JP3829339B2 - ブレーキ倍力装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ドライバの踏力が付与されるブレーキペダルと踏力を油圧に変換するマスタシリンダとの間に配置され、ブレーキペダルに付与された踏力を増強してマスタシリンダに伝達するブレーキ倍力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ディスクブレーキ装置ではドラムブレーキ装置におけるセルフサーボ効果が得られないことから、ブレーキペダルに付与されたドライバの踏力を増強（倍力）させる目的でブレーキ倍力装置を設けている。この種のブレーキ倍力装置ではサーボ比（倍力比）が重要となるが、このサーボ比をブレーキペダルの踏込み途中で変化させる構成が実開平４−３５９６２号公報に開示されている。以下、この公報に開示された構成について説明する。
【０００３】
図８に示されるように、フロントシェル１００及びリヤシェル１０２内には、バルブボディー１０４及びダイアフラムプレート１０６から成るパワーピストン１０８が、リターンスプリング１１０によって押圧付勢された状態で配設されている。また、ダイアフラムプレート１０６の後端面にはダイアフラム１１２が張設されており、これにより両シェル内の空間が負圧室１１４と大気圧室１１６とに隔成されている。
【０００４】
このパワーピストン１０８の軸芯部には、オペレーティングロッド１１８、プランジャ１２０、リアクションディスク１２２、及びプッシュロッド１２４が後端側からこの順に配設されている。プランジャ１２０の先端部に形成された押圧部１２０Ａとリアクションディスク１２２との間には所定の隙間が形成されており、又プランジャ１２０の後端部に形成された大気弁１２０Ｂにはリターンスプリング１２８によって押圧付勢されたポペット１３０の真空弁１３０Ａが当接されている。なお、ポペット１３０の真空弁１３０Ａの近傍に負圧通路１３２の一端が開放されており、プランジャ１２０の大気弁１２０Ｂの近傍に大気通路１３４が形成されている。
【０００５】
さらに、この公報に開示された構成では、リアクションディスク１２２がプッシュロッド１２４側に配置された断面凸形状の第１リアクションディスク１２２Ａと、この後端側に配置されたリング状の第２リアクションディスク１２２Ｂと、によって構成されている。第１リアクションディスク１２２Ａの硬度は、第２リアクションディスク１２２Ｂの硬度よりも低硬度とされている。
【０００６】
上記構成によれば、ブレーキペダルに踏力が付与されていくと、バルブボディー１０４の軸芯円筒部１０４Ａによって高硬度の第２リアクションディスク１２２Ｂの周囲が押圧される。このため、低硬度の第１リアクションディスク１２２Ａの軸芯突出部がプランジャ１２０側へ膨出され、当該軸芯突出部がプランジャ１２０の押圧部１２０Ａに先に当接される。従って、このときのサーボ比は、図９においてＡからＢまでの区間におけるtan θ1 となる。さらに、ブレーキペダルに付与される踏力が増加されると、低硬度の第１リアクションディスク１２２Ａの軸芯突出部に加えて高硬度の第２リアクションディスク１２２Ｂもプランジャ１２０の押圧部１２０Ａに当接される。このため、このときのサーボ比は、図９においてＢからＣまでの区間におけるtan θ2 となる。その後、ブレーキペダルがフルストロークされると、サーボ比は図９においてＣ点以降の区間におけるtan θ3 となる。従って、上記構成によれば、ブレーキ倍力装置の作動途中で、サーボ比を変化させることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成による場合、図９に示される如く、ブレーキ倍力装置の特性（ブースタ特性）が上に凸の特性となる。ところが、一般にはブレーキパッド特性も上に凸の非線形特性となることから、両者を併せ観ると、制動特性（踏力−減速度特性）も結局上に凸の特性となる。このため、ドライバが急ブレーキをかけた際のペダル操作フィーリングが低下する不利がある。
【０００８】
本発明は上記事実を考慮し、ドライバのペダル操作フィーリングを向上させることができるブレーキ倍力装置を得ることが目的である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、シェル内を軸方向移動可能に配置されたパワーピストンと、このパワーピストンの移動に追従可能に設けられ、シェル内の室を負圧室と大気圧室とに隔成するダイアフラムと、パワーピストンの軸芯部に配置され、ブレーキペダルへの踏力が伝達されるオペレーティングロッドと、パワーピストンの軸芯部に設けられ、オペレーティングロッドの移動量に応じて大気圧室の圧力を負圧又は大気圧に切り換えるバルブ機構と、パワーピストンの軸芯部にオペレーティングロッドと同軸上に配置され、増強された踏力をマスタシリンダに伝達するプッシュロッドと、オペレーティングロッドとプッシュロッドとの間に介在され、弾性材料によって構成されるリアクションディスクと、を含んで構成されるブレーキ倍力装置であって、パワーピストンとプッシュロッドとの接続部位に設定されてリアクションディスクを収容する収容部に、バルブ機構におけるリアクションディスク押圧部よりもピストン径方向に大径とされかつリアクションディスク押圧部が内部に所定量突出した状態で配置され、踏力付与の初期段階では隙間が形成されてサーボ比を所定の値とし、踏力の増加に伴いマスタシリンダ側からの反力が増加してリアクションディスクの変形によって隙間が詰められることにより踏力の増加途中のブレーキの効きが低下する際にサーボ比を前記所定の値よりも増加させる段部を設けた、ことを特徴としている。
請求項２記載の本発明は、シェル内を軸方向移動可能に配置されたパワーピストンと、このパワーピストンの移動に追従可能に設けられ、シェル内の室を負圧室と大気圧室とに隔成するダイアフラムと、パワーピストンの軸芯部に配置され、ブレーキペダルへの踏力が伝達されるオペレーティングロッドと、パワーピストンの軸芯部に設けられ、オペレーティングロッドの移動量に応じて大気圧室の圧力を負圧又は大気圧に切り換えるバルブ機構と、パワーピストンの軸芯部にオペレーティングロッドと同軸上に配置され、増強された踏力をマスタシリンダに伝達するプッシュロッドと、オペレーティングロッドとプッシュロッドとの間に介在され、弾性材料によって構成されるリアクションディスクと、を含んで構成されるブレーキ倍力装置であって、パワーピストンとプッシュロッドとの接続部位に設定されてリアクションディスクを収容する収容部に、バルブ機構におけるリアクションディスク押圧部よりもピストン径方向に大径とされかつリアクションディスク押圧部が内部に所定量突出した状態で配置され、踏力付与の初期段階では隙間が形成されてサーボ比を所定の値とし、踏力の増加に伴いマスタシリンダ側からの反力が増加してリアクションディスクの変形によって隙間が詰められることにより踏力の増加途中のブレーキの効きが低下する付近でサーボ比を前記所定の値よりも増加させる段部を設けた、ことを特徴としている。
請求項３記載の本発明は、シェル内を軸方向移動可能に配置されたパワーピストンと、このパワーピストンの移動に追従可能に設けられ、シェル内の室を負圧室と大気圧室とに隔成するダイアフラムと、パワーピストンの軸芯部に配置され、ブレーキペダルへの踏力が伝達されるオペレーティングロッドと、パワーピストンの軸芯部に設けられ、オペレーティングロッドの移動量に応じて大気圧室の圧力を負圧又は大気圧に切り換えるバルブ機構と、パワーピストンの軸芯部にオペレーティングロッドと同軸上に配置され、増強された踏力をマスタシリンダに伝達するプッシュロッドと、オペレーティングロッドとプッシュロッドとの間に介在され、弾性材料によって構成されるリアクションディスクと、を含んで構成されるブレーキ倍力装置であって、パワーピストンとプッシュロッドとの接続部位に設定されてリアクションディスクを収容する収容部に、バルブ機構におけるリアクションディスク押圧部よりもピストン径方向に大径とされかつリアクションディスク押圧部が内部に所定量突出した状態で配置され、踏力付与の初期段階では隙間が形成されてサーボ比を所定の値とし、踏力の増加に伴いマスタシリンダ側からの反力が増加してリアクションディスクの変形によって隙間が詰められることにより踏力の増加途中の踏力と減速度の関係がほぼ線形になるようにサーボ比を前記所定の値よりも増加させる段部を設けた、ことを特徴としている。
【００１２】
【作用】
請求項１記載の本発明によれば、ブレーキペダルに踏力が付与されると、この踏力はオペレーティングロッドに伝達される。このため、オペレーティングロッドが押圧されるので、バルブ機構によって大気圧室の気圧が負圧から大気圧に切り換えられる。従って、負圧室と大気圧室との間に圧力差が生じ、この圧力差によってパワーピストンが移動し踏力が増強される。増強された踏力は、リアクションディスク及びプッシュロッドを介してマスタシリンダに伝達されてそれに応じた油圧に変換される。なお、このとき、プッシュロッドからの反力がリアクションディスクに作用し、リアクションディスクを介して当該反力がパワーピストン及びバルブ機構に分散して伝達される。
【００１３】
ここで、本発明では、パワーピストンとプッシュロッドとの接続部位に設定されてリアクションディスクを収容する収容部に、バルブ機構におけるリアクションディスク押圧部よりもピストン径方向に大径とされかつリアクションディスク押圧部が内部に所定量突出した状態で配置された段部を設けたので、踏力付与の初期の段階では段部に隙間が形成される。従って、この場合には、リアクションディスクとパワーピストンとの接触面積も小さくなり、サーボ比も所定の値となる。ところが、踏力の増加に伴ってマスタシリンダからの反力が増加していくと、段部の隙間がリアクションディスクの変形によって詰められていくので、リアクションディスクとパワーピストンとの接触面積も大きくなる。すなわち、ブレーキペダルから入力される踏力とマスタシリンダから出力される油圧との関係特性は下向きに凸となり、サーボ比が途中から前記所定の値よりも増加される。このため、ブレーキパッドの油圧と減速度との関係特性を表す線図が一般に上に凸となることと併せ観た場合、本来であればブレーキの効きが低下する際にサーボ比が増加し踏力の増強度合いが大きくなる。従って、踏力と減速度との関係特性を表す線図を略線形にすることが可能となる。しかも、本発明によれば、収容部に段部を設ける構成であるので構造も簡素となり、又段部の形状を適宜変更することにより所望のサーボ比に変化させることが可能となる。
【００１４】
【実施例】
以下、図１〜図７を用いて、本発明の一実施例について説明する。なお、これらの図において、適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示し、矢印ＵＰは車両上方側を示し、矢印ＩＮは車両室内側を示している。
【００１５】
図２には、本実施例に係るブレーキ倍力装置１０を含んで構成されるブレーキシステムが概略的に示されている。この図に示されるように、ブレーキ倍力装置１０は、支軸１２回りに揺動可能に支持されたブレーキペダル１２と、このブレーキペダル１２に付与された踏力を油圧に変換するマスタシリンダ１６との間に配置されている。なお、マスタシリンダ１６は、ブレーキパイプ１８等を介してディスクブレーキ２０或いはドラムブレーキのシリンダと接続されている。
【００１６】
上述したブレーキ倍力装置１０について、以下に詳細に説明する。図１には、本実施例に係るブレーキ倍力装置１０の縦断面構造が示されている。この図に示されるように、ブレーキ倍力装置１０はフロントシェル２２及びリヤシェル２４を備えており、全体としては偏平円筒形状とされている。フロントシェル２２は有底円筒状の本体部２２Ａを有し、この本体部２２Ａの底壁軸芯部には車両後方側へ突出する円筒状の突出部２２Ｂが形成されている。リヤシェル２４は皿状の基部２４Ａを有し、この基部２４Ａの軸芯部には車両後方側へ突出する円筒状の突出部２４Ｂが形成されている。また、フロントシェル２２の本体部２２Ａには、図示しないインテークマニホールドと連通される負圧導入口２６が設けられている。
【００１７】
上述したリヤシェル２４内には、バルブボディー２８及びダイアフラムプレート３０から成るパワーピストン３２が軸方向移動可能に収容されている。バルブボディー２８は、リヤシェル２４の突出部２４Ｂよりも大径とされた偏平円柱形状の本体部２８Ａと、この本体部２８Ａの軸芯部から車両後方側へ突出形成され突出部２４Ｂよりも小径とされた中間部２８Ｂと、この中間部２８Ｂの外周部から車両後方側へ突出形成された円筒状の筒状部２８Ｃと、から成る。なお、筒状部２８Ｃの後端部はリヤシェル２４の突出部２４Ｂから更に突出されており、双方の後端部間はブーツ３４によって覆われている。
【００１８】
一方、ダイアフラムプレート３０は軸芯部に孔を有する皿状に形成されており、孔の周縁部がバルブボディー２８の本体部２８Ａに係合されることによりバルブボディー２８に一体化されている。また、ダイアフラムプレート３０の外側面には、ダイアフラム３６が張設されている。ダイアフラム３６の内端部はバルブボディー２８の本体部２８Ａの外周面に固着されており、又ダイアフラム３６の外端部はフロントシェル２２の後端部とリヤシェル２４の外端部との間に固着されている。これにより、フロントシェル２２とリヤシェル２４とによって形成される内部空間が、ダイアフラム３６によって負圧室（真空室）３８と大気圧室４０とに隔成されている。
【００１９】
また、フロントシェル２２の突出部２２Ｂの外周部にはスプリングシート４２が嵌着されており、このスプリングシート４２とパワーピストン３２のバルブボディー２８との間にはリターンスプリング４４が介在されている。このため、リターンスプリング４４は、パワーピストン３２を常時リヤシェル２４の基部２４Ａ側へ押圧付勢している。
【００２０】
また、上述したバルブボディー２８の筒状部２８Ｃ内には、オペレーティングロッド４６が配置されている。オペレーティングロッド４６の後端部はクレビス４８（図２参照）を介してブレーキペダル１２と連結されている。従って、ブレーキペダル１２に踏力が付与されると、オペレーティングロッド４６が車両前方側へ軸方向移動する。また、オペレーティングロッド４６の軸方向中間部と筒状部２８Ｃの後端部との間には、サイレンサ５０を間に介在させた一対のエアフィルタ５２が配設されている。さらに、オペレーティングロッド４６の先端部側には、後述するバルブ機構６０が配設されている。
【００２１】
一方、バルブボディー２８の本体部２８Ａの軸芯部には、所定径寸法の凹部５４が形成されている。この凹部５４には、後に詳述するリアクションディスク８６と共にプッシュロッド５６が配設されている。プッシュロッド５６は凹部５４内に嵌合される基部５６Ａと、この基部５６Ａの軸芯部から突出されフロントシェル２２の突出部２２Ｂを貫通するロッド部５６Ｂとから成る。ロッド部５６Ｂの先端部は、マスタシリンダ１６内に配置された図示しないピストンを押圧可能とされている。なお、フロントシェル２２の突出部２２Ｂの底部には、シール材５８が配設されている。
【００２２】
次に、バルブ機構６０について説明する。
図３（Ａ）に示されるように、バルブボディー２８の中間部２８Ｂには本体部２８Ａの凹部５４と対向する位置に別の凹部６２が形成されており、この凹部６２内にはプランジャ６４が収容されている。プランジャ６４は、凹部６２内を摺動可能に配置されたプランジャ本体６４Ａと、このプランジャ本体６４Ａの軸芯部から首部６４Ｂを介して本体部２８Ａの凹部５４側へ突出形成された押圧部６４Ｃと、プランジャ本体６４Ａの軸芯部からオペレーティングロッド４６の先端部に設けられた球状部を覆う形でオペレーティングロッド４６側へ突出形成された大気弁６４Ｄと、によって構成されている。なお、首部６４Ｂには中間部で屈曲されたキー６６が相対移動可能に嵌合されており、プランジャ６４のバルブボディー２８からの抜け止め等を成している。
【００２３】
上述したプランジャ６４に対応して、バルブボディー２８の中間部２８Ｂにおける所定部位（大気弁６４Ｄと対向する部位）には、大気通路６８が形成されている。大気通路６８の一端は大気圧室４０に開放されており、又他端はバルブボディー２８の中間部２８Ｂの凹部６２内に開放されている。これにより、バルブボディー２８の筒状部２８Ｃの内部空間と大気圧室４０とが連通可能とされている。
【００２４】
また、上述したプランジャ６４の大気弁６４Ｄの後端側には、ゴム製のポペット７０が配置されている。ポペット７０は、リング状の前端部と、筒状の後端部と、両者を接続する柔軟な中間部とから成る。ポペット７０の後端部側には断面略ハット形状のリテーナ７２が配設されており、このリテーナ７２とオペレーティングロッド４６に固着された断面ハット形状のスプリングシート７４との間にはリターンスプリング７６が介在されている。このため、リターンスプリング７６はリテーナ７２を常時プランジャ６４側へ押圧しており、これによりポペット７０の後端部がリテーナ７２と筒状部２８Ｃの内周面に形成された段部との間に挟持されている。一方、ポペット７０の前端部の内方にはリング状のリテーナ７８が嵌着されており、これにより当該前端部に所定の剛性が付与されている（以下、この前端部を「真空弁７０Ａ」と称す）。前記のリテーナ７８とスプリングシート７４との間には、リターンスプリング８０が介在されている。このため、リターンスプリング８０は、ポペット７０の真空弁７０Ａを常時バルブボディー２８の中間部２８Ｂ側へ押圧付勢している。真空弁７０Ａの押圧方向側には弁座８２が形成されており、この為必要時になると真空弁７０Ａの外周部はリターンスプリング８０の付勢力によって弁座８２に押し付けられるようになっている。
【００２５】
上述したポペット７０に対応して、バルブボディー２８の本体部２８Ａ及び中間部２８Ｂには、負圧通路８４が形成されている。負圧通路８４の一端は負圧室３８内に開放されており、又他端はポペット７０の真空弁７０Ａが当接される弁座８２付近に開放されている。これにより、負圧室３８と大気圧室４０とが通常は連通されている。
【００２６】
ここで、上述したブレーキ倍力装置１０において、プッシュロッド５６の基部５６Ａとプランジャ６４の押圧部６４Ｃとの間に配置されたリアクションディスク８６及びこれに関する構成について詳細に説明する。
【００２７】
図３に拡大して示されるように、リアクションディスク８６は、バルブボディー２８の本体部２８Ａに形成された凹部５４内に収容されている。より具体的には、凹部５４は所定内径寸法の円柱形状とされており、この凹部５４の底部に同一外径寸法の円板形状とされたリアクションディスク８６が嵌着されている。なお、リアクションディスク８６は所定硬度のゴム製であり、ブレーキ作動時にマスタシリンダ１６側からの反力をパワーピストン３２及びプランジャ６４に分散して伝達することで所定のサーボ比を得る機能を有する他、リアクションディスク８６とプランジャ６４とを初期の低踏力時に非接触状態とすることで所定のジャンピング機能を発揮させるべく設けられる。
【００２８】
また、凹部５４の底部軸芯には比較的浅い円柱形状の間隙部８８が連続して形成されており、更にこの間隙部８８の軸芯部にはプランジャ６４の押圧部６４Ｃが摺動可能に配置される連通孔９０が連続して形成されている。間隙部８８の内径寸法は凹部５４の内径寸法よりも小さく設定されており、かつ、連通孔９０の内径寸法よりも大きく設定されている。さらに、プランジャ６４の押圧部６４Ｃが連通孔９０内に配置された状態では、押圧部６４Ｃの先端部が間隙部８８内に所定量突出した状態で配置されている。なお、上記のことから、本実施例では、凹部５４の形状を単なる円柱形ではなく、底部に縮径された段部（間隙部８８）を有する略円柱形にしたと観ることもできる。
【００２９】
次に、本実施例の作用を説明する。
ブレーキペダル１２に踏力を付与していないブレーキ非作動時には、図３（Ａ）に示される如く、パワーピストン３２はリターンスプリング４４の付勢力によってリヤシェル２４の基部２４Ａの底部位置まで（図上右側に）押し戻されている。また、この状態では、リターンスプリング７６の付勢力によってオペレーティングロッド４６及びプランジャ６４が初期位置まで（図上右側に）押し戻されている。さらに、このとき、リターンスプリング８０の付勢力によってポペット７０の真空弁７０Ａがプランジャ６４の大気弁６４Ｄに当接するまで（図上左側に）押し戻されている。この結果、ポペット７０の真空弁７０Ａと弁座８２とは非接触状態にあり、両者の間に所定の隙間が形成される。従って、負圧弁（負圧導入口２６或いはこれに接続される管路に設けられたチェックバルブ等）及び真空弁７０Ａは共に開放状態にあり、大気弁６４Ｄは閉止状態にある。このため、図示しないインテークマニホールドからの負圧が負圧室３８及び大気圧室４０の双方に作用するので、両室に圧力差は生じない。すなわち、ブレーキ倍力装置１０は非作動状態にある。なお、この状態では、図３（Ｂ）に示されるように、プランジャ６４の押圧部６４Ｃは間隙部８８内に位置するものの、リアクションディスク８６の後端面には非接触になっている。
【００３０】
この状態からブレーキペダル１２に踏力を僅かに付与すると、図４（Ａ）に示される如く、パワーピストン３２は依然として初期位置に位置されるが、プッシュロッド５６はリターンスプリング７６の付勢力に抗して図上左側へ押圧されるので、プランジャ６４の押圧部６４Ｃの前端面がリアクションディスク８６の後端面に当接する（図４（Ｂ）に拡大図示）。このため、リターンスプリング８０の付勢力によってポペット７０の真空弁７０Ａがプランジャ６４の大気弁６４Ｄに追従して移動し、弁座８２に当接する。従って、真空弁７０Ａによって負圧通路８４が閉止されるので、この時点以降は大気圧室４０に負圧は導入されない。この場合、ブレーキペダル１２に付与された踏力は、オペレーティングロッド４６からプランジャ６４、リアクションディスク８６を介してプッシュロッド５６へ伝達される。すなわち、ブレーキ倍力装置１０は作動開始状態にある。
【００３１】
この状態から更にブレーキペダル１２に踏力を付与すると、図５（Ａ）に示される如く、プッシュロッド５６が更に図上左側へ押圧されるので、プランジャ６４の大気弁６４Ｄがポペット７０の真空弁７０Ａから離間する。このため、大気がエアフィルタ５２、サイレンサ５０を介して筒状部２８Ｃ内に導入され、更に大気通路６８を介して大気圧室４０内へ導入される。これにより、負圧室３８と大気圧室４０との間に圧力差が生じる。従って、この圧力差がリターンスプリング４４の付勢力を越えた時点から、パワーピストン３２は図上左側へ移動していく。この場合、ブレーキペダル１２に付与された踏力は、オペレーティングロッド４６からプランジャ６４及びパワーピストン３２の双方を介してリアクションディスク８６へ伝達され、更にはプッシュロッド５６へ伝達される。この結果、ドライバがブレーキペダル１２に付与した踏力が増強（倍力）される。すなわち、この状態がブレーキ倍力装置１０の作動状態である。
【００３２】
ここで、この場合のリアクションディスク８６の状態を観ると、低踏力域（低入力域）では、図５（Ｂ）に示される如くプランジャ６４の押圧部６４Ｃの周囲の部分が間隙部８８内に膨出した状態にある。この状態から更に高踏力域（高入力域）になると、マスタシリンダ１６側からの反力が増加するため、図５（Ｃ）に示される如く押圧部６４Ｃの周囲の部分が間隙部８８内に完全に充填された状態になる。従って、低踏力域と高踏力域とでは、リアクションディスク８６の後端面とバルブボディー２８の凹部５４及び間隙部８８の内周面との接触面積Ｓ1 が異なり、前者の場合にはＳ1 ＝小であるが、後者の場合にはＳ1 ＝大となる。この結果、次式で与えられるオペレーティングロッド４６からの入力とプッシュロッド５６への出力との比（所謂サーボ比〔倍力比〕）は、低踏力域では小となり高踏力域では大となる。
【００３３】
サーボ比＝｛リアクションディスクの後端面（図上右側面）におけるパワーピストンとの接触面積Ｓ1 ／リアクションディスクの後端面におけるプランジャとの接触面積Ｓ2 ｝＋１
上記により、本実施例に係るブレーキ倍力装置１０のブースタ特性は、図６（Ａ）に示される如く、下に凸の折れ線グラフになる。なお、このグラフと共に付記された一点鎖線はサーボ比が不変の通常のブレーキ倍力装置の場合のブースタ特性であり、二点鎖線は先に説明した従来構造の場合のブレーキ倍力装置のブースタ特性である。
【００３４】
ところで、一般に、ブレーキパッド特性は、図６（Ｂ）に示される如く、上に凸の非線形のグラフになることが知られている。つまり、油圧（出力）が増加するにつれて減速度も大きくなるが、油圧がある程度以上になると減速度の伸び方が低下してブレーキの効きが低下する傾向にある。ペダル操作フィーリングでいえば、急ブレーキをかけた際に重い感じをドライバに与える。
【００３５】
上述したことから、本実施例に係るブレーキ倍力装置１０のブースタ特性と従来のブレーキパッド特性とを併せ観ると、本実施例ではブレーキの効きが低下する付近でサーボ比が増加して踏力の増強度合いが大きくなる。この結果、本実施例によれば、制動特性（踏力−減速度特性）が、図６（Ｃ）に示される如く、ほぼ線形になり、リニアなペダル操作フィーリングが得られることになる。なお、図６（Ｃ）のグラフに付記された二点鎖線は、従来の制動特性である。
【００３６】
しかも、本実施例では、リアクションディスク８６を収容する凹部５４の底部に所定径寸法の間隙部８８を一体形成する構成であるので、構造的にも簡素なものとなる。
【００３７】
さらに、本実施例では、間隙部８８の径寸法を変更することによりリアクションディスク８６の後端面とバルブボディー２８との接触面積Ｓ1 を容易に変更することができるので、チューニングの自由度を高めることができる。なお、この効果は、形状の観点からもいえることである。すなわち、図７に示されるように、上述した間隙部８８に代えて、円錐台形状の間隙部９２を用いることも可能であり、この場合にはサーボ比が徐々に増加していくことになる。このように本実施例の如き構成を採ることにより、サーボ比の大きさや変更点を任意に設定することができる。
【００３８】
なお、本実施例では、一組のパワーピストン３２及びダイアフラム３６を有する所謂シングル型のブレーキ倍力装置１０に本発明を適用して説明したが、これに限らず、二組のパワーピストン及びダイアフラムを有する所謂タンデム型のブレーキ倍力装置に本発明を適用してもよい。
【００３９】
また、「ドライバの踏力が付与されるブレーキペダルと踏力を油圧に変換するマスタシリンダとの間に配置され、ブレーキペダルに付与された踏力を増強してマスタシリンダに伝達するブレーキ倍力装置であって、
ブレーキペダルから荷重を受けるオペレーティングロッドとマスタシリンダに荷重を伝達するプッシュロッドとの間に介在され、弾性材料によって構成されるリアクションディスクと、
パワーピストンに設けられ、リアクションディスクの後端面とパワーピストンとの接触面積を踏力の増加途中で増加させる接触面積増加手段（間隙部８８、９２がこれに相当）と、
を有する」ことを特徴とした場合には、以下の作用となる。
【００４０】
ドライバがブレーキペダルへの踏力を増加させていくと、接触面積増加手段によって、リアクションディスクの後端面とパワーピストンとの接触面積が踏力の増加途中で増加される。このため、サーボ比が踏力の増加途中で大きくなり、ブースタ特性が下に凸の線図となる。従って、ブレーキパッド特性と併せ観ると、制動特性が線形特性になり、リニアなペダル操作フィーリングが得られる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の本発明に係るブレーキ倍力装置は、パワーピストンとプッシュロッドとの接続部位に設定されてリアクションディスクを収容する収容部に、バルブ機構におけるリアクションディスク押圧部よりもピストン径方向に大径とされかつリアクションディスク押圧部が内部に所定量突出した状態で配置され、踏力付与の初期段階では隙間が形成されてサーボ比を所定の値とし、踏力の増加に伴いマスタシリンダ側からの反力が増加してリアクションディスクの変形によって隙間が詰められることにより踏力の増加途中のブレーキの効きが低下する際にサーボ比を前記所定の値よりも増加させる段部を設けたので、ドライバのペダル操作フィーリングを向上させることができると共に、構造の簡素化及びチューニングの自由度を高めることができるという優れた効果を有する。
請求項２記載の本発明に係るブレーキ倍力装置は、パワーピストンとプッシュロッドとの接続部位に設定されてリアクションディスクを収容する収容部に、バルブ機構におけるリアクションディスク押圧部よりもピストン径方向に大径とされかつリアクションディスク押圧部が内部に所定量突出した状態で配置され、踏力付与の初期段階では隙間が形成されてサーボ比を所定の値とし、踏力の増加に伴いマスタシリンダ側からの反力が増加してリアクションディスクの変形によって隙間が詰められることにより踏力の増加途中のブレーキの効きが低下する付近でサーボ比を前記所定の値よりも増加させる段部を設けたので、ドライバのペダル操作フィーリングを向上させることができると共に、構造の簡素化及びチューニングの自由度を高めることができるという優れた効果を有する。
請求項３記載の本発明に係るブレーキ倍力装置は、パワーピストンとプッシュロッドとの接続部位に設定されてリアクションディスクを収容する収容部に、バルブ機構におけるリアクションディスク押圧部よりもピストン径方向に大径とされかつリアクションディスク押圧部が内部に所定量突出した状態で配置され、踏力付与の初期段階では隙間が形成されてサーボ比を所定の値とし、踏力の増加に伴いマスタシリンダ側からの反力が増加してリアクションディスクの変形によって隙間が詰められることにより踏力の増加途中の踏力と減速度の関係がほぼ線形になるようにサーボ比を前記所定の値よりも増加させる段部を設けたので、ドライバのペダル操作フィーリングを向上させることができると共に、構造の簡素化及びチューニングの自由度を高めることができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例に係るブレーキ倍力装置を示す縦断面図である。
【図２】図１に示されるブレーキ倍力装置を備えたブレーキシステムを示す斜視図である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）はブレーキ倍力装置の非作動状態を示す作動説明図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）はブレーキ倍力装置の作動開始状態を示す作動説明図である。
【図５】（Ａ）乃至（Ｃ）はブレーキ倍力装置の作動状態を示す作動説明図である。
【図６】（Ａ）は本実施例による場合のブースタ特性を示すグラフであり、（Ｂ）は一般的なブレーキパッド特性を示すグラフであり、（Ｃ）は本実施例による場合の制動特性を示すグラフである。
【図７】変形例を示す図３（Ｂ）に対応する要部拡大図である。
【図８】従来例に係るブレーキ倍力装置を示す縦断面図である。
【図９】図８に示されるブレーキ倍力装置を用いた場合のブースタ特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ ブレーキ倍力装置
１４ ブレーキペダル
１６ マスタシリンダ
２２ フロントシェル
２４ リヤシェル
３２ パワーピストン
３６ ダイアフラム
３８ 負圧室
４０ 大気圧室
４６ オペレーティングロッド
５４ 凹部（収容部）
５６ プッシュロッド
６０ バルブ機構
８６ リアクションディスク
８８ 間隙部（段部、接触面積増加手段）
９２ 間隙部（段部、接触面積増加手段）
【産業上の利用分野】
本発明は、ドライバの踏力が付与されるブレーキペダルと踏力を油圧に変換するマスタシリンダとの間に配置され、ブレーキペダルに付与された踏力を増強してマスタシリンダに伝達するブレーキ倍力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ディスクブレーキ装置ではドラムブレーキ装置におけるセルフサーボ効果が得られないことから、ブレーキペダルに付与されたドライバの踏力を増強（倍力）させる目的でブレーキ倍力装置を設けている。この種のブレーキ倍力装置ではサーボ比（倍力比）が重要となるが、このサーボ比をブレーキペダルの踏込み途中で変化させる構成が実開平４−３５９６２号公報に開示されている。以下、この公報に開示された構成について説明する。
【０００３】
図８に示されるように、フロントシェル１００及びリヤシェル１０２内には、バルブボディー１０４及びダイアフラムプレート１０６から成るパワーピストン１０８が、リターンスプリング１１０によって押圧付勢された状態で配設されている。また、ダイアフラムプレート１０６の後端面にはダイアフラム１１２が張設されており、これにより両シェル内の空間が負圧室１１４と大気圧室１１６とに隔成されている。
【０００４】
このパワーピストン１０８の軸芯部には、オペレーティングロッド１１８、プランジャ１２０、リアクションディスク１２２、及びプッシュロッド１２４が後端側からこの順に配設されている。プランジャ１２０の先端部に形成された押圧部１２０Ａとリアクションディスク１２２との間には所定の隙間が形成されており、又プランジャ１２０の後端部に形成された大気弁１２０Ｂにはリターンスプリング１２８によって押圧付勢されたポペット１３０の真空弁１３０Ａが当接されている。なお、ポペット１３０の真空弁１３０Ａの近傍に負圧通路１３２の一端が開放されており、プランジャ１２０の大気弁１２０Ｂの近傍に大気通路１３４が形成されている。
【０００５】
さらに、この公報に開示された構成では、リアクションディスク１２２がプッシュロッド１２４側に配置された断面凸形状の第１リアクションディスク１２２Ａと、この後端側に配置されたリング状の第２リアクションディスク１２２Ｂと、によって構成されている。第１リアクションディスク１２２Ａの硬度は、第２リアクションディスク１２２Ｂの硬度よりも低硬度とされている。
【０００６】
上記構成によれば、ブレーキペダルに踏力が付与されていくと、バルブボディー１０４の軸芯円筒部１０４Ａによって高硬度の第２リアクションディスク１２２Ｂの周囲が押圧される。このため、低硬度の第１リアクションディスク１２２Ａの軸芯突出部がプランジャ１２０側へ膨出され、当該軸芯突出部がプランジャ１２０の押圧部１２０Ａに先に当接される。従って、このときのサーボ比は、図９においてＡからＢまでの区間におけるtan θ1 となる。さらに、ブレーキペダルに付与される踏力が増加されると、低硬度の第１リアクションディスク１２２Ａの軸芯突出部に加えて高硬度の第２リアクションディスク１２２Ｂもプランジャ１２０の押圧部１２０Ａに当接される。このため、このときのサーボ比は、図９においてＢからＣまでの区間におけるtan θ2 となる。その後、ブレーキペダルがフルストロークされると、サーボ比は図９においてＣ点以降の区間におけるtan θ3 となる。従って、上記構成によれば、ブレーキ倍力装置の作動途中で、サーボ比を変化させることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成による場合、図９に示される如く、ブレーキ倍力装置の特性（ブースタ特性）が上に凸の特性となる。ところが、一般にはブレーキパッド特性も上に凸の非線形特性となることから、両者を併せ観ると、制動特性（踏力−減速度特性）も結局上に凸の特性となる。このため、ドライバが急ブレーキをかけた際のペダル操作フィーリングが低下する不利がある。
【０００８】
本発明は上記事実を考慮し、ドライバのペダル操作フィーリングを向上させることができるブレーキ倍力装置を得ることが目的である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、シェル内を軸方向移動可能に配置されたパワーピストンと、このパワーピストンの移動に追従可能に設けられ、シェル内の室を負圧室と大気圧室とに隔成するダイアフラムと、パワーピストンの軸芯部に配置され、ブレーキペダルへの踏力が伝達されるオペレーティングロッドと、パワーピストンの軸芯部に設けられ、オペレーティングロッドの移動量に応じて大気圧室の圧力を負圧又は大気圧に切り換えるバルブ機構と、パワーピストンの軸芯部にオペレーティングロッドと同軸上に配置され、増強された踏力をマスタシリンダに伝達するプッシュロッドと、オペレーティングロッドとプッシュロッドとの間に介在され、弾性材料によって構成されるリアクションディスクと、を含んで構成されるブレーキ倍力装置であって、パワーピストンとプッシュロッドとの接続部位に設定されてリアクションディスクを収容する収容部に、バルブ機構におけるリアクションディスク押圧部よりもピストン径方向に大径とされかつリアクションディスク押圧部が内部に所定量突出した状態で配置され、踏力付与の初期段階では隙間が形成されてサーボ比を所定の値とし、踏力の増加に伴いマスタシリンダ側からの反力が増加してリアクションディスクの変形によって隙間が詰められることにより踏力の増加途中のブレーキの効きが低下する際にサーボ比を前記所定の値よりも増加させる段部を設けた、ことを特徴としている。
請求項２記載の本発明は、シェル内を軸方向移動可能に配置されたパワーピストンと、このパワーピストンの移動に追従可能に設けられ、シェル内の室を負圧室と大気圧室とに隔成するダイアフラムと、パワーピストンの軸芯部に配置され、ブレーキペダルへの踏力が伝達されるオペレーティングロッドと、パワーピストンの軸芯部に設けられ、オペレーティングロッドの移動量に応じて大気圧室の圧力を負圧又は大気圧に切り換えるバルブ機構と、パワーピストンの軸芯部にオペレーティングロッドと同軸上に配置され、増強された踏力をマスタシリンダに伝達するプッシュロッドと、オペレーティングロッドとプッシュロッドとの間に介在され、弾性材料によって構成されるリアクションディスクと、を含んで構成されるブレーキ倍力装置であって、パワーピストンとプッシュロッドとの接続部位に設定されてリアクションディスクを収容する収容部に、バルブ機構におけるリアクションディスク押圧部よりもピストン径方向に大径とされかつリアクションディスク押圧部が内部に所定量突出した状態で配置され、踏力付与の初期段階では隙間が形成されてサーボ比を所定の値とし、踏力の増加に伴いマスタシリンダ側からの反力が増加してリアクションディスクの変形によって隙間が詰められることにより踏力の増加途中のブレーキの効きが低下する付近でサーボ比を前記所定の値よりも増加させる段部を設けた、ことを特徴としている。
請求項３記載の本発明は、シェル内を軸方向移動可能に配置されたパワーピストンと、このパワーピストンの移動に追従可能に設けられ、シェル内の室を負圧室と大気圧室とに隔成するダイアフラムと、パワーピストンの軸芯部に配置され、ブレーキペダルへの踏力が伝達されるオペレーティングロッドと、パワーピストンの軸芯部に設けられ、オペレーティングロッドの移動量に応じて大気圧室の圧力を負圧又は大気圧に切り換えるバルブ機構と、パワーピストンの軸芯部にオペレーティングロッドと同軸上に配置され、増強された踏力をマスタシリンダに伝達するプッシュロッドと、オペレーティングロッドとプッシュロッドとの間に介在され、弾性材料によって構成されるリアクションディスクと、を含んで構成されるブレーキ倍力装置であって、パワーピストンとプッシュロッドとの接続部位に設定されてリアクションディスクを収容する収容部に、バルブ機構におけるリアクションディスク押圧部よりもピストン径方向に大径とされかつリアクションディスク押圧部が内部に所定量突出した状態で配置され、踏力付与の初期段階では隙間が形成されてサーボ比を所定の値とし、踏力の増加に伴いマスタシリンダ側からの反力が増加してリアクションディスクの変形によって隙間が詰められることにより踏力の増加途中の踏力と減速度の関係がほぼ線形になるようにサーボ比を前記所定の値よりも増加させる段部を設けた、ことを特徴としている。
【００１２】
【作用】
請求項１記載の本発明によれば、ブレーキペダルに踏力が付与されると、この踏力はオペレーティングロッドに伝達される。このため、オペレーティングロッドが押圧されるので、バルブ機構によって大気圧室の気圧が負圧から大気圧に切り換えられる。従って、負圧室と大気圧室との間に圧力差が生じ、この圧力差によってパワーピストンが移動し踏力が増強される。増強された踏力は、リアクションディスク及びプッシュロッドを介してマスタシリンダに伝達されてそれに応じた油圧に変換される。なお、このとき、プッシュロッドからの反力がリアクションディスクに作用し、リアクションディスクを介して当該反力がパワーピストン及びバルブ機構に分散して伝達される。
【００１３】
ここで、本発明では、パワーピストンとプッシュロッドとの接続部位に設定されてリアクションディスクを収容する収容部に、バルブ機構におけるリアクションディスク押圧部よりもピストン径方向に大径とされかつリアクションディスク押圧部が内部に所定量突出した状態で配置された段部を設けたので、踏力付与の初期の段階では段部に隙間が形成される。従って、この場合には、リアクションディスクとパワーピストンとの接触面積も小さくなり、サーボ比も所定の値となる。ところが、踏力の増加に伴ってマスタシリンダからの反力が増加していくと、段部の隙間がリアクションディスクの変形によって詰められていくので、リアクションディスクとパワーピストンとの接触面積も大きくなる。すなわち、ブレーキペダルから入力される踏力とマスタシリンダから出力される油圧との関係特性は下向きに凸となり、サーボ比が途中から前記所定の値よりも増加される。このため、ブレーキパッドの油圧と減速度との関係特性を表す線図が一般に上に凸となることと併せ観た場合、本来であればブレーキの効きが低下する際にサーボ比が増加し踏力の増強度合いが大きくなる。従って、踏力と減速度との関係特性を表す線図を略線形にすることが可能となる。しかも、本発明によれば、収容部に段部を設ける構成であるので構造も簡素となり、又段部の形状を適宜変更することにより所望のサーボ比に変化させることが可能となる。
【００１４】
【実施例】
以下、図１〜図７を用いて、本発明の一実施例について説明する。なお、これらの図において、適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示し、矢印ＵＰは車両上方側を示し、矢印ＩＮは車両室内側を示している。
【００１５】
図２には、本実施例に係るブレーキ倍力装置１０を含んで構成されるブレーキシステムが概略的に示されている。この図に示されるように、ブレーキ倍力装置１０は、支軸１２回りに揺動可能に支持されたブレーキペダル１２と、このブレーキペダル１２に付与された踏力を油圧に変換するマスタシリンダ１６との間に配置されている。なお、マスタシリンダ１６は、ブレーキパイプ１８等を介してディスクブレーキ２０或いはドラムブレーキのシリンダと接続されている。
【００１６】
上述したブレーキ倍力装置１０について、以下に詳細に説明する。図１には、本実施例に係るブレーキ倍力装置１０の縦断面構造が示されている。この図に示されるように、ブレーキ倍力装置１０はフロントシェル２２及びリヤシェル２４を備えており、全体としては偏平円筒形状とされている。フロントシェル２２は有底円筒状の本体部２２Ａを有し、この本体部２２Ａの底壁軸芯部には車両後方側へ突出する円筒状の突出部２２Ｂが形成されている。リヤシェル２４は皿状の基部２４Ａを有し、この基部２４Ａの軸芯部には車両後方側へ突出する円筒状の突出部２４Ｂが形成されている。また、フロントシェル２２の本体部２２Ａには、図示しないインテークマニホールドと連通される負圧導入口２６が設けられている。
【００１７】
上述したリヤシェル２４内には、バルブボディー２８及びダイアフラムプレート３０から成るパワーピストン３２が軸方向移動可能に収容されている。バルブボディー２８は、リヤシェル２４の突出部２４Ｂよりも大径とされた偏平円柱形状の本体部２８Ａと、この本体部２８Ａの軸芯部から車両後方側へ突出形成され突出部２４Ｂよりも小径とされた中間部２８Ｂと、この中間部２８Ｂの外周部から車両後方側へ突出形成された円筒状の筒状部２８Ｃと、から成る。なお、筒状部２８Ｃの後端部はリヤシェル２４の突出部２４Ｂから更に突出されており、双方の後端部間はブーツ３４によって覆われている。
【００１８】
一方、ダイアフラムプレート３０は軸芯部に孔を有する皿状に形成されており、孔の周縁部がバルブボディー２８の本体部２８Ａに係合されることによりバルブボディー２８に一体化されている。また、ダイアフラムプレート３０の外側面には、ダイアフラム３６が張設されている。ダイアフラム３６の内端部はバルブボディー２８の本体部２８Ａの外周面に固着されており、又ダイアフラム３６の外端部はフロントシェル２２の後端部とリヤシェル２４の外端部との間に固着されている。これにより、フロントシェル２２とリヤシェル２４とによって形成される内部空間が、ダイアフラム３６によって負圧室（真空室）３８と大気圧室４０とに隔成されている。
【００１９】
また、フロントシェル２２の突出部２２Ｂの外周部にはスプリングシート４２が嵌着されており、このスプリングシート４２とパワーピストン３２のバルブボディー２８との間にはリターンスプリング４４が介在されている。このため、リターンスプリング４４は、パワーピストン３２を常時リヤシェル２４の基部２４Ａ側へ押圧付勢している。
【００２０】
また、上述したバルブボディー２８の筒状部２８Ｃ内には、オペレーティングロッド４６が配置されている。オペレーティングロッド４６の後端部はクレビス４８（図２参照）を介してブレーキペダル１２と連結されている。従って、ブレーキペダル１２に踏力が付与されると、オペレーティングロッド４６が車両前方側へ軸方向移動する。また、オペレーティングロッド４６の軸方向中間部と筒状部２８Ｃの後端部との間には、サイレンサ５０を間に介在させた一対のエアフィルタ５２が配設されている。さらに、オペレーティングロッド４６の先端部側には、後述するバルブ機構６０が配設されている。
【００２１】
一方、バルブボディー２８の本体部２８Ａの軸芯部には、所定径寸法の凹部５４が形成されている。この凹部５４には、後に詳述するリアクションディスク８６と共にプッシュロッド５６が配設されている。プッシュロッド５６は凹部５４内に嵌合される基部５６Ａと、この基部５６Ａの軸芯部から突出されフロントシェル２２の突出部２２Ｂを貫通するロッド部５６Ｂとから成る。ロッド部５６Ｂの先端部は、マスタシリンダ１６内に配置された図示しないピストンを押圧可能とされている。なお、フロントシェル２２の突出部２２Ｂの底部には、シール材５８が配設されている。
【００２２】
次に、バルブ機構６０について説明する。
図３（Ａ）に示されるように、バルブボディー２８の中間部２８Ｂには本体部２８Ａの凹部５４と対向する位置に別の凹部６２が形成されており、この凹部６２内にはプランジャ６４が収容されている。プランジャ６４は、凹部６２内を摺動可能に配置されたプランジャ本体６４Ａと、このプランジャ本体６４Ａの軸芯部から首部６４Ｂを介して本体部２８Ａの凹部５４側へ突出形成された押圧部６４Ｃと、プランジャ本体６４Ａの軸芯部からオペレーティングロッド４６の先端部に設けられた球状部を覆う形でオペレーティングロッド４６側へ突出形成された大気弁６４Ｄと、によって構成されている。なお、首部６４Ｂには中間部で屈曲されたキー６６が相対移動可能に嵌合されており、プランジャ６４のバルブボディー２８からの抜け止め等を成している。
【００２３】
上述したプランジャ６４に対応して、バルブボディー２８の中間部２８Ｂにおける所定部位（大気弁６４Ｄと対向する部位）には、大気通路６８が形成されている。大気通路６８の一端は大気圧室４０に開放されており、又他端はバルブボディー２８の中間部２８Ｂの凹部６２内に開放されている。これにより、バルブボディー２８の筒状部２８Ｃの内部空間と大気圧室４０とが連通可能とされている。
【００２４】
また、上述したプランジャ６４の大気弁６４Ｄの後端側には、ゴム製のポペット７０が配置されている。ポペット７０は、リング状の前端部と、筒状の後端部と、両者を接続する柔軟な中間部とから成る。ポペット７０の後端部側には断面略ハット形状のリテーナ７２が配設されており、このリテーナ７２とオペレーティングロッド４６に固着された断面ハット形状のスプリングシート７４との間にはリターンスプリング７６が介在されている。このため、リターンスプリング７６はリテーナ７２を常時プランジャ６４側へ押圧しており、これによりポペット７０の後端部がリテーナ７２と筒状部２８Ｃの内周面に形成された段部との間に挟持されている。一方、ポペット７０の前端部の内方にはリング状のリテーナ７８が嵌着されており、これにより当該前端部に所定の剛性が付与されている（以下、この前端部を「真空弁７０Ａ」と称す）。前記のリテーナ７８とスプリングシート７４との間には、リターンスプリング８０が介在されている。このため、リターンスプリング８０は、ポペット７０の真空弁７０Ａを常時バルブボディー２８の中間部２８Ｂ側へ押圧付勢している。真空弁７０Ａの押圧方向側には弁座８２が形成されており、この為必要時になると真空弁７０Ａの外周部はリターンスプリング８０の付勢力によって弁座８２に押し付けられるようになっている。
【００２５】
上述したポペット７０に対応して、バルブボディー２８の本体部２８Ａ及び中間部２８Ｂには、負圧通路８４が形成されている。負圧通路８４の一端は負圧室３８内に開放されており、又他端はポペット７０の真空弁７０Ａが当接される弁座８２付近に開放されている。これにより、負圧室３８と大気圧室４０とが通常は連通されている。
【００２６】
ここで、上述したブレーキ倍力装置１０において、プッシュロッド５６の基部５６Ａとプランジャ６４の押圧部６４Ｃとの間に配置されたリアクションディスク８６及びこれに関する構成について詳細に説明する。
【００２７】
図３に拡大して示されるように、リアクションディスク８６は、バルブボディー２８の本体部２８Ａに形成された凹部５４内に収容されている。より具体的には、凹部５４は所定内径寸法の円柱形状とされており、この凹部５４の底部に同一外径寸法の円板形状とされたリアクションディスク８６が嵌着されている。なお、リアクションディスク８６は所定硬度のゴム製であり、ブレーキ作動時にマスタシリンダ１６側からの反力をパワーピストン３２及びプランジャ６４に分散して伝達することで所定のサーボ比を得る機能を有する他、リアクションディスク８６とプランジャ６４とを初期の低踏力時に非接触状態とすることで所定のジャンピング機能を発揮させるべく設けられる。
【００２８】
また、凹部５４の底部軸芯には比較的浅い円柱形状の間隙部８８が連続して形成されており、更にこの間隙部８８の軸芯部にはプランジャ６４の押圧部６４Ｃが摺動可能に配置される連通孔９０が連続して形成されている。間隙部８８の内径寸法は凹部５４の内径寸法よりも小さく設定されており、かつ、連通孔９０の内径寸法よりも大きく設定されている。さらに、プランジャ６４の押圧部６４Ｃが連通孔９０内に配置された状態では、押圧部６４Ｃの先端部が間隙部８８内に所定量突出した状態で配置されている。なお、上記のことから、本実施例では、凹部５４の形状を単なる円柱形ではなく、底部に縮径された段部（間隙部８８）を有する略円柱形にしたと観ることもできる。
【００２９】
次に、本実施例の作用を説明する。
ブレーキペダル１２に踏力を付与していないブレーキ非作動時には、図３（Ａ）に示される如く、パワーピストン３２はリターンスプリング４４の付勢力によってリヤシェル２４の基部２４Ａの底部位置まで（図上右側に）押し戻されている。また、この状態では、リターンスプリング７６の付勢力によってオペレーティングロッド４６及びプランジャ６４が初期位置まで（図上右側に）押し戻されている。さらに、このとき、リターンスプリング８０の付勢力によってポペット７０の真空弁７０Ａがプランジャ６４の大気弁６４Ｄに当接するまで（図上左側に）押し戻されている。この結果、ポペット７０の真空弁７０Ａと弁座８２とは非接触状態にあり、両者の間に所定の隙間が形成される。従って、負圧弁（負圧導入口２６或いはこれに接続される管路に設けられたチェックバルブ等）及び真空弁７０Ａは共に開放状態にあり、大気弁６４Ｄは閉止状態にある。このため、図示しないインテークマニホールドからの負圧が負圧室３８及び大気圧室４０の双方に作用するので、両室に圧力差は生じない。すなわち、ブレーキ倍力装置１０は非作動状態にある。なお、この状態では、図３（Ｂ）に示されるように、プランジャ６４の押圧部６４Ｃは間隙部８８内に位置するものの、リアクションディスク８６の後端面には非接触になっている。
【００３０】
この状態からブレーキペダル１２に踏力を僅かに付与すると、図４（Ａ）に示される如く、パワーピストン３２は依然として初期位置に位置されるが、プッシュロッド５６はリターンスプリング７６の付勢力に抗して図上左側へ押圧されるので、プランジャ６４の押圧部６４Ｃの前端面がリアクションディスク８６の後端面に当接する（図４（Ｂ）に拡大図示）。このため、リターンスプリング８０の付勢力によってポペット７０の真空弁７０Ａがプランジャ６４の大気弁６４Ｄに追従して移動し、弁座８２に当接する。従って、真空弁７０Ａによって負圧通路８４が閉止されるので、この時点以降は大気圧室４０に負圧は導入されない。この場合、ブレーキペダル１２に付与された踏力は、オペレーティングロッド４６からプランジャ６４、リアクションディスク８６を介してプッシュロッド５６へ伝達される。すなわち、ブレーキ倍力装置１０は作動開始状態にある。
【００３１】
この状態から更にブレーキペダル１２に踏力を付与すると、図５（Ａ）に示される如く、プッシュロッド５６が更に図上左側へ押圧されるので、プランジャ６４の大気弁６４Ｄがポペット７０の真空弁７０Ａから離間する。このため、大気がエアフィルタ５２、サイレンサ５０を介して筒状部２８Ｃ内に導入され、更に大気通路６８を介して大気圧室４０内へ導入される。これにより、負圧室３８と大気圧室４０との間に圧力差が生じる。従って、この圧力差がリターンスプリング４４の付勢力を越えた時点から、パワーピストン３２は図上左側へ移動していく。この場合、ブレーキペダル１２に付与された踏力は、オペレーティングロッド４６からプランジャ６４及びパワーピストン３２の双方を介してリアクションディスク８６へ伝達され、更にはプッシュロッド５６へ伝達される。この結果、ドライバがブレーキペダル１２に付与した踏力が増強（倍力）される。すなわち、この状態がブレーキ倍力装置１０の作動状態である。
【００３２】
ここで、この場合のリアクションディスク８６の状態を観ると、低踏力域（低入力域）では、図５（Ｂ）に示される如くプランジャ６４の押圧部６４Ｃの周囲の部分が間隙部８８内に膨出した状態にある。この状態から更に高踏力域（高入力域）になると、マスタシリンダ１６側からの反力が増加するため、図５（Ｃ）に示される如く押圧部６４Ｃの周囲の部分が間隙部８８内に完全に充填された状態になる。従って、低踏力域と高踏力域とでは、リアクションディスク８６の後端面とバルブボディー２８の凹部５４及び間隙部８８の内周面との接触面積Ｓ1 が異なり、前者の場合にはＳ1 ＝小であるが、後者の場合にはＳ1 ＝大となる。この結果、次式で与えられるオペレーティングロッド４６からの入力とプッシュロッド５６への出力との比（所謂サーボ比〔倍力比〕）は、低踏力域では小となり高踏力域では大となる。
【００３３】
サーボ比＝｛リアクションディスクの後端面（図上右側面）におけるパワーピストンとの接触面積Ｓ1 ／リアクションディスクの後端面におけるプランジャとの接触面積Ｓ2 ｝＋１
上記により、本実施例に係るブレーキ倍力装置１０のブースタ特性は、図６（Ａ）に示される如く、下に凸の折れ線グラフになる。なお、このグラフと共に付記された一点鎖線はサーボ比が不変の通常のブレーキ倍力装置の場合のブースタ特性であり、二点鎖線は先に説明した従来構造の場合のブレーキ倍力装置のブースタ特性である。
【００３４】
ところで、一般に、ブレーキパッド特性は、図６（Ｂ）に示される如く、上に凸の非線形のグラフになることが知られている。つまり、油圧（出力）が増加するにつれて減速度も大きくなるが、油圧がある程度以上になると減速度の伸び方が低下してブレーキの効きが低下する傾向にある。ペダル操作フィーリングでいえば、急ブレーキをかけた際に重い感じをドライバに与える。
【００３５】
上述したことから、本実施例に係るブレーキ倍力装置１０のブースタ特性と従来のブレーキパッド特性とを併せ観ると、本実施例ではブレーキの効きが低下する付近でサーボ比が増加して踏力の増強度合いが大きくなる。この結果、本実施例によれば、制動特性（踏力−減速度特性）が、図６（Ｃ）に示される如く、ほぼ線形になり、リニアなペダル操作フィーリングが得られることになる。なお、図６（Ｃ）のグラフに付記された二点鎖線は、従来の制動特性である。
【００３６】
しかも、本実施例では、リアクションディスク８６を収容する凹部５４の底部に所定径寸法の間隙部８８を一体形成する構成であるので、構造的にも簡素なものとなる。
【００３７】
さらに、本実施例では、間隙部８８の径寸法を変更することによりリアクションディスク８６の後端面とバルブボディー２８との接触面積Ｓ1 を容易に変更することができるので、チューニングの自由度を高めることができる。なお、この効果は、形状の観点からもいえることである。すなわち、図７に示されるように、上述した間隙部８８に代えて、円錐台形状の間隙部９２を用いることも可能であり、この場合にはサーボ比が徐々に増加していくことになる。このように本実施例の如き構成を採ることにより、サーボ比の大きさや変更点を任意に設定することができる。
【００３８】
なお、本実施例では、一組のパワーピストン３２及びダイアフラム３６を有する所謂シングル型のブレーキ倍力装置１０に本発明を適用して説明したが、これに限らず、二組のパワーピストン及びダイアフラムを有する所謂タンデム型のブレーキ倍力装置に本発明を適用してもよい。
【００３９】
また、「ドライバの踏力が付与されるブレーキペダルと踏力を油圧に変換するマスタシリンダとの間に配置され、ブレーキペダルに付与された踏力を増強してマスタシリンダに伝達するブレーキ倍力装置であって、
ブレーキペダルから荷重を受けるオペレーティングロッドとマスタシリンダに荷重を伝達するプッシュロッドとの間に介在され、弾性材料によって構成されるリアクションディスクと、
パワーピストンに設けられ、リアクションディスクの後端面とパワーピストンとの接触面積を踏力の増加途中で増加させる接触面積増加手段（間隙部８８、９２がこれに相当）と、
を有する」ことを特徴とした場合には、以下の作用となる。
【００４０】
ドライバがブレーキペダルへの踏力を増加させていくと、接触面積増加手段によって、リアクションディスクの後端面とパワーピストンとの接触面積が踏力の増加途中で増加される。このため、サーボ比が踏力の増加途中で大きくなり、ブースタ特性が下に凸の線図となる。従って、ブレーキパッド特性と併せ観ると、制動特性が線形特性になり、リニアなペダル操作フィーリングが得られる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の本発明に係るブレーキ倍力装置は、パワーピストンとプッシュロッドとの接続部位に設定されてリアクションディスクを収容する収容部に、バルブ機構におけるリアクションディスク押圧部よりもピストン径方向に大径とされかつリアクションディスク押圧部が内部に所定量突出した状態で配置され、踏力付与の初期段階では隙間が形成されてサーボ比を所定の値とし、踏力の増加に伴いマスタシリンダ側からの反力が増加してリアクションディスクの変形によって隙間が詰められることにより踏力の増加途中のブレーキの効きが低下する際にサーボ比を前記所定の値よりも増加させる段部を設けたので、ドライバのペダル操作フィーリングを向上させることができると共に、構造の簡素化及びチューニングの自由度を高めることができるという優れた効果を有する。
請求項２記載の本発明に係るブレーキ倍力装置は、パワーピストンとプッシュロッドとの接続部位に設定されてリアクションディスクを収容する収容部に、バルブ機構におけるリアクションディスク押圧部よりもピストン径方向に大径とされかつリアクションディスク押圧部が内部に所定量突出した状態で配置され、踏力付与の初期段階では隙間が形成されてサーボ比を所定の値とし、踏力の増加に伴いマスタシリンダ側からの反力が増加してリアクションディスクの変形によって隙間が詰められることにより踏力の増加途中のブレーキの効きが低下する付近でサーボ比を前記所定の値よりも増加させる段部を設けたので、ドライバのペダル操作フィーリングを向上させることができると共に、構造の簡素化及びチューニングの自由度を高めることができるという優れた効果を有する。
請求項３記載の本発明に係るブレーキ倍力装置は、パワーピストンとプッシュロッドとの接続部位に設定されてリアクションディスクを収容する収容部に、バルブ機構におけるリアクションディスク押圧部よりもピストン径方向に大径とされかつリアクションディスク押圧部が内部に所定量突出した状態で配置され、踏力付与の初期段階では隙間が形成されてサーボ比を所定の値とし、踏力の増加に伴いマスタシリンダ側からの反力が増加してリアクションディスクの変形によって隙間が詰められることにより踏力の増加途中の踏力と減速度の関係がほぼ線形になるようにサーボ比を前記所定の値よりも増加させる段部を設けたので、ドライバのペダル操作フィーリングを向上させることができると共に、構造の簡素化及びチューニングの自由度を高めることができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例に係るブレーキ倍力装置を示す縦断面図である。
【図２】図１に示されるブレーキ倍力装置を備えたブレーキシステムを示す斜視図である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）はブレーキ倍力装置の非作動状態を示す作動説明図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）はブレーキ倍力装置の作動開始状態を示す作動説明図である。
【図５】（Ａ）乃至（Ｃ）はブレーキ倍力装置の作動状態を示す作動説明図である。
【図６】（Ａ）は本実施例による場合のブースタ特性を示すグラフであり、（Ｂ）は一般的なブレーキパッド特性を示すグラフであり、（Ｃ）は本実施例による場合の制動特性を示すグラフである。
【図７】変形例を示す図３（Ｂ）に対応する要部拡大図である。
【図８】従来例に係るブレーキ倍力装置を示す縦断面図である。
【図９】図８に示されるブレーキ倍力装置を用いた場合のブースタ特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ ブレーキ倍力装置
１４ ブレーキペダル
１６ マスタシリンダ
２２ フロントシェル
２４ リヤシェル
３２ パワーピストン
３６ ダイアフラム
３８ 負圧室
４０ 大気圧室
４６ オペレーティングロッド
５４ 凹部（収容部）
５６ プッシュロッド
６０ バルブ機構
８６ リアクションディスク
８８ 間隙部（段部、接触面積増加手段）
９２ 間隙部（段部、接触面積増加手段）
Claims (3)
- シェル内を軸方向移動可能に配置されたパワーピストンと、 このパワーピストンの移動に追従可能に設けられ、シェル内の室を負圧室と大気圧室とに隔成するダイアフラムと、
パワーピストンの軸芯部に配置され、ブレーキペダルへの踏力が伝達されるオペレーティングロッドと、
パワーピストンの軸芯部に設けられ、オペレーティングロッドの移動量に応じて大気圧室の圧力を負圧又は大気圧に切り換えるバルブ機構と、
パワーピストンの軸芯部にオペレーティングロッドと同軸上に配置され、増強された踏力をマスタシリンダに伝達するプッシュロッドと、
オペレーティングロッドとプッシュロッドとの間に介在され、弾性材料によって構成されるリアクションディスクと、
を含んで構成されるブレーキ倍力装置であって、
パワーピストンとプッシュロッドとの接続部位に設定されてリアクションディスクを収容する収容部に、バルブ機構におけるリアクションディスク押圧部よりもピストン径方向に大径とされかつリアクションディスク押圧部が内部に所定量突出した状態で配置され、踏力付与の初期段階では隙間が形成されてサーボ比を所定の値とし、踏力の増加に伴いマスタシリンダ側からの反力が増加してリアクションディスクの変形によって隙間が詰められることにより踏力の増加途中のブレーキの効きが低下する際にサーボ比を前記所定の値よりも増加させる段部を設けた、
ことを特徴とするブレーキ倍力装置。 - シェル内を軸方向移動可能に配置されたパワーピストンと、 このパワーピストンの移動に追従可能に設けられ、シェル内の室を負圧室と大気圧室とに隔成するダイアフラムと、
パワーピストンの軸芯部に配置され、ブレーキペダルへの踏力が伝達されるオペレーティングロッドと、
パワーピストンの軸芯部に設けられ、オペレーティングロッドの移動量に応じて大気圧室の圧力を負圧又は大気圧に切り換えるバルブ機構と、
パワーピストンの軸芯部にオペレーティングロッドと同軸上に配置され、増強された踏力をマスタシリンダに伝達するプッシュロッドと、
オペレーティングロッドとプッシュロッドとの間に介在され、弾性材料によって構成されるリアクションディスクと、
を含んで構成されるブレーキ倍力装置であって、
パワーピストンとプッシュロッドとの接続部位に設定されてリアクションディスクを収容する収容部に、バルブ機構におけるリアクションディスク押圧部よりもピストン径方向に大径とされかつリアクションディスク押圧部が内部に所定量突出した状態で配置され、踏力付与の初期段階では隙間が形成されてサーボ比を所定の値とし、踏力の増加に伴いマスタシリンダ側からの反力が増加してリアクションディスクの変形によって隙間が詰められることにより踏力の増加途中のブレーキの効きが低下する付近でサーボ比を前記所定の値よりも増加させる段部を設けた、
ことを特徴とするブレーキ倍力装置。 - シェル内を軸方向移動可能に配置されたパワーピストンと、 このパワーピストンの移動に追従可能に設けられ、シェル内の室を負圧室と大気圧室とに隔成するダイアフラムと、
パワーピストンの軸芯部に配置され、ブレーキペダルへの踏力が伝達されるオペレーティングロッドと、
パワーピストンの軸芯部に設けられ、オペレーティングロッドの移動量に応じて大気圧室の圧力を負圧又は大気圧に切り換えるバルブ機構と、
パワーピストンの軸芯部にオペレーティングロッドと同軸上に配置され、増強された踏力をマスタシリンダに伝達するプッシュロッドと、
オペレーティングロッドとプッシュロッドとの間に介在され、弾性材料によって構成されるリアクションディスクと、
を含んで構成されるブレーキ倍力装置であって、
パワーピストンとプッシュロッドとの接続部位に設定されてリアクションディスクを収容する収容部に、バルブ機構におけるリアクションディスク押圧部よりもピストン径方向に大径とされかつリアクションディスク押圧部が内部に所定量突出した状態で配置され、踏力付与の初期段階では隙間が形成されてサーボ比を所定の値とし、踏力の増加に伴いマスタシリンダ側からの反力が増加してリアクションディスクの変形によって隙間が詰められることにより踏力の増加途中の踏力と減速度の関係がほぼ線形になるようにサーボ比を前記所定の値よりも増加させる段部を設けた、
ことを特徴とするブレーキ倍力装置。
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- 1995-01-18 JP JP00592095A patent/JP3829339B2/ja not_active Expired - Fee Related
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