JPH11240443A - 液圧倍力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】戻り弁が絞られたときに流体音の発生を抑制す
る。 【解決手段】ブレーキブースタ３は、戻り弁１４が第１
絞り弁３６と、この第１絞り弁３６に連続して設けられ
た第２絞り弁３７とから、２段絞りとして構成されてい
る。作動時バルブスプール２８が前進すると、第１絞り
弁３６の隙間が小さくなるとともに、第２絞り弁３７の
隙間も小さくなる。このため、ポンプから吐出された作
動液は、入口通路１２を通って第２環状溝１３に流入
し、更に、まず第１絞り弁３６で絞られるとともに、続
いて第２絞り弁３７で絞られるようになる。すなわち、
作動液は２段絞りで絞られるようになる。この作動液の
２段絞りにより、全体として作動液の流速が滑らかに変
化し、急激には変化しなくなる。したがって、流速の変
化による流体音の発生が抑制されるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車にお
いてブレーキペダルの踏力を作動液の液圧により倍力し
てブレーキ力を増大させるオープンセンタ型のブレーキ
ブースタ等の液圧倍力装置の技術分野に属するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車等の車両においては、操作
部材の操作力を作動液の液圧により倍力して出力する液
圧倍力システムが用いられているものがある。この液圧
倍力システムとして、例えば、ブレーキペダルのペダル
踏力のみでは得られない大きなブレーキ力を得るためや
ペダル踏力を軽減するため等により、作動液の液圧によ
り作動する液圧ブレーキ倍力装置を用いてペダル踏力を
倍力してマスタシリンダを作動させる液圧ブレーキシス
テムがある。

【０００３】このような液圧ブレーキシステムとして、
従来図５に示すような液圧ブレーキシステムがある。図
中、１は液圧ブレーキシステム、２はブレーキペダル、
３はこのブレーキペダル２によって作動されてペダル踏
力を倍力して出力するオープンセンタ型ハイドロリック
ブレーキブースタ（以下、ブレーキブースタまたは単に
ブースタともいう）、４はこのブースタ３の出力によっ
て作動されブレーキ液圧を発生するタンデム型のマスタ
シリンダ、５はマスタシリンダ４からのブレーキ液圧で
作動して各車輪に対するブレーキ力を発生するブレーキ
シリンダ、６はエンジン７によって駆動されて作動液を
ブースタ３に送給するポンプ、８は作動液を貯留するリ
ザーバ、および９はポンプ６の故障等によりポンプ６か
ら作動液が送給されないときに、ブースタ３を作動させ
るための非常用の液圧を蓄える非常用アキュムレータで
ある。

【０００４】オープンセンタ型のブースタ３は、ブレー
キ非操作時に戻り弁の隙間が最大に開かれて作動液を自
由に流すとともに、操作時に戻り弁の隙間を絞ることに
より作動液の流れを制限して液圧を発生し、この液圧を
利用して入力を倍力して出力するものであり、従来種々
の構造のものが公知となっている。その一例のブースタ
３を図６に示す。

【０００５】図６に示すように、このブースタ３におい
ては、循環通路１０を介してリザーバ８に常時連通する
第１環状溝１１と、入口通路１２を介してポンプ６に常
時接続される第２環状溝１３とで、ポンプ６から吐出さ
れた作動液がリザーバ８に戻るのを制御する戻り弁１４
が構成されている。また、第２環状溝１３と、第１径方
向孔１５、軸方向孔１６、第２径方向孔１７およびチェ
ックバルブ１８を介して動力室１９に常時連通している
第３環状溝２０とで、第２環状溝１３に発生するポンプ
６の吐出圧を動力室１９に供給する供給弁２１が構成さ
れている。更に、第３環状溝２０と、排出通路２２を介
してリザーバ８に常時連通している第４環状溝２３と
で、動力室１９に供給された作動液をリザーバ８に排出
する排出弁２４が構成されている。

【０００６】そして、図６に示すブレーキ非操作状態に
おいては、戻り弁１４が開いてその隙間（第１環状溝１
１と第２環状溝１３との間の隙間）が最大となっている
とともに、供給弁２１が閉じており、更に排出弁２４が
開いてその隙間（第３環状溝２０と第４環状溝２３との
間の隙間）が最大となっている。したがって、ポンプ６
から吐出された作動液は、オープンセンタ型のブースタ
３の入口通路１２、第２環状溝１３、戻り弁１４、循環
通路１０を通って再びリザーバ８に戻るようにして循環
している。その場合、戻り弁１４の隙間が最大となって
いるので、第２環状溝１３にはほとんど液圧は発生しな
い。

【０００７】この状態でブレーキペダル２の踏込により
入力軸２５が前進すると、レバー２６が支点２７を中心
にして時計方向に回動し、バルブスプール２８が前進す
る。すると、戻り弁１４の隙間が絞られ、また排出弁２
４が閉じるとともに、供給弁２１が開く。戻り弁１４の
隙間が絞られる（最終的には戻り弁１４は閉じる場合も
ある）ことにより、第２環状溝１３に液圧が発生する。
この液圧は、開いた供給弁２１、第３環状溝２０，第１
径方向孔１５、軸方向孔１６、第２径方向孔１７および
チェックバルブ１８を通って動力室１９に導入される。
動力室１９に導入された液圧はパワーピストン２９に作
用するので、パワーピストン２９はペダル踏力を倍力し
たブーキ操作力を発生し、このブレーキ操作力が出力軸
３０から出力されてマスタシリンダ４を作動し、ブレー
キが作動する。

【０００８】また、第２環状溝１３に発生した液圧は、
アキュムレータバルブ３１のチェックバルブからなるチ
ャージングバルブ３２における弁体３３を図６において
右方に移動してゴムシート３４から離座させ、チャージ
ングバルブ３２を開く。これにより、この液圧は弁体３
３とゴムシート３４との間の隙間、弁体３３の外周およ
びアキュムレータ通路３５を通って非常用アキュムレー
タ９に導入され、この非常用アキュムレータ９に蓄えら
れる。

【０００９】ブレーキペダル２を解放すると、入力軸２
５が図示の非作動位置に後退するとともに、レバー２６
が支点２７を中心に反時計方向に回動し、バルブスプー
ル２８が図示の非作動位置に後退する。すると、戻り弁
１４の隙間が最大に開き、また供給弁２１が閉じるとと
もに、排出弁２４が最大に開く。このため、動力室１９
の作動液は、孔１７,１６,１５、第３環状溝２０、排出
弁２４の隙間、第４環状溝２３および排出通路２２を通
ってリザーバ８に排出される。これにより、動力室１９
の液圧が低下するので、パワーピストン２９が図示の非
作動位置に後退してブレーキ操作力が消滅し、マスタシ
リンダ４が非作動状態に戻ってブレーキ作動が解除され
る。そして、戻り弁１４の隙間が最大となることによ
り、第２環状溝１３に発生した液圧は消滅し、ポンプ６
から吐出された作動液は前述のように戻り弁１４を通っ
てリザーバ８に循環する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この液圧ブ
レーキシステム１のブースタ３においては、バルブスプ
ール２８が前進し、戻り弁１４の隙間が絞られたとき、
この隙間での作動液の流速変化が大きくなる。このた
め、流体音が発生するおそれが考えられる。

【００１１】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、戻り弁が絞られたときに流体
音の発生を抑制することのできる液圧倍力装置を提供す
ることである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、請求項１の発明は、液圧倍力装置の戻り弁が第１
絞り弁と第２絞り弁とを備え、作動時に作動液の流れを
まず前記第１絞り弁で絞り、続いて前記第２絞り弁で絞
る２段絞りを行うことを特徴としている。

【００１３】また、請求項２の発明は、入力軸の作動に
よって作動制御されるバルブスプールがハウジングの孔
またはこのハウジングの孔に嵌合固定されたスリーブの
孔に摺動可能に嵌合されており、第１絞り弁、第２絞り
弁、供給弁および排出弁が、それぞれバルブスプールと
このバルブスプールが摺動可能に嵌合されるハウジング
またはスリーブとにより構成されていることを特徴とし
ている。

【００１４】更に、請求項３の発明は、第１絞り弁が、
その通路断面積が下流側に向かって漸増するように設定
されていることを特徴としている。更に、請求項４の発
明は、液圧倍力装置の戻り弁が、その通路断面積が下流
側に向かって漸増するように設定されていることを特徴
としている。

【００１５】更に、請求項５の発明は、入力軸の作動に
よって作動制御されるバルブスプールがハウジングの孔
またはこのハウジングの孔に嵌合固定されたスリーブの
孔に摺動可能に嵌合されており、絞り弁、供給弁および
排出弁が、それぞれ前記バルブスプールの外周面に形成
された環状溝とこのバルブスプールが摺動可能に嵌合さ
れるハウジングの孔またはスリーブの孔の内周面に形成
された環状溝とにより構成され、戻り弁の、通路断面積
が下流側に向かって漸増する通路部分が、ハウジングの
孔またはスリーブの孔の内周面に形成された環状溝の底
部の内径が下流側に向かって漸増するように設定され
て、この底部の面が軸方向にテーパ面とされていること
を特徴としている。

【００１６】更に、請求項６の発明は、ハウジングの孔
またはスリーブの孔のテーパ面とされている環状溝に対
向する、バルブスプールの外周面の部分の外径が、下流
側に向かって漸増するように設定されて、この外周面の
部分が軸方向にテーパ面とされていることを特徴として
いる。

【００１７】更に、請求項７の発明は、入力軸の作動に
よって作動制御されるバルブスプールがハウジングの孔
またはこのハウジングの孔に嵌合固定されたスリーブの
孔に摺動可能に嵌合されており、絞り弁、供給弁および
排出弁が、それぞれバルブスプールの外周面に形成され
た環状溝とこのバルブスプールが摺動可能に嵌合される
ハウジングの孔またはスリーブの孔の内周面に形成され
た環状溝とにより構成され、戻り弁の、通路断面積が下
流側に向かって漸増する通路部分は、バルブスプールの
外周面の外径が、下流側に向かって漸増するように設定
されて、この外周面の部分が軸方向にテーパ面とされて
いることを特徴としている。

【００１８】

【作用】このように構成された請求項１ないし３の発明
の液圧倍力装置においては、ポンプから吐出された作動
液が、２段絞り、すなわちまず第１絞り弁で絞られ、更
に続いて第２絞り弁で絞られるようになる。したがっ
て、全体として作動液の流速が滑らかに変化し、急激に
は変化しなくなる。これにより、流速の変化による流体
音の発生が抑制されるようになる。特に、請求項３およ
び５の発明では、作動液が第１絞り弁で絞られたとき、
第１絞り弁の通路断面積が漸増するように変化するの
で、この部分での流速の変化が更に一層緩やかになる。
したがって、流体音の発生が更に効果的に抑制されるよ
うになる。しかも、その後で、作動液が更に第２絞り弁
で絞られるので、流体音の発生が更に一層効果的に抑制
される。

【００１９】また、請求項４ないし７の発明では、絞り
弁の通路断面積が漸増するように変化するので、作動液
が絞り弁で絞られたとき、この部分での流速の変化が緩
やかになる。したがって、流体音の発生が効果的に抑制
されるようになる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態について説明する。図１は、本発明に係る液圧倍
力装置をブレーキブースタに適用した実施の形態の第１
例を部分的に示す図である。なお、以下の説明におい
て、前に記載さえれちる構成要素と同じ構成要素には同
じ符号を付すことにより、その詳細な説明は省略する。

【００２１】図１に示すように、この第１例のブースタ
３は、戻り弁１４が第１絞り弁３６と、この第１絞り弁
３６に連続して設けられた第２絞り弁３７とから、２段
絞りとして構成されている。具体的に説明すると、第１
環状溝１１と入口通路１２の開口部との間のハウジング
３８の孔に、第５環状溝３９が形成されている。また、
バルブスプール２８の外周面には、第２環状溝１３に隣
接して第６環状溝４０が形成されている。そして、第２
環状溝１３と第５環状溝３９とで、第１絞り弁３６が構
成されているとともに、第６環状溝４０と第１環状溝１
１とで、第２絞り弁３７が構成されている。第１絞り弁
３６は、前述の従来のブースタ３の戻り弁１に比べて、
バルブスプール２８の同じ前進量に対する絞り量（つま
り、絞り率）が小さく設定されているとともに、第１お
よび第２絞り弁３６,３７のトータルの絞り量が前述の
従来のブースタ３の戻り弁１４とほぼ同じに設定されて
いる。 この第１例のブースタ３の他の構成は、図６
に示す従来例と同じである。

【００２２】このように構成された第１例のブースタ３
においては、その作動時バルブスプール２８が前進する
と、第１絞り弁３６の隙間が小さくなるとともに、第２
絞り弁３７の隙間も小さくなる。このため、ポンプ６か
ら吐出されてきた作動液は、まず第１絞り弁３６で絞ら
れるとともに、続いて第２絞り弁３７で絞られるように
なる。すなわち、作動液は２段絞りで絞られるようにな
る。このとき、第１絞り弁３６の絞り率が従来に比べて
小さく設定されているので、作動液が第１絞り弁３６で
絞られるときの流速変化は従来に比べて小さくなる。そ
して、作動液は更に第２絞り弁３７で絞られることによ
り、第２環状溝１３には、バルブスプール２８の同じ前
進量で従来とほぼ同じ大きさの液圧が発生する。この液
圧が従来と同様に動力室１９に供給されて、ブースタ３
が作動する。

【００２３】このように、ポンプ６から吐出された作動
液が、まず第１絞り弁３６で絞られ、更に続いて第２絞
り弁３７で絞られるので、全体として作動液の流速が滑
らかに変化し、急激には変化しなくなる。これにより、
流速の変化による流体音の発生が抑制されるようにな
る。この第１例のブースタ３の他の作用効果は、前述の
従来例と同じである。

【００２４】図２は、本発明の実施の形態の第２例を部
分的に示す図である。

【００２５】前述の第１例では、第５環状溝３９の底部
の内径が軸方向に一定であるのに対して、この第２例の
ブースタ３では、第５環状溝３９の底部の内径が下流側
（つまり図２において右側）に向かって漸増するように
設定されている。すなわち、第５環状溝３９の底部の面
は下流側に向かって軸方向に傾斜するテーパ面とされて
いる。

【００２６】この第２例のブースタ３の他の構成は、第
１例と同じである。

【００２７】このように構成された第２例のブースタ３
においては、ブースタ３の作動時、作動液が第１絞り弁
３６で絞られたとき、第１絞り弁３６の通路断面積が漸
増するように変化する。すなわち、通路断面積が緩やか
に大きくなるように変化し、この部分での流速の変化が
更に一層緩やかになる。したがって、流体音の発生が更
に効果的に抑制されるようになる。しかも、その後で、
作動液が更に第２絞り弁３７で絞られるので、流体音の
発生が更に一層効果的に抑制される。この第２例のブー
スタ３の他の作用効果は、第１例と同じである。

【００２８】図３は、本発明の実施の形態の第３例を部
分的に示す図である。前述の第２例では、第５環状溝３
９の底部の内径が下流側に向かって漸増するように設定
されているとともに、この第５環状溝３９に対向するバ
ルブスプール２８の外周面４１が軸方向に同じ外径に設
定されているが、この第３例のブースタ３では、第５環
状溝３９の底部の内径が下流側に向かって漸増するよう
に設定されているとともに、この外周面４１の外径も下
流側に向かって漸増するように設定されて、外周面４１
も軸方向に傾斜するテーパ面とされている。その場合、
外周面４１のテーパ角は第５環状溝３９の底部のテーパ
角より小さく設定されていて、この部分での通路面積が
緩やかに大きく変化するようになっている。この第３例
のブースタ３の他の構成および作用効果は、第２例と同
じである。

【００２９】図４は、本発明の実施の形態の第４例を部
分的に示す図である。前述の第２例では、第５環状溝３
９の底部の内径が下流側に向かって漸増するるように設
定されているが、この第４例のブースタ３では、第５環
状溝３９の底部の内径は一定に設定されているととも
に、バルブスプール２８の外周面４１の外径が下流側に
向かって向かって漸減するように設定されて、前記底部
の面が軸方向に傾斜するテーパ面とされている。したが
って、この第４例でもこの部分での通路面積が緩やかに
大きくなるように変化する。

【００３０】この第４例のブースタ３の他の構成および
作用効果は、第２例と同じである。

【００３１】なお、前述の例では、いずれもバルブスプ
ール２８がハウジング３８の孔に直接摺動可能に嵌合さ
れているが、ハウジング３８の孔にスリーブを嵌合固定
し、このスリーブの孔にバルブスプール２８を摺動可能
に嵌合することもできる。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の液圧倍力装置によれば、作動液を、２段絞りで絞るよ
うにしているので、全体として作動液の流速を滑らかに
変化させることができる。これにより、流速の変化によ
る流体音の発生を抑制できる。

【００３３】また、本発明の液圧倍力装置によれば、絞
り弁の通路断面積を漸増するように変化させているの
で、この部分での流速の変化を緩やかにできる。したが
って、流体音の発生を効果的に抑制できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る液圧倍力装置の実施の形態の第
１例を部分的に示す断面図である。

【図２】 本発明の実施の形態の第２例を部分的に示す
断面図である。

【図３】 本発明の実施の形態の第３例を部分的に示す
断面図である。

【図４】 本発明の実施の形態の第４例を部分的に示す
断面図である。

【図５】 従来の液圧倍力システムの一例を示す図であ
る。

【図６】従来のオープンセンタ型ハイドロリックブレー
キブースタの一例を示す図である。

【符号の説明】

１…液圧倍力システム、２…ブレーキペダル、３…オー
プンセンタ型ハイドロリックブレーキブースタ、４…マ
スタシリンダ、５…ブレーキシリンダ、６…ポンプ、８
…リザーバ、１０…循環通路、１１…第１環状溝、１２
…入口通路、１３…第２環状溝、１４…戻り弁、１９…
動力室、２０…第３環状溝、２１…供給弁、２２…排出
通路、２３…第４環状溝、２４…排出弁、２８…バルブ
スプール、２９…パワーピストン、３０…出力軸、３６
…第１絞り弁、３７…第２絞り弁、３８…ハウジング、
３９…第５環状溝、４０…第６環状溝、４１…第５環状
溝３９に対向するバルブスプール２８の外周面

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操作力によって作動する入力軸と、ポン
   プから吐出される作動液が送給される入口通路と、前記
   作動液をリザーバへ循環させる循環通路と、作動時前記
   作動液の液圧が導入される動力室と、この動力室の液圧
   によって作動して出力するパワーピストンと、前記入力
   軸の作動によって作動制御され、前記ポンプから吐出さ
   れて前記入口通路を通って流れてくる作動液を、非作動
   時自由に前記循環通路へ流動させるとともに、作動時前
   記入口通路を通って流れてくる前記作動液の流れを絞っ
   て液圧を発生させる戻り弁と、前記入力軸の作動によっ
   て作動制御され、非作動時前記入口通路を前記動力室か
   ら遮断するとともに、作動時前記戻り弁によって発生さ
   れた液圧を前記動力室に供給する供給弁と、前記入力軸
   の作動によって作動制御され、非作動時前記動力室を前
   記リザーバに連通してこの動力室の作動液を排出すると
   ともに、作動時前記動力室を前記リザーバから遮断する
   排出弁とを備え、前記入力軸に伝えられた操作力を前記
   動力室に導入された液圧により倍力して出力する液圧倍
   力装置において、 前記戻り弁は第１絞り弁と第２絞り弁とを備え、作動時
   に前記作動液の流れをまず前記第１絞り弁で絞り、続い
   て前記第２絞り弁で絞る２段絞りを行うことを特徴とす
   る液圧倍力装置。
2. 【請求項２】 前記入力軸の作動によって作動制御され
   るバルブスプールがハウジングの孔またはこのハウジン
   グの孔に嵌合固定されたスリーブの孔に摺動可能に嵌合
   されており、前記第１絞り弁、前記第２絞り弁、前記供
   給弁および前記排出弁は、それぞれ前記バルブスプール
   とこのバルブスプールが摺動可能に嵌合される前記ハウ
   ジングまたは前記スリーブとにより構成されていること
   を特徴とする請求項１記載の液圧倍力装置。
3. 【請求項３】 前記第１絞り弁は、その通路断面積が下
   流側に向かって漸増するように設定されていることを特
   徴とする請求項１または２記載の液圧倍力装置。
4. 【請求項４】 操作力によって作動する入力軸と、ポン
   プから吐出される作動液が送給される入口通路と、前記
   作動液をリザーバへ循環させる循環通路と、作動時前記
   作動液の液圧が導入される動力室と、この動力室の液圧
   によって作動して出力するパワーピストンと、前記入力
   軸の作動によって作動制御され、前記ポンプから吐出さ
   れて前記入口通路を通って流れてくる作動液を、非作動
   時自由に前記循環通路へ流動させるとともに、作動時前
   記入口通路を通って流れてくる前記作動液の流れを絞っ
   て液圧を発生させる戻り弁と、前記入力軸の作動によっ
   て作動制御され、非作動時前記入口通路を前記動力室か
   ら遮断するとともに、作動時前記戻り弁によって発生さ
   れた液圧を前記動力室に供給する供給弁と、前記入力軸
   の作動によって作動制御され、非作動時前記動力室を前
   記リザーバに連通してこの動力室の作動液を排出すると
   ともに、作動時前記動力室を前記リザーバから遮断する
   排出弁とを備え、前記入力軸に伝えられた操作力を前記
   動力室に導入された液圧により倍力して出力する液圧倍
   力装置において、 前記戻り弁は、その通路断面積が下流側に向かって漸増
   するように設定されていることを特徴とする液圧倍力装
   置。
5. 【請求項５】 前記入力軸の作動によって作動制御され
   るバルブスプールがハウジングの孔またはこのハウジン
   グの孔に嵌合固定されたスリーブの孔に摺動可能に嵌合
   されており、前記絞り弁、前記供給弁および前記排出弁
   は、それぞれ前記バルブスプールの外周面に形成された
   環状溝とこのバルブスプールが摺動可能に嵌合される前
   記ハウジングの孔または前記スリーブの孔の内周面に形
   成された環状溝とにより構成され、前記戻り弁の、前記
   通路断面積が下流側に向かって漸増する通路部分は、前
   記ハウジングの孔または前記スリーブの孔の内周面に形
   成された環状溝の底部の内径が下流側に向かって漸増す
   るように設定されて、この底部の面が軸方向にテーパ面
   とされていることを特徴とする請求項３または４記載の
   液圧倍力装置。
6. 【請求項６】 前記ハウジングの孔または前記スリーブ
   の孔の前記テーパ面とされている環状溝に対向する、前
   記バルブスプールの外周面の部分の外径が、下流側に向
   かって漸増するように設定されて、この外周面の部分が
   軸方向にテーパ面とされていることを特徴とする請求項
   ５記載の液圧倍力装置。
7. 【請求項７】 前記入力軸の作動によって作動制御され
   るバルブスプールがハウジングの孔またはこのハウジン
   グの孔に嵌合固定されたスリーブの孔に摺動可能に嵌合
   されており、前記絞り弁、前記供給弁および前記排出弁
   は、それぞれ前記バルブスプールの外周面に形成された
   環状溝とこのバルブスプールが摺動可能に嵌合される前
   記ハウジングの孔または前記スリーブの孔の内周面に形
   成された環状溝とにより構成され、前記戻り弁の、前記
   通路断面積が下流側に向かって漸増する通路部分は、前
   記バルブスプールの外周面の外径が、下流側に向かって
   漸増するように設定されて、この外周面の部分が軸方向
   にテーパ面とされていることを特徴とする請求項３また
   は４記載の液圧倍力装置。