JP6199859B2

JP6199859B2 - 特に、制御されたブレーキ装置用のマスタシリンダ

Info

Publication number: JP6199859B2
Application number: JP2014508833A
Authority: JP
Inventors: ケーニッヒ、ハラルド; ドロット、ペテル; ユングマン、ウド; ビスチョフ、アンドレアス
Original assignee: コンチネンタル・テベス・アーゲー・ウント・コンパニー・オーハーゲー
Priority date: 2011-05-05
Filing date: 2012-05-04
Publication date: 2017-09-20
Anticipated expiration: 2032-05-04
Also published as: BR112013028405A2; CN103635368A; US20140150420A1; WO2012150347A1; JP2014513007A; US9452745B2; KR20140027392A; EP2704933A1; DE102011075359A1; CN103635368B; EP2704933B1; BR112013028405A8; BR112013028405B1

Description

この発明は、ハウジング内において移動可能で、かつ、ハウジングの環状溝内に配置された密封要素によって圧力チャンバに関して密封される少なくとも１本のピストンを有する、特には制御されたブレーキ装置用のマスタシリンダに関し、その圧力チャンバは、ピストン内に形成された制御通路によって加圧されていない供給チャンバに接続可能である。

このタイプのマスタシリンダは、例えば、ＤＥ１０２００４０５７１３７Ａ１から知られており、制御通路は、小さな横断面の放射状の横方向孔として設けられ、さらに、周囲の内部溝は、マスタシリンダのデッド行程をできるだけ短く維持し、かつ、同時に、横方向孔の長さを減少することによってスロットリング抵抗を低下するために、横方向孔の領域における内側に形成される。

制御介在圧力媒体の場合には、牽引制御(ASR)、または電子安定プログラム(ESP)を備えたブレーキ装置のような制御されたブレーキ装置の使用によって、ポンプによってマスタシリンダを介して圧力媒体貯蔵容器から供給される。ここの不利益は、横方向孔の小さな横断面が過度の流体抵抗を生成し、かつ、必要な圧力媒体が、充分に速くポンプに利用可能になることができないことである。

流体抵抗を減少するために、より多くの横方向孔を提供し、かつ、横方向孔をその直径に関して最適化する可能性が、既知のマスタシリンダとともに在る。しかしながら、第１に述べた解決の不利益は、ピストンの安定性の利益に対して流体抵抗が減少し、また、さらに、多くの小さな横方向孔の設置が非経済的であるということにおいて出現する。第２の解決は、マスタシリンダのデッド行程が、孔の制御する側端の移動によって増加されるという不利益がある。

これらの不利益を回避するために、ＤＥ１０２００９０５４６９５Ａ１は、ピストンがプラスチック材料からなり、ピストンの制御通路がピストンの端部面と平行に形成される制御端を有することを提案し、この制御通路は、ピストンの外部側における軸方向の溝として構成される。このことは、閉止行程が同一のままである間に制御通路の流体横断面を増加することを可能にし、その結果、制御介在の間の動的挙動を改善することができる。軸方向の溝は、ピストンの外部側における密封要素の画定された誘導が確実であるという利益を有する。

したがって、この発明の目的は、既知のマスタシリンダの前述した不利益に関して改善される異なるマスタシリンダを提供することである。

この目的は、この発明によって、ピストンが少なくとも２つの部分で形成され、制御通路が設けられる本体および環状の制御要素を有することで達成される。制御要素であって、圧力を加えることを実行しないものは、したがって、本体の安定性に影響を及ぼすことなしに、非常に壁の薄い、金属透かし細工構成（filigree configuration）を有する。換言すれば、ピストンの圧力領域および供給領域は、相互から分離される。

この発明の有利な実施例によれば、環状の制御要素は、本体の外部溝内に配置される。前記溝は、製造中に、単純なやり方で本体内に本質的に単純化して本体内に形成することができる。

制御通路は、好ましくはピストンの端部面に対して平行に形成された制御端を有し、この制御端は、本体において形成される。それによって閉止行程が同一のままである間に、制御通路の流体横断面を増加させるのを可能とし、その結果、制御介在の間の動的挙動を改善することができる。

この場合には、制御端が、制御要素の外部溝の側壁および本体の外部側に形成される場合に、特に有利である。

この発明の有利な開発によれば、制御通路は、制御要素の外部側における軸方向の溝として提供される。軸方向の溝は、ピストンの外部側における密封する要素の画定された誘導が確実であるという利益を有する。

この発明の代りの有利な実施例は、制御要素が波状のリングとして構成されることを規定する。

この発明の他の代りの有利な実施例は、制御通路は、制御要素の内側におけるリブ間のギャップとして提供され、このリブは、制御端に向かって指向された制御要素の側において制御要素を越えて軸方向に突出することを規定する。

本体は、好ましくは、旋削されるか、または押出し成形された部分として提供される。

本体がアルミニウムからなる場合には、重量に関して最適化されたピストンを達成することができる。

この発明の有利な実施例によれば、制御要素は、本体に拡張適合することができる可逆的に変形可能な予備成形物（preform）として提供される場合、組立ては、単純なやり方で実行することができる。

制御要素は、好ましくはプラスチック材料からなり、それによって低コストの製造を達成することができる。

この発明の他の実施例によれば、制御要素は、弾性的な板金から形成することができる。

この発明の特に有利な実施例は、外部溝が、本体の減少された直径の領域において設けられることを規定する。動的安定制御装置のためのより小さい流体抵抗、および量不足の場合における改善された供給流の両方は、より大きなピストンとハウジングとの間の今や初期により大きなギャップの利点として引用することができる。
この発明のさらなる特徴、利点、および可能な適用は、従請求項から、さらには、常に高度に図式化された形成で、以下の代表的な実施例の記述から、明白である:

縦断面図における既知のマスタシリンダを示す; ３次元表現で、この発明によるマスタシリンダの第１の代表的な実施例のピストンを示す; 図２によるピストンの拡大した詳細を示す; ３次元表現で、図２および３に示されるようなこの発明によるマスタシリンダの制御要素（control element）を示す; ３次元表現で、完備した制御要素を備えた図２によるピストンの詳細を示す; ３次元表現で、この発明によるマスタシリンダの第２の代表的な実施例の制御要素を示す; ３次元表現で、図６による完備した制御要素を備えたピストンを示す; ３次元表現で、この発明によるマスタシリンダの第３の代表的な実施例のピストンの詳細を示す; 図８によるピストンのさらなる詳細を示す; ３次元の表現で、図８、９に示されるようなこの発明によるマスタシリンダの制御要素を示す。３次元の表現で、図１０による制御要素の詳細を示す。

図１は、縦断面図において、例えば、牽引制御(ASR) およびまたは、電子安定プログラム(ESP)を備えた制御されたブレーキ装置における用途を見出し、さらには、プランジャ形のタンデム設計である既知のマスタシリンダ１を示している。

マスタシリンダ１は、ハウジング２内で移動可能である第１および第２のピストン３、４を有し、動的に装着した内部の密封リップ２６、２７と、静的に装着した外部の密封リップ２８、２９とを備えた環状の密封要素５、６は、ハウジング２の環状溝２３、２４内に設けられる。動的に装着した内部の密封リップ２６、２６は、ピストン３、４に対する第１の密封面によって支持し、さらに、静的に装着した外部の密封リップ２８、２９は、環状溝２３、２４の底部に対する第２の密封面によって支持する。ピストン３、４の外部側面３０、３１は、ガイド面として役立つ。

第１および第２の圧力チャンバ７、８は、図１に表わされたマスタシリンダ１の非作動状態で、圧力媒体チャンネル３２、３３、およびハウジング２内の供給チャンバ１１、１２経由で、さらに、制御通路９、１０経由で、加圧されていない（unpressurised）圧力媒体貯蔵容器(図示せず)に対する第１および第２のピストン３、４の側部３６、３７において設けられたポット形の壁２１、２２における横方向孔の形状で接続される。その配置によって、マスタシリンダ１は、ピストン３、４の周面における４から２４個までの横方向孔９、１０を有する。このピストン３、４は、圧縮バネ３４、３５によって付勢される。

この圧縮バネ３４、３５は、ポット形の壁２１、２２の内部に少なくとも部分的に配置される。中央スタッド３８、３９は、それが軸方向に壁２１、２２から出ていく前で終端し、壁２１、２２を通って中心に突出している。この終端４０、４１は、スリーブ１７、１８用のストップ４２、４３を備えており、そのストップ４２、４３は、スリーブ１７、１８が、スタッド３８、３９に関して一定範囲に嵌め込むことができるような方法で、カラー１９、２０と協働する。換言すれば、スリーブ１７、１８は、圧縮バネ３４、３５によって、作動時にピストンの内部内に付勢される。理解されるように、ストップ４２、４３は、好ましくは、スタッド３８、３９に、リベット止め−特には揺れリベット止め−されるワッシャである。スリーブ１７、１８の対向端部は、圧縮バネ３４、３５の当接（abutment）用のプレート状のカラー４４、４５を有する。

マスタシリンダ１を作動するために、第１のピストン３は、作動方向Ａにおいて移動される。このことが起こるとともに、第１のピストン３の移動は、第２のピストン４に圧縮バネ３４経由で伝達される。横方向孔９、１０が密封要素５、６の領域にある、すなわち、孔の制御する側端が通過されるや否や、マスタシリンダ１のいわゆるデッド行程は終了し、したがって、圧力媒体は、もはや供給チャンバ１１、１２から横方向孔９、１０経由で圧力チャンバ７、８に到達することができない。圧力媒体容器に対する圧力チャンバ７、８の接続は、中断され、かつ、圧力が圧力チャンバ７、８内において増加される。

マスタシリンダ１に縦に並べて配置された２本のピストン３、４は、構造および動作において実際に同一であり、その結果、第１のピストン３だけがさらに記述される。

ASRまたはESP介在中に、非作動の、または作動されたピストン３によって、ホイールブレーキの方向における圧力チャンバ経由で圧力媒体容器から圧力媒体を供給し、ホイールブレーキは、好ましくはポンプによって達成され、ホイールブレーキの方向、またはマスタシリンダ１の方向に汲みあげる(戻り原理return principle)ために、その入口は、マスタシリンダ１の圧力チャンバ７、８、またはホイールブレーキに、選択的に接続可能であることは、必要であることができる。この目的のために、マスタシリンダ１の非作動状態におけるASRまたはESP介在中に、圧力媒体は、圧力媒体チャンネル３２、供給チャンバ１１、横方向孔９、および圧力チャンバ７経由で圧力媒体貯蔵容器から供給される。マスタシリンダ１の作動状態におけるESP介在中に、圧力媒体は、密封要素５の外部の密封リップ２８を横切って流れることによってさらに供給され、外部の密封リップ２８の密封面が、環状溝２３の底部に対して、もはやもたれかからないように、そのリップは、内部の密封リップ２６の方向に吸引圧力によってその上に折り重ねられる。特にマスタシリンダ１の非作動位置において、ASRまたはESP介在中に、ポンプに充分な圧力媒体を迅速に利用可能にするために、マスタシリンダ１のデッド行程は、またできるだけ短く維持しなければならないが、横方向孔９の流体抵抗をできるだけ低く維持することが必要である。

横方向孔９、１０の領域において、それぞれの放射方向の、周辺の内部溝１５、１６は、横方向孔９、１０の長さを短くして、ピストン３、４の内部側１３、１４に設けられる。スロットリング抵抗は、それによって減少されるように意図される。このことは、しかしながら、第１に、内部溝１５、１６を生産する技術的な複雑さ、およびコストの理由で不利であることが判明し、さらに、第２に、横方向孔９、１０の流体抵抗は、孔径に直接依存するので、その結果、内部溝１５、１６は、流体抵抗のいかなる減少をも可能にしない。さらに、多くの横方向孔９、１０が設けられる場合には、ピストン３、４の安定性は、否定的に影響を受ける場合がある。

図１による既知のマスタシリンダからの動作および構造において基本的に異ならないこの発明によるマスタシリンダの代表的な実施例は、図２−１１から明白である。ピストンだけが、図１による既知のマスタシリンダに関して改造され、その結果、それらの動作および構造の繰り返されてきた記述を省略することができ、これまでに記述されたピストン３に対応して、この発明によるマスタシリンダのピストン４６だけが、記述される。類似の部品は、同一の参照符号によって示される。

安定性、流れの断面、および生産コストに関して既知のマスタシリンダを改良するために、以下に記述される代表的な実施例のピストン４６は、少なくとも２つの部分で形成され、本体４７および環状の制御要素４８、４９、５０を有し、さらに、制御通路５１、５２、５３は、制御要素４８、４９、５０内に設けられる。このことは、すべての代表的な実施例において、制御要素４８、４９、５０であって、圧力装填を実行しないものは、本体４７の安定性に影響を及ぼすことなしに非常に薄い壁の金属透かし細工構造を有することができるという利益を生じる。したがって、この発明によるピストン４６の構成の結果として、ピストン４６の圧力領域および供給領域は、相互から分離される。

本体４７は、例えば、重量に関して最適化されたピストン４６を得るためにアルミニウムからなる、旋削したか、または押出成形された部分として提供され、すべての代表的な実施例において、環状の制御要素４８、４９、５０が配置される外部溝５４が設けられる。外部溝５４は、本質的に本体の生産を単純化して、製造中に単純なやり方で本体４７に加工することができる。

組立てを単純化するために、制御要素４８、４９、５０は、すべての実施例において、本体４７に拡張適合される、可逆的に変形可能な予備成形物である。

図４および１０において３次元的に表わされた第１および第３の代表的な実施例の制御要素４８、５０は、プラスチック材料からなり、それによって低コストの製造を達成することができる。代りに、図６に示される第２の代表的な実施例の制御要素４９は、弾性のあるシートメタルからなる波状リングの形である。

閉止行程が変わらない間に、制御通路５１、５２、５３の流体横断面を拡大するために、その結果、動的挙動は、制御介在の間に改善されることができ、制御通路５１、５２、５３は、ピストンの端面に平行に形成される制御端５５を有し、さらに、制御端５５は、例えば図３から明らかなように、外部溝５４の側壁５６および本体４７の外部側５７によって本体４７に形成される。

図５および７による第１の２つの代表的な実施例は、制御要素４８、４９の外部側における軸方向溝として制御通路５１、５２を示している。軸方向の溝は、ピストン４６の外側５７における密封要素５の画定された誘導が確実であるという利点を有する。

ここで、第１の代表的な実施例は、制御通路５１が環体６３において配置されるリブ６０間のギャップの形をしていることを規定している。制御要素４８は、図５から明らかなように、その環体６３と外部溝５４内において係合する。

第２の代表的な実施例によれば、制御要素４９は、波状リングとして、外部に指向されたリブ６１の間のギャップを提供し、かつ、内部に指向されたリブ６４は、固定手段として外部溝５４内に係合する。

対照的に、図８および９による第３の代表的な実施例は、代りに、外部溝５４内に係合するリブ５８間のギャップとして設けられる。図１０、１１は、３次元の表現で、第３の代表的な実施例の制御要素５０を示し、拡大された詳細が、図１１に示されている。リブ５８が制御要素５０の内部側５９に設けられること、さらには、制御端部５５に向かって指向した制御要素５０の側部におけるリブ５８が、制御要素５０を越えて軸方向に突出することが、これらの図から明確に理解できる。外部溝５４の側壁５６に対する制御要素５０の当接は、それによって防ぐことができる。同時に、リブ５８の突出部とリブ５８間のギャップとは、本体４７の安定性を制限することなく、できるだけ大きな流体横断面を可能にする。

例えば、図３、７、および８において見ることができるように、外部溝５４が本体４７の減少した直径の領域において設けられる場合には、このことは、先ず初めに、より大きな、ピストン４６とハウジング２との間のギャップ、および、安定性制御装置用の、より小さな流体抵抗と、量不足の場合の圧力媒体の改善された供給との両方を、利点として生み出す。

さらに注目されるべきことは、搭載された状態において、制御要素４８、４９、および５０は、ピストンの端部面で終端し、その結果、ピストン４６の外部側５７に対する内部の密封リップ２６の当接を、確実にすることができる。この目的のために、制御要素４８、４９の外側における制御通路５１、５２を形成するリブ６０、６１、または、リブ５８が配置される内部側における環体６２のいずれか一方は、本体４７のピストンの端部面まで延在することができ、制御要素４８、４９、および５０は、ピストンの端部面においてピストン４６の搭載を容易にする面取り部（chamfer)６５、６６、および６７を有する。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
［１］ハウジング(２)内に移動可能であり、かつ、ハウジング(２)の環状溝(２３、２４)内に配置された密封要素(５、６)によって圧力チャンバ(７、８)に関して密封され、その圧力チャンバ(７、８)は、ピストン(４６)内に形成された制御通路(５１; ５２; ５３)によって、加圧されていない供給チャンバ(１１、１２)に接続可能である少なくとも１つのピストン(４６)を有するものであって、ピストン(４６)は、少なくとも２つの部分に形成され、本体(４７)、および環状の制御要素(４８; ４９; ５０)を有し、制御通路(５１; ５２; ５３)は、制御要素(４８; ４９; ５０)内に設けられることを特徴とする、特には、制御されたブレーキ装置用のマスタシリンダ。
［２］環状の制御要素(４８; ４９; ５０)は、本体(４７)の外部溝(５４)内に配置されることを特徴とする［１］記載のマスタシリンダ。
［３］制御通路(５１; ５２; ５３)は、ピストンの終端面に平行に形成される制御端(５５)を有し、制御端（５５）は、本体(４７)に形成されることを特徴とする、［１］または［２］記載のマスタシリンダ。
［４］制御端(５５)は、外部溝(５４)の側壁（５６）、および、本体(４７)の外部側(５７)によって形成されることを特徴とする［２］および［３］記載のマスタシリンダ。
［５］制御通路(５１; ５２)は、制御要素(４８; ４９)の外部側における軸方向溝として設けられることを特徴とする、先行する請求項のいずれか１項記載のマスタシリンダ。
［６］制御要素(４９)は、波状のリングの形であることを特徴とする先行する［１］〜［４］のいずれか１項記載のマスタシリンダ。
［７］制御通路(５３)は、制御要素(５０)の内部側(５９)におけるリブ(５８)間のギャップとして設けられ、リブ(５８)は、制御端(５５)に向かって指向された制御要素(５０)の側部における制御要素(５０)を越えて軸方向に突出することを特徴とする、先行する［１］〜［４］のいずれか１項記載のマスタシリンダ。
［８］本体(４７)は、旋削されるか、または押出成形される部分として設けられることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項記載のマスタシリンダ。
［９］本体(４７)は、アルミニウムで作られることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項記載のマスタシリンダ。
［１０］制御要素(５１; ５２; ５３)は、本体(４７)に拡張適合することができる可逆的に変形可能な予備成形物として設けられることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項記載のマスタシリンダ。
［１１］制御要素(４８; ５０)は、プラスチック材料で作られることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項記載のマスタシリンダ。
［１２］制御要素(４９)は、弾性のあるシートメタルからなることを特徴とする先行する［１］〜［１０］のいずれか１項記載のマスタシリンダ。
［１３］外部溝(５４)は、本体(４７)の減少した直径の領域内に設けられることを特徴とする先行する［２］〜［１２］のいずれか１項記載のマスタシリンダ。

１マスタシリンダ
２ハウジング
３ピストン
４ピストン
５密封要素
６密封要素
７圧力チャンバ
８圧力チャンバ
９制御通路
１０制御通路
１１供給チャンバ
１２供給チャンバ
１３内部側
１４内部側
１５内部溝
１６内部溝
１７スリーブ
１８スリーブ
１９カラー
２０カラー
２１壁
２２壁
２３環状溝
２４環状溝
２６内部密封リップ
２７内部密封リップ
２８外部密封リップ
２９外部密封リップ
３０外部側
３１外部側
３２圧力媒体チャンネル
３３圧力媒体チャンネル
３４圧縮スプリング
３５圧縮スプリング
３６側部
３７側部
３８スタッド
３９スタッド
４０終端
４１終端
４２ストップ
４３ストップ
４４カラー
４５カラー
４６ピストン
４７本体
４８制御要素
４９制御要素
５０制御要素
５１制御通路
５２制御通路
５３制御通路
５４外部溝
５５制御端
５６側壁
５７外部側
５８リブ
５９内部側
６０リブ
６１リブ
６２環体
６３環体
６４リブ
６５面取り部
６６面取り部
６７面取り部
Ａ作動方向

Claims

ハウジング（２）内に移動可能であり、かつ、前記ハウジング（２）の環状溝（２３、２４）内に配置された密封要素（５、６）によって圧力チャンバ（７、８）に関して密封され、その圧力チャンバ（７、８）は、ピストン（４６）内に形成された制御通路（５１; ５２）によって、加圧されていない供給チャンバ（１１、１２）に接続可能である少なくとも１つのピストン（４６）を有するものであって、前記少なくとも１つのピストン（４６）は、少なくとも２つの部分に形成され、本体（４７）、及び環状の制御要素（４８; ４９）を有し、前記制御通路（５１; ５２）は、前記制御要素（４８; ４９）内に設けられる制御されたブレーキ装置用のマスタシリンダにおいて、
前記制御通路（５１; ５２）は、前記少なくとも１つのピストンの終端面に平行に形成される制御端（５５）を有し、前記本体（４７）は外部溝（５４）を有し、前記制御端（５５）は、前記本体（４７）の外部溝（５４）の側壁（５６）及び前記本体（４７）の外部側（５７）によって形成され、前記制御要素（４８; ４９）は、前記本体（４７）の前記外部溝（５４）内に配置され、
前記制御要素（４９）は、内部に指向されたリブ（６４）及び外部に指向されたリブ（６１）を有する波状のリングの形であるか、又は環体（６３）に配置されているリブ（６０）を備えた環体（６３）を有するものであり、
前記制御通路（５１; ５２）は、前記制御要素（４８; ４９）の外部側上のリブ（６０；６１）間のギャップとして設けられることを特徴とする、ブレーキ装置用のマスタシリンダ。
前記本体（４７）は、旋削される部分として、または押出成形される部分として設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のマスタシリンダ。
前記本体（４７）は、アルミニウムで作られていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のマスタシリンダ。
前記制御要素（５１; ５２）は、前記本体（４７）に拡張適合することができる可逆的に変形可能な予備成形物として設けられていることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のマスタシリンダ。
前記制御要素（４８）は、プラスチック材料で作られていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項に記載のマスタシリンダ。
前記制御要素（４９）は、弾性のあるシートメタルからなることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項に記載のマスタシリンダ。
前記外部溝（５４）は、前記本体（４７）の減少した直径の領域内に設けられることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のマスタシリンダ。