JPH0532209U - 負圧ブースタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 負圧ブースタの大型化を回避しつゝ、ブース
タピストンの推力を必要時に増強させ得るようにする。 【構成】 ブースタピストン３を挟んで負圧室５と隣接
する作動室６に開閉弁３７を介して高圧空気源Ｈに接続
し、開閉弁３７を開弁して作動室６に高圧空気を供給し
たとき、その高圧空気が大気導入口１２から流出するこ
とを阻止する逆止弁４５を制御弁１９と大気導入口１２
との間に介装する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、主として自動車のブレーキマスタシリンダの作動のために用いられ る負圧ブースタに関し、特に、ブースタシェルに、その内部を前側の負圧室と後 側の作動室とに区画すると共に戻しばねにより後退方向へ付勢されるブースタピ ストンを収容し、このブースタピストンに連設されてブースタシェルの後壁に摺 動自在に支承される弁筒に、入力杆と、この入力杆の前後動に応じて作動室を負 圧室と弁筒に連なる大気導入口とに連通切換えする制御弁とを配設したものゝ改 良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

かゝる負圧ブースタは、例えば実公昭５８−４８９２３号公報に開示されてい るように既に知られている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

従来の負圧ブースタでは、負圧室に常時蓄えられる負圧と、作動室に導入され る大気圧との差によりブースタピストンの推力が決定されるので、大なる推力を 得るためには、ブースタピストンを大径に形成したり、タンデム型に構成したり して受圧面積を大きく設定している。

【０００４】 しかしながら、このようなブースタピストンの大径化やタンデム化は、負圧ブ ースタの大型化を招くのみならず、負圧室及び作動室の容積の増大に伴い応答性 を多少とも低下させることになるので、それらにも或る限界がある。

【０００５】 本考案は、かゝる事情に鑑みなてなされたもので、大型化を招くことなくブー スタピストンの推力の増強を適時図ることができる前記負圧ブースタを提供する ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案は、作動室に開閉弁を介して高圧空気源を 接続し、作動室が高圧空気源から高圧空気を供給されたとき、その高圧空気の大 気導入口からの流出を阻止する弁手段を制御弁及び大気導入口間に設けたことを 特徴とする。

【０００７】

【実施例】

以下、図面により本考案の一実施例について説明する。

【０００８】 図１において、負圧ブースタＢのブースタシェル１は、その後面において自動 車車体のダッシュボードＤに固着され、その前面にはブレーキマスタシリンダＭ のシリンダ本体２が結着される。

【０００９】 ブースタシェル１は前部シェル半体１ａ及び後部シェル半体１ｂの開放端を相 互に結合して構成され、その内部は進退可能のブースタピストン３と、その後面 に重合されるダイヤフラム４とにより前側の負圧室５と後側の作動室６とに区画 される。ダイヤフラム４の外周ビード４ａは両シェル半体１ａ，１ｂの結合端間 に挟止され、その内周ビード４ｂは、ブースタピストン３と共にピストンボス７ に固着される。このピストンボス７を後退方向へ付勢する戻しばね１４が負圧室 ５に縮設される。

【００１０】 ピストンボス７の後端には弁筒８が一体に連設されており、この弁筒８は、ブ ースタシェル１の後壁中心部に突設された延長筒９に覆われると共に、該筒９に ブッシュ１０及びシール部材１１を介して摺動自在に支承される。延長筒９は大 気導入口１２を中心部に開口させた端壁９ａを後端に有する。

【００１１】 ブースタシェル１の前壁には負圧室５に連なる負圧導入管１３が連設されてお り、この負圧導入管１３は負圧源Ｖ、例えば内燃機関の吸気マニホールドに接続 される。したがって、負圧室５には常時負圧が蓄えられる。

【００１２】 前記ピストンボス７には弁ピストン１５が摺動自在に嵌合され、この弁ピスト ン１５には、前記弁筒８内に配設される入力杆１６が揺動可能に連結され、この 入力杆１６の後端にブレーキペダル１７が連結される。

【００１３】 図２に拡大して示すように、ピストンボス７及び弁筒８には、弁筒８内部と作 動室６とを連通する第１ポート１８₁ 、及び負圧室５と作動室６間を連通する第 ２ポート１８₂ が設けられ、入力杆１６の進退に応じて第１ポート１８₁ を大気 導入口１２または第２ポート１８₂ に連通切換えする制御弁１９が弁筒８内に次 のように設けられる。

【００１４】 即ち、弁筒８の前部内端壁には弁ピストン１５を囲繞する環状の負圧弁座２０ ₁ が突設され、また弁ピストン１５の後端面には環状の大気弁座２０₂ が負圧弁 座２０₁ と同心状に突設される。そして、負圧弁座２０₁ より前方の弁筒８内面 に前記第１ポート１８₁ が開口し、また負圧弁座２０₁ より半径方向外方の弁筒 ８内面に前記第２ポート１８₂ が開口する。

【００１５】 両弁座２０₁ ，２０₂ と協働する中空の弁体２１は、環状のビード部２１ａと 、このビード部２１ａの前端から半径方向内方へ延出する薄肉の可撓部２１ｂと 、この可撓部２１ｂの内周端に連設された環状で厚肉の弁部２１ｃからなってお り、ビード部２１ａは、保持筒２２により弁筒８の内周壁に固定され、弁部２１ ｃは両弁座２０₁ ，２０₂ と対向するように配置される。而して、弁部２１ｃは 可撓部２１ｂの撓みにより各弁座２０₁ ，２０₂ に対し着座、離間することがで きる。

【００１６】 弁部２１ｃには環状の補強板２３が埋設されており、これと入力杆１６との間 に、弁部２１ｃを両弁座２０₁ ，２０₂ に向って付勢する弁ばね２４が縮設され る。以上が制御弁１９の構成である。

【００１７】 入力杆１６及び保持筒２２間には、入力杆１６をその後退方向へ付勢する戻し ばね２５が縮設される。

【００１８】 また入力杆１６には、前記延長筒９の端壁９ａ内面に当接して入力杆１６の後 退限を規制するストッパ板２６が進退調節可能に螺合される。而して、ストッパ 板２６を回せば、ストッパ板２６と入力杆１６との螺合位置が変わるので、入力 杆１６の後退限を前後に調節することができる。調節後のストッパ板２６の固定 は、同じく入力杆１６に螺合したロックナット２７の緊締により行われる。

【００１９】 弁筒８と入力杆１６との間には、入力杆１６の前後動を許容する柔軟なエアフ ィルタ２８が装着される。

【００２０】 前記ピストンボス７には、その前面中心部に開口する大シリンダ孔２９と、こ の大シリンダ孔２９及び弁筒８内に両端が開口する小シリンダ孔３０とが設けら れる。そして、小シリンダ孔３０には、前記弁ピストン１５と一体または弁ピス トン１５に当接する反力ピストン３１が摺合され、大シリンダ孔２９には、反力 ピストン３１に対向する弾性ピストン３２、及びこの弾性ピストン３２の前面に 重合する出力ピストン３３が摺合される。

【００２１】 出力ピストン３３の前面には出力杆３４が突設されており、この出力杆３４は 前記ブレーキマスタシリンダＭのピストン３５に連接される。

【００２２】 ブースタシェル１の後壁には作動室６に連なる高圧導入管３６が連設され、こ の高圧導入管３６は、電磁開閉弁３７を介して高圧空気源Ｈ、例えば高圧空気タ ンクに接続される。

【００２３】 電磁開閉弁３７は通電時に開弁する常閉型であって、これと電源３９との間を 結ぶ電気回路には、ＣＰＵ４０により開閉制御されるスイッチ４１が介装される 。ＣＰＵ４０は、ブレーキペダル１７への入力状態を感知するブレーキセンサ４ ２、高車速状態を感知する車速センサ４３、大車載重量を感知するロードセンサ ４４等からの信号を受けて制動力を増強すべきと判断したとき、スイッチ４１を 閉じるようになっている。一方、前記弁筒８には、大気導入口１２から制御弁１ ９への一方向のみ空気の流れを許容する逆止弁４５が設けられる。

【００２４】 次にこの実施例の作用について説明する。

【００２５】 先ず負圧ブースタＢの休止状態では、図１に示すように、入力杆１６は後退限 に位置し、制御弁１９は、弁部２１ｃを両弁座２０₁ ，２０₂ に着座させて作動 室６を負圧室５及び大気導入口１２のいずれとも不通にした中立状態にある。こ のようなとき、作動室６には大気により適当に希釈された負圧、即ち負圧室５の 気圧より若干高い気圧が保持される（この作用については後述する）。したがっ てブースタピストン３には、負圧室５及び作動室６間に生じる小さな気圧差によ り僅かな前進力が与えられるが、これらの前進力と戻しばね１４の弾発力とが釣 合って、ブースタピストン３は後退限から僅かに前進したところで停止している 。

【００２６】 いま、車両を制動すべくブレーキペダル１７を踏込み、入力杆１６及び弁ピス トン１５を前進させれば、当初、ブースタピストン３は不動であるから、大気弁 座２０₂ が弁部２１ｃから直ちに離れて作動室６を第１ポート１８₁ を介して大 気導入口１２に連通させる。

【００２７】 その結果、大気が大気導入口１２から弁筒８内に進入し、エアフィルタ２８、 逆止弁４５を通り、更に大気弁座２０₂ 及び第１ポート１８₁ を経て作動室６に 吸入される。

【００２８】 作動室６が大気の導入により負圧室５よりも高圧になると、それらの気圧差に 基づく推力を得てブースタピストン３は戻しばね１４の弾発力に抗して前進し、 出力杆１４を介してブレーキマスタシリンダＭのピストン３５を前方へ駆動し、 車両に制動力をかけることができる。

【００２９】 このような制動中、入力杆１６と共に弁ピストン１５も前進し、反力ピストン ３１を介して弾性ピストン３２に当接するが、この弾性ピストン３２は、ブース タピストン３の作動反力を受けて小シリンダ孔３０側へ膨出変形し、反力ピスト ン３１に上記反力の一部を作用させるので、その力は弁ピストン１５及び入力杆 １６を介してブレーキペダル１７側へフィードバックされる。このような反力作 用により操縦者は出力杆３４の出力、即ち制動力の大きさを感受することができ る。

【００３０】 図３の線Ａは、上記作動中の入力杆１６への入力と、出力杆３４からの出力と の関係、即ち倍力比特性を示すもので、線Ａ上の点Ｐａは、作動室６が大気圧状 態となって負圧室５との気圧差が最大となる倍力限界点である。この倍力限界点 Ｐａを過ぎると、出力杆３４の出力は入力杆１６への入力のみに依存して増加す るので、倍力比は一定となる。

【００３１】 またＣＰＵ４０が各センサ４２，４３，４４からの信号に基いて制動力を増強 すべきと判断した場合には、スイッチ４１を閉じて電磁開閉弁３７が開弁するの で、高圧空気源Ｈの高圧空気が作動室６に流入し、該室６を大気圧以上に昇圧さ せ、これに伴う負圧室５及び作動室６間の気圧差の増大によりブースタピストン ３の推力、したがって出力杆３４の出力が増大して制動力を増強させることにな る。

【００３２】 このとき、大気弁座２０₂ が弁部２１ｃから離れていて、作動室６の高圧空気 が第１ポート１８₁ 及び大気弁座２０₂ を通って大気導入口１２側へ流出しよう としても、逆止弁４５が直ちに閉弁してその流出を阻止するので、作動室６の高 圧状態を保持することができる。

【００３３】 この場合の入力杆１６への入力と出力杆３４からの出力との関係は図３の線Ｂ の通りであり、倍力比は先の大気圧を利用した倍力作動時の特性線Ａより全体的 に当然高くなり、この場合の倍力限界点をＰｂで示す。

【００３４】 したがって、大気圧を利用した倍力作動中に、電磁開閉弁３７が開弁されると 高圧空気源Ｈを利用した倍力作動状態に直ちに切換わり、倍力比が自動的に高め られることになる。

【００３５】 高圧空気源Ｈによる倍力作動状態からブレーキペダル１７に対する踏力を解放 すると、ＣＰＵ４０は、直ちにスイッチ４１を開いて電磁開閉弁３７を閉弁し、 その後の作用は大気圧による倍力作動時と同様である。

【００３６】 即ち、入力杆１６は戻しばね２５の弾発力により弁ピストン１５と共に後退し 、大気弁座２０₂ を弁部２１ｃに着座させると共に、その弁部２０ｃを負圧弁座 ２０₁ から大きく離間させるので、作動室６が第１、第２ポート１８₁ ，１８₂ を介して負圧室５と連通してブースタピストン３前後の気圧差が直ちに無くなり 、その結果ブースタピストン３は戻しばね１４の弾発力をもって後退し、ブレー キマスタシリンダＭの作動を解除していく。そして、入力杆１６がストッパ板２ ６を延長筒９の端壁９ａに当接させる後退限に戻ると、ブースタピストン３は、 一旦、ダイヤフラム４をブースタシェル１の後壁に当接させる後退限まで戻り、 今度は負圧弁座２０₁ を弁部２１ｃに着座させると共に、その弁部２１ｃを大気 弁座２０₂ から僅かに離間させるので、第１ポート１８₁ を通して再び作動室６ に大気が導入されるが、それにより生じる気圧差によりブースタピストン３が少 し前進すれば、大気弁座２０₂ 及び弁部２１ｃ間の小間隙は無くなり、制御弁１ ９を当初の中立状態にする。こうして作動室６には大気により適当に希釈された 負圧が保持され、負圧ブースタＢは図１の休止状態となる。

【００３７】 尚、上記実施例では高圧空気源Ｈから作動室６に供給した高圧空気の大気導入 口１２からの流出を防止するのに逆止弁４５を用いたが、スイッチ４１が閉じら れるとき、閉弁する常開型の開閉弁に置換えることもできる。

【００３８】 またスイッチ４１は、マニュアル操作もし得るようにすると非常時の制動に便 利である。

【００３９】

【考案の効果】

以上のように本考案によれば、作動室に開閉弁を介して高圧空気源を接続し、 作動室が高圧空気源から高圧空気を供給されたとき、その高圧空気の大気導入口 からの流出を阻止する弁手段を制御弁及び大気導入口間に設けたので、ブースタ ピストンの推力の増強を必要とするときには、開閉弁を開弁することにより高圧 空気源の高圧空気を作動室に供給すると共に、弁手段により大気導入口からの高 圧空気の流出を阻止して、作動室を大気圧以上に昇圧させ、ブースタピストンの 推力の増強を的確に図ることができる。また、ブースタピストンの推力の増強を 必要としないときは、大気圧を利用した通常の倍力作動を行うので、高圧空気源 の使用を最小限に留めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による負圧ブースタの縦断側面図

【図２】図１の要部拡大図

【図３】上記負圧ブースタの入、出力特性図

【符号の説明】

１ ブースタシェル ３ ブースタピストン ５ 負圧室 ６ 作動室 ８ 弁筒 １２ 大気導入口 １４ 戻しばね １６ 入力杆 １９ 制御弁 ４５ 弁手段としての逆止弁 Ｂ 負圧ブースタ Ｈ 高圧空気源 Ｖ 負圧源

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブースタシェル（１）に、その内部を前
   側の負圧室（５）と後側の作動室（６）とに区画すると
   共に戻しばね（１４）により後退方向へ付勢されるブー
   スタピストン（３）を収容し、このブースタピストン
   （３）に連設されてブースタシェル（１）の後壁に摺動
   自在に支承される弁筒（８）に、入力杆（１６）と、こ
   の入力杆（１６）の前後動に応じて作動室（６）を負圧
   室（５）と弁筒（８）に連なる大気導入口（１２）とに
   連通切換えする制御弁（１９）とを配設した負圧ブース
   タにおいて、 作動室（６）に開閉弁（３７）を介して高圧空気源
   （Ｈ）を接続し、作動室（６）が高圧空気源（Ｈ）から
   高圧空気を供給されたとき、その高圧空気の大気導入口
   （１２）からの流出を阻止する弁手段（４５）を制御弁
   （１９）及び大気導入口（１２）間に設けたことを特徴
   とする、負圧ブースタ。