JP2004521796A - ブレーキブースタ用の反力装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】本発明は、主に、ブースト特性を変更可能な空圧ブレーキブースタ用の反力装置、及び、そのような装置を備えたブレーキブースタに関する。
本発明による反力装置は、非圧縮性の若しくは実質的に非圧縮性の材料からなる反力ディスク（３３）が内部に収納されるハウジングを備えており、このハウジングは、
ｄ）第１の長手方向端部における第１の面と、
ｅ）前記第１の端部と反対側の第２の端部において、空圧ピストンを作用させるための第２の半径方向外側の面と、前記第２の面で境界が定められた、プランジャを作用させるための第３の面と、そして
ｆ）前記第１の面から前記第２及び第３の面まで伸張している第４の半径の面とによって境界が定められている。
反力装置は、更に、少なくとも１つの変形可能な弾性手段と、前記弾性手段に圧縮応力を付与する手段（４５）とを備えており、入力値が或る一定の値より高い場合、前記弾性手段は、前記第１及び第２の面の集合において生じる、反力ディスク（３３）が使用できる容積の増大を可能とする。
本発明は、特に自動車産業で利用される。
本発明は、主にブレーキ産業で利用される。
【選択図】図３

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に、ブースト特性を変更可能な空圧ブレーキブースタ用の反力装置、及び、そのような装置を備えたブレーキブースタに関する。
【背景技術】
【０００２】
空圧ブレーキブースタは、ブレーキペダルに加えられる人の力を空圧で増幅するブレーキシステムに用いられる。ブースタは、ブレーキペダルと、マスターシリンダ、例えばタンデムマスターシリンダ、の間に配置される。
空圧ブレーキブースタは、密封された可動壁によって２つのチャンバに分割されているケーシングを備えており、この壁は、２つのチャンバの間の圧力差によって動かすことができる。可動壁は、ピストンの外周部にかしめられているスカート部を介して半径方向外向きに広がる空圧ピストンを備えている。２つのチャンバの間の圧力差は、ブレーキペダルによって制御されている作動ロッドの動きに従属する三方弁によって制御される。この三方弁は空圧ピストンの後方円筒部内に配置されている。
【０００３】
作動ロッドの動作は、プッシュロッドによって、例えばゴムのような弾性材料から作られている反力ディスクを介して、マスターシリンダのピストンに伝達される。反力ディスクは、作動ロッドに対して固定されているプランジャ分配器を介して加えられる作動ロッドからの第１の力と、圧力差による可動壁の動きの結果として空圧ピストンにより供給されるブーストからの第２の力と、プッシュロッドを通して伝達される油圧ブレーキ回路の反力である第３の力、の３つの力を組み合わせる手段である。このディスクによって、車両のドライバーは、油圧回路から自分にフィードバックされる情報に基づいて、ブレーキペダルへの自分の動作を調整できるようになる。
ドライバーがペダルに掛ける力は、入力であり、作動ロッドが掛ける力は、作動力であり、プッシュロッドが、マスターシリンダ、例えばタンデムマスターシリンダのピストンに加える力は、出力である。
【０００４】
このタイプのブレーキブースタによって、入力と出力との間に、ある一定の入力値の範囲に亘って、かなり厳密な関係を構築することができる。
例えば、ある一定の入力を超えるとブーストが増大するような、ブースタのブースト特性を変更することのできる、即ち入力と出力の間の比を変更することのできる装置がある。特許ＦＲ００／１５９４３号は、空圧ピストンの後方円筒部に適用される装置について記述しており、分配器は、作動ロッドと同じ側のプランジャと、反力ディスクと同じ側のフィラーの２つの部品で構成され、フィラーとプランジャの間に変形可能なケージに入った圧縮応力ばねが配置されている。ばねの圧縮応力より低い作動力では、フィラーとプランジャは剛体片のように挙動する。十分に高い入力では、ばねは圧縮され、従ってフィラーがブレーキペダルに向かって軸方向に動けるようになるので、反力ディスクがブレーキペダルに向かって拡張できるようになる。その結果、作動ロッドに伝達される反力は低減し、ブースト比が上がる。
【０００５】
しかしながら、この装置は、その嵩高性のためにブースタの内部構造を相当に修正しなければならず、これに対し、経費面の理由で、器材製造業者は、製品を標準化しよう努力している。更に、製造業者は、ブースタの大きさを小さくしようと努めている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、既知型式の空圧ブースタに装着することのできる反力装置を提供することが、本発明の目的である。
更に、小型の反力装置を提供することが、本発明の目的である。
更に、ブースト比を変えることができ、標準的なピストン本体を有する空圧ブレーキブースタを提供することが、本発明の目的である。
更に、低コストで、ブースト比を変えることができる空圧ブレーキブースタを提供することが、本発明の目的である。
更に、小型の、ブースト比を変えることができる空圧ブレーキブースタを提供することが、本発明の目的である。
更に、ブーストのレベルを変えることができ、設計と製造が簡単な空圧ブレーキブースタを提供することが、本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、好都合にも、標準的形態のブースタの空圧ピストンに簡単な方法で取り付けることができる。
更に、本発明は、設計が簡単であり、製造コストも低いという利点を有している。
更に、本発明は、小型であるという利点を有している。。
【０００８】
この様に、これらの目的は、
ａ）第１の長手方向端部における第１の面と、
ｂ）前記第１の端部と反対側の第２の端部において、空圧ピストンを作用させるための第２の半径方向外側の面と、前記第２の面で境界が定められた、プランジャを作用させるための第３の面と、そして
ｃ）前記第１の面から前記第２及び第３の面まで伸張している第４の半径の面とによって境界が定められている、
非圧縮性の、又は実質的に非圧縮性の材料で作られている反力ディスクが中に配置されているハウジングを備えている、本発明による反力装置によって実現される。
【０００９】
反力装置は、更に、少なくとも１つの変形可能な弾性手段と、前記弾性手段に圧縮応力を付与する手段とを備えており、入力値が或る一定の値より高い場合、前記弾性手段は、前記第１及び第２の面の集合において生じる、反力ディスクが使用できる容積の増大を可能とする。
本発明の主要な主題は、第１の長手方向端部における第１の面と、前記第１の端部と反対側の第２の端部における第２の半径方向外側の面と、前記第２の面で境界が定められた第３の面と、そして前記第１の面から前記第２及び第３の面まで軸方向に伸張する第４の半径の面とによって境界が定められている、収納ハウジング内に配置されている反力ディスクを備えているブレーキブースタ用の反力装置であり、前記反力装置は、更に、変形可能で、ある一定の値を超える入力に対して前記反力ディスクの利用可能な容積を増大させる少なくとも１つの弾性手段を備えており、所定値未満の入力に対して第１のブースト比を設定するものであり、更に、前記反力ディスクの利用可能な容積の増大は、第１及び第４の面の集合において生じ、又、前記反力装置は、所定値よりも高い入力値に対して少なくとも第２のブースト比を設定することを特徴とする。
【００１０】
本発明の別の主題は、前記第４の面は、少なくとも部分的には、前記プッシュロッドの半径方向端部によって画定されることを特徴とする反力装置である。
本発明の別の主題は、前記第１の面が、環状座金と、少なくとも１つの浮動部片によって画定されることを特徴とする反力装置である。
本発明の別の主題は、前記第１の面が、プッシュロッドの一方の軸方向端部に固定されている部片によって形成されていることを特徴とする反力装置である。
本発明の別の主題は、少なくとも１つは在る前記弾性手段には圧縮応力が付与され、入力がある一定の入力値より低い場合には、反力装置を剛体として機能させることを特徴とする反力装置である。
【００１１】
本発明の別の主題は、前記反力装置が、入力の値に従ってブースト比を変えることを特徴とする反力装置である。
本発明の別の主題は、前記反力装置は、作動力値がある値より高い場合には、ブースト比を増大させることを特徴とする反力装置である。
本発明の別の主題は、前記弾性手段の圧縮応力が、１５０ニュートン以上であることを特徴とする反力装置である。
本発明の別の主題は、前記弾性手段がばねであることを特徴とする反力装置である。
本発明の別の主題は、前記弾性手段が、円筒ばねであることを特徴とする反力装置である。
本発明の別の主題は、前記弾性手段が、弾性リングであることを特徴とする反力装置である。
【００１２】
本発明の別の主題は、前記弾性手段が、円錐ばねであることを特徴とする反力装置である。
本発明の別の主題は、前記環状座金及び少なくとも１つはある浮動部片が、少なくとも１つはある弾性手段に圧縮応力を付与する手段を形成していることを特徴とする反力装置である。
本発明の別の主題は、前記環状座金が、プッシュロッドの本体にかしめられていることを特徴とする反力装置である。
本発明の別の主題は、前記浮動部片が、弾性手段を中央位置決めする手段を備えていることを特徴とする反力装置である。
本発明の別の主題は、前記反力装置が、少なくとも２つの同軸弾性手段を備えていることを特徴とする反力装置である。
本発明の別の主題は、前記弾性手段が、弾性手段の予荷重よりも低い予荷重を有していることを特徴とする反力装置である。
本発明の別の主題は、前記浮動部片は、一方が他方に対して軸方向に動くことのできる中央の第１の部片と、環状の第２の部片を備えていることを特徴とする反力装置である。
本発明の別の主題は、前記反力装置が、空圧ブレーキブースタの案内手段と協働することができる案内手段を備えていることを特徴とする反力装置である。
【００１３】
本発明の別の主題は、第１の長手方向端部でブレーキペダルと接続し、前記第１の端部と反対側の第２の長手方向端部で分配器と接続することのできる作動ロッドによって作動させる三方弁が配置されている空圧ピストンを備えている密封された可動壁によって２つのチャンバに分割されているケーシングを備えている空圧ブレーキブースタにおいて、前記分配器は、先に定義した反力装置と接触することができることを特徴とする空圧ブレーキブースタである。
本発明の別の主題は、先に定義した前記反力装置は、座金によって空圧ピストンに固定されていることを特徴とする空圧ブレーキブースタである。
本発明の別の主題は、前記座金が、戻しばねと空圧ピストンとの間に挟むことによって固定されていることを特徴とする空圧ブレーキブースタである。
本発明の別の主題は、前記空圧ピストンが、先に定義した反力装置の案内手段と協働する案内手段を備えていることを特徴とする空圧ブレーキブースタである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、以下の説明と添付図面を参照することにより、よく理解頂けるであろう。なお、ここでは、前（フロント）及び後（リヤ）という用語は、それぞれ図面の左手及び右手を指している。また、全ての図面を通して、同じ機能を果たす部品、部片には、同じ参照番号を付している。
記載されているずべての要素は、回転対称軸ＸＸ’を有する部片である。
以下の説明において、拡張という用語は弾性的動作として理解されており、以下に定義する反力ディスクは、弾性的動作が終わると、最初の形状に戻る。
【００１５】
図１は、既知の型式の空圧ブレーキブースタを示しており、第１の外壁３と第２の外壁５から成るケーシング１を備え、両外壁は、密封された状態で一体にかしめられ(crimped)、それぞれ互いに対向する中央開口６、８を備えており、ケーシング１によって境界を画定された内部空間は、密封された可動壁１１で、フロントチャンバ７と作動チャンバ９に分割されている。この壁１１には、中央部分に、軸方向後方に伸張する空圧ピストン１３が装備されており、半径方向外側部分に、ピストン１３の外周部にかしめられたスカート１５が装備されている。壁１１は、ピストン１３の外周部とケーシング１の外周部に固定されている、例えばエラストマーで作られたローリングシール１６によって密封されている。ばね１８は、外壁３の後面とピストン１３の前面との間に圧縮された状態で取り付けられており、非作動時には壁を後退位置まで戻す働きをする。
フロントチャンバ７は、密封された手段（図示せず）によって、半真空(partial vacuum)源に接続されている。作動チャンバ９は、非作動時にはフロントチャンバ７と連通し、制動時には大気圧の環境と連通状態に置かれる。
【００１６】
２つのチャンバの間、及び大気圧環境との連通は、空圧ピストン１３の後方円筒部に配置されている三方弁１９によって行われる。弁１９は、ブレーキペダル（図示せず）に接続されている作動ロッド２１に押される(borne)バルブシート２０と、プランジャ２３を備えたプランジャ分配器２２と、フィラー２５とを備えており、プランジャ２３の後端部には、作動ロッド２１のブレーキペダルと反対側の端部である前端部が填め込まれており、第１の弁２７が形成されている。第２の弁２９は、空圧ピストン１３の後方外周部で形成されている。フィラーとプランジャは、変形可能なケージ３２内に圧縮状態で取り付けられており、フィラー及びプランジャの外径よりも大きい内径を有しているばね３０によって接続されている。ケージ３２は、好適に付勢されてフィラーに固定され後方に向いている第１のスリーブと、好適に付勢されてプランジャに固定され前記第１のスリーブと向かい合っている小さな寸法の第２のスリーブとを備えている。
【００１７】
ブースタは、更に、ブースタの前方に固定されているマスターシリンダのピストン（図示せず）を作動させるプッシュロッド３１を備えており、プッシュロッド３１は、ばね１８とピストン１３の前面との間に挟まれている座金３２’によって固定されており、ブレーキペダルの方向に向けられているその後方軸端部には反力ディスク３３を保持するカップが形成されており、半力ディスクは、ブレーキが掛かるとフィラー２５の前面と協働することのできるもので、変形可能で事実上非圧縮性の材料、例えば、エラストマー、望ましくはゴムで作られている。
空圧ブレーキブースタは、既知の方法で、出力（Ｆｓ）と入力（Ｆｔ）の間の比に等しいブースト比によって特徴づけられ、ブースト比は、反力ディスク３３とフィラー２５の面積の比によって決まる。
安全のためには、緊急状況に対応する所定の値よりも高い入力でブレーキ操作が行われた場合には、このブースト比を増大させ、ブレーキペダルへの運転者の操作を更に後押しするのが望ましいことは明らかである。
従って、本ブースタは、第１のブースト比と、少なくとも１つの第２のブースト比を有することを特徴としている。
【００１８】
我々は、ここで、図１及び図２を参照しながら、既知の型式のブースタの作動について説明する。
非作動時、フロントチャンバ７と作動チャンバ９は、フロントチャンバ７の半真空と連通しており、その影響下にある。
制動時には、運転者がブレーキペダルへ加える動作によって、作動ロッドが動かされ、第２の弁２９をバルブシート２０に当接させさせることによってチャンバ７と９の間の連通が閉じられ、且つ、第１の弁２７をバルブシート２０から離間させることによって作動チャンバと大気圧下の環境の間の連通が開始される。従って、フロントチャンバ７と作動チャンバ９との間に圧力差が生じ、これは、壁１１をマスターシリンダに向かって動かす効果を持っている。フィラー２５とプランジャ２３で構成される分配器２２は剛体片のように振る舞い、反力ディスク３３は、作動ロッド２１によってフィラー２５を介して加わる力と、空圧ピストンによって加わるブースト力と、プッシュロッド３１によって伝達される油圧回路の反力とを結合させる。ブースタは、第１のブースト比（ＡＢ）を提供する。
【００１９】
入力が更に上がると、ばね３０が圧縮され、するとフィラー２５は、プランジャ２４に対してブレーキペダルの方向に動くことができるようになり、反力ディスクがブレーキペダルの方向に拡張できるようになる。従って、ゴムの表面の接触圧力分布に変化が生じて、分配器２２と反力ディスク３３の間の接触圧が低下し、第２のブースト比（ＢＣ）に対応する状態になる。
制動段階の終了時には、作動ロッド３１が後方に向かって動き、ブースタ全体が非作動位置に戻り、反力ディスクも元の形状に戻る。
【００２０】
図３は、本発明の第１の実施形態による反力装置を装備したブレーキブースタを示しており、本ブレーキブースタは、第１の外壁３と第２の外壁５で形成されるケーシング１を備えており、各外壁は、それぞれ中央開口６、８を有しており、ケーシング内は、密封された可動壁１１によって、２つのチャンバ７、９に分割されているいる。可動壁１１は、中央部分に、軸方向後方に伸張する空圧ピストン１３を備えており、また半径方向外側部分には、ピストン１３の外周部にかしめられた剛体スカート１５を備えており、ケーシング１及び空圧ピストン１３に気密固定されているローリングシール１６によって密封されている。
外壁３の後面とピストン１３の前面の間には、ばね１８が圧縮された状態で取り付けられており、ピストンを非作動位置まで押し戻す働きをする。フロントチャンバ７は、密封されている手段（図示せず）によって、半真空源に接続されている。
【００２１】
三方弁１９は、空圧ピストン１３の円筒部に配置されており、ブレーキペダル（図示せず）に接続されている制御ロッド２１によって制御される。三方弁１９は、作動ロッド２１に支持され環状面で形成されているバルブシート２０を備えており、弁２０の後面に対して圧縮された状態のばねが取り付けられていて、バルブシート２０を弁２７、２９に押し付けている。
作動ロッド２１の動作は、反力装置３５とプランジャ分配器２２とによって油圧式ブレーキ回路へ伝達され、プランジャ分配器２２は作動ロッド２１と同軸で、略先開き円錐形になった後部開口内に作動ロッド２１の前端部を収容している。この円錐の後部端は、第１の弁２７を形成している。
空圧ピストン１３は、第２の弁２９を形成している後方円筒状端部を備えており、またその前面には、反力装置３５の軸方向案内手段と協働することのできる軸方向案内手段２４を備えており、軸方向案内手段２４は、好適にラジアルノッチ２６によって形成されている。
【００２２】
図４及び５は、図３のブースタの反力装置の第１の実施形態の２つの代替形態を示しており、弾性手段３０と、前記弾性手段３０に圧縮応力を与える(prestressing)手段４５と、反力ディスク３３を備えている。圧縮応力を与える手段４５は、スリーブ３８で形成されたケージ３７と、環状座金４７と、浮動部片４９を備えている。スリーブ３８は、前方に向いている第１の端部が、直径の小さい第１のスリーブ３９を形成し、後方を向いている第２の端部が、ショルダ４３で第１のスリーブ３９と接続されている直径の大きい第２のスリーブ４１を形成しており、直径の小さい第１のスリーブ３９の軸方向前端部は閉鎖され、作動ロッド２１と同軸のプッシュロッド３１の土台を形成し、スリーブ３８とプッシュロッド３１は同軸になっている。
プッシュロッド３１と同軸の環状座金４７は、第２のスリーブ４１内に固定的に取り付けられており、ショルダ４３に当接して、スリーブ３９の半径方向内側面に適切にかしめられている。浮動部片４９は、座金４７内に作られている通路５１内を軸方向に並進移動できるように取り付けられており、好適にプランジャ分配器２２と同軸に取り付けられ、外径が通路５１の内径と等しくなっている。
【００２３】
浮動部片４９は、この部片４９の軸方向端部から幾らか離れて位置し、半径方向外向きに伸張し、外径が開口５１の内径よりも大きいフランジ５５で巧く形成されている保持手段５３を備えている。図５に示す第１の実施形態の第２の代替形態では、保持手段５３は、更に、フランジ５５の前面に作られている環状凹部５４で形成される、ばね３０を中心位置決めする(centring)手段５４を備えている。
弾性手段３０は、ばねであるのが好適であるが、スリーブ３９の後方に向いた面と、フランジ５５の環状の前面との間に、圧縮された状態で取り付けられている。
反力ディスクは、環状座金４７の後方に向いた面と浮動部片４９の後方に向いた面とによって形成される面５７に当接するように配置されている。
大きい直径のスリーブ４１の軸方向の寸法は、座金４７の軸方向寸法と反力ディスク３３の軸方向寸法の合計よりも長いので、スリーブ４１の軸方向後方の自由端部は、ブースタの空圧ピストンの案内手段２４と協働することのできる、反力装置３５の案内手段５９を形成している。
反力装置は、環状座金３２によって空圧ピストン１３に固定されており、環状座金３２の中央通路は、好都合に、スリーブ３７の小さい直径のスリーブ３９を縁取るようなスリーブの形状で、軸方向前方に伸張している。
【００２４】
本発明による装置３５を備えた空圧ブレーキブースタの動作について説明する。
非作動時、チャンバ７及び９は、半真空状態になっている。
制動時、ブレーキペダルへの動作によって作動ロッドが動かされ、第２の弁２９をバルブシート２０に押し当てることによってフロントチャンバ７と作動チャンバ９の間の連通が閉じられ、次に、第１の弁２７をシート２０から離間させることによって作動チャンバ９と大気圧下の環境との間の連通が開かれる。すると、ピストン１３は、２つのチャンバ７と９の間の圧力差によって前方に動かされる。
この時、反力ディスク３３には、作動ロッドの作動力Ｆａが分配器２２を通して働き、ラジアルノッチ２４によって反力ディスクに対して実際に動かすことができる空圧ピストン１３のブースト力Ｆｐが働き、更に、油圧ブレーキ回路の反力Ｆｒが働く。
【００２５】
ある一定の入力値Ｆｅより入力が低い場合、反力手段３５は剛体片のように振る舞い、反力装置は第１のブースト比を設定する。
ある一定の入力値Ｆｅより入力が高い場合、ばね３０は圧縮され、浮動部片４９は前向きに滑動できるようになり、従って反力ディスク３３は前方向に開口５１内へと拡がる。その結果、ゴム面における接触圧の分布に変化が生じ、分配器２２と反力ディスク３３の間の接触圧が低下し、反力装置は第２のブースト比を設定することになる。
入力の値が更に高くなると、浮動部片４９がプッシュロッド３１に当接するようになるので、ブースタは、Ｆｅよりも低い入力で得られる第１のブースト比と等しいブースト比を提供することになる。
ブースト比の変化は、反力ディスクが作られているゴムの弾性率と、反力ディスク及び反力ディスクのハウジングの構造とに依存する。
制動段階が終了すると、作動ロッド２１は後退し、ブースタ全体がその非作動位置に戻り、特に、反力ディスクもその元の形状に戻る。
【００２６】
図６は、本発明による反力装置の第１の実施形態の第３の代替形態を示しており、弾性手段５３０と、弾性手段５３０に圧縮応力を与える手段４５と、反力ディスク３３とを備えている。圧縮応力付与手段４５は、軸ＸＸ’を中心線とする円筒形のスリーブ３８で形成されているケージ３７を備えており、その軸方向前端部はプッシュロッド３１の土台を形成しており、更に、中央開口５１が設けられている環状座金４７と浮動部片４９が装備されている。
環状座金４７は、スリーブ３８の内周部に好適にかしめることにより、スリーブ３８内に固定的に取り付けられている。
【００２７】
浮動部片４９は、プランジャ分配器２２と同軸で、座金４７の開口５１内に軸方向に並進移動できるように好適に取り付けられ、浮動部片４９の外径が通路５１の内径と等しくなっている。
浮動部片４９は、その浮動部片４９の軸方向端部から幾らか離れて位置し、半径方向外向きに伸張し、開口５１の内径よりも大きい外径を有しているフランジ５５により形成されている保持手段５３を備えている。
弾性手段５３０は、ケージ３７の前端壁の後面とフランジ５５の環状の前面との間に圧縮された状態で取り付けられている前向きに開いた円錐ばねであるのが望ましい。反力ディスクは、環状座金４７の後面と、浮動部片４９の後面とで形成されている面５７に当接するよう配置されている。反力装置は、ケージ３７の円筒形後端部で形成されている、空圧ピストン１３の案内手段２４と協働することのできる、ピストン１３に対する案内手段５９を備えている。
反力装置は、環状座金３２によって空圧ピストン１３に固定されており、環状座金３２の中央開口は、プッシュロッド３１と境界を接するスリーブの形で、軸方向前向きに伸張している。
本発明によるブレーキブースタに適用される装置１３５が作動する方法は、図４及び図５の反力装置の作動方法と同じである。
本発明による反力装置の第１の実施形態のこの代替形態は、好都合なことに、反力装置の軸方向の寸法をかなり低減させることができる。
【００２８】
図７は、反力装置３５の第１の実施形態の第４の代替形態を示しており、空圧ピストン１３と分配器２２とを部分的に示している。装置３５は、反力ディスク３３と、弾性手段３０に圧縮応力を与える手段４５を備えており、手段４５は、内側ショルダ６１の設けられたスリーブ６０を備えており、スリーブ６０内には、ショルダ６１により形成される通路の内径と等しい外径を有する浮動部片４９が並進移動できるように取り付けられており、更にスリーブ６３が取り付けられている。スリーブ６３は、閉鎖された軸方向前方端部を有しており、この前方端部は、一体に形成されているプッシュロッド３１の土台６４を形成している。スリーブ６３は、その後部端がスリーブ６０に入り、例えば、外力又はかしめによってスリーブ６０に固定され、スリーブ６０の開いている前方端部を閉鎖している。
図７の装置の全部品は、ＸＸ’軸と同軸である。
【００２９】
浮動部片４９は、更に、半径方向外向きに伸張する環状面７１によって形成されるストッパ手段５３を備えている。
反力ディスク３３は、スリーブ６０の後端部と同じ側の後面に当接するように取り付けられており、ばね３０は、スリーブ６３の前端部の後面と、浮動部片４９のストッパ手段５３の環状面７１の前面との間に、圧縮された状態で取り付けられている。
スリーブ６０は、その軸方向後端部に、空圧ピストン１３の前面に形成されている案内手段２４と協働することのできる案内手段５９を備えている。
装置３５も、ピストン１３の案内手段２４と協働することができる、空圧ピストン１３に関する案内の手段５９を備えていることになる。
【００３０】
本発明によるブレーキブースタに用いられている図７の装置３５が作動する方法は、図５及び図６に記載されている装置３５の作動方法と同じである。
この実施形態の利点は、本発明による反力装置の製造が簡単なことである。
【００３１】
図８は、本発明の第２の実施形態に係る反力装置１３５であり、反力ディスク３３と、弾性手段３０と、スリーブ７２を備えて弾性手段に圧縮応力を付与する手段と、を備えており、スリーブ７２は、前方に向いた第１の端部には直径の小さい第１の部分７３が設けられ、後方に向いた第２の端部には直径の大きい第２の部分７５が設けられており、第１の部分７３はショルダ７７で第２の部分と接続されている。直径の小さい部分７３は、前方に向いた端部に、内側に伸張し、開口７４の境界を定めている環状面７９を備えている。
プッシュロッド３１は、前方に向いた第１の端部に断面の小さい第１の部分７８を備えており、第１の端部と反対側の第２の端部に断面の大きい第２の部分７８’を備えていて、この第２の部分７８’は、直径の大きい第２の部分７５の内径よりも小さい外径を有する土台８０を形成しており、土台８０とスリーブ７５の間の空間が環状開口７６を画定している。部片７８は、例えば、圧入によって、開口７４内に固定されている。
【００３２】
装置１３５は、更に、ピストン１３の案内手段２４と協働することのできる、空圧ピストン１３に対する案内の手段５４を備えている。
圧縮応力付与手段は、スリーブ７２の部分７５の内径とほぼ等しい外径を有する環状リング８１を備えていて、この部品は部分７５内に滑動可能に取り付けられており、リング８１は、後方には直径の大きい第１の開口８３が開き、前方には直径の小さい第２の開口８５が開いており、２つの開口８３、８５は、ショルダ８７で接続されている。開口８３の内径はプッシュロッド３１の部分７８’の外径とほぼ等しく、開口８５の内径は土台８０の外径とほぼ等しい。リング８１は、更に、その前端部に、前方に面した円錐形状の円錐台内面形状の部分８９を備えている。リング８１は、スリーブの部分７５に、且つ、プッシュロッド２１の周囲に滑動可能に取り付けられている。弾性手段３０は、円筒ばねが好都合であるが、環状面７９の後面と部分８９の端部壁の間に圧縮された状態で取り付けられている。
【００３３】
反力ディスク３３は、土台８０とリング８１の後面によって形成されている面に当接するように取り付けられている。
反力装置は、環状座金３２によって空圧ピストン１３に固定されており、環状座金３２の中央開口は、スリーブ７２の直径の小さい部分７３の境界面に沿うスリーブ３２”の形状で軸方向前向きに延びている。
空圧ブレーキブースタに組み込まれている、図８の反力装置１３５の作動について説明しよう。
制動時、ある一定の力Ｆｅより入力値が低い場合、反力装置１３５は、剛体片と同じように挙動する。反力ディスクは、既知の様式で作用し、力Ｆａ、Ｆｐ及びＦｒを組み合わせ、全反力を作動ロッドに伝達する。反力装置は、第１のブースト比を設定する。
Ｆｅより入力値が高い場合、ばね３０が変形して、リング８１が前向きに滑動できるようになるので、反力ディスク３３は、土台８０の外径とスリーブ７２の部分７５の内径によって画定されている外側環状部分７６内へと、前方に拡張できるようになる。
従って、ゴムの表面における接触圧の分布に変化が生じ、分配器２２と反力ディスク３３の間の接触圧を低下させ、反力装置は第２のブースト比を設定する。
ある一定の入力で、リング８１がショルダ７７に当接するようになり、するとブースタは、ばねの圧縮応力より低い力Ｆａの場合に得られる第１のブーストレベルと等しいブーストレベルを供給するようになる。
第１の実施形態の場合とは異なり、反力ディスクの拡張は、中央開口５１によってではなく、外側環状部分７６を通して起こる。
【００３４】
図９は、ブースタのブースト比を再度変更することのできる反力装置の第３の実施形態を示しており、空圧ピストン１３と分配器２２を部分的に示している。
反力装置２３５は、第１の中央部片２４９と、前記第１の部片２４９に関して滑動する環状の第２の部片３４９とを含んでいる合成浮動部片４９を備えている点で、第１の実施形態の反力装置３５とは異なっている。第１の部片２４９は、部片３４９の前面に当接するストッパ手段２５３を備えており、第２の部片は、環状座金４７に当接するストッパ手段３５３を備えている。第１のばね２３０は、ケージ３７の端部壁の後面とストッパ手段２５３の間に圧縮された状態で取り付けられており、第２のばね３３０は、第１のばね２３０の圧縮応力よりも高い圧縮応力を付与された状態で、ケージ３７の端部壁の後面とストッパ手段３５３の間に圧縮された状態で取り付けられており、ばね３３０は、ばね２３０の外径よりも大きい内径を有している。
【００３５】
本発明による反力装置の第３の実施形態を備えた、空圧ブレーキブースタの作動について説明する。
図１０は、第３の実施形態による装置を備えたブースタに関し、ブースト比の変化を作動力の関数として示している。
入力値がある一定の力Ｆｅより低い場合、反力装置２３５は、剛体片として挙動し、反力装置は、曲線部分ＤＥで示されている第１のブースト比を設定する。入力値がＦｅより高く、ある一定の力Ｆｄより低い場合、ばね２３０は圧縮され、浮動部片２４９の前進滑動によって、反力ディスク３３は中央開口５１を通って拡張できるようになる。反力装置は、曲線部分ＥＦで示されている第２のブースト比を設定する。入力値がＦｄより高くなると、ばね３３０は圧縮され、環状部片３４９の変位によって、反力ディスク３３は軸方向前向きに環状表面を超えて拡張できるようになり、反力装置は、曲線部分ＦＧで示されている第３のブースト比を設定する。次に、入力値が更に高くなると、浮動部片２４７の前端部は、ケージ３７の端部壁の後面に当接するようになり、再び第１のブースト比ＤＥで作動するようになる。この最終段階の開始は装置の設定条件に従って現れ、この開始は、飽和領域内の飽和帯域の前にあり、この飽和領域とは、作動チャンバ内の圧力が大気圧に達し、ブーストが追加されなくなる瞬間であり、作動力を増やしても、出力は作動力の値の分だけしか増加しなくなる。
【００３６】
少なくとも１つの弾性手段３０、２３０、３３０に圧縮応力を与える手段４５が、ショルダに当接しかしめによって固定されている環状座金に限定されるものではなく、例えば座金及びネジのような、動けなくする何らかの手段によって正確な位置に拘束する手段であってもよいことをはっきりと理解しなければならない。
最初に環状リングを、次に浮動部片を動くようにする装置でも提供できることを、はっきりと理解しなければならない。
【００３７】
図１１ａ及び１１ｂは、入力が力Ｆｅよりも高い場合、反力ディスクが半径方向に拡張できるようにする、本発明による反力装置の第４実施形態を示している。装置は、反力ディスク３３と、反力ディスク３３のハウジング９１と、弾性手段４３０を備えている。反力ディスクのハウジング９１は、軸方向の前面を介して、軸ＸＸ’を有するプッシュロッド３１に固定されている収納カップ９１であり、カップ９１は、プッシュロッド３１と同軸である。
カップ９１は、軸ＸＸ’に垂直なディスク状の前面９３と、ディスクと同軸の軸方向に伸張するスリーブ９５を備えており、スリーブ９５は、その横方向周辺部に、角度方向に好ましくは均一に分布されている凹部９７と、内側面９９に設置されている、前記凹部９７と協働する突起タブ１０１を有している、予荷重を掛けられた弾性リング状の弾性手段４３０とを備えている。
反力装置は、環状座金３２によって空圧ピストン１３に固定されており、環状座金３２の中央開口は、プッシュロッド３１の境界に沿って、スリーブ３２’の形状で軸方向前向きに伸張している。
【００３８】
本発明による反力装置の第４実施形態を備えている空圧ブレーキブースタの作動について説明する。
入力がある一定の入力値Ｆｅより低い場合、カップは剛体片として挙動し、反力装置は第１のブースト比を設定する。
入力がＦｅより高い場合、リングが変形して、反力ディスク３３は溝９７を通して拡張できるようになる。すると、ゴムの表面における接触圧の分布に変化が生じ、分配器２２と反力ディスク３３の間の接触圧が低下し、反力装置は、第２のブースト比を設定する。
【００３９】
図１２ａ及び１２ｂは、作動力の値の変化を、弾性手段３０、２３０、３３０、４３０、５３０の圧縮量の関数として示している。
出力、反力ディスク３３の弾性率及び反力ディスク３３の直径を変化させて、弾性手段の圧縮量の関数として、分配器に掛かる力を測定した。作動力は、ブレーキペダル上の入力に正比例している。
これらの特徴は、弾性手段が圧縮されると、作動力が低下し、従って同じ出力に対し、ブースト比が増大する。
このことは、ブースタのブースト比を変化させるために、空圧ブレーキブースタに組み込まれる本発明による反力装置の有効性を証明しており、ブースト比の変化は、反力ディスクの特性に依存している。
【００４０】
弾性手段に付与される圧縮応力は、１５０ニュートン以上であることが望ましい。
第１のブースト比から第２のブースト比へ切り替えるための入力の限界値として与えられる入力値Ｆｅは、装置の設定条件、即ち、反力ディスクの大きさと、反力ディスクのゴムの弾性率と、用いられる弾性手段とによって決まる。入力値Ｆｄでも同じである。
本発明は、それ自体、２つ又は３つの異なるブースト比を備えた反力装置に拘束されるのではなく、効果的で快適な制動を確実に行えるようにするのに必要な複数の連続的ブースト比を備えた反力装置であればよいことを、はっきりと理解しなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、特に自動車産業で利用される。
本発明は、主にブレーキ産業で利用される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】既知の形式の空圧ブレーキブースタの長手方向断面図である。
【図２】２つのブースト比を有する型式のブースタに関し、ブースタの出力の変化を入力の関数として示す曲線である。
【図３】本発明による反力装置の第１の代替形態を備えた空圧ブレーキブースタの長手方向断面図である。
【図４】図３の反力装置の詳細図である。
【図５】本発明によるブースタに使用できる反力装置の第１の実施形態の第２の代替形態の長手方向断面図である。
【図６】本発明によるブースタに使用できる反力装置の第１の実施形態の第３の代替形態の長手方向断面図である。
【図７】本発明によるブースタに使用できる反力装置の第１の実施形態の第４の代替形態の長手方向断面図である。
【図８】本発明によるブースタに使用できる反力装置の第３の実施形態の長手方向断面図である。
【図９】本発明によるブースタに使用できる反力装置の第３の実施形態の長手方向断面図である。
【図１０】図９の反力装置を備えた空圧ブレーキブースタに関し、出力の変化を入力の関数として示す曲線である。
【図１１】図１１ａは、本発明によるブースタに使用できる反力装置の第４の実施形態の長手方向断面図である。
図１１ｂは、図１１ａによる反力装置の反力ディスクのハウジングを、正面から２７０度の方向から見た斜視図である。
【図１２】図１２ａは、同じ一定の反力ディスク弾性率を有しており、３つの異なる反力ディスク直径を有している弾性手段に関し、３つの異なる推力を掛けた場合の、作動力の変化を弾性手段の圧縮量の関数として示す曲線である。
図１２ｂは、曲線１２ａに示されている測定値に使用されたものとは異なる、或る一定の反力ディスク弾性率を有しており、３つの異なる反力ディスク直径を有している弾性手段に関し、３つの異なる推力を掛けた場合の、作動力の変化を弾性手段の圧縮量の関数として示す曲線である。

Claims (23)

1. 収納ハウジング内に配置されている反力ディスク（３３）を備えているブレーキブースタのため反力装置であって、前記収納ハウジングは、第１の長手方向端部の第１の面と、前記第１の端部と反対側の第２の端部の第２の半径方向外側の面と前記第２の面で境界が定められる第３の面と、そして、前記第１の面から前記第２及び第３の面まで軸方向に伸張している第４の半径の面(radial surface)とによって境界が定められており、前記反力装置は、更に、変形可能で、入力がある一定の入力値（Ｆｅ）を超えると、前記反力ディスク（３３）の利用可能(available)な容積を増大できるようにする少なくとも１つの弾性手段（３０、２３０、３３０、４３０、５３０）を備えていて、入力が前記所定の値（Ｆｅ）より低い場合には第１ブースト比を設定するブレーキブースタの反力装置において、
   前記反力ディスク（３３）の利用可能な容積の増大は、前記第１及び第４の面の集合(collection)において生じ、前記反力装置は、入力値が前記所定の値（Ｆｅ）より高い場合には、少なくとも第２のブースト比を設定することを特徴とする反力装置。
2. 前記第４の面は、少なくとも部分的にはプッシュロッド（３１）の半径方向端部によって画定されていることを特徴とする、請求項１に記載の反力装置。
3. 前記第１の面は、環状座金（４７）と、少なくとも１つの浮動部片（４９、１４９、３４９）とによって画定されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の反力装置。
4. 前記第１の面は、前記プッシュロッド（３１）の一方の軸方向端部に固定されている部片によって形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の反力装置。
5. 少なくとも１つはある前記弾性手段（３０、２３０、３３０、４３０、５３０）には圧縮応力が付与され、入力値がある一定の入力値（Ｆｅ）より低い場合には、前記反力装置を剛体として機能させることを特徴とする、請求項１から４の何れかに記載の反力装置。
6. 前記反力装置は、入力の値によってブースト比を変えることを特徴とする、請求項１から５の何れかに記載の反力装置。
7. 前記反力装置は、作動力値がある一定の入力値（Ｆｅ）より高い場合には、ブースト比を増大させることを特徴とする、請求項６に記載の反力装置。
8. 前記弾性手段（３０、２３０、３３０、４３０、５３０）の圧縮応力は、１５０ニュートン以上であることを特徴とする、上記請求項の何れかに記載の反力装置。
9. 前記弾性手段（３０、２３０、３３０、５３０）はばねであることを特徴とする、上記請求項の何れかに記載の反力装置。
10. 前記弾性手段（３０、２３０、３３０）は円筒ばねであることを特徴とする、請求項９に記載の反力装置。
11. 前記弾性手段（４３０）は、弾性リングであることを特徴とする、請求項１、２、５、６、７又は８に記載の反力装置。
12. 前記弾性手段（５３０）は、円錐ばねであることを特徴とする、請求項９に記載の反力装置。
13. 前記環状座金（４７）と、少なくとも一つはある前記浮動部片（４９）とは、少なくとも一つはある前記弾性手段（３０、２３０、３３０、５３０）に圧縮応力を付与する手段（４５）を形成していることを特徴とする、請求項３に記載の反力装置。
14. 前記環状座金（４７）は、前記プッシュロッド（３１）の本体にかしめられていることを特徴とする、請求項３、９，１０、１２又は１３に記載の反力装置。
15. 前記浮動部片（４９）は、前記弾性手段（３０）を中心位置決めする手段（５４）を備えていることを特徴とする、請求項３、９、１０、１２、１３又は１４に記載の反力装置。
16. 前記反力装置は、少なくとも２つの同軸弾性手段（２３０、３３０）を備えていることを特徴とする、請求項１０、１３、１４又は１５に記載の反力装置。
17. 前記弾性手段（２３０）は、前記弾性手段（３３０）の予荷重よりも低い予荷重を有していることを特徴とする、請求項１６に記載の反力装置。
18. 前記浮動部片（４９）は、互いに軸方向に動くことのできる、中央の第１部片（２４９）と環状の第２部片（３４９）を備えていることを特徴とする、請求項１７に記載の反力装置。
19. 前記反力装置は、空圧ブレーキブースタの案内手段（２４）と協働することのできる案内手段（５９）を備えていることを特徴とする、上記請求項の何れかに記載の反力装置。
20. 密封された可動壁（１１）によって２つのチャンバ（７、９）に分割されているケーシング（１）を備えている空圧ブレーキブースタであって、前記可動壁は、作動ロッド（２１）によって作動させる三方弁（１９）が配置されている空圧ピストン（１３）を備え、前記作動ロッドは、第１の長手方向端部でブレーキペダルと接続され、前記第１の端部と反対側の第２の長手方向端部で分配器（２２）と接続できるようになっており、
    前記分配器（２２）は、上記請求項の何れかに記載の装置の反力装置と接触することができることを特徴とする、空圧ブレーキブースタ。
21. 請求項１から１９に記載の前記反力装置が、座金（３２）によって前記空圧ピストン（１３）に固定されていることを特徴とする、請求項２０に記載の空圧ブレーキブースタ。
22. 前記座金（３２）は、戻りばね（１８）と前記空圧ピストン（１３）の間に挟まれることによって固定されていることを特徴とする、請求項２１に記載の空圧ブレーキブースタ。
23. 前記空圧ピストン（１３）は、請求項１９に記載の前記反力装置の案内手段（５９）と協働する案内手段（２４）を備えていることを特徴とする、請求項２０から２２の何れかに記載の空圧ブレーキブースタ。

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