JPS5945539B2

JPS5945539B2 - 負圧式倍力装置

Info

Publication number: JPS5945539B2
Application number: JP55129633A
Authority: JP
Inventors: 博生竹内; 信昭鉢呂; 義久宮崎
Original assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Astemo Ltd
Priority date: 1980-09-18
Filing date: 1980-09-18
Publication date: 1984-11-07
Also published as: JPS5755250A; US4433614A; GB2087497A; GB2087497B

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、主として自動車のブレーキマスクシリンダを
負圧力を以て倍力作動する負圧式倍力装置、特に車体に
取付けられるブースタシェル内部を、それに前後往復動
自在に収容したブースタピストンにより負圧源に連なる
第１作動室と、制御弁を介して前記第１作動室または大
気との連通を切換え制御される第２作動家々に区画し、
前記ブースタピストンに進退自在に連結した入力杆の前
進時、それに前記ブースタピストンを追従作動させるた
めの気圧差が前記両作動室間に生じるように、前記入力
杆を前記制御弁に連結し、前記ブースタシェルの前後両
壁間を前記ブースタピストンを貫通するタイロッドを介
して連結し、そのタイロッドと前記ブースタピストン間
にそのピストンの作動を許容するシール手段を設けてな
る、負圧式倍力装置に関する。

上記倍力装置は、出力側から受ける前向きのスラスト荷
重をタイロッドを介して車体に伝達させることにより、
その荷重のブースタシェルへの作用を回避できるので、
ブースタシェルには上記荷重に耐える程高い剛性を与え
る必要がなくなり、これを薄肉鋼板、合成樹脂等より成
形して、その軽量化を達成できる利点がある。

ところが、ブースタシェルの軽量化を図る場合、成る限
界を超えると、前記第１作動室に負圧が蓄えられたとき
該室を画成するブースタシェル前壁の中心部が負圧の吸
引作用により内方に変形する弊害を生じる。

本発明は、そのような弊害を防止できるようにすると共
に、そのための構造を利用して前記タイロッドの回止め
を行い、そのタイロッド両端のボルトとナツトによるタ
イロッドとマスクシリンダおよび車体との連結作業を容
易に遂行できるようにした前記倍力装置を提供すること
を目的とする。

以下、図面により本発明の一実施例について説明すると
、第１図において負圧式倍力装置Ｓのブースタシェル１
は軽量な薄肉鋼板または合成樹脂より成形された前後一
対の椀状体ＩＦ、ＩＲよりなり、その後部椀状体１Ｒの
開口部に円周上等間隔に穿設された複数の位置決め爪１
ａを前部椀状体１Ｒの開口部に円周上等間隔に形成され
た複数の切欠き１ｂに係合させて両腕状体ＩＦ、ＩＲ相
互の位置決めが行われ、そして両腕状体ＩＰ、ＩＲ
。

はそれらの前後対向壁間をタイロッド３０を介して連結
される。

その際タイロッド３０は少なくとも２本用意され、それ
らはブースタシェル１の軸線を挟んで対称的に配置され
る（第２図参照）。

このブースタシェル１と各タイロッド３０七の連結構造
については後述する。

ブースタシェル１の内部は、それに前後往復動自在に収
容したブースタピストン２と、その後面に接する、ゴム
等の可撓材料より成形されたピストンダイヤフラム３と
により前部の第１作動室Ａと後部の第２作動室Ｂと（こ
区画される。

ピストンダイヤフラム３は全体として環状をなし、その
内、外画周縁には環状ビード３ａ、３ｂをそれぞ
れ一体に形成し、外周側ビード３ａを前記両腕状体ＩＰ
、ＩＲの結合部に形成した環状溝１ｃに、また内周側ビ
ード３ｂをブースタピストン２後面の環状溝２ａにそれ
ぞれ嵌着する。

前記第１作動室Ａは負圧導入管４を介して負圧源である
内燃機関の吸気マニホールド（図示せず）内に常時連通
し、前記第２作動室Ｂは後述する制御弁５を介して第１
作動室Ａまたはブースタシェル１の後方延長筒１ｄの端
壁１ｅに開口する大気導入口６に交互に連通切換え制御
されるようになっている。

ブースタピストン２は第１作動室Ａに縮設された戻しは
ね７により常時後退方向、即ち第２作動室Ｂ側に弾発さ
れ、その後退限はピストンダイヤフラム３の背面に隆起
形成した突起３ｅがブースタシェル１の後壁内面に当接
することにより規制される。

上記戻しばね７の固定端は、ブースタシェル１の前壁内
面に当接して設置した補強板３４に支承される。

ブースタピストン２およびピストンダイヤフラム３には
、タイロッド３０を貫通させる透孔３１゜３２をそれぞ
れ設け、透孔３２は、ブースタピストン２より離間可能
なピストンダイヤフラム３の前面に開口させ、この透孔
３２の周縁には環状ビード３ｃを一体に形成する。

ブースタピストン２には、その中心部後面から軸方向に
突出する弁筒８を一体に形成し、これを前記延長筒１ｄ
に設けた平軸受９に摺動自在に支承させると共にその後
端を前記大気導入口６に向って開放する。

弁筒８内には、制御弁５を次のように構成する。

即ち、弁筒８の前部内壁に環状の第１弁座１０□を形成
し、弁筒８の前部には、入力杆１１に連結されてその前
端部を構成する弁ピストン１２を摺合し、この弁ピスト
ン１２後端に前記第１弁座１０１に囲繞される環状の第
２弁座１０２を形成する。

弁筒８の内壁には、両端を開放した筒状の弁体１３の基
端部１３ａを弁筒８に嵌着される弁体保持筒１４を介し
て挟止する。

この弁体１３はゴム等の弾性材より形成されたもので、
その基端部１３ａから薄肉のダイヤフラム１３ｂが半径
方向内方へ延出し、その内周端に厚肉の弁部１３ｃが連
設されており、その弁部１３ｃを前記第１および第２弁
座１０□、１０２と対向させる。

而して弁部１３ｃはダイヤフラム１３ｂの変形により前
後に移動でき、そして弁体保持筒１４の前端面に当接す
ることもできる。

弁部１３ｃには環状の補強板１５を埋設し、これに弁部
１３ｃを両弁座１０１，１０□に向って付勢すべく弁ば
ね１６を作用させる。

第１弁座１０１の外側部はブースタピストン２の通孔１
７を介して第１作動室Ａに、また第１および第２弁座１
０１．１０□の中間部は別の通孔１８を介して第２作動
室Ｂに、また第２弁座１０□の内側部は弁体１３内部を
介して大気導入口６にそれぞれ常時連通ずる。

また、ブースタピストン２には、その前面中心部に開口
する大径孔１９と、その大径孔１９の奥部端面に開口す
る小径孔２０とを設け、その大径孔１９にその奥よりゴ
ム等よりなる弾性ピストン２１およびそれと同径の出力
ビストン２２を順次摺合し、また小径孔２０には弾性ピ
ストン２１より小径の反動ピストン２３を摺合し、さら
に小径孔２０には前記弁ピストン１２の前端面から突出
する小軸１２ａを突入させて反動ピストン２３の後端面
に対向させる。

出力ビストン２２は前方に突出する出力杆２２ａを一体
に有する。

入力杆１１は戻しばね２４により常時後退方向へ弾発さ
れ、その後退限は、入力杆１１に螺合して取付けた可動
ストッパ板２５が後方延長筒１ｄの端壁１ｅの内側に当
接することにより規制される。

而して可動ストッパ板２５を回転すれば、それと入力杆
１１との螺合位置が変わるので入力杆１１の後退限を前
後に調節することができる。

その調節後の可動ストッパ板２５の固定は、同じく入力
杆１１に螺合したロックナツト２６の緊締により行われ
る。

可動ストッパ板２５にはこれが前記大気導入口６を閉塞
しないように通気孔２７を穿設する。

弁筒８の外端開口部には大気導入口６からの導入空気を
浄化し、且つ入力杆１１の作動を妨げない〆うに変形し
得るフィルタ２８．２９を装着する。

次に、タイロッド３０とブースタシェル１との連結構造
について説明する。

前記補強板３４の両端には一対のボス３４ａを一体に突
設し、これらのボス３４ａと共にブースタシェル１の前
後両壁に２本のタイロッド３０をそれぞれ嵌挿して補強
板３４の回り止めを行う。

またボス３４ａの内側端面には欠円状凹孔６０を設け、
これにタイロッド３０上の欠円状フランジ６１を嵌合し
てタイロッド３０の回り止めを行う。

さらにボス３４ａの外側端面にはシールハウジング３７
を凹設し、そのハウジング３７内で前記フランジ６１と
協働してボス３４ａを挟持する止環６２をタイロッド３
０に係止する。

シールハウジング３７には、ブースタシェル１前壁のタ
イロッド貫通孔を封緘するシール部材３８を嵌装する。

かくして、補強板３４はタイロッド３０に連結され、前
記戻しばね７の弾発力をタイロッド３０に負担させると
共にブースタシェル１の前壁中心部の内方変形を防止す
ることができる。

一方、ブースタシェル１の後壁内面には、各タイロッド
３０に貫通される支筒４３を溶接し、これにタイロッド
３０上の段付フランジ４１を嵌入し、ブースタシェル１
後壁と協働して上記段付フランジ４１を挟持する止環６
２を支筒４３に係止する。

その際、段付フランジ４１の小径部と支筒４３間に画成
される譲状ハウジング４４には、ブースタシェル１後壁
のタイロッド貫通孔を封緘するソール部材４５を嵌装す
る。

ブースタシェル１の前後外方に突出するタイロッド３０
の両端部は取付ボルト３３および３９に形成してあり、
ブースタシェル１前面に重ねたブレーキマスクシリンダ
Ｍの取付フランジ３６に前部の取付ボルト３３を貫通し
、その先端にナツト３５を螺合緊締することによりタイ
ロッド３０、補強板３４、ブースタシェル１前壁および
取付フランジ３６の囲者を一体に連結する。

また後部の取付ボルト３９は、これを自動車の車室前部
壁Ｗに貫通し、その先端にナツト４０を螺合緊締するこ
とによりタイロッド３０、ブースタシェル１後壁および
車室前部壁Ｗの三者を一体に連結する。

ところで、上記ナツト３５，４０の締付作業時、前述の
ようにタイロッド３０は、その欠円状フランジ６１と補
強板３４の欠円状凹部６０との嵌合により回転を阻止さ
れ、また補強板３４も２本のタイロッド３０により回転
を阻止されているので、各ナツト３５，４０とタイロッ
ド３０との共回りを防止してナツト３５，４０の締吋け
を確実に行うことができる。

タイロッド３０が貫通するブースタピストン２の透孔３
１を、そのピストン２の作動を妨げないようにシールす
るためにブースタピストン２とタイロッド３０との間に
シール手段を施す。

そのシール手段は、ゴム等の弾性材より形成された伸縮
自在の蛇腹状ブーツ４６より構成され、これにより第１
作動室Ａにおいてタイロッド３０外周を囲繞し、その前
端４６ａをタイロッド３０前端部外周の環状溝４７に、
またその後端４６ｂをブースタピストン２の透孔３１に
それぞれ密に嵌着する。

そして蛇腹状ブーツ４６の後端４６ｂとピストンダイヤ
フラム３の前記環状ビード３Ｃ前面とを離間可能に密着
させて透孔３２をブーツ４６によりシールする。

車室において、倍力装置Ｓの入力杆１１の後端には、固
定ブラケット５０に枢支５１されるブレーキペダル５２
を連結金具５３を介して連結する。

５４はブレーキペダル５２を後方へ付勢する戻しばねで
ある。

ブレーキマスクシリンダＭのシリンダ本体５５後端部は
ブースタシェル１前壁を貫通して第１作動室Ａ内にこれ
を突入させ、そのシリンダ本体５５内の作動ピストン５
６の後端に倍力装置Ｓの出力杆２２ａを対向させる。

次にこの実施例の作用について説明すると、図示の状態
は倍力装置の非作動状態を示すもので、互いに連結した
弁ピストン１２、入力杆１１およびブレーキペダル５２
は、可動ストッパ板２５が固定の端壁１ｄに当接する所
定の後退位置に戻しばね２４のばね力を以て保持され、
そして弁ピストン１２は第２弁座１０２を介して弁部１
３ｃの前面を押圧して、これを弁体保持筒１４の前面に
軽く接触させるまで後退させ、それによって第１弁座１
０□ と弁部１３ｃ間に僅かな間、隙ｇを形成している
。

このような状態は前記した可動ストッパ板２５の調節に
より容易に得ることができる。

以上により、エンジン運転中、常に負圧を蓄えている第
１作動室Ａは通孔１７、間隙ｇおよび通孔１８を介して
第２作動室Ｂと連通し、また弁部１３ｃの前面開口部は
第２弁座１０□により閉鎖されるので、第２作動室Ｂに
は第１作動室Ａの負圧が伝達して両作動室Ａ、Ｂの気圧
が平衡している。

したがってブースタピストン２も戻しばね７の弾発力を
以て図示の後退位置を占める。

いま、車両を制動すべくブレーキペダル５２を踏込み、
入力杆１１および升ピストン１２を前進させれば、弁ば
ね１６により前方へ付勢される弁部１３ｃは弁ピストン
１２に追従して前進するが、第１弁座１０１と弁部１
３ｃとの間隙ｇが前述のように極めて狭いので、弁部１
３ｃは、直ちに第１弁座１０□に着座して両作動室Ａ、
Ｂ間の連通を遮断し、同、時に第２弁座１０□は弁部１
３ｃから離れて第２作動室Ｂを通孔１８および弁体１３
内部を介して大気導入口６に連通させる。

したがって第２作動室Ｂには大気が素早く導入され、該
室Ｂが第１作動室Ａよりも高圧となり、両室Ａ。

Ｂ間に生じる気圧差によりブースタピストン２が戻しば
ね７に抗して前進して、弾性ピストン２１を介して出力
杆２２ａを前進させるので、ブレーキマスクシリンダＭ
の作動ピストン５６を前方へ駆動し、車両に制動がかけ
られる。

この場合、両作動室Ａ、Ｂ間に生じる気圧差により、ピ
ストンダイヤフラム３の環状ビード３ｃは伸縮ブーツ４
６の後端４６ｃに強く密着するので、両作動室Ａ。

Ｂ間は確実に遮断される。

上記作動ピストン５６の駆動時に、前述のようにシリン
ダ本体５５に前方へのスラスト荷重が作用するが、その
荷重はタイロッド３０を介して車体、即ち車室前部壁Ｗ
に伝達して支承される。

したがってブースタシェル１には上記荷重は作用しない
。

一方、弁ピストン１２の小軸１２ａはその前進により反
動ピストン２３を介して弾性ピストン２１に当接すると
、出力杆２２ａの作動反力による弾性ピストン２１の反
動ピストン２３側への膨出変形により前記反力の一部が
弁ピストン１２を介してブレーキペダル５２側にフィー
ドバックされ、それにより操縦者は出力杆２２ａの出力
、即ち制動力を感知することができる。

次に、ブレーキペダル５２の踏込み力を解放すると、先
ず弁ピストン１２にかかる前記反力および戻しばね２４
の弾発力により入力杆１１が後退し、これにより第２弁
座１０□を弁座１３ｃに着座させると共にその弁部１３
ｃを弁体保持筒１４の前面に当接させるので、弁部１３
ｃは入力杆１１の後退力を受けて軸方向に圧縮変形を生
じる。

その結果、第１弁座１０１と弁部１３ｃとの間には当
初の間隙ｇより大きな間隙が形成されるため、その間隙
を通して両作動室Ａ、Ｈの気圧が相互に素早く均衡し、
それらの気圧差がなくなれば、ブースタピストン２は、
戻しばね７の弾発力で後退し、ピストンダイヤフラム３
の突起３ｂがブースタシェル１の後壁内面に当接して停
止する。

そして、入力杆１１が端壁１ｄに当接したとき、弁部１
３ｃは入力杆１１の後退力から解放されて原形に復元す
るので、第１弁座１０□との間隙を再び小間隙ｇに狭ば
めることができる。

また、第１作動室Ａに負圧が蓄えられていない状態でブ
レーキペダル５２を踏込み、ブースタピストン２を前進
させた場合には、第１作動室Ａの空気が管路抵抗等によ
り吸気マニホールド側へ十分に排出されないため、第１
作動室Ａの残留空気が圧縮されるが、第１作動室Ａの気
圧が第２作動室Ｂのそれよりも高くなれば第１作動室Ａ
の残留空気の一部はブースタピストン２後面とピストン
ダイヤフラム３との間に進入して透孔３２の周縁の環状
ビード３ｃを伸縮ブーツ４６の後端４６ｃから離す方向
に押圧するので、それにより両者３ｃ４６ｃ間に生じる
間隙およびピストンダイヤフラム３の透孔３２を介して
両作動室Ａ、Ｂが連通ずる。

したがって上記間隙および透孔３２を通して両作動室Ａ
、Ｂの気圧が相互に素早く均衡するので、ピストンダイ
ヤフラム３に過大な後方押圧力が作用してそれを後方に
膨出変形させるような不具合が未然に防止される。

上記の気圧差が゛なくなれば、ピストンダイヤフラム３
の環状ビード３Ｃは伸縮ブーツ４６の後端４６ｃに再び
密着する。

以上のように本発明によれば、ブースタシェルの前後両
壁間を連結するタイロッドに連結した補強板をブースタ
シェル前壁の内面に当接させたので、ブースタシェル内
部の負圧の吸引作用によりブースタシェル前壁の変形を
防止でき、ブースタシェルの軽量化に能う弊害を解消し
得るものである。

尚、前記ばね受板はＡ１合金、合成樹脂等の軽量材料よ
りなる小部品で足りるので、これことよる装置の重量増
加は極めて少ない。

さらに、前記タイロッドを少なくとも２本設置して各タ
イロッドと前記補強板とを回止め連結したので、両タイ
ロンドおよび補強板の三者が協働して各タイロッドの回
止めを強固に行うことでき、したがってタイロッド両端
の取付ボルトとナツトによるタイロッドとマスクシリン
ダおよび車体との連結時、タイロッドの回転を防止でき
て上記連結を容易且つ確実に行うことができる。

その結果薄肉で機械的強度の比較的・低いブースタシェ
ルとタイロッド間にはタイロッドの回止め手段を講じる
要がなくなり、ブースタシェルの耐久性およびタイロッ
ド貫通孔のシール性の確保に極めて有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例の縦断側面図、第２図は
その■−■線断面図である。Ａ・・・・・・第１作動室、Ｂ・・・・・・第２作動室
、Ｓ・・・・・・倍力装置、１・・・・・・ブースタシ
ェル、２・・・・・・ブースタピストン、５・・・・・
・制御弁、６・・・・・・大気導入口、７・・・・・・
戻しばね、１１・・・・・・入力杆、３０・・・・・・
タイロッド、３４・・・・・・補強板、４６・・・・・
・シール手段としての蛇腹状ブーツ。

Claims

【特許請求の範囲】

１ブースタシェル１内部を、それに前後往復動自在に
収容したブースタピストン２により負圧源に連なる第１
作動室Ａと、制御弁５を介して前記第１作動室Ａまたは
大気との連通を切換え制御される第２作動室Ｂとに区画
し、前記ブースタピストン２に進退自在に連結した入力
杆１１の前進時、それに前記ブースタピストン２を追従
作動させるための気圧差が前記両作動室Ａ、Ｂ間に生じ
るように、前記入力杆１１を前記制御弁５に連結し、前
記ブースタシェル１の前後両壁間を前記ブースタピスト
ン２を貫通するタイロッド３０を介して連結し、そのタ
イロッド３０と前記ブースタピストン２間にそのピスト
ン２の作動を許容するシール手段４６を設けてなる負圧
式倍力装置において、前記タイロッド３０を少なくとも
２本設置すると共にそれらタイロッド３０に、前記ブー
スタシェル１外に突出する取付ポル）３３，３９を形成
し、前記ブースタシェル１の前壁に当接させる補強板３
４を前記両タイロッド３０．３０に回止め連結したこと
を特徴とする、負圧式倍力装置。