JP3642348B2

JP3642348B2 - 倍力装置の弁機構

Info

Publication number: JP3642348B2
Application number: JP32158894A
Authority: JP
Inventors: 渡辺　　誠
Original assignee: Bosch Corp; Bosch Automotive Systems Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1994-11-30
Filing date: 1994-11-30
Publication date: 2005-04-27
Anticipated expiration: 2020-04-27
Also published as: JPH08150924A

Description

【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、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、入力軸に連動し上記定圧室と変圧室および大気との間の流体通路の連通状態を切り換える弁機構とを備え、上記弁機構を、バルブボデイの内周部に形成した環状の第１弁座と、上記バルブボデイに摺動自在に嵌合した弁プランジャと、この弁プランジャに形成した環状突起からなる第２弁座と、弾性体によって製造され、上記両弁座に接離する平坦面からなるシート部を有する弁体とから構成したものは知られている。
このような従来の倍力装置は、非作動状態においては、弁体は第１弁座から離座する一方、弁体は第２弁座に着座している。そのため、弁体のフロント側は負圧となり、リヤ側は大気圧となっており、弁体はその前後の差圧によってフロント側にむけて付勢されている。そのため、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戻しばねを弾装している。
そして、上記倍力装置の非作動状態から弁プランジャに連動した入力軸が上記戻しばねに抗して前進されると、弁体のシート部が第２弁座から離座する一方、弁体のシート部が第１弁座に着座するので、変圧室内に大気が導入されて倍力装置が作動される様になっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の倍力装置では、非作動状態において、平坦面からなる弁体のシート部が環状突起からなる第２弁座に着座している時には、弁体のシート部は環状溝状に弾性変形しているので、倍力装置の作動開始後においても弁体のシート部に環状溝状の圧痕が残るようになる。したがって、従来では、倍力装置が作動された後の中間負荷状態において、第２弁座に弁体のシート部が着座した際の気密性が低下するという欠点があった。
なお、従来、弁プランジャのリヤ側端部に形成した半球状部分を第２弁座とする一方、弁体に形成した環状突起からなるシート部をこの第２弁座に着座させる弁機構も知られている。しかしながら、この弁機構では、環状突起からなるシート部の径を大きくすると、戻しばねのセット荷重も大きくする必要があるので、倍力装置を作動させる際の作動開始入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と変圧室と、入力軸に連動して上記変圧室と定圧室および大気との間の流体通路の連通状態を切り換える弁機構とを備え、上記弁機構を、上記バルブボディの内周部に形成した環状の第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と、この弁プランジャに形成した環状突起からなる第２弁座と、上記第１弁座および第２弁座に接離する平坦面からなる弾性体のシート部を有する弁体とから構成した倍力装置において、
上記弁プランジャにおける上記第２弁座から連続する半径方向の隣接内方位置、あるいは上記弁体における上記第２弁座に着座するシート部の半径方向の隣接内方位置の少なくとも一方に、上記環状突起からなる第２弁座の軸方向高さより低い環状突起からなる当接部を形成して、上記第２弁座に上記弁体のシート部が着座する際には上記当接部がそれに対向する他方の部材に当接して、上記弁体のシート部の軸方向の弾性変形量を小さく抑制するように構成し、さらに、上記当接部の半径方向で隣接内方位置に、上記当接部よりも軸方向高さの低い逃部を設けて、上記第２弁座に上記弁体のシートが着座する際の接触圧力の低下を防止したものである。
【０００５】
【作用】
このような構成において、例えば当接部を第２弁座から連続する半径方向の隣接内方位置に形成した場合においては、弁体が第２弁座に着座する時には上記当接部も弁体に当接する。
つまり、倍力装置の非作動状態において、当接部が弁体に当接することにより、この当接部を備えていなかった従来と比較すると、第２弁座に着座して弾性変形する際における弁体のシート部の軸方向の弾性変形量が少なくなり、それによって、弁体のシート部に環状溝状の圧痕が残ることを抑制することができる。
したがって、倍力装置の作動開始後の中間負荷状態において、弁体のシート部が第２弁座に着座した際の気密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を設けている。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によってシェル内を定圧室Ａと変圧室Ｂとに区画形成している。
バルブボディ２内には流体回路を切り換える弁機構５を設けてあり、この弁機構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６と、バルブボディ２に摺動自在に設けた弁プランジャ７と、上記第１弁座６よりも内側で弁プランジャ７のリヤ側端部の外周縁に形成した環状突起からなる第２弁座８と、さらに平坦面からなるシート部を上記両弁座６、８にリヤ側から対向させた弁体１１と、弁体１１のシート部をフロント側にむけて付勢し、両弁座６、８に弁体１１のシート部を着座させるばね１２とを備えている。
また、第１弁座６とそれに接離する弁体１１の環状シート部Ｓ１とによって真空弁１３を構成してあり、この真空弁１３の外方側の空間は、バルブボディ２に形成した定圧通路１４を介して定圧室Ａに連通させている。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。
【０００７】
上記第２弁座８とそれに接離する弁体１１の環状シート部Ｓ２とによって大気弁１５を構成してあり、大気弁１５と上記真空弁１３との中間部分の空間は、バルブボディ２に形成した変圧通路１６を介して変圧室Ｂに連通させている。
さらに、大気弁１５よりも内方側の空間は、バルブボディ２の内周部によって構成した大気通路１７を介して圧力流体源としての大気に連通させてあり、この大気通路１７内にはフィルタ１８を設けている。
弁プランジャ７のリヤ側端部には入力軸２１のフロント側端部を枢支連結してあり、この入力軸２１のリヤ側の端部は図示しないブレーキペダルに連結している。
他方、上記弁プランジャ７のフロント側にはリアクションディスク２２を配置し、このリアクションディスク２２は、出力軸２３のリヤ側の端部とバルブボディ２の段部端面とによって挟持している。
出力軸２３のフロント側の端部は、気密を保持してシェル１のフロント側の軸部から摺動自在に外部に突出させて、図示しないマスターシリンダのピストンに連動させている。
【０００８】
さらに、バルブボディ２は、そのフロント側端面と図示しないシェル１のフロント側の壁面とにわたって設けてリターンスプリング２４によってリヤ側にむけて付勢されており、ブレーキ倍力装置の非作動状態においては図示非作動位置に停止している。
バルブボディ２の内周部と入力軸２１との間にはばね２５を弾装して弁プランジャ７および入力軸２１をリヤ側にむけて付勢されているので、ブレーキ倍力装置の非作動状態においては、第２弁座８に弁体１１のシート部Ｓ２が着座して大気弁１５が閉鎖される一方、弁体１１のシート部Ｓ１は第１弁座６から離座して真空弁１３が開放されている。したがって、定圧室Ａと変圧室Ｂが連通して、それらの内部に負圧が導入されている。
上述した構成およびそれに基づく作動は従来公知のものと変わるところはない。
【０００９】
しかして、図２に拡大して示すように、本実施例の弁プランジャ７は、環状突起からなる第２弁座８から連続する半径方向の隣接内方位置に、この第２弁座８よりも高さを低く設定した環状突起からなる当接部７ａを形成している。この当接部７ａの端面７ｂは平坦面としてあり、この端面７ｂの軸方向の位置、すなわち当接部７ａの高さは次のように設定している。つまり、この当接部７ａがない状態において第２弁座８に弁体１１のシート部Ｓ２が着座して、該シート部Ｓ２が環状溝状に弾性変形した際の軸方向における弾性変形量（深さ）よりも高さが低くなるように設定している。したがって、この図２に示した第２弁座８に弁体１１のシート部Ｓ２が着座して大気弁１５が閉鎖された状態においては、シート部Ｓ２は環状溝状に弾性変形するとともに、第２弁座８の内方に設けた当接部７ａの端面７ｂもシート部Ｓ２の隣接内方側の箇所に当接する様になっている。
さらに、本実施例では、上記当接部７ａの内方側を円周方向に連続させてテーパ状に削り取った逃部７ｃとしている。
以上のように構成した本実施例によれば、第２弁座８が弁体１１のシート部Ｓ２に着座する際には当接部７ａも弁体１１に当接するので、この当接部７ａを備えていない従来の弁プランジャ７（図４（ａ）参照）に比較すると、第２弁座８に着座したシート部Ｓ２の軸方向の弾性変形量（深さ）は小さくなる。そのため、第２弁座８に着座したシート部Ｓ２に環状溝状の圧痕が残るのを抑制することができる。
【００１０】
したがって、ブレーキ倍力装置が作動された後の中間負荷状態において、第２弁座８が弁体１１のシート部Ｓ２に着座した際の気密を良好に保持することができる。そして、特に、上記構成によれば、低温下に置けるシート部Ｓ２の永久変化量を小さく抑制することができるとともに、シート部Ｓ２が熱によって劣化して永久変化する変化量を小さく抑制することができる。したがって、低温下において、あるいは熱によって弁体１１のシート部Ｓ２が劣化した状態においてブレーキ倍力装置が作動された後の中間負荷状態において、第２弁座８に弁体１１のシート部Ｓ２に着座した際の気密を良好に保持することができる。
また、上記当接部７ａを設けたにも拘らず、大気弁１５の流路面積は当接部７ａを備えていない従来のものと同じなので、ブレーキ倍力装置の作動時の応答性が低下することはない。
さらに、当接部７ａの内方側には逃部７ｃを形成しているので、当接部７ａが弁体１１のシート部Ｓ２の内方側の箇所と当接する際に、当接面積が不必要に増加しないようになっている。これによって、シート部Ｓ２が第２弁座８に着座する際の接触圧力の低下を防止するとともに、第２弁座８からシート部Ｓ２が僅かに離座した状態、つまり大気弁１５が僅かに開放された状態においても逃部７ｃによって構成される空間を介して大気が支障なく流通できるようになっている。
【００１１】
ここで、当接部７ａを設けた本実施例の弁プランジャ７と、当接部７ａを設けていない従来の弁プランジャ７（図４（ａ）参照）におけるシート部Ｓ２の弾性変形量の違いを簡単に比較してみたのが図３ないし図４である。
両者の比較の前提として、上記ばね２５のセット荷重を同一に設定し、かつ第２弁座８を構成する環状突起の断面の円弧状部分の半径を０．５ｍｍに設定して、第２弁座８に弁体１１のシート部Ｓ２を着座させた場合を想定した。
先ず、図４に示す従来のものでは、図４（ａ）に示す様に、シート部Ｓ２が第２弁座８に着座した際のシート部Ｓ２の弾性変形量は０．３ｍｍとなっている。また、図４（ｂ）に示すように、第２弁座８が内外にそれぞれ０．２ｍｍづつ偏心した状態において、第２弁座８にシート部Ｓ２が着座したときのシート部Ｓ２の弾性変形量は図４（ｃ）に示すようになる。そして、この場合、斜線で示した箇所が、第２弁座８が偏心したことに伴って増加するシート部Ｓ２の弾性変形の増加分となり、その面積は、０．１２０ｍｍ2 となる。
【００１２】
これに対して、図３に示した本実施例においては、着座した際の弾性変形部の断面積が図４（ａ）と同一となるように変形させると、図３（ａ）に示すように、第２弁座８にシート部Ｓ２が着座した時のシート部Ｓ２の軸方向における弾性変形量は０．２２ｍｍとなっている。そして、図４（ｂ）に示すように、第２弁座８が半径方向の内外にそれぞれ０．２ｍｍづつ偏心した状態において、第２弁座８にシート部Ｓ２が着座したときのシート部Ｓ２の弾性変形の増加分は、図４（ｃ）に斜線で示した部分であり、その面積は、０．０８８ｍｍ2 となった。つまり、本実施例によれば、第２弁座８が偏心した時に増加するシート部Ｓ２の弾性変形の増加量は従来の弁機構の７３％となる。
換言すると、本実施例によれば、シート部Ｓ２が環状溝状に永久変形した状態において第２弁座８が偏心した時に、第２弁座８にシート部Ｓ２が着座して気密を保持するためにシート部Ｓ２を変形させる面積を従来よりも少なくすることができる。つまり、このことは、大気弁１５（シート部Ｓ２）の径が同一の場合において、従来よりも本実施例の場合の方がばね１２の付勢力が小さくて良いことを意味しており、これにより、ブレーキ倍力装置の作動開始入力を従来よりも低減させることができる。
【００１３】
（第２実施例）
次に、図５は本発明の第２実施例を示したものである。上記第１実施例においては当接部７ａを弁プランジャ７に形成していたが、この第２実施例では弁体１１のシート部Ｓ２の隣接内方側に環状突起からなる当接部１１ａを形成したものである。このような第２実施例の構成であっても上述した第１実施例と同様の作用効果を得ることができる。
なお、上述した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。また、ブレーキ倍力装置だけでなく、クラッチ倍力装置にも適用することができる。
【００１４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、倍力装置の作動開始後の中間負荷状態において、弁体のシート部が第２弁座に着座した際の気密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】図１の要部の拡大図。
【図３】本発明の第２弁座８に弁体１１が当接した状態を示す図
【図４】従来の第２弁座８に弁体１１が当接した状態を示す図
【図５】本発明の第２実施例を示す断面図
【符号の説明】
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…第１弁座７…弁プランジャ
７ａ…当接部７ｃ…逃部
８…第２弁座Ａ…定圧室
Ｂ…変圧室

Claims

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と変圧室と、入力軸に連動して上記変圧室と定圧室および大気との間の流体通路の連通状態を切り換える弁機構とを備え、
上記弁機構を、上記バルブボディの内周部に形成した環状の第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と、この弁プランジャに形成した環状突起からなる第２弁座と、上記第１弁座および第２弁座に接離する平坦面からなる弾性体のシート部を有する弁体とから構成した倍力装置において、
上記弁プランジャにおける上記第２弁座から連続する半径方向の隣接内方位置、あるいは上記弁体における上記第２弁座に着座するシート部の半径方向の隣接内方位置の少なくとも一方に、上記環状突起からなる第２弁座の軸方向高さより低い環状突起からなる当接部を形成して、上記第２弁座に上記弁体のシート部が着座する際には上記当接部がそれに対向する他方の部材に当接して、上記弁体のシート部の軸方向の弾性変形量を小さく抑制するように構成し、さらに、上記当接部の半径方向で隣接内方位置に、上記当接部よりも軸方向高さの低い逃部を設けて、上記第２弁座に上記弁体のシートが着座する際の接触圧力の低下を防止したことを特徴とする倍力装置の弁機構。
上記第２弁座と上記当接部との軸方向高さの差を、上記当接部を設けない場合において上記第２弁座に上記弁体が着座したときの上記シート部の軸方向の弾性変形量よりも小さく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。