JP2004520214A - ハンドルバーによって制御可能な車両用の流体ポンプ - Google Patents

ハンドルバーによって制御可能な車両用の流体ポンプ Download PDF

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Abstract

空間的要求を制限するための通常の能力を有し、ハンドルバー(7)により制御可能に車両に係合されたマスターシリンダー(1)は、ハンドルバー(7)の一部分を収容するためのシート(4)を設けられたシリンダー本体部(2)を備えている。ピストン(16)を摺動可能に収容するためのチャンバー(12)は、面(X)においてその支点の周りに旋回するためにシリンダー本体部(2)の内側の軸線(15)に沿って延びている。ピストン(16)を摺動可能に収容するためのチャンバー(12)がそれに沿って延びている軸線(15)は、点(B)において、制御レバー(6)の旋回の面(X)と交差する。

Description

【0001】
本発明の対象は、ハンドルバー(handlebar)によって制御可能な車両用のマスターシリンダーであって、ハンドルバーの一部分を収容するためのシート(seat)を有するシリンダー本体部と、ピストンを摺動可能に収容し、シリンダー本体部の内側で軸線に沿って延びているチャンバーと、および、ピストンに作用し面内でその支点(fulcrum)の周りに旋回(pivot)するようにされた手動制御レバーとを備えている。
【0002】
特に本発明は、自動車のブレーキまたはクラッチ用のマスターシリンダーに関する。実際には、知られているように、例えばオートバイのような自動車において、一般的に前輪に関係付けられたブレーキは、ハンドグリップ(hand grip)の1つであって慣例的にはオートバイの右手ハンドグリップの近傍にハンドルバーに設けられたマスターシリンダーによって操作される。
【0003】
同様に、クラッチは、ブレーキ用マスターシリンダーと対向する側、すなわちオートバイの左手側のハンドルバーに設けられたマスターシリンダーによって操作される。上述したタイプのマスターシリンダーは、一般に、ピストンを収容するためにチャンバーが形成されたシリンダー本体部によって構成されている。運転者によってピストンが操作された場合、それは、各ブレーキシステムまたはクラッチシステムに含まれた流体作業物質(working fluid)を作動する。
チャンバーは、流体作業物質を保持し、シリンダー本体部と一体に形成されるか、またはシリンダー本体部と別個であって外部パイプによって接続されるリザーバーと連通するように配置されている。
【0004】
上述したタイプのマスターシリンダーはまた、制御レバーを備えている。この制御レバーは、シリンダー本体部上で旋回しピストンに作用するように設けられている。この制御レバーは、マスターシリンダーが設けられていてその支点の周りに旋回されることにより運転者によって操作されるハンドルバーの各ハンドグリップに面している。制御レバーが支点の周りに旋回するような公知のマスターシリンダーにおいて、それは、一般に、運転者によって把持されるべき領域において、ハンドルバーの端部部分がそれに沿って延びている軸線を含む面を規定する。ピストンを収容するチャンバーがそれに沿って延びていて、さらにマスターシリンダーの軸線として規定される軸線はまた、上記面、あるいはそれに平行な面に存在する。
【0005】
運転者にとって制御レバーを人間工学的に把持できるようにするために、ハンドルバーの端部部分の軸線とシリンダーの軸線との両方を含むこの面は、水平面に対して傾斜していて、それは例えば、流体作業物質の自由面がリザーバーの内側に設けられている面によって規定される。この傾斜の程度は、車両の走行方向に下方に約15°であり、このことは、制御レバーの近傍における面の点がハンドルバーの端部部分の近傍の面の点の下方に設けられていることを意味する。このことは以下により詳細に述べる。
【0006】
自動車および特にオートバイの分野において、小型で審美性を呈する外形デザインを有する特別な要望があり、これは同時に、例えば、空気力学的要求に結びつく機能的な要望を満足する。
この観点から、上述したマスターシリンダーは多くの利点を有している。例えば、空間の要求の問題に主として結びつく技術的および審美的な両方の欠点は、これらのマスターシリンダーを自動車に設置することと対抗される。自動車は実際には、フード、風防ガラス、手のガード、フェアリング(fairing)、または他の構成要素のような車体要素を有している。これらのものは、ハンドグリップ、マスターシリンダーおよび一般にそれらの各リザーバーが配置されているハンドルバーの端部の近傍まで延びている。特に、シリンダー本体部とリザーバーとが一体に形成されているシリンダーの場合、リザーバーは一般にピストンを収容するチャンバーの上方に配置されていて、また、例えば、マスターシリンダーが2つのブレーキキャリパーを操作するために適する寸法である場合、なお考慮可能な寸法に到達する。
【0007】
車体要素が、マスターシリンダーとリザーバーの両方を収容するハンドルバーを完全に包むようにデザインされなければならないので、見苦しい隆起部が後者の近傍に挿入され、また、車体の外観に影響するのと同様に、これらはまたその機能および空気力学的態様に影響する。
本発明が基づいている問題は、上述したような要望を満足し、同時に、従来技術に関して述べた欠点を克服するような構造的および機能的特徴を有するハンドルバーによって制御される車両用のマスターシリンダーを提供することである。
【0008】
この問題は、請求項1によるハンドルバーによって制御可能な車両用マスターシリンダーによって解決される。
本発明によるマスターシリンダーのさらなる特徴および利点は、添付した図面に関連する限定されない例によって提供される好ましい実施例の以下の記述から明らかになる。
【0009】
図を参照すると、全体的に1で示されたマスターシリンダーは、シリンダー本体部2を備えている。図1と2に示された実施例において、シリンダー本体部2は、ヨーク(yoke)3と、ハンドルバーシート(handlebar seat)4と、リザーバー5とによって拡張された一体的な部材として形成されている。
マスターシリンダー1に関する可能なデータは、以下に述べるように、規定された垂直軸線Vと水平面Pとによって得られる。
【0010】
リザーバー5は、実際は流体作業物質を含んでいて、この定義は、例えば、ハンドルバーによって制御可能な車両に応用するためのブレーキシステムまたはクラッチシステムに使用するのに適したどのようなタイプの流体をも意味する。この流体はリザーバー5内に配置されていて、それが重力の影響を受けるので、図2にその線が示されている水平面Pに配置された自由な面(free surface)を規定する。
流体がリザーバーから漏洩するのを阻止し、その最大容量を使用するために、リザーバーは、自動車のハンドルバーに設けられていて、その壁は、流体の自由な面によって規定された水平面Pに実質的に垂直になっている。流体が作動条件においてリザーバー内に保持されている場合、面Pに垂直な垂直軸線Vはこのように規定される。
【0011】
上方に向く第1のベクトルV’は、この軸線Vに沿って規定され、この定義は、流体の自由面から離間して向いていてほぼリザーバーの開口部に向いたベクトルを意味する。同様に、第2の下方へのベクトルV”は、軸線Vに沿って規定され、この定義は、流体の自由面から流体内へ向いていてほぼリザーバーの底部に向いたベクトルを意味する。
水平な参照平面、例えば、リザーバーの流体作業物質の自由面に対応する平面Pと相対的に、第1のベクトルV’は従って上方半分の空間を規定し、第2のベクトルV”は下方半分の空間を規定する。
【0012】
制御レバー6は、自動車のハンドルバー7の端部部分に、および、特に運転者によって把持されるハンドグリップ8に面するように、ヨーク3内で軸支するために設けられている。人間工学的考慮によって指定された制御レバー6の形状と設置は、実質的に従来のものであり、レバー比は公知のマスターシリンダーとは変えられていない。特に、制御レバー6はヨーク3内で軸支するために設けられた頭部6aを備えている。頭部から延びた細い部分6bは、運転者が対応するハンドグリップ8を把持した時把持されるように意図されている。細い部分6bは、人間工学的把持に好都合なように構成された湾曲形状を有している。制御レバー6は、運転者によって及ぼされた力の結果、対応するハンドグリップ8に向かってその支点の周りに旋回できる。運転者が制御レバー6を解放すると、各ハンドグリップ8から離間して旋回でき、最初の休止位置に戻る。制御レバー6がその支点の周りに旋回すると図2に示された線の面Xを規定する。この面は、例えば、制御レバー6の支点を通って延び、また、細い部分6bの形状をこわす(interpolate)軸線A−Aの回転によって規定される。
【0013】
運転者によって把持されるハンドルバー7の端部部分に関してより詳細に述べると、この部分は、人間工学的な理由のために、好ましくは、制御レバー6の旋回の面Xに存在する軸線7aに沿って延びている。図面に示された実施例において、ハンドルバー7の端部部分の軸線7aは、マスターシリンダー1が設置されたハンドルバーの連続部の軸線と一致し、設置された状態において、シリンダー本体部2のシート4の軸線と一致する。
【0014】
さらに、運転者による制御レバー6の把持を促進するために、また、運転者が自動車の正しい位置に適合するのを可能にするために、面Xは、車両の走行方向に、水平面に対して約15°下方に傾斜している。すなわち、面Pに平行な水平面に関して、また、制御レバー6の支点を通って延びて、軸線7aは、上記で規定したように軸線Vの第1のベクトルV’によって示された上方に、その面に対して上方の半分の空間に配置されている。
【0015】
シート4は、ハンドルバー7の部分を取り囲むように形成されている。議論している実施例において、シート4は、ハンドルバー7の管状の構造を取り囲むために円筒状であり、また、設置された状態において、ハンドルバーの軸線と一致する軸線に沿って延びている。上記で既に述べたように、図面に示された実施例において、シート4の軸線は、把持されるすなわちハンドグリップ8に対応するハンドルバー7の部分の軸線7aと一致する。シート4を規定する壁は、シリンダー本体部2の構造をハンドルバーにクランプし、上述した角度で面Xを傾斜するねじ10を受けるねじ孔9を備えている。
【0016】
図1と2において、リザーバー5は、図示されていないが全体としてシステムが機能するように、シリンダー本体部2と一体に形成されていて流体作業物質を収容している。リザーバーは、図示されていないが、リザーバーに収容されている流体作業物質が密着する(adhere)関連された可撓性のダイアフラムを有するカバー11によってその頂部が閉成されている。それゆえ、流体は外部環境と直接接触することはまったくない。リザーバー5の一方の壁は、有利にはリザーバー内の流体のレベルを外部から検査(check)できることを可能にする窓5aを備えている。
【0017】
シリンダー本体部2の内側にはチャンバー12があって、このチャンバー12は、流体作業物質がリザーバー5からチャンバー12へ通過できるダクト13によってリザーバー5に接続されている。チャンバー12はまた、伝統的な供給開口部と、図2に14で示された放出口(bleeding vent)とを有している。
チャンバー12は、軸線15に沿って延びた円筒状の形状を有していて、同様にシリンダーの軸線として全体的に示されている。特に図2に示された実施例において、軸線15は、垂直軸線Vの第2のベクトルV”によって規定された下方の方向において、ハンドルバー7を収容するためにシート4の下方に配置されている。これは、設置された状態において、軸線15は、シリンダー本体部2がクランプされるハンドルバー7の部分の下方に設けられていることを意味する。
【0018】
示された実施例において、軸線15はまた、シリンダー本体部2がクランプされ、また、有利には全体的にハンドルバーの下方に配置された水平面に存在するハンドルバー7の部分の軸線に垂直に配置されている。軸線15と、制御レバー6の枢軸的旋回(pivoting)によって規定された面Xとは、有利には点Bで交差している。用語「交差(intersect)」は、軸線15と面Xとが共通に単一の点、すなわち点Bを有し、またそれゆえ、軸線15が面Xまたはそれに平行な面に存在しないことを意味する。
【0019】
図2に示された実施例において、軸線15の面X上への投影は、好ましくは、レバーの支点と自由端部との中間点で制御レバー6と遭遇するので、レバーは第2のオーダー(second−order)のレバーである。
チャンバー12は、有利には、軸線Vの第2のベクトルV”の方向において、完全にシート4の下方に、それゆえハンドルバー7の下方に配置されている。リザーバー5の上端部は、シート4の僅かに上方に対応して配置されていて、リザーバーによって占められた空間は、実質的にシート、それゆえハンドルバー7の垂直寸法を占める。特に、リザーバー5はシート4の前方に、すなわちシート4と制御レバー6との間に配置されている。しかしながら、ハンドルバー7上、それゆえ車両上のマスターシリンダー1の配置に関して、リザーバー5は、シート4の前方に、それゆえハンドルバー7の前方に配置されて、「前方に」は、シート4とハンドルバー7とに関連して、車両の走行の前方方向に配置された位置を規定する。
【0020】
前記の記述によれば、シリンダー本体部2は、シート4およびリザーバー5とともに小型の構造を規定する。特に、面Xに垂直で軸線15を含んで取られた図2に示されたような断面において、上述した3つの要素の相対的位置は、垂直軸線Vに沿ったシート4の投影が少なくとも一部分チャンバー12上に降りるように、垂直軸線Pに沿ったシート4の投影が少なくとも一部分リザーバー5上に降りるようになっている。
【0021】
チャンバー12は、軸線15に沿って移動でき、チャンバーの壁に対して封止部を形成する浮動式ピストン16を収容している。特に、ピストン16は、図2に示された工程限界(travel−limit)である休止位置と、図示されていない前進位置である操作位置との間で移動できる。工程限界である休止位置において、ピストン16はリターンスプリング17によって、ハンドルバーからの最大の距離に対応する位置に指向されるのに対して、前進位置である操作位置において、ピストン16は、リターンスプリング17と、チャンバー12およびシステムに収容されている流体の圧力を克服して(overcome)ハンドルバーに向かって前進する。
【0022】
この移動は、制御レバー6の回動によるロッド18によってもたらされる。ロッド18は、実質的にチャンバー12の内側であってピストン16と相互作用する第1の部分18aと、チャンバー12の外へ、特に制御レバー6に向かって延びている第2の部分18bとを有する。2つの部分は、実質的にチャンバー12を外部環境から封止するダクト突出キャップ19によって規定されている。
第1の部分18aとピストン16との間の相互作用は、ピストンの端部に形成されたシートとロッドの第1の部分18aの丸い端部との間の結合により形成された接続部20によって行なわれる。
【0023】
第2の部分18bは、ロッド18と制御レバー6との間の接続用のボールジョイント21で終結している。特に、ボールジョイント21は、制御レバー6の本体部に形成された一致する形状のシートと結合する第2の端部18bの実質的に球形の端部によって形成されている。ボールジョイント21と、特に、第2の部分18bの実質的に球形の端部の中心を意味にするその中心Cとは、ピストン16が工程限界である休止位置(図2)にある場合、有利には点Bの下方に配置されている。さらに、ボールジョイント21の中心Cは、ピストン16が前進位置である操作位置にある場合、有利には点Bの上方に配置されている。上述したデータに関して、点Bの下方の位置は、点Bを通って延びる水平面に関して、軸線Vの第2のベクトルV”の方向によって規定された下方の半分の空間に設けられている位置である。同様に、点Bの上方の位置は、点Bを通って延びる水平面に関して、軸線Vの第1のベクトルV’の方向によって規定された上方の半分の空間に設けられている位置である。
【0024】
本発明によるマスターシリンダーが使用される方法は、ブレーキシステム操作用のマスターシリンダーを特に参照して以下に述べられる。しかし、以下の記述はクラッチ操作用シリンダーにも同様に応用可能である。
制動(brake)が必要になった場合、車両の運転者は、ハンドグリップ8を依然として把持しているが、制御レバー6を把持し、その支点の周りに回転的に旋回し、ハンドルバーへ向かって移動する。制御レバー6は面Xで旋回し、ロッド18と、そして次にピストン16と相互作用する。特に、制御レバー6は、ボールジョイント21の領域内にロッド18を押すので、それは面X内に、それゆえ水平成分と垂直成分の両方を有する経路に沿って摺動する。ロッド18の移動は、リターンスプリング17と徐々に増加する流体作業物質の圧力とを克服して、工程限界である休止位置から前進位置である操作位置へピストン16を押す。
【0025】
工程限界である休止位置と前進位置である操作位置との間でピストン16の移動をもたらす制御レバー6の旋回の結果、ボールジョイント21と、特にその中心Cとは、交差の点Bの僅かに下方の第1の位置と交差点Bの僅かに上方の第2の位置との間で、実質的に面Xに沿って移動する。制御レバー6の旋回の中間点において、ボールジョイント21は、中心Cが好ましくは点Bと一致し、また、ロッド8がチャンバー12の軸線15に対応して整列される位置にある。この一致した配置は、軸線15の交差の点Bと面Xが、それらの中間点において、ボールジョイント21の中心Cの経路に存在するので起きる。
【0026】
運転者が制御レバー6を解放すると、ボールジョイント21は、図2に示された位置に戻り、ピストン16は、対応して、工程限界である休止位置に戻されるようにリターンスプリング17によって指向される。
上述の記載から、本発明によるマスターシリンダーは、シリンダー本体部とリザーバーの存在に基づく空間要求を制限する上述した要望を満足し、また、従来技術に関して述べた問題を解決することを理解して欲しい。
【0027】
特に、制御レバー6の旋回の面Xとピストンを収容しているチャンバーの軸線15とが交差するという事実は、チャンバー12を完全にハンドルバーの下方に配置し、それによって、リザーバーをハンドルバーの前方でハンドルバーのレベルよりも下げることを可能にする。実際に採用された新規な構造は、ピストンを収容しているチャンバーが、従来のマスターシリンダーと比較して下げられていて、その量は、チャンバーを取り囲むシリンダー本体部の部分の外径に少なくとも等しく、同時にシリンダー本体部をより小型化することができる。
特にハンドルバーの上方部での過剰な空間の要望はそれゆえ回避され、シリンダーが自動車に組み込まれるのをより容易にすることを可能にし、また、自動車の空気力学と審美性の両方を改良する。
【0028】
本発明によるマスターシリンダーのさらなる利点は、その構造の簡単さに存在し、従来技術に関する問題が、車両全体、または、特に各ブレーキ/クラッチシステムのいずれかにおいて、形状と機能性を変更しないで解決されることを可能にする。
上述した利点に加えて、ロッド18の位置付けはピストンの磨耗を減少する。ボールジョイント21の中心Cが、点Bから僅かに下方の位置から、点Bの僅かに上方の位置へ移動するという事実は、制御レバーと、対応するロッド18およびピストン16とがそれらの工程(travel)の中間位置にある場合、2つの点が好ましくは一致することを実際に可能にする。2つの点の一致は、実際に、マスターシリンダーの寿命中に最も頻繁に到達し、また、遊びにおける力(forces in play)が考慮可能であるという位置に対応する中間位置におけるロッド18とピストン16との間の整列に導く。
【0029】
ロッドとピストンとの間の不整列は、実際は、制御レバー6の旋回の初期段階においてより許容される。この段階では、これは、遊びにおける力が制限される間、実質的に遊び(play)の吸収に対応する。ロッドとピストンとの間の不整列はまた、制御レバー6の旋回の最終段階においてより許容される。事実、この段階は、遊びにおける力が最大である段階に対応するけれども、それは通常の使用中に到達するのが困難である。
【0030】
当然、変更、および/または、付加が、上記で述べられ示された実施例に適用され得る。図1と2に示された配置の変形として、制御レバー6が旋回する面Xは、ピストン16を収容するためにチャンバーの軸線15を依然として交差するにもかかわらず、ハンドルバー7の軸線7aを備えているのではない。
【0031】
リザーバー5は、チャンバー12を収容し、また、それにもかかわらず、本発明によるシリンダーによって提案された比較的小さい寸法およびかなりの小型性に基づき、従来のシリンダーよりも、下方の位置に設けられたシリンダー本体部の部分から分離して形成されてもよい。この可能な解決は、図3に示されていて、図示しない別個のリザーバーが、ダクト13と、部分的に示され13aで表わされた外部パイプとによってチャンバー12に接続されている。
【0032】
図面に示された実施例に替わるものとして、チャンバー12の軸線15は、水平ではないがそれにもかかわらず面Xを交差する面に配置することができる。この場合において、軸線15と面Xとの間の角度αは、好ましくは10°と20℃との間であり、「交差の角度」は、軸線15と、面Xに垂直な面内に存在し軸線15を含む面Xの線との間の角度を規定する。
しかしながら、ボールジョイント21の中心Cの経路は、点Bと出会わない。点Cは続いて、点Bの僅かに下方の位置から、点Bと同一レベルであるがそれと一致しない点Bの僅かに上方の位置へ移動する。
【0033】
可能な実施例において、図示されていないが、シート4の軸線は、ハンドルバー7の端部部分の軸線7aとは異なる。すなわちハンドグリップ8の領域である。
上述したように、図面に示された実施例において、チャンバー12の軸線15は、チャンバーが同様に完全にシートとハンドルバーとの下方にあるので、シート4の下方に配置されている。図示されていない実施例によれば、軸線15は依然としてシート4の下方にあるのに対して、チャンバー12は一部分のみがシート4の下方にあってもよい。
【0034】
付随的な、また詳細な要望を満足するために、この分野の専門家は、上記で述べた好ましい実施例のマスターシリンダーに、請求の範囲の目的から離れることなく、他の機能的に均等な要素を有した要素の多くの変更、適応および置き換えを適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるマスターシリンダーが装着されたハンドルバーの部分の上方から見た図。
【図2】図1のII−II線の面に沿ったシリンダーの部分的断面図。
【図3】図2のシリンダーの可能な変形例を示す図。

Claims (13)

  1. ハンドルバー(7)によって制御可能な車両用のマスターシリンダー(1)であって:
    ハンドルバー(7)の一部分を収容するためのシート(4)を有するシリンダー本体部(2)と;
    ピストン(16)を摺動可能に収容し、シリンダー本体部(2)の内側で軸線(15)に沿って延びているチャンバー(12)と;および
    ピストン(16)に作用し面(X)内でその支点の周りに旋回するようにされた手動制御レバー(6)と;
    を備えていて、ピストン(16)を摺動可能に収容するためのチャンバー(12)がそれに沿って延びている軸線(15)は、点(B)で制御レバー(6)の旋回の面(X)と交差することを特徴とするマスターシリンダー。
  2. ピストン(16)を摺動可能に収容するためのチャンバー(12)が沿って延びている軸線(15)と、制御レバー(6)の旋回の面(X)とは、10°から2°の間の角度αによって傾斜している請求項1記載のマスターシリンダー。
  3. ピストン(16)を摺動可能に収容するためのチャンバー(12)は、水平面に配置された軸線(15)に沿って延びている請求項1または2記載のマスターシリンダー。
  4. ピストン(16)を摺動可能に収容するためのチャンバー(12)は、ハンドルバー(7)を収容するためのシート(4)の下方に配置されている請求項1ないし3のいずれか1項記載のマスターシリンダー。
  5. ピストン(16)を摺動可能に収容するためのチャンバー(12)は、ハンドルバー(7)を収容するためのシート(4)の下方に少なくとも一部分配置されている請求項4記載のマスターシリンダー。
  6. ピストン(16)を摺動可能に収容するためのチャンバー(12)は、ハンドルバー(7)を収容するためのシート(4)の下方に全体が配置されている請求項4記載のマスターシリンダー。
  7. ハンドルバー(8)の一部分を収容するためのシート(4)は、制御レバー(6)の旋回の面に存在する軸線に沿って延びている請求項1ないし6のいずれか1項記載のマスターシリンダー。
  8. 流体作業物質を含んでいるリザーバー(5)は、ハンドルバー(8)用のシート(4)の前方に用意され配置されている請求項1ないし7のいずれか1項記載のマスターシリンダー。
  9. リザーバー(5)は、シリンダー本体部(2)と一体に形成されている請求項8記載のマスターシリンダー。
  10. 面(X)に垂直で軸線(15)を含む面に取った断面において、チャンバー(12)と、シート(4)と、リザーバー(5)とは、垂直軸線(V)に沿ったシート(4)の投影が少なくとも部分的にチャンバー(12)上に降りていて、水平軸線(P)に沿ったシート(4)の投影が少なくとも部分的にリザーバー(5)上に降りるように、相対的位置にある請求項9記載のマスターシリンダー。
  11. 制御レバー(6)は、中心(C)を規定するボールジョイント(21)により制御レバーに接続されたロッド(18)によってピストン(16)に作用する請求項1ないし10のいずれか1項記載のマスターシリンダー。
  12. 軸線(15)と面(X)との間における交差の点(B)は、ボールジョイント(21)の中心(C)の経路に存在する請求項11記載のマスターシリンダー。
  13. 軸線(15)と面(X)との間における交差の点(B)は、ボールジョイント(21)の中心(C)の経路の中間点に存在する請求項12記載のマスターシリンダー。
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