JP2001501556A - 電磁操作ユニットを備えたブレーキブースタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 車両ブレーキシステム用のブレーキブースタ（１０）が、少なくとも一つの可動壁（１４）によって真空室（１８）と作動室（１６）とに仕切られたハウジング（１２）を備えている。前記ブレーキブースタ（１０）に属する制御弁（２０）が、所望に応じて前記作動室（１６）を大気圧に、又は真空源に連通させ、前記ハウジング（１２）に関し相対的に一緒に移動するために前記可動壁（１４）に連結された制御弁ハウジング（２１）を備えている。電磁操作ユニット（２６）が前記制御弁ハウジング（２１）内に収容され、かつ、ソレノイドコイル（４４）と、前記制御弁（２０）の第一の弁座（３２）に固定されてばねの力に対抗して作用する接極子（２８）と、該接極子（２８）に対する対抗部分４６とを備えている。部品の数を同時に減らして前記電磁操作ユニット（２６）の内部における磁束を改善するために、反磁性の材料から成る嵌接体（９２）が前記対抗部分（４６）を貫通し、該対抗部分（４６）から前記接極子（２８）の方にいくらか突出して操作ピストン（６４）のための案内（９４）を形成している。

Description

【発明の詳細な説明】 電磁操作ユニットを備えたブレーキブースタ 本発明は請求項１の前提部分に記載のブレーキブースタに関する。このような ブレーキブースタはDE 44 22 027 A1によって知られている。 このようなブレーキブースタは、しばしば負圧ブレーキブースタ(Unterdruckb remskraftverstaerker)として作られ、常に真空源に、すなわち負圧源に連通し ている真空室と、所望に応じて真空源に、又は、すくなくとも大気圧に連通され 得るように構成された作動室とに、可動壁によって仕切られたハウジングを有す る。前記作動室を真空源に、又は、すくなくとも大気圧に連通させることは、当 該ブレーキブースタに設けられた制御弁によって為され、該制御弁は、例えばブ レーキペダルを介して加えられる、運転者の足の力によっても、又は、該足の力 とは独立の電磁操作によっても、電磁的に操作される。 前記制御弁の第一の弁座をゴム製の、弾力のあるシーリング部材から離すため に、前記電磁操作のための部品、特に、ソレノイドコイルと、コイルハウジング と、接極子と、該接極子に対する対抗部分とは、当該システムが励起されたとき 、前記接極子に作用する磁気回路(magnetischer Kreis)を形成して、該接極子に 所望の作動力を発生させる。 前記磁気回路は前記コイルから前記コイルハウジングを経由して前記接極子に 至り、そこから該接極子に対する対抗部分を経由して再び前記コイルに戻る。特 定の材料断面、或いは、換言すれば、磁性材料の、或いは磁化され得る材料の、 特定の、定義される量が、最良の磁束を得るために前記磁気回路において必要で ある。もしも該磁気回路が、磁性材料の、或いは磁化され得る材料の、この特定 量よりも多くを含んでいても、そのことによって得られる磁束の増分は小さいで あろう。 本発明の課題は、冒頭に延べられた先行技術から出発して、部品を減少させる と共に電磁操作ユニットが磁束に関して最良化されたブレーキブースタを提供す ることである。 この課題は、本発明に従って、請求項１に述べられた特徴を有するブレーキブ ースタによって解決される。 本発明によるブレーキブースタにおいて、反磁性の材料から、好ましくは軽量 材料から成る嵌接体が、接極子に対する対抗部分を貫通し、該対抗部分から前記 接極子の方にいくらか突出している。このような嵌接体は多くの利点を有する。 第一に、磁性材料の、或いは磁化され得る材料の量が、はじめに述べられた意味 において磁気回路中で最適化できる、すなわち必要な程度に制限されることであ る。第二に、前記接極子の方に突出した、前記嵌接体の反磁性材料部分が、該接 極子のためのストッパを形成して、該接極子が前記対抗部分に接触することを防 いでいることである。前記接極子が前記対抗部分に当接しないことが望ましい。 さもなければ、前記電磁操作ユニットの励磁に続いて非励磁が行われるときに、 これらを離すための大きな力が克服されなければならない。この大きな力は、前 記電磁操作ユニットの前記接極子が休止位置に自動的に戻ることを妨げる。従来 のブレーキブースタで用いられている電磁操作ユニットの場合には、反磁性材料 から成る、いわゆる付着防止板(Antiklebe-oder Antihaftscheibe)が、よく用い られており、前記接極子と前記対抗部分との間に所定の最小磁気間隔(magnetisc her Mindestspalt)を保っている。本発明に従って設訃された、反磁性材料製の 前記嵌接体は、このような付着防止板を不要にする。 更に、前記接極子を貫通して、弾力性を有するリアクション・プレートに作用 する操作ピストンのための案内をも、前記対抗部分を貫通する前記嵌接体は形成 している。従って、従来必要とされてきた、リアクション・プレートのための別 の案内が不要となった。 好ましくは、前述の嵌接体は、前記対抗部分の内部において、該対抗部分の自 由端から前記接極子の方に向かって、特に階段状に、又は、円錐状に先細りして いる。このようにして、前記対抗部分を通る磁束が最適化され、従って、同時に 重量の軽減が行われる。 別の実施形態によれば、前記対抗部分を貫通している嵌接体は、エラストマー 材料製のリアクション・プレートを収容するように作られている。前記対抗部分 から突出して前記リアクション・プレートを収容しているカップ状の部分を該嵌 接体は備えることができる。このような実施形態は重量を節約し、対抗部分自身 が、リアクションプレートのための、このようなカップ状の部分を有するような 解決策に比して製造も容易である。 本発明の一実施形態によれば、前記嵌接体及び前記対抗部分は、該対抗部分の 環状の張出し材料部分によって互いに連結され、すなわち互いに固定されている 。別の実施形態によれば、嵌接体は、対抗部分に射出成形によって直接に結合さ せられている。該嵌接体がプラスチック材料製であれば、例えば、ガラス繊維で 補強されたプラスチック材料で作られていれば、このような実施形態は特に有利 である。結果として得られる、前記対抗部分と前記嵌接体との複合部品は、該対 抗部分と該嵌接体との、安定した、特に密な結合によって特徴付けられている。 本発明によるブレーキブースタの、二つの好ましい実施形態が、添付図面を参 照して以下に詳細に説明される。 図１は、電磁操作ユニットを備えたブレーキブースタの長手方向に沿った断面 図である。 図２は、図１のブレーキブースタにおける電磁操作ユニットの拡大断面図であ る。 図３は、図２に対応して本発明の第一の実施形態を示す図である。 図４は、図２に対応して本発明の第二の実施形態を示す図である。 図１は、自動車の油圧ブレーキ系のための、電子工学的に制御されるブレーキ ブースタの概要を示す。図示した例においてブレーキブースタ１０は、いわゆる タンデム・ブレーキブースタとして作られている。すなわち、その、基本的に回 転対称であるハウジング１２の中に２つの可動壁１４、１４’があって、該可動 壁１４、１４’は、ブレーキブースタのハウジング１２の内部を各二つの作動室 １６、１６’と各二つの真空室１８、１８’とに仕切っている。二つの真空室１ ８、１８’は真空源（図示されていない）に常に連通しており、二つの作動室１ ６、１６’は、ハウジング２１を有する制御弁２０によって、選択により真空に （すなわち負圧に）、又は、すくなくとも大気圧に連通するよう構成されている 。機能と構造とについて更に詳細に後述される前記制御弁ハウジング２１は、図 示された例では、互いに圧密に連結された二つの部分２２、２３から成っている 。 制御弁２０は、例えば、入力棒２４に連結されたブレーキペダル（図示されて いない）によって前記制御弁２０に加えられる、運転者の足の力によって直接に 作動させられるし、また、前記の、足の力によるとは別に、電磁操作ユニット２ ６によって作動させられる。 前記電磁操作ユニット２６は電子制御ユニット（図示されていない）に接続さ れており、該制御ユニットの信号に応じて前記制御弁２０を作動させるよう構成 されており、従って、足の力とは全く独立に、又は、足の力を支援するような仕 方によってさえ、ブレーキブースタ１０を作動させるよう構成されている。 自動的に進行する、自動車の制動が、このような装置によって実現される。 作動室１６、１６’が大気圧（又は正圧）に連通させられると、二つの可動壁 １４、１４’は、図１における左側へ移動しながら制御弁ハウジング２１に力を 加え、該ハウジング２１は、この力をマスターシリンダ（図示されていない）に 送り、該マスターシリンダは、対応するブレーキ圧が次に形成されるブレーキブ ースタの下流側に機能的に接続される。ブレーキブースタ１０と、これに接続さ れた前記マスターシリンダとの機能は、一般に当業者に広く知られており、従っ て、これ以上説明する必要はない。 制御弁２０と電磁操作ユニット２６との構造については次に図２を参照して更 に詳細に説明する。該制御弁２０の円筒弁のハウジング２１に囲まれて該電磁操 作ユニット２６は基本的に中空の、円筒状の接極子２８を有し、該接極子２８は 図２において自己の右側でスリーブ３０（図１参照）に固定的に連結され、該ス リーブ３０の自由端、すなわち図１において右端には、第一の環状の弁座３２が 形成されている。 前記第一の弁座３２の半径方向外側で該弁座３２と同心に、部分３６に第二の 環状の弁座３４が形成されており、該部分３６は前記制御弁ハウジング２１の部 分２２の一部である。弁座３２及び弁座３４は図示の位置において、弾力のある シーリング部材３８と共に密閉作用を行う。この、ゴム製の、弾力のあるシーリ ング部材３８には、前記制御弁ハウジング２１に気密に連結された円筒状ダイア フラムが設けられ、該シーリング部材３８は、ばね受け部材３９に支持された圧 縮ばね４０ａによって、第一の弁座３２と第二の弁座との方へ押されている。も う一つの圧縮ばね４０ｂが、前記ばね受け材３９の反対側に支持されて前記入力 棒２４を該入力棒２４の作動方向の反対方向へ押している。 コイル保持体４２に保持されて前記制御弁ハウジング２１の部分２３に収容さ れた環状ソレノイドコイル４４を前記電磁操作ユニット２６は更に有する。該部 分２３は該ソレノイドコイル４４を同心状に包囲している。接極子２８に対する 対抗部分４６が、図２において、左側から前記制御弁ハウジング２１の前記部分 ２３に嵌め込まれている。前記対抗部分４６は、接極子２８に向う側に直径の小 さな部分４８を備え、該部分４８には、その自由端に、外から中に入るに従って 直径が階段状に小さくなって行く穴５０が設けられている。前記接極子２８が軸 心方向に移動できるように嵌まっている、前記穴５０の最大径部分は、該接極子 ２８の案内として機能する。非磁性材料で作られた、基本的に環状である円板５ ６が、前記接極子２８の、前記穴５０内に位置した端部の環状面５２と、前記対 抗部分４６の環状面５４との間に設けられ、該円板５６と該接極子２８との間に は、軸心方向の隙間Ｌがあって、該接極子２８の最大行程に該当している。前記 接極子２８が最大行程に在るとき、該接極子２８と前記対抗部分４６との間に前 記円板５６は最小の磁気間隙(ein magnetischer Mindestspalt)を保証して、該 接極子２８が前記対抗部分４６に付着し、かつ、その結果として引き離しに大き な力を要することを、防止する。図２に見られるように、フランジ５７によって 制御弁ハウジング２１の部分２３に圧密に固定された前記対抗部分４６は、前記 コイル保持体４２を制御弁ハウジング２１の部分２３に固定している。組立状態 において、前記対抗部分４６の小径部である部分４８と前記接極子２８とは案内 スリーブ５８に包囲されている。金属の薄板から成る該案内スリーブ５８は、半 径方向外側で制御弁ハウジング２１の前記部分２３に対してＯリング５９によっ てシーリングされており、半径方向内側で別のＯリング６０によって前記対抗部 分４６に対してシーリングされている。 図１から明らかなように、前記電磁操作ユニット２６と前記制御弁２０とは、 それぞれの中央を前記入力棒２４と、該入力棒２４に連結された第一の操作ピス トン６２と、該第一の操作ピストン６２に隣接する第二の操作ピストン６４とに よって貫通されている。該第一の操作ピストン６２の外周には環状の溝が設けら れており、この溝にはピンセット形状のストッパ６６が、操作ピストン６２の軸 心に垂直に嵌設されている。該第一の操作ピストン６２の右端には球面状に陥入 した座が設けられ、該座に前記入力棒２４の球状端６８が嵌り込んでいる。前記 球状端６８との連結部の頂点で前記操作ピストン６２の材料を前記入力棒２４の 主要部に対してかしめる（図示されていない）と、連接部の球面すり合わせ継手 機能が損なわれずに該球状端６８が軸心上で保持される。前記第一の操作ピスト ン６２の階段状に拡大した部分で環状の溝に収容されているラジアルシーリング 部材７０が、前記スリーブ３０の内部円筒面に対し、滑動可能に前記第一の操作 ピストン６２をシーリングしている。 前記操作ピストン６４を案内するために、スリーブ７２が前記対抗部分４６に おける穴５０に嵌め込まれている。ばね７４の一端が該スリーブ７２に当接し、 他端は前記接極子２８に作用して、該接極子２８を、図２に示されるように、そ の作動開始位置へと押している。これもまた図２から明かなことであるが、前記 第二の操作ピストン６４は、その一端に半径方向に形成されたフランジ７６によ って前記接極子２８に機械的に当接している。前記対抗部分４６の内部に位置す る、前記第二の操作ピストン６４の端部は、いわゆる受感板(Fuehlscheibe)７８ に作用する。マスタ・シリンダ側に向って階段状に拡がっている、前記対抗部４ ６の中央穴８０に該受感板７８は収容され、次に、エラストマー材料製であって 同様にカップ状の中央穴８０に収容された、いわゆるリアクション・プレート８ ２に作用する。符号８４が示すものは、ここでは更に関心を持つべきものではな いが、マスタ・シリンダ（図示されていない）への連結部材として機能する一中 間部材であり、ブレーキブースタからの力をマスタ・シリンダに伝えるものであ る。 制動が丁度行われたばかりでブレーキが解放された状態を想定して、ブレーキ ブースタ１０の作用を更に詳細に説明する。ブレーキブースタ１０のハウジング １２に当接すること（図１参照）によって前記ストッパ６６は、前記第一の操作 ピストン６２、前記第二の操作ピストン６４、前記接極子２８（前記ばね７４に よって前記シーリング部材３８の方へ押されている）、及び、前記第一の弁座３ ２（前記接極子２８に連結されている）の各休止位置を決定し、また、前記ハウ ジング１２に関する前記第一の弁座３２の相対位置を決定する。この場合、前記 可動壁１４に固定された前記制御弁ハウジング２１は、前記ブレーキブースタハ ウジング１２内に配設された戻しばね８６の力によって前記第一の弁座３２に関 して、なお移動を続けることができる。その結果、前記第一の弁座３２は前記シ ーリング部材３８から離れ、従って、前記作動室１６が大気に連通させられる。 その結果、前記可動壁１４において増大する圧力差が、該可動壁１４を逆方向に 移動させ、前記シーリング部材３８を再び前記第一の弁座３２に当接させ、前記 作動室１６への大気圧の供給を終らせる。閉じられた前記弁座３２、３４の周囲 に、このようにして力の平衡が生ずる。そして前記入力棒２４は、軸心方向の無 駄な行程(Totgang)無しで、この位置から操作され得て、前記制御弁２０を直ち に開かせ、倍力作用を直ちに始めさせる。休止位置(Ruhestellung)と更に呼ばれ る、この制御弁位置(Steuerventillage)からの専ら電磁的な操作についても、こ のことは、あてはまる。 ブレーキブースタ１０が入力棒２４によって作動させられると、作動のための 移動量が操作ピストン６２及び６４を経由して接極子２８に送られ、第一の弁座 ３２が、この移動量に応じて開かれる。操作ピストン６４は次に受感板７８を経 由してゴム状の弾性を有するリアクション・プレート８２に連結され、このよう な連結によって、操作ピストン６４に対する力の帰還が、すなわちリアクション ・プレート８２からマスタ・シリンダに送られた力の帰還が公知の方法でできる 。 入力棒２４に作用している操作力が無くなると、これに応じて第一の弁座３２ が再び閉じ、第二の弁座３４が、閉じられた第一の弁座３２によって生じさせら れた、シーリング部材３８の軸心方向変位の結果として、開く。このような仕方 で真空室１８と作動室１６とが連通することにより、可動壁１４に作用している 圧力差が小さくなり、初期状態、すなわち休止位置が復活する。 前記ソレノイドコイル４４を励磁して制御弁２０を電磁作動させると、同様の 作用が進行するが、ゴム状の弾性を有するリアクション・プレート８２から接極 子２８への力の帰還は生じない。 図示説明される全ての実施形態において、電磁操作ユニット２６を包囲してい る制御弁ハウジング２１の部分２３は、磁気抵抗が小さい材料から製造される。 このようにして、制御弁ハウジング２１の部分２３は、電磁操作ユニット２６の 磁気回路の一部を形成できる。前記部分２３の材料は、通常は磁性材料、或は磁 化可能材料であるが、反磁性物質ではない。従って、図示説明される実施形態に おいては、磁気回路は接極子２８、対抗部分４６、ソレノイドコイル４４、及び 、制御弁ハウジング２１の部分２３から構成される。 図３で図解された第一の実施形態によれば、前記対抗部分４６には嵌接体９２ が設けられ、該嵌接体９２は、その内外がカップ状に形成されて、その外径が、 接極子２８に向って階段状に小さくなっている。該嵌接体９２は、反磁性物質で 作られており、好ましくは、軽量材料から、例えば、ガラス繊維で補強されたプ ラスチック材料のような、軽量構造材料(Leichtbauwerkstoff)から成っている。 該嵌接体９２は、前記対抗部分４６を貫通して、端部が、接極子２８に面して前 記環状面５４をいくらか越えて突出している。その突出長さは前記第一の実施形 態における前記の非磁性の円板５６の厚さに等しく、該円板５６と同じ機能を該 嵌接体９２は果たす。更に、該嵌接体９２は、前記第二の操作ピストン６４を該 嵌接体９２に一体に形成された案内９４によって案内し、前記ばね７４の一端の ための支持部を形成している。前記受感板７８と前記リアクション・プレート８ ２とは、前記対抗部分４６からマスタ・シリンダ（図示されていない）の方に突 出した、嵌接体９２のカップ状部材９２ａに収容されている。嵌接体９２は、対 抗部分４６に、該対抗部分４６の環状のスカート状部分、すなわち張出し材料部 ９６によって連結・固定されている。必要であれば、シーリングリングの挿入に よって、嵌接体９２と対抗部分４６との連結部に更に良好なシーリングを保証で きる。 前記対抗部分４６内の前記嵌接体９２の先細り構造の結果として、一方では、 該対抗部分４６を通じての最善の磁束が得られ、他方では、明瞭な重量軽減が達 成される。 図４に示された第二の実施形態は、嵌接体９２の先細りが前記対抗部分４６内 で階段状にではなく円錐状に行われているという点で前述の第一の実施形態と異 なる。嵌接体９２の、この、一様な先細りにより、対抗部分４６内に更に良好な 磁束が得られる。更に、該第二の実施形態は、該嵌接体９２が射出成形法などに より前記対抗部分４６に接して直接に形成されるという点で第一の実施形態と異 なる。射出成形中に、前記嵌接体９２の材料が前記対抗部分４６のアンダカット (Hinterschneidungen)内に流入するので、射出成形された材料の硬化後には、嵌 接体９２と対抗部分４６との間に、機械的な力に耐え、かつ、シーリングされて いる連結が形成されている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ポルケ，ペーター ドイツ連邦共和国、デー 56269 ディー アドルフ、ケーニヒスベルガーシュトラー セ 13 (72)発明者 ボイエレ，クリストフ ドイツ連邦共和国、デー 56068 コブレ ンツ、ジュートアレー 71 (72)発明者 ダンネ，ウルリヒ ドイツ連邦共和国、デー 56170 ベンド ルフ、コブレンツ―オルパー―シュトラー セ 120

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．車両ブレーキシステム用のブレーキブースタ（１０）であって、 ＊少くとも一つの可動壁（１４）によって真空室（１８）と作動室（１６）とに 仕切られたハウジング（１２）と、 ＊所望に応じて前記作動室（１６）を大気圧に、又は真空源に連通させる制御弁 （２０）であって、前記ハウジング（１２）に関し相対的に一緒に移動するため に前記可動壁（１４）に連結された制御弁ハウジング（２１）を備えた制御弁（ ２０）と、 ＊前記制御弁ハウジング（２１）内に収容され、かつ、ソレノイドコイル（４４ ）と、前記制御弁（２０）の第一の弁座（３２）に固定されてばねの力に対抗し て作用する接極子（２８）と、該接極子（２８）に対する対抗部分４６とを備え た電磁操作ユニット（２６）と を備えたブレーキブースタ（１０）において、 反磁性の材料から成る嵌接体（９２）が前記対抗部分（４６）を貫通し、該対 抗部分（４６）から前記接極子（２８）の方にいくらか突出して操作ピストン（ ６４）のための案内（９４）を形成していることを特徴とするブレーキブースタ （１０）。 ２．前記嵌接体（９２）が、前記対抗部分（４６）の内部において該対抗部分（ ４６）の自由端から前記接極子（２８）の方に向かって先細りしていることを特 徴とする、請求項１に記載のブレーキブースタ。 ３．前記嵌接体（９２）が、その、前記接極子（２８）に対するとは反対の側に カップ状部分（９２ａ）を備え、該カップ状部分（９２ａ）が、受感板（７８） と、エラストマー材料から成るリアクション・プレート（８２）とを収容して前 記対抗部分（４６）から突出していることを特徴とする、請求項２に記載のブレ ーキブースタ。 ４．前記嵌接体（９２）と前記対抗部分（４６）とが、該対抗部分（４６）の環 状の張出し材料部分（９６）によって互いに連結・固定されていることを特徴と する、請求項１ないし３のいずれかに記載のブレーキブースタ。 ５．前記嵌接体（９２）が、射出成形によって作られて前記対抗部分（４６）に 該射出成形によって結合させられていることを特徴とする、請求項１ないし３の いずれかに記載のブレーキブースタ。 ６．前記接極子（２８）に付勢しているばね（７４）のための支持部を前記嵌接 体（９２）が形成していることを特徴とする、請求項１ないし５の何れかに記載 のブレーキブースタ。