遮断される。このため、低圧作動状態では、第1ポ
ンプ16と第2ポンプ18とがリザーバ12と負荷装置
14との間に並列接続された状態が形成され、第1ポン
プ16及び第2ポンプ18は、それぞれ、リザーバ12
から負荷装置14へ流体を汲み上げる。従って、図4
(C)に示す如く、低圧作動状態では、流体圧ポンプ1
00の大きな吐出流量が実現される。 【0023】低圧作動状態では、第1ポンプ16が流体
を負荷装置14へ汲み上げるため、負荷液圧PL と第1
吐出圧P1 とは一致している。このため、負荷液圧PL
が基準液圧P0 に達すると、開閉弁102は開弁状態に
切り替わる。以下、開閉弁102が開弁した状態を、流
体圧ポンプ100の高圧作動状態と称す。開閉弁102
が開弁すると、第1ポンプ16の吐出口と第2ポンプ1
8の吸入口とが接続通路42を介して連通することで、
上記第1実施例の流体圧ポンプ10の高圧作動状態と同
様に、第1ポンプ16及び第2ポンプ18がリザーバ1
2と負荷装置14との間で直列接続された状態が形成さ
れる。従って、流体圧ポンプ100の高圧作動状態にお
いて、第2ポンプ18は、第1ポンプ16により昇圧さ
れた流体を負荷装置14へ汲み上げる。このため、本実
施例においても、上記第1実施例と同様に、高圧作動状
態において第2ポンプ18に作用する負荷が低減され
る。 【0024】流体圧ポンプ100の高圧作動状態におい
ては、流体圧ポンプ10の高圧作動状態と同様に、第1
ポンプ16が吐出する流体は全て第2ポンプ18の吸入
口に供給されるので、流体圧ポンプ100の吐出流量は
第1ポンプ16及び第2ポンプ18の吐出容量の小さい
方の値となる。このため、図4(C)に示す如く、流体
圧ポンプ100の高圧作動状態における吐出流量は低圧
作動状態に比して減少する。 【0025】上述の如く、本実施例の流体圧ポンプ10
0によれば、低圧作動状態では、第1ポンプ16及び第
2ポンプ18が並列に流体を負荷装置14へ供給するこ
とにより、流体圧ポンプ100の大容量化を図ることが
できると共に、高圧作動状態では、第2ポンプ18が第
1ポンプ16により増圧された流体を汲み上げること
で、第2ポンプ18の負荷を増大させることなく、流体
圧ポンプ100の高圧化を図ることができる。すなわ
ち、本実施例では、第1ポンプ16及び第2ポンプ18
が並列接続された状態と直列接続された状態とを第1ポ
ンプ圧P1 に応じて切り替えることで、低圧領域におけ
る大きな吐出流量と、高圧領域における高い吐出圧とを
両立させることが可能となっている。 【0026】また、流体圧ポンプ100の低圧作動状態
では、開閉弁102が閉弁状態に保持されるため、第1
ポンプ16が吐出する流体は、第2ポンプ18の吸入口
側へ流出することなく全て負荷装置14に供給される。
この点で、本実施例の流体圧ポンプ100によれば、低
圧作動状態における第1ポンプ16の作動効率が向上す
るという利益を得ることもできる。 【0027】なお、一般にポンプの吐出圧は脈動を伴っ
ており、かかる脈動に起因して騒音が発生する。これに
対して、本実施例の流体圧ポンプ10では、第1ポンプ
16及び第2ポンプ18の2つのポンプが設けられてい
るため、各ポンプの脈動周波数又は脈動の位相を相違さ
せることにより脈動を相殺し、脈動に起因する騒音を低
減することができる。 【0028】ところで、例えば、車両用ブレーキ装置に
用いられるホイルシリンダや液圧ブース他等の液圧装置
においては、装置の液圧上昇に伴って供給されるべきフ
ルードの液量は減少する。図5は、ホイルシリンダの液
圧−消費液量特性の一例を示す。図5において、横軸は
ホイルシリンダの液圧Pを示し、縦軸はその液圧に達す
るまでのホイルシリンダの消費液量Vを示している。図
5に示す如く、液圧Pが所定圧Ps に達するまでは、消
費液量Vは比較的大きな勾配で増加し、ホイルシリンダ
には大きな流量の作動液が供給される。一方、液圧がP
s を越えた領域では、消費液量の増加勾配は小さくな
り、ホイルシリンダに供給される作動液の流量は減少す
る。従って、本実施例の流体圧ポンプ100における基
準液圧P0を上記所定圧Ps に設定することで、流体圧
ポンプ100を図5に示す如き特性を有する液圧装置に
好適に適用することができる。 【0029】次に、本発明の第3実施例について説明す
る。図6は、本実施例の流体圧ポンプ200のシステム
構成図である。なお、図6において図1又は図3と同様
の構成部分については同一の符号を付してその説明を省
略する。図6に示す如く、流体圧ポンプ200は、第2
ポンプ18の吐出口と吸入口とを接続するバイパス通路
202を備えている。バイパス通路202には開閉弁2
04が配設されている。開閉弁204はパイロットポー
ト204aを備えている。開閉弁204は、パイロット
ポート204aに供給される液圧(パイロット圧)が、
開閉弁102の場合と同じ基準液圧P0 未満である場合
は開弁状態に保持され、パイロット圧が基準液圧P0 以
上になると閉弁する差圧作動弁である。パイロットポー
ト204aには、パイロット通路206を介して第1吐
出圧P1 が供給されている。従って、開閉弁204は、
第1吐出圧P1 が基準液圧P0 未満の場合は開弁状態に
保持され、第1吐出圧P1 が基準液圧P0 以上になると
閉弁する。また、本実施例では、第1ポンプ16及び第
2ポンプ18は共通の駆動モータ208により駆動され
る。 【0030】上記の如く、第1吐出圧P1 が基準液圧P
0 未満の場合は、開閉弁102は閉弁状態に、開閉弁2
04は開弁状態に、それぞれ保持される。以下、この状
態を流体圧ポンプ200の低圧作動状態と称す。この低
圧作動状態では、上記流体圧ポンプ100の低圧作動状
態と同様に、第1ポンプ16が吐出する流体が全て負荷
装置14に供給されることにより、第1ポンプ16の作
動効率が向上する。また、低圧作動状態では、開閉弁2
04が開弁状態とされることにより、バイパス通路20
2は導通する。このため、第2ポンプ18が吐出する流
体は直接その吸入口に供給されるので、第2ポンプ18
はほぼ無負荷状態で作動する。 【0031】第1吐出圧P1 が基準液圧P0 に達する
と、開閉弁102が開弁すると共に開閉弁204が閉弁
する。この状態を、以下、流体圧ポンプ200の高圧作
動状態と称す。この高圧作動状態では、接続通路42が
導通し、かつ、バイパス通路202が遮断されること
で、上記流体圧ポンプ100の高圧作動状態と同様の状
態が実現される。すなわち、流体圧ポンプ200の高圧
作動状態では、第1ポンプ16により増圧された流体を
第2ポンプ18が汲み上げることで、第2ポンプ18に
対する負荷を増大させることなく、流体圧ポンプ200
の高い吐出圧を実現することができる。 【0032】また、本実施例の流体圧ポンプ200にお
いては、第1ポンプ16及び第2ポンプ18が共通の駆
動モータ208で駆動されるため、常時、第2ポンプ1
8が作動状態となる。しかしながら、上記の如く、流体
圧ポンプ200の低圧作動状態では、第2ポンプ18の
吐出口と吸入口とが連通することで、第2ポンプ18に
負荷はほとんど作用しない。従って、本実施例によれ
ば、駆動モータを共通化することにより流体圧ポンプ2
00の低コスト化を図りつつ、低圧作動状態において第
2ポンプ18に作用する負荷を最小限に抑制することが
可能となっている。このため、本実施例の流体圧ポンプ
200によれば、高圧作動状態における第2ポンプ18
の負荷が低減されることと相俟って、第2ポンプ18の
更なる耐久性の向上を図ることができる。 【0033】なお、上記第1〜第3実施例において、第
1ポンプ16及び第2ポンプ18を別体に設けることと
してもよく、あるいは、両ポンプを同一ハウジング内に
一体に構成することとしてもよい。両ポンプを一体に構
成する場合には、ハウジングに各開閉弁及び各通路を組
み込むことで、流体圧ポンプの小型化を図ることが可能
となる。 【0034】また、上記第2及び第3実施例において
は、開閉弁のパイロットポートに第1ポンプ16の吐出
圧すなわち第1吐出圧P1 を供給し、第1吐出圧P1 に
応じて差圧作動弁の開閉を切り替えるものとした。しか
しながら、流体圧ポンプ100、200の何れにおいて
も、低圧作動状態では第1吐出圧P1 は吐出通路36の
液圧(すなわち、負荷液圧PL )に一致する。従って、
開閉弁のパイロットポートに吐出通路36の液圧を供給
し、この液圧に応じて開閉弁の開閉を切り替えることと
してもよい。同様の理由で、上記第1実施例において
は、第1吐出圧P1に応じて第2ポンプ18を作動させ
ることとしてもよい。 【0035】更に、上記第1〜第3実施例においては、
開閉弁を差圧作動弁により構成したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、各開閉弁を電磁駆動弁により
構成すると共に、第1吐出圧P1 又は負荷液圧PL を検
出する液圧センサを設け、その検出値に基づいて各開閉
弁の開閉を切り替えることとしてもよい。 【0036】 【発明の効果】上述の如く、請求項1記載の発明によれ
ば、流体圧ポンプの吐出圧が所定圧に達するまでは、第
1のポンプの吐出する流体を全て負荷側に供給すること
ができる。従って、本発明によれば、低圧動作時におけ
る流体圧ポンプの作動効率を向上させることができる。
また、低ポンプ負荷を維持しつつ高液圧を提供できると
共に、液圧装置への作動液供給量を減らすことができ
る。 【0037】
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の第1実施例である流体圧ポンプのシス
テム構成図である。 【図2】(A)は、本実施例の流体圧ポンプの吐出圧の
時間変化を例示する図である。(B)は、本実施例の流
体圧ポンプの第1ポンプ及び第2ポンプの作動・停止状
態の時間変化を示す図である。(C)は、本実施例の流
体圧ポンプの吐出流量の時間変化を例示する図である。 【図3】本発明の第2実施例である流体圧ポンプのシス
テム構成図である。 【図4】(A)は、本実施例の流体圧ポンプの吐出圧の
時間変化の例示する図である。(B)は、本実施例の流
体圧ポンプの第1ポンプ及び第2ポンプの作動・停止状
態の時間変化を例示する図である。(C)は、本実施例
の流体圧ポンプの吐出流量の時間変化を例示する図であ
る。 【図5】液圧ブレーキ装置のホイルシリンダの液圧と消
費油量の関係の一例を示す図である。 【図6】本発明の第3実施例である流体圧ポンプのシス
テム構成図である。 【符号の説明】 10、100、200 流体圧ポンプ 16 第1のポンプ 18 第2のポンプ 42 接続通路 102、204 開閉弁 202 バイパス通路 208 駆動モータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F04B 23/04

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 車両用ブレーキ装置において用いられる
    ホイルシリンダに作動液を供給する流体圧ポンプであっ
    て、 それぞれが前記ホイルシリンダに並列的に作動液を供給
    する第1及び第2のポンプと、 前記第1のポンプの吐出側と前記第2のポンプの吸入側
    とを接続する接続通路と、 該接続通路に設けられ、前記第1のポンプの吐出圧が所
    定圧以上のときに開弁する開閉弁とを有し、 前記所定圧は、前記ホイルシリンダにおける前記作動液
    の消費液量の増加勾配が小さくなり始める時点での液圧
    であることを特徴とする流体圧ポンプ。
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