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JP6007047B2 - Abs液圧ユニット - Google Patents

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JP6007047B2 JP2012216277A JP2012216277A JP6007047B2 JP 6007047 B2 JP6007047 B2 JP 6007047B2 JP 2012216277 A JP2012216277 A JP 2012216277A JP 2012216277 A JP2012216277 A JP 2012216277A JP 6007047 B2 JP6007047 B2 JP 6007047B2
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Description

本発明は、ブレーキを制動させるための液圧回路内の液圧を、ポンプ及びバルブを用いて制御してアンチロックブレーキ制御するABS液圧ユニットに関する。
従来、ブレーキを制動させるための液圧回路内の液圧を、ポンプ及びバルブを用いて制御してアンチロックブレーキ制御するABS液圧ユニットが知られている(例えば、特許文献1参照)。この種のABS液圧ユニットでは、アンチロックブレーキ制御する際には、液圧回路内のブレーキ液の液圧がマスタシリンダによって昇圧されている。このため、アンチロックブレーキ制御する際には、ポンプは液圧回路内の昇圧されたブレーキ液の液圧に打ち勝ってブレーキ液を吐出させる必要があり、ポンプを駆動するのに大きなトルクを必要としていた。
特開2002−370635号公報
しかしながら、上記従来の技術によるABS液圧ユニットでは、大きなトルクを発生させるのに、ユニット本体と同じくらい大きなモータを用いる必要があったため、ABS液圧ユニットの大きさは非常に大きくなってしまっていた。
本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、小型のABS液圧ユニットを提供することにある。
本発明は、液圧ブレーキを制動させるための液圧回路内にポンプ及びバルブを有し、前記ポンプ及び前記バルブを制御して前記液圧ブレーキのアンチロックブレーキ制御を行うABS液圧ユニットにおいて、前記ポンプを作動させるためのモータは、遊星歯車機構を介して前記ポンプを作動させることを特徴とする。
この場合において、前記液圧回路を内部に有する回路部を備え、前記回路部は、前記モータ及び前記遊星歯車機構と隣り合っていてもよい。前記回路部は、前記モータの軸心方向に長手方向を有していてもよい。前記回路部は、前記長手方向の一端に前記ポンプが設けられていてもよい。前記モータ及び前記遊星歯車機構は、前記ポンプ及び前記バルブを制御するためのECUと隣り合って配置されていてもよい。前記バルブは、前記回路部と前記ECUとの間に配置されており、前記バルブが前記回路部に組み込まれる方向と前記モータの軸心方向とが略直交していてもよい。
本発明では、小型のABS液圧ユニットを実現することができる。
本実施形態に係るABS液圧ユニットの液圧回路示す回路図である。 ECUによる機能的構成を示すブロック図である。 ABS液圧ユニットを示す斜視図である。 ABS液圧ユニットからECUを取り外した状態を示す斜視図である。 ABS液圧ユニットを示す分解斜視図である。 ABS液圧ユニットを示す断面図 遊星歯車機構を示す分解斜視図である ユニット本体を模式的に示す配管接続面側から見た斜視図である。 ユニット本体を模式的に示す配管接続面の裏面側から見た斜視図である。
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。
図1は、本実施形態に係るABS液圧ユニットの液圧回路示す回路図である。本実施形態に係る自動二輪車は、前輪のみにABS(アンチロックブレーキシステム)が搭載されており、ABS液圧ユニット100は、前輪のみにアンチロックブレーキ制御を実行可能に設けられている。以下、前輪の液圧回路1について説明する。
液圧回路1は、ブレーキ液で満たされており、接続端Aでマスタシリンダ2に接続されている。マスタシリンダ2は、ブレーキレバー3が取り付けられているとともに、リザーバ4に接続されている。これにより、ライダーが前輪のブレーキを制動させるべく、ブレーキレバー3を操作すると、マスタシリンダ2は、リザーバ4に貯留されているブレーキ液を液圧回路1に吐出するようになっている。
一方、液圧回路1は、接続端Bでホイールシリンダ5に接続されている。ホイールシリンダ5は、前輪のブレーキキャリパ6内に設けられており、ホイールシリンダ5内の液圧が昇圧されることによりブレーキキャリパ6を作動させ、前輪に制動力を発生させるようになっている。
マスタシリンダ2とホイールシリンダ5との間に接続された液圧回路1は、モータ11、ポンプ12、込め弁(バルブ)13、弛め弁(バルブ)14、及びアキュムレータ15を備えている。
込め弁13は、ソレノイドを備えた電磁弁であり、第1の管21で接続端Aに接続されている一方、第2の管22で接続端B及び弛め弁14に接続されている。なお、第2の管22は、途中で分岐することにより込め弁13、接続端B、及び弛め弁14と接続されている。込め弁13は、それぞれフィルタを介して第1の管21及び第2の管22と接続さている。込め弁13は、2つのフィルタの間に逆止弁が並列に接続されており、この逆止弁は、第1の管21から第2の管22へはブレーキ液を流さないが、第2の管22から第1の管21へは込め弁13が閉じていてもブレーキ液を流すようになっている。込め弁13は、開閉することにより、第1の管21から第2の管22へのブレーキ液の流れを制御するようになっている。
弛め弁14は、ソレノイドを備えた電磁弁であり、第2の管22で込め弁13及び接続端Bに接続されている一方、第3の管23でアキュムレータ15に接続されている。弛め弁14は、フィルタを介して第2の管22に接続されている。弛め弁14は、開閉することにより、第2の管22から第3の管23へのブレーキ液の流れを制御するようになっている。
アキュムレータ15は、第3の管23で弛め弁14に接続されている一方、第4の管24でポンプ12の吸込側に接続されている。アキュムレータ15は、逆止弁17を介して第4の管24に接続されており、ブレーキ液は、所定の液圧を超えるとアキュムレータ15から第4の管24に流れることはできるが、第4の管24からアキュムレータ15に流れることは逆止弁17を有することにより常にできないようになっている。アキュムレータ15は、第3の管23から流入するブレーキ液を貯留し、また、貯留していたブレーキ液を第4の管24に流出できるようになっている。
ポンプ12は、第4の管24でアキュムレータ15に接続されている一方、第5の管25で第1の管21に接続されている。ポンプ12は、フィルタを介して第4の管24に接続され、絞りを介して第5の管25に接続されている。ポンプ12は、DCモータであるモータ11が駆動することによって作動し、吸込側にある第4の管24からブレーキ液を吸込み、吐出側にある第5の管25に吸込んだブレーキ液を吐出する。
図2は、ECUによる機能的構成を示すブロック図である。
ECU40は、前輪の回転速度に対応する回転速度信号を検出する速度センサ41から受信した速度信号に基づき、モータ11の駆動や、込め弁13及び側弛め弁14の開閉状態等を制御する。
ECU40は、通常のブレーキング状態では、モータ11の駆動を停止し、込め弁13を開いた状態で保持し、弛め弁14を閉じた状態で保持している。これにより、ライダーがブレーキレバー3を操作してマスタシリンダ2(図1参照)でブレーキ液が昇圧されると、ブレーキ液の昇圧は第1の管21、込め弁13、及び第2の管(図1参照)を伝ってホイールシリンダ5(図1参照)に伝達される。このため、ライダーによるブレーキレバー3(図1参照)の操作に連動するようにブレーキキャリパ6(図1参照)は動作し、前輪に制動力を生じさせる。
ECU40は、ブレーキキャリパ6によって制動力を生じさせているブレーキング時に、速度センサ41から取得した回転速度信号に基づいて前輪がロック状態にあるか否か、すなわち、前輪が路面に対して過剰に滑っているか否かを繰り返し判断している。ECU40は、前輪がロック状態にあると判断した場合に、込め弁13を閉じ、弛め弁14を開き、モータ11を駆動させてポンプ12を作動させ、込め弁13及び弛め弁14を開閉してホイールシリンダ5に伝達されるブレーキ液の液圧を下げるように制御する。これにより、ECU40は、ブレーキキャリパ6の制動力をアンチロックブレーキ制御し、前輪のロック状態を解消する。
以下、本実施形態に係るABS液圧ユニットについて説明する。図3は、ABS液圧ユニットを示す斜視図であり、図4は、ABS液圧ユニットからECUを取り外した状態を示す斜視図であり、図5は、ABS液圧ユニットを示す分解斜視図であり、図6は、ABS液圧ユニットを示す断面図であり、図7は、遊星歯車機構を示す分解斜視図である。
ABS液圧ユニットは、図3に示すように、ECU40とユニット本体50とが組み合わせて構成されている。
ユニット本体50は、アルミニウムで形成されており、内部に液圧回路1が形成されている。ユニット本体50は、ECU40が取り付けられるECU取付面51に略直交する配管接続面52に、接続端A及び接続端Bが形成されるとともに、ポンプ12及びアキュムレータ15が設けられている。
ECU40は、ユニット本体50のECU取付面51上に取り付けられており、ケース42内に基板43が組み込まれている。ECU40は、ユニット本体50に取り付けられた状態で、基板43のコネクタ45がポンプ12側に突出して設けられている。
ABS液圧ユニット100は、ECU40を取り外すと、図4に示すように、モータ11、込め弁13、及び弛め弁14が露出するように設けられている。
ユニット本体50は、図5に示すように、液圧回路1を内部に有する回路部50aと、モータ11及び遊星歯車機構30が配置される配置部50bとを有している。回路部50aは、モータ11の軸心方向に長手方向を有するように略矩形形状に形成されている。配管接続面52は、回路部50a長手方向に沿って形成されている。一方、配置部50bは、モータ11及び遊星歯車機構30が配置される領域がくり抜かれた略矩形形状に形成されている。回路部50a及び配置部50bともに、ポンプ12が設けられた部分近傍は、遊星歯車機構30を収容するため、及び、ポンプ12がモータ11及び遊星歯車機構30の軸心と略直交して配置されるように、他の部分よりもECU取付面51に垂直な方向に幅広に形成されている。
込め弁13及び弛め弁14は、ECU40が取り付けられるユニット本体50の回路部50aのECU取付面51に略垂直に、ECU取付面51に組み込まれている。すなわち、マスタシリンダ2及びホイールシリンダ5から延びて接続端A及び接続端Bに接続される配管と込め弁13及び弛め弁14とはそれぞれ略垂直にユニット本体50に差し込まれるようになっている。
モータ11及び遊星歯車機構30は、回路部50aのECU取付面51及び配管接続面52に沿って軸心が延びるように配置部50bに配置されている。配置部50bは、モータ11及び遊星歯車機構30が配置される領域がくり抜かれているため、モータ11及び遊星歯車機構30は液圧回路1と隣り合った位置関係にある。
モータ11及び遊星歯車機構30と、液圧回路1とは、ユニット本体50の端部に設けられたポンプ12を介して機能的に繋がっている。すなわち、モータ11の駆動力は遊星歯車機構30で減速された後に配置部50b側に配置された偏心カム18を駆動する。この偏心カム18は、一端が遊星歯車機構30で支持され、他端が軸受19を介してユニット本体50で支持されている。偏心カム18は、軸の周りにニードルベアリング20が取り付けられており、滑らかにピストン運動をポンプ12に伝えられるようになっている。偏心カム18が回転してポンプ12にピストン運動を伝えることにより、ポンプ12はピストンを往復移動させて液圧回路1の第5の管25にブレーキ液を吐出させるようになっている。ポンプ12は偏心カム18で作動するため、回路部50aは、長手方向の一端にポンプ12が設けられている。
モータ11の端部にはECU40との接続端子11aが設けられている。接続端子11a、込め弁13、及び弛め弁14は、共にECU取付面に略垂直に延びており、ECU取付面51にECU40が取り付けられたときにECU40の基板43に電気的に接続されるようになっている。
ECU40は、基板43、この基板43を収容するケース42及び蓋44、及び基板43に取り付けられた接続端子46,47を備えている。
基板43は、CPUやメモリ等が搭載されてABS液圧ユニット100を制御する。この基板45は、コネクタ45を有していることにより、ABS液圧ユニット100が搭載された自動二輪車の車体側のコネクタ(不図示)と接続されて、車輪速度等のさまざまな情報を車体側とやりとりできるようになっている。
ケース42は、基板43を配置した後に蓋44で閉じられるようになっている。ケース42は、ポンプ12側の端部に基板43のコネクタ45が露出する接続部42aが形成されており、モータ11側の端部にモータ11の端部を覆う円形形状のモータカバー42bが形成されている。
接続端子46,47は、基板43に取り付けられている。接続端子46は込め弁13に接続され、接続端子47は弛め弁14に接続されている。これにより、基板43は、接続端子46,47を介して込め弁13及び弛め弁14を通電及び非通電させて、込め弁13及び弛め弁14の開閉を制御できるようになっている。
ケース42で覆われるようにECU40とユニット本体50との間に配置されたモータ11は、図6に示すように、ポンプ12近傍で、ユニット本体50に取り付けられたブラケット37にねじ38,38で固定されている。モータ11は、このブラケット37の反対側で出力軸11bが遊星歯車機構30に連結されている。
モータ11と偏心カム18との間に連結された遊星歯車機構30は、図7に示すように、内歯車31、遊星キャリア32、太陽歯車33、及び遊星歯車34を備えている。
内歯車31は、回り止め31aが形成されており、ポンプ12(図5参照)近傍でユニット本体50(図5参照)に固定されている。内歯車31は、リング形状に形成されて内周面に沿って歯が形成されている。
遊星キャリア32は、第1遊星キャリア32aと第2遊星キャリア32bとが組み合わされて円盤形状に形成されており、内歯車31内に配置されるようになっている。第1遊星キャリア32aと第2遊星キャリア32bとは、互いに対して回転できないように組み合わされ、一体で回転するようになっている。遊星キャリア32内には、第1遊星キャリア32aと第2遊星キャリア32bとの間を渡って3つの歯車軸35が取り付けられ、これら歯車軸35の各々には一対の歯車保持部36a,36bが歯車軸35を軸心に回転可能に取り付けられている。これら一対の歯車保持部36a,36bの間には、それぞれ遊星歯車34が取り付けられている。これら3つの遊星歯車34は、軸心を中心に略120度間隔で遊星キャリア32に取り付けられており、遊星キャリア32に取り付けられた状態で遊星キャリア32の外周からそれぞれ一部の歯が突出するようになっている。これにより、3つの遊星歯車34は、遊星キャリア32が内歯車31内に組み込まれた状態で、内歯車31の内周面に沿って形成された歯と常にかみ合った状態になっている。
遊星キャリア32は、3つの遊星歯車34の中心に太陽歯車33が配置されている。太陽歯車33は、遊星キャリア32に組み込まれた状態で、3つの遊星歯車34と常にかみあった状態になっている。
第1遊星キャリア32aは、軸心近傍に穴が形成されており、この穴を貫通して遊星キャリア32内に延びるモータ11の出力軸11bに太陽歯車33は組み付けられるようになっている。太陽歯車33は回転できないように出力軸11bに取り付けられており、太陽歯車33と出力軸11bとは一体で回転するようになっている。
一方、第2遊星キャリアは、軸心近傍に穴が形成されており、この穴には内周面に沿って歯が形成されている。これにより、この穴に歯がかみ合うように組み付けられた偏心カム18は、遊星キャリア32と一体で回転するようになっている。
以上の構成により、遊星歯車機構30は、モータ11の駆動力により出力軸11に組み付けられた太陽歯車33が回転すると、太陽歯車33とかみ合う3つの遊星歯車34は、それぞれ歯車軸35を中心に太陽歯車33とは逆方向に回転する。3つの遊星歯車34はそれぞれ内歯車31ともかみ合っているため、3つの遊星歯車34は、回転することにより内歯車31の内周面に沿って移動する。このとき、3つの遊星歯車34は、太陽歯車33が回転する方向と同方向に内歯車31内を回転移動する。3つの遊星歯車34は遊星キャリア32に組み込まれているため、遊星キャリア32は、3つの遊星歯車34と一体で内歯車31内を回転移動するようになっている。これにより、遊星キャリア32と一体で回転する偏心カム18は、太陽歯車33と同方向に回転するようになっている。なお、本実施形態に係る遊星歯車機構30は、モータ11の出力軸11bの回転数が約1/5になって偏心カム18から出力される一方、モータ11の出力軸11bのトルクが約5倍になって偏心カム18から出力されるような減速比になっている。すなわち、例えば、モータ11が15000rpm(回転/分)で回転しているときには、出力軸11bは3000rpmで回転し、モータ11が20000rpmで回転しているときには、出力軸11bは4000rpmで回転する。また、モータ11の出力軸11bで10N・cmであったトルクは、偏心カム18では50N・cmとなる。モータ11は、遊星歯車機構30を介してポンプ12を作動させるようになっている。
図8は、ユニット本体を模式的に示す配管接続面側から見た斜視図であり、図9は、ユニット本体を模式的に示す配管接続面の裏面側から見た斜視図である。なお、これら図8及び図9において、理解を容易にすべく、ユニット本体50内に形成された液圧回路1が可視化されている。
ユニット本体50は、図8に示すように、回路部50aのECU取付面51に、ポンプ12(図5参照)側から込め弁13(図5参照)が組み込まれるための穴50c及び弛め弁14(図5参照)が組み込まれるための穴50dが形成されている。ECU取付面51に形成されたこれらの穴は、ECU取付面51に略垂直に形成されているため、込め弁13及び弛め弁14は、モータ11の軸心方向と略直交するように回路部51aに組み込まれるようになっている。
一方、ユニット本体50は、回路部50aの配管接続面52に、ポンプ12(図5参照)側から順にポンプ12が組み込まれるための穴50e、アキュムレータ15が組み込まれる穴50f、接続端Bである穴、及び接続端Aである穴が形成されている。配管接続面52に形成されたこれらの穴は、配管接続面52に略垂直に形成されている。
また、ユニット本体50は、図9に示すように、ECU取付面51及び配管接続面52に略直交する面に第1の横穴53及び第2の横穴54が形成されている。これら第1の横穴53及び第2の横穴54は、ECU取付面51及び配管接続面52に沿って、すなわち、回路部50aの長手方向に沿って形成されており、モータ11の軸心と略平行に真っ直ぐに形成されている。
第1の横穴53は、込め弁13が組み込まれる穴50c、接続端Bの穴、弛め弁14が組み込まれる穴50dの順番で各穴を貫通するように形成されている。第1の横穴53は、液圧回路1の第2の管22(図1参照)である。また、アキュムレータ15が組み込まれる穴50f、及びポンプ12が組み込まれる穴50eは、配管接続面52側、ECU取付面51の裏面側等から形成された穴によって連通して、第3の管23、第4の管24(図1参照)が形成されている。
一方、第2の横穴54は、第1の横穴53よりも大径に形成されており、ポンプ12が組み込まれる穴と接続端Aの穴と連通するように形成されている。第2の横穴54は、液圧回路1の第1の管21及び第5の管25(図1参照)である。接続端Aの穴、及び込め弁13が組み込まれる穴50cは、それぞれ穴の奥が第2の横穴54に繋がっており、第1の管21は、接続端Aの穴から第2の横穴54を介して穴50cに繋がる管として形成されている。なお、これらの穴は、ボーリング加工後に不要な部分が埋められて形成されている。
ユニット本体50は、配置部50bに、偏心カム18、軸受19、及び遊星歯車機構30が収容されるための穴50gが形成されている。この穴50gには、内歯車31の回り止め31aが嵌めこまれるための一対の凹部50hが形成されている。
本実施形態では、ABS液圧ユニット100は、モータ11が遊星歯車機構30を介してポンプ12を作動するように設けられている。これにより、少ないトルクでポンプ12を駆動でき、小型のモータを用いることができるため、ABS液圧ユニット100を小型化することができる。このとき、小型のモータを用いることによりモータの駆動に使用する電流値を下げることができ、また、電流値を下げることによりモータに電力を供給するためのコネクタのピン等の面積を小さくすることができるため、さらにABS液圧ユニット100を小型化することができる。
また、本実施形態では、ABS液圧ユニット100は、回路部50aは、モータ11及び遊星歯車機構30と隣り合って設けられ、ECU40はこれら回路部50a及びモータ11の両方を跨いで取り付けられている。これにより、ABS液圧ユニット100は、ECU取付面51に垂直な方向の幅を小さくすることができる。
以上、実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、実施形態では、前輪のみにアンチロックブレーキ制御を行う自動二輪車を用いているが、これに限定されることはない。後輪にもアンチロックブレーキ制御を行う自動二輪車に本発明を適用してもよい。このとき、ABS液圧ユニットは、モータの軸心を中心に対称に液圧回路が設けられ、1つのモータで前輪側及び後輪側のポンプを作動させてもよい。
1 液圧回路
2 マスタシリンダ
3 ブレーキレバー
4 リザーバ
5 ホイールシリンダ
6 ブレーキキャリパ(液圧ブレーキ)
11 モータ
11a 接続端子
11b 出力軸
12 ポンプ
13 込め弁(バルブ)
14 弛め弁(バルブ)
15 アキュムレータ
17 逆止弁
18 偏心カム
19 軸受
20 ニードルベアリング
21 第1の管
22 第2の管
23 第3の管
24 第4の管
25 第5の管
30 遊星歯車機構
31 内歯車
31a 回り止め
32 遊星キャリア
33 太陽歯車
34 遊星歯車
35 歯車軸
36a 歯車保持部
36b 歯車保持部
37 ブラケット
38 ねじ
40 ECU
42 ケース
42a 接続部
42b モータカバー
43 基板
44 蓋
45 コネクタ
46 接続端子
47 接続端子
50 ユニット本体
51 ECU取付面
52 配管接続面
53 第1の横穴
54 第2の横穴
100 ABS液圧ユニット

Claims (6)

  1. 液圧ブレーキを制動させるための液圧回路内にポンプ及びバルブを有し、前記ポンプ及び前記バルブを制御して前記液圧ブレーキのアンチロックブレーキ制御を行うABS液圧ユニットにおいて、
    前記ポンプを作動させるためのモータは、遊星歯車機構を介して前記ポンプを作動させることを特徴とするABS液圧ユニット。
  2. 請求項1に記載のABS液圧ユニットにおいて、
    前記液圧回路を内部に有する回路部を備え、前記回路部は、前記モータ及び前記遊星歯車機構と隣り合うことを特徴とするABS液圧ユニット。
  3. 請求項2に記載のABS液圧ユニットにおいて、
    前記回路部は、前記モータの軸心方向に長手方向を有することを特徴とするABS液圧ユニット。
  4. 請求項3に記載のABS液圧ユニットにおいて、
    前記回路部は、前記長手方向の一端に前記ポンプが設けられたことを特徴とするABS液圧ユニット。
  5. 請求項2乃至4のいずれか1項に記載のABS液圧ユニットにおいて、
    前記モータ及び前記遊星歯車機構は、前記ポンプ及び前記バルブを制御するためのECUと隣り合って配置されたことを特徴とするABS液圧ユニット。
  6. 請求項5に記載のABS液圧ユニットにおいて、
    前記バルブは、前記回路部と前記ECUとの間に配置されており、前記バルブが前記回路部に組み込まれる方向と前記モータの軸心方向とが略直交することを特徴とするABS液圧ユニット。
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