JP4072735B2 - 荷重及びヒステリシスを低減した空気圧ブースタ - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は一般的に空気圧ブレーキブースタに関する。
【０００２】
より詳細には、本発明は、内部で可動隔壁が前方室と後方室とを画定している剛性ケーシング；比較的高い圧力を供給する第１圧力源に接続される第１入口と、比較的低い圧力を供給する第２圧力源及びブースタの前方室に接続される第２入口と、圧力を制御される後方室に接続される出口とが内部に開口し、可動隔壁によって携行され得る中空ピストン；入口のいずれか一方と出口との間の連通を選択的に確立するようにピストン内に組込まれた弁を包含しており、この弁自体が、外側で第２入口が開口しているピストンの内方クラウン部によって形成された第１環状弁座；軸線方向に閉止され、出口に接続される通路を画成する間隙をもって第１弁座内に配置され、且つ、第１環状弁座よりも前方室から遠位にある休止位置と、少なくとも第１環状弁座と同じように前方室に接近する駆動位置との間でこの第１弁座内を軸線方向に摺動できる第２環状弁座；一方において、第１弁座から幾分離れてピストン内に密封態様で装架され内部を第１源に接続されている後方部分と、他方において、ピストンの軸線に沿って移動でき前方室に向かって指向する第１軸線方向に弾性力によって押圧されている環状作用面とを呈する管形状の閉止部材を包含し、この環状作用面が、第２弁座の休止位置ではこの第２弁座と相互作用して出口を通路を介して第２源に接続し、第２弁座の駆動位置では第１弁座と相互作用して出口をこの通路を介して第１源に接続することができる一方、すべての場合に２つの入口の間の連通を阻止しており、閉止部材の環状作用面がその内径部によって後方部分に結合され、２つの弁座の間に形成した通路に連通する少なくとも１つのオリフィスを穿設されており、ピストンの内周部及び閉止部材の作用面の端縁が、第２弁座の駆動位置に関してそれらの一方が他方を密封態様で閉鎖することを保証するに十分である接触圧力を発揮するように形作られている空気圧ブレーキブースタに関する。
【０００３】
この型式のブースタが、第ＷＯ９４／０４４０３号として公開された国際特許文献に記載されている。
【０００４】
周知のブースタそしてこの文献に記載されたブースタにおける問題は、ブースタをその駆動位置から休止位置へ戻すときの力が、ブースタを駆動するために克服するべき力とは同じ強さではないため、これらのブースタの作動において望ましくないヒステリシスを生じさせることである。
【０００５】
閉止部材の環状作用面にオリフィスを穿設することで、環状作用面を第１軸線方向に押圧する弾性力を小さくし、ヒステリシスの軽減に寄与し得るが、ピストンの内周部及び閉止部材の作用面の端縁は、それらの間の密封を確保するために十分な接触圧力で互いに接触している。
【０００６】
本発明は、この望ましくないヒステリシスをさらに低減することを目的としている。
【０００７】
従って、本発明のブースタは、本質的に、第２環状弁座がその駆動位置から幾分離れている時に、この第２環状弁座がその駆動位置にある時に発揮される接触圧力よりも小さい接触圧力を発揮させるようにするものである。
【０００８】
このため、本発明における第１の発明によると、上記前文に記載された空気圧ブレーキブースタは、閉止部材の作用面の端縁が密封リップを有し、ピストンの内周部が、第１軸線方向に垂直で第１環状弁座に接近する平面において、この環状弁座そして前方室からこの平面が離隔するにつれて拡がっていることを特徴としている。
【０００９】
本発明における第２の発明によると、空気圧ブレーキブースタは、ピストンの内周部が第１環状弁座と略同一平面の第３弁座を有し、第２入口が第１及び第３弁座の間に開口し、閉止部材の作用面の端縁が、第１軸線方向に垂直な平面において、その周辺部の少なくとも大部分にわたりピストンの内周部から遠位にあることを特徴としている。
【００１０】
後者の場合、閉止部材の作用面は、好適には、この作用面が第３弁座と接触しようとする厚肉部を呈する周辺区域を越えるまでその面の中央部分にわたって延在する剛性インサートによって補強されている。
【００１１】
本発明の他の特徴及び利点は、非限定的な例として添付図面を参照して行う本発明の下記説明から明らかとなるであろう。
【００１２】
本発明が単に空気圧ブースト式ブレーキ装置に対してなした改良に関し、またこのブレーキ装置の一般的な構成及び作動が当業者にはよく知られているので、このブレーキ装置は、ここでは本発明が提供する改良を全体的に理解できる程度にだけ思い起こすこととする。
【００１３】
概略的に、この型式のブレーキ装置はブースタ１とマスターシリンダ２とを包含する。
【００１４】
ブースタ自体は、空気圧ピストン５を携行できる可動隔壁４によって２つの室３ａ及び３ｂに密封態様で区分された剛性ケーシング３を包含しており、この空気圧ピストンはケーシング３内を移動できる。
【００１５】
マスターシリンダ２によって前面を密封態様で閉鎖された前方室３ａは、逆止弁６を介して低圧力源Ｄに常時接続されている。
【００１６】
対照的に、後方室３ｂは低圧力源Ｄ又は例えば大気圧Ａのような高圧力源に選択的に接続される。
【００１７】
このため、後方室３ｂへの連通は弁７及びプランジャ８によって制御され、このプランジャは制御ロッド１０を介してブレーキペダル９に連結されている。
【００１８】
制御ロッド１０が右方に引張られている休止位置にある時、弁７はブースタの２つの室３ａ及び３ｂの連通を通常確立する。
【００１９】
それから後方室３ｂが前方室３ａと同じ部分真空を受けるので、ピストン５は戻しスプリング１１によって休止位置へ右方に向けて押し戻される。
【００２０】
制御ロッド１０の左方への移動によるプランジャ８の駆動は、まず第１に、室３ａ及び３ｂを互いに隔離するように弁７を変位させ、次いで第２に、後方室３ｂをフィルタ１４を介して大気圧Ａに開放するようにこの弁を変位させる。
【００２１】
従って、可動隔壁４によって感知される２つの室間の圧力差は、ピストン５を携行しながら隔壁を左方に変位させるようにスラストをこの隔壁に発揮し、そしてこのピストンがスプリング１１を圧縮しながら変位される。
【００２２】
制御ロッド１０によってプランジャ８に発揮される制動力又は“入力”と、可動隔壁４のスラストから生じるブレーキ倍力又は“ブースト力”は、反動ディスク１２において結合して駆動力を構成し、この駆動力はプッシュロッド１３を介してマスターシリンダに伝えられる。
【００２３】
弁７と、これと相互作用する部材とから成る組立体は、ブースタの空気圧制御のための装置を構成する。
【００２４】
より詳細には、このような装置は慣例的に、３つの流路１５，１６及び１７と、空気圧ピストン５自体と、第１及び第２環状弁座１８，１９と、環状の閉止部材２１とを包含する。
【００２５】
３つの流路自体は、大気圧Ａのような比較的高い圧力を供給する第１源に接続される第１入口１５と、真空Ｄのような比較的低い圧力を供給する第２源及びブースタの前方室３ａに接続される第２入口１６と、ブースタの後方室３ｂに接続されこの室内の圧力を制御できる出口１７とを包含する。
【００２６】
これら流路の各々は、入口１５及び１６のいずれか一方と出口１７との間で選択された連通を確立できるように中空空気圧ピストン５内に開口する。
【００２７】
第１環状弁座１８は、その外側で第２入口１６が開口しているピストンの内方クラウン部によって形成される一方、第２環状弁座１９はプランジャ８の端部の周辺部によって形成される。
【００２８】
プランジャ８の摺動のため、第２弁座１９は、第１環状弁座１８よりも前方室３ａから遠位にある図１に示した休止位置と、少なくとも第１弁座１８と同じようにこの前方室に接近する図２及び図３に示した駆動位置との間で変位することができる。
【００２９】
図１に示すように、第２弁座１９は、出口１７に接続される通路２０を画成する間隙を備えて第１弁座１８の内側に配置されている。
【００３０】
管形状の閉止部材２１は、一方において、第１弁座１８から幾分離れてピストン５内に密封態様で装架され内部を第１源Ａに接続されている後方部分２１ａと、他方において、ピストンの軸線に沿って移動でき前方室３ａに向かって指向する第１軸線方向Ｘに弾性力によって押圧されている環状作用面２１ｂとを有する。
【００３１】
第２弁座１９の休止位置（図１）では、環状作用面２１ｂはこの第２弁座と相互作用して通路２０を介して出口１７を第２源Ｄに接続し、第２弁座１９の駆動位置では、環状作用面２１ｂは、最初に第１弁座１８及び第２弁座１９と相互作用して通路２０を２つの入口１５及び１６から隔離し（図２及び図３）、それから第１弁座１８と相互作用してこの同じ通路２０を介して出口１７を第１源Ａに接続するようになっており、プランジャ８の位置とは無関係に、２つの入口１５及び１６の間の連通は阻止されている。
【００３２】
より詳細には（図２ないし４）、本発明は、閉止部材の環状作用面２１ｂがその内径部を介して後方部分２１ａに結合され且つ２つの弁座１８，１９の間に形成した通路２０に連通する少なくとも１つのオリフィス２３を穿設されるようにしたブースタに関している。
【００３３】
さらに、ピストン５の内周部５０及び閉止部材２１の作用面の端縁２１０の両方は、少なくとも或る条件のもとでは、一方が他方を密封態様で閉鎖することを保証するに十分である接触圧力を互いに発揮するように形作られており、従って、閉止部材２１の後方部分２１ａの外側及び作用面２１ｂの裏面側は、オリフィス２３を介してのみ外部に向かって開口する室２２を一緒に画成する。
【００３４】
結果的に、この構成のために、閉止部材２１を第１軸線方向Ｘに押圧するスプリング２４は、図１に示したような従来のブースタにおいて設けられるスプリングに比べ、比較的小さい力を発揮すればよい。
【００３５】
本発明は、第２弁座１９がその駆動位置から幾分離れている時に、この第２弁座１９が図２ないし４に示したその駆動位置にある時に発揮する接触圧力よりも小さい接触圧力を互いに発揮するようにピストンの内周部５０及び作用面２１ｂの端縁２１０が形作られるようにすることによって、この構成をさらに完全なものとすることを可能にしている。
【００３６】
この作動特性は、閉止部材の作用面の端縁２１０が密封リップ２１１（図２）を有している場合に、第１軸線方向Ｘに垂直で第１弁座１８に接近する平面Ｐにおいて観察されるピストンの内周部５０が、この弁座そして前方室からこの平面が離隔するにつれて拡がるようにすることによって、得られる。
【００３７】
例えば、図２に示すように、内周部５０は、ブースタの後方に向かって拡開する切頭円錐形状を採用してよい。
【００３８】
これらの条件のもとでは、室２２の密封を保証するのに丁度必要であるピストンの内周部５０に対するリップ２１１の摩擦は、実際には図２に示した駆動位置でのみ起こるので、駆動の終りにおけるブースタのその休止位置への戻りは、リップ２１１の存在に拘わらず大きい寄生摩擦力を生じさせることはなく、このリップの自然状態の形状は、後方への摺動に比べ前方への摺動を相当有利にしている。
【００３９】
また、所望の作動特性は、図３に示されている本発明の第２実施例に示すように、ピストンの内周部５０が第１弁座１８と略同一平面の第３弁座２５を有し、第２入口１６が第１及び第３弁座１８，２５の間に開口し、閉止部材の作用面の端縁２１０が、第１軸線方向Ｘに垂直な平面Ｑにおいて、その周辺部の少なくとも大部分にわたりピストン５の内周部５０から遠位にあるようにすることによっても、得られる。
【００４０】
これらの条件のもとでは、ピストンの内周部５０に対する閉止部材の作用面の端縁２１０の摩擦は、僅少であるばかりでなく、ブースタの駆動位相とその休止位置への戻り位相との間で全体的に不変である。
【００４１】
この第２実施例の好適な変形例が図４に示されている。
【００４２】
この変形例によると、閉止部材２１の作用面２１ｂは、この作用面が第３弁座２５と接触しようとする厚肉部２１３を呈する周辺区域を越えるまでその面の中央部分にわたって延在する剛性インサート２１２によって補強されている。
【００４３】
この構成は、より容易に寸法上の製造公差から免れることを可能としており、ブースタの駆動時に厚肉部２１３が第３弁座２５に早目に接触し、インサート２１２によって強化されていない端縁２１０が、作用面２１ｂを第１弁座１８に当接させ得るように変形する。
【図面の簡単な説明】
【図１】閉止部材をその休止位置で示す、従来のブースタを用いる空気圧ブースト式ブレーキ装置の概略断面図である。
【図２】閉止部材をその駆動位置で示す、本発明の第１実施例によるブースタの部分断面図である。
【図３】閉止部材をその駆動位置で示す、本発明の第２実施例によるブースタの部分断面図である。
【図４】図３のブースタの変形例を示す部分断面図である。

Claims (3)

1. 内部で可動隔壁（４）が前方室（３ａ）と後方室（３ｂ）とを画定している剛性ケーシング（３）；比較的高い圧力を供給する第１圧力源（Ａ）に接続される第１入口（１５）と、比較的低い圧力を供給する第２圧力源（Ｄ）及びブースタの前方室（３ａ）に接続される第２入口（１６）と、圧力を制御される後方室（３ｂ）に接続される出口（１７）とが内部に開口し、可動隔壁によって携行され得る中空ピストン（５）；入口（１５，１６）のいずれか一方と出口（１７）との間の連通を選択的に確立するようにピストン内に組込まれた弁（７）を包含しており、この弁自体が、外側で第２入口（１６）が開口しているピストンの内方クラウン部によって形成された第１環状弁座（１８）；軸線方向に閉止され、出口（１７）に接続される通路（２０）を画成する間隙をもって第１環状弁座（１８）内に配置され、且つ、第１環状弁座（１８）よりも前方室（３ａ）から遠位にある休止位置と、少なくとも第１環状弁座（１８）と同じように前方室（３ａ）に接近する駆動位置との間でこの第１環状弁座（１８）内を軸線方向に摺動できる第２環状弁座（１９）；一方において、第１環状弁座（１８）から幾分離れてピストン内に密封態様で装架され内部を第１圧力源（Ａ）に接続されている後方部分（２１ａ）と、他方において、ピストンの軸線に沿って移動でき前方室（３ａ）に向かって指向する第１軸線方向（Ｘ）に弾性力によって押圧されている環状作用面（２１ｂ）とを呈する管形状の閉止部材（２１）を包含し、この環状作用面が、第２環状弁座（１９）の休止位置ではこの第２環状弁座と相互作用して出口（１７）を通路（２０）を介して第２圧力源（Ｄ）に接続し、第２環状弁座（１９）の駆動位置では第１環状弁座（１８）と相互作用して出口（１７）をこの通路を介して第１圧力源（Ａ）に接続することができる一方、すべての場合に２つの入口（１５，１６）の間の連通を阻止しており、閉止部材（２１）の環状作用面（２１ｂ）がその内径部によって後方部分（２１ａ）に結合され、２つの環状弁座（１８，１９）の間に形成した通路（２０）に連通する少なくとも１つのオリフィス（２３）を穿設されており、ピストンの内周部（５０）及び閉止部材の作用面の端縁（２１０）が、第２環状弁座（１９）の駆動位置に関してそれらの一方が他方を密封態様で閉鎖することを保証するに十分である接触圧力を発揮するように形作られている空気圧ブレーキブースタにおいて、閉止部材の作用面の端縁（２１０）が密封リップ（２１１）を有し、ピストンの内周部（５０）が、第１軸線方向（Ｘ）に垂直で第１環状弁座（１８）に接近する平面（Ｐ）において、この第１環状弁座そして前方室からこの平面が離隔するにつれて拡がっていることを特徴とする空気圧ブレーキブースタ。
2. 内部で可動隔壁（４）が前方室（３ａ）と後方室（３ｂ）とを画定している剛性ケーシング（３）；比較的高い圧力を供給する第１圧力源（Ａ）に接続される第１入口（１５）と、比較的低い圧力を供給する第２圧力源（Ｄ）及びブースタの前方室（３ａ）に接続される第２入口（１６）と、圧力を制御される後方室（３ｂ）に接続される出口（１７）とが内部に開口し、可動隔壁によって携行され得る中空ピストン（５）；入口（１５，１６）のいずれか一方と出口（１７）との間の連通を選択的に確立するようにピストン内に組込まれた弁（７）を包含しており、この弁自体が、外側で第２入口（１６）が開口しているピストンの内方クラウン部によって形成された第１環状弁座（１８）；軸線方向に閉止され、出口（１７）に接続される通路（２０）を画成する間隙をもって第１環状弁座（１８）内に配置され、且つ、第１環状弁座（１８）よりも前方室（３ａ）から遠位にある休止位置と、少なくとも第１環状弁座（１８）と同じように前方室（３ａ）に接近する駆動位置との間でこの第１環状弁座（１８）内を軸線方向に摺動できる第２環状弁座（１９）；一方において、第１環状弁座（１８）から幾分離れてピストン内に密封態様で装架され内部を第１圧力源（Ａ）に接続されている後方部分（２１ａ）と、他方において、ピストンの軸線に沿って移動でき前方室（３ａ）に向かって指向する第１軸線方向（Ｘ）に弾性力によって押圧されている環状作用面（２１ｂ）とを呈する管形状の閉止部材（２１）を包含し、この環状作用面が、第２環状弁座（１９）の休止位置ではこの第２環状弁座と相互作用して出口（１７）を通路（２０）を介して第２圧力源（Ｄ）に接続し、第２環状弁座（１９）の駆動位置では第１環状弁座（１８）と相互作用して出口（１７）をこの通路を介して第１圧力源（Ａ）に接続することができる一方、すべての場合に２つの入口（１５，１６）の間の連通を阻止しており、閉止部材（２１）の環状作用面（２１ｂ）がその内径部によって後方部分（２１ａ）に結合され、２つの環状弁座（１８，１９）の間に形成した通路（２０）に連通する少なくとも１つのオリフィス（２３）を穿設されており、ピストンの内周部（５０）及び閉止部材の作用面の端縁（２１０）が、第２環状弁座（１９）の駆動位置に関してそれらの一方が他方を密封態様で閉鎖することを保証するに十分である接触圧力を発揮するように形作られている空気圧ブレーキブースタにおいて、ピストンの内周部（５０）が第１環状弁座（１８）と略同一平面の第３弁座（２５）を有し、第２入口（１６）が第１及び第３弁座の間に開口し、閉止部材の作用面の端縁（２１０）が、第１軸線方向（Ｘ）に垂直な平面（Ｑ）において、その周辺部の少なくとも大部分にわたりピストンの内周部から遠位にあることを特徴とする空気圧ブレーキブースタ。
3. 請求項２記載のブースタにおいて、閉止部材の作用面（２１ｂ）が、この作用面が第３弁座（２５）と接触しようとする厚肉部（２１３）を呈する周辺区域を越えるまでその面の中央部分にわたって延在する剛性インサート（２１２）によって補強されていることを特徴とするブースタ。

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