JP5258814B2 - ポンプ装置およびブレーキ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、一対のギヤの回転によりポンプ作用をなすポンプ装置及びそれを備えたブレーキ制御装置に関する。

この種の技術としては、下記の特許文献１に記載の技術が開示されている。この公報には、歯先シール部の低圧側が、吐出圧の発生していない状態では隙間を有して形成され、吐出圧が発生した高圧の状態では、圧力差により歯先シール部を変形させることで隙間を密着させ、高い容積効率を実現するシール構成を得るものが開示されている。

特開２００６−２０７４１５号公報

しかしながら、上記従来技術では低圧時の容積効率が低下してしまうため、ポンプの小型化を図ることができないという問題があった。
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、低圧時であっても容積効率が低下することのないポンプ装置及びそれを備えたブレーキ制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明では、歯先シールブロックに低圧領域に開口する空間を形成するようにした。

本発明により、低圧時での容積効率を向上することができる。

実施例１のギヤポンプを有する液圧制御ユニット内の液圧回路である。 実施例１のギヤポンプの斜視図である。 実施例１のギヤポンプの断面図である。 実施例１のギヤポンプの分解斜視図である。 実施例１の第１サイドプレートの拡大図である。 実施例１の変形促進孔の拡大図である。 実施例１の歯先シールブロックのギヤポンプ駆動時の変形の様子を示す図である。 他の実施例の変形促進孔の形状を示す図である。

〔実施例１〕
［ブレーキ制御装置の全体構成］
本発明の実施例１のブレーキ制御装置およびポンプ装置について説明する。図１は外接型のギヤポンプ19P,19S（以下、ギヤポンプ19）を有する液圧制御ユニット1内の液圧回路である。ギヤポンプ19は、自動車のブレーキシステムに適用されるポンプであり、公知のアンチロックブレーキ制御や、車両挙動制御、自動ブレーキ制御、もしくはブレーキバイワイヤシステムに搭載されるものである。
液圧制御ユニット1のP系統には、左前輪のホイルシリンダW/C(FL)、右後輪のホイルシリンダW/C(RR)が接続され、S系統には、右前輪のホイルシリンダW/C(FR)、左後輪のホイルシリンダW/C(RL)が接続されている。
また、P系統、S系統それぞれに、ギヤポンプ19Pとギヤポンプ19Sとが設けられ、このギヤポンプ19は、各モータMP,MSによって駆動される。マスタシリンダM/Cとギヤポンプ19の吸入側とは、管路11P,11S（以下、管路11）によって接続されている。この各管路11上には、常閉型の電磁弁であるゲートインバルブ2P,2Sが設けられている。また、管路11上であって、ゲートインバルブ2P,2S（以下、ゲートインバルブ2）とギヤポンプ19との間にはチェックバルブ6P,6S（以下、チェックバルブ6）が設けられ、この各チェックバルブ6は、ゲートインバルブ2からギヤポンプ19へ向かう方向へのブレーキ液の流れを許容し、反対方向の流れを禁止する。
各ギヤポンプ19の吐出側と各ホイルシリンダW/Cとは、管路12P,12S（以下、管路12）によって接続されている。この各管路12上には、各ホイルシリンダW/Cに対応する常開型の電磁弁であるソレノイドインバルブ4FL,4RR,4FR,4RL（以下、ソレノイドインバルブ4）が設けられている。また、各管路12上であって、各ソレノイドインバルブ4とギヤポンプ19との間にはチェックバルブ7P,7S（以下、チェックバルブ7）が設けられて、この各チェックバルブ7は、ギヤポンプ19からソレノイドインバルブ4へ向かう方向へのブレーキ液の流れを許容し、反対方向の流れを禁止する。

更に、各管路12には、各ソレノイドインバルブ4を迂回する管路17FL,17RR,17FR,17RL（以下、管路17）が設けられ、この管路17には、チェックバルブ10FL,10RR,10FR,10RL（以下、チェックバルブ10）が設けられている。この各チェックバルブ10は、ホイルシリンダW/Cからギヤポンプ19へ向かう方向へのブレーキ液の流れを許容し、反対方向の流れを禁止する。
マスタシリンダM/Cと管路12とは管路13P,13S（以下、管路13）によって接続され、管路12と管路13とはギヤポンプ19とソレノイドインバルブ4との間において合流する。この各管路13上には、常開型の電磁弁であるゲートアウトバルブ3P,3S（以下、ゲートアウトバルブ3）が設けられている。
また各管路13には、各ゲートアウトバルブ3を迂回する管路18P,18S（以下、管路18）が設けられ、この管路18には、チェックバルブ9P,9S（以下、チェックバルブ9）が設けられている。この各チェックバルブ9は、マスタシリンダM/C側からホイルシリンダW/Cへ向かう方向のブレーキ液の流れを許容し、反対方向の流れを禁止する。
ギヤポンプ19の吸入側にはリザーバ16P,16S（以下、リザーバ16）が設けられ、このリザーバ16とギヤポンプ19とは管路15P,15S（以下、管路15）によって接続されている。リザーバ16とギヤポンプ19との間にはチェックバルブ8P,8S（以下、チェックバルブ8）が設けられて、この各チェックバルブ8は、リザーバ16からギヤポンプ19へ向かう方向のブレーキ液の流れを許容し、反対方向の流れを禁止する。ホイルシリンダW/Cと管路15とは管路14P,14S（以下、管路14）によって接続され、管路15と管路14とはチェックバルブ8とリザーバ16との間において合流する。この各管路14には、それぞれ常閉型の電磁弁であるソレノイドアウトバルブ5FL,5RR,5FR,5RL（以下、ソレノイドアウトバルブ5）が設けられている。
各ソレノイドバルブ（ゲートインバルブ2、ゲートアウトバルブ3、ソレノイドインバルブ4、ソレノイドアウトバルブ5）は、ブレーキコントロールユニットによって制御される。ブレーキコントロールユニットは、各センサの入力信号およびドライバのブレーキペダル操作状態等に基づいてドライバの操作に従う通常ブレーキ制御の演算と、アンチスキッドブレーキ制御（ABS）、車両挙動安定化制御（VDC）、車間距離制御および障害物回避制御等車両の情報を用いてタイヤのスリップや車両挙動を制御するための演算を行い、車両として必要な制動力（全ての輪）を算出し、各車輪に必要な制動力目標値を演算する。

［ギヤポンプの構成］
図２はギヤポンプ19の斜視図である。図２はハウジング20内部の構成が見えるように、ハウジング20を透視するように作図している。図3は図２のA-A断面図である。図４はギヤポンプ19の分解斜視図である。図５は第１サイドプレート24の拡大図である。図５（ａ）は第１サイドプレート24の斜視図、図５（ｂ）は第１サイドプレート24の正面図、図５（ｃ）は第１サイドプレート24の側面図である。
ギヤポンプ19は、内部にポンプ室21を有するハウジング20と、ポンプ室21に配置された駆動ギヤ22、従動ギヤ23と、駆動ギヤ22および従動ギヤ23の側面に隣接して設けられる第１サイドプレート24、第２サイドプレート25と、第２サイドプレート25が一体に形成されているポンプボディ29を有している。

（ハウジングの構成）
ハウジング20は、内部が有底カップ状に形成されたポンプ室21を有する円筒部26と、円筒部26の底部に形成された略四角形の板状のフランジ部27とを有している。フランジ部27の四隅部分には、液圧制御ユニット1にギヤポンプ19を固定するボルトを挿入するボルト挿入孔28が形成されている。ポンプ室21の底部には、後述する駆動軸30を軸支する駆動軸孔33と、従動軸31を軸支する従動軸孔34が形成されている。

（ギヤの構成）
駆動ギヤ22は駆動軸30に設けられ、従動ギヤ23は従動軸31に設けられている。駆動軸30はモータMに接続されており、駆動軸30と一体になって駆動ギヤ22が回転する。従動ギヤ23は駆動ギヤ22に歯合しており、駆動ギヤ22の回転に伴って従動ギヤ23も回転する。

（ポンプボディの構成）
ポンプボディ29は、略円筒状の円筒部32の軸方向側面に凸状に第２サイドプレート25が形成されている。第２サイドプレート25は、駆動ギヤ22および従動ギヤ23の側面をシールするように形成されている。駆動ギヤ22および従動ギヤ23の歯合部付近は、第２サイドプレート25によって駆動ギヤ22および従動ギヤの歯先までシールされている。また第２サイドプレート25の駆動ギヤ22および従動ギヤ23の歯合部付近以外の部分には、第２サイドプレート25と駆動ギヤ22および従動ギヤ23の歯部と隣接する部分を切り欠いた切欠部35,36が形成されている。また第２サイドプレート25の駆動ギヤ22および従動ギヤ23が回転により歯合し始める位置には、ポンプボディ29の側面まで切り欠いた吸入孔37が形成されている。また、第２サイドプレート25の上面には、後述する第１サイドプレート24の歯先シール面46,47の円弧とほぼ同じに形成され、歯先シール面46,47の一端側の先端部55を支持する支持部51が形成されている。
ポンプボディ29には駆動軸30を軸支する駆動軸孔38と、従動軸31を軸支する従動軸孔39が形成されている。この駆動軸孔38は、第２サイドプレート25の側面からポンプボディ29の反対側の側面まで軸方向に貫通して形成されている。従動軸孔39は、第２サイドプレート25の表面からポンプボディ29の軸方向途中まで形成されている。駆動軸30は、駆動軸孔38を通ってポンプボディ29の第２サイドプレート25の反対側面まで貫通しており、第２サイドプレート25の反対側面側でモータMと接続されている。

（第１サイドプレートの構成）
第１サイドプレート24は、樹脂によって形成されており、貫通孔40,41を有する２つの円板部42,43と駆動ギヤ22および従動ギヤ23の歯先をシールする歯先シールブロック44とが一体に形成されている。
円板部42,43の一方側面は駆動ギヤ22および従動ギヤ23の側面をシールしている。第１サイドプレート24の駆動ギヤ22および従動ギヤ23が回転により歯合し始める位置には、両側面を貫通する吸入孔45が形成されている。この吸入孔45は、第２サイドプレート25の吸入孔37と連通している。
歯先シールブロック44は、円板部42,43よりも一方側面側に突出して形成されている。歯先シールブロック44の円板部42,43側の面は、1対の円弧状の歯先シール面46,47が形成されている。この歯先シール面46,47に径は、駆動ギヤ22および従動ギヤ23の歯先の径とほぼ等しく形成されている。また歯先シールブロック44の上面部48は方形に形成されており、突出した端部がコの字状に切り欠かれた保持部49が形成されている。この保持部49には、コの字状に形成された補強部材50が設置されている。歯先シールブロック44の上面部48を方形に形成することによって、駆動ギヤ22および従動ギヤ23側への歯先シールブロック44全体の変形を促進することができる。
また歯先シール面46,47の上部には、第１サイドプレート24の他方側面側に開口する変形促進孔54が形成されている。図３に示すように変形促進孔54は、歯先シールブロック44の軸方向厚さに対して歯先シール面46,47の位置まで形成されており、言い換えると第２サイドプレート25の支持部51に支持される先端部55には形成されていない。この変形促進孔54は、特に吐出圧が高圧のときに歯先シール面46,47が駆動ギヤ22および従動ギヤ23の歯先から離れる方向に変形することを促進するための孔である。

図６は変形促進孔54の拡大図である。図６における点線Aは歯先シールブロック44の強度を確保するために変形促進孔54を設置する上方の限界位置を示す線である。また図６における点線Bは歯先シールブロック44の強度を確保するために変形促進孔54を設置する側方の限界位置を示す線である。なお、点線A,Bの１は次の考えに基づく。点線A,Bの位置はオイルシール溝52の近傍に位置するため、昇圧の度に差圧の力を受ける。また、オイルシール53の組み付けによるつぶし量に応じた力を受ける。これらの力に対する強度が必要であり、オイルシール溝52と点線A,Bとの厚さEは適宜設定される。
最大圧力×受圧面積 < せん断面積（厚さE部分）×降伏応力
＜ クリープ許容応力 ＜ オイルシール反力/せん断面積
また図６における一点鎖線Cは歯先シール面46,47の変形を可能とする上方の限界位置を示す線である。シールブロック44は、支持部51を支点として圧力に比例して変形するが、シールブロック44の外側からの圧力による変形と内側からの圧力による変形とが相殺する範囲に一点鎖線Cの位置を設定すれば良い。すなわち、変形促進孔54を図６に示す斜線の領域D内に作成すれば良い。
第１サイドプレート24の他方側面には、第１サイドプレート24の側面の外周に沿ってオイルシール溝52が形成されている。オイルシール溝52の内周側には、貫通孔40,41、吸入孔45、変形促進孔54が配置されるように形成されている。このオイルシール溝52には、オイルシール53が挿入されている。オイルシール53は、第１サイドプレート24の他方側面とハウジング20の底面に密着しており、オイルシール53の内周側がブレーキ液圧の低圧領域、オイルシール53の外周側がブレーキ液圧の高圧領域に区画されている。すなわち、吸入孔45および変形促進孔54はオイルシール53の内周側の低圧領域に開口していることとなる。

［作用］
従来の歯先シール部は、ギヤポンプの吐出圧が低圧であるときには、歯先シール面とギヤの歯先との間に隙間を有するように形成されていた。また吐出圧が高圧であるときには、歯先シール部を歯先シール面がギヤの歯先に接近するように変形させることで、歯先シール面をギヤの歯先に密着させて、高圧時の高い容積効率を実現していた。しかしながら、吐出圧が低圧のときには容積効率が低くなる問題があった。
また吐出圧が低圧であるときの容積効率を高くするために、吐出圧が低圧であるときに、歯先シール面とギヤの歯先との間に隙間を有しないように形成することも考えられる。しかしながら吐出圧が高圧のときに、歯先シール面がギヤの歯先に当接してギヤにより歯先シール面が削られてしまう。そのため、やはり歯先シール面とギヤの歯先との間に隙間を有することとなる。
そこで実施例１では、歯先シールブロック44に低圧領域に開口する変形促進孔54を形成するようにした。

図７は、変形促進孔54を設けていない歯先シールブロック44のギヤポンプ19駆動時の変形の様子を示す図（図７（ａ））、変形促進孔54を設けた歯先シールブロック44のギヤポンプ19駆動時の変形の様子を示す図（図７（ｂ））である。
吐出圧が高圧になると歯先シールブロック44の上面部48には高圧が作用し、歯先シール面46,47には吸入孔45に近いほど低圧が作用する。そのため、変形促進孔54を設けていない歯先シールブロック44では、歯先シールブロック44全体が、駆動ギヤ22および従動ギヤ23側に変形することとなる。そのため、高圧時に歯先シール面46,47と駆動ギヤ22および従動ギヤ23の歯先とが接する程度に設計することとなる。または、高圧時に歯先シール面46,47が駆動ギヤ22および従動ギヤ23の歯先によって削られて、歯先シール面46,47と駆動ギヤ22および従動ギヤ23の歯先とが接する程度に形成されることとなる。このため、吐出圧が低圧のときには歯先シール面46,47と駆動ギヤ22および従動ギヤ23との間の隙間が大きくなるため、低圧のときの容積効率が低くなっていた。
一方、実施例１のように吐出圧が高圧になると変形促進孔54を設けた歯先シールブロック44では、歯先シールブロック44全体が、駆動ギヤ22および従動ギヤ23側に変形することとなる。このとき歯先シール面46,47は、変形促進孔54が歯先シール面46,47に作用する力によって歯先シール面46,47が駆動ギヤ22および従動ギヤ23から離れる方向に変形する。このため、吐出圧が低圧時、高圧時ともに歯先シール面46,47と駆動ギヤ22および従動ギヤ23との間の隙間をほぼ等しくすることができる。これにより、吐出圧が低圧のときにも歯先シール面46,47と駆動ギヤ22および従動ギヤ23との間の隙間を小さくすることができ、低圧時の容積効率を高くすることができる。
また実施例１では、変形促進孔54を、第２サイドプレート25の支持部51に支持される先端部55には形成しないようにした。これにより、第２サイドプレート25全体が変形することを抑制することができる。

［効果］
（１）ハウジング20内に設けられたポンプ室21と、ポンプ室21内に配置され、モータM（電動機）によって回転駆動されてポンプ作用を行う駆動ギヤ22および駆動ギヤ22に歯合する従動ギヤ23と、各ギヤ22,23の両側面に隣接して設けられ、各ギヤ22,23の側面から作動液の漏れを抑制する一対の第１サイドプレート24、第２サイドプレート25とを備え、第１サイドプレート24は、ポンプ室21の壁と各ギヤ22,23との間に配置されるとともに、基端部が一体的に形成され、各ギヤ22,23の歯先をシールする歯先シール面46,47を形成した歯先シールブロック44と、ポンプ室21の壁と第１サイドプレート24との間で第１サイドプレート24に形成するとともに、環状の収容部内に配置されポンプ室21内を低圧領域と高圧領域とに区画するオイルシール53（シール部材）とを備え、第２サイドプレート25は歯先シールブロック44の先端部55を支持する支持部51を備え、歯先シールブロック44は、区画された低圧領域に開口し、各ギヤ22,23の回転方向に沿って変形促進孔54（空間）が形成されていることとした。
よって、吐出圧が低圧のときにも歯先シール面46,47と駆動ギヤ22および従動ギヤ23との間の隙間を小さくすることができ、低圧時の容積効率を高くすることができる。

（２）吐出したブレーキ液を、液圧制御ユニット1（液圧制御手段を）介してホイルシリンダW/Cへ供給するためのブレーキ制御装置であって、ハウジング20内に設けられたポンプ室21と、ポンプ室21内に配置され、モータM（電動機）によって回転駆動されてポンプ作用を行う駆動ギヤ22および駆動ギヤ22に歯合する従動ギヤ23と、各ギヤ22,23の両側面に隣接して設けられ、各ギヤ22,23の側面からの作動液の漏れを抑制する一対の第１サイドプレート24、第２サイドプレート25と、第１サイドプレート24は、ポンプ室21の壁と各ギヤ22,23との間に配置されるとともに、基端部が一体的に形成され各ギヤ22,23の歯先をシールする歯先シール面46,47を形成した歯先シールブロック44と、ポンプ室21の壁と第１サイドプレート24との間で第１サイドプレート24に連続して形成された環状の収容溝内に配置されポンプ室21内を低圧領域と高圧領域に区画するオイルシール53（シール部材）とを備え、第２サイドプレート25は歯先シールブロック44の先端部55を支持する支持部51を備え、歯先シールブロック44の内部で半径方向外側領域に対応する位置に第２サイドプレートの変形を許容する変形促進孔54（空間）を形成した。
よって、吐出圧が低圧のときにも歯先シール面46,47と駆動ギヤ22および従動ギヤ23との間の隙間を小さくすることができ、低圧時の容積効率を高くすることができる。

（３）変形促進孔54（空間）は支持部51に支持される先端部55には形成されていないようにした。
これにより、第２サイドプレート25全体が変形することを抑制することができる。

〔他の実施例〕
以上、本願発明を実施例１に基づいて説明してきたが、各発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
図８は、変形促進孔54の形状のバリエーションを示す図である。例えば、実施例１では図８（ａ）に示すように、歯先シールブロック44の上面部48に略平行に変形促進孔54を１つ設けた。
これを図８（ｂ）に示すように、歯先シール面46,47の曲面に沿って、吸入孔45側（低圧側）を歯先シール面46,47に近づけ、吸入孔45と反対側（高圧側）を歯先シール面46,47から遠ざけるように変形促進孔54を形成しても良い。これにより、低圧側の歯先シール面46,47と変形促進孔54との間の肉厚に対して、高圧側の歯先シール面46,47と変形促進孔54との間の肉厚が厚くなるため、低圧側の歯先シール面46,47の変形量と高圧側の歯先シール面46,47の変形量とを一定にすることができる。
さらに、図８（ｃ）に示すように断面形状が円形の変形促進孔54を複数個設けるようにしても良い。これにより第１サイドプレート24の概形を形成した後に変形促進孔54を形成する場合には、変形促進孔54の形成が容易となる。

1 液圧制御ユニット（液圧制御手段）
19 ギヤポンプ
20 ハウジング
21 ポンプ室
22 駆動ギヤ
23 従動ギヤ
24 第１サイドプレート
25 第２サイドプレート
44 歯先シールブロック
46 歯先シール面
51 支持部
53 オイルシール（シール部材）
54 変形促進孔（空間）
55 先端部
M モータ（電動機）

Claims (3)

1. ハウジング内に設けられたポンプ室と、
   前記ポンプ室内に配置され、電動機によって回転駆動されてポンプ作用を行う駆動ギヤおよび前記駆動ギヤに歯合する従動ギヤと、
   前記各ギヤの両側面に隣接して設けられ、前記各ギヤの側面から作動液の漏れを抑制する一対のサイドプレートと、
   を備え、
   前記サイドプレートの一方は、
   前記ポンプ室の壁と前記各ギヤとの間に配置されるとともに、
   基端部が一体的に形成され、前記各ギヤの歯先をシールする歯先シール面を形成した歯先シールブロックと、
   前記ポンプ室の壁と前記サイドプレートとの間で前記サイドプレートに形成するとともに、環状の収容部内に配置され前記ポンプ室内を低圧領域と高圧領域とに区画するシール部材と、を備え、
   前記サイドプレートの他方は前記歯先シールブロックの先端部を支持する支持部を備え、
   前記歯先シールブロックは、前記区画された低圧領域に開口し、前記各ギヤの回転方向に沿って空間が形成されていることを特徴とするポンプ装置。
2. 吐出したブレーキ液を、液圧制御手段を介してホイルシリンダへ供給するためのブレーキ制御装置であって、
   ハウジング内に設けられたポンプ室と、
   前記ポンプ室内に配置され、電動機によって回転駆動されてポンプ作用を行う駆動ギヤおよび前記駆動ギヤに歯合する従動ギヤと、
   前記各ギヤの両側面に隣接して設けられ、前記各ギヤの側面からの作動液の漏れを抑制する一対のサイドプレートと、
   前記サイドプレートの一方は、前記ポンプ室の壁と前記各ギヤとの間に配置されるとともに、
   基端部が一体的に形成され前記各ギヤの歯先をシールする歯先シール面を形成した歯先シールブロックと、前記ポンプ室の壁と前記サイドプレートとの間で前記サイドプレートに連続して形成された環状の収容溝内に配置され前記ポンプ室内を低圧領域と高圧領域に区画するシール部材と、
   を備え、
   前記他方のサイドプレートは前記歯先シールブロックの先端部を支持する支持部を備え、前記歯先シールブロックの内部で半径方向外側領域に対応する位置に前記サイドプレートの変形を許容する空間を形成したことを特徴とするブレーキ制御装置。
3. 請求項１に記載のポンプ装置または請求項２に記載のブレーキ装置において、
   前記空間は前記支持部に支持される前記先端部には形成されていないことを特徴とするポンプ装置およびブレーキ制御装置。

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