JPH11291888A - 液圧倍力装置およびこの液圧倍力装置を用いたブレーキ液圧倍力システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ヒシテリシスを有する液圧倍力装置を用いて、
簡単な構成で安価にブレーキアシストを行うようにす
る。 【解決手段】反力ピストン１８の後端１８ｃが、作動方
向では、動力室１４の液圧が所定圧より小さいときは入
力軸５の段部５ａから離れるとともに、動力室１４の液
圧が所定圧以上のとき入力軸５の段部５ａに当接し、作
動解除方向では、中間負荷状態のとき入力軸５の段部５
ａから離れる。これにより、ブレーキ液圧倍力装置１の
入出力特性が作動方向と作動解除方向とで異なるヒステ
リシスをメカニカルに有するものとなる。ブレーキアシ
ストが必要なブレーキ操作時に液圧供給弁５７が開かれ
て、ポンプ３７の吐出圧が動力室１４内に導入される。
これにより、ブレーキ力が増大する。このブレーキ力
は、ブレーキ液圧倍力装置１のヒステリシスの範囲内で
種々制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液圧により入力を
所定の大きさに倍力して出力する液圧倍力装置およびこ
の液圧倍力装置を用いて小さな操作力で大きなブレーキ
力を得るようになっているブレーキ液圧倍力システムの
技術分野に属し、特に、作動方向と作動解除方向との間
に大きなヒステリシスを有する液圧倍力装置およびこの
液圧倍力装置のヒステリシスによりブレーキアシストの
機能を備えたブレーキ液圧倍力システムの技術分野に属
するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車のブレーキ液圧倍力システムに用
いられているブレーキ液圧倍力装置は、液圧を用いて、
ブレーキペダルの小さな踏力で大きなブレーキ力を得る
ものである。

【０００３】図６は、従来のこのようなブレーキ液圧倍
力装置の一例を示す図である。図中、１はブレーキ液圧
倍力装置、２はハウジング、３はハウジング２の孔、４
はハウジング２の孔３内に、液密にかつ摺動可能に設け
られたパワーピストン、５はハウジング２を液密にかつ
摺動可能に貫通して、先端部（図において左端部）がパ
ワーピストン４の孔内に進入するとともに、後端（図に
おいて右端）が図示しない（後述する）ブレーキペダル
に連結され、更に前端部が小径に後端部が大径に形成さ
れて段部５ａを有する入力軸、６はパワーピストン４と
入力軸５との間に設けられている制御弁、７はボール弁
からなる弁、８は弁７を支持した弁体、９はパワーピス
トン４に設けられ、弁７が着離座する第１弁座９ａを有
する弁座部材、１０は入力軸５の先端に摺動可能に設け
られ、弁７に着離座する第２弁座１０ａを有する筒状の
弁作動部材、１１は弁７が第１弁座９ａに着座する弁体
８を常時付勢するスプリング、１２は弁作動部材１０を
介して入力軸５を後方に常時付勢するスプリング、１３
は先端にストッパ１３ａが設けられ、かつハウジング２
の孔３を塞ぐプラグ、１４はハウジング２の孔３内でパ
ワーピストン４とプラグ１３との間に設けられた動力
室、１５は弁座部材９を軸方向に固定する筒状固定部
材、１６は筒状固定部材１５を軸方向に固定する筒状固
定部材ナット、１７は入力軸５に連結され、先端にフラ
ンジ状のストッパ１７ａを有する筒状ストッパ部材、１
８は先端にフランジ状の第１ストッパ８ａを、第１スト
ッパ１８ａの後方に第２ストッパ１８ｂをそれぞれ有
し、入力軸５とプラグ１３との間に摺動可能に設けられ
て後端１８ｃが入力軸５の段部５ａに当接可能な反力ピ
ストン、１９は第１ストッパ１８ａと筒状固定部材１５
との間に縮設されて反力ピストン１８を前方へ常時付勢
するスプリング、２０は液圧源からの液圧が常時導入さ
れている入力口、２１はパワーピストン４に穿設され、
入力口２０に導入された液圧を第１弁座９ａより弁体８
側に導入する通路孔、２２は弁作動部位１０、入力軸
５、プラグ１３、ハウジング２およびハウジング２と後
述するリザーバとの間に配設され、リザーバに常時連通
する液圧排出通路、２３は液圧排出通路２２の途中に設
けられ、段部５ａおよび後端１８ｃが位置する室、２４
はパワーピストン４の前端に設けられた出力軸、２５は
パワーピストン４を後方に常時付勢するリターンスプリ
ングである。

【０００４】このブレーキ液圧倍力装置１においては、
ブレーキ非作動時は、すべての構成要素は図６に示す非
作動状態に設定されている。この非作動状態では、制御
弁６のボール弁７が第１弁座９ａに着座しているととも
に、第２弁座１０ａが弁７から離座している。すなわ
ち、動力室１４が入力口２０から遮断されているととも
に、液圧排出通路２２を介してリザーバに接続されてい
るので、動力室１４は液圧が導入されなく大気圧となっ
ていて、パワーピストン４は作動しない。このため、ブ
レーキ液圧倍力装置１は作動しなく、出力を発生しな
い。

【０００５】この非作動状態から、ブレーキペダルの踏
み込みで通常ブレーキ操作が行われると、入力軸５が前
進するので、弁作動部材１０も前進して、第２弁座１０
ａが制御弁６の弁７に当接するとともにこの弁７を押し
て、第１弁座９ａから離座する。すると、動力室１４は
入力口２０に接続されるとともに液圧排出通路２２から
遮断され、動力室１４に圧液が導入され、パワーピスト
ン４が作動する。パワーピストン４の作動により、ブレ
ーキ液圧倍力装置１は出力軸２４から出力する。このブ
レーキ液圧倍力装置１の出力は、入力つまりブレーキペ
ダルの踏力を倍力した大きさとなる。このブレーキ液圧
倍力装置１の出力により、図示しないマスタシリンダが
作動してマスタシリンダ圧を発生し、このマスタシリン
ダ圧がホイールシリンダに導入されてブレーキが作動す
る。

【０００６】動力室１４の液圧により、反力ピストン１
８がスプリング１９に対抗するように後方に押圧される
が、動力室１４の液圧がまだ小さく、ブレーキシステム
のロスストロークが解消しないで実質的にブレーキ力が
発生しない初期段階では、スプリング１９が収縮しな
く、反力ピストン１８の後端１８ｃが入力軸５の段部５
ａに当接しないので、動力室１４の液圧を受ける入力軸
５の有効受圧面積は小さくなり、入力軸５が入力に対抗
する方向に受ける、動力室１４の液圧による力は比較的
小さい。したがって、図７に示すように倍力比つまりサ
ーボ比がきわめて大きいサーボ制御によるジャンピング
作用が行われる。

【０００７】動力室１４の液圧が所定圧となると、スプ
リング１９が収縮して反力ピストン１８が後方へ移動
し、反力ピストン１８の後端１８ｃが入力軸５の段部５
ａに当接する。このため、動力室１４の液圧を受ける入
力軸５の有効受圧面積が大きくなって、入力軸５が受け
る、動力室１４の液圧による力が大きくなるので、ジャ
ンピング作用が終了する。この段階では、ブレーキシス
テムのロスストロークが解消して、ブレーキ力が実質的
に発生する。このとき、ブレーキ液圧倍力装置１のサー
ボ比が小さな通常ブレーキのサーボ比となり、これ以後
ブレーキ液圧倍力装置１は中間負荷状態となり、入力を
このサーボ比で倍力した出力を発生する、つまり図７に
おいて通常ブレーキのサーボ比のラインに沿った通常ブ
レーキ時のサーボ制御を行うようになる。

【０００８】動力室１４の液圧が液圧源の液圧で決まる
最大圧となって、それ以上上昇しなくなると、ブレーキ
液圧倍力装置１は全負荷状態となってサーボ制御を行わ
なく、それ以後はブレーキ液圧倍力装置１の出力は、図
７において全負荷のラインに沿った入力の上昇分に基づ
く出力上昇分が倍力されない大きさとなる。

【０００９】ブレーキペダルを解放すると、入力軸５お
よび弁作動部材１０が後退するので、弁７が第１弁座９
ａに着座するとともに、第２弁座１０ａが弁７から離座
する。これにより、動力室１４は入力口２０から遮断さ
れるとともに液圧排出通路２２に接続され、動力室１４
に導入された圧液が液圧排出通路２２を介してリザーバ
に排出され、パワーピストン１３がリターンスプリング
２５により後退する。

【００１０】動力室１４の液圧が液圧源の液圧で決まる
最大圧より小さくなるまでは、図７に示すように出力は
入力の低下とともに全負荷のラインに沿って低下する。
更に、動力室１４の液圧がこの最大圧より低下すると、
出力は通常サーボ比のラインに沿って低下し、動力室１
４の液圧が更に低下して、この液圧により反力ピストン
１８を押す力がスプリング１９のばね力より小さくなる
と、反力ピストン１８が入力軸５に対して前方へ相対移
動し、反力ピストン１８の後端１８ｃが入力軸５の段部
５ａから離れる。これにより、ブレーキ液圧倍力装置１
の出力は通常のサーボ比のラインから、サーボ比の大き
なジャンピング特性のラインに沿って低下するようにな
る。

【００１１】入力軸５に固定された筒状ストッパ部材１
７のストッパ１７ａがプラグ１３のストッパ１３ａに当
接すると、入力軸５はそれ以上後退しなく、後退限とな
って、図示の非作動状態に戻る。動力室１４の液圧が完
全に排出されると、パワーピストン４も図示の非作動状
態に戻り、ブレーキ液圧倍力装置１は出力しなく、マス
タシリンダも非作動状態となる。こうして、ブレーキが
解除される。

【００１２】この従来のブレーキ液圧倍力装置１におい
ては、図７に示すようにその入出力特性は、入力の上昇
側と降下側とで同じ経路をたどり、実質的にヒステリシ
スのない特性となる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ブレーキシ
ステムにおいては、急ブレーキ時は、通常ブレーキ時よ
りはなるべく早く大きなブレーキ力を発生させることが
できるようにすることが望ましい。また、急ブレーキ時
に大きなブレーキ力を発生させる必要があるが、初心者
等の自動車の運転に慣れていないドライバのなかには、
ブレーキペダルを大きく踏み込むことができなく、大き
なブレーキ力を発生させることができない場合があり、
このような場合には、運転に慣れていない初心者等のド
ライバであっても、確実に大きなブレーキ力を発生させ
るためにブレーキアシストをできるようにすることが望
ましい。その場合、ブレーキアシストのための専用の部
品を必要とすることなく、従来の部品をできるだけ利用
して簡単な構成でブレーキアシストを可能にすることが
よい。

【００１４】しかしながら、前述の従来のブレーキ液圧
倍力装置１では、図７に示すように実質的にブレーキ作
動が行われるサーボ制御でのサーボ比が一定であるた
め、急ブレーキ時に通常ブレーキ時より早く大きなブレ
ーキ力を発生させることはできないばかりでなく、運転
に慣れていない人に対して、確実に大きなブレーキ力を
発生させるようにアシストすることはできなく、前述の
ような要望に確実に応えることが難しい。

【００１５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、簡単な構成で安価な、ヒ
シテリシスを有する液圧倍力装置を提供することであ
る。また、簡単な構成で安価にブレーキアシストを行う
ことのできるブレーキ液圧倍力システムを提供すること
である。

【００１６】

【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の発明の液圧倍力装置は、液圧を発生す
る液圧源と、作動液を貯えるリザーバと、出力を発生す
るパワーピストンと、このパワーピストンの受圧面が面
する動力室と、非作動時に前記動力室を前記液圧源から
遮断するとともに前記リザーバに連通し、作動時に前記
動力室を前記リザーバから遮断するとともに前記液圧源
に連通して、前記液圧源の圧液を前記動力室に導入する
制御弁と、作動時前進しかつ作動解除時に後退して前記
制御弁を作動制御するとともに、制御弁側の部分が小径
でかつ制御弁側と反対側の部分が大径の段部を有する段
付の入力軸と、外径が前記入力軸の制御弁側と反対側の
部分の径より大きく設定されて筒状に形成されていると
ともに前記入力軸の小径部に摺動可能に嵌合され、その
前端が前記動力室に面しかつその後端が前記入力軸の段
部に当接可能な反力ピストンとを備え、前記反力ピスト
ンが、作動方向では、前記動力室の液圧が所定圧より小
さいときは前記入力軸の段部から離れるとともに、前記
動力室の液圧が所定圧以上のとき前記入力軸の段部に当
接し、作動解除方向では、中間負荷状態のとき前記入力
軸の段部から離れるように設定されていることを特徴と
している。

【００１７】また、請求項２の発明は、前記制御弁を作
動制御する弁作動部材が、前記入力軸に対して第１所定
距離だけ相対移動可能に設けられているとともに、前記
反力ピストンが前記パワーピストンに対して第２所定距
離だけ相対移動可能に設けられており、非作動時におけ
る、前記入力軸に設けられた弁作動部材と前記制御弁と
の間の隙間をＡとし、前記第１所定距離をＢとし、非作
動時における、前記反力ピストンと前記入力軸の段部と
の隙間をＣとし、前記第２所定距離をＤとしたとき、各
隙間Ａ,Ｃと第１および第２所定距離Ｂ,Ｄとが Ｃ − Ａ − Ｂ ＜ Ｄ ＜ Ｃ − Ａ に設定されていることを特徴としている。

【００１８】更に、請求項３の発明は、請求項１または
２記載の液圧倍力装置と、この液圧倍力装置の出力によ
ってマスタシリンダ圧を発生するマスタシリンダピスト
ンを有するママスタシリンダと、前記マスタシリンダ圧
が導入されることによりブレーキ力を発生するブレーキ
シリンダと、液圧を発生する第２の液圧源と、作動時に
この第２の液圧源からの液圧を前記動力室に前記制御弁
を介することなく導入する、電磁弁からなる液圧供給弁
と、必要時に前記液圧供給弁を作動制御する電子制御装
置とを備えていることを特徴としている。

【００１９】更に、請求項４の発明は、前記パワーピス
トンの有効受圧面積と前記マスタシリンダピストンの有
効受圧面積とが等しく設定されていることを特徴として
いる。 更に、請求項５の発明は、前記電子制御装置
が、前記入力軸を操作する操作部材の操作速度または操
作部材の操作力に応じて前記液圧供給弁を制御すること
を特徴としている。

【００２０】

【作用】このような構成をした請求項１および２の発明
においては、反力ピストンが、作動方向では、動力室の
液圧が所定圧より小さいときは入力軸の段部から離れる
とともに、動力室の液圧が所定圧以上のとき入力軸の段
部に当接し、作動解除方向では、中間負荷状態のとき入
力軸の段部から離れるようにしているので、液圧倍力装
置の入出力特性が作動方向と作動解除方向とで異なるヒ
ステリシスをメカニカルに有するようになる。その場
合、液圧倍力装置のサーボ比が作動方向で小さく作動解
除方向で大きくなるヒステリシスを有する入出力特性と
なる。

【００２１】また、請求項３ないし５の発明において
は、液圧倍力装置のヒステリシス特性および第２の液圧
源の液圧により、ブレーキアシストが必要なブレーキ操
作時にブレーキ力が増大されるとともに、同じ入力に対
するブレーキ力の大きさが、液圧倍力装置の入出力特性
のヒステリシスの範囲内で種々制御されるようになる。

【００２２】特に、請求項４の発明では、パワーピスト
ンおよびマスタシリンダピストンの両有効受圧面積が互
いに等しく設定されているので、ブレーキシリンダの液
圧および動力室の液圧がバランスしながら同圧で上昇す
るようになる。

【００２３】また、請求項５の発明では、操作部材の操
作速度や操作力に応じてブレーキ力が増大されるように
なる。したがって、急ブレーキ時等のブレーキアシスト
を必要とする場合には、ブレーキアシストが確実に行わ
れるようになる。

【００２４】

【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は本発明に係るブレーキ
液圧倍力装置およびブレーキ液圧倍力システムの実施の
形態の第１例を模式的に示す図、図２はこの第１例のブ
レーキ液圧倍力装置を部分的に拡大して示す部分拡大断
面図である。なお、以下の例において、それより前の例
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。

【００２５】前述の図６に示す従来例のブレーキ液圧倍
力装置１では、入力軸５と筒状ストッパ部材１７とが別
体に形成されかつ一体的に連結されているが、この第１
例のブレーキ液圧倍力装置１では、図１および図２に示
すように入力軸５と筒状ストッパ部材１７とが単一部材
から一体に形成されている。したがって、ストッパ１７
ａは入力軸５に形成されている。

【００２６】また、従来例のブレーキ液圧倍力装置１で
は、弁作動部材１０がスプリング１２により入力軸５に
押圧されてこの入力軸５と一体的に移動するようになっ
ているが、この第１例のブレーキ液圧倍力装置１では、
スプリング１２が入力軸５を直接付勢するようになって
いる。すなわち、弁作動部材１０はスプリング１２によ
っては何ら付勢されなく、入力軸５に対して相対摺動可
能となっている。その場合、弁作動部材１０は入力軸５
の先端中央部に固定された筒状部材２６の外周に液密に
かつ摺動可能に外嵌されているとともに、入力軸５に摺
動可能に内嵌されている。その場合、弁作動部材１０は
入力軸５の先端に設けられたストッパ２７により入力軸
５に対する前方移動が規制されているとともに、筒状部
材２６により入力軸５に対する後方移動が規制されてい
る。更に、筒状部材１０は、これと入力軸５との間に縮
設されたスプリング２８によりストッパ２７の方向へ常
時付勢されている。このスプリング２８のばね力は、弁
体８を付勢するスプリング１１のばね力より小さく設定
されている。そして、非作動時は、図示のように筒状部
材１０はストッパ２７に当接した状態に保持されてい
る。

【００２７】更に、第１例のブレーキ液圧倍力装置１で
は、各部材間の非作動時における各隙間が次のように設
定されている。すなわち、第２弁座１０ａと弁７との間
の隙間（第２弁座１０ａが弁７に着座するまでの相対移
動距離）をＡ、弁作動部材１０と筒状部材２６との間の
隙間（弁作動部材１０が筒状部材２６に着座するまで相
対移動する第１所定距離）をＢ、反力ピストン１８の後
端１８ｃと入力軸５の段部５ａとの間の隙間（反力ピス
トン１８が段部５ａに当接するまで入力軸５に対して相
対移動する距離）をＣ、反力ピストン１８の第１ストッ
パ１８ａと筒状固定部材１５の段部１５ａとの間の隙間
（反力ピストン１８の第１ストッパ１８ａが段部１５ａ
に当接するまでパワーピストン４に対して相対移動する
第２所定距離）をＤ、入力軸５のストッパ１７ａと反力
ピストン１８の第２ストッパ１８ｂとの間の隙間（スト
ッパ１７ａが第２ストッパ１８ｂに当接するまでの相対
移動距離）をＥとすると、各隙間Ａ,Ｂ,Ｃ,Ｄ,Ｅは、そ
れらの間に

【００２８】

【数１】Ｃ − Ａ − Ｂ ＜ Ｄ ＜ Ｃ − Ａ の関係が成立するように設定されている。

【００２９】これは、ジャンピング特性を発生させるた
めには、作動後反力ピストン１８がパワーピストンの段
部１５ａに当接する前に、反力ピストン１８の後端１８
ｃが入力軸５の段部５ａに当接されなければならない。
したがって、隙間Ａ,Ｂが０の時、隙間Ｃが隙間Ｄより
小さく設定される必要があるから、ジャンピング特性の
発生条件は、

【００３０】

【数２】Ｃ − （Ａ ＋ Ｂ） ＜ Ｄ で与えられる。

【００３１】また、ブレーキ液圧倍力装置１の作動解除
時のサーボ比を作動時のサーボ比より大きくすることに
より、ブレーキ液圧倍力装置１にヒステリシスを持たせ
るための条件は、作動解除方向において、反力ピストン
１８の後端１８ｃが入力軸５の段部５ａから離れるよう
にすればよい。すなわち、中間負荷状態の隙間Ａ,Ｂが
０で後端１８ｃが段部５ａに当接している状態から、入
力軸５が戻り、その先端のストッパ２７が弁作動部材１
０に当接する前に、反力ピストン１８の第１ストッパ１
８ａが筒状固定部材１５の段部１５ａに当接すれば、後
端１８ｃが段部５ａから離れる。隙間Ａ,Ｂ,Ｃがともに
０の時の第１ストッパ１８ａと段部１５ａとの隙間は、
Ｄ−Ｃ＋（Ａ＋Ｂ）であり、また弁作動部材１０が入力
軸５に固定されているストッパ２７に当接するまでのス
トローク（ブレーキ解除方向でのこの状態では弁作動部
材１０が移動して入力軸５に固定されている筒状部材２
６に当接している）がＢであるから、

【００３２】

【数３】Ｄ − Ｃ ＋ （Ａ ＋ Ｂ） ＜ Ｂ となり、結局、ブレーキ液圧倍力装置１にヒステリシス
を持たせるための条件は、

【００３３】

【数４】Ｄ ＜ Ｃ − Ａ で与えられる。

【００３４】したがって、数式２および数式４から、ブ
レーキ液圧倍力装置１の作動方向で反力ピストン１８の
後端１８ｃが入力軸５の段部５ａに当接し、かつ戻り方
向で後端１８ｃが段部５ａから離れる条件は、前述の数
式１で与えられる。

【００３５】なお、作動開始時の弁７の開弁量を少なく
ともα（例えば１mm程度）以上に設定すると、この開弁
量は、隙間Ａ,Ｂがともに０になってから反力ピストン
１８の後端１８ｃが入力軸５の段部５ａに当接するまで
の入力軸５のストローク量であるから、

【００３６】

【数５】α ＜ Ｃ − （Ａ ＋ Ｂ） となる。また、戻り時の弁７と第２弁座１０ａとの間の
最大隙間（すなわち、排出側の最大開弁量）を少なくと
もβ（例えば１mm程度）以上に設定すると、この最大開
弁量は、中間負荷時では、Ａ＋Ｄ＋Ｅ となり、入力軸
５のストッパ１７ａがプラグ１３のストッパ１３ａに当
接した時点、すなわち戻り終了直前では、Ａ＋Ｅ（＞
β）となり、戻り終了時、すなわち図示の非作動時で
は、Ａ（＞０）となる。

【００３７】このように各隙間Ａ,Ｂ,Ｃ,Ｄ,Ｅが設定さ
れたブレーキ液圧倍力装置１の入出力特性は、図３に示
すような特性となる。すなわち、作動方向では、入力軸
５の前進により、従来例と同様に第２弁座１０ａが弁７
に着座して、弁７が第１弁座９ａから離座する。入力が
上昇するにつれて、弁作動部材１０を後方に押圧する力
が増大する。このため、弁作動部材１０が後方へ移動し
て、筒状部材２６の先端に当接する。作動開始直後のこ
の段階では、まだ反力ピストン１８の後端１８ｃが入力
軸５の段部５ａに当接しなく、前述の従来例と同様にジ
ャンピング作用が行われる。反力ピストン１８の後端１
８ｃが入力軸５の段部５ａに当接した後は前述と同様
に、中間負荷において通常ブレーキの比較的小さなサー
ボ比のサーボ制御が行われ、その後全負荷状態となる。

【００３８】全負荷状態からの作動解除方向（戻り方
向）では、入力軸５およびパワーピストン４等の摺動抵
抗により、入力が所定量低下するまで出力が保持された
後、入力の低下にともない、出力が全負荷状態の勾配で
低下し、動力室１４の液圧が液圧源（後述するポンプ、
アキュムレータ）の圧力（アキュムレータの蓄圧）で決
定される最大圧より低下するようになると、全負荷状態
から中間負荷状態に移行するが、前述のように各隙間
Ａ,Ｂ,Ｃ,Ｄが設定されているので、中間負荷状態で
は、反力ピストン１８の後端１８ｃが入力軸の段部５ａ
から離れる。このため、動力室１４の液圧が作用する入
力軸５の受圧面積がジャンピング特性時の小さい面積と
なり、サーボ比が大きなサーボ制御が行われる。

【００３９】このように、このブレーキ液圧倍力装置１
は、作動方向と作動解除方向とで、入出力特性の経路が
異なり、大きなヒステリシスを有するようになる。

【００４０】更に、ハウジング１１には、通路孔２９を
介して動力室１４に連通する液圧供給口３０が設けられ
ている。

【００４１】なお、第１例のブレーキ液圧倍力装置１で
は、図６に示す従来例におけるパワーピストン４のリタ
ーンスプリング２５が省略されている。更に、弁作動部
材１０と筒状ストッパ部材２２とが一体に形成されてい
る。すなわち、ストッパ部２２ａが弁作動部材１０に形
成されている。この第１例のブレーキ液圧倍力装置１の
他の構成および他の作用は、図６の従来例と同じであ
る。

【００４２】図１に示すように、本発明のブレーキ液圧
倍力システム３１は、この第１例のブレーキ液圧倍力装
置１を備えている。また、このブレーキ液圧倍力システ
ム３１は、このブレーキ液圧倍力装置１の他に、タンデ
ムマスタシリンダ３２と、２系統のうち一方の系統のホ
イールシリンダ３３,３４および他方の系統のホイール
シリンダ３５,３６と、ブレーキ液圧倍力装置１の液圧
源であるポンプ３７とアキュムレータ３８と、入力軸５
に連結されたブレーキペダル３９とを備えている。

【００４３】マスタシリンダ３２は、そのハウジングが
ブレーキ液圧倍力装置１のハウジング２と共通にされて
いる。

【００４４】ハウジング２の孔３内には、マスタシリン
ダ３２のプライマリピストン４０が摺動可能に設けられ
ており、このプライマリピストン４０はパワーピストン
４と一体に設けられている。また、ハウジング２の孔３
内には、プライマリピストン４０の前方に位置して、セ
カンダリピストン４１が摺動可能に設けられている。そ
して、パワーピストン４、プライマリピストン４０およ
びセカンダリピストン４１の各有効受圧面積が同じに設
定されている。マスタシリンダ３の両ピストン４０,４
１は、それらの最大の間隔が間隔規制手段４２によって
規制されている。そして、両ピストン４０,４１は、そ
れらの間に縮設されたスプリング４３によって互いに離
隔する方向に付勢されており、非作動時は図示の最大間
隔に設定されている。

【００４５】プライマリピストン４０が位置するハウジ
ング２の内周面には、カップシール４４が設けられてい
るとともに、このカップシール４４をプライマリピスト
ン４０が一方向において液密にかつ摺動可能に貫通して
いる。また、セカンダリピストン４１が位置するハウジ
ング２の内周面には、カップシール４５,４６がそれぞ
れ設けられているとともに、これらのカップシール４
５,４６をセカンダリピストン４１が一方向において液
密にかつ摺動可能に貫通している。そして、２つのカッ
プシール４４,４５の間の孔３内に、第１液圧室４７が
画成されているとともに、カップシール４６の前方の孔
３内に、第２液圧室４８が画成されている。第１液圧室
４７は第１通路４９を介して一系統のホイールシリンダ
３３,３４に接続されているとともに、第２液圧室４８
は第２通路５０を介して他系統のホイールシリンダ３
６,３７に接続されている。

【００４６】マスタシリンダ３２側のハウジング２に
は、カップシール３６,３７の後方近傍にブレーキ液給
排口５１,５２がそれぞれ設けられており、これらブレ
ーキ液給排口５１,５２は、ブレーキ液を貯えるリザー
バ５３に常時連通している。また、プライマリおよびセ
カンダリピストン４０,４１には径方向の貫通孔５４,５
５がそれぞれ穿設されている。そして、プライマリピス
トン４０の非作動位置では、貫通孔５４がカップシール
４４より後方に位置するようにされているとともに、セ
カンダリピストン４１の非作動位置では、貫通孔５５が
カップシール４６より後方に位置するようにされてい
る。これにより、非作動時には、ブレーキ液はそれぞれ
第１液圧室４７とリザーバ５３との間、および第２液圧
室４８とリザーバ５３の間で両方向に自由に流れるよう
になっている。

【００４７】また作動時は、両ピストン４０,４１がと
もに前進し、それぞれの貫通孔５４,５５がカップシー
ル４４,４６を通り過ぎると、第１および第２液圧室４
７,４８からリザーバ５３に向かう液の流れはそれぞれ
阻止され、更に、両ピストン４０,４１が作動状態から
後退するときは、リザーバ５３のブレーキ液が第１およ
び第２液圧室４７,４８にそれぞれ補給されるようにな
っている。第２液圧室４８内には、セカンダリピストン
４１を常時非作動位置方向に付勢するリターンスプリン
グ５６が設けられている。

【００４８】一方、アキュムレータ３８はブレーキ液圧
倍力装置１の入力口２０に接続されている。このアキュ
ムレータ３８内には、ポンプ３７によって常時一定の液
圧が蓄圧されている。また、ポンプ３７は遮断位置と連
通位置とが設定されている常閉の電磁開閉弁からなる液
圧供給弁５７を介してブレーキ液圧倍力装置１の液圧導
入口３０に接続されている。更に、第１通路４９に、連
通位置とリリーフ位置とが設定された電磁弁からなる差
圧弁５８が設けられているとともに、ポンプ３７がこの
差圧弁５８よりホイールシリンダ３３,３４側の第１通
路４９に接続されている。この差圧弁５８は通常時は連
通位置に設定され、ブレーキアシスト時に電子制御装置
によりリリーフ位置に設定されるようになっている。差
圧弁５８がリリーフ位置に設定されたときは、ホイール
シリンダ３３,３４側の圧力がマスタシリンダ３２の第
１液圧室４７側の圧力より所定圧高くなったとき開い
て、ホイールシリンダ３３,３４側の圧力が第１液圧室
４７側に逃れるようになっている。

【００４９】このように構成された第１例のブレーキ液
圧倍力システム３１においては、ブレーキペダル３９の
踏込によって通常ブレーキ操作が行われると、前述の従
来例と同様に動力室１４にアキュムレータ３８の圧液が
導入され、パワーピストン４はペダル踏力を倍力して出
力し、この出力がマスタシリンダ３２プライマリピスト
ン４０に伝えられ、プライマリピストン４２が前進す
る。プライマリピストン４２の前進で貫通孔５４がカッ
プシール４４を通過すると、第１液圧室４７内にマスタ
シリンダ圧が発生するとともに、このマスタシリンダ圧
によりセカンダリピストン４１が前進する。セカンダリ
ピストン４１の前進で貫通孔５５がカップシール４６を
通過すると、第２液圧室４８内にマスタシリンダ圧が発
生する。これらのマスタシリンダ圧が、それぞれホイー
ルシリンダ３３,３４,３５,３６に導入される。

【００５０】作動初期においては、まずホイールシリン
ダ３３,３４,３５,３６のロスストローク等のブレーキ
システムのロスストロークの間、ブレーキ液圧倍力装置
１が、前述の図３に示すようにジャンピング作用を行
う。このジャンピング作用により、これらのロスストロ
ークが迅速に解消される。ブレーキ液圧倍力装置１がジ
ャンピング作用を終了すると、通常ブレーキ時の比較的
小さいサーボ比でサーボ制御が行われる。このときには
ロスストロークが解消されているので、ブレーキ力が発
生し、実質的にブレーキが作動するようになる。こうし
て、通常ブレーキ作動が行われ、このとき各ピストン
４,４７,４１の有効受圧面積が等しいので、各室１４,
４７,４８の液圧は等しくなる。前述のように通常ブレ
ーキのサーボ制御が終了すると、ブレーキ液圧倍力装置
１は全負荷状態となる。

【００５１】ブレーキ液圧倍力装置１の全負荷状態か
ら、ブレーキペダル３９の踏込を弱めてブレーキ作動解
除操作が行われると、ブレーキ液圧倍力装置１は、前述
のように出力が一定に保持された後、全負荷ラインに沿
って低下するので、ブレーキ力もこれに応じて低下す
る。ブレーキ液圧倍力装置１が全負荷状態から中間負荷
状態に移行すると、反力ピストン１８の後端１８ｃが入
力軸５の段部５ａから離れるので、中間負荷状態では大
きなサーボ比のサーボ制御が行われる。ブレーキペダル
３９を完全に解放すると、ブレーキ液圧倍力装置１、マ
スタシリンダ３２およびホイールシリンダ３３,３４,３
５,３６が非作動となり、ブレーキが解除される。

【００５２】ところで、この第１例のブレーキ液圧倍力
システム３１では、ブレーキ液圧倍力装置１のヒステリ
シスを利用して、ブレーキアシスト制御を行うことがで
きるようにしている。このブレーキアシスト制御の作用
について説明する。

【００５３】ブレーキペダル３９の踏込でブレーキ操作
が行われたとき、ペダルストローク（図示しないストロ
ークセンサで検出される）の上昇速度あるいはペダル踏
力（図示しない踏力センサで検出される）等のペダル踏
込状況に基づいて、電子制御装置はブレーキアシスト制
御が必要であると判断すると、ポンプ３７を駆動すると
同時に液圧供給弁５７を開く。すると、ポンプ３７の吐
出圧が、液圧供給弁５７、液圧供給口３０および通路孔
２９を通って、動力室１４に導入され、動力室１４の液
圧が上昇する。このとき、ブレーキ液圧倍力装置１のヒ
ステリシスにより、同じペダル踏力でも動力室１４の液
圧がヒステリシスの範囲内で上昇するようになる。

【００５４】動力室１４の液圧が上昇することにより、
パワーピストン４の出力も上昇するようになるので、プ
ライマリピストン４０およびセカンダリピストン４１が
それぞれ発生するマスタシリンダ圧も上昇する。この上
昇したマスタシリンダ圧が両系統のホイールシリンダ３
３,３４,３５,３６に導入されるので、ホイールシリン
ダ圧も上昇する。このとき、各ピストン４,４０,４１の
有効受圧面積が等しくなっているので、各ホイールシリ
ンダ圧および動力室１４の液圧はバランスしながら同圧
で上昇するようになる。これにより、ブレーキ力が増大
し、ブレーキアシストが行われる。

【００５５】また、このブレーキアシスト制御時に、一
系統側のホイールシリンダ圧の上昇によリホイールシリ
ンダ３３,３４のストロークが増加するが、このときに
は一系統側の差圧弁５８がリリーフ位置に設定されて、
第１液圧室４７からホイールシリンダ３３,３４の方へ
のブレーキ液の流れが阻止されるので、ホイールシリン
ダ３３,３４のストローク増加分は、ペダルストローク
に影響しない。このように、ブレーキアシスト制御時
に、一系統側はペダルストロークに影響しないので、そ
の分、ブレーキアシスト制御時におけるペダルストロー
ク増加を防止できる。

【００５６】なお、ホイールシリンダ３３,３４のスト
ローク増加分は、動力室１４の圧液（ポンプ３７の吐出
液）がホイールシリンダ３３,３４に供給されることに
より、吸収される。一方、ブレーキアシスト制御時に、
他系統側のホイールシリンダ３５,３６のホイールシリ
ンダ圧の上昇によりホイールシリンダ３５,３６のスト
ロークが増加するが、第２液圧室４８のブレーキ液がホ
イールシリンダ３５,３６へ供給されるので、ホイール
シリンダ３５,３６のストローク増加分はペダルストロ
ークに影響するようになる。

【００５７】この第１例のブレーキ液圧倍力装置１によ
れば、入出力特性がブレーキ作動方向とブレーキ作動解
除（戻り）方向との間でヒステリシスを有するものとな
る。その場合、従来のブレーキ液圧倍力装置をほとんど
変更することがないので、ヒステリシスを有するブレー
キ液圧倍力装置１を簡単にかつコストをほとんど増大さ
せることなく形成することができる。

【００５８】また、ブレーキ液圧倍力システム３１によ
れば、このブレーキ液圧倍力装置１のヒステリシスを利
用するとともに、電子制御装置が電磁弁開閉弁５７をブ
レーキペダル３９の踏込速度あるいは踏力に応じて制御
することにより、簡単かつ確実にブレーキアシストを行
うことができるようになる。

【００５９】しかも、ブレーキアシスト時に動力室１４
に導入する液圧のための第２の液圧源として、ブレーキ
液圧倍力装置１の液圧源であるポンプ３７を兼用してい
るので、ブレーキアシスト機能をブレーキ液圧倍力シス
テム３１に、部品点数を増大させることなく、より一層
安価に持たせることができるようになる。

【００６０】なお、図示しないがブレーキ液圧倍力シス
テム３１がアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）お
よびトラクションコントロール（ＴＲＣ）を備えている
場合には、これらのＡＢＳやＴＲＣのためのポンプを、
ブレーキアシストのための第２の液圧源として兼用する
こともできる。また、もちろん、前述の効果は得られな
いが、第２の液圧源として、専用の液圧源を設けること
ができることは言うまでもない。この第１例を具体化し
たブレーキ液圧倍力装置１を図４に示すが、その構成お
よび作用の説明は省略する。

【００６１】図５は、本発明の実施の形態の第２例を模
式的に示す図である。前述の第１例では、液圧排出通路
２２が入力軸５側に設けられているが、この第２例で
は、図５に示すように液圧排出通路２２が弁７および弁
体８側に設けられている。すなわち、液圧排出通路２２
は弁７および弁体８に穿設された通路孔２２ａと、パワ
ーピストン４に穿設され、通路孔２２ａに連通する通路
孔２２ｂと、パワーピストン４の外周に形成され、通路
孔２２ｂおよびブレーキ液給排口５１に連通する軸方向
の溝２２ｃと、ブレーキ液給排口５１とからなってい
る。したがって、ブレーキ作動解除時、動力室１４の圧
液はこれらの通路孔２２ａ,２２ｂ、溝２２ｃおよびブ
レーキ液給排口５１を通ってリザーバ５３に排出され
る。

【００６２】また、室２３は通路５９を介してリザーバ
５３に接続されていて、段付の入力軸５の進退動による
室２３の圧力変動が吸収され、入力軸５の進退動が滑ら
かに行われるようになっている。この第２例の他の構成
及び他の作用効果は、第１例と同じである。

【００６３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１ないし３の発明の液圧倍力装置によれば、反力ピスト
ンが、作動方向では、動力室の液圧が所定圧より小さい
ときは入力軸の段部から離れるとともに、動力室の液圧
が所定圧以上のとき入力軸の段部に当接し、作動解除方
向では、中間負荷状態のとき入力軸の段部から離れるよ
うにしているので、液圧倍力装置の入出力特性に作動方
向と作動解除方向とでメカニカルにヒステリシスを持た
せることができるようになる。その場合、従来からジャ
ンピング特性のために設けられている反力ピストンを有
する液圧倍力装置の構成部品間の寸法を所定寸法に単に
設定しかつ動力室へ第２の液圧源の液圧を導入する通路
を形成すればよいだけであるので、従来の液圧倍力装置
をほとんど設計変更することなく、簡単にかつ安価にヒ
ステリシスを有する液圧倍力装置を形成することができ
る。

【００６４】また、請求項３ないし５の発明のブレーキ
液圧倍力システムによれば、液圧倍力装置のヒステリシ
ス特性および第２の液圧源の液圧により、ブレーキアシ
スト必要時にブレーキ力を大きくすることができる。そ
の場合、同じ入力に対するブレーキ力の大きさを、液圧
倍力装置の入出力特性のヒステリシスの範囲内で種々制
御できるようになる。また、請求項５の発明によれば、
急ブレーキ時等のブレーキアシストを必要とする場合
に、ブレーキアシストを簡単かつ確実に行うことができ
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およびブレーキ液
圧倍力システムの実施の形態の第１例を模式的に示す図
である。

【図２】 図１に示す第１例のブレーキ液圧倍力装置の
一部を拡大して示す部分拡大断面図である。

【図３】 図２に示すブレーキ液圧倍力装置の、ヒステ
リシスを有する入出力特性を示す図である。

【図４】 図１に示す液圧倍力装置の具体化した断面図
である。

【図５】 本発明の実施の形態の第２例を模式的に示す
図である。

【図６】 従来のブレーキ液圧倍力装置の一例を示す断
面図である。

【図７】 図６に示す従来のブレーキ液圧倍力装置の、
ヒステリシスを有さない入出力特性を示す図である。

【符号の説明】

１…ブレーキ液圧倍力装置、２…ハウジング、４…パワ
ーピストン、５…入力軸、５ａ…入力軸５の段部、６…
制御弁、７…弁、８…弁体、９…弁座部材、９ａ…第１
弁座、１０…弁作動部材、１０ａ…第２弁座、１４…動
力室、１５…筒状固定部材、１５ａ…筒状固定部材の段
部、１７…筒状ストッパ部材、１７ａ…ストッパ、１８
…反力ピストン、１８ａ…第１ストッパ、１８ｂ…第２
ストッパ、１８ｃ…反力ピストン１８の後端、２２…液
圧排出通路、２９…通路孔、３０…液圧供給口、３１…
ブレーキ液圧倍力システム、３２…マスタシリンダ、３
３,３４,３５,３６…ホイールシリンダ、３７…ポン
プ、３８…アキュムレータ、３９…ブレーキペダル、４
０…プライマリピストン、４１…セカンダリピストン、
４４,４６…カップシール、４７…第１液圧室、４８…
第２液圧室、４９…第１通路、５０…第２通路、５３…
リザーバ、５７…液圧供給弁、５８…差圧弁、Ａ…第２
弁座１０ａと弁７との間の隙間、Ｂ…弁作動部材１０と
筒状部材２６との間の隙間、Ｃ…反力ピストン１８の後
端１８ｃと入力軸５の段部５ａとの間の隙間、Ｄ…反力
ピストン１８の第１ストッパ１８ａと筒状固定部材１５
の段部１５ａとの間の隙間Ｄ

フロントページの続き (72)発明者 島田昌宏 埼玉県東松山市神明町２丁目11番６号 自 動車機器株式会社松山工場内 (72)発明者 沢田護 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソ−内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液圧を発生する液圧源と、作動液を貯え
   るリザーバと、出力を発生するパワーピストンと、この
   パワーピストンの受圧面が面する動力室と、非作動時に
   前記動力室を前記液圧源から遮断するとともに前記リザ
   ーバに連通し、作動時に前記動力室を前記リザーバから
   遮断するとともに前記液圧源に連通して、前記液圧源の
   圧液を前記動力室に導入する制御弁と、作動時前進しか
   つ作動解除時に後退して前記制御弁を作動制御するとと
   もに、制御弁側の部分が小径でかつ制御弁側と反対側の
   部分が大径の段部を有する段付の入力軸と、外径が前記
   入力軸の制御弁側と反対側の部分の径より大きく設定さ
   れて筒状に形成されているとともに前記入力軸の小径部
   に摺動可能に嵌合され、その前端が前記動力室に面しか
   つその後端が前記入力軸の段部に当接可能な反力ピスト
   ンとを備え、 前記反力ピストンは、作動方向では、前記動力室の液圧
   が所定圧より小さいときは前記入力軸の段部から離れる
   とともに、前記動力室の液圧が所定圧以上のとき前記入
   力軸の段部に当接し、作動解除方向では、中間負荷状態
   のとき前記入力軸の段部から離れ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。
2. 【請求項２】 前記制御弁を作動制御する弁作動部材
   が、前記入力軸に対して第１所定距離だけ相対移動可能
   に設けられているとともに、前記反力ピストンが前記パ
   ワーピストンに対して第２所定距離だけ相対移動可能に
   設けられており、 非作動時における、前記入力軸に設けられた弁作動部材
   と前記制御弁との間の隙間をＡとし、前記第１所定距離
   をＢとし、非作動時における、前記反力ピストンと前記
   入力軸の段部との隙間をＣとし、前記第２所定距離をＤ
   としたとき、各隙間Ａ,Ｃと第１および第２所定距離Ｂ,
   Ｄとが Ｃ − Ａ − Ｂ ＜ Ｄ ＜ Ｃ − Ａ に設定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】 請求項１または２記載の液圧倍力装置
   と、この液圧倍力装置の出力によってマスタシリンダ圧
   を発生するマスタシリンダピストンを有するマスタシリ
   ンダと、前記マスタシリンダ圧が導入されることにより
   ブレーキ力を発生するブレーキシリンダと、液圧を発生
   する第２の液圧源と、作動時にこの第２の液圧源からの
   液圧を前記動力室に前記制御弁を介することなく導入す
   る、電磁弁からなる液圧供給弁と、必要時に前記液圧供
   給弁を作動制御する電子制御装置とを備えていることを
   特徴とするブレーキ液圧倍力システム。
4. 【請求項４】 前記パワーピストンの有効受圧面積と前
   記マスタシリンダピストンの有効受圧面積とが等しく設
   定されていることを特徴とする請求項3記載のブレーキ
   液圧倍力システム。
5. 【請求項５】 前記電子制御装置は、前記入力軸を操作
   する操作部材の操作速度または操作部材の操作力に応じ
   て前記液圧供給弁を制御することを特徴とする請求項３
   または４記載のブレーキ液圧倍力システム。