JP3697880B2

JP3697880B2 - 回転式ポンプを備えた油圧回路及びこの油圧回路を用いたブレーキ装置

Info

Publication number: JP3697880B2
Application number: JP00336498A
Authority: JP
Inventors: 貴洋山口; 俊哉森川
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-02-03
Filing date: 1998-01-09
Publication date: 2005-09-21
Anticipated expiration: 2018-01-09
Also published as: DE19804207A1; JPH10274175A; DE19804207B4

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体を吸引・吐出する回転式ポンプ、回転式ポンプを有する油圧回路及びこれらを備えたブレーキ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来における内接型の回転式ポンプの模式図を図４（ａ）に示す。また、図４（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図を図４（ｂ）に示す。図４（ａ）に示すように、内接型回転式ポンプにおけるケーシング５０のロータ室内には、アウターロータ５１及びインナーロータ５２が組付けられている。
【０００３】
アウタロータ５１は内周に内歯部５１ａを備えており、またインナーロータ５２は外周に外歯部５２ａを備えている。そして、これらアウターロータ５１とインナーロータ５２が複数の空隙部５３を形成して噛み合わさっている。また、図４（ｂ）に示すように、ケーシング５０の中心部には中心孔５０ａが形成されており、この中心孔５０ａにはインナーロータ５２に配設された駆動軸５４が嵌入されている。そして、アウターロータ５１はケーシング５０のロータ室内を回転自在に組み込まれている。さらに、ケーシング５０のロータ室には、両ロータ５１、５２の中心軸を挟んで両側に吸入口６０と吐出口６１が形成されている。
【０００４】
ポンプ駆動時には、駆動軸５４を介してインナーロータ５２が回転運動し、それに伴って外歯部５２ａと内歯部５１ａの噛合によりアウターロータ５１も同方向へ回転する。このとき、それぞれの空隙部５３の容積がアウターロータ５１及びインナーロータ５２が１回転する間に大小に変化して吸入口６０からオイルを吸引し、吐出口６１でオイルを吐き出す。
【０００５】
ところで、ポンプ駆動時において、アウターロータ５１及びインナーロータ５２の回転を円滑に行うために、ケーシング５０とアウターロータ５１、インナーロータ５２及び駆動軸５４の間には、所定の間隙１００が設けられている。しかしながら、これらの間隙１００からオイル洩れが発生するため、このオイル洩れを防止するために中心孔５０ａをオイルシール１１０でシールして、さらに間隙１００内のオイルを吸入口６０へ返流する戻し管路Ｇをケーシング５０内に設けている。
【０００６】
つまり、間隙１００を通じて洩れてきたオイルは間隙１００における流動抵抗によって低圧化しているが、間隙１００からのオイルの逃げ場がなければ、溜まったオイルによって間隙１００内が高圧化してしまう。これによって、オイルシール１１０の許容圧を超えてしまいオイルの外部洩れが発生してしまう。このため、洩れてきたオイルを戻し管路Ｇから吸入口６０へ返流することにより間隙１００内の高圧化を防止でき、オイルの外部洩れを防止できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、オイルは高圧側から低圧側へ流れる。このため、吸入口６０から吸入するオイルの圧力が間隙１００内の圧力より高圧である場合には、洩れてきたオイルが戻し管路Ｇを通じて返流されず、間隙１００内の高圧化が生じる。そして、高圧化が進みオイルシール１１０の許容圧を超えた場合には外部洩れが発生するという問題がある。
【０００８】
本発明は上記点に鑑みて、流体の外部洩れを抑制できる回転式ポンプの管路構造を提供することを第１の目的とする。
また、この回転式ポンプの管路構造を用いてオイル洩れを抑制できるブレーキ装置を提供することを第２の目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。
請求項１に記載の発明においては、駆動軸（５４）を中心として回転運動する回転部（５１、５２）と、駆動軸（５４）を嵌入する開口部（５０ａ）を有し回転部（５１、５２）を覆うケーシング（５０）を備え、そのケーシング（５０）に、回転部（５１、５２）に流体を吸入、吐出する吸入口（６０）及び吐出口（６１）と、開口部（５０ａ）からケーシング（５０）外部へ流体を導く外部管路（Ｊ）とが形成されてなる回転式ポンプ（４０）と、
吸入口（６０）に接続された上流側管路（Ｃ１）及び吐出口（６１）に接続された下流側管路（Ｃ２）と、
外部管路（Ｊ）から流れてきた流体を蓄積するリザーバ（４２）と、このリザーバ（４２）に蓄積された流体を上流側管路（Ｃ１）へ導く戻し管路（Ｈ）と、戻し管路（Ｈ）に上流側管路（Ｃ１）からリザーバ（４２）へ流体が逆流することを防止する逆止弁（４３）を備えていることを特徴とする。
【００１０】
このように、戻し管路（Ｈ）によって開口部（５０ａ）における流体をリザーバ（４２）に送ることによって開口部（５０ａ）内が高圧化することを防止することができる。これにより、開口部（５０ａ）内における流体圧力がオイルシール（１１０）の耐久圧よりも高圧化することを防止することができ、開口部（５０ａ）からの流体の外部洩れを防止することができる。
【００１１】
さらに、請求項１に記載の発明においては、上流側管路（Ｃ１）のうち、戻し管路（Ｈ）との接続部よりも上流側に上流側管路（Ｃ１）の連通状態と遮断状態を制御するによって吸入口（６０）に吸入される流体圧力をリザーバ（４２）内の流体圧力よりも低圧にする制御弁（３４）を設けていることを特徴とする。この制御弁（３４）によって適宜上流側管路（Ｃ１）を遮断することによって、上流側管路（Ｃ１）内における流体圧力をリザーバ（４２）内の流体圧力よりも低圧にすることができる。これにより、適度にリザーバ（４２）内の流体を上流側管路（Ｃ１）へ返流することができ、リザーバ（４２）が必要とする容量を少なくすることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明においては、ブレーキ液圧発生手段（１〜３）と制動力発生手段（４、５）とを連通する主管路（Ａ）と、ブレーキ液圧発生手段（１〜３）から主管路（Ａ）にブレーキ液を供給する補助管路（Ｄ）とを有したブレーキ装置において、請求項１に記載の油圧回路が、上流側管路（Ｃ１）をブレーキ液圧発生手段（１〜３）に接続し、下流側管路（Ｃ２）を主管路（Ａ）接続して、補助管路（Ｄ）に設けられていることを特徴とする。
【００１５】
踏力に基づき発生したブレーキ液圧によって補助管路（Ｄ）内のブレーキ液圧は高圧となる。しかしながら、請求項１に記載の油圧回路においては、吸入口（６０）に高圧がかかった場合においても、流体の外部洩れを防止することができるため、ブレーキ液圧発生手段（１〜３）におけるブレーキ液圧が高圧であっても流体の外部洩れを防止することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１に、内接型の回転式ポンプ（トロコイドポンプ）を適用したブレーキ装置のブレーキ配管概略図を示す。以下、ブレーキ装置の基本構成を、図１に基づいて説明する。本例では前輪駆動の４輪車において、右前輪−左後輪、左前輪−右後輪の各配管系統を備えるＸ配管の油圧回路を構成する車両に本発明によるブレーキ装置を適用した例について説明する。
【００２９】
図１に示すように、車両に制動力を加える際に乗員によって踏み込まれるブレーキペダル１は倍力装置２と接続されて、この倍力装置２によりブレーキ踏力等が倍力される。
そして、倍力装置２は、倍力された踏力をマスタシリンダ３に伝達するブッシュロッド等を有しており、このブッシュロッドがマスタシリンダ３に配設されたマスタピストンを押圧することによりマスタシリンダ圧が発生する。これらブレーキペダル１、倍力装置２及びマスタシリンダによってブレーキ液圧発生手段が構成れている。
【００３０】
なお、このマスタシリンダ３には、マスタシリンダ３内にブレーキ液を供給したり、マスタシリンダ３内の余剰ブレーキ液を貯留するマスタリザーバ３ａが接続されている。
そして、マスタシリンダ圧は、アンチロックブレーキ装置（以下、ＡＢＳという）を介して右前輪ＦＲ用のホイールシリンダ４及び左後輪ＲＬ用のホイールシリンダ５、つまり車輪制動力発生手段へ伝達されている。以下の説明は、右前輪ＦＲ及び左後輪ＲＬ側について説明するが、第２の配管系統である左前輪ＦＬ及び右後輪ＲＲ側についても全く同様であるため、説明は省略する。
【００３１】
また、ブレーキ装置は、マスタシリンダ３に接続する管路（主管路）Ａを備えており、この管路Ａには比例制御弁２２が備えられている。そして、この比例制御弁２２によって管路Ａは２部位に分けられている。すなわち管路Ａは、マスタシリンダ３から比例制御弁２２までの間においてマスタシリンダ圧を受ける管路Ａ１と、比例制御弁２２から各ホイールシリンダ４、５までの間の管路Ａ２に分けられる。
【００３２】
この比例制御弁２２は、通常、正方向にブレーキ液が流動する際には、ブレーキ液の基準圧を所定の減衰比率をもって下流側に伝達する作用を有している。そして、図１に示すように、比例制御弁２２を逆接続することにより、管路Ａ２側が基準圧となる。
また、管路Ａのうち比例制御弁２２よりもホイールシリンダ４、５側には連通状態と差圧状態を制御する差圧制御弁２３が設けられている。この差圧制御弁２３は通常連通状態とされているが、差圧状態にすることによりマスタシリンダ４、５側とマスタシリンダ３側よりも所定の差圧分高い圧力に保持することができる。
【００３３】
そして、管路Ａ２において、管路Ａは２つに分岐しており、開口する一方にはホイールシリンダ４へのブレーキ液圧の増圧を制御する増圧制御弁３０が備えられ、他方にはホイールシリンダ５へのブレーキ液圧の増圧を制御する増圧制御弁３１が備えられている。
これら増圧制御弁３０、３１は、ＡＢＳ用の電子制御装置（以下、ＥＣＵという）により連通・遮断状態を制御できる２位置弁として構成されている。そして、この２位置弁が連通状態に制御されているときには、マスタシリンダ圧等に基づくブレーキ液圧を各ホイールシリンダ４、５に加えることができる。
【００３４】
なお、ＡＢＳ制御が実行されていないノーマルブレーキの際には、これら増圧制御弁３０、３１は常時連通状態に制御されている。なお、増圧制御弁３０、３１には、それぞれ安全弁３０ａ、３１ａが並列に設けられており、ＡＢＳ作動時においてブレーキペダル１を離したとき、それに伴ってホイールシリンダ４、５側からブレーキ液を排除できるようになっている。
【００３５】
また、増圧制御弁３０、３１と各ホイールシリンダ４、５との間における管路Ａとリザーバ２０のリザーバ孔２０ａとを結ぶ管路Ｂには、ＡＢＳ用のＥＣＵにより連通・遮断状態を制御できる減圧制御弁３２、３３がそれぞれ配設されている。これらの減圧制御弁３２、３３はノーマルブレーキ状態（ＡＢＳ非作動時）では、常時遮断状態とされている。
【００３６】
管路Ａの比例制御弁２２と増圧制御弁３０、３１とリザーバ２０のリザーバ孔２０ａとを結ぶ管路Ｃにはポンプ部１０が安全弁１０ａと共に配設されており、管路Ｃはこのポンプ部１０によって上流側の管路Ｃ１と下流側の管路Ｃ２に分けられる。なお、このポンプ部１０についての詳細な説明は後述する。
また、ポンプ部１０が吐出したブレーキ液の脈動を緩和するために、管路Ｃのうちポンプ部１０の上流側にはアキュムレータ１２が配設されている。そして、リザーバ２０とポンプ部１０の間と、マスタシリンダ３とを接続するように管路Ｄが設けられており、ポンプ部１０はこの管路Ｄを介して管路Ａ１のブレーキ液を汲み取り、管路Ａ２へ吐出してホイールシリンダ圧を増圧させる。
【００３７】
そして、この管路Ｄには制御弁３４が設けられており、この制御弁３４はノーマルブレーキ時には常時遮断状態とされている。
なお、このときの管路Ｄから伝えられる液圧により、管路Ｃからリザーバ２０へ逆流しないように管路Ｃ及び管路Ｄの接続部とリザーバ２０の間には逆止弁２１が配設されている。
【００３８】
次に、図２にポンプ部１０における油圧回路の模式図を示す。図２に示すように、ポンプ部は回転式ポンプ４０、この回転式ポンプ４０を駆動するモータ４１、低圧リザーバ４２及び逆止弁４３で構成されている。そして、低圧リザーバ４２は、回転式ポンプ４０から流れてくる洩れブレーキ液を一時的に蓄積し、この蓄積されたブレーキ液を管路Ｈを通じて回転式ポンプ４０の上流側へ返流する。なお、管路Ｈに設けられた逆止弁４３によって管路Ｃ１からのブレーキ液の逆流を防いでいる。
【００３９】
なお、制御弁３４を連通させ回転式ポンプ４０を駆動させると、マスタシリンダ３側からブレーキ液を吸ってホイールシリンダ４、５側に吐出する。この際、比例制御弁２２によりホイールシリンダ圧とマスタシリンダ圧との差圧を保持することで、ホイールシリンダ圧がマスタシリンダ圧より高くなるようにアシスト制御している。このアシスト制御は、ペダルストローク速度が所定以上、ペダルストローク加速度が所定以上或いは車体Ｇが所定以上等の条件に基づき急制動、パニック制動状態を検知して実行する。また、バキュームブースタ故障を検知してアシスト制御を実行してもよい。
【００４０】
また、アシスト時にマスタシリンダ圧が低いと比例制御弁２２は上記した役割を果たさない場合があるため、その場合には差圧制御弁２３を用いてマスタシリンダ圧とホイールシリンダ圧との差圧を保持する。
図３（ａ）、（ｂ）に回転式ポンプ４０の模式的な断面図を示す。なお、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。
【００４１】
図３（ａ）、（ｂ）に示されるように、この回転式ポンプ４０におけるケーシング５０のロータ室内には、アウターロータ５１及びインナーロータ５２がそれぞれの中心が偏心した状態で組付けられている。また、アウターロータ５１は内周に内歯部５１ａを備えており、またインナーロータ５２は外周に外歯部５２ａを備えている。そして、これらアウターロータ５１とインナーロータ５２が複数の空隙部５３を形成して、噛合点Ｓにて噛み合わさっている。
【００４２】
ケーシング５０の中心部にはロータ室内と連通する中心孔（開口部）５０ａが形成されており、この中心孔５０ａにはインナーロータ５２に配設された駆動軸５４が嵌入されている。また、アウターロータ５１はケーシング５０のロータ室内を回転自在に組み込まれている。
そして、ポンプ駆動時において、アウターロータ５１及びインナーロータ５２の回転を円滑に行うために、ケーシング５０とアウターロータ５１、インナーロータ５２及び駆動軸５４の間に所定の間隙１００が設けられている。さらに、ケーシング５０のロータ室には、駆動軸５４を通る中心線を挟んで両側（紙面左右両側）に吸入口６０と吐出口６１が形成されている。
【００４３】
また、上記中心孔５０ａはオイルシールされて間隙１００の液密を保持している。そして、ケーシング５０には、この間隙１００内に洩れてきたブレーキ液（以下、洩れ油という）を外部へ流す管路Ｊが形成されており、この管路Ｊに図２に示す低圧リザーバ４２が接続される。なお、上述した逆止弁４３は、マスタシリンダ３から流れてきたブレーキ液がこの管路Ｊを通じて間隙１００内に入るのを防ぐために設けられている。
【００４４】
次に、このように構成されたブレーキ装置及び回転式ポンプ４０の作動について説明する。但し、ブレーキ装置の作動については、回転式ポンプ４０に高圧がかかる場合についてのみ説明する。
ブレーキ装置に備えられた制御弁３４は、大きな制動力を必要とする場合、例えばブレーキ踏力に応じた制動力が得られない場合やブレーキペダル１の操作量が大きいとき等に適宜連通状態にされる。そして、管路Ｄを通じてブレーキペダル１の踏み込みによって発生している高圧なマスタシリンダ圧が回転式ポンプ４０にかかる。
【００４５】
一方、回転式ポンプ４０は、モータ４１の駆動によって駆動軸５４を介してインナーロータ５２が回転運動し、それに伴って内歯部５１ａと外歯部５２ａの噛合によりアウターロータ５１も同方向へ回転する。このとき、それぞれの空隙部５３の容積がアウターロータ５１及びインナーロータ５２が１回転する間に大小に変化して吸入口６０からブレーキ液を吸引し、吐出口６１でブレーキ液を吐き出す。
【００４６】
この回転中に、ブレーキ液が間隙１００及び管路Ｊを流れていき低圧リザーバ４２に蓄積される。
そして、管路Ｃ１内におけるブレーキ液圧が低圧になった時（例えば、運転者がブレーキペダル１を放したとき）に、低圧リザーバ４２内のブレーキ液が管路Ｃ１に返流される。これにより洩れ油が低圧リザーバ４２から油圧回路中に戻される。
【００４７】
このように、洩れ油を低圧リザーバ４２に蓄積することによって間隙１００内が高圧になることを防止でき、ブレーキ液が外部に洩れることを防止することができる。
また、制御弁３４をデューティー制御することによって、適宜管路Ｃ１内におけるブレーキ液圧を低圧にすることができる。これにより、適度に低圧リザーバ４２内のブレーキ液を管路Ｃ１へ返流することができる。
【００４８】
これにより、低圧リザーバ４２が必要とする容量を少なくすることができ、制御弁３４を設けない場合に比して低圧リザーバ４２の小型化が図れる。
【００５３】
さらに、ブレーキペダル１を踏み込んだままの状態であっても、洩れ油の吸引が連続的に成されるため、吸入口６０のブレーキ液が高圧である場合においても洩れ油を油圧回路中に戻すことができる。
（第３実施形態）
本実施形態においては、第１実施形態における油圧回路と略同様であるため、第１実施形態と異なるポンプ部１０についてのみ説明する。
【００７２】
（他の実施形態）
上記実施形態においては、ブレーキ液を流体として適用した場合を示したが、これ以外の流体、例えば水等を適用しても良い。
【００７３】
また、上記実施形態においては、回転式ポンプ４０として内接型の回転式ポンプ４０を適用したものを示したが、これ以外の回転式ポンプ、例えばベーンポンプや回転プランジャー式のポンプ等に本発明を適用することができ、また上記実施形態にあっては外接型の回転式ポンプにも本発明を適用することができる。
【００７４】
また、ブレーキペダルの踏み込みに応じた作用力がマスタシリンダに伝達されてマスタシリンダ圧を発生するブレーキシステムの形式に限らず、乗員のブレーキペダル操作量あるいは作用力を電気的に検知して、相応のマスタシリンダ圧を二次的なブレーキ液圧発生手段により発生させてホイールシリンダに伝達する、いわゆるブレーキバイワイヤーに適用してもよい。
【００７５】
また、上記実施形態に示したブレーキ装置は一例を示したものであって、このブレーキ装置に限らないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】回転式ポンプを適用したブレーキ装置の概略図である。
【図２】第１実施形態におけるポンプ部１０の配管構造の概略図である。
【図３】（ａ）は回転式ポンプ４０の模式図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図４】（ａ）は従来における回転式ポンプの概略図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図である。
【符号の説明】
４０…回転式ポンプ、４１…モータ、４２…低圧リザーバ、４３…逆止弁、
５０…ケーシング、５０ａ…中心孔、５１…アウターロータ、
５２…インナーロータ、５３…空隙部、５４…駆動軸、６０…吸入口、
６２…吐出口、７０…調圧弁、１００…間隙、１１０…リニア差圧弁、
１２０…制御弁、２００…リザーバ、Ｈ、Ｊ…管路。

Claims

駆動軸（５４）を中心として回転運動する回転部（５１、５２）と、前記駆動軸（５４）を嵌入する開口部（５０ａ）とを有し前記回転部（５１、５２）を覆うケーシング（５０）と、開口部（５０ａ）からの流体外部洩れを防止するオイルシール（１１０）とを備え、前記ケーシング（５０）に、前記回転部（５１、５２）に流体を吸入する吸入口（６０）と、前記回転部（５１、５２）から前記流体を吐出する吐出口（６１）と、前記開口部（５０ａ）から前記ケーシング（５０）外部へ前記流体を導く通路（Ｊ）とが形成されてなる回転式ポンプ（４０）と、
前記吸入口（６０）に接続された上流側管路（Ｃ１）と、
前記吐出口（６１）に接続された下流側管路（Ｃ２）と、
前記通路（Ｊ）と接続され、この通路（Ｊ）から流れてきた前記流体を蓄積するリザーバ（４２）と、
前記上流側管路（Ｃ１）に接続され、前記リザーバ（４２）に蓄積された前記流体を前記上流側管路（Ｃ１）へ導く戻し管路（Ｈ）と、
前記戻し管路（Ｈ）に設けられ、前記上流側管路（Ｃ１）から前記リザーバ（４２）へ流体が逆流することを防止する逆止弁（４３）とを備え、
前記上流側管路（Ｃ１）のうち、前記戻し管路（Ｈ）との接続部よりも上流側に前記上流側管路（Ｃ１）の連通状態と遮断状態を制御することによって前記吸入口（６０）に吸入される流体圧力を前記リザーバ（４２）内の流体圧力よりも低圧にする制御弁（３４）を設けていることを特徴とする記載の油圧回路。
踏力に基づいてブレーキ液圧を発生させるブレーキ液圧発生手段（１〜３）と、
前記ブレーキ液圧に基づいて車輪に制動力を発生させる制動力発生手段（４、５）と、
前記ブレーキ液圧発生手段（１〜３）に接続され、前記制動力発生手段（４、５）に前記ブレーキ液圧を伝達する主管路（Ａ）と、
前記ブレーキ液圧発生手段（１〜３）に接続され、前記制動力発生手段（４、５）が発生させる制動力を高めるために、前記主管路（Ａ）にブレーキ液を供給する補助管路（Ｄ）とを有したブレーキ装置において、
請求項１に記載の油圧回路が、前記上流側管路（Ｃ１）を前記ブレーキ液圧発生手段（１〜３）に接続し、前記下流側管路（Ｃ２）を前記主管路（Ａ）接続して、前記補助管路（Ｄ）に設けられていることを特徴とするブレーキ装置。