JP6290560B2 - 液圧制御式のリザーブチャンバ弁および液圧式の車両ブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、独立請求項１の前文に記載した液圧制御式のリザーブチャンバ弁、並びに独立請求項１０の前文に記載した液圧式の車両ブレーキ装置に関する。

背景技術によれば、液圧式の制御弁が公知であり、この制御弁は、ＡＢＳ／ＥＳＰ機能性（ＡＢＳ：アンチロック制御装置、ＥＳＰ：エレクトロニックスタビリティプログラム）を有する液圧式の車両制御装置において、液圧式の吸込み弁としての機能を果たすと共に補助的に、吸込み側における高められたフィード圧力からリターンポンプを保護することができる。

特許文献１によれば、例えば、液圧制御式のリザーブチャンバ弁が公知であり、このリザーブチャンバ弁では、リザーブピストン内においてタペットを介して、ばね付勢された玉型弁が開放される。これは、システムのために規定された、ばねプリロード力と液圧式に作用する力との間の所定の力関係において行われる。玉型弁の操作は、リザーブピストン内に押し込まれている円柱形の金属製のタペットを介して行われる。リザーブピストンは、シールリングおよびガイドリングも収容している。リザーブピストンと、かしめ固定を介してポンプハウジングに接続された閉鎖カバーとの間に、相応にプリロードのかけられた圧縮コイルばねが設けられている。ばね力は、液圧式に作用する力に抗してリザーブピストンに作用し、過剰なばね力においてリザーブピストン／タペットの組み合わせをリザーブチャンバ弁の開放方向に向かってスライドさせるように働く。この際に、玉はタペットによって弁座から移動せしめられ、リザーブチャンバ弁は開放される。

特許文献２には、例えば自動車のための液圧式のブレーキ装置が記載されている。ここに記載されたブレーキ装置は、第１の圧縮コイルばねを介してプリロードのかけられた、弁体内で弁座をシールする閉鎖部材を備えた液圧制御式のリザーブチャンバ弁と、第２の圧縮コイルばねによって付勢されたリザーブピストンに接続されたタペットとを有しており、このタペットは、ばねプリロード力と液圧式に作用する力との間に所定の力関係が存在するときに、前記閉鎖部材を弁座から押し出す。このようなリザーブチャンバ弁の構成においては、リザーブチャンバ容積が閾値を下回ると、つまりリザーブピストンがストッパに接近すると直ちに、ばねの補助を受けて閉鎖された弁のシール体は、リザーブピストンに接続されたピンによって開放位置へ移動せしめられる。

アメリカ合衆国特許第７５４３８９６号明細書 ドイツ連邦共和国特許公開第４２０２３８８号明細書

本発明の課題は、従来技術による液圧制御式のリザーブチャンバ弁を改良することである。

この課題は本発明によれば、独立請求項１に記載された特徴を有する液圧式のリザーブチャンバ弁により解決された。

独立請求項１に記載された特徴を有する本発明の液圧制御式のリザーブチャンバ弁は、大量の流量が保証されると共に、高い圧力においても弁の確実な開放が保証される、という利点を有している。

本発明の核心は、逆止弁が２段階式に構成されているという点にある。逆止弁において高い差圧が生じると、リザーブピストンによって移動せしめられる、小さい直径を有するタペットを介して逆止弁の第１段が開放される。小さい貫流横断面を開放させるための力は、第１の閉鎖部材のより小さい有効横断面に基づいて小さいので、高い対抗圧力に抗して開放させることができる。高い対抗圧力が作用した場合、より大きい開放横断面は必要ない。何故ならば、発生した差圧を介して十分な流体がリターンポンプに達することができるからである。対抗圧力が低下すると、流体流のための逆止弁のより大きい横断面が第２段において開放される。

本発明の実施形態によれば、第１の圧縮コイルばねを介してプリロードのかけられた第１の閉鎖部材とタペットとを有する液圧制御式のリザーブチャンバ弁が提供されており、前記第１の閉鎖部材は、第１の弁座内で第１の横断面を備えた第１の貫通部をシールしており、前記タペットは、前記第１の貫通部を貫通していて、ピストンばねによって付勢されたリザーブピストンによって可動であって、ばねプリロード力と液圧式に作用する力との間に所定の力関係が存在するときに、前記第１の閉鎖部材を前記弁座から押し出して、前記第１の貫通部を開放するようになっている。本発明によれば、第１の貫通部と第１の弁座とが、第２の圧縮コイルばねを介してプリロードのかけられた第２の閉鎖部材内に設けられていて、該第２の閉鎖部材は、第２の弁座内で第２の横断面を有する第２の貫通部をシールしており、前記タペットは、前記第２の貫通部を貫通していて、ばねプリロード力と液圧式に作用する力との間に所定の力関係が存在し、かつ前記第１の横断面が前記第２の横断面より小さいときに、前記第１の閉鎖部材の後ろで前記第２の閉鎖部材を前記第２の弁座から押し出して、前記第２の貫通部を開放するようになっている。

さらに、マスタブレーキシリンダと流体制御ユニットと少なくとも１つのホイールブレーキとを備えた液圧式の車両ブレーキ装置が提案されており、前記流体制御ユニットは、少なくとも１つのブレーキ回路内で少なくとも１つのホイールブレーキのブレーキ圧を調節するために、それぞれ１つの切換え弁、少なくとも１つのインレット弁、少なくとも１つのアウトレット弁、本発明による液圧制御式のリザーブチャンバ弁として構成されている１つの遮断弁および１つのリターンポンプを有している。この場合、前記遮断弁は、対応する前記リターンポンプと前記マスタブレーキシリンダとの間の吸込み管路内ですり合わせられている。

従属請求項に記載された手段および実施態様によって、独立請求項１に記載された液圧制御式のリザーブチャンバ弁の好適な改良が可能である。

特に好適には、タペットが段部を有していて、該段部が前記タペットを異なる直径を有する２つの区分に分割している。タペットの細い方の端部区分は、第１の貫通部を貫通して第１の閉鎖部材に作用し、タペットの太い方のベース区分は第２の貫通部を貫通して段部を介して第２の閉鎖部材に作用する。これによって好適な形式で、リザーブチャンバ弁の２段階式の構成を簡単に変換することができる。端部区分の長さは、タペットの段部が第２の閉鎖部材に当接してこの第２の閉鎖部材を第２の弁座から押し出す前に、まず第１の閉鎖部材が第１の弁座から押し出されるように選定されている。

本発明による液圧制御式のリザーブチャンバ弁の好適な実施態様によれば、第１の弁座が、第１の貫通部の第１の縁部における中空円錐台形部として第２の閉鎖部材に設けられていてよい。

本発明による液圧制御式のリザーブチャンバ弁のさらに好適な実施態様によれば、第１の貫通部の第２の縁部において流出溝が前記第２の閉鎖部材に設けられていてよい。この流出溝は、好適な形式で、タペットが段部を介して第２の閉鎖部材に作用するときに、タペットにおける段部が第１の貫通部を閉鎖するのを阻止する。

本発明による液圧制御式のリザーブチャンバ弁の別の好適な実施態様によれば、第２の弁座が例えば第２の貫通部の縁部におけるフラットシール座部として構成されていてよい。

本発明による液圧制御式のリザーブチャンバ弁の別の好適な実施態様によれば、第２の閉鎖部材が例えばプラスチック部分または金属部分として構成されていてよい。

本発明による液圧制御式のリザーブチャンバ弁の別の好適な実施態様によれば、第１の圧縮コイルばねが、第１の閉鎖部材に支えられ、かつガイドスリーブの底部に配置されたガイド突起に支えられていてよい。第２の圧縮コイルばねは、例えば第２の閉鎖部材に支えられ、かつガイドスリーブの底部に支えられていてよい。ガイドスリーブは、例えば同様にプラスチック部分または金属部分として構成されていてよい。

本発明の１実施例が図面に示されていて、以下に詳しく説明されている。図面では、同じ若しくは類似の機能を実行する構成部材若しくは要素は同じ符号で示されている。

本発明の１実施例によるリザーブチャンバ弁を備えた液圧式の車両ブレーキ装置のためのブレーキ回路の１実施例の概略的な回路図である。 図１に示した本発明によるリザーブチャンバ弁を備えたブレーキ回路の一部の図式的な詳細図である。 図１に示した液圧式の車両ブレーキ装置のための本発明の１実施例によるリザーブチャンバ弁の概略的な断面図である。

図１および図２に示されているように、本発明による車両ブレーキ装置１の図示の実施例は、ブレーキペダル３．１、ブレーキ倍力装置３．２、マスタブレーキシリンダ３．３およびリザーバタンク３．４を備えたブレーキユニット３と、少なくとも２つのブレーキ回路を備えた流体制御ユニットとを有していて、前記２つのブレーキ回路のうちの１つが図示されており、各ホイールに少なくとも１つのホイールブレーキＲ１，Ｒ２が設けられている。対応するブレーキ回路内の少なくとも１つのホイールブレーキＲ１，Ｒ２のブレーキ圧を調節するために、流体制御ユニットはそれぞれ１つの切換え弁ＵＶと、駆動装置Ａを備えたリターンポンプＲＰと、各ホイールブレーキＲ１，Ｒ２のためのインレット弁ＥＶ１，ＥＶ２およびアウトレット弁ＡＶ１，ＡＶ２とを有している。さらに、流体制御ユニットは、複数の逆止弁と１つの遮断弁１０とを有しており、この遮断弁１０は、対応するリターンポンプＲＰとマスタブレーキシリンダ３．３との間の吸込み管路内ですり合わせられている。遮断弁は、液圧制御式のリザーブチャンバ弁１０として構成されていて、逆止弁１２とリザーブチャンバ９とを有している。逆止弁１２は第１の流体接続部７．１を介してマスタブレーキシリンダ３．３に接続されている。第２の流体接続部９．１は、リザーブチャンバ９をリターンポンプＲＰの吸込み接続部に接続する。リザーブピストン１６によってリザーブチャンバ９から分離された調整用チャンバ９．３は、調整用接続部９．４を介して雰囲気に接続されている。

図３は、本発明による液圧制御式のリザーブチャンバ弁１０を有する弁の配置を示す。このリザーブチャンバ弁１０は、流体ブロック５若しくはポンプハウジングの段付けされた収容孔７内に配置されている。段付けされた収容孔７にリザーブチャンバ９が接続されており、このリザーブチャンバ９内に、ピストンばね１６．１によって付勢されているリザーブピストン１６が可動にガイドされている。

図２および図３にさらに示されているように、液圧制御式のリザーブチャンバ弁１０の実施例は、第１の圧縮コイルばね１５．１を介してプリロード（予備荷重）がかけられていて、第１の弁座１２．３内で第１の横断面Ｑ１を有する第１の貫通部１２．４をシールする第１の閉鎖部材１２．１と、第１の貫通部１２．４を貫通するタペット１８とを有しており、このタペット１８は、ピストンばね１６．１によって付勢されたリザーブピストン１６によって可動であって、ばねプリロード力と液圧式に作用する力との間に所定の力関係が存在するときに、第１の閉鎖部材１２．１を弁座１２．３から押し出して、第１の貫通部１２．４を開放する。本発明によれば、第１の貫通部１２．４および第１の弁座１２．３は、第２の圧縮コイルばね１５．２を介してプリロードのかけられた第２の閉鎖部材１２．２内に設けられていて、この第２の閉鎖部材１２．２は、第２の弁座１４．１内で第２の横断面Ｑ２を有する第２の貫通部１４．２をシールする。この場合、タペット１８は、第２の貫通部１４．２を貫通していて、ばねプリロード力と液圧式に作用する力との間に所定の力関係が存在するときに、第１の閉鎖部材１２．１の後ろの第２の閉鎖部材１２．２を第２の弁座１４．１から押し出して、第２の貫通部１４．２を開放する。この場合、第１の貫通部１２．４の第１の横断面Ｑ１は、第２の貫通部１４．２の第２の横断面Ｑ２よりも小さい。

さらに図３により分かるように、タペット１８は段部１８．１を有していて、この段部１８．１は、タペット１８を、異なる直径を有する２つの区分に分割する。この場合、タペット１８の細い方の端部区分１８．２は第１の貫通部１２．４を貫通していて、第１の閉鎖部材１２．１に作用する。タペット１８の太い方のベース区分１８．３はリザーブピストン１６に接続されていて、第２の貫通部１４．２を貫通していて、段部１８．１を介して第２の閉鎖部材１２．２に作用する。第１の弁座１２．３は、第１の貫通部１２．４の第１の縁部における中空円錐台形部として第２の閉鎖部材１２．２内に設けられている。タペット１８の段部１８．１が第１の貫通部１２．４を閉鎖しないようにするために、第１の貫通部１２．４の第２の縁部において第２の閉鎖部材１２．２に流出溝１２．５が設けられている。第２の弁座１４．１は、第２の貫通部１４．２の上縁部におけるフラットシール座部として構成されている。第２の閉鎖部材１２．２は好適にはプラスチック部分として構成されている。しかしながら、別の材料例えば鋼またはその他の金属より製造されていてもよい。

さらに図３により分かるように、キャップ状のガイドスリーブ２０が、突き出した縁部がぶつかるまで、段付けされた収容孔７内に挿入されている。ガイドスリーブ２０の下側では、弁体１４が収容孔７内に押し込まれている。弁体１４内に第２の貫通部１４．２が形成されており、第２の貫通部１４．２の上縁部に第２の弁座１４．１が配置されている。第１の圧縮コイルばね１５．１は、一方では第１の閉鎖部材１２．１に支えられ、他方ではガイドスリーブ２０の底部２２に配置されたガイド突起２４に支えられている。第２の圧縮コイルばね１５．２は、一方では第２の閉鎖部材１２．２に支えられ、他方ではガイドスリーブ２０の底部２２に支えられている。しかも、ガイドスリーブはインレット開口２６を有しており、このインレット開口２６に、流体から汚れの粒子を濾過するための、図示していないフィルタが配置されていてよい。

図示の実施例では、リザーブピストン１６に作用する、ピストンばね１６．１のばね力が、リザーブピストン１６に作用する液圧力よりも大きく、また第１の閉鎖部材１２．１に作用する第１の圧縮コイルばね１５．１のプリロード力よりも大きいときに、ばね付勢されたリザーブピストン１６がタペット１８を介して、例えば閉鎖球として構成された第１の閉鎖部材１２．１を第１の弁座１２．３から押し出す。リザーブピストン１６に作用するピストンばね１６．１のばね力が、リザーブピストン１６に作用する液圧力よりも小さく、また第１の閉鎖部材１２．１に作用する第１の圧縮コイルばね１５．１のプリロード力よりも小さいときに、第１の閉鎖部材１２．１は第１の弁座１２．３内に押しつけられる。リザーブチャンバ９内で可動にガイドされたリザーブピストン１６は、ピストンシール１６．２を介してリザーブチャンバ９の壁部９．２に対してシールしていて、リザーブチャンバ９を調整用チャンバ９．３から分離しており、このリザーブピストン１６が、第１の閉鎖部材１２．１を第１の弁座１２．３から押し出すと、マスタブレーキシリンダ３．３からリターンポンプＲＰへの流体接続部が開放される。この位置において、リターンポンプＲＰは、ＥＳＰ（エレクトロニック・スタビリティ・プログラム）の場合、マスタブレーキシリンダ３．３のリザーバタンク３．４から吸い込むことができる。ＡＢＳ／ＥＳＰの場合、調整中にリザーブチャンバ９が満たされると、ばね付勢されたリザーブピストン１６は押し戻され、逆止弁１２は閉鎖される。このことはつまり、第１の閉鎖部材１２．１が第１の弁座１２．３をシールしつつこの第１の弁座１２．３に当接し、第２の閉鎖部材１２．２が第２の弁座１４．１をシールしつつこの第２の弁座１４．１に当接するということである。逆止弁１２の閉じた状態では、ブレーキが操作されても、それ以上の圧力がマスタブレーキシリンダ３．３を介してリザーブチャンバ９内に圧送されることはない。これによって、高められた圧力がリターンポンプＲＰの吸込み側に達して、リターンポンプＲＰの吸込み側のシールを負荷することは、避けられる。このことは特に、吸込み側が軸シールリングによってシールされている歯車ポンプが使用されている場合に、重要である。圧力負荷された軸シールリングは、耐用年数が短く、高い摩耗損失を有している。調整時にリザーブチャンバ９がリターンポンプＲＰを介して空吸い込みされた場合、マスタブレーキシリンダ３．３を介して逆止弁１２にまだ圧力が残っていても、マスタブレーキシリンダ３．３との接続を再び形成しなければならない。この場合、逆止弁１２は、リザーブピストン１６に作用するピストンばね１６．１のばね力が、逆止弁１２を開放するために十分であるように、設計されている。他方では、逆止弁１２を貫流する流量は、リターンポンプＲＰの手前で逆止弁１２の絞り個所によって負圧が生じない程度に、できるだけ多くなければならない。

これは、逆止弁１２の２段階式の構成によって得られる。逆止弁１２に高い差圧が生じると、タペット１８の端部区分１８．２の小さい横断面および第１の貫通部１２．４の小さい第１の横断面Ｑ１を介して、逆止弁１２の第１の段部が開放される。より小さい貫流横断面Ｑ１を開放させるための力は第１の閉鎖部材１２．１の横断面に基づいて小さいので、貫流横断面Ｑ１は、高い対抗圧力に抗して開放せしめられる。より高い対抗圧力が作用する場合、より大きい開放横断面は必要ない。何故ならば、発生した差圧を介して十分な流体がリターンポンプＲＰに達するからである。対抗圧力が低下すると、第２の段部内で、第２の貫通部１４．２の大きい横断面Ｑ２が開放させられる。第２の段部が開放されると、より大きい横断面Ｑ２が解放され、この横断面Ｑ２を通ってリターンポンプＲＰが流体を吸い込むことができる。

本発明の複数の実施形態は、大量の流量も保証し、また高い圧力においても確実な開放を保証する、液圧制御式のリザーブチャンバ弁を提供する。

１ 車両ブレーキ装置
３ ブレーキユニット
３．１ ブレーキペダル
３．２ ブレーキ倍力装置
３．３ マスタブレーキシリンダ
３．４ リザーバタンク
５ 流体ブロック
７ 収容孔
７．１ 第１の流体接続部
９ リザーブチャンバ
９．１ 第２の流体接続部
９．２ 壁部
９．３ 調整用チャンバ
９．４ 調整用接続部
１０ 遮断弁、リザーブチャンバ弁
１２ 逆止弁
１２．１ 第１の閉鎖部材
１２．２ 第２の閉鎖部材
１２．３ 第１の弁座
１２．４ 第１の貫通部
１２．５ 流出溝
１４．１ 第２の弁座
１４．２ 第２の貫通部
１５．１ 第１の圧縮コイルばね
１５．２ 第２の圧縮コイルばね
１６ リザーブピストン
１６．１ ピストンばね
１６．２ ピストンシール
１８ タペット
１８．１ 段部
１８．２ タペット１８の細い方の端部区分
１８．３ タペット１８の太い方のベース区分
２０ ガイドスリーブ
２２ 底部
２４ ガイド突起
２６ インレット開口
Ａ 駆動装置
ＡＶ１，ＡＶ２ アウトレット弁
ＥＶ１，ＥＶ２ インレット弁
Ｑ１ 第１の横断面；貫流横断面
Ｑ２ 第２の横断面
Ｒ１，Ｒ２ ホイールブレーキ
ＲＰ リターンポンプ

Claims (8)

1. 液圧制御式のリザーブチャンバ弁であって、
   第１の圧縮コイルばね（１５．１）を介してプリロードのかけられた第１の閉鎖部材（１２．１）と、タペット（１８）とを有しており、前記第１の閉鎖部材（１２．１）は、第１の弁座（１２．３）内で第１の横断面（Ｑ１）を備えた第１の貫通部（１２．４）をシールしており、前記タペット（１８）は、前記第１の貫通部（１２．４）を貫通していて、ピストンばね（１６．１）により付勢されたリザーブピストン（１６）によって可動であって、ばねプリロード力と液圧式に作用する力との間に所定の力関係が存在するときに、前記第１の閉鎖部材（１２．１）を前記第１の弁座（１２．３）から押し出して、前記第１の貫通部（１２．４）を開放する形式のものにおいて、
   前記第１の貫通部（１２．４）と前記第１の弁座（１２．３）とは、第２の圧縮コイルばね（１５．２）を介してプリロードのかけられた第２の閉鎖部材（１２．２）内に設けられていて、
   該第２の閉鎖部材（１２．２）は、第２の弁座（１４．１）内で第２の横断面（Ｑ２）を有する第２の貫通部（１４．２）をシールしており、
   前記第１の横断面（Ｑ１）が前記第２の横断面（Ｑ２）よりも小さく、
   前記タペット（１８）は、前記第２の貫通部（１４．２）を貫通していて、ばねプリロード力と液圧式に作用する力との間に所定の力関係が存在するときに、前記第２の閉鎖部材（１２．２）を前記第２の弁座（１４．１）から押し出して、前記第２の貫通部（１４．２）を開放しており、
   前記タペット（１８）が段部（１８．１）を有していて、該段部（１８．１）が前記タペット（１８）を異なる直径を有する２つの区分に分割しており、
   前記タペット（１８）の細い方の端部区分（１８．２）が前記第１の貫通部（１２．４）を貫通していて、前記第１の閉鎖部材（１２．１）に作用し、前記タペット（１８）の太い方のベース区分（１８．３）が前記第２の貫通部（１４．２）を貫通していて、前記段部（１８．１）を介して前記第２の閉鎖部材（１２．２）に作用する
   ことを特徴とする液圧制御式のリザーブチャンバ弁。
2. 前記第１の弁座（１２．３）が、前記第１の貫通部（１２．４）の上部に位置する第１の縁部における中空円錐台形部として前記第２の閉鎖部材（１２．２）に設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載のリザーブチャンバ弁。
3. 前記第１の貫通部（１２．４）の下部に位置する第２の縁部において流出溝（１２．５）が前記第２の閉鎖部材（１２．２）に設けられている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のリザーブチャンバ弁。
4. 前記第２の弁座（１４．１）が前記第２の貫通部（１４．２）の縁部におけるフラットシール座部として構成されている
   ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載のリザーブチャンバ弁。
5. 前記第２の閉鎖部材（１２．２）がプラスチック部分または金属部分として構成されている
   ことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載のリザーブチャンバ弁。
6. 前記第１の圧縮コイルばね（１５．１）が、前記第１の閉鎖部材（１２．１）に支えられ、かつガイドスリーブ（２０）の底部（２２）に配置されたガイド突起（２４）に支えられている
   ことを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項記載のリザーブチャンバ弁。
7. 前記第２の圧縮コイルばね（１５．２）が、前記第２の閉鎖部材（１２．２）に支えられ、かつガイドスリーブ（２０）の底部（２２）に支えられている
   ことを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項記載のリザーブチャンバ弁。
8. マスタブレーキシリンダ（３．３）と流体制御ユニットと少なくとも１つのホイールブレーキ（５．１）とを備えた液圧式の車両ブレーキ装置であって、前記流体制御ユニットが、少なくとも１つのブレーキ回路内で少なくとも１つのホイールブレーキ（５．１）のブレーキ圧を調節するために、それぞれ１つの切換え弁（４．１）、少なくとも１つのインレット弁（ＥＶ１，ＥＶ２）、少なくとも１つのアウトレット弁（ＡＶ１，ＡＶ２）、１つの遮断弁（１０）および１つのリターンポンプ（ＲＰ）を有している形式のものにおいて、
   前記遮断弁が、請求項１から７までのいずれか１項に記載の液圧制御式のリザーブチャンバ弁（１０）として構成されていて、対応する前記リターンポンプ（ＲＰ）と前記マスタブレーキシリンダ（３．３）との間の吸込み管路内に配置されている
   ことを特徴とする液圧式の車両ブレーキ装置。

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