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JP2012159106A - 弁機構 - Google Patents

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JP2012159106A
JP2012159106A JP2011017602A JP2011017602A JP2012159106A JP 2012159106 A JP2012159106 A JP 2012159106A JP 2011017602 A JP2011017602 A JP 2011017602A JP 2011017602 A JP2011017602 A JP 2011017602A JP 2012159106 A JP2012159106 A JP 2012159106A
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shaft
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valve
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JP2011017602A
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Inventor
Hiromitsu Nagao
洋光 長尾
Koji Aoba
広治 青葉
Hiroshi Morikawa
博 森川
Fumio Kondo
文男 近藤
Kazuma Shigeta
一真 繁田
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Denso Corp
Advics Co Ltd
Original Assignee
Denso Corp
Advics Co Ltd
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Abstract

【課題】板部が周方向に沿って4つ配置されたシャフトを、容易且つ安価に製造可能にする。
【解決手段】第1板部品51および第2板部品52を組み合わせて、4つの板部51a、52aを有するシャフト5を構成する。第1板部品51および第2板部品52をプレス加工、レーザ加工、ワイヤーカット等にて製造することができるため、シャフト5を容易且つ安価に製造することができる。
【選択図】図2

Description

本発明は、弁体をシャフトで駆動して流体通路を開閉する弁機構に関するものである。
車両のABS制御(アンチスキッド制御)等のブレーキ液圧制御を行う車両用ブレーキ装置は、ホイールシリンダ内のブレーキ液を一時的に貯留する調圧リザーバを備えている(例えば、特許文献1の図2参照)。
この調圧リザーバは、図9に示すように、板部101が周方向に沿って4つ配置されたシャフト100を備え、隣接する板部101間はブレーキ液が流通する流体通路110になっている。そして、シャフト100がガイド120に摺動自在に挿入され、シャフト100に駆動される図示しない弁体により流体通路110が開閉されるようになっている。
特開2010−76747号公報
しかしながら、調圧リザーバのシャフトは構造が複雑なため、それを切削にて製造する場合は加工工数が多くなるという問題があり、また、焼結や塑性加工にて製造する場合は、金型の形状が複雑になるという問題がある。
さらに、切削、焼結、塑性加工にて製造する場合は、隣接する板部が繋がる部位に隅部Rがあるため、その隅部Rの分流体通路の面積が減少してしまうという問題がある。
本発明は上記点に鑑みて、板部が周方向に沿って4つ配置されたシャフトを、容易且つ安価に製造可能にすることを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、ガイド孔(26a)を有するガイド(26)と、ガイド孔(26a)の径方向および軸方向に沿って延びる板部(51a、52a)がガイド孔(26a)の周方向に沿って4つ配置されるとともに、ガイド孔(26a)内に摺動自在に挿入されるシャフト(5)と、シャフト(5)に駆動されるとともに、隣接する板部(51a、52a)とガイド孔(26a)との間に形成された流体通路(6)を開閉する弁体(21、22)とを備える弁機構において、シャフト(5)は、板材にて形成された第1板部品(51)と第2板部品(52)とを組み合わせて構成され、第1板部品(51)は、4つの板部(51a、52a)のうち周方向の奇数番目の板部(51a)を備え、第2板部品(52)は、4つの板部(51a、52a)のうち周方向の偶数番目の板部(52a)を備えることを特徴とする。
これによると、第1板部品(51)および第2板部品(52)をプレス加工、レーザ加工、ワイヤーカット等にて製造することができるため、シャフト(5)を容易且つ安価に製造することができる。
また、第1板部品(51)および第2板部品(52)は板材であるため、それらを組み合わせてシャフト(5)を構成した場合に、隣接する板部(51a、52a)が繋がる部位に隅部Rは形成されない。したがって、隅部Rが存在しない分、流体通路(6)の面積が増加する。さらに、隅部Rが存在しない分、シャフト(5)が軽量になり、ひいては圧力損失を低減することができる。
請求項2に記載の発明のように、請求項1に記載の弁機構において、第1板部品(51)に板厚方向に貫通する組み付け孔(51b)を設け、第2板部品(52)を組み付け孔(51b)に挿入して、第1板部品(51)と第2板部品(52)とを一体化することができる。
請求項3に記載の発明のように、請求項1に記載の弁機構において、第1板部品(51)に軸方向端部から軸方向中間部まで延びる第1スリット(51f)を設け、第2板部品(52)に軸方向端部から軸方向中間部まで延びる第2スリット(52d)を設け、第1スリット(51f)に第2板部品(52)を挿入するとともに、第2スリット(52d)に第1板部品(51)を挿入して、第1板部品(51)と第2板部品(52)とを一体化することができる。
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
本発明の第1実施形態に係る弁機構を備える調圧リザーバを示す正面断面図である。 図1のシャフト5を示す図である。 図2のシャフト5における第1板部品を示す図である。 図2のシャフト5における第2板部品を示す図である。 図1のA−A線に沿う断面図である。 本発明の第2実施形態に係る弁機構におけるシャフト5を示す図である。 図6のシャフト5における第1板部品を示す図である。 図6のシャフト5における第2板部品を示す図である。 従来の調圧リザーバにおけるシャフト100を示す上面図である。
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について説明する。図1は第1実施形態に係る弁機構を備える調圧リザーバを示す正面断面図、図2(a)は図1のシャフトの正面図、図2(b)は図2(a)の平面図、図3(a)は図2のシャフトにおける第1板部品の正面図、図3(b)は図3(a)の平面図、図4(a)は図2のシャフトにおける第2板部品の正面図、図4(b)は図4(a)の平面図、図5は図1のA−A線に沿う断面図である。
この調圧リザーバは、車両のABS制御(アンチスキッド制御)等のブレーキ液圧制御を行う車両用ブレーキ装置に用いられ、ホイールシリンダ内のブレーキ液を一時的に貯留するものである。
その車両用ブレーキ装置(特許文献1の図1参照)は、ブレーキペダルが踏み込まれることによりマスタシリンダ(以下、M/Cという)がM/C圧を発生させ、M/C圧はABSアクチュエータを介して各車輪のホイールシリンダ(以下、W/Cという)へ伝達されるとともに、M/C圧は調圧リザーバにも作用するようになっている。
また、車両用ブレーキ装置のABSアクチュエータはポンプを備えており、このポンプは、調圧リザーバを介してブレーキ液を汲み取り、M/CとW/Cを接続する管路へブレーキ液を吐出して、W/C圧を増圧させるようになっている。
図1に示すように、調圧リザーバは、ABSアクチュエータのハウジング1に内蔵されており、ハウジング1に形成された凹部1aの内壁面によってリザーバ孔1A、1Bおよびリザーバ室1Cが構成されている。
リザーバ孔1Aは、ハウジング1に形成した中空部によって構成され、M/Cとポンプとの間に接続されており、M/C圧と同等の圧力となる管路からブレーキ液の流動を受ける。リザーバ孔1Bは、ハウジング1に形成したリザーバ孔1Aよりも大径の中空部によって構成され、流出管路とリザーバ室1Cを接続する。リザーバ室1Cは、ハウジング1のうちリザーバ孔1Bを構成する壁面や後述するピストン31等によって区画され、リザーバ孔1A、1Bを通じて流動してきたブレーキ液を蓄える。
具体的には、ハウジング1の一面からリザーバ孔1Bが形成されており、ハウジング1のうちリザーバ室1Cを構成する壁面の上端面1Dからリザーバ孔1Aが形成されている。また、リザーバ孔1Bにポンプの吸入側が接続されており、リザーバ室1Cのブレーキ液はリザーバ孔1Bを介してポンプに吸入されるようになっている。
リザーバ孔1Aには、弁部2が備えられている。弁部2は、バルブ21、ボール弁22、ホルダ23、フィルタ構成部品24、スプリング25およびガイド26を有した構成とされている。
第1弁体としてのバルブ21は、鉄系金属等で構成され、ガイド26のガイド孔26aとシャフト5との間に形成されている流体通路6(図5参照)の開閉を行うと共に、流体通路6の閉弁時にこのガイド孔26aよりも小径なブレーキ液流動経路を構成する機能を果たす。具体的には、バルブ21は、円筒形状で構成されており、その軸線上にブレーキ液流動経路となる中空部21aが形成されている。
中空部21aは、ガイド26側に向かってブレーキ液流動経路が小さくなる段付形状とされている。この中空部21aのうちガイド26側がガイド孔26aよりも小径(通路面積が小さい)の小径油路21bとなる。また、中空部21aのうち、小径油路21bよりもガイド26と反対側において小径油路21bよりも大径とされた第1収容部21cにホルダ23が配置されている。そして、小径油路21bと第1収容部21cとの境界部はボール弁22が離着するテーパ状のシート面となっている。
ホルダ23は、鉄系金属または樹脂等で構成され、有底円筒状に形成され、バルブ21に圧入されている。そして、ホルダ23の内部にボール弁22が収容され、ボール弁22が収容された空間とスプリング25が収容された空間は、ホルダ23の底部に形成された溝23aにより連通されている。
ボール弁22は、第2弁体を構成するもので、鉄系金属等で構成され、小径油路21bよりも大径に構成されている。このボール弁22がバルブ21のシート面に離着することにより小径油路21bの開閉が行われる。
フィルタ構成部品24は、金属または樹脂等で構成され、円形状の底面部24aに対して複数の柱状の部材24bを周方向に沿って等間隔に配置すると共に、複数の柱状の部材24bの周囲をメッシュ状のフィルタ(図示せず)で囲むことによって構成されており、全体的に見れば略コップ状をなしている。
スプリング25は、ホルダ23とフィルタ構成部品24との間に配置され、弾性力によってバルブ21およびホルダ23をガイド26側に付勢している。
ガイド26は、鉄系金属等で構成され、断面円形のガイド孔26aを備えた構造とされている。ガイド26のうちフィルタ構成部品24側の先端部の外径はフィルタ構成部品24の開口部分の内径に対して同等または若干大きくされている。
そして、フィルタ構成部品24内にバルブ21、ボール弁22、ホルダ23およびスプリング25を収容したのち、フィルタ構成部品24の開口部分にガイド26を圧入することで、これら各部品が一体化され、ユニット化された弁部2が構成されている。
また、ガイド26の外周面は段付き形状にされており、フィルタ構成部品24と反対側の先端位置において外径が最も大きくされている。この外径はリザーバ孔1Aを構成する中空部の入口側の内径よりも大きくされている。このため、リザーバ孔1Aを構成する中空部内にフィルタ構成部品24などと共にガイド26を挿入することにより、ガイド26のうち最も外径が大きな部分によってハウジング1の一部がかしめられることで、ハウジング1内に弁部2が保持されている。
なお、ガイド26の外周面には、当該外周面を一周する環状溝26bが形成されており、この環状溝26b内にハウジング1の一部が入り込むことで、ハウジング1内に弁部2を強固に保持できるようにされている。
一方、リザーバ孔1Bには、ピストン部3が備えられている。ピストン部3は、ピストン31、Oリング32、スプリング33およびカバー34を有した構成とされている。
ピストン31は、金属または樹脂等で構成されている。このピストン31は、リザーバ孔1Bの内壁面を紙面上下方向に摺動するように構成されている。このピストン31における中央位置にダイアフラム部4が配置されている。具体的には、ピストン31は仕切壁部31aが備えられた円筒形状で構成されており、仕切壁部31aよりも弁部2側を収容部としてダイアフラム部4が収容されている。また、仕切壁部31aの中央位置には連通孔31bが備えられ、背室1b内の圧力がダイアフラム部4内へ伝えられる。
Oリング32は、ピストン31の外周面に備えられている。ピストン31のうちOリング32が配置される部位には環状溝31cが備えられており、この環状溝31c内にOリング32が嵌め込まれている。
スプリング33は、ピストン31とカバー34との間に配置され、ピストン31の仕切壁部31aと接触することでピストン31を弁部2側、つまりリザーバ室1Cの容量を減少させる方向に付勢している。
カバー34は、スプリング33を受け止める役割を果たす。このカバー34は、ハウジング1の中空部の入口にかしめ固定されている。
また、リザーバ孔1Bには、ダイアフラム部4が備えられている。ダイアフラム部4は、プレート41、カップ42およびストッパ43にて構成されている。
プレート41は、シャフト5をボール弁22側に移動させる役割と、シャフト5の移動量を規制する役割を果たす。プレート41は、例えば鉄系金属または樹脂等からなる円盤状部材で構成されている。プレート41は、カップ42の変形に伴って紙面上下方向に移動させられるが、プレート41の外縁部がストッパ43に接することで紙面上方への移動量が規制される構造とされている。このため、プレート41の移動に伴ってシャフト5を移動させたとしても、その移動量はプレート41がストッパ43と接するまでの距離と同等となる。
カップ42は、弾性材料、例えばゴムにより構成されており、ストッパ43と仕切壁部31aとの間に配置されている。このカップ42は、ブレーキ液圧制御が非作動時には図1に示すように平坦な形状であるが、リザーバ室1C内の圧力(リザーバ内圧)と背室1b内の圧力(大気圧)との差圧が生じると、それに基づいて変形させられる。つまり、ポンプによるブレーキ液の吸入によってリザーバ室1C内が負圧になると背室1b内の大気圧よりも低くなるため、カップ42が変形させられる。この変形により、カップ42がプレート41を紙面上方に押し上げられるようになっている。
なお、本実施形態の場合、このダイアフラム部4のうちのプレート41およびカップ42が可動部として機能し、カップ42がダイアフラムとして機能する。
ストッパ43は、鉄系金属および樹脂などで構成されたリング状部材であり、ピストン31を支持部材として支持されている。ストッパ43はカップ42の外縁部をピストン31側に押えることで固定する役割と、プレート41の紙面上方側への移動を規制する役割を果たす。ストッパ43は、ピストン31の内周面における弁部2側の先端位置に引っ掛けられるようになっており、カップ42およびプレート41を配置した状態でストッパ43をピストン31内に圧入することで、ピストン31内にカップ42およびプレート41と共にストッパ43が固定されている。そして、ストッパ43には、ストッパ43の内周面から中心方向に向かって突出させられた鍔部43aが備えられており、鍔部43aの穴径がプレート41の外径よりも小さくされているため、この鍔部43aにてプレート41の移動が規制される。
シャフト5は、ガイド26のガイド孔26a内に摺動自在に挿入されている。そして 、図1、図2、図5に示すように、シャフト5は、鉄系金属製の板材をプレス加工して形成された第1板部品51と第2板部品52とを組み合わせて構成されており、ガイド孔26aの径方向および軸方向に沿って延びる板部51a、52aがガイド孔26aの周方向に沿って等間隔に4つ配置されている。この板部51a、52aの外周部がガイド26のガイド孔26aと摺動する。また、隣接する2つの板部51a、52aとガイド孔26aとの間に前述した流体通路6が形成されている。なお、第1板部品51と第2板部品52は、レーザ加工やワイヤーカットにて形成してもよい。
図3に示すように、第1板部品51は、板部51aを備え、この板部51aの中心部には、板厚方向に貫通する組み付け孔51bが形成されている。
板部51aにおけるバルブ21側の端部には、突起部51cが形成されている。板部51aからの突起部51cの突出量は板部51aがバルブ21に接した時にボール弁22を押し上げられる長さに設計されている。また、板部51aとバルブ21との間の距離は、後述するカップ42の変位量の最大値よりも小さくされ、板部51aによりバルブ21が押し上げられるように設計されている。
板部51aにおけるプレート41側の端部には、脚部51dが形成されている。脚部51dは板部51aよりも幅が狭くなっており、脚部51dと板部51aの境界部に段付部51eが形成されている。
図1に示すように、ガイド26のガイド孔26aの内壁面には、この段付部51eと対応する段付部26cが形成されており、シャフト5がガイド26のガイド孔26a内に保持されるようにしてある。
このため、シャフト5は、弁部2内に収容された状態で弁部2と共にハウジング1に保持される。そして、ガイド26の段付部26cからガイド26の上端面までの距離は一定であり、さらにシャフト5の段付部51eから突起部51cまでの距離も一定であるため、突起部51cとボール弁22との位置関係も一義的に決まり、ボール弁22のリフト量の管理も容易に行えるようになっている。
図4に示すように、第2板部品52は、板部52aを備え、この板部52aの中心部に凸部52bが形成されている。この凸部52bが形成された部位の板厚は、組み付け孔51b(図3参照)の幅よりも大きくなっている。
そして、図2に示すように、第2板部品52の凸部52bが第1板部品51の組み付け孔51b内にくるまで第2板部品52を圧入して、第1板部品51と第2板部品52とを一体化している。なお、第1板部品51と第2板部品52の一体化手法として、溶接(例えばレーザー溶接、抵抗溶接)やかしめを採用することができる。また、第1板部品51と第2板部品52は、ガイド孔26aの軸方向に沿って見たときの第1板部品51の板面と第2板部品52板面とのなす角度が直角となるように一体化されている。
図2、図5に示すように、第1板部品51は、シャフト5の4つの板部51a、52aのうちいずれかの板部から数え始めたとき周方向の奇数番目の2つの板部51aを備え、第2板部品52は、シャフト5の4つの板部51a、52aのうち周方向の偶数番目の2つの板部52aを備えている。
次に、本実施形態の調圧リザーバの作動について説明する。まず、常用ブレーキ時には、ポンプが駆動されておらず、リザーバ内圧と背室1b内の圧力(大気圧)とに差がないため、カップ42は変形しない。よって、図1に示すように、シャフト5が紙面上方に移動させられないため、突起部51cがボール弁22から離れた状態となり、シャフト5の板部51aの先端位置もバルブ21から離れた状態となる。
これにより、ボール弁22が自重によりバルブ21のシート面に当接して、小径油路21bが閉じられると共に、バルブ21がスプリング25の付勢力によりガイド26に押し当てられて、流体通路6も閉じられる。
したがって、調圧リザーバ20の弁部が閉弁状態となり、ブレーキペダル1の踏み込みによりM/C圧がリザーバ孔1Aに加えられたとしても、リザーバ室1C内にブレーキ液が流入することを防止することができる。これにより、常用ブレーキ時に弁部を閉弁化でき、不要にブレーキ液が消費されることを防止できる。
次に、調圧時、例えばブレーキアシスト制御が実行されているときのようにブレーキペダルが踏み込まれていてM/C圧がリザーバ孔1Aに加えられるときには、ポンプが駆動されることによってリザーバ室1C内が負圧となる。このため、カップ42が変形し、それに伴ってプレート41が図1の紙面上方に移動することで、シャフト5も図1の紙面上方に押し上げられ、突起部51cが小径油路21b内に挿通させられる。
このとき、リザーバ孔1Aに対してM/C圧が加えられた状態になっているため、M/C圧とリザーバ内圧との差圧が釣り合うようにボール弁22とバルブ21のシート面との間の隙間の間隔が保たれ、リザーバ内圧が調圧される。このため、カップ42の変形は最大にはならず、突起部51cによってボール弁22が押し上げられるだけで、シャフト5によってバルブ21が押し上げられはしない。
また、自吸時、例えばトラクション制御や横すべり防止制御時のようにM/C圧が発生していない状態においてポンプを駆動させることでブレーキ液を吸入して制動力を発生させる場合には、ポンプが駆動されることによってリザーバ室1C内が負圧となる。このとき、リザーバ孔1Aに対してM/C圧が加えられていない状態であるため、カップ42が変形し、その変形量が最大になる。そして、カップ42の変形に伴ってプレート41が図1の紙面上方に移動することでシャフト5も図1の紙面上方に押し上げられると、カップ42の変形量が最大となるため、突起部51cによってボール弁22が押し上げられるだけでなく、シャフト5の板部51a、52aによってバルブ21も押し上げられる。
これにより、流体通路6も開状態になり、小径油路21bのみが開状態になっている場合と比べて通路面積を拡大することができる。したがって、ブレーキ液圧制御時の応答性を向上させることが可能となる。
以上述べたように、本実施形態では、シャフト5を構成する第1板部品51および第2板部品52をプレス加工、レーザ加工、ワイヤーカット等にて形成するため、シャフト5を容易且つ安価に製造することができる。
また、第1板部品51および第2板部品52は板材であるため、それらを組み合わせてシャフト5を構成した場合に、隣接する板部51a、52aが繋がる部位に隅部Rは形成されない。したがって、隅部Rが存在しない分、流体通路6の面積が増加する。さらに、隅部Rが存在しない分、シャフト5が軽量になり、ひいては圧力損失を低減することができる。
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。図6(a)は第2実施形態に係る弁機構におけるシャフトの正面図、図6(b)は図6(a)の平面図、図7(a)は図6のシャフトにおける第1板部品の正面図、図7(b)は図7(a)の平面図、図8(a)は図6のシャフトにおける第2板部品の正面図、図8(b)は図8(a)の平面図である。
本実施形態は、弁機構におけるシャフトの具体的構成を変更したもである。なお、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
図6に示すように、シャフト5は、鉄系金属製の板材をプレス加工して形成された第1板部品51と第2板部品52とを組み合わせて構成されている。
図7に示すように、第1板部品51は、組み付け孔51b(図3参照)が廃止され、脚部51dには、ガイド孔26a(図1参照)の軸方向端部(より詳細には、プレート41(図1参照)側の端部)から軸方向中間部まで延びる第1スリット51fが形成されている。
図8に示すように、第2板部品52は、凸部52b(図4参照)が廃止されている。一方、板部52aにおけるプレート41側の端部には、板部52aよりも幅が狭い脚部52cが形成されている。また、板部52aには、ガイド孔26aの軸方向端部(より詳細には、バルブ21(図1参照)側の端部)から軸方向中間部まで延びる第2スリット52dが形成されている。
そして、図6に示すように、第1板部品51の第1スリット51fに第2板部品52の脚部52cを挿入するとともに、第2板部品52の第2スリット52dに第1板部品51の板部51aを挿入して、第1板部品51と第2板部品52とを一体化している。また、第1板部品51と第2板部品52は、ガイド孔26aの軸方向に沿って見たときの第1板部品51の板面と第2板部品52板面とのなす角度が直角となるように一体化されている。
本実施形態のシャフト5を採用した場合でも、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
(他の実施形態)
上記各実施形態では、ガイド孔26aの軸方向に沿って見たときの第1板部品51の板面と第2板部品52板面とのなす角度が直角となるようにしたが、その角度は、ガイド機能に支障のない範囲(換言すると、シャフト5がガイド孔26a内をスムーズに摺動できる範囲)の角度であればよい。
5 シャフト
6 流体通路
21 バルブ(弁体)
22 ボール弁(弁体)
26 ガイド
51 第1板部品
52 第2板部品
26a ガイド孔
51a 板部
52a 板部

Claims (3)

  1. ガイド孔(26a)を有するガイド(26)と、
    前記ガイド孔(26a)の径方向および軸方向に沿って延びる板部(51a、52a)が前記ガイド孔(26a)の周方向に沿って4つ配置されるとともに、前記ガイド孔(26a)内に摺動自在に挿入されるシャフト(5)と、
    前記シャフト(5)に駆動されるとともに、隣接する前記板部(51a、52a)と前記ガイド孔(26a)との間に形成された流体通路(6)を開閉する弁体(21、22)とを備える弁機構において、
    前記シャフト(5)は、板材にて形成された第1板部品(51)と第2板部品(52)とを組み合わせて構成され、前記第1板部品(51)は、前記4つの板部(51a、52a)のうち周方向の奇数番目の板部(51a)を備え、前記第2板部品(52)は、前記4つの板部(51a、52a)のうち周方向の偶数番目の板部(52a)を備えることを特徴とする弁機構。
  2. 前記第1板部品(51)は、板厚方向に貫通する組み付け孔(51b)を備え、前記第2板部品(52)は、前記組み付け孔(51b)に挿入されていることを特徴とする請求項1に記載の弁機構。
  3. 前記第1板部品(51)は、軸方向端部から軸方向中間部まで延びる第1スリット(51f)を備え、前記第2板部品(52)は、軸方向端部から軸方向中間部まで延びる第2スリット(52d)を備え、前記第1スリット(51f)に前記第2板部品(52)が挿入されるとともに、前記第2スリット(52d)に前記第1板部品(51)が挿入されていることを特徴とする請求項1に記載の弁機構。
JP2011017602A 2011-01-31 2011-01-31 弁機構 Pending JP2012159106A (ja)

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