JP4239770B2 - 液圧制御装置の一体化構造 - Google Patents

Description

この発明は、車両のブレーキ液圧系などの液圧ユニットと、これを電子制御回路からの制御信号に基づいて制御する電子制御ユニットとを一体化し、小型化した液圧制御装置の一体化構造に関する。

近年、車両のブレーキ装置は、制動時に最も効率よく制御することができるように制御する、いわゆるＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）制御装置や、走行状態を安定に制御するための走行安定ＶＳＣ（Vehicle Stability Control ）制御装置、あるいはトラクションＴＲＣ（Traction）制御装置などを備えている。このような液圧制御装置は、車両の走行状態に対応したＥＣＵからの指令に基づいてホイールシリンダの液圧を調整するように構成されている。

上記電磁弁、液圧ポンプを含む液圧ユニット、液圧ポンプを駆動する電動モータ、及び電磁弁や電動モータ等の電気的なアクチュエータを制御信号に基づいて駆動、制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、配置、組立の合理化、小型化やコストダウンのためそれぞれのユニット、モータを互いに連結して一体化されており、かつ各ユニット、モータ等のモジュール化が進められている。特に、電子制御ユニットを液圧ユニットのブロックに連結する際に、電子制御ユニットのハウジングの大きさに合わせて液圧ユニットのブロックの大きさを設計する方法が従来一般的に採られていた。

このような一体化構造の例については、例えば特許文献１に記載されている。この特許文献１では電子制御ユニットのハウジングの外側に取付用の突出端を設け、これらの取付座にねじボルトなどの固定部材を挿通して液圧ユニットに固定することによって一体化構造が形成されている。なお、特許文献１は「車両用ブレーキ液圧制御装置」について開示したものであり、液圧ユニット、ＥＣＵ、モータを一体型に連結している。

しかし、この特許文献１による車両用ブレーキ液圧制御装置では、一体化構造を電子制御ユニットのハウジング外側に固定部材を配置して形成しているため、液圧ユニットのブロックの面積を上記ハウジング外形より大きくする必要があり、ブロックの体積（体格）の増大によりコスト増、重量増を招いている。

特許文献１のようなＥＣＵ一体型のブレーキ液圧制御装置ではないが、液圧ユニット（油圧ユニット）のブロックに設けられた電磁弁（ソレノイド弁）の電気部材がブロックから突出して設けられている部分を保護するためのカバーをブロックと一体化した構造の例が特許文献２により知られている。この弁ブロックの一体化構造ではカバー材料を電気ラインを設けることができる材料で形成し、給電手段をカバー材料に組込んでいる。なお、液圧ユニットには電磁弁と流路が含まれているだけで、液圧ポンプ等は含まれていない。

この弁ブロック一体化構造では、カバーを弁ブロック本体に取付ける手段としてカバー下端を延長したスカート部を弁ブロック本体に嵌合させる例や、スカート部に引掛け爪部を形成し、弁ブロック本体に形成されている溝部に嵌め込んで弁ブロック本体に係止する例が示されている。

同様な弁ブロック一体化構造の例が特許文献３にも示されているが、この例では、カバーのスカート部に設けられている引掛け爪部をコの字状にして弁ブロックの溝に嵌合させると共に、かつ爪部が弁ブロック本体の上端面に対向する端にシール部材（Ｏリング）を設け、爪部で弁ブロック本体を挟み込むことにより緊迫力を生じさせシール性を確保している。

ところで、特許文献１によるＥＣＵ一体型の車両用ブレーキ液圧制御装置では、電子制御ユニットのハウジングの大きさは、内部に収容される回路基板の大きさで殆ど決められるが、ユニットの小型化、配置、組立の合理化からハウジング、回路基板は出来るだけ面積、体積が小さい方が望ましいことは言うまでもない。しかし、特に近年、制御機能や車内通信ネットワークの拡張等の要求により回路基板のサイズは大きくなる傾向にある。

従って、上記のような一体化構造のまま回路基板、ハウジングを大きくしようとすると液圧ユニットのブロックも大きくなるが、他方では液圧ユニットのブロックはアルミ合金材等の高価な材料が用いられるため必要最小限の体積としようとする要求もある。このため、液圧ユニットのブロックを最小限の大きさとすると、逆に電子制御ユニットのハウジングの外形が制限され、回路基板の有効実装面積が制約されてしまう。

特許文献２に示された電気部材を保護するカバーを弁ブロック（液圧ユニット）と一体化した構造は、単にカバーの短いスカート部をブロックと嵌合させたり、引掛け爪部で弁ブロックに係止しているに過ぎず、軽い保護カバーを係止することはできるが、電子制御ユニットのハウジングを液圧ユニットのブロックに係止する接続構造として用いることはできない。又、特許文献２には電子制御ユニットを液圧ユニットに一体化するという考えは示されていない。さらに、特許文献３の保護カバーも特許文献２と同様であり、接続構造として用いることができない。

また、カバーと液圧ユニットの間にシール部材を設置してシール性を確保するには、上述した緊迫力が必要になる。特許文献３に記載されているような樹脂カバーの引掛け爪部のみで十分な緊迫力を発生させようとすると引掛け爪部に生じる負荷応力が大きくなり、クリープ現象などによって、シール性が低下する可能性がある。また、部分的に引掛け爪部を設けた構造では緊迫力が不均衡になり、引掛け爪部から離れた場所では緊迫力が低下してシール性が低下する可能性がある。

特開２０００−２５５４１５号公報 特表平２−５０２９００号公報 特表２００２−５３９０１７号公報

この発明は、上記の問題に留意して、電子制御ユニットのハウジングを液圧ユニットのブロックへ連結する方法を改良することによりブロックの大きさ（体積）をハウジング、回路基板の大きさ（面積）に影響されないようにして、回路基板の設計自由度を確保し、ブロックの大きさを最小化、最適化、そして低コスト化を実現し得る液圧制御装置の一体化構造を提供することを課題とする。

この発明は、上記の課題を解決する手段として、電気的な制御信号に基づいて液圧を調整して車両の運動を制御するように液圧を送り出す液圧ユニットと、上記電気的な制御信号を送信して液圧ユニットに設けられている電気的なアクチュエータを制御し、駆動する電子制御ユニットとを備え、電子制御ユニットの回路基板、電子部品のような電気部材を収容するハウジングに液圧ユニットのブロックに適合する嵌合部を設け、この嵌合部を液圧ユニットのブロック側面に臨ませて嵌合固定し、両ユニットを一体に連結した液圧制御装置の一体化構造を前提にして、前記液圧ユニットに液圧ポンプが設けられており、ハウジングの固定部をポンプの固定部に係止するようにしたのである。

上記の構成としたこの発明の液圧制御装置の一体化構造によれば、液圧ユニットのブロックに電子制御ユニットのハウジングを一体に連結して一体化構造とすることができる。ハウジングの片面には嵌合部が設けられているから、この嵌合部をブロックに嵌合し、固定すると一体化構造が得られる。固定手段としてはねじボルトやその他全てのものが対象となる。

又、嵌合部はハウジングの片面に液圧ユニットのブロックの形状、大きさに適合して設けられるから、嵌合部をハウジングから例えばスカート状に突出して設けるなどによりハウジング形状、大きさを嵌合部と異なるものとすることができる。従って、ハウジング体積により液圧ユニットのブロックの体積が影響を受けることがなくなり、ハウジングの体積、面積も自由に設計できる。このため、ハウジング内に設けられる回路基板もその大きさ（面積）を自由に設計できることとなり、設計の自由度が大となる。

ハウジング片面に設けられた嵌合部を液圧ユニットのブロックに嵌合、固定する際に、両者をシールするシール部材を介在させたり、又固定手段による固定を着脱自在とするのが好ましい。着脱自在とすることにより電子制御ユニットや電磁弁の保守、点検を容易とするのである。また、シール部材を介在させる場合は、電子制御ユニットのハウジングに設けた嵌合部と液圧ユニットのブロックの側面との間にシール部材を設けることが好ましい。このような構造とすることで、ハウジングの体積に影響されない構造で電子制御ユニットと液圧ユニットを一体化すると共に、十分なシール性を確保することができる。

以上、詳細に説明したように、この発明の液圧制御装置の一体化構造は電子制御ユニットのハウジングを液圧ユニットのブロックに嵌合部を介して連結し、嵌合部をブロック側面に固定して両ユニットを一体化構造としたから、ハウジングの体積（大きさ）、面積に
液圧ユニットのブロックの体積、面積が影響されない構造で、かつハウジング内の回路基板の大きさも自由に設計でき、小型化、低コスト化を図ることができるという効果が得られる。また、前記液圧ユニットに液圧ポンプが設けられており、ハウジングの固定部をポンプの固定部に係止するようにしたから、ハウジング固定用とポンプ固定用の固定部材を兼用することができるという効果が得られる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、実施形態の液圧制御装置の外観斜視図、図２は同装置の分解斜視図である。図示のように、液圧制御装置Ａは、後述する液圧ポンプ、電磁弁、リザーバ等を含む液圧ユニット１と、液圧ポンプを駆動する電動モータ２と、電磁弁、モータ等の電気的なアクチュエータを駆動、制御する電子制御ユニット３のハウジング３ａとを一体に結合して構成されている。なお、図示の液圧制御装置Ａは、一例としていわゆるＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）制御用のものを示している。

液圧ユニット１のブロック１ａは、アルミ合金材を用いて厚い直方体形状のブロックとして形成され、その内部に空洞を設けて液圧ポンプ（図示せず）、電磁弁４（４ａ、４ｂ）（図２、図３参照）等がそれぞれ内蔵又は取付けされている。これらの液圧用部材間はブロック１ａ内に穿設されている流路を介して互いに連結され、液圧ユニット１を構成している。なお、ブロック１ａの大きさ（体積又は体格）は、従来は電子制御ユニットのハウジング３ａより少し大きいか又はハウジング３ａの電気コネクタ部を除く実質大きさとほぼ同程度の大きさとされていたのに対し、この例では、後述するようにハウジング３ａに嵌合部３ｃを設けてブロック１ａに接続することによりハウジング３ａの大きさより小面積のブロックとすることができたのである。

電動モータ２は、内部に電機子（アーマチュア又はロータ）、永久磁石、ブラシなどが設けられた一般的な構造のものであり、全体がケーシングでカバーされているが、内部構造はこの発明の趣旨には無関係であるため、外形のみを示している。電子制御ユニット３のハウジング３ａは、プラスチック樹脂により箱状にかつ密閉されて形成され（但し密閉されていないものもあり、必ずしも密閉する必要はない）、その一側方には電気配線コードの接続のためのコネクタケース３ｂが設けられている。

ハウジング３ａの液圧ユニット１のブロック１ａに対向する面は図示の例では隔壁３ｓで閉じられて密閉されており、ハウジング３ａ内には、図３の（ａ）図に示すように、回路基板１０が設けられ、この回路基板１０にはその一面にマイクロコンピュータ、駆動回路のＦＥＴトランジスタ、その他の各種電子部品が設けられている。なお、マイクロコンピュータには前述したＡＢＳ制御のためのプログラムが内蔵、記憶されている。

又、隔壁３ｓの内側面にもバスバーや各種電子部品が設けられ、図示しないシール部材を介装させてハウジング３ａに取付けられ、ハウジング３ａを閉じるようにしている。ハウジング３ａにはその片面より突出してスカート状に形成した嵌合部３ｃが設けられている。この嵌合部３ｃは、その内法寸法が相手方ブロック１ａの矩形状の４つの側面の全側面に隙間なく外嵌合するサイズで、かつブロック１ａに対応する形状に形成され、所定の肉厚の接続部材としてハウジング３ａの側面から（同種樹脂材で）延長して設けられている。

電磁弁４は、ブロック１ａの裏面側に複数のものが設けられており、上段の電磁弁４ａは増圧用、下段の電磁弁４ｂは減圧用であり、基本構造は電磁ソレノイドによる２位置切換弁であって同種の構造のものであるが、作用が相異するため、若干内部構造、外観形状が異なる。ブロック１ａの上端面には液圧を伝達する各種配管を接続するためのポート（図示せず）が設けられている。３１は図示しないマスタシリンダへ接続される配管のためのポート、３０は車体に取付けるための支持フレームで支持されるマウント部材である。

ところで、上記ハウジング３ａは、この実施形態では、図示のように、その下方部分３ｘが従来のハウジングに比較すると、下方に延長して設けられており、その分だけハウジング３ａは体積、面積が大きく拡大されている。その理由は、ハウジング３ａに液圧ユニット１に対して上述した嵌合部３ｃを突出、延長して設けたからである。このため、図２、図３に示すように、ハウジング３ａ内に設けられている回路基板１０も下方に延長され、その大きさ（面積）が拡大されており、この点がこの例の利点である。

上記嵌合部３ｃは、液圧ユニット１に電子制御ユニット３を連結し、一体化構造を構成するために、液圧ユニット１のブロック１ａを固定部材５で固定し、かつブロック１ａと嵌合部３ｃとの間にはシール部材６を介装してシールするように形成している。但し、シール部材６は必ずしも設けなくてもよい。図１の（ｂ）図に固定部材５の一例を示す。この固定部材５は、嵌合部３ｃの長辺で左右２箇所に設けた係合のための舌片５ｂに穴を設け、その穴にねじボルト５ａを挿通させ、予めブロック１ａの側面に対応して設けられたねじ穴５ｃに螺合させるように形成している。

嵌合部３ｃをブロック１ａに対応するサイズでブロック１ａに外嵌合させ、かつねじボルト５ａはブロック１ａの側辺に直角方向に取付けるようにしているため、固定部材５の取付けのために液圧ユニット１のブロック１ａの大きさが影響を受けることはなく、ブロック１ａの大きさは液圧ユニット１として必要な最小限（最適化）の体積（体格）でよいこととなる。又、ハウジング３ａの大きさはブロック１ａの大きさに影響されないため、ハウジング３ａ内の回路基板１０の大きさも自由に設計でき、設計の自由度が大きくなる。

なお、図示の例では舌片５ｂは、ハウジング３ａ、嵌合部３ｃと同じプラスチック樹脂材で連結状に形成されている。又、固定部材５は嵌合部３ｃの垂直な側辺に２箇所としているが、上下の側辺に２箇所設けてもよいし、あるいは４つの側辺にそれぞれ設けてもよい。又、図１の（ｃ）図に示すように、固定部材５のねじボルト５ａをリベット軸５ａ’とし、穴５ｃに圧入固定するようにしてもよい。取付位置、数はねじボルト５ａと同じである。

さらに、図２、図３の（ａ）、（ｂ）図に示すように、シール部材６は、この例では嵌合部３ｃがブロック１ａに嵌合する入口端寄りの位置で嵌合部３ｃの内側の４側辺全周に設けた溝内に介装されている。シール部材６としてはＯ−リングを用いているが、波型リング（ラビリンスパッキン）、液状シール材など液密状を保持できるものであればよい。なお、７は当り部材であり、ブロック１ａを嵌合部３ｃ内の定位置に止めるため設けている。又、シール構造は図３の（ｃ）図のように、ブロック１ａの端に段部を設け、嵌合部３ｃの入口端との間にシール部材６を挿置するように形成してもよい。

次に、図４以下に固定部材５の他の形式についての具体例を示す。但し、特記しない限りその他の構成は第１実施形態と同じである。図４は固定部材５の舌片５ｂを強度のある金属板とし、嵌合部３ｃの側壁内にモールドして埋設した例を示す。金属板の舌片５ｂは、嵌合部３ｃの側壁の外面の凹部に入れてモールドしてもよいし、他のどんな接合方法で接合してもよい。

図５は固定部材５としてフック５ｅを用いた例である。フック５ｅは先端の鉤部分でブロック１ａの反対側端面に係合する長さ、形状とする。フック５ｅの材料は嵌合部と同一でもよいし、又は金属材を用いてもよい。この例では側面からのねじ止めではなく、対向面間のフック緊迫力で固定している。又、フック５ｅは左右のものが互に内側に向かう弾性部材とし、その弾性力でブロック１ａを挟むようにしてもよい。

図６は固定部材５として回転レバーを用いた例を示す。回転レバー５ｂ’はコ字状に形成し、その基部をねじボルト５ａで嵌合部３ｃの側壁に固定し、コ字状の回転レバー５ｂ’をブロック１ａのモータ側端面に嵌合させて嵌合部３ｃをブロック１ａ側へ引き寄せて連結し、ハウジング３ａを一体化させる。なお、回転レバー５ｂ’は２つのＬ字部材に分割したものとしてもよい。この場合も側面からのねじ止めではなく、回転レバーによりブロックをハウジング３ａに対し挟込み止めしている。又、マウント部材３０、ポート３１は図示していないが、図１の例と同様に設けられている。

図７の例の固定部材５は図１〜図３の例と異なり、舌片５ｂと抜止部材５ｆで固定する形式である。舌片５ｂの先端には凸部５ｈが設けられ、又抜止部材５ｆには端末に切欠き５ｇが設けてある。凸部５ｈは抜止部材５ｆのバタツキを防止するためにその断面が楕円形あるいは多角形状、又は（ｃ）図のように１つの切欠き５ｇに対して複数の凸部５ｈを設けるのが好ましい。切欠き５ｇを舌片５ｂの凸部５ｈに差込んで固定を行う。液圧ユニット１のブロック１ａの上端面には段差部１ａ_H が設けてあり、抜止部材５ｆを差し込んだ際に抜止部材５ｆが段差部１ａ_H に対向し、その対向面間の係合力でブロック１ａを押えて固定するようにしている。

図８は、固定部材５にマウント部材を一体化した例を示す。固定部材５は、図１〜図３の例と同じく、ねじボルト５ａ、舌片５ｂが用いられ、マウントカバー８ａをねじボルト５ａでブロック１ａに取付けると共にマウントカバー８ａにマウント部材８（ラバーマウント）を嵌合させ、その突出軸に支持フレーム８_F をナット８_N で取付けて支持し得るようにマウント部材８を取付け、固定部材５とマウント部材８とを一体化したものである。従って、この例では図１の（ａ）図のマウント部材３０は省略される。

図９は固定部材５をピン差込み式とした例である。この例では固定部材５は締結ボルト５ａ”と舌片５ｂとピン５ｐから成り、その締結ボルト５ａ”は、その軸部がブロック１ａを貫通する長さを有し、一方の端にボルト頭部を、他端に設けたピン穴にピン５ｐを差込んで抜け止めして固定するように形成し、一体化する。

図１０は、固定部材５を液圧ポンプのポンププラグを利用して設けた例である。液圧ユニット１のブロック１ａ内には図示のような液圧ポンプ１１が内蔵され、その側端のシリンダ端部を閉じるためポンププラグ１ｂが設けられている。このポンププラグ１ｂは、通常はポンプ組立後に圧入、かしめ、ねじ込み等のいずれかの方法で封止固定されるが、この例では上記ポンププラグ１ｂを図示のように長くし、その軸部を舌片５ｂに挿通させて嵌合部３ｃを頭部５ａｘで固定し、固定部材５とポンププラグ１ｂとを兼用するように形成したのである。このように、液圧ユニットに液圧ポンプを設け、ハウジングの固定部をポンプの固定部に係止させることでハウジング固定用とポンプ固定用の固定部材を兼用することができる。この発明の一体化構造には、この構成を必須の要件として含ませる。

なお、上記各実施形態では、電子制御ユニット３のハウジング３ａ、回路基板１０は、図１〜図３に示した下方部分３ｘのように下方部分にのみ延長、拡大した例を示したが、延長、拡大部分は下方だけでなく、反対に上方、あるいはコネクタケース３ｂと反対側の横方向に延長、拡大することもできる。又、上記以外にも固定部材５は種々の変形例が存在し得るが、本発明の趣旨に沿った全ての変形例を本願発明は含むものである。

この発明の液圧制御装置の一体化構造は、車両ブレーキからの液圧をホイールシリンダへ送る液圧回路システムに用いられるものであるから、ＡＢＳ制御、トラクション制御、ＶＳＣ制御等各種の車両走行運動を制御するシステムに広く利用される。

実施形態の液圧制御装置の（ａ）外観斜視図、（ｂ）（ａ）図の矢視Ｂ−Ｂから見た拡大断面図、（ｃ）固定部材の他の例を示す拡大断面図 同上液圧制御装置の分解斜視図 同上液圧制御装置の（ａ）一部断面を含む側面図、（ｂ）シール部の拡大断面図、（ｃ）シール部の他の例を示す拡大断面図 固定部材の他の例の（ａ）要部側面図、（ｂ）（ａ）図の矢視Ｂ−Ｂ拡大断面図 固定部材の他の例の平面図 固定部材の他の例の外観斜視図 固定部材の他の例の（ａ）外観斜視図、（ｂ）（ａ）図の矢視Ｂ−Ｂ拡大断面図、（ｃ）２つのねじボルトを抜止部材で抜止めした状態を示す側面図 固定部材の他の例を示す拡大断面図 固定部材の他の例の平面図 固定部材の他の例を示す拡大断面図

符号の説明

１ 液圧ユニット
１ａ ブロック
２ 電動モータ
３ 電子制御ユニット
３ａ ハウジング
３ｂ コネクタケース
３ｃ 嵌合部
３ｓ 隔壁
４、４ａ、４ｂ 電磁弁
５ 固定部材
５ａ ねじボルト
５ｂ 舌片
５ｃ 穴
６ シール部材
７ 当り部材
１０ 回路基板
Ａ 液圧制御装置

Claims (7)

1. 電気的な制御信号に基づいて液圧を調整して車両の運動を制御するように液圧を送り出す液圧ユニットと、上記電気的な制御信号を送信して液圧ユニットに設けられている電気的なアクチュエータを制御し、駆動する電子制御ユニットとを備え、電子制御ユニットの回路基板、電子部品のような電気部材を収容するハウジングに液圧ユニットのブロックに適合する嵌合部を設け、この嵌合部を液圧ユニットのブロック側面に臨ませて嵌合固定し、両ユニットを一体に連結した液圧制御装置の一体化構造であって、前記液圧ユニットに液圧ポンプが設けられており、ハウジングの固定部をポンプの固定部に係止するようにしたことを特徴とする液圧制御装置の一体化構造。
2. 前記電子制御ユニットのハウジングに設けた嵌合部と液圧ユニットのブロックの側面との間に、両者をシールするシール部材を介在させたことを特徴とする請求項１に記載の液圧制御装置の一体化構造。
3. 前記嵌合部を液圧ユニットのブロックに対し着脱自在に固定したことを特徴とする請求項１又は２に記載の液圧制御装置の一体化構造。
4. 前記嵌合部をハウジング片面から延びるスカートによって形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液圧制御装置の一体化構造。
5. 前記嵌合部をハウジングと同一材料でハウジングから延長して形成したことを特徴とする請求項４に記載の液圧制御装置の一体化構造。
6. 前記嵌合部をハウジングに設けたハウジングの固定部によって形成したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の液圧制御装置の一体化構造。
7. 前記電子制御ユニットのハウジングを、電気部材を収容するハウジング端壁で密閉したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の液圧制御装置の一体化構造。
   

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