JP3509298B2 - 倍力装置の弁機構 - Google Patents

倍力装置の弁機構

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JP3509298B2 JP15224095A JP15224095A JP3509298B2 JP 3509298 B2 JP3509298 B2 JP 3509298B2 JP 15224095 A JP15224095 A JP 15224095A JP 15224095 A JP15224095 A JP 15224095A JP 3509298 B2 JP3509298 B2 JP 3509298B2
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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】従来一般に、負圧式ブレーキ倍力装置
は、シェル内に摺動自在に設けたバルブボデイと、この
バルブボデイに設けたパワーピストンと、このパワーピ
ストンの前後に形成した定圧室および変圧室と、上記バ
ルブボデイに摺動自在に嵌合した弁プランジャを有する
弁機構と、この弁機構と上記定圧室とを連通する定圧通
路と、上記弁機構と上記変圧室とを連通する変圧通路
と、上記弁機構に圧力流体としての大気圧を供給する圧
力通路とを備え、上記弁機構を構成する弁プランジャを
作動させて該弁機構の流路を切換えさせ、上記変圧室に
大気圧を供給してパワーピストンを前進させるようにし
ている。そして上記弁機構としては、通常、バルブボデ
イに形成した環状の第1弁座と、この第1弁座の内周側
で上記弁プランジャのリヤ側に形成した環状の第2弁座
と、リヤ側端部が上記バルブボデイの内周面に気密を保
って固定され、フロント側端部が上記第1弁座と第2弁
座とに着座される弾性体からなる筒状の弁体と、この弁
体のフロント側端部を上記第1弁座と第2弁座に向けて
付勢する着座スプリングと、上記弁プランジャに連動す
る入力軸をリヤ側に付勢して弁機構を非作動状態に保持
するリターンスプリングとを備えており、さらに上記定
圧通路を上記第1弁座の外周側の空間に、また上記変圧
通路を上記第1弁座と第2弁座との中間の空間に、さら
に上記圧力通路を上記第2弁座の内周側の空間にそれぞ
れ連通させた構成となっている。このような構成を有す
る従来の負圧式ブレーキ倍力装置では、ブレーキペダル
が踏込まれていない非作動時には、弁体は着座スプリン
グにより弁プランジャの第2弁座に着座されて変圧室内
に大気圧が導入されるのを阻止する一方、該弁体が第2
弁座に着座されたまま弁プランジャはリターンスプリン
グによってリヤ側に変位されるので、弁体がバルブボデ
イの第1弁座から離隔されて変圧室を定圧室に連通さ
せ、両者に負圧を導入している。これに対し、リターン
スプリングの弾撥力に抗してブレーキペダルが踏込まれ
た倍力装置の作動時には、第1弁座に弁体が着座して定
圧室と変圧室との連通を遮断するとともに、引続き着座
スプリングの弾撥力に抗して弁体が第2弁座から離隔し
て変圧室内に大気を導入するので、倍力装置による倍力
作用が行なわれるようになる。さらに、上記作動時から
ブレーキペダルの踏込みが解除された復帰時には、第2
弁座に弁体が着座して変圧室内に大気が導入されるのを
阻止するとともに、弁体は第1弁座から離隔して定圧室
と変圧室とを連通させて両者に負圧を導入して非作動状
態に復帰するようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記構成を有する従来
の倍力装置においては、倍力装置の作動開始入力が大き
くなるという欠点があった。倍力装置の作動開始入力が
大きくなる第1の原因として、弾性体からなる弁体の膨
出があげられる。すなわち上記弁体の外周側に定圧通路
が連通し、内周側に圧力通路が連通しているので、弾性
体からなる弁体はその外周側と内周側との圧力差により
半径方向外方に膨出されるようになる。その結果、弁体
に作用する大気の有効面積は上記膨出によって増大し、
その有効面積が増大すると上記圧力差による弁体のフロ
ント側への付勢力が増大する。その結果、その付勢力に
打勝って弁体をリヤ側に変位させるためにはリターンス
プリングの弾撥力を大きくしなくてはならず、リターン
スプリングの弾撥力を大きくすれば倍力装置の作動開始
入力が大きくなる。また、倍力装置の作動開始入力が大
きくなる第2の原因として、環状の第1弁座を外側に、
環状の第2弁座を内側に同心状に配置したという構成が
あげられる。すなわち、第2弁座に弁体が着座している
倍力装置の非作動時および復帰時には、変圧通路は定圧
通路に連通しており、したがって定圧通路に連通してい
る第1弁座よりも外側の空間に臨んでいる弁体のフロン
ト側端面に負圧が作用することは勿論、変圧通路に連通
している第1弁座と第2弁座との中間の空間に臨んでい
る弁体のフロント側端面にも負圧が作用する。他方、弁
体のリヤ側端面は圧力通路を介して大気圧が作用してい
るので、弁体は、一方の負圧と他方の大気圧との差圧力
により相対的に強い付勢力でフロント側に向けて付勢さ
れている。これに対し、ブレーキ倍力装置の作動時に
は、上記変圧通路には大気が導入されるので、負圧が作
用する弁体のフロント側端面は、定圧通路に連通してい
る第1弁座よりも外側の空間に臨んでいるフロント側端
面だけとなり、弁体をフロント側に向けて付勢する付勢
力は小さくなる。このように上記ブレーキ倍力装置の作
動時には、上記弁体は第1弁座に着座しているが、上記
付勢力が小さくなるとその部分で気密漏れを生じさせる
虞があるため、従来は上述した弁体のフロント側端部を
第1弁座と第2弁座に向けて付勢する着座スプリングの
セット荷重を大きく設定せざるを得ず、この着座スプリ
ングのセット荷重を大きくすると、弁機構の流路を切換
えさせる際の作動開始入力が増大する結果となる。本発
明はそのような事情に鑑み、上記リターンスプリングの
弾撥力と着座スプリングの弾撥力とを共に小さくして、
倍力装置の作動開始入力の低減を図ることができる弁機
構を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、シェ
ル内に摺動自在に設けたバルブボディと、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形成した定圧室および変圧室と、
上記バルブボディ内に設けられて、入力軸に連動して上
記変圧室と上記定圧室または圧力流体との連通・遮断を
行う弁機構を備え、この弁機構は、上記バルブボディに
形成した第1弁座と、上記バルブボディに摺動自在に設
けられて上記入力軸に連結された弁プランジャのリヤ側
に形成した第2弁座と、上記第1弁座と第2弁座に着座
可能な弁体とを有し、この弁体の外周側を上記弁機構と
上記定圧室とを連通する定圧通路に連通させるととも
に、上記弁体の内周側を該弁体と上記圧力流体とを連通
する圧力通路に連通させた倍力装置において、上記弁体
は、弾性体からなる筒状の第2弁体と、この第2弁体の
フロント側に設けられて剛体からなる筒状の第1弁体と
を備え、上記第2弁体は、上記バルブボデイの内周面に
気密を保持して固定されるリヤ側端部と、このリヤ側端
部から半径方向内方へ湾曲するとともに軸方向前方へ湾
曲して伸びる湾曲部と、この湾曲部のフロント側に設け
られて上記第1弁体の軸方向中間部に連結され、かつ第
2弁座に着座するフロント側端部とを備え、また上記第
1弁体は、該第1弁体におけるフロント側に設けられて
上記第1弁座に着座するフロント側端部と、上記第2弁
体のリヤ側端部と湾曲部との連続部分の外周面に当接し
て、該連続部分が負圧と大気圧との差圧によって半径方
向外方に膨出するのを防止するリヤ側端部とを有するこ
とを特徴とするものである。
【0005】
【作用】上述した構成によれば、剛体からなる第1弁体
のリヤ側端部が上記第2弁体のリヤ側端部と湾曲部との
連続部分の外周面に当接して、該連続部分が負圧と大気
圧との差圧によって半径方向外方に膨出するのを防止す
ることができる。その結果、上記リヤ側端部がない場合
に比較して、第2弁体に対する圧力流体の有効受圧面積
を低減することができるので、上記圧力差による第2弁
体のフロント側への付勢力を低減でき、したがってその
付勢力に打勝って弁体をリヤ側に変位させるリターンス
プリングの弾撥力を小さくして倍力装置の作動開始入力
を小さくすることができる。
【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内に概
略筒状のバルブボデイ2を摺動自在に設けてあり、この
バルブボデイ2に設けたパワーピストン3のフロント側
すなわち左側に定圧室4を、リヤ側すなわち右側に変圧
室5をそれぞれ形成している。そして上記バルブボデイ
2内に流路を切換える弁機構6を収容している。上記弁
機構6は、図2に拡大して示すように、バルブボデイ2
の内周面に形成した環状の第1弁座7と、バルブボデイ
2に摺動自在に嵌合した弁プランジャ8のリヤ側に形成
した環状の第2弁座10とを備えており、上記第1弁座
7に第1弁体11のフロント側端部11aを着座させる
ようにし、また第2弁座10に上記第1弁体11と一体
に設けた第2弁体12のフロント側端部12aを着座さ
せるようにしている。
【0007】上記第1弁体11は金属製の筒状部材から
なっており、該筒状部材のフロント側端部を半径方向内
方に折曲げて平坦部11aを形成し、該平坦部11aの
フロント側に弾性体14を取付けてこの弾性体14を上
記フロント側端部11aとして第1弁座7に着座させる
ようにしている。このとき、第1弁体11のフロント側
端部11aと第1弁座7とが接触する第1シート部S1
の直径は、上記第2弁体12のフロント側端部12aが
第2弁体10に着座する第2シート部S2の直径と略同
一となるように設定している。また、第1弁体11のフ
ロント側外周面は、バルブボデイ2の内周面に形成した
軸方向のリブ2aによってガイドするようにしている。
他方、上記第2弁体12は筒状の弾性体から構成してあ
り、この第2弁体12は、バルブボデイ2の内周面にリ
テーナ20により気密を保って固定した厚肉のリヤ側端
部12bと、このリヤ側端部12bから半径方向内方へ
湾曲するとともに更に軸方向前方へ湾曲して伸びる湾曲
部12cと、この湾曲部12cの先端部に設けた厚肉の
取付け端部12dとを備えており、この取付け端部12
dに金属製のバックアッププレート15を取付けてい
る。そしてバックアッププレート15のフロント側端面
に弾性体16を取付け、この弾性体16を上記第2弁体
12のフロント側端部12aとして第2弁座10に着座
させるようにしている。また、上記第1弁体11の軸方
向中間部には大径部11bを形成してあり、この大径部
11b内に上記バックアッププレート15を圧入して第
1弁体11と第2弁体12とを一体に連結している。こ
のとき、上記バックアッププレート15に取付けた弾性
体16を該バックアッププレート15と第1弁体11に
形成した段部端面とで軸方向に挟持することにより、そ
の部分の気密を確保することができるようにしている。
さらに、上記第1弁体11のリヤ側端部11cはテーパ
状に拡径させてあり、このリヤ側端部11cを上記第2
弁体12のリヤ側端部12bと湾曲部12cとの連続部
分の外周面に当接させることにより、上記連続部分が負
圧と大気圧との差圧によって半径方向外方に膨出するの
を防止するようにしている。
【0008】次に、上記弁プランジャ8には入力軸17
の先端部に形成した先端球状部17aを枢支連結してあ
り、この入力軸17に形成した第1段部17bと第2弁
体12のバックアッププレート15との間に着座スプリ
ング18を弾装し、この着座スプリング18によって上
記第1弁体11と第2弁体12とを一体的にフロント側
に向けて、すなわち第1弁座7と第2弁座10とに向け
て付勢している。また、上記入力軸17に形成した第2
段部17cと上記リテーナ20との間に、上記着座スプ
リング18の弾撥力よりも大きな弾撥力を有するリター
ンスプリング21を弾装してあり、該リターンスプリン
グ21の弾撥力により入力軸17および弁プランジャ8
をリヤ側に向けて付勢している。さらに、上記入力軸1
7の末端部は図示しないブレーキペダルに連結してあ
り、また図1に示すように、上記弁プランジャ8の左側
にはプランジャプレート22およびリアクションディス
ク23を順次配置し、このリアクションディスク23は
プッシュロッド24の凹部内に配設している。そして上
記プッシュロッド24は図示しないマスタシリンダのピ
ストンに連動している。
【0009】次に、上記第1弁座7と第1弁体11とが
接触する第1シート部S1よりも外周側の空間、すなわ
ち筒状の第1弁体11の外周側と第2弁体12の外周側
の空間は、バルブボデイ2に形成した軸方向の定圧通路
25を介して上記定圧室4に連通させてあり、この定圧
室4内にはエンジンのインテークマニホールドから常時
負圧を導入させている。また、上記第2弁座10と第2
弁体12とが接触する第2シート部S2よりも内周側の
空間、すなわち第2弁体12の内周側の空間は、バルブ
ボデイ2に形成した軸方向の圧力通路26を介して大気
に連通させている。さらに、上記第2弁座10と第2弁
体12とが接触する第2シート部S2よりもフロント側
で、上記第1弁座7と第1弁体11とが接触する第1シ
ート部S1よりも内周側の空間は、バルブボデイ2の半
径方向に形成した変圧通路27を介して変圧室5に連通
させている。
【0010】以上の構成を有する本実施例において、倍
力装置の非作動時には、着座スプリング18により第2
弁体12が第2弁座10に着座されて圧力通路26を閉
鎖するとともに、第1弁体11はリターンスプリング2
1により第2弁体12と一体的に後退されて第1弁座7
から離隔し、上記変圧通路27を定圧通路25に連通さ
せている。これにより変圧室5は定圧室4に連通されて
共に負圧が導入されている。このとき、第2シート部S
2よりも外周側のフロント側端部12aには負圧が作用
し、リヤ側には大気圧が作用している。そのため第2弁
体12は前後の差圧力によりフロント側に付勢され、こ
の差圧力と着座スプリング18の弾撥力とによる充分な
付勢力で第2弁体12が第2弁座10に着座されてその
部分の気密を保っている。これと同時に、上記第2弁体
12にはその内周側に大気圧が、外周側に負圧が作用し
ているので、弾性体からなる第2弁体12はその圧力差
により半径方向外方に膨出されるようになる。しかしな
がら上記第2弁体12の外周面には第1弁体11のリヤ
側端部11cが当接してその膨出を抑制しているので、
第2弁体12に作用する大気圧の有効径Dは自由に膨出
するよりも小さく維持され、したがって上記圧力差によ
る第2弁体12のフロント側への付勢力を低減すること
ができる。その結果、その付勢力に打勝って第2弁体1
2をリヤ側に変位させるリターンスプリング21の弾撥
力を小さくすることができる。
【0011】次に、上記非作動状態から入力軸17が前
進されると、リターンスプリング21の弾撥力に抗して
入力軸17が前進されて第1弁体11および第2弁体1
2が一体的に前進され、第1弁体11が第1弁座7に着
座して上記定圧通路25と変圧通路27との連通を遮断
する。そして引続き入力軸17が上記リターンスプリン
グ21と着座スプリング18との弾撥力に抗して前進さ
れると、第2弁体12が第2弁座10から離座されるの
で、圧力通路26が変圧通路27に連通され、これによ
り大気が変圧室内に導入されて倍力装置が作動される。
このとき、第1弁体11における第1シート部S1より
も外周側のフロント側端面11aには定圧通路25内の
負圧が作用し、リヤ側には大気圧が作用するようになる
ので、第1弁体11はその前後の差圧力によりフロント
側に付勢され、この差圧力と着座スプリング18の弾撥
力とによって第1弁座7に着座されるようになる。そし
て前述したように、上記第1シート部S1の直径を第2
シート部S2の直径と略同一となるように設定している
ので、上述した非作動時の第2弁体12と第2弁座10
との着座力と同様に、差圧力と着座スプリング18の弾
撥力とによる充分な付勢力で第1弁体11を第1弁座7
に着座させることができる。したがって、充分な差圧力
を確保することができる分、着座スプリング18の弾撥
力を低減することができる。
【0012】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、従来に
比較して倍力装置の作動開始時の入力を効果的に低減す
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】図1の要部の拡大図。
【符合の説明】
2…バルブボデイ 4…定圧室 5…変圧室 6…弁機構 7…第1弁座 8…第2弁座 11…第1弁体 12…第2弁体 18…着座スプリング 21…リターンスプリ
ング 25…定圧通路 26…圧力通路 27…変圧通路 S1…第1シート部 S2…第2シート部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−310379(JP,A) 特開 平8−113137(JP,A) 特開 平8−67239(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60T 13/57

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形成した定圧
    室および変圧室と、上記バルブボディ内に設けられて、
    入力軸に連動して上記変圧室と上記定圧室または圧力流
    体との連通・遮断を行う弁機構を備え、この弁機構は、
    上記バルブボディに形成した第1弁座と、上記バルブボ
    ディに摺動自在に設けられて上記入力軸に連結された弁
    プランジャのリヤ側に形成した第2弁座と、上記第1弁
    座と第2弁座に着座可能な弁体とを有し、 この弁体の外周側を上記弁機構と上記定圧室とを連通す
    る定圧通路に連通させるとともに、上記弁体の内周側を
    該弁体と上記圧力流体とを連通する圧力通路に連通させ
    た倍力装置において、 上記弁体は、弾性体からなる筒状の第2弁体と、この第
    2弁体のフロント側に設けられて剛体からなる筒状の第
    1弁体とを備え、 上記第2弁体は、上記バルブボデイの内周面に気密を保
    持して固定されるリヤ側端部と、このリヤ側端部から半
    径方向内方へ湾曲するとともに軸方向前方へ湾曲して伸
    びる湾曲部と、この湾曲部のフロント側に設けられて上
    記第1弁体の軸方向中間部に連結され、かつ第2弁座に
    着座するフロント側端部とを備え、 また上記第1弁体は、該第1弁体におけるフロント側に
    設けられて上記第1弁座に着座するフロント側端部と、
    上記第2弁体のリヤ側端部と湾曲部との連続部分の外周
    面に当接して、該連続部分が負圧と大気圧との差圧によ
    って半径方向外方に膨出するのを防止するリヤ側端部と
    を有する ことを特徴とする倍力装置の弁機構。
  2. 【請求項2】 上記第1弁座と上記第1弁体のフロント
    側端部とのシート径と、上記第2弁座と上記第2弁体の
    フロント側端部とのシート径を略同径にしたことを特徴
    とする請求項1に記載の倍力装置の弁機構。
  3. 【請求項3】 上記第2弁体の外周側を上記定圧通路に
    連通させるとともに、上記第2弁体の内周側を上記圧力
    通路に連通させたことを特徴とする請求項1または請求
    項2に記載の倍力装置の弁機構。
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