JPH05658A - 液圧倍力装置のシール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】入力軸のシール手段による摺動抵抗を低減さ
せ、かつ摺動面を長く形成しても液圧倍力装置の軸方向
寸法が大きくなるのを防止する。 【構成】液圧倍力装置のパワーピストン３に連動させた
スリーブ５５をハウジング（プラグ５）に摺動自在に嵌
合する。上記プラグ５と入力軸１７との間に低圧側シー
ル手段７１を設けて排出通路３８と大気間をシールさ
せ、またプラグ５とスリーブ５５との間に設けた第１シ
ール手段６８と、上記スリーブ５５と入力軸１７との間
に設けた第２シール手段６２、６９、７０とにより動力
室８と排出通路３８間をシールさせる。そして特にスリ
ーブ５５と入力軸１７との間の第２シール手段を摺動面
７０から構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明はブレーキ倍力装置等に用
いられる液圧倍力装置に関し、より詳しくは入力軸周り
のシール装置に関する。

【従来の技術】従来、液圧倍力装置として、ハウジング
内に摺動自在に設けたパワーピストンと、上記ハウジン
グ内でパワーピストンの後部に形成した動力室と、上記
ハウジングにパワーピストンの後部側から摺動自在に貫
通させた入力軸と、上記パワーピストンと入力軸の先端
部とに渡って設けられ、該入力軸に加えられた入力に応
じた液圧を上記動力室に供給する制御弁と、上記入力軸
の軸部とハウジングとに形成され、上記制御弁を介して
動力室とリザーバとを連通させる排出通路と、上記動力
室と排出通路間をシールするゴム製の高圧側シール部材
と、上記排出通路と大気間をシールするゴム製の低圧側
シール部材とを備えたものが知られている（特開平２−
６０８７１号公報、特開平２−７４４５６号公報）。上
記公報の液圧倍力装置においては、入力軸が前進される
と上記制御弁により該入力軸に加えられた入力に応じた
液圧が動力室に供給され、それによってパワーピストン
が前進されて倍力作用がなされるようになる。そして入
力軸への入力が解除されると、上記動力室に供給された
圧油は制御弁から排出通路を介してリザーバに排出され
る。そして上記排出通路を入力軸の軸部とハウジングと
に渡って形成した場合には、ハウジングに形成した排出
通路がハウジングと入力軸との間隙を介して動力室に連
通するのを阻止する高圧側シール部材と、ハウジングに
形成した排出通路がハウジングと入力軸との間隙を介し
て大気に連通するのを阻止する低圧側シール部材とが必
要となる。また従来、例えば入力軸とハウジングとの摺
動面間のクリアランスを小さく設定して、その摺動面を
シール手段として利用することが知られている。

【発明が解決しようとする課題】ところで、特にゴム製
の高圧側シール部材は、高圧となる動力室と実質的に圧
力が零となる排出通路間の連通を遮断する必要があるの
で、その大きな圧力差をシールする能力が要求される。
そのため、該高圧側シール部材が入力軸に大きな摺動抵
抗を与える結果となり、軽快な操作フィーリングが得ら
れなかった。かかる欠点に対し、上述したように入力軸
とハウジングとの摺動面間のクリアランスを小さくして
該摺動面を高圧側シール手段として利用すれば、ゴム製
のシール部材を用いる場合に比較して摺動抵抗を小さく
でき、軽快な操作フィーリングを得ることができる。し
かしながら、排出通路を入力軸の軸部とハウジングとに
渡って形成する場合には、入力軸が進退動しても常に入
力軸側の通路とハウジング側の通路との連通を確保する
必要があることから、上記高圧側シール部材と低圧側シ
ール部材とは上記連通部分の両側に、入力軸の進退作動
量以上の間隔を隔てて配設する必要がある。そして高圧
側シール手段としての上記摺動面は、充分なシール作用
を得るために大きな軸方向長さが必要となり、しかもこ
の摺動面を上記連通部分の高圧側に軸方向に直列に設け
る必要があるので、液圧倍力装置の軸方向寸法が大きく
ならざるを得なかった。本発明はそのような事情に鑑
み、摺動面を高圧側シール手段として利用しても、液圧
倍力装置の軸方向寸法が大きくなるのを可及的に防止で
きるようにしたものである。

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、上述
した構成を有する従来の液圧倍力装置のシール装置にお
いて、上記ハウジングにスリーブを摺動自在に嵌合して
該スリーブを上記パワーピストンに連動させるととも
に、該スリーブに上記入力軸を摺動自在に嵌合し、上記
低圧側シール手段をハウジングと入力軸との間に設けて
上記排出通路と大気間をシールさせ、また上記高圧側シ
ール手段を、上記ハウジングとスリーブとの間に設けた
第１シール手段と、上記スリーブと入力軸との間に設け
た第２シール手段とから構成して上記動力室と排出通路
間をシールさせ、さらに上記第２シール手段をスリーブ
と入力軸との摺動面から構成したものである。

【作用】上記構成によれば、入力軸の摺動抵抗は、ハウ
ジングと入力軸との間に設けた低圧側シール手段と、高
圧側シール手段を構成する第２シール手段、すなわちス
リーブと入力軸との摺動面とによって与えられるので、
従来装置に比較して摺動抵抗を小さくでき、軽快な操作
フィーリングを得ることができる。そして入力軸が進退
動しても常に入力軸側の通路とハウジング側の通路との
連通を確保するために、例えばハウジングとスリーブと
の間の第１シール手段をゴム製シール部材とし、かつ第
１シール手段と低圧側シール手段とを従来のように入力
軸の進退作動量以上の間隔を隔ててハウジングに設けた
としても、第２シール手段としてのスリーブと入力軸と
の摺動面は、必然的に上記第１シール手段と低圧側シー
ル手段との間に形成されるようになる。つまり上述の例
の場合、ハウジングに設けた上記第１シール手段は、パ
ワーピストンと連動して進退作動するスリーブの外周面
をシールする必要があり、他方、該スリーブの内周面が
第２シール手段の摺動面を構成しているので、該摺動面
は必然的に第１シール手段よりも低圧側シール手段側に
延びるようになる。したがって、充分なシール作用を得
るために上記摺動面を軸方向に長く形成しても、該摺動
面を上記第１シール手段と低圧側シール手段との間隔に
オーバーラップして形成することができるので、液圧倍
力装置の軸方向寸法が大きくなるのを可及的に防止する
ことができる。なお、上記第１シール手段をゴム製シー
ル部材から構成する必要はなく、この第１シール手段を
ハウジングとスリーブとの摺動面から構成してもよい。

【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、液圧倍力装置のハウジング１にボア
２を形成してあり、このボア２内に、右側後部に筒状部
３Ａを形成したパワーピストン３を摺動自在に嵌合して
いる。このパワーピストン３の左端部に設けたプッシュ
ロッド４は液密を保持してハウジング１の外部に摺動自
在に突出させてあり、その先端部を図示しないマスタシ
リンダのピストンに連動させている。上記ボア２の右端
開口部は上記ハウジング１の一部を構成するプラグ５に
よって密封してあり、このプラグ５はハウジング１に螺
着したナット６によってハウジング１に一体に固定して
いる。上記プラグ５とパワーピストン３との間には圧油
が導入される動力室８を形成してあり、またパワーピス
トン３の上記動力室８と反対側に形成した低圧室９内に
ばね１０を収容し、このばね１０の弾撥力によって通常
はパワーピストン３をプラグ５に当接する図示非作動位
置に保持している。そして上記ばね１０を収納した低圧
室９は、ハウジング１に形成した通路１１を介して図示
しないリザーバに連通している。上記ハウジング１の一
部を構成するプラグ５には図示しないブレーキペダルに
連動させた入力軸１７を摺動自在に貫通させてあり、こ
の入力軸１７の左側先端部と上記パワーピストン３の筒
状部３Ａの内側とに渡って制御弁１８を設けている。上
記制御弁１８は、パワーピストン３の筒状部３Ａ内に設
けたプレート１９に形成した第１弁座２０と、ばね２１
の弾撥力により上記動力室８と反対側から第１弁座２０
に着座させたボール弁２２と、上記入力軸１７の先端部
に設けられてボール弁２２を第１弁座２０から離座させ
る環状ピン２３と、さらにこの環状ピン２３の先端部に
形成されて上記ボール弁２２が着座する第２弁座２４と
を備えている。上記プレート１９は、リテーナ５６、５
６’およびパワーピストン３の筒状部３Ａに螺着した固
定ねじ５８によってパワーピストン３に固定している。
図示非作動状態では、ボール弁２２はばね２１の弾撥力
により上記第１弁座２０に着座し、この第１弁座２０の
右側に形成した上記動力室８と左側に形成した圧力室２
９との連通を遮断している。この圧力室２９は供給通路
３０を介して図示しないポンプに連通しており、このポ
ンプによって常に圧力室２９内に所定圧の圧油を供給し
ている。上記供給通路３０は、パワーピストン３に形成
した半径方向の通路３１と、パワーピストン３の外周面
に形成した環状溝３２と、ハウジング１に形成した半径
方向の通路３３と、さらにこの通路３３と上記ポンプと
を接続する図示しない導管とから構成している。また、
図示非作動状態では、上記環状ピン２３の先端部の第２
弁座２４は第１弁座２０に着座したボール弁２２から離
隔しており、この状態では上記動力室８は排出通路３８
を介してリザーバに連通している。この排出通路３８
は、環状ピン２３の軸部に形成した通路３９と、環状ピ
ン２３と入力軸１７との間に介在させたシム４０の軸部
に形成した通路４１と、入力軸１７の軸部に形成した通
路４２と、プラグ５に形成した通路４３と、ハウジング
１に形成した通路４４とから構成してあり、この通路４
４を上述の通路１１に接続することにより該排出通路３
８を図示しないリザーバに連通させている。さらに、上
記制御弁を構成するボール弁２２の左端部は液密を保っ
てカラー４８に摺動自在に貫通させ、該カラー４８の左
側部分にバランス室４９を形成している。そしてこのバ
ランス室４９をパワーピストン３に形成した連通路５０
および上記プレート１９に形成した透孔５１を介して上
記動力室８に連通させ、上記ボール弁２２のバランス室
４９側の受圧面積を、第１弁座２０の内径の面積から第
２弁座２４の内径の面積を差引いた面積、すなわちボー
ル弁２２の動力室８側の受圧面積より大きく設定してい
る。このような受圧面積の設定により、上記入力軸１７
および環状ピン２３が前進されてボール弁２２が第１弁
座２０から離座され、それによって動力室８内の圧力が
上昇した際に、環状ピン２３の第２弁座２２に着座して
いるボール弁２２が該第２弁座２４から離隔されて液洩
れが生じるのを防止している。然して、上記ハウジング
１の一部を構成するプラグ５にはその左端部にパワーピ
ストン３の筒状部３Ａ内に突出する筒状のガイド部５Ａ
を設けてあり、このガイド部５Ａにスリーブとしての反
力ピストン５５を摺動自在に嵌合して該ガイド部５Ａで
反力ピストン５５を摺動自在に支持させている。そして
この反力ピストン５５の軸部に上記入力軸１７を摺動自
在に嵌合することにより、上記ガイド部５Ａで支持され
た反力ピストン５５で入力軸１７を摺動自在に支持させ
ている。上記反力ピストン５５の左端部には半径方向外
方に延びるフランジ部５５Ａを形成してあり、このフラ
ンジ部５５Ａの外周部と上記パワーピストン３の筒状部
３Ａ内に設けたリテーナ５６との間にばね５７を弾装し
て、通常は上記反力ピストン５５をプレート１９に当接
した図示非作動位置に保持させている。この状態では上
記反力ピストン５５は入力軸１７に対する前進位置に位
置されて該入力軸１７に設けた段状のストッパ１７Ａか
ら離隔している。そして後に詳述するように、上記反力
ピストン５５に加わる動力室８内の油圧の作用力が上記
ばね５７のセット荷重以上となると、反力ピストン５５
がばね５７に抗して入力軸１７に対して後退され、上記
ストッパ１７Ａに当接するようになる。その結果、反力
ピストン５５がストッパ１７Ａに当接する以前には、該
反力ピストン５５に加わっていた動力室８内の油圧の作
用力がばね５７およびリテーナ５６を介してパワーピス
トン３で受けられていたのに対し、反力ピストン５５が
ストッパ１７Ａに当接すると、上記作用力が反力として
入力軸１７に伝達されるようになるので、反力ピストン
５５がストッパ１７Ａに当接する前後で倍力比を変更す
ることができる。さらに、上記ばね５７およびリテーナ
５６は、上記ガイド部５Ａの外周とパワーピストン３の
筒状部３Ａの内周との間に形成した間隙内に配置してい
る。したがって、図示非作動状態において、上記ガイド
部５Ａと、反力ピストン５５のガイド部５Ａに対する摺
動部分と、入力軸１７の反力ピストン５５に対する摺動
部分と、さらに反力ピストン５５を付勢するばね５７と
は、相互に軸方向にオーバーラップしながら半径方向に
配置されるようになる。その結果、例えば反力ピストン
５５の摺動部分と入力軸１７の摺動部分とを軸方向に直
列に配置していた従来装置に比較して、液圧倍力装置の
軸方向寸法を減少させることができる。次に、入力軸１
７の作動初期のロスストローク減少機構について説明す
ると、上記入力軸１７の先端部に先端側を縮径させた段
部１７Ｂを形成してあり、この段部１７Ｂより先端側を
筒状ストッパ部材６１の右端部に形成した半径方向内方
のフランジ部６１Ａ内に挿通させて、該筒状ストッパ部
材６１のフランジ部６１Ａを上記段部１７Ｂに当接させ
ている。そして上記段部１７Ｂよりも先端側の入力軸１
７の外周と上記筒状ストッパ部材６１の内周との間に環
状部材６２を圧入することにより、入力軸１７に筒状ス
トッパ部材６１を固定すると同時に両者間の液密を保持
している。上記筒状ストッパ部材６１の左側先端部に
は、図２に示すように、半径方向対向位置に半径方向外
方に突出するストッパ６１Ｂを一体に形成してあり、各
ストッパ６１Ｂは、上記反力ピストン５５のフランジ部
５５Ａに形成した直径方向のスリット５５Ｂを介して反
力ピストン５５の軸部分よりも外方に突出させている。
そして上記筒状ストッパ部材６１内に上述したシム４０
と環状ピン２３とを順次挿入し、かつ環状ピン２３と上
記プレート１９との間にばね６３を弾装して、図示非作
動状態では、上記ストッパ６１Ｂを上記ガイド部５Ａの
左端面に当接させて入力軸１７の後退を規制させてい
る。他方、上記リテーナ５６の左端部はストッパ６１Ｂ
に隣接した右側位置まで延長させてあり、パワーピスト
ン３の後退作動時にはそのリテーナ５６で入力軸１７の
後退を規制することができるようにしている。ところ
で、上記ボア２内に形成した動力室８の半径方向外方側
は、プラグ５の外周に設けたシール部材６６と、パワー
ピストン３の外周に設けたシール部材６７とによって液
密を保持している。他方、動力室８の半径方向内方側と
上記排出通路３８との間は、次の４箇所からなるシール
手段でシールしている。すなわち、動力室８に連通する
反力ピストン５５とガイド部５Ａとの間隙はガイド部５
Ａの内周に設けたシール部材６８によって密封してあ
り、また動力室８に連通する筒状ストッパ部材６１と環
状ピン２３との間隙は環状ピン２３の外周に設けたシー
ル部材６９によって密封している。さらに、動力室８に
連通する筒状ストッパ部材６１と反力ピストン５５との
間隙は、上述した環状部材６２と、反力ピストン５５と
入力軸１７との軸方向の相対的に長い摺動面７０とによ
って密封している。また、上記排出通路３８と大気との
間は、上記プラグ５の内外周に設けたシール部材７１、
７２によって密封している。以上の構成において、図示
しないブレーキペダルの踏込みが解除されている図示非
作動状態では、上記環状ピン２３はこれとプレート１９
との間に弾装したばね６３によって右方に付勢されてボ
ール弁２２から離隔し、動力室８は排出通路３８を介し
てリザーバに連通している。この状態から、上記ブレー
キペダルが踏込まれて入力軸１７が前進されると、上記
環状ピン２３の先端部に形成した第２弁座２４がボール
弁２２に当接して排出通路３８と動力室８との連通を遮
断するとともに、環状ピン２３によってボール弁２２が
ばね２１に抗して第１弁座２０から離座されるので（図
３のＡ点）、圧力室２９内に常時導入されていた圧油
が、環状ピン２３の外周とプレート１９の内周との間隙
を介して動力室８内に導入される。動力室８内に圧油が
導入されると、パワーピストン３がばね１０に抗して左
方に前進されるとともに、反力ピストン５５がばね５７
に抗して右方に変位されるが、その作動初期には反力ピ
ストン５５はばね５７によって入力軸１７のストッパ１
７Ａから離隔された状態に保たれている。この状態で
は、反力ピストン５５に加わる動力室８内の油圧の作用
力は、ばね５７、リテーナ５６および固定ねじ５８を介
してパワーピストン３で受けられており、該作用力が入
力軸１７に伝達されることがない。したがって、入力軸
１７を介して運転者に伝達される反力は、直接入力軸１
７に作用する動力室８内の油圧によって得られ、この際
の入力軸１７の受圧面積は相対的に小さいので、大きな
倍力比で出力が上昇する（図３の直線Ｂ参照）。上記動
力室８内の油圧が上昇してパワーピストン３の左方の前
進が進み、実質的なブレーキ作用がなされるようになる
と、上記反力ピストン５５が入力軸１７のストッパ１７
Ａに当接する（図３のＣ点）。これにより反力ピストン
５５に加わる作用力がストッパ１７Ａを介して入力軸１
７に伝達されるようになるので倍力比が小さくなり、こ
れ以後小さな倍力比で出力が上昇する（図３の直線Ｄ参
照）。また、上記ブレーキペダルの踏込み時に入力軸１
７に加わるシール部分からの抵抗は、反力ピストン５５
と入力軸１７との間の摺動面７０と、プラグ５の内周に
設けたシール部材７１とから与えられる抵抗となる。そ
して特に高圧となる動力室８と排出通路３８間のシール
手段を摺動面７０としているので、この間にゴム製のシ
ール部材を設けた場合に比較して入力軸１７に加わるシ
ール部分の抵抗を充分に小さくすることができ、それに
よりブレーキペダルの踏込み初期の操作フィーリングを
軽快なものとすることができる。さらに、上記シール部
材６８と７１は、入力軸１７が進退動しても該入力軸１
７に形成した通路４２とプラグ５に形成した通路４３と
の連通を確保しなければならないので、その入力軸１７
の進退作動量以上に軸方向に隔てて配置する必要があ
る。他方、上記摺動面７０は、充分なシール作用を得る
ためには軸方向に長く形成する必要があるが、本実施例
ではその摺動面７０を、図示非作動状態において、上記
シール部材６８と７１との間隔内に形成しているので、
摺動面７０を軸方向に長く形成しても液圧倍力装置の軸
方向寸法が大きくなるのを防止することができる。次
に、上述したブレーキ作動状態からブレーキペダルの踏
込みが解除され、上記環状ピン２３がばね６３によって
右方に変位されるとボール弁２２が第１弁座２０に着座
するので、圧力室２９と動力室８との連通が遮断され
る。これに引続き環状ピン２３の第２弁座２４がボール
弁２２から離隔すると、動力室８が排出通路３８を介し
てリザーバに連通するので、動力室８内の油圧が低下し
てパワーピストン３が右方に後退される。この際、入力
軸１７の後退は、これと一体の筒状ストッパ部材６１の
ストッパ６１Ｂがパワーピストン３と一体のリテーナ５
６に当接することによって規制されており、この状態で
は第１弁座２０に着座したボール弁２２と環状ピン２３
の第２弁座２４とが大きく離隔して両者間に大きな流路
面積を確保している。そしてパワーピストン３の右端部
がプラグ５に当接する寸前となると、リテーナ５６に当
接していた筒状ストッパ部材６１のストッパ６１Ｂがガ
イド部５Ａに当接するようになる。この状態から所定距
離だけパワーピストン３が後退してその右端部がプラグ
５に当接して停止すると、筒状ストッパ部材６１のスト
ッパ６１Ｂはパワーピストン３に対して上記所定距離だ
け前進され、上記環状ピン２３の第２弁座２４を第１弁
座２０に着座したボール弁２２に近接した位置に位置さ
せる。したがって次回のブレーキペダルの踏込み時に
は、直ちに第２弁座２４がボール弁２２に着座して動力
室８とリザーバとの連通を遮断するので、ブレーキペダ
ルの踏込み初期のロスストロークを減少させることがで
きる。なお、上記シール部材６８は、ガイド部５Ａの内
周に設ける代わりに反力ピストン５５の右端部外周に設
けるようにしてもよく、或いは該シール部材６８を省略
してガイド部５Ａと反力ピストン５５との摺動面をシー
ル手段としてもよい。さらにロスストローク減少機構を
省略してもよく、その場合には筒状ストッパ部材６１、
環状部材６２およびシム４０を省略し、環状ピン２３を
入力軸１７の先端部に一体に成形してもよい。さらに、
上記実施例では反力ピストン５５をスリーブとして利用
しているが、これに限定されるものではなく、反力ピス
トンとしての機能を有しないスリーブを設ける場合に
は、該スリーブをパワーピストンに一体に設ければよ
い。

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、従来装
置に比較して摺動抵抗を小さくできるので軽快な操作フ
ィーリングを得ることができるとともに、充分なシール
作用を得るためにシール手段としての摺動面を軸方向に
長く形成しても、液圧倍力装置の軸方向寸法が大きくな
るのを可及的に防止す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、図２のＩ−Ｉ線に沿
う断面図。

【図２】図１に示す反力ピストン５５と筒状ストッパ部
材６１との組付け状態を示す正面図。

【図３】液圧倍力装置の特性線図。

【符号の説明】

１…ハウジング ３…パワーピストン ５…プラ
グ（ハウジング） ８…動力室 １７…入力軸 １８…制
御弁 ３８…排出通路 ４２、４３…通路 ５７…
ばね ５５…反力ピストン（スリーブ） ６８…シール部材
（第１シール手段） ７０…摺動面（第２シール手段） ７１…シール部材
（低圧側シール手段）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ハウジング内に摺動自在に設けたパワー
   ピストンと、上記ハウジング内でパワーピストンの後部
   に形成した動力室と、上記ハウジングにパワーピストン
   の後部側から摺動自在に貫通させた入力軸と、上記パワ
   ーピストンと入力軸の先端部とに渡って設けられ、該入
   力軸に加えられた入力に応じた液圧を上記動力室に供給
   する制御弁と、上記入力軸の軸部とハウジングとに形成
   され、上記制御弁を介して動力室とリザーバとを連通さ
   せる排出通路と、上記動力室と排出通路間をシールする
   高圧側シール手段と、上記排出通路と大気間をシールす
   る低圧側シール手段とを備えた液圧倍力装置において、
   上記ハウジングにスリーブを摺動自在に嵌合して該スリ
   ーブを上記パワーピストンに連動させるとともに、該ス
   リーブに上記入力軸を摺動自在に嵌合し、上記低圧側シ
   ール手段をハウジングと入力軸との間に設けて上記排出
   通路と大気間をシールさせ、また上記高圧側シール手段
   を、上記ハウジングとスリーブとの間に設けた第１シー
   ル手段と、上記スリーブと入力軸との間に設けた第２シ
   ール手段とから構成して上記動力室と排出通路間をシー
   ルさせ、さらに上記第２シール手段をスリーブと入力軸
   との摺動面から構成したことを特徴とする液圧倍力装置
   のシール装置。