JPS6114982B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ブレーキ装置等に使用される気圧式
倍力装置に関するものである。

（従来の技術） エンジンの吸気管負圧を利用して倍力作用を行
う気圧式倍力装置には、弾性体等の加圧変形部材
からなるリアクシヨンデイスクを有するものがあ
る。これを第４図によつて説明すると、本体４１
内を、ダイヤフラム４２と該ダイヤフラム４２に
取付けたパワーピストン４３とによりフロント室
４４とリア室４５との二室に画成し、入力軸４６
を作動させて前記二室４４，４５間に差圧を生じ
させたとき、前記パワーピストン４３に発生する
前方向への推力をリアクシヨンデイスク４７を介
して出力軸４８に伝達する一方、出力軸４８から
の反力を該リアクシヨンデイスク４７を介して入
力軸４６に伝達するようになつている。

この種の従来の気圧式倍力装置におけるリアク
シヨンデイスク部分の構造すなわち反力機構は、
パワーピストン４３の前面に凹所４９を設けて、
ここにリアクシヨンデイスク４７を収容すると共
に出力軸４８の後端部４８ａに嵌挿し、またパワ
ーピストン４３には上記凹所４９に連通させて該
凹所４９よりも小径の孔を形成して、該孔５０に
入力軸４６の前端軸に設けたプランジヤ５１を臨
ませていた。従つて、パワーピストン４３の推力
は、前記凹所４９と孔５０との間に形成される該
パワーピストン４３の段部４３ａよりリアクシヨ
ンデイスク４７を介して出力軸４８に伝達される
一方、出力軸４８からの反力は、リアクシヨンデ
イスク４７が加圧されることにより変形してその
一部が前記孔５０内に突出し、この突出部分がプ
ランジヤ５１に当接することにより入力軸軸４６
に伝達されることとなる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来の倍力装置のように、
パワーピストン４３とリアクシヨンデイスク４７
との間で直接力の伝達を行うようにすると、通常
パワーピストン４３は強度的に弱い合成樹脂で形
成されているため耐久性の上で問題点があり、特
に従来のものでは、パワーピストン４３に形成さ
れる段部４３ａ部分にて局部的に力の伝達が行わ
れるので一層好ましくなかつた。また、出力軸４
８の反力は、その一部がパワーピストン４３に伝
達され残りの一部が入力軸４６に伝達されること
となるが、出力軸４８からの反力の大きさに対す
る入力軸４６に伝達される反力の大きさの比（以
下これを倍力比という）を変更するには、該倍力
比が出力軸４８のリアクシヨンデイスク４７と当
接する部分の面積と、リアクシヨンデイスク４７
が変形してその一部が突出する前記孔５０の面積
との面積比によつて決定されるため、この面積比
を変更する必要上当然に、前記パワーピストン４
３に形成される前記凹所４９及び該凹所４９に連
通する孔５０の大きさの変更、すなわちパワーピ
ストン４３全体を変更しなければならず、従つて
倍力比を変更するのや非常に面倒であり、またコ
ストも高くつくという問題があつた。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもの
で、パワーピストンの耐久性を高め、かつ倍力比
を容易に変えることのできる気圧式倍力装置を提
供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決する、本発明の技術的な手段
は、本体１内を、ダイヤフラム２と該ダイヤフラ
ム２に取付けたパワーピストン３とによりフロー
ト室４とリア室５との二室に画成し、入力軸８を
作動させて前記二室４，５間に差圧を生じさせた
とき、パワーピストン３に発生する前方向すなわ
ちフロント室４側への推力を弾性体等の加圧変形
部材からなるリアクシヨンデイスク１６を介して
入力軸８に伝達するようにした気圧式倍力装置に
おいて、パワーピストン３の前面に、該ピストン
３の外周側部分である合成樹脂製バルブボデイ７
に外周部が当接するリアクシヨンプレート１３を
配設するとともに、該プレート１３に、前記入力
軸８の前端部に設けたプランジヤ９の頭部９ｂを
ガイドする孔１３ａを穿設し、前記リアクシヨン
プレート１３の前面に、前記ガイド孔１３ａより
も大径のシリンダ部１４ａを有するスプリングリ
テーナ１４を配設し、該シリンダ部１４ａ内に、
前記リアクシヨンデイスク１６を収容すると共に
前記出力軸１７の後端部１７ａを嵌挿したことを
特徴とするものである。

（作 用） 本発明の倍力装置において、入力軸８を作動さ
せてダイヤフラム２の両側に差圧を生じさせる
と、パワーピストン３に前方への推力が発生し、
このパワーピストン３の推力はリアクシヨンプレ
ート１３よりリアクシヨンデイスク１６を介して
出力軸１７に伝達される。出力軸１７に推力が伝
達されると、今度は出力軸１７に後方向への反力
が生ずる。この出力軸１７の反力は、リアクシヨ
ンデイスク１６を介してリアクシヨンプレート１
３よりパワーピストン３に伝達される。

その一方で、出力軸１７からの反力によりリア
クシヨンデイスク１６が加圧変形し、その変形し
た一部がリアクシヨンプレート１３のガイド孔１
３ａ内に突出し、これによりプランジヤ９の頭部
９ａを押圧して入力軸８に伝達される。

このように、本発明の装置では、パワーピスト
ン３とリアクシヨンデイスク１６の間に、プラン
ジヤ９用のガイド孔１３ａを有するリアクシヨン
プレート１３を配設することにより、パワーピス
トン３とリアクシヨンデイスク１６との間の力の
伝達は、リアクシヨンプレート１３を介して間接
的に行われる。したがつて、パワーピストン３の
中心部分に局部的な強い力が集中することがな
い。前記リアクシヨンプレート１３はパワーピス
トン３の外周部のバルブボデイ７に大きな面積で
もつて接しているため、パワーピストン３のリア
クシヨンデイスク１６から受る応力負荷がパワー
ピストン３の外周部で分散されて実質的に小さく
なり、強度上パワーピストン３の耐久性が向上す
る。

また、ダイヤフラム２の両面に差圧が生ずる
と、この差圧がパワーピストン３に及ぼす力は、
パワーピストン３の中心から外周にいくに伴い大
きくなるが、該パワーピストン３の外周部のバル
ブボデイ７がリアクシヨンプレート１３により受
け止せられているため、該バルブボデイ７が合成
樹脂製のものであつても、変形することがなく強
度的に有利に作用する。

次に、本発明装置において倍力比を変更する場
合について述べる。この倍力比とは、前述によう
に出力軸１７からの反力の大きさに対する、入力
軸８に伝達される反力の大きさの比であり、出力
軸１７のリアクシヨンデイスク１６と当接する部
分の面積と、該リアクシヨンデイスク１６が変形
してその一部が突出するガイド孔１３ａの面積と
の比によつて決まるものである。シリンダ部１４
ａを孔１３ａよりも大径としたのは、倍力比を得
るために技術的な意味がある。したがつて、本発
明ではガイド孔１３ａの径の異なるリアクシヨン
プレート１３、およびシリンダ部１４ａの異なる
スプリングリテーナ１４のいずれかを取り換え
て、これに適合するプランジヤ９、出力軸１７、
リアクシヨンデイスク１６に交換すればよい。こ
の場合、従来のように大形部品であるパワーピス
トン３をなんら取り換えることなくそのまま使用
できるため、倍力比の変更を簡単に行うことがで
きる。

（実施例） 以下に本発明の実施例を図面にしたがつて説明
する。本発明の第１実施例を示す第１図におい
て、フロントシエル１Ａとリアシエル１Ｂとによ
り内部に密閉空間を有する本体１が構成され、該
本体１内は、ダイヤフラム２と該ダイヤフラム２
に取付けたパワーピストン３とによりフロント室
４とリア室５との二室に画成されている。このフ
ロント室４は例えばエンジン吸気管等の負圧発生
部に接続されている。またパワーピストン３は、
本実施例においては、ダイヤフラム２の内端部を
挾んで嵌合等の結合手段により一体化された、合
成樹脂製のバルブボデイ６と金属製のピストンプ
レート７とから構成されている。

バルブボデイ６は、リアシエル１Ｂを気密に貫
通して本体１外へ伸びると共に、該リアシエル１
Ｂに対して図中左右方向（以下この方向を前後方
向という）に移動自在となつており、またピスト
ンプレート７は、ダイヤフラム２の前面に位置し
て該バルブボデイ６の半径方向外方に伸びてお
り、前記両室４，５間に差圧が生じたときの該差
圧力を実質的に受けるようになつている。

前記バルプボデイ６内には入力軸８が挿入さ
れ、その後端部は図示しないブレーキペダルに結
合され、またその球状前端部は、バルプボデイ６
のシリンダ部６ａに摺動自在に嵌挿されたプラン
ジヤ９の凹所内に嵌入して該両者８，９が揺動自
在として一体に連結されている。従つて、ブレー
キ作用時に、プランジヤ９が前方向すなわちパワ
ーピストン３の推力発生方向に押圧されるように
なつている。このプランジヤ９が嵌挿されたシリ
ンダ部６ａはフロント室４に開口しており、小径
部となつた該プランジヤ９の前端部９ｂが該フロ
ント室４内に若干突出している。そして、プラン
ジヤ９に嵌合した止め輪１０が、バルプボデイ６
の前面すなわちシリンダ部６ａの開口端縁に当接
することにより、バルプボディ６に対してプラン
ジヤ９が所定量以上後方向へ移動するのが規制さ
れている。

バルプボデイ６のシリンダ部６ａとプランジヤ
９とには、それぞれの後端部に弁座６ｂ、９ａが
形成されており、プランジヤ９の移動に伴い、ス
プリング１１によつて押されているポペツトバル
ブ１２が弁座６ｂ，９ａに当接、離間するように
なつているが、非作動時には、図示のように、ポ
ペツトバルブ１２は弁座９ａに当接しているが弁
座６ｂとは離間しており、したがつてフロント室
４とリア室５とはバルプボデイ６の通路６ｃ，６
ｄを介して連通する一方、該両室４，５と大気
（バルプボデイ６内のポペツトバルブ１２より後
方は大気と連通している）とは遮断されることと
なる。

前記ピストンプレート７の前面には、順次それ
ぞれ金属製のリアクシヨンプレート１３及びシリ
ンダ部材してのスプリングリテーナ１４が配置さ
れ、ピストンプレート７の一部を切起した複数の
爪部７ａをスプリングリテーナ１４に形成した複
数の開口１４ｃに挿入、係止することにより、前
記リアクシヨンプレート１３が爪部７ａにその周
囲を取囲まれた状態で半径方向の位置に規制さ
れ、前記スプリングリテーナ１４がピストンプレ
ート７に所定位置で保持されている。なお、リア
クシヨンプレート１３とスプリングリテーナ１４
とを例えば溶着等により一体化した後、該両者１
３，１４をピストンプレート７に保持させるよう
にしてもよい。

リアクシヨンプレート１３は、その中央部が若
干前方へ膨出した概ね環状に形成され、その外周
縁部が大きな面積でもつてピストンプレート７に
当接し、またその中央部はピストンプレート７よ
り離間しており、該リアクシヨンプレート１３の
中央部に開口された孔１３ａに、前記プランジヤ
９の前端部９ｂが臨んでいる。この場合、プラン
ジヤ９の前端部９ｂが孔１３ａ内に当初より嵌合
してもよく、また非作動時には嵌合せず、作動時
にプランジヤ９が前進したときに嵌合するように
してもよい。しかし、作動の安定性の面からは、
前者の方が好ましい。また、この孔１３ａとプラ
ンジヤ９の前端部９ｂとはほぼ同一径となつてい
る。

スプリングリテーナ１４も大略環状に形成され
て、その中央部に前方に伸びるシリンダ部１４ａ
が絞り加工により形成され、該シリンダ部１４ａ
は、プランジヤ９すなわちリアクシヨンプレート
１３の孔１３ａと同一軸心を有すると共に、該孔
１３ａよりも大径となつている。このスプリング
リテーナ１４の周縁部とフロントシエル１Ａとの
間にはリターンスプリング１５が張設され、該リ
ターンスプリング１５により、スプリングリテー
ナ１４及びリアクシヨンプレート１３を介してパ
ワーピストン３が戻り方向（後方向）へ附勢され
ることとなる。

スプリングリテーナ１４のシリンダ部１４ａ内
には、例えばゴムなどの弾性体等で形成された加
圧変形部材としてのリアクシヨンデイスク１６が
収容されると共に、該リアクシヨンデイスク１６
よりも前方位置において、出力軸１７の拡径部と
なつた後端部１７ａが摺動自在に嵌挿されてい
る。この出力軸１７は、プランジヤ９と同一軸心
を有するように配設されて、その前端部１７ｂが
フロントシエル１Ａをシール２１によつて気密に
かつ前後方向に移動自在に貫通して本体１外へ伸
び、該前端部１７ｂが図示しないマスタシリンダ
のピストンに連結されるようになつている。

なお、スプリングリテーナ１４のシリンダ部１
４ａの前端部は、内方へ折返されて環状の係止部
１４ａとなつており、該係止部１４ｂにより出力
軸１７の後端部１７ａがシリンダ部１４ａ内を所
定量以上前方動しないようになつている。

以上のように構成された倍力装置において、ブ
レーキペダルを踏込むことによりスプリング２２
の附勢力に抗して入力軸８に前方向への推力が加
えられると、静止しているバルプボデイ６内を、
プランジヤ９とスプリング１１によつて押されて
いるポペツトバルブ１２とが前方に移動し、バル
プボデイ６の弁座６ｂにポペツトバルブ１２が当
接して、フロント室４とリア室５との連通が断た
れる。

入力軸８が更に押圧されると、プランジヤ９の
弁座９ａがポペツトバルブ１２面より離間し、同
時に大気がその間隙および通路６ｂを通つてリア
室５に入る。

この大気圧の導入によつてダイヤフラム２の両
面に差圧が生じ、パワーピストン３に前方向への
推力が発生して倍力作動が開始されるそして、こ
のパワーピストン３の推力は、リアクシヨンプレ
ート１３の内周縁部１３ｂ部分よりリアクシヨン
デイスク１６を介して出力軸１７に伝達され、こ
の結果該出力軸１７が前方向へ押圧されてマスタ
シリンダ内に液圧が発生する。

この時、出力軸１７を作用する後方向への反力
は、リアクシヨンデイスク１６を介してリアクシ
ヨンプレート１３の内周縁部１３ｂよりパワーピ
ストン３に伝達される一方、リアクシヨンデイス
ク１６が加圧により変形してその一部がリアクシ
ヨンプレート１３の孔１３ａ内に突出してプラン
ジヤ９に当接し、この結果該プランジヤ９及び入
力軸８を経てブレーキペダルに伝達されることと
なる。

ダイヤフラム２の前方動に伴うパワーピストン
３の前方動によつて、プランジヤ９の弁座９ａが
ポペツトバルブ１２に当接し、静止状態となる。
更にブレーキペダルを踏込めば、同様の作動が行
われることとなる。

このとき、従来の機構では出力軸１７からの反
力がパワーピストン３の中心部分に作用し、また
差圧による力がパワーピストン３の外周に向かう
につれて大きくなるので、パワーピストンプレー
ト７部分に相当する箇所に曲げモーメントンが作
用してパワーピストン３の強度上有害な力が作用
することになるが、本願のものにおいては、リア
クシヨンプレート１３の外周縁部をパワーピスト
ン３の外周近くに当接させることができるので、
上記の如き無用な曲げモーメントンがパワーピス
トン３に作用することなく、よつて強度的に優れ
たものを得ることができる。

従つて、上記のような理由から、ピストンプレ
ート７を別途設けずに、この代りにバルプボデイ
６の外周を半径方向にフランジ状に伸びしてダイ
ヤフラム２の前面に配置したような場合には、リ
アクシヨンプレート１３の外周縁部を更に半径方
向に伸ばして、バルプボデイ６の上記フランジ状
部分全面に該リアクシヨンプレート１３の外周縁
部を当接させるようにしてもよい。また、リアク
シヨンプレート１３のパワーピストンと当接する
部分の面積は変えないで、該両者の当接位置を半
径方向更に外方としてもよい。

ブレーキペダルの踏込みを解放すれば、リター
ンスプリング１５によりダイヤフラム２及びパワ
ーピストン３は図示の原位置に復帰することとな
る。このパワーピストン３の戻り時に、該パワー
ピストン３の戻りが、マスタシリンダのピストン
の戻りよりも早い場合には、出力軸１７はフロン
トシール２１の摺動抵抗により前方へ移動した状
態をそのまま保持しようとしてスプリングリテー
ナ１４のシリンダ部１４ａより抜け出ようとする
が、前述の如く、スプリングリテーナ１４の係止
部１４ｂが出力軸１７の後端部１７ａを後方向へ
戻すため、結局出力軸１７はパワーピストン３と
共に原位置に復帰することとなり、脱落するよう
なことがない。

ここで、倍力比を変更するには、前述の説明で
理解されるように、出力軸１７及びリアクシヨン
デイスク１６を交換する他は、スプリングリテー
ナ１４のシリンダ部１４ａの径、及びリアクシヨ
ンプレート１３の孔１３ａの径のいずれか一方
（または両方）を変更すればよい。このために
は、リアクシヨンプレート１３及びスプリングリ
テーナ１４のいずれか一方（または両方）を交換
し、これ等に嵌合するプランジヤ９又は出力軸１
７、リアクシヨンデイスク１６を対応するものに
交換するだけでよく、大型部品であるパワーピス
トン３は何等の変更も要しない。

第２図は本発明の他の実施例を示すものでスプ
リングリテーナ１４のシリンダ部１４ａ内に、そ
の全長に渡つて同一径の筒状のスリーブ１８が着
脱自在に嵌挿されると共に、出力軸１７の後端部
１７ａにタペツト１９が着脱自在に取付けられて
いる。従つて、本実施例においては、倍力比を変
更するには、リアクシヨンデイスク１６の他は、
スリーブ１８、タペツト１９の両部材を変更する
だけでよい。また、この実施例ではスリーブ１８
が出力軸１７の後端部１７ａ（タペツト１９）を
案内するので、シリンダ部１４内壁の仕上げを必
要とせず、製作が容易になる。

第３図は本発明の第３実施例を示すもので、ス
プリングリテーナ１４のシリンダ部１４ａに嵌挿
されたスリーブ１８′が、その前端部１８a′を大
径部としまたその後端部１８b′を小径部として形
成され、この小径となつた後端部１８b′がリアク
シヨンプレート１３の孔１３ａ内に挿入されて、
該後端部１８b′内にプランジヤ９の前端部９ｂに
着脱自在に取付けられたタペツト２０が臨んでい
る。従つて、本実施例においては、倍力比を変更
するには、リアクシヨンデイスク１６の他はスリ
ーブ１８′及びタペツト１９，２０を交換するだ
けでよい。また、スリーブ１８′の後端部１８
b′はプランジヤ９の案内をするシリンダの作用を
行うので、リアクシヨンプレート１３が比較的板
厚が薄く、この板厚だけではプランジヤ９の案内
が十分に行われないときにはこのようにすること
が有利である。

以上実施例では、パワーピストン３をバルプボ
デイ６とピストンプレート７との二つの部材によ
り構成した場合を説明したが、このパワーピスト
ン３は、従来同様合成樹脂により一つの部材にて
構成してもよい。また、リアクシヨンデイスク１
６が収容されると共に出力軸１７の後端部１７ａ
が摺動自在に嵌挿されるシリンダ部１４ａを、ス
プリングリテーナ１４を利用して形成した場合を
説明したが、このスプリングリテーナ１４の代り
に例えば筒状のシリンダ部材をリアクシヨンプレ
ート１３の前面に溶着等により設け、リターンス
プリング１５の附勢力を直接リアクシヨンプレー
ト１３で受けてパワーピストンに作用させるよう
に、すなわちリアクシヨンプレート１３でスプリ
ングリテーナを兼用するようにしてもよい。勿
論、本発明は倍力作動時にフロント室４とリア室
５とが真空一大気の関係となる気圧式倍力装置に
限らず、該両室４と５とが例えば大気一圧縮空気
あるいは真空一圧縮空気のような関係となる気圧
式倍力装置であつてもよい。

（発明の効果） 本発明は以上述べたように、パワーピストンと
リアクシヨンデイスクとの間で直接力の伝達を行
わず、パワーピストンと外周が大きな面積でもつ
て接するリアクシヨンプレートを介して力の伝達
を行うようにしたので、パワーピストンに局部的
に強い力が作用することなく、パワーピストン自
体の耐久性の向上が図れる。特に、パワーピスト
ンとリターンスプリングとを直接当接させること
なく、該リターンスプリングの附勢力を上記リア
クシヨンプレートを介してパワーピストンに作用
させることができるので、上記事項と合せてなお
一層耐久性の向上を図ることができる。

倍力作動が開始されると、パワーピストンの外
周にはダイヤフラムの両側の圧力差によりかなり
大きな力が作用するが、本発明ではリアクシヨン
プレートの外周部によりバルプボデイの変形が防
止されるので、バルプボデイが強度的に弱い合成
樹脂製のものであつても、厚肉にすることなく長
期の使用にも十分耐え得ることができる。

さらに、パワーピストンは別途に設けたリアク
シヨンプレート、及びリアクシヨンデイスクと出
力軸の後端部とが収容されるシリンダ部を有する
スプリングリテーナとによつて倍力比が決定され
る機構を構成したので、パワーピストンを何等交
換することなく、容易にかつ安価に倍力比を変更
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例による気圧式倍力
装置の断面図、第２図は本発明の第２の実施例を
示す要部断面図、第３図は本発明の第３実施例を
示す要部断面図、第４図は従来の気圧式倍力装置
を示す断面図である。 １…本体、２…ダイヤフラム、３…パワーピス
トン、４…フロント室、５…リア室、８…入力
軸、９…プランジヤ、１３…リアクシヨンプレー
ト、１３ａ…孔、１４…スプリングリテーナ（シ
リンダ部材）、１４ａ…シリンダ部、１６…リア
クシヨンデイスク、１７…出力軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 本体内を、ダイヤフラムと該ダイヤフラムに
   取付けたパワーピストンとによりフロント室とリ
   ア室との二室に画成し、入力軸を作動させて前記
   二室間に差圧を生じさせたとき、前記パワーピス
   トンに発生する前方向への推力を弾性体等の加圧
   変形部材からなるリアクシヨンデイスクを介して
   出力軸に伝達し、該出力軸からの反力を前記リア
   クシヨンデイスクを介して前記入力軸に伝達する
   ようにした気圧式倍力装置において、前記パワー
   ピストンの前面に、該パワーピストンの外周側部
   分である合成樹脂製バルブボデイに外周部が当接
   するリアクシヨンプレートを配設するとともに、
   該リアクシヨンプレートに、前記入力軸の前端部
   に設けたプランジヤの頭部をガイドする孔を形成
   し、前記リアクシヨンプレートの前面に、前記ガ
   イド孔よりも大径のシリンダ部を有するスプリン
   グリテーナを配設し、該シリンダ部内に、前記リ
   アクシヨンデイスクを収容すると共に前記出力軸
   の後端部を嵌挿したことを特徴とする気圧式倍力
   装置。