JP3554985B2 - 気圧式倍力装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、車両等に装着される気圧式倍力装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両等に用いられている気圧式倍力装置としては、次のように構成されたものがある。すなわち、フロントシェルとリアシェルによって内部に空間が画定されたハウジングが構成されており、このハウジング内が、バルブボディ、このバルブボディの外周縁から径方向に延びるパワーピストン及びダイヤフラムによりフロント室とリア室とに画成されている。
【０００３】
フロント室は、フロントシェル外壁面の孔に設けられた接続管部を介してエンジンのインテークマニホールドに接続され、エンジンの駆動中には常に負圧に保たれる。一方、バルブボディには、リア室とフロント室とを連通する通路、大気とリア室とを連通する通路が形成されている。また、ブレーキペダルの作動に伴って両通路を開閉するポペット弁を有する構成となっている。ブレーキペダルを踏むことによりポペット弁がフロント室とリア室の連通を遮断し、同時にリア室を大気に連通する。
【０００４】
このことにより、リア室に大気が導入され、フロント室とリア室との間に差圧が生じる。この差圧力はパワーピストンに作用し、これに一体的に組付けられたバルブボディ及び出力軸を前方へ押し出しマスターシリンダのピストンに作用する。また、上記従来の気圧式倍力装置は、リターンスプリングによってバルブボディが後方へ付勢されている。そして、入力軸に力が加わっていない待機状態では、ポペット弁がフロント室とリア室との連通を遮断し、また、リア室と大気とも連通が遮断し、出力が出されない構成となっている。
【０００５】
また、このような気圧式倍力装置では、フロントシェルにマスターシリンダの基端部を嵌合するための有底の円筒部が形成されている。そして、出力軸は、この円筒部の底壁を貫通してシェル外に突出するため、この部分からフロントシェル内部への大気の漏れを防止するために、接続部にフロントシールを介在させている。
【０００６】
この種のフロントシールは、例えば、実公昭５７−４３１７８号にその構成が示されている。図５は、実公昭５７−４３１７８号に示された従来のフロントシールを示すもので、マスターシリンダ及びマスターシリンダ側に配設されるフロントシェルのフロント室内へ没入するよう形成された円筒部を拡大図で示している。
【０００７】
フロントシェル５０には、マスターシリンダ６０の基端部を嵌合するための有底の円筒部５１が形成されている。この円筒部５１の底壁５２に設けられた孔５３には、出力軸７０が隙間を介してハウジング外へ貫通している。
【０００８】
円筒部５１内には、略円板形状であり、底壁５２に対して当接する面が平らなフロントシール８０が底壁５２に支持されるように設けられている。このフロントシール８０の内周縁には、出力軸７０の軸方向に沿って延びる筒状のリップ部８１が設けられており、出力軸７０の外周に摺動可能に嵌合している。
【０００９】
フロントシール８０と底壁５２との当接面の反対側には、中央側がフロントシール８０のリップ部８１に沿うよう筒形状とされ、この筒部より径方向外方へ平板状に延びる円板形状のサポートプレート９０が設けられている。
【００１０】
フロントシール８０の外周部８２には、サポートプレート９０の外周部９１及び両外周縁を全体的に覆うよう厚肉に形成されている。この厚肉となった外周部８２は、マスターシリンダ６０側から設けられ、外周側が係止爪となっているリテーナ１００の板部１０１によって底壁５２に向かって押さえられ、フロントシール８０の軸方向に対する位置決めが行われている。
【００１１】
フロントシール８０の外周縁は、自由状態、すなわち、円筒部への組付け前の状態では、フロントシェル５０の円筒部５１の内周面よりわずかに大径であり、円筒部５１に圧入嵌合されている。また、前記サポートプレート９０の外周面９２は、フロントシール８０の外周部８２よりも内径側において、フロントシール８０の縮径方向の変形を阻止するため、外周部８２を円筒部５１の内周壁へ締め代を持たせ圧着し、フロントシール８０の径方向に対する位置決めをしている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の構成によると、フロントシール８０とは別体のサポートプレート９０によりフロントシール８０の径方向の位置決めを行っている。すなわち、フロントシール８０の外周縁は、サポートプレート９０の外周面９２によって、フロントシェル５０の円筒部５１の内周面８２に対して圧接され、この部分をシールすると共にこの位置に位置決めされている。従って従来の構造は、位置決め及びシールのため、別途独立したサポートプレート９０を必要としコストアップとなる。また、予めフロントシール８０にサポートプレート９０を組み付けなければならず、製作工程が増えるなどの欠点がある。
【００１３】
また、フロントシール８０と円筒部５１の底壁５２とは平面で当接しているので、気密性を確保するためには、この当接面を確実に平らに形成する必要がある。また、組み付け時に当接両間に異物等が入り気密性を損なう場合がある。さらに、より慎重に組み付け作業を行う必要があるなど、製作コストが高くなる等の欠点もある。
【００１４】
本発明は上述した問題に鑑みてなされ、サポートプレートを必要とせずにフロントシールの位置決めと気密性を向上させることができ、構造が簡単で組立て作業が容易となる気圧式倍力装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、複数のシェル同志を組み合わせることにより形成されるハウジングと、該ハウジング内を定圧室と変圧室とに画成するパワーピストンと、前記複数のシェルの一にハウジング内へ没入するよう形成された有底の筒部と、一端が筒部の底壁を貫通して外部に延び、他端が前記パワーピストンに連結される出力軸と、前記筒部内に底壁で支持されるよう設けられ、外周縁が筒部内周壁に気密的に嵌合し、内周縁が前記出力軸の外周に気密的、且つ、摺動可能に嵌合する、弾性材よりなるシール部材と、該シール部材の外周縁を前記筒部の底壁との間で支持するリテーナとから構成される気圧式倍力装置において、前記筒部の底壁とシール部材、あるいは、リテーナとシール部材のそれぞれの部材の一方に、前記出力軸の軸方向に延びる凸部を設け、他方に該凸部と嵌合する凹部を設けるとともに、この凹凸部の径方向に関して対向する壁部の一方がテーパに形成され、前記凹凸部を互いに径方向から当接させて前記テーパにより前記シール部材の外周縁を筒部の内周に押圧したことを特徴としている。
【００１６】
複数のシェル同志を組み合わせることにより形成されるハウジングと、該ハウジング内を定圧室と変圧室とに画成するパワーピストンと、前記複数のシェルの一にハウジング内へ没入するよう形成された有底の筒部と、一端が筒部の底壁を貫通して外部に延び、他端が前記パワーピストンに連結される出力軸と、前記筒部内に底壁で支持されるよう設けられ、外周縁が筒部内周壁に気密的に嵌合し、内周縁が前記出力軸の外周に気密的、且つ、摺動可能に嵌合する、弾性材よりなるシール部材と、該シール部材の外周縁を前記筒部の底壁との間で支持するリテーナとから構成される気圧式倍力装置において、前記筒部の底壁とシール部材のそれぞれの部材の一方に、前記出力軸の軸方向に延びて前記出力軸を取り巻くように環状に形成される凸部を設け、他方に該凸部と嵌合する環状の凹部を設け、この環状の凹凸部の径方向に関して対向する壁部の少なくともいずれか一方が環状のテーパ面で形成され、この凹凸部を互いに径方向から当接させたことを特徴としている。また、前記筒部の底壁とシール部材に形成された環状の凹凸部は、相互に圧入嵌合させてもよい。
【００１７】
前記シール部材の外周縁の筒部底壁に当接する側に、径方向外方に向かうに従って徐々に薄肉となる環状のリップ部を形成し、該リップ部を筒部底壁に弾性的に接触させ、出力軸の軸方向に収縮可能に取付けてもよい。また、前記リテーナとシール部材に形成された凹凸部が、前記出力軸を取り巻くように環状に設けられるようにしてもよい。さらに、複数のシェル同志を組み合わせることにより形成されるハウジングと、該ハウジング内を定圧室と変圧室とに画成するパワーピストンと、前記複数のシェルの一にハウジング内へ没入するよう形成された有底の筒部と、一端が筒部の底壁を貫通して外部に延び、他端が前記パワーピストンに連結される出力軸と、前記筒部内に底壁で支持されるよう設けられ、外周縁が筒部内周壁に気密的に嵌合し、内周縁が前記出力軸の外周に気密的、且つ、摺動可能に嵌合する、弾性材よりなるシール部材と、該シール部材の外周縁を前記筒部の底壁との間で支持するリテーナとから構成される気圧式倍力装置において、前記筒部の底壁とシール部材、あるいは、リテーナとシール部材のそれぞれの部材の一方に、前記出力軸の軸方向に延びる凸部を設け、他方に該凸部と嵌合する凹部を設け、この凹凸部を互いに径方向から当接させるとともに、前記シール部材の外周縁の筒部底壁に当接する側に、径方向外方に向かうに従って徐々に薄肉となる環状のリップ部を形成し、該リップ部を筒部底壁に弾性的に接触させたことを特徴としている。
【００１８】
【作用】
前記筒部の底壁とシール部材、あるいは、リテーナとシール部材のそれぞれの部材の一方に、前記出力軸の軸方向に延びる凸部を設け、他方に該凸部と嵌合する凹部を設けるとともに、この凹凸部の径方向に関して対向する壁部の一方をテーパに形成し、前記凹凸部を互いに径方向から当接させて前記テーパにより前記シール部材の外周縁を筒部の内周に押圧させたことにより、位置決めのためのみに別途独立したサポートプレートを使用することなく、シール部材の位置決めをすることができる。また、シール効果をより一層高めることができる。
【００１９】
前記筒部の底壁とシール部材に形成された凹凸部を、前記出力軸を取り巻くように環状に設け、この環状の凹凸部の径方向に関して対向する壁部の少なくともいずれか一方を環状のテーパ面で形成し、前記凹凸部を互いに径方向において当接させたものでは、この筒部の底壁部分でのシール効果を高めることができる。また、シール部材に形成された環状の凹凸部を容易に筒部底壁の凸又は凹部に密着嵌挿させることができ、このことにより、両当接面同志を確実、且つ、より緊密に接触させることができる。さらに、前記筒部の底壁とシール部材に形成された環状の凹凸部を、相互に圧入嵌合させたものでは、この筒部の底壁部分でのシール効果をより一層高めることができる。
【００２０】
前記シール部材の外周縁の筒部底壁に当接する側に、径方向外方に向かうに従って徐々に薄肉となる環状のリップ部を形成し、該リップ部を筒部底壁に弾性的に接触させ、出力軸の軸方向に収縮可能に取付けた場合、リップ部の形成に伴い外周部には環状空間部が形成されるため、リテーナで押圧されるシール部材の外周縁のバネ定数を小さくすることができる。また、リップ部を前記筒部底壁に弾性的に接触させることができる。前記リテーナとシール部材に形成された凹凸部を、前記出力軸を取り巻くように環状に設けたものでは、シール効果を高めることができる。
【００２１】
【実施例】
次に、本発明の実施例を図面に基づき説明する。図１は、本発明の第１の実施例の断面図を示している。略カップ形状をしたフロントシェル１と略円板状のリアシェル２とを外周を突き合わせて組み合わせることで、内部に空間を画定するハウジングを構成している。３は大小異径の筒状体で構成されたバルブボディで、このバルブボディ３は、大径部がハウジングに設けられ、小径部がリアシェル２を貫通して外部に延びるよう設けられている。バルブボディ３の大径部３ａの外周には、円周状の溝部３ｂが設けられ、この溝部３ｂにゴム等の弾性材よりなるダイヤフラム４の内周縁の厚肉部４ａが気密的に嵌合されている。ダイヤフラム４の外周側は、Ｕ字状に折り返されており、その外周縁４ｂは、フロントシェル１及びリアシェル２の外周縁の突き合わせ部分で気密的に挟持されている。また、ダイヤフラム４の前面側（軸方向フロントシェル１側）には、パワーピストン５が設けられている。このパワーピストン５の内周縁５ａは、バルブボディ３の大径部３ａの外周に形成された段差に嵌合し、ダイヤフラム４とともに径方向外方に延び、その外周縁５ｂは自由端となっている。このバルブボディ３は、ダイヤフラム４及びパワーピストン５とともに定圧室としてのフロント室６及び変圧室としてのリア室７とに区画している。そして、フロントシェル１の軸方向外壁面に設けられた孔に取付けられた接続管部８を介してエンジンのインテークマニホールド（図示せず）に接続されており、フロント室６内はエンジンの駆動中は常に負圧に保たれている。
【００２２】
バルブボディ３には、内部に中心軸線に沿って貫通孔９が設けられており、この貫通孔９内には、入力軸１０が摺動自在に嵌挿されている。入力軸１０の先端部には、プランジャ１１が係合されており、入力軸１０の後端部（図中右方）はバルブボディ３の外部へ突出され、ブレーキペダル（図示せず）に連結されている。プランジャ１１の先端部は貫通孔９の最も小径の孔９ａに摺動自在に嵌合されており、その後端には環状の弁座１２が形成されている。また、貫通孔９の、待機位置にもたらされているプランジャ１１の弁座１２と略同一平面における、外周位置には、弁座１３が設けられている。さらに、バルブボディ３には、一端が大径部のフロント室６に開口し、他端が小径部の弁座１３の外周に開口する大気連通孔１４が設けられている。１５はプランジャ１１を所定の位置に位置決めするストップキーである。このストップキー１５は、装置が作動されていない待機状態では下端がリアシェル２に当接し、上端がプランジャ１１に当接するよう構成されている。
【００２３】
１６はポペット弁で、このポペット弁１６は、前記弁座１２、１３の各々に離着座する弁部１６ａ、蛇腹部１６ｂ、取付部１６ｃからなり、取付部１６ｃが貫通孔９の内周壁に取り付けられ、バルブボディ３の貫通孔９と入力軸１０との間に位置されている。入力軸１０とポペット弁１６との間には、相互に離間するように付勢するバネ１７、１８が介装されている。また、１９、２０はエアフィルタでポペット弁１６の内部空間は大気に連通されている。
【００２４】
ここで、プランジャ１１が待機位置にもたらされるときは、ポペット弁１６の弁部１６ａは、弁座１２及び弁座１３に共に着座している。つまり、この状態では、ポペット弁１６がフロント室６とリア室７の連通を遮断し、また、リア室７と大気とも連通を遮断しており、出力が出されない構成となっている。バルブボディ３内に設けられ、入力軸１０によって操作される弁機構を構成するもののうち、リア室７を外部に連通させて大気を導入させる大気弁は、ポペット弁１６の弁部１６ａとプランジャ１１に設けられた弁座１２とにより構成されるものである。一方、弁機構を構成するもののうち、リア室７内の大気をバルブボディ３内に設けられている大気連通孔１４及びフロント室６を介して負圧発生部に排出する負圧弁は、ポペット弁１６の弁部１６ａと弁座１３とにより構成されるものである。
【００２５】
バルブボディ３の前面側には、円周状の凹部が設けられており、この凹部にリターンスプリング２１の一端が係止されている。このリターンスプリング２１の前方側の他端は、フロントシェル１のフロント室６内へ没入するよう形成された後述する円筒部２４の外周壁とフロントシェル１の内壁部とにより形成される角部に係止されており、このリターンスプリング２１は、バルブボディ３をフロントシェル１の内壁部から離間するように付勢している。
【００２６】
バルブボディ３の貫通孔９のフロント室６側に開口する孔９ｂ内には、ゴム等の弾性材よりなるリアクションディスク２２が嵌装されている。そして、入力軸１０が右方移動可能限界位置にあるとき、すなわち、ブレーキペダルが踏まれていない待機状態にあるときには、前記プランジャ１１の先端との間に若干の隙間ができるようになっている。リアクションディスク２２の前方（図中左方）には、前記入力軸１０と同一軸線上に位置するように出力軸２３が配置されている。この出力軸２３は、先端部２３ａが前記フロントシェル１に形成された筒部としての円筒部２４の底壁の中心部を貫通して延びるとともに、大径の後端部２３ｂが孔９ｂに嵌合し、その後端面はリアクションディスク２２に当接している。
【００２７】
図２は、図１の実施例におけるフロントシェル１の中央部に形成された円筒部２４部分の拡大図で、本実施例のフロントシールの構造を示している。
【００２８】
円筒部２４は、全体的にその中心が前記出力軸２３と同一軸線上に位置するようにフロント室６内へ深く没入した状態に形成されている。そして、この底壁２５の外周縁側は、さらに出力軸２３の軸方向フロント室６内へ環状に没入され、円筒部２４内に凹部が形成されている。この凹部は本実施例では、後述する環状溝２６で形成されており、この環状溝２６の径方向に対向する壁部のうち径方向内周側の壁部は環状のテーパ面２７となっている。円筒部２４の底壁２５の中心には、孔２８が設けられており、この孔２８に対して隙間を介して出力軸２３がフロント室６内から外部へと貫通している。
【００２９】
２９はシール部材としてのフロントシールで、このフロントシール２９は、内周縁側に位置し、出力軸２３の外周に沿って軸方向に延びる筒状の第１のリップ部２９ａ、このリップ部２９ａより径方向外方に向かって略波形形状で延びる薄肉部２９ｂ、外周縁側に位置し出力軸２３の軸線方向に厚肉となった外周取付部２９ｃとからなる。
【００３０】
フロントシール２９の内周縁の第１のリップ部２９ａ及び、薄肉部２９ｂによって第１のリップ部２９ａの周囲に形成される環状溝３０内には、グリスが充填されており、第１のリップ部２９ａは出力軸２３の外周に摺動可能に嵌合されている。
【００３１】
フロントシール２９の外周取付部２９ｃは、円筒部２４の環状溝２６に嵌合するよう環状溝２６の底壁に向かって延びる環状の凸部２９ｄを持つ厚肉部で形成されている。この環状の凸部２９ｄは、円筒部２４の内周壁２４ａに臨むように環状の溝部３２が形成されると共に、環状溝２６の底壁へ当接する部分の外周側が径方向外側に向かうにつれて徐々に薄肉となるような第２のリップ部３１が形成されている。そして、環状の凸部２９ｄは、環状溝２６に圧入嵌合されており、フロントシール２９の径方向の位置決めを行なっている。また、前記円筒部２４の内周壁２４ａの軸方向フロント室６側には、リテーナ３３が設けられており、フロントシール２９の外周取付部２９ｃを環状溝２６の底壁に対して押圧し、軸方向に対して抜け止めされている。ここで、外周取付部２９ｃの環状の凸部２９ｄは、環状溝２６に圧入嵌合されているが、環状の凸部２９ｄには、環状の溝部３２が形成され、嵌合部における環状の凸部２９ｄ自体のバネ定数が低下されているため、環状の凸部２９ｄを環状溝２６に確実に嵌合することができる。また、第２のリップ部３１の先端が環状溝２６の底壁に弾性的に接触されている。
【００３２】
以上のように構成された第１の実施例における気圧式倍力装置の作用を説明する。ブレーキペダルを踏み込む以前には、ポペット弁１６は弁座１２と弁座１３とに着座しており、大気弁、負圧弁とも閉じられた状態にある。このブレーキペダルを踏むことにより、ブレーキペダルに連結している入力軸１０が前方（図中左方）へ移動されると、プランジャ１１が入力軸１０と共に前方へと移動する。これにより、弁座１２がポペット弁１６から離座させられリア室７を大気と連通させる。すると、フロント室６は負圧に保たれたままリア室７は大気圧となりこの間に差圧が発生する。これにより、バルブボディ３及びこれの外周に嵌合するダイヤフラム４、パワーピストン５に作用する押圧力は、リターンスプリング２１の押圧力よりも大きくなり、バルブボディ３のフロントシェル１側の貫通孔９ｂに係合する出力軸２３を前方へ押圧し、マスターシリンダ内部のピストン（図示せず）に作用する。
【００３３】
また、ブレーキペダルから足を離し入力軸１０に外力が加わっていない状態になると、プランジャ１１及び入力軸１０は、プランジャ１１の後端の弁座１２にポペット弁１６を当接させたまま後方（図中右方）へ移動する。すると、弁座１３からポペット弁１６が離座させられ、バルブボディ３内に設けられた大気連通孔１４を介してフロント室６とリア室７が連通可能となり、リア室７の大気はフロント室６及び接続管部８を通り負圧発生部へと排出される。その後に、フロント室６とリア室７は同圧となりバルブボディ３及びこれの外周に嵌合するダイヤフラム４、パワーピストン５は、バルブボディ３の前方に係入し後方へと付勢するリターンスプリング２１によって、出力軸２３とともに後方へ押し戻され待機位置に復帰する。
【００３４】
次に本発明の特徴部分であるフロントシール２９の作用について、図２に基づいて説明する。第１の実施例の気圧式倍力装置の作動中において、フロント室６内はエンジンの駆動中は常に負圧に保たれており、フロント室６の外部とフロント室６内との間には差圧が発生する。このように発生する差圧力によってフロントシール２９全体は、フロントシェル１に設けられた円筒部２４の底壁２５に密着され、底壁２５から孔２８にかけての気体の漏れを防止している。
【００３５】
フロントシール２９の外周縁としての外周取付部２９ｃは、軸方向の位置決めをするリテーナ３２により円筒部２４の底壁２５に設けられた環状溝２６に圧入嵌合され、且つ、これを助けるように差圧力が補助的に作用している。このことにより径方向の位置決めがされている。ここで、フロントシール２９の、リップ部３１が形成された環状の凸部２９ｄを受け入れる環状溝２６の内周壁は、環状のテーパ面２７で形成されているので、フロントシール２９の組み付け時、環状の凸部２９ｄ自体が所定の寸法より大きかったり、小さかったりする製作誤差があったとしても、この製作誤差を環状のテーパ面２７で吸収しつつ環状の凸部２９ｄを環状溝２６内に密着することができると同時に、環状のテーパ面２７で発生する分力によって外周取付部２９ｃの外周を円筒部２４の内周壁２４ａに対してより緊密に押圧することができる。さらに、外周取付部２９ｃの環状の凸部２９ｄを第２のリップ部３１で構成しているので、第２のリップ部３１の先端は内外の差圧力を受けて強く環状溝２６の底壁に密着する。作動に伴い出力軸２３に発生する径方向のガタはフロントシール２９の略波形形状の薄肉部２９ｂによって吸収される。
【００３６】
フロントシール２９の第１のリップ部２９ａは前記出力軸２３の外周に密着して、この外周から気体の漏れを防止するが、第１のリップ部２９ａ及び前記フロントシール２９に設けられた環状溝３０にはグリスを充填しているので、出力軸２３が径方向に傾動することに伴う環状溝３０自体の変形あるいは出力軸２３の作動時に発生する熱によって、出力軸２３の外周とフロントシール２９の内周縁との間にグリスが流出し、摺動抵抗を軽減させている。
【００３７】
なお、第１の実施例ではフロントシールの径方向の位置決めを行うため、フロントシェルの筒部の底壁と、これに対向するフロントシールの当接面とのいずれか一方に形成された凹凸部が互いに環状であり、凹又は凸部を形成する壁部の一方がテーパ面であるものを示したが、必ずしもこの構造である必要はなく、凸部を円形の突起として円周方向に適宜の間隔で適当数複数個設け、この凸部に対応して嵌合する凹部を他方に適当数個設けたものでもよい。また、環状の凹又は凸部を形成する壁部の両方をテーパ面にしてもよい。
【００３８】
次に、本発明の第２の実施例を図面に基づき説明する。図３は、第２の実施例におけるフロントシェル４０に形成された円筒部２４部分の拡大図で、第２の実施例のフロントシールの構造を示している。なお、第１の実施例と同一部分については同一の記号を付し、第１の実施例と異なる部分について説明する。
【００３９】
フロントシェル１に形成された円筒部２４は、全体的にその中心が前記出力軸２３と同一軸線上に位置するようにフロント室６内へ深く没入した状態に形成されている。そして、この底壁２５の孔２８から外周縁側に向かって概ね中間位置には、さらに出力軸２３の軸方向フロント室６内へ環状に没入され、フロントシール４０の径方向の位置決めをするための同心円の凹部となっている。この凹部は本実施例では、環状溝４１で形成されており、この環状溝４１の径方向に対向する壁部のうち径方向内周側の壁部は環状のテーパ面４２となっている。
【００４０】
４０は第２の実施例におけるフロントシールで、このフロントシール４０は、内周縁に位置し、出力軸２３の外周に沿って軸方向に延びる筒状のリップ部４０ａ、このリップ部４０ａより径方向外方に向かって略波形形状で延びる薄肉部４０ｂ、この薄肉部４０ｂの外周に接続し、前記環状溝４１に嵌合するよう形成された環状の凸部４０ｃ、外周縁に位置し出力軸２３の軸方向に厚肉となった外周取付部４０ｄとからなる。
【００４１】
フロントシール４０の内周縁のリップ部４０ａ及び薄肉部４０ｂによってリップ部４０ａの周囲に形成される環状溝４３内にはグリスが充填されており、リップ部４０ａは出力軸２３の外周に摺動可能に嵌合されている。
【００４２】
フロントシール４０の外周取付部４０ｄは、自由状態、すなわち、円筒部２４への組付け前の状態では、内周壁２４ａの内径よりもわずかに大径に形成されており、前記円筒部２４の内周壁２４ａに気密的に嵌合している。この外周取付部４０ｄの径方向内周側に設けられた環状の凸部４０ｃは、前記環状溝４１の内周壁に設けられたテーパ面に沿って徐々に幅が狭められていく方向に圧入嵌合されている。この環状の凸部４０ｃが環状溝４１に圧入嵌合されることにより、フロントシール４０の径方向の位置決めが行われている。また、前記円筒部２４の内周壁２４ａには、フロント室６の軸方向外部には、リテーナ３３が設けられており、フロントシール４０の環状の凸部４０ｃを含む外周縁としての外周取付部４０ｄ全体を底壁２５に押圧し、フロントシール４０の軸方向に対する抜け止めがなされている。
【００４３】
以上のように構成された第２の実施例におけるフロントシール４０の作用について、第１の実施例と異なる部分について説明する。フロントシール４０の環状の凸部４０ｃは、リテーナ３３により円筒部２４に設けられた環状溝４１に圧入嵌合され、且つこれを助けるように装置の作動時に発生する差圧力が補助的に作用している。これにより、軸方向に対する位置決めがされている。ここで環状溝４１の内周壁は、環状のテーパ面４２で形成されているので第１の実施例で前述したように、フロントシェル１自体、又はフロントシール４０自体に製作誤差があったとしても、この製作誤差を環状のテーパ面４２で吸収しつつ密着することができる。この環状溝４１に環状の凸部４０ｃを圧入嵌合させることにより径方向に対する位置決めが行われている。作動に伴い出力軸２３に発生する径方向のガタはフロントシール４０の略波形形状の薄肉部４０ｂによって吸収される。
【００４４】
また、作動時においてフロントシール４０のリップ部４０ａは前記出力軸２３の外周に密着して、この外周から気体の漏れを防止するが、この際に環状溝４３に充填されたグリスが第１の実施例と同様に出力軸２３の外周とフロントシール４０の内周縁との間に流出し、摺動抵抗を軽減させている。
【００４５】
このように、環状の凸部４０ｃが環状溝４１に圧入嵌合されることと、外周取付部４０ｄを円筒部２４の内周壁２４ａ及び底壁２５の外周縁に圧入して押圧されることにより、２重の気密構造を持つことができ、より気密性を向上することができる。
【００４６】
なお、第２の実施例では、フロントシェル１にフロント室６内に没入する環状溝４１を形成し、フロントシール４０には、これに嵌合する環状の凸部４０ｃを形成した構造を示したが、必ずしもその構造に限らず、この凹又は凸部は円周方向に適宜の間隔で適当数複数個形成し、互いに圧入嵌合させるようにしてもよい。また、フロントシェル１にその前方へ突出する環状の凸部を形成し、フロントシール４０には、この環状の凸部に嵌合する凹部を設け、互いに嵌合させるようにしてもよい。この場合、凹又は凸部を構成する壁部の少なくとも一方にテーパ面を形成してもよい。さらに、第１の実施例のように、フロントシール４０の外周取付部４０ｄの外周縁に、円筒部２４の内周壁２４ａに臨むよう環状の溝部を形成し、円筒部２４の底壁２５へ当接する部分の外周側が径方向外側に向かうにつれて徐々に薄肉となるような第２のリップ部を形成してもよい。
【００４７】
次に本発明の第３実施例を図４に基づき説明する。図において、図３と同様の部材は、図３のものを流用し、説明は割愛する。この例は、リテーナ３３とフロントシール４０とに凹凸部を設けた例を示す。フロントシール４０の外周部４０ｄのリテーナ３３と嵌合する側には凸部４０ｅが形成されており、この凸部４０ｅの内周側は環状のテーパ面４０ｆとなっている。一方、リテーナ３３には、フロントシール４０の凸部４０ｅを受け入れるべき凹部が形成されており、この凹部を形成する壁部のうち内周側に環状のテーパ面３３ａに形成されている。
【００４８】
ここで、リテーナ３３により形成される凹部の径方向における幅寸法より、フロントシール４０の凸部４０ｅの径方向における幅寸法の方がわずかに大きく設定されるか、あるいは、フロントシール４０のテーパ面４０ｆの角度より、リテーナ３３のテーパ面３３ａの角度の方が小さく設定されており、フロントシール４０の外周部４０ｅを円筒部２４の内周面２４ａに押圧するように構成されている。
【００４９】
この実施例によれば、リテーナ３３によりフロントシール４０の径方向の位置決めがなされると共に、フロントシール４０により円筒部２４におけるシールを行うことができる。
【００５０】
この第３の実施例においては、リテーナ３３の内周にテーパ面３３ａを設けた構成を示したが、リテーナ３３の板部の径方向途中に凸部を設け、これに嵌合しうる凹部をフロントシール４０に設けるようにしてもよい。この場合、凸部及び凹部は必ずしも環状である必要はなく、周回り方向に関し、最低限３個以上形成すればよい。
【００５１】
気圧式倍力装置自体の構成に関して、これらの第１、第２実施例は、フロント室を負圧に保ち、リア室を大気と連通させ、この差圧力により出力軸を前方へ移動せしめる負圧式の構成のものを示したが、別段これに限らずフロント室を大気と連通させ、リア室に車両に搭載されたコンプレッサ等により発生される正圧を導入することで、差圧力を発生させる正圧式の構成の気圧式倍力装置にも適用しうるものである。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、以上述べたことから明らかなように、以下に示す種々の効果を奏しうる。
第１に、筒部の底壁とシール部材、あるいは、リテーナとシール部材のそれぞれの部材の一方に、出力軸の軸方向に延びる凸部を設け、他方にこの凸部と嵌合する凹部を設けるとともに、この凹凸部の径方向に関して対向する壁部の一方をテーパに形成し、前記凹凸部を互いに径方向から当接させて前記テーパにより前記シール部材の外周縁を筒部の内周に押圧させたことにより、サポートプレートを必要とせず、筒部の底壁又はリテーナにより径方向に対する位置決めを行うことができる。また、従来のように位置決めのために別途独立したサポートプレートを必要としないため、組立てが容易となり、組立て時間を削減でき、且つ、コストダウンを図ることができる。また、シール効果をより一層高めることができ、気密性の向上が図れる。
第２に、前記筒部の底壁とシール部材に形成された凹凸部を、前記出力軸を取り巻くように環状に設け、この環状の凹凸部の径方向に関して対向する壁部の少なくともいずれか一方を環状のテーパ面で形成し、前記凹凸部を互いに径方向において当接させたことにより、この筒部の底壁部分でのシール効果を高めることができる。また、シール部材に形成された凹又は凸部自体が、所定の寸法より大きかったり、小さかったりする製作誤差があったとしても、この製作誤差を環状のテーパ面で吸収しつつ組み付けることができる。また、シール部材に形成された環状の凹凸部を容易に筒部底壁の凸又は凹部に密着嵌挿させることができ、このことにより、両当接面同志を確実、且つ、より緊密に接触させることができる。
第３に、フロントシェルに設けた筒部の底壁に、出力軸の軸方向に延びる凹又は凸部を設けることにより、フロントシェル筒部自体の強度が向上する。
第４に、前記シール部材の外周縁の筒部底壁に当接する側に、径方向外方に向かうに従って徐々に薄肉となる環状のリップ部を形成し、該リップ部を筒部底壁に弾性的に接触させ、出力軸の軸方向に収縮可能に取付けた場合、リップ部の形成に伴い外周部には環状空間部が形成されるため、リテーナで押圧されるシール部材の外周縁のバネ定数を小さくすることができる。さらに、リテーナ及び装置の作動時に発生するハウジング内外の差圧力によりシール部材が自ら円筒部の底壁へ密着させられる方向へ移動し、気密性を向上させることができる。
第５に、前記リテーナとシール部材に形成された凹凸部を、前記出力軸を取り巻くように環状に設けたことにより、サポートプレートを必要とせず、筒部の底壁又はリテーナにより径方向に対する位置決めを行うことができる。また、シール効果を高めることができる。
第６に、前記筒部の底壁とシール部材、あるいは、リテーナとシール部材のそれぞれの部材の一方に、前記出力軸の軸方向に延びる凸部を設け、他方に該凸部と嵌合する凹部を設け、この凹凸部を互いに径方向から当接させるとともに、前記シール部材の外周縁の筒部底壁に当接する側に、径方向外方に向かうに従って徐々に薄肉となる環状のリップ部を形成し、該リップ部を筒部底壁に弾性的に接触させたことにより、サポートプレートを必要とせず、筒部の底壁又はリテーナにより径方向に対する位置決めを行うことができる。また、この位置決めに当たっては、リテーナで押圧されるシール部材の外周縁のバネ定数を小さくすることができるので組立て作業が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の気圧式倍力装置における、第１の実施例を示す断面図である。
【図２】図１の気圧式倍力装置における、フロントシェル円筒部の拡大断面図である。
【図３】第２の実施例の気圧式倍力装置における、フロントシェル円筒部の拡大断面図である。
【図４】第３の実施例の気圧式倍力装置における、フロントシェル円筒部の拡大断面図である。
【図５】従来の気圧式倍力装置を示す、フロントシェル円筒部の拡大断面図である。
【符号の説明】
１ フロントシェル
２ リアシェル
３ バルブボディ
６ フロント室
７ リア室
１０ 入力軸
１１ プランジャ
１６ ポペット弁
１２、１６ａ 大気弁
１３、１６ａ 負圧弁
２１ リターンスプリング
２３ 出力軸
２４ フロントシェル円筒部
２９、４０ フロントシール
２９ａ、４０ａ 第１のリップ部
３１、 第２のリップ部
３３、１００ リテーナ
２７、４２ テーパ面
９０ サポートプレート
【産業上の利用分野】
本発明は、車両等に装着される気圧式倍力装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両等に用いられている気圧式倍力装置としては、次のように構成されたものがある。すなわち、フロントシェルとリアシェルによって内部に空間が画定されたハウジングが構成されており、このハウジング内が、バルブボディ、このバルブボディの外周縁から径方向に延びるパワーピストン及びダイヤフラムによりフロント室とリア室とに画成されている。
【０００３】
フロント室は、フロントシェル外壁面の孔に設けられた接続管部を介してエンジンのインテークマニホールドに接続され、エンジンの駆動中には常に負圧に保たれる。一方、バルブボディには、リア室とフロント室とを連通する通路、大気とリア室とを連通する通路が形成されている。また、ブレーキペダルの作動に伴って両通路を開閉するポペット弁を有する構成となっている。ブレーキペダルを踏むことによりポペット弁がフロント室とリア室の連通を遮断し、同時にリア室を大気に連通する。
【０００４】
このことにより、リア室に大気が導入され、フロント室とリア室との間に差圧が生じる。この差圧力はパワーピストンに作用し、これに一体的に組付けられたバルブボディ及び出力軸を前方へ押し出しマスターシリンダのピストンに作用する。また、上記従来の気圧式倍力装置は、リターンスプリングによってバルブボディが後方へ付勢されている。そして、入力軸に力が加わっていない待機状態では、ポペット弁がフロント室とリア室との連通を遮断し、また、リア室と大気とも連通が遮断し、出力が出されない構成となっている。
【０００５】
また、このような気圧式倍力装置では、フロントシェルにマスターシリンダの基端部を嵌合するための有底の円筒部が形成されている。そして、出力軸は、この円筒部の底壁を貫通してシェル外に突出するため、この部分からフロントシェル内部への大気の漏れを防止するために、接続部にフロントシールを介在させている。
【０００６】
この種のフロントシールは、例えば、実公昭５７−４３１７８号にその構成が示されている。図５は、実公昭５７−４３１７８号に示された従来のフロントシールを示すもので、マスターシリンダ及びマスターシリンダ側に配設されるフロントシェルのフロント室内へ没入するよう形成された円筒部を拡大図で示している。
【０００７】
フロントシェル５０には、マスターシリンダ６０の基端部を嵌合するための有底の円筒部５１が形成されている。この円筒部５１の底壁５２に設けられた孔５３には、出力軸７０が隙間を介してハウジング外へ貫通している。
【０００８】
円筒部５１内には、略円板形状であり、底壁５２に対して当接する面が平らなフロントシール８０が底壁５２に支持されるように設けられている。このフロントシール８０の内周縁には、出力軸７０の軸方向に沿って延びる筒状のリップ部８１が設けられており、出力軸７０の外周に摺動可能に嵌合している。
【０００９】
フロントシール８０と底壁５２との当接面の反対側には、中央側がフロントシール８０のリップ部８１に沿うよう筒形状とされ、この筒部より径方向外方へ平板状に延びる円板形状のサポートプレート９０が設けられている。
【００１０】
フロントシール８０の外周部８２には、サポートプレート９０の外周部９１及び両外周縁を全体的に覆うよう厚肉に形成されている。この厚肉となった外周部８２は、マスターシリンダ６０側から設けられ、外周側が係止爪となっているリテーナ１００の板部１０１によって底壁５２に向かって押さえられ、フロントシール８０の軸方向に対する位置決めが行われている。
【００１１】
フロントシール８０の外周縁は、自由状態、すなわち、円筒部への組付け前の状態では、フロントシェル５０の円筒部５１の内周面よりわずかに大径であり、円筒部５１に圧入嵌合されている。また、前記サポートプレート９０の外周面９２は、フロントシール８０の外周部８２よりも内径側において、フロントシール８０の縮径方向の変形を阻止するため、外周部８２を円筒部５１の内周壁へ締め代を持たせ圧着し、フロントシール８０の径方向に対する位置決めをしている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の構成によると、フロントシール８０とは別体のサポートプレート９０によりフロントシール８０の径方向の位置決めを行っている。すなわち、フロントシール８０の外周縁は、サポートプレート９０の外周面９２によって、フロントシェル５０の円筒部５１の内周面８２に対して圧接され、この部分をシールすると共にこの位置に位置決めされている。従って従来の構造は、位置決め及びシールのため、別途独立したサポートプレート９０を必要としコストアップとなる。また、予めフロントシール８０にサポートプレート９０を組み付けなければならず、製作工程が増えるなどの欠点がある。
【００１３】
また、フロントシール８０と円筒部５１の底壁５２とは平面で当接しているので、気密性を確保するためには、この当接面を確実に平らに形成する必要がある。また、組み付け時に当接両間に異物等が入り気密性を損なう場合がある。さらに、より慎重に組み付け作業を行う必要があるなど、製作コストが高くなる等の欠点もある。
【００１４】
本発明は上述した問題に鑑みてなされ、サポートプレートを必要とせずにフロントシールの位置決めと気密性を向上させることができ、構造が簡単で組立て作業が容易となる気圧式倍力装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、複数のシェル同志を組み合わせることにより形成されるハウジングと、該ハウジング内を定圧室と変圧室とに画成するパワーピストンと、前記複数のシェルの一にハウジング内へ没入するよう形成された有底の筒部と、一端が筒部の底壁を貫通して外部に延び、他端が前記パワーピストンに連結される出力軸と、前記筒部内に底壁で支持されるよう設けられ、外周縁が筒部内周壁に気密的に嵌合し、内周縁が前記出力軸の外周に気密的、且つ、摺動可能に嵌合する、弾性材よりなるシール部材と、該シール部材の外周縁を前記筒部の底壁との間で支持するリテーナとから構成される気圧式倍力装置において、前記筒部の底壁とシール部材、あるいは、リテーナとシール部材のそれぞれの部材の一方に、前記出力軸の軸方向に延びる凸部を設け、他方に該凸部と嵌合する凹部を設けるとともに、この凹凸部の径方向に関して対向する壁部の一方がテーパに形成され、前記凹凸部を互いに径方向から当接させて前記テーパにより前記シール部材の外周縁を筒部の内周に押圧したことを特徴としている。
【００１６】
複数のシェル同志を組み合わせることにより形成されるハウジングと、該ハウジング内を定圧室と変圧室とに画成するパワーピストンと、前記複数のシェルの一にハウジング内へ没入するよう形成された有底の筒部と、一端が筒部の底壁を貫通して外部に延び、他端が前記パワーピストンに連結される出力軸と、前記筒部内に底壁で支持されるよう設けられ、外周縁が筒部内周壁に気密的に嵌合し、内周縁が前記出力軸の外周に気密的、且つ、摺動可能に嵌合する、弾性材よりなるシール部材と、該シール部材の外周縁を前記筒部の底壁との間で支持するリテーナとから構成される気圧式倍力装置において、前記筒部の底壁とシール部材のそれぞれの部材の一方に、前記出力軸の軸方向に延びて前記出力軸を取り巻くように環状に形成される凸部を設け、他方に該凸部と嵌合する環状の凹部を設け、この環状の凹凸部の径方向に関して対向する壁部の少なくともいずれか一方が環状のテーパ面で形成され、この凹凸部を互いに径方向から当接させたことを特徴としている。また、前記筒部の底壁とシール部材に形成された環状の凹凸部は、相互に圧入嵌合させてもよい。
【００１７】
前記シール部材の外周縁の筒部底壁に当接する側に、径方向外方に向かうに従って徐々に薄肉となる環状のリップ部を形成し、該リップ部を筒部底壁に弾性的に接触させ、出力軸の軸方向に収縮可能に取付けてもよい。また、前記リテーナとシール部材に形成された凹凸部が、前記出力軸を取り巻くように環状に設けられるようにしてもよい。さらに、複数のシェル同志を組み合わせることにより形成されるハウジングと、該ハウジング内を定圧室と変圧室とに画成するパワーピストンと、前記複数のシェルの一にハウジング内へ没入するよう形成された有底の筒部と、一端が筒部の底壁を貫通して外部に延び、他端が前記パワーピストンに連結される出力軸と、前記筒部内に底壁で支持されるよう設けられ、外周縁が筒部内周壁に気密的に嵌合し、内周縁が前記出力軸の外周に気密的、且つ、摺動可能に嵌合する、弾性材よりなるシール部材と、該シール部材の外周縁を前記筒部の底壁との間で支持するリテーナとから構成される気圧式倍力装置において、前記筒部の底壁とシール部材、あるいは、リテーナとシール部材のそれぞれの部材の一方に、前記出力軸の軸方向に延びる凸部を設け、他方に該凸部と嵌合する凹部を設け、この凹凸部を互いに径方向から当接させるとともに、前記シール部材の外周縁の筒部底壁に当接する側に、径方向外方に向かうに従って徐々に薄肉となる環状のリップ部を形成し、該リップ部を筒部底壁に弾性的に接触させたことを特徴としている。
【００１８】
【作用】
前記筒部の底壁とシール部材、あるいは、リテーナとシール部材のそれぞれの部材の一方に、前記出力軸の軸方向に延びる凸部を設け、他方に該凸部と嵌合する凹部を設けるとともに、この凹凸部の径方向に関して対向する壁部の一方をテーパに形成し、前記凹凸部を互いに径方向から当接させて前記テーパにより前記シール部材の外周縁を筒部の内周に押圧させたことにより、位置決めのためのみに別途独立したサポートプレートを使用することなく、シール部材の位置決めをすることができる。また、シール効果をより一層高めることができる。
【００１９】
前記筒部の底壁とシール部材に形成された凹凸部を、前記出力軸を取り巻くように環状に設け、この環状の凹凸部の径方向に関して対向する壁部の少なくともいずれか一方を環状のテーパ面で形成し、前記凹凸部を互いに径方向において当接させたものでは、この筒部の底壁部分でのシール効果を高めることができる。また、シール部材に形成された環状の凹凸部を容易に筒部底壁の凸又は凹部に密着嵌挿させることができ、このことにより、両当接面同志を確実、且つ、より緊密に接触させることができる。さらに、前記筒部の底壁とシール部材に形成された環状の凹凸部を、相互に圧入嵌合させたものでは、この筒部の底壁部分でのシール効果をより一層高めることができる。
【００２０】
前記シール部材の外周縁の筒部底壁に当接する側に、径方向外方に向かうに従って徐々に薄肉となる環状のリップ部を形成し、該リップ部を筒部底壁に弾性的に接触させ、出力軸の軸方向に収縮可能に取付けた場合、リップ部の形成に伴い外周部には環状空間部が形成されるため、リテーナで押圧されるシール部材の外周縁のバネ定数を小さくすることができる。また、リップ部を前記筒部底壁に弾性的に接触させることができる。前記リテーナとシール部材に形成された凹凸部を、前記出力軸を取り巻くように環状に設けたものでは、シール効果を高めることができる。
【００２１】
【実施例】
次に、本発明の実施例を図面に基づき説明する。図１は、本発明の第１の実施例の断面図を示している。略カップ形状をしたフロントシェル１と略円板状のリアシェル２とを外周を突き合わせて組み合わせることで、内部に空間を画定するハウジングを構成している。３は大小異径の筒状体で構成されたバルブボディで、このバルブボディ３は、大径部がハウジングに設けられ、小径部がリアシェル２を貫通して外部に延びるよう設けられている。バルブボディ３の大径部３ａの外周には、円周状の溝部３ｂが設けられ、この溝部３ｂにゴム等の弾性材よりなるダイヤフラム４の内周縁の厚肉部４ａが気密的に嵌合されている。ダイヤフラム４の外周側は、Ｕ字状に折り返されており、その外周縁４ｂは、フロントシェル１及びリアシェル２の外周縁の突き合わせ部分で気密的に挟持されている。また、ダイヤフラム４の前面側（軸方向フロントシェル１側）には、パワーピストン５が設けられている。このパワーピストン５の内周縁５ａは、バルブボディ３の大径部３ａの外周に形成された段差に嵌合し、ダイヤフラム４とともに径方向外方に延び、その外周縁５ｂは自由端となっている。このバルブボディ３は、ダイヤフラム４及びパワーピストン５とともに定圧室としてのフロント室６及び変圧室としてのリア室７とに区画している。そして、フロントシェル１の軸方向外壁面に設けられた孔に取付けられた接続管部８を介してエンジンのインテークマニホールド（図示せず）に接続されており、フロント室６内はエンジンの駆動中は常に負圧に保たれている。
【００２２】
バルブボディ３には、内部に中心軸線に沿って貫通孔９が設けられており、この貫通孔９内には、入力軸１０が摺動自在に嵌挿されている。入力軸１０の先端部には、プランジャ１１が係合されており、入力軸１０の後端部（図中右方）はバルブボディ３の外部へ突出され、ブレーキペダル（図示せず）に連結されている。プランジャ１１の先端部は貫通孔９の最も小径の孔９ａに摺動自在に嵌合されており、その後端には環状の弁座１２が形成されている。また、貫通孔９の、待機位置にもたらされているプランジャ１１の弁座１２と略同一平面における、外周位置には、弁座１３が設けられている。さらに、バルブボディ３には、一端が大径部のフロント室６に開口し、他端が小径部の弁座１３の外周に開口する大気連通孔１４が設けられている。１５はプランジャ１１を所定の位置に位置決めするストップキーである。このストップキー１５は、装置が作動されていない待機状態では下端がリアシェル２に当接し、上端がプランジャ１１に当接するよう構成されている。
【００２３】
１６はポペット弁で、このポペット弁１６は、前記弁座１２、１３の各々に離着座する弁部１６ａ、蛇腹部１６ｂ、取付部１６ｃからなり、取付部１６ｃが貫通孔９の内周壁に取り付けられ、バルブボディ３の貫通孔９と入力軸１０との間に位置されている。入力軸１０とポペット弁１６との間には、相互に離間するように付勢するバネ１７、１８が介装されている。また、１９、２０はエアフィルタでポペット弁１６の内部空間は大気に連通されている。
【００２４】
ここで、プランジャ１１が待機位置にもたらされるときは、ポペット弁１６の弁部１６ａは、弁座１２及び弁座１３に共に着座している。つまり、この状態では、ポペット弁１６がフロント室６とリア室７の連通を遮断し、また、リア室７と大気とも連通を遮断しており、出力が出されない構成となっている。バルブボディ３内に設けられ、入力軸１０によって操作される弁機構を構成するもののうち、リア室７を外部に連通させて大気を導入させる大気弁は、ポペット弁１６の弁部１６ａとプランジャ１１に設けられた弁座１２とにより構成されるものである。一方、弁機構を構成するもののうち、リア室７内の大気をバルブボディ３内に設けられている大気連通孔１４及びフロント室６を介して負圧発生部に排出する負圧弁は、ポペット弁１６の弁部１６ａと弁座１３とにより構成されるものである。
【００２５】
バルブボディ３の前面側には、円周状の凹部が設けられており、この凹部にリターンスプリング２１の一端が係止されている。このリターンスプリング２１の前方側の他端は、フロントシェル１のフロント室６内へ没入するよう形成された後述する円筒部２４の外周壁とフロントシェル１の内壁部とにより形成される角部に係止されており、このリターンスプリング２１は、バルブボディ３をフロントシェル１の内壁部から離間するように付勢している。
【００２６】
バルブボディ３の貫通孔９のフロント室６側に開口する孔９ｂ内には、ゴム等の弾性材よりなるリアクションディスク２２が嵌装されている。そして、入力軸１０が右方移動可能限界位置にあるとき、すなわち、ブレーキペダルが踏まれていない待機状態にあるときには、前記プランジャ１１の先端との間に若干の隙間ができるようになっている。リアクションディスク２２の前方（図中左方）には、前記入力軸１０と同一軸線上に位置するように出力軸２３が配置されている。この出力軸２３は、先端部２３ａが前記フロントシェル１に形成された筒部としての円筒部２４の底壁の中心部を貫通して延びるとともに、大径の後端部２３ｂが孔９ｂに嵌合し、その後端面はリアクションディスク２２に当接している。
【００２７】
図２は、図１の実施例におけるフロントシェル１の中央部に形成された円筒部２４部分の拡大図で、本実施例のフロントシールの構造を示している。
【００２８】
円筒部２４は、全体的にその中心が前記出力軸２３と同一軸線上に位置するようにフロント室６内へ深く没入した状態に形成されている。そして、この底壁２５の外周縁側は、さらに出力軸２３の軸方向フロント室６内へ環状に没入され、円筒部２４内に凹部が形成されている。この凹部は本実施例では、後述する環状溝２６で形成されており、この環状溝２６の径方向に対向する壁部のうち径方向内周側の壁部は環状のテーパ面２７となっている。円筒部２４の底壁２５の中心には、孔２８が設けられており、この孔２８に対して隙間を介して出力軸２３がフロント室６内から外部へと貫通している。
【００２９】
２９はシール部材としてのフロントシールで、このフロントシール２９は、内周縁側に位置し、出力軸２３の外周に沿って軸方向に延びる筒状の第１のリップ部２９ａ、このリップ部２９ａより径方向外方に向かって略波形形状で延びる薄肉部２９ｂ、外周縁側に位置し出力軸２３の軸線方向に厚肉となった外周取付部２９ｃとからなる。
【００３０】
フロントシール２９の内周縁の第１のリップ部２９ａ及び、薄肉部２９ｂによって第１のリップ部２９ａの周囲に形成される環状溝３０内には、グリスが充填されており、第１のリップ部２９ａは出力軸２３の外周に摺動可能に嵌合されている。
【００３１】
フロントシール２９の外周取付部２９ｃは、円筒部２４の環状溝２６に嵌合するよう環状溝２６の底壁に向かって延びる環状の凸部２９ｄを持つ厚肉部で形成されている。この環状の凸部２９ｄは、円筒部２４の内周壁２４ａに臨むように環状の溝部３２が形成されると共に、環状溝２６の底壁へ当接する部分の外周側が径方向外側に向かうにつれて徐々に薄肉となるような第２のリップ部３１が形成されている。そして、環状の凸部２９ｄは、環状溝２６に圧入嵌合されており、フロントシール２９の径方向の位置決めを行なっている。また、前記円筒部２４の内周壁２４ａの軸方向フロント室６側には、リテーナ３３が設けられており、フロントシール２９の外周取付部２９ｃを環状溝２６の底壁に対して押圧し、軸方向に対して抜け止めされている。ここで、外周取付部２９ｃの環状の凸部２９ｄは、環状溝２６に圧入嵌合されているが、環状の凸部２９ｄには、環状の溝部３２が形成され、嵌合部における環状の凸部２９ｄ自体のバネ定数が低下されているため、環状の凸部２９ｄを環状溝２６に確実に嵌合することができる。また、第２のリップ部３１の先端が環状溝２６の底壁に弾性的に接触されている。
【００３２】
以上のように構成された第１の実施例における気圧式倍力装置の作用を説明する。ブレーキペダルを踏み込む以前には、ポペット弁１６は弁座１２と弁座１３とに着座しており、大気弁、負圧弁とも閉じられた状態にある。このブレーキペダルを踏むことにより、ブレーキペダルに連結している入力軸１０が前方（図中左方）へ移動されると、プランジャ１１が入力軸１０と共に前方へと移動する。これにより、弁座１２がポペット弁１６から離座させられリア室７を大気と連通させる。すると、フロント室６は負圧に保たれたままリア室７は大気圧となりこの間に差圧が発生する。これにより、バルブボディ３及びこれの外周に嵌合するダイヤフラム４、パワーピストン５に作用する押圧力は、リターンスプリング２１の押圧力よりも大きくなり、バルブボディ３のフロントシェル１側の貫通孔９ｂに係合する出力軸２３を前方へ押圧し、マスターシリンダ内部のピストン（図示せず）に作用する。
【００３３】
また、ブレーキペダルから足を離し入力軸１０に外力が加わっていない状態になると、プランジャ１１及び入力軸１０は、プランジャ１１の後端の弁座１２にポペット弁１６を当接させたまま後方（図中右方）へ移動する。すると、弁座１３からポペット弁１６が離座させられ、バルブボディ３内に設けられた大気連通孔１４を介してフロント室６とリア室７が連通可能となり、リア室７の大気はフロント室６及び接続管部８を通り負圧発生部へと排出される。その後に、フロント室６とリア室７は同圧となりバルブボディ３及びこれの外周に嵌合するダイヤフラム４、パワーピストン５は、バルブボディ３の前方に係入し後方へと付勢するリターンスプリング２１によって、出力軸２３とともに後方へ押し戻され待機位置に復帰する。
【００３４】
次に本発明の特徴部分であるフロントシール２９の作用について、図２に基づいて説明する。第１の実施例の気圧式倍力装置の作動中において、フロント室６内はエンジンの駆動中は常に負圧に保たれており、フロント室６の外部とフロント室６内との間には差圧が発生する。このように発生する差圧力によってフロントシール２９全体は、フロントシェル１に設けられた円筒部２４の底壁２５に密着され、底壁２５から孔２８にかけての気体の漏れを防止している。
【００３５】
フロントシール２９の外周縁としての外周取付部２９ｃは、軸方向の位置決めをするリテーナ３２により円筒部２４の底壁２５に設けられた環状溝２６に圧入嵌合され、且つ、これを助けるように差圧力が補助的に作用している。このことにより径方向の位置決めがされている。ここで、フロントシール２９の、リップ部３１が形成された環状の凸部２９ｄを受け入れる環状溝２６の内周壁は、環状のテーパ面２７で形成されているので、フロントシール２９の組み付け時、環状の凸部２９ｄ自体が所定の寸法より大きかったり、小さかったりする製作誤差があったとしても、この製作誤差を環状のテーパ面２７で吸収しつつ環状の凸部２９ｄを環状溝２６内に密着することができると同時に、環状のテーパ面２７で発生する分力によって外周取付部２９ｃの外周を円筒部２４の内周壁２４ａに対してより緊密に押圧することができる。さらに、外周取付部２９ｃの環状の凸部２９ｄを第２のリップ部３１で構成しているので、第２のリップ部３１の先端は内外の差圧力を受けて強く環状溝２６の底壁に密着する。作動に伴い出力軸２３に発生する径方向のガタはフロントシール２９の略波形形状の薄肉部２９ｂによって吸収される。
【００３６】
フロントシール２９の第１のリップ部２９ａは前記出力軸２３の外周に密着して、この外周から気体の漏れを防止するが、第１のリップ部２９ａ及び前記フロントシール２９に設けられた環状溝３０にはグリスを充填しているので、出力軸２３が径方向に傾動することに伴う環状溝３０自体の変形あるいは出力軸２３の作動時に発生する熱によって、出力軸２３の外周とフロントシール２９の内周縁との間にグリスが流出し、摺動抵抗を軽減させている。
【００３７】
なお、第１の実施例ではフロントシールの径方向の位置決めを行うため、フロントシェルの筒部の底壁と、これに対向するフロントシールの当接面とのいずれか一方に形成された凹凸部が互いに環状であり、凹又は凸部を形成する壁部の一方がテーパ面であるものを示したが、必ずしもこの構造である必要はなく、凸部を円形の突起として円周方向に適宜の間隔で適当数複数個設け、この凸部に対応して嵌合する凹部を他方に適当数個設けたものでもよい。また、環状の凹又は凸部を形成する壁部の両方をテーパ面にしてもよい。
【００３８】
次に、本発明の第２の実施例を図面に基づき説明する。図３は、第２の実施例におけるフロントシェル４０に形成された円筒部２４部分の拡大図で、第２の実施例のフロントシールの構造を示している。なお、第１の実施例と同一部分については同一の記号を付し、第１の実施例と異なる部分について説明する。
【００３９】
フロントシェル１に形成された円筒部２４は、全体的にその中心が前記出力軸２３と同一軸線上に位置するようにフロント室６内へ深く没入した状態に形成されている。そして、この底壁２５の孔２８から外周縁側に向かって概ね中間位置には、さらに出力軸２３の軸方向フロント室６内へ環状に没入され、フロントシール４０の径方向の位置決めをするための同心円の凹部となっている。この凹部は本実施例では、環状溝４１で形成されており、この環状溝４１の径方向に対向する壁部のうち径方向内周側の壁部は環状のテーパ面４２となっている。
【００４０】
４０は第２の実施例におけるフロントシールで、このフロントシール４０は、内周縁に位置し、出力軸２３の外周に沿って軸方向に延びる筒状のリップ部４０ａ、このリップ部４０ａより径方向外方に向かって略波形形状で延びる薄肉部４０ｂ、この薄肉部４０ｂの外周に接続し、前記環状溝４１に嵌合するよう形成された環状の凸部４０ｃ、外周縁に位置し出力軸２３の軸方向に厚肉となった外周取付部４０ｄとからなる。
【００４１】
フロントシール４０の内周縁のリップ部４０ａ及び薄肉部４０ｂによってリップ部４０ａの周囲に形成される環状溝４３内にはグリスが充填されており、リップ部４０ａは出力軸２３の外周に摺動可能に嵌合されている。
【００４２】
フロントシール４０の外周取付部４０ｄは、自由状態、すなわち、円筒部２４への組付け前の状態では、内周壁２４ａの内径よりもわずかに大径に形成されており、前記円筒部２４の内周壁２４ａに気密的に嵌合している。この外周取付部４０ｄの径方向内周側に設けられた環状の凸部４０ｃは、前記環状溝４１の内周壁に設けられたテーパ面に沿って徐々に幅が狭められていく方向に圧入嵌合されている。この環状の凸部４０ｃが環状溝４１に圧入嵌合されることにより、フロントシール４０の径方向の位置決めが行われている。また、前記円筒部２４の内周壁２４ａには、フロント室６の軸方向外部には、リテーナ３３が設けられており、フロントシール４０の環状の凸部４０ｃを含む外周縁としての外周取付部４０ｄ全体を底壁２５に押圧し、フロントシール４０の軸方向に対する抜け止めがなされている。
【００４３】
以上のように構成された第２の実施例におけるフロントシール４０の作用について、第１の実施例と異なる部分について説明する。フロントシール４０の環状の凸部４０ｃは、リテーナ３３により円筒部２４に設けられた環状溝４１に圧入嵌合され、且つこれを助けるように装置の作動時に発生する差圧力が補助的に作用している。これにより、軸方向に対する位置決めがされている。ここで環状溝４１の内周壁は、環状のテーパ面４２で形成されているので第１の実施例で前述したように、フロントシェル１自体、又はフロントシール４０自体に製作誤差があったとしても、この製作誤差を環状のテーパ面４２で吸収しつつ密着することができる。この環状溝４１に環状の凸部４０ｃを圧入嵌合させることにより径方向に対する位置決めが行われている。作動に伴い出力軸２３に発生する径方向のガタはフロントシール４０の略波形形状の薄肉部４０ｂによって吸収される。
【００４４】
また、作動時においてフロントシール４０のリップ部４０ａは前記出力軸２３の外周に密着して、この外周から気体の漏れを防止するが、この際に環状溝４３に充填されたグリスが第１の実施例と同様に出力軸２３の外周とフロントシール４０の内周縁との間に流出し、摺動抵抗を軽減させている。
【００４５】
このように、環状の凸部４０ｃが環状溝４１に圧入嵌合されることと、外周取付部４０ｄを円筒部２４の内周壁２４ａ及び底壁２５の外周縁に圧入して押圧されることにより、２重の気密構造を持つことができ、より気密性を向上することができる。
【００４６】
なお、第２の実施例では、フロントシェル１にフロント室６内に没入する環状溝４１を形成し、フロントシール４０には、これに嵌合する環状の凸部４０ｃを形成した構造を示したが、必ずしもその構造に限らず、この凹又は凸部は円周方向に適宜の間隔で適当数複数個形成し、互いに圧入嵌合させるようにしてもよい。また、フロントシェル１にその前方へ突出する環状の凸部を形成し、フロントシール４０には、この環状の凸部に嵌合する凹部を設け、互いに嵌合させるようにしてもよい。この場合、凹又は凸部を構成する壁部の少なくとも一方にテーパ面を形成してもよい。さらに、第１の実施例のように、フロントシール４０の外周取付部４０ｄの外周縁に、円筒部２４の内周壁２４ａに臨むよう環状の溝部を形成し、円筒部２４の底壁２５へ当接する部分の外周側が径方向外側に向かうにつれて徐々に薄肉となるような第２のリップ部を形成してもよい。
【００４７】
次に本発明の第３実施例を図４に基づき説明する。図において、図３と同様の部材は、図３のものを流用し、説明は割愛する。この例は、リテーナ３３とフロントシール４０とに凹凸部を設けた例を示す。フロントシール４０の外周部４０ｄのリテーナ３３と嵌合する側には凸部４０ｅが形成されており、この凸部４０ｅの内周側は環状のテーパ面４０ｆとなっている。一方、リテーナ３３には、フロントシール４０の凸部４０ｅを受け入れるべき凹部が形成されており、この凹部を形成する壁部のうち内周側に環状のテーパ面３３ａに形成されている。
【００４８】
ここで、リテーナ３３により形成される凹部の径方向における幅寸法より、フロントシール４０の凸部４０ｅの径方向における幅寸法の方がわずかに大きく設定されるか、あるいは、フロントシール４０のテーパ面４０ｆの角度より、リテーナ３３のテーパ面３３ａの角度の方が小さく設定されており、フロントシール４０の外周部４０ｅを円筒部２４の内周面２４ａに押圧するように構成されている。
【００４９】
この実施例によれば、リテーナ３３によりフロントシール４０の径方向の位置決めがなされると共に、フロントシール４０により円筒部２４におけるシールを行うことができる。
【００５０】
この第３の実施例においては、リテーナ３３の内周にテーパ面３３ａを設けた構成を示したが、リテーナ３３の板部の径方向途中に凸部を設け、これに嵌合しうる凹部をフロントシール４０に設けるようにしてもよい。この場合、凸部及び凹部は必ずしも環状である必要はなく、周回り方向に関し、最低限３個以上形成すればよい。
【００５１】
気圧式倍力装置自体の構成に関して、これらの第１、第２実施例は、フロント室を負圧に保ち、リア室を大気と連通させ、この差圧力により出力軸を前方へ移動せしめる負圧式の構成のものを示したが、別段これに限らずフロント室を大気と連通させ、リア室に車両に搭載されたコンプレッサ等により発生される正圧を導入することで、差圧力を発生させる正圧式の構成の気圧式倍力装置にも適用しうるものである。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、以上述べたことから明らかなように、以下に示す種々の効果を奏しうる。
第１に、筒部の底壁とシール部材、あるいは、リテーナとシール部材のそれぞれの部材の一方に、出力軸の軸方向に延びる凸部を設け、他方にこの凸部と嵌合する凹部を設けるとともに、この凹凸部の径方向に関して対向する壁部の一方をテーパに形成し、前記凹凸部を互いに径方向から当接させて前記テーパにより前記シール部材の外周縁を筒部の内周に押圧させたことにより、サポートプレートを必要とせず、筒部の底壁又はリテーナにより径方向に対する位置決めを行うことができる。また、従来のように位置決めのために別途独立したサポートプレートを必要としないため、組立てが容易となり、組立て時間を削減でき、且つ、コストダウンを図ることができる。また、シール効果をより一層高めることができ、気密性の向上が図れる。
第２に、前記筒部の底壁とシール部材に形成された凹凸部を、前記出力軸を取り巻くように環状に設け、この環状の凹凸部の径方向に関して対向する壁部の少なくともいずれか一方を環状のテーパ面で形成し、前記凹凸部を互いに径方向において当接させたことにより、この筒部の底壁部分でのシール効果を高めることができる。また、シール部材に形成された凹又は凸部自体が、所定の寸法より大きかったり、小さかったりする製作誤差があったとしても、この製作誤差を環状のテーパ面で吸収しつつ組み付けることができる。また、シール部材に形成された環状の凹凸部を容易に筒部底壁の凸又は凹部に密着嵌挿させることができ、このことにより、両当接面同志を確実、且つ、より緊密に接触させることができる。
第３に、フロントシェルに設けた筒部の底壁に、出力軸の軸方向に延びる凹又は凸部を設けることにより、フロントシェル筒部自体の強度が向上する。
第４に、前記シール部材の外周縁の筒部底壁に当接する側に、径方向外方に向かうに従って徐々に薄肉となる環状のリップ部を形成し、該リップ部を筒部底壁に弾性的に接触させ、出力軸の軸方向に収縮可能に取付けた場合、リップ部の形成に伴い外周部には環状空間部が形成されるため、リテーナで押圧されるシール部材の外周縁のバネ定数を小さくすることができる。さらに、リテーナ及び装置の作動時に発生するハウジング内外の差圧力によりシール部材が自ら円筒部の底壁へ密着させられる方向へ移動し、気密性を向上させることができる。
第５に、前記リテーナとシール部材に形成された凹凸部を、前記出力軸を取り巻くように環状に設けたことにより、サポートプレートを必要とせず、筒部の底壁又はリテーナにより径方向に対する位置決めを行うことができる。また、シール効果を高めることができる。
第６に、前記筒部の底壁とシール部材、あるいは、リテーナとシール部材のそれぞれの部材の一方に、前記出力軸の軸方向に延びる凸部を設け、他方に該凸部と嵌合する凹部を設け、この凹凸部を互いに径方向から当接させるとともに、前記シール部材の外周縁の筒部底壁に当接する側に、径方向外方に向かうに従って徐々に薄肉となる環状のリップ部を形成し、該リップ部を筒部底壁に弾性的に接触させたことにより、サポートプレートを必要とせず、筒部の底壁又はリテーナにより径方向に対する位置決めを行うことができる。また、この位置決めに当たっては、リテーナで押圧されるシール部材の外周縁のバネ定数を小さくすることができるので組立て作業が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の気圧式倍力装置における、第１の実施例を示す断面図である。
【図２】図１の気圧式倍力装置における、フロントシェル円筒部の拡大断面図である。
【図３】第２の実施例の気圧式倍力装置における、フロントシェル円筒部の拡大断面図である。
【図４】第３の実施例の気圧式倍力装置における、フロントシェル円筒部の拡大断面図である。
【図５】従来の気圧式倍力装置を示す、フロントシェル円筒部の拡大断面図である。
【符号の説明】
１ フロントシェル
２ リアシェル
３ バルブボディ
６ フロント室
７ リア室
１０ 入力軸
１１ プランジャ
１６ ポペット弁
１２、１６ａ 大気弁
１３、１６ａ 負圧弁
２１ リターンスプリング
２３ 出力軸
２４ フロントシェル円筒部
２９、４０ フロントシール
２９ａ、４０ａ 第１のリップ部
３１、 第２のリップ部
３３、１００ リテーナ
２７、４２ テーパ面
９０ サポートプレート
Claims (6)
- 複数のシェル同志を組み合わせることにより形成されるハウジングと、該ハウジング内を定圧室と変圧室とに画成するパワーピストンと、前記複数のシェルの一にハウジング内へ没入するよう形成された有底の筒部と、一端が筒部の底壁を貫通して外部に延び、他端が前記パワーピストンに連結される出力軸と、前記筒部内に底壁で支持されるよう設けられ、外周縁が筒部内周壁に気密的に嵌合し、内周縁が前記出力軸の外周に気密的、且つ、摺動可能に嵌合する、弾性材よりなるシール部材と、該シール部材の外周縁を前記筒部の底壁との間で支持するリテーナとから構成される気圧式倍力装置において、前記筒部の底壁とシール部材、あるいは、リテーナとシール部材のそれぞれの部材の一方に、前記出力軸の軸方向に延びる凸部を設け、他方に該凸部と嵌合する凹部を設けるとともに、この凹凸部の径方向に関して対向する壁部の一方がテーパに形成され、前記凹凸部を互いに径方向から当接させて前記テーパにより前記シール部材の外周縁を筒部の内周に押圧したことを特徴とする気圧式倍力装置。
- 複数のシェル同志を組み合わせることにより形成されるハウジングと、該ハウジング内を定圧室と変圧室とに画成するパワーピストンと、前記複数のシェルの一にハウジング内へ没入するよう形成された有底の筒部と、一端が筒部の底壁を貫通して外部に延び、他端が前記パワーピストンに連結される出力軸と、前記筒部内に底壁で支持されるよう設けられ、外周縁が筒部内周壁に気密的に嵌合し、内周縁が前記出力軸の外周に気密的、且つ、摺動可能に嵌合する、弾性材よりなるシール部材と、該シール部材の外周縁を前記筒部の底壁との間で支持するリテーナとから構成される気圧式倍力装置において、前記筒部の底壁とシール部材のそれぞれの部材の一方に、前記出力軸の軸方向に延びて前記出力軸を取り巻くように環状に形成される凸部を設け、他方に該凸部と嵌合する環状の凹部を設け、この環状の凹凸部の径方向に関して対向する壁部の少なくともいずれか一方が環状のテーパ面で形成され、この凹凸部を互いに径方向から当接させたことを特徴とする気圧式倍力装置。
- 前記筒部の底壁とシール部材に形成された環状の凹凸部は、相互に圧入嵌合されている請求項２記載の気圧式倍力装置。
- 前記シール部材の外周縁の筒部底壁に当接する側に、径方向外方に向かうに従って徐々に薄肉となる環状のリップ部を形成し、該リップ部を筒部底壁に弾性的に接触させた請求項１乃至請求項３の気圧式倍力装置。
- 前記リテーナとシール部材に形成された前記凹凸部が、前記出力軸を取り巻くように環状に設けられていることを特徴とする請求項１記載の気圧式倍力装置。
- 複数のシェル同志を組み合わせることにより形成されるハウジングと、該ハウジング内を定圧室と変圧室とに画成するパワーピストンと、前記複数のシェルの一にハウジング内へ没入するよう形成された有底の筒部と、一端が筒部の底壁を貫通して外部に延び、他端が前記パワーピストンに連結される出力軸と、前記筒部内に底壁で支持されるよう設けられ、外周縁が筒部内周壁に気密的に嵌合し、内周縁が前記出力軸の外周に気密的、且つ、摺動可能に嵌合する、弾性材よりなるシール部材と、該シール部材の外周縁を前記筒部の底壁との間で支持するリテーナとから構成される気圧式倍力装置において、前記筒部の底壁とシール部材、あるいは、リテーナとシール部材のそれぞれの部材の一方に、前記出力軸の軸方向に延びる凸部を設け、他方に該凸部と嵌合する凹部を設け、この凹凸部を互いに径方向から当接させるとともに、前記シール部材の外周縁の筒部底壁に当接する側に、径方向外方に向かうに従って徐々に薄肉となる環状のリップ部を形成し、該リップ部を筒部底壁に弾性的に接触させたことを特徴とする気圧式倍力装置。
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