JP2004001632A

JP2004001632A - 気圧式倍力装置

Info

Publication number: JP2004001632A
Application number: JP2002160114A
Authority: JP
Inventors: Toshio Takayama; 高山　利男; Mitsuhiro Endo; 遠藤　光弘; Tetsuya Takahashi; 高橋　徹也
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2004-01-08

Abstract

【課題】消音用フィルタの有効透過面積の可及的拡大を図り、もって応答性の向上に寄与する気圧式倍力装置を提供する。
【解決手段】シェル本体内を定圧室と変圧室とに区画するパワーピストンに設けられたバルブボデー１８の筒状部１８ａをリヤシェル１２を挿通してその後方へ延ばし、バルブボデー１８内に配設した弁機構３０をブレーキペダルから延ばした入力ロッド２６と連動させて、消音用フィルタ２７および防塵用フィルタ２８を通して前記筒状部１８ａ内に大気を導入し、前記変圧室と定圧室との圧力差により前記パワーピストンを推進する気圧式倍力装置において、入力ロッド２６の、戻しばね３６の一端を受けるつば部３８と防塵用フィルタ２８との間に、該つば部３８の環状面積値よりも断面積値の小さい筒状部材４２を介在させ、大気が通過する防塵用フィルタ２８の有効透過面積を拡大する。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のブレーキ系統に用いられる気圧式倍力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
気圧式倍力装置としては、シェル本体内をパワーピストンにより定圧室と変圧室とに区画し、前記パワーピストンに設けられたバルブボデーの筒状部を前記シェル本体を挿通してその後方へ延ばし、該バルブボデー内に配設した弁機構をブレーキペダルから延ばした入力ロッドと連動させて、前記筒状部の開口端側に配置した消音用フィルタを通して前記変圧室内に大気を導入し、該変圧室と前記定圧室との圧力差により前記パワーピストンを推進する構造のものがある。
【０００３】
図４は、上記した気圧式倍力装置の要部構造を示したもので、図中、１はシェル本体、２はバルブボデー、３は弁機構、４は入力ロッド、５は防塵用フィルタをそれぞれ表しており、防塵用フィルタ５は、消音用フィルタ６と共にバルブボデー２の筒状部２ａの開口端側に配置され、かつ該筒状部２ａに外装したダストブーツ７により抜止めされている。ここで、防塵用フィルタは５は目の細かいスポンジ状のものからなっており、また、消音用フィルタ６は、繊維が絡み合ったフェルト状のものからなっており、繊維密度を層状に異ならせた多層構造のものも使用されている（例えば、特開平６−５６０２７号公報等）。
この種の気圧式倍力装置においては、ブレーキペダルの踏み込みに応じて入力ロッド４が、図の左方向へ押込まれ、弁機構３の大気弁３ａが開いて、消音用フィルタ６および防塵用フィルタ５を通して大気がバルブボデー２内に導入され、これにより倍力作用が開始される。一方、前記入力ロッド５は、ブレーキペダルに対する踏力の解放に応じて自動的に図示の原位置に戻されるようになっており、このための戻しばね８が、バルブボデー２の筒状部２ａ内に嵌装したばね受け９と入力ロッド５の途中に設けたつば部１０との間に介装されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで従来、上記戻しばね８の一端を受けるつば部１０は、入力ロッド４の、防塵用フィルタ５に隣接する部位に設けられており、倍力装置の非作動時には、該つば部１０が、フィルタ５に密着し、これにわずか食い込む状態となっていた。このため、入力ロッドの押込み量が少ない倍力作用開始時には、フィルタ５の前面につば部１０が接触する状態が暫時継続されることになり、その分、フィルタ５を通過する大気の有効透過面積が減じ、結果として倍力装置としての応答性が悪化する、という問題があった。
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、フィルタの有効透過面積の可及的拡大を図り、もって応答性の向上に寄与する気圧式倍力装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、シェル本体内をパワーピストンにより定圧室と変圧室とに区画し、前記パワーピストンに設けられたバルブボデーの筒状部を前記シェルを挿通してその後方へ延ばし、該バルブボデー内に配設した弁機構をブレーキペダルから延ばした入力ロッドと連動させて、前記筒状部の開口端側内に配置したフィルタを通して前記変圧室内に大気を導入し、該変圧室と前記定圧室との圧力差により前記パワーピストンを推進する気圧式倍力装置であって、前記入力ロッドに、戻しばねの一端を受けるためのつば部が形成されるものにおいて、前記入力ロッドのつば部と前記フィルタとの間に、該入力ロッドのつば部の環状面積値よりも断面積値の小さいスペーサ部を介在させたことを特徴とする。
このように構成した気圧式倍力装置においては、入力ロッドのつば部の環状面積値とスペーサ部の断面積値との差の分だけ、フィルタを通過する大気の有効透過面積が拡大し、倍力作用開始時における応答性が向上する。
本発明において、上記スペーサ部は、上記入力ロッドに一体に形成しても、入力ロッドとは別体の筒状部材として、入力ロッドに嵌合される構成としてもよいものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基いて説明する。
図１乃至図３は、本発明の一つの実施の形態としての気圧式倍力装置を示したものである。本気圧式倍力装置は、図３にその全体構造を示すように、フロントシェル１１とリヤシェル１２とからなるシェル本体１３を備えると共に、このシェル本体１３内に、この内部を定圧室１４と変圧室１５とに区画するパワーピストン１６を配設している。パワーピストン１６は、ダイアフラム１７に保持されており、その中心部にはバルブボデー１８が設けられている。
【０００７】
上記バルブボデー１８は、大径の本体部１８ａと小径の筒状部１８ｂとを連接してなっており、その筒状部１８ｂが、リヤシェル１２の後部の小径筒部１２ａを気密的にかつ摺動自在に挿通してその後方まで延ばされている。また、このバルブボデー１８は、定圧室１４内に配設した復帰ばね１９により、常時はリヤ側へ付勢され、本倍力装置の非作動時には、その半径方向孔２０（図１）に挿入したストップキー２１をリヤシェル１２の小径筒部１２ｂの内側の段差面２２（図１）に当接させる原位置に位置決めされるようになっている。
【０００８】
バルブボデー１８には、前記定圧室１４を筒状部１８ｂ内に連通する定圧通路（負圧通路）２３が設けられるほか、前記変圧室１５を筒状部１８ｂ内に連通する大気通路２４が設けられている。定圧室１４内には、フロントシェル１１に設けた通気口２５を通じて、例えばエンジン負圧が導入されるようになっており、この負圧は、図示を略すブレーキペダルから延ばした入力ロッド２６と連動する後述の弁機構３０の作動により、前記負圧通路２３と大気通路２４とを経て変圧室１５にも供給される。一方、バルブボデー１８の筒状部１８ｂ内には、その開口端側に配置した消音用フィルタ２７と防塵用フィルタ２８とを通して大気が導入されるようになっており、この大気は、同じ弁機構３０の作動により前記大気通路２４を経て変圧室１５に供給される。ここで、消音用フィルタ２７と防塵用フィルタ２８とは、リング状をなしており、前記入力ロッド２６はこれらフィルタ２７、２８の内径部を挿通して延ばされている。また、これらフィルタ２７、２８は、リヤシェル１２の小径筒部１２ａに口縁部が嵌着され、バルブボデー１８の筒状部１８ａを覆う有底筒状のダストブーツ２９により抜止めされている。なお、このダストブーツ２９の底部には、複数の通気口２９ａ（図１）が設けられている。
【０００９】
上記弁機構３０は、バルブボデー１８の本体部１８ａに形成された軸孔１８ｃ内に摺動可能に嵌挿されたプランジャ３１を備えており、このプランジャ３１の後端部に、前記消音用フィルタ２７と防塵用フィルタ２８とを挿通して延ばした入力ロッド２６の先端部が連結されている。入力ロッド２６は、ブレーキペダルの踏込みに応じて、図１、２の左方向へ前進し、これと一体に前記プランジャ３１も前進する。
【００１０】
弁機構３０は、図１によく示されるように、上記プランジャ３１の後端に形成された環状の大気用弁座３２と、バルブボデー１８の筒状部１８ｂの内周面に前記負圧通路１９の開口縁を含むように形成された環状の負圧用弁座３３と、前記両弁座３２、３３に離着座可能に筒状部１８ｂ内に配設されたポペット弁３４と、入力ロッド２６に一端が係止され、常時は前記ポペット弁３４を前記両弁座３２、３３に着座する方向へ付勢された弁ばね３５とを備えている。この弁機構３０は、前記大気用弁座３２とこれに当接するポペット弁３４の先端の内周側環状部位とで大気弁を、前記負圧用弁座３３とこれに当接するポペット弁３４の先端の外周側環状部位とで負圧弁をそれぞれ構成し、前記変圧室１５には、これら大気弁または真空弁の開弁に応じて大気または負圧が選択的に供給されるようになる。
【００１１】
ここで、上記弁機構３０を構成するポペット弁３４は、入力ロッド２６をリヤ側へ付勢する戻しばね３６の一端を受けるばね受け３７によりバルブボデー１８に対して固定されている。この戻しばね３６の他端は入力ロッド２６に一体に設けたつば部３８に係止されており、これにより入力ロッド２６は、常時はリヤ側への戻り方向へ付勢され、この動きにプランジャ３１も連動する。プランジャ３１は、前記バルブボデー１１の半径方向孔２０に挿入されたストップキー２１によりバルブボデー１１に対する相対移動範囲が規制されており、本倍力装置の非作動時には、図１に示すように、該ストップキー２０によりプランジャ３１の戻り端が規制され、ポペット弁３４は、前記大気用弁座３２および負圧用弁座３３に当接する閉弁状態を維持するようになる。
【００１２】
一方、バルブボデー１８の前端側には、図３に示すように、リアクションディスク３９と出力ロッド４０の基端カップ部４０ａとが配置されており、上記プランジャ３１の先端がリアクションディスク３９の背面に対してわずかの間隙を開けるように位置決めされている。出力ロッド４０の先端部は、フロントシェル１１の前面に形成された凹部１１ａの底部付近まで延ばされており、これには、前記凹部１１ａの底部を挿通して定圧室１４まで挿入された、図示を略すマスタシリンダ内のピストンが作動連結されるようになっている。なお、出力ロッド４０の基端カップ部４０ａとリアクションディスク３９とは、前記復帰ばね１９によりバルブボデー１８の前端に押圧固定されたリテーナ４１により抜止めされている。
【００１３】
本実施の形態において、上記戻しばね３６を受ける、入力ロッド２６のつば部３８と防塵用フィルタ２８との間には、入力ロッド２６に嵌合させた筒状部材（スペーサ部）４２が介装されている。この筒状部材４２は、前記つば部３８の環状面積値よりも断面積値が小さくなるようにその大きさが設定されている。筒状部材４２は、前記つば部３８の環状面積値より小さな断面積値を有していれば、その断面形状は任意であり、例えば、図２▲１▼に示すような単純な円筒形状４２Ａとしても、同図▲２▼に示すような星形形状４２Ｂとしても、あるいは同図▲３▼に示すような楕円形状４２Ｃとしてもよい。しかして、本実施の形態で用いられる防塵用フィルタ２８は、目の細かいスポンジ状のものからなっており、前記筒状部材４２の介装により、図１に示すように圧縮変形し、入力ロッド２６のつば部３８との間に所定の間隙を開けるようになる。したがって、この防塵用フィルタ２８を通過する大気の有効透過面積は、従来のようにフィルタ５が入力ロッド４のつば部１０に密着する（図４）場合よりも、前記つば部３８の環状面積値と筒状部材４２の断面積値との差の分だけ、大きくなっている。
【００１４】
以下、本気圧式倍力装置の作用を説明する。
本気圧式倍力装置は、そのリヤシェル１２の後面に突設した複数のスタッドボルト４３を利用して図示しない車体に取付けられる一方で、そのフロントシェル１１の前面に突設したスタッドボルト４４を利用して、図示を略すマスタシリンダが本気圧式倍力装置に結合される（図３）。
【００１５】
そして、この取付状態でブレーキペダルが踏込まれると、入力ロッド２６が前進してプランジャ３１が前進し、プランジャ３１の後端の大気用弁座３２がポペット弁３４から離間して大気弁が開く。これにより、消音用フィルタ２７および防塵用フィルタ２８を通してバルブボデー１８内に大気が流入し、この大気は、さらに前記大気弁から大気通路２４を経て変圧室１５に導入される。この結果、負圧が導入されている定圧室１４と大気が導入された変圧室１５との間に圧力差が発生し、この圧力差によりバルブボデー１８を含むパワーピストン１６が推進し、その推力がバルブボデー１８から出力ロッド４０を経てマスタシリンダ側へ出力される。一方、前記出力による反力の一部が、出力ロッド４０からリアクションディスク３９およびプランジャ３１を経て入力ロッド２６に伝達され、これにより入力の増大に応じて出力が上昇する倍力作用が行われる。
【００１６】
しかして、この倍力作用の開始に際しては、上記したように筒状部材４２の介在により防塵用フィルタ２８を通過する大気の有効透過面積が増大していることから、入力ロッド２６の前進に応じて、所望の大気がバルブボデー１８内に速やかに導入され、この結果、パワーピストン１９は、入力ロッド２６の前進開始とほぼ同時に推進し、本倍力装置は良好な応答性が得られるようになる。本実施の形態においては特に、スペーサ部として入力ロッド２６とは別体の筒状部材４２を用いているので、図２に示すように、大気の流通性を考慮した様々な断面形状４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃとすることができる。
【００１７】
一方、ブレーキペダルに対する踏力が解放されると、入力ロッド２６が戻しばね３６のばね力によって後退すると共に、プランジャ３１も後退する。これにより、プランジャ３１の後端の大気用弁座３２がポペット弁３４に当接して大気弁が閉じられる一方で、ポペット弁３４がプランジャ３１により持上げられて負圧用弁座（負圧弁）３３が開き、変圧室１５内に負圧通路２３および大気通路２４を経て負圧が導入され、上記した圧力差が解消される。その後は、変圧室１４内の復帰ばね１９のばね力によりバルブボデー１８が後退し、ストップキー２１がリヤシェル１２内の段差面２２に当接する原位置にパワーピストン１６が復帰し、これと同時にプランジャ３１も原位置に復帰して、前記負圧弁も閉じる。
【００１８】
なお、上記実施の形態においては、入力ロッド２６のつば部３８と防塵用フィルタ２８との間に介在させるスペーサ部として、入力ロッド２６とは別体の筒状部材４２を用いたが、このスペーサ部は入力ロッド２６に一体に形成してもよいものである。このようにスペーサ部を入力ロッド２６に一体に形成した場合は、別体の部材を組付ける必要がないので、組立性が向上する。
また、上記実施の形態においては、１つのパワーピストン１６を備えた、いわゆるシングル型として気圧式倍力装置を構成したが、本発明は、２つのパワーピストンを備えたタンデム型として構成してもよいことはもちろんである。
【００１９】
【発明の効果】
上記したように、本発明に係る気圧式倍力装置によれば、戻しばねを受ける、入力ロッドのつば部とフィルタとの間に、つば部の環状面積値よりも断面積値の小さいスペーサ部を介在させたので、フィルタを通過する大気の有効透過面積が拡大し、倍力作用開始時における応答性が向上して、急制動にも有効に対処できるようになる。また、前記スペーサ部は、簡単な筒形状でよいので、大きな設計変更を伴うことはなく、本発明の利用価値は大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る気圧式倍力装置の要部構造を示す断面図である。
【図２】本発明でスペーサ部として用いる筒状部材の種々の断面形状を示す平面図である。
【図３】本気圧式倍力装置の全体構造を示す断面図である。
【図４】従来の気圧式倍力装置の要部構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１３　シェル本体
１４　定圧室
１５　変圧室
１８　バルブボデー
２６　入力ロッド
２７　消音用フィルタ
２８　防塵用フィルタ
３６　戻しばね
３７　ばね受け
３８　つば部
４２　筒状部材（スペーサ部）

Claims

シェル本体内をパワーピストンにより定圧室と変圧室とに区画し、前記パワーピストンに設けられたバルブボデーの筒状部を前記シェル本体を挿通してその後方へ延ばし、該バルブボデー内に配設した弁機構をブレーキペダルから延ばした入力ロッドと連動させて、前記筒状部の開口端側に配置したフィルタを通して前記変圧室内に大気を導入し、該変圧室と前記定圧室との圧力差により前記パワーピストンを推進する気圧式倍力装置であって、前記入力ロッドに、戻しばねの一端を受けるためのつば部が形成されるものにおいて、前記入力ロッドのつば部と前記フィルタとの間に、該入力ロッドのつば部の環状面積値よりも断面積値の小さいスペーサ部を介在させたことを特徴とする気圧式倍力装置。
スペーサ部が、入力ロッドに一体に形成されることを特徴とする請求項１に記載の気圧式倍力装置。
スペーサ部が、入力ロッドとは別体の筒状部材からなり、前記入力ロッドに嵌合されることを特徴とする請求項１に記載の気圧式倍力装置。