JP3521258B2 - 気圧式倍力装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、車両等のブレーキ系統
に用いられる気圧式倍力装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】気圧式倍力装置は、一般には、ハウジン
グ内をダイアフラムを備えたパワーピストンにより負圧
室と作動圧室とに区画し、前記パワーピストンに負圧通
路と大気通路とを有するバルブボデーを取付けると共
に、該バルブボデー内に前記作動圧室に対して前記負圧
通路と前記大気通路とを切換える弁機構を設け、この弁
機構を入力軸と連動させて前記作動圧室に大気を導入
し、負圧室と作動圧室との差圧により前記パワーピスト
ンに倍力した推力を発生させる構造となっている。しか
しながら、かゝる一般の気圧式倍力装置によれば、パワ
ーピストンに発生する推力は負圧室内の負圧と作動圧室
内の大気圧との差に依存し、したがって、大きな推力を
得ようとすると、パワーピストンを大型に形成し、ある
いは負圧室と作動圧室とをタンデム型として構成しなけ
ればならず、全体の大型化が避けられないようになる。 【０００３】そこで最近、作動圧室に高圧空気を導入し
て推力の一層の増大を図った気圧式倍力装置の開発が進
められ、例えば実開平５−３２２０９号公報には、作動
圧室に電磁開閉弁を介して高圧空気源を接続し、ブレー
キセンサ、車速センサ、ロードセンサ等からの信号に基
いて前記電磁開閉弁を開き、作動圧室に高圧空気を導入
して負圧室と作動圧室との差圧を増大させるようにした
加圧型の気圧式倍力装置が記載されている（その明細書
の段落番号２２および２３参照）。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載された加圧型の気圧式倍力装置によれば、高圧
空気を連通遮断する電磁開閉弁がハウジングから独立し
て設けられているため、ハウジングの周りが煩雑とな
り、車両への設置が面倒になるという問題があった。ま
た、各種センサ類からの信号に基いて開閉弁を制御する
ため、特別の制御回路が必要となり、装置全体の構造が
複雑になるばかりか、高価になるという問題もあった。 【０００５】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、その課題とするところは、ハウジングの周
りをシンプルにして車両への取付性を改善すると共に、
特別のセンサ類や制御回路を不要として構造の簡略化と
コスト低減とを達成する加圧型の気圧式倍力装置を提供
することにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、ハウジング内をダイアフラムを備えたパワ
ーピストンにより負圧室と作動圧室とに区画し、前記パ
ワーピストンに負圧通路、大気通路および高圧空気通路
を有するバルブボデーを取付けると共に、該バルブボデ
ーを前記ハウジングを摺動自在に挿通してその後方まで
延ばし、前記バルブボデー内に、入力軸と連動して前記
作動圧室に対して前記負圧通路と前記大気通路とを切換
える第１の弁機構を設け、かつ前記バルブボデーの周り
に、前記ハウジングに対するバルブボデーの移動量に応
じて前記作動圧室に対して前記大気通路と前記高圧空気
通路とを切換える第２の弁機構を一体的に配設するよう
に構成したことを特徴とする。 【０００７】 【作用】上記のように構成した気圧式倍力装置において
は、作動圧室に対して負圧通路と大気通路とを切換える
第１の弁機構、および作動圧室に対して大気通路と高圧
空気通路とを切換える第２の弁機構をバルブボデーの内
・外に一体的に配設したので、ハウジングの周りがシン
プルとなる。 【０００８】 【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基いて説
明する。図１および２は、本発明の第１実施例を示した
ものである。両図において、１は、フロントシェル２と
リヤシェル３とから成るハウジングで、その内部はダイ
アフラム４を備えたパワーピストン５により負圧室６と
作動圧室７とに区画されている。負圧室６には、フロン
トシェル２に設けた負圧導入口８を通じて、例えばエン
ジンの吸気マニホールド等の負圧源（図示略）から負圧
が導入されるようになっている。ハウジング１の軸心上
にはバルブボデー９が配置されており、バルブボデー９
は、その大径の本体部１０を前記ダイアフラム４とパワ
ーピストン５とに結合する一方で、該本体部１０に続く
小径の中空軸部１１をリヤシェル３を挿通してハウジン
グ１の後方まで延ばしている。なお、この中空軸部１１
とリヤシェル３との間はシール部材１２によりシールさ
れている。 【０００９】バルブボデー９の本体部１０には段付の軸
孔１３が設けられており、この軸孔１３の小径部分に
は、バルブボデー９の軸線上に配置した長尺のプランジ
ャ１４の先端部が摺動自在に嵌入されている。プランジ
ャ１４は、バルブボデー９の中空軸部１１内に嵌装した
環状のガイド部材１５を摺動自在に挿通して中空軸部１
１の後端開口１１ａ側へ延ばされ、これには、ブレーキ
ペダル（図示略）と連動する入力軸１６が作動連結され
ている。ガイド部材１５は、中空軸部１１の後端開口１
１ａから中空軸部１１内の段差１１ｂに着座するまで挿
入されると共に、中空軸部１１の外周からその内部に打
込んだストッパ片１７により抜けが規制されている。 【００１０】上記ガイド部材１５とバルブボデー９の本
体部１０の背面との間は空気室１８として区画され、該
本体部１０の偏心位置にはこの空気室１８と前記負圧室
６とを連通する負圧通路１９が、ガイド部材１５の偏心
位置にはこの空気室１８と中空軸部１１の後端開口１１
ａとを連通する大気通路２０がそれぞれ形成されてい
る。また、バルブボデー９の本体部１０と中空軸部１１
との接続部分には、空気室１８と前記作動圧室７とを連
通する半径方向の連通路２１が形成されている。この連
通路２１には、一端をプランジャ１４の環状溝１４ａに
嵌入させたストッパ片２２が遊挿されている。ストッパ
片２２は連通路２１内をバルブボデー９の軸方向にわず
か移動可能となっており、このストッパ片２２の移動範
囲内でプランジャ１４も軸方向へ摺動できるようになっ
ている。 【００１１】上記空気室１８内において、バルブボデー
９の内周面には前記負圧通路１９の開口縁を含む環状の
弁座部２３が形成されると共に、プランジャ１４にも環
状の弁座部２４が形成されている。また、上記ガイド部
材１５の前端側は、図２に示すようにバルブボデー９の
中空軸部１１の内径よりわずか小さい小径部１５ａとさ
れており、この小径部１５ａには弁部材２５が摺動自在
に装着されている。この弁部材２５は、その先端に内方
フランジ状の弁体部２５ａを備えており、弁体部２５ａ
は前記弁座部２３，２４に離着座可能となっている。こ
の弁部材２５の内部には弁ばね２６が配設されており、
この弁ばね２６は、その一端を弁部材２５の弁体部２５
ａの内側に係合させると共に、その他端を逆止弁２７を
介してガイド部材１５の前端に係合させている。前記弁
ばね２６の存在により、弁部材２５は、倍力装置の不作
動状態では弁座部２３，２４に着座する状態が維持さ
れ、また、逆止弁２７はガイド部材１５の前端に当接し
て大気通路１９を閉じる状態が維持される。これら弁部
材２５、弁座部２３，２４、弁ばね２６等は、作動圧室
８に対して負圧通路１９と大気通路２０とを切換える第
１の弁機構を構成し、プランジャ１４の右または左方向
への移動に応じて、負圧通路１９と大気通路２０とが前
記連通路２１を経由して作動圧室７に選択的に開かれる
ようになる。 【００１２】なお、バルブボデー９の軸孔１３の大径部
分には、ゴム製のリアクションディスク２８を介して出
力軸２９の基端大径部が収納されている。出力軸２９の
先端部は、フロントシェル２を挿通してハウジング１の
前方まで延ばされ、これには図示を略すマスタシリンダ
が作動連結されている。また、バルブボデー９の全体
は、ハウジング１の負圧室６内に配置した戻しばね３０
により入力軸１６側へ付勢されている。 【００１３】一方、バルブボデー９の中空軸部１１の、
ハウジング１外まで延ばされた部分には、その内外を貫
通する貫通孔３１が形成されており、この貫通孔３１を
含む中空軸部１１の周りには、該中空軸部１１およびリ
ヤシェル３との間に密閉の圧力室３２を形成するケーシ
ング３３が配設されている。このケーシング３３には、
後述する高圧空気源３４に配管３５を介して接続する開
閉弁３６が装着されている。開閉弁３６は、ケーシング
３３に設けた段付孔に螺合された管部材３７と、前記段
付孔内に形成された弁座部３８に離着座するポペット３
９と、一端を管部材３７の端面に当接させてポペット３
９を弁座部３８に着座する方向へ付勢する弁ばね４０と
から成っている。 【００１４】ポペット３９は、その軸部を中空軸部１１
の外周面に当接可能に延ばしている。しかして、中空軸
部１１の外周面には、前側の小径部分と後側の大径部分
とを接続する円錐面形状の段差部４１が形成されてい
る。中空軸部１１は、倍力装置の不作動状態では、該段
差部４１より前側の小径部分が前記ポペット３９に対し
て位置決めされ、この状態では、ポペット３９が弁座部
３８に着座して高圧空気源３４から圧力室３２内への高
圧空気の流入を阻止する。一方、この状態からハウジン
グ１に対してバルブボデー９が所定距離Ｌ（図２）を越
えて移動（前進）すると、ポペット３９が、段差部４１
を越えて中空軸部１１の大径部分に乗り上げて、弁ばね
４０の付勢力に抗して上動し、これにより高圧空気源３
４から圧力室３２内へ高圧空気が供給される。 【００１５】ガイド部材１５、プランジャ１４のそれぞ
れには、上記貫通孔３１を弁部材２５内の空気室１８に
対して連通する孔４２，４３が形成されている。これら
貫通孔３１および孔４２，４３は高圧空気通路を構成
し、開閉弁３６が開いて圧力室３２に高圧空気が導入さ
れる条件では、これら高圧空気通路を通じて空気室１８
に高圧空気が導入され、この時、プランジャ１４の弁座
部２４が弁部材２５から離れていれば、この高圧空気は
連通路２１を通じて作動圧室７に供給されるようにな
る。また、上記逆止弁２７、ケーシング３３上の開閉弁
３６、中空軸部１１の外周面の段差部４１等は、ハウジ
ング１に対するバルブボデーの移動量に応じて前記作動
圧室７に対して大気通路２０と高圧空気通路３１，４
２，４３とを切換える第２の弁機構を構成している。 【００１６】こゝで、高圧空気源３４は、圧縮機４５
と、前記配管３５の途中に介装された二つの逆止弁４６
およびエアドライヤ４７とを備えている。また、配管３
５の途中にはエアタンク４８が介装されており、高圧空
気源３４で発生した高圧空気は、このエアタンク４８に
一端貯留された後、開閉弁３６側へ供給されるようにな
っている。なお、配管３５の、前記二つの逆止弁４６の
間に位置する部分には、前記ハウジング１の負圧室６に
対すると同じ負圧源が負圧配管４９を介して接続され、
これには電磁開閉弁５０が介装されている。 【００１７】以下、上記のように構成した気圧式倍力装
置の作用を説明する。図１および２に示す不作動状態に
おいては、負圧室６はもとより作動圧室７も負圧状態に
なっており、この状態からブレーキペダルが踏込まれる
と、入力軸１６が移動（前進）してプランジャ１４が左
方向へ前進し、プランジャ１４の弁座部２４が弁部材２
５の弁体部２５ａから離間する。すると、ガイド部材１
５の前後の圧力差により逆止弁２７が開いて大気通路２
０から空気室１８に大気が流入し、この大気は連通路２
１を経て作動圧室７に導入される。この結果、エンジン
負圧が導入されている負圧室６と作動圧室７との間に差
圧が生じ、これによりパワーピストン５に前方への推力
が発生する。この推力は、バルブボデー９、バルブボデ
ー９内のリアクションディスク２８、出力軸２９を介し
て図示を略すマスタシリンダに伝達され、倍力作用が開
始される。なお、この倍力作用時には、リアクションデ
ィスク２８が弾性変形して、その一部がバルブボデー９
の軸孔１３の小径部分に張り出し、プランジャ１４を介
して入力軸１６に反力が伝達される。 【００１８】そして、ブレーキペダルがさらに踏込まれ
て、ハウジング１に対してバルブボデー９が所定の距離
Ｌ（図２）を越えて前進すると、開閉弁３６のポペット
３９が弁ばね４０の付勢力に抗して弁座部３８から離間
し、高圧空気源３４から圧力室３２内へ高圧空気が供給
される。この圧力室３２内の高圧空気は、高圧空気通路
であるバルブボデー９の小径軸部の貫通孔３２、ガイド
部材１５の孔４２およびプランジャ１４の孔４３を通じ
て空気室１８内に流入し、この高圧空気により逆止弁２
７がガイド部材１５の端面に押付けられて大気通路２０
を閉じる。一方、この高圧空気は、プランジャ１４の弁
座部２４が弁部材２５から離れていることから、連通路
２０を経て作動圧室７に流入し、この結果、負圧室６と
作動圧室７との間に、さらに大きな差圧が発生し、パワ
ーピストン５に前方への大きな推力が発生する。 【００１９】したがって、いま、開閉弁３６のポペット
３９が開くまでのバルブボデー９の移動距離（前進量）
Ｌを、高減速制動時のバルブボデーの前進量に設定して
おけば、高減速制動時に大きな制動力が得られるように
なる。本実施例によれば、前記前進量Ｌは中空軸部１１
の外周面に設ける段差部４１の位置を変えることにより
簡単に変更することができ、設計変更にも容易に対処で
きる。また、開閉弁４０はポペット３９を備えた簡単な
構造であるので、コスト的にも有利となる。 【００２０】なお、ブレーキペダルから踏力がなくなる
と、プランジャ１４がリアクションディスク２８に押さ
れて右方向へ移動し、これに応じてプランジャ１４の弁
座部２４が弁部材２５の弁体部２５ａに当接し、弁部材
２５を右方向へ移動させる。この結果、作動圧室７への
大気または高圧空気の導入が断たれる一方で、負圧室６
内の負圧が負圧通路２０および連通路２１を経て作動圧
室７に導入され、上記した差圧が小さくなって推力が減
じる。そして、ブレーキペダルの完全開放と共に、復帰
ばね３０の押圧力によりバルブボデー９が元の位置に復
帰し、弁部材２５が二つの弁座部２３，２４に再び着座
する。 【００２１】図３および４は、本発明の第２実施例を示
したものである。なお、本第２実施例の全体的な構成は
上記第１実施例と同様にあるので、こゝでは同一部分に
は同一符号を付し、その説明を省略する。前記本第２実
施例の特徴とするところは、上記第１実施例における第
２の弁機構、すなわちケーシング３３上の開閉弁３６、
中空軸部１１の外周面の段差部４１等を廃して、ハウジ
ング１の背部にリヤシェル３およびバルブボデー９との
間に密閉の蓄圧室５１を形成するサブリヤシェル５２を
一体化し、このサブリヤシェル５２の後端の筒状部５２
ａとバルブボデー９の小径軸部１１との間にＯリング５
３を介して環状のシール部材５４を介装し、さらにサブ
リヤシェル５２の一部に高圧空気導入口５５を設けて、
この導入口５５に配管３５を介して前記高圧発生源３４
を接続した点にある。 【００２２】本第２実施例において、前記シール部材５
４は、サブリヤシェル５２と一体のストッパ板５６によ
ってサブリヤシェル５２に対して位置固定されており、
バルブボデー９はこのシール部材５４内を摺動自在とな
っている。また、倍力装置の不作動状態において、バル
ブボデー９の中空軸部１１に設けた貫通孔３２（大気通
路）はこのシール部材５４によって閉塞されている。一
方、この状態からハウジング１に対してバルブボデー９
が所定距離Ｌ（図４）を越えて前進すると、バルブボデ
ー９の貫通孔３２がシール部材５４から外れ、これによ
り蓄圧室５１内の高圧空気は、この貫通孔３２からガイ
ド部材１５の孔４２およびプランジャ１４の孔４３を経
て、弁部材２５内の空気室１８に導入される。 【００２３】本第２実施例においては、ブレーキペダル
の踏込み量が小さい間は、上記第１実施例と同様に、入
力軸１６と連動するプランジャ１４の動きによりプラン
ジャ１４の弁座部２４が弁部材２５の弁体部２５ａから
離間し、大気通路２０から作動圧室７に大気が導入さ
れ、パワーピストン５に所定の推力が発生する。一方、
ブレーキペダルがさらに踏込まれて、ハウジング１に対
してバルブボデー９が所定の距離Ｌ（図４）を越えて前
進すると、バルブボデー９の貫通孔３２がシール部材５
４から離れて蓄圧室５１に対して開放され、これにより
蓄圧室５１内の高圧空気が高圧空気通路３２，４２，４
３を通じて空気室１８内に流入し、逆止弁２７が大気通
路２０を閉じる。そして、第１の実施例と同様に、この
高圧空気は、連通路２０を経て作動圧室７に流入し、負
圧室６と作動圧室７との間に大きな差圧が発生して、パ
ワーピストン５に前方への大きな推力が発生する。しか
して、本第２実施例によれば、バルブボデー９の移動量
に応じて作動圧室７に対して大気通路と高圧空気通路と
が機械的に切換えられるので、第１実施例のように特別
の開閉弁３６を設ける必要がなくなり、構造はより簡単
となる。 【００２４】 【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
かゝる気圧式倍力装置によれば、ハウジングの周りがシ
ンプルとなるので、車両への取付性が向上し、その上、
特別のセンサ類や制御回路が不要となって構造の簡略
化、コスト低減を達成できる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の第１実施例である気圧式倍力装置の全
体的な構造を示す断面図である。 【図２】図１に示した気圧式倍力装置の要部を拡大して
示す断面図である。 【図３】本発明の第１実施例である気圧式倍力装置の全
体的な構造を示す断面図である。 【図４】図３に示した気圧式倍力装置の要部を拡大して
示す断面図である。 【符号の説明】 １ ハウジング ４ ダイアフラム ５ パワーピストン ６ 負圧室 ７ 作動圧室 ９ バルブボデー １４ プランジャ １５ ガイド部材 １６ 入力軸 １９ 負圧通路 ２０ 大気通路 ２１ 連通路 ２３ 弁座部（第１の弁機構） ２４ 弁座部（第１の弁機構） ２５ 弁部材（第１の弁機構） ２６ 弁ばね（第１の弁機構） ２７ 逆止弁（第２の弁機構） ３１ 貫通孔（高圧空気通路） ３４ 高圧空気源 ３２ ケーシング ３６ 開閉弁（第２の弁機構） ４１ 段差部（第２の弁機構） ５１ 蓄圧室 ５４ シール部材（第２の弁機構）

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ハウジング内をダイアフラムを備えたパ
   ワーピストンにより負圧室と作動圧室とに区画し、前記
   パワーピストンに負圧通路、大気通路および高圧空気通
   路を有するバルブボデーを取付けると共に、該バルブボ
   デーを前記ハウジングを摺動自在に挿通してその後方ま
   で延ばし、前記バルブボデー内に、入力軸と連動して前
   記作動圧室に対して前記負圧通路と前記大気通路とを切
   換える第１の弁機構を設け、かつ前記バルブボデーの周
   りに、前記ハウジングに対するバルブボデーの移動量に
   応じて前記作動圧室に対して前記大気通路と前記高圧空
   気通路とを切換える第２の弁機構を一体的に配設したこ
   とを特徴とする気圧式倍力装置。