JP3680969B2 - ブレーキ倍力装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はブレーキ倍力装置に関し、より詳しくは、大きなヒステリシスを得られるように構成したブレーキ倍力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来一般に、ブレーキ倍力装置は、シェル内に摺動自在に設けたバルブボディと、このバルブボディに設けたパワーピストンと、パワーピストンの前後に形成した定圧室および変圧室と、バルブボディ内に設けた弁機構と、上記弁機構の一部を構成し、上記バルブボディに摺動自在に嵌合した弁プランジャと、ブレーキペダルと連動し、上記弁プランジャを進退動させて弁機構の流路を切換える入力軸と、リヤ側に位置する基部を上記バルブボディに摺動自在に取り付けられるとともに上記バルブボディの前進によって前進される出力軸と、上記出力軸の基部と弁プランジャの間に配設したリアクションディスクとを備えている。
このような従来一般のブレーキ倍力装置の作動時には上記リアクションディスクにバルブボディと弁プランジャとを同時に接触させ、出力軸に加わるブレーキ反力の一部をバルブボディで受けさせるとともに、残部を弁プランジャに伝達させ、この弁プランジャに加わるブレーキ反力を入力軸およびブレーキペダルを介して運転者に感知させるようにしている。
また、本件の出願人は先に特願平８−１６０５９５号によって、ブレーキ反力が入力軸に伝達されないように構成するとともに、擬似反力付与手段によって運転者に擬似反力を付与するようにしたブレーキ倍力装置を提案したところである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来、ブレーキ倍力装置の作動状態において、同一出力が得られる場合のブレーキペダルの踏み込み時と解放時の入力の差はヒステリシスと称されている。より詳細には、弁機構による流路が切り換えられてブレーキ倍力装置が作動されると、弁機構を構成する大気弁および真空弁が同時に閉鎖されて出力が変動しないサーボバランス状態が生じる。このサーボバランス状態は、弁機構を構成する弁体の弾性変形によって得られるものであり、ブレーキペダルの踏み込み時とブレーキペダルの解放時に生じる。つまり、ブレーキ倍力装置がサーボバランス状態となって出力が同一の場合におけるブレーキペダルの踏み込み時とブレーキペダルの解放時の入力の差がヒステリシスである。
そして、上記『従来の技術』の冒頭で述べた従来一般の倍力装置の場合には、リアクションディスクによってブレーキ反力を入力軸に伝達するようにしているので、上記弁機構の弁体の弾性変形だけでなくリアクションディスクの弾性変形もヒステリシスに関与するので、ヒステリシスを大きくすることができる。このように大きなヒステリシスを得ることによって、ブレーキペダルを介して運転者に伝達されるブレーキフィーリングを良好なものとすることができる。
しかるに、本件の出願人が提案した上記特願平８−１６０５９５号のブレーキ倍力装置では、リアクションディスクを省略して出力軸に作用するブレーキ反力をブレーキペダルに伝達させないように構成しているため、弁機構の弁体の弾性変形だけがヒステリシスに関与することになる。換言すると、上述した特願平８−１６０５９５号のブレーキ倍力装置ではリアクションディスクを省略しているので、リアクションディスクの弾性変形はヒステリシスに関与しないことになる。したがって、リアクションディスクを省略した分だけ従来一般のブレーキ倍力装置よりもヒステリシスが小さくなり、そのために運転者のブレーキフィーリングが悪くなるという欠点が生じていたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上述した事情に鑑み、請求項１の発明は、シェル内に摺動自在に設けたバルブボディと、このバルブボディに設けたパワーピストンと、パワーピストンの前後に形成した定圧室および変圧室と、バルブボディ内に設けた弁機構と、上記弁機構の一部を構成し、上記バルブボディに摺動自在に嵌合した弁プランジャと、ブレーキペダルと連動し、上記弁プランジャを進退動させて弁機構の流路を切換える入力軸と、リヤ側に位置する基部を上記バルブボディに摺動自在に取り付けられるとともに上記バルブボディの前進によって前進される出力軸と、上記出力軸の基部と弁プランジャの間に配設したリアクションディスクとを備えたブレーキ倍力装置において、
上記リアクションディスクと弁プランジャとの間に弾性部材を設けて、ブレーキペダルが踏み込まれて上記弁機構がサーボバランス状態にある時には上記弾性部材が弁プランジャと当接して、出力軸に作用する出力の反力がリアクションディスク、弾性部材および弁プランジャを介して入力軸に伝達されるように構成し、他方、ブレーキペダルの踏み込みが解放されて上記弁機構がサーボバランス状態にある時には上記弾性部材と弁プランジャとが離隔して出力軸に作用する出力の反力が入力軸に伝達されないように構成し、さらに、上記入力軸が移動された際にその移動量に応じた擬似反力をブレーキペダルに付与する擬似反力付与手段を設けたものである。
【０００５】
また請求項３の発明は、シェル内に摺動自在に設けたバルブボディと、このバルブボディに設けたパワーピストンと、パワーピストンの前後に形成した定圧室および変圧室と、バルブボディ内に設けた弁機構と、この弁機構の一部を構成し、上記バルブボディに摺動自在に嵌合した弁プランジャと、ブレーキペダルと連動し、上記弁プランジャを進退動させて弁機構の流路を切換える入力軸と、リヤ側に位置する基部を上記バルブボディに摺動自在に取り付けられるとともに上記バルブボディの前進によって前進される出力軸と、この出力軸の基部と弁プランジャの間に配設したリアクションディスクとを備えたブレーキ倍力装置において、
上記リアクションディスクと弁プランジャとの間に、ブレーキペダルの踏み込み時は、上記出力軸に作用する出力の反力が上記弁プランジャに伝達されることを許容し、ブレーキペダルの踏み込み解除時には、上記弁プランジャへの反力伝達を阻止するとともに、上記ブレーキペダルが急激に踏み込まれた時、上記弁プランジャの上記バルブボディに対するフロント側への相対移動距離を大きくする弾性部材を介在させたものである。
【０００６】
【作用】
いずれの構成においても、ブレーキ倍力装置の作動中で、かつ弁機構がサーボバランス状態にある時のブレーキペダルの踏み込み時には、出力軸に作用する出力の反力もブレーキペダルに伝達されるので、上記擬似反力付与手段による擬似反力と出力の反力との合算された反力がブレーキペダルに伝達されることになる。
他方、ブレーキ倍力装置の作動中で、かつ弁機構がサーボバランス状態にある時のブレーキペダルの解放時は、ブレーキペダルには出力の反力は伝達されないので、擬似反力付与手段による擬似反力だけがブレーキペダルに伝達されることになる。
つまり、上記弾性部材を設けたことにより、ブレーキ倍力装置による同一出力が得られる場合における入力の差であるヒステリシスを得ることができる。
このように、上記弾性部材によってヒステリシスを得ることができるので、該弾性部材と弁機構の弁体とによって大きなヒステリシスを得ることができ、それによって運転者のブレーキフィーリングを良好にすることができる。
【０００７】
【実施例】
以下、図示実施例について本発明を説明すると、図１において、ブレーキ倍力装置１は、フロントシェル２とリヤシェル３とで構成した密封容器を備えており、その密封容器内は、その中央部に設けたセンタープレート４によってフロント側のフロント室５とリヤ側のリヤ室６とに区画している。
センタープレート４およびリヤシェル３の軸部には、概略筒状に形成したバルブボディ７をシール部材８、８’によって気密を保持して摺動自在に貫通させている。バルブボディ７には、上記フロント室５およびリヤ室６とに収納したフロントパワーピストン１１とリヤパワーピストン１２とをそれぞれ連結するとともに、各パワーピストン１１、１２の背面にフロントダイアフラム１３とリヤダイアフラム１４とをそれぞれ張設している。これにより、フロントダイアフラム１３の前後に定圧室Ａと変圧室Ｂを、またリヤダイアフラム１４の前後に定圧室Ｃと変圧室Ｄとを形成している。
【０００８】
バルブボディ７内には、上記２つの定圧室Ａ、Ｃと２つの変圧室Ｂ、Ｄおよび大気との連通状態を切換える従来公知の弁機構１５を設けている。すなわち、弁機構１５は、バルブボディ７の内周面に形成した環状の真空弁座１６と、この真空弁座１６よりも内側でバルブボディ７に摺動自在に設けた弁プランジャ１７の右端に形成した環状の大気弁座１８と、さらにばね２１の弾発力によって上記両弁座１６，１８に着座するゴム製の弁体２２とを備えている。
上記真空弁座１６とこれに接離する弁体２２のシート部によって真空弁２３を構成してあり、この真空弁２３よりも外側はバルブボディ７に形成した定圧通路２４を介して定圧室Ａ、Ｃに連通させている。また上記定圧室Ａは、負圧導入管２５を介して図示しないエンジンのインテークマニホールドに連通させている。
他方、大気弁座１８とこれに接離する弁体２２のシート部とによって大気弁２６を構成してあり、この大気弁２６と真空弁２３との間の空間は、バルブボディ７に形成した半径方向の第１変圧通路２７を介して変圧室Ｄに連通させ、さらに該変圧室Ｄはバルブボディ７の軸方向に形成した第２変圧通路２８を介して変圧室Ｂに連通させている。また、上記大気弁２６よりも内側は、バルブボディ７の内部空間によって構成した大気通路３１を介して大気に連通させている。
【０００９】
上記弁プランジャ１７のリヤ側の端部に入力軸３２のフロント側の端部を枢支連結してあり、入力軸３２のリヤ側の端部は図示しないブレーキペダルに連動させている。またこの入力軸３２とバルブボディ７の内周部とにわたってはばね３３を弾装している。このばね３３の弾撥力によって入力軸３２は常時リヤ側にむけて付勢されている。また上記弁プランジャ１７にはキー部材３４を係合させてあり、それによって、弁プランジャ１７がバルブボディ７から脱落するのを防止している。
【００１０】
次に、バルブボディ７の内周部には、フロント側に向けて突出する環状突起７Ａを形成してあり、この環状突起７Ａに出力軸３５の基部に形成した凹部３５ａを摺動自在に嵌装している。また、出力軸３５の凹部３５ａには円盤状のリアクションディスク３６を収納してあり、かつ、このリアクションディスク３６を環状突起７Ａの端面と凹部３５ａの底部との間に介在させている。なお、出力軸３５のフロント側の端部はフロントシェル２の軸部を貫通させて図示しないマスタシリンダのピストンに連動させている。
さらに、フロントシェル２の壁面とバルブボディ７とにわたってはリターンスプリング３７を弾装してあり、このリターンスプリング３７の弾撥力によってキー部材３４がリヤシェル３の壁面と当接し、かつ、バルブボディ７はキー部材３４に当接する図示非作動位置に停止している。この非作動状態では、大気弁２６は閉鎖される一方、真空弁２３が開放されており、したがって、定圧室Ａ，Ｃだけでなく変圧室Ｂ，Ｄにも負圧が導入されている。
以上の構成は従来公知のブレーキ倍力装置のものと基本的に変わるところはない。
【００１１】
しかして、本実施例は、バルブボディ７における環状突起７Ａ内に概略カップ状としたゴム製の弾性部材４１を嵌合している。この弾性部材４１は、その開口部側の端部をフロント側に位置させ、その底部４１ａがリヤ側に位置するように環状突起７Ａ内に嵌合されている。そして、弾性部材４１の開口部側の端部は、リアクションディスク３６の端面に当接し、他方、弾性部材４１の底部４１ａは、そのリヤ側に位置するバルブボディ７の段部端面７Ｂから離隔するとともに、弁プランジャ１７のフロント側の端面１７ａと対向している。
本実施例の弁プランジャ１７は、従来一般のものよりも軸方向寸法を短くしているので、図示非作動状態において、弁プランジャ１７のフロント側の端面１７ａは、バルブボディ７の段部端面７Ｂよりもわずかにリヤ側に位置している。
このように本実施例では、上記リアクションディスク３６と弁プランジャ１７の端面１７ａとの間に、カップ状の弾性部材４１を配設してあり、ブレーキ倍力装置１が作動されると、リアクションディスク３６の弾性変形に伴って弾性部材４１の底部４１ａが弁プランジャ１７の端面１７ａに当接するように構成している。
【００１２】
さらに、本実施例では、入力軸３２のリヤ側に擬似反力付与手段４２を設けてあり、ブレーキペダルが踏み込まれて入力軸３２が前進されている状態では、この擬似反力付与手段４２によってブレーキペダルに擬似反力を付与するようにしている。本実施例では、擬似反力付与手段４２はコイルばねによって構成してあり、このコイルばねの一端を入力軸３２に連結し、コイルばねの他端を図示しない車体の一部に連結している。
【００１３】
（作動説明）
以上の構成において、図示非作動状態からブレーキペダルが踏み込まれて入力軸３２および弁プランジャ１７が前進されると、従来周知のブレーキ倍力装置１と同様に、弁機構１５の流路が切り換わる。すなわち、図２に示す様に、真空弁２３が閉鎖されてから大気弁２６が開放されるので、両変圧室Ｂ，Ｄに大気が導入される。そのため、定圧室Ａ，Ｃと変圧室Ｂ，Ｄとの圧力差により両パワーピストン１１，１２およびバルブボディ７が前進され、それによって出力軸３５が前進されるので、図示しないマスターシリンダにブレーキ液圧が発生する。そして、この図２に示したブレーキ倍力装置１の作動開始時には、弁プランジャ１７の端面１７ａは、バルブボディ７の段部端面７Ｂよりもわずかにフロント側まで突出した状態となっている。
また、ブレーキペダルの踏み込みが開始されると、ブレーキペダルに連動した入力軸３２の移動量に応じて擬似反力付与手段４２によってブレーキペダルに擬似反力が付与される。
【００１４】
そして、上述のようにブレーキ倍力装置１が作動されると、図３に示すようにリアクションディスク３６が軸方向に圧縮されるので、このリアクションディスク３６の軸部がリヤ側にむけて膨出し、それに伴って、弾性部材４１もバルブボディ７に対してリヤ側に移動される。これにより、弾性部材４１の底部４１ａが対向位置にある弁プランジャ１７の端面１７ａと当接する。このジャンピングの時点から出力軸３５に作用する出力の反力の一部が、リアクションディスク３６、弾性部材４１と弁プランジャ１７、さらに入力軸３２を介して図示しないブレーキペダルに伝達される。なお、この図３に示した状態では、弾性部材４１の底部４１ａは、バルブボディ７の段部端面７Ｂには当接していない。
また、ブレーキ倍力装置１の作動後にブレーキペダルが踏み込まれている時のサーボバランス状態、つまり大気弁２６および真空弁２３がともに閉鎖されて出力が変動しない状態では、この図３に示すように、出力軸３５に作用する出力の反力の一部が弾性部材４１と弁プランジャ１７、さらに入力軸３２を介して図示しないブレーキペダルに伝達される。
【００１５】
次にブレーキ倍力装置１の作動後にブレーキペダルの踏み込みが解放されると、図４に示すように、弁プランジャ１７が僅かにリヤ側に後退する。そのため、弁プランジャ１７のフロント側の端面１７ａは、バルブボディ７の端部端面７Ｂよりもリヤ側まで後退し、それに伴って、弾性部材４１の底部４１ａは弁プランジャ１７のフロント側の端面１７ａから離隔する一方、バルブボディ７の段部端面７Ｂに当接する。したがって、この状態では、出力軸３５に作用する出力の反力はブレーキペダルに伝達されなくなり、擬似反力付与手段４２による擬似反力だけがブレーキペダルに伝達されることになる。
また、この図４に示すように、ブレーキ倍力装置１の作動後にブレーキペダルの踏み込みが解放された時のサーボバランス状態、つまり大気弁２６および真空弁２３がともに閉鎖されて出力が変動しない状態では、擬似反力付与手段４２による擬似反力だけがブレーキペダルに伝達されることになる。
【００１６】
このように本実施例では、図３に示したブレーキペダルが踏み込まれているときのサーボバランス状態と、図４に示したブレーキペダルの踏み込みが解放された時のサーボバランス状態とを比較すると、図４に示したブレーキペダルの踏み込みが解放された時の方が、ブレーキペダルに伝達される反力は小さくなる。
換言すると、同一出力が得られる場合においてブレーキペダルの踏込み時（図３）よりも、ブレーキペダルの踏み込みの解放時（図４）の方が入力は小さくなる。つまり、上記弾性部材４１を設けたことにより、同一出力が得られる場合における入力の差であるヒステリシスを得ることができる。したがって、ゴムからなる弁体２２と上記弾性部材４１とによって大きなヒステリシスを確保することができる。したがって、運転者に対して良好なブレーキフィーリングを付与することができる。
なお、上述した弾性部材４１はゴムによって構成しているが、このゴムの硬度や形状を変更することにより、ヒステリシスの大きさを調整することができる。
また、弾性部材４１はゴムからなるので、製造コストの上昇を抑制して大きなヒステリシスを確保することができる。
【００１７】
さらに、図１に示した非作動状態からブレーキペダルが急激に踏み込まれる急制動時には、図５に示すように、弁プランジャ１７は上述した通常のブレーキ作動時よりもバルブボディ７に対してフロント側に相対移動される距離が大きくなり、段部端面７Ｂからフロント側への突出量が大きくなる。そして、弁プランジャ１７の端面１７ａが弾性部材４１の底部４１ａに当接し、弾性部材４１の底部４１ａは容易にフロント側にむけて膨出するように弾性変形される。
このように、弁プランジャ１７がバルブボディ７に対して大きくフロント側に相対移動されることに伴って大気弁２６の開度が大きくなりので、両変圧室Ｂ，Ｄ内に大気が迅速に導入される。ここで、擬似反力付与手段４２がブレーキペダルに与える擬似反力は、急制動時も上述した通常の制動時も実質的に同一である。そのため、従来一般のブレーキ倍力装置のブレーキ反力のように急制動時に異常に大きくなるということがないので、急制動時においても相対的に軽い踏力で大きなブレーキ力を得ることができ、したがって老人や女性等の非力な運転者でも確実に急制動操作を行なうことができる。
【００１８】
なお、上記実施例では、弾性部材４１としてカップ状のゴムを採用しているが、その代わりにコイル状のばねを採用しても良い。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、弾性部材を設けることによって大きなヒステリシスを得ることができ、それによって運転者のブレーキフィーリングを良好にすることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す断面図。
【図２】図１に示した要部の作動開始時の状態を示す断面図。
【図３】図１に示した要部の作動開後の状態を示す断面図。
【図４】図１に示した要部の作動開後の状態を示す断面図。
【図５】図１に示した要部の急制動時の状態を示す断面図。
【符号の説明】
１ ブレーキ倍力装置 ７ バルブボディ
１１ フロントパワーピストン １２ リヤパワーピストン
１５ 弁機構 １７ 弁プランジャ
３２ 入力軸 ３６ リアクションディスク
４１ 弾性部材 ４２ 擬似反力付与手段
Ａ，Ｃ 定圧室 Ｂ，Ｄ 変圧室

Claims (4)

1. シェル内に摺動自在に設けたバルブボディと、このバルブボディに設けたパワーピストンと、パワーピストンの前後に形成した定圧室および変圧室と、バルブボディ内に設けた弁機構と、上記弁機構の一部を構成し、上記バルブボディに摺動自在に嵌合した弁プランジャと、ブレーキペダルと連動し、上記弁プランジャを進退動させて弁機構の流路を切換える入力軸と、リヤ側に位置する基部を上記バルブボディに摺動自在に取り付けられるとともに上記バルブボディの前進によって前進される出力軸と、上記出力軸の基部と弁プランジャの間に配設したリアクションディスクとを備えたブレーキ倍力装置において、
   上記リアクションディスクと弁プランジャとの間に弾性部材を設けて、ブレーキペダルが踏み込まれて上記弁機構がサーボバランス状態にある時には上記弾性部材が弁プランジャと当接して、出力軸に作用する出力の反力がリアクションディスク、弾性部材および弁プランジャを介して入力軸に伝達されるように構成し、
   他方、ブレーキペダルの踏み込みが解放されて上記弁機構がサーボバランス状態にある時には上記弾性部材と弁プランジャとが離隔して出力軸に作用する出力の反力が入力軸に伝達されないように構成し、
   さらに、上記入力軸が移動された際にその移動量に応じた擬似反力をブレーキペダルに付与する擬似反力付与手段を設けたことを特徴とするブレーキ倍力装置。
2. 上記弾性部材は概略カップ状に形成したゴムからなり、このゴムにおける開口側となる端部はリアクションディスクに当接するとともに、上記ゴムにおける底部は上記弁プランジャのフロント側の端面に対向するように配置されており、また、上記バルブボディは上記ゴムの底部のリヤ側に段部端面を備えており、上記ブレーキペダルの踏み込みが解放される際には、ゴムの底部がバルブボディの段部端面に当接する一方、弁プランジャのフロント側の端面がバルブボディの段部端面よりもリヤ側に後退することにより上記ゴムの底部から離隔するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ倍力装置。
3. シェル内に摺動自在に設けたバルブボディと、このバルブボディに設けたパワーピストンと、パワーピストンの前後に形成した定圧室および変圧室と、バルブボディ内に設けた弁機構と、この弁機構の一部を構成し、上記バルブボディに摺動自在に嵌合した弁プランジャと、ブレーキペダルと連動し、上記弁プランジャを進退動させて弁機構の流路を切換える入力軸と、リヤ側に位置する基部を上記バルブボディに摺動自在に取り付けられるとともに上記バルブボディの前進によって前進される出力軸と、この出力軸の基部と弁プランジャの間に配設したリアクションディスクとを備えたブレーキ倍力装置において、
   上記リアクションディスクと弁プランジャとの間に、ブレーキペダルの踏み込み時は、上記出力軸に作用する出力の反力が上記弁プランジャに伝達されることを許容し、ブレーキペダルの踏み込み解除時には、上記弁プランジャへの反力伝達を阻止するとともに、上記ブレーキペダルが急激に踏み込まれた時、上記弁プランジャの上記バルブボディに対するフロント側への相対移動距離を大きくする弾性部材を介在させたことを特徴とするブレーキ倍力装置。
4. 上記弾性部材は、上記バルブボディ内に嵌合し、概略カップ状としたゴム製であって、その開口部側の端部をフロント側に位置させ、かつ、上記リアクションディスクの端面に当接するとともに、底部をリヤ側に位置させ、かつ、上記バルブボディの段部端面と上記弁プランジャのフロント側の端面との各々に接離可能に対向させていることを特徴とする請求項３に記載のブレーキ倍力装置。

Images