JP2015221589A - 負圧ブースタ - Google Patents

Abstract

【課題】 弁筒１０内で入力杆２０に連動して前後動する反力ピストン１７と、この反力ピストンを囲繞するよう弁筒１０に前向きに突設される作動ピストン１５と、負圧室２に臨む出力杆２５の後端に連なり且つ弁筒１０に前後摺動可能に嵌合されるカップ状の出力ピストン２１と、その出力ピストン内に収納されて前面が出力ピストン２１に、また後面が反力ピストン１７及び作動ピストン１５の前端面にそれぞれ対向する弾性ピストン２２とを備える反力機構２４を含む負圧ブースタにおいて、負圧ブースタの非作動状態で弁筒１０が出力ピストン２１に対し僅かに傾いても、作動ピストン前端面１５ｆと弾性ピストン２２間の当接部のシール性を効果的に高める。
【解決手段】 作動ピストン１５の前端面１５ｆのうち、その内周端１５ｆｉｅ、又は該内周端１５ｆｉｅを含む所定の内周側領域１５ｆｉが、その他の領域１５ｆｏよりも弾性ピストン２２側に張出すように形成される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、自動車のブレーキマスタシリンダの倍力作動のために好適な負圧ブースタに関し、特に、ブースタシェルに、その内部を負圧源に連なる前側の負圧室と後側の作動室とに区画するブースタピストンを収容し、このブースタピストンに、ブースタシェルの後壁に前後摺動自在に支承される弁筒を連設し、この弁筒内には、前後動可能な入力杆と、この入力杆を後退方向へ付勢する入力戻しばねと、入力杆の前後動に応じて作動室を負圧室と大気とに連通切換えする制御弁とを配設し、ブースタシェルの前壁と弁筒との間に、その弁筒を後退方向へ付勢するコイル状のブースタ戻しばねを縮設し、弁筒内で入力杆に連動して前後動する反力ピストンと、この反力ピストンを囲繞するよう弁筒に前向きに突設される円筒状の作動ピストンと、負圧室に臨む出力杆の後端に連なり且つ弁筒に前後摺動可能に嵌合されるカップ状の出力ピストンと、その出力ピストン内に収納されて前面が出力ピストンに、また後面が反力ピストン及び作動ピストンの各前端面にそれぞれ対向する弾性ピストンとを備える反力機構により、入力杆への操作入力と、作動室及び負圧室間の気圧差によるブースタピストンの推力との合力を出力杆に伝達可能としたものの改良に関する。

かゝる負圧ブースタは、例えば、下記特許文献１に開示されているように従来公知である。

特開２００４−２５９１１号公報

従来の斯かる負圧ブースタでは、その反力機構の作動ピストン及び弾性ピストンの相対向面が、弁筒の軸線と直交する平面に各々形成されていて、負圧ブースタの非作動時には、弾性ピストンに対し作動ピストンの前端面全域が略均等な面圧で面接触するように構成されていた。

ところがブースタ戻しばねは、コイルばねであって中間部が浮動状であることから、これのブースタシェル内への組付け状態で、弁筒軸線に対して該ばねが僅かに傾いてしまう場合がある。またコイルばねより成るブースタ戻しばねは、その後端末を全周に亘り弁筒に均等に当接させることは難しく、即ち、その後端末の一部（一巻き目の終端付近）に弁筒に対する非接触部分が存在する場合もある。そして、それら場合には、ブースタ戻しばねの弾発力を弁筒に対し周方向均等に作用させることができず、これが弁筒を出力ピストン（従って弾性ピストン）に対し多少とも傾かせる原因となる。尚、出力ピストンは弁筒に摺動可能に嵌合しているが、その嵌合面間には、出力ピストンのスムーズな摺動確保のための摺動間隙が設定されていて、この摺動間隙分だけ弁筒が出力ピストンに対し僅かに傾倒可能な構造となっている。

そして、上記のように弁筒が出力ピストンに対し僅かに傾いた場合には、弁筒と一体の作動ピストンと、出力ピストン内の弾性ピストンとの当接部において、その接触面圧が周方向一様ではなくなるため、その接触面圧が小さい当接領域のシール性が低下する虞れがある。

本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたもので、従来のものの課題を簡単な構造で解決し得る前記負圧ブースタを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、ブースタシェルに、その内部を負圧源に連なる前側の負圧室と後側の作動室とに区画するブースタピストンを収容し、このブースタピストンに、ブースタシェルの後壁に前後摺動自在に支承される弁筒を連設し、この弁筒内には、前後動可能な入力杆と、この入力杆を後退方向へ付勢する入力戻しばねと、入力杆の前後動に応じて作動室を負圧室と大気とに連通切換えする制御弁とを配設し、ブースタシェルの前壁と弁筒との間に、その弁筒を後退方向へ付勢するコイル状のブースタ戻しばねを縮設し、弁筒内で入力杆に連動して前後動する反力ピストンと、この反力ピストンを囲繞するよう弁筒に前向きに突設される円筒状の作動ピストンと、負圧室に臨む出力杆の後端に連なり且つ弁筒に前後摺動可能に嵌合されるカップ状の出力ピストンと、その出力ピストン内に収納されて前面が出力ピストンに、また後面が反力ピストン及び作動ピストンの各前端面にそれぞれ対向する弾性ピストンとを備える反力機構により、入力杆への操作入力と、作動室及び負圧室間の気圧差によるブースタピストンの推力との合力を出力杆に伝達可能とした負圧ブースタにおいて、前記作動ピストンの前端面のうち、その内周端、又は該内周端を含む所定の内周側領域が、その他の領域よりも前記弾性ピストン側に張出すように形成されることを第１の特徴とする。

また本発明は、第１の特徴に加えて、前記作動ピストンの前端面の少なくとも一部が、外周側から内周側に向けて徐々に前記弾性ピストン側に張出す張出面に形成されることを第２の特徴とする。

また本発明は、第２の特徴に加えて、前記弾性ピストンの、前記作動ピストンとの対向面の少なくとも一部が、その作動ピストンの前記張出面に対応して内周側から外周側に向けて徐々に前記作動ピストン側に張出す張出面に形成されることを第３の特徴とする。

以上のように本発明の第１の特徴によれば、作動ピストンの前端面のうち、その内周端その内周端、又は該内周端を含む所定の内周側領域が、その他の領域よりも弾性ピストン側に張出すように形成されるので、負圧ブースタの非作動状態で弁筒が出力ピストンに対し僅かに傾いても、作動ピストン前端面のうち、弁筒の傾きの影響を受けにくい内周端、又は該内周端を含む所定の内周側領域が弾性ピストンに対し比較的高い接触面圧を以て当接できて、弾性ピストンと作動ピストン間の当接部のシール性を効果的に高めることが可能となる。

また本発明の第２の特徴によれば、作動ピストンの前端面の少なくとも一部が、外周側から内周側に向けて徐々に弾性ピストン側に張出す張出面に形成されるので、作動ピストンの前端面の形状を極力簡単化して量産性を高めながら、その作動ピストン前端面の内周端又は内周側領域の接触面圧、延いてはシール性を高めることができる。

さらに本発明の第３の特徴によれば、第２の特徴に加えて、弾性ピストンの、作動ピストンとの対向面の少なくとも一部が、その作動ピストンの前記張出面に対応して内周側から外周側に向けて徐々に作動ピストン側に張出す張出面に形成されるので、第２の特徴による前記効果に加えて、弁筒が出力ピストンに対し傾いていない場合に、作動ピストン前端面の内周端又は内周側領域と当接する弾性ピストンに過度の応力集中が起きるのを効果的に回避できて、弾性ピストンの耐久性向上に寄与することができる。

本発明の第１実施形態に係るシングル型負圧ブースタの非作動状態で示す縦断面図 図１の２部拡大図 倍力作動状態を示す、図２に対応した作用説明図 倍力解除過程を示す、図２に対応した作用説明図 上記負圧ブースタの倍力特性線図 本発明の第２実施形態を示す、図２の一部と対応する拡大断面図 本発明の第３実施形態を示す、図２の一部と対応する拡大断面図

本発明の実施の形態を、添付図面に示す本発明の実施例に基づいて説明する。

先ず、第１実施形態の説明より始める。図１及び図２において、負圧ブースタＢのブースタシェル１は、対向端を相互に結合する前後一対のシェル半体１ａ，１ｂとから構成される。その後部シェル半体１ｂが自動車の車室前壁Ｆに固着されると共に、ブレーキマスタシリンダＭのシリンダボディＭａが前部シェル半体１ａに固着される。

ブースタシェル１の内部は、それに前後往復動可能に収容されるブースタピストン４と、その後面に重ねて結着されると共に両シェル半体１ａ，１ｂ間に外周端部が気密に挟止されるダイヤフラム５とにより、前側の負圧室２と後側の作動室３とに区画される。負圧室２は、負圧導入管１４を介して負圧源Ｖ（例えば内燃機関の吸気マニホールド内部）と接続される。

ブースタピストン４は鋼板により環状に成形されており、このブースタピストン４及びダイヤフラム５の中心部に合成樹脂製の弁筒１０が一体的に結合される。この弁筒１０は、後部シェル半体１ｂの中心部に後方へ突設された支持筒部１２にシールリップ付き軸受部材１３を介して前後摺動自在に支承される。

弁筒１０内には、弁ピストン１８と、この弁ピストン１８に連結する入力杆２０と、この入力杆２０の前後動に応じて作動室３を負圧室２と大気とに連通切換えする制御弁３８とが配設される。

弁ピストン１８は、弁筒１０に設けられたガイド孔１１に前後摺動自在に嵌合されるもので、その前端には頸部１８ｂを介して反力ピストン１７が、また後端にはフランジ状の大気導入弁座３１がそれぞれ形成される。その大気導入弁座３１を囲繞するように同心配置される環状の負圧導入弁座３０が弁筒１０に形成される。

弁ピストン１８には、大気導入弁座３１の後端面に開口する連結孔１８ａが設けられ、この連結孔１８ａに入力杆２０の球状前端部２０ａが嵌合されると共に、その抜け止めのために弁ピストン１８の一部がかしめられ、こうして入力杆２０は弁ピストン１８に首振り可能に連結される。

また弁筒１０には、前記負圧導入弁座３０及び大気導入弁座３１と協働する共通一個の弁体３４が取り付けられる。この弁体３４は全体がゴム等の弾性材で成形されたもので、環状の取り付けビード部３４ｂと、この取り付けビード部３４ｂから前方に延びる伸縮筒部３４ｃと、この伸縮筒部３４ｃの前端から半径方向外方に張り出したフランジ状の弁部３４ａとからなっており、その弁部３４ａには、その内周側から環状の補強板４４が挿入され、モールド結合される。また弁部３４ａの外周には、後方へ屈曲した環状のシールリップ３７が一体に形成される。

取り付けビード部３４ｂは、負圧導入弁座３０と共に弁筒１０の内周側に一体に形成された環状隆起部１０ａの後端に当接する前後一対の弁ホルダ３５Ａ，３５Ｂ間に次のようにして気密に挟持される。即ち、前部弁ホルダ３５Ａは合成樹脂製で、弁筒１０の内周面に嵌合しながら環状隆起部１０ａの後端に当接する環状のフランジ部３５Ａａと、このフランジ部３５Ａａの内周縁から前方に屈曲する円筒状の挟持部３５Ａｂとから構成され、また後部弁ホルダ３５Ｂも合成樹脂製で、前部弁ホルダ３５Ａのフランジ部３５Ａａの後部に並んで弁筒１０の内周面に嵌合される円筒状の嵌合部３５Ｂｃと、この嵌合部３５Ｂｃの前端から半径方向内方に屈曲するフランジ部３５Ｂａと、このフランジ部３５Ｂａの内周縁から前方に屈曲して前記挟持部３５Ａｂに囲繞される円筒状の挟持部３５Ｂｂとから構成される。したがって前記両挟持部３５Ａｂ，３５Ｂｂは何れも弁筒１０より小径になっており、これら挟持部３５Ａｂ，３５Ｂｂによって取り付けビード部３４ｂは緊密に挟持される。

前部弁ホルダ３５Ａの挟持部３５Ａｂの内周面は、取り付けビード部３４ｂの平坦な外周面の形状に対応して平坦に形成され、また後部弁ホルダ３５Ｂの挟持部３５Ｂｂの外周面は、取り付けビード部３４ｂの凸状の内周面の形状に対応して凹状に形成される。而して、組み立てに際しては、最初に取り付けビード部３４ｂを両挟持部３５Ａｂ，３５Ｂｂ間で挟持し、その状態で両弁ホルダ３５Ａ，３５Ｂを弁筒１０内に嵌合するもので、その嵌合後は、両挟持部３５Ａｂ，３５Ｂｂ間からの取り付けビード部３４ｂの抜け出しを阻止することができる。

後部弁ホルダ３５Ｂの嵌合部３５Ｂｃには、弁筒１０の内周面に密接するＯリング等のシール部材４３が装着される。

弁部３４ａは大気導入弁座３１及び負圧導入弁座３０に着座可能に対向して配置される。この弁部３４ａの補強板４４と入力杆２０との間には、弁部３４ａを両弁座３０，３１との着座方向へ付勢する弁ばね３６が縮設される。而して、上記負圧導入弁座３０、大気導入弁座３１、弁体３４及び弁ばね３６によって制御弁３８が構成される。

後部弁ホルダ３５Ｂと入力杆２０との間には入力戻しばね４１が縮設され、これによって前後の弁ホルダ３５Ａ，３５Ｂが弁筒１０の環状隆起部１０ａ後端に当接、保持されると共に、入力杆２０が後退方向へ付勢される。

弁筒１０の内周の環状隆起部１０ａには、負圧導入弁座３０を囲繞する前部環状室４５Ａが形成され、該室４５Ａに弁部３４ａの前面が臨む。前部環状室４５Ａの半径方向外側の内周面は負圧導入弁座３０よりも後方へ延びており、その内周面に弁部３４ａ外周のシールリップ３７が摺動可能に密接する。したがって、前部環状室４５Ａは、弁部３４ａが負圧導入弁座３０に着座したとき閉じられるようになっている。

さらに環状隆起部１０ａの内側には、シールリップ３７付き弁部３４ａによって、弁部３４ａの背面が臨む後部環状室４５Ｂが画成される。

弁筒１０には第１及び第２ポート２８，２９が設けられる。第１ポート２８は、一端が負圧室２に、他端が前部環状室４５Ａに開口するように形成され、第２ポート２９は、一端が作動室３に、他端が負圧導入弁座３０及び大気導入弁座３１間に開口するように形成される。また、この第２ポート２９は、環状隆起部１０ａの根元に形成された、弁筒１０の軸線と平行な連通孔４７を介して後部環状室４５Ｂとも連通する。弁筒１０の軸線と平行な連通孔４７は、弁筒１０の成形時、中子ピンにより簡単に形成可能である。

前記後部シェル半体１ｂの支持筒部１２の後端と入力杆２０とに、弁筒１０を被覆する伸縮可能のブーツ４０の両端が取り付けられ、このブーツ４０の後端部に、前記弁体３４の内側に連通する大気導入口３９が設けられる。この大気導入口３９に流入する空気を濾過するフィルタ４２が入力杆２０の外周面と弁筒１０の内周面との間に介裝される。このフィルタ４２は、入力杆２０及び弁筒１０の相対移動を阻害しないよう、柔軟性を有する。

また弁筒１０には、ブースタピストン４及び弁ピストン１８の後退限を規定するキー３２が一定距離の範囲で軸方向移動可能に取り付けられる。このキー３２は、前記弁ピストン１８及び反力ピストン１７間の頸部１８ｂを跨ぐフォーク部３２ｂを内端に有すると共に、その外端３２ａが前記後部シェル半体１ｂの支持筒部１２に設けられたストッパ壁１９の前面に対向するように配置される。而して、キー３２がストッパ壁１９に当接することによりブースタピストン４及び弁筒１０の後退限が規定され、また反力ピストン１７の後端面がキー３２に当接することにより弁ピストン１８及び入力杆２０の後退限が規定される。前記頸部１８ｂの軸方向長さはキー３２の板厚より大きく設定されていて、弁ピストン１８とキー３２とが僅かに相対移動ができるようになっている。

さらにまた弁筒１０には、前方に突出する円筒状の作動ピストン１５と、この作動ピストン１５の中心部を貫通する小径シリンダ孔１６ａと、作動ピストン１５を囲繞し弁筒１０の前面に開口する大径シリンダ孔１６ｂとが設けられ、その小径シリンダ孔１６ａに前記反力ピストン１７が前後摺動自在に嵌合され、またその大径シリンダ孔１６ｂに、後方に開放したカップ状に形成される出力ピストン２１の外周部が前後摺動自在に嵌合される。そして、作動ピストン１５の外周部は、前記出力ピストン２１の凹所の内周面に摺動自在に嵌合され、この出力ピストン２１の凹所の内奥部には、作動ピストン１５及び反力ピストン１７の各前端面に対向する偏平な円板状の弾性ピストン２２が充填される。その際、反力ピストン１７及び弾性ピストン２２間には、負圧ブースタＢの非作動時に一定の間隙ができるようになっている。尚、弾性ピストン２２は、これを介してブースタピストン４の推力を出力ピストン２１側に伝達し得るように比較的硬質のゴム材より構成される。

また、出力ピストン２１の前面には、負圧室２に臨む出力杆２５が突設され、この出力杆２５は前記ブレーキマスタシリンダＭのピストンＭｂに連接される。

以上において、作動ピストン１５、反力ピストン１７、弾性ピストン２２及び出力ピストン２１は、互いに協働して、入力杆２０への操作入力と、作動室３及び負圧室２間の気圧差によるブースタピストン４の推力との合力を出力杆２５に伝達する反力機構２４を構成するものであって、その反力機構２４により、出力杆２５の出力の一部を入力杆２０に操作反力としてフィードバックすることができる。

出力ピストン２１及び弁筒１０の前端面にリテーナ２６が当接するように配設され、このリテーナ２６とブースタシェル１の前壁との間には、ブースタピストン４及び弁筒１０を後退方向へ付勢するコイルばねより成るブースタ戻しばね２７が縮設される。尚、本実施形態では、軸方向中間部が両端部よりもやや大径のバレル型をなすコイルばねが使用される。

ところで作動ピストン１５の、リング状をなす前端面１５ｆは、その前端面１５ｆのうち、内周端１５ｆｉｅがその他の領域１５ｆｏよりも弾性ピストン２２側に張出すように形成される。このような作動ピストン１５における前端面１５ｆの内周側張出形態を得るために、作動ピストン１５の前端面１５ｆの全部が、外周端から内周端に向けて徐々に弾性ピストン２２側に張出す張出面としてのテーパ面ｔに形成される。一方、弾性ピストン２２の後面は、作動ピストン１５との対向面を含む全面が、ピストン軸線と直交する平面に形成される。

ところで本発明においては、前記張出面としてのテーパ面ｔの勾配（即ちテーパ面ｔの径方向幅をａ、軸方向張出量をｂとした場合の、ｂ／ａ）は、弁筒１０と出力ピストン２１間の摺動間隙に関係して生じ得る弁筒１５の出力ピストン２１軸線に対する傾きの程度が小さい点を踏まえて、そのような傾きが生じても本発明の所期の効果が達成できる（即ち作動ピストン前端面１５ｆの内周端１５ｆｉｅ及びその近傍領域が弾性ピストン２２に対し高い接触面圧を以て当接できて弾性ピストン２２と作動ピストン１５間の当接部のシール性を効果的に高めることが可能となる）程度の値に設定される。尚、本実施形態では、説明の都合上、この勾配を多少誇張して描いている。

次にこの実施形態の作用について説明する。

負圧ブースタＢの非作動状態では、図１及び図２に示すように、弁筒１０に取り付けられたキー３２が後部シェル半体１ｂのストッパ壁１９前面に当接し、このキー３２に反力ピストン１７の後端面が当接することにより、ブースタピストン４及び入力杆２０が後退限に位置している。このとき、大気導入弁座３１は弁体３４の弁部３４ａに密着しながら、この弁部３４ａを押圧して負圧導入弁座３０から僅かに離座させている。これによって大気導入口３９及び第２ポート２９間の連通が遮断される一方、第１及び第２ポート２８，２９間が連通され、したがって負圧室２の負圧が両ポート２８，２９を通して作動室３に伝達し、両室２，３は同圧となっているため、ブースタピストン４及び弁筒１０はブースタ戻しばね２７の付勢力により後退位置に保持される。

いま、車両を制動すべくブレーキペダルＰを踏み込むことにより、入力戻しばね４１のセット荷重に抗して入力杆２０を弁ピストン１８と共に前進させると、図３に示すように、弁ばね３６の付勢力が伸縮筒部３４ｃを伸ばしながら弁部３４ａを負圧導入弁座３０に着座させると同時に、大気導入弁座３１が弁体３４から離れ、これにより第１及び第２ポート２８，２９間の連通が遮断されると共に、第２ポート２９が弁体３４の内側を通して大気導入口３９と連通される。

その結果、大気導入口３９から弁筒１０内に流入した大気が大気導入弁座３１を通過し、第２ポート２９を経て作動室３に導入され、作動室３を負圧室２より高圧にするので、それらの気圧差に基づく前方推力を得てブースタピストン４は、弁筒１０、作動ピストン１５、弾性ピストン２２、出力ピストン２１及び出力杆２５を伴いながらブースタ戻しばね２７の力に抗して前進し、出力杆２５によりブレーキマスタシリンダＭのピストンＭｂを駆動するようになる。この駆動に伴い生ずる反力により弾性ピストン２２が圧縮されて、その一部を小径シリンダ孔１６ａに膨出させるが、その膨出部が反力ピストン１７の前面に当接するまでは、上記反力は入力杆２０に伝わらないので、出力杆２５の出力は、図５に線ａ−ｂで示すように急速に立ち上がるジャンピング特性を示す。

このような入力杆２０の前進操作時には、弁筒１０の前部環状室４５Ａに臨む弁部３４ａの前面には、第１ポート２８から前部環状室４５Ａに伝達する負圧が作用するのに対して、弁筒１０の後部環状室４５Ｂに臨む弁部３４ａの背面には、第２ポート２９から連通孔４７を介して後部環状室４５Ｂに伝達する大気圧が作用するので、弁部３４ａは、弁ばね３６のセット荷重による他、前部及び後部環状室４５Ａ，４５Ｂ間の気圧差によっても負圧導入弁座３０との着座方向へ付勢されることになる。したがって、上記気圧差による付勢力分、弁ばね３６のセット荷重を低減することが可能となり、それに伴い入力杆２０を後退方向へ付勢する入力戻しばね４１のセット荷重の低減も可能となり、その結果、比較的小さい初期操作入力によりジャンピング特性が得られので、ブレーキマスタシリンダＭ及び各車輪ブレーキの無効ストロークを素早く排除して、各車輪ブレーキの応答性を高めることができる。

またこの状態において、弁部３４ａ外周のシールリップ３７は、後方に屈曲して、弁筒１０の内周面に密接しているので、前部及び後部環状室４５Ａ，４５Ｂ間の気圧差により、上記内周面への密接力が高められ、両環状室４５Ａ，４５Ｂ間の気密を確保することができる。

弾性ピストン２２が反力ピストン１７に当接してからは、出力杆２５の作動反力の一部が弾性ピストン２２を介して入力杆２０にフィードバックされることになるので、操縦者は出力杆２５の出力の大きさを感受することができる。そして出力杆２５の出力は、弾性ピストン２２に当接する作動ピストン１５及び反力ピストン１７の受圧面積の比によって定まる倍力比をもって、図５の線ｂ−ｃで示すように増加する。

負圧室２及び作動室３間の気圧差が最大となる倍力限界点ｃに達してからは、出力杆２５の出力は、線ｃ−ｄに示すように、ブースタピストン４の上記気圧差による最大推力と、入力杆２０への操作入力との和となる。

車両の制動状態を解除すべく、ブレーキペダルＰから踏力を解放すると、先ず入力杆２０及び弁ピストン１８が入力戻しばね４１の力をもって後退する。これに伴い、弁ピストン１８は、図４に示すように、大気導入弁座３１を弁体３４に着座させながら、その弁体３４を負圧導入弁座３０から大きく離間させるので、作動室３が第２ポート２９及び第１ポート２８を介して負圧室２と連通する。その結果、作動室３への大気の導入が阻止される一方、作動室３の空気が負圧室２を経て負圧限Ｖに吸入され、それらの気圧差が無くなるため、ブースタピストン４も、ブースタ戻しばね２７の弾発力をもって後退し、マスタシリンダＭの作動を解除していく。そして、ブースタピストン４及び入力杆２０は、再び図１及び図２の非作動状態に戻る。

ところで本実施形態では、作動ピストン１５の、リング状をなす前端面１５ｆは、その前端面１５ｆのうち、内周端１５ｆｉｅがその他の領域１５ｆｏよりも弾性ピストン２２側に張出すように形成されている。このため、負圧ブースタＢの非作動状態において、コイルばねより成るブースタ戻しばね２７からの偏荷重等（本明細書の第５段落を参照）に起因して弁筒１５が出力ピストン２１に対しその摺動間隙に対応して僅かに傾いたとしても、作動ピストン前端面１５ｆのうち、弁筒１５の傾きの影響を受けにくい前記内周端１５ｆｉｅ及びその近傍領域が弾性ピストン２２に対し比較的高い接触面圧を以て当接できる。これにより、弾性ピストン２２と作動ピストン１５間の当接部のシール性を効果的に高めることが可能となる。

しかも上記のような作動ピストン前端面１５ｆの内周側張出形態を得るために、本実施形態ではピストン前端面１５ｆの全部が、外周端から内周端に向けて徐々に弾性ピストン２２側に張出す張出面としてのテーパ面ｔに形成される。このため、ピストン前端面１５ｆの形状を極力簡単化して量産性を高めながら、そのピストン前端面１５ｆの内周端１５ｆｉｅ及びその近傍領域の弾性ピストン２２への接触面圧、延いてはシール性を高めることができる。

また図６には、本発明の第２実施形態が示される。第１実施形態では、作動ピストン１５の前端面１５ｆの内周側張出形態を得るために、そのピストン前端面１５ｆの全面が、外周端から内周端に向けて徐々に弾性ピストン２２側に張出す張出面としてのテーパ面ｔに形成されたが、本第２実施形態では、そのピストン前端面１５ｆの一部領域、即ち外周側の所定領域だけが、外周側から内周側に向けて徐々に弾性ピストン２２側に張出す張出面としてのテーパ面ｔ′に形成される。即ち、ピストン前端面１５ｆのうち、その内周端１５ｆｉｅを含む所定の内周側領域１５ｆｉは、ピストン軸線と直交する平面に形成されるものであって、その他の領域（即ち該内周側領域１５ｆｉより径方向外側に位置する全ての外周側領域１５ｆｏ）よりも弾性ピストン２２側に張出すように形成される。尚、本第２実施形態において、前記所定の内周側領域１５ｆｉの径方向幅は、作動ピストン１５の前端面１５ｆの径方向全幅の半分以下の所定幅に設定されることが望ましい。尚、これとは逆に、作動ピストン１５の前端面１５ｆの内周端１５ｆｉｅを含む所定の内周側領域１５ｆｉだけを前記張出面としてのテーパ面とし、その外周側領域１５ｆｏをピストン軸線と直交する平面に形成してもよい（図示せず）。

さらに図７には、本発明の第３実施形態が示される。第１，第２実施形態では、弾性ピストン２２の、作動ピストン１５との対向面がピストン軸線と直交する平面に形成されるものを示したが、本第３実施形態では、弾性ピストン２２の、作動ピストン１５との対向面の少なくとも一部（図示例では全部）が、その作動ピストン１５の張出面としてのテーパ面ｔに対応して内周側から外周側に向けて徐々に作動ピストン１５側に張出す張出面としてのテーパ面ｔ″に形成される。斯かる構成によれば、弁筒１５が出力ピストン２１に対し傾いていない場合に、作動ピストン前端面１５ｆの内周端１５ｆｉｅ、又はその内周端１５ｆｉｅを含む内周側領域１５ｆｉと当接する弾性ピストン２２に過度の応力集中が起きるのを効果的に回避できて、弾性ピストン２２の耐久性向上が図られる。

以上、本発明の実施形態を示したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、負圧ブースタＢは、前後一対のブースタピストンを同一の弁筒に結合したタンデム型に構成することもできる。

また前記実施形態では、作動ピストン前端面１５ｆの内周側張出形態を得るために、そのピストン前端面１５ｆの一部又は全部を、外周側から内周側に向けて徐々に弾性ピストン２２側に張出す張出面としてのテーパ面ｔ，ｔ′に形成したものを示したが、本発明の張出面は、テーパ面ｔ，ｔ′に限定されず、例えば、ピストン前端面１５ｆの一部又は全部を、外周側から内周側に向けて徐々に弾性ピストン２２側に張出す、横断面が滑らかな曲面に形成してもよく、或いは、横断面が緩やかな階段状の段差面に形成してもよい。

Ｂ・・・・・・負圧ブースタ
ｔ，ｔ′・・・張出面としてのテーパ面
Ｖ・・・・・・負圧源
１・・・・・・ブースタシェル
２・・・・・・負圧室
３・・・・・・作動室
４・・・・・・ブースタピストン
１０・・・・・弁筒
１５・・・・・作動ピストン
１５ｆ・・・・作動ピストンの前端面
１５ｆｉ・・・前端面の内周端を含む所定の内周側領域
１５ｆｉｅ・・前端面の内周端
１５ｆｏ・・・その他の領域
１７・・・・・反力ピストン
２０・・・・・入力杆
２１・・・・・出力ピストン
２２・・・・・弾性ピストン
２４・・・・・反力機構
２５・・・・・出力杆
２７・・・・・ブースタ戻しばね
３８・・・・・制御弁
４１・・・・・入力戻しばね

Claims (3)

1. ブースタシェル（１）に、その内部を負圧源（Ｖ）に連なる前側の負圧室（２）と後側の作動室（３）とに区画するブースタピストン（４）を収容し、このブースタピストン（４）に、ブースタシェル（１）の後壁に前後摺動自在に支承される弁筒（１０）を連設し、この弁筒（１０）内には、前後動可能な入力杆（２０）と、この入力杆（２０）を後退方向へ付勢する入力戻しばね（４１）と、入力杆（２０）の前後動に応じて作動室（３）を負圧室（２）と大気とに連通切換えする制御弁（３８）とを配設し、ブースタシェル（１）の前壁と弁筒（１０）との間に、その弁筒（１０）を後退方向へ付勢するコイル状のブースタ戻しばね（２７）を縮設し、弁筒（１０）内で入力杆（２０）に連動して前後動する反力ピストン（１７）と、この反力ピストン（１７）を囲繞するよう弁筒（１０）に前向きに突設される円筒状の作動ピストン（１５）と、負圧室（２）に臨む出力杆（２５）の後端に連なり且つ弁筒（１０）に前後摺動可能に嵌合されるカップ状の出力ピストン（２１）と、その出力ピストン（２１）内に収納されて前面が出力ピストン（２１）に、また後面が反力ピストン（１７）及び作動ピストン（１５）の各前端面にそれぞれ対向する弾性ピストン（２２）とを備える反力機構（２４）により、入力杆（２０）への操作入力と、作動室（３）及び負圧室（２）間の気圧差によるブースタピストン（４）の推力との合力を出力杆（２５）に伝達可能とした負圧ブースタにおいて、
   前記作動ピストン（１５）の前端面（１５ｆ）のうち、その内周端（１５ｆｉｅ）、又は該内周端（１５ｆｉｅ）を含む所定の内周側領域（１５ｆｉ）が、その他の領域（１５ｆｏ）よりも前記弾性ピストン（２２）側に張出すように形成されることを特徴とする負圧ブースタ。
2. 前記作動ピストン（１５）の前端面（１５ｆ）の少なくとも一部が、外周側から内周側に向けて徐々に前記弾性ピストン（２２）側に張出す張出面（ｔ，ｔ′）に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の負圧ブースタ。
3. 前記弾性ピストン（２２）の、前記作動ピストン（１５）との対向面（２２ｒ）の少なくとも一部が、その作動ピストン（１５）の前記張出面（ｔ，ｔ′）に対応して内周側から外周側に向けて徐々に前記作動ピストン（１５）側に張出す張出面（ｔ″）に形成されることを特徴とする、請求項２に記載の負圧ブースタ。

Images