JP5833027B2 - ブレーキブースタ - Google Patents

Description

本発明は、自動車用の空圧ブレーキブースタに関し、このブレーキブースタは、空気差圧が作用可能な少なくとも1つの軸方向可動壁により少なくとも１つの作動室と少なくとも１つの真空室とに内部が分割されるブースタハウジングと、作動室を真空室または大気に接続するために制御ハウジングに配置されて差圧を制御する制御弁とを有し、可動壁は、ダイアフラム板と転動型ダイアフラムとを有し、作動室は、制御ハウジングで支えられかつブレーキブースタの長手方向軸に対して半径方向に把持されたシールリングでシールされている。

一般的な形式のブレーキブースタは、例えば特許文献１および特許文献２から知られており、特許文献１は通常のブレーキブースタについて記載し、特許文献２は、入力部材からは独立して電磁気で作動可能なアクティブブレーキブースタ（active brake servo）について記載する。

DE 103 33 983 A1 DE 10 2008 037 048 A1

現代の自動車、特に自動車産業では、自動車構成部材の音響快適性に対する要求が高まっている。このような要求は、従来のブレーキブースタでは部分的に満たすことができない。試験では、高い真空圧を準備することが、雑音放出の原因となることが判明した。これは、モータ／エンジンで真空圧を形成できないか又は不十分な真空圧しか形成できないため、特に、電気またはハイブリッドドライブの自動車に特に必要な真空ポンプの使用で発生する。

高い真空圧は、特に、作動室を大気に対してシールするシールリングに、張付き／滑り作用（stick/slip effects）および動的作用（dynamic effects）を生じさせ、この作用により、雑音（disruptive noises；Stoergeraeusche）が形成される。

したがって、本発明の目的は、上述の不都合な点を防止することが可能なブレーキブースタを提供することを目的とする。

この目的を達成するため、本発明によると、作動室を前チャンバ（prechamber）と主チャンバとに分割することにより、ブレーキブースタの作動開始時に、可動壁の積極的負荷作用領域（actively loaded area; wirksam beaufschlagte Flaeche）を減少するため、手段を設けることが提案される。作動開始時に前チャンバとの関係で作動室の大きさが減少することにより、可動壁の積極的負荷作用領域が小さくなることで形成される差圧がより大きくなり、このより大きな差圧でシールリングが解放されることが確保される。したがって、張付き／滑り作用および動的作用を防止することができ、作動時におけるブレーキブースタの滑らかな始動を実現することができる。

ブレーキブースタのスタンバイ位置への完全復帰を確保するため、規定された漏れやすい態様で、上記手段が設けられることが好ましい。

上記手段は、好ましくは転動型ダイアフラムまたは制御ハウジングの周部に配置することにより、また、ブレーキハウジングまたは中間床で支えることにより、作動開始時に主チャンバを前チャンバから所定の漏れやすい態様で分離することにより、公知の構造のブレーキブースタ内に、大幅な変更を伴うことなく、簡単な態様で組込むことができる。

本発明の他の実施形態は、ブースタハウジングの周部に上記手段が配置され、作動開始時に、転動型ダイアフラムで支えることにより、この手段が主チャンバを前チャンバから、規定された漏れやすい態様で分離する。

周部リップが転動型ダイアフラムに、上記手段として一体的に形成されるのが好ましく、この周部リップは、作動開始時にブースタハウジングまたは中間床を支える。ここでは、リップは、転動型ダイアフラムの製造の際に簡単な態様で形成しておくことができる。

１の有益な発展例によると、ブレーキブースタの機能が危険にさらされないようにするため、少なくとも1のリブが周部リップに設けられ、このリブは、リップの規定された漏洩を確保する。ここでは、ブースタハウジングの変更は必要ない点で有利である。

本発明の他の有益な実施形態は、周部リップは、リップの規定された漏洩を確保する少なくとも1つの凹部を有し、この場合も、ブースタハウジングの変形は必要ない。

本発明の他の有益な実施形態は、作動開始時に、絞った態様で主チャンバを通気可能で、可逆的に変形可能（reversibly deformable）な周部フィルタ部材が、手段として設けられる。

少なくとも１つのチャンネルが上記手段の支持領域（bearing region）に設けられることが好ましく、このチャンネルは手段の規定された漏れを確保する。この手段の配置にしたがって、チャンネルはブースタハウジングまたは可動壁に設けることができる。

１つの有益な実施形態によると、フィルタ部材は少なくとも1つの通路チャンネルを有し、この通路チャンネルはフィルタ部材の規定された漏洩を確保する。本発明のこの実施形態でも、ブースタハウジングの変更は必要ない。

１つの有益な実施形態は、上記手段がブースタハウジングの軸方向部の領域に配置され、この結果、作動開始時に前チャンバが小さな構造とすることができる。

本発明の更に他の有益な実施形態は、上記手段はブースタハウジングの半径方向フランジの領域に配置される。

他の有益な実施形態によると、上記手段がブースタハウジングの傾斜部の領域に設けられると、ブレーキブースタはタイロッドと称される部材を有することになる。

本発明の他の特徴、利点および適用可能性は、図面を参照する以下の例示的な実施形態から明らかとなる。

図中、長手方向断面が示されている。

図１は、公知の空圧ブレーキブースタの一部の図を示す。 図２は、本発明による空圧ブレーキブースタの第１の例示的な実施形態の一部の図を示す。 図３は、本発明による空圧ブレーキブースタの第２の例示的な実施形態の一部の図を示す。 図３の第２の実施形態の拡大部の図を示す。 本発明による空圧ブレーキブースタの第３の例示的な実施形態の一部の図を示す。 本発明による空圧ブレーキブースタの第４の例示的な実施形態の一部の図を示す。

ブレーキシステムの公知のブレーキブースタ（図１に示す）のブースタハウジング１（概略的にのみ示す）は、軸方向可動壁２により、作動室３と真空室４とに分けられている。軸方向可動壁２は、金属板から深絞りされたダイアフラム板８と、可撓性の転動型ダイアフラム１８とを有し、この転動型ダイアフラムはダイアフラム板８で支えられ、詳細には図示してない態様で、ダイアフラム板８の外周部とブースタハウジング１との間のシールとして、転動型ダイアフラムを形成する。

入力部材７で作動可能な制御弁１２が制御ハウジング５内に収容されており、この制御ハウジングはブースタハウジング１内をシールされた態様で案内され、可動壁２を保持し、制御ハウジング５に形成された第１の弁座１５と、入力部材７に接続される弁ピストン９に形成された第２の弁座１６と、２つの弁座１５，１６と相互作用し、案内部２１で支えられた弁ばね２２により弁座１５，１６に向けて押圧される弁ボディ１０とを備える。作動室３は、制御ハウジング５内を側方に延びるチャンネル２８を介して真空室４に接続することができる。入力部材７は、ブレーキペダル（図示しない）に接続される。

制動力は、端部側で制御ハウジング５に支えられる弾性反作用ディスク６、および、ヘッドフランジ２３を有するスラストロッド１４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、この作動ピストンはブレーキブースタの真空側端部に取付けられている。入力部材７に導入される入力は、弁ピストン９により、反作用ディスク６に伝達される。

図中、概略的に示し、ブースタハウジング１の真空側端壁上のフランジ（図示しない）で支えられる復元ばね２６は、図示の初期位置に可動壁２を保持する。更に、入力部材７と案内部２１との間に戻しばね２７が配置されており、その力が弁ピストン９またはその弁座１６を弁ボディ１０に対して予め応力を与えることを確保する。

制御弁１２の作動時に、作動室３を大気に接続するのを可能とするため、最終的に好適な半径方向に延びるチャンネル２９が制御ハウジング５に形成されている。ここでは、制動作用の終了時に、弁ピストン９の戻り運動が横方向部材１１で区切られ、この横方向部材は、ブレーキブースタの図示の解除位置で、ブースタハウジング１に形成されたストッパ１６に当接する。

作動室３を大気に対して密封するため、シールリング１３が、ブースタハウジング１のハウジング開口２０に配置されており、このハウジング開口２０は制御ハウジング５を収容するために設けられており、このシールリング１３は、制御ハウジング５で支えられ、ブレーキブースタの長手方向軸Ｌに対して半径方向に把持されている。シールリング１３は、作動室３のシール作用を確実にすると同時に、制動作動時に制御ハウジング５のストローク運動（矢印で示す）を可能とする。

空圧凹部１７が制御ハウジング５内に区画されており、この空圧凹部１７は弁ボディ２２内の通路１９を介してこの空圧凹部１７を、弁座１５，１６で区画されかつ上述の空圧チャンネル２９が開口する環状室２４に接続し、この結果、空圧凹部１７は作動室３に永久的に接続され、弁ボディ１０で均圧作用が行われる。

以下に説明する本発明の例示的な実施形態の作動方法および主たるデザインは、図１に示すブレーキブースタの作動方法および主たるデザインと異なるものではなく、このため、本発明の本質的な部分についてのみ、以下に説明する。ここでは、同様な部材は同様な符号を付し、説明を省略する。

本発明によるブレーキブースタの例示的実施形態の詳細は、図２から６から明らかとなり、このブレーキブースタは、シングルまたはタンデム型ユニットとして形成することができ、入力部材７からは独立して電磁石で作動可能な通常のアクティブブレーキブースタ（active brake servo）として知られているブレーキブースタとすることができる。

現代の自動車、特に自動車産業は、自動車部材の音響快適性に対する要求が極めて大きくなっている。図１に示す公知のブレーキブースタでは、試験で示されているように、ブレーキブースタに高い真空圧が供給される場合には、この要求に合致することはできない。これは、特に、モータ／エンジで真空圧を形成できないか又は真空圧が不十分なために、電気またはハイブリッドドライブの車両に特に必要な真空ポンプの使用で生じる。

高い真空圧は、特に、作動室をシールするためのシールリングに張付き／スリップ作用および動的作用を生じさせ、この作用により、雑音が発生する。

この雑音を排除するため、以下に説明する例示的な実施形態の全ては、ブレーキブースタの作動開始時に、作動室３，４１を前チャンバ３０，４２と主チャンバ３１，４３とに分割することにより、可動壁２，３９の積極的負荷作用領域を減少するために、手段を有する。

作動開始時に作動室３のサイズを減少する結果、可動壁２，３９の積極的負荷作用領域が小さくなることにより、より高い差圧が形成され、このより高い差圧はシールリング１３，４７を解放させる（break free）。したがって、張付き／スリップ作用および動的作用が防止され、ブレーキブースタを作動したときの滑らかな始動が実現される。

ここでは、上記手段は、ブレーキブースタをスタンバイ位置に完全に復帰可能とするために、規定された漏れ易い態様（defined, leaky manner）で設けられることが有益である。

始めの３つの例示的な実施形態の共通の特徴は、転動型ダイアフラム１８に一体的に形成され、作動開始時にブースタハウジング１に当接する周方向リップ３２が、上記手段として設けられていることである。このリップ３２は、転動型ダイアフラム１８の製造の過程で簡単に製造することができ、したがって、大幅な改良を伴うことなく、公知のブレーキブースタに一体化することができる。

ブレーキブースタのスタンバイ位置（図２から５に示す）では、リップ３２はブースタハウジング１に当接し、したがって、作動開始時には、主チャンバ３１を前チャンバ３０から分離し、この結果、作動開始時に作動室３のサイズが減少される。したがって、可動壁２の積極的負荷作用領域が小さくなったことにより、より高い差圧を形成可能であり、この差圧は、確実にシールリング１３を解放し（break free）、したがって、ブレーキブースタが滑らかに始動し、これにより、張付き／スリップ作用および動的作用を防止することができる。

可動壁２が、例えば約１ｍｍの規定された通路の短い距離を移動すると、リップ３２はブースタハウジング１から上昇すると、作動室３の全容積、すなわち前チャンバ３０および主チャンバ３１が再度利用可能となる。

図２に示す第１の例示的な実施形態のリップ３２は、制御ハウジング５に取付固定されるシールビード３３に直接一体に形成され、作動開始時にブースタハウジング１の軸方向部分３４に当接する。この結果、前チャンバ３０は、作動開始時に可能な限り小さく形成することができる。他の実施形態（図示しない）では、リップ３２は制御ハウジング５に直接配置することも可能である。

第２の実施形態の詳細は、図３および４から明らかとなる。図示のように、リップ３２は、ここでは、作動開始時に半径方向フランジ部３５に当接する。

図５は、第３の例示的な実施形態を示し、ここでは、リップ３２は、作動開始時にブースタハウジング１の傾斜部３６に当接し、この結果、ブレーキブースタに、フランジ部３５の領域でブースタハウジング１を貫通する、タイロッド３７として知られている部材を設けることができる。図５に示すように、タンデム型ユニットとして形成されたブレーキブースタでは、第２の可動壁３９の第２の転動型ダイアフラム３９が同様に、中間床４４に当接することにより、第２の作動室４１を前チャンバ４２と主チャンバ４３とに分割し、したがって、リップ３２と同様な機能を有する周部リップ４０を備えることができる。シールリング４７は、第２の作動室４１を第１の真空室４に対してシールする。

上述のように、リップ３２またはリップ４０は、上述の例示的な実施形態では、スタンバイ位置に完全に復帰可能とするために、規定された漏れ易い態様で設けられている。

このため、リップ３２または４０は、ブースタハウジング１または中間床４４に対してリップ３２または４０が密封状態に接触するのを防止する、少なくとも１のリブ（図示しない）または凹部(図示しない）を有することができ、この結果、リップ３２または４０の規定された漏洩（）が確保される。この結果、ブレーキブースタの復帰時にも、空気が１つまたは複数の作動室３，４１から完全に逃げることができる。したがって、ブースタハウジング１の変更は必要ない。

これに代え、少なくとも１のチャンネルを、リップ３２または４０の支持領域でブースタハウジング１または中間床４４に設けることができ、このチャンネルも同様に規定された漏洩（defined leakiness）を確保する。

図６は、本発明によるブレーキブースタの第４の例示的な実施形態を示す。この例示的な実施形態では、上記手段として、主チャンバ３１を絞った状態で通気する、可逆的に変形可能な周部フィル部材４５が設けられている。図６に示すように、フィルタ部材４５は、開口孔（open-pore）または密閉孔（closed-pore）フィルタマットで形成され、ブースタハウジング１のフランジ部３５に設けられ、この結果、図示のようにブレーキブースタのスタンバイ位置で、可動壁２がフィル部材４５を変形する。ブレーキブースタの作動時には、可動壁は図の左方に移動する。ここで、フィルタ部材４５は点線で示す初期位置に広がり、この結果、作動室３が再度非絞り状態で通気される。

フィルタ部材４５の規定された漏れを確保するため、フィルタ部材は、例えば少なくとも１つの通路チャンネル（図示しない）を有することもできる。更に、ここでも、ブースタハウジング１の変更が必要ない点で有益である。

図示しない１つの例示的な実施形態では、フィル部材４５は、可動壁２に取付けられ、規定された漏洩を確保する少なくとも１つのチャネルを、フィルタ部材４５の当接領域で、ブースタハウジング１に設けることができる。

更に、本発明によるブレーキブースタの第５の実施形態が図６に示してある。図示のように、上述のフィルタ部材４５を更に、可逆的に変形可能で環状のフィルタ部材４８（点線で示す）としてブースタハウジング１の軸方向領域３４の領域に設けることができ、このフィルタ部材４８は絞った状態で主チャンバ３１を通気する。このフィルタ部材も、開口孔または密閉孔を有するフィルタマットから同様に形成することができる。ブレーキブースタの作動時には、制御ハウジング５は図の左方に移動する。ここで、フィルタ部材４８は全断面を開き、この結果、作動室３は、絞られない状態で通気することができる。更に、フィルタ部材４８は、制御ハウジング５内の空気流で形成される雑音を緩衝する。

フィルタ部材４８の規定された漏洩を確保するため、フィルタ部材は、例えば少なくとも１つの通路チャンネル（図示しない）を有してもよい。この場合も、ブースタハウジング１の変更は必要ない点で有益である。

したがって、本発明の範囲内では、原則として、上述の手段をブースタハウジング１および可動壁２の双方に設けることが可能である。更に、上記手段の規定された漏洩は、好適なチャンネル、リブ、又は、凹部により確保することができる。

１ ブースタハウジング
２ 可動壁
３ 作動室
４ 真空室
５ 制御ハウジング
６ 反作用ディスク
７ 入力部材
８ ダイアフラム板
９ 弁ピストン
１０ 弁ボディ
１１ 横方向部材
１２ 制御弁
１３ シールリング
１４ スラストロッド
１５ 弁座
１６ 弁座
１７ 凹部
１８ 転動型ダイアフラム
１９ 通路
２０ ハウジング開口
２１ 案内部
２２ 弁ばね
２３ ヘッドフランジ
２４ 環状スペース
２５ ストッパ
２６ 復元ばね
２７ 戻しばね
２８ チャンネル
２９ チャンネル
３０ 前チャンバ
３１ 主チャンバ
３２ リップ
３３ シールビード
３４ 部分
３５ フランジ部
３６ 部分
３７ タイロッド
３８ 転動型ダイアフラム
３９ 可動壁
４０ リップ
４１ 作動室
４２ 前チャンバ
４３ 主チャンバ
４４ 中間床
４５ フィルタ部材
４６ 初期形状
４７ シールリング
４８ フィルタ部材
Ｌ 長手方向軸

Claims (9)

1. 空気差圧が作用可能な少なくとも１の軸方向可動壁（２，３９）により、内部を少なくとも１の作動室（3，４１）と少なくとも1の真空室（４）とに分割されるブースタハウジング（１）と、作動室（３，４１）を真空室（４）または大気に接続するため、制御ハウジング（５）に配置されて差圧を制御する制御弁（１２）とを備え、前記可動壁（２，３９）は、ダイアフラム板（８）と転動型ダイアフラム（１８，３９）とを有し、前記作動室（３，４１）は、制御ハウジング（５）で支えられ、ブレーキブースタの長手方向軸（Ｌ）に対して半径方向に把持されたシールリング（１３，４７）によりシールされる、自動車用空圧ブレーキブースタであって、前記手段は、転動型ダイアフラム（１８，３８）又は制御ハウジング(５)として、周部リップ（３２，４０）に設けられ、この周部リップは、作動開始時に、ブースタハウジング（１）または中間床（４４）に当接することを特徴とする空圧ブレーキブースタ。
2. 前記手段は、規定された漏洩し易い態様で設けら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。
3. 前記手段は、作動開始時に、前記手段が、ブースタハウジング（１）または中間床（４４）に当接することにより、主チャンバ（３１，４３）を前チャンバ（３０，４２）から規定された漏れ易い態様で分離することを特徴とする請求項１又は２に記載の空圧ブレーキブースタ。
4. 少なくとも１のリブが周部リップ（３２，４０）に設けられ、このリブは、前記リップ（３２，４０）の規定された漏洩を確保す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。
5. 前記周部リップ（３２，４０）は、リップ（３２，４０）の規定された漏洩を確保する少なくとも１の凹部を有す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。
6. 少なくとも１のチャンネルが、前記手段の当接領域に設けられ、このチャンネルは、前記手段の当接領域に設けられ、このチャンネルは、前記手段の規定された漏洩を確保す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。
7. 前記手段は、ブースタハウジング（１）の軸方向部（３４）の領域に配置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。
8. 前記手段は、ブースタハウジング（１）の半径方向フランジ部（３５）の領域に配置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。
9. 前記手段は、ブースタハウジング（１）の傾斜部（３６）の領域に配置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。
   

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