JPH04257760A - ブレーキ用気体圧ブースタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は気体の圧力を利用してブ
レーキ装置の操作力を倍力するブレーキ用気圧ブースタ
に関するものであり、特に、倍力率が２段階に変えられ
る気体圧ブースタにおけるリアクションディスクの耐久
性の向上に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ブレーキ用気体圧ブースタは、一般に、
次のように構成される。（ａ）ハウジングと、（ｂ）そ
のハウジング内に軸方向に移動可能に配設され、両側に
形成された変圧室と定圧室との圧力差に従って作動する
パワーピストンと、（ｃ）パワーピストンに軸方向に移
動可能に嵌合されるとともに入力部材に連結されたプラ
ンジャと、（ｄ）ハウジングおよびパワーピストンに対
して軸方向に相対移動可能な出力部材と、（ｅ）その出
力部材からの反力をパワーピストンおよびプランジャに
分配して伝達する弾性体製のリアクションディスクと、
（ｆ）パワーピストンに保持され、そのパワーピストン
に対するプランジャの相対移動により、変圧室と定圧室
とを連通させて両室の圧力差を０とする状態と、連通を
遮断するとともに変圧室への作動気体の流入を許容して
圧力差を生じさせる状態とに切り換わる制御弁装置とを
含むように構成されるのである。

【０００３】このブースタにおいては、入力部材に入力
が加えられ、プランジャが前進すれば制御弁装置が切り
換わり、変圧室と定圧室とに圧力差が生じてパワーピス
トンが前進し、入力部材の入力が倍力されて出力部材か
ら出力される。パワーピストンは、変圧室と定圧室との
圧力差による前進力と、リアクションディスクから加え
られる反力とが釣り合う位置において停止し、入力部材
に加えられた入力はプランジャのリアクションディスク
に対する受圧面積と出力部材のリアクションディスクに
対する受圧面積との比で決まる倍力率で倍力されて出力
される。

【０００４】実開昭５６−６２２６８号公報には上記倍
力率を２段階に変えられる気体圧ブースタが記載されて
いる。この気体圧ブースタにおいては、プランジャにそ
の先端面の中央から突出する突部が設けられており、入
力部材への入力によりプランジャが前進するとき、まず
、突部がリアクションディスクに当接し、更に前進させ
られることによりプランジャの先端面全体がリアクショ
ンディスクに当接する。突部のみがリアクションディス
クに当接し、突部のまわりの環状部がリアクションディ
スクから離れている場合には、その環状部がリアクショ
ンディスクから受けるべき反力の一部を突部が受け、残
りをパワーピストンが受けることとなり、プランジャに
加えられる反力はその先端面全体がリアクションディス
クに当接する場合より小さく、突部のみがリアクション
ディスクに当接する場合の方が大きい倍力率が得られる
。入力部材に加えられる入力が大きくなり、プランジャ
の先端面全体がリアクションディスクに当接すれば、倍
力率は先端面全体の面積とリアクションディスクの受圧
面積との比となり、突部のみが当接する場合より小さく
なって入力部材の操作感覚が硬くなり、入力者は大きい
出力が得られていることがわかる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この気
体圧ブースタにおいては、プランジャの先端面全体がリ
アクションディスクに当接するとき、突部がリアクショ
ンディスクに食い込んで凹状に変形させるため、リアク
ションディスクに無理な力がかかって劣化し易く、耐久
性が悪い問題があった。

【０００６】本発明は、倍力率を２段階に変えられると
ともに、リアクションディスクの耐久性が高い気体圧ブ
ースタを提供することを課題として為されたものである
。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の気体圧ブースタ
は、上記の課題を解決するために、プランジャを、プラ
ンジャ本体と、そのプランジャ本体の先端中央部に開口
する嵌合穴に軸方向に移動可能に嵌合されたサブプラン
ジャと、そのサブプランジャとプランジャ本体との間に
配設され、リアクションディスクから加えられる反力が
小さい間はサブプランジャをプランジャ本体から突出し
た状態に保ち、反力の増大に伴って嵌合穴内に引っ込む
ことを許容するとともに、その引込量の増大に伴って増
大する抵抗力を付与する抵抗力付与部材とを含むものと
したことを要旨とするものである。

【０００８】

【作用】このように構成されたブレーキ用気体圧ブース
タにおいては、入力部材に入力が加えられ、プランジャ
が前進するとき、まず、サブプランジャがリアクション
ディスクに当接し、入力部材の入力は大きい倍力率で倍
力されて出力される。サブプランジャがリアクションデ
ィスクに当接した後は、入力が増大してプランジャが前
進するとき、リアクションディスクからの反力の増大に
よりサブプランジャが嵌合穴内に引っ込む。サブプラン
ジャには、抵抗力付与部材により、リアクションディス
クからの反力の増大に伴って増大する抵抗力が付与され
るため、サブプランジャは抵抗しつつ徐々にプランジャ
本体内へ引っ込む。したがって、当初はプランジャ本体
はリアクションディスクに当接せず、サブプランジャが
前記気体圧ブースタにおける突部と同様に作用し、大き
い倍力率が得られる。しかし、やがてプランジャ本体も
リアクションディスクに当接するに至り、以後は倍力率
が小さくなる。この時点でサブプランジャの先端面がプ
ランジャ本体の先端面と一致し、それ以上はサブプラン
ジャが引っ込まないようにされている場合には、リアク
ションディスク内の圧力が高い領域ではプランジャ全体
が平坦な面でリアクションディスクに当接することとな
る。

【０００９】ただし、これは不可欠なことではない。リ
アクションディスク内の圧力が高い領域においてもサブ
プランジャがプランジャ本体から突出した状態を保つ場
合でも、サブプランジャがプランジャ本体内に引っ込ん
だ分だけはリアクションディスクの変形量が軽減される
のである。逆に、リアクションディスク内の圧力が高い
領域では、サブプランジャがプランジャ本体内に引っ込
む状態となってもよい。この場合にはリアクションディ
スクの中央部が膨出することとなるが、その量が小さけ
れば差支えはないのである。

【００１０】

【発明の効果】このように本発明のブレーキ用気体圧ブ
ースタにおいては、倍力率が２段階に変えられる。しか
も、リアクションディスクの圧力が高い領域ではサブプ
ランジャのプランジャ本体からの突出量が０となり、あ
るいは減少し、あるいは僅かに引っ込んだ状態となり、
いずれにしても従来のように突部がリアクションディス
クに大きく食い込むことがなくなり、その耐久性が向上
する効果が得られる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明をブレーキ用バキュームブース
タに適用した場合を例に取り、図面に基づいて詳細に説
明する。図３において１０はハウジングである。このハ
ウジング１０はフロントシェル２０とリヤシェル２２と
から成る気密な空室を備えており、その空室はダイヤフ
ラム式のパワーピストン２４によって定圧室２６および
変圧室２８に二分されている。定圧室２６は管継手３０
を経てエンジンのインテイクマニホールド，バキューム
ポンプ等の負圧源に接続されて常時負圧とされており、
変圧室２８は後述の制御弁装置によって定圧室２６また
は大気に選択的に連通させられて内圧が制御されるよう
になっている。また、パワーピストン２４は、椀状のダ
イヤフラムプレート３６と、ダイヤフラムプレート３６
に重ねられて周囲が空室内に固定されたダイヤフラムゴ
ム３８と、ダイヤフラムプレート３６の中央部に固定さ
れたパワーピストン本体４０とから構成され、定圧室２
６と変圧室２８との圧力差に基づいて軸方向に駆動され
るようになっている。４１はパワーピストン２４を図に
示す後退端位置に付勢するリターンスプリングである。

【００１２】パワーピストン本体４０には、制御弁装置
４２と中継機構４４とが設けられている。制御弁装置４
２は、パワーピストン本体４０に形成された第一弁座４
６と、パワーピストン本体４０に摺動可能に嵌合され、
入力部材としての入力ロッド４８に連結されたバルブプ
ランジャ５０に形成された第二弁座５２と、両弁座４６
，５２に対して共通に配設された弾性体であるバルブエ
レメント５４とから構成されており、バルブエレメント
５４はスプリング５５によって第一弁座４６に着座する
向きに付勢されている。また、パワーピストン本体４０
には、定圧室２６および変圧室２８に通じる空気流通路
５６および５８が形成されている。したがって、バルブ
エレメント５４が第二弁座５２に着座させられている場
合には、空気流通路５６および５８を通して定圧室２６
と変圧室２８とが連通させられ、圧力差が０となってい
るが、入力ロッド４８が前進させられるのに伴ってバル
ブエレメント５４と第二弁座５２とが離れ、バルブエレ
メント５４が第一弁座４６に着座すると、空気流通路５
６が閉じられるとともに空気流通路５８を通して大気と
変圧室２８とが連通させられ、両室２６，２８に圧力差
が生じてパワーピストン２４が前進させられる。

【００１３】なお、パワーピストン本体４０に設けられ
た切欠孔６０には、ストッパキー６２がさし込まれ、図
示しないストッパリングによって抜出しが防止されてい
る。このストッパキー６２は、バルブプランジャ５０の
中間部に形成された円環状の溝６４に係合し、バルブプ
ランジャ５０の前進端および後進端を規制する。また、
入力ロッド４８は、バルブプランジャ５０に連結された
側とは反対側の端部が、パワーピストン本体４０のハウ
ジング１０からの突出端部に保持されたエアフィルタ６
６を貫通し、突出させられるとともに、スプリング６８
によって後退方向に付勢されている。エアフィルタ６６
は、変圧室２８に流入するエアを浄化するものである。 ７０はブーツであり、パワーピストン本体４０のリヤシ
ェル２２から突出した部分を覆っている。

【００１４】フロントシェル２０には、出力部材として
の出力ロッド７２がその中央部を貫通した状態で軸方向
に移動可能に嵌合されており、入力ロッド４８に加えら
れた操作力とその操作力に応じたパワーピストン２４の
助勢力とは、中継機構４４を介して出力ロッド７２に伝
達されるようになっている。中継機構４４は、バルブプ
ランジャ５０の前端部に形成された小径プランジャ部７
４と、出力ロッド７２の後端部に設けられた大径プラン
ジャ部７６と、ゴム製のリアクションディスク７８とか
ら構成されている。パワーピストン本体４０には段付穴
が形成されており、小径プランジャ部７４は、その段付
穴の小径穴部８０（図１（Ａ）参照）に軸方向に摺動可
能に嵌合され、大径プランジャ部７６は大径穴部８２（
図１（Ａ）参照）に軸方向に摺動可能に嵌合され、リア
クションディスク７８は、大径プランジャ部７６と大径
穴部８２の底面との間に配設されている。

【００１５】上記小径プランジャ部７４の先端部を拡大
して図１（Ａ）に示す。小径プランジャ部７４のプラン
ジャ本体８６の先端中央部には、リアクションディスク
７８に向かって開口する有底の嵌合穴８８が形成されて
いる。この嵌合穴８８は段付状を成し、小径プランジャ
部７４のリアクションディスク７８と対向する先端面９
０に開口する小径穴部９２には、サブプランジャ９４が
軸方向に移動可能に嵌合されている。また、嵌合穴８８
の大径穴部９６には、抵抗力付与部材としてのゴムブロ
ック９８が配設されている。このゴムブロック９８はサ
ブプランジャ９４と同径の円柱状を成し、突部１００に
おいて嵌合穴８８の底面に形成された凹部１０２に嵌合
され、固定されている。小径プランジャ部７４は、ブー
スタの非作動時には図１（Ａ）に示す位置にあり、また
、ゴムブロック９８は圧縮されず、サブプランジャ９４
をプランジャ本体８６の先端面９０から小距離突出する
とともに、リアクションディスク７８から小距離離れた
状態に保っている。

【００１６】サブプランジャ９４の突出端部には、半径
方向外向きのフランジ１０４が形成されている。一方、
嵌合穴８８の開口部にざぐり部１０６が形成されており
、サブプランジャ９４が最も嵌合穴８８内に引っ込んだ
状態ではフランジ１０４がざぐり部１０６に収容される
ようになっている。この状態では、サブプランジャ９４
の先端面とプランジャ本体８６の先端面とが同一平面上
に位置する状態となるとともに、フランジ１０４とざぐ
り部１０６との係合によりサブプランジャ９４がそれ以
上引っ込むことが防止される。

【００１７】以上のように構成されたバキュームブース
タにおいては、ブレーキペダルが踏み込まれていない状
態では、第二弁座５２にバルブエレメント５４が着座す
るとともに第一弁座４６とバルブエレメント５４とが離
れているため、変圧室２６と定圧室２８とが連通してパ
ワーピストン２４の両側には圧力差が発生していない。 そのため、パワーピストン本体４０および出力ロッド７
２がリターンスプリング４１の付勢力によって最も後方
に位置させられている。図３はこの状態を示す。

【００１８】この状態からブレーキペダルが操作されて
入力ロッド４８が前進させられれば、バルブプランジャ
５０がパワーピストン本体４０に対して相対的に前進さ
せられ、第一弁座４６にバルブエレメント５４が着座さ
せられるとともに、第二弁座５２とバルブエレメント５
４とが離される。このため、制御弁装置４２の開度に応
じて変圧室２８内に大気が流入させられてパワーピスト
ン２４の両側に圧力差が生じ、パワーピストン２４がバ
ルブプランジャ５０とともに前進させられるとともに、
そのパワーピストン２４の動きがリアクションディスク
７８を介して出力ロッド７２に伝達され、出力ロッド７
２が前進させられる。これによってマスタシリンダ内の
制動液が図示しないブレーキ系統へ供給されてブレーキ
クリアランスが消滅し、制動効果が現れ始める。

【００１９】この際、出力ロッド７２に加えられるブレ
ーキ反力により、図１（Ｂ）に示すように、リアクショ
ンディスク７８の外周部が大径プランジャ部７６とパワ
ーピストン本体４０とに挟まれて中央部がバルブプラン
ジャ５０側に膨出し、かつ、サブプランジャ９４が小径
プランジャ部７４と共に前進するため、サブプランジャ
９４とリアクションディスク７８とが当接し、出力ロッ
ド７２からリアクションディスク７８に加えられるブレ
ーキ反力がパワーピストン本体４０とサブプランジャ９
４とに配分される。小径プランジャ部７４のサブプラン
ジャ９４のまわりの環状部分はリアクションディスク７
８に当接しないため、この環状部分がリアクションディ
スク７８から受けるはずであった反力は、一部がサブプ
ランジャ９４により受けられ、残りがパワーピストン本
体４０により受けられて、入力は図２のグラフのうち直
線Ｘで示すように高い倍力率で倍力されて出力される。

【００２０】この状態からブレーキペダルが更に踏込み
操作されると、バルブプランジャ５０が更に前進し、プ
ランジャ本体８６が前進する一方、リアクションディス
ク７８からサブプランジャ９４に加えられる反力が増大
してサブプランジャ９４が嵌合穴８８内に引っ込まされ
る。この際、サブプランジャ９４にはゴムブロック９８
によりサブプランジャ９４の引込量の増大に伴って増大
する抵抗力が付与されるため、サブプランジャ９４は徐
々に引込み、その間はプランジャ本体８６とリアクショ
ンディスク７８とは当接しない。しかし、やがてプラン
ジャ本体８６がリアクションディスク７８に当接し、そ
れとほぼ同時期にフランジ１０４とざぐり部１０６との
係合によりサブプランジャ９４の引込みが阻止される。 プランジャ本体８６とサブプランジャ９４とがあたかも
一体の部材であるかのように、一平面でリアクションデ
ィスク７８と当接する状態となるのである（図１（Ｃ）
参照）。この状態では入力は小径プランジャ部７４の断
面積と大径プランジャ部７６の断面積との比で倍力され
る。この際の入力と出力との関係は、図２のグラフのう
ち直線Ｙで示されるようになり、倍力率がサブプランジ
ャ９４のみがリアクションディスク７８に当接する場合
より小さいため、ブレーキペダルの操作感覚が硬くなり
、大きいブレーキ力が生じていることがわかる。

【００２１】パワーピストン２４の両側の圧力差が限界
に達すれば、以後、ブレーキペダルに加えられる操作力
の変化はそのまま出力ロッド７２の出力の変化として伝
達される。すなわち、パワーピストン２４の助勢力が限
界に達すれば、バルブプランジャ５０がストッパキー６
２を介してパワーピストン２４と係合し、両者が一体的
に移動する状態となるのであり、パワーピストン２４は
操作力の変化にかかわらず、一定の助勢力を出力ロッド
７２に伝達する状態となるので、出力ロッド７２から出
力される力は入力ロッド４８に加えられた操作力にその
一定の助勢力を加えたものとなるのである。このような
状態における入力に対する出力の倍力率は１となり、入
力と出力との関係は図２の直線Ｚで示される。

【００２２】このように本実施例のバキュームブースタ
においては、倍力率が２段階に変えられ、また、ブレー
キペダルに加えられる操作力が大きい領域ではプランジ
ャ本体８６とサブプランジャ９４との先端面が一平面状
となってリアクションディスク７８に当接するため、リ
アクションディスク７８が部分的に強くくぼまされるこ
とがなく、その寿命の低下が防止される。

【００２３】なお、上記実施例において抵抗力付与部材
はゴム製のブロック９８とされていたが、図４に示すよ
うに、スポンジ等、気泡を有し、圧縮性のある材料によ
り形成されたブロック１１０としてもよい。この場合に
は、サブプランジャ９４が嵌合穴１１２内に引っ込む際
、ブロック１１０は圧縮されてサブプランジャ９４の引
込みを許容するため、ブロック１１０の変形を許容する
ための逃がしを設けるべく、嵌合穴１１２を段付状とす
る必要がない。なお、ブロック１１０の弾性力は、プラ
ンジャ本体８６がリアクションディスク７８に当接した
ときにサブプランジャ９４の先端面とプランジャ本体８
６の先端面とが一平面状となってリアクションディスク
７８に当接する大きさに設定されており、上記実施例に
おけるようにフランジ１０４およびざぐり部１０６を設
けてサブプランジャ９４の引込みを規制しなくてもよい
。

【００２４】また、図５に示すようにサププランジャ９
４と嵌合穴１１６の底面との間に皿ばね１１８を配設し
て抵抗力付与手段としてもよい。この皿ばね１１８のば
ね荷重は図４に示す実施例のブロック１１０の弾性力と
同様に設定されている。

【００２５】さらに、上記各実施例においては負圧と大
気圧との差によりパワーピストンが作動するバキューム
ブースタに本発明を適用した場合を例に取って説明した
が、大気圧とそれより高い正圧との圧力差によりパワー
ピストンを作動させる気体圧ブースタや、負圧と正圧と
の圧力差によりパワーピストンを作動させる気体圧ブー
スタ等に本発明を適用することができる。

【００２６】その他、特許請求の範囲を逸脱することな
く、当業者の知識に基づいて種々の変形，改良を施した
態様で本発明を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の一実施例であるバキュームブース
タのバルブプランジャがリアクションディスクから離間
した状態と、サブプランジャがリアクションディスクに
当接した状態と、バルブプランジャの小径プランジャ部
の先端面全体がリアクションディスクに当接した状態と
を示す図である。

【図２】　　上記バキュームブースタにおける入力と出
力との関係を示すグラフである。

【図３】　　上記バキュームブースタを示す正面断面図
である。

【図４】　　抵抗力付与部材の別の態様を示す正面断面
図である。

【図５】　　抵抗力付与部材の更に別の態様を示す正面
断面図である。

【符号の説明】

１０　　ハウジング ２４　　パワーピストン ２６　　定圧室 ２８　　変圧室 ４２　　制御弁装置 ４８　　入力ロッド ５０　　バルブプランジャ ７２　　出力ロッド ７８　　リアクションディスク ８６　　プランジャ本体 ８８　　嵌合穴 ９０　　先端面 ９４　　サブプランジャ ９８　　ゴムブロック １１０　　ブロック １１２　　嵌合穴 １１６　　嵌合穴 １１８　　皿ばね

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ハウジングと、そのハウジング内に軸
   方向に移動可能に配設され、両側に形成された変圧室と
   定圧室との圧力差に従って作動するパワーピストンと、
   前記パワーピストンに軸方向に移動可能に嵌合されると
   ともに入力部材に連結され、かつ、先端面の中央から突
   出する突部を有するプランジャと、前記ハウジングおよ
   び前記パワーピストンに対して軸方向に相対移動可能な
   出力部材と、その出力部材からの反力を前記パワーピス
   トンおよび前記プランジャに分配して伝達する弾性体製
   のリアクションディスクと、前記パワーピストンに保持
   され、そのパワーピストンに対する前記プランジャの相
   対移動により、前記変圧室と前記定圧室とを連通させて
   両室の圧力差を０とする状態と、連通を遮断するととも
   に前記変圧室への作動気体の流入を許容して圧力差を生
   じさせる状態とに切り換わる制御弁装置とを含むブレー
   キ用気体圧ブースタにおいて、前記プランジャを、プラ
   ンジャ本体と、そのプランジャ本体の先端中央部に開口
   する嵌合穴に軸方向に移動可能に嵌合されたサブプラン
   ジャと、そのサブプランジャと前記プランジャ本体との
   間に配設され、前記リアクションディスクから加えられ
   る反力が小さい間はサブプランジャをプランジャ本体か
   ら突出した状態に保ち、反力の増大に伴って前記嵌合穴
   内に引っ込むことを許容するとともに、その引込量の増
   大に伴って増大する抵抗力を付与する抵抗力付与部材と
   を含むものとしたことを特徴とするブレーキ用気体圧ブ
   ースタ。