JPH0260870A - 液圧倍力装置における倍力比制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ブレーキ倍力装置等に用いられて、入力と出
力とを所定の倍力比でサーボ制御を行う液圧倍力装置に
関し、特に、倍力比を所望の大きさに制御するための倍
力装置における倍力比制御装置に関するものである。

（従来の技術） 一般に、液圧倍力装置はハウジングに摺動自在に嵌合し
たパワーピストンと、このパワーピストンの一端に作用
する液圧が導入される動力室と、この動力室と液圧源ま
たはリザーバとの連通を切換え制御する制御弁と、この
制御弁を作動する入力軸と、パワーピストンに連結され
た出力軸とを備えている。そして、入力軸を作動して制
御弁を切り換えることにより、動力室に液圧源からの液
圧を導入し、その液圧によってパワーピストンを作動さ
せて出力軸から出力するようにしている。

その場合、液圧倍力装置は入力軸の入力の大きさに対応
して出力軸の出力の大きさを所定の倍力比で制御する、
いわゆるサーボ制御を行う。

ところで、このような一般的な液圧倍力装置においては
、その倍力比が一定の値に設定されている。このため、
このような液圧倍力装置を例えば自動車の制動装置にお
けるブレーキ倍力装置に適用すると、空車時と荷物等の
積車時とで同じブレーキペダルの踏込み力に対して制動
効果が異なり、運転者は良好な制動感覚を得ることがで
きなくなってしまう。

また、運転者の制動感覚にも個人差があり、このため倍
力比を変えようとしても、運転者は自分の好みに応じて
制動倍力比を変更することができなかった。

このようなことから、倍力比を変更することができるよ
うにしだ液圧倍力装置が特開昭６１−４４０６５号公報
によって提案されている。この公報に記載された液圧倍
力装置は、入力軸を段付きに形成して動力室に導入され
る液圧が作用する入力軸の有効受圧面積を空車時と積車
時とで異ならせている。そして、切換弁によって空車時
には受圧面積が大きく、積車時には受圧面積が小さくな
るように切り換えている。その場合、空車時および積車
時とも人力軸に作用する圧力は同じ値となっている。

この液圧倍力装置によれば、入力軸の受圧面積を変える
ことができるので、圧力が同じであっても入力軸に作用
する反力を変えることができる。

すなわち、倍力比を変更することが可能となる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このように人力軸の受圧面積を変＾るこ
とにより反力を変えるようにしたのでは、入力軸に形成
される受圧面積の異なる受圧部の数が構造的に制限され
るので、得られる倍力比の種類を多くすることは困難で
ある。

また、入力軸に形成される受圧面積の異なる受圧部を軸
方向にずらして設けなければならないばかりでなく、入
力軸が必要最大のストロークをしたときにもこれらの受
圧部が確実に形成されていなければならないので、これ
ら受圧部の軸方向の間隔をある程度大きく確保しなけれ
ばならない。

このため、液圧倍力装置の全長が長くなってしまうとい
う問題もある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって
、その目的は、倍力比を容易に変更することができるば
かりでなく、その倍力比の種類を多くすることができる
ようにしながら、しかも液圧倍力装置の全長が長（なる
ようなことのない倍力比制御装置を提供することである
。

（課題を解決するための手段） 前述の課題を解決するために、本発明は、入力軸に作用
する液圧が導入される反力室を設け、この反力室と動力
室との間に、ともにこれらを接続する第１通路と所定の
減圧比で減圧する圧力調整弁を備えた第２通路とを互い
に並列に設けるとともに、これらの第１および第２通路
を選択的に切り換え、選択された通路を介して前記動力
室と前記反力室とを接続する切換弁を設けていることを
特徴としている。

（作用） このような構成をした本発明による液圧倍力装置におけ
る倍力比制御装置によれば、切換弁によって第１通路側
を選択すると、動力室と反力室とが直接連通するように
なる。これにより、入力軸の作動時動力室に圧液が導入
されると、その圧液は第１通路を介して反力室にも導入
される。その場合、反力室内の液圧は動力室内の液圧と
同じ大きさとなっている。したがって、入力軸に作用す
る反力が大きくなり、倍力比は小さくなる６切換弁によ
って第２通路側を選択すると、動力室と反力室とは圧力
調整弁を介して連通ずるようになる。これにより、入力
軸の作動時動力室に圧液が導入されると、その圧液は第
２通路を介して反力室にも導入されるが、この場合には
圧力制御弁によって減圧されて導入されるようになる。

すなわち、反力室内の液圧は動力室内の液圧よりも小さ
（なる。したがって、入力軸に作用する反力が小さくな
り、倍力比は大きくなる。

このように、入力軸の受圧面積を変えることなく、単に
入力軸に作用する液圧を変えるだけで倍力比が変更され
るようになる。そして、減圧比の異なる圧力調整弁をそ
れぞれ備えた第２通路を複数設けるようにすることによ
り、変更し得る倍力比の種類を多くすることが可能とな
る。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は、ブレーキ倍力装置として適用された本発明に
よる液圧倍力装置における倍力比制御装置の一実施例を
示す縦断面図、第２図はこの実施例に使用される圧力調
整弁の縦断面図である。

第１図に示されているように、ブレーキ倍力装置１はほ
ぼ筒状に形成されたハウジング２を備えている６ハウジ
ング２には、このハウジング２の右端に開口する第１孔
３およびハウジング２の左端に開口するとともに第１孔
３に連通ずる第２孔４とが同軸上にそれぞれ穿設されて
いる。

第２孔４には、パワーピストン５が配設されている。こ
のパワーピストン５には、それぞれ右および左の端部に
開口する第３および第４孔６．７とこれらの孔６．７を
連通ずる第５孔８とがそれぞれ同軸上に穿設されている
。

パワーピストン５の第３孔６には、円柱状部材９が液密
に嵌挿されており、この部材９はリング部材１０によっ
てパワーピストン５に対して軸方向に相対摺動不能にさ
れている。この部材９には、第６孔１１が第３〜５孔６
〜８と同軸上に穿設されているとともに、この第６孔１
１と平行に部材９の左右端を連通ずる連通孔１２が穿設
されている。

ハウジング２の右端には、第１孔３を液密に閉塞するプ
ラグ１３がナツト１４によって固設されている。また、
プラグ１３の中間部１５は第２孔４内に液密に嵌入して
おり、プラグ１３の左端部１６はパワーピストン５の第
３孔６内に突入している。このプラグ１３とパワーピス
トン５との間に、動力室１７が形成されている。

プラグ１３には、第７孔１８が第３〜６孔６〜８．１１
と同軸上に穿設されている。この第７孔１８には入力軸
１９が液密に摺動自在に嵌挿されている。入力軸１９の
左端部にはフランジ部２０が形成されており、入力軸１
９が後退、すなわち右方に移動したとき、このフランジ
部２０の右面がプラグ１３の左端に当接することにより
、入力軸１９はそれ以上は右方へ移動することができな
いようになっている。すなわち、この位置が入力軸１９
の後退限位置となっている。

また、フランジ部２０は、部材９の右端とパワーピスト
ン５に取り付けられたリング状の抜止め部材２１との間
に配置されていて、入力軸１９がパワーピストン５に対
して右方へ移動したとき。

フランジ部２０がこの抜止め部材２１に当接することに
よって、人力軸１９はパワーピストン５かも抜は出るこ
とが阻止されている。したがって、部材９の右端と抜止
め部材２１との間で、フランジ部２０はパワーピストン
５に対して相対移動できるようになっている。更に、入
力軸１９の左端部には、筒状部材２２が設けられている
。一方、入力軸１９の右端は連結部材２３を介して図示
されないブレーキペダルに連結される。

筒状部材２２は部材９の第６孔１１内に摺動自在に嵌挿
されており、この筒状部材２２に組み付けられたシール
２４と部材９との間の第６孔１１内に反力室２５が形成
されている。また部材９と筒状部材２２との間には、筒
状部材２２を常時右方向に付勢するばね２６が介設され
ている。

入力軸１９のほぼ中心には筒状部材２２の孔２７に連通
する軸方向の通路２８が穿設されているとともに、この
通路２８の右端に連通ずる直径方向の通路２９が穿設さ
れている。この通路２９はプラグ１３に形成された環状
溝３０に連通しており、環状溝３０はプラグ１３に穿設
された直径方向の通路３１を介してハウジング２とプラ
グ１３との間の環状室３２に連通している。更に、環状
室３２はハウジング２に形成された排出口３３および排
出導管３４を介してリザーバ３５に連通している。

パワーピストン５の第５孔８には、右端に球３６を備え
た弁体３７が支持部材３８によって摺動自在に支持され
て配設されている。また、第５孔８の右端には筒状の弁
座部材３９が固設されており、この弁座部材３９に弁体
３７の球３６が圧縮コイルばね４０の付勢力によって着
座するようになっている０球３６と弁座部材３９とのシ
ール部および支持部材３８とによって圧力室４１が画成
されている。更に、弁座部材３９の孔４２内において筒
状部材２２の左端が球３６に対向するようになっている
。そして、入力軸１９がばね２６の付勢力に抗してパワ
ーピストン５に対して前進、すなわち左方へ移動したと
き、筒状部材２２の左端が球３６に当接することにより
孔２７が閉じられ、動力室１７とリザーバ３５との連通
が遮断されるようになっている。更に、入力軸１９が左
方に移動したとき、弁体３７も左方へ移動させられ、球
３６が弁座部材３９から離座することにより圧力室４１
と動力室１７とが連通ずるようになっている。すなわち
、筒状部材２２、球３６を備えた弁体３７．および弁座
部材３９によって、制御弁４３が構成されている。

パワーピストン５の第４孔７内には環状のスペーサ４４
を介して出力軸４５の右端部がパワーピストン５に取り
付けられたリング状の抜止め部材４６によって取り付け
られている。この出力軸４５は、ハウジング２の左端に
固設される図示しないブレーキマスクシリンダのピスト
ンを作動するようになっている。ハウジング２の左端部
とパワーピストン５との間に配設された圧縮コイルばね
４７によって、出力軸４５とパワーピストン５とが常時
右方へ付勢されている。パワーピストン５が右方向、す
なわち後退方向に移動し、筒状部材２２の左端が球３６
に当接すると、ばね４７の後退方向への付勢力と動力室
１７内に液正による前進方向への作動力とがほぼバラン
スするので、パワーピストン５はそれ以上後退しなく、
図示されている状態となる。

パワーピストン５と入力軸１９とがともに図示されてい
る後退位置にあるときには、入力軸１９のフランジ部２
０は部材９の右端面と抜止め部材２１との間でこれらか
ら離隔して位置するようになる。すなわち、入力軸１９
の不作動時、入力軸１９は、そのフランジ部２０がプラ
グ１３の左端部に当接することにより、パワーピストン
５に対して抜止め部材２１から離れた所定の前進位置に
保持されているにの保持された位置では、筒状部材２２
の左端は球３６に当接するとともに、球３６が弁座部材
３９に当接した状態となっている。

パワーピストン５と出力軸４５との間にはスペーサ４４
によって室４８が形成されている。この室４８はパワー
ピストン５に形成された通路４９によって動力室１７に
連通している。また。

室４８内には弁体３７の左端が面するようにされている
。

圧力室４１はパワーピストン５に設けられた通路５０お
よび環状の溝５１に連通している。また、溝５１はハウ
ジング２に形成された孔５２およびフィルタ５３を介し
て供給口５４に連通している。この供給口５４は供給導
管５５を介してアキュムレータ５６とポンプ５７の吐出
側とに連通し、ポンプ５７の吸込み側はリザーバ３５に
連通している。ポンプ５７とアキュムレータ５６とは本
発明の液圧源を構成する。アキュムレータ５６とポンプ
５７との間には、ポンプ５７からアキュムレータ５６に
向かう方向の液の流れは許容するがその逆方向の液の流
れは阻止する逆止弁５８が介設されている。

更に、ハウジング２には、動力室１７に連通ずる第１接
続口５９と第２接続ロ６０とがそれぞれ設けられている
。第２接続ロ６０はパワーピストン５の外周に形成され
た環状の溝６１に連通し、更にパワーピストン５に形成
された孔６２と部材９形成された環状の溝６３および孔
６４とを経て反力室２５に連通している。

第１接続口５９は導管６５ａを介して３ボ一ト２位置切
換弁６６の第１ボート６６ａに接続されている、切換弁
６６の第２ボート６６ｂは導管６５ｂを介して第２接続
ロ６０に接続された導管６５ｃに接続されている。また
切換弁６６の第３ポート６６ｃは導管６５ｄを介して圧
力調整弁６７の人力口６８に接続されている。

第２図に示されているように、この圧力調整弁６７はハ
ウジング６９の段付孔７０内に摺動自在に配設された減
圧ピストン７１を備えている。この減圧ピストン７１は
上端部７２および下端部７３が小径とされ、また中間部
７４が大径とされている。減圧ピストン７１の上端部７
２はハウジング６９の段付孔７０を閉塞するプラグ７５
の孔７６に摺動自在に嵌挿されているとともに、シール
７７により液密とされている。また、中間部７４は孔７
０の中間径の部分に摺動自在に嵌挿されており、中間部
７４の外周には軸方向の数条の溝７８が形成されている
。更に、孔７０の中間径の部分と小径の部分との間の段
部にはゴムカップシール７９が設けられており、このゴ
ムカップシール７９の孔８０を減圧ピストン７１の下端
部７３と中間部７４との間の部分が貫通している。

減圧ピストン７１の下端部７３は孔７０の小径部分に摺
動自在に嵌挿されており、下端部７３の外周には軸方向
の数条の溝８１が形成されている。

ハウジング６９内には、シール７７と減圧ピストン７１
の中間部７４との間に入力室８２が形成されているとと
もに、減圧ピストン７１の下端部７３とハウジング６９
との間に出力室８３が形成されている。減圧ピストン７
１は圧縮コイルばね８４によって常時下方に付勢されて
いて、通常時は減圧ピストン７１の下端が孔７０の底に
当接するようになっている。このばね８４はその付勢力
が比較的小さく設定されており、減圧ピストン７１に加
えられる出力室８３の圧力による上向きの力と入力室８
２の圧力による下向きの力との差が小さい比較的早い時
期に、減圧ピストン７１はばね８４の付勢力に抗して上
方へ移動することができるようになっている。そして、
減圧ピストン７１が上方へ移動したときには、下端部７
３がゴムカップシール７９に当接して孔８０を閉じるよ
うになっている。孔８０が閉じられると、入力室８２と
出力室８３との連通が遮断されるので、出力室８３の圧
力は人力室８２の圧力に対して減圧ピストン７１の出力
室側の有効受圧面積と入力室８２側の有効受圧面積との
比によって定まる減圧比で減圧されるようになる。入力
室８２は入力口６８に連通しているとともに、出力室８
３はハウジング６９に形成された出力口８５に連通して
いる。

圧力調整弁６７の出力口８５は導管６５ｅを介して導管
６５ｃに接続されている。

第１接続口５９、導管６５ａ、６５ｂ、６５Ｃ１第２接
続ロ６０、溝６１、孔６２、溝６３、および孔６４によ
って本発明の第１通路が構成されるとともに、第１接続
口５９、導管６５ａ。

６５ｄ、６５ｅ、６５ｃ、第２接続ロ６０、溝６１、孔
６２、溝６３、および孔６４によって、本発明の第２通
路が構成される。

したがって、図示された切換弁６６の第１位置工では、
動力室１７は第１通路を介して反力室２５に直接接続さ
れ、切換弁６６を切り換えて第２位置ＩＩにすると、動
力室１７は圧力調整弁６７を介在する第２ｆｌ路を介し
て反力室２５に接続されるようになる。

次に、この実施例の作用について説明する。

ポンプ５７が駆動されると、リザーバ３５から作動液が
逆止弁５８を経てアキュムレータ５６に導入されるとと
もに、供給導管５５、供給口５４、フィルタ５３、孔５
２、溝５１、および通路５０を経て圧力室４工に導入さ
れる。そして、圧力室４１とアキュムレータ５６とに常
時一定大きさの液圧が保持されている。

空車または積載重量が比較的小さい場合には、切換弁６
６を第１装置Ｉにセットする。したがって、第１接続口
５９は直接第２接続口６０に直接接続される。

ブレーキが作動されていない第１図に示されている状態
から制動するために、図示しないブレーキペダルを踏み
込むと、すぐに球３６が弁座部材３９から離座し、圧力
室４１内の圧液が動力室ｌ７内に導入される。この圧液
により、パワーピストン５がばね４７の付勢力に抗して
前方へ移動するので、出力軸４５が出力してマスクシリ
ンダのピストンを作動する。これにより、制動が行なわ
れる。

このとき、動力室１７内に導入された圧液は、第１接続
口５９、導管６５ａ、切換弁６６、導管６５ｂ、導管６
５ｃ、第２接続ロ６０、溝６１、孔６２、満６３、およ
び孔６４を経て反力室２５内にも導入されるようになる
０反力室２５内の液圧は動力室１７内の圧力と同じ大き
さの圧力となっており、この圧力が筒状部材２２を介し
て入力軸１９に作用する。したがって、この液圧により
入力軸１９に加えられる力はブレーキ反力として運転者
に伝えられる。

中間負荷状態で入力軸１９の移動を停止すると、パワー
ピストン５の移動に伴い弁座部材３９も左方へ移動する
ので、この弁座部材３９が球３６に当接し、圧力室４１
と動力室１７との連通が遮断される。このため、それ以
上動力室１７内に圧液が導入されないので、パワーピス
トン５の移動が停止する。この結果、ブレーキペダルの
踏込み量、すなわち入力軸１９の人力に応じた量だけ、
圧液が動力室１７内に導入される。したがって、出力軸
４５の出力は入力軸１９の入力に応じた大きさになる。

この場合の倍力比は人力軸１９に作用する反力が比較的
大きいので小さくなり、第３図において直線ａで示され
た一定の値となる。

また、動力室１７内の圧液は通路４９を通って室４８内
にも導入される。この室４８内の液圧が弁体３７の左端
に作用するようになるので、弁体３７に加えられる動力
室１７内の液圧による力が軽減されて左方へ移動するよ
うなことはない。これにより、ばね４０の弾発力をそれ
ほど大きくしなくても済むようになる。

ブレーキ作動を解除するためブレーキペダルの踏込みを
解除すると、入力軸１９が、フランジ部２０がパワーピ
ストン５に対して抜止め部材２■に当接するまで大きく
後退する。このため、筒状部材２２の左端が球３６から
離れ、動力室１７はリザーバ３５に連通してその圧力が
低下する。したがって、ばね４７の弾発力によってパワ
ーピストン５が後退し、これに伴って、動力室１７内の
圧液がリザーバ３５に排出される。しかも、筒状部材２
２が球３６から大きく寵れて大きな流路面積が形成され
るので、動力室１７内の圧液はリザーバ３５に迅速に排
出されるようになる。したがって、パワーピストン５は
迅速に後退する。

フランジ部２０がプラグ１３の左端に当接すると、入力
軸１９はそれ以上後退しなくなり、パワーピストン５の
みが後退するようになる。このため、フランジ部２０は
抜止め部材２１から離れるようになる。パワーピストン
５は、球３６が筒状部材２２の左端に当接すると動力室
１７とリザーバ３５との連通が遮断されるので、その後
退が停止して後退限位置となる。

この状態では、動力室１７は圧力室４１からもまたリザ
ーバ３５からも遮断されていて、動力室１７内にはばね
４７の弾発力と平衡する力を発生する液圧が保持されて
いる。

次に、積車時には切換弁を第２位置ＩＩ側に切り換える
。これにより、第１接続口５９は圧力調整弁６７を介し
て第２接続ロ６０に接続される。

ブレーキの反力に関する事項以外は、前述の切換弁６６
が第１位置■にセットされているときと同じであるので
、その説明は省略する。

ブレーキ操作が行われ、動力室１７内に圧液が導入され
ると、その圧液は圧力調整弁６７を経て反力室２５内に
も導入される。その場合、反力室２５内の圧力は圧力調
整弁６７によって減圧されるので動力室１７の圧力より
も小さくなる。したがって、倍力比は大きくなって直線
すで示される一定の値となる。

このように、入力軸１９の受圧面積を変えることなく、
単に反力室２５に導入される液圧を変えるだけで倍力比
を変更することができるようになる。

なお、前述の実施例においては、第２通路を一つだけ設
けるようにしているが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、異なる減圧比の圧力調整弁をそれぞれ備えた
複数の通路を設けるようにすることもできる。このよう
にすれば、倍力比の種類が多くなるので、きめ細かい倍
力比の制御を行うことができるようになる。

また、前述の実施例では、切換弁を電磁弁で形成して、
この電磁弁を積載重量に応じて自動的に切り換えるよう
にすることもできる。

更に、前述の実施例では１反力室２５の液圧を人力軸１
９の左端に取り付けた筒状部材２２に作用させるように
しているが、反力室２５の液圧を直接人力軸１９に作用
させるようにすることもできる。

更に、本発明は、入力軸の不作動時、動力室がリザーバ
に連通するような液圧倍力装置やオーブン回路による液
圧倍力装置にも適用することができる。

更に、本発明はブレーキ倍力装置以外の、例えばクラッ
チ倍力装置等の他の液圧倍力装置にも用いることができ
る。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明による液圧倍力
装置における倍力比制御装置は、入力軸に反力を発生さ
せる液圧が導入される反力室な設け、この反力室と動力
室とを、直接接続する第１通路と所定の減圧比で減圧す
る圧力調整弁を介して接続する第２通路とのいずれか一
方の選択された通路によって接続するようにしているの
で、反力室に導入される液圧を圧力調整弁によって変え
ることができるようになる。したがって、倍力比を変え
ることが可能となる。その場合、圧力調整弁を単に変え
るだけでよいので、倍力比の変更はきわめて簡単になる
。

しかも、第２通路として減圧比の異なる圧力調整弁を備
えた複数の通路を設けるようにすれば、倍力比の種類を
多くすることができ、よりきめ細かい倍力比の制御を行
うことが可能となる。

また、単に反力室内の液圧の大きさを変えるだけである
ので、従来の受圧面積の大きさを変えるようにした倍力
比制御装置のように全長が長くなるようなことは確実に
回避できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による液圧倍力装置における倍力比制御
装置をブレーキ倍力装置に適用した一実施例を示す縦断
面図、第２図はこの倍力比制御装置に用いられる圧力調
整弁の縦断面図、第３図はこの実施例の特性線図である
。 箆２図 １・・・ブレーキ倍力装置（液圧倍力装置）、２・・−
ハウジング、５・・・パワーピストン、１７・・・動力
室、１９−・・入力軸、２５・・・反力室、３５・・・
リザーバ、４３・・・制御弁、４５・・・出力軸、５６
・・・アキュムレータ（液圧源）、５７・・・ポンプ（
液圧源）、５９．６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６０゜６１
．６２．６３．６４・・・（第１通路）、５９゜６５ａ
、６５ｄ、６５ｅ、６５ｃ、６０．６１゜６２．６３．
６４−・・（第２通路）、６６−・・切換弁、６７・・
・圧力調整弁 第３図 入力

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ハウジングの孔に摺動自在に嵌合されたパワーピストン
   と、このパワーピストンに作用する液圧が導入される動
   力室と、前記液圧を発生する液圧源と、前記パワーピス
   トンに対して進退自在に移動する入力軸と、前記パワー
   ピストンに連結された出力軸と、前記入力軸が前記パワ
   ーピストンに向かって前進移動したときに作動して前記
   動力室と前記リザーバとの連通を遮断するとともに前記
   液圧源と前記動力室とを連通し、前記入力軸がパワピス
   トンから離れる方向に後退移動したときには前記液圧源
   と前記動力室との連通を遮断するとともに前記動力室と
   リザーバとを連通する制御弁とを備えた液圧倍力装置に
   おいて、 前記入力軸に反力を発生させる液圧を導入する反力室が
   設けられ、この反力室と前記動力室との間に、ともにこ
   れらを接続する第１通路と所定の減圧比で減圧する圧力
   調整弁を備えた第２通路とが互いに並列に設けられてい
   るとともに、これらの第１および第２通路を選択的に切
   り換え、選択された通路を介して前記動力室と前記反力
   室とを接続する切換弁が設けられていることを特徴とす
   る液圧倍力装置における倍力比制御装置。