JP5228855B2

JP5228855B2 - 脈動低減用ダンパ及びそれを用いた流体供給装置とブレーキ液圧制御装置

Info

Publication number: JP5228855B2
Application number: JP2008306233A
Authority: JP
Inventors: 文利小山
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2008-12-01
Filing date: 2008-12-01
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2028-12-01
Also published as: JP2010126122A

Description

この発明は、圧力の伝達媒体として利用される流体中の脈動成分を吸収、減衰させる脈動低減用ダンパと、そのダンパを用いて脈動成分の少ない流体を供給可能とした動力駆動のポンプを備える流体供給装置と、その流体供給装置を液圧源として用いたブレーキ液圧制御装置に関する。

例えば、首記のブレーキ液圧制御装置は、動力駆動のポンプを備えており、車両用ブレーキ液圧制御装置の場合、そのポンプで発生させた液圧を利用してアンチロック制御（ＡＢＳ）や横滑り防止（ＥＳＣ）などでの減圧後の再加圧、運転手のブレーキ操作の助勢、自動ブレーキやいわゆるブレーキバイワイヤ装置での制動を行う。

このブレーキ液圧制御装置に採用されるポンプは、ピストンポンプ（プランジャポンプとも称される）と歯車ポンプの２種類があるが、どちらのポンプも、チャンバ（ポンプ室）の容積を増減させてリザーバのブレーキ液を汲み上げるので、吐出圧が脈動することを避けられない。車両用ブレーキ液圧制御装置などでは、その脈動成分を、ダンパを用いて減衰させることが行われている。

脈動低減用のダンパには、弾性体に付勢されたピストンを用いて脈動成分を減衰させる方式と、入口通路に比べて内径が著しく大きく、かつ、出口にオリフィスの形成された部屋に脈動成分を含んだ流体を通すことで脈動を減衰させる方式の２方式がある。この発明は、このうち、ピストンを備えた前者の方式のダンパを改善するものである。

そのピストンを備えたダンパの従来例として、例えば、下記特許文献１に開示されたものがある。特許文献１が開示しているダンパは、シリンダ、そのシリンダに収納されたピストン、そのピストンによって外部に通じた大気室から区画され、当該ピストンの移動によって容積が変動するダンパ室及び前記ピストンを前記ダンパ室側に向けて付勢する弾性体（弾性手段）を組み合わせて構成されている。この特許文献１のダンパは、弾性体として皿ばねを使用しており、また、ピストンの外周にＯリングを装着してピストンの外周面とシリンダの内周面との間をそのＯリングでシールしている。

特開２０００−１７７５６５号公報

特許文献１などに開示された従来のダンパは、ピストンによって区画されたダンパ室と大気室との間の液封が１箇所のシール部によってなされており、シール部を構成するＯリングの傷付きや劣化によるシール機能の悪化が起こると液密性の保持ができなくなる。

なお、その問題の対策として、Ｏリングをピストン軸方向に間隔をあけて複数設置することが考えられるが、この構造は、ピストンの軸方向長さが長くなって装置の体格増加などに繋がる。また、同一構造のシール部は、劣化や傷みが同じように進行する可能性が高く、その数を複数にしても信頼性が大きく高まることを期待できない。

この発明は、脈動低減用ダンパのサイズ増加を抑えながらそのダンパの液密シールに関する信頼性を高めることを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、シリンダ、そのシリンダに収納されたピストン、そのピストンによって外部に通じた大気室から区画されたダンパ室及び前記ピストンを前記ダンパ室側に向けて付勢する弾性体を備え、前記ダンパ室に加圧された流体を導入してその流体に含まれた脈動成分を、前記ピストンの移動による前記ダンパ室の容積変化によって減衰させる脈動低減用ダンパを以下の通りに構成した。即ち、
前記シリンダの内周面と前記ピストンの外周面との間の隙間をシールする第１シール部と、この第１シール部よりも前記大気室側（反ダンパ室側）において前記シリンダの内面と前記ピストンとの間の隙間をシールする第２シール部を有し、
前記弾性体が前記第２シール部のシール部材で構成されたものにした。

第２シール部のシール部材はＯリングが好ましい。但し、Ｏリングに限定されるものではなく、断面が非円形の環状ゴムリングなども利用できる。

その他の好ましい構成を以下に列挙する。
（１）前記第２シール部が、前記弾性体を兼用したシール部材を前記ピストンに形成されたテーパ面と前記シリンダの内面との間に挟み込んで構成されている。
（２）前記第２シール部よりも外部側において、前記ピストンと前記シリンダの内面との間に、前記ピストンの前記大気室側への変位によって閉弁して前記大気室を外部に連通させた弁孔を塞ぐ弁部を備えている。
（３）前記弁部が、弁体とその弁体を接離させる弁座とからなり、前記弁体が前記ピストンに一体に形成されている。
（４）脈動低減用ダンパを設ける機器、装置のハウジングに組み付け可能なプラグを有し、そのプラグに前記シリンダが形成され、前記プラグの内部に、前記ピストン、ダンパ室、弾性体、第１シール部、第２シール部がそれぞれ設置されてダンパユニットとして構成されている。

この発明は、上述したこの発明の脈動低減用ダンパを採用した装置として、上記脈動低減用ダンパと動力駆動のポンプを有し、その脈動低減用ダンパとポンプが装置のハウジングに組み込まれ、前記ポンプの吐出口に連なる流体供給路が前記ハウジングの内部に形成され、その流体供給路に前記ダンパ室が連通した流体供給装置を併せて提供する。

その装置は、ユニット化された脈動低減用ダンパが前記ハウジングに設けられた組み付け穴に挿入され、前記ダンパ室が前記ハウジング内で前記流体供給路に連通している形態を、好ましい例として挙げることができる。

この発明は、その流体供給装置を液圧源として備えるブレーキ液圧制御装置も提供する。このブレーキ液圧制御装置は、ホイールシリンダに供給される液圧を低下させる減圧用電磁弁、減圧後の再加圧を行う増圧用電磁弁、動力駆動のポンプ、ホイールシリンダから排出されたブレーキ液を一時的に貯えるリザーバ、ポンプの吐出脈動を減衰させるダンパなどを組み合わせた周知の回路構成を有するものでよく、その装置のダンパを、この発明のダンパに置き換えたものになる。

この発明のダンパは、ピストンをダンパ室側に向けて付勢する弾性体をシール部材として兼用して第２シール部を構成しており、その第２シール部の設置によって第１シール部のシール機能が低下したときのシール機能が保障され、液密保持の信頼性が向上する。

また、ピストンを付勢する弾性体が第２シール部のシール部材を兼用しているので、ピストン外周にシール部を複数設ける構造で問題になる、ピストンの軸方向長さの増加も回避される。

なお、第２シール部のシール部材についてＯリングが好ましいとしたのは、汎用性のあるＯリングは、安価で入手も容易なことによる。

前記第２シール部が、弾性体を兼用したシール部材をピストンに形成したテーパ面とシリンダの内面との間に挟み込んで構成されるものは、弾性体に加わるピストン推力の一部がテーパ面によって方向転換され、そのために、弾性体（シール部材）が平行な２面間に挟み込まれる構造（これはピストン推力が全て弾性体を圧縮する力として働く）に比べて弾性体に対するピストンの接触がソフトになり、流体圧の変動にピストンが反応しやすくなってダンパの脈動吸収性能が高まる。また、弾性体がシリンダの２面に押し付けられることによって、シールの安定性も高まる。

また、ピストンの変位によって閉弁して大気室と外部との間の弁孔を塞ぐ弁部を備えるものは、弁部が第３のシール部として機能するので、第１シール部と第２シール部のシール機能がともに低下しても流体の外部への漏れが防止され、液密保持の信頼性がさらに高まる。ダンパ室に導入された流体が圧力を有しているとその圧力でピストンが大気室側に押されて弁部が閉じる。また、ダンパ室が除圧されてピストンが弾性体の復元力で押し戻され原位置に押し戻されたときには弁部は開弁した状態にあるが、このときにはダンパ室と外部の圧力差がなくなっているので、流体の外部への漏れは弁孔の径を小さくするなどの対応で十分に防止することができる。

上記弁部の弁体は、ダンパ室を区画するピストンと別体でもよいが、ピストンと一体に形成することで部品数が削減される。

また、ダンパの全体をユニット化したものは、流体供給装置などにダンパを組み付ける時の組み付け性に優れる。

この発明の流体供給装置やブレーキ液圧制御装置は、上述したダンパの特徴が生かされて液密保持の信頼性が向上する。

以下、この発明の実施の形態を添付図面の図１〜図５に基いて説明する。図１に示す脈動低減用ダンパ（以下では単にダンパと言う）１は、好ましいとしたユニット化されたダンパである。このダンパ１は、シリンダ３と弁孔４を内部に形成したプラグ２を有し、そのプラグ２のシリンダ３にピストン５を挿入している。

また、ピストン５の外周に第１シール部６を形成し、ピストン５とシリンダ３の内面との間にピストン５を付勢する弾性体７を介在し、その弾性体７を利用して第２シール部８を形成している。そしてさらに、弁孔を塞ぐ弁部９を備えさせている。１０は弁孔４の入口に装着したフィルタである。このフィルタ１０は、シリンダ３に異物が吸入されることを防止するが、これは好ましい要素に過ぎない。

シリンダ３の内部は、ピストン５によってダンパ室１１と大気室１２に区画され、大気室１２は弁孔４を介して外部に通じている。

ピストン５の外周には環状のシール溝６ｂが設けられ、そのシール溝６ｂにシール部材６ａを装着して第１シール部６が構成されており、第１シール部６によってピストン５の外周面とシリンダ３の内周面との間の隙間が液密にシールされる。

弾性体７は、ピストン５をダンパ室１１側に向けて付勢する。ピストン５は、ダンパ室１１の圧力（ダンパ室１１に導入される流体の圧力）が設定値を越えると弾性体７を圧縮して（弾性変形させて）ダンパ室１１が完全に除圧されたときの原位置（ストッパ１３によって移動規制を受ける図１の実線位置）から図１において右方に移動する。また、ダンパ室１１の圧力が下がると弾性体７の弾性復元力で図１において左方に押し戻され、この作用でダンパ室１１に導入された流体中の脈動成分が吸収されて流体の脈動（圧力変動）が小さくなる。

弾性体７は、ピストン５の大気室１２に対面する側に設けたテーパ面５ａとシリンダ３の内面（大気室側の端面）とに挟まれる位置に設置される。テーパ面５ａはダンパ室１１側に向って拡径する方向に傾いた面である。

第２シール部８は、第１シール部６よりも大気室１２側（反ダンパ室側）に配置される。この第２シール部８は、同シール部用のシール部材として弾性体７を兼用したものになっている。そのシール部材兼用の弾性体７は、ダンパ室１１が除圧されているときにもピストン５によって多少圧縮された状態が維持される。そのために、第２シール部８も第１シール部６と同様、常時封止のシール機能を発揮するが、第１シール部６ほどのシール耐圧は得られない。

但し、ピストン５が図１において右方に移動すると、この弾性体７はシリンダ３の大気室側端面に押し付けられ、さらに、テーパ面５ａに働く分力でシリンダ３の内周面にも押し付けられ、押し付け力が高まったときに第１シール部６に勝るシール機能を発揮する。

なお、図のように、ピストン５にテーパ面５ａを形成してそのテーパ面５ａを弾性体７に接触させることで、弾性体に対するピストンの接触が、平行な２面間に弾性体を挟み込む構造に比べてソフトになり、流体圧の変動にピストンが反応しやすくなってダンパの脈動吸収性能が高まる。また、弾性体がシリンダの２面に押し付けられることによって、シールの安定性も高まる。

弁部９は、弁体９ａとその弁体９ａを接離させる弁座９ｂとからなる。この弁部９は、大気室１２を外部に連通させる弁孔４を塞ぐ位置（第２シール部８よりも外部側）に配置される。図示の弁部９の弁体９ａはピストン５に一体に形成されており、部品数削減の効果が得られる。

弁孔４は、大気室１２の圧力と外部の圧力に差が無ければ、開放状態でも流体の流出が抑えられる小径の孔である。ピストン５の移動量が大きくなると、弁部９が閉じて弁孔４が塞がれ、この部分が第３のシール部として機能して流体の漏れ防止の信頼性がさらに高まる。

なお、弁部９は、図３に示すように、ピストン５とは別体の弁体９ａを、ピストン変位に伴って弁体との接触点が変動する楔部材９ｃなどで押し動かして弁座９ｂに押し当てるものなども考えられ、弁体９ａをピストン５と一体に形成することは必須の要件とはならない。また、弁体９ａも図１に示したポペット弁に限定されない。

図２は、図１のユニット化されたダンパ１を採用した流体供給装置の概要を示している。図中１４は装置のハウジングである。このハウジング１４に設けた組み付け穴１５にプラグ２が挿入されてダンパ１が流体供給装置に組み込まれる。ハウジング１４には、そのハウジング１４に取り付けたモータ（図示せず）に駆動されるポンプ１６が内蔵されており、そのポンプの吐出口に通じた流体供給路１７にダンパ室１１が接続されてポンプ１６の吐出脈動がダンパ１によって低減される構造になっている。

図４及び図５に、その流体供給装置を液圧源として備えるブレーキ液圧制御装置を示す。図４に示すように、このブレーキ液圧制御装置２０は、液圧ユニット２１と電子制御ユニット２５を組み合わせて構成されている。

液圧ユニット２１は、内部に液圧回路が形成された液圧ブロック２２の一面側に液圧回路の通路開度を変更する電磁弁２３を組み付け、液圧ブロック２２の内部にポンプやリザーバ（ともに図示せず）やダンパ１を内蔵させ、液圧ブロック２２の電磁弁２３を組み付けた面とは反対側の面に内蔵ポンプを駆動するモータ２４を取り付けている。

電子制御ユニット２５は、電子制御装置（ＥＣＵ）２６を搭載した回路基板２７をケース２８に収納して構成されている。この液圧ユニット２１と電子制御ユニット２５を組み合わせたブレーキ液圧制御装置は周知の装置である。図示の装置はダンパ１をこの発明の構造を持つものに置き換えた点が従来品と異なる。

図５は、そのブレーキ液圧制御装置の最も基本的な回路構成の一例である。図中３０はブレーキペダル、３１はマスタシリンダ、３２はマスタシリンダ３１と一体のリザーバ、３３はマスタシリンダ３１に接続された各車輪のホイールシリンダ、３４はチェック弁、３５は補助リザーバである。マスタシリンダ３１からホイールシリンダ３３に至る液圧回路３６には、ホイールシリンダ３３の液圧を下げる減圧用電磁弁２３_−１とホイールシリンダ３３の液圧を高める増圧用電磁弁２３_−２が組み込まれる。

補助リザーバ３５は、ホイールシリンダ３３から排出されたブレーキ液を一時的に貯え、そのブレーキ液やリザーバ３２内のブレーキ液をポンプ１６で汲み上げて吐出液圧を液圧回路３６に流す。その液圧回路３６に至るまでの流体供給路１７にダンパ１が接続されてポンプの吐出圧に含まれる脈動成分がそのダンパ１によって吸収、減衰されるようになっている。

なお、この発明を適用するブレーキ液圧制御装置は、脈動成分の含まれた液圧を発生させるポンプとそのポンプの吐出脈動を減衰させるダンパが含まれているものであればよく、回路構成にはこだわらない。

この発明のダンパの一形態を示す断面図図１のダンパを採用した流体供給装置の概要を示す断面図この発明のダンパの他の形態を示す断面図この発明の流体供給装置を液圧源として採用したブレーキ液圧制御装置の概要を示す断面図この発明の流体供給装置を液圧源として採用したブレーキ液圧制御装置の基本構成の一例を示す回路図

符号の説明

１ダンパ
２プラグ
３シリンダ
４弁孔
５ピストン
５ａテーパ面
６第１シール部
６ａシール部材
６ｂシール溝
７弾性体
８第２シール部
９弁部
９ａ弁体
９ｂ弁座
９ｃ楔部材
１０フィルタ
１１ダンパ室
１２大気室
１３ストッパ
１４ハウジング
１５組み付け穴
１６ポンプ
１７流体供給路
２０ブレーキ液圧制御装置
２１液圧ユニット
２２液圧ブロック
２３電磁弁
２３_−１減圧用電磁弁
２３_−２増圧用電磁弁
２４モータ
２５電子制御ユニット
２６電子制御装置
２７回路基板
２８ケース
３０ブレーキペダル
３１マスタシリンダ
３２リザーバ
３３ホイールシリンダ
３４チェック弁
３５補助リザーバ
３６液圧回路

Claims

シリンダ（３）、そのシリンダ（３）に収納されたピストン（５）、そのピストン（５）によって外部に通じた大気室（１２）から区画されたダンパ室（１１）及び前記ピストン（５）を前記ダンパ室（１１）側に向けて付勢する弾性体（７）を備え、
前記ダンパ室（１１）に加圧された流体を導入してその流体に含まれた脈動成分を、前記ピストン（５）の移動による前記ダンパ室（１１）の容積変化によって減衰させる脈動低減用ダンパであって、
前記シリンダ（３）の内周面と前記ピストン（５）の外周面との間の隙間をシールする第１シール部（６）と、この第１シール部（６）よりも前記大気室（１２）側において前記シリンダ（３）の内面と前記ピストン（５）との間の隙間をシールする第２シール部（８）を有し、
前記弾性体（７）が前記第２シール部（８）のシール部材で構成された脈動低減用ダンパ。
前記弾性体（７）としてＯリングを用いたことを特徴とする請求項１に記載の脈動低減用ダンパ。
前記第２シール部（８）が、前記弾性体（７）を兼用したシール部材を前記ピストン（５）に形成されたテーパ面（５ａ）と前記シリンダ（３）の内面との間に挟み込んで構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の脈動低減用ダンパ。
前記第２シール部（８）よりも外部側において、前記ピストン（５）と前記シリンダ（３）の内面との間に、前記ピストン（５）の前記大気室（１２）側への変位によって閉弁して前記大気室（１２）を外部に連通させた弁孔（４）を塞ぐ弁部（９）を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の脈動低減用ダンパ。
前記弁部（９）が、弁体（９ａ）と、その弁体（９ａ）を接離させる弁座（９ｂ）とからなり、前記弁体（９ａ）が前記ピストン（５）に一体に形成されたことを特徴とする請求項４に記載の脈動低減用ダンパ。
脈動低減用ダンパを設ける機器、装置のハウジング（１４）に組み付け可能なプラグ（２）を有し、そのプラグ（２）に前記シリンダ（３）が形成され、前記プラグ（２）の内部に、前記ピストン（５）、ダンパ室（１１）、弾性体（７）、第１シール部（６）、第２シール部（８）がそれぞれ設置されてダンパユニットとして構成されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の脈動低減用ダンパ。
請求項１〜６のいずれかに記載の脈動低減用ダンパ（１）と動力駆動のポンプ（１６）を有し、その脈動低減用ダンパ（１）とポンプ（１６）が装置のハウジング（１４）に組み込まれ、前記ポンプ（１６）の吐出口に連なる流体供給路（１７）が前記ハウジング（１４）の内部に形成され、その流体供給路（１７）に前記ダンパ室（１１）が連通した流体供給装置。
前記脈動低減用ダンパ（１）が請求項６に記載されたユニット化されたダンパであり、そのユニット化された脈動低減用ダンパ（１）が前記ハウジング（１４）に設けられた組み付け穴（１５）に挿入され、前記ダンパ室（１１）が前記ハウジング(１４）内で前記流体供給路（１７）に連通していることを特徴とする請求項７に記載の流体供給装置。
請求項７又は８に記載の流体供給装置を液圧源として備えるブレーキ液圧制御装置。