JP3761695B2 - 気圧式倍力装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輛用の気圧式倍力装置に関し、さらに詳しくは、運転者の操作にかかわらず外部からの信号に応じてブレーキ力を発生可能な気圧式倍力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来技術として例えば実開昭５４−１７１０８３号公報に記載のものがある。図５は、上記公報に記載の気圧式倍力装置において、図示しないブレーキペダルに連結される入力部材２の先端部に設けられた弁機構の詳細について示している。入力部材２の先端部に連結されるプランジャ３は可動体１の中央部に配置されており、その外周部にリング部材１０を介して係合する筒状部材５が弁部材４と当接して閉弁状態をとると共に、弁部材４と可動体１の弁座部１ｄとを離座させ開弁状態としている。すなわち、筒状部材５と弁部材４とにより構成される大気弁を閉じると共に、弁部材４と上記弁座部１ｄとにより構成される負圧弁を開放している。一方、筒状部材５の径外方側にはソレノイド７が設けられ、このソレノイド７を励磁することにより筒状部材５をばね部材６のばね力に抗して移動可能とし、運転者のブレーキ操作によらないブレーキ作用を行うことができるようにしている。
【０００３】
運転者によるブレーキ操作が行われるとプランジャ３が入力部材２に押動されるに伴って筒状部材５も共に移動し、ばね部材９に付勢されて弁部材４が弁座部１ｄに着座、すなわち負圧弁が閉弁する。これにより、定圧室（負圧室）と変圧室との間が遮断される。さらにプランジャ３と共に筒状部材５が移動すると、筒状部材５が弁部材４から離座、すなわち大気弁が開弁する。これにより、変圧室と大気室８とが通路１ｃを介して連通し、負圧室と変圧室との間に圧力差が生じ、この差圧でもってブレーキ倍力作用が得られる。一方、自動ブレーキ制御が行われるときは外部からの指令によりソレノイド７を励磁して筒状部材５を移動させる（吸引する）ことによって負圧弁を閉弁し、次いで大気弁を開弁することによりブレーキ力を得るようにしている。なお、この自動ブレーキ制御は、車輛の停止中における人的なブレーキ操作を不要にしたり、坂道発進を容易に行うことができる等という点で、有利なものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の気圧式倍力装置では、自動ブレーキ制御時においてソレノイド７による筒状部材５のプランジャ３に対する最大相対移動量が、運転者のペダル操作による人的なブレーキ制御時における筒状部材５のプランジャ３との係合による最大移動量と同等、もしくは、それよりも大きいので、ソレノイド７に対する指令をＰＷＭ（パルス幅変調）制御あるいはフィードバック制御とした場合、従来の構成では筒状部材５のストローク（移動量）が大きいために、外部からの指令に対する反応時間が長くなり、迅速な制御が行えなくなるという問題がある。また、筒状部材５の移動量が大きいので、その移動前後の変化の大きさによってブレーキ液圧の変動が大きくなってしまい、運転者や同乗者に不快感を与えてしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、ソレノイドの作動時の反応時間を短くして迅速なブレーキ制御を得ると共に、ブレーキ液圧の変動を低下させることができる気圧式倍力装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上の課題は、軸線を有し内部に空所を形成する本体と、前記空所内に軸線方向に移動可能に挿入され一端に定圧室を他端に変圧室を区画する可動体と、この可動体の前記他端側に前記本体の外方から嵌入する入力部材と、この入力部材に連結される軸線方向に移動可能なプランジャと、前記可動体の前記一端側から前記本体の外方に延びる出力部材と、この出力部材と前記プランジャとの間に配置され前記出力部材からの反力を前記プランジャに伝達する反力部材と、前記プランジャの前記出力部材側への移動に応じて前記定圧室と前記変圧室との連通を遮断し前記変圧室を高圧源に連通される弁と、前記可動体に保持されて外部からの指令に応じて励磁され前記弁を切換可能なソレノイドとを備えた気圧式倍力装置において、
前記プランジャの外周に前記ソレノイドと相対的に移動可能であり前記入力部材への操作に応じて前記プランジャと係合し前記出力部材側に移動して前記弁を切換える筒状部材を設け、この筒状部材を前記ソレノイドにより前記プランジャに対して前記出力部材側へ相対移動させて前記弁を切換可能とするとともに、
前記筒状部材の前記ソレノイドによる前記プランジャに対する最大相対移動量を、前記プランジャとの係合により前記筒状部材が前記可動体と当接するまでの当該筒状部材の最大移動量よりも短くしたことを特徴とする気圧式倍力装置、によって解決される。
【０００７】
本発明は、筒状部材のソレノイドによるプランジャに対する最大相対移動量を上記プランジャとの係合による最大移動量よりも短くすることにより、ソレノイドに対する指令をＰＷＭ制御あるいはフィードバック制御とした場合にも、外部指令に対する弁の切換応答性を向上させて迅速な制御を可能とし、また、ブレーキ液圧の変動を低下させて運転者に不快感を与えないようにしている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【０００９】
図１および図２は、本発明の実施の形態による気圧式倍力装置の非作動状態を示し、全体として２１で示される。本実施の形態における気圧式倍力装置２１はタンデム型として構成されており、その本体２２の内部には、第１ダイヤフラム２４ａ、第２ダイヤフラム２４ｂおよび可動体２３が設けられ、これにより第１定圧室（負圧室）２５ａと第２定圧室２５ｂ、および、第１変圧室２６ａと第２変圧室２６ｂとが区画されている。第１、第２定圧室２５ａ、２５ｂには第１、第２ダイヤフラム２４ａ、２４ｂを待機位置へ付勢する戻しばね２７ａ、２７ｂがそれぞれ張設されている。可動体２３はその軸線方向に移動可能でその前方（図中左方、以下同じ。）側には本体２２の外方に延びる出力部材２８が設けられ、図示しないマスタシリンダのピストンに係合している。可動体２３の後方（図中右方、以下同じ。）側には本体２２の外方から入力部材３１が嵌入されており、図示しないブレーキペダルと連結されている。
【００１０】
図２を参照して、可動体２３の中央部に位置するプランジャ３３には入力部材３１が連結されている。段付形状のプランジャ３３はその外周部に密封部材３５を介して磁性体で成る筒状部材３４の段付孔３４ｃに挿入されている。プランジャ３３の外周には径方向外方へ突出するピン部材３６が圧入固定され、筒状部材３４にはピン部材３６のプランジャ３３からの突出部が嵌まり合いこの筒状部材３４のプランジャ３３に対する移動量を規制する係合穴３４ａが設けられている。
また、筒状部材３４の段付孔３４ｃは入力部材３１側を大径部とし、プランジャ３３はこの段付孔３４ｃの段部３４ｄに係合している。筒状部材３４は可動体２３に対して摺動可能であるとともに、その前方側において可動体２３と一体的に固定されたガイド部材３８と当接することにより移動量が規制される。すなわち、ガイド部材３８を、プランジャ３３の可動体２３に対する出力部材２８側への移動量を規制するストッパ部としている。
そして図２に示すように、筒状部材３４がプランジャ３３（ピン部材３６）に係合するまでの当該筒状部材３４のプランジャ３３に対する最大相対移動量ｂは、段部３４ｄにおけるプランジャ３３との係合により筒状部材３４が可動体２３（ガイド部材３８）と当接するまでの当該筒状部材３４の最大移動量ａよりも短く構成されている。
【００１１】
筒状部材３４はガイド部材３８との間に張設されたばね４１により入力部材３１側へ付勢されており、その入力部材３１側端部に設けられた弁座部３４ｂを弁部材４６に当接されている。これら弁座部３４ｂと弁部材４６とにより大気弁が構成される。また、筒状部材３４の外方において可動体２３に対し摺動自在かつ気密に挿入されるリテーナ４３の出力部材２８側には弁体４２が設けられ、リテーナ４３と可動体２３との間に張設されたばね４４により、可動体２３の一部に構成された弁座２３ａから離れる方向に付勢されている。これら弁体４２と弁座２３ａとにより負圧弁が構成される。図２においてリテーナ４３は、ばね４４により負圧弁を開く方向に付勢されているが、ばね４４の付勢力が弁部材４６をリテーナ４３の方向に付勢するばね５０の付勢力よりも小さく設定されているため、ブレーキ作動時に筒状部材３４が出力部材２８側へ移動するとリテーナ４３はばね５０の付勢力により出力部材２８側へ移動することで負圧弁を閉じることができる。
【００１２】
可動体２３の内部には、リード線（図１参照）２９を介して外部から信号（電流）が供給されるソレノイド３７が保持され、当該ソレノイド３７の作動時における電磁力でもって筒状部材３４をばね４１のばね力に抗して、ソレノイド３７およびプランジャ３３に対し相対移動可能となっている。なお、このソレノイド３７による筒状部材３４のプランジャ３３に対する最大相対移動量（図２の符号ｂ）は、筒状部材３４のプランジャ３３に対する相対移動により上記負圧弁を閉じると共に上記大気弁を開くことができる距離とされる。
【００１３】
入力部材３１の周辺について説明すると、上記大気弁により第１、第２変圧室２６ａ、２６ｂとの連通が遮断される大気室５３は、ゴムで成るブーツ３０のシール部３０ａによって本体２２に対し摺動可能かつ気密に挿入されるケーシング５２により画成され、フィルタ部５４を介して装置外部と連通している。ブーツ３０はケーシング５２の外周部を覆い、可動体２３に連動するケーシング５２の前後方向の移動に追従して伸縮する。他方、出力部材２８側について説明すると、出力部材２８とガイド部材３８との間にはゴム製の反力部材４０が配置され、ブレーキ作動時における反力を連絡部材３９を介してプランジャ３３側へ伝達するようにしている。なお、反力部材４０の外径と連絡部材３９の外径とにより、いわゆる反力比が定められる。また、ケーシング５２は図２に図示した待機状態で、入力部材３１と本体２２とに係合して入力部材３１の後退位置を規制している。これにより、大気弁を閉じ、負圧弁を僅かに開いた状態としている。
【００１４】
次に、本実施の形態による気圧式倍力装置２１の作用について説明する。
【００１５】
ブレーキ非作動時は、図２に示すように筒状部材３４は大気位置にあるため、大気弁は閉じ、負圧弁は開いた状態となっている。したがって、図示しないエンジンの吸気系に連絡する負圧供給ポート４８（図１参照）から、第１、第２定圧室２５ａ、２５ｂおよび第１、第２変圧室２６ａ、２６ｂに負圧が供給され、これら各室を同圧としている。ここで第１、第２定圧室２５ａ、２５ｂと第１、第２変圧室２６ａ、２６ｂとの間は、図２を参照して、可動体２３とソレノイド３７との間に形成される通路２３ｃ、開弁状態にある負圧弁、そして可動体２３に形成された通路２３ｂを介して連通している。なお、第１定圧室２５ａと第２定圧室２５ｂは図示せずとも負圧供給源から見て負圧弁よりも上流側の位置で相連通している。
【００１６】
運転者のブレーキペダル操作によるブレーキ作用について説明すると、ブレーキペダルに連動する入力部材３１に押動されて筒状部材３４がプランジャ３３と一体となって前進する。これによりリテーナ４３は弁部材４６からの押圧力により前進して遂には弁体４２が弁座２３ａに着座、すなわち負圧弁が閉じ、第１、第２定圧室２５ａ、２５ｂと第１、第２変圧室２６ａ、２６ｂとの間が遮断される。この状態で弁部材４６の前進はリテーナ４３によって阻害されるので、図３に示すように筒状部材３４の更なる前進により弁部材４６との当接が解除されて大気弁が開き、通路２３ｂを介して大気が第１、第２変圧室２６ａ、２６ｂに導入され、定圧室２５ａ、２５ｂとの間の差圧によって可動体２３が前進し図示しないマスタシリンダのピストンを駆動する。これにより公知のブレーキ倍力作用が得られる。
【００１７】
次に、運転者のブレーキペダルの踏み込み操作によらない外部からの指令によるブレーキ作用について説明すると、例えば車輛の停止時において、所定の条件が整った際に発信される外部からの指令を受けてソレノイド３７が励磁されることにより、筒状部材３４が図２に示す状態から図４に示すようにプランジャ３３に対して前方へ相対移動して負圧弁と閉じると共に大気弁を開放する。これにより、定圧室２５ａ、２５ｂと変圧室２６ａ、２６ｂとの間の差圧分に相当するブレーキ力が得られる。このとき、筒状部材３４のプランジャ３３に対する最大相対移動量（図２において符号ｂ）は、上述した人的なブレーキ作用時におけるプランジャ３３との係合による最大移動量（同、符号ａ）よりも短い。
【００１８】
したがって、本実施の形態によれば、自動ブレーキ制御時における筒状部材３４のプランジャ３３に対する最大相対移動量を人的なブレーキ制御時におけるプランジャ３３との係合による最大移動量よりも短くしているので、ソレノイド３７に対する指令をＰＷＭ制御あるいはフィードバック制御とした場合にも、指令に対する負圧弁および大気弁の切換応答性を向上させ迅速な制御を行うことができるとともに、ブレーキ力の調整に要する筒状部材３４の移動量が小さいのでブレーキ液圧の変動が小さくなり、よって、運転者や同乗車に不快感を与えないようにすることができる。
【００１９】
また、本実施の形態によれば、ピン部材３６によりプランジャ３３と筒状部材３４とを係合させるようにしているので、これらの組付け作業を容易とすることができ、さらに、これらプランジャ３３と筒状部材３４との間に両者を密封する密封部材３５を設けたので、大気室５３側から定圧室２５ａ、２５ｂ側への空気の漏れを防止して、装置２１の正常な機能を確保することができる。
【００２０】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００２１】
例えば以上の実施の形態では、プランジャ３３と筒状部材３４とを組み付けるピン部材３６をプランジャ３３に対して圧入固定するようにしたが、このピン部材３６をスプリングピンで構成し、これを縮径させてプランジャ３３に固定させるようにしてもよい。
【００２２】
また、以上の実施の形態では、本体２２の内部において定圧室と変圧室との組を２組直列に形成したタンデム型の気圧式倍力装置２１として説明したが、勿論、シングル型の気圧式倍力装置についても、本発明は適用可能である。
【００２３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の気圧式倍力装置によれば、筒状部材のソレノイドによるプランジャに対する最大相対移動量を上記プランジャとの係合による最大移動量よりも短くしたので、ソレノイドに対する指令をＰＷＭ制御あるいはフィードバック制御とした場合にも、外部指令に対する弁の切換応答性を向上させて迅速な制御が可能となり、また、これによりブレーキ液圧の変動が小さくなるので運転者や同乗車に不快感を与えることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による気圧式倍力装置の全体を示す部分破断図である。
【図２】図１における要部拡大断面図である。
【図３】運転者のペダル操作による作用を示す図２と同様な断面図である。
【図４】ソレノイドの励磁による作用を示す図２と同様な断面図である。
【図５】従来の気圧式倍力装置の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
２１ 気圧式倍力装置
２２ 本体
２３ 可動体
２４ａ 第１ダイヤフラム
２４ｂ 第２ダイヤフラム
２５ａ 第１定圧室
２５ｂ 第２定圧室
２６ａ 第１変圧室
２６ｂ 第２変圧室
２８ 出力部材
３１ 入力部材
３３ プランジャ
３４ 筒状部材
３４ａ 係合穴
３４ｃ 段付孔
３４ｄ 段部
３５ 密封部材
３６ ピン部材
３７ ソレノイド
４０ 反力部材
４２ 弁体
４６ 弁部材

Claims (4)

1. 軸線を有し内部に空所を形成する本体と、前記空所内に軸線方向に移動可能に挿入され一端に定圧室を他端に変圧室を区画する可動体と、この可動体の前記他端側に前記本体の外方から嵌入する入力部材と、この入力部材に連結される軸線方向に移動可能なプランジャと、前記可動体の前記一端側から前記本体の外方に延びる出力部材と、この出力部材と前記プランジャとの間に配置され前記出力部材からの反力を前記プランジャに伝達する反力部材と、前記プランジャの前記出力部材側への移動に応じて前記定圧室と前記変圧室との連通を遮断し前記変圧室を高圧源に連通される弁と、前記可動体に保持されて外部からの指令に応じて励磁され前記弁を切換可能なソレノイドとを備えた気圧式倍力装置において、
   前記プランジャの外周に前記ソレノイドと相対的に移動可能であり前記入力部材への操作に応じて前記プランジャと係合し前記出力部材側に移動して前記弁を切換える筒状部材を設け、この筒状部材を前記ソレノイドにより前記プランジャに対して前記出力部材側へ相対移動させて前記弁を切換可能とするとともに、
   前記筒状部材の前記ソレノイドによる前記プランジャに対する最大相対移動量を、前記プランジャとの係合により前記筒状部材が前記可動体と当接するまでの当該筒状部材の最大移動量よりも短くしたことを特徴とする気圧式倍力装置。
2. 前記プランジャの前記出力部材側への移動量が前記可動体に設けられたストッパ部により規制され、前記プランジャの外周には径方向外方に突出するピン部材が固定され、前記筒状部材には前記ピン部材の前記プランジャからの突出部が嵌まり合いこの筒状部材の前記プランジャに対する移動量を規制する係合穴が設けられる請求項１に記載の気圧式倍力装置。
3. 前記筒状部材には前記プランジャが挿入され大径側を前記入力部材側とされる段付孔が形成され、前記プランジャが前記段付孔の段部に係合する請求項１または請求項２に記載の気圧式倍力装置。
4. 前記筒状部材と前記プランジャとの間には、この両者の間を密封する密封部材が配置される請求項１から請求項３のいずれかに記載の気圧式倍力装置。

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