JP2650213B2 - 負圧倍力装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ブレーキ倍力装置等に用いられる負圧倍力
装置に関し、特に、複数のパワーピストンが串状に配設
されている負圧倍力装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、負圧を用いたブレーキ倍力装置においては、小
さなブレーキペダル踏力でより大きな制動力を得ること
ができるようにするために、例えば実開昭63−53860号
公報等に示されているような二つのパワーピストンを串
状に配設したタンデム型のブレーキ倍力装置が知られて
いる。

この倍力装置は、フロントシェルとリヤシェルとによ
って形成される空間をセンタプレートによって二つの室
に区画され、これらの各室はそれぞれ前記二つのパワー
ピストンによって定圧室と変圧室とに区画されている。

このようなタンデム型のブレーキ倍力装置において
は、制動を行うにあたってブレーキペダルを踏むと、制
御弁が切り換えられて二つのそれぞれのパワーピストン
によって区画された二つの変圧室に通路を介して大気圧
の空気が導入され、この導入された空気の大気圧が作用
することにより二つのパワーピストンが作動するように
なっている。これらのパワーピストンの作動によりマス
タシリンダが作動されてブレーキ液圧が発生し、制動が
行われる。その場合、二つのパワーピストンによってマ
スタシリンダのピストンが作動されるので、単一のパワ
ーピストンによるブレーキ倍力装置に比べて発生する最
大ブレーキ液圧は大きくなる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、このようなタンデム型のブレーキ倍力装置
においては、パワーピストンがダイヤフラムを備えてお
り、このダイヤフラムの内周ビードが前記制御弁を収容
しかつリヤシェルおよびセンタプレートに対して相対摺
動可能に配設されたバルブボディに固定されるようにな
っている。そして、最後部のダイヤフラムを除くダイヤ
フラムによって区画形成される変圧室においては、バル
ブボディに形成された空気が流れる前記通路が、この最
後部を除くダイヤフラムの内周ビード部の固定部と前記
センタプレートとの間で、そのダイヤフラムによって区
画形成される変圧室に開口するようにされている。

しかしながら、このようにバルブボディに形成された
通路を対応する変圧室に開口するようにしたのでは、最
後部のダイヤフラムを除くダイヤフラムの領域におい
て、変圧室に開口する場所を、ダイヤフラムのビード固
定部とセンタプレートとの間に確保する必要があるた
め、これらの間の間隔を少なくともある程度の大きさは
確保するようにしなければならない。特に、バルブボデ
ィの外周部がセンタプレートの内周部に液密に摺動する
タイプの負圧倍力装置においては、バルブボディがセン
タプレートに対して相対的に移動するため、バルブボデ
ィがブレーキ非作動時の後退限位置にあるとき、バルブ
ボディの通路の開口端がセンタプレートを越えて隣接す
る他のダイヤフラムによって区画形成される定圧室に位
置していると、ブレーキ作動開始時に大気がこの定圧室
に漏出してしまい、ブレーキ作動が確実に行われなくな
るので、バルブボディのブレーキ作動に必要な全ストロ
ーク領域で、バルブボディの通路の変圧室への開口端を
常にダイヤフラムのビード固定部とセンタプレートとの
間に位置させるようにしなければならない。このため、
従来の負圧倍力装置においては、バルブボディの全長が
更に一層長くならざるを得ない構造となっており、その
結果負圧倍力装置の全長も長くなるという問題がある。

このような負圧倍力装置が配設されるエンジンルーム
は狭いばかりでなく、エンジン、変速機、および種々の
計測器や制御装置が収容されているため、負圧倍力装置
の収容スペースもきわめて厳しく制限されている。この
ため、負圧倍力装置の能力に影響を与えることなく、全
長を少しでも短くすることはきわめて重要な意義がある
とともに、非常に難しい問題となっている。

本発明は、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、倍力装置の全長をできるだけ短くす
ることのできる負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、本発明は、フロントシ
ェルとリヤシェルとによって形成された空間内を複数の
室に区画する所定数のセンタプレートと、前記センタプ
レートと前記リヤシェルとを気密にかつ相対移動可能に
貫通するバルブボディと、このバルブボディに連結され
るとともに、前記複数の室にそれぞれ配設されてこれら
の各室をそれぞれ負圧が導入される定圧室と作動時大気
圧の空気が導入される変圧室とに区画する前記複数の室
と同数のパワーピストンと、前記バルブボディに摺動自
在に配設された弁プランジャと、この弁プランジャに連
結され、前記バルブボディ内に進退自在に配設された入
力軸と、前記バルブボディ内に設けられ、前記弁プラン
ジャによって作動されて前記各変圧室をそれぞれ前記バ
ルブボディに形成された各通路を介して大気または前記
各定圧室に選択的に連通させるべく切り換え制御する制
御弁とを備えた負圧倍力装置において、前記各パワーピ
ストンがそれぞれ内周ビード部が前記バルブボディに固
定されたダイヤフラムを備えており、これら各ダイヤフ
ラムのうち、最後部のダイヤフラムを除く少なくとも一
つのダイヤフラムの内周ビード部に、前記バルブボディ
に形成された前記通路とこのダイヤフラムによって区画
される前記変圧室とを連通する放射状の溝を設けたこと
を特徴としている。

（作用） このような構成をした本発明による負圧倍力装置にお
いては、センタプレートに対して相対移動するバルブボ
ディに形成された空気の流れる通路が、最後部のダイヤ
フラムを除く少なくとも一つのダイヤフラムの内周ビー
ド部に形成された放射状の溝を介してそのダイヤフラム
により区画形成される変圧室に開口するようになる。そ
の場合、バルブボディがその全ストローク領域内でどの
ように移動しても、ダイヤフラムの内周ビード部がセン
タプレートを越えることはないので、バルブボディの通
路はバルブボディの全ストローク領域にわたって、常時
変圧室に開口するようになる。

これにより、バルブボディの通路の変圧室への開口端
の設置場所を、バルブボディの全ストローク領域にわた
ってダイヤフラムのビード固定部とセンタプレートとの
間に確保する必要がないため、不作動時でのダイヤフラ
ムのビード固定部とセンタプレートとの間隔が可能な限
り小さく設定されるようになり、その分バルブボディの
全長が短縮される。したがって、負圧倍力装置の全長が
短くなる。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明による負圧倍力装置をトリプル型に構
成してブレーキ倍力装置に適用した一実施例を示す縦断
面図、第２図は第１図におけるＡ部拡大詳細図である。

第１図に示されているように、ブレーキ倍力装置１は
フロントシェル２とリヤシェル３とを備えており、これ
らフロントシェル２とリヤシェル３とは内部に大きな空
間が形成されるようにして例えばバヨネット結合等によ
り結合されている。

シェル2,3内の空間は２枚のセンタプレート4a,4bによ
ってフロント室５とリヤ室６とこれらの両室５、６の間
のセンタ室７とに区画されている。リヤシェル３とセン
タプレート4a,4bとを貫通するようにしてバルブボディ
８が配設されており、このバルブボディ８はリヤシェル
３にシール部材９により気密にかつ摺動自在に支持され
ている。また一対のセンタプレート4a,4bの内周端はそ
れぞれダイヤフラム10a、10bを介してバルブボディ８に
連結されており、これらのダイヤフラム10a,10bによっ
て各室5,6,7が互いに気密に遮断されていると共に、バ
ルブボディ８が各センタプレート4a,4bに対して相対移
動できるようになっている。

またバルブボディ８には、フロント室５、リヤ室６お
よびセンタ室７にそれぞれ配設されたフロントパワーピ
ストン部材11、リヤパワーピストン部材12およびセンタ
パワーピストン13が連結されている。これら各パワーピ
ストン部材11,12,13の背面でシェル2,3とバルブボディ
８との間には、それぞれフロントダイヤフラム14、リヤ
ダイヤフラム15およびセンタダイヤフラム16が設けられ
ている。フロントパワーピストン部材11とフロントダイ
ヤフラム14、リヤパワーピストン部材12とリヤダイヤフ
ラム15およびセンタパワーピストン部材13とセンタダイ
ヤフラム16はそれぞれ本発明のパワーピストンを構成
し、これらのパワーピストンによって、フロント室５が
第１定圧室5aと第１変圧室5bとに、リヤ室６が第２定圧
室6aと第２変圧室6bとに、またセンタ室７が第３定圧室
7aと第３変圧室7bとにそれぞれ区画されている。

バルブボディ８には、第１定圧室5aに開口する凹嵌部
17が設けられており、この凹嵌部17の底部には第１定圧
室5aの方へ突出する突出部8aが設けられている。またバ
ルブボディ８には、この凹嵌部17に開口する第１孔18が
設けられ、更にこの孔18に連通して右方へ順に第２孔1
9、第３孔20、第４孔21および大気に開口する第５孔22
が設けられている。更に、バルブボディ８には、第４孔
21と第１定圧室5aとを連通する軸方向の通路23が設けら
れているとともに、この通路23と第２定圧室6aとを連通
する半径方向の通路24が設けられている。更にバルブボ
ディ８には、凹嵌部17と第３定圧室7aとを連通する半径
方向の通路25が設けられている。これら通路24,25によ
って第２および第３定圧室6a,7aはともに第１定圧室５
に常時連通している。

更にバルブボディ８には、第２変圧室6bから軸方向の
通路26が設けられており、この通路26はフロントダイヤ
フラム14の内周ビード14aの固定部まで延びている。

第２および第３図から明らかなように、バルブボディ
８の通路26はその先端で半径方向に溝26aに連通してい
る。一方、ダイヤフラム14の内周ビード14aには、多数
の放射方向の溝27,27,…が周方向に等間隔をおいて設け
られている。そして、溝26aと溝27とはビード14aがバル
ブボディ８の固定されたとき互いに連通するようになっ
ている。したがって、通路26は第１変圧室5bと第２変圧
室6bとを連通するようになる。更にバルブボディ８に
は、第２変圧室6bからもう一方の軸方向の通路28が設け
られている。この通路28はセンタダイヤフラム16の内周
ビード16aの固定部まで延びており、前述の通路26と同
様に半径方向の溝とビード16aに設けられた放射方向の
溝とを介して第３変圧室7bに連通している。したがっ
て、第２変圧室6bは第１および第３変圧室5b,7bに常時
連通するようになる バルブボディ８の第１および第２孔18,19には、弁プ
ランジャ29が摺動自在に嵌合されている。この弁プラン
ジャ29の右端部には、図示されないブレーキペダルに連
動する入力軸30が連結されている。弁プランジャ29に
は、バルブボディ８に形成された半径方向の孔31を貫通
して孔19内に突出するキー部材32がこの弁プランジャ29
に対して軸方向に所定距離相対移動可能に嵌合されてい
る。したがって、キー部材32は弁プランジャ29と所定距
離相対移動した後はこの弁プランジャ29ともに軸方向に
移動するようになっている。また、このキー部材32によ
って弁プランジャ29がバルブボディ８から抜け出るのを
防止されている。

更に、キー部材32はバルブボディ８に対して孔31の前
端壁と後端壁との間の所定距離だけ軸方向に相対移動可
能となっている。

バルブボディ８の第３孔20と第４孔21との間には、制
御弁33が設けられている。この制御弁33は、バルブボデ
ィ８に取り付けられ、入力軸30との間に介設されたばね
34の弾発力によって常時弁プランジャ29の方向に付勢さ
れている弁体35と、弁プランジャ29の右端に形成された
第１弁座36と、バルブボディ８に形成された第２弁座37
とを備えている。この制御弁33は、弁体35が第１弁座36
に着座しかつ第２弁座37から離座しているときには第
１、第２および第３定圧室5a,6a,7aと第１、第２および
第３変圧室5b,6b,7bとを半径方向の通路38および第２孔
19に形成された軸方向の通路39を介して連通するととも
に第１、第２および第３変圧室5b,6b,7bと大気との連通
を遮断するようにし、弁体35が第１弁座36から離座しか
つ第２弁座37に着座しているときには第１、第２および
第３定圧室5a,6a,7aと第１、第２および第３変圧室5b,6
b,7bとの連通を遮断するとともに第１、第２および第３
変圧室5b,6b,7bと大気とを連通するように切り換え制御
するようになっている。

バルブボディ８の凹嵌部17内には出力軸40が配設され
ており、この出力軸40の右端大径部に形成された孔内に
バルブボディ８の突出部8aが摺動自在に嵌合されてい
る。また、この右端大径部の孔内にはバルブボディ８と
出力軸40との間にリアクションディスク41が収納されて
いる。弁プランジャ29の左端はこのリアクションディス
ク30に所定の間隙を設けて対向するようになっている。
出力軸40は、バルブボディ８を非作動位置に戻す戻しば
ね42で右方に付勢されているリテーナ43によってバルブ
ボディ８から抜け出るのを防止されている。また、出力
軸40の左端部はシール部材44により気密にかつ摺動自在
に支持されてフロントシェル２から外部に突出してお
り、その左端はフロントシェル２に取り付けられる図示
されないマスタシリンダのピストンに連動するようにさ
れている。

バルブボディ８およびこれに連結された各パワーピス
トンは戻しばね42によって通常は図示された非作動位置
に保持されている。この非作動状態では、キー部材32は
リヤシェル３の内面に当接することにより、弁プランジ
ャ29の右行を規制してこの弁プランジャ29を後退限位置
に保持している。そして、入力軸30の非作動時には、キ
ー部材32はバルブボディ８に対して前進した位置となっ
ており、このときには弁体35が第１弁座36と第２弁座37
とにともに着座していて、第１、第２および第３変圧室
5b,6b,7bは大気および第１、第２および第３定圧室5a,6
a,7aのいずれからも遮断している。したがって、制動の
際、入力軸30の前進により弁プランジャ29が作動される
とすぐに弁体35と第１弁座36とが離れて、第１、第２お
よび第３変圧室5b,6b,7bと大気とが直ちに連通するよう
になっている。

第１定圧室5aはフロントシェル２に取り付けられた負
圧導入管45を介して、例えば図示されないエンジンのイ
ンテークマニホールドに連通している。したがって、第
１、第２及び第３定圧室5a,6a、7aには常時負圧が導入
されるようになっている。

次に、この実施例の作用について説明する。

ブレーキ倍力装置１が図示された非作動位置にあると
きは、第１、第２および第３変圧室5b,6b,7b内の圧力は
第１、第２および第３定圧室5a,6a,7aの圧力より若干高
く、戻しばね42の弾発力を加えた力とほぼバランスした
圧力となっている。

このバルブボディ８の後退限位置では、ダイヤフラム
14,16の内周ビード14a,16aの溝27は、バルブボディ８の
流通路26,28を第１変圧室5bおよび第２変圧室6bに連通
させている。

制動するにあたってブレーキペダルを踏み込むと、入
力軸30がバルブボディ８に向かって前進する。入力軸30
の前進により、弁プランジャ29がバルブボディ８に対し
て前進移動する。弁プランジャ29が前進すると同時に、
制御弁33の弁体35から第１弁座36が離れる。このため、
大気圧の空気が弁体35と第１弁座36との間の間隙、通路
39,38を経て第２変圧室6bに流入する。第２変圧室6bに
流入した空気は、同時に通路26、溝26aおよび溝27を通
って第１変圧室5bにも流入する。更に、第２変圧室6bに
流入した空気は通路28、バルブボディ８の溝およびビー
ド16aの溝を通って第３変圧室7bに流入する。この結
果、各パワーピストンが作動するようになる。したがっ
て、バルブボディ８が前進するので、ブレーキ倍力装置
１は出力軸40を介して出力を発生してマスタシリンダの
ピストンを作動する。これにより、制動が開始する。

このとき、バルブボディ８が前進移動し、内周ビード
14a,16aが前進移動しても、内周ビード14a,16aの溝27
は、バルブボディ８の流通路26,28を第１変圧室5bおよ
び第２変圧室6bに連通させている。

そして、弁プランジャ29の左端がリアクションディス
ク41に当接して、マスタシリンダからの反力がリアクシ
ョンディスク41を介して弁プランジャ29に伝えられ、更
にこの反力は入力軸30およびブレーキペダルを介して運
転者に伝えられる。

制動を解除するために、ブレーキペダルを解放する
と、入力軸30、弁プランジャ29およびキー部材32はとも
にバルブボディ８に対してキー部材32が孔31の後端壁に
当接するまで後方、すなわち右方に移動する。弁プラン
ジャ29の後退により、第１弁座36が弁体35に当接して第
１、第２および第３変圧室5b,6b,7bと大気とが遮断する
とともに、弁体35が第２弁座37から離れて第１、第２お
よび第３変圧室5b,6b,7bと第１、第２および第３定圧室
5a,6b,7bとが連通する。この結果、第１、第２および第
３変圧室5b,6b,7b内の空気は第１定圧室5aの方に流れ、
更に負圧導入管45を通してインテークマニホールドの方
に流れていく。その場合、弁プランジャ29がバルブボデ
ィ８に対して最も後退した位置にあり、弁体35と第２弁
座37との間の間隙は最大限大きくなっている。したがっ
て、第１、第２および第３変圧室5b,6b,7b内の空気は迅
速に流れていくようになる。これにより、バルブボディ
８と各パワーピストンとはばね42の弾発力により迅速に
後退するようになる。

キー部材32がリヤシェル３の内面に当接すると、弁プ
ランジャ29およびキー部材32はそれ以上後退しなくなる
が、バルブボディ８は更に後退し続ける。第２弁座37が
弁体35に当接すると、第１、第２および第３変圧室5b,6
b,7b,内の空気が流出しなくなるので、各パワーピスト
ンはそれ以上後退しなくなり、後退限位置となる。こう
して、バルブボディ８および弁プランジャ29は図示され
た初期の非作動位置となる。

第４および第５図は本発明の他の実施例を示す、第２
および第３図と同様の断面図である。なお、前述の実施
例の構成要素と同じ構成要素は同一の符号を付すことに
より、その詳細な説明を省略する。

第４および第５図に示されているように、この実施例
では、ダイヤフラム14の内周ビード14aに設けられてい
る溝27が半径方向に延びる第１溝27aと軸方向に延びる
第２溝27bとから構成されている点で前述の実施例と異
なるだけで、その他は前述の実施例と同じである。

この実施例の作用も前述の実施例の作用と全く同じで
あるのでその説明は省略する。

このようにいずれの実施例におけるブレーキ倍力装置
においても、変圧室5b,7bに連通する空気の流通路26,28
は、バルブボディ８の全ストローク領域にわたってダイ
ヤフラム14,16の各ビード部14a,16aに形成された溝27を
通って変圧室5b,7bに開口している。したがって、流通
路26,28をビード14a,16aとセンタプレート4a,4bの内周
ダイヤフラム10a,10bとの間のバルブボディ８の外周上
に開口させる必要がないので、センタプレート4a,4bと
ビード部14a,16aとの間隔をそれほど大きくとらなくて
も済むようになる。これにより、その間隔をより短くす
ることができるので、ブレーキ倍力装置１の全長が短縮
する。

なお、前述の二つの実施例においては、トリプル型の
ブレーキ倍力装置に適用した場合について説明している
が、本発明はタンデム型の倍力装置にも適用することが
できることは言うまでもない。

また、本発明の負圧倍力装置をブレーキ倍力装置に適
用した場合について説明しているが、本発明は、例えば
クラッチ倍力装置等の他の倍力装置にも適用することが
できる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明による負圧倍
力装置によれば、センタプレートに対して相対移動する
バルブボディに形成された空気の流れる通路を、最後部
のダイヤフラムを除く少なくとも一つのダイヤフラムの
内周ビード部に形成された放射状の溝を介してそのダイ
ヤフラムにより区画形成される変圧室に開口するように
しているので、バルブボディの通路の変圧室への開口端
をバルブボディの全ストローク領域にわたってダイヤフ
ラムのビード固定部とセンタプレートとの間に確保する
必要がなくなる。これにより、不作動時でのダイヤフラ
ムのビード固定部とセンタプレートとの間隔を可能な限
り小さく設定できるようになり、その分バルブボディの
全長を短縮できる。したがって、負圧倍力装置の全長を
効果的に短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるタンデム型負圧倍力装置をブレー
キ倍力装置に適用した一実施例を示す縦断面図、第２図
は第１図におけるＡ部の拡大詳細図、第３図は第２図に
おけるIII−III線に沿う断面図、第４図は本発明の他の
実施例を示す、第２図と同様の拡大詳細図、第５図は第
４図におけるＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 １……ブレーキ倍力装置（負圧倍力装置）、２……フロ
ントシェル、３……リヤシェル、4a,4b……センタプレ
ート、５……フロント室、5b……第１変圧室、7b……第
３変圧室、８……バルブボディ、14,16……ダイヤフラ
ム（パワーピストン）、14a,16a……ビード部、26,28…
…通路、27……溝、36……制御弁

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フロントシェルとリヤシェルとによって形
   成された空間内を複数の室に区画する所定数のセンタプ
   レートと、前記センタプレートと前記リヤシェルとを気
   密にかつ相対移動可能に貫通するバルブボディと、この
   バルブボディに連結されるとともに、前記複数の室にそ
   れぞれ配設されてこれらの各室をそれぞれ負圧が導入さ
   れる定圧室と作動時大気圧の空気が導入される変圧室と
   に区画する前記複数の室と同数のパワーピストンと、前
   記バルブボディに摺動自在に配設された弁プランジャ
   と、この弁プランジャに連結され、前記バルブボディ内
   に進退自在に配設された入力軸と、前記バルブボディ内
   に設けられ、前記弁プランジャによって作動されて前記
   各変圧室をそれぞれ前記バルブボディに形成された各通
   路を介して大気または前記各定圧室に選択的に連通させ
   るべく切り換え制御する制御弁とを備えた負圧倍力装置
   において、 前記各パワーピストンはそれぞれ内周ビード部が前記バ
   ルブボディに固定されたダイヤフラムを備えており、こ
   れら各ダイヤフラムのうち、最後部のダイヤフラムを除
   く少なくとも一つのダイヤフラムの内周ビード部に、前
   記バルブボディに形成された前記通路とこのダイヤフラ
   ムによって区画される前記変圧室とを連通する放射状の
   溝を設けたことを特徴とする負圧倍力装置。