WO2015060420A1 - 負圧式倍力装置 - Google Patents

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WO2015060420A1
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valve body
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outer peripheral
folded portion
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陽治 井上
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株式会社アドヴィックス
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
    • B60T13/24—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release the fluid being gaseous
    • B60T13/46—Vacuum systems
    • B60T13/52—Vacuum systems indirect, i.e. vacuum booster units
    • B60T13/569—Vacuum systems indirect, i.e. vacuum booster units characterised by piston details, e.g. construction, mounting of diaphragm

Definitions

  • the present invention relates to a negative pressure booster that is a component of a brake device applied to an automobile.
  • a valve body connected to a movable partition wall that divides a housing into a front negative pressure chamber and a rear variable pressure chamber has a shaft hole, and the shaft hole has a shaft hole.
  • a plunger which can move forward and backward in the axial direction with respect to the valve body and moves integrally with the input member, and communicates and blocks the negative pressure chamber and the variable pressure chamber according to the forward and backward movement of the plunger with respect to the valve body.
  • a reaction mechanism in which a valve mechanism including a negative pressure valve and an atmospheric valve for communicating and blocking between the variable pressure chamber and the atmosphere is incorporated, and a front end portion of the plunger and a front end portion of the valve body are engageable with a rear surface;
  • An output member that is engaged with the front surface of the reaction member at the rear end and is movable in the axial direction with respect to the valve body is assembled.
  • the movable partition wall and the valve body are operated in accordance with the operation of the input member.
  • the output member is operated is configured to operate.
  • Such a negative pressure booster is described in, for example, Japanese Patent No. 3528321.
  • the movable partition wall includes an annular rubber diaphragm and an annular metal plate disposed in front of the diaphragm, and the rubber diaphragm
  • the valve is sealed with the housing at an annular outer peripheral bead formed at the outer peripheral edge thereof, and the inner peripheral portion of the plate at the inner peripheral bead formed at the inner peripheral edge of the valve. It is airtightly fixed to the outer periphery of the body. Further, in the rubber diaphragm, between the outer peripheral bead portion and the inner peripheral bead portion, a bent portion that has a curved portion in front and continues to the outer peripheral bead portion at the outer peripheral portion is formed. An annular portion that is continuous with the inner peripheral portion of the folded portion and the inner peripheral bead portion is formed.
  • a valve body connected to a movable partition that divides the inside of the housing into a front negative pressure chamber and a rear variable pressure chamber has a shaft hole, and the shaft body advances and retreats in the axial direction with respect to the valve body.
  • a reaction mechanism in which a valve mechanism having a shut-off atmospheric valve is incorporated, a front end portion of the plunger and a front end portion of the valve body can be engaged with a rear surface, and a front end of the reaction member at a rear end portion
  • An output member that is movable in the axial direction is assembled to the valve body, and the output member is operated by operating the movable partition and the valve body in accordance with the operation of the input member.
  • a vacuum booster which have been made,
  • the movable partition wall includes an annular rubber diaphragm and an annular metal plate disposed in front of the diaphragm, and the rubber diaphragm is formed by an annular outer peripheral bead formed on an outer peripheral edge of the housing.
  • the outer peripheral bead is hermetically fixed to the outer peripheral portion of the valve body together with the inner peripheral portion of the metal plate at an annular inner peripheral bead portion formed on the inner peripheral edge thereof.
  • a folding portion is formed between the outer circumferential bead portion and the inner circumferential bead portion.
  • the folded portion is formed at the outer circumferential portion and is continuous with the outer circumferential bead portion.
  • the inner circumferential portion of the folded portion and the inner circumferential bead The rubber diaphragm is formed in a state where an annular portion connected to the portion is formed and the shape of the folded portion is the shape at the time of operation.
  • the folded portion of the rubber diaphragm since the rubber diaphragm is formed in a state where the shape of the folded portion is the shape at the time of operation, any of the operating states (the shape of the folded portion is formed) In the state of operation in the shape of the hour), the folded portion of the rubber diaphragm receives a load due to the differential pressure, but is difficult to stretch.
  • the negative pressure booster is not operated, the folded portion of the rubber diaphragm is curved as compared with the molded state, but is not subjected to a load due to the differential pressure. Thereby, it is possible to improve the fatigue property of the folded portion in the rubber diaphragm, and to improve the durability of the negative pressure type booster, or an inexpensive rubber material having low fatigue property with the rubber diaphragm. Can be used.
  • the molded shape of the rubber diaphragm is such that the state of the folded portion when the valve body is not in operation is the 0% operating state, and the folded portion when the valve body is in full stroke operation.
  • the state is set to the 100% operating state, it is desirable that the folded portion has a shape in any one of the operating state from the 10% operating state to the 100% operating state.
  • the operating region where the differential pressure acting on the folded portion is small (the operating state of less than 10%) is excluded from the operating region where the molded shape of the rubber diaphragm is set, the improvement in fatigue properties is effective. Can be obtained.
  • the molded shape of the rubber diaphragm is such that the state of the folded portion when the valve body is not operated is the 0% operating state, and the valve body is operated when the valve body is fully stroked.
  • the folded portion In the case where the folded portion is in a 100% operating state, it is desirable that the folded portion has a shape in any one of an operating state from a 10% operating state to a 70% operating state.
  • the operation region with a small differential pressure acting on the folded portion (operation state of less than 10%), and the operation region (70 when the assembly property is deteriorated). Therefore, it is possible to effectively improve the fatigue and secure the assemblability.
  • the rubber diaphragm has the folded portion in a molded state and the outer peripheral bead portion is assembled to the housing.
  • the inner peripheral bead portion of the rubber diaphragm is hermetically fixed to the outer peripheral portion of the valve body together with the inner peripheral portion of the metal plate. It is desirable to advance the valve body by a predetermined amount from the non-actuated position. In this case, the outer peripheral bead portion can be easily assembled to the housing without unnecessarily deforming the outer peripheral bead portion.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a negative pressure booster according to the present invention.
  • a power piston P having a movable partition 20 and a valve body 30 in a housing 10 is provided in the front-rear direction.
  • the housing 10 is divided into a front negative pressure chamber R1 and a rear variable pressure chamber R2 by a movable partition 20.
  • the housing 10 includes a front shell 11 and a rear shell 12 and is airtightly provided on the front shell 11 so that the negative pressure chamber R1 is always in communication with a negative pressure source (for example, an intake manifold of an engine not shown).
  • a negative pressure introducing pipe 13 is provided.
  • the housing 10 is fixed to a stationary member, that is, a vehicle body (not shown) by a plurality of mounting bolts 14 that airtightly penetrate the rear shell 12, and a plurality of mounting bolts 15 that airtightly penetrate the front shell 11. Is configured to support the brake master cylinder 100.
  • the brake master cylinder 100 is a known one and is airtightly assembled to the front shell 11 at the rear end of the cylinder body 101. Further, the piston 102 of the brake master cylinder 100 protrudes rearward from the cylinder body 101 and enters the negative pressure chamber R1, and is pushed forward by a tip portion (not shown) of an output shaft 55 described later. It is configured.
  • the movable partition 20 of the power piston P includes an annular metal plate 21 and an annular rubber diaphragm 22 and is installed in the housing 10 so as to be movable in the front-rear direction (axial direction of the power piston P). ing.
  • the diaphragm 22 is airtightly sandwiched between the housings 10 by an annular outer peripheral bead portion 22a formed on the outer peripheral edge thereof.
  • the diaphragm 22 is airtightly fixed to the outer peripheral portion of the valve body 30 together with the inner peripheral portion of the plate 21 at an annular inner peripheral bead portion 22b formed on the inner peripheral edge thereof.
  • the valve body 30 of the power piston P is a resin hollow body connected to the inner peripheral portion of the movable partition wall 20.
  • the valve body 30 is airtight and forward and backward with respect to the rear shell 12 of the housing 10 at an intermediate portion formed in a cylindrical shape. It is assembled so as to be movable in the direction (the axial direction of the power piston P), and is urged rearward by a return spring S interposed between the housing 10 and the front shell 11.
  • the portion of the valve body 30 that protrudes outside the housing 10 is covered and protected by a boot 19 having a plurality of vent holes 19a at the rear end.
  • valve body 30 is formed with a stepped shaft hole 31 penetrating in the front-rear direction, communicating with the intermediate step portion of the shaft hole 31 at the rear end, and at the front end with the negative pressure chamber R1.
  • a pair of negative communication passages 32 (only one of which is shown in FIG. 1) and a key attachment hole 33 that is substantially orthogonal to the front portion of the shaft hole 31 and allows the key member 41 to be inserted from the outer periphery are formed. ing.
  • the input shaft 51 and the plunger 52 are coaxially assembled, and the valve mechanism V and the filter 53 are coaxially assembled.
  • a rubber reaction member 54 and an output shaft (output member) 55 are coaxially assembled in the shaft hole 31 in front of the plunger 52.
  • the input shaft 51 can be moved back and forth with respect to the valve body 30, and is connected to the receiving connection portion of the plunger 52 in a joint shape at a spherical tip portion, and a brake pedal (not shown) via a yoke at a rear end screw portion. ) And is configured to receive a pedal force acting on the brake pedal as an input toward the front.
  • the input shaft 51 is engaged with the return spring 56 via a retainer locked to the intermediate step portion, and is urged rearward by the return spring 56.
  • the plunger 52 can be brought into contact with the central portion of the rear surface of the reaction member 54 at the tip portion, and can be engaged with the key member 41 by an annular groove portion formed in the middle portion thereof, and the tip portion is recoiled. This is the part that receives the reaction force of the output from the member 54 partially.
  • An annular atmospheric valve seat in the valve mechanism V is formed at the rear end of the plunger 52.
  • the reaction member 54 has a rear surface whose central portion can bulge and deform rearwardly and is accommodated in the rear cylindrical portion of the output shaft 55 and engages (contacts) with the rear surface of the rear end portion of the output shaft 55 on the entire front surface. In this state, it is assembled to the front end portion of the valve body 30 together with the rear cylindrical portion of the output shaft 55.
  • the reaction member 54 can contact the front surface of the distal end portion of the plunger 52 at its rear surface, and also contact the annular front end surface of the valve body 30.
  • the output shaft 55 is assembled in the front end portion of the shaft hole 31 of the valve body 30 together with the reaction member 54 so as to be movable in the front-rear direction, and the engagement portion (concave portion) of the piston 102 in the brake master cylinder 100 at the tip portion.
  • the reaction force received from the piston 102 of the brake master cylinder 100 is transmitted to the reaction member 54 during braking operation.
  • the key member 41 defines a function of regulating the forward / backward movement of the plunger 52 with respect to the valve body 30 of the power piston P, and defines a rearward movement limit position of the power piston P with respect to the housing 10 (rear return position of the valve body 30). It has a function and is assembled so that a required amount can be relatively moved in the axial direction of the power piston P with respect to each of the valve body 30 and the plunger 52.
  • the valve mechanism V includes an arc-shaped or circular negative pressure valve seat integrally formed at the rear end portion of the negative pressure communication passage 32 in the valve body 30, and an annular atmospheric valve formed integrally at the rear end portion of the plunger 52.
  • a seat and a cylindrical valve body 42 disposed coaxially with the atmospheric valve seat and assembled in the shaft hole 31 of the valve body 30 are provided.
  • the valve body 42 has an annular mounting portion and a cylindrical movable portion that is integrally formed with the mounting portion and is movable in the axial direction.
  • the attachment portion of the valve body 42 is airtightly assembled in the shaft hole 31 of the valve body 30 and is fixedly held at a fixed position (step portion) of the shaft hole 31 in the valve body 30 by the retainer 43.
  • the retainer 43 is urged forward by a return spring 56 and is fixed to a step portion of the shaft hole 31 in the valve body 30.
  • the movable portion of the valve body 42 is a negative pressure valve portion that constitutes a negative pressure valve that can be seated / separated with respect to the negative pressure valve seat and can communicate / block between the negative pressure chamber R1 and the variable pressure chamber R2 by the negative pressure valve seat.
  • an annular atmospheric valve portion that constitutes an atmospheric valve that can be seated / separated with respect to the atmospheric valve seat and that can communicate / block between the variable pressure chamber R2 and the atmosphere by the atmospheric valve seat.
  • the movable portion is biased forward by a compression spring 57.
  • variable pressure chamber R2 can communicate with the negative pressure chamber R1 or the atmosphere according to the movement of the input shaft 51 and the plunger 52 in the front-rear direction with respect to the valve body 30. That is, the input shaft 51 and the plunger 52 move forward from the original position (returning non-operating position) in FIG. 1 with respect to the valve body 30, the negative pressure valve portion is seated on the negative pressure valve seat, and the atmospheric valve seat is the atmospheric valve. When separated from the section, the variable pressure chamber R2 is disconnected from the negative pressure chamber R1 and communicates with the atmosphere.
  • the air flows into the variable pressure chamber R2 through the vent hole 19a of the boot 19, the inside of the filter 53, the valve body 42, the gap between the air valve seat and the air valve portion, the communication path provided in the valve body 30, and the like. Therefore, in this embodiment, the movable partition 20 and the valve body 30 operate forward and the output shaft 55 operates forward as the input shaft 51 is operated forward.
  • the input shaft 51 and the plunger 52 return to the return non-actuated position (original position) with respect to the valve body 30, the atmospheric valve seat is seated on the atmospheric valve portion, and the negative pressure valve portion is separated from the negative pressure valve seat.
  • the atmospheric valve that is, the communication between the variable pressure chamber R2 and the atmosphere is shut off and the negative pressure valve is opened and the negative pressure chamber R1 and the variable pressure chamber R2 are in communication
  • the chamber R2 is disconnected from the atmosphere and communicates with the negative pressure chamber R1.
  • air is drawn from the variable pressure chamber R2 into the negative pressure chamber R1 through the communication passage provided in the valve body 30, the gap between the negative pressure valve portion and the negative pressure valve seat, the negative pressure communication passage 32, and the like. Therefore, in this embodiment, the movable partition 20 and the valve body 30 are operated rearward and the output shaft 55 is operated rearward as the input shaft 51 is operated rearward.
  • the rubber diaphragm 22 is hermetically sandwiched between the housing 10 by the annular outer peripheral bead portion 22a formed on the outer peripheral edge thereof, and the annular inner periphery formed on the inner peripheral edge thereof.
  • the peripheral bead portion 22b is airtightly fixed to the outer peripheral portion of the valve body 30 together with the inner peripheral portion of the plate 21, and the folded portion 22c and the annular portion 22d are provided between the outer peripheral bead portion 22a and the inner peripheral bead portion 22b. Is formed.
  • the folded portion 22c has a curved portion 22c1 at the front, and is continuous with the outer peripheral bead portion 22a at the outer peripheral portion.
  • the annular portion 22d is connected to the inner peripheral portion of the folded portion 22c and the inner peripheral bead portion 22b.
  • the rubber diaphragm 22 is formed in a state where the shape of the folded portion 22c is the shape at the time of operation (the state at the time of operation of FIG. 2C).
  • the operating state of the folded back portion 22c when the valve body 30 is not operated is the 0% operating state (the operating state of FIG. 2 (a)).
  • the state of the folded portion 22c during the stroke operation is the 100% operation state (the operation state shown in FIG. 2E), it is a 50% operation state.
  • 2B is an operating state of 25%
  • the operating state of FIG. 2D is a 75% operating state.
  • the rubber diaphragm 22 is molded in a state in which the shape of the folded portion 22c is in the 50% operating state (operating state). Yes.
  • the 50% operating state the operating state in which the shape of the folded portion 22c is the shape at the time of molding
  • the folded portion 22c of the diaphragm 22 receives a load due to the differential pressure but is difficult to expand.
  • the negative pressure booster is not in operation (the state shown in FIG. 1), the folded portion 22c of the diaphragm 22 is curved and deformed as compared with the molded state, but is not subjected to a load due to the differential pressure.
  • the folded portion 22c of the diaphragm 22 is in a molded state, and the work of assembling the outer peripheral bead portion 22a to the housing 10 is performed.
  • the inner peripheral bead portion 22b of the diaphragm 22 is airtightly fixed to the outer peripheral portion of the valve body 30 together with the inner peripheral portion of the plate 21.
  • the valve body 30 is advanced by a predetermined amount from the non-actuated position, and the diaphragm 22 is held in the state shown in FIG. For this reason, it is possible to easily assemble the outer peripheral bead portion 22a to the housing 10 without unnecessarily deforming the outer peripheral bead portion 22a.
  • the rubber diaphragm 22 is molded in a state in which the shape of the folded portion 22c is a 50% operating state (operating state).
  • the rubber diaphragm 22 is molded in a state in which the folded portion 22c is in the shape at the time of operation. For example, from the state in which the folded portion 22c is operated at 10%.
  • the rubber diaphragm 22 is molded in the state of any one of the 100% operating states, or the folded portion 22c is in the 70% operating state from the 10% operating state. It is also possible that the rubber diaphragm 22 is molded in the state of any one of the operating states. In these cases, the diaphragm 22 may have the folded-back portion 22c in a molded state, and the assembly work of the outer peripheral bead portion 22a to the housing 10 may be performed.
  • the diaphragm 22 Since the operation region where the differential pressure acting on the folded portion 22c is small (the operating state of less than 10%) is excluded from the operation region where the molding shape is set, it is possible to effectively improve fatigue. .
  • the diaphragm 22 when the rubber diaphragm 22 is molded in a state in which the folded portion 22c is in the shape of any one of the 10% operating state and the 70% operating state, the diaphragm 22 From an operating region for setting a molding shape, an operating region having a small differential pressure acting on the folded portion 22c (an operating state of less than 10%) and an operating region in which the assemblability deteriorates (an operating state exceeding 70%). Therefore, it is possible to effectively improve fatigue and secure assembly.
  • the present invention is applied to a single negative pressure booster.
  • the present invention is applied to, for example, a tandem negative pressure booster as in the above-described embodiments. Or it can change and implement suitably, and is not limited to above-mentioned embodiment.

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Abstract

　負圧式倍力装置では、ハウジング１０内を前方の負圧室Ｒ１と後方の変圧室Ｒ２とに区画する可動隔壁２０が、環状のゴム製ダイアフラム２２と、これの前方に配置される環状の金属製プレート２１からなる。ダイアフラム２２は、その外周縁に形成された環状の外周ビード部２２ａにて、ハウジング１０に気密的に挟持され、その内周縁に形成された環状の内周ビード部２２ｂにて、プレート２１の内周部とともにバルブボデー３０の外周部に気密的に固定されている。外周ビード部２２ａと内周ビード部２２ｂ間には、前方に湾曲部２２ｃ１を有して外周部位にて外周ビード部２２ａに連なる折り返し部２２ｃと、折り返し部２２ｃの内周部位と内周ビード部２２ｂに連なる環状部２２ｄが形成されていて、折り返し部２２ｃの形状が作動時の形状である状態にてダイアフラム２２が成形されている。これにより、ダイアフラムにおける折り返し部の疲労性が改善され得る。

Description

負圧式倍力装置
　本発明は、自動車に適用されるブレーキ装置の一構成部品である負圧式倍力装置に関するものである。
　一般的に、負圧式倍力装置においては、ハウジング内を前方の負圧室と後方の変圧室とに区画する可動隔壁に連結されたバルブボデーが軸孔を備えていて、この軸孔内には、前記バルブボデーに対して軸方向に進退可能で入力部材と一体的に移動するプランジャと、このプランジャの前記バルブボデーに対する進退移動に応じて前記負圧室と前記変圧室間を連通・遮断する負圧弁および前記変圧室と大気間を連通・遮断する大気弁を備えた弁機構が組み込まれるとともに、前記プランジャの前端部と前記バルブボデーの前端部が後面に係合可能な反動部材と、この反動部材の前面に後端部にて係合し前記バルブボデーに対して軸方向に移動可能な出力部材が組付けられていて、前記入力部材の作動に伴って前記可動隔壁と前記バルブボデーが作動して前記出力部材が作動するように構成されている。かかる負圧式倍力装置は、例えば、特許第３５２８３２１号公報に記載されている。
　特許第３５２８３２１号公報に記載されている負圧式倍力装置においては、前記可動隔壁が、環状のゴム製ダイアフラムと、これの前方に配置される環状の金属製プレートからなり、前記ゴム製ダイアフラムは、その外周縁に形成された環状の外周ビード部にて、前記ハウジングに気密的に挟持され、その内周縁に形成された環状の内周ビード部にて、前記プレートの内周部とともに前記バルブボデーの外周部に気密的に固定されている。また、前記ゴム製ダイアフラムにおいて、前記外周ビード部と前記内周ビード部間には、前方に湾曲部を有して外周部位にて前記外周ビード部に連なる折り返し部が形成されているとともに、この折り返し部の内周部位と前記内周ビード部に連なる環状部が形成されている。
　ところで、この種の負圧式倍力装置においては、ゴム製ダイアフラムの環状部が金属製プレートに当接し、ゴム製ダイアフラムの折り返し部が金属製プレートに当接しない構成が採用されていて、当該装置の作動時に生じる差圧による伸張は、ゴム製ダイアフラムの環状部に比してゴム製ダイアフラムの折り返し部が大きいこととなる。また、ゴム製ダイアフラムは、一般的に、折り返し部の形状が非作動時の形状である状態（０％作動時状態）にて成形されている。このため、ゴム製ダイアフラムの折り返し部は、何れの作動時においても、伸長することとなり、疲労性において不利である。したがって、ゴム製ダイアフラムには、疲労性の高い高価なゴム素材が使用されている。
　本発明は、上記した課題を解消すべくなされたもの（すなわち、ゴム製ダイアフラムにおける折り返し部の疲労性を改善して、例えば、ゴム製ダイアフラムにて疲労性の低い安価なゴム素材を使用可能とするもの）であり、
　ハウジング内を前方の負圧室と後方の変圧室とに区画する可動隔壁に連結されたバルブボデーが軸孔を備えていて、この軸孔内には、前記バルブボデーに対して軸方向に進退可能で入力部材と一体的に移動するプランジャと、このプランジャの前記バルブボデーに対する進退移動に応じて前記負圧室と前記変圧室間を連通・遮断する負圧弁および前記変圧室と大気間を連通・遮断する大気弁を備えた弁機構が組み込まれるとともに、前記プランジャの前端部と前記バルブボデーの前端部が後面に係合可能な反動部材と、この反動部材の前面に後端部にて係合し前記バルブボデーに対して軸方向に移動可能な出力部材が組付けられていて、前記入力部材の作動に伴って前記可動隔壁と前記バルブボデーが作動して前記出力部材が作動するように構成されている負圧式倍力装置であって、
　前記可動隔壁が、環状のゴム製ダイアフラムと、これの前方に配置される環状の金属製プレートからなり、前記ゴム製ダイアフラムは、その外周縁に形成された環状の外周ビード部にて、前記ハウジングに気密的に挟持され、その内周縁に形成された環状の内周ビード部にて、前記金属製プレートの内周部とともに前記バルブボデーの外周部に気密的に固定されていて、前記外周ビード部と前記内周ビード部間には、前方に湾曲部を有して外周部位にて前記外周ビード部に連なる折り返し部が形成されているとともに、この折り返し部の内周部位と前記内周ビード部に連なる環状部が形成されていて、前記折り返し部の形状が作動時の形状である状態にて前記ゴム製ダイアフラムが成形されている
ことに特徴がある。
　本発明による負圧式倍力装置においては、前記折り返し部の形状が作動時の形状である状態にて前記ゴム製ダイアフラムが成形されているため、何れかの作動時状態（折り返し部の形状が成形時の形状となる作動時状態）では、ゴム製ダイアフラムの折り返し部が差圧による負荷を受けるものの伸張し難くなる。なお、当該負圧式倍力装置の非作動時には、ゴム製ダイアフラムの折り返し部が、成形状態に比して湾曲するものの、差圧による負荷を受けない。これにより、ゴム製ダイアフラムにおける折り返し部の疲労性を改善することが可能であり、当該負圧式倍力装置の耐久性を向上させること、或いは、ゴム製ダイアフラムにて疲労性の低い安価なゴム素材を使用可能となる。
　上記した本発明の実施に際して、前記ゴム製ダイアフラムの成形形状は、前記バルブボデーの非作動時における前記折り返し部の状態を０％作動時状態とし、前記バルブボデーのフルストローク作動時における前記折り返し部の状態を１００％作動時状態とした場合、前記折り返し部の１０％作動時状態から１００％作動時状態の何れか一つの作動時状態の形状であることが望ましい。この場合には、ゴム製ダイアフラムの成形形状を設定する作動領域から、折り返し部に作用する差圧の小さい作動領域（１０％未満の作動時状態）を除いているため、疲労性の改善を効果的に得ることが可能である。
　また、上記した本発明の実施に際して、前記ゴム製ダイアフラムの成形形状は、前記バルブボデーの非作動時における前記折り返し部の状態を０％作動時状態とし、前記バルブボデーのフルストローク作動時における前記折り返し部の状態を１００％作動時状態とした場合、前記折り返し部の１０％作動時状態から７０％作動時状態の何れか一つの作動時状態の形状であることが望ましい。この場合には、ゴム製ダイアフラムの成形形状を設定する作動領域から、折り返し部に作用する差圧の小さい作動領域（１０％未満の作動時状態）と、組付性が悪化する作動領域（７０％を超える作動時状態）を除いているため、疲労性の改善と組付性の確保を効果的に得ることが可能である。
　また、上記した本発明の実施に際して、前記ゴム製ダイアフラムは、前記折り返し部が成形状態の形状で、前記外周ビード部の前記ハウジングに対する組付作業が行われていることが望ましい。なお、前記外周ビード部の前記ハウジングに対する組付作業が行われる前には、ゴム製ダイアフラムの内周ビード部が金属製プレートの内周部とともにバルブボデーの外周部に気密的に固定された状態にて、バルブボデーを非作動位置から所定量前進させておくことが望ましい。この場合には、外周ビード部を無用に変形させない状態で、外周ビード部をハウジングに容易に組付けることが可能である。
本発明による負圧式倍力装置の一実施形態を示した縦断側面図である。 図１に示したダイアフラムの各作動時状態を概略的に示した部分断面図である。
　以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明による負圧式倍力装置の一実施形態を示していて、この実施形態の負圧式倍力装置においては、ハウジング１０に可動隔壁２０とバルブボデー３０を備えるパワーピストンＰが前後方向（図１の左右方向）に移動可能に組付けられていて、ハウジング１０内が可動隔壁２０により前方の負圧室Ｒ１と後方の変圧室Ｒ２とに区画されている。
　ハウジング１０は、前方シェル１１と後方シェル１２を備えるとともに、前方シェル１１に気密的に設けられて負圧室Ｒ１を負圧源（例えば、図示省略のエンジンの吸気マニホールド）に常時連通させるための負圧導入管１３を備えている。このハウジング１０は、後方シェル１２を気密的に貫通する複数本の取付ボルト１４にて静止部材、すなわち車体（図示省略）に固定され、前方シェル１１を気密的に貫通する複数本の取付ボルト１５にてブレーキマスタシリンダ１００を支持するように構成されている。
　ブレーキマスタシリンダ１００は、公知のものであり、そのシリンダ本体１０１の後端部にて前方シェル１１に気密的に組付けられている。また、ブレーキマスタシリンダ１００のピストン１０２は、シリンダ本体１０１から後方に突出して負圧室Ｒ１内に突入しており、後述する出力軸５５の先端部（図示省略）によって前方に押動されるように構成されている。
　パワーピストンＰの可動隔壁２０は、環状で金属製のプレート２１と、環状でゴム製のダイアフラム２２とからなり、ハウジング１０内にて前後方向（パワーピストンＰの軸方向）へ移動可能に設置されている。ダイアフラム２２は、その外周縁に形成された環状の外周ビード部２２ａにて、ハウジング１０に気密的に挟持されている。また、ダイアフラム２２は、その内周縁に形成された環状の内周ビード部２２ｂにて、プレート２１の内周部とともにバルブボデー３０の外周部に気密的に固定されている。
　パワーピストンＰのバルブボデー３０は、可動隔壁２０の内周部に連結された樹脂製の中空体であって、円筒状に形成された中間部位にてハウジング１０の後方シェル１２に気密的かつ前後方向（パワーピストンＰの軸方向）へ移動可能に組付けられており、ハウジング１０の前方シェル１１との間に介装されたリターンスプリングＳによって後方に向けて付勢されている。なお、バルブボデー３０のハウジング１０外に突出する部位は、後端に複数の通気孔１９ａを有するブーツ１９によって被覆保護されている。
　また、バルブボデー３０には、前後方向にて貫通する段付の軸孔３１が形成されるとともに、この軸孔３１の中間段部に後端にて連通するとともに前端にて負圧室Ｒ１に連通する一対の（図１では一方のみが示されている）負圧連通路３２と、軸孔３１の前方部分に略直交していてキー部材４１を外周から挿通可能なキー取付孔３３が形成されている。
　上記した軸孔３１には、入力軸５１とプランジャ５２が同軸的に組付けられるとともに、弁機構Ｖとフィルタ５３が同軸的に組付けられている。また、上記した軸孔３１には、プランジャ５２の前方に、ゴム製の反動部材５４および出力軸（出力部材）５５が同軸的に組付けられている。
　入力軸５１は、バルブボデー３０に対して進退可能であり、球状先端部にてプランジャ５２の受承連結部に関節状に連結され、後端ねじ部にてヨークを介してブレーキペダル（図示省略）に連結されていて、ブレーキペダルに作用する踏力を入力として前方に向けて受けるように構成されている。また、入力軸５１は、その中間段部に係止されたリテーナを介してリターンスプリング５６に係合していて、リターンスプリング５６によって後方に向けて付勢されている。
　プランジャ５２は、その先端部にて反動部材５４における後面の中央部位に当接可能であるとともに、その中間部に形成した環状溝部にてキー部材４１に係合可能であって、先端部が反動部材５４から出力の反力を部分的に受ける部分である。また、プランジャ５２の後端には、弁機構Ｖにおける環状の大気弁座が形成されている。
　反動部材５４は、その後面の中央部位が後方に膨出変形可能であり、出力軸５５の後方円筒部内に収容されて前面全体にて出力軸５５の後端部後面に係合（当接）した状態にて、出力軸５５の後方円筒部とともにバルブボデー３０の前端部に組付けられている。この反動部材５４は、その後面にて、プランジャ５２の先端部前面に当接可能であるとともに、バルブボデー３０の円環状前端面に当接している。
　出力軸５５は、反動部材５４とともにバルブボデー３０の軸孔３１の前端部内に前後方向へ移動可能に組付けられていて、先端部にてブレーキマスタシリンダ１００におけるピストン１０２の係合部（凹部）に押動可能に当接しており、制動作動時にはブレーキマスタシリンダ１００のピストン１０２から受ける反力を反動部材５４に伝達するようになっている。
　キー部材４１は、パワーピストンＰのバルブボデー３０に対するプランジャ５２の前後方向移動を規定する機能と、ハウジング１０に対するパワーピストンＰの後方への移動限界位置（バルブボデー３０の後方復帰位置）を規定する機能を有していて、バルブボデー３０とプランジャ５２のそれぞれに対してパワーピストンＰの軸方向に所要量相対移動可能に組付けられている。
　弁機構Ｖは、バルブボデー３０における負圧連通路３２の後端部に一体的に形成した円弧形状又は円形状の負圧弁座と、プランジャ５２の後端部に一体的に形成した環状の大気弁座と、この大気弁座に対して同軸的に配置されてバルブボデー３０の軸孔３１内に組付けた筒状の弁体４２を備えている。弁体４２は、環状の取付部と、この取付部に一体的に形成されて軸方向に移動可能な筒状の可動部を有している。
　弁体４２の取付部は、バルブボデー３０の軸孔３１内に気密的に組付けられていて、リテーナ４３によってバルブボデー３０における軸孔３１の定位置（段部）に固定保持されている。なお、リテーナ４３は、リターンスプリング５６によって前方に向けて付勢されていて、バルブボデー３０における軸孔３１の段部に固定されている。
　弁体４２の可動部は、負圧弁座に対して着座・離座可能で負圧弁座とにより、負圧室Ｒ１と変圧室Ｒ２間を連通・遮断可能な負圧弁を構成する負圧弁部を有するとともに、大気弁座に対して着座・離座可能で大気弁座とにより、変圧室Ｒ２と大気間を連通・遮断可能な大気弁を構成する環状の大気弁部を有している。この可動部は、圧縮スプリング５７によって前方に向けて付勢されている。
　上記した弁機構Ｖの構成によって、変圧室Ｒ２は、入力軸５１およびプランジャ５２のバルブボデー３０に対する前後方向の移動に応じて、負圧室Ｒ１または大気に連通可能である。すなわち、入力軸５１およびプランジャ５２がバルブボデー３０に対して図１の原位置（復帰非作動位置）から前方へ移動して、負圧弁部が負圧弁座に着座し、大気弁座が大気弁部から離座したときには、変圧室Ｒ２が負圧室Ｒ１との連通を遮断されて大気に連通する。このときには、ブーツ１９の通気孔１９ａ、フィルタ５３、弁体４２の内部、大気弁座と大気弁部間の隙間、バルブボデー３０に設けた連通路等を通して、変圧室Ｒ２に大気が流入する。したがって、この実施形態では、入力軸５１の前方への作動に伴って可動隔壁２０とバルブボデー３０が前方に作動して、出力軸５５が前方に作動する。
　また、入力軸５１およびプランジャ５２がバルブボデー３０に対して復帰非作動位置（原位置）に戻って、大気弁座が大気弁部に着座し、負圧弁部が負圧弁座から離座している状態（すなわち、大気弁が閉じて、変圧室Ｒ２と大気との連通が遮断され、かつ、負圧弁が開いて、負圧室Ｒ１と変圧室Ｒ２とが連通している状態）では、変圧室Ｒ２が大気との連通を遮断されて負圧室Ｒ１に連通する。このときには、バルブボデー３０に設けた連通路、負圧弁部と負圧弁座間の隙間、負圧連通路３２等を通して、変圧室Ｒ２から負圧室Ｒ１に空気が吸引されて流れる。したがって、この実施形態では、入力軸５１の後方への作動に伴って可動隔壁２０とバルブボデー３０が後方に作動して、出力軸５５が後方に作動する。
　ところで、この実施形態においては、ゴム製のダイアフラム２２が、その外周縁に形成された環状の外周ビード部２２ａにて、ハウジング１０に気密的に挟持され、その内周縁に形成された環状の内周ビード部２２ｂにて、プレート２１の内周部とともにバルブボデー３０の外周部に気密的に固定されていて、外周ビード部２２ａと内周ビード部２２ｂ間には、折り返し部２２ｃと環状部２２ｄが形成されている。
　折り返し部２２ｃは、前方に湾曲部２２ｃ１を有していて、外周部位にて外周ビード部２２ａに連なっている。環状部２２ｄは、折り返し部２２ｃの内周部位と内周ビード部２２ｂに連なっている。また、ゴム製のダイアフラム２２は、折り返し部２２ｃの形状が作動時の形状である状態（図２の（ｃ）の作動時状態）にて成形されている。図２の（ｃ）の作動時状態は、バルブボデー３０の非作動時における折り返し部２２ｃの状態を０％作動時状態（図２の（ａ）の作動時状態）とし、バルブボデー３０のフルストローク作動時における折り返し部２２ｃの状態を１００％作動時状態（図２の（ｅ）の作動時状態）とした場合、５０％作動時状態である。なお、図２の（ｂ）の作動時状態は、２５％作動時状態であり、図２の（ｄ）の作動時状態は、７５％作動時状態である。
　上記のように構成したこの実施形態の負圧式倍力装置においては、折り返し部２２ｃの形状が５０％作動時状態（作動時）の形状である状態にて、ゴム製のダイアフラム２２が成形されている。このため、５０％作動時状態（折り返し部２２ｃの形状が成形時の形状となる作動時状態）では、ダイアフラム２２の折り返し部２２ｃが差圧による負荷を受けるものの伸張し難くなる。なお、当該負圧式倍力装置の非作動時（図１の状態）には、ダイアフラム２２の折り返し部２２ｃが、成形状態に比して湾曲変形するものの、差圧による負荷を受けない。これにより、ダイアフラム２２における折り返し部２２ｃの疲労性を改善することが可能であり、当該負圧式倍力装置の耐久性を向上させること、或いは、ダイアフラム２２にて疲労性の低い安価なゴム素材を使用可能となる。
　また、この実施形態の負圧式倍力装置においては、ダイアフラム２２の折り返し部２２ｃが成形状態の形状で、外周ビード部２２ａのハウジング１０に対する組付作業が行われている。なお、外周ビード部２２ａのハウジング１０に対する組付作業が行われる前には、ダイアフラム２２の内周ビード部２２ｂがプレート２１の内周部とともにバルブボデー３０の外周部に気密的に固定された状態にて、バルブボデー３０が非作動位置から所定量前進させてあり、ダイアフラム２２が図２の（ｃ）に示した状態に保持されている。このため、外周ビード部２２ａを無用に変形させない状態で、外周ビード部２２ａをハウジング１０に容易に組付けることが可能である。
　上記した実施形態においては、折り返し部２２ｃの形状が５０％作動時状態（作動時）の形状である状態にて、ゴム製のダイアフラム２２が成形されている。しかし、本発明の実施に際しては、折り返し部２２ｃの形状が作動時の形状である状態にて、ゴム製のダイアフラム２２が成形されておれはよく、例えば、折り返し部２２ｃの１０％作動時状態から１００％作動時状態の何れか一つの作動時状態の形状である状態にて、ゴム製のダイアフラム２２が成形されていること、或いは、折り返し部２２ｃの１０％作動時状態から７０％作動時状態の何れか一つの作動時状態の形状である状態にて、ゴム製のダイアフラム２２が成形されていることも可能である。これらの場合において、ダイアフラム２２は、折り返し部２２ｃが成形状態の形状で、外周ビード部２２ａのハウジング１０に対する組付作業が行われていることも可能である。
　上記した折り返し部２２ｃの１０％作動時状態から１００％作動時状態の何れか一つの作動時状態の形状である状態にて、ゴム製のダイアフラム２２が成形されている場合には、ダイアフラム２２の成形形状を設定する作動領域から、折り返し部２２ｃに作用する差圧の小さい作動領域（１０％未満の作動時状態）を除いているため、疲労性の改善を効果的に得ることが可能である。また、折り返し部２２ｃの１０％作動時状態から７０％作動時状態の何れか一つの作動時状態の形状である状態にて、ゴム製のダイアフラム２２が成形されている場合には、ダイアフラム２２の成形形状を設定する作動領域から、折り返し部２２ｃに作用する差圧の小さい作動領域（１０％未満の作動時状態）と、組付性が悪化する作動領域（７０％を超える作動時状態）を除いているため、疲労性の改善と組付性の確保を効果的に得ることが可能である。
　また、上記した実施形態においては、シングル式の負圧式倍力装置に本発明を実施したが、本発明は、例えば、タンデム式の負圧式倍力装置にも、上記した各実施形態と同様にまたは適宜変更して、実施することが可能であり、上記した実施形態に限定されるものではない。

Claims (4)

  1. 　ハウジング内を前方の負圧室と後方の変圧室とに区画する可動隔壁に連結されたバルブボデーが軸孔を備えていて、この軸孔内には、前記バルブボデーに対して軸方向に進退可能で入力部材と一体的に移動するプランジャと、このプランジャの前記バルブボデーに対する進退移動に応じて前記負圧室と前記変圧室間を連通・遮断する負圧弁および前記変圧室と大気間を連通・遮断する大気弁を備えた弁機構が組み込まれるとともに、前記プランジャの前端部と前記バルブボデーの前端部が後面に係合可能な反動部材と、この反動部材の前面に後端部にて係合し前記バルブボデーに対して軸方向に移動可能な出力部材が組付けられていて、前記入力部材の作動に伴って前記可動隔壁と前記バルブボデーが作動して前記出力部材が作動するように構成されている負圧式倍力装置であって、
    　前記可動隔壁が、環状のゴム製ダイアフラムと、これの前方に配置される環状の金属製プレートからなり、前記ゴム製ダイアフラムは、その外周縁に形成された環状の外周ビード部にて、前記ハウジングに気密的に挟持され、その内周縁に形成された環状の内周ビード部にて、前記金属製プレートの内周部とともに前記バルブボデーの外周部に気密的に固定されていて、前記外周ビード部と前記内周ビード部間には、前方に湾曲部を有して外周部位にて前記外周ビード部に連なる折り返し部が形成されているとともに、この折り返し部の内周部位と前記内周ビード部に連なる環状部が形成されていて、前記折り返し部の形状が作動時の形状である状態にて前記ゴム製ダイアフラムが成形されている負圧式倍力装置。
  2. 　請求項１に記載の負圧式倍力装置において、
    　前記ゴム製ダイアフラムの成形形状は、前記バルブボデーの非作動時における前記折り返し部の状態を０％作動時状態とし、前記バルブボデーのフルストローク作動時における前記折り返し部の状態を１００％作動時状態とした場合、前記折り返し部の１０％作動時状態から１００％作動時状態の何れか一つの作動時状態の形状であることを特徴とする負圧式倍力装置。
  3. 　請求項１に記載の負圧式倍力装置において、
    　前記ゴム製ダイアフラムの成形形状は、前記バルブボデーの非作動時における前記折り返し部の状態を０％作動時状態とし、前記バルブボデーのフルストローク作動時における前記折り返し部の状態を１００％作動時状態とした場合、前記折り返し部の１０％作動時状態から７０％作動時状態の何れか一つの作動時状態の形状であることを特徴とする負圧式倍力装置。
  4. 　請求項１～３の何れか一項に記載の負圧式倍力装置において、
    　前記ゴム製ダイアフラムは、前記折り返し部が成形状態の形状で、前記外周ビード部の前記ハウジングに対する組付作業が行われていることを特徴とする負圧式倍力装置。
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