JP3358642B2 - 倍力装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車のブレーキ等に用
いられる倍力装置に関し、より詳しくは、倍力装置の弁
機構の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、倍力装置として、次のような構成
を備えたものは知られている。すなわち、シェル内に摺
動自在に設けた筒状のバルブボデイと、このバルブボデ
ィに設けたパワーピストンと、このパワーピストンの前
後に区画形成した定圧室および変圧室と、上記バルブボ
ディに設けられて上記定圧室と変圧室および大気との間
の連通状態を切り換える弁機構と、上記バルブボディに
設けられて定圧室と弁機構とを連通させる定圧通路と、
上記バルブボディに設けられて変圧室と弁機構とを連通
させる変圧通路と、上記バルブボディに設けられて弁機
構と大気とを連通させる大気通路とを備え、上記弁機構
を、バルブボディの内周部に形成した環状の第１弁座
と、バルブボディに摺動自在に嵌合した弁プランジャに
設けた環状の第２弁座と、上記両弁座に接離する弁体
と、上記弁プランジャおよびそれに連結した入力軸を非
作動位置に位置させるばねとから構成した倍力装置は知
られている。このような従来一般の倍力装置は、上記第
１弁座の内方側に第２弁座を位置させてあり、また第１
弁座の外方側に定圧通路のリヤ側の端部が位置し、変圧
通路のリヤ側の端部は第１弁座よりも内方側に位置して
いる。したがって、このような従来の装置では、第２弁
座とそれに接離する弁体のシート部とによって構成した
大気弁は、第１弁座とそれに接離する弁体のシート部と
によって構成した真空弁よりも内方側に位置していた。
そして、倍力装置の非作動状態においては、上記真空弁
が開放される一方、大気弁が閉鎖されているので、弁体
のフロント側には負圧が作用する一方、弁体のリヤ側に
は大気圧が作用する。そのため、弁体はその前後の負圧
と大気圧との差圧によってフロント側にむけて付勢され
る。したがって、従来では、上記差圧による付勢力を打
ち消して入力軸および弁プランジャを非作動位置に停止
させるために、バルブボディと入力軸とにわたって上記
ばねを弾装している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の倍力装置において、作動時の応答性を向上させる
ために上記大気弁を拡径させることが要望されることが
ある。しかしながら、大気弁を拡径すると倍力装置の非
作動状態において弁体に作用する差圧力が大きくなり、
それに伴って上述したばねのセット荷重も大きくする必
要が生じる。そして、このようにばねのセット荷重を大
きくすると、倍力装置を作動させる際の入力軸の入力
（踏力）が大きくなるという欠点が生じる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このような事情に鑑み、
本発明は、シェル内に摺動自在に設けた筒状のバルブボ
ディと、このバルブボディに設けたパワーピストンと、
上記シェル内で上記パワーピストンの前後に区画形成し
た定圧室および変圧室と、上記バルブボディに設けられ
て上記変圧室と定圧室および大気との間の連通状態を切
り換える弁機構と、上記バルブボディに設けられて上記
定圧室と上記弁機構とを連通させる定圧通路と、上記バ
ルブボディに設けられて上記変圧室と上記弁機構を連通
させる変圧通路と、上記バルブボディに設けられて上記
弁機構と大気とを連通させる大気通路とを備え、上記弁
機構は、上記バルブボディの内周部にリヤ側に向けて形
成した環状の第１弁座と、上記バルブボディに摺動自在
に嵌合した弁プランジャにリヤ側に向けて形成した環状
の第２弁座と、上記第１弁座および第２弁座に接離する
弁体と、上記弁プランジャとそれに連結した入力軸をリ
ヤ側に付勢するばねを有し、上記第１弁座と上記弁体と
により上記変圧通路と定圧通路との連通、遮断を行う真
空弁を構成し、上記第２弁座と上記弁体とにより上記変
圧通路と大気通路との連通、遮断を行う大気弁を構成す
る倍力装置において、 上記第１弁座の半径方向内側に上
記定圧通路を位置させるとともに、上記第１弁座の半径
方向外側に上記変圧通路を位置させ、上記弁プランジャ
に上記バルブボディの上記大気通路を形成する内周部に
気密を保持して摺動する拡径部を形成し、その拡径部の
フロント側端部にリヤ側へ向けた上記第２弁座を上記第
１弁座より軸方向外側に形成するとともに、この第２弁
座よりリヤ側に上記第１弁座と第２弁座に着座可能な上
記弁体を上記弁プランジャの外周に気密を保持して摺動
自在に配置し、さらに上記弁プランジャの拡径部に上記
大気弁に大気を導入させる導入孔を形成したものであ
る。

【０００５】

【作用】このような構成によれば、第２弁座とそれに接
離する弁体によって構成される大気弁は、第１弁座とそ
れに接離する弁体によって構成される真空弁よりも外方
側に位置することになる。つまり、従来の大気弁および
大気弁の配置とは内外逆の配置となる。そして、真空弁
が開放し、大気弁が閉鎖した倍力装置の非作動状態から
ブレーキペダルが踏み込まれると、入力軸および弁プラ
ンジャが前進されて、先ず弁体は第１弁座に着座して真
空弁が閉鎖される一方、第２弁座が弁体から離座して大
気弁が開放される。そのため、変圧室と定圧室との連通
が阻止されるとともに変圧室に大気が導入されて、従来
周知のものと同様に倍力装置が作動される。その際、上
述したように、大気弁は真空弁よりも外方側に位置する
ことで従来の大気弁よりも流路面積が大きくなってお
り、そのために、大気弁を通過した大気は迅速に変圧室
内に導入される。したがって、倍力装置の作動時の応答
性を向上させることができる。

【０００６】

【実施例】以下図示実施例について本発明を説明する
と、図１において、ブレーキ倍力装置のシェル１内には
概略筒状のバルブボディ２を摺動自在に設けてあり、こ
のバルブボディ２の外周部にパワーピストン３を連結し
ている。パワーピストン３の背面にはダイアフラム４を
張設してあり、このダイアフラム４によってシェル１内
を定圧室Ａと変圧室Ｂとに区画形成している。上記定圧
室Ａは図示しない負圧導入管を介してエンジンのインテ
ークマニホールドに連通させてあり、したがって、定圧
室Ａ内には常時負圧が導入されている。バルブボディ２
内には、後に詳述する弁機構５を収納してあり、この弁
機構５はバルブボディ２に形成した軸方向の定圧通路６
を介して定圧室Ａに連通するとともに、バルブボディ２
に形成した変圧通路７を介して変圧室Ｂに連通してい
る。また、弁機構５はバルブボディ２の内周部によって
構成した大気通路８を介して大気に連通しており、大気
通路８にはフィルタ１１を設けている。弁機構５の一部
を構成する弁プランジャ１２はバルブボディ２に摺動自
在に嵌合させてあり、この弁プランジャ１２のリヤ側端
部に入力軸１３の先端部を連結している。他方、弁プラ
ンジャ１２のフロント側の隣接位置となるバルブボディ
２の内周部には円板状のプランジャプレート１４を摺動
自在に嵌合している。また、出力軸１５の基部に形成し
た凹部１５ａ内にはリアクションディスク１６を収納す
るとともに、上記凹部１５ａをバルブボディ２に形成し
た環状突起２ａに嵌装している。これにより、プランジ
ャプレート１４とリアクションディスク１６とを対向さ
せている。上記出力軸１５のフロント側の端部は、シー
ル部材によって気密を保持してシェル１のフロント側の
壁面から外方に突出させた後、図示しないマスタシリン
ダのピストンに当接させている。またシェル１のフロン
ト側の壁面とバルブボディ２のフロント側の端面とにわ
たってはリターンスプリング１７を弾装しているので、
ブレーキ倍力装置の非作動状態においては、バルブボデ
ィ２等の部材は図示非作動位置に停止している。しかし
て、本実施例は、弁機構５、定圧通路６および変圧通路
７を次のように改良することで、ブレーキ倍力装置の作
動時の応答性を向上させたものである。すなわち、本実
施例の弁機構５は、バルブボディ２の内周部に形成した
環状の第１弁座２１と、弁プランジャ１２に設けられて
第１弁座２１の外方側に配置した環状の第２弁座２２
と、これら両弁座２１，２２のリヤ側に配置されて、両
弁座２１，２２に接離する環状の弁体２３と、さらに上
記第２弁座２２を設けた弁プランジャ１２および入力軸
１３を図示非作動位置に位置させるばね２４とから構成
している。また、第１弁座２１とそれに接離する弁体２
３の内方側の環状シート部とによって真空弁２５を構成
するとともに、第２弁座２２とそれに接離する弁体２３
の外方側の環状シート部とによって大気弁２６を構成し
ている。本実施例のバルブボディ２は、その内周部の軸
方向所定位置にリヤ側を向けた段部端面２ｂを備えてお
り、この段部端面２ｂの内周縁にリヤ側に向けて伸長す
る小径の筒状部２ｃを形成している。そして、この筒状
部２ｃにおけるリヤ側の端部によって上記第１弁座２１
を構成している。また、上記定圧通路６のリヤ側の端部
６ａは筒状部２ｃの内部空間によって構成してあり、し
たがって、本実施例では、定圧通路６のリヤ側の端部６
ａは第１弁座２１の内方側に位置している。また、本実
施例の弁プランジャ１２は、最もフロント側に位置する
段付円柱状の第１部材２７と、この第１部材２７におけ
るリヤ側外周部に嵌着した大径でキャップ状の第２部材
２８と、さらに第１部材２７のリヤ側端部に螺着される
とともに入力軸１３が連結される第３部材２９とから構
成している。第１部材２７におけるフロント側の外周部
は、バルブボディ２の内周面に摺動自在に嵌合する一
方、第１部材２７におけるリヤ側の外周部は、上記筒状
部２ｃを貫通して、それよりもリヤ側に突出させてあ
り、その突出させたリヤ側の外周部の所定位置に環状突
起２７ａを形成している。そして、この環状突起２７ａ
のフロント側となる外周部に弁体２３の内周部を気密を
保持して摺動自在に嵌装している。また、環状突起２７
ａよりもリヤ側の外周部に第２部材２８の軸部を嵌装し
て環状突起２７ａにリヤ側から当接させてあり、その状
態においてさらにリヤ側からリング状のリテーナ３１を
第１部材２７の外周部に嵌装することにより、第２部材
２８を環状突起２７ａの位置に固定している。第２部材
２８の外径は、大気通路８を構成するバルブボディ２の
内周部の内径よりも若干小さく設定している。また、こ
の第２部材２８におけるリヤ側端面の外周縁にはリング
状のシール部材３２を装着してバルブボディ２の内周面
に密着させてあり、それによって第２部材２８の外周縁
とバルブボディ２の内周面との間の気密を保持してい
る。第２部材２８の端面には複数の貫通孔２８ａを穿設
してあり、これらの貫通孔２８ａを介して大気通路８内
の大気が端面よりもフロント側に位置する大気弁２６の
位置まで流入出来るようにしている。第２部材２８にお
ける端面の外周縁は、フロント側に向けて所定量だけ伸
長させて円筒状としてあり、さらにこの円筒状の部分に
おける先端部を半径方向に伸長させて環状部分を形成
し、この環状部分のリヤ側の内周縁を上記第２弁座２２
としている。この第２弁座２２は、上記第１弁座２１よ
りも半径方向外方側に位置しており、また、これら両弁
座２１，２２のリヤ側の位置に、それらに対向して弁体
２３が位置している。したがって、本実施例では、従来
一般の弁機構における配置とは逆に、大気弁２６が真空
弁２５の外方側に位置している。また、弁機構２３を上
述のように構成したことに伴って、変圧通路７のリヤ側
の端部７ａは、バルブボディ２の筒状部２ｃ（第１弁座
２１）の外方に形成される空間部によって形成されてい
る。さらに、バルブボディ２の段部端面２ｂとそれに対
向する第２部材２８の環状部分とにわたっては、所定の
セット荷重に設定した上記ばね２４を弾装してあり、そ
れによって弁プランジャ１２および入力軸１３をリヤ側
に付勢して、図示非作動位置に停止させている。以上の
構成において、図１に示すブレーキ倍力装置の非作動状
態では、ばね２４に付勢された第２弁座２２が弁体２３
に着座することで大気弁２６が閉鎖される一方、弁体２
３が第１弁座２１から離座して真空弁２５が開放されて
いる。したがって、定圧通路６および変圧通路７を介し
て定圧室Ａと変圧室Ｂとが相互に連通し、それらの内部
に負圧が導入されている。次に、上記非作動状態から図
示しないブレーキペダルが踏み込まれると、ブレーキペ
ダルに連結した入力軸１３がばね２４に抗して前進され
る。これにより、先ず、第２弁座２２および弁体２３が
相互に当接したまま一体となって前進され、それに伴っ
て弁体２３が第１弁座２１に着座して真空弁２５が閉鎖
されるとともにバルブボディ２に対する弁体２３の移動
が停止される。次に、この弁体２３に対して弁プランジ
ャ１２が前進されることに伴って、第２弁座２２が弁体
２３から離座して大気弁２６が開放される。これによ
り、定圧室Ａと変圧室Ｂとの連通が遮断される一方、大
気弁２６のリヤ側まで流入していた大気が大気弁２６お
よび変圧通路７を介して変圧室Ｂ内に導入される。した
がって、従来周知のように定圧室Ａと変圧室Ｂとの間に
生じる差圧によってバルブボディ２が前進されてブレー
キ倍力装置が作動される。このようにしてブレーキ倍力
装置が作動されるが、本実施例では、大気弁２６を真空
弁２５の外方側に配置しているので、それらを内外逆に
配置していた従来に比較して、大気弁２６の径を大きく
することができる。すなわち、大気弁２６が開放された
際の流路面積を拡大することができる。また、変圧通路
７のリヤ側の端部７ａは実質的に大気弁２６の隣接フロ
ント側に位置するので、大気弁２６を通過した大気は変
圧通路７のリヤ側の端部７ａにむけて迅速に導入され
る。したがって、ブレーキ倍力装置の作動時に大気弁２
６を通過して変圧室Ｂに導入される大気の導入速度が速
くなり、それによって、ブレーキ倍力装置の作動時の応
答性を良好なものとすることができる。また、本実施例
のばね２４は全体として円筒状をしているので、上述の
ように大気弁２６を通過して変圧通路７に流入する大気
は、主にばね２４の内方側の空間を流通するので、大気
がばね２４の位置を通過する際の騒音を低減させること
ができる。さらに、本実施例においては、従来に比較し
てばね２４の外径を大きくすることが可能となるので、
このばね２４の応力を低減させることが可能となり、そ
れによって、ばね２４を製造するに当たって安価な線材
を用いることができる。このような本実施例に対して、
大気弁２６と真空弁２５とを内外逆に配置した従来一般
の弁機構では、作動時の応答性を向上させる目的で内方
側の大気弁を拡径させると、非作動状態において、ポペ
ットタイプの弁体をフロント側に向けて付勢する差圧力
が大きくなり、それに伴って弁プランジャ（入力軸）を
非作動位置に付勢するばねのセット荷重を大きくする必
要が生じる。そして、このようにばねのセット荷重を大
きくすると、作動開始時における入力軸の入力が大きく
なるという欠点が生じていたものである。 （第２実施例） 次に、図２は本発明の第２実施例を示したものであり、
この第２実施例では、弁体２３におけるリヤ側の端面の
円周方向複数箇所に突起からなる弾性部２３ａを形成し
たものである。定圧室Ａに負圧を供給していない状態に
おいては、第２部材２７の外周部において弁体２３が軸
方向に移動することがあるので、上記弾性部２３ａを第
２部材２８の端面に当接させることで、第２部材２７の
外周部において弁体２３を位置決めするようにしたもの
である。なお、これら弾性部２３ａの代わりに、弁体２
３と第２部材２８の端面との間にセット荷重の小さなば
ねを弾装しても良い。また、上記実施例は本発明をシン
グルタイプのブレーキ倍力装置に適用した場合について
説明したが、タンデムタイプあるいはトリプルタイプの
ブレーキ倍力装置にも本発明を適用することができると
ともに、クラッチ倍力装置にも適用することができる。

【０００７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、倍力装置
の作動時の応答性を向上させることができるという効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図。

【図２】本発明の他の実施例を示す断面図。

【符合の説明】

２…バルブボデイ ３…パワーピストン ４…ダイアフラム ５…弁機構 ６…定圧通路 ６ａ…定圧通路６の
リヤ側の端部 ７…変圧通路 ７ａ…変圧通路７の
リヤ側の端部 ８ 大気通路 １２…弁プランジャ ２１…第１弁座 ２２…第２弁座 ２３…弁体 ２４…ばね ２５…真空弁 ２６…大気弁 ２８…第２部材（弁プランジャの拡径部分） Ａ…定圧室 Ｂ…変圧室

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シェル内に摺動自在に設けた筒状のバルブ
   ボディと、このバルブボディに設けたパワーピストン
   と、上記シェル内で上記パワーピストンの前後に区画形
   成した定圧室および変圧室と、上記バルブボディに設け
   られて上記変圧室と定圧室および大気との間の連通状態
   を切り換える弁機構と、上記バルブボディに設けられて
   上記定圧室と上記弁機構とを連通させる定圧通路と、上
   記バルブボディに設けられて上記変圧室と上記弁機構を
   連通させる変圧通路と、上記バルブボディに設けられて
   上記弁機構と大気とを連通させる大気通路とを備え、 上記弁機構は、上記バルブボディの内周部にリヤ側に向
   けて形成した環状の第１弁座と、上記バルブボディに摺
   動自在に嵌合した弁プランジャにリヤ側に向けて形成し
   た環状の第２弁座と、上記第１弁座および第２弁座に接
   離する弁体と、上記弁プランジャとそれに連結した入力
   軸をリヤ側に付勢するばねを有し、 上記第１弁座と上記弁体とにより上記変圧通路と定圧通
   路との連通、遮断を行う真空弁を構成し、上記第２弁座
   と上記弁体とにより上記変圧通路と大気通路との連通、
   遮断を行う大気弁を構成する 倍力装置において、上記第１弁座の半径方向内側に上記定圧通路を位置させ
   るとともに、上記第１弁座の半径方向外側に上記変圧通
   路を位置させ、上記弁プランジャに上記バルブボディの
   上記大気通路を形成する内周部に気密を保持して摺動す
   る拡径部を形成し、 その拡径部のフロント側端部にリヤ側へ向けた上記第２
   弁座を上記第１弁座より軸方向外側に形成するととも
   に、この第２弁座よりリヤ側に上記第１弁座と第２弁座
   に着座可能な上記弁体を上記弁プランジャの外周に気密
   を保持して摺動自在に配置し、さらに上記弁プランジャ
   の拡径部に上記大気弁に大気を導入させる導入孔を形成
   したこと を特徴とする倍力装置。
2. 【請求項２】 上記弁体と上記弁プランジャの拡径部と
   の間に上記弁体を上記第２弁座に着座する方向に付勢す
   る弾性部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の倍
   力装置。
3. 【請求項３】 上記弁プランジャとそれに連結した入力
   軸をリヤ側へ付勢するばねを、上記弁プランジャの拡径
   部とそれに対向する上記バルブボディの段部 との間に弾
   装したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載
   の倍力装置。