JP2018020755A - 負圧式倍力装置用逆止弁 - Google Patents
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Abstract
【課題】負圧脈動に起因する逆止弁の振動及び異音(当接音)の発生を抑制する負圧式倍力装置用逆止弁を提供すること。
【解決手段】負圧式倍力装置用逆止弁10は、負圧導入口3に組み付けられた本体11と、第一通路111c、収容部112a及び第二通路112bと、第一通路111cに形成される弁座12と、収容部112a内に収容される弁体13と、弁体13を弁座12に向けて付勢するスプリング15とを備えている。そして、逆止弁10は、弁体13が弁座12に着座している着座状態時に、弁体13の一部分が弁体13の他部分に比して弁体13に加わる振動をより多く吸収する振動吸収部16を備えている。
【選択図】図2
【解決手段】負圧式倍力装置用逆止弁10は、負圧導入口3に組み付けられた本体11と、第一通路111c、収容部112a及び第二通路112bと、第一通路111cに形成される弁座12と、収容部112a内に収容される弁体13と、弁体13を弁座12に向けて付勢するスプリング15とを備えている。そして、逆止弁10は、弁体13が弁座12に着座している着座状態時に、弁体13の一部分が弁体13の他部分に比して弁体13に加わる振動をより多く吸収する振動吸収部16を備えている。
【選択図】図2
Description
本発明は、負圧式倍力装置と負圧源との間に設けられる負圧式倍力装置用逆止弁に関する。
従来から、例えば、下記特許文献1及び下記特許文献2に開示された逆止弁付負圧ブースタが知られている。これらの従来の負圧ブースタに組み付けられる逆止弁は、ハウジング本体内に負圧出口孔(負圧出口ポート)と負圧出口孔(負圧出口ポート)に形成された弁座とを有し、この弁座と協働する弁体及び弁体を弁座に着座させるための弁バネを収容するようになっている。そして、上記特許文献1に開示された逆止弁では、負圧源の間欠的な吸気作用により発生する弁バネ及び弁体の振動を抑制するために、弁バネのコイルピッチを異ならせることによって弁バネ及び弁体の共振を抑制するようになっている。
ところで、負圧源と負圧式倍力装置との間に設けられる逆止弁は、弁体が弁座から完全に離座していない状態又は着座状態において、負圧源の間欠的な吸気作用(負圧脈動)に起因して弁体の全体が振動し、弁体が弁座に対して着座と離座を繰り返す場合がある。このように、弁体の全体が振動し、弁体の全体が弁座に対して着座と離座とを繰り返す状態では、弁体と弁座とが当接することによって、異音(当接音)が発生する虞がある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。即ち、本発明の目的は、負圧脈動に起因する逆止弁の振動及び異音(当接音)の発生を抑制する負圧式倍力装置用逆止弁を提供することにある。
上記の課題を解決するため、請求項1に係る負圧式倍力装置用逆止弁の発明は、負圧源に接続される負圧導入口を有する負圧式倍力装置と、負圧源と、の間に設けられて、負圧導入口から負圧源に向けての空気の連通を許可する一方で、負圧源から負圧導入口に向けての空気の連通を遮断する負圧式倍力装置用逆止弁において、負圧導入口に接続するように設けられた本体と、本体に形成されて、負圧導入口と負圧源とを連通させる通路と、通路に形成される弁座と、通路内に収容されて弁座に着座又は離座し、通路の軸線方向にて通路内に向けて延出する円筒状の基部、基部の径方向に延出する円盤部、及び、円盤部の外周端部から弁座に向けて突出する環状の突部を含んで構成された弁体と、通路内に収容されて突部を弁座に接触させるように弁体を弁座に向けて付勢する付勢部材と、弁体が弁座に着座している着座状態時に、弁体に加わる振動をより多く吸収する振動吸収部と、を備えるように構成される。
これによれば、弁体が弁座に着座している着座状態時に通路内に負圧脈動が生じて弁体が振動する場合、振動吸収部は、負圧脈動に起因する振動をより多く吸収することができる。これにより、弁体の全体が振動することを抑制することができる。従って、負圧脈動によって弁体が振動する際に、弁体が弁座に対して着座と離座を繰り返す状態であっても、弁体の全体の振動が抑制されるので、弁体が弁座に当接して発せられる異音(当接音)を小さくすることができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、以下の各実施形態及び各変形例の相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。又、説明に用いる各図は概念図であり、各部の形状は必ずしも厳密なものではない場合がある。
<第一実施形態>
図1に示したように、負圧式倍力装置用逆止弁10(以下、単に「逆止弁10」と称呼する。)は、負圧源1と負圧式倍力装置2の負圧導入口3とを接続する流路に配置される弁機構である。逆止弁10は、負圧式倍力装置2側から負圧源1側への空気の連通を許可し、負圧源1側から負圧式倍力装置2側への空気の連通を遮断するように構成される。この第一実施形態の逆止弁10は、一方側が負圧源1に接続された接続管Tに接続されるとともに他方側が負圧式倍力装置2の負圧導入口3に接続される。
図1に示したように、負圧式倍力装置用逆止弁10(以下、単に「逆止弁10」と称呼する。)は、負圧源1と負圧式倍力装置2の負圧導入口3とを接続する流路に配置される弁機構である。逆止弁10は、負圧式倍力装置2側から負圧源1側への空気の連通を許可し、負圧源1側から負圧式倍力装置2側への空気の連通を遮断するように構成される。この第一実施形態の逆止弁10は、一方側が負圧源1に接続された接続管Tに接続されるとともに他方側が負圧式倍力装置2の負圧導入口3に接続される。
負圧源1は、例えば、エンジンのマニホールド等であり、負圧を発生させる。負圧式倍力装置2は、中空筒状のシェル4を備えている。シェル4の内部は、隔壁5により負圧室6と変圧室7とに区画されている。負圧室6には、負圧導入口3が設けられる。負圧導入口3は、図2に示したように、負圧室6を形成するシェル4の壁面に形成されており、負圧室6の内部と外部とを連通するようになっている。図1に戻り、隔壁5には、ブースタピストン8が接続されている。ブースタピストン8には、図示を省略する制御弁を介して入力ロッド9の一端側が接続されている。入力ロッド9の他端側には、ブレーキペダルPが接続されている。
負圧式倍力装置2においては、ブレーキペダルPが踏み込み操作されていない場合には、入力ロッド9がブレーキペダルPとともに後退する。そして、制御弁(図示省略)が変圧室7と負圧室6とを同圧になるように制御することにより、ブースタピストン8も後退位置に戻る。一方、ブレーキペダルPが踏み込み操作された場合には、入力ロッド9がブレーキペダルPとともに前進する。そして、制御弁(図示省略)が切り替え動作により変圧室7に大気圧が導入され、変圧室7と負圧室6との間の圧力差(負圧差)によりブースタピストン8が前進する方向に付勢される。
変圧室7に大気圧が導入されてブースタピストン8が前進すると、変圧室7に導入された空気の一部が負圧室6に流入し、流入した空気は逆止弁10及び接続管Tを介して負圧源1に向けて流れる。即ち、逆止弁10が開弁して負圧室6から接続管Tへの空気の連通を許可するので、負圧室6内の空気は負圧源1に向けて流れる。これにより、負圧室6内の空気が負圧源1によって吸気されて、負圧室6内の圧力は、負圧源1と同等の圧力(負圧)とされる。又、例えば、エンジンの停止に伴って負圧源1の圧力が負圧室6の圧力よりも高くなると、逆止弁10が閉弁して接続管Tから負圧室6への空気の連通を遮断するので、負圧室6の圧力(負圧)が維持される。
第一実施形態の逆止弁10は、図2に示したように、シェル4に形成された負圧導入口3に対して、グロメットGを介して気密的に組み付けられている。逆止弁10は、本体11と、弁座12と、弁体13と、リテーナ14と、スプリング15と、を備えている。
本体11は、第一本体部111と、第二本体部112と、から構成される。第一本体部111は、筒状に形成されており、突出部111aと、フランジ部111bと、第一通路111cと、を有する。突出部111aは、第二本体部112と接続される。フランジ部111bは、第二本体部112と当接するようになっている。第一通路111cは、負圧室6の内部と外部とを連通する。
第二本体部112は、筒状に形成されており、大径の収容部112aと、収容部112aに連通する第二通路112bと、収容部112aの開口側端部に形成された嵌合部112cと、を有する。第二本体部112は、嵌合部112cの内面側にて第一本体部111の突出部111aの外周側と気密的に嵌合した状態で、第一本体部111と一体固定される。収容部112aは、弁座12、弁体13、リテーナ14及びスプリング15を収容するようになっている。第二通路112bは、負圧源1に接続される接続管Tと連通する。
弁座12は、第二本体部112の収容部112a内に収容された第一本体部111の突出部111aの先端面に形成される。突出部111aの先端面は、第一本体部111の第一通路111cの軸線Lに対して直交する平面(以下、この平面を「基準平面」と称呼する。)との二面角がゼロになっている。即ち、突出部111aの先端面は、第一通路111cの軸線Lに対して直交するようになっている。
弁体13は、基部131と、円盤部132と、突部133とから構成される。この第一実施形態においては、基部131、円盤部132及び突部133は、弾性部材であるゴム材料によって一体形成される。ここで、基部131、円盤部132及び突部133を形成するゴム材料は、その剛性が高いゴム材料が好ましい。具体的には、弁体13の弁座12に対する着座状態時において、負圧源1から負圧室6に向けて空気が流れる状況、即ち、第二通路112b内の圧力が第一通路111c内の圧力よりも高くなる状況で、弁体13が変形して第一通路111c内に変位しない程度の剛性を有するゴム材料を選択することが好ましい。
基部131は、第一通路111cの軸線L方向にて延出するように中実円筒状に形成されており、先端側が第一本体部111の第一通路111c内に進入するようになっている。円盤部132は、基部131の基端側にて、基部131の径方向に延出するように形成される。突部133は、円盤部132の外周端部にて環状に形成されている。突部133は、第二本体部112に収容された状態において、弁座12に対向して突出するように形成されており、弁体13が弁座12に着座する着座状態時において、弁座12に接触するようになっている。そして、突部133は、弁体13の着座状態時において、弁座12との間に接触面を形成して気密的にシールするようになっている。
ここで、弁体13が弁座12に着座する着座状態時において突部133が弁座12に接触する周状の接触面を形成する接触部分であって、着座前の接触部分(即ち、突部133の先端部分)を含む平面(以下、この平面を「第一弁体側平面」と称呼する。)と基準平面との二面角はゼロとされている。即ち、第一弁体側平面と基準平面とは平行(一致)とされている。このため、第一弁体側平面は第一通路111cの軸線Lに対して直交する。
一方、上述したように、弁座12が形成される第一本体部111の突出部111aの先端面は第一通路111cの軸線Lと直交する。即ち、弁体13が弁座12に着座する着座状態時において弁座12が弁体13の突部133と接触する周状の接触面を形成する接触部分であって、弁体13の着座前の接触部分(即ち、弁座12の表面に形成される周状部分)を含む平面(以下、この平面を「第一弁座側平面」と称呼する。)と基準平面との二面角はゼロとされている。従って、第一弁座側平面と基準平面とは、平行(又は一致)とされており、第一弁座側平面は第一通路111cの軸線Lに対して直交する。
従って、この第一実施形態においては、第一弁体側平面と基準平面とが平行であり、第一弁座側平面と基準平面とが平行であるため、第一弁体側平面と第一弁座側平面とは、傾きを有さず、平行となる。即ち、この場合においては、弁体13の突部133が弁座12に着座するとき、突部133の接触部分は弁座12の接触部分に対して平行に接近して着座する。
リテーナ14は、弁体13の円盤部132に当接するように配置される。リテーナ14は、円盤部132の外径よりも小径のばね座141を備えている。リテーナ14は、ばね座141の第二通路112bに対向する面上に複数の円柱状の脚部142を備えている。脚部142は、負圧式倍力装置2の変圧室7に大気圧が導入されて多量の空気が第一通路111cから第二通路112bに向けて流通する際、開弁した弁体13が第二通路112bを塞がないように設けられる。脚部142は、弁体13が開弁して第二本体部112の内面に当接した場合に発せられる異音を防止するために、弾性部材(例えば、ゴム材料等)から形成される。
付勢部材としてのスプリング15は、円錐状に形成されたコイルバネである。スプリング15の大径側端部は、第二本体部112の内面に当接し、スプリング15の小径側端部は、リテーナ14のばね座141に着座するようになっている。スプリング15は、弁体13及びリテーナ14を第一通路111cの軸線L方向に付勢して押圧するようになっている。従って、弁体13が弁座12に着座した着座状態時においては、弁体13の突部133は、スプリング15による付勢力によって周方向にて均等な押圧力で弁座12の接触面に対して押圧される。
又、逆止弁10は、弁体13の円盤部132の一部分に形成される振動吸収部16を備えている。振動吸収部16は、弁体13の一部分に形成されて、弁体13の他部分に比して振動をより多く吸収し、弁体13の全体が振動することを抑制するものである。この第一実施形態の振動吸収部16は、円盤部132の外周端部にて周方向に沿って形成された溝部161を含んで形成される。
溝部161は、図2及び図3aに示すように、円盤部132の一部分、具体的に、外周端部の近傍における周方向の一部に形成される。溝部161は、図2及び図3bに示すように、スプリング15側に開口するように形成されており、断面形状がV字状に形成される。このように、溝部161が外周端部近傍に形成された円盤部132においては、溝部161が形成された部分(以下、「円盤部132の一部分」と称呼する。)の剛性と、溝部161が形成されない部分(以下、「円盤部132の他部分」と称呼する。)の剛性と、が異なる。具体的に、円盤部132の一部分の剛性は、円盤部132の他部分の剛性に比して小さく(柔らかく)なる。尚、この第一実施形態においては、溝部161を二本形成するように実施するが、形成する溝部161の数に関してはこの限りではなく、必要に応じて増減して形成可能であることは言うまでもない。
ここで、円盤部132の一部分の剛性が小さい場合、円盤部132の一部分は振動しやすくなるので、弁体13の着座状態時に弁体13が振動する状況では、円盤部132の一部分は円盤部132の他部分よりも先行して振動する。このように、円盤部132の一部分が円盤部132の他部分よりも先行して振動することにより、空気から弁体13(円盤部132)に与えられる振動エネルギーを消費することができる。従って、弁体13(円盤部132)の全体が振動することを抑制することができる。
ところで、円盤部132の一部分に近接して形成された突部133が弁座12から離座しやすくなるものの、再び着座するときには剛性が小さいので突部133と弁座12との当接時の衝撃荷重を小さくすることができる。その結果、円盤部132の一部分即ち振動吸収部16が振動しても、当接音を小さくすることができる。又、円盤部132の一部分が円盤部132の他部分よりも先行して振動することにより、弁体13の全体に振動が生じることを抑制することができる。その結果、剛性の大きい円盤部132の他部分が振動して大きな衝撃荷重が弁座12に伝達されることを抑制することができ、当接音の発生を抑制することができる。
次に、上記のように構成された逆止弁10の作動を説明する。以下の説明においては、
(1)ブレーキペダルPに対する踏み込み操作開始直後の場合、
(2)負圧室6と負圧源1との間の圧力差(負圧差)が大きい場合、
(3)負圧室6と負圧源1との間の圧力差(負圧差)が小さい場合、
について、順に説明する。
(1)ブレーキペダルPに対する踏み込み操作開始直後の場合、
(2)負圧室6と負圧源1との間の圧力差(負圧差)が大きい場合、
(3)負圧室6と負圧源1との間の圧力差(負圧差)が小さい場合、
について、順に説明する。
先ず、上記のように構成された逆止弁10においては、ブレーキペダルPが踏み込み操作されると、変圧室7に大気圧が導入されて負圧室6に空気が流れるので、負圧室6の空気が本体11の第一通路111cに流れる。これにより、弁体13は、負圧室6の圧力がスプリング15の付勢力よりも大きくなると、弁座12から離座し、負圧導入口3を介して負圧室6から負圧源1に向けて、即ち、第一通路111cから第二通路112bに向けての空気の連通を許可する。
(1)ブレーキペダルPに対する踏み込み操作開始直後の場合
ブレーキペダルPの踏み込み操作開始直後においては、負圧室6と負圧源1との間の圧力差(負圧差)が小さい状態から急速に大きい状態になるので、第一通路111cと第二通路112bとの間の圧力差(負圧差)も小さい状態から急速に大きい状態になる。加えて、図4に示したように、ブレーキペダルPの踏み込み操作開始直後においては、負圧導入口3を介して負圧室6から負圧源1に向けて流れる空気の流量が多くなるので、第一通路111cから第二通路112bに向けて流れる空気の流量も多くなる。
ブレーキペダルPの踏み込み操作開始直後においては、負圧室6と負圧源1との間の圧力差(負圧差)が小さい状態から急速に大きい状態になるので、第一通路111cと第二通路112bとの間の圧力差(負圧差)も小さい状態から急速に大きい状態になる。加えて、図4に示したように、ブレーキペダルPの踏み込み操作開始直後においては、負圧導入口3を介して負圧室6から負圧源1に向けて流れる空気の流量が多くなるので、第一通路111cから第二通路112bに向けて流れる空気の流量も多くなる。
これらにより、ブレーキペダルPの踏み込み操作開始直後において弁体13が弁座12から離座するときには、弁体13はスプリング15の付勢力(押圧力)に抗して第二通路112bに向けて変位し、その結果、リテーナ14の脚部142が第二本体部112の内面に当接する。このような当接に対して、脚部142はゴム材料を用いて形成されているので、脚部142と第二本体部112の内面とが当接した場合であっても、当接による衝撃が緩和されて異音等の発生が抑制される。
(2)負圧室6と負圧源1との間の圧力差(負圧差)が大きい場合
ブレーキペダルPの踏み込み操作が開始されてから時間が経過すると、負圧源1が空気を吸入しているので、負圧室6と負圧源1との間の圧力差(負圧差)が徐々に小さくなる。従って、第一通路111cと第二通路112bとの間の圧力差(負圧差)も徐々に小さくなる。このように第一通路111cと第二通路112bとの間の圧力差(負圧差)が徐々に小さくなると、弁体13は、スプリング15の付勢力によって第二通路112b側から第一通路111c側に向けて、即ち、弁座12に着座する方向に向けて徐々に変位する。
ブレーキペダルPの踏み込み操作が開始されてから時間が経過すると、負圧源1が空気を吸入しているので、負圧室6と負圧源1との間の圧力差(負圧差)が徐々に小さくなる。従って、第一通路111cと第二通路112bとの間の圧力差(負圧差)も徐々に小さくなる。このように第一通路111cと第二通路112bとの間の圧力差(負圧差)が徐々に小さくなると、弁体13は、スプリング15の付勢力によって第二通路112b側から第一通路111c側に向けて、即ち、弁座12に着座する方向に向けて徐々に変位する。
ところで、このように弁体13が弁座12に着座する方向に変位している状態においても、図4に示したように、負圧導入口3を介して負圧室6から負圧源1に向け空気が流れている。そして、負圧源1(例えば、エンジンのマニホールド等)による空気の吸入周期によって、流れている空気から弁体13に作用する圧力の大きさとスプリング15から弁体13に作用する付勢力の大きさとのバランスが崩れる場合がある。この場合、弁体13及びスプリング15が振動(共振)して、例えば、リテーナ14の脚部142が第二本体部112の内面に当接する可能性がある。このような当接に対しても、脚部142はゴム材料を用いて形成されているので、脚部142と第二本体部112の内面とが当接した場合であっても、当接による衝撃が緩和されて異音等の発生が抑制される。
(3)負圧室6と負圧源1との間の圧力差(負圧差)が小さい場合
ブレーキペダルPの踏み込み操作が開始されてから更に時間が経過した場合においては、図4に示したように、引き続き、負圧源1が空気を吸入しているので、負圧室6と負圧源1との間の圧力差(負圧差)がより小さくなる。従って、この場合には、第一通路111cと第二通路112bとの間の圧力差(負圧差)もより小さくなる。このように第一通路111cと第二通路112bとの間の圧力差(負圧差)がより小さくなると、弁体13はスプリング15の付勢力によって着座状態になる。これにより、逆止弁10は、負圧導入口3を介して負圧室6から負圧源1に向けて、即ち、第一通路111cから第二通路112bに向けての空気の連通を遮断する。
ブレーキペダルPの踏み込み操作が開始されてから更に時間が経過した場合においては、図4に示したように、引き続き、負圧源1が空気を吸入しているので、負圧室6と負圧源1との間の圧力差(負圧差)がより小さくなる。従って、この場合には、第一通路111cと第二通路112bとの間の圧力差(負圧差)もより小さくなる。このように第一通路111cと第二通路112bとの間の圧力差(負圧差)がより小さくなると、弁体13はスプリング15の付勢力によって着座状態になる。これにより、逆止弁10は、負圧導入口3を介して負圧室6から負圧源1に向けて、即ち、第一通路111cから第二通路112bに向けての空気の連通を遮断する。
そして、着座状態においても、負圧源1は第二通路112b内に存在している空気を吸入し続ける。このとき、負圧源1による空気の吸入周期によって接続管Tに接続された第二通路112b内に負圧脈動(例えば、気中共鳴)が発生する場合がある。このように発生する負圧脈動は、着座状態にある弁体13に対して振動を励起するように作用する。
ところで、弁体13には、円盤部132の一部に振動吸収部16が形成されている。具体的に、振動吸収部16は、円盤部132の一部分に形成された溝部161を含んで構成されている。負圧脈動により励起されて弁体13の全体が振動しようとするときには、剛性の小さい円盤部132の一部分を含む振動吸収部16が円盤部132の他部分よりも先に振動を開始する。このように、振動吸収部16が先行して振動を開始することにより、負圧脈動によって空気から与えられる弁体13の全体を振動させる振動エネルギーが消費される。その結果、弁体13の全体が振動して、弁体13の全体が弁座12に対して着座と離座とを繰り返すことを抑制することができる。
そして、この場合、振動吸収部16は剛性が小さいので、振動吸収部16に近接する突部133が振動吸収部16の振動に伴って弁座12に対して離座及び着座を繰り返しても、着座時に突部133が弁座12に与える衝撃荷重が小さくなる。その結果、剛性の大きな円盤部132の他部分に近接する突部133が振動することによって弁座12に大きな衝撃荷重が与えられることを抑制することができるので、図4にて実線により示したように、当接音の大きさを抑制することができる。ここで、振動吸収部16が振動した場合は、衝撃荷重が小さいので、発生する当接音は小さくなる。尚、図4において、一点鎖線により示した波形は、振動吸収部16を設けていない逆止弁における当接音の大きさ(振幅)を表す。
加えて、弁体13の全体が振動する場合、弁体13の振動はスプリング15にも伝播し、スプリング15が撓む場合がある。その結果、弁体13の振動とスプリング15の振動とが共振し、弁座12に対して弁体13の突部133が大きな衝撃荷重を与える可能性がある。しかし、振動吸収部16が先行して振動することにより、弁体13の全体が振動することを抑制することができるので、スプリング15の撓みを抑制することができる。即ち、振動吸収部16は、負圧脈動に起因するスプリング15(付勢部材)の振動の発生をも抑制することができる。これによっても、弁体13が弁座12に与える衝撃荷重を緩和することができるので、負圧脈動に起因する当接音の発生を抑制することができる。
又、負圧脈動に起因して弁体13よりも先にスプリング15に振動が発生し、この振動が弁体13に伝達される場合においても、振動吸収部16が先行して振動することにより、弁体13の全体に振動が発生することを抑制することができる。従って、弁体13の全体及びスプリング15の振動を抑制し、負圧脈動に起因する当接音の発生を抑制することができる。
尚、ブレーキペダルPの踏み込み操作開始時において、踏み込み操作量が小さい場合においても、負圧脈動に起因して弁体13が振動する場合がある。このような振動に対しても、振動吸収部16が弁体13の全体の振動を抑制することができるので、負圧脈動に起因する当接音の発生を抑制することができる。
弁体13が着座状態にあるときに、負圧源1の作動が停止した場合、負圧源1側の圧力が負圧室6側の圧力よりも大きくなる場合がある。この場合、第二通路112b側の圧力も第一通路111c側の圧力よりも大きくなるので、弁体13は、スプリング15の付勢力に加えて第二通路112b側から伝達される圧力で押圧されるとともに、第一通路111cと連通する負圧室6の負圧によって吸引される。この場合、弁体13においては、第一通路111c内に収容されている基部131が負圧室6に向けて変位しようとする。このため、基部131から径方向に延出する円盤部132は、基部131の負圧室6方向への変位に伴い、弁座12の内径と円盤部132の外径との差により、縮径されるように変形する。このとき、円盤部132を形成するゴム材料は、溝部161の方向に内部流動して、溝部161の開口を閉じようとする。円盤部132の一部分は、溝部161の開口が閉じられることにより、その剛性が高くなる。従って、円盤部132全体の剛性が大きくなる。円盤部132の剛性が大きくなると、円盤部132が弁座12の内径を通過する際の抵抗が大きくなる。この抵抗は弁体13が負圧室6方向に変位することを規制するので、弁体13は、弁座12に着座し続けることができ、その結果、負圧室6をシールするシール性を十分に確保することができる。
以上の説明からも理解できるように、上記第一実施形態によれば、負圧源1に接続される負圧導入口3を有する負圧式倍力装置2と、負圧源1と、の間に設けられて、負圧導入口3から負圧源1に向けての空気の連通を許可する一方で、負圧源1から負圧導入口3に向けての空気の連通を遮断する負圧式倍力装置用逆止弁10を、負圧導入口3に接続するように設けられた本体11と、本体11に形成されて、負圧導入口3と負圧源1とを連通させる第一通路111c、収容部112a及び第二通路112bと、第一通路111cに形成される弁座12と、収容部112a内に収容されて弁座12に着座又は離座し、第一通路111cの軸線L方向にて第一通路111c内に向けて延出する円筒状の基部131、基部131の径方向に延出する円盤部132、及び、円盤部132の外周端部から弁座12に向けて突出する環状の突部133を含んで構成された弁体13と、収容部112a内に収容されて突部133を弁座12に接触させるように弁体13を弁座12に向けて付勢するスプリング15と、弁体13が弁座12に着座している着座状態時に、弁体13の一部分にて弁体13の他部分に比して弁体13に加わる振動をより多く吸収する振動吸収部16と、を備えるように構成することができる。
これによれば、弁体13の着座状態時に、収容部112a及び第二通路112b内に負圧脈動が生じて弁体13が振動する場合、弁体13(具体的に円盤部132)の一部分に形成された振動吸収部16は、負圧脈動に起因する振動を弁体13(具体的に円盤部132)の他部分に比してより多く吸収することができる。これにより、弁体13の全体が振動することを抑制することができる。従って、負圧脈動によって弁体13が振動する際に、弁体13が弁座12に対して着座と離座を繰り返す状態であっても、弁体13の全体の振動が抑制されるので、弁体13(具体的に突部133)が弁座12に当接して発せられる当接音を小さくすることができる。
加えて、振動吸収部16によって弁体13の全体の振動が抑制されることにより、弁体13からスプリング15に伝達される振動も小さくできる。これにより、スプリング15の撓みを小さくすることができ、弁体13とスプリング15とが共振することを抑制することができる。従って、スプリング15との共振による弁体13の振動を抑制することができるので、弁体13(具体的に突部133)が弁座12に当接して発せられる当接音を小さくすることができる。
又、この場合、弁体13は、少なくとも円盤部132及び突部133が弾性材料から形成されており、振動吸収部16を、弁体13の円盤部132の一部分に形成されるものであり、円盤部132の一部分の剛性が弁体13の円盤部132の他部分の剛性に比して小さくなるように構成することができる。
これによれば、円盤部132の一部分の剛性を小さくすることができるので、円盤部132の一部分は振動しやすくなる。従って、円盤部132の一部分は円盤部132の他部分よりも先行して振動することができる。このとき、円盤部132の一部分に近接して形成された突部133が弁座12から離座しやすくなるものの、再び着座するときには剛性が小さいので突部133と弁座12との当接時の衝撃荷重を小さくすることができる。又、円盤部132の一部分が円盤部132の他部分よりも先行して振動することにより、弁体13の全体に振動が生じて剛性の大きい円盤部132の他部分が振動して大きな衝撃荷重が弁座12に伝達されることを抑制することができる。従って、当接音の発生を抑制することができる。
又、この場合、円盤部132の一部分は、円盤部132の周方向及び径方向のうちの一方向である周方向にてスプリング15に向けて開口するように円盤部132に形成された溝部161を含むことができる。
これによれば、円盤部132に溝部161を形成することで、円盤部132の一部分の剛性を小さくすることができる。従って、極めて容易に円盤部132の一部分の剛性を小さくすることができて、当接音の発生を抑制することができる。又、弁体13の着座状態時において、弁体13が負圧導入口3側に変位する状況では、溝部161の開口が閉じられることにより、弁体13(具体的には円盤部132)の剛性を高めることができる。これにより、例えば、弁体13の負圧導入口3方向への変位を規制するバックアップリング等を設ける必要がなく、製造コストを低減することができる。
<第一実施形態の第一変形例>
上記第一実施形態においては、円盤部132の外周端部に周方向の一部に溝部161を形成した。この場合、周方向の一部に溝部161を形成することに代えて、又は、加えて、図5に示したように、円盤部132の周方向及び径方向のうちの一方向である径方向に延在する溝部162を形成することも可能である。従って、この第一変形例における振動吸収部16は、円盤部132の径方向に形成された溝部162を含んで形成される。
上記第一実施形態においては、円盤部132の外周端部に周方向の一部に溝部161を形成した。この場合、周方向の一部に溝部161を形成することに代えて、又は、加えて、図5に示したように、円盤部132の周方向及び径方向のうちの一方向である径方向に延在する溝部162を形成することも可能である。従って、この第一変形例における振動吸収部16は、円盤部132の径方向に形成された溝部162を含んで形成される。
溝部162は、図5aに示したように、円盤部132の一部分、具体的に、円盤部132の外周端部に径方向に形成される。溝部162は、スプリング15側に開口するように形成されており、図5bにおいて拡大して示すように、断面形状がV字状に形成される。このように、溝部162が径方向に形成された円盤部132においては、溝部162が形成された円盤部132の一部分の剛性と、溝部162が形成されない円盤部132の他部分の剛性と、が異なる。具体的に、円盤部132の一部分の剛性は、円盤部132の他部分の剛性に比して小さく(柔らかく)なる。
従って、円盤部132の外周端部にて径方向に溝部162を形成し、この溝部162を含むように振動吸収部16を形成した場合においても、極めて容易に円盤部132の一部分の剛性を小さくすることができて、当接音の発生を抑制することができる。又、弁体13の着座状態時において、弁体13が負圧導入口3側に変位する状況では、溝部162の開口が閉じられることにより、弁体13(具体的には円盤部132)の剛性を高めることができる。これにより、例えば、弁体13の負圧導入口3方向への変位を規制するバックアップリング等を設ける必要がなく、製造コストを低減することができる。
<第一実施形態の第二変形例>
上記第一実施形態においては、円盤部132の周方向に形成される溝部161の断面形状がV字状とした。又、上記第一変形例においては、円盤部132の径方向に形成される溝部162の断面形状がV字状とした。これら溝部161,162のV字状の断面形状に代えて、円盤部132の外周端部に対して周方向又は/及び径方向に形成する溝部161,162の断面形状を、図6a及び図6bに示したように、U字状とすることも可能である。この場合においても、上記第一実施形態と同様に、円盤部132の一部分の剛性を小さくすることができるとともに、開口が閉じられることにより円盤部132全体の剛性を大きくすることができる。
上記第一実施形態においては、円盤部132の周方向に形成される溝部161の断面形状がV字状とした。又、上記第一変形例においては、円盤部132の径方向に形成される溝部162の断面形状がV字状とした。これら溝部161,162のV字状の断面形状に代えて、円盤部132の外周端部に対して周方向又は/及び径方向に形成する溝部161,162の断面形状を、図6a及び図6bに示したように、U字状とすることも可能である。この場合においても、上記第一実施形態と同様に、円盤部132の一部分の剛性を小さくすることができるとともに、開口が閉じられることにより円盤部132全体の剛性を大きくすることができる。
又、溝部161,162のV字状の断面形状に代えて、円盤部132の外周端部に対して周方向又は/及びに形成する溝部161,162の断面形状を、図7a及び図7bに示したように、矩形状とすることも可能である。この場合においても、上記第一実施形態と同様に、円盤部132の一部分の剛性を小さくすることができるとともに、開口が閉じられることにより円盤部132全体の剛性を大きくすることができる。
<第一実施形態のその他の変形例>
上記第一実施形態においては、溝部161を円盤部132の外周端部の近傍にて周方向の一部に形成するように実施した。この場合、図8に示したように、円盤部132の外周端部の近傍にて周方向の全周に形成するように実施することも可能である。このように、溝部161を円盤部132の全周に形成した場合であっても、円盤部132の一部分である外周端部の近傍の剛性が円盤部132の他部分の剛性に比して小さくなるので、上記第一実施形態と同等の効果が得られる。
上記第一実施形態においては、溝部161を円盤部132の外周端部の近傍にて周方向の一部に形成するように実施した。この場合、図8に示したように、円盤部132の外周端部の近傍にて周方向の全周に形成するように実施することも可能である。このように、溝部161を円盤部132の全周に形成した場合であっても、円盤部132の一部分である外周端部の近傍の剛性が円盤部132の他部分の剛性に比して小さくなるので、上記第一実施形態と同等の効果が得られる。
<第二実施形態>
上記第一実施形態においては、逆止弁10が、基部131、円盤部132及び突部133を弾性材料であるゴム材料で一体形成した弁体13を備えるように実施した。この場合、円盤部132及び突部133を弾性材料であるゴム材料で一体形成し、基部131をリテーナ14と一体形成し、リテーナ14を省略することも可能である。即ち、この第二実施形態では、逆止弁20が、円盤部132及び突部133を一体形成し、基部131をリテーナ14と一体形成した弁体23を備える点で、上記第一実施形態の逆止弁10と異なる。
上記第一実施形態においては、逆止弁10が、基部131、円盤部132及び突部133を弾性材料であるゴム材料で一体形成した弁体13を備えるように実施した。この場合、円盤部132及び突部133を弾性材料であるゴム材料で一体形成し、基部131をリテーナ14と一体形成し、リテーナ14を省略することも可能である。即ち、この第二実施形態では、逆止弁20が、円盤部132及び突部133を一体形成し、基部131をリテーナ14と一体形成した弁体23を備える点で、上記第一実施形態の逆止弁10と異なる。
第二実施形態の逆止弁20は、図9aに示したように、シェル4に形成された負圧導入口3に対して、グロメットGを介して気密的に組み付けられている。逆止弁20は、本体21と、弁座22と、弁体23と、スプリング25と、を備えている。本体21は、第一本体部211及び第二本体部212とから構成される。
尚、第一本体部211及び第二本体部212は、上記第一実施形態の本体11を構成する第一本体部111及び第二本体部112に対応し、その構成が同一である。具体的に、第一本体部211の突出部211a、フランジ部211b及び第一通路211cは、第一実施形態の第一本体部111の突出部111aと、フランジ部111bと、第一通路111cに対応し、その構成が同一である。又、第二本体部212の収容部212a、第二通路212b及び嵌合部212cは、第一実施形態の第二本体部112の収容部112a、第二通路112b及び嵌合部112cに対応し、その構成が同一である。更に、弁座22及びスプリング25は、上記第一実施形態の弁座12及びスプリング15に対応し、その構成が同一である。
この第二実施形態の弁体23は、基部231、円盤部232及び突部233から構成される。ここで、円盤部232及び突部233は、同一の弾性材料、例えば、同一のゴム材料で一体形成される。
基部231は、第二本体部212の収容部212aに収容される大径部231aと、第一本体部211の第一通路211cに挿通される小径部231bと、大径部231aと小径部231bとの間に形成された円柱状の頸部231cとを備えている。大径部231a、小径部231b及び頸部231cは、第一通路211cの軸線Lに対して同軸に配置されている。又、基部231の大径部231aは、頸部231cに接続される面と反対側の面において、スプリング25の小径側端部を着座させるばね座231dが形成されるとともに、円柱状の脚部231eが複数設けられる。尚、脚部231eはゴム材料を用いて形成される。
円盤部232は、第一本体部211の第一通路211cよりも大径の円盤とされており、図9bに示したように、中心部分に基部231の頸部231cを気密的に挿通させる貫通孔232aが形成されている。又、円盤部232は、貫通孔232aの形成位置を頂点とする傘状に形成されており、外周端部に突部233が一体形成されている。突部233は、第二本体部212に収容された状態において、弁座22に対向して突出するように形成されており、弁体23が弁座22に着座する着座状態において、弁座22に接触するようになっている。そして、突部233は、弁体23の着座状態において、弁座22との間に接触面を形成して気密的にシールするようになっている。
ここで、弁体23が弁座22に着座する着座状態になったときに弁座22が弁体23と接触する周状の接触面を形成する接触部分であって、弁体23の着座前の接触部分(即ち、弁座22の表面に形成される周状部分)を含む平面(以下、この平面を「第二弁座側平面」と称呼する。)と基準平面との二面角はゼロとされている。従って、第二弁座側平面と上述した基準平面とは、平行(又は一致)とされており、第一通路211cの軸線Lに対して直交する。
又、弁体23が弁座22に着座する着座状態になったときに突部233が弁座22に接触する周状の接触面を形成する接触部分であって、着座前の接触部分(即ち、突部233の着座方向にて先端部分)を含む平面(以下、この平面を「第二弁体側平面」と称呼する。)と基準平面との二面角はゼロとされている。このため、この第二実施形態においては、第二弁体側平面と基準平面とは平行(又は一致)とされており、第二弁座側平面と第二弁体側平面とは平行とされている。即ち、この場合においては、弁体23の突部233が弁座22に着座するとき、突部233の接触部分は弁座12の接触部分に対して平行に接近して着座する。
又、この第二実施形態における逆止弁20は、弁体23の円盤部232の一部に形成される振動吸収部26を備えている。この第二実施形態における振動吸収部26も、上記第一実施形態の振動吸収部16と同様に、円盤部232の一部を振動させることにより、空気から弁体23(円盤部232)に与えられる振動エネルギーを消費して、弁体23の全体が振動することを抑制するものである。
この第二実施形態の振動吸収部26は、円盤部232の周方向にて板厚が小さくなるように形成された薄肉部261を含んで構成される。薄肉部261は、図9bに示したように、円盤部232の一部分、具体的には、円盤部232の周方向の一部にて、貫通孔232aよりも径方向外側で且つ突部233よりも径方向内側に形成される。このように、薄肉部261が形成された円盤部232においては、円盤部232の全体が同一の弾性材料から形成されているので、薄肉部261が形成された部分(以下、「円盤部232の一部分」と称呼する。)の剛性と、薄肉部261が形成されない部分(以下、「円盤部232の他部分」と称呼する。)の剛性と、が異なる。具体的に、円盤部232の一部分の剛性は、円盤部232の他部分の剛性に比して小さく(柔らかく)なる。
このように構成された弁体23を備えた第二実施形態の逆止弁20も、上述した「(1)ブレーキペダルPに対する踏み込み操作開始直後の場合」、「(2)負圧室6と負圧源1との間の圧力差(負圧差)が大きい場合」及び「(3)負圧室6と負圧源1との間の圧力差(負圧差)が小さい場合」と同様に作動する。尚、「(1)ブレーキペダルPに対する踏み込み操作開始直後の場合」及び「(2)負圧室6と負圧源1との間の圧力差(負圧差)が大きい場合」については、逆止弁20の弁体23は逆止弁10の弁体13と同一の作動となる。従って、上記説明において「弁体13」を「弁体23」、「円盤部132」を「円盤部232」、「突部133」を「突部233」、「脚部142」を「脚部231e」、「スプリング15」を「スプリング25」に置き換えることにより、その説明を省略する。
(3)負圧室6と負圧源1との間の圧力差(負圧差)が小さい場合
ブレーキペダルPの踏み込み操作がされてから時間が経過すると、負圧源1が空気を吸入しているので、負圧室6と負圧源1との間の圧力差(負圧差)が小さくなっている。従って、この場合には、第一通路211cと第二通路212bとの間の圧力差(負圧差)も小さくなっている。このように第一通路211cと第二通路212bとの間の圧力差(負圧差)が小さくなると、弁体23はスプリング25の付勢力によって弁座22に着座した状態(着座状態)になる。
ブレーキペダルPの踏み込み操作がされてから時間が経過すると、負圧源1が空気を吸入しているので、負圧室6と負圧源1との間の圧力差(負圧差)が小さくなっている。従って、この場合には、第一通路211cと第二通路212bとの間の圧力差(負圧差)も小さくなっている。このように第一通路211cと第二通路212bとの間の圧力差(負圧差)が小さくなると、弁体23はスプリング25の付勢力によって弁座22に着座した状態(着座状態)になる。
そして、このように弁体23が弁座22に着座した状態においても、負圧源1は第二通路212b内に存在している空気を吸入し続ける。このとき、負圧源1による空気の吸入周期によって接続管Tに接続された第二通路212b内に負圧脈動(例えば、気中共鳴)が発生する場合がある。このように発生する負圧脈動は、着座状態にある弁体23に対して振動を励起するように作用する。
ところで、弁体23には、円盤部232の一部に振動吸収部26が形成されている。具体的に、振動吸収部26は、円盤部232の一部分に形成された薄肉部261を含んで構成されている。負圧脈動により励起されて弁体23の全体が振動しようとするときには、剛性の小さい円盤部232の一部分を含む振動吸収部26が円盤部232の他部分よりも先に振動を開始する。このように、振動吸収部26が先行して振動を開始することにより、負圧脈動によって空気から与えられる弁体23の全体を振動させる振動エネルギーが消費される。その結果、弁体23の全体が振動して、弁体23の全体が弁座22に対して着座と離座とを繰り返すことを抑制することができる。
そして、この場合、振動吸収部26は剛性が小さいので、振動吸収部26に近接する突部233が振動吸収部26の振動に伴って弁座22に対して離座及び着座を繰り返しても、着座時に突部233が弁座22に与える衝撃荷重が小さくなる。その結果、剛性の大きな円盤部232の他部分に近接する突部233が振動することによって弁座22に大きな衝撃荷重が与えられることを抑制することができるので、図4にて実線により示したように、当接音を抑制することができる。ここで、振動吸収部26が振動した場合は、衝撃荷重が小さいので、発生する当接音は小さくなる。
加えて、弁体23の全体が振動する場合、弁体23の振動はスプリング25にも伝播し、スプリング25が撓む場合がある。その結果、弁体23の振動とスプリング25の振動とが共振し、弁座22に対して弁体23の突部233が大きな衝撃荷重を与える可能性がある。しかし、振動吸収部26が先行して振動することにより、弁体23の全体が振動することを抑制することができるので、スプリング25の撓みを抑制することができる。即ち、振動吸収部26は、負圧脈動に起因するスプリング15の振動の発生をも抑制することができる。これによっても、弁体23が弁座22に与える衝撃荷重を緩和することができるので、負圧脈動に起因する当接音の発生を抑制することができる。
又、負圧脈動に起因して弁体23よりも先にスプリング25に振動が発生し、この振動が弁体23に伝達される場合においても、振動吸収部26が先行して振動することにより、弁体23の全体に振動が発生することを抑制することができる。従って、負圧脈動に起因する当接音の発生を抑制することができる。
以上の説明からも理解できるように、上記第二実施形態によれば、円盤部232の一部分及び円盤部232の他部分を、同一のゴム材料から形成することができ、円盤部232の一部分の板厚を円盤部232の他部分の板厚よりも小さくすることができる。
これによれば、円盤部232の一部分の剛性を小さくすることができるので、円盤部232の一部分は振動しやすくなる。従って、円盤部232の一部分は円盤部232の他部分よりも先行して振動することができる。このとき、円盤部232の一部分に近接して形成された突部233が弁座12から離座しやすくなるものの、再び着座するときには剛性が小さいので突部233と弁座12との当接時の衝撃荷重を小さくすることができる。又、円盤部232の一部分が円盤部232の他部分よりも先行して振動することにより、弁体23の全体に振動が生じて剛性の大きい円盤部232の他部分が振動して大きな衝撃荷重が弁座22に伝達されることを抑制することができる。従って、当接音の発生を抑制することができる。
又、円盤部232に薄肉部261を形成することで、円盤部232の一部分の剛性を小さくすることができる。従って、極めて容易に円盤部232の一部分の剛性を小さくすることができて、当接音の発生を抑制することができる。
<第二実施形態の第一変形例>
上記第二実施形態においては、円盤部232の一部分に薄肉部261を形成した。このように薄肉部261を形成することに代えて、又は、加えて、図10a及び図10bに示したように、円盤部232に延出部262を形成することも可能である。従って、この第一変形例における振動吸収部26は、円盤部232の延出部262を含んで形成される。
上記第二実施形態においては、円盤部232の一部分に薄肉部261を形成した。このように薄肉部261を形成することに代えて、又は、加えて、図10a及び図10bに示したように、円盤部232に延出部262を形成することも可能である。従って、この第一変形例における振動吸収部26は、円盤部232の延出部262を含んで形成される。
この第一変形例においては、図10bに示したように、円盤部232が長径と短径とを有するように形成され、円盤部232の長径方向にて延出する部分が延出部262となる。ここで、円盤部232の板厚は、円盤部232の全体において同一の板厚となるように形成されている。又、このように円盤部232に延出部262が形成された場合であっても、図10aに示したように、円盤部232の長径側の外周端部が第二本体部212の収容部212aの内周面に接触しないようになっている。
このように、延出部262が形成された円盤部232においては、延出部262が形成された円盤部232の一部分の剛性と、延出部262が形成されない円盤部232の他部分の剛性と、が異なる。具体的に、円盤部232の一部分の剛性は、円盤部232の他部分の剛性に比して小さく(柔らかく)なる。
従って、円盤部232が長径と短径を有しており、円盤部232の一部分を、円盤部232の長径方向に形成された延出部262を含むように振動吸収部26を形成した場合においても、円盤部232の一部分の剛性を小さくすることができる。従って、極めて容易に円盤部232の一部分の剛性を小さくすることができて、当接音の発生を抑制することができる。
<第二実施形態の第二変形例>
上記第二実施形態においては円盤部232に対して薄肉部261を形成し、上記第一変形例においては円盤部232に対して延出部262を形成した。そして、このように薄肉部261又は延出部262を形成することにより、円盤部232の一部分の剛性を円盤部232の他部分の剛性に比して小さくし、薄肉部261又は延出部262を含むように振動吸収部26を形成した。
上記第二実施形態においては円盤部232に対して薄肉部261を形成し、上記第一変形例においては円盤部232に対して延出部262を形成した。そして、このように薄肉部261又は延出部262を形成することにより、円盤部232の一部分の剛性を円盤部232の他部分の剛性に比して小さくし、薄肉部261又は延出部262を含むように振動吸収部26を形成した。
これらに代えて、又は、加えて、円盤部232を剛性の異なる2種類以上のゴム材料から形成し、剛性の小さいゴム材料からなる円盤部232の一部分と、剛性の大きいゴム材料からなる円盤部232の他部分と、を円盤部232に形成することも可能である。この場合においても、円盤部232の一部分を含むように振動吸収部26を形成することにより、振動吸収部26が円盤部232の他部分よりも先行して振動することができる。従って、剛性の異なる2種類以上のゴム材料から円盤部232を形成した場合であっても、上記第二実施形態及び上記第一変形例の場合と同等の効果が得られる。
<第三実施形態>
上記第一実施形態及び各変形例と、上記第二実施形態及び各変形例と、においては、第一弁座側平面及び第一弁体側平面が互いに平行であり、第二弁座側平面及び第二弁体側平面が互いに平行であるとした。これにより、上記第一実施形態及び各変形例においては、スプリング15が弁体13を第一通路111cの軸線Lに一致する方向に押圧するので、弁体13の突部133が弁座12に着座するとき、突部133の接触部分は弁座12の接触部分に対して平行に接近して着座する。同様に、上記第二実施形態及び各変形例においては、スプリング25が弁体23を第一通路211cの軸線Lに一致する方向に押圧するので、弁体23の突部233が弁座22に着座するとき、突部233の接触部分は弁座22の接触部分に対して平行に接近して着座する。
上記第一実施形態及び各変形例と、上記第二実施形態及び各変形例と、においては、第一弁座側平面及び第一弁体側平面が互いに平行であり、第二弁座側平面及び第二弁体側平面が互いに平行であるとした。これにより、上記第一実施形態及び各変形例においては、スプリング15が弁体13を第一通路111cの軸線Lに一致する方向に押圧するので、弁体13の突部133が弁座12に着座するとき、突部133の接触部分は弁座12の接触部分に対して平行に接近して着座する。同様に、上記第二実施形態及び各変形例においては、スプリング25が弁体23を第一通路211cの軸線Lに一致する方向に押圧するので、弁体23の突部233が弁座22に着座するとき、突部233の接触部分は弁座22の接触部分に対して平行に接近して着座する。
このように、第一弁座側平面及び第一弁体側平面を互いに平行とすること、又は、第二弁座側平面及び第二弁体側平面が互いに平行とすることに代えて、第一弁座側平面(第二弁座側平面)及び第一弁体側平面(第二弁体側平面)の一方の平面が基準平面に対して傾きを有するようにすることも可能である。以下、この第三実施形態を、上記第二実施形態を例示して詳細に説明する。尚、上記第二実施形態と同一部分に同一の符号を付し、その説明を省略する。
この第三実施形態の逆止弁30は、図11に示したように、シェル4に形成された負圧導入口3に対して、グロメットGを介して気密的に組み付けられている。逆止弁30は、図11、図12a及び図12bに示したような弁体33を備えている。弁体33は、図11に示したように、上記第二実施形態の弁体23と同様に基部231を備えているが、図12a及び図12bに示したように、円盤部232及び突部233とは異なる円盤部332及び突部333を備えている。ここで、円盤部332及び突部333は、同一の弾性材料、例えば、同一のゴム材料で一体形成される。
円盤部332は、図12aに示したように、第一本体部211の第一通路211cよりも大径の円盤とされており、中心部分に基部231の頸部231cを気密的に挿通させる貫通孔332aが形成されている。又、円盤部332は、図12bに示したように、貫通孔332aの形成位置を頂点とする傘状に形成されており、外周端部に突部333が一体形成されている。突部333は、第二本体部212に収容された状態において、弁座22に対向して突出するように形成されており、弁体33が弁座22に着座する着座状態において、弁座22に接触するようになっている。そして、突部333は、弁体23の着座状態において、弁座22との間に接触面を形成して気密的にシールするようになっている。但し、突部333では、円盤部332の外周端部から突出する突出長さがその周方向において連続的に異なるようになっている。
このため、図12bに示したように、弁体33が弁座22に着座する着座状態になったときに突部333が弁座22に接触する周状の接触面を形成する接触部分であって、着座前の接触部分(即ち、突部333の着座方向にて先端部分)を含む平面H(以下、この平面Hを「第三弁体側平面H」と称呼する。)と、第一通路211cの軸線Lに対して直交する基準平面Bとの二面角はゼロではない。このため、この第三実施形態においては、第三弁体側平面Hと基準平面Bとは平行ではない。
一方で、この第三実施形態においては、図11に示したように、弁座22は、上記第二実施形態における第二弁座側平面と同様に、第三弁座側平面Iを有するように形成される。即ち、第三弁座側平面Iと基準平面Bとは、平行(又は一致)である。従って、第三弁体側平面Hと第三弁座側平面Iとは二面角がゼロではないので、平行ではない。その結果、スプリング25が弁体33を第一通路211cの軸線Lに一致する方向に周方向にて同一の付勢力によって押圧すると、弁体33の突部333が弁座22に着座するとき、突部333の接触部分は弁座12の接触部分に対して傾いた状態で接近して着座する。
スプリング25は、弁体33を第一通路211cの軸線Lに一致する方向に周方向にて同一の付勢力を付与して押圧している。このため、突部333の接触部分が弁座22の接触部分に接触した状態(即ち、弁体33の着座状態)において、スプリング25によって押圧されている円盤部332及び突部333の周方向で弁座22に押し付けられる押圧力に差が生じる。具体的に、円盤部332及び突部333の周方向において、突部333の突出長さの長い部分における押圧力は相対的に大きくなり、突出長さの短い部分における押圧力は相対的に小さくなる。
このように、第三弁体側平面Hと第三弁座側平面Iとが平行ではない場合には、スプリング25によって第一通路211cの軸線Lに一致する方向に周方向にて同一の付勢力によって押圧される弁体33、より具体的には円盤部332及び突部333、の周方向において、押圧力の差が生じる。そして、円盤部332において、押圧力が相対的に小さい部分は、押圧力が相対的に大きい部分に比して、第一通路211cの軸線L方向に可動し易く、負圧脈動に起因する振動を生じやすい。即ち、円盤部332の周方向にて押し付ける押圧力に差が生じる場合には、円盤部332において、押し付けられる押圧力が小さい部分(上記各実施形態における「円盤部の一部分に相当」)と、押し付けられる押圧力の大きい部分(上記各実施形態における「円盤部の他部分に相当」)と、が形成される。
従って、この第三実施形態によれば、第三弁体側平面Hと第三弁座側平面Iとが基準平面Bに対して、基準平面Bと第三弁体側平面Hとが平行ではなく、且つ、基準平面Bと第三弁座側平面Iとが平行とされるように構成され、振動吸収部36を、着座状態時においてスプリング25によって第一通路211cの軸線L方向に押圧された弁体33の周方向にて生じた押圧力が弁体33の他部分に比して小さくなる弁体33の一部分に形成することができる。
これによれば、第三弁体側平面Hが基準平面Bに対して傾きを有することにより、弁体33において押圧力が相対的に小さくなる部分を形成することができる。そして、弁体33の押圧力が相対的に小さくなる一部分に振動吸収部36を形成することができる。押圧力が相対的に小さい一部分は、押圧力が相対的に大きい他部分に比して振動しやすくなる。従って、弁体33の着座状態時に、第一通路211c、収容部212a及び第二通路212b内に負圧脈動が生じて弁体33が振動する場合、弁体33(具体的に円盤部332)の一部分に形成された振動吸収部36は、負圧脈動に起因する振動を弁体33(具体的に円盤部332)の他部分に比してより多く吸収することができる。これにより、弁体33の全体が振動することを抑制することができる。従って、負圧脈動によって弁体33が振動する際に、弁体33が弁座22に対して着座と離座を繰り返す状態であっても、弁体33の全体の振動が抑制されるので、弁体33(具体的に突部333)が弁座22に当接して発せられる当接音を小さくすることができる。
加えて、振動吸収部36によって弁体33の全体の振動が抑制されることにより、弁体33からスプリング25に伝達される振動も小さくできる。これにより、スプリング25の撓みを小さくすることができ、弁体33とスプリング25とが共振することを抑制することができる。従って、スプリング25との共振による弁体33の振動を抑制することができるので、弁体33(具体的に突部333)が弁座22に当接して発せられる当接音を小さくすることができる。
<第三実施形態の第一変形例>
上記第三実施形態においては、第三弁体側平面Hが基準平面Bと平行ではなく、第三弁座側平面Iが基準平面Bと平行であるとした。これに代えて、第三弁体側平面Hが基準平面Bと平行であり、第一通路211cの軸線方向に対して角度を有することにより、第三弁座側平面Iが基準平面Bと平行ではないとすることも可能である。
上記第三実施形態においては、第三弁体側平面Hが基準平面Bと平行ではなく、第三弁座側平面Iが基準平面Bと平行であるとした。これに代えて、第三弁体側平面Hが基準平面Bと平行であり、第一通路211cの軸線方向に対して角度を有することにより、第三弁座側平面Iが基準平面Bと平行ではないとすることも可能である。
即ち、図13に示したように、弁体33の突部333が周方向にて同一の突出長さを有することにより、第三弁体側平面Hは基準平面Bと平行になる(一致する)。一方、弁座22を形成する第一本体部211を構成する突出部211aの先端面が第一通路211cの軸線方向に対して角度を有することにより、弁座22における接触部分を含む第三弁座側平面Iは基準平面Bと平行ではなくなる。これにより、第三弁体側平面Hと第三弁座側平面Iとは二面角がゼロではないので、平行ではない。
従って、基準平面Bと第三弁体側平面Hとが平行とされ、且つ、基準平面Bと第三弁座側平面Iとが平行ではないとされた場合にも、弁体33において押圧力が相対的に小さくなる部分を形成することができる。そして、弁体33の押圧力が相対的に小さくなる一部分に振動吸収部36を形成することができる。これにより、上記第三実施形態と同様に、負圧脈動によって弁体33が振動する際に、弁体33が弁座22に対して着座と離座を繰り返す状態であっても、弁体33の全体の振動が抑制される。従って、弁体33(具体的に突部333)が弁座22に当接して発せられる当接音を小さくすることができる。
更に、上記第三実施形態においては、上記第二実施形態に適用した場合を説明したが、上記第一実施形態に適用することも可能である。この場合においても、第三弁体側平面Hと第三弁座側平面Iとが傾きを有することにより、弁体33(弁体13)の一部分の押圧力が相対的に小さくなる。従って、押圧力の小さい弁体33(弁体13)の一部分に振動吸収部36が形成されることより、上記第三実施形態及び上記変形例と同等の効果が得られる。
<第四実施形態>
上記第一実施形態及び各変形例と、上記第二実施形態及び各変形例と、上記第三実施形態及び第一変形例と、においては、振動吸収部16,26,36が弁体13,23,33の一部にて弁体13,23,33の他部分に比して弁体13,23,33に加わる振動をより多く吸収するように形成した。この場合、振動吸収部16,26,36を弁体13,23,33に形成することに代えて、又は、加えて、負圧導入口3の径方向外方に向けて延出し、且つ、負圧導入口3を周方向にて覆う周状の突部を有する弾性部材であるグロメットGに振動吸収部46を形成することも可能である。以下、この第四実施形態を詳細に説明する。尚、第四実施形態の説明においては、上記第二実施形態で説明した逆止弁20を用い、上記第二実施形態と同一部分に同一の符号を付し、その説明を省略する。但し、上記第二実施形態以外の上記各実施形態及び各変形例においても、グロメットGに振動吸収部46を設けることが可能であることは言うまでもない。
上記第一実施形態及び各変形例と、上記第二実施形態及び各変形例と、上記第三実施形態及び第一変形例と、においては、振動吸収部16,26,36が弁体13,23,33の一部にて弁体13,23,33の他部分に比して弁体13,23,33に加わる振動をより多く吸収するように形成した。この場合、振動吸収部16,26,36を弁体13,23,33に形成することに代えて、又は、加えて、負圧導入口3の径方向外方に向けて延出し、且つ、負圧導入口3を周方向にて覆う周状の突部を有する弾性部材であるグロメットGに振動吸収部46を形成することも可能である。以下、この第四実施形態を詳細に説明する。尚、第四実施形態の説明においては、上記第二実施形態で説明した逆止弁20を用い、上記第二実施形態と同一部分に同一の符号を付し、その説明を省略する。但し、上記第二実施形態以外の上記各実施形態及び各変形例においても、グロメットGに振動吸収部46を設けることが可能であることは言うまでもない。
この第四実施形態のグロメットGは、図14に示すように、第一本体部211及び第二本体部212と負圧導入口3との間に気密的に設けられて振動吸収部46が形成され、弁体13が弁座12に着座している着座状態時に、グロメットGにて弁体13に加わる振動をより多く吸収する。グロメットGは、フランジ部G1を有している。フランジ部G1は、負圧導入口3の径方向外方に向けて延出し、且つ、負圧導入口3を周方向にて覆う周状の突部として形成されている。そして、フランジ部G1は、シェル4を挟持するとともに、振動吸収部46が形成されている。従って、この第四実施形態においては、逆止弁20は、負圧導入口3の周囲にてシェル4に対向するフランジ部G1に形成される振動吸収部46を備えている。
振動吸収部46は、図15a及び図15bに示すように、フランジ部G1においてシェル4に対向して挟持する二つの周面G11及び周面G12の一部に形成されている。振動吸収部46は、弁体23の振動が第一本体部211及び第二本体部212を介してシェル4に伝達される振動をフランジ部G1の他部分よりも多く吸収し、シェル4及び弁体23が振動することを抑制するものである。尚、以下の説明においては、図15aにおける断面15b−15b、即ち、周面G11に形成された振動吸収部46を例示的に説明するが、周面G12に形成された振動吸収部46も同一の構造を有する。
振動吸収部46は、フランジ部G1の周面G11に負圧導入口3の周方向に沿って形成された溝部461を含んで形成される。溝部461は、図15a及び図15bに示すように、フランジ部G1の周面G11の一部分、具体的には、周方向にて間隔を空けて形成されたシェル4との密着部G111(周面G12では密着部G112)の間に形成される。溝部461は、シェル4側に開口するように形成されており、断面形状が矩形状に形成されている。尚、溝部461の断面形状については、上記第一実施形態の溝部161の場合と同様に、V字状に形成することも可能である。
このように、溝部461が形成されたフランジ部G1においては、溝部461が形成された部分(以下、「フランジ部G1の一部分」と称呼する。)の剛性と、溝部461が形成されていない密着部G111(密着部G112)、即ち、フランジ部G1の他部分の剛性と、が異なる。具体的に、フランジ部G1の一部分の剛性は、フランジ部G1の他部分(密着部G111及び密着部G112)の剛性に比して小さく(柔らかく)なる。尚、この第四実施形態においては、周面G11に溝部461を四本形成し、周面G12に溝部461を二本形成するように実施するが、溝部461の数に関してはこの限りではなく、必要に応じて増減して形成可能であることは言うまでもない。
ここで、フランジ部G1の一部分の剛性が小さい場合、フランジ部G1の一部分は振動しやすくなる。従って、弁体13の着座状態時に弁体13が振動し、この振動がシェル4を振動させるとともにフランジ部G1を振動させる状況では、フランジ部G1の一部分はフランジ部G1の他部分よりも優先して(先行して)振動する。このように、フランジ部G1の一部分がフランジ部G1の他部分よりも優先して(先行して)振動することにより、シェル4の振動エネルギーを消費することができる。これにより、シェル4の内部にて振動が共鳴して発せられる異音を低減することができる。又、シェル4に振動を伝達することにより第一本体部211及び第二本体部212の振動エネルギーが消費されるので、弁体13に空気から与えられる振動エネルギーを消費することができる。これにより、弁体13が振動することを抑制することができる。従って、この第四実施形態においても、上記各実施形態及び各変形例と同様の効果が得られる。
<第四実施形態の第一変形例>
上記第四実施形態においては、フランジ部G1の周面G11及び周面G12の周方向に沿って溝部461を形成した。この場合、周面G11及び周面G12の周方向に沿って溝部461を形成することに代えて、又は、加えて、図16に示したように、フランジ部G1の周面G11及び周面G12に負圧導入口3の径方向に延在する溝部462を形成することも可能である。従って、この第一変形例における振動吸収部46は、フランジ部G1の周面G11及び周面G12の一部にて径方向に形成された溝部462を含んで形成される。尚、この第一変形例においても、上記第四実施形態の場合と同様に、図15aにおける断面15b−15b、即ち、周面G11に形成された振動吸収部46を例示的に説明するが、周面G12に形成された振動吸収部46も同一の構造を有する。
上記第四実施形態においては、フランジ部G1の周面G11及び周面G12の周方向に沿って溝部461を形成した。この場合、周面G11及び周面G12の周方向に沿って溝部461を形成することに代えて、又は、加えて、図16に示したように、フランジ部G1の周面G11及び周面G12に負圧導入口3の径方向に延在する溝部462を形成することも可能である。従って、この第一変形例における振動吸収部46は、フランジ部G1の周面G11及び周面G12の一部にて径方向に形成された溝部462を含んで形成される。尚、この第一変形例においても、上記第四実施形態の場合と同様に、図15aにおける断面15b−15b、即ち、周面G11に形成された振動吸収部46を例示的に説明するが、周面G12に形成された振動吸収部46も同一の構造を有する。
溝部462は、図16に示すように、フランジ部G1の一部分に径方向に形成される。溝部462は、シェル4側に開口するように形成されており、断面形状が矩形状に形成される。尚、溝部461の断面形状については、上記第一実施形態の第一変形例の溝部162の場合と同様に、V字状に形成することも可能である。このように、溝部462が径方向に形成されたフランジ部G1においては、溝部462が形成されたフランジ部G1の一部分の剛性と、溝部462が形成されないフランジ部G1の他部分の剛性と、が異なる。具体的に、フランジ部G1の一部分の剛性は、フランジ部G1の他部分の剛性に比して小さく(柔らかく)なる。これにより、フランジ部G1に径方向に溝部462を形成し、この溝部462を含むように振動吸収部46を形成した場合においても、極めて容易にフランジ部G1の一部分の剛性を小さくすることができる。従って、この第一変形例においても、上記第四実施形態と同様の効果が得られる。
<第四実施形態のその他の変形例>
上記第四実施形態及び第一変形例においては、フランジ部G1の周面G11及び周面G12の両方に振動吸収部46の溝部461又は溝部462を形成するようにした。この場合、図17に示すように、フランジ部G1の周面G11及び周面G12の一方(図17においては、周面G12)に振動吸収部46の溝部461又は溝部462を形成することも可能である。この場合、図17に示すように、フランジ部G1の周面G11及び周面G12の他方(図17においては、周面G11)とシェル4との間に隙間を形成することにより、溝部461又は溝部462を形成したフランジ部G1の一部分を容易に振動させることができる。従って、この場合においても、上記第四実施形態及び第一変形例と同様の効果が得られる。
上記第四実施形態及び第一変形例においては、フランジ部G1の周面G11及び周面G12の両方に振動吸収部46の溝部461又は溝部462を形成するようにした。この場合、図17に示すように、フランジ部G1の周面G11及び周面G12の一方(図17においては、周面G12)に振動吸収部46の溝部461又は溝部462を形成することも可能である。この場合、図17に示すように、フランジ部G1の周面G11及び周面G12の他方(図17においては、周面G11)とシェル4との間に隙間を形成することにより、溝部461又は溝部462を形成したフランジ部G1の一部分を容易に振動させることができる。従って、この場合においても、上記第四実施形態及び第一変形例と同様の効果が得られる。
本発明は、上記実施形態及び上記各変形例に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変更例を採用可能である。
例えば、上記第一実施形態において説明した溝部161を上記第二実施形態において説明した弁体23の円盤部232に形成することも可能である。又、上記第二実施形態において説明した薄肉部261又は延出部262を上記第一実施形態において説明した弁体13の円盤部132に形成することも可能である。これらの組み合わせによっても、上記各実施形態及び各変形例と同等の効果が得られる。
又、上記第一実施形態及び上記第一実施形態の第一変形例において、溝部161,162をスプリング15に向けて開口するように形成した。この場合、溝部161,162を弁座12に向けて開口するように形成することも可能である。この場合においても、上記第一実施形態及び上記第一実施形態の第一変形例と同等の効果が得られる。
又、上記各実施形態及び上記各変形例においては、負圧式倍力装置2のシェル4に形成された負圧導入口3にグロメットGを介して逆止弁10,20,30を組み付けるようにした。この場合、負圧式倍力装置2のシェル4が樹脂製の場合、例えば、第一本体部111,211をシェル4と一体的に形成することも可能である。これによれば、第一本体部111,211をシェル4に固定する作業の必要がなく、製造コストを低減することができる。
又、上記各実施形態及び上記各変形例においては、逆止弁10,20,30を負圧式倍力装置2に直接組み付けるようにした。この場合、例えば、接続管Tの内部や接続管Tの中間部分に逆止弁10,20,30を組み付けることも可能である。これによれば、負圧式倍力装置2の周辺に逆止弁10,20,30を設置するためのスペースを確保する必要がなく、負圧式倍力装置2の配置自由度を確保することができる。
1…負圧源、2…負圧式倍力装置、3…負圧導入口、4…シェル、5…隔壁、6…負圧室、7…変圧室、8…ブースタピストン、9…入力ロッド、10,20,30…逆止弁、11,21…本体、111,211…第一本体部、112,212…第二本体部、12,22…弁座、13,23,33…弁体、131,231,331…基部、132,232,332…円盤部、133,233,333…突部、14…リテーナ、15,25…スプリング、16,26,36,46…振動吸収部、161,162,163,164,461,462…溝部、261…薄肉部、262…延出部、H…第三弁体側平面、I…第三弁座側平面、B…基準平面、L…軸線、T…接続管、P…ブレーキペダル、G…グロメット、G1…フランジ部、G11…周面、G111…密着部、G12…周面、G121…密着部
Claims (10)
- 負圧源に接続される負圧導入口を有する負圧式倍力装置と、前記負圧源と、の間に設けられて、前記負圧導入口から前記負圧源に向けての空気の連通を許可する一方で、前記負圧源から前記負圧導入口に向けての空気の連通を遮断する負圧式倍力装置用逆止弁において、
前記負圧導入口に接続するように設けられた本体と、
前記本体に形成されて、前記負圧導入口と前記負圧源とを連通させる通路と、
前記通路に形成される弁座と、
前記通路内に収容されて前記弁座に着座又は離座し、前記通路の軸線方向にて前記通路内に向けて延出する円筒状の基部、前記基部の径方向に延出する円盤部、及び、前記円盤部の外周端部から前記弁座に向けて突出する環状の突部を含んで構成された弁体と、
前記通路内に収容されて前記突部を前記弁座に接触させるように前記弁体を前記弁座に向けて付勢する付勢部材と、
前記弁体が前記弁座に着座している着座状態時に、前記弁体に加わる振動をより多く吸収する振動吸収部と、を備えるように構成された負圧式倍力装置用逆止弁。 - 前記振動吸収部は、
前記弁体が前記弁座に着座している着座状態時に、前記弁体の一部にて前記弁体の他部分に比して前記弁体に加わる振動をより多く吸収する請求項1に記載の負圧式倍力装置用逆止弁。 - 前記弁体は、少なくとも前記円盤部及び前記突部が弾性材料から形成されており、
前記振動吸収部は、前記弁体の前記円盤部の一部分に形成されるものであり、
前記円盤部の一部分の剛性が前記弁体の前記円盤部の他部分の剛性に比して小さくなるように構成された請求項2に記載の負圧式倍力装置用逆止弁。 - 前記円盤部の一部分は、前記円盤部の周方向及び前記円盤部の径方向のうちの少なくとも一方向にて前記付勢部材又は前記弁座に向けて開口するように前記円盤部に形成された溝部を含む請求項3に記載の負圧式倍力装置用逆止弁。
- 前記円盤部の一部分及び前記円盤部の他部分は、同一の弾性材料から形成されており、
前記円盤部の一部分の板厚が前記円盤部の他部分の板厚よりも小さい請求項3に記載の負圧式倍力装置用逆止弁。 - 前記円盤部は、長径と短径を有しており、
前記円盤部の一部分は、
前記円盤部の長径方向に形成された延出部を含む請求項3に記載の負圧式倍力装置用逆止弁。 - 前記負圧式倍力装置用逆止弁は、
前記着座状態時に前記弁座との間で周状の接触面を形成する前記突部の接触部分であって、前記弁体が前記弁座から離座した状態における前記突部の前記接触部分を含む弁体側平面と、
前記着座状態時に前記弁体との間で周状の接触面を形成する前記弁座の接触部分であって、前記弁体が前記弁座から離座した状態における前記弁座の前記接触部分を含む弁座側平面と、が、
前記通路の軸線方向に直交する基準平面に対して、
前記基準平面と前記弁体側平面とが平行ではなく、且つ、前記基準平面と前記弁座側平面とが平行とされ、又は、
前記基準平面と前記弁体側平面とが平行とされ、且つ、前記基準平面と前記弁座側平面とが平行ではないとされるように構成され、
前記振動吸収部が、
前記着座状態時において前記付勢部材によって前記通路の軸線方向に押圧された前記弁体の周方向にて生じた押圧力が前記弁体の他部分に比して小さくなる前記弁体の一部分に、形成される請求項2に記載の負圧式倍力装置用逆止弁。 - 前記本体と前記負圧導入口との間にて気密的に設けられた弾性部材を有し、
前記振動吸収部は、
前記弁体が前記弁座に着座している着座状態時に、前記弾性部材にて前記弁体に加わる振動をより多く吸収する請求項1に記載の負圧式倍力装置用逆止弁。 - 前記弾性部材は、前記負圧導入口の径方向外方に向けて延出し、且つ、前記負圧導入口を周方向にて覆う周状の突部を有しており、
前記振動吸収部が、前記突部に形成される請求項8に記載の負圧式倍力装置用逆止弁。 - 前記振動吸収部は、
前記周状の前記突部の前記負圧導入口に対向する周面に形成されて、前記負圧導入口の周方向又は径方向に延びる溝部を含む請求項9に記載の負圧式倍力装置用逆止弁。
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