JP3642348B2 - 倍力装置の弁機構 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は自動車のブレーキ等に用いられる倍力装置に関し、より詳しくは、倍力装置の弁機構の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、倍力装置として、シェル内に摺動自在に設けた筒状のバルブボデイと、このバルブボディに設けたパワーピストンと、このパワーピストンの前後に区画形成した定圧室および変圧室と、入力軸に連動し上記定圧室と変圧室および大気との間の流体通路の連通状態を切り換える弁機構とを備え、上記弁機構を、バルブボデイの内周部に形成した環状の第1弁座と、上記バルブボデイに摺動自在に嵌合した弁プランジャと、この弁プランジャに形成した環状突起からなる第2弁座と、弾性体によって製造され、上記両弁座に接離する平坦面からなるシート部を有する弁体とから構成したものは知られている。
このような従来の倍力装置は、非作動状態においては、弁体は第1弁座から離座する一方、弁体は第2弁座に着座している。そのため、弁体のフロント側は負圧となり、リヤ側は大気圧となっており、弁体はその前後の差圧によってフロント側にむけて付勢されている。そのため、従来では、上記差圧による付勢力を打ち消して入力軸および弁プランジャを非作動位置に停止させるために、バルブボディと入力軸とにわたって戻しばねを弾装している。
そして、上記倍力装置の非作動状態から弁プランジャに連動した入力軸が上記戻しばねに抗して前進されると、弁体のシート部が第2弁座から離座する一方、弁体のシート部が第1弁座に着座するので、変圧室内に大気が導入されて倍力装置が作動される様になっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の倍力装置では、非作動状態において、平坦面からなる弁体のシート部が環状突起からなる第2弁座に着座している時には、弁体のシート部は環状溝状に弾性変形しているので、倍力装置の作動開始後においても弁体のシート部に環状溝状の圧痕が残るようになる。したがって、従来では、倍力装置が作動された後の中間負荷状態において、第2弁座に弁体のシート部が着座した際の気密性が低下するという欠点があった。
なお、従来、弁プランジャのリヤ側端部に形成した半球状部分を第2弁座とする一方、弁体に形成した環状突起からなるシート部をこの第2弁座に着座させる弁機構も知られている。しかしながら、この弁機構では、環状突起からなるシート部の径を大きくすると、戻しばねのセット荷重も大きくする必要があるので、倍力装置を作動させる際の作動開始入力が大きくなるという欠点が生じる。
【0004】
【課題を解決するための手段】
このような事情に鑑み、本発明は、シェル内に摺動自在に設けた筒状のバルブボディと、このバルブボディに設けたパワーピストンと、上記シェル内で上記パワーピストンの前後に区画形成した定圧室と変圧室と、入力軸に連動して上記変圧室と定圧室および大気との間の流体通路の連通状態を切り換える弁機構とを備え、上記弁機構を、上記バルブボディの内周部に形成した環状の第1弁座と、上記バルブボディに摺動自在に嵌合した弁プランジャと、この弁プランジャに形成した環状突起からなる第2弁座と、上記第1弁座および第2弁座に接離する平坦面からなる弾性体のシート部を有する弁体とから構成した倍力装置において、
上記弁プランジャにおける上記第2弁座から連続する半径方向の隣接内方位置、あるいは上記弁体における上記第2弁座に着座するシート部の半径方向の隣接内方位置の少なくとも一方に、上記環状突起からなる第2弁座の軸方向高さより低い環状突起からなる当接部を形成して、上記第2弁座に上記弁体のシート部が着座する際には上記当接部がそれに対向する他方の部材に当接して、上記弁体のシート部の軸方向の弾性変形量を小さく抑制するように構成し、さらに、上記当接部の半径方向で隣接内方位置に、上記当接部よりも軸方向高さの低い逃部を設けて、上記第2弁座に上記弁体のシートが着座する際の接触圧力の低下を防止したものである。
【0005】
【作用】
このような構成において、例えば当接部を第2弁座から連続する半径方向の隣接内方位置に形成した場合においては、弁体が第2弁座に着座する時には上記当接部も弁体に当接する。
つまり、倍力装置の非作動状態において、当接部が弁体に当接することにより、この当接部を備えていなかった従来と比較すると、第2弁座に着座して弾性変形する際における弁体のシート部の軸方向の弾性変形量が少なくなり、それによって、弁体のシート部に環状溝状の圧痕が残ることを抑制することができる。
したがって、倍力装置の作動開始後の中間負荷状態において、弁体のシート部が第2弁座に着座した際の気密性を向上させることができる。
【0006】
【実施例】
以下図示実施例について本発明を説明すると、図1において、ブレーキ倍力装置のシェル1内には、概略筒状のバルブボディ2を摺動自在に設けてあり、このバルブボディ2の外周部にパワーピストン3を設けている。パワーピストン3の背面にはダイアフラム4を張設してあり、このダイアフラム4によってシェル内を定圧室Aと変圧室Bとに区画形成している。
バルブボディ2内には流体回路を切り換える弁機構5を設けてあり、この弁機構5は、バルブボディ2の内周部に形成した環状の第1弁座6と、バルブボディ2に摺動自在に設けた弁プランジャ7と、上記第1弁座6よりも内側で弁プランジャ7のリヤ側端部の外周縁に形成した環状突起からなる第2弁座8と、さらに平坦面からなるシート部を上記両弁座6、8にリヤ側から対向させた弁体11と、弁体11のシート部をフロント側にむけて付勢し、両弁座6、8に弁体11のシート部を着座させるばね12とを備えている。
また、第1弁座6とそれに接離する弁体11の環状シート部S1とによって真空弁13を構成してあり、この真空弁13の外方側の空間は、バルブボディ2に形成した定圧通路14を介して定圧室Aに連通させている。定圧室Aは図示しない負圧導入管を介してエンジンのインテークマニホールドに連通させてあり、したがって、定圧室A内には常時負圧が導入されている。
【0007】
上記第2弁座8とそれに接離する弁体11の環状シート部S2とによって大気弁15を構成してあり、大気弁15と上記真空弁13との中間部分の空間は、バルブボディ2に形成した変圧通路16を介して変圧室Bに連通させている。
さらに、大気弁15よりも内方側の空間は、バルブボディ2の内周部によって構成した大気通路17を介して圧力流体源としての大気に連通させてあり、この大気通路17内にはフィルタ18を設けている。
弁プランジャ7のリヤ側端部には入力軸21のフロント側端部を枢支連結してあり、この入力軸21のリヤ側の端部は図示しないブレーキペダルに連結している。
他方、上記弁プランジャ7のフロント側にはリアクションディスク22を配置し、このリアクションディスク22は、出力軸23のリヤ側の端部とバルブボディ2の段部端面とによって挟持している。
出力軸23のフロント側の端部は、気密を保持してシェル1のフロント側の軸部から摺動自在に外部に突出させて、図示しないマスターシリンダのピストンに連動させている。
【0008】
さらに、バルブボディ2は、そのフロント側端面と図示しないシェル1のフロント側の壁面とにわたって設けてリターンスプリング24によってリヤ側にむけて付勢されており、ブレーキ倍力装置の非作動状態においては図示非作動位置に停止している。
バルブボディ2の内周部と入力軸21との間にはばね25を弾装して弁プランジャ7および入力軸21をリヤ側にむけて付勢されているので、ブレーキ倍力装置の非作動状態においては、第2弁座8に弁体11のシート部S2が着座して大気弁15が閉鎖される一方、弁体11のシート部S1は第1弁座6から離座して真空弁13が開放されている。したがって、定圧室Aと変圧室Bが連通して、それらの内部に負圧が導入されている。
上述した構成およびそれに基づく作動は従来公知のものと変わるところはない。
【0009】
しかして、図2に拡大して示すように、本実施例の弁プランジャ7は、環状突起からなる第2弁座8から連続する半径方向の隣接内方位置に、この第2弁座8よりも高さを低く設定した環状突起からなる当接部7aを形成している。この当接部7aの端面7bは平坦面としてあり、この端面7bの軸方向の位置、すなわち当接部7aの高さは次のように設定している。つまり、この当接部7aがない状態において第2弁座8に弁体11のシート部S2が着座して、該シート部S2が環状溝状に弾性変形した際の軸方向における弾性変形量(深さ)よりも高さが低くなるように設定している。したがって、この図2に示した第2弁座8に弁体11のシート部S2が着座して大気弁15が閉鎖された状態においては、シート部S2は環状溝状に弾性変形するとともに、第2弁座8の内方に設けた当接部7aの端面7bもシート部S2の隣接内方側の箇所に当接する様になっている。
さらに、本実施例では、上記当接部7aの内方側を円周方向に連続させてテーパ状に削り取った逃部7cとしている。
以上のように構成した本実施例によれば、第2弁座8が弁体11のシート部S2に着座する際には当接部7aも弁体11に当接するので、この当接部7aを備えていない従来の弁プランジャ7(図4(a)参照)に比較すると、第2弁座8に着座したシート部S2の軸方向の弾性変形量(深さ)は小さくなる。そのため、第2弁座8に着座したシート部S2に環状溝状の圧痕が残るのを抑制することができる。
【0010】
したがって、ブレーキ倍力装置が作動された後の中間負荷状態において、第2弁座8が弁体11のシート部S2に着座した際の気密を良好に保持することができる。そして、特に、上記構成によれば、低温下に置けるシート部S2の永久変化量を小さく抑制することができるとともに、シート部S2が熱によって劣化して永久変化する変化量を小さく抑制することができる。したがって、低温下において、あるいは熱によって弁体11のシート部S2が劣化した状態においてブレーキ倍力装置が作動された後の中間負荷状態において、第2弁座8に弁体11のシート部S2に着座した際の気密を良好に保持することができる。
また、上記当接部7aを設けたにも拘らず、大気弁15の流路面積は当接部7aを備えていない従来のものと同じなので、ブレーキ倍力装置の作動時の応答性が低下することはない。
さらに、当接部7aの内方側には逃部7cを形成しているので、当接部7aが弁体11のシート部S2の内方側の箇所と当接する際に、当接面積が不必要に増加しないようになっている。これによって、シート部S2が第2弁座8に着座する際の接触圧力の低下を防止するとともに、第2弁座8からシート部S2が僅かに離座した状態、つまり大気弁15が僅かに開放された状態においても逃部7cによって構成される空間を介して大気が支障なく流通できるようになっている。
【0011】
ここで、当接部7aを設けた本実施例の弁プランジャ7と、当接部7aを設けていない従来の弁プランジャ7(図4(a)参照)におけるシート部S2の弾性変形量の違いを簡単に比較してみたのが図3ないし図4である。
両者の比較の前提として、上記ばね25のセット荷重を同一に設定し、かつ第2弁座8を構成する環状突起の断面の円弧状部分の半径を0.5mmに設定して、第2弁座8に弁体11のシート部S2を着座させた場合を想定した。
先ず、図4に示す従来のものでは、図4(a)に示す様に、シート部S2が第2弁座8に着座した際のシート部S2の弾性変形量は0.3mmとなっている。また、図4(b)に示すように、第2弁座8が内外にそれぞれ0.2mmづつ偏心した状態において、第2弁座8にシート部S2が着座したときのシート部S2の弾性変形量は図4(c)に示すようになる。そして、この場合、斜線で示した箇所が、第2弁座8が偏心したことに伴って増加するシート部S2の弾性変形の増加分となり、その面積は、0.120mm2 となる。
【0012】
これに対して、図3に示した本実施例においては、着座した際の弾性変形部の断面積が図4(a)と同一となるように変形させると、図3(a)に示すように、第2弁座8にシート部S2が着座した時のシート部S2の軸方向における弾性変形量は0.22mmとなっている。そして、図4(b)に示すように、第2弁座8が半径方向の内外にそれぞれ0.2mmづつ偏心した状態において、第2弁座8にシート部S2が着座したときのシート部S2の弾性変形の増加分は、図4(c)に斜線で示した部分であり、その面積は、0.088mm2 となった。つまり、本実施例によれば、第2弁座8が偏心した時に増加するシート部S2の弾性変形の増加量は従来の弁機構の73%となる。
換言すると、本実施例によれば、シート部S2が環状溝状に永久変形した状態において第2弁座8が偏心した時に、第2弁座8にシート部S2が着座して気密を保持するためにシート部S2を変形させる面積を従来よりも少なくすることができる。つまり、このことは、大気弁15(シート部S2)の径が同一の場合において、従来よりも本実施例の場合の方がばね12の付勢力が小さくて良いことを意味しており、これにより、ブレーキ倍力装置の作動開始入力を従来よりも低減させることができる。
【0013】
(第2実施例)
次に、図5は本発明の第2実施例を示したものである。上記第1実施例においては当接部7aを弁プランジャ7に形成していたが、この第2実施例では弁体11のシート部S2の隣接内方側に環状突起からなる当接部11aを形成したものである。このような第2実施例の構成であっても上述した第1実施例と同様の作用効果を得ることができる。
なお、上述した実施例は本発明をシングルタイプのブレーキ倍力装置に適用した場合について説明したが、タンデムタイプあるいはトリプルタイプのブレーキ倍力装置にも本発明を適用することができる。また、ブレーキ倍力装置だけでなく、クラッチ倍力装置にも適用することができる。
【0014】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、倍力装置の作動開始後の中間負荷状態において、弁体のシート部が第2弁座に着座した際の気密性を向上させることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す断面図。
【図2】図1の要部の拡大図。
【図3】本発明の第2弁座8に弁体11が当接した状態を示す図
【図4】従来の第2弁座8に弁体11が当接した状態を示す図
【図5】本発明の第2実施例を示す断面図
【符号の説明】
2…バルブボデイ 3…パワーピストン
4…ダイアフラム 5…弁機構
6…第1弁座 7…弁プランジャ
7a…当接部 7c…逃部
8…第2弁座 A…定圧室
B…変圧室
Claims (2)
- シェル内に摺動自在に設けた筒状のバルブボディと、このバルブボディに設けたパワーピストンと、上記シェル内で上記パワーピストンの前後に区画形成した定圧室と変圧室と、入力軸に連動して上記変圧室と定圧室および大気との間の流体通路の連通状態を切り換える弁機構とを備え、
上記弁機構を、上記バルブボディの内周部に形成した環状の第1弁座と、上記バルブボディに摺動自在に嵌合した弁プランジャと、この弁プランジャに形成した環状突起からなる第2弁座と、上記第1弁座および第2弁座に接離する平坦面からなる弾性体のシート部を有する弁体とから構成した倍力装置において、
上記弁プランジャにおける上記第2弁座から連続する半径方向の隣接内方位置、あるいは上記弁体における上記第2弁座に着座するシート部の半径方向の隣接内方位置の少なくとも一方に、上記環状突起からなる第2弁座の軸方向高さより低い環状突起からなる当接部を形成して、上記第2弁座に上記弁体のシート部が着座する際には上記当接部がそれに対向する他方の部材に当接して、上記弁体のシート部の軸方向の弾性変形量を小さく抑制するように構成し、さらに、上記当接部の半径方向で隣接内方位置に、上記当接部よりも軸方向高さの低い逃部を設けて、上記第2弁座に上記弁体のシートが着座する際の接触圧力の低下を防止したことを特徴とする倍力装置の弁機構。 - 上記第2弁座と上記当接部との軸方向高さの差を、上記当接部を設けない場合において上記第2弁座に上記弁体が着座したときの上記シート部の軸方向の弾性変形量よりも小さくしたことを特徴とする請求項1に記載の倍力装置の弁機構。
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