JP3033072B2 - 液圧式倍力装置 - Google Patents
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Description
システムに用いられ、運転手のブレーキ操作力を補助す
る液圧式倍力装置に関し、特に、装置内部の絞り弁によ
る絞り作用によりサーボ液圧を生じるタイプの改良技術
に関する。
の絞り作用によりサーボ液圧を生じるため、それを含む
システムの中に、昇圧した液圧を貯えるアキュムレータ
等は不要である。そこで、このタイプのものは、システ
ムを小型化する上で有利である。しかも、このタイプの
倍力装置を含むシステムにおいて、ポンプが供給する作
動液は、倍力装置に流入した後、再びポンプに戻るよう
に閉じた系の中を循環する。そのため、こうしたタイプ
の倍力装置を含むシステムでは、倍力装置から流出する
作動液をパワーステアリング装置を代表とした他の装置
の作動に利用することが多い。一つのポンプを、倍力装
置とパワーステアリング装置などとに共用することによ
って、全体のシステムをより一層簡素にすることができ
る。以上については、たとえば実開昭58−35457
号、あるいは特公平3−2700号の各公報を参照され
たい。
て、絞り作用を生じるための弁手段の主体はスプールで
あり、運転手による入力に応じて、そのスプールの外周
のランド部と、スプールがはまり合う弁孔の内周壁との
間に微小な隙間を形成し、その隙間が作動液の流れを制
限し、結果的に絞り作用を生じる。この絞り作用が働く
とき、絞り弁である弁手段の一方側、つまりポンプに接
続される流入口の側は、たとえば120kg/cm2を
超えるような高圧になるのに対し、パワーステアリング
装置などに連絡する流出口の側は非常に低圧である。こ
うした弁手段の前後の大きな圧力差が影響することによ
って、特に、運転手が倍力装置を作動し続けるとき(ペ
ダルを踏み込み続け、弁手段を絞り状態に維持し続ける
とき)に弁手段の部分から異音が生じるおそれがあるこ
とが判明した。そうした異音は、運転手に不快感を与え
ることになるので、その発生を未然に防止するか、ある
いは音を低減することが望まれる。
の部分からの異音を防止する方法として、ポンプあるい
は絞りの機能を変えることによって、弁手段の前後に生
じる圧力差を少し低くすることが考えられる。しかし、
それでは、サーボ室に生じるサーボ圧の低下を来し、倍
力装置のサーボ比を低めることになってしまう。したが
って、所定のサーボ比を得るために、サーボピストンの
径を大きくしなければならず、倍力装置の小型化を損な
うという別の問題を生じることになる。この発明では、
サーボ室に生じるサーボ圧を低下させることなく、異音
の問題を解決することを図る。そのため、弁手段の前後
の圧力を二段にわたって低下させるという考え方をと
る。その考え方に基づき、この発明で用いる弁手段は、
スプールの軸線上、流入口により近い第1の弁と、流出
口により近い第2の弁とを備え、この第2の弁による絞
り面積が第1の弁による絞り面積よりも大きくなってい
る。たとえば、弁手段の前後に必要とする120kg/
cm2あるいはそれを超える圧力差のうち、異音が問題
とならない範囲の分、たとえば100〜120kg/c
m2の分を第1の弁で請け負い、残りの20〜30kg
/cm2の分を第2の弁で請け負うようにする。そうす
れば、実際の絞り(第1の弁による主要な絞りおよび第
2の弁による補助絞り)の前後に異音が問題となるよう
な圧力差をなくすことができる。こうした第1および第
2の各弁は、スプールの軸線上、隣接する部分よりも大
径な第1および第2の各ランド部と、これらの各ランド
部がはまり合って隙間を形成する部分であり、第1およ
び第2の各段部に隣り合う弁孔の第1および第2の内壁
部とによって構成することができる。
り機能をもたせるため、ランド部と内壁部との間の隙間
を制御することになるが、加工を容易にする観点からす
れば、第1および第2の内壁部を同一の内径とし、第1
のランド部の外径を第2のランド部の外径よりも大きく
するように加工することが好適である。また、異音の問
題をより有効に解決するために、運転手による入力に応
じて、第2の弁が最初に絞り作用を生じ、この第2の弁
による絞り作用に遅れて第1の弁による絞り作用が生じ
るように設定すると良い。そのための具体的な方法とし
て、第1および第2のランド部の形状を変えることによ
って、第1および第2の両弁のうち少なくとも一方の弁
を可変絞りにすることも利用することができる。しか
し、最も好ましい方法は、液圧式倍力装置が非作動位置
にあるとき、第1の段部と第1のランド部との距離を、
第2の段部と第2のランド部との距離よりも大きくする
方法である。その方法によれば、スプールのストローク
を利用しつつ、第1および第2の各弁の作動時点を高精
度に制御することができる。
式倍力装置10の軸線方向に沿う断面を示す側断面図を
示している。倍力装置10のハウジング210は、軸線
方向に延びるシリンダ孔212のほか、ポンプからの作
動液を流入するための流入口、パワーステアリング装置
に作動液を送り出す流出口、さらには、リザーバタンク
に接続するドレン口を含む。
ハウジング210を貫通しており、その孔212の内部
にサーボピストン400が移動可能にはまり合ってい
る。シリンダ孔212の軸線方向上、取付けフランジ2
10fのある側が、運転手のペダル操作に応じてペダル
からの入力を受ける入力側であり、少し大径な孔212
mのある反対側がマスタシリンダを配置する出力側であ
る。出力側はマスタシリンダを挿入するために開口し、
また、入力側はふた部材214がシリンダ孔212の開
口をふさぎ、そのふた部材214の中心部を入力部材で
あるプランジャ216が軸線方向に貫通している。プラ
ンジャ216は、プッシュロッド217を通してペダル
からの踏力を受ける。シリンダ孔212の開口部にねじ
結合し、ハウジング210に一体化したふた部材214
は、内外にシールリング215i,215oを保持し、
開口部を密封している。なお、外周側のシールリング2
15oは、ふた部材214自体の外向きフランジ214
fが抜けを防止し、内周側のシールリング215iは、
リテーナリング218が抜けを防止している。リテーナ
リング218は、ふた部材214の内側の端面の部分に
はまり合い、そのはまり合った状態をハウジング210
の内向きフランジ211fが維持している。
00は、シリンダ孔212の内径に適う断面形状であ
り、シリンダ孔212の中を入力側から出力側へと延
び、その長さはシリンダ孔212のほぼ半分程度であ
る。サーボピストン400の中心部には、軸線方向に延
びる弁孔410があり、また、出力側の端部には、リン
グ型の比較的に深い溝420がある。弁孔410は、溝
420がある出力側の部分は閉じているのに対し、入力
側に臨む側は開口している。こうした弁孔410には、
閉じた孔の奥に戻りばね430が入り、ついで、スプー
ル600およびプランジャ216のフランジ部216f
が順次入り込んでいる。戻りばね430がスプール60
0の一端を入力側に押し、スプール600の他端をプラ
ンジャ216のフランジ部216fの端面に当ててい
る。フランジ部216fが入る開口部410bは弁孔4
10の他の部分よりも大径であり、その大径な開口部4
10bの奥の段部410sが、サーボピストン400と
プランジャ216との間の相対的な動き量を規制する。
この例では、リテーナリング218に隣り合うストッパ
リング432が、プランジャ216のフランジ部216
fに当たり、プランジャ216の後退位置を規定してい
る。また、サーボピストン400に設けた溝420は、
サーボピストン400用の戻りばね450を入れ、その
ばねの端部をばね受け452に支持させるための溝であ
る。ばね受け452は、溝420の中に入った部分が実
際のばね受けとなり、また、溝420の外に位置する部
分がロッド形状の出力部材460を支持している。図1
に示す戻り状態、つまり非作動の状態において、サーボ
ピストン400は、戻りばね450の付勢力を受け、そ
の入力側の端部(特に、端部の外周のリング型の突出部
402)をハウジング210の内向きフランジ211f
に当てている。
向の両端部にそれぞれシールリング470a,470b
があり、シリンダ孔212中、ふた部材214のある側
にサーボ室480、また、出力部材460のある側に空
気室490をそれぞれ区画している。そして、両シール
リング470a,470bの間の部分に、流入口、流出
口およびドレン口とスプール600がある弁孔410と
の間を連絡する各通路がある。各通路は、流入口と弁孔
410との間を連絡する流入通路、流出口と弁孔410
との間を連絡する流出通路、さらに、ドレン口と弁孔4
10との間を連絡するドレン連絡通路1300である。
それらの各通路は、サーボピストン400の外周部の溝
と放射状に延びる径方向の孔通路とを含む。
ボピストン400と相協力して、ドレン口とサーボ室4
80との間を連通状態あるいは遮断状態にするドレン口
開閉弁、および流入口とサーボ室480との間を遮断状
態あるいは連通状態にする供給弁、ならびに流入口と流
出口との間の連通を絞り状態、非絞り状態にする絞り弁
(この発明で問題とする弁手段)とを構成する。ドレン
口開閉弁の主体はランド部610である。このランド部
610は、スプール600に設けた径方向の通路640
に隣り合う部分に位置する。図1に示す非作動の初期状
態において、ランド部610は、サーボピストン400
の内周側との間に隙間通路615を形成している。この
場合、サーボ室480は、プランジャ216に設けた内
部通路2160、スプール600の中心通路6000お
よび径方向の通路640から隙間通路615を通してド
レン連絡通路1300に連通している。しかし、倍力装
置10の作動時、スプール600が前進すると、隙間通
路615が遮断され、ドレン連絡通路1300側とサー
ボ室480との間は遮断状態となる。
径方向の通路640をはさむ反対側に位置する。この供
給弁の主体はランド部620であり、このランド部62
0は、たとえば1.5°程度の小さな勾配のテーパ形状
である。そうしたランド620をもつ供給弁は、図1に
示す非作動の初期状態においては、サーボピストン40
0の内周側との隙間通路をほぼゼロとし、遮断状態であ
る。しかし、倍力装置10の作動時、供給弁は、テーパ
形状のランド部620の周りの隙間通路を大きくし、連
通状態となる。それによって、流入口から流入する圧液
は、供給弁を通して、スプール600の径方向の通路6
40および中心通路6000、さらにプランジャ216
の内部通路2160を通してサーボ室480に流入す
る。
(第1および第2の2つのランド部631,632)
は、ドレン口開閉弁および供給弁の各ランド部610,
620よりも前方(つまり、出力側寄り)に位置する。
図2は、これら第1および第2の2つのランド部63
1,632の部分を示す拡大断面図である。この発明で
は、絞り弁である弁手段を、スプール600の軸線上に
互いに隔てた第1の弁710と第2の弁720との2つ
に分離した構成としている。第1および第2の各弁71
0,720は、スプール600の軸線上、隣接する部分
よりも大径な第1および第2の各ランド部631,63
2と、これらの各ランド部631,632がはまり合っ
て隙間を形成する部分であり、第1および第2の各段部
4631,4632に隣り合う弁孔410の第1および
第2の内壁部411,412とを備えている。この場
合、第1および第2の内壁部411,412の内径は、
両方共にたとえば12.72mmの大きさであるのに対
し、流入口により近い第1のランド部631の外径は1
2.55mm、流出口により近い第2のランド部632
の外径は12.50mmである。したがって、運転手の
ペダル操作に応じて、スプール600上の各ランド部6
31,632が各内壁部411,412の内周に位置す
るとき、流入口に近い第1の弁710が主要な絞りとな
り、流出口に近い第2の弁720が補助的な絞りとな
る。第1の弁710の前後の圧力差は、たとえば100
〜120kg/cm2程度であり、また、第2の弁72
0の前後の圧力差は、たとえば20〜30kg/cm2
程度である。それにより、サーボピストン400の前後
に生じる圧力差は、第1および第2の両弁710,72
0の作用によって、たとえば120kg/cm2を超え
るような大きな値となる。しかし、第1および第2の各
弁710,720の前後のそれぞれの圧力差は、異音を
発生するような値よりも小さいため、異音の発生をも未
然に防ぐことができる。
の前後の圧力差をより適切に規制することによって、異
音の発生を確実に防止することが好ましい。そのために
は、補助的な絞りである第2の弁720が最初に絞り作
用を生じ、その後に第1の弁710による絞り作用が生
じるように設定すれば良い。図に示す例では、液圧式倍
力装置10が非作動状態にあるとき、第1の段部463
1と第1のランド部631との距離を、第2の段部46
32と第2のランド部632との距離よりもたとえば
0.6mm程度大きくするようにしている。
自らのハウジング210にエマージェンシポンプ90
(つまり、装置の外部のメインのポンプによって作動液
の供給ができなくなったようなときに、メインのポンプ
に代わって作動液を供給するポンプ)を一体的に付属し
ているが、この発明は、エマージェンシポンプ90を付
属しない、あるいは含まないものにも適用することがで
きる。
出口との間に2つの弁部を配置したが、3つ以上の弁部
を設け、さらに段階的に圧力差を減じるようにしても良
い。
断面図である。
図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 シリンダ孔、ポンプに接続される流入口
およびシリンダ孔内の作動液を排出する流出口を含むハ
ウジングと、前記シリンダ孔内に移動可能にはまり合
い、前記シリンダ孔内に前記流入口に連通するサーボ室
を区画するサーボピストンと、このサーボピストンに形
成され前記流入口と前記流出口とを連絡する弁孔と、こ
の弁孔に移動可能に挿入されるスプールを主体とし、運
転手による入力に応じて、前記スプールの外周のランド
部と前記弁孔の内周壁との間に隙間を形成し、前記流入
口から前記流出口に向かう作動液の流れを絞り、前記サ
ーボ室内に作動液圧を発生させる弁手段とを備えた液圧
式倍力装置において、 前記弁手段は、前記スプールの軸線上、前記流入口によ
り近い第1の弁と、前記流出口により近い第2の弁とを
備え、この第2の弁による絞り面積を前記第1の弁によ
る絞り面積よりも大きくし、しかも、前記運転手による
入力に応じて、前記第2の弁が最初に絞り作用を生じ、
この第2の弁による絞り作用に遅れて前記第1の弁によ
る絞り作用が生じることを特徴とする液圧式倍力装置。 - 【請求項2】 前記第1および第2の各弁は、前記スプ
ールの軸線上、隣接する部分よりも大径な第1および第
2の各ランド部と、これらの各ランド部がはまり合って
前記隙間を形成する部分であり、第1および第2の各段
部に隣り合う前記弁孔の第1および第2の内壁部とを備
える、請求項1の液圧式倍力装置。 - 【請求項3】 前記第1および第2の内壁部は同一の内
径であり、前記第1のランド部の外径が、前記第2のラ
ンド部の外径よりも大きい、請求項2の液圧式倍力装
置。 - 【請求項4】 液圧式倍力装置が非作動位置にあると
き、前記第1の段部と前記第1のランド部との距離が、
前記第2の段部と前記第2のランド部との距離よりも大
きい、請求項2あるいは3の液圧式倍力装置。
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