JPS6133358A - 気圧式倍力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、自動車等においてブレーキマスクシリンダ
あるいはクラッチマスクシリンダを作動させるときの踏
力を補助するために使用される気圧式倍力装置に関し、
特に、作動初期の遊びを減少させるようにした機構を備
えたものの改良に関する。

（先行技術） 本出願人は、先に作動初期の遊びを減少ないしはゼロと
する機構を備えたものとして、本体の内部に形成した内
部空間に移動自在に挿入された可動体と、該可動体の両
側に各々区画される低圧室および高圧室と、前記可動体
の他方側に設けられ本体を移動自在に貫通して外部に突
出する筒部と、該筒部および前記可動体を貫通して設け
た内孔と、該内孔の両側から各別に移動自在に嵌合した
入力部材および出力部材と、該入力部材に一体的に設け
られ前記内孔内を移動自在なプランジャと、このプラン
ジャに設けた弁座と前記内孔内壁に設けた弁座とに各々
着座可能に対向する可動部をもっボベッ１〜弁体および
前記プランジャをこのポペッ１〜弁体が一方の弁座から
離座する非作動位置に付勢する弁ばねを含み前記低圧室
および高圧室と外部圧力源との連通制御を前記プランジ
ャの前記可動体に対する相対的変位によって行なう弁装
置と、非作動時にプランジャを弁ばねに抗して移動させ
前記弁装置において前記ポペッ１〜弁体が両弁座に着座
するよう付勢する付勢装置とを備え、前記イ」勢装置は
、前記可動体に設けた孔に移動自在に嵌合し一端が高圧
室側で前記本体に当接可能であり他端が低圧室側に突出
する軸状部材と、前記内孔に移動自在に嵌合して前記プ
ランジャに係合可能な係合部をもつ筒状部およびこの筒
状部から前記軸状部材に連結すべく延ばして形成した腕
部をもつ作動部材とを有するものを提案した。

この提案に係るものについてその作動を簡単に説明する
と、装置の非作動時には、可動体が戻しばねの大きな付
勢力で本体に当接するまで後退したとき、付勢装置の軸
状部材をも本体に当接させるようにし、これにより軸状
部材と作動部材の腕部とが可動体に対して相対的に前進
させるように位置付けられ、当然作動部材の筒状部も相
対的に前進するから、筒状部の係合部がプランジャに係
合してプランジャを弁ばねの付勢力に抗して可動体に対
して相対的に前進させる。したがって、ポペット弁体は
、プランジャの前進量に等しく前進するため、プランジ
ャの弁座に着座したままで、内孔内壁に設けた弁座との
離間距離を減少するが、あるいは、双方の弁座に着座す
るまで前進する。

非作動時に、ポペット弁体は、双方の弁座に着座するか
、あるいは、一方の弁座との離間距離を減少させつつ他
方の弁座に着座している状態となり、入力部材に入力が
伝えられてプランジャが移動すると、ポペッ１〜弁体が
その移動↓こ応じて、直ちに他方の弁座から離座するか
、あるいは、若干移動した後に他方の弁座から離座し、
これにより作動が実質的に開始され、この開始までの作
動初期の遊びを減少ないしはゼロとすることができるの
である。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上記のものでは、作動遊びを減少ないしはゼ
ロとするために、プランジャを弁ばねの付勢力に抗して
前進させているが、プランジャを前進させる作動部材の
係合部は、内孔内でプランジャと係合させるため、比較
的小さな形状となり、入力部材にプランジャを引抜くよ
うな大きな作用力が作用すると、係合部が変形してしま
い、遊び減少ないしはゼロとすることが不能となり、場
合によっては、装置全体の作動不良が生ずるという問題
がある。

すなわち、遊び減少ないしはゼロとする機構を装置内に
組込んでいるため、実車に装着される前あるいは装着時
等において、入力部材を引抜くような作用力を与えるよ
うなことがあると、そうした機構の機能が、係合部が変
形することによって、達成できなくなるのである。

（問題点を解決するための手段） この発明では、前記作動部材に、前記弁ばねの付勢力よ
りも大きい作用力が作用したとき弾性変形する変形部を
設けて成るようにしている。

（作用） 入力部材に大きな抜は方向の外力が作用すると、この作
用力は、入力部材と結合したプランジャにより作′動部
材の係合部に伝えられ、弁ばねの付勢力と合算されて係
合部を変形させようとするが、変形部は、弁ばねの付勢
力よりも大きい作用力が作用すると、弾性変形するよう
にしているため、大きな作用力が作用しても、変形部の
弾性変形で回避でき、係合部が永久変形することを防止
し、その後、大きな作用力の作用が無くなると、変形部
が復元変形することにより、装置は、所期の通り作動さ
せることができる。

（実施例） 第１１図は、この発明の一実施例である負圧式倍力装置
の全体構成を示す側断面図であり、第２図は、第１図の
矢印Ａで示される方向からみた作動部材のみを示す矢視
図であり、第３図は、第１図に示す力伝達のための補助
部材の詳細を示すもので、同図（ａ）は側断面図、同図
（ｂ）は正面図である。なお、図の中で従来のものとほ
ぼ同一であるものは、簡略に説明する。また、前後方向
は、第１図の左右方向である。

負圧式倍力装置１は、ダイヤフラム２の外周ビード部３
を挟み、前方シェル４と後方シェル５とを結合した本体
６を有する。この本体６は倍力装置１のハウジングをな
すものである。この本体６内には、ダイヤフラム２の内
周ビード部７を介してプレート部材８とハブ部材９とを
結合して形成した可動体１０が移動自在に配置されてい
る。この可動体１０はダイヤフラム２と相俟って、本体
６の内部の前方側に低圧室１１、後方側に高圧室１２を
各々形成している。本体６は後方シェル５を車体（図示
せず）に図示しないボルト、ナツトにより固定して取り
付けることによって支持され、この本体６の前方側にマ
スクシリンダ（図示せず）が同様に図示しないボルト、
ナツトにより固定されかつ密に取り付けられる。ハブ部
材９は全体として筒状であり、後方部分９１は前方部分
９２に比べて小径であり、そのか径な後方部分９］−は
後方シェル５の中央の孔３４を貫通して外部に突出して
いる。

ハブ部材９の中心を貫く段付きの内孔］−３には、その
前端部側に抜止め１４を介して出力軸１５が嵌合してあ
り、出力軸１５の前端は、マスクシリンダのピストン後
部の凹所底部に当接される。抜止め１４は、その内方へ
の弾性爪１４１によりハブ部材９の端部に圧入保持され
ている。出力軸】−５の後方には、力伝達部材としての
ラバーディスク１６、プランジャ１７、さらにプランジ
ャ１７と揺動可能にかつ軸方向に抜止めを施して結合し
た入力軸１８が各々配設されている。プランジャ１−７
の後方端外周に設けた弁座２１と、その径方向外方側の
段付き内孔１３の段部に形成した弁座２２とに各々着座
可能に対向してポペット弁体２３が配設されている。こ
のポペット弁体２３は、その後端部を段付き内孔１３の
後方側の段部に係合しており、前方側部分２３０が可動
になっている。ポペット弁体２３と入力軸１８との間に
は、入力軸１８を後方側に付勢する円錐ばね状の第１部
分２４１と、ボペツ１〜弁体２３の前方側部分２３０を
前方側に付勢する第２部分２４２とを〜・体に作成した
弁ばね２４が張設されている。ポペット弁体２３の前方
側部分２３０の外周は、ハブ部材９に設けた通路２５に
よって常時負圧室１１−に連通し、さらに、図示しない
配管を通してエンジンのインテークマニホールド等の負
圧源に連絡される。他方、ポペット弁体２３の内周側は
、段付き内孔１３の開口に配置したフィルタ２６を通し
て大気に常時連絡している。また、看ペット弁体２３の
前方側でプランジャ１７の外周は、ハブ部材９の通路２
７を通して常時高圧室１２に連絡している。

こうしたポペット弁体２３、プランジャ１７等により弁
装置Ｂが構成されている。この弁装置Ｂの制御形態は次
の三つである。一つは、ポペット弁体２３が弁座２１に
着座し、かつ弁座２２がら離座している状態、換言する
と、低圧室１１と高圧室１２とを連通し、高圧室１２と
大気との連通を遮断している状態であり、高圧室１２と
低圧室１］−との差圧を解消する差圧解消位置である。

まな−っは、ポペット弁体２３が弁座２１および弁座２
２に着座している状態、換言すると、高圧室１２と低圧
室１１との連絡、並びに高圧室１２と大気との連絡がと
もに遮断されている状態であり、高圧室１２と低圧室１
１との差圧を一定に保つ差圧保持位置である。さらに一
つは、ポペット弁体２３が弁座２１から離座し、がっ、
弁座２２に着座している状態、換言すれば、低圧室１］
−と高圧室］２とが連絡を遮断され、高圧室１２と大気
とか連絡している状態であり、差圧を発生する差圧発生
位置である。特に、差圧発生位置および差圧Ｍ消位置で
は、これらの位置になる範囲が、プランジャ１−７の可
動体１−０に対する移動範囲の両端側に各々設定されて
いる。なお、入力軸１８の後端は図示しないペダルに揺
動可能にピン結合されている。

こうした弁装置Ｂを内部に収容したハブ部材９は、前述
のように筒部であるその後方部分９１が後方シェル５の
孔３４を貫いて外部に突出している。後方シェル５の後
部は前部よりも絞られており、その絞り部分５１の内側
に孔３４が形成されており、この孔３４の内周面と後方
部分９１との間は、可動体１−０が移動できるように気
密化されている。すなわち、後方部分９１のほぼ全体を
被うようにブーツ４１が配置されており、その後端部４
２は後方部分９１に嵌着した金具３５のフランジ３６に
引っ掛かって支持される一方、前端部４３はＵ字型の密
封部材として絞り部分５１−と後方部分９１との間に挟
まって支持される。また、ブーツ４１の前端部４３の抜
止めおよびずれの防止のため、後方シェル５の絞り部分
５１の後端は内側に曲げられ、しかも、ブーツ４１の前
端部４３の前面にはプラスチック製の支持リング４４お
よび弾性材料製の止めリング４５が設けられている。

ところで、こうした倍力装置１には、可動体１０を後方
に付勢する戻しばね３２が前方シェル４と可動体１０と
の間に張設されている。そのため、非作動時、可動体１
０はこの強い戻しばね３２によって後方に付勢され、ダ
イヤフラム２のリブ３３が後方シェル５の内側面に当た
っている。

そしてこの時、プランジャ１７および入力軸１８は弁ば
ね２４によって後方に付勢されているため、従来一般に
は、ポペット弁体２３は、内側の弁座２１に゛着座して
いる反面、図示の状態とは異なり、外側の弁座２２から
はかなり大きく離れて離座していた。そうしたポペット
弁体２３と弁座２２との離間量が、倍力装置１における
初期作動遊びの主因となっていた。

そこで、このような倍力装置１における初期作動遊びを
ゼロとするか、あるいは減少させるためには、非作動の
状態において、ポペット弁体２３を内外の両方の弁座２
１，２２に着座させるように移動させるようにするのが
有効である。それには、入力軸１８あるいはプランジャ
１７を前記離間量が減少もしくはゼロとなるように可動
体１０に対して相対的に前進させれば良い。

このために、先に提案したように、以下のとおり構成し
である。

すなわち、倍力装置］−には、ハブ部材９の前方部分９
２の外周側部分に設けた一対の軸方向に設けた孔６０（
作図の都合により第１図では一方の図示を省略している
）に移動自在に密封部材６１を介して嵌合した可動の一
対のピン部材６２と、このピン部材６２の低圧室１１−
側端部に組み付けた作動部＋、ｌ’　７０とを用いてい
る。ピン部材６２の高圧室１２側端部にはゴム製のキャ
ップ６３が取り付けてあり、これにより後方シェル５に
当接するようにされている。また、第２図をも参照して
説明すると、ピン部材６２と作動部材７０との結合は、
作動部材７０の一対の腕部７１の両端に設けた一対の孔
７２を、ピン部材６２の低圧室１１側端部に設けた減径
部６４に圧入嵌着して結合してあり、これによりピン部
材６２と作動部材７０とは一体となって移動できるよう
になっている。

作動部材７０の中央部分は、内孔１３の前端部に移動自
在に嵌合する円筒状の筒状部７４とされており、その内
部には、前方側から後方側に順に出力軸］−５の大径部
１５１、力伝達部材であるラバーディスク１６、そして
第３図に詳細形状を示す力伝達のための補助部材８１が
配置され、外周には、カップ型の密封部材６５が配置さ
れ作動部材７０のフランジ部７５により支持されている
。

第３図を参照すると、補助部材８１は前方側に円環部８
２を主体としてもち、これから後方側に一対の円弧状の
突出部８３が突出形成されている。

第１図に戻って説明すると、補助部材８１の突小部８３
は、内孔１３の最も径が小さい小孔部］−３１，の前方
側肩部に当接するようにされているとともに、その内孔
にプランジャ１７の前端部がラバーディスク１６に当接
可能に嵌合している。

また、一対の突出部８３間から作動部材７ｏの後端に形
成した一対の内向き突部７３が内方に向がって延び、こ
の突部７３は、１８０’の間隔をもって、プランジャ］
−７の前端部近傍に取り付けたＣリング型のストッパ８
５に後方側から係合可能に位置伺けられ、プランジャ］
−７に対する係合部としての機能をもつ。したがって、
プランジャ１−７は、そのスｌ−ツバ８５を作動部材７
ｏの突部７３に係合することにより可動体１ｏに対する
相対的後退限位置を規定されることになる。また、プラ
ンジャ１−７は、その中間部の大径部分１７１を小孔部
］−３１の後方肩部に当接させることにより可動体１−
０に対する相対的前進限位置を規定されることになる。

このようなピン部材６２および作動部材７ｏは、図示の
非作動位置で、弁座２２とポペット弁体２３との間の距
離がゼロとなるようにプランジャ１７を可動体１０に対
して相対的に前進できるように寸法付けられている。

さてここで、作動部材７０の一対の腕部７１−は、一対
の孔７２を形成した端部と、筒状部７４とを単に一体化
するだけではなく、所定の作用力が作用すると弾性変形
する変形部としての役割ももたせている。すなわち、作
動部材７０全体は、弁ばね２４の第１部分２４１の付勢
力（圧縮長の変化によるばね定数に比例した増加分をも
含めた最大値）のみによっては実質的に弾性変形しない
程度の剛性をもたせて作成しているとともに、特に腕部
７１は、その長さに比して幅を小さくし、上記第１部分
２４１の付勢力よりもやや大きくかっ突部７３が変形し
ない程度の作用力で、弾性変形するように設定しである
。具体的数値として示せば、たとえば、第１部分２４１
の付勢力が１０　ｋｇ　ｆ、突部７３の変形開始力が２
０　ｋｇ　ｆとすると、腕部７３は、それらの中間の数
値であればよく、たとえば１２〜１８ｋｇｆとすればよ
い。これらの数値は、入力軸１８に作用する作用力とし
ての換算値として示している。また、実際に腕部７３が
変形する際、その変形量は、プランジャ１７のストッパ
８５が突部７３を介して小孔部１３１の左側肩部に当接
するまででよく、腕部７３の弾性変形限界はそれほど大
きくなくてもよい。

こうした負圧式倍力装置１においては、ビン部材６２と
作動部材７０とが相俟ってもつストッパ機能によってプ
ランジャ１７の後退限を少し前進させることになり、そ
れによって非作動時、ポペット弁体２３は内外の両弁座
２１．２２に共に着座するようになる。このことは、倍
力装置１自体における作動遊びが解消することを意味す
る。

そこで、図示しないペダルの踏込みにより入力軸１８を
前進すれば、弁装置Ｂは直ちに差圧発生位置に切り換わ
る。すると、可動体１ｏは差圧により戻しばね３２のカ
に抗して前進し、出力軸１５は、ラバーディスク１６お
よび補助部材８１を介して可動体１−０の移動力と、ラ
バーディスク１６およびプランジャ１７を介して入力軸
１８の移動力（入力）を受け、両移動力の和である抑圧
力により、図示しないマスクシリンダのピストンを前進
させ圧力を発生させる。そして、入力軸１−８の移動力
（入力）と、ラバーディスク１６からプランジャ１７に
作用する反力とが釣り合うと、弁装置Ｂは差圧保持位置
に切り換わり、マスクシリンダにおける発生圧力が一定
になる。

この間、ピン部材６２と作動部材７０とは、比較的自由
な状態になっているが、それらに作用する外力、すなわ
ち、ビン部材６２に作用する差圧により前方へ向かう付
勢力を受け、さらには、作動中に生ずるラバーディスク
１６の圧縮によって作動部材７０とラバーディスク１６
との摩擦接合力が増加し、これにより、作動部材７０が
ラバーディスク１６と一体となって移動しようとするが
、倍力装置１の作動に対して不具合は生じない。

他方、その後ペダルの踏込みをやめると、入力軸１８が
弁ばね２４の力によって後方に戻される。

この後方への移動力は、プランジャ１７を後退させてス
トッパ８５と作動部材７０の突部７３とを係合させると
ともに作動部材７０とピン部材６２とを後退させるよう
に作用する。このとき、ピン部材６２と作動部材７０は
、プランジャ１７の後退に応じて突部７３が小孔部１３
１の前方肩部に当接するまで後退し、プランジャ１７は
、ストッパ８５、突部７３を介して小孔部１３１の前方
肩部に当接する最大後退位置まで後退し、弁装置Ｂを差
圧解消位置へ切り換えるにの切換え状態は、低圧室１１
と高圧室１２とが連通して差圧が解消されることにより
可動体１−０が戻しばね３２の作用力で後方に移動し後
方シェル５に当接する直前まで持続される。したがって
、高圧室１２の大気は充分に低圧室１−１−側に移動し
、さらには、外部圧力源である負圧源に充分に吸引され
る。その結果、両室１４，１２はほぼ同圧かつ充分な真
空圧となる。

可動体１０が後方シェル５に当接する直前ピン部材６２
の後端のキャップ６３が後方シェル５に当接し、可動体
１−０との一体的な後退をやめる。

この後、可動体１０は後方シェル５に当接するまで後退
する。この後退によってプランジャ１７自体は作動部材
７０に係合して後退を停止していることと相俟って、ポ
ペット弁体２３と弁座２２との間の距離が減少してゆき
、遂にはポペット弁体２３が両弁座２１，２２に着座す
る図示の状態となるのである。

以上この発明を実施例に基づき具体的に説明したが、こ
の発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要
旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうま
でもない。変更例を例示すれば、次のとおりである。

（１）ピン部材６２は、一対すなわち２個使用している
が１個だけでもよい。この場合には腕部も１個となるの
で、この腕部を変形部とするか、あるいは、係合部を変
形部にするようにしてもよい。

（２）プランジャ１７と作動部材７０との係合は、２個
の突部７３により行なっているが、３個（１２０６間隔
）、４個（９０°間隔）でもよく、それ以上でもよい。

ただし、個数が少ないときには等間隔に設けておけば好
ましく、また、少なくとも突部には充分な強度をもたせ
ておく必要があることは勿論である。

（３）ハブ部材９の小孔部１３１は、その前後の肩部に
各部材が繰り返し当接することになるので、強度補強用
として金属製の保護リング等を配置してもよい。

（４）作動部制の腕部を変形部として利用するのが最も
好都合であるが、他の部所を変形部としてもよいことは
勿論である。

（５）倍力装置の基本的構成として、六−出力関係か押
圧力であるようにしたが、本出願人が既に提案している
牽引式のもの（たとえば、特開昭５８−８５７４９号公
報参照）であっても良い。

（発明の効果） この発明では、プランジャを相対的に前進させる機構の
重要な構成である作動部材に、弁ばねの伺勢力よりも大
きい作用力が作用すると弾性変形する変形部を設けてい
るため、装置単品で取扱う際のみならず、入力部材を介
してプランジャ等に大きな作用力が作用し、これが係合
部を永久変形させようとしても、いつでも変形部が弾性
変形することによって係合部の永久変形を防止すること
ができ、しかもまた、入力部材からの作用の場合のみな
らず、実車取付は後の作動時において、軸状部材が本体
に衝撃的に当接することにより作動部材に衝撃的に作用
力が作用しこれが過大である場合、変形部の弾性変形で
衝撃を小さくすることができ、全体の耐久性を向上でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１−図はこの発明の一実施例である倍力装置の全体構
成を示す側断面図、第２図は、第１図の矢印Ａで示され
る方向からの作動部材のみの矢視図、第３図は第１図の
補助部材の詳細を示す図で、同図（ａ）は側断面図、同
図（ｂ）は正面図を各々示している。 １・・・負圧式倍力装置、６・・・本体、９１−・・・
後方部分（筒部）、１０・・・可動体、１１・・・低圧
室、１２・・・高圧室、１３・・・内孔１．１５・・・
出力軸（出力部材）、１７・・・プランジャ、１８・・
・入力軸（入力部材）、２１・・・弁座（プランジャ側
）、２２・・・Ｊｔ座（内孔側）、２３・・・ポペット
弁体、２４・・・弁ばね、３２・・・戻しばね、Ｂ・・
・弁装置、７０・・・作動部月、７１・・・腕部、７４
・・・筒状部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、本体の内部に形成した内部空間に移動自在に挿入さ
   れた可動体と、該可動体の両側に各々区画される低圧室
   および高圧室と、前記可動体の他方側に設けられ本体を
   移動自在に貫通して外部に突出する筒部と、該筒部およ
   び前記可動体を貫通して設けた内孔と、該内孔の両側か
   ら各別に移動自在に嵌合した入力部材および出力部材と
   、該入力部材に一体的に設けられ前記内孔内を移動自在
   なプランジャと、このプランジャに設けた弁座と前記内
   孔内壁に設けた弁座とに各々着座可能に対向する可動部
   をもつポペット弁体および前記プランジャをこのポペッ
   ト弁体が一方の弁座から離座する非作動位置に付勢する
   弁ばねを含み前記低圧室および高圧室と外部圧力源との
   連通制御を前記プランジャの前記可動体に対する相対的
   変位によって行なう弁装置と、非作動時にプランジャを
   弁ばねに抗して移動させ前記弁装置において前記ポペッ
   ト弁体が両弁座に着座するよう付勢する付勢装置とを備
   え、前記付勢装置は、前記可動体に設けた孔に移動自在
   に嵌合し一端が高圧室側で前記本体に当接可能であり他
   端が低圧室側に突出する軸状部材と、前記内孔に移動自
   在に嵌合して前記プランジャに係合可能な係合部をもつ
   筒状部およびこの筒状部から前記軸状部材に連結すべく
   延ばして形成した腕部をもつ作動部材とを有する気圧式
   倍力装置において、前記作動部材に、前記弁ばねの付勢
   力よりも大きい作用力が作用したとき弾性変形する変形
   部を設けて成る気圧式倍力装置。