JP4164841B2 - 断面積差により調整される動的反力を備えたマスターシリンダ - Google Patents

Description

本発明は、主孔を穿設された本体；本体の外側にある一端部が第１方向に指向したプーストカを受け、作動中に流体圧力を受ける作動室を内部に画成するために主孔内に漏洩なしで摺動できるように嵌装されている、副孔を穿設された円筒形の主ピストン；及び、本体の外側にある一端部が第１方向に指向した駆動力を受けることができるプッシュロッドを含み、副孔内に摺動できるように嵌装された流体反動装置を包含し、ブースト力が、駆動力に対して、駆動力の適用の速度と共に増大する遅れを有する、空気圧ブレーキブースタのための流体反力を備えたマスターシリンダに関する。
この型式のマスターシリンダは、例えば特許ＦＲ−２，７２４，３５４に記載されている。
この型式の装置は、ごく最近では、空気圧ブレーキブースタの動的欠点を克服できるように開発されている。
運転者によりブレーキペダルに発揮される駆動力に付加される力を与え、理論的にこの力に比例する制動を援助するのに用いられる空気圧ブレーキブースタは、駆動力の適用から幾分の遅れの後でしかこのブースト力を発生できないという欠点を有することが知られている。
ブースト力は、一方において部分真空源に接続されるブースタの前方室内に存在するとともに、他方において制動中に大気に接続される後方室内に存在する空気圧の差の結果であり、駆動力に比べてブースト力の遅れは、制動時点でブースタ入口弁を通り後方室内へ導入される空気の流量の制限によるものであるので、制動が急になるにつれて、この遅れが長くなる。
制動が急速である状況は、一般に、運転者が、特に可能な最大のブースト力をできるだけ早く必要とする緊急状態である。
これらを考慮して、一方において、ブースタ入口弁を広く開いて空気流量を増大できるようにするとともに、他方において、反力の動的変調を許容し、すなわち、ブースト力の一部をブレーキ適用の速度の関数として変調できるようにし、駆動力の関数としてブースト力を調整するためにマスターシリンダの反力がこの駆動力に抵抗するようにした、流体反力を備えたマスターシリンダが、ごく最近開発されている。
こうして、公開されていない文献に記載された装置を用いながら、通常制動で有し得る値と比べ非常制動の場合に反力を相当減少させることが可能であり、非常制動状態では利用可能な制動力を相応して増大させることができるのである。
しかしながら、これらの装置を開発する際にいまだに直面する問題は、ブースト力と駆動力との比率を非常に高い値にすることが困難であること、換言すると、反力を非常に低い値にすることが困難であることである。
本発明の目的は、この問題に対する解決策を提供することにある。
この目的のため、上記序文に基づく本発明のマスターシリンダは、本質的に、プッシュロッドに加え、流体反動装置が、第１方向にプッシュロッドに続き、第１方向に指向した第１弾性力によって主ピストンの内方肩部に対して押圧された半径方向延長部を備え、第１方向に向き閉止シートを支持する前面を有する中央閉止ピストン；中央閉止ピストンが密封的に摺動するように嵌装された第１内方断面積、第１方向に第１内方断面積に続く第２内方断面積、及び副孔内を密封態様で摺動する外方断面積を有し、第１方向とは反対である第２方向に指向し第１弾性力よりも小さい強さの第２弾性力によって休止位置に向けて押圧されており、この休止位置では、反動ピストンが半径方向延長部に対して休止し、そして半径方向延長部と共に移動する可動停止部に対してプッシュロッドを第２方向に押し戻す、中空で段付けられた反動ピストン；及び、管状で作動室に開口し、反動ピストンの第２内方断面積内に密封的に摺動するように嵌装され、第２方向に指向し第２弾性力よりも小さい第３弾性力の作用のもとで閉止シートに対して当接する休止位置を有する比率変更ピストンをさらに包含しており、比率変更ピストンが、反動ピストンの休止位置からゼロでない行程の後に反動ピストンが比率変更ピストンを第１方向に駆動できるようにする駆動停止部を備えていて、この結果、反動ピストンを介して比率変更ピストンに伝えられる駆動力の急激な適用に応答して、比率変更ピストンが反動ピストンの第１内方断面積を作動室に選択的に連通させることを特徴としている。
最も簡素な形態では、反動ピストンは、中央閉止ピストンの半径方向延長部を越えて第２方向に延びる当接脚部を備えており、この当接脚部を介して、反動ピストンがプッシュロッドに対して当接する。
この形態では、可動停止部自体は、第１弾性力によって中央閉止ピストンの半径方向延長部に対して押圧されたリングの内方狭小部から成っていてよい。
従って、本発明により、非常制動では反力を所望に減少させ、そして、反動ピストンの第１内方断面積及び外方断面積を同一の径にすることによって、反力を完全に解除することさえも可能である。
最も簡素な可能な方法では、第１弾性力は、副孔内に設けた第１固定休止部とリングとの間で圧縮方向に働く第１スプリングによって発揮され、第２弾性力は、反動ピストンの外方肩部と副孔内に設けた第２固定休止部との間で圧縮方向に働く第２スプリングによって発揮され、そして、第３弾性力は、反動ピストンと比率変更ピストンとの間で圧縮方向に働く第３スプリングによって発揮されてよい。
本発明の他の特徴及び利点は、非限定的な例として添付図面を参照して行う本発明の下記説明から明らかとなるであろう。
図１は、本発明のマスターシリンダを組み込んだブースタの全体断面図である。
図２は、本発明の有益的特徴を集約したマスターシリンダの部分の拡大断面図である。
先に示したように、本発明は、空気圧ブレーキブースタ２を装備するようにした、流体反力を備えるマスターシリンダ１に関する。
自体周知の方法で、空気圧ブレーキブースタは、剛性ケーシング２１、剛性スカート２３を含む可動隔壁２２、空気圧ピストン２４、三方弁２５、及びブレーキペダル（図示しない）によって駆動される作動ロッド２６を包含する（図１）。
可動隔壁２２は、剛性ケーシング２１の内部容積を、補形的且つ可変容積の２つの空気圧室Ｃ１及びＣ２に密封態様で区分する。
第１室又は前方室Ｃ１は逆止弁２８を介して低圧力源Ｄに接続され、第２室又は後方室Ｃ２は、三方弁２５によって、低圧力源Ｄ又は大気のような比較的高い圧力源Ａのいずれかに選択的に接続できる。
自体周知のこの構成のため、後方室Ｃ２を第２源Ａに接続できるようにする三方弁２５の駆動は、前方及び後方室Ｃ１及びＣ２の間で圧力差を生じさせ、従って、可動隔壁２２はブースタブースト力をなす力によって押圧され、ケーシング２１内を移動する。
実際に、三方弁２５はピストン２４に支持され、作動ロッド２６への軸線方向Ｓ⁺の駆動力の適用によって、三方弁が後方室に開口するか否かを制御され、このロッド自体はピストン２４に支承され、フィーラ２９で終端する。
マスターシリンダ１は作動ロッド２６と整合し、本質的に、主ピストン１２及びプッシュロッド３が突出する本体１１を包含しており、このプッシュロッドは、詳細を後述し特に本発明により保護される流体反動装置の一部を形成する。
本体１１は主孔１１０を穿設されており、この孔内には、副孔１２０を穿設された円筒形状の主ピストン１２が嵌装されていて、内部に作動室１３を画成するように漏洩なしで摺動でき、この作動室は作動中に流体圧力を受ける。
本体１１の外側にある主ピストン１２の端部１２ａは、空気圧ピストン２４が休止できる部分を有しているので、この端部は、可動隔壁２２によってこの空気圧ピストン２４に全体的に伝えられる軸線方向Ｓ⁺に指向したブースト力を受けることができる。
同様に、本体１１の外側にあるプッシュロッド３の端部３ａは、運転者によって軸線方向Ｓ⁺に発揮され作動ロッド２６を介して伝えられる駆動力を受けるようにフィーラ２９が休止できる部分を有する。
特に本発明の課題をなす流体反動装置（図２）は、本質的に、プッシュロッド３に加え、中央閉止ピストン４、反動ピストン５及び比率変更ピストン６を包含する。
中央閉止ピストン４は、方向Ｓ⁺に関してプッシュロッド３の下流側に配設されており、第１スプリング７１によって主ピストン１２の内方肩部１２１に対して押圧された半径方向延長部４１を包含する。
より詳細には、副孔１２０内に設けた第１固定休止部１２２とリング８の内方狭小部から成る可動停止部８１との間で圧縮方向に働くこのスプリング７１は、方向Ｓ⁺に指向した弾性力をリング８を介して半径方向延長部４１に発揮する。
さらに、中央閉止ピストン４は、方向Ｓ⁺に向き閉止シート４３を支持する前面４２を有する。
反動ピストン５は中空で段付けられており、中央閉止ピストン４が密封的に摺動するように嵌装された第１内方断面積５１、方向Ｓ⁺に第１内方断面積５１に続く第２内方断面積５２、及び副孔１２０内を漏洩なしで摺動する外方断面積５３を有する。
この反動ピストンは、方向Ｓ⁺とは反対である方向Ｓ^-に作用する第２スプリング７２によって、図２に示されている休止位置に向けて押圧されており、この休止位置では、この反動ピストンは半径方向延長部４１に対して休止する。
このため、第１スプリング７１ほど強くはない第２スプリング７２は、反動ピストン５の外方肩部５４と副孔１２０内に設けた第２固定休止部１２３との間で圧縮方向に働く。
図２に示すように、反動ピストン５は、中央閉止ピストン４の半径方向延長部４１を越えて反対方向Ｓ^-に延びる当接脚部５５を備えており、この当接脚部を介して、反動ピストン５はスプリング７２の作用のもとでプッシュロッド３の端縁部３１に当接し、従って、このプッシュロッドは可動停止部８１に対して反対方向Ｓ^-に押し戻される。
比率変更ピストン６は管状で作動室１３に開口し、反動ピストン５の第２内方断面積５２内に密封的に摺動するように嵌装されている。
この比率変更ピストン６は、図２に示されている休止位置を有しており、この位置では、比率変更ピストンは、第２スプリング７２ほど強くはない第３スプリング７３の作用のもとで閉止シート４３に対して当接し、この第３スプリングは、反動ピストン５と比率変更ピストン６との間で圧縮方向に働き、従って反対方向Ｓ^-に指向した弾性力をこの比率変更ピストン６に発揮する。
比率変更ピストン６は、さらに、この反動ピストンの休止位置からゼロでない行程Ｈの後に反動ピストン５が比率変更ピストンを方向Ｓ⁺に駆動できるようにする駆動停止部６１を備えている。
最後に、本発明の極端な実施例では、反動ピストン５の第１内方断面積５１及び外方断面積５３は同一の径を有する。
本発明のマスタ−シリンダが作動する態様は、次のとおりである。
比較的緩やかに変化する駆動力が作動ロッドに加えられた場合、反動ピストン５が比率変更ピストン６を携行する行程Ｈよりも小さいかこれに等しい距離にわたるフィーラ２９の駆動により、弁２５が開いて、大気空気を後方室Ｃ２内へ導入する。
この状態では、可動隔壁２２は、主ピストン１２の端部１２ａに、主ピストンを方向Ｓ⁺に移動させて主ピストン１２に対する反動ピストン３の方向Ｓ⁺への相対移動に抵抗し反動ピストン５が比率変更ピストン６を携行するのを防止するブースト力を発揮する。
従って、この作動モードでは、作動室１３内の流体圧力は反動ピストンの外方断面積５３に発揮され、第１スプリング７１を圧緒しながら反動ピストン５、中央閉止ピストン４及びリング８を押し戻し、従って、駆動力に抵抗する通常の反力をプッシュロッド３に与える。
比較的急速に変化する駆動力が作動ロッドに加えられた場合、大気空気が後方室Ｃ２に十分な量を導入されて、可動隔壁２２が主ピストン１２の端部１２ａに、主ピストンを方向Ｓ⁺へ変位させ反動ピストン５の移動を吸収できるブースト力を発揮できるようになる前に、反動ピストン５は比率変更ピストン６を方向Ｓ⁺に駆動する。
従って、この作動モードでは、比率変更ピストン６が反動ピストンの第１内方断面積５１を作動室１３に連通させるので、この室１３内の流体圧力は、反動ピストンそしてプッシュロッド３に関して、この反動ピストンの外方断面積５３と同反動ピストンの第１内方断面積５１との差にのみ発揮できる。
このように、反動ピストン５の第１内方断面積５１及び外方断面積５３を同一の径又は略同一の径にすることによって、本発明によると、駆動力が急激に加えられた場合にプッシュロッド３に発揮される駆動力に抵抗する反力を解除又は減少させることが可能であり、従って、非常制動状態で利用可能な駆動力を増大させることが可能である。

Claims (7)

1. 主孔（１１０）を穿設された本体（１１）；
   本体の外側にある一端部（１２ａ）が第１方向（Ｓ⁺）に指向したブースト力を受け、作動中に流体圧力を受ける作動室（１３）を内部に画成するために主孔内に漏洩なしに嵌装されている、副孔（１２０）を穿設された円筒形の主ピストン（１２）；及び、
   本体の外側にある一端部（３ａ）が第１方向（Ｓ⁺）に指向した駆動力を受けることができるプッシュロッド（３）を含み、副孔内に摺動できるように嵌装された流体反動装置；
   を包含し、ブースト力が、駆動力に対して、駆動力の適用の速度と共に増大する遅れを有する、空気圧ブレーキブースタのための流体反力を備えたマスタ−シリンダにおいて、流体反動装置が、
   第１方向（Ｓ⁺）にプッシュロッド（３）に続き、第１方向に指向した第１弾性力によって主ピストンの内方肩部（１２１）に対して押圧された半径方向延長部（４１）を備え、第１方向に向き閉止シート（４３）を支持する前面（４２）を有する中央閉止ピストン（４）；
   中央閉止ピストン（４）が密封的に摺動するように嵌装された第１内方断面積（５１）、第１方向に第１内方断面積に続く第２内方断面積（５２）、及び副孔（１２０）内を密封態様で摺動する外方断面積（５３）を有し、第１方向とは反対である第２方向（Ｓ^-）に指向し第１弾性力よりも小さい強さの第２弾性力によって休止位置に向けて押圧されており、この休止位置では、反動ピストンが半径方向延長部（４１）に対して休止し、そして半径方向延長部（４１）と共に移動する可動停止部（８１）に対してプッシュロッド（３）を第２方向（Ｓ^-）に押し戻す、中空で段付けられた反動ピストン（５）；及び、
   管状で作動室（１３）に開口し、反動ピストン（５）の第２内方断面積（５２）内に密封的に摺動するように嵌装され、第２方向（Ｓ^-）に指向し第２弾性力よりも小さい第３弾性力の作用のもとで閉止シート（４３）に対して当接する休止位置を有する比率変更ピストン（６）；
   をさらに包含しており、比率変更ピストン（６）が、反動ピストンの休止位置からゼロでない行程（Ｈ）の後に反動ピストン（５）が比率変更ピストンを第１方向（Ｓ⁺）に駆動できるようにする駆動停止部（６１）を備えていて、この結果、反動ピストン（５）を介して比率変更ピストン（６）に伝えられる駆動力の急激な適用に応答して、比率変更ピストン（６）が反動ピストン（５）の第１内方断面積（５１）を作動室（１３）に選択的に連通させることを特徴とする、流体反力を備えたマスタ−シリンダ。
2. 請求項１記載のマスタ−シリンダにおいて、反動ピストン（５）が、中央閉止ピストンの半径方向延長部（４１）を越えて第２方向（Ｓ^-）に延びる当接脚部（５５）を備えており、この当接脚部を介して、反動ピストンがプッシュロッド（３）に対して当接することを特徴とする、流体反力を備えたマスタ−シリンダ。
3. 請求項１又は２記載のマスタ−シリンダにおいて、可動停止部（８１）が、第１弾性力によって中央閉止ピストンの半径方向延長部（４１）に対して押圧されたリング（８）の内方狭小部から成ることを特徴とする、流体反力を備えたマスタ−シリンダ。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載のマスタ−シリンダにおいて、反動ピストン（５）の第１内方断面積（５１）及び外方断面積（５３）が同一の径を有することを特徴とする、流体反力を備えたマスタ−シリンダ。
5. 請求項３記載のマスタ−シリンダにおいて、第１弾性力が、副孔内に設けた第１固定休止部（１２２）とリング（８）との間で圧縮方向に働く第１スプリング（７１）によって発揮されることを特徴とする、流体反力を備えたマスタ−シリンダ。
6. 請求項１記載のマスタ−シリンダにおいて、第２弾性力が、反動ピストン（５）の外方肩部（５４）と副孔（１２０）内に設けた第２固定休止部（１２３）との間で圧縮方向に働く第２スプリング（７２）によって発揮されることを特徴とする、流体反力を備えたマスタ−シリンダ。
7. 請求項１記載のマスタ−シリンダにおいて、第３弾性力が、反動ピストン（５）と比率変更ピストン（６）との間で圧縮方向に働く第３スプリング（７３）によって発揮されることを特徴とする、流体反力を備えたマスタ−シリンダ。

Images