JP4091435B2 - ブレーキ倍力装置用ブレーキ力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、弾性的なリアクション要素と、付設された作用面を有するインプット部材と、付設された作用面を有するアウトプット部材とを備え、第１の伝達比がリアクション要素に作用連結された作用面の比によって定められる、ブレーキ倍力装置用のブレーキ力伝達装置に関する。

この種の伝達装置は例えば特許文献１によって公知である。この伝達装置はインプット側（またはアウトプット側）に配置され弾性的に付勢されて移動可能な押圧部材（３８ｂ）を備えている。この押圧部材はインプット側（またはアウトプット側）の面積比変更によって、設定されたインプットフォースのときに、倍力比を急激に増大させる。
実開昭６１−２０５８５８号公報

そこで、本発明は、請求項１の前提部分に記載した種類の伝達装置から出発する。本発明の課題は、きわめて小さく、かつ標準タイプのブレーキ倍力装置に簡単に統合可能な伝達装置を提供することである。従って、コストのかかる新規な構造または変形構造を必要とせずに、要求に応じて伝達装置を既存のブレーキ倍力装置で使用することができるようにすべきである。

この課題は請求項１の特徴部分に記載された特徴の組合せによって解決される。

請求項１記載の解決策の場合、本発明の原理は、制御ケーシングに反作用するリアクション要素の面積が切換えリングの環状面積だけ大きくなるまで、リアクション要素の変形によって、切換えリングがばねの力に抗してインプット部材の方に摺動することにある。これによって、インプット部に小さな作用面が生じ、それに伴い力の伝達比が大きくなる。換言すると、切換えリングが制御ケーシングに当接した後で、インプット部材に作用するアウトプット部材の反作用が低減される。従って、運転者は小さな踏力で同じブレーキ作用を達成することができる。

本発明の実施形では、請求項２記載の特徴の組合せによって、伝達装置のきわめて簡単な構造が得られる。ばねアセンブリ（ばねセット）は後述するように、非常に簡単に構成することができる。ばねアセンブリは更に、ブレーキ倍力装置を組み立てる際に制御ケーシング内に一体的に挿入される、それ自体閉じた構造ユニットを形成することができる。同じことが切換えリングにも当てはまる。この切換えリングはばねアセンブリと一体連結可能であるがしかし、分離されたユニットを形成すると有利である。この手段の利点は特に、ばねアセンブリも切換えリングも異なる種類のものを在庫しておくことができ、必要に応じておよび倍力の所望な過程に応じて、制御ケーシングにばねアセンブリまたは切換えリングを装備することができることにある。

本発明の有利な実施形では、ばねアセンブリに関して、請求項３記載の特徴を適用することが推奨される。その際、ばねアセンブリはぼ対称に形成可能である。その際、両保持要素がばねの力に抗して相対的に摺動可能であることだけが重要である。当接要素により、両保持要素は１つのユニットに結合され、保持要素を紛失することがない。更に、ばねの選択と、両保持要素の相互間隔の選定によって、両保持要素を付勢する力を明確に決定することができる。

請求項４記載の材料組合せにより、第１の保持要素は第２の保持要素を通過する突出部によって、リアクション要素に直接作用することができる。しかし、第１の保持要素は押圧部材を介してリアクション要素に間接的に作用してもよい。この利点は、所望な倍力の過程に応じて、押圧部材を選定できることにある。上述のように別個に挿入可能な切換えリングの選択ができるので、切換えリングと押圧部材の組合せによって、倍力特性の変化を充分に変更することができる。それによって、切換えリングと押圧部材とばね要素を選択することにより、インプットフォースに依存してブレーキ倍力装置の倍力状態をその都度の要求に適合させることができる。更に、上記の要素を後付けすることができ、従って既に大量生産された倍力装置を適合させることができる。

本発明の実施形の請求項５記載の特徴は、ケーシング内での切換えリングのためのきわめて簡単な案内を示している。その際、切換えリングの内面を突起の外面によって案内してもよいし、切換えリングの外面を、制御ケーシングの突起の内周面で案内してもよい。第１の保持要素が押圧部材を介してリアクション要素に間接的に作用する場合、切換えリングをその外周面でのみ案内することができる。

請求項６記載の特徴の組合せに従って、切換えリングは制御ケーシングに当接し、それによって倍力の特性を変化させる。しかし、請求項１１記載の特徴によって、一層簡単な構造が得られる。その際、切換えリングは制御ケーシングに直接当接しないで、それが作用する第２の保持要素を介して間接的に当接する。これによって、切換えリングをきわめて簡単に形成することができるので、切換えリングは簡単な円筒状リングからなっている。更に、請求項１１記載の構造により、大きな当接面がきわめて簡単に達成可能である。というのは、第２の保持要素が大きなばねを収容するために、半径方向の長さを大きくしなければならないからである。

請求項７記載の特徴の組合せによって、簡単な製作が達成される。固定されたリングが同時に切換えリングのガイドとしての働きをすることができるので、固定されたリングの内側凹部と切換えリングの外径を適当に採寸することにより、切換えリングの強さ（厚さ）、ひいては倍力の特性変化に影響を及ぼすことができる。

請求項８記載の特徴は、本発明による伝達装置の構造を更に簡単にすることができる。その際、制御ケーシングは同時に、第２の保持要素を軸方向に案内する働きとストッパーとしての働きをする。従って、案内溝の壁は、縦方向に案内する働きとストッパーとしての働きをすることにより、二重に利用される。

小さな寸法にもかかわらず充分なばね力を達成するために、本発明の実施形では請求項９記載の特徴の組合せが推奨される。ばねの特性を適切に選定することにより、ばねは倍力の特性変化に影響を与えることができる。突起は請求項１０記載の特徴に従って、第１の保持要素に一体に連結可能である。しかし、材料を節約するためおよび材料を適切に組合せるために、保持要素は突起にリベット止め可能である。

本発明の重要な観点によれば、請求項１１に関連して説明したように、制御されるブレーキシステムに伝達装置をきわめて合目的に組み込むことができる。これは特に、制御されるブレーキシステムにおいて、個々の車輪または車輪グループへのブレーキ力の配分が、それぞれの車輪または複数の車輪のスリップに依存して制御される場合に当てはまる。これによって、運転者がペダルを介してブレーキを弱く操作するときに、それにもかかわらず充分な大きさのブレーキ圧力を発生することが、低コストで達成可能である。他方では、ブレーキ力の制御配分により、車両は１個または複数の車輪のスリップによって車線を離れることがない。

本発明の効果は実質的に次の事実に基づいている。本機能原理は実質的に、予圧縮されたばねに基づいている。このばねは弁ピストンとピストンの間に軸方向に作用するように配置されている。その際、機能的に要求されるストッパーを設けることができる。この場合、倍力装置の動作時に直接的な伝達が保証される。有利な構造的な特徴は次の通りである。伸長を簡単に制限された圧縮ばねが設けられ、きわめて簡単な構造のばね要素が使用される。制御ケーシングは固定されたリングを備えている。このリングは力を受け止めるディスクとしてきわめて簡単に形成可能である。固定されたこのリングは制御ケーシング内の段付き穴の端面に接触する。この場合、段付き穴の壁に溝が形成されている。この溝は案内の働きをすると同時に、ストッパーとしての働きをする。換言すると、特に上記の構造において、次の点が特に重要である。

本機能原理は実質的に、予圧縮されたばねに基づいている。このばねは、機能的に要求されるストッパーと共に、弁ピストンとピストンの間に軸方向に作用するように配置されている。この場合、倍力装置の動作時に直接的な伝達が保証される。きわめて有利な構造的な特徴は、伸長を簡単に制限された圧縮ばね（５）と、低価格の力伝達部材である。力を受け止めるディスク（１）の背後の制御ケーシング範囲（４）は、複数の機能を発揮し、切換えリング（２）の力を受け止め、同時にストッパーを備えた第２保持要素（６）としての当接ディスクを案内する。当接ディスク（６）はばねを付勢し、リングピストン（２）の反力をばねに伝達し、環状ピストンのストッパーであり、そして動作時の伝達部材である。

本発明は電子制御式ブレーキ力配分システムと関連して使用されると特に効果的である。というのは、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）の故障時に一般的に電子ブレーキ力配分システム（ＥＤＢ）も故障するからである。この場合、運転者は倍力特性の急傾斜の分岐に合わせてブレーキ圧力を良好に調節することができる。これは、例えばブレーキアシスト（ＢＡ）または機械的なブレーキアシスト（ＭＢＡ）のようなパニックブレーキング機能と対照的である。このブレーキアシストは、ブレーキ倍力作用の無限の（急傾斜の）特性曲線に変更する際のコントロールがきわめて困難である。

次に、図に基づいて本発明の２つの実施の形態を説明する。

次に、伝達装置１の構造と機能を詳細に説明する。この場合、例えばＰＣＴ／ＥＰ９８／０７３１４から明らかであるようなブレーキ倍力装置の基本的な機能が公知であると仮定する。

基本的に知られているブレーキ倍力装置は理想的には、いわゆる最大倍力点までの動作範囲全体にわたって一定の伝達比を有する。この場合、発生するアウトプットフォース（ペダル踏力と倍力）はインプットフォース（ペダル踏力）に対して線形に上昇する。運転者のペダルフィーリングに実質的に影響を及ぼす伝達比は実質的に、インプット部材に付設された作用面積（ｄ３）に対する、アウトプット部材に付設された作用面積（ｄ４）の比によって決まる。大きなブレーキ出力、すなわち高いブレーキ力レベルの場合、運転者を強く補助することが能動的であると見なされる。換言すると、例えば実開昭６１−２０５８５８号公報から明らかなような大きな伝達比が生じる。

本発明による伝達装置２０は、重大な影響を与えないので以下において説明しない、ブレーキ倍力装置に含まれる他の部品のほかに、第１のシールシート２１を備えた制御ケーシング８内に移動可能に配置された、弁ピストン２３を有するインプット部材２２と、図示していないマスターブレーキシリンダを操作するためのアウトプット部材２４とを備えている。インプット部材２２とアウトプット部材２４の間には、合成樹脂材料またはゴム材料からなる好ましくは円板状の弾性的なリアクション要素７が設けられている。このリアクション要素はすべての側が伝達装置２０の部品の面によって取り囲まれている。換言すると、可動の壁の間に包囲収容されている。弾性的なリアクション要素７は圧力付勢されると、容積一定の法則に従って非圧縮性液体のように挙動し、インプット部材２２によって加えられた踏力と、車両ブレーキシステムによって車両運転者にフィードバックされるブレーキ反力との間の媒体体として機能する。従って、すべてのブレーキ操作位置において、リアクション要素７で力のつり合いが生じる。

リアクション要素７は、図１において左側に開放したポット形部材２５内に装着されている。このポット形部材は制御ケーシング８内の第１の穴２６と、固定リング１とによって形成されている。この固定リングは制御ケーシング８の第２の穴２７のエッジ２８に支持されている。ポット形部材は入口２９を有する。この入口には、アウプット部材２４の、図において前側の端部が案内されている。アウトプット部材２４は図１において右側のその端部がプレート１０に接続している。このプレートはポット形部材２５を閉鎖し、リアクション要素７の、図１において左側の壁に接触している。リアクション要素７は固定されたリング１の左側に支持されている。このリングは更に、第１の穴２６と第２の穴２７の間の周方向に延びるエッジ２８または段部に接触している。プレート１０の面積は値ｄ４で示してある。固定されたリング１は内側に開口を有する。この開口の面積はｄ３によって示してある。開口（ｄ３）内で切換えリング２が案内されている。この切換えリングは固定されたリング１と相対的に倍力装置の縦方向に摺動可能である。ばね要素は第１の保持要素３と第２の保持要素６とばね５とからなっている。ばね５が両保持要素３，６を付勢しているので、両保持要素は所定の力でのみ相対的に摺動可能である。両保持要素の相互の最大間隔は、ストッパー１２によって決定される。このストッパーは第１の保持要素３の突出部１３に配置されている。

第１の保持要素３の突出部１３は保持要素と共に一体の部品として形成可能である。しかし、図１に示すように、突出部１３をリベット止め部品として形成すると有利である。そのために、リベット止め部品を適当な強度を有する材料によって作り、第１の保持要素３を成形可能な金属薄板によって形成することができる。リベット止め部品１３の端部にはストッパー１２が設けられている。このストッパーは周方向に延びる突起として形成されている。このストッパーにより、第２の保持要素６は第１の保持要素３から予め定めた距離だけ離れることができる。突出部１３は切換えリング２の内室の中まで突出可能である。しかし、本実施の形態の場合のように、リベット止め部材１３に続いて押圧部材３１を設けることができる。この押圧部材は切換えリング２から突出し、リアクション要素７に作用する。

本発明にとって、制御ケーシング８内での第２の保持要素６の案内が重要である。この案内は案内溝４によって行われる。この案内溝は第２の穴２７の内周面に、穴の周囲にわたって分配されて形成されている。案内のために、第２の保持要素６は適当に形成された案内突起１５を備えている。この案内突起は図２に示すように溝４に係合する。各溝の端壁１１が案内突起１５のためのストッパーを形成しているので、案内突起１５がそれぞれの端壁１１に当接する際に、第２の保持要素６に作用する、図１において右側に向いた力は、制御ケーシング８によって受け止められる。図１に示した他の構成要素は本発明にとって重要ではないので、ここでは詳しく説明しない。

図１の実施の形態の作用は次の通りである。図１に示した状態でインプット部材２２が図１において左側に摺動させられると、押圧部材３１と切換えリング２はリアクション要素７に作用する。それによって、リアクション要素７には面積ｄ３が作用し一方、リアクション要素７はその面積ｄ４がアウトプット部材２４側に作用する。倍力装置のこの作動状態ではこの両面積の比によって倍力装置の倍力比が決定される。その際、切換えリングと押圧部材３１は互いに平行に移動する。というのは、ばね５が、この範囲においてインプット部材２２に作用するインプットフォースに負けないような強さを有するからである。

インプットフォースが大きくなるにつれて、アウトプット部材２４によって加えられインプット部の方に作用する力は益々大きくなる。この場合、切換えリング２に作用する力成分も大きくなる。この力成分は最終的には、第２の保持要素６が切換えリング２によって加えられる力によってストッパー１２から離れるような大きさである。というのは、ばね５が撓み始めるからである。すなわち、切換えリング２は押圧部材３１と相対的に図１において右側に摺動する。この摺動はインプットフォースの増大につれて大きくなり、最終的に案内突起１５が所属の端壁１１に当接するまで続く。その際、ばね５が圧縮されて短くなる。インプットフォースが更に大きくなると、インプット部の方に向かって切換えリング２に付加的に作用する力は、端壁１１ひいては制御ケーシング８によって受け止められる。この時点以降、面積ｄ２だけがリアクション要素７の反作用力としてインプット部材２２に作用する。従って、有効面積に依存する倍力装置の倍力作用が面積ｄ４とｄ２の比によって生じる。従って、案内突起１５が端壁１１に当接することによって、倍力装置の倍力作用が急激に増大する。

インプットフォースが弱まると、上記の過程は逆向きに行われる。押圧部材３１は固定保持された切換えリング２と相対的に図１において右側に移動する。これは、最終的にばね５が第２の保持要素６を介して切換えリング２を、端壁１１から離れるように左側に摺動させるまで行われる。それによって、切換えリング２は再びインプット部の方に作用し、ばね５を介してインプット部材２２に反力を伝達する。従って、倍力比は反作用力の増大に一致する量だけ低下する。

図３に示した第２の実施の形態は、図１の実施の形態に対して少しだけ変更されている。重要な違いは、１個のばね５の代わりに、互いに平行に配置された２個のばね５，３２が使用されていることにある。内側に配置された第２のばね３２は、第１のばね５よりも小さなばね定数を有する。これにより、同じスペースで、大きくて一層正確に調節可能なばね力を生じることができる。

第１の実施の形態による本発明の伝達装置の破断断面図である。 図１の実施の形態の切断線Ａ−Ａに沿った破断断面図である。 本発明の第２の実施の形態を示す図である。

Claims (10)

1. 弾性的なリアクション要素（７）と、インプット作用面を介してリアクション要素（７）に作用するインプット部材（９）と、アウトプット作用面（ｄ４）を介してリアクション要素（７）に作用するアウトプット部材（１０）とを備え、アウトプット作用面（ｄ４）に加えられるアウトプット側からの反力の少なくとも一部（ｄ４−ｄ３）がブレーキ倍力装置の制御ケーシング（８）によって受け止められ、この場合、ばね要素（３，５，６）を含んで構成された変更手段が設けられ、この変更手段によって、作用面の面積（ｄ２，ｄ４またはｄ１）の比によって決まる、インプット部材（９）とアウトプット部材（１０）の間の力伝達比が、作用面を介してリアクション要素（７）に加わる力またはこの力によって生じるリアクション要素（７）の変形に依存して変更される、ブレーキ倍力装置のブレーキ力のための伝達装置において、
   インプット側においてリアクション要素（７）の面積の一部（ｄ３−ｄ２）が切換えリング（２）とばねアセンブリとして構成したばね要素（３，５，６）を介してインプット部材（９）に支持され、リアクション要素（７）に加わる力が大きくなるにつれて切換えリング（２）がばね要素（３，５，６）の力に抗してインプット側へ摺動して前記制御ケーシング内面に設けた端壁に少なくとも前記ばね要素の一部を介して間接的に作用し、それによってインプット作用面積（ｄ２）を小さくすることを特徴とする伝達装置。
2. ばねアセンブリ（３，５，６）がばね（５）を備え、このばねが相互の方に移動可能な２個の保持要素（３，６）の間に予圧縮されて装着され、保持要素の相互の最大間隔が当接要素（１２）によって制限されていることを特徴とする、請求項１記載の伝達装置。
3. 両保持要素の第１の保持要素（３）がインプット部材（９）に接触し、かつインプット部材（９）用の突出部（１３）を形成し、この突出部がリアクション要素（７）に作用し、更に第２の保持要素（６）に対するストッパー（１２）を備え、このストッパーが当接要素を形成していることを特徴とする、請求項２記載の伝達装置。
4. 切換えリング（２）が固定されていない交換可能な構成要素として形成され、好ましくはその内周面が突出部（１３）の外周面（ｄ２）によって案内され、および／またはその外周面（ｄ３）が制御ケーシング（８）の半径方向ケーシング突起（１）の内周面によって案内され、この制御ケーシングがリアクション要素（７）によってインプット側の方に軸方向に加えられる力の一部（ｄ４−ｄ３）を受け止めることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つに記載の伝達装置。
5. 切換えリング（２）によって受け止めされる、リアクション要素（７）からの力が、第２の保持要素（６）からばね（５）を経て第１の保持要素（３）に伝達され、第２の保持要素（６）が制御ケーシング（８）に当接するまで、前記伝達が行われることを特徴とする、請求項４記載の伝達装置。
6. リアクション要素（７）によってインプット部の方に向けて制御ケーシング（８）に直接加えられる力が、インプット部の方向において制御ケーシング（８）に対して固定されたリング（１）に伝達されることを特徴とする、請求項５記載の伝達装置。
7. 第２の保持要素（６）が半径方向の第２の案内突起（１５）を備え、この案内突起が制御ケーシング（８）の第２の案内溝（４）内で軸方向に案内され、この第２の案内溝（４）の端壁（１１）が制御ケーシング（８）の軸方向ストッパーを形成していることを特徴とする、請求項２〜６のいずれか一つに記載の伝達装置。
8. ばね要素（３，５，６，１４）が互いに同心的に配置された２個のコイルばね（５，１４）を備えていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一つに記載の伝達装置。
9. 突出部（１３）が第１の保持要素（３）にリベット止めされていることを特徴とする、請求項３〜８のいずれか一つに記載の伝達装置。
10. 伝達装置が制御されるブレーキシステムに組み込まれ、このブレーキシステムの場合特に個々の車輪または車輪グループへのブレーキ力の配分が、それぞれの車輪または複数の車輪のスリップに依存して制御されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一つに記載の伝達装置。

Images