JP3931275B2 - ブレーキ装置および倍力装置 - Google Patents

Description

本発明はブレーキ装置及び倍力装置に関し、特に車両のブレーキ装置及びそれに適用される倍力装置、中でも真空倍力装置に関する。

従来、車両において、制動時の操作力を低減するためのブレーキブースタとして、真空倍力装置（負圧式倍力装置ともいう）が採用されている。この真空倍力装置は、エンジンの吸入負圧又はバキュームポンプの負圧を倍力源とし、この負圧と大気圧との差圧を利用して車両の運転者の制動ペダル踏力以上の力を油圧を介してブレーキ装置に加えるものであり、ブレーキブースタとして最も一般的なシステムである。

例えば、特許文献１（独国特許発明第4405092C1号明細書）には、運転者の入力以外に、運転又はブレーキ操作条件に対応して、例えば、車両の運転者の制動ペダル操作速度が限界値を超えたとき（急制動時）、倍力装置内のソレノイドを励磁して入力による助勢力以外の出力を付加し発生させる「追加ジャンピング」を起こす機構を備えた真空倍力装置が提案されている。なお、「追加ジャンピング」とは、真空倍力装置の「出力／入力」の関係が入力の増加がない状態で出力値が一挙に増加することをいう。

図８は、従来例に係り、上記独国特許発明第4405092C1号明細書に提案されている真空倍力装置の入出力軸方向に沿った部分断面図である。図８を参照して、この真空倍力装置は、不図示の運転者による制動ペダル踏み込み速度の検出手段を備え、さらに装置外周部に負圧と大気圧との差圧を受けて入出力軸699に沿って摺動可能なパワーピストン622と、装置内周部（パワーピストン622内）に運転者の制動ペダル踏み力が作用する入力ロッド644とが配置されている。

そして、軸線699に沿って入力側から出力側に順に、互いに作用・反作用する、入力ロッド644に係合する伝達部材641、内周部が伝達部材641と外周部がパワーピストン622に夫々当接して、入力ロッド622と作用・反作用する反作用円板（リアクションディスク）648、反作用円板648に当接し、ブレーキ装置と油圧を介して作用・反作用する出力ロッド650を備えている。伝達部材641の外周とパワーピストン622との間には、軸線699に平行に伸在するソレノイド640が配設され、伝達部材641の外周とソレノイド内周との間には、ソレノイド640の発生する電磁力により出力側に吸引されるソレノイドプランジャ630が配置されている。ソレノイドプランジャ630は、大気弁要素632を備えている。

さらに、入力ロッド644の外周部とパワーピストン622の内周部との間に、大気弁624と負圧弁611とが設けられている。大気弁624は、パワーピストン622に係止されコイルスプリング700により出力側に付勢されている弁座660と、弁座660の出力側端面内周部に対向する前述の大気弁要素632とから構成されている。大気弁要素632は入出力軸699に沿って延長されてソレノイドプランジャ630に備えられている。大気弁要素632と伝達部材641との間には、コイルスプリング638が介装されている。さらに、負圧弁611は、弁座660と、弁座660の出力側端面外周部に対向し、大気弁要素632の外周を取り巻くようにパワーピストン622の内部に形成された負圧弁要素623とから構成されている。

大気弁要素632の出力側への移動を規制するストッパは、実質的にソレノイドブランジャ630の先端面に対向してリアクションデイスクリテーナ622に形成された面のみであると共に、伝達部材641と反作用部材648との間にはクリアランスがないために、この場合の大気弁624の開度は、ソレノイドブランジャ630の先端面とこの先端面に対向してリアクションディスクリテーナ622に形成された面との初期状態における間隔（図６に示すクリアランス）にほぼ同一であって、この間隔が最大の開度に相当する。

図８に示す真空倍力装置の動作を図８及び図９を参照して説明する。図９は真空倍力装置の性能線図であり、ａ線は通常ブレーキの作動線を示し、ｃ線は上記従来の真空倍力装置のソレノイドを励磁して入力による助勢力以外の出力を付加し発生させた場合の作動線を示している。

運転者により、入力ロッド644に入力ｆ₁が加えられている状態のときには、真空倍力装置は出力ａ₁を発生する。この入力ｆ₁が加えられる過程で緊急ブレーキ状態の検出、或いは、その他の要因により、倍力装置内のソレノイドを励磁させて入力による助勢力以外の出力を付加し発生させる場合、ソレノイド640に通電される。

ソレノイドプランジャ630はソレノイド640の発生する電磁力により出力側に移動して、ソレノイドプランジャ630の先端面はこの先端面に対向してリアクションディスクリテーナ622に形成された面に当接すると共に、ソレノイドプランジャ630に備えられた大気弁要素632も出力側に移動して大気弁624は開放され、変圧室に大気が流入し、パワーピストン622に出力側に向かう推進力が生じる。

そして、反作用部材648は、パワーピストン622からの押圧力により弾性変形することで入力部材641を押し戻す反力を印加し、入力部材641、及び、入力ロッド644は入力側へ移動するが、大気弁要素632は入力側へ移動しないため大気弁624は変わらず開放され続け、変圧室の圧力は大気圧に到達する。従って、真空倍力装置は最大助勢状態となり、出力ｃ₁を発生し、以後、真空倍力装置はｃ線上での作動となる。

即ち、入力ｆ₁でソレノイド640に通電がなされると、出力ａ₁から追加ジャンピングを受けて出力ｃ₁へ一挙に飛躍することになる。

独国特許発明第4405092C1号明細書

しかしながら、例えば上記特許文献１（独国特許発明第4405092C1号明細書）に提案されている、従来の真空倍力装置は以下の問題点を有する。

再度図８、図９を参照して、最大助勢状態（ソレノイド640の通電に伴い大気弁624が開放されて変圧室が大気圧に到達している状態）で真空倍力装置が出力ｃ₁を発生している状態で、入力ロッド644に加えられる入力量を減らして真空倍力装置の作動を初期位置（非作動状態）に戻そうとする場合、入力ｆを入力ｆ₂に減少させても真空倍力装置は最大助勢状態を維持し依然として高い出力ｃ₂を発生しており、出力ｃ₂、入力ｆ₂に到ったことを検出する不図示の検出手段によりソレノイド640への通電が遮断されて、ソレノイドプランジャ630と大気弁要素632とはコイルスプリング638の付勢力により入力側に移動され、大気弁要素632が弁座660に当接して変圧室と大気との連通が遮断され、更に弁座660が大気弁要素632に押されて弁座660は負圧弁要素623から離間し、変圧室と定圧室とが連通して変圧室と定圧室との圧力差が減少するためパワーピストン622が初期位置に戻り始め、負圧式倍力装置の出力が減少する。

即ち、運転者の負圧式倍力装置の出力減少意図に反し、入力ロッド644への入力を減少させても負圧式倍力装置は依然として高い出力を出し続け、入力ｆ₂に至って初めて出力が減少し始めるために、入力量に対して出力量が大きいという違和感が感じられるという不具合が生じている。

また、通常ブレーキの他にソレノイド640を励起させて大気弁624を開弁させることにより強制的に倍力機構を作動させて出力増を図る場合、上記従来技術の負圧式倍力装置においては倍力作用の最大助勢力を発生させているのに対し、機能上は、倍力作用の最大助勢力を発生させることが必ずしも必要とはしないのが通常であり、適正な助勢力の付加をする真空倍力装置が望まれている。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、操作者の意思を率直に反映する真空倍力装置を提供することを目的とする。

さらに別の目的として、運転操作者の常用ブレーキと緊急ブレーキとの差異が少なく、且つ、滑らかなブレーキの助勢力の追加がされる真空倍力装置を提供することも目的とする。

本発明は、第１の視点において、入力を受ける入力部材と、少なくとも前記入力部材の操作に応じて制動力としての出力を発生する出力発生手段とを備え、前記出力発生手段は、前記入力と前記出力とを２つの座標とした作動線図上において通常は第１の作動線に沿って作動し、緊急ブレーキ時には第２の作動線に沿って作動し、前記第１の作動線は、出力／入力勾配が１を超える第１倍力部分と、該第１倍力部分が死点に到達した後、続いて出力／入力勾配が１となる飽和部分を含み、前記第２の作動線は、出力／入力勾配が１を超える第２倍力部分と、該第２倍力部分が死点に到達した後、続いて出力／入力勾配が１となる飽和部分を含み、緊急ブレーキ時、前記出力発生手段の作動点は、前記第１倍力部分上から前記第２倍力部分を含む前記第２の作動線上へジャンピングする、ことを特徴とするブレーキ装置を提供する。

本発明による倍力装置は、入力を受ける操作部材と、少なくとも前記操作部材が受けた入力を助勢して制動力としての出力を発生する倍力手段と、を備え、前記入力と前記出力とを２つの座標軸とした作動線図上において通常は前記入力に対する前記出力の軌跡を第１の作動線に従うように制御し、車両の走行環境の変化に応じて、前記軌跡を前記作動線図上において第２の作動線に従うように制御し、前記第２の作動線は前記入力に対する前記出力の微分係数が基本係数１より大きくなる部分を備え、前記第２の作動線上での所定の入力に対応する出力は、前記第１の作動線上での前記所定の入力に対応する出力より大きい。

本発明は、第１の視点に基づいて、前記第１の作動線は、前記倍力部分の前に出力が０の作動点から前記第１倍力部分上にジャンピングする部分を含み、前記第２の作動線上の出力量は、前記第１倍力部分上へのジャンピング量よりも大きいことを特徴とするブレーキ装置、前記第２倍力部分の傾きは、前記第１倍力部分の傾きと同じか又は大きいことを特徴とするブレーキ装置、前記出力発生手段は、緊急ブレーキ後の戻り行程において、前記第２倍力部分を含む前記第２の作動線に沿って作動する行程を有することを特徴とするブレーキ装置、前記出力発生手段が倍力装置であることを特徴とするブレーキ装置、前記倍力装置が負圧式倍力装置であることを特徴とするブレーキ装置を提供する。

本発明の真空倍力装置の作用を説明する。尚、以下の説明において出力側とはハウジング前端側を、入力側とはハウジング後端側をそれぞれ指す。

最初に本発明による第１の真空倍力装置の作用を概要する。本発明の第１の真空倍力装置は、車両の運転者の入力条件以外に運転又はブレーキ操作条件、例えば運転者の制動ペダル操作速度が限界値を超えた際に（急制動時）、倍力装置内のソレノイドを励磁して入力による助勢力以外の出力を付加する機構を備えた真空倍力装置であって、付加し発生させる助勢力が適切に設定され、復行程において真空倍力装置の出力の減少が速くなるように構成され、操作者の意思を率直に反映する。

また本発明による第２の真空倍力装置は、例えばソレノイドの作動によって追加の助勢力を出そうとする場合、低踏力域では少しの助勢力の追加で良く、高踏力域では低踏力域での助勢力よりも大きな助勢力の追加を行うことで運転操作者の常用ブレーキとの差異を少なくして且つ、滑らかなブレーキの助勢力の追加がされる。

本発明による第１の真空倍力装置の作用を以下に詳説する。運転者がブレーキペダルを急激に踏み込み、例えばペダル操作速度の検出手段がこの急激な踏み込みを検出して、この検出に従ってソレノイドが通電された場合、ブレーキ操作による伝達部材の軸方向出力側への移動によりプランジャ部材も伝達部材の移動分移動し、加えて、ソレノイドが通電されることによりプランジャ部材は更に軸方向出力側に移動し、プランジャ部材の当接部が伝達部材の当接部に当接することにより、プランジャ部材の軸方向に沿った出力側への移動は規制される。

伝達部材とプランジャ部材の移動に伴いコントロールバルブのシール部がパワーピストンの負圧制御用シール弁に接触して定圧室と変圧室との連通を遮断し、大気制御用シール弁がシール部から離間して変圧室内に大気が流入して圧力が上昇する。変圧室内の圧力と定圧室との圧力差により、可動壁、パワーピストンに軸方向出力側に向かって移動させる推進力が生じ、この推進力はリアクションディスクを介して出力ロッドによりハウジング外へ取り出される。

リアクションディスクは、パワーピストンからの押圧力により弾性変形することで入力側（例えば部位の出力側を向いた面）に向かって張り出して伝達部材の先端前面に当接し伝達部材（及び入力ロッド）に反力を印加する。伝達部材が軸方向入力側へ押し戻されることにより、伝達部材の当接部とプランジャ部材の当接部とが当接していることから、またリアクションディスクにより印加される反力がソレノイドの通電によるプランジャ部材への軸方向出力側への付勢力より大きいことから、プランジャ部材も軸方向に沿って入力側へ移動され、大気制御用シール部とシール部とが当接して変圧室と大気との連通が遮断される。

従って、リアクションディスクの反力と伝達部材に加えられた入力とが平衡した状態となる。このリアクションディスクの張り出し量は、プランジャ部材の当接部が伝達部材の当接部まで出力側に移動する量に応じたものである。

この平衡状態において、伝達部材は出力側へのさらなる付勢力を入力とする際に、リアクションディスクの反力に打ち勝って伝達部材は軸方向出力側に移動し、プランジャ部材も伝達部材の移動分だけ移動し、プランジャ部材の移動によりコントロールバルブのシール部から大気制御用シール弁が離脱して変圧室内に大気が流入し圧力が上昇する。変圧室内の圧力と定圧室との圧力差により、可動壁、パワーピストンに軸方向出力方向に向かって移動させる推進力が生じ、この推進力はリアクションディスクを介して出力ロッドによりハウジング外に出力される。

リアクションディスクは、パワーピストンからの押圧力により弾性変形することで入力側（例えば部位の出力側を向いた面）に向かって張り出して伝達部材の先端前面に当接し、伝達部材（及び入力ロッド）に反力を印加する。伝達部材が軸方向入力側へ押し戻されることにより、伝達部材の当接部とプランジャー部材の当接部とが当接していることから、プランジャ部材も軸方向入力側へ移動して大気制御用シール弁とシール部とが当接し、変圧室と大気との連通が遮断される。従って、リアクションディスクの反力と伝達部材に加えられた入力とが平衡した状態となる。

この平衡状態において更に入力ロッド（伝達部材）に入力が加えられると、再び変圧室に大気が流入し、倍力は上昇する。

大気（すなわちbase or primary pressure）が変圧室に入り切り、真空倍力装置の出力する倍力が飽和すると、入力ロッド（伝達部材）への更なる入力はリアクションディスクを介して出力ロッドにより取り出される。従って、この場合真空倍力装置の出力の増加分は、入力部材（入力ロッド）に更に加えられる入力分にほぼ等しくなる。

次に復行程について説明する。ブレーキペダルが開放され、入力ロッド及び伝達部材への入力量が減少すると、伝達部材が軸方向入力側へ移動し、出力ロッドとリアクションディスクも軸方向入力側へ移動するため出力は減少する。この期間の出力の減少は入力部材への入力の減少に等しい。

更に入力ロッドへの入力が減少すると、伝達部材が軸方向入力側へ移動し、伝達部材の移動に伴いプランジャ部材も移動して、大気制御用シール弁がシール部に当接して変圧室と大気との連通を遮断し、更なる伝達部材とプランジャ部材の軸方向入力側への移動により、負圧制御用シール弁からシール部が離間して定圧室と変圧室とが連通され、定圧室と変圧室との圧力差が減少するため、可動壁、パワーピストンは入力側に向かって移動する。パワーピストンの移動により出力ロッドとリアクションディスクも軸方向入力側へ移動するため出力は減少する。この期間の出力の減少は真空倍力装置の倍力機構による倍力の減少に等しい。

入力量又は出力量の減少等を検出する手段により入力量又は出力量等が所定値に達したと判断されると、ソレノイドへの通電が遮断されて、プランジャ部材は第３付勢手段により軸方向入力側に付勢されて軸方向入力側に移動する。更なる入力部材（入力ロッド）への入力の減少により入力ロッド及び伝達部材は第２付勢手段により軸方向入力側に付勢されて軸方向入力側に移動し、真空倍力装置は初期位置、つまり非作動状態に復帰する。

また、第１の所定値と第２の所定値は、「規制する部分」と「許容する部分」が、前記装置の記載の機能を発揮するように設定される。

このようにソレノイドがプランジャ部材に作用する場合（例えばブレーキが急激に踏み込まれた場合）、「課題を解決するための手段」で述べたように、入力と出力とを２つの座標軸とした作動線図において、真空倍力装置の（入力，出力）の軌跡は第２の作動線を通る。

ソレノイドがプランジャ部材に作用しない場合（例えば通常ブレーキ）、「課題を解決するための手段」で述べたように、真空倍力装置の（入力，出力）の軌跡は第１の作動線を通る。

この両作動線の出力の差が、追加ジャンピング量に相当する。

本発明による第２の真空倍力装置の作用を説明する。運転者がブレーキペダルを急激に踏み込み、例えばペダル操作速度の検出手段がこの急激な踏み込みを検出して、この検出に従ってソレノイドが通電された場合、ブレーキ操作による伝達部材の軸方向出力側への移動によりプランジャ部材も伝達部材の移動分移動し、加えて、ソレノイドが通電されることによりプランジャ部材は更に軸方向出力側に移動し、プランジャ部材の当接部が伝達部材の当接部に当接することにより、プランジャ部材の軸方向に沿った出力側への移動は規制される。このプランジャ部材の当接部が伝達部材の当接部に当接するのに要した移動距離は、入力荷重に応じて変わる。以下の作用は上述した真空倍力装置と同様なので省略する。

従って、第２の真空倍力装置の内、ある視点に係る装置においては、追加ジャンピング量は入力量が変化しても実質的に同量であったが、他の視点に係る装置においては追加ジャンピング量は入力量に応じて変化する。

第２の真空倍力装置のうち、さらに別の視点の真空倍力装置によれば、前記第他の視点において、第１の所定値（距離）が入力荷重すなわちブレーキペダルの踏み込みが強いほど大きくなる。

さらに別の視点の真空倍力装置によれば、プランジャ部材の当接部が伝達部材の当接部に当接するのに要した移動距離は、入力荷重としてのブレーキペダルの踏み込みに応じた弾性部材の変形により変化する。つまり、入力荷重が大きければそれだけ弾性部材は変形し、また、プランジャ部材の当接部が伝達部材の当接部に当接するのに要する移動距離も増大することになる。

さらに別の視点の真空倍力装置の作用としては、運転者がブレーキペダルを急激に踏み込み、例えばペダル操作速度の検出手段がこの急激な踏み込みを検出して、この検出に従ってソレノイドが通電された場合、ブレーキ操作により伝達部材の構成要素の一つである入力受け部材が弾性部材を変形させながら軸方向出力側に移動し、弾性部材を介して入力受け部材が伝達部材の要素（例えば実施例においては第１伝達要素）を押すことにより、第１伝達要素ひいては伝達部材は軸方向出力側へ移動し、伝達部材の軸方向出力側への移動によりプランジャ部材も伝達部材の移動分移動し、加えて、ソレノイドが通電されることによりプランジャ部材は更に軸方向出力側に移動し、プランジャ部材の当接部が伝達部材の当接部に当接することにより、プランジャ部材の軸方向に沿った出力側への移動は規制される。このプランジャ部材の当接部が伝達部材の当接部に当接するのに要した移動距離は、入力荷重としてのブレーキペダルの踏み込みに応じた弾性部材の変形により変化する。つまり、入力荷重が大きければそれだけ弾性部材は変形し、また、プランジャ部材の当接部が伝達部材の当接部に当接するのに要する移動距離も増大することになる。以下の作用は上述した真空倍力装置と同様なので省略する。従って、第２の真空倍力装置のある視点の真空倍力装置においては、追加ジャンピング量は入力量が変化しても実質的に同じであったが、この視点の真空倍力装置では追加ジャンピング量は入力量が変化すると変化する。

以上説明したように、本発明によれば、例えば車両の運転者の入力条件以外に運転又はブレーキ操作条件に応じて、一例としていえば運転者の制動ペダル操作速度が限界値を超えた際に（急制動時）、倍力装置内のソレノイドを励磁して入力による助勢力以外の出力を付加する機構を備え、付加し発生させる助勢力が適切に設定され、復行程においてペダル操作の入力の減少に即応して、出力の減少が速くなるように構成され、操作者の意思を率直に反映するブレーキ装置及び倍力装置、なかでも真空倍力装置が提供される。

また、第１の所定値が入力荷重の変化に応じて変わることにより（追加ジャンピング前後の作動線の傾きが変化することにより）、運転操作者の常用ブレーキと緊急ブレーキとの差異が少なく、且つ、滑らかなブレーキの助勢力の追加がされる。

また、伝達部材を構成する要素の間に弾性体を配置することにより、伝達部材を分割構成として第１伝達要素と入力受け部材を設けたとき、入力受け部材側から第１伝達要素側への気密構成が必要となるが、この弾性体が気密封止機能を果たす。

なお、本発明を実施例に制限するものではないが、実施例において第１の所定値はクリアランスＡ、第２の所定値はクリアランスＣ₂に相当する。

同様に、実施例において作動線図は図４に示されており、図４を参照して、第１の作動線は作動線ａであり、第２の作動線とは作動線ｂである。往行程においては作動線ｂ上における作動点ｂ₁から飽和助勢点Ｓの間の線分が第２倍力部分である。作動点ｂ₁は死点Ｓ（飽和部分）以下の位置にある。換言すれば作動点ｂ₁において真空倍力装置の倍力機構の出力は飽和していない。

なお、第２の作動線を通る行程（往行程）について述べると、通常作動時でｆ₁までの入力を与えられたとき出力はａ線（第１の作動線）上を通り第１倍力部分上の作動点ａ₁にある。入力ｆ₁を維持する場合でソレノイドが作動すると追加ジャンピングによって出力は第２倍力部分上の作動点ｂ₁に到る。そこで更に入力が増加すると作動点ｂ₁から鎖線上を通り、飽和助勢点Ｓに到る。死点以降は入力増加分だけの対応増加となる線図（飽和部分）に沿う。復行程について説明すれば逆向きに第２の作動線を辿る。

図面を参照して、本発明の実施例を以下に説明する。なお、以下の実施例において特に理り書きがない限り、前方及び先端とは真空倍力装置の出力側の方向を、後方と後端は真空倍力装置の入力側の方向を夫々指し、入出力軸とは負圧式倍力装置の入出力軸を意味する。さらに、中心軸は入出力軸に平行であり、径方向（半径方向）とは真空倍力装置の入出力軸方向に直交する方向である。

図１は、本発明の一実施例に係る真空倍力装置の入出力軸方向に沿った断面図である。図２は図１の要部拡大図である。図３は図１の部分拡大図である。図４は本発明の一実施例に係る真空倍力装置の性能線図である。

図１を参照して、本実施例の真空倍力装置は車両のブレーキブースタに適用され、真空倍力装置の入力側に大気に通じる突出部が形成され、出力側に不図示のエンジンのインテークマニホルドに通じるインレット２ａを有する略コーン状のハウジング２を備え、ハウジング２の突出部端面には運転者の操作する不図示の制動ペダルに接続する入力ロッド11と共に略入出力軸方向に進行可能な蛇ばら状の管体が接続されている。ハウジング２内及び蛇ばら状の管体内には流体通路を備える２重筒状のパワーピストン10が挿入され、入力側から出力側に順に、入出力軸に直交する面に互いに対向して、いずれも略ダイヤフラム形状のリヤ可動壁５、固定壁３、及びフロント可動壁４が納められている。

ハウジング２の後壁とリヤ可動壁５とはリヤ変圧室９を画成し、リヤ可動壁５、固定壁３及びハウジング２の側壁は、リヤ定圧室８を画成し、固定壁３とフロント可動壁４とはフロント変圧室７を画成し、フロント可動壁４とハウジング２の側壁及び前壁とはフロント定圧室６を画成する。

リヤ可動壁５の外周部は、リヤ変圧室９及びリヤ定圧室８の気密を保持するようにハウジング２により支持され、リヤ変圧室９への大気の流入とリヤ定圧室８の負圧により、リヤ可動壁５は略入出力軸に沿って出力側に移動される。この移動によって、パワーピストン10は略入出力軸に沿って移動（ストローク）される。

フロント可動壁４の外周部は、フロント変圧室７及びフロント定圧室６の気密を保持するようにハウジング２により支持され、フロント変圧室７への大気の流入とフロント定圧室６の負圧により、フロント可動壁４は略入出力軸に沿って出力側に移動される。この移動によって、パワーピストン10は略入出力軸に沿って移動（ストローク）される。

リヤ変圧室９とフロント変圧室７とから構成される変圧室の組は、互いに常時導通すると共に、大気制御用シール部23ｂと第２プランジャ部材25の入力側端部に設けられた大気制御用シール弁25ａとの離間又は接触により、選択的に大気と連通し又大気から遮断される。リヤ定圧室８とフロント定圧室６とから構成される定圧室の組は互いに常時連通している。変圧室９、７と定圧室８、６とは、負圧制御用シール部23ａとパワーピストン10の内面に入力側に向かって突出形成された負圧制御用シール弁10ａとの離間又は接触により、選択的に連通又は不通とされる。

リヤ定圧室８及びフロント定圧室６は、インレット２ａを介して負圧源である不図示のエンジンのインテークマニホルドと連通し、常に負圧を示している。

ハウジング２内において、ハウジング２の突出部端部から入出力軸に沿って延在し出力側が径大で略筒状のパワーピストン10内には、入力ロッド11が挿入され、弁要素等が配設されている。

リヤ可動壁５、及びフロント可動壁４の内周端部は、各変圧室９、７及び各定圧室８、６の気密を保持するように、パワーピストン10の外周部において、負圧式倍力装置である真空倍力装置の入力側から出力側へ向かって順に支持されている。

さらに、固定壁３の内周端部は、リヤ定圧室８及びフロント変圧室７の気密を保持するようにフロント可動壁４の側面に当接している。

パワーピストン10は、フロント可動壁４を介して固定壁３の内周端部に当接・摺動しながら、真空倍力装置の略入出力軸に沿ってストロークし、このストロークに伴いリヤ可動壁５及びフロント可動壁４は移動する。

真空倍力装置の入力端には入力ロッド11が配設され、入力ロッド11の後端部はハウジング２外に突出して不図示の制動ペダルに接続すると共に、前方部はハウジング２の突出部の入力側端面から、パワーピストン10内に挿入され、パワーピストン10の中心軸に沿って延在している。

ハウジング２の突出部に接続すると共に、入力ロッド11の移動に伴い圧縮変形される蛇ばら状の管体の内周に沿ってパワーピストン10の径小部が挿入され、入力側端部には、環状のフィルタ、あるいはサイレンサ等が、入力ロッド11と略同軸に嵌装されている。

入力ロッド11の外周にはリテーナが配設されている。

中心軸に沿って、このリテーナの出力側には、コントロールバルブ23が配設されている。

コントロールバルブ23は第１部材と第２部材とからなり、第１部材は負圧制御用シール部23ａとこれをバックアップする環状プレートとの二部材（加硫接着されている）によって構成され、第２部材は、大気制御用シール部23ｂとこれを一体的に支持してバックアップする内向フランジを有した第１筒体と、円筒伸縮部23ｃと後端取付部材23ｄを有する第２筒体と、後端取付部材23ｄを補強する環状プレートとの四部材（加硫接着されている）によって形成され、第１筒体の先端部内周に形成した段部に第１部材を気密的に嵌合した状態で第１筒体の先端を内周に向けてかしめることにより、第１部材と第２部材は一体的に結合されている。コントロールバルブ23は後端取付部材23ｄにてパワーピストン10の内周面に気密的に固定されている。

コントロールバルブ23の両シール部23ａ、23ｂを両シール弁10ａ、25ａに向けて付勢する第１付勢手段21がコントロールバルブ23の内周に配置されている。後端取付部材23ｄを補強する環状プレートと入力ロッド11の外周に配設されたリテーナとの間には、入力ロッド11を入力側に付勢する第２付勢手段24が圧縮介装されている。

コントロールバルブ23の第１筒体の内部に侵入している第２プランジャ部材25の大気制御用シール弁25ａ（図２参照）は半径内外方向に拡大され、大気制御用シール弁25ａは大気制御用シール部23ｂと密着又は離間可能である。第２プランジャ部材25の出力側端部は第１プランジャ部材18に接続されており、第２プランジャ部材25の内周には当接面25ｄが形成されている。

負圧制御用シール部23ａの出力側に負圧制御用シール弁10ａが対向し、負圧制御用シール部23ａと当接又は離間可能である。

入力ロッド11の出力側先方には、略入出力軸に沿って延在している伝達部材12（第１、第２、第３伝達要素12ａ、12ｂ、12ｃ）が配設されている。

第１伝達要素12ａの入力側には当接面25ｄと対向する当接面12ｄが形成され、当接面12ｄから入力側に突出する筒部は入力ロッド11の球状の先端部を包むように入力ロッド11と係合している。

第２プランジャ部材25の内周には当接面12ｄを支持面として第２プランジャ部材25を入力側に付勢する第３付勢手段27が圧縮介装されている。当接面25ｄと当接面12ｄとは、当接又は離間可能である。

第１伝達要素12ａには、当接面25ｄに対し、伝達部材12の過大なストロークを防止するストッパを挟んで対峙し、径外方に突出し第１プランジャ部材18の段部18ｅに当接又は離間可能な凸部12ｅが形成されている。従って、入力ロッド11と伝達部材12の軸方向出力側への移動に伴って第１プランジャ部材18及び第２プランジャ部材25も軸方向出力側への移動が可能である。

第３伝達要素12ｃは、リアクションディスクリテーナ16内に収容されている円板状の径大部を備え、径大部の入力側端面はリアクションディスクリテーナ16に形成された凹部底面に対向し、出力側端面はリアクションディスク14に対向している。

リアクションディスクリテーナ16は、パワーピストン10と一体又はパワーピストン10に形成され、出力側に拡開すると共に、出力側端面から延長された筒部を備えている。リアクションディスクリテーナ16の出力側端面内周部はリアクションディスク14の入力側端面外周部に当接している。リアクションディスク14は、リアクションディスククリテーナ16の筒部内周面及び出力側端面内周部に密着して嵌合している。

リアクションディスクリテーナ16の出力側端面外周部とハウジング２の内壁に接するリテーナとの間には第４付勢手段28が圧縮介装されている。

中心軸に沿って、リアクションディスク14の出力側先方には、略鋲状の出力ロッド15が配設されている。出力ロッド15の平面部入力側端面はリアクションディスク14に密着している。出力側には、不図示の油圧装置を含むブレーキ装置が配置され、出力ロッド15は油圧を介してブレーキ装置に作用し、油圧による反作用をリアクションディスク14、伝達部材12を介して入力ロッド11に及ぼす。

第１プランジャ部材18の出力側端面には凸部18ａが形成され、この凸部18ａと対向する凹部16ａが形成されている。

第１プランジャ部材18の外周でパワーピストン10の内周面にアクチュエータであるソレノイド17が配設されている。

本実施例の構成において４つのクリアランスが設けられている。図２に示すクリアランスはいずれも無作動状態における、クリアランスを示している。

クリアランスＤは、コントロールバルブ23の負圧制御用シール部23ａと負圧制御用シール弁10ａとのクリアランスである（静止状態又は戻り行程で変圧室７、９と定圧室６、８とが連通される時のクリアランス）。

クリアランスＢは、リアクションディスクリテーナ16に形成された第１プランジャ部材18の凸部18ａと、この凸部18ａと対向する凹部16ａの互いに対向する面同士のクリアランスである（第１、第２プランジャ18,25の吸引のためのクリアランス）。

クリアランスＡは、第１伝達要素12ａの当接面12ｄと第２プランジャ25の当接面25ｄとのクリアランスであり、無作動状態において第１の所定値である。クリアランスＡは第１、第２プランジャ18、25が吸引されたときに「０」になり（当接面12ｄ,25ｄが当接する）、いわゆるエアバルブ（伝達部材12の出力側先端から第２プランジャ25の入力側先端までの長さ）の全長は一定の短縮された状態になる。

クリアランスＣ₁は、第３伝達要素12ｃの円板状の径大部出力側端面と、リアクションディスク16の入力側端面とのクリアランスである。

クリアランスＣ₂は、無作動状態において第２の所定値であり、第３伝達要素12ｃの円板状の径大部の入力側端面とリアクションディスクリテーナ16に形成された凹部底面とのクリアランスである。クリアランスＣ₂は、戻り（復）行程あるいはジャンピング特性の変化した時伝達要素12ｃの後退を許容する量である。

各クリアランスの関係については、少なくともＣ₂＋Ｄ≧Ａ、好ましくはＣ₂＞Ａとして、Ｃ₂の値を相当量大きく設定する。またＢのクリアランスはＡ、Ｃより大きくするのが好ましい。

クリアランスＡの大きさが、リアクションディスク14の変形抵抗分の出力上昇量を決定する。

<作動説明>
本実施例の真空倍力装置の作動を、まず通常作動、次にソレノイド作動が追加された場合の順で説明する。

<通常作動一往行程>
往行程は空気弁座と真空弁座が（大気制御用シール弁25ａが大気制御用シール部23ｂに、かつ負圧制御用シール弁10ａが負圧制御用シール部23ａ）ほぼ着座した状態で開閉を行いながら進行する。従って、各クリアランスはＤ→０、Ａ→Ａ、Ｃ₁→Ｃ₁−Ｄ、Ｃ₂→Ｃ₂＋Ｄとなる。入力がｆ₂に達するまで入力側に流動するリアクションディスク14は伝達要素12ｃに到達せず僅かなジャンピング出力を出す。それ以後はクリアランス「Ｃ₁−Ｄ」部分が流動してきたリアクションディスク14によって埋めつくされて、リアクションディスク14面積と伝達部材12ｃの先端面積比で決められる倍力比で作動線ａ上の作動をする。

この期間の作動は、第１の作動線上で行われる。

倍力装置の倍力飽和点（死点）を超えてからは、出力増加は入力増加分のみとなり、死点以降の線は折れた線図となる。

次に戻り行程は入力ｆの低減に即応し空気弁座と真空弁座が（大気制御用シール弁25ａが大気制御用シール部23ｂに、かつ負圧制御用シール弁10ａが負圧制御用シール部23ａ）ほぼ着座した状態で、開閉を行いながら出力側からの反力を受けて戻り、最後には出力からの反力がなくなった状態（入力ｆ₂でジャンピング出力時）以降は第２付勢手段（スプリング）24が入力ロッド11、第２プランジャ25を介してコントロールバルブ23を押し下げて、負圧制御用シール弁10ａを負圧制御用シール部23ａから開放してクリアランスＤを確保して戻りを完了し出力「０」に到る。

<次にソレノイドが作動した状態>
ブレーキ操作により入力ｆ₁の所まで入力を加えたとき、このブレーキ操作の過程で緊急ブレーキ等の制御信号に基づいて、ブレーキ補助が必要と判断された時ソレノイドが通電を受けて第１プランジャ18が吸引される。

そしてこの結果各クリアランスは入力ｆ₁の通常作動の状態（前述）から大きく変動する。即ちソレノイド17による第１，第２プランジャ18，25の吸引によりクリアランスＡについてＡ→０の状態となる。この結果、第２プランジャ25の後端から伝達要素12ｃの前端までの長さが「Ａ」の長さ分短縮される。この短縮によって空気弁（大気制御用シール部23ｂと大気制御用シール弁25ａとの隙間）から空気（大気）が変圧室９、７に流入し出力増加がなされる。

この後、入力ｆ₁が維持されつづけるという状態が続いた場合は、増加した出力によるリアクションディスク14の入力側への流動がなされ伝達部材12ｃ〜入力ロッド11を押し戻して、再び、大気制御用シール弁25ａが大気制御用シール部23ｂに、及び負圧制御用シール弁10ａが負圧制御用シール部23ａに（空気弁座と真空弁座が）ほぼ着座した状態に収束する。この押し戻す量は短縮量Ａに等しい。

これにより各クリアランスはＣ₁−Ｄ→Ｃ₁−Ｄ＋Ａ、Ｃ₂＋Ｄ→Ｃ₂＋Ｄ−Ａとなる。

即ち、入力ｆ₁でソレノイド17が作動した状態後も入力ｆ₁を維持した場合、クリアランスＣ₁部分の増加分Ａだけのリアクションディスク14流入分の出力増加が追加ジャンピング量増加となり出力は性能線図上ａ₁点よりｂ₁点に上昇する。そしてａ₁点からｂ₁点の間が「追加ジャンピング量」である。

この状態から更に入力を増減させた時は従来の倍力装置と全く同一の作動を行い作動線ａと同じ勾配をもつ入出力比で作動線ｂ（第２の作動線）で示される作動をする。

さてここで、入力を更に増加させた場合はＳ点で助勢力は飽和状態となる。即ち、変圧室７、９の圧力は大気とほぼ同圧となる。これは大気圧弁が開放状態（大気制御用シール弁25ａと大気制御用シール部23ｂとが離間状態）であることを意味している。入力ロッド11〜伝達部材12ｃが一体となってリアクションディスク14を出力側に押し込み大気制御用シール部23ｂが開放された状態となる。この状態では入力増加分と出力増加分は等しい。

さて戻り行程について説明する。飽和助勢点Ｓ以降まで作動した場合を例として説明する。

ｆ₃までの入力を与えた状態では出力はＦ₃まで出していて、入力の減少により、出力は入力減少分のみ減少していく。従ってこの過程での戻りは遅い。

次にＳ点以降（矢印ｈ）では入力の減少に対し、出力の減少はその助勢倍力比の速さで減少するため真空倍力装置の下流に設けられた不図示のマスタシリンダ側の出力側反力による戻りも急速になり戻りが急速に行われる（ｊを通過）。

即ち、ソレノイド作動時、入力が増減した場合でも最大助勢力を維持しつづける従来技術に対し、本実施例では従来作動（ソレノイドが非作動の場合の通常作動）と同様に入力と出力が比例的に変化しうるので、ペダル操作の違和感が無く且つ速やかな戻りが得られる。

尚、戻り行程の完了にあたっては入力ｆ₂点に達した時あるいはジャンピング点ｋ（ジャンピング出力値Ｆ_k）に到ったことを検出し、ソレノイドの電流をカットすることで従来倍力装置と同じ作動をさせて復帰を完了させることが可能である。

本発明の他の実施例を図面を参照して説明する。

図５は本発明の他の実施例に係る真空倍力装置の入出力軸方向に沿った断面図、図６は本発明の他の実施例に係り図５の要部拡大図であり、図７は本発明の他の実施例に係る真空倍力装置の性能線図である。

なお、本発明の第２の実施例が、本発明の第１の実施例と同様の構成、動作を示す点については説明を省略する。

図５、図６を参照して、本実施例の真空倍力装置は、入力ロッド11の球状の先端部を包むように入力ロッド11と係合している入力受け部材12ｆ（伝達部材12のメンバ）と第２伝達要素12ｂとの間に、入力受け部材12ｆ及び第２伝達要素12ｂの外周部に接続して、凹部12ｈを備える第１伝達要素12ａが配設されている。

第１伝達要素12ａの凹部12ｈには弾性体13が収容されている。弾性体13の入力側端面は入力受け部材12ｆの出力側端面に対向し、弾性体13の出力側端面は第１伝達要素12ａの凹部底面及び第２伝達要素12ｂの入力側先端面に対向している。

入力受け部材12ｆの入力側先端面である当接面12ｇと、第２プランジャ部材25の入力側先端部にある内周側フランジ面である当接面25ｇとの間には、クリアランスＡが設定されている。なお、図示の状態は無作動状態のクリアランスである。

第１プランジャ部材18の出力側端面には当接面18ａが形成され、リアクションディスクリテーナ16には第１プランジャ部材18の当接面18ａと対向する当接面16ａが形成されている。

本実施例の動作を、図５〜図７を参照して説明する。

入力ロッド11に（入力側に）入力が加えられると、弾性体13は入力受け部材12ｆに押されて変形する。入力受け部材12ｆが出力側に移動することにより、クリアランスＡは拡大され、そこでソレノイド17を励磁して第１、第２プランジャ18、25を出力側に吸引すると、クリアランスＡで決定されるジャンピング出力を得る。

即ち、入力をｆ₁まで加えたとき、真空倍力措置の出力は作動線ａ（第１の作動線）上のａ₁点で示される。しかる後ソレノイド17が励磁される場合、入力ｆ₁によってクリアランスＡは増大しており、この増大したクリアランスの大きさに応じた追加ジャンピング出力を得て、ｂ₁に到る。入力の増減に応じて弾性体13の変形も増減し、その結果、クリアランスＡも増減する。このクリアランスの増減は、また、追加ジャンピング出力の増減を引き起こし、これらが連続的に行なわれることにより作動線（第２の作動線）ｂが得られる。入力の増大によりクリアランスＡが増大して、追加ジャンピングが入力の増大に応じて大きくなり、その結果、作動線（第２の作動線）ｂの出力／入力勾配は作動線（第１の作動線）ａの出力／入力勾配より大きくされる。

図７を参照して、追加ジャンピング前後の作動線（作動線ａと作動線ｂ）の傾きが変化することにより、即ち追加ジャンピング前後の作動線の傾きが変化することにより、運転操作者の常用ブレーキと緊急ブレーキとの差異が少なく、且つ、滑らかなブレーキの助勢力の追加がされる。

また、弾性体13を配置することにより、伝達部材を分割構成として入力受け部材12ｆを設けたとき、入力ロッド（入力受け部材12ｆ）側から第１伝達要素12ａ側への気密構成が必要となるが、弾性体13が気密封止機能を果たす。

その他は、本発明の第１の実施例に係る真空倍力装置の動作と同様である。

以上、本発明を上記実施例に即して説明したが、本発明は上記態様にのみ限定されるものでなく、本発明の原理に準ずる各種態様を含むものである。

本発明の一実施例に係る真空倍力装置の入出力軸方向に沿った断面図である。 本発明の一実施例に係り、図１の要部拡大図である。 本発明の一実施例に係り、図１の部分拡大図である。 本発明の一実施例に係る真空倍力装置の性能線図である。 本発明の他の実施例に係る真空倍力装置の入出力軸方向に沿った断面図である。 本発明の他の実施例に係り、図５の要部拡大図である。 本発明の他の実施例に係る真空倍力装置の性能線図である。 従来の真空倍力装置の入出力軸方向に沿った部分断面図である。 従来の真空倍力装置に係る真空倍力装置の性能線図である。

符号の説明

Ａ クリアランス（第１の所定値に係る）
Ｂ クリアランス
Ｃ クリアランス
Ｃ₁ クリアランス
Ｃ₂ クリアランス（第２の所定値に係る）
Ｄ クリアランス
２ ハウジング
２ａ インレット
３ 固定壁
４ フロント可動壁
５ リヤ可動壁
６ フロント定圧室
７ フロント変圧室
８ リヤ定圧室
９ リヤ変圧室
10 パワーピストン
10ａ 負圧制御用シール弁
11 入力ロッド
12 伝達部材
12ａ 第１伝達要素（伝達部材）
12ｂ 第２伝達要素（伝達部材）
12ｃ 第３伝達要素（伝達部材）
12ｄ 当接面（第１の伝達要素の入力側端面外周部）
12ｅ 第２のフランジ部
12ｆ 入力受け部材
12ｇ 当接面（入力受け部材の入力側端面）
12ｈ 凹部
13 弾性体
14 リアクションディスク
15 出力ロッド
16 リアクションディスクリテーナ
16ａ 凹部（第１の実施例）、当接面（第２の実施例）
17 ソレノイド（アクチュエータ）
17ａ 電線
18 第１プランジャ（プランジャ部材）
18ａ 凸部（第１の実施例）、当接面（第２の実施例）
18ｅ 孔部
21 第１付勢手段
23 コントロールバルブ
23ａ 負圧制御用シール部
23ｂ 大気制御用シール部
23ｃ 円筒伸縮部
23ｄ 後端取付部材
24 第２付勢手段
25 第２プランジャ（プランジャ部材）
25ａ 大気制御用シール弁
25ｄ 当接面
25ｂ 延長部
25ｄ 当接面
25ｇ 当接面
27 第３付勢手段
28 第４付勢手段

Claims (6)

1. 入力を受ける入力部材と、
   少なくとも前記入力部材の操作に応じて制動力としての出力を発生する出力発生手段とを備え、
   前記出力発生手段は、前記入力と前記出力とを２つの座標とした作動線図上において通常は第１の作動線に沿って作動し、緊急ブレーキ時には第２の作動線に沿って作動し、
   前記第１の作動線は、出力／入力勾配が１を超える第１倍力部分と、該第１倍力部分が死点に到達した後、続いて出力／入力勾配が１となる飽和部分を含み、
   前記第２の作動線は、出力／入力勾配が１を超える第２倍力部分と、該第２倍力部分が死点に到達した後、続いて出力／入力勾配が１となる飽和部分を含み、
   緊急ブレーキ時、前記出力発生手段の作動点は、前記第１倍力部分上から前記第２倍力部分を含む前記第２の作動線上へジャンピングする、ことを特徴とするブレーキ装置。
2. 前記第１の作動線は、前記倍力部分の前に出力が０の作動点から前記第１倍力部分上にジャンピングする部分を含み、
   前記第２の作動線上の出力量は、前記第１倍力部分上へのジャンピング量よりも大きいことを特徴とする請求項１記載のブレーキ装置。
3. 前記第２倍力部分の傾きは、前記第１倍力部分の傾きと同じか又は大きいことを特徴とする請求項１又は２記載のブレーキ装置。
4. 前記出力発生手段は、緊急ブレーキ後の戻り行程において、前記第２倍力部分を含む前記第２の作動線に沿って作動する行程を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一記載のブレーキ装置。
5. 前記出力発生手段が倍力装置であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一記載のブレーキ装置。
6. 前記倍力装置が負圧式倍力装置であることを特徴とする請求項５記載のブレーキ装置。

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