JPH038982B2

JPH038982B2 -

Info

Publication number: JPH038982B2
Application number: JP58132474A
Authority: JP
Inventors: Toshio Takayama; Hiromi Ando; Mitsuhiro Endo
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1983-07-20
Filing date: 1983-07-20
Publication date: 1991-02-07
Also published as: JPS6025839A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、車両等のブレーキ装置、クラツチ装
置等において使用される気圧倍力装置、より詳し
くはシエル内に複数のピストンを直列に配置した
タンデム型気圧倍力装置に関する。

（従来技術）従来のタンデム型気圧倍力装置は、第１図に示
すような一般的構造を有していた。すなわち、前
方シエル１と後方シエル２で構成される密閉容器
（シエル）内には、第１のダイアフラム３と第２
のダイアフラム４とが張設され、両ダイアフラム
３，４にはそれぞれ第１のピストン５と第２のピ
ストン６とが取付けられている。そして、前記両
ピストン５，６は筒状部材７によつて連結される
と共に、両ピストン５，６間には該第１のピスト
ン５側に小室を画成するセンタープレート（隔
壁）８が設けられ、前記筒状部材７はセンタープ
レート８に対し気密を保持して摺動できるものと
なつている。

かくして、第１、第２のピストン５，６の前後
部には、４つの圧力室Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが画成さ
れ、このうち、圧力室ＡとＣとは、第１、第２の
定圧室として、内部通路９により相互に連通する
と共に、圧力導入口１０を介して車両エンジンの
負圧発生部に連通し、一方圧力室ＢとＤとは、第
１、第２の定動圧室として、第２のダイアフラム
４の通路１１により相互に連通している。

１２は第１のピストン５側から筒状部材７の軸
部に挿入され、後端にフランジ部１３を有して成
る被動杆であつて、その先端を、図示を略したマ
スタシリンダに係合させ、かつ前記フランジ部１
３を第２のピストン６に固設された収納体１４内
に嵌入している。１５は図示を略したペダルに連
動する操作杆で、弁プランジヤ１６を介して前記
収納体１４と係合している。そして、前記弁プラ
ンジヤ１６を含む周知の弁機構１７が第２のピス
トン６の後部に設けられており、前記操作杆１５
の変位に応じて第２の定圧室Ｃと第２の作動圧室
Ｄとの間の連通遮断の役割をなす。

なお、１８は被動杆１２のフランジ部１３とプ
ランジヤ１６との間に介装された弾性を有する加
圧変形部材で、反力を伝達す中間部品となる。ま
た、第１、第２のピストン５，６は第１のピスト
ン５の前方に介装したリターンスプリング１９に
より、戻り位置に付勢されている。

かゝる構成により、ペダルに踏力が加えられず
に操作杆１２が変位しない状態では、弁機構１７
が第２の定圧室Ｃと第２の作動圧室Ｄとを連通さ
せるので圧力室Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄがすべて同圧に保
たれ、第１、第２のピストン５，６は変位しな
い。

これに対し、操作杆１５が図の左方に変位する
操作時には、弁機構１７が第２の定圧室Ｃと第２
の作動圧室Ｄとの連通を断つと共に、第２の作動
圧室Ｄに大気を導入する。前記したように、第
１、第２の定圧室Ａ，Ｃ間および第１、第２の作
動圧室Ｂ，Ｄ間は相互に連通しているので、前記
弁機構１７の作動により大気の導入される第１、
第２の作動圧室Ｂ，Ｄと負圧源に連通している第
１、第２の定圧室Ａ，Ｃとの間には圧力差が発生
し、この圧力差によつて第１、第２のピストン
５，６が変位することになる。この結果、第１、
第２のピストン５，６の推力を受ける被動杆１２
がマスタシリンダを作動させる。このとき、反力
は被動杆１２、加圧変形部材１８および弁プラン
ジヤ１６を介して操作杆１５に伝達される。

しかして、上記構成の気圧倍力装置において
は、その入出力特性が第２図に示すようになる。
すなわち、入力Fiが一定にて出力Fθがジヤンプ
インする初期特性(A)と、入力Fiに対して出力Fθ
が所定の勾配、tanθで増大する中期特性(B)と、出
力Fθの増大が緩和される終期特性(C)との３つの
特性を有している。こゝで、初期特性(A)は反力が
操作杆１５に伝達されるまでに発生するもので、
具体的には加圧変形部材１８が弁プランジヤ１６
とのクリアランスδだけはみ出すのに必要な出力
を表わす。また、中期特性(B)は、反力が弁プラン
ジヤ１８を介して操作杆に伝達している間に発生
するもので、その出力Fθと入力Fiの比すなわち
tanθがいわゆるサーボ比となり、具体的には、被
動杆１２のフランジ部１３の外径をD₁、弁プラ
ンジヤ１６の先端外径をD₂とすれば、（D₁／D₂）²
で表わされる。

しかるに、上記したごとくサーボ比は、被動杆
１２のフランジ部１３の外径D₁と弁プランジヤ
１６の先端外径D₂の部品寸法だけで一義的に決
定し、このため、サーボ比を大きくとりたいとし
ても寸法的に一定の値以上に設定できず、かつ使
用中、サーボ比を任意選択したいとしてもその変
更は不可能なものとなつていた。また、ジヤン
プ・イン特性の変更も前記δの値を変える以外に
適宜手段が無く、さらには、第１、第２のピスト
ンが一体的連結されているため、強度的に余裕を
持つた設計ができず、総じて、従来の気圧倍力装
置は用途すなわち使用条件に応じて大巾な設計変
更をやり直さなければならないという制約を有す
るものであつた。

（発明の目的）本発明は上記従来技術の問題点に鑑み大きなサ
ーボ比を得ることができると共に該サーボ比の任
意選択が可能で、かつジヤンプ・イン特性の変更
も容易に行うことができ、全体として設計余裕を
持つた気圧倍力装置を提供することを目的とす
る。

（発明の構成）そして、この目的は、前方に位置する第１のピ
ストンにシエル以外に突出する第１の被動杆を設
け、後方に位置する第２のピストンに前記第１の
被動杆に先端を当接させる第２の被動杆を設け、
該第２の被動杆の後端には反力機構を介して操作
杆を連結し、かつ第１の作動圧室と第１の定圧室
とを連通した状態か第１の作動圧室と第２の作動
圧室とを連通した状態のいづれか一方を選択でき
る弁機構を設けて成る気圧倍力装置によつて達成
される。

（実施例）以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて
説明する。

第３図は本発明にかゝる気圧倍力装置の構造を
示したものである。なお、第１図に示した部分と
同一構成要素には同一符号を付し、その作用の説
明は省略する。本実施例においては、センタープ
レート８に対し気密を保持して摺動できる筒状部
材２１が第１のピストン５にのみ固定されてい
る。一方、推力を伝達する被動杆は、第１のピス
トン５に固定された第１の被動杆２２と第２のピ
ストン６の収納体１４にフランジ部２３ａを嵌合
する第２の被動杆２３とから成り、第２の被動杆
２３の先端を第１の被動杆２２の後端に設けた凹
部２２ａに当接させるようにしている。また、従
来のものにおける第１と第２の作動圧室ＢとＤと
を連通する通路１１（第１図）が廃されている。

すなわち、本発明における気圧倍力装置は、シ
エル内に、第１のピストン５と第２のピストン６
とを独立的に配置すると共に、該第１のピストン
５の後部および第２のピストン６の後部には独立
的な室Ｂ，Ｃを画成するようにしている。

しかして、第１の定圧室Ａと、第１の作動圧室
Ｂと、第２の作動圧室Ｄとには、それぞれ第１、
第２、第３の圧力導入口２４，２５，２６が設け
られ、外部の切換弁２７に接続される。切換弁２
７は、第１の定圧室Ａと第１の作動圧室Ｂとが連
通した状態か、あるいは第１の作動圧室Ｂと第２
の作動圧室Ｄが連通した状態のどちらかを任意に
選択できる構造になつている。

かゝる構成により、いま、切換弁２７が第１の
定圧室Ａと第１の作動圧室Ｂとを連通した場合に
おいて、先ず、ペダルに踏力が加えられずに操作
杆１５が変位しない状態では、弁機構１７が第２
の定圧室Ｃと第２の作動圧室Ｄとを連通させるの
で、圧力室Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄがすべて同圧に保た
れ、第１、第２のピストン５，６は変位しない。

これに対し、操作杆１５が図の左方に変位する
操作時には、弁機構１７が第２の定圧室Ｃと第２
の作動圧室Ｄとの連通を遮断すると共に、作動圧
室Ｄに大気を導入する。すなわち、圧力室Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄのうち第２の作動圧室Ｄにのみ大気が
導入するため、第２の定圧室Ｃと第２の作動圧室
Ｄとの間に圧力差が発生し、この圧力差によつて
第２のピストン６が変位する結果、第１の被動杆
２２が第２のピストン６の推力を第２の被動杆２
３を介して受けてマスタシリンダを作動させる。
このとき反力は第１、第２の被動杆２２，２３、
加圧変形部材１８および弁プランジヤ１６を介し
て操作杆１５に伝達され、したがつて、サーボ比
は（D₁／D₂）²となる。

次に、切換弁２７により第１の作動圧室Ｂと第
２の作動圧室Ｄとを連通した場合は、操作杆１５
を操作すると、第１、第２の作動圧室Ｂ，Ｄ両方
に大気が導入され、これにより、第１の定圧室Ａ
と第１の作動圧室Ｂおよび第２の定圧室Ｃと第２
の作動圧室Ｄの両方に圧力差が発生し、この圧力
差によつて第１、第２のピストン５，６が変位す
る結果、第１の被動杆２２が前記両ピストン５，
６の推力を受けてマスタシリンダを作動させる。
このときのサーボ比は、いま第１のダイアフラム
３と第２のダイアフラム４の有効径をそれぞれ
d₁，d₂とすると、略｛（d¹ ₂＋d₂ ²）／d²｝（D₁／
D₂）²＋１となる。

第４図は、本気圧倍力装置の入出力特性を示し
たもので、図中、Ｐ曲線は第１の定圧室Ａと第１
の作動圧室Ｂとを連通した場合、Ａ曲線は第１の
作動圧室Ｂと第２の作動圧室Ｄとを連通した場合
の結果を表わしている。これより、本気圧倍力装
置においてはサーボ比を２段に切換えることが可
能となり、しかも、従来にも増して高いサーボ比
を得ることも可能となつている。また、本気圧倍
力装置においては、リターンスプリング１９の荷
重が第１、第２の被動杆２２，２３を介して加圧
変形部材１８に作用するようになつているため、
ジヤンプ・イン特性Ａは、前記リターンスプリン
グ１９の設定荷重を変えれば、容易に変更できる
ものとなる。

なお、上記実施例においては、切換弁２７をシ
エルの外部に設けるようにしたが、これに代え、
例えば外部と連絡する中空部材をシエル内に配設
し、これに適宜弁機構を設けて、前記のごとき切
換え動作ができるようにしても良い。

また、上記実施例においては、２ピストンタイ
プについて説明したが、より多数のピストンを有
するものに適用できることはもちろんである。

さらに、例えば第１の作動圧室Ｂを独立して設
け、これへの大気の導入をコントロールすること
によつて、サーボ比を連続的に変更することも可
能となる。

（発明の効果）以上、詳細に説明したように、本発明にかゝる
気圧倍力装置は、シエル内に２つのピストンを直
列に独立して配置し、かつシエル内に画成された
圧力室を任意切換えできるようにしたもので、こ
れにより、以下に記すような効果が得られた。

従来の気圧発生装置のように、２つのピスト
ンの締結部が無いため、強度的に余裕を持つた
設計が可能である。

サーボ比を手動あるいは自動的に変更でき、
また、従来より大きいサーボ比を得ることがで
きる。したがつて、例えば荷物積載車両におい
て空荷時と積載時とで同じ減速度が得られるよ
うにすることができる。

ジヤンプ・イン特性をターンスプリングの設
定荷重の変更により容易に変えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の気圧倍力装置の構造を示す断面
図、第２図は従来の気圧倍力装置の入出力特性を
示す相関図、第３図は本発明にかゝる気圧倍力装
置の構造を示す断面図、第４図は本気圧倍力装置
の入出力特性を示す相関図である。１……前方シエル、２……後方シエル、３，４
……ダイアフラム、５……第１のピストン、６…
…第２のピストン、８……センタープレート（隔
壁）、１５……操作杆、１６……弁プランジヤ、
１８……加圧変形部材、１９……ターンスプリン
グ、２２……第１の被動杆、２３……第２の被動
杆、２４，２５，２６……圧力導入口、２７……
切換弁。

Claims

【特許請求の範囲】

１シエル内に、ダイアフラムと、該ダイアフラ
ムに取付けられた２つのピストンと、該２つのピ
ストン間に装着された隔壁と、により４つの圧力
室を画成して成る気圧倍力装置において、前方に
位置する第１のピストンにシエル外に突出する第
１の被動杆を設け、後方に位置する第２のピスト
ンに前記第１の被動杆に先端を当接させる第２の
被動杆を設け、該第２の被動杆の後端には反力機
構を介して操作杆を連結し、前記第１、第２のピ
ストンを戻り位置に付勢する付勢手段を設け、か
つ前記第１のピストンの後部側の第１の作動圧室
と前記第１のピストンの前部側の第１の定圧室と
が連通した状態か前記第１の作動圧室と第２のピ
ストンの後部側の第２の作動圧室とが連通した状
態のいづれか一方を選択できる切換弁機構を設け
たことを特徴とする気圧倍力装置。