JPH11182437A - 液圧ポンプ - Google Patents
液圧ポンプInfo
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- JPH11182437A JPH11182437A JP34973497A JP34973497A JPH11182437A JP H11182437 A JPH11182437 A JP H11182437A JP 34973497 A JP34973497 A JP 34973497A JP 34973497 A JP34973497 A JP 34973497A JP H11182437 A JPH11182437 A JP H11182437A
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Abstract
おいて、吐出口に作用する負荷に応じて出力特性を低圧
大流量形または高圧小流量形に切り換えできるようにす
る。 【解決手段】 磁界が加えられると伸長する超磁歪素子
7が液を加圧するピストンの駆動源となるように、前記
超磁歪素子7の両端にポンプ部15、17を装備し、こ
れらの第1及び第2ポンプ部15、17は、一方が低圧
大流量形で他方が高圧小流量形の出力特性を持つよう
に、それぞれのピストン20、24の受圧面積を設定し
て、各ポンプ部15、17の吐出口15a、17aに作
用する負荷に応じて作動する前記第1及び第2ポンプ部
15、17を切り換える。
Description
子を使用した液圧ポンプに関するものである。
歪素子を使用したものが提案されている。従来、この種
の液圧ポンプは、例えば特開平7−167327号公報
に示してあるように、磁界が加えられると伸長する超磁
歪素子と、前記超磁歪素子に磁界を加えるコイルと、前
記コイルに磁界を発生させる電流印加手段と、前記超磁
歪素子がその伸長方向に移動可能なように前記超磁歪素
子と前記コイルとを収容保持すると共にこれらを覆う閉
磁気回路を構成するヨークと、前記ヨークの一端側に装
備された液室内の液を加圧するピストンが前記超磁歪素
子の一端部に当接して設けられて前記ピストンの加圧力
によって前記液室内の液を吐出するポンプ部とを備えて
構成され、液の吐出に必要な前記ピストンの往復動作を
前記超磁歪素子の伸縮動作により実現している。
ブレーキ装置で使用する液圧発生源では、図4の特性線
Cに示すように、制動動作の作動初期には、パッドクリ
アランス(パッドとブレーキディスクとの間のクリアラ
ンス)分のパッド移動をより速やかに行い、応答性向上
のために、低圧大流量の特性を有し、かつ、パッドがブ
レーキディスクに当接した後は、制動力の調整を容易に
すると同時により大きな制動力を得られるようにするた
めに、高圧小流量の特性を有することが理想である。
た前述の液圧ポンプでは、出力特性が液室におけるピス
トンの受圧面積により一様に決定されてしまうため、液
圧ブレーキ装置における液圧発生源として使用した場合
に、図4に示した理想の特性が得られない。例えば、作
動源に超磁歪素子を使用した前述の液圧ポンプにおいて
ピストンの受圧面積を小さく設定すると、ピストンの単
位面積当たりの加圧力が大きくなるため、吐出圧は高ま
るが、その反面、ピストンの一往復当たりの吐出量は小
さくなって、図3の特性線Aに示すように、高圧小流量
形の出力特性を示すようになり、理想の特性線Cと比較
すると、パッドクリアランス分のパッド移動に時間がか
かり、制動力を発生するまでの初期の応答性が低下する
という問題が生じる。一方、作動源に超磁歪素子を使用
した前述の液圧ポンプにおいてピストンの受圧面積を大
きく設定すると、ピストンの単位面積当たりの加圧力が
小さくなるため、吐出圧は小さくなるが、その反面、ピ
ストンの一往復当たりの吐出量は大きくなって、図3の
特性線Bに示すように、低圧大流量形の出力特性を示す
ようになり、理想の特性線Cと比較すると、パッドクリ
アランス分のパッド移動の時間が短縮され、初期の応答
性の点では向上するが、最大液圧が低いため、大きな制
動力を得ることができないという問題が生じる。
で、作動源に超磁歪素子を使用した液圧ポンプであっ
て、出力特性を吐出口に作用する負荷に応じて低圧大流
量形または高圧小流量形に切り換えることができて、液
圧ブレーキ装置の液圧発生源として使用した場合に、制
動初期の応答性の向上を図ると同時に大きな制動力の発
生も可能な液圧ポンプを提供することを目的とする。
の本発明に係る液圧ポンプは、磁界が加えられると伸長
する超磁歪素子と、前記超磁歪素子に磁界を加えるコイ
ルと、該コイルに磁界を発生させる電流印加手段と、前
記超磁歪素子がその伸長方向に移動可能なように前記超
磁歪素子と前記コイルとを覆って閉磁気回路を構成する
ヨークと、前記超磁歪素子の一端部に当接して第1液室
内の液を加圧する第1ピストンを有した第1ポンプ部
と、前記超磁歪素子の他端部に当接して第2液室内の液
を加圧する第2ピストンを有した第2ポンプ部とを備
え、前記第1液室に対する前記第1ピストンの受圧面積
は、前記第2液室に対する前記第2ピストンの受圧面積
より大きくしたことを特徴とする。
第1チェック弁のチェック圧は、前記第2ポンプ部にお
ける吐出用の第2チェック弁のチェック圧より小さく設
定しておくとよい。
両端に装備した第1及び第2ポンプ部は、それぞれ、前
記超磁歪素子の端部に当接させた第1及び第2ピストン
の変位によって液の吐出・補充を行うもので、一方は低
圧大流量形、他方は高圧小流量形で互いに出力特性が異
なっていて、作動するポンプを吐出口に装備される吐出
用のチェック弁により切り換えることで、吐出口に作用
する負荷に応じて、出力特性を低圧大流量形または高圧
小流量形に切り換えることができる。従って、液圧ブレ
ーキ装置の液圧発生源として使用した場合に、パッドク
リアランスが生じている制動開始時には低圧大流量形の
ポンプ部によりブレーキシリンダへ液を圧送させ、ま
た、低圧大流量形のポンプ部からの液の圧送によりブレ
ーキシリンダの液圧が規定圧以上に上昇するときには、
作動するポンプ部を高圧低流量形のものに切り替えて、
より大きな制動力を発生させるために必要な高圧液を圧
送可能にすることができる。
好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明す
る。図1は、本発明に係る液圧ポンプを液圧発生源とし
た車両用の液圧ディスクブレーキ装置の要部を示したも
のである。この液圧ディスクブレーキ装置1は、パッド
をブレーキディスクに押圧するピストン2が装備された
ブレーキシリンダ3への液圧供給に、本発明の一実施形
態である液圧ポンプ5を使用したものである。
伸長する超磁歪素子7と、前記超磁歪素子7の周囲に配
置されて電流印加により前記超磁歪素子7に磁界を加え
るコイル9と、前記コイル9に周期的に磁界を発生させ
る電流印加手段11と、前記超磁歪素子7がその伸長方
向に移動可能なように前記超磁歪素子7と前記コイル9
とを収容保持したヨーク13と、前記超磁歪素子7の一
端側に装備された第1ポンプ部15と、前記超磁歪素子
7の他端側に装備された第2ポンプ部17とを備えてい
る。
場合、ブレーキペダルの踏下を検出する図示せぬペダル
踏下検出センサーからの信号により運転者の制動要求を
検知し、ブレーキペダルの踏下状態に応じた制動がなさ
れるように、前記コイル9への電流印加を制御するコン
トロール・ユニットである。前記ヨーク13は、前記超
磁歪素子7及びコイル9を収容する略円筒状の本体13
aと、該本体13aの両端を塞ぐ端壁材13b、13c
とで、前記超磁歪素子7及びコイル9の周囲を覆う閉磁
気回路を構成している。
の一方の端壁材13bの中心部に突出形成された柱状部
19aと、前記超磁歪素子7の一端部に当接して装備さ
れた第1ピストン20に突設されて前記柱状部19aに
外嵌する筒部19bとによって第1液室19を形成した
もので、第1液室19内の液を前記第1ピストン20に
よって加圧することで、前記端壁材13bに貫通形成さ
れた吐出口15aから液の吐出を行う。
ール材22が装備され、該シール材22によって前記端
壁材13bと前記第1ピストン20との間の液密が保持
されるようになっている。
の他方の端壁材13cの中心部に突出形成された柱状部
23aと、前記超磁歪素子7の一端部に当接して装備さ
れた第2ピストン24に突設されて前記柱状部23aに
外嵌する筒部23bとによって第2液室23を形成した
もので、第2液室23内の液を前記第2ピストン24に
よって加圧することで、前記端壁材13cに貫通形成さ
れた吐出口17aから液の吐出を行う。
ール材26が装備され、該シール材26によって前記端
壁材13cと前記第2ピストン24との間の液密が保持
されるようになっている。
との間、及び前記端壁材13cと前記第2ピストン24
との間には、これらのピストンを介して超磁歪素子7に
予負荷をかけるプリストレスばね28が装備されてい
る。このプリストレスばね28は、二枚の皿バネを逆向
きに重ねたもので、超磁歪素子7に一定の圧縮荷重を作
用させることで、磁界が加えられた時の超磁歪素子7の
歪量を増大させる役割を果たす。また、この実施形態の
場合は、磁界が解除されて超磁歪素子7が縮長する時
に、各ピストン20、24が超磁歪素子7の端部から離
れないように、各ピストン20、24を押し戻す戻しば
ねとしても機能する。
が低圧大流量形となるように、第1ピストン20の受圧
面積が大きく設定されている。また、前記第2ポンプ部
17は、前記第1ポンプ部15と比較して、出力特性が
高圧小流量形となるように、第2ピストン24の受圧面
積が前記第1ピストン20よりも小さく設定されてい
る。
の各吐出口15a、17aには、これらの吐出口15
a、17aに作用する負荷(即ち、前記ブレーキシリン
ダ3における液圧)が規定圧以下の時には低圧大流量形
の第1ポンプ部15のみが吐出動作し、これらの吐出口
15a、17aに作用する負荷が規定圧を超えた時には
高圧小流量形の第2ポンプ部17のみが吐出動作をする
ように、各液室19、23からの吐出動作を制御する第
1、第2チェック弁30、31が設けられている。
出用の第1チェック弁30は、パッドクリアランスが生
じている状態からパッドがブレーキディスクに当接して
実際に制動力が発生する状態となってブレーキシリンダ
3内の液圧が規定圧に達するまで、第1ポンプ部15か
らの吐出動作が継続するように、チェック圧が低く設定
されている。そして、第2ポンプ部17における吐出用
の第2チェック弁31は、ブレーキシリンダ3内の液圧
が規定圧を超えると、ブレーキシリンダ3への液の圧送
を開始するように、チェック圧が第1チェック弁30の
チェック圧より高く設定されている。
13cには、各液室19、23に液を補充するための吸
込口15b、17bが貫通形成されている。そして、こ
れらの吸込口15b、17bには、それぞれのピストン
20、24の戻り動作時の吸引力でリザーバ33から各
液室19、23に液を補充する一方向弁35、36が設
けられている。
吐出口15a、17aをブレーキシリンダ3に連通させ
る液路37には、ブレーキペダルの踏下が解除された時
に、ブレーキシリンダ3内の圧力を前記リザーバ33に
戻す戻し液路38が分岐接続されている。この戻し液路
38には、ブレーキペダルの踏下時には前記戻し液路3
8を閉じた状態にする電磁弁40が装備されている。該
電磁弁40は、ブレーキペダルの踏下を解除したとき
に、それを検知した電流印加手段(コントロール・ユニ
ット)11が出力する信号により開くようになってい
る。
段11によりコイル9に電流を断続的に繰り返して加え
る。コイル9に電流が加わると超磁歪素子7が伸長し、
電流が遮断されると超磁歪素子7は元の長さに戻る。超
磁歪素子7が伸長すると、第1、第2液室19、23内
は加圧される。第1、第2液室19、23内の液圧をそ
れぞれP1、P2、ブレーキシリンダ3内の液圧をP
b、超磁歪素子7の伸長により第1、第2ピストン1
9、24に作用する推力をF、第1チェック弁30のチ
ェック圧をゼロ、第2チェック弁31のチェック圧をP
c、第1、第2ピストン19、24の受圧面積をそれぞ
れA1、A2とする。
室19、23内の液圧P1、P2は次の式で表される。 P1=F/A1 ……… (1) P2=F/A2 ……… (2)
3へ吐出する(第2チェック弁31が開く)ための条件
は次式で表される。 P2>Pb+Pc ……… (3)
表される。 P1×A1=P2×A2 ……… (4) 液圧ポンプ5の作動開始時においては、ブレーキシリン
ダ3内の液圧はゼロ(Pb=0)であるため、上記の
(3) 式が満足せず、従って、第2液室23内の圧液は吐
出できず、第1液室19の吐出圧液でブレーキシリンダ
3内の液圧Pbが上昇する。コイル9に加えられる断続
的な電流で超磁歪素子7の伸縮が繰り返されるが、第1
液室19の液圧増加に伴って、超磁歪素子7の歪み量は
徐々に小さくなるため、吐出流量が徐々に小さくなる
(図2)。さらに第1液室19の液圧増加に伴って、第
2液室23内の液圧P2の増加は(4) 式より、次式で表
される。 P2=P1×(A1/A2) ……… (5) (3) 式に(5) 式を代入すると P1×(A1/A2)>Pb+Pc ……… (6)
となる。
はゼロであるため、ブレーキシリンダ3の液圧は第1液
室19の液圧と等しい(Pb=P1)ため、(6) 式は Pb×(A1/A2)>Pb+Pc ……… (7)
となる。 従って、(7) 式を整理した次式を満足すると第2チェッ
ク弁31が開いて、第2液室23内の圧液が吐出する。 Pb>A2×Pc/(A1−A2) ……… (8)
室23内の液圧上昇率(F/A2)は、第1液室19内
の液圧上昇率(F/A1)より大であるため、第2液室
23内の圧液が吐出した以後は、第1液室19内の圧液
は吐出できず、第1チェック弁30は閉じた状態を保
つ。よって、液圧ポンプ5の作動初期においては、第1
ポンプ部15の作動により低圧大流量の圧液がブレーキ
シリンダ3に送られて速やかにパッドクリアランスを埋
めることでブレーキ応答性が向上し、以後、第2ポンプ
部17の作動により高圧低流量の圧液がブレーキシリン
ダ3に送られて大きな制動力の発生が得られる。
た特性線Dに示すように、ブレーキシリンダ3内の液圧
Pbが所定圧P0 (=A2×Pc/(A1−A2)、
(8) 式より)以下の範囲では、低圧大流量型の第1ポン
プ部15が作動し、液圧Pbが所定圧P0 を超える範囲
では、高圧小流量型の第2ポンプ部17が作動すること
により、液圧ブレーキ装置には理想の特性が得られ、優
れた制動特性を発揮させることができる。
置の液圧発生源に限らず、種々の液圧機器、システムに
利用可能である。そして、前述の実施形態では、本発明
の液圧ポンプをブレーキ装置の液圧発生源として使用す
るため、戻し液路38や、この戻し液路38を開閉する
ための電磁弁40を装備したが、例えば、冷却用の液を
循環させる装置に利用する場合などでは、前述の戻し液
路38や電磁弁40は不要になる。
構や、チェック圧は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で
適宜に設計変更可能であることは言うまでもない。
に第1及び第2の2つのポンプ部を備えており、それぞ
れのポンプ部は前記超磁歪素子の端部に当接させた第1
及び第2ピストンの変位によって液の吐出・補充を行う
もので、一方は低圧大流量形、他方は高圧小流量形で互
いに出力特性が異なっていて、作動するポンプを吐出口
に装備される吐出用のチェック弁により切り換えること
で、吐出口に作用する負荷に応じて、出力特性を低圧大
流量または高圧小流量に切り換えることができる。従っ
て、液圧ブレーキ装置の液圧発生源として使用した場合
に、パッドクリアランスが生じている制動開始時には低
圧大流量形のポンプ部を作動させて、ブレーキ装置のブ
レーキシリンダに圧送する液流量を大にすることで、パ
ッドクリアランス分のパッド移動の時間を短縮して、制
動初期の応答性を向上させることができる。しかも、低
圧大流量形のポンプ部からの液の圧送によりブレーキシ
リンダの液圧が上昇して、各ポンプ部の吐出口に作用す
る負荷が規定圧を超える時には、作動するポンプ部が高
圧低流量形のものに切り替えて、より大きな制動力を発
生させるために必要な高圧液の圧送が可能になるため、
大きな制動力の発生も可能になる。
ーキ装置の概略構成図である。
ポンプの吐出量との相関を示した特性線図である。
の吐出量との相関を、液圧ポンプの出力特性別に示した
特性線図である。
の相関を、液圧ポンプの出力特性別に示した特性線図で
ある。
Claims (2)
- 【請求項1】 磁界が加えられると伸長する超磁歪素子
と、前記超磁歪素子に磁界を加えるコイルと、該コイル
に磁界を発生させる電流印加手段と、前記超磁歪素子が
その伸長方向に移動可能なように前記超磁歪素子と前記
コイルとを覆って閉磁気回路を構成するヨークと、前記
超磁歪素子の一端部に当接して第1液室内の液を加圧す
る第1ピストンを有した第1ポンプ部と、前記超磁歪素
子の他端部に当接して第2液室内の液を加圧する第2ピ
ストンを有した第2ポンプ部とを備え、 前記第1液室に対する前記第1ピストンの受圧面積は、
前記第2液室に対する前記第2ピストンの受圧面積より
大きくしたことを特徴とする液圧ポンプ。 - 【請求項2】 前記第1ポンプ部における吐出用の第1
チェック弁のチェック圧は、前記第2ポンプ部における
吐出用の第2チェック弁のチェック圧より小さく設定さ
れていることを特徴とする請求項1記載の液圧ポンプ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34973497A JP3976102B2 (ja) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | 液圧ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34973497A JP3976102B2 (ja) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | 液圧ポンプ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11182437A true JPH11182437A (ja) | 1999-07-06 |
JP3976102B2 JP3976102B2 (ja) | 2007-09-12 |
Family
ID=18405750
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34973497A Expired - Fee Related JP3976102B2 (ja) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | 液圧ポンプ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3976102B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6884040B2 (en) * | 2001-12-27 | 2005-04-26 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Multi pumping chamber magnetostrictive pump |
CN104088778A (zh) * | 2014-07-02 | 2014-10-08 | 浙江大学 | 基于Terfenol-D驱动的数字液压泵 |
-
1997
- 1997-12-18 JP JP34973497A patent/JP3976102B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6884040B2 (en) * | 2001-12-27 | 2005-04-26 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Multi pumping chamber magnetostrictive pump |
US7040873B2 (en) | 2001-12-27 | 2006-05-09 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Multi pumping chamber magnetostrictive pump |
US7503756B2 (en) | 2001-12-27 | 2009-03-17 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Multi pumping chamber magnetostrictive pump |
CN104088778A (zh) * | 2014-07-02 | 2014-10-08 | 浙江大学 | 基于Terfenol-D驱动的数字液压泵 |
Also Published As
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---|---|
JP3976102B2 (ja) | 2007-09-12 |
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