JP5014414B2 - 減衰要素付きブレーキ倍力装置 - Google Patents

Description

本発明は、力入力要素と、力入力要素を介して作動させることのできる制御弁装置と、ハウジング内に配置されている、真空室と、真空室から可動壁で分離されていて選択的に真空源又は大気に接続することのできる作動室と、を備えている室装置と、力出力装置と、を備えている車両ブレーキシステム用のブレーキ倍力装置であって、可動壁は、少なくとも部分的にはハウジング内に収容されているリセットスプリングで基準位置へと付勢されており、ハウジングを少なくとも１つの締結ボルトが貫通している、車両ブレーキシステム用のブレーキ倍力装置に関する。

その様なブレーキ倍力装置は、背景技術から十分に知られている。空圧式ブレーキ倍力装置についてもしばしば述べられており、この空圧式ブレーキ倍力装置では、必要な時に制御弁装置によって可動壁に圧力差を立ち上げ、この差圧が、運転者によってブレーキペダルに加えられるブレーキ力を倍力することで、制動操作を支援する装置である。結果的に、運転者は、制動操作に対してより少ない力しか必要としないため、弱い脚部筋肉系を有する運転者でも、あらゆる運転状況において適切な制動効果を得ることができる。

しかしながら、特に、益々より軽量な部品を装着するようになってきている自動車技術における進歩を続ける軽量化の過程では、個別の構成要素の振動応答において不都合な変化が存在するようになっていることが明らかになってきた。低質量部品を使用するため、特に、例えばアルミニウム、マグネシウム、又はそれらの元素を含有する合金の様な軽量材料を使用した結果、それらの部品は、振動する傾向が増すこととなった。例えば、ブレーキ装置、特にブレーキペダルとペダルブラケットが、その様な軽量材料で形成されている場合、慣性が小さくなるために、作動機構が特別に振動する傾向を有することになり、その結果望ましくない異音を引き起こすことがある。

ＦＲ２８１７２１９からは、この問題を解消するための装置が伺える。この目的で、壷状の減衰要素がブレーキ倍力装置のリセットスプリングの端部上に滑動装着されている。

しかしながら、この解決策では、倍力要素をリセットスプリングに固定することが、組み立て工程と操作中の両方に関して問題を引き起こし、最終的にはブレーキ倍力装置の機能不良につながる可能性のあることが、新たに浮かび上がっている。

この背景に鑑み、本発明の目的は、冒頭で説明した型式のブレーキ倍力装置において、振動する傾向が大幅に低減され、高い操作信頼性と組み合わせられた容易で過失の起きない組み立てが保証された、ブレーキ倍力装置を提供することである。

この目的は、振動減衰を目的としてリセットスプリングに作用する少なくとも１つの減衰要素を有するブレーキ倍力装置であって、この少なくとも１つの減衰要素は少なくとも１つの締結ボルトに取り付けられている、ブレーキ倍力装置によって達成される。

リセットスプリングに直接作用することによって、本発明による減衰要素は、振動の発生を抑えることができ、その結果、更に、対応する振動が作動機構へ伝わるのを防止することになる。而して、望ましくない振動発生の問題は、正に、発生源で、即ちその様な振動の発生に際して、対処される。本発明による、少なくとも１つの締結ボルトへの減衰要素の取り付けは、過失の起こらない組み立てと、不測の分離又は不適切な位置決めの如何なる危険性も無しに、ブレーキ倍力装置の寿命に亘る減衰要素の安定した位置決めと、を保証する。ブレーキ倍力装置のハウジング内部における減衰要素の好ましくない変位は、例えばリセットスプリングの機能に関係する運動の結果として発生しないことも、更に保証されている。

本発明の開発の結果、少なくとも１つの減衰要素が、リセットスプリングの周辺領域、望ましくは外側周辺領域に、振動を減衰する様に作用するようになっている。リセットスプリングを外側周辺領域へ取り付けると、特に効果的な振動減衰の利点が提供される。しかしながら、例えば、減衰管状部品をリセットスプリングの内側周辺領域へ導入し、締結板で少なくとも１つの締結ボルトに取り付け、この減衰管状部品で、リセットスプリングの内側周辺領域に作用させることも、等しく可能である。

本発明の或る構造的変形例によれば、少なくとも１つの減衰要素は、円筒形の、望ましくは中空円筒形の、特にカップ型の設計になっている。従って、リセットスプリングを取り囲む単一の円筒形減衰要素を提供することができる。しかしながら、各締結ボルトと関係付けられた個別の減衰要素を提供することも、等しく可能である。この減衰要素は、減衰されるリセットスプリング上の区域にのみ作用する。例えば、この構造的変形例における個別の減衰要素は、それぞれが、それぞれの締結ボルトに取り付けてそこに固定するのに使う位置開口部を有していてもよい。従って、本発明では、複数の減衰要素が、対応する複数の締結ボルト上で、リセットスプリングの外側周辺部の周りに配置されるようになっている。これに対する代替案として、少なくとも１つの減衰要素が、既に概略述べたように、その周辺部全体に亘ってリセットスプリングを取り囲むようにしてもよい。

軸方向の範囲に関して、少なくとも１つの減衰要素が、リセットスプリングの軸方向長さの少なくとも一部に沿って伸長している。必然的に、減衰要素をリセットスプリングの軸方向の全長に沿って伸長させることもできるが、この場合、この減衰要素は、軸方向に圧縮可能な設計になっていなければいけない。

特に良好な減衰効果を達成するために、本発明の開発の結果、何れの場合も、リセットスプリングの端部の領域に少なくとも１つの減衰要素が配置されるようになっている。

減衰要素の材料の選択に関して、本発明によれば、減衰要素は、弾性的に変形可能な材料、特にゴム系又は発泡性材料から製造される。

本発明の別の構造的変形例では、少なくとも１つの減衰要素は、円板形状に設計されており、リセットスプリングの巻きの間を伸長するようになっている。リセットスプリングの外側周辺領域に作用する代わりに、減衰要素は、リセットスプリングの個々のスプリングの巻きの間に係合し、そこに振動減衰する様に作用することによって振動を防止する。特にこの形態の構造では、複数のその様な円板形状の減衰要素が使用される。

特にその重量の少ないことが特記される好都合な構造的変形例では、少なくとも１つの減衰要素は、円筒形の減衰装置本体と、それに接続される少なくとも１つの締結円板とを備えているようになっている。従って、減衰装置本体は、比較的薄壁の設計になっており、概して適切な減衰効果を提供する。締結ボルトへの締結は、従って同様な薄壁の締結円板を用いて行われる。重量を節約するために、中実の材料でできている１つ又はそれ以上の減衰要素の構造は、従って避けられることもある。これに関して、少なくとも１つの減衰要素は、軸を含む断面で見て、Ｕ字形断面を備えていてもよい。Ｕ字形断面でできた減衰要素の構造とすると、例えば、管状減衰装置本体と、管状減衰装置本体の長手方向に対して直角に伸長する２つの締結円板と、を使って締結ボルトへ締結することができる。減衰要素当たり唯１つの締結円板を使用する場合、少なくとも１つの減衰要素は、軸を含む断面で見て、Ｔ字形断面を備えていてもよい。これは、減衰円板は、而して、管状本体のほぼ中心に配置され、その長手方向に対して直角に伸長していることを意味する。減衰要素と締結円板を互いに一体化して形成してもよいが、互いに、接着するか又は加硫しても同等である。更に、Ｌ字形断面又は非対称断面を使用してもよいことを強調しておく。

本発明は、更に、上に述べた型式のブレーキ倍力装置で使用するための上に述べた特徴を有する減衰要素に関する。繰り返しを避けるため、上で詳細に説明した減衰要素の特徴をここで再び述べることはしない。

以下、本発明について、添付図面を参照しながら説明する。

図１では、本発明によるブレーキ倍力装置が、全体として１０で示されている。ブレーキ倍力装置１０は、力入力要素１２と、力入力要素に接続されている制御弁装置１４と、ハウジング１６と、を備えている。ハウジング１６内には、真空室２０を作動室２２からシールされた状態で分離している可動壁１８が配置されている。２つの室２０と２２は、室装置２４を形成している。制御弁１４は、２つの弁座２６、２８を含んでおり、それらの弁座は、制御弁ハウジング３０及び制御弁要素３２と関係付けられている。制御弁１４とは、力出力要素３４が関係付けられており、この要素は、ゴム弾性反動要素３６によって制御弁ハウジングに接続されている。

ハウジング１６内には、リセットスプリング３８が収容されており、このスプリングは、図１でその左側端部が、左側ハウジング壁に押し当てて支持され、図１でその右側端部が、制御弁ハウジング３０の上に作用している。図１で分かるように、制御弁ハウジング３０は、可動壁１８と固定様式で接続され、長手方向軸Ａに沿って一体に運動するようになっている。その様な運動の途上では、可動壁（１８）は、シール要素４４と４６でシールされた状態で、締結ボルト４０及び４２に沿って滑動する。

締結ボルト４０、４２には、減衰要素４８と５０がそれぞれ取り付けられており、減衰要素は、実質的に円筒形に設計されている。シール要素４８と５０は、外周が、リセットスプリング３８の長手方向部分のその外周に作用するように寸法が決められている。

本発明によるブレーキ倍力装置１０は、以下のように作動する。

作動力Ｆでブレーキペダルを作動させると、図１に示すように、力入力要素１２は長手方向軸Ａに沿って図１で左側に変位する。これによって、既知の様式で制御弁装置が開くので、作動室２２は、一時的に周囲の大気と接続されることになる。真空室２０は、例えば真空源、又は車両の吸気管に接続された状態に保たれるので、常に真空状態に保持される。可動壁１８に立ち上がる圧力差の結果として、可動壁１８は、図１で左側へ押され、制御弁装置１４が再び閉じるまで、制御弁ハウジング３０が一緒に引っ張られる結果となる。而して、準定常状態に達し、規定の制動効果が維持される。

運転者がペダルを緩め、ペダル圧力がゼロまで低下すると、シール座２６が開き、可動壁１８で圧力均等化が起こり、作動室２２は真空室２０と接続される結果となる。この結果として、ブレーキペダルを解放すると、装置は、リセットスプリング３８によって図１に示す基準状態へ戻るように動かされる。

この操作の間、及び車両を始動し直後に真空が真空室２０に立ち上がる際に、スプリング３８が振動を起こし、この振動が、制御弁ハウジング３０と力入力要素１２を介してブレーキペダル（図示せず）へと伝達されることもある。従来のブレーキシステムでは、それらの振動は、ブレーキペダル及び他の部品の慣性に因り、概ね迅速に低減することになる。しかしながら、例えばマグネシウムで作られたブレーキペダルの様な、軽量型構造で製造された部品の使用が進む過程では、その様な振動は、より広い範囲で生じ、時として不愉快なノイズを引き起こす。

これに関して、本発明では、リセットスプリング３８で生じる振動は、発生後直ちに、減衰要素４８と５０で減衰される。この目的のための減衰要素４８と５０は、ゴム弾性材料、例えばエラストマー発泡材から製造されており、リセットスプリング３８の外側周辺に直接作用することで振動の効果的な減衰を保証する。

図２は、一例として、カップ型形状の減衰要素４８を示している。これは、基部５２の上に中空の円筒形部分５４が一体成型された構成となっている。基部５２は、中心部に締結開口部５６を設けた設計になっている。組み立ての際、減衰要素４８は、締結ボルト４２上に取り付けるだけでよく、そうすると、締結ボルト４２と締結穴５６の間の締まり嵌め、又は追加のクランプ又はねじ接続手段で、締結ボルト４２上の安定した位置に保持される。リセットスプリング３８の外側周辺領域と減衰要素４８及び５０が相互に当接することで、当接が長手方向部分ａに限られる時でも、リセットスプリング３８の振動の確実な減衰が保証される。

図３は、減衰要素４８’の代わりの構造的変形例を示しており、この減衰要素は、中実発泡材料体から円筒形に形成され、中心に締結開口部５６’を有している。この減衰要素の作用モードは、図２のものと同じである。図３による減衰要素４８’は、図２の減衰要素と比べると、周辺領域全体の変形の程度が、図２による構造の形態における基部５２から離れた管状部５４の領域よりも少ないため、より大きい減衰応答を呈する。

図４と図５は、本発明によるブレーキ倍力装置の第２の実施形態を示している。繰り返しを避けるため、第１の実施形態との差異のみを説明し、同じ種類又は同じ効果の部品には、第１の実施形態と同じ参照番号に添え字として小文字「ａ」を添えて使用している。

図１から図３による第１の実施形態とは異なり、図４と図５による第２の実施形態では、唯１つの減衰要素５８ａが設けられており、その基部は、図５に示すように、隅部に丸味の付いた菱形形状に設計されている。これも図５から明らかなように、減衰要素５８ａは、２つの締結開口部６０ａと６２ａ並びに中心穴６４ａを有している。締結開口部６０ａと６２ａは、締結ボルト４０ａと４２ａに取り付けるために使用される。中心穴６４ａの直径ｄは、リセットスプリング３８ａの内径Ｄより小さい。しかしながら、内径ｄは、力出力要素３４ａと、図示していないが力出力要素３４ａと接続されているマスターシリンダ装置のピストン端部を、これらと接触すること無く受け入れることができるだけの大きさを有している。

中心穴６４ａの内径ｄがこの様に寸法設定されているので、減衰要素５８ａは、リセットスプリング３８ａの二巻きの間を伸長し、少なくとも断面ではこの二巻きに作用する。従って、リセットスプリング３８ａの振動運動は、これらの巻きの領域で、減衰要素５８ａとリセットスプリング３８ａの間の接触の結果生じる摩擦によって減衰される。減衰要素５８ａは、既に説明したように、締結ボルト４０ａと４２ａの上に滑動装着され、締まり嵌め又は追加のクランプ要素でそこに固定されている。減衰要素５８ａは弾性を有する変形可能な材料で形成されているので、一方では、巻きの形状に適合し、他方では、適切な減衰を提供することを、申し述べておく。

図４による実施形態の発展形では、更に、複数の減衰要素５８ａを締結ボルト４０ａと４２ａの上に軸方向に滑動装着し、それぞれ軸方向に連続する巻きの間に係合させてもよい。

図６と図７は、本発明の第３の構造的変形例を示している。ここでも同様に、本発明の第１及び第２の構造的変形例との差異のみを説明し、同じ種類又は同じ効果の部品には、同じ参照番号に添え字として小文字「ｂ」を添えて使用している。

図６と図７による構造の形態は、減衰要素６６ｂが、管状減衰装置本体６８ｂと、２つの締結円板７０ｂ及び７２ｂとを備えていることを示している。２つの締結円板７０ｂと７２ｂは、減衰装置本体６８ｂのそれぞれの軸方向端部に取り付けられている。図７から明かなように、締結円板７０ｂは、前例同様に、隅部に丸味の付いた菱形形状に設計されている。しかしながら、それらは、リセットスプリング３８ｂの外径とほぼ一致する比較的大きい中心穴７４ｂを有している。より正確には、減衰装置本体６８ｂは、リセットスプリング３８ｂの外側周辺部と接している。

図６と図７による構造の形態は、リセットスプリング３８ｂの外側周辺と接しながらリセットスプリング３８ｂの比較的長い軸領域に亘って位置し、その振動を効果的に減衰することができるという事実に留意すべきである。２つの締結円板７０ｂと７２ｂを設けているので、減衰された振動は、より効率的に締結ボルト４０と４２ｂへ逸らすことができる。その上、２つの締結円板７０ｂと７２ｂを設けているので、ハウジング１６ｂ内で減衰要素６６ｂの安定した取り付けが保証される。図６による断面描写は、Ｕ字形断面の形状をしたシール要素６６ｂの断面を示している。

最後に、図８と図９は、本発明による別の実施形態を示しており、ここでも、同じ効果又は同じ種類の部品には、前と同じ参照数字に添え字として小文字「ｃ」を添えて使用している。

構造のこの形態は、図６及び図７による直前に述べた構造とは、減衰要素７４ｃが断面でＴ字形断面に設計されており、即ち、図６による構造形態様式の管状減衰装置本体６８ｃを備えているが、唯１つの締結円板７０ｃしか備えておらず、その締結円板は、管状減衰装置本体６８ｃのほぼ中央に配置され、そこから半径方向外側へと、締結ボルト４０ｃ及び４２ｃに取り付けるために伸長する様に設計されている、という点で異なっている。

しかしながら、それぞれの減衰要素が締結ボルトに取り付けられており、従ってその組み立てが容易になり、ブレーキ倍力装置の寿命を通して位置決めに関してより安定しているのは、全ての構造の形態に共通の特徴である。

本発明の第１形態の構造による減衰要素を備えている、本発明によるブレーキ倍力装置の軸を含む断面である。 カップ型に設計されている減衰要素の正面図である。 中実の材料で作られている円筒形減衰要素の正面図である。 本発明の第２形態の構造の、図１に相当する図である。 図４で使用されている減衰要素の正面図である。 本発明の第３構造変形例の、図１及び図４に相当する断面図である。 図６による形態の構造で使用されている減衰要素の正面図である。 本発明の第４形態の構造の、図１、図４、及び図６に相当する断面図である。 図８による第４形態の構造で使用されている減衰要素の正面図である。

Claims (17)

1. 車両ブレーキシステム用のブレーキ倍力装置（１０）であって、
   力入力要素（１２）と、
   前記力入力要素（１２）を介して作動させることのできる制御弁装置（１４）と、
   ハウジング（１６）内に配置されている、真空室（２０）と、前記真空室（２０）から可動壁（１８）によって分離されていて選択的に真空源又は大気と接続することのできる作動室（２２）とを備えている、室装置（２４）と、
   力出力要素（３４）と、を備えており、
   前記可動壁（１８）は、少なくとも部分的には前記ハウジング（１６）内に収納されているリセットスプリング（３８）で基準位置へと付勢されており、前記ハウジング（１６）を少なくとも１つの締結ボルト（４０、４２）が貫通している、ブレーキ倍力装置（１０）において、
   振動減衰の目的で前記リセットスプリング（３８）に作用する少なくとも１つの減衰要素（４８、５０）であって、前記少なくとも１つの締結ボルトに取り付けられている、少なくとも１つの減衰要素（４８、５０）を有することを特徴とする、ブレーキ倍力装置（１０）。
2. 前記少なくとも１つの減衰要素（４８、５０）は、前記リセットスプリング（３８）の周辺領域に振動を減衰するように作用することを特徴とする、請求項１に記載のブレーキ倍力装置（１０）。
3. 前記少なくとも１つの減衰要素（４８、５０）は、円筒形である、請求項１又は２に記載のブレーキ倍力装置（１０）。
4. 前記少なくとも１つの減衰要素（４８、５０）は中空円筒形である、請求項３に記載のブレーキ倍力装置（１０）。
5. 前記少なくとも１つの減衰要素（４８、５０）はカップ型である、請求項３または４に記載のブレーキ倍力装置（１０）。
6. 複数の減衰要素（４８、５０）が、対応する複数の締結ボルト（４０、４２）上に、前記リセットスプリング（３８）の前記外側周辺部の周りに配置されていることを特徴とする、上記請求項１〜５の何れか１項に記載のブレーキ倍力装置（１０）。
7. 前記少なくとも１つの減衰要素（６６ｂ、７４ｃ）は、前記リセットスプリング（３８）をその周辺全体に亘って取り囲んでいる、上記請求項１〜６の何れか１項に記載のブレーキ倍力装置（１０ｂ、１０ｃ）。
8. 前記少なくとも１つの減衰要素（４８、５０）は、前記リセットスプリング（３８）の軸方向長さの少なくとも一部に沿って伸長している、上記請求項１〜７の何れか１項に記載のブレーキ倍力装置（１０）。
9. 前記リセットスプリング（３８）の端部の領域には、何れの場合も、少なくとも１つの減衰要素が配置されている、上記請求項１〜８の何れか１項に記載のブレーキ倍力装置。
10. 前記少なくとも１つの減衰要素（４８、５０）は、弾性的に変形可能な材料から製造されていることを特徴とする、上記請求項１〜９の何れか１項に記載のブレーキ倍力装置（１０）。
11. 前記少なくとも１つの減衰要素（４８、５０）は、ゴムの材料から製造されていることを特徴とする、上記請求項１０に記載のブレーキ倍力装置（１０）。
12. 前記少なくとも１つの減衰要素（４８、５０）は、発泡体の材料から製造されていることを特徴とする、上記請求項１０に記載のブレーキ倍力装置（１０）。
13. 前記少なくとも１つの減衰要素（５８ａ）は、円板形状に設計されており、前記リセットスプリング（３８ａ）の巻きの間を伸長していることを特徴とする、上記請求項１〜１２の何れか１項に記載のブレーキ倍力装置（１０）。
14. 前記少なくとも１つの減衰要素（６６ｂ；７４ｃ）は、円筒形の減衰装置本体（６８ｂ；６８ｃ）と、そこに接続されている少なくとも１つの締結円板（７０ｂ、７２ｂ；７０ｃ）と、を備えていることを特徴とする、請求項１〜１２の何れか１項に記載のブレーキ倍力装置（１０ｂ；１０ｃ）。
15. 前記少なくとも１つの減衰要素（６６ｃ）は、軸を含む断面で見て、Ｕ字形断面を備えることを特徴とする、請求項１４に記載のブレーキ倍力装置（１０ｂ）。
16. 前記少なくとも１つの減衰要素（６６ｃ）は、軸を含む断面で見て、Ｔ字形断面を備えることを特徴とする、請求項１４に記載のブレーキ倍力装置（１０ｂ）。
17. 上記請求項１〜１６の何れか１項によるブレーキ倍力装置（１０）用の減衰要素。

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