JPH05185925A - 液圧ブースタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 入力部材の入力に対して出力のジャンピング
が生ずる液圧ブースタを提供する。 【構成】 パワー圧が設定値より低い状態では開閉弁１
７２は開いており、閉鎖液室１５２はリザーバに連通さ
せられていて、ブレーキペダル７２を軽く踏み込むこと
ができる。パワー圧が設定値以上になれば開閉弁１７２
が閉じ、更に逆止弁１６０の開弁圧を超えて高くなれば
逆止弁１６０が開かれて閉鎖液室１５２にパワー圧より
逆止弁１６０の開弁圧分だけ低い液圧が導入され、リア
クションピストン６８に反力が加えられ始める。このと
きにはホイールシリンダに既に一定の液圧が発生してお
り、出力ジャンピング特性が得られる。そのため、ブレ
ーキ操作初期に低いペダル踏込み力で高いホイールシリ
ンダ圧が得られ、初期のブレーキ効き感が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液圧ブースタに関するも
のであり、特に、入力に対して出力のジャンピングが得
られる液圧ブースタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ブースタは入力部材に加えられる入力を
倍力して出力部材から出力するものであり、車両用ブレ
ーキの操作装置において操作を助勢する場合等に用いら
れる。このようなブースタには、気体圧により作動する
バキュームブースタと、液圧により作動する液圧ブース
タとがある。バキュームブースタには、実公昭５７−４
６６７８号公報に記載されているものがある。このバキ
ュームブースタは、図４に示すように、ハウジング２０
０内の空間がパワーピストン２０２によって定圧室２０
４と変圧室２０６とに区切られるとともに、定圧室２０
４がバキューム源２０８に接続されており、定圧室２０
４と変圧室２０６とは常には連通させられていて圧力差
はないが、入力部材２１０への入力により、定圧室２０
４と変圧室２０６との間に設けられたバルブ２１２が切
り換わり、変圧室２０６が定圧室２０４から遮断される
とともに大気に連通させられれば変圧室２０６の圧力が
高くなって、定圧室２０４と変圧室２０６との圧力差に
よりパワーピストン２０２が前進し、入力部材２１０の
入力が倍力されて出力されるように構成されている。

【０００３】この公報に記載のバキュームブースタにお
いては、作動初期に入力の増大なしに出力が増大する出
力ジャンピング特性が得られるようにされている。出力
部材２１４の出力を受けて作動するマスタシリンダ２１
６からの反力は、出力部材２１４，パワーレバー２１８
を介してパワーピストン２０２と中継ピストン２２０と
に伝達され、更に、中継ピストン２２０からリアクショ
ンディスク２２２を介してコントロールピストン２２４
と入力部材２１０とに伝達されるのであるが、コントロ
ールピストン２２４はリアクションディスク２２２に常
に当接するようにされる一方、入力部材２１０と一体的
に設けられたバルブプランジャ２２６とリアクションデ
ィスク２２２との間には隙間２２８が設けられている。
そのため、入力部材２１０への入力初期には、バルブプ
ランジャ２２６がリアクションディスク２２２に当接し
ないため入力部材２１０に反力が加えられず、反力が設
定値に達して初めて当接して反力が加えられることとな
り、それまでは入力が小さくて済む。このときの入力
（ブレーキペダルの踏込み力）とホイールシリンダ圧と
の関係を図３のグラフに示す。なお、このグラフは本発
明の実施例においてブレーキペダルの踏込み力とホイー
ルシリンダ圧との関係を示すグラフであるが、上記公報
に記載のバキュームブースタにおいても同じ関係が得ら
れるため、図３のグラフを用いて示す。また、反力が加
えられ始めるときには、出力部材の出力はある程度の大
きさとなっており、ブレーキ操作初期の効き感が得られ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
液圧ブースタにおいては出力ジャンピングが生ずるよう
にされていない。液圧ブースタは、特開平２−１１４０
５４号公報に記載されているように、（ａ）ハウジング
と、（ｂ）そのハウジング内に液密にかつ摺動可能に嵌
合され、ハウジングと共同してパワー圧室を形成し、そ
のパワー圧室の液圧により作動させられて出力部材を前
進させるパワーピストンと、（ｃ）ハウジングによりパ
ワーピストンの移動方向と平行に移動可能に保持される
とともに、先端のリアクション部がパワーピストンに軸
方向に相対移動可能に嵌合された入力部材と、（ｄ）そ
の入力部材のパワーピストンに対する相対運動に基づい
て、パワー圧室を液圧源に連通させる状態と、リザーバ
に連通させる状態と、いずれにも連通させない状態とに
切り換わる制御弁とを含み、入力部材に加えられる入力
を倍力して出力部材から出力するように構成される。入
力部材に入力が加えられれば、入力部材がパワーピスト
ンに対して相対的に移動して制御弁がパワー圧室を液圧
源に連通させる状態に切り換わり、パワー圧室にパワー
圧が発生してパワーピストンが作動させられ、入力が倍
力されて出力されるのである。パワー圧と出力とは対応
しており、リアクション部にはパワー圧が作用させら
れ、出力に対応する反力が加えられるようになってい
る。そのため、パワー圧の発生と共にリアクション部に
反力が加えられ、出力ジャンピングが生じないため、初
期のブレーキ効き感が悪いという問題があった。本発明
は、出力ジャンピングが生ずる液圧ブースタを提供する
ことを課題として為されたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の液圧ブースタ
は、上記の課題を解決するために、前記パワーピストン
と前記入力部材のリアクション部との間に形成された閉
鎖液室と前記リザーバとを液通路によって接続するとと
もに、その液通路に、前記パワー圧室のパワー圧が設定
値より低い状態では閉鎖液室をリザーバに連通させてい
るが、パワー圧が設定値以上の状態では閉じて連通を遮
断する開閉弁を設け、かつ、閉鎖液室とパワー圧室との
間に、閉鎖液室からパワー圧室への作動液の流れは許容
するが逆向きの流れは阻止する第一逆止弁と、パワー圧
室から閉鎖液室への作動液の流れは許容するが逆向きの
流れは阻止し、開弁圧が前記開閉弁が閉じる際のパワー
圧以上である第二逆止弁とを並列に設けたことを要旨と
するものである。

【０００６】

【作用】このように構成された液圧ブースタにおいて
は、パワー圧室にパワー圧が発生していない状態では開
閉弁が開いて閉鎖液室はリザーバに連通させられてい
る。入力部材に入力が加えられてパワーピストンに対し
て相対的に前進させられ、パワー圧室にパワー圧が発生
しても、設定値より低い状態では開閉弁は開いたままで
あり、閉鎖液室はリザーバに連通させられていてリアク
ション部に反力は加えられない。パワー圧が設定値以上
になれば開閉弁が閉じるが、第二逆止弁の開弁圧は開閉
弁が閉じる際のパワー圧以上とされているため、開閉弁
が閉じる前に第二逆止弁が開くことはなく、パワー圧室
内の作動液が閉鎖液室を通ってリザーバに流出すること
はない。

【０００７】パワー圧が閉鎖液室の液圧より、第二逆止
弁の開弁圧だけ高くなれば第二逆止弁が開かれ、パワー
圧より開弁圧分だけ低い圧力が閉鎖液室に導入されてリ
アクション部に反力が加えられる。以後、入力と出力と
は比例して増大するが、第二逆止弁が開いてリアクショ
ン部に反力が加えられるときには、出力部材に相当な出
力が生じており、出力ジャンピング特性が得られる。

【０００８】なお、閉鎖液室に圧力が導入された状態
で、一旦入力部材の前進が停止させられて第二逆止弁が
閉じた後、更にパワー圧を上昇させるべく入力部材の入
力が増大させられた場合には、閉鎖液室内の作動液が第
一逆止弁を通ってパワー圧室へ流出し、入力部材がパワ
ーピストンに対して相対移動し、制御弁がパワー圧室を
液圧源に連通させる状態に切り換えられる。また、入力
が解除される場合には、閉鎖液室の液圧が低下し、第二
逆止弁が開かれて閉鎖液室に作動液が流入し、入力部材
がパワーピストンに対して軸方向に相対移動して制御弁
がパワー圧室をリザーバに連通させる状態に切り換えら
れ、パワーピストンが戻される。

【０００９】

【発明の効果】このように本発明によれば出力ジャンピ
ング特性を有する液圧ブースタが得られ、初期のブレー
キ効き感が得られる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例である４輪自動車用
の液圧ブースタを備えたブレーキシステムを図面に基づ
いて詳細に説明する。

【００１１】図２において、１０は液圧ブースタ（以
下、単にブースタという）であり、１２はタンデム型ブ
レーキマスタシリンダ（以下、単にマスタシリンダとい
う）である。マスタシリンダ１２はハウジング１４を備
えている。ハウジング１４にはシリンダボア１６が形成
され、これに第一加圧ピストン１８および第二加圧ピス
トン２０が液密かつ摺動可能に嵌合され、それによって
各ピストン１８，２０の前方（図において左方）にそれ
ぞれ第一加圧室２２，第二加圧室２４が形成されてい
る。第一加圧室２２は左，右後輪２６，２８の各ブレー
キのリヤホイールシリンダ３０，３２に接続され、第二
加圧室２４は左，右前輪３４，３６の各ブレーキのフロ
ントホイールシリンダ３８，４０に接続されている。

【００１２】前記ハウジング１４にはブースタ１０のハ
ウジング５０が液密に嵌合されている。このハウジング
５０内には前記シリンダボア１６に連通したシリンダボ
ア５４が形成され、これに段付状のパワーピストン５６
の大径部５７がシール５８によりシールされて液密かつ
摺動可能に嵌合され、ハウジング５０内の空間がパワー
圧室６０と低圧室６２とに区切られている。パワーピス
トン５６の後端の中央部から小径部６４が延び出させら
れており、ハウジング５０の端壁を液密かつ摺動可能に
貫通して大気に臨まされている。小径部６４内にはそれ
の後端面に開口する段付孔６６が形成されており、これ
の小径穴にリアクションピストン６８が液密かつ摺動可
能に嵌合されている。

【００１３】リアクションピストン６８の後端は、パワ
ーピストン５６と同心の入力ロッド７０の先端にかしめ
付けられ、両者によって入力部材７１が構成されてい
る。リアクションピストン６８がリアクション部を構成
しているのである。また、入力ロッド７０の後端部はブ
レーキペダル７２（図２参照）に連結されており、ブレ
ーキペダル７２の踏込みによりリアクションピストン６
８がパワーピストン５６に対して相対的に前進させられ
る。

【００１４】リアクションピストン６８の相対的な前進
限度位置は、その後端に形成されたフランジ部７４に段
付孔６６の肩面７６が係合することにより規定されてい
る。また、相対的な後退限度位置は、軸方向に形成され
た長穴８０において、パワーピストン５６に取り付けら
れたピン８２に係合させられることにより規定されてい
る。

【００１５】入力ロッド７０とハウジング５０との間に
はスプリング８６が配設されており、このスプリング８
６の弾性力によってリアクションピストン６８およびパ
ワーピストン５６は常時後退方向（図において右方）に
付勢されている。パワーピストン５６は、それの段部８
８がハウジング５０に係合することにより後退端位置を
規定される。また、パワーピストン５６の作動力は、出
力部材としての中継ロッド９０によって前記第二加圧ピ
ストン２０に伝達される。

【００１６】本液圧ブースタ１０は、図２に示すように
制御弁１００を備えている。この制御弁１００は前記ハ
ウジング５０に液密かつ摺動可能に嵌合された弁子とし
てのスプール１０２を備えている。ハウジング５０には
リザーバ１０４に接続された低圧ポート１０６と、フィ
ルタ１０８を介して液圧源としてのアキュムレータ１１
０に接続された高圧ポート１１２とが形成されている。
スプール１０２はスプリング１１４によって後退方向
（図において右方）に付勢され、図示の原位置にある状
態ではパワー圧室６０を高圧ポート１１２から遮断し、
連通孔１１６を経て低圧ポート１０６に連通させる。ス
プール１０２はこの原位置から一定距離前進（図におい
て左方へ移動）することにより、パワー圧室６０を低圧
ポート１０６および高圧ポート１１２の両方から遮断す
る保圧状態となり、さらに前進することにより低圧ポー
ト１０６から遮断して高圧ポート１１２に連通させるパ
ワー圧導入状態となる。

【００１７】スプール１０２はリンク機構１２０により
パワーピストン５６とリアクションピストン６８とに係
合させられていて、スプール１０２の移動がリアクショ
ンピストン６８のパワーピストン５６に対する相対的な
移動によって引き起こされるようになっている。リンク
機構１２０はピン１２２によって互に回動可能に連結さ
れた第一リンク１２４と第二リンク１２６とを備えたも
のであり、運動変換機構を構成しているが、これについ
ては特開昭６２−１４９５４７号公報等により既に知ら
れているため、詳細な説明は省略する。

【００１８】前記アキュムレータ１１０にはリザーバ１
０４内のブレーキ液がモータ１３０により駆動されるポ
ンプ１３２によって供給される。アキュムレータ１１０
の液圧は、圧力センサ１３４の出力信号に基づいてモー
タ１３０の発停が制御されることにより、一定範囲に保
たれるようになっている。また、アキュムレータ１１０
の液圧の異常な低下は圧力スイッチ１３６により検出さ
れ、ブレーキウォーニングランプが点灯されるとともに
ブザーが作動させられる。１３８は逆止弁、１４０はア
キュムレータ１１０の液圧が異常に高くなることを防止
するリリーフ弁である。

【００１９】前記リアクションピストン６８の先端部
は、図１に示すように、パワーピストン５６の大径部５
７に形成された有底穴１５０に軸方向に相対移動可能に
嵌合されており、リアクションピストン６８の先端面と
有底穴１５０の底面との間に閉鎖液室１５２が形成され
ている。リアクションピストン６８とパワーピストン５
６との間はカップシール１５４によりシールされてお
り、閉鎖液室１５２からパワー圧室６０への作動液の流
れは許容するが、逆向きの流れは阻止するようにされて
いる。カップシール１５４が第一逆止弁として機能する
のである。

【００２０】リアクションピストン６８に形成された前
記長穴８０と閉鎖液室１５２とは、液通路１５８によっ
て接続されるとともに、逆止弁１６０が設けられてい
る。逆止弁１６０は、ボール１６２がスプリング１６４
により弁座１６６に着座する向きに付勢されて成り、閉
鎖液室１５２からパワー圧室６０への作動液の流れは阻
止するが、パワー圧が閉鎖液室１５２の液圧より、スプ
リング１６４のセット荷重に対応する圧力を超えて増大
するとき、パワー圧室６０から閉鎖液室１５２へのブレ
ーキ液の流れを許容するものとされている。逆止弁１６
０が第二逆止弁なのである。

【００２１】また、閉鎖液室１５２とリザーバ１０４と
は、パワーピストン５６内に形成された液通路１７０に
よって接続されており、その連通は液通路１７０に設け
られたパイロット式開閉弁１７２（以下、開閉弁１７２
と称する）によって許容，遮断される。パワーピストン
５６には、図１に示すように、段付の弁孔１７４が形成
されており、その小径孔部１７６に段付状の弁子１７８
の小径部１８０が緩く嵌合され、大径孔部１８２に大径
部１８４がカップシール１８６によりシールされて摺動
可能に嵌合されている。小径孔部１７６は、ポート１９
０，低圧室６２を経てリザーバ１０４に連通させられる
とともに、ポート１９２により液通路１７０に接続され
ており、大径孔部１８２の底面と弁子１７８の大径部１
８４との間の空間は、パイロット通路１９４によってパ
ワー圧室６０に連通させられている。

【００２２】弁子１７８はスプリング１９６により付勢
されており、常には小径部１８０の先端がポート１９０
の小径孔部１７６への開口端である弁座１９８から離間
させられ、閉鎖液室１５２とリザーバ１０４とが連通し
た状態にある。パワー圧がスプリング１９６のセット荷
重によって決まる設定値より低い状態では、弁子１７８
はスプリング１９６により付勢され、図に示す後退端位
置にあって開閉弁１７２は開いており、閉鎖液室１５２
とリザーバ１０４とを連通させているが、パワー圧が増
大し、設定値以上になれば弁子１７８が前進して小径部
１８０の先端が弁座１９８に着座し、閉鎖液室１５２と
リザーバ１０４との連通を遮断する。

【００２３】以上のように構成された液圧ブースタにお
いては、ブレーキペダル７２が全く踏み込まれていない
状態では、リアクションピストン６８は図示の後退限度
位置にあって、長穴８０の前端がピン８２の前面に係合
させられ、パワーピストン５６は図示の後退端位置にあ
って、段部８８がハウジング５０に係合させられてい
る。また、スプール１０２は図示の原位置にあって、パ
ワー圧室６０をアキュムレータ１１０から遮断してリザ
ーバ１０４に連通させている。さらに、逆止弁１６０は
閉じ、開閉弁１７２は開いた状態にあり、閉鎖液室１５
２はリザーバ１０４に連通させられている。

【００２４】この状態でブレーキペダル７２が踏み込ま
れれば、リアクションピストン６８がパワーピストン５
６に対して相対的に前進し、スプール１０２がパワー圧
導入開始位置に移動させられてパワー圧室６０にパワー
圧が導入される。ブレーキペダル７２の踏込み当初は、
パワー圧は導入されておらず、開閉弁１７２は開いたま
まであってリアクションピストン６８に反力は加えられ
ず、ブレーキペダル７２を軽く踏み込むことができる。
ブレーキペダル７２が更に踏み込まれ、パワー圧室６０
にパワー圧が導入されれば、パワーピストン５６が前進
させられ、第一，第二加圧ピストン１８，２０が前進さ
せられて第一，第二加圧室２２，２４に液圧が発生させ
られる。パワー圧が増大して設定値以上になれば弁子１
７８が前進し、閉鎖液室１５２とリザーバ１０４との連
通を遮断するが、それまでは閉鎖液室１５２内の作動液
はリザーバ１０４に流出し、ブレーキペダル７２を軽く
踏み込むことができる。なお、逆止弁１６０の開弁圧は
開閉弁１７２の閉弁圧より高くされているため、開閉弁
１７２が閉じる前に逆止弁１６０が開くことはなく、パ
ワー圧室６０内の作動液が逆止弁１６０，閉鎖液室１５
２および開閉弁１７２を通ってリザーバ１０４に流出す
ることはない。

【００２５】開閉弁１７２が閉じた後、パワー圧が更に
増大し、逆止弁１６０の開弁圧を超えて高くなれば逆止
弁１６０が開かれ、閉鎖液室１５２にパワー圧より逆止
弁１６０の開弁圧分だけ低い液圧が導入されてリアクシ
ョンピストン６８にその液圧に対応した反力が加えられ
る。閉鎖液室１５２の液圧は逆止弁１６０の開弁後、０
から上昇し始めるのであるが、このときには既に一定高
さのホイールシリンダ圧が発生しており、図３のグラフ
に示すジャンピング特性が得られ、その後は踏込み力と
ホイールシリンダ圧とは比例して増大する。

【００２６】このようにジャンピング特性が得られれ
ば、ブレーキ操作の初期に小さい踏込み力で比較的高い
ホイールシリンダ圧が得られ、ブレーキの効き感が向上
する。ブレーキペダル７２の踏込みが停止すれば、パワ
ーピストン５６は、パワー圧により前進させる力とホイ
ールシリンダから加えられる反力とが釣り合った位置に
おいて停止し、逆止弁１６０は閉じてリアクションピス
トン６８にはホイールシリンダ圧に応じた一定の反力が
加えられる。

【００２７】ブレーキペダル７２の踏込みが停止した状
態から更に踏み込まれる場合には、ブレーキペダル７２
の踏込みにより閉鎖液室１５２内の液圧が上昇してパワ
ー圧より高くなれば、閉鎖液室１５２内の作動液がカッ
プシール１５４を通ってパワー圧室６０に流入し、閉鎖
液室１５２の容積が減少してブレーキペダル７２の踏込
みが許容される。ブレーキペダル７２の踏込み力とホイ
ールシリンダ圧との関係にヒステリシスが付与されるの
であり、これによって、踏込み力の小さい変動が吸収さ
れ、ブレーキのコントロール性が向上する効果が得られ
る。

【００２８】また、ブレーキペダル７２の踏込みが解除
されるときには、踏込み力の減少により閉鎖液室１５２
内の液圧が低下し、逆止弁１６０が開いてパワー圧室６
０から作動液が流入し、閉鎖液室１５２の容積が増大す
ることによりリアクションピストン６８の後退が許容さ
れ、制御弁１００がパワー圧室６０をリザーバ１０４に
連通させる状態に切り換わり、パワーピストン５６が押
し戻される。

【００２９】なお、上記実施例においては、車両のブレ
ーキ用液圧ブースタに本発明を適用した場合について説
明したが、本発明はブレーキ用以外、また、車両用以外
の液圧ブースタにも適用することができ、また、液圧ブ
ースタの構造も実施例のものに限定されるわけではな
い。

【００３０】その他、第一逆止弁，第二逆止弁およびパ
イロット式開閉弁の配設位置や構造を変更するなど、特
許請求の範囲を逸脱することなく、当業者の知識に基づ
いて種々の変形，改良を施した態様で本発明を実施する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である４輪自動車のブレーキ
用液圧ブースタの要部を示す正面断面図である。

【図２】上記液圧ブースタを備えたブレーキシステムを
示す系統図である。

【図３】上記液圧ブースタにおけるブレーキペダルの踏
込み力とホイールシリンダ圧との関係を示すグラフであ
る。

【図４】従来のブースタの一種であるバキュームブース
タを示す正面断面図である。

【符号の説明】

１０ 液圧ブースタ １２ タンデム型ブレーキマスタシリンダ ５６ パワーピストン ６０ パワー圧室 ６８ リアクションピストン ７０ 入力ロッド ７１ 入力部材 ９０ 中継ロッド １００ 制御弁 １０２ スプール １０４ リザーバ １１０ アキュムレータ １２０ リンク機構 １５２ 閉鎖液室 １５４ カップシール １６０ 逆止弁 １７０ 液通路 １７２ パイロット式開閉弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと、 そのハウジング内に液密にかつ摺動可能に嵌合され、ハ
   ウジングと共同してパワー圧室を形成し、そのパワー圧
   室の液圧により作動させられて出力部材を前進させるパ
   ワーピストンと、 前記ハウジングにより前記パワーピストンの移動方向と
   平行に移動可能に保持されるとともに、先端のリアクシ
   ョン部が前記パワーピストンに軸方向に相対移動可能に
   嵌合された入力部材と、 その入力部材の前記パワーピストンに対する相対運動に
   基づいて前記パワー圧室を液圧源に連通させる状態と、
   リザーバに連通させる状態と、いずれにも連通させない
   状態とに切り換わる制御弁とを含み、前記入力部材に加
   えられる入力を倍力して前記出力部材から出力する液圧
   ブースタにおいて、 前記パワーピストンと前記リアクション部との間に形成
   された閉鎖液室と前記リザーバとを液通路によって接続
   するとともに、その液通路に、前記パワー圧室のパワー
   圧が設定値より低い状態では閉鎖液室をリザーバに連通
   させているが、パワー圧が設定値以上の状態では閉じて
   連通を遮断する開閉弁を設け、かつ、前記閉鎖液室とパ
   ワー圧室との間に、閉鎖液室からパワー圧室への作動液
   の流れは許容するが逆向きの流れは阻止する第一逆止弁
   と、パワー圧室から閉鎖液室への作動液の流れは許容す
   るが逆向きの流れは阻止し、開弁圧が前記開閉弁が閉じ
   る際のパワー圧以上である第二逆止弁とを並列に設けた
   ことを特徴とする液圧ブースタ。