JP7027130B2 - ブレーキ倍力装置 - Google Patents

Description

本発明は、ブレーキ倍力装置に関する。

乗用車等の自動車のブレーキシステムにおいて、運転者によるブレーキ操作の入力を所定の比率で倍力して大きな出力を発生するブレーキ倍力装置が用いられている。ブレーキ倍力装置は、運転者によるブレーキ操作の入力を入力軸で受け、かかる入力を倍力して出力軸から出力させる。かかる出力軸がマスタシリンダのピストンを押圧することで、マスタシリンダ内に液圧が発生する。このマスタシリンダの液圧によりブレーキシリンダがブレーキ力を発生して、各車輪にブレーキがかけられる。このようにして、運転者のペダル踏力が低減される。

ブレーキ倍力装置は、互いに結合されるフロントシェル及びリヤシェルと、リヤシェルに対して進退自在に配設されたバルブボディとを備えている。フロントシェルとリヤシェルとから形成される空間はダイヤフラムにより定圧室と変圧室とに区画され、定圧室と変圧室との間に圧力差を生じさせることでバルブボディが進退動し、ブレーキ倍力装置が作動する。フロントシェルとリヤシェルとの結合部には所定の結合強度及び気密性が要求される。

例えば、特許文献１には、フロントシェルとリヤシェルとの結合部において、フロントシェルとリヤシェルとの間にシール部材としてダイヤフラムの外周ビード部を挟持させ、フロントシェルの開口端の周縁部をカシメることで、結合強度及び気密性を保証する構成が開示されている。

特開２００６－１２３９０７号公報

ここで、フロントシェルの開口端の周縁部をカシメる工程は、例えば、周縁部に対して外周側からローラを押し当て、周縁部を全周に渡って内周側に折り曲げることにより行われる。このとき、周縁部はテーパ状に縮径されるために、カシメられた周縁部にはシワが生じる。外観を良くするため、あるいは、防錆のために、フロントシェル及びリヤシェルの表面は塗装されているが、上記のシワが生じることにより、塗装がはがれるおそれがある。また、塗装が剥がれるおそれがあるために、製造段階において、塗装の剥がれの有無を確認するために多くの時間が費やされる場合がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、フロントシェルとリヤシェルとの結合部分においてシェルの周縁部におけるシワの発生を抑制したブレーキ倍圧装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、第１のシェルと、第１のシェルに結合される第２のシェルと、ブレーキ操作の入力を受ける入力軸と、入力を倍力した出力を発する出力軸と、第１のシェル又は第２のシェルに対して進退自在に配設されたバルブボディと、第１のシェル及び第２のシェルとの結合部に配設されたシール部材と、を備え、第１のシェルに形成された第１の開口端の周縁部の内周部に第２のシェルに形成された第２の開口端の周縁部が嵌められるとともに、第１の開口端の周縁部が内周側にカシメられており、第１の開口端の周縁部に、第１の開口端の周縁部を周方向に区分する区切部を有する、ブレーキ倍力装置が提供される。

以上説明したように本発明によれば、フロントシェルとリヤシェルとの結合部分においてシェルの周縁部におけるシワの発生が抑制されたブレーキ倍力装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係るブレーキ倍圧装置の全体構成例を示す部分断面図である。 同実施形態に係るブレーキ倍圧装置のフロントシェルとリヤシェルとの結合方法を示す説明図である。 リヤシェルの周縁部を折り曲げる様子を示す説明図である。 リヤシェルの周縁部が折り曲げられた状態を示す説明図である。 カシメによるシール機能を説明するための図である。 同実施形態に係るブレーキ倍力装置のリヤシェルの正面図である。 区切部を有しないリヤシェルの周縁部をテーパ状にカシメた状態を示す説明図である。 区切部を有するリヤシェルの周縁部をテーパ状にカシメた状態を示す説明図である。 区切部の作用を示す説明図である。 区切部の他の形状の例を示す説明図である。 区切部の他の形状の例を示す説明図である。 区切部の他の形状の例を示す説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また本明細書において、「前」とは出力軸が配置された側を意味し、各図の左側に相当する。「後」とは入力軸が配置された側を意味し、各図の右側に相当する。

（ブレーキ倍力装置の全体構成）
まず、本発明の実施の形態に係るブレーキ倍力装置の全体構成例について簡単に説明する。図１はブレーキ倍力装置の一態様としての負圧倍力装置１の一例を示す部分断面図である。

負圧倍力装置１は、図示しないブレーキペダルに連結されて運転者によるペダル操作の入力を受ける入力軸１１と、フロントシェル３と、フロントシェル３に連結されるリヤシェル５とを備える。フロントシェル３とリヤシェル５とにより形成される空間は、中央部に設けられたセンタープレート２１によってフロント室Ａとリヤ室Ｂとに区画されている。センタープレート２１とリヤシェル５との軸部には、バルブボディ４０が進退自在に配設されている。バルブボディ４０には、フロント室Ａ及びリヤ室Ｂにそれぞれ収容されたフロントパワーピストン２７とリヤパワーピストン１７とが連結される。

フロントパワーピストン２７は、バルブボディ４０に取り付けられたフロントパワーピストン部材２３と、フロントパワーピストン部材２３の背面に張設された弾性変形可能なフロントダイヤフラム２５とからなる。これにより、フロントダイヤフラム２５の前後に第１定圧室２８と第１変圧室２９が形成される。第１定圧室２８は、負圧導入口３１を介して、例えば車両のエンジンの吸気通路に連通している。

リヤパワーピストン１７は、バルブボディ４０に取り付けられたリヤパワーピストン部材１３と、リヤパワーピストン部材１３の背面に張設された弾性変形可能なリヤダイヤフラム１５とからなる。これにより、リヤダイヤフラム１５の前後に第２定圧室７と第２変圧室９が形成される。フロントパワーピストン２７、リヤパワーピストン１７及びバルブボディ４０は、リターンスプリング１９の付勢力により後退方向に付勢されている。

バルブボディ４０には、フロントパワーピストン２７及びリヤパワーピストン１７により発生されて入力軸１１への入力を倍力した出力を発生するプッシュロッド６０が連結されている。プッシュロッド６０はバルブボディ４０に取り付けられたリテーナ３９により支持されている。本実施形態に係る負圧倍力装置１において、プッシュロッド６０が本発明の出力軸に相当する。

バルブボディ４０内には、第１定圧室２８及び第２定圧室７と、第１変圧室２９及び第２変圧室９並びに大気との間の流路を切換える弁機構１０が設けられている。具体的に、弁機構１０は、第１定圧室２８と第１変圧室２９との間の連通又は遮断を制御する。また、弁機構１０は、第２定圧室７と第２変圧室９との間の連通又は遮断を制御する。また、弁機構１０は、第１変圧室２９及び第２変圧室９と大気との間の遮断又は連通を制御する。

プッシュロッド６０の後端部はリアクションディスク５０に当接している。リアクションディスク５０及びプッシュロッド６０の後端部はバルブボディ４０内に配置されている。またリアクションディスク５０の後方には、所定の空間を介してプレートプランジャ３７が設けられている。プレートプランジャ３７の後端面は弁プランジャ３５の先端部に当接している。

負圧倍力装置１は通常時、入力軸１１が後退位置となっている。また通常時、第１定圧室２８には負圧導入口３１を介して所定の負圧が導入される。負圧倍力装置１の非作動状態では、第１定圧室２８、第１変圧室２９、第２定圧室７及び第２変圧室９が連通しているとともに、第１変圧室２９及び第２変圧室９は大気と遮断されている。これにより、負圧倍力装置１の非作動状態では、第１定圧室２８、第１変圧室２９、第２定圧室７及び第２変圧室９には負圧が導入されている。

運転者によりブレーキペダルが踏み込まれて入力軸１１が前進すると、弁プランジャ３５が前進する。これにより第１定圧室２８と第１変圧室２９、第２定圧室７と第２変圧室９がそれぞれ遮断されるとともに、第１変圧室２９及び第２変圧室９は大気と連通する。したがって、第１変圧室２９及び第２変圧室９に大気（空気）が導入され、第１定圧室２８と第１変圧室２９、第２定圧室７と第２変圧室９にそれぞれ圧力差が生じる。かかる圧力差によりフロントパワーピストン２７及びリヤパワーピストン１７がリターンスプリング１９の付勢力に抗して前進するとともに、バルブボディ４０、リアクションディスク５０及びプッシュロッド６０が前進して負圧倍力装置１が作動する。

入力軸１１が後退すると、第１変圧室２９及び第２変圧室９に導入された空気が第１定圧室２８及び第２定圧室７に流動し、さらに第１定圧室２８及び第２定圧室７に流動した空気は負圧導入口３１を介して流出する。これにより第１変圧室２９及び第２変圧室９の圧力が低下し、フロントパワーピストン２７、リヤパワーピストン１７、プッシュロッド６０、バルブボディ４０、リアクションディスク５０、プレートプランジャ３７、及び弁プランジャ３５がリターンスプリング１９の付勢力により後退する。

上述した負圧倍力装置１の作動時において、プッシュロッド６０は、例えば図示しないタンデムマスタシリンダのピストンを押圧する。そして、ピストンが所定のストローク分移動してタンデムマスタシリンダ内に液圧が発生すると、プッシュロッド６０に対する反力が発生する。かかる反力はプッシュロッド６０からリアクションディスク５０に伝達される。そしてプッシュロッド６０の出力が所定の大きさ以上になると、反力によってリアクションディスク５０が弾性変形し、プレートプランジャ３７に向けて膨出する。その結果、反力はプレートプランジャ３７から弁プランジャ３５を介して入力軸１１に伝達される。これにより運転者は負圧倍力装置１の作動を体感することができる。

（フロントシェル及びリヤシェルの結合構造）
次に、負圧倍力装置１のフロントシェル３とリヤシェル５との結合構造について説明する。

図２は、フロントシェル３とリヤシェル５との結合の仕方を示す説明図である。図２において、フロントシェル３及びリヤシェル５以外の構成要素の図示は省略されている。本実施形態に係る負圧倍力装置１の場合、リヤシェル５のフロント側開口端７１の周縁部７３は円筒状となっている。また、フロントシェル３のリヤ側開口端８１の周縁部８３は、周方向に延びる円板状の第１のフランジ部８３ａと、第１のフランジ部８３ａに連設された円筒状の第２のフランジ部８３ｂとを有している。

なお、本実施形態において、リヤシェル５が本発明の第１のシェルに相当し、フロントシェル３が本発明の第２のシェルに相当する。また、本実施形態において、リヤシェル５のフロント側開口端７１が本発明の第１の開口端に相当し、フロントシェル３のリヤ側開口端８１が本発明の第２の開口端に相当する。

かかるリヤシェル５のフロント側開口端７１の周縁部７３の内周部に、フロントシェル３のリヤ側開口端８１の周縁部８３が嵌められる。その状態で、リヤシェル５のフロント側開口端７１の周縁部７３が内周側に折り曲げられてカシメられ、フロントシェル３とリヤシェル５とが結合される。

図３～図４は、リヤシェル５のフロント側開口端７１の周縁部７３をカシメる工程の一例を示す。図３は、ローラ９１をリヤシェル５のフロント側開口端７１の周縁部７３に押し当てる様子を示し、図４は、リヤシェル５の周縁部７３がローラ９１により内周側に折り曲げられた状態を示している。

フロントシェル３のリヤ側開口端８１の周縁部８３のうちの第２のフランジ部８３ｂの外周面を、リヤシェル５のフロント側開口端７１の周縁部７３の内周面に当接させた状態で、フロントシェル３の周縁部８３がリヤシェル５の周縁部７３の内周部に嵌められる。このとき、フロントシェル３の周縁部８３の第２のフランジ部８３ｂは、リヤシェル５の周縁部７３の先端部７３ａよりも奥側まで押し込まれ、リヤシェル５の周縁部７３の先端部７３ａの内周面は、フロントシェル３の外周面から離間している。

この状態で、フロントシェル３及びリヤシェル５を軸回転させつつ、リヤシェル５の周縁部７３に対して外周側からローラ９１を押し当てる。ローラ９１は、例えばフロントシェル３及びリヤシェル５の軸回転の方向とは逆方向に回転しながら、リヤシェル５の周縁部７３の外周面に押し当てられる。これにより、リヤシェル５の周縁部７３が全周に渡って内周側に折り曲げられ、カシメられる。カシメられたリヤシェル５の周縁部７３には、円筒部７８と、円筒部７８から連設されてカシメにより折り曲げられたテーパ部７９とが形成される（図４を参照。）。

フロントシェル３とリヤシェル５とにより形成された空間の内部にはセンタープレート２１が備えられており、センタープレート２１の外周面と、フロントシェル３及びリヤシェル５の内周面との間にはシール部材２５ａが配置されている。シール部材２５ａは、フロントダイヤフラム２５の外周側端部に形成されたビード部により構成されている。

具体的に、図５に示すように、リヤシェル５のフロント側開口端７１の周縁部７３が内周側に折り曲げられてかしめられることにより、シール部材２５ａがフロントシェル３の内周面、リヤシェル５の内周面及びセンタープレート２１の外周面に押し付けられる。これにより、フロントシェル３とリヤシェル５とにより形成された空間の気密性が高められる。

ここで、上記の図２と併せて図６を参照して、本実施形態に係る負圧倍力装置１のリヤシェル５の構成例を説明する。図２には、リヤシェル５を径方向に見た側面図が示され、図６には、リヤシェル５をフロント側開口端７１側から見た正面図が示されている。

リヤシェル５は、フロント側開口端７１の周縁部７３に複数の区切部７５を有する。それぞれの区切部７５は、周縁部７３の端部を周方向に区分する。図２及び図６に示した例では、リヤシェル５は、周方向に３０度等間隔で配置された１２個の区切部７５を有している。区切部７５は、周方向に等間隔に配置されていなくてもよい。図示した区切部７５は、端部に向けて幅が拡大するＶ状の切欠きとして設けられている。かかる区切部７５を有することにより、リヤシェル５のフロント側開口端７１の周縁部７３が内周側に折り曲げられてカシメられたときに、周縁部７３におけるシワの発生を抑制することができる。

図７及び図８は、リヤシェル５のフロント側開口端７１の周縁部７３におけるシワの発生具合を説明するための図である。図７は、周縁部７３に区切部を有していないリヤシェル５Ａを示し、図８は、周縁部７３に、周方向に３０度等間隔で配置された１２個の区切部７５を有するリヤシェル５を示している。図７及び図８は、いずれも周縁部７３が内周側に折り曲げられてカシメられた後のリヤシェル５，５Ａを、フロント側開口端７１側から見た模式図である。

図７に示すように、周縁部７３に区切部を有していない場合、周縁部７３が全周に渡って内周側に折り曲げられることにより、周縁部７３はテーパ状に縮径し、周縁部７３にシワが生じることとなる。これにより、周縁部７３の塗装が剥がれ、外観や防錆性能が低下するおそれがある。

これに対して、図８に示すように、周縁部７３に区切部７５を有する場合、周縁部７３が全周に渡って内周側に折り曲げられることにより周縁部７３がテーパ状に縮径しても、区切部７５において周縁部７３の縮径分が吸収され、シワの発生を抑制することができる。

図９は、区切部７５の作用を示す説明図である。周縁部７３がテーパ状に縮径した際には、区切部７５を挟んで隣り合う第１の部分７４ａと第２の部分７４ｂがいずれも区切部７５側に移動し、区切部７５の幅が狭められる。これにより、周縁部７３にシワを生じさせないようにして、周縁部７３をテーパ状に縮径させることができる。本実施形態において、区切部７５はＶ状の切欠きとなっているため、周縁部７３がテーパ状に縮径した際に、区切部７５を挟んで隣り合う第１の部分７４ａと第２の部分７４ｂが互いに重なり合わないようになっている。

区切部７５は、リヤシェル５のフロント側開口端７１の周縁部７３における、カシメにより縮径された領域内に位置することが好ましい。具体的に、図５に示したように、リヤシェル５のフロント側開口端７１の周縁部７３のうち、カシメにより内周側に折り曲げられて縮径されたテーパ部７９の範囲内に位置することが好ましい。区切部７５が、かかるテーパ部７９を超えて円筒状の円筒部７８に達すると、フロントシェル３とリヤシェル５との結合力が低下するおそれがあるからである。また、区切部７５がかかるテーパ部７９を超えて円筒状の円筒部７８に達すると、径方向（図の左右方向）のシール力が低下して気密性が低下するおそれがあるからである。

また、区切部７５の数が少ないと、周縁部７３における区切部７５と区切部７５との間の長さが長くなって、シワを抑制する効果を得にくい場合がある。逆に、区切部７５の数が過度に多いと、周縁部７３全体としての強度が低下して、フロントシェル３とリヤシェル５との結合強度が低下し、気密性が低下するおそれがある。このため、区切部７５を周方向に等間隔で設ける場合、区切部７５の数は、例えば２～２０個の範囲内とすることが好ましく、４～１２個の範囲内とすることがより好ましい。

なお、区切部７５は、Ｖ状の切欠きに限られない。図１０～図１２は、区切部７５の他の形状の例を示している。区切部７５は、図１０に示すように矩形状の切欠き７５ａであってもよく、図１１に示すように線状の切り込み７５ｂであってもよく、図１２に示すように、端部に向けて幅が段階的に拡大する切欠き７５ｃであってもよい。ただし、テーパ状に縮径した周縁部７３が重なり合わないようにして仕上げ後の外観を良好にする観点からは、区切部７５がＶ状の切欠きであることが好ましい。

以上説明したように、本実施形態に係る負圧倍力装置１においては、フロントシェル３のリヤ側開口端８１の周縁部８３がリヤシェル５のフロント側開口端７１の周縁部７３の内周部に嵌められ、リヤシェル５の周縁部７３がカシメられて結合されている。このリヤシェル５の周縁部７３には、周縁部７３を周方向に区分する区切部７５が設けられている。このため、周縁部７３が内周側に折り曲げられ、カシメられたときに、周縁部７３に生じるシワを抑制することができる。したがって、周縁部７３に施されていた塗装の剥がれが軽減し、外観や防錆性能が低下することを抑制することができる。

また、上記実施形態に係る負圧倍力装置１において、区切部７５は、Ｖ状の切欠きにより構成されている。このため、リヤシェル５のフロント側開口端７１の周縁部７３がカシメられてテーパ状に縮径したときに、区切部７５を挟んで隣り合う第１の部分７４ａと第２の部分７４ｂとが互いに重なり合わないように、かつ、極力隙間が小さくされる。これにより、フロントシェル３とリヤシェル５との結合強度の低下を抑制することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば上記実施形態では、フロントシェル３のリヤ側開口端８１の周縁部８３が、リヤシェル５のフロント側開口端７１の周縁部７３の内周部に嵌められ、リヤシェル５の周縁部７３をカシメる構成において、リヤシェル５の周縁部７３に区切部７５が設けられていたが、本発明はかかる例に限定されない。リヤシェル５のフロント側開口端７１の周縁部７３が、フロントシェル３のリヤ側開口端８１の周縁部８３の内周部に嵌められ、フロントシェル３の周縁部８３をカシメる構成において、フロントシェル３の周縁部８３に区切部が設けられていてもよい。

また、上記実施形態では、負圧倍力装置１がフロント室Ａとリヤ室Ｂとを有し、各室にフロントパワーピストン２７及びリヤパワーピストン１７が設けられていたが、本発明を適用可能な負圧倍力装置はかかる例に限定されない。負圧倍力装置１は、フロントシェルとリヤシェルとにより形成される一つの室を有し、一つのパワーピストンを備える構成であってもよい。

また、上記実施形態では、ブレーキ倍力装置が負圧倍力装置であったが、本発明はかかる例に限定されない。例えばブレーキ倍力装置はリアクションディスクを備えた電動油圧式の倍力装置に適用されてもよく、リアクションディスクを備えた空圧式の倍力装置に適用されてもよい。

１・・・負圧倍力装置（ブレーキ倍力装置）、３・・・フロントシェル、５・・・リヤシェル、２１・・・センタープレート、２５・・・フロントダイヤフラム、２５ａ・・・シール部材、７１・・・フロント側開口端、７３・・・周縁部、７４ａ・・・第１の部分、７４ｂ・・・第２の部分、７５・・・区切部、８１・・・リヤ側開口端、８３・・・周縁部、８３ａ・・・第１のフランジ部、８３ｂ・・・第２のフランジ部、９１・・・ローラ

Claims (4)

1. 第１のシェルと、
   前記第１のシェルに結合される第２のシェルと、
   ブレーキ操作の入力を受ける入力軸と、
   前記入力を倍力した出力を発する出力軸と、
   前記第１のシェル又は前記第２のシェルに対して進退自在に配設されたバルブボディと、
   前記第１のシェル及び前記第２のシェルとの結合部に配設されたシール部材と、を備え、
   前記第１のシェルに形成された第１の開口端の周縁部の内周部に前記第２のシェルに形成された第２の開口端の周縁部が嵌められるとともに、前記第１の開口端の周縁部が内周側にカシメられており、
   前記第１の開口端の周縁部に、前記第１の開口端の周縁部を周方向に区分する切り欠きからなる区切部を有し、
   前記第２のシェルの前記第２の開口端の周縁部は、周方向に延びる平板状の第１のフランジ部と、前記第１のフランジ部の外周側端部から連設された円筒状の第２のフランジ部と、を有し、
   前記第１のシェルの前記第１の開口端の周縁部は、円筒部と、前記円筒部から連設されて前記カシメにより折り曲げられたテーパ部と、を有し、
   前記区切部は、前記テーパ部に設けられる、ブレーキ倍力装置。
2. 前記区切部が、Ｖ状の切り欠きである、請求項１に記載のブレーキ倍力装置。
3. 前記区切部が、前記第１の開口端の周縁部における前記カシメにより縮径された領域内に位置する、請求項１又は２に記載のブレーキ倍力装置。
4. 前記区切部が、前記第１の開口端の周縁部の周方向に等間隔で配置される、請求項１～３のいずれか１項に記載のブレーキ倍力装置。
   

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