JP7038609B2 - 負圧式ブレーキ倍力装置 - Google Patents

Description

本発明は、負圧式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では、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負圧式ブレーキ倍力装置が用いられている。負圧式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。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。

負圧式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アシェルと、リア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ア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る。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て負圧式ブレーキ倍力装置が作動する。運転者がブレーキ操作を行ったときには変圧室に大気が導入される。その際に、異物が同時に装置内に進入しないように大気の導入経路にフィルタが備えられている。

例えば、特許文献１に記載の負圧式ブレーキ倍力装置において、フィルタは、制御弁体を摺動可能に支持し大気の導入経路となるリテーナの内部空間に配置されている。かかるフィルタは、入力軸に形成されスプリングの一端を支持する鍔部によって所望の位置に位置決めされている。

特開２００６－２７３２０４号公報

しかしながら、変圧室への大気の吸込み時に入力ロッドの移動及び吸込み圧の影響を受けてフィルタの位置ずれを生じるおそれがある。フィルタの位置ずれを防ぐために鍔部の径方向の幅を拡大させることが考えられるが、鍔部の大きさを拡大させることによって大気の通路面積が減少する。このために通気性が低下して応答性が低下するおそれがある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、フィルタの位置ずれを抑制可能な負圧式ブレーキ倍力装置を提供する。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、シェルと、ブレーキ操作の入力を受けて軸方向に移動する入力軸と、軸方向に移動して入力を倍力した出力を発生する出力軸と、シェルに対して軸方向に進退自在に配設されたバルブボディと、バルブボディに保持され、入力軸が貫通する内部空間を有するスリーブと、スリーブの内部空間に配置され、入力軸の外周部に設けられた鍔部とスリーブの内面とに両端が支持されたスプリングと、スリーブの内部空間に配置されたフィルタとを備えた負圧式ブレーキ倍力装置において、フィルタは、鍔部により軸方向に位置決めされており、スプリングは、鍔部側の端部に、鍔部の外形よりも径方向外側に延びた延在部を有する、負圧式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、負圧式ブレーキ倍力装置のフィルタの位置ずれを抑制することができる。

本発明の実施の形態に係る負圧式ブレーキ倍力装置の全体構成例を示す部分断面図である。 同実施形態に係る負圧式ブレーキ倍力装置の構成例を具体的に示す説明図である。 同実施形態に係る負圧式ブレーキ倍力装置の第１のスプリングを示す斜視図である。 第１のスプリングの延在部を示す説明図である。 第１のスプリングの延在部の作用を説明するための図である。 第１の変形例を示す説明図である。 第２の変形例を示す説明図である。 第３の変形例を示す説明図である。 第４の変形例を示す説明図である。 第５の変形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。

＜負圧式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負圧式ブレーキ倍力装置（以下、単に「ブレーキ倍力装置」ともいう。）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１の一例を示す部分断面図である。

ブレーキ倍力装置１は、入力軸１１及びシェル２を備えている。入力軸１１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て軸方向に移動する。シェル２は、フロントシェル３及びリアシェル５が互いに連結されて構成されている。リアシェル５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、フロントシェル３とリアシェル５とにより形成される空間を、定圧室７と変圧室９とに気密に区画するパワーピストン１７が取り付けられている。定圧室７には負圧導入口３１を介して負圧が導入される。変圧室９には作動時に大気流入通路２９を介して大気が導入される

パワーピストン１７は、パワーピストン部材１３及びダイヤフラム１５を備える。パワーピストン部材１３は、バルブボディ４０に取り付けられている。ダイヤフラム１５は、バルブボディ４０及びフロントシェル３と、リアシェル５との間に設けられて、弾性変形可能に構成されている。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により後退方向に付勢されている。定圧室７と変圧室９とは、負圧導入通路２７を介して連通可能になっている。

バルブボディ４０には、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、入力軸１１への入力を倍力した出力を発生する。この出力は、パワーピストン１７により発生される。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により保持されている。本実施形態に係るブレーキ倍力装置１において、プッシュロッド６０が出力軸として機能する。

バルブボディ４０には、入力軸１１に連結された弁プランジャ３５が摺動自在に配設されている。また、バルブボディ４０には弁体２１が設けられている。弁体２１は、バルブボディ４０に保持されたスリーブ７０により、軸方向移動可能に支持されている。バルブボディ４０及び弁体２１により負圧弁２３が構成されている。負圧弁２３は、弁プランジャ３５の作動により開閉し、定圧室７と変圧室９との間を連通又は遮断する。

また、弁プランジャ３５と弁体２１とにより大気弁２５が構成されている。大気弁２５は、変圧室９と少なくとも大気との間を連通又は遮断する。本実施形態に係るブレーキ倍力装置１において、バルブボディ４０、弁体２１及び弁プランジャ３５により構成される負圧弁２３及び大気弁２５は、ブレーキ倍力装置１の作動を制御する制御弁として機能する。

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。プッシュロッド６０の後端部及びリアクションディスク５０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。

ブレーキ倍力装置１において、運転者によりブレーキペダルが踏み込まれていない通常時、入力軸１１が後退位置となっている。また、通常時、定圧室７には、負圧導入口３１を介して所定の負圧が導入される。負圧導入口３１は、例えば車両のエンジンの吸気通路に連通している。ブレーキ倍力装置１の非作動状態では、負圧弁２３が開き、かつ、大気弁２５が閉じている。したがって、定圧室７と変圧室９とが負圧導入通路２７を介して連通しているとともに、変圧室９は大気と遮断されている。これにより、変圧室９にも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。これに伴って負圧弁２３が閉じるとともに大気弁２５が開く。これにより、定圧室７と変圧室９とが遮断されるとともに、変圧室９は大気流入通路２９を介して大気と連通する。したがって、大気（空気）が変圧室９に導入され、変圧室９と定圧室７とに圧力差が生じる。この圧力差により、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、ブレーキ倍力装置１が作動する。

入力軸１１が後退すると、負圧弁２３が開くとともに大気弁２５が閉じた状態となる。これに伴って、変圧室９に導入された空気が負圧弁２３及び負圧導入通路２７を介して定圧室７に流動し、さらに定圧室７に流動した空気は負圧導入口３１を介して定圧室７から流出する。これにより、変圧室９の圧力が低下し、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。

＜フィルタの配置構成＞
次に、本実施形態に係るブレーキ倍力装置１におけるフィルタの配置構成を詳細に説明する。図２は、図１のバルブボディ４０の内部の構成を説明するための拡大断面図である。

バルブボディ４０の内部には、スリーブ７０、弁体２１、弁プランジャ３５、入力軸１１、第１のスプリング８０及び第２のスプリング６５が配置されている。スリーブ７０は、バルブボディ４０の後端側から内部に挿入されて固定されている。スリーブ７０は、軸方向の両端が開口した段付きの円筒形状を有している。スリーブ７０の前部には円筒状のガイド部７１が設けられている。弁体２１は、ガイド部７１により軸方向移動可能に支持されている。弁体２１とスリーブ７０との間には第２のスプリング６５が配置されている。第２のスプリング６５は、弁体２１を前方に付勢している。

スリーブ７０の内部空間７９には、スリーブ７０を貫通するようにして入力軸１１が配置されている。入力軸１１の先端部は弁プランジャ３５に接続されている。弁プランジャ３５は、バルブボディ４０により軸方向移動可能に支持されている。入力軸１１の後方側は、バルブボディ４０を後端側から覆うカバー４１により支持されている。カバー４１は、バルブボディ４０の進退動に伴って伸縮可能になっている。入力軸１１の外周部には鍔部１１ａが設けられている。入力軸１１は、第１のスプリング８０により後方側に付勢されている。第１のスプリング８０の前端部８０ａは、スリーブ７０の内面に形成された座面７３に支持され、後端部８０ｂは、入力軸１１に設けられた鍔部１１ａに支持されている。

スリーブ７０の内部空間７９には、フィルタ９０及びサイレンサ９５が収容されている。サイレンサ９５は、スリーブ７０の後端側にカバー４１に接して配置されている。フィルタ９０は、サイレンサ９５の前側に配置されている。フィルタ９０及びサイレンサ９５は、いずれも円柱状を有しており、外周面がスリーブ７０の内周面に接してスリーブ７０内に保持されている。また、フィルタ９０及びサイレンサ９５は、いずれも中心部に軸方向孔９０ａ，９５ａを有し、当該軸方向孔９０ａ，９５ａには入力軸１１が貫通している。

カバー４１の後端面には、大気を導入するための大気導入孔４３が形成されている。大気導入孔４３は、複数形成されている。弁プランジャ３５及び弁体２１により構成された大気弁２５の開弁時には、大気導入孔４３から大気（空気）が導入される。導入された大気は、大気導入経路２９を介して図示しない変圧室９へと流入する。

サイレンサ９５は、例えば繊維を使用したフェルトからなり、バルブボディ４０内に大気が導入される際に発生する音を低減する機能を有している。ただし、サイレンサ９５の構成は特に限定されるものではない。また、サイレンサ９５は、備えられていなくてもよい。

フィルタ９０は、例えば発泡ウレタンからなり、導入される大気中の異物を捕集する機能を有している。サイレンサ９５がフェルトからなりフィルタ９０が発泡ウレタンからなる場合、フィルタ９０の剛性は、サイレンサ９５の剛性に比べて低いものとなっている。フィルタ９０が前方に移動しようとした場合、フィルタ９０の前側の端面は、入力軸１１の鍔部１１ａに係止されるようになっている。これによりフィルタ９０が位置決めされ、大気が導入される場合の吸込み圧によってフィルタ９０の前方側への移動が制限されている。

また、本実施形態に係るブレーキ倍力装置１では、第１のスプリング８０は、入力軸１１の鍔部１１ａに支持された後端部８０ｂに、鍔部１１ａの外形よりも径方向外側に延びた延在部８１を有している。第１のスプリング８０の延在部８１は、フィルタ９０が入力軸１１の鍔部１１ａを超えて位置ずれすることを抑制する機能を有している。

上述のとおり、フィルタ９０が、発泡ウレタン等の比較的変形しやすい材料からなる場合、フィルタ９０が入力軸１１の鍔部１１ａにより位置決めされている場合においても、大気の導入が繰り返されることによりフィルタ９０が鍔部１１ａを超えて前方側に位置ずれするおそれがある。入力軸１１の鍔部１１ａを拡径することにより、フィルタ９０が鍔部１１ａを超えにくくなるものの、大気が通過する通路面積が減少して通気性が低下するため望ましくない。

これに対して、第１のスプリング８０の後端部８０ｂに設けられた延在部８１は、第１のスプリング８０を構成する線材の太さが太くないこともあって、鍔部１１ａの外形よりも外側に延在している場合であっても通路面積を大幅に減少させることがない。したがって、本実施形態に係るブレーキ倍力装置１は、大気の通気性を低下させることなく、フィルタ９０が入力軸１１の鍔部１１ａを超えて位置ずれすることを抑制することができる。

図３及び図４は、本実施形態に係るブレーキ倍力装置１に用いられている第１のスプリング８０の構成を示す説明図である。図３は、第１のスプリング８０の斜視図であり、図４は、第１のスプリング８０の後端部８０ｂ及び入力軸１１の鍔部１１ａを軸方向に見た模式図である。

本実施形態において、第１のスプリング８０の延在部８１は、第１のスプリング８０の後端部８０ｂ側の線材の端部が、第１のスプリング８０の径方向に向かって、後端部８０ｂの接線方向へと鍔部１１ａの外形よりも外側に延びるようにして形成されている。かかる形態の延材部８１であれば、第１のスプリング８０を製造する際に線材を切断する位置を変更することによって容易に形成することができる。

図５は、第１のスプリング８０の延在部８１の作用を説明するために示す図である。フィルタ９０が大きく変形して入力軸１１の鍔部１１ａの位置を超えようとする場合であっても、第１のスプリング８０の延在部８１によって、フィルタ９０の前方側への移動が制限される。したがって、フィルタ９０の前方側への位置ずれが抑制される。

また、本実施形態において、第１のスプリング８０の延在部８１の端部８２は、鍔部１１ａの外形よりも径方向の外側に位置しているため、鍔部１１ａとは接触しないようになっている。このため、ブレーキ倍力装置１の使用に伴って延在部８１の端部８２によって鍔部１１ａが摩耗することが抑制される。したがって、ブレーキ倍力装置１の損傷を低減することができる。

＜変形例＞
ここまで、本実施形態に係るブレーキ倍力装置１の構成例を説明したが、ブレーキ倍力装置１の構成は上記実施形態の例に限られるものではなく、種々の変形が可能である。以下、ブレーキ倍力装置１の変形例の幾つかを説明する。

図６は、第１の変形例に係るブレーキ倍力装置１の延在部８１Ａを示す図であり、上記実施形態で説明した図４に対応する説明図である。第１の変形例に係る延在部８１Ａにおいては、上記実施形態における延在部８１の端部側が、第１のスプリング８０の後端部８０ｂの径方向外側に向けて屈曲している。第１の変形例に係る延在部８１Ａであっても、延在部８１Ａの端部８２が入力軸１１の鍔部１１ａの外形よりも径方向の外側に位置しており、上記実施形態に係るブレーキ倍力装置１と同様の効果を得ることができる。

図７は、第２の変形例に係るブレーキ倍力装置１の延在部８１Ｂを示す図であり、上記実施形態で説明した図４に対応する説明図である。第２の変形例において、第１のスプリング８０の延在部８１Ｂは、第１のスプリング８０の後端部８０ｂ側の線材の端部側が湾曲しながら、第１のスプリング８０の径方向に向かって、入力軸１１の鍔部１１ａの外形よりも外側に延びるようにして形成されている。第２の変形例に係る延在部８１Ｂであっても、延在部８１Ｂの端部８２が入力軸１１の鍔部１１ａの外形よりも径方向の外側に位置しており、上記実施形態に係るブレーキ倍力装置１と同様の効果を得ることができる。

図８は、第３の変形例に係るブレーキ倍力装置１の延在部８１Ｃを示す図であり、上記実施形態で説明した図４に対応する説明図である。第３の変形例において、第１のスプリング８０の延在部８１Ｃは、第１のスプリング８０の後端部８０ｂ側の線材の端部側が湾曲しながら、入力軸１１の鍔部１１ａの外形よりも外側に延びた後、鍔部１１ａの外形の内側に戻るようにして形成されている。第３の変形例に係る延在部８１Ｃであっても、フィルタ９０が鍔部１１ａを超えて前方側に移動することを抑制することができる。

図９は、第４の変形例に係るブレーキ倍力装置１の延在部８１Ｄを示す図であり、入力軸１１、フィルタ９０及び第１のスプリング８０を径方向に見た説明図である。第４の変形例に係る延在部８１Ｄは、第１のスプリング８０の径方向に向かって延びるのではなく、後端部８０ｂの位置よりもさらに後方に向かって延びるようにして形成されている。第４の変形例に係る延在部８１Ｄであっても、延在部８１Ｄの端部８２が入力軸１１の鍔部１１ａの外形よりも外側に位置しており、上記実施形態に係るブレーキ倍力装置１と同様の効果を得ることができる。さらに、第４の変形例に係る延在部８１Ｄは、延在部８１Ｄの端部８２がよりフィルタ９０に近づけられるために、フィルタ９０の前方側への移動を抑制する効果を高めることができる。

図１０は、第５の変形例に係るブレーキ倍力装置１のフィルタ９０を示す図であり、第１のスプリング８０の後端部８０ｂ、入力軸１１の鍔部１１ａ及びフィルタ９０を軸方向に見た模式図である。第５の変形例に係るフィルタ９０は、第１のスプリング８０の延在部８１を受容可能な溝部９０ｂを有している。第５の変形例に係るフィルタ９０によれば、延在部８１がフィルタ９０の溝部９０ｂに配置された状態でフィルタ９０の軸回転方向の移動が制限される。このため、フィルタ９０が前方側に移動し、振動等に起因して軸回転方向への力が作用する場合に、フィルタ９０の位置ずれを抑制することができる。

以上説明したように、本実施形態に係るブレーキ倍力装置１では、スリーブ７０のフィルタ９０の前方側への移動が入力軸１１の鍔部１１ａにより制限されるとともに、鍔部１１ａに支持された第１のスプリング８０の後端部８０ｂに、鍔部１１ａの外形よりも外側に延びた延在部８１が設けられて、フィルタ９０の前方側への移動が制限されている。これにより、大気が通過する通路面積を大幅に減少させることなく、フィルタ９０が鍔部１１ａを超えて前方側に位置ずれすることを抑制することができる。

また、本実施形態に係るブレーキ倍力装置１において、第１のスプリング８０の後端部８０ｂに設けられた延在部８１の端部８２が、入力軸１１の鍔部１１ａの外形よりも径方向の外側に位置する場合には、当該８２が鍔部１１ａに接触することによる鍔部１１ａの摩耗を防ぐことができる。

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。

１・・・負圧式ブレーキ倍力装置、２・・・シェル、１１・・・入力軸、１１ａ・・・鍔部、２５・・・大気弁、２９・・・大気流入通路、４０・・・バルブボディ、４１・・・カバー、４３・・・大気導入孔、６０・・・プッシュロッド（出力軸）、７０・・・スリーブ、７３・・・座面、７９・・・内部空間、８０・・・第１のスプリング、８１・・・延在部、８２・・・端部、９０・・・フィルタ

Claims (2)

1. シェル（２）と、
   ブレーキ操作の入力を受けて軸方向に移動する入力軸（１１）と、
   前記軸方向に移動して前記入力を倍力した出力を発生する出力軸（６０）と、
   前記シェル（２）に対して前記軸方向に進退自在に配設されたバルブボディ（４０）と、
   前記バルブボディ（４０）に保持され、前記入力軸（１１）が貫通する内部空間（７９）を有するスリーブ（７０）と、
   前記スリーブ（７０）の内部空間（７９）に配置され、前記入力軸（１１）の外周部に設けられた鍔部（１１ａ）と前記スリーブ（７０）の内面とに両端が支持されたスプリング（８０）と、
   前記スリーブ（７０）の内部空間（７９）に配置されたフィルタ（９０）とを備えた負圧式ブレーキ倍力装置（１）において、
   前記フィルタ（９０）は、前記鍔部（１１ａ）により前記軸方向に位置決めされており、
   前記スプリング（８０）は、前記鍔部（１１ａ）側の端部に、前記鍔部（１１ａ）の外形よりも径方向外側に延びた延在部（８１）を有する、負圧式ブレーキ倍力装置（１）。
2. 前記延在部（８１）の端部（８２）が、前記鍔部（１１ａ）の外形よりも径方向外側に位置する、請求項１に記載の負圧式ブレーキ倍力装置（１）。
   

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