JPH07500298A - 液圧ブレーキシステム用中央弁付ピストン - Google Patents

液圧ブレーキシステム用中央弁付ピストン

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JPH07500298A JP5518870A JP51887093A JPH07500298A JP H07500298 A JPH07500298 A JP H07500298A JP 5518870 A JP5518870 A JP 5518870A JP 51887093 A JP51887093 A JP 51887093A JP H07500298 A JPH07500298 A JP H07500298A
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カール・フロイデンベルク
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 液圧ブレーキシステム用中央弁付ピストン本発明は主請求項の前段部分に記載の 形式のピストンに関する。このような形式のピストンはドイツ特許公報節DE− O83932248号に記載されている。
弁ケースを装着する際すなわち弁座と支持用インサートとの組合せに特別な注意 を要することが中央弁の使用に不都合なことと考えられている。弁のピン部材が 支持用インサートに特に信頼できる態様、例えば加硫あるいは接着により結合さ れてない場合は、弁ケースの全体が取付けられたときに、収容孔内における横方 向の摩擦により支持用インサートから弁座が外れる可能性がある。これは、これ らの力だけが摩擦係合あるいは接着剤の接着効果により、2つのインサートの軸 方向移動に反作用することができるという事実によるためである。
したがって、本発明は、上記形式のピストンについて特にその製造および組立て をより容易とすることができるように、このピストンを簡略化することを目的と する。
この目的は、主請求項の特徴部分に記載の特徴により達成される。したがって、 基本的には、本発明は弁座と支持用インサートとを組合せるもので、このインサ ートに軸方向に延びるアンダーカット(undcrculs)を設けて、組立て の際および作動中に発生する軸方向の力を困難を伴うことなく受け入れ、これに より弁座は支持用インサートに対して軸方向に移動することはできない。
ドイツ特許公報節DE−O53932248号に記載の従来の弁ケースは、支持 用インサートの環状端部がピストンの段付孔内に延びる。これにより、弁ケース を取付は可能とするためには、螺旋状の通気溝を必要とし、弁ケースに対するダ ブルセンタリングとなり、これは一般に望ましくない。このためには、製造公差 を正確なものにすることが必要であり、一方、製造は難しくなる。
更に、自動組立を行う場合は、弁ケースを軸方向の不正確な位置に取付けないよ うに特に注意する必要がある。更に簡略化するためには、請求項2に記載の特徴 を組合せることが好ましい。換言すると、この場合には弁ケースを両軸方向位置 で装着できることにより、支持用インサートの環状突起なしで操作し、したがっ てこの支持用インサート内で弁タペットを連続的に案内することなく操作するこ とができる。更に、この弁ケースのピストン内孔に対するシール効果が更に増大 し、こりは両側に配置されたシール面(two−tided tesliBsu rface) 、更に弁ケースの端面がこの内孔の底部でピストン内孔に対して シール作用に寄与するからである。更に弁ケースは上記のように製造容易であり 、これは、弁座に結合する際に支持用インサートの位置が重要とはならないから である。
ドイツ特許公報節DE−OS 3932248号に記載の従来の中央弁の弁部材 は、シール効果を高めるために環状突起を設けである。この場合には、弁部材の 剛性の縁部により、弁座のシールシートが損傷する虞がある点で有益でない。ま た、環状突起は極めて正確に製造する必要があり、したがって通常は仕上げ加工 が必要である点で不都合である。明らかなように、例えばアルミニュームダイカ スト等の特にサイズの正確な鋳造工程により解消することが可能ではあるが、こ のような工程はコスト高である。このため、本発明の発展した形態として請求項 3を組合せることを提案する。シール効果は、弁座に環状突起を鋳込み形成する ことで増大される。この方法は、落とし鍛造成形によるスティール部材として簡 単な構造の弁部材を、鋳造工程を経ることなく形成することができる。
弁ケースが対称構造の場合は、本発明の発展した形態である請求項4の特徴を適 用することが好ましい。弁ケースが対称的な構造の場合には、弁座の2つの端面 のそれぞれに環状突起が設けられるため、環状の収容凹部によりピストンに対す る弁ケースのサイズの正確性を更に改善することができる。
更に、内孔の底部に押圧される環状突起により形成されることのある軸方向の力 が弁ケースから排除される。
支持用インサートに装着された弁座上に鋳込みする際は、この支持用インサート は予め固定する必要がある。このようにする場合には、支持用インサートの軸方 向孔を損傷しないために、請求項5の特徴を用いることが好ましい。
弁座と支持用インサートとの間に新規なアンダーカットを形成するために、支持 用インサートを種々の形状に形成することができる。請求項6の特徴を組合せる ことで、特に簡単な構造で信頼性のある作動形状となる。このような形状の支持 用インサートは、鋳造工程あるいはプレス工程により特に簡単に形成することが できる。
請求項7は更に他の支持用インサートの成形について記載しており、特に軸方向 強さを増大することができる。
上述のように、ドイツ特許公報節DE−O53932248号は基本的にダブル センタリングを必要とする。一方、この弁ケースは同時に弁タペットを正確(t rue−1o−gin)に案内することが望ましい。この原則を本発明の弁座に 適用すると、タペットは互いに整合した2つの孔を通して延びる必要がある。
これは困難なことであり、本発明の発展した形態にによれば、請求項8の特徴を 組合せることにより解消される。したがって、弁タペットはピストンの軸方向孔 内のみを案内され、軸方向通路の壁部が同時に案内面として作用する。
材料の組合わせとして、支持用インサートとピストンとの双方にアルミニューム を用いることが好ましいことが判明している。各構成部材の構造体は互いに、異 なる材料で形成された弁部材から悪影響を受けないように選定されており、これ はスティールが好ましいことを意味する。補助的な方法として、互いに摺動する 異材質の面を互いにコーティングすることにより絶縁することが好ましく、これ は例えばニッケル鍍金あるいは亜鉛鍍金等により行うことができる。
本発明のピストンは、アンチロック液圧ブレーキシステム(ABS)用中央弁付 マスタブレーキシリンに必要なものである。これらのブレーキシステムでは、中 央弁が圧力下の場合に同様に開かなければならない点で困難なことがある。この ために、比較的柔軟な弾性材料で形成されている弁座が、弁を開いたときに発生 する流れの力により損傷する虞がある。
これらの点に関する問題がドイツ特許公報節DE−O54040271号に詳細 に記載されている。更に、2つの弁を直列に接続して配置するドイツ特許公報節 DE−O34032873号にも解決方法が示されている。この点に関する他の 方法(ドイツ特許公報節P 4223353号)は、簡単な制限装置あるいは差 圧により制御可能な制限装置により中央弁を保護する第2弁の機能を置換えるも のである。
本発明の他の目的は、上述の中央弁の作動態様の信頼性および速度の双方につい ての保護装置を含む中央弁の構造を改善すると共に、作動チャンバ内の高い圧力 に対抗して開く中央弁をより好適に保護することにある。このために、従属請求 項による中央弁に、上述の1または複数の特徴を設けることができる。
この目的は、請求項10の特徴部分に記載の事項を組合わせることにより達成さ れる。すなわち、基本的には、本発明は、従属請求項によると、特に作動シリン ダ内に圧力が作用しているときに、中央弁を流れる最大の圧力流体の員を制限す る中央弁のための制御保護装置を設けることにある。
本発明の発展した好ましい形態によると、この制御保護装置は静圧規制装置(s lalionar7 restrictor) 、あるいは、動圧規制装置(d 7namic teslriclor)とすることができる。
この点に関しては、ドイツ特許公報節P 4223353号により詳細に記載さ れている。
本発明の更に発展した好ましい形態は、例えばドイツ特許公報節DE−O540 32873号に基本的に記載されているものと同様な上流側に接続された保護弁 を用いることができる。この点に関する好ましい形態が従属請求項14から23 に記載されている。
以下、添付図面を参照して本発明の2つの実施例について説明する。
図中、 第1図は、本発明による中央弁付ピストンであり、第2図は、本発明による追加 保護弁を有するピストンである。
最初に、第1図を参照して本発明のピストンについて説明する。ドイツ特許公報 節DE−O53932248号を参照し、特にンの各部材について、これに記載 のマスタブレーキシリンと異なる範囲のみを説明する。例えばブツシュロッドピ ストンあるいはタンデム型マスタブレーキシリンの第2ピストンである断面図で 示すピストン1は、段付内孔2を設けられており、この段付内孔は大径の第1内 孔部(凹部3)と、僅かに縮径された段付第2内孔部4と、大きく縮径された第 3内孔部(中央通路5)とから形成されている。
図は弁ケース6を示し、この弁ケースには弁座7と支持用インサート8とが属し ている。弁座7は支持用インサート8に加硫(vulcxniud)されあるい は鋳込み(cgst)されている。弁座7と支持用インサート8との間で軸方向 の力をより良好に受けるために、支持用インサート8に環状カラー9A。
9Bが設けられている。このカラーについて、図には適宜に使用できる2つの形 態を示す。図の右側のカラー9Aは、矩形の断面形状を有し、使用上好ましいも のである。図の左側に示すようなカラー9Bを設けてもよく、このカラーはほぼ 円錐状形状を有して矩形部に至る。
弁インサート6は、内孔3の縦方向軸線に横方向に延びるその中央面に対して対 称構造であり、このため両位置で装着することができる。支持用インサート8の 軸方向孔10は中央通路5よりも大径に形成されている。この軸方向孔10の両 端では、この軸方向孔に2つの環状凹部11,12が設けられており、これらは 弁ケース6を製造するときに、製造工程で内孔10がその端部でテーバ状になる のを防止するためである。
その2つの端面15,16の少なくとも一方で、弁座7は環状突起13を持ち、 この環状突起は弁部材17に対するシール効果をより良好なものとする。図の右 側では、環状突起に対して対称構造に記載されており、したがって本実施例では 弁座7は環状突起13.14を備える。ピストンlには、端面16に対して内孔 部の底部の滑らかな当接面を形成するために、第2内孔部4の底部に対応した環 状レセプタクル18を設けるのが好ましい。しかし、図の左側に示すように、環 状のレセプタクル18を設けないくても同様に対応することができる。この場合 、弁座は一側にのみ環状突起13を設けることが有益である。この場合、弁ケー スは完全な対称構造ではなくなる。
弁部材17にはタペット19が設けられている。軸方向孔10の径は、中央通路 5の径よりも大きく、タペット19が中央通路5の周面上を案内されるように選 定される。この通路5は同時に圧力流体通路として作用するため、タペット19 は好ましくは3つのウェブ2oでのみ内孔壁上に支持されている。これらのウェ ブ2oは段付内孔2の軸線の縦方向に沿って延び、タペットの周部に均等に分配 配置されている。
弁部材17は螺旋状のばね21により弁座7に対して付勢されており、このばね 21は押えリング22によりピストンに対して支えられ、この押えリングはピス トン1にコーキングされ、あるいは、他の態様で永久的に固定されている。しか し、この押えリング22は、中央弁の構造を簡単にするために対応する溝内に嵌 合させることも可能である。
材料に関しては、ピストン1と支持用インサート8とはアルミニュームで形成さ れ、一方弁部材17は、例えば鍛造あるいは落とし鍛造されたスティールからプ レス成形される。
次に、第2図を参照して本発明の保護装置付の実施例について説明する。中央弁 については第1図の説明を参照し、保護弁の構造についてはドイツ特許公報節D E−O84032873号を参照されたい。
マスタブレーキシリンダ67は、盲孔63を有するハウジング68を備え、この 盲孔内をピストン1がシール状態で案内される。
ばね60が図示しない第2ピストンとピストン1との間に介装されている。
中央弁6.38がピストン1内に配置されている。この中央弁についてはより詳 細に後述する。
タペット19がピストン1の軸方向に延び、後述するように中央弁6.38を作 動する作用をなす。このタペット19はその一部のみを示す横方向ビン59に当 接し、中央弁6゜38を開位置に保持する。
ピストン1は、ブレーキ回路およびポンプの出口に接続される作動チャンバ62 を区画する。
タペット19は狭い縦方向孔内を案内され、この縦方向孔は同時に作動チャンバ 62と供給用リザーバとの間で圧力流体を交換する作用をなす。圧力流体がバラ ンスするのを阻害しないために、ピストンの縦方向軸線にほぼ横方向に延びる補 償孔23をピストン1に設けることもできる。これに代え、タペット19に縦方 向溝を設けてもよい。
ピストン1には複数の段付構造に形成された縦方向内孔31が設けられており、 この縦方向内孔31は作動チャンバ62を区画する前端部から補償孔23まで延 在している。この縦方向内孔の最も大きな段部は作動チャンバ62の前端部の直 近部に配置されている。この部分は、円筒状のインサート部材33を支える段部 32まで延びる。インサート部材33には、このインサート部材を外周部でシー ルするシール34が設けられており、これにより圧力流体をインサート部材33 の中央通路を通してのみ流通させることができる。特別な外側形状により、イン サート部材33は内孔内にシール状態に押圧することもできる。中央通路は、そ の作動チャンバ62に近接する端部に、調整された(teapued)弁座35 が設けられている。インサート部材33から始まって、縦方向内孔31の他の部 分が環状面を有する第2段部36まで延びている。この第2段部36から、最終 的に、作動タペット19が案内される通路5が続いている。さらに、補償孔23 が通路5から枝別れしている。これは少なくとも一部の領域で通路5を非常に狭 く形成することを可能とし、これによりタペット19を案内する作用をなすこと もできる。
第1段部32と第2段部36との間のスペース内に閉鎖部材38が配置され、こ の閉鎖部材にタペット19が形成される。この閉鎖部材38の径は、縦方向内孔 31のこの部分の径にほぼ対応し、これにより案内部が形成される。閉鎖部材3 8の外側リム部の通路39により、閉鎖部材38を通る圧力流体流が形成される 。
可動シートとして、中央弁はスティール製の閉鎖部材38を有し、この閉鎖部材 は作動ピン43とタペット19との間に介装される。この可動閉鎖部材38は、 縦方向内孔31の第2段部36内に挿入された弁ケース6と共働する。この静止 弁ケース6は、支持用インサート8に装着された環状の弁座7を備える。これに 関する詳細は第1図の説明と同様である。この支持用インサート8は同時に可動 閉鎖部材38のストッパを形成する。閉鎖部材38の方向に環状に延びるビード 53は、その閉状態で中央弁6,38の必要なシール状態を確保する。このビー ド53と閉鎖部材38との間の距離は符号Bで示す。
作動ピストン43はインサート部材33の中央通路から突出し、弁座35と共働 する弁ボール44に当接する。この弁ボール44はばね46を支える案内部材4 5で保持される。
このばね46はその他端で、ピストン1に装着されたブツシュ47を支える。な お、インサート部材33と閉鎖部材38との間に支持されたばね49は、ばね4 6と同様に答弁を確実に閉じる作用をなす。
弁閉鎖部材38と作動ピン43との間の接続部は、中央弁のベース位置で弁ボー ル44と弁座35とからなる第1弁が第1開距離Aを有し、弁座7あるいはビー ド53と閉鎖部材38とからなる第2弁が第2開距離Bを有するようになってい る。この第1開距離Aは第2開距離Bよりも小さい。
マスタブレーキシリンの第1ピストンは次のように作動するもので、図はマスク プレーキシリンの不作動状態すなわち中央弁が開位置にある状態を示す。ピスト ン1はそのベース位置を占め、タペット19は関連する横方向ピン59に当接し 、したがってピストン1に形成された弁座35は弁ボール44から離隔している 。作動チャンバ62と供給用リザーバとの間の圧力流体接続が形成される。そし て、ブレーキペダルが踏込まれると、ブツシュロッドピストン1がペダル踏力に より図の左方に移動し、ばね60を介して図示しない第2ピストンを移動する。
これはピストン1がハウジング68に対して移動し、一方、タペット11と閉鎖 部材38と作動ピン43と弁ボール44とはマスタブレーキシリンのl\ウジン グに対して移動しないことを意味する。ばねは弁部材をその位置に保持する。ピ ストン1が第1開距離Aだけ移動すると、弁座35が移動して弁ボール44に当 接し、これにより作動チャンバ62と供給用リザーバとの間の上述の接続が遮断 される。ピストンが移動し続けると、作動チャンバ62に圧力が形成される。
ピストン1が更に左方に移動すると、作動ピン43は弁ボール44から離隔し、 弁座38はビード53に近付く。ピストン1が第2開距離Bだけ移動すると、中 央弁6.38が閉じる。これは、2つの弁間のスペース内に圧力が形成されない ため、圧力なしで行われる。したがって、ゴムあるいは他の好適なシール材料で 形成される弁座7は損傷しない。
第1保護弁44.35が確実に閉じている場合には、中央弁6,38は重要では ない。
作動チャンバ62内にポンプで圧力流体が供給されるときの制御作用では、ピス トン1はそのベース位置に戻る。そして、最初に中央弁6,38が開き、ついで 保護弁44,35が開く。これにより、圧力流体が開位置の保護弁44.35と 、開間隙がBマイナスAである開位置の中央弁6.38とを介して流れる。初め は保護弁44,35が閉じているため、中央弁6.38を介して排出される圧力 流体量は制限されており、これによりゴムシール(弁座7)の損傷が防止される 。
作動チャンバ62内の圧力が僅かに低下することにより、作動ピストン1が再度 左方に移動し、保護弁44.35が閉じる。したがって、保護弁44,35の急 激な連続した開閉動作からなる制御作用が行われる。明らかなように、ポンプに よりマスタブレーキシリン内に供給された圧力流体量が弁を通じて排出される。
このマスタブレーキシリン圧はペダル踏力に対応する。
参照数字のリスト 1 ピストン 2 段付内孔 3 凹部 4 内孔部 5 中央通路 8 支持用インサート 9A 環状カラー 9B 環状カラー 10 軸方向孔 11 環状凹部 12 環状凹部 13 環状突起 14 環状突起 15 端面 16 端面 17 弁部材 18 環状レセプタクル 19 タペット 20 ウェブ 21 螺旋状ばね 22 支持リング 23 補償孔 29 中間スペース 31 縦方向内孔 32 段部 33 インサート部材 34 シール 35 弁座 36 段部 38 閉鎖部材 43 作動ピン 44 弁ボール 45 案内部材 46 ばね 49 ばね 53 環状ビード 59 横方向ピン 60 ばね 62 作動チャンバ 63 盲孔 67 マスタブレーキシリン 68 ハウジング FIG、1 フロントページの続き (81)指定国 EP(AT、BE、CH,DE。
DK、ES、FR,GB、GR,IE、IT、LU、MC,NL、 PT、 S E)、 BR,JP、 KR,US(72)発明者 ケーニヒ、ハラルド ドイツ連邦共和国、6352 オーバー−メールレン、ガルテンシュトラーセ  7 (72)発明者 ルドウイック、ルドルフドイツ連邦共和国、6078 ノイー イセンブルク、ドライアイヒシュトラーセ 斜 (72)発明者 ザールバッハ、タルトドイツ連邦共和国、6082、メールフ ェルデンーバルドルフ、イサルシュトラーセ 10(72)発明者 クラマー、 トーマス ドイツ連邦共和国、6942 メールレンバッハ、グロス−ブライテンバッハ  61 (72)発明者 パルター、ハンスーユルゲンドイツ連邦共和国、6944 ヘ ムスバッハ、スタルクゼッカーベーク 27

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.ピストン(1)に形成されてピストン端部に開口する凹部(3)と、この凹 部(3)からピストンの他端に向けて貫通する中央通路(5)と、中央通路(5 )の先端に挿入されて剛性の支持用インサート(8)を有する弁ケース(6)と 、少なくとも支持用インサート(8)の環状カラー(9Aあるいは9B)の周面 に当接する環状弾性材製弁座(7)とを備える自動車の液圧ブレーキシステム用 中央弁付ピストン(1)であって、 前記カラー(9Aあるいは9B)の2つの端面が弁座(7)で囲まれていること を特徴とするピストン。 2.前記弁ケース(6)は、通路の軸線に横方向に延びるカラー(9)の中央面 に対して対称に形成されていることを特徴とする請求項1記載のピストン。 3.少なくとも弁部材(17)に向くその端面で、前記弁座(7)には、弁部材 の方向に向く環状突起(13)が設けられていることを特徴とする請求項1又は 2記載のピストン。 4.環状突起(14)を収容するための環状レセプタクル(18)が、弁ケース (6)を収容する段付内孔(4)の底部に設けられていることを特徴とする請求 項2又は3記載のピストン。 5.前記支持用インサート(8)の軸方向孔(10)には、その端部に環状凹部 (11,12)が設けられていることを特徴とする請求項1から4いずれか1記 載のピストン。 6.前記環状カラー(9A)は矩形の断面形状を有することを特徴とする請求項 1から5いずれか1記載のピストン。 7.前記支持用インサート(8)の周面は、カラー(9B)と端面(15,16 )との間で端面に向けて円錐状に傾斜することを特徴とする請求項1から6いず れか1記載のピストン。 8.前記弁ケース(6)の軸方向孔(10)の径は、ピストン(1)の中央通路 のこれに続く軸方向孔(5)の径よりも大きいことを特徴とする請求項1から7 いずれか1記載のピストン。 9.前記支持用インサート(8)はアルミニュームで形成され、前記弁部材(1 7)はスティールで形成され、前記ピストン(1)はアルミニュームで形成され ていることを特徴とする請求項1から8いずれか1記載のピストン。 10.中央弁(6,38)に流れる圧力流体量を制御する保護装置(35,44 )は、ピストンの開放端の作動チャンバ(62)から中央通路方向に沿う中央弁 (6,38)の上流側に接続されていることを特徴とする請求項1から9いずれ か1記載のピストン。 11.制御保護装置として規制装置が設けられていることを特徴とする請求項1 0記載のピストン。 12.規制装置として動圧規制装置が設けられていることを特徴とする請求項1 1記載のピストン。 13.中央弁の上流側に接続された保護弁(35,44)が制御装置として設け られていることを特徴とする請求項10記載のピストン。 14.作動チャンバ(62)と中間スペース(29)との間の接続部を制御する 保護弁が第2弁(中央弁6,38)より先に閉じることを特徴とする請求項13 記載のピストン。 15.前記保護弁(35,44)はそれぞれが金属製部材である弁座(35)と 弁閉鎖部材(44)とを有し、前記第2弁(6,38)は弁座(6)と弁部材( 38)とを有し、少なくともこの弁座(6)が柔軟な弾性材料で形成されたシー ル(7)を備えることを特徴とする請求項14記載のピストン。 16.双方の弁(6,38及び25,44)は作動ピストン(1)内に形成され 、双方の弁の弁座(6,35)が作動ピストン(1)の部分であることを特徴と する請求項13から15いずれか1記載のピストン。 17.第1弁(35,44)の弁座(35)は、作動ピストン(1)に強固に結 合されたインサート部材(33)に設けられていることを特徴とする請求項16 記載のピストン。 18.横方向ピン(59)がマスタプレーキシリン(67)の盲孔(63)を貫 通して延びるように挿入され、このピン上に弁用の作動タペット(19)が当接 するように可動であることを特徴とする請求項13から17いずれか1記載のピ ストン。 19.第2弁の閉鎖部材(38)は作動タペット(19)が形成される位置で弁 キャリア(19,43)上に形成され、横方向ピン(59)に当接するように可 動であることを特徴とする請求項18記載のピストン。 20.第2弁の弁キャリア(19,43)は、第1弁(35,44)の作動ピン (43)に結合されることを特徴とする請求項13から19いずれか1記載のピ ストン。 21.第1弁(35,44)の作動ピン(43)と弁キャリア(19,43)と は、互いに移動しないように結合可能であり、結合するまえに、調整のために相 対的に移動可能であることを特徴とする請求項13から20いずれか1記載のピ ストン。 22.中央弁(6,38)のベース位置で、第1弁の弁部材(44)はその弁座 (35)から距離Aを有し、第2弁の弁部材(38)は弁座(6,53)から距 離Bを有し、距離Aは距離Bよりも小さいことを特徴とする請求項13記載のピ ストン。 23.第1弁(35,44)の弁部材(44)は弁ボール(44)を備え、第2 弁(6,38)の閉鎖部材(38)はスティール製シリンダを備えることを特徴 とする請求項13から22いずれか1記載のピストン。
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