JPH078338Y2 - ブレーキ倍力装置の反力伝達機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、ブレーキ倍力装置における反力伝達機構の改
良に関する。

「従来の技術」 従来、ブレーキ倍力装置として、シェル内に摺動自在に
設けたバルブボディと、このバルブボディに摺動自在に
嵌合されて入力軸に連動する弁プランジャと、上記バル
ブボディに基部を摺動自在に嵌合して上記弁プランジャ
に対向させた出力軸と、この出力軸の基部と上記弁プラ
ンジャとの間に介在させたリアクションディスクとを備
え、上記出力軸に加わる出力の反力をリアクションディ
スクおよび弁プランジャを介して入力軸に伝達させるも
のは知られている（例えば、特開昭54-111061号公
報）。

ところで、こうした従来のブレーキ倍力装置では、倍力
比が一定で変更できなかったために次のような欠点があ
った。すなわち、ブレーキ倍力装置の倍力比を大きく設
定した場合には、サーボバランスが得られる状態すなわ
ち中間負荷状態において、特に入力が大きくなったとき
に運転者が感知するブレーキ反力が相対的に小さくなる
ので、運転者が不安を感じることがあり、それによって
運転者のブレーキフィーリングが阻害されることがあっ
た。

また、これとは逆に、ブレーキ倍力装置の倍力比を小さ
く設定した場合には、運転者に伝達されるブレーキ反力
は大きくなるので、中間負荷状態の入力が大きな領域で
は運転者に対して安心感のある良好なブレーキフィーリ
ングを付与することができる反面、中間負荷状態の入力
が小さい領域ではブレーキの効きが悪いと運転者が感知
するようになり、良好なブレーキフィーリングが得られ
ないという欠点があった。

そのため、従来、倍力比を変更できるブレーキ倍力装置
として、弁プランジャとリアクションディスクとの衝合
面の少なくともいずれか一方に突部を設けたものが提案
されている（特開昭65-8749号公報）。

「考案が解決しようとする課題」 しかるに、上記倍力比を変更できるブレーキ倍力装置に
おいて、リアクションディスクのみに突部を設けた構成
では、実質的に倍力比を変更することは困難であり、ま
た弁プランジャのみに突部を設けたものは倍力比を変更
することができても、その変更点はブレーキ倍力装置の
低出力領域で発生してしまい、これをより高い出力領域
に設定することは困難であった。

これを詳細に説明すると、従来一般に、リアクションデ
ィスクの端面と弁プランジャの端面とはそれぞれフラッ
トに成形され、かつ所定の大きさのジャンピング特性を
得るために、ブレーキ倍力装置の非作動時には両者間に
所定の大きさの間隙を設けている。

ブレーキ倍力装置が作動されると、リアクションディス
クは出力軸の基部とバルブボデイとによって圧縮され、
これによりリアクションディスクの端面が弁プランジャ
の端面に向けて膨出され、両者間の空間を埋めて弁プラ
ンジャの端面に接触するようになる。これにより出力軸
に加わるブレーキ反力は、リアクションディスクが弁プ
ランジャの端面に接触した瞬間に弁プランジャに伝達さ
れ、さらに弁プランジャに連結した入力軸を介してブレ
ーキペダルに伝達されるようになる。

換言すれば、リアクションディスクが弁プランジャの端
面に接触した瞬間にブレーキ倍力装置の出力が急上昇し
（ジャンピング：第３図のＡ点までの出力参照）、その
後一定の倍力比でブレーキ倍力装置の出力が上昇するよ
うになる。

このとき、上記リアクションディスクの端面は弁プラン
ジャの端面に向けて半球状に膨出され、その球状部の頂
点から徐々に弁プランジャの端面に接触するので、上記
球状部の頂点が弁プランジャの端面に接触した瞬間には
その接触面積は小さく、その後、接触面積が徐々に増大
して最終的には弁プランジャの端面全域に接触すること
になる。

他方、ブレーキ倍力装置の倍力比は、リアクションディ
スクがバルブボデイに接触している面積（一定）と、リ
アクションディスクと弁プランジャとの接触面積との比
によって得られるので、リアクションディスクと弁プラ
ンジャとの接触面積が小さいときには倍力比が大きく、
接触面積が徐々に増大するにしたがって倍力比が小さく
なり、最終的に弁プランジャの端面全域の接触面積が得
られることによって、倍力比は一定となる。

ここで、上記リアクションディスクの硬度が大きくて上
記接触面積が徐々に増大すると仮定すると、上記倍力比
の変動が徐々に起こることになるが、実際にはリアクシ
ョンディスクの硬度はブレーキ倍力装置の性能上それほ
ど大きくすることはできず、第３図のＡ点までの出力特
性から理解されるように、リアクションディスクは小さ
な出力で弁プランジャの端面の全域に接触するようにな
る。

このような事情を考慮したとき、上述したようにリアク
ションディスクのみに突部を設けた構成では、該リアク
ションディスクの突部およびそれ以外の本体部は弁プラ
ンジャに向けて自由に膨出できるので、突部のないリア
クションディスクと同様に小さな出力で弁プランジャの
端面の全域に接触してしまい、したがって中間負荷状態
の途中で倍力比を変更させることは困難となる。

他方、弁プランジャのみに突部を設けた構成では、リア
クションディスクは最初に弁プランジャの突部の先端に
接触した後、突部の外周の環状凹部を埋めてから弁プラ
ンジャの突部の基部における環状端面に接触するように
なるので、その間で倍力比を変更することが可能とな
る。

しかしながら、リアクションディスクはそのフラットな
端面から弁プランジャの上記環状端面へ向けての膨出と
なるので、上述したような通常使用されるリアクション
ディスクの硬度では比較的容易に上記環状端面に接触し
てしまい、倍力比の変更点をブレーキ倍力装置の相対的
に高い出力領域に設定することが困難となる。

本考案はそのような事情に鑑み、上記倍力比の変更点を
より高い出力領域に設定することができるブレーキ倍力
装置の反力伝達機構を提供するものである。

「課題を解決するための手段」 すなわち、本考案は、シェル内に摺動自在に設けたバル
ブボディと、このバルブボディに摺動自在に嵌合されて
入力軸に連動する弁プランジャと、上記バルブボディに
基部を摺動自在に嵌合して上記弁プランジャに対向させ
た出力軸と、この出力軸の基部と上記弁プランジャとの
間に介在させたリアクションディスクとを備え、上記出
力軸に加わる出力の反力をリアクションディスクおよび
弁プランジャを介して入力軸に伝達させるようにしたブ
レーキ倍力装置において、 上記弁プランジャのリアクションディスク側端部の外周
縁に、円周方向に連続する環状凹部を形成し、また上記
リアクションディスクの弁プランジャ側端面に、上記弁
プランジャに形成した環状凹部に倣って円周方向に連続
する環状の環状凹部を形成して、それら凹部を除いて上
記リアクションディスクと弁プランジャとが当接する第
１反力伝達経路と、上記凹部を含めて上記リアクション
ディスクと弁プランジャとが当接する第２反力伝達経路
とを形成し、かつ上記反力の増大に伴う第１反力伝達経
路から第２反力伝達経路への反力の伝達経路の切換点
を、サーボバランス領域内に設定したものである。

「作用」 このような構成によれば、上記リアクションディスク
は、弁プランジャの上記環状凹部を形成することによっ
て形成される突部の先端に接触した後、該突部の外周の
環状凹部を埋めてから弁プランジャの突部の基部におけ
る環状端面に接触するようになるので、その間で倍力比
を変更することが可能となる。

この際、リアクションディスクはこれに形成した溝状の
環状凹部の表面からの膨出となるので、従来のようなフ
ラットな端面からの膨出に比較して膨出に対する抵抗力
が大きくなり、したがって従来に比較してブレーキ倍力
装置の出力が相対的に高くなるまでリアクションディス
クが弁プランジャの環状端面に接触するのを防止するこ
とができる。その結果、上記倍力比の変更点をブレーキ
倍力装置の相対的に高い出力領域に設定することが可能
となる。

また上記大きな抵抗力は、上記リアクションディスクが
弁プランジャの外周とバルブボデイの内面との間隙に食
い込まれることに対しても強く抵抗するようになり、し
たがってその間隙に食い込まれることによってリアクシ
ョンディスクの表面が食い千切られることも防止でき
る。

「実施例」 以下図示実施例について本考案を説明すると、第１図に
おいて、ブレーキ倍力装置のシェル１内にパワーピスト
ン２を摺動自在に設けるとともに、このパワーピストン
２の背面にダイアフラム３を張設し、上記パワーピスト
ン２およびダイアフラム３によって上記シェル１内を前
方の定圧室４と後方の変圧室５とに区画している。そし
て上記パワーピストン２の軸部に一体にバルブボディ６
を設け、このバルブボディ６内に流路を切換える弁機構
を収容している。

上記弁機構７はバルブボディ６に形成した第１弁座10、
弁プランジャ11に形成した第２弁座12および両弁座10、
12にパワーピストン２の後方側すなわち図の右方からば
ね13の弾撥力によって着座する弁体14を備えている。そ
して、上記第１弁座10と弁体14とのシート部より外側を
バルブボディ６に形成した通路15を介して上記定圧室４
に連通させ、さらにその定圧室４内はシェル１に設けた
負圧導入管16を介してエンジンのインテークマニホール
ド等の負圧源に連通させている。

他方、上記第１弁座10と弁体14、および第２弁座12と弁
体14との各シール部の中間部はバルブボディ６に形成し
た通路17を介して変圧室５に連通させ、さらに上記第２
弁座12と弁体14とのシート部より内側はフィルタ18を介
して大気に連通させている。上記弁機構７を構成する弁
プランジャ11のリヤ側の端部は、図示しないブレーキペ
ダルに連動させた入力軸21に連結する一方、フロント側
の先端部をリアクションディスク22を介して出力軸23に
連動させるようにしている。そしてこの出力軸23はシー
ル部材24を貫通してシェル１の外部に突出させるととも
に、図示しないマスターシリンダのピストンに連動させ
ている。

上記パワーピストン２やバルブボディ６等は、通常は、
リターンスプリング25によって図示非作動位置に保持す
るようにしてあり、この非作動状態では、上記弁プラン
ジャ11がバルブボディ６から抜出るのを防止するキー部
材26をシェル１の内壁面に当接させてバルブボディ６に
対する弁プランジャ11の自由な右行を規制し、次に入力
軸21および弁プランジャ11が作動された際に、直ちに上
記弁機構７による流体回路の切換え動作が得られるよう
にしている。

上記弁プランジャ11はバルブボディ６の軸部に穿設した
段付孔6a内に摺動自在に嵌合されるとともに、上述した
キー部材26に係合されている。また、上記段付孔6aのフ
ロント側に連設した大径孔6b内には、弾性体によって円
板状に形成した上記リアクションディスク22を嵌合して
あり、該リアクションディスク22におけるリヤ側端面22
aの外周側を上記大径孔6bと段付孔6aとの段部端面6cに
当接させるようにしている。そして、この状態の大径孔
6bにフロント側から出力軸23の右端基部23aを嵌合して
あり、そのように嵌合した出力軸23の右端基部23aとバ
ルブボディ６側の段部端面6cとで上記リアクションディ
スク22を挟み込んで大径孔6b内に保持するようにしてい
る。

そして、ブレーキ倍力装置の非作動状態では、この第１
図に示すように、大径孔6b内に保持したリアクションデ
ィスク22のリヤ側端面22aと上記弁プランジャ11のフロ
ント側端面11aとの間にはわずかな間隙が形成されてい
る。

以上の構成は従来周知のブレーキ倍力装置のものと基本
的に変わるところはない。

然して、第２図に拡大して示すように、本実施例では、
上記弁プランジャ11におけるフロント側端面11aの外周
縁に円周方向に連続する環状凹部としての切欠き11bを
形成する一方、この弁プランジャ11の切欠き11bに対向
するリアクションディスク22のリヤ側端面22aには、上
記切欠き11bの幅と同じ幅で、かつ円周方向に連続する
環状凹部22bを設けている。

これにより、本実施例では、ブレーキ倍力装置が作動さ
れた時に、上記出力軸23に加わる出力の反力をリアクシ
ョンディスク22と弁プランジャ11とを介して入力軸21に
伝達するに当たって、２つの反力伝達経路を備えること
になり、それによって、ブレーキ倍力装置の作動開始後
のサーボバランスが得られる状態つまり、中間負荷状態
における倍力比を変更できるようにしている。

すなわち、第１反力伝達経路は、上記弁プランジャ11の
切欠き11bを設けた部分を除いて上記リアクションディ
スク22のリヤ側端面22aと弁プランジャ11のフロント側
端面11aとが相互に当接して、上記出力軸23に加わる出
力の反力を入力軸21に伝達する状態である。第１反力伝
達経路の場合には、対向位置となるリアクションディス
ク22の環状凹部22aと弁プランジャ11の切欠き11bとが軸
方向において連続することで、環状の空間が形成されて
いる。

他方、第２反力伝達経路は、上記リアクションディスク
22のリヤ側端面22aと弁プランジャ11のフロント側端面1
1aとが相互に当接するだけでなく、軸方向に圧縮されて
リヤ側に膨張したリアクションディスク22が上記環状凹
部22aと切欠き11bとで形成した環状の空間内に充満する
ことで、リアクションディスク22が切欠き11bの底面に
も当接して、本来の弁プランジャ11の断面の全域を介し
て出力軸23に加わる出力の反力を入力軸21に伝達する状
態である。

そして、ブレーキ倍力装置の中間負荷状態における上記
伝達経路による場合の倍力比は、次の数式で求められ
る。すなわち、上記第１反力伝達経路によって出力軸23
に加わる出力の反力を入力軸21に伝達する場合の倍力比
は、リアクションディスク22に当接するバルブボディ６
の段部端面6cの面積をS1とし、また上記切欠き11bの部
分を除いたリアクションディスク22に当接する弁プラン
ジャ11のフロント側端面の面積をS2とすると、（S1＋S
2）/S2で表現することができる。

他方、上記第２反力伝達経路によって出力軸23に加わる
出力の反力を入力軸21に伝達する場合の倍力比は、バル
ブボディ６の段部端面6cの面積を上記S1とし、上記弁プ
ランジャ11のフロント側端面11aの面積S2に上記切欠き1
1bの底面の面積ｘを加算した面積（弁プランジャ11の本
来の断面積）をS3とすると、（S1＋S3）/S3で表現する
ことができる。

ここで、S2＜S3なので、上記第１反力伝達経路による場
合の方が上記第２反力伝達経路による場合よりも、大き
な倍力比を得ることができる。

以上の構成において、第１図、第２図に示すブレーキ倍
力装置の非作動状態から上記入力軸21が前進されてブレ
ーキ倍力装置が作動されると、その入力軸21の前進に伴
って弁プランジャ11も前進されるため、離隔していた弁
プランジャ11のフロント側端面11aと上記リアクション
ディスク22のリヤ側端面22aとが当接する。

この状態では、出力軸23の基部23aとバルブボディ６の
段部端面6aおよび弁プランジャ11のフロント側端面11a
とによってリアクションディスク22は前後両側から軸方
向に圧縮され、環状凹部22bと切欠き11bとで形成される
環状の空間は維持されているので、上述した第１反力伝
達経路によって出力軸23からの反力は入力軸21に伝達さ
れることになる。すなわち、第３図に示すように、入力
がＡとなった時点でサーボバランス状態が得られる中間
負荷状態となり、その後、第１反力伝達経路から第２反
力伝達経路に切り換わる入力がＢとなるまでの中間負荷
状態では、上述した（S1＋S2）/S2で求められる倍力比
で出力が増加する。

次に、入力が所定の値Ｂとなると、軸方向に圧縮されて
弾性変形したリアクションディスク22は、上述した環状
凹部22bと切欠き11bとで形成される環状の空間内にも充
満するので、第１反力伝達経路から第２反力伝達経路に
切り換わり、その後、倍力比が１となる全負荷点Ｃま
で、上述した（S2＋S3）/S3で求められる倍力比で出力
が増加する。

このように、本実施例では、ブレーキ倍力装置の作動開
始後の中間負荷状態の前半の倍力比と後半の倍力比を変
更することができるものであり、上述のように、中間負
荷状態の前半の時点（ＡからＢの範囲）では倍力比は大
きなものとなり、中間負荷状態の後半の時点（ＢからＣ
の範囲）では倍力比は小さなものとなる。

そのため、中間負荷状態前半の入力が小さい領域では、
運転者はブレーキの効きが良いと感知するようになり、
また、中間負荷状態後半の入力が大きい領域では、運転
者は安心感のある良好なブレーキフィーリングを得るこ
とができる。

なお、リアクションディスク22は弾性材料により製造し
ているので、第１反力伝達経路から第２反力伝達経路に
切り換わるＢ点近傍における倍力比の切換えは、丸みを
おびた非線形となる。また、第１反力伝達経路から第２
反力伝達経路に切り換わることで倍力比が切り換わるＢ
点の位置は、上記凹部としての切欠き11bおよび環状凹
部22bの大きさを適宜変更することによって調整するこ
とが可能である。

そして、この後、全負荷点となるＣ以降は、倍力比１で
出力が増加するようになっている。

以上のように、本実施例においては、弁プランジャ11と
リアクションディスク22とが当接する各当接面（11a,22
a）に凹部としての切欠き11bと環状凹部22bを設けると
いう簡略な構成によって、ブレーキ倍力装置の倍力比を
変更できるものであり、また、中間負荷状態の全域にお
いて運転者に良好なブレーキフィーリングを付与するこ
とができる。

「考案の効果」 以上のように本考案によれば、運転者に対して中間負荷
状態の全域において良好なブレーキフィーリングを付与
することができるとともに、従来に比較するときわめて
簡略な構成によって倍力比の変更点をブレーキ倍力装置
の相対的に高い出力領域に設定することが可能となり、
しかもリアクションディスクが弁プランジャの外周とバ
ルブボデイの内面との間隙に食い込まれて千切られるこ
とも有効に防止できると言う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図の要部の拡大図、第３図は第１図に示すブレーキ倍力
装置の作動中における倍力比の変化を示す図である。 １……シェル、６……バルブボディ 11……弁プランジャ 11a……フロント側端面（当接面） 11b……切欠き（凹部） 22……リアクションディスク 22a……リヤ側端面（当接面） 22b……環状凹部（凹部）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シェル内に摺動自在に設けたバルブボディ
   と、このバルブボディに摺動自在に嵌合されて入力軸に
   連動する弁プランジャと、上記バルブボディに基部を摺
   動自在に嵌合して上記弁プランジャに対向させた出力軸
   と、この出力軸の基部と上記弁プランジャとの間に介在
   させたリアクションディスクとを備え、上記出力軸に加
   わる出力の反力をリアクションディスクおよび弁プラン
   ジャを介して入力軸に伝達させるようにしたブレーキ倍
   力装置において、 上記弁プランジャのリアクションディスク側端部の外周
   縁に、円周方向に連続する環状凹部を形成し、また上記
   リアクションディスクの弁プランジャ側端面に、上記弁
   プランジャに形成した環状凹部に倣って円周方向に連続
   する溝状の環状凹部を形成して、それら凹部を除いて上
   記リアクションディスクと弁プランジャとが当接する第
   １反力伝達経路と、上記凹部を含めて上記リアクション
   ディスクと弁プランジャとが当接する第２反力伝達経路
   とを形成し、かつ上記反力の増大に伴う第１反力伝達経
   路から第２反力伝達経路への反力の伝達経路の切換点
   を、サーボバランス領域内に設定したことを特徴とする
   ブレーキ倍力装置の反力伝達機構。