JPS627018B2 - - 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、特に車体に取付けられる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
ストンと、そのブースタピストンの後面に内周部
を固着すると共に外周部を前記ブースタシエルの
内周面に固着したピストンダイヤフラムとにより
負圧源に連なる前部の第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
制御される後部の第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連結した入力杆の前
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間に生じるよう
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間にそのピストン
の作動を許容するシール手段を設けた負圧式倍力
装置の改良に関する。

上記倍力装置は、出力側から受ける前向きのス
ラスト荷重をタイロツドを介して車体に伝達させ
ることにより、その荷重のブースタシエルへの作
用を回避できるので、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要がなくなり、こ
れを薄肉鋼板、合成樹脂等より成形して、その軽
量化を達成できる利点がある。

一般に、前記ピストンダイヤフラムは、それの
ブースタシエル内周面とブースタピストン外周面
との間に位置する部分を第１作動室側に突出する
ように断面Ｕ字形に折曲げて設置され、このＵ字
形折曲げ部の転動によりブースタピストンの前
進、後退を許容するものである。しかしながら、
負圧源に負圧が発生していないとき、または負圧
源と第１作動室とを連通する管路が故障している
とき等、第１作動室に負圧が蓄えられていない状
態でブレーキペダルを踏込みブースタピストンを
前進させると、第１作動室の空気が管路抵抗等に
よつて負圧源側に十分に排出されず、その結果残
留空気が圧縮されて第１作動室の気圧が第２作動
室のそれよりも高くなり、その気圧差によりピス
トンダイヤフラムが第２作動室側に膨出し、また
そのＵ字形折曲げ部が反転するおそれがある。こ
のような無用な圧力がピストンダイヤフラムに加
わることは、ピストンダイヤフラムの耐久性を低
下させるので好ましくない。

本発明は上記の点に鑑み、第１作動室内に負圧
が蓄えられていない状態で、ブースタピストンの
前進により第１作動室の気圧が第２作動室のそれ
よりも高くなれば、前記タイロツドが貫通するピ
ストンダイヤフラムの透孔を利用して直ちに両作
動室間を連通させ、それらの気圧を均衡させてピ
ストンダイヤフラムに前記のような無用な圧力が
作用するのを回避し得るようにした、簡単有効な
前記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実施例について説明
する。

第１図は第１実施例を示すもので、負圧式倍力
装置Ｓのブースタシエル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１
Ｆ，１Ｒ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に係合させて両椀状体１Ｆ，
１Ｒ相互の位置決めが行われ、そして両椀状体１
Ｆ，１Ｒはそれらの前後対向壁間を一本または複
数本のタイロツド３０を介して連結される。この
ブースタシエル１とタイロツド３０との連結構造
については後述する。

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状体
１Ｆ，１Ｒ間に挾着したゴム等のピストンダイヤ
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。ピストンダイヤフ
ラム３の、ブースタシエル１内周面とブースタピ
ストン２外周面との間に位置する部分は、第１作
動室Ａ側に突出するように断面Ｕ字形に折曲げら
れ、このＵ字形折曲げ部３ａの転動によりブース
タピストン２の前進、後退が許容される。

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、タイロツド３０を貫通させる透孔３
１，３２をそれぞれ形成し、そのピストンダイヤ
フラム３の透孔３２は、ブースタピストン２より
雄間可能なピストンダイヤフラム３の前面３ｃに
開口させる。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１ｃの端壁１ｄ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突起３ｂがブース
タシエル１の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１ｃ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１
０_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、その弁ピストン１２後端に前記第１弁
座１０_１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からの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に、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２１の前端部から突出する
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板２５が後方延長筒１ｃ
の端壁１ｄ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２８，２９を装着す
る。

次に、タイロツド３０とブースタシエル１との
連結構造について説明する。

タイロツド３０には、ブースタシエル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、またブースタシエル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
タシエル１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
によりタイロツド３０、ばね受板３４、ブースタ
シエル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３７
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およびブースタシエル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、ブースタシエル１の前壁内面と
ばね受板３４間およびばね受板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７の固定端を支承するも
ので、戻しばね７の弾発力をタイロツド３０に負
担させてブースタシエル１への負担を無くするこ
とができる。

さらに、タイロツド３０には、ブースタシエル
１後壁を貫通してその後方に突出する取付ボルト
３９と、ブースタシエル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
エル１後壁の内面に溶接して固着した支筒４３に
上記段付フランジ４１を嵌入し、それの抜止め環
４２を支筒４３に係合することによりタイロツド
３０とブースタシエル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４
３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ツド３０を車室前部壁に
固着する。

かくしてブースタシエル１はタイロツド３０を
介して車室前部壁Ｗに取付けられ、またブレーキ
マスタシリンダＭはタイロツド３０を介してブー
スタシエル１に支持される。

タイロツド３０が貫通するブースタピストン２
の透孔３１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蛇腹
状の伸縮ブーツ４６より構成され、そのブーツ４
６の筒部４６ａでタイロツド３０の外周を覆い、
前端４６ｂをタイロツド３０の外周面に形成され
た環状溝４７に嵌着し、一方後端４６ｃを、その
外周面に形成された環状溝４８と透孔３１の前部
内周面に突設された環状突起４９との嵌合により
ブースタピストン２に固着する。そして、伸縮ブ
ーツ４６の後端４６ｃとピストンダイヤフラム前
面３ｃの透孔３２を囲繞する部分とを離間可能に
密着させて透孔３２をシールする。而して、第１
作動室Ａの気圧が第２作動室Ｂのそれよりも高く
なつたときのみ、その気圧差により両者４６ｃ、
３ｃ間に間隙が生じるようになつている。

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。

ブレーキマスタシリンダＭのシリンダ本体５５
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５
５内の作動ピストン５６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、図
示の状態は倍力装置の非作動状態を示すもので、
互いに連結した弁ピストン１２、入力杆１１およ
びブレーキペダル５２は、可動ストツパ板２５が
固定の端壁１ｄに当接する所定の後退位置に戻し
ばね２４のばね力を以て保持され、そして弁ピス
トン１２は第２弁座１０_２を介して弁部１３ｃの
前面を押圧して、これを弁体保持筒１４の前面に
軽く接触させるまで後退させ、それによつて第１
弁座１０_１と弁部１３ｃ間に僅かな間隙ｇを形成
している。このような状態は前記した勧動ストツ
パ板２５の調節により容易に得ることができる。

以上により、エンジン運転中、常に負圧を蓄え
ている第１作動室Ａは通孔１７、間隙ｇおよび通
孔１８を介して第２作動室Ｂと連通し、また弁部
１３ｃの前面開口部は第２弁座１０_２により閉鎖
されるので、第２作動室Ｂには第１作動室Ａの負
圧が伝達して両作動室Ａ，Ｂの気圧が平衡してい
る。したがつてブースタピストン２も戻しばね７
の弾発力を以て図示の後退位置を占める。

いま、車両を制動すべくブレーキペダル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、弁ばね１６により前方へ付勢される弁
部１３ｃは弁ピストン１２に追従して前進する
が、第１弁座１０_１と弁部１３ｃとの間隙ｇが前
述のように極めて狭いので、弁部１３ｃは、直ち
に第１弁座１０_１に着座して両作動室Ａ，Ｂ間の
連通を遮断し、同時に第２弁座１０_２は弁部１３
ｃ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に抗して前進して、弾性ピスト
ン２１を介して出力杆２２ａを前進させるので、
ブレーキススタシリンダＭの作動ピストン５６の
前方へ駆動し、車両に制動がかけられる。この場
合、両作動室Ａ，Ｂ間に生じる気圧差により、ピ
ストンダイヤフラム３の前面３ｃは伸縮ブーツ４
６の後端４６ｃに強く密着するので、両作動室
Ａ，Ｂ間は確実に遮断される。

上記作動ピストン５６の駆動時には前述のよう
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、その荷重はタイロツド３０を介して車
体、即ち車室前部壁Ｗに伝達して支承される。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５２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５２の踏込み力を解放す
ると、先ず弁ピストン１２にかかる前記反力およ
び戻しばね２４の弾発力により入力杆１１が後退
し、これにより第２弁座１０_２を弁部１３ｃに着
座させると共にその弁部１３ｃを弁体保持筒１４
の前面に当接させるので、弁部１３ｃは入力杆１
１の後退力を受けて軸方向に圧縮変形を生じる。
その結果、第１弁座１０_１と弁部１３ｃとの間に
は当初の間隙ｇより大きな間隙が形成されるた
め、その間隙を通して両作動室Ａ，Ｂの気圧が相
互に素早く均衡し、それら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
で後退し、ピストンダイヤフラム３の突起３ｂが
ブースタシエル１の後壁内面に当接して停止す
る。そして、入力杆１１が端壁１ｄに当接したと
き、弁部１３ｃは入力杆１１の後退力から解放さ
れて原形に復元するので、第１弁座１０_１との間
隙を再び小間隙ｇに狭ばめることができる。

第１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
管路抵抗等により吸気マニホールド側へ十分に排
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３ｃとの間に進入し、ピストンダイヤ
フラム前面３ｃの透孔３２を囲繞する部分を伸縮
ブーツ４６の後端４６ｃから離す方向に押圧する
ので、両者３ｃ，４６ｃ間に間隙を生じ、その間
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が連通する。したがつて、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、ピストンダイヤ
フラム前面３ｃは伸縮ブーツ４６の後端４６ｃに
再び密着する。

第２図、第３図はそれぞれ本発明の第２、第３
実施例を示すもので、第２実施例は伸縮ブーツ４
６の後端４６ｃとピストンダイヤフラム３との対
向面の一方に、透孔３２の開口端を囲繞する環状
突起４６ｄを形成した場合、第３実施例は上記環
状突起４６ｄに代えて凸面４６ｅを形成した場合
である。このように構成すると、環状突起４６ｄ
および凸面４６ｅはいずれも他の対向面との密着
面積が狭く、したがつて密着面圧が大きいので、
環状突起４６ｄ等が他方の対向面に喰込むように
密着し、それらの間のシール性を良好にすること
ができる。

以上のように本発明によれば、ピストンダイヤ
フラムと協働してブースタシエル内部を前部の第
１作動室と、後部の第２作動室とに区画するブー
スタピストンと、ブースタシエルの前後両壁間を
連結するタイロツドとの間に設けられるシール手
段を、タイロツドの外周を覆う伸縮ブーツにより
構成し、その伸縮ブーツの前端をタイロツド外周
面に、またその後端をタイロツドに貫通されるブ
ースタピストンの透孔内周面にそれぞれ嵌着し、
タイロツドに貫通されるピストンダイヤフラムの
透孔を、ブースタピストンより離間可能なピスト
ンダイヤフラムの前面に開口させ、伸縮ブーツの
後端とピストンダイヤフラム前面の透孔を囲繞す
る部分とを離間可能に密着させたので、第１作動
室に負圧が蓄えられていないとき、ブースタピス
トンの前進により第１作動室内部が圧縮されて
も、伸縮ブーツ後端とピストンダイヤフラム前面
とが直ちに離間し、ピストンダイヤフラムの透孔
を通じ第１、第２両作動室間を連通させて両作動
室内の気圧を均衡させることができ、したがつて
ピストンダイヤフラムに無用な圧力が作用するの
を回避し、その耐久性を向上させることができ
る。

また、第１作動室に負圧が蓄えられている通常
状態では、ブースタピストン作動時第２作動室の
気圧が第１作動室のそれよりも高くなるので、そ
の気圧差によりピストンダイヤフラム前面を伸縮
ブーツ後端に強く密着させて両作動室間の遮断を
確保することができ、ブースタピストンの作動に
何等支障を与えることはない。

しかも、伸縮ブーツとピストンダイヤフラムと
の離合により両作動室間の連通、遮断を行うよう
にしたので、特別な弁機構が不要で構造が簡単で
ある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明装置の実施例を示すもので、第１
図は第１実施例の縦断側面図、第２および第３図
はそれぞれ第２および第３実施例の要部の縦断側
面図である。 Ａ……第１作動室、Ｂ……第２作動室、Ｓ……
負圧式倍力装置、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、３ｃ……前面、５……制御弁、１１……入力
杆、３０……タイロツド、３１……透孔、３２…
…透孔、４６……シール手段、４６ｂ……前端、
４６ｃ……後端。

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と、そのブー
   スタピストン２の後面に内周部を固着すると共に
   外周部を前記ブースタシエル１の内周面に固着し
   たピストンダイヤフラム３とにより負圧源に連な
   る前部の第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
   れる後部の第２作動室Ｂとに区画し、前記ブース
   タピストン２に進退自在に連結した入力杆１１の
   前進時、それ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、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３０
   を介して連結し、そのタイロツド３０と前記ブー
   スタピストン２間にそのピストン２の作動を許容
   するシール手段を設けた負圧式倍力装置におい
   て、前記シール手段を前記タイロツド３０の外周
   を覆う伸縮ブーツ４６により構成し、その伸縮ブ
   ーツ４６の前端４６ｂを前記タイロツド３０外周
   面に、また後端４６ｃを前記タイロツド３０に貫
   通される前記ブースタピストン２の透孔３１内周
   面にそれぞれ嵌着し、前記タイロツド３０に貫通
   される前記ピストンダイヤフラム３の透孔３２
   を、前記ブースタピストン２より離間可能な前記
   ピストンダイヤフラム３の前面３ｃに開口させ、
   前記伸縮ブーツ４６の後端４６ｃと前記ピストン
   ダイヤフラム前面３ｃの前記透孔３２を囲繞する
   部分とを離間可能に密着させたことを特徴とする
   負圧式倍力装置。