JP4478847B2 - 倍力装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、大気弁または真空弁を電磁的に作動して自動的に出力を増減可能な制御型の倍力装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種倍力装置の一例として、特表平7−503214号に示すように、バルブボディ内にソレノイド機構を内蔵し、ソレノイド機構のソレノイドに通電してその可動子を移動させ、この可動子の移動によってブレーキペダルに連動する入力ロッドの変位に基づく作動とは別に、弁機構(大気弁あるいは真空弁)を開弁するようにしたものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したようなソレノイド機構を有する倍力装置では、ブレーキペダルに連動する入力ロッドによって弁機構を作動し倍力装置を作動させる場合の出力と同様に、ソレノイド機構の作動によってもその出力の大きさを広範囲にわたって調整できることが望まれている。
【0004】
しかしながら、上述した従来技術では、ソレノイド機構はソレノイドに供給される電流の大きさによって弁機構の開弁量を制御できるだけで、ソレノイド機構に流す電流の大きさと倍力装置の出力の大きさの状態との間には対応関係(比例関係)が無い。
そのため、ソレノイド機構の作動によってブースタの出力を所望の大きさに制御するためには、例えばマスタシリンダから出力されるブレーキ液の圧力を検出するマスタシリンダ圧力センサの出力信号のように、ブースタの出力に相当する信号をフィードバックしてソレノイド機構の作動を制御する必要があった。
そのために、上記マスタシリンダ圧力センサのようなブースタの出力に相当する信号を出力するセンサ等を新たに設けなければならないため、システム全体のコストが高くなる問題点があった。
【0005】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、簡易な構成で、ソレノイド機構の作動によってもその出力の大きさを広範囲にわたって調整できる倍力装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、ハウジング内をパワーピストンにより定圧室と変圧室とに画成し、該パワーピストンに支持されたバルブボディ内には、ブレーキペダルに連動する入力ロッドに連結されたプランジャの移動により前記変圧室への作動流体の供給を制御する弁機構を設け、該弁機構は、移動可能な弁体および該弁体に接離する真空弁の弁座からなり前記定圧室と前記変圧室との間を開閉する真空弁と、前記弁体および該弁体に接離する大気弁の弁座からなり前記変圧室と大気との間を開閉する大気弁とを有し、前記弁機構の作動に基づく前記変圧室と前記定圧室との間に発生した差圧によって前記パワーピストンに生じた推力を出力する倍力装置であって、
前記バルブボデー内に摺動可能に設けられて前記弁機構の前記真空弁の弁座を移動させる可動子と、前記バルブボデー内に配置されるソレノイドとを有する電磁付勢手段を備え、
前記ソレノイドへの通電により前記可動子が一方向へ移動して前記真空弁の弁座が前記弁体を移動して前記大気弁を開弁したとき、該大気弁の開弁により前記変圧室と前記定圧室との間に発生する差圧力を前記可動子に前記通電による移動方向とは逆方向に作用させ、前記真空弁を閉弁した状態で前記差圧力により前記弁体が前記大気弁の弁座に当接して前記大気弁を閉弁するように構成したことを特徴とする。
請求項2記載の発明に係る倍力装置は、上記請求項1の構成において、前記可動子の前記通電による移動方向における一端側には前記変圧室に連通する第1の空間部が形成され、他端側には前記定圧室に連通する第2の空間部が形成されていることを特徴とする。
【0007】
請求項3記載の発明は、ハウジング内をパワーピストンにより定圧室と変圧室とに画成し、該パワーピストンに支持されたバルブボディ内には、ブレーキペダルに連動する入力ロッドに連結されたプランジャの移動により前記変圧室への作動流体の供給を制御する弁機構を設け、該弁機構は、弁体および該弁体に接離する真空弁の弁座からなる前記定圧室と前記変圧室との間を開閉する真空弁と、前記弁体および該弁体に接離する大気弁の弁座とからなり前記変圧室と大気との間を開閉する大気弁とを有し、前記弁機構の作動に基づく前記変圧室と前記定圧室との間に発生した差圧によって前記パワーピストンに生じた推力をリアクションディスクを介して出力ロッドに伝達する倍力装置であって、
前記バルブボデー内に摺動可能に設けられ、前記入力ロッドの作動とは別に前記弁機構の前記大気弁の弁座を移動させる可動子を有する電磁付勢手段を備え、
さらに、前記プランジャが前記リアクションディスクに当接する受圧面積よりも小さい受圧面積で前記リアクションディスクからの反力の一部を前記可動子に伝達する反力伝達部材を前記プランジャと別体に備えたことを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1の実施の形態の倍力装置を図1及び図2に基づいて説明する。
図1及び図2において、倍力装置1は、フロントシェル2及びリアシェル3からなるハウジング4と、ハウジング4内に設けられてハウジング4内を定圧室5及び変圧室6に画成する、ダイアフラム7を備えたパワーピストン8と、パワーピストン8に形成された孔(符号省略)に気密的に嵌合されパワーピストン8に支持された略筒状のバルブボディ9と、ブレーキペダル(図示省略)に連動する入力ロッド10に連結されバルブボディ9内に配置されたプランジャ11と、バルブボディ9内に配置されてバルブボディ9に対するプランジャ11の相対移動により前記変圧室6への作動流体の供給を制御する弁機構12と、バルブボディ9内に配置されアーマチュア13(可動子)により弁機構12をブレーキペダルに連動する入力ロッドの変位に基づく作動とは別に作動させるソレノイド機構14(電磁付勢手段)と、から大略構成されている。
本装置はリアシェル3に植設されたスタッドボルト16を介して図示しない車体に取り付けられる。また、本装置には、フロントシェル2に植設されたスタッドボルト17を介して図示しないマスタシリンダが取り付けられる。
【0009】
バルブボディ9は、パワーピストン8に気密的に嵌合されるバルブボディ大径筒部18と、このバルブボディ大径筒部18に連接されリアシェル3に気密的かつ摺動可能に挿通してリアシェル3の後方に延ばされた延長筒部19とからなっており、このバルブボディ9とフロントシェル2との間に介装されたバネ(バルブボディ戻しバネ)20により、図1右方向に付勢されている。
【0010】
延長筒部19の開口部19aとリアシェル3の筒状の開口部3aとの間には、有底筒状の可撓性部材からなるブーツ状のカバー21が保持されている。カバー21は、筒状をなし先端部がリアシェル3の筒状の開口部3aに気密的に保持されたカバー本体22と、カバー本体22に連接されたカバー底部23とからなっている。カバー底部23は、その周縁部が延長筒部19の開口部19aに気密的に保持され、中央部には入力ロッド10を挿通し、かつ周縁部と中央部との間の部分には大気(作動流体)連通用の孔(符号省略)を形成している。
延長筒部19におけるバルブボディ大径筒部18側の部分(以下、延長筒部厚肉部という。)24は、開口側部分(延長筒部開口側部分という)25及びバルブボディ大径筒部18の内部空間に比して内径寸法が小さくなって(即ち、厚肉に形成されて)いる。
延長筒部開口側部分25内にはサイレンサ機能及び空気浄化機能を有するフィルタ26が収納されており、フィルタ26を介して大気がバルブボディ9の内部に導入されるようになっている。
【0011】
延長筒部厚肉部24には、一端側がバルブボディ大径筒部18内を介して定圧室5に連通し、他端側が延長筒部開口側部分25に開口する軸方向に延びる通路T1及び一端側が変圧室6に開口し、他端側が厚肉部分の内側に開口する径方向に延びる通路T2が形成されている。
定圧室5は、接続管27を介して図示しないエンジンの吸気装置等の負圧源に接続されており、常時負圧になっている。
【0012】
延長筒部19内の前記通路T1の開口部分の近傍には、弾性変形可能な弁体28の基端部が押え部材29により固定されている。弁体28の先端部と入力ロッド10との間には弁付勢バネ30が介装されており、弁体28の先端部を、後述する筒部材31(真空弁32の弁座)及びプランジャ11のフランジ33(プランジャフランジ33、大気弁の弁座)に当接するように図1左方向に付勢しており、筒部材31(真空弁32の弁座)に当接することにより通路T1を閉じ(真空弁32を閉弁し)、プランジャフランジ33(大気弁の弁座)に当接することにより、通路T2を通しての大気と変圧室6との連通を遮断する(大気弁を閉弁する)るようにしている。この弁体28及び筒部材31(弁座)により前記真空弁32が構成され、この弁体28及びプランジャフランジ33により大気弁34が構成されている。本実施の形態では真空弁32及び大気弁34から前記弁機構12を構成している。
【0013】
また、押え部材29と入力ロッド10との間には入力ロッド戻しバネ35が介装されていて入力ロッド10を後方に付勢するようにしている。
前記入力ロッド10はブレーキペダル(図示省略)に連動するものになっており、かつ先端側が延長筒部19内に挿入されている。
この入力ロッド10の先端部には、該入力ロッド10に連動する軸状の前記プランジャ11が連結されている。
【0014】
前記ソレノイド機構14は、フロントシェル2に設けたコネクタ部36に気密的に接合されるプラグ37用の引き出し線38を接続したソレノイド39と、ソレノイド39を保持する磁性材料からなるソレノイド保持具40と、前記ソレノイド39への通電によりソレノイド39の電磁力により作動されて図1右方向に変位する略筒状の前記アーマチュア13(可動子)と、から大略構成されている。アーマチュア13は所定の外径、内径寸法のアーマチュア本体41と、アーマチュア本体41に比して外径寸法が小さく内径寸法が同等でアーマチュア本体41に連接したアーマチュア小径部42とからなっている。アーマチュア小径部42の端部には略筒状の筒部材31が一体に接合されている。
【0015】
ソレノイド保持具40は、外筒(保持具外筒)43及び保持具外筒43に比して短い高さ寸法の内筒(保持具内筒)44からなり、保持具外筒43及び保持具内筒44の一端側が底板(保持具底板)45により閉塞され保持具外筒43及び保持具内筒44の間に前記ソレノイド39を配置する二重筒状部46と、二重筒状部46の閉塞側部分から延設された筒状の延長部(保持具延長部)47と、からなっている。保持具内筒44は、先端側から基端側にかけて内径が大、中、小と段階的に小さくなる、第1、第2、第3保持具内筒部44a,44b,44cからなっている。第1保持具内筒部44aの内径はアーマチュア本体41の外径に比して僅かに大きくなっている。第2保持具内筒部44bの内径はアーマチュア小径部42の外径に比して僅かに大きくなっている。
【0016】
ソレノイド保持具40は、保持具外筒43をバルブボディ大径筒部18内に配置し、保持具底板45を、バルブボディ9の内部におけるバルブボディ大径筒部18と延長筒部厚肉部24との間の段差部48に対面させ、保持具延長部47を延長筒部厚肉部24内に挿入してバルブボディ9内に配置されている。そして、バルブボディ9の延長筒部厚肉部24に挿通するキー部材49を、保持具延長部47の外周部に形成された溝(符号省略)に嵌合することにより、ソレノイド保持具40はバルブボディ9に固定されている。
【0017】
また、ソレノイド保持具40の二重筒状部46の開口部には、略筒状の出力ロッド嵌合部材50が結合されており、先端側が前記図示しないマスタシリンダのピストンに接続される出力ロッド51の基端部に形成した筒状部(出力ロッド筒状部)52を嵌合し、前記バルブボディ戻しバネ20のバネ受けを兼ねる押え板と共に出力ロッド51を開口部内で軸方向に移動可能に保持するようにしている。
出力ロッド嵌合部材50は、出力ロッド筒状部52が移動可能に嵌合される出力ロッド嵌合部材本体54と、出力ロッド嵌合部材本体54に連接しこの出力ロッド嵌合部材本体54に比して内径が小さく、かつ、前記第1保持具内筒部44aと同等内径の筒状の出力ロッド嵌合部材底部55と、出力ロッド嵌合部材底部55に径方向外方に突出形成されたフランジ(出力ロッド嵌合部材フランジ)56と、出力ロッド嵌合部材底部55の内径側に連接し、内径及び外径が前記第1保持具内筒部44aと同等寸法の筒状の突出部(出力ロッド嵌合部材突出部)57と、からなっている。出力ロッド嵌合部材突出部57と第1保持具内筒部44aとの間には、非磁性の環状部材58が介装されている。環状部材58とアーマチュア本体41との間にはシール部材59が介装されている。
【0018】
出力ロッド嵌合部材50には、略筒状の中間部材60が嵌合して保持されている。
中間部材60は、出力ロッド嵌合部材底部55に嵌合される中間部材本体61と、中間部材本体61の一端側(図1左側)に径方向外方に突出して形成され、出力ロッド嵌合部材本体54の内径に比して外径が小さい(出力ロッド筒状部52の内径に比して外径が僅かに小さい)フランジ(中間部材フランジ)62と、中間部材本体61の他端側(図1右側)に延設されアーマチュア13に挿通してこのアーマチュア13を摺動案内する延長部(中間部材延長部)63とからなっている。中間部材60に形成された孔は、中間部材延長部63及び出力ロッド嵌合部材本体54に形成されプランジャ軸部64が挿通される軸部挿通孔65と、中間部材フランジ62及び中間部材本体61に形成され軸部挿通孔65に比して大径で軸部挿通孔65に連通し、プランジャ軸部64の先端部に一体的に形成された軸部挿通孔65よりも大径の円板部66が配置される円板収納孔67と、からなっている。そして、円板収納孔67の深さと円板部66の厚さとの関係は、後述のジャンプイン時の出力発生のために、円板収納孔67の深さは円板部66の厚さよりも大きくなっており、また、円板収納孔67と軸部挿通孔65と円板部66との径の大きさの関係は、後述の自動ブレーキ時に、バルブボディ9がプランジャ11及び入力ロッド10に先行して前進する場合に、円板収納孔67と軸部挿通孔65との間に形成される段部が円板部66に当接することにより、バルブボディ9に追従してプランジャ11及び入力ロッド10も前進し、入力ロッド10には後述する出力ロッド51からの反力が伝達されるような関係になっている。
出力ロッド筒状部52の底部と中間部材60との間には、ゴム等の弾性体からなるリアクションディスク68が配置されている。また、中間部材延長部63とアーマチュア13との間にはシール部材69が介装されている。
【0019】
なお、図1に示す初期状態(入力ロッド10が押圧されておらず、ソレノイド39が通電されておらず、かつ定圧室5と変圧室6とが一定圧(負圧)の状態)で、中間部材60の中間部材本体61の他端側(図1右側)にはアーマチュア本体41が当接し、アーマチュア本体41と第2保持具内筒部44bとの間、及びアーマチュア13と第3保持具内筒部44cとの間には、空間部(可動子作動力補助機構)70,71が形成されており、この空間部70,71は変圧室6に連通したものになっており、空間部70,71は常時変圧室6と同圧に保たれるようになっている。
【0020】
前記アーマチュア13に保持される筒部材31は、第3保持具内筒部44cに挿通しアーマチュア13と同等内径の筒部材小径筒部72と、筒部材小径筒部72に段差(符号省略)をもって連接し、保持具延長部47の内径に比して僅かに小さい外径寸法の筒部材中径筒部73と、筒部材中径筒部73に連接されて延長筒部厚肉部24にシール部材74を介して摺動する筒部材大径筒部75と、筒部材大径筒部75に軸方向に延設された環状の弁座部76(筒部材31の弁座部76、真空弁32の弁座)と、から構成されている。
【0021】
前記プランジャ11は、前記中間部材60の軸部挿通孔65に挿通される軸部64(前記プランジャ軸部64)と、プランジャ軸部64に連接されこのプランジャ軸部64に比して大径で、入力ロッド10の先端部が嵌合される穴(符号省略)が形成されたプランジャ基端部77と、プランジャ基端部77の端部側に径方向外方に突出形成されたフランジ(前記プランジャフランジ33。大気弁34の弁座を構成する。)とからなっている。プランジャ基端部77の外周部に環状の溝(符号省略)が形成されており、この溝に前記通路T2に挿通されたキー部材78が嵌合されてハウジング4内におけるバルブボディ9の後退変位、及びバルブボディ9に対するプランジャ11の軸方向の相対的な後退変位を規制するようにし、図1に示す初期状態を設定している。
プランジャ基端部77と筒部材31との間には戻しバネ(アーマチュア13(筒部材31)戻し用バネ)79が介装されており、軸方向に関してプランジャ基端部77と筒部材31(ひいてはアーマチュア13)とを離間する方向に付勢している。
【0022】
前記出力ロッド嵌合部材底部55には、内径側に及び外径側(定圧室5)に開口する通路T3が形成されている。通路T3の内径側の開口部は、初期状態(図1)における中間部材60の中間部材本体61とアーマチュア本体41との当接部分に形成されており、アーマチュア13が図1右方向へ変位した際に中間部材本体61とアーマチュア13との間に形成される空間部80が通路T3を介して定圧室5に連通するようになっている。
【0023】
上述したように構成した倍力装置1の作用を、以下に説明する。
この倍力装置1は、図1(図2)に示す初期状態で、定圧室5、変圧室6は一定圧(負圧)となっており、かつ大気弁34、真空弁32は閉じられている。この状態でブレーキペダルが踏み込まれ入力ロッド10が押されると、プランジャ11が図1左方向に変位して、プランジャフランジ33が弁体28から離間して大気弁34が開弁し、大気が通路T2を通って変圧室6に流入して変圧室6と定圧室5との間に差圧が生じる。これによりパワーピストン8ひいてはバルブボディ9が前進して出力ロッド51に推力が発生し制動作用が開始される。
この制動初期状態では、大気弁34が開弁されて、変圧室6と定圧室5との間に生ずる差圧をパワーピストン8ひいてはバルブボディ9が受けてバルブボディ9ひいては出力ロッド51に大きな推力が発生するので、十分な初期制動力(ジャンプイン量)を得ることができる。
【0024】
このジャンプイン後は出力ロッド51からの出力反力がリアクションディスク68を介して入力ロッド10に伝達される。この際、出力ロッド51から入力ロッド10に伝達される出力反力値は、出力ロッド51からの反力値に倍力比(リアクションディスク68の面積とプランジャ11の受圧面積の比で定まる)を掛けた値になる。
この際、出力ロッド51からの反力の一部はリアクションディスク68を介してブレーキペダル側に伝達され、ペダル踏力感覚が得られるようになっている。
そして、この大気弁34の開弁に基づく変圧室6と定圧室5との間に生じた差圧力によって、バルブボディ9が前進することによって生じる出力ロッド51からの反力の大きさが、ブレーキペダルに加わる踏力の大きさと等しくなると、大気弁34は閉弁状態となる。また、この状態から、ブレーキペダルに加わる踏力の大きさを増減し、前記差圧力に基づく反力の大きさとブレーキペダルに加わる踏力の大きさとの間に不均衡が生じた場合には、大気弁34が再び開弁し、または真空弁32が大気弁33に代わり開弁することによって、前記差圧力に基づく反力の大きさがブレーキペダルに加わる踏力の大きさに等しくなるように、定圧室5との間に生じた差圧力が調整される。
したがって、ソレノイド39に通電しない状態では、ブレーキペダルに加わる踏力の大きさが所定の倍力比で倍力され、倍力装置1は通常の倍力装置として作動するようになっている。
【0025】
これに対し、ソレノイド39に通電する自動ブレーキ時には、ソレノイド39の通電電流の大きさによって、まず、アーマチュア13が戻しバネ(可動子用戻しバネ)79のバネ力に抗して図1右方向に移動する。アーマチュア13が図1右方向に移動しだすことに伴い、アーマチュア13の図1左方には空間部80が形成され、空間部80は通路T3を通して定圧室5と連通して定圧状態とされる。さらに、電流を増加して、アーマチュア13に作用する電磁力が、アーマチュア戻し用バネ79のバネ力、弁付勢バネ30のバネ力、及びアーマチュア13に作用する空間部80と空間部70,71との間の差圧力(前記初期状態では、定圧室5及び変圧室6とも低圧状態のため差圧力は無し)との合計値を超えると、筒部材31を介して弁体28の先端部が図1右方に移動して大気弁34が開弁し、変圧室6に大気が導入される。
これにより、変圧室6と定圧室5との間には差圧が生じ、バルブボディ9が前進して出力ロッド51に推力が発生し制動作用が開始される。
【0026】
また、これに伴い、変圧室6に大気が導入されると、空間部70,71には変圧室6内の圧力が導入されるため、空間部80と空間部70,71との間には図1左方へアーマチュア13を戻す方向、すなわちアーマチュア13に作用する電磁力の向きと逆方向の差圧力が発生するようになる。
この結果、アーマチュア13に作用する電磁力が一定とされている場合には、アーマチュア13はこの差圧力によって図1左方へ押し戻され、アーマチュア13に作用する電磁力がアーマチュア13に作用する空間部80と空間部70,71との間の差圧力に等しくなった(均衡するようになった)状態で、アーマチュア13は図1左方への移動を停止し、大気弁34は閉弁状態となる。また、この状態から、ソレノイド39に流す電流の大きさを増減し、前記アーマチュア13に作用する差圧力とソレノイド39に発生する電磁力の大きさとの間に再び不均衡が生じた場合には、アーマチュア13が差圧力と電磁力とを均衡させるように再び移動することによって、定圧室34が再び開弁し、または真空弁32が大気弁34に代わり開弁することによって、定圧室5の圧力がソレノイド39に流す電流の大きさに応じて調整される。
しかして、ソレノイド39に加えた電流に比例して定圧室5と変圧室6の間の差圧、すなわちソレノイド39に加えた電流の大きさに比例したブースタ出力が得られる。
このように、ブースタの出力を所望の大きさに制御する上で従来技術で必要とされたマスタシリンダ圧力センサ等のセンサを設けることなく、ソレノイド39に加えた電流に比例したブースタ出力が得られることにより、センサ等を新たに設けなくて済む分、構成が簡易になり、かつ装置の低廉化を図ることができる。
また、ソレノイド39に加えた電流に比例したブースタ出力が得られるので、ソレノイド39に加える電流を広範囲に変えることにより広範囲にわたってブースタ出力を調整できることになる。
【0027】
次に、本発明の第2の実施の形態を図3及び図4に基づいて説明する。
この倍力装置1は、前記第1の実施の形態に比して、次のようなことが主に異なったものになっている。
(1)真空弁32の弁座を筒部材31の弁座部76に代えて、通路T1の他端側の開口部の端部81としたこと。
(2)アーマチュア13の端部に大気弁用筒体82を設け、大気弁34の弁座をプランジャフランジ33に代えて前記大気弁用筒体82としたこと。
(3)プランジャ11には大気弁用筒体82と摺動するシール部材83を設けたこと。
(4)中間部材60及び通路T3を廃止したこと。
(5)出力ロッド嵌合部材50を前記中間部材60の中間部材本体61及び中間部材フランジ62を略備えた構造とし、出力ロッド嵌合部材50にリアクションディスク68側、アーマチュア13側に開口する孔(符号省略)を形成し、この孔にロッド(反力ロッド…反力伝達部材)84を挿入してリアクションディスク68の反力の一部(リアクションディスク68の反力の所定分の一の反力)がアーマチュア13に伝達されるようにしたこと。
(6)第1の実施の形態ではソレノイド39の通電によりアーマチュア13を図1右方向(リア側)に変位させて大気弁34を開弁するようにしているが、これに代えて、アーマチュア13を図4左方向(フロント側)に変位させて大気弁34を開弁するようにしたこと。
(7)出力ロッド嵌合部材50とアーマチュア13との間にバネ(アーマチュア付勢バネ)85を介装し、両者を離間させる方向に付勢するようにしたこと。
(8)プランジャ11を、入力ロッド10に結合されるプランジャ本体86と、プランジャ本体86に結合されかつアーマチュア13に挿通されるプランジャ軸体87と、から構成し、プランジャ軸体87のプランジャ本体86との結合部分に径方向外方に延びるフランジ(プランジャ軸体フランジ)88を形成し、プランジャ軸体フランジ88をアーマチュア13の内側の段差部89とプランジャ本体86との間に介装し、プランジャ11の図4左方向への移動にアーマチュア13が連動するように構成したこと。
【0028】
この第2の実施の形態の倍力装置1では、ソレノイド39への通電電流の大きさによって、まず、アーマチュア13がロッド(反力伝達ロッド)84を介してリアクションディスク68を押圧して図3左方向に移動する。アーマチュア13が図3左方向に所定量移動すると、大気弁34が開弁し、変圧室6に大気が導入される。
これにより、変圧室6と定圧室5との間には差圧が生じ、パワーピストン8(バルブボディ9)に推力が発生してバルブボディ9ひいては出力ロッド51が前進して制動作用が開始される。
また、これに伴い、変圧室6に大気が導入されると、変圧室6と定圧室5との間に生じた差圧に伴う前記パワーピストン8(バルブボディ9)の推力に基づく前記反力が、アーマチュア13に作用する電磁力の向き(図4左方向)と逆方向(図4右方向)に、このアーマチュア13に作用し、アーマチュア13は図4右方向に押し戻されることになる。
【0029】
この結果、アーマチュア13に作用する電磁力が一定とされている場合には、アーマチュア13は前記反力によって図3右方へ押し戻され、アーマチュア13に作用する電磁力がアーマチュア13に作用する前記反力に等しくなった(均衡するようになった)状態で、アーマチュア13は図3右方への移動を停止し、大気弁34は閉弁状態となる。また、この状態から、ソレノイド39に流す電流の大きさを増減し、前記アーマチュア13に作用する前記反力とソレノイド39に発生する電磁力の大きさとの間に再び不均衡が生じた場合には、アーマチュア13が前記反力と電磁力とを均衡させるように再び移動することによって、大気弁34が再び開弁し、または真空弁32が大気弁34に代わり開弁することによって、定圧室5の圧力がソレノイド39に流す電流の大きさに応じて調整される。
しかして、ソレノイド39に加えた電流に比例して定圧室5と変圧室6の間の差圧、すなわちソレノイド39に加えた電流の大きさに比例したブースタ出力が得られる。
【0030】
このように、ブースタの出力を所望の大きさに制御する上で従来技術で必要とされたマスタシリンダ圧力センサ等のセンサを設けることなく、ソレノイド39に加えた電流に比例したブースタ出力が得られることにより、センサ等を新たに設けなくて済む分、構成が簡易になり、かつ装置の低廉化を図ることができる。
また、ソレノイド39に加えた電流に比例したブースタ出力が得られるので、ソレノイド39に加える電流を広範囲に変えることにより広範囲にわたってブースタ出力を調整できることになる。
【0031】
次に、本発明の第3の実施の形態を図5乃至図6に基づいて説明する。
本第3の実施の形態は、基本的には上記第2の実施の形態と同様に、ソレノイド39の通電によりアーマチュア13をフロント側へ変位させて大気弁34を開くようにしたものであるが、倍力装置90の全体をタンデム型として構成した点、リアクションディスク68からの反力の一部をアーマチュア13に伝える反力ロッド84を省略した点で相違する。本第3の実施の形態においてはまた、第1の実施の形態で用いた中間部材60を出力ロッド嵌合部材50に嵌装して、この中間部材60内に前記プランジャ11と後述の反力調整機構91とを配設すると共に、前記出力ロッド嵌合部材50内に、前記リアクションディスク71から反力を受けかつ前記中間部材60を抜け不能に押えるリング部材92を配設している。アーマチュア13は、この中間部材60に摺動可能に外嵌され、常時は前記バネ85によりリア側へ付勢されている。アーマチュア13はまた、常時はその中間部に設けた開口縁を前記プランジャ11に取付けたキー部材78に衝合させてリア側への移動端に位置決めされ、これによりプランジャ11のフロント側への移動に追従するようになっている。
【0032】
本第3の実施の形態においては、倍力装置90の全体をタンデム型としたことにより、ハウジング4内は、センターシェル93により前・後2室に分割され、この分割された前・後2室には、前記定圧室5と変圧室6とを画成する、ダイアフラム7を備えたパワーピストン8がそれぞれ配置されることになる。また、バルブボディ9には、前記真空弁32に通じる通路T1をリア側の定圧室5に連通する半径方向通路T4と前記大気弁34に通じる通路T2をフロント側の変圧室6に連通する軸方向通路T5とが設けられている。
【0033】
ここで、上記した反力調整機構91は、プランジャ11側に配置されたハット形状のばね受け94と、前記リング部材92に一部が挿入された反力受け95と、ばね受け94及び反力受け95の間に介装された圧縮ばね96と、頭部をばね受け94内に位置させると共に軸部が反力受け95に固定され、前記圧縮ばね96に所定のセット荷重を与えるステム97とからなっており、ばね受け94と反力受け95との間には、常時は所定の間隙S2 が確保されている。この反力調整機構91は、2次的なジャンプイン出力を得るためのもので、通常の制動時に出力反力が圧縮ばね96のセット荷重を超えた際、該圧縮ばね96が縮んで前記間隙S2 が解消され、この間、2次的なジャンプイン出力が生じる。
【0034】
本第3の実施の形態において、アーマチュア13と一体の大気弁用筒体82は、図6によく示されるように、プランジャ11にシール部材83を介して摺接する部分が半径内方向に絞り込まれて縮径部82aとされる一方で、大気弁34を構成する環状弁座部98を提供する後端部が半径外方向へ拡大する拡径部82bとされている。すなわち、この大気弁用筒体82は、プランジャ11に対する摺動径D1が大気弁径D2よりも小さくなるように形状変更されており、これにより該筒体82には大気圧と変圧室6内の圧力(真空度)との差圧力が作用するようになっている。
【0035】
この第3の実施の形態の倍力装置90においては、通常の制動時は、ブレーキペダルの踏込みに応じて入力ロッド10とプランジャ11とがフロント側へ移動することで、その動きがキー部材78を介してアーマチュア13に伝えられ、大気弁34が開いて前・後の変圧室6に大気が導入され、定圧室5との差圧により前・後のパワーピストン8が推進して倍力作用が行われる。この時、出力反力の一部がリアクションディスク68から反力調整機構91を介してプランジャ11及び入力ロッド10に伝達されるが、出力反力が反力調整機構91の圧縮ばね96のセット荷重を超えて高まると、該圧縮ばね96が縮んで2次的なジャンプイン出力が生じ、より大きな倍力作用が行われるようになる。
【0036】
一方、自動ブレーキとして使用する場合は、ソレノイド39への通電によりアーマチュア13がバネ85の付勢力に抗してフロント側へ移動し、大気弁34が開いて、前・後の変圧室6に大気が導入され、定圧室5との差圧により前・後のパワーピストン8が推進して倍力作用が行われる。
この時、アーマチュア13と一体の大気弁用筒体82には、前記したようにプランジャ11に対する摺動径D1と大気弁径D2との径差により差圧力が作用しており、この差圧力は、アーマチュア13をフロント側へ引込む方向(ソレノイド39に発生する電磁力を援助する方向)へ作用している。しかして、この差圧力は、変圧室6内の真空度に比例し、一方、変圧室6内の真空度は倍力装置90の出力に反比例しており、したがって、前記差圧力は倍力装置90の出力に比例して低下するようになる。すなわち、倍力装置90の出力に比例して、アーマチュア13をリア側へ押し戻す力(アーマチュア駆動反力)が増加することになり、この結果、アーマチュア13に作用するソレノイド39の電磁力は、倍力装置90の出力に比例して減殺されることになる。
【0037】
これにより、アーマチュア13に作用する電磁力が一定とされている場合には、上記アーマチュア駆動反力によってアーマチュア13はリア側へ押し戻され、上記第2の実施の形態と同様にアーマチュア13に作用する電磁力が上記アーマチュア駆動反力に等しくなった(均衡するようになった)状態で、アーマチュア13はリア側への移動を停止し、大気弁34は閉弁状態となる。また、この状態から、ソレノイド39に流す電流の大きさを増減し、前記アーマチュア13に作用する前記反力とソレノイド39に発生する電磁力の大きさとの間に再び不均衡が生じた場合には、アーマチュア13が前記反力と電磁力とを均衡させるように再び移動することによって、大気弁34が再び開弁し、または真空弁32が大気弁34に代わり開弁することによって、定圧室5の圧力がソレノイド39に流す電流の大きさに応じて調整される。すなわち、ソレノイド39に加えた電流に比例して定圧室5と変圧室6の間の差圧、すなわちソレノイド39に加えた電流の大きさに比例したブースタ出力が得られることになる。本第3の実施の形態によれば、ソレノイド39に発生する電磁力を援助する方向へ差圧力を作用させるようにしているので、ソレノイド39に流す電流は可及的に低減し、省エネルギーの面で有利となる。
【0038】
【発明の効果】
本発明によれば、電磁付勢手段に加えた電流の大きさに対応した(例えば比例した)大きさの定圧室及び変圧室の間の差圧ひいてはブースタ出力が得られる。このため、ブースタの出力を所望の大きさに制御する上で従来技術で必要とされたマスタシリンダ圧力センサ等のセンサを設けることなく、電磁付勢手段に加えた電流に比例したブースタ出力が得られることにより、センサ等を新たに設けなくて済む分、構成が簡易になり、かつ装置の低廉化を図ることができる。
さらに、電磁付勢手段に加えた電流の大きさに比例した大きさのブースタ出力が得られるので、電磁付勢手段に加える電流を広範囲に変えることにより広範囲にわたってブースタ出力を調整できることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す断面図(図2の部分拡大図)である。
【図2】図1の倍力装置を示す断面図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態の倍力装置を示す断面図である。
【図4】図3の部分拡大図である。
【図5】本発明の第3の実施の形態の倍力装置を示す断面図である。
【図6】図5の部分拡大図である。
【符号の説明】
4 ハウジング
5 定圧室
6 変圧室
8 パワーピストン
9 バルブボディ
10 入力ロッド
11 プランジャ
12 弁機構
13 アーマチュア(可動子)
14 ソレノイド機構(電磁付勢手段)
70,71,80 空間部
82 大気用筒体
84 反力ロッド(反力伝達部材)
T3 通路
Claims (3)
- ハウジング内をパワーピストンにより定圧室と変圧室とに画成し、該パワーピストンに支持されたバルブボディ内には、ブレーキペダルに連動する入力ロッドに連結されたプランジャの移動により前記変圧室への作動流体の供給を制御する弁機構を設け、該弁機構は、移動可能な弁体および該弁体に接離する真空弁の弁座からなり前記定圧室と前記変圧室との間を開閉する真空弁と、前記弁体および該弁体に接離する大気弁の弁座からなり前記変圧室と大気との間を開閉する大気弁とを有し、前記弁機構の作動に基づく前記変圧室と前記定圧室との間に発生した差圧によって前記パワーピストンに生じた推力を出力する倍力装置であって、
前記バルブボデー内に摺動可能に設けられて前記弁機構の前記真空弁の弁座を移動させる可動子と、前記バルブボデー内に配置されるソレノイドとを有する電磁付勢手段を備え、
前記ソレノイドへの通電により前記可動子が一方向へ移動して前記真空弁の弁座が前記弁体を移動して前記大気弁を開弁したとき、該大気弁の開弁により前記変圧室と前記定圧室との間に発生する差圧力を前記可動子に前記通電による移動方向とは逆方向に作用させ、前記真空弁を閉弁した状態で前記差圧力により前記弁体が前記大気弁の弁座に当接して前記大気弁を閉弁するように構成したことを特徴とする倍力装置。 - 前記可動子の前記通電による移動方向における一端側には前記変圧室に連通する第1の空間部が形成され、他端側には前記定圧室に連通する第2の空間部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の倍力装置。
- ハウジング内をパワーピストンにより定圧室と変圧室とに画成し、該パワーピストンに支持されたバルブボディ内には、ブレーキペダルに連動する入力ロッドに連結されたプランジャの移動により前記変圧室への作動流体の供給を制御する弁機構を設け、該弁機構は、弁体および該弁体に接離する真空弁の弁座からなる前記定圧室と前記変圧室との間を開閉する真空弁と、前記弁体および該弁体に接離する大気弁の弁座とからなり前記変圧室と大気との間を開閉する大気弁とを有し、前記弁機構の作動に基づく前記変圧室と前記定圧室との間に発生した差圧によって前記パワーピストンに生じた推力をリアクションディスクを介して出力ロッドに伝達する倍力装置であって、
前記バルブボデー内に摺動可能に設けられ、前記入力ロッドの作動とは別に前記弁機構の前記大気弁の弁座を移動させる可動子を有する電磁付勢手段を備え、
さらに、前記プランジャが前記リアクションディスクに当接する受圧面積よりも小さい受圧面積で前記リアクションディスクからの反力の一部を前記可動子に伝達する反力伝達部材を前記プランジャと別体に備えたことを特徴とする倍力装置。
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