JP4914217B2 - 車両の液圧式制動回路用の圧力制限装置 - Google Patents

Description

本発明はあらゆるタイプの車両、特に自動車およびオートバイ用の制動制御回路の分野に関する。

上記のとおり本発明は、制動要素に作用可能な圧力を提供するため、ハンドルあるいはペダルのような操作要素に力を加える必要がある、車両の液圧式制動回路に関して特に有利な用途を持つ。だが、このタイプの用途を全くの限定的なものとして考えるべきではない。

制動要素、特にキャリパーはマスターシリンダーに流体接続されたピストンによって操作されるパッドを備え、マスターシリンダーが、関係する車両のタイプに応じて手または足で動かすことが可能な一つ以上の操作要素によって制御されることは、当業者にとって公知である。また、制動行為(これは減速を生じる)が、オートバイに見られるような剥離を生じ得る車両後部の荷重低下につながる車両前部への荷重移動を引き起こすことも公知である。

図１には、理想的な理論制動の等粘着曲線を、後輪あるいは後輪群に加えられる圧力(Ｘ軸)に対する前輪あるいは前輪群に加えられる圧力(Ｙ軸)の関数として示している。この曲線は次のことを示している。すなわち、後輪あるいは後輪群の制動要素における圧力が上昇し、これに続いて、上記制動要素において圧力が解放されるので、漸進的に圧力が低下する。

実際、ユーザーが操作要素を使用するとき、理論曲線を上回るほどに圧力が上昇し、一つ以上の後輪にロックが生じる。

この欠点を克服するために、後輪あるいは後輪群の制動要素の制御回路に組み込むための圧力制限装置が提案された。その主たる機能は圧力上昇を制限することであるが、それは圧力を漸進的に低下させない。せいぜい、こうした圧力制限装置は、理論曲線の最高値において出現するプラトー上で、この圧力を一定レベルに維持することを可能とするに過ぎない。その上、こうした制限装置は圧力が上昇する速度に敏感である。それゆえ、回路内での圧力上昇速度に応じて、設定圧力からの著しいバラつきが生じる。

本発明の目的は、上記不具合を、簡単に、安全に、効果的に、そして合理的に克服することである。

本発明が解決しようとする問題は、第一には、圧力が上昇する速度の変動を抑えることであり、第二には、車両の後輪あるいは後輪群の制動回路における圧力を低下させることである。

この問題を解決するために、車両の液圧式制動回路用の圧力制限装置を、前輪(あるいは前輪群)の制動要素と後輪(あるいは後輪群)の制動要素との間に流体接続された液密ハウジングを具備してなり、このハウジングは、調節可能な圧力に達するまで後輪の制動要素に液圧流体が流れ込むことを可能とすることができ、続いてはこの圧力を解放できる手段および機構を有し、この圧力は、前輪の制動要素において圧力が上昇するにつれて後輪の制動要素においては低下するように構成した。

後輪あるいは後輪群の制動要素における圧力を漸進的に低下させることに関する問題を解決するため、上記手段はハウジングの内腔内を液密状態でスライドするピストンヘッドを各端部に有する中空円柱体からなり、この円柱体は、前輪の制動要素から後輪の制動要素への流体の自由な流動を可能とし、かつ設定圧力に達したとき、均衡状態で前輪の制動要素における圧力を増大させるため、後輪の制動要素へ流体が流入するのを阻止するようそれを変位させる機構を有する。

圧力の上昇による液圧流体の自由な流れを可能とし、しかも設定圧力からは後輪の制動要素におけるこの圧力の低減を可能とすることに関する問題を解決するため、上記円柱体における機構は、後輪の制動要素の液圧回路が接続される側の一方のピストンヘッドに開口する共軸内腔を具備してなり、前輪の制動要素からの流体を受け入れる内腔には、ハウジングの内腔内に嵌め込まれた液密閉塞要素の共軸フィンガーと協働する、スプリングによって制御されるボールが装填されており、設定圧力に依存して、流体が自由に流動できるか、あるいは円柱体‐ピストンアセンブリの全体が移動できるようになっている。

有利なことを言うと、前輪の制動要素からの流体は、リング状チャンバーを形成している二つのピストンヘッド間でハウジングの内腔内に送り込まれ、そしてピストンヘッドの端部と閉塞要素との間で後輪の制動要素へと供給される。

後輪の制動要素への流体の自由な流入を可能とすることに関する問題を解決するために、閉塞要素の側に位置させられたピストンヘッドの面には、ボールがフィンガーに当接したとき、上記閉塞要素に着座可能なピンが配される。

後輪の制動要素における圧力の低減に関する問題ならびにこの圧力を低下させることに関する問題を解決するために、上記円柱体‐ピストンアセンブリは、ハウジングの内腔内に装填され、かつ円柱体を閉塞要素に対して当接状態で、流体が自由に通過できるよう保持するために圧力を加えることができる弾性要素によって制御され、上記弾性要素には、設定圧力と釣り合う値までプレストレスが付与される。

好ましい実施形態では、上記閉塞要素が、弾性要素へのプレストレスの調節を可能とするために、その並進移動を調整できるようハウジングの内腔内に設けられ、これによって設定圧力が付随的に変更されるようになっている。

取り組むべき問題に鑑みて、好ましい実施形態では、プレストレスが付与された弾性要素と協働するピストンヘッドは、もう一つのヘッドよりも大きな直径を有し、ハウジングの内腔には、異なる対応する直径の二つの共軸内部受け部が形成される。

上記基本設計の変形例も考えられる。

たとえば、ある実施形態では、プレストレスが付与された弾性要素と協働するピストンヘッドは、もう一つのヘッドのそれよりも小さな直径を有し、ハウジングの内腔には、異なる対応する直径の二つの共軸内部受け部が形成される。

別な実施形態では、プレストレスが付与された弾性要素と協働するピストンヘッドは、もう一つのヘッドのそれと同じ直径を有し、ハウジングの内腔には、対応する直径の内部受け部が形成される。

以下、添付図面を参照して本発明を詳しく説明する。

本発明による圧力制限装置は、制動要素を制御するよう構成された液圧回路に組み込むか、あるいは付加することができる小型の液密ハウジング(１)を具備してなる。図５から分かるように、この圧力制限装置は、前輪あるいは前輪群(ＡＶ)の制動要素(Ｆ１)と、後輪あるいは後輪群(ＡＲ)の制動要素(Ｆ２)との間に流体的に接続される。当業者にはよく知られた標準的手法で、制動要素(Ｆ１)および(Ｆ２)は、装備されることになる車両のタイプに応じて、ペダル、ハンドル、あるいはその他のものであってもよい操作要素(Ｏ)によって操作されるマスターシリンダー(Ｃ)によって制御される。

ハウジング(１)は、概ね長方形の箱状に形成された、コンパクトな、独立したアセンブリを構成している。ハウジング(１)の壁は、液圧式制動回路との接続のために、接続受け部(１ａ１),(１ｂ１)とつながったチャネル(１ａ)および(１ｂ)を含む。この接続は、たとえばホースを用いて実現できる。チャネル(１ａ)は前輪あるいは前輪群(ＡＶ)の制動要素(Ｆ１)の液圧回路に接続され、一方、チャネル(１ｂ)は後輪あるいは後輪群(ＡＲ)の制動要素(Ｆ２)の液圧回路に接続される。チャネル(１ａ)および(１ｂ)は、ハウジング(１)と同軸の内腔(１ｃ)につながっている。明らかに、ハウジング(１)は、それを、関連する車両の一部へ、ネジあるいはその他の方法で固定できるようにするための手段(１ｄ)および(１ｅ)を有する。

本発明の一態様によれば、ハウジング(１)の内腔(１ｃ)は、この内腔内を液密状態でスライドする中空な円柱体(２)を収容する。この円柱体(２)は、両端にピストンヘッド(２ａ)および(２ｂ)を有する。重要なことには、後に説明するように、円柱体‐ピストンアセンブリ(２)は、弾性要素、すなわち内腔(１ｃ)の底部に配設された、プレストレスが付与されたスプリング(３)によって制御される。

円柱体(２)は、後輪あるいは後輪群(ＡＲ)の制動要素(Ｆ２)の液圧回路に接続されたチャネル(１ｂ)の側でピストンヘッド(２ｂ)に開口している共軸内腔(２ｃ)を備える。この内腔(２ｃ)には、孔(２ｄ)を介して、前輪あるいは前輪群(ＡＶ)の制動要素(Ｆ１)から送り込まれる流体が流入するようになっている。内腔(２ｃ)は、スプリング(５)によって制御される、その底部に配されたボール(４)を収容する。このボール(４)は、内腔(１ｃ)の貫通孔の側に嵌め込まれた液密閉塞要素(６)の同軸フィンガー(６ａ)と協働する。

ボール(４)がフィンガー(６ａ)に当接しているとき、それは自身の座(２ｅ)を離れ、チャネル(１ａ)、内腔(２ｃ)およびチャネル(１ｂ)を経て、液圧流体が自由に流動することを可能にする。反対に、ボール(４)が、もはやフィンガー(６ａ)に当接していないとき、ボール(４)はスプリング(５)によって自身の座(２ｅ)の底部に向かって押しやられ、以下でさらに説明するように、後輪あるいは後輪群(ＡＲ)の制動要素に関する回路の閉鎖をもたらす。

この目的のために、前輪あるいは前輪群(ＡＶ)の制動要素からの流体は、リング状チャンバーを形成している、二つのピストンヘッド(２ａ)および(２ｂ)間で、ハウジング(１)の内腔(１ｃ)内へと送り込まれる。選ばれた設定圧力値に依存してプレストレスが付与されたスプリング(３)は、ピストンヘッド(２ａ)に対して、円柱体(２)のピストンヘッド(２ｂ)を閉塞要素(６)に対して押し付ける力を加える。

このポジション(図６)では、ボール(４)はその座(２ｃ)から離れるように閉塞要素(６)のフィンガー(６ａ)に当接した状態となっており、この結果、流体は、チャネル(１ａ)、内腔(２ｃ)およびチャネル(１ｂ)を経て自由に流動できる。ピストンヘッド(２ｂ)の表面には、ボール(４)が液圧流体の自由な通過を可能とするようフィンガー(６ａ)に当接しているとき閉塞要素(６)のヘッド(６ｂ)に着座できるピン(２ｂ１)が設けられていることに注目されたい。

ここで、本発明の圧力制限装置の動作について説明する。前輪あるいは前輪群の制動要素に加えられる圧力(Ｐ１)が増大し、予め選ばれた設定値、すなわちスプリング(３)のプレストレスの値を超えるとき、円柱体(２)が後退してスプリング(３)を圧縮する(図７)。ボール(４)はもはやフィンガー(６ａ)によって保持されておらず、それはスプリング(５)によって押しやられ、座(２ｅ)を閉鎖するよう移動する。このポジション(図７)では、後輪あるいは後輪群(ＡＲ)の制動要素(Ｆ２)に加えられる圧力(Ｐ２)は、前輪あるいは前輪群の制動要素において圧力が上昇するにつれて低下する。

上記設計に基づく本発明の好ましい実施形態においては、ピストンヘッド(２ａ)は、もう一つのヘッド(２ｂ)よりも大きな直径を有する。この形態では、ハウジングの内腔(１ｃ)は、二つの内部受け部(１ｃ１)および(１ｃ２)を形成する。内部受け部(１ｃ１)および(１ｃ２)は同軸上に配置され、しかも上記ピストンのそれに合致した異なる直径を有する。この形態によれば、理論的等粘着曲線に近似した曲線(図２)が得られる。これは、当初、チャネル(１ａ)、ハウジング(２ｃ)およびチャネル(１ｂ)を経て圧力制限装置を普通に流動する流体の圧力上昇に追従する。その後、設定圧力に達したとき、前輪または前輪群の制動要素において圧力が上昇するにつれて、後輪または後輪群の制動要素における圧力は低下する。

ピストンヘッド(２ａ)の直径がピストンヘッド(２ｂ)のそれよりも小さい場合、図３のような曲線が得られる。

最後に、ピストンヘッド(２ａ)の直径がピストンヘッド(２ｂ)のそれと同じ場合、図４のような曲線が得られる。

明らかに、この形態では、ハウジングの内腔(１ｃ)は、その全長に沿って直径が等しいものとなった内部受け部を形成する。

有利なことには、閉塞要素(６)は、スプリング(３)へのプレストレスを調節(これによって付随的に設定圧力が変わる)可能とするために、その並進移動を調整できるようハウジングの内腔(１ｃ)内に嵌め込まれている。たとえば、閉塞要素(６)は、内腔(１ｃ)の入口において内ネジ(１ｆ)に螺着させることができるネジ付き受け面(６ｃ)を有する円柱体からなる。この円柱体(６)は、指動輪(６ｄ)を用いて操作できる。

本発明の利点は上記説明から明白である。特に重要なのは、本発明の圧力制限装置は、圧力が上昇する速度の変動を抑えると共に、予め選ばれた設定圧力の関数として、後輪の制動要素回路において、この圧力を低下させることを可能にする、という事実である。

理想的制動の理論的な等粘着曲線を示すグラフである。 圧力制限装置によって得られた曲線を、図１の理想曲線(破線で示す)と比較して示すグラフであり、得られた曲線は可動体のピストンヘッドの直径に依存する。 圧力制限装置によって得られた曲線を、図１の理想曲線(破線で示す)と比較して示すグラフであり、得られた曲線は可動体のピストンヘッドの直径に依存する。 圧力制限装置によって得られた曲線を、図１の理想曲線(破線で示す)と比較して示すグラフであり、得られた曲線は可動体のピストンヘッドの直径に依存する。 車両の液圧式制動回路における圧力制限装置のアセンブリを示す概略図である。 流体が流動できるポジションでの制限装置の長手方向断面図であり、この状態では、後輪の制動要素に加えられる圧力は選ばれた設定圧力を下回っている。 図６と同様の図であり、この状態では、後輪の制動要素に加えられる圧力は選ばれた設定圧力を上回っている。

符号の説明

ＡＶ 前輪(あるいは前輪群)
ＡＲ 後輪(あるいは後輪群)
Ｃ マスターシリンダー
Ｆ１,Ｆ２ 制動要素
Ｏ 操作要素
１ ハウジング
１ａ,１ｂ チャネル
１ａ１,１ｂ１ 接続受け部
１ｃ 内腔
１ｃ１,１ｃ２ 内部受け部
１ｄ,１ｅ 固定のための手段
１ｆ 内ネジ
２ 円柱体
２ａ,２ｂ ピストンヘッド
２ｂ１ ピン
２ｃ 共軸内腔
２ｄ 孔
２ｅ 座
３ スプリング
４ ボール
５ スプリング
６ 液密閉塞要素
６ａ 同軸フィンガー
６ｂ ヘッド
６ｃ ネジ付き受け面
６ｄ 指動輪

Claims (8)

1. 車両の液圧式制動回路のための圧力制限装置であって、
   内腔と、円筒体が滑動する前記内腔の領域内において前記内腔と接続されていると共に、１つ以上の前輪の制動要素と流通されている第１のチャネルと、前記円筒体が滑動する前記内腔の前記領域内において前記内腔と接続されていると共に、１つ以上の後輪の制動要素と流通されている第２のチャネルと、を有している液密ハウジングと、
   前記円筒体の端部それぞれにピストンヘッドを有しており、前記内腔内で液密状態で滑動するように取り付けられ、共軸内腔を有している前記円筒体であって、前記端部それぞれが前記液密ハウジングの前記内腔と共に端部同士の間に環状チャンバを形成している、前記円筒体と、
   前記円筒体の前記共軸内腔が前記環状チャンバと流通している、前記円筒体の開口部と、
   前記円筒体の前記共軸内腔内に位置決めされているボールであって、前記液密ハウジングの前記内腔と流通している開口部を有している座と接触するように、スプリングによって付勢される前記ボールと、
   前記液密ハウジングの前記内腔の一方の端に位置決めされている閉塞要素であって、前記座の前記開口部を貫通し、これにより前記スプリングに付勢されている前記ボールに接触するように位置決めされているフィンガーを有している前記閉塞要素であって、前記弾性要素に作用するプレストレスを調整するために、前記閉塞要素の並進移動を調整するように構成されている前記閉塞要素と、
   前記液密ハウジングの前記内腔の他方の端に位置決めされていると共に、調整されたプレストレスによって前記閉塞要素に向かって前記円筒体の位置を移動させるように適合されている弾性要素であって、これにより前記フィンガーが前記ボールに接触し、前記ボールを変位させることによって、前記座の前記開口部が露出し、前記第１のチャネル及び前記前輪の前記制動要素からの液体が、第２のチャネル及び１つ以上の前記後輪の前記制動要素に流通する前記弾性要素と、
   を備えている前記圧力制限装置において、
   前記前輪の前記制動要素からの液体の圧力が前記調整されたプレストレスを超えた場合に、前記円筒体が、前記閉塞要素から離隔するように変位し、前記スプリングによって、前記ボールが、前記座に着座し、前記第１のチャネル及び前記前輪の前記制動要素から前記第２のチャネル及び１つ以上の前記後輪の前記制動要素への液体の流れを遮断し、これにより１つ以上の前記後輪の前記制動要素の液圧を制限することを特徴とする圧力制限装置。
2. １つ以上の前記前輪の前記制動要素からの液体が、前記環状チャンバに流入し、前記円筒体と前記閉塞要素との間に形成されたキャビティを通じて、１つ以上の前記後輪の前記制動要素に移送されることを特徴とする請求項１に記載の圧力制限装置。
3. 前記円筒体が、液体を流通させるために、前記ボールが前記フィンガーに当接した場合に前記閉塞要素に押圧するためのピンを含んでいることを特徴とする請求項２に記載の圧力制限装置。
4. 前記弾性要素に作用するプレストレスを変化させ、これにより同時に前記調整されたプレストレスを変更することによって、前記内腔内における前記閉塞要素の位置が調整可能とされることを特徴とする請求項１に記載の圧力制限装置。
5. 前記弾性要素に隣り合っている前記円筒体の第１のピストンヘッドの直径が、前記第１のピストンヘッドの反対側に配置された前記円筒体の第２のピストンヘッドの直径よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の圧力制限装置。
6. 前記弾性要素に隣り合っている前記円筒体の第１のピストンヘッドの直径が、前記第１のピストンヘッドの反対側に配置された前記円筒体の第２のピストンヘッドの直径よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の圧力制限装置。
7. 前記弾性要素に隣り合っている前記円筒体の第１のピストンヘッドの直径が、前記第１のピストンヘッドの反対側に配置された前記円筒体の第２のピストンヘッドの直径と同一であることを特徴とする請求項１に記載の圧力制限装置。
8. 利用者が、前記閉塞要素の前記フィンガーの反対側に設けられた指動輪を利用することによって、前記弾性要素に作用するプレストレスを調整することができることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の圧力制限装置。

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