説明

制御付ブレーキシステム用マスターシリンダ

本発明は、ハウジング2内を移動可能で、ハウジング2のリング溝5,6に配置されたシール部材7,8で圧力室15,16から密封する少なくとも1つのピストン3,4,50を有し、前記圧力室は加圧されてない供給室17,18に、ピストン3,4,50に形成された制御通路19,20,51で接続可能である、制御付ブレーキシステム用マスターシリンダ1に関する。デッドストロークの際、制御通路の流通抵抗を減少するため、本発明によると、制御通路20,51は、少なくとも1つのピストン4,50のピストン端面36,53に平行に形成された制御縁部34,52を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、制御付ブレーキシステム用の少なくとも1つのピストンを有するマスターシリンダに関し、このピストンはハウジング内を移動可能で、ハウジングの環状溝内に配置されたシール部材により、圧力室に対して密封されており、この圧力室は、ピストンに形成された制御通路により、加圧されてない補充室に接続することができる。
【背景技術】
【0002】
この種のマスターシリンダは、例えば特許文献1に記載されており、ここでは、制御通路は断面積の小さな半径方向横孔として形成され、マスターシリンダの空動を最小にすると同時に、横孔の長さを短くして絞り抵抗を減少するために、この横孔の領域の内側に、包囲する状態の内側溝が形成されている。
【0003】
アンチスリップ制御(anti-slip regulation (ASR))又は電子安定プログラム(electronic stability program (ESP))等の制御付ブレーキシステムに使用する場合、制御が介入すると、ポンプによりマスターシリンダを介して追加の圧力媒体が圧力媒体リザーバから吸引される。この従来技術の不都合なことは、横孔の小さな断面積で過度の流動抵抗を生じさせ、必要な圧力媒体をポンプに充分迅速に送ることができないことである。
【0004】
流動抵抗を減少するため、従来のマスターシリンダでは、横孔の数を増大し、又は、横孔の径を最適にすることが、可能性として存在する。しかし、最初に述べた解決策は、流動抵抗の減少よりもピストンの安定性が優先され、更に、多数の横孔を形成することは経済的に不利であることの事実から不都合であることが判明した。第2の解決策は、マスターシリンダの空動(閉方向移動)が、孔の制御用側縁部の移動で増大するという不都合を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】DE102004057137A1
【発明の概要】
【0006】
したがって、本発明の目的は、従来のマスターシリンダにおける上述の不都合が改善されたマスターシリンダを提供することにある。
【0007】
本発明によると、この目的は、少なくとも1つのピストンの制御通路がピストンの端面に平行に形成された制御縁部を有することにより、達成される。これは、閉移動距離を同じに維持しつつ、制御通路の流通断面積を増大し、これにより、制御が介入した際の動的挙動(dynamic behavior)を改善することができる。
【0008】
制御通路は、ピストンの外側の軸方向溝として形成することが好ましい。この軸方向溝は、ピストンの外側のシール部材の規定された案内を確保されるという利点を有する。
【0009】
軸方向溝が蟻溝状(dovetail shape)の形状を有する場合には、シール部材またはその内側シールリップとピストンとの大きな接触領域と共に、大きな溝断面を達成することができる。
【0010】
これとは対照的に、本発明の他の実施形態は、制御通路をピストンの半径方向孔として形成する。ここでも、ピストン上のシール部材の案内が提供される。
【0011】
制御通路がスタンピングでピストンに形成される場合には、平行関係(parallelism)が簡単な方法で形成される。
【0012】
本発明の有益な実施形態によると、ピストンは樹脂で形成され、ピストンを簡単かつ経済的に製造することができる。
【0013】
他の有益な実施形態は、ピストンは押出し工程で製造されることを想定する。
【0014】
ピストンは、底部を有するカップ状デザインに形成され、ピストンの戻りばね用の中央に配置された第1の固定部材が、この底部の内側に設けられることが好ましい。
【0015】
マスターシリンダがピストンの位置及び動きをモニタするためのセンサ装置を有する場合には、有益な実施形態によると、磁気案内部材用の中央に配置された第2の固定部材が底部の外側に設けられる。
【0016】
本発明の他の特徴、利点及び適用可能性は、従属形式の請求項、および、図面を参照する以下の実施形態の説明から明らかとなる。
【0017】
図面中、それぞれの図は高度に図式化してある。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】図1は、第1,第2ピストンを有する第1の例示的な実施形態によるマスターシリンダを縦方向断面図で示す。
【図2】図2は、図1の第2ピストンの一部を立体図で示す。
【図3】図3は、図1の第2ピストンの他の部分を一部断面とした立体図で示す。
【図4】図4は、図1の第2ピストンの他の部分を立体図で示す。
【図5】図5は、第1,第2ピストンを有する第2の例示的な実施形態によるマスターシリンダを縦方向断面図で示す。
【図6】図6は、第3の例示的な実施形態のピストンを立体図で示す。
【図7】図7は、図6に示すピストンの拡大した詳細図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0019】
図1は、本発明の第1の例示的な実施形態によるマスターシリンダ1を縦方向断面図で示し、このマスターシリンダ1は、例えばアンチスリップ制御(ASR)及び/又は電子安定プログラム(ESP)を有する制御付(regulated)ブレーキシステムに用いられ、プランジャタイプでタンデム型のデザインに形成されている。
【0020】
マスターシリンダ1は、ハウジング2内を移動可能な第1及び第2ピストン3,4を有し、動的な力の作用を受ける内側シールリップ9,10と静的な力の作用を受ける外側シールリップ11,12とを有する円形リングの形態のシール部材7,8が、ハウジング2の環状溝5,6内に配置されている。動的な力の作用を受ける内側シールリップ9,10は、ピストン3,4上に第1シール面で載置され、静的な力の作用を受ける外側シールリップ11,12は、環状溝5,6の底部に第2シール面で載置される。ピストン3,4の外面13,14は案内面として作用する。
【0021】
マスターシリンダが作動されていない図1に示す状態では、第1及び第2圧力室15,16は、加圧されていない圧力流体リザーバ(図示しない)に、ハウジング2内の圧力媒体通路(図示しない)および補充室17,18を介して、および、第1及び第2ピストン3,4のカップ状壁部21,22内の制御通路19,20を介して接続されている。この装置では、ピストン3,4は戻しばね23,24で付勢されている。
【0022】
戻しばね23,24のいずれも、少なくとも部分的にカップ状壁部21,22内に配置されている。図1から明らかなように、中央ペグ25が第1ピストン3の壁部21内の中央で突出し、このペグは壁部21から軸方向に突出する前に終端する。この端部26には、スリーブ28のためのストッパ27が設けられており、このストッパは、スリーブ28がペグ25に対して制限された範囲で伸縮できるように、カラー29と共に作用する。換言すると、スリーブ28は、作動時に、戻しばね23により、ピストンの内部に付勢される。明らかなように、ストッパ27は環状ディスクであるのが好ましく、このストッパは、特に、揺動可能にリベット止め(wobble-riveted)された状態にペグ25にリベット止めされている。スリーブ28の他端は、戻しばね23と接触するために、皿状のカラー29を有する。
【0023】
第2ピストン4の底部31で、上記ピストンは第1固定部材32を有し、この固定部材は、戻しばね24を固定しかつ位置決めするために、底部31の内側から壁部22内の中央を延びる。
【0024】
マスターシリンダ1を作動するため、第1ピストン3は作動方向Aに移動される。この工程中、第1ピストン3の動きが戻しばね23により、第2ピストン4に伝達される。制御通路19,20の制御縁部33,34(詳細は後述する)がシール部材7,8の領域内に配置、すなわち制御縁部33,34を超える(cross)と、直ちに、マスターシリンダ1の「空動(idle travel)」(閉移動)が阻害されることになり、これは、補充室17,18から制御通路19,20を介して圧力室15,16内に圧力媒体が流通できなくなるためである。圧力室15,16と圧力媒体リザーバとの間の接続が遮断され、圧力室15,16内に圧力が形成される。
【0025】
ASRまたはESPが介入する場合は、ピストン3,4が作動されているか又は作動されていないかに係わらず圧力媒体リザーバから1つ又は複数の圧力室15,16を介してホイールブレーキの方向に追加の圧力媒体を吸引することが必要となる可能性があり、これは、ホイールブレーキの方向またはマスターシリンダ1の方向(再循環方式)に送出するために、入口がマスターシリンダ1の圧力室15,16またはホイールブレーキのいずれかに接続されるポンプにより行うことが好ましい。このため、マスターシリンダ1が作動されていない状態でASRまたはESPが介入したときに、追加の圧力媒体が圧力媒体通路と、補充室17,18と、制御通路19,20と、圧力室15,16とを介して、圧力媒体リザーバから吸引される。マスターシリンダ1が作動している状態でESP介入が行われた場合、追加の圧力媒体は、シール部材7,8の外側シールリップ11,12を横切る流れで吸引され、これは、外側シールリップが吸引圧力で内側シールリップ9,10の方向に折り曲げられ、この結果、外側シールリップ11,12のシール面は環状溝の底部に載置されなくなるからである。特に、マスターシリンダ1が作動してない状態でのASRまたはESPの介入の際にポンプに充分な圧力媒体を迅速に確保するため、マスターシリンダ1の空動をできる限り小さく維持しつつ、制御通路19,20の流通抵抗を最小とすることが必要である。
【0026】
第1ピストン3の制御通路19の領域には、絞り抵抗を減少するため、ピストン3の内側に全周にわたる半径方向内側溝(radial encircling inner groove)35が設けられており、この溝は、半径方向横孔として設けられた制御通路19の長さを短くする。
【0027】
図2から4は、第2ピストン4の一部を、拡大し、一部断面とした立体図で示す。
【0028】
第2ピストン4の制御通路20の流通面積を増大するために、この制御通路20は、ピストンの端面36に平行に形成した制御縁部34を有する。これは、閉方向移動距離を同じに維持しつつ、制御通路20の流通断面積を増大し、したがって、マスターシリンダ1の動的挙動が制御介入中に改善されることを可能とする。
【0029】
明らかなように、図示の例示的実施形態による制御通路20は、ピストン4の外側14に軸方向溝として形成されている。これらは、例えば成形(forming)またはスタンピング(stamping)により、ピストン4に簡単な方法で導入することができ、ピストン4が樹脂で形成される場合には、ピストン4を簡単でかつ経済的に製造することが可能となる。ピストン4は比較的厚い壁22を有するため、ピストン4の安定性は、重さ及び他の必要な特性に関する不都合を生じることなく、軸方向溝により影響を受けることはない。
【0030】
他の実施形態は、ピストン4を押出し加工工程で製造することを想定する。この場合の材料として、例えばアルミニウムでもよい。この場合も、平行な制御縁部34、および、軸方向溝も簡単な方法で形成することができる。
【0031】
図3に示すように、軸方向溝の一方の溝端54は、テーパ状のデザインに形成することができ、丸み(rudius)(凸状または凹状)を有する実施形態も本発明の想定する範囲に含まれると考えられる。異なる溝形状とすることも可能である。これは、例えば、図示のように実質的に蟻溝形状(dovetail shape)でピストン4に導入することができる。蟻溝状形状は、シール部材8またはその内側シールリップ10に対するピストン4のコンタクト面を拡大し、同時に、溝の基部における溝の拡大された径を通じて大きな流通断面を形成することができる。
【0032】
しかし、矩形、波状(undulating)、湾曲、または、V字状の溝とすることも可能である。
【0033】
上述の制御通路20は、更に、シール部材8のカラーヒール部37がピストン14の外側14上を規定された態様で案内され、制御通路20に侵入することができないという利点を有する。このようなリスクは、例えば全周にわたる溝の場合に存在する。
【0034】
図3から明らかなように、第1固定部材32が3つのアームの形態で設けられており、各アーム38は、面取りされたデザインに形成され、戻しばね24の装着および位置決めを容易にしてある。
【0035】
図4は、第2ピストン4の底部31の外側を示す。中央に配置された第2固定部材39が、底部31の外側から延びる円形状の突起の形状であることが見える。これは、以下に説明しかつ図5に示す第2の実施形態にしたがい、マスターシリンダ1がピストン3の位置及び動きをモニタするためのセンサ装置を有し、磁気ガイド部材40が第2ピストン4上に載置された場合に、その機能を果たす。
【0036】
図5に示す磁気ガイド部材40は、フランジ状部41により、第2ピストン4の底部31に載置される。フランジ状部41には凹部42が設けられており、この凹部は、第2固定部材39に対応し、これにより、磁気ガイド部材40が第2ピストン4に固定されかつ位置決めされる。
【0037】
磁気ガイド部材40は、更にペグ状部43を有し、このペグ状部は第1ピストン3のペグ25と反対方向に向き、永久磁石44を案内するための手段として作用する。
【0038】
磁石44は、位置送信装置のための信号トランスミッタとして作用し、ホール効果センサ、磁気抵抗センサ又はリードコンタクトの形態が好ましく、位置検出を可能とするために、ハウジング2の所定位置に配置されて電子制御ユニット(図示しない)に接続可能なセンサ部材(図示しない)の方向に放射状の磁界を形成する。
【0039】
磁石44は、リング状であり、明らかなように、非磁性材料で形成された円筒状サポート47上の磁性材料製ディスク45,46間に配置されており、このサポートは、磁石44を軸方向に支えるためのカラー48を有する。
【0040】
図5から明らかなように、サポート47は、磁石44と共に、一方において、第1ピストン3の戻しばね23で作用され、他方において、第2ピストン4で支えられている他のばね手段49で作用され、この結果、磁石44は、ピストン3,4間に把持された状態をなし、ピストンに対して移動することができる。しかし、戻しばね23のばね力は、他のばね手段49のばね力よりも強い。これにより、車両の動的挙動に影響を与える制御作動により第2ピストン4が移動不能に固定されている場合でも、磁石44の作動誘導移動(actuation-induced displacement)が可能である。
【0041】
動力学(dynamics)における改善に加え、2つの例示的な実施形態における第2ピストン4は、例えば、戻しばね24を短くすることによりマスターシリンダ1の全長を短くできること、マスターシリンダ1の構成部材を全体として少なくすることができることといった追加の利点を提供する。更に、本発明の範囲内では、第1ピストン3に、軸方向溝の形態で説明した制御通路20を設け、第1固定部材32を設けて形成することも可能である。
【0042】
図6および7は、第3の実施形態のピストン50を示し、このピストンは、マスターシリンダ1の第1及び/又は第2ピストンのように形成することができる。特に、ピストン50の詳細を拡大して示す図7から明らかなように、ピストン50の制御通路51はピストン端面53に平行に形成された制御縁部52を有する。上述の2つの例示的な実施形態とは対照的に、制御通路51は、上述のように、樹脂で形成しまたは押出し工程で形成することが可能なピストン50に半径方向孔として形成されている。ここでも、平行な制御縁部52は、閉方向移動距離を同じに保持しつつ制御通路52の流通断面積を大きくすることができるという利点を有し、したがって、制御介入の際、マスターシリンダ1の動的挙動を改善することができる。制御通路51の残りの形状は、ピストンの対応する特徴に適応することができる。
【0043】
図示しない他の例示的な実施形態は、制御通路が半径方向に開始し、シール部材の下側で軸方向に延びる溝として連続することが想定される。
【符号の説明】
【0044】
1 マスターシリンダ
2 ハウジング
3 ピストン
4 ピストン
5 環状溝
6 環状溝
7 シール部材
8 シール部材
9 内側シールリップ
10 内側シールリップ
11 外側シールリップ
12 外側シールリップ
13 外側
14 外側
15 圧力室
16 圧力室
17 補充室
18 補充室
19 制御通路
20 制御通路
21 壁
22 壁
23 戻しばね
24 戻しばね
25 ペグ
26 端部
27 ストッパ
28 スリーブ
29 カラー
30 カラー
31 底部
32 固定部材
33 制御縁部
34 制御縁部
35 内側溝
36 ピストン端面
37 カラーヒール部
38 アーム
39 固定部材
40 磁気ガイド部材
41 フランジ状部
42 凹部
43 ペグ状部
44 磁石
45 ディスク
46 ディスク
47 サポート
48 カラー
49 ばね手段
50 ピストン
51 制御通路
52 制御縁部
53 ピストン端面
54 溝端
A 作動方向

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ハウジング(2)内を移動可能で、ハウジング(2)の環状溝(5,6)に配置されたシール部材(7,8)で圧力室(15,16)を密封される少なくとも1つのピストン(3,4,50)を有し、前記圧力室は加圧されてない補充室(17,18)に、ピストン(3,4,50)に形成された制御通路(19,20,51)で接続可能である、制御付ブレーキシステム用マスターシリンダ(1)であって、
前記少なくとも1つのピストン(4,50)の制御通路(20,51)は、ピストン端面(36,53)に平行に形成された制御縁部(34,52)を有することを特徴とするマスターシリンダ。
【請求項2】
前記制御通路(20)は、ピストン(4)の外側(14)に軸方向溝として設けられていることを特徴とする請求項1に記載のマスターシリンダ。
【請求項3】
前記軸方向溝は、蟻溝状形状に形成されてい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。
【請求項4】
前記制御通路(51)は、ピストン(50)に半径方向孔として設けられていることを特徴とする請求項1に記載のマスターシリンダ。
【請求項5】
前記制御通路(20,51)は、スタンピングにより、ピストン(4,50)に設けられることを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載のマスターシリンダ。
【請求項6】
前記ピストン(4,50)は樹脂製であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載のマスターシリンダ。
【請求項7】
前記ピストン(4,50)は、押出し工程で製造されることを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載のマスターシリンダ。
【請求項8】
前記ピストン(4)は、底部(31)を有するカップ状デザインに形成され、ピストン(4)の戻しばね(24)のための、中央に配置された第1固定部材(32)が、底部(31)の内側に設けられることを特徴とする請求項1から7のいずれか1つに記載のマスターシリンダ。
【請求項9】
磁気ガイド部材(40)のための中央に配置された第2固定部材(39)が、底部(31)の外側に設けられることを特徴とする請求項1から8のいずれか1つに記載のマスターシリンダ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公表番号】特表2013−513525(P2013−513525A)
【公表日】平成25年4月22日(2013.4.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−543711(P2012−543711)
【出願日】平成22年12月15日(2010.12.15)
【国際出願番号】PCT/EP2010/069729
【国際公開番号】WO2011/082999
【国際公開日】平成23年7月14日(2011.7.14)
【出願人】(500030596)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 (126)
【Fターム(参考)】