JPH04283157A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車のブレーキやク
ラッチを操作するマスタシリンダを流体圧で倍力作動さ
せる流体圧倍力装置、特に、操作部材に連動、連結され
る反力ピストンの前面に臨んでブースタ本体内に画成さ
れて、反力ピストンの前進に応じて体積を縮小される反
力室にストロークアキュムレータの蓄圧室を連通した流
体圧倍力装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の倍力装置は、例えば特開平１−
１４１１５７号公報に開示されているように、既に知ら
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記ストロークアキュ
ムレータは、出力の増加に応じて反力室を昇圧させ、操
縦者に操作感覚を与えるものであるが、その反力室に発
生する反力は、出力の増加に応じて零から２次曲線的に
上昇させることが、良好な操作感覚を得る上に要求され
る。

【０００４】本発明は、そのような要求を満足させるこ
とができる、簡単有効な前記倍力装置を提供することを
目的とする。

【０００５】

【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、ストロークアキュムレータを、アキュム
レータ本体と、このアキュムレータ本体に外周縁を固着
されて該本体内を蓄圧室と空気室とに区画するダイヤフ
ラムとから構成すると共に、蓄圧室の大気圧時には該ダ
イヤフラムを無負荷状態にしたことを特徴とする。

【０００６】尚、前記ダイヤフラムの素材としては、金
属、ゴム、合成樹脂のいずれにも用いることができる。

【０００７】

【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。

【０００８】図１において、ブレーキペダル１により操
作される流体圧倍力装置Ｂは、自動車の車体（図示せず
）にボルト３で固着され、その前端には倍力作動すべき
ブレーキ用マスタシリンダＭが連結される。

【０００９】図２において、マスタシリンダＭのシリン
ダ本体４は前端を閉じたシリンダ孔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６
ｆ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７ｒ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を前方へ押動すれば、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の出力ポート９ｆ，９ｒから制
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。

【００１０】シリンダ本体４の上部には油槽５６が設け
られ、この油槽５６と前，後部油圧室６ｆ，６ｒとの各
間を連通、遮断する前，後部センタバルブ５７ｆ，５７
ｒが前，後部マスタピストン７ｆ，７ｒにそれぞれ設け
られる。前，後部センタバルブ５７ｆ，５７ｒは、対応
するマスタピストン７ｆ，７ｒが後退限にあるとき開弁
し、前進時に閉弁する公知のものであり、前部センタバ
ルブ５７ｆのための開弁棒５８ｆはシリンダ本体４に固
着されるが、後部センタバルブ５７ｒのための開弁棒５
８ｒはシリンダ本体４に嵌装されて後部マスタピストン
７ｒの後端部を摺動自在に案内するスリーブ５９に固着
される。このスリーブ５９は、前記シリンダ孔５の後端
に段部６０を介して連なる大径孔６１に嵌合される。そ
してこのスリーブ５９は、図３に示すように、前記段部
６０と、シリンダ本体４に係止されて前記スリーブ５９
外周の肩部５９ａに合成樹脂製の弾性部材６２を介して
当接する保持環６３とにより軸方向に保持される。また
このスリーブ５９の後端には後部マスタピストン７ｒの
後退限を規制するストッパ環６４が係止される。

【００１１】而して、前記弾性部材６２は、その弾性に
より、スリーブ５９をシリンダ本体４の前記段部６０に
圧接して振動を抑制すると共に、後部マスタピストン７
ｒの後退限の安定化に寄与する。

【００１２】図４において、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
ボルト６５により結着され、このブースタ本体１１のシ
リンダ孔１２には前後一対のスリーブ１３，１４と、こ
れらの間で挟圧される合成樹脂製の弾性部材６６とが嵌
装される。

【００１３】これらスリーブ１３，１４の内周面には制
御ピストン１５が前後方向摺動可能に嵌合され、この制
御ピストン１５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。

【００１４】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内周の肩部６７に支承されたストッパ環１８
に当接することにより規制される。

【００１５】而して、前記弾性部材６６は、その弾性に
より、スリーブ１３を前記シリンダ本体４の後端に、ま
たスリーブ１４をストッパ環１８にそれぞれ圧接させて
、それらの振動を抑制する。

【００１６】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１５
ａを前端に備えている。

【００１７】前記保持環６３と制御ピストン１５との間
には、該ピストン１５を後退限に保持するセットばね２
０が縮設される。

【００１８】また制御ピストン１５の後端に開口するシ
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の後端に前記ブレーキペダル１がプッシュロッド２
を介して連結される。

【００１９】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２
６の前端壁に当接する最大間隔の位置に保持される。

【００２０】弁ピストン２２の前部は細長い軸状の弁部
２２ａになっており、この弁部２２ａは制御ピストン１
５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。

【００２１】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２２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及び弁ピストン２２前部の
通孔５５を介して前記ブースト室１６に常時連通してい
る。

【００２２】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。

【００２３】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３４の前方及び後方でスリーブ１３，１４内
周面に密接するシール部材３５，３６が制御ピストン１
５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１５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３
８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。

【００２４】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Ｌ１　を介して連
通し、第１油路Ｌ１　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。

【００２５】また出口室３９は油タンク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Ｌ３　を介して
連通する。

【００２６】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と連通する。

【００２７】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。

【００２８】入口弁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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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、次いで出口弁５２が閉
じ、最後に入口弁５１が開くように設定される。

【００３２】前記ストロークアキュムレータ４５につい
て図５及び図６により説明する。アキュムレータ本体６
９は、上下両端面に円形凹部７１，７１を有する芯板７
０と、上記凹部７１，７１の開放端を閉じるように芯板
７０の上下両端面に数本のボルト７２で結着される一対
の端板７３，７３とから構成される。各凹部７１には、
ダイヤフラムとしてのステンレス鋼板製金属ダイヤフラ
ム７４と、この金属ダイヤフラム７４の外周部を芯板７
０に挟止する膨脹規制板７５とが収容される。

【００３３】各金属ダイヤフラム７４は、その外周部と
芯板７０との間に介装されるシール部材７６と協働して
、各凹部７１内を芯板７０側の蓄圧室４６と膨脹規制板
７５側の空気室７７とに区画する。上下の蓄圧室４６，
４６は、芯板７０の通孔７８を介して共に前記第３油路
Ｌ３　に連通する。結局、両蓄圧室４６，４６は前記反
力室４９と常時連通することになる。

【００３４】金属ダイヤフラム７４は、蓄圧室４６の大
気圧時、ばね等によるセット荷重を受けない無負荷状態
とされる。

【００３５】再び図４において、ブースタ本体１１の一
側には非常制御弁８０が設けられる。この非常制御弁８
０はブースタ本体１１の取付孔８１に嵌着されたシリン
ダ状の弁函８２を有し、その左端にキャップ８３がかし
めて固着される。またこの弁函８２の左端部には弁座８
４が形成されている。弁函８２にはピストン８５が摺動
自在に嵌合され、これにより弁函８２内は弁座８４側の
油室８６と、それと反対側の油室８７とに区画される。 油室８６は前記第２油路Ｌ２　と連通し、油室８７は前
記第１油路Ｌ１　と連通する。またキャップ８３内は第
４油路Ｌ４　を介して前記ブースト室１６に連通する。

【００３６】ピストン８５は、その左右両端に球弁８８
，８９を備えており、左方の球弁８８は、ピストン８５
の左動により弁座８４に着座して弁孔９０を閉じ、右方
の球弁８９は、ピストン８５の右動により油室８７の端
壁に着座して第１油路Ｌ１　を閉じるようになっている
。

【００３７】キャップ８３内には、弁孔９０を貫通して
左方の球弁８８に当接する押圧子９１と、これをピスト
ン８５側へ付勢する戻しばね９２とが収納される。

【００３８】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。

【００３９】ブレーキペダル１の不作動状態では、図４
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は戻しばね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
、出口弁５２は開、開閉弁５３は開の状態になっている
。

【００４０】ブースト室１６は通孔３２，５５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。

【００４１】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に連通するので、これ
も大気圧状態になっている。

【００４２】一方、非常制御弁８０では、油圧源アキュ
ムレータ４３の油圧が第１油路Ｌ１　を通して油室８７
に導入され、その油圧によりピストン８５が図４で左動
して第１油路Ｌ１　を導通状態にすると共に、球弁８８
により弁孔９０を閉鎖している。

【００４３】したがって、油圧源アキュムレータ４３の
油圧は第１油路Ｌ１を介して入口室３８に導入され、そ
して入口弁５１によって該室３８に待機させられる。

【００４４】いま、車輪ブレーキ１０ａ，１０ｂを作動
させるべく、ブレーキペダル１を踏込むと、プッシュロ
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（図４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、次いで出口弁５２が閉じ、最後に入口弁５１が開く
。この入口弁５１の開弁により入口室３８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１６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１０ａ，１０ｂを作動させる。

【００４５】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の弾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。

【００４６】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、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１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Ｌ３　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。

【００４７】その結果、弁ピストン２２は、ストローク
アキュムレータ４５の反発力と戻しばね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
うように進退して入口弁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の反発力と戻しばね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。

【００４８】ところで、ストロークアキュムレータ４５
において、蓄圧室４６への供給油量が増加すると、それ
に応じて各金属ダイヤフラム７４は蓄圧室４６の容積を
拡大させるように膨脹変形する。換言すれば、各金属ダ
イヤフラム７４は全方向に引張られ、その反発力が蓄圧
室４６に油圧を発生させるので、ストロークアキュムレ
ータ４５は、図７に示すように、蓄圧室４６への供給油
量の増加に応じて反発力が２次曲線的に増加するという
特性を示す。しかも金属ダイヤフラム７４は、蓄圧室４
６の大気圧時には無負荷状態になっているから、前記反
発力は、蓄圧室４６への作動油の供給に応じて零から滑
らかに増加する。

【００４９】このような特性によれば、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。

【００５０】次に油圧源５４に失陥を生じ、第１油路Ｌ
１　に油圧が供給されない場合について説明する。

【００５１】このような場合にブレーキペダル１を踏込
むと、先ずプッシュロッド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。

【００５２】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。

【００５３】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４
９が加圧され、該室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。

【００５４】そして、反力室４９の油圧の弁ピストン２
２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も前進し始め、その前進に伴いシール部材３６，３
７間の中継室４０の容積が拡大され、該室４０に負圧が
発生すると、反力室４９やストロークアキュムレータ４
５の油が中継室４０に吸入される。したがって中継室４
０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。

【００５５】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。

【００５６】かくして、最終的には反力ピストン２３、
弁ピストン２２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を加圧しようとする。

【００５７】しかしながら、非常制御弁８０では、油圧
源５４の失陥により右方の油室８７の油圧が低下してい
るので、ピストン８５は戻しばね９２の弾発力により右
動して弁孔９０を開放すると共に、右方の球弁８９によ
り第１油路Ｌ１　を遮断する。このため制御ピストン１
５の前進に伴いブースト室１６の油は、第４油路Ｌ４　
、キャップ８３内部、弁孔９０、左方の油室８６及び第
２油路Ｌ２　を通して油タンク４４に排出されるので、
ブースト室１６は昇圧するに至らない。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。

【００５８】また非常制御弁８０による第１油路Ｌ１　
の遮断によれば、油圧源５４の機能が回復したとき、先
ず油圧源アキュムレータ４３に素早く油圧を蓄えること
ができる。そして、その油圧が所定値以上に上昇したと
き、ピストン８５を左動させて第１油路Ｌ１　を導通さ
せるものである。

【００５９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ストロー
クアキュムレータを、アキュムレータ本体と、このアキ
ュムレータ本体に外周縁を固着されて該本体内を蓄圧室
と空気室とに区画するダイヤフラムとから構成すると共
に、蓄圧室の大気圧時には該ダイヤフラムを無負荷状態
にしたので、反力室から蓄圧室への流体の供給量の増加
に応じて、反発力を零から２次曲線的に滑らかに増加さ
せるという理想的なばね特性をストロークアキュムレー
タに与えることができ、これにより操作初期には反力を
零から緩やかに増加させて出力のコントロール性を高め
、操作後期には反力を滑らかに急増させて、過剰操作を
抑制することができ、操縦者に理想的な操作感覚を与え
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の一実施例を示す全体側面図

【図２
】図１のマスタシリンダ部の縦断側面図

【図３】図２の
３部拡大図

【図４】図１の油圧ブースタ部の縦断側面図

【図５】図
１のストロークアキュムレータの縦断側面図

【図６】上
記ストロークアキュムレータの一部を破断した平面図

【図７】ストロークアキュムレータの特性線図

【符号の説明】

Ｂ　　　　　　流体圧倍力装置 １　　　　　　操作部材としてのブレーキペダル１１　
　　　ブースタ本体 ２３　　　　反力ピストン ４５　　　　ストロークアキュムレータ４６　　　　蓄
圧室 ４９　　　　反力室 ６９　　　　アキュムレータ本体 ７４　　　　ダイヤフラムとしての金属ダイヤフラム７
７　　　　空気室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　操作部材（１）に連動、連結される反
   力ピストン（２３）の前面に臨んでブースタ本体（１１
   ）内に画成されて、反力ピストン（２３）の前進に応じ
   て体積を縮小される反力室（４９）にストロークアキュ
   ムレータ（４５）の蓄圧室（４６）を連通した流体圧倍
   力装置において、ストロークアキュムレータ（４５）を
   、アキュムレータ本体（６９）と、このアキュムレータ
   本体（６９）に外周縁を固着されて該本体（６９）内を
   蓄圧室（４６）と空気室（７７）とに区画するダイヤフ
   ラム（７４）とから構成すると共に、蓄圧室（４６）の
   大気圧時には該ダイヤフラム（７４）を無負荷状態にし
   たことを特徴とする、流体圧倍力装置。