JP3890682B2 - 圧力スイッチ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、流体を蓄圧しその流体を被供給部に供給するアキュムレータの流体圧力の低下を検出する圧力スイッチに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種の圧力スイッチとしては、例えば1991年10月11日にトヨタ自動車株式会社発行のトヨタ・クラウン・マジェスタ新型車解説書、3−98頁〜3−101頁に記載されたものがある。このものは、高圧のブレーキ液を蓄圧しそれを液圧式ブレーキブースタに供給するアキュムレータの流体圧力の異常低下を検出するもので、アキュムレータ及びブレーキブースタ間を結ぶ液圧路に接続されている。
【0003】
具体的には、オン位置及びオフ位置に切換可能なマイクロスイッチと、前記液圧路に連通接続されたポートを有するハウジングと、ハウジングに固定されハウジングとの間でポートに連通する圧力室を形成するボデーと、圧力室内に配置されその圧力を受ける受圧部(ダイヤフラム)を有し、受圧部が圧力室内の流体から受ける力が所定値より低下した場合にマイクロスイッチをオフ位置からオン位置に切換えるスイッチ切換部材とを備えている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
スペース上の制約から、圧力スイッチをアキュムレータから隔離し且つブースタに近接配置することがある。その場合、アキュムレータの流体を即座にブレーキブースタに供給するとき(例えば急ブレーキ時)、圧力室の流体がアキュムレータの流体よりも早く使用される。従って、圧力室の圧力はアキュムレータの圧力よりも急激に低下する。つまり、受圧部が圧力室内の流体から受ける力が急激に低下する。
【0005】
ここで、上記のものでは、圧力スイッチの受圧部がアキュムレータ及びブースタを結ぶ液圧路に存在しないため、アキュムレータの流体がブースタに供給される際に、受圧部はアキュムレータの流体の流れによる力を受けない。その結果、スイッチ切換部材によりマイクロスイッチが誤ってオフ位置からオン位置に切換えられる。つまり、アキュムレータの流体圧力がスイッチ作動圧まで低下していないのもかかわらず、圧力スイッチが誤作動する恐れがある。
【0006】
そこで、上記した問題点を解消するために、特開昭63−46959号公報に示すような、アキュムレータ及びブースタ間を結ぶ液圧路にオリフィスを介して圧力スイッチを接続する技術が知られている。このものでは、アキュムレータ及び圧力スイッチ間にオリフィスが存在するため、アキュムレータの流体が使用されている際、アキュムレータの圧力の低下を即座に検出することができない。
【0007】
故に、本発明は、圧力スイッチの検出精度を向上させると共に、アキュムレータの流体圧力の低下を即座に検出することを、技術的課題とする。
【0008】
上記の技術的課題を解決するために、請求項1の発明は、オン位置及びオフ位置に切換可能なスイッチ部材と、入力ポートと出力ポートとを有するハウジングと、ハウジングに固定され、ハウジングとの間で入力ポート及び出力ポートに連通する圧力室を形成するボデーと、圧力室内に配置され圧力室の流体圧を受ける受圧部を有し、この受圧部が圧力室の流体から受ける力が所定値より低下した場合に、スイッチ部材をオン位置及びオフ位置の内の一方の位置から他方の位置に切換えるスイッチ切換部材とを備え、入力ポートは、受圧部よりも上流側の圧力室に接続され、出力ポートは受圧部よりも下流側の圧力室に接続されており、スイッチ切換部材は、ボデー内に摺動自在に配置されたロッドと、ロッドの圧力室側端部に支持され受圧部を構成する円盤状のプレートとを有しており、入力ポートと出力ポートとがプレートの外周とハウジングの内周との間の円環状のクリアランスのみを介して常時連通され、このクリアランスの断面積と入力ポートの断面積及び出力ポートの断面積が同等に設定されていることとした。ここで、入力ポートはアキュムレータと接続され、出力ポートは被供給部に接続されるものである。
【0009】
ここで、圧力スイッチをアキュムレータから隔離し且つ被供給部に近接配置した場合には、被供給部の流体消費により、アキュムレータの流体よりも早く圧力室の流体が使用され、結果、圧力室の圧力がアキュムレータの圧力よりも急激に低下する。つまり、受圧部が圧力室内の流体から受ける力が急激に低下する。
【0010】
ところが、請求項1の発明によれば、アキュムレータ及び被供給部を結ぶ流体路に受圧部が存在するため、アキュムレータの流体は受圧部を介して被供給部に流れ、その流れによる力が受圧部に作用し、結果、受圧部の受ける力がスイッチの作動力(前記所定値)まで低下する前に上昇する。従って、圧力スイッチの誤作動を防止できる。
【0011】
また、アキュムレータ及び圧力スイッチの圧力室間にオリフィスを設ける必要がないため、アキュムレータの流体圧の低下を即座に検出できる。
【0012】
更に、スイッチ切換部材がボデー内に摺動自在に配置されたロッドと、このロッドの圧力室側端部に支持され受圧部を構成する円盤状のプレートとを有しており、プレートにより受圧面積が確保されるため、受圧部が圧力室を通過する流体から受ける力を一層確保でき、結果、圧力スイッチの誤作動を一層防止できる。そして、入力ポートと出力ポートとがプレートの外周とハウジングの内周との間の円環状のクリアランスのみを介して連通され、このクリアランスの断面積と入力ポートの断面積及び出力ポートの断面積が同等に設定されているので、アキュムレータから被供給部への流体供給への流体供給を妨げることもない。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本実施形態を説明する。
【0014】
図1は、本発明に係る圧力スイッチをブレーキ液圧制御装置に適用した例を示す。
【0015】
図1において、マスタシリンダMC及びレギュレータRGがブレーキペダルBPの操作に応じて駆動される。レギュレータRGには補助液圧源ASが接続され、補助液圧源ASは、マスタシリンダMCと共に低圧リザーバRSに接続されている。補助液圧源ASは、液圧ポンプHP及びアキュムレータAccを有する。液圧ポンプHPは、電動モータMによって駆動され、低圧リザーバRSのブレーキ液を昇圧して出力し、このブレーキ液が逆止弁CV6を介してアキュムレータAccに供給され、蓄圧される。電動モータMは、アキュムレータAcc内の液圧が所定の下限値を下回ることに応答して駆動され、またアキュムレータAcc内の液圧が所定の上限値を上回ることに応答して停止する。而して、アキュムレータAccから所謂パワー液圧が適宜レギュレータRGに供給される。レギュレータRGは、補助液圧源ASの出力液圧を入力し、マスタシリンダMCの出力液圧をパイロット圧として、これに比例した液圧に調圧するもので、これによってマスタシリンダMCが倍力駆動される。
【0016】
マスタシリンダMCと車両前方のホイールシリンダWfr,Wflの各々を接続する前輪側の液圧路には、電磁切換弁SA1及びSA2が介装されており、これらは制御通路AF1及びAF2を介して夫々電磁開閉弁PC1,PC5及び電磁開閉弁PC2,PC6に接続されている。また、レギュレータRGとホイールシリンダWfr等の各々を接続する液圧路には電磁開閉弁SA3,給排制御用の電磁開閉弁PC1乃至PC8が介装されている。そして、補助液圧源ASが電磁開閉弁STRを介して電磁開閉弁SA3の下流側に接続されている。図1では前輪の液圧制御系と後輪の液圧制御系に区分された前後配管が構成されているが、所謂X配管としてもよい。
【0017】
前輪側液圧系において、電磁開閉弁PC1及びPC2は電磁開閉弁STRに接続されている。電磁開閉弁STRは2ポート2位置の電磁開閉弁であり、非作動時の閉位置では遮断状態で、作動時の開位置では電磁開閉弁PC1及びPC2を直接アキュムレータAccに連通する。電磁切換弁SA1及び電磁切換弁SA2は3ポート2位置の電磁切換弁で、非作動時は図1に示す第1位置にあってホイールシリンダWfr,Wflは何れもマスタシリンダMCに連通接続されているが、ソレノイドコイルが励磁され第2位置に切換わると、ホイールシリンダWfr,Wflは何れもマスタシリンダMCとの連通が遮断され、夫々電磁開閉弁PC1及びPC5、電磁開閉弁PC2及びPC6と連通する。
【0018】
これら電磁開閉弁PC1及びPC2に対して並列に逆止弁CV1及びCV2が接続されており、逆止弁CV1の流入側が制御通路AF1に、逆止弁CV2の流入側が制御通路AF2に夫々接続されている。逆止弁CV1は、電磁切換弁SA1が作動位置(第2位置)にある場合において、ブレーキペダルBPが開放されたときには、ホイールシリンダWfrからレギュレータRGへのブレーキ液の流れは許容されるが逆方向の流れは阻止される。尚、逆止弁CV2についても同様である。
【0019】
次に、後輪側液圧系について説明すると、電磁開放弁SA3は2ポート2位置の電磁開閉弁で、非作動時には図1に示す開位置にあって、電磁開閉弁PC3,PC4はレギュレータRGと連通する。このとき、電磁開閉弁STRは閉位置とされ、アキュムレータAccとの連通が遮断される。電磁開閉弁SA3が作動時の閉位置に切換えられると、電磁開閉弁PC3,PC4は液圧ブースタHBとの連通が遮断され、電磁開閉弁STRに接続され、この電磁開閉弁STRが作動時にアキュムレータAccと連通する。
【0020】
また、電磁開閉弁PC3及びPC4に対して並列に逆止弁CV3及びCV4が接続されており、逆止弁CV3の流入側がホイールシリンダWrrに、逆止弁CV4の流入側がホイールシリンダWrlに夫々接続されている。これらの逆止弁CV3,CV4は、ブレーキペダルBPが開放されたときに、ホイールシリンダWrr,Wrlのブレーキ液圧をレギュレータRGの出力液圧の低下に迅速に追従させるために設けられたもので、電磁開閉弁SA3方向へのブレーキ液の流れが許容され逆方向の流れは阻止される。更に、逆止弁CV5が電磁開閉弁SA3に並列に設けられており、電磁開閉弁SA3が閉位置にあるときにも、ブレーキペダルBPによる踏み増しが可能とされている。
【0021】
上記電磁開閉弁SA1,SA2及び電磁開閉弁SA3,STR並びに電磁開閉弁PC1乃至PC8は前述の電磁制御装置ECUによって駆動制御され、アンチスキッド制御(ABS),トラクション制御(TRC),車両旋回時に車両の安定性及びコーストレース性を確保するようにオーバーステア抑制制御及びアンダーステア抑制制御を行う制動操舵制御,車両の制動時に車両の安定性を維持するように後輪に付与する制動力の前輪に付与する制動力に対する配分を制御する前後制動力配分制御等の各種制御が行なわれる。例えば、ブレーキペダルBPが操作されていない状態で行なわれる制動操舵制御やトラクション制御時には、レギュレータRG及びマスタシリンダMCからはブレーキ液圧が出力されないので、電磁開閉弁SA1,SA2が第2位置とされ、電磁開閉弁SA3が閉位置とされ、そして電磁開閉弁STRが開位置とされる。これにより、補助液圧源ASの出力パワー液圧が電磁開閉弁STR並びに開状態の電磁開閉弁PC1乃至PC8を介してホイールシリンダWfr等に供給され得る状態となる。而して、電磁開閉弁PC1乃至PC8が適宜開閉駆動されることによって各ホイールシリンダ内のブレーキ液圧が急増圧、パルス増圧(緩増圧)、パルス減圧(緩減圧)、急減圧、及び保持状態とされる。
【0022】
アキュムレータAcc及びレギュレータRGを結ぶ液圧路には、高圧スイッチPH及び本発明に該当する低圧スイッチPLが接続されている。これらのスイッチPH,PLは、スペース上の制約から補助液圧源ASから隔離し且つレギュレータRGに近接配置されている。
【0023】
高圧スイッチPHは、アキュムレータAcc内の液圧(以下Acc圧という)が第1高圧値PHS以上の値から第1高圧値PHS未満の値に下降した時、オン位置からオフ位置に切り換わり、モータ通電信号を出力する。又、Acc圧が第1高圧値PHS未満の値から第1高圧値PHSよりも若干高い第2高圧値PHE以上の値に上昇した時、オフ位置からオン位置に切り換わり、モータ非通電信号を出力する。このように、高圧スイッチPHの信号を基にAcc圧を所定圧力範囲に維持するようにモータMが制御される。
【0024】
低圧スイッチPLは、Acc圧が第1低圧値PLS以上の値から第1低圧値PLS未満の値に下降した時、オン位置からオフ位置に切り換わり、異常低圧信号を出力する。その結果、ABS制御等の各種制御が禁止される。又、Acc圧が第1低圧値PLS未満の値から第1低圧値PLSよりも若干高い第2低圧値PLE以上の値に上昇した時、オフ位置からオン位置に切り換わる。
【0025】
図2を参照して、低圧スイッチPLの具体的構成について説明する。
【0026】
図2において、ハウジング11内には段付孔111が形成され、段付孔111の小径部111aには円筒状のロアボデー12が配置されている。段付孔111の小径部111bには円筒状のアッパボデー13が配置され、ロアボデー12に圧入固定されている。アッパボデー13及びハウジング11間にはスペーサ21が圧入され、これによりアッパボデー13及びロアボデー12がハウジング11に固定されている。アッパボデー13にはマイクロスイッチ(スイッチ部材)14がホルダ15を介して螺合されている。 マイクロスイッチ14は、固定接点141と、一端に可動接点142aを有し他端が保持金具143に保持された揺動プレート142とを備える。固定接点141は、保持金具144を介して第1端子145に電気的に接続され、可動接点142aは、揺動プレート142及び保持金具143を介して第2端子146に電気的に接続されている。揺動プレート142は、図示左右方向(段付孔111の軸心方向)に移動可能なピン147により、他端を支点として揺動し、可動接点142aを固定接点141に接触可能である。また、揺動プレート142は、ピン147と非係合時には図示するように可動接点142aが固定接点141から離れるように構成されている。
【0027】
ロアボデー12は、ハウジング11との間でAcc圧を受ける圧力室16を形成している。この圧力室16は、アキュムレータAcc及びレギュレータRG間を結ぶ液圧路の途中に配置されている。ロアボデー12及びアッパボデー13内には、マイクロスイッチ14を切換えるスイッチ切換部材17が配置されている。スイッチ切換部材17は、ロッド171と、円盤状プレート172と、ピストン173と、コイルスプリング174とを備える。
【0028】
ロッド171は、ロアボデー12に図示左右方向(段付孔111の軸心方向)に摺動自在に案内され、ロッド171及びロアボデー12間には、カップ18が配置され、ロアボデー12の左端面には、カップ18抜け止め用のリテーナ19が圧入固定されている。ロアボデー12及びハウジング11間にはOリング20が配置され、カップ18と協同して圧力室16をシールしている。円盤状プレート172は、ロッド171の圧力室側端部に固定され、圧力室16内に配置されている。円盤状プレート172は、圧力室16の圧力を受ける受圧面172aを有する。円盤状プレート172の外周及びハウジング11間には、円環状のクリアランス172bが形成されている。ピストン173は、アッパボデー13内に摺動自在に案内され、その一端はロッド171に常に接触しており、他端はピン147をプッシュ可能である。ピストン173には円環状のフランジ部173aが設けられ、コイルスプリング174は、このフランジ部173aとアッパボデー13に設けられたフランジ部13aとの間に配置され、ピストン173を図示左方向(ピン147から離れる方向)に付勢している。つまり、ロッド171も図示左方向に付勢している。
【0029】
ハウジング11には、入力ポート112及び出力ポート113が形成されている。入力ポート112の一端は、アキュムレータAccに連通接続され、その他端は、円盤状プレート172の受圧面172aよりも上流側の圧力室16aに連通接続されている。出力ポート113の一端は、レギュレータRGに接続され、他端は、円盤状プレート172の受圧面172aよりも下流側の圧力室16bに連通接続されている。具体的には、出力ポート113は段付孔111の小径部111aの外周部に向けて開口している。従って、アキュムレータAccの液は、入力ポート112、受圧面172aよりも上流側の圧力室16a、円環状のクリアランス172a、受圧面172aよりも下流側の圧力室16b及び出力ポート113を介してレギュレータRGに供給される。このとき、受圧面172aは常に圧力室16を通過する液から流れによる力を受けている。円環状のクリアランス172aの断面積は、入力ポート112又は出力ポート113の断面積と略同等とされ、これにより入力ポート112から圧力室16に供給された液が円環状のクリアランス172aにより絞られるのが極力防止される。
上記の如く構成された低圧スイッチPLの作動を説明する。
【0030】
図2において、ポンプHPが駆動されてAcc圧が高圧になると、それが圧力室16に導入される。このとき、円盤状プレート172の受圧面172aが圧力室16内の流体から受ける力が所定値(スプリング設定荷重とカップ摺動抵抗の和)よりも大きくなり、ロッド171及びピストン173がコイルスプリング174の付勢力に抗して図示右方向に移動し、ピン147を押す。すると、ピン147が揺動プレート142に係合してそれを時計方向に揺動させる。その結果、可動接点142aが固定接点141に接触する。即ち、マイクロスイッチ14がオン位置に切り換わる。尚、通常(正常時)は前述したようにAcc圧が高圧であるため、マイクロスイッチ14はオン位置に存在する。
【0031】
この状態から、高圧スイッチPHの故障や液漏れ等によりAcc圧が異常低圧を示す第1低圧値PLS以下になった場合、圧力室16内の圧力も第1低圧値PLS以下となり、結果、円盤状プレート172の受圧面172aが圧力室16内の液から受ける力が所定値(スプリング設定荷重とカップ摺動抵抗の和)よりも小さくなる。すると、ロッド171及びピストン173がコイルスプリング174により図示左方向に移動し、ピン147及び揺動プレート142間の係合が解除され、揺動プレート142が反時計方向に揺動する。その結果、可動接点142aが固定接点141から離れる。即ち、マイクロスイッチ14がオフ位置に切り換わり、異常低圧信号を出力する。
【0032】
急ブレーキ時には、Acc圧を即座にレギュレータRGに供給する必要があるが、低圧スイッチPLがアキュムレータAccから隔離し且つレギュレータRGに近接配置されているため、アキュムレータAccの液よりも早く圧力室16の液が使用される。結果、圧力室16の圧力がアキュムレータAccの圧力よりも急激に低下する。つまり、円盤状プレート172の受圧面172aが圧力室16内の液から受ける力が急激に低下する。
【0033】
ところが、アキュムレータAccの液が圧力室16まで到達した後には、圧力室16を通過する際にその流れによる力が円盤状プレート172の受圧面172aに作用する。その結果、円盤状プレート172の受圧面172aが圧力室16から受ける力が所定値(スプリング付勢力とカップ摺動抵抗の和)を下回る前に上昇し、スイッチ切換部材17の図示左方向への移動を阻止できる。これにより、マイクロスイッチ14がオン状態を維持でき、低圧スイッチPLが誤って異常低圧信号を出力するのを極力回避できる。このように、低圧スイッチPLがアキュムレータAccから隔離し且つレギュレータRGに近接配置しても、低圧スイッチPLの誤作動を防止できるため、低圧スイッチPLのレイアウトの自由度が大きくなる。
【0034】
尚、本発明は低圧スイッチPLに適用したが、高圧スイッチPHに適用しても良い。また、本発明の圧力スイッチはブレーキ液圧制御装置に適用したが、例えばハイドロサスペンション等のアキュムレータをもつシステムにも適用できる。
【0035】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、アキュムレータ及び被供給部を結ぶ流体路に圧力スイッチの受圧部が存在するため、アキュムレータの流体が受圧室を通過する際にその流れによる力が常に受圧部に作用する。従って、圧力スイッチをアキュムレータから隔離し且つ被供給部に近接配置した場合にも、受圧部の受ける力がスイッチの作動力(前記所定値)まで低下することを防止でき、結果、圧力スイッチの誤作動を防止できる。
【0036】
また、アキュムレータ及び圧力スイッチの圧力室間にオリフィスを設ける必要がないため、アキュムレータの流体圧の低下を即座に検出できる。更に、スイッチ切換部材がボデー内に摺動自在に配置されたロッドと、このロッドの圧力室側端部に支持され受圧部を構成する円盤状のプレートとを有しており、プレートにより受圧面積が確保されるため、受圧部が圧力室を通過する流体から受ける力を一層確保でき、結果、圧力スイッチの誤作動を一層防止できる。そして、入力ポートと出力ポートとがプレートの外周とハウジングの内周との間の円環状のクリアランスのみを介して連通され、このクリアランスの断面積と入力ポートの断面積及び出力ポートの断面積が同等に設定されているので、アキュムレータから被供給部への流体供給への流体供給を妨げることもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係る圧力スイッチを含むブレーキ液圧制御装置の全体構成図である。
【図2】図1の低圧スイッチの拡大断面図である。
【符号の説明】
Acc アキュムレータ
RG レギュレータ(被供給部)
PL 低圧スイッチ(圧力スイッチ)
11 ハウジング
112 入力ポート
113 出力ポート
12 ロアボデー(ボデー)
13 アッパボデー(ボデー)
14 マイクロスイッチ(スイッチ部材)
16 圧力室
16a 受圧面より上流側の圧力室
16b 受圧面より下流側の圧力室
17 スイッチ切換部材
171 ロッド
172 プレート
172a 受圧面(受圧部)
Claims (1)
- オン位置及びオフ位置に切換可能なスイッチ部材と、
入力ポートと出力ポートとを有するハウジングと、
前記ハウジングに固定され、前記ハウジングとの間で前記入力ポート及び前記出力ポートに連通する圧力室を形成するボデーと、
前記圧力室内に配置され前記圧力室の流体圧を受ける受圧部を有し、前記受圧部が前記圧力室の流体から受ける力が所定値より低下した場合に、前記スイッチ部材をオン位置及びオフ位置の内の一方の位置から他方の位置に切換えるスイッチ切換部材とを備え、
前記入力ポートは、前記受圧部よりも上流側の前記圧力室に接続され、前記出力ポートは前記受圧部よりも下流側の前記圧力室に接続されており、
前記スイッチ切換部材は、前記ボデー内に摺動自在に配置されたロッドと、前記ロッドの圧力室側端部に支持され前記受圧部を構成する円盤状のプレートとを有しており、
前記入力ポートと前記出力ポートとが前記プレートの外周と前記ハウジングの内周との間の円環状のクリアランスのみを介して常時連通され、前記クリアランスの断面積と前記入力ポートの断面積及び前記出力ポートの断面積が同等に設定されていることを特徴とする圧力スイッチ。
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