(57)【要約】【課題】複数のパワーピストンにより画成された複数の作動圧室に対する作動流体の円滑な流入を可能にし、初期応答性を改善する。【解決手段】シェル本体３内をセンターシェル４とダイアフラム５、６を備えた２つのパワーピストン７、８により定圧室９、１０と作動圧室１１、１２とに区画し、各パワーピストン７、８に共通に設けたバルブボデー１３内の弁機構２２の作動により第１大気通路１６を通じてリヤ側の作動圧室１２に大気を導入し、この大気を、さらに貫通ロッド４１を挿通させた連通管１８内の第２大気通路１７を通じてフロント側の作動圧室１１に導入し、定圧室９、１０との圧力差により２つのパワーピストン７、８を推進するタンデム型気圧式倍力装置において、リヤ側作動圧室１２を画成するダイアフラムフラム６の背面に、作動圧室１２内への大気の拡散を制限するリブ５２を一体に設け、作動初期に、フロント側の作動圧室１１に対する大気の流入を促進する。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シェル本体内に、定圧室と作動圧室とを画成するダイアフラム付きパワーピストンを複数配設し、一のパワーピストンにより画成された一の作動圧室を経由して他のパワーピストンにより画成された他の作動圧室へ作動流体を導入し、前記各作動圧室と該各作動圧室に対応する定圧室との圧力差により前記複数のパワーピストンに推力を発生させる気圧式倍力装置において、前記一の作動圧室内に、作動初期に該一の作動圧室内への作動流体の拡散を制限する制限部を設けたことを特徴とする気圧式倍力装置。
【請求項２】
他の作動圧室よりも一の作動圧室の容積が大きいことを特徴とする請求項１に記載の気圧式倍力装置。
【請求項３】
他のパワーピストンよりも一のパワーピストンの径寸法が大きいことを特徴とする請求項１に記載の気圧式倍力装置。
【請求項４】
制限部が、一のパワーピストンのダイアフラムに突設されたリブであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の気圧式倍力装置。
【請求項５】
制限部が、一の作動圧室を画成するシェル本体に突設されたリブであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の気圧式倍力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のブレーキ系統に用いられる気圧式倍力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
気圧式倍力装置としては、シェル本体内に、定圧室と作動圧室とを画成するダイアフラム付きパワーピストンを複数配設し、一のパワーピストンにより画成された一の作動圧室を経由して他のパワーピストンにより画成された他の作動圧室へ作動流体を導入し、前記各作動圧室と該各作動圧室に対応する定圧室との圧力差により前記複数のパワーピストンに推力を発生させる構造のものがある。なお、２つのパワーピストンを備えた気圧式倍力装置は、特にタンデム型と呼ばれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この種の気圧式倍力装置によれば、上記したように一のパワーピストンにより画成された一の作動圧室を経由して他のパワーピストンにより画成された他の作動圧室へ作動流体を導入する構造となっているため、他の作動圧室に対する作動流体の導入に、一の作動圧室に対する作動流体の導入よりも時間的な遅れが生じ、この結果、特に倍力作用が開始される作動初期に複数のパワーピストンに同時に推力が発生せず、初期応答性がいま一つ悪い、という問題があった。
ところで、この種の気圧式倍力装置では、通常、複数のパワーピストンを軸方向に配列してシェル本体内に組込む都合上、シェル本体をフロント側よりもリヤ側を大径に形成しており、これに伴って、フロント側に配置される他のパワーピストンよりもリヤ側に配置される一のパワーピストンの径寸法が大きくなっている。このことは、フロント側に配置される他の作動圧室よりもリヤ側に配置される一の作動圧室の容積が大きくなっていることを意味し、この作動圧室の容積差により、一の作動圧室に作動流体が拡散し易くなり、特に倍力作用が開始される作動初期にパワーピストンの前後に圧力差が発生しにくくなって、上記した初期応答性をより悪化させる要因になっていた。
さらに、この種の気圧式倍力装置としては、シェル本体を軸方向へ貫通させた貫通ロッドの両端にスタッドボルトを一体に設けて、このスタッドボルトを車体に対する倍力装置の取付けおよび倍力装置に対するマスタシリンダの取付けに共用するようにした、いわゆるロッド貫通型のものがあるが、このものでは、前記貫通ロッドによりリヤ側のパワーピストンをシェル本体に沿わせる形状とすることができないため、上記した作動圧室の容積差がより一層拡大し、これもまた、初期応答性を悪化させる一因になっていた。
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、複数のパワーピストンにより画成された複数の作動圧室に対する作動流体の円滑な導入を可能にし、もって初期応答性の向上に大きく寄与する気圧式倍力装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、シェル本体内に、定圧室と作動圧室とを画成するダイアフラム付きパワーピストンを複数配設し、一のパワーピストンにより画成された一の作動圧室を経由して他のパワーピストンにより画成された他の作動圧室へ作動流体を導入し、前記各作動圧室と該各作動圧室に対応する定圧室との圧力差により前記複数のパワーピストンを推進する気圧式倍力装置において、前記一の作動圧室内に、作動初期に該一の作動圧室内への作動流体の拡散を制限する制限部を設けたことを特徴とする。
このように構成した気圧式倍力装置においては、作動初期に一の作動圧室内への作動流体の拡散を制限する制限部を設けたことにより、他の作動圧室への作動流体の導入が促進され、結果として複数のパワーピストンにほぼ同時に推力が発生して、初期応答性が良好となる。
気圧式倍力装置としては、上記したように他の作動圧室よりも一の作動圧室の容積が大きいもの、あるいは他のパワーピストンよりも一のパワーピストンの径寸法が大きいものがあるが、本発明は、このような倍力装置に適用した場合に、他のパワーピストンの前後に圧力差が発生し易くなり、初期応答性が良好となるので、特に有用となる。
本発明において、上記制限部は、一のパワーピストンのダイアフラムに突設されたリブであっても、あるいは一の作動圧室を画成するシェル本体に突設されたリブであってもよく、何れの場合も、ダイアフラムあるいはシェル本体の成形に際して一体に設けることができるので、部品点数や組立工数が増加することはない。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基いて説明する。
図１乃至図３は、本発明の第１の実施の形態としての気圧式倍力装置を示したものである。本気圧式倍力装置はタンデム型として構成されており、図１にその全体構造が示されるように、フロントシェル１とリヤシェル２とからなるシェル本体３内をセンターシェル４により前・後２室に区画し、このセンターシェル４により区画された各室を、さらにダイアフラム５、６を備えたパワーピストン７、８により定圧室９、１０と作動圧室１１、１２とに区画し、各パワーピストン７、８に、前記センターシェル４およびリヤシェル２を気密的にかつ摺動可能に挿通させてシェル本体３の外まで後端部を延ばしたバルブボデー１３を共通に持たせた構造となっている。なお、リヤシェル２は、前記バルブボデー１３の挿通部分を小径筒部２ａとして構成しており、この小径筒部２ａにはバルブボデー１３の、シェル本体３からの延出部分を覆うダストブーツ１４が装着されている。
【０００６】
バルブボデー１３は、カップ形状の本体部１３ａと中空軸部１３ｂとを連設してなっており、その本体部１３ａがセンターシェル４に対する摺動部として、その中空軸部１３ｂがリヤシェル２に対する摺動部としてそれぞれ用いられている。このバルブボデー１３の本体部１３ａには、２つの定圧室９と１０とを相互に連通しかつ各定圧室９、１０を中空軸部１３ｂ内に連通する負圧通路１５が設けられるほか、中空軸部１３ｂ内とリヤ側の作動圧室１２とを連通する第１大気通路１６が設けられている。また、リヤ側の定圧室１０内には、リヤ側の作動圧室１２とフロント側の作動圧室１１とを連通する第２大気通路１７を提供する複数（ここでは、２本）の連通管１８が配設されている。この連通管１８は、その一端部がセンターシェル４に圧入固定されると共に、その他端部がリヤ側パワーピストン８を気密的にかつ摺動可能に挿通してリヤシェル２に近接する部位まで延ばされている。一方、フロント側の定圧室９には、フロントシェル１に設けた管継手１９を通じて、例えばエンジン負圧が導入されるようになっており、この負圧は、前記負圧通路１５を通じてリヤ側の定圧室１０にも供給される。また、バルブボデー１３の中空軸部１３ｂ内には、その後端部に嵌装したサイレンサ２０とフィルタ２１とを通じて大気が導入されるようになっており、この大気は、後述の弁機構２２の作動により前記第１および第２大気通路１６、１７を通じて前・後の作動圧室１１、１２に供給される。
【０００７】
弁機構２２は、図２によく示されるように、バルブボデー１３の本体部１３ａに設けた軸孔２３に摺動可能に嵌装され、かつブレーキペダル（図示略）と連動する入力ロッド２４に連結された弁プランジャ２５、バルブボデー１３の中空軸部１３ｂの内面に押え部材２６により基端部が固定されたポペット弁２７、このポペット弁２７の先端の外周縁部とバルブボデー１３の内周面に形成された環状弁座２８とで構成された真空弁２９、ポペット弁２７の先端の内周縁部と弁プランジャ２５の後端に形成された環状弁座３０とで構成された大気弁３１および前記入力ロッド２４に一端が係止され常時は前記ポペット弁２７を閉弁方向へ付勢する弁ばね３２からなっている。また、前記押え部材２６と入力ロッド２４との間には戻しばね３３が介装されており、弁プランジャ２５は、ブレーキペダルからの入力がない非作動時には、この戻しばね３３により、その後端の環状弁座３０をポペット弁２７に当接させる状態を維持するようになっている。
【０００８】
また、上記バルブボデー１３の軸孔２３内には、前記弁プランジャ２５に後端部が連結され該プランジャ２５と一体に移動する段付の移動体３４が収納されている。この移動体３４は、その先端側の小径部３４ａを軸孔２３の小径孔部２３ａに摺動可能に挿入させている。バルブボデー１３の本体部１３ａのカップ底には、ゴム等の弾性体からなるリアクションディスク３５と出力ロッド３６の基端カップ部３６ａとが配置されており、前記移動体３４がこのリアクションディスク３５の背面に当接可能となっている。出力ロッド３６の先端部は、フロントシェル１の前面に設けられた凹部１ａの底を気密的にかつ摺動可能に挿通して前方へ延ばされており、これには、該凹部１ａに結合されたマスタシリンダ（図示略）が作動連結されるようになる。
【０００９】
さらに、フロント側の定圧室９内には、バルブボデー１３を原位置に戻すための戻しばね３７が配設されている。戻しばね３７は、その一端をフロントシェル１の凹部１ａの後背部に、その他端をばね受け３８を介してバルブボデー１３のカップ底にそれぞれ当接させる状態で配置されており、バルブボデー１３は、この戻しばね３７により常時はリヤ側（戻り方向）へ付勢されている。バルブボデー１３は、その本体部１３ａと中空軸部１３ｂとの略境界部分に半径方向から挿入されたストップキー３９がリヤシェル２の小径筒部２ａに設けた段差部４０に当接する位置が原位置となっている。一方、前記ストップキー３９の先端部は弁プランジャ２５に設けた溝内に係入されており、該ストップキー３９によりバルブボデー１３に対する弁プランジャ２５の相対移動範囲を規制されるようになっている。なお、前記ばね受け３８は、リアクションディスク３５および出力ロッド３６の抜止めとしても用いられている。
【００１０】
本実施の形態において、上記リヤ側作動圧室１２とフロント側作動圧室１１とを連通する各連通管１８内には、図１に示されるように、フロントシェル１とリヤシェル２とを気密的に貫通しかつフロント側パワーピストン７を気密的に貫通して延ばした貫通ロッド４１が挿入されている。この貫通ロッド４１の両端部にはスタッドボルト４２、４３が一体に設けられており、これらスタッドボルト４２、４３は、リヤシェル２の後面およびフロントシェル１の前面に直立する状態で配置されている。貫通ロッド４１は、ここでは、そのリヤ側のスタッドボルト４２の基端部に設けたフランジ４４をリヤシェル２の内面に当接させる一方で、そのフロント側のスタッドボルト４３の基端部に設けた段差部４１ａに係止したストッパ板４５をフロントシェル１の内面に弾発的に当接させることで、リヤシェル２とフロントシェル１との間に位置固定されている。なお、この貫通ロッド４１すなわちスタッドボルト４２、４３は、円周方向に１８０度間隔で２本設けられているが、リヤシェル２およびフロントシェル１には、これらスタッドボルト４２、４３と９０度位相を異にする態様で、汎用のスタッドボルト（図示略）が各２本植立されている。
【００１１】
ここで、シェル本体３を構成するフロントシェル１はリヤ側へ大きく延びる筒部４６を備えると共に、センターシェル４はリヤ側へ比較的大きく延びる筒部４７を備えており、両者は、相互に筒部４６と４７とを合せた状態でリヤシェル２に対してかしめ固定されている。また、フロント側のパワーピストン７は、そのダイアフラムフラム５の外周ビード部５ａを前記フロントシェル１の筒部４６の中間部位に設けた段部とセンターシェル２４の肩部との間に位置させることにより、リヤ側のパワーピストン８は、そのダイアフラムフラム６の外周ビード部６ａを前記かしめ固定部内に位置させることにより、それぞれシェル本体２３に位置固定されている。このフロントシェル１の筒部４６は、センターシェル４およびフロント側パワーピストン７の組付性を考慮して、リヤシェル２との合せ側へ向けて次第に拡径する裁頭円錐形状に形成されている。したがって、フロント側パワーピストン（他のパワーピストン）７よりもリヤ側パワーピストン（一のパワーピストン）８の径寸法が大きくなっており、これに応じてフロント側の作動圧室（他の作動圧室）１１よりもリヤ側の作動圧室（一の作動圧室）１２の容積が大きくなっている。
【００１２】
一方、上記リヤ側パワーピストン８を構成するダイアフラム６は、図３によく示されるように、バルブボデー１３に対する嵌合孔５０の周りに、前記連通管１８を挿通させるための管挿通孔５１を１８０度間隔で２つ設けている。しかして、このダイアフラムフラム６の背面には、前記２つの管挿通孔５１の外側を囲むようにだ円形状のリブ５２が突設されている。このリブ５２は、本倍力装置の非作動時には、リヤシェル２の内面との間にわずかの間隙を開ける程度にその高さが設定されており、このリブ５２の存在により、作動初期にはリヤ側作動圧室１２内への大気の拡散が制限されるようになる。したがって、このリブ５２は、作動初期にリヤ側作動圧室１２内への作動流体の拡散を制限する制限部を構成するものとなっている。なお、このリヤ側パワーピストン８を構成するダイアフラム６は、その管挿通孔５１の口縁に連通管１８に対する摺動部５３を形成する必要があるため、リヤシェル２に沿う形状とすることはできず、その分、リヤ側の作動圧室１２の容積は拡大している。
【００１３】
以下、本第１の実施の形態としての気圧式倍力装置の作用を説明する。
本気圧式倍力装置は、前記貫通ロッド４１の一端側のスタッドボルト４２および図示しない汎用のスタッドボルトを利用して車体に取付けられる一方で、該貫通ロッド４１の他端側のスタッドボルト４３および図示しない汎用のスタッドボルトを利用して、マスタシリンダが本倍力装置に結合される。この時、両スタッドボルト４２、４３は、貫通ロッド４１と一体となって高剛性を有しているので、本倍力装置は強固に車体に取付けられ、しかも、本倍力装置によるマスタシリンダの支持も安定する。
【００１４】
そして、上記取付状態でブレーキペダルが踏込まれると、入力ロッド２４が前進して弁プランジャ２５が前進し、弁プランジャ２５の後端の大気用弁座３０がポペット弁２７から離間して大気弁３１が開く。これにより、サイレンサ２０およびフィルタ２１を通してバルブボデー１３の中空軸部１３ｂ内に大気が流入し、この大気は、第１大気通路１６を経てリヤ側の作動圧室１２に導入される。この時、リヤ側の作動圧室１２内には、ダイアフラムフラム６に設けられたリブ５２が突出しているので、このリブ５２により作動圧室１２内の外周縁側への大気の拡散が制限され、これにより大気は、連通管１８内の第２大気通路１７を通じてフロント側の作動圧室１１へも円滑に供給される。この結果、前・後の作動圧室１１、１２と負圧が導入されている前・後の定圧室１１、１２との間に速やかに圧力差が発生し、この圧力差により前・後のパワーピストン７、８が推進し、その推力がバルブボデー１３から出力ロッド３６を経てマスタシリンダ側へ出力され、倍力作用が開始される。すなわち、ブレーキペダルの踏込みとほぼ同時に制動力が発生し、初期応答性は十分となる。
本実施の形態においては特に、フロント側の作動圧室１１がリヤ側の作動圧室１２よりも容積が小さくなっているので、該作動圧室１１に対する大気の回りが速く、これによりフロント側の作動圧室１１と定圧室９との間には速やかに圧力差が発生し、前記した初期応答性はより一層向上する。
【００１５】
上記した倍力作用開始後は、リヤ側のパワーピストン８のダイアフラムフラム６に設けられたリブ５２がリヤシェル２から離間するので、リヤ側の作動圧室１２の全体にも急速に大気が回り、この結果、入力の増大に応じて出力が上昇する所望の倍力作用が行われる。なお、この倍力作用時には、出力反力がリアクションディスク３５から移動体３４および弁プランジャ２５を経て入力ロッド２４に伝達される。
【００１６】
一方、ブレーキペダルに対する踏力が解放されると、入力ロッド２４が戻しばね３３のばね力によって後退すると共に、弁プランジャ２５も後退し、これにより、弁プランジャ２５の後端の大気用弁座３０がポペット弁２７に当接して大気弁３１が閉じられる一方で、ポペット弁２７が弁プランジャ２５により持上げられて負圧弁２９が開き、前・後の作動圧室１１、１２に負圧通路１５および第１、第２大気通路１６、１７を通じて負圧が導入され、上記した圧力差が解消される。その後は、フロント側の負圧室９内の戻しばね３７のばね力によりバルブボデー１３が後退し、ストップキー３９がリヤシェル２内の段差部４０に当接する原位置にバルブボデー１３が復帰し、これと同時に弁プランジャ２５も原位置に復帰して前記負圧弁２９が閉じる。
【００１７】
図４および図５は、本発明の第２の実施の形態としてのタンデム型気圧式倍力装置を示したものである。なお、本タンデム型気圧式倍力装置の基本構造は、上記第１の実施の形態と同じであるので、ここでは、要部のみを示しかつ前記図２、３に示した部分と同一部分に同一符号を付して、重複する説明を省略することとする。
本第２の実施の形態の特徴とするところは、作動初期にリヤ側の作動圧室１２への大気の拡散を制限する制限部として、上記第１の実施の形態におけるリヤ側のダイアフラムフラム６に設けたリブ５２に代えて、リヤシェル２に作動圧室１２側へ突出するリブ６０を一体に形成した点にある。リヤシェル２は、バルブボデー１３の中空軸部１３ｂを挿通させる小径筒部２ａの周りに、前記貫通ロッド４１と一体のスタッドボルト４２を挿通させるための２つのボルト挿通孔６１と前記汎用のスタッドボルトを挿通させるための２つのボルト挿通孔６２とを９０度間隔で交互に設けている。前記リブ６０は、ここでは、前記小径筒部２ａに沿って軸径方向へ対称的に延ばされ、両端部をボルト挿通孔６１の近傍に位置させた一対のリブ片６０ａ、６０ｂからなっている。
【００１８】
本第２の実施の形態としての気圧式倍力装置の作用は、上記第１の実施の形態と同じであり、ブレーキペダルの踏込みに応じて大気弁３１が開き、大気が第１大気通路１６を経てリヤ側の作動圧室１２に導入される。この時、リヤ側の作動圧室１２内には、リヤシェル２に設けられた一対のリブ片６０ａ、６０ｂ（リブ６０）が突出しているので、作動圧室１２内に流入した大気は、この一対のリブ片６０ａ、６０ｂにより外周縁側への拡散が制限されると共に、前記２つのボルト挿通孔６１に整合する連通管１８側へ誘導され、該連通管１８内の第２大気通路１７を通じてフロント側の作動圧室１１へ円滑に供給される。したがって、第１の実施の形態におけると同様に、前・後の作動圧室１１、１２と前・後の定圧室１１、１２との間に速やかに圧力差が発生し、初期応答性は十分となる。
【００１９】
【発明の効果】
上記したように、本発明に係る気圧式倍力装置によれば、作動初期に一の作動圧室内への作動流体の拡散が制限部により制限されるので、他の作動圧室への作動流体の導入が促進され、複数のパワーピストンにほぼ同時に推力が発生して、作動初期の応答性が大幅に向上する。
特に、他の作動圧室よりも一の作動圧室の容積が大きい倍力装置、あるいは他のパワーピストンよりも一のパワーピストンの径寸法が大きい倍力装置に適用した場合は、他の作動圧室に対する作動流体の回りがより促進されるので、パワーピストンの前後に圧力差が発生し易くなり、初期応答性はより一層向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態としての気圧式倍力装置の全体構造を示す断面図である。
【図２】図１に示した気圧式倍力装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図３】図１に示した気圧式倍力装置で用いるリヤ側のダイアフラムの形状を示す平面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態としての気圧式倍力装置の全体構造を示す断面図である。
【図５】図４に示した気圧式倍力装置で用いるリヤシェルの形状を示す平面図である。
【符号の説明】
１　　フロントシェル
２　　リヤシェル
３　　シェル本体
４　　センターシェル
５、６　ダイアフラム
７　　フロント側パワーピストン（他のパワーピストン）
８　　リヤ側パワーピストン（一のパワーピストン）
９、１０　定圧室
１１　フロント側作動圧室（他の作動圧室）
１２　リヤ側作動圧室（一のの作動圧室）
１３　バルブボデー
２２　弁機構
２４　入力ロッド
３６　出力ロッド
４１　貫通ロッド
５２　ダイアフラムに突設されたリブ
６０　リヤシェルに突設されたリブ
【図１】
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【図２】
2004058959.tif 000004
【図３】
2004058959.tif 000005
【図４】
2004058959.tif 000006
【図５】
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