JPH068103B2 - 油圧式倍力装置 - 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；このブースタシリンダ内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後部の出力油圧
室とに区画し、且つマスタシリンダのマスタピストンに
連接されるブースタピストンと；このブースタピストン
に軸方向進退自在に摺合される入力杆と；ブースタピス
トンに穿設された入，出力油圧室間を結ぶ入口油路に設
けられ、入力杆の後退時には閉弁し前進時には開弁する
よう、該入力杆に連動する入口弁と；出力油圧室及び油
槽間を結ぶ出口油路に設けられ、入力杆の後退時には開
弁し、前進時には閉弁するよう、該入力杆に連動する出
口弁と；よりなるものの改良に関する。

(2) 従来の技術 この種倍力装置は、例えば特開昭６１−４４０６４号公
報に開示されているように、既に知られている。

従来、このような倍力装置に供給する作動油を濾過する
ためには、油圧源に作動油を供給する油槽にオイルフィ
ルタを設置している。

(3) 発明が解決しようとする問題点 上記のようにオイルフィルタを油槽に設置したもので
は、油槽に補給される作動油から異物を分離することは
できるが、製作時ブースタシリンダ内に残留する加工屑
等を分離することはできず、その加工屑等により入口弁
及び出口弁に目詰まりが生じることがある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、ブース
タシリンダ内に加工屑等が残留していても、これにより
入口弁及び出口弁が目詰まりを生じないようにした前記
油圧式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 上記目的を達成するために、ブースタピストンに、その
外周にあって入力油圧室に開口する環状溝と、この環状
溝を入口油路に連通する通孔とを設け、上記環状溝にオ
イルフィルタを装着したことを特徴とする。

(2) 作用 上記構成によれば、ブースタピストンの作動位置に拘わ
らず、常にオイルフィルタは入口弁の至近距離に位置す
る。したがってブースタシリンダ内に加工屑等の異物が
残留している場合でも、それを作動油から確実に分離し
て、入口弁側への侵入を防止することができる。

(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によって前部油溜２_１と後部油溜２_２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２_１
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２_２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。したがって後部マスタピス
トン５は小径ピストン部５ａと、これより大径の大径ピ
ストン部５ｂとより構成されている。

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２_２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ップ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
のピストンカップ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をピストンカップ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
トンカップ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、ピストンカップ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２_２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、
作動油の補給が行なわれ、その際、過剰補給が行なわれ
ると、その過剰分はリリーフポート１０より後部油溜２
_２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２_１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を挟んで本発明の油圧式倍
力装置Ｂのブースタシリンダ１６が連設され、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Ｄ_１、同大径孔３ｂの直径をＤ_２、環状体１５
の内径をＤ_３、ブースタシリンダ１６のシリンダ孔１８
の直径をＤ_４とする（第１図参照）と、これらの寸法は
次式の関係に設定される。

Ｄ_１＜Ｄ_３＜Ｄ_４＜Ｄ_２ 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１
９ｂの後端面より突出するロッド部１９ｃとよりなり、
小径径ピストン部１９ａ及び大径ピストン部１９ｂは前
記環状体１５の内孔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、ロッド部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
得る環状段部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２
１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２２を画成する。

再び第１図において、入力油圧室２０は供給油路２３に
よって前記油槽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。

第２図において、ブースタピストン１９にはボール式の
第１，第２入口弁２６_１，２６_２と、１個のスプール式
出口弁２７が並設される。

第１入口弁２６_１は、入，出力油圧室２０，２１間を連
通する入口油路２８_１の途中にブースタシリンダ１９の
軸方向に沿って形成された筒状弁室２９_１と、その弁室
２９_１の後端壁に形成された弁座と協働して油路２８_１
を開閉するボール弁体３０_１と、弁室２９_１内でその弁
体３０_１を閉じ方向に付勢する弁ばね３１_１と、その弁
ばね３１_１の力に抗してボール弁体３０_１を開き得る作
動杆３２_１とより常閉型に構成される。作動杆３２_１は
ブースタピストン１９は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２６_２は、ブースタピストン１９の軸線に関
して第１入口弁２６_１と対称的に配置され、その構成
は、作動杆３２_１，３２_２の長さの相違点を除いては第
１入口弁２６_１と同一であり、図中、第１入口弁２６_１
と対応する部分にはそれと同じ大符号の末尾に小符号“
_２”を付す。

而して、第１入口弁２６_１の開弁時期を第２入口弁２６
_２のそれより早めるべく、第１入口弁２６_１の作動杆３
２_１を第２入口弁２６_２の作動杆３２_２より長く形成し
て、閉弁時、作動杆３２_１の後端と後述の連動環４８前
面との対向間隙Ｌ_１は、作動杆３２_２の後端と連動環４
８前面との対向間隙Ｌ_２より小さく設定される。即ちＬ
_１＜Ｌ_２とされる。

ブースタピストン１９の小径ピストン部１９ａにはオイ
ルフィルタ６１が前記両入口弁２６_１，２６_２に近接し
て装着される。このオイルフィルタ６１は、第２図及び
第５図に示すように、耐油性を有するゴム等の弾性材料
からなる環状のフィルタ本体６２と、４枚の濾網６３と
からなっている。フィルタ本体６２は、その軸方向に延
びる４条のＵ字溝６４を外周に有し、これらＵ字溝６４
の底壁には、フィルタ本体６２の内周面に達する４つの
窓６５が穿設され、これら窓６５の周壁に前記濾網６３
の周縁部が埋入結合される。こうして各濾網６３は対応
する６５に張設される。

弾性を有する上記フィルタ本体６２は、小径ピストン部
１９ａの外周に設けられた環状溝６６に伸ばしながら緊
密に装着されると共に、ブースタシリンダ１６のシリン
ダ孔１８内周面に摺合される。上記記環状溝６６の底面
には更に小環状溝６７が形成され、この溝底に前記入口
油路２８_１，２８_２の各上流端が開口される。したがっ
て、入力油圧室２０の作動油はＵ字溝６４、窓６５及び
小環状溝６７を通して入口弁２８_１，２８_２へと流入す
ることができる。

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
成される。

弁ピストン３５は、その後端を弁筒３３より突出させて
入力杆に兼用され、その後端にプッシュロッド３６を介
してブレーキペダル３７が連接される。

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３
９に連なる出口油路４０とを有する。この出口油路４０
は、ブースタピストン１９に形成された出口油路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のロッド部１９
ｃにそれぞれ穿設された軸方向の長孔４６，４７を貫通
してロッド部１９ｃ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、ロッド
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入口弁２６_１，２６_２の
作動杆３２_１，３２_２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と弁筒３３間には、これらを軸方向に離
反する方向に弾発する戻しばね５２が介装される。した
がつて、このばね５２は弁ピストン３５をその後退方向
に勢する戻し機能のほかに、弁筒３３をブースタピスト
ン１９に保持する機能をも有する。

ブースタピストン１９の後退過程で弁ピストン（即ち入
力杆）３５の後退源を規制すべく弁ピストン３５と一体
の前記ピン４５の後面を支承し得る第１ストッパ６０_１
が前記長孔４７の後端面により構成される。

また、ブースタピストン１９が後退限にあるとき、弁ピ
ストン３５の後退源を規制すべく、連動環４８の後端面
を支承し得る環状の第２ストッパ６０_２がブースタシリ
ンダ１６の内壁に係止される。

而して、弁ピストン３５の後退時には出口弁２７は開弁
し、即ち出口ポート３８に環状溝３９を連通させるが、
その開度は、ブースタピストン１９の後退過程で弁ピス
トン３５がピン４５を介して第１ストッパ６０_１に受け
止められたときに最大開度となり、ブースタピストン１
９の後退限で弁ピストン３５が連動環４８を介して第２
ストッパ６０_２に受け止められたときに最小開度となる
ように設定される。

また、ブースタピストン１９が後退源に位置し、且つ弁
ピストン３５が第２ストッパ６０_２で後退源を規制され
ているとき、第１入口弁２６_１の作動杆３２_１と連動環
４８との対向間隙は出口弁２７の前記最小開度より僅か
に大きく設定される。

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から前記弁孔３４に至る小径孔
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５５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
によって後部ピストン５及びブースタピストン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に伝達する反力機構Ｒを構成する。

つぎ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、第２図に示すよ
うに弁ピストン３５は連動環４８を介して第２ストッパ
６０_２で規制される後退限に戻しばね５２の弾発力によ
って保持されるので、出口弁２７は最小開度をもって開
弁している。一方、第１及び第２入口弁２６_１，２６_２
では、作動杆３２_１，３２_２が連動環４８から解放され
ていて、弁体３０_１，３０_２が弁ばね３１_１，３１_２の
力をもって弁室２９_１，２９_２の弁座に着座しているの
で、閉弁状態となっている。したがって入，出力油圧室
２０，２１間は両入口弁２６_１，２６_２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、出口通路４０，４１、出口室２２、放射状溝４
２、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っているから、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の力によっ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、これによってもブースタピストン１９は
後退源に保持される。そして、ボール弁体３０_１，３０
_２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を踏み込
むと、ブレーキペダル３７からプッシュロッド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Ｌ_２＜Ｌ_３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２６_１の作動杆３２_１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３０
_１をその弁座から離間させ、その後、連動環４８が第２
入口弁２６_２の作動杆３２_２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３０_２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２６_１，２
６_２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２６_１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オイルフィルタ６
１、入口油路２８_１及び弁室２９_１を通って出力油圧室
２１に供給され、両油圧室２０，２１が略同圧となる。
したがって開弁前の第２入口弁２６_２ではボール弁体３
０_２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３０_２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３０_２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３２_２を押動した時には、実質上、弁ばね３１_２の
力に抗するだけでボール弁体３０_２を軽快に開くことが
できる。

そして、両入口弁２６_１，２６_２が開弁すると、オイル
フィルタ６１及び両油路２８_１，２８_２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、その油圧をもってブースタピストン１９を速やかに
前進ささせることができる。

その際、オイルフィルタ６１はブースタピストン１９と
共に移動し、常に両入口弁６_１，２６_２の至近距離に位
置しているので、入力油圧室２０に加工屑等の異物が残
留している場合でも、それをオイルフィルタ６１の濾網
６３により作動油から分離し、異物の入口弁２６_１，２
６_２側への侵入を確実に防止することができる。またフ
ィルタ本体６２はブースタピストン１９の移動に伴いブ
ースタシリンダ１６の内周面を摺動するので、ブースタ
ピストン１９の作動の安定化にも寄与する。

前進するブースタピストン１９は、反力機構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が前進すると、その前端部はマス
タシリンダＭの大径孔３ｂに進入していく。このように
大径孔３ｂは、後部マスタピストン５の大径ピストン部
５ｂを案内するほか、前進するブースタピストン１９の
前端部を受容することにも役立つもので、これによって
ブースタシリンダ１６の長さの短縮化が可能となる。

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、更にプッシュ
ロッド３６を介してブレーキペダル３７へとフィードバ
ックされ、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。

マスタシリンダＭの作動を解除すべくブレーキペダル３
７を解放すれば、弁ピストン３５は連動環４８共に戻し
ばね５２の弾発力により後退し、これに伴い先ず連動環
４８が作動杆３２_２，３２_１から順次離間して入口弁２
６_２，２６_１がその順に閉弁し、次いで弁ピストン３５
の環状溝３９が出口ポート３８と連通し、即ち出口弁２
７が開弁し、その開度が最大開度となったところで弁ピ
ストン３５はピン４５を介して第１ストッパ６０_１によ
り後退源を規制される。

このように、出口弁２７の開度が最大開度とされるの
で、出力油圧室２１にこれまであった油圧は出口ポート
３８から環状溝３９へ、したがって戻し油路４４を通し
て油槽２へ素早く排出されるので、ブースタピストン１
９はマスタシリンダＭの戻しばね１２等の戻し力により
速やかに後退することができる。

そして、ブースタピストン１９が環状段部１８ａに当接
する後退源に到達すれば、弁ピストン３５は第２ストッ
パ６０_２の規制を受け、ブースタピストン１９に対して
は第１ストッパ６０_１の規制を受たときよりも僅かに前
進した位置で停止し、これによって出口弁２７の開度を
当初の最小開度に閉じることになる。

尚、図示例では、油圧ブースタＢの油槽としてマスタシ
リンダＭの油槽２を共用するようにしたが、油圧ブース
タＢ専用の油槽を設けることもある。

Ｃ．発明の効果 以上のように本発明によれば、ブースタピストンに、そ
の外周にあって入力油圧室に開口する環状溝と、この環
状溝を入口油路に連通する通孔とを設け、上記環状溝に
オイルフィルタを装着したので、ブースタピストンの作
動位置に拘わらず、常にオイルフィルタは入口弁の至近
距離に位置を占めることができ、したがつてブースタシ
リンダ内に残留する加工屑等の異物を作動油から確実に
分離して、入口弁及び出口弁の目詰まりを未然に防止す
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面図、第２図はそ
の要部の拡大図、第３図は第１図のIII−III線拡大断面
図、第４図は第１図のIV−IV線断面図、第５図はオイル
フィルタの斜視図である。 Ｂ…油圧式倍力装置 １６…ブースタシリンダ、１９…ブースタピストン、２
０…入力油圧室、２１…出力油圧室、２４…油圧源とし
ての油圧ポンプ、２６_１，２６_２…入口弁、２７…出口
弁、２８_１，２８_２…入口油路、４０，４１…出口油
路、６１…オイルフィルタ、６２…フィルタ本体、６３
…濾網、６５…窓、６６…環状溝

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ブースタシリンダと；このブースタシリン
   ダ内に摺合されてその内部を油圧源に連なる前部の入力
   油圧室と後部の出力油圧室とに区画し、且つマスタシリ
   ンダのマスタピストンに連接されるブースタピストン；
   このブースタピストンに軸方向進退自在に摺合される入
   力杆と；ブースタピストンに穿設された入，出力油圧室
   間を結ぶ入口油路に設けられ、入力杆の後退時には閉弁
   し前進時には開弁するよう、該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出口油路に設けられ、
   入力杆の後退時には開弁し、前進時には閉弁するよう、
   該入力杆に連動する出口弁と；よりなる油圧式倍力装置
   において、ブースタピストンに、その外周にあって入力
   油圧室に開口する環状溝と、この環状溝を入口油路に連
   通する通孔とを設け、上記環状溝にオイルフィルタを装
   着したことを特徴とする油圧式倍力装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第(1)項記載のものにおい
   て、オイルフィルタが、前記環状溝に弾力的に装着され
   且つブースタシリンダの内周面に摺合される環状のフィ
   ルタ本体と、入力油圧室と前記通孔間を連通するように
   このフィルタ本体に設けられた複数の窓に張設された濾
   網とから構成された油圧式倍力装置。