JP5677960B2 - 空圧ブレーキブースタ - Google Patents

Description

本発明は、タンデム型空圧ブレーキブースタに関し、第１，第２ハウジング半殻部を有しかつ内部が隔壁により前部及び後部ブースタチャンバに分割されるハウジングを備え、この隔壁は、中央に配置されて内部に制御ハウジング又は円筒状の制御ハウジング延長部が延設される円形状空隙部を有し、この隔壁は、制御ハウジング又は制御ハウジング延長部に対してシール部材を介して密封状態で載置され、それぞれが前部及び後部ブースタチャンバを第１低圧チャンバと第１作動チャンバ、及び、第２低圧チャンバと第２作動チャンバに細分割する第１，第２可動壁を有し、この隔壁は、これらの２つの作動チャンバ間の圧力を等しくするために、これらの第１作動チャンバと第２作動チャンバとの間の少なくとも１つの接続管路を有する、特に、液圧式車両ブレーキシステム用のブレーキブースタに関する。

この形式のブレーキブースタは、例えば特許文献１に記載されている。このブレーキブースタはいわゆる外側空圧経路を有する。このため、第１転動型ダイアフラムの半径方向外側シールビード内のリブ構造で形成される接続管路が、ハウジング半殻部間の接続部の領域内で作動チャンバ間に形成される。

特許文献２は、更に、円筒状スリーブとしてデザインされた１つ又はそれ以上の接続管路で作動チャンバが接続されたブレーキブースタを開示する。このため、円筒状スリーブが隔壁と第２可動壁とを貫通し、更にカラーを有し、これにより、隔壁の開口内に装着されたシールに載置される。このようにして、第１作動チャンバは、制御弁が開いたときに、空気の流入が可能となる。

ドイツ特許公報第ＤＥ１９５３９６０１Ａ１号 ドイツ特許公報第ＤＥ１９８３２３５７Ａ１号

従来のブレーキブースタでは、第１作動チャンバを第２低圧チャンバから分割する隔壁はハウジング内に配置され、第１転動型ダイアフラムで固定されている。ブレーキブースタが作動されると、第１作動チャンバ内への空気の流入で差圧が形成され、この圧力が隔壁を介してハウジングに作用する。ハウジングに負荷が作用することで、ハウジングのより強固なデザインが要求される。このため、ハウジング用としてより厚い板が使用され、これは、重さ及びコスト面で不都合であると考えられる。

したがって、本発明の目的は、この点を改善したブレーキブースタを提供することである。

本発明によると、接続管路が、隔壁と第２可動壁とを貫通する円筒状スリーブとして形成され、このスリーブが隔壁から車両装着壁に力を導く（deflect)ことができる。この結果、作動により生じる後方作動力が、ハウジングに追加の負荷を作用させることなく、スリーブを介して車両装着壁（スプラッシュウォール）に導かれる。したがって、隔壁はハウジングから大きく分離した態様で支持される。これらの手段により、ハウジングの板厚を大きく減少することができる。更に、空気経路（air routing; Luftfuehrung）及び力の誘導（deflection of forces; Kraftableitung）は、隔壁のデザインを簡略化することを可能とする。

スリーブが直接的又は間接的に第２ハウジング半殻部で支持される場合には、車両装着壁への力の誘導を簡単な方法で達成することができる。

隔壁がスリーブの半径方向カラーで支持される場合は、隔壁からスリーブへの力の誘導を、簡単な方法で達成することができる。

スリーブは、隔壁の空隙部（cavity）を囲む軸方向カラーに載置される端部領域に、シール部材を収容する包囲溝（encircling groove）を有することが好ましい。このようにして、第１作動チャンバの複雑なシーリングを省略することができる。

有益な実施形態によると、隔壁をアルミニュームで形成することにより、重さを軽減することができる。しかし、隔壁をスチールで形成し、スリーブに力を伝達することも同様に可能である。

スリーブがプラスチック又はアルミニュームで形成される場合には、更に重さを軽減することができる。更に、スリーブが簡単に製造される。

ハウジング半殻部を支持し、カラーを介して第２ハウジング半殻部の内側に載置するため、ハウジング及び隔壁の空隙部を貫通する少なくとも１つのタイロッドを有するブレーキブースタの変形例では、タイロッドを囲むスリーブが好適に設けられ、第２ハウジング半殻部又はタイロッドのカラーを介して、車両装着壁に直接的に力が導かれる（deflect）。

有益な実施形態によると、スリーブを芯出しするためにタイロッドが少なくとも２つのリブを有する場合には、スリーブの簡単な位置決めが可能となる。

これらのリブは、第１，第２脚部を有するＬ字状の構造を有し、第２脚部はタイロッドのカラーに一体的に形成され、スリーブが第２脚部に載置される。スリーブが第２脚部に載置される事実で、この領域に自由流通断面部（free flow cross section）が確保される。

本発明の他の有益な実施形態は、タイロッド上での芯出しを確保するために、スリーブは内側に少なくとも２つのリブを有する。スリーブの芯出しは、タイロッド上におけるスリーブの正確な位置決め、したがって、２つの作動チャンバ間の空気経路を確保する。

このため、タイロッドのカラーは、スリーブのリブに載置することが好ましい。

少なくとも１つの管状補強部材を有し、この管状補強部材がハウジングを貫通して延び、コンタクト部材を介して第２ハウジング半殻部の内側に載置され、車両装着壁にブレーキブースタを取付けるねじ部材が補強部材に接続される、ブレーキブースタの他の変形例では、スリーブをコンタクト部材で支持し、第２作動チャンバの領域に１つ又はそれ以上の切欠きを設けることが好ましい。

ブレーキブースタを車両装着壁に固定し、ヘッドフランジを介して第２ハウジング半殻部の内側に載置するために、第２ハウジング半殻部を貫通する固定部材を有するブレーキブースタの他の変形例では、スリーブを固定部材のヘッドフランジに支持し、第２作動チャンバの領域に１つ又はそれ以上の切欠きを設けることが更に好ましい。

本発明の他の特徴、利点及び可能な用途は、従属形式の請求項、以下の例示的な実施形態及び図面の記載から明らかとなる。以下の図は、高度に概略化したものである。

従来のブレーキブースタの長手方向断面図を示す。 本発明によるブレーキブースタの細部の斜視図を示す。 図２の一部の細部の拡大図を示す。 図２の一部の細部の他の拡大図を示す。

図１は、公知のタンデム型空圧ブレーキブースタ１を長手方向断面で示し、このブレーキブースタ１は、シェル形状の第１，第２ブースタハウジング半片部又はハウジング半殻部３，４を有するハウジング２を備え、これらのハウジング半殻部は成形手段（forming measures）により一緒に押圧されることが好ましい。ハウジング２の内部は、ほぼ中央に配置された固定隔壁５により、マスターシリンダ側の前部ブースタチャンバ７とブレーキペダル側の後部ブースタチャンバ６とに分割され、この隔壁５は、中央に配置された円形状の空隙部（cavity）８を有し、この空隙部を介して制御ハウジング９又はその円筒状延長部１０が延びる。隔壁５は、シール部材１１により、延長部１０に密封状態で載置される。

前部ブースタチャンバ６は、第１可動壁１２により、一定圧力の第１低圧チャンバ１４と可変圧力の第１作動チャンバ１５とに細分割され、後部ブースタチャンバ７は、第２可動壁１３により、第２低圧チャンバ１６と第２作動チャンバ１７とに細分割される。第１ハウジング半殻部３は、通常、低圧側接続用のシール部材１８を設けてあり、これにより、第１低圧チャンバ１４は、例えば自動車エンジンの給気マニホルド又は真空ポンプである好適な低圧源に接続することができる。

第２ハウジング半殻部４は、より小径の軸方向延長部１９を設けてあり、この内部を、シールリング３７により密封された状態で軸方向に移動可能に制御ハウジング９が案内される。制御ハウジング９の内部には、制御弁２０が設けられており、この制御弁は、２つの作動チャンバ１５，１７内への制御された空気の流入を可能とし、これにより、低圧チャンバ１４，１６と作動チャンバ１５，１７との間の差圧を制御する。

制御弁２０は、入力部材２１で作動することができ、この入力部材はブレーキペダル（図示しない）に接続され、制御ハウジング９に形成された第１弁座と、入力部材２１に接続した弁プランジャ２４に形成された第２弁座２３と、弁ボディ２５とを備え、この弁ボディは、双方の弁座と共に作用し、案内部材２６で支持された弁ばね２７により、弁座２２，２３に押圧されている。第２作動チャンバ１７は、制御ハウジング９の内側に沿って延びる管路２８を介して第１低圧チャンバ１４に接続することができる。

制動力は、制御ハウジング９の端部に載置されたゴム弾性反作用ディスク２９、および、ヘッドフランジ３０を有する出力部材３１を介して、ブレーキシステムのマスターシリンダ（図示しない）の作動ピストンに伝達される。このマスターシリンダは、ブレーキブースタ１の低圧側端部に取付けられる。入力部材２１に導かれた入力は、弁プランジャ２４により、反作用ディスク２９に伝達される。

図中、概略的に示すリセットバネ３２は、ブースタハウジング２の低圧側端壁で支えられており、可動壁１２，１３を図示の初期位置に保持する。更に、入力部材２１上に配置された保持部材３４と案内部材２６との間に戻しバネ３３が配置され、この戻しバネの力が、弁ボディ２５に対して確実に弁プランジャ２４及び弁座２３の付勢力（preloading）を作用させる。

最後に、制御弁２０が作動されたときに、大気に第２作動チャンバ１７を確実に接続するため、略半径方向に延びる管路３５が制御ハウジング９内に形成される。制動作用が終わる際に弁プランジャ２４の戻り運動が横部材３６で制限され、この横部材は、ブレーキブースタ１の解放位置（図示の状態）でブースタハウジング２に載置される。

第１，第２低圧チャンバ１４，１６間の接続は、制御ハウジング９の延長部１０内の１つ又はそれ以上の開口３８で形成され、これらの開口は隔壁５と第２可動壁１３との間の領域に設けられる。

図１に示すように、可動壁１２，１３のそれぞれは可撓性の転動型ダイアフラム３９，４１とダイアフラム板４０，４２を有し、転動型ダイアフラム３９，４１のそれぞれは、転動型ダイアフラム３９，４１を把持するため、半径方向外側を囲む厚肉化部又はシールビード４３，４４が設けられている。

２つの作動チャンバ１５，１７間の空圧接続が、２つのハウジング半殻部３，４間の接続部の領域に設けられた接続管路４６で形成されている。図１から、制御弁２０が作動されたときに、制御ハウジング９内の管路３５を介して、大気から第２作動チャンバ１７内に空気が流れることが明らかである。第２ハウジング半殻部４内には、軸方向に配向された膨出部４５が設けられており、この膨出部を介して、第２ハウジング半殻部４の内側４７と隔壁５の半径方向外側４８との間の絞り部（constriction）に向けて空気が流れる。第１転動型ダイアフラム３９のシールビード４３上に設けられたリブ構造で形成された、接続管路４６を介して、空気が第１作動チャンバ１５内に流れる。

ねじが、ブレーキブースタ１を車両装着壁（vehicle-mounted wall）上に固定可能な固定部材４９として設けられ、これらのねじは第２ハウジング半殻部４を貫通し、ヘッドフランジがハウジング半殻部４の内側に載置される。

図２から図４は、本発明によるタンデム型ブレーキブースタ１の例示的な実施形態の詳細図を示す。基本的な構造は図１を参照する公知のブレーキブースタと同様であるため、同様な部位には同様な符号を付し、その詳細な説明を省略する。但し、本発明は同様な部材の形態に限るものではなく、変更した形態で設けることも可能である。以下、図示の従来技術との大きな相違点について詳細に説明する。

重量及びコスト面で改善されたブレーキブースタを得るため、本発明によるブレーキブースタ１は、隔壁５１および第２可動壁１３を貫通する円筒状スリーブ５０が設けられ、このスリーブ５０は、隔壁５１から車両装着壁（図示しない）に力を誘導（deflect）することができる。この結果、作動により形成される後方に向く作動力は、ハウジング２に追加の負荷を作用させることなく、スリーブ５０を介して車両装着壁に導かれる。したがって、隔壁５１はハウジング２から大きく分離した状態で支持される。これらの手段は、ハウジング２の板厚を大きく減少することを可能とする。更に、この空気経路（air routing; Luftfuehrung）および力の誘導（deflection of forces; Kraftableitung）は、隔壁５１の構造又はデザインを簡単にすることを可能とする。

以下の説明から明らかなように、本発明の範囲内では、スリーブ５０を直接的又は間接的に第２ハウジング半殻部４に対して支持することにより、車両装着壁への力の誘導が可能である。

図２から図４に示すブレーキブースタの変形例では、ブレーキブースタ１は、少なくとも１つのタイロッド５２を有し、このタイロッドはブースタチャンバ６，７を貫通し、前端部および後端部５３，５４が２つのハウジング半殻部３，４から突出する。タイロッド５２の前端部５３は、マスターシリンダ（図示しない）を固定するために用いられ、これはフランジにより前部ハウジング半殻部３の平坦な端面に押圧される。後端部５４は、マスターシリンダとブレーキブースタ１とからなるユニットを自動車の車両装着壁に配置するために用いられ、一般に、これはハウジング半殻部４の平坦な端面に直接配置することができる。一般には「泥除け壁（splash wall)」又は「防火壁（firewall）」である車両装着壁の他端側には、「ペダルブラケット」が設けられ、これを後端部５４が同様に順に貫通し、最終的に、例えばナットにより、ブレーキブースタ／マスターシリンダユニットが車両上に所要の固定が達成されるように、ねじ留めされる。

本発明によるブレーキブースタ１の詳細を示す図２及び特に図３から明らかなように、タイロッド５２はハウジング半殻部４の内側に載置可能なカラー５５を有し、図示のように、このカラーは例えば六角形状にすることが可能である。

スリーブ５０をタイロッド５２上で芯出し可能とするため、タイロッドは少なくとも２つで、好ましくは図２および３に示すように３つのＬ字状リブ５６を有する。第１脚部５７はタイロッド５２上に一体的に形成され、第２脚部５８はそのカラー５５に沿って延びる。スリーブ５０の端部５９は、リブ５６の第２脚部５８に当接し（rest）、したがって、カラー５５とスリーブ５０の端部５９との間で、持ち上げられ（rise）、２つの作動チャンバ１５，１７間の空気交換のため、リブ間のスペースに流通断面を付与する。図２および３では、空気流Ｌが矢印Ｌで明りょうに示してあり、力の誘導は矢印Ｋで示してある。

本発明の他の実施形態（図示しない）では、リブはスリーブの内側に設けることができる。この場合、タイロッド５２のカラー５５を、スリーブのリブに載置することができる。

隔壁５１からのスリーブ５０を介する力の逸らし又は誘導Ｋを可能とするため、このスリーブは半径方向カラー６０を有し、このカラーに対して、特に図４から明らかなように、隔壁５１を支持することができる。

スリーブ５０の端部領域６１は、更に、隔壁５１内の空隙６２を通って突出し、この端部領域６１は隔壁５１内の空隙６２を囲む軸方向カラー６３に載置される。第１作動チャンバ１５を密封するシール部材６５がスリーブ５０の端部領域６１内の周溝（encircling groove）６４内に設けられ、このシール部材は例えばＯリングとして形成されることが望ましい。このようにして、第１作動チャンバ１５の複雑なシールを省略することができる。

上述の空気経路および力の誘導は、隔壁５１の構造の簡略化を可能とする。この結果、上記の隔壁は例えばアルミニュームで形成することができ、軽量化することができる。

最適な重さおよびコストとするため、スリーブ５０は、プラスチック又はアルミニュームで形成される。

図示しない実施形態はスリーブを第２ハウジング半殻部４に直接支持する。２つの作動チャンバ１５，１７間で空気の流通を可能とするため、この場合のスリーブは、第２作動チャンバ１７の領域内に、１つ又はそれ以上の切欠きを有し、これを介して、空気がスリーブ内のスペースに流入することができる。

スリーブによる上述の空気経路は、ブレーキブースタの他の変形例にも採用することができる。

したがって、例えば、ブレーキブースタは少なくとも１つの管状補強部材を持つことができ、この補強部材はハウジング２を貫通して延び、コンタクト部材により、第２ハウジング半殻部４の内側に載置される。ここで、ブレーキブースタを車両装着壁に固定するためのねじ部材が補強部材に連結される。この実施形態でも、本発明のスリーブはコンタクト部材で支持し、又は、直接ハウジング半殻部４で支持することができ、１つ又はそれ以上の切欠き部を第２作動チャンバ１７の領域内に有する。

本発明のブレーキブースタの他の変形例が、図１に示すような固定部材４９を有し、この固定部材がブレーキブースタを車両装着壁に固定し、ヘッドフランジをハウジング半殻部４の内側に載置するために第２ハウジング半殻部４を貫通する場合には、スリーブは固定部材４９のヘッドフランジで、又は、直接ハウジング半殻部４で支持し、１つ又はそれ以上の切欠き部を第２作動チャンバ１７の領域に有することができる。

１ ブレーキブースタ
２ ハウジング
３ 第１ハウジング半殻部
４ 第２ハウジング半殻部
５ 隔壁
６ 第１ブースタチャンバ
７ 第２ブースタチャンバ
８ 空隙部
９ 制御ハウジング
１０ 延長部
１１ シール部材
１２ 第１可動壁
１３ 第２可動壁
１４ 第１低圧チャンバ
１５ 第１作動チャンバ
１６ 第２低圧チャンバ
１７ 第２作動チャンバ
１８ シール部材
１９ 延長部
２０ 制御弁
２１ 入力部材
２２ 第１弁座
２３ 第２弁座
２４ 弁プランジャ
２５ 弁ボディ
２６ 案内部材
２７ 弁バネ
２８ 管路
２９ 反作用ディスク
３０ ヘッドフランジ
３１ 出力部材
３２ リセットバネ
３３ 戻しバネ
３４ 保持部材
３５ 管路
３６ 横部材
３７ シールリング
３８ 開口
３９ 第１転動型ダイアフラム
４０ 第１ダイアフラム板
４１ 第２転動型ダイアフラム
４２ 第２ダイアフラム板
４３ シールビード
４４ シールビード
４５ 膨出部
４６ 接続管路
４７ 内側部
４８ 外側部
４９ 固定部材
５０ スリーブ
５１ 隔壁
５２ タイロッド
５３ 端部
５４ 端部
５５ カラー
５６ リブ
５７ 脚部
５８ 脚部
５９ 端部
６０ カラー
６１ 端部領域
６２ 空隙
６３ カラー
６４ 溝
６５ シール部材
Ｋ 力の誘導
Ｌ 空気流

Claims (13)

1. 第１，第２ハウジング半殻部（３，４）を有しかつ隔壁（５１）により内部が前部及び後部ブースタチャンバ（６，７）に分割されるハウジング（２）を備え、前記隔壁（５１）は、内部を制御ハウジング（９）又は円筒状の制御ハウジング延長部（１０）が延びる円形状空隙部（８）を中央部に配置され、前記隔壁は、シール部材（１１）を介して制御ハウジング（９）又は制御ハウジング延長部（１０）に対して密封状態に載置され、それぞれ前部及び後部ブースタチャンバ（６，７）を第１低圧チャンバ（１４）と第１作動チャンバ（１５）、及び、第２低圧チャンバ（１６）と第２作動チャンバ（１７）に細分割する第１，第２可動壁（１２，１３）と、前記２つの作動チャンバ（１５，１７）間の圧力を等しくするために、前記第１作動チャンバ（１５）と第２作動チャンバ（１７）との間の少なくとも１つの接続管路とを有する、特に車両用液圧ブレーキシステム用であるタンデム型空圧ブレーキブースタ（１）であって、
   前記接続管路は、前記隔壁（５１）と第２可動壁（１３）とを貫通する円筒状スリーブ（５０）として設けられ、前記スリーブ（５０）は、前記隔壁（５１）から車両装着壁に力を誘導することが可能であり、さらに、ハウジング半殻部（３、４）を支持するために、ハウジング（２）と隔壁（５１）内の空隙（６２）とを貫通する少なくとも１つのタイロッド（５２）を有してなり、軸方向カラー（６３）は、空隙（６２）とスリーブ（５０）における半径方向カラー（６０）に対して直接支持される隔壁（５１）とを囲むことを特徴とするタンデム型空圧ブレーキブースタ（１）。
2. 前記スリーブ（５０）は、第２ハウジング半殻部（４）に直接又は間接的に支持されることを特徴とする請求項１に記載の空圧ブレーキブースタ（１）。
3. 前記隔壁（５１）は、前記スリーブ（５０）の半径方向カラー（６０）で支持されることを特徴とする請求項２に記載の空圧ブレーキブースタ（１）。
4. 前記スリーブ（５０）は、前記隔壁（５１）の空隙（６２）を囲む軸方向カラー（６３）に載置された端部領域（６１）内のシール部材（６５）を収容するため、周溝（６４）を有することを特徴とする請求項３に記載の空圧ブレーキブースタ（１）。
5. 前記隔壁（５１）はアルミニュームで形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の空圧ブレーキブースタ（１）。
6. 前記スリーブ（５０）は、プラスチック又はアルミニュームで形成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の空圧ブレーキブースタ（１）。
7. 少なくとも１つのタイロッド（５２）を有し、このタイロッドは、ハウジング半殻部（３，４）を支持するためにハウジング（２）と隔壁（５１）内の空隙部（６２）とを貫通し、カラー（５５）を介して第２ハウジング半殻部（４）の内側に載置される、請求項１から６のいずれか１つに記載の空圧ブレーキブースタ（１）であって、
   前記スリーブ（５０）はタイロッド（５２）を囲み、車両装着壁に、第２ハウジング半殻部（４）を介して直接、又は、タイロッド（５２）のカラー（５５）を介して力を誘導することを特徴とする空圧ブレーキブースタ（１）。
8. 前記タイロッド（５２）は、スリーブ（５０）を芯出しするための少なくとも２つのリブ（５６）を有することを特徴とする請求項７に記載の空圧ブレーキブースタ（１）。
9. 前記リブ（５６）は、第１，第２脚部（５７，５８）を有するＬ字状のデザインに形成され、前記第２脚部（５８）は、タイロッド（５２）のカラー（５５）上に一体的に形成され、前記スリーブ（５０）は第２脚部（５８）上に載置されることを特徴とする請求項８に記載の空圧ブレーキブースタ（１）。
10. 前記スリーブは、タイロッド（５２）上での芯出しを確保するために、内側に少なくとも２つのリブを有することを特徴とする請求項７に記載の空圧ブレーキブースタ（１）。
11. 前記タイロッド（５２）のカラー（５５）は、スリーブのリブに載置されることを特徴とする請求項１０に記載の空圧ブレーキブースタ（１）。
12. 少なくとも１つの管状補強部材を有し、この補強部材は、ハウジング（２）を貫通して延び、コンタクト部材を介して第２ハウジング半殻部（４）の内側に載置され、ブレーキブースタを車両装着壁に固定するためのねじが補強部材に接続される、請求項１から６のいずれか１つに記載の空圧ブレーキブースタ（１）であって、
    前記スリーブは、コンタクト部材で支持され、第２作動チャンバ（１７）の領域内に１つ又はそれ以上の切欠きを有することを特徴とする空圧ブレーキブースタ（１）。
13. 固定部材を有し、この固定部材は、車両装着壁上にブレーキブースタ（１）を固定するために第２ハウジング半殻部（４）を貫通し、ヘッドフランジを介して第２ハウジング半殻部（４）の内側に載置される請求項１から６のいずれか１項記載の空圧ブレーキブースタ（１）であって、
    前記スリーブは、固定部材（４９）のヘッドフランジで支持され、第２作動チャンバ（１７）の領域内に１つ又はそれ以上の切欠きを有することを特徴とする空圧ブレーキブースタ（１）。

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