JPH08258699A

JPH08258699A - 負圧式倍力装置

Info

Publication number: JPH08258699A
Application number: JP7091732A
Authority: JP
Inventors: Akira Matsuo; 明松尾; Takeshi Kaneko; 武司金子
Original assignee: Nabco Ltd
Current assignee: Nabco Ltd
Priority date: 1995-03-25
Filing date: 1995-03-25
Publication date: 1996-10-08
Anticipated expiration: 2014-04-12
Also published as: DE69602482T2; JP2882762B2; US5611258A; DE69602482D1; EP0734928A1; EP0734928B1

Abstract

(57)【要約】【目的】真空弁５００と大気弁７００との各弁体を分割
したタイプの利点を生かしつつ、作動時の無効ストロー
クを小さくする。【構成】倍力ピストン５０のハブ部５２の内孔に気密的
に、かつ摺動可能にはまり合う筒型のインナー部材８０
０を設ける。そして、そのインナー部材８００をばね８
５０によって後方に付勢する。インナー部材８００は、
前端に真空弁５００の弁体５１０をもち、後端がばね８
５０の力を受けて大気弁７００の大気弁体７１０側に当
たっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両のブレーキ装置
等に用いられ、運転者のブレーキペダルの操作を助勢す
る負圧式倍力装置に関し、特に、真空弁と大気弁との各
弁体を分割したタイプに関する。

【０００２】

【発明の背景】一般に、負圧式倍力装置では、ケーシン
グの内部に倍力ピストンがあり、その倍力ピストンの後
方に入力部材、前方に出力部材がそれぞれ位置する。そ
して、倍力ピストンは、入力部材に加わる操作力を倍力
して出力部材に力を及ぼす。倍力ピストンは、ケーシン
グの内部を前方側に負圧室、後方側に変圧室にそれぞれ
区画し、それら両室の圧力差に応じた力によって倍力作
用を生じる。そうした倍力作用を得るため、負圧式倍力
装置には、制御弁装置として、負圧室−変圧室の間を連
通、遮断する真空弁と、変圧室−大気の間を遮断、連通
する大気弁との２つの弁がある。それら２つの弁の弁体
は、通常一体的に設けられ、たとえば同じ弁体の外周部
分に真空弁体、内周部分に大気弁体とを同心円上に配置
する構成である（たとえば、実公平４−２１７４４号公
報）。

【０００３】それに対し、真空弁と大気弁との弁体を分
割、つまり互いに分割した別の部材で各弁体を構成する
ことによって、各弁体の支持を安定させ、弁の開閉作動
をより確実にするという考え方がある。特公昭５７−５
０６９５号公報が示す技術は、その考え方に基づくもの
である。そこでは、倍力ピストンのハブ部の内孔の内周
に支持した弁体を大気弁体とし、弁プランジャの後端に
設けた大気弁座に離、着座するようにし、また、弁プラ
ンジャの外周に摺動可能に装着した弁体を真空弁体と
し、ハブ部の内孔側に設けた真空弁座に離、着座するよ
うにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、特公昭５７
−５０６９５号公報が示す技術は、弁体を分割したこと
により、弁の開閉作動を確実にすることができる反面、
次のような難点がある。非作動時に真空弁を連通状態（開）にする手段とし
て、弁プランジャの外周にストッパリングを設け、その
リングによって真空弁体の位置規制をする方法を採り、
しかもまた、作動時に、大気弁体を大気弁座から離座さ
せる（大気弁を開にする）手段として、真空弁体と一体
のストッパ部材を利用する方法を採っている。そのた
め、非作動の状態において、ストッパ部材と大気弁体と
の間にクリアランスを設け、大気弁の開弁を防ぐように
することが必要である。そのクリアランスは、作動時の
無効ストロークを大きくしてしまう。真空弁体が弁プランジャの外周をシール部を介して
摺動するため、作動状態では絶えず摺動抵抗が作用し、
出力の損失が生じる。真空弁体を弁プランジャの外周に取り付けているた
め、大気弁の径を大きくとることができず、したがっ
て、大気の流入通路を大きくすることができず、作動時
の応答性を向上させることができない。

【０００５】

【発明の目的】この発明は、真空弁と大気弁との各弁体
を分割したタイプの利点を生かし、しかも、前記した
〜の難点を改良することができる技術を提供すること
を目的とする。別にいうと、この発明は、作動時の無効
ストロークを小さくする上、出力の損失を小さくする
上、および作動時の応答性を向上する上で有効な技術を
提供することを目的とする。

【０００６】

【発明の着眼点、ならびに発明の内容】前記の各難点
は、いずれも真空弁体を弁プランジャの外周に取り付け
たことに起因して生じている。そこで、この発明では、
真空弁体を弁プランジャに取り付けることなく、倍力ピ
ストンのハブ部の内孔の内周側に配置するようにした。
すなわち、この発明は、実施例に対応する図１および図
２を参照して示すように、弁体を分割するというＡの特
徴のほか、次のＢ〜Ｅの各特徴をも備えている。（Ａ）大気弁７００および真空弁５００の各弁体が、互
いに分割した別の部材からなること。（Ｂ）大気弁７００は、一方の端部７１２が倍力ピスト
ン５０のハブ部５２の内孔の内周側に支持され、他方の
端部７１４に入力部材２００の側から出力部材３００の
側へと向かうばね力を受ける大気弁体７１０と、入力部
材２００の内側端部に設けた大気弁座７８０とからなる
こと。（Ｃ）ハブ部５２の内孔に気密的に、かつ摺動可能には
まり合う筒型のインナー部材８００があること。（Ｄ）真空弁５００は、インナー部材８００の前端に配
置した真空弁体５１０と、ハブ部５２の内孔側に設けた
真空弁座５８０とからなること。（Ｅ）インナー部材８００は、出力部材３００の側から
入力部材２００の側へと向かうばね力を受け、その後端
が大気弁７００の大気弁体７１４（７１０）に当たって
いること。

【０００７】入力部材２００は、通常、操作力を受ける
入力ロッド２１０と、その前端に結合した弁プランジャ
２２０とからなるが、その弁プランジャ２２０の後端に
外向きフランジ２２３を設け、そのフランジの外周部を
大気弁座７８０にするのが良い。大気弁座（つまりは、
大気弁の径）を大きくすることによって、作動時の応答
性を向上させることができるからである。また、真空弁
体５１０を含むインナー部材８００を常時ばね８５０に
よって大気弁体７１４側に当てているため、両弁体の間
のクリアランスがなくなり、その分、作動時の無効スト
ロークを小さくすることができる。しかも、インナー部
材８００とハブ部５２の内孔との間を気密にしているた
め、真空弁５００が閉弁した後は、インナー部材８００
は摺動せず、摺動抵抗を生じない。だから、出力の損失
もない。摺動抵抗をより小さくし、弁の作動をより円滑
にするため、インナー部材８００とハブ部５２の内孔と
の間を気密にするシール部材として、Ｏリング等の他の
シールリングに比べて小さな摺動抵抗をもつカップシー
ル８８０を用いるのが好ましい。さらに、大気が流入す
る通路を確保するため、筒型のインナー部材８００に内
外を連通するスリットを設ける場合、そのスリットとし
ては、後方に開いた切欠きよりも閉じた孔の方が好まし
い。インナー部材の後端面が、周方向に連続することに
なり、大気弁体を傷めることが少なくなるからである。

【０００８】なお、この発明は、受圧部が１つの通常の
シングル型の倍力装置だけでなく、受圧部が２つのタン
デム型のものにも適用することができる。

【０００９】

【実施例】図１は、この発明の一実施例であるタンデム
型の倍力装置１０の全体的な断面構造を示す図、また、
図２は、倍力ピストン５０のハブ部５２の内孔周りの部
分を拡大して示す部分図である。これらの図を主に参照
しながら、その実施例を明らかにする。負圧式倍力装置
１０はタンデム型であり、外部に位置する前方壁２２お
よび後方壁２４のほか、それらの両壁２２，２４が形成
する内部空所の中にドーナツ形状の隔壁３０を備える。
前方壁２２および後方壁２４は、軸線方向に互いに離
れ、外部のケーシングを構成する。それに対し、内部の
隔壁３０は、内部空所を前後に２つに区分する。そうし
た内部空所の中に倍力ピストン５０がある。倍力ピスト
ン５０は、軸線に沿う筒型のハブ部５２、および軸線に
直交し径方向に延びる受圧部５４１，５４２を含む。２
つの受圧部５４１，５４２は隔壁３０を挾む配置であ
り、それぞれ皿形状の金属プレート５４１ａ，５４２ａ
と、ゴムダイヤフラム５４１ｂ，５４２ｂとからなり、
各金属プレートが各ゴムダイヤフラムを支持している。
また、各ダイヤフラム５４１ｂ，５４２ｂの内周側のビ
ード部は倍力ピストン５０のハブ部５２に、外周側のビ
ード部は外部のケーシングにそれぞれ支持されている。
そこで、隔壁３０によって二分された内部空所は、倍力
ピストン５０によって、各受圧部５４１，５４２の前後
に２つの室６０１ｆ，６０１ｂ，６０２ｆ，６０２ｂを
それぞれ区画する。前方の室６０１ｆ，６０２ｆは負圧
室、後方の室６０１ｂ，６０２ｂが変圧室である。負圧
室６０１ｆは、配管接続部２６を通してエンジンのイン
テークマニホールド等の負圧源に連絡し、常に負圧を保
持している。また、前方の負圧室６０１ｆは、ハブ部５
２に設けた第１の通路７１によって後方の負圧室６０２
ｆに連絡している。他方、２つの変圧室６０１ｂ，６０
２ｂは、ハブ部５２に設けた第２の通路７２によって互
いに連絡しているが、これらは、負圧室あるいは大気に
選択的に連通することになる。なお、各受圧部５４１，
５４２には、コイルばね８１，８２によってそれぞれ後
方に向かう付勢力が与えられている。各コイルばね８
１，８２は、各金属プレート５４１ａ，５４２ａを支持
しつつ、倍力ピストン５０に戻り力を与える。

【００１０】次に、倍力ピストン５０の中央の筒型のハ
ブ部５２に注目する。ハブ部５２はプラスチック成形品
であり、前方側に大径部５２ｂ、後方側に中径部５２
ｍ、さらに大径部５２ｂの内方に小径部５２ｓがそれぞ
れ一体化している。また、中径部５２ｍの外周に金属製
の筒部材９０がはまり合っている。筒部材９０は、ケー
シングの後方壁２４から後方に突出しており、その外周
をゴムブーツ９２が被っている。筒部材９０がはまり合
うハブ部５２は、隔壁３０の内周の第１案内部１１０
と、筒部材９０の外周の第２案内部１２０とによってそ
れぞれ案内されつつ、軸線方向に移動可能である。

【００１１】そのようなハブ部５２の中心部に、後方壁
２４を貫く入力部材２００、前方壁２２を貫く出力部材
３００がそれぞれ軸線を一にして配置されている。入力
部材２００は、入力ロッド２１０と、その入力ロッド２
１０の前端にボールジョイント２１２によって結合した
弁プランジャ２２０とからなる。入力ロッド２１０は、
ケーシングの内部から後方に突き出ているが、その後端
にペダル踏力（操作力）が加わる。また、出力部材３０
０は、弁プランジャ２２０に対向する後端に円板部３１
０、前端側にボルト部材３２０をそれぞれ備える。そう
した出力部材３００の円板部３１０と弁プランジャ２２
０およびハブ部５２の小径部５２ｓとの間には、ラバー
ディスク３５０がある。したがって、入力部材２００に
加わる操作力および倍力ピストン５０からの力は、その
ラバーディスク３５０を通して出力部材３００側に加わ
ることになる。そして、出力部材３００に加わる力は、
先端のボルト部材３２０を通して図示しないマスタシリ
ンダのピストンを押す。

【００１２】さて、ハブ部５２の内孔には、負圧室６０
１ｆ，６０２ｆ−変圧室６０１ｂ，６０２ｂの間を連
通、遮断する真空弁５００、および変圧室６０１ｂ，６
０２ｂ−外部の大気の間を遮断、連通する大気弁７００
がそれぞれある。ここで、大気弁７００および真空弁５
００の各弁が軸線方向に少し距離をおいて構成されてい
ることに留意されたい。それは、大気弁７００の弁体
と、真空弁５００の弁体とを互いに分割した別の部材に
よって構成したことに関係する。大気弁７００の弁体は
ハブ部５２の中径部５２ｍの開口近くに位置する部材７
１０であり、また、真空弁５００の弁体は、ハブ部５２
の中径部５２ｍの内周にはまり合うインナー部材８００
の前端のゴムリング５１０である。

【００１３】大気弁７００の弁体７１０は、筒形状のゴ
ムを主体とし、その後端７１２がハブ部５２の中径部５
２ｍの開口部分に支持され、その前端７１４はばね７３
０の付勢力によって前方に押されている。弁体７１０の
後端７１２を支持するに際しては、止めリング７５０お
よびばね７５５を用いて行う。図の実施例では、支持す
べき後端７１２を筒部材９０の内周から中径部５２ｍの
内周にわたるようにしているため、中径部５２ｍの開口
部の段差を利用し、支持を確実にすることができる。ま
た、そうした後端７１２は、ハブ部５２および筒部材９
０の内周を気密にシールするものでもあり、シールを確
実にする点からも好ましい。他方、弁部となる前端７１
４には補強リング７６０があり、そのリング７６０はば
ね７３０に対する一方のばね受けを兼ねている。前端７
１４に対するばね７３０および後端７１２に対するばね
７５５のもう一方のばね受けについては、入力ロッド２
１０側に設けたばね受け７７０が兼ねている。

【００１４】また、大気弁７００の弁体７１０、つまり
は前端７１４の弁部は、弁プランジャ２２０の後端に設
けた弁座７８０に着、離座可能であり、弁座７８０と弁
体７１０とが相俟って大気弁７００を構成する。大気弁
座７８０を含む弁プランジャ２２０は、入力ロッド２１
０に支持されつつ、その前端部分がハブ部５２の小径部
５２ｓの内周にはまり合っている。したがって、弁プラ
ンジャ２２０と一緒に入力ロッド２１０が軸線方向に移
動するとき、小径部５２ｓの内孔が弁プランジャ２２０
を案内することになる。特に、弁プランジャ２２０の後
端に外向きフランジ２２３を設け、その外周部を大気弁
座７８０とすることによって、大気弁７００の径を大き
くし、大気流入の通路面積を大きくするようにしてい
る。

【００１５】他方、真空弁５００の弁体５１０を含むイ
ンナー部材８００は、図１および図２に加えて、図３お
よび図４をも参照して示すように、それ自体筒型であ
り、後端には筒の内外を連通するスリットが周方向に複
数ある。スリットとしては、図３に示すような閉じた孔
８１０、あるいは図４に示すような切欠き８１２のいず
れをも用いることができる。ただ、インナー部材８００
の後端面８２０が大気弁７００の弁体７１０に当たるた
め、弁体７１０の損傷を防止する意味から、当たったと
きに損傷を生じにくい閉じた孔８１０の方が好ましい。

【００１６】インナー部材８００は、内周側の中途に段
部８０２、外周側に溝８０４、前端にゴムリング５１０
を装着するための凹凸部８０６を備える。内周側の段部
８０２は、ばね８５０の一方のばね受けである。ばね８
５０の他方のばね受けは、ハブ部５２の小径部５２ｓの
後端の段差部５４であり、その段差部５４の外周部分に
真空弁５００の弁座である一周にわたる突部５８０が設
けられている。前端にゴムリング５１０を保持したイン
ナー部材８００は、ばね８５０の付勢力により後端面８
２０を常に大気弁７００の弁体７１０に当てている。そ
して、その状態で、前端側のゴムリング５１０（つま
り、真空弁５００の弁体）が、大気弁座である突部５８
０からわずかに離れるようになっている。なお、インナ
ー部材８００に対するばね８５０による付勢力は、大気
弁７００側の内外のばね７３０および７５５のそれより
も小さく設定されている。それらの各ばねによる付勢力
は、大気弁７００側のばね７３０のそれがインナー部材
８００に対するばね８５０のそれよりも大きく、しか
も、ばね７５５のそれがばね７３０よりも大きくなって
いる。すなわち、非作動の状態で真空弁５００を開弁さ
せておくために、ばね７３０の付勢力をばね７５５より
も小さくし、また、作動時に真空弁５００を閉弁させる
ためにばね７３０の付勢力をばね８５０よりも大きくし
ている。また、インナー部材８００の外周側の溝８０４
は、シールリングを装着するための溝であり、その中に
カップシール８８０が装着されている。カップシール８
８０は、他のシールリングに比べて摺動抵抗が小さいた
め、インナー部材８００の摺動を容易にし、弁の作動を
円滑にする。なお、インナー部材８００自体にはそれほ
ど大きな力が加わらないため、プラスチック等によって
形成することができる。

【００１７】ここで、大気弁７００と真空弁５００を含
む制御弁装置を中心に、負圧式倍力装置１０の作動を説
明する。図１および図２に示す非作動状態のとき、倍力
ピストン５０は後退位置にあり、真空弁５００は開、大
気弁７００は閉の各状態にある。倍力ピストン５０は、
ハブ部５２の大径部５２ｂの後端をケーシング側に当て
た状態に止まるが、そのとき筒部材９０も、その前端の
外向きフランジ９０ｆを後方壁２４の内面に当てた位置
となる。そうした筒部材９０は、後端の内向きフランジ
９０ｒおよびナット９１を通して、入力部材２００の後
退位置を規制する。つまり、ばね７５５の付勢力を受け
て後退しようとする入力部材２００は、そうした特定の
後退位置をとる。したがって、入力部材２００に一体の
大気弁座７８０も一定の位置にあり、そこにばね７３０
の付勢力を受ける大気弁体７１０の前端７１４が着座す
る。また、その前端７１４に対し、ばね８５０の付勢力
を受けるインナー部材８００の後端面８２０が当たって
いる。それによって位置規制されるインナー部材８００
の前端の真空弁体５１０は、ハブ部５２側の真空弁座５
８０からわずかに離座する。その弁座５８０−弁体５１
０との隙間（距離）が、倍力装置１０における無効スト
ロークになる。真空弁体５１０を一体に含むインナー部
材８００の後端をばね８５０によって、大気弁体７１０
の前端７１４に常に当てているため、作動に伴う無効ス
トロークは前記弁座５８０−弁体５１０との隙間（距
離）に基づくストロークだけである。

【００１８】また、そうした非作動の状態から、図示し
ないペダルの操作に伴って、入力部材２００が前進する
と、ばね７３０の付勢力によりばね８５０が圧縮され、
インナー部材８００の前端の真空弁体５１０が前記距離
を狭めハブ部５２側の真空弁座５８０に着座し、それと
同時に大気弁７００が開の状態になる。そうした各弁の
切換えに応じ、大気が大気弁７００の弁体７１４−弁座
７８０の間の隙間から流入し、倍力ピストン５０に倍力
作用を生じさせる。そのとき、大気弁７００の径が大き
いことから、大気の流入通路の面積はかなり大きく、応
答性が良好である。しかもまた、真空弁５００が閉じた
後では、インナー部材８００はハブ部５２の内孔に対し
摺動しないため、摺動抵抗に起因する出力の損失もな
い。なお、ハブ部５２の中径部５２ｍの外周に溝５２１
があり、その溝５２１の中に筒部材９０からの切り起こ
し片９０１が入り込んでいる。それら切り起こし片９０
１および溝５２１は、互いに協力してハブ部５２と弁プ
ランジャ２２０側との相対的な移動範囲、つまり弁の開
弁度合いを規制する。その点は、特開平２−１０９７６
５号の公報の技術と同じである。倍力装置１０では、真
空弁５００の弁体５１０を含むインナー８００をハブ部
５２の内孔側に摺動させるようにしている。そのため、
作動に伴って真空弁５００が閉弁した状態で弁プランジ
ャ２２０に揺動が生じた場合でも、前記した特公昭５７
−５０６９５号の公報の技術とは異なり、その揺動は真
空弁５００に何ら影響を与えず、真空漏れを生じること
がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例であるタンデム型の倍力装
置の全体的な断面構造を示す図である。

【図２】同じ実施例の部分拡大図である。

【図３】インナー部材に設けるスリットの一例を示す図
である。

【図４】インナー部材に設けるスリットの他の例を示す
図である。

【符号の説明】

１０負圧式倍力装置２２前方壁２４後方壁５０倍力ピストン５２ハブ部２００入力部材２１０入力ロッド２２０弁プランジャ３００出力部材５００真空弁５１０真空弁体５８０真空弁座（突部）６０１ｆ，６０２ｆ負圧室６０１ｂ，６０２ｂ変圧室７００大気弁７１０大気弁体７８０大気弁座８００インナー部材８５０ばね８８０カップシール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸線方向に互いに離れた前方および後方
の各壁を含み、内部に空所を形成するケーシングと、こ
のケーシングの中に位置するピストンであって、前記軸
線に沿う筒型のハブ部、およびこのハブ部から前記軸線
に直交する方向に延びる受圧部を含み、前記空所を前後
に二分し、前記前方壁寄りに負圧室、前記後方壁寄りに
変圧室をそれぞれ区画する倍力ピストンと、前記軸線
上、前記後方壁を貫き、前記ケーシングの外に位置する
外側端部に操作力が加わり、ケーシングの内に位置する
内側端部が前記ハブ部の内孔に入り込む入力部材と、前
記軸線上、前記前方壁を貫き、前記ケーシングの内に位
置する端部が前記入力部材の内側端部に対向する出力部
材と、前記入力部材の軸線方向に沿う動きに応じて制御
され、前記負圧室−変圧室の間を連通、遮断する真空
弁、および前記変圧室−大気の間を遮断、連通する大気
弁を含む制御弁装置とを備える負圧式倍力装置におい
て、前記制御弁装置の大気弁および真空弁について、次
のＡ〜Ｅの特徴がある負圧式倍力装置。（Ａ）前記大気弁および真空弁の各弁体が、互いに分割
した別の部材からなること。（Ｂ）前記大気弁は、一方の端部が前記倍力ピストンの
ハブ部の内孔の内周側に支持され、他方の端部に前記入
力部材の側から出力部材の側へと向かうばね力を受ける
大気弁体と、前記入力部材の内側端部に設けた大気弁座
とからなること。（Ｃ）前記ハブ部の内孔に気密的に、かつ摺動可能には
まり合う筒型のインナー部材があること。（Ｄ）前記真空弁は、前記インナー部材の前端に配置し
た真空弁体と、前記ハブ部の内孔側に設けた真空弁座と
からなること。（Ｅ）前記インナー部材は、前記出力部材の側から入力
部材の側へと向かうばね力を受け、その後端が前記大気
弁の大気弁体に当たっていること。
【請求項２】前記入力部材は、入力ロッドと、その入
力ロッドの前端にボールジョイントによって結合した弁
プランジャとからなり、その弁プランジャの後端には外
向きフランジがあり、その外向きフランジの外周部に前
記大気弁座を配置した、請求項１の負圧式倍力装置。
【請求項３】前記ハブ部の内孔は、中途に段差部のあ
る段付き孔であり、その段差部の部分に前記真空弁座が
あり、しかも、同じ段差部が前記インナー部材にばね力
を与えるばねに対するばね受けとなっている、請求項１
の負圧式倍力装置。
【請求項４】前記インナー部材の後端に、その筒の内
外を連通する閉じたスリットがあり、前記大気弁の大気
弁体に当たるインナー部材の後端面は、全周にわたって
連続している、請求項１の負圧式倍力装置。
【請求項５】前記インナー部材と前記倍力ピストンの
内孔との間にカップシールが介在している、請求項１の
負圧式倍力装置。