JP3859715B2 - 自動車のスリップ制御された液圧式のブレーキシステム内において液体振動を減衰するための振動減衰装置 - Google Patents

Description

従来技術
本発明は、請求項１の上位概念に記載した形式の振動減衰装置に関する。
円形のほぼ平らなダイヤフラムを有する、このような形式の振動減衰装置は公知である（ドイツ連邦共和国特許公開第４３３６４６４号明細書）。ケーシング孔内でダイヤフラムを保持する閉鎖カバーは、カバーの孔を通じて外気に接続している中空室のための堅固な制限壁として使用される。
振動減衰装置は、トラクションスリップ制御運転（Antriebsschlupfregelbetrieb）時に、ブレーキ内で使用されたポンプ型式が原因となる、ポンプの吸込み導管内に存在するブレーキ液の長手方向振動及び振動キャビテーション（Schwingkavitation）を避け、これによってポンプにより十分に多量の容積流が、車輪ブレーキシリンダ内で迅速に増圧するために送られるようにするために、使用される。しかも、この振動減衰装置によって、トラクションスリップ制御運転の終了時に、マスタブレーキシリンダに通じる導管内で生じる圧力衝撃が減少される。
十分な減衰作用を得るために、ダイヤフラムの両側に十分大きなスペースを用意し、それによって、相応に多量のブレーキ液を受容供給することができるようにする必要がある。このスペースの容積は、主として、マスタブレーキシリンダと往復動ピストンポンプとの間の導管容積と、往復動ピストンポンプのストローク容積及び回転数と、ポンプによって振動にさらされるシステムの液圧式のフレキシブル性とに関連している。最近のブレーキシステムにおいては、マスタブレーキシリンダと車輪ブレーキシリンダとの間に設けられた部材例えば弁、ポンプ、導管及びこれと類似のものは、特に重量節約及びコスト節約の理由により、それらの構造容積は縮小され、またいわゆるハイドロ装置内に密に配置されているので、比較的大きい構造寸法を必要とする公知の振動減衰装置をハイドロ装置のケーシング内に配置するためには、構造的な困難がある。
発明の利点
これに対して、請求項１の特徴部に記載した特徴を有する本発明の振動減衰装置は、振動減衰のために必要な容積が、小さい直径及び相応に小さい軸方向寸法を有するスペース内に延びているという利点を有している。このような形状付与は、一般的に困難なしでケーシング内で実現することができる。さらに、ダイヤフラムを形成する成形部の周壁の両側に必要な減衰容積を用意されるという利点がある。この場合、支持体は、成形部が、圧力負荷を受けた時に破壊されず、側面に設けられた溝によって、小さい剛性を有する十分な圧縮容積を提供することを保証する。さらに、組み立て時及びケーシングの孔をシールする際に成形部が支持体を覆う、という利点がある。
従属請求項に記載した手段によって、請求項１に記載した振動減衰装置の有利な実施例及び改良が可能である。
従って、請求項３には、支持体のための有利な構成が開示されている。
請求項４に記載した手段によって、平らな付加端面と、成形部の形状の安定した底壁部との組み合わせで、成形部の内室と付加部の室との間の常に連通する接続が得られる。
請求項５に記載した、本発明の別の構成要件によれば、有利な形式で、成形部の周壁が支持体の側面に当てつけられる際に、支持体の足部から溝内にぴったりと寄せ合わせられる。周壁と支持体との間にエアブローが閉じこめられることは避けられる。
請求項７に記載した、成形部の底壁部の形状付与によって、簡単な形式で、支持体内の室に通じる孔を開放維持することができる。
請求項８に記載した特徴は、有利な形式で一方では、支持体と成形部とケーシング孔との間のシールを確実にし、他方では、成形部の周壁を緊張して、成形部の底壁部を支持体の端面に当接維持する。
請求項９の記載した本発明の別の構成要件によれば、短い経路で、支持体に作用する液圧力をケーシングに導くことができる。
吸込み側の圧力領域内で十分な減衰作用を得るためには、請求項１０に記載した手段が適用される。この場合、請求項１１に記載した本発明の構成によれば、汚れに対して保護された空気交換が確実に得られる。
このような形式の保護は、プレートが液体及び固形物を通さないようになっていることによって、より確実に得られる。
支持体の室に接続された、十分に大きい空気容積を準備するために、請求項１３に記載した本発明の構成要件が適用される。この構成は、少ない確率であるが成形部の周壁が破壊した時に、ケーシング孔からブレーキ液が漏れ出ないことを保証する。これによって、本発明による振動減衰装置を備えたブレーキ回路の故障は避けられる。閉鎖円板内の構成部及び成形部の拡散抵抗を合わせることによって、成形部の周壁が長時間支持体に当てつけられて減衰作用が減少することは、避けられる。
図面
本発明の実施例が、図面に概略的に示されていて、以下に詳しく説明されている。第１図には、主にエラストマー製の成形部と、支持体と、ケーシング孔内に配置された閉鎖円板とから成る振動減衰装置の縦断面図、第２図は、第１図に示した振動減衰装置の実施例のII−II線に沿った横断面図、第３図及び第４図は、振動減衰装置の別の実施例の、閉鎖円板側の区分の縦断面図である。
実施例
第１図に示した、液体振動を減衰するための振動減衰装置１０は、前記ドイツ連邦共和国特許公開第４３３６４６４号明細書に記載されているように、車両のスリップ制御された液圧式のブレーキシステムに使用される。振動減衰装置１０は、ケーシング１２の孔１１内に配置されており、この孔１１内には、弁、ポンプ、導管及びその他の、前記ブレーキシステムの別の部材内に受容されている。ケーシング１２の孔１１は、その直径の数倍に相当する深さを有している。孔１１は、導管区分１３によって、ブレーキ液のための貯蔵容器に接続されたマスタブレーキシリンダに接続していて、導管区分１４によって、自動吸込み式の往復動ピストンポンプの吸込み側並びに少なくとも１つの車輪ブレーキシリンダに接続している。ポンプによって、トラクション・スリップ制御運転中に車輪ブレーキシリンダ内でブレーキ圧が生ぜしめられる。
振動減衰装置１０は、ブレーキ液に耐えられるエラストマー製のエチレン・プロピレン・ジエン・ゴム（ＥＰＤＭ）より成るダイヤフラムとして働く成形部１７を有している。第１図に示した、振動減衰装置１０の第１実施例の縦断面図により、ほぼ中空円錐台形に形成された成形部１７が、横断面で見て厚みの付けられた開口縁部１８から延びる周壁１９を有しており、この周壁１９が、成形部の内側の扁平な底部壁２０で終わっていることが分かる。
さらにまた、ケーシング１２の孔１１内には、円板状の足部２４を備えた支持体２３が配置されており、この足部２４から、孔１１に対して同軸的に、角円錐台形の付加部２５が延びている。支持体２３並びに、付加部２５上を掠めるように配置された成形部１７は、孔の深さにほぼ近い長さを有している。支持体２３の足部２４は、第１の孔付き段部２６内に合致してはめ込まれていて、孔１１の開口部側で閉鎖円板２７によって保持されている。該閉鎖円板２７は、第２の孔付き段部２８内にはめ込まれていて、コーキングによってケーシング１２に固定されている。
第１の孔付き段部２６内には、足部２４と支持体２３の付加部２５との間で、成形部１７の開口縁部１８も受容されている。半径方向で押圧される開口縁部１８は、成形部１７の外側に存在する、ブレーキ液の満たされた孔１１の部分を外気に対してシールする。開口縁部１８には、規則的に分割して一体成形された、成形部１７の底部壁２０に向けられた突起３１が、第１の孔付き段部２６の、半径方向に延びる面で支えられている。これらの突起３１は、開口縁部１８の突起が支持体２３の足部２４に作用して、足部２４を閉鎖円板２７に当接して保持するように働く。
支持体２３の角円錐台形の付加部２５は、第２図に示されているように、ほぼ正方形の横断面を有している。つまり付加部は、足部２４と、足部とは反対側の、成形部１７の底部壁２０に向けられた端面３５との間に延びる４つの側面３６を有している。しかしながら図示の実施例とは異なり、付加部２５は、楕円形、３角形、５角形、多角形又は円形の横断面を有していてもよい。重要なことは、付加部２５が鋭い縁部を有していないということである。支持体付加部２５の各側面３６には、ほぼ足部２４から延びるそれぞれ１つの溝３７が一体成形されている。すべての側面の溝３７は、付加部２５の端面３５内にも続いていて、ここで端面３５の中央部に集合している。これらの溝３７は、付加部２５の室３９に接続された、比較的小さい横断面を有する孔３８内に開口している。室３９は、支持体２３の足部２４を貫通し、閉鎖円板２７の孔４０を通して外気に接続されている。閉鎖円板２７にかぶせ填められたカバーキャップ４１は、室３９に湿気及び異物が侵入しないように室３９を十分に保護する。
スリーブ状、キャップ状又はハット状の成形部１７は、取り付けていない状態で、円形の横断面を有する周壁１９を有している。成形部１７の取り付けた状態で、周壁１９は、マスタブレーキシリンダを操作しない状態で及びポンプの被駆動状態で、周壁１９が付加部２５の丸味の付けられた長手方向縁部４４で支えられ、溝３７を備えた側面に配属された、周壁１９の壁部区分が、円環状とは異なるほぼ伸張した横断面を有するような形式で、弾性的に変形する。これによって、成形部１７の周壁１９は、振動減衰装置１０内に配置されると、ブレーキ液の満たされた孔１１とは分離された、多数の部分室より成る中空室４５を制限している。この中空室４５は、空気が満たされていて、外気と接続されている。成形部１７は周壁１９と共に、ブレーキ液と空気との間で弾性的なダイヤフラムを形成している。
中空室４５の大きさは、ダイヤフラム１９の大小の直径並びに軸方向長さ、付加部２５からの周壁の間隔、付加部２５の横断面、側面３６の溝３７の寸法及び数によって影響を受ける。溝３７は、その外側の延びは度外視して、同じ深さを有し、足部とは反対側の端面３５に対してその幅は減少しているか又は、同じ幅を有し端面に対してより深い深さを有しているか又は、それぞれの端面３６の一部だけに亙って延びていてよい。側面３６における溝３７の数も変えることができる。この場合、重要なことは、溝３７と側面３６並びに端面３５との間の移行部が丸味を付けられているということである。
この振動減衰装置１０の作用形式を以下に説明する。
トラクション・スリップ制御を行うために、往復動ピストンポンプを駆動すると、ブレーキ液の満たされた導管区分１３，１４内で、マスタブレーキシリンダとポンプ吸込み側との間に液体長手方向振動並びに振動キャビテーションが生じる。導管区分１３，１４は第１図に示されており、その他の点についてはドイツ連邦共和国特許出願公開第４３３６４６４号明細書の第５図に記載されている。振動の周期的な励起は、ポンプの構造形式によって制限されている。中空室４５と共に空気の満たされた圧縮室を形成し、周壁１９の外側で孔１１と共にブレーキ液体の満たされた膨張室を形成する振動減衰装置１０によって、付加的な弾性若しくは減衰が導管区分１３及び１４内に形成され、これによって、マスタブレーキシリンダと往復動ピストンポンプとの間のブレーキ液柱の固有周波数が、臨界を越える範囲内でポンプによる励起が行われるまで、非常に小さい値にずらされる。ポンプによって供給されたブレーキ液の容積流は、比較可能であって著しく又は大きく高められる。
振動減衰装置１０の作業中に、成形部１７に次のような機械的な経過が生じる。圧縮段階中に成形部１７の周壁１９は、ブレーキ液によって孔１１内で支持体付加部２５の側面３６に当接せしめられる。成形部１７の圧力負荷に基づいて、周壁１９は溝３７にも当接する。この際に、中空室４５内でつまり周壁１９と側面３６との間に、並びに付加部２５の溝３６内に存在する空気は圧縮され、孔３８及び支持体の室３９を通って部分的に外気に導出される。溝３７の前記構成によって、周壁１９は、各溝の足部側の出発点を起点としてこの溝にすり寄って確実に密着する。これによって周壁１９と付加部２５との間に気泡が閉じこめられることは避けられる。しかも、成形部１７の底壁部２０に、比較的圧力に対して強い球セグメント例えば半球としての形状を付与することによって、支持体付加部２５の端面３５の領域内に設けられた溝区分及び孔３８は常に開放されている。
周壁１９の変形の程度は、例えば、成形部１７のために使用された材料の特性、周壁１９の厚さ、及び、成形部１７が支持体２３に被せ填められた後で周壁１９がさらされるプレロード（若しくは予荷重）の大きさによって影響を与えることができる。さらに、成形部１７の周壁１９は、圧縮容積に影響を与えるために種々異なる厚さに構成することもできる。さらにまた、振動減衰装置の特性曲線には、特に周壁１９の圧縮ストローク時に、相応に選択された孔３８の直径によって影響を与えることができる。中空室４５を付加部２５の室３９に接続するために、孔３８の代わりにその他の形状のスリット又は間隙或いは多数の孔を使用してもよい。いずれにしても、成形部１７がマスタブレーキシリンダによって負荷される場合でも、前記スリット、間隙又は孔において周壁１９が傷つくことは避けなければならない。
振動減衰装置１０の膨張段階中に必要な膨張容積は、孔１１によって提供され、孔の寸法によって制限される。中空室４５内に形成される大気圧に対して、成形部１７の周壁１９が膨張すると、周壁１９の相応の区分が支持体付加部２５の側面３６から遠ざかる。膨張過程がさらに進むと、周壁１９は付加部２５の長手方向縁部４４から持ち上がり、孔１１の周壁にも当接する。ここでも、周壁１９が孔１１の横断面移行部で傷つけられることは確実に避けなければならない。これは、周壁１９の摩耗にさらされる箇所における横断面増大部によって、又は導管区分１３，１４が孔１１内に開口する開口部領域における、ブレーキ液を通過させる支持ケージによって得られる。
第３図に示した振動減衰装置１０の第２実施例は、第１の実施例に対して主に次の点で異なっている。閉鎖円板２７′には、支持体側で半透明のプレート４８が受容されている。一方では、このプレート４８は、支持体２３の付加部２５に設けられた室３９に接続していて、他方では外気に接続するための多数の孔４０′が閉鎖円板２７′に設けられている。半透明のプレート４８は、室３９と大気圧との間で空気の交換が行われることができることを保証する。これに対して、プレート４８は液体特に水及び固形物は通さない。従って第１実施例におけるようなカバーキャップは省かれている。
第４図に示した振動減衰装置１０の第３実施例においては、破壊しないように構成された閉鎖円板２７′は、多孔性の材料例えば焼結金属より成っている。従って、閉鎖円板２７″は空気を通すようになっている。閉鎖円板２７″の、支持体２３に対して開放する切欠４９内には、中空室５１を備えた鉢状の構成部５０が配置されており、該構成部５０は、支持体付加部２５の室３９に接続している。構成部５０は、室３９を、多孔性の閉鎖部材２７″に向かって閉鎖する。構成部５０は、エラストマー例えばシリコーンゴムより成っており、該シリコーンゴムは、成形部１７の材料に対して小さい、空気のための拡散抵抗を有していて、ブレーキ液を通さないようになっている。これによって、一方では、成形部１７の周壁１９を通ってブレーキ液内に侵入した空気は、構成部５０を通って中空室５１内に侵入した空気に置き換えられる。他方では、成形部１７が破壊された時に、孔１１から外気にブレーキ液が達することはない。

Claims (13)

1. 自動車のスリップ制御された液圧式のブレーキシステム内において液体振動を減衰するための振動減衰装置（１０）であって、
   振動減衰装置（１０）が、ブレーキ液のための貯蔵容器を備えたマスタブレーキシリンダと、少なくとも１つの車輪ブレーキシリンダ内でブレーキ圧を形成する往復動ピストンポンプの吸込み側との間の導管区分（１３，１４）内に配置されており、
   振動減衰装置（１０）が、ケーシング（１２）の孔（１１）内に配置され、かつ該孔（１１）の開口部側で密に緊締された、エラストマーより成るダイヤフラム（１７）を有していて、該ダイヤフラム（１７）は一方側が、ブレーキ液にさらされ、他方側が、少なくともほぼ大気圧を有する中空室（４５）を制限しており、
   中空室（４５）が支持体（２３）によって制限され、該支持体（２３）にダイヤフラム（１７）がブレーキ液によって当てつけ可能である形式のものにおいて、
   支持体（２３）が、孔（１１）内に固定された足部（２４）を有していて、該足部（２４）から、先細りした付加部（２５）が孔（１１）内に延びていて、該付加部（２５）が、ダイヤフラムを形成するスリーブ状の成形部（１７）によって取り囲まれており、
   前記付加部（２５）が、その少なくとも１つの側面（３６）に、足部（２４）に向かって延びる少なくとも１つの溝（３７）を備えており、
   前記溝（３７）が、付加部（２５）の、成形部（１７）に向けられた面に位置しており、
   前記中空室（４５）が、付加部（２５）と成形部（１７）との間に位置しており、
   前記中空室（４５）が、外気に通じる接続部を有する室（３）に接続されている、ことを特徴とする、スリップ制御された液圧式のブレーキシステム内において液体振動を減衰するための振動減衰装置。
2. ケーシング（１２）の孔（１１）が、この孔（１１）の直径の数倍に相当する深さを有していて、支持体（２３）並びに成形部（１７）が、前記孔（１１）の深さにほぼ等しい長さを有している、請求項１記載の振動減衰装置。
3. 支持体（２３）の付加部（２５）が、少なくとも３つの側面（３６）を備えたほぼ普通の角円錐台形を形成しており、成形部（１７）は無負荷状態で成形部の周壁（１９）が付加部（２５）の長手方向縁部（４４）で支えられており、負荷状態では周壁（１９）が、付加部（２５）の側面（３６）並びに溝（３７）に密着する、請求項１記載の振動減衰装置。
4. 少なくとも１つの溝（３７）が、付加部（２５）の足部とは反対側の端面（３５）に続いていて、ここで、室（３９）内に通じる、直径の小さい孔（３８）内に開口しており、成形部（１７）は、この成形部の内側の少なくともほぼ平らで十分に形状の安定した底壁部（２０）で、付加部（２５）の足部とは反対側の端面（３５）に支えられている、請求項１記載の振動減衰装置。
5. 溝（３７）が、その足部側の起点部以外は、同じ深さを有していて、付加部（２５）の足部とは反対側の端面（３５）に向かって溝（３７）の幅は小さくなっているか、又は同じ幅を有していて足部とは反対側の端面（３５）に向かって大きくなる深さを有している、請求項４記載の振動減衰装置。
6. 成形部（１７）の周壁（１９）が同じ厚さを有している、請求項３記載の振動減衰装置。
7. 成形部（１７）の底壁部（２０）が球セグメント有利には半球として成形されている、請求項４記載の振動減衰装置。
8. 成形部（１７）の開口縁部（１８）が、半径方向の負荷を受けて、支持体（２３）とケーシング（１２）の孔付き段部（２６）との間でケーシンン孔（１１）内に密接して保持されており、外側で開口縁部（１８）に一体成形され、孔付き段部（２６）の半径方向面（３２）に向けられた突起部（３１）が、この半径方向面（３２）で支えられている、請求項１記載の振動減衰装置。
9. 支持体（２３）が、ケーシング（１２）の孔（１１）の開口部側に固定された閉鎖円板（２７）によって、突起部（３１）のプレロードに抗して成形部（１７）の開口縁部（１８）で保持されている、請求項８記載の振動減衰装置。
10. 支持体（２３）の付加部（２５）内の室（３９）が少なくとも間接的に、閉鎖円板（２７）の少なくとも１つの孔（４０）によって外気に接続している、請求項９記載の振動減衰装置。
11. ケーシング（１２）の孔（１１）が、外側で、閉鎖円板（２７）に被せ填められたカバーキャップ（４１）によって十分に閉鎖されている、請求項１０記載の振動減衰装置。
12. 閉鎖円板（２７′）が支持体側で、支持体（２３）の付加部（２５）内の室（３９）と接続している、外気との空気交換のための半透明のプレート（４８）を有している、請求項１０記載の振動減衰装置。
13. ケーシング（１２）の孔（１１）が、多孔性の材料より成る破壊しにくい閉鎖円板（２７″）によって閉鎖されていて、支持体（２３）に向かって切欠（４９）を有しており、該切欠（４９）内で、支持体（２３）の室（３９）を密に閉鎖する構成部（５０）が受容されていて、該構成部（５０）が、成形部（１７）と比較して小さい、空気のための拡散抵抗を有していて、ブレーキ液を通さないようになっている、請求項９記載の振動減衰装置。

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