JPS593298B2 - 負圧式倍力装置 - 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、特に車体に
取付けられる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
スタシェ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
結した負圧式倍力装置の改良に関する。

一般に、前記ピストンダイヤフラムは、それのブースタ
シェ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字形折曲げ部の転勤によりブー
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作動室とを連通ず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って負圧源側に
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
記ピストンダイヤフラム内周部とブースタピストンとの
相対回動を防止する位置決め機構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。

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１Ｆ、
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
合させて両腕状体ＩＦ、ＩＲ相互の位置決めが行われ、
そして両腕状体ＩＦ、ＩＲはそれらの前後対向壁間を２
本のタイロッド３０を介して連結される。

このブースタシェル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の内部には、ブースタピストン２が前
後往復動自在に収容され、そのブースタピストン２の後
面に環状溝６１が形成される。

ピストンダイヤフラム３の外周部と内周部には環状ビー
ド３ａ 、３ｂがそれぞれ形成されており、その外周部
の環状ビート３ａは、その端面に円周上等間隔に突設さ
れた２個の位置決め突起３ｃをそれぞれ後部椀状体１Ｒ
の外周部に形成された各位置決め孔１ｃに嵌めて両腕状
体ＩＦ、ＩＲにより挟着される。

内周部の環状ビード３ｂはブースタピストン３の環状溝
６１に嵌着され、このピストンダイヤフラム３とブース
タピストン２とにより、ブースタシェル１の内部は、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の受圧部３ｄは、ブースタピス
トン２の後面に密着すると共に、ブースタピストン２の
外周面と前部椀状体１Ｆの内周面との間において第１作
動室内側に突出するよ５Ｕ字形に折曲げられ、このＵ字
形折曲げ部の転勤によりブースタピストン２の前進、後
退を許容する。

ブースタピストン２の前記環状溝６１の後側壁６１ａに
は切欠き６５を設け、ピストンダイヤフラム３の内周環
状ビード３ｂの上記切欠き６５に臨む部分を薄肉部６３
に形成して、それをブースタピストン２の後面に離間自
在に密着させる。

さらに、上記薄肉部６３０周縁からはチャンネル状の位
置決め突壁６４を一体に起立させ、この突壁６４を前記
切欠き６５に係合する。

この係合によりブースタピストン２とダイヤフラム３と
の相対回動が拘束される。

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１作動室内側に弾発さ
れ、その後退限はピストンダイヤフラム３の背面に***
形成した突起３ｅがブースタシェル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１０□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１０１．１０２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１０１．１０□に向って付勢すべく弁ば
ね１６を作用させる。

第１弁座１０１の外側部はブースタピストン２０通孔１
７を介して第１作動室Ａに、また第１および第２弁座１
０１．１０２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３６０四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、ブースタシェル１前壁の
タイロッド貫通孔を封緘する環状シール部材３８を嵌装
する。

上記ばね受板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７０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（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、ブースタシェル１後壁のタイロッド貫通孔を
封緘する環状シール部材４５を嵌装する。

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に連結さ
れる。

タイロッド３０は、図示例では第２図に示すように、四
角形の一方の対角頂点に２本配設され、他の対角頂点に
おいて車室前部壁Ｗへの２本の取付専用ボルト６６がブ
ースタシェル１の後壁に溶接して固着される。

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とりイロツド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、第１作動室Ａにおい
てそのブーツ４６でタイロッド３０を囲繞し、その前端
４６ａをタイロッド３０の外周面に形成された環状溝４
７に、またその後端４６ｂを透孔３１にそれぞれ嵌着す
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、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、可動ストッパ板５２が固定の端壁１ｅ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１０２を介して弁部１
３ｃ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、それによって第１弁座１
０１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可動ストッパ板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１０２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。

したがっ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１０１と弁部１３
ｃとの間隙ｇが前述のように極めて狭いので、弁部１３
ｃは、直ちに第１弁座１０１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□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、ブレーキマスクシリンダＭ
の作動ピストン５６を前方へ駆動し、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、環
状ビード３ｂの薄肉部６３はブースタピストン２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、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に伝達して支
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、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□を弁部１３ｃに着座させると共にその弁部１３
ｃを弁体保持筒１４の前面に当接させるので、弁部１３
ｃは入力杆１１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、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、Ｈの気圧が相互に素早く均衡し、そ
れらの気圧差がな（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３ｅがブースタシェル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１ｅに当接したとき、弁部１
３ｃは入力杆１１の後退力から開放されて原形に復元す
るので、第１弁座１０１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
ヤフラム受圧部３ｄ前面との間に進入し、薄肉部６３を
後方に押圧するので、ブースタピストン２と薄肉部６３
との間に間隙を生じ、その間隙を介して両作動室Ａ、Ｂ
が連通ずる。

したがって、上記間隙を通して両作動室Ａ、Ｂの気圧が
相互に素早（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へ膨出変形させ
るような不具合が未然に防止される。

上記気圧差がなくなれば、薄肉部６３は再びブースタピ
ストン２に密着する。

以上のように本発明によれば、前記ブースタピストン２
の後面に環状溝６１を形成すると共にその環状溝の後側
壁６１ａに切欠き６５を設け、前記ピストンダイヤフラ
ム３の内周縁に形成された環状ビード３ｂを前記環状溝
６１に嵌着し、前記環状と一ド３ｂの前記切欠き６５に
臨む部分を、前記ブースタピストン２に離間可能に密着
する薄肉部６３に形成し、その薄肉部６３０周縁に立設
した位置決め突壁６４を前記切欠き６５に係合したので
、負圧源の不作動時や故障等により第１作動室Ａに負圧
が蓄えられていないとき、ブースタピストン２の前進に
より第１作動室Ａ内部が圧縮されでも、前記環状ビード
３ｂの薄肉部６３がブースタピストン２から離間し、両
作動室Ａ、Ｂ間を連通させてそれらの気圧を均衡させる
ことができ、したがってピストンダイヤフラム３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Ａに負圧を蓄えた通常の状態では、ブ
ースタピストン２の作動時、第２作動室Ｂの気圧が第１
作動室Ａ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３の薄肉部６３をブースタピスト
ン２に強く密着させて両作動室Ａ、Ｂ間の遮断を確実に
することができ、ブースタピストン２の作動に何等支障
を来たすことはない。

さらに、前記薄肉部６３は、位置決め突壁６４および切
欠き６５等と協働してブースタピストン２およびピスト
ンダイヤフラム３相互の位置決め機構を構成するので、
一方向空気弁と位置決めの２様の働きに寄与し、構造を
著しく簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明装置の一実施例を示すもので、第１図に側
面図、第２図は背面図、第３図は縦断側面図、第４図は
第３図矢示■−■線斜視図、第５図はピストンダイヤフ
ラムの部分斜視図である。 Ｓ・・・負圧式倍力装置、Ａ・・・第１作動室、Ｂ・・
・第２作動室、１・・・ブースタシェル、２・・・ブー
スタピストン、３・・・ピストンダイヤフラム、３ｂ・
・・環状ビード、５・・・制御弁、１１・・・入力杆、
６１・・・環状溝、６３・・・薄肉部、６４・・・突壁
、６５・・・切欠き。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ブースタシェル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
   タシェル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作動室側と、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１作動室側とに区画し、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に連結した負圧式倍力装置
   において、前記ブースタピストン２の後面に環状溝６１
   を形成すると共にその環状溝の後側壁６１ａに切欠き６
   ５を設け、前記ピストンダイヤフラム３の内周縁に形成
   された環状ビード３ｂを前記環状溝６１に嵌着し、前記
   環状ビード３ｂの前記切欠き６５に臨む部分を、前記ブ
   ースタピストン２に離間可能に密着する薄肉部６３に形
   成し、その薄肉部６３０周縁に立設した位置決め突壁６
   ４を前記切欠き６５に係合したことを特徴とする、負圧
   式倍力装置。