JP2512452Y2 - 液圧倍力装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、入力を所定の大きさに倍力させて出力す
る、例えばブレーキ倍力装置等の液圧倍力装置に関する
ものである。

（従来の技術） 一般に液圧倍力装置は、入力軸を作動して制御弁を切
り換えることにより、動力室に液圧源からの液圧を導入
し、その液圧によってパワーピストンを作動させて出力
軸から出力するようになっている。

このような液圧倍力装置は、例えば自動車の制動装置
におけるブレーキ倍力装置に用いられており、小さなブ
レーキペダル踏力で大きなブレーキ力を得ることによ
り、制動を確実にすると共に、運転車の疲労を軽減して
いる。

従来のブレーキ倍力装置として、例えば第２図に示す
ようなブレーキ倍力装置がある。

第２図に示されているように、ブレーキ倍力装置１は
ほぼ筒状に形成されたハウジング２を備えている。ハウ
ジング２の第１孔３には、パワーピストン４が液密に摺
動可能に嵌挿されている。すなわち、第１孔３はシリン
ダを形成している。また第１孔３はハウジング２に固定
されたプラグ５によって、液密に閉塞されており、この
プラグ５とパワーピストン４との間の第１孔３内に動力
室６が形成されている。

一方、パワーピストン４に穿設された第２孔７には、
制御弁８の弁体９が摺動可能に設けられていると共に、
この弁体９の球9aが着座可能な制御弁８の第１弁座10が
固定されている。弁体９はばねにより常時付勢されてい
て、ブレーキ倍力装置１の非作動時には、球9aが第１弁
座10に着座している。この球9aが第１弁座10への着座時
に、第２孔７内には圧力室11が形成される。

また第１弁座10の孔内を所定の間隙を有して貫通する
筒状部材12が、その一端を球9aに対向されて配設されて
いる。この筒状部材12の対向端部は球9aに当接可能とな
っていて、制御弁８の第２弁座13を形成している。そし
て、筒状部材12は、プラグ５を摺動可能に液密に貫通す
る入力軸支14の一端に支持されている。この入力軸14の
他端は連結部材15を介して図示しないブレーキペダルに
連結されている。更に入力軸14は常時ばねにより第２図
において右方へ付勢されており、ブレーキ倍力装置１の
非作動時には、入力軸14はその先端のフランジ部14aが
プラグ５の先端に当接して後退限位置となっている。こ
の後退限位置では、筒状部材12の先端が球9aに対して微
小間隙を有し、きわめて近接した位置となっている。

パワーピストン４の動力室６と反対側には、出力軸16
が突設されており、この出力軸16はハウジング２の仕切
り壁2aを液密にかつ摺動可能に貫通して図示しないマス
タシリンダのピストンを作動するようになっている。ま
たパワーピストン４は、二重に配設された径の異なる２
本のコイルばねからなる戻しばね17、18により常時右方
向に付勢されており、ブレーキ倍力装置１の非作動時に
は、パワーピストン４の出力軸16を反対側の端はプラグ
５に当接して後退限位置となっている。

ブレーキ倍力装置１には、ブレーキ液を貯溜するリザ
ーバ19が取り付けられている。このリザーバ19には、ブ
レーキ液をブレーキ倍力装置１に送給するためのブレー
キ液送給口20及びブレーキ倍力装置１からブレーキ液が
戻って来るブレーキ液戻り口21を備えている。ブレーキ
液送給口20は、ポンプやアキュムレータ等からなる液圧
源22に接続されており、この液圧源22は、配管23、ハウ
ジング２の導入口24、ハウジング２に形成された通路25
及びパワーピストン４に形成された通路26を通って圧力
室11に常時接続されている。

また、ブレーキ液戻り口21は、ハウジング２の排出口
27、ハウジング２とプラグ５と入力軸14と筒状部材12と
にそれぞれ形成された通路孔28、29、30、31及び第２弁
座13と球9aとの間の間隙を通って、非作動時に動力室６
へ連通している。

このように構成されているブレーキ倍力装置において
は、液圧源22からブレーキ液が圧力室11に導入され、圧
力室11には常時一定の大きさの液圧が保持されている。

ブレーキ非作動時には、ブレーキ倍力装置１は、入力
軸14、パワーピストン４、および出力軸16がともに後退
限位置となっている。この状態では、制御弁８の球9aが
第１弁座10に着座しているとともに、筒状部材12の第２
弁座13が球9aから離座している。このため、動力室６は
圧力室11から遮断されているとともにリザーバ19に連通
している。

制動するために、図示しないブレーキペダルを踏み込
むと、入力軸14が左方へ移動して筒状部材12の第２弁座
13が球9aに当接し、球9aが第１弁座10から直ちに離座
し、圧力室11内の圧液が動力室６内に導入される。この
圧液により、パワーピストン４が戻しばね17、18の弾発
力に抗して前方へ移動するので、出力軸16が前進してマ
スタシリンダのピストンを作動させる。これにより、制
動が行われる。

一方、動力室６内の液圧が入力軸14にも作用するの
で、この液圧により入力軸14に加えられる力はブレーキ
反力として運転者に伝えられる。パワーピストン４の移
動に伴い第１弁座10も左方へ移動し、この第１弁座10が
球9aに当接すると、圧力室11と動力室６との連通が遮断
される。このため、それ以上動力室６内に圧液が導入さ
れないので、パワーピストン４の移動が停止する。この
結果、ブレーキペダルの踏込み量、すなわち入力軸14の
入力に応じた量だけ、圧液が動力室６内に導入される。
したがって、出力軸16の出力は入力軸14の入力に応じた
大きさになる。こうして、ペダル踏み込み量に応じた大
きさのブレーキ力により、制動が行われる。

ブレーキ作動を解除するためブレーキペダルの踏込み
を解除すると、入力軸14が、パワーピストン４に対して
大きく後退する。このため、筒状部材12の第２弁座13が
球9aから離れ、動力室６はリザーバ19に連通して、動力
室６内の圧液がリザーバ19に排出され、動力室６内の圧
力が低下する。したがって、戻しばね17、18の弾発力に
よってパワーピストン４が後退する。このとき、入力軸
14の後退に伴い、筒状部材12が球9aから大きく離れて大
きな流路面積が形成されるので、動力室６内の圧液はリ
ザーバ19に迅速に排出されるようになる。したがって、
パワーピストン４は迅速に後退する。

入力軸14のフランジ部14aがプラグ５の左端に当接す
ると、入力軸14はそれ以上後退しなくなり、パワーピス
トン４のみが後退するようになる。パワーピストン４は
その右端がプラグ５に当接すると後退が停止して後退限
位置となる。

この状態では、入力軸14はパワーピストン４に対して
前進した所定の位置となっており、筒状部材12の右端は
球9aにきわめて近接した状態となる。こうしてブレーキ
が迅速に解除される。

ところで、近年車両の高速化等によりブレーキ力が増
大してきている。このブレーキ力の増大化にともない、
戻しばね17、18の付勢力を大きく設定する必要がある。
しかし、戻しばねの付勢力を大きくするためにコイルば
ねの線径を単純に大きくすると、ばね定数が大きくなり
すぎてしまい、フルストロークした時のばねの応力が許
容応力を超え、ばねが破損してしまうおそれがある。

そこで、従来は、第２図に示すようにコイル径の異な
る２本のコイルばねを、大径のコイルばねの中に小径の
コイルばねを同心的に配設することによりばね定数を小
さくすることが行われている。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、従来の２本のコイルばねを配設する方
法では、大径のコイルばねのハウジング２に当接するハ
ウジング側端部は、ハウジング２の孔の壁面によって径
方向の動きが制限されるが、小径のコイルばねのハウジ
ング２に当接するハウジング側端部は、径方向の動きが
何等制限されない。また、小径のコイルばねのパワーピ
ストン４に当接するパワーピストン側端部は、パワーピ
ストン４の外周面によって径方向の動きが制限される
が、大径のコイルばねのパワーピストンに当接するパワ
ーピストン側端部は、径方向の動きが何等制限されな
い。このため、２本の戻しばね17、18は、それらの戻し
ばねどうしが径方向に動くことにより、互いに干渉して
しまうことがある。その結果、戻しばね17、18が摩耗し
て摩耗粉が発生すると共に、戻しばねが劣化して耐久性
が損なわれてしまう。

また、ハウジング２のパワーピストン４が摺動する第
１孔３からなるシリンダの壁面と戻しばね17、18とが干
渉して、シリンダ壁面が傷付くこともある。

本考案は、このような問題に鑑みてなされたものであ
って、その目的は、戻しばねを構成する２本のコイルば
ねどうしの干渉及びコイルばねとシリンダ壁との干渉を
確実に防止することのできる液圧倍力装置を提供するこ
とである。

（課題を解決するための手段） 前述の課題を解決するために、本考案の液圧倍力装置
は、戻しばねが、大径のコイルばねの中に小径のコイル
ばねが同心的に配設された径の異なる第１および第２コ
イルばねからなり、これら第１および第２コイルばねの
各ハウジング側端部が径方向に動くのをそれぞれ制限す
る第１および第２ハウジング側制限部を前記ハウジング
に設けるとともに、第１および第２コイルばねの各パワ
ーピストン側端部が径方向に動くのをそれぞれ制限する
第１および第２パワーピストン側制限部を前記パワーピ
ストンに設けたことを特徴としている。

（作用） このような構成をした本考案に係る液圧倍力装置にお
いては、第１および第２コイルばねの第１および第２ハ
ウジング側端部の径方向の動きが、第１および第２ハウ
ジング側制限部によってそれぞれ制限されるとともに、
第１および第２コイルばねの第１および第２パワーピス
トン側端部の径方向の動きが、第１および第２パワーピ
ストン側制限部によってそれぞれ制限される。

したがって、２本のコイルばねは径方向の動きが確実
に制限されるようになるので、コイルばねどうしが互い
に干渉したり、コイルばねとシリンダ壁面とが干渉した
りすることは確実に防止されるようになる。

（実施例） 以下、図面を用いて本考案の実施例を説明する。

第１図は、本考案の液圧倍力装置の一実施例であるブ
レーキ倍力装置を部分的に示す部分断面図である。な
お、本実施例においては、前述の従来のブレーキ倍力装
置の構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付すことに
より、その詳細な説明は省略するとともに、本実施例の
ブレーキ倍力装置の図示しない他の構成要素は、従来の
ブレーキ倍力装置の構成要素と同じである。

第１図に示すように、本実施例においては、第１およ
び第２戻しばね17、18の第１および第２ハウジング側端
部が当接するハウジング２の仕切り壁2aには、リング状
の凹嵌部32が形成されており、この凹嵌部32内に第１お
よび第２戻しばね17、18の第１および第２ハウジング側
端部が収容されている。その場合、凹嵌部32を形成する
外側の壁面32aは、大径の第１戻しばね17の径方向の動
きを制限する第１ハウジング側制限部を構成しており、
また、凹嵌部32を形成する内側の壁面32bは、小径の第
２戻しばね18の径方向の動きを制限する第２ハウジング
側制限部を構成している。

一方、第１および第２戻しばね17、18のパワーピスト
ン側端部が当接するパワーピストン４の外周面には、大
径部と小径部とからなる段部33が形成されており、この
段部33を形成する大径部の外周面33aには、大径の第１
戻しばね17の第１パワーピストン側端部が嵌合され、ま
た段部33を形成する小径部の外周面33bには、小径の第
２戻しばね18の第２パワーピストン側端部が嵌合されて
いる。そして、外周面33aは、大径の第１戻しばね17の
径方向の動きを制限する第１パワーピストン側制限部を
構成しており、また、外周面33bは、小径の第２戻しば
ね18の径方向の動きを制限する第２パワーピストン側制
限部を構成している。したがって、これらの制限部によ
り、２本の第１および第２戻しばね17、18は共に径方向
の動きが制限されている。

このように構成された本実施例のブレーキ倍力装置１
は、前述の実施例のブレーキ作動と同じブレーキ作動を
行うので、その説明は省略する。

ところで、一連のブレーキ作動において、第１および
第２戻しばね17、18の圧縮および伸張動作を行うが、第
１および第２戻しばね17、18はともに径方向の動きが制
限されているので、第１および第２戻しばね17、18が互
いに干渉することはない。同様に、第１戻しばね17が第
１孔３の壁面に干渉することもない。したがって、第１
および第２戻しばね17、18が摩耗して摩耗粉を発生する
こともなく、また第１および第２戻しばね17、18が劣化
して耐久性が損なわれることもない。更に第１孔３の壁
面に傷が付くようなこともない。

なお、本考案は前述の実施例に限定されるものではな
く、種々の設計変更が可能である。

例えば前述の実施例では、ハウジング２の仕切り壁2a
に、第１および第２戻しばね17、18の径方向の動きを制
限するために凹嵌部32を形成するものとしているが、仕
切り壁2aにパワーピストン４に形成したような段部によ
る制限部を設けることもできる。同様に、パワーピスト
ン４には段部33に変えて凹嵌部を形成することもでき
る。

また、本考案は、ブレーキ倍力装置以外の例えばクラ
ッチ倍力装置等の他の液圧倍力装置にも適用できること
は言うまでもない。

（考案の効果） 以上の説明から明らかなように、本考案の液圧倍力装
置によれば、２本のコイルばねのそれぞれの両端部の径
方向の動きを、それぞれ対応する制限部によって制限す
るようにしているので、コイルばねどうしの干渉および
コイルばねとシリンダ壁面との干渉を確実に防止できる
ようになる。

したがって、ばねおよびハウジングのシリンダ内面が
摩耗することによる摩耗粉の発生を確実に防止できる。
またばねが摩耗しなくなることにより、ばねの耐久性を
向上させることができる。更にハウジングのシリンダ内
面に傷が付くことが防止されるとともに、ばねおよびハ
ウジングのシリンダ内面の摩耗粉により、パワーピスト
ンのシール部材が損傷するのを防止でき、このシール部
材のシール性能の低下を防止できる。これにより、液漏
れが防止できて液圧倍力装置の作動を確実に行わせるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る液圧倍力装置の一実施例が適用さ
れたブレーキ倍力装置を部分的に示す部分断面図、第２
図は従来のブレーキ倍力装置を示す断面図である。 １…ブレーキ倍力装置（液圧倍力装置）、２…ハウジン
グ、2a…仕切り壁、３…第１孔、４…パワーピストン、
17,18…戻しばね、32…凹嵌部、32a,32b…制限部、33…
段部、33a,33b…制限部

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジングの孔に摺動可能に嵌挿されたパ
   ワーピストンと、該パワーピストンと前記ハウジングと
   の間に縮設され、前記パワーピストンを常時非作動位置
   へ付勢している戻しばねとを備え、非作動時前記戻しば
   ねの付勢力により前記パワーピストンが非作動位置に保
   持され、作動時加圧された作動液が前記パワーピストン
   に作用することにより、前記パワーピストンが入力を所
   定の大きさに倍力させて出力するようになっている液圧
   倍力装置において、 前記戻しばねは、大径のコイルばねの中に小径のコイル
   ばねが同心的に配設された径の異なる第１および第２コ
   イルばねからなり、これら第１および第２コイルばねの
   各ハウジング側端部が径方向に動くのをそれぞれ制限す
   る第１および第２ハウジング側制限部を前記ハウジング
   に設けるとともに、第１および第２コイルばねの各パワ
   ーピストン側端部が径方向に動くのをそれぞれ制限する
   第１および第２パワーピストン側制限部を前記パワーピ
   ストンに設けたことを特徴とする液圧倍力装置。
2. 【請求項２】前記ハウジングに前記第１および第２コイ
   ルばねの各ハウジング側端部が収容されるリング状の凹
   嵌部が形成されており、前記第１ハウジング側制限部は
   前記凹嵌部の外側壁面で構成されているとともに、前記
   第２ハウジング側制限部は前記凹嵌部の内側壁面で構成
   され、更に前記パワーピストンの外周面に前記第１コイ
   ルばねが嵌入する大径部と前記第２コイルばねが嵌入す
   る小径部とが形成されており、前記第１パワーピストン
   側制限部は前記パワーピストンの大径部の外周面で構成
   されているとともに、前記第２パワーピストン側制限部
   は前記パワーピストンの小径部の外周面で構成されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の液圧倍力装置。