JP4618527B2

JP4618527B2 - 気圧式倍力装置

Info

Publication number: JP4618527B2
Application number: JP2001133013A
Authority: JP
Inventors: 修三渡辺
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2001-04-27
Filing date: 2001-04-27
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2021-04-27
Also published as: DE10218762B4; US6637838B2; JP2002321610A; US20020158508A1; DE10218762A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、タンデム型気圧式倍力装置は、図６に示すように、フロントシェル１とリヤシェル２とからなるシェル本体３内をセンターシェル４により前・後２室に区画し、このセンターシェル４により区画された各室を、さらにダイアフラム５、６を備えたパワーピストン７、８により負圧が導入される定圧室９、１０と大気が導入される変圧室１１、１２とに区画し、各パワーピストン７、８に共通に設けたバルブボデー１３を前記センターシェル４の中心部およびリヤシェル２の後部の小径筒部２ａに気密的にかつ摺動可能に挿通させて延ばし、このバルブボデー１３に内装した弁機構（図示略）を、ブレーキペダルと連動する入力ロッド１４により作動させて、前記定圧室９、１０と変圧室１１、１２とに差圧を発生させ、この差圧により前・後のパワーピストン７、８を推進して倍力した推力を出力軸１５よりマスタシリンダ（図示略）側へ取出す構造となっている。
【０００３】
ところで、この種の気圧式倍力装置において、前記フロントシェル１はリヤ側へ大きく延びる筒部１ａを備えており、シェル本体３は、そのフロントシェル１の筒部１ａの開口縁部１ｂにリヤシェル２の外周縁部を合せて、例えばかしめにより結合一体化した構成となっている。また、上記したタンデム型の場合は、前記センターシェル４も、リヤ側へ比較的大きく延びる筒部４ａを備えており、前記フロントシェル１とリヤシェル２との合せ部には、このセンターシェル４の筒部４ａの開口縁部４ｂが配置されている。さらに、前記合せ部には、各パワーピストン７、８を構成するダイアフラム５、６のうち、リヤ側のダイアフラム６の外周ビード６ａも配置されている。なお、フロント側のダイアフラム５は、その外周ビード５ａをフロントシェル１の筒部１ａの中間部位に設けた段差部１ｃとセンターシェル４の筒部４ａの基端側の肩部４ｃとの間に配置した状態でシェル本体３に支持されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記した従来の気圧式倍力装置においては、そのフロントシェル１の筒部１ａとセンターシェル４の筒部４ａとが円筒形状に形成されているため、これらを組立前の部品の状態で、それぞれの筒部１ａ、４ａを嵌合させるように積み重ねると、フロントシェル１（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）、センターシェル４（４Ａ、４Ｂ、４Ｃ）ともに、図７(A)、(B)に示すように、それぞれの開口縁部１ｂ、４ｂを下側の肩部（段差部）１ｃ、４ｃのエッジにわずか係合させるだけとなり、一方、リヤシェル２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ）については、図７(C)に示すように、それぞれの小径筒部２ａを突合せるだけとなって全く重なり部分が存在せず、フロントシェル１、リヤシェル２およびセンターシェル４（以下、これらをシェル要素という）ともに、バランスを欠き、積み重ねた状態を安定的に維持することが困難で、保管、輸送等に際しての取扱いが極めて面倒であるという問題があった。また、特にフロントシェル１およびセンターシェル４については、それぞれの筒部１ａ、４ａがかなりの長さを有していることから、前記積み重ねた状態で、相互間に大きな空隙が形成されて嵩が大きくなり、保管効率、輸送効率が著しく低下して経済的損失が大きいという問題があった。
【０００５】
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、シェル要素を積み重ねた際、相互間に所定の大きさの重なり部分を確保できるようにし、もって取扱性の向上と保管効率並びに輸送効率の向上とに大きく寄与する気圧式倍力装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための請求項１に係る発明は、底部の外縁から延びる筒部を有して該筒部に開口縁部が形成されたフロントシェルと、該フロントシェルの筒部の開口縁部を閉塞するリヤシェルとを、一体化してシェル本体を構成し、前記フロントシェルとリヤシェルとの合せ部の周辺に、シェル本体内を２室に区画するセンターシェルの筒部の開口縁部と、前記各室内を定圧室と変圧室とに区画するパワーピストンを構成するダイアフラムのうちの、リヤ側のダイアフラムの外周ビードを配置したタンデム型の気圧式倍力装置において、
前記フロントシェルの前記筒部は、前記開口縁部より小径の円筒形状部を有し、該円筒形状部に隣接する部分にフロント側のダイアフラムの外周ビードが配置される段差部が設けられるとともに、前記円筒形状部から開口縁部側へ向けて次第に拡径する截頭円錐形状に形成され、
該フロントシェルを部品の状態で複数個積み重ねた際に、重なり合うフロントシェルの截頭円錐形状の筒部が互いに対して嵌り合うようになっており、前記円筒形状部同士が係合されて積み重ねた際の嵌合深さが前記段差部により規制されることを特徴とする。
この請求項１に係る発明においては、フロントシェルの筒部が、開口端側へ向けて次第に拡径する截頭円錐形状となっているので、部品の状態でこれらを積み重ねると、相互に筒部同士が嵌合して重なり部分が生じる。しかも、比較的長い筒部を有するフロントシェルの筒部を截頭円錐形状にした場合は、その嵌合深さが十分深くなるので、積み重ねた際の嵩も大幅に縮小する。
上記課題を解決するための請求項２に係る発明は、請求項１に記載のタンデムの型気圧式倍力装置において、
前記センターシェルの前記筒部は、前記開口縁部より小径の円筒形状部を有し、該円筒形状部から開口縁部側へ向けて次第に拡径する截頭円錐形状に形成され、該センターシェルを部品の状態で複数個積み重ねた際に、重なり合うセンターシェルの截頭円錐形状の筒部が互いに対して嵌り合うようになっており、前記円筒形状部同士が係合されて積み重ねた際の嵌合深さが規制されることを特徴とする。
これによりセンターシェルも、上記フロントシェルと同様に相互に筒部同士が嵌合して重なり部分が生じ、しかも、比較的長い筒部を有するセンターシェルの嵌合深さが十分深くなる。
上記請求項１及び２に係る発明においては、上記筒部を截頭円錐形状に形成したシェル要素に、部品の状態で相互に筒部を嵌合して積み重ねた際、その嵌合深さを規制する円筒形状部が設けられており、この円筒形状部によって筒状部同士が密着するのを防止できるので、くさび効果によってシェル要素同士が離脱困難になることはなくなる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基いて説明する。
【０００８】
図１乃至図３は、本発明の一つの実施の形態としての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、その基本構造は、前記図６に示したものと同じく、フロントシェル２１とリヤシェル２２とからなるシェル本体２３内をセンターシェル２４により前・後２室に区画し、このセンターシェル２４により区画された各室を、さらにダイアフラム２５、２６を備えたパワーピストン２７、２８により定圧室２９、３０と変圧室３１、３２とに区画し、各パワーピストン２７、２８に共通に設けたバルブボデー３３を前記センターシェル２４の中心部およびリヤシェル２２の後部の小径筒部２２ａを気密的にかつ摺動可能に挿通させてシェル本体２３まで延ばしている。なお、フロントシェル２３の前面中央には、図示を略すマスタシリンダを部分的に受け入れるための凹部２１ａが形成されている。また、リヤシェル２２の小径筒部２２ａには、バルブボデー３３の、シェル本体２３から延出した部分を覆うダストブーツ３４が取付けられている。
【０００９】
バルブボデー３３は、カップ形状の本体部３３ａと中空軸部３３ｂとを連設してなっており、その本体部３３ａには、２つの定圧室２９と３０とを相互に連通しかつ各定圧室２９、２０を中空軸部３３ｂ内に連通する負圧通路３５が設けられるほか、中空軸部３３ｂ内とリヤ側の変圧室３２とを連通する第１大気通路３６が設けられている。一方、リヤシェル２２とセンターシェル２４との間には連通管３７が橋架されており、リヤ側変圧室３２とフロント側変圧室３１とはこの連通管３７内に設定した第２大気通路３８により連通させられている。フロント側定圧室２９には、フロントシェル２１に設けた管継手Ｊ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３５を通じてリヤ側の定圧室１８にも供給される。また、バルブボデー３３の中空軸部３３ｂには、サイレンサ３９とフィルタ４０とを通し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４１の作動により前記第１および第２大気通路３６、３８を通じて前・後の変圧室３１、３２に供給される。
【００１０】
弁機構４１は、図３によく示されるように、バルブボデー３３の本体部３３ａに設けた軸孔４２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４３に連結された弁プランジャ４４と、バルブボデー３３の中空軸部３３ｂの内面に押え部材４５により基端部が固定されたポペット弁４６と、このポペット弁４６の先端の外周縁部とバルブボデー３３の内周面に形成された環状弁座４７との間に形成された真空弁４８と、ポペット弁４６の先端の内周縁部と弁プランジャ４４の後端に形成された環状弁座４９との間に形成された大気弁５０と、前記入力ロッド４３に一端が係止され常時は前記真空弁４８および大気弁５０を閉じる方向へ付勢する弁ばね５１とからなっている。前記押え部材４５と入力ロッド４３との間には戻しばね５２が介装されており、弁プランジャ４４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５２により、その後端の環状弁座４９をポペット弁４６に当接させる状態を維持するようになっている。
【００１１】
また、上記バルブボデー３３の軸孔４２内には、前記弁プランジャ４４に後端部が連結され該プランジャ４４と一体に移動する段付の移動体５３が収納されており、この移動体５３の小径の先端部５３ａは、軸孔４２の小径孔部４２ａに挿入されている。バルブボデー３３の本体部３３ａ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５４と出力ロッド５５の基端大径部５５ａとが配置されており、ブレーキペダルからの入力がない非作動時には、前記移動体５３の先端がリアクションディスク５４の背面との間にわずかの間隙を開けて位置決めされる。出力ロッド５５の先端部は、前記フロントシェル２１の前面に設けられた凹部２１ａの底を気密的にかつ摺動可能に挿通して前方へ延ばされ、該凹部２１ａに結合されたマスタシリンダ（図示略）内に挿入されるようになる。
【００１２】
一方、フロント側の定圧室２９内には、バルブボデー３３を原位置に戻すための戻しばね５６が配設されている。戻しばね５６は、その一端がフロントシェル２１の凹部２１ａの後背部に、その他端がばね受け５７を介してバルブボデー３３のカップ底にそれぞれ当接させて配置されており、常時はバルブボデー３３をリヤ側へ付勢している。バルブボデー３３は、その本体部３３ａと中空軸部３３ｂ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５８をリヤシェル２２の小径筒部２２ａに設けた段差部５９に当接させる位置が原位置となっている。なお、前記ばね受け５７はリアクションディスク５４および出力軸５５の基端大径部５５ａの抜止めとしても用いられている。また、前記ストップキー５８は、バルブボデー３３に対する弁プランジャ４４の移動範囲を規制する手段としても用いられている。
【００１３】
本気圧式倍力装置は、そのリヤシェル２２の後面に突設した複数のスタッドボルト５９を利用して図示しない車体に取付けられる一方で、そのフロントシェル２１の前面に突設したスタッドボルト６０を利用して、図示を略すマスタシリンダが本気圧式倍力装置に結合されるようになる（図２）。なお、本実施の形態においては、これらスタッドボルト５９、６０を、前記リヤ側変圧室３２とフロント側変圧室３１とを連通する連通管３７内を挿通して延ばされた補強ロッド６１の両端に一体的に設けている。
【００１４】
ここで、上記フロントシェル２１はリヤ側へ大きく延びる筒部６５を、リヤシェル２２はフロント側へ短く延びる筒部６６をそれぞれ備えており、シェル本体２３は、そのフロントシェル２１の筒部６５の開口縁部（フランジ）６５ａとリヤシェル２２の筒部６６の開口縁部（折返し部）６６ａとを合せて、かしめにより結合一体化した構成となっている。また、上記センターシェル２４は、リヤ側へ比較的大きく延びる筒部６７を備えており、その筒部６７の開口縁部（フランジ）６７ａを前記フロントシェル２１とリヤシェル２２との合せ部６８に配置した状態でシェル本体２３内に位置固定されている。一方、各パワーピストン２７、２８を構成するダイアフラム２５、２６のうち、リヤ側のダイアフラム２６は、その外周ビード２６ａを前記合せ部６８に配置した状態でシェル本体２３に支持されると共に、フロント側のダイアフラム２５は、その外周ビード２５ａを前記フロントシェル２１の筒部６５の中間部位に設けた段差部６５ｂとセンターシェル２４の筒部６７の基端側の肩部６７ｂとの間に配置した状態でシェル本体２３に支持されている。
しかして、フロントシェル２１の筒部６５、リヤシェル２２の筒部６６およびセンターシェル２４の筒部６７のそれぞれは、全体的に開口端側へ向けて次第に拡径する截頭円錐形状に形成されている。また、フロントシェル２１の筒部６５の段差部６５ｂに隣接する部分には円筒形状部６９が設けられ、さらに、センターシェル２４の筒部６７の肩部６７ｂに隣接する部分には円筒形状部７０が設けられている。
【００１５】
以下、上記のように構成した気圧式倍力装置の作用を説明する。
本気圧式倍力装置を、上記スタッドボルト５９（図２）を利用して車体へ取付けた状態でブレーキペダルを踏込むと、入力ロッド４３が前進して弁プランジャ４４が前進し、大気弁５０が開いて、サイレンサ３９およびフィルタ４０を通じてバルブボデー３３内に大気が流入し、この大気は第１大気通路３６および第２大気通路３８を通ってリヤ側変圧室３２およびフロント側変圧室３１に導入される。この結果、負圧が導入されている定圧室２９、３０と大気が導入された変圧室３１、３２との間に差圧が発生し、パワーピストン２７、２８が推進して所定の倍力比の出力がバルブボデー３３から出力軸５５を経てマスタシリンダ側へ取出され、所定の倍力作用が開始される。
【００１６】
上記倍力作用の開始に際しては、弁プランジャ４４に連結された移動体５３の先端側の小径部５３ａがリアクションディスク５４に当接するまで、すなわち両者の間隙が解消されるまでは、入力に無関係に出力が増大する、いわゆるジャンプインが生じる。このジャンプイン後は、出力反力が、出力ロッド５５からリアクションディスク５４を経て移動体５３、弁プランジャ４４および入力ロッド４３に順次伝達され、これにより入力の増大に応じて出力が上昇する倍力作用が行われる。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４３が戻しばね５２の復元力によって後退すると共に、弁プランジャ４４も後退し、大気弁５０が閉じる一方で、負圧弁４８が開き、変圧室３１、３２に負圧通路３５および第１、第２大気通路３６、３８を経て負圧が導入され、上記した差圧が解消される。その後、定圧室２９内の戻しばね５６のばね力によりバルブボデー３３が後退し、パワーピストン２７、２８が原位置に復帰する。
【００１７】
ところで、上記フロントシェル２１、リヤシェル２２およびセンターシェル２４のシェル要素は板材からプレスにより一体成形され、それぞれ部品の状態で所定数積み重ねて保管および輸送される。
図４(A)、(B)および(C)は、上記フロントシェル２１、センターシェル２４およびリヤシェル２２の積み重ね状態を示したものである。フロントシェル２１（２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ）およびセンターシェル２４（２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ）は、それぞれの筒部６５、６７が截頭円錐形状となって開口端側へ広がりを有しているので、相互に奥深く嵌合する。すなわち、積み重ねた上下間に大きな重なり部分が生じ、この結果、バランスを欠いて崩壊してしまうことはなくなる。しかも、各フロントシェル２１の筒部６５とセンターシェル２４の筒部６７とは、それぞれかなりの長さを有しているので、前記積み重ねた状態で相互に奥深く嵌合し、従来のフロントシェル３およびセンターシェル４の積み重ね状態（図７）に比べて、それらの嵩は著しく縮小し、その分、保管効率、輸送効率は向上する。因みに、同じサイズおよび重ね数（例えば、３枚）で比較すると、本発明に係るフロントシェル２１、センターシェル２４の積み重ねの嵩は、従来のフロントシェル３、センターシェル４のそれに比べてそれぞれ51％、43％程度となり、その縮小率は著しく大きくなっており、重ね数を多くしていけば、縮小効果が高まる。
ここで、各フロントシェル２１およびセンターシェル２４は、それぞれの円筒形状部６９、７０を下側に配置されたものの円筒形状部６９、７０に係合させるまで嵌合される。図４中、点Ｐ１、Ｐ２は前記係合点（ストッパ部）を示しており、これにより各フロントシェル２１およびセンターシェル２４は、それぞれの筒部６５、６７が密着する前段階で相互の嵌合深さが規制され、この結果、くさび効果によってシェル要素同士が離脱し難くなることはなくなって、後の組立作業が容易になる。
【００１８】
なお、上記係合点は、シェル要素の外径側に設けたが、図５に示すように、例えばフロントシェル２１´（２１´Ａ、２１´Ｂ、２１´Ｃ）の凹部２１´ａ内に係合点Ｐ３を設けるようにしてもよく、この場合にはフロントシェル２１の筒部６５´の外周面や前記ダイアフラム２５、２６が接触する内周面に傷をつけてしまうことがなくなり、気圧式倍力装置の品質を維持できる。
【００１９】
一方、リヤシェル２２（２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ）については、図４(C)に示すように、筒部６６の長さが短かいので、筒部６６同士の重なり部分はそれほど大きくはないが、重なり部分が確実に存在するのでバランスを欠いて崩壊してしまうことはなくなる。また、このリヤシェル２２は、前記したようにその後部の小径筒部２２ａにストッパーキー５８が当接する段差部５９を有しているので、該段差部５９に小径筒部２２ａの先端を当接させた状態で積み重ねられる。したがって、その積み重ねの嵩は従来のリヤシェル２（図７）に比べて若干低くなり、その上、該段差部５９がストッパ部として機能して筒部６６同士の密着を防止するので、相互の離脱も容易となる。
【００２０】
【発明の効果】
上記したように、本発明に係る気圧式倍力装置によれば、フロントシェル又はセンターシェルのうち、少なくとも一のシェル要素の筒部が、それぞれ開口端側へ向けて次第に拡径する截頭円錐形状となっているので、部品の状態でこれらを積み重ねた場合に筒部同士の重なり部分が生じ、崩壊することがなくなって取扱いが容易になる。しかも、比較的長い筒部を有するフロントシェルまたはセンターシェルについては、その嵌合深さが十分深くなるので積み重ねの嵩が大幅に縮小し、保管効率並びに輸送効率が著しく向上する。
また、筒部が截頭円錐形状となっているシェル要素に嵌合深さを規制する円筒形状部を設けており、筒部同士が密着することがないので、相互の離脱が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るタンデム型気圧式倍力装置の要部構造を示す断面図である。
【図２】本タンデム型気圧式倍力装置の全体構造を示す断面図である。
【図３】本タンデム型気圧式倍力装置の弁機構を拡大して示す断面図である。
【図４】本タンデム型気圧式倍力装置を構成するシェル要素の積み重ね状態を示す断面図である。
【図５】本タンデム型気圧式倍力装置を構成するシェル要素の他の実施の形態を示す断面図である。
【図６】従来のタンデム型気圧式倍力装置の全体構造を示す断面図である。
【図７】従来のタンデム型気圧式倍力装置を構成するシェル要素の積み重ね状態を示す断面図である。
【符号の説明】
２１フロントシェル
２２リヤシェル
２３シェル本体
２４センターシェル
２５、２６ダイアフラム
２６ａリヤ側ダイアフラムの外周ビード
２７、２８パワーピストン
２９、３０定圧室
３１、３２変圧室
３３バルブボデー
５９リヤシェルの段差部（ストッパ部）
６５フロントシェルの筒部
６６リヤシェルの筒部
６７センターシェルの筒部
６８フロントシェルとリヤシェルとの合せ部
６９フロントシェルの円筒形状部（ストッパ部）
７０センターシェルの円筒形状部（ストッパ部）

Claims

底部の外縁から延びる筒部を有して該筒部に開口縁部が形成されたフロントシェルと、該フロントシェルの筒部の開口縁部を閉塞するリヤシェルとを、一体化してシェル本体を構成し、前記フロントシェルとリヤシェルとの合せ部の周辺に、シェル本体内を２室に区画するセンターシェルの筒部の開口縁部と、前記各室内を定圧室と変圧室とに区画するパワーピストンを構成するダイアフラムのうちの、リヤ側のダイアフラムの外周ビードを配置したタンデム型の気圧式倍力装置において、
前記フロントシェルの前記筒部は、前記開口縁部より小径の円筒形状部を有し、該円筒形状部に隣接する部分にフロント側のダイアフラムの外周ビードが配置される段差部が設けられるとともに、前記円筒形状部から開口縁部側へ向けて次第に拡径する截頭円錐形状に形成され、
該フロントシェルを部品の状態で複数個積み重ねた際に、重なり合うフロントシェルの截頭円錐形状の筒部が互いに対して嵌り合うようになっており、前記円筒形状部同士が係合されて積み重ねた際の嵌合深さが前記段差部により規制されることを特徴とするタンデム型の気圧式倍力装置。
請求項１に記載のタンデムの型気圧式倍力装置において、
前記センターシェルの前記筒部は、前記開口縁部より小径の円筒形状部を有し、該円筒形状部から開口縁部側へ向けて次第に拡径する截頭円錐形状に形成され、該センターシェルを部品の状態で複数個積み重ねた際に、重なり合うセンターシェルの截頭円錐形状の筒部が互いに対して嵌り合うようになっており、前記円筒形状部同士が係合されて積み重ねた際の嵌合深さが規制されることを特徴とするタンデム型の気圧式倍力装置。