JP3723988B2 - 差圧式倍力装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、定圧室と変圧室との差圧を利用して入力ロッドに及ぼされた操作力を倍力して出力する差圧式倍力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、差圧式倍力装置においては、ブレーキペダルよりの踏力が入力される入力ロッドの先端にゴム等のリアクションディスクが設けられ、このリアクションディスクに続いてマスタシリンダに踏力を伝える出力ロッドが設けられる。更に、ハウジング内に軸方向に摺動可能に配設されたパワーピストンとこのパワーピストンと一体的に動く可動壁は、ハウジングにより形成される内部空間を定圧室と変圧室とに分けている。このような差圧式倍力装置の作動は、入力ロッドの前進による制御バルブの作動で変圧室を定圧室から仕切ると共に高圧源と連通させ、定圧室と変圧室との差圧によるパワーピストンの前進でリアクションディスクを介して出力ロッドを押圧し、又、入力ロッドの直接的なリアクションディスクの押圧で、リアクションディスクによる倍力比の決定をもって出力ロッドに踏力を伝達している。
【0003】
例えば、特公平3−24383号公報に開示される技術では、上記倍力比を決定するリアクションディスクを、円盤上のインナーディスクと、このインナーディスクの外側に隙間を介して配置し出力軸に対して円環状の後退した当接面を有したアウターディスクとで構成している。この構成によるリアクションディスクでは、入力ロッドの軽い操作力の時には出力ロッドとの当接面積が小さく、強い操作力の時には、出力ロッドとの当接面積が大きくなる。そのため、軽い操作力ではインナーディスクディスクのみの当接で倍力比が低く、ブレーキペダルを軽く踏んでもブレーキが効き過ぎることがなくて、制動力の微調操作が容易となりブレーキフィーリングが向上する。一方、強い操作力ではインナーディスクの圧縮変形でリアクションディスク全体が出力ロッドに当接して規定の倍力比を得ることができ、ブレーキの効きを向上させている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
リアクションディスクは、溶融状態にあるゴムを型内に流し込んで成形するものであって、倍力比や倍力比の変更点を変更しようとするとリアクションディスクの外径や厚さ等の寸法が変更され、それを成形するための新しい型が必要となる。上記従来技術のリアクションディスクでは、インナーディスクとアウターディスクとから構成されているので、この形状及び各部の寸法を満たす型が必要になり大幅なコストアップとなる。又、倍力比及び倍力比の変更点を変更するには、リアクションディスクの各部の寸法を変更させ、また新たに型を製作しなければならなくなり高コストである。
【0005】
本発明は、入力ロッドの操作力が弱い時と、強い時との倍力比を変化させることができ、更に低コストで倍力比及び倍力比の変更点を変更可能な構成とすることを技術的課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記した技術的課題を解決するため請求項1の発明において講じた技術的手段は、出力ロッドのリアクションディスクとの軸方向当接面の少なくとも外周近傍に設けられる環状溝を備えたことである。
【0008】
【作用】
請求項1の発明の作用を説明する。倍力比は、入力ロッドに軽い操作力が加えられる時には、リアクションディスクは出力ロッドの軸方向当接面の環状溝以外の面と当接するため低い倍力比が得られ、強い操作力が加えられる時には、リアクションディスクは出力ロッドの軸方向当接面全面と当接するため高い倍力比が得られる。一方、環状溝の幅及び深さを任意に設定することによって、自由に倍力比及び倍力比の変更点を変更させることができるものであって、環状溝を出力ロッドのリアクションディスクとの軸方向当接面の少なくとも外周近傍に備えていることにより、出力ロッドのリアクションディスクとの軸方向当接面を切削することによって容易に、且つ低コストで倍力比及び倍力比の変更点を変更することができるようになる。
【0010】
【実施例】
本発明に係る一実施例を図面に基づいて説明する。
【0011】
図1は本発明を負圧式倍力装置に採用した第1実施例の断面図、図2はリアクションディスク周辺の拡大断面図である。図において、ハウジング10は、第1シェル13、第2シェル12、第3シェル11から構成される。ハウジング10は第3シェル11の内部に第2シェル12と第1シェル13を気密的に嵌合させたものである。
【0012】
第1シェル13と第2シェル12の間には密閉された空間Rbが形成される。
【0013】
空間Rb内には可動壁15が固定されている。空間Rbの内部は可動壁15によって、更に定圧室Rb1と変圧室Rb2に分割されている。可動壁15は、金属製のパワーピストン151と、環状プレート152と、ダイヤフラム153を備えている。環状プレート152の内周部はパワーピストン151の外周部に係合されている。又、ダイヤフラムの内周部153aはパワーピストン151の外周に支持されると共に、狭持部材154及び環状プレートプレッシャ152の内周部に狭持され、外周部153bは第1シェル13及び第3シェル11に気密的に狭持されている。
【0014】
パワーピストン151の内部には連通路151aと151bが形成されている。連通路151aは定圧室Ra2と定圧室Rb2を接続している。連通路151bは変圧室Ra1と変圧室Rb1を接続している。
【0015】
第1シェル13には複数のボルト21が固定され、このボルト21によってダッシュボート(図示省略)に取り付けられている。
【0016】
第3シェル11にはマスタシリンダ(図示省略)を固定するための凹部111が形成されている。この凹部111内には、第3シェル11と出力ロッド43との間を密閉するシール35が緩挿されている。このシール35は、マスタシリンダが挿入されることによって固定されるものであって、更にエア抜けの溝部35aが設けられている。
【0017】
第1シェル13の内部には第2シェル12がかしめ固定されて、第3シェル11と第2シェル12との間に密閉された空間Raが形成される。空間Ra内には可動壁14が固定されている。空間Raの内部は、可動壁14によって、更に定圧室Ra1と変圧室Ra2に分割されている。可動壁14は、環状プレート142と、ダイヤフラム143を備える。環状プレート142の一端はパワーピストン151の段部151cに支持されている。ダイヤフラム143の外周端部143aは、第2シェル12及び第3シェル11に気密的に狭持され、内周端部143bは、パワーピストン151の断部及び狭持部151c、151d、環状プレート142の内周部により狭持されている。
【0018】
第3シェル11の内側には補強板16が固着されている。補強板16にはマスタシリンダを固定するための複数のボルト22が固着されている。
【0019】
又、第3シェル11には空間Ra2を内燃エンジン等の負圧源(図示省略)に連通するコネクタ17が接続されている。
【0020】
又、第2シェル12とパワーピストン151の間には、第2シェル12に固定された環状のシール部材31が設けられている。又、第1シェル13とパワーピストン151との間には、第1シェル13に固定された環状のシール部材32が設けられている。そして、パワーピストン151はシール部材31、32によって支持されており、ハウジング10の軸方向に摺動できる。
【0021】
パワーピストン151の内部には、エアクリーナ51、入力ロッド41、エアバルブ42、出力ロッド43が挿入されている。パワーピストン151の内部には、エアバルブ42がキー151eによって動きを規制されながら摺動可能に挿入されている。入力ロッド41の一端にはボールジョイント部411が形成されている。ボールジョイント部411は第1エアバルブ421の内部に挿入されると共に、かしめ固定されている。入力ロッド41は第1エアバルブ421によって摺動可能に支持されている。エアバルブ42は、入力ロッド41を支持する第1エアバルブ421と、一端が第1エアバルブ421に当接する第2エアバルブ422とから構成されている。
【0022】
入力ロッド41とエアバルブ42の間には、制御バルブが構成されている。制御バルブは、バネ60によってエアバルブ42に向かって付勢されたコントロールバルブ61と、パワーピストン151と、第1エアバルブ421とにより構成される。コントロールバルブ61は、端部をパワーピストン151と狭持部材52とにより狭持されている。この狭持部材52は、バネ60及び入力ロッド41を初期位置に向けて付勢するバネ53の一端が当接している。バネ53の他端側は、入力ロッドのフランジ部412に当接し、更に外周側に複数回巻かれた余巻き部でエアクリーナ51を保持している。
【0023】
金属製の出力ロッド43の一端にはカップ部431が形成され、このカップ部431の内部にはリアクションディスク432が挿入されている。カップ部431の底面(リアクションディスク432との軸方向当接面)は、外周に環状溝431aが設けられている。更に、出力ロッド43は第3シェル11の凹部111のシール部材35によって摺動自在に支持されている。
【0024】
カップ部431と第3シェル11の間にはメインスプリング45が設けられていて、このメインスプリング45はパワーピストン151を非作動位置に向けて押しつけている。
【0025】
次に、本実施例の作動について説明する。
【0026】
ブレーキペダル(図示省略)の踏み込みにより入力ロッド41に前方(図1中左方)への操作力が加わるとき、制御バルブの周知の作動によって生じる変圧室Ra1、Rb1の圧力上昇により可動壁14、15が前方に押圧されて、パワーピストン151が押動される。パワーピストン151の前方への押動は、リアクションディスク432を介して出力ロッド43に伝えられる。一方、リアクションディスク432は、パワーピストン151の押圧力によって弾性変形して、第2エアバルブ422を押圧することによって、入力ロッド41に反力を発生させている。
【0027】
図3は、ブレーキペダルへの操作力(入力)と、出力ロッド43からの出力との関係を示す図である。同図において、点a〜点bは周知のジャンピング特性を示し、リアクションディスク432が弾性変形して第2エアバルブ422に当接するまでを示している。点b〜点cは、リアクションディスク432が更に弾性変形し、環状溝431aに充填されるまでを示している。点c〜点dは、リアクションディスク432が環状溝431a内に充填されてから、倍力装置の助勢力が無くなるまでを示している。尚、入力が点dを越えてからは、入力ロッド41に加わる操作力がそのまま出力ロッド43に出力される。
【0028】
図3から分かるように、点c〜点dの領域においては、点b〜点cの領域に比べて倍力比が大きく、ブレーキの効き具合が増すようになっている。これによって、入力ロッド41に軽い操作力が加えられる時には、リアクションディスク432は出力ロッド43の軸方向当接面の環状溝431a以外の面と当接するため低い倍力比が得られ、強い操作力が加えられる時には、リアクションディスク432は出力ロッド43の軸方向当接面全面と当接するため高い倍力比が得られる。
【0033】
【発明の効果】
請求項1の発明の効果を説明する。倍力比は、入力ロッドに軽い操作力が加えられる時には、リアクションディスクは出力ロッドの軸方向当接面の環状溝以外の面と当接するため低い倍力比が得られ、強い操作力が加えられる時には、リアクションディスクは出力ロッドの軸方向当接面全面と当接するため高い倍力比が得られる。一方、環状溝の幅及び深さを任意に設定することによって、自由に倍力比及び倍力比の変更点を変更させることができるものであって、環状溝を出力ロッドのリアクションディスクとの軸方向当接面の少なくとも外周近傍に備えていることにより、出力ロッドのリアクションディスクとの軸方向当接面を切削することによって容易に、且つ低コストで倍力比及び倍力比の変更点を変更することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1実施例の負圧式倍力装置の断面図を示す。
【図2】図1のリアクションディスク周辺の拡大断面図を示す。
【図3】第1実施例の負圧式倍力装置の入力と出力との関係を表す図を示す。
【図4】本発明に係る第2実施例の負圧式倍力装置の断面図を示す。
【符号の説明】
10・・・ハウジング
14、15・・・可動壁
41・・・入力ロッド
42・・・エアバルブ
43・・・出力ロッド
151・・・パワーピストン
151f・・・リアクションケース(第2実施例)
151g・・・環状溝(第2実施例)
432・・・リアクションディスク
431・・・出力ロッドのカップ部
431a・・・環状溝(第1実施例)
Ra1、Rb1・・・変圧室
Ra2、Rb2・・・定圧室
Claims (1)
- ハウジングと、該ハウジング内に位置していてハウジング内が常時一定圧力に保たれる定圧室と少なくとも前記定圧室よりも高圧の高圧源又は前記定圧室に選択的に連通される変圧室とに区画するパワーピストンと、該パワーピストンと前記パワーピストンの軸方向孔を軸方向に摺動するエアバルブと前記パワーピストン及び前記エアバルブに当接可能で更に両者に当接する方向に常時付勢されたコントロールバルブとの三者で構成されていて前記変圧室を前記高圧源又は前記定圧室に選択的に連通する制御バルブと、該制御バルブを操作するために前記エアバルブに連結された入力ロッドと、前記定圧室と前記変圧室間の圧力差により前記パワーピストンに発生した推進力を前記パワーピストンから出力ロッドに伝達すると共に前記エアバルブに反力を加えるリアクションディスクとを備えた差圧式倍力装置において、
前記出力ロッドの前記リアクションディスクとの軸方向当接面の少なくとも外周近傍に設けられた環状溝を備えたことを特徴とする差圧式倍力装置。
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