JPH09315293A - 倍力装置の反力機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 本発明に係るブレーキ倍力装置はブレー
キ反力の伝達機構を備えておらず、したがって出力軸２
４に加わるブレーキ反力が弁プランジャ１１および入力
軸２１を介して操作杆としてのブレーキペダルに伝達さ
れることがない。他方、擬似反力付与手段３１を設け
て、ブレーキペダルの踏込み量に応じた擬似反力をブレ
ーキペダルに付与するようにしている。 【効果】 従来、急制動時にはブレーキ倍力装置の作動
遅れによって運転者に異常に大きなブレーキ反力が伝達
されていたが、そのブレーキ反力が伝達されないように
し、かつ擬似反力付与手段により必要な大きさの反力を
運転者に伝達することができるので、軽い踏力で急制動
時に必要な大きな制動力を得ることができる。

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等に用
いられる倍力装置に関し、より詳しくは、倍力装置を作
動させる操作杆に反力を付与する倍力装置の反力機構に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来一般に、ブレーキ倍力装置は、シェ
ル内に摺動自在に設けたバルブボデイと、このバルブボ
デイに設けたパワーピストンと、このパワーピストンの
前後に形成した定圧室と変圧室と、上記バルブボデイ内
に設けた弁機構と、操作杆としてのブレーキペダルに連
動され、上記弁機構を構成する弁プランジャを進退動さ
せて弁機構の流路を切換える入力軸と、上記バルブボデ
イの前進によって前進され、マスターシリンダのピスト
ンを前進させてブレーキ液圧を発生させる出力軸とを備
えている。そして従来一般の反力機構は、上記出力軸と
弁プランジャとの間に配置したゴム製のリアクションデ
ィスクを備えており、ブレーキ倍力装置の作動時には上
記リアクションディスクにバルブボデイと弁プランジャ
とを同時に接触させ、出力軸に加わるブレーキ反力の一
部をバルブボデイで受けさせるとともに、残部を弁プラ
ンジャに伝達させ、この弁プランジャに加わるブレーキ
反力を入力軸およびブレーキペダルを介して運転者に感
知させるようにしている。このとき、上記バルブボデイ
で受ける反力と、弁プランジャで受ける反力との比率、
より具体的には両者の受圧面積の比率を変えることによ
り、ブレーキ倍力装置のサーボ比を変更することができ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記ブレーキ倍力装置
のサーボ比は、一般に小さなブレーキペダルの踏力で大
きなブレーキ液圧を発生させることができるように大き
く設定されているが、急制動時にはブレーキ倍力装置の
作動遅れから予定した大きなサーボ比が得られず、老人
や女性等の非力な運転者では急制動を行なうことが困難
であることが判明した。すなわち、ブレーキペダルを踏
込んだ際には入力軸を介して弁機構の流路が切換えら
れ、それにより変圧室に圧力流体が導入されてパワーピ
ストンおよびバルブボデイが前進されるようになる。そ
してバルブボデイが前進するとリアクションディスクを
介して出力軸が前進され、該出力軸の前進によりブレー
キ液圧が発生してその反力が出力軸に加わると、上述し
たように出力軸に加わるブレーキ反力がバルブボデイと
弁プランジャとに分配されるようになる。しかしなが
ら、急制動時には変圧室に導入される圧力流体によって
パワーピストンおよびバルブボデイが前進される前に、
ブレーキペダルに入力軸を介して連動している弁プラン
ジャが前進されてしまうので、出力軸に加わるブレーキ
反力はその大部分が弁プランジャに伝達されてしまい、
その結果、運転者に伝達されるブレーキ反力は異常に大
きなものとなる。その結果、急制動を行なう際にはその
異常に大きなブレーキ反力に打勝ってブレーキペダルを
踏込まなければならず、徐々にブレーキペダルを踏込ん
で大きな制動力を得ている通常のブレーキ作動の場合に
比較して、遥かに大きな力でブレーキペダルを踏込まな
ければ急制動に必要な大きな制動力が得られなかった。
本発明はそのような事情に鑑み、通常の倍力装置の操作
フィーリングを損なうことなく、急作動時にも軽い踏力
で大きな出力が得られるようにした倍力装置の反力機構
を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、シェ
ル内に摺動自在に設けたバルブボデイと、このバルブボ
デイに設けたパワーピストンと、このパワーピストンの
前後に形成した定圧室と変圧室と、上記バルブボデイ内
に設けた弁機構と、操作杆に連動され、上記弁機構を構
成する弁プランジャを進退動させて弁機構の流路を切換
える入力軸と、上記バルブボデイの前進によって前進さ
れる出力軸とを備えた倍力装置において、この倍力装置
の作動時に上記出力軸に加わる反力が上記弁プランジャ
に伝達されないようにし、かつ上記入力軸の移動量に応
じた擬似反力を上記操作杆に付与する擬似反力付与手段
を設けたものである。

【０００５】

【作用】上記構成によれば、倍力装置の作動時に上記出
力軸に加わる反力が弁プランジャに伝達されないように
しているので、急作動時に、変圧室に導入される圧力流
体によってパワーピストンおよびバルブボデイが前進さ
れる前に、操作杆に入力軸を介して連動している弁プラ
ンジャが前進されたとしても、出力軸に加わる反力が弁
プランジャ、入力軸および操作杆を介して運転者に伝達
されることはない。他方、擬似反力付与手段は、操作杆
の移動量に応じた擬似反力を操作杆を介して運転者に伝
達させることになるので、従来のように急作動時に反力
が異常に大きくなることがなく、急作動時にも、通常の
作動時と同様に、軽い操作力で大きな出力を得ることが
できる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明をブレーキ倍力装置に適用した
実施例について説明すると、図１において、フロントシ
ェル１とリヤシェル２とで構成した密封容器内に概略筒
状のバルブボデイ３を摺動自在に設け、このバルブボデ
イ３の外周部に設けたパワーピストン４とそのリヤ側に
添設したダイアフラム５とによって密封容器内を前方側
の定圧室６と後方側の変圧室７とに区画している。上記
バルブボデイ３内には、流体回路を切換える弁機構９を
収容してあり、この弁機構９は、バルブボデイ３の内周
に形成した環状の第１弁座１０と、このバルブボデイ３
内に摺動自在に嵌合した弁プランジャ１１の右端部に形
成した環状の第２弁座１２と、さらにこれら両弁座１
０、１２に図１の右方からポペットリターンスプリング
１３によって着座する弁体１４とを備えている。そして
上記第１弁座１０よりも外周側をバルブボデイ３に形成
した軸方向の定圧通路１５を介して上記定圧室６に連通
させ、この定圧室６をフロントシェル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に
連通させることにより、該定圧室６に常時負圧を導入さ
せている。また、上記第１弁座１０と第２弁座１２との
中間部分はバルブボデイ３に形成した半径方向の変圧通
路１７を介して上記変圧室７に連通させ、さらに上記第
２弁座１２よりも内周側はバルブボデイ３内に形成した
圧力通路１８を介して大気に連通させている。

【０００７】上記弁プランジャ１１の右端部には入力軸
２１の先端部を枢支連結してあり、この入力軸２１の末
端部は図示しないブレーキペダルに連動させている。ま
た、上記弁プランジャ１１は、キー部材２２によってバ
ルブボデイ３から抜出るのを防止している。上記キー部
材２２は、図示しないが、その中央部から先端部にかけ
て二股状に形成してあり、該キー部材２２をバルブボデ
イ３の直径方向に形成した挿入孔２３内に挿入して、そ
の二股状部分の基部を弁プランジャ１１の小径部１１ａ
に係合させている。このとき、キー部材２２は挿入孔２
３内でバルブボデイ３の軸方向に変位可能となってお
り、またキー部材２２と弁プランジャ１１とは、上記小
径部１１ａの軸方向長さの範囲内でバルブボデイ３の軸
方向に変位可能となっている。そしてブレーキ倍力装置
の非作動時に上記キー部材２２をリヤシェル２の内面に
当接させてキー部材２２および弁プランジャ１１をバル
ブボデイ３に対する前進位置に保持することにより、ブ
レーキ倍力装置の作動開始時における入力軸２１のロス
ストロークを減少させることができるようにしている。
さらに、上記弁プランジャ１１の左側に配置した出力軸
２４の右側基部に凹部２４ａを形成するとともに、この
凹部２４ａ内にゴム製の弾性体２５と金属円板からなる
スペーサ２６とを順次嵌合し、さらに該凹部２４ａ内に
バルブボデイ３の右端部に形成した環状突出部３ａを摺
動自在に嵌合している。上記出力軸２４の左側先端部
は、シール部材２７により気密を保ってフロントシェル
１から外部に突出させてあり、かつその先端部をフロン
トシェル１に連結した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。そして上記バルブボデイ３や
パワーピストン４は、リターンスプリング２８によって
通常は図示非作動位置に保持させている。

【０００８】ところで従来は、上記スペーサ２６を省略
して、弁プランジャ１１の左側面をリアクションディス
クとしての弾性体２５に微少な間隙をあけて対向させ、
ブレーキ倍力装置の作動時には、出力軸２４から伝達さ
れるブレーキ反力を上記弾性体２５を介してバルブボデ
イ３と弁プランジャ１１とで受取り、該弁プランジャ１
１で受取ったブレーキ反力を入力軸２１および図示しな
いブレーキペダルを介して運転者に伝達できるようにし
ている。これに対し本実施例では、上記スペーサ２６を
設けるとともに、急制動時でも該スペーサ２６と弁プラ
ンジャ１１とが当接しないように両者間に相対的に大き
な間隔を設定することにより、上記出力軸２４から伝達
されるブレーキ反力の全てを上記弾性体２５およびスペ
ーサ２６を介してバルブボデイ３で受取るようにし、上
記弁プランジャ１１には、したがってブレーキペダルに
はブレーキ反力が伝達されないようにしている。そして
本実施例では、上記弾性体２５は衝撃緩衝用部材として
用いている。

【０００９】他方、上述した構成のままでは運転者はブ
レーキの操作感を得ることができないので、擬似反力付
与手段３１を設けることにより、上記ブレーキペダルの
踏込み量に応じた擬似反力を運転者に付与することがで
きるようにしている。上記擬似反力付与手段３１は、入
力軸２１をリヤ側に付勢するバルブリターンスプリング
３２を利用してあり、従来一般にはバルブリターンスプ
リングはバルブボデイ３と入力軸２１との間に設けてい
るが、本実施例では車体と一体となっている筒状部材３
３と入力軸２１との間に設けている。上記筒状部材３３
は、外側筒状部３３ａと、バルブボデイ３内にその右側
から挿入される内側筒状部３３ｂと、両筒状部３３ａ、
３３ｂの右端部を連結する連結部３３ｃと、さらに内側
筒状部３３ｂの左端部から半径方向内方に突出するフラ
ンジ部３３ｄとを備えており、リヤシェル２の中央部に
リヤ側に向けて突出形成した筒状部２ａを上記外側筒状
部３３ａ内に圧入すると同時に、外側筒状部３３ａの左
端面をリヤシェル２の外壁面に当接させることにより、
筒状部材３３をリヤシェル２に一体に連結固定してい
る。そしてこのリヤシェル２は、これに設けた取付けボ
ルト３４によって図示しない車体に取付けられるので、
上記筒状部材３３はリヤシェル２を介して車体に固定さ
れることになる。そして上記筒状部材３３のフランジ部
３３ｄと入力軸２１に固定したリテーナ３５との間に上
記バルブリターンスプリング３２を弾装して、入力軸２
１をリヤ側に向けて付勢している。

【００１０】以上の構成において、ブレーキペダルを踏
込んで入力軸２１および弁プランジャ１１を前進させれ
ば、従来周知のブレーキ倍力装置と同様に、弁機構９の
流路が切換わって変圧室７に大気が導入されるので、定
圧室６と変圧室７との圧力差によりパワーピストン４お
よびバルブボデイ３が前進され、それによって出力軸２
４が前進されるので、マスターシリンダにブレーキ液圧
が発生する。そしてそのブレーキ液圧によるブレーキ反
力は出力軸２４、弾性体２５およびスペーサ２６を介し
てバルブボデイ３で全て受け止められ、弁プランジャ１
１に伝達されることはない。他方、ブレーキペダルが踏
込まれて入力軸２１が前進されると、該入力軸２１は、
車体に固定された筒状部材３３のフランジ部３３ｄに対
してバルブリターンスプリング３２を縮めながら前進す
ることになるので、そのバルブリターンスプリング３２
からその縮み量に比例した擬似反力が生じることにな
る。そしてこの擬似反力は入力軸２１およびブレーキペ
ダルを介して運転者に伝達されるので、上記バルブリタ
ーンスプリング３２のセット加重、セット長さ、或いは
ばね常数等が最適となるように設定しておけば、運転者
は従来と同等の優れたブレーキ操作感覚を得ることがで
きる。さらに、上記擬似反力付与手段３１がブレーキペ
ダルに与える擬似反力は、急制動時も通常の制動時も実
質的に同一であり、従来装置のブレーキ反力のように急
制動時に異常に大きくなるということがないので、急制
動時においても相対的に軽い踏力で大きなブレーキ力を
得ることができ、したがって老人や女性等の非力な運転
者でも確実に急制動操作を行なうことができる。なお、
上記弾性体２５およびスペーサ２６は省略してもよい。

【００１１】次に、図２は本発明の第２実施例を示した
もので、本実施例では擬似反力付与手段１３１をブレー
キ倍力装置内に収納している。上記擬似反力付与手段１
３１はバルブボデイ１０３のフロント側に設けた反力ピ
ストン１３８を備えており、この反力ピストン１３８は
右端部の小径部１３８ａと、この小径部１３８ａの左端
部から半径方向外方に伸びる２本のアーム部１３８ｂ
と、さらにこのアーム部１３８ｂの両先端部間に渡って
設けた筒状部１３８ｃとを備えている。そして上記小径
部１３８ａをバルブボデイ１０３にそのフロント側から
気密を保って摺動自在に嵌合させ、かつブレーキ倍力装
置の非作動状態で、弁プランジャ１１１を上記小径部１
３８ａに実質的に当接させている。また、出力軸１２４
の右端部に凹部１２４ａを形成してこれにバルブボデイ
１０３の右端部に形成した環状突出部１０３ａを嵌合す
るとともに、出力軸１２４の右端面をバルブボデイ１０
３に当接させて両者を一体に、つまり両者が相対変位す
ることがないように連結している。そして出力軸１２４
の右端部にその軸方向にスリット１２４ｂを形成し、こ
のスリット１２４ｂに上記反力ピストン１３８のアーム
部１３８ｂを貫通させることにより、該出力軸１２４に
対して反力ピストン１３８が軸方向に変位することがで
きるようにしている。そしてさらに、上記反力ピストン
１３８の筒状部１３８ｃとフロントシェル１０１との間
に擬似反力を発生させるスプリング１３９を設けてい
る。その他の構成は上述した第１実施例と同様に構成し
てあり、第１実施例と同一又は相当部分のうち主要な部
分には、第１実施例で使用した符合に１００を加えた符
合を付して示してある。

【００１２】本実施例においては、図示非作動状態すな
わちキー部材１２２がリヤシェル１０２の内面に当接し
てキー部材１２２および弁プランジャ１１１がバルブボ
デイ１０３に対する前進位置に保持されている状態で
は、弁プランジャ１１１が反力ピストン１３８の小径部
１３８ａに当接している。そしてこの状態からブレーキ
ペダルを踏込んで入力軸１２１および弁プランジャ１１
１を前進させれば、スプリング１３９が圧縮されるの
で、その縮み量に比例した擬似反力が反力ピストン１３
８、弁プランジャ１１１および入力軸１２１を介して運
転者に伝達されることになる。他方、出力軸１２４に加
わるブレーキ反力はその全てがバルブボデイ１０３によ
って受けられるので、弁プランジャ１１１に、したがっ
てブレーキペダルに伝達されることはない。その結果、
第１実施例と同様に、運転者は従来と同様に優れたブレ
ーキ操作感覚を得ることができ、しかも老人や女性等の
非力な運転者でも確実に急制動操作を行なうことができ
る。さらに、ブレーキ倍力装置の作動状態からの解放動
作時、すなわちブレーキペダルの踏込みが解除された際
には、反力ピストン１３８はバルブボデイ１０３に当接
してその後退が規制されるが、弁プランジャ１１１はキ
ー部材１２２によってその後退が規制されるまでバルブ
ボデイ１０３に対して後退されるので、弁プランジャ１
１１は反力ピストン１３８の小径部１３８ａから離隔さ
れることになる。そして弁機構１０９の流路切換えによ
り変圧室１０７内の圧力が低下すると、パワーピストン
１０４およびバルブボデイ１０３はリターンスプリング
１２８により後退され、先ず上記キー部材１２２がリヤ
シェル１０２の内面に当接するとその後退が規制される
が、バルブボデイ１０３の後退は継続し、次にバルブボ
デイ１０３がキー部材１２２に当接して停止する。この
状態では、キー部材１２２およびこれに連動する弁プラ
ンジャ１１１はバルブボデイ１０３に対して前進した位
置に保持されることになり、上記弁プランジャ１１１の
前進によりその先端部が反力ピストン１３８の小径部１
３８ａに当接して非作動状態に復帰することになる。

【００１３】図３は本発明の第３実施例を示したもの
で、本実施例では擬似反力付与手段２３１をブレーキペ
ダル２４１と車体２４２との間に弾装したスプリング２
４３によって構成している。より具体的には、このスプ
リング２４３の一端は、ブレーキペダル２４１と入力軸
２２１とを連結するために、入力軸２２１の一端にクレ
ビス２４４を取付けてあり、このクレビス２４４とブレ
ーキペダル２４１とをクレビスピン２４５によって連結
している。また上記ブレーキペダル２４１の先端部は、
連結ピン２４６によって車体２４２に揺動可能に連結し
ている。上記スプリング２４３は、クレビスピン２４５
ではなく、直接ブレーキペダル２４１に連結し、或いは
クレビス２４４又は入力軸２２１に連結してもよい。こ
のような擬似反力付与手段２３１によっても、上述した
作用効果が得られることは明らかである。なお、本実施
例では出力軸２２４に加わるブレーキ反力が弁プランジ
ャ２１１に伝達されるのを防止するために、弁プランジ
ャ２１１の先端部を摺動自在に嵌合した孔は上述の実施
例のように貫通孔とはなっておらず、出力軸２２４側が
塞がれた有底の孔となっている。

【００１４】なお、上記実施例では、いずれも擬似反力
付与手段３１、１３１、２３１を構成する弾性部材とし
てスプリング３２、１３９、２４３を利用しているが、
これに限定されるものではなく、弾性部材としてゴム等
の弾性体を用いてもよい。また、上記実施例では、操作
杆としてブレーキペダル２４１を利用しているが、この
操作杆は、身体障害者に用いられている手動ブレーキレ
バーであってもよい。また本発明はクラッチ倍力装置に
適用することができ、その場合には操作杆としてクラッ
チペダルを用いることができる。

【００１５】

【発明の効果】以上のように、本発明においては、出力
軸に加わる反力が弁プランジャに伝達されないようにす
るとともに、擬似反力付与手段によって必要な擬似反力
を運転者に付与することができるので、従来のように急
作動時に不必要に大きな反力が運転者に伝達されること
がなく、軽い踏力で急作動時に必要な大きな出力を得る
ことができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す断面図。

【図２】本発明の第２実施例を示す断面図。

【図３】本発明の第３実施例を示す断面図。

【符号の説明】

１ フロントシェル ２、１０２ リヤシェル ３、１０３ バルブボデイ ４、１０４ パワーピストン ６、１０６ 定圧室 ７、１０７ 変圧室 ９、１０９ 弁機構 １１、１１１、２１１ 弁プランジャ ２１、１２１、２２１ 入力軸 ２４、１２４、２２４ 出力軸 ３１、１３１、２３１ 擬似反力付与手段 ３２ バルブリターンスプリング ３３ 筒状部材 １３８ 反力ピストン ２４１ ブレーキペダル ２４２ 車体 ２４３ スプリング ２４４ クレビス ２４５ クレビスピン

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シェル内に摺動自在に設けたバルブボデ
   イと、このバルブボデイに設けたパワーピストンと、こ
   のパワーピストンの前後に形成した定圧室と変圧室と、
   上記バルブボデイ内に設けた弁機構と、操作杆に連動さ
   れ、上記弁機構を構成する弁プランジャを進退動させて
   弁機構の流路を切換える入力軸と、上記バルブボデイの
   前進によって前進される出力軸とを備えた倍力装置にお
   いて、 この倍力装置の作動時に上記出力軸に加わる反力が上記
   弁プランジャに伝達されないようにし、かつ上記入力軸
   の移動量に応じた擬似反力を上記操作杆に付与する擬似
   反力付与手段を設けたことを特徴とする倍力装置の反力
   機構。
2. 【請求項２】 上記擬似反力付与手段は、シェルに固定
   した筒状部材と、この筒状部材と入力軸との間に設けた
   弾性部材とを備えていることを特徴とする請求項１に記
   載の倍力装置の反力機構。
3. 【請求項３】 上記筒状部材は、シェルに設けた筒状部
   の外周に嵌着した外側筒状部と、バルブボデイ内に挿入
   される内側筒状部と、両筒状部をリヤ側で連結する連結
   部と、さらに内側筒状部のフロント側から半径方向内方
   に突出するフランジ部とを備え、このフランジ部と上記
   入力軸との間に弾性部材が設けられていることを特徴と
   する請求項２に記載の倍力装置の反力機構。
4. 【請求項４】 上記擬似反力付与手段は、上記定圧室内
   に配設された弾性部材を備え、この弾性部材は上記弁プ
   ランジャをリヤ側に向けて付勢することを特徴とする請
   求項１に記載の倍力装置の反力機構。
5. 【請求項５】 上記弾性部材は、バルブボデイのフロン
   ト側に設けた反力ピストンを介して弁プランジャをリヤ
   側に向けて付勢するようになっており、上記反力ピスト
   ンは、バルブボデイに摺動自在に嵌合されて弁プランジ
   ャに当接する小径部と、この小径部から半径方向外方に
   伸びるアーム部とを備え、上記弾性部材はアーム部を介
   して反力ピストンをリヤ側に付勢しており、 また上記出力軸はバルブボデイ側の端部に軸方向に沿う
   スリットを備え、上記アーム部はスリットを貫通してそ
   の内側から外側へ伸びていることを特徴とする請求項４
   に記載の倍力装置の反力機構。
6. 【請求項６】 上記入力軸はクレビスおよびクレビスピ
   ンを介してペダルに連動しており、これらと車体との間
   に擬似反力付与手段を構成する弾性部材が設けられてい
   ることを特徴とする請求項１に記載の倍力装置の反力機
   構。