(57)【要約】【課題】製造コストの増加を抑制しつつ、軽量化することが可能な気圧式倍力装置を提供する。【解決手段】フロントシェル２をアルミニウム合金製とし、リアシェル３をスチール製としたことにより、製造コストの増加を抑制しつつ、気圧式倍力装置を軽量化することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロントシェルとリアシェルとからなるハウジングと、
前記ハウジングを定圧室と変圧室とに画成するパワーピストンと、
前記パワーピストンに連結されるバルブボディと、
前記パワーピストンに設けられ、外周縁部に前記フロントシェルと前記リアシェルとの結合部をシールするシール部が形成されるダイアフラムと、
を備え、
前記フロントシェルはアルミニウム合金からなり、前記リアシェルは鉄合金からなり、前記フロントシェルは、前記ダイアフラムのシール部を保持する軸方向の一部領域が、前記リアシェルの外周側に設けられることを特徴とする気圧式倍力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキペダルの踏力をアシストする気圧式倍力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ダイアフラムを有するパワーピストンによって、ハウジング内が定圧室と変圧室との２室に画成される、いわゆるシングル型気圧式倍力装置が開示されている。概して、気圧式倍力装置のハウジングは、鋼板からなるフロントシェルとリアシェルとを結合させることで形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した気圧式倍力装置では、ハウジングを軽量化するために両シェルをアルミニウム合金製とした場合、製造コストの増加が問題となる。
そこで、本発明の課題は、製造コストの増加を抑制しつつ、軽量化することが可能な気圧式倍力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の気圧式倍力装置は、フロントシェルとリアシェルとからなるハウジングと、前記ハウジングを定圧室と変圧室とに画成するパワーピストンと、前記パワーピストンに連結されるバルブボディと、前記パワーピストンに設けられ、外周縁部に前記フロントシェルと前記リアシェルとの結合部をシールするシール部が形成されるダイアフラムと、を備え、前記フロントシェルはアルミニウム合金からなり、前記リアシェルは鉄合金からなり、前記フロントシェルは、前記ダイアフラムのシール部を保持する軸方向の一部領域が、前記リアシェルの外周側に設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、製造コストの増加を抑制しつつ、気圧式倍力装置を軽量化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態に係る気圧式倍力装置における軸線を包含する平面による断面図である。
【図２】図１における要部を拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の一実施形態を添付した図を参照して説明する。便宜上、図１における左右方向を気圧式倍力装置１における前後方向とする。
図１に示されるように、本実施形態に係る気圧式倍力装置１は、いわゆるシングル型気圧式倍力装置である。該気圧式倍力装置１は、フロントシェル２とリアシェル３とを結合させることで形成されたハウジング４を備える。該ハウジング４の内部は、ダイアフラム５を有するパワーピストン６によって、定圧室７と変圧室８との２室に画成される。なお、ダイアフラム５は合成ゴムからなる。
【０００９】
フロントシェル２は、アルミニウム合金製の薄板を有底円筒形に成形することで形成される。フロントシェル２の底部中央には、マスタシリンダ（図示省略）の後端部が挿入される円筒部９が形成されている。該円筒部９の基端部周囲には、マスタシリンダが取り付けられる座部１０が形成されている。他方、リアシェル３は、スチール製の薄板（鋼板）を有底円筒形に成形することで形成される。リアシェル３の底部中央には、バルブボディ１１が挿入される円筒部１２が形成されている。該円筒部１２の基端部周囲には、車体（図示省略）に当接させる座部１３が形成されている。
【００１０】
ハウジング４には、フロントシェル２の座部１０からリアシェル３の座部１３にわたって延びるタイロッド１４が設けられる。タイロッド１４の前部には、フランジ１７が設けられる。該フランジ１７は、リテーナ１９およびシール部材２０を介して、フロントシェル２の座部１０の内側面に気密に当接され、当該座部１０にかしめ固定される。他方、タイロッド１４の後部には、フランジ１８が設けられる。該フランジ１８は、リアシェル３の座部１３の内側面に気密に当接される。タイロッド１４のフランジ１７，１８間は、パワーピストン６の開口部２１とダイアフラム５のロッドシール部２２とに、摺動可能かつ気密に挿入される。
【００１１】
なお、ハウジング４には、２つのタイロッド１４（図１には１つのタイロッド１４み表示）が設けられる。該２つのタイロッド１４は、前後方向へ延びるハウジング４の軸線（以下「ハウジング軸線」）を中心とする一円周上に配置される。また、リアシェル３の座部１３には、ハウジング４を車体（例えば「ダッシュボード」）に固定するためのボルト２３がかしめ固定される。
【００１２】
図１に示されるように、バルブボディ１１は、円筒部４５と、該円筒部４５の前端部外周に設けられた拡径部４６と、を有する。バルブボディ１１は、リアシェル３の円筒部１２に挿入される。バルブボディ１１は、拡径部４６がパワーピストン６およびダイアフラム５の中央開口部に気密に挿入されることにより、パワーピストン６およびダイアフラム５に連結される。バルブボディ１１の円筒部４５とリアシェル３の円筒部１２との間は、シール部材２４によって、摺動可能かつ気密にシールされる。なお、リアシェル３の円筒部１２とバルブボディ１１の円筒部４５との間には、ダストカバー２５が装着される。
【００１３】
バルブボディ１１の円筒部４５の前端部には、出力ロッド２８の基端部がリアクションディスク５５を介して連結（接続）される。円筒部４５の前端部内側には、環状の受圧部材２７が嵌着される。円筒部４５の前端部は、出力ロッド２８の基端部に挿入され、受圧部材２７とともにリアクションディスク５５に当接される。また、円筒部４５の前部内側には、プランジャ３１が挿入される。プランジャ３１の前端部は、受圧部材２７に摺動可能に嵌合される。他方、プランジャ３１の後端部は、バルブボディ１１の円筒部４５の内周面によって前後方向へ移動可能に案内される。
【００１４】
バルブボディ１１の後端部には、制御バルブ３２が設けられる。バルブボディ１１の後端部中央には、制御バルブ３２に挿通された入力ロッド３３の先端部が連結される。該入力ロッド３３の後端部は、バルブボディ１１の円筒部４５に設けられた通気性を有するダストシール３４を貫通して外部へ延びる。なお、入力ロッド３３の後端部には、ブレーキペダル（図示省略）との連結に使用されるクレビス３５が取り付けられる。
【００１５】
制御バルブ３２は、テーパ状のコイルばねからなる弁ばね４１によって、プランジャ３１に向かって付勢される。バルブボディ１１の円筒部４５の内部は、大気通路３７を介して変圧室８に連通される。また、円筒部４５の内部は、ダストシール３４を介して大気に連通される。さらに、円筒部４５の内部は、真空通路３６を介して定圧室７に連通される。大気通路３７には、ストップキー３８が挿入される。該ストップキー３８は、バルブボディ１１の後退位置、およびプランジャ３１のハウジング４に対する後退位置を定める。また、ストップキー３８は、バルブボディ１１とプランジャ３１との相対位置を制限する。
【００１６】
ストップキー３８とプランジャ３１に装着されたばね受部材との間には、圧縮コイルばねからなる反力調整ばね５８が介装される。該反力調整ばね５８は、プランジャ３１を、リアクションディスク５５に向かって所定のセット荷重で付勢する。また、バルブボディ１１に装着されたガイド部材５１と入力ロッド３３に装着されたばね受部材５２との間には、入力ロッド３３を、ハウジング４に対して後方向へ付勢する戻しばね４０が介装される。さらに、フロントシェル２の座部１０とバルブボディ１１に装着されたキャップ部材４２との間には、バルブボディ１１を、ハウジング４に対して後方向へ付勢する戻しばね３９が介装される。
【００１７】
図１を参照すると、気圧式倍力装置１の非作動状態では、パワーピストン６とバルブボディ１１とが、戻しばね３９の付勢力によって後退位置まで戻される。また、入力ロッド３３は、戻しばね４０の付勢力によって後退位置まで戻される。このとき、反力調整ばね５８は、戻しばね４０のばね力によって所定のセット荷重で圧縮された状態にある。このとき、変圧室８は、定圧室７に連通され、かつ大気から遮断されている。また、プランジャ３１の先端部とリアクションディスク５５との間には、一定の隙間（ジャンプイン隙間）が形成される。なお、プランジャ３１の先端部の面積（リアクションディスク５５との接触面の面積）を変えることにより、当該気圧式倍力装置１のサーボ比を調節することができる。
【００１８】
次に、図２を参照して、フロントシェル２とリアシェル３との結合部を説明する。
ダイアフラム５の外周縁部には、シール部６１が形成される。該シール部６１は、ハウジングの軸線を包含する平面による断面（以下「ハウジング軸平面による断面」）が略長方形に形成される。シール部６１は、フロントシェル２とリアシェル３との結合部に形成されるシール保持部６７によって保持される。
【００１９】
シール保持部６７は、リアシェル３の前端部周縁を外側へ１８０°の角度で折り返すことで形成された円筒形の内周壁部６８と、該内周壁部６８の後端部をハウジング４の半径方向（以下「ハウジング径方向」）へ９０°の角度で折り曲げることで形成されたフランジ部６９と、を有する。そして、内周壁部６８とフランジ部６９との、ハウジング軸平面による断面は、Ｌ形に形成される。以下、内周壁部６８とフランジ部６９とからなる断面がＬ形の部分を、リアシェル側保持部７５と称する。
【００２０】
一方、シール保持部６７は、フロントシェル２の後端部周縁を拡径させることで形成された外周壁部７１と、リアシェル３側のフランジ部６９に対向するように形成されたフロントシェル２側のフランジ部７３と、を有する。外周壁部７１は、ダイアフラム５のシール部６１を保持するハウジング軸方向（前後方向）の一部領域であって、リアシェル側保持部７５の内周壁部６８に対向するように設けられる。フランジ部７３は、外周壁部７１と、ハウジング４の外周部分の一部を形成するフロントシェル２の周壁７２と、の間に形成される。そして、外周壁部７１とフランジ部７３との、ハウジング軸平面による断面は、Ｌ形に形成される。以下、外周壁部７１とフランジ部７３とからなる断面がＬ形の部分を、フロントシェル側保持部７６と称する。
【００２１】
図２に示されるように、シール保持部６７の内周壁部６８の外周面６８Ａには、シール部６１の内周面６２が当接される。シール保持部６７のフランジ部６９の前側面６９Ａには、シール部６１の後端面６５が当接される。シール保持部６７の外周壁部７１の内周面７１Ａには、シール部６１の外周面６３が当接される。シール保持部６７のフランジ部７３の後側面７３Ａには、シール部６１の前端面６４が当接される。
【００２２】
このようにして、シール部６１は、リアシェル側保持部７５とフロントシェル側保持部７６とによって挟持され、シール保持部６７の内部に充填される。また、ダイアフラム５の膜部とシール部６１との接続部７７は、フロントシェル２の周壁７２とフランジ部７３との間の外Ｒ部７８と、リアシェル３の内周壁部６８の折返し部７９と、の間で挟持される。
【００２３】
リアシェル側保持部７５のフランジ部６９は、シール部６１の外周面６３からハウジング径方向へ突出する突出部８１を有する。該突出部８１は、フランジ部６９の外周縁部を形成する。他方、フロントシェル側保持部７６の外周壁部７１の後端部には、突出部８１の外径よりも大きい内径を有する円筒形の開口部８２が設けられる。リアシェル３は、突出部８１が、フロントシェル側保持部７６の外周壁部７１と開口部８２との間のフランジ部８３に当接されることにより、フロントシェル２に対して前後方向に位置決めされる。
【００２４】
ハウジング４は、フロントシェル２の開口部８２を切り欠いてリアシェル３の突出部８１にかしめることで形成したかしめ部８４を有する。該かしめ部８４は、開口部８２、延いてはシール保持部６７に沿って周方向へ間隔をあけて複数箇所に設けられる。該複数箇所のかしめ部８４によって、フロントシェル２とリアシェル３とが結合され、かつフロントシェル側保持部７６とリアシェル側保持部７５との間のシール部６１が加圧される。
【００２５】
ここで、ハウジングのフロントシェルとリアシェルとの両シェルをアルミニウム合金製とした場合、両シェルをスチール製とした場合と比較して、製造コストの増加、および深絞り部（リアシェル３の円筒部１２）の成形性が問題になっていた。
そこで、本実施形態では、フロントシェル２をアルミニウム合金製とし、リアシェル３をスチール製としたことで、ハウジング４を軽量化しながら、製造コストの増加を最小限に抑えた気圧式倍力装置を実現した。
【００２６】
また、スチールと比較して比重が小さいアルミニウム合金をリアシェルに用いた場合、気圧式倍力装置の作動音が、ダッシュボートを介して車室に伝達される問題があった。
本実施形態では、アルミニウム合金と比較して遮音性が高いスチールをリアシェル３に用いたので、気圧式倍力装置の作動音が車室に伝達されるのを防ぐことができる。
【００２７】
また、リアシェルをアルミニウム合金製とした場合、リアシェルの材料であるアルミニウム合金の線膨張係数（23.8）とタイロッドの材料であるスチールの線膨張係数（11.7）とが異なることから、リアシェルとタイロッドとのかしめ部の低温時における気密性に問題があった。
本実施形態では、リアシェル３をスチール製としたことで、前述したかしめ部の低温時における気密性の問題を解消することができる。
【００２８】
また、本実施形態では、合成ゴム製のダイアフラム５のシール部６１を、アルミニウム合金製のフロントシェル側保持部７６とスチール製のリアシェル側保持部７５とによって挟持した。これにより、ダイアフラム５の材料である合成ゴムの線膨張係数（110）、フロントシェル側保持部７６の材料であるアルミニウム合金の線膨張係数（23.8）、およびリアシェル側保持部７５の材料であるスチールの線膨張係数（11.7）を考慮すると、低温時には、フロントシェル側保持部７６がリアシェル側保持部７５に対してより大きい度合で収縮するので、フロントシェル側保持部７６によって、ダイアフラム５のシール部６１を加圧することが可能であり、既存の気圧式倍力装置と比較して、低温時におけるハウジング４の気密性を高めることができる。
【００２９】
この実施形態では以下の効果を奏する。
本実施形態によれば、フロントシェルとリアシェルとからなるハウジングと、前記ハウジングを定圧室と変圧室とに画成するパワーピストンと、前記パワーピストンに連結されるバルブボディと、前記パワーピストンに設けられ、外周縁部に前記フロントシェルと前記リアシェルとの結合部をシールするシール部が形成されるダイアフラムと、を備え、前記フロントシェルはアルミニウム合金からなり、前記リアシェルはスチールからなり、前記フロントシェルは、前記ダイアフラムのシール部を保持する軸方向の一部領域が、前記リアシェルの外周側に設けられる。
【００３０】
本実施形態では、フロントシェルをアルミニウム合金製とし、リアシェルをスチール製としたので、両シェルをアルミニウム合金製とした場合と比べて、リアシェルをの深堀り部（リアシェル３の円筒部１２）の加工が容易となる。また、製造コストの増加を抑制しながら、ハウジングを軽量化、延いては気圧式倍力装置を軽量化することができる。
また、フロントシェルは、低温時における収縮の度合いがリアシェルよりも大きいので、リアシェルの外周側に設けられた、フロントシェルの軸方向の一部領域によって、ダイアフラムのシール部が内周側のフロントシェルに押し付けられる。これにより、低温時におけるハウジングの結合部の気密性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００３１】
１  気圧式倍力装置、２  フロントシェル、３  リアシェル、４  ハウジング、５  ダイアフラム、６  パワーピストン、７  定圧室、８  変圧室、１１  バルブボディ、６１  シール部
【図１】
2019217954.tif 000003
【図２】
2019217954.tif 000004