JPS5851505B2

JPS5851505B2 - 負圧式倍力装置

Info

Publication number: JPS5851505B2
Application number: JP54011740A
Authority: JP
Inventors: 博生竹内
Original assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Priority date: 1979-02-02
Filing date: 1979-02-02
Publication date: 1983-11-16
Also published as: GB2046382B; JPS55106853A; US4282799A; GB2046382A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、主として自動車のブレーキマスクシリンダを
、負圧力を以て倍力作動する負圧式倍力装置、特にブー
スタシェル内にあって、その内部を負圧源に連なる第１
作動室と、第２作動室とに区画するブースタピストンの
後側に、前部に環状の第１弁座をもった弁筒を穿設し、
その弁筒に、前記第１弁座に囲繞される環状の第２弁座
をもち入力杆に連結した弁ピストンを摺合し、さらに前
記第１および第２弁座に着座するように偏倚される弁部
をもち内側を大気に開放した筒状の弾性弁体を付設し、
前記弁ピストンの前進動作時は前記第２弁座と前記弁部
間に生じる間隙を通して前記第２作動室と前記弁体内側
とを連通させ、その後退勤作時は前記第１弁座と前記弁
部間に生じる間隙を通して前記第１および第２作動室間
を連通させるようにし、さらに前記ブースタピストンを
弾性ピストンを介して、出力杆に連なる出力ビストンに
連接し、その出力ビストンの作動反力により弾性ピスト
ンに圧縮変形を生じさせ、その圧縮力の一部を反動ピス
トンを介して弁ピストン、入力杆へとフィードバックし
て操縦者に操作感覚を与えるようにした負圧式倍力装置
の改良に関する。

かＳる倍力装置は、弾性ピストンが恰も非圧縮流体とし
て作用して出力ビストンの作動反力を反動ピストンに伝
達するので、出力ビストンと反動ピストンとの面積比に
より倍力比を簡単に決定することができ、設計が容易で
ある上、構造が簡単である利点を有している。

ところで、前記倍力装置には、入力杆の作動初期の無効
ストロークを最小限に抑え、ブースタピストンの作動遅
れを防止しようとすれば、入力杆の非作動状態で前記第
１弁座と前記弁部との間隙をできるだけ狭ばめる必要が
あり、また入力杆の後退時、ブースタピストンの戻り応
答性を良好にしようとすれば、前記第１弁座と前記弁部
との間隙を上記とは反対にできるだけ広げる必要がある
、といった相反する二つの要求がある。

さらに後者の要求を満たすために入力杆の後退時に特に
弁ピストンを大きく後退させようとすれば、その後退量
に応じて前記弾性ピストンが反動ピストン側に大きく膨
出変形するので、該弾性ピストンが短期に疲労破損し易
いという不都合が生じる。

本発明は、上記に鑑み提案されたもので、前記不都合を
解消しつつ前記二つの相反する要求を同時に満足させる
ことができ、その上、入力杆の戻し速度に応じてブース
タピストンの戻り速度を自動的に緩急調節することがで
きて、倍力装置の作動解除操作を運転者の意思通りに適
確に行なうことができる前記負圧式倍力装置を提供する
ことを目的とするものである。

以下、図面により本発明の一実施例について説明すると
、第１図に示すように、倍力装置のブースタシェル１の
内部はブースタピストン２とその背面に接合したダイヤ
フラム３により前部の第１作動室Ａと後部の第２作動室
Ｂとに区画され、第１作動室Ａはブースタシェル１の前
面に固設した負圧導入管４を介して負圧源である内燃機
関の吸気マニホールド（図示せず）内と常時連通ずる。

ブースタシェル１は後方延長筒１ａを有し、その端壁１
ｂに大気導入口５が開口している。

ブースタピストン２は第１作動室Ａに縮設された戻しば
ね６により常時後退方向、即ち第２作動室Ｂ側に弾発さ
れ、その後退限はダイヤフラム３の背面に隆起形成した
環状リブ３ａがブースタシェル１の後側壁に当接するこ
とにより規制されるブースタピストン２には、その中心
部後面から軸方向に突出する弁筒７を一体に形成し、こ
れを前記延長筒１ａに設けた平軸受８に摺動自在に支承
させると共にその後端を前記大気導入口５に向って開放
する。

この弁筒７の前部内壁に環状の第１弁座９□を形成する
。

弁筒７の前部には、入力杆１１の前端に連結された弁ピ
ストン１０を摺合し、このピストン１０後端に前記第１
弁座９、に囲繞される環状の第２弁座９２を形成する。

入力杆１１は戻しばね１２により常時後退方向へ弾発さ
れ、その後退限は入力杆１１に螺合して取付けられた可
動ストッパ板１３が端壁１ｂの内側に当接することによ
り規制される。

而してストッパ板１３を回転すれば、それと入力杆１１
との螺合位置が変わるので入力杆１１の後退限を前後に
調節することができる。

その調節後のストッパ板１３の固定は、同じく入力杆１
１に螺合したロックナイト１４の緊締により行われる。

可動ストッパ板１３には、これが前記大気導入口５を閉
塞しないように通気孔１５を穿設する。

入力杆１１の後端には、自動車車体Ｆに枢支１６される
ブレーキペダル１７を公知の調節連結金具１８を介して
連結し、そのブレーキペダル１７にはそれを後方へ付勢
する戻しばね１９を接続する。

弁筒７の内壁には、両端を開放した筒状の弁体２０の基
端部２０ａを弁筒７に嵌着される弁体保持筒２１を介し
て挟止する。

この弁体２０はゴム等の弾性材より成形されたもので、
その基端部２０ａから薄肉のダイヤフラム２０ｂが半径
方向内方へ延出し、その内周端に厚肉の弁部２０ｃが連
設されており、その弁部２０ｃを前記第１および第２弁
座９１，９□と対向させる。

而して弁部２０Ｃはダイヤフラム２０ｂの変形により前
後に移動でき、そして弁体保持筒２１の前端面に当接す
ることもできる。

特に後述する弁ピストン１０の後退過程（第２図参照）
では、上記弁部２０ｃを弁体保持筒２１の前端面に当接
させた状態で、弁ピストン１０の後退力を該弁部２０ｃ
を介して弁筒７に支承させることができるようになって
いる。

弁部２０ｃには環状の補強板２２を埋設して、これに弁
部２０ｃを両弁座９１，９□に向って付勢すべく弁ばね
２３を作用させる。

第１弁座９、の外側部はブースタピストン２の通孔２４
を介して第１作動室Ａに、また第１および第２弁座９□
２９□の中間部は別の通孔２５を介して第２作動室Ｂ
に、また第２弁座９□の内側部は弁体２０内部を介して
大気導入口５にそれぞれ常時連通ずる。

弁筒７の外端開口部には大気導入口５からの導入空気を
浄化し、かつ入力杆１１の作動を妨げないように変形し
得るフィルタ２６，２７を装着する。

ブースタピストン２には、その前面中心部に開口する大
径孔２８と、その大径孔の奥部端面に開口する小径孔２
９とを設け、その大径孔２８にその奥よりゴム等よりな
る弾性ピストン３０およびそれと同径の出力ビストン３
１を順次摺動自在に嵌装し、また小径孔２９には弾性ピ
ストン３０より小径の反動ピストン３２を摺動自在に嵌
装し、さらに小径孔２９には前記弁ピストン１０の前端
面から突出する小軸１０ａを突入させて反動ピストン３
２の後端面に対向させる。

こ＼で、反動ピストン３２の摺動ストロークは、小径孔
２９の後端面２９ａにより前記弁ピストン１０の摺動ス
トローク、即ち弁ピストン１０が反動ピストン３２を介
して自由状態の弾性ピストン３０に当接するその最前進
位置から弁部２０Ｃを第１弁座９１から最大に離間させ
るその最後退位置までの距離より小さく規制される。

出力ビストン３１には、その前端面より突出してブース
タシェル１の前壁を摺動自在に貫通する出力杆３３が連
結してあり、この出力杆３３は図示しない公知のブレー
キマスクシリンダのピストンを前進駆動するものである
。

尚、図中３４はブースタシェル１を自動車車体Ｆに固着
するためのボルト、３５はブースタシェル１前面に前記
ブレーキマスクシリンダのシリンダ本体を連結するため
のボルトである。

次にこの実施例の作用を説明すると、第１図では倍力装
置は非作動状態にあり、互いに連結した弁ピストン１０
１入カ杆１１およびブレーキペダル１７は、可動ストッ
パ板１３が固定の端壁１ｂに当接する所定の後退限位置
に戻しばね１２゜１９のばね力を以て保持され、そして
弁ピストン１０は第２弁座９□を、第１弁座９□に弁ば
ね２３の弾発力を以て着座する弁体２０の弁部２０ｃ前
面に同じように着座させる。

したがって第１および第２作動室Ａ、Ｂは互いに連通を
断たれると共に、それぞれ大気導入口５とも連通を断た
れる。

このような弁体２０の切換中立状態は前述のような可動
ストッパ板１３の調節により得られる。

この状態では、反動ピストン３２は弁ピストン１０の小
軸１０ａにより後退限位置より前方へ僅かに動かされて
小径孔２９の後端面２９ａとの間に間隙１１を形成する
が、弾性ピストン３０との間にも間隙１２を保っている
。

そこで、いま車輛を制動すべくブレーキペダル１７を踏
込み、入力杆１１および弁ピストン１０を前進させれば
、それと同時に第２弁座９２は、第１弁座９□に前進を
阻まれる弁部２０Ｃより離れて第２作動室Ｂを通孔２５
を介して弁体２０の内部、したがって大気導入口５に連
通させる。

したがって第２作動室Ｂには弁ピストン１０の前進と同
時に大気が素早く導入され、該室Ｂが第１作動室Ａより
も高圧となり、両室Ａ、Ｂ間に生じる圧力差によりブー
スタピストン２が戻しばね６に抗して前進して、弾性ピ
ストン３０および出力ビストン３１を介して出力杆３３
を前進させ、それによって図示しないブレーキマスクシ
リンダを作動して車輛に制動がかけられる。

ところで、当初反動ピストン３２は弾性ピストン３０か
ら間隙１２離れているので、弁ピストン１０の前進によ
り反動ピストン３２が弾性ピストン３０に当接するまで
は入力杆１１に出力杆３３の作動反力が作用せず、その
結果出力杆３３の出力の立上り特性が急峻になり、マス
クシリンダの応答性を良好にすることができる。

そして、弁ピストン１０が反動ピストン３２を介して弾
性ピストン３０に痛接し、且つ出力ビストン３１の作動
反力により弾性ピストン３０が圧縮されてその７部を小
径孔２９に膨出させるに至ると、前記反力の一部が弁ピ
ストン１０を介してブレーキペダル１７側にフィードバ
ックされ、それにより操縦者は出力杆３１の出力即ち制
動力を感知することができる。

したがって倍力比、即ち出力杆３３からの出力対入力杆
１１への入力の比は弾性ピストン３０に接する出力ビス
トン３１と反動ピストン３２との受圧面積比により決定
される。

次にブレーキペダル１７を解放すれば、ブレーキペダル
１７、入力杆１１および弁ピストン１０は戻しばね１９
，１２のばね力を以て後退して、先ず第２図に示すよう
に第２弁座９２を弁部２０Ｃに着座させることによりそ
の弁ピストン１０等の後退力を、弁部２０ｃ従って弾性
弁体２０を介して弁筒７に受は止めさせ、それと同時に
該弁部２０ｃを第１弁座９１から離間させ、その結果、
第１弁座９１と弁部２０ｃ間に生じた間隙ｇを通して
両作動室Ａ、Ｂの圧力が平衡するので、ブースタピスト
ン２は戻しばね６のばね力を以て後退して制動を解除す
る。

この場合、前記間隙ｇは弁ピストン１０の後退力の増大
に応じ増加する。

即ち弁ピストン１０は勢いよく後退すると、弁部２０ｃ
を弁体保持筒２１の前端面に当接させるだけに留まらず
、それに軸方向の圧縮変形を与えるので、前記間隙ｇを
弁ピストン１０の後退力に応じて拡大させるもので、そ
れによって第１弁座９１と弁部２０ｃ間の流路抵抗を
減少させ１両作動室Ａ、Ｈの圧力平衡化を迅速に行いブ
ースタピストン２の後退開始の時間遅れを少なくするこ
とができる。

またこのとき、弁ピストン１０の後退衝撃力は弁部２０
ｃの圧縮変形に吸収される。

このように入力杆１１の後退動作時には弁ピストン１０
は前記間隙ｇを広く取るために大きく後退するが、弁ピ
ストン１０がその後退限に達する前に、反動ピストン３
２は小径孔２９の後端面２９ａに受止められて弁ピスト
ン１０から間隙ら離れるので、出力ビストン３１の戻り
力による弾性ピストン３０の小径孔２９への膨出量は上
記間隙１３分だけ従来の場合より減少する。

そして、ブースタピストン２、弁ピストン１０、入力杆
１１およびブレーキペダル１７が第１図のような所定の
後退位置まで戻れば、弁部２０ｃは、弁ピストン１０に
よる圧縮から解放されて前記間隙ｇを移動して第１弁座
９１に再び着座し、次の作動に備えられる。

尚、前記制動解除の過程において、運転者がブレーキペ
ダル１７を徐々に戻し操作するとき即ち弁ピストン１０
が緩やかに後退するときには、前記弁部２０ｃの圧縮変
形は零ないしは僅かであるために前記間隙ｇが比較的小
さくなり、従って両作動室Ａ、Ｂ間の圧力の平衡化が緩
やかに行なわれてブースターピストン２の戻り速度が遅
くなり、ブレーキの作動を比較的緩徐に解除することが
できる。

以上のように本発明によれば、弁ピストン１０の後退過
程でその後退力の増大に応じて弾性弁体２０の弾性変形
量を増加させて第１弁座９□と弁部２０ｃとの間隙ｇを
増加させるように、該後退力を弁体２０を介して弁筒７
に支承させたので、第１弁座９□と弁部２０ｃとの間隙
ｇを装置の非作動状態ではゼロないしは僅少に、また弁
ピストン１０の後退過程ではその後退力を受止める弾性
弁体２０の弾性変形により適尚に拡大することができ、
したがって入力杆１１の前進時には入力杆１１の無効ス
トロークを最小限に抑えてブースタピストン２の作動遅
れを防止でき、また入力杆１１の後退時には第１および
第２作動室Ａ、Ｂ間の圧力の平衡化を比較的速やかに行
わせてブースタピストン２の戻り応答性を向上させるこ
とができ、しかも弁ピストン１０の後退衝撃力を弾性弁
体２０に吸収させるから、その衝撃による騒音の発生を
防止でき、静かで耐久性の高い倍力装置を得ることがで
きる。

その上、入力杆１１を急速に戻して弁ピストン１０を勢
いよく後退勤させる場合と、徐々に戻して弁ピストン１
０を緩やかに後退勤させる場合とで、そのピストン後退
力を支承する弾性弁体２０の弾性変形量を増減変化させ
ることができ、その変形量の増減に応じて第１弁座９、
と弁部２０ｃとの間隙ｇを増減調節することができるの
で１例えば前者の場合においては両作動室Ａ、Ｂ間の圧
力の平衡化が迅速に行なわれてブースタピストン２の戻
り速度を特に早めることができ、一方、後者の場合には
、上記前者の場合と逆に両作動室Ａ。

Ｂ間の圧力の平衡化が比較的緩徐になされてブースタピ
ストン２の戻り速度を比較的遅くすることができ、その
結果、入力杆１１の戻し速度の緩急の度合に応じて１倍
力装置の作動解除速度を緩急にそれぞれ制御することが
でき、従って該倍刀装置が組込まれる制動装置等の作動
解除操作を運転者の意思通りに常に適確に行なうことが
できる。

さらに前記反動ピストン３２の摺動ストロークを弁ピス
トン１０の摺動ストロークより小さく規制したので、入
力杆１１の後退動作時、弾性弁体２０の前記弾性変形に
より弁ピストン１０を大きく後退させてブースタピスト
ン２の後退を素速く行わせるも、出力ビストン３１の後
退力による弾性ピストン３０の膨出変形量を最小限度に
抑えることができ、したがって弾性ピストン３０の疲労
損傷を著しく軽減でき、その耐久性向上に奏効するもの
である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明装置の一実施例を示すもので、第１図は非
作動状態での縦断側面図、第２図はその後退勤作過程で
の部分図である。１・・・・・・ブースタシェル、２・・・・・・ブース
タピストン、７・・・・・・弁筒、９□・・・・・・第
１弁座、９□・・・・・・第２弁座、１０・・・・・・
ピストン、１１・・・・・・入力杆、２０・・・・・・
弁体、２０ｃ・・・・・・弁部、２８・・・・・大径孔
、２９・・・・・・小径孔、３０・・・・・・弾性ピス
トン、３１・・・・・・出力ビストン３２・・・・・
・反動ピストン、３３・・・・・・出力杆、Ａ・・・・
・・第１作動室、Ｂ・・・・・・第２作動室、ｇ・・・
・・・間隙。

Claims

【特許請求の範囲】１ブースタシェル１内にあって、その内部を負圧源に
連なる第１作動Ａと、第２作動室Ｂとに区画するブース
タピストン２の後側に、前部に環状の第１弁座９１をも
った弁筒７を突設し、その弁筒７に、前記第１弁座９１
に囲繞される環状の第２弁座９□をもち入力杆１１に連
結した弁ピストン１０を摺合し、さらに前記第１および
第２弁座９□ 、９□に着座するように偏倚される弁部
２０ｃをもち内側を大気に開放した筒状の弾性弁体２０
を付設し、前記弁ピストン１０の前進動作時は前記第２
弁座９□と前記弁部２０ｃ間に生じる間隙を通して前記
第２作動室Ｂと前記弁体２０内側とを連通させ、その後
退勤作時は前記第１弁座９□と前記弁部２０ｃ間に生じ
る間隙ｇを通して前記第１および第２作動室Ａ、Ｂ間を
連通させるようにし、さらに前記ブースタピストン２に
、その前面に開口する大径孔２８と、その大径孔２８の
奥部端面に開口する小径孔２９とを設け、前記大径孔２
８には出力杆３３に連なる出力ビストン３１およびその
出力ビストン３１により圧縮される弾性ピストン３０を
摺動自在に嵌装し、また前記小径孔２９には前記弁ピス
トン１０の前端を臨ませると共にその弁ピストン１０と
前記弾性ピストン１３０との間に介入して弾性ピストン
３０の圧縮力を弁ピストン１０に伝達する反動ピストン
３２を摺動自在に嵌装したものにおいて、前記反動ピス
トン３２の摺動ストロークを前記弁ピストン１０の摺動
ストロークより小さく規制し、また前記弁ンピストン１
０の後退過程でその後退力の増大に応じて前記弾性弁体
２０の弾性変形量を増加させて前記第１弁座９□と弁部
２０ｃとの間隙ｇを増加させるように、該後退力を前記
弁体２０を介して前記弁筒７に支承させてなる、負圧式
倍力装置。２、特許請求の範囲第１項記載の負圧式倍力装置におい
て、前記入力杆１１の後退限位置では、前記弁部２０ｃ
は前記第１および第２弁座９１゜９□に同時に着座する
切換中立位置に保持さへまた前記反動ピストン３２は前
記弁ピストン１０により後退限位置より若干前方へ移動
されるようにした。負圧式倍力装置。