JP3532143B2 - 液圧式倍力装置 - Google Patents
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Description
ブレーキ装置用の倍力装置であり、ポンプに接続され作
動液が供給される流入口と作動液を排出する流出口との
間に絞り手段を備え、その絞り手段の絞り量に応じて倍
力作用のための差圧(サーボ液圧)を生じさせるタイプ
の液圧式倍力装置に関する。
手段の絞り作用によってサーボ液圧を生じるため、それ
を含むシステムの中に、昇圧した液圧を貯えるアキュム
レータ等は不要である。そのため、このタイプのもの
は、システムを小型化する上で有利である。しかも、こ
のタイプの倍力装置を含むシステムにおいて、ポンプが
供給する作動液は、倍力装置に流入した後、再びポンプ
に戻るように閉じた系の中を循環する。そのため、こう
したタイプの倍力装置を含むシステムにおいては、循環
する作動液を利用してパワーステアリング装置を代表と
した他の装置の作動に利用することが多い。一つのポン
プを倍力装置とパワーステアリング装置などとに共用す
ることによって、全体のシステムを簡素化することがで
きる。以上については、たとえば、実開昭58−354
57号や特公昭58−51504号、あるいは特公平3
−2700号、さらにまた、特開平10−167041
号や特開平11−59395号の各公報を参照された
い。
ボ液圧を得るための絞り手段の主体は、通常、スプール
である。スプールは、その外周のランド部とそれがはま
り合う弁孔の内周壁との間に液通路を形成し、運転手に
よる入力に応じて、その液通路の流路面積を絞ることに
よって、流入口−流出口の間で差圧を生じる。弁孔の内
周壁には、段部を通して大径部と小径部とが連続する部
分があり、スプールのランド部が弁孔の大径部から小径
部に移るとき、流路面積が小さくなり絞り作用が生じ
る。
倍力装置が非作動の状態のとき、スプールのランド部は
弁孔の大径部のところに位置していた。そのため、流出
口に続く配管などによる流れ抵抗を考慮しても、非作動
状態における液圧はせいぜい1kgf/cm2程度であった。
発明者らは、この非作動状態のときの低い液圧が倍力装
置のサーボ液圧の立上りを遅らせ、倍力装置の応答性を
低めていることに着目した。すなわち、発明者らは、絞
り手段の近傍に、非作動状態における液圧を高めるため
の別の絞りを設けることを考えた。非作動状態の初期液
圧を高めるという考え方だけからすれば、新たな絞り
は、スプール周りの絞りとは全く別に設けることもでき
る。しかし、それでは新たな絞りを構成するという別の
準備が必要である。そこで、この発明は、スプール自体
を利用することによって、非作動状態の初期液圧を高め
るようにした新たな液圧式倍力装置を提供することを第
1の目的とする。また、この発明は、サーボ室への液圧
の流入およびサーボ室からの液圧の排出をスムーズに行
うことができる倍力装置を提供することを第2の目的と
する。さらに、この発明は、絞り手段をバイパスするバ
イパス液通路を備え、そのバイパス液通路を通してサー
ボ室の圧力を解放することができる倍力装置を提供する
ことを第3の目的とする。
置が非作動状態のとき、スプールの外周のランド部の一
部が弁孔の内周壁の小径部と重なり合い、それによっ
て、スプールつまりは倍力装置が非作動の状態で、流入
口と流出口との間で所定値以下の液圧を生じさせるよう
にする。すなわち、非作動の状態で、スプールのランド
部を小径部にはまり合うように配置し、それによって、
倍力装置が非作動状態にあっても所定の絞り作用を生じ
させるという特異な考え方をとる。その絞り作用による
初期のサーボ液圧は、たとえば9kgf/cm2程度である。
この初期のサーボ液圧については、ポンプ(メインのポ
ンプ)に常時負荷がかかることを考慮し、ポンプの耐久
性に悪影響を及ぼさないような大きさに設定すべきであ
る。
の軸線に平行な形状、スプールの軸線に傾斜したテーパ
ー形状、あるいは、固定絞りとなる部分と可変絞りとな
る部分とを含む形状など、複数の異なる形態をとること
ができる。好ましい形態は、小径な部分と大径な部分と
を含み、非作動状態のとき、ランド部の小径な部分が弁
孔側の内周壁の小径部に重なり合う形態である。この形
態によれば、ランド部の小径な部分によって初期のサー
ボ液圧を得ることができ、しかもまた、作動に伴って、
リニアな特性のサーボ液圧を得ることができる。ここ
で、ランド部の小径な部分と大径な部分とは、段部を介
してスプールの軸線方向に直接隣り合うように構成する
こともできるし、一周にわたるリング状の溝などの凹部
を介して軸線方向に距離をおいて(つまり、凹部の分だ
けの距離をおいて)隣り合うように構成することもでき
る。スプールの軸線長さを短くすることからすれば、前
者が好ましいが、作動液が狭い隙間通路を通して流れる
ことに起因して生じる異音あるいは鳴きをより確実に防
止する点からすれば、後者の方が好ましい。なぜなら、
後者の場合には、倍力装置の作動に応じて小径および大
径な各部分がともに絞り機能を生じるとき、小径な部分
と大径な部分との間の凹部が、キャパシタとして機能す
るからである。
て、流入口とサーボ室との間を遮断状態あるいは連通状
態にする供給弁と、サーボ室と流出口との間を連通状態
あるいは遮断状態にする排出弁とを備える。サーボ室に
対する液の出入りをスムーズにする上からすると、スプ
ール周りを軸線方向に沿って見るとき、サーボ室、供給
弁、絞り手段、排出弁の順、したがって、サーボ室、供
給弁、流入口、絞り手段、流出口、排出弁の順に配列す
るのが良い。そして、サーボ室から遠い排出弁および流
出口とを連絡するため、スプールの内部に中心通路を設
け、この中心通路によって、絞り手段をバイパスするの
が好ましい。また、サーボ室から流出口までの距離をよ
り短くするため、排出弁をサーボ室により近い側に設
け、サーボ室、排出弁、供給弁、絞り手段の順の配列を
とることもできる。
態において流入口と流出口との間をある程度絞っている
ため、適用するシステムとしては、ポンプに対し倍力装
置とパワーステアリング装置とを分流弁などを通して並
列に接続する場合、あるいは、ポンプに対し倍力装置を
単独で接続する場合、が好ましい。したがって、この発
明の倍力装置は、パワーステアリング装置に対する出力
口をもたず、そうした出力口をもつ装置に比べてハウジ
ングの流路構成が比較的シンプルである。言い替えれ
ば、この発明の倍力装置の流出口はドレン管路に連絡す
る連絡口である。
である液圧式倍力装置10の軸線方向に沿う断面を示す
側断面図、図2は、図1の2−2線に沿う部分の断面
図、図3は、図2の3−3線に沿う部分の断面図(つま
りは、スプールの部分の詳細図)である。
方向に延びるシリンダ孔212のほか、ポンプからの作
動液を流入するための流入口110、内部の補助リザー
バタンク700を通して外部のリザーバタンクに接続す
る流出口(ドレン口)130を含む。
ハウジング210を貫通しており、その孔212の内部
にサーボピストン400が移動可能にはまり合ってい
る。シリンダ孔212の軸線方向上、取付けフランジ2
10fのある側が、運転手のペダル操作に応じてペダル
からの入力を受ける入力側であり、少し大径な孔212
mのある反対側がマスタシリンダを配置する出力側であ
る。出力側はマスタシリンダを挿入するために開口して
いる。それに対し、入力側はふた部材214がシリンダ
孔212の開口をふさぎ、そのふた部材214の中心部
を入力部材であるプランジャ216が軸線方向に貫通し
ている。プランジャ216は、プッシュロッド217を
通してペダルからの踏力を受ける。シリンダ孔212の
開口部にねじ結合し、ハウジング210に一体化したふ
た部材214は、内外にシールリング215i,215
oを保持し、開口部を密封している。なお、外周側のシ
ールリング215oは、ふた部材214自体の外向きフ
ランジ214fが抜けを防止し、内周側のシールリング
215iは、リテーナリング218が抜けを防止してい
る。リテーナリング218は、ふた部材214の内側の
端面の部分にはまり合い、そのはまり合った状態をハウ
ジング210の内向きフランジ211fが維持してい
る。
00は、シリンダ孔212の内径に適う断面形状であ
り、シリンダ孔212の中を入力側から出力側へと延
び、その長さはシリンダ孔212のほぼ半分程度であ
る。サーボピストン400の中心部には、軸線方向に延
びる弁孔410があり、また、出力側の端部の外周に
は、リング型の凹部420がある。弁孔410は、凹部
420がある出力側の部分は閉じているのに対し、入力
側に臨む側は開口している。こうした弁孔410には、
閉じた孔の奥に戻りばね430が入り、ついで、スプー
ル600およびプランジャ216のフランジ部216f
が順次入り込んでいる。戻りばね430がスプール60
0の一端を入力側に押し、スプール600の他端をプラ
ンジャ216のフランジ部216fの端面に当ててい
る。フランジ部216fが入る開口部410bは弁孔4
10の他の部分よりも大径であり、その大径な開口部4
10bの奥の段部410sが、サーボピストン400と
プランジャ216との間の相対的な動き量を規制する。
この例では、リテーナリング218に隣り合うストッパ
リング432が、プランジャ216のフランジ部216
fに当たり、プランジャ216の後退位置を規定してい
る。なお、サーボピストン400に設けた凹部420に
は、ばね受け452が入り、サーボピストン400用の
戻りばね450を支持している。ばね受け452は、ま
た、ロッド形状の出力部材460を支持している。図1
に示す状態は、非作動時の戻り状態であり、サーボピス
トン400は、戻りばね450の付勢力を受け、その入
力側の端部(特に、端部の外周のリング型の突出部40
2)をハウジング210の内向きフランジ211fに当
てている。
向の両端部にそれぞれシールリング470a,470b
があり、シリンダ孔212中、ふた部材214のある側
にサーボ室480、また、出力部材460のある側に空
気室490をそれぞれ区画している。そして、両シール
リング470a,470bの間の部分に、流入口110
および流出口130とスプール600がある弁孔410
との間を連絡する各通路がある。各通路は、流入口11
0と弁孔410との間を連絡する流入通路、流出口13
0と弁孔410との間を連絡する流出通路である。それ
らの各通路は、サーボピストン400の外周部の溝と放
射状に延びる径方向の孔通路とを含む。前にも述べたと
おり、流入口110はポンプから作動液が供給される口
であり、流出口130はドレン管路に連絡する口であ
る。
ボピストン400と相協力して、流出口130とサーボ
室480との間を連通状態あるいは遮断状態にする排出
弁D、および流入口110とサーボ室480との間を遮
断状態あるいは連通状態にする供給弁S、ならびに流入
口110と流出口130との間に絞り作用を与える絞り
手段Rとを構成する。これらの排出弁D、供給弁Sおよ
び絞り手段Rは、それぞれスプールの外周のランド部と
弁孔410の内周壁とによって構成されている。倍力装
置10においては、スプール600周りを軸線方向に沿
って入力側から出力側に向かって見るとき、サーボ室4
80、供給弁S、絞り手段R、排出弁Dの順に配列され
ている。供給弁Sがサーボ室480に隣り合うことか
ら、ポンプが供給する作動液を流入口110および供給
弁Sを通してサーボ室480の中にスムーズに供給する
ことができる。また、排出弁Dは、サーボ室480から
離れているが、スプール600が、絞り手段Rをバイパ
スしてサーボ室480と排出弁Dとを直接連絡する通路
を備えているため、サーボ室480の中の作動液をも排
出弁Dを通してスムーズに排出することができる。スプ
ール600が備える通路は、内部を軸線方向に延びる中
心通路6000のほか、その中心通路6000とサーボ
室480とを連絡する第1の径方向通路6010、およ
び中心通路6000と排出弁Dとを連絡する第2の径方
向通路6020とである。
してメインのポンプから作動液を供給する第1の作動液
供給系のほか、その第1の作動液供給系が故障のとき補
助的に作動する第2の作動液供給系を備えている。第2
の作動液供給系は、第1の作動液供給系が故障であるこ
とを検知するスイッチ手段20と、そのスイッチ手段2
0の検知に基づいて、メインのポンプに代わって作動液
を供給するエマージェンシポンプ90とを含む。エマー
ジェンシポンプ90は、倍力装置10のハウジング21
0に一体的に付属しており、また、スイッチ手段20
は、図2に示すように、流入口110に近いハウジング
210の一角の孔部分に配置されている。スイッチ手段
20は、ハウジング210の孔の開口部にねじ結合した
端子部25のほか、孔の内部に位置するピストン24、
さらにはピストン24を端子部25の側に向けて付勢す
る弁ばね26を含む。ピストン24は、流入口110か
ら作動液が供給されるとき図に示すように弁ばね26を
押し端子部25から離れているが、流入口110から作
動液が供給されなくなると(つまりは、第1の作動液供
給系が故障のとき)、弁ばね26によって端子部25の
側に押されスイッチを切り替える。この発明の倍力装置
10では、装置が非作動状態のときでも流入口110付
近にある程度の液圧を生じるため、ピストン24が不要
に動くことなく、スイッチのチャタリングの発生を有効
に防止することができる。この発明は、補助的な第2の
作動液供給系を含むものだけでなく、含まないものにも
適用することができる。ただ、第2の作動液供給系を含
むものであって、第1の作動液供給系の故障を検出する
ためのスイッチ手段を流入口110の側に配置するもの
にこの発明を適用する場合には、スイッチ手段による検
知を安定化させることができるという付加的な効果をも
得ることができる。
1の実施例である倍力装置10の特徴的な部分を説明す
る。図3は、倍力装置10が非作動のときのスプール6
00の状態を示している。非作動の状態のとき、スプー
ル600の周りの供給弁Sは遮断状態、排出弁Dは連通
状態である。このとき、絞り手段あるいは絞り弁Rは一
般的には絞りを生じない状態にあるところ、この第1の
実施例の倍力装置10では、絞り手段Rを所定の絞り状
態にしている。絞り手段Rは、スプール600の外周の
ランド部と弁孔410の内周壁とによって構成される。
弁孔410の内周壁には、軸線方向の両側の段部41
1,412の間に一様な径をもつ小径部415があり、
対応するスプール600の外周のランド部には、サーボ
室480から遠い部分に小径部分610、それに隣り合
うサーボ室480により近い部分に大径部分620がそ
れぞれある。大径部分620および小径部分610の径
は、弁孔410側の小径部415の径よりも小さく、弁
孔410の内周壁とスプール600の外周のランド部と
の間に、液通路となる隙間を生じる。倍力装置10にお
いては、そうした隙間が非作動の状態ですでに絞り作用
を生じており、その絞り作用は、倍力装置10の作動に
伴って増大する。図4は、倍力装置10の入力に対し
て、サーボ液圧(つまり、サーボ室480に発生する圧
力)あるいは倍力装置10の出力がいかに変化するかを
示している。実線がこの発明の倍力装置10による特性
であり、破線が従前の倍力装置による特性である。この
発明の倍力装置10では、非作動の状態で絞り手段Rが
すでに作用しているため、流入口110−流出口130
の間で所定のΔPたとえば9kgf/cm2程度の差圧を生じ
ている。そのため、サーボ液圧の立上りも迅速であり、
発生するサーボ液圧もΔP上昇し、倍力装置10の出力
もそれに応じて、サーボピストン400の断面積×ΔP
分だけ増大する。なお、非作動の状態において、スプー
ル600のランド部のうち小径部分610だけが弁孔4
10の内周壁の小径部415に対向しているが、作動時
には、スプール600の大径部分620も小径部415
に対向する。
2の実施例である液圧式倍力装置を示し、図5は、第1
の実施例における図2に相当する断面図、図6は、第1
の実施例における図3に相当する断面図である。そこ
で、説明を分かりやすくするため、両実施例において互
いに対応する構成部分には同一の符号を付ける。第2の
実施例でも、ハウジング210内のシリンダ孔212の
中にサーボピストン400があり、そのサーボピストン
400の内部にスプール600がある。また、ハウジン
グ210は、ポンプから作動液が供給される流入口11
0、ドレン管路を通して外部のタンクに連絡する流出口
130、外部のタンクから分離独立した液溜り空間を構
成する補助リザーバ700を備え、流入口110に近い
部分にスイッチ手段20を支持している。
と異なる主な点は、スプール600周りの弁等の配列
と、絞り手段Rの具体的な構成である。第1に、ここで
は、排出弁Dをサーボ室480寄りに配置し、スプール
周りを軸線方向に沿って入力側から出力側に向かって見
るとき、サーボ室480、排出弁D、供給弁S、絞り手
段Rの順の配列となっている。したがって、サーボ室4
80の圧力は、スプール600の中心孔6000および
径方向の放射状の通路6030、さらには排出弁D、補
助リザーバ700を通して流出口130へと至る。ま
た、第2に、絞り手段Rとなるランド部に関し、倍力装
置の非作動時でも絞り作用を生じる小径部分610と、
倍力装置の作動に伴って絞り作用を生じる大径部分62
0とをリング状の溝(凹部)630を挾んで、軸線方向
に凹部の分だけ距離を隔てている。実験の結果からする
と、小径部分610と大径部分620とをこのように距
離を隔てて設けることによって、絞り作用に起因する鳴
きの発生をより確実に防ぐことができる。
する補助リザーバ700は、エマージェンシポンプを含
む第2の作動液供給系に必要とする容量の作動液をその
内部に常に確保するためのものであり、たとえば50〜
100cc程度の蓄液量をもつ。この補助リザーバ70
0は、ハウジング210の内部に配置するが、その配置
については、図7〜図9に示すようないくつかの形態で
実施可能である。すなわち、絞り手段Rをバイパスする
バイパス液通路800の途中に配置する形態(図7)、
バイパス液通路から流出口130に至る部分に配置する
形態(図8)、絞り手段Rと流出口130とを連絡する
通路とバイパス液通路800との交差部に配置する形態
(図9)などである。図7に示すバイパス液通路800
上に位置する補助リザーバ700は、図8の形態に比べ
て、絞り手段Rの下流の影響を少なくし、サーボ圧の圧
損を防ぐことができ、しかもまた、図9の形態に比べ
て、補助リザーバ700に対する接続部の数が少ないと
いう点で有利である。
の一部を構成するスプール600のランド部の小径部分
610が、倍力装置の非作動時にあっても所定の絞り作
用を生じ、初期のサーボ液圧を生じる。しかもまた、絞
り手段Rが常時絞り作用を生じているにもかかわらず、
バイパス液通路800があるために、絞り手段Rをバイ
パスしてサーボ液圧をスムーズに解放することができ
る。
力装置の側断面図である。
力装置を示し、第1の実施例における図2に相当する断
面図である。
力装置を示し、第1の実施例における図3に相当する断
面図である。
ある。
ある。
ある。
Claims (10)
- 【請求項1】 軸線方向に延びるシリンダ孔、ポンプに
接続されシリンダ孔の内部に作動液を流入する流入口、
およびシリンダ孔内の作動液を排出する流出口を含むハ
ウジングと、前記シリンダ孔内に移動可能にはまり合
い、前記シリンダ孔内に前記流入口に連通するサーボ室
を区画するサーボピストンと、このサーボピストンの中
に位置し前記軸線方向に延び、前記流入口と前記流出口
とを連絡する弁孔と、この弁孔に移動可能に挿入される
スプールを主体とし、運転手による入力に応じて、前記
スプールの外周のランド部と前記弁孔の内周壁との間に
液通路を形成し、この液通路の流路面積を絞ることによ
って前記流入口と前記流出口との間で差圧を生じさせる
絞り手段と、前記サーボ室に対する作動液の供給および
排出を制御する弁手段とを備える液圧式倍力装置におい
て、前記液通路を絞るために、前記内周壁には、段部を
通して大径部と小径部とが連続する部分があり、前記ス
プールは、非作動状態のとき、前記ランド部の一部が前
記小径部と重なり合い、それによって、前記スプールつ
まりは倍力装置が非作動の状態で、前記流入口と前記流
出口との間で所定値以下の液圧を生じさせることを特徴
とする、液圧式倍力装置。 - 【請求項2】 前記スプールのランド部は、小径な部分
と大径な部分とを含み、前記非作動状態のとき、前記ラ
ンド部の小径な部分が前記内周壁の小径部に重なり合
う、請求項1の液圧式倍力装置。 - 【請求項3】 前記弁手段は、前記スプールの移動に伴
って、前記流入口と前記サーボ室との間を遮断状態ある
いは連通状態にする供給弁と、前記サーボ室と前記流出
口との間を連通状態あるいは遮断状態にする排出弁とを
備える請求項1の液圧式倍力装置。 - 【請求項4】 前記スプールは内部に中心通路を備え、
この中心通路は、前記絞り手段をバイパスし前記サーボ
室を前記流出口と連絡する、請求項4の液圧式倍力装
置。 - 【請求項5】 前記スプール周りを軸線方向に沿って見
るとき、前記サーボ室、前記供給弁、前記絞り手段、前
記排出弁の順に配列されている、請求項4の液圧式倍力
装置。 - 【請求項6】 前記流出口は、ドレン管路に連絡する連
絡口である、請求項1の液圧式倍力装置。 - 【請求項7】 前記ハウジング内に、前記絞り手段をバ
イパスし、前記サーボ室と前記絞り手段の下流側とを接
続するバイパス液通路を備え、このバイパス液通路によ
って、前記サーボ室内に供給された作動液を前記流出口
の側に流すようにした、請求項1の液圧式倍力装置。 - 【請求項8】 前記バイパス液通路の途中、あるいはそ
のバイパス液通路から前記流出口に至るハウジング内
に、作動液を蓄えることができる補助リザーバがある、
請求項8の液圧式倍力装置。 - 【請求項9】 前記ランド部の小径な部分と大径な部分
とは、段部を介して前記軸線方向に直接隣り合うか、あ
るいは、凹部を介して前記軸線方向に距離をおいて隣り
合う、請求項2の液圧式倍力装置。 - 【請求項10】 前記スプール周りを軸線方向に沿って
見るとき、前記サーボ室、前記排出弁、前記供給弁、前
記絞り手段の順に配列されている、請求項4の液圧式倍
力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000169705A JP3532143B2 (ja) | 1999-09-24 | 2000-06-06 | 液圧式倍力装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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