JPH07501504A - 空気圧ブースタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 空気圧ブースタ 本発明は、空気圧ブースタ、特に自動車の制動を強めるのに用いる型式の空気圧 ブースタに関する。

この型式のブースタは、通常の態様でハブ及びスカートにより形成されたピスト ンを備え、ピストンが非転勤形隔膜とで、部分真空源に常時接続される前方室と 、第１弁通路が開いている時には前方室に又は第２弁通路が開いている時には大 気に選択的に接続される後方室とを画成し、第１及び第２弁通路が第２弁装置と 協働する第１弁装置により形成され、ブツシュロッドに固着した反動ディスクの 一方の面に対しプランジャを介して当接し得る制御ロッドによって作動されるよ うになっている。

例えばヨーロッパ特許第０．００４，４７７号明細書に開示されているようなこ の種のブースタは幾つかの欠点を有する。従って、制御ロッドが長い無効行程を 有しないようにするため、弁装置は、閉止弁を第２弁座との□間での“閉止弁持 上げ”ができるだけ小さくなるように必ず設計されていなければならない。従っ て、ブレーキ解散中空気を後方室から前方室に向けて供給する通路と同様に、ブ レーキ作動中大気空気を後方室に向けて供給する通路が減少される結果となる。

従って、このブースタの作動はうるさい空気吸込音を伴い、更に、後方室に向か う単一の半径方向通路と前方室に向かう単一の軸線方向通路とを有するピストン ハブの構造では、移動中の空気に相当の乱流をも生じさせる。

これら減少し且つ乱流を生じる空気通路による他の欠点は、空気が大気と後方室 と前方室との間での多種の移動において大幅に減速し、従ってブースタが長い応 答時間を有することである。公知のブースタの更に他の欠点は、環状閉止弁部材 がピストン組立体の管状ハブ内に閉止弁部材支持体と協働して装着するための外 方ビードをもったチニーリップ状の全体形状を有し、閉止弁部材の作動部分が薄 いウェブによってこの装着ビードに連結され、ウェブが装着ビードに連結される ように外方に向かって広がっていることである。このような構成では、閉止弁部 材の中間ウェブ部分がブースタの耐用年数の間に多数回の撓み及び圧縮作用を受 け、この作用が長い期間のうちに閉止弁部材を構成するエラストマー材料の疲れ をこの場所に生じさせ得る。

更に、作動においては、閉止弁部材のこの中間ウェブ部分は、入力ロットのまわ りで管状ハブの内部に常時流通している大気と、閉止弁部材のこの中間ウェブ部 分を囲繞し且つブースタの前方室又は部分真空室に常時接続される環状室内に常 時流通している真空との間の圧力差を受けている。中間ウェブ部分の疲れの一因 とは別に、この圧力差は弁スプリングの力に付加される軸線方向の力を閉止弁部 材の作動部分に生じさせており、各ブレーキ解放位相時閉止弁部材の作動部分を ハブに形成した第１閉止弁座から離座させてブースタの後方作動室と部分真空室 との間の連通を再び確立するために弁プランジャはこの軸線方向の力を克服しな ければならず、入カロット戻しスプリングを過大な寸法のものとする必要があり 、このことから明らかなように、ブースタを作動させるためには、当業者には“ 攻撃力”として知られている相当の力を供給することが運転者にとって必要であ る。

本発明の目的は、作動が静かで、応答時間をできるだけ短くし、弁装置が耐用年 数の問題を生じることがなく、しかも簡単で信頼性があり且つ経済的な方法で制 御ロッド戻しスプリングの力を減少させるようにしたブースタを提供することに ある。この目的のため、本発明の主題は、一方において大気と後方室との間、他 方において後方室と前方室との間の空気通路が、乱流を発生し得る障害物を有す ることなしに、できるだけ広い断面積を有するようにしたブースタである。

本発明によると、第１弁装置はピストンハブに形成されている。

本発明の有益な特徴によると、ピストンスカートはピストンのハブに対して移動 可能である。

以下、本発明の実施例について添付図面を参照して説明する。

図面は、本発明に従って構成した空気圧ブレーキブースタの中央部を示す縦断側 面図である。

図面は、車両のブレーキペダルとこの車両の流体ブレーキ装置を制御するマスタ ーシリンダとの間に通常の態様で配置されるブレーキブースタの部分を示してい る。慣例に従い、マスターシリンダに向かうブースタの部分をブースタの前方と 称し、ブレーキペダルに向かう部分を後方と称する。

図面のブースタは、軸線ｘ−ｘ’を中心とする回転体をなすシェル形状の外部ケ ーシング１０を包含する。

このケーシング１０の後方中央部分だけが図面に示されている。

スカートとも称する金属支持ディスク１４により補強されたエラストマー製の撓 み可能な非転動形隔膜１２は、ケーシング１０により画成された空間の内部に前 方室１６と後方室１８とを画定する。隔膜１２の外周端縁（図示しない）が外部 ケーシング１０に密封態様で固着される。この隔膜の内周端縁は、ブースタの軸 線ｘ−ｘ’　に沿って配置したピストンハブ２０の外周面に形成した環状溝内に 密封態様で収容されるビードで終端する。このハブ２０は、ケーシング１０の後 方壁を密封態様で貫通する管状部分２２の形状で後方に延びている。この貫通部 の密封は、ケーシング１０の後方壁の後側に延びる管状中央部分内にリング２６ により固着される補強した環状シール２４によって確保される。

スカート１４と外部ケーシング１０の前方壁（図示しない）との間に介装された 圧縮スプリング２８は、スカート１４を図面に示す後方休止位置に通常保持し、 この位置では、後方室１８が最小容積を有するとともに、前方室１６が最大容積 を有する。

管状後方部分２２においては、ハブ２０は軸線Ｘ−Ｘ′を中心とする回転体をな すプランジャ３２が摺動自在に収容される孔３０を有しており、軸線ｘ−ｘ’の まわりに一定間隔で分配された開口３４が、大気空気の自由流通を許すようにプ ランジャ３２の後方部分に設けられている。軸線ｘ−ｘ’　に沿って配置したブ ースタの制御用ロッド３５の前方端部は、プランジャ３２にボールジヨイント式 に装着されている。ハブ２０の管状部分２２の外部に突出するこのロッド３５の 後方端部（図示しない）は、車両のブレーキペダル（図示しない）により直接制 御される。

スカートの中央部分１５は円筒状で、段付孔を形成されている。この孔の小径部 分３６は後方側に配置されるとともにプランジャ３２の前方端部３８を収容し、 この孔の大径部分４０は前方側に配置されるとともに、エラストマーのような変 形可能な材料の反動ディスク４２及びケーシング１０の前方壁に固着されるマス ターシリンダ（図示しない）を駆動するブツシュロッド４４の後方端部を収容す る。有益的には、カップ４６がスカート１４とスプリング２８との間に配置され て、例えばブースタの組立時マスターシリンダの不在の際にブツシュロッド４４ を定位置に保つようにしてよい。

ハブ２０は、スカート１４の後面に形成した環状溝５０内に収容される環状前方 端部４８を形成されている。好ましくは、端部４８及び溝５０の一方の壁は、ブ ースタの作動中端部４８が溝５０内を摺動する際にスカート１４とハブ２０との 相互案内を確保するように補完的形状をなしている。保持リング５２が、スカー ト１４に形成した溝５０の壁に形成されている開口５４内に配置され、スカート １４とハブ２０との制限された相対並進移動を許容しつつこれら２つの部品を組 付けるように端部４８と協働する。

ブースタが図面に示す休止位置にある時、スカート１４はスプリング２８により 後方に押圧されてハブ２０に対して当接し、ハブ自体は補強した環状シール２４ に対して当接してスカート１４とハブ２０との後方休止位置を限定する。詳細に は、スカート１４はその後面に軸線ｘ−ｘ’　に対して直角をなす平らな環状面 ５６を形成しており、この環状面は、ハブ２０の軸線Ｘ−Ｘ′に対して直角をな す前方に向かう平らな環状面６０に配置した弾性ビード５８に対して当接する。

従って、ビード５８は、第１閉止弁を形成するように面５６と協働する弁座を形 成する。

プランジャ３２はハブ２０の管状部分２２の孔３０内を摺動する後方部分６２と 、スカート１４の孔部分３６内を摺動する前方部分３８とを形成されている。

プランジャ３２の後方部分６２と前方部分３８との間には延長部６４が一体に形 成されて、先ず環状部分６６を形成するように半径方向外方に延び、次にこの環 状部分の外周端縁から軸線方向前方に延びて切頭円錐形の全体形状の中間部分６ ８を形成し、そしてこの中間部分の前方端縁から軸線方向前方に延びて、スカー ト１４の円筒状中央部分１５上のシール７２により密封態様で摺動する円筒状部 分７０を形成する。有益的には、プランジャ３２とスカート１４との間に位置す る空間に大気圧の空気が進入できるように中間部分６８に開口が形成される。

スカート１４の円筒状中央部分１５の後面とプランジャ３２の環状部分６６の前 面との間には、プランジャをその休止位置へ後方に押圧するスプリング７４が配 置されている。この位置では、プランジャはハブ２０に対して当接する。詳細に は、中間部分６８はその後面に軸線ｘ−ｘ’　に対して直角をなす平らな環状面 ７６を形成されており、この環状面が、ハブ２０の軸線Ｘ−Ｘ′に対して直角を なす前方に向かう平らな環状面８゛０に配置した弾性ビード７８に対゛して当接 する。従って、ビード７８は、第２閉止弁を形成するように面８０と協働する弁 座を形成する。

従って、２つのビード５８及び７８の間に位置するハブ２０の部分と、プランジ ャ３２の円筒状部分７０が摺動する円筒状部分１５とビード５８との間に位置す るスカート１４の部分とにより、環状容積室８２が画成される。

この環状容積室８２をブースタの後方室１８に連通させるために開口８４がハブ ２０に形成され、また溝５０をブースタの前方室１６に連通させるように開口８ ６がスカート１４に形成されている。

次に、上述したブースタの作動について説明する。

ブースタが車両に配置されそして休止位置にある時、前方室１６は真空源に常時 連通して部分真空下にあり、開口８６により環状溝５０も同じである。後方室１ ８も部分真空下にあり、この部分真空は後述するようにブースタの前回の駆動中 に確立されたものである。更に、２つの閉止弁５６−５８及び７６−７８は共に 閉じている。

第１段階において、運転者によるブレーキペダルへの力の増大はスプリング７４ の予応力と釣合う作用をなす。その後、プランジャ３２がスプリング７４の作用 に抗して前進し、その前方部分３８が孔３６内を摺動するとともに、その円筒状 部分７０がスカート１４の円筒状部分１５のまわりを密封態様で摺動する。プラ ンジャのこの移動において、面７６がビード７８との接触を外れ、対応する閉止 弁が開（。従って、大気圧の空気がエアフィルタ８８、プランジャ３２の後方部 分６２の開口３４、弁通路７６−７８、環状容積室８２及びハブ２０の開口８４ を通過した後に後方室内へ直ちに導入される。

本発明に従って構成されたブースタの１つの非常に重要な特徴は、前方及び後方 室の遮断を必要としていた従来のブースタの全作動位相が取り除かれるため、こ のブースタはできる限り小さい無効行程を有することである。

本発明のブースタの無効行程は、弁通路７６−７８の密封を確保するためのビー ド７８の弾性による無効行程だけであり、これは無視できるものと考えられる。

従って、本発明により、空気は従来のブースタよりも数倍大きい直径の弁通路７ ６−７８を介して後方室１８内に導入されることがわかる。

移動中の空気に与えられる通路断面積が同じ因数で増大する結果となる。従って 、広がった通路断面積が吸込音や他のシュー音を生じることなしに空気を流通さ せることができるため、ブースタは実際に静かな作動を得ている。更に、本発明 は開口３４及び８４を同数とし且つ軸線ｘ−ｘ’のまわりに一定間隔で分配され るように形成することができ、この結果これら開口の中心が同一平面内にある。

この方法により、本発明のブースタの作動中動いている空気は、その成分がこの 平面内にのみ含まれるような速度を有する。換言すると、ブースタ内での空気流 れは軸線ｘ−ｘ’のまわりで完全に対称であり、すなわち乱流がすべて排除され 、このため乱流に起因する騒音が排除されるのである。

この駆動の第１段階の終りでは、大気圧の空気が後方室１８内に存在し、ハブ２ ０の円筒状前方端部４８の円周とスカート１４の面５６上のビード５８の接触部 に一致する円周との間の環状面Ｓを除くスカート１４の全面にわたり圧力差が発 揮され、ハブの面Ｓに圧力差が発揮される。

この面Ｓの面積及びスプリング７４のこわさの値を慎重に選択することにより、 スカート１４−ハブ２０の組立体はブースト力を生起するこの圧力差の作用のも とで動くこととなる。

この動きは反動ディスク４２によってブツシュロッド４４に伝えられる。

ブレーキの駆動のこの第２位相中、ハブ２０によって発揮されたブースト力は、 最初反動ディスクをプランジャ３２から離している空間を完全に満たすために十 分な程反動ディスク４２を変形させることはない。

この結果、ブツシュロッド５６によりマスターシリンダに加えられる出力は急激 に増大するのに対し、制御ロッド３５に発揮された力は不変のままである。

出力のこの急激な増大はブースタジャンプと称するもの、すなわち、ブースタで 発生され且つハブ２０により反動ディスク４２に発揮されるブースト力がプラン ジャの前面を反動ディスク４２に接触させるに十分となる閾値に一致する。

スカート１４及びハブ２０の組立体の移動はハブ２０に支持したビード７８をス カート１４の面７６にもたらす作用をも有する。運転者により入力ロット３５に 発揮される力の更なる増大は、弁通路７６−７８を再び開くこととなって、大気 圧の空気の付加分を後方室１８内に進入させ、ブツシュロッド４４に発揮される ブースト力の増大及びディスク４２によりプランジャ３２に発揮されるペダルへ の反力の増大を生じさせ、そしてディスクとプランジャとを接触させる。

車両の運転者は制動作用を弱め又は終了させようとする際にはブレーキペダルへ の力を軽減する。入力ロット３５が後方に移動するとともにこの移動に沿ってプ ランジャ３２を携行し、プランジャがその面７６を介してビード７８に対して当 接するとともにプランジャと一緒にハブ２０を携行する。次に、この移動はハブ ２０に支持したビード５８とスカート１４の面５６との間の接触を解除させて、 弁通路５６−５８を開く。

次に、後方室１８内に収容されている空気が、弁通路５６−５８、溝５０及び開 口８６を介して前方室１６内に吸込まれるＪ−２つの室１６及び１８の間で圧力 （この場合には部分真空）の急速な再釣合いを許すため、弁通路は相当大きい量 を開くことができ、すなわち、ハブ２０がスカート１４に対して軸線方向に並進 移動可能で、スカート１４に支持した保持リング５２と該保持リング５２に向か うハブ２０の段部９０との間の所定の距離りだけ後方に移動できる。

従って、大きい通路断面積でもって同様に大きい流量を許容する従来の弁通路よ りも、明らかに大きい直径の弁通路５６−５８を介して空気が流れるようにし、 ブレーキ解放位相における応答時間を短縮する結果となることがわかるであろう 。

本発明はまた１つの本質的な利点を与えている。事実、疲れを生じさせる作用を 常に受けている中間ウェブ部分をもった普通のチューリップ形状の閉止弁は、本 発明では、スカート１４の面５６及びプランジャ３２の面７６とで弁を形成して いる２つのビード５８及び７８に置き換えられている。従って、本発明によるブ ースタは従来のブースタよりも明らかに信頼性が高い。

更に、ブレーキ解放位相の初期では、弁通路５６−５８を開くためにプランジャ ３２が克服しなければならない力は、あらかじめ限定した面Ｓに発揮される圧力 差による力から、スプリング７４により発揮される力を差し引いた力である。そ の後、ブレーキ解放位相において、スカート１４の戻りに抵抗する軸線方向の力 を生じさせる圧力差が発揮される面は、゛スカート１４の円筒状中央部分１５の 面だけで構成されており、この中央部分の後面は大気圧を常時受け、この中央部 分の前面は前方室１６内の圧力を常時受けている。

同様に、ブースタが休止状態にある時、圧力差が発揮される、すなわちブースタ 内に存在する部分真空が加えられる組立体の面は、ビード７８によって画定され る。図面に示すように、ビードがスカート１４の円筒状部分１５の直径に等しい か又はこれに非常に近い直径の円に沿って面７６に対して当たるようにビード７ ８をハブ２０上に配置することにより、ブースタが休止状態であろうと又はブレ ーキ解放状態であろうとも、圧力差が発揮され且つ“吸込み”される面は一定で ある。このことは本発明によるブースタの非常に重要な特徴を生じさせ、すなわ ち、ブースタを駆動するためにプランジャに発揮される力が、ブレーキ解放位相 においてプランジャに発揮されるカに等しく、当分野で用いられる用語では、攻 撃力が戻し力に等しい。

スプリング７４の予応力を相当減少できることが特徴である。事実、序文におい て説明したように、従来のブースタにおけるチューリップ形状の環状閉止弁の存 在は、“吸込み”される面がブレーキ解放位相で存在する面よりも休止位相では 明らかに大きいことを意味している。これは、入カロット戻しスプリングの予応 力が相当のものでなければならない理由であり、また攻撃力が戻し力よりも相当 太き−い理由である。本発明により、スプリング７４の予応力が軽減できるよう にしたブースタを構成することが可能となり、このことから攻撃力に関する有利 な効果を伴うこととなる。

本発明のブースタの極めて特殊の構成の更に他の利点に気付くであろう。事実、 スプリング７４は制御ロッド３５の戻しスプリングを構成していることがわかる 。更に、プランジャ３２とスカート１４との間に配置されているものが、閉止弁 スプリングの機能を遂行している。

従って、本発明はブースタの作動に必要な部品数を減少できるようにしているこ とがわかる。この結果、ブースタは組立てが容易となり、従ってコストが安く且 つ信頼性が高くなる。

従って、本発明によると、空気圧ブースタは、弁座の特殊の配列がブースタを非 常に短い応答時間、減少した攻撃力及び弁装置の高い信頼性をもって静かに作動 できるようにしていることが明らかである。もちろん、本発明は例として記載し た実施例に限定されるものではなく、当業者には幾多の変形をなし得ることが明 らかである。

従って、例えば、本発明はタンデム型あるいは付加の室を有するブースタに適用 できる。従って、また、弁形成ビードはプランジャ及びスカートに形成され、ハ ブに形成した環状面と協働するようにしてよい。

補正書の写しく翻訳文）提出書 （特許法第１８４条の８）（至） 平成６年５月４日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ハブ（２０）及びスカート（１４）により形成されたピストンをケーシング （１０）の内部に備え、ピストンが非転動形隔膜（１２）とで、部分真空源に常 時接続される前方室（１６）と、第１弁遍路道（５６、５８）が開いている時に は前方室（１６）に又は第２弁道路（７６、７８）が開いている時には大気に選 択的に接続される後方室（１８）と圧面成し、第１及び第２弁通路（５６、５８ ；７６、７８）が第２弁装置（５６、７６）と悟画する第１弁装置（５８、７８ ）により形成され、プッシュロッド（４４）に固有した反動ディスク（４２）の 一方の面に対しプランジャ（３２）を介して当接し得る制御ロッド（３５）によ って作動されるようにした空気圧ブレーキブースタにおいて、第１弁装置（５８ 、７８）がピストンのハブ（２０）に形成されていることを特徴とする空気圧ブ レーキブースタ。 ２．請求項１記載のブースタにおいて、ピストンのスカート（１４）がピストン のハブ（２０）に対して移動できることを特徴とするブースタ。 ３．請求項２記載のブースタにおいて、スカート（１４）がハブ（．２０）に対 し所定の距艇（Ｄ）にわたって軸線方向に並進移動できることを特徴とするブー スタ。 ４．請求項３記載のブースタにおいて、ハブ（２０）が、スカート（１４）の後 面に形成した現状溝（５０）内に摺動自在に収容される斑状前方端部（４８）を 形成されていることを特徴とするブースタ。 ５．請求項３記載のブースタにおいて、所定の距離（Ｄ）が、スカート（１４） に形成した開口（５４）内に配置される保持リング（５２）と該保持リング（５ ２）に面するハブ（２０）の段部（９０）との間の休止状態における軸線方向距 離に等しいことを特徴とするブースタ。 ６．請求項４及び５記載のブースタにおいて、開口（５４）が現状溝（５０）の 壁の１つに形成され、段部（９０）がハブ（２０）の斑状前方端部（４８）に形 成されていることを特徴とするブースタ。 ７．請求項２記載のブースタにおいて、プランジャ（３２）が、ピストンのスカ ート（１４）の円筒状部分（１５）のまわりで密封的に摺動する部分（７０）を 備えていることを特徴とするブースタ。 ８．請求項５記載のブースタにおいて、第２弁通路（７６、７８）の第１弁装置 （７８）が、スカート（１４）の円筒状部分（１５）の直径に等しいか又はこれ に非常に近い直径の円に従ってハブ（２０）に形成されてい鋼ことを特徴とする ブースタ。 ９．請求項１ないし８のいずれか１項に記載のブースタにおいて、スカート（１ ４）とプランジャ（３２）との間にスプリング（７４）が配置されていることを 特徴とするブースタ。 １０請求項９記載のブースタにおいて、スプリング（７４）が制御ロッド（３５ ）の戻しスプリングを構成し、閉止弁スプリングの機能をなすことを特徴とする ブースタ。 １１．請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のブースタにおいて、第１弁装 置（５８、７８）の少なくとも一方がビード（５８、７８）により形成され、第 ２弁装置（５６、７６）の少なくとも一方が環状面（５６、７６）により形成さ れていることを特徴とするブースタ。 １２．請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のブースタにおいて、第２弁装 置（５６、７６）の少なくとも一方がビード（５８、７８）により形成され、第 １弁装置（５８、７８）の少なくとも一方が環状面（５６、７６）により形成さ れていることを特徴とするブースタ。