JP3831825B2

JP3831825B2 - 気圧式倍力装置

Info

Publication number: JP3831825B2
Application number: JP27894196A
Authority: JP
Inventors: 光弘遠藤; 博美安藤; 敦哉甲州
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1996-09-30
Publication date: 2006-10-11
Anticipated expiration: 2016-09-30
Also published as: JPH10100887A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のブレーキ系統に用いられる気圧式倍力装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
気圧式倍力装置としては、シェル本体内をダイアフラムを備えたパワーピストンにより定圧室と変圧室とに区画し、前記パワーピストンに支持させたバルブボデー内に入力軸と連結されたプランジャを含む弁機構を配設し、前記プランジャの摺動に応じて前記弁機構を作動させることにより、前記定圧室と前記変圧室とに差圧を発生させてパワーピストンを推進し、該パワーピストンに生じた推力をリアクションディスクを介して出力軸に伝達し、かつ該出力軸からの反力の一部を前記リアクションディスクから前記プランジャを介して前記入力軸に伝えるようにしたものがある。
【０００３】
このような気圧式倍力装置装置において、その入力と出力との関係は、通常は、図４に示すように、制動初期段階に所定のジャンプイン出力Ａを生じた後、入力の増加に応じて出力が直線的に増大し、全負荷作用点Ｂまでその関係が続くようになっている。なお、ジャンプイン出力Ａは、非作動時におけるリアクションディスクとプランジャとの間の隙の存在によって生じる現象であり、これが大きいほど高減速度が得られるようになる。
【０００４】
上記した入出力特性において、その入力と出力との比すなわち倍力比を小さく設定すると、当然のことながら高い出力を得るためには高い入力が必要となり、急制動時（パニック制動時）に踏力の弱い人が十分な出力を出せない虞がある。一方、倍力比を大きく設定すると、軽くブレーキを踏んでも大きな出力が得られるため、不用意に急制動することにもなり、両方の要求を満足させることはかなり面倒なこととなっている。なお、倍力比はリアクションディスクに対する出力軸の接触面積とプランジャの接触面積との比で決まり、したがって倍力比を変更する場合は、設計変更が必要となる。
【０００５】
そこで、例えば、特開平８−８５４４２号公報に記載の気圧式倍力装置では、図５に示すように、バルブボデー１内に入力軸２と連動可能に配設されたプランジャ３と出力軸４によりバルブボデー１に押えられたリアクションディスク５との間に、反力受け６とばね受け７との間にボルト８を用いてスプリング９を所定のセット荷重を発生するように圧縮状態で保持してなる反力調整機構Ｓを介装する構成としている。このような反力調整機構Ｓを備えた気圧式倍力装置によれば、図６に示すように、ジャンプイン出力Ａを生じた以降の倍力作用の過程において、入力がスプリング９のセット荷重Ｃに達するまでは、反力受け６とプランジャ３とが一体となって反力を受けるので、従来と基本的に変わりのない入出力特性が得られるが、入力がスプリング９のセット荷重Ｃを越えると、スプリング９が縮んで２次的なジャンプイン出力Ｄが生じて倍力比が大きくなり、出力の大きい領域において入力（踏力）を軽減することが可能になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したスプリング９の撓みを利用して大きな２次的なジャンプイン出力Ｄを得ようとすると、スプリング９の撓み量を大きくする必要があり、このためには、撓んだ時のスプリング９の応力を下げる、すなわちスプリング９のバネ定数を下げなければならない。一方、スプリング９のバネ定数を下げるには、その巻き数を増やすか、その有効径を大きくしなければならないが、巻き数を増やすとバルブボデー１ひいては倍力装置の軸方向寸法が長くなって、車両に対する設置スペース上の問題が生じ、従ってスプリング９の有効径を大きくするのが望ましい。
【０００７】
しかしながら、上記公報に記載の気圧式倍力装置では、プランジャ３の摺動孔内にそのままスプリング９を納める構造としているため、その有効径を大きくすることには一定の制約があり、所望の２次的なジャンプイン出力Ｄを得ることが困難であるという問題があった。また、このような構造では、組付時に、反力調整機構Ｓがリアクションディスク５側へ抜けることが往々に起こり、組付性に劣るという問題もあった。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、有効径の大きなスプリングの使用を可能として２次的なジャンプイン出力の増大を図り、併せて組付性の改善を図ることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つは、上記課題を解決するため、バルブボデー内には、前記プランジャ側の大径孔と前記リアクションディスク側の小径孔とからなる段付きの軸孔が形成され、該軸孔内で、前記プランジャとリアクションディスクとの間には、前記リアクションディスクに当接してその反力を受ける反力受けをスプリングにより所定のセット荷重で保持してなる反力調整機構が介装され、前記反力調整機構のスプリングは、前記反力受けが摺動可能に嵌入する前記軸孔の小径孔の直径よりも大きな外径を有して、前記大径孔内に配置されており、前記反力受けは、前記大径孔内に位置する部分に前記リアクションディスク側への抜けを規制するフランジ部を有して、前記小径孔に前記プランジャ側から挿入されるようになっており、該反力受けはさらに、前記リアクションディスクから前記所定のセット荷重を超える出力反力を伝えられたときでも前記軸孔内で前記バルブボデーと干渉することなく前記プランジャ側へ自由に移動可能であり、前記反力受けが受けた前記リアクションディスクからの出力反力が前記プランジャに伝えられることを特徴とする。
また、本発明の他の１つは、バルブボデー内には、前記プランジャ側の大径孔と前記リアクションディスク側の小径孔とからなる段付きの軸孔が形成され、該軸孔内で、前記プランジャとリアクションディスクとの間には、前記リアクションディスクに当接してその反力を受ける反力受けをスプリングにより所定のセット荷重で保持してなる反力調整機構が介装され、前記反力調整機構のスプリングは、前記反力受けが摺動可能に嵌入する前記軸孔の小径孔の直径よりも大きな外径を有して、前記大径孔内に配置されており、前記反力受けは、前記リアクションディスクから前記所定のセット荷重を超える出力反力を伝えられたときでも前記軸孔内で前記バルブボデーと干渉することなく前記プランジャ側へ自由に移動可能であり、前記反力受けが受けた前記リアクションディスクからの出力反力が前記プランジャに伝えられることを特徴とする。
【００１０】
このように構成した気圧式倍力装置においては、反力受けの摺動孔に制約されることなくスプリングの有効径を大きく設定できるので、より大きな２次的なジャンプイン出力を得ることができる。しかも、スプリングを配置した大径孔内に反力受けのフランジ部を位置させたことにより、組付時に、反力調整機構がリアクションディスク側へ抜けることもなくなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基いて説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係る気圧式倍力装置の全体的な構造を、図２はその要部構造をそれぞれ示したものである。図１および図２において、１０は、フロントシェル１１とリヤシェル１２とからなるシェル本体で、シェル本体１０内はダイアフラム１３を備えたパワーピストン１４により定圧室１５と変圧室１６とに区画されている。パワーピストン１４には、シェル本体１０の軸心上に配置したバルブボデー１７の大端部１７ａが嵌合支持されている。バルブボデー１７は、前記大端部１７ａに続く部分を小径の筒状部１７ｂとして構成しており、この筒状部１７ｂは、リヤシェル１２を気密的にかつ摺動自在に挿通してその後方へ延ばされいる。
【００１３】
バルブボデー１７には、その筒状部１７ｂ内を定圧室１５に連通する定圧通路１８が軸方向に設けられる他、該筒状部１７ｂ内を変圧室１６に連通する空気通路（大気通路）１９が半径方向に設けられている。定圧室１５には、フロントシェル１１の前部に接続した導入管２０を通じて、例えばエンジン負圧が導入されるようになっており、一方、バルブボデー１７の筒状部１７ｂには、その後端開口からサイレンサ２１およびフィルタ２２を経て大気が導入されるようになっている。
【００１４】
バルブボデー１７内には、変圧室１６に対して定圧通路（負圧通路）１８と大気通路１９とを選択的に開く弁機構２３が配設されている。弁機構２３は、バルブボデー１７の大端部１７ａに設けた軸孔２４に摺動自在に納めされたプランジャ２５、バルブボデー１７の筒状部１７ｂの内面に押え部材２６（図２）を用いて基端部が固定された弾性変形可能な弁体２７、この弁体２７の前端の外縁部と定圧通路１８の開口を含むようにバルブボデー１７の内周に形成された弁座部とで構成される負圧弁２８（図２）、弁体２７の前端の内縁部とプランジャ２５の後端に形成された弁座部とで構成される大気弁２９（図２）を備えている。プランジャ２５の後端部には、ブレーキペダル（図示略）と連動する入力軸３０が連結され、また、弁体２７は、この入力軸３０に一端を係合させた弁ばね３１により、常時は負圧弁２８および大気弁２９を閉じる方向へ付勢されている。なお、入力軸３０は、前記押え部材２６に一端を係合させた戻しばね３２により常時はブレーキペダル側へ付勢されている。また、プランジャ２５は、バルブボデー１７に半径方向から挿入したストップキー３３によりバルブボデー１７との相対移動範囲が規制されている。
【００１５】
一方、バルブボデー１７の大端部１７ａの前端中央には、ゴム等の弾性体からなるリアクションディスク３４を介して出力軸３５の基端大端部３５ａが作動連結されている。出力軸３５の基端大端部３５ａはカップ状をなしており、前記リアクションディスク３４は、この基端大端部３５ａのカップ部内に納められて、その中央部分を前記したバルブボデー１７の軸孔２４に臨ませている。定圧室１５には、バルブボデー１７を作動位置から非作動位置（図１、２に示す位置）に復帰させる戻しばね３６が配設されており、前記出力軸３５の基端大端部３５ａは、この戻しばね３６の一端を受けるばね受け３７（図２）によりバルブボデー１７に対して押えられている。なお、出力軸３５の先端部は、フロントシェル１１を気密的に挿通してその前方へ延ばされ、例えばマスタシリンダに作動連結されるようになる。また、リヤシェル１２の後面には、本倍力装置を車体に取付けるための複数のスタッドボルト３８が、フロントシェル１１の前面にはマスタシリンダを取付けるためのスタッドボルト３９がそれぞれ植立されている。
【００１６】
ここで、上記バルブボデー１７の軸孔２４は、大径孔４０と小径孔４１とを連接した段付き孔として形成されており、その大径孔４０はプランジャ２５側（リヤ側）に、その小径孔４１はリアクションディスク３４側（フロント側）にそれぞれ配置されている。そして、この軸孔２４内には、その大径孔４０から小径孔４１にかけて反力調整機構４２が配設されている。この反力調整機構４２は、前記小径孔４１に先端を摺動可能に嵌入させかつその長手方向の中間部位に設けたフランジ部４３ａを前記大径孔４０内に位置させた反力受け４３と、プランジャ２５側に位置して大径孔４０内に配設されたハット形状のばね受け４４と、このばね受け４４と前記反力受け４３のフランジ部４３ａとの間に介装されたスプリング４５と、ばね受け４４の頂部を挿通させて反力受け４３に先端部をねじ込ませたボルト４６とからなっている。
【００１７】
上記スプリング４５は、ボルト４６のねじ込み量を調整することにより圧縮状態で保持され、所定のセット荷重を発生するようになっている。このスプリング４５は、小径孔４１の口径すなわち反力受け４３の先端の直径より十分に大きな有効径を有しており、そのバネ定数は、前記特開平８−８５４４２号公報に記載のスプリングに比べて小さな値となっている。
【００１８】
反力調整機構４２は、反力受け４３、ばね受け４４およびスプリング４５をボルト４６により組付けたサブアセンブリ体として供され、その全長は、倍力装置の非作動状態で確保される、プランジャ２５とリアクションディスク３４との間の距離よりも小さく設定されている。したがって、非作動状態では、反力受け４３の先端とリアクションディスク３４との間には所定の隙４７が確保されるようになる。また、反力調整機構４２を構成する反力受け４３の後端とばね受け４４の先端との間には軸方向に所定の隙４８が確保されている。一方、ばね受け４４内には、ボルト４６の頭部が前記隙４８よりも大きな距離を移動できるだけの逃げが確保されており、したがって、反力受け４３とばね受け４４とは前記隙４８の大きさ内で相対移動できるようになっている。なお、反力調整機構４２のサブアセンブリ体は、後方からバルブボデー１７内に挿入して組付けられるが、この組付けに際しては、反力受け４３のフランジ部４３ａがストッパとなってバルブボデー１７の前方への抜けが規制され、その組付けは容易となる。
【００１９】
上記のように構成した気圧式倍力装置は、そのリヤシェル１２の後面に植立したスタッドボルト３８を用いて車体に取付けられた状態において、入力軸３０に図示を略すブレーキペダルが連結される。そして、この取付状態でブレーキペダルを踏込むと、入力軸３０とプランジャ２５とが、図１の左方向へ一体に移動（前進）し、大気弁２９が開いてサイレンサ２１およびフィルタ２２を通じてバルブボデー１７内に大気が流入し、この大気は大気通路１９を通って変圧室１６に導入される。この結果、負圧が導入されている定圧室１５と変圧室１６との間に差圧が発生し、パワーピストン１４が前進して、その推力がバルブボデー１７を介して出力軸３５に伝達され、倍力作用が行われる。
【００２０】
上記倍力作用の開始に際しては、反力受け４３にスプリング４５の所定のセット荷重がかかっていることで、プランジャ２５の前進に応じて反力受け４３が前進し、該反力受け４３とリヤディスク３４との間の隙４７が解消され、この間、所定のジャンプイン出力Ａ（図６）が発生する。そして、前記隙４７が解消された以後は、リアクションディスク３４の一部が小径孔４２内に膨出変形し、出力反力の一部が反力受け４３、スプリング４５およびばね受け４４を介してプランジャ２５および入力軸３０に伝えられる。したがって、入力軸３０を介して伝えられる入力（踏力）がスプリング４５のセット荷重Ｃ（図６）に達するまでは、入力に応じて出力が直線的に増大し、従来と基本的に変わりのない入出力特性が得られる。しかして、入力がスプリング４５のセット荷重Ｃを越えると、スプリング４５が縮んで反力受け４３とばね受け４４との間の隙４８が解消され、この間、図６に示したように２次的なジャンプイン出力Ｄが生じる。この場合、スプリング４５の有効径が十分に大きいことにより隙４８を大きく設定できるので、前記した２次的なジャンプイン出力Ｄは、従来（図６）よりも大きくなり、結果として、出力の大きい領域において入力（踏力）の大幅な軽減が可能になる。
【００２１】
ここで、ブレーキペダルから踏力がなくなると、戻しばね３２によって入力軸３０と一体にプランジャ２５が後退し、負圧弁２８が開いて定圧室１５内の負圧が定圧通路１８から大気通路１９を経て変圧室１６に導入され、前記差圧が解消される。その後、ブレーキペダルの完全解放により、定圧室１５内の戻しばね３６のばね力によりパワーピストン１４およびバルブボデー１７が図示の非作動状態に復帰する。
【００２２】
なお、本発明は、図３に示すように、反力受け４３が摺動する小径孔４１をバルブボデーの軸孔２４に嵌着した別部材のスペーサ５０により形成しても良いもので、この場合は、反力受け４３の径が変更（倍力比が変更）になっても、バルブボデー１７自体を交換せずとも、スペーサ５０を交換することで簡単に対処できるようになる。
また、本発明は、シェル本体内をセンタシェルにより２室に分け、各室に上記した定圧室と変圧室とを配した、いわゆるタンデム型の気圧式倍力装置にも適用できることはもちろんである。
【００２３】
【発明の効果】
本発明に係る気圧式倍力装置によれば、有効径の大きなスプリングを使用して２次的なジャンプイン出力を可及的に増大させることができ、倍力比の選択幅が拡がる。
また、反力調整機構は組付けに際してバルブボデーから抜けることがないので、組付性が改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施形態としての気圧式倍力装置の全体的構造を示す断面図である。
【図２】本気圧式倍力装置の要部構造を示す断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態としての気圧式倍力装置の要部構造を示す断面図である。
【図４】気圧式倍力装置の一般的な入出力特性を示すグラフである。
【図５】反力調整機構を設けた従来の気圧式倍力装置の要部構造を示す断面図である。
【図６】反力調整機構を設けた従来の気圧式倍力装置の入出力特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１０シェル本体
１３ダイアフラム
１４パワーピストン
１５定圧室
１６変圧室
１７バルブボデー
２３弁機構
２５プランジャ
３０入力軸
３４リアクションデスク
３５出力軸
４０大径孔
４１小径孔
４２反力調整機構
４３反力受け
４３ａフランジ部
４４ばね受け
４５スプリング
４６ボルト

Claims

シェル本体内をダイアフラムを備えたパワーピストンにより定圧室と変圧室とに区画し、前記パワーピストンに支持させたバルブボデー内に入力軸と連結されたプランジャを含む弁機構を配設し、前記プランジャの摺動に応じて前記弁機構を作動させることにより、前記定圧室と前記変圧室とに差圧を発生させてパワーピストンを推進し、該パワーピストンに生じた推力をリアクションディスクを介して出力軸に伝達し、かつ該出力軸からの反力の一部を前記リアクションディスクから前記プランジャを介して前記入力軸に伝えるようにした気圧式倍力装置において、前記バルブボデー内には、前記プランジャ側の大径孔と前記リアクションディスク側の小径孔とからなる段付きの軸孔が形成され、該軸孔内で、前記プランジャとリアクションディスクとの間には、前記リアクションディスクに当接してその反力を受ける反力受けをスプリングにより所定のセット荷重で保持してなる反力調整機構が介装され、前記反力調整機構のスプリングは、前記反力受けが摺動可能に嵌入する前記軸孔の小径孔の直径よりも大きな外径を有して、前記大径孔内に配置されており、前記反力受けは、前記大径孔内に位置する部分に前記リアクションディスク側への抜けを規制するフランジ部を有して、前記小径孔に前記プランジャ側から挿入されるようになっており、該反力受けはさらに、前記リアクションディスクから前記所定のセット荷重を超える出力反力を伝えられたときでも前記軸孔内で前記バルブボデーと干渉することなく前記プランジャ側へ自由に移動可能であり、前記反力受けが受けた前記リアクションディスクからの出力反力が前記プランジャに伝えられることを特徴とする気圧式倍力装置。
シェル本体内をダイアフラムを備えたパワーピストンにより定圧室と変圧室とに区画し、前記パワーピストンに支持させたバルブボデー内に入力軸と連結されたプランジャを含む弁機構を配設し、前記プランジャの摺動に応じて前記弁機構を作動させることにより、前記定圧室と前記変圧室とに差圧を発生させてパワーピストンを推進し、該パワーピストンに生じた推力をリアクションディスクを介して出力軸に伝達し、かつ該出力軸からの反力の一部を前記リアクションディスクから前記プランジャを介して前記入力軸に伝えるようにした気圧式倍力装置において、前記バルブボデー内には、前記プランジャ側の大径孔と前記リアクションディスク側の小径孔とからなる段付きの軸孔が形成され、該軸孔内で、前記プランジャとリアクションディスクとの間には、前記リアクションディスクに当接してその反力を受ける反力受けをスプリングにより所定のセット荷重で保持してなる反力調整機構が介装され、前記反力調整機構のスプリングは、前記反力受けが摺動可能に嵌入する前記軸孔の小径孔の直径よりも大きな外径を有して、前記大径孔内に配置されており、前記反力受けは、前記リアクションディスクから前記所定のセット荷重を超える出力反力を伝えられたときでも前記軸孔内で前記バルブボデーと干渉することなく前記プランジャ側へ自由に移動可能であり、前記反力受けが受けた前記リアクションディスクからの出力反力が前記プランジャに伝えられることを特徴とする気圧式倍力装置。
前記軸孔の小径孔は、前記バルボデーと別部材の環状のスペーサを前記軸孔に嵌着して形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の気圧式倍力装置。