JP4611623B2 - 遠隔的および直接的にペダル操作される２方向ブレーキのための小型油圧ブースタ - Google Patents

Description

本発明は、概して、２方向ブレーキシステムのためのブースタ弁組立体に関し、特には、前方と後方のブレーキ作用が、両方向の移動に用いられる単一のブースタにより容易にされるブースタ弁組立体に関する。

一般に、農業用の車両は、互いに独立に働く２つのブレーキ回路およびそのマスターシリンダを必要とする。各ブレーキ回路の独立の動作が、車両のブレーキ操舵（ステアリング）を可能にする。各回路は、自動車の左回路および右回路に対応する独立のブレーキペダルを含む。農業用車輌はブレーキ操舵により小半径の回転を行うことができる。このようなブレーキシステムにおいて、圧力は、２つのマスターシリンダを対応する圧力チャンバと共に連結する補償弁により平衡に保たれている。２つのマスターシリンダの連結が両方の回路のブレーキ作用を可能にしている。

多くの農業用車輌は、２方向操作ができるように設計されており、これは、車両の運転者が車両の運転中に前方を向いて座っても後方を向いても座ってもよいことを意味する。このような車両において、独立の前方ブレーキペダルと後方ブレーキペダルが前方ブレーキと後方ブレーキのために設けられている。後方ブレーキのためのマスターシリンダは、前方ブレーキペダルと同じブレーキ回路と係合する必要がある。これは、一般に、複雑な油圧回路（流体回路）および弁の組合せを含むブレーキを必要とする。弁および他の複雑な流体圧力経路の使用が、機械の複雑さと共にコストを増大させることが理解されよう。

したがって、車両ブレーキを直接的にも遠隔的にも直接操作できる油圧ブレーキブースタ弁を設計することが望ましい。

（発明の開示）
本発明の実施形態は、直接操作および遠隔操作の両方を可能にするように２つの部分に分割されたプランジャを含む油圧ブースタ弁である。

本発明の実施形態は、内部ボアを画成するハウジングを含む。内部ボア内に配置されたブースタピストンが開放位置と閉鎖位置の間を移動して、入口と出口の間の流体圧力を調整する。ブースタピストンは、ブースタピストン内のプランジャボア内に配置されたプランジャにより動かされる。ブースタピストンが内部ボア内で移動することにより、入口ポートが覆われ、またこの覆いが外される。入口ポートは圧力入口からの圧力を受け、その圧力をブースタピストンに向けて、ブレーキ組立体の作動のためにブースタピストンを付勢する。

ブースタピストンは、プランジャ組立体の移動により、内部ボアに沿って、かつ内部ボア内を移動するように作動させられる。プランジャ組立体は、プランジャボア内を移動可能な第１プランジャおよび第２プランジャを含む。第１プランジャは、前方ブレーキペダルにより作動させられるプッシュロッドに取り付けられている。第２プランジャは第１プランジャに対して移動可能であり、かつ、ブースタピストンにより画成された入口ポートと位置合わせされる内部通路を含む。後方ブレーキペダルにより作動させられるマスターシリンダと連通する第２の入口ポートが、第２プランジャに画成された環状通路に流体圧力をもたらす。環状通路は、第２入口ポートと、第１プランジャと第２プランジャの間に配置された領域との流体連通をもたらす。

前方ブレーキペダルによるブースタピストンの作動は、プッシュロッドを押し、それにより第１プランジャを第２プランジャに対して、第２プランジャにより画成された内部通路を入口ポートと位置合わせするまで移動させることにより行われる。入口ポートが第２プランジャの内部通路と位置合わせされると、流体圧力はブースタピストン内のプランジャボアと連通することができ、これがブースタピストンに、圧力が入口から流入することを許容させる。

運転者がブレーキペダルを後方位置から作動させるとき、第１プランジャはプランジャボア内の初期位置にとどまる。第２入口に入り、かつ、第１プランジャと第２プランジャの間の領域における環状通路を通された流体圧力が、第２プランジャを入口ポートとの位置合わせするまで押し進める。第１プランジャは反対方向に押し進められ、プランジャボアから出て行かないようにクリップにより保持される。クリップは、第１プランジャが静止位置から移動することを防止する。

弁は、小型のダイレクトツインブースタを含み、プランジャが２つの部分に分けられている。第１プランジャはプッシュロッドにより前方ペダルに直接に固着している。第１プランジャはクリップによりプランジャボア内に保持される。第２プランジャは油圧により後方ペダルに連結されている。第１プランジャおよび第２プランジャは共にプランジャボア内をスライドする。第２プランジャを動かすために用いられる油圧作動油（油圧油）は、第２プランジャ上に配置される種々のシールにより密封される。第１および第２プランジャが共にプランジャボア内に配置されており、プランジャボアの長さに沿った均一の直径を有するため、これらのプランジャは共に、ブースタを、同一のブースタ比で動かす。すなわち、前方ブレーキおよび後方ブレーキは、ペダルの動きの共通の比率がブレーキ力の同一の比率をもたらすようにブレーキを動作させる。

このように、単一の油圧ブースタ弁およびマスターシリンダを前方と後方の両方のペダルにより作動させることができ、これにより、ブレーキシステムの操作および構造が簡単になる。

本発明の種々の特徴および利点は、現在好ましい実施形態に関する以下の詳細な説明から当業者に明らかになるであろう。詳細な説明に伴う図面は後に簡単に説明する。

図１を参照する。複数の図を通じて同じ参照番号は、類似の、または対応する部品を示す。本発明は、２方向ブレーキシステムのための油圧（ハイドロリック）ブースタ弁である。図１は、２方向ブレーキシステムのための油圧回路１０を示す。油圧回路１０は、前方ブレーキ位置１２および後方ブレーキ位置１４を含む。前方ブレーキ位置は、左および右ブレーキペダル１６，１８を含む。ブレーキペダル１６，１８の各々は、第１油圧ブースタ組立体２４，第２油圧ブースタ組立体２６を直接に動作させる。ブースタ組立体２４，２６の各々は、番号１１，１３で概略的に示された個々のブレーキシステムを作動させる。ブースタ組立体２４，２６は、それぞれ、ペダル１６，１８により互いに独立に作動させられる。ブレーキシステム１１，１３の各々の独立した作動が車両のブレーキ操舵を可能にする。

後方ブレーキ位置１４の作動は、左および右ブレーキペダル２０，２２を含む。ブレーキペダル２０，２２の各々は、それぞれ、マスターシリンダ３２，３４を動作させる。マスターシリンダ３２，３４の各々は、対応するブースタ組立体２４，２６と油圧連通している。後方ペダル２０，２２を作動させることにより、特定のブレーキペダルに対応するブースタ組立体２４，２６の一方が遠隔的に作動させられる。共通のリザーバ３０がマスターシリンダに油圧流体を供給し、それによってブースタ組立体２４，２６に油圧流体を供給する。

図１に番号１０で示された油圧回路は、前方および後方ブレーキペダルを、車両の左右いずれかの側に対応する単一のブースタ組立体と共に用いる。ブースタ組立体２４，２６の直接的および遠隔的な操作が、ブースタ組立体２４，２６の各々に配置された油圧ブースタ弁４０により行われる。

図２を参照すると、油圧ブースタ弁４０が、内部チャンバ４４を画成する本体４０を含む。内部チャンバ４４内にブースタピストン４６がある。ブースタピストンは、開放位置と閉鎖位置の間を軸４１に沿って移動する。ブースタキャビティ４４内でのブースタピストン４６の移動が、入口４８と出口５０の間の加圧流体の流れを調整する。ピストンボア４４の断面積とプランジャボア５６の断面積との比がブースト比を決定する。プッシュロッド７６への入力とブース比との積がピストン４６からの出力を決定し、それにより前記出力は、ブレーキシステム１１，１３に連結されたマスターシリンダにて増圧を発生する。ブースタピストン４６の移動は加圧流体の流れを比例的に調整してブレーキシステム１１，１３への油圧を増大させる。

第２ハウジング４３がプランジャボア５６を含む。プランジャボア５６は第１プランジャ６０および第２プランジャ６２を収容している。第１プランジャ６０と第２プランジャ６２は、軸４１に沿って互いに対して移動可能である。第１プランジャ６０はプッシュロッド７６に取り付けられている。プッシュロッド７６は、図１に示された前方ペダル１６，１８の一方により直接に作動させられる。第２ハウジング４３内に配置されたＣクリップ７８が、第１プランジャ６０が第２ハウジング４３から外に出て行くことを防止する。Ｃクリップ７８は、第１プランジャ６０を第２ハウジング４３内に収容させる。第２ハウジング４３は、本体ブースタキャビティ４４内に配置されており、ブースタキャビティ４４から延在している。第２ハウジング４３は、油圧流体がブースタキャビティ４４から漏れることを防止するシール４５を含む。ブースタピストンは、油圧流体を限られた領域内に閉じ込めるシール６８を含む。

ブースタピストン４６は、付勢部材５４および５２により閉鎖位置および第２ハウジング４３に向って付勢されている。付勢部材６４がピストン４６と第２ハウジング４３の間の環状領域内に配置されて、第１プランジャ６０および第２プランジャ６２を閉鎖位置に向って付勢している。閉鎖位置において、入口４８にてもたらされる油圧流体は、ブースタ入口５８を通ってプランジャボア５６内に侵入することが防止される。この位置において、ブースタ圧力はブレーキシステム１１および１３に供給されていない。

前方ブレーキペダルの一方を作動させると、プッシュロッド７６が第１および第２のプランジャ６０，６２に対して移動し、これによりプランジャ６０，６２は軸４１に沿って開放位置へと移動する。第２プランジャ６２は内部通路７０およびクロススロット７１を含む。プランジャ７６が第１および第２のプランジャ６０，６２を開放位置に向って移動させると、クロススロット７１がブースタ入口５８と位置合わせされる。ブースタ入口５８がクロススロット７１と位置合わせされたならば、ピストン４６と第２ハウジング４３の間に油圧がかけられる。ピストン４６と第２ハウジング４３の間でボア４４内に導入された油圧がブースタピストン４６を開放位置に向けて移動させ、この開放位置にて油圧は、対応するブレーキシステム１１および１３の一方に供給される。

第２ハウジング４３は、環状通路８６と連通している通路８４を含み、環状通路８６は、第１プランジャ６０と第２プランジャ６２の間に配置された領域８８と連通している。入口８２が、油圧システムの後部のマスターシリンダ３２，３４からの流体の圧力および流れを導入する。後方ペダル１４を作動させることにより油圧流体が第２入口８２に流入し、通路８４を通って通路８６に入り、領域８８に到達する。領域８８における圧力が第２プランジャ６２を第１プランジャ６０から分離させる。第１プランジャ６０はクリップ７８に押し付けられ、所定位置にて停止され、保持される。第２プランジャ６２は第１プランジャ６０のように拘束されておらず、したがって、第１プランジャ６０から離れて開放位置に向って移動する。

２つのプランジャの両方が共通のプランジャボア５６内に配置されているが、直径６２は、入口８２からの流体が環状部８８に移動することを可能にするように直径６０よりも小さいため、第２プランジャ６２のみを作動させても、プッシュロッド７６によりプランジャ６０および６２の両方を移動させて生じるブースト比と共通のブースト比が生じる。プランジャ６２の直径がブースト比を決定するからである。

図３を参照すると、第２プランジャ６２が第１プランジャ６０から遠ざけられた、ほぼ開放された位置における弁４０が示されている。この状態は、後方ペダル２０，２２の一方を作動させたときに生じる。後方ペダル２０，２２の一方を作動させると、油圧流体がマスターシリンダ３２，３４の一方から放出され、第２入口８２を通って、通路８４、環状通路８６、領域８８へと連通する。領域８８に到達した圧力は、第２プランジャ６２を第１プランジャ６０から遠ざける。Ｃクリップ７８が第１プランジャ６０の位置を維持するため、第２プランジャ６２は第１プランジャ６０から離れていく。第２プランジャ６２の移動により、第２プランジャ６２のクロススロット７０がブースタ弁の入口５８と位置合わせされる。

ブースタ入口５８は油圧流体を、ピストン４６と第２ハウジング４３の間の環状部４４内に導入し、それによりブースタピストン４６を、開放位置、すなわち、ブレーキ増大圧をブレーキシステム１１および１３にもたらすブースト（増圧）位置に移動させる。当業者に知られているブースタピストンのいずれの形状も本発明の範囲内にあることが本発明において意図されていることを理解されたい。また、増大された圧力、すなわちブースト圧力をブレーキシステム１１および１３に供給するための特定の形状は、例として示されているに過ぎない。ブースト圧力をブレーキシステムに供給するために互いに協働する開口部の他の形状も本発明の範囲内にある。

弁４０は、ブリード（抽気）弁９０も含む。ブリード弁９０は、環状部５６，８８、穴８４、およびマスターシリンダ２０，２２、ならびに、前記シリンダ間の連結パイプ片から抽気するために用いられる。当業者は、ブリード弁９０の特定の形状が、当業者に知られたいずれの形状でもよいことを理解するであろう。プッシュロッド７６は、汚染物が弁４０に入ることを防止して弁４０を保護するダストブーツ８０を含む。

図４を参照すると、第２入口８２、通路８４、環状通路８６および領域８８が示されている。第２ペダル２０，２２の一方の作動に反応して第２入口８２に入った圧力および油圧流体流が、第２プランジャ６２を第１プランジャ６０から遠ざける。第１プランジャ６０は第２プランジャ６２と反対の方向に押される。クリップ７８が第１プランジャ６０の移動を防止し、拘束する。第２プランジャ６２は軸４１に沿って、ブースタ入口５８との位置合わせ位置へと自由に移動する。第２プランジャ６２の、第１プランジャ６０に対する移動が、ブースタ組立体２４，２６（図１）の遠隔的操作をもたらす。ブースタ組立体２４，２６の遠隔操作は、前方および後方ブレーキ位置１２，１４の両方を用いての単一ブレーキシステムの作動のために単一の油圧ブースタ組立体２４，２６を用いることを可能にする。

図１を参照すると、各ブースタ組立体２４，２６は、ブレーキペダル１６，１８の一方のみの作動がブレーキ組立体１１，１３の各々に係合してこれらを作動させるように連結され得る。ブースタ組立体２４，２６が、システム１１，１３間の均一のブレーキ作用を可能にするように連結されるならば、後方ペダル２０，２２の一方の作動が同様の作用をもたらし、また、ブレーキシステム１１，１３の両方の均一なブレーキ作用をもたらすであろう。

ペダル１６，１８，２０，２２のいずれかを解除すると、プランジャ６０，６２およびブースタピストン４６は閉鎖位置に戻される。閉鎖位置において、油圧流体はそれぞれのマスターシリンダ３２，３４およびリザーバ３０に戻される。このシステムはマスターシリンダリザーバ３６により外気と連通されている。ブリードスクリュー９０が弁４０に示されているが、ブリードスクリュー９０がブースタ弁４０内に取り付けられることを必要としない他の形状も利用できることは周知である。

上記の説明は例示的なものであり、材料仕様書ではない。本発明は例示的に記載されており、用いられている用語は、本質的に、限定ではなく説明のための言葉であることを理解されたい。本発明に関する多くの修正および変更が、上記の教示に鑑みて可能である。本発明の好ましい実施形態を開示してきたが、当業者には、或る程度の修正が本発明の範囲内にあることが分かるであろう。本発明を、特許請求の範囲内で、以上に詳細に記載したものと異なるように実行し得ることが理解されよう。したがって、本発明の真の範囲および内容を決定するために特許請求の範囲が考察されるべきである。

図１は、２方向ペダル配置を有する油圧回路の概略図である。 図２は、本発明の油圧ブースタ弁の閉鎖位置における断面図である。 図３は、本発明の油圧ブースタ弁の開放位置における断面図である。 図４は、油圧ブースタ弁内に配置された第１プランジャおよび第２プランジャの拡大断面図である。

Claims (23)

1. 油圧ブースタ弁組立体であって、
   内部ボアと第１の入口と出口とを画成する本体と、
   プランジャボアを画成し、かつ、第１入口と出口の間の流体流を制御するために前記内部ボア内を移動可能なブースタピストンと、
   前記プランジャボア内に配置され、かつ、前記ブースタピストンを作動させるために移動可能な第１プランジャおよび第２プランジャであって、前記第２プランジャが、前記ブースタピストンを作動させるために前記第１プランジャとは独立に移動可能であるものと、
   流体連通のための第２の入口であって、前記第２入口が流体圧力を、前記第１プランジャと第２プランジャの間の圧力領域に連通させ、前記第２入口からの圧力が前記第２プランジャを前記第１プランジャに対して移動させるものと、
   を含む、油圧ブースタ弁組立体。
2. さらに、前記第１プランジャに取り付けられたシャフトを含み、前記シャフトが、前記第１プランジャおよび第２プランジャを作動させるためにブレーキペダルに作用的に関連付けられている請求項１に記載の組立体。
3. 前記第２プランジャと前記プランジャボアの間に画成された環状通路が、前記第２入口からの流体圧力を、前記第１プランジャと第２プランジャの間に配置された前記圧力領域に連通させる請求項１に記載の組立体。
4. さらに、前記ボア内に配置されたクリップであって、前記第１プランジャの移動を軸に沿った一方向に限定するクリップを含む請求項１に記載の組立体。
5. 前記第２プランジャが内部通路を含み、前記内部通路が、前記ブースタピストン内に配置された入口ポートと協働し、かつ前記第１入口と流体連通している請求項１に記載の組立体。
6. 前記内部通路と前記入口ポートとの位置合わせにより流体圧力が前記第２プランジャを通して連通されて前記ブースタピストンを作動させる請求項５に記載の組立体。
7. 前記第２プランジャが、前記内部通路と前記入口ポートの間で流体圧力を選択的に連通させるための第１シールおよび第２シールを含む請求項５に記載の組立体。
8. さらに、前記第１プランジャおよび第２プランジャを、前記第２プランジャの前記内部通路が前記入口と流体連通しない位置に向って付勢する付勢部材を含む請求項１に記載の組立体。
9. 車両のための２方向ブレーキ組立体であって、
   流体圧力をブレーキ組立体に加えるための油圧ブースタ組立体であって、前方ペダルにより作動させられる前記油圧ブースタ組立体と、
   後方ペダルにより作動させられて、流体圧力を前記ブースタ組立体に連通させるマスターシリンダと、
   前記ブレーキ組立体に加えられる前記流体圧力を調整するために前記油圧ブースタ組立体内に配置された油圧ブースタ弁であって、前記前方ペダルおよび後方ペダルの一方により独立に作動させられることができる油圧ブースタ弁と、を含む２方向ブレーキ組立体。
10. 前記ブレーキ組立体が独立の第１回路および第２回路を含み、前記第１および第２の独立の回路の各々が、独立の油圧ブースタと、マスターシリンダと、前方および後方ペダルと、を含む請求項９に記載の組立体。
11. 前記第１回路および第２回路の一方が右側に対応し、他方が左側に対応し、これにより車両が、前記第１回路および第２回路の一方の選択的な作動により操舵される請求項９に記載の組立体。
12. 前記油圧ブースタ弁がブースタピストンを含み、ブースタピストンが、ハウジングにより画成された内部ボア内を、入口と出口の間の流体流を調整するために移動可能である請求項９に記載の組立体。
13. 前記ブースタピストンが、プランジャボア内に配置された第１および第２のプランジャを含み、前記第１および第２のプランジャが前記ブースタピストンを作動させるために移動可能であり、前記第２プランジャが、前記ブースタピストンを作動させるために前記第１プランジャとは独立に移動可能である請求項１２に記載の組立体。
14. さらに、前記第１プランジャに取り付けられたシャフトを含み、前記シャフトが、前記第１および第２のプランジャを作動させるために前方ペダルに作用的に関連付けられている請求項１３に記載の組立体。
15. さらに、前記マスターシリンダから流体圧力を連通させるための第２の入口を含み、前記第２入口が、前記第１プランジャと第２プランジャの間の圧力領域に流体圧力を連通させる請求項１４に記載の組立体。
16. 前記第２入口からの圧力が前記第２プランジャを前記第１プランジャに対して移動させる請求項１２に記載の組立体。
17. 前記第２プランジャと前記プランジャボアの間に画成された環状通路を含み、前記環状通路が、前記第２入口からの流体圧力を、前記第１プランジャと第２プランジャの間に配置された前記圧力領域に連通させる請求項１５に記載の組立体。
18. さらに、前記ボア内に配置されたクリップであって、前記第１プランジャの移動を軸に沿った一方向に限定するクリップを含む請求項１３に記載の組立体。
19. 前記第２プランジャが内部通路を含み、前記内部通路が、前記ブースタピストン内に配置された入口ポートと協働し、かつ前記第１入口と流体連通している請求項１３に記載の組立体。
20. 前記内部通路と前記入口との位置合わせにより流体圧力が前記第２プランジャを通して連通されて前記ブースタピストンを作動させる請求項１３に記載の組立体。
21. 前記第２プランジャが、前記内部通路と前記入口ポートの間で流体圧力を選択的に連通させるための第１シールおよび第２シールを含む請求項１３に記載の組立体。
22. さらに、前記第１プランジャおよび第２プランジャを、前記第２プランジャの前記内部通路が前記入口と流体連通しない位置に向って付勢する付勢部材を含む請求項１３に記載の組立体。
23. 車両のためのブレーキ組立体であって、
    流体圧力をブレーキ組立体に加えるための油圧ブースタ組立体と、
    流体圧力を前記油圧ブースタ組立体に連通させるマスターシリンダと、
    前記油圧ブースタ組立体内に配置された油圧ブースタ弁であって、内部ボアと第１の入口と出口とを画成する本体と、プランジャボアを画成し、かつ、第１入口と出口の間の流体流を制御するために前記内部ボア内を移動可能なブースタピストンと、前記プランジャボア内に配置され、かつ、前記ブースタピストンを作動させるために移動可能な第１プランジャおよび第２プランジャであって、前記第２プランジャが、前記ブースタピストンを作動させるために前記第１プランジャとは独立に移動可能であるものと、流体圧力を前記第１プランジャと第２プランジャの間の圧力領域に連通させる第２の入口であって、前記第２入口からの圧力が前記第２プランジャを前記第１プランジャに対して移動させるものと、を含む油圧ブースタ弁と、
    を含むブレーキ組立体。

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