JP5064193B2 - 力センサを備える空気圧ブレーキブースター - Google Patents

Description

本発明は、ブレーキブースターを備える液圧式制動装置に関する。更に詳細には、本発明は、空気圧ブレーキブースターに関する。
本発明は、特に自動車産業に適用され、より具体的には、自動車用制動装置産業に適用される。

公知の種類の自動車用液圧式制動装置は、ブレーキペダルと、空気圧ブレーキブースターと、ブレーキ流体リザーバに連結されたマスターシリンダと、ブレーキ流体回路と、ブレーキ流体により作動される少なくとも一つの制動部材とを備える。液圧式制動装置は、更に、液圧ブロックを備えることができる。

運転者によって作動させられるブレーキペダルは、空気圧ブレーキブースターに機械的に連結されている。空気圧ブレーキブースターは、ブレーキペダルとマスターシリンダとの間に挿入される。空気圧ブレーキブースターは、ブレーキペダルに加えられた力を増幅し、これをマスターシリンダに伝達するように機能する。ブレーキ流体リザーバによってブレーキ流体が供給されたマスターシリンダは、空気圧ブレーキブースターの作用でブレーキ流体回路内のブレーキ流体を加圧する。ブレーキ流体は制動部材に作用する。制動部材がディスクブレーキ型である場合、ブレーキ流体は、加圧状態でキャリパに到着し、ピストンをブレーキパッドに押圧してブレーキをかける。

液圧ブロックは補助的な装置であり、加圧されたブレーキ流体を回路内に注入できるポンプを備えている。液圧ブロックは、運転者がブレーキペダルに及ぼす作用とは独立して作動してもよい。例えば、路面が濡れた状態では、濡れたブレーキディスクを乾燥させるように作動してもよく、これにより、必要な時により効果的に制動を行うことができるようにする。更に、緊急時の制動性能を高めるため、上文中に説明した公知の種類の制動装置に対する補助として作用してもよい（アンチロック制動装置ＡＢＳ又は電子式安定化プログラムＥＳＰ）。

更に、上述の装置の複数を協働して作動する上で特に必要な、運転者の制動指令を決定するため、制動装置は複数のセンサを備える。第１の例示のセンサは、制動灯を点灯するためのセンサであり、ブレーキペダルが踏まれたときに車輛の制動灯のスイッチを入れるように設計されている。別の例示のセンサは、運転者が要求する制動の程度を示すように設計された移動距離センサである。計測の際、これらのセンサは、可動部分、例えばブレーキペダルと相互作用する。

上述のセンサを備えた公知の種類の自動車用液圧式制動装置は複雑である。この複雑さにより装置全体のコストが上昇する。これは、センサの数及び自動車の製造中のこれらのセンサの設置による。更に、センサと可動部分との相互作用のため、制動装置の信頼性が損なわれる場合がある。

本発明の一つの目的は、従来技術の問題点の少なくとも一つを解決できる空気圧ブレーキブースターを提案することである。特に、本発明の一つの目的は、従来技術の装置に比べて更に統合された態様で運転者の制動指令を確認できる、空気圧ブレーキブースターを提案することである。

本発明によれば、密封構造であって、開口を備えた漏斗形部分を形成し且つ剛性を有するケーシングと、前記密封構造を低圧チャンバ及び作用チャンバに分割する可動壁とを備える密封構造と、
前記可動壁に固定され且つ前記漏斗形部分の開口内で摺動するように取り付けられたボス部と、該ボス部に収容された弁要素と、前記ボス部と前記漏斗形部分との間に位置決めされたシール部とを備える空気圧ピストンと、
前記空気圧ピストンの両側に連結される入力ロッド及び出力ロッドと、
前記空気圧ピストンを休止位置に戻す戻しばねであって、前記低圧チャンバ内で、前記剛性を有するケーシングの内面と前記空気圧ピストンとの間に配置される戻しばねとを備える空気圧ブレーキブースターが提案される。

空気圧ブレーキブースターは、さらに、低圧チャンバに配置されて戻しばねの圧力変化を受ける力センサを備える。
空気圧ブレーキブースターは、更に、低圧チャンバに配置された、戻しばねの圧力の変化が加わる力センサを含む。

有利には、力センサは、戻しばね用の止め部を形成するように、低圧チャンバに位置決めされる。
本発明の一つの態様では、力センサは、剛性を有するケーシングの内面と戻しばねとの間に位置決めされる。

本発明の別の態様では、力センサは、空気圧ピストンと戻しばねとの間に位置決めされる。
本発明の別の特徴によれば、力センサの電気コネクタが剛性を有するケーシングに密封状態で取り付けられる。

力センサの電気コネクタは、剛性を有するケーシングにスエージ加工で取り付けることができる。
本発明の更に別の特徴によれば、力センサは、低圧チャンバ内に延びる電気ケーブルを介して力センサの電気コネクタに接続される。

有利には、力センサは、圧力ゲージ型のセンサであってもよいし、或いは閾値センサであってもよい。
本発明による空気圧ブレーキブースターにより、運転者の制動指令を単一のセンサを介して確認できる。更に、ブレーキペダルの移動距離を測定することもできる。

このセンサは、空気圧ブレーキブースターに簡単に且つ経済的に組み込むことができる。一つ又は複数の可動部分との相互作用がないため、センサの正確さ及び信頼性もまた確保される。

最後に、本発明による空気圧ブレーキブースターの力センサは、有利には、従来技術による、制動灯を点灯するためのセンサに代わるものである。
同様の要素に同じ参照番号を付した添付図面に示す非限定的例によって本発明を例示する。

図１は、本発明による空気圧ブレーキブースター１を示す断面図である。空気圧ブレーキブースター１はタンデム型マスターシリンダ１００とブレーキペダル（図示せず）との間に挿入される。

空気圧ブレーキブースター１は、密封構造３、空気圧ピストン５、長手方向回転軸線ＬＬ’を有する入力ロッド７及び出力ロッド９、及び戻しばね３７を含む。
入力ロッド７は、空気圧ブレーキブースター１の一方の側に配置されたブレーキペダルに連結されるように設計されている。

出力ロッド９は、空気圧ブレーキブースター１の別の側に配置されたマスターシリンダ１００に連結されるように設計されている。
密封構造３は、剛性ケーシング１１及び可動壁１３を備える。剛性ケーシング１１は、受け部（ｒｅｃｅｐｔａｃｌｅ）１５を備え、受け部１５には、開口部を有する漏斗形部分１９の形状に形成されたカバー１７が取り付けられている。可動壁１３は、スカート部２１及びゴム製の膜２３からなる。可動壁１３は、密封構造を低圧チャンバ２５と作用チャンバ２７とに分割する。可動壁１３は、二つのチャンバ２５、２７間の圧力差の作用で、長手方向軸線ＬＬ’に沿って密封状態で摺動できる。剛性ケーシング１１には、エンジンの負圧ゾーン及び空気圧ポンプ（図示せず）に連結された密封空気圧コネクタ２９が設けられている。

空気圧ピストン５は、ボス３１及び弁要素３３を備える。ボス３１は、可動壁１３に固定的に取り付けられており、漏斗形部分の開口部内で摺動するように取り付けられる。シール３５がボス３１と漏斗形部分１９との間に位置決めされる。ボス３１は、一方の側で入力ロッド７に連結されており、他方の側で出力ロッド９に連結されている。弁要素３３はボス３１に収容されており、低圧チャンバ２５と作用チャンバ２７との間の連通を制御する。弁要素３３は、ブレーキペダルに連結された入力ロッド７によって作動される。有利には、弁要素３３は三方弁であり、その公知の作動及び構造は詳細には説明しない。

戻しばね３７は、低圧チャンバ２５に圧縮状態で取り付けられている。有利には、戻しばね３７は線形であり、その剛性はかなり弱い。本発明による空気圧ブレーキブースターの作動を以下に説明する。

空気圧ブレーキブースターの機能は、運転者がブレーキペダルに加えた力を増幅してマスターシリンダに伝達することである。
休止位置では、即ちブレーキペダルに力が全く及ぼされていない場合には、空気圧ピストン５は低圧チャンバ２５を作用チャンバ２７と連通状態にする。

作用位置では、即ち制動中には、運転者がブレーキペダルに力を及ぼし、これにより入力ロッド７を作動する。入力ロッド７は空気圧ピストン５の弁要素３３を作動し、これにより、
−一方では、低圧チャンバ２５と作用チャンバ２７との間の連通を閉鎖し、
−他方では、作用チャンバ２７を、大気圧が存在する、空気圧ブレーキブースターの外側と連通させるという効果が得られる。

二つのチャンバ間の圧力差の作用により、可動壁１３及び空気圧ピストン５が長手方向軸線ＬＬ’に沿ってマスターシリンダ１００の方向に移動する。空気圧ピストン５は、次いで、出力ロッド９を作動し、この出力ロッド９は、増幅された制動力をマスターシリンダ１００のプライマリピストン１０１に伝達する。運転者がブレーキペダルに圧力を加えなくても制動圧力が加わることを防止するように、戻しばね３７は、空気圧ピストン５ひいては可動壁１３を休止位置に戻すことを可能にする。

空気圧ブレーキブースター１は力センサ３９を備える。この力センサ３９は公知の種類のセンサであり、０ｄＮ（デカニュートン）乃至５０ｄＮの力を計測できる。これは、低圧チャンバ２５に配置され、戻しばね３７の止め部を形成する。従って、力センサ３９は、ブレーキペダルの移動に応じて変化する戻しばね３７の圧力変化を受ける。

第１の変形例によれば（図１に示さず）、力センサ３９は、剛性ケーシングの内壁面４５と戻しばね３７との間に位置決めされる。
第２の変形例によれば（図示せず）、力センサ３９は、空気圧ピストン５と戻しばね３７との間に位置決めされる。より具体的には、力センサ３９は、出力ロッド９及び空気圧ピストン５の後部と相互作用する二つの「Ｕ」字状断面を有する部分４７の間に位置決めされる。

有利には、力センサ３９は、応力ゲージ型のセンサであってよい。有利には、力センサ３９からの出力信号は、加えられた力と比例する。変形例として、力センサ３９は閾値センサであってもよい。有利には、閾値は、休止時の戻しばね３７の圧力よりも僅かに大きい。

力センサ３９は、低圧チャンバ２５内に延びる電気ケーブル４３を介して電気コネクタ４１に接続されている。力センサ３９の電気コネクタ４１は、剛性ケーシング１１に密封状態で取り付けられている。例えば、力センサ３９の電気コネクタ４１は、剛性ケーシング１１にスエージ加工により取り付けられている。

図２は、電気コネクタ４１の、剛性ケーシング１１の外側にある部分の正面図である。電気コネクタ４１は、電子式制動システム制御デバイス、例えばコンピュータ（図示せず）に接続された電気ケーブルのプラグを受け入れるように設計されている。電気コネクタ４１は、自動車業界で使用される電気接続規格を満たす。

戻しばね３７が線形であり、その剛性がかなり弱く、また、その場の圧力が良好に決定されているため、ブレーキペダルの移動と力センサ３９に加えられる力との間には線形の関係がある。従って、コンピュータは、移動距離の値を、力センサ３９によって行われた力の計測に基づいて決定できる。

コンピュータは、更に、センサから発生する信号、例えば運転者がブレーキペダルに加えた圧力を示す信号等を使用することができる。この結果、コンピュータは、制動灯のスイッチを入れる指令を発することができる。

有利には、コンピュータは、車輛が始動して低圧チャンバが負圧になったとき、自動較正システムを始動させる。自動較正手順により、製造による空気圧ブレーキブースター間のばねの剛性及び存在する圧力の相違を取り除くことができる。更に、低圧チャンバのシール不良の可能性を取り除くことができる。

最後に
添付図面及びその説明は、本発明を、上文中に、限定することなく説明している。
特に、本発明を特定の例示の電気コネクタ及びこの電気コネクタの取り付けに関して説明した。それにも関わらず、本発明は、低圧チャンバのシールが満足に保証されていれば、他の種類の電気コネクタ及び取り付けにも適用できるということは当業者に明らかである。

マスターシリンダ及びブレーキペダルに対する低圧チャンバ及び作用チャンバの位置は限定されない。具体的には、本発明の原理に何ら影響を及ぼすことなく、これらのチャンバの位置を逆にできる。

特許請求の範囲中の参照番号は限定ではない。「を備える」という動詞は、特許請求の範囲に列挙した以外の構成要素の存在を除外しない。単数であるように表現された構成要素は、それが複数存在することを除外しない。

図１は、タンデム型マスターシリンダに取り付けた本発明による空気圧ブレーキブースターの部分断面図である。 図２は、外部電気コネクタを詳細に示す、図１の空気圧ブレーキブースターの部分Ａの拡大側面図である。

符号の説明

１ 空気圧ブレーキブースター
３ 密封構造
５ 空気圧ピストン
７ 入力ロッド
９ 出力ロッド
１１ 剛性ケーシング
１３ 可動壁
１５ 受け部
１７ カバー
１９ 漏斗形部分
２１ スカート部
２３ ゴム製の膜
２５ 低圧チャンバ
２７ 作用チャンバ
２９ 密封空気圧コネクタ
３１ ボス
３３ 弁要素
３５ シール
３７ 戻しばね
１００ タンデム型マスターシリンダ
ＬＬ’ 長手方向回転軸線

Claims (8)

1. 密封構造（３）であって、開口を備えた漏斗形部分（１９）を形成し且つ剛性を有するケーシング（１１）と、前記密封構造（３）を低圧チャンバ（２５）及び作用チャンバ（２７）に分割する可動壁（１３）とを備える密封構造（３）と、
   前記可動壁（１３）に固定され且つ前記漏斗形部分の開口内で摺動するように取り付けられたボス部（３１）と、該ボス部（３１）に収容された弁要素（３３）と、前記ボス部（３１）と前記漏斗形部分（１９）との間に位置決めされたシール部（３５）とを備える空気圧ピストン（５）と、
   前記空気圧ピストン（５）の両側に連結される入力ロッド（７）及び出力ロッド（９）と、
   前記空気圧ピストン（５）を休止位置に戻す戻しばね（３７）であって、前記低圧チャンバ（２５）内で、前記剛性を有するケーシングの内面（４５）と前記空気圧ピストン（５）との間に配置される戻しばね（３７）とを備える空気圧ブレーキブースター（１）において、
   前記空気圧ブレーキブースター（１）は、さらに、前記低圧チャンバ（２５）に配置されて前記戻しばね（３７）の圧力変化を受ける力センサ（３９）を備えることを特徴とする、空気圧ブレーキブースター（１）。
2. 請求項１に記載の空気圧ブレーキブースターにおいて、
   前記力センサ（３９）は、前記戻しばね（３７）用の止め部を形成するように、前記低圧チャンバ（２５）内に位置決めされている、空気圧ブレーキブースター。
3. 請求項２に記載の空気圧ブレーキブースターにおいて、
   前記力センサ（３９）は、前記剛性を有するケーシング（１１）の前記内面（４５）と前記戻しばね（３７）との間に位置決めされている、空気圧ブレーキブースター。
4. 請求項２に記載の空気圧ブレーキブースターにおいて、
   前記力センサ（３９）は、前記空気圧ピストン（５）と前記戻しばね（３７）との間に位置決めされている、空気圧ブレーキブースター。
5. 請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の空気圧ブレーキブースターにおいて、
   前記力センサ（３９）の電気コネクタ（４１）が、前記剛性を有するケーシング（１１）に密封状態で取り付けられている、空気圧ブレーキブースター。
6. 請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載の空気圧ブレーキブースターにおいて、
   前記力センサ（３９）の前記電気コネクタ（４１）は、前記剛性を有するケーシング（１１）にスエージ加工により取り付けられている、空気圧ブレーキブースター。
7. 請求項５又は６に記載の空気圧ブレーキブースターにおいて、
   前記力センサ（３９）は、前記低圧チャンバ（２５）内に延びる電気ケーブル（４３）を介して前記力センサ（３９）の前記電気コネクタ（４１）に接続されている、空気圧ブレーキブースター。
8. 請求項１乃至７のうちのいずれか一項に記載の空気圧ブレーキブースターにおいて、
   前記力センサ（３９）は、圧力ゲージ型のセンサ又は閾値センサである、空気圧ブレーキブースター。

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