(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シェル本体内をダイアフラムを備えたパワーピストンにより定圧室と作動圧室とに区画し、前記パワーピストンに前記シェル本体を挿通してその後方へ延ばしたバルブボデーを支持させ、該バルブボデー内に入力軸と連動するプランジャを含む弁機構を配設すると共に、該バルブボデーの前端にリアクションディスクを介して出力軸の基端を作動連結し、前記弁機構の作動により前記定圧室と前記作動圧室とに差圧を発生させて、パワーピストンの推力を前記出力軸に伝達し、かつ該出力軸からの反力の一部を前記リアクションディスクと前記プランジャとを介して前記入力軸に伝えるようにした気圧式倍力装置において、前記リアクションディスクを、フロントディスクと該フロントディスクより小径でかつ前記プランジャより大径のリヤディスクとから構成し、前記フロントディスクは前記バルブボデーと前記出力軸との間に介装され、前記バルブボデーは、前記プランジャが摺動自在に嵌挿されるプランジャ摺動孔と、該プランジャ摺動孔と前記フロントディスクとを連続するように両者間に設けられた、前記プランジャ摺動孔の口径よりも大きく前記フロントディスクの外径よりも小さな口径の凹穴とを有し、前記リヤディスクは前記バルブボデーの前記凹穴内に嵌装され、前記プランジャは前記凹穴内に該プランジャの前端部の周りに環状の空隙が形成されるように前記前端部が前記凹穴内にわずか突出し、前記リヤディスクは非倍力作用時に前記プランジャと前記フロントディスクとの間でわずかに軸方向へ移動できるようになっていることを特徴とする気圧式倍力装置。
【請求項２】
前記環状の空隙内で、前記リヤディスクと前記凹穴内の底との間にスペーサを配置したことを特徴とする請求項１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ものである。
【０００２】
【従来の技術】
気圧式倍力装置としては、シェル本体内をダイアフラムを備えたパワーピストンにより定圧室と作動圧室とに区画し、前記パワーピストンに前記シェル本体を挿通してその後方へ延ばしたバルブボデーを支持させ、該バルブボデー内に入力軸と連動するプランジャを含む弁機構を配設すると共に、該バルブボデーの前端にリアクションディスクを介して出力軸の基端を作動連結し、前記弁機構の作動により前記定圧室と前記作動圧室とに差圧を発生させて、パワーピストンの推力を前記出力軸に伝達し、かつ該出力軸からの反力の一部を前記リアクションディスクと前記プランジャとを介して前記入力軸に伝えるようにしたものがある。
【０００３】
このような気圧式倍力装置において、その倍力比は、リアクションディスクに対する出力軸の接触面積とプランジャの接触面積との比で決まり、通常は、図７に示すように、入力に対して比較的大きな出力が得られるように、すなわち大きな倍力比が得られるように前記した接触面積の比を大きく設定し、緊急時に有効に対処できるようにしている。なお、同図中、Ｊはジャンプイン出力を表しており、このジャンプイン出力Ｊは、非倍力作用時におけるリアクションディスクとプランジャとの間の隙の存在によって生じ、これが大きいほど、高減速度が得られるようになる。
【０００４】
しかしながら、上記したように倍力比を大きく設定している場合は、軽くブレーキを踏んでも大きな出力が得られるため、通常走行時においても不用意に大きな出力が生じる虞があり、ブレーキ操作性に難点があるという問題があった。
そこで、例えば特開昭５９−１９５４６０号公報には、リアクションディスクをインナディスクとアウタディスクとからなる二重構造とし、軽いブレーキ踏力の場合は、インナディスクをアウタディスクに先行して出力軸に当接させて、小さな倍力比が得られるようにした気圧式倍力装置が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に記載の気圧式倍力装置によれば、最初にインナディスクが出力軸に当接するため、インナディスクがプランジャと同径の場合（同公報第３図）は出力反力の全てが、インナディスクの一部がバルブボデーに当接する場合（同公報第５、７図）は出力反力の大部分がプランジャを介して入力軸に伝わるようになり、ペダルフィーリング性が悪化するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記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、ペダルフィーリング性を悪化させることなく倍力比を多段に変化させることができるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、前記リアクションディスクを、フロントディスクと該フロントディスクより小径でかつ前記プランジャより大径のリヤディスクとから構成し、前記フロントディスクは前記バルブボデーと前記出力軸との間に介装され、前記バルブボデーは、前記プランジャが摺動自在に嵌挿されるプランジャ摺動孔と、該プランジャ摺動孔と前記フロントディスクとを連続するように両者間に設けられた、前記プランジャ摺動孔の口径よりも大きく前記フロントディスクの外径よりも小さな口径の凹穴とを有し、前記リヤディスクは前記バルブボデーの前記凹穴内に嵌装され、前記プランジャは前記凹穴内に該プランジャの前端部の周りに環状の空隙が形成されるように前記前端部が前記凹穴内にわずか突出し、前記リヤディスクは非倍力作用時に前記プランジャと前記フロントディスクとの間でわずかに軸方向へ移動できるようになっていることを特徴とする。
【０００８】
このように構成した気圧式倍力装置においては、入力が小さい間はリヤディスクの変形がないので、その時の倍力比は、フロントディスクに対する出力軸の接触面積とリヤディスクの接触面積との比で決まる。一方、入力が大きくなると、リヤディスクがプランジャの前端部の周りの空所内に膨出変形して凹穴の底に当接するので、その時の倍力比はフロントディスクに対する出力軸の接触面積とリヤデスクに対するプランジャの接触面積との比で決まり、結果として、入力が小さい間の倍力比は入力が大きい場合に較べて小さくなる。
また、リヤディスクが、非倍力作用時にはプランジャとフロントディスクとの間でわずか軸方向へ移動できるようになっているので、所定のジャンプイン出力を得ることができる。
【０００９】
本発明は、前記環状の空隙内で、前記リヤディスクと前記凹穴内の底との間にスペーサを配置するようにしてもよく、この場合は、前記スペーサの厚さを変えることで、倍力比の屈曲点を簡単に変更することができる。
【００１０】
【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。
【００１１】
本実施の形態は、タンデム型として構成されたもので、図１にその要部構造が、図２にその全体的な構造がそれぞれ示されている。図１および図２において、１は、フロントシェル２とリヤシェル３とからなるシェル本体で、シェル本体１内はセンターシェル４により前・後２室に区画され、この前・後２室はさらに、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とに区画されている。各パワーピストン７，８には、シェル本体１の軸心上に配置したバルブボデー１３が嵌合支持されている。バルブボデー１３は、カップ形状の大径部１３ａと筒状の小径部１３ｂとを連接してなっており、その小径部１３ｂは、センターシェル４およびリヤシェル３を気密的にかつ摺動自在に挿通してリヤシェル３の後方へ延ばされている。
【００１２】
バルブボデー１３には、２つの定圧室９と１０とを連通しかつ各定圧室９，１０をバルブボデー１３内に連通する定圧通路１５が設けられる他、２つの作動圧室１１と１２とを連通しかつ各作動圧室１１，１２をバルブボデー１３内に連通する空気通路（大気通路）１６が設けられている。定圧通路１５および大気通路１６のそれぞれは、バルブボデー１３に穿設した軸方向孔１５ａ，１６ａと半径方向孔１５ｂ，１６ｂとからなっている。フロント側の定圧室９には、フロントシェル２の前部に接続した導入管１７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、一方、バルブボデー１３の小径部１３ｂの開口側にはサイレンサ１８とフィルタ１９とが配設されている。
【００１３】
バルブボデー１３内には、前・後の作動圧室１１，１２に対して前記定圧通路１５と大気通路１６とを選択的に開く弁機構２０が配設されている。弁機構２０は、バルブボデー１３の大径部１３ａの軸心上に設けた軸孔（プランジャ摺動孔）２１に摺動自在に嵌挿されたプランジャ２２、バルブボデー１３の小径部１３ｂの内面に押え部材２３を用いて基端部が固定された弾性変形可能な弁体２４、この弁体２４の前端の外縁部と定圧通路１５の開口端に形成された弁座部とで構成される負圧弁２５、弁体２４の前端の内縁部とプランジャ２２の後端に形成され弁座部とで構成される大気弁２６を備えている（図１）。プランジャ２２の後端部には、ブレーキペダル（図示略）と連動する入力軸２７が作動連結され、また、弁体２４は、この入力軸２７に一端を係合させた弁ばね２８により、常時は負圧弁２５、大気弁２６を閉じる方向へ付勢されている。なお、プランジャ２２は、バルブボデー１３に対して半径方向へ挿入したストップキー２９によりバルブボデー１３との相対移動範囲が規制されている。また、入力軸２７は、前記押え部材２３に一端を係合させたばね３０により常時は戻し方向（ブレーキペダル側）へ付勢されている。
【００１４】
一方、バルブボデー１３の大径部１３ａの前端部であって、カップ底に相当する部分には、前記プランジャ摺動孔（軸孔）２１と整合する凹穴３１が形成され、この凹穴３１の底側には前記プランジャ２２の前端部がわずか突出している。凹穴３１の口径ｄ1 は前記プランジャ摺動孔２１の口径すなわちプランジャ２２の直径ｄ2 よりも大きく設定（ｄ1 ＞ｄ2 ）されている。そして、凹穴３１内にプランジャ２２の前端部が突出することにより、該凹穴３１の底部にはプランジャ２２を囲む所定深さｈの環状の空隙３２が形成されるようになる。また、バルブボデー１３の大径部１３ａの前端部には、前記凹穴３１を囲むように形成した環状溝３３を利用して出力軸３４の基端大径部３４ａが嵌合されている。出力軸３４の先端部は、フロントシェル２を気密的に挿通してその前方へ延ばされ、例えばマスタシリンダに作動連結されるようになる。
【００１５】
上記出力軸３４の基端大径部３４ａはカップ形状をなし、その内部には、リアクションディスクを構成するフロントディスク３５が収納されている。出力軸３４の基端大径部３４ａは、フロントシェル２とバルブボデー１３との間に介装した復帰ばね３６が着座するばね受３７によりバルブボデー１３に対して押えられており、これにより前記フロントディスク３５は、バルブボデー１３の前端に当接する状態を維持している。また前記凹穴３１には、同じくリアクションディスクを構成するリヤディスク３８が嵌装されている。前記凹穴３１の深さは、フロントディスク３５の背面とプランジャ２２の先端との間でリヤディスク３８がわずか移動できる大きさに設定されており、したがって、リヤディスク３８がプランジャ２２に当接した状態では、該リヤディスク３８とフロントディスク３５との間に所定の大きさＸの隙３９が形成されるようになる。フロントディスク３５は、従来一般に用いられているリアクションディスクと実質的に同じもので、その直径Ｄはリヤデスク３８の直径すなわち凹穴３１の口径ｄ1 よりも十分大きくなっている。
【００１６】
上記した気圧式倍力装置は、そのリヤシェル３の後面に植立した複数のスタッドボルト４０（図２）を用いて車体に取付けられ、この取付状態で入力軸２７に図示を略すブレーキペダルが連結される。そして、この取付状態でブレーキペダルを踏込み、その踏力（入力）がばね３０のセット荷重よりも大きくなると、入力軸２７に押されてプランジャ２２が図１および２の左方向へ移動し、大気弁２６が開いて、サイレンサ１８およびフィルタ１９を通じてバルブボデー１３内に大気が流入し、この大気は大気通路１６（１６ｂ，１６ａ）を通って２つの作動圧室１２，１１に導入される。この結果、負圧が導入されている定圧室９，１０と作動圧室１１，１２との間に差圧が発生し、前・後のパワーピストン７，８が前進して倍力された出力がバルブボデー１３を介して出力軸３４に伝達され、倍力作用が行われる。そして、この時の反力の一部は、フロントディスク３５およびリヤディスク３８並びにプランジャ２２を介して入力軸２７に伝えられる。
【００１７】
図４は、上記した倍力作用時の入出力特性を示したもので、倍力作用の開始に際しては、フロントディスク３５とリヤディスク３８との間の隙３９が解消されることで、いわゆるジャンプイン出力Ｊが発生する。その後、リヤディスク３８がフロントディスク３５に当接することで、入力に応じて出力が増大する。この時、入力が小さい間はリヤディスク３８の変形がないので、その時の倍力比 tanθ1 は、フロントディスク３５の直径Ｄとリヤディスク３８の直径ｄ1 とにより次の(1) 式で決まる。
tanθ1 ＝（Ｄ／ｄ1 ）2     (1)
【００１８】
一方、入力が大きくなると、図３に示すように、フロントディスク３５の一部が凹穴３１内に膨出変形すると共に、リヤデスク３８の一部がプランジャ２２の周りの空隙３２内に膨出変形して凹穴３１の底に当接する。したがって、この状態よりさらに入力が増大すると、その時の倍力比 tanθ2 は、フロントディスク３５の直径Ｄとプランジャの直径ｄ2 とにより次の(2) 式で決まる。
tanθ1 ＝（Ｄ／ｄ2 ）2     (2)
【００１９】
ここで、リヤディスク３８の直径ｄ1 とプランジャ２２の直径ｄ2 とは、前記したように［ｄ1 ＞ｄ2 ］の関係にあり、したがって、入出力特性は、図４に示すようにリヤディスク３８の一部が凹穴３１に底付きになる点Ａを境に屈曲し、点Ａより入力が小さい範囲では、点Ａより入力が大きくなる範囲よりも倍力比が小さくなる。すなわち、通常走行時において不用意に大きな出力が生じる虞がなくなり、ブレーキ操作性が向上する。しかも、フロントディスク３５の直径Ｄはプランジャ２２に当接するリヤディスク３８の直径ｄ1 に比べて十分に大きいので、入力軸２７には出力反力の一部が伝わるだけとなり、ペダルフィーリング性も改善される。
【００２０】
上記した倍力比の屈曲点Ａは、ジャンプイン出力Ｊを一定とすれば、凹穴３１の底部の空隙３２の深さｈとリアクションディスク（フロントディスク３５とリヤディスク３８）の物性（硬さ）等によって、低入力側または高入力側へ変位する。したがって、例えば図５に示すように空隙３２の深さを上記実施の形態におけるそれよりも深く設定し、この空隙３２内に環状のスペーサ４１を納めるようにすれば、このスペーサ４１の厚さを変えることで、前記屈曲点Ａを簡単に変更することができる。
【００２１】
また、上記したジャンプイン出力Ｊは、リアクションディスクの物性を一定とすれば、フロントディスク３５とリヤディスク３８の隙３９の大きさＸによって決まるので、リヤディスク３１の厚さを変えるだけで、あるいは図６に示すように凹穴３１内に板状のスペーサ４２を入れるだけで、簡単に変更することができる。
【００２２】
なお、上記実施の形態においてタンデム型への適用例を示したが、本発明の適用対象は任意であり、定圧室と作動圧室とを各１つ備えた汎用の気圧式倍力装置へも適用できることは、もちろんである。
【００２３】
【発明の効果】
本発明に係る気圧式倍力装置によれば、リアクションディスクを直径の異なる複数の要素に分割してこれらを直列に配置し、大径の分割要素は、従来一般のリアクションディスクと同様に用いて入力軸に出力反力の一部を伝えるようにしたので、ペダルフィーリング性を悪化させることなく倍力比を多段に変化させることができる。しかも、入出力特性は、小径の分割要素の厚さや物性を変更するだけで簡単に変更することができ、総じてその利用価値は大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施形態としてのタンデム型気圧式倍力装置の要部構造を示す断面図である。
【図２】本気圧式倍力装置の全体的な構造を示す断面図である。
【図３】本気圧式倍力装置の作動状態を示す断面図である。
【図４】本気圧式倍力装置の入出力特性を示すグラフである。
【図５】本発明の他の実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明の、さらに他の実施形態を示す断面図である。
【図７】従来一般の気圧式倍力装置の入出力特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１          シェル本体
５，６      ダイアフラム
７，８      パワーピストン
９，１０    定圧室
１１，１２  作動圧室
１３        バルブボデー
２０        弁機構
２２        プランジャ
２７        入力軸
３１        凹穴
３２        空隙
３５        フロントディスク
３８        リヤディスク
３９        隙帰ばね
４１        スペーサ
【図１】
0003743967.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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