JP2581967C - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ．発明の目的 (1) 産業上の利用分野 本発明は、自動車等において用いられるマスタシリンダを流体圧源の流体圧に
よって倍力作動させる流体圧ブースタに関し、特に流体圧源の失陥時でも入力の
みによる作動に可能にしたものゝ改良に関する。 (2) 従来の技術 かゝる流体圧ブースタは、例えば特開昭６０−１０７４４４号公報に開示され
ているように、既に知られている。 上記公報に開示されている流体圧ブースタは、正常な倍力作動時には流体圧源
の流体圧によりブースタピストンを前進させてマスタシリンダの制動油圧室に油
圧を発生させ、流体圧源の失陥時には、入力杆を介してブースタピストンに入力
を与え、正常時と同様にブースタピストンを前進させて前記制動油圧室に油圧を
発生させるようになっている。 (3) 発明が解決しようとする課題 上記のように、流体圧源の正常、失陥に拘らずブースタピストンを作動させる
ようにした流体圧ブースタでは、ブースタピストンの設計が難しい。即ち、流体
圧源の正常時、入力杆のストロークを可及的短くするためにブースタピストンを
大径に形成すれば、流体圧源の失陥時にはマスタシリンダの作動のために大なる
入力を必要とする。これと反対にブースタピストンを小径に形成すれば、流体圧
源の正常時でも入力杆のストロークが長くなって操作フィーリングを損うことに
なる。 本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたもので、流体圧源の正常時には入力杆
の比較的短いストロークをもってマスタシリンダを作動させ、失陥時には比較的
小さい入力をもってマスタシリンダを作動させ得るようにした流体圧ブースタを
提供することを目的とする。 Ｂ．発明の構成 (1) 課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明は、マスタシリンダのシリンダ本体後部に 連設されるブースタ本体と、このブースタ本体内に摺動自在に嵌合して前端をマ
スタシリンダの制動油圧室に臨ませると共に、後端をブースタ本体内の出力流体
圧室に臨ませたブースタピストンと、前端を前記制動油圧室に臨ませてブースタ
ピストンに嵌合し、ブースタピストンの前進時にはそれと共に前進するが単独で
も前進し得る内側ピストンと、この内側ピストンに軸方向進退可能に連結した入
力杆と、ブースタ本体内の、流体圧源に連なる入力流体圧室及び前記出力流体圧
室間を結ぶ流路に設けられ、入力杆の後退時に閉弁し前進時に開弁するよう入力
杆に連動した入口弁と、前記出力流体圧室及び流体タンク間を結ぶ流路に設けら
れ、入力杆の後退時に開弁し前進時に閉弁するよう入力杆に連動した出口弁とを
備え、前記内側ピストンは、ブースタ本体の後端壁を摺動自在に貫通して、後端
をブースタ本体後方に突出させていることを特徴とする。 尚、流体圧としては油圧、空気圧等が使用される。 (2) 作 用 上記構成によれば、流体圧源の正常時に入力杆を前進させれば、流体圧源の流
体圧が入力流体圧室から出力流体圧室に伝達し、この流体圧を受けてブースタピ
ストンは前進する。このときブースタピストンは内側ピストンを伴うので、両ピ
ストンによってマスタシリンダの制動油圧室が加圧される。したがって、ブース
タピストンの比較的短いストロークをもって制動油圧室を効果的に加圧すること
ができる。 また、流体圧源の失陥時に入力杆を前進させれば、入力杆に与えた入力は内側
ピストンに直接伝達してこれを前進させる。このとき、内側ピストンはブースタ
ピストンを置き去りにして前進するので、マスタシリンダの制動油圧室は内側ピ
ストンのみによって加圧される。その結果、内側ピストンのストロークは増加す
るが、その分、入力杆に与える入力の軽減がもたらされる。 (3) 実 施 例 以下、図面により本発明の一実施例について説明すると、第１図において、Ｍ
は自動車の２系統式油圧ブレーキ用タンデム型マスタシリンダであり、そのシリ
ンダ本体１の上側に油槽２が形成される。この油槽２の内部は、下半部が隔壁２
ａによって前部油溜２₁と後部油溜２₂とに区画される。 シリンダ本体１のシリンダ孔３は油槽２の直下を通る小径孔３ａと、この小径
孔３ａの後端に連なる大径孔３ｂとから段付に構成される。シリンダ孔３内は、
小径孔３ａに摺動自在に嵌合するマスタピストン４により前部制動油圧室５₁と
後部制動油圧室５₂とに区画され、これら制動油圧室５₁，５₂は出力ポート６₁，
６₂を介して各独立した２系統のブレーキ油圧回路７₁，７₂に連なる。 小径孔３ａの後端部内壁にはマスタピストン４の後退限を規制する止環８が係
止され、その後退限に向ってマスタピストン４を付勢する戻しばね９が前部制動
油圧室５₁に縮設される。 マスタピストン４の外周には、前部制動油圧室５₁と常時連通する環状の補給
油室１０が形成されており、この補給油室１０と前部制動油圧室５₁の間を開閉
する公知のセンタ型リリーフポート弁１１がマスタピストン４に設けられる。即
ち、リリーフポート弁１１は、マスタピストン４の後退限では前部制動油圧室５
₁及び補給油室１０間を連通するが、該ピストン４の前進時には両室５₁，１０間
を遮断する。 シリンダ本体１の後端部外周には本発明の流体圧ブースタＢのブースタ本体２
０の前端部が嵌合して結着される。ブースタ本体２０の内面には、シリンダ本体
１の後端に当接する前部スリーブ２１と、この前部スリーブ２１の後端にスペー
サ２３を介して当接する後部スリーブ２２とが嵌着される。前部スリーブ２１は
、シリンダ本体１の大径孔３ｂに続くシリンダ孔２４を有すると共に、後端に内
向きフランジ２１ａを有する。また後部スリーブ２２は、上記フランジ２１ａの
内孔２５よりも若干大径のシリンダ孔２６を有する。 前部スリーブ２１のシリンダ孔２４には、前記後部制動油圧室５₂に前端部を
臨ませたブースタピストン２７が摺動自在に嵌合され、このブースタピストン２
７は、前記フランジ２１ａに当接することにより後退限を規制されるようになっ
ている。 ブースタピストン２７は、シリンダ本体１の小径孔３ａと略同径で該ピストン
２７の前面に開口する前部シリンダ孔２８ａと、それより小径且つフランジ２１
ａの内孔２５と略同径で該ピストン２７の後面に開口する後部シリンダ孔２８ｂ
とからなる段付シリンダ孔を有し、この段付シリンダ孔に同じく段付の内側ピス トン２９が摺動自在に嵌合される。 内側ピストン２９は、その段部２９ａがブースタピストン２７の段部２７ａに
離間可能に係合するようになっており、この内側ピストン２９を後退方向へ付勢
する戻しばね３０が前記後部制動油圧室５₂に配設される。 第２図に明示するように、内側ピストン２９は、前記フランジ２１ａの内孔２
５を摺動自在に貫通し、また後部スリーブ２２のシリンダ孔２６を緩く貫通し、
更にブースタ本体２０の後端壁を摺動自在に貫通して、後端をブースタ本体１後
方へ充分長く突出させている。 この内側ピストン２９は中空になっており、その中空部に弁ピストン３１、こ
の弁ピストン３１の前端に緩衝ゴム３２を介して当接する大径の入力ピストン３
３、内側ピストン２９の前端に連接する延長ロッド３４、及び反力機構３５が配
設される。そして、入力ピストン３３の後退限を規制する止環３６が内側ピスト
ン２９の後端部に係止され、この止環３６に向って延長ロッド３４を弾発する弁
ばね３７が内側ピストン２９内に収納される。また入力ピストン３３には、ブレ
ーキペダル３８によって操作される入力杆３９が連結される。 ブースタ本体２０と前部スリーブ２１との間には前後に並ぶ環状油路４０，４
１が形成され、またブースタ本体２０と後部スリーブ２２との間にも環状油路４
２が形成される。そして、前部の環状油路４０は低圧導管４３を介して前記後部
油溜２₂に、中央の環状油路４１は高圧導管４４を介して流体圧源としての油圧
ポンプ４５（第１図参照）の吐出口に、後部の環状油路４２は第２の低圧導管４
６を介して流体タンクとしての油タンク４７（第１図参照）にそれぞれ連通する
。 また中央の環状油路４１は、前記スペーサ２３の放射状油路４８を介して後部
スリーブ２２及び内側ピストン２９間の入力油圧室４９即ち入力流体圧室と連通
する。 この入力油圧室４９は、前記フランジ２１ａに装着されて内周リップを内側ピ
ストン２９の外周面に密接させる前部シール部材５０と、内側ピストン２９に装
着されて外周リップを後部スリーブ２２内周面に密接させる後部シール部材５１
との間に画成される。したがって、後部シール部材５１の外周リップは、前部シ
ール部材５０の内周リップよりも大径となるので、両シール部材５０，５１間に は、入力油圧室４９の油圧による軸方向の推力が発生し、この推力が後部シール
部材５１を介して内側ピストン２９に後退力として作用する。 内側ピストン２９には、入力油圧室４９に連なる放射状の入口ポート５２と、
前記環状油路４２に連なる放射状の出口ポート５３とが穿設される。 弁ピストン３１は、入口ポート５２を開閉する入口弁としての中央ランド５５
と、出口ポート５３を開閉する出口弁としての後部ランド５６とを有する。これ
らランド５５，５６間に画成された環状溝５８は、弁ピストン３１及び内側ピス
トン２９に設けられた一連の油路５９を介して、ブースタピストン２７の後端面
が臨む出力油圧室６０即ち出力流体圧室に連通する。 また内側ピストン２９内には、弁ピストン３１の前端面が臨む反力油圧室６１
が設けられ、該室６１は油路５４を介して後部制動油圧室５₂と連通する。 さらに内側ピストン２９には、反力油圧室６１に開口する放射状のリリーフポ
ート６２が穿設される。このリリーフポート６２は、前部スリーブ２１、ブース
タピストン２７及び弁ピストン３１に設けられた一連の油路６３を介して前記環
状油路４０に連通し、そして弁ピストン３１前部に形成されたリリーフポート弁
としての前部ランド５７により開閉されるようになっている。 弁ピストン３１の前部ランド５７、中央ランド５５及び後部ランド５６は、リ
リーフポート６２、入口ポート５２及び出口ポート５３の開閉タイミングが次の
ようになるよう配置される。即ち、弁ピストン３１が後退限に位置するときには
、リリーフポート６２及び出口ポート５３は開き状態、入口ポート５２は閉じ状
態にあり、弁ピストン３１が後退限から前進すると、最初に前部ランド５７によ
りリリーフポート６２が閉じられ、次にやゝ遅れて後部ランド５６により出口ポ
ート５３が閉じられ、この出口ポート５３の完全閉鎖後、中央ランド５５により
入口ポート５２が開かれる。 尚、リリーフポート６２及び出口ポート５３の閉鎖は同時であってもよい。 前記反力機構３５は、内側ピストン２９の前端面に開口する有底シリンダ孔６
４に奥から順に嵌装されたカラー６５、弾性ピストン６６及び出力ピストン６７
を備え、出力ピストン６７は止環６８によってシリンダ孔６４からの抜け止めが
なされる。カラー６５には、前記延長ロッド３４の前端に対向する反力ピストン ６９が摺動自在に嵌合され、この反力ピストン６９は弾性ピストン６６より充分
小径に形成されている。 出力ピストン６７の前面には出力杆７０が突設されており、この出力杆７０は
通常、マスタピストン４との間に一定の間隔を保っている。 再び第１図において、前記油圧ポンプ４５には、これを駆動する電動モータ７
１が接続され、また前記高圧導管４４にはアキュムレータ７２が接続される。 次にこの実施例の作用について説明する。 ブレーキペダル３８の非作動状態では、第１図及び第２図に示すように、弁ピ
ストン３１は弁ばね３７により後退限に保持され、この弁ピストン３１によって
リリーフポート６２及び出口ポート５３が開かれ、入口ポート５２は閉じられる
。 したがって、マスタシリンダＭの後部制動油圧室５₂はリリーフポート６２及
び低圧導管４３を介して後部油溜２₂と連通して大気圧状態となっているので、
マスタピストン４は戻しばね９により後退限に保持される。この状態ではリリー
フポート弁１１は開弁しているので、前部制動油圧室５₁も前部油溜２₁と連通し
て大気圧状態となっている。 一方、出力油圧室６０は出口ポート５３及び第２の低圧導管４６を介して油タ
ンク４７に連通して大気圧状態となっているので、ブースタピストン２７及び内
側ピストン２９は戻しばね３０の力と入力油圧室４９の油圧による戻し力とによ
り後退限に保持される。 この間、入力油圧室４９には、油圧ポンプ４５及びアキュムレータ７２から高
圧導管４４を通して送られた圧油が待機する。 いま、自動車を制動すべくブレーキペダル３８を踏込むと、入力杆３９及び入
力ピストン３３を介して弁ピストン３１が前進し、先ず前部ランド５７によりリ
リーフポート６２が閉じられ、次にやゝ遅れて後部ランド５６により出口ポート
５３が閉じられ、最後に中央ランド５５により入口ポート５２が開かれる。 すると、入力油圧室４９に待機していた圧油が入口ポート５２から環状溝５８
を経て出力油圧室６０に進入し、その油圧を受けてブースタピストン２７は前進
する。このとき、ブースタピストン２７及び内側ピストン２９は互いに段部２７
ａ，２９ａを当接させているので、ブースタピストン２７は内側ピストン２９を 伴って前進する。 両ピストン２７，２９の前進によれば、前述のようにリリーフポート６２は既
に閉じられているので、後部制動油圧室５₂に油圧が発生し、その油圧を受けて
マスタピストン４は前進して前部制動油圧室５₁にも油圧を発生させる。その結
果、両出力ポート６₁，６₂から油圧がそれぞれ出力され、両ブレーキ油圧回路７
₁，７₂を同時に作動させることができる。 ブースタピストン２７及び内側ピストン２９の前進は、弁ピストン３１の中央
ランド５５により入口ポート５２が閉じられたところで停止する。即ち、ブース
タピストン２７及び内側ピストン２９は弁ピストン３１に対して倣い動作をする
ことになる。 ところで、ブースタピストン２７はマスタピストン４よりも充分大径に形成さ
れており、このようなブースタピストン２７と内側ピストン２９との同時作動に
よれば、比較的短いストロークをもって後部制動油圧室５₂に効果的に油圧を発
生させることができる。その結果、入力杆３９のストローク、即ちブレーキペダ
ルの踏込量が小さくて足り、操作フィーリングの向上がもたらされる。 また、リリーフポート６２はブースタピストン２７の前進作動前に弁ピストン
３１の前部ランド５７により閉じられるから、ブースタピストン２７は前進と同
時に後部制動油圧室５₂に油圧を発生させることができ、無効ストロークが殆ど
ない。しかも、前部ランド５７によるリリーフポート６２の閉鎖は、後部ランド
５６による出口ポート５３の閉鎖と共に進行するので、リリーフポート６２の閉
鎖のために弁ピストン３１延いては入力杆３９の作動ストロークが特別に増加す
ることもない。特に、図示例のように同一の弁ピストン３１に形成された３つの
ランド５７，５５，５６によりリリーフポート６２、入口ポート５２及び出口ポ
ート５３の開閉制御を行うようにしたことは、それらの開閉タイミングを、弁ピ
ストン３１の短い作動ストロークをもって正確に得る上に極めて有効である。 このような通常の制動中は、出力杆７０はマスタピストン４に当接するには至
らない。そして後部制動油圧室５₂に発生した油圧は油路５４を通して反力油圧
室６１にも伝達し、弁ピストン３１の前面に作用して反力を与える。この反力は
入力ピストン３３、入力杆３９及びブレーキペダル３８を介して操縦者へフィー ドバックされるので、操縦者はその反力から制動力の強さを知ることができる。 このような制動時に、若し前部制動油圧室５₁系のブレーキ油圧回路７₁のみに
失陥が生じると、マスタピストン４の前進によるも前部制動油圧室５₁には油圧
が発生しないので、マスタピストン４が前部制動油圧室５₁の前端壁に当接する
までのブースタピストン２７及び内側ピストン２９の前進ストロークは無効スト
ロークとなるが、その後の両ピストン２７，２９の前進によって後部制動油圧室
５₂には油圧を発生させることができる。このときのマスタシリンダＭの作動反
力は、前記正常時と同様に反力油圧室の油圧を介して入力側へフィードバックさ
れる。 また、これとは反対に後部制動油圧室５₂系のブレーキ油圧回路７₂のみに失陥
が生じると、後部制動油圧室５₂には油圧が発生しないので、出力杆７０がマス
タピストン４の後端に当接するまでのブースタピストン２７及び内側ピストン２
９の前進ストロークは無効ストロークとなるが、その後の両ピストン２７，２９
の前進がマスタピストン４を前進せしめ、前部制動油圧室５₁には油圧を発生さ
せることができる。このとき、マスタシリンダＭの作動反力は、出力杆７０から
出力ピストン６７を介して弾性ピストン６６に伝達し、該ピストン６６に圧縮変
形を与えるので、その圧縮力の一部が反力ピストン６９を介して延長ロッド３４
及び弁ピストン３１へ、そして入力側へフィードバックされる。 次に油圧ポンプ４５から入力油圧室４９に至る油圧経路に欠陥を生じた場合を
想定する。この場合、入力油圧室４９から油圧は消失するので、ブレーキペダル
３８の踏込操作により弁ピストン３１を前進させて入口ポート５２を開いてもブ
ースタピストン２７は前進不能である。 そこで、弁ピストン３１が内側ピストン２９に対し所定量前進すると、入力ピ
ストン３３が内側ピストン２９に当接するので、ブレーキペダル３８に加えた踏
力が内側ピストン２９に伝達してこれを前進させ、マスタシリンダＭを踏力、即
ち入力のみで作動させることができる。 この場合、ブースタピストン２９は後退限に置き去りにされるので、内側ピス
トン２９のみで後部制動油圧室５₂を加圧することになる。したがって、同一の
制動力を得るためには、ブースタピストン２７及び内側ピストン２９の両方によ って後部制動油圧室５₂を加圧する倍力作動時に比べ、内側ピストン２９のスト
ロークは増加するが、それによって入力の軽減を図ることができる。 また内側ピストン２９のみの前進によれば、それの段部２９ａがブースタピス
トン２７の段部２７ａから離間し、両段部２７ａ，２９ａ間の容積が増加してい
き、そこに負圧を生じるが、上記容積が極めて小さいこと、負圧の発生に伴い後
部油溜２₂の油が低圧導管４３、環状油路４２及び油路６３を経て上記両段部２
７ａ，２９ａ間に吸入されていくことにより、上記負圧の内側ピストン２９に与
える前進抵抗は小さい。 またこの場合は、入力油圧室４９の油圧の内側ピストン２９に対する戻し力も
消失しているから、これによっても内側ピストン２９の前進抵抗の減少がもたら
される。 Ｃ．発明の効果 以上のように本発明によれば、流体圧源の正常時には、ブースタピストン及び
内側ピストンの両方によってマスタシリンダの制動油圧室を加圧し、流体圧源の
失陥時には内側ピストンのみで同制動油圧室を加圧するようにしたので、正常時
には入力杆のストロークを短くして操作フィーリングを向上させ、失陥時には入
力の軽減を図ることができる。 またブースタピストンに嵌合された内側ピストンがブースタ本体の後端壁を摺
動自在に貫通して、後端をブースタ本体後方に突出しており、その内側ピストン
に入力杆が軸方向進退可能に連結される。

【図面の簡単な説明】 図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図はタンデム型マスタシリンダに
結合された本発明流体圧ブースタの縦断側面図、第２図は第１図の要部の拡大図
である。 Ｂ…流体圧ブースタ、Ｍ…スタシリンダ １…シリンダ本体、５₂…制動油圧室、２０…ブースタ本体、２７…ブースタ
ピストン、２９…内側ピストン、３１…弁ピストン、３９…入力杆、４５…流体
圧源としての油圧ポンプ、４７…流体タンクとしての油タンク、４９…入力流体
圧室としての入力油圧室、５２…入口ポート、５３…出口ポート、５５…入口弁 としての中央ランド、５６…出口弁としての後部ランド、６０…出力流体圧室と
しての出力油圧室

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 マスタシリンダのシリンダ本体後部に連設されるブースタ本体と、このブース
   タ本体内に摺動自在に嵌合して前端をマスタシリンダの制動油圧室に臨ませると
   共に、後端をブースタ本体内の出力流体圧室に臨ませたブースタピストンと、前
   端を前記制動油圧室に臨ませてブースタピストンに嵌合し、ブースタピストンの
   前進時にはそれと共に前進するが単独でも前進し得る内側ピストンと、この内側
   ピストンに軸方向進退可能に連結した入力杆と、ブースタ本体内の、流体圧源に
   連なる入力流体圧室及び前記出力流体圧室間を結ぶ流路に設けられ、入力杆の後
   退時に閉弁し前進時に開弁するよう入力杆に連動した入口弁と、前記出力流体圧
   室及び流体タンク間を結ぶ流路に設けられ、入力杆の後退時に開弁し前進時に閉
   弁するよう入力杆に連動した出口弁とを備え、前記内側ピストンは、ブースタ本
   体の後端壁を摺動自在に貫通して、後端をブースタ本体後方に突出させているこ
   とを特徴とする、流体圧ブースタ。