JPS627019B2 - - 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
重に耐える程強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。

ところで、前記ピストンダイヤフラムに前記タ
イロツドの貫通用透孔が設けられると、ピストン
ダイヤフラムの引張剛性が低下する傾向があり、
その低下によれば、倍力作動時、第１、第２両作
動室間の気圧差によるピストンダイヤフラムの伸
びが増加して上記気圧差に基づく推力をブースタ
ピストンに効果的に加えることができなくなる不
具合を生じる。

本発明は、ピストンダイヤフラムがタイロツド
の貫通用透孔を有するも引張剛性の低下がなく、
したがつて上記のような不具合を生じることのな
い前記倍力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一実施例について説
明すると、第１図において負圧式倍力装置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に係合させて両椀状体１Ｆ，１Ｒ相互の位
置決めが行われ、そして両椀状体１Ｆ，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とを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、それに前後往復自
在に収容したブースタピストン２と、その後面に
接する、ゴム等の可撓材料より成形されたピスト
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。

上記ピストンダイヤフラム３は全体として環状
をなし、その内、外両外周縁には環状ビード３
ａ，３ｂをそれぞれ一体に形成し、外周側ビード
３ａを前記両椀状体１Ｆ，１Ｒの結合部に形成し
た環状溝１ｃに、また内周側ビード３ｂをブース
タピストン２後面の環状溝２ａにそれぞれ嵌着す
る。前記第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、前記第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***形成した突起３ｅ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をそれぞれ設け、透孔３２は、ブースタ
ピストン２より離間可能なピストンダイヤフラム
３の前面に開口させる。

透孔３２の周縁には環状ビード３ｃを一体に形
成し、さらにその環状ビード３ｃと前記環状ビー
ド３ｃとの共通接線に略沿つて両ビード３ｂ，３
ｃ間を連結する少なくとも二本の直線ビード３
ｄ，３ｄをピストンダイヤフラム３の一側面、図
示例では後面に***させる。これらビード３ｂ，
３ｃ，３ｄは協働してピストンダイヤフラム３の
引張剛性の強化に寄与する。

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
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_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の後退院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は取付フランジ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３
９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４
２を支筒４３に係止することによりタイロツド３
０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４３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Ｗ
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３
前面の透孔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
つたときにのみ、その気圧差により両者４６ｃ，
３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可動ストツ
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、車両の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ピストンダイヤ
フラム３に前方への押圧力が作用し、その力を受
けてブースタピストン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、ブレーキマスタシリンダ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、ピストンダイヤフラム３の前面
は伸縮ブーツ４６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。また
ピストンダイヤフラム３に両作動室Ａ，Ｂの気圧
差による前方押圧力が作用するときには、そのダ
イヤフラム３各部に強力な引張力が働くが、特に
伸びを生じ易い透孔３２周縁はビード３ｃに補強
され、さらにそのビード３ｃが２本の直線ビード
３ｄ，３ｄを介してピストンダイヤフラム３内周
のビード３ｂに強固に連結されているので、それ
らビート３ｂ，３ｃ，３ｄによつて透孔３２周縁
の伸びが抑制される。

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３ｅ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１ｅ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
フラム前面との間に進入し、ピストンダイヤフラ
ム前面は透孔３２を囲繞する部分を伸縮ブーツ４
６の後端４６ｃから離す方向に押圧するので、両
者３，４６ｃ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３の前面は伸縮ブーツ４６の後端４６ｃに再
び密着する。

以上のように本発明によれば、ピストンダイヤ
フラムの、ブースタピストン後面に固着される内
周縁と、タイロツドに貫通される透孔周縁とにそ
れぞれ環状ビードを一体に形成し、これら両環状
ビードの共通接線に略沿つて両環状ビード間を連
結する少なくとも二本の直線ビードをピストンダ
イヤフラムの一側面に***形成したので、これら
ビードの協働により前記透孔周縁を効果的に補強
することができ、したがつて前記透孔によるピス
トンダイヤフラムの引張剛性低下もなく、その結
果第１、第２両作動室の気圧差に基づく推力をピ
ストンダイヤフラムからブースタピストンに効率
良く伝達することができるものである。

【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図はそれにおけるピストンダイヤフラムの平
面図である。 Ａ……第１作動室、Ｂ……第２作動室、５……
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、３
ｂ，３ｃ……環状ビード、３ｄ……直線ビード、
５……制御弁、１１……入力杆、３０……タイロ
ツド、３２……透孔、４６……シール手段として
の伸縮ブーツ。

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、前記ピストンダイヤフラムの、前記ブースタ
   ピストン後面に固着される内周縁と、前記タイロ
   ツドに貫通される透孔周縁とにそれぞれ環状ビー
   ドを一体に形成し、これら両環状ビードの共通接
   線に略沿つて両環状ビード間を連結する少なくと
   も二本の直線ビードを前記ピストンダイヤフラム
   の一側面に***形成したことを特徴とする、負圧
   式倍力装置。