JP3818681B2 - ブレーキ用空気圧式倍力装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、DE 24 15 683に開示の請求項１の前文に記載されているブレーキ用空気圧式倍力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
同様の構造は、DE 42 338 333 A1などから周知である。
【０００３】
この構造の欠点は、部品数が多いため組立コストが高くつくことである。さらに、長いブースタ・ハウジング部に個々の部品を挿入し配置するには、特殊な工具にたよる必要がある。また、電磁石アセンブリからの比較的好ましくない電力損失による放熱のため、制御弁アセンブリの始動力に必要とされる以上に大きな電磁石アセンブリの寸法を決めなければならないという欠点がある。結局、この作り方が、その構造の疲労強度に悪影響を及ぼす。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述したブレーキ用空気圧式倍力装置をさらに経済的に製造でき、且つその作動特性が向上するように改善することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の倍力装置は、本発明の請求項１の特徴部分に記された特徴によってさらに改善された。
即ち、本発明のブレーキ用空気圧式倍力装置は、真空室と真空室から可動壁により分離された作動室を含むブースタ・ハウジング部と、ブースタ・ハウジング部内に設けた制御弁アセンブリ及び電磁石アセンブリを有する弁本体とを備え、前記真空室と前記作動室との間の、または前記作動室と周囲の大気との間の接続を行うために、前記制御弁アセンブリをアクチュエーション・ロッドによるだけでなく前記電磁石アセンブリによっても作動させることができ、さらに前記弁本体が、幾つかの別個の部分から成るブレーキ用空気圧式倍力装置において、前記弁本体の少なくとも第１の部分が、前記ブースタ・ハウジング部に結合され、少なくとも部分的には電磁石アセンブリの磁路として形成され、且つ前記弁本体の第２の部分と結合されていることにより、前記の目的を達成する。
その結果、単一の構成要素、即ち弁の本体部の第１の部分が、少なくとも２つの機能を果たす。即ち、第１の部分が、制御弁アセンブリと電磁石アセンブリの一部とのカバーとなることである。このカバーにより、構造の機械的強度が保証される。弁の本体部を少なくとも２つの部分に分けることにより、それぞれの部分で個々の構成要素を（予め）組み立て易くでき、組み立ててから他の部分の構成要素と結合することができる。当該技術分野で以前から必要とされてきた個別の磁路は、ここでは省略できハウジングに統合されるので、全体の断面積はそのままにして電磁石アセンブリをより大きく作ることができる。このことは出力密度(Leistungsdichte) が低下することを意味する。
【０００６】
さらに幾つかの機能を一構成要素に統合することにより、弁の本体部の第１の部分が倍力装置の部品（例えば、ブースタ・ハウジングの壁、作動室（後部室）と真空室（前部室）との間の可動壁、シール等）を取付ける座を少くとも一つは備えることが可能になった。
【０００７】
弁の本体部の第１の部分は、良好な磁性だけでなく十分な熱伝導率を兼ね備えた軟鉄で作ることが好ましい。また、同じかさらに良い特性を有する他の材料を有利に用いることもできる。
【０００８】
倍力装置の作用を保証するために、弁の本体部の第１及び第２の部分を、互のひっかかり合わせと気密性保持の一方または両方を伴って接続するのが有利である。弁の本体部の第１の部分は、その縁の周囲にプラスチック材料を鋳込み(Angiessen) または射出成型(Anspritzen, injection moulding)することにより、第２の部分と結合することができる。弁の本体部の第１の部分にはソレノイド・アセンブリと電磁石アセンブリの接極子とを収容することが好ましい。
【０００９】
倍力装置の小型化と外部への良好な放熱とを可能にするには、電磁石アセンブリを、軸方向に可動な接極子を備えた壷型の磁石（Topfmagnet) として形成するのが有利である。その代替物が必要であれば、それは、制御弁の作動をレバーまたはネジ付き構造を介して起こさせる回転磁石アセンブリであろう。
【００１０】
本発明に係る倍力装置の好ましい実施例では、ソレノイド・アセンブリが、その一方の軸端に対接極子部を、他方の軸端に磁束導通用成形部をそれぞれ具備し、ソレノイド・アセンブリ、対接極子部及び磁束導通用成形部が接極子空間の輪郭を形成し、同空間中で前記接極子が移動することができる。対接極子部は、ソレノイド・アセンブリ内部に形成された接極子空間の中に突出することもできる。規定された圧力条件を可能な限り達成するとともに、空気が電磁石アセンブリを通ってバイパスするのを防ぐためには、ソレノイド・アセンブリ、対接極子部及び磁束導通用成形部を形成するにあたり、これらが接極子空間を気密性があるように包囲するのが有利である。
【００１１】
重量を減らすために、そして特に製造費用の低減のためにも、弁の本体部の第２の部分はプラスチック材料で形成するのが有利である。
【００１２】
弁の本体部の第１及び第２の部分の間の結合の特に好ましい実施例では、同第１及び第２の部分が、それぞれ内向き及び外向きのカラーを相対する端部に備え、内向きのカラーと外向きのカラーとが互いにひっかかり合う。このように、２つの部分は、単に２つのカラーが接触するまで、一方を他方に滑り込ませることができる。
【００１３】
さらに、真空室と作動室の間または作動室と周囲の大気の間を接続するために内部に少なくとも１つの風道（ダクト）を配置することにより、弁の本体部の第１の部分、第２の部分の一方または両方に機能を割り当てることができる。
【００１４】
最大限に可能な小型の造りを実現するために、対接極子部または磁束導通用成形部に幾つかの機能を統合することも可能である。これらの部分の一方又は両方に、例えば前記の風道の少なくとも一部を形成する少なくとも１つの凹部を設けることができる。
【００１５】
この場合、各凹部は、磁束を導通する領域により輪郭が形成されている、即ち境界が与えられていることが好ましい。弁の本体部の第１の部分の内壁に接触する領域は、磁束が制限されないような寸法にする。これに対して、凹部は、十分な風道断面積が接続に利用できるように寸法を決める。
【００１６】
以上述べたような種類のブレーキ用空気圧式倍力装置の製造には、次の工程を有利に用いることができる。即ち、弁の本体部の第１の部分を準備し、弁の本体部の第２の部分を準備し、前記第１の部分に第１の結合要素を形成し、前記第１の結合要素と協働するように配設される第２の結合要素を前記第２の部分に形成し、弁の本体部の前記第１の部分と弁の本体部の前記第２の部分とを接続する。このように、個々の本体部分内にそれぞれのアセンブリを予め組み立てることが可能なので、組立をかなり簡略化することができる。
【００１７】
可能な限り簡単に結合するために、前記第１の結合要素及び前記第２の結合要素の各々を形成する際に、弁の本体部の前記第１及び第２の部分の一端に内側にまたは外側に形成されたカラーの輪郭をそれぞれ決定するとともに、弁の本体部の前記第１及び第２の部分が、それらの寸法に関して一方が他方に滑り込むことができ、且つ前記の、内側に形成されたカラーと外側に形成されたカラーとが互いにひっかかり合って止めを形成するように、形成されることが好ましい。
【００１８】
本構造の気密的密封のために、弁の本体部の第１及び第２の部分を互いの内部へ滑動させる前に、前記の、内側に形成されたカラーと外側に形成されたカラーとの間に密封材を置く。
【００１９】
電磁石アセンブリは、弁の本体部の前記第１の部分に磁束導通用成形部、接極子、ソレノイド・アセンブリ及び対接極子部を挿入することにより構成する。
【００２０】
磁気回路を完成するために、弁の本体部の前記第１の部分を前記対接極子部と前記磁束導通用成形部の一方または両方に確実に結合する。これは、ロール加工したりカシメたりすることにより特に単純に、確実に噛み合うように実現することができる。
【００２１】
以下において、本発明に係るブレーキ用空気圧式倍力装置の実施例を図面を参照して説明する。これにより、本発明のさらなる特徴、利点及び可能な変更が得られる。
【００２２】
【実施例】
図１に、ブレーキ用空気圧式倍力装置の制御弁アセンブリ１０及び電磁石アセンブリ１２を示す。ブースタ・ハウジング部（図示せず）と共にブレーキ用空気圧式倍力装置の外郭を成す弁本体１４に、制御弁アセンブリ１０及び電磁石アセンブリ１２が収容されている。弁本体１４は、二つの部分１６、１８から成る。電磁石アセンブリ１２は、第１の部分１６内に配置されている。第１の部分１６は、第２の部分１８（この中に制御弁アセンブリ１０が収容される）に結合されている。
【００２３】
第１の部分１６は、軟鉄で作られ、電磁石アセンブリ１２のための磁路を形成する。このため、ソレノイド・アセンブリ２０、磁束導通用成形部２２、接極子２４及び対接極子部２６が第１の部分１６に挿入されている。磁束導通用成形部２２及び対接極子部２６は、それぞれ図２及び３に平面図として示されている。
【００２４】
成形部２２は、平面図において凹部２２ａを有する本質的に円形をなしている。凹部２２ａは、真空室すなわちブレーキ用空気圧式倍力装置の前部室（図示せず）と、作動室すなわちブレーキ用空気圧式倍力装置の後部室（これも図示せず）の間を接続する風道２８および後部室から周囲の大気への接続のための風道（ダクト）２９の一部分をなしている。
【００２５】
各凹部２２ａは、成形部２２が弁本体１４の第１の部分１６との磁気伝導的な接続を行なっている領域２２ｂによってその境界が決定されている。接極子２４は、成形部２２中央の穴３０に、滑り層３２を介して収容されている。
【００２６】
成形部２２は、その内側の開口部から第２の部分１８に向かって突き出た環状カラー２２ｄを備え、その外側において反対方向にブースタ・ハウジングへの向きに突き出た環状カラー２２ｃを備えている。成形部２２は、環状カラー２２ｃによって、第１の部分１６の中央に配置される。また環状カラー２２ｄにより、接極子２４の延長部を支持するとともに、密封リング３４の位置決めをする。
【００２７】
ソレノイド・アセンブリ２０は、ソレノイド胴部２０ａ及びソレノイド巻き線２０ｂにより構成される。ソレノイド・アセンブリ２０は、対接極子部２６と磁束導通用成形部２２に対し、ソレノイド胴部２０ａの内側の両端で密封材３６ａ及び３６ｂによって気密に密封されている。対接極子部２６は、ソレノイド・アセンブリ２０の内側に突き出ている。しかし、接極子２４が軸方向に移動できるように接極子空間３８を形成している。
【００２８】
磁束導通用成形部２２から突き出た接極子２４の端部には鉤形の延長部２４ａを備える。この延長部２４ａは、接極子２４の軸方向の変位時に、制御弁アセンブリ１０の一部６８と協働し、制御弁アセンブリ１０を起動させる。
【００２９】
対接極子部２６は、平面図において、成形部２２と同様に本質的に円形をなしている。この場合も、凹部２６ａは、ブレーキ用空気圧式倍力装置の個々の室を接続する通路の働きをする。
【００３０】
成形部２２及び対接極子部２６の凹部２２ａ及び２６ａ、ならびに領域２２ｂ及び２６ｂは、風道２８、２９の流れ断面が絞られること、および成形部２２または対接極子部２６から弁本体１４の第１の部分１６に至るそれぞれの磁束が制限されることがないように、その寸法が決定される。
【００３１】
密封リング３６ａは、環状の溝２６ｂに収容される。リング４６と対接極子部２６との間に螺旋バネ４２が収容され、このバネ４２は、接極子２４に対接極子部２６から離れるように力を加える。バネ４２を支持するために中央の穴４０は、段付きの穴として設計されている。
【００３２】
第１の部分１６は中空な円筒状部分であり、その外殻表面に、可動壁（真空室と作動室とを仕切っている）のための座４８、密封材、及び又はブースタ・ハウジング部の壁の部分を備えている。
【００３３】
座４８の領域において、第１の部分１６の内壁を機械削りして段５０を作り、そこに対接極子部２６の外側の縁がはめ込まれている。対接極子部２６における面取り円周面５４に第１の部分１６の先端にある突出部５２がロール加工又は曲げ加工（すなわちカシメ）により押し当てられる。それによって第１の部分１６と対接極子部２６との間に磁束を導通する接続が生まれる。
【００３４】
第１の部分１６の反対側の端には、内側に向けて直角にカラー５６が形成されている。
第２の部分１８において上記カラー５６に対応してカラー５８が外側に向けて直角に形成されている。第２の部分１８が矢印Ｐの方向に向うことによって、２つのカラー５６、５８が１つの係合部を形成している。この係合部により、第２の部分１８が第１の部分１６を完全に通り抜けるのを防ぐ。気密な構造にするために、第１のカラー５６と第２のカラー５８との間に外周に沿って密封リング６０が配置されている。
【００３５】
弁本体１４の組立時には、密封リング６０を置いてから、第１の部分１６に第２の部分１８（この部分１８は、場合によっては、既に組み立てた制御弁アセンブリ１０を含む）を２つのカラー５６、５８が接するまで挿入する。その後、密封リング３４を付けた成形部２２を第１の部分１６に挿入する。次いで、密封材３６ｂ付きのソレノイド・アセンブリ２０、及び対接極子部２６を挿入し、さらにリング４６と共に螺旋バネ４２を挿入する。その後、ロール加工又は曲げ加工により第１の部分１６を対接極子部２６に強固に確実に噛み合うように結合する。
【００３６】
ソレノイド・アセンブリ２０に電流を流した場合、発生した磁力により、接極子２４は螺旋バネ４２の力に対抗して図に向って左方に変位しようとする。この運動が、接極子２４に結合されている弁要素６８に伝達され、弁要素６８は図に向って左方に移動し、密封要素７２が真空室への風道２８の環状密封弁要素７４を閉じ、弁座７０が解放され、作動室は大気に接続する。
【００３７】
ソレノイド・アセンブリ２０への電流が遮断されると、接極子２４が、螺旋バネ４２により最初の位置に戻される。すると、接極子２４に結合された弁要素６８が、弁座７０に接し、これを移動するため、作動室の大気への接続が閉鎖される。
【００３８】
起動中に制御弁本体１４全体がブースタ・ハウジングの方に移動させられたことによって、戻る運動は、アクチュエーション・ロッド８０に連結されたピストン８３に取り付けられたストッパ８２がブースタ・ハウジングに当たることによっては制限されることはない。したがって、制御弁本体１４は、密封要素７２が弁要素７４から解放されて真空室から作動室への接続を開くような距離にわたって、密封要素７２を駆動することができる。これにより、圧力差が消滅し、制御弁本体は最初の位置に戻る。
【００３９】
なお、特許請求の範囲に記載した参照番号は、発明の容易なる理解のためで、その技術的範囲を制限するように解釈されるべきではない。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、製造コストが小さく、作動特性が改善されたブレーキ用空気圧式倍力装置を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるブレーキ用空気圧式倍力装置における制御弁の一実施例を示す縦断面側面図である。
【図２】 図１の制御弁の磁束導通用成形部を示す略平面図である。
【図３】 図１の制御弁の対接極子部を示す略平面図である。
【符号の説明】
１０ 制御弁アセンブリ
１２ 電磁石アセンブリ
１４ 弁本体
１６ 弁本体の第１の部分
１８ 弁本体の第２の部分
２０ ソレノイド・アセンブリ
２２ 磁束導通用成形部
２４ 接極子
２６ 対接極子部
２８、２９ 風道
３４ 密封リング
４２ 螺旋バネ
５６ カラー
５８ カラー
６０ 密封リング
６８ 弁要素
７０ 弁座
７２ 密封要素
７４ 環状密封弁要素
７８ 弁座
８０ アクチュエーション・ロッド
８２ ストッパ

Claims (19)

1. 真空室、及び該真空室から可動壁により分離された作動室を含むブースタ・ハウジング部と、
   制御弁アセンブリ（１０）及び電磁石アセンブリ（１２）を有する弁本体（１４）とを備え、
   前記真空室と前記作動室との間の、または前記作動室と周囲の大気との間の接続を行うために、前記制御弁アセンブリ（１０）をアクチュエーション・ロッド（８０）によるだけでなく前記電磁石アセンブリ（１２）によっても作動させることができ、前記弁本体（１４）が、別個の部分（１６、１８）から成るブレーキ用空気圧式倍力装置において、
   第１の部分（１６）が、前記ブースタ・ハウジング部に結合され、部分的に電磁石アセンブリ（１２）の磁路として形成され、第２の部分（１８）と結合されていることを特徴とするブレーキ用空気圧式倍力装置。
2. 第１の部分（１６）が、その外側の表面に前記倍力装置の部品に対する座（４８）を少なくとも１つ備えたことを特徴とする請求項１記載のブレーキ用空気圧式倍力装置。
3. 第１の部分（１６）が、軟鉄で作られていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のブレーキ用空気圧式倍力装置。
4. 弁本体（１４）の第１の部分（１６）と第２の部分（１８）とを、互にひっかかり合わせ、若しくは気密性を持たせ、または互にひっかかり合わせ且つ気密性を持たせて結合したことを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれかに記載のブレーキ用空気圧式倍力装置。
5. 第１の部分（１６）が、ソレノイド・アセンブリ（２０）と接極子（２４）とを収容することを特徴とする請求項１乃至４のうちのいずれかに記載のブレーキ用空気圧式倍力装置。
6. 電磁石アセンブリ（１２）が、壷型の磁石として形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のうちのいずれかに記載のブレーキ用空気圧式倍力装置。
7. ソレノイド・アセンブリ（２０）が、その一方の軸端に対接極子部（２６）を備え、他方の軸端に磁束導通用成形部（２２）を備えたことを特徴とする請求項６記載のブレーキ用空気圧式倍力装置。
8. ソレノイド・アセンブリ（２０）、対接極子部（２６）及び磁束導通用成形部（２２）が、接極子（２４）が移動可能に中に配置される接極子空間（３８）を形成することを特徴とする請求項７記載のブレーキ用空気圧式倍力装置。
9. ソレノイド・アセンブリ（２０）、接極子（２４）、対接極子部（２６）及び前記磁束導通用成形部（２２）が、接極子空間（３８）の輪郭を形成し、前記接極子空間（３８）を気密に包囲していることを特徴とする請求項８記載のブレーキ用空気圧式倍力装置。
10. 弁本体（１４）の第２の部分（１８）が、プラスチック材料から作られていることを特徴とする請求項１乃至９のうちのいずれかに記載のブレーキ用空気圧式倍力装置。
11. 弁本体（１４）の第１及び第２の部分（１６、１８）の各々が、相対するそれぞれの端部に内向きまたは外向きのカラー（５６、５８）をそれぞれ備え、前記内向きのカラー（５６）と外向きのカラー（５８）を互いにひっかけ合わせたことを特徴とする請求項１乃至１０のうちのいずれかに記載のブレーキ用空気圧式倍力装置。
12. 弁本体（１４）の第１の部分（１６）及び前記第２の部分（１８）の一方または両方の内部に、前記真空室と前記作動室との間または前記作動室と周囲の大気との間を接続する風道（２８）を少なくとも１つは配置したことを特徴とする請求項１乃至１１のうちのいずれかに記載のブレーキ用空気圧式倍力装置。
13. 対接極子部（２６）及び磁束導通用成形部（２２）の一方または両方が、少なくとも１つの凹部（２２ａ、２６ａ）を備え、前記凹部が前記風道（２８）の少なくとも一部を形成することを特徴とする請求項１乃至１２のうちのいずれかに記載のブレーキ用空気圧式倍力装置。
14. 磁束を導通する領域（２２ｂ）によって前記各凹部（２２ａ、２６ａ）に境界が与えられていることを特徴とする請求項１３記載のブレーキ用空気圧式倍力装置。
15. 弁本体の第１の部分を準備する工程と、弁本体の第２の部分を準備する工程と、
    前記第１の部分に第１の結合要素を形成する工程と、
    前記第１の結合要素と協働するように配設される第２の結合要素を前記第２の部分に形成する工程と、
    前記弁本体の前記第１の部分と前記弁本体の前記第２の部分とを結合する工程とを含む、ブレーキ用空気圧式倍力装置の製造方法において、
    前記第１の結合要素及び前記第２の結合要素が、前記弁本体の前記第１及び第２の部分の一端にそれぞれ内側にまたは外側に形成されたカラーの輪郭を決定するように、形成され、
    前記弁本体の前記第１の部分及び前記弁本体の前記第２の部分が、それらの寸法に関して、一方を他方に滑り込ませることができ、且つ前記の、内側に形成されたカラーと外側に形成されたカラーとが互いにひっかかり合って止めを形成するよう形成されることを特徴とする請求項１乃至１４記載のブレーキ用空気圧式倍力装置の製造方法。
16. 前記の、内側に形成されたカラーと外側に形成されたカラーとの間に密封材を置くことを特徴とする請求項１５記載のブレーキ用空気圧式倍力装置の製造方法。
17. 磁束導通用成形部、接極子、ソレノイド・アセンブリ及び対接極子部を前記弁本体の前記第１の部分に挿入することを特徴とする請求項１６記載のブレーキ用空気圧式倍力装置の製造方法。
18. 前記弁本体の前記第１の部分を前記の対接極子部及び磁束導通用成形部の一方または両方に強固に結合することを特徴とする請求項１７記載のブレーキ用空気圧式倍力装置の製造方法。
19. 前記の弁本体の前記第１の部分と、前記対接極子部及び前記磁束導通用成形部の一方または両方との結合を、好ましくはロール加工またはカシメにより積極的に噛み合うように行うことを特徴とする請求項１８記載のブレーキ用空気圧式倍力装置の製造方法。

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