JP4943856B2 - ツインマスターシリンダーアセンブリ - Google Patents
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Description
本発明は、特に農業車両において使用されるツインマスターシリンダーアセンブリに関する。
農業車両、たとえばトラクターは、周知のように、ブレーキが取り付けられた一対の後輪および一つ以上の前輪を備える。こうしたトラクターはさらに右側ブレーキペダルおよび左側ブレーキペダルを具備してなる。このブレーキペダルは、ブレーキを作動させたとき、後輪が両方とも同時にそして均等に制動されるよう協調して機能するように一つに連結できる。
ブレーキペダルを連結しなければ、右側ブレーキペダルのみを使用して、右側ブレーキだけを作動させることができ、しかも同様に、左側ブレーキペダルのみを使用して、左側後輪だけを作動させることができる。たとえば右側リアブレーキだけを作動させると同時に前輪を右側にいっぱいに操舵することで、ステアリングのみを使用する場合よりも、さらに急激にトラクターの向きを変えることが可能となる。これは、田畑の枕地(すなわち畝端あるいは柵付近における耕されていない土地)において、鋤のようなトラクター装着型農具を備えたトラクターの向きを変えるときに特に役に立つ。
これとは別に、一対の後輪および一対の前輪を備え、各車輪にブレーキが設けられたトラクターが知られている。この制動システムによって四つの車輪の全てを同時に制動することが可能となる。そうした制動システムは、たとえば農場生産物を田畑から農舎まで運ぶ際、トラクターを路上で使用するとき特に有用である。
本発明の目的は、車両を路上で使用しているときには後輪および一つ以上の前輪の両方の制動を可能とし、しかもたとえば耕起時に運転者の任意選択で一方の右側後輪または一方の左側後輪だけを完全制動できる制動システムを提供することである。
本発明のさらなる目的は、もし一方の回路が機能しなくなっても、他方の回路に接続されたブレーキは機能し続け、これによって非常制動を実現するような二重回路制動システムを提供することである。
ここで本発明について添付図面を参照して例証としてのみ説明する。
図１ないし図４を参照すると、左側マスターシリンダー構造部５２および右側マスターシリンダー構造部５４を備えたツイン(並列)マスターシリンダーアセンブリ５１が示されている。左側マスターシリンダー構造部５２の構成要素は、実質的に、右側マスターシリンダー構造部５４の構造部と同一であり、例として、左側マスターシリンダー構造部について詳細に説明する。
図１を参照すると、左側マスターシリンダー構造部５２の断面が示されている。左側マスターシリンダー構造部５２は、概して５６で指し示す左側ブースターと、概して５８で指し示す左側タンデムマスターシリンダーとを具備してなる。
ブースター５６の役割は、プッシュロッド８によって加えられたペダル踏力を増大させ、そしてタンデムマスターシリンダー５８の一次チャンバーピストン２１に、この増大させた力を作用させることである。以下、このブースター５６の動作について説明する。
ツインマスターシリンダーアセンブリ５１は本体部１を具備してなるが、この本体部１は単一部材として形成されている。この例では、本体部は機械加工された鋳造物として形成されているが、他の実施形態ではそうである必要はない。たとえば、本体部は中実塊から機械加工によって得ることができる。本体部１はブースター内腔４７を備え、その内部にはブースターピストン３がスライド可能に配設されている。
ブースターピストン３は、離間した位置関係にある二つのピストンランド部３Ａおよび３Ｂを具備してなる。ランド部３Ａはシール１２Ａを具備し、一方、ランド部３Ｂはシール１２Ｂを具備する。シール１２Ａとシール１２Ｂとの間には、一連の半径方向に配置された孔１０が存在する。環状圧力チャンバー６０が、シール１２Ａとシール１２Ｂとの間に形成されている。
スライド可能にブースターピストン３の内腔３Ｃ内に配設されているのがプランジャ４であり、このプランジャ４は離間した位置関係にあるシール１１Ａおよび１１Ｂを具備してなる。プランジャ４は、半径方向に配置された孔４Ａおよび中央内腔４Ｂを具備してなる。プランジャ４は、シール７を備えた円柱形の突出部４Ｃを具備してなる。プッシュロッド８の大径端部８Ａは凹部４Ｄ内に着座しており、かつカラー４Ｅおよびスナップリング４Ｆによって、その内部に保持されている。プランジャ４は、図１において右側に、スプリング１４によって付勢されており、このスプリング１４はブースターピストン３の受け部３Ｄに作用する。スナップリング４６は、ブースターピストン３に対するプランジャ４の左側への移動を制限する。
差し込み口５はシール６を具備してなり、このシール６はブースター内腔４７内に収容されている。差し込み口５はプレート９によって適所に保持されており、しかも差し込み口内腔４８を具備してなり、この内腔４８には円柱形突出部４Ｃがスライド可能に収容されている。
ブースター部３は、一連の半径方向に配置された孔１３を具備してなり、この孔１３はブースター内腔３Ｃをタンクチャンバー４０と連通させている。
スプリング１５は、図１において右側にブースターピストンを付勢する役割を果たすと共に、本体部１の環状領域１Ａに対して反対方向の力を加える。
孔２は環状圧力チャンバー６０を圧力ポート６２に連通させている。圧力ポート６２は(図４から最もよく分かるように)左側マスターシリンダーアセンブリと右側マスターシリンダーアセンブリとの間に配置されており、しかもそれはさらに、右側マスターシリンダーアセンブリの環状圧力チャンバー６０'(図示せず)に対して、孔２'を介してつながっている。孔２および２'は、いずれも穿孔によって形成されたものである。この孔の上端部は圧力ポート６２の下部領域に存在しており、この圧力ポート６２は本体部１内に形成されており、しかも本体部の唯一の圧力ポートである。有利なことに、これは、孔２および２'をポンプ６６につなぐには、本体部に対して１箇所で接続すればよいことを意味する。
タンクチャンバー４０はタンクポート６４に対して孔２２によって接続されている。タンクポート６４は(図４から最もよく分かるように)左側マスターシリンダーアセンブリと右側マスターシリンダーアセンブリとの間に配置されており、しかもさらに、右側マスターシリンダーアセンブリのタンクチャンバー４０'(図示せず)に対して、孔２２'を介して接続されている。孔２２および２２'はいずれも穿孔であり、その上端はタンクポート６４の底部で終端をなしているが、このタンクポート６４は本体部１に形成されており、しかも本体部の唯一のタンクポートである。有利なことに、これは、孔２２および２２'をタンクにつなぐには、本体部に対して１箇所で接続すればよいことを意味する。
図１には左側ブレーキペダル７９および右側ブレーキペダル７９'が概略的に示されている。さらに、(従来公知の)リンクシステム９０が概略的に示されており、これによって選択的にブレーキペダル同士を一つに連結することができ、あるいはペダル同士を分離させることができる。こうして、以下でさらに説明するように、右側リアブレーキまたは左側リアブレーキを選択的に作動させるために、一方のペダルの他方に対して独立した操作が可能となっている。
以下、左側ブースター５６の動作について説明する。
エンジン駆動油圧ポンプ６６は、圧力ポート６２および孔２を経て、環状圧力チャンバー６０へ、加圧された液圧流体を供給する。
図１は、休止状態での、すなわちブレーキを使用していないときの、さまざまな構成要素の位置を示す。環状圧力チャンバー６０内の加圧された液圧流体は、シール１２Ａ,１２Ｂ,１１Ａおよび１１Ｂによって閉じ込められている。孔１０Ａは環状圧力チャンバー６０とブースターピストン内腔３Ｃとの間の流体連通を可能にするが、シール１１Ａおよび１１Ｂは、この流体が上記シールを通過して流出するのを阻止することに留意されたい。
左側ブレーキペダル７９を単独で、あるいは右側ブレーキペダル７９'と共に操作することによって、プッシュロッド８は図１において左側に押しやられ、これによってプランジャ４はブースターピストン３に対して左側に移動させられる(したがってスプリング１４が圧縮される)。後方シール１１Ｂはブースターピストン３の孔１０を通過して、それを開放し、しかも加圧された流体が孔４Ａを経てプランジャ４の中央内腔４Ｂに流入することを可能にする。同時に、前方シール１１Ａは孔１３を通過して、それを閉塞し、これによって液圧流体がタンクチャンバー４０に流出するのが阻止される。液圧はブースターピストンに作用し、それを前方(図１において左側)に押しやり、しかもこの力は、プッシュロッド８に加えられるペダル踏力を補うよう機能する。
プッシュロッド８に加えられる特定の力については、同等の釣り合いポジションが実現され、これによってシール１１Ａおよび１１Ｂは孔１３および１０をそれぞれ閉塞し、そして一次チャンバーピストン２１に加えられる力は、ブースト比によって増大させられたプッシュロッド８に対して加えられる力と等しくなる。プッシュロッド８に加えられる力が増大するとき、シール１１Ｂは再度、孔１０を開放して、さらなる加圧流体が中央内腔４Ｂに流入することを可能とし、これによって一次チャンバーピストン２１に加えられる力を増大させる。プッシュロッド８に加えられる力が低下するとき、プランジャ４は右側に僅かに動き、これによってシール１１Ａが孔１３を開放することを可能とし、かつ加圧液圧流体の一部がタンクチャンバー４０内に流出することを可能にする。タンクチャンバー４０が孔２２およびタンクポート６４を経てタンク６８に通じていることに注意されたい。ブレーキが完全に解放された場合、この構成要素は図１に示すポジションに復帰する。このポジションでは孔１３は開放されており、したがって中央内腔４Ｂがタンクに通じていることは明白であろう。
以下、左側タンデムマスターシリンダー５８のさまざまな構成要素について説明する。
本体部１の前方端部は直径３９Ａを有する内腔３９を具備してなる。左側リアブレーキポート３５は内腔３９の前部付近に配置されている。アライメントピン２５は下端部２５Ａを有し、これは内腔３９内に突出している。内腔３９の後部付近に存在するのはセルフ(自動)ブリード孔２３であり、これは内腔３９をタンクチャンバー４０とを連通させる。
内腔３９内にスライド可能に配設されているのは一次チャンバーピストン２１であり、このピストン２１は概略円筒形のピストン壁２１Ａおよび端面２１Ｂを具備してなる。ピストン壁２１Ａは、前方端部における斜面２１Ｃと、軸方向溝２４と、シール１８とを具備してなる。端面２１Ｂは一方向復帰バルブ１７を具備し、これは流体がタンクチャンバー４０から一次チャンバーピストン内の領域２１Ｄへ流動することを可能にするが、領域２１Ｄからタンクチャンバー４０への流体の流動は阻止する。
領域７０が内腔３９とチューブ２９との間に形成され、しかもこれは溝２４を経て領域２１Ｄと流体連通状態となっている。領域７０,２１Ｄおよび溝２４は協同で一次チャンバー３４を形成する。一次チャンバーピストン２１は内腔３９内にスライド可能に配設されており、しかもアライメントピン２５は溝２４と係合し、内腔３９内での一次チャンバーピストン２１の正確な回転方向の整列状態を維持する。
チューブ２９は、直径３８Ａの内腔３８を有する概して円筒形の壁２９Ａを具備してなる。チューブ２９はさらに端面２９Ｂを具備してなる。壁２９Ａは一連の半径方向に配置された孔３７を具備してなり、この孔３７は、孔４１を介して、共通フロントブレーキポート３６と常時流体連通状態となっている。シール３１が、円筒壁２９Ａを本体部１に対してシールするために孔３７の両側に設けられている。
円筒壁２９Ａは、一連の半径方向に配置されたセルフブリード孔３３を具備してなり、この孔３３は内腔３８を一次チャンバー３４と流体連通させている。
内腔３８内にスライド可能に配設されているのは二次ピストン２７であり、このピストン２７は、ピストンランド部２７Ａ、ピストンランド部２７Ｂ、長尺なボス２７Ｃおよび長尺なボス２７Ｄを具備してなる。
シール２８がランド部２７Ａと２７Ｂとの間に配設されており、これは二次ピストン２７をチューブ２９の内腔３８に対してシールするよう機能する。
二次ピストン２７、円筒壁２９Ａおよび端面２９Ｂは協同で二次チャンバー３２を形成する。スプリング３０は、後方端部がランド部２７Ｂに当接しかつ前方端部が端面２９Ｂに当接した状態で長尺なボス２７Ｄに組み付けられている。スプリング３０は、二次ピストン２７を図１において右側に付勢するよう機能すると共に、円筒壁２９の溝内に配されたスナップリング２６は、チューブ２９に対して第２のピストン２７が右側に移動するのを制限する。
スプリング２０は、前方端部がランド部２７Ａに当接しかつ後方端部が一次チャンバーピストン２１の端面２１Ｂに当接した状態で、長尺なボス２７Ｃに組み付けられている。
スプリング２０はスプリング３０に比べて比較的ハイレートなスプリングである。その上、図１に示すように、スプリング２０は事実上、予荷重ゼロの状態にある。
以下、左側タンデムマスターシリンダー５８の働きについて説明する。
上述したように、左側ブレーキペダル７９が右側ブレーキペダル７９'と共に操作されたとき、プッシュロッド８はプランジャ４を図１において左側に移動させ、これによって今度はブースターシステムがブースターピストン３を左側へ移動させる。ブースターピストン３の端部３Ｅは一次チャンバーピストン２１に直接作用し、それを左側へ移動させる。一次チャンバーピストン２１の左側への初期移動により、シール１８はセルフブリード孔２３を通過し、これによって一定分量の液圧流体が一次チャンバー３４および第２のチャンバー３２内に閉じ込められる。スプリング２０はスプリング３０よりもハイレート(高バネ定数)であるので、一次チャンバーピストン２１が左側に移動するとき、スプリング２０は二次ピストン２７を左側へ移動させる。これによってスプリング３０が圧縮されると共にシール２８は孔３３を通過させられる。シール２８が孔３３を通過する動作によって、特定量の液圧流体が二次チャンバー３２内に閉じ込められる。
それゆえ(ブレーキの初期作動に続いて)いったんシール１８がセルフブリード孔２３を通過し、かついったんシール２８が孔３３を通過してしまうと、一定量の液圧流体が一次チャンバー３４内に存在し、やはり二次チャンバー３２内にも一定量が存在することは明白であろう。一次チャンバーピストンの左側への連続移動(すなわちブレーキの連続作動)は一次チャンバー３４を加圧し、そして左側リアブレーキを作動させる。
二次ピストンを左側に移動させる、この二次ピストンに作用する力は、一次チャンバー内の液圧流体圧力に起因し、さらに部分的には圧縮スプリング２０に起因することは明白である。ピストン２７はそれゆえ、第２のチャンバー３２内の圧力およびスプリング３０によって加えられる力によって力が釣り合うときまで左側に移動することになる。ゆえに、一次チャンバーピストン２１を左側に移動させることによって、一次チャンバーの昇圧が、そしてさらに第２のチャンバーの昇圧がもたらされることがわかる。二次チャンバーの昇圧は、以下でさらに説明するようにフロントブレーキを作動させることになる。
上記のとおり、右側マスターシリンダー構造部５４は実質的に左側マスターシリンダー構造部５２と同一であり、しかも同じ構成要素を具備してなる。参照を簡単にするために、右側マスターシリンダー構造部５４に係る類似の構成要素／特徴部には、アポストロフィー(')を付加した以外は、左側マスターシリンダー構造部に係る同等の構成要素／特徴部と同一の符号を付した。
図２、図３および図４に関して、本ツインマスターシリンダーアセンブリ５１は、右側マスターシリンダー構造部５４の側方に配置された左側マスターシリンダー構造部５２を有する。左側リアブレーキポート３５は液圧ライン７２を経て、左側後輪７４の左側リアブレーキ７３とつながっている。同様にして、右側リアブレーキポート３５'は、液圧ライン７２'を経て、右側後輪７４'の右側リアブレーキ７３'とつながっている。孔４１および４１'は、二次チャンバー３２および３２'のそれぞれを共通ブレーキポート３６に連通させている。液圧ライン７５,７６および７６'によって、共通ブレーキポート３６は左側前輪の左側フロントブレーキ７７および右側前輪７８'の右側フロントブレーキ７７'とつながっている。左側二次チャンバーおよび右側二次チャンバーは、いずれも共通ブレーキポート３６と流体連通状態にあり、しかもこの共通ポートは単一の一体型本体部に形成されていることが分かるであろう。さらに、この共通ブレーキポート３６は、フロントブレーキに給液する、本体部における唯一のブレーキポートである。ゆえに、有利なことには、両方のフロントブレーキへ給液するための本体部に対する接続は１箇所で行うだけでよく、これは明らかに有益である。
図３に関して、バルブ構造部８０(やはりバランスバルブアセンブリとして説明してある)が示されているが、これは、右側および左側ブレーキペダルが一つに連結され、したがって同時に操作されるとき、左側一次チャンバー３４と右側一次チャンバー３４'とをつなぐように機能する。このバルブはさらに、ブレーキペダルが分離されたとき、そして右側ペダルのみが操作されるか、あるいは左側ペダルのみが操作されるとき、一次チャンバー３４を一次チャンバー３４'から切り離すよう機能する。
バルブアセンブリ８０は左側バルブ８１および右側バルブ８１'を具備してなり、両者は同じものである。バルブ８１は、ドーム状端部８３を有するバルブピン８２と、その上にシール面４３Ａを有する弾性円筒形シール４３が配されたランド部８４および８５とを有する。このバルブピンは、シール４３が当接する段部８７にシール面を有する段付き内腔８６内に配されている。
段付き内腔８６および８６'は、いずれも単一の一体型本体部を穿孔することにより形成されている。この例では、内腔は互いに９０度の角度をなすよう穿孔されているが、他の実施形態では、そうなっていなくてもよい。有利なことに、バルブアセンブリ８０は単一のリテーナー４５(以下参照)しか必要としない。
本体部１は、スナップリング４４によって適所に保持されたリテーナー４５によってブロックされた開口部８９を有する凹部８８を具備してなる。弾性シール４２が、オイル漏れを防止するためにリテーナー４５を取り囲んでいる。リテーナー４５は錐台部４５Ａを有し、これはランド部８５に当接する受け部として機能し、バルブピン８２が段付き内腔８６内で確実に保持されるようにする。
図３に示すように、ランド部８５は錐台部４５Ａに当接し、かつシール面４３Ａは段部８７のシール面と接触していない。ゆえに、図３に示すように、バルブ８１は解放され、一次チャンバー３４と領域８８との間の流体連通が可能となっている(なぜならバルブピン８２および弾性シール４３は段付き内腔８６のそのそれぞれの領域内に遊嵌しているからである)。
さらに、図３から、ランド部８５'は錐台部４５Ａに当接し、したがってバルブ８１'もまた開放されていることが分かる。ゆえに、図３に示すように、左側一次チャンバー３４は、バルブアセンブリ８０を介して右側一次チャンバー３４'とつながっている。
図１Ｂに示すように、段付き内腔８６は、一次チャンバーピストン２１が休止ポジションにあるとき斜面２１Ｃの直前に位置している。ブレーキペダル７９および７９'がリンクシステム９０によって連結されかつブレーキが操作されるとき、左側一次チャンバーピストン２１および右側一次チャンバーピストン２１'はいずれも同時に前方に移動させられ、そしてドーム状端部８３と協働する斜面２１Ｃは、バルブ８１が確実に開放されるようにする。同様に、ドーム状端部８３'と協働する、右側一次チャンバーピストン２１'の斜面２１Ｃ'は右側バルブ８１'を開放する。バルブ８１および８１'がいずれも開放されるので、バルブアセンブリ８０は全体として開き、左側一次チャンバー３４と右側一次チャンバー３４'との間の流体連通を可能にする。この液圧連通によって、両方の一次チャンバーが、制動中、確実に同じ圧力に維持され、したがってリアブレーキ７３および７３'は同じ程度に作動させられ、これによって、制動中、車両が右または左に向きを変える傾向が確実に抑えられる。
だが、ブレーキペダルが連結されておらず、一方のブレーキペダル、たとえば左側ブレーキペダル７９のみが操作されたとき、左側一次チャンバーピストン２１のみが前進させられ、そして左側バルブ８１のみが強制的に開放される。右側一次チャンバーピストン２１'は、その休止ポジションに留まったままである。左側一次チャンバーピストンが前進するので、左側一次チャンバー３４は加圧され、これが今度は左側段付き内腔８６を介して凹部８８を加圧する。凹部８８の加圧によって右側バルブ８１が閉塞され、これによって加圧液圧流体が左側一次チャンバー３４から流出するのが抑止され、したがって左側リアブレーキ７３が作動可能となる。
同様に、右側ブレーキペダルのみを操作すると右側バルブ８１'が開放されるが、左側バルブ８１は閉塞され、これによって右側リアブレーキ７３'のみを作動させることが可能となる。
上記の通り、両方のペダルがリンクシステム９０によって連結されたとき、バルブアセンブリ８０が開放され、これによって左側一次チャンバー３４内の圧力を右側一次チャンバー３４'と等しくすることができる。二次チャンバー３２および３２'に関して、これらチャンバーは、前方の共通ブレーキポート６３で交わる孔４１および４１'を介して、常時、互いに連結されている。ゆえに、この二次チャンバー３２および３２'は、常に圧力が釣り合った状態にある。
この例では、孔４１および４１'は穿孔であり、両者は互いに６４度の角度をなしている。図３に最もよく示されているように、孔４１の上端部分は共通フロントブレーキポートの底部で終端をなしている。孔をこのように配置することで、両方の孔を穿孔し、かつその上、両者を単一の共通フロントブレーキポート３６と流体連通状態とすることができる。
ブレーキペダルが連結されていない場合、そしてたとえば左側ブレーキペダル７９が操作される場合、上記のとおり、左側リアブレーキ７３が作動することになるが、右側リアブレーキ７３'は作動しない。こうした状況下では、フロントブレーキ７７または７７'のいずれもが、以下で説明する理由で作動しない。
左側ブレーキのみが作動させられる場合、左側一次チャンバーピストン２１が前進し、これに対して右側一次チャンバーピストン２１'は、その休止ポジションに留まったままとなる。左側一次チャンバーピストン２１が前進するとき、シール１８はセルフブリード孔２３を通過し、そしてシール２８は孔３３を通過することになる。
だが、右側一次チャンバーピストン２１'は静止したままであるので、右側セルフブリード孔２３'はやはり開いたままであり、そして右側一次チャンバー３４はタンク６８と流体連通状態となったままである。バルブアセンブリ８０が閉塞されたままであるので、左側一次チャンバー３４から右側一次チャンバー３４'への、バルブアセンブリ８０を介した流体の移動は生じない。ゆえに、右側一次チャンバーをこの経路で加圧することはできず、したがって右側二次ピストン２７'が前進する傾向は生じない。それゆえ、右側セルフブリード孔３３'は開いたままとなる。左側二次ピストン２７が前進するとき、液圧流体は、左側二次チャンバー３２から、左側孔４１を通り、右側孔４１'を通り、右側二次チャンバー３２'を通り、(開放された)右側孔３３'を通り、右側一次チャンバー３４'を通り、(開放された)右側セルフブリード孔２３'を通り、右側タンクチャンバー４０'へと、そして最終的にタンク６８へと押しやられる。こうして二次チャンバー３２および３２'はいずれもタンクに接続されるから、両者を加圧することはできず、したがってフロントブレーキ７０または７７'は作動しない。
ブレーキペダルが連結されておらず、しかもたとえば左側ブレーキペダルが強く操作され、これによって左側リアブレーキを作動させるとき、一次チャンバー３４内で圧力が著しく増大する。この圧力は、スプリング３０によって加えられるスプリング力に打ち勝つのに十分なものである。そうした状況下で、二次ピストン２７は、その端部２７Ｅがチューブ２９の端面２９Ｂに当接するときまで、図１において左側に移動することになる。したがって、二次ピストン２７は最大限に変位させられ、そしてピストン２７を最大限に変位させるのに必要な量の液圧流体は一次ピストン２１によって提供される。したがって、直径３９Ａと３８Ａの比率は、ピストン２７を最大限に変位させ、しかもさらに、それぞれのリアブレーキを通常通り作動させるのに十分な量を提供するよう設定される。例として言えば、二次ピストン２７を最大限変位させるには、一次ピストン２１を１０ミリメートルだけ変位させることが必要となる。そうした条件のもとでは、一次ピストン２１は３０ミリメートルの総ストロークを具備するよう設計できる。したがって、これは、左側リアブレーキを作動させるために、一次ピストン２１の２０ミリメートルの予備ストロークを提供する。
それゆえ、本システムは、運転手が任意選択で、四つのブレーキ全てを同時に作動させることを可能とするか、あるいは左側リアブレーキを独立して、あるいは右側リアブレーキを独立して作動させることを可能にする、ということが分かるであろう。
ブレーキを解放するとき、ほんの一瞬、一次チャンバーまたは二次チャンバー内の圧力が大気圧以下に低下するリスクを伴う。もし、こうしたことが起きると、空気がシステム内に吸入され得るというリスクが生じる。このリスクを回避するため、本ツインマスターシリンダーアセンブリ５１は、以下で説明するような、さまざまな一方向バルブを具備してなる。
先に説明したように、バルブ１７は、一次チャンバーピストン２１が図１に示すポジションに復帰するとき、左側タンクチャンバー４０から左側一次チャンバー３４へと液圧流体が流動することを可能にする。対応する右側バルブ１７'は、右側一次チャンバーピストン２１'がその休止ポジションに復帰するとき、右側タンクチャンバー４０'から右側一次チャンバー３４'へと液圧流体が流動することを可能にする。ゆえに、バルブ１７および１７'によって、対応する一次チャンバー内の圧力が大気圧以下に低下しないことが確実なものとなる。
単一のバルブ５０によって、左側二次チャンバー３２および右側二次チャンバー３２'の両方に給液するため、液圧流体が左側タンクチャンバー４０から流出することが可能となる。このバルブによって、二次チャンバー３２または３２'のいずれか一方の圧力が、以下で説明するように、大気圧以下に低下しないことが確実なものとなる。
本体部１は、それ自体に穿孔され、かつバルブ本体部の水平中心線Ａの上に配置され、かつ左側および右側マスターシリンダーアセンブリ間の概ね中ほどに配置された水平孔４９(一方向バルブ流路として説明されている)を具備する。図２から最もよく分かるように、孔４９の中心線Ｂは、バルブ本体部１の垂直中心線Ｃから僅かに左側にオフセットしている。このオフセットは、孔４９の段付き縮径端部４９Ａが左側タンクチャンバー４０内に侵入していることを意味する。
本体部１の前方端部には円筒形凹部９１が設けられており、その軸線は水平中心軸線Ａおよび垂直中心軸線Ｃと一致する。凹部９１は、弾性シール９３を有するプラグ９２によってシールされているが、このプラグは、凹部９１の溝９５内に配されたスナップリング９４によって適所に保持された状態となっている。垂直孔９６は、フロントブレーキポート３６と凹部９１とをつないでいる。凹部９１は続いて孔４９につながっている。
一対の二次チャンバーがフロントブレーキへの給液のために設けられる場合、ブレーキが解放されたときに空気が二次チャンバーに接続された回路に入り込まないことを確実なものとするのに単一の一方向バルブしか必要としない構成は、本出願人によって初めて実現された。
バルブ１７,１７'および５０が開くか否かは、ブレーキが解放される速度を含む、いくつかの因子に依存することに留意されたい。ブレーキが徐々に解放された場合、バルブ１７,１７'または５０はいずれも開かない。だが、いったんブレーキが完全に解放され、そしてツインマスターシリンダーアセンブリが図１に示すようにその休止ポジションとなると、セルフブリード孔３４,３４'２３および２３'は常時開放状態となる。明らかに、使用に伴いブレーキライニングは摩滅する。ブレーキが、そうした摩滅を補償するために、自動調節機構を備える場合、各液圧回路、たとえばリアブレーキに給液する液圧回路、またはフロントブレーキに給液する液圧回路が必要とする液圧流体の量は増大する。量のこの増大はセルフブリード孔によって対応できる。なぜなら、システムがその休止ポジションに復帰するときはいつでも、このセルフブリード孔は開放され、そしてタンクと連通するからである。同様に、液圧流体の膨脹および収縮も、このセルフブリード孔によって対応できる。
本システムは、ある故障モードでは非常制動を実現する。
ゆえに、両方のブレーキペダルが連結された状態で、もし、ブレーキを作動させているとき、液圧ライン７２が破損した場合、一次チャンバー３４内の液圧流体が流出し、そして一次チャンバーの圧力はゼロにまで低下する。一次チャンバーピストン２１および２１'の両方が前進してしまっているので、バルブアセンブリ８０は開放され、右側一次チャンバー３２'内の圧力もまたゼロにまで低下する。こうした状況下では、いずれのリアブレーキも作動させられない。
だが、一次ピストン２１は、その端面２１Ｂが二次ピストン２７の端部２７Ｆに当接するときまで前進し続ける(これによって距離１９が縮まる)。この当接によって、二次ピストン２７が確実に前進するようになり、この結果、フロントブレーキが作動する。対応する距離１９'もまた、右側一次チャンバー２１と右側二次ピストン２７との間で縮まり、それゆえ、二次ピストン２７および２７'の両方が一緒に前進し、フロントブレーキを作動させる。
ブレーキパッドが連結されかつブレーキが作動させられかつ液圧ライン７５が損傷した場合、二次チャンバー３２および３２'の両方の中にある液圧流体が流出し、二次チャンバーの両方の圧力がゼロにまで低下し、そしてフロントブレーキを作動させることができなくなる。だが、リアブレーキはいずれも機能し続ける。特に、ペダル踏力が十分なものであれば、一次チャンバー３４および３４'内の圧力は、対応するスプリング３０および３０'に打ち勝つのに十分なものとなり、これによって二次ピストン２７および２７'は最大限に変位する。だが、こうした状況下では(上記実施例を考慮して)、両方のリアブレーキを作動可能とするために、各一次チャンバーピストンについて、２０ｍｍの予備移動量が依然として存在するであろう。
上記のとおり、両方のブレーキの初期作動時、シール１８および１８'は、そのそれぞれのブリード孔２３および２３'を通過する。同様に、シール２８および２８'も、そのそれぞれのセルフブリード孔３３および３３'を通過する。いったんそうなると、一次チャンバーは二次チャンバーから液圧的に隔離され、これによってブレーキ連続作動中に分割制動回路が形成されることは明白であろう。この分割制動回路は、リア回路の液圧ライン(たとえば液圧ライン７２)あるいはフロント回路の液圧ライン(たとえば液圧ライン７５)が破損したときでさえ互いに独立した状態であり続ける。
システムのブースター側が故障した場合、たとえば加圧流体を圧力ポート６２に供給できない場合、ブレーキペダル操作はプランジャ４および４'を前進させ、これによってプランジャの端面４Ｇおよび４Ｇ'は、ブースターピストンの面３Ｇおよび３Ｇ'と係合し(すなわち距離１６および１６'が縮まる)、これによって、ブースターによる支援はないものの四つのブレーキ全てが作動させられる。
図３に示すように、孔４１は孔４１'に対して６４度の角度で穿孔されている。孔２２は孔２２'に対して４５度の角度で穿孔されている。段付き内腔８６は段付き内腔８６'に対して９０度の角度で穿孔されている。孔２と孔２'との間の角度は図示していないが、通常は９０度あるいはそれ以下である。
このようにして、さまざまな孔の対をある角度で配置することで、単一ポートあるいは単一リテーナーを提供できる。ゆえに、孔２と２'、２２と２２'、４１と４１'、および８６と８６'間の角度は１８０度以下であることが好ましく、さらに好ましいのは９０度以下であり、９０度未満(すなわち鋭角)であることがより好ましい。
問題が生じないよう付け加えると、「左側」および「右側」という用語は、単に類似の構成要素を区別するのに用いているに過ぎず、一方の構成要素の、他方に対する特定の空間的関係を規定するものとして解釈すべきではない。
１ 本体部
２ 孔
３ ブースターピストン
４ プランジャ
５ 差し込み口
６,７ シール
８ プッシュロッド
９ プレート
１０ 孔
１１Ａ,１１Ｂ,１２Ａ,１２Ｂ シール
１３ 孔
１４,１５ スプリング
１７ バルブ
１８ シール
２０ スプリング
２１ 一次チャンバーピストン
２２ 孔
２３ ブリード孔
２４ 軸方向溝
２５ アライメントピン
２６ スナップリング
２７ 二次ピストン
２８ シール
２９ チューブ
３０ スプリング
３１ シール
３２ 二次チャンバー
３３ セルフブリード孔
３４ 一次チャンバー
３５ リアブレーキポート
３６ 共通フロントブレーキポート
３７ 孔
３８,３９ 内腔
４０ タンクチャンバー
４１ 孔
４２ 弾性シール
４３ 弾性円筒形シール
４４,４６ スナップリング
４５ リテーナー
４７ ブースター内腔
４８ 差し込み口内腔
４９ 水平孔
５０ バルブ
５１ ツインマスターシリンダーアセンブリ
５２ 左側マスターシリンダー構造部
５４ 右側マスターシリンダー構造部
５６ 左側ブースター
５８ 左側タンデムマスターシリンダー
６０ 環状圧力チャンバー
６２ 圧力ポート
６３ 共通ブレーキポート
６４ タンクポート
６６ ポンプ
６８ タンク
７０ フロントブレーキ
７２ 液圧ライン
７３ リアブレーキ
７４ 後輪
７５,７６ 液圧ライン
７７ フロントブレーキ
７９ ブレーキペダル
８０ バルブアセンブリ
８１ バルブ
８２ バルブピン
８３ ドーム状端部
８４,８５ ランド部
８６ 段付き内腔
８７ 段部
８８ 凹部
８９ 開口部
９０ リンクシステム
９１ 円筒形凹部
９２ プラグ
９３ 弾性シール
９４ スナップリング
９５ 溝
９６ 垂直孔
２ 孔
３ ブースターピストン
４ プランジャ
５ 差し込み口
６,７ シール
８ プッシュロッド
９ プレート
１０ 孔
１１Ａ,１１Ｂ,１２Ａ,１２Ｂ シール
１３ 孔
１４,１５ スプリング
１７ バルブ
１８ シール
２０ スプリング
２１ 一次チャンバーピストン
２２ 孔
２３ ブリード孔
２４ 軸方向溝
２５ アライメントピン
２６ スナップリング
２７ 二次ピストン
２８ シール
２９ チューブ
３０ スプリング
３１ シール
３２ 二次チャンバー
３３ セルフブリード孔
３４ 一次チャンバー
３５ リアブレーキポート
３６ 共通フロントブレーキポート
３７ 孔
３８,３９ 内腔
４０ タンクチャンバー
４１ 孔
４２ 弾性シール
４３ 弾性円筒形シール
４４,４６ スナップリング
４５ リテーナー
４７ ブースター内腔
４８ 差し込み口内腔
４９ 水平孔
５０ バルブ
５１ ツインマスターシリンダーアセンブリ
５２ 左側マスターシリンダー構造部
５４ 右側マスターシリンダー構造部
５６ 左側ブースター
５８ 左側タンデムマスターシリンダー
６０ 環状圧力チャンバー
６２ 圧力ポート
６３ 共通ブレーキポート
６４ タンクポート
６６ ポンプ
６８ タンク
７０ フロントブレーキ
７２ 液圧ライン
７３ リアブレーキ
７４ 後輪
７５,７６ 液圧ライン
７７ フロントブレーキ
７９ ブレーキペダル
８０ バルブアセンブリ
８１ バルブ
８２ バルブピン
８３ ドーム状端部
８４,８５ ランド部
８６ 段付き内腔
８７ 段部
８８ 凹部
８９ 開口部
９０ リンクシステム
９１ 円筒形凹部
９２ プラグ
９３ 弾性シール
９４ スナップリング
９５ 溝
９６ 垂直孔
Claims (26)
- 単一の一体型本体部を具備してなるツインマスターシリンダーアセンブリであって、
前記本体部は、左側タンデムマスターシリンダーおよび右側タンデムマスターシリンダーを具備してなり、
前記左側タンデムマスターシリンダーは、前記本体部内に設けられた左側一次チャンバーおよび前記本体部内に設けられた左側二次チャンバーを具備してなり、
前記右側タンデムマスターシリンダーは、前記本体部内に設けられた右側一次チャンバーおよび前記本体部内に設けられた右側二次チャンバーを具備してなり、
前記左側タンデムマスターシリンダーは、前記右側タンデムマスターシリンダーとは別個に作動可能であり、
前記二次チャンバーのそれぞれは、前記ツインマスターシリンダーアセンブリが休止ポジションにあるときには開放状態となる二次チャンバーセルフブリード孔を有し、前記左側または右側タンデムマスターシリンダーの一方のみの動作によって、前記左側または右側タンデムマスターシリンダーの前記一方のものの二次チャンバー内の液圧流体が、前記左側または右側タンデムマスターシリンダーの前記一方のものとは別のものの前記二次チャンバーセルフブリード孔を経て排出されるようになっていることを特徴とするツインマスターシリンダーアセンブリ。 - 前記単一の一体型本体部は鋳造体であることを特徴とする請求項１に記載のツインマスターシリンダーアセンブリ。
- 前記左側二次チャンバーと前記右側二次チャンバーとはいずれも、前記単一の一体型本体部に形成された単一の二次チャンバー流出ポートと流体連通状態となっていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のツインマスターシリンダーアセンブリ。
- 前記左側二次チャンバーおよび前記右側二次チャンバーは、前記単一の一体型本体部を穿孔することによって形成されたそれぞれの左側および右側二次チャンバー流路を経て、前記単一の二次チャンバー流出ポートと流体連通状態となっていることを特徴とする請求項３に記載のツインマスターシリンダーアセンブリ。
- 前記左側二次チャンバー流路と前記右側二次チャンバー流路とは、互いに鋭角をなすよう穿孔されていることを特徴とする請求項４に記載のツインマスターシリンダーアセンブリ。
- 前記左側二次チャンバーは前記右側二次チャンバーと常時流体連通状態となっていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のツインマスターシリンダーアセンブリ。
- 前記左側タンデムマスターシリンダーは左側タンクチャンバー領域を有すると共に、前記右側タンデムマスターシリンダーは右側タンクチャンバー領域を有し、前記左側タンクチャンバー領域と前記右側タンクチャンバー領域とは、前記単一の一体型本体部に形成された単一のタンクリザーバポートと常時流体連通状態となっていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のツインマスターシリンダーアセンブリ。
- 前記左側タンクチャンバー領域と前記右側タンクチャンバー領域とは、前記単一のタンクリザーバポートと、前記単一の一体型本体部を穿孔することによって形成された、それぞれの左側タンクチャンバー流路および右側タンクチャンバー流路を介して、流体連通状態となっていることを特徴とする請求項７に記載のツインマスターシリンダーアセンブリ。
- 前記左側二次チャンバー流路と前記右側二次チャンバー流路とは、互いに鋭角をなすよう穿孔されていることを特徴とする請求項８に記載のツインマスターシリンダーアセンブリ。
- 前記左側二次チャンバーおよび前記右側二次チャンバーは、いずれも単一の一方向バルブと常時流体連通状態となっており、前記一方向バルブは、ブレーキ作動中に前記二次チャンバーから流体が流出するのを阻止すると共に、ブレーキ解放中に流体が前記二次チャンバーへ流動するのを可能とするようになっていることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載のツインマスターシリンダーアセンブリ。
- 前記単一の一方向バルブは前記単一の一体型本体部内に形成された一方向バルブ流路内に配置されており、かつ好ましくは前記一方向バルブ流路は前記単一の一体型本体部を穿孔することによって形成されたものであることを特徴とする請求項１０に記載のツインマスターシリンダーアセンブリ。
- 前記一方向バルブ流路は、前記左側タンクチャンバー領域および前記右側タンクチャンバー領域の一方とのみ隣接していることを特徴とする、請求項７ないし請求項９のいずれか１項に従属した場合の請求項１１に記載のツインマスターシリンダーアセンブリ。
- バランスバルブアセンブリを具備してなると共に、
前記バランスバルブアセンブリは、
前記左側一次チャンバーと流体連通状態となった左側バランスバルブ流路内に配置された左側一方向バランスバルブと、
前記右側一次チャンバーと流体連通状態となった右側バランスバルブ流路内に配置された右側一方向バランスバルブと、を具備してなり、
前記左側バランスバルブ流路および前記右側バランスバルブ流路は、いずれも前記単一の一体型本体部内に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載のツインマスターシリンダーアセンブリ。 - 前記左側バランスバルブ流路および前記右側バランスバルブ流路は、前記単一の一体型本体部を穿孔することによって形成されていることを特徴とする請求項１３に記載のツインマスターシリンダーアセンブリ。
- 前記左側バランスバルブ流路と前記右側バランスバルブ流路とは、互いに鋭角をなすように穿孔されていることを特徴とする請求項１４に記載のツインマスターシリンダーアセンブリ。
- 前記左側タンデムマスターシリンダーに力を作用させるよう動作可能な左側ブースターと、前記右側タンデムマスターシリンダーに力を作用させるよう動作可能な右側ブースターと、を具備してなり、前記左側ブースターおよび前記右側ブースターは、いずれも前記単一の一体型本体部内に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項１５のいずれか１項に記載のツインマスターシリンダーアセンブリ。
- 前記左側ブースターおよび前記右側ブースターに加圧流体を供給するための単一の流入ポートを具備してなり、前記単一の流入ポートは前記単一の一体型本体部に形成されていることを特徴とする請求項１６に記載のツインマスターシリンダーアセンブリ。
- 前記単一の流入ポートは、左側流入ポート流路を介して、前記左側ブースターと流体連通状態となっていると共に、右側流入ポート流路を介して、前記右側ブースターと流体連通状態となっており、前記左側流入ポート流路および前記右側流入ポート流路は穿孔によって形成されていることを特徴とする請求項１７に記載のツインマスターシリンダーアセンブリ。
- 前記右側流入ポート流路と前記左側流入ポート流路とは、互いに鋭角をなすよう穿孔されていることを特徴とする請求項１８に記載のツインマスターシリンダーアセンブリ。
- 前記左側一次チャンバーの少なくとも一部が前記左側二次チャンバーの一部を取り囲んでおり、かつ／または前記右側一次チャンバーの少なくとも一部が前記右側二次チャンバーの一部を取り囲んでいることを特徴とする請求項１ないし請求項１９のいずれか１項に記載のツインマスターシリンダーアセンブリ。
- 一次チャンバーのそれぞれは、好ましくは穿孔によって、好ましくはそれぞれ前記単一の一体型本体部に形成された、前記ツインマスターシリンダーが休止ポジションにあるときには開放状態である一次チャンバーセルフブリード孔を有し、前記左側または右側ツインマスターシリンダーの一方のみの動作によって、前記左側または右側タンデムマスターシリンダーの前記一方のものの二次チャンバー内の液圧流体が、前記左側または右側タンデムマスターシリンダーの前記一方のものとは別のものの前記一次チャンバーセルフブリード孔を経て排出されるようになっていることを特徴とする請求項１に記載のツインマスターシリンダーアセンブリ。
- 前記左側および右側一次チャンバーは、それぞれの左側および右側一次チャンバーピストンによって少なくとも部分的に形成されており、かつ、前記左側および右側二次チャンバーは、それぞれの左側および右側二次チャンバーピストンによって少なくとも部分的に形成されており、前記左側または右側一次チャンバー内の流体圧力が消失した場合、前記左側または右側一次ピストンが、対応する左側または右側二次ピストンに作用するようになっていることを特徴とする請求項１ないし請求項２１のいずれか１項に記載のツインマスターシリンダーアセンブリ。
- 前記二次ピストンのストロークはストッパーによって制限されており、前記二次チャンバー内の圧力が消失した場合、前記一次ピストンの移動量は、前記二次ピストンが最大限に変位した後の予備移動量を含んだものとなることを特徴とする請求項１１に記載のツインマスターシリンダーアセンブリ。
- 両タンデムマスターシリンダーの初期動作に続いて、前記一次チャンバーは前記二次チャンバーから液圧的に隔離された状態となり、これによって、両タンデムマスターシリンダーの連続作動中、分割制動回路が形成されるようになっていることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載のツインマスターシリンダーアセンブリ。
- 本体部内に設けられた左側一次チャンバーと前記本体部内に設けられた左側二次チャンバーとを有する左側タンデムマスターシリンダーと、前記本体部内に設けられた右側一次チャンバーと前記本体部内に設けられた右側二次チャンバーとを有する右側タンデムマスターシリンダーと、を具備してなるツインマスターシリンダーアセンブリであって、
前記左側タンデムマスターシリンダーは前記右側タンデムマスターシリンダーとは別個に作動可能であり、前記左側一次チャンバーの少なくとも一部は前記左側二次チャンバーの一部を取り囲んでおり、かつ／または前記右側一次チャンバーの少なくとも一部は前記右側二次チャンバーの一部を取り囲んでおり、
前記二次チャンバーのそれぞれは、前記ツインマスターシリンダーアセンブリが休止ポジションにあるときには開放状態となる二次チャンバーセルフブリード孔を有し、前記左側または右側タンデムマスターシリンダーの一方のみの動作によって、前記左側または右側タンデムマスターシリンダーの前記一方のものの二次チャンバー内の液圧流体が、前記左側または右側タンデムマスターシリンダーの前記一方のものとは別のものの前記二次チャンバーセルフブリード孔を経て排出されるようになっていることを特徴とするツインマスターシリンダーアセンブリ。 - 本体部内に設けられた左側一次チャンバーと前記本体部内に設けられた左側二次チャンバーとを有する左側タンデムマスターシリンダーと、前記本体部内に設けられた右側一次チャンバーと前記本体部内に設けられた右側二次チャンバーとを有する右側タンデムマスターシリンダーと、を具備してなるツインマスターシリンダーアセンブリであって、
前記左側タンデムマスターシリンダーは前記右側タンデムマスターシリンダーとは別個に作動可能であり、各一次チャンバーは、前記ツインマスターシリンダーが休止ポジションにあるときには開放状態である一次チャンバーセルフブリード孔を有し、前記左側または右側ツインマスターシリンダーの一方のみの動作によって、前記左側または右側タンデムマスターシリンダーの前記一方のものの二次チャンバー内の液圧流体が、前記左側または右側タンデムマスターシリンダーの前記一方のものとは別のものの前記一次チャンバーセルフブリード孔を経て排出されるようになっていることを特徴とするツインマスターシリンダーアセンブリ。
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