JP3940872B2

JP3940872B2 - 自動ブレーキ倍力装置

Info

Publication number: JP3940872B2
Application number: JP35232398A
Authority: JP
Inventors: 勲小林; 護沢田; 井本　　雄三
Original assignee: Bosch Corp; Denso Corp
Current assignee: Bosch Corp; Denso Corp
Priority date: 1998-02-13
Filing date: 1998-12-11
Publication date: 2007-07-04
Anticipated expiration: 2018-12-11
Also published as: US6082241A; JPH11291891A

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、ソレノイドによりブレーキペダルが踏込まれなくてもブレーキ倍力装置を作動させることができる自動ブレーキ倍力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来一般に、ブレーキ倍力装置は、シェル内に摺動自在に設けたバルブボデイと、このバルブボデイに設けたパワーピストンと、このパワーピストンの前後に形成した定圧室と変圧室と、上記バルブボデイ内に設けた弁機構と、この弁機構に連動して弁機構の流路を切換える入力軸とを備えており、また上記弁機構は、上記バルブボデイに設けた真空弁座と、上記バルブボデイに摺動自在に設けたプランジャと、このプランジャに設けた大気弁座と、リヤ側から上記真空弁座と大気弁座とに着座される弁体とを備えている。
この種のブレーキ倍力装置では、ブレーキペダルを踏込むことにより上記入力軸を前進させ、それにより弁機構の流路を切換えさせてブレーキ倍力装置を作動させるようになっている。
また従来、上記入力軸とは別に上記プランジャを前進させて弁機構の流路を切換えさせるソレノイドを設けて、ブレーキペダルが踏込まれなくても、つまり入力軸が前進されなくても、上記ソレノイドによりプランジャを前進させて弁機構の流路を切換えさせ、それによって自動的にブレーキ倍力装置を作動させるようにした自動ブレーキ倍力装置も知られている（特開平３−３１０５０号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで従来のブレーキ倍力装置は、ブレーキペダルの踏力をある一定の大きさとすることによって、それに応じた大きな出力が得られるようになっている。そしてその際、定圧室に導入される負圧の大きさが変動しても、それに伴って変圧室内に導入される圧力の大きさが自動的に変動制御されるので、定圧室の負圧の変動にも拘らず上記一定の出力が得られるようになっている。
しかしながら従来の自動ブレーキ倍力装置では、上記プランジャに変圧室の圧力が作用しており、しかもソレノイドの出力はかなり小さいので、該ソレノイドの出力を一定としても、定圧室に導入される負圧の大きさの変動に伴って変圧室内に導入される圧力の大きさが変動すると、上記プランジャの前進力が変動していた。
その結果、ソレノイドの出力を一定にしても、定圧室に導入される負圧の大きさの変動に伴ってブレーキ倍力装置の出力が大きく変動してしまうという欠点があった。
本発明はそのような事情に鑑み、負圧の変動に基づくプランジャの前進力の変動を可及的に小さく、乃至は実質的に零とすることにより、ブレーキ倍力装置の出力の変動を可及的に小さく、乃至は実質的に零とすることができるようにした自動ブレーキ倍力装置を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち請求項１に記載の発明は、上述した自動ブレーキ倍力装置において、すなわちシェル内に摺動自在に設けたバルブボデイと、このバルブボデイに設けたパワーピストンと、このパワーピストンの前後に形成した定圧室と変圧室と、上記バルブボデイ内に設けた弁機構と、この弁機構に連動して弁機構の流路を切換える入力軸とを備え、
上記弁機構は、上記バルブボデイに設けた真空弁座と、上記バルブボデイに摺動自在に設けたプランジャと、このプランジャに設けた大気弁座と、リヤ側から上記真空弁座と大気弁座とに着座される弁体とを備え、
さらに上記入力軸とは別に上記プランジャを前進させて弁機構の流路を切換えるソレノイドとを備えた自動ブレーキ倍力装置において、
上記プランジャに、大気圧と上記定圧室の圧力が作用されて該プランジャをリヤ側に付勢するピストンを設けたものである。
また請求項２に記載の発明は、上記請求項１の発明において、上記ピストンの受圧面積と上記プランジャの大気弁座の受圧面積とを同一に設定したものである。
【０００５】
【作用】
請求項２の発明によれば、ソレノイドによって前進されるプランジャに、ピストンを介して大気圧と定圧室の圧力との差圧力が作用するようになり、それにより該ピストンおよびプランジャはリヤ側に付勢されるようになる。
他方、上記プランジャには、従来と同様に変圧室内の圧力が、より詳細には変圧室内の圧力と大気圧との圧力が作用して該プランジャを前進方向に付勢しているので、上記ピストンの受圧面積と上記プランジャの大気弁座の受圧面積とを同一に設定すれば逆向きの大気圧の作用力をバランスさせて、プランジャには変圧室内の圧力と定圧室内の圧力との圧力差が作用することになる。
上記変圧室内の圧力と定圧室内の圧力との圧力差は、ソレノイドの出力によるプランジャの前進力に応じた大きさまで増大するが、ソレノイドの出力が一定であれば上記圧力差も一定となり、この圧力差が一定であれば、ブレーキ倍力装置の出力も一定となる。
したがって、請求項２の発明によれば、ソレノイドの出力の大小に応じたブレーキ倍力装置の出力を得ることができる。
また、請求項１の発明においては、必ずしも上記プランジャに作用する逆向きの大気圧の作用力をバランスさせることはできないが、ピストンを有していない従来装置に比較してプランジャに作用する変圧室内の圧力変動の影響を低減することができ、ソレノイドの一定の出力に対するブレーキ倍力装置の出力の変動を低減することができる。
【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、タンデムブレーキ倍力装置１のシェル２内は、その中央部に設けたセンタープレート３によって、前方側のフロント室４と後方側のリヤ室５とに区画形成している。そして筒状のバルブボデイ６を、シェル２のリヤ側（右方側）の内周部とセンタープレート３の内周部とにそれぞれシール手段７、８により気密を保持して摺動自在に貫通させている。
上記フロント室４およびリヤ室５内に位置するバルブボデイ６の外周部には、それぞれフロントパワーピストン１１とリヤパワーピストン１２とを連結してあり、また各パワーピストン１１、１２の背面にフロントダイアフラム１３とリヤダイアフラム１４とをそれぞれ張設している。上記フロントダイアフラム１３によってフロント室４内を定圧室Ａと変圧室Ｂとに区画してあり、またリヤダイアフラム１４によってリヤ室５内を定圧室Ｃと変圧室Ｄとに区画している。
【０００７】
上記バルブボデイ６内には、上記定圧室Ａ、Ｃと変圧室Ｂ、Ｄとの連通状態を切換える弁機構１５を設けている。この弁機構１５は、バルブボデイ６に形成した環状の真空弁座１６と、この真空弁座１６を貫通させてバルブボデイ６内に摺動自在に設けた筒状のプランジャ１７と、このプランジャ１７の中央部外周に形成した環状の大気弁座１８と、さらに両弁座１６、１８に図１のリヤ側からばね１９によって着座する弁体２０とを備えている。
図示実施例では、上記プランジャ１７の先端部外周をバルブボデイ６の内周面に気密を保持して摺動自在に嵌合させるとともに、後端部外周面をバルブボデイ６のリヤ側内部に固定した筒状ホルダ２１の内周面に摺接させることにより、バルブボデイ６に摺動自在に取付けている。
そして上記真空弁座１６とそれに接離する弁体２０とのシート部よりも外周側の空間は、バルブボデイ６に形成した定圧通路２４を介して上記定圧室Ａに連通するとと同時に定圧室Ｃに連通している。上記定圧室Ａ内は負圧導入管（図示せず）を介して負圧源と連通しており、それにより定圧室Ａ、Ｃ内には常時負圧が導入されている。
また上記真空弁座１６とそれに接離する弁体２０とのシート部よりも内周側で、上記大気弁座１８とそれに接離する弁体２０とのシート部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第１変圧通路２５を介して変圧室Ｄに連通しており、この変圧室Ｄはバルブボデイ６に形成した第２変圧通路２６を介して変圧室Ｂに連通している。
さらに、大気弁座１８とそれに接離する弁体２０とのシート部よりも内周側の空間は、バルブボデイ６に形成した大気通路２７を介して大気に連通している。なお、この大気通路２７は、筒状ホルダ２１の外周に形成した複数のスリット状の通路を介してバルブボデイ６の外部の大気に連通している。
【０００８】
上記筒状のプランジャ１７内にはロッド３１を摺動自在に設けてあり、このロッド３１の後端部に入力軸３２の先端部を枢支連結し、この入力軸３２は図示しないブレーキペダルに連動させている。
上記ロッド３１の外周面とプランジャ１７の内周面とはそれぞれ段状に形成してあり、ロッド３１のフロント側に向いた端面３１ａとプランジャ１７のリヤ側に向いた端面１７ａとを向き合わせるとともに、バルブボデイ６とプランジャ１７との間に弾装したばね３３によりプランジャ１７をリヤ側に付勢して、両端面３１ａおよび１７ａを当接させている。このとき、ばね３３の弾撥力は上記ばね１９の弾撥力よりも大きく設定してある。
さらに、上記入力軸３２とバルブボデイ６に固定した上記筒状ホルダ２１との間に、上記ばね１９よりも大きな弾発力を有する弾性体としてのばね３４を弾装している。これにより、タンデムブレーキ倍力装置１の非作動状態では、大気弁座１８に弁体２０を着座させてその部分を閉鎖させるとともに、弁体２０を真空弁座１６から離座させてその部分を開放させてあり、この非作動状態では、上記各室Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが相互に連通して、各室Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ内に負圧が導入されている。
【０００９】
また、上記バルブボデイ６には、第１変圧通路２５の少しフロント側に半径方向孔６Ａを形成してあり、この半径方向孔６Ａに従来公知のキー部材３７を挿通するとともに、該キー部材３７をプランジャ１７における小径とした係合部１７ｂに係合させている。
上記キー部材３７は半径方向孔６Ａ内でバルブボデイ６の軸方向に変位可能となっており、またキー部材３７とプランジャ１７とは、小径とした上記係合部１７ｂの軸方向長さの範囲内でバルブボデイ６の軸方向に変位可能となっている。そして図１に示したタンデムブレーキ倍力装置１の非作動時に、上記キー部材３７をシェル２のリヤ側の壁面に当接させることで、キー部材３７およびプランジャ１７をバルブボデイ６に対する前進位置に保持するようにしている。これにより、タンデムブレーキ倍力装置１の作動開始時における入力軸３２のロスストロークを減少させるようにしている。
【００１０】
上記バルブボデイ６に固定した筒状ホルダ２１にはソレノイド３８を設けてあり、このソレノイド３８によってばね３３の弾撥力に抗してプランジャ１７を前進させることにより、上記弁機構１５の流路を切り換えることができるようにしている。
本実施例では、上記プランジャ１７の先端部にダイアフラムからなるピストン３９を取付けている。このダイアフラムからなるピストン３９は、その内周部がプランジャ１７の先端部に連結され、そこからプランジャ１７の半径方向外方に伸びて外周部がバルブボデイ６に連結されている。そしてこのピストン３９のフロント側に大気圧室４０を、リヤ側に負圧室４１をそれぞれ形成している。
上記ロッド３１の外周面又はプランジャ１７の内周面には溝状の通路４２を形成してあり、この通路４２を介して上記大気圧室４０に大気を導入している。他方、上記負圧室４１は、バルブボデイ６に形成した通路４３を介して定圧通路２４内の、したがって定圧室Ａ、Ｃ内の負圧を導入している。
したがって上記ピストン３９には大気圧室４０内の大気と負圧室４１内に導入される定圧室Ａ、Ｃ内の負圧との圧力差が作用するので、それによりプランジャ１７はリヤ側に付勢されるようになる。またブレーキ倍力装置１のサーボバランス状態では、すなわち変圧室Ｂ、Ｄ内に流体圧力が導入されて弁体２０が真空弁座１６と大気弁座１８とに同時に着座している状態では、プランジャ１７の大気弁座１８には、第１変圧通路２５側の変圧室内の圧力と大気圧との差圧力が作用し、この差圧力はプランジャ１７をフロント側に付勢するようになる。
しかるに本実施例では、上記ピストン３９における受圧面積と、上記プランジャ１７における大気弁座１８の受圧面積とを実質的に同一に設定してあり、それによってピストン３９に作用してプランジャ１７をリヤ側へ付勢する大気圧による作用力と、プランジャ１７の大気弁座１８に作用してプランジャ１７をフロント側へ付勢する大気圧による作用力とをバランスさせるようにしている。その結果、プランジャ１７には、ピストン３９に作用する定圧室内の圧力と、プランジャ１７の大気弁座１８に作用する変圧室内の圧力との圧力差が作用することになる。
【００１１】
次に、上記バルブボデイ６の先端軸部にはプレートプランジャ４６を気密を保って摺動自在に設けてあり、このプレートプランジャ４６によってバルブボデイ６内に上記大気圧室４０を形成している。そしてこのプレートプランジャ４６のリヤ側端面に上記ロッド３１の先端面を当接させている。
他方、プレートプランジャ４６のフロント側に出力軸４７を配置してあり、この出力軸４７の基部に形成した凹部内に円盤状のリアクションディスク４８を収納している。またその出力軸４７の凹部をバルブボデイ６のフロント側軸部の外周部に摺動自在に嵌装するとともに、この出力軸４７のフロント側の先端部は、シェル２のフロント側の壁面から気密を保って外部に突出させて、その先端部を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。
さらに上記シェル２のフロント側の壁面とバルブボデイ６との間にリターンスプリング４９を弾装してあり、これによって、通常はバルブボデイ６等を図示非作動位置に保持させている。
【００１２】
以上の構成において、ブレーキペダルが踏込まれて入力軸３２およびこれと一体のロッド３１が前進されると、ロッド３１の端面３１ａに当接する端面１７ａを介してプランジャ１７が前進されるので、従来周知のブレーキ倍力装置と同様にして弁機構１５の流路が切換わり、ブレーキ倍力装置１が作動される。
他方、ブレーキペダルが踏込まれなくてもブレーキ倍力装置１を作動させる自動ブレーキ作動時には、図示しない制御装置によりソレノイド３８が励磁され、それによってプランジャ１７が前進されるので、やはり従来周知のブレーキ倍力装置と同様にして弁機構１５の流路が切換わり、ブレーキ倍力装置１が作動されるようになる。
そして自動ブレーキ作動時には、ソレノイド３８の出力に応じた、すなわちプランジャ１７の前進力に応じたブレーキ倍力装置のサーボバランス状態が得られる。このサーボバランス状態では、変圧室Ｂ、Ｄ内には上記ソレノイド３８の出力の大きさに応じた流体圧力が導入されており、かつ弁機構１５の弁体２０は真空弁座１６と大気弁座１８とに同時に着座している。
【００１３】
ここで、ソレノイド３８の出力によるプランジャ１７の前進力をＦｓｏｌ、プランジャ１７をフロント側に付勢する大気弁座１８による前進力をＦ１、プランジャ１７をリヤ側に付勢するばね３３による後退力をＦｓｐｇ、プランジャ１７をリヤ側に付勢するピストン３９による後退力をＦ２とすると、次式▲１▼が正立する。
Ｆｓｏｌ＋Ｆ１＝Ｆｓｐｇ＋Ｆ２ ……………▲１▼
そして上記大気弁座１８の受圧面積と、ピストン３９の受圧面積とをそれぞれ同一のＳとし、また大気圧をＰ１、定圧室の圧力をＰ０、変圧室の圧力をＰｖとすると、上記Ｆ１、Ｆ２はそれぞれ次式▲２▼、▲３▼で表わすことができる。
Ｆ１＝（Ｐ１−Ｐｖ）Ｓ ……………▲２▼
Ｆ２＝（Ｐ１−Ｐ０）Ｓ ……………▲３▼
この▲２▼、▲３▼式を上記▲１▼式に代入して整理すると、次式▲４▼が得られる。
Ｆｓｏｌ＝（Ｐｖ−Ｐ０）Ｓ＋Ｆｓｐｇ ……………▲４▼
【００１４】
▲４▼式によれば、大気弁座１８の受圧面積とピストン３９の受圧面積とを同一とすることにより、▲１▼〜▲３▼式において大気圧Ｐ１がバランスされてキャンセル（削除）されていることが理解できる。また▲４▼式において、Ｆｓｐｇの大きさは一定である。
つまり、ソレノイド３８の出力によるプランジャ１７の前進力Ｆｓｏｌの大きさが一定であれば、変圧室の圧力Ｐｖと定圧室の圧力Ｐ０との差（Ｐｖ−Ｐ０）は一定となり、その差が一定であれば当然にブレーキ倍力装置１の出力も一定となる。
ところで、定圧室Ａ、Ｃ内に導入される負圧の大きさＰ０は常に一定ではなく車両の運転条件等によって変動するが、プランジャ１７の前進力Ｆｓｏｌの大きさを一定に保った場合には、変圧室の圧力Ｐｖと定圧室の圧力Ｐ０との差（Ｐｖ−Ｐ０）は一定に保たれる。換言すれば、定圧室Ａ、Ｃ内に導入される負圧の大きさＰ０が変動しても、上記弁機構１５によって導入が制御される変圧室内の圧力Ｐｖは、上記プランジャ１７の前進力Ｆｓｏｌの大きさに応じた圧力に制御される。したがって、プランジャ１７の前進力Ｆｓｏｌの大きさが一定となれば、定圧室内に導入される負圧の大きさが変動しても、変圧室の圧力Ｐｖと定圧室の圧力Ｐ０との差（Ｐｖ−Ｐ０）は一定となる。
したがって本実施例によれば、定圧室内に導入される負圧の大きさが変動してもその影響を受けることなく、ソレノイド３８の出力の大小に応じたブレーキ倍力装置の出力を得ることができる。
【００１５】
なお、上記実施例では大気弁座１８の受圧面積とピストン３９の受圧面積とを同一としているが、これに限定されるものではない。大気弁座１８の受圧面積とピストン３９の受圧面積とを異ならせた場合には、上記プランジャに作用する逆向きの大気圧Ｐ１による作用力をバランスさせることができないため、定圧室内に導入される負圧の大きさが変動すると、ソレノイド３８の出力を一定にしても、ブレーキ倍力装置の出力が変動することになる。しかしながら、上記ピストン３９を備えていない従来のブレーキ倍力装置に比較して、ブレーキ倍力装置の出力の変動を低減することが可能である。
また、上記実施例は、本発明をタンデムブレーキ倍力装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものでないことは勿論である。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ソレノイドによりプランジャを前進させて弁機構の流路を切換えさせるようにした自動ブレーキ倍力装置において、定圧室に導入される負圧の大きさが変動しても、ブレーキ倍力装置の出力の変動を可及的に小さく、乃至は実質的に零とすることができるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す断面図。
【符号の説明】
１タンデムブレーキ倍力装置２シェル
６バルブボデイ１１フロントパワーピストン
１２リヤパワーピストン１５弁機構
１６真空弁座１７プランジャ
１７ａ、３１ａ端面１８大気弁座
２０弁体３１ロッド
３２入力軸３８ソレノイド
３９ピストン４０大気圧室
４１負圧室４２、４３通路
Ａ、Ｃ定圧室Ｂ、Ｄ変圧室

Claims

シェル内に摺動自在に設けたバルブボデイと、このバルブボデイに設けたパワーピストンと、このパワーピストンの前後に形成した定圧室と変圧室と、上記バルブボデイ内に設けた弁機構と、この弁機構に連動して弁機構の流路を切換える入力軸とを備え、
上記弁機構は、上記バルブボデイに設けた真空弁座と、上記バルブボデイに摺動自在に設けたプランジャと、このプランジャに設けた大気弁座と、リヤ側から上記真空弁座と大気弁座とに着座される弁体とを備え、
さらに上記入力軸とは別に上記プランジャを前進させて弁機構の流路を切換えるソレノイドとを備えた自動ブレーキ倍力装置において、
上記プランジャに、大気圧と上記定圧室の圧力が作用されて該プランジャをリヤ側に付勢するピストンを設けたことを特徴とする自動ブレーキ装置。
上記ピストンの受圧面積と上記プランジャの大気弁座の受圧面積とが同一に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の自動ブレーキ装置。
上記入力軸と連動されたロッドを備え、該ロッドの外周に上記プランジャが摺動自在に設けられるとともに、ロッドの前進に伴ってプランジャが前進されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の自動ブレーキ倍力装置。
上記ピストンのフロント側へは、上記ロッドとプランジャとの間に形成した通路を介して大気が導入されることを特徴とする請求項３に記載の自動ブレーキ倍力装置。
上記入力軸と上記ソレノイドをバルブボデイに固定するホルダとの間に、該入力軸をリヤ側に付勢する弾性体を弾装したことを特徴とする請求項１に記載のブレーキ倍力装置。