JP3878925B2 - プランジャポンプ駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータによってプランジャポンプを作動させるプランジャポンプ駆動装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来、車両用のブレーキ装置として、アンチロックブレーキ装置（いわゆるＡＢＳ）が知られている。アンチロックブレーキ装置は、例えば滑りやすい路面における制動時にブレーキへ供給する作動液の液圧を制御することで、安定した制動を実現するものである。アンチロックブレーキ装置は、作動液の液圧を制御するために電動モータの回転により、プランジャポンプを駆動させている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このようなアンチロックブレーキ装置は、電子制御ユニットと液圧制御ユニットを含む。電子制御ユニットは、各種センサ系統例えば車輪速センサからの情報によって液圧制御ユニットの各種電磁弁及び電動モータの作動を制御する。電動モータの回転軸には、偏心軸部が設けられ、偏心軸部の外周に駆動部材としてのボールベアリングが装着されている。このボールベアリングに常時当接するようにばね部材によってプランジャを付勢させ、回転軸を回転させることで、プランジャを往復動させて作動液を吐出して液圧を発生させる。
【０００４】
しかしながら、このようなプランジャポンプにおいては、偏心軸部による電動モータの振動やプランジャポンプから吐出された作動液の脈動による作動音についてさらなる改善が望まれていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１７９４４９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、電動モータの振動を小さくして、プランジャポンプから吐出された作動液の脈動による作動音を低減したプランジャポンプ駆動装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の第一の態様に係るプランジャポンプ駆動装置は、
モータと、該モータによって回転駆動するカム部と、該カム部に当接するころと、前記ころを摺動案内する第１のガイド部材及び第２のガイド部材と、を有し、
前記カム部は、横断面略三角形状を有する前記モータの出力軸の外周面にカム面を有し、
前記カム面は、前記プランジャを押動して作動液を吐出させる３箇所の吐出領域と、該吐出領域の間に形成された吸入領域と、を有し、
前記ころは、上下端部が球面状に形成された円柱形状を有し、前記カム面と前記プランジャの間に配置され、
前記第１のガイド部材は、前記カム部の外周を覆うように形成されると共に、前記ころの上端部及び側壁を摺動案内し、
前記第２のガイド部材は、前記ころの下端部を摺動案内し、
前記プランジャは、前記ころに対して常時付勢されて前記ころと当接状態を維持すると共に、前記ころと前記カム面との当接状態を維持させ、
前記モータによって前記出力軸を１回転させることで、前記カム面に形成された前記吐出領域は前記ころ及び前記プランジャを押動して３回の吐出動作を行うことを特徴とする。
【０００８】
本発明の第一の態様によれば、従来のように１箇所に吐出領域を有する偏心軸部の代わりに回転するカム部を設け、そのカム部が２以上の吐出領域を有しているので、モータの回転による振動を低減し、吐出による脈動を分散させることができる。また、カム部を１回転させることで２以上の作動液の吐出を行うことができるので、１回当たりの吐出量を小さくすることができ、その結果、モータの振動や作動液の吐出による脈動を低減させることができる。さらに、１回当たりの吐出量を同じに設定すれば、カム部の回転数を下げても従来と同等の吐出量が達成されるので、モータの回転数を下げることで振動の低減と、それによって騒音が低減できる。
【００１０】
このような構成とすることで、モータの回転による振動を低減させることができる。また、４箇所以上の吐出領域を形成する場合に比べて、吐出量が得やすく、スペース効率もよい。
【００１２】
このような構成とすることで、転動体の作動時における摩擦係数が小さくなり、作動音を低減させると共に、摩擦熱による高温化を防止することができる。
【００１３】
ここで、本発明の第一の態様に係るプランジャポンプ駆動装置においては、
前記プランジャは、前記カム部の前記吐出領域に当接する第１のプランジャと、前記第１のプランジャが前記吐出領域に当接するときに前記吸入領域に当接する第２のプランジャと、を有することができる。
【００１４】
このような構成とすることで、カム部の吐出領域と吸入領域とに第１のプランジャと第２のプランジャとをそれぞれ当接させることで、各プランジャ毎の吐出が交互に行われ、吐出のタイミングがズレるため、脈動を抑えることができると共に、作動音を低減させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施の形態に係るアンチロックブレーキ装置の正面図である。図２は、図１におけるプランジャポンプ駆動装置の縦断面図の拡大図である。図３は、吐出動作を示す図２におけるIII−III断面図である。図４は、吸入動作を示すIII−III断面図である。図５は、図３におけるカム部及びころを説明する拡大断面図である。
【００１７】
図１及び図２に示す本発明の一実施の形態に係るプランジャポンプ駆動装置５は、例えば車両用アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）の作動液の液圧を発生させるために用いられる。アンチロックブレーキ制御装置１は、車両運転者がブレーキペダルを踏むことによってブレーキをかけた時に、各車輪のブレーキに作用するブレーキ液圧を制御するものである。特に、アンチロックブレーキ制御装置１は、前記ブレーキ中にロック状態に入りそうになった車輪へのブレーキ液圧を減圧させ、車輪をロックさせることなく制御することができる。
【００１８】
アンチロックブレーキ制御装置１は、液圧制御ユニットと、該液圧制御ユニットを電気制御する電子制御ユニットと、を含む。液圧制御ユニットは、ハウジング４に内蔵されたプランジャポンプ駆動装置５と、図示せぬ電磁弁やプランジャポンプ４１ａ，４１ｂなどの油圧部品から構成される。電子制御ユニットは、カバー３内に配置された図示せぬ基板と基板上に配置された電子部品などから構成され、液圧制御ユニットの電動モータ２や図示せぬ電磁弁などと電気的に接続されている。
【００１９】
本発明の一実施の形態に係るプランジャポンプ駆動装置５は、２つのプランジャポンプ４１ａ，４１ｂのプランジャ７１、７１を押動して作動液を吐出するものである。プランジャポンプ４１ｂは、プランジャポンプ駆動装置５を挟んでプランジャポンプ４１ａと対向する位置に設けられている。また、プランジャポンプ駆動装置５は、以下で詳細に説明する本発明の態様を採用することで、電動モータ２の振動を小さくして、ポンプから吐出された作動液の脈動による作動音を低減することができる。
【００２０】
図３及び図４は、図２におけるIII−III断面であり、プランジャポンプ駆動装置５による吐出動作および吸入動作を説明する図である。ハウジング４には、作動液が流通する複数の作動流路４３が形成され、作動流路４３を開閉する図示せぬ複数の電磁弁と、プランジャポンプ４１ａ，４１ｂと、が固定配置されている。プランジャポンプ４１ａ，４１ｂは、基本的に同じ構造を有しているので、以下、プランジャポンプ４１ａについて説明する。プランジャポンプ４１ａは、ハウジング４内に形成された取付孔４８内に挿入された蓋状の出口室体５２と、ポンプ室プランジャ６２と、ポンプ室プランジャ６２の内壁に摺動可能に挿入されたプランジャ７１と、を有する。出口室体５２と、ポンプ室プランジャ６２と、プランジャ７１は、その外壁面に形成された環状の溝にゴム組成物からなる環状のシール部材Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５がそれぞれ装着され、液密にシールされる。
【００２１】
プランジャ７１は、一端を開口する有底円筒状に形成され、その内部の空間を入口室７０として形成する。また、出口室体５２とポンプ室プランジャ６２の間の空間には、出口室５０が形成され、ポンプ室プランジャ６２とプランジャ７１との間の空間には、ポンプ室６０が形成される。
【００２２】
入口室７０は、プランジャ７１の筒状の外周壁に貫通して開口する複数の第２吸入開口部７２、７２・・・と、プランジャ７１の一端に形成された第１吐出開口部７４とを連通する孔によって形成される。第１吐出開口部７４には、ポンプ室６０に向かって拡径する漏斗状の第１の弁座７３が形成され、球状の弁体である吸入弁６９が着座可能に配置される。吸入弁６９は、ポンプ室プランジャ６２の内壁面との間に配置された第１の弁ばね部材６８によって常時第１の弁座７３側に付勢され、第１の吐出開口部７４を閉弁する。また、プランジャ７１は、ポンプ室プランジャ６２の内壁面との間に配置された第１のばね部材６７によってプランジャポンプ駆動装置５側に付勢されている。
【００２３】
ポンプ室６０は、略円筒状に形成されたポンプ室プランジャ６２内壁と、プランジャ７１との間の空間に形成される。ポンプ室プランジャ６２の開口端部には、括れた細い内径を有する第２吐出開口部６６と、第２吐出開口部６６から出口室５０側に拡径する漏斗状の第２の弁座６５と、が形成される。第２の弁座６５に着座する球状の吐出弁５９は、ポンプ室プランジャ６２の開口端部にかしめ固定された第２のばね受け部材５７に一端を規制された第２の弁ばね部材５７によって、第２吐出開口部６６を閉弁する。
【００２４】
出口室５０は、出口室体５２とポンプ室プランジャ６２との間の空間に形成される。出口室体５２は、取付孔４８の開口端に環状の係止部材５６によってハウジング４の外方への移動を規制されて配置され、出口室体５２とポンプ室プランジャ６２との間に配置された第２のばね部材５４によってハウジング４の内方への移動も規制されている。したがって、ポンプ室プランジャ６２は、出口室体５２と第２のばね部材５４によってハウジング４の内方に向かって付勢され、実質的にハウジング４内に固定配置される。
【００２５】
プランジャポンプ４１ａ，４１ｂを駆動させるプランジャポンプ駆動装置５は、電動モータ２からハウジング４の内部まで延在した電動モータ２の出力軸２２と、出力軸２２の一部に当接する転動体であるころ２６ａ、２６ｂと、を有する。出力軸２２は、その両端部を支持部２３ａ、２３ｂとして、ハウジング４に対しボールベアリング２４ａ，２４ｂを介して回転可能に支持されている。支持部２３ａ、２３ｂの間には、カム部２２０が形成され、カム部２２０の両側には円柱形状のころ２６ａ，２６ｂが当接配置されている。ころ２６ａ，２６ｂの上下端部は、球面状に形成され、第１のガイド部材４２ａ及び第２のガイド部材４２ｂによって摺動案内されている。また、ころ２６ａ，２６ｂの側壁は、図３及び図４に示すように、第１のガイド部材４２ａに形成された案内溝４７よってプランジャ７１、７１に対して進退可能に摺動案内されている。
【００２６】
カム部の回転によって、プランジャ７１は、作動液の吐出と吸入を繰り返す。本実施の形態においては、２つのプランジャ７１がそれぞれ交互に作動液の吐出と吸入を繰り返すように配置されている。つまり、一方のプランジャ７１がカム部の吐出領域に当接している状態では、他方のプランジャはカム部の吸入領域に当接している。したがって、各プランジャ７１の吐出動作が重ならず、吐出による脈動を分散させることができる。
【００２７】
図５に示すように、カム部２２０は、吐出領域と吸入領域が交互に形成される横断面が略正三角形の略三角柱形状である。カム部２２０の外周面は、ころ２６ａ、２６ｂと当接するカム面が形成される。カム部２２０は、図５において支持部２３ａ側から支持部２３ｂ側を見たときに時計回り方向に回転する。カム面は、略三角形の各頂点から反時計回り方向の略三角形の各辺の回転中心軸に最も近い部分までが、吸入領域である吸入用カム面２２２に形成される。またカム面は、その略三角形の各辺の回転中心軸に最も近い部分から反時計回り方向の略三角形の各頂点までが、吐出領域である吐出用カム面２２４に形成される。
【００２８】
次に、プランジャポンプ駆動装置５及びプランジャポンプ４１の動作について、図３及び図４を用いて説明する。
【００２９】
まず、吸入動作について説明する。図３において、電動モータ２を作動させることで出力軸２２を矢印方向に回転させると、出力軸２２に形成されたカム部２２０が回転する。そして、ころ２６ａが、カム部２２０の外周面に形成された吸入用カム面２２２に沿って転動しながら後退して図４の状態になる。この吸入動作中、ころ２６ａには、プランジャ７１の端部７６が、第１のばね部材６７によって常時当接し、転動によって摺接している。したがって、ころ２６ａが出力軸２２の中心方向へ後退するのに伴ってプランジャ７１も後退する。図４に示すように、プランジャ７１の後退によって、ポンプ室６０が広がるため減圧し、入口室７０の作動液の液圧との差圧によって吸入弁６９が開弁する。吸入弁６９が開弁すると、作動液は、作動流路４３の吸入口４４からポンプ室プランジャ６２の第１の吸入開口部６４を通り、プランジャ７１の第２吸入開口部７２からポンプ室６０へと吸入される。
【００３０】
次に、吐出動作について説明する。出力軸２２及びカム部２２０が、さらに回転すると、ポンプ室６０の拡張は終わり、吸入弁６９は第１吐出開口部７４の第１の弁座７３に着座して閉弁する。ころ２６ａは、吐出用カム面２２４に沿って転動しながら前進して図３に示す状態になる。この吐出動作中、プランジャ７１は、ころ２６ａの転動によって摺接しながら押動され、第１のばね部材６７及びポンプ室６０内の作動液を圧縮しながら前進する。ポンプ室６０内に吸入された作動液は、プランジャ７１による圧縮動作によって吐出弁５９が第２の弁ばね部材５７を圧縮して開弁し、第２吐出開口部６６から出口室５０へと吐出される。プランジャポンプ４１ａから吐出された作動液は、ばね受け部材５８の開口部を通り、吐出口４６から作動流路４３へと流れる。
【００３１】
カム部２２０には、吸入用カム面２２２と吐出用カム面２２４がそれぞれ３箇所設けられているので、プランジャポンプ駆動装置５の出力軸２２が１回転することで、プランジャポンプ７１は３回の吸入と吐出を繰り返すことができる。従来の偏心軸のような電動モータ２の振動は低減する。また、出力軸２２を１回転するとプランジャポンプ７１は、３回の吐出動作を行うので、電動モータ２の回転数を下げることも可能となり、電動モータ２の振動及び作動音を低減することができる。
【００３２】
また、本実施の形態においては、カム部の横断面形状が略三角形に形成されているので、プランジャポンプ４１ａが吸入動作をするときには、プランジャポンプ４１ｂは吐出動作をしており、吐出と吸入の動作が重ならず、脈動も抑えることができる。本実施の形態における略三角形の形状は、各頂点を円弧にしたものであるが、３つの吐出用カム面と３つの吸入用カム面が等間隔で配置されるものであれば、各辺が直線に限らず大きな円弧状であってもよい。また、プランジャポンプ駆動装置５と各プランジャポンプの配置は、各プランジャポンプの吐出動作が重ならなければ、他の油圧部品の配置を考慮して適宜配置することができる。
【００３３】
なお、本発明は、本実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の形態に変形可能である。
【００３５】
上記実施の形態では、カム部２２０は、電動モータ２の出力軸２２の一部として形成されていたが、これに限らず、出力軸２２の回転によって従動回転する例えば歯車などで噛合された別の回転軸部に形成してもよい。
【００３７】
さらに、上記実施の形態では、カム部２２０は、横断面略三角形状であったが、正三角形が望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るアンチロックブレーキ制御装置を部分的に断面図で示した正面図である。
【図２】プランジャポンプ及びプランジャポンプ駆動装置の拡大縦断面図である。
【図３】プランジャポンプ及びプランジャポンプ駆動装置の横断面図である。
【図４】プランジャポンプ及びプランジャポンプ駆動装置の横断面図である。
【図５】カム部及びころの拡大横断面図である。
【符号の説明】
１ アンチロックブレーキ制御装置
４ ハウジング
５ プランジャポンプ駆動装置
２２ 出力軸
２６ａ，２６ｂ ころ
４１ａ，４１ｂ プランジャポンプ
４４ 吸入口
４６ 吐出口
５０ 出口室
５９ 吐出弁
６０ ポンプ室
６９ 吸入弁
７０ 入口室
７１ プランジャ
２２０ カム部
２２２ 吸入用カム面
２２４ 吐出用カム面

Claims (2)

1. モータと、該モータによって回転駆動するカム部と、該カム部に当接するころと、前記ころを摺動案内する第１のガイド部材及び第２のガイド部材と、を有し、
   前記カム部は、横断面略三角形状を有する前記モータの出力軸の外周面にカム面を有し、
   前記カム面は、前記プランジャを押動して作動液を吐出させる３箇所の吐出領域と、該吐出領域の間に形成された吸入領域と、を有し、
   前記ころは、上下端部が球面状に形成された円柱形状を有し、前記カム面と前記プランジャの間に配置され、
   前記第１のガイド部材は、前記カム部の外周を覆うように形成されると共に、前記ころの上端部及び側壁を摺動案内し、
   前記第２のガイド部材は、前記ころの下端部を摺動案内し、
   前記プランジャは、前記ころに対して常時付勢されて前記ころと当接状態を維持すると共に、前記ころと前記カム面との当接状態を維持させ、
   前記モータによって前記出力軸を１回転させることで、前記カム面に形成された前記吐出領域は前記ころ及び前記プランジャを押動して３回の吐出動作を行うことを特徴とするプランジャポンプ駆動装置。
2. 請求項１記載のプランジャポンプ駆動装置において、
   前記プランジャは、前記カム部の前記吐出領域に当接する第１のプランジャと、前記第１のプランジャが前記吐出領域に当接するときに前記吸入領域に当接する第２のプランジャと、を有することを特徴とするプランジャポンプ駆動装置。

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