JP3466609B2

JP3466609B2 - 自動車の負圧式制動力ブースタ

Info

Publication number: JP3466609B2
Application number: JP50581294A
Authority: JP
Inventors: バウエル、ユルゲン
Original assignee: アイティーティー・オートモーティブ・ヨーロップ・ゲーエムベーハー
Priority date: 1992-08-22
Filing date: 1993-06-24
Publication date: 2003-11-17
Anticipated expiration: 2018-11-17
Also published as: EP0655039B2; DE4227879A1; EP0655039A1; DE59305975D1; US5546846A; JPH08500307A; EP0655039B1; WO1994004403A1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、その内部が可動壁によって作動チャンバと
真空チャンバとに区画されたブースタハウジングと、前
記可動壁に作用する圧力差を制御し且つ同心的に配置さ
れた２つのシールシートと弾性変形可能な弁部材とを備
えた制御弁とを有する自動車の負圧式制動力ブースタに
関する。

この種の負圧式制動力ブースタは、例えば、DE−OS
39 15 219に開示されている。空気圧差が作用する弁
部材の作用面が操作中に膨脹で増大することを防止する
ために、弁部材を取り囲んで弁部材の転動折曲部（roll
ing fold）の径方向外側への移動を制限する環状の構成
要素が設けられている。

真空チャンバの排気中に真空圧と大気圧との間の圧力
差によって生起される力成分が前述した弁部材の作用面
上に作用することは好ましくない。すなわち、この力成
分は、作動方向に作用して、制御ハウジングに設けられ
たシールシート（真空側シールシート）を閉じようとす
る。真空側シールシートを開くためには、特に可動壁の
戻り動作中に、前記力成分に打ち勝つ力が必要である。
したがって、第２のシールシート（大気側シールシー
ト）を作動方向に抗して付勢するバネが設けられる。し
かしながら、このような手段によると、反動力（respon
se force）が増大してしまう結果となる。

したがって、本発明の目的は、第２のシールシートに
作用するリセット力と負圧式制動力ブースタの反動力と
の間の比率を改良し又は最大限に活用できるようにする
ことである。

本発明によれば、この目的は、シールシートから隔た
った弁部材の側に作動チャンバに導入される空気圧を作
用させることによって、達成される。

本発明の思想を具現化するために、本発明の好ましい
実施例では、可動壁と連結する制御ハウジング内に制御
弁が収容され、その弁部材が制御ハウジング内に空気チ
ャンバを形成している。そして、作動チャンバに導入さ
れた空気圧が前記空気チャンバに作用する。

また、空気チャンバの通気（evacuation and ventin
g）と空気チャンバ内の急速な圧力変化とを可能にする
非常に短い流路が形成される。すなわち、弁部材は、そ
のシール面に隣接する部位に、シールシートによって形
成され且つ作動チャンバに接続された環状チャンバと空
気チャンバとを接続する少なくとも１つの通路を有して
いる。

また、弁部材は、弁部材をハウジング内で保持する保
持リングとともに空気チャンバを形成する径方向外側の
転動折曲部と径方向内側の転動折曲部とを有しているた
め、弁部材の作動中における摩擦の増大が最小限に抑え
られる。

本発明に係る負圧式制動力ブースタの他の実施例にお
いて、環状に形成された弁部材は、制御ハウジング内に
シール状態で配置された案内部材とともに空気チャンバ
を形成する径方向外側のシールリップと径方向内側のシ
ールリップとを有しているため、軸方向の全長が短くな
り、組み立てや製造が容易になる。

この構成では、環状の補強部材がシールシートから隔
たった弁部材の側に設けられ、弁ばねが補強部材に当接
して弁部材をシールシートの方向に付勢することが望ま
しい。また、補強部材は、Ｕ形状の断面を有し、弁部材
の通路に対向する少なくとも１つの開口を有しているこ
とが望ましい。

また、補強部材を転動折曲部間に配置することによっ
て、制御ユニットの組立が非常に簡単になる。さらに、
これによって、径方向内側の転動折曲部の適度な支持状
態が確保され、限定された所望の転動径（roll−off di
ameter）を維持することができる。このため、補強部材
はＬ形状の断面を有していても良い。

また、空気チャンバは、シールビーズによってシール
されている。シールビーズは、内側の転動折曲部と外側
の転動折曲部とのそれぞれに隣接し、制御ハウジングも
しくは保持リングにシール状態で当接している。本発明
に係る負圧式制動力ブースタの操作時における信頼性
は、この効果的なシールによって向上される。

結局、前述したバネによってリセット力の大きさを所
望する大きさにするためには、径方向内側の転動折曲部
の径を第２のシールシートの径よりも小さくするか、も
しくは、径方向内側の転動折曲部の径を第２とシールシ
ートの径と略同一にすることが重要である。

第１図は、本発明に係る負圧式制動力ブースタの要部
断面図；第２図は、第１図の負圧式制動力ブースタに使用され
る弁部材の拡大平面図；第３図は、第２図のＡ−Ａ線に沿う断面図；第４図は、本発明の第２の実施例に係る負圧式制動力
ブースタの制御ユニットの拡大要部断面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例について説明
する。

本発明に係る負圧式制動力ブースタのブースタハウジ
ング１が第１図に概略的に示されている。このブースタ
ハウジング１は、軸方向に移動可能な可動壁２によっ
て、作動チャンバ３と真空チャンバ４とに区画されてい
る。可動壁２は、金属板を深絞り加工（deep drawn）し
て成るダイアフラムプレート８と、このダイアフラムプ
レート８に当接する柔軟なダイアフラム（図示せず）と
によって形成されている。この場合、柔軟なダイアフラ
ムは、ダイアフラムプレート８の外面とブースタハウジ
ング１との間でシールを形成するローリングダイアフラ
ムとして作用する。

作動ロッド７によって操作可能な制御弁12は制御ハウ
ジング５内に収容されている。制御ハウジング５は、可
動壁２と連結され、ブースタハウジング１内をシール状
態で案内される。制御弁12は、制御ハウジング５に設け
られた第１のシールシート（sealing seat）15と、作動
ロッド７に連結された弁ピストン９に設けられた第２の
シールシート16と、両方のシールシート15,16と共働し
且つ保持リング21に当接する弁スプリング22によってシ
ールシート15,16に対して付勢される弁部材10とを有し
ている。作動チャンバ３は、制御ハウジング５内を横方
向に延びるチャンネル28を介して、真空チャンバ４と接
続可能である。

制動力は、前方で制御ハウジング５に当接するエラス
トマー材料からなるリアクションディスク６と先端フラ
ンジ部23を有するプッシュロッド14とを介して、図示し
ないブレーキシステム（負圧式制動力ブースタの真空側
端部に固定されている。）のマスターシリンダの作動ピ
ストンに伝達される。作動ロッド７に生起される入力
は、弁ピストン９を介して、リアクションディスク６に
伝達される。

ブースタハウジング１の真空側端部壁に設けられた図
示しないフランジ部に当接するリセットばね26（概略的
に示されている。）は、可動壁２を図示する初期位置に
保持する。さらに、第２の圧縮ばね27は、作動ロッド７
と支持リング40との間に介挿されている。支持リング40
は、保持リング21に当接しており、弁部材10を保持リン
グ21に対して固定する。圧縮ばね27のばね力は、弁部材
10を弁ピストン９またはそのシールシート16に対して付
勢する。

制御弁12の操作時に作動チャンバ３を外気に接続する
ために、略径方向に延びるチャンバ29が制御ハウジング
５内に別個に設けられる。ブレーキ操作の終端における
弁ピストン９の戻り移動は、横方向部材11によって制限
される。この横方向部材11は、負圧式制動力ブースタの
図示する解除位置で、ブースタハウジング１内の制御ハ
ウジング５をシール状態で案内する摺動パッキンリング
（sliding packing ring）13に当接する。

特に、第２図及び第３図に示すように、弁部材10は、
２つのシールシート15,16と共働する環状のシール面42
を有しており、金属製の補強ディスク41によって補強さ
れるとともに、複数の軸方向通路19を有している。シー
ルシート15,16から隔たったシール面42の側には、径方
向外側に位置する大径の転動折曲部（rolling fold）25
と、径方向内側に位置する小径の第２の転動折曲部30と
が存在し、これらの各転動折曲部25,30は、シールビー
ズ38,39を横切っている。この場合、径方向内側の転動
折曲部30の径は、シールシート16の径よりも小さいか、
もしくは、シールシート16の径と略同一である。弁部材
10を制御ハウジング５内に装着した状態で、シールビー
ズ38,39は弁部材10の内壁というよりもむしろ弁部材10
を保持する前述した保持リング21にシール状態で当接す
る。これによって、制御ハウジング５内に空気チャンバ
17が形成される。好ましくは、Ｕ字型の断面形状を有す
る環状の補強部材35が２つの転動折曲部25,30の間に介
挿され、この補強部材35に対して弁ばね22が当接支持さ
れる。また、補強部材35は、弁部材10の通路19と対向す
る複数の開口20を有している。通路19や開口20によって
形成される流路は、空気チャンバ17と環状チャンバ24と
を接続する。環状チャンバ24は、シールシート15,16に
よって形成されており、前述した空気チャンネル29に連
通している。これによって、シール面42から隔たった弁
部材10の側に形成された空気チャンバ17が作動チャンバ
３と常時接続され、弁部材10に圧力平衡が生じる。

第４図に示された第２の実施例では、弁部材10が環状
に形成されている。そして、弁部材10は、制御ハウジン
グ５の壁にシール状態で当接する径方向外側の第１のシ
ールリップ31と、空気（圧力補償）チャンバ17を形成す
るガイド部材34と共働する径方向内側の第２のシールリ
ップ32とを備えている。ガイド部材34は、Ｏリング37に
よって制御ハウジング５に対してシールされており、一
方でピストンロッド戻しばね27を支持するとともに、他
方で弁ばね22を装着する。第１図ないし第３図に示した
実施例と同様、圧力補償チャンバ17は、弁部材10の通路
36と開口33とによって、環状チャンバ24もしくは作動チ
ャンバ３（図示せず）に接続されている。この場合、開
口33は、Ｕ字型の断面形状を有し且つ弁部材10を補強す
る補強リング35に設けられており、弁部材10の通路36と
対向している。径方向内側のシールリップ32の径は第２
のシールシート16の径と同一寸法である。

第４図に示す解除位置では、真空チャンネル28と環状
チャンバ24と空気圧補償チャンバ17とが略同一の圧力と
なる。その結果、弁部材10は、空気圧による力の作用が
平衡状態に維持される。弁ばね22は、弁部材10を第２の
シールシート16に移動させる所望の押圧力を形成する。

操作時、空気圧差によって環状面に生起される力成分
と弁ばね22は、弁部材10を第１のシールシート15に移動
させる所望の押圧力を形成する。この場合、環状面は、
第１のシールリップ31と第１のシールシート15とによっ
て形成される。

空気チャンバ3,4間の接続を果たし、且つ、可動壁２
の戻し移動中に第１のシールシート（真空側シールシー
ト）15を開くために、第２の（ピストンロッド戻し）ば
ね27は、弁ばね22の付勢力と第２のシールシート16に作
用する空気圧とに抗して作用する。ばね27によって形成
される力の残余部分が前述したリセット力である。

したがって、本発明によれば、一定の反動力（respon
se force）をもってリセット力が増大し、一定のリセッ
ト力をもって反動力が減少し、その結果、本発明に係る
制動力ブースタのヒステリシスが改良（向上）されるた
め、弁ピストン９に作用する負圧式制動力ブースタの反
動力とリセット力との間の差異が減少する。

参照符号リスト１…ブースタハウジング２…可動壁３…作動チャンバ４…真空チャンバ５…制御ハウジング６…リアクションディスク７…作動ロッド８…ダイアフラムプレート９…弁ピストン 10…弁部材 11…横方向部材 12…制御弁 13…摺動パッキンリング 14…プッシュロッド 15…シールシート 16…シールシート 17…チャンバ 18…ローリングダイアフラム 19…通路 20…開口 21…保持リング 22…弁ばね 23…ヘッドフランジ 24…環状チャンバ 25…転動折曲部 26…リセットばね 27…ピストンロッド戻しばね 28…チャンネル 29…チャンネル 30…転動折曲部 31…シールリップ 32…シールリップ 33…開口 34…案内部材 35…補強部材 36…通路 37…Ｏリング 38…シールビーズ 39…シールビーズ 40…支持リング 41…補強ディスク 42…シール面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭59−118556（ＪＰ，Ａ) 特開平５−131916（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−241254（ＪＰ，Ａ) 特公昭55−32580（ＪＰ，Ｂ１) 米国特許5059805（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60T 13/57

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】その内部が可動壁（２）によって作動チャ
ンバ（３）と真空チャンバ（４）とに区画されたブース
タハウジング（１）と、可動壁（２）に作用する圧力差
を制御し且つ可動壁（２）を支持する制御ハウジング
（５）内に配置された制御弁（12）とを有し、前記制御
弁が２つの同心的に配置されたシールシート（15,16）
と弾性的に変形可能な弁部材（10）とを備えていて、弁
部材（10）が制御ハウジング（５）内に空気チャンバ
（17）を形成し、前記空気チャンバは、シールシート
（15,16）と協働する弁部材（10）のシール面（42）か
ら隔たった弁部材（10）の側に形成され、前記空気チャ
ンバには、作動チャンバ（３）内の空気圧が作用するよ
うになっており、弁部材（10）のシール面（42）の近傍
に形成された少なくとも１つの通路（19）によって空気
チャンバ（17）と作動チャンバ（３）とが接続されてい
る自動車の負圧式制動力ブースタにおいて、前記通路（19）は、シールシート（15,16）によって形
成され且つ作動チャンバ（３）に接続された環状チャン
バ（24）と空気チャンバ（17）とを接続することを特徴
とする負圧式制動力ブースタ。
【請求項２】前記制御ハウジング（５）内の前記制御弁
（12）は、制御ハウジング（５）をブースタハウジング
（１）内で案内してシールする摺動パッキンリング（1
3）によって径方向で境界付けられる領域内に配置され
ていることを特徴とする請求項１に記載の負圧式制動力
ブースタ。
【請求項３】弁部材（10）は、弁部材（10）を制御ハウ
ジング（５）内で保持する保持リング（21）やシール面
（42）とともに空気チャンバ（17）を形成する径方向外
側の転動折曲部（25）と径方向内側の転動折曲部（30）
とを有していることを特徴とする請求項１または請求項
２に記載の負圧式制動力ブースタ。
【請求項４】弁部材（10）は、環状に形成されるととも
に、制御ハウジング（５）内にシール状態で配置された
案内部材（34）やシール面（42）とともに空気チャンバ
（17）を形成する径方向外側のシールリップ（31）と径
方向内側のシールリップ（32）とを有していることを特
徴とする請求項１または請求項２に記載の負圧式制動力
ブースタ。
【請求項５】環状の補強部材（35）がシールシート（1
5,16）から隔たった弁部材（10）の側に設けられ、弁ば
ね（22）が補強部材（35）に当接して弁部材（10）をシ
ールシート（15,16）の方向に付勢することを特徴とす
る請求項３または請求項４に記載の負圧式制動力ブース
タ。
【請求項６】補強部材（35）は、Ｕ形状の断面を有し、
弁部材（10）の通路（19または36）に対向する少なくと
も１つの開口（20または33）を有していることを特徴と
する請求項５に記載の負圧式制動力ブースタ。
【請求項７】補強部材（35）が転動折曲部（25,30）間
に配置されていることを特徴とする請求項３または請求
項５または請求項６に記載の負圧式制動力ブースタ。
【請求項８】補強部材（35）がＬ形状の断面を有してい
ることを特徴とする請求項７に記載の負圧式制動力ブー
スタ。
【請求項９】空気チャンバ（17）がシールビーズ（38,3
9）によってシールされ、各シールビーズ（38,39）は、
内側の転動折曲部（30）と外側の転動折曲部（25）との
それぞれに隣接するとともに、制御ハウジング（５）も
しくは保持リング（21）にシール状態で当接しているこ
とを特徴とする請求項３または請求項７に記載の負圧式
制動力ブースタ。
【請求項１０】径方向内側の転動折曲部（30）の径は、
第２のシールシート（16）の径よりも小さいか、もしく
は、第２のシールシート（16）の径と略同一であること
を特徴とする請求項３または請求項７ないし請求項９の
いずれか１項に記載の負圧式制動力ブースタ。
【請求項１１】制御弁（12）が作動すると、作動チャン
バ（３）は、環状チャンバ（24）に連通する空気チャン
ネル（29）によって外気に接続されることを特徴とする
請求項１なしい請求項10のいずれか１項に記載の負圧式
制動力ブースタ。
【請求項１２】空気チャンネル（29）は、制御ハウジン
グ（５）内であって制御弁（12）の後側の作動方向で、
略径方向に延びていることを特徴とする請求項11に記載
の負圧式制動力ブースタ。