JPS603003Y2 - ブレ−キブ−スタ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は気体圧力を利用してブレーキ操作力を倍力する
ブレーキブースタに関するものであり、特にストローク
拡大型ブースタの改良に関するものである。

ここにストローク拡大型ブースタとは、ブースタケーシ
ング内の室を二分する状態に配設されてその両側の室の
圧力差によって作動させられるパワーピストンが、入力
部材の操作に基づいて上記圧力差を制御する弁機構と、
入力部材に加えられる操作力を出力部材に向って中継す
る中継機構とを備えたコントロールピストンに対して相
対的に移動し得るようにされており、パワーピストンの
コントロールピストンに対する相対的な前進運動によっ
て出力部材のストロークの増大が図られている形式のブ
ースタのことである。

通常のブースタニオいては出力ストロークは必ず入力ス
トローク以下であるのに対して、入力ストロークよりも
大きな出力ストロークが得られる点に特徴を有する。

しかしこのストローク拡大型ブレーキブースタには、パ
ワーピストンに加えられる助勢力、すなわちパワーピス
トン両側の室の圧力差による力の大きさに限界（以後１
を大助勢限界ヨという）がある場合には、限界点におけ
る出力以上の出力を得ようとすると、一時的にペダルス
トローク（入力ストローク）のみが急激に増大するがブ
レーキ力は増大しないという不都合な現象が生ずる欠点
があった。

本出願人はかかる不具合を解消すべく、先に構造が簡単
でかつ作動遅れがなく、かつブレーキシュークリアラン
スのバラツキが存在してもそのクリアランスの消滅とと
もに出力ストロークの拡大作用が終了し、同時に前記パ
ワーピストンとコントロールピストンとの相対移動が阻
止（以下ロックという）される信頼性の高いパワーピス
トンの後退防止機構を備えたブレーキブースタを開発し
た。

この後退防止機構は、前記パワーピストンと前記コント
ロールピストンとの間に、ボールとそのボールを前記コ
ントロールピストンの半径方向に移動可能に保持するボ
ールリテーナとを配設するとともに、そのポールリテー
ナと前記パワーピストンとの間に、前記出力部材に接続
されたブレーキのブレーキクリアランスが消滅してブレ
ーキ作用が生じ始めるときに前記出力部材並びに前記リ
アクションレバーを介してそのポールリテーナに作用す
る反力にほぼ等し予荷重を与えてスプリングを装着し、
前記ブレーキのブレーキクリアランスが消滅したとき前
記スプリングが変形させられて前記ボールが前記パワー
ピストンと前記コントロールピストンとの間に形威され
た楔形の隙間に噛み込まれ、以って前記パワーピストン
の前記コントロールピストンに対する相対的な移動が阻
止されるように構成したものであった。

しかし、このブレーキブースタにおけるボールはポール
リテーナの穴に保持されている構造であるが、その穴と
ボールとの間にはボールのコントロールピストン半径方
向の移動を許容するために隙間が必要である。

このため前記出力ストローク拡大作用が前記クリアラン
ス消滅時に終了し前記パワーピストンとコントロールピ
ストントカロックされる際には、その隙間に相当するパ
ワーピストンのストロークが余計に必要となり、またそ
の隙間が消滅するときに異音が発生する欠点があった。

本考案は以上の事情を背景として為されたものであり、
その目的とするところは前記ボールとこれを保持するポ
ールリテーナの穴との隙間を無くする構造にすることに
よって、ロック作用時のパワーピストンのストローク損
失を解消し、その作動異音を防止したブレーキブースタ
を提供することにある。

斯る目的を達成するため、本考案は前記ブレーキブース
タにおいて、前記コントロールピストン及び前記パワー
ピストンに対して軸心方向に相対移動可能な作用部材を
設けてこれを前記リアクションレバーの第−人力部に接
触させ、その作用部材の後方にボールを配置し、そのボ
ールと前記パワーピストンとの間にそのボールを前記作
用部材に向って付勢するスプリングを含むボール駆動機
構を設けるとともに、ボールの後方において少なくとも
前記パワーピストンの内面の一部を傾斜面とすることに
よりその傾斜面と前記コントロールピストンの外面との
間に前方へ向って開いた楔形の隙間を形威し、前記出力
部材に接続されるブレーキのクリアランスが消滅するま
では前記パワーピストンの出力が前記ボール駆動機構、
ボール及び作用部材を介して前記リアクションレバーの
第−人力部に伝達され、ブレーキクリアランスが消滅し
てリアクションレバーから前記作用部材に加えられる反
力が増大したときは、前記スプリングが弾性変形させら
れて前記ボールが前記楔形の隙間に噛み込まれて前記パ
ワーピストンの前記コントロールピストンに対する相対
的な前進が阻止されて両ピストンが一体化されるように
構成したことにある。

このようにすれば、前記ポールリテーナに替わる上記作
用部材とボールとの間に隙間が発生することなく、ロッ
ク作用時のパワーピストンのストローク損失及びロック
作動異音が発生するという問題が根本的に解決されるの
である。

以下において、本考案の目的、構成及び効果を一層明確
にするために、その実施例を示す図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図に示したブースタ１００は、ブレーキペダル１０
１から入力部材であるオペレイティングロッド１に加え
られる入力を倍力して、出力部材であるブツシュロッド
２からマスクシリンダ１０２へ出力するものでる。

ブースタ１００は気密なケーシング３を備えており、ケ
ーシング３内部の室はダイヤフラム式のパワーピストン
４によって部分されている。

パワーピストン４は本体４９とその内側に三本のネジ８
１によって螺着された環状金具８２とその中心部に拘持
された遠吠部材４１とを備えている。

パワーピストン４によって部分された室の一方は管継手
５を経て、エンジンのインティクマニホールド、バキュ
ームポンプ等の真空源１０３に接続されて、常時負圧の
定圧室６となっている。

他方の室は後述するコントロールバルブによって上記定
圧室６若しくは大気に選択的に連通させられて内圧の変
動する変圧室７となっている。

パワーピストン４の中央部には弁機構２０と中継機構３
０とを備えたコントロールピストン９が摺動可能に嵌合
され、これ等が制御機構部５０を構成している。

コントロールピストン９は本体１８とその外側に嵌合さ
れた円筒部材１７とから戒る。

弁ｉ構２０はコントロールピストン９に形成された第一
の弁座２１と、コントロールピストン９に摺動可能に嵌
合されたバルブプランジャ２２に形成された第二の弁座
２３と、両弁座２１及び２３に対して共通に配設された
弾性材製のバルブエレメント２４とにより構成されてい
る。

バルブエレメント２４は圧縮ばね２６によって両弁座２
１及び２３に向かつて付勢されている。

コントロールピストン９には定圧室６及び変圧室７に通
ずる空気流通路２７及び２８が形成されている。

また流通路２８に連続してこれより広い幅にて形成され
た切欠きには、前記バルブプランジャ２２の前進端及び
後退端を規制するストッパ１３が挿し込まれ、このスト
ッパ１３はケーシング３の後壁に当接可能でコントロー
ルピストン９の後退端を規制するストッパプレート１１
を固定するとともに、ストッパープレート１１に保持さ
れたリング状ばね１２によって抜出し防止されている。

コントロールピストン本体１８のケーシング３から突出
した部分はブーツ１５によって包囲されており、ブーツ
１５の端部には空気吸入口１６があけられている。

一方中傾機構３０は、上記バルブプランジャ２２と、コ
ントロールピストン９に嵌合された大プランジャ３２と
、両者間に介在させられているゴム製のリアクションデ
ィスク３３とを含んでいる。

このリアクションディスク３３は、バルブプランジャ２
２とコントロールピストン９との微小な相対移動を許容
しつつ、両者から加えられる力の合力を大プランジャ３
２に伝達する作用をなすものである。

大プランジャ３２は中央から前方に突出したロッド部３
４を備え、ロッド部３４が前記ブツシュロッド２の後端
部を支持している。

第１図に示すように、パワーピストン４とコントロール
ピストン９との間には円周方向の隙間４２が形成され、
ここに複数（三個）のボール４４を回転可能に保持した
前記作用部材であるホールリテーナ４３、圧縮ばね８４
及びスプリングリテーナ８９が収容されている。

すなわち、第２図に示すように円筒部材１７の外周面に
は溝状で前方（同図中左方）にすすむにつれて深さが漸
増する（コントロールピストン９の軸心に近づく）形状
のテーパ部６６を有するボール収容凹部６１が形成され
ている。

一方環状部材４１の前半分の内周面に、前記ボール収容
凹部６１に相対向した溝であってその底部にはパワーピ
ストン４の軸心に平行な平担部６２と後方に向って軸心
に近づく方向に傾斜させられた急傾斜部６４と急傾斜部
より緩やかな緩傾斜部６５とが前端より順次形成されて
いる。

この緩傾斜部６５が前記テーパ部６６とともに田ンク面
として機能するのである。

６３は小径部である。ボールリテーナ４３は第２図から
明らかなようにボール支持のため後端部に半円状の切欠
かある円筒部４６と、その前端には外方に向って直角に
形成されている鍔状の当接部４７とからなる。

その鍔状の当接部４７にはパワーピストン４がコントロ
ールピストン９に対して相対的に前進したとき、環状部
材４１の前端が接触しないように三ケ所の開口８０が設
けられるとともにコントロールピストン９の中心線に対
して開口８０の対称位置には第１図に示すようにリアク
ションレバー５１を位置決め保持するため前記当接部の
一部が曲げ起こされた一対の保持片であるレバーリテー
ナ部８３が三ケ所設けられている。

前記スプリングリテーナ８９と前記環状部材４１との間
にはコイル状圧縮ばね８４が同軸状に装着され、スプリ
ングリテーナ８９とともにボール駆動機構を形成してい
る。

このためスプリングリテーナ８９の前方に位置する前記
ボール４４は前記ボールリテーナの円筒部４６に常時ス
キマなく接触させられるとともにそのポールリテーナ４
３が常時前方向へ付勢されているが、前記環状金具８２
とパワーピストン本体４９との三個所の螺着部から中心
部へ向って設けられた逆り字状のストッパ部８５によっ
て前進を阻止されている。

更に前記環状金具８２の前記螺着部の軸対称位置にはス
プリング受け５６を位置決め保持するための開口及び切
欠端部を有する逆Ｕ字形の三個の保持部８６が一体的に
設けられている。

前記当接部４７及び前記大プランジャ３２とブツシュロ
ッド後端のリアクションプレート部８との間には前記レ
バーリテーナ部８３に一端が係合させられ割ピンで抜出
し防止された三個のキの字形板状のリアクションレバー
５１が介在させられるとともに位置決め保持されている
。

前記円筒部材１７はその前端部に三個のフランジ部５４
を有している。

このフランジ部に一端部を接触させられ、他端部を前記
保持部８６に形成された開口に嵌入するとともに、その
保持部８６の先端部に形成された切欠部に係合させられ
た三個のスプリング受け５６の中間部と、ケーシング３
のこれに対向する前壁との間にはコイル状の圧縮ばね５
７がケーシング３と同軸状に配設されている。

次に、本実施例の作動を説明する。

ブレーキペダル１０１が踏まれていない状態においては
、第二弁座２３がバルブエレメント２４に接触し第一弁
座２１が離れているため、変圧室７は定圧室６に連通し
て両室は等しい負圧に保たれており、パワーピストン４
の両側には圧力差はない。

そのためにパワーピストン４及びコントロールピストン
９はスプリング受け５６を介して加えられる圧縮ばね５
７の弾性力によって、コントロールピストン９がストッ
パプレート１１を介して、またパワーピストン４が直接
ケーシング３に当接した後退位置に保持されている。

第１図はこの状態を示す。

この状態からブレーキペダル１０１が僅かに踏み込まれ
、オペレーティングロッド１が前進（第１図において左
方に移動）させられると、第一弁座２１がバルブエレメ
ント２４に接触した後第二弁座２３がこれから離れ、変
圧室７は定圧室６から切り離されて大気に連通ずる。

その結果、空気が流入する変圧室７と定圧室６との間に
圧力差が生じ、これに基づく力によってパワーピストン
４が前進させられる。

パワーピストン４が前進すると、前記環状部材４１の急
傾斜部６４によって直接ボール４４に力が加えられる以
前に、圧縮ばね８４及びスプリングリテーナ８９から成
るボール駆動機構によってボール４前進させられ、それ
によってポールリテーナ４３が前進させられる。

このポールリテーナ４３の前進によって第３図に示すよ
うにリアクションレバー５１の第−人力部７１に力が加
えられ、リアクションレバー５１が第二の入力部７４が
当接させられている大プランジャ３２の出力部７５を支
点として回動させられる。

その結果中間の出力部７２からリアクションプレート部
８を通じてブツシュロッド２に推力が加えられる。

これによりマスクシリンダ１０２内の制動液が図示しな
いブレーキ係統へ供給され、ブレーキクリアランスが消
滅させられるとともに、ピストンカップ等の初期的な変
形に基づく消費液量が充填される。

すなわち、入力ストロークに比べてはるかに大きい出力
ストロークが得られるのである。

ブレーキシュークリアランスが消滅してブレーキの反力
がマスクシリンダを経てブツシュロッド２に現われ始め
る頃には前記と逆の伝達経路によってポールリテーナ４
３の前進が停止させられる。

即ち、圧縮バネ８４の予荷重がこの時の反力に等しい大
きさに選定されているのである。

ポールリテナ−４３及びボール４４の前進が停止させら
れてもパワーピストン４は圧縮バネ８４の弾性力に抗し
て前進するため、第４図に示すようにパワーピストン４
の緩傾斜部６５が停止しているボール４４に乗り上げ、
ボール４４がこの緩傾斜部６５とコントロールピストン
９のテーパ部６６との間の楔形の隙間に噛み込まれる。

これによりパワーピストン４がコントロールピストン９
に対して相対的に移動不能となるとともにボール４４及
びポールリテーナ４３も同様に前方へも後方へも相対移
動不能となる、テーパ部６６と緩傾斜部６５とがロック
面となっているのである。

第５図に示された先発間のブレーキブースタにおいては
、ボールリテーナ４３とボール４４との間にはボール４
４のコントロールピストン半径方向の移動を許容するた
めの隙間Ａが存在し、ロック状態に至るまでパワーピス
トン４は隙間Ａに対応するストロークを更に前進しなけ
ればならない。

然るに、本例によれば、ポールリテーナ４３とボール４
４とは圧縮ばね８４によって常時接触させられ、その間
の隙間が存在しない構成とされているのでロックの際に
おいてはパワーピストン４のストローク損失や隙間消滅
音が根本的に解消され得るのである。

なお、以上の説明から明らかなように収容凹部６１は前
記形状のテーパ部６６を備えていさえすれば良いのであ
り、前方側の湾曲面６７は排除することもできるが、こ
れを利用すればストッパとしてのフランジ部５４が不要
となる。

ポールリテーナ４３がコントロールピストン４に対して
移動不能となり、ポールリテーナ４３に保持されたボー
ル４４にパワーピストン４の緩傾斜部６５が当接した後
は、従来のブレーキブースタと同様にオペレイティング
ロッド１とパワーピストン４とがリアクションレバー５
１とリアクションディスク３３とで決まる比率で力を担
いながら、ブツシュロッド２を前進させる。

このようにしてパワーピストン４がその両側の圧力差が
限界に達するまで前進させられた後、ブレーキペダル１
０１が更に強く踏み込まれると、リアクションレバー５
１の第二人力部７４にハ大プランジャ３２の出力部７５
から強い力が加えられ、リアクションレバー５１は出力
部７２が当接させられたリアクションプレート部８を気
侭として回動し、ポールリテーナ４３を後方に押し戻そ
。

うとする。

この時ボールリテーナ４３は少しも後退しない。

球心よりも後方寄りの部分を間隔の漸減する収容凹部テ
ーパ部６６及び緩傾斜部６５に接触させられているから
である。

従ってブレーキペダルにアイドルストロークが生ずるこ
ともなづい。

しかも、バルブプランジャ２２の前進端はストッパ１３
によって規制されていることから、結局オペレーティン
グロッド１、バルブプランジャ２２、コントロールピス
トン９、大プランジャ３２、リアクションディスク３３
、ポールリテーナ４３及びリアクシコンレバー５１等が
一体化された状態となり、この一体化されたものによっ
てり′アクションプレート部８を通じてブツシュロッド
２が押し出されること）なる。

従って出力ストロークは入力ストロークと同じ割合で増
加する。

しかしこの時にはパワーピストン４への助勢力は限界に
達しているため、ブースタの出力はブレーキ；操作力の
増加分だけ増加するのみである。

ブレーキペダル１０１の踏込みが解放されると、バルブ
エレメント２４が第二弁座２３に接触して第一弁座２１
から離れるため、変圧室７は大気から遮断されて定圧室
６に連通させられ（第１°図参照）、パワーピストン４
へは助勢力が作用しなくなる。

その結果、スプリング受け５６を介して加えられるスプ
リング５７の付勢力によって一体的にロックされている
パワーピストン４及びコントロールピストン９等が後退
させられる。

この後退によってストッパプレート１１がケーシング３
に当接してコントロールピストン９の後退が停止し、続
いてパワーピストン４がコントロールピストン９に対し
て後退させられる。

この時点においてはポールリテーナ４３に加えられるブ
レーキ反力が減少してパワーピストン４とコントロール
ピストン９とをロックする力も減少しているため、パワ
ーピストン４はコントロールピストンに対して後退し得
るのである。

そしてその結果ロックを解かれたボール４４及びポール
リテーナ４３は圧縮バネの弾性力によって、ポールリテ
ーナ４３がストッパ部８５に当接するまで前進させられ
る。

パワーピストン４がケーシング３に当接するまで後退し
て作動が終了する。

なお、以上詳述したのはあくまでも本考案の一実施例で
あって、本考案は決してこれに限定して触釈されるべき
ではない。

たとえば、ボール４４がポールリテーナ４３へ常時接触
させられる構造は第６図に示されるもののみならず種々
変更が加えられ得る。

第６図においてはスプリングリテーナ８９が除去され、
圧縮ばね８４が直接ポール４４を前方向へ付勢している
構造である。

また前記収容凹部テーパ部６６のコントロールピストン
中心線に対する傾斜角度（α）はｏｏ〈α≦１５°、急
傾斜部６４の同じくコントロールピストン中心線に対す
る傾斜角度（β）は２０°≦β≦７５°、緩傾斜部６５
の傾斜角度（γ）はｏ’＜γ≦３０’の範囲内において
それぞれその大きさを適宜選定することができる。

またテーパ部６６については、その前方寄りの部分の傾
斜角度を１５゜以下の範囲で後方寄りの部分のそれより
も大きくすることもできる。

一方急傾斜部６４と緩傾斜部６５についても、要は後方
寄りの部分の傾斜角度が他の部分よりも緩やかになって
いれば良いのであり、急傾斜部６４と緩傾斜部６５との
間の角部を排除し全体を曲面とすることも可能である。

更に、コントロールピストン９とバルブプランジャ２２
との相対移動を許容しつつ両者の合力を大プランジャ部
３２に伝達する媒体としては前記リアクションディスク
３３が好適ではあるが、これに代えてレバー等を使用す
ることもできるし、米国特許明細書第４．１００．８３
峰に示されているようにバルブプランジャ２２と大プラ
ンジャ３２とが一体とされてもよい。

またパワーピストンへの助勢力は大気圧と正圧との圧力
差によって発生させられても良いし、米国特許明細書第
３．１１０．０３１号に示されているように、常時大気
圧にセットされている室と大気圧若しくは負圧に選択的
にセットされる室との圧力差によって助勢力を得ること
としても良い。

さらには特開昭５４−９９８７５号に示されているよう
に、パワーピストンとコントロールピストンとの間に圧
縮ばねが配設された形式のストローク拡大型ブレーキブ
ースタにも本発明は適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例のブレーキブースタの縦断面
図である。 第２図は第１図に示す実施例の要部拡大図である。 第３図及び第４図は第１図乃至第２図に示した実施例の
作動説明図である。 第５図は先発明のブレーキブースタの作動説明図である
。 第６図は本考案の他の実施例の要部拡大図である。 １：オペレーティングロッド（入力部材）、２：プッシ
ュロッド（出力部材）、３：ケーシング、４：パワーピ
ストン、９：コントロールピストン、２０：コントロー
ルバルフ（弁機構）、３０：中継機構、４３：ボールリ
テーナ（作用部材）、４４：ボール、５１：リアクショ
ンレバー、６５：緩傾斜部（傾斜面）、７１：第−人力
部、７２：第二人力部、８４ニスプリング、１００ニブ
レーキブースタ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ケーシング内部の室を二分する状態に配設されて該両室
   の圧力差によって作動させられるパワーピストンが、前
   記両室の圧力差を制御するための弁機構と入力部材の入
   力を出力部材に伝達する中継機構とを内蔵したコントロ
   ールピストンの外周面に軸心方向に相対移動可能に嵌合
   されるとともに、前記パワーピストンの出力と前記中継
   機構の出力とがそれぞれ、中間の出力部において前記出
   力部材に当接させられたリアクションレバーの該出力部
   の両側に位置する第一人力部と第二人力部とに入力され
   、前記出力部材に前記入力部材よりも大きなストローク
   が得られるように構成されたブレーキブースタにおいて
   、 前記コントロールピストン及び前記パワーピストンに対
   して軸心方向に相対移動可能な作用部材を設けてこれを
   前記リアクションレバーの第一人力部に接触させ、その
   作用部材の後方にボールを配置し、そのボールと前記パ
   ワーピストンとの間にそのボールを前記作用部材に向っ
   て付勢するスプリングを含むボール駆動機構を設けると
   ともに、前記ボールの後方において少なくとも前記パワ
   ーピストンの内面の一部を傾斜面とすることによりその
   傾斜面と前記コントロールピストンの外面との間に前方
   へ向って開いた楔形の隙間を形威し、前記出力部材に接
   続されるブレーキのクリアランスが消滅するまでは前記
   パワーピストンの出力が前記ボール駆動機構、ボール及
   び作用部材を介して前記リアクションレバーの第一人力
   部に伝達され、ブレーキクリアランスが消滅してリアク
   ションレバーから前記作用部材に加えられる反力が増大
   したときは、前記スプリングが弾性変形させられて前記
   ボールが前記楔形の隙間に噛み込まれて前記パワーピス
   トンの前記コントロールピストンに対する相対的な前進
   が阻止されて両ピストンが一体化されるように構成した
   ことを特徴とするブレーキブースタ。