JPH0344018B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 発明の目的 (1) 産業上の利用分野 本発明は、例えば自動車のブレーキ用マスタシ
リンダを倍力作動するために用いられる油圧式倍
力装置、特に、ブースタシリンダと；そのブース
タシリンダのシリンダ孔に摺合されてその内部を
油圧源に連なる前部の入力油圧室と、それよりも
受圧面積が大きい後部の出力油圧室とに区画する
ブースタピストンと；そのブースタピストンに進
退可能に連結される入力杆と；入、出力油圧室間
を結ぶ油路に介装されると共に、入力杆の後退時
には閉弁し前進時には開弁するよう、入力杆に連
動する入口弁と；出力油圧室及び油槽間を薄ぶ油
路に介装されると共に、入力杆の後退時には開弁
し前進時には閉弁するよう、入力杆に連動する出
口弁と；からなり、前期入口弁をボール式に構成
したものに関する。

(2) 従来の技術 従来、この種倍力装置においては、ボール式の
入口弁は１個、または開弁時期を一にするもの２
個が設置される。

(3) 発明が解決しようとする問題点 一般に、ボール式入口弁には、その閉弁時に入
力油圧室の油圧がボール弁体に閉弁力として作用
し、その閉弁力は、ボール弁体の弁座への着座点
での断面積と前期油圧との積によつて決定され、
これが入口弁の主たる開弁抵抗となる。したがつ
て、小径のボール弁体を使用すれば、その油圧に
よる閉弁力は小さく、小さな入力でそれを開弁さ
せ得る利点を生じるが、その反面、ボール弁体に
より開閉される弁孔を必然的に細く形成しなけれ
ばならないから、流路抵抗が増加して、入口弁の
開弁時に油圧の伝達速度が遅くなり、倍力装置の
作動応答性が低下するという不都合を生じる。こ
れとは反対に、倍力装置の作動応答性を向上させ
るべく弁孔を太く形成すれば、大径のボール弁体
を用いなければならず、このため開弁抵抗が大き
くなり、操作性を低下させる不都合を生じる。

このため、従来の倍力装置では、作動応答性及
び操作性のいずれかが犠牲を強いられている。

本発明は、そのような事情に鑑みてなされたも
ので、作動応答性及び操作性を共に満足させ得る
前記倍力装置を提供することを目的とする。

Ｂ 発明の構成 (1) 問題点を解決するための手段 本発明は、少なくとも２個の前期入口弁を並列
して入、出力油圧室間の油路に介装し、それら入
口弁を、それらの開弁時期が互いにずれるよう
に、入力杆に連動させたことに特徴がある。

(2) 作用 入力杆の前進により、出口弁さ閉弁し、開弁時
期の早い入口弁が開弁した最初の段階で、入、出
力油圧室は略同圧となるので、開弁時期の遅い入
口弁の開弁抵抗は極めて小さいものとなる。した
がつて、入力杆が更に前進した次の段階では、開
弁時期の遅い入口弁は殆ど抵抗なく開弁すること
ができる。

全入口弁が開弁すれば、入、出力油圧室間の流
路抵抗が大幅に減少するので、入力油圧室の油圧
は出力油圧室に速やかに供給される。

(3) 実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説
明すると、先ず第１図において、Ｍは自動車の２
系統式油圧ブレーキ用のタンデム型マスタシリン
ダを示し、そのシリンダ本体１の上側に油槽２が
形成され、その内部は下半部を隔壁２ａによつて
前部油溜２₁と後部油溜２₂とに区画される。

シリンダ本体１のシリンダ孔３は油槽２の直下
を通る小径孔３ａと、この小径孔３ａの後端に連
なる大径孔３ｂとより段付に形成される。小径孔
３ａには前部油溜２₁より給油される前部油圧室
（図示せず）をシリンダ孔３の前端壁との間に画
成する前部マスタピストン４の全体と、後部油溜
２₂より給油される後部油圧室６を前部マスタピ
ストン４との間に画成する後部マスタピストン５
の前端部、即ち小径ピストン部５ａとが摺合さ
れ、大径孔３ｂには後部マスタピストン５の後端
部、即ち大径ピストン部５ｂが摺合される。した
がつて、後部マスタピストン５は小径ピストン部
５ａと、これにより大径の大径ピストン部５ｂと
より構成される。

この両ピストン部５ａ，５ｂにより大径孔３ｂ
には補給油室７が画成され、この油室７は油路８
を介して後部油溜２₂と連通される。

小径ピストン部５ａの前面には弾性のピストン
カツプ９が装着され、後部マスタピストン５の後
退限においてこのピストンカツプ９の直前に開口
して後部油圧室６と前記油路８間を連通するリリ
ーフポート１０がシリンダ本体１に穿設され、ま
た小径ピストン部５ａには、補給油室７をピスト
ンカツプ９の背部に連通させる透孔１１が穿設さ
れる。

前記前部油圧室（図示せず）及び後部油圧室６
には、前、後部マスタピストン４，５をそれぞれ
後退方向に付勢する戻しばね１２が収容される。

而して、後部マスタピストン５が前方へ押動さ
れてピストンカツプ９がリリーフポート１０の開
口部を横切ると後部油圧室６に油圧が発生し、そ
の油圧は後部油圧室６と連通するブレーキ油圧回
路（図示せず）に供給される。

後部マスタピストン５が前進位置から後退して
後部油圧室６が減圧すれば、ピストンカツプ９の
外周部はその前後の圧力差により前方へ撓んでシ
リンダ孔３内面との間に隙間を生じ、その結果、
後部油溜２₂の油が油路８、補給油室７及び透孔
１１を経て後部油圧室６に流入し、作動油の補給
が行われ、その際、過剰補給が行われると、その
過剰分はリリーフポート１０より後部油溜２₂に
戻される。

前部マスタピストン４は後部油圧室６の昇圧に
伴い前進して前部油圧室に油圧を発生させ、これ
を対応するブレーキ油圧回路に供給する。また該
ピストン４の後退時には前部油溜２₁の油が前部
油圧室に補給されるものであるが、このような油
圧の発生機構及び油の補給機構は後部油圧室６側
と略同様であるので、その詳細な説明は省略す
る。

第２図に明示するように、マスタシリンダＭの
シリンダ本体１の後端には環状体１５を挟んで油
圧ブースタＢのブースタシリンダ１６の前端部が
嵌合され、シリンダ本体１及びブースタシリンダ
１６はボルト１７により結着される。

ここで、マスタシリンダＭのシリンダ孔３の小
径孔３ａの直径をD₁、同大径孔３ｂの直径をD₂、
環状体１５の内径をD₃、ブースタシリンダ１６
のシリンダ孔１８の直径をD₄とすると、これら
の寸法は次式の関係に設定される。

D₁＜D₃＜D₄＜D₂ ブースタピストン１９は前部の小径ピストン部
１９ａと、後部の大径ピストン部１９ｂと、大径
ピストン部１９ｂの後端部より突出するロツド部
１９ｃとよりなり、小径ピストン部１９ａ及び大
径ピストン部１９ｂは前記環状体１５及びブース
タシリンダ１６のシリンダ孔１８にそれぞれ油密
に摺合され、ロツド部１９ｃはブースタシリンダ
１６の後端壁を油密に貫通して外部に突出してい
る。このブースタピストン１９の後退限を規定す
るために、大径ピストン部１９ｂの後端面を支承
し得る段部１８ａがシリンダ孔１８の後端部に形
成される。

而して、前記環状体１５は、その前端面で後部
マスタピストン５の後端を支承してその後退限を
規定する。またシリンダ孔１８において、環状体
１５及び大径ピストン部１９ｂはその間に入力油
圧室２０を画成し、また大径ピストン部１９ｂ及
びブースタシリンダ１６の後端壁はその間に出力
油圧室２１を画成する。この出力油圧室２１は、
受圧面積が入力油圧室２０より当然大きく形成さ
れる。またマスタシリンダＭの後部マスタピスト
ン５の大径ピストン部５ｂ及びブースタピストン
１９の小径ピストン部１９ａはその間に出口室２
２を画成する。

入力油圧室２０は供給油路２３によつて前記油
槽２に接続され、上記油路２３には、油槽２の貯
留油を入力油圧室２０に圧送する油圧源としての
油圧ポンプ２４が介装され、また該ポンプ２４の
下流側に蓄圧器２５が接続される。

ブースタピストン１９にはボール式の第１、第
２入口弁２６₁，２６₂と、１個のスプール式出口
弁２７が並設される。

第１入口弁２６₁は、入、出力油圧室２０，２
１間を連通する油路２８₁の途中にブースタピス
トン１９の軸方向に沿つて形成された筒状弁室２
９₁と、その弁室２９₁の後端壁に形成された弁座
と協働して油路２８₁を開閉するボール弁体30₁
と、弁室２９₁内でその弁体３０₁を閉じ方向に付
勢する弁ばね３１₁と、その弁ばね３１₁の力に抗
してボール弁体３０₁を開き得る作動杆３２₁とよ
り常閉型に構成される。作動杆３２₁はブースタ
ピストン１９にその軸方向摺動自在に嵌合され、
その後端部は出力油圧室２１に突出している。

第２入口弁２６₂は、ブースタピストン１９の
軸線に関して第１入口弁２６₁と対称的に配置さ
れ、その構成は、作動杆３２₁，３２₂の長さの相
違点を除いては第１入口弁２６₁と同一であり、
図中、第１入口弁２６₁と対応する部分にはそれ
と同じ大符号の末尾に小符合“₂”を付す。

而して、第１入口弁２６₁の開弁時期を第２入
口弁２６₂のそれより早めるべく、第１入口弁２
６₁の作動杆３２₁を第２入口弁２６₂の作動杆３
２₂より長く形成して、閉弁時、作動杆３２₁の後
端と後述の連動環４８前面との対向間隙L₁は、
作動杆３２₂の後端と連動環４８前面との対向間
隙L₂より小さく設定される。即ちL₁＜L₂とされ
る。

出口弁２７は、ブースタピストン１９の軸線上
で該ピストン１９に嵌着された弁筒３３と、この
弁筒３３の内孔、即ち弁孔３４に摺合された弁ピ
ストン３５とより構成され、弁ピストン３５の後
端部には、ブレーキペダル３７により操作される
入力杆３６が連結される。

弁筒３３は出力油圧室２１に連なる出口ポート
３８を有し、弁ピストン３５は、その進・退に応
じて上記出口ポート３８と遮断・連通する環状溝
３９と、この環状溝３９に連なる油路４０とを有
する。この油路４０は、ブースタピストン１９に
形成された油路４１を介して前記出口室２２に連
通され、出口室２２は、環状体１５の前端面に設
けられた放射状溝４２（第４図参照）、シリンダ
本体１の後端に形成された環状油路４３及び該油
路４３に接続された戻り油路４４を介して油槽２
に連通される。

出力油圧室２１において、弁ピストン３５に
は、その軸線と直交してピン４５が嵌着される。
このピン４５の両端は、弁筒３３及びブースタピ
ストン１９のロツド部１９ｃにそれぞれ穿設され
た軸方向の長孔４６，４７を貫通してロツド部１
９ｃの外周面に突出し、この両突出端部４５ａ，
４５ａは截頭円錐形に形成される。この両突出端
部４５ａ，４５ａには、第３図に示すように、ロ
ツド部１９ｃの外周面に摺合される２つ割の連動
環４８の連結孔４９，４９が嵌合され、このピン
４５と連動環４８との連結状態を保持するため
に、連動環４８の外周にコイルばね５０が巻装さ
れる。而して、連動環４８は弁ピストン３５の前
進を受けて前記両入口弁２６₁，２６₂の作動杆３
２₁，３２₂を前方へ押動すべく、その後端に対向
して配置される。

弁ピストン３５の後退限を規定するために、そ
の後端面を支承し得るサークリツプ５１がロツド
部１９ｃの内周面に係止され、弁ピストン３５を
その後退方向に付勢する戻しばね５２がロツド部
１９ｃ及び弁ピストン３５間に縮設される。この
戻しばね５２は弁筒３３のブースタピストン１９
への固定位置を保持する機能をも有する。

ここで、ブースタピストン１９及び弁ピストン
３５がそれぞれ後退限にあるとき、出口弁２７を
閉弁させるに要する弁ピストン３５の前進ストロ
ークL₃は、第１入口弁２６₁を開弁させるに要す
る弁ピストン３５の前進ストロークL₁より小さ
く設定される。即ちL₃＜L₁とされる。

ブースタピストン１９には、その前面に開口す
る大径孔５３と、この大径孔５３の後端壁に開口
する小径孔５４とが穿設され、大径孔５３にはそ
の奥から順にゴム製の弾性ピストン５５、及びそ
れと同径の受圧ピストン５６が摺合され、また小
径孔５４には弁ピストン３５及び弾性ピストン５
５の対向面に両端を当接し得る反動ピストン５７
が摺合される。

受圧ピストン５６の前面には出力杆５８が一体
に突設され、この出力杆５８は、後部マスタピス
トン５の背面の凹部５９に深く突入して該ピスト
ン５に当接させ、これによつて後部ピストン５及
にブースタピストン１９は可及的に近接して配置
される。

上記凹部５９の深さは、後部マスタピストン５
の大径ピストン部５ｂの半径と同等若しくはそれ
より大きく選定される。このようにすると、出力
杆５８による後部マスタピストン５の押動時、該
ピストン５に調心作用を与えることができる。

以上において受圧ピストン５６、弾性ピストン
５５及び反動ピストン５７は、マスタシリンダＭ
の作動反力を弁ピストン３５に伝達する反動機構
Ｒを構成する。

次にこの実施例の作用を説明する。

ブレーキペダル３７の非作動状態では、図示の
ように弁ピストン３５は連動環４８と共に戻しば
ね５２の力によつて後退限に保持され、環状溝３
９は出口ポート３８との連通位置を占めるので、
出口弁２７は開弁状態となつている。一方、第１
および第２入口弁２６₁，２６₂では、作動杆３２
_１，３２₂が連動環４８から解放されていて、ボー
ル弁体３０₁，３０₂が弁ばね３１₁，３１₂の力を
もつて弁室２９₁，２９₂の弁座に着座しているの
で、いずれも閉弁状態となつている。したがつて
入、出力油圧室２０，２１間は両入口弁２６₁，
２６₂により遮断されると共に、出力油圧室２１
は、出口ポート３８、環状溝３９、油路４０、出
口室２２、放射状溝４２、環状油路４３及び戻り
油路４４を介して油槽２に連通して大気圧状態と
なつているから、前、後部マスタピストン４，５
及びブースタピストン１９は各マスタピストンの
戻しばね１２の力によつてそれぞれ後退限に保持
される。

また、この場合、入力油圧室２０には油圧ポン
プ２４または蓄圧器２５からの油圧が導入されて
おり、この油圧がブースタピストン１９の大径ピ
ストン部１９ｂ前面に作用するので、これによつ
てもブースタピストン１９は後退限に保持され
る。そして、ボール弁体３０₁，３０₂は閉塞性が
高いので、入力油圧室２０から出力油圧室２１へ
の圧油の漏洩を確実に防止することができる。

いま、自動車を制動すべくブレーキペダル３７
を踏込むと、ブレーキペダル３７から入力杆３６
を介して弁ピストン３５及び連動環４８が前方へ
押動され、前記L₃＜L₁及びL₁＜L₂の関係から先
ず環状溝３９が出口ポート３８と遮断され、即ち
出口弁２７が閉弁する、次いで連動環４８が第１
入口弁２６₁の作動杆３２₁の後端に当接してこれ
を前方へ押動し、これによりボール弁体３０₁を
その弁座から離間させ、その後で連動環４８が第
２入口弁２６₂の作動杆３２₂の後端に当接してこ
れを前方へ押動し、これによりボール弁体３０₂
をその弁座から離間させる。こうして第１及び第
２入口弁２６₁，２６₂は順次開弁される。

ところで、出口弁２７が閉弁し、第１入口弁２
６₁が開弁した最初の段階では、出力油圧室２１
は油槽２との連通を断たれ、油圧ポンプ２４また
は蓄圧器２５から入力油圧室２０に導入されてい
た油圧が油路２８₁及び弁室２９₁を通つて出力油
圧室２１に供給され、両油圧室２０，２１が略同
圧となる。したがつて開弁前の第２入口弁２６₂
ではボール弁体３０₂が前後両面に略同等の油圧
を受けるようになり、入力油圧室２０の油圧によ
るボール弁体３０₂の閉弁力は、出力油圧室２１
の油圧による開弁力により相殺若しくは大幅に減
少され、ボール弁体３０₂の開弁抵抗は極めて小
さいものとなるため、次の段階で連動環４８が作
動杆３２₂を押動したときには、実質上、弁ばね
３１₂の力に抗するだけでボール弁体３０₂を軽快
に開くことができる。

そして、両入口弁２６₁，２６₂が開弁すると、
両油路２８₁，２８₂を通して入力油圧室２０の圧
油が出力油圧室２１へ円滑に供給されるので、そ
の油圧をもつてブースタピストン１９を速やかに
前進させることができる。

前進するブースタピストン１９は、反動機構Ｒ
及び出力杆５８を介して後部マスタピストン５を
前進させる。こうしてマスタシリンダＭは倍力作
動される。

ブースタピストン１９が後部マスタピストン５
を押動している間、受圧ピストン５６は、マスタ
シリンダＭの作動反力を後部マスタピストン５か
ら受けて弾性ピストン５５を圧縮するように作動
し、その圧縮力の一部が反動ピストン５７を介し
て弁ピストン３５へ、更に入力杆３６を介してブ
レーキペダル３７へとフイードバツクされ、これ
により操縦者は制動力の大きさを感知することが
できる。このときの倍力比は、受圧ピストン５６
の断面積をS₁、反動ピストン５７の断面積をS₂と
すると、S₁／S₂となる。

尚、図示例では第１及び第２入口弁２６₁，２
６₂のボール弁体３０₁，３０₂を同径に形成した
が、開弁時期の早い第１入口弁２６₁の開弁抵抗
をできるだけ小さくするためにボール弁体３０₁
の方を小径に形成し、そして流路抵抗をできるだ
け小さくするためにボール弁体３０₂の方を大径
にすることも有効であり、また入口弁の設置数を
更に増やしてそれらを順次開弁させるようにする
ことも有効である。

Ｃ 発明の効果 以上のように本発明によれば、少なくとも２個
の入口弁を並列して入、出力油圧室間の油路に介
装し、それらの入口弁の開弁時期を互いにずらせ
たので、入力油圧による開弁抵抗は、開弁時期の
早い１個の入口弁のみ作用することになり、した
がつてその入口弁を小型に構成することにより全
入口弁を小さな入力を以て開弁させることがで
き、しかも、複数個の入口弁の並列配置により
入、出力油圧室間の流路抵抗を大幅に減少させる
ことができ、その結果、倍力装置の操作性及び作
動応答性を共に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す縦断側面図、
第２図はその要部の拡大図、第３図は第１図の
−線拡大断面図、第４図は第１図の−線断
面図である。 Ｂ……倍力装置、Ｍ……マスタシリンダ、Ｒ…
…反動機構、２……油槽、１６……ブースタシリ
ンダ、１９……ブースタピストン、２０……入力
油圧室、２１……出力油圧室、２２……出口室、
２３……供給油路、２４……油圧源としての油圧
ポンプ、２５……蓄圧器、２６₁，２６₂……第
１、第２入口弁、２７……出口弁、２８₁，２８₂
……油路、２９₁，２９₂……弁室、３０₁，３０₂
……ボール弁体、３１₁，３１₂……弁ばね、３２
_１，３２₂……作動杆、３６……入力杆、４４……
戻り油路、４８……連動環、５８……出力杆。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ブースタシリンダと；そのブースタシリンダ
   のシリンダ孔に摺合されてその内部を油圧源に連
   なる前部の入力油圧室と、それよりも受圧面積が
   大きい後部の出力油圧室とに区画するブースタピ
   ストンと；そのブースタピストンに進退可能に連
   結される入力杆と；入、出力油圧室間を結ぶ油路
   に介装されると共に、入力杆の後退時には閉弁し
   前進時には開弁するよう、入力杆に連動する入口
   弁と；出力油圧室及び油槽間を結ぶ油路に介装さ
   れると共に、入力杆の後退時には開弁し前進時に
   は閉弁するよう、入力杆に連動する出口弁と；か
   らなり、前記入口弁をボール式に構成した油圧式
   倍力装置において、少なくとも２個の前記入口弁
   を並列して入、出力油圧室間の油路に介装し、そ
   れら入口弁を、それらの開弁時期が互いにずれる
   ように、入口杆に連動させたことを特徴とする、
   油圧式倍力装置。