JPH038984B2 - - Google Patents

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タ
シリンダあるいはクラツチマスタシリンダを作動
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ヤ
と、このプランジヤ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
をもつポペツト弁体および前記プランジヤをこの
ポペツ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ヤの
前記可動体に対する相対的変位によつて行なう弁
装置と、非作動時にプランジヤを弁ばねに抗して
移動させ前記弁装置において前記ポペツト弁体が
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
ヤ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ヤに係
合してプランジヤ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。したがつて、ポ
ペツト弁体は、プランジヤの前進量に等しく前進
するため、プランジヤ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
か、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、ポペツト弁体は、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ヤが移
動すると、ポペツト弁体がその移動に応じて、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、プランジヤを弁ばねの
付勢力に抗して前進させているが、プランジヤを
前進させる作動部材の係合部は、内孔内でプラン
ジヤと係合させるため、比較的小さな形状とな
り、入力部材にプランジヤ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、
場合によつては、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つ
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け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
ヤ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１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、前方シエル４と後方シエル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と相俟つて、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は後方シエル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つて支持さ
れ、この本体の前方側にマスタシリンダ（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９
２に比べて小径であり、その小径な後方部分９１
は後方シエル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１３に
は、その前端部側に抜止め１４を介して出力軸１
５が嵌合してあり、出力軸１５の前端は、マスタ
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１５の後方には、力伝達部材としてのラバー
デイスク１６、プランジヤ１７、さらにプランジ
ヤ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
ンジヤ１７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ツト
弁体２３が配設されている。このポペツト弁体２
３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
つている。ポペツト弁体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、ポペツト弁体２３の前方側
部分２３０を前方側に付勢する第２部分２４２と
を一体に作成した弁ばね２４が張設されている。
ポペツト弁体２３の前方側部分２３０の外周は、
ハブ部材９に設けた通路２５によつて常時負圧室
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、ポペツト弁体２３の内周側
は、段付き内孔１３の開口に配置したフイルタ２
６を通して大気に常時連絡している。また、ポペ
ツト弁体２３の前方側でプランジヤ１７の外周
は、ハブ部材９の通路２７を通して常時高圧室１
２に連絡している。

こうしたポペツト弁体２３、プランジヤ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、ポペツト
弁体２３が弁座２１に着座し、かつ弁座２２から
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
１１との差圧を解消する差圧解消位置である。ま
た一つは、ポペツト弁体２３が弁座２１および弁
座２２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１１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、ポペツト
弁体２３が弁座２１から離座し、かつ、弁座２２
に着座している状態、換言すれば、低圧室１１と
高圧室１２とが連絡を遮断され、高圧室１２と大
気とが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
差圧解消位置では、これらの位置になる範囲が、
プランジヤ１７の可動体１０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
後方シエル５の孔３４を貫いて外部に突出してい
る。後方シエル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１０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４２は後方部分９１に嵌着した金具３５のフラ
ンジ３６に引つ掛かつて支持される一方、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との間に挟まつて支持される。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、後方シエル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４
３の前面にはプラスチツク製の支持リング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１
０を後方に付勢する戻しばね３２が前方シエル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１０はこの強い戻しばね３
２によつて後方に付勢され、ダイヤフラム２のリ
ブ３３が後方シエル５の内側面に当たつている。
そしてこの時、プランジヤ１７および入力軸１８
は弁ばね２４によつて後方に付勢されているた
め、従来一般には、ポペツト弁体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。そうしたポペツト弁体２３と弁座
２２との離間量が、倍力装置１における初期作動
遊びの主因となつていた。

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、ポペツト弁体２３
を内外の両方の弁座２１，２２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あるいはプランジヤ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
り構成してある。

すなわち、倍力装置１には、ハブ部材９の前方
部分９２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
た作動部材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ヤツプ６３が取
り付けてあり、これにより後方シエル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
とは一体となつて移動できるようになつている。
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１５の大径部１５１、力伝達部材であるラバ
ーデイスク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、カツプ型の密封部材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８２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図に戻つて説明すると、補助部材８１の突
出部８３は、内孔１３の最も径が小さい小孔部１
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ヤ１７の前端部がラ
バーデイスク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７０の後端
に形成した一対の内向き突部７３が内方に向かつ
て延び、この突部７３は、180゜の間隔をもつて、
プランジヤ１７の前端部近傍に取り付けたＣリン
グ型のストツパ８５に後方側から係合可能に位置
付けられ、プランジヤ１７に対する係合部として
の機能をもつ。したがつて、プランジヤ１７は、
そのストツパ８５を作動部材７０の突部７３に係
合することにより可動体１０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
ヤ１７は、その中間部の大径部分１７１を小孔部
１３１の後方肩部に当接させることにより可動体
１０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７０
は、図示の非作動位置で、弁座２２とポペツト弁
体２３との間の距離がゼロとなるようにプランジ
ヤ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）のみによつ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
つ突部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てある。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10Kg
ｆ、突部７３の変形開始力が20Kgｆ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、プランジヤ１７のストツ
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、ピン部
材６２と作動部材７０とが相俟つてもつストツパ
機能によつてプランジヤ１７の後退限を少し前進
させることになり、それによつて非作動時、ポペ
ツト弁体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１０は差圧に
より戻しばね３２の力に抗して前進し、出力軸１
５は、ラバーデイスク１６および補助部材８１を
介して可動体１０の移動力と、ラバーデイスク１
６およびプランジヤ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押圧力
により、図示しないマスタ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１８
の移動力（入力）と、ラバーデイスク１６からプ
ランジヤ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、マスタシリ
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つているが、それらに作用す
る外力、すなわち、ピン部材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イスク１６の圧縮によつて
作動部材７０とラバーデイスク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
デイスク１６と一体となつ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の力によつて後方に戻され
る。この後方への移動力は、プランジヤ１７を後
退させてストツパ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、プランジヤ１７
の後退に応じて突部７３が小孔部１３１の前方肩
部に当接するまで後退し、プランジヤ１７は、ス
トツパ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。この切換え状
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１０が戻しばね３
２の作用力で後方に移動し後方シエル５に当接す
る直前まで持続される。したがつて、高圧室１２
の大気は充分に低圧室１１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１１，１２はほぼ同圧かつ充
分な真空圧となる。

可動体１０が後方シエル５に当接する直前ピン
部材６２の後端のキヤツプ６３が後方シエル５に
当接し、可動体１０との一体的な後退をやめる。
この後、可動体１０は後方シエル５に当接するま
で後退する。この後退によつてプランジヤ１７自
体は作動部材７０に係合して後退を停止している
ことと相俟つて、ポペツト弁体２３と弁座２２と
の間の距離が減少してゆき、遂にはポペツト弁体
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) プランジヤ１７と作動部材７０との係合は、
２個の突部７３により行なつているが、３個
（120゜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) 作動部材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、入−出力関係
が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）であつても良い。

（発明の効果） この発明では、プランジヤ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
付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ヤ等に
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
ることによつ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、実車取付け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、、１５…
…出力軸（出力部材）、１７……プランジヤ、１
８……入力軸（入力部材）、２１……弁座（プラ
ンジヤ側）、２２……弁座（内孔側）、２３……ポ
ペツト弁体、２４……弁ばね、３２……戻しば
ね、Ｂ……弁装置、７０……作動部材、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
   プランジヤと、このプランジヤに設けた弁座と前
   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ツト弁体および前記プラン
   ジヤをこのポペツ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
   ランジヤの前記可動体に対する相対的変位によつ
   て行なう弁装置と、非作動時にプランジヤを弁ば
   ねに抗して移動させ前記弁装置において前記ポペ
   ツ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
   ランジヤ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。