JP4904613B2

JP4904613B2 - 車両の液圧ブレーキ装置

Info

Publication number: JP4904613B2
Application number: JP2000161248A
Authority: JP
Inventors: 聡石田; 理治西井
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2000-05-30
Filing date: 2000-05-30
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2020-05-30
Also published as: DE10126095B4; US6655513B2; DE10126095A1; US20010047914A1; JP2001334924A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両の液圧ブレーキ装置に関し、ブレーキペダル操作に応じてマスタシリンダを助勢する助勢手段を備えた液圧ブレーキ装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
米国特許第３９１００４８号の明細書には、圧力比変換器を備えたパワーブレーキシステム用のサーボモータが開示されている。このサーボモータは、マスタシリンダに操作力を伝達する同軸の第１及び第２ピストンが設けられ、差圧によって駆動される壁に第１ピストンが連結され、この第１ピストン内に同軸に第２ピストンが収容され、差圧発生用の制御弁を駆動する入力を伝達すると共に、マスタシリンダ内に配置したロック弁を駆動するように構成されている。これにより、壁の移動に応じて第１及び第２ピストンが共に移動すると、流体がロック弁を介してロック室に流入する。そして、差圧によって発生し得る最大出力に達すると、第１及び第２ピストンの同時移動が終了し、運転者によって更に操作力が加えられると、第２ピストンが第１ピストン内を移動し、ロック弁を閉成してロック室内の流体を保持して第１ピストンの移動を禁止するように構成されている。
【０００３】
具体的には、第１及び第２ピストンが前進すると、圧力室１１２及び１４６内に液圧が発生し、この第１及び第２ピストンの出力はサーボモータ１２内の第２室３２が大気圧となるまで図３の線１８８に従って増加し、図３の点１９０で、ブレーキペダル２０の入力がプランジャ７０及びスリーブ６６を介して第２ピストン６０に伝達される。この入力によって第２ピストン６０が独立して駆動され、スプリング１３０によって流路１２０が閉成され、更に第２ピストン６０が駆動されると出力は図３の線１９２に示すようになる。一方、負圧が消失した場合には、ブレーキペダル２０に付与される入力によって第２ピストン６０が第１ピストン５８内を移動し、弁手段１１８によって直ちに流路１２０が閉成され、パワー液圧が存在しないときに両ピストンが駆動される場合の図３の線１９５に示す出力より大きな出力となり、線１９６に示すようになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の米国特許第３９１００４８号に記載のサーボモータにおいては、昇圧した液圧をロック室に封じ込めることによって、図３の点１９０以降は第２ピストン６０の第１ピストン５８内の移動に応じて線１９２に従って出力されるように構成されている。また、助勢手段が失陥したとき、例えば負圧消失時には第２ピストン６０の第１ピストン５８内の移動に応じて線１９６に従って出力されるように構成されている。これを達成するためには、同米国特許の図１に示すように、助勢手段のサーボモータ１２を、第２ピストン６０の第１ピストン５８に対する十分な相対移動量を確保し得るように構成する必要があり、従前のサーボモータの構成に対し大幅な変更が必要となる。従って、液圧ブレーキ装置全体を新たに設計する必要があり、コストの上昇は不可避となる。
【０００５】
そこで、本発明は、ブレーキペダル操作に応じてマスタシリンダを駆動する助勢手段を備えた車両の液圧ブレーキ装置において、助勢手段に対する変更を最小限に抑え、実質的にマスタシリンダのみを所定の構造とすることによって、助勢手段失陥時に適切な入出力特性を確保し得るようにすることを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明は請求項１に記載のように、ブレーキペダルの操作に応じてマスタピストンを前進駆動しリザーバのブレーキ液を圧力室で加圧して出力するマスタシリンダと、前記ブレーキペダルの操作に応じて前記マスタピストンを助勢する助勢手段を備えた車両の液圧ブレーキ装置において、前記マスタピストンの有効断面積より大の有効断面積を有し、前記マスタピストンとの間に圧力伝達室を形成すると共に、前記助勢手段の助勢作動に連動し得る補助ピストンと、該補助ピストンを介して前記助勢手段によって前記マスタピストンを助勢するときには前記圧力伝達室と前記リザーバとの連通を遮断し、前記圧力伝達室にブレーキ液が充填されて前記マスタピストンと前記補助ピストンとが流体的に結合され、前記助勢手段による助勢を行なわないときには前記圧力伝達室を前記リザーバに連通する弁手段とを備えることとしたものである。
【０００７】
而して、前記助勢手段により前記補助ピストンを介して前記マスタピストンを助勢するときには、前記弁手段によって前記圧力伝達室を密閉して前記補助ピストンと前記マスタピストンとを流体的に結合し、前記助勢手段による助勢を行なわないときには、前記弁手段によって前記圧力伝達室を大気圧として前記補助ピストンと前記マスタピストンとを機械的に結合することができる。尚、前記助勢手段としては、負圧式助勢手段の負圧ブースタでも、液圧式助勢手段の液圧ブースタでもよい。
【０００８】
前記補助ピストンは、請求項２に記載のように、前記マスタピストンの有効断面積より大の有効断面積の大径部を有し、前記マスタピストンの後方に同軸上に配置して前記大径部と前記マスタピストンとの間に前記圧力伝達室を形成し、前記補助ピストン内に前記弁手段を構成することができる。
【０００９】
尚、前記補助ピストン又は前記マスタピストンと前記助勢手段との間に弾性部材を配設し、前記ブレーキ入力伝達部材は前記弾性部材を介することなく前記ブレーキペダルに連結するように配設するとよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の望ましい実施形態を図面を参照して説明する。図１及び図２は本発明の一実施形態の液圧ブレーキ装置を示すもので、ブレーキペダル（図示せず）に加えられた踏力が入力ロッド３を介してブレーキ作動力として伝えられ、これに応じて負圧ブースタ４０によって助勢されてマスタシリンダ１０からブレーキ液圧が出力され、車両の各車輪に装着されたホイールシリンダ（図示せず）に供給されるように構成されている。尚、図１にマスタシリンダ部を示し、図２に負圧ブースタ部を示す。
【００１２】
マスタシリンダ１０は、図１に示すように、第１のシリンダ１ａと、これに収容する第２のシリンダ１ｂ、第３のシリンダ１ｃ及び第４のシリンダ１ｄから成るシリンダボデー内に、マスタピストンたる第１のピストン１１及び第２のピストン１２と、本発明の補助ピストンたる第３のピストン２０が直列に収容されて成る。第１のシリンダ１ａは有底筒体で、開口部に向かって順次内径が増加するように段付孔が形成されている。第２のシリンダ１ｂは略円筒体で、径が異なるシリンダボア１ｅ及び１ｆから成る段付孔が形成されており、その内周面の軸方向に複数の溝１ｍが形成されている。
【００１３】
第３のシリンダ１ｃ及び第４のシリンダ１ｄは何れも筒体で、これらが重合され、両者間に環状の流路（液室）１ｒが形成されている。第３のシリンダ１ｃには、シリンダボア１ｅ及び１ｆの内径より大の内径を有するシリンダボア１ｇが形成され、側面には流路１ｒに連通するポート１ｐが形成されている。また、第４のシリンダ１ｄの底部には、シリンダボア１ｆの内径と同径でシリンダボア１ｇより小径の孔１ｈが形成されている。そして、第１のシリンダ１ａには給液ポート１ｉ，１ｊ及び出力ポート１ｋ，１ｎが形成されており、出力ポート１ｋは溝１ｍを介してシリンダボア１ｅ内に連通し、出力ポート１ｎは溝１ｍを介してシリンダボア１ｆ内に連通している。
【００１４】
第１のシリンダ１ａ内の第２のシリンダ１ｂ前端には、径方向に連通孔１７ａが形成された環状部材１７と、その両側に配設するカップ状のシール部材（代表してＳ１で表す）が配設され、連通孔１７ａを介してシリンダボア１ｅ内が給液ポート１ｉに連通し得るように構成されている。また、第２のシリンダ１ｂと第３のシリンダ１ｃとの間にも、径方向に連通孔１８ａが形成された環状部材１８と、その両側に配設するシール部材Ｓ１が介装され、連通孔１８ａを介してシリンダボア１ｆ内が給液ポート１ｊに連通し得るように構成されている。
【００１５】
シリンダボア１ｅ内には有底筒体の第１のピストン１１が収容され、環状部材１７に対し液密的摺動自在に支持されており、第１のシリンダ１ａと第１のピストン１１との間に圧力室Ｒ１が郭成されている。また、シリンダボア１ｆ内には有底筒体の第２のピストン１２が収容され、環状部材１８に液密的摺動自在に支持されており、第１のピストン１１と第２のピストン１２の間に圧力室Ｒ２が郭成されている。第１のピストン１１は、シリンダボア１ｅとシリンダボア１ｆの間の段差で後端位置が規制され、非作動時の後端位置で、そのスカート部に形成された連通孔１１ａが環状部材１７の連通孔１７ａと対向し、給液ポート１ｉを介して圧力室Ｒ１がリザーバ４に連通するように構成されている。
【００１６】
第１のシリンダ１ａ内の先端面と第１のピストン１１の凹部底面との間にはスプリング１３が張架され、第１のピストン１１が後方に付勢されている。更に、第２のピストン１２の前方の凹部底面にはロッド１４の一端が固着され、その他端側の頭部がリテーナ１５の先端部に係止し得るように配設されており、第１のピストン１１と第２のピストン１２との間にはスプリング１６が張架され、両者間が拡張する方向に付勢されている。而して、ロッド１４の頭部がリテーナ１５の先端部に係止された位置で第２のピストン１２の後方移動が規制され、非作動時にはその位置で第２のピストン１２のスカート部に形成された連通孔１２ａが環状部材１８の連通孔１８ａと対向し、給液ポート１ｊを介して圧力室Ｒ２がリザーバ４に連通するように構成されている。尚、ロッド１４及びリテーナ１５を設けることなく、後方に配置する第３のピストン２０との関係において第２のピストン１２の後端位置を規制することとしてもよい。更に、第２のピストン１２の後端面には溝１２ｂが形成されており、後述するように、第３のピストン２０の前端面に当接したときにもその中空部（２０ｂ）に連通する流路が確保されるように構成されている。
【００１７】
第３のピストン２０は円筒体で、図１に示すように、その前端部が拡径されて大径のランド部２０ａが形成されており、このランド部２０ａは、環状部材１８に対して摺動する第２のピストン１２の有効断面積より大の有効断面積を有する。本発明の大径部たるランド部２０ａは、その前方にカップ状のシール部材Ｓ２が配設され、シリンダボア１ｇ内に液密的摺動自在に収容される。これにより、シリンダボア１ｇの内面と第２のピストン１２の外面との間でシール部材Ｓ１及びＳ２間に圧力伝達室Ｒ３が郭成される。また、第３のピストン２０は、ランド部２０ａの後方でカップ状のシール部材Ｓ３を介して第４のシリンダ１ｄの孔１ｈに液密的摺動自在に支持されている。更に、第３のピストン２０は、その軸方向に段付の中空部が形成されている。即ち、軸方向の両側に大径の中空部２０ｂ，２０ｄが形成され、これらの間に小径の中空部２０ｃが形成されている。また、ランド部２０ａの後方には、中空部２０ｂに連通すると共に軸方向を長軸とする長穴２０ｅが、図１の上下２箇所に形成されている。
【００１８】
そして、本実施形態では補助ピストンたる第３のピストン２０内に本発明の弁手段が構成されている。先ず、中空部２０ｃにプランジャ２２が液密的摺動自在に支持され、その前端に緩衝部材２３が装着されている。この緩衝部材２３は筒体で、その後端がプランジャ２２の前端に係止され、緩衝部材２３はスプリング２４によってプランジャ２２から離隔する方向に付勢されている。従って、緩衝部材２３の動きが前方で阻止された場合にも、スプリング２４の付勢力を越える力でプランジャ２２が押圧されれば、プランジャ２２のみが前方に移動し得る。また、ピン２５が上下の長穴２０ｅを貫通し、長穴２０ｅの軸方向に移動可能に支持され、緩衝部材２３の前方に配置されている。尚、緩衝部材２３がピン２５に当接したとき、圧力伝達室Ｒ３内のブレーキ液圧によって開閉弁２６に作用する後方への圧力（弁座２８への着座方向の圧力）がスプリング２４の付勢力より大となるように設定されている。
【００１９】
一方、中空部２０ｂ内のピン２５の前方には、開閉弁２６、及びこれを収容する有底筒体のケース２７等から成る弁装置２１が配置されている。開閉弁２６は前方に鍔部を有する弁体で、ケース２７内を軸方向に移動可能に支持され、その軸部後端がケース２７から後方に延出してピン２５に当接し得るように配置される。また、ケース２７の後端には開閉弁２６の鍔部が着座し得るように弁座２８が配設されている。更に、開閉弁２６の前方のケース２７内にはスプリング２９が配設され、開閉弁２６の鍔部が弁座２８に着座する方向に付勢されている。従って、ピン２５が長穴２０ｅの後端近傍にあるときには、開閉弁２６の鍔部は弁座２８に着座した状態に維持される。上記スプリング２９の付勢力は前述のスプリング２４の付勢力より小に設定されているので、開閉弁２６が自由状態であるときにピン２５を介して緩衝部材２３によって押圧されると、スプリング２４は圧縮されることなくスプリング２９のみが圧縮されて、開閉弁２６の鍔部が弁座２８から離座する。
【００２０】
上記の構成になる弁手段によれば、ブレーキ操作が行なわれていない図１の状態では、圧力伝達室Ｒ３はケース２７の前方の開口端から弁座２８、長穴２０ｅ、ポート１ｐを介して流路１ｒに連通しているが、ブレーキ操作が行なわれ、後述の液圧ブースタ４０の作動により第３のピストン２０が前進しピン２５が長穴２０ｅ内を移動可能な状態となると、スプリング２９の付勢力により開閉弁２６の後端がピン２５に当接した状態で後方に移動し、その鍔部が弁座２８に着座すると圧力伝達室Ｒ３と流路１ｒとの連通が遮断される。このように、開閉弁２６の鍔部が弁座２８に着座した状態では、圧力伝達室Ｒ３はブレーキ液が充填された密閉空間となり、第２のピストン１２と第３のピストン２０が流体的に結合される。このとき、第３のピストン２０のランド部２０ａの有効断面積が第２のピストン１２の有効断面積より大であるので、第３のピストン２０の前進移動に伴い第２のピストン１２の後端面と第３のピストン２０の前端面との間に間隙が形成され、圧力伝達室Ｒ３は図３に示すようになり、この状態で第２のピストン１２と第３のピストン２０が一体的に移動することとなる。
【００２１】
一方、例えば第３のピストン２０が停止した状態でブレーキ操作が行なわれ、プランジャ２２が第３のピストン２０に対して相対的に前進駆動されると、緩衝部材２３がピン２５に当接する。更にプランジャ２２が前進駆動されると、緩衝部材２３及びピン２５を介して開閉弁２６が前方に駆動され、開閉弁２６の鍔部が弁座２８から離座し、圧力伝達室Ｒ３は流路１ｒと連通し、図４に示す状態となる。
【００２２】
更に、第３のピストン２０の後方の中空部２０ｄには、ブレーキペダル（図示せず）の操作量を伝達する第１の伝達部材３１と、負圧ブースタ４０（後述）による駆動力を伝達する第２の伝達部材３２が収容されている。第１の伝達部材３１はプランジャ２２等と共に本発明のブレーキ入力伝達部材を構成するもので、前端がプランジャ２２の後端に当接し後端が伝達ピン３４（後述の反力ゴムディスク３３を貫通）を介して後述のプランジャ４５に連結するロッドで構成され、第２の伝達部材３２は反力ゴムディスク３３を介して駆動部材４３に連結するように構成されている。
【００２３】
次に、負圧ブースタ４０は、図２に示すように、シェルと呼ばれる容器状のハウジング４１ａ，４１ｂが可動壁４２を介して重合され、前方に定圧室（負圧室）ＣＰが郭成され、後方に変圧室ＶＰが郭成されている。定圧室ＣＰはインレット（図示せず）を介して吸気マニホールド（図示せず）等の負圧源に連通接続されており、負圧が維持されている。可動壁４２は受圧板４２ａとダイヤフラム４２ｂから成り、その中央部に、パワーピストンとも呼ばれる円筒状の駆動部材４３の一方の開口端部が気密的に固着され、駆動部材４３の他方の開口端部はハウジング４１ｂを貫通して後方に延出している。駆動部材４３はシール部材Ｓ４を介してハウジング４１ｂの開口部に対し摺動自在に支持されており、更にブーツＢＴによって囲繞されている。尚、ブーツＢＴは入力ロッド３に固定されているが、駆動部材４３の開口端部に連通孔ＢＴａが形成されている。そして、駆動部材４３の前方端部と前方のハウジング４１ａの内面との間にはスプリング４４が配設され、可動壁４２が後方のハウジング４１ｂ方向に付勢されている。
【００２４】
入力ロッド３は駆動部材４３内の中心軸上に位置するように配置され、その先端に球継手を介してプランジャ４５が接続されている。このプランジャ４５は、駆動部材４３内に形成された軸方向の連通孔４３ａに摺動自在に支持されている。連通孔４３ａの周囲には弁座４３ｂが形成されており、この弁座４３ｂを囲繞すると共に、弁座４３ｂに当接するように環状の弁体４６ａを付勢して成る第１の制御弁機構４６が駆動部材４３内に構成されている。この第１の制御弁機構４６はコントロールバルブと呼ばれるもので、更に、プランジャ４５の後方端部に弁座４５ｂを形成し、この弁座４５ｂに当接するように環状の弁体４７ａを付勢して成る第２の制御弁機構４７が連結されている。この第２の制御弁機構４７はエアバルブと呼ばれるもので、円筒状の弾性部材の前端に弁体４７ａが形成され、後端に支持したスプリング４８ａによって弁座４３ｂ方向に付勢するように配置されている。第２の制御弁機構４７を構成する弾性部材の後端もスプリング４８ｂによって弁座４３ｂ方向に付勢するように配置されており、この付勢力によって、駆動部材４３の内側に形成された段差４３ｃに係止されている。
【００２５】
プランジャ４５の先端に形成された摺動部の後方には、環状の縮径部４５ａが形成されており、この縮径部４５ａに対し軸方向に所定距離移動し得るようにキー部材４９が嵌合されている。キー部材４９は駆動部材４３の外周から突出し、ハウジング４１ｂに係合してプランジャ４５の後方への軸方向移動を規制するように配置されており、これにより可動壁４２の復帰位置が規定される。駆動部材４３の前方には凹部４３ｄが形成されており、反力弾性部材たる反力ゴムディスク３３を介装した状態で、第２の伝達部材３２の後端部３２ｂが凹部４３ｄに嵌合されている。第１の伝達部材３１の後端に当接する伝達ピン３４は反力ゴムディスク３３を貫通して後端でプランジャ４５の先端面に当接するように配設され、軸方向に移動可能に支持されている。
【００２６】
而して、負圧ブースタ４０による助勢時には、変圧室ＶＰ内の圧力上昇により可動壁４２の押圧力が所定値に達すると、反力ゴムディスク３３がプランジャ４５と対向する部分は後方に膨出してプランジャ４５の先端面に当接し、このプランジャ４５に対し、可動壁４２の押圧力に比例した後方側への反力が加わり、この反力と入力ロッド３に加えられる操作力との差に応じて第１の制御弁機構４６及び第２の制御弁機構４７が制御される。
【００２７】
次に、上記の構成になる液圧ブレーキ装置の全体作動を図１乃至図８を参照して説明する。図３及び図４は夫々助勢作動時と助勢作動失陥時の第２のピストン１２及び第３のピストン２０の関係を示し、図５乃至図８は液圧ブレーキ装置における弁手段等の作動状態を拡大して示している。尚、図５乃至図８では図１のケース２７を省略し、開閉弁２６、弁座２８及びスプリング２９を直接中空部２０ｂ内に配設した構造としているが、作動は同じである。先ず、ブレーキペダルが非操作状態にあるときには各構成部品は図１及び図２に示す状態にあり、弁手段等は図５に示す状態にある。従って、負圧ブースタ４０は非作動の状態であり、第２の制御弁機構４７は弁座４５ｂに対して弁体４７ａが当接して閉弁状態にあり、変圧室ＶＰ内への大気の導入が阻止されている。このとき、第１の制御弁機構４６には定圧室ＣＰ内の負圧のみが作用している。
【００２８】
ブレーキペダルが操作され入力ロッド３に操作力が印加されると、負圧ブースタ４０の第２の制御弁機構４７の弁体４７ａが弁座４５ｂから離座し、入力ロッド３への操作力と、変圧室ＶＰ内の圧力と定圧室ＣＰ内の圧力の差圧によって入力ロッド３を前方に付勢する力との和が、スプリング４８ｂの付勢力を越えると、入力ロッド３及びプランジャ４５が前方へ移動し、駆動部材４３の弁座４３ｂに対し第１の制御弁機構４６の弁体４６ａが当接して変圧室ＶＰと定圧室ＣＰとの連通が遮断される。そして、第２の制御弁機構４７の弁体４７ａが弁座４５ｂから離座し、ブーツＢＴの連通孔ＢＴａを介して大気が変圧室ＶＰ内に導入され、変圧室ＶＰ内の圧力が上昇する。これにより、可動壁４２を前方に押圧する力が発生し、駆動部材４３、反力ゴムディスク３３及び第２の伝達部材３２を介して第３のピストン２０及び第２のピストン１２が前方に駆動され、更に第１のピストン１１が前方に駆動される。
【００２９】
この場合において、第３のピストン２０の前進移動に伴い、図３及び図６に示すように開閉弁２６が弁座２７に着座し、圧力伝達室Ｒ３内は密閉空間となる。この状態で負圧ブースタ４０の助勢作動によって第３のピストン２０が前進駆動されると、圧力伝達室Ｒ３内のブレーキ液圧によって開閉弁２６に作用する後方への圧力（弁座２７への着座方向の圧力）が大となる。従って、開閉弁２６が弁座２７に着座した状態が維持され、第２のピストン１２の後端面と第３のピストン２０の前端面との間に間隙が形成され、第３のピストン２０の大径部２０ａの後方に液室Ｒ４が形成される。而して、第３のピストン２０と第２のピストン１２が圧力伝達室Ｒ３に充填されたブレーキ液を介して流体的に結合され、第３のピストン２０及び第２のピストン１２が一体となって前進し、第３のピストン２０の大径のランド部２０ａの断面積に応じた液圧が出力される。このようにして負圧ブースタ４０による助勢が行なわれ、図９の入出力特性を示すことになる。
【００３０】
ここで、図９は、ブレーキペダルに対する踏力と出力（マスタシリンダ１０の出力ブレーキ液圧）との関係を示すもので、実線が負圧ブースタ４０による助勢作動時（上方の実線）、及び従来の失陥時（下方の実線）の特性を示し、破線が本実施形態における失陥時の特性を示す。図９において、ブレーキペダル踏力がａ点に達すると、負圧ブースタ４０による助勢作動が限界となる。
【００３１】
更に、負圧ブースタ４０の助勢限界（図９のａ点）を越えてブレーキペダルが操作されると、ブレーキペダルの操作に応じて入力ロッド３が前進し、これに伴いプランジャ４５、伝達ピン３４、第１の伝達部材３１、プランジャ２２が前進する。そして、緩衝部材２３がピン２５に当接したとき、圧力伝達室Ｒ３内のブレーキ液圧によって開閉弁２６に作用する後方への圧力（弁座２８への着座方向の圧力）がスプリング２４の付勢力より大となるように設定されているので、図７に示すように緩衝部材２３がピン２５に当接した状態でも、弁座２７に着座した状態の開閉弁２６の後端とピン２５との間に間隙が形成された位置関係に維持される。この状態でプランジャ４５がキー部材４９に係合し、第３のピストン２０と第２のピストン１２が圧力伝達室Ｒ３に充填されたブレーキ液を介して一体となって前進する。而して、図９のａ点以後の入出力特性を示すことになる。
【００３２】
一方、負圧ブースタ４０が失陥した場合には、第２の伝達部材３２は前進せず、圧力伝達室Ｒ３内はポート１ｐ、流路１ｒ及びポート１ｊを介してリザーバ４に連通し大気圧となるので、ブレーキペダルの操作に応じて入力ロッド３が前進すると、第３のピストン２０は第２のピストン１２に当接し一体となって前進する。即ち、ブレーキペダルの操作に応じて入力ロッド３が前進すると、図８に示すように、緩衝部材２３がピン２５に当接してこれを押圧することになる。このとき、スプリング２４の付勢力はスプリング２９の付勢力より大に設定されているので、開閉弁２６は弁座２７から離座し、圧力伝達室Ｒ３内はリザーバ４に連通し、図４に示すように液室Ｒ４と同様大気圧となる。而して、第３のピストン２０と第２のピストン１２が当接した状態で一体となって前進するが、この場合に出力されるブレーキ液圧は、第３のピストン２０の大径のランド部２０ａの有効断面積ではなく、第２のピストン１２の有効断面積によって決まるので、図９の下方に破線で示す入出力特性となり、従前の特性に比べて増圧勾配が増大される。
【００３３】
以上のように、上記の構成になる本実施形態の液圧ブレーキ装置においては、簡単な構成で、負圧ブースタ４０の失陥時には図９に破線で示す入出力特性を得ることができる。即ち、万一負圧ブースタ４０が失陥したときには、従来の失陥時より大きな制動力が出力されるので、失陥時においても適切な制動力を付与することができる。従って、緊急時の応答性の確保という点でも有効である。しかも、伝達ピン３４は反力ゴムディスク３３を貫通して前方に延出し、その先端で第１の伝達部材３１の後端面に当接するように配設されているので、良好な応答性を以って円滑に失陥時のブレーキ作動に移行することができる。また、本実施形態においては第３のピストン２０の中空部２０ｂ内に弁装置２１が収容されるように構成されているので、容易に本発明の弁手段を構成することができる。
【００３４】
更に、万一、圧力伝達室Ｒ３の前後のシール部材Ｓ１及びＳ２のシール性が損なわれた場合には、負圧ブースタ４０が作動しても圧力伝達室Ｒ３内の圧力が保持されず第３のピストン２０と第２のピストン１２が当接した状態のままであるので直ちにシール性が損なわれたことが判別できる。また、負圧ブースタ４０による助勢作動中にシール部材Ｓ１及びＳ２のシール性が損なわれた場合には、圧力伝達室Ｒ３内の圧力が消失して第３のピストン２０が第２のピストン１２に当接し、ブレーキペダル（図示せず）のストロークが大となるので直ちにシール性が損なわれたことが判別できる。このように、別途高価な圧力センサ等を設けることなく、シール性が損なわれたことを直ちに検出することができる。
【００３５】
図１０は本発明の他の実施形態に係る液圧ブレーキ装置のマスタシリンダ部の一部分を示す断面図である。本実施形態は、前述の図１及び図２の実施形態における第２のピストン１２と第３のピストン２０を二重筒構造としたものであり、本実施形態では、第３のピストン２０の構成部分の一部が第２のピストン２００で構成されている。即ち、本実施形態の第２のピストン２００は、その前方にマスタピストンを構成するピストン部２０１が形成されているが、その後方の構造は図１の第３のピストン２０の後方部分の構造に相当している。そして、本発明の補助ピストンを構成する第３のピストン２２０は円筒状で、その外径部分が図１の第３のピストン２０の大径部２０ａに相当する。以下、これらについて詳細に説明するが、負圧ブースタ部分は前述の実施形態と同様であるので説明を省略する。尚、図１及び図２と実質的に同一の部分は同一の符合を付している。
【００３６】
本実施形態においては、図１の第２のシリンダ１ｂに相当するシリンダ１ｘは、その後端の開口部内側にカップ状のシール部材Ｓ５が嵌着されており、これに対して液密的摺動自在に第３のピストン２２０が嵌合されている。また、図１の第４のシリンダ１ｄに相当するシリンダ１ｙ内に、第２のピストン２００の一部と第３のピストン２２０が収容されている。従って、本実施形態では、図１の第３のシリンダ１ｃに相当する固定シリンダはなく、第３のピストン２２０は、その中空部内に第２のピストン２００を摺動自在に支持すると共に、それ自体シリンダ１ｘ内を摺動する可動シリンダとしても機能するように構成されている。
【００３７】
また、本実施形態では、シリンダ１ｘに対して液密的摺動自在に有底筒体の第４のピストン１１０が嵌合されており、この中に第１のピストン１１が収容され、第４のピストン１１０と第２のピストン２００との間にロッド１４、リテーナ１５及びスプリング１６が介装されている。従って、図１の環状部材１８は存在せず、シリンダ１ｘと第４のピストン１１０との間でリザーバ４との連通、遮断が行なわれるように構成されている。即ち、シリンダ１ｘの前端部内側には第１の環状溝１０１が形成されると共に、シリンダ１ｘの外側に第２の環状溝１０２が形成されており、第２の環状溝１０２は常時給液ポート１ｊに連通している。更にシリンダ１ｘには、第１の環状溝１０１と第２の環状溝１０２を連通する連通路１０３が形成されている。そして、第１の環状溝１０１の前後にシール部材Ｓ１が装着されている。
【００３８】
第４のピストン１１０には、第２の圧力室Ｒ２内に開口し常時連通する第１の連通孔１１１と、常時は第１の環状溝１０１と連通し第４のピストン１１０の前進時に連通が遮断される第２の連通孔１１２が形成されている。而して、ブレーキペダル（図示せず）の非操作時には第２の圧力室Ｒ２内が第１の連通孔１１１、第２の連通孔１１２、第１の環状溝１０１、連通路１０３及び第２の環状溝１０２を介して給液ポート１ｊに連通し得るように構成されている。そして、ブレーキペダルが操作されて第４のピストン１１０が前進すると第２の連通孔１１２と第１の環状溝１０１の連通が遮断される。尚、本実施形態の出力ポート１ｎはシリンダ１ｘの前端と第１のシリンダ１ａとの間隙及び第１の連通孔１１１を介して第２の圧力室Ｒ２に連通するように形成されている。
【００３９】
そして、図１０に示すように、第３のピストン２２０の前方の開口部内側にはカップ状のシール部材Ｓ６が嵌着されており、これに対して液密的摺動自在に第２のピストン２００のピストン部２０１が嵌合されている。また、第３のピストン２２０とシリンダ１ｙとの間に環状の流路（液室）１ｒが形成されており、第３のピストン２２０の後端部には、図１０に示す状態でも流路１ｒに連通するポート１ｐが形成されている。
【００４０】
一方、第２のピストン２００の中間部にはランド部２０２が形成されており、ランド部２０２の前方にカップ状のシール部材Ｓ２が配設され、第３のピストン２２０内に液密的摺動自在に収容される。これにより、第３のピストン２２０の内面と第２のピストン２００の外面との間の空間であってシール部材Ｓ６とシール部材Ｓ２との間に圧力伝達室Ｒ３が郭成される。
【００４１】
また、第２のピストン２００は、ランド部２０２の後方でカップ状のシール部材Ｓ３を介してシリンダ１ｙの孔１ｈに液密的摺動自在に支持されている。更に、第２のピストン２００には中空部２０３，２０４，２０５が形成されており、図１の第３のピストン２０の中空部２０ｂ，２０ｃ，２０ｄに対応している。ランド部２０２の後方には、中空部２０３に連通すると共に軸方向を長軸とする長穴２０６が上下２箇所に形成されている。
【００４２】
そして、本実施形態では第２のピストン２００内に弁手段が構成されている。即ち、中空部２０４にプランジャ２２が液密的摺動自在に支持され、その前端に緩衝部材２３が装着されている。また、ピン２５が上下の長穴２０６を貫通し、長穴２０６の軸方向に移動可能に支持され、緩衝部材２３の前方に配置されている。更に、中空部２０３の前方には、これに連通すると共に流路１ｒに連通する中空部２０７が形成されており、この中空部２０７内に開閉弁２６が収容されている（本実施形態では図１のケース２７を省略）。開閉弁２６は前方に鍔部を有する弁体で、中空部２０７内を軸方向に移動可能に支持され、その軸部後端がピン２５に当接し得るように配置される。また、中空部２０３と中空部２０７との間には弁座２８が配設されている。更に、開閉弁２６の前方にはスプリング２９が配設され、開閉弁２６の鍔部が弁座２８に着座する方向に付勢されている。
【００４３】
上記の構成になる弁手段によれば、ブレーキ操作が行なわれていない図１０の状態では、圧力伝達室Ｒ３は中空部２０７から弁座２８、長穴２０６、ポート１ｐ及び流路１ｒを介してリザーバ４に連通しているが、ブレーキ操作が行なわれ、第２のピストン２００が前進しピン２５が長穴２０６内を移動可能な状態となると、スプリング２９の付勢力により開閉弁２６がピン２５に当接した状態で後方に移動し、その鍔部が弁座２８に着座すると圧力伝達室Ｒ３と流路１ｒとの連通が遮断される。そして、ピン２５が長穴２０６後端近傍にあるときには、開閉弁２６の鍔部は弁座２８に着座した状態に維持される。このように、開閉弁２６の鍔部が弁座２８に着座した状態では、圧力伝達室Ｒ３はブレーキ液が充填された密閉空間となり、その状態で第２のピストン２００と第３のピストン２２０が流体的に結合された状態となり、一体的に移動することとなる。
【００４４】
これに対し、例えば第２のピストン２００が停止した状態でブレーキ操作が行なわれ、プランジャ２２が第３のピストン２２０に対して相対的に前進駆動されると、緩衝部材２３がピン２５に当接する。更にプランジャ２２が前進駆動されると、緩衝部材２３及びピン２５を介して開閉弁２６が前方に駆動され、開閉弁２６の鍔部が弁座２８から離座し、圧力伝達室Ｒ３が流路１ｒと連通することとなる。而して、本実施形態においても、簡単な構成で、負圧ブースタ４０の失陥時には図９に破線で示す入出力特性を得ることができる。また、本実施形態においては、第２のピストン２００の中空部内に開閉弁２６等が収容されるように構成されているので、容易に本発明の弁手段を構成することができる。
【００４５】
また、本実施形態においても、万一、圧力伝達室Ｒ３の前後のシール部材Ｓ６及びＳ２のシール性が損なわれた場合には、負圧ブースタ４０が作動しても圧力伝達室Ｒ３内の圧力が保持されず第２のピストン２００のみが前進するので直ちにシール性が損なわれたことが判別できる。また、負圧ブースタ４０による助勢制御中にシール部材Ｓ６及びＳ２のシール性が損なわれた場合には、圧力伝達室Ｒ３内の圧力が消失して第２のピストン２００のみが前進し、ブレーキペダル（図示せず）のストロークが大となるので、直ちにシール性が損なわれたことが判別できる。
【００４６】
図１１は本発明の更に他の実施形態に係る液圧ブレーキ装置のマスタシリンダ部を示す断面図で、一般的なタンデムマスタシリンダに本発明の圧力伝達室を付加すると共に、本発明の弁手段を電磁開閉弁４００で構成したものである。従って、本実施形態では、第２のピストン１２０及び第３のピストン２３０には弁手段は構成されておらず、通常のマスタピストンの第２のピストン１２０の後方に第３のピストン２３０が配設され、圧力室Ｒ３が形成されている。第３のピストン２３０は図１の大径部２０ａと同様の大径部２３１を有する有底筒体で、その中空部に伝達部材３００の前端部が収容されている。伝達部材３００の後端部はを反力ゴムディスク３３０介して負圧ブースタ４０（図１１では省略）に接続されているが、前述の伝達ピン３４は設けられていない。
【００４７】
そして、第３のピストン２３０は、図１１に示す初期位置でポート１ｏを介して流路１ｒ（ひいてはリザーバ４）に連通している。更に、圧力室Ｒ３に連通するポート１ｕが形成されると共に、流路１ｒに連通するポート１ｖが形成されており、これらのポート１ｕ，１ｖが連通管ＦＰを介して連通接続され、この連通管ＦＰに常閉の電磁開閉弁４００が介装されている。更に、図示は省略するが、液圧センサ（図示せず）あるいはストロークセンサ（図示せず）を配設され、これらの検出結果に応じて電磁開閉弁４００を開閉制御するコントローラ（図示せず）が設けられている。
【００４８】
而して、本実施形態によれば、常時は電磁開閉弁４００が閉位置とされ、連通管ＦＰが遮断されている。ブレーキペダル（図示せず）が操作されると、負圧ブースタ４０が作動し伝達部材３００を介して第３のピストン２３０及び第２のピストン１２０が前方に駆動され、更に第１のピストン１１が前方に駆動される。このとき、圧力伝達室Ｒ３内は密閉空間とされているので、負圧ブースタ４０の助勢作動によって第３のピストン２３０が前進駆動されると、第２のピストン１２０の後端面と第３のピストン２３０の前端面との間に間隙が形成され、第３のピストン２３０の大径部２３１の後方に液室（図示せず）が形成される。これにより、第３のピストン２３０と第２のピストン１２０が圧力伝達室Ｒ３に充填されたブレーキ液を介して流体的に結合され、第３のピストン２３０及び第２のピストン１２０が一体となって前進し、ランド部２３１の断面積に応じた液圧が出力される。
【００４９】
一方、液圧センサ（図示せず）によって負圧ブースタ４０が失陥したことが検出された場合には、電磁開閉弁４００が開位置とされ、連通管ＦＰが連通される。これにより、圧力伝達室Ｒ３内がポート１ｕ、電磁開閉弁４００及びポート１ｖを介して流路１ｒ（ひいてはリザーバ４）に連通し大気圧となり、第３のピストン２３０は第２のピストン１２０に当接し一体となって前進する。而して、本実施形態においては、電磁開閉弁４００、液圧センサ（図示せず）等が必要となるので、前述の実施形態に比しコストアップとなるが、第３のピストン２３０と第２のピストン１２０とを適宜流体的に結合することができ、負圧ブースタ４０の失陥時には図９に破線で示す入出力特性を得ることができる。
【００５０】
尚、上記の実施形態においては、何れも助勢手段として負圧ブースタ４０を用いて説明したが、液圧ブースタ、レギュレータ等の液圧助勢手段を用いることとしてもよい。
【００５１】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、請求項１に記載の発明によれば、マスタピストンの有効断面積より大の有効断面積を有し、マスタピストンとの間に圧力伝達室を形成すると共に、助勢手段の助勢作動に連動し得る補助ピストンを備え、この補助ピストンを介して助勢手段によってマスタピストンを助勢するときには、弁手段によって圧力伝達室とリザーバとの連通を遮断し、助勢手段による助勢を行なわないときには圧力伝達室をリザーバに連通するように構成されているので、既存の液圧ブレーキ装置に対して実質的にマスタシリンダの構成を変更するだけで、助勢手段失陥時にも適切な入出力特性を確保することができる。
【００５２】
前記弁手段は、請求項２に記載のように、補助ピストン又はマスタピストン内に構成することができるので、複雑な制御装置を必要とすることなく、確実に助勢手段失陥時の適切な入出力特性を確保することができる。しかも、万一、圧力伝達室のシール性が損なわれた場合には、直ちにシール性が損なわれたことを判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る液圧ブレーキ装置におけるマスタシリンダ部の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る液圧ブレーキ装置における負圧ブースタ部の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態において負圧ブースタによる助勢が行なわれているときの第２のピストンと第３のピストンの関係を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態において負圧ブースタ失陥時の第２のピストンと第３のピストンの関係を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態においてブレーキ操作が行なわれていない状態の弁手段部分を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態において負圧ブースタによる助勢が行なわれているときの弁手段部分を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態において負圧ブースタによる助勢限界に達したときの弁手段部分を示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態において負圧ブースタ失陥時の弁手段部分を示す断面図である。
【図９】本発明の一実施形態における入出力特性を示すグラフである。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る液圧ブレーキ装置のマスタシリンダ部の一部の断面図である。
【図１１】本発明の更に他の実施形態に係る液圧ブレーキ装置のマスタシリンダ部を示す断面図である。
【符号の説明】
１０マスタシリンダ，４０負圧ブースタ，３入力ロッド，
４リザーバ，１１第１のピストン，１２第２のピストン，
２０第３のピストン，Ｓ１〜Ｓ６シール部材，
１７，１８環状部材，Ｒ１，Ｒ２圧力室，Ｒ３圧力伝達室，
Ｒ４液室，１ａ〜１ｄシリンダ，１ｒ流路，
２１弁装置，２２プランジャ，２３緩衝部材，
２５ピン，２６開閉弁

Claims

ブレーキペダルの操作に応じてマスタピストンを前進駆動しリザーバのブレーキ液を圧力室で加圧して出力するマスタシリンダと、前記ブレーキペダルの操作に応じて前記マスタピストンを助勢する助勢手段を備えた車両の液圧ブレーキ装置において、前記マスタピストンの有効断面積より大の有効断面積を有し、前記マスタピストンとの間に圧力伝達室を形成すると共に、前記助勢手段の助勢作動に連動し得る補助ピストンと、該補助ピストンを介して前記助勢手段によって前記マスタピストンを助勢するときには前記圧力伝達室と前記リザーバとの連通を遮断し、前記圧力伝達室にブレーキ液が充填されて前記マスタピストンと前記補助ピストンとが流体的に結合され、前記助勢手段による助勢を行なわないときには前記圧力伝達室を前記リザーバに連通する弁手段とを備えたことを特徴とする車両の液圧ブレーキ装置。
前記補助ピストンは、前記マスタピストンの有効断面積より大の有効断面積の大径部を有し、前記マスタピストンの後方に同軸上に配置して前記大径部と前記マスタピストンとの間に前記圧力伝達室を形成し、前記補助ピストン内に前記弁手段を構成することを特徴とする請求項１記載の車両の液圧ブレーキ装置。