JP2603861B2 - 気圧式倍力装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、車両等で使用される気圧式倍力装置に関
し、特に、倍力装置の作動初期における作動遅れを防止
するための技術であって、可動体（つまり、ブースタピ
ストン）の後部に位置するハブ部を、内部に弁装置を配
置する基部と、この基部にはまり合い、基部に対して前
後方向に相対移動可能な筒状部とに二分したものの改良
に関する。

（従来の技術） 一般に、気圧式倍力装置は、可動体の後部にハブ部を
有するが、そのハブ部はハウジングである本体を摺動自
在に貫通して本体の外側にまで達する。そのため、ハブ
部は軸線方向にかなり長くなる。そこで、そうしたハブ
部を二分することは、その製造を容易にするという利
点、あるいは、ハブ部自体の強度を向上することができ
るという利点を生むことから有用な技術である。

ハブ部を基部と筒状部とに二分した倍力装置の一つ
が、特開昭60−53456号の公報に示されている（以下、
説明の便宜上、これを第１の技術という）。この第１の
技術では、前記作動遅れを防止する方法として、可動体
の後退時、筒状部の後退位置を本体の固定部分で位置規
制する一方、その筒状部の内周に弁装置のポペット弁を
停止する停止部分を設け、さらに、そのポペット弁に対
して、弁ピストンの後端をばねによって押し当てしか
も、可動体側の後端、つまりは基部に設けた弁座部分を
戻しばねによって押し当てるようにしている。

また、ハブ部を基部と筒状部とに二分した別の倍力装
置が、実開昭60−130168号の公報に示されている（以
下、これを第２の技術という）。この第２の技術では、
前記作動遅れを防止する方法として、筒状部が戻り位置
で本体と入力部材とに係合して入力部材を基部に対して
相対的に前進させるようにしている。

（発明が解決しようとする課題） こうした各技術は、作動遅れを防止するという優れた
効果を有するが、その一面、ハブ部を基部と筒状部とに
二分しているために、それら基部と筒状部との間をシー
ルするシール手段を設けなければならない。

このシール手段として、第１あるいは第２の技術でも
見られるように、筒状部にはまり合う基部の外周に溝を
設け、その中にシール材を収容する方法、あるいは、基
部の内周部分に位置するポペット弁の固定部にリップを
設け、そのリップを筒状部の内周に弾力的に当てるよう
にする方法を用いることもできる。

しかし、シール材を溝内に収容するのでは、その溝の
加工をしなければならず、その手間が大変である。その
点、ポペット弁の固定部のリップを利用する方法は、加
工および部品点数が少なく、有利である。ところが、ポ
ペット弁の固定部によってシールを行なう場合、ポペッ
ト弁と基部との間、およびポペット弁と筒状部との間に
各々必要なシール力をもたせるのが困難である。しかも
他方では、第２の技術のように、筒状部の後部を入力部
材に係合、あるいは当てるようにする場合、入力部材の
動きの影響を受けて、筒状部がどうしてもその軸線に対
して直交する方向に揺動する傾向があり、そのこともシ
ール性を悪くする要因になる。したがって、溝の加工が
不要ではあるが、ポペット弁の固定部によるシールは、
第２の技術に対して適用するのには難点がある。

この発明は、以上の点を考慮してなされたものであ
り、特に、溝の加工が不要であるにもかかわらず、基部
と筒状部との間を確実にシールすることができ、第２の
技術に対して有効に適用することができる技術を提供す
ることを目的とする。

（発明の概要） この発明では、実施例に対応する第１図に示すよう
に、基部42bの後方端に、リング形状のシール材55を配
置し、このシール材55を、筒型のシール押さえ54によっ
て、基部42bおよび筒状部44に弾力的に接触させるよう
にしている。

これにより、加工等の手間を省き、適正で、かつ確実
なシール性を得ることができる。

特に、この発明で用いる筒型のシール押さえ54は、ポ
ペット弁53の後部53bを支持する第１の部分54aに加え
て、基部42bの内壁に接合する第２の部分54bと、この第
２の部分54bに段部を介して連なり筒状部44の内壁に接
合する第３の部分54cとを備えている。しかも、リング
形状のシール部材55を、ポペット弁53とは分離独立さ
せ、基部42bの後端、筒状部44の内壁、シール押さえ54
の第２の部分54bおよび段部によって保持するようにし
ている。そのため、シール部材55は、ポペット弁53を通
して入力部材90の動きに影響されることもなくなり、し
かもまた、安定した支持状態にあるシール押さえ54によ
ってシール力を常にほぼ均一に維持することができる。
したがって、確実なシール機能を得ることは勿論のこ
と、基部42bと筒状部44とが相対的に移動するときにも
摺動抵抗が不要に増大することがなく、円滑な作動を行
うことができる。

（実施例） 図に示した実施例は、受圧部の面積が大きく、より大
きな倍力機能を有するタンデム型への適用例である。

タンデム型の倍力装置10は、径の大きな本体20の部分
と、本体20の後ろ側一面から突き出た突出し部30とを有
する。本体20は、コップ状のフロントシェル22と皿状の
リアシェル24とを結合して形成されている。この本体20
の中には、充分なスペースの内部空所が形成されてい
る。一方、突出し部30は、リアシェル24の中央に設けた
筒部24aと、筒部24aの後端から延びた蛇腹状のブーツ32
とを有する。

そして、こうした本体20および突出し部30の内部に、
可動体40およびハブ部50が配置されている。この可動体
40およびハブ部50は、プラスチック成形品である中心部
材42によって互いに連結されている。中心部材42は、前
部42aが大径で、後部42bが小径である。小径な後部42b
は、ハブ部50の基部となる。ハブ部50は、この基部42b
のほか、基部42bの外周に摺動可能にはまり合った筒状
部44を有する。

筒状部44は、前部44aが後部44bよりも少し径が大きく
なった、金属製の二段構成の筒である。互いに径の異な
る前部44aおよび後部44bの径は、リアシェル24の筒部24
aの内径よりも小さい。しかし、その前端に外向きフラ
ンジ46があるため、図に示すように、可動体40およびハ
ブ部50が戻り位置にあるとき、外向きフランジ46がリア
シェル24の内壁に当たる。それによって、筒状部44の後
退位置が決まる。外向きフランジ46は、第２図が明らか
にしているように、一周にわたり、しかも、その外周縁
には異音防止のためのゴムコーティング47が設けられて
いる。こうした外向きフランジ46の部分は、筒状部44そ
れ自体の後退位置を定めるだけでなく、可動体40の後退
位置をも定めている。一方、筒状部44の後端には内向き
フランジ48がある。内向きフランジ48は、入力部材であ
るオペレーティングロッド90にねじ結合したナット92の
つば部92aに当たっている。それにより、オペレーティ
ングロッド90は所定量だけ前進し、倍力装置10の遊びを
小さくしている。なお、ナット92に隣り合った部材93は
ロックナットである。

また、ハブ部50の内孔51の中におけるオペレーティン
グロッド90の周りを見ると、オペレーティングロッド90
の前端には、弁ピストン52がある。この弁ピストン52の
後端に一つの弁座521があり、また、その外周の基部42b
の内壁部分にもう一つの弁座421がある。そして、それ
らの弁座421,521に対向してポペット弁53がある。ポペ
ット弁53は、後部53bがばね受けを兼ねたシール押さえ5
4によって基部42bの内周の段部に押し付けられ、他方、
補強板53cを有する前部53aは可動になっている。筒型の
シール押さえ54は、また、基部42bの後端を越えるよう
にさらに後方にまで延び、基部42bの後端面と自らの間
にリング形状のシール材55を支持している。シール押さ
え54は、前方に小径部（第１の部分）54a、後方に大径
部（第２の部分）54bを有し、小径部54aがポペット弁53
の後部53bを押さえ、また、大径部54bは基部42bの内周
にはまり合っている。そして、この大径部54bの後端部
は、基部42bの後端面とともにシール材55の収容部を形
成し、さらに、最後尾の部分（第３の部分）54cは筒状
部44の内壁に沿うように軸線に並行している。したがっ
て、シール材55は、自らの弾性変形力によって軸線方
向、径方向のいずれの方向にも適正なシール力を生じ、
換言すると、基部42bの後端面に対するシール性、およ
び筒状部44の内壁面に対するシール性のいずれについて
も有効に機能する。また、ポペット弁53の前部53aに前
方に向かう着座力を与えるのが、内側の第１のばね561
であり、また、オペレーティングロッド90を後方に付勢
するのは、外側の第２のばね562である。このように、
ハブ部50の内部に弁装置Ｖが構成されるが、その弁装置
Ｖの作動を有効に行なうためには、可動体40に対する弁
ピストン52の移動範囲を制限することが必要である。

基部42bの内孔51の中を移動する弁ピストン52は、段
付き形状であるので、前方側に向かう動きについては、
段部51aによって制限あるいは規制することができる。
したがって、弁ピストン52の動きは、後方側について制
限するようにすれば良い。その点、弁ピストン52はオペ
レーティングロッド90と一体的に動き、しかも、後方に
向かう動きをするとき、オペレーティングロッド90は筒
状部44を付随する。そこで、弁ピストン52の動きを規制
する方法として、可動体40あるいは基部42bに対する筒
状部44の動きを規制あるいは制限する手法を採ることが
できる。ここでは、互いに摺動可能に結合した基部42b
および筒状部44に対し、一方に凹所57、他方にはその凹
所57にはまり合う突部58を設けている。第２図が凹所57
および突部58の関係をより明らかにしているが、それら
は周方向に適当な間隔をもって複数設けられている。図
に示す場合とは逆に、筒状部44に凹所、基部42bに突部
を設けるようにすることもできる。また、突部として
は、筒状部44の一部を三方で切り、その部分を起こした
片を利用するだけでなく、二方で切った片、あるいは、
切ることなく突出させたものなど種々の変形をなすこと
ができる。しかし、どの場合にしろ、凹所57および突部
58は基部42bの表面部分を占めるだけである。そのた
め、それらによって基部42bおよび可動体40の内部に設
けるべき各通路を形成しにくくなることはない。反対
に、Ｕ字型のキー部材を省略することができるので、各
通路を充分な余裕をもって形成することができる。この
例では、各通路を互いに周方向に180゜隔てた位置に二
つ設けるようにしている。なお、各通路については、後
の関連した部分で再度説明する。

可動体40およびその後部に位置するハブ部40は、前部
42aの外周および筒状部44の外周の二つの部分で案内か
つシールされつつ、前後方向に移動可能である。リアシ
ェル24の筒部24aの開口部に設けた案内リング34が、小
径な筒状部44を案内し、しかも、その筒状部44の周りを
ブーツ32の前端のリップ32aがシールする。また、大径
な前部42aの方は、隔壁60の内周に設けた案内リング36
が案内、そしてシールリング38がシールする。隔壁60は
プレス成形品であって、全体としてドーナツ形状であ
り、内周側および外周側に、各々軸線方向に延びる筒部
61,63がある。内周側の筒部61の端部61aは軸線に対して
直交する方向に折れ曲がり、それによって案内リング36
を支持している。それに対し、外周側の筒部63は、本体
20のフロントシェル22の内面に沿い、肉の薄いフロント
シェル22を補強している。なお、筒部63の方は、後で述
べる各ダイヤフラム71,72の外周ビード71b,72bをも支持
しており、そのため、隔壁60は、本体20の内部空所を前
方側と後方側とに二分している。

可動体40は、中心に位置する部材（前部42a）のほ
か、本体20の中の前方側および後方側の各内部空所を横
切る、前方側および後方側の受圧部101,102を有する。
両受圧部101,102は同様な構成であり、プレス成形品で
あるプレート81,82と、各プレート81,82に支持されるダ
イヤフラム71,72とからなる。中心部材42の大径な前部4
2aには、各端部の近くに一周にわたる溝651,652が各々
ある。これらの溝651,652は、ダイヤフラム71,72の内周
ビード71a、72aが入り込む溝である。

各受圧部101,102の骨となる各プレート81,82は、中心
部材42の大径な前部42aの外周に支持されている。ここ
では、これらのプレート81,82の支持のために、可動体4
0に後方への戻り力を与える戻しばねの力を作用する。
戻しばねは、二つの受圧部101,102に対応して二本、す
なわち、前方側コイルスプリング941と後方側コイルス
プリング942との二本である。

各コイルスプリング941,942は、その付勢力を各プレ
ート81,82の支持力としても利用するため、各プレート8
1,82上の受け部分を大径な前部42aの外周よりも径方向
外側に配置する。前方側コイルスプリング941は、フロ
ントシェル22の内壁面に当てたばね受け95とプレート81
との間、また後方側コイルスプリング942は、隔壁60と
プレート82との間に各々設けられる。両コイルスプリン
グ941,942の径は互いに異なり、両者は同心上に配列さ
れ、しかも、プレート１および隔壁60には、径方向に見
て互いに重なる凹所81d,60dがあり、それらの各凹所80
d,60d内に各コイルスプリング941,942の端部が挿入され
ている。この場合、両コイルスプリング941,942は、ど
ちらを内側に配置しても良いが、図に示すように、後方
側のコイルスプリング942を内側に配置した場合には、
隔壁60の内径部の案内リング36による案内作用がより安
定化する。

各プレート81,82は、内外周の各端部に内側に折り返
した折返し部81a,81b,82a,82b、また、内周側の折返し
部81a,82aに近い部分に案内肩部81c,82c、さらに、その
外周側に凹所81dを含んでいくつかの屈曲部がある。こ
うした各プレート81,82は、各々、案内肩部81c,82cが前
部42aの溝431,432の前方側の部分にはまり合い、しか
も、折返し部81a,82aの端面が溝431,432の前方側壁面43
1a,432aに係合するようにして、前部42a側に取り付けら
れている。各プレート81,82は、常時、戻しばねである
各コイルスプリング941,942から後方に向かう力を受け
るが、その力は案内肩部81c,82cおよび折返し部81a,82a
の端面を通して加わる前部42a側からの反力によって相
殺される。したがって、単純な構成ではあるが、各プレ
ート81,82は、前部42aの外周に安定して支持される。な
お、通路111に臨むプレート82の端面部分には、リング
プレート96をはさみ込むことによって、ダイヤフラム72
のビード72aが通路111の中に入り込むのを防止するよう
にしている。

可動体40の各プレート部81,82は、勿論、ダイヤフラ
ム71,72と相俟って、本体20の中の前方側および後方側
の各内部空所の中に二つの室を区分する。前方側の室20
1f,202fが定圧室、後方側の室201b,202bが変圧室であ
る。両定圧室201f,202fは、中心部材42に設けた第１の
通路111を通して、また、両変圧室201b,202bは第２の通
路112を通して各々互いに連通している。互いに連通し
た定圧室201f,202fは、配管の接続部である継手部およ
びそれに続くホース（ともに図示しない）を通してエン
ジンのインテークマニホールド等の負圧源に連絡し、常
に負圧を保持する。他方、変圧室201b,202bの方は、定
圧室201f,202fと同じ負圧、あるいは、外部の大気圧に
保持される。定圧室201f,202fが変圧質201b,202bとは、
たとえばブレーキ非作動時には、ハブ部50の内孔51、お
よびその内孔51と各室とを連絡する二つの通路113,114
を通して互いに連通しており、両方ともに外部負圧源に
よる負圧に保持されている。しかし、ブレーキ作動時、
ハブ部50の内部に配置した弁装置Ｖが、入力部材である
オペレーティングロッド90に連動して作動し、それら二
群の室を互いに隔離する。それにより、一方の定圧室20
1f,202fが依然として負圧に保持されたままであるのに
対し、他方の変圧室201b,202bはフィルタ97を通して流
入する外気によって大気圧に保持される。このような二
群の室間の差圧に基づく力が、ペダル踏力にプラスして
ラバーディスク86を通して出力部材87側に加わる。した
がって、このような制御を有効に行なう上で、空気の流
れを阻害しないよう各通路を充分な大きさに確保するこ
とが肝要である。そこで、前述したように、各通路を互
いに180゜隔てた二個所に設けるようにし、また、筒状
部44に孔45（これも二つ）、さらに基部42bに溝115を各
々設けることによって、それに応じるようにしている。
基部42b表面の凹所57が周方向にも限定されているの
で、凹所57にはまった突部58と相俟って、筒状部44の不
要な回転を防止する。このことも、前記通路の確保を確
実にしている。

ここで、ラバーディスク86および出力部材87の大径な
後部87bは、筒部材88の中にはまり合い、しかも、止め
部材89によって中心部材42側からの抜け防止が図られて
いる。そして、この筒部材88を中心部材42側に組み込む
とき、部分Ｐの隙間をなくすように接着剤を付けるよう
にするのが好ましい。それによって、ラバーディスク86
の周縁が隙間に食われることを防止することができる。
筒部材88は、内周の一周にわたる筒部88aと、筒部88aの
外周面に放射状に設けたリブ部88bとを有する。外周側
のリブ部88bは隣り合うもの同志の間に通路を形成する
ことになる。したがって、その部分を中心部材42に設け
る通路の一部として利用することができる。

以上から分かるように、タンデム型の倍力装置10で
は、筒状部44が、ナット92のつば部92aを介してオペレ
ーティングロッド90の動き（この動きは、軸線に対して
直交するように揺動する傾向があることは勿論であ
る。）の影響を受ける場合でも、シール押さえ54自体が
その動きに追随するため、シール押さえ54によって支持
されるシール材55は、常に筒状部44と基部42bとの間を
確実にシールすることができる。なお、シール性をさら
に改良する方法として、オペレーティングロッド90の動
きによって筒状部44が不要な径方向の動きをしないよう
にする手段、たとえば、ナット92のつば部92aと筒状部4
4の内向きフランジ485との接触部を、球面状の部分で接
触するような形状、または、線あるいは複数の点で接触
するような形状にすることも有効である。

図にはタンデム型の倍力装置を示したが、この発明
は、シングル型のものへも適用することができるのは勿
論である。

（発明の効果） この発明によれば、基部42bの後方端に配置したシー
ル材55、およびそのシール材55を支持する特定のシール
押さえ54によって、二分した筒状部44と基部42bとの間
を確実にシールすることができる気圧式倍力装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による倍力装置の一実施例を示す側
断面図、 第２図は、第１図のII−II線に沿った断面図である。 10……倍力装置、20……本体、40……可動体、42……中
心部材、42b……基部、44……筒状部、50……ハブ部、5
2……弁ピストン、53……ポペット弁、54……シール押
さえ、55……シール材、87……出力部材、90……入力部
材、Ｖ……弁装置。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】本体（20）の内部空所に移動可能に挿入し
   て前方側に定圧室（201f,202f）、後方側に変圧室（201
   b,202b）を区分する可動体（40）と、この可動体（40）
   の後方側に向けて形成され、本体（20）を摺動自在に貫
   通するハブ部（50）と、このハブ部（50）の内孔に配置
   され、内孔に入り込む入力部材（90）の前後方向の動き
   に応じて、変圧室（201b,202b）の外部圧力源または定
   圧室（201f,202f）への連通、遮断を行なう弁装置
   （Ｖ）とを備え、前記ハブ部（50）が弁装置（Ｖ）を設
   けた基部（42b）と、基部（42b）にはまり合い、基部
   （42b）に対して前後方向に相対移動可能な筒状部（4
   4）とを有し、筒状部（44）が戻り位置で本体（20）と
   入力部材（90）とに係合して入力部材（90）を基部（42
   b）に対して相対的に前進させるようにした気圧式倍力
   装置であって、前記基部（42b）の後方端に、リング形
   状のシール材（55）を配置し、このシール材（55）を、
   前記弁装置（Ｖ）のポペット弁（53）の後部を支持する
   筒型のシール押さえ（54）によって支持し、基部（42
   b）と筒状部（44）との間をシールするようにした気圧
   式倍力装置において、前記筒型のシール押さえ（54）
   は、前記ポペット弁（53）の後部（53b）を支持する第
   １の部分（54a）に加えて、基部（42b）の内壁に接合す
   る第２の部分（54b）と、この第２の部分（54b）に段部
   を介して連なり筒状部（44）の内壁に接合する第３の部
   分（54c）とを備え、前記リング形状のシール材（55）
   は、前記ポペット弁（53）とは分離独立し、前記基部
   （42b）の後端、筒状部（44）の内壁、シール押さえ（5
   4）の第２の部分（54b）および段部によって保持されて
   いることを特徴とする気圧式倍力装置。