JP4207170B2 - 動的に解除可能な流体反力を備える改良し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方向に指向したブースト力を受け、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、本体の外側にある第１端部が第１方向に指向した駆動力を受けることができ、作動室に連通する反動室を内部に画成するために副孔内に漏洩なしで摺動できるように第２端部が嵌装されており、所望の閾値を超える駆動力勾配ではゼロでない最小振幅をもつ行程を主ピストンに対して移動できる反動ピストンを包含する、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、激しい制動の場合に反力を解除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、反動ピストンの第２端部の前面に形成され、反動室内に配設されたシート支持体の第１端部に第１閉止シートから最小振幅の前記行程に略等しい距離を離れて装着された第２閉止シートと協働するようになっている第１閉止シート；及び、第１閉止シートを第２閉止シートから離隔させるような方向に反動ピストンを押圧する少なくとも第１スプリングをさらに包含することを特徴としている。
本発明の１つの可能な実施例では、副孔は段付けられ、反動ピストンは、プッシュロッド要素、プッシュロッド要素を囲繞する環状要素、及び第１方向にプッシュロッド要素から続く段付管状要素を包含し、第１閉止シートは管状要素に形成されている。
さらに、この流体反力を備えたマスターシリンダが、可動リングを副孔内の内部休止部に対して第１方向に押圧する第２スプリングを包含し、反動ピストンが、休止位置からこのピストンが第１方向とは反対方向である第２方向に移動するときに可動リングを携行するための装置を包含することを確実にすることによって、本発明のマスターシリンダを装備したブースタの応答曲線に、通常の場合と同様に、初期ジャンプを与えるように工夫することが可能である。
シート支持体は主ピストンと一体でもよいし、あるいは、主ピストンに対して移動できてもよい。
後者の場合、シート支持体は、その第２端部が主ピストン１２内を密封態様で摺動するように装架されていてよく、このシート支持体は、その第１端部を介して反動室内に流通する圧力を受けるとともに、その第２端部を介して反動室内に流通する圧力よりも低い圧力を受ける。
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、ホン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、本発明の第１実施例に関して、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。
図３は、本発明の第２実施例に関して、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。
図４は、シート支持体を形成する別の方法により図２の実施例とは区別できる断面図で、図３に示した実施例に関しても用いることができるものである。
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。
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Ｘ⁺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及び反動ピストン３が突出する本体１１を包含しており、この反動ピストンは、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、段付けされ得る（図３参照）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１２１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Ｘ⁺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の外側にある反動ピストン３の第１端部３１は、運転者によって軸線方向Ｘ⁺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。
反動ピストン３の他端部３２は、内部に反動室４を画成するために副孔１２０内に漏洩なしで摺動できるように嵌装されており、この反動室は、例えば１２４のようなダクトを介して作動室１３に連通する。
急制動の場合に駆動力に比べてブースト力が遅れをもって発生すること考慮をして、反動ピストン３は、駆動力の瞬時変化が所望の閾値を超えたときに、主ピストン１２に対して最小振幅Ｋの行程で移動できるようになっており、この閾値以上では、制動は非常制動とみなすことができる。
特に本発明の課題をなす流体反動装置（図２〜４）は、本質的に、反動ピストン３に加え、第１閉止シート４１、第２閉止シート４２及び第１スプリング５１を包含する。
反動ピストン３の第２端部３２の前面３３に形成された第１閉止シート４１は、第２閉止シート４２と協働するようになっており、この第２閉止シートは、反動室４内に配設されたシート支持体７の第１端部７ａに装着されている。
シート支持体７は、例えば、図２及び３に示されているように、主ピストン１２の第２端部１２２にねじによって軸線方向に固着されダクト１２４をもつ部分を形成されていてもよく、又は、図４に示されているように、主ピストン１２内を密封態様で摺動するようになっていてもよい。
すべての場合において、第１閉止シート４１を第２閉止シート４２から分離する最小距離、換言すると、実際には、図２，３及び４に示されているように、マスターシリンダが休止位置にあるときにこれら２つのシートを離している距離は、行程Ｋに略等しく、非常制動状態では第１シート４１を第２シート４２に対して当接できるものである。
第１閉止シート４１を第２閉止シート４２から離隔させようとする方向に反動ピストン３を押圧する機能を有する第１スプリング５１は、例えば、圧縮方向に作用しシート支持体７と反動ピストン３との間に取り付けられるスプリングである。
さらに、周知のブレーキペダル感覚を再現するために第２スプリング５２を設けることは有益であり、この第２スプリングは、副孔内で可動リング６を内部休止部１２３に対して方向Ｘ⁺に押圧し、反動ピストン３は、図２，３及び４に示されている休止位置から駆動方向Ｘ⁺とは反対の方向Ｘ^-にこのピストンが移動するときに可動リング６を携行するための肩部３４のような装置を備えている。
本発明のマスターシリンダが作動する態様は、図１及び２を参照すると、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２６に加えられた場合、フィーラ２９の駆動により弁２５が開き、従って、反動ピストン３が閉止シート４１を第２シート４２に対して圧接する前に、大気空気を後方室Ｃ２内へ導入する。
この場合、可動隔壁２２は、主ピストン１２の端部１２１に、主ピストンを方向Ｘ⁺に移動させて反動ピストン３と主ピストン１２との間での方向Ｘ⁺の相対移動に抵抗しシート４１及び４２の接触を防止するブースト力を発揮する。
この作動モードでは、反動ピストン３の端部３２の全断面積Ｓ１に発揮される作動室１３及び反動室４内の流体圧力は、結局は、スプリング５２を圧縮しながら反動ピストン３及び可動リング６を押し戻し、従って、フィーラ２９に反力を与え、この力の大きさは、周知のブースタで通常採用されている反力の大きさである。
比較的急速に変化する駆動力が作動ロッド２６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１２１に、主ピストンを方向Ｘ⁺へ移動させ反動ピストン３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３は第１閉止シート４１を第２シート４２に対して当接できるようにする。
第１シート４１が第２シート４２に対して休止し、これら２つのシートの重なり合う面積が定義により反動ピストン３の端部３２の断面積Ｓ１に等しいので、この作動モードでは、作動室１３及び反動室４内の流体圧力は、いかなる反力をも反動ピストン３に発揮できるようにするのを停止する。
従って、本発明により、このようにして、駆動力の急激な適用の場合には、反動ピストン３に発揮される駆動力に抵抗する反力を解除し又は部分的に解除し、従って非常制動状態では利用可能な駆動力を増大させることが可能である。
図３は、より複雑な反動ピストンが用いられている場合におけるこの同じ発明概念を示しており、この複雑なピストン自体は予め流体反力の２つの異なるモードを許容するが、これら２つのモードは本発明の特有の課題とは無関係である。
この場合、主ピストン１２の副孔１２０は段付けられ、反動ピストン３は特にプッシュロッド要素３ａ、プッシュロッド要素を囲繞する環状要素３ｂ、及び第１方向Ｘ⁺に関してプッシュロッド要素３ａの先に配設された段付管状要素３ｃを包含する。
このような反動ピストンは、構造により、可動リング６が組み込まれ得る環状要素３ｂとプッシュロッド要素３ａとの複合断面積Ｓ２に適用される反力を許容したり、又は、プッシュロッド要素３ａと管状要素３ｃとの間に配設された流体弁３０を閉止することによって、反動ピストン３の端部３２の断面積Ｓ１にのみ適用される反力を許容するようになっている。
それ故、発明概念をこの構成に適用することは、図２に示した第１実施例のもの又は図４に示した変形例のものに類似している管状要素３ｃ上の第１閉止シート４１及び第２シート４２を設けることを必要とするものであり、従って、この第２実施例でも、非常制動状態では反力を解除することが可能である。
先に述べたように、図４はシート支持体７を製作する別の方法を示している。
この変形例では、その第１端部７ａが第２閉止シート４２を支持するシート支持体７は、主ピストン１２内、例えばこのピストンの固定端部片１２５内に、その第２端部７ｂを介して密封態様で摺動するように装架されており、この固定端部片を通してダクト１２４が通過する。
こうして、シート支持体７は主ピストン１２内に室１２６を画成しており、この室は通路１２７を介して、大気圧を受ける環状空間１２８に連通する。
これらの特徴のため、シート支持体７は、その第１端部７ａを介して反動室４内に流通する圧力を受ける一方、その第２端部７ｂを介して大気圧のみ、すなわち反動室４内に流通する圧力よりも低い、実際にはこの圧力に比べごく僅かな、感知できる程度の一定の圧力を受ける。
シート支持体７の肩部７４及び主ピストン１２の停止部１２９と相互作用する第２可動リング６０を反対方向Ｘ^-に押圧する第３予負荷スプリング５３は、好適には、マスターシリンダが休止状態にあるときに第２閉止シート４２を第１閉止シート４１から距離Ｋに離隔位置させるように設けられている。
このような状態のもとでは、マスターシリンダの急速な駆動が、閉止シート４１及び４２の相互接触によって、方向Ｘ⁺における反動ピストン３の移動に対し緩やかな流体反力の発生を解除にすることを可能にするとともに、方向Ｘ⁺におけるシート支持体７の可動性が、主ピストン１２とシート支持体７が一体であるときに起こる場合とは違って、閉止シート４１及び４２の接触の後にも反動ピストン３が主ピストン１２に対して付加の量を移動できるようにさえしている。
このように、図３に示した反動ピストンと同様に、この図に示した反動ピストンを上述のように容易に使用できる図４のシート支持体７の変形例は、ブースタ弁２５を広く開くことができるようにし、従ってこのブースタの応答時間をさらに減少できるようにしている。

Claims (6)

1. 主孔（１１０）を穿設された本体（１１）；
   本体の外側にある一端部（１２１）が第１方向（Ｘ⁺）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で摺動できるように嵌装されている、副孔（１２０）を穿設された円筒形の主ピストン（１２）；及び、
   本体の外側にある第１端部（３１）が第１方向（Ｘ⁺）に指向した駆動力を受けることができ、作動室（１３）に連通する反動室（４）を内部に画成するために副孔（１２０）内に漏洩なしで摺動できるように第２端部（３２）が嵌装されており、所望の閾値を超える駆動力勾配ではゼロでない最小振幅をもつ行程（Ｋ）を主ピストン（１２）に対して移動できる反動ピストン（３）；
   を包含する、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おいて、反動ピストン（３）の第２端部（３２）の前面（３３）に形成され、反動室（４）内に配設されたシート支持体（７）の第１端部（７ａ）に第１閉止シート（４１）から最小振幅の前記行程に略等しい距離を離れて装着された第２閉止シート（４２）と協働するようになっている第１閉止シート（４１）；及び、第１閉止シート（４１）を第２閉止シート（４２）から離隔させるような方向に反動ピストン（３）を押圧する少なくとも第１スプリング（５１）をさらに包含することを特徴とする、流体反力を備えたマスターシリンダ。
2. 請求項１記載のマスターシリンダにおいて、シート支持体（７）が主ピストン（１２）と一体であることを特徴とする、流体反力を備えたマスターシリンダ。
3. 請求項１記載のマスターシリンダにおいて、シート支持体（７）が主ピストン（１２）内を密封態様で摺動する第２端部を有し、その第１端部（７ａ）を介して反動室（４）内に流通する圧力を受けるとともに、その第２端部（７ｂ）を介して反動室（４）内に流通する圧力よりも低い圧力を受けることを特徴とする、流体反力を備えたマスターシリンダ。
4. 請求項２又は３記載のマスターシリンダにおいて、副孔（１２０）が段付けられ、反動ピストン（３）が、プッシュロッド要素（３ａ）、プッシュロッド要素を囲繞する環状要素（３ｂ）、及び第１方向（Ｘ⁺）にプッシュロッド要素から続く段付管状要素（３ｃ）を包含し、第１閉止シート（４１）が管状要素に形成されていることを特徴とする、流体反力を備えたマスターシリンダ。
5. 請求項２ないし４のいずれか１項に記載のマスターシリンダにおいて、可動リング（６）を副孔内の内部休止部（１２３）に対して第１方向（Ｘ⁺）に押圧する第２スプリング（５２）を包含し、反動ピストン（３，３ｂ）が、休止位置からこのピストンが第１方向（Ｘ⁺）とは反対方向である第２方向（Ｘ^-）に移動するときに可動リング（６）を携行するための装置（３４）を包含することを特徴とする、流体反力を備えたマスターシリンダ。
6. 請求項３記載のマスターシリンダにおいて、シート支持体（７）の肩部（７４）及び主ピストン（１２）の停止部（１２９）と相互作用する第２可動リング（６０）を第１方向（Ｘ⁺）とは反対方向である第２方向（Ｘ^-）に押圧して、休止時に第２閉止シート（４２）を第１閉止シート（４１）から或る距離に離隔位置させる第３予負荷スプリング（５３）を包含することを特徴とする、流体反力を備えたマスターシリンダ。

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