JPS5945538B2

JPS5945538B2 - 負圧式倍力装置

Info

Publication number: JPS5945538B2
Application number: JP55126996A
Authority: JP
Inventors: 博生竹内; 信昭鉢呂; 義久宮崎
Original assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Priority date: 1980-09-12
Filing date: 1980-09-12
Publication date: 1984-11-07
Also published as: GB2086504A; GB2086504B; JPS5751557A; US4522108A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、主として自動車のブレーキマスクシリンダを
負圧力を以て倍力作動する負圧式倍力装置、特にブース
タシェル内部を、それに前後往復動自在に収容したブー
スタピストンにより負圧源に連なる第１作動室と、制御
弁を介して前記第１作動室または大気との連通を切換え
制御される第２作動室とに区画し、前記ブースタピスト
ンに進退自在に対設した入力杆の前進時、それに前記ブ
ースタピストンを追従作動させるための気圧差が前記両
作動室に生じるように、前記入力杆を前記制御弁に連結
した負圧式倍力装置の改良に関する。

一般に、かかる倍力装置の゛自動車への装着状態では、
ブースタシェルがその後壁を車体に固着され、その前壁
でマスクシリンダを支持するので、倍力装置を作動して
マスクシリンダの油圧室に油圧を発生させたとき、その
油圧によりマスクシリンダにかかる前方スラスト荷重は
ブースタシェルを介して車体に支承される。

したがって、ブースタシェルは上記スラスト荷重に耐え
得る充分な剛性を持たなければならないことから従来で
はこれを肉厚の比較的厚い鋼板やＡ１合金等より構成し
ているが、その重量が可成り大きくなる点に問題がある
。

そこで、ブースタシェルの前、後両壁間を、ブースタピ
ストンを貫通するタイロッドを介して連結し、そのタイ
ロッドにより前記スラスト荷重を車体に伝達するように
してブースタシェルの軽量化を図ることが最近提案され
ている。

−この場合、ブースタピストンの作動を妨げずに、その
ピストンにおけるタイロッド貫通孔を効果的にシールす
る手段として伸縮自在の蛇腹状ブーツの使用が考えられ
るが、蛇腹状ブーツは一般に曲げ剛性が極めて弱いため
、特にブーツ中央部が撓んでタイロッド上側面に接触す
る傾向があり、その接触によれば蛇腹ブーツは伸縮時、
タイロッドと摺擦してその耐久性が損われる惧れがある
。

本発明は、上記にかんがみ提案されたもので、第１、第
２作動室間の気圧差により蛇腹状ブーツに常に膨張傾向
を与えるようにしてそのブーツの曲げ剛性を高め、それ
によりタイロッドとの接触を防止してブーツの耐久性を
確保し得るようにした前記倍力装置を提供することを目
的とする。

以下、図面により本発明の一実施例について説明すると
、第１図において負圧式倍力装置Ｓのブースタシェル１
は軽量な薄肉鋼板または合成樹脂より成形された前後一
対の椀状体ＩＦ、ＩＲよりなり、その後部椀状体１Ｒの
開口部に円周上等間隔に突設された複数の爪片１ａを前
部椀状体１Ｒの開口部に円周上等間隔に形成された複数
の切欠き１ｂに係合させて両腕状体ＩＦ、ＩＲ相互の位
置決めが行われ、そして両腕状体ｌＦ、ｌＲはそれらの
前後対向壁間を一本または複数本のタイロッド３０を介
して連結される。

このブースタジェル１とタイロッド３０との連結構造に
ついては後述する。

ブースタシェル１の内部は、それに前後往復自在に収容
したブースタピストン２と、その後面に接するゴム等の
可撓材料より成形されたピストンダイヤフラム３とによ
り前部の第１作動室Ａと後部の第２作動室Ｂとに区画さ
れる。

上記ピストンダイヤフラム３は全体として環状をなし、
その内、外画外周縁には環状ビー）３ａ。

３ｂをそれぞれ一体に形成し、外周側ビート３ａを前記
両腕状体ＩＦ、ＩＲの結合部に形成した環状溝１ｃに、
また内周側ビート３ｂをブースタピストン２後面の環状
溝２ａにそれぞれ嵌着する。

前記第１作動室Ａは負圧導入管４を介して負圧源である
内燃機関の吸気マニホールド（図示せず）内に常時連通
し、前記第２作動室Ｂは後述する制御弁５を介して第１
作動室Ａまたはブースタシェル１の後方延長筒１ｄの端
壁１ｅに開口する大気導入口６に交互に連通切換え制御
されるようになっている。

ブースタピストン２は第４作動室Ａに縮設された戻しば
ね１により常時後退方向、即ち第２作動室Ｂ側に弾発さ
れ、その後退限はピストンダイヤフラム３の背面に隆起
形成した突起３ｅがブースタシェル１後壁内面に当接す
ることにより規制される。

ブースタピストン２およびピストンダイヤフラム３には
、タイロッド３０を貫通させる透孔３１゜３２をそれぞ
れ設け、透孔３２は、ブースタピストン２より離間可能
なピストンダイヤフラム３の前面に開口させ、この透孔
３２の周縁には環状ビビード３ｃを一体に形成する。

ブースタピストン２には、その中心部後面から軸方向に
突出する弁筒８を一体に形成し、これを前記延長筒１ｄ
に設けた平軸受９に摺動自在に支承させると共にその後
端を前記大気導入口６に向って開放する。

弁筒８内には制御弁５を次のように構成する。

即ち、弁筒８の前部内壁に環状の第１弁座１０□を形成
し、弁筒８の前部には、入力杆１１に連結されてその前
端部を構成する弁ピストン１２を摺合し、この弁ピスト
ン１２後端に前記第１弁座１０□に囲繞される環状の第
２弁座１０２を形成する。

弁筒８の内壁には、両端を開放した筒状の弁体１３の基
端部１３ａを弁筒８に嵌着される弁体保持筒１４を介し
て挟止する。

この弁体１３はゴム等の弾性材より形成されたもので、
その基端部１３ａから薄肉のダイヤフラム１３ｂが半径
方向内方へ延出上、その内周端に厚肉の弁部１３Ｃが連
設されており、その弁部１３ｃを前記第１および第２弁
座１０．．１０□と対向させる。

而して弁部１３Ｃはダイヤフラム１３ｂの変形により前
後に移動でき、そして弁体保持筒１４の前端面に当接す
ることもできる。

弁部１３ｃには環状の補強板１５を埋設し、これに弁部
１３Ｃを両弁座１００，１０□に向って付勢すべく弁ば
ね１６を作用させる。

第１弁座１０、の外側部はブースタピストン２の通孔１
１を介して第１作動室Ａに、また第１および第２弁座１
０□、１０２の中間部は別の通孔１８を介して第２作動
室Ｂに、また第２弁座１０□の内側部は弁体１３内部を
介して大気導入口６にそれぞれ連通ずる。

ブースタピストン２には、その前面中心部に開口する大
径孔１９と、その大径孔１９の奥部端面に開口する小径
孔２０とを設け、その大径孔１９にその奥よりゴム等よ
りなる弾性ピストン２１およびそれと同径の出力ビスト
ン２２を順次摺合し、また小径孔２０には弾性ピストン
２１より小径の反動ピストン２３を摺合し、さらに小径
孔２０には前記弁ピストン１２の前端面から突出する小
軸１２ａを突入させて反動ピストン２３の後端面に対向
させる。

出力ビストン２２は前方に突出する出力杆２２ａを一体
に有する。

入力杆１１は戻しばね２４により常時後退方向へ弾発さ
れ、その後退限は、入力杆１１に螺合して取付けた可動
ストッパ板２５が後方延長筒１ｄの端壁１ｅの内側に当
接することにより規制される。

而して可動ストッパ板２５を回転すれば、それと入力杆
１１との螺合位置が変わるので入力杆１１の後退限を前
後に調節することができる。

その調節後の可動ストッパ板２５の固定は、同じく入力
杆１１に螺合したロックナツト２６の緊締により行われ
る。

可動ストッパ板２５にはこれが前記大気導入口６を閉塞
しないように通気孔２１を穿設する。

弁筒８の外端開口部には大気導入口６からの導入空気を
浄化し、且う入力杆１１の作動を妨げないように変形し
得るフィルタ２８．２９を装着する。

次にタイロッド３０とブースタシェル１との連結構造に
ついて説明する。

タイロッド３０には、ブースタシェル１前壁を貫通して
その前方へ突出する取付ボルト３３を一体に形成し、ま
たブースタシェル１前壁の内面に当接するばね受板３４
を固着する。

そしてブースタシェル１前面に重ねたブレーキマスクシ
リンダＭの取付フランジ３６に上記取付ボルト３３を貫
通し、その先端にナツト３５を螺合緊締することにより
タイロッド３０、ばね受板３４、ブースタシェル１前壁
および取付フランジ３６の四者を一体に連結する。

その際、ボルト３３を囲繞するようにばね受板３４の前
面に形成された環状溝３１に環状シール部材３８を装填
して、それをボルト３３、ばね受板３４およびブースタ
シェル１前壁内面の３者に気密に接触させる。

このように環状シール部材３８を配設すると、１個の環
状シール部材３８により、ブースタシェル１の前壁内面
とばね受板３４問およびばね受板３４とボルト３３間の
二経路の漏洩を防止することができる。

ばね受板３４は前記戻しばね１の固定端を支承するもの
で、戻しばねγの弾発力をタイロッド３０に負担させて
ブースタシェル１への負担を取除くことができる。

さらに、タイロッド３０には、ブースタシェル１後壁を
貫通してその後方に突出する取付ボルト３９と、ブース
タシェル１後壁の内面に当接する段付フランジ４１とを
一体に形成し、ブースタシェル１後壁の内面に溶接して
固着した支筒４３に上記晟付フランジ４１を嵌入し、そ
れの抜止め環４２を支筒４３に係止することによりタイ
ロッド３０とブースタシェル１後壁とを一体に連結する
。

その際、段付フランジ４１の小径部と支筒４３間の環状
溝４４に環状シール部材４５を装填する。

上記取付ボルト３９は、これを自動車の車室前部壁Ｗに
貫通し、その先端にナツト４０を螺合緊締することによ
りタイロッド３０を車室前部壁Ｗに固着する。

かくしてブースタシェル１はタイロッド３０を介して車
室前部壁Ｗに取付けられ、またブレーキマスクシリンダ
Ｍはタイロッド３０を介してブースタシェル１に支持さ
れる。

タイロッド３０が貫通するブースタピストン２の透孔３
１と、そのピストン２の作動を妨げないようにシールす
るためにブースタピストン２とタイロッド３０との間に
シール手段を施す。

そのシール手段は、ゴム等の弾性材より形成された伸縮
自在の蛇腹状ブーツ４６より構成され、これにより第１
作動室Ａにおいてタイロッド３０外周を囲繞し、その前
端４６ａをタイロッド３０前端部外周の環状溝４１に、
またその後端４６ｂをブースタピストン２の透孔３１に
それぞれ密に嵌着する。

そして蛇腹状ブーツ４６の後端４６ｂとピストンダイヤ
フラム３の前言印潤状ビード３Ｃ前面とを離間可能に密
着させて透孔３２をブーツ４６によりシールする。

而して、蛇腹状ブーツ４６の内部はピストンダイヤフラ
ム３の透孔３２を介して第２作動室Ｂに常時連通ずる。

車室において、倍力装置Ｓの入力杆１１の後端には、固
定ブラケット５０に枢支５１されるブレーキペダル５２
を調節連結金具５３を介して連結する。

５４はブレーキペダル５２を後方へ付勢する戻しばねで
ある。

ブレーキマスクシリンダＭのシリンダ本体５５後端部は
ブースタシェル１前壁を貫通して第１作動室Ａ内にこれ
を突入させ、そのシリンダ本体５５内の作動ピストン５
６の後端に倍力装置Ｓの出力杆２２ａを対向させる。

次にこの実施例の作用について説明すると、組立て工程
においてブレーキマスクシリンダＭと倍力装置Ｓとを連
結した際には一般に第３図に示すように、ブースタピス
トン２は突起３ｅ’がブースタシェル１の後壁内面に当
接する後退限に位置し、第１弁座１０□と弁部１３Ｃ間
に間隙ｇ１が生じ、また作動ピストン５６と出力杆２２
ａ間に間隙ｇ２が生じる。

そこで、先ず負圧導入管４を負圧源に接続して第１作動
室Ａに負圧を導入した状態で入力杆１１に対する可動ス
トッパ板２５を前述の調節要領で徐々に後方へずらし、
その反作用で入力杆１１を徐々に前進させることにより
、前記間隙ｇ１２ｇ２を排除し、しかる後可動ストッパ
板２５の取付位置をロックナツト２６により固定する。

この間の作動を説明すると、可動ストッパ数。

２５の取付は位置の移動による入力杆１１の前進により
、弁部１３Ｃが弁ばね１６の弾発力により追従して第１
弁座１０□に着座し、両作動室Ａ、Ｂの連通が断たれ、
まず間隙ｇ１が排除される。

更に入力杆１１を前進させると、第２弁座１０２が、
飛口３ｃから離れるので、第２作動室Ｂが通孔１８およ
び弁体１３内部を介して大気導入口６に連通し、フィル
タ２８，２９で濾過された大気が第２作動室Ｂに導入さ
れ、その結果、第２作動室Ｂが第１作動室Ａよりも高圧
となり、それらの気Ｊ圧着によりブースタピストン２
が戻しばねγに抗して前方へ作動して出力杆２２ａを前
進させ、出力杆２２ａが作動ピストン４８に軽く接触し
たとき、即ち上記間隙ｇ２が排除されたとき、可動スト
ッパ板２５を入力杆１１に固定して入力杆１１４の前進
を停める。

この間に弁部１３Ｃは、第１弁座１０□に着座したまま
ブースタピストン２の前進作動に追従して第２弁座１０
２に着座する。

その結果制御弁５は、第１図に示すように、第２作動室
Ｂに第１作動室Ａ内より若干高い気圧を残留させたまま
で中立状態に、即ち第２作動室Ｂを第１作動室Ａおよび
大気のいずれとも連通させない状態に保持される。

この場合、ブースタピストン２に加わる力の釣合いは、
両作動室Ａ、Ｂ間の気圧差によるブースタピストン２の
前進力と戻しばね１の戻し力との釣合いであり、この状
態でのブースタピストン２および入力杆１１の停止位置
がそれぞれの通常の後退位置となる。

上記両作動室Ａ、Ｂ間の気圧差は、蛇腹状ブーツ４６に
膨張傾向を与えるもので、これによりブーツ４６の曲げ
剛性が高められるため、その中央部が撓んでタイロッド
３０に接触することが防止される。

車両の制動時には、ブレーキペダル５２を踏込み、入力
杆１１および弁ピストン１２を前進させれば、第２弁座
１０２は弁部１３Ｃから離れて第２作動室Ｂを通孔１８
および弁体１３内部を介して大気導入口６に連通させる
。

したがって、第２作動室Ｂには大気が素早く導入され、
該室Ｂが第１作動室Ａよりも高圧となり、両室Ａ、Ｂ間
に生じる気圧差によりブースタピストン２が戻しばねγ
に抗して前進作動して、弾性ピストン２１を介して出力
杆２２ａを前進させ、それと接触状態にある作動ピスト
ン５６を直ちに前方へ、駆動し、ブレーキマスクシリン
ダＭをブレーキペダル５２の踏込みに遅れなく作動させ
ることができる。

この作動ピストン５６の駆動時は前述のようにシリンダ
本体５５に前方へのスラスト荷重が作用するが、その荷
重はタイロッド３０を介して車体、即ち車室前部壁Ｗに
伝達し、支承される。

したがってブースタシェル１には上記荷重は作用しない
。

一方、弁ピストン１２の小軸１２ａはその前進により反
動ピストン２３を介して弾性ピストン２１に当接すると
、出力杆２２ａの作動反力による弾性ピストン２１の反
動ピストン２３側への膨出変形により前記反力の一部が
弁ピストン１２を介してブレーキペダル５２側にフィー
ドバックされ、それにより操縦者は出力杆２２ａの出力
、即ち制動力を感知することができる。

次に、ブレーキペダル５２の踏込み力を解放すると、弁
ピストン１２にかかる前記反力および戻しばね２４の弾
発力ｌこより入力杆１１が後退して可動ストッパ板２５
が端壁１ｅに当接する正規の後退限に保持され、それに
伴い弁部１３ｃが第４弁座１０１から離れて両作動室Ａ
、Ｂ間が連通される。

そして両作動室Ａ、Ｂ間の気圧差がなくなれば、ブース
タピストン２は戻しばね１の弾発力で素早く後退し、第
１図の通常後退位置を僅かに過ぎて第１弁座１０、を弁
部１３ｃに係合させると共にその弁部１３ｃを第２弁座
１０□か、ら僅かに離間させ、第２作動室Ｂに大気圧を
導入する。

その結果ブースタピストン２は、制御弁５が中立状態に
なるまで前進し、前述の力の釣合により停止する。

次に、第」作動室Ａに負圧が蓄えられていない状態でブ
レーキペダル５２を踏込み、ブースタピストン２を前進
させた場合には第１作動室Ａの空気が管路抵抗等により
負圧源側へ充分に排出されないため、第１作動室Ａの残
留空気が圧縮されるが、第１作動室Ａの気圧が第２作動
室Ｂのそれよりも高くなれば第１作動室Ａの残留空気の
一部はブースタピストン２後面とピストンダイヤフラム
前面との間に進入し、それの環状ビート３ｃをブーツ後
端４６ｂから離間させるので、そこに生じる間隙および
ピストンダイヤフラム３の透孔３２を介して両作動室Ａ
、Ｂが連通ずる。

したがって、間隙および透孔３２を通して両作動室Ａ、
Ｂの気圧が相互に素早く均衡するので、ピストンダイヤ
フラム３に過大な後方押圧力が作用してそれを後方に膨
出変形させるような不具合が未然に防止される。

上記の気圧差がなくなれば、環状ビート３ｃはブーツ後
端４６ｃに再び密着する。

以上のように本発明によれば、ピストンダイヤフラムを
貫通してブースタシェルの前、後両壁間を連結するタイ
ロッドの外周を伸縮自在の蛇腹状ブーツで囲繞し、その
ブーツの・一端を前記タイロッドに、またその他端をブ
ースタピストンにそれぞれ固着して前記ブーツ内部を第
２作動室に連通し、入力杆の調節された後退限では第２
作動室に第１作動室より若干高い気圧を導入し、それに
伴い両作動室間に生じる気圧差により前記蛇腹状ブーツ
に膨張傾向を与えるようにしたので、その蛇腹状ブーツ
の曲げ剛性が強くなってその中央部の撓みが抑制され、
したがってタイロッドとの接触が防止されるから、蛇腹
状ブーツの伸縮時それがタイロッドと摺擦して損傷する
ことを未然に回避テキ、そのブーツの耐久性を確保して
ブースタピストンのタイロッド貫通子に即ち透孔を長期
間確実にシールし得るものである。

□図面の簡単な説明第１図は本発明装置の一実施例の縦断側面図、第２図は
そのＨ−■線断面図、第３図は第１図の装置において入
力杆の後退限調節前の状態を示す要部縦断側面図である
。

Ａ・・・・・・第１作動室、Ｂ・・・・・・第２作動室
、Ｓ・・曲倍力装Ｒ１１・・・・・・ブースタシェル、
２・・内・ブースタピストン、３・・山ゼストンダイヤ
フラム、５・・・・・・制御弁、１１・・・・・・入力
杆、３ｏ・・四タイロッド、３２・・・・・・透孔、４
６・・・・・・経膣状ブーツ、４６ａ・・・・・・蛇腹
ブーツの一端としての前端、４６ｂ・・・・・・同ブー
ツの他端としての後端。

Claims

【特許請求の範囲】

１ブースタシェル内部を、それに前後往復動自在に収
容したブースタピストンにより負圧源に連なる第１作動
室と、制御弁を介して前記第１作動室または大気との連
通を切換え制御される第２作動室とに区画し、前記ブー
スタピストンに進退自在に対設した入力杆の前進時、そ
れに前記ブースタピストンを追従作動させるための気圧
差が前記両作動室に生じるように、前記入力杆を前記制
御弁に連結し、前記ブースタシェルの前、後両壁間を前
記ブースタピストンを貫通するタイロッドを介して連結
した負圧式倍力装置においで、前記タイロッドの外周を
囲繞する伸縮自在の蛇腹状ブーツの一端をそのタイロッ
ドに、また他端を前記ブースタピストンにそれぞれ固着
して前記伸縮ブーツ内部を前記第２作動室に連通し、前
記入力杆に、それの後退限を調節し得る可動ストッパ手
段を設け、その入力杆の調節された後退限では、前記第
２作動室に前記第１作動室より若干高い気圧を導入した
状態で前記制御弁を、前記第２作動室が前記第１作動室
および大気のいずれとも連通しない切換中立状態に保持
し、前記両作動室間の気圧差により前記蛇腹状ブーツに
膨張傾向を与えるようにしたことを特徴とする、負圧式
倍力装置。