JP3799556B2 - 対称のケーシングをもつ空気圧サーボ装置 - Google Patents

Description

本発明の主題は、自動車の制動に補助を与えるのに用いられる型式の空気圧サーボ装置である。
このようなサーボ装置は、慣例的に、対称軸線を有するシリンダ及びカバーを備えたケーシングを包含し、ケーシングの内部が可動壁構造体によって、部分真空源に常時接続される前方室と、三方弁により前方室又は圧力源に選択的に接続される後方室とに密封的に区分され、三方弁が、カバー内を密封態様で摺動する可動壁構造体の後方管状部分内に配置され、制御ロッドによって駆動されるようになっている。
多数の文献がこの型式の空気圧サーボ装置に関連している。すべての周知の実施例では、サーボ装置のケーシングは、典型的には、シリンダとも称する前方半シェルと、カバーとも称する後方半シェルとで形成されており、シリンダとカバーは、前方室と後方室との間の密封を提供する非転動形ダイヤフラムの外周ビードをそれらの間に閉じ込めるようにして、クリンプ加工によって互いに固着されている。
カバーは慣例的に車両の防火壁にエンジン室側で固定されるようになっており、後方に向かい車両の乗員室内に入り込む、軸とも称する軸線方向円筒状延長部を包含する。この軸は、三方弁を収容する可動壁構造体を密封摺動するように受容する。
シリンダはサーボ装置の対称軸線のまわりで平坦面を包含し、この面は、サーボ装置の駆動時にサーボ装置の可動壁構造体に固着したプッシュロッドによって駆動されるマスターシリンダの取付フランジを受けるようになっている。
結果として、サーボ装置のケーシングを一緒に構成するシリンダとカバーは、２つの異なる構成部品をなしている。このことは、時間並びに設計、製造、保管及び取扱いのコストが２倍となることを意味している。特に、上述した軸を包含するカバーは、非常に手の込んだもので且つその複雑な形状のために製造が高くつく構成部品を構成しており、製造又は組立ラインでの不合格品は取るに足らないものではない。
従って、本発明の目的は、ケーシングを製造するコストが大幅に低減されるようにしたサーボ装置を提案することによって、この問題を解決することにある。
この目的のため、本発明は、サーボ装置のシリンダとカバーが、サーボ装置の対称軸線に対して直角な平坦中央部分、中間部分及び略円筒状の周辺部分を包含する２つの同一の半シェルで作られ、周辺部分が、少なくとも１つの軸線方向舌部を包含する鋸歯状端縁を形成されている上記型式のサーボ装置を提案している。
本発明の他の目的、特徴及び利点は、非限定的な例として添付図面を参照して行う実施例の下記説明から明らかとなるであろう。
図１は、本発明に従って製作した制動補助用空気圧サーボ装置の縦断側面図である。
図２及び３は、図１のサーボ装置のケーシングを形成する半シェルのそれぞれの斜視図である。
図４は、図１のサーボ装置の半部分の側面図である。
図５は、図４の線Ｖ−Ｖに沿うサーボ装置の部分的な拡大縦断面図である。
図６は、図１のサーボ装置に装備される逆止弁の変形例の断面図である。
図７は、サーボ装置のケーシングを形成する半シェルの変形例の図５と同様の拡大縦断面図である。
図１は、通常の方法で車両のブレーキペダルとこの車両のブレーキ回路を制御するマスターシリンダとの間に配置されるように設計された制動補助用空気圧サーボ装置を断面で示している。慣例により、マスターシリンダに向かって指向するサーボ装置の部分を“前方”と称し、ブレーキペダルに向かって指向するサーボ装置の部分を“後方”と称する。従って図１では、前方が左側で、後方が右側である。
図示のサーボ装置は、軸線Ｘ−Ｘ′を中心とする対称回転体を呈するシェルの形状の外部ケーシング１０を包含する。サーボ装置の内部構造及びその作動は本発明の一部を構成するものではなく、ここでは単に思い起こすだけとする。
可動壁構造体１２がケーシングの内部に前方室１４と後方室１６とを画成する。可動壁１２は例えばエラストマー製の撓み可能な非転動形ダイヤフラム１５と組合わされ、このダイヤフラムの内周端縁は、軸線Ｘ−Ｘ′に沿って配置された中空ブーストピストン２０にビード１８を介して密封態様で収容されている。
中空ピストン２０は管状部分２２の形状で後方に延びており、この管状部分はケーシング１０の後方壁を密封態様で貫通している。ピストン２０とケーシング１０の前方壁との間に挟装された圧縮スプリング２４は、通常ピストン２０を図１に示した後方休止位置に保持し、この位置では、後方室１６がその最小容積を有するとともに、前方室１４がその最大容積を有する。
ピストン２０の後方管状部分２２内には、部分真空源に常時接続される前方室１４に又は図示の例ではサーボ装置の外部の大気で構成される圧力源に後方室16を選択的に連通させる三方弁２６が収蔵されている。三方弁２６の作動は、制御ロッド３０に固着されたプランジャ２８によって制御され、管状部分２２の外部に突出するこの制御ロッドの後方端部（図示しない）は、車両のブレーキペダル（図示しない）によって直接に制御される。
制御ロッド３０が後方休止位置にある時、弁２６は通常サーボ装置の２つの室１４及び１６の間の連通を確立する。車両の運転者がブレーキペダルを駆動すると、制御ロッド３０そしてプランジャ２８の前方移動を生じさせて、弁２６を駆動する結果となる。
弁２６は、第１段階では、室１４及び１６を互いに隔離し、次に第２段階では、後方室１６と制御ロッド３０のまわりに存在する大気との間の連通を確立する。
このようにして、大気圧の空気が後方室１６内へ入れられ、可動壁１２の２つの面に圧力差を生起し、その結果高いブースト力をピストン２０に発生させ、このブースト力は制御ロッド３０に加えられた入力に付加され、マスターシリンダ３６のピストン（図示しない）を駆動するプッシュロッド３４に反動ディスク32を介して伝達される。
本発明によると、ケーシング１０は、外側及び内側から斜めに見た図２及び３に示した２つの同一の半シェル３８及び４０で形成されている。半シェル３８は例えばサーボ装置の前部に配置されて慣例的なシリンダに取って代わり、半シェル４０はサーボ装置の後部に配置されて慣例的なカバーに取って代わるものである。さらに、図１の上半分及び下半分は２つの変形例を示している。
図２及び３は、各半シェル３８又は４０が、サーボ装置の組立時に軸線Ｘ−Ｘ′に対して直角をなし、且つ中央開口４４とこの中央開口のまわりに均等に分配された開口４６とを穿設された平坦中央部分４２を包含することを示している。
各半シェルはまた、略円筒状の周辺部分５０に接続した切頭円錐形の全体形状の中間部分４８を包含する。周辺部分５０は一連の同一の軸線方向舌部５４を形成されて鋸歯状端縁を呈する。周辺部分５０は、その中間部分４８との接続部と、舌部５４の間の鋸歯状部分の底部すなわち舌部５４に隣接する端縁５５との間に半径方向肩部５２をさらに形成されている。
舌部５４は、２つの連続する舌部の間の円周方向の差分が各舌部の共通の幅よりも僅かに大きくなるようにして、部分５０の周辺端縁に沿って均等に分配されている。換言すると、端縁５５の円周方向長さは舌部５４の円周方向長さよりも僅かに大きい。有益的には、舌部５４は僅かに不等辺四辺形の形状とすることができ、この四辺形の短い底辺は外側に向いている。そして、舌部の円周方向長さはこの四辺形の長い底辺に沿って測定されるものである。
さらに、２つの舌部の間に位置する部分における半径方向肩部５２の外径は軸線方向舌部の内径よりも僅かに小さく、あるいは軸線Ｘ−Ｘ′から測定した端縁５５の外半径は軸線方向舌部５４の内半径よりも僅かに小さいので、一方の半シェルの舌部５４は他方の半シェルの端縁５５に重なり、他方の半シェルの舌部54と絡み合うことができる。
サーボ装置のケーシング１０の後方部分を形成する半シェル、この場合には４０は、開口４４内に密封態様で収容される環状前方部分５８と管状後方部分６０とを包含する部材５６を組付けられ、この管状後方部分内ではピストン２０の後方管状部分２２が摺動する。車両の乗員室からエンジン室を隔離する防火壁にサーボ装置を固定するために、開口４６内にはねじ６２が配置される。ねじ６２は、有益的には、部材５６の環状部分５８を半シェル４０に固定するのに関与し得る。
サーボ装置のケーシングの前方部分を形成する半シェル、この場合には３８は、図１の上半分及び下半分に示した２つの変形例に従って、半シェル３８の平坦中央部分４２の寸法に一致する寸法の環状部材６４又は６４′を組付けられている。
図１の下半分では、環状部材６４は、マスターシリンダ３６の寸法に一致する寸法の中央開口と、この中央開口のまわりに均等に分配された開口６６とを形成されていることがわかり、これらの開口６６は半シェル３８の開口４６に対して幾何学的レイアウト及び数の上で一致しているので、開口４６及び６６は軸線方向に整合し、マスターシリンダの取付フランジ７０と相互作用するねじ６８によってマスターシリンダ３６を半シェル３８上に締着できるようにする。
マスターシリンダ３６は従来のマスターシリンダと比較すると多少変更されており、フランジ７０を貫通してコネクタ７４の中に出現する通路７２を包含する。コネクタ７４は内燃機関の吸気マニホルド又は真空ポンプのような部分真空源に接続するための端部取付具７６を受容するようになっており、端部取付具７６は逆止弁７８を包含する。
前述の説明によると、本発明がどのようにして実施されるかが理解されたであろう。半シェルを部材５６に密封態様で組付け、次に例えばクリンプ加工によりねじ６２を半シェル上に固定し、最後にサーボ装置の内部機構、すなわち可動壁１２を備えたピストン２０、プッシュロッド３４、三方弁組立体２６及びこの組立体内の制御ロッド３０を設置することによって、サーボ装置の後方部分が最初に組立てられる。
並行して、半シェルを環状部材６４に組付け、次に例えばクリンプ加工によりねじ６８を固定することによって、サーボ装置の前方部分が組立てられる。
それから、サーボ装置の前方及び後方部分が、それらの間に圧縮スプリング２４及び撓み可能なダイヤフラム１５の外周ビード８０を挟入することによって、互いに組付けられる。組立作業の開始時には、図４に示されているように、一方の半シェルの舌部５４は舌部の寸法及びこれら舌部間の空間の寸法のため他方の半シェルの舌部５４の間に挟入され、また舌部の内径及び２つの舌部間の肩部５２の外径のため絡み合うこととなり、舌部が上述した四辺形の形状を与えられている場合には組立体の動きがさらに容易となる。
組立作業を完了するため、２つの半シェル３８及び４０が、図４及び５に最もよく示されているように、例えばクリンプ加工によって互いに固着される。このため、プレカット８２が各舌部の自由端縁に平行に形成されている。このようなクリンプ加工は、２つの半シェルを互いに対して押し付け、それからポンチ（図示しない）でもって各舌部にその自由端縁側のプレカット８２に近い部分上に図５の矢印Ｆの方向に力を加えて、一方の半シェルの各舌部におけるプレカットと自由端縁との間にある外方部分を変形させ、この変形した部分を他方の半シェルの肩部５２上に載置させることによって、慣例の方法で実施し得る。
これらの作業の後、サーボ装置が組付けられ、すぐに使用できる。こうして、上記のように変更されたマスターシリンダ３６が、ねじ６８によってサーボ装置に固定される。フランジ７０に形成した通路７２は、半シェル３８の開口４４の内側に出現することとなり、勿論環状部材６４はこの通路を妨害しないように構成されている。
それから、サーボ装置／マスターシリンダ組立体が、従来のマスターシリンダと同様に、ねじ６２でもって車両の防火壁に設置され、端部取付具７６を部分真空源に接続することによって作動可能となる。
従って、本発明は、ケーシングが２つの同一且つ製作容易な半シェルと後方の半シェルに取付けられる追加の部材５６とで形成されているため、低コストのサーボ装置を製作することを可能にしていることがわかる。この部材５６は作動中には応力を受けないので、該部材は熱成形プラスチックのような軽量材料から作ることができる。こうして、本発明はまたサーボ装置のケーシングの重量を軽減することに寄与している。さらに、可動壁及び三方弁のようなサーボ装置の他の内部構成部品は変更されないので、本発明に従って製作したケーシング内にこれらの部品を用いることができる。マスターシリンダだけがその製造コストやその重量に大きく関係することなしに多少変更されているに過ぎない。
図１の上半分は、従来のマスターシリンダを変更なしで使用できるようにした変形例を示している。
図１の上半分から、半シェル３８及び４０がここでもまた同一であることがわかる。各半シェルは、前述した実施例における半シェルの中央開口の径よりも僅かに大きい径の中央開口４４を包含する。
前方半シェル３８は、開口６６を形成した環状部材６４′に組付けられ、これらの開口は半シェル３８の開口４６に対して幾何学的レイアウト及び数の上で一致しているので、開口４６及び６６は軸線方向に整合する。
環状部材６４′はまた開口８４を形成されており、この開口の中心は開口６６の中心よりも軸線Ｘ−Ｘ′に接近しているので、半シェル３８と環状部材６４′が組付けられた時これらの開口８４は半シェル３８の開口４４により画定された周辺の内側に完全に位置する。開口８４は従来のマスターシリンダの取付フランジ７０′に形成した開口８６に対して幾何学的レイアウト及び数の上で一致する。
サーボ装置を組立てるため、開口４６及び６６がそれぞれ軸線方向に整合するようにして半シェル３８と環状部材６４′を結合することによって、サーボ装置の前方部分が組立てられる。それから、２つの構成部品が例えば密封リベット８８によって互いに固着される。変形例として、密封リベット８８が開口４６−66の一部にだけ配置され、他の開口が密封ストッパで閉塞されてよい。
サーボ装置のケーシングの組立ての残りの作業は、前記実施例に関して行った説明に完全に従うものである。従来のマスターシリンダが使用できることのほかに、この実施例の異なる利点は、図６に示されているように、リベット８８の１つが逆止弁７８′を包含する端部取付具７６′で代用でき、半シェル３８に追加の開口を形成するのを回避できることである。
図７は、サーボ装置の最終組立てのためのクリンプ加工作業を回避している、上述した実施例の変形例を示している。この図からわかるように、各半シェルの周辺部分５０は連続した半径方向肩部５２′を形成されており、この肩部は、その凹面が半シェルの凹面と同じ方向を向くように湾曲している。
最終組立て時、ダイヤフラム１５の外周ビード８０が２つの肩部５２′の凹面の間に収蔵されるようにして、２つの半シェルが互いに合わされる。それから、半シェル３８及び４０が肩部５２′を締着するたが90によって互いに固着される。サーボ装置を組立てる他の作業は前述した作業と同じである。
このように、本発明は特に経済的なサーボ装置を製作することを実際に可能にしており、サーボ装置のためのハウジングは、設計及び製作するのが簡単で且つサーボ装置の構成部品の取扱い及び保管を容易にする単一の構成部品の製造を必要とするだけである。
勿論、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、対照的に、当業者には自明の多数の変更を受け入れることができる。従って、各半シェルの中間部分４８は平坦として中央部分４２と同じ平面に位置することができ、また、周辺部分の端部分に形成した舌部５４の数は任意の値に等しくてよく、特に単一の舌部が軸線Ｘ−Ｘ′のまわりで略１８０°にわたって延びるように設計でき、あるいは、舌部を例えば２〜４の間の少数とし、そして各舌部が、できればクリンプ点毎に１つのプレカットを設けるようにして、他方の半シェルに数箇所でクリンプされるようにすることができる。

Claims (17)

1. 対称軸線（Ｘ−Ｘ′）を有するシリンダ（３８）及びカバー（４０）を備えたケーシング（１０）を包含し、ケーシングの内部が、撓み可能な非転動形ダイヤフラム（１５）と協働する可動壁構造体（１２）によって、部分真空源に常時接続される前方室（１４）と、三方弁（２６）により前方室（１４）又は圧力源に選択的に接続される後方室（１６）とに密封的に区分され、三方弁が、カバー（４０）内を密封態様で摺動する可動壁構造体（１２）の後方管状部分（２２）内に配置され、制御ロッド（３０）によって駆動される制動補助用空気圧サーボ装置において、サーボ装置のシリンダ（３８）とカバー（４０）が、サーボ装置の対称軸線（Ｘ−Ｘ′）に対して直角な平坦中央部分（４２）、中間部分（４８）及び略円筒状の周辺部分（５０）を包含する２つの同一の半シェル（３８，４０）で作られ、周辺部分（５０）が、少なくとも１つの軸線方向舌部（５４）を包含する鋸歯状端縁を形成されていることを特徴とする空気圧サーボ装置。
2. 請求項１記載のサーボ装置において、平坦中央部分（４２）が、中央開口（４４）と、この中央開口（４４）のまわりに均等に分配された開口（４６）とを形成されていることを特徴とするサーボ装置。
3. 請求項２記載のサーボ装置において、周辺部分（５０）が、中間部分（４８）へのその接続部と舌部（５４）に隣接するその端縁（５５）との間に半径方向肩部（５２）を形成されていることを特徴とするサーボ装置。
4. 請求項３記載のサーボ装置において、舌部に隣接する端縁（５５）の円周方向長さが舌部（５４）の円周方向長さよりも大きいことを特徴とするサーボ装置。
5. 請求項４記載のサーボ装置において、舌部（５４）が不等辺四辺形の形状を有し、この不等辺四辺形の短い底辺が外側に向いていることを特徴とするサーボ装置。
6. 請求項４記載のサーボ装置において、舌部（５４）に隣接する端縁（５５）の外半径が舌部（５４）の内半径よりも小さいことを特徴とするサーボ装置。
7. 請求項５又は６記載のサーボ装置において、２つの半シェル（３８，４０）が、舌部（５４）の外側部分を変形させてこの変形した部分を他方の半シェル（３８，４０）の肩部（５２）上に載置させることによって、互いに固着されることを特徴とするサーボ装置。
8. 請求項７記載のサーボ装置において、舌部（５４）にはその自由端縁に平行に少なくとも１つのプレカット（８２）が形成されていることを特徴とするサーボ装置。
9. 請求項２記載のサーボ装置において、周辺部分が、湾曲し連続した半径方向肩部（５２′）を形成され、この半径方向肩部の凹面が半シェルの凹面と同じ方向に向いていることを特徴とするサーボ装置。
10. 請求項９記載のサーボ装置において、撓み可能な非転動形ダイヤフラム（１５）の外周ビード（８０）が各半シェルの半径方向肩部（５２′）の凹面の間に収蔵されていることを特徴とするサーボ装置。
11. 請求項１０記載のサーボ装置において、半シェルが、２つの半径方向肩部（５２′）を締着するたが（９０）によって互いに固着されていることを特徴とするサーボ装置。
12. 請求項７又は１１記載のサーボ装置において、可動壁構造体（１２）の後方管状部分（２２）が、サーボ装置のケーシング（１０）の後方部分を形成する半シェル（４０）の中央開口（４４）内に密封態様で収容された部材（５６）内を密封態様で摺動することを特徴とするサーボ装置。
13. 請求項１２記載のサーボ装置において、サーボ装置のケーシング（１０）の後方部分を形成する半シェル（４０）の中央開口（４４）内に密封態様で収容された部材（５６）が、軽量材料から作られていることを特徴とするサーボ装置。
14. 請求項７又は１１記載のサーボ装置において、ケーシング（１０）の前方部分を形成する半シェル（３８）が、中央開口及びこの中央開口のまわりに均等に分配された開口（６６）を包含する部材（６４，６４′）に組付けられ、この開口（６６）が半シェル（３８）の中央開口（４４）のまわりに形成した開口（４６）に対して幾何学的レイアウト及び数の上で一致することを特徴とするサーボ装置。
15. 請求項１４記載のサーボ装置において、半シェル（３８）と部材（６４）の中央開口のまわりに形成した開口（４６，６６）が、軸線方向に整合し、マスターシリンダの取付フランジ（７０）と相互作用する固定ねじ（６８）によってマスターシリンダ（３６）を半シェル（３８）に固定できるようにしていることを特徴とするサーボ装置。
16. 請求項１４記載のサーボ装置において、半シェル（３８）と部材（６４′）の中央開口のまわりに形成した開口（４６，６６）が、軸線方向に整合し、リベット（８８）又は密封ストッパによって閉塞されていることを特徴とするサーボ装置。
17. 請求項１４記載のサーボ装置において、半シェル（３８）と部材（６４′）の中央開口のまわりに形成した開口（４６，６６）が、軸線方向に整合し、逆止弁（７８′）を包含する端部取付具（７６′）を受容することを特徴とするサーボ装置。

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