JP2005527751A - 空気圧バルブ及びこのようなバルブを備えたブレーキシステム - Google Patents

Abstract

本発明は、低圧空気圧流体源（３）から得られた空気圧流体の圧力レベルを前記空気圧流体を使用する空気圧構成要素（５）によって制限するための空気圧バルブを提供するものであり、前記バルブは、スカート（２１）が液密摺動態様で取り付けられたケーシング（１１）を含み、前記スカートはケーシング（１１）の内部を第１チャンバ（１７）及び第２チャンバ（１９）に分割し、前記ケーシングは、低圧空気圧流体源（３）から第１チャンバ（１７）に供給できるようにする第１オリフィス（１３）、第１チャンバ（１７）を構成要素（５）に連結する第２オリフィス（１５）、及び第２チャンバ（１９）に高圧空気圧流体を供給できるようにする第３オリフィス（２３）を含み、第１チャンバ（１７）は、更に、スカート（２１）とケーシング（１１）との間に配置された、スカート（２１）を戻す弾性手段（２７）を含み、前記スカート（２１）は、負圧源（３）と空気圧構成要素（５）との間の少なくとも一つの連結オリフィス（１３、１５）を塞ぐ手段（３３、４１）を含む、ことを特徴とする空気圧バルブ。
本発明は、特に自動車産業に適用される。
本発明は、原理的には、自動車、詳細には自家用車用のブレーキシステムを製造する産業に適用される。

Description

本発明は、原理的には、低圧のレベルを制限するための空気圧バルブに関し、更に詳細には、低圧のレベルを制限し、空気圧ブレーキ補助サーボモータの少なくとも一方のチャンバの内部に存在する低圧のレベルの制御を向上できる空気圧バルブに関し、更に、このようなバルブを含むブレーキシステムに関する。

周知の種類の空気圧ブレーキ補助サーボモータ用の負圧源とも呼ばれる低圧源は、空気圧真空ポンプ、例えばベーンポンプ、及び詳細には単ベーンポンプを含む。ポンプは、サーボモータのチャンバ内の空気圧流体を吸い込むための、低圧チャンバと呼ばれる第１チャンバ、及びサーボモータの低圧チャンバから来入する前記空気圧流体を送出するための放出チャンバと呼ばれる第２チャンバを含む。

車輛のガソリンエンジンの低圧によって負圧源が提供される、前記サーボモータを含む装置も周知である。
真空ポンプ及びエンジン低圧の両方により、制御不能の低圧値が得られ、特にエンジン低圧について、低圧レベルは、エンジンの作動状態の変化に従って変化し易い。

更に、サーボモータの２つのチャンバ間の圧力差が大き過ぎるために起こるサーボモータの作動上の問題点をなくすため、場合によっては、サーボモータに供給される空気圧流体の圧力レベルを、負圧源により得ることができる低圧値よりも高い所定値に制限する必要がある。

サーボモータの低圧チャンバの内部に存在する圧力を計測する圧力センサによって、サーボモータの少なくとも一方のチャンバの内部に存在する圧力レベルを調節し、サーボモータと負圧源との間の連結を遮断する電子バルブを制御できることは周知である。圧力センサで計測した圧力値のデータをコンピュータに送り、このコンピュータが適当な指令を電子バルブに送出する。しかしながら、これらの装置は、圧力センサの価格、電子バルブの価格、及びセンサをサーボモータに装着する上での複雑性、及びコンピュータへの電気的接続のため、高価になってしまう。更に、圧力センサを設置するには、サーボモータのケーシングにオリフィスを形成する必要があり、例えばシールによって液密性を提供することを必要とする。現在、制動工程中にサーボモータのケーシングが変形してしまうため、ケーシングにオリフィスを形成するとこれが漏出源となり易く、これによりサーボモータの効率が低下し、運転者の快適性が損なわれ、しかもこうした事項は運転者にとって危険である。

従って、本発明の目的は、負圧源によって得られた低圧空気圧流体を使用する構成要素に確実に且つ容易に装着される、前記空気圧流体の圧力値を負圧源で得られた圧力値よりも高い所定値に制限するための手段を提供することである。
本発明の別の目的は、更に安価なこのような手段を提供することである。

これらの目的は、負圧源とこの負圧源から得られた低圧空気圧流体を使用する構成要素との間に配置され、負圧源から得られた圧力レベルの変化を感知し、検出された圧力レベルが所定値以下である場合に負圧源から構成要素内への空気圧流体の吸入を遮断するバルブ手段を持つバルブによって達成される。
換言すると、バルブは、第１面に低圧が加わり且つ第１面とは反対側の第２面に高圧が加わる閉塞子（ｏｂｔｕｒａｔｏｒ）を含む。この閉塞子は、圧力差の作用で移動し、負圧源と所定の圧力差値の構成要素との間の連結を遮断する。

本発明は、原理的には、低圧空気圧流体源から得られた空気圧流体の圧力レベルを、空気圧流体を使用する空気圧構成要素によって制限するための空気圧バルブにおいて、前記バルブは、スカートが液密摺動態様で取り付けられたケーシングを含み、前記スカートはケーシングの内部を第１チャンバ及び第２チャンバに分割し、前記ケーシングは、第１チャンバを低圧空気圧流体源から供給できるようにする第１オリフィス、第１チャンバを構成要素と連結する第２オリフィス、及び第２チャンバに高圧空気圧流体を供給できるようにする第３オリフィスを含み、第１チャンバは、更に、スカートとケーシングとの間に配置された、スカートを戻す弾性手段を含み、前記スカートは、負圧源と空気圧構成要素との間の少なくとも一つの連結オリフィスを塞ぐ手段を含む、ことを特徴とする空気圧バルブに関する。

本発明は、更に、スカートは、第１チャンバと低圧空気圧流体源との間の第１連結オリフィスの周囲に形成された弁座と協働できる閉塞子を含む、ことを特徴とする空気圧バルブに関する。
本発明は、更に、閉塞子がスカートから第１チャンバ内に突出するように取り付けられている、ことを特徴とする空気圧バルブに関する。
本発明は、更に、閉塞子は、閉塞子と弁座との間の接触の液密性を向上するため、エラストマーキャップを含む、ことを特徴とする空気圧バルブに関する。

本発明は、更に、第１空気圧チャンバと第２空気圧チャンバとの間の液密性は、ケーシング及びスカートの両方に固定された展開膜によって提供される、ことを特徴とする空気圧バルブに関する。
本発明は、更に、スカートは、互いに固定された第１ディスク及び第２ディスクを含み、展開膜は、第１ディスクと第２ディスクとの間にクランプされている、ことを特徴とする空気圧バルブに関する。
本発明は、更に、第２空気圧チャンバ内に存在する高圧空気圧流体は、大気圧の空気である、ことを特徴とする空気圧バルブに関する。

本発明は、更に、空気圧ブレーキ補助サーボモータ、ホイールレベルに配置された少なくとも一つのブレーキに液密に連結されたマスターシリンダ、及び負圧源を含むブレーキシステムにおいて、低圧空気圧流体源及びサーボモータに液密に連結された、請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載の空気圧バルブを含み、サーボモータは空気圧構成要素を形成する、ことを特徴とするブレーキシステムに関する。
本発明は、更に、低圧空気圧流体源は、燃焼エンジンの吸気部である、ことを特徴とするブレーキシステムに関する。

本発明は、更に、低圧空気圧流体源は、電動モータによって駆動される少なくとも一枚のベーンが設けられたポンプである、ことを特徴とするブレーキシステムに関する。
本発明は、更に、低圧空気圧流体源は、ブレーキシステムを備えた車輛のエンジンによって駆動される少なくとも一枚のベーンが設けられたポンプである、ことを特徴とするブレーキシステムに関する。

本発明は、非限定的例として与えられた添付図面を参照して以下の説明を読むことにより更によく理解されるであろう。ここに示す例の前後は図面の左右に夫々対応する。

「負圧」及び「低圧」という用語は、例えば空気圧ブレーキ補助サーボモータについて、大気圧よりも低い圧力、詳細には０Ｐａ乃至９５０００Ｐａの圧力と対応する圧力水準に適用される。

図１において、本発明によるバルブ９は、第１及び第２の連結オリフィス１３、１５を備えたケーシング１１を含むことがわかる。これらの連結オリフィスは、負圧源、例えば真空ポンプ又は燃焼エンジン（図示せず）の吸気部、及び低圧の空気圧流体を使用する構成要素（図示せず）、例えば空気圧ブレーキ補助サーボモータに夫々液密に連結されている。低圧源及びサーボモータは、供給配管（図示せず）によって液密に連結されており、低圧源と低圧空気圧流体を使用する要素との間の連結は、所定値Ｐより低い圧力レベルについてバルブ９によって液密に塞ぐことができる。

ケーシング１１は、有利には、ケーシング１１の前壁３１を形成する、オリフィス１３及び１５が形成されたボウル４３、及びケーシング１１の後壁を形成するカバー４５によって形成されている。ボウル４３及びカバー４５は、例えばナット−ボルトシステムによって互いに固定的に連結されている。

バルブは、更に、ケーシング１１に摺動自在に取り付けられたスカート２１によって液密に分離された第１及び第２の空気圧チャンバ１７、１９を含む。液密性は、ケーシング及びスカート２１の両方に固定された展開膜２２によって提供される。膜は、有利には、エラストマー製であり、例えばゴム製である。しかしながら、スカート２１の半径方向外周に取り付けられた、ケーシングの内壁に亘って摺動するシールによって、又は任意の他の液密手段によって液密性を提供してもよい。

図示の例では、ボウル４３とカバー４５の間の液密性は、カバー４５の半径方向外辺とボウル４３の半径方向外辺との間に展開膜２２の半径方向外辺をクランプすることによって提供される。
しかしながら、シール、例えばボウル４３の半径方向外辺とカバー４５の半径方向外辺との間にクランプされた平担シールによって液密性を提供することも考えることができる。

下文で前方チャンバと呼ぶ第１空気圧チャンバ１７は、第１及び第２のオリフィス１３及び１５の夫々によって低圧源３及びその構成要素に連結される。
第２空気圧チャンバ１９即ち後方チャンバには高圧空気圧流体、例えば大気圧の流体が供給される。図示の例では、第２チャンバ１９は外部環境に連結されており、大気圧の空気が、ケーシングのカバー４５に形成された第３オリフィス２３を通して供給される。

前方チャンバ１７には、有利には円筒形ばねである弾性戻し手段２７が配置されており、これは、スカート２１とケーシング１のボウル４３の後面２９との間で圧縮されるように装着される。
バルブは、更に、スカート２１によって支持された閉塞子３３、及び負圧源と低圧が供給される構成要素との間の連結部をバルブ９が閉鎖したとき、閉塞子３３を受けることができる弁座３５を含む。

図示の例示の実施形態では、弁座３５は、前方チャンバ１７の内部を負圧流体源３に連結するオリフィス１３を取り囲む環状突出部３７によって形成されている。勿論、第１オリフィス１３を塞ぐ代わりに、チャンバ１７と提供された負圧流体源３との間の第２連結オリフィス１５を塞ぐこと、又は第１及び第２の連結オリフィス１３及び１５を同時に塞ぐことを考えることができる。

閉塞子３３は、好ましくは、スカート２１に固定的に取り付けられており、弁座３５と接触する。閉塞子３３は、有利には、スカート２１からチャンバ１７内に突出した実質的に円筒形の部品３６によって形成される。
図示の実施形態では、スカート２１は通路３９を有し、ここに部品３６がクリンプ止めによって固定的に取り付けられている。しかしながら、部品３６をスカートに接着又はねじ止めによって固定することもできる。

更に、スカート２１に閉塞子３３を直接形成し、これを弁座３５に適用することを考えることができる。例えば、閉塞子がスカート２１を含む主平面から突出している必要がある場合には、閉塞子を型打ちで形成する。
閉塞子３３は、有利には、ゴム製の閉塞用部品４１を含む。この部品はキャップを形成し、円筒形部品３６の長さ方向前端を覆う。これは、閉塞子３３と弁座３５との間の接触における液密性を高めるためである。

スカート２１は、有利には、互いに固定的に接合された第１及び第２のディスク５３、５５によって形成されている。図示の例では、第１及び第２のディスクは、中央オリフィス５４、５６を夫々有し、閉塞子３３を形成する部品３６がこれらのオリフィスに横断的に取り付けられ、第１及び第２のディスク５３、５５は、例えばクリンプ止めによって、更に詳細には、オリフィス５４、５６の周りにおける部品３６の外周を塑性変形させることによって、互いに保持される。更に、展開膜２２には中央オリフィス５８が設けられており、このオリフィス５８の直径は、ディスク５３、５５のオリフィス５４、５６の直径とほぼ等しく、閉塞子３３を通すことができ、膜２２を第１及び第２のディスク５３、５５間にクランプ止めによって固定できる。

この例示の実施形態では、有利には、閉塞子をスカートに簡単な方法で取り付けることができ、膜２２をスカートに液密に取り付けることができる。
休止状態では、スカート２１は、有利には、カバー４５の内面に形成されたピン５７に当接する。

図２には、本発明によるバルブ９を含むブレーキシステムＳの全体の概略図が示してある。本発明によるブレーキシステムＳは、低圧空気を使用し、運転者が操作するブレーキペダル６３に連結された作動ロッド６１によって制御される構成要素を形成する空気圧ブレーキ補助サーボモータ５、このサーボモータ５に関してブレーキペダル６３の反対側に配置されており、前記サーボモータに固定され、このサーボモータが提供する補助をスラストロッド（図示せず）を介して受け取るマスターシリンダ６５を含む。

マスターシリンダ６５は、ホイールレベルに配置された少なくとも一つのブレーキ６７に、有利には、四つのホイールの四つのブレーキに液圧配管６８によって液密に連結されている。空気圧ブレーキ補助サーボモータ５は、負圧源３、例えば電動真空ポンプに液密に連結された低圧チャンバ（図示せず）を含む。真空ポンプ３とサーボモータの低圧チャンバとの間には本発明によるバルブ９が配置されており、このバルブ９と真空ポンプ３との間の連結部及びバルブ９とサーボモータ５との間の連結部は、図２を参照して説明したのと同じである。

本発明によるバルブ９は、有利には、サーボモータ５のケーシングに連結されるか或いは、真空源３が真空ポンプである場合には負圧源のケーシングに連結される。
図２に示す図では、明瞭化を図るため、バルブ９はサーボモータや真空ポンプと一体として示してない。

サーボモータ及びマスターシリンダの機能及びサーボモータとマスターシリンダとの協働は、当業者に周知であるため、ここには詳細に説明しない。

図３によるブレーキシステムにおける前記バルブの機能を説明する。
真空ポンプによって得られる空気圧の値が所定値Ｐよりも高い場合には、低圧チャンバは、本発明によるバルブ９のチャンバ１７を介して真空ポンプ３に連結されている。

負圧源３が提供する圧力が所定値Ｐよりも低い場合には、及び従って、チャンバ１７内に存在する圧力が所定値Ｐよりも低い場合には、各チャンバ１７と１９との間に存在する圧力差の作用でスカート２１が前方に向かって並進移動し、閉塞子３３を移動させ、この閉塞子が弁座３５に押し付けられ、負圧源３とサーボモータ５との間の連結を遮断する。かくして、サーボモータのチャンバ２内に存在する圧力は、実質的に所定値Ｐに固定される。

チャンバ１７内の圧力が上昇したとき、即ち制動工程中にサーボモータが呼び出された場合、及び低圧チャンバ１７内の圧力が所定値Ｐよりも高くなったとき、閉塞子３３は弁座３５から離れ、負圧源３とサーボモータ５の低圧チャンバ６２との間を負圧源３によって連結する。この状態は、チャンバ１７内に存在する圧力の値が所定値Ｐよりも低くなるまで続く。

バルブ９の開閉の結果、所定の圧力値Ｐは、スカートの面積とチャンバ１７と１９との間の圧力差との積に等しく、閉塞子３３が弁座３５と接触した時点でばね２７の負荷よりも小さい。かくして、バルブの開閉について、ばね２７の負荷を変更することによって所定値Ｐを変更することは容易である。
好ましい実施形態では、ばね２７は単一の円筒形コイルばねであるが、多数のコイルばね、単一の又は二つのコイルばね、又は任意の他の種類の弾性戻し手段が適しているということは勿論のことである。

弾性手段２７の形状により、Ｐよりも高い圧力値について、閉塞子３３を弁座３５に関して離間させ、サーボモータ５と低圧源３との間の圧力損失をなくすことができる。
本発明によるバルブは、勿論、低圧の空気圧流体で機能し且つ低圧の値を最低値、例えば９５０００Ｐａに制限する必要がある任意のシステムに適用される。

空気圧ブレーキ補助サーボモータの低圧チャンバ内の圧力レベルを制限するため、簡単であり且つ信頼性が高く周知の種類のブレーキシステムへの装着が簡単な空気圧バルブを提供した。

本発明は、詳細には、自動車産業に適用される。
本発明は、原理的には、自動車、詳細には自家用車用のブレーキシステムを製造する産業に適用される。

低圧レベルを制限するための本発明による空気圧バルブの詳細断面図である。 低圧レベルを制限するための図１によるバルブを含むブレーキシステムの図である。

Claims (11)

1. 低圧空気圧流体源（３）から得られた空気圧流体の圧力レベルを、前記空気圧流体を使用する空気圧構成要素（５）によって制限するための空気圧バルブにおいて、前記バルブは、スカート（２１）が液密摺動態様で取り付けられたケーシング（１１）を含み、前記スカートは前記ケーシング（１１）の内部を第１チャンバ（１７）及び第２チャンバ（１９）に分割し、前記ケーシングは、前記低圧空気圧流体源（３）から前記第１チャンバ（１７）に供給できるようにする第１オリフィス（１３）、前記第１チャンバ（１７）を前記構成要素（５）に連結する第２オリフィス（１５）、及び前記第２チャンバ（１９）に高圧空気圧流体を供給できるようにする第３オリフィス（２３）を含み、前記第１チャンバ（１７）は、更に、前記スカート（２１）と前記ケーシング（１１）との間に配置された、前記スカート（２１）を戻す弾性手段（２７）を含み、前記スカート（２１）は、前記負圧源（３）と空気圧構成要素（５）との間の少なくとも一つの連結オリフィス（１３、１５）を塞ぐ手段（３３、４１）を含む、ことを特徴とする空気圧バルブ。
2. 請求項１に記載の空気圧バルブにおいて、前記スカート（２１）は、前記第１チャンバ（１７）と前記低圧空気圧流体源（３）との間の前記第１連結オリフィス（１３）の周囲に形成された弁座（３５）と協働できる閉塞子（３３）を含む、ことを特徴とする空気圧バルブ。
3. 請求項２に記載の空気圧バルブにおいて、前記閉塞子（３３）は、前記スカート（２１）から前記第１チャンバ（１７）内に突出するように取り付けられている、ことを特徴とする空気圧バルブ。
4. 請求項２又は３に記載の空気圧バルブにおいて、前記閉塞子（３３）は、前記閉塞子（３３）と前記弁座（３５）との間の接触の液密性を向上するため、エラストマーキャップ（４１）を含む、ことを特徴とする空気圧バルブ。
5. 請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の空気圧バルブにおいて、前記第１空気圧チャンバ（１７）と前記第２空気圧チャンバ（１９）との間の液密性は、前記ケーシング（１１）及び前記スカート（２１）の両方に固定された展開膜（２２）によって提供される、ことを特徴とする空気圧バルブ。
6. 請求項５に記載の空気圧バルブにおいて、前記スカート（２１）は、互いに固定された第１ディスク（５３）及び第２ディスク（５５）を含み、前記展開膜（２２）は、第１ディスク（５３）と第２ディスク（５５）との間にクランプされている、ことを特徴とする空気圧バルブ。
7. 請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載の空気圧バルブにおいて、前記第２空気圧チャンバ（１９）内に存在する高圧空気圧流体は、大気圧の空気である、ことを特徴とする空気圧バルブ。
8. 空気圧ブレーキ補助サーボモータ（５）、ホイールレベルに配置された少なくとも一つのブレーキ（６７）に液密に連結されたマスターシリンダ（６５）、及び負圧源（３）を含むブレーキシステムにおいて、前記低圧空気圧流体源（３）及びサーボモータ（５）に液密に連結された、請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載の空気圧バルブを含み、前記サーボモータ（５）は空気圧構成要素（５）を形成する、ことを特徴とするブレーキシステム。
9. 請求項８に記載のブレーキシステムにおいて、前記低圧空気圧流体源（３）は、燃焼エンジンの吸気部である、ことを特徴とするブレーキシステム。
10. 請求項８に記載のブレーキシステムにおいて、前記低圧空気圧流体源（３）は、電動モータによって駆動される少なくとも一枚のベーンが設けられたポンプである、ことを特徴とするブレーキシステム。
11. 請求項８に記載のブレーキシステムにおいて、前記低圧空気圧流体源（３）は、前記ブレーキシステムを備えた車輛のエンジンによって駆動される少なくとも一枚のベーンが設けられたポンプである、ことを特徴とするブレーキシステム。
    

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