JP4890675B2

JP4890675B2 - 特に液圧式車両ブレーキ装置のピストンのためのシールインサート

Info

Publication number: JP4890675B2
Application number: JP2000567427A
Authority: JP
Inventors: ヘンネマン・カール−ハインツ; ケーニヒ・ハーラルト
Original assignee: コンティネンタル・テーベス・アクチエンゲゼルシヤフト・ウント・コンパニー・オッフェネ・ハンデルスゲゼルシヤフト
Priority date: 1998-08-31
Filing date: 1999-07-16
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2019-07-16
Also published as: EP1109707A1; WO2000012367A1; EP1109707B2; EP1109707B1; JP2002523298A; US6786489B1; DE19839597A1; DE59907314D1

Description

【０００１】
本発明は、中空室内に配置された中央弁と、支持体と、支持体に粘着結合されたゴム弾性的なシール本体とを備えた、特に液圧式車両ブレーキ装置のピストンのためのシールインサートに関する。
【０００２】
例えばアンチロックコントロールシステム（ＡＢＳ）またはトラクションスリップコントロールシステム（ＴＣＳ）を備えた車両の場合には一般的に、中央弁を備えたいわゆるタンデム式マスターシリンダ（ＴＨＺ）が、液圧式ブレーキ装置の重要な構成部品を形成している。半径方向の補給穴、いわゆる呼吸穴を有するマスターシリンダと異なり、中央弁を備えたこのようなＴＨＺにより、ＡＢＳ制御介入またはＴＣＳ制御介入による急激なブレーキ圧力上昇時に、所属のシール（一次シール部材）は損傷することがない。
【０００３】
中央弁は一般的に、所属のピストンの中空室内で、一次シール部材と共に補給穴と同じ機能を発揮する。すなわち、二系統ブレーキ装置においてマスターシリンダとそれに接続されたブレーキ管路との間のブレーキ圧液の量と圧力の必要な補償を行う。換言すると、補給穴が省略され、中央弁がこの補給穴の機能を受け持つ。シールインサートはＴＨＺのケースの端部を規則的に閉鎖し、ケースによって取り囲まれた穴内で操作可能なピストンをシールし、軸方向に摺動可能にする。
【０００４】
このようなシールインサートは一般的に、支持体と、支持体に粘着結合されたゴム弾性的なシール本体とを備えている。その際、このシール本体は支持体上に射出成形可能であるかまたは加硫溶着可能である（ドイツ連邦共和国特許出願公開第３９３２２４８号公報参照）。
【０００５】
冒頭に述べたシールインサートの作用は類似している。この場合、シール本体が支持体に加硫溶着または鋳造されている。この実施形の場合更に、所属のシール本体と支持体の間の軸方向の受け止めを改善するために、支持体のための環状のつばが不可欠である（ドイツ連邦共和国特許出願公開第４２１５０７９号公報参照）。
【０００６】
他の実施形では、シール本体と支持体が分離可能に互いに連結され、支持体と一体的に環状に延びる突起が設けられている。この突起はシール本体の全体またはほぼ全体を軸方向に貫通している。これによって、中央弁の正確な開放が保証される（ドイツ連邦共和国特許第１９６１０８３４号公報参照）。
【０００７】
前述の技術水準は実質的に欠陥がない。例えば、シール本体と支持体が分離可能に互いに連結されていることにより、中央弁の申し分のない機能が得られる。しかし、これは保管と組み立てに関して欠点を有する。なぜなら一般的に、自動車工業における大量生産の場合、組み立てられる部品の数を最小限に制限すべきであるからである（ドイツ連邦共和国特許第１９６１０８３４号公報参照）。他の実施形では、環状のつばのような付加的な手段にもかかわらず、シール本体と支持体との間の形状補完的で寿命全体にわたって申し分のない連結が（常に）保証されるとは限らない。そこで、本発明は対策を講じる。
【０００８】
本発明の根底なす技術的課題は、申し分のないシール機能が得られ、正確な開閉時間で中央弁が作動し、同時に、できるだけ少ない部品を用いて長い寿命を保証し、簡単かつ低コストの製作が可能であるように、冒頭に述べた種類のシールインサートを改良することである。
【０００９】
この課題を解決するために、本発明は、冒頭に述べたシールインサートにおいて、支持体が貫通穴を有し、シール本体がその固着のためにこの貫通穴に挿入されていることを提案する。その際、貫通穴は環状の支持体に関してほぼ半径方向に配置されている。換言すると、支持体は半径方向の貫通穴を有するリングとして形成されている。すなわち、貫通穴は支持体の横断面を完全に貫通している。本発明では勿論、支持体の（環状でない）他の実施形も考えられる。これは一般的でない。なぜなら、マスターシリンダの付設のピストンとケースが一般的に円筒状に形成されているからである。
【００１０】
貫通穴のきわめて簡単な製作を保証するめに、対向する貫通穴は平行な画成面を備えている。これにより、貫通穴は支持体にほぼ同時に形成可能である。
【００１１】
支持体の横断面は一般的に、Ｔ字ウェブとＴ字脚部を有する逆Ｔ字の形に形成され、Ｔ字ウェブが中央弁の方に向き、Ｔ字脚部が中央弁と反対側に設けられている。貫通穴はＴ字ウェブを貫通している。従って、支持体の製作中に、支持体をＴ字脚部に保持することができる。支持体が（合成樹脂射出成形品）であり、貫通穴が後で形成されない場合には、本発明の実施形により、（狭い）Ｔ字ウェブが貫通穴を有するので、支持体の全体の安定性が損なわれない。これは重要である。なぜなら、支持体の製作のために一般的に、耐熱性の熱硬化性樹脂使用されるからである。
【００１２】
シール本体の横断面は一般的にＴ字ウェブの両側に配置されたＵ字脚部と、Ｔ字ウェブの端面側に設けられたＵ字基部を有する逆Ｕ字の形に形成されている。すなわち、シール本体はＴ字ウェブを包被し、それぞれのＵ字脚部の端部がＴ字脚部に載っている。これによって、シール本体と支持体の間の大きな面積の固着が、鋳付けまたは鋳包みの過程で、ゴム弾性的なシール材料（例えばＥＰＤＭ）によって保証される。勿論、一般的な方法に従って、場合によって付着剤を添加して加工することができる。
【００１３】
シール本体のＵ字基部は、Ｕ字脚部の厚さの半分乃至５分の１、特に３分の１の厚さを有し、Ｔ字ウェブはこの個所でシール本体のほぼ全体に挿入され、Ｕ字基部の弾性変形を制限的に許容する。換言すると、Ｕ字基部は好ましい実施形に従って、均一な薄い外皮として、支持体のＴ字ウェブに載っている。これにより、結果的に、ドイツ連邦共和国特許第１９６１０８３４号公報記載の効果と同じ効果が得られる。すなわち、中央弁または所属の当接環状ディスクはシールインサートにソフトにかつ緩衝するように当接可能である。同時に、ゴム弾性的なＵ字基部はその厚さが薄いため変形が小さい。従って、開放時に中央弁に作用する圧力と関係なく、中央弁が正確に開放される。
【００１４】
これにより、中央弁のために、剛性またはほぼ剛性のストッパーが供され、その際密封作用を犠牲にしなくてもよい。中央弁のこのような正確な開放または中央弁の信頼性のある一定の開閉時間は特に重要である。なぜなら、特に、例えばＡＢＳまたはＴＣＳのようなブレーキ圧力コントロールシステムを備えたブレーキ装置の場合には、大きな正圧に逆らって中央弁を開放しなければならないからである。これは特に、例えばトラクションスリップコントロールに直接続いて、ＡＢＳブレーキングが必要である場合である。このような場合実際に、トラクションスリップコントロールにおいてマスターシリンダまたはタンデム式マスターシリンダの圧力室内で上昇するブレーキ液圧は、それに続くブレーキ操作の前に低下しない。なぜなら、上記のコントロールサイクルの間供給される液量またはブレーキ液量が所属の液体タンクに戻らないからである。まだどの位の液圧が残っているかに応じて、中央弁の開閉時点が変化する。なぜなら、支配する圧力が高ければ高いほど、中央弁は（当接環状ディスクを介して）シールインサートのシール本体内に深く侵入するからである。従って、一様なブレーキ応答状態を保証するためには、中央弁の開放時点または開閉時間を正確に定める必要がある。これは本発明の範囲内において、均一な薄い外皮として形成されたシール本体のＵ字基部と、Ｕ字基部に下側から均一に係合するＴ字ウェブによって達成される。このＴ字ウェブは中央弁または所属の当接環状ディスクのためのストッパーとして作用する。
【００１５】
本発明の他の有利な実施形では、貫通穴と連通する横穴が設けられている。その際、少なくとも１つの横穴が貫通穴に接続されている。この場合、横穴はＴ字脚部内に同心的に分配されて設けられている。液状のゴム弾性的な材料（例えばＥＰＤＭ）は、鋳込みのために、横穴を経て圧力下で支持体内に充填され、貫通穴を経て所望な態様で分配され、横断面がＵ字状のシール本体を形成する。このシール本体の外側輪郭は（射出成形）型によって与えられる。シールインサート全体のねじれ強度をできるだけ大きくするために、貫通穴と横穴は軸方向にずらして支持体内に配置されている。すなわち、シールインサートの（回転対称）軸線の方向においてオーバーラップしていない。
【００１６】
（挿入）穴寄りのシール本体のＵ字脚部はＶ字状に形成された穴シールリップを備え、この穴シールリップはＴ字脚部に支持されている。（挿入）穴と反対側のシール本体のＵ字脚部は、Ｖ字状に形成されたピストンシールリップを備え、このピストンシールリップはＴ字脚部に支持されている。
【００１７】
本発明では、シールリップを用いてかつ鋳付けまたは鋳包みによって、確実なシールが達成される。その際、中央弁の開閉時間は、中央弁の開放に逆らう液圧に実質的に左右されない。従って、均一なブレーキ応答挙動が達成される。同時に、簡単かつ低コストの製作可能である。なぜなら、実証された低コストの製作方法でおよび低価格の材料で製作可能であるからである。更に、コンパクトな部品が供され、この部品が自動的に取付け可能であるので、組み立てが簡単化される。更に、貫通穴を用いてシール本体を支持体に固着することにより、上記の両部品がきわめて緊密にかつ形状補完的に連結される。これは弁シールインサートの寿命を例外なく延長する。これらが本発明の重要な効果である。
【００１８】
次に、実施の形態を示す図に基づいて本発明を詳しく説明する。
【００１９】
図には、例えばドイツ連邦共和国特許第１９６１０８３４号公報に詳細に説明されているようなタンデム式マスターシリンダ１が示唆的に示してある。このタンデム式マスターシリンダ１は、車両においてブレーキ圧力コントロールシステム（ＡＢＳおよびまたはＴＣＳ）と共に使用される液圧式車両ブレーキ装置の構成部品である。このマスターシリンダ１は段状に形成された穴２を有する。この穴２の図示していない端部は通常、マスターシリンダ１のケースに所属する端壁によって密閉されている。この端部と反対側の穴２の他端は、次に詳しく説明するシールインサート（挿入シール）３を備えている。シールインサート３は図１に大まかに示してあり、詳細については後続の図示を参照されたし。この事実に基づいて、場合によっては、構成の相違点を明らかにすることができる。この場合、図２〜５は標準的なものを示している。
【００２０】
穴２内には、シールインサート３を通って操作可能なピストン４がシールインサート３に隣接して、シールされてかつ軸方向に摺動可能に収容されている。ピストン４内の中空室５＜内には中央弁５が配置されている。この中央弁５はピストン４の静止位置で当接環状ディスク６に接触している。これによって、中央弁５は開放位置に保持される。この当接環状ディスク自体はシールインサート３のシール本体３ａに接触している。
【００２１】
ブレーキ装置を操作する際に、ピストン４は操作延長部７を介して、図１において左側に摺動させられるので、中央弁５は当接環状ディスク６から離れ、閉鎖される。これによって、ピストン４の軸方向摺動の後で、圧力室８内の流体圧が上昇する。マスターシリンダ１をこのように操作する間、本発明によるシールインサート３は操作延長部７に対して穴２をシールし、かつ操作延長部を案内する。
【００２２】
減圧運動は逆の順序で行われる。すなわち、ピストン４は図示していない戻しばねの作用を受けて、図１において右側に摺動する。これにより、ピストン４が静止位置に達する直前に、中央弁５が当接環状ディスク６に接触するので、中央弁５は再び開放可能である。従って、圧力室８内の残留圧力は、図示していない補給穴を経て同様に図示していない流体タンクに排出される。ブレーキ操作の直前に、ブレーキコントロールサイクルが行われ、圧力室８が付加的な流体量を有する場合には、このようなブレーキングの終わりにかなりの正圧に抗して中央弁５を開放しなければならない。このような場合、中央弁５の開放時点は実際には変化しない。なぜなら、圧力室８から当接環状ディスク６を経てシールインサート３またはそのシール本体３ａに伝達される圧力が、シール本体３ａを迅速に圧縮し、それによって当接環状ディスク６が遅滞なくかつシール本体３ａを大きく変形することなく、シールインサート３に接触するからである。次に、このことについて、図２〜５を参照して説明する。
【００２３】
シールインサート３の基本構造体は、支持体３ｂと、この支持体３ｂに粘着連結された既述のゴム弾性的なシール本体３ａとからなっている。この支持体３ｂは合成樹脂射出成形品または金属鋳物として形成可能である。シール本体３ａは普通の製作方法の過程で支持体３ｂに鋳付けされる。支持体３ｂは貫通穴９を有する。シール本体３ａはその固着のためにこの貫通穴に挿入されている。軸方向において、横穴９は支持体３ｂのほぼ中央に配置されている。これは、（高圧および高温下での）射出成形の後でシール材料が冷えるときに、シール本体材料の収縮特性がシールリップの円形形状に悪影響を与えないという利点がある。換言すると、上記構造によって、完全な円形形状が得られる。貫通穴９に連通する横穴１０が設けられていることにより、製作中に、しっかりした鋳付けが行われる。その際、少なくとも１つの横穴１０が所属の貫通穴９に接続されている。
【００２４】
特に図３に基づいて、横穴１０は支持体３ｂに関して同心的に分配されて配置されている。本例では、３０／の間隔おいて１２個の横穴が設けられている。図２〜５において、貫通穴９と横穴１０は支持体３ｂに関して軸方向にずらして配置されている。従って、支持体３ｂがねじれる心配がない。
【００２５】
図２〜４は更に、貫通穴９が（円）環状に形成された支持体３ｂに関して半径方向に配置されていることを明瞭に示している。その際、対向する貫通穴９は平行な画成面１１を備えている。これは特に低コストの製作のために有利であることが判った。画成面１１は設定された厚さＤを有する支持体３ｂの（開放した円環）セグメントを取り囲んでいる。
【００２６】
図５から判るように、支持体３ｂは横断面がＴ字ウェブ１２とＴ字脚部１３を有する逆Ｔ字状に形成されている。Ｔ字ウェブ１２は中央弁５の方に向いている。一方、Ｔ字脚部１３は中央弁５と反対側に配置されている。上記の図示から判るように、貫通穴９はＴ字ウェブ１２を貫通し、横穴１０は同心的に分配されてＴ字脚部内に配置されている。基本的には、横穴（１０）は貫通穴（９）に対して直角に配置されている。
【００２７】
シール本体３ａは横断面が逆Ｕ字状に形成され、Ｔ字ウェブ１２の両側にＵ字脚部１４が設けられ、Ｔ字ウェブ１２の端側にＵ字基部１５が設けられている。その際、シール本体３ａのＵ字基部１５は厚さＳを有する。この厚さは本実施の形態では、Ｕ字脚部１４の厚さＴの約３分１である。これにより、Ｔ字ウェブ１２はこの個所で、すなわちＵ字基部１５の範囲内でシール本体３ａのほぼ全体を貫通している。従って、Ｔ字ウェブ１２はＵ字基部１５の弾性変形を制限する。Ｕ字基部１５は上記のＴ字ウェブ１２上に薄い外皮を形成しているので、圧力室８内の流体圧の変動にかかわらず、中央弁５の開閉時間は実質的に影響を受けない。これは既に説明した。
【００２８】
穴２寄りのシール本体３ａのＵ字脚部１４はＶ字状に形成された穴用リップ１６を備えている。この穴用リップはＴ字脚部１３に支持され、穴壁に対して静的なシール、すなわち滑らないシールを生じる。穴２と反対側のシール本体３ａのＵ字脚部１４″は同様に、それに一体形成されたＶ字状にシールリップを備えている。このシールリップは摺動可能なピストンによって動的な負荷を受ける。このシールリップはここでは一体成形のピストンシールリップ１７として形成されている。このピストンシールリップ１７は同様に、Ｔ字脚部１３に支持されている。ピストンシールリップ１７は操作延長部７のための支持作用を有する内側シール部材である。シールリップの良好な支持のため、および動的シール作用と静的シール作用を補助するために、Ｔ字ウェブはシール本体３ａの平均直径ｄ_m の半径方向外側に設けられている。この手段により、静的な負荷を受けるシールリッ１６の動かぬ支持と、動的な負荷を受けるシールリップ１７の弾性的に撓む支持が生じる。
【００２９】
支持体３ｂは穴リップシール１６の下方において一体成形された収容ウェブ１８を備えている。この収容ウェブはＴ字脚部１３の外周に半径方向に分配配置されている。この収容ウェブ１８は自動的な組み立てを容易にし、例えばグリッパによって困難なく掴むことができる。従って、タンデム式マスターシリンダ１の所属のケース内でまたはその穴２内で、シールインサート３の申し分のない位置決めが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】タンデム式マスターシリンダの部分縦断面図である。
【図２】一体に成形されたシール本体を省略した支持体の斜視図である。
【図３】図２の支持体の側面図である。
【図４】Ｔ字ウェブの範囲における図２の横断面図である。
【図５】シール本体を一体に成形した支持体の、図３のＡ−Ｂに沿った横断面図である。

Claims

液圧式車両ブレーキ装置のマスターシリンダのピストンのためのシールインサート（３）であって、ピストン（４）が中空室（５′）を有し、この中空室（５′）内に中央弁（５）が配置され、この中央弁が、開放位置においてシールインサート（３）に間接的に接し、シールインサート（３）は、マスターシリンダのケースの端部を閉鎖し、ピストン（４）をシールしかつ軸方向に摺動可能としつつ収容しており、支持体（３ｂ）と、支持体（３ｂ）に粘着結合されたゴム弾性的なシール本体（３ａ）とを備えたシールインサート（３）において、
支持体（３ｂ）が貫通穴（９）を有し、シール本体（３ａ）がその固着のためにこの貫通孔に挿入されていること、
支持体（３ｂ）の横断面がＴ字ウェブ（１２）とＴ字脚部（１３）を有する逆Ｔ字の形に形成され、Ｔ字脚部（１３）は、支持体（３ｂ）のベース部分として形成され、Ｔ字ウェブ（１２）は、このＴ字脚部（１３）から軸方向に延長された部分として形成され、Ｔ字ウェブ（１２）が中央弁（５）の方に向き、Ｔ字脚部（１３）が中央弁（５）と反対側に設けられていること、
貫通穴（９）がＴ字ウェブ（１２）を貫通していること、
貫通穴（９）と連通する横穴（１０）が設けられていること、および、
貫通穴（９）が、ピストン（４）の摺動方向に対して直角に設けられており、横穴（１０）が、ピストン（４）の摺動方向に対して平行にＴ字脚部（１３）中に設けられていることを特徴とするシールインサート（３）。
貫通穴（９）が環状の支持体（３ｂ）に関して半径方向に配置されていることを特徴とする請求項１記載のシールインサート（３）。
対向する貫通穴（９）が平行な画成面（１１）を備えていることを特徴とする請求項１または２記載のシールインサート（３）。
少なくとも１つの横穴（１０）が貫通穴（９）に接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のシールインサート（３）。
横穴（１０）がＴ字脚部（１３）内に同心的に分配されて設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のシールインサート（３）。
貫通穴（９）と横穴（１０）が軸方向にずらして支持体（３ｂ）内に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のシールインサート（３）。
横穴（１０）が貫通穴（９）に対して直角に配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のシールインサート（３）。
シール本体（３ａ）の横断面がＴ字ウェブ（１２）の両側に配置されたＵ字脚部（１４′，１４″）と、Ｔ字ウェブ（１２）の端面側に設けられたＵ字基部（１５）を有する逆Ｕ字の形に形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のシールインサート（３）。
シール本体（３ａ）のＵ字基部（１５）が、Ｕ字脚部（１４）の厚さ（Ｔ）の半分乃至５分の１、特に３分の１の厚さ（Ｓ）を有し、Ｔ字ウェブ（１２）がこの個所でシール本体（３ａ）のほぼ全体に挿入され、Ｕ字基部（１５）の弾性変形を制限的に許容することを特徴とする請求項８に記載のシールインサート（３）。
マスターシリンダのケースに段状に形成された、ピストン（４）とシールインサート（３）を収容する穴（２）寄りのシール本体（３ａ）のＵ字脚部（１４′）がＶ字形に形成された穴シールリップ（１６）を備え、この穴シールリップがＴ字脚部（１３）に支持されていることを特徴とする請求項８〜９のいずれか一つに記載のシールインサート（３）。
マスターシリンダのケースに段状に形成された、ピストン（４）とシールインサート（３）を収容する穴（２）と反対側のシール本体（３ａ）のＵ字脚部（１４″）が、Ｖ字状に形成されたピストンシールリップ（１７）を備え、このピストンシールリップがＴ字脚部（１３）に支持されていることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一つに記載のシールインサート（３）。