JP2007230306A

JP2007230306A - 気圧式倍力装置

Info

Publication number: JP2007230306A
Application number: JP2006052743A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Endo; 光弘遠藤; Shuzo Watanabe; 修三渡辺
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2007-09-13

Abstract

【課題】出力ロッドに対するロッドホルダのガイド長を短くしても、出力ロッドを安定して支持できるようにし、もってロッドホルダの製作コストの低減を図る。
【解決手段】パワーピストン１４に発生する推力を、パワーピストン１４に支持されたバルブボデー１９の先端に配置したリアクションディスク４１および出力ロッド４２を介して出力させ、出力反力の一部をリアクションディスク４１およびプランジャ２７を介して入力ロッド３３に伝える気圧式倍力装置において、前記バルブボデー１９の先端に、リターンスプリング５０の一端を受け、内径側筒部４７によって出力ロッド４２をガイドするロッドホルダ４５を配置し、ロッドホルダ４５は、その外径側筒部４８をバルブボデー１９の先端部に嵌合させて、出力ロッド４２に傾き方向の力が加わっても傾動しないようにし、内径側筒部４７の短縮を図る。
【選択図】図２

Description

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。

気圧式倍力装置としては、ハウジング内をパワーピストンにより定圧室と変圧室とに画成し、前記パワーピストンに連結されたバルブボデー内に配置したプランジャを入力ロッドによって移動させることにより、弁手段を開いて前記変圧室に作動気体を導入して、前記定圧室と変圧室との間に差圧を発生させ、この差圧によって前記パワーピストンに推力を発生させて、該推力を前記バルブボデーの先端に配置したリアクションディスクを介して出力ロッドに作用させて、前記バルブボデーと前記ハウジングとの間に設けられたリターンスプリングのばね力に抗して該出力ロッドを前進させ、出力反力の一部を前記リアクションディスクおよびプランジャを介して入力ロッドに伝える構造のものある。このような気圧式倍力装置においては、出力反力の一部がリアクションディスクからプランジャを介して入力ロッドに伝達されるため、出力ロッドに傾きが生じると、出力反力が入力ロッド側へ円滑に伝達されず、入出力特性が不安定になる。

そこで従来、例えば、特許文献１に記載のものでは、図４に示されるように、出力ロッド１の基端部のカップ形状部１ａ内にリアクションディスク２を納めると共に、プランジャ３を内装するバルブボデー４の先端にリターンスプリング５によって押圧固定されたロッドホルダ６の内径側筒部７に出力ロッド１の軸部を支持させるようにしていた。なお、ロッドホルダ６の外径側にはリターンスプリング５の一端を受ける段部８が形成されており、この段部８は、バルブボデー４の先端に形成した段差部９内に配置されている。

特表２００２−５０７５１９号公報

しかしながら、上記したロッドホルダ６に出力ロッド１を支持させる対策によれば、ロッドボルダ６の外径側段部８の外縁がバルブボデー４の段差部９の内周面に係合（係合幅Ｒ）しているだけであるため、ロッドホルダ６の内径側筒部７の長さ（ガイド長）Ｈ´を長くする必要があった。しかるに、この種のロッドホルダ６は、プレスにより多段絞り加工をして形成されるのが一般的であるため、前記したように長い内径側筒部７を有する場合は、その多段絞り加工が困難となり、割れ等の成形不良も多発して、歩留りの低下が避けれないようになる。

なお、単にロッドホルダ６の内径側筒状部７の長さを短くすると、図５に示されるように、出力ロッド１に傾き方向荷重Ｆが作用した場合に、荷重Ｆの方向と逆側のロッドホルダ６の外縁がバルブボデー４の段差部９から外れて傾動する危険があり、出力ロッド１の傾きを確実に防止することは困難になる。

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、出力ロッドに対するロッドホルダのガイド長を短くしても、出力ロッドを安定して支持できるようにし、もってロッドホルダの製作コストの低減に寄与する気圧式倍力装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、ハウジング内をパワーピストンにより定圧室と変圧室とに画成し、前記パワーピストンに支持されたバルブボデー内に配置したプランジャを入力ロッドによって移動させることにより、弁手段を開いて前記変圧室に作動気体を導入して、前記定圧室と変圧室との間に差圧を発生させ、この差圧によって前記パワーピストンに推力を発生させて、該推力を前記バルブボデーの先端に配置したリアクションディスクを介して出力ロッドに作用させて、前記バルブボデーと前記ハウジングとの間に設けられたリターンスプリングのばね力に抗して該出力ロッドを前進させ、出力反力の一部を前記リアクションディスクおよびプランジャを介して入力ロッドに伝える気圧式倍力装置であって、前記出力ロッドの基端部のカップ形状部に前記リアクションディスクを納めると共に、前記バルブボデーの先端に前記リターンスプリングによって押圧支持されたロッドホルダに前記出力ロッドのロッド部を支持させた気圧式倍力装置において、前記ロッドホルダは、前記出力ロッドのカップ形状部を覆うリング状平板部の内径側に前記出力ロッドの軸部を摺動可能にガイドする内径側筒部を、その外径側に前記バルブボデーの先端部に嵌合する外径側筒部をそれぞれ有することを特徴とする。

このように構成した気圧式倍力装置においては、ロッドホルダの外径側にバルブボデーの先端部に嵌合する外径側筒部を設けているので、バルブボデーに対するロッドホルダの係合長が増し、出力ロッドに対するロッドホルダのガイド長を短くしてもロッドホルダが傾動することがなくなる。したがって、出力ロッドをガイドするロッドホルダの内径側筒部の長さを短くでき、その分、ロッドホルダの製作は容易となる。

本発明において、前記ロッドホルダの外径側筒部は、前記バルブボデーの先端部外周に嵌合するようにしてもよい。
また、このロッドホルダの平板部と外径側筒部との連接部位には、リターンスプリングの一端を受けかつリターンスプリングの径方向位置を規制する段部を設けることができる。

本発明に係る気圧式倍力装置によれば、出力ロッドをガイドするロッドホルダの内径側筒部の長さを短くできるので、ロッドホルダの製作は容易となり、ロッドホルダの製作コストの低減を達成できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基いて説明する。

図１は、本発明の一つの実施形態としての気圧式倍力装置の全体構造を示したものである。同図において、１０は、フロントシェル１１とリヤシェル１２とからなるハウジングであり、ハウジング１０内は、ダイアフラム１３を備えたパワーピストン１４により定圧室１５と変圧室１６とに画成されている。パワーピストン１４には、カップ形状の本体部１７と小径の筒状部１８とを連設してなるバルブボデー１９が同心に支持されており、バルブボデー１９は、その本体部１７が前記パワーピストン１４に連結される一方で、その筒状部１８がリヤシェル１２を気密的にかつ摺動可能に挿通してハウジング１０外へ延ばされている。なお、バルブボデー１９の筒状部１８の、ハウジング１０外へ延出する部分は、ダストブーツ２０により覆われている。

上記バルブボデー１９には、その筒状部１８内と定圧室１５とを連通する負圧通路（軸方向孔）２１が設けられるほか、その筒状部１８内と変圧室１６とを連通する大気通路（半径方向孔）２２が設けられている。フロント側の定圧室１５には、フロントシェル１１に設けた管継手２３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、一方、バルブボデー１９の筒状部１８内には、その後端部に嵌着したサイレンサ付きフィルタ２４を通じて大気が導入されるようになっている。

バルブボデー１９の本体部１７は、そのカップ形状内に中空ボス部２５を有している。中空ボス部２５は、カップ形状の底部分からフロント側へ延ばされており、その中空内部は、前記カップ形状の底部分に形成した連通孔２６（図２）により筒状部１８内に連通されている。

上記中空ボス部２５内および前記連通孔２６内にはプランジャ２７が配設されている。プランジャ２７は、図２にも示されるように、ここではリヤ側の弁部材２８とフロント側の反力受け部材２９とをオスメス嵌合部３０を介して同心に連結した組立構造となっている。このプランジャ２７を構成する２つの部材のうち、弁部材２８は、前記連通孔２６内に環状に突出形成したガイド部３１に摺動可能に嵌挿され、一方、その反力受け部材２９は、前記中空ボス部２５の開口端部内に嵌着したリングガイド３２に摺動可能に嵌挿されている。弁部材２８には、ブレーキペダル（図示略）と連動する入力ロッド３３が連結されており、プランジャ２７は、この入力ロッド３３によってバルブボデー１９内を進退動するようになっている。なお、リングガイド３２は、その端面が中空ボス部２５の端面と面一になるように位置決めされている。

また、バルブボデー１９の筒状部１８内には、弁手段３４が配設されている。弁手段３４は、図２によく示されるように、バルブボデー１９の内周面に形成された環状弁座３５、プランジャ２７を構成する弁部材２８の後端に形成された環状弁座３６、バルブボデー１９の筒状部１８の内面に押え部材３７により基端部が固定されたポペット弁３８および前記入力ロッド３３に一端が係止され常時はポペット弁３８を２つの弁座３５，３６に着座する方向へ付勢する弁ばね３９からなっている。弁手段３４は、ポペット弁３８の先端の外周縁部とバルブボデー１９の内周の弁座３５とで負圧弁を、ポペット弁３８の先端の内周縁部と弁部材２８の後端の弁座３６とで大気弁をそれぞれ構成し、これら負圧弁および大気弁はプランジャ２７とバルブボデー１９との相対移動に応じて開閉動作するようになっている。

ここで、上記押え部材３７と入力ロッド３３との間には戻しばね４０が介装されており、プランジャ２７は、ブレーキペダルからの入力がない非作動時には、この戻しばね４０により、その弁部材２８の後端の大気用弁座３６をポペット弁３８に当接させる状態を維持する。プランジャ２７はまた、前記非作動時には、その反力受け部材２９の先端をリングガイド３２内にわずか没入させる状態を維持する。

一方、バルブボデー１９の本体部１７に設けられた中空ボス部２５の先端には、ゴム等の弾性体からなるリアクションディスク４１と出力ロッド４２の基端部とが配置されている。出力ロッド４２の基端部はカップ形状部４３となっており、リアクションディスク４１はこのカップ形状部４３に完全に納められている。また、このカップ形状部４３は、バルブボデーの中空ボス部２５の先端部にわずか嵌合するようにその深さが設定されており、これにより出力ロッド４２はバルブボデー１９（パワーピストン１４）と同心に位置決めされている。なお、出力ロッド４２の先端部は、フロントシェル１１の前面に設けた開口部４４内に嵌合された図示を略すマスタシリンダ内に挿入される。

また、上記バルブボデー１９の先端部には、出力ロッド４２を支持するロッドホルダ４５が配置されている。このロッドホルダ４５は、出力ロッド４２のカップ形状部４３を覆うリング状平板部４６の内径側に出力ロッド４２の軸部を摺動可能にガイドする内径側筒部４７を、その外径側に前記バルブボデー１９の先端部の外周に嵌合する外径側筒部４８をそれぞれ有している。このロッドホルダ４５はまた、その外径側筒部４８に隣接する部分に、定圧室１５内に配設された戻しばね５０の一端を受けかつ戻しばね５０を半径方向へ拘束する段部４９を有している。戻しばね５０は、バルブボデー１９を原位置に戻す役割をなすもので、その他端は、フロントシェル１１に係止されている。前記ロッドホルダ４５は、この戻しばね５０によってバルブボデー１９の端面に押圧固定され、この状態でロッドホルダ４５の内径側筒部４７によって出力ロッド４２の軸部を摺動可能にガイドしている。また、このロッドホルダ４５は、リアクションディスク４１および出力ロッド４２の抜止めとしても機能している。

バルブボデー１９は、前記大気通路（半径方向孔）２２に挿入したストップキー５１がリヤシェル１２に設けた段部５２（図２）に当接する位置が原位置となっている。一方、前記ストップキー５１の先端部は、前記プランジャ２７を構成する弁部材２８に設けた環状溝５３内に係入されている。環状溝５３はストップキー５１の幅よりわずか広幅に形成されており、プランジャ２７は、その環状溝５３内でストップキー５１が移動できる範囲内で、バルブボデー１９との相対移動が許容されている。

さらに、ハウジング１０の前面および後面には、図１に示されるように、円周方向に等配して複数のスタッドボルト５４、５５がそれぞれ立設されている。これら前・後のスタッドボルト５４、５５は、ここではパワーピストン１４をシール部５６を介して摺動可能に貫通して軸方向へ延ばされ、両端をフロントシェル１１とリヤシェル１２とに係合させた連接ロッド５７の両端に一体に設けられている。本気圧式倍力装置は、ハウジング１０の後面に立設したスタッドボルト５５を用いて車体に取付けられ、この取付状態で前記入力ロッド３３にブレーキペダルが連結される。一方、ハウジング１０の前面に立設したスタッドボルト５４を用いて、図示を略すマスタシリンダが本装置に連結される。

以下、上記のように構成した気圧式倍力装置装置の作用を説明する。

上記した車体へ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３３が前進してプランジャ２７が前進し、プランジャ２７を構成する弁部材２８の後端の弁座（大気用弁座）３６がポペット弁３８から離間して大気弁が開く。これにより、サイレンサ付フィルタ２４を通してバルブボデー１９の筒状部１８内に大気が流入し、この大気は、大気用通路２２を経て変圧室１６に導入される。この結果、変圧室１６と負圧が導入されている定圧室１５との間に差圧が発生し、この差圧によりパワーピストン１４が推進し、その推力がバルブボデー１９からリアクションディスク４１および出力ロッド４２を経てマスタシリンダに出力される。この時、出力ロッド４２からの出力反力の一部がリアクションディスク４１および反力受け部材２９（プランジャ２７）を介して入力ロッド３３に伝達され、これによりブレーキペダルの踏力（入力）に比例した所定のブースタ出力が得られる。

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３３が戻しばね４０のばね力によって後退すると共に、プランジャ２７も後退し、これにより、プランジャ２７を構成する弁部材２８の後端の大気用弁座３６がポペット弁３８に当接して大気弁が閉じられる一方で、ポペット弁３８がプランジャ２７によりバルブボデー１９の内周の弁座（負圧用弁座）３５から持上げられて負圧弁が開く。これにより変圧室１６に負圧通路２１および大気通路２２を通じて定圧室１５内の負圧が導入され、上記した差圧が解消される。その後は、定圧室１５内の戻しばね５０のばね力によりバルブボデー１９（パワーピストン１４）が後退し、ストップキー５１がリヤシェル１２内の段部５２に当接する原位置にバルブボデー１９が復帰し、これと同時にプランジャ２７も原位置に復帰して前記負圧弁が閉じる。

ここで、ロッドホルダ４５は、図３に示されるように、出力ロッド４２をガイドする内径側筒部４７の長さＨが、従来のロッドホルダにおける内径側筒部の長さＨ´（図４）よりも十分短く設定されている。このロッドホルダ４５を備えた気圧式倍力装置装置においては、作動時に出力ロッド４２に傾き方向の荷重Ｆが作用すると、ロッドホルダ４５が同方向へわずか変位して、その外径側筒部４８と該筒部４８が嵌合するバルブボデー１９の外周面との間にわずかの間隙δが生じる。しかし、この状態においても、荷重Ｆの方向と逆側のロッドホルダ４５の外径側筒部４８はバルブボデー１９の外周面に係合する状態を維持しており、したがって、ロッドホルダ４５が傾くことはない。また、この状態では、バルブボデー１９の先端側の外周に接触しているロッドホルダ４５の外径側筒部４８に、ロッドホルダ４５の傾きに抵抗する摩擦力Ｆ´が働いているので、ロッドホルダ４５の傾きはより確実に防止される。

すなわち、本発明におけるロッドホルダ４５は、出力ロッド４２に対するガイド長を短くしても出力ロッド４２を安定して支持できるようになっている。前記したようにこの種のロッドホルダ４５は、多段絞り加工によって製作されており、前記ガイド長（内径側筒部４７の長さ）を短くできる分、その製作が容易となり、結果としてロッドホルダ４５の製作コストも低減する。

本発明の１つの実施形態としての気圧式倍力装置の全体構造を示す断面図である。図１に示した気圧式倍力装置の一部を拡大して示す断面図である。本気圧式倍力装置で用いられたロッドホルダとその取付構造とを示す断面図である。従来の気圧式倍力装置で用いられたロッドホルダとその取付構造とを示す断面図である。従来のロッドホルダにおける不具合発生例を示す断面図である。

符号の説明

１０ハウジング
１４パワーピストン
１５定圧室
１６変圧室
１９バルブボデー
２７プランジャ
３３入力ロッド
３４弁手段
４２出力ロッド
４５ロッドホルダ
４６リング状平板部
４７内径側筒部
４８外径側筒部
４９段部
５０リターンスプリング

Claims

ハウジング内をパワーピストンにより定圧室と変圧室とに画成し、前記パワーピストンに支持されたバルブボデー内に配置したプランジャを入力ロッドによって移動させることにより、弁手段を開いて前記変圧室に作動気体を導入して、前記定圧室と変圧室との間に差圧を発生させ、この差圧によって前記パワーピストンに推力を発生させて、該推力を前記バルブボデーの先端に配置したリアクションディスクを介して出力ロッドに作用させて、前記バルブボデーと前記ハウジングとの間に設けられたリターンスプリングのばね力に抗して該出力ロッドを前進させ、出力反力の一部を前記リアクションディスクおよびプランジャを介して入力ロッドに伝える気圧式倍力装置であって、前記出力ロッドの基端部のカップ形状部内に前記リアクションディスクを納めると共に、前記バルブボデーの先端に前記リターンスプリングによって押圧支持されたロッドホルダに前記出力ロッドのロッド部を支持させた気圧式倍力装置において、前記ロッドホルダは、前記出力ロッドのカップ形状部を覆うリング状平板部の内径側に前記出力ロッドの軸部を摺動可能にガイドする内径側筒部を、その外径側に前記バルブボデーの先端部に嵌合する外径側筒部をそれぞれ有することを特徴とする気圧式倍力装置装置。
前記ロッドホルダの外径側筒部は、前記バルブボデーの先端部外周に嵌合することを特徴とする請求項１に記載の気圧式倍力装置。
前記ロッドホルダの平板部と外径側筒部との連接部位に、リターンスプリングの一端を受けかつリターンスプリングの径方向位置を規制する段部を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の気圧式倍力装置。