JP7603692B2 - 液圧式の非人力・車両ブレーキ設備のための逆止め弁、および液圧式の非人力・車両ブレーキ設備 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１のプレアンブルの構成要件を有する、液圧式の非人力・車両ブレーキ設備のための特別な逆止め弁に関し、および、請求項２のプレアンブルの構成要件を有する、このような逆止め弁を有する液圧式の非人力・車両ブレーキ設備に関する。請求項４は、請求項２の変形例を対象としている。

スプリングレス型とスプリング負荷型の逆止め弁が知られており、スプリング負荷型の逆止め弁は、バルブ閉止ばねによって規定される開放圧力を上回ったときに初めて開く。

特許文献１は、筋力操作可能なマスタブレーキシリンダと、非人力ブレーキ圧生成器と、無通電の基本位置にあるときに開く電磁弁によってマスタブレーキシリンダのブレーキ回路が接続されるブレーキ液備蓄容器とを有する、液圧式の非人力・車両ブレーキ設備を開示している。電磁弁には、マスタブレーキシリンダの方向に貫流可能な逆止め弁が液圧的に並列につながれている。

国際特許出願公開第２０１２／１５０１２０Ａ１号パンフレット

請求項１の構成要件を有する本発明の逆止め弁は、スプリングレス型の逆止め弁と同じように貫流方向へ貫流可能である。バルブ閉止ばねに代えて、本発明による逆止め弁は、規定された背圧に達するまで貫流方向と反対向きの閉止方向に逆止め弁を開いたままに保つバルブ開放ばねを有し、それによりこの逆止め弁は、規定された背圧を上回らない限り、貫流方向だけでなく、これと反対向きの閉止方向へも貫流可能である。背圧は、バルブ出口とバルブ入口との間で、または一般に逆止め弁の２つの接続部の間で生じる、逆止め弁の閉止方向に作用する圧力であり、この圧力が規定された値を上回ったときに、本発明による逆止め弁をバルブ開放ばねの開放力に抗して閉止する。すなわち本発明による逆止め弁は、規定された背圧を上回ったときに初めて、貫流方向と反対向きの閉止方向に閉止をする。規定された背圧は固定的または調整可能であってよく、背圧は、特にバルブ開放ばねによって規定されるが、逆止め弁のジオメトリーと構造形式によっても規定される。

請求項２の構成要件を有する、本発明による液圧式の非人力・車両ブレーキ設備は、筋力操作可能なマスタブレーキシリンダと、非人力ブレーキ圧生成器と、特に無圧のブレーキ液備蓄容器とを有する。マスタブレーキシリンダは補助力によって、すなわちブレーキ倍力装置の補助力により増幅される筋力によって、操作可能であってもよい。マスタブレーキシリンダのブレーキ回路は、上に説明した種類の逆止め弁によってブレーキ液備蓄容器に接続される。この逆止め弁は、マスタブレーキシリンダの方向に貫流方向へ貫流可能である。これと反対向きの閉止方向には、規定された背圧に達するまで、この逆止め弁を同じく貫流可能である。規定された背圧を上回ったときに初めて、すなわち、逆止め弁のマスタブレーキシリンダ側での圧力が、規定された背圧を超えてブレーキ液備蓄容器の側よりも高くなったときに、マスタブレーキシリンダの方向からブレーキ液備蓄容器の方向への貫流に対して逆止め弁が閉じる。マスタブレーキシリンダが１つを超えるブレーキ回路を有している場合、他のブレーキ回路は、たとえばブレーキ液備蓄容器に接続されていなくてよく、またはバルブなしで直接的に、または電磁弁によって、または本発明によるのでない逆止め弁によって、または本発明によるのでないその他のバルブによって、ブレーキ液備蓄容器に接続されていてよい。

請求項４に記載の別案は、逆止め弁に液圧的に並列につながれた切換可能なテスト弁を意図する。逆止め弁は、バルブ閉止ばねを有する、または有さない、標準逆止め弁であるのが好ましい。テスト弁は、ブレーキ液備蓄容器での圧力に対するマスタブレーキシリンダでの規定された過圧のもとで開き、それにより、マスタブレーキシリンダでの規定された過圧に達すると、またはこれを上回ると、テスト弁が閉じていてもブレーキ液がマスタブレーキシリンダからブレーキ液備蓄容器へと流出する。「切換可能」とは、テスト弁が閉じた位置と開いた位置との間で切換可能であることを意味する。

明細書および図面に開示されている一切の構成要件は、それ自体として単独で、または原則として任意の組合せとして、本発明の各実施形態において具体化されていてよい。特許請求の範囲または本発明の実施形態の、すべての構成要件ではなく１つまたは複数の構成要件を有している本発明の実施形態も、原則として可能である。

次に、図面に示されている実施形態を参照して本発明を詳しく説明する。

本発明による逆止め弁を有する、本発明による液圧式の非人力・車両ブレーキ設備の液圧回路図である。 本発明による逆止め弁を１つの切換位置で示す切換図である。 本発明による逆止め弁を別の切換位置で示す切換図である。 本発明による逆止め弁を別の切換位置で示す切換図である。 改変された本発明の実施形態の液圧回路図の一部分である。

本発明による液圧式の非人力・車両ブレーキ設備１は、４つの液圧式のホイールブレーキ２を有する乗用車のために意図されており、ブレーキ回路ごとに２つの液圧式のホイールブレーキ２を有する２回路ブレーキ設備として施工されている。これ以外の実施形態も可能であり、たとえば１回路ブレーキ設備や、２つを超えるブレーキ回路を有する多回路ブレーキ設備、および／またはこれ以外の数のホイールブレーキ２、および／またはブレーキ回路へのホイールブレーキ２のこれ以外の割当てが可能である。

車両ブレーキ設備１は、ピストン・シリンダ・ユニット５を備えた電気液圧式の非人力ブレーキ圧生成器３を有しており、そのピストン６がブレーキ圧の生成のために電気モータ７によってねじ伝動装置８を介して、またはその他の回転・並進・変換伝動装置を介して、シリンダ９の中で軸方向へスライド可能である。ピストン・シリンダ・ユニット５をプランジャユニット、ピストン６をプランジャピストン、シリンダ９をプランジャシリンダと呼ぶこともできる。

非人力ブレーキ圧生成器３のピストン・シリンダ・ユニット５のシリンダ９は、ブレーキ配管２６によってブレーキ液備蓄容器１０に直接的に接続されるとともに、シリンダ９の方向に貫流可能な逆止め弁２７によって間接的に無圧のブレーキ液備蓄容器１０に接続されており、それにより、ブレーキ液備蓄容器１０からブレーキ液を吸い込むことができる。ピストン・シリンダ・ユニット５のピストン６はそのストロークの開始時にブレーキ配管２６を横切り、それによってブレーキ液備蓄容器１０へのこの接続部が、ピストン・シリンダ・ユニット５のピストン６のストロークの開始時に閉じられる。逆止め弁２７を介して、シリンダ９は常にブレーキ液備蓄容器１０と接続されている。

非人力ブレーキ圧生成器３には、厳密に言えば、非人力ブレーキ圧生成器３のピストン・シリンダ・ユニット５のシリンダ９には、ここでは非人力弁１１と呼ぶバルブと、第１の分離弁１２と、ブレーキ圧制御弁構造１３とを介して、ホイールブレーキ２が接続されている。両方のブレーキ回路への分割のために、２つの非人力弁１１が液圧的に並列に配置され、２つの第１の分離弁１２が液圧的に同じく並列に配置されて、各々のブレーキ回路に両方の非人力弁１１のうちの１つと、両方の第１の分離弁１２のうちの１つとが液圧的に直列に配置される。ブレーキ圧制御弁構造１３を介して、それぞれ２つのホイールブレーキ２が、１つの非人力弁１１と１つの第１の分離弁１２とを介して、非人力ブレーキ圧生成器３に接続されている。

ブレーキ圧制御弁構造１３は、各々のホイールブレーキ２について、取込弁１４と排出弁１５とを有している。取込弁１４を介してホイールブレーキ２が第１の分離弁１２に接続され、すなわち、各々のブレーキ回路でそれぞれ１つの取込弁１４を有する２つのホイールブレーキ２が第１の分離弁１２に接続される。排出弁１５を介して、ホイールブレーキ２がブレーキ液備蓄容器１０と接続される。

取込弁１４と排出弁１５がブレーキ圧制御弁構造１３を形成し、これによって各々のホイールブレーキ２でのホイールブレーキ圧を個別に制御することができる。ハイドロポンプ１６と共同で、スリップコントロール、特にロック防止コントロール、トラクションコントロール、および／またはビークルダイナミックコントロールもしくはエレクトロニックスタビリティプログラムが可能である。これらのスリップコントロールについては略語ＡＢＳ、ＡＳＲ、および／またはＦＤＲもしくはＥＳＰが慣用される。ビークルダイナミックコントロールやエレクトロニックスタビリティプログラムは、日常語では横滑りコントロールとも呼ばれる。こうしたスリップコントロールは周知であり、ここでは詳しく説明しない。

本発明による車両ブレーキ設備１は、フットブレーキペダル２１で操作可能な２回路マスタブレーキシリンダ２２を筋力ブレーキ圧生成器として有していて、これに各々のブレーキ回路のホイールブレーキ２が、それぞれ１つの第２の分離弁２３、第１の分離弁１２、およびブレーキ圧制御弁構造１３の取込弁１４を介して接続されており、それにより、車両ブレーキ設備１を筋力によっても操作可能である。第２の分離弁２３、第１の分離弁１２、および取込弁１６は液圧的に直列に配置されている。２回路マスタブレーキシリンダ２２は、図示しないブレーキ倍力装置を有することができ、その場合には補助力ブレーキ圧生成器と呼ぶことができる。

吸込弁２０を通してハイドロポンプ１６の吸込側がマスタブレーキシリンダ２２と接続されており、これを通してハイドロポンプ１６がブレーキ液をブレーキ液備蓄容器１０から吸い込むことができる。各々のブレーキ回路について、共通の電気モータ１７により駆動可能であるハイドロポンプ１６が存在する。ハイドロポンプ１６の圧力側は、第１の分離弁１２と取込弁１４とを通してホイールブレーキ２と接続されている。吸込弁２０および第２の分離弁２３とともに独自のハイドロリックブロックに格納されるハイドロポンプ１６は、スリップコントロールの際のブレーキ圧生成に利用される。

基本的には非人力による車両ブレーキ設備１の操作が意図され、このときブレーキ圧は電気液圧式の非人力ブレーキ圧生成器３によって生成される。電気液圧式の非人力ブレーキ圧生成器３に障害や故障があるときに、スリップコントロールのハイドロポンプ１６によって、または選択的にマスタブレーキシリンダ２２によって、ブレーキ圧生成が可能である。マスタブレーキシリンダ２２自体は、機能性のある電気液圧式の非人力ブレーキ圧生成器３のもとでは、ホイールブレーキ２で調整されるべきホイールブレーキ圧についての目標値生成器としての役目を果たす。

両方のブレーキ回路のうちの一方で、ペダルストロークシミュレータ２４がシミュレータ弁２５を介してマスタブレーキシリンダ２２に接続されている。ペダルストロークシミュレータ２４はスプリング負荷型のハイドロリザーバであり、シミュレータ弁２５が開いているとき、その中にブレーキ液をマスタブレーキシリンダ２２から押し除けることができ、それにより、第２の分離弁２３が閉じられる非人力ブレーキングのときにマスタブレーキシリンダ２２のピストンがスライド可能であり、運転者に通常のペダル感覚を伝えるためにフットブレーキペダル２１が可動である。

マスタブレーキシリンダ２２の両方のブレーキ回路のうちの一方は、バルブ開放ばね２９を有する本発明の逆止め弁２８を通して、ブレーキ液備蓄容器１０に接続されている。他方のブレーキ回路は、本実施例では、ブレーキ液備蓄容器１０に直接的に接続されている。図２ａから図２ｃは、逆止め弁２８の３通りの異なる切換位置を示している。逆止め弁２８は、ブレーキ液備蓄容器１０からマスタブレーキシリンダ２２の方向に貫流方向で貫流可能である。これと反対向きの閉止方向では、規定された背圧に達するまで、バルブ開放ばね２９が逆止め弁２８を開いたままに保つ。背圧は、無圧のブレーキ液備蓄容器１０のもとでの、マスタブレーキシリンダ２２とブレーキ液備蓄容器１０との間の圧力差であり、すなわちマスタブレーキシリンダ２２の圧力である。背圧が上回ると、バルブ開放ばね２９のばね力に抗して背圧が逆止め弁２８を閉止し、それにより、マスタブレーキシリンダ２２からブレーキ液備蓄容器１０へブレーキ液が流れることができなくなる。

無圧のブレーキ液備蓄容器１０に対する、ないしはブレーキ液備蓄容器１０の圧力に対する、マスタブレーキシリンダ２２の過圧として把握することもできる、逆止め弁２８を閉じるために必要である背圧は、バルブ開放弁２９によって、および逆止め弁２８のジオメトリーと構造形態によって規定される。背圧は、固定的または調整可能であってよい。

逆止め弁２８にはフィルタ３２が前置されるとともに別のフィルタ３２が後置されており、このことは、フィルタ３２がブレーキ液備蓄容器１０と逆止め弁２８との間に配置され、フィルタ３２が逆止め弁２８とマスタブレーキシリンダ２２との間に配置されることを意味する。フィルタ３２を有さない、またはただ１つのフィルタを有する実施形態も可能であり、この場合、フィルタ３２は流動方向で見て逆止め弁２８の前に配置されるのがよい。別個のフィルタ３２を利用することができ、または、１つもしくは複数のフィルタ３２が逆止め弁２８に統合される。図示しているのは、ブレーキ液備蓄容器１０と逆止め弁２８との間で逆止め弁２８に統合されたフィルタ３２と、逆止め弁２８とマスタブレーキシリンダ２２との間の、逆止め弁２８とは別個のフィルタ３２である。

（初回の）充填のために、非人力・車両ブレーキ設備１がまず排気され、引き続いてブレーキ液備蓄容器１０によってブレーキ液で充填される。排気のとき、図２ａに示すように、バルブ開放ばね２９が逆止め弁２８をブレーキ液備蓄容器１０とマスタブレーキシリンダ２２との間で開いたままに保つ。ブレーキ液が充填されるとき、図２ｃに示すように、逆止め弁２８は場合により引き続き開いている。

非人力ブレーキ圧生成器３の機能性の検査のために、液圧のブレーキ圧が非人力ブレーキ圧生成器３により生成されると、開いた第２の分離弁２３のもとで非人力弁１１が開いたときに、生成されるブレーキ圧がマスタブレーキシリンダ２２へと伝わる。マスタブレーキシリンダ２２でブレーキ圧が逆止め弁２８の規定された背圧を上回ると、これが閉じられ、それにより、マスタブレーキシリンダ２２を通ってブレーキ液備蓄容器１０へとブレーキ液が流れることができなくなる。非人力ブレーキ圧生成器３の機能性、場合により気泡によるブレーキ液の圧縮性、および車両ブレーキ設備１の各弁の機能性を検査することができる。

非人力ブレーキ圧生成器３の機能性を検査するために、本発明による逆止め弁２８を有さないブレーキ回路の非人力弁１１が閉じたままに保たれ、またはこのブレーキ回路の第２の分離弁２３が閉じられて、このブレーキ回路のブレーキ液がマスタブレーキシリンダ２２を通ってブレーキ液備蓄容器１０へと流れないようにされる。

図３は図１の液圧回路図の一部を、ブレーキ液備蓄容器１０とマスタブレーキシリンダ２２の領域で示している。図１と同じく、図３でもブレーキ液備蓄容器１０とマスタブレーキシリンダ２２との間に逆止め弁３０が配置され、これを貫流方向でブレーキ液備蓄容器１０からマスタブレーキシリンダ２２へと貫流可能であり、これと反対向きの閉止方向では貫流が遮蔽される。逆止め弁３０にテスト弁３１が液圧的に並列につながれており、このテスト弁は本実施例では、開いたときにブレーキ回路でマスタブレーキシリンダ２２をブレーキ液備蓄容器１０と接続し、閉じたときにマスタブレーキシリンダ２２をブレーキ液備蓄容器１０から液圧的に分離する電磁弁であり、すなわち切換可能な弁である。

テスト弁３１は、閉じているときに、マスタブレーキシリンダ２２の規定された過圧のもとで開くように製作されている。この過圧は、本実施例では無圧であるブレーキ液備蓄容器１０よりも高いマスタブレーキシリンダ２２の圧力である。過圧は不変または調整可能であってよい。テスト弁３１は、マスタブレーキシリンダ２２が操作されていないときに、車両ブレーキ設備１での規定された過圧よりも高い圧力を回避する。

図１について上で説明した非人力ブレーキ圧生成器３の機能性の検査は、テスト弁３１が閉じられることによって図３でも同様に可能であり、このとき検査圧力は、それを超えるとマスタブレーキシリンダ２２が操作されていない限りにおいてテスト弁３１が開く、規定された過圧に制限される。たとえば以前に非人力ブレーキ圧生成器３によってブレーキ液備蓄容器１０から吸い込まれたブレーキ液が、マスタブレーキシリンダ２２およびテスト弁３１を通してブレーキ液備蓄容器１０へ戻るように流れることができる。

逆止め弁３０はスプリングレス型であり、テスト弁３１に統合されており、それにより追加の設計スペースを要しない。

逆止め弁３０とテスト弁３１には、別の逆止め弁３３が液圧的に並列につながれており、この逆止め弁はブレーキ液備蓄容器１０からマスタブレーキシリンダ２２へのブレーキ液の流動抵抗を低減し、このことは、非人力ブレーキ圧生成器３が故障した場合にハイドロポンプ１２でブレーキ液を吸い込むときの著しい利点となる。追加の逆止め弁３３はテスト弁３１に統合されていないので、いっそう広い流動断面と低い流動抵抗を有することができる。

図３でも、テスト弁３１に統合されたフィルタ３２が逆止め弁３０とテスト弁３１に前置および後置されている。すなわち１つのフィルタ３２が、一方におけるブレーキ液備蓄容器１０と、他方における逆止め弁３０およびテスト弁３１との間に配置され、１つのフィルタ３２が、一方における逆止め弁３０およびテスト弁３１と、他方におけるマスタブレーキシリンダ２２との間に配置されている。さらに別の逆止め弁３４が、ブレーキ液備蓄容器１０と別の逆止め弁３３との間に設けられている。別の逆止め弁３３とマスタブレーキシリンダ２２との間にはフィルタは設けられていない。別の逆止め弁３３は、マスタブレーキシリンダ２２からブレーキ液備蓄容器１０の方向への貫流に対して遮蔽をし、すなわち、マスタブレーキシリンダ２２から別の逆止め弁３３へと、フィルタリングされなければならないはずのブレーキ液は流れないからである。ブレーキ液備蓄容器１０からマスタブレーキシリンダ２２への貫流に対する逆止め弁３３の流動抵抗は、ただ１つのフィルタ３３によって、２つのフィルタによるよりも低くなっている。

その他の点では、図１および図３に示す車両ブレーキ設備１は一致しており、同様の方式で機能するので、図３の回路図を完全にするには図１を援用することができ、図３の説明を完全にするために図１の説明を援用することができる。

説明して図示した本発明の実施形態では、非人力弁１１、第１の分離弁１２、取込弁１６、排出弁１７、吸込弁２０、第２の分離弁２３、シミュレータ弁２５、およびテスト弁３１は２／２ウェイ電磁弁であり、第１の分離弁１２、取込弁１６、第２の分離弁２３、およびテスト弁３１は無通電の基本位置にあるときに開き、非人力弁１１、排出弁１７、吸込弁２０、およびシミュレータ弁２５は無通電の基本位置にあるときに閉じる。各弁のこれ以外の実施形態および／または切換位置も排除されるものではない。たとえば、取込弁１４と排出弁１５をまとめて３／２電磁弁にすることも可能である（図示せず）。

１ 液圧式の非人力・車両ブレーキ設備
３ 非人力ブレーキ圧生成器
１０ ブレーキ液備蓄容器
１６ ハイドロポンプ
２２ マスタブレーキシリンダ
２８ 逆止め弁
２９ バルブ開放ばね
３０ 逆止め弁
３１ テスト弁

Claims (4)

1. 貫流方向に貫流可能である、ブレーキ液備蓄容器（１０）とマスタブレーキシリンダ（２２）との間に配置するための、液圧式の非人力・車両ブレーキ設備（１）のための逆止め弁において、前記逆止め弁（２８）は、規定された背圧に達するまで前記貫流方向と反対向きの閉止方向に前記逆止め弁（２８）を開いたままに保ち、かつ前記逆止め弁（２８）の弁座よりも前記閉止方向側に配置されるバルブ開放ばね（２９）を有し、それにより前記逆止め弁（２８）は前記規定された背圧を超えてから初めて前記閉止方向に閉止をすることを特徴とする逆止め弁。
2. 筋力操作可能なマスタブレーキシリンダ（２２）と、非人力ブレーキ圧生成器（３）と、ブレーキ液備蓄容器（１０）とを有する液圧式の非人力・車両ブレーキ設備において、前記マスタブレーキシリンダ（２２）は逆止め弁（２８）を通して前記ブレーキ液備蓄容器（１０）に接続され、該逆止め弁は前記ブレーキ液備蓄容器（１０）から前記マスタブレーキシリンダ（２２）へ貫流方向に貫流可能であり、該逆止め弁は、規定された背圧に達するまで前記貫流方向と反対向きの閉止方向に前記逆止め弁（２８）を開いたまま保ち、かつ前記逆止め弁（２８）の弁座よりも前記閉止方向側に配置されるバルブ開放ばね（２９）を有し、それにより前記逆止め弁（２８）は前記規定された背圧を超えてから初めて前記閉止方向に閉止をすることを特徴とする、液圧式の非人力・車両ブレーキ設備。
3. 前記逆止め弁（２８）にフィルタ（３２）が前置および／または後置されることを特徴とする、請求項２に記載の液圧式の非人力・車両ブレーキ設備。
4. 前記車両ブレーキ設備（１）は非人力によって駆動可能なハイドロポンプ（１６）を有し、前記非人力ブレーキ圧生成器（３）の障害または故障が生じたときに該ハイドロポンプによって前記車両ブレーキ設備（１）を操作可能であることを特徴とする、請求項２に記載の液圧式の非人力・車両ブレーキ設備。

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