JPH092244A - 負圧式倍力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 構造が簡単で低コストの自動作動可能な負圧
式倍力装置を提供する。 【構成】 定圧室６，８と変圧室７，９とに区画された
ハウジング２中を軸方向に移動することによってリアク
ションディスク１５を介して出力ロッド１６にブレーキ
力を出力するパワーピストン１０と、パワーピストン内
に設置され、入力部材１２と、プランジャー部材２０
と、電力源に接続され電力の供給を受けて前記プランジ
ャー部材を作動させる電磁ソレノイド１７を備えた負圧
式倍力装置１において、リアクションディスクと出力ロ
ッドの間に設置され、リアクションディスクに伝達され
たブレーキ力を受ける検出部３０ａｂと、応力電気信号
変換素子３０ｂを含んだブレーキ力検出手段３０を備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主に自動車に適用され
る自動作動可能な負圧式倍力装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両制動時の操作力を低減す
るための負圧式倍力装置が広く使われている。これは、
常時エンジンのインテークマニホールドに連通して負圧
が導入される定圧室と、前記定圧室と遮断され大気に連
通した状態と、前記定圧室と連通して負圧が導入された
状態とを選択する変圧室と、前記定圧室と前記変圧室と
の間の連通を断続するバキュームバルブと、前記変圧室
と大気との間の連通を断続するエアバルブとを備え、車
両のブレーキ操作部材の操作によって各々前記バキュー
ムバルブと前記エアバルブとを開閉することによって、
前記ブレーキ操作部材の操作力に応じた差圧を前記定圧
室と前記変圧室との間に設定することによって、ブレー
キ操作部材の操作力に応じて増幅されたブレーキ力を発
生するものである。

【０００３】ところで近年、電気的に作動するソレノイ
ドを備え、ブレーキ操作部材のある種の操作状態を検知
した時に該ソレノイドによってエアバルブを開状態とし
て、ブレーキ操作部材の操作力に該当する以上のブレー
キ力を発生させる負圧式倍力装置が知られている。例え
ば、Automobiltechnische Zeitschrift ’９５年１月号
には、上記した負圧式倍力装置が紹介されている。これ
には、負圧式倍力装置の出力側に接続されてブレーキ液
圧を発生するマスタシリンダに、液圧検出手段を装着し
たものである。これには、前記した液圧検出手段によっ
て検出されたマスタシリンダのブレーキ液圧を用いて、
車両のマイクロコンピュータによってソレノイドを駆動
させて出力の増加の要否の判断等を行うが如き図示例が
ある。

【０００４】しかしながら、上記した従来技術による負
圧式倍力装置によれば、負圧式倍力装置およびマスタシ
リンダを例えば車両に取付ける際に、液圧検出手段とそ
れに付随する配管等を装着する必要があり、組立手番が
多くなるという不具合が考えられる。

【０００５】又、前記した液圧検出手段は信頼性の向上
のために液漏れを防ぐための方策を織り込む必要がある
上、製造過程にて細心の注意を払う必要もありコスト高
を招くという問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題とすると
ころは、構造が簡単で低コストの自動作動可能な負圧式
倍力装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１においては、ハウジングと、前記ハウジング
中に移動可能に設置され、前記ハウジング内を、常に負
圧源に連通する定圧室と、前記定圧室に対して気密的に
分離された変圧室とに分離する可動壁と、前記可動壁に
連結されて前記定圧室内に突出し、軸方向に移動するこ
とによってリアクションディスクを介して出力ロッド部
材にブレーキ力を出力するパワーピストンと、前記パワ
ーピストン内に設置され、ブレーキ操作によって軸方向
に移動可能な入力部材と、前記入力部材と係合して、前
記入力部材の移動によって軸方向に移動可能なプランジ
ャー部材と、前記プランジャー部材と係合する第１状態
と前記プランジャー部材と非係合となる第２状態とを採
ることによって、前記変圧室を選択的に前記定圧室或い
は大気に連通させるバルブ部材と、電力源に接続され電
力の供給を受けて前記プランジャー部材を作動させる電
磁ソレノイドを備えた負圧式倍力装置において、該負圧
式倍力装置は更に、前記リアクションディスクと前記出
力ロッド部材の間に設置され、前記リアクションディス
クに伝達されたブレーキ力を受ける検出部と、前記検出
部に取付けられた前記検出部に発生した応力に応じて電
気信号を出力する応力電気信号変換素子を含んだブレー
キ力検出手段を備えたことを特徴とする負圧式倍力装置
とした。

【０００８】

【作用】上記請求項１に記載した手段による負圧式倍力
装置によれば、車両のブレーキ操作部材が操作され、入
力部材が作動してパワーピストンによってリアクション
ディスクにブレーキ力が伝達されると、該ブレーキ力が
出力ロッドを介してマスタシリンダに伝えられてブレー
キ液圧が発生されるが、前記リアクションディスクと出
力ロッドの間に介在されたブレーキ力検出手段の検出部
にブレーキ力に応じた応力が発生する。前記検出部に発
生した応力は応力電気信号変換素子によって応力に応じ
た電気信号に変換されるため、発生したブレーキ力を検
出することができる。

【０００９】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の特徴を示す部分
のみについて説明する。

【００１０】図１は従来よりあるタンデム型負圧式倍力
装置に、本発明の自動作動可能な負圧式倍力装置を適用
したものの断面図である。図２は図１の要部詳細図であ
る。

【００１１】図１において、自動作動可能な負圧式倍力
装置１のハウジング２内には、その外周部を気密的に固
定された固定壁３と、やはりその外周部を気密的に固定
され、軸方向に移動可能なフロント可動壁４、および同
じくリヤ可動壁５を備えている。前記固定壁３，フロン
ト可動壁４およびリヤ可動壁５によって、前記ハウジン
グ２内は、フロント定圧室６，フロント変圧室７，リヤ
定圧室８およびリヤ変圧室９とに互いに気密的に分離さ
れている。前記フロント定圧室６およびリヤ定圧室８は
インレット２ａを介して、負圧源である図示しない車両
のエンジンのインテークマニホールドと連通して、常に
負圧を発生している。

【００１２】前記ハウジング２には、その後方より樹脂
材料製のパワーピストン１０が挿入され、前記パワーピ
ストン１０には前記フロント可動壁４およびリヤ可動壁
５が、各々その内周端において気密的に固定されてい
る。更に、前記パワーピストン１０には前記固定壁３の
内周端が気密的且つ摺動可能に当接している。

【００１３】前記パワーピストン１０の内部には、図示
しない車両のブレーキ操作部材である、例えばブレーキ
ペダルに連結した入力ロッド１１が挿入され、前記入力
ロッド１１には、前記入力ロッド１１と共に軸方向に移
動可能に第１入力部材１２が連結されている。第２入力
部材１３は、ブレーキ作動時に前記第１入力部材１２と
一体移動可能なように前記第１入力部材１２と係合して
おり、更に前記第２入力部材１３には第３入力部材１４
が係合しており、その移動時には負圧式倍力装置１の助
勢力を制御するリアクションディスク１５とも係合可能
に配置されている。更に、前記リアクションディスク１
５には、負圧式倍力装置１によって増幅されたブレーキ
力を外部に出力する出力ロッド１６が当接している。

【００１４】内部に電磁ソレノイド１７が固定されてい
る鉄心材料で形成された第１固定部材１８ａは、シール
部材１９を介して前記パワーピストン１０に気密的に固
定されている。又、同じく鉄心材料で形成された第２固
定部材１８ｂは前記第１固定部材１８ａに嵌合固定され
ている。

【００１５】前記電磁ソレノイド１７は電線１７ａによ
って、やはり図示しない車両の電源と接続されており、
前記電線を介して電源より電力が供給されることによっ
て、電磁力を発生させることができる。

【００１６】プランジャー２０は、その組立上の理由か
ら第１プランジャー部２０ａ，第２プランジャー部２０
ｂとから形成され、両者は圧入嵌合されることによって
互いに固定されている。前記プランジャー２０は、前記
第２プランジャー部２０ｂの内周部においてシール部材
２１を介して前記第１入力部材１２に対して、気密的且
つ相対移動可能に係合している。前記第２プランジャー
部２０ｂの端部には鈎部２０ｂａが設けられており、前
記第１入力部材１２の端面１２ａとの間に付勢スプリン
グ２２が圧縮状態で介装されている。更に前記第１入力
部材１２にはフランジ部１２ｂが設置されており、前記
第１プランジャー部２０ａに設置された肩部２０ａａと
係合している。

【００１７】従って、前記プランジャー２０は、前記入
力ロッド１１が非作動状態にある時は、前記付勢スプリ
ング２２によって図１において右方向に付勢力を受けて
おり、前記第１プランジャー部２０ａが前記フランジ部
１２ｂと係合することによって静止している。

【００１８】前記パワーピストン１０にはバルブ部材２
３を構成する第１リテーナ２３ａがロッドリテーナ２
４，スプリング２５を介して前記入力ロッド１１から弾
撥力を受けながら固定されている。シール部材２３ｂは
その一端において前記第１リテーナ２３ａに係合してお
り、他端においてはスプリングリテーナ２３ｃと一体成
形しており、更に前記第１リテーナ２３ａと前記スプリ
ングリテーナ２３ｃとの間にはバルブスプリング２３ｄ
が介装されている。前記スプリングリテーナ２３ｃには
更にバルブプレート２３ｅが固定され、前記スプリング
リテーナ２３ｃおよび前記バルブプレート２３ｅには各
々エアバルブ部材２３ｆ，バキュームバルブ部材２３ｇ
が一体成形されることによって固着されている。

【００１９】上記構成を採ることによって、前記エアバ
ルブ部材２３ｆは前記入力ロッド１１が非作動状態にお
いて、前記第２プランジャー部２０ｂと係合している。
又、前記入力ロッド１１が作動状態においては、前記バ
キュームバルブ部材２３ｇが前記パワーピストン１０に
設けたバルブ座１０ａと係合可能となっている。

【００２０】図２においてキー部材２７はその係合部２
７ａにおいて前記第１入力部材１２のキー溝１２ｃと係
合すると共に、ダンパ部材２８を介して前記ハウジング
２に当接することによって、前記第１入力部材１２の戻
り位置を規制している。前記キー部材２７は、その端部
にある連結部２７ｂに連結孔２７ｃを備えており、前記
連結孔２７ｃにはブレーキ操作部材の戻り作動の検知を
行うブレーキ戻り検知手段２６を構成しているスイッチ
ロッド２９が貫通されている。前記スイッチロッド２９
の先端にはトリガメンバ２９ａが取付けられており、前
記パワーピストン１０に対する前記第１入力部材１２の
相対的移動が発生した場合に、前記トリガメンバ２９ａ
によって図示しないリミットスイッチを作動させる。

【００２１】以下、本発明の首題であるブレーキ力検出
手段３０の構成について、図２を用いて詳説する。前記
リアクションディスク１５と前記出力ロッド１６の受圧
部１６ａとの間には円盤状の応力検出部材３０ａが介装
されている。前記応力検出部材３０ａはその外周部に前
記リアクションディスク１５と前記出力ロッド１６の両
者に当接する支持部３０ａａを備え、中心部には前記リ
アクションディスク１５からブレーキ力が伝達されるこ
とによって歪を発生させる薄肉部３０ａｂが備えられて
おり、該薄肉部３０ａｂは前記リアクションディスク１
５のみに当接している。前記薄肉部３０ａｂには応力電
気信号変換素子としての歪ゲージ３０ｂが添付されてい
る。前記歪ゲージ３０ｂにはハーネス３０ｃが接続され
ており、前記歪ゲージ３０ｂによって、前記応力検出部
材３０ａの薄肉部３０ａｂに発生した応力の大きさに応
じて変換された電気信号が前記ハーネス３０ｃを介して
図示しないマイクロコンピュータに送信される。

【００２２】以下に、負圧式倍力装置１の作動について
説明する。運転者が図示しない車両のブレーキ操作部材
を操作していない時は、負圧式倍力装置１は図１の状態
にあり、前記エアバルブ部材２３ｆは前記第２プランジ
ャー部２０ｂと係合状態、又、前記バキュームバルブ部
材２３ｇは前記パワーピストン１０のバルブ座１０ａと
は非係合状態にあるため、前記フロント変圧室７および
リヤ変圧室９は、各々フロント定圧室６を介して負圧源
と連通している。

【００２３】運転者により、車両のブレーキ操作部材で
ある、例えばブレーキペダルが操作されると、これと連
結した前記入力ロッド１１が前記第１入力部材１２と共
に、図１において左方に移動する。前記第１入力部材１
２の移動によって、前記プランジャー２０も、前記第１
入力部材１２のフランジ部１２ｂを介して図１において
左方に移動させられるため、前記エアバルブ部材２３ｆ
および前記バキュームバルブ部材２３ｇも前記バルブス
プリング２３ｄの付勢力によって前記プランジャー２０
と共に図１において左方に移動し、やがて前記バキュー
ムバルブ部材２３ｇが前記パワーピストン１０のバルブ
座１０ａに当接して、前記フロント変圧室７およびリヤ
変圧室９は、夫々前記フロント定圧室６およびリヤ定圧
室８と遮断されるため車両の負圧源との連通も断たれ
る。

【００２４】更に、前記プランジャー２０が図１におい
て左方に移動すると、前記エアバルブ部材２３ｆと前記
プランジャー２０との係合が解消されて、前記フロント
変圧室７およびリヤ変圧室９が大気と連通する。従っ
て、変圧室７，９への大気の流入によって、フロント定
圧室６とフロント変圧室７との間、およびリヤ定圧室８
とリヤ変圧室９との間に気圧差が発生するため、前記気
圧差による荷重を受けた前記可動壁４および５とこれら
に連結されたパワーピストン１０が、前記リアクション
ディスク１５を介して前記出力ロッド１６に増幅された
ブレーキ力を出力する。これ以降は、前記リアクション
ディスク１５から、前記第３入力部材１４、第２入力部
材１３および前記第１入力部材１２を介して前記入力ロ
ッド１１が受ける反動力によって、前記エアバルブ部材
２３ｆと前記プランジャー２０が、或いは前記バキュー
ムバルブ部材２３ｇと前記パワーピストン１０のバルブ
座１０ａとが選択的に係合して、前記入力ロッド１１に
加えられた運転者のブレーキ作動力に応じて、負圧式倍
力装置１の助勢力が制御される。

【００２５】例えば、車両前方に障害物が現れ、図示し
ない車両のマイクロコンピュータが自動ブレーキ作動が
必要と判断した時、電源から電線１７ａを介して前記電
磁ソレノイド１７に対して電力を供給する。電力の供給
を受けた前記電磁ソレノイド１７は電磁力を発生させ
て、前記プランジャー２０を前記シール部材２１との摩
擦抵抗および前記付勢スプリング２２の付勢力に抗し
て、前記第１入力部材１２の作動と関係なしに図１にお
いて左方に移動させる。前述したと同様に、前記プラン
ジャー２０の移動によって、前記エアバルブ部材２３ｆ
およびバキュームバルブ部材２３ｇも前記バルブスプリ
ング２３ｄの付勢力によって前記プランジャー２０と共
に図１において左方に移動し、やがて前記バキュームバ
ルブ部材２３ｇと前記パワーピストン１０のバルブ座１
０ａとが係合すると共に、前記エアバルブ部材２３ｆと
前記プランジャー２０との係合が解消される。よって、
変圧室７，９は車両の負圧源との連通が断たれて大気と
連通し、変圧室７，９への大気の流入によって、運転者
のブレーキペダルの操作量に関わらず、前記パワーピス
トン１０が前記リアクションディスク１５，前記応力検
出部材３０ａを介して前記出力ロッド１６にブレーキ力
を出力する。

【００２６】ここで、前記リアクションディスク１５か
ら前記応力検出部材３０ａに対してブレーキ力が加えら
れると、前記薄肉部３０ａｂにブレーキ力による応力の
大きさに基づく歪が発生し、該歪の大きさによって前記
歪ゲージ３０ｂが電気信号を発信する。該電気信号は前
記ハーネス３０ｃによって図示しない車両のマイクロコ
ンピュータに送信され、該マイクロコンピュータは図示
しないマスタシリンダの発生液圧値を演算する。該マイ
クロコンピュータは演算された液圧値をフィードバック
することによって、前記負圧式倍力装置１によるブレー
キ力の制御を行う。

【００２７】その後、ブレーキ作動の必要性がなくな
り、車両の運転者が車両のブレーキペダルを戻すと、前
記ブレーキ戻り検知手段２６によって前記マイクロコン
ピュータが自動ブレーキの必要性を解消したと判断し、
前記電源から前記電磁ソレノイド１７への電力の供給を
停止するため前記電磁ソレノイド１７は、もはや前記プ
ランジャー２０への電磁力を発生せず、前記プランジャ
ー２０は前記付勢スプリング２２の付勢力によって、図
１において右方に戻される。前記プランジャー２０の図
１における右方への移動によって、前記エアバルブ部材
２３ｆも前記プランジャー２０と係合して、図１におい
て右方に戻され、前記バキュームバルブ部材２３ｇは前
記パワーピストン１０のバルブ座１０ａと非係合状態と
なる。従って、前記変圧室７，９は共に大気との連通が
断たれ、車両の負圧源と連通して、前記定圧室６，８と
前記変圧室７，９との間に気圧差がなくなり、助勢力が
発生されなくなり、図１に示される初期状態に戻る。

【００２８】上記実施例においては、応力電気信号変換
素子として歪ゲージ３０ｂを使用しているが、この歪ゲ
ージには金属ハク歪ゲージ、半導体歪ゲージ等を含む。
又、本発明の応力電気信号変換素子は歪ゲージに限った
ものではなく、応力の大きさに基づいた電気信号を発生
させるものであればよく、例えばピエゾ素子等の容量型
圧力センサ、或いは感圧センサであってもかまわない。

【００２９】更に、上記実施例においては、プランジャ
ーが電磁ソレノイドによってマスタシリンダ側に移動さ
れる実施例のみであるが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、前記プランジャーが車両のブレーキペダル
側に駆動されるものにも適用可能である。

【００３０】又、上記実施例においては、ブレーキ力検
出手段３０をリアクションディスク１５と出力ロッド１
６との間に介装しているが、前記出力ロッド１６の受圧
部１６ａに設けてもよい。

【００３１】本発明による自動作動可能な負圧式倍力装
置によれば、ブレーキ力検出手段を負圧式倍力装置内に
収容したため、該負圧式倍力装置を車両等に装着する際
に、液圧検出手段やそれに付随する配管等を装着する必
要がなく、組立手番を少なくすることができる。

【００３２】又、液圧の検出手段を備えていないため、
液漏れ等を防ぐ方策を織り込む必要がなく、低コストの
負圧式倍力装置とすることができる。

【００３３】

【発明の効果】上記したように、本発明による自動作動
可能な負圧式倍力装置によれば、ブレーキ力検出手段を
常時負圧源と連通した定圧室内に設置したため、大気に
さらされることによるブレーキ力検出手段の腐食等の劣
化を防ぐことができる。

【００３４】又、ブレーキ力検出手段と適宜組み合わせ
た小型増幅装置を定圧室内の該ブレーキ力検出手段の近
傍に配設すれば、車両エンジンルーム内の電波障害にさ
らされることもない。

【００３５】更に、本発明による自動作動可能な負圧式
倍力装置によれば、ブレーキ力検出手段をリアクション
ディスクと出力ロッドとの間に設置したため、マスタシ
リンダピストン等の他部材に比べブレーキ力による受圧
面積を大きくとることができ、ブレーキ力検出手段に発
生する歪を小さくすることができるため、ブレーキ力検
出手段の耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による負圧式倍力装置の断面図

【図２】図１の要部詳細図

【符号の説明】

１ 負圧式倍力装置 ２ ハウジング ４，５ 可
動壁 ６，８ 定圧室 ７，９ 変圧室 １０ パワーピ
ストン １２ 第１入力部材 １５ リアクションディスク
１６ 出力ロッド １７ 電磁ソレノイド ２０ プランジャー ２３
バルブ部材 ３０ ブレーキ力検出手段 ３０ａｂ 薄肉部 ３
０ｂ 歪ゲージ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと、前記ハウジング中に移動
   可能に設置され、前記ハウジング内を、常に負圧源に連
   通する定圧室と、前記定圧室に対して気密的に分離され
   た変圧室とに分離する可動壁と、前記可動壁に連結され
   て前記定圧室内に突出し、軸方向に移動することによっ
   てリアクションディスクを介して出力ロッド部材にブレ
   ーキ力を出力するパワーピストンと、前記パワーピスト
   ン内に設置され、ブレーキ操作によって軸方向に移動可
   能な入力部材と、前記入力部材と係合して、前記入力部
   材の移動によって軸方向に移動可能なプランジャー部材
   と、前記プランジャー部材と係合する第１状態と前記プ
   ランジャー部材と非係合となる第２状態とを採ることに
   よって、前記変圧室を選択的に前記定圧室或いは大気に
   連通させるバルブ部材と、電力源に接続され電力の供給
   を受けて前記プランジャー部材を作動させる電磁ソレノ
   イドを備えた負圧式倍力装置において、該負圧式倍力装
   置は更に、前記リアクションディスクと前記出力ロッド
   部材の間に設置され、前記リアクションディスクに伝達
   されたブレーキ力を受ける検出部と、前記検出部に取付
   けられた前記検出部に発生した応力に応じて電気信号を
   出力する応力電気信号変換素子を含んだブレーキ力検出
   手段を備えたことを特徴とする負圧式倍力装置。