JPH032700B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は流体ブレーキブースタ、特に、流体駆
動ブレーキを装備しているハイウエイトラツク及
び建設車のような重量車両に使用される流体ブレ
ーキブースタに関するものである。

流体ブレーキブースタは流体圧力差サーボモー
タの一種である。車両の動力駆動ポンプがサーボ
モータに加圧流体を供給し、サーボモータは車両
のブレーキ系統のマスターシリンダを作動させ
る。流体ブレーキブースタは、運転者がブレーキ
ペダルを介してブレーキブースタに比較的小さい
力を加えることにより、大型重量車両を効果的に
制動させることを可能にしている。ブレーキブー
スタは運転者によつて加えられた力を増幅して車
両のブレーキを駆動するマスターシリンダを作動
させる。

例えば、流体ブレーキブースタは米国特許第
3967536号から周知である。この流体ブレーキブ
ースタは、流体圧力差によつて駆動されてマスタ
ーシリンダに作動力を与えるピストンを含んでい
る。ピストンは流体ブレーキブースタのハウジン
グ内に形成された孔内に摺動自在に収容されてい
る。密封体がピストンに支持されてピストンと孔
との間の流体漏れを防止する。尋常ではないブレ
ーキペダルの急激な移動中に、ブレーキ適用方向
へのピストンの移動に抵抗する流体圧力差の発生
を防止するため、ピストンにはボール逆止弁が設
けられている。このボール逆止弁は、動力駆動ポ
ンプが逆止弁を閉じる流体圧力差を発生するに十
分な量の加圧流体を供給できるようになるので、
ピストンを通して流体を流通させることができ
る。その後、流体圧力差はピストンをブレーキ適
用方向に移動させてブレーキ適用を行わせる。

上記特許に開示されている型の流体ブレーキブ
ースタにおいては、ボール逆止弁はブレーキブー
スタの故障の潜在的原因となつている。塵埃ある
いは他の不純物の粒子がボール逆止弁内に留まつ
て、同弁が閉じるのを妨げる場合、動力駆動ポン
プにより供給された加圧流体は開いている逆止弁
を通つて流れる。その結果、マスターシリンダに
有効作動力を与えるに十分大きい流体圧力差がピ
ストンを横切つて維持されなくなつてしまう。従
つて、流体ブレーキブースタは部分的にあるいは
全く作動しなくなる。動力援助なしで制動を行う
ことが残されているが、大型重量車両を動力援助
なしで制動させることは困難なことである。

さらに、上記型の流体ブレーキブースタにおい
ては、ボール逆止弁をピストン内に組み入れるよ
うにするための製造コストは流体ブレーキブース
タの製造コスト全体を増大させるものである。

それ故、本発明の主目的は、周知のボール逆止
弁の代りに、より廉価で且つより信頼性の高い流
体圧力差応動装置を用い、従つてボール逆止弁に
よつて生じ得る潜在的な漏洩流路を無くし且つ製
造コストを低減させることにより、従来の流体ブ
レーキブースタの欠点を排除することにある。

この目的を達成するため、本発明は、内部に形
成された孔を介して加圧流体を流通させる入口と
出口を有するハウジングと、上記孔内に摺動自在
に収容され、上記ハウジングと密封的に協働して
同孔を、一方が上記入口に連通すると共に他方が
上記出口に連通する一対の室に分けているピスト
ンと、上記ピストン内に形成されて加圧流体を上
記一方の室から上記他方の室へ連通させる通路
と、上記ピストンに支持され、運転者の入力に応
動して上記通路を開閉する運転者作動の弁装置と
を包含する流体ブレーキブースタにおいて、上記
ピストンと上記孔はそれらの間に軸方向に延びた
半径方向の間隙を形成し、上記ピストンは環状溝
内に、同ピストン及び上記孔と協働して上記半径
方向の間隙を介する上記一方の室から上記他方の
室に向かう一方向の流体流れを実質的に阻止する
圧力応動密封部材を支持し、上記密封部材は上記
対の室間の流体圧力差に応じて上記半径方向の間
隙を介する反対方向の流体流れを許し、環状溝は
上記密封部材を上記ピストンに保持する唯一の手
段をなし、上記密封部材は、上記一方の室に向け
て配置されて上記孔に係合する唇部を有する撓み
可能で且つ略対称の形状をなす弾性唇状密封体か
ら成り、上記唇部は上記孔と協働して上記半径方
向の間隙を介する上記一方の室から上記他方の室
への流体流れを実質的に阻止するが、上記対の室
間の流体圧力差に応じて変形して上記半径方向の
間隙を介する反対方向の流体流れを許し、上記通
路手段は上記対の室間の流体流れを許す上記ピス
トン内に形成された唯一の手段をなすことを特徴
とする流体ブレーキブースタを提案するものであ
る。

本発明の上記及び他の特徴は添付図面を参照し
て行う好ましい実施例の下記説明から明白となる
であろう。

第１図において、従来の流体ブレーキブースタ
１０は貫通孔１４を有するカツプ形ハウジング１
２を含んでいる。孔１４は段付けられて大径部１
６と小径部１８を形成し、大径部と小径部はそれ
らの間に環状肩部２０を限界する。環状壁部材２
２が孔の大径部１６の左端に収容され、大径部１
６と協働する密封部材２４を支持している。ハウ
ジング１２と壁部材２２は協働して隔室２６を限
界する。入口２８がハウジング１２に形成され、
圧力源（図示しない）からの加圧流体を隔室２６
の右端に連通させる。さらに、出口３０がハウジ
ング１２に形成され、隔室２６の左端を流体貯蔵
器（図示しない）に連通させる。出口３０内には
流量応動スイツチ３２が配設され、その機能につ
いては後述する。

総括的に符号３４で示すピストンがカツプ形ハ
ウジング１２内に摺動自在に収容されている。ピ
ストン３４は半径方向に延びた円筒形ランド３
６、細長い円筒形出力部材３８及び細長い円筒形
入力部材４０を含む。ピストン３４は隔室２６を
第１室４２と第２室４４とに分けている。室４２
は入口２８に連通し、一方、室４４は出口３０に
連通している。出力部材３８は環状壁部材２２の
開口４６を摺動自在に貫通している。壁部材２２
は環状密封部材４８を支持しており、同密封部材
は出力部材３８と密封的に協働している。出力部
材３８の左端は、ハウジング１２に対するピスト
ン３４の左方への移動時、マスターシリンダ（図
示しない）と駆動的に協働する。同様に、入力部
材４０は孔の小径部１８を摺動自在に貫通してい
る。ハウジング１２は一対の環状密封部材５０と
５２を支持しており、同密封部材は入力部材４０
と密封的に協働している。出力部材３８と入力部
材４０はランド３６と一体になつている。室４４
内にはばね５４が収容されてピストン３４を右方
へ偏倚しているので、ピストンの段部５６が肩部
２０に係合してピストン３４のブレーキ非作動位
置を限定する。

ピストン３４は軸方向の段付孔５８を形成さ
れ、同孔は半径方向の孔６０と６２を介して室４
２と４４にそれぞれ連通している。弁部材６６が
孔５８内に移動可能に収容され、弁座６４と係合
することができる。コイルばね６８が孔５８の左
端に収容され、弁部材６６に係合している。ばね
６８は、弁部材６６が弁座６４から離隔する位置
へ向かつて同弁部材を右方に偏倚している。

弾性入力組立体７０が孔５８内に摺動自在に収
容され、弁部材６６に係合して同弁部材を弁座６
４に係合させることができる。キヤツプ部材７２
が入力部材４０内の孔５８の右端に螺合されて弾
性入力組立体７０を同孔内に保持する。ピン７４
がキヤツプ部材７２の開口７６を貫通して延びて
弾性入力組立体７０の右端に係合している。輪付
き部材７８が保持リング８２によつてキヤツプ部
材７２の凹所８０内に支持されている。輪付き部
材７８はキヤツプ部材７２に対して軸方向に移動
してピン７４に係合し、弾性入力組立体７０と弁
部材６６をピストン３４に対して移動させること
ができる。輪付き部材７８は開口８４を具えてお
り、当業技術者には周知のように、同開口を介し
て流体ブレーキブースタ１０がブレーキペダル
（図示しない）に連結される。

ピストン３４のランド３６には、左下りの段付
孔８６が形成されている。ボール部材８８が孔８
６内に移動可能に収容され、同孔８６の段部によ
つて形成された弁座に係合してボール逆止弁９０
を構成する。環状止め輪９２がピストン３４に支
持され、孔８６の右端部にわたつて広がつて同孔
内にボール部材８８を保持する。

また、ハウジング１２は入口９４と出口９６を
形成され、同入口と出口はそれぞれ孔９８と１０
０を介して室４２と４４に連通している。電気モ
ータ駆動の確動型補助ポンプ１０２が一対の孔１
０４と１０６を介して入口９４と出口９６にそれ
ぞれ連通している。孔１０４内には、ポンプ１０
２を介し孔１０４から孔１０６への流体流れを阻
止するボール逆止弁１０８が設けられている。キ
ヤツプねじ１１０がポンプ１０２の耳部１１２の
開口を貫通して延び、ハウジング１２のねじ付孔
１１４に螺合して補助ポンプ１０２をブレーキブ
ースタ１０に固着する。

第２図において、本発明による流体ブレーキブ
ースタは、後述する特徴を除き、上述した従来の
ブレーキブースタと同一である。従つて、構造あ
るいは機能が類似する要素には同一符号を付して
ある。

第２図において、本発明による流体ブレーキブ
ースタは１つの流路のみを有するピストン３４を
含んでいる。この単一の流路は半径方向の孔６
０、軸方向の孔５８、弁座６４及び半径方向の孔
６２によつて形成される。換言すると、段付孔８
６、ボール部材８８及び止め輪９２から成るボー
ル逆止弁９０は本発明のブースタでは存在してい
ない。

第３図に示すように、ランド３６は孔の大径部
１６とで軸方向に延びた半径方向の間隙１１６を
形成している。さらに、ランド３６は環状溝１１
８を具えており、同溝内には弾性唇状密封体１２
０が収容されている。唇状密封体１２０は第１室
４２に向かつて延びた可動の弾性唇部１２２を含
んでいる。唇部１２２は大径部１６と摺動自在に
協働して半径方向の間隙１１６を介する室４２か
ら室４４への流体流れを実質的に阻止する。しか
し、弾性唇部１２２は室４４と４２間の流体圧力
差に応じて半径方向内方に変形して孔の大径部１
６から離れ、半径方向の間隙１１６を介して室４
４から室４２へ流体を流通させることができる。
従つて、半径方向の間隙１１６は室４４と４２間
で流体を流通させる流路を形成している。

第１図に示す従来のブレーキブースタにおい
て、ブレーキ適用時車両のブレーキペダルを移動
させることにより、輪付き部材７８が凹所８０内
で左方に移動される。その結果、ピン７４と入力
組立体７０の左方移動により、弁部材６６が左方
に移動されて弁座６４に係合する。弁部材６６が
弁座６４に接近すると、入口２８から室４２、半
径方向の孔６０、軸方向の孔５８、半径方向の孔
６２及び室４４を介して出口３０への加圧流体流
れが制限される。従つて、室４２と４４間で流体
圧力差が発生し、ピストン３４に作用して同ピス
トンを左方へ移動させブレーキ適用を行う。

例えば入口２８に通じる供給導管の破損によ
り、車両が作動しているにもかかわらず入口２８
から出口３０への加圧流体流れが止まつた場合、
流量応動スイツチ３２はその接点１２４に接続さ
れている電気回路を閉じる。結果として、電気モ
ータ駆動の補助ポンプ１０２が駆動されると共
に、車両の運転室内の警告装置が作動する。ポン
プ１０２は室４４から孔１００、出口９６、孔１
０６と１０４、入口９４及び孔９８を介して室４
２へ流体を循環させる。しかし、ポンプ１０２は
比較的低いレートで流体を循環させる。

ポンプ１０２の作動中にブレーキ適用が行われ
ると、室４２と４４間に発生した初期圧力差によ
り入口２８内のボール逆止弁１２６が閉じるの
で、ポンプ１０２はブレーキ適用を行うに十分な
圧力差を室４２と４４間で発生させることができ
る。しかし、ブレーキ適用時、ポンプ１０２が流
体を循環させるレートよりも大きいレートで室４
２の容積を増大させるように、ピストン３４が最
初急激に移動される場合、室４４内の流体圧力は
室４２内の流体圧力を一時的に超えることとな
る。結果として、ボール逆止弁９０が開いて室４
４から室４２へ流体を流通させる。流体が逆止弁
９０を介して室４４から室４２へ流れることがで
きるので、ブレーキペダルの急激な移動が過度に
抵抗されることはない。急ブレーキ適用中のペダ
ル移動に対する過度の抵抗は車両の運転者の操作
を妨害するものであるから、好ましいことではな
い。さらに、逆止弁９０を介して室４４から室４
２へ転移された流体は、室４２内に流体を充満さ
せるように保つてモータ駆動の補助ポンプ１０２
の作動を助けている。従つて、ピストン３４の急
激な移動がマスターシリンダにより発揮されるこ
の移動に対する抵抗によつて終ると直ちに、ポン
プ１０２は室４２内に圧力を生起して有効な動力
援助ブレーキ適用を行わせる。もし室４２が流体
で充満されるように保たれていない場合には、補
助ポンプ１０２により流体循環レートは比較的低
いため、ブレーキペダルの移動と有効な動力援助
ブレーキ適用との間で遅れが生じるであろう。

同様に、第２図に示す本発明による流体ブレー
キブースタにおいて、補助ポンプ１０２が作動し
ている時に急ブレーキ適用が行われると、室４４
内の圧力が室４２内の圧力を一時的に超えること
となる。結果として、唇状密封体１２０の弾性唇
部１２２が孔の大径部１６から離れて、半径方向
の間隙１１６を介し室４４から室４２へ流体を流
通させる。室４２はポンプ１０２によつてあるい
は室４４から半径方向の間隙１１６を介して供給
される流体で常に充満されるように保たれている
ので、補助ポンプ１０２による比較的低いレート
の流体循環によつても、ブレーキペダルが押し下
げられた後、過度の遅れを生じることなく有効な
ブレーキ適用が確実に行われる。

当業技術者には、唇状密封体１２０は、第１図
に示す従来の流体ブレーキブースタのボール逆止
弁９０ほど、流体内の不純物による密封完全性が
損なわれ易くはないことが理解できよう。補助ポ
ンプ１０２による流体循環レートは比較的低いた
め、室４２と４４間の密封完全性が少しでも損な
われると、ブレーキ適用時両室間に発生する圧力
差は減少するので、上記特徴は極めて有益であ
る。さらに、本発明による流体ブレーキブースタ
では、従来の流体ブレーキブースタのボール逆止
弁９０と止め輪９２が省略されているので、製造
コストを低減できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のブレーキブースタの断面図、第
２図は本発明による流体ブレーキブースタの断面
図、第３図は第２図の破線で囲んだ部分３拡大断
面図である。 １０……流体ブレーキブースタ、１２……ハウ
ジング、１４……貫通孔、２８，９４……入口、
３０，９６……出口、３４……ピストン、４２，
４４……室、５８……段付孔、６０，６２……半
径方向の孔、６４……弁座、６６……弁部材、７
０……弾性入力組立体、１０２……補助ポンプ、
１１６……間隙、１１８……環状溝、１２０……
弾性唇状密封体、１２２……弾性唇部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内部に形成された孔１４を介して加圧流体を
   流通させる入口２８と出口３０を有するハウジン
   グ１２と、上記孔１４内に摺動自在に収容され、
   上記ハウジング１２と密封的に協動して同孔を、
   一方が上記入口２８に連通すると共に他方が上記
   出口３０に連通する一対の室４２，４４に分けて
   いるピストン３４と、上記ピストン３４内に形成
   されて加圧流体を上記一方の室４２から上記他方
   の室４４へ連通させる通路６０，５８，６２と、
   上記ピストン３４に支持され、運転者の入力に応
   動して上記通路６０，５８，６２を開閉する運転
   者作動の弁装置６４，６６とを包含する流体ブレ
   ーキブースタにおいて、上記ピストン３４と上記
   孔１４はそれらの間に軸方向に延びた半径方向の
   間隙１１６を形成し、上記ピストン３４は環状溝
   １１８内に、同ピストン及び上記孔１４と協働し
   て上記半径方向の間隙１１６を介する上記一方の
   室４２から上記他方の室４４に向かう一方向の流
   体流れを実質的に阻止する圧力応動密封部材１２
   ０を支持し、上記密封部材１２０は上記対の室４
   ２，４４間の流体圧力差に応じて上記半径方向の
   間隙１１６を介する反対方向の流体流れを許し、
   環状溝１１８は上記密封部材１２０を上記ピスト
   ン３４に保持する唯一の手段をなし、上記密封部
   材１２０は、上記一方の室４２に向けて配置され
   て上記孔１４に係合する唇部１２２を有する撓み
   可能で且つ略対称の形状をなす弾性唇状密封体か
   ら成り、上記唇部１２２は上記孔１４と協働して
   上記半径方向の間隙１１６を介する上記一方の室
   ４２から上記他方の室４４への流体流れを実質的
   に阻止するが、上記対の室４２，４４間の流体圧
   力差に応じて変形して上記半径方向の間隙１１６
   を介する反対方向の流体流れを許し、上記通路手
   段６０，５８，６２は上記の室４２，４４間の流
   体流れを許す上記ピストン３４内に形成された唯
   一の手段をなすことを特徴とする流体ブレーキブ
   ースタ。