JP5255497B2 - ソレノイドポンプ - Google Patents
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Description
特許文献1に記載されたソレノイドポンプは、固定コアと、この固定コアに対して移動可能に設けられた可動コアと、電磁力で可動コアを固定コア側に移動させるコイルと、を有している。このソレノイドポンプでは、固定コアに連結されるポンプハウジング内にポンプ室を設けるとともに、このポンプ室内に、可動コアの移動により摺動されるピストン(プランジャ)を配置し、このピストンの一端に着座するように弁体を配置している。
したがって、ソレノイドポンプの小型化を図ろうとして、ピストンを小径化すると、内部の流路も小径となり、吐出量が減ることになる。
特に、低温環境下におけるソレノイドポンプの使用においては、作動液の粘度が高くなる傾向にあるため、吐出量が減るおそれがある。
この場合、吸入弁および吐出弁の他方は、その弁体の移動方向がピストンの軸方向と垂直の方向となるように配置することで、ソレノイドポンプの軸方向の長さをより短くすることができ、より一層の小型化を図ることができる。
はじめに、本実施形態に係るソレノイドポンプが適用されるバーハンドル車両用ブレーキ液圧制御装置(以下、「ブレーキ制御装置」という。)Uについて説明する。
ブレーキ系統K1は、一方の操作子としてのブレーキレバーL1の操作に応じて前輪の車輪ブレーキFを制動するものであり、一方のマスタシリンダとしてのマスタシリンダMC1に通じる入口ポートJ1から出口ポートJ2に至る流路を備えている。なお、マスタシリンダMC1と入口ポートJ1との間は、配管H1で接続されている。また、出口ポートJ2は、配管H2を通じて前輪の車輪ブレーキFに接続されている。
なお、ソレノイドポンプ10の構造の詳細は後記する。
これによって、ブレーキレバーL2を操作するとマスタシリンダMC2からのブレーキ液が車輪ブレーキRに直接作用するようになっている。
通常のブレーキ制御において、前輪のブレーキ系統K1では、マスタシリンダMC1から車輪ブレーキFに至る流路が出力液圧路D1、車輪液圧路E1を通じて連通された状態となっている。これにより、ブレーキレバーL1を操作すると、出力液圧路D1、入口弁2、車輪液圧路E1を通じてブレーキ液圧が車輪ブレーキFに作用する。これにより、ブレーキレバーL1を操作することによる前輪のブレーキ制動が可能となる。
なお、ブレーキレバーL1を戻すと、車輪ブレーキFに作用していたブレーキ液が車輪液圧路E1、入口弁2(チェック弁2a)、出力液圧路D1を通じてマスタシリンダMC1に戻される。
ABS制御は、前輪がロック状態に陥りそうになったときに実行されるものであり、前輪制御弁手段1およびソレノイドポンプ10を制御して、車輪ブレーキFに作用するブレーキ液圧を減圧、増圧あるいは一定に保持する状態を適宜選択することによって実現される。なお、減圧、増圧および保持のいずれを選択するかは、前輪用の図示しない車輪速度センサから得られた車輪速度に基づいて、制御装置6によって判断される。
ソレノイドポンプ10は、図2、図3に示すように、少なくとも一部が固定コアになる円筒状のポンプハウジング11と、このポンプハウジング11の他端側に固定された有底円筒状のガイドパイプ12と、ポンプハウジング11を貫通する貫通孔110に挿通されるピストン111と、ガイドパイプ12内において進退動自在に配置され、ポンプハウジング11内に形成された圧力室120に向けてピストン111を押圧するための可動コア13と、ポンプハウジング11およびガイドパイプ12に外装されたコイルとしての電磁コイル14と、ブレーキ液を圧力室120に吸入する際に開弁する吸入弁130と、圧力室120からブレーキ液を吐出する際に開弁する吐出弁140と、を主として備えて構成されている。
なお、ポンプハウジング11は、取付穴201に対して圧入やカシメ等で固定してもよい。
小径部113の一端部には、基体200の取付穴201の底壁に形成された流路(吸入液圧路G1)に向けて、貫通孔110の一端が開口している。この例では、その開口の内空に吸入弁130が装着されて配置されている。
また、大径部112の周壁部には、基体200の取付穴201の側壁部に形成された流路(吐出液圧路N1)と圧力室120とを連通する連通孔110aが形成されている。この例では、連通孔110aの開口の内空に吐出弁140が配置されている。
圧力室120は、ポンプハウジング11内の後記するピストン111を挟んで可動コア13が配置される側(他端側)と反対側(一端側)に配置されている。本実施形態では、吸入弁130と、吐出弁140と、ピストン111とで、貫通孔110の一部が仕切られる(囲われる)ことで圧力室120が形成されている。
そして、圧力室120に面するポンプハウジング11の側壁には、吸入弁130の連通口130aと吐出弁140の連通口140aとが開口形成されている。つまり、吸入弁130および吐出弁140は、圧力室120に相互に隣接して配置されている。
より詳細には、吸入弁130は、貫通孔110の一端の内壁に嵌合する円筒状の弁座部材131と、弁座部材131に形成されたテーパ状の弁座131aに着座する球状の吸入弁体132と、弁座部材131の圧力室120側の開口から弁座部材131に取り付けられた断面コ字形状の保持部材133と、吸入弁体132と保持部材133との間に圧縮状態で配置された吸入弁ばね134と、を備えて構成されている。
より詳細には、吐出弁140は、貫通孔110に通じる連通孔110aに形成されたテーパ状の弁座141aに着座する球状の吐出弁体142と、連通孔110aの吐出側の開口から連通孔110aに取り付けられた断面コ字形状の保持部材143と、吐出弁体142と保持部材143との間に圧縮状態で配置された吐出弁ばね144と、を備えて構成されている。
ピストン111は、圧力室120に面する部分(一端部)にブレーキ液の通路となる開口がなく、ピストン111内をブレーキ液が通流しない構造となっている。
なお、ピストン111は、胴部とフランジ部111bとが貫通孔110の内面に対してそれぞれ摺動することで、軸方向の移動がガイドされるようになっている。
本実施形態では、このOリング111aを境にして、一端側の領域がブレーキ液の存在する領域となっているとともに、他端側の領域が、後記するように大気に連通する領域となっている。
ここで、戻しばね114の戻し力は、貫通孔110とピストン111との間に生じる摺動抵抗、ピストン111とOリング111aとの間に生じる摺動抵抗、後記するリテーナ115とガイド部材116との間に生じる摺動抵抗、およびガイドパイプ12と可動コア13との間に生じる摺動抵抗の4つを加算したものよりも大きくなるように設定されている。したがって、後記するように、電磁コイル14が消磁した際には、戻しばね114の戻し力によって、ピストン111が圧力室120から離れる側(一端側:可動コア13側)へ摺動する。
なお、戻しばね114は、板ばね等の付勢力を有する部材を用いてもよい。
これにより、後記するようにして電磁コイル14が励磁すると、可動コア13がピストン111側に摺動してリテーナ115を押圧し、押圧されたリテーナ115がピストン111を押圧して、ピストン111が圧力室120側に摺動する。また、電磁コイル14が消磁すると、戻しばね114の付勢力によってピストン111が可動コア13側に戻されるとともに、戻されたピストン111によってリテーナ115が可動コア13側に押圧され、押圧されたリテーナ115が可動コア13を押圧して、可動コア13がガイドパイプ12の他端部に当接する位置(初期位置)に摺動する。
そして、電磁コイル14が励磁され、可動コア13がポンプハウジング11側へ吸引されてピストン111が圧力室120の容積を縮小する方向(一端側へ向かう方向)に移動すると、圧力室120が増圧されるのに応じて吐出弁140が開弁し、圧力室120から吐出液圧路N1へブレーキ液が流出する。
すなわち、電磁コイル14の励磁・消磁を切換えることによって、可動コア13が軸方向に連続して往復動作し、それに応じて往復駆動されるピストン111で、ブレーキ液の吸入・吐出が連続して行われることになる。
なお、ABS制御における増圧状態においては、出力液圧路D1のブレーキ液圧は車輪液圧路E1のブレーキ液圧以上になっているため、ソレノイドポンプ10によって増圧されたブレーキ液圧がチェック弁5を介してマスタシリンダMC1側に伝達されることもない。
また、ブレーキ系統K2は、前輪のブレーキ系統K1と組み合わせることによって、簡易な構成でありながら良好なブレーキフィーリングを備えたブレーキ制御装置Uを安価に得ることができる。
しかも、吐出弁140は、その吐出弁体142の移動方向がピストン111の軸方向と垂直の方向に配置されているので、ソレノイドポンプ10の軸方向の長さをより短くすることができ、より一層、ソレノイドポンプ10の小型化を図ることができる。
また、Oリング111aを境として一端側の領域にブレーキ液の通流路等がまとめて構成されることとなるので、ポンプハウジング11内におけるブレーキ液の通流路構成が簡単になり、ソレノイドポンプ10を基体200等に組み付ける際に行うエアー抜き作業の作業時間を短縮することが可能となる。このことは、コストの低減に寄与する。
次に、本発明のバーハンドル車両用ブレーキ液圧制御装置の第二実施形態について説明する。
本実施形態が前記第1実施形態と異なるところは、図4に示すように、出力液圧路D1に分岐路D2を設けて分岐路D2にシミュレータとしてのストロークシミュレータ20を設けた点にある。
次に、本発明のバーハンドル車両用ブレーキ液圧制御装置の第3実施形態について説明する。
本実施形態では、図5に示すように、前輪のブレーキ系統K1に、ブレーキレバーL1の操作で二つの車輪ブレーキF、R1を制動する一方側連動ブレーキ手段30Aが設けられている。
なお、RS1〜RS3のシリンダ径等を変更することにより、連動ブレーキ時に車輪ブレーキR1に作用する制動力の強さの割合を適宜変更してもよい。
また、前輪側がABS制御中でも、後輪側の連動ブレーキ制動が可能であり、制動力の向上されたブレーキ制御装置Uが得られる。
次に、本発明のバーハンドル車両用ブレーキ液圧制御装置の第4実施形態について説明する。
本実施形態では、図7に示すように、後輪のブレーキ系統K2に、ブレーキレバーL2の操作で二つの車輪ブレーキF1,Rを制動する他方側連動ブレーキ手段30Bが設けられている。
また、シリンダFS1〜FS3のシリンダ径等を変更することにより、連動ブレーキ時に車輪ブレーキF1に作用する制動力の強さの割合を適宜変更してもよい。
次に、本発明のバーハンドル車両用ブレーキ液圧制御装置の第5実施形態について説明する。
本実施形態が前記第1〜第4実施形態と異なるところは、図8に示すように、後輪側の車輪ブレーキR2に機械式ブレーキを採用しているとともに、ブレーキレバーL1またはブレーキレバーL2のいずれを操作したときにも前後輪の連動ブレーキ制動が可能となる分岐装置30Cとシリンダ装置31とを備えている点にある。
ここで、シリンダ装置31は、前輪のマスタシリンダMC1の役割も果たすものである。
また、作動子30の他端側には、シリンダ装置31のピストン33に連結されたロッド33aが接続されている。
したがって、ブレーキレバーL1またはブレーキレバーL2のいずれを操作したときにも分岐装置30C、シリンダ装置31によって前後輪の連動ブレーキ制動が可能となっている。
次に、本発明のバーハンドル車両用ブレーキ液圧制御装置の第6実施形態について説明する。
本実施形態は前記第5実施形態の変形例であり、図9に示すように、分岐装置30C、シリンダ装置31が、他方側連動ブレーキ手段として機能するようになっており、後輪のブレーキレバーL2が操作されたときに前後輪の連動ブレーキ制動が可能となっている。
これにより、後輪のブレーキレバーL2が操作されると、その操作力がワイヤーW21を介して作動子30に伝達され、作動子30が回動支点30aを中心として図中矢印X1方向に回動してピストン33が押動されるようになっている。
シリンダFS1には、シリンダ装置31からの配管H8が接続されており、また、シリンダFS2には、ブレーキ系統K1からの配管H2が接続されている。
次に、本発明のバーハンドル車両用ブレーキ液圧制御装置の第7実施形態について説明する。
本実施形態では、図10に示すように、後輪のブレーキ系統K2と別に、前輪のブレーキ系統K1と同様の構成を有する第2の制御弁手段としての連動制御弁手段1’、第2のリザーバとしてのリザーバ4’、チェック弁5’、ソレノイドポンプ10’を有する連動系統K1’が設けられている。連動制御弁手段1’は、入口弁2と、出口弁3と、チェック弁2aとを備えている。
なお、各部品の機能は、前記した前輪制御弁手段1と同様であるので詳細な説明は省略する。
この例では、後輪のマスタシリンダMC2から入口ポートJ3を介して出力液圧路D1に通じる配管H9に分岐管H11の一端が接続され、この分岐管H11の他端に、後輪の車輪ブレーキRが接続されて後輪のブレーキ系統K2が構成されている。
したがって、ブレーキレバーL2を操作することによる前後輪の連動ブレーキ制動が可能となっている。
また、ブレーキ系統K1、連動系統K1’による前輪の車輪ブレーキF1のABS制御が可能となっている。
また、前輪の連動ブレーキ制御時においてもABS制御が可能となり、制動力が向上する。
なお、ブレーキ系統K1,連動系統K1’に対してストロークシミュレータ20を設けてもよい。
次に、本発明のバーハンドル車両用ブレーキ液圧制御装置の第8実施形態について説明する。
本実施形態は、前記第7実施形態の変形例であり、図11に示すように、前記したものと同様のブレーキ系統K2、連動系統K1’を後輪側に有するとともに、後輪の車輪ブレーキR2を機械式ブレーキにして、この車輪ブレーキR2に前輪の車輪ブレーキF1が連動するように、他方側連動ブレーキ手段として機能する分岐装置30C、シリンダ装置31を備えて構成されている。
したがって、後輪のブレーキレバーL2が操作されて作動子30が回動し、シリンダ装置31のピストン33が押動されると、シリンダ32の容積が縮小され、シリンダ32内に貯留されたブレーキ液が配管H12を通じて連動系統K1’に供給され、配管H10から前輪の車輪ブレーキF1のシリンダFS1に供給される。これによって、後輪のブレーキレバーL2を操作することによる前後輪の連動ブレーキ制動が可能となっている。
また、前輪の連動ブレーキ制御時においても、ABS制御が可能となり、制動力が向上する。
次に、本発明のバーハンドル車両用ブレーキ液圧制御装置の第9実施形態について説明する。
本実施形態が前記第1〜第8実施形態と異なるところは、ソレノイドポンプ10(10’、以下同じ)における吸入・吐出方向を変更した点にある。
また、基体200の取付穴201の側壁部に吸入液圧路G1が開口形成されており、この吸入液圧路G1に向けて開口するように連通孔110aに通じる通孔110eが設けられ、この通孔110eの内空に吸入弁130が装着されて配置されている。つまり、本実施形態のソレノイドポンプ10では、前記図2、3に示したソレノイドポンプ10におけるブレーキ液の通流方向と逆向きの通流方向でブレーキ液が吸入・吐出されるように構成されている。
次に、本発明のバーハンドル車両用ブレーキ液圧制御装置の第1参考例について説明する。
本参考例は、図14に示すように、吸入弁130Aの吸入弁体132の移動方向が、ピストン111の軸方向に沿う方向となるように配置されており、また、吐出弁140’が、吸入弁130Aの径方向外側周りを囲むように配置されて、ピストン111の軸方向に沿うブレーキ液の流れを許容あるいは遮断するように構成されている。
なお、基体200の取付穴201の側壁部に吐出液圧路N1が開口形成されており、この吐出液圧路N1に対向する大径部112’の周壁に周壁凹部112aが形成されている。そして、この周壁凹部112aと前記した空間部S3とを連通する連通孔110a’が、大径部112’に形成されている。
円筒状保持部材131’は、一端側から他端側へ向けて外壁面が段状に縮径されており、一端側の大径とされた第1外壁部131bが貫通孔110の開口近傍の内壁にきつく嵌まり合うようになっている。第2外壁部131cは、第1外壁部131bよりも小径とされており、挿入部11Aの大径部112’の内壁面との間に前記した空間部S3の一部を形成している。第3外壁部131dは、第2外壁部131cよりも小径とされており、図15に示すように、この第3外壁部131dと、隣接する第2外壁部131cの側壁131c’と、一端側に隣接するフランジ部131eの側壁部131e’とで、吐出弁140’が嵌まり込む凹部131fを形成している。
なお、フランジ部131eは、貫通孔110の内壁110hに当接しないようになっており、その周部には、ブレーキ液の通路となる連通路131g(隙間)が形成されている。
また、リップ部142’は、ピストン111が圧力室120の容積を増大する方向(他端側へ向かう方向)に移動(復動作)するのに伴って外側に撓み、挿入部11Aの大径部112’の内壁面に密着してブレーキ液の通流を阻止(シール)するようになっている。
次に、本発明のバーハンドル車両用ブレーキ液圧制御装置の第2参考例について説明する。
本参考例は前記第1参考例の変形例であり、図16に示すように挿入部11Aの大径部112’の内空にポンプハウジング11の一部を構成する円筒状保持部材150が嵌合されている。そして、この円筒状保持部材150の内側に、吐出弁140Aが設けられているとともに、円筒状保持部材150の外側に、吸入弁130Bが設けられている。
また、挿入部11Aの大径部112’の内壁面と円筒状保持部材150の外壁面との間に、吐出弁140Aの径方向外側周りを囲むようにして、吸入弁130Bが配置されている。
なお、基体200の取付穴201の側壁部に吸入液圧路G1が開口形成されており、この吸入液圧路G1に対向する大径部112’の周壁に周壁凹部112aが形成されている。そして、この周壁凹部112aと、前記した吸入弁130Bとは、連通孔110a’および連通路110c’を通じて連通している。
円筒状保持部材150は、一端側から他端側へ向けて外壁面が段状に縮径されており、一端側の大径とされた第1外壁部150bが貫通孔110の開口近傍の内壁にきつく嵌まり合うようになっている。第2外壁部150cは、第1外壁部150bよりも小径とされており、挿入部11Aの大径部112’の内壁面との間に前記した連通路110c’の一部を形成している。第3外壁部150dは、第2外壁部150cよりも小径とされており、図17に示すように、この第3外壁部150dと、隣接する第2外壁部150cの側壁150c’と、一端側に隣接するフランジ部150eの側壁部150e’とで、吸入弁130Bが嵌まり込む凹部150fを形成している。
なお、フランジ部150eは、貫通孔110の内壁110h(図16参照)との間にブレーキ液の通路となる隙間を形成して配置されている。
また、リップ部136は、ピストン111が圧力室120の容積を縮小する方向(一端側へ向かう方向)に移動(往動作)するのに伴って外側に撓み、挿入部11Aの大径部112’の内壁面に密着してブレーキ液の通流を阻止(シール)するようになっている。
例えば、ブレーキ系統K1は、前輪側のブレーキ系統として説明したが、これを後輪側のブレーキ系統に採用してもよい。また、ブレーキ系統K2は、後輪側のブレーキ系統として説明したが、これを前輪側のブレーキ系統に採用してもよい。
また、ソレノイドポンプ10(10’)におけるブレーキ液の吐出量をブレーキ系統ごとに変更してもよい。この場合、圧力室120やピストン111の径を変更等することによって吐出量が異なる仕様とすることができる。
これは、路面の摩擦係数の高い状態では、減圧によってリザーバ4(4’)に貯留されるブレーキ液量が少ないので、ソレノイドポンプ10(10’)でリザーバ4(4’)内のブレーキ液を汲み上げなくても十分な時間、ABS制御を継続可能なためである。
なお、この増圧状態においては、ソレノイドポンプ10(10’)を駆動させないので、キックバックは発生せず、ソレノイドポンプ10(10’)の駆動に伴う電力消費も生じない。
1’ 連動制御弁手段(第2の制御弁手段)
10 ソレノイドポンプ
11 ポンプハウジング
12 ガイドパイプ
13 可動コア
14 電磁コイル
20 ストロークシミュレータ
30 作動子(分岐装置)
30A 一方側連動ブレーキ手段
30B 他方側連動ブレーキ手段
30C 分岐装置
31 シリンダ装置
111 ピストン
111a Oリング(シール部材)
120 圧力室
130 吸入弁
130A 吸入弁
130B 吸入弁
132 吸入弁体(弁体)
140 吐出弁
140A 吐出弁
142 吐出弁体(弁体)
143 保持部材
150 円筒状保持部材
D1 出力液圧路
D2 分岐路
E1 車輪液圧路
F 車輪ブレーキ
F1 車輪ブレーキ
G1 吸入液圧路
K1 ブレーキ系統
K2 ブレーキ系統
L1 ブレーキレバー(一方の操作子)
L2 ブレーキレバー(他方の操作子)
MC1 マスタシリンダ
MC2 マスタシリンダ
N1 吐出液圧路
Q1 開放路
R、R1、R3 後輪の車輪ブレーキ
U ブレーキ制御装置
W1 ワイヤー(連繋手段)
W21 ワイヤー(連繋手段)
W22 ワイヤー(連繋手段)
Claims (1)
- 固定コアと、
前記固定コアに対して移動可能に設けられた可動コアと、
電磁力で前記可動コアを前記固定コア側に移動させるコイルと、
前記固定コア側に移動させた前記可動コアを前記固定コアから離間させるばね部材と、
少なくとも一部が前記固定コアになるポンプハウジングと、
前記ポンプハウジング内に形成された圧力室と、
作動液を当該圧力室に吸入する際に開弁する吸入弁と、
前記圧力室から作動液を吐出する際に開弁する吐出弁と、
前記ポンプハウジング内に設けられ、前記可動コアの移動に連動して往復動することで、前記圧力室の容積を増減させるピストンと、
前記可動コアを摺動自在に収容する有底の円筒部材と、を備え、
前記圧力室は、前記ピストンを挟んで前記可動コアが配置される側と反対側に形成されており、
前記吸入弁の連通口および前記吐出弁の連通口が、前記圧力室に面する前記ポンプハウジングに開口されているとともに、
前記ばね部材が前記圧力室の外部に配置されており、
前記吸入弁および前記吐出弁の一方は、その弁体の移動方向が前記ピストンの軸方向に沿う方向に配置されており、他方は、その弁体の移動方向が前記ピストンの軸方向と垂直の方向となるように配置されており、
前記ポンプハウジングと前記ピストンとの間には、前記圧力室側から前記可動コア側に作動液が流出するのを防止するシール部材が配置されており、
前記円筒部材には、前記ポンプハウジング内において前記ピストンが摺動可能に配置される空間に連通する外気連通孔が形成されており、
前記可動コアに連通孔が形成されるとともに、前記ピストンに通気孔が形成され、前記円筒部材の外気連通孔と前記可動コアの連通孔と前記ピストンの通気孔とを通じて、前記空間が外気に連通していることを特徴とするソレノイドポンプ。
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