(57)【要約】【課題】  フロントシェル素材の薄肉化を図り軽量化・低コスト化を可能とする。【解決手段】  負圧式倍力装置は、フロントシェル１１とリヤシェル１２により構成されるブースタシェル、ブースタシェル内を負圧室Ｒ１と変圧室Ｒ２に区画するダイアフラム２０、ブースタシェルとダイアフラム２０を気密的に貫通するタイロッドボルト３０を備える。負圧室Ｒ１は、フロントシェル１１とダイアフラム２０間に形成され、負圧源に接続される。変圧室Ｒ２は、リヤシェル１２とダイアフラム２０間に形成され、負圧室Ｒ１または大気に接続される。フロントシェル１１では、平板部１１ａのタイロッドボルト貫通部から周方向に所定量離れた部位に、平板部１１ａの剛性を高める高剛性化手段が設定され、平板部１１ａのタイロッドボルト貫通部近傍部位に、平板部１１ａに生じる応力をタイロッドボルト３０の周囲に分散させる応力分散手段（３２ａ）が設定されている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロントシェルとリヤシェルによって構成されるブースタシェルと、前記フロントシェルと前記リヤシェル間に設けられて前記ブースタシェル内を負圧室と変圧室に区画するダイアフラムと、前記ブースタシェルと前記ダイアフラムを前後方向にて気密的に貫通し前記フロントシェルと前記リヤシェルを連結する一対のタイロッドボルトを備えていて、
前記負圧室が前記フロントシェルと前記ダイアフラム間に形成されていて負圧源に接続されるように構成され、前記変圧室が前記リヤシェルと前記ダイアフラム間に形成されていて前記負圧室または大気に接続されるように構成されている負圧式倍力装置であって、
前記フロントシェルは、円形の平板部と、この平板部の外周縁に連なり後方に向けて大径となるテーパ部と、このテーパ部の後端に連なり後方に延びる円筒部を有していて、前記円筒部の後端部にて前記リヤシェルの前端部に気密的に連結されており、
前記一対のタイロッドボルトは、前記フロントシェルの前記平板部に同平板部の中心に対して対称にて配置されていて、前記平板部を気密的に貫通しており、
前記フロントシェルにおける前記平板部のタイロッドボルト貫通部から周方向に所定量離れた部位には、前記平板部の剛性を高める高剛性化手段が設定され、
前記フロントシェルにおける前記平板部のタイロッドボルト貫通部近傍部位には、前記平板部に生じる応力を前記タイロッドボルトの周囲に分散させる応力分散手段が設定されている負圧式倍力装置。
【請求項２】
前記高剛性化手段として、前記テーパ部の内周部位に形成されて径方向に延びるリブが採用されている、請求項１に記載の負圧式倍力装置。
【請求項３】
前記応力分散手段として、前記タイロッドボルトに嵌合固定されて、環状平面部にて前記平板部の背面に相対移動可能に接合する環状のリテーナが採用されていて、前記リテーナの前記環状平面部は、前記平板部の前面に接合されるマスタシリンダにおけるフランジ部の接合面より径外方および周方向にて広範囲に設定されている、請求項１または２に記載の負圧式倍力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ブレーキ装置に採用される負圧式倍力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の負圧式倍力装置の一つとして、フロントシェルとリヤシェルによって構成されるブースタシェルと、前記フロントシェルと前記リヤシェル間に設けられて前記ブースタシェル内を負圧室と変圧室に区画するダイアフラムと、前記ブースタシェルと前記ダイアフラムを前後方向にて気密的に貫通し前記フロントシェルと前記リヤシェルを連結する複数（一般的には、一対）のタイロッドボルトを備えていて、前記負圧室が前記フロントシェルと前記ダイアフラム間に形成されていて負圧源に接続されるように構成され、前記変圧室が前記リヤシェルと前記ダイアフラム間に形成されていて前記負圧室または大気に接続されるように構成されているものがあり、例えば、下記の特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２８９１０９号公報
【０００４】
上記した特許文献１に記載されている負圧式倍力装置のフロントシェルは、円形の平板部と、この平板部の外周縁に連なり後方に向けて大径となるテーパ部と、このテーパ部の後端に連なり後方に延びる円筒部を有していて、前記円筒部の後端部にて前記リヤシェルの前端部に気密的に連結されている。また、フロントシェルでは、平板部をタイロッドボルトが気密的に貫通している。
【０００５】
また、上記した特許文献１に記載されている負圧式倍力装置では、フロントシェルの前方に組付けられるマスタシリンダが、そのフランジ部にてタイロッドボルトに対してナットを用いて一体的に固定されているとともに、フロントシェルがタイロッドボルトに対してシールリングを用いて気密的に組付けられている。
【発明の概要】
【０００６】
ところで、上記した従来のフロントシェルは、タイロッドボルトに対して、マスタシリンダのフランジ部とともに、ナットを用いて一体的に固定されていて、フロントシェルに作用する後方への作用力（大気圧と負圧室内負圧の差によって生じる力）が、リヤシェルによって受け止められるとともに、タイロッドボルトに組付けた小径の環状リテーナを介してタイロッドボルトに一体的に設けた環状のフランジ部（鍔状の係合部）にても受け止められるように構成されている。
【０００７】
かかる構成では、フロントシェルの環状リテーナと当接する部位（小さい面積）に、高い応力が生じることとなるため、フロントシェルの素材（一般的には、鋼板材であるが樹脂材の場合もある）として、高価な高強度素材が必要十分な厚さで使用されている。したがって、フロントシェルの強度面で不必要である部位の厚さも増大すること（過剰品質）となり、フロントシェルの軽量化・低コスト化が阻害されている。
【０００８】
また、当該負圧式倍力装置において採用されているタイロッドボルトが一対であり、これらが、フロントシェルの平板部に、同平板部の中心に対して対称にて配置されている場合には、フロントシェルにおける平板部のタイロッドボルト貫通部から周方向に最も離れた部位にて、負圧室に付与される負圧により、同部位が塑性変形しやすいこと（すなわち、同部位の剛性が不十分である場合には、同部位が塑性変形すること）を、発明者は種々な実験および解析により知得した。
【０００９】
本発明は、上記した実状および知得事項に基づいてなされたものであり、
フロントシェルとリヤシェルによって構成されるブースタシェルと、前記フロントシェルと前記リヤシェル間に設けられて前記ブースタシェル内を負圧室と変圧室に区画するダイアフラムと、前記ブースタシェルと前記ダイアフラムを前後方向にて気密的に貫通し前記フロントシェルと前記リヤシェルを連結する一対のタイロッドボルトを備えていて、
前記負圧室が前記フロントシェルと前記ダイアフラム間に形成されていて負圧源に接続されるように構成され、前記変圧室が前記リヤシェルと前記ダイアフラム間に形成されていて前記負圧室または大気に接続されるように構成されている負圧式倍力装置であって、
前記フロントシェルは、円形の平板部と、この平板部の外周縁に連なり後方に向けて大径となるテーパ部と、このテーパ部の後端に連なり後方に延びる円筒部を有していて、前記円筒部の後端部にて前記リヤシェルの前端部に気密的に連結されており、
前記一対のタイロッドボルトは、前記フロントシェルの前記平板部に同平板部の中心に対して対称にて配置されていて、前記平板部を気密的に貫通しており、
前記フロントシェルにおける前記平板部のタイロッドボルト貫通部から周方向に所定量離れた部位には、前記平板部の剛性を高める高剛性化手段が設定され、
前記フロントシェルにおける前記平板部のタイロッドボルト貫通部近傍部位には、前記平板部に生じる応力を前記タイロッドボルトの周囲に分散させる応力分散手段が設定されていることに特徴がある。
【００１０】
上記した本発明の負圧式倍力装置においては、フロントシェルの高剛性化手段が設定されている部位（タイロッドボルト貫通部から周方向に所定量離れた部位）にて、同部位の剛性（耐負圧強度）を高めることができて、同部位での負圧による塑性変形を抑制することが可能である。また、フロントシェルの応力分散手段が設定されているタイロッドボルト貫通部近傍部位にて、フロントシェルを、その素材の弾性域の範囲で変形させることが可能であり、同部位にて局部的に高応力が発生することを防止することが可能である。このため、フロントシェルの耐久性を向上させることが可能である。したがって、本発明では、フロントシェル素材の薄肉化を図ることが可能であり、フロントシェルの軽量化・低コスト化が可能である。
【００１１】
上記した本発明の実施に際して、前記高剛性化手段として、前記テーパ部の内周部位に形成されて径方向に延びるリブを採用することも可能である。また、前記応力分散手段として、前記タイロッドボルトに嵌合固定されて、環状平面部にて前記平板部の背面に相対移動可能に接合する環状のリテーナが採用されていて、前記リテーナの前記環状平面部は、前記平板部の前面に接合されるマスタシリンダにおけるフランジ部の接合面より径外方および周方向にて広範囲に設定されていることも可能である。これらの場合には、既存の構成を有効に活用して安価に実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による負圧式倍力装置の一実施形態を示す部分破断（破断部位では展開した図が示されている）の側面図である。
【図２】図１の部分破断部位（Ａ−Ａ）と、図１に示したマスタシリンダの一部を示した負圧式倍力装置の正面図である。
【図３】図１に示したフロントシェル、リヤシェル、タイロッドボルト、マスタシリンダ等と、フロントシェルとリヤシェル間に設けられてブースタシェル内を負圧室と変圧室に区画するダイアフラムとの関係を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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〜図３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、この負圧式倍力装置は、ブースタシェル１０とダイアフラム２０と一対のタイロッドボルト３０を備えている。また、この負圧式倍力装置は、ブースタシェル１０にダイアフラム２０と共に組付けたパワーピストン４０を備えるとともに、このパワーピストン４０に組付けられた入力部材５０と出力部材と制御弁とキー部材（出力部材と制御弁とキー部材等は、パワーピストン４０入力部材５０等と同様に周知のものであり、図示省略されている）等を備えている。
【００１４】
ブースタシェル１０は、図１に示したように、フロントシェル１１とリヤシェル１２によって構成されている。フロントシェル１１とリヤシェル１２は、共に鋼板材を素材としたものであり、プレス成形されている。ダイアフラム２０は、フロントシェル１１とリヤシェル１２間に設けられていて、ブースタシェル１０内を負圧室Ｒ１と変圧室Ｒ２に区画している。負圧室Ｒ１は、フロントシェル１１とダイアフラム２０間に形成されていて、フロントシェル１１に設けた負圧導入管１３を通して負圧源（例えば、図示省略のエンジンの吸気マニホールド）に接続されるように構成されている。変圧室Ｒ２は、リヤシェル１２とダイアフラム２０間に形成されていて、入力部材５０の軸方向移動に伴って制御弁によって負圧室Ｒ１または大気に接続されるように構成されている。
【００１５】
フロントシェル１１は、円形の平板部１１ａと、この平板部１１ａの外周縁に連なり後方に向けて大径となるテーパ部１１ｂと、このテーパ部１１ｂの後端に連なり後方に延びる円筒部１１ｃを有している。このフロントシェル１１では、円筒部１１ｃの後端部がダイアフラム２０の外周縁部を介在させた状態にてリヤシェル１２の前端部に気密的に連結されている。なお、円筒部１１ｃの後端部とリヤシェル１２の前端部は、円筒部１１ｃの後端部を周方向にて等間隔で複数個所１１ｃ１をカシメることにより連結されている。
【００１６】
タイロッドボルト３０は、図２に示したように一対設けられていて（図１では１本が分離した状態で示されている）、ブースタシェル１０とダイアフラム２０を前後方向にて気密的に貫通している。タイロッドボルト３０は、フロントシェル１１の平板部１１ａに同平板部１１ａの中心に対して対称にて配置されていて、平板部１１ａを気密的に貫通している。
【００１７】
各タイロッドボルト３０のフロントシェル側では、フロントシェル１１の前方に組付けられるマスタシリンダ１００が、そのフランジ部１０１にてタイロッドボルト３０の前端部３０ａにナット３１を用いて一体的に固定されているとともに、フロントシェル１１が、マスタシリンダ１００のフランジ部１０１と環状のリテーナ３２間にてシールリングＳ１とともに挟持されている。
【００１８】
リテーナ３２は、タイロッドボルト３０に嵌合され、タイロッドボルト３０に設けた鍔状の係合部３０ｂにより位置決め固定されていて、前方の環状平面部３２ａにて平板部１１ａの背面に相対移動可能に接合されている。リテーナ３２の環状平面部３２ａは、図２に破線にて示したように、平板部１１ａの前面に接合されるマスタシリンダ１００におけるフランジ部１０１の接合面１０１ａより径外方および周方向にて広範囲に設定されている。
【００１９】
シールリングＳ１は、フロントシェル１１とリテーナ３２間にて、タイロッドボルト３０の外周に組付けられている。このシールリングＳ１は、フロントシェル１１とリテーナ３２とタイロッドボルト３０にそれぞれ気密的に接していて、フロントシェル１１における平板部１１ａのタイロッドボルト貫通部（貫通孔部）を気密的にシールしており、タイロッドボルト３０がフロントシェル１１における平板部１１ａを気密的に貫通している。
【００２０】
なお、タイロッドボルト３０のリヤシェル側では、周知のようにリヤシェル１２がタイロッドボルト３０の後端部３０ｃ外周に気密的かつ一体的に組付けられている。また、リヤシェル側では、一対のタイロッドボルト３０と一対の取付ボルト３３（図１では１本が示されている）が、車体の一部２００（図３の仮想線参照）にそれぞれナット３４（図３の仮想線参照）を用いて一体的に固定されている。なお、取付ボルト３３はリヤシェル１２に組付けられていて、この取付ボルト３３の外周には、タイロッドボルト３０の後端部３０ｃと同様に、リヤシェル１２が気密的かつ一体的に組付けられている。
【００２１】
ところで、この実施形態においては、フロントシェル１１における平板部１１ａのタイロッドボルト貫通部から周方向に所定量離れた部位には、平板部１１ａの剛性を高めるリブ１１ｂ１がそれぞれ設けられている。各リブ１１ｂ１は、平板部１１ａのタイロッドボルト貫通部から周方向に所定量離れた部位にて、平板部１１ａの剛性を高める高剛性化手段の一例であり、フロントシェル１１におけるテーパ部１１ｂの内周部位に形成されていて、径方向に延びている。
【００２２】
また、この実施形態においては、フロントシェル１１における平板部１１ａのタイロッドボルト貫通部近傍部位には、平板部１１ａに生じる応力をタイロッドボルト３０の周囲に分散させる環状のリテーナ３２が設けられている。リテーナ３２は、平板部１１ａのタイロッドボルト貫通部近傍部位にて、平板部１１ａに生じる応力をタイロッドボルト３０の周囲に分散させる応力分散手段の一例であり、上述したように、タイロッドボルト３０に嵌合固定され、環状平面部３２ａ（フランジ部１０１の接合面１０１ａより径外方および周方向にて広範囲に設定されている）にて平板部１１ａの背面に相対移動可能に接合している。
【００２３】
上記した実施形態の負圧式倍力装置においては、フロントシェル１１の高剛性化手段（各リブ１１ｂ１）が設定されている部位（タイロッドボルト貫通部から周方向に所定量離れた部位）にて、同部位の剛性（耐負圧強度）を高めることができて、同部位での負圧による塑性変形を抑制することが可能である。また、フロントシェル１１の応力分散手段（環状平面部３２ａを有するリテーナ３２）が設定されているタイロッドボルト貫通部近傍部位にて、フロントシェル１１を、その素材の弾性域の範囲で変形させることが可能であり、同部位にて局部的に高応力が発生することを防止することが可能である。このため、フロントシェル１１の耐久性を向上させることが可能である。したがって、フロントシェル素材の薄肉化を図ることが可能であり、フロントシェル１１の軽量化・低コスト化が可能である。
【００２４】
また、上記した実施形態の負圧式倍力装置においては、前記高剛性化手段として、テーパ部１１ｂの内周部位に形成されて径方向に延びるリブ１１ｂ１を採用されている。また、前記応力分散手段として、環状のリテーナ３２が採用されていて、リテーナ３２の環状平面部３２ａは、平板部１１ａの前面に接合されるマスタシリンダ１００におけるフランジ部１０１の接合面１０１ａより径外方および周方向にて広範囲に設定されている。このため、この実施形態では、既存の構成を有効に活用して安価に実施することが可能である。
【００２５】
上記した実施形態においては、フロントシェル１１とリヤシェル１２の素材が共に鋼板である実施形態について説明したが、フロントシェル１１とリヤシェル１２の素材が樹脂材である場合にも本発明は実施可能であり、上記実施形態に限定されるものではない。また、上記した実施形態においては、前記高剛性化手段として、テーパ部１１ｂの内周部位に形成されて径方向に延びるリブ１１ｂ１を採用したが、これに代えて、例えば、テーパ部１１ｂの内周部位（または平板部１１ａの外周部）に形成される凹部または凸部を採用することも可能である。
【符号の説明】
【００２６】
１０…ブースタシェル、１１…フロントシェル、１１ａ…平板部、１１ｂ…テーパ部、１１ｂ１…リブ（高剛性化手段）、１１ｃ…円筒部、１２…リヤシェル、２０…ダイアフラム、３０…タイロッドボルト、３０ａ…タイロッドボルトの前端部、３０ｂ…鍔状の係合部、３１…ナット、３２…リテーナ（応力分散手段）、３２ａ…環状平面部、４０…パワーピストン、５０…入力部材、Ｓ１…シールリング、Ｒ１…負圧室、Ｒ２…変圧室、１００…マスタシリンダ、１０１…フランジ部、１０１ａ…フランジ部の接合面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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