JP2015227081A

JP2015227081A - 負圧式倍力装置

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Publication number: JP2015227081A
Application number: JP2014112782A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　公康; Kimiyasu Suzuki; 公康鈴木
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2015-12-17
Anticipated expiration: 2034-05-30
Also published as: CN106458188B; WO2015182733A1; CN106458188A; JP6156257B2; US20170036657A1; US10077035B2

Abstract

【課題】負圧式倍力装置のブースタシェルの前部シェルに設ける補強リブの形状を工夫して前部シェルの共通化を図り、タイロッド孔の設置ピッチと設置角を異ならせる要求に同一前部シェルで応えられるようにすることを課題としている。【解決手段】後部シェルと組み合わせてブースタシェルを構成する負圧式倍力装置の前部シェル２ａがシェルを屈曲させて形成される補強リブ１０を有しており、その補強リブ１０が、楕円の中心が前記前部シェル２ａの中心にあり、なおかつ、前部シェル２ａに設けられる２個のタイロッド孔１２の中心を結ぶ直線Ｌ１上に楕円の長軸が配設される仮想楕円に沿って形成されたものにした。【選択図】図２

Description

この発明は、車両のブレーキ装置に採用される負圧式倍力装置に関する。詳しくは、ブースタシェルの前部シェルに設ける補強リブの形状を工夫してマスタシリンダを締結するタイロッド孔の設置ピッチの違いやマスタシリンダの取付け方向の違いなどに同一形状の前部シェルで対応可能となす発明である。

首記の負圧式倍力装置は、パワーピストンを構成する隔壁部材をブースタシェルの内部に備えている。その隔壁部材は、プレッシャプレートとダイヤフラムを組み合わせたものであって、この隔壁部材がブースタシェルの内部を定圧室と変圧室に区画している。

前記定圧室はエンジンの給気マニホールドに接続され、変圧室は大気導入路に接続されている。また、前記パワーピストンは、内部に負圧弁と大気弁を備えたバルブピストンを前記隔壁部材の中心部に取り付けて構成される。

この負圧式倍力装置は、ブレーキ操作がなされると負圧弁が閉じて定圧室と変圧室の連通が断たれ、その後、大気弁が開いて前記大気導入路を通して変圧室に大気が導入される。これにより、定圧室と変圧室の間に圧力差が生じ、その圧力差を受けてパワーピストンが前進し、ブレーキ操作力に応じて増幅された力でマスタシリンダを作動させる。この作動メカニズムはよく知られているので詳細説明は省く。

かかる負圧式倍力装置のブースタシェルは、前部シェルと後部シェルを組み合わせており、前部シェルに２本のタイロッドを用いてマスタシリンダが締結される。

その前部シェルには、中心にマスタシリンダの入力側を挿入する挿通孔が形成され、その挿通孔の周りにタイロッドを通すタイロッド孔が形成されている。そのタイロッド孔は２個あり、その２個の孔が前記挿通孔を間に挟んで１８０°回転した位置にそれぞれ設置されている。

その２個のタイロッド孔は、後部シェルにも形成されている。後部シェルには、タイロッド孔の設置点から周方向にほぼ９０°回転した位置に別途、取付けボルトを通すボルト孔も設けられている。

前記タイロッド孔の形成された前部シェルと後部シェルを組み合わせたブースタシェルの一例が、例えば、下記特許文献１に示されている。同文献に開示された負圧ブースタは、前部シェルと後部シェルの内側のタイロッド孔周りに補強リブを設けることでそれらのシェルの薄肉化を図っている。

補強リブは、前部シェル、後部シェルとも、それらのシェルの中心から放射状に延びるリブと、各シェルの中心と同心円上に配置される円形リブとタイロッド孔の開口周りを取り巻くリブを組み合わせており、円形リブは、直径の異なるものが同心配置にして複数設けられている。

特開２００７−７６４３７号公報

負圧式倍力装置のブースタシェルに設けるタイロッド孔の設置ピッチ（シェルの中心からタイロッド孔の中心までの距離。以下、単に設置ピッチと言う）は、数種類が用いられている。

例えば、乗用車用の１０．５インチサイズの負圧式倍力装置においては、前記設置ピッチとして７２×７２ピッチや８０×６０ピッチなどが用いられている。

このように、同一サイズのシェルでありながらタイロッド孔の設置ピッチが統一されておらず、また、図５に実線と一点鎖線で示すように、タイロッド孔の設置角αも異なるものがあることから、前部シェルの補強リブは、それぞれの設置ピッチや設置角に合わせてタイロッド孔の中心からの距離が適切となる位置に配置されている。

負圧式倍力装置は、作動時に定圧室と外部との間に圧力差が生じる。また、非作動時には定圧室と変圧室が連通して定圧室及び変圧室の両者と外部との間に圧力差が生じる。その圧力差によって前部シェルと後部シェルは軸方向に押される。

このとき、タイロッドと前部シェル、後部シェルにそれぞれ設けられたタイロッド孔及び後部シェルに設けられたボルト孔は互いに固定されていることから、それらの孔周りに応力が集中する。

その応力は、後部シェルについては、周方向にほぼ９０°ピッチで配置される計４個の孔（２個のタイロッド孔と２個のボルト孔）の周囲に分散されるので特に問題にはならないが、前部シェルは、応力の大部分を２個のタイロッド孔周りで負担することになる。

そのために、タイロッド孔の中心から補強リブまでの距離が適切でない場合、集中した応力によって前部シェルが変形することが懸念される。

その変形を防止するために、前部シェルについては補強リブの設置箇所をタイロッド孔の設置ピッチや設置角の違いに合わせて変えていたのであるが、この方法は、シェルの種類が増え、生産性やコストなどの面で好ましくない。

そこで、この発明は、負圧式倍力装置のブースタシェルの前部シェルに設ける補強リブの形状を工夫して前部シェルの共通化を図り、タイロッド孔の設置ピッチと設置角を異ならせる要求に同一前部シェルで対応できるようにすることを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明は、前部シェルと後部シェルを組み合わせたブースタシェルを有し、そのブースタシェルの内部がパワーピストンの隔壁部材によって定圧室と変圧室に区画され、
前記前部シェルは、その前部シェルを屈曲させて形成される補強リブとタイロッドを挿通する２個のタイロッド孔を備え、前記２個のタイロッド孔が前記ブースタシェルの中心を通って径方向に延びる直線上に配置され、そのタイロッド孔に挿通されたタイロッドによって前記ブースタシェルにマスタシリンダが締結される負圧式倍力装置を改善の対象にして、
前記前部シェルの補強リブを、楕円の中心が前記前部シェルの中心にあり、なおかつ、前記タイロッド孔の中心と前記前部シェルの中心を結ぶ軸線上に楕円の長軸が配設される仮想楕円に沿って形成した。前記タイロッド孔の中心とは、同一前部シェルで対応しようとするタイロッド孔の中で設置ピッチが最大となる孔の中心を指す。

前記仮想楕円は、設置ピッチと設置角の異なるタイロッド孔を前部シェルの端面を表した図面上に描き、描かれた各タイロッド孔の中心がおかれる楕円を基準にしてその基準楕円の外周に平行に沿った楕円にすると好ましい。

その仮想楕円に沿って設ける補強リブは、周方向に連続したリブであってもよいし、周方向に不連続（断続配置）のリブであってもよい。

補強リブを周方向に不連続に形成する形態では、少なくとも仮想楕円の長軸の両端付近では補強リブを仮想楕円上に配置し、その他の領域の補強リブは、前記仮想楕円上、もしくは、その仮想楕円に近接した位置に配置する。

かかる負圧式倍力装置は、前記補強リブに囲まれる領域に内側補強リブを形成すると好ましい。

その内側補強リブは、前記仮想楕円の内側に、楕円の長軸が前記前部シェルの中心において前記仮想楕円の長軸と直交する内側仮想楕円を設定し、その内側仮想楕円上に配設するのがよい。

この発明の負圧式倍力装置は、補強リブを仮想楕円に沿う形状となしたので、設置ピッチと設置角が共に異なるタイロッド孔を形成する場合において、それぞれのタイロッド孔の中心から補強リブまでの距離が適切に保たれるようにその補強リブを配設することができる。

補強リブを前記基準楕円と相似形で基準楕円と平行な楕円に沿って配設するものは特に、設置ピッチと設置角が共に異なるタイロッド孔について、それらの孔の中心から補強リブまでの距離を一定に保つことができ、補強リブによる補強効果を安定して発揮させることが可能である。

これにより、タイロッド孔の設置ピッチと設置角を異ならせる要求に対して前部シェルを共通化することができ、補強リブを設けることでシェルの薄肉化や軽量化を図ったブースタシェルの種類の削減、生産性向上、コスト低減などの効果を期待できるようになる。

この発明の負圧式倍力装置の一例を示す断面図である。図１の負圧式倍力装置を、マスタシリンダを取付けた状態にして示す前部シェル側の端面図である。前部シェルの補強リブ設置部を、マスタシリンダを取外した状態にして示す拡大端面図である。マスタシリンダの取付け方向が図２とは反対周りの方向に傾いた負圧式倍力装置の一例を示す前部シェル側の端面図である。タイロッド孔の設置ピッチと設置角を異ならせる例を示す図

以下、この発明の負圧式倍力装置の実施の形態を、添付図面の図１〜図４に基づいて説明する。

図１に示した負圧式倍力装置１は、ブースタシェル２と、パワーピストン３と、入力ロッド４と、出力ロッド５と、パワーピストン３を復帰させるリターンスプリング６と、２本のタイロッド７と、そのタイロッド７と組み合わせてブースタシェル２を自動車の車体に固定する取付けボルト１５（図１参照）を組み合わせて構成されている。

ブースタシェル２は、前部シェル２ａと後部シェル２ｂとからなる。前部シェル２ａは、車のエンジンの給気マニホールドに接続される吸引ポート１４を有する。

タイロッド７は、ブースタシェル２の中心を通って径方向に延びる直線上に配置されており、そのタイロッド７と後部シェル２ｂに係止させる既述の取付けボルト１５を締結具にしてブースタシェル２が車両の車体に固定される。

パワーピストン３は、プレッシャプレートＰｐとダイヤフラムＤｐとからなる隔壁部材３ａと、内部に負圧弁Ｖｖと大気弁Ａｖを備えたバルブピストン３ｂを組み合わせて構成されており、このパワーピストン３の隔壁部材３ａによって、ブースタシェル２の内部が定圧室８と変圧室９に区画されている。

負圧弁Ｖｖは、定圧室８と変圧室９を連通させる通路に配置されてその通路を開閉する。また、大気弁Ａｖは、変圧室９を外部につなぐ通路に配置されてその通路を開閉する。

入力ロッド４はバルブピストン３ｂに挿入されており、運転者のブレーキ操作によってその入力ロッド４が押し込まれると負圧弁Ｖｖの弁体が弁シートに接して負圧弁Ｖｖが閉じ、定圧室８と変圧室９の連通が断たれる。

また、入力ロッド４の更なる押し込みによって、大気弁Ａｖの弁体が弁シートから離れ、大気弁Ａｖが開いて変圧室９に大気が流入する。

これにより、定圧室８と変圧室９に圧力差が生じ、その圧力差を受けたパワーピストン３が推進し、その推力（ブレーキ操作力に応じて増幅された力）が出力ロッド５を介してマスタシリンダＭＣに伝わってマスタシリンダＭＣが作動する。かかる作動メカニズムは、従来品の負圧式倍力装置と同じである。

例示の負圧式倍力装置１のブースタシェル２を構成する前部シェル２ａと後部シェル２ｂは、それぞれがシェルを屈曲させて作り出された補強リブ１０を内側に有している。

また、前部シェル２ａと後部シェル２ｂは、それぞれがタイロッド７を挿通するタイロッド孔１２を２個備えている。

図示の負圧式倍力装置１に採用された前部シェル２ａの端面形状を図２に示す。前部シェル２ａは、中心にマスタシリンダＭＣの入力側を挿入する挿通孔１３（図１参照）を有する。

タイロッド孔１２は、ブースタシェル２の中心を通って径方向に延びる直線上、かつ、挿通孔１３を間に挟んで１８０°回転した位置に配設されている。

図には示していないが、後部シェル２ｂのタイロッド孔も、前部シェル２ａと同様の配置になっている。

前部シェル２ａの補強リブ１０は、図３に示すように、仮想楕円ＢＥに沿って形成されている。仮想楕円ＢＥは楕円の中心が前部シェル２ａの中心Ｏにあり、なおかつ、最大設置ピッチのタイロッド孔１２の中心と前部シェルの中心Ｏを結ぶ直線Ｌ１上に長軸がある。

図示の前部シェル２ａに設けた補強リブ１０は、周方向に不連続（断続的）に形成され、仮想楕円ＢＥの長軸の両端側に配設されるもの（説明の便宜上これを１０ａとする）と仮想楕円ＢＥの短軸の両端側（その他の領域）に配設されるもの（同じくこれを１０ｂとする）が切り離されている。

補強リブ１０ａは、仮想楕円ＢＥと相似形で仮想楕円ＢＥに重なる形状とされている。また、その他の領域に配設される補強リブ１０ｂは、仮想楕円ＢＥに近接して沿う領域に配設されている。

図示の仮想楕円ＢＥは、図３に示すように、設置ピッチと設置角の異なるタイロッド孔（同一ブースタシェルで対応するタイロッド孔）１２を前部シェル２ａの端面図上に描き、描かれた各タイロッド孔１２の中心が配置される楕円を基準にしてその基準楕円ＣＥの外周に平行に沿わせた基準楕円ＣＥと相似形の楕円となしている。

補強リブ１０は、全域が周方向に連続している形状であってもよい。また、図２、図３のように、周方向に不連続に形成する補強リブ１０は、少なくとも仮想楕円ＢＥの長軸の両端付近におかれる補強リブ１０ａは仮想楕円ＢＥ上に配置する。

その他の領域の補強リブ１０ｂは、仮想楕円ＢＥに近接していれば仮想楕円ＢＥから多少外れた位置にあってもよく、その形状も前部シェル２ａの中心と同心の円に沿う図２、図３の如き形状にしても構わない。

なお、例示の前部シェル２ａは、好ましい形態として、補強リブ１０に囲まれる領域に内側補強リブ１１を形成している。

その内側補強リブ１１は、前部シェル２ａの中心Ｏにおいて直線Ｌ１（即ち、仮想楕円ＢＥの長軸）と直交する直線Ｌ２上に楕円の長軸がある内側仮想楕円ＢＥ_Ｉを仮想楕円ＢＥの内側に設定してその内側仮想楕円ＢＥ_Ｉ上に配設しており、内側補強リブ１１の無いものと比較するとリブによる前部シェル２ａの周方向各部の補強がバランスよくなされ、定圧室と外部の圧力差に対する前部シェル２ａの耐性がより向上する。

図４は、マスタシリンダＭＣの取付け方向（取付けフランジＦの取付け方向）が図２とは異なる方向に傾いた負圧式倍力装置に対してこの発明を適用したものである。

この形態も、楕円の中心が前部シェル２ａの中心にあり、なおかつ、長軸が２個のタイロッド孔の中心を結ぶ直線Ｌ１上にある仮想楕円ＢＥを設定してその仮想楕円ＢＥに沿って補強リブ１０を形成することで、設置ピッチと設置角の異なるタイロッド孔を設けるときに、設置されるタイロッド孔の中心から補強リブ１０までの距離を適切に保つことができる。

マスタシリンダの取付け方向は、取付けフランジＦがシェルの中心を通る垂直な線に対して左回りの方向に傾いた図２の方向と、右回りの方向に傾いた図４の方向があるが、この発明を適用すれば、どちらの形態においても、タイロッド孔の設置ピッチと設置角のずれに対して前記仮想楕円の長軸向きを異ならせた２種類の前部シェルで対応することが可能になる。

なお、後部シェル２ｂは、タイロッド孔とボルト孔が周方向にほぼ９０°ピッチで交互に配置されているのでタイロッド孔周りに加わる応力が前部シェルに比べると小さい。従って、後部シェル２ｂは、その後部シェルの中心と同心円上に補強リブを設けたものでよい。

１負圧式倍力装置
２ブースタシェル
２ａ前部シェル
２ｂ後部シェル
３パワーピストン
３ａ隔壁部材
Ｐｐプレッシャプレート
Ｄｐダイヤフラム
３ｂバルブピストン
Ｖｖ負圧弁
Ａｖ大気弁
４入力ロッド
５出力ロッド
６リターンスプリング
７タイロッド
８定圧室
９変圧室
１０，１０ａ、１０ｂ補強リブ
１１内側補強リブ
１２タイロッド孔
１３挿通孔
１４吸引ポート
１５取付けボルト
ＭＣマスタシリンダ
Ｌ１タイロッド孔の中心と前部シェルの中心とを結ぶ直線
Ｌ２前部シェルの中心で直線Ｌ１と直交する直線
ＢＥ仮想楕円
ＣＥ基準楕円
ＢＥ_Ｉ内側仮想楕円
Ｏ前部シェルの中心

Claims

前部シェルと後部シェルを組み合わせたブースタシェルを有し、そのブースタシェルの内部がパワーピストンの隔壁部材によって定圧室と変圧室に区画され、
前記前部シェルは、その前部シェルを屈曲させて形成される補強リブとタイロッドを挿通する２個のタイロッド孔を備え、前記２個のタイロッド孔が前記前部シェルの中心を通って径方向に延びる直線上に配置され、そのタイロッド孔に挿通されたタイロッドによって前記ブースタシェルにマスタシリンダが締結される負圧式倍力装置において、
前記前部シェルの補強リブを、楕円の中心が前記前部シェルの中心にあり、なおかつ、前記タイロッド孔の中心と前記前部シェルの中心とを結ぶ軸線上に楕円の長軸が配設される仮想楕円に沿って形成したことを特徴とする負圧式倍力装置。
前記補強リブに囲まれる領域に内側補強リブを形成した請求項１に記載の負圧式倍力装置。
前記仮想楕円の内側に、楕円の長軸が前記前部シェルの中心において前記仮想楕円の長軸と直交する内側仮想楕円を設定し、その内側仮想楕円上に前記内側補強リブを配設した請求項２に記載の負圧式倍力装置。
前記仮想楕円を、設置ピッチと設置角の異なるタイロッド孔を前部シェルの端面を表した図面上に描き、描かれた各タイロッド孔の中心がおかれる楕円を基準にしてその基準楕円の外周に平行に沿う楕円にした請求項１〜３のいずれかに記載の負圧式倍力装置。
前記補強リブを、周方向に不連続のリブにした請求項１〜４のいずれかに記載の負圧式倍力装置。
前記補強リブを、周方向に連続したリブにした請求項１〜４のいずれかに記載の負圧式倍力装置。