JPH09123898A - 負圧式倍力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】出力部材３００に揺動するような力が加わった
としても、出力部材３００周りにこじりが生じることな
く、出力部材３００からリアクションラバー３５０を介
してブレーキ反力が入力部材２００側に正しく伝達され
るようにする。 【解決手段】リアクションラバー３５０と出力部材３０
０との間に板状の中間部材４００を介在させる。それに
よって、中間部材４００の一面をリアクションラバー３
５０の一面に密着させる。しかも、中間部材４００の他
面に出力部材３００の端部を球面接触させることによっ
て、出力部材３００側のより中心部でリアクションラバ
ー３５０側へ力を伝達させる。さらに、出力部材３００
の外周部にアールをもたせ、中間部材４００の筒状部４
２０の内周との間にこじりが生じないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車両のブレーキ
装置等に用いられ、運転者のブレーキペダルの操作を助
勢する負圧式倍力装置に関し、特に、ブレーキペダル操
作が加わる入力部材と、その入力部材からの力を受ける
出力部材との間に位置するリアクションラバーの支持構
造についての技術に関する。

【０００２】

【背景の技術】一般に、負圧式倍力装置では、ケーシン
グの内部に倍力ピストンがあり、その倍力ピストンの後
方に入力部材、前方に出力部材が位置する。そして、倍
力ピストンは、入力部材に加わる操作力を倍力して出力
部材に力を及ぼす。倍力ピストンは、ケーシングの内部
を前方側に負圧室、後方側に変圧室にそれぞれ区画し、
それら両室の圧力差に応じた力によって倍力作用を生じ
させる。

【０００３】こうした倍力装置が、たとえば自動車のブ
レーキ装置に組み込まれた状態では、運転者がブレーキ
ペダルを操作すると、その操作力が入力部材に加わり、
倍力ピストンによって倍力された操作力が出力部材を介
して、たとえばブレーキ液圧制御装置におけるマスタシ
リンダのピストンに加えられる。このとき、ブレーキペ
ダルを操作する運転者が、ブレーキ操作による車両の制
動状態（ブレーキのききぐあい）等を、ブレーキペダル
に伝わる反力によって把握することができるように配慮
している。そのための手法の一つに、倍力装置の入力部
材と出力部材との間に、出力部材からの反力を入力部材
を介してブレーキペダルに伝達するためのリアクション
ラバーを配置しておく構造のものがある（例えば実開平
３ー９４３６９号公報）。そこに示すリアクションラバ
ーは、比較的肉厚のある円板状であり、その一面に、入
力部材の先端部に位置するプランジャの端部が当り、他
面に出力部材の後端部が当たるように配置している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、入力部材と
出力部材は、ブレーキ操作力やそれに基づく反力がより
正確に伝達されるようにケーシングの軸線上に配置する
一方、それら入力部材および出力部材の互いに隣り合う
端部どうしを倍力ピストンのハブ部内孔壁面に支持させ
ている。そのため、出力部材に揺動する力が加わった場
合、出力部材とこれを支持するハブ部の内孔壁面との間
でこじりが生じ、出力部材からリアクションラバーを介
して入力部材に伝達される反力が正しく伝達されなくな
るという問題が生じていた。

【０００５】この点についてもう少し詳しく検討してみ
ると、出力部材については、入力部材との関係において
その軸線方向に正しく移動して良好な力の伝達作用が行
われるように、出力部材の後端部を大径の円柱状に形成
し、その大径部分の外周面を、ハブ部の内孔壁面で保持
すると共に、出力部材の後端面を平坦にして、リアクシ
ョンラバーの片面に密着させた構成としている。そのた
め、出力部材はその後端の大径部分においてハブ部に対
し片持ち支持となる。したがって、何らかの原因によっ
て、たとえばマスタシリンダと出力部材との相対位置関
係やマスタシリンダからの反力作用、あるいは車両に加
わる過大な衝撃などの原因によって、出力部材を揺動さ
せる力が加わった場合、出力部材とこれを支持するハブ
部の内孔壁面との間でこじりが生じやすくなる。こじり
が生じると、出力部材がその軸線方向に円滑に移動しな
くなるため、出力部材からリアクションラバーを介して
入力部材に伝達される反力が正しく伝達されなくなるの
である。

【０００６】よって、この発明では、出力部材に揺動さ
せる力が加わった場合でも、出力部材と入力部材との間
の力の伝達作用を良好にすることによって、出力部材か
らリアクションラバーを介して入力部材に伝達される反
力が正しく伝達されるように工夫した技術を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明では、軸線をも
つケーシング１１と、ケーシング１１の内部にあり、そ
の内部の空間を前記軸線方向の前後に区分する倍力ピス
トン５０と、前記軸線上にあって、外部からの操作力が
加わる入力部材２００およびその入力部材２００からの
力を受ける出力部材３００と、前記出力部材と入力部材
との間に位置するリアクションラバー３５０とを備える
負圧式倍力装置に適用する。すなわち、リアクションラ
バー３５０と出力部材３００との間に板状の中間部材４
００を介在させ、その中間部材４００の一面をリアクシ
ョンラバー３５０の一面に密着させる一方、中間部材４
００の他面に出力部材３００の端部を球面接触させるこ
とによって、出力部材３００側のより中心部でリアクシ
ョンラバー３５０側へ力を伝達させるようにする。しか
も、出力部材３００の外周部にアールをもたせ、中間部
材４００の筒状部４２０の内周との間のこじりを未然に
防止する。ここで、中間部材４００としては、リアクシ
ョンラバー３５０よりも剛性が大きい材料、例えばプラ
スチックや金属材料で構成する。そうした中間部材４０
０は、一面でリアクションラバー３５０を一体に保持
し、他面で出力部材３００との有効な球面接触を行う。

【０００８】中間部材４００の一面がリアクションラバ
ー３５０の一面に密着しているので、リアクションラバ
ー自体の機能は充分に発揮され、中間部材４００とリア
クションラバー３５０間の力の伝達は良好になる。ま
た、こうした中間部材４００の他面に対し、出力部材３
００の端部が球面接触し、しかも、その出力部材３００
の大径部３１０の外周部がアールになっているので、出
力部材３００に揺動する力が加わっても、出力部材３０
０と中間部材４００との間にこじりが生じることはな
い。したがって、出力部材３００から中間部材４００、
およびリアクションラバー３５０を介して入力部材２０
０に伝達される反力は正しく伝達されることになる。

【０００９】ここで、前記中間部材４００の他面に対し
て出力部材３００の端部を球面接触させる構成として
は、中間部材４００の他面を平面状とし、出力部材３０
０の端部を球面に形成する方法の他、逆に中間部材４０
０の他面を球面とし、出力部材３００の端部を平面状と
する方法、さらには両方の部材のいずれか一方を球面と
し、他方を凹曲面とする方法などを採用することができ
る。しかし、加工性や製作性、組み立て性などの点を考
慮した場合、中間部材４００の他面を平面状とし、出力
部材３００の端部を球面に形成するのが、特に中間部材
４００の製作性の点で好適である。

【００１０】前記リアクションラバー３５０自体として
は、特別に設計変更する必要はないが、中間部材４００
を用いている関係で、これを有効利用する考え方を採用
することができる。それは、中間部材４００の一面に、
前記リアクションラバー３５０を予め固定しておく方法
である。こうすることにより、中間部材４００を組み付
けるだけで、リアクションラバー３５０も同時に組み付
けることができ、しかも、中間部材４００とリアクショ
ンラバー３５０が共に一体となって、双方に必要な機能
を発揮する。

【００１１】前記中間部材４００は、倍力ピストン５０
とは別部材からなるので、これをその倍力ピストン５０
の内孔内に支持する必要がある。支持の形態について
は、はめこみ、ねじ止めなどいろいろと考えらるが、何
れにしても、中間部材４００自体が内孔内から、そして
その中間部材４００から出力部材３００の端部が抜け出
さないようにする必要がある。出力部材３００の抜け止
めとしては、弾性材料製の保持板５００によって抜け止
めすることができる。その場合、保持板５００を、倍力
ピストン５０の内孔内に固定し、中間部材４００の支持
を兼ねる取り付け構造とするのも好適である。そうする
ことにより、一枚の保持板５００によって、出力部材３
００および中間部材４００の両方を倍力ピストン５０の
内孔内に支持することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の負圧式倍力装置
の好適な実施の形態について、添付の図１〜図５を参照
して説明する。図１はタンデム型の倍力装置１０の全体
的な断面構造を示す図であり、図２は保持板５００の構
成を示す正面図、図３、図４および図５（Ａ）（Ｂ）
は、この発明のそれぞれ他の実施の形態を示す部分図で
ある。

【００１３】負圧式倍力装置１０はタンデム型であり、
外部に位置する前方壁２２および後方壁２４のほか、そ
れらの両壁２２、２４が形成する内部空所の中に、ドー
ナツ形状の隔壁３０を備える。前方壁２２および後方壁
２４は、軸線方向に互いに離れ、外部のケーシング１１
を構成する。それに対し、内部の隔壁３０は、内部空所
を前後に二つに区分する。そうした内部空所の中に倍力
ピストン５０がある。倍力ピストン５０は、軸線に沿う
筒型のハブ部５２、および軸線に直交し径方向に延びる
受圧部５４１、５４２を含む。二つの受圧部５４１、５
４２は隔壁３０を挟む配置であり、それぞれ皿形状の金
属プレート５４１ａ、５４２ａと、ゴムダイヤフラム５
４１ｂ、５４２ｂとからなり、各金属プレートが各ゴム
ダイヤフラムを支持している。また、各ダイヤフラム５
４１ｂ、５４２ｂの内周側のビード部は倍力ピストン５
０のハブ部５２に、外周側のビード部は外部のケーシン
グにそれぞれ支持されている。

【００１４】そこで、隔壁３０によって二分された内部
空所は、倍力ピストン５０によって、各受圧部５４１、
５４２の前後に二つの室６０１ｆ、６０１ｂ、６０２
ｆ、６０２ｂをそれぞれ区画する。前方の室６０１ｆ、
６０２ｆは負圧室、後方の室６０１ｂ、６０２ｂが変圧
室である。負圧室６０１ｆは、配管接続部２６を通して
エンジンのインテークマニホールド等の負圧源に連絡
し、常に負圧を保持している。また、前方の負圧室６０
１ｆは、ハブ部５２に設けた第１の通路７１によって後
方の負圧室６０２ｆに連絡している。他方、２つの変圧
室６０１ｂ、６０２ｂは、ハブ部５２に設けた第２の通
路７２によって互いに連絡しているが、これらは負圧室
あるいは大気に選択的に連通することになる。なお、各
受圧部５４１、５４２にはコイルバネ８１、８２によっ
てそれぞれ後方に向かう付勢力が与えられている。各コ
イルバネ８１、８２は、各金属プレート５４１ａ、５４
２ａを支持しつつ、倍力ピストン５０に戻り力を与え
る。

【００１５】次に、倍力ピストン５０の中央のハブ部５
２に注目する。ハブ部５２はプラスチック成形品であ
り、前方側に大径部５２ｂ、後方側に中径部５２ｍ、さ
らに大径部５２ｂの内方にボス状の小径部５２ｓがそれ
ぞれ一体化している。また、中径部５２ｍの外周に金属
製の筒部材９０がはまり合っている。筒部材９０は、ケ
ーシングの後方壁２４から後方に突出しており、その外
周をゴムブーツ９２が被っている。筒部材９０がはまり
合うハブ部５２は、隔壁３０の内周の第１案内部１１０
と、筒部材９０の外周の第２案内部１２０とによってそ
れぞれ案内されつつ、軸線方向に移動可能である。

【００１６】ハブ部５２の内孔には、負圧室６０１ｆ、
６０２ｆ―変圧室６０１ｂ、６０２ｂの間を連通、遮断
する真空弁６００、および変圧室６０１ｂ、６０２ｂ―
外部の大気の間を連通、遮断する大気弁７００がそれぞ
れある。大気弁７００の弁体は、ハブ部５２の中径部５
２ｍの開口近くに位置する部材７１０であり、また真空
弁５００の弁体はインナー部材８００の前端のゴムリン
グ８１０である。

【００１７】そのようなハブ部５２の中心部に、後方壁
２４を貫く入力部材２００、前方壁２２を貫く出力部材
３００がそれぞれ軸線を一にして配置されている。入力
部材２００は、入力ロッド２１０と、その入力ロッド２
１０の前端にボールジョイント２１２によって結合した
弁プランジャ２２０とからなる。入力ロッド２１０は、
ケーシングの内部から後方に突き出ているが、その後端
にペダル踏み力（操作力）が加わる。また、出力部材３
００は、弁プランジャ２２０に対向する後端に円板状の
大径部３１０、前端側にボルト部材３２０をそれぞれ備
える。

【００１８】そうした出力部材３００の大径部３１０
と、弁プランジャ２２０およびハブ部５２の小径部５２
ｓとの間には、円板状のリアクションラバー３５０があ
り、さらにそのリアクションラバー３５０と、大径部３
１０との間には板状の中間部材４００がある。したがっ
て、入力部材２００に加わる操作力および倍力ピストン
５０からの力は、リアクションラバー３５０、中間部材
４００を通して出力部材３００に加わることになる。そ
して、出力部材３００に加わる力は、先端のボルト部材
３２０を通して図示しないマスタシリンダのピストンを
押す。また、このマスタシリンダのピストンを押すこと
によって生じる反力は、出力部材３００から、中間部材
４００、リアクションラバー３５０を介して入力部材２
００に伝達される。

【００１９】さて、この発明の特徴部分である前記中間
部材４００、およびその周辺の構成等について、図１に
示す例に基づいてさらに詳しく説明する。中間部材４０
０は、全体が金属製であり、リアクションラバー３５０
と大径部３１０との間に位置させるための円板状の板状
部分４１０を含み、さらに、その板状部分４１０の外周
を被う筒状部分４２０を一体に形成した構成である。し
たがって、図１のように断面で見ると、筒状部分４２０
の内部が板状部分４１０によって、その軸線方向の前後
二つの室に区画された構成である。こうした構成として
いるのは、中間部材４００に力の伝達機能を持たせるだ
けでなく、保持部材としての機能も合わせて持たせるこ
とができるようにするためである。

【００２０】すなわち、筒状部分４２０の一方の開口端
は、その開口端側からリアクションラバー３５０を装填
した状態で、ボス状の小径部５２ｓの外側にはめ込まれ
て固定され、他方の開口端は、その開口端側から出力部
材３００の大径部３１０を挿入した状態で、弾性材料製
の保持板５００によって、ハブ部５２の内孔内に保持さ
れている。リアクションラバー３５０の一面は、板状部
分４１０の一面に密着し、大径部３１０の端面３１０ｍ
は板状部分４１０の他面に球面接触している。その球面
接触の部分は、大径部３１０のほぼ中心部に位置するた
め、リアクションラバー３５０側への力の伝達を適切に
行うことができる。この例では、板状部分４１０の他面
を平坦面とし、大径部３１０の端面３１０ｍを球面とす
ることによって互いに球面接触させるようにしている。
したがって、出力部材３００に揺動する力が加わって
も、出力部材３００側からの力は、中間部材４００を通
してリアクションラバー３５０側へ有効に伝達される。
大径部３００の端面３１０ｍの曲率半径としては、特別
に限定されることはないが、相互間の力の伝達作用を考
慮した場合、端面３１０ｍが板状部分４１０の表面に接
触する面積をできるだけ大きくとることができるように
するのが望ましい。たとえば図１に示すように、出力部
材３００の長さ程度の曲率半径Ｒとされる。なお、大径
部３１０の外周面部分についても断面凸曲面となるよう
なアールを付けているため、中間部材４００の筒状部４
２０の内周との間にこじりを生じない。

【００２１】一方、前記保持板５００については、図２
からも明らかなように、出力部材３００の大径部３１０
を抜け止めする機能も兼ねている。すなわち、この保持
板５００は全体がほぼ円板状であって、金属製の板ばね
からなり、その中心部分に、出力部材３００の軸部分３
３０を通すための孔５１０を備えている。孔５１０は軸
部分３２０よりも充分に大径であり、その周囲には、相
互に間隔をもつように位置する舌片状の押さえ片５１１
を複数備える形状である。押さえ片５１１は大径部３１
０の背面に接し、大径部３１０の抜け止めおよび倒れ
（傾斜）を防止する。傾斜防止の点からすれば、押さえ
片５１１が大径部３１０の背面に弾性的に接し、その弾
性力によってリアクションラバー３５０側へ軽く押し付
けるように付勢するように設定するのも好適である。そ
の好適な例としては、例えば、図３（Ａ）に示すよう
に、片面側に突出する複数の凸部５５０、あるいは同図
（Ｂ）に示すような曲げ部５６０などを形成し、全体と
してバネ力を持たせるようにする方法もある。なお、保
持板５００の外周部分にも、同じく舌片状の弾性片５１
２を多数形成し、それらの弾性片５１２をハブ部５２の
内孔内に強く押し付けて弾性変形させ、その反発力で拡
がる力によって、保持部材５００をハブ部５２の内孔内
に取り付けている。

【００２２】このような構成の負圧式倍力装置では、中
間部材４００の一面（板状部分４１０の一面）がリアク
ションラバー３５０の一面に密着しているので、リアク
ションラバー３５０自体の機能は充分に発揮され、中間
部材４００とリアクションラバー３５０間の力の伝達は
良好になる。また、こうした中間部材４００の他面に対
し、出力部材３００の端部である大径部３１０の球面状
の端面３１０ｍが接触し、しかも、大径部３１０の外周
がアールになっているので、出力部材３００に揺動する
力が加わっても、出力部材３００と中間部材４００の筒
状部４２０との間にこじりが生じることはない。出力部
材３００が揺動する形態について着目して見ると、出力
部材３００は、たとえばマスタシリンダのピストンから
の反力等を受けて揺動するが、そのとき、その両端部分
を支点として揺動する形態となることが考えられる。そ
の場合、大径部３１０の端面３１０ｍの曲率半径Ｒが出
力部材３００の長さと等しくなっているので、大径部３
１０部分は中間部材４００に対して円滑に揺動する。ま
た、保持部材５００は弾性材料製であるので、大径部３
１０の首振りを拘束することなくこれを許容する。した
がって、出力部材３００から中間部材４００、およびリ
アクションラバー３５０を介して入力部材２００に伝達
される反力は正しく伝達される。

【００２３】前記中間部材４００としては、たとえば図
４に示すように、板状部分４１０と、筒状部分４２０と
を別の部材で構成し、予め、板状部分４１０の一面にリ
アクションラバー３５０の一面を焼き付けあるいは接着
等の手段により固定したものを、筒状部分４２０内に挿
入してセットする構成としてもよい。このようにした場
合、中間部材４００自体の製作性が良好になるほか、板
状部分４１０とリアクションラバー３５０が一体となる
ので、両者間の力の伝達作用もその分、良好になる。

【００２４】図５は、中間部材４００の他の例を示すも
ので、この例では、板状部分４１０と、筒状部分４２０
とを一体に形成すると共に、筒状部分４２０のうち、出
力部材３００の大径部３１０がはまる部分の内径を小さ
く形成したものである。したがって、大径部３１０もそ
れに合わせて小径に形成している。こうすることによ
り、出力部材３００の大径部３１０の部分を小径とする
ことができるので、出力部材３００の製作性や加工性、
材料節減等を積極的に図ることができる。また、このよ
うに大径部３１０を小径とした場合でも、その大径部３
１０の端面３１０ｍが板状部分４１０の表面に対して球
面接触する点には変わりないので、力の伝達作用に影響
を及ぼすことはない。

【００２５】なお、図示例では、中間部材４００とし
て、円板状の板状部分４１０と筒状部分４２０とを備え
る構成とし、大径部３１０の端面３１０ｍを球面に形成
した例を示したが、大径部３１０の端面３１０ｍを平面
状に形成し、その端面３１０ｍが接触する板状部分４１
０の面を凸状の球面に形成してもよい。また、以上の実
施例では、この発明を、タンデム型の負圧式倍力装置に
適用した例を示したが、リアクションラバーを備えるも
のであれば、たとえば、負圧室および変圧室をそれぞれ
一つづつ備えるタイプのもの、あるいは他のタイプの倍
力装置にも適用することができる。さらに、出力部材３
００の大径部３１０の外周部をアールにすることは好ま
しいが、その外周部周りに充分な隙間をもたせた場合な
どには、出力部材３００のセンタリングを考慮しつつ、
そうしたアールを省略することもできる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、リア
クションラバーと出力部材との間に板状の中間部材を介
在させ、その中間部材の一面をリアクションラバーの一
面に密着させる一方、中間部材の他面に出力部材の端部
を球面接触させるようにしたので、出力部材に揺動させ
る力が加わった場合でも、出力部材と入力部材との間の
力の伝達作用を良好にすることによって、出力部材から
リアクションラバーを介して入力部材に伝達される反力
を正しく伝達させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のタンデム型の倍力装置の全体的な断
面構造を示す図である。

【図２】同じ実施例の保持板の正面図である。

【図３】保持板の他の実施例をしめす断面図である。

【図４】中間部材の他の実施例を示す断面図である。

【図５】中間部材のさらに他の実施例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１１ ケーシング ５０ 倍力ピストン ５２ ハブ部 ２００ 入力部材 ３００ 出力部材 ３１０ 大径部 ３１０ｍ 端面 ３５０ リアクションラバー ４００ 中間部材 ４１０ 板状部分 ４２０ 筒状部分 ５００ 保持板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸線をもつケーシングと、ケーシングの
   内部にあり、その内部の空間を前記軸線方向の前後に区
   分する倍力ピストンと、前記軸線上にあって、外部から
   の操作力が加わる入力部材およびその入力部材からの力
   を受ける出力部材と、前記出力部材と入力部材との間に
   位置するリアクションラバーとを備える負圧式倍力装置
   において、前記リアクションラバーと出力部材との間に
   板状の中間部材を介在させ、その中間部材の一面を前記
   リアクションラバーの一面に密着させる一方、中間部材
   の他面に前記出力部材の端部を球面接触させるようにし
   た負圧式倍力装置。
2. 【請求項２】 前記出力部材の端部を球面に形成し、し
   かも、その端部の外周部にアールをもたせた、請求項１
   の負圧式倍力装置。
3. 【請求項３】 前記リアクションラバーを、前記中間部
   材の一面に固定した、請求項１あるいは２の負圧式倍力
   装置。
4. 【請求項４】 前記中間部材を、前記倍力ピストンの内
   孔内に支持する一方、弾性材料製の保持板によって前記
   出力部材を抜け止めした、請求項１〜３の負圧式倍力装
   置。
5. 【請求項５】 前記保持板は、前記倍力ピストンの内孔
   内に固定され、前記中間部材の支持を兼ねている、請求
   項４の負圧式倍力装置。