JPS5934540Y2 - 液圧倍力装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、液圧源からの液圧を利用して、入力を倍力し
て出力させる液圧倍力装置に関する。

この種の倍力装置には、例えば特公昭４４−１３７２８
号公報に見られるように、本体内を流入口側液室と流出
口側液室とに画成するピストンを出力軸と一体化したも
のがあるが、このものにあっては、出力軸の本体内側端
部が該本体に摺動案内されるためその摺動が滑らかに行
われるという利点を有する反面、急作動時のように入力
軸が出力軸を直接押圧する場合、ピストンに作用する抵
抗力が大きいため出力が即座に得られないという欠点が
あった。

この点を改善するため、近時は、例えば実開昭５０−２
８１８９号公報に見られるように、流入口側液室と吐出
口側液室を画成するのに、出力軸と別体化されたフリー
ピストンにより行うようにしたものが提案されている。

しかしながら、このものにあっては、環状とされたフリ
ーピストンは、その内周面が入力軸に摺動自在に嵌合さ
れると共に、外周面が本体内周面に嵌合されるため、該
フリーピストンの内周面と外周面との寸法関係を極めて
高精度なものとしなげればならないのは勿論のこと、こ
れに関連して入力軸外周面及び本体内周面共に高精度の
仕上加工を行わねばならず、製造上極めて面倒であった
。

また、出力軸は、本体内側端部が該本体に対して案内さ
れていないため、がたつきを生じ易く、安定した作動を
得るうえで好ましくなかった。

さらに、フリーピストンは犬きく形成された重量物とさ
れるので、急作動時に、入力軸が直接出力軸を押圧した
後、若干の時間的遅れを伴って推力を受けた該フリーピ
ストンが出力軸に当接してこれを押圧する時、この当接
時に生じる大きな衝撃が作動ペダル（通常はブレーキペ
ダル）に伝達され、ペダルフィーリング上好ましくなか
った。

本考案は以上のような問題点を解消すると共に、いわゆ
るジャンプアップ特性が得られるようにした液倍力装置
を提供することを目的とする。

本考案は、本体内を流入口側液室と流出口側液室とに画
成するピストンを出力軸と一体化して該出力軸の滑らか
な摺動を確保する一方、本体に対しては摺動しないが入
力軸に対して摺動自在とした受圧板を上記ピストン−出
力軸構成体の後端面に離着岸可能とすると共に、上記ピ
ストン−出力軸構成体に形成した流入口側液室と流出口
側液室とを連通ずる逃し通路を、前記受圧板の離着座に
応じて開閉するようにして、急作動時には、ピストンに
押されて高圧となる流出口側液室の液圧を上記逃し通路
を介して流入口側液室へすみやかに解放区さらに、ジャ
ンプアップ特性を得るため、入力軸により制御される可
変絞り機構と該絞り機構を介して前記両液室を連通ずる
絞り作用を有する圧力制御用通路とをバイパスするバイ
パス通路を設けて、該バイパス通路を、入力軸と受圧板
との相対変位により開閉するようにしたこと、より具体
的には、該受圧板と入力軸とで上記バイパス通路を開閉
するスプール弁を構成したことを特徴とする。

以下に本考案の実施例を図面に基いて説明する。

図において、１は本体で、該本体１は、有底筒状とされ
たシリンダ２と、その開口端部内に摺動自在に嵌挿され
止み輪３により外方への抜けが規制されたガイド体４に
より密閉容器状に構成されている。

本体１内にはピストン５が摺動自在に嵌挿され、該ピス
トン５により本体１内が、後方側（図中右端側）に位置
する流入口側液室Ａと前方側に位置する流出口側液室Ｂ
とに画成されている。

そして、この本体１には、流入口側液室Ａに開口する流
入口６及び流出口側液室Ｂに開口する流出ロアが形成さ
れている。

ピストン５には出力軸８の後端部が一体化され、前方向
へ伸びる該出力軸８は、前記ガイド体４を摺動自在に貫
通して外部へ延在している。

このピストン５には、その後端面に、後方側より前方側
へ順次大径部５ａ小径部５ｂとされた段付穴が開口され
、小径部５ｂの径は出力軸８の外径と同一とされている
。

この小径部５ｂ内には、出力軸８と同一軸線上に配置し
た入力軸９の前端部が摺動自在に嵌合し、該入力軸９の
後端部は、本体１の後壁を摺動自在に貫通して外部へ延
在している。

また、ピストン５には、前記大径部５ａ内と流出口側液
室Ｂとを連通ずる連通路１０が形成される一方、入力軸
９には、流入口側液室Ａと大径部５ａ内とを連通ずる絞
り作用を有する圧力制御用通路１１が形成され、この両
道路１０，１１を介して、両液室ＡとＢとが連通されて
いる。

そして、圧力制御用通路１１９大径部５ａ内への開口部
位に可変絞り機構を構成するため、ビス１フ５０両径部
５ａと５ｂとの段部後端面に環状の弁座１２が形成され
る。

該弁座１２に離着座する環状の弁体１３は、好ましくは
可撓性を有する板材により構成され、その外周面がピス
トン５０大径部５ａ内周面に摺動案内されると共に、入
力軸９に対する所定以上の後方への変位は、該入力軸９
に突設したストッパ９ａにより規制されている。

入力軸９には、更に環状の受圧板１４が摺動自在に嵌合
され、該受圧板１４は、ピストン５の後端面すなわち大
径部５ａの開口端面に離着岸可能となっている。

この受圧板１４は、本体１に対しては遊嵌しており、し
たがって、受圧板１４がピストン５の後端面より離間し
たときは、両液室ＡとＢとが、通路１０、大径部５ａ内
及び両要素５と１４との間隙を介して連通ずることとな
る。

すなわち、通路１０と大径部５ａ内の空間とは、後述す
るように、急作動時における流出口側液室Ｂの液圧を流
入口側液室Ａへ解放するための逃し通路を構成しており
、かつ、前述の可変絞り部を介して両液室ＡとＢとを連
通ずるための通路を兼用し、さらに、後述するバイパス
通路の一部をも兼用している。

受圧板１４は、常時はピストン５の後端面に着座すべ（
ばね１５により前方へ付勢され、その内周縁部に形成し
たフランジ部１４ａが前記ストッパ９ａに当接すること
により、入力軸９に対して所定以上前方動しないように
規制されている。

このフランジ部１４ａには、大径部５ａ内に開口する半
径方向に伸びる通路１６が形成される一方、該通路１６
に対応して、入力軸９の外周面には環状の切欠溝１Ｔが
形成されている。

この両要素１６と１１とは、受圧板１４に対する入力軸
９の相対変位に応じて、流入口側液室Ａを大径部５ａ内
すなわち流出口側液室Ｂに対して連通、遮断するバイパ
ス通路を構成している。

言い換えれば、受圧板１４と入力軸９とが、前記可変絞
り部をバイパスして両液室ＡとＢとを連通、遮断するス
プール弁を構成している。

図中１８は、ガイド体４とピストン５との間に介挿され
てピストン５と出力軸８との構成体（以下単に構成体５
，８と称す）を後方向へ附勢するリターンスプリング、
１９は入力軸９を後方向へ附勢する弱いばね力のばね、
２０は弁体１３を後方向へ附勢する弱いばね力のばねで
ある。

次に上記構成装置の作用について説明するが、自動車の
ブレーキ倍力用として使用する場合は、例えばその流入
口６にポンプ２１が、流出口Ｉにパワーステアリング２
が接続され、この両者２１と２２とは液圧源としてのタ
ンク２３を介して接続される。

また、入力軸９は、プランジャ２４を介してブレーキペ
ダル２５に連結され、出力軸８がマスクシリンダ２６の
ピストン２７に連結される。

先ず、ブレーキ非作動時には、入力軸９に入力が作用せ
ず、図示の状態を維持する。

すなわち、両軸８，９及び受圧板１４が最も後退した位
置となり（受圧板１４が本体１の後壁に当接することに
よりこれ等が所定以上後方向へ移動するのが規制されて
いる）、受圧板１４はピストン５に着座して逃し通路を
介しての両液室ＡとＢとの連通を断つ一方、可変絞り部
を通る通路及びこれをバイパスするバイパス通路の両道
路を介して両液室ＡとＢとが連通されている。

したがって、ポンプ２１よりタンク２３から流入口側液
室Ａへ圧送された圧油は、そのまま流入口側液室Ｂへ至
り、更に流出口Ｔからパワーステアリング２２を経てタ
ンク２３へ戻る。

そして、上記バイパス通路が絞り作用を有しないため、
両液室ＡとＢとは同圧とされ、図示の状態を維持するこ
ととなる。

いま、運転者がブレーキペダル２５を踏込んで入力軸９
に前方向への入力を与えると、その作動初期時には該入
力軸９のみが弱いばね１９，２０に抗して若干前方動し
、前記バイパス通路が閉となる（切欠溝１Ｔと通路１６
との連通が断たれる。

）このバイパス通路が閉となると、通路１１の絞り作用
によって両液室ＡとＢとの間に圧力差が生じ、この圧力
差により受圧板１４及びピストン５（ピストン５の一部
にもこの圧力差が直接作用する）に前方向への推力が発
生して共に一体的に前方動する。

これにより、出力軸８がマスクシリンダ２６のピストン
２７を押圧し、倍力状態でブレーキが掛る。

この入力軸９の作動初期時には、弁座１２と弁体１３と
の隙間は未だ大きくてこの部分での絞り作用を有せず、
このため両者１２と１３との間に形成される弁室Ｃと流
出口側液室Ｂとの圧力がほぼ等しくなり、したがって入
力軸９には出力軸８の出力に対する反力が発生しない。

更にブレーキペダル２５を踏込むと、弁体１３が弁座１
２に更に近接することにより該両者間でも絞り作用が生
じ、両液室ＡとＢとの圧力差が増大すると共に弁室Ｃと
流出口側液室Ｂとの間にも圧力差が生じ、これに応じて
出力軸８の出力も増大する。

すなわち、出力軸８へは、ピストン５及び受圧板１４の
前方向への推力と、両室Ｂ、Ｃの圧力差による前方向へ
の推力との和が、出力として伝達されることとなる。

このとき、弁室Ｃ内での圧力の大きさは、反力として、
弁体１３を介してストッパ９ａより入力軸９へ伝達され
、この反力がペダルフィーリングを与えることとなる。

ブレーキペダル２５の踏込力を解放すれば、リターンス
プリング１８により図示の状態に復帰することとなる。

ここで、ブレーキペダル２５を急激に踏込むと、その初
期時には、入力軸９が直接出力軸８を押圧しく出力軸８
には入力軸９の前端面が当接する段部８ａが形成されて
いる）、出力軸８の前方向への移動に伴ってピストン５
も一体動する。

ピストン５が前方向へ移動することに伴って流出口側液
室Ｂに生じる昇圧が受圧板１４に作用し、該ピストン５
の後端面より離間する。

この昇圧した油液は、通路１０、大径部５ａ内及び両要
素５と１４との間を通って流入口側液室Ａへ解放され、
構成体５，８は大きな抵抗力を受けることなくスムーズ
に前方向へ移動され、この結果直ちに出力が得られる。

この後、わずかな時間遅れを伴って受圧板１４が比較的
ゆっくりとピストン５の後端面に着座して両液室ＡとＢ
との連通を断ち、この連通が断たれた後は、前述した通
常のブレーキ時と同様、該ピストン５及び受圧板１４に
発生する前方向への推力と、両室Ｂ、Ｃの圧力差による
前方向への推力が出力軸８に伝達され、倍力状態でブレ
ーキが掛ることとなる。

以上のような倍力特性を、入出力との関係で第３図に示
しである。

第２図は本考案の他の実施例を示すもので、前記実施例
と同一構成要素には同一符号を付してその説明は省略す
る。

本実施例においては、受圧板１４′のフランジ部１４′
ａを後方向へ延設し、前記実施例における連通路１６と
同様の作動を行う通路１６′を、受圧板１４′の前端面
内周縁部に設けた切欠きとして構成しである。

なお、本実施例の作用自体は前記実施例と同様なので、
その説明は省略する。

なお、実施例では、ピストン５Ｑ通路１０、大径部５ａ
が、逃し通路として作用するだけでなく、可変絞り機構
及び圧力制御用通路１１を介して両液室ＡとＢとを連通
ずる通路の一部、及びバイパス通路の一部をも兼用させ
るようにしたが、これ等の通路は全く別途独立して構成
する等してもよいものである。

本考案は以上述べたことから明らかなように、次のよう
な種々の効果を奏する。

■ 出力軸の本体内側端部がピストンを介して該本体に
摺動案内される結果、出力軸は本体に対してがたつきな
く滑らかに摺動案内され、安定した作動が得られる。

■ 急作動にあっては、流出口側液室に生じる昇圧が流
入口側液室に解放されるので、入力を加えると直ちに出
力が得られ、応答性の優れたものとなる。

このことは、ブレーキ装置に組込んで使用する際、急ブ
レーキ時の安全性が確保されることとなる。

■ 上記■における昇圧解放は、弁体として作用する受
圧板が弁座として作用するピストンの後端面より離間す
ることにより行われるので、言い換えれば、ピストンと
受圧板とが、両液室ＡとＢとを連通ずる逃し通路の逆止
弁を構成しているが、急作動時には受圧板がピストンよ
り即座に離間して該逃し通路を開とするので、上記■の
応答性は極めて良好となる。

■ 受圧板はその内周面が入力軸に抗して摺動するが、
外周面は本体内周面に対して摺動しないので、その仕上
げた高精度なものを要求されない０ ■ 受圧板そのものは、直接両液室ＡとＢとを画成する
必要がなくて、推力を受けるに十分な程度の軽量物とす
ることができるので、急作動時、該受圧板がピストンの
後端面より離間して再び該後端面に当接する際の衝撃が
小さく、ペダルフィーリング上好ましいものとなる。

また、この衝撃が小さいということは、耐久性向上を図
る上でも好ましいものとなる。

■ ジャンプアップ特性を得られるのは勿論のこと、こ
のジャンプアップ特性を得るのに、バイパス通路を開閉
するための弁機構を、入力軸と該入力軸に摺動自在な受
圧板とにより一種のスプール弁として構成したため、そ
の開閉にしたがって作動が円滑に行われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す断面図、第２図は本考
案の他の実施例を示す要部断面図、第３図は本考案装置
の特性を示す図である。 １・・・・・・本体、５・・・・・・ピストン、６・・
・・・・流入口、７・・・・・・流出口、８・・・・・
・出力軸、９・・・・・・入力軸、１１・・・・・・圧
力制御用通路、１２・・・・・・弁座（可変絞り機構）
、１３・・・・・・弁体（可変絞り機構）、１４・・・
・・・受圧板、１０・・・・・・連通路（逃し通路）、
５ａ・・・・・・大径部（逃し通路）、Ａ・・・・・・
流入口側液室、Ｂ・・・・・・流出口側液室、１０・・
・・・・連通路（バイパス通路）、５ａ・・・・・・大
径部（バイパス通路）、１６．１６’・・・−１Ｊｔｉ
！ （バイパス通路）。 １Ｔ・・・・・・切欠溝（バイパス通路）。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 密閉容器状に構成された本体と、該本体内に摺動自在に
   嵌挿され、該本体内を前後方向に流出口側液室と流入口
   側液室とに画成するピストンと、該ピストンより一体的
   に前方向へ伸び、前記本体を摺動自在に貫通して外部へ
   延在する出力軸と、前記本体を前後方向に摺動自在に貫
   通し、前端部が前記ピストン−出力軸構成体の後端部に
   摺動自在に嵌挿され、かつ該構成体を直接押圧可能な入
   力軸と、 前記入力軸に形成された絞り作用を有する圧力制御用通
   路を含み、前記両液室を連通ずる連通路と、 前記圧力制御用通路の流出口側開口部位に設けられ、前
   記入力軸により制御される可変絞り機構と、 前記ピストン−出力軸構成体に形成され、前記両液室を
   連通ずる逃し通路と、 外周面が前記本体内周面に遊嵌して内周面が前記入力軸
   の外周面に摺動自在に嵌合され、前記ピストン−出力軸
   構成体の後端面への離着塵に応じて前記逃し通路を開閉
   する受圧板と、 該支圧板内周面と前記入力軸との間に形成されて該受圧
   板と入力軸との相対変位に応じて開閉される通路を含み
   、前記圧力制御用通路と可変絞り機構とをバイパスして
   前記両液室を連通ずるバイパス通路と、 それぞれ前記本体に形成され、前記流入口側液室に開口
   する流入口及び前記流出口側液室に開口する流出口と、
   からなる液圧倍力装置。