JP4782809B2

JP4782809B2 - プランジャポンプ

Info

Publication number: JP4782809B2
Application number: JP2008110678A
Authority: JP
Inventors: 憲宏齋田
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2008-04-21
Filing date: 2008-04-21
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2019-06-23
Also published as: JP2008179362A

Description

本発明は、車両のブレーキ液圧を制御するためのアンチロックブレーキ装置等の流体装置に関する。

この種の流体装置は、シリンダ内に形成され、その容積が拡縮するポンプ室と、このポンプ室に吐出弁を介して連通する吐出室とを備えたポンプ装置を有し、このポンプ装置の吐出室から作動流体が例えばホイールシリンダ等に導かれるようになっている。

また、この種の流体装置にあっては、前記ポンプ装置で生じる流体の脈動を減じるための工夫が施されており、例えば、特許文献１には、吐出室に一定容積のダンパ室を設けた技術が開示されており、また、特許文献２には、吐出室よりも下流側の流体通路に減衰器を設けた技術が開示されている。
特開平９−７９１３４号公報特開平９−１７５３８１号公報

特許文献１に記載の技術にあっては、前記ポンプ装置の吐出室に設けられたダンパ室はその容積が変化しないから、脈動の減衰性能を向上させるためには大きな容積を必要とし、装置全体が大型化する虞がある。

また、特許文献２に記載の技術にあっては、前記ポンプ装置の吐出室よりも下流側の流体通路に設けられた減衰器が、エラストマ材料から形成された減衰器本体と、この減衰器本体のシールエッジで区画された減衰室とを備えており、この減衰器の耐久性不足が懸念される。

本発明は前記従来の実情に鑑みて案出されたもので、ポンプ装置で生じる脈動を効果的に減衰することができると共に、装置全体が大型化することなく、耐久性に優れた流体装置を提供することを目的とする。

本願発明は、プランジャポンプの吐出側に、容積変化により脈動を減衰させるダンパ室を設けた。

本発明によれば、ポンプで生じる脈動を効果的に減衰することができると共に、装置全体が大型化することなく、耐久性に優れたプランジャポンプが得られる。

以下、本発明の実施の形態をアンチロックブレーキ装置に適用した態様として、図面に基づいて詳述する。

図１は本発明の実施の形態を示す流体装置の断面図である。

図において１はハウジングで、このハウジング１はアルミニウム合金や鋳鉄材料から形成される。

前記ハウジング１には収容孔２が貫通して形成されている。前記収容孔２は軸方向の両端側に小径部３と大径部４とを有し、略中央部分に中径部５を有している。前記収容孔２の小径部３は図外の駆動軸によって回転する駆動カム６が収容された中央孔７に開口する一方、大径部４は外部に開放している。

また、前記ハウジング１には図外のリザーバに連通する吸入通路８及び図外のマスターシリンダに連通する吐出通路９が形成されており、これら吸入通路８及び吐出通路９は収容孔２にそれぞれ開口している。詳しくは、前記吸入通路８は収容孔２の中径部５に開口し、吐出通路９は大径部４に開口している。

１０は前記収容孔２内に挿入固定された有底筒状のシリンダで、このシリンダ１０は後述するプランジャの摺動による摩耗を可及的に防止するために、好ましくは、鉄系の金属材料から形成される。

前記シリンダ１０は軸方向に段付き状に形成され、開口端側から順に小径胴部１１、中径胴部１２、大径胴部１３が形成されており、大径胴部１３はシリンダ１０の底部１４側に形成されている。

前記シリンダ１０の収容孔２内への挿入固定は、シリンダ１０の小径胴部１１が収容孔２の小径部３内に挿入され、中径胴部１２が収容孔２の中径部５内に挿入され、大径胴部１３が収容孔２の大径部４内に挿入され、更に、大径胴部１３の外周に形成したフランジ１５が蓋部材１６を介して収容孔２の開口端に固定されている。尚、前記収容孔２の開口端には、適宜かしめ等が施される。

つまり、前記シリンダ１０は、このシリンダ１０の底部１４に配置した蓋部材１６を介して収容孔２内に固定してあるから、シリンダ１０の底部１４側が位置する収容孔２の開口端は蓋部材１６によって封止されていることになる。

前記蓋部材１６はこの実施の形態において金属材料から形成されてなり、好ましくは、この蓋部材１６にはその表面に、亜鉛めっき、ニッケルめっき、クロムめっき等の耐蝕性めっきが施される。

前記シリンダ１０の筒状内部にはプランジャ１９が摺動自在に収容され、シリンダ１０の底部１４側にポンプ室２０を形成している。

前記シリンダ１０の底部１４には、ポンプ室２０に開口する吐出孔２１及びこの吐出孔２１を介してポンプ室２０に連通する吐出室２２が形成してある。前記吐出室２２は、この吐出室２２及び吐出孔２１をシリンダ１０の底部１４に形成する都合上、収容孔２の開口端側に開口しており、この吐出室２２の開口端は蓋部材１６によって封止されている。

また、前記シリンダ１０の底部１４には、吐出室２２に連通する半径方向の通路２３が形成されており、この通路２３の端部にはオリフィス２４が形成してある。前記通路２３及びオリフィス２４によって、吐出室２２内がハウジング１に形成した収容孔２の大径部４の内部を介して、吐出通路９に連通するようになっている。

前記吐出室２２に臨んで、ダンパ室３０が形成してある。前記ダンパ室３０は、この実施の形態において吐出室２２内に形成してあり、吐出室２２内に摺動自在なダンパピストン３１を設けて、その容積が拡縮可能に形成してある。

前記ダンパピストン３１は、剛性の高い合成樹脂材料や金属材料からなり、このダンパピストン３１には、一方側（図１において左側）の端面に、吐出室２２から作動流体を導出することが可能な常時閉塞しない通路３２が形成されている。前記通路３２はこの実施の形態において、放射方向の溝として形成してある。また、他方側（図１において右側）の端面に、ダンパ室３０の容積が増大する方向への移動が所定位置で停止されるようにストッパ３３が形成してある。前記ストッパ３３はこの実施の形態において突起状に形成してあり、このストッパ３３が蓋部材１６に当接して、ダンパピストン３１が移動を停止するようになっている。

また、前記ダンパピストン３１には、このダンパピストン３１をダンパ室３０の容積が減じる方向に付勢するばね部材３４が付属している。前記ばね部材３４はこの実施の形態において、截頭円錐状の皿ばねを２枚重ね合わせて形成され、ストッパ３３の外周側に配置してある。

前記吐出室２２内には、球弁３６をチェックスプリング３７で偏倚して吐出孔２１の弁座３８に適合させた吐出弁３９が収容してある。この場合に、前記ダンパピストン３１はチェックスプリング３７のばね受けを兼ねている。

また、前記シリンダ１０の小径胴部１１には、ハウジング１に形成した吸入通路８に面して、シリンダ１０の筒状内部に連通する直径方向の貫通孔４１が形成してある。

前記シリンダ１０の底部１４側に形成したポンプ室２０内には、一端がプランジャ１９に接し、他端がシリンダ１０の底部１４に接する圧縮ばね４２が収容されており、この圧縮ばね４２によってプランジャ１９は駆動カム６に押圧されている。

前記プランジャ１９には、シリンダ１０の小径胴部１１に形成した貫通孔４１に面する周溝４３と、この周溝４３の底部に開口する直径方向の貫通孔４４、及びこの貫通孔４４に連通してポンプ室２０に向かって開く軸方向の盲穴４５が形成してある。また、前記盲穴４５の開口端には、球弁４６をチェックスプリング４７で偏倚して盲穴４５の弁座４８に適合させた吸入弁４９が設けてある。

５１は前記プランジャ１９の外周に設けられたシールリングで、このシールリング５１は周溝４３よりもハウジング１の中央孔７寄りに設けられている。

５２はシリンダ１０の小径胴部１１の外周に設けられたシールリング、５３は同じく大径胴部１３の外周に設けられたシールリング、５４はダンパピストン３１の外周に設けられたシールリングである。

なお、前記駆動カム６は図外の駆動軸の回転中心に対して偏心して設けられている。また、この実施の形態において、ポンプ装置は中央孔７の両側に対峙して一対配設してある。

斯かる構成において、前記駆動カム６が図外のモータ等によって駆動軸を介して回転し、この駆動カム６によってプランジャ１９が往復駆動され、ポンプ作用をする。

即ち、前記プランジャ１９がポンプ室２０内の圧縮ばね４２のばね力によってシリンダ１０の筒状内部を中央孔７方向に移動することにより、ポンプ室２０内が負圧となる。これによって、図外のリザーバ内の作動流体が、吸入通路８から収容孔２の中径部５内に導かれ、更に、シリンダ１０の貫通孔４１、プランジャ１９の周溝４３、貫通孔４４、盲穴４５を通り、吸入弁４９を開いてポンプ室２０内に吸入される。このとき、前記吐出弁３９は、球弁３６がチェックスプリング３７のばね力によって付勢されて吐出孔２１の弁座３８に着座して、吐出孔２１を閉じている。

前記プランジャ１９が駆動カム６によって圧縮ばね４２のばね力に抗してポンプ室２０方向に移動することにより、吸入弁４９の球弁４６がチェックスプリング４７のばね力によって盲穴４５の弁座４８に着座して、この吸入弁４９が閉弁し、ポンプ室２０内の作動流体が盲穴４５内に流失するのを防止するから、ポンプ室２０内が高圧となる。これによって、前記ポンプ室２０内の作動流体が、吐出孔２１から吐出弁３９を開いて吐出室２２内に吐出される。

前記吐出室２２内に吐出された作動流体は、ダンパ室３０によって脈動が減衰され、吐出室２２から吐出される。即ち、前記ダンパ室３０は、液圧の変動時に、ダンパピストン３１が移動し、その容積が拡縮して圧力変動を減衰する。

前記ダンパピストン３１は、ダンパ室３０内を摺動するとき、ばね部材３４のばね力及びダンパピストン３１と蓋部材１６との間に密閉された空気の圧力を受ける。前記ダンパピストン３１の、ダンパ室３０の容積が増大する方向への移動は、ダンパピストン３１のストッパ３３が蓋部材１６に当接する所定位置で停止する。また、前記ダンパピストン３１の、ダンパ室３０の容積が減少する方向への移動は、ダンパピストン３１がシリンダ１０に接して停止する。このとき、前記ダンパピストン３１には通路３２が形成されているから、吐出室２２内が吐出通路９及び通路２３に対して閉塞されることがない。

前記作動流体の脈動の減衰は、その容積が拡縮するダンパ室３０の容積と、ダンパピストン３１の摺動摩擦と、シールリング５４の摩擦と、ばね部材３４の撓み変形に伴って生じるばね部材３４の機械的な摩擦とによって得られる。また、前記吐出室２２から作動流体が導出される通路（吐出通路９及び通路２３）の途中に、オリフィス２４が設けられているから、作動流体がこのオリフィス２４を通過するときの流通抵抗によって得られる。

前記ダンパ室３０及びオリフィス２４によって脈動が減衰された作動流体は、吐出室２２内から通路２３を介してハウジング１の大径部４の内部に導かれ、更に、吐出通路９から図外のマスターシリンダ側に吐出される。

これによって、ポンプ装置は図外のホイールシリンダからリザーバ内に流入した作動流体をマスターシリンダ側に汲み出す。

ここに、前記ダンパ室３０は、摺動自在なダンパピストン３１を設けてその容積が変化可能に形成してあるから、容積が変化することによって、作動流体の脈動が効果的に減衰される。また、前記ダンパピストン３１の摺動抵抗等によっても減衰作用が発揮される。

このため、前記ダンパ室３０が一定容積である場合に比較して、小さな容積をもって脈動の減衰性能を向上させることができる。また、前記ダンパ室３０の容積を拡縮するダンパピストン３１は剛性の高い合成樹脂材料や金属材料によって形成可能であるから、経時変化がなく優れた耐久性を有する。

したがって、ポンプ装置で生じる脈動を効果的に減衰することができ、装置全体が大型化することなく、耐久性に優れた流体装置が得られる。

また、前記ダンパピストン３１には、このダンパピストン３１をダンパ室３０の容積が減じる方向に付勢するばね部材３４が付属しており、このばね部材３４が、皿ばねを複数枚（この実施の形態においては２枚）重ね合わせて形成されているから、ダンパピストン３１が摺動するとき、皿ばねの撓み変形に伴って、皿ばねとダンパピストン３１との間及び皿ばねの相互間で摩擦を生じる。このため、前記ばね部材３４の機械的な摩擦が、脈動の減衰のために利用されるから、より優れた減衰作用が発揮される。

また、前記吐出室２２から作動流体が導出される通路（吐出通路９及び通路２３）の途中に、オリフィス２４が設けられているから、作動流体がこのオリフィス２４を通過するときに流通抵抗が得られる。このため、前記オリフィス２４による作動流体の流通抵抗が、脈動の減衰のために利用されるから、より優れた減衰作用が発揮される。

また、前記ダンパピストン３１にはストッパ３３が設けられ、このダンパピストン３１はダンパ室３０の容積が増大する方向への移動が所定位置で停止されるようになっているから、ポンプ装置の吐出圧力が所定値を超える高圧領域ではダンパピストン３１が移動せず、アンチロックブレーキ装置の油圧剛性を必要以上に低下させることがない。

また、前記ダンパピストン３１には、吐出室２２から作動流体を導出することが可能な常時閉塞しない通路３２が形成されているから、アンチロックブレーキ装置内に作動流体としてのブレーキ液を充填（真空充填）するとき、吐出室２２が密閉されることがなく、充填作業を容易かつ確実に行うことができる。

図２は参考例を示す図面で、この参考例が前記実施の形態と変わるところは、前記吐出室２２を収容孔２の大径部４内に形成した点である。また、前記吐出弁３９をケージ５５内に配置した点である。以下この参考例について説明する。なお、説明に際して、前記実施の形態と同一構成部分には同一符号を付し、その重複する説明を省略する。

即ち、図２に示す参考例においては、前記シリンダ１０を蓋部材１６に接しない軸方向の寸法としてあり、吐出室２２が収容孔２の大径部４内に形成してある。

前記ダンパピストン３１には、このダンパピストン３１をダンパ室３０の容積が減じる方向に付勢するばね部材３４が付属しており、このばね部材３４は、この参考例において、波型に形成された板ばねとしてある。

また、前記吐出室２２内には、急弁３６をチェックスプリング３７で偏倚して吐出孔２１の弁座３８に適合させた吐出弁３９が収容してあり、この吐出弁３９は、この参考例においてケージ５５内に配置してある。即ち、前記ケージ５５は帽子状に形成され、開口縁部が吐出孔２１の外周側に取り付けられて吐出弁３９を包んでおり、その底部がチェックスプリング３７を支持している。

斯かる構成においても、前記ダンパ室３０は、摺動自在なダンパピストン３１を設けてその容積が変化可能に形成してあるから、容積が変化することによって、作動流体の脈動が効果的に減衰される。また、前記ダンパピストン３１の摺動抵抗や、ばね部材３４の機械的な摩擦等によっても減衰作用が発揮される。

したがって、ポンプ装置で生じる脈動を効果的に減衰することができると共に、装置全体が大型化することなく、耐久性に優れた流体装置が得られる。

以上、実施の形態を図面に基づいて説明したが、具体的構成はこの実施の形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例えば、ポンプ装置がプランジャ１９を備えたプランジャポンプである実施の形態について述べたが、これに限ることなく、各種ポンプ装置を備えた流体装置に適用可能である。

以上、詳細に説明したように、本発明によれば、ポンプ装置で生じる脈動を効果的に減衰することができると共に、装置全体が大型化することなく、耐久性に優れた流体装置が得られる。

本願発明にあっては、前記ポンプ装置が駆動されることにより、ポンプ室が拡縮し、作動流体がポンプ室内に吸入され、ポンプ室から吐出弁を介して吐出室に吐出される。前記ポンプ装置の駆動は、具体的には、ポンプ装置がプランジャポンプである場合に、プランジャが駆動カムによって往復駆動される。また、前記ポンプ装置がピストンポンプである場合に、ピストンが往復駆動される。

前記ポンプ装置の吐出室に吐出された作動流体は、吐出室に臨んで形成されたダンパ室によって脈動が減衰され、吐出室から導き出される。即ち、前記ダンパ室は、液圧の変動時に、ダンパピストンが移動し、その容積が拡縮して圧力変動を減衰する。前記作動流体の脈動の減衰は、ダンパ室の容積と、ダンパピストンの摺動摩擦等によって得られる。また、前記ダンパ室は、ダンパピストンと、このダンパピストンをダンパ室の容積が減じる方向に付勢するばね部材が付属していることにより、もしくは、前記ばね部材が、皿ばねを複数枚重ね合わせて形成されてなることにより、更に、前記ばね部材の撓み変形に伴って生じる、ばね部材の機械的な摩擦によって得られる。また、前記吐出室から作動流体が導出される通路の途中に、オリフィスが設けられてなることにより、更に、前記作動流体がオリフィスを通過するときの流通抵抗によって得られる。

ここに、前記ダンパ室は、摺動自在なダンパピストンを設けてその容積が変化可能に形成してあるから、容積が変化することによって、作動流体の脈動が効果的に減衰される。また、前記ダンパピストンの摺動抵抗等によっても減衰作用が発揮される。

このため、前記ダンパ室が一定容積である場合に比較して、小さな容積を持って脈動の減衰性能を向上させることができる。また、前記ダンパ室の容積を拡縮するダンパピストンは剛性の高い合成樹脂材料や金属材料によって形成可能であるから、経時変化がなく優れた耐久性を有する。

また、前記ダンパピストンには、このダンパピストンをダンパ室の容積が減じる方向に付勢するばね部材が付属しているから、ダンパピストンが摺動するとき、ばね部材の撓み変形に伴ってこのばね部材とダンパピストンとの間で摩擦を生じる。このため、前記ばね部材の機械的摩擦が脈動の減衰のために利用されるから、より優れた減衰作用が発揮される。

また、前記ばね部材が、皿ばねを複数枚重ね合わせて形成されているから、ダンパピストンが摺動するとき、皿ばねの撓み変形に伴って皿ばねとダンパピストンとの間及び皿ばねの相互間で摩擦を生じる。このため、前記ばね部材の機械的な摩擦が脈動の減衰のために利用されるから、より優れた減衰作用が発揮される。

また、前記吐出室から作動流体が導出される通路の途中にオリフィスが設けられているから、作動流体がこのオリフィスを通過するときに流通抵抗が得られる。このため、前記オリフィスによる作動流体の流通抵抗が脈動の減衰のために利用されるから、より優れた減衰作用が発揮される。

また、前記流体装置がアンチロックブレーキ装置であって、前記ダンパピストンは、ダンパ室の容積が増大する方向への移動が所定位置で停止されるようになっているから、ポンプ装置の吐出圧力が所定値を超える高圧領域ではダンパピストンが移動せず、アンチロックブレーキ装置の油圧剛性を必要以上に低下させることがない。

また、前記流体装置がアンチロックブレーキ装置であって、前記ダンパピストンには、ポンプ装置の吐出室から作動流体を導出することが可能な常時閉塞しない通路が形成されているから、アンチロックブレーキ装置内に作動液体としてのブレーキ液を充填（真空充填）するとき、吐出室が密閉されることがなく、充填作業を容易かつ確実に行うことができる。

また、ハウジングに形成した収容孔内に挿入されたシリンダと、前記シリンダ内に形成され、その容積が拡縮するポンプ室と、このポンプ室に吐出弁を介して連通する吐出室と、前記吐出弁を開弁方向に付勢するばね部材と、前記吐出室に隣接してその容積が変化可能なダンパ室を形成したものである。

また、容積が拡縮するポンプ室と、このポンプ室に吐出弁を介して連通する吐出室とを備えたポンプ装置と、前記吐出室に臨む位置に、ポンプ作動時のその容積が変化可能なダンパ部を設けたものである。

また、前記ダンパ室は可動部と、可動部の外周に設けられた弾性体によって容積変化可能であるものである。

本発明の実施の形態を示す流体装置の断面図である。本発明の参考例を示す流体装置の断面図である。

符号の説明

１ハウジング
２収容孔
１０シリンダ
２０ポンプ室
２２吐出室
３０ダンパ室
３１ダンパピストン
３２通路
３３ストッパ
３４ばね部材

Claims

ハウジングに形成された吸入通路と吐出通路に開口すると共に前記ハウジングの外側に開口する収容孔に挿入されたシリンダと、
ハウジングに形成された孔に収納された駆動カムと、
前記収容孔内の一方側に設けられたポンプ室と、他方側に設けられた吐出室と、前記シリンダ内を移動可能に保持され前記駆動カムにより前記一方側と他方側とを繋ぐ軸に沿って他方側に移動することにより前記ポンプ室の容積を減少させて前記ポンプ室内のブレーキ液を加圧し前記吐出室にブレーキ液を吐出するためのプランジャと、を有するポンプ装置と、
前記収容孔の他方側に前記ハウジングに固定されて前記収容孔を封止する蓋と、
前記収容孔内の前記吐出室に臨む位置に設けられ吐出弁から吐出されるブレーキ液により容積が変化可能なダンパ室と、を有し、
前記吐出弁は、前記ポンプ室のブレーキ液を吐出するための吐出孔が形成された弁座と、該弁座の吐出孔を開閉する弁体と、一端が前記弁体に当接し、他端がバネ受けによって保持されて前記弁体を前記弁座の方向に付勢するバネと、を有し、
前記ダンパ室は、前記吐出室と前記蓋の前記一方側との間をシールして前記吐出室に臨む壁を有する部材を支持部材により弾性的に支持することで形成され、
前記吐出弁の弁座を備えた部材と前記バネ受けとの間を介して前記吐出弁の弁座を備えた部材に沿って前記吐出室から前記シリンダの半径方向に延び前記吐出通路に連通するオリフィス通路と、を設け、
前記ポンプ装置で加圧されたブレーキ液が前記吐出弁から前記吐出室に供給され、前記壁を有する部材がブレーキ液の圧力に基づき前記軸に沿って移動することによりブレーキ液の圧力脈動が低減されることを特徴とするプランジャポンプ。
駆動カムを収納するための第１の孔と、前記第１の孔に開口する第２の孔と、吐出通路とが形成されたハウジングと、
前記ハウジングの前記第１の孔に設けられた駆動カムと、
プランジャ及びポンプ室を有し、前記駆動カムによって前記プランジャが長手方向の軸に沿って動くことにより前記ポンプ室内の作動流体を加圧するための、前記ハウジングの前記第２の孔に収納されたポンプと、
前記ポンプ室に開口し加圧された作動流体を吐出するための吐出孔と、
前記吐出孔において前記ポンプ室の反対側の部分に形成された弁座と、
前記吐出孔を開閉するための球弁と、
前記弁座の方向に前記球弁を付勢するバネと、
前記球弁側に配置された面を有する可動部材と、前記面が前記第２の孔の長手方向の軸に沿って移動可能に前記可動部材を保持するためのバネ部材と、を備えたダンパ室と、
前記球弁を付勢する前記バネを保持するバネ受けと、
前記吐出弁の弁座を備えた部材と前記バネ受けとの間の隙間に沿って前記バネ受けに形成された放射方向の溝であって、前記吐出通路に連通するオリフィスを有する通路と、を設け、
前記駆動カムによって前記ポンプが駆動されて作動流体が加圧され、該加圧された作動流体が前記吐出孔から吐出し、前記ダンパ室の前記面が前記第２の孔の長手方向の軸に沿って移動することにより前記作動流体の脈動を減衰させ、前記脈動が減衰した作動流体を前記通路から導出するようにしたことを特徴とするプランジャポンプ。
請求項１または２に記載のプランジャポンプにおいて、
前記バネを前記ダンパ室内に配置したことを特徴とするプランジャポンプ。