JP2017217966A - Brake booster - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ドライバーのブレーキペダル操作をアシストするブレーキブースタに関する。 The present invention relates to a brake booster that assists a driver to operate a brake pedal.
ブレーキブースタ(ブレーキ倍力装置)は、車両の油圧ブレーキ装置において、ドライバーのブレーキペダル踏み込み力を増幅させてマスタシリンダを作動させるために使用される。こうしたブレーキブースタには、例えば、特許文献1に記載されているように、リアクションディスクが設けられている。リアクションディスクは、出力ロッドと、オペレーティングロッドおよびパワーピストンとの間の力の伝達経路に設けられるゴム部材である。従って、リアクションディスクは、出力ロッドに作用する反力をオペレーティングロッドに伝達するため、ブレーキ操作フィーリングに影響を与える。
A brake booster (brake booster) is used in a hydraulic brake device of a vehicle to amplify a driver's brake pedal depression force to operate a master cylinder. Such a brake booster is provided with a reaction disk as described in
特許文献1には、リアクションディスクのゴムの硬度を変更することによってブレーキ操作フィーリングを向上させることができるということが記載されている。
リアクションディスクのゴム硬度を変更すれば、ブレーキブースタのヒステリシスを増減させてブレーキ操作フィーリングを調整することができる。図5は、ブレーキブースタのヒステリシス特性を表す。このヒステリシスは、ブレーキペダルの踏み込み操作時と解放操作時とにおけるペダル踏力に対するブースタ出力の差を表す。例えば、ヒステリシスがゼロであったとすると、ペダル保持時、わずかな踏力変化によってもブースタ出力が変化、つまり、制動力が変化してしまうため、ペダル保持操作が難しくなる。逆に、ヒステリシスが過大に設定された場合には、ペダル踏力を減じても制動力が残るため、ブレーキ抜き操作が難しくなる。従って、ブレーキブースタのヒステリシス特性は、ブレーキ操作フィーリングにおいて重要なファクターである。 If the rubber hardness of the reaction disk is changed, the brake operation feeling can be adjusted by increasing or decreasing the hysteresis of the brake booster. FIG. 5 shows the hysteresis characteristic of the brake booster. This hysteresis represents the difference in the booster output with respect to the pedal depression force when the brake pedal is depressed and released. For example, if the hysteresis is zero, when the pedal is held, the booster output is changed by a slight change in the pedaling force, that is, the braking force is changed, so that the pedal holding operation becomes difficult. On the other hand, if the hysteresis is set excessively, the braking force remains even if the pedal effort is reduced, so that the brake release operation becomes difficult. Therefore, the hysteresis characteristic of the brake booster is an important factor in the brake operation feeling.
従来装置においては、ゴム硬度の変更によってヒステリシス特性が変更される。しかし、リアクションディスクのゴム硬度を小さくする側への変更については、リアクションディスクの耐久性能の低下を招く。このため、ブレーキ操作フィーリングの調整幅に制約が生じ、所望のブレーキ操作フィーリングを得ることができないケースが生じる。 In the conventional apparatus, the hysteresis characteristic is changed by changing the rubber hardness. However, when the reaction disk is changed to the side where the rubber hardness is reduced, the durability performance of the reaction disk is lowered. For this reason, a restriction occurs in the adjustment range of the brake operation feeling, and a case where a desired brake operation feeling cannot be obtained occurs.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、リアクションディスクの硬度の低減と耐久性能とを両立させることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to achieve both reduction in the hardness of the reaction disk and durability.
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、
常時負圧が供給される定圧室(11)と、圧力が変えられる変圧室(12)とに仕切られたハウジング(10)と、
前記定圧室と前記変圧室との圧力差に基づく作動力で作動するパワーピストン(30)と、
前記パワーピストンに対して相対移動可能に、前記パワーピストンの軸心部に設けられ、ブレーキペダルに入力された踏力が入力されるオペレーティングロッド(50)と、
前記オペレーティングロッドの前記パワーピストンに対する相対移動に応じて、前記変圧室が前記定圧室に連通する状態と、前記変圧室が前記定圧室と遮断され大気に連通する状態とに切り替え可能なバルブ(21,22)と、
前記パワーピストンの作動力およびオペレーティングロッドに加えられる力の和である総入力によって駆動力を出力する出力ロッド(40)と、
前記出力ロッドと、前記パワーピストンおよび前記オペレーティングロッドとの間の力の伝達経路に設けられる弾性変形可能なリアクションディスク(100)と
を備えたブレーキブースタにおいて、
前記リアクションディスクは、ゴム材(101)の内部に液体(W)が封入されて構成されたことにある。
In order to achieve the above object, the features of the present invention are:
A housing (10) partitioned into a constant pressure chamber (11) to which negative pressure is constantly supplied and a variable pressure chamber (12) in which the pressure is changed;
A power piston (30) that operates with an operating force based on a pressure difference between the constant pressure chamber and the variable pressure chamber;
An operating rod (50) provided at an axial center portion of the power piston so as to be movable relative to the power piston, to which a pedaling force input to a brake pedal is input;
A valve (21) that can be switched between a state in which the variable pressure chamber communicates with the constant pressure chamber and a state in which the variable pressure chamber is blocked from the constant pressure chamber and communicates with the atmosphere according to relative movement of the operating rod with respect to the power piston. 22)
An output rod (40) for outputting a driving force by a total input which is a sum of an operating force of the power piston and a force applied to the operating rod;
A brake booster comprising: the output rod; and an elastically deformable reaction disk (100) provided in a force transmission path between the power piston and the operating rod.
The reaction disk is configured by sealing a liquid (W) inside a rubber material (101).
本発明においては、ブレーキペダルが踏み込み操作されてオペレーティングロッドが前進すると、バルブの動作によって、変圧室が、定圧室に連通する状態から、定圧室と遮断され大気に連通する状態に切り替わり、定圧室と変圧室との圧力差によってパワーピストンが前進する。こうして、パワーピストンの作動力およびオペレーティングロッドに加えられる力の和である総入力が出力ロッドに伝達される。これにより、ドライバーのブレーキペダル操作力がアシストされて、油圧ブレーキ装置のマスタシリンダに伝達される。こうして油圧ブレーキ装置において制動力が発生する。 In the present invention, when the operating pedal moves forward when the brake pedal is depressed, the variable pressure chamber is switched from the state communicating with the constant pressure chamber to the state disconnected from the constant pressure chamber and communicated with the atmosphere by the operation of the valve. And the power piston moves forward due to the pressure difference between the variable pressure chamber. Thus, the total input, which is the sum of the operating force of the power piston and the force applied to the operating rod, is transmitted to the output rod. As a result, the brake pedal operating force of the driver is assisted and transmitted to the master cylinder of the hydraulic brake device. Thus, a braking force is generated in the hydraulic brake device.
出力ロッドと、パワーピストンおよびオペレーティングロッドとの間の力の伝達経路には、弾性変形可能なリアクションディスクが設けられている。従って、マスタシリンダから出力ロッドに作用する反力が、リアクションディスクによりパワーピストンとオペレーティングロッドとに分配されて伝達される。これにより、ドライバーは、オペレーティングロッドを介して車両において発生する制動力に応じた反力を知覚することができる。 A reaction disk capable of elastic deformation is provided in a force transmission path between the output rod and the power piston and the operating rod. Accordingly, the reaction force acting on the output rod from the master cylinder is distributed and transmitted to the power piston and the operating rod by the reaction disk. Thereby, the driver can perceive the reaction force according to the braking force generated in the vehicle via the operating rod.
リアクションディスクの硬度を変更することによって、ブレーキ操作フィーリングを調整することができる。しかし、リアクションディスクを形成するゴム材の硬度を低くすると、リアクションディスクの耐久性能の低下を招くおそれがある。そこで、本発明のブレーキブースタに設けられるリアクションディスクは、ゴム材の内部に液体が封入されて構成されている。この液体としては、例えば、水などを用いることができる。 The brake operation feeling can be adjusted by changing the hardness of the reaction disk. However, if the hardness of the rubber material forming the reaction disk is lowered, the durability performance of the reaction disk may be lowered. Therefore, the reaction disk provided in the brake booster of the present invention is configured by enclosing a liquid in a rubber material. As this liquid, for example, water can be used.
液体を変形させるために必要な力は、ゴム材を変形させるために必要な力に対して非常に小さい。従って、本発明のリアクションディスクは、ゴム材のみで形成された従来のリアクションディスクに比べて小さな力で変形する。つまり、ゴム材の硬度を低減させたものと同等に変形する。このため、リアクションディスクに用いるゴム材として、従来のリアクションディスクと同程度の高い硬度のゴム材を用いても、あるいは、従来のリアクションディスクよりも高い硬度のゴム材料を用いても、リアクションディスク全体の変形量を大きくすることができる。つまり、リアクションディスク全体が低い硬度のゴム材で形成されたものと同程度の変形量を得ることができる。このため、リアクションディスクの耐久性能を確保しつつ、リアクションディスクの硬度を低減させることができ、ブレーキ操作フィーリングの調整幅の制約を少なくすることができる。 The force required to deform the liquid is very small relative to the force necessary to deform the rubber material. Therefore, the reaction disk of the present invention is deformed with a smaller force than a conventional reaction disk formed of only a rubber material. That is, the rubber material is deformed in the same manner as the one with reduced hardness. For this reason, the rubber material used for the reaction disk can be the same as that of a conventional reaction disk, or a rubber material having a hardness higher than that of a conventional reaction disk. The amount of deformation can be increased. That is, it is possible to obtain an amount of deformation equivalent to that formed by a rubber material having a low hardness on the entire reaction disk. For this reason, it is possible to reduce the hardness of the reaction disk while securing the durability performance of the reaction disk, and to reduce the restriction on the adjustment width of the brake operation feeling.
また、ゴム材の内部に封入する液体の粘度あるいは容量を適宜設定することで、リアクションディスクの変形に必要となる力(エネルギー)を調整することができるため、リアクションディスクの硬度のチューニング、つまり、ブレーキ操作フィーリングの調整が容易となる。 In addition, by appropriately setting the viscosity or volume of the liquid sealed in the rubber material, the force (energy) required for the deformation of the reaction disk can be adjusted, so the tuning of the reaction disk hardness, Brake operation feeling can be easily adjusted.
上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成要件に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。 In the above description, in order to assist the understanding of the invention, the reference numerals used in the embodiments are attached to the constituent elements of the invention corresponding to the embodiments in parentheses. It is not limited to the embodiment defined by.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図1は、本実施形態のブレーキブースタ1の概略を示す全体構成図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an outline of a
ブレーキブースタ1は、圧力室を構成するハウジング10と、ハウジング10内の圧力を調整するピストン本体部20とを備える。ハウジング10は、その内部がダイヤフラム15により定圧室11と変圧室12とに仕切られている。定圧室11は、チェック弁13を介して負圧源としてのエンジンの吸気配管につながる配管に連通している。従って、エンジンが始動されると、その配管を通じて定圧室11内に負圧が導入される。このため、定圧室11は、エンジンが作動しているときには、常時、負圧が供給される。定圧室11内には、ブレーキペダルBPの踏み込み前の状態に復帰させるためのリターンスプリング17が設けられている。
The
ピストン本体部20は、図2に示すように、ダイヤフラム15が固定されたパワーピストン30、ブレーキペダルBPに接続されたオペレーティングロッド50、および、マスタシリンダ(図示略)のピストンに連結される出力ロッド40を備えている。尚、図2は、ブレーキブースタ1の非作動時の状態を表している。オペレーティングロッド50は、パワーピストン30に対して軸方向に相対移動可能に、その先端側が、パワーピストン30の軸心部に配置されている。ドライバーがブレーキペダルBPに入力する踏力は、オペレーティングロッド50、パワーピストン30、出力ロッド40等を介してマスタシリンダのピストンに伝達され、制動装置の出力が高められる。
As shown in FIG. 2, the
パワーピストン30は、段付円筒状に形成され、ハウジング10の後端部に気密的かつ前後方向へ移動可能に組み付けられており、リターンスプリング17によって後方に付勢されている。尚、本明細書において前方向とは、ブレーキペダルBPの踏み込み操作によってオペレーティングロッド50が移動する方向、つまり、図面の左方向であり、後方向とは、ブレーキペダルBPの解放操作によってオペレーティングロッド50が移動する方向、つまり、図面の右方向である。パワーピストン30は、その前端部の外周面がダイヤフラム15の中央部に組み付けされている。ハウジング10の後端部内周面にはシール部材16が固定され、このシール部材16によりパワーピストン30がハウジング10に対して、気密、かつ、摺動可能に支持されている。
The
パワーピストン30は、その前方側が二重管構造となっており、その前端部には、出力ロッド40が取り付けられている。パワーピストン30の内部には、前側から後方に向う順で、リアクションディスク100、プランジャ35、エアバルブ60、弁座形成部材70、ばね受け部材80、フィルタ90等が設けられている。
The
パワーピストン30の前側の二重管構造となっている部分には、パワーピストン30の内部と定圧室11とを連通させる連通孔18が形成されており、二重管構造の内側円筒部の後側に、リング状の第1弁形成部31が形成されている。また、パワーピストン30の側部には、その内部と変圧室12とを連通させるための連通孔19が複数個所において形成されている。
A
また、パワーピストン30には、キー部材110が挿通されている。キー部材110は、パワーピストン30が軸線方向に変位するときの限界位置を規制するストッパーである。キー部材110は、ハウジング10の後端に形成された段差部に突き当たって係止されると、その位置でパワーピストン30の後方への変位を規制する。
A
ハウジング10の後端には、パワーピストン30の摺動部を外部から覆うベローズ120が設けられている。ベローズ120は、可撓性部材からなり、前端がハウジング10の後端に装着され、後端がオペレーティングロッド50の外周面に嵌合して装着されている。ベローズ120の後端面には、通気孔121が複数個所形成されており、パワーピストン30の後端開口部から内部への大気の導入が可能となっている。
A bellows 120 that covers the sliding portion of the
出力ロッド40は、入力側端に、リアクションディスク100を収容する円筒状の収容部41が形成されている
The
リアクションディスク100は、図3に示すように、ゴムからなる円板状の本体部101を備え、本体部101の内部に液室102が形成されており、この液室102に液体W(本実施形態においては、水)が封入されている。この液室102は、前後方向から視て円形の部屋である。リアクションディスク100は、出力ロッド40の収容部41に収容された状態でパワーピストン30の前端部に当接している。パワーピストン30の前端部は、出力ロッド40の収容部41の内周面に接して軸方向に進退可能に設けられるとともに、その前面は、ドーナツ形状に形成されてリアクションディスク100の後面における外周部を押圧する押圧面30aとなっている。
As shown in FIG. 3, the
リアクションディスク100とオペレーティングロッド50との間には、プランジャ35およびエアバルブ60が設けられている。プランジャ35およびエアバルブ60は、パワーピストン30の二重管部の内周面に接して軸方向に進退可能に設けられる。プランジャ35は、円柱状に形成され、リアクションディスク100とエアバルブ60との間に設けられ、リアクションディスク100の後面を押圧する押圧面35aを有する。本実施形態の押圧面35aは、その中央側が凸状に形成されているが、これはブースタ入出力特性のチューニング要素であって、必ずしも必要なものでは無く、平坦面であってもよい。また、プランジャ35は、エアバルブ60と一体形成されていてもよい。
A
エアバルブ60は、その後方側が筒状に形成され、オペレーティングロッド50の先端部が挿入されてカシメ接合されている。オペレーティングロッド50に伝達された力は、その球状の先端部を介してエアバルブ60に伝達されて、エアバルブ60の前方への推進力となる。エアバルブ60の推進力は、プランジャ35およびリアクションディスク100を介して出力ロッド40に伝達される。
The rear side of the
エアバルブ60の後端は、後述する弁座形成部材70の第2弁座72aに着脱可能であり、変圧室12へ大気を導入または遮断するリング状の第2弁形成部62が形成されている。
The rear end of the
弁座形成部材70は、パワーピストン30の後方側の内周面に接して軸方向に進退可能に設けられ、円筒状本体の前端部にリング状に形成された第1支持部71と、円筒状本体の後端部にリング状に形成された第2支持部72とを有する。第1支持部71の前面には、ゴムからなるリング状の第1弁座71aが貼着され、第2支持部72の前面には、ゴムからなるリング状の第2弁座72aが貼着されている。これにより、パワーピストン30の第1弁形成部31が第1弁座71aと着脱する第1弁部21、および、エアバルブ60の第2弁形成部62が第2弁座72aと着脱する第2弁部22が形成される。
The valve
ばね受け部材80は、パワーピストン30の後端部近傍の内周面に圧入されたリング状の部材である。ばね受け部材80と弁座形成部材70との間には、弁座形成部材70を前方に付勢する第1スプリング81が介装されている。また、ばね受け部材80と弁座形成部材70との間には、前後方向に伸縮可能なゴムからなるシール部材75が配設されており、パワーピストン30の後端から導入された大気が連通孔18を介して定圧室11へ漏れることを防止する。
The
フィルタ90は、パワーピストン30の後端開口部に固定して設けられて、外部からのゴミ等の流入を防止する。ベローズ120の通気孔121から導入された大気は、このフィルタ90を通ってパワーピストン30の内部に流入する。フィルタ90の中央にはオペレーティングロッド50が進退可能に挿通されており、その前面側にはリング板状のばね座85が設けられている。このばね座85は、オペレーティングロッド50の段部に係合されている。ばね座85とばね受け部材80との間には、第2スプリング82が介装されている。この第2スプリング82は、ばね座85を後方に付勢してフィルタ90に当接させる。ばね座85は、オペレーティングロッド50の段部に係合されているため、第2スプリング82の付勢力によってオペレーティングロッド50を後方に付勢する。
The
<ブレーキブースタの動作>
次に、ブレーキブースタ1の動作について説明する。ブレーキペダルBPに踏力が付与されていないブレーキ非作動時には、パワーピストン30はリターンスプリング17の付勢力によってハウジング10の基部まで押し戻されている。この状態では、第2スプリング82の付勢力によってオペレーティングロッド50が初期位置(図面右側)に押し戻されている。このとき、図2に示すように、第1スプリング81の付勢力によって、第2支持部72の第2弁座72aがエアバルブ60の第2弁形成部62に当接するまで(図面左側)に押し戻されている。また、パワーピストン30の第1弁形成部31と、第1支持部71に形成された第1弁座71aとは非接触状態にあり、両者の間に所定の隙間が形成される。従って、第1弁部21は開弁状態、第2弁部22は閉弁状態とされる。これにより、定圧室11と変圧室12とが連通孔18,19を介して連通する状態となる。従って、図示しないインテークマニホールドからの負圧が定圧室11および変圧室12の双方に作用するため、両室に圧力差が生じない。すなわち、ブレーキブースタ1の非作動状態となる。この状態では、プランジャ35の押圧面35aは、リアクションディスク100の後端面に対して非接触になっている。
<Brake booster operation>
Next, the operation of the
この状態からブレーキペダルBPに踏力をわずかに付与すると、パワーピストン30は依然として初期位置に位置されるが、オペレーティングロッド50は第2スプリング82の付勢力に抗して前方(図面左方向)に押圧される。このとき、エアバルブ60の前方への移動とともに、第1スプリング81の付勢力によって弁座形成部材70が前方に移動し、第1弁座71aがパワーピストン30の第1弁形成部31に当接する。従って、第1弁部21が閉弁するため、この時点以降は、定圧室11と変圧室12との連通が遮断され、変圧室12に負圧が導入されない。
From this state, if the pedaling force is slightly applied to the brake pedal BP, the
この状態から、ブレーキペダルBPの踏力により、オペレーティングロッド50がさらに前方に移動すると、エアバルブ60のみにその変位が伝達され、その結果、エアバルブ60の第2弁形成部62が、弁座形成部材70の第2弁座部72aから離れ、パワーピストン30の内部が大気に解放された状態となる。つまり、第2弁部22が開弁するため、この時点以降は、変圧室12が連通孔19を介して大気に連通する。これにより、大気は、連通孔19を通って変圧室12に導かれ、その内圧が上昇する。
From this state, when the operating
このように変圧室12に大気が導かれることにより、変圧室12と定圧室11とに圧力差が生じ、この圧力差がリターンスプリング17の付勢力を超えた時点から、パワーピストン30は前進(図面左方向)して、リアクションディスク100を介して出力ロッド40を押圧する。ブレーキブースタ1は、プランジャ35がリアクションディスク100に接するまでは、オペレーティングロッド50の入力に関係なく助勢力を発生する。
As the air is introduced into the
リアクションディスク100は、パワーピストン30の押圧面30aに押圧されることにより(つまり、外周側のドーナツ状領域が押圧されることより)、後側面(図の右側面)の中央部が後方に盛り上がりプランジャ35の押圧面35aと接触する。この状態になると、パワーピストン30の前進する作動力(圧力差による作動力)と、ブレーキペダル踏力によってオペレーティングロッド50の前進する力との和である総入力がリアクションディスク100を介して出力ロッド40に伝達される。この力の比率は、パワーピストン30とプランジャ35とにおけるリアクションディスク100に接する面積比、つまり、サーボ比となる。
When the
ブレーキペダル踏力が増加して変圧室12が完全に大気圧になると、パワーピストン30に働く力が最大となり助勢力が限界となる。この状態では、リアクションディスク100の釣り合い作用はなくなる。
When the brake pedal depression force is increased and the
ブレーキペダルBPが戻されてブレーキ踏力が減少すると、リアクションディスク100のバランスが崩れ、プランジャ35が押し戻される。これにより、第2弁部22が閉弁状態、第1弁部21が開弁状態となって変圧室12と定圧室11とが連通する。そして、定圧室11と変圧室12との圧力差がなくなり、パワーピストン30が押し戻される。
When the brake pedal BP is returned and the brake depression force is reduced, the balance of the
<リアクションディスクの機能>
ここで、リアクションディスク100の機能について説明する。図6は、リアクションディスク100の機能を説明するための簡易図である。
<Reaction Disc Function>
Here, the function of the
図6(a)に示すようにプランジャ35がリアクションディスク100を押圧する力をf、プランジャ35とリアクションディスク100との接触面積をa、パワーピストン30がリアクションディスク100を押圧する力をF、パワーピストン30とリアクションディスク100との接触面積をAとすると、パスカルの原理によって、リアクションディスク100内に発生する圧力は、f/a=F/Aにて表される。
As shown in FIG. 6A, the force that the
従って、プランジャ35が発生する力とパワーピストン30が発生する力の比は、一定となる。
F/f=A/a=一定値
このように、リアクションディスク100は、プランジャ35が発生する力と、パワーピストン30が発生する力の比が一定になるように調整する。
Therefore, the ratio between the force generated by the
F / f = A / a = constant value As described above, the
オペレーティングロッド50からの入力が増加した場合、図6(b)に示すように、リアクションディスク100は、その中央部(プランジャ35との接触部分)がプランジャ35の押圧面35aによって前方に押され、同時に、その周辺部がパワーピストン30の押圧面30aを後方に押す。このとき、第2弁部22が開弁することで、パワーピストン30を前方へ押す力(圧力差による力)が増加する。これにより、パワーピストン30がリアクションディスク100を前方へ押し返して、図6(a)の状態に戻る。これにより、第2弁部22が閉弁して作動が終了する。
When the input from the operating
オペレーティングロッド50からの入力が減少した場合、図6(c)に示すように、プランジャ35はリアクションディスク100からの反力により後方へ移動し、同時に、パワーピストン30は前方に移動する。このとき、第1弁部21が開弁することで、パワーピストン30を前方へ押す力(圧力差による力)が減少する。これにより、リアクションディスク100がパワーピストン30を後方へ押し返して、図6(a)の状態に戻る。これにより、第2弁部22が閉弁して作動が終了する。
When the input from the operating
<リアクションディスクの硬度とヒステリシスとの関係>
次に、リアクションディスク100の硬度とヒステリシスとの関係について説明する。図7に示すように、オペレーティングロッド50の前進時と後退時とではリアクションディスク100の変形量が異なる。オペレーティングロッド50の前進時と後退時とで出力が同じ(出力ロッド40からリアクションディスク100への反力が同じ)であるとすると、後退時のほうが、リアクションディスク100の変形量が大きい分、元の形状に戻ろうとする力が大きく働く。このため、オペレーティングロッド50の後退時のほうが前進時に比べて、リアクションディスク100からパワーピストン30に働く力が大きく、プランジャ35に働く力が小さくなる。これにより、ヒステリシスが発生する。
<Relationship between hardness and hysteresis of reaction disc>
Next, the relationship between the hardness of the
リアクションディスク100の硬度を小さくすると、リアクションディスク100の変形に必要な力(=リアクションディスク100が元の形状に戻ろうとする力)が小さくなるため、前進時と後退時の力の差、つまり、ヒステリシスを低減させることができる。
If the hardness of the
従って、リアクションディスク100の硬度を変更することによって、ブレーキ操作フィーリングを調整することができる。しかし、ヒステリシスを低減させるために、リアクションディスク100を形成するゴム材(弾性材)の硬度を低くすると、リアクションディスク100の耐久性能の低下を招くおそれがある。そこで、本実施形態のブレーキブースタ1で用いられるリアクションディスク100は、上述したように、ゴム材の内部に液体W(水)が封入されて構成されている。
Therefore, the brake operation feeling can be adjusted by changing the hardness of the
液体を変形させるために必要な力は、ゴム材を変形させるために必要な力に対して非常に小さい。従って、このリアクションディスク100は、ゴム材のみで形成された従来のリアクションディスクに比べて小さな力で変形する。つまり、ゴム材の硬度を低減させたものと同等に変形する。このため、リアクションディスク100に用いるゴム材として、従来のリアクションディスクと同程度の高い硬度のゴム材を用いても、あるいは、従来のリアクションディスクよりも高い硬度のゴム材料を用いても、リアクションディスク全体の変形量を大きくすることができる。つまり、リアクションディスク全体が低い硬度のゴム材で形成されたものと同程度の変形量を得ることができる。このため、リアクションディスク100の耐久性能を確保しつつ、リアクションディスク100の硬度を低減させることができ、ブレーキ操作フィーリングの調整幅の制約を少なくすることができる。
The force required to deform the liquid is very small relative to the force necessary to deform the rubber material. Accordingly, the
また、ゴム材の内部に封入する液体Wの粘度あるいは容量を適宜設定することで、リアクションディスク100の変形に必要となる力(エネルギー)を調整することができるため、リアクションディスク100の硬度のチューニング、つまり、ブレーキ操作フィーリングの調整が容易となる。
In addition, since the force (energy) necessary for deformation of the
ゴム材の内部に液体Wを封入する方法としては、例えば、図8(a)に示すように、表面に凹部S1が形成されたゴムベース100bと、ゴム蓋100aとを用いて、凹部S1に液体Wを満たした状態で、ゴムベース100bの表面をゴム蓋100aで接着する方法を採用することができる。また、図8(b)に示すように、内部に空洞S2が形成されたゴム材本体100cをブロー成型し、注射器Tで空洞S2を真空にした後、注射器Tで空洞S2に液Wを注入し、最後に注射器Tによって形成された孔を接着剤で塞ぐ方法を採用することもできる。
As a method of enclosing the liquid W inside the rubber material, for example, as shown in FIG. 8A, a
以上、本実施形態に係るブレーキブースタについて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 Although the brake booster according to the present embodiment has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.
例えば、図4に示すようなリアクションディスク100’を用いてもよい。このリアクションディスク100’は、本体部101’に複数の液室102’が設けられ、各液室102’内に液体W(水)が封入されている。このように、液室102’の容量を適宜設定することによって、リアクションディスクの硬度のチューニング、つまり、ブレーキ操作フィーリングの調整が容易となる。
For example, a reaction disk 100 'as shown in FIG. 4 may be used. In the
また、本実施形態においては、リアクションディスク100のゴム材の内部に封入される液体Wとして水を用いているが、必ずしも水を用いる必要はなく、他の液体を用いてもよい。例えば、水とは粘度の異なる液体Wを適宜選択して用いることで、リアクションディスクの硬度のチューニング、つまり、ブレーキ操作フィーリングの調整が容易となる。
Further, in this embodiment, water is used as the liquid W sealed inside the rubber material of the
1…ブレーキブースタ、10…ハウジング、11…定圧室、12…変圧室、20…ピストン本体部、21…第1弁部、22…第2弁部、30…パワーピストン、31…第1弁形成部、35…プランジャ、40…出力ロッド、50…オペレーティングロッド、60…エアバルブ、62…第2弁形成部、70…弁座形成部材、71…第1支持部、71a…第1弁座、72…第2支持部、72a…第2弁座、80…ばね受け部材、81…第1スプリング、82…第2スプリング、85…ばね座、100…リアクションディスク、101…本体部、102…液室、W…液体。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記定圧室と前記変圧室との圧力差に基づく作動力で作動するパワーピストンと、
前記パワーピストンに対して相対移動可能に、前記パワーピストンの軸心部に設けられ、ブレーキペダルに入力された踏力が入力されるオペレーティングロッドと、
前記オペレーティングロッドの前記パワーピストンに対する相対移動に応じて、前記変圧室が前記定圧室に連通する状態と、前記変圧室が前記定圧室と遮断され大気に連通する状態とに切り替え可能なバルブと、
前記パワーピストンの作動力およびオペレーティングロッドに加えられる力の和である総入力によって駆動力を出力する出力ロッドと、
前記出力ロッドと、前記パワーピストンおよび前記オペレーティングロッドとの間の力の伝達経路に設けられる弾性変形可能なリアクションディスクと
を備えたブレーキブースタにおいて、
前記リアクションディスクは、ゴム材の内部に液体が封入されて構成されたブレーキブースタ。 A housing partitioned into a constant pressure chamber to which negative pressure is constantly supplied and a variable pressure chamber in which the pressure is changed;
A power piston that operates with an operating force based on a pressure difference between the constant pressure chamber and the variable pressure chamber;
An operating rod provided at the axial center of the power piston so as to be movable relative to the power piston, to which a pedaling force input to a brake pedal is input;
A valve capable of switching between a state in which the variable pressure chamber communicates with the constant pressure chamber and a state in which the variable pressure chamber is blocked from the constant pressure chamber and communicates with the atmosphere according to relative movement of the operating rod with respect to the power piston;
An output rod that outputs a driving force by a total input that is the sum of the operating force of the power piston and the force applied to the operating rod;
A brake booster comprising: the output rod; and an elastically deformable reaction disk provided in a force transmission path between the power piston and the operating rod.
The reaction disk is a brake booster configured by sealing a liquid inside a rubber material.
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- 2016-06-06 JP JP2016112360A patent/JP2017217966A/en active Pending
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