JP3951483B2 - Brake system - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、倍力装置を備えたブレーキシステムに関し、より詳しくは倍力装置の反力機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来一般に、自動車等に用いるブレーキシステムは、ブレーキペダルに連動する入力軸を有する倍力装置と、この倍力装置の出力軸と連動するマスターシリンダと、このマスターシリンダの出力液圧により作動するホイールシリンダとを備えている。
上記倍力装置としては気圧式倍力装置と液圧式倍力装置とが用いられており、気圧式倍力装置は、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られて流路を切換え制御する弁機構と、上記バルブボデイ内に摺動自在に設けられて上記弁機構の一部を構成する弁プランジャと、上記弁プランジャを進退動させて弁機構の流路を切換えさせる入力軸と、上記パワーピストンの前進によって前進される出力軸とを備えている。
そして気圧式倍力装置の反力機構は、上記出力軸と弁プランジャとの間に配置したゴム製のリアクションディスクを備えており、ブレーキ倍力装置の作動時には上記リアクションディスクにバルブボデイと弁プランジャとを同時に接触させ、出力軸に加わるブレーキ反力の一部をバルブボデイで受けさせるとともに、残りを弁プランジャに伝達させ、この弁プランジャに加わるブレーキ反力を入力軸およびブレーキペダルを介して運転者に感知させるようにしている。
このとき、上記バルブボデイで受ける反力と、弁プランジャで受ける反力との比率、より具体的には両者の受圧面積の比率を変えることにより、ブレーキ倍力装置のサーボ比を変更することができる。
他方、液圧式倍力装置は、ハウジングに摺動自在に設けたパワーピストンと、上記ハウジング内でパワーピストンの一端部に形成した動力室と、上記パワーピストンに設けられ、入力軸に連動して作動されて流路を切り換える弁機構と、上記弁機構を介して上記動力室と圧力流体源とを連通させる供給通路と、上記弁機構を介して上記動力室をリザーバに連通させる排出通路と、上記パワーピストンの前進によって前進される出力軸とを備えている。
この液圧式倍力装置においては、動力室の液圧を入力軸に作用させてこれをブレーキ反力として運転者に伝達できるようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来の倍力装置のサーボ比は、一般に小さなブレーキペダルの踏力で大きなブレーキ液圧を発生させることができるように大きく設定されているが、急制動時にはブレーキ倍力装置の作動遅れから予定した大きな出力が得られず、老人や女性等の非力な運転者では急制動を行なうことが困難であることが判明した。
例えば気圧式倍力装置の場合、ブレーキペダルを踏み込んだ際には入力軸を介して弁機構の流路が切換えられ、それにより変圧室に圧力流体が導入されてパワーピストンおよびバルブボデイが前進されるようになる。そしてバルブボデイが前進するとリアクションディスクを介して出力軸が前進され、該出力軸の前進によりブレーキ液圧が発生してその反力が出力軸に加わると、上述したように出力軸に加わるブレーキ反力がバルブボデイと弁プランジャとに分配されるようになる。
しかしながら、急制動時には変圧室に導入される圧力流体によってパワーピストンおよびバルブボデイが前進される前に、ブレーキペダルに入力軸を介して連動している弁プランジャが前進されてしまうので、出力軸に加わるブレーキ反力はその大部分が弁プランジャに伝達されてしまい、その結果、運転者に伝達されるブレーキ反力は異常に大きなものとなる。
その結果、急制動を行なう際にはその異常に大きなブレーキ反力に打勝ってブレーキペダルを踏み込まなければならず、徐々にブレーキペダルを踏み込んで大きな制動力を得ている通常のブレーキ作動の場合に比較して、はるかに大きな力でブレーキペダルを踏み込まなければ急制動に必要な大きな制動力が得られなかった。
これは液圧倍力装置においても同様である。
本発明はそのような事情に鑑み、急制動時に軽い踏力で大きな出力が得られるようにしたブレーキシステム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に記載した本発明は、ブレーキペダルに連動する入力軸を有する気圧式倍力装置と、この倍力装置の出力軸と連動するマスターシリンダと、このマスターシリンダの出力液圧により作動するホイールシリンダとを備え、上記気圧式倍力装置は、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られて流路を切換え制御する弁機構と、上記バルブボデイ内に摺動自在に設けられて上記弁機構の一部を構成する弁プランジャと、上記弁プランジャを進退動させて弁機構の流路を切換えさせる入力軸と、上記パワーピストンの前進によって前進される出力軸とを備えているブレーキシステムにおいて、
上記倍力装置が作動された際に出力軸に加わる反力を弁プランジャに伝達されないように構成する一方、擬似反力を弁プランジャに付与する流体圧反力機構を設け、この流体圧反力機構は、上記バルブボデイに摺動自在に設けられるとともに上記定圧室および変圧室の圧力が作用する反力ピストンを有し、該反力ピストンに作用する定圧室の圧力と変圧室の圧力の差圧による付勢力を擬似反力として弁プランジャに伝達させるようになっており、さらに倍力装置の急作動時に上記流体圧反力機構から弁プランジャに伝達される反力を低減させる反力低減手段を設けたものである。
また、請求項7に記載した本発明は、ブレーキペダルに連動する入力軸を有する液圧式倍力装置と、この倍力装置の出力軸と連動するマスターシリンダと、このマスターシリンダの出力液圧により作動するホイールシリンダとを備え、
上記液圧式倍力装置は、ハウジングに摺動自在に設けたパワーピストンと、上記ハウジング内でパワーピストンの一端部に形成した動力室と、上記パワーピストンに設けられ、入力軸に連動して作動されて流路を切り換える弁機構と、上記弁機構を介して上記動力室と圧力流体源とを連通させる供給通路と、上記弁機構を介して上記動力室をリザーバに連通させる排出通路と、上記パワーピストンの前進によって前進される出力軸とを備え、上記ブレーキペダルが踏み込まれて上記液圧式倍力装置が作動された時には上記動力室の液圧を反力として上記入力軸に伝達させるようにしたブレーキシステムにおいて、
上記動力室の液圧とは別に上記入力軸へ反力を伝達可能な流体圧反力機構を設けるとともに、上記液圧式倍力装置の急作動時に上記流体圧反力機構から入力軸に伝達される反力を低減させる反力低減手段を設けて、上記ブレーキペダルが緩やかに踏み込まれる通常のブレーキ作動時には、上記動力室の液圧と上記流体圧反力機構の反力がブレーキ反力として入力軸に伝達されるように構成し、上記ブレーキペダルが急激に踏み込まれる急作動時には、上記流体圧反力機構から入力軸へ伝達される反力を上記反力低減機構によって低減させるようにしたものである。
【0005】
【作用】
上記請求項1の構成によれば、通常の作動時には流体圧反力機構から入力軸に反力が伝達されるので、従来と同様な操作を行なうことができる。他方、急作動時には上記反力低減手段が入力軸に伝達される反力を低減させるので、通常の操作時よりも軽い操作力で倍力装置に急作動を行なわせることができる。
また、上記請求項7の構成によれば、通常のブレーキ作動時には上記動力室と流体圧反力機構から入力軸に反力が伝達されて従来と同様な操作を行なうことができる。他方、ブレーキペダルが急激に踏み込まれる急作動時には、上記反力低減手段によって流体圧反力機構からの反力が低減されるので、通常の操作時よりも軽い操作力で倍力装置に急作動を行なわせることができる。
【0006】
【実施例】
以下図示実施例について本発明の気圧式倍力装置を説明すると、図1において、気圧式倍力装置のフロントシェル1とリヤシェル2内にバルブボデイ3を摺動可能に設けている。
本実施例のバルブボデイ3は、リヤシェル2の筒状部2A内に気密を保持して摺動自在に設けた入力側部材4と、この入力側部材4のフロント側端部に相対変位可能に嵌合させた出力側部材5とを備えている。
上記入力側部材4は、リヤシェル2の筒状部2A内に摺動自在に貫通させた筒状部材6と、この筒状部材6のフロント側端部の外周面に嵌合固定され、そのフロント側端部が開口する概略コ字状の外側部材7と、上記筒状部材6のフロント側端部の内周面に嵌合固定された筒状の内側部材8とから構成している。
他方、上記出力側部材5は、リヤ側に配置され、そのリヤ側が開口する概略コ字状のリヤ側部材10と、このリヤ側部材10のフロント側に連結され、そのリヤ側が開口する有底筒状のフロント側部材11とから構成している。
そして、上記出力側部材5のリヤ側部材10を、その開口するフロント側から入力側部材4の外側部材7に摺動自在に嵌合させてあり、それにより出力側部材5は、外側部材7とリヤ側部材10に取付けたリテーナ12との間で摺動することができるようになっている。また上記リヤ側部材10と外側部材7との間には、同心上に設けた弾性部材としてのばね13A、13Bを弾装してあり、このばね13A、13Bにより出力側部材5と入力側部材4とを軸方向において相互に離隔する方向に付勢している。
上記出力側部材5の外周部には、パワーピストン14とこのパワーピストン14のリヤ側に添設したダイアフラム15とを連結してあり、このダイアフラム15によって密封容器内を前方側の定圧室Aと後方側の変圧室Bとに区画している。
【0007】
次に、上記定圧室Aと変圧室Bとの間の流体回路を切換える弁機構17について説明する。この弁機構17は、入力側部材4の筒状部材6に形成した環状の第1弁座18と、この筒状部材6内に摺動自在に嵌合した弁プランジャ19の右端に形成した環状の第2弁座20と、さらにこれら両弁座18、20に図1の右方からポペットリターンスプリング21によって着座する弁体22とを備えている。
そして上記第1弁座18よりも外周側を、筒状部材6の軸部、および外側部材7と内側部材8との間に形成した定圧通路23を介して定圧室Aに連通させ、この定圧室Aをフロントシェル1に連設した負圧導入管24を介して図示しないエンジンのインテークマニホールドに連通させて常時負圧を導入させている。また、上記第1弁座18と第2弁座20との中間部分は、筒状部材6に形成した半径方向の変圧通路25を介して変圧室Bに連通させている。さらに上記第2弁座20よりも内周側は入力側部材4内に形成した圧力通路26を介して大気に連通させている。
【0008】
上記バルブボデイ3の入力側部材4内に摺動自在に設けた弁プランジャ19の右端には入力軸30の先端部を枢支連結してあり、この入力軸30とバルブボデイ3の入力側部材4とにわたって、上記ポペットリターンスプリング21の弾発力よりも大きな弾発力を有するばね31を弾装しており、このばね31の弾発力によってブレーキペダルが踏み込まれていない図示非作動時では弁プランジャ19の第2弁座20に弁体22を着座させ、かつこの弁体22を入力側部材4の第1弁座18から離座させるようにしている。そして上記入力軸30の末端部は、図示しないブレーキペダルに連動させている。
また上記弁プランジャ19は、キー部材32によって入力側部材4の筒状部材6から抜出るのを防止している。上記キー部材32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32を筒状部材6の直径方向に形成した挿入孔33(図2参照)内に挿入して、その二股状部分の基部を弁プランジャ19の小径部19a(図2参照)に係合させている。
このとき、上記挿入孔33と変圧通路25とを入力側部材4の軸方向に隣接させて一体に形成しているが、挿入孔33の幅、すなわち入力側部材4の軸方向に直交し、かつキー部材32の挿入孔33への挿入方向と直交する方向の幅は、変圧通路25の同方向の幅よりも広く設定してあり、それによってキー部材32は挿入孔33内のみで入力側部材4の軸方向に変位可能となっている。
またキー部材32と弁プランジャ19とは、上記小径部19aの軸方向長さの範囲内でキー部材32に対して軸方向に変位可能となっており、それによりブレーキ倍力装置の非作動時にはリヤシェル2の内面に当接したキー部材32に入力側部材4および弁プランジャ19が当接して停止されている。この状態では、弁プランジャ19はバルブボデイ3に対する相対的に前進した位置に保持されており、これによりブレーキ倍力装置の作動開始時における入力軸30のロスストロークを減少させることができるようになっている。
そしてブレーキ倍力装置の非作動時には、フロントシェル1の内壁と出力側部材5のフロント側部材11との間に弾装したリターンスプリング34により、ばね13A、13Bを圧縮して入力側部材4の外側部材7に出力側部材5のリヤ側部材10を当接させた状態で図示非作動位置に保持している。
【0009】
次に本実施例の出力軸35の先端部は、シール部材36を介してフロントシェル1の軸部より外部に突出させてあり、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。他方、出力軸35の基部35Aは、出力側部材5のフロント側部材11に形成した凹部11A内に嵌合させて該出力側部材5に一体に連結している。
これにより本実施例では、ブレーキ倍力装置が作動された際に、マスターシリンダを介して出力軸35に作用するブレーキ反力は全てバルブボデイ3の出力側部材5で受け止められて弁プランジャ19には伝達されることがないようになっている。
ところで、ブレーキ反力が弁プランジャ19に伝達されないように構成すると運転者はブレーキの操作感を得ることができなくなってしまう。
このため本実施例では、流体圧反力機構37を設けることにより、ブレーキペダルの踏込み量に応じた擬似反力を運転者に付与するようにしている。
すなわち、上記流体圧反力機構37は、出力側部材5のフロント側部材11の軸部からリヤ側に突出させた支持部11Bに摺動自在に嵌合した反力ピストン38と、この反力ピストン38よりもリヤ側でフロント側部材11内に形成した第2定圧室39と、また反力ピストン38よりもフロント側でフロント側部材11内に形成した第2変圧室40とを備えている。
上記第2定圧室39は、フロント側部材11のリヤ側先端に形成した連通孔41を介して定圧室Aに連通するとともに、上記定圧通路23とも連通している。
これに対し、上記第2変圧室40は、後に詳述する反力低減手段42としてのオリフィス通路43を介して変圧通路25に連通されており、この変圧通路25を介して変圧室Bに連通されるとともに、定圧通路23を介して定圧室Aとも連通されるようになっている。
上記反力ピストン38の軸部からリヤ側に突出させた突出部38Aは、入力側部材4の内側部材8内に気密を保持して摺動自在に嵌合してあり、この内側部材8内にフロント側より嵌合させた弁プランジャ19の大径部19bに対向させてある。
そして、上記反力ピストン38と入力側部材4の内側部材8との間にばね44を弾装し、このばね44により、ブレーキ倍力装置の非作動時には反力ピストン38を出力側部材5のフロント側部材11に当接させて前進端位置に保持している。この状態では反力ピストン38の突出部38Aと弁プランジャ19との間には間隙が形成されている。
上記反力ピストン38の外周部にはリング状のシール部材45を配設してあり、このシール部材45よって反力ピストン38とフロント側部材11との間をシールしている。
【0010】
次に、ブレーキペダルが相対的に早く踏み込まれたときに、上記流体圧反力機構37から伝達される反力を低減させるオリフィス通路43の構成について説明する。
オリフィス通路43は、入力側部材4の内側部材8の内周面とこの内側部材8内にフロント側から挿入された弁プランジャ19の大径部19bの外周面との間に形成され、上記変圧通路25に連通する第1通路46と、上記反力ピストン38の軸部からリヤ側に突出させた突出部38Aに形成されて、上記第1通路46に連通する第2通路47と、上記出力側部材5のフロント側部材11の支持軸11Bの外周面に複数形成され、上記第2通路47と第2変圧室40とに連通される第3通路48とから構成されており、このオリフィス通路43の流路面積、すなわち反力ピストン38の突出部38Aに形成した第2通路47の流路面積を変圧通路25の流路面積よりも小さく設定している。
また、上記第2通路47は反力ピストン38の突出部38Aの先端面に半径方向外方にむけて形成した溝49内に開口させてあり、それにより突出部38Aが弁プランジャ19の大径部19bに当接したときでも溝49を介して第1通路46と第2通路47とが連通できるようになっている。
【0011】
さらに本実施例では、ブレーキペダルが急激に踏み込まれたときに、上記流体圧反力機構37から反力が伝達されないようにするために、上記オリフィス通路43に挿入された弁プランジャ19の大径部19bに半径方向外方に突出するリング状のシール部材51を設けている。
このシール部材51は、非作動時や通常の操作時にはオリフィス通路43の一部を構成する内側部材8の内周面に形成した段付面52(図2参照)の範囲内に位置するようになっており、この状態ではシール部材51と段付面52の凹部との間を介して変圧通路25と第2変圧室40とが連通されるようになっている。
これに対し、図2に示すように、上記弁プランジャ19が入力側部材4に対する前進端位置に位置したときには、シール部材51は上記段付面52内から脱出してこれよりもフロント側に形成した平滑面53に位置するようになっており、この状態ではシール部材51が平滑面53に密着してオリフィス通路43を完全に閉鎖するようになっている。
このことから理解されるように、ブレーキペダルが急激に踏み込まれた際には、弁プランジャ19が入力側部材4に対して前進端位置に位置するようになるので、上記シール部材51が内側部材8の平滑面53に密着して変圧通路25と第2変圧室40の連通が遮断されるようになる。
また上記シール部材51は、図3に示すように、ブレーキ倍力装置が全負荷状態となったときにも、弁プランジャ19が入力側部材4に対する前進端位置に位置するので平滑面53に密着してオリフィス通路43を閉鎖するようになる。
なお本実施例では、上記内側部材8に段付面52と平滑面53を形成していたが、これに限定されるものではなく、例えば内側部材8の段付面52に相当する部分をシール部材51よりも大径な大径部とし、また平滑面53に相当する部分をシール部材51よりも小径な小径部としてもよい。
【0012】
また、本実施例では急作動時におけるブレーキペダルの操作量を通常作動時よりも短縮するストローク短縮手段60を設けている。
このストローク短縮手段60は、リヤシェル2に穿設した開口61に接続されて変圧室Bを大気に連通させる導管62と、この導管62を開閉する開閉弁63と、非作動時および通常の作動時には開閉弁63を閉鎖して変圧室Bに大気が導入されるのを阻止するとともに、急作動と判断した際には開閉弁63を開放して変圧室Bに大気を導入する制御装置64とを備えている。
この制御装置64には、ブレーキペダルに作用する踏力またはストローク速度等を検出する図示しないセンサから検出値が入力されるようになっており、制御装置64は検出値と予め設定された基準値とを比較して検出値が基準値を上回っていた際に急制動と判断して開閉弁63を開放するようになっている。
なお本実施例では、弁プランジャ19がバルブボデイ3に対する前進端位置まで一気に前進されるような踏込みがなされたときに、開閉弁63を開放するように制御装置64の基準値を設定している。
【0013】
しかして、上述した構成を有する気圧式倍力装置の作動について説明する。
先ず、上述した非作動状態からブレーキペダルが相対的に緩やかに踏み込まれたときには、図3に示すように、入力側部材4に形成した第1弁座18に弁体22が着座して今まで連通していた定圧通路23と変圧通路25との連通を遮断するとともに、弁プランジャ19に形成した第2弁座20から弁体22が離隔して変圧通路25と圧力通路26とを連通させる。これにより変圧通路25を介して変圧室Bに大気が導入されるので、定圧室Aと変圧室Bとで差圧が生じ、その差圧によりバルブボデイ3の出力側部材5およびパワーピストン14とが一体的に前進されるようになる。
これに対し、入力側部材4は、出力側部材5およびパワーピストン14の前進量に比較してその前進量は相対的に小さくなる。
すなわち、入力側部材4の変圧室B内に位置する部分には負圧が作用し、他方、変圧室Bの外部に突出した部分には大気が作用している。それにより弁機構17が切換わった直後は、入力側部材4にはばね13A、13Bのセット荷重よりも大きな差圧が作用しているので該入力側部材4は出力側部材5に当接して一体に前進するが、やがてその差圧は変圧室B内の負圧の低下とともに小さくなるので該差圧がばね13A、13Bのセット荷重を下回るようになると、入力側部材4は出力側部材5から徐々に離隔するようになる。
このことから理解されるように、本実施例では出力側部材5の前進量よりも弁機構17を収容した入力側部材4の前進量を小さく設定しているので、入力側部材4の前進に伴って前進される入力軸30およびこれに連動するブレーキペダルのストロークを相対的に小さくすることができるので、出力側部材5と入力側部材4とを固定して出力側部材5と入力側部材4の前進量を同一とする場合に比較してブレーキフィーリングの向上を図ることが可能となる。
また反力ピストン38のフロント側に形成した第2変圧室40には、オリフィス通路43を介して大気が導入されるので、第2変圧室40と第2定圧室39とで差圧が生じ、その差圧により反力ピストン38がリヤ側に付勢されるようになる。
これにより反力ピストン38がばね44を圧縮して後退して突出部38Aが対向する弁プランジャ19の大径部19bの端面に当接することにより、この反力ピストン38に作用する差圧が弁プランジャ19および入力軸30を介してブレーキペダルに伝達されるので、運転者はブレーキの操作感を感知することができる。
ところで、連続して穏かにブレーキペダルが踏み込まれて倍力装置が全負荷状態になったときには、入力側部材4は、図示したように入力側部材4とばね13A、13Bとがバランスした位置で停止されてリテーナ12よりも手前側で停止するようになっている。
なお、入力側部材4が出力側部材5から離隔するタイミングおよび離れる速度は、ばね13A、13Bのセット荷重およびばね定数により調整することができる。
【0014】
次に上述した緩やかな操作時よりも多少速くブレーキペダルが踏み込まれたときの作動について説明すると、このような作動時には、入力軸30を介してブレーキペダルに連動する弁プランジャ19が通常の踏込み時よりも入力側部材4に対して大きく前進されるようになる。
これにより、弁プランジャ19に形成した第2弁座20から弁体22が緩やかに操作された時よりも大きく離隔するので、変圧通路25を介して変圧室Bに大量の大気が導入され、それによりバルブボデイ3の出力側部材5およびパワーピストン14が相対的に速く前進されるようになる。
これに対し、反力ピストン38のフロント側の第2変圧室40には、オリフィス通路43を介して緩やかな操作時と同量の大気しか導入されないので、上述した出力の上昇に対して反力が遅れて上昇するようになる。
その結果、上記流体圧反力機構37がブレーキペダルに与える反力は、ブレーキペダルの操作速度が速いときには緩やかな作動時と比較して相対的に小さくなるので、小さな力でブレーキ倍力装置を作動させることができる。
【0015】
次に、急激にブレーキペダルが操作されたときの作動について説明する。このような急激な作動時には、図2に示すように、入力軸30を介してブレーキペダルに連動する弁プランジャ19が入力側部材4に対する前進端位置まで一気に前進されるようになる。
これにより、弁プランジャ19に形成した第2弁座20から弁体22が大きく離隔するので、変圧通路25を介して変圧室Bに大量の大気が導入され、またこれと同期して、ストローク短縮手段60の制御装置64が急制動と判断し、それまで閉鎖していた開閉弁63を開放させて導管62からも変圧室Bに大気が別途導入されるようになる。
その結果、出力側部材5およびパワーピストン14に作用する差圧が急激に上昇するので、該出力側部材5およびパワーピストン14が急激に前進されて急制動が行なわれる。
このとき入力側部材4に作用する差圧は、弁機構17から導入される大気に加えて、上記導管62から導入される大気によって急激に低下するので、入力側部材4は出力側部材5から通常の操作時よりも早い時点で離隔するようになる。
その結果、運転者がブレーキペダルを踏み込む踏込み量は、入力側部材4が出力側部材5から離隔する位置が手前側になった分だけ短縮されるようになるので、急作動時の踏込み量を通常の作動時よりも小さくすることができる。それにより気圧式倍力装置の応答性を向上させて急作動時における制動距離の短縮を図ることができる。
また反力ピストン38のフロント側の第2変圧室40には、これまでであればオリフィス通路43、より具体的にはシール部材51と段付面52との間を介して大気が導入されていたが、このような急激な作動時にはシール部材51が段付面52を越えて平滑面53に密着してオリフィス通路43を直ちに閉鎖するので、第2変圧室40内に僅かな大気が導入されるようになる。これにより反力ピストン38は小さな差圧によりリヤ側に付勢されて弁プランジャ19に当接するようになる。
その結果、上記流体圧反力機構37がブレーキペダルに与える反力は、弁プランジャ19がバルブボデイ3に対する前進端位置まで前進されるような急激な作動時には非常に小さくなるので、このような急激な作動時には通常の作動時よりも一層軽い踏力でブレーキ倍力装置を急作動させることができる。
【0016】
ところで、本実施例では上述したようにバルブボデイ3を入力側部材4と出力側部材5とから構成して、出力側部材5の前進量よりも入力側部材4の前進量を相対的に小さくしているので、ブレーキ倍力装置が全負荷状態となった状態からブレーキペダルを踏込んでさらに大きな制動力を得ようとしたときには、相対的に前進している出力側部材5に入力側部材4が当接するまでの間はブレーキペダルを踏み込んでも出力および反力が増大しない無反応な区間が生じてしまう。
しかしながら本実施例では、全負荷状態となると、先に述べたように弁プランジャ19に設けたシール部材51が内側部材8の平滑面53に密着してオリフィス通路43を閉鎖するので、それによりオリフィス通路43、第2変圧室40およびシール部材51によって密閉された空間内の大気によって出力側部材5を入力側部材4に連動させて前進させることができるので、上述した無反応な区間を無くすことができる。
【0017】
次に、図4は本発明の第2実施例を示したものである。
上記第1実施例では、弁プランジャ19が一気にバルブボデイ3の前進端位置に前進されるような急激な作動時にはシール部材51によってオリフィス通路43を完全に閉鎖するようにしていたが、本第2実施例では、バルブボデイ103の内側部材108内に形成した絞り部155と弁プランジャ119の大径部119bのリヤ側部分に形成した絞り部156とによりオリフィス通路143内の流路面積を通常の操作時よりも小さく絞ることにより第1実施例に近い作用効果を得られるようにしたものである。
すなわち、バルブボデイ103側の絞り部155は、オリフィス通路143の第1通路146を形成する内側部材108内の中間位置に形成されており、そのフロント側には反力ピストン138の突出部138Aが摺動自在に嵌合される小径部157が形成され、またリヤ側にはこれよりも大径な大径部158が形成してあり、上記小径部157が実質的に絞り部155に相当するものである。
他方、弁プランジャ119側の絞り部156は、オリフィス通路143の第1通路146を形成する弁プランジャ119の大径部119bのリヤ側部分に半径方向外方に突出させて形成されており、その外径は絞り部155(小径部157)よりも僅かに小径に形成されている。
そして、上記絞り部156は、ブレーキペダルが踏み込まれていない非作動時や通常の作動時には大径部158内に位置するようになっており、この時には反力ピストン138に形成した第2通路147よりも第1通路146の流路面積は大きくなっている。
他方、弁プランジャ119がバルブボデイ103に対する前進端位置に位置するような急激な踏込み時には、図5に示すように、絞り部152は大径部154を越えて絞り部151内に位置するようになっており、この状態では第1通路146の流路面積は第2通路147の流路面積よりも小さくなっている。
なお、上述した以外の構成は第1実施例と同様に構成されており、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「100」を加えた符合を付している。
【0018】
以上の構成から理解されるように本第2実施例でも、ブレーキペダルが相対的に緩やかに踏み込まれたときおよびこれよりも多少早く踏み込まれた通常の作動時では、オリフィス通路143の一部を構成する第1通路146の流路面積は実質的なオリフィス通路143である第2通路147の流路面積よりも大きくなっているので、第1実施例と同様にブレーキペダルの踏込み速度が増すほどに軽い踏力でブレーキ倍力装置を作動させることができる。
これに対し、弁プランジャ119がバルブボデイ103に対する前進端位置まで一気に前進されるような急激な作動時では、弁プランジャ119側の絞り部156がバルブボデイ103側の絞り部155内に侵入して第1通路146の流路面積が第2通路147の流路面積よりも小さくなる。
その結果、急制動時には絞り部155と絞り部156とによって第2変圧室140に導入される大気量が通常の作動時よりも大幅に減少するので、それにより反力ピストン138に作用する差圧の上昇は通常の作動時よりも大幅に遅くなるので、小さい踏力でブレーキ倍力装置を急作動させることができる。
なお、本第2実施例の絞り部155、156には、第1実施例で説明したようなブレーキ倍力装置の全負荷状態以降の無反応な作動区間を無くすような作用はない。
【0019】
次に、図6は本発明の第3実施例を示したものである。上述した第1実施例および第2実施例では、入力側部材4、104を複数の部材、すなわち筒状部材6、106、および外側部材7、107と内側部材8、108とから構成し、また出力側部材5、105も複数のリヤ側部材10、110とフロント側部材11、111とから構成していたが、本第3実施例では入力側部材204を一体成型された単一部材とするとともに、出力側部材205も一体成型された単一部材としたものである。
すなわちバルブボデイ203は、リヤシェル202の筒状部202A内に気密を保持して摺動自在に嵌合された概略筒状の入力側部材204と、パワーピストン214および出力軸235に一体に設けられ、その開口するリヤ側より入力側部材204に摺動自在に嵌合された有底筒状の出力側部材205とを備えている。
上記出力側部材205は、その内部に上記入力側部材204のフロント側端部204Aよりも僅かに大径に形成した大径部205Aと、この大径部205Aのフロント側にこれよりも小径に形成した小径部205Bと、この大径部205A内に嵌合したフロント側端部204Aよりもリヤ側に配置したリテーナ212とを備えており、それにより出力側部材205は、入力側部材204に対して小径部204Bとリテーナ212との間で相対変位することができるようになっている。
ところで本実施例では、第1実施例および第2実施例とは異なり、ばね213を入力側部材204と出力側部材205とに弾装するのではなく入力側部材204と反力ピストン238とに弾装している。
これにより作動時には、反力ピストン238の後退力の一部がばね213を介して入力側部材204に伝達されるので、作動開始直後には入力側部材204がリテーナ212に当接する位置まで出力側部材205に対して相対的に後退するようになる。このように作動開始直後に入力側部材204と出力側部材205との間隔が最大に開くと、ブレーキの踏み込みに対してブレーキ出力(制動力)の上昇が急になるため小さなブレーキ出力の範囲のコントロールが難しくなってしまう。
このため本実施例では、反力ピストン238から伝達される後退力に対抗するために、入力側部材204とリテーナ212との間にばね213よりも小さなセット荷重を有するばね228を弾装しており、このばね228により反力ピストン238の後退力の大きさ応じて、換言すると、ブレーキペダルの操作量に応じて入力側部材4と出力側部材5との間隔が決まるようにしている。
そして図示した非作動時には、リターンスプリング234の弾発力によりリヤシェル202に当接したキー部材232に入力側部材204が係合し、また入力側部材204のフロント側端部204Aに出力側部材205の小径部205Bが係合しており、この状態では入力側部材204は、出力側部材205に対して相対的に前進されている。
また本第3実施例では、上記入力側部材204と出力側部材205との構成が変わったのに伴い、第2変圧室240と変圧室Bとを連通させるオリフィス通路243の構成も第1実施例および第2実施例の構成とは異なっている。
すなわち、第1実施例および第2実施例では弁プランジャ19、119の大径部19b、119bを内側部材4、104内に挿入させていたが、本実施例では弁プランジャ219の大径部219bを反力ピストン238の突出部238Aの先端に形成した凹部238B内に収容させてあり、これによりオリフィス通路243を第1実施例および第2実施例の第2通路47、147に相当する部分だけで形成している。
なお、上述した以外の構成は第1実施例および第2実施例と基本的に同様に構成されており、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」を加えた符合を付している。
以上のような構成を有する第3実施例であっても、第1実施例および第2実施例と同様に、通常の作動時よりも軽い踏力で急作動させることができる。
【0020】
なお上記第1ないし第3実施例では、バルブボデイ3、103、203を構成する入力側部材4、104、204と出力側部材5、105、205とを摺動自在に設けていたが、これに限定されるものではなく、入力側部材4、104、204と出力側部材5、105、205とを連結して相対変位不能に構成してもよい。なおこのように構成した場合には、ストローク短縮手段60によって入力軸のストロークを短縮することは不可能になるので、ストローク短縮手段60は不必要となる。
また第1実施例では、ストローク短縮手段60により急作動時の踏込み量を通常の作動時よりも短縮するようにしていたが、必ずしもストローク短縮手段60を設ける必要はなく、適宜省略してもよい。
【0021】
次に、図7は本発明の第4実施例を示すものであり、上述した第1ないし第3実施例ではいずれも本発明を気圧式倍力装置に適用したものであるが、本第4実施例ではマスタシリンダ一一体型の液圧式倍力装置に適用したものである。
図7において、概略筒状のハウジング301の小径部内に有底筒状のパワーピストン302を摺動自在に嵌合してあり、このパワーピストン302の左端部をマスターシリンダ303の第1ブレーキ液圧室304に液密を保持して臨ませている。
上記マスターシリンダ303は、上記ハウジング301内の大径部内に液密を保持して嵌合した筒状のインナー部材306と、その開口側よりハウジング301の大径部内に圧入されてインナー部材306をハウジング301の段部との間で挟持するとともに、このハウジング301の左端部開口を密封する有底のアウター部材307と、上記インナー部材306内に液密を保持して摺動自在に嵌合され、上記パワーピストン302に連動するピストン308とを備えており、このピストン308とパワーピストン302との間に上記第1ブレーキ液圧室304を形成するとともに、ピストン308とアウター部材307との間に第2ブレーキ液圧室309を形成している。すなわち、本実施例ではパワーピストン302をマスターシリンダ303の第1ブレーキ液圧室304のピストンとして兼用したことにより出力軸を省略した構成としている。
また、上記パワーピストン302とピストン308との間に第1ばね311を弾装するとともに、上記ピストン308とアウター部材307との間に第2ばね312を弾装し、液圧倍力装置の非作動時にはパワーピストン302を後に詳述するプラグ313に当接させるとともに、ピストン308をパワーピストン302との間に配置した収縮可能な収縮ロッド314に当接させている。
この収縮ロッド314は、パワーピストン302に当接するロッド部315と、このロッド部315に摺動自在に嵌合されて、上記ピストン308に当接する釣鐘状の摺動部316とから構成されており、この摺動部316とロッド部315の右端に設けたリテーナ317との間に上記第1ばね311を収縮させた状態で弾装して、図示非作動状態では第1ばね311の弾発力により摺動部316をロッド部315の左端に形成した段部に当接させている。この状態では第1ばね311のセット荷重を第2ばね312のセット荷重よりも僅かに大きくなるように設定している。
また上記第1ブレーキ液圧室304および第2ブレーキ液圧室309は、液圧式倍力装置の非作動時にはピストン308およびパワーピストン302に形成した通路320、321とハウジング301に形成した通路322、323を介してそれぞれハウジング301に一体に設けたリザーバ324に連通するとともに、このハウジング301に形成した別の通路325、326を介してそれぞれ図示しないホイールシリンダに連通されている。
これに対し、液圧式倍力装置が作動されてパワーピストン302およびピストン308が前進されたときには、リザーバ324と第1ブレーキ液圧室304および第2ブレーキ液圧室309の連通は遮断されるようになるが、第1ブレーキ液圧室304と第2ブレーキ液圧室309と各ホイールシリンダとは連通されている。
これにより液圧式倍力装置が作動されてパワーピストン302が前進すると、それに伴ってピストン308も前進されるようになるので、第1ブレーキ液圧室304および第2ブレーキ液圧室309とで発生した各液圧がそれぞれホイールシリンダに供給されてブレーキ作用が行なわれる。
【0022】
次に、図7、図8に基づいて、液圧式倍力装置の構成について説明する。
ハウジング301の右端部開口は上記プラグ313によって密封してあり、このプラグ313とパワーピストン302との間に圧油が導入される動力室330を形成している。
本実施例のパワーピストン302は、マスターシリンダ303の第1ブレーキ液圧室304に臨む有底筒状の出力側部材331と、この出力側部材331内に液密を保持して摺動自在に設けられた入力側部材332とを備えており、上記出力側部材331と入力側部材332との間に付勢手段としてのばね333を弾装し、このばね333により入力側部材332を出力側部材331に対して右方に付勢して図示非作動状態では出力側部材331の隔壁に入力側部材332を当接させている。
上記入力側部材332内には、段付のスリーブ334を液密を保持して一体に設けてあり、このスリーブ334の左端部の先端を弁機構335を構成する第1弁座336としている。また、上記入力側部材332内には、弁機構335を構成する弁体337を設けてあり、この弁体337は、カラー338に液密を保持して摺動自在に貫通させた軸部339と、この軸部339の右端に設けたボール340とから構成してあり、該弁体337は上記カラー338との間に弾装したばね341の弾発力により図示非作動状態では第1弁座336に着座するようになっている。
そして、上記弁体337と第1弁座336との間に形成した圧力室344は、入力側部材332に形成した通路345および出力側部材331に形成した通路346、さらにハウジング301に形成した通路347とから形成される供給通路348、およびこれに接続された導管349(図7参照)を介して図示しないポンプに連通させてあり、該ポンプによって常時圧力室344に所定圧の圧油を供給できるようにしている。なお、図示しないがポンプよりも下流側にはポンプで発生した圧油を蓄圧するアキュームレータが設けられている。
また上記弁体337と入力側部材332との間に形成したバランス室351は、入力側部材332に形成した連通路352、およびスリーブ334に設けた透孔353を介して上記動力室330に連通させており、この動力室330に圧油が導入された際に該バランス室351内に圧油を導入することができるようにしている。このバランス室351は、弁体337が開口された状態のときに圧力室344内の圧油から受ける付勢力と同程度の付勢力を弁体337に付勢するために設けられたものであり、それにより作動状態から踏力が解除された際にばね341の弾発力によって弁体337が第1弁座336に着座することができるようになっている。
さらに上記パワーピストン302と入力側部材332との間に形成した付勢室355も、バランス室351と同様に、入力側部材332に形成した連通路352、およびスリーブ334に設けた透孔353を介して上記動力室330に連通されており、動力室330に圧油が導入された際に該付勢室355内に圧油を導入することができるようにしている。この付勢室355は、液圧倍力装置が作動された際に入力側部材332を出力側部材331に対して相対的に後退させるためのものであり、このため上記付勢室355に臨む入力側部材332の面積を動力室330に臨む方の面積よりも大きく設定している。
また、上記プラグ313内には図示しないブレーキペダルに連動させた入力軸356を液密を保持して摺動自在に嵌合させてあり、この入力軸356の先端部に上記弁機構335を構成する第2弁座357を形成している。この入力軸356と上記スリーブ334との間にはばね358を弾装してあり、このばね358によって入力軸356を右方に付勢してブレーキペダルの踏み込みが解除されている図示非作動状態では第2弁座357が弁体337から離隔するようにしている。
上記入力軸356の軸部には、上記動力室330に連通する通路360が形成してあり、動力室330は、上記通路360とプラグ313に形成した通路361、ハウジング301に形成した通路362とから形成される排出通路364、およびこれに接続された導管365(図7参照)を介してリザーバ324に連通することができるようになっている。
これにより弁体337がスリーブ334の第1弁座336に着座し、入力軸356の第2弁座357から離隔する液圧倍力装置の非作動時には、圧力室344内に導入された圧油は動力室330および排出通路364を介してリザーバ324に回収されるので、出力側部材331および入力側部材332に圧油が作用することはない。
これに対し、ブレーキペダルが踏み込まれて入力軸356が前進された作動時には、上記入力軸356の先端部に形成した第2弁座357を弁体337に当接させて動力室330と排出通路364の連通を遮断するとともに、入力軸356によって弁体337が第1弁座336から離座するようになるので、圧力室344に導入される圧油が動力室330内に導入され、該動力室330内に導入された圧油によってパワーピストン302の出力側部材331および入力側部材332が前進される。このとき、プラグ313を貫通して動力室330に臨む入力軸356の先端部には動力室330の圧油が作用しており、この入力軸356に作用する圧油が反力として運転者に伝達されることになる。
そして、上述した作動状態からブレーキペダルの踏み込みが解除された際には、ブレーキペダルおよび入力軸356が後退して弁体337がスリーブ334の第1弁座336に着座して圧力室344と動力室330との連通を遮断するとともに、弁体337から入力軸356の第2弁座357が離隔するようになるので、動力室330に導入されていた圧油が排出通路364および導管365を介してリザーバ324に排出されて図示非作動位置に復帰するようになる。
【0023】
しかして本実施例では上記動力室330の圧油による反力とは別に入力軸356に反力を付与する流体圧反力機構370を設けている。
すなわち、図8に示すように流体圧反力機構370は、入力軸356のリヤ側大径部とフロント側小径部との間に形成された段部371と、上記プラグ313の内周面に段部371を囲むように形成された反力室372とを備えており、この反力室372は入力軸356の通路360に連通するとともに、該プラグ313に形成した通路361にも連通している。
また流体圧反力機構370は、図7に示すように、ハウジング301内に形成されて上記動力室330と連通する反力通路373と、この反力通路373と上記導管365を連通させる導管374と、上記導管365と導管374との間に設けられてこれら両導管間の流路を切換える流路切換え弁375とを備えている。
上記流路切換え弁375は、反力通路373および導管374を介して供給される動力室330の圧油が予め設定された設定圧を上回るまでは動力室330とリザーバ324とを連通させ、他方、動力室330と反力室372の連通を遮断しているが、動力室330からの圧油が設定圧を上回るようになると、その圧油の力により自動的に流路が切換わって、動力室330とリザーバ324の連通の遮断し、他方、動力室330と反力室372とを連通させるようになる。
このことから理解されるように、上記動力室330に供給された圧油は、反力通路373、流路切換え弁375および排出通路364を介して反力室372に導入されるようになるので、この反力室372内の圧油が入力軸356の段部371に作用して該入力軸356を右方に付勢するようになる。
その結果、運転者には、入力軸356に作用する動力室330の反力と上記反力室372の反力の和がブレーキ反力として伝達されることになる。
【0024】
さらに本実施例では、上記流体圧反力機構370から伝達される反力を低減させる反力低減手段380を設けている。
この反力低減手段380は、流路切換え弁375と排出通路364との間の導管365に設けたオリフィス381と、このオリフィス381の前後を迂回するように配設された導管382と、この導管382に設けられ、動力室330内の圧油が導管382を介して反力室372に導入されるのを阻止する一方、反力室372または動力室330の圧油が導管382を介してリザーバ324に排出されるのを許容する逆止弁383と、上記流路切換え弁375とオリフィス381との間に設けられ、導管365内の液圧が所定圧以上に上昇した際に一時的に導管365内の圧油を蓄えてオリフィス381または流路切換え弁375が破損するのを防止するダンパー384とを備えている。
このことから理解されるように、上記オリフィス381により反力室372に導入される圧油の量は動力室330内に導入される圧油量の変動に作用されることなく常に一定量となる。
【0025】
しかして、上述した構成を有する液圧式倍力装置の作動について説明する。
先ず、上述した非作動状態からブレーキペダルが相対的に緩やかに踏み込まれたときには、図9に示すように、入力軸356の先端に形成した第2弁座357が弁体337に当接して動力室330と排出通路364の連通を遮断するとともに、スリーブ334に形成した第1弁座336から弁体337が離座して圧力室344と動力室330とを連通させる。これにより圧力室344から動力室330に圧油が導入されるので、この圧油によりパワーピストン302の出力側部材331および入力側部材332が前進されるようになる。
このとき入力側部材332の前進量は、出力側部材331の前進量に比較して相対的に小さくなる。
すなわち、入力側部材332には付勢室355内に導入された圧油によって右方への付勢力が作用しているので、この付勢力がばね333のセット荷重よりも小さい間は入力側部材332は出力側部材331と一体に前進するが、上記付勢力がばね333のセット荷重を上回るようになると、前進途中で入力側部材332がばね333の弾発力に抗して出力側部材331から離隔、すなわち入力側部材332の前進量が出力側部材331の前進量よりも小さくなる。
このことから理解されるように、本実施例では出力側部材331の前進量よりも弁機構335を収容した入力側部材332の前進量を小さく設定しているので、入力側部材332の前進に伴って前進される入力軸356およびこれに連動するブレーキペダルのストロークを相対的に小さくすることができるので、従来のようにパワーピストン302に直接弁機構335を設ける場合に比較してブレーキフィーリングの向上を図ることが可能となる。
また反力室372には、オリフィス381を介して圧油が導入されるので、この反力室372の圧油および前述した動力室330の圧油が入力軸356に作用し、この双方の圧油が入力軸356に連動するブレーキペダルに伝達されるようになるので、運転者はブレーキの操作感を関知することができる。
なお、入力側部材332が出力側部材331に対して離隔するタイミングおよび離隔時の速度は、ばね333のセット荷重およびばね定数により調整することができる。
【0026】
次に、ブレーキペダルが急激に踏み込まれたときの作動について説明すると、このような急作動時には、入力軸356の第2弁座357により弁体337が通常の踏込み時よりも入力側部材332に対して大きく前進されるようになる。
これにより、スリーブ334に形成した第1弁座336から弁体337が通常の踏み込み時よりも大きく離隔するので、この第1弁座336と弁体337との間を介して動力室330に大量の圧油が導入され、それにより出力側部材331が急激に前進されて急制動が行なわれる。
これに対し、反力室372にはオリフィス381を介して通常の操作時と同量の圧油しか供給されないので、反力室372の圧油の圧力上昇が出力の上昇に対して相対的に遅れて上昇するようになる。
その結果、上記流体圧反力機構370がブレーキペダルに与える反力は、急作動時には小さくなるので、小さな力で液圧式倍力装置を急作動させることができる。
【0027】
次に、図10、図11は本発明の第5実施例を示すものであり、上記第4実施例では流体圧反力機構370および反力低減手段380を設けていたが、本実施例ではこれらを省略し、液圧式倍力装置が急作動された際に通常の踏込み時よりも踏込み量を短縮するストローク短縮手段490を単独で設けたものである。なお、このストローク短縮手段490は、上記流体圧反力機構370および反力低減手段380と併用して設けることも可能であるが、その場合にはストローク短縮手段490に若干設計変更を施せばよい。
しかして上記ストローク短縮手段490は、出力側部材431に形成されて付勢室455に連通する通路491(図11参照)および上記ハウジング301に形成されて上記通路491に連通する通路492(図11参照)とから構成される付勢通路493と、この付勢通路493と上記ポンプとを接続する導管494と、この導管494に設けられた開閉弁495と、非作動時および通常の作動時には開閉弁495を閉鎖して付勢室455に圧油が導入されるのを阻止するとともに、急作動と判断した際には開閉弁495を開放して付勢室455に圧油を供給する制御装置496とを備えている。この制御装置496には、ブレーキペダルに作用する踏力またはストローク速度等を検出する図示しないセンサより検出値が入力されるようになっており、制御装置496は検出値と予め設定された基準値とを比較して検出値が基準値を上回っていた際に急制動と判断して開閉弁495を開放するようになっている。
また本実施例では、第4実施例とは異なり、付勢室455と連通路452との間を塞いで、該付勢室455内から連通路452を介して圧油が逃げないようにしている。
なお上述した以外の構成は第4実施例と同様に構成されており、第4実施例と同一の部材には第4実施例で用いた符合に「100」を加えた符号を付している。
【0028】
しかして、上述した構成を有する液圧式倍力装置の作動について説明する。
先ず、上述した非作動状態からブレーキペダルが相対的に緩やかに踏み込まれたときには、入力軸456の先端に形成した第2弁座457が弁体437に当接して排出通路464と動力室430の連通を遮断するとともに、スリーブ434に形成した第1弁座436から弁体437が離座して圧力室444と動力室430とを連通させる。これにより圧力室344から動力室430に圧油が導入されるので、この圧油によりパワーピストン402の出力側部材431および入力側部材432が前進されるようになる。
これにより、ブレーキペダルを相対的に緩やかに踏み込んだ際には、運転者は従来一般の液圧倍量装置と同様な操作フィーリングで操作することができる。
【0029】
次に、急激にブレーキペダルが操作されたときの作動について説明する。このような急激な作動時、具体的には制御装置496が急制動と判断するような急激な踏込み時には、入力軸456の第2弁座457により弁体437が入力側部材432に対して大きく前進されるようになる。
これにより、スリーブ434に形成した第1弁座436から弁体437が大きく離隔するので、この第1弁座436との間を介して動力室430に大量の圧油が導入され、それにより出力側部材431が急激に前進されて急制動が行なわれる。
またこれと同期して、ストローク短縮手段490の制御装置496が急制動と判断したことにより、それまで閉鎖していた開閉弁495を開放させて付勢室455に強制的に圧油が供給される。
これにより、上記付勢室455には動力室430から導入される圧油に加えて上記ポンプからの圧油が導入されるので、入力側部材432は出力側部材431に対して通常の作動時よりも手前側で離隔するようになる。
その結果、運転者が踏み込む踏込み量は入力側部材432が通常の作動時よりも手前側で出力側部材431から離隔する分だけ短縮されるようになるので、急作動時の踏込み量を通常の作動時よりも短縮することができ、それによって液圧式倍力装置の応答性を向上させて制動距離の短縮を図ることができる。
【0030】
なお上記第4実施例では、出力側部材331と弁機構335を収容する入力側部材332を相対変位可能に設けていたが、これに限定されるものではなく出力側部材331に入力側部材332を固定して相対変位不能に構成してもよい。
また上記第4実施例では、急制動時だけに限定してブレーキペダルの踏み込み量を短縮するように制御装置496を設定していたが、これに限定されるものではなく、制御装置496にブレーキペダルの操作量に応じた圧油を送り込むような設定を行ってもよい。
【0031】
【発明の効果】
以上のように本発明においては、通常の踏込み時には流体圧反力機構によって必要な反力を運転者に伝達させることができ、しかも急作動時には反力低減手段によって運転者に伝達される反力を低減させることができるので、通常よりも軽い踏力で倍力装置を急作動させ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】本発明の第1実施例を示す断面図。
【図2】図1の急制動時の状態を示す要部の拡大断面図。
【図3】図1の全負荷状態を示す拡大断面図。
【図4】本発明の第2実施例を示す断面図。
【図5】図4の急制動時の状態を示す要部の拡大断面図。
【図6】本発明の第3実施例を示す断面図。
【図7】本発明の第4実施例を示す断面図。
【図8】図7の要部の拡大断面図。
【図9】図7の作動状態を示す要部の拡大断面図。
【図10】本発明の第5実施例を示す断面図。
【図11】図10の作動状態を示す要部の拡大断面図。
【符号の説明】
3、103、203…バルブボデイ
4、104、204、331、431…入力側部材
5、105、205、332、432…出力側部材
6、106…筒状部材
7、107…外側部材
8、108…内側部材
10、110…リヤ側部材
11、111…フロント側部材
17、117、217、335、435…弁機構
19、119、219…弁プランジャ
30、130、230、356、456…入力軸
37、137、237、370…流体圧反力機構
38、138、238…反力ピストン
39、139、239…第2定圧室
40、140、240…第2変圧室
42、380…反力低減手段
43、143、243…オリフィス通路
51…シール部材
155、156…絞り部
60、490…ストローク短縮手段
381…オリフィス
A…定圧室
B…変圧室
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a brake system including a booster, and more particularly to a reaction force mechanism of a booster.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a brake system used in an automobile or the like generally includes a booster having an input shaft that is linked to a brake pedal, a master cylinder that is linked to an output shaft of the booster, and a wheel that is operated by the output hydraulic pressure of the master cylinder And a cylinder.
As the booster, a pneumatic booster and a hydraulic booster are used. The pneumatic booster includes a valve body slidably provided in a shell and a power piston provided on the valve body. A constant pressure chamber and a variable pressure chamber formed before and after the power piston, a valve mechanism provided in the valve body for controlling switching of the flow path, and slidably provided in the valve body. A valve plunger constituting the unit, an input shaft for moving the valve plunger forward and backward to switch the flow path of the valve mechanism, and an output shaft advanced by the advance of the power piston.
The reaction force mechanism of the pneumatic booster includes a rubber reaction disk disposed between the output shaft and the valve plunger. When the brake booster is activated, the reaction disk includes a valve body and a valve plunger. At the same time, a part of the brake reaction force applied to the output shaft is received by the valve body and the rest is transmitted to the valve plunger, and the brake reaction force applied to the valve plunger is transmitted to the driver via the input shaft and the brake pedal. It is made to perceive.
At this time, the servo ratio of the brake booster can be changed by changing the ratio between the reaction force received by the valve body and the reaction force received by the valve plunger, more specifically, the ratio of the pressure receiving area of both. .
On the other hand, the hydraulic booster is provided with a power piston slidably provided in a housing, a power chamber formed at one end of the power piston in the housing, and provided in the power piston and interlocking with an input shaft. A valve mechanism that is operated to switch the flow path, a supply passage that communicates the power chamber and the pressure fluid source via the valve mechanism, a discharge passage that communicates the power chamber to the reservoir via the valve mechanism, And an output shaft that is advanced by the advance of the power piston.
In this hydraulic booster, the hydraulic pressure in the power chamber is applied to the input shaft so that it can be transmitted to the driver as a brake reaction force.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The servo ratio of the conventional booster is generally set to be large so that a large brake fluid pressure can be generated with a small brake pedal force, but it is expected to be large due to the delay of the brake booster during sudden braking. The output was not obtained, and it was found that it was difficult for a powerless driver such as an elderly person or a woman to perform sudden braking.
For example, in the case of a pneumatic booster, when the brake pedal is depressed, the flow path of the valve mechanism is switched via the input shaft, whereby pressure fluid is introduced into the variable pressure chamber and the power piston and valve body are advanced. It becomes like this. When the valve body moves forward, the output shaft is moved forward via the reaction disk. When the brake fluid pressure is generated by the advancement of the output shaft and the reaction force is applied to the output shaft, the brake reaction force applied to the output shaft as described above. Is distributed to the valve body and the valve plunger.
However, during sudden braking, before the power piston and valve body are advanced by the pressure fluid introduced into the variable pressure chamber, the valve plunger that is linked to the brake pedal via the input shaft is advanced, so that it is added to the output shaft. Most of the brake reaction force is transmitted to the valve plunger, and as a result, the brake reaction force transmitted to the driver is abnormally large.
As a result, when braking suddenly, you must overcome the abnormally large brake reaction force and depress the brake pedal, and in the case of normal brake operation that gradually depresses the brake pedal and obtains a large braking force Compared with, the brake force required for sudden braking could not be obtained unless the brake pedal was depressed with much greater force.
The same applies to the hydraulic booster.
In view of such circumstances, the present invention provides a brake system that can obtain a large output with a light pedal force during sudden braking.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
  That is, the present invention described in claim 1 includes a pneumatic booster having an input shaft interlocked with a brake pedal, a master cylinder interlocked with an output shaft of the booster, and an output hydraulic pressure of the master cylinder. The pneumatic booster includes a valve body slidably provided in a shell, a power piston provided on the valve body, a constant pressure chamber and a variable pressure chamber formed before and after the power piston. A valve mechanism provided in the valve body for switching and controlling the flow path, a valve plunger slidably provided in the valve body and constituting a part of the valve mechanism, and advancing and retracting the valve plunger. A brake system having an input shaft for switching the flow path of the valve mechanism and an output shaft advanced by the advance of the power piston
  A fluid pressure reaction force mechanism for providing a pseudo reaction force to the valve plunger is provided while the reaction force applied to the output shaft is not transmitted to the valve plunger when the booster is operated. The mechanism is provided slidably on the valve body and has a reaction force piston on which the pressure of the constant pressure chamber and the variable pressure chamber acts, and a differential pressure between the pressure of the constant pressure chamber acting on the reaction force piston and the pressure of the variable pressure chamber The reaction force reducing means for reducing the reaction force transmitted from the fluid pressure reaction force mechanism to the valve plunger when the booster is suddenly operated is transmitted to the valve plunger as a pseudo reaction force. It is provided.
  According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a hydraulic booster having an input shaft interlocked with a brake pedal, a master cylinder interlocked with an output shaft of the booster, and an output hydraulic pressure of the master cylinder. An operating wheel cylinder,
  The hydraulic booster is provided with a power piston slidably provided in a housing, a power chamber formed at one end of the power piston in the housing, and provided in the power piston and operating in conjunction with an input shaft. A valve mechanism that switches the flow path, a supply passage that communicates the power chamber and the pressure fluid source via the valve mechanism, a discharge passage that communicates the power chamber with the reservoir via the valve mechanism, and An output shaft that is advanced by the advance of the power pistonWhen the brake pedal is depressed and the hydraulic booster is activated, the hydraulic pressure in the power chamber is transmitted to the input shaft as a reaction force.In the brake system,
  In addition to the hydraulic pressure in the power chamber, a fluid pressure reaction force mechanism capable of transmitting a reaction force to the input shaft is provided, and the hydraulic typeReaction force reducing means is provided to reduce the reaction force transmitted from the fluid pressure reaction force mechanism to the input shaft during sudden operation of the booster.In the normal braking operation in which the brake pedal is gently depressed, the hydraulic pressure of the power chamber and the reaction force of the fluid pressure reaction force mechanism are transmitted to the input shaft as a brake reaction force, and the brake When the pedal is suddenly depressed, the reaction force transmitted from the fluid pressure reaction force mechanism to the input shaft is reduced by the reaction force reduction mechanism.
[0005]
[Action]
  According to the configuration of claim 1 aboveIn the normal operation, the reaction force is transmitted from the fluid pressure reaction force mechanism to the input shaft, so that the same operation as the conventional one can be performed. On the other hand, since the reaction force reducing means reduces the reaction force transmitted to the input shaft during sudden operation, it is possible to cause the booster device to perform sudden operation with a lighter operating force than during normal operation.
  Further, according to the configuration of the seventh aspect, during normal brake operation, the reaction force is transmitted from the power chamber and the fluid pressure reaction force mechanism to the input shaft, and the same operation as the conventional one can be performed. On the other hand, when the brake pedal is suddenly depressed, the reaction force from the fluid pressure reaction mechanism is reduced by the reaction force reducing means, so that the booster operates quickly with a lighter operating force than during normal operation. Can be performed.
[0006]
【Example】
The pneumatic booster of the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiment. In FIG. 1, a valve body 3 is slidably provided in a front shell 1 and a rear shell 2 of the pneumatic booster.
The valve body 3 of the present embodiment is fitted in an input side member 4 that is air-tightly slidably provided in the cylindrical portion 2A of the rear shell 2 and a front side end portion of the input side member 4 so as to be relatively displaceable. And a combined output side member 5.
The input side member 4 is fitted and fixed to a cylindrical member 6 slidably inserted into the cylindrical portion 2A of the rear shell 2 and an outer peripheral surface of a front side end portion of the cylindrical member 6, A substantially U-shaped outer member 7 whose side end is open and a cylindrical inner member 8 fitted and fixed to the inner peripheral surface of the front end of the cylindrical member 6 are configured.
On the other hand, the output side member 5 is arranged on the rear side, and is connected to the front side of the rear side member 10 and has a bottomed side which is open on the rear side. It comprises a cylindrical front side member 11.
The rear side member 10 of the output side member 5 is slidably fitted to the outer side member 7 of the input side member 4 from the opening front side. And the retainer 12 attached to the rear side member 10 can be slid. Further, springs 13A and 13B as elastic members provided concentrically are mounted between the rear side member 10 and the outer member 7, and the output side member 5 and the input side member are supported by the springs 13A and 13B. 4 are biased in a direction away from each other in the axial direction.
A power piston 14 and a diaphragm 15 attached to the rear side of the power piston 14 are connected to the outer peripheral portion of the output side member 5, and the inside of the sealed container is connected to the constant pressure chamber A on the front side by the diaphragm 15. It is divided into a rear variable room B.
[0007]
Next, the valve mechanism 17 for switching the fluid circuit between the constant pressure chamber A and the variable pressure chamber B will be described. The valve mechanism 17 includes an annular first valve seat 18 formed on the tubular member 6 of the input side member 4 and an annular formed on the right end of a valve plunger 19 slidably fitted in the tubular member 6. The second valve seat 20 and a valve body 22 seated on the valve seats 18 and 20 by a poppet return spring 21 from the right side of FIG.
Then, the outer peripheral side of the first valve seat 18 is communicated with the constant pressure chamber A via the shaft portion of the cylindrical member 6 and the constant pressure passage 23 formed between the outer member 7 and the inner member 8, and this constant pressure. The chamber A is communicated with an intake manifold of an engine (not shown) through a negative pressure introduction pipe 24 that is connected to the front shell 1 to constantly introduce negative pressure. An intermediate portion between the first valve seat 18 and the second valve seat 20 is communicated with the variable pressure chamber B through a radial variable pressure passage 25 formed in the tubular member 6. Further, the inner peripheral side of the second valve seat 20 is communicated with the atmosphere through a pressure passage 26 formed in the input side member 4.
[0008]
The distal end of the input shaft 30 is pivotally connected to the right end of the valve plunger 19 slidably provided in the input side member 4 of the valve body 3. The input shaft 30 and the input side member 4 of the valve body 3 A spring 31 having a spring force larger than the spring force of the poppet return spring 21 is mounted. When the brake pedal is not depressed by the spring force of the spring 31, the valve plunger is not operated. The valve body 22 is seated on the 19 second valve seats 20, and the valve body 22 is separated from the first valve seat 18 of the input side member 4. The end portion of the input shaft 30 is interlocked with a brake pedal (not shown).
Further, the valve plunger 19 prevents the key member 32 from being pulled out from the cylindrical member 6 of the input side member 4. Although not shown, the key member 32 is formed in a bifurcated shape from the center to the tip, and the key member 32 is inserted into an insertion hole 33 (see FIG. 2) formed in the diameter direction of the cylindrical member 6. The base portion of the bifurcated portion is engaged with the small diameter portion 19a (see FIG. 2) of the valve plunger 19.
At this time, the insertion hole 33 and the variable pressure passage 25 are integrally formed adjacent to each other in the axial direction of the input side member 4, but are orthogonal to the width of the insertion hole 33, that is, the axial direction of the input side member 4. The width of the key member 32 in the direction perpendicular to the insertion direction of the insertion hole 33 is set wider than the width of the variable pressure passage 25 in the same direction. The member 4 can be displaced in the axial direction.
The key member 32 and the valve plunger 19 can be displaced in the axial direction with respect to the key member 32 within the range of the axial length of the small-diameter portion 19a, so that when the brake booster is not operated. The input side member 4 and the valve plunger 19 are brought into contact with the key member 32 in contact with the inner surface of the rear shell 2 and stopped. In this state, the valve plunger 19 is held at a position relatively advanced with respect to the valve body 3, thereby reducing the loss stroke of the input shaft 30 at the start of operation of the brake booster. Yes.
When the brake booster is not in operation, the springs 13A and 13B are compressed by the return spring 34 elastically placed between the inner wall of the front shell 1 and the front side member 11 of the output side member 5 to compress the input side member 4. The rear side member 10 of the output side member 5 is held in contact with the outer member 7 in the non-operating position in the figure.
[0009]
Next, the distal end portion of the output shaft 35 of the present embodiment is protruded to the outside from the shaft portion of the front shell 1 through the seal member 36, and is interlocked with a piston of a master cylinder (not shown). On the other hand, the base portion 35 </ b> A of the output shaft 35 is fitted into the concave portion 11 </ b> A formed in the front side member 11 of the output side member 5 and is integrally connected to the output side member 5.
Thus, in this embodiment, when the brake booster is operated, all the brake reaction force acting on the output shaft 35 via the master cylinder is received by the output side member 5 of the valve body 3 and is received by the valve plunger 19. It is not transmitted.
By the way, if the brake reaction force is not transmitted to the valve plunger 19, the driver cannot obtain a feeling of brake operation.
For this reason, in this embodiment, by providing the fluid pressure reaction force mechanism 37, a pseudo reaction force corresponding to the depression amount of the brake pedal is applied to the driver.
That is, the fluid pressure reaction force mechanism 37 includes a reaction force piston 38 slidably fitted to a support portion 11B protruding from the shaft portion of the front side member 11 of the output side member 5 to the rear side, and this reaction force. A second constant pressure chamber 39 formed in the front side member 11 on the rear side of the piston 38 and a second variable pressure chamber 40 formed in the front side member 11 on the front side of the reaction force piston 38 are provided. .
The second constant pressure chamber 39 communicates with the constant pressure chamber A through a communication hole 41 formed at the rear end of the front side member 11 and also communicates with the constant pressure passage 23.
On the other hand, the second variable pressure chamber 40 communicates with the variable pressure passage 25 via an orifice passage 43 as a reaction force reducing means 42 described in detail later, and communicates with the variable pressure chamber B via the variable pressure passage 25. In addition, the constant pressure chamber A is communicated with the constant pressure passage 23.
A protruding portion 38A that protrudes rearward from the shaft portion of the reaction force piston 38 is slidably fitted in the inner member 8 of the input side member 4 while maintaining airtightness. Is opposed to the large-diameter portion 19b of the valve plunger 19 fitted from the front side.
A spring 44 is elastically mounted between the reaction force piston 38 and the inner member 8 of the input side member 4, and this spring 44 allows the reaction force piston 38 to be connected to the output side member 5 when the brake booster is not operated. The front side member 11 is held in contact with the forward end position. In this state, a gap is formed between the protrusion 38 </ b> A of the reaction force piston 38 and the valve plunger 19.
A ring-shaped seal member 45 is disposed on the outer periphery of the reaction force piston 38, and the seal member 45 seals between the reaction force piston 38 and the front side member 11.
[0010]
Next, the configuration of the orifice passage 43 that reduces the reaction force transmitted from the fluid pressure reaction force mechanism 37 when the brake pedal is depressed relatively quickly will be described.
The orifice passage 43 is formed between the inner peripheral surface of the inner member 8 of the input side member 4 and the outer peripheral surface of the large-diameter portion 19b of the valve plunger 19 inserted into the inner member 8 from the front side. A first passage 46 that communicates with the passage 25, a second passage 47 that is formed in a projecting portion 38 </ b> A that projects from the shaft portion of the reaction force piston 38 to the rear side, communicates with the first passage 46, and the output A plurality of third passages 48 are formed on the outer peripheral surface of the support shaft 11B of the front side member 11 of the side member 5 and communicated with the second passage 47 and the second variable pressure chamber 40. This orifice passage 43, that is, the flow passage area of the second passage 47 formed in the protruding portion 38A of the reaction force piston 38 is set smaller than the flow passage area of the variable pressure passage 25.
The second passage 47 is opened in a groove 49 formed in the distal end surface of the projecting portion 38A of the reaction force piston 38 in the radially outward direction, so that the projecting portion 38A has a large diameter of the valve plunger 19. The first passage 46 and the second passage 47 can be communicated with each other through the groove 49 even when contacting the portion 19b.
[0011]
Further, in the present embodiment, the large diameter of the valve plunger 19 inserted into the orifice passage 43 in order to prevent the reaction force from being transmitted from the fluid pressure reaction force mechanism 37 when the brake pedal is depressed suddenly. A ring-shaped seal member 51 protruding outward in the radial direction is provided on the portion 19b.
The seal member 51 is positioned within a range of a stepped surface 52 (see FIG. 2) formed on the inner peripheral surface of the inner member 8 constituting a part of the orifice passage 43 during non-operation or normal operation. In this state, the variable pressure passage 25 and the second variable pressure chamber 40 are communicated with each other via the seal member 51 and the concave portion of the stepped surface 52.
On the other hand, as shown in FIG. 2, when the valve plunger 19 is positioned at the forward end position with respect to the input side member 4, the seal member 51 escapes from the stepped surface 52 and is formed on the front side. In this state, the seal member 51 is in close contact with the smooth surface 53 so that the orifice passage 43 is completely closed.
As can be understood from this, when the brake pedal is suddenly depressed, the valve plunger 19 is positioned at the forward end position with respect to the input side member 4, so that the seal member 51 is disposed on the inner member. 8 is in close contact with the smooth surface 53 and the communication between the variable pressure passage 25 and the second variable pressure chamber 40 is blocked.
Further, as shown in FIG. 3, the seal member 51 is in close contact with the smooth surface 53 because the valve plunger 19 is located at the forward end position with respect to the input side member 4 even when the brake booster is fully loaded. Thus, the orifice passage 43 is closed.
In this embodiment, the stepped surface 52 and the smooth surface 53 are formed on the inner member 8. However, the present invention is not limited to this. For example, a portion corresponding to the stepped surface 52 of the inner member 8 is sealed. A large diameter portion larger than the member 51 may be used, and a portion corresponding to the smooth surface 53 may be a small diameter portion smaller than the seal member 51.
[0012]
In this embodiment, a stroke shortening means 60 is provided for shortening the amount of operation of the brake pedal during a sudden operation as compared with that during a normal operation.
The stroke shortening means 60 is connected to an opening 61 formed in the rear shell 2 to connect the variable pressure chamber B to the atmosphere, an opening / closing valve 63 for opening and closing the conduit 62, and when not operating and during normal operation. A control device 64 that closes the on-off valve 63 to prevent air from being introduced into the variable pressure chamber B, and opens the on-off valve 63 to introduce air into the variable pressure chamber B when it is determined to be suddenly operated; I have.
A detection value is input to the control device 64 from a sensor (not shown) that detects a pedaling force or a stroke speed acting on the brake pedal, and the control device 64 receives the detection value and a preset reference value. When the detected value exceeds the reference value, it is determined that the brake is suddenly braked, and the on-off valve 63 is opened.
In this embodiment, the reference value of the control device 64 is set so that the on-off valve 63 is opened when the valve plunger 19 is stepped on at a stretch to the forward end position with respect to the valve body 3.
[0013]
The operation of the pneumatic booster having the above-described configuration will be described.
First, when the brake pedal is depressed relatively slowly from the non-operating state described above, the valve body 22 is seated on the first valve seat 18 formed on the input side member 4 as shown in FIG. The communication between the constant pressure passage 23 and the variable pressure passage 25 that have been in communication is blocked, and the valve body 22 is separated from the second valve seat 20 formed in the valve plunger 19 so that the variable pressure passage 25 and the pressure passage 26 are communicated. As a result, the atmosphere is introduced into the variable pressure chamber B through the variable pressure passage 25, so that a differential pressure is generated between the constant pressure chamber A and the variable pressure chamber B. The differential pressure causes the output side member 5 and the power piston 14 of the valve body 3 to It will move forward as one.
On the other hand, the advance amount of the input side member 4 is relatively smaller than the advance amounts of the output side member 5 and the power piston 14.
That is, a negative pressure acts on a portion of the input side member 4 located in the variable pressure chamber B, and air acts on a portion protruding outside the variable pressure chamber B. As a result, immediately after the valve mechanism 17 is switched, a differential pressure larger than the set load of the springs 13A and 13B is acting on the input side member 4, so that the input side member 4 contacts the output side member 5. Although it moves forward integrally, the differential pressure eventually decreases with a decrease in the negative pressure in the variable pressure chamber B. Therefore, when the differential pressure falls below the set load of the springs 13A and 13B, the input side member 4 becomes the output side member 5. Gradually move away from.
As understood from this, in this embodiment, the advance amount of the input side member 4 that accommodates the valve mechanism 17 is set smaller than the advance amount of the output side member 5. Accordingly, the stroke of the input shaft 30 and the brake pedal interlocked therewith can be made relatively small, so that the output side member 5 and the input side member 4 are fixed and the output side member 5 and the input side member are fixed. The brake feeling can be improved as compared with the case where the amount of forward movement 4 is the same.
In addition, since air is introduced into the second variable pressure chamber 40 formed on the front side of the reaction force piston 38 via the orifice passage 43, a differential pressure is generated between the second variable pressure chamber 40 and the second constant pressure chamber 39, The reaction force piston 38 is urged to the rear side by the differential pressure.
As a result, the reaction force piston 38 compresses and retracts the spring 44, and the projecting portion 38A contacts the end surface of the large diameter portion 19b of the valve plunger 19, so that the differential pressure acting on the reaction force piston 38 is reduced. Since it is transmitted to the brake pedal via the plunger 19 and the input shaft 30, the driver can sense the operational feeling of the brake.
By the way, when the brake pedal is continuously depressed gently and the booster is in a full load state, the input side member 4 is a position where the input side member 4 and the springs 13A and 13B are balanced as shown in the figure. And is stopped on the near side of the retainer 12.
Note that the timing and speed at which the input side member 4 is separated from the output side member 5 can be adjusted by the set load and spring constant of the springs 13A and 13B.
[0014]
Next, the operation when the brake pedal is depressed a little faster than the above-described gentle operation will be described. During such operation, the valve plunger 19 that is linked to the brake pedal via the input shaft 30 is normally depressed. Rather than the input side member 4.
As a result, the valve body 22 is separated from the second valve seat 20 formed on the valve plunger 19 more gently than when the valve body 22 is gently operated, so that a large amount of air is introduced into the variable pressure chamber B via the variable pressure passage 25. Thus, the output side member 5 and the power piston 14 of the valve body 3 are moved forward relatively quickly.
On the other hand, since only the same amount of air as that during the gentle operation is introduced into the second variable pressure chamber 40 on the front side of the reaction force piston 38 through the orifice passage 43, the reaction force against the increase in output described above. Will rise later.
As a result, the reaction force applied to the brake pedal by the fluid pressure reaction force mechanism 37 is relatively small when the operation speed of the brake pedal is high, compared with a gentle operation, so that the brake booster can be operated with a small force. Can be operated.
[0015]
Next, the operation when the brake pedal is suddenly operated will be described. During such a sudden operation, as shown in FIG. 2, the valve plunger 19 interlocked with the brake pedal is advanced at a stretch to the advance end position with respect to the input side member 4 via the input shaft 30.
As a result, the valve element 22 is greatly separated from the second valve seat 20 formed on the valve plunger 19, so that a large amount of air is introduced into the variable pressure chamber B via the variable pressure passage 25, and the stroke is shortened in synchronization therewith. The control device 64 of the means 60 determines that sudden braking is performed, and the open / close valve 63 that has been closed is opened, and air is separately introduced into the variable pressure chamber B from the conduit 62.
As a result, the differential pressure acting on the output side member 5 and the power piston 14 rapidly increases, so that the output side member 5 and the power piston 14 are rapidly advanced to perform rapid braking.
At this time, the differential pressure acting on the input side member 4 is rapidly reduced by the atmosphere introduced from the conduit 62 in addition to the atmosphere introduced from the valve mechanism 17. It will be separated at a point earlier than normal operation.
As a result, the amount of depression by which the driver depresses the brake pedal is shortened by the amount that the position where the input side member 4 is separated from the output side member 5 is on the near side. It can be made smaller than during normal operation. As a result, the response of the pneumatic booster can be improved and the braking distance can be shortened during sudden operation.
Further, the atmosphere is introduced into the second variable pressure chamber 40 on the front side of the reaction force piston 38 so far through the orifice passage 43, more specifically, between the seal member 51 and the stepped surface 52. However, during such a rapid operation, the seal member 51 is in close contact with the smooth surface 53 beyond the stepped surface 52 and immediately closes the orifice passage 43, so that a slight amount of air is introduced into the second variable pressure chamber 40. Become so. As a result, the reaction force piston 38 is urged to the rear side by a small differential pressure and comes into contact with the valve plunger 19.
As a result, the reaction force applied to the brake pedal by the fluid pressure reaction force mechanism 37 becomes very small during a sudden operation in which the valve plunger 19 is advanced to the forward end position with respect to the valve body 3. During operation, the brake booster can be suddenly operated with a lighter pedaling force than during normal operation.
[0016]
In this embodiment, as described above, the valve body 3 is composed of the input side member 4 and the output side member 5 so that the advance amount of the input side member 4 is relatively smaller than the advance amount of the output side member 5. Therefore, when the brake booster is stepped on from the full load state and the brake pedal is stepped on to obtain a larger braking force, the input side member 4 is connected to the relatively advanced output side member 5. Until the contact occurs, a non-reactive section occurs in which the output and reaction force do not increase even when the brake pedal is depressed.
However, in this embodiment, when the full load state is reached, the seal member 51 provided on the valve plunger 19 is in close contact with the smooth surface 53 of the inner member 8 to close the orifice passage 43 as described above. Since the output side member 5 can be moved forward in conjunction with the input side member 4 by the atmosphere in the space sealed by the passage 43, the second variable pressure chamber 40 and the seal member 51, the above-described non-reactive section is eliminated. Can do.
[0017]
Next, FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention.
In the first embodiment, the orifice passage 43 is completely closed by the seal member 51 when the valve plunger 19 is rapidly moved to the forward end position of the valve body 3 at a stroke. In the example, the flow passage area in the orifice passage 143 is reduced during normal operation by the restriction portion 155 formed in the inner member 108 of the valve body 103 and the restriction portion 156 formed in the rear side portion of the large diameter portion 119b of the valve plunger 119. The effect close to that of the first embodiment can be obtained by narrowing down to a smaller value.
That is, the throttle portion 155 on the valve body 103 side is formed at an intermediate position in the inner member 108 that forms the first passage 146 of the orifice passage 143, and the protruding portion 138 A of the reaction force piston 138 slides on the front side thereof. A small-diameter portion 157 to be movably fitted is formed, and a large-diameter portion 158 having a larger diameter is formed on the rear side, and the small-diameter portion 157 substantially corresponds to the throttle portion 155. It is.
On the other hand, the throttle portion 156 on the valve plunger 119 side is formed to protrude radially outward from the rear side portion of the large diameter portion 119b of the valve plunger 119 forming the first passage 146 of the orifice passage 143. The outer diameter is formed to be slightly smaller than the narrowed portion 155 (small diameter portion 157).
The throttle portion 156 is positioned in the large diameter portion 158 when the brake pedal is not depressed or during normal operation. At this time, the second passage 147 formed in the reaction force piston 138 is provided. The flow path area of the first passage 146 is larger than that.
On the other hand, when the valve plunger 119 is stepped on suddenly such that the valve plunger 119 is positioned at the forward end position with respect to the valve body 103, the throttle portion 152 is positioned in the throttle portion 151 beyond the large diameter portion 154 as shown in FIG. In this state, the flow passage area of the first passage 146 is smaller than the flow passage area of the second passage 147.
The configuration other than that described above is the same as that of the first embodiment, and the same members as those of the first embodiment are given the same reference numerals used in the first embodiment plus “100”. Yes.
[0018]
As can be understood from the above configuration, even in the second embodiment, when the brake pedal is depressed relatively gently and during normal operation where the brake pedal is depressed slightly earlier than this, a part of the orifice passage 143 is formed. Since the flow passage area of the first passage 146 is larger than the flow passage area of the second passage 147, which is a substantial orifice passage 143, the brake pedal depressing speed increases as in the first embodiment. The brake booster can be operated with a light pedal effort.
On the other hand, when the valve plunger 119 is suddenly operated at a stroke to the forward end position with respect to the valve body 103, the throttle portion 156 on the valve plunger 119 side enters the throttle portion 155 on the valve body 103 side and enters the first position. The flow passage area of the passage 146 is smaller than the flow passage area of the second passage 147.
As a result, the amount of air introduced into the second variable pressure chamber 140 by the restricting portion 155 and the restricting portion 156 during the sudden braking is greatly reduced as compared with that during normal operation, thereby causing the differential pressure acting on the reaction force piston 138. Is significantly slower than during normal operation, so that the brake booster can be operated suddenly with a small pedal effort.
It should be noted that the throttle portions 155 and 156 of the second embodiment have no effect of eliminating the non-reactive operating section after the full load state of the brake booster as described in the first embodiment.
[0019]
Next, FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention. In the first embodiment and the second embodiment described above, the input side members 4 and 104 are composed of a plurality of members, that is, cylindrical members 6 and 106, outer members 7 and 107, and inner members 8 and 108, and The output side members 5 and 105 are also composed of the plurality of rear side members 10 and 110 and the front side members 11 and 111. However, in the third embodiment, the input side member 204 is a single member formed integrally. At the same time, the output side member 205 is also a single member integrally molded.
That is, the valve body 203 is provided integrally with the substantially cylindrical input side member 204, which is slidably fitted in the cylindrical portion 202A of the rear shell 202, and the power piston 214 and the output shaft 235. A bottomed cylindrical output side member 205 slidably fitted to the input side member 204 from the opened rear side is provided.
The output side member 205 has a large diameter portion 205A formed therein with a slightly larger diameter than the front side end portion 204A of the input side member 204, and a smaller diameter on the front side of the large diameter portion 205A. The formed small-diameter portion 205B and the retainer 212 disposed on the rear side with respect to the front-side end portion 204A fitted in the large-diameter portion 205A are provided, whereby the output-side member 205 is connected to the input-side member 204. On the other hand, relative displacement between the small diameter portion 204B and the retainer 212 can be achieved.
By the way, in the present embodiment, unlike the first and second embodiments, the spring 213 is not elastically mounted on the input side member 204 and the output side member 205 but on the input side member 204 and the reaction force piston 238. I am armed.
Thereby, at the time of operation, a part of the retreating force of the reaction force piston 238 is transmitted to the input side member 204 via the spring 213, so that the input side member 204 is in contact with the retainer 212 immediately after the operation starts. The member 205 moves backward relative to the member 205. As described above, when the distance between the input side member 204 and the output side member 205 is maximized immediately after the operation starts, the brake output (braking force) rises suddenly with respect to the depression of the brake. Control becomes difficult.
For this reason, in this embodiment, a spring 228 having a smaller set load than that of the spring 213 is mounted between the input side member 204 and the retainer 212 in order to counter the backward force transmitted from the reaction force piston 238. The spring 228 determines the distance between the input side member 4 and the output side member 5 according to the magnitude of the retreating force of the reaction force piston 238, in other words, according to the operation amount of the brake pedal.
When not shown, the input side member 204 is engaged with the key member 232 that is in contact with the rear shell 202 by the elastic force of the return spring 234, and the output side member 205 is engaged with the front end 204 </ b> A of the input side member 204. In this state, the input side member 204 is advanced relative to the output side member 205.
In the third embodiment, as the configuration of the input side member 204 and the output side member 205 is changed, the configuration of the orifice passage 243 that connects the second variable pressure chamber 240 and the variable pressure chamber B is also the first embodiment. This is different from the configuration of the example and the second embodiment.
That is, in the first and second embodiments, the large diameter portions 19b and 119b of the valve plungers 19 and 119 are inserted into the inner members 4 and 104, but in this embodiment, the large diameter portion 219b of the valve plunger 219 is inserted. Is accommodated in a recess 238B formed at the tip of the protrusion 238A of the reaction force piston 238, so that the orifice passage 243 is only the portion corresponding to the second passages 47 and 147 of the first and second embodiments. It is formed with.
The configurations other than those described above are basically the same as those in the first and second embodiments. The same reference numerals used in the first embodiment are used for the same members as those in the first embodiment. The code with the added is attached.
Even in the third embodiment having the above-described configuration, it is possible to make it operate rapidly with a lighter pedaling force than in the normal operation, as in the first and second embodiments.
[0020]
In the first to third embodiments, the input side members 4, 104, 204 and the output side members 5, 105, 205 constituting the valve body 3, 103, 203 are slidably provided. The present invention is not limited, and the input side members 4, 104, 204 and the output side members 5, 105, 205 may be connected so as not to be relatively displaced. In this case, the stroke shortening means 60 becomes unnecessary because the stroke shortening means 60 cannot shorten the stroke of the input shaft.
In the first embodiment, the stroke shortening means 60 reduces the amount of stepping during a sudden operation as compared with a normal operation, but the stroke shortening means 60 is not necessarily provided and may be omitted as appropriate. .
[0021]
Next, FIG. 7 shows a fourth embodiment of the present invention. In any of the first to third embodiments described above, the present invention is applied to a pneumatic booster. In the embodiment, the present invention is applied to a hydraulic booster integrated with a master cylinder.
In FIG. 7, a bottomed cylindrical power piston 302 is slidably fitted in a small diameter portion of a substantially cylindrical housing 301, and the left end portion of the power piston 302 is connected to the first brake hydraulic pressure of the master cylinder 303. The chamber 304 is kept liquid-tight.
The master cylinder 303 is a cylindrical inner member 306 fitted in the large-diameter portion of the housing 301 in a liquid-tight manner, and the inner member 306 is press-fitted into the large-diameter portion of the housing 301 from the opening side. The inner member 306 is slidably fitted to the inner member 306 and a bottomed outer member 307 that is sandwiched between the steps of the housing 301 and seals the opening of the left end portion of the housing 301. And a piston 308 interlocking with the power piston 302. The first brake hydraulic pressure chamber 304 is formed between the piston 308 and the power piston 302, and between the piston 308 and the outer member 307. A second brake fluid pressure chamber 309 is formed. That is, in this embodiment, the power piston 302 is also used as the piston of the first brake fluid pressure chamber 304 of the master cylinder 303, so that the output shaft is omitted.
In addition, a first spring 311 is elastically mounted between the power piston 302 and the piston 308, and a second spring 312 is elastically mounted between the piston 308 and the outer member 307. During operation, the power piston 302 is brought into contact with a plug 313, which will be described in detail later, and the piston 308 is brought into contact with a retractable contracting rod 314 disposed between the power piston 302 and the power piston 302.
The contracting rod 314 includes a rod portion 315 that contacts the power piston 302 and a bell-shaped sliding portion 316 that is slidably fitted to the rod portion 315 and contacts the piston 308. The first spring 311 is elastically placed in a contracted state between the sliding portion 316 and a retainer 317 provided at the right end of the rod portion 315, and the elastic force of the first spring 311 is shown in a non-actuated state. Thus, the sliding portion 316 is brought into contact with the step portion formed at the left end of the rod portion 315. In this state, the set load of the first spring 311 is set to be slightly larger than the set load of the second spring 312.
The first brake fluid pressure chamber 304 and the second brake fluid pressure chamber 309 include passages 320 and 321 formed in the piston 308 and the power piston 302 and a passage 322 formed in the housing 301 when the hydraulic booster is not in operation. 323 communicates with a reservoir 324 provided integrally with the housing 301 via the H.323, and communicates with a wheel cylinder (not shown) via other passages 325 and 326 formed in the housing 301.
On the other hand, when the hydraulic booster is operated and the power piston 302 and the piston 308 are advanced, the communication between the reservoir 324 and the first brake hydraulic pressure chamber 304 and the second brake hydraulic pressure chamber 309 is cut off. However, the first brake fluid pressure chamber 304, the second brake fluid pressure chamber 309, and each wheel cylinder are in communication.
As a result, when the hydraulic booster is operated and the power piston 302 moves forward, the piston 308 also moves forward accordingly, and is generated in the first brake hydraulic pressure chamber 304 and the second brake hydraulic pressure chamber 309. Each hydraulic pressure is supplied to the wheel cylinder to perform a braking action.
[0022]
Next, the configuration of the hydraulic booster will be described with reference to FIGS.
The right end opening of the housing 301 is sealed by the plug 313, and a power chamber 330 into which pressure oil is introduced is formed between the plug 313 and the power piston 302.
The power piston 302 of the present embodiment has a bottomed cylindrical output side member 331 facing the first brake hydraulic pressure chamber 304 of the master cylinder 303, and is slidable while maintaining fluid tightness in the output side member 331. An input side member 332 provided between the output side member 331 and the input side member 332, and a spring 333 as a biasing means is mounted between the output side member 331 and the input side member 332 by the spring 333. The member 331 is urged to the right, and the input member 332 is brought into contact with the partition wall of the output member 331 in the non-actuated state.
A stepped sleeve 334 is integrally provided in the input side member 332 while maintaining liquid tightness, and a distal end of the left end portion of the sleeve 334 serves as a first valve seat 336 constituting the valve mechanism 335. Further, a valve body 337 constituting a valve mechanism 335 is provided in the input side member 332, and the valve body 337 has a shaft portion 339 that is slidably passed through the collar 338 while maintaining liquid tightness. And a ball 340 provided at the right end of the shaft portion 339. The valve body 337 is a first valve in the non-actuated state shown in the figure by an elastic force of a spring 341 elastically mounted between the valve 338 and the collar 338. The seat 336 is adapted to be seated.
The pressure chamber 344 formed between the valve body 337 and the first valve seat 336 includes a passage 345 formed in the input side member 332, a passage 346 formed in the output side member 331, and a passage formed in the housing 301. 347 and a conduit 349 (see FIG. 7) connected thereto, and communicated with a pump (not shown) to supply pressure oil of a predetermined pressure to the pressure chamber 344 at all times. I can do it. Although not shown, an accumulator for accumulating pressure oil generated by the pump is provided downstream of the pump.
Further, the balance chamber 351 formed between the valve body 337 and the input side member 332 communicates with the power chamber 330 through a communication passage 352 formed in the input side member 332 and a through hole 353 provided in the sleeve 334. The pressure oil can be introduced into the balance chamber 351 when the pressure oil is introduced into the power chamber 330. The balance chamber 351 is provided to urge the valve body 337 with an urging force similar to the urging force received from the pressure oil in the pressure chamber 344 when the valve body 337 is opened. Thus, when the pedaling force is released from the operating state, the valve body 337 can be seated on the first valve seat 336 by the elastic force of the spring 341.
Further, the urging chamber 355 formed between the power piston 302 and the input side member 332 also has a communication passage 352 formed in the input side member 332 and a through hole 353 provided in the sleeve 334, similarly to the balance chamber 351. The pressure chamber is communicated with the power chamber 330 through which pressure oil can be introduced into the biasing chamber 355 when the pressure oil is introduced into the power chamber 330. The urging chamber 355 is for retracting the input side member 332 relative to the output side member 331 when the hydraulic pressure booster is operated, and thus faces the urging chamber 355. The area of the input side member 332 is set larger than the area facing the power chamber 330.
An input shaft 356 interlocked with a brake pedal (not shown) is slidably fitted in the plug 313 so as to be slidable, and the valve mechanism 335 is configured at the tip of the input shaft 356. A second valve seat 357 is formed. A spring 358 is mounted between the input shaft 356 and the sleeve 334. The spring 358 urges the input shaft 356 to the right to release the brake pedal. Then, the second valve seat 357 is separated from the valve body 337.
A passage 360 communicating with the power chamber 330 is formed in the shaft portion of the input shaft 356. The power chamber 330 includes a passage 361 formed in the passage 360 and the plug 313, and a passage 362 formed in the housing 301. It is possible to communicate with the reservoir 324 via a discharge passage 364 formed from the pipe and a conduit 365 (see FIG. 7) connected thereto.
As a result, the valve body 337 is seated on the first valve seat 336 of the sleeve 334, and the hydraulic fluid introduced into the pressure chamber 344 is inactive when the hydraulic booster that is separated from the second valve seat 357 of the input shaft 356 is not operating. Is recovered in the reservoir 324 via the power chamber 330 and the discharge passage 364, so that the pressure oil does not act on the output side member 331 and the input side member 332.
On the other hand, when the brake pedal is depressed and the input shaft 356 is moved forward, the second valve seat 357 formed at the tip of the input shaft 356 is brought into contact with the valve body 337 so that the power chamber 330 and the discharge passage are brought into contact. 364 is blocked, and the valve body 337 is separated from the first valve seat 336 by the input shaft 356, so that the pressure oil introduced into the pressure chamber 344 is introduced into the power chamber 330, and the power The output side member 331 and the input side member 332 of the power piston 302 are advanced by the pressure oil introduced into the chamber 330. At this time, the pressure oil in the power chamber 330 acts on the tip of the input shaft 356 that passes through the plug 313 and faces the power chamber 330, and the pressure oil acting on the input shaft 356 acts as a reaction force on the driver. Will be communicated.
When the depression of the brake pedal is released from the above-described operating state, the brake pedal and the input shaft 356 are retracted, and the valve body 337 is seated on the first valve seat 336 of the sleeve 334 and the pressure chamber 344 is powered. The communication with the chamber 330 is cut off, and the second valve seat 357 of the input shaft 356 is separated from the valve body 337, so that the pressure oil introduced into the power chamber 330 passes through the discharge passage 364 and the conduit 365. Then, it is discharged to the reservoir 324 and returns to the non-operating position shown in the figure.
[0023]
In this embodiment, a fluid pressure reaction force mechanism 370 that applies a reaction force to the input shaft 356 is provided separately from the reaction force of the power chamber 330 due to the pressure oil.
That is, as shown in FIG. 8, the fluid pressure reaction force mechanism 370 is formed on the step 371 formed between the rear-side large diameter portion and the front-side small diameter portion of the input shaft 356 and the inner peripheral surface of the plug 313. A reaction force chamber 372 formed so as to surround the stepped portion 371, and the reaction force chamber 372 communicates with a passage 360 of the input shaft 356 and also communicates with a passage 361 formed in the plug 313. Yes.
Further, as shown in FIG. 7, the fluid pressure reaction force mechanism 370 is formed in the housing 301 and communicates with the reaction chamber 373 communicating with the power chamber 330, and a conduit 374 communicating the reaction force passage 373 and the conduit 365. And a flow path switching valve 375 provided between the conduit 365 and the conduit 374 for switching the flow path between the two conduits.
The flow path switching valve 375 causes the power chamber 330 and the reservoir 324 to communicate with each other until the pressure oil in the power chamber 330 supplied via the reaction force passage 373 and the conduit 374 exceeds a preset pressure. The communication between the power chamber 330 and the reaction force chamber 372 is cut off, but when the pressure oil from the power chamber 330 exceeds the set pressure, the flow path is automatically switched by the force of the pressure oil, The communication between the power chamber 330 and the reservoir 324 is cut off, and the power chamber 330 and the reaction force chamber 372 are communicated with each other.
As understood from this, the pressure oil supplied to the power chamber 330 is introduced into the reaction force chamber 372 via the reaction force passage 373, the passage switching valve 375 and the discharge passage 364. The pressure oil in the reaction force chamber 372 acts on the step portion 371 of the input shaft 356 to urge the input shaft 356 to the right.
As a result, the sum of the reaction force of the power chamber 330 acting on the input shaft 356 and the reaction force of the reaction force chamber 372 is transmitted to the driver as a brake reaction force.
[0024]
Furthermore, in this embodiment, reaction force reducing means 380 for reducing the reaction force transmitted from the fluid pressure reaction force mechanism 370 is provided.
The reaction force reducing means 380 includes an orifice 381 provided in a conduit 365 between the flow path switching valve 375 and the discharge passage 364, a conduit 382 disposed so as to bypass the front and rear of the orifice 381, and the conduit The pressure oil in the power chamber 330 is prevented from being introduced into the reaction force chamber 372 via the conduit 382, while the pressure oil in the reaction force chamber 372 or the power chamber 330 is stored in the reservoir via the conduit 382. A check valve 383 that allows the gas to be discharged to 324, and provided between the flow path switching valve 375 and the orifice 381, temporarily when the fluid pressure in the conduit 365 rises above a predetermined pressure. And a damper 384 for storing the pressure oil in 365 and preventing the orifice 381 or the flow path switching valve 375 from being damaged.
As understood from this, the amount of pressure oil introduced into the reaction force chamber 372 by the orifice 381 is always a constant amount without being affected by fluctuations in the amount of pressure oil introduced into the power chamber 330. .
[0025]
The operation of the hydraulic booster having the above-described configuration will be described.
First, when the brake pedal is depressed relatively slowly from the non-operating state described above, the second valve seat 357 formed at the tip of the input shaft 356 abuts against the valve body 337 as shown in FIG. The communication between the chamber 330 and the discharge passage 364 is blocked, and the valve body 337 is separated from the first valve seat 336 formed in the sleeve 334 so that the pressure chamber 344 and the power chamber 330 communicate with each other. As a result, pressure oil is introduced from the pressure chamber 344 to the power chamber 330, so that the output side member 331 and the input side member 332 of the power piston 302 are advanced by this pressure oil.
At this time, the advance amount of the input side member 332 is relatively smaller than the advance amount of the output side member 331.
That is, since the biasing force to the right acts on the input side member 332 by the pressure oil introduced into the biasing chamber 355, the input side member is maintained while the biasing force is smaller than the set load of the spring 333. 332 advances integrally with the output side member 331. However, when the urging force exceeds the set load of the spring 333, the input side member 332 resists the elastic force of the spring 333 during the advancement, and the output side member 331 is moved forward. That is, the advance amount of the input side member 332 is smaller than the advance amount of the output side member 331.
As understood from this, in this embodiment, since the advance amount of the input side member 332 that accommodates the valve mechanism 335 is set smaller than the advance amount of the output side member 331, the input side member 332 moves forward. Since the stroke of the input shaft 356 and the brake pedal linked with the input shaft 356 can be relatively reduced, the brake feeling is compared with the case where the valve mechanism 335 is provided directly on the power piston 302 as in the prior art. Can be improved.
Further, since the pressure oil is introduced into the reaction force chamber 372 through the orifice 381, the pressure oil in the reaction force chamber 372 and the pressure oil in the power chamber 330 described above act on the input shaft 356, and the pressure of both Since the oil is transmitted to the brake pedal interlocked with the input shaft 356, the driver can know the operational feeling of the brake.
The timing at which the input side member 332 is separated from the output side member 331 and the speed at the time of separation can be adjusted by the set load and the spring constant of the spring 333.
[0026]
Next, the operation when the brake pedal is suddenly depressed will be described. In such a sudden operation, the valve body 337 is moved to the input side member 332 by the second valve seat 357 of the input shaft 356 than in the normal depression. On the other hand, it will be greatly advanced.
As a result, the valve body 337 is separated from the first valve seat 336 formed on the sleeve 334 by a larger distance than that during normal depression, so that a large amount of power is supplied to the power chamber 330 via the first valve seat 336 and the valve body 337. This pressure oil is introduced, whereby the output side member 331 is rapidly advanced to perform rapid braking.
On the other hand, since only the same amount of pressure oil as that during normal operation is supplied to the reaction force chamber 372 through the orifice 381, the pressure increase of the pressure oil in the reaction force chamber 372 is relative to the increase in output. Ascend late.
As a result, the reaction force applied to the brake pedal by the fluid pressure reaction force mechanism 370 is reduced during a sudden operation, so that the hydraulic booster can be suddenly operated with a small force.
[0027]
Next, FIGS. 10 and 11 show a fifth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, the fluid pressure reaction force mechanism 370 and the reaction force reducing means 380 are provided. These are omitted, and the stroke shortening means 490 for shortening the depression amount more than the normal depression when the hydraulic booster is suddenly operated is provided alone. The stroke shortening means 490 can be provided in combination with the fluid pressure reaction force mechanism 370 and the reaction force reducing means 380. In this case, the stroke shortening means 490 may be slightly changed in design. .
Thus, the stroke shortening means 490 includes a passage 491 (see FIG. 11) formed in the output side member 431 and communicating with the biasing chamber 455 and a passage 492 formed in the housing 301 and communicating with the passage 491 (FIG. 11). ), A conduit 494 connecting the bias passage 493 and the pump, an on-off valve 495 provided in the conduit 494, and opening and closing during non-operation and normal operation A control device that closes the valve 495 to prevent the pressure oil from being introduced into the biasing chamber 455 and supplies the pressure oil to the biasing chamber 455 by opening the on-off valve 495 when it is determined to be suddenly operated. 496. A detection value is input to the control device 496 from a sensor (not shown) that detects a pedaling force or a stroke speed acting on the brake pedal, and the control device 496 includes a detection value and a preset reference value. When the detected value exceeds the reference value, it is determined that the braking is suddenly performed and the on-off valve 495 is opened.
Also, in this embodiment, unlike the fourth embodiment, the space between the urging chamber 455 and the communication passage 452 is closed so that the pressure oil does not escape from the urging chamber 455 through the communication passage 452. Yes.
The configuration other than that described above is the same as that of the fourth embodiment, and the same members as those of the fourth embodiment are denoted by reference numerals obtained by adding “100” to the reference numerals used in the fourth embodiment. .
[0028]
The operation of the hydraulic booster having the above-described configuration will be described.
First, when the brake pedal is depressed relatively slowly from the non-operating state described above, the second valve seat 457 formed at the tip of the input shaft 456 contacts the valve body 437 and the discharge passage 464 and the power chamber 430 are connected. The communication is cut off, and the valve body 437 is separated from the first valve seat 436 formed on the sleeve 434 so that the pressure chamber 444 and the power chamber 430 communicate with each other. As a result, pressure oil is introduced from the pressure chamber 344 to the power chamber 430, so that the output side member 431 and the input side member 432 of the power piston 402 are advanced by this pressure oil.
Thus, when the brake pedal is depressed relatively gently, the driver can operate with the same operation feeling as that of a conventional general hydraulic pressure doubler.
[0029]
Next, the operation when the brake pedal is suddenly operated will be described. During such a rapid operation, specifically, when the control device 496 determines a sudden braking, the second valve seat 457 of the input shaft 456 causes the valve body 437 to be larger than the input side member 432. Be moved forward.
As a result, the valve body 437 is greatly separated from the first valve seat 436 formed on the sleeve 434, so that a large amount of pressurized oil is introduced into the power chamber 430 via the space between the first valve seat 436 and the output. The side member 431 is rapidly advanced and sudden braking is performed.
In synchronism with this, the control device 496 of the stroke shortening means 490 determines that sudden braking is performed, so that the on-off valve 495 that has been closed is opened and the pressure oil is forcibly supplied to the biasing chamber 455. The
As a result, the pressure oil from the pump is introduced into the biasing chamber 455 in addition to the pressure oil introduced from the power chamber 430, so that the input side member 432 is in normal operation with respect to the output side member 431. It will come apart on the near side.
As a result, the amount of depression that the driver steps on is shortened by an amount that the input side member 432 is separated from the output side member 431 on the near side of the normal operation. This can be shortened compared with the time of operation, thereby improving the response of the hydraulic booster and shortening the braking distance.
[0030]
In the fourth embodiment, the output side member 331 and the input side member 332 that accommodates the valve mechanism 335 are provided so as to be relatively displaceable. However, the present invention is not limited to this, and the output side member 331 includes the input side member 332. May be fixed so that relative displacement is impossible.
In the fourth embodiment, the control device 496 is set so as to reduce the amount of depression of the brake pedal only during sudden braking. However, the control device 496 is not limited to this. You may perform the setting which sends the pressure oil according to the operation amount of a pedal.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, the reaction force required by the fluid pressure reaction force mechanism can be transmitted to the driver during normal depression, and the reaction force transmitted to the driver by the reaction force reduction means during sudden operation. Therefore, it is possible to obtain an effect that the booster can be suddenly operated with a lighter pedaling force than usual.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a state during sudden braking in FIG. 1;
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a full load state of FIG. 1;
FIG. 4 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a state of sudden braking in FIG. 4;
FIG. 6 is a sectional view showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a sectional view showing a fourth embodiment of the present invention.
8 is an enlarged cross-sectional view of the main part of FIG.
9 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing the operating state of FIG. 7;
FIG. 10 is a sectional view showing a fifth embodiment of the present invention.
11 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing the operating state of FIG.
[Explanation of symbols]
3, 103, 203 ... Valve body
4, 104, 204, 331, 431 ... input side member
5, 105, 205, 332, 432 ... output side member
6, 106 ... cylindrical member
7, 107 ... outer member
8, 108 ... inner member
10, 110 ... Rear side member
11, 111 ... front side member
17, 117, 217, 335, 435 ... valve mechanism
19, 119, 219 ... valve plunger
30, 130, 230, 356, 456 ... input shaft
37, 137, 237, 370 ... Fluid pressure reaction force mechanism
38, 138, 238 ... Reaction force piston
39, 139, 239 ... second constant pressure chamber
40, 140, 240 ... second transformation chamber
42, 380 ... Reaction force reducing means
43, 143, 243 ... Orifice passage
51. Sealing member
155, 156 ... Aperture section
60, 490 ... Stroke shortening means
381 ... Orifice
A ... Constant pressure chamber
B ... Transformer room

Claims (11)

ブレーキペダルに連動する入力軸を有する気圧式倍力装置と、この倍力装置の出力軸と連動するマスターシリンダと、このマスターシリンダの出力液圧により作動するホイールシリンダとを備え、
上記気圧式倍力装置は、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られて流路を切換え制御する弁機構と、上記バルブボデイ内に摺動自在に設けられて上記弁機構の一部を構成する弁プランジャと、上記弁プランジャを進退動させて弁機構の流路を切換えさせる入力軸と、上記パワーピストンの前進によって前進される出力軸とを備えているブレーキシステムにおいて、
上記倍力装置が作動された際に出力軸に加わる反力を弁プランジャに伝達されないように構成する一方、擬似反力を弁プランジャに付与する流体圧反力機構を設け、この流体圧反力機構は、上記バルブボデイに摺動自在に設けられるとともに上記定圧室および変圧室の圧力が作用する反力ピストンを有し、該反力ピストンに作用する定圧室の圧力と変圧室の圧力の差圧による付勢力を擬似反力として弁プランジャに伝達させるようになっており、
さらに倍力装置の急作動時に上記流体圧反力機構から弁プランジャに伝達される反力を低減させる反力低減手段を設けたことを特徴とするブレーキシステム。
A pneumatic booster having an input shaft linked to the brake pedal, a master cylinder linked to the output shaft of the booster, and a wheel cylinder operated by the output hydraulic pressure of the master cylinder;
The pneumatic booster is provided in a valve body slidably provided in a shell, a power piston provided in the valve body, a constant pressure chamber and a variable pressure chamber formed before and after the power piston, and the valve body. A valve mechanism that controls the switching of the flow path, a valve plunger that is slidably provided in the valve body and forms a part of the valve mechanism, and the valve plunger is moved forward and backward to switch the flow path of the valve mechanism. A brake system including an input shaft to be moved and an output shaft advanced by advance of the power piston,
While configured as the booster is not transmitted to the reaction force of the valve plunger exerted on the output shaft upon actuation, provide a fluid reaction force mechanism that applies a pseudo reaction force on the valve plunger, the fluid reaction force The mechanism is provided slidably on the valve body and has a reaction force piston on which the pressure of the constant pressure chamber and the variable pressure chamber acts, and a differential pressure between the pressure of the constant pressure chamber acting on the reaction force piston and the pressure of the variable pressure chamber The urging force by is transmitted to the valve plunger as a pseudo reaction force,
A brake system comprising a reaction force reducing means for reducing a reaction force transmitted from the fluid pressure reaction force mechanism to the valve plunger when the booster is suddenly operated.
上記反力低減手段は、上記反力ピストンに作用する変圧室の流体の流れを制限するオリフィスであることを特徴とする請求項1に記載のブレーキシステム。The brake system according to claim 1, wherein the reaction force reducing means is an orifice that restricts a flow of fluid in the variable pressure chamber acting on the reaction force piston. 上記弁プランジャがバルブボデイに対し所定量以上前進した際に、上記オリフィスを閉鎖させることを特徴とする請求項2に記載のブレーキシステム。The brake system according to claim 2, wherein the orifice is closed when the valve plunger moves forward by a predetermined amount or more with respect to the valve body. 上記バルブボデイは、上記パワーピストンおよび出力軸と一体的に設けられて定圧室と変圧室との差圧を受ける出力側部材と、この出力側部材に摺動自在に設けられて上記弁機構を収容し、かつ変圧室と大気圧との差圧を受ける入力側部材と、出力側部材と入力側部材との間に弾装した弾性部材とを備えて、上記出力軸のストロークに対する入力軸のストロークを短縮できるように構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システム。The valve body is provided integrally with the power piston and the output shaft and receives a differential pressure between the constant pressure chamber and the variable pressure chamber, and is slidably provided on the output side member and accommodates the valve mechanism. And an input side member that receives a differential pressure between the variable pressure chamber and the atmospheric pressure, and an elastic member elastically provided between the output side member and the input side member, the stroke of the input shaft with respect to the stroke of the output shaft. The brake system according to any one of claims 1 to 3, wherein the brake system is configured to be shortened. 上記倍力装置は、急制動時に上記出力軸のストロークに対する入力軸のストロークを短縮させるストローク短縮手段を備え、このストローク短縮手段は、上記変圧室と大気を連通・遮断する開閉弁と、この開閉弁を開閉制御する制御装置と、倍力装置の急作動を検出するセンサとを備え、上記制御装置は、急作動と判断した際に開閉弁を開放して変圧室に大気を導入させることを特徴とする請求項4に記載のブレーキシステム。The booster includes stroke shortening means for shortening the stroke of the input shaft with respect to the stroke of the output shaft during sudden braking. The stroke shortening means includes an on-off valve that communicates and shuts off the variable pressure chamber and the atmosphere. A control device that controls the opening and closing of the valve, and a sensor that detects a sudden operation of the booster, and the control device opens the on-off valve and introduces the atmosphere into the variable pressure chamber when it is determined that the operation is sudden. The brake system according to claim 4 . 上記反力ピストンは、上記バルブボデイに摺動自在に嵌合させるとともに、上記反力ピストンの外周部にシール部材を配設したことを特徴とする請求項1に記載のブレーキシステム。The brake system according to claim 1, wherein the reaction force piston is slidably fitted to the valve body, and a seal member is disposed on an outer peripheral portion of the reaction force piston. ブレーキペダルに連動する入力軸を有する液圧式倍力装置と、この倍力装置の出力軸と連動するマスターシリンダと、このマスターシリンダの出力液圧により作動するホイールシリンダとを備え、
上記液圧式倍力装置は、ハウジングに摺動自在に設けたパワーピストンと、上記ハウジング内でパワーピストンの一端部に形成した動力室と、上記パワーピストンに設けられ、入力軸に連動して作動されて流路を切り換える弁機構と、上記弁機構を介して上記動力室と圧力流体源とを連通させる供給通路と、上記弁機構を介して上記動力室をリザーバに連通させる排出通路と、上記パワーピストンの前進によって前進される出力軸とを備え、上記ブレーキペダルが踏み込まれて上記液圧式倍力装置が作動された時には上記動力室の液圧を反力として上記入力軸に伝達させるようにしたブレーキシステムにおいて、
上記動力室の液圧とは別に上記入力軸へ反力を伝達可能な流体圧反力機構を設けるとともに、上記液圧式倍力装置の急作動時に上記流体圧反力機構から入力軸に伝達される反力を低減させる反力低減手段を設けて、
上記ブレーキペダルが緩やかに踏み込まれる通常のブレーキ作動時には、上記動力室の液圧と上記流体圧反力機構の反力がブレーキ反力として入力軸に伝達されるように構成し、
上記ブレーキペダルが急激に踏み込まれる急作動時には、上記流体圧反力機構から入力軸へ伝達される反力を上記反力低減機構によって低減させることを特徴とするブレーキシステム。
A hydraulic booster having an input shaft linked to the brake pedal, a master cylinder linked to the output shaft of the booster, and a wheel cylinder operated by the output hydraulic pressure of the master cylinder;
The hydraulic booster is provided with a power piston slidably provided in a housing, a power chamber formed at one end of the power piston in the housing, and provided in the power piston and operating in conjunction with an input shaft. A valve mechanism that switches the flow path, a supply passage that communicates the power chamber and the pressure fluid source via the valve mechanism, a discharge passage that communicates the power chamber with the reservoir via the valve mechanism, and An output shaft that is advanced by the advance of the power piston, and when the brake pedal is depressed and the hydraulic booster is operated, the hydraulic pressure in the power chamber is transmitted to the input shaft as a reaction force. in the brake system,
In addition to the hydraulic pressure in the power chamber, a fluid pressure reaction force mechanism capable of transmitting reaction force to the input shaft is provided, and is transmitted from the fluid pressure reaction force mechanism to the input shaft when the hydraulic booster is suddenly operated. The reaction force reducing means to reduce the reaction force is provided ,
During normal braking operation in which the brake pedal is gently depressed, the hydraulic pressure of the power chamber and the reaction force of the fluid pressure reaction force mechanism are transmitted to the input shaft as a brake reaction force,
A brake system, wherein the reaction force transmitted from the fluid pressure reaction force mechanism to the input shaft is reduced by the reaction force reduction mechanism when the brake pedal is suddenly depressed .
上記流体圧反力機構は、入力軸に形成されて液圧が作用した際に該入力軸に反力を伝達させる段部と、この段部を囲む反力室とを備え、上記排出通路は反力室を介して上記動力室をリザーバに連通させており、
さらに上記流体圧反力機構は、上記動力室を反力室に連通させる反力通路を備えるとともに、上記動力室の圧力が所定値以下のときは反力室と動力室の連通を遮断するとともに反力室をリザーバに連通する一方、圧力が所定値以上のときは反力室とリザーバとの連通を遮断するとともに反力室を動力室に連通させる流路切換え弁を備えたことを特徴とする請求項7に記載のブレーキシステム。
The fluid pressure reaction force mechanism includes a step portion that is formed on the input shaft and transmits the reaction force to the input shaft when hydraulic pressure is applied, and a reaction force chamber that surrounds the step portion, and the discharge passage is The power chamber communicates with the reservoir through the reaction force chamber,
Furthermore, the fluid pressure reaction force mechanism includes a reaction force passage that allows the power chamber to communicate with the reaction force chamber, and shuts off the communication between the reaction force chamber and the power chamber when the pressure of the power chamber is equal to or lower than a predetermined value. A flow path switching valve is provided that communicates the reaction force chamber with the reservoir, while shutting off the communication between the reaction force chamber and the reservoir when the pressure is equal to or higher than a predetermined value, and communicating the reaction force chamber with the power chamber. The brake system according to claim 7 .
上記反力低減手段は、上記反力通路に設けられ、上記動力室から反力室への流体の流れを制限するオリフィスであることを特徴とする請求項8に記載のブレーキシステム。The brake system according to claim 8, wherein the reaction force reducing means is an orifice that is provided in the reaction force passage and restricts a flow of fluid from the power chamber to the reaction force chamber. 上記パワーピストンは、出力軸と一体的に設けられて動力室内の液圧を受ける出力側部材と、この出力側部材に摺動自在に設けられて上記弁機構を収容し、かつそれぞれ動力室内の液圧を受けるフロント側端面の受圧面積がリヤ側端面の受圧面積よりも大きく設定されている入力側部材と、この入力側部材をフロント側に付勢する付勢手段とを備えて、上記出力軸のストロークに対する入力軸のストロークを短縮できるように構成されていることを特徴とする請求項7ないし請求項9のいずれかに記載のブレーキシステム。The power piston is provided integrally with the output shaft and receives the hydraulic pressure in the power chamber; the power piston is slidably provided on the output side member and houses the valve mechanism; An input side member in which the pressure receiving area of the front side end surface receiving the hydraulic pressure is set larger than the pressure receiving area of the rear side end surface; and an urging means for urging the input side member to the front side, The brake system according to any one of claims 7 to 9 , characterized in that the stroke of the input shaft relative to the stroke of the shaft can be shortened. 上記倍力装置は、急制動時に上記出力軸のストロークに対する入力軸のストロークを短縮させるストローク短縮手段を備え、このストローク短縮手段は、上記出力側部材に設けられて入力側部材のフロント側端面を囲む付勢室と、この付勢室とポンプとの連通・遮断を行う開閉弁と、この開閉弁を開閉制御する制御装置と、倍力装置の急作動を検出するセンサとを備え、上記制御装置は、急作動と判断した際に開閉弁を開放して付勢室に圧油を導入させることを特徴とする請求項10に記載のブレーキシステム。The booster includes stroke shortening means for shortening the stroke of the input shaft with respect to the stroke of the output shaft during sudden braking, and the stroke shortening means is provided on the output side member so that the front side end face of the input side member is An energizing chamber that surrounds, an on-off valve that communicates and shuts off the energizing chamber and the pump, a control device that controls opening and closing of the on-off valve, and a sensor that detects a sudden operation of the booster, 11. The brake system according to claim 10, wherein the device opens the on-off valve and introduces pressure oil into the biasing chamber when it is determined that the device is suddenly operated.
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