JP3704599B2

JP3704599B2 - ブレーキ倍力装置の反力機構

Info

Publication number: JP3704599B2
Application number: JP04014997A
Authority: JP
Inventors: 渡辺　　誠
Original assignee: Bosch Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1997-02-07
Filing date: 1997-02-07
Publication date: 2005-10-12
Anticipated expiration: 2017-02-07
Also published as: JPH10217943A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は自動車のブレーキ装置に用いられるブレーキ倍力装置に関し、より詳しくは、その反力機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来一般に、ブレーキ倍力装置の反力機構は、シェル内に摺動自在に設けたバルブボデイと、このバルブボデイ内に摺動自在に嵌合されて入力軸に連動する弁プランジャと、上記バルブボデイに基部を摺動自在に嵌合して上記弁プランジャに対向させた出力軸と、この出力軸と弁プランジャおよびバルブボデイとの間に介在させてそれらに当接させた弾性体からなるリアクションディスクとを備えており、上記出力軸に作用するブレーキ反力を上記リアクションディスクによってバルブボデイと弁プランジャとに分配させるようにしている。
上記リアクションディスクを用いた反力機構では、リアクションディスクが弾性体からなっているために、ブレーキペダルの踏込み時と解放時とでブレーキペダルの踏力を同一としても、ブレーキ倍力装置の出力の大きさが異なる現象（ヒステリシス）があること知られている。
そしてヒステリシスがあると、運転者がブレーキペダルの踏力の増大を停止させてから、無意識のうちに僅かにその踏力を減少させても同一のブレーキ力が得られることから、ブレーキの利き方に信頼感を持つようになり、したがって近年では、ヒステリシスをより大きくしようとする試みがなされている。
【０００３】
また従来、上述した一般のブレーキ倍力装置の反力機構とは異なる反力機構も知られている（特公昭４９−３６９０８号公報）。
この反力機構は、上記リアクションディスクの代わりにボールを用いたもので、該ボールは、出力軸と弁プランジャおよびバルブボデイとの間に介在され、上記出力軸に作用するブレーキ反力をバルブボデイと弁プランジャとに分配させるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の前者の反力機構は、ヒステリシスがあるという利点があるが、サーボ比を大きくするために弁プランジャのリアクションディスクとの接触面積を小さくすると、リアクションディスクの耐久性が低下するという欠点がある。
他方、後者の反力機構は、剛性を有するボールを用いていることから相対的には耐久性に優れているが、それでもサーボ比を大きくすると一般に合成樹脂で製造されるバルブボデイが摩耗して耐久性が低下してしまい、またヒステリシスが小さいという欠点がある。
本発明はそのような欠点に鑑み、サーボ比が大きくても耐久性に優れ、またヒステリシスを得ることができるブレーキ倍力装置の反力機構を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、後者の反力機構を前提として、すなわちシェル内に摺動自在に設けたバルブボデイと、このバルブボデイ内に摺動自在に嵌合されて入力軸に連動する弁プランジャと、上記バルブボデイに基部を摺動自在に嵌合して上記弁プランジャに対向させた出力軸と、この出力軸と弁プランジャおよびバルブボデイとの間に介在させてそれらに当接させたボールとを備え、上記出力軸に作用するブレーキ反力を上記ボールによってバルブボデイと弁プランジャとに分配させるようにしたブレーキ倍力装置の反力機構において、
上記出力軸とボールとの間にリアクションディスクと反力プレートとを配設し、上記反力プレートをバルブボデイに摺動自在に嵌合してそのリヤ側を上記ボールに当接させ、また上記リアクションディスクのリヤ側の中央部分を上記反力プレートのフロント側に当接させるとともに、該リアクションディスクのリヤ側面の外周部分をバルブボデイに当接させ、さらに該リアクションディスクのフロント側を上記出力軸に当接させたものである。
【０００６】
【作用】
上述した構成の反力機構によれば、ブレーキ反力はリアクションディスクにより所定の割合でバルブボデイと反力プレートとに分けて伝達され、また反力プレートに伝達されたブレーキ反力は、ボールにより所定の割合でバルブボデイと弁プランジャとに分けて伝達される。
つまりブレーキ反力は、リアクションディスクとボールとによってそれぞれ所定の割合に分けられて伝達されるので、全体のサーボ比を大きく設定しても各部分におけるサーボ比をそれぞれ小さくすることができる。
したがって、全体のサーボ比が大きくしても、リアクションディスクが反力プレートに接触する接触面積を大きくすることができ、またボールに加わるブレーキ反力も小さくすることができるので、それぞれの耐久性の向上を図ることができる。そしてリアクションディスクを用いているので、ヒステリシスも確保することができる。
【０００７】
【実施例】
以下図示実施例に基づいて本発明を説明すると、図１において、フロントシェル１とリヤシェル２から構成した密封容器内は、その中央側に設けたセンタープレート３によって前後のフロント室４とリヤ室５との２室に区画してあり、かつ、上記リヤシェル２およびセンタープレート３の軸部に概略筒状のバルブボデイ６をそれぞれ環状のベアリング７、８によって摺動自在に貫通させるとともに、その部分を環状シール部材９、１０によってそれぞれ気密を保持させている。
上記バルブボデイ６には、上記フロント室４とリヤ室５とのそれぞれに収納したフロントパワーピストン１２とリヤパワーピストン１３とを連結してあり、各パワーピストン１２、１３の背面にフロントダイアフラム１４とリヤダイアフラム１５とをそれぞれ張設することにより、フロントダイアフラム１４の前後に定圧室Ａと変圧室Ｂとを、またリヤダイアフラム１５の前後にも定圧室Ｃと変圧室Ｄとを区画形成している。
【０００８】
上記バルブボデイ６内には流体回路を切換える弁機構１６を収容してあり、この弁機構１６は、バルブボデイ６の内周部にリヤ側にむけて形成した環状の第１弁座１７と、この環状の第１弁座１７よりも内方側でバルブボデイ６内に摺動自在に設けた弁プランジャ１８に形成した環状の第２弁座１９と、図１の右方からポペットリターンスプリング２０の弾発力によって両弁座１７、１９に着座される弁体２１とを備えている。
上記第１弁座１７と弁体２１とによって構成される真空弁２２よりも外周側は、バルブボデイ６に形成した軸方向の定圧通路２３を介して定圧室Ａに連通し、この定圧室Ａは他の定圧通路２４を介して定圧室Ｃに連通している。そして上記定圧室Ａは、フロントシェル１に設けた負圧導入管２５を介してエンジンのインテークマニホールドに連通している。
また、上記真空弁２２よりも内周側で、上記第２弁座１９と弁体２１とによって構成される大気弁２６よりも外周側の空間は、バルブボデイ６に形成した半径方向の変圧通路２７を介して変圧室Ｄに連通しており、さらに変圧室Ｄはバルブボデイ６の軸方向に形成した変圧通路２８を介して変圧室Ｂに連通している。
さらに、上記第２弁座１９と弁体２１とが接触する大気弁２６よりも内周側は、バルブボデイ６内に形成した大気通路２９を介して大気に連通しており、この大気通路２９内にフィルタ３０を設けている。
【０００９】
上記弁機構１６の一部を構成する弁プランジャ１８は、バルブボデイ６の軸方向に穿設した段付の貫通孔６Ａに摺動自在に嵌合してあり、そのリヤ側にブレーキペダルに連動させた入力軸３２を枢支連結している。
上記弁プランジャ１８は、キー部材３３によってバルブボデイ６から抜出るのを防止してある。このキー部材３３は、図示しないが、その中央部から先端部にかけて二股状に形成してあり、該キー部材３３をバルブボデイ６の直径方向に形成した挿入孔６ｃに挿入して、その二股状部分の基部を弁プランジャ１８の環状溝１８ａに係合させている。
図２に示すように、上記弁プランジャ１８のフロント側はリヤ側に比較して小径に形成してあり、このフロント側の小径部１８ｂを上記貫通孔６Ａの中央部における小径孔６ａに摺動自在に貫通させて、そのフロント側端面を中径孔６ｂに臨ませている。この中径孔６ｂ内には反力プレート３４を摺動自在に嵌合してあり、この反力プレート３４のリヤ側端面と弁プランジャ１８の先端面との間に３つのボール３５を介在させている。
【００１０】
図３、図４に示すように、弁プランジャ１８の先端面には円周方向等間隔位置の３か所に、軸方向フロント側に向けて外周面から中心側に向かう傾斜面１８ｃを形成してあり、各傾斜面１８ｃを有する溝のそれぞれを各ボール３５のガイド部１８ｄとしている。各ガイド部１８ｄは、各ボール３５が上記傾斜面１８ｃに沿って転動するのは許容するが、円周方向に移動するのは阻止するようになっている。
他方、第２図に示すように、上記バルブボデイ６の小径孔６ａと中径孔６ｂとの間の段部６ｃには、軸方向リヤ側が窄まったテーパ面６ｄを形成してあり、上記各ボール３５は、弁プランジャ１８の傾斜面１８ｃと、バルブボデイ６のテーパ面６ｄと、さらに反力プレート３４のリヤ側端面３４ａとに当接させて、それらの間で保持している。
【００１１】
さらに、上記反力プレート３４のフロント側端面３４ｂは、フロント側に向けて球状に膨出させてあり、隣接するリアクションディスク３６のリヤ側端面に対向させている。
上記リアクションディスク３６は、出力軸３８の基部に形成した凹陥部３８Ａ内に収納してあり、そのリア側中央部が上記反力プレート３４のフロント側端面３４ｂに対向し、またリア側外周部がバルブボデイ６に設けた環状突出部６ｅの端面に当接している。他方、該リアクションディスク３６のフロント側端面は、上記凹陥部３８Ａの底部に当接している。そして倍力装置の非作動状態では、リアクションディスク３６のリヤ側端面の中央に設けた突起３６ａによって反力プレート３４をリヤ側に付勢して、上記ボール３５を上述した状態に保持している。
上記出力軸３８は、図１に示すように、上記凹陥部３８Ａをバルブボデイ６の環状突出部６ｅの外周に摺動自在に嵌装してあり、またその左側先端部はフロントシェル１に設けたシール部材３９を介して気密を保持して外部に突出させて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。
また倍力装置の非作動時には、フロントシェル１とバルブボデイ６との間に弾装したリターンスプリング４０によりバルブボデイ６を右方に付勢し、キー部材３３がリヤシェル２の内壁面に当接する図示非作動位置に保持している。この状態では大気弁２６が閉鎖される一方、真空弁２２は開放されており、定圧室Ａと変圧室Ｂとが連通して両室Ａ、Ｂ内に負圧が導入されている。
【００１２】
以上の構成において、図１に示すようにブレーキペダルが踏込まれていない非作動状態では、上述したようにキー部材３３がリヤシェル２の内壁面に当接しており、バルブボデイ６および弁プランジャ１８はこのキー部材３３に当接してその後退が規制されている。
この状態では、キー部材３３はバルブボデイ６に対して相対的に前進されており、このキー部材３３に連動している弁プランジャ１８も前進されて弁機構１６の流路を切換える直前の状態となっている。
上記非作動状態からブレーキペダルが踏込まれると、入力軸３２および弁プランジャ１８が一体的に前進されて、真空弁２２が閉鎖されるとともに大気弁２６が開放されて両変圧室Ｂ、Ｄ内に大気が導入される。これによりバルブボデイ６および出力軸３８が前進され、さらにマスターシリンダのピストンが前進されてブレーキ作用がなされるようになる。
【００１３】
図５に示すサーボバランス状態において、上記マスターシリンダのピストンに作用するブレーキ反力は、出力軸３８を介してリアクションディスク３６に伝達され、このリアクションディスク３６に伝達されたブレーキ反力は、該リアクションディスク３６が当接するバルブボデイ６と反力プレート３４とで受け止められる。
このとき、反力プレート３４に伝達されるブレーキ反力の大きさは、該反力プレート３４とリアクションディスク３６との接触面積と、バルブボデイ６とリアクションディスク３６との接触面積との比に基づいて設定することができる。
さらに、上記反力プレート３４に伝達されたブレーキ反力は、ボール３５を介してバルブボデイ６と弁プランジャ１８とで受け止められる。このとき、弁プランジャ１８に伝達されるブレーキ反力の大きさは、上記弁プランジャ１８の傾斜面１８ｃの傾斜角度と、バルブボデイ６のテーパ面６ｄの傾斜角度とに基づいて設定することができる。
そして上記弁プランジャ１８に伝達された反力は、入力軸３２を介してブレーキペダルへ伝達されるようになる。
【００１４】
上述した説明から理解されるように、ブレーキ反力はリアクションディスク３６によって所定の割合に分けられた後、さらにボール３５に所定の割合に分けられてブレーキペダルへ伝達されるので、全体のサーボ比を大きく設定しても各部分におけるサーボ比は小さく設定することができる。
その結果、リアクションディスク３６が反力プレート３４に接触する接触面積を大きくすることができるので、該リアクションディスク３６の耐久性を高めることができ、またボール３５に加わるブレーキ反力は、リアクションディスク３６によって分配された後のブレーキ反力なので小さなものとなり、ボール３５の耐久性も高めることができる。そしてさらに、リアクションディスク３６の弾性により、良好なブレーキフィーリングに必要なヒステリシスも確保することができる。
【００１５】
またリアクションディスクを用いた従来のブレーキ倍力装置では、急制動時にはパワーピストン前後の差圧力が大きくなる前に、つまり倍力機能を得る前に弁プランジャが直接リアクションディスクを押圧するため、出力軸からのブレーキ反力が補助動力を得ないままに弁プランジャに伝達されるようになる。
すると上記ブレーキ反力は弁プランジャの前進を阻害するので、それにより弁機構の大気弁の開度が小さくなり、急制動を行なおうとしているのにも拘らず、急制動が行なえなくなるという問題がある。
しかしながら本実施例では、図６に示すように、急制動時に弁プランジャ１８が大きく前進されても、リアクションディスク３６に接触する反力プレート３４はボール３５によって弁プランジャ１８よりも少ない割合で前進されるので、従来のブレーキ倍力装置に比較して、弁プランジャ１８は相対的に大きく前進されるようになり、それによって大気弁２６が大きく開かれるので、急制動を得ることが容易となる。
【００１６】
図７は本発明の第２実施例を示したもので、第１実施例では弁プランジャ１８の傾斜面１８ｃを直線状に形成していたのに対し、本実施例では、弁プランジャ１１８の傾斜面１１８ｃの傾斜角度をフロント側部分１１８ｃ’とリヤ側部分１１８ｃ”とで異ならせている。より具体的には、フロント側部分１１８ｃ’の傾斜角度θ１を、リヤ側部分１１８ｃ”の傾斜角度θ２よりも大きく設定している。
これ以外の構成は第１実施例と同一であり、第１実施例と同一の部分には第１実施例で用いた符合に１００を加えた番号を付して示してある。
本実施例によれば、ブレーキペダルの踏力が小さいときには、ボール１３５は弁プランジャ１１８のフロント側部分１１８ｃ’と、バルブボデイ１０６のテーパ面１０６ｄと、さらに反力プレート１３４のリヤ側端面とに当接している。
これに対し、ブレーキペダルの踏力が大きくなると、ボール１３５は弁プランジャ１１８のフロント側部分１１８ｃ’からリヤ側部分１１８ｃ”に相対的に移動するようになり、それによって弁プランジャ１１８に伝達されるブレーキ反力の割合が小さくなるのでサーボ比が大きくなり、大出力時の踏力が相対的に軽くなる。
【００１７】
図８は本発明の第３実施例を示したものであり、本実施例では弁プランジャ２１８の傾斜面２１８ｃを円弧状に形成したものである。
上記傾斜面２１８ｃ以外の構成は第１実施例と同一であり、第１実施例と同一の部材には第１実施例で用いた符合に２００を加えた番号を付して示してある。
このような第３実施例においても、第２実施例と同様の作用効果を得ることができる。
【００１８】
なお、上記実施例ではいずれも弁プランジャ１８にガイド部１８ｄを形成しているが、これに限定されるものではなく、バルブボデイ６又は反力プレート３４にボール３５を円周方向等間隔位置に保持するガイド部を設けてもよく、或いは省略することも可能である。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、高サーボ比を有するブレーキ倍力装置を得てもリアクションディスクやボールの耐久性を確保することができ、またヒステリシスにより良好なブレーキフィーリングを得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】本発明の一実施例を示す断面図。
【図２】本発明の要部を示す拡大断面図。
【図３】弁プランジャ１８の拡大断面図。
【図４】弁プランジャ１８の前方側側面図。
【図５】中間負荷状態を示す要部の断面図。
【図６】急作動時の状態を示す要部断面図。
【図７】本発明の第２実施例を示す断面図。
【図８】本発明の第３実施例を示す断面図。
【符号の説明】
６、１０６、２０６…バルブボデイ
６ｄ、１０６ｄ、２０６ｄ…テーパ面
１６…弁機構
１８、１１８、２１８…弁プランジャ
１８ｃ、１１８ｃ、２１８ｃ…傾斜面
１８ｄ…ガイド部
３２…入力軸
３４、１３４、２３４…反力プレート
３５、１３５、２３５…ボール
３６…リアクションディスク
３８…出力軸

Claims

シェル内に摺動自在に設けたバルブボデイと、このバルブボデイ内に摺動自在に嵌合されて入力軸に連動する弁プランジャと、上記バルブボデイに基部を摺動自在に嵌合して上記弁プランジャに対向させた出力軸と、この出力軸と弁プランジャおよびバルブボデイとの間に介在させてそれらに当接させたボールとを備え、上記出力軸に作用するブレーキ反力を上記ボールによってバルブボデイと弁プランジャとに分配させるようにしたブレーキ倍力装置の反力機構において、
上記出力軸とボールとの間にリアクションディスクと反力プレートとを配設し、上記反力プレートをバルブボデイに摺動自在に嵌合してそのリヤ側を上記ボールに当接させ、また上記リアクションディスクのリヤ側の中央部分を上記反力プレートのフロント側に当接させるとともに、該リアクションディスクのリヤ側面の外周部分をバルブボデイに当接させ、さらに該リアクションディスクのフロント側を上記出力軸に当接させたことを特徴とするブレーキ倍力装置の反力機構。
上記ボールは、上記弁プランジャに形成した傾斜面と、バルブボデイに形成したテーパ面と、反力プレートのリヤ側端面とに当接す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の反力機構。
上記ボールは、上記弁プランジャ、バルブボデイおよび反力プレートのいずれかに設けたガイド部によって円周方向に移動するのが阻止されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブレーキ倍力装置の反力機構。
上記弁プランジャの傾斜面は、フロント側部分の傾斜が大きく、リヤ側部分の傾斜が小さく設定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のブレーキ倍力装置の反力機構。
上記弁プランジャの傾斜面は、円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のブレーキ倍力装置の反力機構。