JP6271767B2 - 減衰装置 - Google Patents

Description

本発明は、特にスリップ制御可能な液圧式の車両ブレーキ装置のブレーキ回路内の圧力脈動を減衰するための減衰装置に関する。このような形式の減衰装置は、例えば特許文献１に開示されている。

スリップ制御可能なブレーキ装置は、ＥＳＰブレーキ装置の用語でも公知であって、危険な走行状態において運転者を支援する。専門家は、このようなブレーキ装置の様々な運転状態、つまりパッシブなブレーキ運転、部分作動または完全作動のブレーキ運転を区別する。

パッシブなブレーキ運転中に、ホイールブレーキ圧は、運転者によって、例えばブレーキペダルの操作によって生ぜしめられる。

部分作動の場合、ブレーキシステム内の圧力は、運転者によって与えられた圧力よりも高い。つまり運転者によって生ぜしめられたブレーキ圧はブレーキ装置によって増幅される。

これに対して、完全作動では、運転者はブレーキペダルを全く操作することはなく、ブレーキ圧は、ブレーキシステム内に設けられた圧力発生器だけによって提供される。

圧力発生器として、主に往復動ピストンポンプが使用される。車両ブレーキ装置の各ブレーキ回路に、単数または複数のピストンポンプが対応配設されている。往復動ピストンポンプは、原則的に周期的に作業し、それによって圧力上昇は均一に一次比例式に行われるのではなく、ポンプ部材の圧送特性に応じて段階的に行われる。往復ピストンポンプの圧力脈動は、車両内部で聞き取り可能であり、かつ／または振動としてブレーキペダルで感じ取ることができる。いずれも、快適性の観点から不都合である。

従って、圧力脈動を平滑化するために、圧力発生器の下流に減衰装置が設けられている。特許文献１に開示されているように、この減衰装置は、ブレーキ圧に依存して可変な圧力媒体収容容積を有する圧力媒体容量と、後置接続された流体抵抗との組み合わせである。流体抵抗は、固定された流過横断面を有するコンスタントな絞りとして、または圧力に依存して可変な流過横断面を有するダイナミックな絞りとして構成されていてよい。

この減衰手段の不都合な副次的効果は、圧力媒体容量によって収容された圧力媒体体積が、ブレーキ圧形成のために提供されるのではなく、車両ブレーキ装置のパッシブな運転状態で、つまりブレーキ圧が運転者によって生ぜしめられると、所定のブレーキ圧を形成するためのマスタブレーキシリンダにおけるペダルストロークを長くする、という点にある。

ペダルストローク延長の制限は、減衰装置の収容容積を制限することによって可能であるが、部分作動ブレーキ運転または完全作動ブレーキ運転において、効果的な減衰特性が低下する点が認められる。

ドイツ連邦共和国特許公開第１０２０１１０８９１８３号明細書

以上のような背景から、減衰装置の改良の目的は、車両ブレーキ装置のパッシブな運転状態においてブレーキ圧を生ぜしめるためにペダルストロークを延長することなしに、減衰装置の減衰特性を得るか若しくは改善することである。

この課題を解決するために、本発明は、車両ブレーキ装置のパッシブな運転状態中に減衰装置の圧力媒体収容容積を制限し、それによってペダルストロークの延長に抗して作用する手段を提案する。これに対して、車両ブレーキ装置の部分作動または完全作動の運転状態では、提案された手段は作用しないので、圧力媒体収容容積はその全量を、発生した圧力脈動を減衰するために提供する。従って、本発明は、公知の構成に対して増大された圧力媒体収容容積およびそれに応じて最適化された減衰特性を有する減衰装置を使用することができる。

本発明のその他の利点または好適な発展形態は、従属請求項および／または以下の説明から明らかにされる。

外径が段付けされて構成された、いわゆる段付きピストンとしてのピストン構造の絞り体を備えた、本発明の第１実施例による減衰装置の縦断面図である。 外径が段付けされて構成された、いわゆる段付きピストンとしてのピストン構造の絞り体を備えた、本発明の第２実施例による減衰装置の縦断面図である。 弾性的に変形可能な絞り体を装着した、本発明の第３実施例による減衰装置の縦断面図である。

図面に示した本発明の実施例を、以下に詳しく説明する。

図１に示した減衰装置１０は、その内径が一回だけ直角に段付けされた円筒形の中空室１２を有している。この中空室１２内に、相応に段付けされた段付きピストン１４の形態の絞り体が摺動可能にガイドされている。この段付きピストン１４は、異なる大きさの外径を有する２つのピストン区分１４ａ，１４ｂより成っており、これらのピストン区分１４ａ，１４ｂは、段付きピストン１４の縦軸線Ｌの方向で同軸的に互いに隣接し合っている。２つのピストン区分１４ａ，１４ｂは、円周方向側にシール１６が装着されている。従って、この減衰装置１０は、全部で３つの減衰室１８ａ，１８ｂ，１８ｃに分けられており、これらの減衰室１８ａ，１８ｂ，１８ｃは、段付きピストン１４と、中空室１２を包囲する壁部とによって仕切られていて、互いにシールされている。

図１の上側の第１の減衰室１８ａは、より大きいピストン直径を有するピストン区分１４ａの端面によって仕切られている。この第１の減衰室１８ａは、第１の圧力媒体接続部２０ａを介して圧力発生器２２の高圧側に接続されている。

２つのシール１６間に構成された第２の減衰室１８ｂは、環状に構成されていて、その直径においてより小さい第２のピストン区分１４ｂの円周方向に沿って延在している。第２の減衰室１８ｂは、第２の圧力媒体接続部２０ｂを介して車両ブレーキ装置のマスタブレーキシリンダ２４に接続されていて、第３の圧力媒体接続部２０ｃを介してホイールブレーキ２６に接触している。第２の圧力媒体接続部２０ｂは、直径方向で第３の圧力媒体接続部２０ｃに向き合って位置しており、この場合、両圧力媒体接続部２０ｂ，２０ｃ間に圧力媒体接続部２８が形成されていて、この圧力媒体接続部２８は、直径のより小さいピストン区分１４ｂの円周方向に沿って延在していて、その流過横断面は段付きピストン１４の縦軸線Ｌの方向で可変である。この流過横断面は、中空室１２内の段付きピストン１４の瞬間的な位置に依存している。このような形式で、ホイールブレーキ２６への圧力媒体の流出を絞る流体抵抗の作用が生ぜしめられる。

段付きピストン１４の２つのピストン区分におけるシール１６に基づいて、減衰室１８ａ，１８ｂは互いにシールされている。ただし段付きピストン１４は絞り通路３０を備えており、この絞り通路３０は、２つの減衰室１８ａと１８ｂとの間の圧力媒体接続部を形成する。この絞り通路３０は、段付きピストン１４の、直径のより大きい第１のピストン区分１４ａに配置されていて、その縦軸線Ｌに対して軸平行に延在していて、隣接する直径のより小さい第２のピストン区分１４ｂの直径の半径方向外側に存在している。この絞り通路３０は、第２の減衰室１８ｂ内に開口している。

減衰装置１０の第３の減衰室１８ｃは、より小さい外径を有するピストン区分１４ｂの端面、および中空室１２の壁部の所属の区分によって仕切られている。この第３の減衰室１８ｃは、ばね部材３２を収容しており、このばね部材３２は、一方では中空室１２の底部に支えられ、他方では段付きピストン１４の２つの端面の小さい方に支えられている。ばね部材３２のばね力は段付きピストン１４をその基本位置に押しやる。この基本位置において、第１の減衰室１８ａは最小容積を有していて、第２および第３の減衰室１８ｂ，１８ｃはそれぞれその最大容積を有している。第２の減衰室１８ｂの、ホイールブレーキ側の圧力媒体接続部２０ｃとマスタブレーキシリンダ側の圧力媒体接続部２０ｂとの間の圧力媒体接続部２８の流過横断面は、同様に最大の大きさであって、従ってその最小の絞り作用を有している。

前記減衰装置１０は次のように機能する。
車両ブレーキ装置の部分作動の運転状態または完全作動の運転状態において、ブレーキ圧は外部で駆動される圧力発生器２２によって発生される。この圧力発生器２２は、ブレーキ液を減衰装置１０の減衰室１８ａ内に圧送し、この減衰室１８ａから圧力媒体が段付きピストン１４の絞り通路３０を介して減衰室１８ｂ内に流入し、この減衰室１８ｂから最後に、接続されたホイールブレーキ２６に流入する。圧力発生器２２によって生ぜしめられた圧力脈動は、減衰装置１０の中空室１２内で段付きピストン１４を往復移動させ、それによって、ホイールブレーキ２６の圧力媒体接続部２０ｃとマスタブレーキシリンダ側の圧力媒体接続部２０ｂとの間の圧力媒体接続部２８の流過横断面を変化させ、それと同時に、減衰室１８ａと減衰室１８ｂとの間の容積比を変化させ、その結果、圧力脈動は減衰装置１０によって補正されるか若しくは均される。

しかしながら、車両ブレーキ装置のパッシブな運転状態、つまり圧力発生器２２が操作されずに、運転者によってブレーキ圧が発生されると、圧力媒体は減衰室１８ｂ内に移動される。段付きピストン１４の絞り通路３０を介して、流入する圧力媒体の一部は低下された圧力下で減衰室１８ａ内に達し、これに対して圧力媒体の第２の部分は、減衰装置１０から流出してホイールブレーキ２６まで達する。

減衰室１８ａ内の上昇した圧力は、段付きピストン１４の２つの端面の大きい方に作用し、ばね部材３２の戻し力に抗して、および減衰室１８ｂを仕切る面状の小さい方の環状面に作用する押圧力に抗して、段付きピストン１４に作用する力間の力の釣り合いが得られるまで、段付きピストン１４を図１で見て下方に押圧する。それに従って、減衰装置１０の減衰室１８ａは、もはやホイールブレーキ２６内のブレーキ圧を上昇させるために提供されない圧力媒体体積を収容し、従って、マスタブレーキシリンダ２４において、ホイールブレーキ２６で所定のブレーキ圧を形成するためにペダルストロークを延長する。

このようなペダルストロークの延長を避けるために、本発明によれば、段付きピストン１４の基本位置において減衰装置１０の圧力媒体収容容積を制限する手段３４が設けられている。

この手段３４は、図１によれば、減衰室１８ａ内に配置されたシールリングにあり、このシールリングの平均的な曲率半径は、減衰装置の縦軸線Ｌからの絞り通路３０の半径方向の間隔に相当する。段付きピストン１４がばね部材３２によってその基本位置に押圧されると、このシールリングは、減衰室１８ａ内への絞り通路３０の開口横断面を覆い、それによって減衰室１８ａ，１８ｂ間の圧力媒体接続を遮断する。これによって、運転者によるブレーキ圧形成時に、減衰室１８ｂから減衰室１８ａ内に圧力媒体が流入することはなく、段付きピストン１４はその基本位置に留まる。これによって、減衰装置１０は、車両ブレーキ装置のこの運転状態において機能しないが、これは機能工学的に不都合ではない。何故ならば、この運転状態中に、圧力発生器２２の操作は行われず、従って圧力脈動は発生しないからである。

これに対して、部分作動または完全作動のブレーキ圧形成時、つまり圧力発生器２２が操作されると、圧送された圧力媒体によって減衰室１８ａ内で圧力上昇が行われ、従って、減衰室１８ｃのばね部材３２のばね力に抗して段付きピストン１４が移動せしめられる。段付きピストン１４は、提案された手段３４から遠ざかり、これらの減衰室１８ａ，１８ｂ間の圧力媒体接続部を解放する。従って、減衰装置１０は、前述のように機能し、圧力発生器２２によって誘発された圧力脈動を減衰することができる。

図２に示した本発明による減衰装置１０′の第２実施例では、本発明による手段３４′は、図１に示したものとは異なる外形寸法を有している。その他の構成部分は、互いに対応しているので、図１で使用した符号が付けられている。図２によれば、減衰装置１０′の圧力媒体収容容積を制限するための手段３４′を形成するシールリングは、段付きピストン１４の、より小さい方のピストン区分１４ｂの曲率半径に少なくともほぼ相当する平均曲率半径を有している。

これにより、減衰装置１０′の基本位置において、減衰室１８ａは、シールリングによって包囲された部分室３６ａと、シールリングの外側に位置する部分室３６ｂとに分割される。外側の部分室３６ｂ内に、段付きピストン１４の絞り通路３０が開口しているので、運転者によるブレーキ圧形成時に圧力媒体が減衰室１８ｂから部分室３６ｂ内に流入する。部分室３６ｂの領域内のピストン端面は、減衰室１８ｂに対応配設された、段付きピストン１４の反対側のピストン環状面と最大で正確に同じ大きさか、またはこれよりも小さいので、減衰装置１０′の圧力媒体収容容積を制限するために、段付きピストン１４をばね部材３２のばね力に抗してリング若しくは手段３４′から引き離す合応力は形成されない。

もちろん、手段３４または３４′としてシールリングを使用することは必須ではない。特に、図１に示した実施例においては、同じく、段付きピストン１４の絞り通路３０に向き合う、減衰室１８ａの壁部の位置に取り付けられた、節状、ピン状または円錐形状に形成された手段を使用してもよい。

図１および図２に示し、それに関連して説明した減衰装置１０および１０′は、説明したように、ばね負荷された段付きピストン１４の形態の固い絞り体を備えている。段付きピストンの代わりに、選択的に、弾性的に変形可能な、例えばダイヤフラムまたはベローズばねの形態で構成された絞り体を使用してもよい。弾性的に変形可能なダイヤフラム６０の形態の絞り体を備えた解決策は図３に示されている。

図３は、このために、圧力発生器のポンプ吐出バルブ４０、並びにその下流に配置された減衰装置４２を示す。ポンプ吐出バルブ４０は、マッシュルーム形の閉鎖体４４を有しており、この閉鎖体４４は、吐出バルブスプリング４６によって吐出バルブシート４８に向かって押圧される。このために、吐出バルブスプリング４６は、ばねホルダ５０並びに、閉鎖体４４の球欠状のヘッドの裏側に支えられている。開放された吐出バルブシート４８において、圧力媒体は、高圧下で減衰装置４２の第１の減衰室５２内に流入する。第１の減衰室５２の壁部は、エラストマー材料より成るカップ状の制限部材５４によって形成されている。この制限部材５４は、鉢形の栓７６の内部に収容されているが、提供されたスペースを部分的にのみ充填する。制限部材５４によって包囲された減衰室５２は、これによって、流入する圧力媒体の圧力に依存してその圧力媒体収容容積を変えることができる。

減衰室５２と、圧力発生器の高圧側若しくはポンプ吐出バルブ４０との接続が形成されるのに加えて、減衰室５２はホイールブレーキ５６と接触されている。この接続流路内にダイナミックな絞りが存在しており、このダイナミックな絞りは、その流過横断面がこの絞りの両側に対する圧力差に依存して変化する。ダイナミックな絞りはダイヤフラム６０を有しており、このダイヤフラム６０は、弾性的に変形可能な材料、好適にはばね板より製造されている。このダイヤフラムはその内径の領域において、圧力発生器の軸受けブッシュ６２の端面とばねホルダ５０との間で定置に緊締されていて、その外径部が機械的なプリロード下で、ポンプ吐出バルブ４０を収容する弁支持体６６に形成されているショルダ６４に当接している。弁支持体６６として、中空円筒形体が使用されており、この中空円筒形体は、圧力媒体を通すギャップ６８を形成しながら軸受けブッシュ６２をその円周方向で部分的に包囲している。減衰室５２内の圧力が上昇するにつれて、ダイヤフラム６０に作用する押圧力がダイヤフラムを膨出させ、それによってダイヤフラムはその円周方向側が少なくとも部分的にショルダ６４から持ち上がり、流れを絞る横断面を開放し、この横断面を通って圧力媒体が、軸受けブッシュ６２と弁支持体６６との間のギャップ６８内に流入し、このギャップ６８からホイールブレーキ５６に向かって流出する。ギャップ６８は、減衰装置４２の第２の減衰室７０を形成する。減衰室７０は、一方では車両ブレーキ装置のマスタブレーキシリンダに接続されていて、他方ではホイールブレーキ５６に接続されているので、運転者の筋力によって生ぜしめられたブレーキ圧がマスタブレーキシリンダ２４から直接的な経路でホイールブレーキ５６に達する。ダイヤフラム６０の絞り通路７２を介して、第２の減衰室７０若しくはギャップ６８は、第１の減衰室５２に接続されている。これによって、絞り通路７２は、２つの減衰室５２と７０との間の同様に絞られた圧力媒体接続部を形成する。

車両ブレーキ装置のパッシブな運転状態で、つまりブレーキ圧が運転者だけによって提供され、圧力発生器によって提供されないときに、ブレーキ液が第２の減衰室７０から絞り通路７２を介して第１の減衰室５２内に流入し、それによってホイールブレーキ２６内でのブレーキ圧形成のためにもはや提供されなくなることを阻止するために、この実施例においても、図３に示した実施例においてダイヤフラム６０によって形成された絞り体が基本位置にある間に、減衰装置４２の圧力媒体収容容積を制限する手段７４が設けられている。この手段７４は、例えば突き出した錐形体であって、この錐形体は、ダイヤフラム６０が弁支持体６６の所属のショルダ６４に当接しているときに、つまり基本位置を占めているときに、錐形体が、減衰室５２に通じるダイヤフラム６０の絞り通路７２の開口横断面を閉鎖するように、弁支持体６６に位置決めされている。

車両ブレーキ装置の部分作動または完全作動の運転状態で、つまりブレーキ圧が圧力発生器によって提供されるときに、この減衰装置４２の第１の減衰室５２内の圧力は、絞り体若しくはダイヤフラム６０がショルダ６４から持ち上げられ、また錐形体が絞り通路７２の開口横断面から減衰室５２内に持ち上げられ、それによって減衰室５２と７０との間に絞られた圧力媒体接続部が形成される程度の大きさである。圧力発生器の圧送流は、この第１の減衰室５２内に達し、ここから絞られてギャップ６２内に達し、さらにホイールブレーキ５６まで流れ続ける。この圧送流の圧力脈動は、下流に形成された流体抵抗５８と作用接続した可変容積式の第１の減衰室５２によって減衰される。この流体抵抗５８は、ショルダ６４と、ダイヤフラム６０の外周面との間、並びにダイヤフラム６０の絞り通路７２の横断面との間の、圧力に依存して可変な流過横断面から得られる。

本発明の基本的な考え方から逸脱することなしに、前記実施例の変更または補正が可能であることは自明である。

１０，１０′ 減衰装置
１２ 中空室
１４ 段付きピストン
１４ａ，１４ｂ ピストンン区分
１６ シール
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ 減衰室
２０ａ 第１の圧力媒体接続部
２０ｂ 第２の圧力媒体接続部
２０ｃ 第３の圧力媒体接続部
２２ 圧力発生器
２４ マスタブレーキシリンダ
３０ 絞り通路
３４，３４′ 手段
３６ａ，３６ｂ 部分室
４０ ポンプ吐出バルブ
４２ 減衰装置
４４ 閉鎖体
４６ 吐出バルブスプリング
４８ 吐出バルブシート
５０ ばねホルダ
５２ 第１の減衰室
５４ 制限部材
５６ ホイールブレーキ
５８ 流体抵抗
６０ ダイヤフラム
６２ 軸受けブッシュ
６４ ショルダ
６６ 弁支持体
６８ ギャップ
７０ 第２の減衰室
７４ 手段
７６ 鉢形の栓
Ｌ 縦軸線

Claims (8)

1. スリップ制御可能な液圧式の車両ブレーキ装置のブレーキ回路内の圧力脈動を減衰するための減衰装置（１０，１０′，４２）であって、可変容積式の第１の減衰室（１８ａ，５２）を第２の減衰室（１８ｂ，７０）から分離する、抵抗力に抗して変形可能または移動可能な絞り体（１４，６０）と、前記第１の減衰室（１８ａ，５２）と前記第２の減衰室（１８ｂ，７０）との間に存在する絞り通路（３０，７２）とを備えている減衰装置において、
   前記絞り体（１４，６０）が基本位置にある間に前記第１の減衰室（１８ａ，５２）の圧力媒体収容容積を制限する手段（３４，３４′，７４）が設けられていることを特徴とする、減衰装置。
2. 前記絞り体（１４，６０）に絞り通路（３０，７２）が形成されており、前記絞り体（１４，６０）がその基本位置を占めている間、前記手段（３４，７４）が前記絞り通路（３０，７２）を閉鎖することを特徴とする、請求項１記載の減衰装置。
3. 前記手段（３４，７４）が、前記第１の減衰室（１８ａ，５２）内への前記絞り通路（３０，７２）の開口横断面を閉鎖することを特徴とする、請求項２記載の減衰装置。
4. 前記手段（３４，７４）が、前記第１の減衰室（１８ａ，５２）内に配置されたシールリングを有していることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の減衰装置。
5. 前記手段（７４）が、前記第１の減衰室（１８ａ，５２）内に配置された錐形体、円錐形体またはピンを有していることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の減衰装置。
6. 前記絞り体（１４，６０）が、戻しばねの力に抗して操作可能な、前記絞り体の外径部に、段付けされた段付きピストン（１４）を有しており、該段付きピストン（１４）が、この段付きピストン（１４）の内径部に対応して段付けされた、前記減衰装置（１０，１０′）の中空室（１２）内で往復運動可能に収容されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の減衰装置。
7. 前記絞り体（１４，６０）が、弾性的に変形可能なダイヤフラム（６０）を有しており、該ダイヤフラム（６０）が円周方向側で前記減衰装置（４２）のショルダ（６４）に当接していることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の減衰装置。
8. 前記第１の減衰室（１８ａ，５２）が前記圧力発生器（２２）の圧力側に接続されており、前記第２の減衰室（１８ｂ，７０）がホイールブレーキ（２６，５６）に、および前記車両ブレーキ装置のマスタブレーキシリンダ（２４）に接続されていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の減衰装置。

Images