JP4228168B2

JP4228168B2 - 自動ブレーキ倍力装置

Info

Publication number: JP4228168B2
Application number: JP2000271014A
Authority: JP
Inventors: 正吾荻野
Original assignee: Bosch Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 2000-09-07
Filing date: 2000-09-07
Publication date: 2009-02-25
Anticipated expiration: 2020-09-07
Also published as: JP2002079932A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は自動車等に用いられるブレーキ倍力装置に関し、より詳しくは自動ブレーキとしての機能を備えた自動ブレーキ倍力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動ブレーキとしての機能を備えた自動ブレーキ倍力装置として、例えば特開平１１−３３３２１６号公報の装置が知られている。
上記公報の自動ブレーキ倍力装置は、シェル内に摺動自在に設けたバルブボディと、このバルブボディに設けたパワーピストンとを備えており、パワーピストンの前後には区画形成した定圧室および変圧室がともに負圧がかけられた状態で設けられている。
上記バルブボディ内には真空弁と大気弁とを有する弁機構が設けられており、この弁機構はブレーキペダルに連動する入力軸により制御されて流路を切換え、ブレーキペダルの踏み込み時には真空弁を閉じるとともに大気弁を開いて変圧室に大気を導入することにより、ブレーキ倍力装置を作動させるようになっている。
また、自動ブレーキ倍力装置は上記弁機構を制御して上記流路を切換えさせる駆動手段としてのソレノイドを備えており、このソレノイドは自動ブレーキ時に励磁されて、ブレーキペダルが踏み込まれなくても真空弁を閉じるとともに大気弁を開いて変圧室に大気を導入することにより、ブレーキ倍力装置を自動的に作動させることができるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来、自動ブレーキ作動時には、ソレノイドの励磁によって大気弁が開かれることになるが、その際、大気弁が急激に開かれることから自動ブレーキ倍力装置の出力上昇も急激なものとなり、運転者に違和感を与えていた。
本発明は上述した事情に鑑み、応答性を損なうことなく自動ブレーキ倍力装置の出力上昇を緩やかなものとして、運転者に違和感を与えることなく自動ブレーキをかけることができるようにした自動ブレーキ倍力装置を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、シェル内に摺動自在に設けたバルブボディと、このバルブボディ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区画形成した定圧室と変圧室と、上記バルブボディに設けられて流路を切換え制御する真空弁と第１大気弁とを有する弁機構と、ブレーキペダルに連動するとともに上記弁機構を制御して上記流路を切換えさせる入力軸と、さらに上記弁機構を制御して上記流路を切換えさせる駆動手段とを備えた自動ブレーキ倍力装置において、
上記入力軸によって開閉作動される第２大気弁を上記第１大気弁よりも大気側に設けて該第２大気弁と上記第１大気弁との間に大気室を区画成形するとともに、該大気室をオリフィスを介して大気に連通させ、さらに上記駆動手段を上記第２大気弁に連動させ、該駆動手段により上記第１大気弁を開放させてから上記第２大気弁を開放させるようにしたものである。
【０００５】
上記構成によれば、自動ブレーキ倍力装置の非作動時には第１大気弁と第２大気弁とが共に閉じられており、この状態では第１大気弁と第２大気弁との間の大気室にはオリフィスを介して大気が導入されて大気圧となっている。
この状態から駆動手段により先ず第１大気弁が開放されると、第２大気弁は閉じているので、大気はオリフィスおよび大気室を介して変圧室に導入されるようになり、上記オリフィスによって変圧室の圧力上昇が抑制されるので、自動ブレーキ倍力装置の出力上昇は緩やかなものとなる。
この後、上記駆動手段により第２大気弁が開かれると、大気は速やかに変圧室に導入されるようになるので、自動ブレーキ倍力装置の出力上昇の応答性が損なわれることはない。
また、通常ブレーキ時には、上記入力軸によって第１大気弁と第２大気弁とを開閉作動させることができるので、やはり自動ブレーキ倍力装置の応答性が損なわれることはない。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下図示実施例について本発明を説明すると、図１において、自動ブレーキ倍力装置１のシェル２内は、その中央部に設けたセンタープレート３によって、前方側のフロント室４と後方側のリヤ室５とに区画形成している。そして筒状のバルブボディ６を、シェル２のリヤ側（右方側）の内周部とセンタープレート３の内周部とにそれぞれシール手段７、８により気密を保持して摺動自在に貫通させている。
上記フロント室４およびリヤ室５内に位置するバルブボディ６の外周部には、それぞれフロントパワーピストン１１とリヤパワーピストン１２とを連結してあり、また各パワーピストン１１、１２の背面にフロントダイアフラム１３とリヤダイアフラム１４とをそれぞれ張設している。上記フロントダイアフラム１３によってフロント室４内を定圧室Ａと変圧室Ｂとに区画してあり、またリヤダイアフラム１４によってリヤ室５内を定圧室Ｃと変圧室Ｄとに区画している。
上記バルブボディ６内には、上記定圧室Ａ、Ｃと変圧室Ｂ、Ｄとの連通状態を切換える弁機構１５を設けるとともに、該弁機構１５よりリヤ側に第２大気弁１６を設けている。
【０００７】
上記弁機構１５は従来公知の弁機構と同等の構成を有しており、バルブボディ６の内周部に設けた環状の真空弁座１７と、バルブボディ６内に軸方向に移動可能に設けた弁プランジャ１８と、この弁プランジャ１８およびバルブボディ６に対して軸方向に移動可能に設けた作動部材１９のリヤ側端部に設けた環状の第１大気弁座２０と、さらに両弁座１７、１９に図１の右側からスプリング２２によって着座する弁体２３とを備えている。
そして上記真空弁座１７とそれに接離する弁体２３のフロント側シート部２３ａとによって真空弁２４を構成してあり、また第１大気弁座２０とそれに接離する弁体２３のリヤ側シート部２３ｂとによって第１大気弁２５を構成している。
【０００８】
上記弁プランジャ１８のリヤ側の端部には図示しないブレーキペダルに連動している入力軸２６の先端部を枢支連結してあり、上記第２大気弁１６は、入力軸２６より外方に突出し、該突出部に設けた環状の第２大気弁体２７と、該第２大気弁体２７が着座する第２大気弁座２８とを備えている。そしてこの第２大気弁１６と上記第１大気弁２５との間を大気室Ｅとして区画形成してある。
さらに、上記第２大気弁体２７にはこれを貫通してオリフィス２９を形成してあり、このオリフィス２９を介して上記大気室Ｅ内に、つまり第１大気弁２５に常に大気を供給することができるようにしている。
【０００９】
上記真空弁２４よりも外周側の空間は、バルブボディ６に形成した第１定圧通路３０を介して上記定圧室Ａに連通し、また定圧室Ａはバルブボディ６に形成した第２定圧通路３１を介して定圧室Ｃに連通している。上記定圧室Ａ内は図示しない負圧導入管を介して負圧源と連通しており、それにより定圧室Ａ、Ｃ内には常時負圧が導入されている。
また、上記弁体２３に設けた弁機構１５のフロント側シート部２３ａとリヤ側シート部２３ｂとの間に位置する内側の空間は、バルブボディ６に形成した半径方向の第１変圧通路３２を介して変圧室Ｄに連通しており、この変圧室Ｄはバルブボディ６に形成した第２変圧通路３３を介して変圧室Ｂに連通している。
さらに、上記第１大気弁２５を構成するリヤ側シート部２３ｂより内方リヤ側の空間は、上記大気室Ｅに連通しており、また第２大気弁１６のリヤ側は、バルブボディ６に形成した大気通路３４およびそこに設けたフィルタ３５を介して大気に連通している。
【００１０】
上記弁体２３はスプリング２２によってフロント側に向けて付勢してあり、また入力軸２６は、バルブボディ６に設けたリテーナ５０と入力軸２６に設けたリテーナ５１との間に弾装したスプリング５２によってリヤ側に向けて付勢してある。このとき、スプリング５２の弾発力をスプリング２２の弾発力よりも大きく設定してある。
これにより、図１に示した自動ブレーキ倍力装置１の非作動状態では、第１大気弁座２０に弁体２３のリヤ側シート部２３ｂが着座して第１大気弁２５を閉鎖するとともに、弁体２３のフロント側シート部２３ａが真空弁座１７から離座して真空弁２４を開放させ、さらに第２大気弁座２８に第２大気弁体２７が着座して第２大気弁１６を閉鎖している。
この非作動状態では、上記各定圧室Ａ、Ｃと変圧室Ｂ、Ｄが相互に連通して各室内に負圧が導入され、また大気室Ｅにはオリフィス２９を介して大気が導入されている。
【００１１】
次に、上記バルブボディ６には、第１変圧通路３２の少しフロント側に半径方向孔６Ａを形成してあり、この半径方向孔６Ａにキー部材５３を挿通させるとともに、該キー部材５３を弁プランジャ１８における小径の係合部１８ａに係合させている。これによって、弁プランジャ１８がバルブボディ６のリヤ側へ脱落するのを防止しており、キー部材５３と弁プランジャ１８とは、上記係合部１８ａの軸方向長さの範囲内でバルブボディ６の軸方向に変位可能となっている。
図１に示した自動ブレーキ倍力装置１の非作動時には、上記キー部材５３をシェル２のリヤ側の壁面２ａに当接させることで、キー部材５３および弁プランジャ１８をバルブボディ６に対する前進位置に保持するようにしている。これにより、自動ブレーキ倍力装置１の作動開始時における入力軸２６のロスストロークを減少させるようにしている。
【００１２】
上記半径方向孔６Ａよりもフロント側となるバルブボディ６の内周部に、ソレノイド５４のハウジング５６を気密を保持して嵌着している。このハウジング５６は概略円筒状に形成してあり、その外周部側にコイルを巻回したスプール５８を収納している。ハウジング５６の内周部は、軸方向のリヤ側の領域をフロント側に比較して大径にしてあり、その大径部５６ｂに概略円筒状のピストン５９を摺動自在に嵌合している。このピストン５９は、上記ソレノイド５４によって進退動される作動部材１９の一部を構成している。またハウジング５６の内周部の小径部５６ａにおいては、弁プランジャ１８を摺動自在に嵌合している。
上記ハウジング５６の小径部５６ａのリヤ側には後端面５６ｃが設けられ、該後端面５６ｃには環状のプレート５７が固定され、他方、この後端面５６ｃの形状に合わせて、ピストン５９のフロント側には前端面５９ａを形成している。したがって、ハウジング５６の後端面５６ｃとピストン５９の前端面５９ａとが近接位置で対向している。
上記弁プランジャ１８は、フロント側の部分を小径部１８ｂとし、そのリヤ側となる部分を中径部１８ｃ、さらにそのリヤ側の部分を大径部１８ｄとしている。そして、中径部１８ｃにおけるリヤ側の領域に環状溝を形成し、そこを上記キー部材５３が係合する係合部１８ａとしている。また、上述したように弁プランジャ１８のリヤ側の端部の軸部に入力軸２６を枢支連結している。このように構成した弁プランジャ１８は、そのフロント側の小径部１８ｂを上記ピストン５９とハウジング５６の小径部５６ａにリヤ側から貫通させている。
ハウジング５６における内周部のフロント側には、プランジャプレート６２を摺動自在に嵌合させてあり、図１に示す自動ブレーキ倍力装置１の非作動状態では、弁プランジャ１８の小径部１８ｂのフロント側の端部（弁プランジャ１８のフロント側の端面）は、プランジャプレート６２と当接している。
【００１３】
弁プランジャ１８におけるリヤ側の大径部１８ｄには、リヤ側から上記作動部材１９の一部を構成する筒状部材６３を摺動自在に嵌装している。弁プランジャ１８の大径部１８ｄには、環状シール部材６４を装着してあるので、弁プランジャ１８の大径部１８ｄの外周面と筒状部材６３の内周面との間の気密が保持されている。この筒状部材６３のリヤ側の端部はフランジ状に形成してあり、そのフランジ状の部分の外周寄りの箇所を上記第１大気弁座２０としている。
この筒状部材６３のフロント側の端部は、概略筒状の連結部材６６に連結され、該連結部材６６のフロント側の内周面は弁プランジャ１８の上記中径部１８ｃを摺動自在に嵌合している。
また、弁プランジャ１８と筒状部材６３の間にはスプリング６５が設けられ、該スプリング６５によって付勢された弁プランジャ１８は連結部材６６の後端に当接することにより図示非作動位置に保持させている。
【００１４】
さらに、弁プランジャ１８の中径部１８ｃと小径部１８ｂとの境界にある接合面１８ｅと連結部材６６のフロント側に設けられた段差６６ａとの間を、連結部材６６の内周面を摺動自在にスリーブ６７が設けられ、また、スリーブ６７は内周側をプレート６８を介してピストン５９に連結しており、また、プレート６８と連結部材６６との間にはスプリング６５が弾装され、これによって、通常はスリーブ６７を段差６６ａに当接させ、ピストン５９を図示非作動位置に保持させている。
ソレノイド５４が励磁されてピストン５９がハウジング５６およびバルブボディ６に対してフロント側に移動されると、それと一体になって、筒状部材６３（第１大気弁座２０）がバルブボディ６および弁プランジャ１８に対してフロント側へ移動されるようになっている。連結部材６６の軸方向の中央には切欠き部を形成してあり、この切欠き部を介して上記弁プランジャ１８の係合部１８ａにキー部材５３を挿通出来るようにしている。
【００１５】
一方、ソレノイド５４のハウジング５６のフロント側に出力軸７１を配置してあり、この出力軸７１の後端面７１Ａ内に、円盤状のリアクションディスク７２を当接している。そして、その状態の出力軸７１の後端面７１Ａおよびリアクションディスク７２をハウジング５６におけるフロント側の内周部に摺動自在に嵌装するとともに、リアクションディスク７２をハウジング５６のフロント側の端面５６ｄに当接させている。
これによって、リアクションディスク７２とその隣接リヤ側に位置するプランジャプレート６２のフロント側の端面とが近接位置で対向している。出力軸７１の基部には、フロント側からカップ状のリテーナ７３を被せてあり、このリテーナ７３の外周部とシェル２のフロント側の壁面２ａとにわたってリターンスプリング７４を弾装してあり、これによって、通常はバルブボディ６等を図示非作動位置に保持させている。
上記出力軸７１のフロント側の先端部は、シェル２のフロント側の壁面２ａから外部に突出させてあり、かつその先端部を図示しないマスターシリンダのピストンに連動させている。
【００１６】
以上の構成において、通常のブレーキ作動時には、ブレーキペダルが踏み込まれて入力軸２６が前進されると、第２大気弁１６の第２大気弁体２７が第２大気弁座２８から離座して該第２大気弁１６が開かれる。
これと同時に、入力軸２６の前進により弁プランジャ１８が前進されると、作動部材１９の筒状部材６３はスプリング６５を介して弁プランジャ１８と一体に前進されるようになる。これにより、先ず弁体２３のフロント側シート部２３ａが真空弁座１７に着座して真空弁２４を閉じ、引き続き筒状部材６３に設けた第１大気弁座２０が弁体２３のリヤ側シート部２３ｂから離隔するので、第１大気弁２５が開放される。
このように、通常のブレーキ作動時には、第２大気弁１６と第１大気弁２５とが実質的に同時に開かれるので、大気は直ちに大気通路３４、第２大気弁１６、大気室Ｅ、第１大気弁２５および変圧通路３２、３３を介して変圧室Ｂ、Ｄへ導入される。したがって自動ブレーキ倍力装置１は、応答性よくブレーキ作動を行なうことができる。
なお、ブレーキペダルの解放時には、第２大気弁１６と第１大気弁２５とが実質的に同時に閉じ、また真空弁２４が開かれて元の非作動状態に復帰するようになる。
【００１７】
自動ブレーキ倍力装置１の自動ブレーキ時には、図示しない制御装置によってソレノイド５４が励磁されると、ピストン５９はその前端面５９ａがハウジング５６の後端面５６ｃに設けたプレート５７と当接する前進端位置まで移動され、これと一体的にピストン５９と連結したスリーブ６７および連結部材６６を介して筒状部材６３が前進される。
このとき、入力軸２６をリヤ側に付勢するスプリング５２は、入力軸２６と一体の弁プランジャ１８と筒状部材６３との間に弾装したスプリング６５の弾発力よりも大きく設定してあるので、図２に示すように、筒状部材６３はスプリング６５を撓めながら弁プランジャ１８に対して前進されるようになる。
これにより、弁機構１５については通常のブレーキ作動時と同様に、先ず弁体２３のフロント側シート部２３ａが真空弁座１７に着座して真空弁２４を閉じ、引き続き筒状部材６３に設けた第１大気弁座２０が弁体２３のリヤ側シート部２３ｂから離隔して第１大気弁２５が開放される。しかしながら、この際には入力軸２６は非作動位置に保持されたままとなっているため、第２大気弁１６は閉じたままとなっている。
この状態では、大気は大気通路３４からオリフィス２９を介して大気室Ｅに流入し、さらに第１大気弁２５および変圧通路３２、３３を介して変圧室Ｂ、Ｄへ導入されるようになる。したがってブレーキペダルが踏み込まれなくても、つまり入力軸２６が前進されなくても、自動ブレーキ倍力装置１はブレーキ作動を行なうことができ、しかも変圧室Ｂ、Ｄへ導入される大気はオリフィス２９を流通する必要があるので、自動ブレーキ倍力装置１の出力上昇は緩やかなものとなる。
【００１８】
上記筒状部材６３が弁プランジャ１８に対して相対的に大きく前進され、筒状部材６３が弁プランジャ１８に当接するようになると、該筒状部材６３は弁プランジャ１８および入力軸２６を前進させるようになり、それによって第２大気弁１６が開放されるようになる。
これにより通常のブレーキ作動時と同様に、大気は開かれた第２大気弁１６を流通することができるので、自動ブレーキ倍力装置１の出力は応答性よく速やかに上昇するようになる。
【００１９】
図４は本発明の自動ブレーキ倍力装置１における自動ブレーキ作動時の出力特性と、従来の自動ブレーキ作動時の出力特性とを示したものである。従来の出力特性では出力は急激に上昇しているが、本発明ではその出力特性で示すように、作動初期は大気の流入がオリフィス２９によって制限されているため、変圧室Ｂ、Ｄの圧力上昇が緩やかなものとなり、自動ブレーキ倍力装置１の出力上昇も緩やかなものになっている。そして第２大気弁１６が開放されると、速やかに出力が上昇するので、応答性が悪化することはない。したがって、応答性を損なうことなく、運転者に違和感を与えることを防止することができる。
また、自動ブレーキ倍力装置１内に設定できるソレノイド５４は小型なものとならざるを得ず、小型のソレノイドで大きな出力を得るためにジャンピングを大きくすることが行なわれているが、その場合、自動ブレーキ作動時の出力上昇が急激になって、得ようとする出力よりも瞬間的に大きな出力となるオーバーシュートが生じてしまうため、制御性が悪いものとなっていた。これに対し本実施例によれば自動ブレーキ作動時の出力上昇を緩やかなものとすることができるため、良好な制御性を保つことができる。
さらに変圧室Ｂ、Ｄへ流入する大気の急激な流量変動を抑制することができるので、大気の流入音を低減することもできる。
【００２０】
なお、上記実施例においては、オリフィス２９は第２大気弁体２７を貫通して設けてあるが、これに限定されるものではない。例えば、図２の想像線で示すように、リテーナ５０を貫通して設けてもよく、要するに大気室Ｅをオリフィス２９を介して大気に連通させることができればよい。
さらに、上記実施例は、本発明をタンデムタイプの自動ブレーキ倍力装置に適用した場合について説明したが、定圧室と変圧室が一対のシングルタイプの自動ブレーキ倍力装置にも本発明を適用することができることは勿論である。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、応答性を損なうことなく自動ブレーキ倍力装置の出力上昇を緩やかなものとすることができるので、運転者に違和感を与えることなく自動ブレーキをかけ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】本発明の一実施例を示す断面図。
【図２】図１に示した自動ブレーキ倍力装置の作動初期の状態を示した拡大断面図。
【図３】図２に続く作動状態を示した拡大断面図。
【図４】従来装置の出力特性と本発明の自動ブレーキ倍力装置１の出力特性とを示したグラフ。
【符号の説明】
１自動ブレーキ倍力装置６バルブボディ
１１フロントパワーピストン１２リヤパワーピストン
１６第２大気弁１７真空弁座
１８弁プランジャ２０第１大気弁座
２３弁体２４真空弁
２５第１大気弁２６入力軸
２７第２大気弁体２８第２大気弁座
２９オリフィス３０第１定圧通路
３１第２定圧通路３２第１変圧通路
３３第２変圧通路５４ソレノイド
５９ピストン６３筒状部材
Ａ、Ｃ定圧室Ｂ、Ｄ変圧室
Ｅ大気室

Claims

シェル内に摺動自在に設けたバルブボディと、このバルブボディ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区画形成した定圧室と変圧室と、上記バルブボディに設けられて流路を切換え制御する真空弁と第１大気弁とを有する弁機構と、ブレーキペダルに連動するとともに上記弁機構を制御して上記流路を切換えさせる入力軸と、さらに上記弁機構を制御して上記流路を切換えさせる駆動手段とを備えた自動ブレーキ倍力装置において、
上記入力軸によって開閉作動される第２大気弁を上記第１大気弁よりもリヤ側に設けて該第２大気弁と上記第１大気弁との間に大気室を区画成形するとともに、該大気室をオリフィスを介して大気に連通させ、さらに上記駆動手段を上記第２大気弁に連動させ、該駆動手段により上記第１大気弁を開放させてから上記第２大気弁を開放させることを特徴とする自動ブレーキ倍力装置。
上記第２大気弁は、上記バルブボディに設けられた環状の第２大気弁座と、上記入力軸に設けられて第２大気弁座に接離させる第２大気弁体とを備え、上記オリフィスは第２大気弁体を貫通して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の自動ブレーキ倍力装置。
上記第２大気弁は、上記バルブボディに設けられた環状の第２大気弁座と、上記入力軸に設けられて第２大気弁座に接離させる第２大気弁体とを備え、上記第２大気弁座は気密を保持してバルブボディに設けられた環状のリテーナの内周部分に設けられており、また上記オリフィスはリテーナを貫通して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の自動ブレーキ倍力装置。
上記駆動手段は、ソレノイドと、このソレノイドによって進退動される作動部材とを備えており、上記作動部材に第１大気弁を構成する第１大気弁体が設けられ、また上記入力軸は作動部材に対して所定範囲内で相対変位可能となっていて通常は作動部材に対する前進位置に保持されており、上記ソレノイドによる作動部材の前進時には、該作動部材は上記第１大気弁を開かせてから入力軸に対する相対変位により該入力軸に連動して該入力軸を前進させ、上記第２大気弁を開かせ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自動ブレーキ倍力装置。