JPS5912499B2 - 油圧制御弁の反力機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は油圧ポンプを動力源として作動する油圧制御弁
の反力機構に関するものである。

従来のハイドロリックブースタの反力規制装置は人力ビ
ストンと反力伝達ピストンを有し、パワ室の油圧が設定
圧に上昇するまで入力ビストンに対するパワ室圧力は作
用しない（又は小さい）ものであり、パワ室圧力が設定
圧に上昇すると反力伝達ピストンがパワ室圧力により入
力ビストンと係合して運転者に反力を伝達するため、反
力伝達ピストンが人力ビストンに係合時ショックを与え
る欠点があった。

本発明は前記従来の欠点を解消するために提案されたも
ので、運転者操作の人力ビストンと反力規制ピストンを
作用的に連結し、パワ室の油圧が設定圧に上昇した待人
カビストンと反力規制ピストンの係合全解除することに
より、その時点力・ら運転者に人力ビストンを介してパ
ワ室の油圧を反力として伝達するように構成し、反力伝
達は前記両ピストンの係合を解除して行なうようにした
もので、運転者にショックを伝達せず、スムーズなフィ
ーリングを有し、コンパクトで、シカ・もコスト的に有
利な油圧制御弁の反力機構を提供せんとするものである
。

以下図面の実施例について本発明を説明すると、１はハ
イドロリックブースタで人口２、出口３、出口４、人口
５及び出口６を有し、人口２は図示しないメインポンプ
の吐出口と連通し、出口３は公知のオープンセンタ型パ
ワステアリング等を介してポンプのリザーバと連通し、
出口４は前記メインポンプのリザーバと連通し、入口５
は第２のポンプ７の吐出口８と連通し、出口６は第２の
ポンプ７の吸込口９と連通している。

１０は逆止弁で前記入口５と第２のポンプ１の吐出口８
間に配置さｎ、該吐出口８カ・ら人口５への流体の流ｎ
は許すが逆方向の流ｎは阻止するようになっている。

又ハイドロリックブースタ１のハウジング１１内には２
段の穴１２．１３と、該両穴１２，１３の境界部に肩１
４が形成され、該穴１２内には滑動的にパワピストン１
５が収納されており、又穴１２の左側開口端にはガイド
１６か密封的にハウジングｌに固定されている。

パワピストン１５の右端にはパワ室１７が形成され、左
側にはドレン室１８が形成されている。

ドレン室１８は前記出口４と連通しており、又ハウジン
グ１１の穴１９．２０’に介して出口６とも連通してい
る。

パワ室１７は人口５と連通している。

又前記パワピストン１５は中空のパイプ状をしており、
その内径孔２１内の左端近くにはリング２２が固定され
ると共に、該リング２２力・ら右に順番にホルダ２３ス
リーブ２４が組込寸れており、夫々ナツト２５でパワピ
ストン１５に固定さｔている。

２６は出口ロッドでガイド１６の中心部を密封的である
が滑動可能に貫通し、その一端はハウジング１１の左か
ら外部に突出ており、他端はホルダ２３に連結さｎ、パ
ワピストン１５と一体トナって作動するようになってい
る。

又スリーブ２４には左力・ら２段の穴２７，２８が設け
らｎており、該穴２γ内には滑動的にスプール３０が収
納され、穴２８の左端には肩２９が形成されると共に該
穴２８内には滑動的に反力規制ピストン３１が収納さｎ
ている。

反力規制ピストン３１は環状に形成さｎており、内径穴
３２を有し、該内径穴３２内には滑動的に人力ビストン
３３の小径部３３ａが嵌合している。

入力ビストン３３Ｉｆｉその大径部３３ｂがハウジング
１１の穴１３と密封的であるが滑動自在に嵌合しており
、ブツシュロッド３４と一体に作動するよう連結されて
運転者により操作可能になっている。

又スプール３０は人力ビストン３３と一体に作動するよ
う結合さｎており、該人力ビストン３３には反力規制ピ
ストン３１とナンド２５の間の小径部３３ａに止め輪３
５が固定されており、該ナツト２５の右端近くの入力ビ
ストン３３には凸部３３ｃが形成されている。

３６はスプリングでスリーブ２４と反力規制ピストン３
１０間に収納さｎ、該反力規制ピストン３１と止め輪３
５を介して入力ビストン３３を右方向に付勢し、止め輪
３５全ナツト２５の左端面に当接させである。

又人力ビストン３３の大径部３３ｂの直径り、に対し反
力規制ピストン３１の直径Ｄ３は等しいか、又は小さく
してあり、人力ビストン３３の小径部３３ａの直径Ｄ２
はＤ３工り小さくなっている。

更に人力ビストン３３の大径部３３ｂより左側の穴１３
１／′ｉ、ハワ室１７に開口することに工りパワ室１７
と連通している。

３１は穴２７の左側のスリーブ２４に形成さｎだ溝で、
該溝３７の右側にはスリーブ２４を貫通する半径方向の
穴３８が形成されている。

又溝３７Ｕスリーブ２４に設けた穴３９とパワピストン
１５に設けた穴４０に工りパワ室１７に連通しており、
前記穴３８はパワピストン１５の中間部の穴４１に工り
パワピストン１５の外周に形成された環状の室４２と連
通している。

４３はスリーブ２４と反力規制ピストン３１の間に形成
された室で、スプール３０の左端に開口した穴４４に穴
４５を介して連通しており、更にホルダ２３の穴４６を
介してドレン室１８と連通している。

又スプール３０の外周には左力・ら溝４Ｔと４８が形成
され、該溝４Ｔはスプール３０の穴４９を介して穴４４
と連通しており、溝４８はスリーブ２４の穴３８と連通
する位置に設けられ、第１図の状態では溝４１は溝３７
に連通して弁隙間５０を形成し、溝４８と溝３７は連通
を遮断ざｎている。

しかしスプール３０がスリーブ２４に対して左に動くと
前記弁隙間５０は閉じらｎ、溝４８が溝３Ｔに連通する
工うになっている。

５１は分流弁でハウジング１１の上方に形成されており
、該分流弁５１の主要部を構成するスプール５３とスプ
リング５４はハウジング１１に形成された穴５２内に収
納されている。

穴５２の左端にはプラグ５５がハウジング１１に固定さ
れて義人５２を密封しており、義人５２の右端にはチェ
ック弁構成体５６が密封的にハウジング１１に固定ざｎ
、スプール５３の左右両端にｌｒＪ、第１の室５７と第
２の室５８が形成されている。

又スプリング５４は第２の室５８内に収納さｔてスプー
ル５３を第１の室５７の方向に付勢している。

更に穴５２には左力・ら溝５９と６０が形成さｎており
、スプール５３には左力・ら溝６１と６２が設けられ、
該溝６２にはスプール５３の半径方向に貫通した穴６３
が設けられている。

穴６３はオリフィス６４’に介して第１の室５７と連通
し、オリフィス６５を介して第２の室５８と連通してい
る。

６６はスプール５３に形成された穴で溝５９と第１の室
５７を連通する位置に設けられており、該溝５９と溝６
０の間にはハウジング１１の人口２と連通し、穴５２に
貫通する穴６７が設けられ、該穴６７１／′ｉ、スプー
ル５３の溝６１と連通している。

この溝６１はハウジング１１の溝５９．６０と夫々弁隙
間６８，６９を形成しており、第１図の状態では溝６２
は溝６０との連通を遮断さｎている。

ここでスプール５３が左に動くと弁隙間６８は広がり、
弁隙間６９は絞らｎ、更に左に動いて弁隙間６９が閉じ
られると溝６２と溝６０が連通するようになる。

又溝６０は出口３と連通し、第２の室５８はチェック弁
構成体５６及びハウジングの穴７０を介してパワ室１７
を連通している。

チェック弁構成体５６は第２の室５８からパワ室１１へ
の流体の流ｎＨ許すが逆方向の流ｎは阻止するようにな
っている。

第２図に示す７１はチェック弁構成体でハウジング１１
の穴１２と７３の間に配置されており、穴７２力・ら７
３の方向への流体の流れは許すが、逆方向の流れは阻止
するようになっている。

又穴７２はスプール５３の溝６１全介して人口２と連通
しており、穴７３はパワピストン１５の外周に形成され
た環状の室４２と連通している。

７４は前記スプリング３６エリスプリングカが強いスプ
リングで、ドレン室１８内に設けられると共に一端はホ
ルダ２３と係合し、他端はガイド１６と係合していてパ
ワピストン１５を肩部１４に当接させる工うに付勢して
いる。

なお、分流弁５１のスプール５３／／″ｉ、スプリング
５４にエリ左方向に付勢さｎていてプラグ５５に当接す
るように考えられるが、第１図の状態ではメインポンプ
（図示省略）力・ら人口２に流体か供給され、弁隙間６
８と６９とを流体が流ｎているためスプール５３は図面
の位置にある。

スプール５３がスプリング５４に工り左に移動して弁隙
間６８が増加すると、人口２の流体は溝６１から弁隙間
６８、溝５９、穴６６を介して第１の室５７に入り、該
室５７の流体はオリフィス６４、穴６３、オリフィス６
５を通って第２の室５８に流れる。

この時オリフィス６４と６５を流体か通過することによ
り、第１の室５７の圧力は第２の室５８の圧力よりも高
くなり、スプリング５４に対抗する力を生じ、結局力の
釣合いから第１の室５１と第２の室５８の圧力差にスプ
ール断面積を乗じた力とスプリング５４の荷重が釣合い
、スプリング５４の荷重がほぼ已ポとすると第１の室５
７と第２の室５８の圧力差は実質的に一定となる。

これによりオリフィス６４と６５を通過して第２の室５
８に供給される流量も実質的に一定となる。

従って人口２から供給される流量は一定量が第２の室５
８に流ｎ、残量は弁隙間６９を介して出口３に流れる。

出口３カ・ら吐出される流体は、例えば図示さｎないパ
ワステアリング装置を作動することができ、第２の室５
８に供給される流体はチェック弁構成体５６を介してパ
ワ室１１に供給される。

又第２のポンプ７は、人口２に流体を供給する図示され
ないメインポンプが故障した時、該メインポンプ力・ら
リザーバ間の流れを感知する例えばフロースイッチの信
号に工り電動モータで駆動され、ドレン室１８内の流体
を穴２０、出口６、人口９を介して吸い込み、吐出口８
、逆止弁１０、人口５を介してパワ室１１に供給できる
ものであり、それ以外の時は通常作動しない工うになっ
ている。

次に以上説明した実施例について作用を説明すると、図
示しないメインポンプ力・ら入口２に供給された流体は
分流弁５１で分割されてその１部分はほぼ一定量に制御
され、弁隙間６８、第１の室５７、オリフィス６４、オ
リフィス６５、第２の室５８、チェック弁構成体５６、
穴７０を介してパワ室１７に供給されている。

パワ室１７の流体は穴４０，３９、溝３７、弁隙間５０
、溝４７、穴４９，４４，４６を経てドレン室１８に流
れ、更に出口４からリザーバに流れている。

このようにして穴７０力・ら流れる流体は第１図の状態
では抵抗なく流れているので、パワ室１７の圧力は実質
的に零であり、パワピストン１５の前後に圧力差は生じ
ない。

従ってパワピストン１５は何ら作動しないものである。

又この時人口２ど連通するスリーブ２４の穴３８／Ｉｉ
溝４８が溝３７と遮断さｎていることに工す、例えばパ
ワステアリングが操作さｎて入口２の圧力が慟口しても
パワ室１７には何ら圧力影響は与えない。

又人口２と連通するパワピストン１５の外周の室４２の
圧力が増加しても、室４２の両端の受圧面積が同じであ
ることに工りパワピストン１５に何ら作用力が働く工う
なことはない。

この状態力・ら運転者がブツシュロッド３４を介して入
力ビストン３３を操作すると、該人力ビストンは止め輪
３５′ｆｆ：介し圧力規制ピストン３１と共にスプリン
グ３６に抗しスリーブ２４に対し左方向に移動する。

スプール３０は入力ビストン３３と同時に動くので、弁
隙間５０は絞られる。

弁隙間５０が絞られると穴７０からパワ室１７を介して
溝３７７：ｌ・ら溝４７に流れる流体は抵抗を受け、弁
隙間５０工り上流側の流体の圧力が上昇する。

これにエリパワ室１Ｔの圧力も上昇し、パワピストン１
５ＩｒＪ、穴１２と嵌合する外径から反力規制ピストン
３１の直径Ｄ３を差し引いた環状面積にパワ室１７の圧
力を乗じた力を受け、スプリングＴ４に抗して左方向に
動き、出力ロンド２６を介して外部の例えば図示しない
車両用ブレーキマスクシリンダを作動させることができ
る。

このヤくワ室１１の圧力は人力ビストン３３に作用する
が、パワ室１１の圧力が設定圧より低い第１段階に於て
は反力規制ピストン３１がスプリング３６にエリ止め輪
３５を介して人力ビストン３３に係合しているので、該
ピストン３３は大径部３３ｂの直径Ｄ１０面積から反力
規制ピストン３１の直径Ｄ３の面積を差し引いた環状面
積でパワ室１７の圧力も操作方向と反対方向に受けるの
で、比較的小さい反力を受けるのみであり、例えばＤ３
＝Ｄ１とすれば、反力はスプリング３６の反力のみとな
る。

次いで運転者が入力ビストン３３を更に左に動力・して
弁隙間５０を更に絞ると、パワ室１７の圧力は設定圧を
越えて上昇する。

パワ室１７の圧力が設定圧に上昇すると、反力規制ピス
トン３１は直径Ｄ３とＤ２の間の環状面積の右端面にパ
ワ室１１の圧力を受はスプリング３６に抗して左方向に
移動し、第３図に示す如くスリーブ２４の肩部２９に当
接する。

この状態になると人力ビストン３３は反力規制ピストン
３１との係合が解除さｎ、パワ室１７の圧力を直径Ｄ１
と直径Ｄ２の間の環状面積で右方向で受けることになり
、運転者の操作力に対抗する反力を伝達することになる
。

従ってパワ室の圧力は運転者の操作力と釣合うように弁
隙間５０で制御される。

即ち、操作力が増加すｎばスプール３０は左に動き、弁
隙間５０が更に絞られてパワ室圧力が増加し、又操作力
が減少すればスプール３０は入力ビストン３３がパワ室
１７の反力で戻され弁隙間５０が広がってパワ室１１の
圧力が低下し、結局入力文ハ操作力とパワ室１７の圧力
は比例的に制御さｎ、パワピストン１５はパワ室１１の
圧力と比例して出力ロンド２６を介して外部に出力全伝
達できるものである。

従ってパワ室１７の圧力が比敏的低い設定圧丑での間は
運転者に反力の伝達がないので、比較的小ざな操作力で
外部に出力が伝達され、それ以上パワ室１７の圧力が上
昇すると操作力に対して出力ロッド２６カ・らの出力は
比例的に制御されて増加し、結局操作力の増加に対して
出力の立上りが早いものである。

又運転者が人力ビストン３３を急速に操作すると弁隙間
５０が閉じてもパワ室１７の圧力上昇時間遅れにエリ、
短時間ではあるがパワ室１７の圧力が上昇せず、従って
人力ビストン３３に対する反力が無い時がある。

このため入力ビストン３３は更に左に動いて溝４８が溝
３７に開口し、入口２の流体が穴３８、溝４８，３７、
穴３９，４０′を通ってパワ室に供給され、結局パワ室
１７の圧力上昇を早めるように作用する。

この量大カビストン３３の凸部３３ｃがナツト２５に当
接し、パワピストン１５が入力ビストン３３により機械
的に前進するマニュアル作動状態となり、パワ室１７の
容積が増加するものである。

パワ室１１の圧力が回復して上昇すると入力ビストン３
３はパワ室１７の圧力を反力として受け、パワピストン
１５と相対的に右に戻され前記の弁隙間５０が開いて制
御される状態に復帰する。

又人力が過大に操作されると、パワ室１１工り上流の図
示しないメインポンプはリリーフ圧１で上昇してそ扛以
上増加しないので、入力ビストン３３を更に前進させる
と弁隙間５０は閉じ、溝４８が溝３７に開口し、パワ室
１７の圧力は遂に人口２のメインポンプリリーフ圧と等
しくなる。

こｎにエリスプール５３は第１の室５７と第２Ω室５８
の前後圧が等しくなり、スプリング５４にエリ左に動か
され、遂に弁隙間６９が閉じ溝６２が溝６０に開口する
。

これにエリ人口２の流体は弁隙間６８、穴６６、第１の
室５７、オリフィス６４、穴６３を介して溝６２力・ら
溝６０に連通し、この開力・ら出口３に流体が供給さｎ
ることになる。

この特大６３７１）−らオリフィス６５を介して第２の
室５８には流体が流れないので、第２の室５８の圧力は
穴６３と同じ圧力となる。

オリフィス６４をこのように流体が流れると、オリフィ
ス６４前後、即ち第１の室５１と第２の室５８に圧力差
が生じ、この圧力差とスプール５３の断面積を乗じた力
はスプリング５４の力に対応する力となり、同時に溝６
２と溝６０の連通を閉じる方向に作用する。

従ってオリフィス６４前後の圧力差はスプリング５４の
力とほぼ釣合い、結局オリフィス６４を通過して出口３
カ・ら吐出される流量はほぼ七ボに制御され、出“口３
と連結するパワステアリングの操作全可能にしている。

又メインポンプ（図示省略）が故障して穴７０力・らパ
ワ室１７に流体の供給が無い場合、第２ポンプ７カ・ら
入口５を介してパワ室１７に供給される流体で作動可能
であり、この場合の作動は前述の穴７０からの供給で作
動する場合と同じである。

次に第４図の第２実施例について説明すると、第１図の
実施例は入力ビストン３３の戻し用スプリング３６が反
力規制ピストン３１と人力ビストン３３の係合解除を行
なうようにしたものであるが、第４図の場合はこれを独
立したスプリング７５．７６で行なわせるもので、この
２個のスプリング７５．７６以外は第１図の実施例と同
じであるので、同一部分は同一符号を以って示す。

なお、スプリングＴ５は第１図に於けるスプリング３６
とほぼ同じ強さであるが、スプリング７６はスプリング
７５工り強くても弱くてもよい。

又スプリング７５はホルダ２３と人力ビストン３３の間
に設けられており、スプリング７６１ｒｉ一端がスプー
ル３０に係合し、他端は反力規制ピストン３１に係合し
、該ピストン３１を止め輪３５に押圧している。

又スプール３０は入力ビストン３３にスプリング７５に
工り押圧さｔ１両者は一体的に作動するようになってい
る。

ここで運転者が入力ビストン３３をスプリング１５に抗
して左に動力・すと、弁隙間５０はここを流れる流体に
抵抗を与え、弁隙間５０．ｃり上流のパワ室１７の圧力
が上昇する。

従ってパワピストン１５はパワ室１７の圧力によりスプ
リング１４に抗して左に動き、出力ワンド２６全作動さ
せる。

又パワ室１１の圧力が設定圧になる丑では反力規制ピス
トン３１はスプリング７６にエリ入力ビストン３３に当
接しているので、入力ビストン３３の反力は殆ど無いか
、あっても極めて小さいものである。

次にパ、ワ室１７の圧力が反力規制ピストン３１の右端
に作用してこの力がスプリング７６に打ち勝つ程上昇す
ると、反力規制ピストン３１は入力ビストン３３と離れ
て肩部２９に当る。

この状態になると人力ビストン３３は第１図の実施例と
同様にエリ大きな反力を受けることになり、以後の作用
は第１図の実施例と同じであるので、その説明は省略す
る。

第４図は実施例ではスプリング７６の設定荷重を任意に
変えて反力規制ピストン３０の解除時のパワ室１γの圧
力の変更が出来る利点がある。

以上詳細に説明した如く本発明によると、反力規制ピス
トンが入力ビストンと離れる時に該人力ビストンに反力
が伝達し始めるので、従来の人力ビストンに反カビスト
４が接触して反力を伝達し始めるようにしたものに比べ
、ショックは殆どない。

又スリーブの穴と入力ビストンの小径部との間にパイプ
状の反力規制ピストンを追加するのみで実施できる簡単
な構成であるので、コンパクトでコスト的にも有利であ
る。

なお、本発明に於て人カビストン戻し用スプリングと、
反力規制ピストン付勢用のスプリング全独立させること
により、反力伝達時のパワ室の圧力は容易に変更できる
工うになり、車両のブレーキマスクシリンダ用ハイドロ
リックブースタとした場合車種に合せて反力規制量を調
整することも可能である。

又以上の実施例ではフローデイバイダ付タイプのハイド
ロリックブースタで説明したが、フローディパイプ部分
が無く、力・つ穴も無く、環状の室をアキュムレータ等
に連給した、所謂クローズドタイプのノ・イドロリツク
ブースタとしても作動できるものであることは容易に理
解できよう。

更にスリーブ又はパワピストンがハウジングと一体化さ
れ、パワ室の圧力も直接ブレーキ用ホイールシリンダに
作用させる、所謂フルパワ一式ブレーキ装置の制御弁と
してもオ０用できることは明ら力・であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す油圧制御弁の反力機構の
断面図、第２図は第１図のＡ〜Ａ断面図、第３図は第１
図に於ける要部の作動状態？示す断面図、第４図は第１
図と異なる実施例の要部のみ示す断面図である。 図の主要部分の説明、１・・・・・・ハイドロリックブ
ースタ、２・・・・・・入口、７・・・・・・第２のポ
ンプ、１５・・・・・・パワピストン、１７・・・・・
・パワ室、２４・・・・・・スリーブ、３０・・・・・
・スプール、３１・・・・・・反力規制ピストン（外径
Ｄ３）、３３・・・・・・人力ビストン、３３ｂ・・・
・・・入力ビストン大径部（直径り、）、３３ａ・・・
・・・人力ビストン小径部（直径Ｄ２）、３４・・・・
・・ブツシュロッド、 ３６・旧・・スプリング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポンス仕出流体を調整してパワ室圧力を制御できる
   制御弁、該制御弁と機械的に連通して運転者により操作
   されろ人力ビストンを備え、前記パワ室圧力で車両のブ
   レーキ系を作動し該入力ビストンがパワ室圧力を受けて
   運転者に反力を伝達する反力機構に於いて、大径部と小
   径部を有する前記入力ビストンと、該人力ビストン小径
   部の外径に嵌合し外径か前記人力ビストンの大径部と等
   しい力・、それ以下である環状ピストンを有し、前記人
   力ビストン大径部と小径部の間をパワ室に開口し、前記
   環状ピストンをスプリング手段を介して入力ビストンと
   保合可能にすると共に該環状ピストンの一端ｆパワ室に
   開口し、この状態でパワ室の圧力が前記入力ビストンの
   大径部と前記環状ピストンの外径の差で形成された環状
   面積に作用して運転者に反力を伝達し、パワ室圧力が設
   定圧以上になると前記環状ピストンは入力ビストンと実
   質的な係合が解除され、パワ室圧力が前記入力ビストン
   の大径部と小径部の差で形成された環状面積に作用して
   運転者に反力を伝達するようにした、ことを特徴とする
   油圧制御弁の反力機構。