(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキブースタ（12）であって、フロントシェル（26）がリヤシェル（28）に接合されていて、内部が少なくとも第１のフロントチャンバ（32）及び第１のリヤチャンバ（36）を構成するよう壁（36）によって分けられ、フロントシェル（26）の端面（25）に隣接して設けられた補強板（44）が、マスターシリンダ（16）をフロントシェル（26）に取り付ける複数の植込みボルト（46）を有し、第１の管（54）及び第２の管（54′）が、前記壁（36）を貫通して延び、前記管はそれぞれ、フロントシェル（26）に対して封止された第１の端部（53）及びリヤシェル（28）に対して封止された第２の端部（55）を有し、前記第１の管（54）及び第２の管（54′）を貫通して延びていて、前記ブレーキブースタ（12）を車内の壁（14）に取り付ける締結手段（52）が設けられているブレーキブースタにおいて、フロントシェル（26）と補強板（44）との間に設けられた第１のブッシュ（58）と、リヤシェル（28）に固定された第２のブッシュ（60）とを有し、前記第１のブッシュ（58）は、第１の円筒形本体（62）及び第２の円筒形本体（62′）を有し、第１及び第２の円筒形本体内にはそれぞれ、第１の肩（67）によって第１の直径部（64）を第２の直径部（66）から分離することにより段付きボアが設けられ、前記第１の管（54）及び第２の管（54′）の前記第１の端部（53）は、第１の円筒形本体（62）及び第２の円筒形本体（62′）の前記第２の直径部（66）内に対応関係をなして設けられ、前記第１の円筒形本体（62）及び第２の円筒形本体（62′）のそれぞれの前記第１の直径部（64）には第１のねじ山（68）が設けられ、前記締結手段は、第１のボルト（52）及び第２のボルト（52′）を有し、前記第１のボルト（52）及び第２のボルト（52′）は、第１の端の頭部（50）から第２の端（74）まで延びるステム（72）を有し、前記第１のボルト（52）及び第２のボルト（52′）の各々の前記ステム（72）には、前記頭部（50）に隣接して第２のねじ山（70）が設けられると共に前記第２の端部（74）に隣接して第３のねじ山（76）が設けられ、前記第３のねじ山（76）は、前記第２のねじ山（70）よりも小径であって、前記ステム（72）の前記第３のねじ山（76）は、前記第１の円筒形本体（62）及び第２の円筒形本体（62′）の前記第１のねじ山（78）を通過するが、これに対して前記ステム（72）の前記第２のねじ山（70）は、前記第１のねじ山（78）と螺合してこれに対応して前記第１のボルト（52）を前記第１の円筒形本体（62）に結合すると共に前記第２のボルト（52′）を前記第２の円筒形本体（62′）に結合し、それにより前記第３のねじ山（78, 78′）を前記リヤシェル（28）の外部に位置決めし、その後、対応関係をなすナット（97，97′）と係合させて前記ブレーキブースタを前記壁（14）に取り付けるようになっていることを特徴とするブレーキブースタ（12）。
【請求項２】
前記補強板（44）は、前記第１の円筒形本体（62）及び第２の円筒形本体（62′）を受け入れてこれらを前記フロントシェル（26）に当接保持する第１の隆起部分（48）及び第２の隆起部分（48′）を有していることを特徴とする請求項１記載のブレーキブースタ（12）。
【請求項３】
前記第１の円筒形本体（62）及び第２の円筒形本体（62′）はそれぞれ、前記第１の室（32）を周囲環境から封止する第１の密封体（63）及び第２の密封体（63′）を保持していることを特徴とする請求項２記載のブレーキブースタ（12）。
【請求項４】
前記第１のボルト（52）及び第２のボルト（52′）のそれぞれの前記第２の端（74）は、前記ブレーキブースタ（12）を前記壁（14）に設けられた開口部と整列させやすくするよう円錐形部分（73）を有することを特徴とする請求項２記載のブレーキブースタ（12）。
【請求項５】
前記第２のブッシュ（60）は、前記リヤシェル（28）に固定された第１（80）及び第２（80′）のディスクを有し、前記第１のディスク（80）及び第２のディスク（80′）はそれぞれ、環状溝（84）によって包囲されていて、前記第１の管（54）及び第２の管（54′）の前記第２の端部（55）を対応関係をなして受け入れる中央開口部（82）を有し、前記第１の管（54）及び第２の管（54′）は、第１のブッシュ（58，58′）と第２のブッシュ（60，60′）との間に対応関係をなしてゆるく保持されていて、前記マスターシリンダ（16）との間で生じた実質的に全ての反力が前記第１の植込みボルト（46）及び第２の植込みボルト（46′）から前記補強板（44）と第１のステム（72）及び第２のステム（72′）を介して前記壁（14）に伝えられるようになっていることを特徴とする請求項１記載のブレーキブースタ（12）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、補強板に取り付けられていて、ブレーキブースタを車内の壁に取り付ける第１及び第２のボルトを有するブレーキブースタに関する。
【０００２】
【発明の背景】
ブレーキブースタ用のハウジングを、例えば米国特許第４，２６７，７６６号に開示されているような或る種のランシング（lancing ）作業により、フロントシェルをリヤシェルに結合することにより製造することが慣例である。この種のブースタでは、フロントシェル及びリヤシェルは同一の直径を有し、その結果、一様な外観が得られる。ブレーキブースタの出力を増大させようとして、同一の有効直径を維持しながらハウジングの寸法を２倍にする種々の方法が開発された。米国特許第３，１４６，６８２号、第３，８９，５４７号、第３，５１７，５８８号、第５，０７６，１４２号及び第５，３２３，６８９号は、種々のタンデム形ブレーキブースタを開示しており、これらブースタでは、フロントシェルは、複数の可動壁が単一のブレーキブースタよりも大きな出力を生じさせるようハウジングの一部として機能する。この種のタンデム形ブレーキブースタでは、サイズ又は長さを増大させるにはフロントシェルのサイズを大きくするのが通例である。フロントシェルの物理的サイズを増大させるには、単一のブレーキブースタの対応のシェルよりも、大型のプレス加工機械及び広いフード下スペースが必要となる。これらタンデム形ブレーキブースタは、適度に機能するが重量が増大するので、顧客の用途によっては受け入れられない場合がある。ブレーキブースタを軽量化しようとして、制動中に生じる力をマスターシリンダから、エンジン室を乗員室から分離する壁に直接伝達することができれば、フロントシェル及びリヤシェルについて軽量又は薄肉の材料を使えるということが示唆された。米国特許第４，３７７，０６９号、第４，７８３，９６４号、第４，７９０，２３５号、第５，０７２，９９６号及び第５，４４７，０３０号は、マスターシリンダをブレーキブースタに連結しているボルトが、ブレーキブースタの内部を貫通して、車の壁に取り付けられる構造を開示している。この種の構造では、ボルトに対して封止されている可動壁は、ボルトに沿って摺動して所望のブレーキ力を生じさせる場合が多い。残念ながら、ボルトに摺動面を設け、しかも力に耐えるために端面直径を大きくしても、結果的には、無摩擦抵抗性、封止性又は強度について最適要件を備えたブレーキブースタが得られるわけではない。これら構成部品の責任分担を行おうとして、撓みに耐えるのに必要な所望の強度が得られるようボルトを寸法決めした状態で、壁の運動を可能にするために一様な摺動面を提供する管をブレーキブースタに設けた状態でブレーキブースタを製造している。ブレーキブースタを車の壁に取り付けるためにエンドユーザによってボルトが取り付けられる。最近のエンドユーザの中には、車の壁への据え付けのために全ての構成部品が取り付けられたブレーキブースタ一式を製造業者が提供することが望ましいという意向を持ってる人たちがいる。
【０００３】
【発明の概要】
現在の顧客の要望及び機能的仕様を満足させる単純な構造のブレーキブースタを提供しようとして、本発明者は、フロントシェルがリヤシェルに接合されていて、内部が少なくとも第１のフロントチャンバ及び第１のリヤチャンバを構成するよう壁によって分けられたブレーキブースタを発明した。ブレーキブースタは、フロントシェルの端面に隣接して設けられた補強板を有し、この補強板は、マスターシリンダをフロントシェルに取り付ける複数の植込みボルトを有する。第１の管及び第２の管が、壁を貫通して延び、管はそれぞれ、フロントシェルに対して封止された第１の端部及びリヤシェルに対して封止された第２の端部を有する。締結構造が、第１の管及び第２の管を貫通して延びていて、ブレーキブースタを車内の壁に取り付けている。締結構造は、フロントシェルと補強板との間に設けられた第１のブッシュ部材と、リヤシェルに固定された第２のブッシュ部材とを有する。それぞれ補強板内に保持された第１のブッシュは、第１の肩によって第１の直径部を第２の直径部から分離することにより段付きボアが設けられた第１の円筒形本体を有している。第１の管及び第２の管のそれぞれの第１の端部は、第１の円筒形本体及び第２の円筒形本体の第２の直径部内に対応関係をなして設けられる。第１の円筒形本体及び第２の円筒形本体のそれぞれの第１の直径部には第１のねじ山が設けられる。締結手段は、第１のボルト及び第２のボルトを更に有し、第１のボルト及び第２のボルトはそれぞれ、第１の端の頭部から第２の端まで延びるステムを有する。第１のボルト及び第２のボルトの各々のステムには、頭部に隣接して第２のねじ山が設けられると共に第２の端部に隣接して第３のねじ山が設けられている。第３のねじ山は、第２のねじ山よりも小径であって、ステムの第３のねじ山は、第１の円筒形本体及び第２の円筒形本体の第１のねじ山を通過する。ステムの第２のねじ山は、第１のねじ山は第１のねじ山と螺合してこれに対応して第１のボルトを第１の円筒形本体に結合すると共に第２のボルトを第２の円筒形本体に結合し、それにより第３のねじ山をリヤシェルの外部に位置決めする。第１及び第２のボルトが固定されたブレーキブースタは、エンドユーザによって、第２の端部を壁の対応の開口部に整列させ、ナットを第３のねじ山に取り付けることによりいつでも車の壁に取り付け可能な状態にある。
【０００４】
本発明の利点は、力を車内の壁に伝達するためにマスターシリンダの植込みボルトを支持した補強板に連結されている対応のブッシュに第１及び第２のボルトが永続的に取り付けられることにある。
【０００５】
本発明のもう一つの利点は、マスターシリンダの植込みボルト、植え込みボルトを支持した補強板、補強板によって保持される第１及び第２のブッシュ、及びブッシュ及び壁に対応して固定された第１及び第２のボルトを設けることにより、マスターシリンダから車内の壁への力の伝達経路を備えたブレーキブースタを提供することにある。
【０００６】
【発明の実施の形態】
ブレーキ系統１０が、車の壁１４に取り付けられた状態に保持された真空ブレーキブースタ１２を有するものとして図１に概略的に示されている。車の第１の車輪用ブレーキ１８及び第２の車輪用ブレーキ２０に連結されたマスターシリンダ１６が、ブレーキブースタ１２に取り付けられている。ブレーキブースタ１２は、オペレータからの入力をペダル２２を介して受け取り、弁２４を動作させて出力としての力を生じさせ、この力はマスターシリンダ１６内のピストンの運動を介して流体を加圧し、それによりブレーキをきかせる。マスターシリンダ１６内の流体の加圧の際、互いに反対向きの反力が生じ、あるいはこれら反力はブレーキブースタ１２を介して壁１４に伝えられ、ブレーキ系統の構成部品相互間の実質的に安定な構造的関係を維持する。本明細書及び図面を通じて、同一の構成部品には同一の符号に（′）が付けてある。
【０００７】
図４に示すような細部を参照すると、ブレーキブースタ１２は、ツイストロック構造３０を介してリヤシェル２８に結合された第１のシェル２６で構成されたハウジングから成る。ハウジングの内部は、可動壁３６によって少なくともフロントチャンバ３２とリヤチャンバ３４に分けられており、可動壁３６は、ツイストロック構造３０によって保持された第１のリブ３８及びハブ４２に設けられていて弁２４を保持する第２のリブ４０を備えたダイヤフラム３５を有している。
【０００８】
フロントシェル２６の端面２５に隣接して設けられた補強板４４が、複数本の植込みボルト４６（図１及び図４には一つしか示さず）を有し、これら植込みボルトを介してマスターシリンダ１６がブレーキブースタ１２に取り付けられている。
【０００９】
補強板４４は図２及び図３で最もよく分かるように、楕円形の形をしていて、開口部５１，５１′を貫通して延びるボルト５２を受け入れる隆起部分４８，４８′を備えている。開口部５１，５１′はそれぞれ、ブッシュ５８（一つしか示さず）を受け入れ、このブッシュは、対応関係にある管５４（一つしか示さず）を支持し、スタッド４６（一つしか示さず）は、開口部４９，４９′内に位置した状態で溶接を介して補強板４４に固定されている。マスターシリンダ１６は、ナット４７（一つしか示さず）によって植込みボルト４６に取り付けられ、補強板４４を端面２５に当接保持して気密シールが得られるようになっている。シリンダ内のピストンの運動によって流体の加圧が行われている間、作用力が生じ、この作用力はマスターシリンダ１６をフロントシェル２６から分離することができる。作用力に対する抵抗は、植込みボルト４６を介して補強板４４に伝えられる。
【００１０】
可動壁３６を貫通して延びる第１の管５４及び第２の管はそれぞれ、第１のブッシュ５８を介してフロントシェル２６に対して封止された第１の端部５３及び第２のブッシュ６０を介してリヤシェル２８に対して封止された第２の端部５５を有している。
【００１１】
第１のブッシュ５８は、フロントシェル２６と補強板４４との間に設けられ、第２のブッシュ６０は、リヤシェル２８に固定されている。第１のブッシュ５８は各々、肩５７が補強板４４に係合するまで開口部５１を貫通して延びる円筒形本体６２を有している。円筒形本体６２は、第１の直径部６４を第１の肩６７によって第２の直径部６６から分離して構成した段付きボアと、シール６３を保持する溝６１を有している。管５４の第１の端部５３は、円筒形部材６２の第２の直径部６６内に位置している。円筒形本体６２の第１の直径部６４には、ねじ山部分６８が設けられている。
【００１２】
締結手段は、第１のボルト５２及び第２のボルトを有し、これらボルトは各々、第１の端の頭部５０から第２の端７４まで延びるステム７２を有している。各ボルト５２のステム７２には、頭部５０に隣接してねじ山部分７０が設けられると共に第２の端７４の円錐形先端部７３に隣接してもう一つのねじ山部分７６が設けられている。ねじ山部分７６は、第１及び第２の円筒形部材６２のねじ山６８とかみ合うよう設計されたねじ山部分７０よりも小さな直径を有しており、ねじ山部分７６はねじ山６８を貫通する。
【００１３】
第２のブッシュ６０は、第１のディスク８０及び第２のディスク８０′を有し、これらディスクは各々、かしめ（ステーキング）作業によってリヤシェル２８に固定されている。第１のディスク８０及び第２のディスク８０′はそれぞれ、環状溝８４によって包囲されていて、管５４の第２の端部５５を受け入れる中央開口部８２を有している。第１の管５４及び第２の管は、第１のブッシュ５８と第２のブッシュ６０との間にゆるく保持されている。というのは、これら管は、マスターシリンダ１６との間に生じ、第１の植込みボルト及び第２の植込みボルトから補強板４４に伝えられる相当大きな反力に耐えるようには設計されていないからである。
【００１４】
ブレーキブースタの組立方法
フロントシェル２６を供給源から入手し、楕円形の形をした補強板４４を前面２５に当てて配置する。第１のブッシュ５８及び第２のブッシュを開口部５１，５１′内に配置し、植込みボルト４６を開口部４９，４９′内に配置し、これがフロントシェル２６の端面２５を貫通するようにする。植込みボルト４６を固定し、フロントシェル２６の開口部を封止するために溶接作業を行う。
【００１５】
第２のブッシュ６０をかしめ（ステーキング）作業によりリヤシェル２８の開口部内に配置し、この場合、ディスク８０をシェル２８の内部に設けられた環状溝８８によって包囲されているその中央開口部８６と整列させる。環状溝８４が、管５４の第２の端部５５を受け入れる。
【００１６】
管５４は、壁３６に設けられた開口部及びシール構造３３を貫通し、第１の端部５３を第１のブッシュ５８の直径部６６内に配置し、第２の端部５５を第２のブッシュ６０の環状溝８８内に配置する。ばね２７を圧縮し、第１のシェル及び第２のシェル２８を互いに結合してランシング作業を行い、それによりツイストロック３０を形成する。この時点では、端部５３及びブッシュ５８と端部５５及びブッシュ６０との間には幾分かの許容誤差がある。というのは、これら管は、荷重に耐えるようにはなっておらず、しかも壁３６が力を発生させてこれを出力するよう壁を移動させる表面として機能するようにはなっていないからである。
【００１７】
ツイストロック３０を形成するランシング作業を行った後、ボルト５２を管５４内に挿入する。ねじ山７６は適当な寸法に設定されているので、端部７４はブッシュ５８を貫通してねじ山７０かねじ山６８に係合し、その後トルクが頭部５０に加えられてボルト５２をブレーキブースタ１２に固定する。この位置では、ねじ山７６はシェル２８の外部に位置している。プラスチック製のキャップを端部７４にかぶせてエンドユーザに届ける間、ねじ山７６を保護する。
【００１８】
エンドユーザはいったんブレーキブースタ１２を入手すると、エンドキャップを取り外し、円錐形の端部７４を車の壁１４の対応関係にある開口部に整列させる。ナット９７をボルト５２に取り付けて車内への据え付けを完了する。
【００１９】
作  用
ペダル２２に入力として加えられた力は、弁２４に伝えられ、弁に１４はまず最初に第１のチャンバ３２と第１のリヤチャンバ３４との連通を止め、その後、空気が第１のリヤチャンバ３４に入って壁３６前後に差圧を生じさせることができるようにする。この差圧は壁３６に作用し、壁３６をフロントシェル２６の前面２５に向かって移動させて力を生じさせ、この力はマスターシリンダ１６内のピストンを動かし、第１の車輪用ブレーキ１８及び第２の車輪用ブレーキ２０に通じる流体を加圧させてブレーキをきかせる。壁３６が移動すると、この壁はマスターシリンダ１６を作動させる出力を損なう摩擦抵抗を生じさせることなく密封状態で管５４上を摺動する。
【００２０】
マスターシリンダ１６内の流体を加圧すると、反力が生じ、この反力はマスターシリンダ１６からボルト５２を介して壁１４に直接伝えられる。というのは、ボルト５２は補強板４４に固定されているからであり、その結果、ツイストロック構造３０は、任意の相当大きな反力を受ける。かくして、第１のシェル２６及びリヤシェル２８の材料厚さを薄くすることができ、それと同時に、ブレーキブースタ１２は、申し分なく動作して出力としての力を生じさせてブレーキをきかせる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に従って作られた真空ブレーキブースタを備えたブレーキ系統の略図である。
【図２】  図１の２−２線矢視図であり、補強板を示す図である。
【図３】  図２の３−３線矢視拡大断面図である。
【図４】  図１の締結構造の拡大断面図である。
【符号の説明】
１２  ブレーキブースタ
２６  フロントシェル
２８  リヤシェル
３２  フロントチャンバ
３４  リヤチャンバ
３６  壁
４６  植込みボルト
５６  締結構造
５８，６０  ブッシュ
６７  肩
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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