JPS6144064A - 油圧式倍力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ０発明の目的 （１）産業上の利用分野 本発明は、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
スタピストンに対し進退動可能に連結される入力杆と；
前記入、出力油圧室間を結ぶ油路に設けられ、前記入力
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；前記出力油圧室及び油槽間を
結ぶ油路に設けられ、前記入力杆の後退時には開弁じ、
前進時には閉弁するよう、該入力杆に連動する出口弁と
；からなる倍力装置に関する。

（２）従来の技術 従来、この種倍力装置には、入口弁の弁体としてスプー
ル弁を用いたものと、ボール弁を用いたものとがあるが
、前者では入力油圧室の油圧に起因する入口弁の閉弁力
が発生しないので、入口弁の開弁のだめの弁体の初動抵
抗が小さく、入力杆を軽快に操作することができるが、
その反面閉弁時の閉塞性が劣るため、入力油圧室の油圧
が出力油圧室側へ漏洩し易い欠点があり、後者では閉弁
時の閉塞性は良好であるが、閉弁時には入力油圧室の油
圧が閉弁力として弁体に作用するため、その閉弁力だけ
弁体の初動抵抗が増加する欠点がある。

（３）発明が解決しようとする問題点 本発明はかかる点に鑑み提案されたもので、入口弁の閉
弁時での閉塞性が良好であり、しかも人口弁の開弁のた
めの弁体の初動抵抗が小さい前記倍力装置を提供するこ
とを目的とする。

Ｂ１発明の構成 （１）問題点を解決するための手段 本発明によれば、前記入口弁は、ブースタピストンに形
成されて入力油圧室と連通ずる弁室と、その弁室に開口
し出力油圧室と連通ずる弁孔との境界部に形成される弁
座と；その弁座と協働して前記弁孔を開閉すべく前記弁
室に収容される傘形弁体と；その弁体を閉じ方向に付勢
する閉弁ばねとから構成され、前記弁体の一端には前記
弁室の前端壁を構成する案内筒に油密且つ摺動：自在に
支承される第１軸部を、また他端には前記入力杆に連動
する第２軸部をそれぞれ突設し、第１軸部の断面積を、
前記弁体の前記弁座への着座点での断面積と同等若しく
はそれより僅かに小さく設定したことに特徴がある。

（２）作　用 入口弁の閉弁時、油圧源から入力油圧室に導入された油
圧は、弁室にも導入されて入口弁の弁体に作用するが、
前記構成により、その油圧による弁体の閉弁力は零、若
しくは極めて小さく抑えられ、弁体の閉弁力は閉弁ばね
のセット荷重に支配される。しだがって、大口弁ぎを開
弁するだめの入力杆の初動抵抗は極めて小さい。

しかも傘形の弁体は、弁座に着座したときの閉塞性が極
めて良好である。

（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
、Ｍは自動車の２系統式油圧ブレーキ用のタンデム型マ
スクシリンダを示し、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２αによって前
部油溜２．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３αと、この小径孔３α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３αには前部油溜２Ｉ
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クピストン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
スクピストン４とノ間に画成する後部マスクピストン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には後部マスクピストン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、後部マスクピ
ストン５は小径ピストン部５αと、これより大径の大径
ピストン５ｚとより構成される。

この両ピストン部５α、５７５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５αの前面には弾性のピストンカップ９
が装着され、後部マスクピストン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間を連通ずるＩＪ　ＩＪ−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５α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
、後部マスクピストン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、後部マスクピストン５が前方へ押動されてピス
トンカップ９がリリーフボート１ｏ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
と連通ずるブレーキ油圧回路（図示せずンに供給される
。

後部マスクピストン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ボート１０より後部油溜２２に
戻される。

前部マスクピストン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。

マスクシリンダＭのシリンダ本体１の後端には環状体１
５を挟んで油圧倍力装置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、マスクシリンダＭのシリンダ孔３の小径孔３ａ
の直径をＤＩ、同大径孔３ｈの直径をＤ２、環状体１５
の内径をり８、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。

Ｄ、＜Ｄ３＜Ｄ４＜Ｄ２ ブースタピストン１９は前部の小径ピストン部１９α、
後部の大径ピストン部ｉ９ｂ及び大径ピストン部１９ｂ
の後端面より突出するロッド部１９ｃよりなり、小径ピ
ストン部１９ａ及び大径ピストン部１９ｈ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１
８ａがシリンダ孔１８の後端部に形成される。

面し−Ｃ１前記環状体１５は、その前端面で後部マスク
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。またマスクシリンダＭの後部マスタピストン５
の大行ピストン部５ｈ及びブースタピストン１９の小径
ピストン部１９ｆＺはその間に出口室２２を画成する。

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の貯留池を入力油圧
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。

出口室２２は、環状体１５の前端面に設けられた放射状
溝２８、シリンダ本体１の後端に形成された環状油路２
９及び該油路２９に接続された戻し油路３０を介して油
槽２に連通される。

ブースタピストン１９には、隔壁３２を挟んで隣接する
前部の第１弁室３３１及び第２弁室３３２が画成され、
第１弁室３３．は油路３４を介して入力油圧室２０に、
第２弁室３３２は油路３５を介して出力油圧室２１にそ
れぞれ連通される。隔壁３２にはその軸線を貫く弁孔３
６が穿設される。

第１弁室３３．には入口弁Ｖｉが、また第２弁室３３□
には出口弁Ｖｏがそれぞれ配設される。

大口弁Ｖｉは、第１弁室３３．とその後端壁に開口する
弁孔３６との境界部に形成されたエツジ状の弁座３７と
、その弁座３７と協働して弁孔３６を開閉する傘形の弁
体３８と、その弁体３８を閉じ方向に付勢する閉弁ばね
３９とより構成される。

上記弁体３８は、第１弁室３３．の前端壁を構成すべく
ブースタピストン１９に嵌着された案内筒４０を油密且
つ摺動自在に貫通する第１軸部３８αと、弁孔３６を摺
動自在に貫通して先端を第２弁室３３２へ突出させる第
２軸部３８ｂとを前後に有し、第２軸部３８ｂには出力
油圧室２１に連なる油路４２と連通ずる環状溝４３が形
成される。

また弁体３８には第２弁室３３２及び出口室２２間を連
通ずる油路４４が穿設される。

出口弁Ｖｏは、前記第２軸部３８ｂの先端に形成された
円錐状の弁座４５と、その弁座４５と協働して油路４４
を開閉する傘形の弁体４６と、その弁体４６を開き方向
に付勢する開弁ばね４７とより構成される。上記弁体４
６は、第２弁室３３２の後端壁を構成すべくブースタピ
ストン１９に嵌着された案内筒４８を油密且つ摺動自在
に貫通する軸部４６αを有し、その軸部４６αの先端に
弁体４６を開き方向に付勢する開弁ばね４７が接続され
る。

以上において、弁体３８の第１軸部３８ａの断面積をＳ
ｌ、弁体３８の弁座３７への着座点での断面積をＳ２、
弁体４６の軸部４５ａの断面積をＳ３とすると、これら
の寸法は次式の関係が成立するように選定される。

Ｓ、　＝Ｓ、　、若シくハＳ、＜５２且ッＳ２−５Ｉ字
。

・・・・・・・・・　（１） Ｓ、＝Ｓ３．若１．＜Ｉｔ−１５，（，５３且ッ５３−
５，４゜・・・・・・・・　（２） 前記案内筒４８は後端がブースタピストン１９のロッド
部１９Ｃ後端近くまで延びるシリンダ部４８αを有し、
そのシリンダ部４８（Ｚに前記軸部４６ａに当接する案
内ピストン４９が摺合され、その案内ピストン４９の後
退限を規定する止環５゜がブースタピストン１９のロッ
ド部１９ｃに固着される。

案内ピストン４３には、ブレーキペダルＰにより操作さ
れる入力杆５１が連結される。

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、まだ小径孔５４には弁体３８の第１軸部３
８α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、後部マスクピストン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、後部マスクピストン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
クピストン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、マスクシリンダＭの作動反力を入
力杆５１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Ｐの不作動時には、図示のように、案内
ピストン４９は止環５ｏに支承される後退限にあって、
入口弁Ｖｉの弁体３８は閉弁ばね３９の力で閉弁状態に
、また出口弁Ｖｏの弁体４６は開弁ばね４７の力で開弁
状態に保持される。したがって、人、出力油圧室２０．
２１間は遮断される一方、出力油圧室２１は、油路３５
、第２弁室３３２、油路４４、出口室２２、放射状溝２
８、環状油路２９及び戻し油路３０を介して油槽２に連
通して大気圧状態となるから、前、後部マスクピストン
４．５及びブースタピストン１９は各マスクピストンの
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１９ｈ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
後退限に保持される。

入力油圧室２０に導入された油圧は油路３４を通して第
１弁室３３．にも導入されて入口弁Ｖｉの弁体３８に作
用するが、前記（１）式により、その油圧による弁体３
８の後退力、即ち閉弁力は零、若しくは極めて小さく抑
えられ、弁体４８の閉弁力は閉弁ばね３９のセット荷重
に支配される。そして、傘形の弁体３８は閉塞性が極め
て高いので、上記閉弁力をもって弁座３８に確実に着座
し、入力油圧室２０から出力油圧室２１への油圧の漏洩
を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Ｐを踏込むと
、入力杆５１が前進し、案内ピストン４９を介して先ず
出口弁Ｖｏの弁体４６を開弁ばね４７の力に抗して押動
し、弁座４５に着座させ、山口弁Ｖｏｆ閉弁状態にする
。次いで、弁体４６を介して入口弁Ｖｉの弁体３８を押
動して、それを弁座３７から離間させ、大口弁Ｖｉを開
弁状態にする。その際、前述のように大口弁Ｖｉの閉弁
状態での油圧による弁体３８の閉弁力は零若しくは極め
て小さいものであるから弁体３８の初動抵抗は軽微であ
る。

出口弁Ｖｏが閉弁し、大口弁Ｖｉが開弁すると、出力油
圧室２１は油槽２との連通を断たれ、入力油圧室２０か
ら第１弁室３３．に導入されていた油圧は弁孔３６、環
状溝４３及び油路４２を通って出力油圧室２１に進入す
るので、ブースタピストン１９は大径ピストン部１９ｂ
の後端面にその油圧を受けて前進し、反動機構Ｒ及び出
力杆５８を介して後部マスクピストン５を前進せしめる
。

こうしてマスクシリンダＭは倍力作動される。

出力油圧室２１に導入された油圧は、更に油路３５を通
して第２弁室３３２にも進入して、弁体３８の第２軸部
３８ｈ及び弁体４６に作用するが、前記（２）式により
、その油圧による弁体４６の後退力を零若しくは極めて
小さく抑えることができる。

ブースタピストン１９が後部マスクピストン５を押動し
ている間、受圧ビス１ン５６は、マスタ１　　　　　　
　シリンダＭの作動反力を後部マスクピストン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を介して弁体３８へ、更
に弁体４６及び案内ピストン４９を介して入力杆５１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。このときの倍力比は、受
圧ピストン５６の断面積をＡ１、反動ピストン５１の断
面積をＡ２Ｃ，発明の効果 以上のように本発明によれば、入口弁は、ブースタピス
トンに形成されて入力油圧室と連通ずる弁室と、その弁
室に開口し出力油圧室と連通ずる弁孔との境界部に形成
される弁座と；その弁座と協働して弁孔を開閉すべく弁
室に収容される傘形の弁体と；その弁体を閉じ方向に付
勢する閉弁ばねとから構成され、弁体の一端には弁室の
前端壁を構成する案内筒に油密且つ摺動自在に支承され
る第１軸部を、また他端には入力杆に連動する第２軸部
をそれぞれ突設し、第１軸部の断面積を、弁体の弁座へ
の着座点での断面積と同等若しくはそれより僅かに小さ
く設定したので、入口弁の閉弁時での閉塞性が良好であ
り、しかも人口弁の閉弁のだめの弁体の初動抵抗を小さ
く抑えることができ、その結果、入力油圧室からの油圧
の漏洩を防止して省エネルギに寄与すると共に、操作フ
ィーリングを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示す縦断側面図である。 Ｂ・・・倍力装置、Ｍ・・・マスタシリンダ、Ｒ・・・
反動機構、Ｖｉ・・・入口弁、Ｖｏ・・・出口弁２・・
・油槽、１２・・・戻しばね、１６・・・ブースタシリ
ンダ、１８・・・シリンダ孔、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、３０・・
・戻し油路、３３１・・・第１弁室、３３２・・・第２
弁室、３４・・・油路、３５・・油路、３６・・・弁孔
、３７・・・弁座、３８・・・弁体、３８α・・・第１
軸部、３８ｂ・・・第２軸部、３９・・・閉弁ばね、４
０・・・案内筒、４２・・・油路、４３・・・環状溝、
４４・・・油路、４５・・・弁座、４６・・・弁体、４
６ａ・・・軸部、４７・・・開弁ばね、４９・・・案内
ピストン、５１・・・入力杆

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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
   ンに対し進退動可能に連結される入力杆と；前記入、出
   力油圧室間を結ぶ油路に設けられ、前記入力杆の後退時
   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；前記出力油圧室及び油槽間を結ぶ油路に
   設けられ、前記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；からなる
   油圧式倍力装置において、前記入口弁は、ブースタピス
   トンに形成されて入力油圧室と連通する弁室と、その弁
   室に開口し出力油圧室と連通する弁孔との境界部に形成
   される弁座と；その弁座と協働して前記弁孔を開閉すべ
   く前記弁室に収容される傘形の弁体と；その弁体を閉じ
   方向に付勢する閉弁ばねとから構成され、前記弁体の一
   端には前記弁室の前端壁を構成する案内筒に油密且つ摺
   動自在に支承される第１軸部を、また他端には前記入力
   杆に連動する第２軸部をそれぞれ突設し、第１軸部の断
   面積を、前記弁体の前記弁座への着座点での断面積と同
   等若しくはそれより僅かに小さく設定したことを特徴と
   する、油圧式倍力装置。