JP2008296788A - 気圧式倍力装置および気圧式倍力装置用絞り付逆止弁 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレーキフィーリングを向上させることができると共に逆止弁の動作を安定させることが可能な気圧式倍力装置および該気圧式倍力装置に用いられる絞り付逆止弁を提供する。
【解決手段】定圧室５と負圧源とを接続させる通路に、開弁圧力P1の第１の逆止弁３０と開弁圧力P2の第２の逆止弁３７とを直列に配設して、第２の逆止弁３７の弁体３９にオリフィス４３を設けた。したがって、ブレーキペダルの踏み込みを途中で停止した場合であっても、第２の逆止弁３７の開弁圧力P2によって生じる圧力差によって、オリフィス４３を介して徐々に定圧室５の圧力を低下させて出力を徐々に上昇させることにより、ブレーキフィーリングを向上させることができる。ここで、弁体３９の外周面が弁本体４５のガイド部５４によって軸方向へ案内されるので、弁体３９が軸線に対して傾くのを防止して、第２の逆止弁３７の動作を安定させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のディスクブレーキ等に用いられる気圧式倍力装置および該気圧式倍力装置に用いられる絞り付逆止弁に関する。

一般に、ディスクブレーキを採用した自動車のブレーキシステムにおいては、ブレーキペダルとマスタシリンダとの間に気圧式倍力装置が配置される。この気圧式倍力装置は、密閉された倍力装置本体の内部が、出力軸が接続されたパワーピストンユニットによって定圧室と変圧室とに画成される。定圧室には、逆止弁を介してエンジンのインテークマニホールド（負圧源）が接続されて、変圧室には、必要に応じて大気が導入される。このような気圧式倍力装置では、定圧室を大気圧に対して負圧の状態にして、この状態で変圧室と大気とを連通させて変圧室に大気を導入する。これより、定圧室と変圧室との間に圧力差が生じて、パワーピストンユニットが定圧室側へ移動する。このようにして、入力軸に入力された力、すなわち、運転者がブレーキペダルを踏む力（以下、踏力という）は、倍力されて出力軸から出力される。

ところで、上述した気圧式倍力装置においては、ブレーキの制動力を一定に保持する操作をした時のブレーキフィーリングを向上させることを目的として、定圧室と負圧源（インテークマニホールド）とが接続されるパイプに、定圧室側から負圧源側への気体の流動のみを許容する２つの逆止弁を直列に配置したものが知られている。例えば、特許文献１に記載の気圧式倍力装置では、第２逆止弁が第１逆止弁に対して定圧室側に配置されており、第２逆止弁には当該第２逆止弁の入口側と出口側とを常時連通させるオリフィス（絞り通路）が設けられる。この気圧式倍力装置によれば、ブレーキペダルが踏み込まれると、定圧室と変圧室との間に圧力差が生じて、パワーピストンユニットが前進する。これにより、定圧室の圧力は一旦上昇することになるが、各逆止弁が開弁されることにより当該定圧室の圧力が元の負圧に回復される。ここで、ブレーキペダルの踏み込みを停止した場合、定圧室の圧力が回復しても、各逆止弁の入口側と出口側とには、各逆止弁の開弁圧力によって生じる圧力差があるため、オリフィスを介して定圧室の圧力が徐々に抜けて、パワーピストンユニットがさらに前進して出力が増大されるようになっている。

しかしながら、上述した従来の気圧式倍力装置においては、オリフィスが形成された第２逆止弁の弁体は開閉方向（軸方向）へ案内されておらず、開閉弁時に弁体に傾きが生じて当該弁体の動作が不安定になり、ブレーキフィーリングが悪化する虞がある。
第２６６２６７５号特許公報

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ブレーキフィーリングを向上させることができると共に、逆止弁の動作を安定させることが可能な気圧式倍力装置および該気圧式倍力装置に用いられる絞り付逆止弁を提供することを課題としてなされたものである。

上記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、倍力装置本体内を出力軸が取付けられたパワーピストンユニットによって定圧室と変圧室とに画成し、定圧室を負圧源に接続し、定圧室と負圧源とを接続する通路に、それぞれ所定の開弁圧力が設定されて定圧室側から負圧源側への気体の流動のみを許容する第１および第２の逆止弁を直列に、かつ、第２の逆止弁が定圧室側となるように配設し、さらに、第２の逆止弁の定圧室側と負圧源側とを常時連通する絞り通路を設けると共に、変圧室に大気を導入して定圧室と変圧室とに圧力差を生じさせてパワーピストンユニットを出力軸側へ移動させ、出力軸から倍力させた力を出力させる気圧式倍力装置において、第２の逆止弁は、通路に接続される弁本体と該弁本体内を移動する弁体とからなり、弁本体の内周面に形成される弁座に対して負圧源側に、弁体を通路軸方向へ案内するガイド部を有することを特徴とすることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の気圧式倍力装置において、第２の逆止弁は、弁体を弁座へ向けて付勢する弁ばねを弁体内部に収容することを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の気圧式倍力装置において、第２の逆止弁は、弁本体が定圧室側と負圧源側とに分割して構成され、分割された弁本体の接合部が弁本体の負圧源側に形成されることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の気圧式倍力装置において、絞り通路は、第２の逆止弁の弁体の段付孔によって形成されることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の気圧式倍力装置において、第１の逆止弁と第２の逆止弁とが一のハウジングにより一体に構成されることを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明のうち請求項６に記載の発明は、気圧式倍力装置の定圧室と負圧源とを接続する通路に設けられ、定圧室側から負圧源側への気体の流動のみを許容して、定圧室側と負圧源側とを常時連通する絞り通路を備える気圧式倍力装置用絞り付逆止弁において、弁座が設けられて通路に接続される弁本体と、該弁本体に収容される弁体とによって構成され、弁本体の弁座に対して負圧源側に弁体を通路軸方向へ案内するガイド部が設けられることを特徴とする。

したがって、請求項１に記載の気圧式倍力装置では、第２の逆止弁の弁本体内を移動する弁体が、通路に接続される弁本体の内周面に形成される弁座に対して負圧源側に設けられたガイド部によって通路軸方向へ案内される。
請求項２に記載の気圧式倍力装置では、第２の逆止弁の弁ばねが、弁体の内部に収容される。
請求項３に記載の気圧式倍力装置では、第２の逆止弁の分割された弁本体のそれぞれが、弁座から離れた位置で接合される。
請求項４に記載の気圧式倍力装置では、絞り通路（オリフィス）は、第２の逆止弁の弁体の段付孔によって形成される。
請求項５に記載の気圧式倍力装置では、直列または並列に配置される第１の逆止弁と第２の逆止弁とが一のハウジングにより一つの逆止弁に集約される。
請求項６に記載の気圧式倍力装置用絞り付逆止弁では、弁体が、弁座が設けられて通路に接続される弁本体の内周面の、弁座に対して負圧源側に設けられたガイド部によって通路軸方向へ案内される。

請求項１に記載の気圧式倍力装置によれば、開閉弁時に弁体が軸線に対して傾くのを防止して、第２の逆止弁の動作を安定させることができ、延いては、ブレーキフィーリングを向上させることができる。
請求項２に記載の気圧式倍力装置によれば、第２の逆止弁の全長（通路軸方向長さ）が短縮されて当該逆止弁を小型化することができる。
請求項３に記載の気圧式倍力装置によれば、例えば、第２の逆止弁の弁本体を合成樹脂によって形成し、分割されたそれぞれの弁本体を溶着によって接合して一体化させる場合、溶着時における弁座及びガイド部への熱影響を最小限に抑制することが可能になり、当該逆止弁の品質を確保することができる。
請求項４に記載の気圧式倍力装置によれば、第２の逆止弁の弁体に極めて小さい孔径の絞り通路を弁体の全長に亘って形成する場合と比較して、弁体の製造が容易であり、製造コストを削減することができる。
請求項５に記載の気圧式倍力装置によれば、定圧室と負圧源との間の配管を簡易化することができる。
請求項６に記載の気圧式倍力装置用絞り付逆止弁によれば、開閉弁時に弁体が軸線に対して傾くのを防止して、逆止弁の動作を安定させることができ、延いては、当該逆止弁を用いて構成された気圧式倍力装置を有するブレーキシステムのブレーキフィーリングを向上させることができる。

本発明の一実施形態を図１および図２に基いて説明する。
図１に示されるように、本実施形態の気圧式倍力装置は、フロントシェル１とリアシェル２とによって内部が密閉された倍力装置本体３が形成される。該倍力装置本体３は、パワーピストンユニット４によって、前側（図１における左側）に配置される定圧室５と後側（図１における右側）に配置される変圧室６とに画成される。パワーピストンユニット４は、外周端部がシェル１およびシェル２によって密閉されたダイヤフラム７と、定圧室５側に配置されてダイヤフラム７の表面に接する薄板状のパワーピストン８と、ダイヤフラム７およびパワーピストン８の内周端部が気密に固着されて倍力装置本体３に対して軸方向（図１における左右方向）へ変位可能に設けられるバルブボディ９と、によって概略が構成される。なお、非作動状態（ブレーキペダルが操作されていない状態）では、パワーピストンユニット４は、リターンスプリング１０によって後方（図１における右方向）へ付勢される。

バルブボディ９は、倍力装置本体３の後端部に対して後方（図１における右方向）へ突出された部分が円筒状に形成される。また、バルブボディ９には、前側端面に大径孔部１１と小径孔部１２とが同軸配置されており、大径孔部１１には、出力軸１３の基端部分に形成されたフランジ部１４がリアクションディスク１５を介して嵌合される。さらに、小径孔部１２には、プランジャ１６が摺動可能に嵌合されており、該プランジャ１６の後端部には入力軸１７が接続される。

バルブボディ９の円筒部分の内部には、ポペット弁１８が設けられる。該ポペット弁１８は、後端部がスプリング受け１９によってバルブボディ９の内周面に固定されており、前端部は中間部の蛇腹形状によって前後方向（図１における左右方向）へ進退可能になっている。なお、ポペット弁１８は、前端部が、スプリング受け１９との間に介装されたスプリング２０によって前方（図１における左方向）へ付勢される。また、入力軸１７は、当該入力軸１７のフランジ部２１とスプリング受け１９との間に介装されたスプリング２２によって、後方へ付勢される。

また、バルブボディ９には、当該バルブボディ９の内部と定圧室５とを連通させる通路２３と、当該バルブボディ９の内部と変圧室６とを連通させる通路２４とが形成される。バルブボディ９の内部は、後端部に設けられたフィルタ２５を介して大気に連通される。バルブボディ９の内周面には、ポペット弁１８が着座される弁座２６が形成されて、該弁座２６にポペット弁１８の前端部が着座することにより通路２３が遮断される。また、プランジャ１６の後端部には、ポペット弁１８が着座される弁座２７が形成されて、該弁座２７にポペット弁１８が着座することにより通路２４が遮断される。負圧源（本実施形態ではインテークマニホールド）に接続される通路２８は、フロントシェル１に設けられた負圧導入管２９に接続される。これにより、定圧室５は大気に対して負圧になる。

通路２８には、定圧室５側から負圧源側への気体の流動のみが許容される第１の逆止弁３０が設けられる。第１の逆止弁３０は、弁ばね３１の設定荷重がF1に設定されており、該弁ばね３１のばね力によって弁体３２が弁本体４４に形成された弁座３３に着座される。そして、第１の逆止弁３０は、入口３４側と出口３５側との圧力差が開弁圧力P1に到達した時点で、弁体３２が弁座３３から離間して開弁される。

第１の逆止弁３０と負圧導入管２９との間の通路３６には、第１の逆止弁３０に対して直列に配置されて該第１の逆止弁３０と同一方向への気体の流動のみが許容される第２の逆止弁３７が設けられる。該第２の逆止弁３７は、弁本体４５が、入口４１側（定圧室５側、図２における右側）を形成する弁分割体４６と出口４２側（負圧源側、図２における左側）を形成する弁分割体４７とに２分割されて構成される。入口４１側の弁分割体４６は、有底円筒状に形成されて弁体３９を収容する胴部４９と、該胴部４９の底部に開口した通路を有する接続部５０と、によって構成される。

弁分割体４６には、胴部４９の出口４２側の開口端部にフランジ部５１が形成されており、弁分割体４７の軸部５２を弁分割体４６の胴部４９の内周面に嵌合させて、弁分割体４６のフランジ部５１と弁分割体４７の軸部５２の基端部に形成されたフランジ部５３とを当接させる。そして、弁分割体４６のフランジ部５１と出口４２側の弁分割体４７のフランジ部５３とを溶着させて接合することにより、弁分割体４６と弁分割体４７とが一体化されて、弁本体４５が形成される。なお、弁分割体４６および弁分割体４７は合成樹脂を成形することにより形成される。

弁本体４５（弁分割体４７）の胴部４９の内周面には、ガイド部５４が形成されており、このガイド部５４には、円柱状に形成された弁体３９が軸方向（通路軸方向、図２における左右方向）へ摺動可能に案内される。また、弁体３９の入口４１側（図２における右側）の端面には、シート保持部５６によって保持されるシート部５５が設けられる。弁体３９と弁分割体４７との間には、弁ばね３８が介装される。該弁ばね３８は、入口４１側（図２における右側）が、弁体３９の出口４２側（図２における左側）の端面に凹状に形成されたばね収容部４８に収容される。弁体３９のばね収容部４８の底部には、段階的に縮径して形成されるオリフィス４３（絞り通路）が設けられており、該オリフィス４３によって第２の逆止弁３７の入口４１側の通路と出口４２側の通路とが常時連通される。また、弁体３９の外周面には、第２の逆止弁３７の入口４１側の通路と出口４２側の通路とを連通させる通路溝５８が形成される。

第２の逆止弁３７は、弁ばね３８の設定荷重がF2に設定されており、該弁ばね３８のばね力によって弁体３９が弁本体４５に形成された弁座４０に着座される。そして、第２の逆止弁３７は、入口４１側と出口４２側との圧力差が開弁圧力P2に到達した時点で、弁体３９が弁座４０から離間して開弁される。また、第２の逆止弁３７の弁ばね３８の設定荷重F2は第１の逆止弁３０の弁ばね３１の設定荷重F1よりも大きく設定されており（F2＞F1）、第２の逆止弁３７は、第１の逆止弁３０の圧力差P1よりも大きな圧力差P2（P2＞P1）を以って開弁される。

次に、本実施形態の作用を説明する。
ブレーキペダルを踏み込むと、入力軸１７が前進（図１における左方向へ移動）する。これにより、プランジャ１６の弁座２７がポペット弁１８から離間されて、大気が通路２４から変圧室６へ導入される。この時、定圧室５は大気圧に対して負圧であるため、定圧室５と変圧室６との間に圧力差が生じて、パワーピストンユニット４がリターンスプリング１０を圧縮するようにして前進することにより、倍力された力が出力軸１３から出力される。そして、パワーピストンユニット４が前進するのに伴って定圧室５の容積が小さくなり、定圧室５の圧力が上昇すると、第１の逆止弁３０および第２の逆止弁３７がそれぞれ開弁して、定圧室５を元の圧力状態（ブレーキペダルを操作する前の圧力状態）に回復させる。

ここで、ブレーキの制動力を一定に保持するためにブレーキペダルの踏み込みを停止させると、負圧源側の圧力と定圧室５側の圧力との圧力差が減少して、その圧力差がP2に到達した時点で、第２の逆止弁３７が開弁する。この時、第２の逆止弁３７の弁体３９は、弁ばね３８を圧縮するようにして、外周面が弁本体４５の内周面に形成されたガイド部５４によって軸方向（通路軸方向、図２における左方向）へ案内されながら移動する。第２の逆止弁３７が開弁されることで、第２の逆止弁３７の弁体３９のオリフィス４３および通路溝５８だけで負圧源と定圧室５とが連通される。これにより、定圧室５の圧力はゆっくりと低下して、これに伴い、パワーピストンユニット４が徐々に前進して出力を上昇させる。この状態では、第１の逆止弁３０の入口３４側の圧力が次第に上昇して当該入口３４側の圧力と出口３５側の圧力との圧力差がP1以上であり、第１の逆止弁３０は開弁された状態にある。

そして、入口３４側の圧力と出口３５側の圧力との圧力差がP1よりも小さくなった時点で第１の逆止弁３０が開弁して、負圧源と定圧室５との連通が遮断されることにより、最終的に、ブレーキの制動力が一定に保持されることになる。

この実施形態では以下の効果を奏する。
本実施形態によれば、定圧室５と負圧源とを接続させる通路に、開弁圧力P1の第１の逆止弁３０と開弁圧力P2の第２の逆止弁３７とを直列に配設して、第２の逆止弁３７にその入口４１側と出口４２側とを常時連通させるオリフィス４３（絞り通路）を設けたので、ブレーキの制動力を一定に保持するためにブレーキペダルの踏み込みを途中で停止した場合であっても、第２の逆止弁３７の開弁圧力P2によって生じる入口４１側と出口４２側との圧力差によって、オリフィス４３を介して徐々に定圧室５の圧力を低下させて出力を徐々に上昇させることにより、ブレーキフィーリングを向上させることができる。
本実施形態によれば、第２の逆止弁３７の弁体３９の外周面が弁本体４５の内周面に形成されたガイド部５４によって軸方向（通路軸方向）へ案内されるので、弁体３９が軸線に対して傾くのを防止して、第２の逆止弁３７の動作を安定させることができる。
また、本実施形態によれば、第２の逆止弁３７の弁ばね３８が、弁体３９に形成された凹状のばね収容部４８（弁体内部）に収容されるので、第２の逆止弁３７の全長（通路軸方向長さ）が短縮されて当該逆止弁３７を小型化することができる。
また、本実施形態によれば、第２の逆止弁３７の入口４１側（定圧室５側）の弁分割体４６と出口４２側（負圧源側）の弁分割体４７とのそれぞれが、弁座４０から離れた位置で溶着されて接合されることで一体化されるので、溶着時における弁座４０への熱影響を最小限に抑制することが可能になり、当該逆止弁３７の動作を保証して品質を確保することができる。
また、本実施形態によれば、第２の逆止弁３７の弁体３９に形成されるオリフィス４３（絞り通路）を段付孔によって構成したので、第２の逆止弁３７の弁体３９に極めて小さい孔径のオリフィス４３（絞り通路）を通しで形成する場合と比較して、当該弁体３９の製造が容易であり、製造コストを削減することができる。

なお、実施形態は上記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
図３に示されるように、図１に示される実施形態において直列に配置される第１の逆止弁３０と第２の逆止弁３７とを同一のハウジングに配置して一体化させた逆止弁６１を用いて気圧式倍力装置を構成してもよい。この場合、第２の逆止弁３７の出口６３側に第１の逆止弁３０が構成される。該第１の逆止弁３０は、円板状に形成された弾性体からなる弁体６４が、その弾性力によって弁座６５に着座される。なお、図３において、図１に示される実施形態に対して同一又は相当する構成要素には同一の符号を付与して、その詳細な説明を省略する。ここで、符号６６は弁体６４を出口６３側から支持する支持部材、符号６７は弁体６４の中心の孔に嵌着された軸部材である。
この実施形態によれば、通路に単独で直列に配置されていた第１の逆止弁３０と第２の逆止弁３７とが一つの逆止弁６１に集約されるので、定圧室５と負圧源との間の配管を簡易化することができる。

本実施形態の気圧式倍力装置の全体を示す縦断面図である。 本実施形態の気圧式倍力装置の第２の逆止弁の縦断面図である。 他の実施形態の気圧式倍力装置の逆止弁の縦断面図である。

符号の説明

３ 倍力装置本体、４ パワーピストンユニット、５ 定圧室、６ 変圧室、３７ 第２の逆止弁、３８ 弁ばね、３９ 弁体、４０ 弁座、４１ 入口、４２ 出口、４３ オリフィス（絞り通路）、４８ ばね収容部（弁体内部）、５０ 接続部、５４ ガイド部

Claims (6)

1. 倍力装置本体内を出力軸が取付けられたパワーピストンユニットによって定圧室と変圧室とに画成し、前記定圧室を負圧源に接続し、前記定圧室と前記負圧源とを接続する通路に、それぞれ所定の開弁圧力が設定されて前記定圧室側から前記負圧源側への気体の流動のみを許容する第１および第２の逆止弁を直列に、かつ、第２の逆止弁が前記定圧室側となるように配設し、さらに、前記第２の逆止弁の前記定圧室側と前記負圧源側とを常時連通する絞り通路を設けると共に、前記変圧室に大気を導入して前記定圧室と前記変圧室とに圧力差を生じさせて前記パワーピストンユニットを前記出力軸側へ移動させ、前記出力軸から倍力させた力を出力させる気圧式倍力装置において、
   前記第２の逆止弁は、前記通路に接続される弁本体と該弁本体内を移動する弁体とからなり、前記弁本体の内周面に形成される弁座に対して前記負圧源側に、前記弁体を通路軸方向へ案内するガイド部を有することを特徴とする気圧式倍力装置。
2. 前記第２の逆止弁は、前記弁体を前記弁座へ向けて付勢する弁ばねを前記弁体内部に収容することを特徴とする請求項１に記載の気圧式倍力装置。
3. 前記第２の逆止弁は、前記弁本体が前記定圧室側と前記負圧源側とに分割して構成され、分割された前記弁本体の接合部が前記弁本体の前記負圧源側に形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の気圧式倍力装置。
4. 前記絞り通路は、前記第２の逆止弁の前記弁体の段付孔によって形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の気圧式倍力装置。
5. 前記第１の逆止弁と前記第２の逆止弁とが一のハウジングにより一体に構成されることを特徴とする請求項１に記載の気圧式倍力装置。
6. 気圧式倍力装置の定圧室と負圧源とを接続する通路に設けられ、前記定圧室側から前記負圧源側への気体の流動のみを許容して、前記定圧室側と前記負圧源側とを常時連通する絞り通路を備える気圧式倍力装置用絞り付逆止弁において、
   弁座が設けられて前記通路に接続される弁本体と、該弁本体に収容される弁体とによって構成され、前記弁本体の前記弁座に対して前記負圧源側に前記弁体を通路軸方向へ案内するガイド部が設けられることを特徴とする気圧式倍力装置用絞り付逆止弁。

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