JPH10324232A - 負圧式ブレーキブースタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブレーキブースタにおいて、アンチロック動
作のために大気圧又は負圧を供給する室を設けても、体
積及び重量が大きくならないようにする。 【解決手段】 ハウジング内の空間がパワーピストン１
０、１６によって前後の室１１，１２，１３，１４に区
画されており、それらの室が車輪速センサ４００等の外
部信号によって切り替え作動をする切替弁２００，３０
０に接続されることにより、１つのパワーピストンの前
後の室に導入される圧力の高低関係が反復して反転する
ことにより、所謂アンチロック動作をするブレーキブー
スタ１００において、それらの室に大気圧又は負圧を導
入するために設けられた第５室１５が可撓性の材料から
なるブーツ９によって簡単に形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、負圧式ブレーキブ
ースタに係り、特に所謂アンチロック機能をも有するこ
の種のブレーキブースタに関する。

【０００２】

【従来の技術】負圧式ブレーキブースタの内部の圧力を
一般的な負圧式ブレーキブースタのそれと異なる様式で
変化させることによって簡単にアンチロック効果が得ら
れるようにするための構成は、本出願人等が先に出願し
た特開平８−１９８０９５号公報に記載されている。負
圧式ブレーキブースタにおいてアンチロック効果を得る
ためには大気圧を導入するための前置室である第５室を
設ける必要があるので、その第５室を形成するために先
願の負圧式ブレーキブースタにおいては、隔壁を備えた
二重構造の後方シェルを設けている。その結果、先願の
負圧式ブレーキブースタは一般的なブレーキブースタよ
りも体積及び重量が若干大きくなるので、それが自動車
の限られた空間に搭載する際には問題になることがあ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術に
おける前述のような問題に対処して、アンチロック効果
を得るための構成において必要な大気圧或いは負圧供給
のための室を設けても、体積及び重量が実質的に大きく
ならないような、改良された負圧式ブレーキブースタを
提供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項
に記載された負圧式ブレーキブースタを提供する。

【０００５】即ち、本発明の負圧式ブレーキブースタに
おいては、ハウジング内の空間が少なくとも１つのパワ
ーピストンによって２室以上に区画され、それらの２室
が外部信号によって流路を切り替える切替弁に接続され
ており、２室に導入される圧力の高低関係が切替弁の作
動によって反転することによりアンチロック動作をする
が、それら２室の一方に大気圧又は負圧を導入するため
に設けられた室の少なくとも１つが、可撓性のある材料
からなるブーツによって形成されていることに特徴があ
る。

【０００６】本発明の負圧式ブレーキブースタは、基本
的にはパワーピストンが１つで、その前後に２つの室が
形成される形式のものであってよいが、タンデム型と言
われるようにパワーピストンが前後２つ、或いはそれ以
上の数だけ設けられている負圧式ブレーキブースタにつ
いても適用することができる。パワーピストンは一般の
ものと同様に可撓性のダイヤフラムによって構成するの
がよいが、それに限らずダイヤフラムと均等のものを使
用することができる。

【０００７】パワーピストンとしてダイヤフラムを使用
する場合に、その周縁部の前後に一対のコンボリューシ
ョン部を設けて、それらによってコンボリューション室
を形成させると、アンチロック動作をする際にダイヤフ
ラムの両側の圧力の高低関係が反転しても、前後のコン
ボリューション部がハウジングの内壁面上を円滑に転動
することによってコンボリューション室が前後方向に自
由に移動することができるので、ダイヤフラムの周縁部
が異常な変形をすることがない。また、切替弁の大気圧
導入口を車室内に連通、開口させておくと、大気圧を与
えるために比較的清浄でダストの少ない車室内の空気が
供給されるので、負圧式ブレーキブースタの作動にトラ
ブルが発生せず、長期間安定に作動させることができ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の具体的な実施形態を図面
に基づいて説明する。図示の実施形態は本発明を、それ
ぞれダイヤフラムからなる２つのパワーピストンを有す
るタンデム型ブレーキブースタに実施した場合の例を示
している。

【０００９】このブレーキブースタ１００のハウジング
は、前方（図１等において左方）に図示していないブレ
ーキを作動させるためのマスタシリンダを取り付ける前
方シェル１と、ハウジングの内部に張設される前方ダイ
ヤフラム２の前方の外周ビード部２ａを前方シェル１の
後端に気密的に組み付けるための前方リング３と、この
前方リング３の後端と共に前方ダイヤフラム２の後方の
外周ビード部２ｂを気密的に組み付ける中央シェル４
と、前方ダイヤフラム２と平行にハウジングの内部に張
設される後方ダイヤフラム５の前方の外周ビード部５ａ
を中央シェル４の後端に気密的に取り付ける後方リング
６と、この後方リング６の後端と共に後方ダイヤフラム
５の後方の外周ビード部５ｂを気密的に組み付け、且つ
後方において図示しない自動車のダッシュボードに取り
付けられる後方シェル７とによって構成されている。こ
れらのシェル１，４，７及びリング３，６はボルト４
１，４２によって一体的に締結されている。

【００１０】前方シェル１、前方リング３、及び中央シ
ェル４によって形成されたハウジングの内部は、そこに
張設された前方ダイヤフラム２と、その両面に接着剤等
によって一体化されたカバー部１０ａとからなる環状の
前方パワーピストン１０によって、前方の第１室１１と
後方の第２室１２とに区画される。また、中央シェル
４、後方リング６、及び後方シェル７によって形成され
たハウジングの内部は、そこに張設された後方ダイヤフ
ラム５と、その両面に接着剤等によって一体化されたカ
バー部１６ａとからなる環状の後方パワーピストン１６
によって、前方の第３室１３と後方の第４室１４とに区
画される。

【００１１】更に、この負圧式ブレーキブースタ１００
にアンチロック機能を持たせるために設けられる第５室
１５は、後方シェル７の後端の中央の突出部分に、可撓
性の材料からなるブーツ、この例ではゴム製でベローズ
状のブーツ９を取り付けることによって、その内部に簡
単に形成される。このブーツ９は、一般的なブレーキブ
ースタに用いられるゴム製のブーツと同じ材質のもの
で、形状もほぼ同じものである。相違点は、このブーツ
９は、後方シェル７に対してバンド９ａを用いて気密的
に取り付けられることと、入力ロッド２９に対してもバ
ンド９ｂを用いて気密的に取り付けられている点だけで
ある。なお、このブーツ９には、一般的なブレーキブー
スタのブーツのように、直接に大気圧を導入するための
穴は設けられていない。また、図示実施形態では、ブー
ツ９が大気圧と負圧との差圧によって変形しないように
複数個のリング状の補強部材９ｃを設けている。

【００１２】前方シェル１にはマスタシリンダを取り付
けるためのボルト１７と、第１切替弁２００に接続する
ための第１ポート１８が設けられている。第１ポート１
８は第１室１１に開口している。また、後方シェル７に
は、このブレーキブースタ１００を車体に取り付けるた
めのボルト１９と、第２切替弁３００に接続するための
第２ポート２０が設けられる。第２ポート２０はブーツ
９の内部の第５室１５に開口している。

【００１３】前方ダイヤフラム２と後方ダイヤフラム５
は、それぞれ、前方のコンボリューション部２ｄ及び５
ｄのみを設けていた一般的なブレーキブースタと異な
り、前述の先願のものと同様に、更に後方のコンボリュ
ーション部２ｃ及び５ｃをも備えていて、それぞれ対に
なっているコンボリューション部２ｃ，２ｄ及び５ｃ，
５ｄによって、第１室１１、第２室１２、第３室１３、
及び第４室１４から気密的に隔離された袋状空間として
のコンボリューション室２ｅ及び５ｅを形成している。
図２は前方のコンボリューション室２ｅの付近の形状、
構造のみを拡大して示しているが、後方のコンボリュー
ション室５ｅの付近の形状、構造も略同様である。ま
た、コンボリューション室２ｅ及び５ｅは、それぞれ前
方及び後方のリング３及び６に設けられた第３ポート２
１及び第４ポート２２によって、常時ハウジングの外部
の大気に連通して大気圧となっている。

【００１４】ブレーキブースタ１００の中央に装着され
た段付き円筒状のピストン２３は、その前端に前方ダイ
ヤフラム２からなる前方パワーピストン１０をボルト４
０等を用いてシール部材４３を介して気密的に組み付け
ると共に、段部２３ａに後方ダイヤフラム５からなる後
方パワーピストン１６をシール部材４４を介して気密的
に組み付けている。更に、ピストンの小径部２３ｂは、
後方シェル７の内側に設けられたシール部材２４を介し
て、後方シェル７の中央開口７ａに挿入されており、そ
の内部にはバルブ機構２５が組み込まれている。バルブ
機構２５はバルブプランジャ２７及び筒状バルブ２８等
によって構成されている。また、ピストン２３の大径部
２３ｃは、中央シェル４の内周に設けられたシール部材
２６を介して中央シェル４の中央開口４ａに挿入されて
いる。これら２つのシール部材２４，２６によって、ピ
ストン２３はハウジング内部の各室の開口４ａ，７ａを
気密状態を維持しながら前後に摺動することができる。

【００１５】ピストン２３の前方内部にはリアクション
ディスク３５と出力ロッド３６が取り付けられている。
出力ロッド３６は、図示しないマスタシリンダのピスト
ンと係合するもので、その後端はリアクションディスク
３５と共にピストン２３内に収容される。また、ピスト
ン２３と前方シェル１との間にはスプリング３７が設け
られ、このスプリング３７によってピストン２３が後方
へ付勢されている。

【００１６】更に、ピストン２３の小径部２３ｂの内部
後方には、入力ロッド２９が、バルブプランジャ２７の
中心の延長線上においてそれと一体に、或いはそれと衝
合する別体のものとして設けられて、ブーツ９の中央開
口９ｄに気密的に挿入されることによって支持されてい
る。なお、入力ロッド２９の左端は、前述の先願におけ
る実施形態と同様に、図示しないサイドピストンを介し
てバルブプランジャ２７の右端と衝合するように構成す
るとか、入力ロッド２９を摺動可能に挿通させて支持す
る図示しないリングを、ピストンの小径部２３ｂ内の筒
部に挿入して設けてもよい。

【００１７】バルブ機構２５内のバルブプランジャ２７
は、運転者が操作する図示しないブレーキペダルの移動
により、入力ロッド２９を介してピストン２３内で軸方
向に摺動する。また、ブレーキペダルが操作されていな
いときは、圧縮スプリング３８の付勢力と、ピストン２
３の小径部２３ｂ内に設けられたスリット２３ｆ内に組
み込まれているストッパ３０によって、図１に示すよう
な初期位置に止められている。筒状バルブ２８は、バル
ブプランジャ２７或いは入力ロッド２９と同じ軸線上に
おいてピストン２３の筒部内に摺動可能に組み付けられ
ると共に、圧縮スプリング３１によって前方へ付勢され
ていて、入力ロッド２９の軸方向移動に応じて僅かに移
動してバルブプランジャ２７のフランジ部２７ａ、或い
はピストン２３内の内孔段部２３ｅのいずれかに選択的
に係合するようになっている。

【００１８】このバルブ機構２５において、図１に示す
状態のように、筒状バルブ２８がバルブプランジャ２７
のフランジ部２７ａに係合し、且つ内孔段部２３ｅから
離れているとき（運転者がブレーキペダルを踏んでいな
いとき、及びペダルを戻したとき）には、ピストン２３
に設けられた通孔３２、ピストン内孔２３ｄ、スリット
２３ｆ、及び通孔３３を通じて、第１室１１、第２室１
２、第３室１３、及び第４室１４が全て連通しており、
第５室１５だけがそれら４つの室に対して連通していな
い状態になっている。

【００１９】これに対して、運転者がブレーキペダルを
踏み込んだときは、入力ロッド２９の移動によってバル
ブプランジャのフランジ部２７ａが筒状バルブ２８から
離れると共に、筒状バルブ２８も僅かに前方へ移動して
ピストン２３の内孔段部２３ｅに係合するので、通孔３
３、ピストン内孔２３ｄ、筒状バルブ２８の内孔２８
ａ、スリット２３ｆ、及び通孔３４を通じて、第２室１
２と第４室１４が第５室１５に連通する。なお、第１室
１１と第３室１３は通孔３２を通じて常時連通してお
り、また、それらは第１ポート１８とも常時連通してい
るが、筒状バルブ２８が内孔段部２３ｅに係合している
ため、それらは第２室１２、第４室１４、及び第５室１
５とは連通していない。

【００２０】第１切替弁２００は、第１ポート１８を介
して第１室１１へ、エンジン６００の運転状態において
発生する吸気負圧と、別に取り入れた大気圧のいずれか
を切り替えて導入するためのもので、アンチロック動作
をしていない通常の運転状態では図１に示すように負圧
を導入するようになっている。これと反対に、第２切替
弁３００は第２ポート２０を介して第５室１５へ、大気
圧とエンジン６００の吸気負圧のいずれかを切り替えて
導入するためのもので、通常は図１に示すように大気圧
を導入するようになっている。なお、図示実施形態の場
合は、第１切替弁２００及び第２切替弁３００の各大気
圧導入ポートが適当な管路によって自動車の車室内に連
通、開口しており、車室内からダストの少ない空気を導
入するようになっている。

【００２１】なお、図示実施形態において使用されてい
るコントローラ５００はマイクロプロセッサ等を内蔵す
る電子式制御装置であって、自動車の前後の車軸に取り
付けられた車輪速センサ４００が検出する車輪速信号
と、エンジン６００の出力回転数の信号を受け入れて、
それらを比較し、自動車の各車輪のブレーキがロック状
態にないかどうかを走行中は絶えず監視しており、ロッ
ク状態にあると判定したときは第１切替弁２００と第２
切替弁３００によって流路を切り替えて、各室に導入す
る負圧と大気圧を反転させることができるようになって
いる。

【００２２】図示実施形態の負圧式ブレーキブースタ１
００はこのような構成を備えているので、アンチロック
動作をしていない通常の運転状態では、図１に示すよう
に、第１切替弁２００が負圧を第１ポート１８へ導入す
ると共に、第２切替弁３００が大気圧を第２ポート２０
へ導入するようになっている。従って、運転者がブレー
キペダルを踏み込んでいないときは、前後のパワーピス
トン１０及び１６の前方室である第１室１１及び第３室
１３のみならず、後方室である第２室１２及び第４室１
４にも負圧が導入されているので、パワーピストン１０
及び１６の前後の圧力がそれぞれ等しくなって、図１に
示す初期の状態にあり、ブレーキブースタ１００が出力
ロッド３６に対して何らの出力をも生じることがない。

【００２３】図１に示すような初期状態において運転者
がブレーキペダルを踏み込むと、入力ロッド２９が前方
（図中で左方）へ移動し、前述のように、ピストン２３
内の筒状バルブ２８が内孔段部２３ｅに係合すると共に
バルブプランジャ２７のフランジ部２７ａから離れる。
それによって、パワーピストン１０及び１６の後方の室
である第２室１２及び第４室１４は第１室１１との連通
を遮断され、代わりに第５室１５と連通してそれから大
気圧が導入される。その結果、パワーピストン１０及び
１６の前方は負圧、後方は大気圧となって前後に差圧が
発生するので、パワーピストン１０及び１６と、それら
に結合しているピストン２３は差圧によって前方へ移動
して、マスタシリンダのピストンを押す大きな力が発生
する。この力は、入力ロッド２９に加えられた運転者の
ブレーキ操作力に対する助成力となり、これらの合力に
よってマスタシリンダは大きな油圧を発生する。

【００２４】このとき、前後のダイヤフラム２及び５の
コンボリューション室２ｅ及び５ｅには、第３ポート２
１及び第４ポート２２を通じて常時大気圧が導入されて
いるために、コンボリューション室２ｅ及び５ｅ内の大
気圧と、第１室１１及び第３室１３内の負圧との差圧
は、前方のコンボリューション部２ｄ及び５ｄによって
受けられるので、前方のコンボリューション部２ｄ及び
５ｄと、後方のコンボリューション部２ｃ及び５ｃがい
ずれも円滑にハウジングの内壁面上を転動することがで
き、それによって前後のコンボリューション室２ｅ及び
５ｅが円滑に前後に移動することができる。

【００２５】もし、路面の摩擦係数に対してブレーキ操
作力が大きすぎて車輪がロックするという状態になる
と、このブレーキブースタ１００は自動的にアンチロッ
ク動作を行う。即ち、車輪速センサ４００の信号を処理
することによってコントローラ５００が車輪のロック傾
向を検知すると、第１切替弁２００を作動させて流路を
切り替えることにより、第１室１１とそれに連通してい
る第３室１３に大気圧を導入させる。同時に、第２切替
弁３００も作動させて流路を切り替えることにより第５
室１５と、ブレーキペダルを踏み込んでいる状態ではそ
れに連通している第２室１２及び第４室１４へ負圧を導
入させる。それによって、パワーピストン１０及び１６
の前後の圧力状態は前述の通常の運転状態の場合とは逆
になり、パワーピストン１０及び１６とピストン２３
は、入力ロッド２９に作用する運転者のブレーキ操作力
とは反対の方向の力を発生するので、マスタシリンダの
ブレーキ油圧が減圧される。

【００２６】このときは、第２室１２及び第４室１４に
導入されている負圧と、前後のダイヤフラム２及び５の
コンボリューション室２ｅ及び５ｅに常時作用している
大気圧との間に差圧が生じるが、今度はこの差圧が後方
のコンボリューション部２ｃ及び５ｃによって受けられ
るので、前述の場合と同様に、後方のコンボリューショ
ン部２ｃ及び５ｃと、前方のコンボリューション部２ｄ
及び５ｄがいずれも円滑にハウジングの内壁面上を転動
することができ、それによって前後のコンボリューショ
ン室２ｅ及び５ｅが円滑に前後方向に移動することがで
きる。従って、一般的なブレーキブースタにおいてアン
チロック動作をさせた場合のように、前後のダイヤフラ
ム２及び５が異常な変形をするというような恐れがな
い。

【００２７】そして、車輪速センサ４００の信号によっ
てコントローラ５００が車輪のロック状態の回復を検知
すると、第１切替弁２００と第２切替弁３００をそれぞ
れ図１に示す状態に戻すので、第１室１１と第３室１３
には再び負圧が導入されると共に、第２室１２と第４室
１４には大気圧が導入されて、ブレーキブースタ１００
は運転者のブレーキ操作力を助成するようになり、ブレ
ーキ油圧の再増圧が行われる。以上の作動を短時間の周
期で反復することにより、ブレーキブースタ１００は自
動的にアンチロック効果を奏することができ、自動車の
安全を確保することができる。

【００２８】特に、本発明の実施形態においては、通常
の運転状態では第２室１２及び第４室１４へ大気圧を導
入するために、またアンチロック動作状態ではそれらの
室へ負圧を導入するために設けられた第５室１５が、先
願のブレーキブースタと違って後方シェル７を二重構造
とすることなく、単にピストン２３の小径部２３ｂにブ
ーツ９を被せただけの簡単な構造として形成されている
ので、先願のブレーキブースタに比べて体積や重量、更
にはコストを低減させることができる。

【００２９】また、図示実施形態においては、第１切替
弁２００及び第２切替弁３００の大気圧導入口を、エン
ジンルームに対して隔壁７００によって仕切られている
車室内に導通、開口させて、車室内から大気圧を導入し
ているので、エンジンルーム内から大気圧を導入する場
合よりもブレーキブースタ１００内へのダストの侵入量
が減少し、長期間にわたってブレーキブースタ１００が
円滑な作動状態を保持することができる。

【００３０】なお、図示実施形態のブレーキブースタ１
００は、前後２つのパワーピストン１０及び１６を用い
るタンデム型のものとなっているが、本発明をそれ以外
の形式、即ち、シングル型のブレーキブースタ等にも適
用することができることは説明を要しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す断面図である。

【図２】ダイヤフラムのコンボリューション室付近を拡
大して示す断面図である。

【図３】大気圧と負圧を切り替えて導入する所謂第５室
を形成するためのブーツの付近を拡大して示す断面図で
ある。

【符号の説明】

２…前方ダイヤフラム ２ｃ，２ｄ…コンボリューション部 ２ｅ…コンボリューション室 ５…後方ダイヤフラム ５ｃ，５ｄ…コンボリューション部 ５ｅ…コンボリューション室 ７…後方シェル ９…ブーツ ９ｃ…リング状の補強部材 １０…前方パワーピストン １０ａ…カバー部 １１…第１室 １２…第２室 １３…第３室 １４…第４室 １５…第５室 １６…後方パワーピストン １６ａ…カバー部 １８…第１ポート ２０…第２ポート ２３…ピストン ２３ｂ…ピストンの小径部 ２３ｃ…ピストンの大径部 ２３ｄ…ピストン内孔 ２３ｅ…内孔段部 ２３ｆ…スリット ２５…バルブ機構 ２７…バルブプランジャ ２７ａ…フランジ部 ２８…筒状バルブ ２９…入力ロッド ３６…出力ロッド １００…タンデム型ブレーキブースタ（実施形態） ２００…第１切替弁 ３００…第２切替弁 ７００…隔壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新海 博之 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジング内の空間が少なくとも１つの
   パワーピストンによって２室以上に区画されており、前
   記２室が外部信号によって切り替え作動をする切替弁に
   接続されていることによって、前記２室に導入される圧
   力が切り替えられて前記２室の間の圧力の高低関係が反
   転し、それによって運転者のブレーキ操作力に対する助
   成力の作用方向が反転してアンチロック動作をするブレ
   ーキブースタにおいて、前記２室の一方に大気圧又は負
   圧を導入するために設けられた室の少なくとも１つが、
   可撓性の材料からなるブーツによって形成されているこ
   とを特徴とする負圧式ブレーキブースタ。
2. 【請求項２】 パワーピストンが前後２つ設けられてタ
   ンデム型となっていることを特徴とする請求項１に記載
   された負圧式ブレーキブースタ。
3. 【請求項３】 前記パワーピストンがダイヤフラムから
   なることを特徴とする請求項１又は２に記載された負圧
   式ブレーキブースタ。
4. 【請求項４】 前記ダイヤフラムが周縁部にコンボリュ
   ーション室を形成する前後一対のコンボリューション部
   を備えていることを特徴とする請求項３に記載された負
   圧式ブレーキブースタ。
5. 【請求項５】 少なくとも１つの前記切替弁の大気圧導
   入口が車室内に通じていることを特徴とする請求項１な
   いし４のいずれかに記載された負圧式ブレーキブース
   タ。