JP3695566B2 - 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、より詳しくは倍力比を２段階で変更でき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、ブレーキ倍力装置として次のような構成を備えたものは知られている。
すなわち、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摺動自在に嵌合されて入力軸と連動する弁プランジャと、この弁プランジャにおけるフロント側の筒状部分に摺動自在に嵌合された第１プランジャプレートと、第１プランジャプレートを弁プランジャに対してフロント側にむけて付勢する第１ばねと、出力軸の基部とバルブボディの端面との間に介在されて、出力軸に作用する反力を第１プランジャプレートと第１ばねを介して弁プランジャおよび入力軸に伝達するリアクションディスクとを備えたブレーキ倍力装置は知られている（例えば実公平７−８３３７号公報）。
上記従来の装置では、ブレーキ倍力装置の非作動状態では第１プランジャプレートのフロント側の端面は、弁プランジャのフロント側の端面よりも僅かにフロント側に突出している。そして、ブレーキ倍力装置が作動された時には、出力軸に作用する反力によってリアクションディスクが膨出して第１プランジャプレートのフロント側の端面に当接し、次いで反力の上昇に伴って第１ばねが圧縮されるのに伴ってリアクションディスクは第１プランジャプレートおよびプランジャプレートの端面に当接する。これにより、リアクションディスクが第１プランジャプレートだけに当接している状態では大きな倍力比で出力が上昇し、リアクションディスクが第１プランジャプレートおよび弁プランジャの両方に当接している状態では小さな倍力比で出力が上昇する。このように、従来の装置では、ブレーキペダルの踏力（入力）が小さな領域と大きな領域とで２段階で倍力比を変更することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ブレーキ倍力装置においては、同一出力が得られる際のブレーキペダルの踏み込み時と解放時の入力の差であるヒステリシスが存在することは知られている。そして、上述した従来の装置においても、倍力比が大きな領域だけでなく、倍力比が小さな領域、つまりブレーキペダルの踏力が大きな領域でもヒステリシスが生じていたものである。
しかしながら、このようにブレーキペダルの踏力が大きな領域においてヒステリシスが存在すると、運転者はブレーキの制御性が悪い感じるという欠点があった。そこで、倍力比を２段階に変更できるように構成したブレーキ倍力装置を前提とした上で、ブレーキペダルの踏力が大きな領域においてヒステリシスが実質的に零となるブレーキ倍力措置が要望されていたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上述した事情に鑑み、本発明は、上述したブレーキ倍力装置において、
上記第１プランジャプレートのフロント側の外周部に環状の第２プランジャプレートを摺動自在に嵌装するとともに、第１ばねよりもばね定数が大きな第２ばねを第２プランジャプレートと弁プランジャとの間に設けて、
ブレーキ倍力装置の非作動状態においては、第２プランジャプレートのフロント側の端面を第１プランジャプレートのフロント側の端面よりもリヤ側に位置させ、
ブレーキ倍力装置が作動された際のブレーキペダルの踏力が小さな領域では、リアクションディスクを第１プランジャプレートのフロント側の端面に当接させて、出力軸に作用する反力を第１プランジャプレートと第１ばねとを介して弁プランジャに伝達させるように構成し、
ブレーキ倍力装置が作動された際のブレーキペダルの踏力が大きな領域では、リアクションディスクを両プランジャプレートのフロント側の端面に当接させて、出力軸に作用する反力を上記両プランジャと第１ばねおよび第２ばねを介して弁プランジャに伝達させるように構成したものである。
【０００５】
【作用】
このような構成によれば、ブレーキ倍力装置が作動されると、出力軸に作用する反力によってリアクションディスクがリヤ側へ膨出して先ず第１プランジャプレートのフロント側の端面に当接する。この状態では、大きな倍力比で出力が上昇する。
その後、ブレーキペダルの踏力の上昇に伴って反力も上昇するので、第１ばねが圧縮され、それに伴ってリアクションディスクは第１プランジャプレートだけでなく第２プランジャプレートにも当接する。この状態から小さな倍力比で出力が上昇する。
ところで、リアクションディスクは、上述した小さな倍力比で出力が上昇する領域、つまり、ブレーキペダルの踏力が大きな領域では、ブレーキペダルの踏み込みを解放すると、弁プランジャに連動した弁機構によって流体回路が切り替わって出力は直ちに低下する。しかしながら、この時には第２プランジャプレートと弁プランジャとは第２ばねを介して連動しているので、リヤ側へ膨出したリアクションディスクがフロント側へ戻るまでは入力は低下しないことになる。そのため、小さな倍力比で出力が上昇する領域では、ヒステリシスは実質的に零となる。
したがって、ブレーキペダルの踏力（入力）が大きな領域におけるブレーキの制御性を良好なものとすることができる。
【０００６】
【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のシェル２内には、概略筒状のバルブボディ３を摺動自在に設けている。
上記バルブボディ３の外周部には、皿状のパワーピストン４を取り付けてあり、また、このパワーピストン４の背面にゴム製のダイアフラム５を張設している。このダイアフラム５によってシェル２内をフロント側の定圧室Ａとリヤ側の変圧室Ｂとに区画形成している。
上記バルブボディ３には、上記定圧室Ａと変圧室Ｂとの間の流体回路を切り換える従来公知の弁機構６を設けている。弁機構６は、バルブボディ３に形成した環状の第１弁座７と、この第１弁座７よりも内側で上記バルブボディ３に摺動自在に設けた弁プランジャ８と、弁プランジャ８のリヤ側の端部に形成した環状の第２弁座１１と、さらに両弁座７，１１に図１の右方からばね１２によって着座する弁体１３とを備えている。
上記第１弁座７とそれに接離する弁体１３の環状のシート部とによって真空弁１４を形成している。この真空弁１４よりも外周側の空間は、バルブボディ３に形成した軸方向の定圧通路１５を介して定圧室Ａに連通させてあり、この定圧室Ａは、シェル２のフロント側の壁面に取り付けた図示しない負圧導入管を介してインテークマニホールドに連通させている。
他方、上記第２弁座１１とそれに接離する弁体１３の環状のシート部とによって大気弁１６を構成している。そして、上記真空弁１４よりも内周側で、大気弁１６よりも外周側となる中間部分の空間は、バルブボディ３に形成した半径方向の変圧通路１７を介して変圧室Ｂに連通させている。
さらに、上記大気弁１６よりも内周側の空間は、バルブボディ３の内周部によって構成した大気通路１８とそこに設けたフィルタ２１を介して大気に連通させている。
弁プランジャ８は、バルブボディ３の内周部に摺動自在に嵌合してあり、弁プランジャ８のリヤ側の端部の軸部には入力軸２２に連結している。この入力軸２２に図示しないブレーキペダルが連結されている。弁プランジャ８には半径方向外方からキー部材２３を係合させてあり、それによって、弁プランジャ８がバルブボディ３の内周部からリヤ側へ脱落しないようにしている。
【０００７】
しかして、本実施例は、弁プランジャ８のフロント側の部分とその周辺の構成を改良することにより、倍力比を２段階に変更できるとともにブレーキペダルの踏力が大きい領域におけるヒステリシスを実質的に零となるようにしたものである。
すなわち、弁プランジャ８におけるフロント側の部分は、円筒状に形成した収納部８Ａとしてあり、この収納部８Ａ内に、丸棒状に形成した第１プランジャプレート２４における軸方向リヤ側の部分を摺動自在嵌合している。
収納部８Ａにおけるフロント側の端部は半径方向内方に折り曲げてストッパ部８Ｂとしてあり、他方、第１プランジャプレート２４の軸方向の中央側には環状突起２４Ａを形成している。
そして、この環状突起２４Ａとそれに対向する収納部８Ａの底部とにわたって所定のセット荷重の第１ばね２５を弾装している。これにより、第１プランジャプレート２４は、弁プランジャ８に対して常時フロント側に付勢されており、この図１に示したブレーキ倍力装置１の非作動状態では、第１プランジャプレート２４は、その環状突起２４Ａがストッパ部８ｂに当接する前進端位置に維持されている。この時、第１プランジャプレート２４のリヤ側の端面とそれに対向する収納部８Ａの底部とは離隔している。また、この状態では、第１プランジャプレート２４における環状突起２４Ａよりもフロント側の外周部が、収納部８Ａよりもフロント側に突出している。
【０００８】
第１プランジャプレート２４におけるフロント側の外周部には、環状の第２プランジャプレート２６を摺動自在に嵌装している。第２プランジャプレート２６のリヤ側の端部の外周部は、半径方向外方に引伸してフランジ部２６Ａを形成している。そして、このフランジ部２６Ａと、弁プランジャ８の外周部に嵌着したリング２７との間に第２ばね２８を設けている。
この第２ばね２８のばね定数は、上記収納部８Ａ内に弾装した第１ばね２５のばね定数よりも大きなものを採用してあり、軸方向に圧縮されていない自然状態でフランジ部２６Ａとリング２７との間に介在させている。
この状態においては、第１プランジャプレート２４のフロント側の端面２４Ｂが第２プランジャプレート２６を僅かに貫通しており、したがって、第１プランジャプレート２４のフロント側の端面２４Ｂは第２プランジャプレート２６のフロント側の端面２６Ｂよりも僅かにフロント側に突出している。この突出量は、図１に示したブレーキ倍力装置１の非作動状態において、第１プランジャプレート２４のリヤ側の端面とそれに対向する収納部８Ａの底部とが隔てた寸法よりも小さくなるように設定している。
また、この状態においては、第２プランジャプレート２６のリヤ側の端面と収納部８Ａにおけるストッパ部８Ｂとの間に間隙が維持されている。
上記両プランジャプレート２４，２６の外方側には、リヤ側の内周部が小径となる段付スリーブ３１を配置してあり、この段付スリーブ３１におけるリヤ側の外周部を気密を保持してバルブボディ３の内周部に嵌着している。この段付スリーブ３１におけるフロント側の内周部に、上記第２プランジャプレート２６のフロント側の外周部をリヤ側から摺動自在に嵌合している。なお、この段付スリーブ３１は実質的にバルブボディの一部を構成するものである。
【０００９】
一方、定圧室Ａ内には、従来公知の出力軸３２を配置してあり、この出力軸３２におけるリヤ側の基部に形成した凹陥部３２Ａを上記段付スリーブ３１の外周部に摺動自在に嵌装している。また、出力軸３２の凹陥部３２Ａ内には円盤状のリアクションディスク３３を収納してあり、このリアクションディスク３３は出力軸３２の凹陥部３２Ａの底部と段付スリーブ３１のフロント側の端面との間に介在させている。
出力軸３２の先端（フロント側の端部）は、シェル２のフロント側の軸部を貫通させて外部に突出させるとともに、図示しないマスターシリンダのピストンに連動させている。
シェル２のフロント側の壁面とバルブボディ３とにわたってはリターンスプリング３４を弾装してあるので、上記パワーピストン４やバルブボディ３等は、通常は図示非作動位置に保持されている。
この非作動状態では、上記キー部材２３をシェル２の内壁面に当接させてバルブボディ３に対する弁プランジャ８の自由な右行を規制し、次に入力軸２２および弁プランジャ８が作動された際に直ちに上記弁機構７による流体回路の切換え動作が得られるようにしている。
また、このブレーキ倍力装置１の非作動状態では、両プランジャプレート２４，２６のフロント側の端面２４Ｂ、２６Ｂは、段付スリーブ３１のフロント側の端面よりもわずかにリヤ側に位置しているので、それらはリアクションディスク３３から僅かに離隔している。また、第１プランジャプレート２４のフロント側の端面２４Ｂは、第２プランジャプレート２６のフロント側の端面２６Ｂよりもわずかにフロント側に突出している。さらに、この時には第２ばね２８は圧縮されておらず、第２プランジャプレート２６を弁プランジャ８のフロント側の端部（ストッパ部８Ｂ）から離隔させるためのスペーサとして機能している。これにより、第２プランジャプレート２６のフランジ部２６Ａは、弁プランジャ８のストッパ部８Ｂと段付スリーブ３１の段部端面との中間の位置に位置している。
さらに、このブレーキ倍力装置１の非作動状態では、真空弁１４は解放されており、他方、大気弁１６は閉鎖されている。そのため、定圧室Ａおよび変圧室Ｂには負圧が導入されている。
【００１０】
（作動説明）
以上の構成において、図１に示したブレーキ倍力装置１の非作動状態から図示しないブレーキペダルが踏み込まれると、入力軸２２および弁プランジャ８が前進されるので、大気弁１６が開放される一方、真空弁１４が閉鎖される。これによって、変圧室Ｂに大気が導入されて、ブレーキ倍力装置１が作動される。
すると、出力軸３２に作用する出力の反力によってリアクションディスク３３がリヤ側へ膨出して、第１プランジャプレート２４のフロント側の端面２４Ｂに当接する。この時点は、図２にＡで示す時点であり、一般にジャンピングと称されている。このジャンピングの時点の倍力比は、リアクションディスク３３と当接する段付スリーブ３１の端面の面積をＳ１とし、第１プランジャプレート２４のフロント側の端面２４Ｂの面積をＳ２としたときに、（Ｓ１＋Ｓ２）／Ｓ２で求められる。この後、Ｂの時点まで上記倍力比で出力が増加する。
次に、ブレーキペダルの踏力（入力）の上昇に伴ってリアクションディスク３３がさらにリヤ側に膨出することにより、上記第１ばね２５が圧縮されて、第１プランジャプレート２４が収納部８Ａに対してリヤ側へ後退される。
これにともない、第１プランジャプレート２４のフロント側の端面２４Ｂは第２プランジャプレート２６のフロント側の端面２６Ｂと同一平面上となり、したがって、それら両部材２４，２６のフロント側端面２４Ｂ，２６Ｂにリアクションディスク３３が当接する。この時点は、図２にＢで示した時点である。
【００１１】
このＢの時点以降の倍力比は、それ以前の倍力比よりも小さなものとなる。Ｂの時点から全負荷状態となるＣの時点までの倍力比は次の数式で求められる。すなわち、リアクションディスク３３と当接する第２プランジャプレート２６の端面２６Ｂの面積をＳ３とし、リアクションディスク３３と当接する段付スリーブ３１のフロント側の端面の面積を上記Ｓ１、さらに第１プランジャプレート２４の端面２４Ｂの面積を上記Ｓ２としたときに、（Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３）／（Ｓ２＋Ｓ３）となる。
ここで、Ｓ２＜（Ｓ２＋Ｓ３）なので、Ｂの時点以降の倍力比は、それ以前のＡからＢまでの領域の倍力比よりも小さくなり、したがって、運転者に伝達されるブレーキ反力は、上述したＡからＢまでの領域では小さく感知され、次にＢ以降の領域ではそれ以前に比較して大きく感知されるようになる。
そして、全負荷状態となるＣの時点以降は、倍力比１で出力が増大されるようになり、したがって、全負荷状態となるＣ以降の運転者に伝達されるブレーキ反力は、それ以前に比較して大きなものと感知されるようになる。
【００１２】
このように、本実施例では、ブレーキ倍力装置１が作動されてから全負荷点Ｃとなるまでの間に倍力比を二段階で変更できるので、作動開始後のＡからＢに示したブレーキペダルの踏力が小さな領域では、運転者に対して小さなブレーキ反力が伝達され、ブレーキペダルの踏力が大きなＢからＣの領域では運転者に対して大きなブレーキ反力が伝達されるようになり、その後にブレーキ反力が最も大きくなる全負荷点Ｃに移行するようになる。
したがって、出力が増大する後半の領域において運転者に安心感のあるブレーキ反力を伝達することができるとともに、作動開始されてから全負荷点に至るまでのブレーキ反力の変動を円滑な変動として運転者に感知させることができる。ところで、上記倍力比が小さく、かつブレーキペダルの踏力（入力）が大きな領域において、真空弁１４および大気弁１６がともに閉鎖されるサーボバランス状態からブレーキペダルの踏み込みが解放されると、真空弁１４が開放されるので直ちに出力は低下する。しかしながら、上述したように、この状態では、リアクションディスク３３が両プランジャ２４、２６のフロント側の端面２４Ｂ、２６Ｂに当接しており、ブレーキ反力は第２ばね２８と第１ばね２５を介して弁プランジャ８および入力軸２２に伝達されている。そのため、上述したように出力は直ちに低下するが、膨出したリアクションディスク３３がフロント側へ戻るまで入力は変化しない。
このことは、倍力比が小さくなるＢからＣの領域においては、ブレーキペダルの踏み込み時と解放時における入力と出力との関係は実質的に同じになり、ＢとＣを結ぶ直線だけで示されることになる。つまり、本実施例では、ＢからＣの領域においては、同一出力が得られる場合の入力の差であるヒステリシスは、実質的に零となる。
【００１３】
このような本実施例に対して、上述した従来の装置では、倍力比が小さくなるＢからＣの領域においては、サーボバランス状態からブレーキペダルの踏み込みを解放すると想像線で示した様に出力が低下する。つまり、上述した従来の装置では、倍力比が大きくなるＡからＢの領域だけでなく、倍力比が小さくなるＢからＣの領域においてもヒステリシスが存在するので、このような従来のものでは、ブレーキペダルの踏力が大きくなるＢからＣの領域において、ブレーキの制御性が悪いという欠点が指摘されていたものである。
このような従来に対して、本実施例では、ブレーキペダルの踏力が大きくなるＢからＣの領域において、ヒステリシスを実施的に零とすることができるので、ブレーキの制御性を良好にすることができる。
なお、倍力比が大きくなるブレーキペダルの踏力（入力）が小さな領域（ＡからＢの領域）においてブレーキペダルの踏み込みを解放したときには、従来と同様に直線Ｄで示すように出力が低下する。つまり、本実施例においても、ＡからＢの領域では、従来と同様にヒステリシスが生じるようになっている。
【００１４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ブレーキペダルの踏力（入力）が大きな領域におけるブレーキの制御性が良好になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す断面図。
【図２】図１に示したブレーキ倍力装置および従来の装置の特性線図。
【符号の説明】
１ ブレーキ倍力装置 ３ バルブボディ
６ 弁機構 ８ 弁プランジャ
２４ 第１プランジャプレート ２６ 第２プランジャプレート
３２ 出力軸 ３３ リアクションディスク
２５ ばね（第１ばね） ２８ ばね（第２ばね）

Claims (1)

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摺動自在に嵌合されて入力軸と連動する弁プランジャと、この弁プランジャにおけるフロント側の筒状部分に摺動自在に嵌合された第１プランジャプレートと、第１プランジャプレートを弁プランジャに対してフロント側にむけて付勢する第１ばねと、出力軸の基部とバルブボディの端面との間に介在されて、出力軸に作用する反力を第１プランジャプレートと第１ばねを介して弁プランジャおよび入力軸に伝達する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、
   上記第１プランジャプレートのフロント側の外周部に環状の第２プランジャプレートを摺動自在に嵌装するとともに、第１ばねよりもばね定数が大きな第２ばねを第２プランジャプレートと弁プランジャとの間に設けて、
   ブレーキ倍力装置の非作動状態においては、第２プランジャプレートのフロント側の端面を第１プランジャプレートのフロント側の端面よりもリヤ側に位置させ、
   ブレーキ倍力装置が作動された際のブレーキペダルの踏力が小さな領域では、リアクションディスクを第１プランジャプレートのフロント側の端面に当接させて、出力軸に作用する反力を第１プランジャプレートと第１ばねとを介して弁プランジャに伝達させるように構成し、
   ブレーキ倍力装置が作動された際のブレーキペダルの踏力が大きな領域では、リアクションディスクを両プランジャプレートのフロント側の端面に当接させて、出力軸に作用する反力を上記両プランジャと第１ばねおよび第２ばねを介して弁プランジャに伝達させるように構成したことを特徴とするブレーキ倍力装置。

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