JP4201347B2 - マスターシリンダ - Google Patents

Description

ハウジングを有する、自動車搭載液圧式ブレーキ装置のための、しばしばマスターブレーキシリンダとも呼ばれるマスターシリンダであって、前記ハウジングが、長手軸心に沿って延びた孔を有し、前記孔の一端が、前記マスターシリンダの前記ハウジングに所属する正面壁により密封され、反対側の他端が密封部材により密封され、ピストンが前記孔の中に密封され軸心方向変位可能に収容され前記密封部材に隣接して設けられ、前記密封部材を貫通して作動させられることができ、かつ、中央弁を有し、流体貯槽と圧力室との間の流体流通が前記中央弁により可能であり、前記圧力室が前記孔の中に前記正面壁と前記ピストンとにより境界付けられて形成され、前記中央弁が、前記ピストンが作動させられていない際には、当接部材により開放状態に維持され、前記当接部材が前記密封部材に作用し、前記密封部材が、２つの別個の環状部分により形成され、前記環状部分が軸心方向で相接し結合され、前記第１の部分がエラストマ材料製であって前記孔に面し、前記第２の部分が剛性材料製であって前記孔に対するとは反対側に面するマスターシリンダに、本発明は関する。このようなマスターシリンダは、ヨーロッパ特許出願公開明細書第０４６７０２１号によって知られている。
このタイプのマスターシリンダは自動車の中に使用され、なかんずく、ブレーキ圧制御システムと共に使用され、これらのシステムは今日ではしばしば、ブレーキ作動中の車輪のロック（Blockieren）を阻止する機能（いわゆるアンチロックシステム）と、加速中の、なかんずく、滑りやすい路面での駆動輪のスピンすなわち空転を阻止する機能〔いわゆるトラクションコントロール（Antischlupfregelung）〕との双方の機能を有する。前述のように、マスターシリンダが作動させられていない時、すなわちピストンがその休止位置、すなわち初期位置に位置している時には、ピストンの中に設けられている中央弁は当接部材により開放状態に維持される。該当接部材は該中央弁に連結されており、直接的又は間接的に、密封部材の、エラストマ材料製の部分の端面の対面側に接して支持されている。
前記中央弁が開放されるのは、ピストンが、マスターシリンダを作動させた後にその初期位置に戻ると、該中央弁に連結されている当接部材が、前記密封部材の、前記当接部材に面する端面に当接し、そこで支持され、このことにより前記中央弁が開放されることにより実現される。このことは該中央弁が、圧力室の中をこの時点に支配している圧力に抗して開放されなければならないことを意味する。通常の運転状態の間にしばしば、前記当接部材が前記密封部材に当接する時点において該圧力室の中には存在するにしても僅かな正圧しか存在しない。ある状況においては中央弁は依然として、かなり大きい正圧に抗して開放されていなければならないこともある、これはなかんずく、トラクションコントロールの直後にブレーキ作動が必要でマスターシリンダが作動させられている場合に当てはまる。このような場合、トラクションコントロールに関連してマスターシリンダの圧力室の中で形成された流体圧力は、直後に続くブレーキ作動の前には、圧力低減される機会を有しない、何故ならば、トラクションコントロールサイクル（Antischlupfregelzyklus）の間に圧力形成のために圧力室に付加的に供給された体積の流体は、貯蔵容器の中に戻されることが、直後に続くブレーキ作動に起因して不可能であるからである。しかし、圧力室の中を依然として支配する流体圧力に応じて中央弁の開放時点は変化する、何故ならば、圧力室の中を依然として支配する圧力が高ければ高い程、中央弁に接続されている当接部材は、より深く密封部材のエラストマ部分の方へ入込み、中央弁は、適切な反力が密封部材により当接部材に作用させられる場合にのみ開くことができるからである。従って、マスターシリンダの孔の中に設けられているピストンに関して、中央弁が開く時点を明確に定めることは不可能である。その代わりに中央弁は作動状態に応じて、ある時はより早期に、ある時はより遅くに開く。できるかぎり一定であるべきブレーキ応答挙動の観点からこれは望ましくない。
本発明の基礎となる課題は、冒頭に記載のタイプのマスターシリンダを改善して、可能なかぎり均一なブレーキ応答特性が、なかんずく、常に定められている、中央弁の開放特性が操作条件とは無関係に保証されるようにすることにある。
この課題は本発明により、前記密封部材の前記２つの部分が互いに分離可能に連結され、エラストマ材料製の前記部分の半径方向横断面寸法のほぼ１／２以下の大きさの半径方向最大横断面寸法を有する剛性材料製の部分と一体的に前記長手軸心の周りに形成されている環状の突出部が、エラストマ製の前記部分に軸心方向で完全に又はほぼ完全に貫入していることにより解決される。本明細書において「ほぼ完全に」との用語は、剛性材料製の前記部分において前記長手軸心の周りに形成された環状の前記突出部の軸心方向自由端が、前記エラストマ部分の、前記当接部材に面する端面の中に正確に位置するのではなく、僅かに該端面より下方に位置することを意味する、すなわち前記突出部の前記軸心方向自由端が、前記エラストマ部分の前記端面と比べて、前記中央弁に連結されている前記当接部材から軸心方向で僅かに更に長い距離の個所に位置することを意味する。剛性材料製の前記部分からの前記エラストマ部分の、この僅かな突出により前記当接部材が常に前記密封部材に柔らかく僅かに緩衝されて当接するが、次いで直ちに、剛性材料製の前記部分に形成されている前記突出部の前記自由端に接触するので、前記中央弁が開放される際に抗しなければならない圧力とは無関係に該中央弁の、予め定められた開放特性が保証される。このようにして本発明の密封部材の前述の構成により、前記中央弁に連結されている前記当接部材、又は、前記当接部材と前記密封部材との間に配置されている当接ディスクのための剛性の、又は準剛性のストッパが得られ、しかもその際、前記密封部材の密封機能は低下しない。前記長手軸心周りの前記突出部の半径方向最大横断面寸法が前記エラストマ部分の半径方向横断面寸法のほぼ１／２以下であることに起因して、充分なエラストマ材料が前記突出部の半径方向内側及び半径方向外側に残り、このことにより密封が良好であり、半径方向に弾性的であることが保証される。
剛性材料製の部分の突出部、すなわちリング状に巡っている突出部は、例えば閉じたリングの形状を有することも可能である。この場合、前記エラストマ部分の半径方向外側の、及び半径方向内側の部分は、前記突出部に跨るいくつかのブリッジ状接続部品により互いに接続される。代替的に、環状突出部が複数のリング部分区間により形成され、各リング部分区間の間には、前記エラストマ部分の半径方向内側の部分と半径方向外側の部分との間の接続ウェブ（Verbindungsstege）のためのスペースが残されていることも可能である。１つの更に改変したものにおいては、少くとも環状突出部の自由端が一連の、かつ、一群のピン状延長部により形成され、該ピン状延長部が互いに間隔を、好ましくは均等に置いて周方向に配置され、軸心方向に突出している。このような実施形態では、剛性の、ないしは準剛性のストッパが、ほぼ点状の当接表面を環状配置することにより形成される。
環状突出部のデザインとは無関係に突出部の半径方向横断面寸法は好ましくは、突出部自由端に近づくにつれて縮小される。この場合には前記突出部の半径方向横断面寸法は連続的に、又は階段状にも縮小される。半径方向横断面寸法の縮小により密封作用は更に良好になる、何故ならば弾性は突出部の自由端に向かって増量されるエラストマ材料が半径方向で突出部の内側及び外側に存在し、このことによりエラストマ部分の領域内の密封部材の、半径方向の、より良好な補償能力が実現されるからである。
エラストマ材料製の部分に対するとは反対側の、密封部材の剛性材料製の部分の端部が中空円筒状延長部を有することが好ましい。マスターシリンダの孔の中に収容されているピストンに作用する作動部材は、この延長部により、より良好に案内される。
比較的高い圧力においてさえも密封部材の良好な密封作用を保証するために、密封部材の剛性材料製の部分は、エラストマ材料製の部分に当接する表面の領域内に特に貫通路を有しないことが意図されている。さもないと、エラストマ部分の領域が該貫通路付近における圧力負荷の下でこのような貫通路の中に押込まれることによりエラストマ材料が別の密封個所において不足することがある。
本発明のマスターシリンダの１つの実施形態が以下において添付の図を参照して、より詳細に説明される。図は、本明細書における関心の対象である本発明のマスターシリンダの、端部領域を拡大して示す横断面図である。
ただ１つの図は、自動車搭載液圧式ブレーキ装置のための、全体を符号１０により示されているマスターシリンダの入力端部を示す。マスターシリンダ１０は細長いハウジング１２を有し、ハウジング１２は孔１４を有し、孔１４は長手軸心Ａに沿って走っており、本実施形態では階段状に形成されている。前記孔１４の、この図示されていない端部は通常は、マスターシリンダ１０のハウジング１２に所属する正面壁により密封されている。孔１４の、図示されていない一端に対向して位置する他端は、図示のように閉鎖又は密封部材１６により密封され、閉鎖又は密封部材１６の設計については後に詳細に説明される。
孔１４の中に密封的に、かつ、軸心方向に変位可能に収容され、密封部材１６に隣接してピストン１８が収容され、ピストン１８は前記密封部材１６により作動させられ得る。中央弁２０が弁座２２と、軸心方向に移動可能な弁体２４とを有し、弁体２４は弁座２２に向かって弾力的に付勢され、中央弁２０はピストン１８の中に配置されている。図示の開放状態では中央弁２０は追従孔（Nachlaufbohrung）２６を介して、追従孔２６に接続されている流体貯槽（図示せず）と圧力室２８との間の流体接続を開放し、圧力室２８は孔１４の中でピストン１８と、孔１４の図示されていない閉鎖端との間に限定されている。ピストン１８は図においてその休止位置すなわち初期位置で示され、該休止位置すなわち初期位置をピストン１８は作動させられていない時に占め、該休止位置すなわち初期位置へとピストン１８は従来のように戻しばね３０により付勢されている。マスターシリンダ１０の図示されていない部分は従来のもののように形成され、従って詳細に説明されない。図示のピストン１８の他に、マスターシリンダ１０の、図示されていない部分の中に第２のピストンが設けられていることもあり、同第２のピストンは同様のデザインのものであり、従って、二次ピストンとも称される。
中央弁２０の弁体２４はピン状延長部３２を有し、該延長部３２はピストン１８を貫通し、該延長部３２の自由端には横ピン３４が締結され、該横ピン３４は当接部材として用いられる。横ピン３４は、ピストン１８より小さい直径の作動延長部３８の半径方向貫通穴３６の中に遊びを有して収容され、作動延長部３８は、ピストン１８と一体化され、密封部材１６を貫通し、マスターシリンダ１０のハウジング１２から突出し、ロッド状入力部材（図示せず）との連結のために設けられている。ピストン１８が休止位置（図示）を占めると横ピン３４は環状ストップディスク４０に当接し、該環状ストップディスク４０は、密封部材１６に所属するエラストマ部分４２の端面に接触し、このことにより中央弁２０は開放状態に維持される。
環状エラストマ部分４２に加えて密封部材１６は、密封部材１６に軸心方向で隣接する部分４４を有し、該軸心方向隣接部分４４は、別個に形成され、同様に環状であり、剛性材料、例えば適切な硬質プラスチックから成る。部分４４の、エラストマ部分４２に面する端面に剛性材料製部分４４は、軸心方向に突出部４６を有し、該突出部４６は部分４４の回りを巡って、リングを形成し、図示の例では突出部４６の自由端に向かって円錐形状に先細りし、突出部４６の自由端は一群のピン状延長部４８により形成され、該延長部４８は円周方向で均等に互いから離れて配置され、同様に軸心方向に延びている。図から分かるように（突出部４６の延長部４８を含めて）突出部４６の軸心方向長さはエラストマ部分４２が突出部４６により軸心方向にほぼ完全に貫入されるように選択されている。環状ストップディスク４０に接触しているエラストマ部分４２の端面とそれぞれのピン状延長部４８の端面との間には符号Ｌで示された自由空間が設けられているにすぎない。突出部４６の半径方向最大断面寸法は図示の実施形態では突出部４６の円錐形形状に起因して突出部４６の底部に位置し、エラストマ部分４２の半径方向断面寸法Ｓの半分よりも小さい。
密封部材１６の部分４２と４４とは、互いに別個に形成されていることに起因して別個に有利なコストで別個に製作されることが可能であり、部分４２と４４とは互いに嵌め合わせられることにより取外し可能に互いに結合させられている。密封部材１６の部分４４は図示の例では、作動延長部３８の更に良好な案内のために一体的な中空円筒状延長部５０を有し、密封部材１６は、環状溝の中に設けられている止め輪５２により、マスターシリンダ１０の孔１４の、階段状に広がっている端部区間の中に保持されている。
図示のマスターシリンダ１０は次のように働く。すべての部分の図示初期位置から出発してブレーキ装置が、ピストン１８の作動延長部３８に連結されているロッド状入力部材（図示せず）を介して運転者により作動させられることにより、ピストン１８が図の左側に向かってマスターシリンダ１０のハウジング１２に対して変位する。マスターシリンダ１０が作動させられていない時に中央弁２０を開放状態に維持する横ピン３４が、このようにして環状ストップディスク４０から解放され、閉じ状態では弾力的に付勢されている中央弁２０が閉じ、このことにより、ピストン１８の軸心方向変位が継続するにつれて流体圧力が圧力室２８の中で蓄積される。マスターシリンダ１０のこのような作動の間に密封部材１６は、作動延長部３８に対して孔１４を密封し、作動延長部３８を案内する役目を負う。
従ってブレーキをゆるめる間の圧力解放運動は逆の順序で行われる、すなわちピストン１８が戻しばね３０の作用により図の右側へ変位させられ、横ピン３４が、ピストン１８の休止位置が到達される直前に環状ストップディスク４０に当接し、このことにより中央弁２０が再び開き、圧力室２８の中になおも残り得るいかなる圧力も追従孔２６を通じて流体貯槽（図示せず）の中に排出される。
以下において、ブレーキ作動が運転者により惹起される直前にトラクションコントロールサイクルが実行され、このトラクションコントロールサイクルの間に付加的体積の流体が自動的に圧力室２８に流体貯槽から供給され、このことによりブレーキ圧が形成されて、タイヤスリップが低減させられる。運転者がこのようなトラクションコントロールサイクルに続いて直ちにブレーキ作動を惹起すると中央弁２０は、ブレーキ作動の終了における部分的に非常に大きい正圧に抗して開放されなければならない、何故ならば、トラクションコントロールサイクルの間に供給された付加的体積の流体が流体貯槽の中に戻ることによる圧力室２８の中の圧力の解放はもはや、運転者により惹起される、直後に続くブレーキ作動の前に可能でないからである。このようにして、トラクションコントロールサイクルの間に供給された流体の体積の大きさに応じて或る程度高い正圧が依然として圧力室２８の中を支配し、この支配はピストン１８が、運転者により惹起されたブレーキ操作の完了に続いて再びピストン１８の初期位置に戻ったときにさえ継続する。しかしこのような場合でさえも中央弁２０が開く時点は僅かしか変化しない、何故ならば、圧力室２８からエラストマ部分４２の端面に横ピン３４及び環状ストップディスク４０を介して伝達される圧力が、自由空間Ｌの消失の下にエラストマ部分４２の急速な圧縮を生じさせることにより、環状ストップディスク４０が、部分４４に形成されている突出部４６のピン状延長部４８の頭部表面に実質的に遅延なしに当接するからである。部分４４の剛性材料は、環状ストップディスク４０が更に軸心方向に変位させられることを許さず、従って、横ピン３４が更に軸心方向に変位させられることも許さず、このことにより中央弁２０は高信頼性を以て開き、他方、ピストン１８の位置に対して正確に定められた開放点を、高い正圧に抗してさえ維持する。

Claims (5)

1. ハウジング（１２）を有する、自動車搭載液圧式ブレーキ装置のためのマスターシリンダ（１０）であって、前記ハウジング（１２）が、長手軸心（Ａ）に沿って延びた孔（１４）を有し、前記孔（１４）の一端が、前記マスターシリンダ（１０）の前記ハウジング（１２）に所属する正面壁により密封され、反対側の他端が密封部材（１６）により密封され、ピストン（１８）が前記孔（１４）の中に密封され軸心方向変位可能に収容され、前記密封部材（１６）に隣接して設けられ、前記密封部材（１６）を貫通して作動させられることができ、かつ、中央弁（２０）を有し、流体貯槽と圧力室（２８）との間の流体流通が前記中央弁（２０）により可能であり、前記圧力室（２８）が前記孔（１４）の中に前記正面壁と前記ピストン（１８）とにより境界付けられて形成され、前記中央弁（２０）が、前記ピストン（１８）が作動させられていない際には、当接部材すなわち横ピン（３４）により開放状態に維持され、前記当接部材すなわち前記横ピン（３４）が、軸心方向に可動的に配設され、かつ前記ハウジングに固定されていない環状ストップディスク（４０）を介して、前記密封部材（１６）に作用し、前記密封部材（１６）が、２つの別個の環状部分（４２，４４）により形成され、前記環状部分（４２，４４）が軸心方向で相接し結合され、前記第１の部分（４２）がエラストマ材料製であって前記孔（１４）に面し、前記第２の部分（４４）が剛性材料製であって、前記第１の部分（４２）の前記孔（１４）に対する面とは反対側に面するマスターシリンダにおいて、
   前記密封部材（１６）の前記第１、第２の部分（４２，４４）が互いに分離可能に連結され、
   エラストマ材料製の前記第１の部分（４２）の半径方向横断面寸法の１／２以下の大きさで、両側がテーパ状に形成される部分の底部にて、半径方向最大横断面寸法を有する、剛性材料製の前記第２の部分（４４）と一体的に前記長手軸心（Ａ）の周りに形成されている環状の突出部（４６）が、エラストマ製の前記第１の部分（４２）に軸心方向で完全に貫入し、又は、前記環状の突出部（４６）の軸心方向の自由端が、前記第１の部分（４２）の端面に比べて、前記横ピン（３４）から軸心方向で僅かに更に長い距離の個所に位置するように、該突出部（４６）が、エラストマ製の前記第１の部分（４２）に軸心方向で貫入していることを特徴とするマスターシリンダ。
2. 前記突出部（４６）の半径方向横断面寸法が、前記突出部（４６）の自由端に近づくに従って縮小することを特徴とする請求項１に記載のマスターシリンダ。
3. 前記突出部（４６）の半径方向横断面寸法の前記縮小が階段状に又は連続的に行われることを特徴とする請求項２に記載のマスターシリンダ。
4. 前記突出部（４６）の前記自由端が一群のピン状延長部（４８）により形成され、前記ピン状延長部（４８）が互いに間隔を置いて周方向に配置され、軸心方向に突出していることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のマスターシリンダ。
5. エラストマ材料製の前記第１の部分（４２）の前記孔（１４）に対する面とは反対側の、剛性材料製の前記第２の部分（４４）の端部が中空円筒状延長部（５０）を有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のマスターシリンダ。

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