JP4461320B2

JP4461320B2 - 気圧式倍力装置

Info

Publication number: JP4461320B2
Application number: JP2003399866A
Authority: JP
Inventors: 光弘遠藤; 修三渡辺
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2003-11-28
Filing date: 2003-11-28
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2023-11-28
Also published as: US7096775B2; US20050115400A1; JP2005161881A

Description

本発明は、車両のブレーキ系統に用いられる気圧式倍力装置、特にシェル本体を構成するフロントシェルとリアシェルとをロッドにより連結して剛性を高めた、いわゆる貫通ロッド型気圧式倍力装置に関する。

従来、この種の貫通ロッド型気圧式倍力装置は、シェル本体を形成するフロントシェルとリアシェルとを、該シェル本体内に配設したパワーピストンを貫通させたロッドにより連結し、前記ロッドの一端部に形成したスタッドボルトを前記フロントシェルを貫通してその外部に延在させ、該スタッドボルトに嵌合した支持プレートを前記ロッドで係止して前記フロントシェルの内面に当接させると共に、該支持プレートに形成した環状溝内に前記フロントシェルと前記スタッドボルトとの間をシールするシール部材を配置した構造となっている（特許文献１参照）。

図７は、上記した貫通ロッド型気圧式倍力装置のスタッドボルトの周りのシール構造を示したもので、図中、１はシェル本体を形成するフロントシェル、２は、前記フロントシェル１と図示を略すリヤシェルとを連結するロッド、３は、ロッド２の一端に設けられたスタッドボルト、４は、スタッドボルト３に嵌合された支持プレート、５は、この支持プレート４に保持されたシール部材をそれぞれ表している。支持プレート４は、ロッド２の端面（段差面）２ａに係止され、その一面４ａをフロントシェル１の内面に当接させている。一方、シール部材５は、支持プレート４の一面の内径側に形成された環状溝６内に配置され、フロントシェル１とスタッドボルト３との間をシールしている。前記スタッドボルト３は、気圧式倍力装置に対するマスタシリンダＭの取付けに用いられるもので、スタッドボルト３に螺合したナットＮと前記支持プレート５との間にマスタシリンダＭのフランジＦとフロントシェル１とが共締めされるようになっている。

特開昭５６−１６３９４７号公報

ところで、この種の気圧式倍力装置は、組立後、気密検査を行って製品として完成する。しかるに、上記支持プレート４にシール部材５を配置するシール構造によれば、図８に示すように、支持プレート４が表裏逆向きにロッド２に組付けられている場合でも、フロントシェル１とスタッドボルト３との間はシール部材５によりシールされた状態となり、前記気密検査において良品と判定される。しかし、この場合は、図８に示したように支持プレート４とフロントシェル１との間に隙間Ｓが生じた状態となり、フロントシェル１に対する支持プレート４のバックアップ機能が失われてしまう。この結果、フロントシェル１は外力を受けて変形を起こし易くなり、気密性の面で問題が残る。

本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、フロントシェルとリアシェルとを連結するロッドに対する支持プレートの逆向きの組付けを気密検査によって把握できるようにすることにある。

上記課題を解決するための本発明は、フロントシェルとリアシェルとからなるシェル本体内に配設したパワーピストンを軸方向に貫通させたロッドにより前記フロントシェルと前記リアシェルとを連結し、前記ロッドの一端部に形成したスタッドボルトを前記フロントシェルを貫通してその外部に延在させ、前記フロントシェルと前記スタッドボルトとの間を、該スタッドボルトに嵌装され、前記フロントシェルの内面に当接する支持プレートに形成された環状溝内に配置したシール部材によりシールする気圧式倍力装置において、前記支持プレートの、前記環状溝を形成した側とは反対側の面に、前記シール部材の厚さよりも高い座高を有し、該支持プレートを逆向きに組付けた際、前記シール部材の周りで前記フロントシェルに先端を当接させる突起を設け、該突起が筒状をなして形成され、前記支持プレートは、その筒状突起の内部と外部とを連通する連通路を有していることを特徴とする。このように構成した気圧式倍力装置においては、支持プレートを逆向きに組付けると、該支持プレートに設けた突起がフロントシェルの内面に当接して、支持プレートによるシール部材の押えが効かなくなり、気密漏れを起こす。

本発明において、上記支持プレートに設ける突起は、特にその形状を特定するものではないが、製造が容易であることから筒状とすることができる。また、前記突起は、前記支持プレートの外周縁部から立ち上がるようにすることができる。この場合、支持プレートを逆向きに組付けると、突起の先端がフロントシェルに全面接触して流体の円滑な流通を妨げるので、支持プレートは、その筒状突起の内・外部を連通する連通路を有する構造とするのが望ましい。また、この連通路は、ロッドの軸方向と平行に支持プレートに穿設した貫通孔とすることができる。さらに、この連通路は、筒状突起の先端部に設けた切欠とすることができる。

本発明としての気圧式倍力装置によれば、ロッドに対して支持プレートを逆向きに組付けると、気密漏れが発生するので、気密検査で支持プレートの逆向きの組付けを把握でき、耐久信頼性が著しく向上する。

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基いて説明する。
図１（Ａ）、図２および図３は、本発明の一つの実施形態としてのロッド貫通型気圧式倍力装置を示したものである。本気圧式倍力装置はタンデム型として構成されており、図２にその全体構造が示されるように、フロントシェル１１とリヤシェル１２とからなるシェル本体１３内をセンターシェル１４により前・後２室に区画し、このセンターシェル１４により区画された各室を、さらにダイアフラム１５、１６を備えたパワーピストン１７、１８により定圧室１９、２０と作動圧室２１、２２とに区画し、各パワーピストン１７、１８にバルブボデー２３を共通に持たせた構造となっている。バルブボデー２３は、カップ形状の本体部２３ａと小径筒部２３ｂとを連設してなっており、その本体部２３ａがセンターシェル１４を気密的にかつ摺動可能に挿通し、その小径筒部２３ｂがリヤシェル１２を気密的にかつ摺動可能に挿通している。なお、リヤシェル１２は、前記バルブボデー２３の挿通部分を小径筒部１２ａとして構成しており、この小径筒部１２ａにはバルブボデー２３の、シェル本体１３からの延出部分を覆うダストブーツ２４が装着されている。

上記バルブボデー２３の本体部２３ａには、２つの定圧室１９と２０とを相互に連通しかつ各定圧室１９、２０を小径筒部２３ｂ内に連通する負圧通路２５が設けられるほか、小径筒部２３ｂ内とリヤ側の作動圧室２２とを連通する第１大気通路２６が設けられている。また、リヤ側の定圧室２０内には、リヤ側の作動圧室２２とフロント側の作動圧室２１とを連通する第２大気通路２７を提供する複数（ここでは、２本）の連通管２８が配設されている（１本は省略）。この連通管２８は、その一端部がセンターシェル１４に圧入固定されると共に、その他端部がリヤ側パワーピストン１８を気密的にかつ摺動可能に挿通してリヤシェル１２に近接する部位まで延ばされている。一方、フロント側の定圧室１９には、フロントシェル１１に設けた管継手２９を通じて、例えばエンジン負圧が導入されるようになっており、この負圧は、前記負圧通路２５を通じてリヤ側の定圧室２０にも供給される。また、バルブボデー２３の小径筒部２３ｂ内には、その後端部に嵌装したサイレンサ３０とフィルタ３１とを通じて大気が導入されるようになっており、この大気は、後述の弁機構３２の作動により前記第１および第２大気通路２６、２７を通じて前・後の作動圧室２１、２２に供給される。

弁機構３２は、図３によく示されるように、バルブボデー２３の本体部２３ａに設けた軸孔３３に摺動可能に嵌装され、かつブレーキペダル（図示略）と連動する入力ロッド３４に連結された弁プランジャ３５、バルブボデー２３の小径筒部２３ｂの内面に押え部材３６により基端部が固定されたポペット弁３７、このポペット弁３７の先端の外周縁部とバルブボデー２３の内周面に形成された環状弁座３８とで構成された真空弁３９、ポペット弁３７の先端の内周縁部と弁プランジャ３５の後端に形成された環状弁座４０とで構成された大気弁４１および前記入力ロッド３４に一端が係止され常時は前記ポペット弁３７を閉弁方向へ付勢する弁ばね４２からなっている。また、前記押え部材３６と入力ロッド３４との間には戻しばね４３が介装されており、弁プランジャ３５は、ブレーキペダルからの入力がない非作動時には、この戻しばね４３により、その後端の環状弁座４０をポペット弁３７に当接させる状態を維持するようになっている。

また、上記バルブボデー２３の軸孔３３内には、前記弁プランジャ３５に後端部が連結され該プランジャ３５と一体に移動する段付の移動体４４が収納されている。この移動体４４は、その先端側の小径部４４ａを軸孔３３の小径孔部３３ａに摺動可能に挿入させている。バルブボデー２３の本体部２３ａのカップ底には、ゴム等の弾性体からなるリアクションディスク４５と出力ロッド４６の基端カップ部４６ａとが配置されており、前記移動体４４がこのリアクションディスク４５の背面に当接可能となっている。出力ロッド４６の先端部は、図２示されるように、フロントシェル１１の前面に設けられた凹部１１ａの底を挿通して前方へ延ばされており、これには、該凹部１１ａに気密的に結合されたマスタシリンダＭ（図１）が作動連結されるようになる。

また、フロント側の定圧室１９内には、バルブボデー２３を原位置に戻すための戻しばね４７が配設されている。戻しばね４７は、その一端をフロントシェル１１の凹部１１ａの後背部に、その他端をばね受け４８を介してバルブボデー２３のカップ底にそれぞれ当接させる状態で配置されており、バルブボデー２３は、この戻しばね４７により常時はリヤ側（戻り方向）へ付勢されている。バルブボデー２３は、その本体部２３ａと小径筒部２３ｂとの略境界部分に半径方向から挿入されたストップキー４９がリヤシェル１２の小径筒部１２ａに設けた段差部５０に当接する位置が原位置となっている。一方、前記ストップキー４９の先端部は弁プランジャ３５に設けた溝内に係入されており、該ストップキー４９によりバルブボデー２３に対する弁プランジャ３５の相対移動範囲を規制されるようになっている。なお、前記ばね受け４８は、リアクションディスク４５および出力ロッド４６の抜止めとしても用いられている。

さらに、上記リヤ側作動圧室２２とフロント側作動圧室２１とを連通する連通管２８内には、図２に示されるように、フロント側パワーピストン７を気密的にかつ摺動可能に貫通し、フロントシェル１１とリヤシェル１２とを連結する貫通ロッド（ロッド）５１が挿入されている。この貫通ロッド５１の両端部にはスタッドボルト５２、５３が一体に形成されており、これらスタッドボルト５２、５３は、リヤシェル１２およびフロントシェル１１を貫通してそれらの外部に延ばされている。

ここで、上記貫通ロッド５１のリヤ側は、図３に示されるように、その基端部に設けたフランジ５４にリヤシェル１２をかしめることにより、該リヤシェル１２に対して固定されている。リヤ側のスタッドボルト５２は、前記フランジ５４に対するリヤシェル１２のかしめ部の内側に設定されており、これによりリヤシェル１２とスタッドボルト５２との間の気密が確保されている。このリヤ側のスタッドボルト５２は、本気圧式倍力装置を車体に取付けるための取付ボルトとして用いられるもので、ここでは、貫通ロッド５１と一体に円周方向に１８０度間隔で２本（１本は省略）設けられている。リヤシェル１２の後面にはまた、前記貫通ロッド５１と一体のスタッドボルト５２とは別に、該スタッドボルト５２と９０度位相を異にする配置で、他のスタッドボルト５５（図２）が２本（１本は省略）植立されており、本気圧式倍力装置は、これらスタッドボルト５２、５５を利用して車体に取付けられる。なお、本実施形態においては、スタッドボルト５２とスタッドボルト５５とを９０度位相を異にする配置としたが、異相を異にする角度はこれに限ることはない。

一方、貫通ロッド５１のフロント側は、図１（Ａ）によく示されるように、そのスタッドボルト５３に嵌合した支持プレート５６とこの支持プレート５６に保持させたシール部材５７とを介してフロントシェル１１に連結されている。より詳しくは、支持プレート５６は、貫通ロッド５１の端面（段差面）５１ａに一端が係止された状態で、その一面をフロントシェル１１の内面に当接させている。この支持プレート５５の一面の内径側には環状溝５８が形成されており、前記シール部材５７はこの環状溝５８内に配置されている。フロント側のスタッドボルト５３は、フロントシェル１１を貫通してその前方へ延ばされており、これには、図２に示したようにマスタシリンダＭのフランジＦが嵌合されるようになっている。マスタシリンダＭのフランジＦは、前記スタッドボルト５３に螺合させたナットＮによりフロントシェル１１と共に前記支持プレート５６に対して締付け固定されるようになっている。そして、この締付け固定された状態において前記シール部材５７は前記環状溝５８内で圧縮変形してスタッドボルト５３の周面に密着し、これによりフロントシェル１１とスタッドボルト５３との間がシールされる。

しかして、上記支持プレート５６は、同じく図１（Ａ）に示されるように、前記シール部材５７用の環状溝５８を形成した側とは反対側の面に、筒状突起５９を設けている。この筒状突起５９は、支持プレート５６の外周縁部から立上げられており、前記シール部材５７の厚さ（非圧縮状態の厚さ）よりも高い座高を有している。また、この筒状突起５９の先端部の円周方向の一部には、切欠６０が形成されている。筒状突起５９は、図１（Ａ）に示されるように、貫通ロッド５１と一体をなすスタッドボルト５３に正規に支持プレート５６が組付けられた状態で、貫通ロッド５１の周りに距離を置いて配置されており、したがって、この筒状突起５９がスタッドボルト５３に対する支持プレート５６の組付けの障害になることはない。

一方、図１（Ｂ）に示されるように、万一、支持プレート５６がスタッドボルト５３に対して表裏逆向きに組付けられた場合は、前記筒状突起５９の先端がシール部材５７の周りでフロントシェル１１の内面に当接する。この場合、筒状突起５９の座高がシール部材５７の厚さよりも高いことから、シール部材５７は、フロントシェル１１から離れた状態で位置決めされ、これによりフロントシェル１１とスタッドボルト５３との間の気密が開放される。また、筒状突起５９の先端部に設けた切欠６０が、突起５９の内部と外部とを連通する連通路として機能するので、前記フロント側定圧室１９には大気が導入される。

本気圧式倍力装置は、予めスタッドボルト５３とナットＮとを利用してマスタシリンダＭと一体に製品化され、この状態で気密検査に供される。この場合、万一、支持プレート５６がスタッドボルト５３に対して、図１（Ｂ）に示されるように表裏逆向きに組付けられていると、フロントシェル１１とスタッドボルト５３との隙間および支持プレート５６の筒状突起５６に設けた切欠６０を通じてフロント側定圧室１９に大気が流入し、本気圧式倍力装置は、不良品（気密漏れ）と判定される。すなわち、従来のように（図８）、支持プレート（４）が逆向きに組付けられたまま出荷されることはなく、したがって、フロントシェル１１が不用意に変形して使用中に気密漏れを起こすこともない。一方、良品として出荷された気圧式倍力装置は、前記したように貫通ロッド５１と一体のスタッドボルト５２と該貫通ロッド５１と別体のスタッドボルト５５とを利用して車体に取付けられ、この取付状態でその入力ロッド３４にブレーキペダルが連結される。

そして、上記取付状態でブレーキペダルが踏込まれると、入力ロッド３４が前進して弁プランジャ３５が前進し、弁プランジャ３５の後端の大気用弁座４０がポペット弁３７から離間して大気弁４１が開く。これにより、サイレンサ３０およびフィルタ３１を通してバルブボデー２３の小径筒部２３ｂ内に大気が流入し、この大気は、第１大気通路２６を経てリヤ側の作動圧室２２に導入され、さらに連通管２８内の第２大気通路２７を通じてフロント側の作動圧室２１へも導入される。この結果、前・後の作動圧室２１、２２と負圧が導入されている前・後の定圧室１９、２０との間に圧力差が発生し、この圧力差により前・後のパワーピストン１７、１８が推進し、その推力がバルブボデー２３から出力ロッド４６を経てマスタシリンダＭ側へ出力され、倍力作用が開始される。なお、この倍力作用時には、出力反力がリアクションディスク４５から移動体４４および弁プランジャ３５を経て入力ロッド３４に伝達される。

一方、ブレーキペダルに対する踏力が解放されると、入力ロッド３４が戻しばね４３のばね力によって後退すると共に、弁プランジャ３５も後退し、これにより、弁プランジャ３５の後端の大気用弁座４０がポペット弁３７に当接して大気弁４１が閉じられる一方で、ポペット弁３７が弁プランジャ３５により持上げられて負圧弁３９が開き、前・後の作動圧室２１、２２に負圧通路２５および第１、第２大気通路２６、２７を通じて負圧が導入され、上記した圧力差が解消される。その後は、フロント側の負圧室１９内の戻しばね４７のばね力によりバルブボデー２３が後退し、ストップキー４９がリヤシェル１２内の段差部５０に当接する原位置にバルブボデー２３が復帰し、これと同時に弁プランジャ３５も原位置に復帰して前記負圧弁３９が閉じる。

ここで、上記実施形態において、支持プレート５６の筒状突起５９の先端部に形成した切欠６０を、該突起５９の内・外を連通する連通路として用いたが、この連通路は、図４（Ａ）に示すように、支持プレート５６に穿設した貫通孔６１に代えることができる。この場合は、図４（Ｂ）に示されるように、万一、支持プレート５６がスタッドボルト５３に対して表裏逆向きに組付けられていると、前記貫通孔６１を通じて大気がフロント側の定圧室１９に流入し、上記実施形態と同様に漏れ検査で不良品（気密漏れ）と判定される。

また、上記実施形態においては、支持プレート５２の外周縁部から筒状突起５９を立上げたが、この筒状突起５９は、図５（Ａ）に示されるように、支持プレート５２の中心側に寄った部位から立上げてもよいものである。ただし、この場合は、同図に示したように支持プレート５６がスタッドボルト５３に正規状態で組付けられた際、貫通ロッド５１と干渉せず、かつ同図（Ｂ）に示したように支持プレート５６が逆向きにスタッドボルト５３に組付けられた際、シール部材５７と干渉しない位置に突起５９を設ける必要がある。

なお、上記支持プレート５２に設けた突起５９は、周方向に断続する突起としてもよいのもので、この場合は、突起の相互間の空所が流通路となるので、上記した切欠６０（図１、図５）または貫通孔６１（図４）を省略することができる。また、上記した筒状突起５９は、単にフロントシェル１１の内面に当接させただけでも、該突起５９とフロントシェル１１との間の微小隙間を通じて大気が流通するので、本発明は、前記流通路６０、６１がなくても成立する。ただし、この場合は、フロント側定圧室１９への大気流入に時間がかかるので、漏れ試験の時間が延長する。

図６は、上記支持プレートの他の実施形態を示したものである。本実施形態における支持プレート５２´は、、シール部材５７が配置される環状溝５８が形成される側と反対側の面にも、該環状溝５８と対称をなす環状溝５８´を形成したことを特徴とする。このように構成した支持プレート５２´においては、支持プレート５２´が表裏対称形状となっているので、どちらの向きで使用しても、支持プレート５２´の一面がフロントシェル１１に当接し、フロントシェル１１に対する支持プレートのバックアップ機能が損なわれることはない。

なお、上記各実施形態においては、タンデム型として構成した気圧式倍力装置を示したが、本発明は、パワーピストンを１つだけ設けたシングル型として構成してもよいことはもちろんである。

本発明の１つの実施形態としての気圧式倍力装置におけるスタッドボルトの周りのシール構造を示したもので、（Ａ）支持プレートの正規組付状態と（Ｂ）逆向き組付状態とを示す断面図である。本発明の１つの実施形態としての気圧式倍力装置の全体構造を示す断面図である。本気圧式倍力装置の要部構造を示す断面図である。本気圧式倍力装置におけるスタッドボルトの周りの他のシール構造を示したもので、（Ａ）支持プレートの正規組付状態と（Ｂ）逆向き組付状態とを示す断面図である。本気圧式倍力装置におけるスタッドボルトの周りの、さらに他のシール構造を示したもので、（Ａ）支持プレートの正規組付状態と（Ｂ）逆向き組付状態とを示す断面図である。本気圧式倍力装置におけるスタッドボルトの周りの、さらに他のシール構造を示す断面図である。従来の気圧式倍力装置におけるスタッドボルトの周りのシール構造を示す断面図である。図７に示したシール構造における支持プレートの逆向き組付状態とを示す断面図である。

符号の説明

１１フロントシェル
１２リヤシェル
１３シェル本体
１４センターシェル
１７、１８パワーピストン
１９、２０定圧室
２１、２２作動圧室
２３バルブボデー
３２弁機構
３４入力ロッド
４６出力ロッド
５１貫通ロッド
５３スタッドボルト
５６、５６´ 支持プレート
５７シール部材
５８、５８´ 環状溝
５９筒状突起
６０切欠（連通路）
６１貫通孔（連通路）

Claims

シェル本体を形成するフロントシェルとリアシェルとを、該シェル本体内に配設したパワーピストンを貫通させたロッドにより連結し、前記ロッドの一端部に形成したスタッドボルトを前記フロントシェルを貫通してその外部に延在させ、該スタッドボルトに嵌合した支持プレートを前記ロッドで係止して前記フロントシェルの内面に当接させると共に、該支持プレートに形成した環状溝内に前記フロントシェルと前記スタッドボルトとの間をシールするシール部材を配置した気圧式倍力装置において、前記支持プレートの、前記環状溝を形成した側とは反対側の面に、前記シール部材の厚さよりも高い座高を有し、該支持プレートを逆向きに組付けた際、前記シール部材の周りで前記フロントシェルに先端を当接させる突起を設け、該突起が筒状をなして形成され、前記支持プレートは、その筒状突起の内部と外部とを連通する連通路を有していることを特徴とする気圧式倍力装置。
前記連通路は、前記筒状突起の先端部に設けた切欠であることを特徴とする請求項１に記載の気圧式倍力装置。
前記連通路は、前記ロッドの軸方向と平行に前記支持プレートに穿設した貫通孔であることを特徴とする請求項１に記載の気圧式倍力装置。
前記突起は、前記支持プレートの外周縁部から立ち上がっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の気圧式倍力装置。