JPH0345458A - 流体圧倍力装置 - 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】 Ａ１発明の目的 （１）産業上の利用分野 本発明は、自動車のブレーキやクラッチ等を操作するマ
スタシリンダを流体圧で倍力作動するための流体圧倍力
装置に関する。

（２）従来の技術 従来、流体圧倍力装置として、ブースタ本体と、このブ
ースタ本体にブースト室を両底するように収容され、該
ブースト室に流体圧が導入されると前進してマスタシリ
ンダを作動するブースタピストンと、このブースタピス
トンに階動可能に収容されると共に操作部材に連結され
る弁ピストンと、この弁ピストンの前、後動にブースタ
ピストンを追従させるべく、この弁ピストンの前、後動
に応じてブースト室と流体圧源及び流体タンクとの各間
の連通、遮断を制御する制御弁とを備えたものは、例え
ば特開昭６２−２６５０６６号公報に開示されているよ
うに知られている。

（３）発明が解決しようとする課題 上記のような従来の倍力装置では、操作部材に連結した
弁ピストンの動きにブースタピストンを追従させるよう
になっているので、弁ピストンにはブースタピストンと
同等のストロークが必要であり、このため軸方向のコン
パクト化が困難である。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、限られ
たストロークの範囲内で操作部材の動きに応じた流体圧
をマスタシリンダに作動圧として与えることができてコ
ンパクトであり、しかも流体圧源の失陥時でマニュアル
操作が可能な流体圧倍力装置を提供することを目的とす
る。

Ｂ０発明の構成 （１）課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明は、ブースタ本体と
、このブースタ本体に前後動可能に収容され、マスタシ
リンダのマスタピストン後面との間にブースト室を西成
し、且つ所定の前進位置でマスタピストンに当接する制
御ピストンと、この制御ピストンに前後動可能に収容さ
れて前面をブースト室に連通させ、且つ所定の前進位置
で制御ピストンに当接する弁ピストンと、同じく制御ピ
ストンに前後動可能に収容されると共に操作部材に連結
され、弁ピストンの後面との間に反力室を画成し、且つ
所定の前進位置で弁ピストンに当接する反力ピストンと
、反力室に蓄圧室を連通させるストロークアキュムレー
タと、ブースト室及び流体圧源間の流路に介入するよう
制御ピストン及び弁ピストン間に構成され、弁ピストン
の後退時に閉弁し前進時に開弁する入口弁と、ブースト
室及び流体タンク間の流路に介入するよう制御ピストン
及び弁ピストン間に構成され、弁ピストンの後退時に開
弁し前進時に閉弁する出口弁と、ブースト室及び流体タ
ンク間を結ぶ流路に介装され、流体圧源の圧力が所定値
以下に低下したときブースト室からの流体の流出を許容
する非常制御弁とを備えたことを特徴とする。

（２）作　用 上記構成において、操作部材により反力ピストンを前進
させれば、その前進に応じて流体圧源の流体圧をブース
ト室に供給し、それによりマスタシリンダを倍力作動さ
せることができる。

即ち、反力ピストンの前進に応じて反力室に発生するス
トロークアキュムレータの流体圧が弁ピストンを前進方
向へ押圧する力と、ブースト室の流体圧が弁ピストンを
後退方向へ押圧する力とが釣合うように弁ピストンが入
口弁及び山口弁を開閉し、ブースト室の圧力を制御する
。

流体圧源が失陥した場合には、操作部材により反力ヒス
トンを前進させると、反力ピストン、弁ピストン及び制
御ピストンが互いに順次当接し、０者一体となって前進
する。しかも非常制御弁は流体圧源の油圧による閉弁力
を失うので、ブースト室の圧力は非常制御弁を介して流
体タンクに解放される。したがって、制御ピストンは前
進直後マスタピストンに当接してこれを機械的に作動さ
せることができる。即ち、制御ピストン及びマスタピス
トンが直径を異にするも、ブースト室の流体に邪魔され
ずに制御ピストンの動きをマスタピストンに直接伝達す
ることができる。

（３）実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説明する。

第１図において、流体圧倍力装置Ｂは、自動車のブレー
キ用マスタシリンダＭの後部に連結される。

マスタシリンダＭのシリンダ本体４は前端を閉したシリ
ンダ孔５を有しており、このシリンダ孔５には、その前
端壁との間に前部油圧室６ｒを画成する前部マスタピス
トン７ｆと、この前部マスタピストン７ｆとの間に後部
油圧室６ｒを画成する後部マスタピストン７「とが摺動
自在に嵌合される。そして前部油圧室６ｆには前部マス
タピストン７ｆを後退方向へ付勢する前部戻しばね８ｆ
が、また後部油圧室６ｒには後部マスタピストン７ｒを
後退方向へ付勢する後部戻しばね８ｒがそれぞれ収容さ
れる。したがって、後部マスタピストン７ｒを前方へ押
動ずれば、両戻しばね８ｆ。

８ｒを圧縮しながら前部マスタピストン７ｆをも前進さ
せ、前、後部油圧室６ｆ、６ｒの容積を縮小させて、こ
れら油圧室６Ｆ、６ｒの出力ボート９ｆ、９ｒからの制
動油圧を出力させ、これによって対応する車輪ブレーキ
１０ａ、１０ｂを作動させることができる。

シリンダ本体４の後端部外周には倍力装置Ｂのブースタ
本体１１前端部が嵌合して結着され、このブースタ本体
１１のシリンダ孔１２には前後−対のスリーブ１３．１
４が嵌装される。

これらスリーブ１３．１４の内周面には制御ピストン１
５が前後方向摺動可能に嵌合され、この制御ピストン１
５及び後部マスタピストン７ｒ間にブースト室１６が画
成される。

制御ピストン１５の後退限は、該ピストン１５の中間部
外周に形成されたフランジ１７が、ブースタ本体１１の
後端とスリーブ１４との間に挟止されたストッパ環１８
に当接することより規制される。この制御ピストン１５
は、通常、後部マスタピストン７ｒの後端に小間隙を存
して対向する出力杆１５ａを前端に備えている。

また制御ピストン１５は後端部をブースタ本体１１の後
端壁より突出させており、その突出端に係止したりテー
ナ１９とブースタ本体１１との間には、制御ピストン１
５を後退限に保持するセントばね２０が縮設される。

また制御ピストン１５のシリンダ孔２１には弁ピストン
２２及び反力ピストン２３が前後に並んで摺動自在に嵌
合され、その反力ピストン２３の後端に操作部材たるブ
レーキペダル１がブツシュロッド２を介して連結される
。

弁ピストン２２及び反力ピストン２３の対向面には、互
いに摺動自在に嵌合する案内孔２４及び案内軸２５がそ
れぞれ設けられ、更に案内軸２５にはその軸方向に長い
長孔２６が設けられるとともに、その長孔２６を貫通す
るピン２７が弁ピストン２２の後端に固着される。そし
て両ピストン２２．２３間にはそれらを離反方向に付勢
する戻しばね２８が縮設される。したがって、両ピスト
ン２２．２３は、平時、ピン２７が長孔２６の前端壁に
当接する最大間隔の位置に保持される。

弁ピストン２２の前部は細長い輪状の弁部２２ａになっ
ており、この弁部２２ａは制御ピストン１５の中心部に
固設されたスリーブ状の弁室体２９内に嵌装される。弁
ピストン２２は制御ピストン１５に対し一定ストローク
前進すると、弁ピストン２２の肩部２２ｂが弁室体２９
の後端に当接するようになっている。

制御ピストン１５内には、弁部２２ａの前端面が臨むば
ね室３０が形成され、このばね室３０には弁ピストン２
２を後退方向へ付勢する戻しばね３１が収納される。こ
の戻しばね３１のセット荷重は前記戻しばね２８のそれ
よりも弱く設定される。またばね室３０は制御ピストン
１５の通孔３２を介して前記ブースト室１６に常時連通
している。

反力ピストン２３の後退限は、その後端が制御ピストン
１５の後端部に係止されたストッパ環３３に当接するこ
とにより規制される。

前記スリーブ１４には制御ピストン１５の中間部外周に
密接するシール部材３４が装着され、このシール部材３
４の前方及び後方でスリーブ１３１４内周面に密接する
シール部材３５．３６が制御ピストン１５に装着される
。さらにシリンダ本体１１の後端壁にも制御ピストン１
５の外周面に密接するシール部材３７が装着される。そ
してシール部材３４．３５間に入口室３８が、またシー
ル部材３４．３６間に出口室３９が、さらにシール部材
３６．３７間に中継室４０がそれぞれ画成される。

入口室３８は、電動モータ４１で駆動される油圧ポンプ
４２の吐出側に第１油路り、を介して連通し、第１油路
り、には油圧源アキュムレータ４３が接続される。そし
て上記油圧ポンプ４２及び油圧源アキュムレータ４３に
よって流体圧源５４が構成される。

また出口室３９は流体タンクとしての油タンク４４に第
２油路Ｌ２を介して連通し、中継室４０は、ストローク
アキュムレータ４５の蓄圧室４６に第３油路り、を介し
て連通ずる。

また弁ピストン２２及び反力ピストン２３には、制御ピ
ストン１５．の内周面に密接するシール部材４７．４８
がそれぞれ装着され、この両シール部材４７．４８間に
反力室４９が画成される。この反力室４９は通孔５０を
介して前記中継室４０と連通ずる。

前記弁部２２ａ及び弁室体２９間には、前方から順に入
口弁５１、出口弁５２及び開閉弁５３が構成される。

大口弁５１は入口室′３８とばね室３０、したがってブ
ースト室１６との間を開閉するもので、弁ピストン２２
の後退限で閉じていて、その前進時に開くようになって
いる。

出口弁５２は出口室３９とばね室３０との間を開閉する
もので、弁ピストン２２の後退限で開いていて、前進時
に閉じるようになっている。

開閉弁５３は出口室３９と反力室４９との間を開閉する
もので、弁ピストン２２の後退限で開いていて、前進時
に閉じるようになっている。

而して、上記三つの弁５１，５２．５３の開閉タイミン
グは、弁ピストン２２が後退限から前進するとき、先ず
開閉弁５３が閉じ、次いで出目弁５２が閉じ、最後に入
口弁５１が開くように設定される。

前記ストロークアキュムレータ４５は、段付円筒状のア
キュムレーク本体５５と、このアキュムレータ本体５５
の小径部５５ａ内に摺動自在に嵌合して蓄圧室４６を画
成する第１ピストン５６と、アキュムレータ本体５５の
大径部５５ｂに直列に収容される複数個の第２ピストン
５７．．５７□５７ｎと、各第２ピストン５７１，５７
□、５７ｎをそれぞれ第１ピストン５６側へ弾発する複
数個のばね５８．．５８□、５８ｎとからなっており、
第１ピストン５６に隣接する第２ピストン５７、は第１
ピストン５６と一体に連結され、若しくは当接関係に置
かれる。ばね５Ｂ、、５８□５８ｎは、その順でばね定
数が大きくなるように設定される。

また第２ピストン５７．．５７□、５７ｎ及びアキュム
レータ本体大径部５５ｂの端壁５９の各間には緩衝ゴム
６０．．６０□、６Ｏｎが軸方向に遊びを存して介装さ
れる。

前記ブースト室１６、油タンク４４及び油圧源アキュム
レータ４３にそれぞれ連なる第４〜第６油路Ｌ４〜Ｌ６
に非常制御弁６■が接続される。

この非常制御弁６１は、シリンダ状の弁面６２と、この
弁面６２に摺動自在に嵌合して油室６３を画成するピス
トン６４と、弁面６２に嵌合、固定されてピストン６４
との間に油室６５を画成する弁座体６７とを備え、この
弁座体６７の外周に環状の油室６６が形成される。そし
て上記油室６３．６５．６６に前記第４．第５及び第６
油路Ｌ４、Ｌ！ｌ＋Ｌ６がそれぞれ接続される。

ピストン６４には、油室６５と連通する弁室６８と、こ
の弁室６８を油室６３間に連通ずる弁孔６９とが設けら
れ、弁室６８には弁孔６９を開閉するリリーフ弁７０と
、このリリーフ弁７０を閉じ方向へ付勢するリリーフば
ね７１とが収容される。

また弁座体６７には油室６５に連なる弁室７２と、この
弁室７２と他端の油室６６間を連通ずる弁孔７３とが設
けられ、弁室７２には弁孔７３を開閉する遮断弁７４と
、受圧子７５と、この受圧子７５を介してこの遮断弁７
４を閉じ方向へ付勢する弁ばね７６とが収容される。

さらにピストン６４には、上記受圧子７５に当接し得る
押圧子７７が固着され、この押圧子７７を受圧子７５か
ら離間する方向へ付勢する戻しばね７８が押圧子７７と
弁座体６７間に縮設される。

次にこの実施例の作用について説明する。

先ず流体圧源５４、即ち油圧ポンプ４２及び油圧源アキ
ュムレータ４３が正常に機能している場合について説明
する。

ブレーキペダルｌの不作動状態では、第１図に示すよう
に制御ピストン１５はセットばね２０の力により、また
弁ピストン２２は戻しばね３１の力により、また反力ピ
ストン２３は反力ばね２８の力によりそれぞれ所定の後
退限に保持されている。弁ピストン２２が後退限に位置
するときは、前述のように、入口弁５１は閉、出目弁５
２は開、開閉弁５３は開の状態になっているので、油圧
源アキュムレータ４３の油圧は第１油路り、を介して入
口室３８に導入され、そして入口弁５１によって謹呈３
８に待機させられる。

ブースト室１６は通孔３２、ばね室３０及び出口弁５２
を介して出口室３９に、更に第２）油路Ｌ２を介して油
タンク４４に連通していて、大気圧状態になっているの
で、マスタピストン７ｆ、７ｒはそれぞれ後退位置を占
めることができる。

またストロークアキュムレータ４５の蓄圧室４６は、第
３油路Ｌ３、中継室４０、反力室４９及び開閉弁５３を
介して出口室３９に連通ずるので、これも大気圧状態に
なっている。

一方、非常制御弁６１では、油圧源アキュムレータ４３
の油圧が第６油路り、を通して油室６３に導入され、そ
の油圧によりピストン６４が弁座体６７側へ押圧され、
押圧子７７が受圧子７５を介して遮断弁７４を閉弁位置
に保持する。而して、油圧ポンプ４２の吐出圧が所定値
を超えた場合は、リリーフ弁７０が開いて過剰油圧を弁
孔６９から油室６８に解放する。油室６８に解放された
油圧は第５油路り、により第３油路り、に導かれるので
、結局、油タンク４４に解放されることになる。

いま、車輪ブレーキＩＯａ、１０ｂを作動させるべく、
ブレーキペダルｌを踏込むと、ブツシュロッド２、反力
ピストン２３、戻しばね２８及び弁ピストン２２が一斉
に前進（第１図では左動）し、弁部２２ａの弁室体２９
に対する前進に応じて、先ず開閉弁５３が閉じ、次いで
出目弁５２が閉し、最後に入口弁５１が開く。この入口
弁５１の開弁により人口室３日とブースト室１６間が連
通され、入口室３８に待機していた油圧がブースト室１
６に導入される。その結果、マスタピストン７ｒはその
背面に油圧を受けて前進作動するので、前述のように出
力ポート９ｆ、９ｒから油圧が出力して車輪ブレーキ１
０ａ、１０ｂを作動させる。

また、ブースト室１６の導入油圧は制御ピストン１５の
前面にも作用するので、その油圧による後方への押圧力
とセットばね２０の揮発力とにより制御ピストン１５は
当初の後退限に依然保持される。

さらに、ブースト室１６の導入油圧は、ばね室３０に伝
達して弁部２２ａの前面にも作用して、弁ピストン２２
を後方へ押し戻そうとする反力をも発生する。

そして、ブレーキペダルｌの踏込みが進むと反力ピスト
ン２３は戻しばね２８を圧縮すると共に、その前面の反
力室４９の容積を収縮させながら前進することになるが
、開閉弁５３の閉弁後は、反力室４９は密閉状態となる
。このため反力ピストン２３の引続く前進により、反力
室４９から第３油路り、を通してストロークアキュムレ
ータ４５の蓄圧室４６に作動油が送られ、その油量に応
じてストロークアキュムレータ４５の蓄圧室４６に発生
する油圧が反力室４９に伝達する。

その結果、弁ピストン２２は、ストロークアキュムレー
タ４５による反力と戻しばね２８の押圧力とを同時に受
けて前方へ進もうとするが、ばね室３０ではブースト室
１６の油圧が弁ピストン２２を後方へ押圧するので、結
局弁ピストン２２はその前後の押圧力が釣合うように進
退して大口弁５１及び出口弁５２を開閉制御する。また
反力ピストン２３にもストロークアキュムレータ４５に
よる反力と戻しばね２８の反発力とが作用するので、ブ
レーキペダル１には、その踏込量が増加するにつれて、
言い換えればブースト室１６の油圧の上昇につれてスト
ロークアキュムレータ４５及び戻しばね２８のばね特性
に応じて増加する反力が作用し、これをブレーキ感とし
て操縦者は感受する。

ところで、ストロークアキュムレータ４３において、蓄
圧室４６の導入油量の増加に伴い第２ピストン５７が蓄
圧室４６の容積を拡大させる方向に作動すると、先ずば
ね定数が最小のばね５８１が第２ピストン５７．により
圧縮され、その圧縮が規定量進むと緩衝ゴム６０．が圧
縮され、そして第２ピストン５７．が次段の第２ピスト
ン５７２に当接してこれを押動する。以後、同様の作用
によりばね５８□、緩衝ゴム６０□、ばね５８ｎ、緩衝
ゴム６０ｎが順次圧縮されるので、ストロークアキュム
レータ４５のばね特性は第２図に示すような特性となる
。即ち第１ピストン５６の変位量増加に応じてばね力は
２次曲線的に増加する。

このようなばね特性によれば、ブレーキペダル１の踏込
初期には反力を緩やかに増加させて制動のコントロール
性を高め、踏込後期には反力を滑らかに急増させて、ブ
レーキ感覚を損なうことなく踏込量の増加を抑制するこ
とができる。

尚、このような効果は、複数のばね５８．．５８ｚ、５
８ｎをどのような順序で配列しても、同様に得られるも
のである。

次に油圧′ａ５４に失陥を生じ、第１油路Ｌ１に油圧が
供給されない場合について説明する。

このような場合にブレーキペダル１を踏込むと、先ずブ
ツシュロッド２、反力ピストン２３、戻しばね２８及び
弁ピストン２２が一斉に前進し、弁ピストン２２の肩部
２２ｂが弁室体２９の後端に当接する。

弁室体２９を備えた制御ピストン１５は、その外周に装
着されたシール部材３５．３６及びブースタ本体１１に
装着されたシール部材３７の摩擦による比較的大きな摺
動抵抗を有し、しかもセットばね２０によって後退限へ
付勢されているので、肩部２２ｂの弁室体２９への当接
当初には移動しない。

したがって、引続く反力ピストン２３の前進によれば、
戻しばね２８が圧縮されると共に反力室４９が加圧され
、謹呈４９の油の一部がストロークアキュムレータ４５
へ圧送される。

そして、反力室４９の油圧の弁ピストン２２に与える前
進力が制御ピストン１５の摺動抵抗及びセットばね２０
の力に打勝つようになると、制御ピストン１５も前進を
始める。

上述のように反力室４９からストロークアキュムレータ
４５へ油が流れると、戻しばね２８の圧縮変形が進み、
遂には反力ピストン２３の肩部２３ａが弁ピストン２２
の後端に当接してそれを直接押動するようになる。

かくして、最終的には反力ピストン２３、弁ピストン２
２及び制御ピストン１５は一体となって前進してブース
ト室１６を加圧するが、非常制御弁６１では、油圧によ
るピストン６４の遮断弁７４に対する閉弁力を失ってい
るので、ブースト室１６の油は更に第４油路Ｌ４、弁孔
７３、油室６５及び、第５油路り、を通して油タンク４
４へ排出される。それに伴い制御ピストン１５の出力杆
１５ａが後部マスタピストン７ｒの後端に当接してこれ
を機械的に前進させることができる。したがって、制御
ピストン１５が後部マスタピストン７ｒよりも大径であ
っても、制御ピストン１５の動きは、ブースト室１６の
油により増速されることなく後部マスタピストン７ｒに
直接伝達することができる。

また制御ピストン１５の前進時には、シール部材３６．
３７間の中継室４０の容積が拡大されるが、それに伴い
高圧の反力室４９から中継室４０に油が流れる。

制御ピストン１５がさらに前進すると、油路り、を通し
てブースト室１６の油が中継室４０に吸入される。した
がって中継室４０には、制御ピストン１５の前進を妨げ
るような負圧は発生しない。

Ｃ０発明の効果 以上のように本発明によれば、限られたストロークの範
囲内で操作部材による反力ピストンの前進量に応じた流
体圧をブースト室に発生させることができるので、倍力
装置のコンパクト化を図ることができる。しかも反力室
にはストロークアキュムレータで発生する流体圧力が伝
達するようになっているので、謹呈に大きな反力ばねを
設置する必要がなく、倍力装置の一層のコンパクト化に
寄与し得るのみならず、ストロークアキュムレータの特
性の選定により反力室に発生ずる反力を制御して、操作
部材のストロークを自由に設定することができる。

また流体圧源が失陥した場合には、ブースト室が非常制
御弁を介して流体タンクに解放されるので、操作部材の
操作により反力ピストンを介して制御ピストンを前進さ
せるとき、ブースト室の流体を流体タンクに排出させて
制御ピストンをマスタピストンに当接させ、これをマニ
ュアル作動させることができる。したがって、制御ピス
トン及びマスタピストンが直径を異にしても、ブースト
室の流体に邪魔されることなく制御ピストンの動きをマ
スタピストンに直接伝え、これを比較的軽快に作動させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は流体圧
倍力装置の縦断側面図、第２図はストロークアキュムレ
ータの特性線図である。 Ｂ・・・倍力装置、Ｍ・・・マスタシリンダト・・操作
部材としてのブレーキペダル、７・・・マヒタピストン
、１１・・・ブースタ本体、１２・・・シリンダ孔、１
５・・・制御ピストン、１６・・・ブースト室、２２・
・・弁ピストン、２３・・・反力ピストン、３８・・・
人口室、３９・・・出口室、４４・・・流体タンクとし
ての油タンク、４５・・・ストロークアキュムレータ、
４６・・・蓄圧室、４９・・・反力室、５１・・・入口
弁、５２・・・出口弁、５４・・・流体圧源、６１・・
・非常制御弁第２図 第１ピストンストローク 平底 ２年 月２０日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ブースタ本体と、このブースタ本体に前後動可能に収容
   され、マスタシリンダのマスタピストン後面との間にブ
   ースト室を画成し、且つ所定の前進位置でマスタピスト
   ンに当接する制御ピストンと、この制御ピストンに前後
   動可能に収容されて前面をブースト室に連通させ、且つ
   所定の前進位置で制御ピストンに当接する弁ピストンと
   、同じく制御ピストンに前後動可能に収容されると共に
   操作部材に連結され、弁ピストンの後面との間に反力室
   を画成し、且つ所定の前進位置で弁ピストンに当接する
   反力ピストンと、反力室に蓄圧室を連通させるストロー
   クアキュムレータと、ブースト室及び流体圧源間の流路
   に介入するよう制御ピストン及び弁ピストン間に構成さ
   れ、弁ピストンの後退時に閉弁し前進時に開弁する入口
   弁と、ブースト室及び流体タンク間の流路に介入するよ
   う制御ピストン及び弁ピストン間に構成され、弁ピスト
   ンの後退時に開弁し前進時に閉弁する出口弁と、ブース
   ト室及び流体タンク間を結ぶ流路に介装され、流体圧源
   の圧力が所定値以下に低下したときブースト室からの流
   体の流出を許容する非常制御弁とを備えたことを特徴と
   する、流体圧倍力装置。