JPS6148451B2 - - Google Patents

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タシ
リンダを負圧力を以て倍力作動する負圧式倍力装
置、特にブースタシエル内部を、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、ブースタシエルがその後壁を車体に固着さ
れ、この前壁でマスタシリンダを支持するので、
倍力装置を作動してマスタ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タシリ
ンダにかゝる前方スラスト荷重はブースタシエル
を介して車体に支承される。したがつて、ブース
タシエ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Al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、ブータシエルの前、後両壁間を、ブー
スタピストンを貫通するタイロツドを介して連結
し、そのタイロツ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エルの軽量化
を図ることが既に提案されており、その場合、ブ
ースタピストンの作動を妨げずに該ピストンとタ
イロツドとの間を気密にシールするためにその間
にローリングダイヤフラムを張設することが考え
られる。ところがローリングダイヤフラムは一般
に反転部を有するので、そのダイヤフラムの、反
転して対向する内、外側部同士が互いに粘着し易
く、その粘着によれば該ダイヤフラムの円滑なロ
ーリング作用が得られなくなつて、ブースタピス
トンをスムーズに前後往復動させることができな
くなるばかりでなく、そのピストンの前後往復動
によつて粘着部が無理に引張られて該ダイヤフラ
ムが破断するおそれがある。

本発明は、上記に鑑み提案されたもので、従来
装置の前記問題、不具合をすべて解消し得る前記
装置を提供することを目的とし、その特徴は、ブ
ースタシエル内部を、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、該入力杆に前記ブースタ
ピストンを追従作動させるための気圧差が前記両
作動室間に生じるように、前記入力杆を前記制御
弁に連結した負圧式倍力装置において、前記ブー
スタシエルの前、後両壁間を、前記ブースタピス
トンを貫通するタイロツドを介して連結し、その
タイロツドと前記ブースタピストンとの間を気密
にシールすべく、中間に反転部を有するローリン
グタイヤフラムの一端を前記タイロツドに、また
その他端を前記ブースタピストンにそれぞれ固着
し、前記入力杆に、該入力杆の後退限を調節し得
る可動ストツパ手段を設け、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
室内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作動室を前記第１作動室および大
気のいずれとも連通させない切換え中立状態に保
持し、前記両作動室間の気圧差により前記ローリ
ングタイヤフラムに膨張傾向を与えるようにした
ことにある。

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Ｓは負圧式倍力装置
で、そのブースタシエル１は前後一対の椀状体１
Ｆ，１Ｒを衝合せ結合して構成され、各椀状体１
Ｆ，１Ｒは軽量な薄肉鋼板または合成樹脂より成
形されている。このブースタシエル１の内部は、
それに前後往復動自在に収容したブースタピスト
ン２と、その後面に内周部を固着すると共に外周
部を前記両椀体１Ｆ，１Ｒ間に挾着したピストン
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。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、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またはブースタシエル１の後方延長筒
１ａの端壁１ｂ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つている。

ブースタピストン２は第１作動室Ａに縮設され
た戻しばね７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リブ３ａがブース
タシエル１の後壁に当接することにより規制され
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１ａ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
つて開放する。

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_１
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１
０、に囲繞される環状の第２弁座１０_２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を介して挾止する。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１
３ａから薄肉のダイヤフラム１３ｂが半径方向内
方へ延出し、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_１，１０_２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１０_１，１０_２に向つて
付勢すべく弁ばね１６を作用させる。

第１弁座１０_１の外側部はブースタピストン２
の通孔１７を介して第１作動室Ａに、また第１お
よび第２弁座１０_１，１０_２の中間部は別の通孔
１８を介して第２作動室Ｂは、また第２弁座１０
_２の内側部は弁体１３内部を介して大気導入口６
にそれぞれ常時連通する。

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ピストン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２
０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。出力ピストン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ツパ手段としての可動ストツ
パ板２５が後方延長筒１ａの端壁１ｂの内側に当
接することにより規制される。而して可動ストツ
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ツ
パ板２５の固定は、同じく入力杆１１に螺合した
ロツクナツト２６の緊締により行われる。可動ス
トツパ板２５には第１、第２図に示すように、こ
れが前記大気導入口６を閉塞しないように通気孔
２７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、且つ入力杆１１の作動を妨げな
いように変形し得るフイルタ３２，３３を装着す
る。

ブースタシエル１の前、後両壁、即ち両椀状体
１Ｆ，１Ｒの対向壁間は、ブースタピストン２お
よびピストンダイヤフラム３を貫通する一本また
は複数本のタイロツド３４を介して連結され、そ
のタイロツド３４が貫通するブースタピストン２
の透孔４６を、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
タイロツド３４との対向周面間には、中間に反転
部３５ａを有するローリングダイヤフラム３５が
張設される。このローリングダイヤフラム３５は
図示例ではピストンダイヤフラム３と共に一体に
成形され、その固定端はタイロツド３４周面の環
状取付溝３６に嵌着される。

タイロツド３４とブースタシエル１との連結構
造を具体的に説明すると、タイロツド３４はブー
スタシエル１前壁を貫通する締付ボルト３７を一
体に有し、そのボルト３７の基部に嵌合固定され
るフランジ部材３８とその先端部に螺合されるナ
ツト３９とにより、ブースタシエル１前壁とその
前面に重ねたブレーキマスタシリンダＭの取付フ
ランジ４０とを挾持する。その際、ボルト３７を
囲繞するようにフランジ部材３８の前面に形成さ
れた環状溝４１に環状シール部材４２を装填し
て、それをボルト３７、フランジ部材３８および
ブースタシエル１前壁の３者に気密に接触され
る。

またタイロツド３４の後端部にはブースタシエ
ル１後壁を貫通する締付ボルト４３を螺入し、そ
のボルト４３上に突設したフランジ４４とタイロ
ツド３４後端に突設したフランジ４５とによりブ
ースタシエル１後壁を挾持する。その際、ボルト
４３を囲繞するようにタイロツド３４のフランジ
４５の後面に形成された環状溝４６に環状シール
部材４７を装填して、それをボルト４３、フラン
ジ４５およびブースタシエル１後壁の３者に気密
に接触させる。

上記締付ボルト４３にはフランジ４４を挾んで
取付ボルト５１が連設されており、それを車室前
部壁Ｗに貫通させ、その先端に螺合されるナツト
５２と前記フランジ４４とにより車室前部壁Ｗを
挾持する。

かくしてブースタシエル１はタイロツド３４を
介して車室前部壁Ｗに取付けられ、またブレーキ
マスタシリンダＭはタイロツド３４を介してブー
スタシエル１に支持される。

車室において、倍力装置Ｓの入力杆１１の後端
には、固定ブラケツト５３に枢支５４されるブレ
ーキペダル５５を調節連結金具５６を介して連結
する。５７はブレーキペダル５５を後方へ付勢す
る戻しばねである。

またブレーキマスタシリンダＭのシリンダ本体
５８後端部はブースタシエル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５８内の作動ピストン５９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タシリンダ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はリブ３ａがブース
タシエル１の後壁内面に当接する後退限に位置
し、第１弁座１０_１と弁部１３ｃ間に間隙g₁が生
じ、また作動ピストン４８と出力杆２２ａ間に間
隙g₂が生じる。

そこで、先ず負圧導入管４を負圧源で接続して
第１作動室Ａに負圧を導入した状態で入力杆１１
に対する可動ストツパ板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g₁，g₂を
排除し、しかる後可動ストツパ板２５の取付位置
をロツクナツト２６により固定する。

この間の作動を説明すると、可動ストツパ板２
５の取付け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_１に着座し、両作動室Ａ，Ｂ
の連通が断され、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１０_２が弁
部１３ｃから離れるので、第２作動室Ｂが通孔１
８および弁体１３内部を介して大気導入口６に連
通し、フイルタ３２，３３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、それらの気圧
差によりブースタピストン２が戻しばね７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
ツパ板２５を入力杆１１に固定して入力杆１１の
前進を停める。この間に弁部１３ｃは、第１弁座
１０_１に着座したまゝブースタピストン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
せたまゝで中立状態に、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
７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、ローリング
ダイヤフラム３５に第１作動室Ａ側への膨張傾向
を与えるもので、これによりローリングダイヤフ
ラム３５の、反転して対向する内、外側部同士は
互いに離間するので、その内、外側部間の粘着を
未然に防止することができる。

車両の制動時には、ブレーキペダル５５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１０_２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。したがつて、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
７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５９を直ちに前方へ駆動し、ブ
レーキマスタシリンダＭをブレーキペダル５５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５９の駆動時は前述のように
シリンダ本体５８に前方へのスラスト荷重が作用
するが、その荷重はタイロツド３４を介して車
体、即ち車室前部壁Ｗに伝達し、支承される。し
たがつてブースタシエル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２
１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５５側にフイードバツクさ
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５５の踏込み力を解放す
ると、弁ピストン１２にかゝる前記反力および戻
しばね２４の弾発力により入力杆１１が後退し
て、可動ストツパ板２５が端壁１ｂ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１弁座１０_１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７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_１を弁部１３ｃに係合させ
ると共にその弁部１３ｃを第２弁座１０_２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。

以上のように本発明によれば、ブースタシエル
の前、後両壁間をブースタピストンを貫通するタ
イロツドで連結したので、負荷側から受ける前方
スラスト荷重をタイロツドに伝達して、その荷重
のブースタシエルへの作用を回避でき、したがつ
てブースタシエルには上記荷重に耐える程高い剛
性を与える必要はないから、これを薄い鋼板、合
成樹脂等により構成することが可能となり、ブー
スタシエル、延いては倍力装置の大幅な軽量化を
達成できる。

また入力杆の後退限を可動ストツパ手段により
調節し得るようにし、その調節後の後退限では制
御弁を中立状態に保持させることにより、第２作
動室内の気圧を第１作動室内のそれよりも若干高
くなるように両室間に気圧差を生じさせ、その気
圧差によりローリングダイヤフラムに膨張傾向を
与えるようにしたので、そのローリングダイヤフ
ラムの、反転して対向する内、外側部同士を互い
に離間状態に保持することができて、その内、外
側部間の粘着を未然に防止でき、従つて、その粘
着時にブースタピストンが前進作動することによ
るローリングダイヤフラムの損傷が未然に防止さ
れるから、その耐久性が著しく向上し、またロー
リングダイヤフラムの円滑なローリング作用を得
てブースタピストンの前後往復動をスムーズに行
わせることができる。

【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−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。 １……ブースタシエル、２……ブースタピスト
ン、３……ピストンダイヤフラム、５……制御
弁、１１……入力杆、２５……可動ストツパ手段
としての可動ストツパ板、３４……タイロツド、
３５……ローリングダイヤフラム、３５ａ……反
転部、Ａ……第１作動室、Ｂ……第２作動室、Ｓ
……負圧式倍力装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ブースタシエル１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２により負圧源
   に連なる第１作動室Ａと、制御弁５を介して前記
   第１作動室Ａまたは大気との連通を切換え制御さ
   れる第２作動室Ｂとに区画し、前記ブースタピス
   トン２に進退自在に対設した入力杆１１の前進
   時、該入力杆１１に前記ブースタピストン２を追
   従作動させるための気圧差が前記両作動室Ａ，Ｂ
   間に生じるように、前記入力杆１１を前記制御弁
   ５に連結した負圧式倍力装置において、前記ブー
   スタシエル１の前、後両壁間を、前記ブースタピ
   ストン２を貫通するタイロツド３４を介して連結
   し、そのタイロツド３４と前記ブースタピストン
   ２との間を気密にシールすべく、中間に反転部３
   ５ａを有するローリングダイヤフラム３５の一端
   を前記タイロツド３４に、またその他端を前記ブ
   ースタピストン２にそれぞれ固着し、前記入力杆
   １１に、該入力杆１１の後退限を調節し得る可動
   ストツパ手段２５を設け、その入力杆１１の調節
   された後退限では、前記第２作動室Ｂに前記第１
   作動室Ａ内より若干高い気圧を導入した状態で前
   記制御弁５を、前記第２作動室Ｂを前記第１作動
   室Ａおよび大気のいずれとも連通させない切換え
   中立状態に保持し、前記両作動室Ａ，Ｂ間の気圧
   差により前記ローリングダイヤフラム３５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。