JP3809728B2 - 倍力装置 - Google Patents
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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、その弁機構の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、作動応答性を向上させるようにした倍力装置として、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、このパワーピストンの前後に形成した定圧室と変圧室と、上記バルブボディに設けられて、入力軸の進退動に連動してバルブボディ内の流路の切換え制御を行う弁機構とを備え、
上記弁機構は、バルブボディに形成されてフロント側に向いた大気弁座と、バルブリターンスプリングによりリヤ側に向けて付勢される弁プランジャに形成されて、上記大気弁座の内方側に位置するフロント側に向いた真空弁座と、ポペットリターンスプリングによりリヤ側に向けて付勢されて、上記大気弁座に着座する第１シート部と真空弁座に着座する第２シート部とを有する弁体と、上記大気弁座よりも外方側の空間を大気に連通させる大気通路と、上記大気弁座と真空弁座との間の空間を変圧室に連通させる変圧通路と、さらに上記真空弁座よりも内方側の空間を定圧室に連通させる定圧通路とを備えたものが提案されている（特開平９−３９７７９号公報）。
上述した公報の弁機構によれば、大気弁座を真空弁座よりも大きく形成しているので、真空弁座よりも大気弁座を小さく形成した場合に比較して変圧室に流入する大気量が多くなるので、それによって作動応答性が向上するようになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記公報の弁機構では、同心上に配置した大気弁座と真空弁座に着座するように第１シート部の内方側に第２シート部を配置していたため、第１シート部が大気弁座に着座し、第２シート部が真空弁座から離座する非作動時よりも第１シート部が大気弁座から離座し、第２シート部が真空弁座に着座する作動時では差圧の作用する受圧面積が大きくなる。
それにより、作動時では弁体をフロント側に付勢する差圧が大きくなるので、その大きな差圧を考慮してポペットリターンスプリングのセット荷重を大きく設定していた。
また、大気弁座が大きく形成されていたため、第１シート部が大気弁座に着座し、第２シート部が大気弁座から離座する非作動時では、差圧が弁プランジャに作用する受圧面積が大きくなる。
それにより、非作動時では弁プランジャをフロント側に付勢する差圧が大きくなるため、非作動時の大きな差圧を考慮してバルブリターンスプリングのセット荷重を大きく設定していた。
その結果、従来ではポペットリターンスプリングのセット荷重とバルブリターンスプリングのセット荷重をそれぞれ大きく設定していたので、両スプリングを撓めて弁機構を切換える際の作動開始入力が大きくなっていた。
本発明は上述した事情に鑑み、作動開始入力を低減す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、請求項１に記載した本発明は、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、このパワーピストンの前後に形成した定圧室と変圧室と、上記バルブボディに設けられて、入力軸の進退動に連動してバルブボディ内の流路の切換え制御を行う弁機構とを備え、
上記弁機構は、バルブボディに形成されてフロント側に向いた大気弁座と、バルブリターンスプリングによりリヤ側に向けて付勢される弁プランジャに形成されてフロント側に向いた真空弁座と、ポペットリターンスプリングによりリヤ側に向けて付勢されて、上記大気弁座に着座する第１シート部と真空弁座に着座する第２シート部とを有する弁体と、上記大気弁座よりも外方側の空間を大気に連通させる大気通路と、上記大気弁座と真空弁座との間の空間を変圧室に連通させる変圧通路と、さらに上記真空弁座よりも内方側の空間を定圧室に連通させる定圧通路とを備え、非作動時においては上記弁体の第１シート部を大気弁座に着座させるととも第２シート部を真空弁座から離座させて、変圧室へ大気が導入されるのを阻止するとともに変圧室と定圧室に負圧を導入するようにした倍力装置において、
上記真空弁座が大気弁座よりもフロント側に位置するようにそれら両弁座を軸方向に離隔させて直列に配置するとともに、上記真空弁座と大気弁座の有効径を同一に設定し、また、上記弁体を概略筒状に形成するとともに第１シート部が第２シート部よりもリヤ側に位置するようにそれらを軸方向に離隔させて形成し、さらに、上記弁体の第１シート部を上記大気弁座に対向するようにリヤ側に向けて配置するとともに、上記弁体の第２シート部を上記真空弁座に対向するようにリヤ側に向けて配置したものである。
また、請求項２に記載した本発明は、上記請求項１において、上記弁体は、フロント側の第２シート部を支持するフロント側のバックアッププレートと、リヤ側の第１シート部を支持するリヤ側のバックアッププレートと、両バックアッププレートの外周部を連結する剛性を有する筒状部とを備えており、さらにフロント側のバックアッププレートは、半径方向外方に折返された弾性素材からなる転動部を介してバルブボディに連結されており、この転動部の有効径を、上記大気弁座と真空弁座の有効径と同一に設定し、
非作動時においては、上記リヤ側のバックアッププレートにおける第１シート部よりも半径方向外方部分にフロント側に向けて作用する差圧が、上記フロント側のバックアッププレートにおける第２シート部よりも半径方向外方部分にリヤ側に向けて作用する差圧によって打ち消されるように構成したものである。
【０００５】
【作用】
上記請求項１に記載した構成によれば、大気弁座を従来のものよりも縮径させて真空弁と同径に形成することができる。そのため、非作動時に差圧が弁プランジャに作用する受圧面積を従来よりも小さくすることができる。したがって、弁プランジャをリヤ側に付勢するバルブリターンスプリングのセット荷重を従来に比較して低減することができる。
また請求項２に記載した弁機構によれば、弁体の転動部の有効径を、大気弁座と真空弁座との有効径を同一に設定したことにより、弁体が大気弁座に着座する非作動時または弁体が真空弁座に着座する作動時において、弁体をフロント側に付勢する差圧に対して弁体をリヤ側に付勢する同等の差圧が作用するようになるので、それにより差圧によって弁体が受ける付勢を打ち消すことができる。
したがって、非作動時または作動時における差圧を考慮する必要なくポペットリターンスプリングのセット荷重を設定することができるので、非作動時に作用する大きな差圧を考慮してポペットリターンスプリングのセット荷重を設定していた従来に比較してセット荷重を大きく低減することができる。
その結果、ポペットリターンスプリングのセット荷重とバルブリターンスプリングのセット荷重とを従来に比較してそれぞれ低減することができるので、弁機構を切換える際の作動開始入力を大きく低減することができる。
【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内には概略筒状のバルブボディ２を摺動自在に設けてあり、バルブボディ２の末端筒状部２Ａはシェル１の開口から外部に突出させている。上記バルブボディ２の外周部にはパワーピストン３を連結してあり、このパワーピストン３の背面にはダイアフラム４を張設している。それによってシェル１内をフロント側の定圧室Ａとリヤ側の変圧室Ｂとに区画形成している。
上記バルブボディ２内には、上記定圧室Ａと変圧室Ｂと大気との間の流体回路を切換える弁機構５を設けている。
上記弁機構５は、バルブボディ２の内周部からフロント側に伸びる大径な環状突起６の先端に形成した大気弁座７と、バルブボディ２内に摺動自在に嵌合した弁プランジャ８の外周部から半径方向外方に伸びる壁部９の外方側に形成して、上記大気弁座７よりも軸方向フロント側に位置する真空弁座１０とを備え、またポペットリターンスプリング１１の弾発力によってリヤ側に付勢されて、上記大気弁座７に着座する第１シート部Ｓ１と真空弁座１０に着座する第２シート部Ｓ２とを有する弁体１２とを備えている。
さらに上記弁機構５は、上記大気弁座７よりも外方側の空間を大気に連通させるバルブボディ２の末端筒状部２Ａ内に形成した大気通路１３と、上記大気弁座７と真空弁座１０との間の空間を変圧室Ｂに連通させるバルブボディ２内に形成した変圧通路１４と、さらに上記真空弁座１０よりも内方側の空間を定圧室Ａに連通させるホルダ１５内に形成した定圧通路１６とを備えており、上記定圧室Ａは、シェル１に設けた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れており、それにより定圧室Ａには常時負圧が導入されている。上記大気通路１３内には埃を除去するフィルタ１７を設けている。
そして、上記弁プランジャ８のリヤ側端部を嵌合したバルブボディ２の内周部にはＯリング１８を設けて、このＯリング１８によってバルブボディ２の内周部と弁プランジャ８の外周部の間の気密を保持している。
なおプラグ１５は、実質的にバルブボディ２の一部を構成するものである。
【０００７】
上記弁プランジャ８の右端部には図示しないブレーキペダルに連動する入力軸２０の左端部が連結されており、また上記弁プランジャ８の左方側には、プレートプランジャ２１とリアクションディスク２２とが順次配置されており、該リアクションディスク２２は出力軸２３の右端基部内に収容されている。この出力軸２３の右端基部はホルダ１５にフロント側より嵌合されており、他方、その先端部はシェル１の軸部よりシール部材２４を介して気密を保持して外部に突出させている。
またホルダ１５の端面と弁プランジャ８の壁部９の内方側とにわたって、バルブリターンスプリング２５を弾装してあり、このバルブリターンスプリング２５の弾撥力によって弁プランジャ８、弁体１２および入力軸２０をリヤ側に付勢している。
上記弁プランジャ８は、従来の周知のキー部材２６によりバルブボディ２から抜出るのを防止されており、このキー部材２６を倍力装置の非作動時にはシェル１のリヤ側内面に当接させて弁プランジャ８をバルブボディ２に対する前進位置に保持するようになっている。
そして、シェル１のフロント側内壁とバルブボディ２とにわたってリターンスプリング２７を弾装して、通常はバルブボディ２を図示非作動位置に保持している。
【０００８】
しかして本実施例では、上記弁機構５を改良して作動開始入力を低減させるように構成したものである。
すなわち、図２に示すように、軸方向に離隔させて配置した大気弁座７の有効径Ｄ１と真空弁座１０との有効径Ｄ２をそれぞれ所定の設定値Ｄに一致させて設定し、具体的には真空弁座１０を拡径することなく大気弁座７を縮径させて同径に形成している。
このとき、大気弁座７を縮径させたことにより大気の流入量が減少して作動応答性が悪くなることが懸念されるが、図１に示すように大気弁座７と真空弁座１０との間および大気弁座７と弁プランジャ８の外周部との間には大きなクリアランスがあるので、それにより作動応答性が悪くなることはない。
【０００９】
他方、弁体１２は、その基部をバルブボディ２とこのバルブボディ２内に嵌合したホルダ１５とによって挟持された弾性素材からなる転動部３０と、この転動部３０のフロント側端部に連設されたバックアッププレート３１と、その末端を上記バックアッププレート３１にカシメられるとともに、真空弁座１０を囲繞してリヤ側に伸びる金属製の筒状部３２と、この筒状部３２の先端に連設されて半径方向内方に折曲げられたバックアッププレート３３と、このバックアッププレート３３の表側に設けられた弾性素材からなる環状シート３４とを備えており、この環状シート３４の中央に大気弁座７に着座する第１シート部Ｓ１を形成するとともに、筒状部２１の先端に真空弁座１０に着座する第２シート部Ｓ２を形成してあり、これら第１シート部Ｓ１と第２シート部Ｓ２との間隔は大気弁座７と真空弁座１０との間隔よりも若干大きく設定している。
これにより、上記弁体１２が弁プランジャ８の壁部９とバックアッププレート３３との間に弾装したポペットリターンスプリング１１によってリヤ側に付勢されているので、図示非作動状態では、第１シート部Ｓ１が大気弁座７に着座して大気と変圧室Ｂとの連通が遮断され、他方、第２シート部Ｓ２が真空弁座１０から離座して定圧室Ａと変圧室Ｂとが連通されて、変圧室Ａと変圧室Ｂは同圧になっている。
そして、上記弁体１２の半径方向外方に折返された転動部３０の有効径Ｄ３を設定値Ｄと設定しており、それにより大気弁座７、真空弁座１０および弁体１２の転動部３０の有効径Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３はそれぞれ同一になっている。
【００１０】
以上のように構成した本実施例によれば、弁体１２の第１シート部Ｓ１が大気弁座７に着座し、第２シート部Ｓ２が真空弁座１０から離座する非作動時では、有効径Ｄ３よりも外方に位置するバックアッププレート３１とバックアッププレート３３の受圧面積は同じなので、バックアッププレート３３をフロント側に付勢する差圧はバックアッププレート３１をリヤ側に付勢する差圧により打ち消されるようになる。他方、有効径Ｄ３よりも内方に位置する転動部３０とバックアッププレート３１（転動部３０の先端も含む）の受圧面積は同じなので、転動部３０をフロント側に付勢する差圧はバックアッププレート３１をリヤ側に付勢する差圧により打ち消されるようになる。
その結果、倍力装置１の非作動時において差圧が作用するのは、有効径Ｄ３よりも外方に位置する転動部３０の僅かな受圧面積だけになるので、それにより弁体１２は殆ど差圧による付勢を受けることはない。
これに対し、弁体１２の第１シート部Ｓ１が大気弁座７から離座し、第２シート部Ｓ２が真空弁座１０に着座する作動時では、上記有効径Ｄ３よりも内方に位置する転動部３０とバックアッププレート３１（転動部３０の先端も含む）の受圧面積は同じなので、転動部３０をフロント側に付勢する差圧はバックアッププレート３１をリヤ側に付勢する差圧により打ち消されるようになる。
その結果、倍力装置１の作動時においても差圧が作用するのは、有効径Ｄ３よりも外方に位置する転動部３０の僅かな受圧面積だけになるので、それにより弁体１２は殆ど差圧による付勢を受けることはない。
なお、上記転動部３０は作動時には非作動時に対して形状が若干変化するようになるが、その際、有効径Ｄ３の変化は小さいので、弁体１２に作用する差圧に殆ど変化はない。
また本実施例では、大気弁座７を縮径させて真空弁座１０と同径に形成しているので、それにより大気弁座７に弁体１２の第１シートＳ１が着座し、真空弁座１０から第２シート部Ｓ２から離座する非作動時において差圧が弁プランジャ８に作用する受圧面積は従来よりも小さくなる。
【００１１】
したがって、大気弁座７、真空弁座１０および弁体１２の転動部３０の有効径Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３とをそれぞれ同一に設定しているので、上述したように弁体１２は非作動時と作動時において差圧によるフロント側への付勢を受けることはない。
このような本実施例に対し、従来の弁機構は大気弁座の内方側に真空弁座を配置するとともに、弁体の第１シート部の内方側に第２シート部を配置していたので、第１シート部が大気弁座に着座し、第２シート部が真空弁座から離座している非作動時よりも第１シート部が大気弁座から離座し、第２シート部が真空弁座に着座している作動時では弁体をフロント側に付勢する差圧が大きくなる。
このため、弁体を両弁座に着座させるポペットリターンスプリングのセット荷重を非作動時の大きな差圧を考慮して大きく設定していたが、本実施例によれば差圧を考慮することなく弁体１２を両弁座７、１０に着座させるだけのセット荷重に設定すればよいので、従来に比較してセット荷重を大きく低減することができる。
そしてまた従来の弁機構では、大気弁座を大きく形成していたので、第１シート部が大気弁座に着座し、第２シート部が真空弁座から離座した非作動時では差圧が弁プランジャに作用する受圧面積が大きかった。
このため、弁プランジャをリヤ側に付勢するバルブリターンスプリングのセット荷重を作動時の大きな差圧に打ち勝つように大きく設定していたが、本実施例によれば弁プランジャ８の受圧面積が従来に比較して低減されているので、バルブリターンスプリング２５の弾発力を従来に比較して小さく設定することができる。
以上の結果から理解されるように、本実施例ではポペットリターンスプリング１１のセット荷重とバルブリターンスプリング２５のセット荷重とを従来に比較してそれぞれ低減させることができるので、弁機構を切換える際の作動開始入力を大幅に低減することができる。
【００１２】
なお上記実施例では、大気弁座７および真空弁座１０、弁体１２の転動部３０との有効径Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３をそれぞれ同一に設定していたが、これに限定されるものではなく、大気弁座７と真空弁座１０との有効径Ｄ１、Ｄ２とを同一に設定するだけでも、非作動時に弁プランジャ８に作用する受圧面積を低減させることができるので、それによりバルブリターンスプリング２５のセット荷重を低減して作動開始入力を低減させることができる。
【００１３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ポペットリターンスプリングおよびバルブリターンスプリングのセット荷重を従来に比較してそれぞれ低減させて、作動開始入力を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。
【符号の説明】
２…バルブボディ ３…パワーピストン ５…弁機構
７…大気弁座 ８…弁プランジャ １０…真空弁座
１１…ポペットリターンスプリング １２…弁体
１３…大気通路 １４…変圧通路 １６…定圧通路
２０…入力軸 ３０…転動部 ３２…筒状部
３１、３３…バックアッププレート
Ｓ１…第１シート部 Ｓ２…第２シート部
【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、その弁機構の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、作動応答性を向上させるようにした倍力装置として、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、このパワーピストンの前後に形成した定圧室と変圧室と、上記バルブボディに設けられて、入力軸の進退動に連動してバルブボディ内の流路の切換え制御を行う弁機構とを備え、
上記弁機構は、バルブボディに形成されてフロント側に向いた大気弁座と、バルブリターンスプリングによりリヤ側に向けて付勢される弁プランジャに形成されて、上記大気弁座の内方側に位置するフロント側に向いた真空弁座と、ポペットリターンスプリングによりリヤ側に向けて付勢されて、上記大気弁座に着座する第１シート部と真空弁座に着座する第２シート部とを有する弁体と、上記大気弁座よりも外方側の空間を大気に連通させる大気通路と、上記大気弁座と真空弁座との間の空間を変圧室に連通させる変圧通路と、さらに上記真空弁座よりも内方側の空間を定圧室に連通させる定圧通路とを備えたものが提案されている（特開平９−３９７７９号公報）。
上述した公報の弁機構によれば、大気弁座を真空弁座よりも大きく形成しているので、真空弁座よりも大気弁座を小さく形成した場合に比較して変圧室に流入する大気量が多くなるので、それによって作動応答性が向上するようになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記公報の弁機構では、同心上に配置した大気弁座と真空弁座に着座するように第１シート部の内方側に第２シート部を配置していたため、第１シート部が大気弁座に着座し、第２シート部が真空弁座から離座する非作動時よりも第１シート部が大気弁座から離座し、第２シート部が真空弁座に着座する作動時では差圧の作用する受圧面積が大きくなる。
それにより、作動時では弁体をフロント側に付勢する差圧が大きくなるので、その大きな差圧を考慮してポペットリターンスプリングのセット荷重を大きく設定していた。
また、大気弁座が大きく形成されていたため、第１シート部が大気弁座に着座し、第２シート部が大気弁座から離座する非作動時では、差圧が弁プランジャに作用する受圧面積が大きくなる。
それにより、非作動時では弁プランジャをフロント側に付勢する差圧が大きくなるため、非作動時の大きな差圧を考慮してバルブリターンスプリングのセット荷重を大きく設定していた。
その結果、従来ではポペットリターンスプリングのセット荷重とバルブリターンスプリングのセット荷重をそれぞれ大きく設定していたので、両スプリングを撓めて弁機構を切換える際の作動開始入力が大きくなっていた。
本発明は上述した事情に鑑み、作動開始入力を低減す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、請求項１に記載した本発明は、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、このパワーピストンの前後に形成した定圧室と変圧室と、上記バルブボディに設けられて、入力軸の進退動に連動してバルブボディ内の流路の切換え制御を行う弁機構とを備え、
上記弁機構は、バルブボディに形成されてフロント側に向いた大気弁座と、バルブリターンスプリングによりリヤ側に向けて付勢される弁プランジャに形成されてフロント側に向いた真空弁座と、ポペットリターンスプリングによりリヤ側に向けて付勢されて、上記大気弁座に着座する第１シート部と真空弁座に着座する第２シート部とを有する弁体と、上記大気弁座よりも外方側の空間を大気に連通させる大気通路と、上記大気弁座と真空弁座との間の空間を変圧室に連通させる変圧通路と、さらに上記真空弁座よりも内方側の空間を定圧室に連通させる定圧通路とを備え、非作動時においては上記弁体の第１シート部を大気弁座に着座させるととも第２シート部を真空弁座から離座させて、変圧室へ大気が導入されるのを阻止するとともに変圧室と定圧室に負圧を導入するようにした倍力装置において、
上記真空弁座が大気弁座よりもフロント側に位置するようにそれら両弁座を軸方向に離隔させて直列に配置するとともに、上記真空弁座と大気弁座の有効径を同一に設定し、また、上記弁体を概略筒状に形成するとともに第１シート部が第２シート部よりもリヤ側に位置するようにそれらを軸方向に離隔させて形成し、さらに、上記弁体の第１シート部を上記大気弁座に対向するようにリヤ側に向けて配置するとともに、上記弁体の第２シート部を上記真空弁座に対向するようにリヤ側に向けて配置したものである。
また、請求項２に記載した本発明は、上記請求項１において、上記弁体は、フロント側の第２シート部を支持するフロント側のバックアッププレートと、リヤ側の第１シート部を支持するリヤ側のバックアッププレートと、両バックアッププレートの外周部を連結する剛性を有する筒状部とを備えており、さらにフロント側のバックアッププレートは、半径方向外方に折返された弾性素材からなる転動部を介してバルブボディに連結されており、この転動部の有効径を、上記大気弁座と真空弁座の有効径と同一に設定し、
非作動時においては、上記リヤ側のバックアッププレートにおける第１シート部よりも半径方向外方部分にフロント側に向けて作用する差圧が、上記フロント側のバックアッププレートにおける第２シート部よりも半径方向外方部分にリヤ側に向けて作用する差圧によって打ち消されるように構成したものである。
【０００５】
【作用】
上記請求項１に記載した構成によれば、大気弁座を従来のものよりも縮径させて真空弁と同径に形成することができる。そのため、非作動時に差圧が弁プランジャに作用する受圧面積を従来よりも小さくすることができる。したがって、弁プランジャをリヤ側に付勢するバルブリターンスプリングのセット荷重を従来に比較して低減することができる。
また請求項２に記載した弁機構によれば、弁体の転動部の有効径を、大気弁座と真空弁座との有効径を同一に設定したことにより、弁体が大気弁座に着座する非作動時または弁体が真空弁座に着座する作動時において、弁体をフロント側に付勢する差圧に対して弁体をリヤ側に付勢する同等の差圧が作用するようになるので、それにより差圧によって弁体が受ける付勢を打ち消すことができる。
したがって、非作動時または作動時における差圧を考慮する必要なくポペットリターンスプリングのセット荷重を設定することができるので、非作動時に作用する大きな差圧を考慮してポペットリターンスプリングのセット荷重を設定していた従来に比較してセット荷重を大きく低減することができる。
その結果、ポペットリターンスプリングのセット荷重とバルブリターンスプリングのセット荷重とを従来に比較してそれぞれ低減することができるので、弁機構を切換える際の作動開始入力を大きく低減することができる。
【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内には概略筒状のバルブボディ２を摺動自在に設けてあり、バルブボディ２の末端筒状部２Ａはシェル１の開口から外部に突出させている。上記バルブボディ２の外周部にはパワーピストン３を連結してあり、このパワーピストン３の背面にはダイアフラム４を張設している。それによってシェル１内をフロント側の定圧室Ａとリヤ側の変圧室Ｂとに区画形成している。
上記バルブボディ２内には、上記定圧室Ａと変圧室Ｂと大気との間の流体回路を切換える弁機構５を設けている。
上記弁機構５は、バルブボディ２の内周部からフロント側に伸びる大径な環状突起６の先端に形成した大気弁座７と、バルブボディ２内に摺動自在に嵌合した弁プランジャ８の外周部から半径方向外方に伸びる壁部９の外方側に形成して、上記大気弁座７よりも軸方向フロント側に位置する真空弁座１０とを備え、またポペットリターンスプリング１１の弾発力によってリヤ側に付勢されて、上記大気弁座７に着座する第１シート部Ｓ１と真空弁座１０に着座する第２シート部Ｓ２とを有する弁体１２とを備えている。
さらに上記弁機構５は、上記大気弁座７よりも外方側の空間を大気に連通させるバルブボディ２の末端筒状部２Ａ内に形成した大気通路１３と、上記大気弁座７と真空弁座１０との間の空間を変圧室Ｂに連通させるバルブボディ２内に形成した変圧通路１４と、さらに上記真空弁座１０よりも内方側の空間を定圧室Ａに連通させるホルダ１５内に形成した定圧通路１６とを備えており、上記定圧室Ａは、シェル１に設けた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れており、それにより定圧室Ａには常時負圧が導入されている。上記大気通路１３内には埃を除去するフィルタ１７を設けている。
そして、上記弁プランジャ８のリヤ側端部を嵌合したバルブボディ２の内周部にはＯリング１８を設けて、このＯリング１８によってバルブボディ２の内周部と弁プランジャ８の外周部の間の気密を保持している。
なおプラグ１５は、実質的にバルブボディ２の一部を構成するものである。
【０００７】
上記弁プランジャ８の右端部には図示しないブレーキペダルに連動する入力軸２０の左端部が連結されており、また上記弁プランジャ８の左方側には、プレートプランジャ２１とリアクションディスク２２とが順次配置されており、該リアクションディスク２２は出力軸２３の右端基部内に収容されている。この出力軸２３の右端基部はホルダ１５にフロント側より嵌合されており、他方、その先端部はシェル１の軸部よりシール部材２４を介して気密を保持して外部に突出させている。
またホルダ１５の端面と弁プランジャ８の壁部９の内方側とにわたって、バルブリターンスプリング２５を弾装してあり、このバルブリターンスプリング２５の弾撥力によって弁プランジャ８、弁体１２および入力軸２０をリヤ側に付勢している。
上記弁プランジャ８は、従来の周知のキー部材２６によりバルブボディ２から抜出るのを防止されており、このキー部材２６を倍力装置の非作動時にはシェル１のリヤ側内面に当接させて弁プランジャ８をバルブボディ２に対する前進位置に保持するようになっている。
そして、シェル１のフロント側内壁とバルブボディ２とにわたってリターンスプリング２７を弾装して、通常はバルブボディ２を図示非作動位置に保持している。
【０００８】
しかして本実施例では、上記弁機構５を改良して作動開始入力を低減させるように構成したものである。
すなわち、図２に示すように、軸方向に離隔させて配置した大気弁座７の有効径Ｄ１と真空弁座１０との有効径Ｄ２をそれぞれ所定の設定値Ｄに一致させて設定し、具体的には真空弁座１０を拡径することなく大気弁座７を縮径させて同径に形成している。
このとき、大気弁座７を縮径させたことにより大気の流入量が減少して作動応答性が悪くなることが懸念されるが、図１に示すように大気弁座７と真空弁座１０との間および大気弁座７と弁プランジャ８の外周部との間には大きなクリアランスがあるので、それにより作動応答性が悪くなることはない。
【０００９】
他方、弁体１２は、その基部をバルブボディ２とこのバルブボディ２内に嵌合したホルダ１５とによって挟持された弾性素材からなる転動部３０と、この転動部３０のフロント側端部に連設されたバックアッププレート３１と、その末端を上記バックアッププレート３１にカシメられるとともに、真空弁座１０を囲繞してリヤ側に伸びる金属製の筒状部３２と、この筒状部３２の先端に連設されて半径方向内方に折曲げられたバックアッププレート３３と、このバックアッププレート３３の表側に設けられた弾性素材からなる環状シート３４とを備えており、この環状シート３４の中央に大気弁座７に着座する第１シート部Ｓ１を形成するとともに、筒状部２１の先端に真空弁座１０に着座する第２シート部Ｓ２を形成してあり、これら第１シート部Ｓ１と第２シート部Ｓ２との間隔は大気弁座７と真空弁座１０との間隔よりも若干大きく設定している。
これにより、上記弁体１２が弁プランジャ８の壁部９とバックアッププレート３３との間に弾装したポペットリターンスプリング１１によってリヤ側に付勢されているので、図示非作動状態では、第１シート部Ｓ１が大気弁座７に着座して大気と変圧室Ｂとの連通が遮断され、他方、第２シート部Ｓ２が真空弁座１０から離座して定圧室Ａと変圧室Ｂとが連通されて、変圧室Ａと変圧室Ｂは同圧になっている。
そして、上記弁体１２の半径方向外方に折返された転動部３０の有効径Ｄ３を設定値Ｄと設定しており、それにより大気弁座７、真空弁座１０および弁体１２の転動部３０の有効径Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３はそれぞれ同一になっている。
【００１０】
以上のように構成した本実施例によれば、弁体１２の第１シート部Ｓ１が大気弁座７に着座し、第２シート部Ｓ２が真空弁座１０から離座する非作動時では、有効径Ｄ３よりも外方に位置するバックアッププレート３１とバックアッププレート３３の受圧面積は同じなので、バックアッププレート３３をフロント側に付勢する差圧はバックアッププレート３１をリヤ側に付勢する差圧により打ち消されるようになる。他方、有効径Ｄ３よりも内方に位置する転動部３０とバックアッププレート３１（転動部３０の先端も含む）の受圧面積は同じなので、転動部３０をフロント側に付勢する差圧はバックアッププレート３１をリヤ側に付勢する差圧により打ち消されるようになる。
その結果、倍力装置１の非作動時において差圧が作用するのは、有効径Ｄ３よりも外方に位置する転動部３０の僅かな受圧面積だけになるので、それにより弁体１２は殆ど差圧による付勢を受けることはない。
これに対し、弁体１２の第１シート部Ｓ１が大気弁座７から離座し、第２シート部Ｓ２が真空弁座１０に着座する作動時では、上記有効径Ｄ３よりも内方に位置する転動部３０とバックアッププレート３１（転動部３０の先端も含む）の受圧面積は同じなので、転動部３０をフロント側に付勢する差圧はバックアッププレート３１をリヤ側に付勢する差圧により打ち消されるようになる。
その結果、倍力装置１の作動時においても差圧が作用するのは、有効径Ｄ３よりも外方に位置する転動部３０の僅かな受圧面積だけになるので、それにより弁体１２は殆ど差圧による付勢を受けることはない。
なお、上記転動部３０は作動時には非作動時に対して形状が若干変化するようになるが、その際、有効径Ｄ３の変化は小さいので、弁体１２に作用する差圧に殆ど変化はない。
また本実施例では、大気弁座７を縮径させて真空弁座１０と同径に形成しているので、それにより大気弁座７に弁体１２の第１シートＳ１が着座し、真空弁座１０から第２シート部Ｓ２から離座する非作動時において差圧が弁プランジャ８に作用する受圧面積は従来よりも小さくなる。
【００１１】
したがって、大気弁座７、真空弁座１０および弁体１２の転動部３０の有効径Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３とをそれぞれ同一に設定しているので、上述したように弁体１２は非作動時と作動時において差圧によるフロント側への付勢を受けることはない。
このような本実施例に対し、従来の弁機構は大気弁座の内方側に真空弁座を配置するとともに、弁体の第１シート部の内方側に第２シート部を配置していたので、第１シート部が大気弁座に着座し、第２シート部が真空弁座から離座している非作動時よりも第１シート部が大気弁座から離座し、第２シート部が真空弁座に着座している作動時では弁体をフロント側に付勢する差圧が大きくなる。
このため、弁体を両弁座に着座させるポペットリターンスプリングのセット荷重を非作動時の大きな差圧を考慮して大きく設定していたが、本実施例によれば差圧を考慮することなく弁体１２を両弁座７、１０に着座させるだけのセット荷重に設定すればよいので、従来に比較してセット荷重を大きく低減することができる。
そしてまた従来の弁機構では、大気弁座を大きく形成していたので、第１シート部が大気弁座に着座し、第２シート部が真空弁座から離座した非作動時では差圧が弁プランジャに作用する受圧面積が大きかった。
このため、弁プランジャをリヤ側に付勢するバルブリターンスプリングのセット荷重を作動時の大きな差圧に打ち勝つように大きく設定していたが、本実施例によれば弁プランジャ８の受圧面積が従来に比較して低減されているので、バルブリターンスプリング２５の弾発力を従来に比較して小さく設定することができる。
以上の結果から理解されるように、本実施例ではポペットリターンスプリング１１のセット荷重とバルブリターンスプリング２５のセット荷重とを従来に比較してそれぞれ低減させることができるので、弁機構を切換える際の作動開始入力を大幅に低減することができる。
【００１２】
なお上記実施例では、大気弁座７および真空弁座１０、弁体１２の転動部３０との有効径Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３をそれぞれ同一に設定していたが、これに限定されるものではなく、大気弁座７と真空弁座１０との有効径Ｄ１、Ｄ２とを同一に設定するだけでも、非作動時に弁プランジャ８に作用する受圧面積を低減させることができるので、それによりバルブリターンスプリング２５のセット荷重を低減して作動開始入力を低減させることができる。
【００１３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ポペットリターンスプリングおよびバルブリターンスプリングのセット荷重を従来に比較してそれぞれ低減させて、作動開始入力を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。
【符号の説明】
２…バルブボディ ３…パワーピストン ５…弁機構
７…大気弁座 ８…弁プランジャ １０…真空弁座
１１…ポペットリターンスプリング １２…弁体
１３…大気通路 １４…変圧通路 １６…定圧通路
２０…入力軸 ３０…転動部 ３２…筒状部
３１、３３…バックアッププレート
Ｓ１…第１シート部 Ｓ２…第２シート部
Claims (2)
- 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、このパワーピストンの前後に形成した定圧室と変圧室と、上記バルブボディに設けられて、入力軸の進退動に連動してバルブボディ内の流路の切換え制御を行う弁機構とを備え、
上記弁機構は、バルブボディに形成されてフロント側に向いた大気弁座と、バルブリターンスプリングによりリヤ側に向けて付勢される弁プランジャに形成されてフロント側に向いた真空弁座と、ポペットリターンスプリングによりリヤ側に向けて付勢されて、上記大気弁座に着座する第１シート部と真空弁座に着座する第２シート部とを有する弁体と、上記大気弁座よりも外方側の空間を大気に連通させる大気通路と、上記大気弁座と真空弁座との間の空間を変圧室に連通させる変圧通路と、さらに上記真空弁座よりも内方側の空間を定圧室に連通させる定圧通路とを備え、非作動時においては上記弁体の第１シート部を大気弁座に着座させるととも第２シート部を真空弁座から離座させて、変圧室へ大気が導入されるのを阻止するとともに変圧室と定圧室に負圧を導入するようにした倍力装置において、
上記真空弁座が大気弁座よりもフロント側に位置するようにそれら両弁座を軸方向に離隔させて直列に配置するとともに、上記真空弁座と大気弁座の有効径を同一に設定し、
また、上記弁体を概略筒状に形成するとともに第１シート部が第２シート部よりもリヤ側に位置するようにそれらを軸方向に離隔させて形成し、さらに、上記弁体の第１シート部を上記大気弁座に対向するようにリヤ側に向けて配置するとともに、上記弁体の第２シート部を上記真空弁座に対向するようにリヤ側に向けて配置したことを特徴とする倍力装置。 - 上記弁体は、フロント側の第２シート部を支持するフロント側のバックアッププレートと、リヤ側の第１シート部を支持するリヤ側のバックアッププレートと、両バックアッププレートの外周部を連結する剛性を有する筒状部とを備えており、さらにフロント側のバックアッププレートは、半径方向外方に折返された弾性素材からなる転動部を介してバルブボディに連結されており、この転動部の有効径を、上記大気弁座と真空弁座の有効径と同一に設定し、
非作動時においては、上記リヤ側のバックアッププレートにおける第１シート部よりも半径方向外方部分にフロント側に向けて作用する差圧が、上記フロント側のバックアッププレートにおける第２シート部よりも半径方向外方部分にリヤ側に向けて作用する差圧によって打ち消されるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の倍力装置。
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