JP3099161B2 - 操作反力発生装置 - Google Patents

操作反力発生装置

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JP3099161B2 JP05301482A JP30148293A JP3099161B2 JP 3099161 B2 JP3099161 B2 JP 3099161B2 JP 05301482 A JP05301482 A JP 05301482A JP 30148293 A JP30148293 A JP 30148293A JP 3099161 B2 JP3099161 B2 JP 3099161B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、油圧倍力装置等におい
て、操作子に、その操作量に応じた反力を与えるための
操作反力発生装置に関し、特に、操作子の操作量に応じ
て出力ポートから作動油を吐出するマスタシリンダと、
このマスタシリンダの出力ポートに連通する蓄圧室、及
びこの蓄圧室への作動油の供給に応じて弾性変形する蓄
圧ばねを含むストロークアキュムレータとを備えたもの
ゝ改良に関する。
【0002】
【従来の技術】かゝる操作反力発生装置は、例えば特開
平3−45456号公報に開示されているように、既に
知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の操作反力発生装
置では、マスタシリンダの出力ポートをストロークアキ
ュムレータの蓄圧室に直接連通させているので操作子の
限られた操作ストロークにおいて、最終的に大なる操作
反力を得るには、最終的に大なるばね力を発揮し得る大
型の蓄圧ばねをストロークアキュムレータに設ける必要
がある。しかしながら、大型の蓄圧ばねを用いると、ス
トロークアキュムレータが必然的に大型化するという問
題がある。
【0004】本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたも
ので、小型の蓄圧ばねをストロークアキュムレータに設
けても、最終的には大なる操作反力を得ることができ
る、前記操作反力発生装置を提供することを目的とす
る。
【0005】
【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、マスタシリンダの出力ポート及びストロ
ークアキュムレータの蓄圧室間に、マスタシリンダの出
力油圧を所定の減圧比をもって減圧して蓄圧室に伝達す
る比例減圧弁を介装したことを特徴とする。
【0006】
【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。
【0007】図1は本発明を適用した自動車用制動装置
の全体図である。同図において、1は操作子としてのブ
レーキペダル、Bは車輪ブレーキを示す。ブレーキペダ
ル1には、マスタシリンダMにおけるピストン2をプッ
シュロッド3を介して連接される。このマスタシリンダ
Mの出力ポート4には比例減圧弁Vを介してストローク
アキュムレータAが接続される。
【0008】またプッシュロッド3には、ブレーキペダ
ル1に加えられる踏力を検出する踏力センサ6が設けら
れ、この踏力センサ6から出力される踏力信号と、ロッ
ク接近センサ8が、車輪がロックしそうになることを検
知して発するロック接近信号とにより制御装置7が作動
される。
【0009】車輪ブレーキBには電気式アクチュエータ
10が接続され、このアクチュエータ10は前記制御装
置7により作動される。
【0010】アクチュエータ10は、前端を閉じたシリ
ンダ孔11を有するハウジング12と、シリンダ孔11
に摺動自在に嵌合するスプール13と、このスプール1
3に当接しつゝ、シリンダ孔11内に摺動自在に嵌合す
る反力ピストン14と、この反力ピストン14の後端面
に作動杆15aを当接させてハウジング12に取付けら
れる電気作動部15とを備える。
【0011】スプール13の前端面及びシリンダ孔11
の前端壁間には出力室16が画成され、この出力室16
の出力ポート17には車輪ブレーキBが接続される。そ
して出力室16には、スプール13を後退方向へ付勢す
る戻しばね18が収納される。
【0012】またシリンダ孔11の内面、スプール13
及び反力ピストン14により、反力ピストン14の前端
面が臨む出力圧作用室19が画成される。そして、スプ
ール13には出力室16に通じる連通路20が軸方向全
長に亘り穿設され、また出力ピストン14には、この連
通路20を出力圧作用室19に連通させる通孔21が穿
設される。而して、反力ピストン14には、出力圧作用
室19の油圧による後退力が作用し、スプール13は戻
しばね18のばね力により反力ピストン14に追従しな
がら移動する。
【0013】ハウジング12には、解放ポート23及び
入力ポート24が前後に並んで設けられ、またスプール
13には、いずれも前記連通路20に通じる第1及び第
2弁孔25,26が前後に並んで設けられ、これら弁孔
25,26はスプール13が後退限に位置するとき第2
弁孔26が閉じられて第1弁孔25が解放ポート23に
連通し、スプール13が前進すると第1弁孔25が閉じ
られて第2弁孔26が入力ポート24に連通するように
配置される。
【0014】前記入力ポート24には油圧供給源27
が、また前記解放ポート23にはリザーバ28がそれぞ
れ接続される。
【0015】油圧供給源27は、リザーバ28から作動
油を汲上げる油圧ポンプ29と、この油圧ポンプ29の
吐出側に接続されるアキュムレータ31と、油圧ポンプ
29の作動を制御するための圧力スイッチ30とを備
え、油圧ポンプ29の吐出側に前記入力ポート24が接
続される。
【0016】電気式アクチュエータ10の電気作動部1
5は、前記制御装置7により印加電気量を制御されるよ
うになっており、この電気作動部15に入力される電気
量に応じてスプール13に前方への押圧力を与えること
ができる。
【0017】図2は前記比例減圧弁V及びストロークア
キュムレータAの縦断面図である。同図において、比例
減圧弁V及びストロークアキュムレータAは共通のハウ
ジング35に設けられる。
【0018】先ず比例減圧弁Vについて説明する。ハウ
ジング35には、その左端面に開口する有底のばね収容
孔36と、このばね収容孔36の底部に開口する有底の
大シリンダ孔37が設けられ、ばね収容孔36の開口端
は、ハウジング35の左端面に接合される左蓋板38L
で閉鎖される。
【0019】大シリンダ孔37には受圧ピストン39が
摺動自在に嵌合される。この受圧ピストン39は、大シ
リンダ孔37の底部に当接する右動限と左蓋板38L
当接する左動限との間を往復動することができるもの
で、この受圧ピストン39を右動限に向って付勢する調
圧ばね40がばね収容孔36に収められる。
【0020】また受圧ピストン39には、ばね収容孔3
6に向って開口する小シリンダ孔41が設けられてお
り、これに小ピストン42が軸方向に相対移動可能に嵌
合される。
【0021】小シリンダ孔41には、小ピストン42の
内端により入力油圧室43が、また大シリンダ孔37に
は、受圧ピストン39の内端により出力油圧室44がそ
れぞれ画成され、入力油圧室43に連なる入力ポート4
5に前記マスタシリンダMの出力ポート4が油路461
を介して接続され、また出力油圧室44に連なる出力ポ
ート47は、油路462 を介してストロークアキュムレ
ータAの後述する蓄圧室54に接続される。
【0022】さらに受圧ピストン39には、入、出力油
圧室43,44間を連通する弁孔48が設けられ、この
弁孔48を開閉するポペット弁49と、これを閉じ方向
に付勢する弁ばね50とが小シリンダ孔41内に配設さ
れる。また弁ばね50のばね力は小ピストン42にも作
用して、これを左蓋板38L との当接位置に保持する。
【0023】ポペット弁49は、弁孔48を貫通する弁
杆49aを有しており、受圧ピストン39が右動限に位
置するとき、ポペット弁は弁杆49を大シリンダ孔37
の底部に当接させて弁孔48を開き、受圧ピストン39
が右動限から所定距離以上左動すると、ポペット弁49
が弁孔48を閉じるようになっている。
【0024】次にストロークアキュムレータAについて
説明する。ハウジング35には、その右端面に開口する
有底のばね収容孔51と、このばね収容孔51底部に開
口する有底のシリンダ孔52が設けられ、ばね収容孔5
1の開口端は、ハウジング35の右端面に接合される右
蓋板38R により閉鎖される。
【0025】シリンダ孔52には蓄圧ピストン53が摺
動自在に嵌合され、この蓄圧ピストン53の内端面によ
りシリンダ孔52に蓄圧室54が画成される。蓄圧ピス
トン53は、ばね収容孔51に延出する案内杆55を一
体に備えており、この案内杆55に摺動自在に支承され
てばね収容孔51の底部に対向するばね受け56がばね
収容孔51に配設され、このばね受け56及び蓄圧ピス
トン53間に第1蓄圧ばね571 が自由状態で介装され
る。またこの第1蓄圧ばね571 よりばね定数が大きい
第2蓄圧ばね572 がばね収容室51においてばね受け
56及び右蓋板38R 間に所定のセット荷重をもって縮
設される。したがって通常、ばね受け56は第2蓄圧ば
ね572 のばね力によりばね収容孔51の底部に当接し
た状態に保持される。
【0026】さらに蓄圧室54には、第1蓄圧ばね57
1 が自由状態にあるとき、蓄圧ピストン53、第1蓄圧
ばね571 及びばね受け56の三者間から空隙を排除す
るように蓄圧ピストン53を軽く右方へ付勢する補助ば
ね58が収容される。そして、蓄圧ピストン53は、第
1蓄圧ばね571 を所定量圧縮するように右動したと
き、ばね受け56に当接する環状の肩部53aを有す
る。
【0027】蓄圧室54から上方へ延びるエア抜き通路
59の開放端はブリーダ栓60により通常、閉塞されて
いる。
【0028】次にこの実施例の作用について説明する。
いま、制動を行うべくブレーキペダル1を踏んでマスタ
シリンダMを作動すれば、踏力センサ6がブレーキペダ
ル1に加えられた踏力を検知してそれに応じた踏力信号
を発し、これを受けた制御装置7は、踏力信号の強さに
応じてアクチュエータ10の電気作動部15を作動さ
せ、スプール13を前進させる。スプール13が前進す
ると、第1弁孔25が閉じられると共に、第2弁孔26
が入力ポート24と連通するので、油圧供給源27の油
圧が第2弁孔26を経て出力室16に供給され、該室1
6を昇圧させ、その油圧が出力ポート17から出力さ
れ、車輪ブレーキBを作動させる。
【0029】これと同時に、出力室16の油圧は出力圧
作用室19にも伝達し、これを受けて反力ピストン14
は電気作動部15の作動杆15aに後退方向の反力を与
えるので、結局、電気作動部15の作動力と反力ピスト
ン14の反力との釣合いによりスプール13の位置が制
御される。したがって、電気作動部15の作動力の方が
勝れば、スプール13は前進位置を占めて第2弁孔26
を入力ポート24に連通し続け、出力室16を昇圧させ
るが、反力ピストン14の反力の方が勝れば、スプール
13は後退して第2弁孔26を閉じると共に第1弁孔2
5を解放ポート23に連通して出力室16を減圧させ
る。こうして、通常の制動時には、出力室16の油圧、
即ち制動力は、電気作動部15の作動力、即ちブレーキ
ペダル1に対する踏力に対応した値に制御される。
【0030】このような制動中、車輪がロックしそうに
なると、この状態をロック接近センサ8が検知してロッ
ク接近信号を発し、これを受けた制御装置7は、ブレー
キペダル1への踏力に関係なくアクチュエータ10の電
気作動部15の作動力を適度に減じることにより出力室
16を減圧させ、車輪のロック状態を未然に回避するこ
とができる。
【0031】ところで、ブレーキペダル1の踏込時に
は、その踏込み量に応じてマスタシリンダMから、比例
減圧弁Vを介してストロークアキュムレータAへ作動油
が供給される。即ち、マスタシリンダMの出力ポート4
から吐出された作動油は、先ず比例減圧弁Vの入力油圧
室43、弁孔48、出力油圧室44を素通りして、即ち
減圧されずにストロークアキュムレータAの蓄圧室54
に供給され、それに応じて蓄圧ピストン53が右動して
最初に第1蓄圧ばね571 を圧縮するが、この第1蓄圧
ばね571 のばね定数は比較的小さいので、図3の線O
−Aで示すように蓄圧力および操作反力は共に比較的緩
やかな勾配で上昇していく。
【0032】そして、仮に、マスタシリンダMの出力油
圧がその後も減圧されずに蓄圧室54に供給され続けた
とすれば、蓄圧ピストン53の更なる右動により、その
肩部53aがばね受け56に当接してこれをも右動し、
今度は第2蓄圧ばね572 を圧縮することになるが、こ
の第2蓄圧ばね571 のばね定数は第1蓄圧ばね57 2
のそれより大きいので、蓄圧力及び操作反力は共に、線
O−Aの勾配より大きい線A−Bの勾配に従って共に増
加する。
【0033】ところが、実際には、マスタシリンダMの
出力油圧が所定値を超えると、その出力油圧は比例減圧
弁Vにより所定の減圧比をもって減圧されてストローク
アキュムレータAに伝達されるため、蓄圧力と操作反力
との間に次のような差異が生じる。
【0034】即ち、比例減圧弁Vにおいて、マスタシリ
ンダMの出力油圧の上昇により入、出力油圧室43,4
4の油圧が所定値に達すると、受圧ピストン39の入力
油圧室43に臨む受圧面積S1と、同ピストン39の出
力油圧室44に臨む受圧面積S2との差により受圧ピス
トン39に作用する差動油圧が調圧ばね40のセット荷
重よりも大となり、受圧ピストン39は調圧ばね40を
圧縮しながら左動するため、ポペット弁49により弁孔
48が閉じられ、入、出力油圧室43,44間が遮断さ
れる。これにより出力油圧室44の油圧の上昇は一時抑
えられる。
【0035】そこで、マスタシリンダMの出力油圧を更
に上昇させると、入力油圧室43の油圧も上昇し、その
油圧による受圧ピストン39の右動力が出力油圧室44
の油圧による受圧ピストン39の左動力より大となった
とき、受圧ピストン39は右動限に向って移動してポペ
ット弁49に弁孔48を開かせるので、入力油圧室43
から出力油圧室44へ高圧の油圧が伝達し、出力油圧室
44が再び昇圧する。そして出力油圧室44の油圧が或
る値になると、受圧ピストン39は再び差動油圧により
左動してポペット弁49に弁孔48を閉じさせ、出力油
圧44の油圧の上昇を再び抑える。このような作用が高
速で繰返されることにより、図4に示すように、入力油
圧室43の油圧は、一定の減圧比をもって減圧されて出
力油圧室44へ伝達することになる。
【0036】而して、減圧開始点Pは調圧ばね40のセ
ット荷重により決定され、減圧比は、受圧ピストン39
の入力油圧室43に臨む受圧面積S1 と、出力油圧室4
4に臨む受圧面積S2 との比、即ちS1 /S2 によって
決定される。
【0037】そこで、比例減圧弁Vの減圧作用開始点を
図3の線O−Aの中間点Cに設定したとすれば、マスタ
シリンダMの出力油圧が比例減圧弁Vの前述のような減
圧作用を受けてストロークアキュムレータAの蓄圧室5
4に伝達するため、第1又は第2蓄圧ばね571 ,57
2 を単位長さ圧縮するに要するマスタシリンダMの出力
油圧は、減圧しない場合の出力油圧の前記減圧比の逆数
倍となる。換言すれば、蓄圧ばね571 ,572 の負荷
が軽減されることになる。かくして、比例減圧弁Vの減
圧作用開始後の操作反力は、図3の線C−D−Eに従っ
て増加し、その勾配は蓄圧力の線C−A−Bの勾配より
も大となる。したがって、第1,第2蓄圧ばね571
572 としてばね力が比較的小さく小型のものを使用し
ても、マスタシリンダMの作動油吐出量、即ちブレーキ
ペダル1の踏込量を小さく抑えながら最終的には大なる
反力を発生させることができ、良好なブレーキ感が得ら
れる。
【0038】上記実施例においては、本発明の要旨を逸
脱することなく種々の設計変更が可能である。例えば、
比例減圧弁Vの減圧作用開始点は、図3の線A−Bの途
中に設定することもできる。また蓄圧ばねの使用個数は
自由であり、そのばねとしてゴムを用いることもでき
る。
【0039】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、マスタシ
リンダの出力ポート及びストロークアキュムレータの蓄
圧室間に、マスタシリンダの出力油圧を所定の減圧比を
もって減圧して蓄圧室に伝達する比例減圧弁を介装した
ので、マスタシリンダからストロークアキュムレータに
供給される油圧を比例減圧弁により減圧させて蓄圧ばね
の負荷を減少させることができ、その結果、蓄圧ばねと
してばね力が比較的小さい小型のものを用いても、操作
子の限られたストロークにおいて、最終的に大なる操作
反力を得ることができ、同時にストロークアキュムレー
タの小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の操作反力発生装置を備えた自動車用制
動装置の要部縦断側面図
【図2】上記操作反力発生装置のストロークアキュムレ
ータ及び比例減圧弁の縦断面図
【図3】ストロークアキュムレータの特性線図
【図4】比例減圧弁の特性線図
【符号の説明】
1 操作子としてのブレーキペダル 4 出力ポート 54 蓄圧室 571 ,572 蓄圧ばね A ストロークアキュムレータ M マスタシリンダ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−85351(JP,A) 特開 平2−237859(JP,A) 特開 昭62−46755(JP,A) 特開 平3−45456(JP,A) 特開 平5−193491(JP,A) 特開 平4−252766(JP,A) 特開 平5−229418(JP,A) 特開 平5−319245(JP,A) 特開 昭49−32056(JP,A) 実開 平5−89137(JP,U) 実開 昭50−60488(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60T 7/06 B60T 8/00 B60T 13/66

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 操作子(1)の操作量に応じて出力ポー
    ト(4)から作動油を吐出するマスタシリンダ(M)
    と、このマスタシリンダ(M)の出力ポート(4)に連
    通する蓄圧室(54)、及びこの蓄圧室(54)への作
    動油の供給に応じて弾性変形する蓄圧ばね(571 ,5
    2 )を含むストロークアキュムレータ(A)とを備え
    た、操作反力発生装置において、 マスタシリンダ(M)の出力ポート(4)及びストロー
    クアキュムレータ(A)の蓄圧室(54)間に、マスタ
    シリンダ(M)の出力油圧を所定の減圧比をもって減圧
    して蓄圧室(54)に伝達する比例減圧弁(V)を介装
    したことを特徴とする、操作反力発生装置。
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