JP5128315B2 - 内部の過剰圧力を排出するための逆止弁を備える空気圧ブレーキブースター - Google Patents

Description

本発明は、主として、自動車用空気圧ブレーキブースターに関する。このブースターは、内部の過剰圧力を排出するための逆止弁を有する。

自動車用制動システムは、一般的には、ブレーキの作動中に運転者を補助する空気圧ブレーキブースターを含む。
上記目的のため、図１ａに示すブースター１等の当該技術分野で知られる一つの種類のブースターは、軸線方向Ｘに摺動可能に取り付けられたピストン２１に固定されているスカート３によって前チャンバ２Ａ及び後チャンバ２Ｂに分割された閉鎖空間２を含む。前チャンバ２Ａは、負圧源に連結できる。後チャンバ２Ｂは、前チャンバ２Ａ、或いは高圧源（例えば大気圧）のいずれかに連結できる。

自動車の運転者がブレーキペダルを踏むことによって制動を開始すると、後チャンバ２Ｂを大気圧源に連結する通路が開放し、後チャンバ２Ｂを前チャンバ２Ａに連結する通路を閉鎖する。次いで、後チャンバ２Ｂ（大気圧）と前チャンバ（負圧）との間の圧力差によりスカート３に力が作用する。この力は、制動時に運転者を補助するパワーアシストである。

自動車用制動システムに関する現在の標準は、パワーアシストが故障した場合に、特に前チャンバ２Ａで負圧が不足した場合に、これらのシステムを組み込んだ車輛に所定レベルの減速を配分することを必要とする。前チャンバ２Ａから空気が追い出されていない場合に運転者が制動を掛けた場合、スカート３が前進するに従って、この前チャンバ２Ａ内に存在する空気が徐々に圧縮され、従って、スカート３に制動力と逆方向に力を加え、これによって制動効率を低下する。

フランス国特許出願第ＦＲ２ ８６４ ５０１号では、負圧回路が故障した場合に空気を排出するため、前チャンバ２Ａを自由空気と連通した状態に置く遮断手段８（図１ａ及び図１ｂ参照）を上文中に説明した種類のブースター１に設けることが提案されている。これらの手段は、大気圧の作用によって閉鎖位置に押圧される逆止弁を含む。

負圧回路が故障した場合、前チャンバ２Ａ内の空気は、運転者がブレーキペダルを作動したとき、このチャンバ内に閉じ込められたままとならない。スカート３が移動することにより、前チャンバ２Ａ内の空気が逆止弁を開放するまで、前チャンバ２Ａ内の空気が圧縮される。空気は、次いで、逆止弁の通路オリフィスを通って流れることにより、前チャンバ２Ａから放出される。

しかしながら、後者の解決策は、この逆止弁の位置に関して問題がある。逆止弁８が、エンジン内に存在する塵埃にさらされてしまうのである。この塵埃は、特に空間２０に蓄積されて、バルブ８の閉鎖を妨げ、このため、このバルブ８が開放したままとなり、従って、前チャンバ内の負圧が常に漏れ、ブースターが提供するパワーアシストが減少する。

従って、本発明の目的は、負圧回路が故障した場合に前チャンバ内の空気を逃がすことができると同時に、ブースターの通常の作動中にこの前チャンバの気密性を維持し、エンジンルーム内の塵埃が作動に影響することを防止する逆止弁を含むブースターを提供することである。

本発明の主な要旨は、所定の軸線を有する空気圧ブレーキブースターである。このブースターは、軸線方向に摺動可能に取り付けられたピストンに取り付けられているスカートによって前チャンバ及び後チャンバに分割される閉鎖空間を含む。ブースターは、前チャンバから空気を、その圧力が所定の基準値を超えたときに排出する逆止弁を含み、この逆止弁がブースターの内部に設けられていることを特徴とする。

基準値は、大気圧であってもよい。
前チャンバは、一般的には負圧源に連結されるため、この負圧源がその機能を正しく果たさなくなり、前チャンバ内の圧力が増大し、運転者がパワーアシストなしで制動を行わなければならなくなると、この前チャンバ内の空気が逆止弁を通って排出される。本発明によれば、この逆止弁は内蔵式であり、即ち閉鎖空間又はブースターピストンの内部の空気としか接触できない。これにより逆止弁をエンジンルーム内の塵埃から保護する。

本発明によれば、エンジンルーム内の塵埃が、逆止弁の気密性が必要とされるときにこの気密性を弱めることによって逆止弁の通常の作動を妨げることがない。
フランス国特許出願第ＦＲ２ ８６４ ５０１号に開示の従来技術によれば、負圧回路が故障した場合に前チャンバ内の空気を逃がすことができるようにすると同時にブースターの通常の作動中にこの前チャンバの耐漏性を維持するため、前チャンバを自由空気と連通させる機能を持つ逆止弁を備えた遮断手段が提案された。従来技術の弁はブースターの外側にあり、即ち閉鎖空間及び／又はピストンの外側にある。従って、当業者に関する限り、弁をブースターの内部に導入することは、この従来技術から明らかな方法とはならない。なぜなら、ブースターが、その費用、質量及びその大きさを低減するために常に改良がなされている大量生産の装置である場合、自動車の内部の任意の装置に適用される費用、質量及びその大きさに関する厳しい必要条件を維持しながらその内部に何らかの変更を加えることが非常に困難であるためである。

一実施形態では、後チャンバは、ピストンを通って延びる通路を介して前チャンバに接続されるか、又は、前記基準値を圧力として有するピストンの内部に接続されるようになされており、逆止弁は、この逆止弁の可動部分が、この通路から来入する空気と前記基準値を圧力とするピストンの内部から来入する空気との間に存在するようにピストンに取り付けられる。

実際、定義によれば弁は可動部分を備えている。通常、通路から来入する空気は、前チャンバを減圧する負圧源の作用のため圧力が低い。このため、通常の作動中、この可動部分は、圧力を基準値とするピストンの内部から来入する空気と接触する部分に加えられた圧力を受ける。前チャンバの圧力が、特に負圧源の故障により基準値を越えた場合、弁の可動部分は、反対側、即ちこの通路から、ひいては前チャンバから来入する空気と接触する側に加わる力を受ける。

本発明の一実施形態によれば、ピストンは、前記基準値を圧力として有するピストンの内部に進入する空気を濾過するための少なくとも一つのフィルタを備えている。
この実施形態により、逆止弁と接触する空気は濾過されており、従って、逆止弁は、エンジンルーム内に存在する汚染された周囲空気から保護される。

一実施形態では、逆止弁は、指向性カップを備え、このカップは、カップの外側に向かって半径方向に延びるリップを備えている。リップは、
後チャンバと前チャンバとを接続する通路内の圧力が基準値よりも低い場合、前記基準値を圧力として有するピストンの内部から、後チャンバと前チャンバとを接続する通路までの空気の通過を遮断し、
後チャンバと前チャンバとを接続する通路内の圧力が基準値よりも高い場合、後チャンバと前チャンバとを接続する通路から、前記基準値を圧力とするピストンの内部に向かって空気が通過することを許容するようになされている。

このリップは、環状であってもよいし、部分的に環状であってもよい。
一実施形態によれば、カップは、三方弁シャッターを支持するケージの半径方向溝に取り付けられる。シャッターは、後チャンバと前チャンバとを接続する通路を開閉でき、後チャンバを前記基準値の圧力源に接続できる。ケージは、少なくとも一つの穴により、前記基準値を圧力として有するピストンの内部に存在する空気が、カップのリップまで通過することを許容するようになされている。

この実施形態により、カップは、バルブアッセンブリを隔離するために従来技術のブースターで一般的に設けられた静的なＯ−リングシールに代わって使用できる。これは、カップもまたこの機能を果たすことができるためである。

本発明は、以下の説明から、及び前後が図面の左右と夫々対応する添付の図面から更によく理解されるであろう。本発明に関する様々な図面において、同じ機能を持つ要素に同じ参照番号が付してある。

図１ｃは、従来技術のブースター１００の部分、特にそのピストン１０４の９０°での軸線方向概略断面図であり、図２ａは、本発明の一実施形態によるブースター２０１の部分、特にこのブースターのピストン２０５からなる部分の９０°での軸線方向概略断面図である。かくして、従来技術と本発明のこの実施形態との間の相違が容易にわかる。

図１ｃのブースターは、当業者に知られる方法で作動し、かくしてこれを簡単に説明する。運転者がブレーキペダル（図示せず）を踏むことにより制御ロッド１０２を前方に移動する。これにより、ディストリビューター／プランジャー１０６を前方に移動する。

ゼロロストトラベル（ｚｅｒｏ ｌｏｓｔ ｔｒａｖｅｌ）（ＺＬＴ）型であってもよい三方弁がブースターに設けられている。この弁はシャッターを有し、このシャッターは、
ピストン１０４の延長部の長さ方向後端によって支持された第１均圧弁座、及び、
ディストリビューター／プランジャー１０６の後端の截頭円錐の拡径形部分によって支持された第２吸気弁座と協働することができる。

三方弁のシャッターは、軸線Ｘと直交する平面に含まれる環状面によって形成される。この環状表面は、可撓性材料製のスリーブ１１８の長さ方向前端によって支持される。スリーブ１１８は、例えば圧入によりピストン１０４に嵌合したケージ１２０によって、ピストン１０４に動かないように取り付けられている。

ディストリビューター／プランジャー１０６が前方に移動するとき、弁は、
前チャンバ１１０と後チャンバ１０８との間の連通を遮断するように均圧弁座と接触し、
吸引弁座から遠ざかる方向に動き、かくして高圧（ほぼ大気圧）の空気を後チャンバ１０８に入れる。

次いで、前チャンバ１１０と後チャンバ１０８との間に圧力差が発生し、これによりパワーアシスト力が発生し、この力がスカート１０９に加わる。
ピストン１０４の後部に配置された環状フィルタ１２４を通って空気がピストン１０４に進入する。

図１ｃのブースター１００では、ピストン１０４はＯ−リングシール１２２を含み、このＯ−リングシール１２２は、弁アッセンブリを、ブースター１００の外部の圧力から遮断する役割を果たす。

ピストン２０５を含む、本発明の一実施形態によるブースター２０１の部分を図２ａに示す。
この実施形態では、ピストン２０５に逆止弁を位置決めするため、本発明の一実施形態によるカップ２２５を本発明の一実施形態によるケージ２２１の環状溝に配置する。このケージ２２１は、従来技術のケージ１２０と同様に、スリーブ２１８を支持する。

この指向性カップ２２５は、このカップ２２５の外側に向けて半径方向に延びるリップ２２７を備える。
このケージ２２１は、例えば、エンジニアリングプラスチックで形成されていてもよい。このカップは、例えばゴム製であってもよい。

ケージ２２１は、この実施形態では、外部の空気が、いったんフィルタ２２４によって濾過されてケージ２２１を通過し、カップ２２５ひいてはリップ２２７と接触することを許容する少なくとも一つの穴２２３を含む。リップ２２７の一方の側部は、従って、大気圧であるけれども濾過してある空気と常に接触している。

従って、この空気は、エンジンルーム内の空気よりもはるかに清浄である。これは、先ず最初に、カップ２２５がピストン２０５の内部で保護されているためであり、第２には、空気がフィルタ２２４を通過するためである。

図２ｂ及び図２ｃは、ブースター２０１の作動を詳細に示す。これらの二つの図は、図２ａの軸線Ｘよりも下の部分の詳細図である。図２ｂは、前チャンバ２１０に負圧が存在する場合の本発明のこの実施形態の作動を概略に示す。かくして、三方弁の作動とは別個に、この負圧が、前チャンバ２１０を三方弁アッセンブリに接続するチャンネル２１６内に存在する。

負圧は、スリーブ２１８の下を連通し、リップ２２７の前面のところでケージ２２１の下に到達する。このリップ２２７が、圧力が異なる二つの容積間に障壁を形成するため、この圧力差による力２２９を受け、この力によりピストン２０５の外ケーシング２３２に押し付けられ、または押しつぶされる。この圧力差によって、リップは、チャンネル２１６を、大気圧のピストンの部分に関して耐漏性にする。

制動後、運転者がブレーキペダルを離したとき、後チャンバ２０８を空にするため、空気をチャンネル２１６内で循環させなければならないが、この循環は、三方弁から前チャンバに向かって、矢印２３１の方向で生じる。

図２ｃは、前チャンバ２１０内で負圧が損なわれた場合に本発明のこの実施形態で何が起るのかを概略に示す。この場合、負圧が損なわれたため、前チャンバ２１０内の圧力が上昇するが、さらに、ブレーキペダルが踏まれると、スカート２０９の移動により前チャンバ２１０内の圧力が更に上昇する。この圧力がこのスカート２０９の移動に抗し、従ってペダルの作動に抗する。この場合、
前チャンバ２１０内のこの過剰圧力がチャンネル２１６によってリップ２２７の前縁部に伝達され、この場合、空気が矢印２３３の方向に循環し、
カップ２２５の外側のリップ２２７が力２３５を受けて変形し、その後、空気がフィルタ２２４を通って矢印２３７の方向に流れ、ピストン２０１を出る。このようにして、前チャンネル２１０内の圧力が増大しないようにでき、パワーアシストが故障した場合に最適の効率を得ることができる。

この実施形態は、従来技術のブースター１００で使用したＯ−リングシール１２２がもはや必要とされない点で有利である。これは、このＯ−リングシールの機能をカップ２２５が果たすためである。特に前チャンバで負圧が失われた場合にブースターの効率を改善するこの解決策は、従って、一つの要素を不要にでき、従って、本発明のこの実施形態により、ブースターの過大な費用を低減することができる。この実施形態により、フランス国特許出願第ＦＲ２ ８６４ ５０１号に記載されたブースターに関して質量を増大することなく、寸法を小さくし（前チャンバを覆うシェルに突出部がない）、且つ、上文中に言及した問題点を解決する、適切なコストのブースターが得られる。

本発明によるブースターの作動は、負圧回路が故障した場合でも、信頼性が損なわれない。更に、本発明により、逆止弁がブースター内に設けられている場合（上文中に説明した実施形態のカップのように）、前記弁はエンジンルーム内の塵埃から保護される。

本発明には多くの変更を加えることができる。詳細には、ブースターで使用される流体は、空気以外の流体であってもよく、及び／又は高い基準圧力は大気圧以外の圧力であってもよい（例えば圧縮空気を使用する場合）。

本発明は、主として、自動車のブレーキ産業に適用される。

図１ａは、従来技術のブースターの軸線方向断面図である。 図１ｂは、前チャンバの内側を自由空気に連結する遮断手段を示す、図１ａに示す図の（ボックスＡに示す）細部の長さ方向断面図である。 図１ｃは、従来技術のブースターの部分の、特にこのブースターのピストンを含む、９０°での軸線方向断面図である。 図２ａは、本発明の一実施形態によるブースターの部分の、特にこのブースターのピストンを含む、９０°での軸線方向断面図である。 図２ｂは、本発明の一実施形態によるブースターの前チャンバ内の圧力に依存する、本発明の一実施形態の作動モードを示す概略図である。 図２ｃは、本発明の一実施形態によるブースターの前チャンバ内の圧力に依存する、本発明の一実施形態の別の作動モードを示す概略図である。

符号の説明

２０１ ブースター
２０５ ピストン
２１８ スリーブ
２２１ ケージ
２２３ 穴
２２４ フィルタ
２２５ カップ
２２７ リップ

Claims (4)

1. 軸線（Ｘ）を有し、
   前記軸線（Ｘ）の方向に摺動可能に取り付けられたピストン（２０５）に取り付けられているスカート（２０９）によって、前チャンバ（２１０）及び後チャンバ（２０８）に分割された閉鎖空間を含み、
   前記前チャンバから空気を、その圧力が所定の基準値を超えたときに排出する逆止弁（２２５）を含む、空気圧ブレーキブースター（２０１）であって、
   前記逆止弁（２２５）は、前記ブースター（２０１）の内部に設けられており、
   前記後チャンバ（２０８）は、前記ピストン（２０５）を通って延びるチャンネル（２１６）を介して前記前チャンバ（２１０）に接続されるか、または、前記基準値を圧力として有する前記ピストンの内部に接続されるようになされており、
   前記逆止弁（２２５）は、前記逆止弁（２２５）の可動部分（２２７）が、前記チャンネル（２１６）から来る空気と、前記基準値を圧力として有する前記ピストンの内部から来る空気との間にあるように前記ピストン（２０５）に取り付けられている、ことを特徴とする空気圧ブレーキブースター（２０１）。
2. 前記ピストン（２０５）は、前記基準値を圧力として有する前記ピストン（２０５）の内部に進入する空気を濾過するための少なくとも一つのフィルタ（２２４）を含む、請求項１に記載の空気圧ブレーキブースター（２０１）。
3. 前記逆止弁は、指向性カップ（２２５）を含み、前記カップは、前記カップの外側に向かって半径方向に延びるリップ（２２７）を有し、前記リップ（２２７）は、
   前記チャンネル（２１６）内の圧力が前記基準値より低い時、前記基準値を圧力として有する前記ピストンの内部から、前記後チャンバ（２０８）と前記前チャンバ（２１０）とを接続する前記チャンネル（２１６）への空気の通過を遮断し、
   前記チャンネル（２１６）内の圧力が前記基準値より高い時、前記後チャンバ（２０８）と前記前チャンバ（２１０）とを接続する前記チャンネル（２１６）から、前記基準値を圧力として有する前記ピストンの内部に向かって空気が通ることを許容するようになされている、請求項１又は２に記載の空気圧ブレーキブースター（２０１）。
4. 前記カップ（２２５）は、三方弁シャッターを支持するケージ（２２１）の半径方向溝に取り付けられており、前記三方弁シャッターは、前記後チャンバ（２０８）と前記前チャンバ（２１０）とを接続する前記チャンネル（２１６）を開閉可能であり、且つ、前記後チャンバ（２０８）を前記基準値の圧力源に接続可能であり、前記ケージ（２２１）は、少なくとも一つの穴（２２３）により、前記基準値を圧力として有する前記ピストンの内部に存在する空気が、前記カップ（２２５）の前記リップ（２２７）まで通ることを許容するようになされている、請求項３に記載の空気圧ブレーキブースター（２０１）。

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