JPS6048378B2

JPS6048378B2 - 自動車の制動用ハイドロリツクブ−スタ

Info

Publication number: JPS6048378B2
Application number: JP51044000A
Authority: JP
Inventors: 正博鬼頭; 義治足立
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1976-04-17
Filing date: 1976-04-17
Publication date: 1985-10-26
Also published as: JPS52127562A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は自動車の制動用ハイドロリックブースタに関
する。

特に制動の始めに当りブースタの作動圧の立上り上昇を
迅速ならしめることにより、いわゆる制動の効きを良好
ならめる改良に関する。この型式のブースタにおいて
は、制動開始直後におけるブースタの作動圧の発生が
遅れると、踏力のみによる非常制動作動がまずなされ、
実際のブースタによる制動助勢作動が遅延してなされる
ことになる。

その結果いわゆるブレーキの効きが悪いという結果とな
る。上記のような遅れを防ぐために、従来採用されて
いる手段としては、ブレーキペダルを踏む足にブレーキ
反力を伝達するのを、この制動初期段階だけ廃止するこ
と、あるいは反力伝達を減らす等の手段が採られている
。

これにより、ブレーキペダル踏力がブレーキ反力に抵抗
されることなく、あるいは、反力の受け方が少ない状態
でブースタ操作に加えられるから、ブースタの出力の液
圧は、それだけ早期に得られ、従つてブースタ作動圧の
初期立上りを良好にするものてある。しかしながら、そ
のための構造としては、入力ピストンと別体に反力ピス
トンを別途備える構造であつた。それに加えて、反力ピ
ストン付勢用にばね手段を付設し、このばねに制動初期
における反力を’吸収せしめた後、反力ピストンを入力
ピストンに係合に至らしめ、以後の踏力制御をなさしめ
るような構造であつた。そのために、全体の構造が複雑
となり価額の低廉化の妨げともなつていた。本発明は
、上記の欠点を改良するものであつ・て、反力室とパワ
ーピストン作動用の加圧室の両室を備え、両室間に差圧
手段を設けて、反力室の液圧を加圧室より低圧に保つこ
とにより、制動初期のペグル踏力に対する反力を制限し
て、従つて制動初期の加圧室内の作動圧の発生立上りを
早急ならしめ得て、いわゆるブレーキの効きを良好にし
た簡単な構造のブースタを提供するものである。以下本
発明を図について説明する。

第１図において、中央上方のポンプ５からの吐出流は、
実線で示すような配管をもつてブースタ１のハウジング
２の右上方の入口３にまず供給される。

ハウジング２の左上方には出口４があつノて、これが
実線のような配管をもつてリザーバ６に接続されている
。ハウジング２内にはパワーピストン７が滑動する。パ
ワーピストン７は中空状をなし、その中空の穴１５の中
に入力ピストン１６がさらに滑動する。入力ピストンは
右端がハウジング２外に突出し、伝達ロッドＲを介して
ブレーキペダルＰに連動する。パワーピストン７の左方
の突出部７ａはガイド１０とシール１３を油密に貫通し
て、ハウジング２の左に連接されたブレーキマスタシリ
ンダ１１の加圧ピストンＭＰに連Ｊ動する。図の右端の
ブレーキペグルＰに加えられるブレーキペダル踏力は、
ブースタ１内の作動圧により助勢されてから左方の突出
部７ａを介してマスタシリンダ１１の加圧ピストンＭＰ
に加えられて以下伝達され制動がなされる。パワーピス
トン７はハウジング２内を区画して左方のドレン室９と
右の加圧室８とを作る。

また入力ピストン１６は、パワーピストン７の中空の穴
１５内を区画し一つの反力室１７を作る。反力室１７内
には圧縮ばね１８があつてパワーピストンと入力ピスト
ンの両者を左右に押し分けるように働き、入力ピストン
１６のもつているフランジ１６ａを、パワーピストン７
の穴内周面に備える止め輪１９に係止して、休止時に図
示の状態に両ピストンを保つ。ドレン室９内には、より
強力な．圧縮はね１２があつてその左端はリテーナ１４
を介し、シール１３を介してガイド１０で受ける。ばね
１２の右端はパワーピストン７の段部で受ける。パワー
ピストンはこのばねに押されてその右端をハウジング２
内の右端面に図のように当接さ・れて休止状態を保つ。
パワーピストン７の中空の穴１５の内周面には左方から
環状溝２１と２０とが形成されている。

環状溝２１は通孔２３によつてパワーピストンの外部に
通じ、環状溝２０は通孔２２により同じくパワーピスト
ンの外部に通する。入力ピストン１６の外周には１条の
環状溝２４があり、これが、入力ピストンの有する曲り
穴２５と通孔２６により通する。

曲り穴２５の左端はオリフィス２７となつて反力室１７
に通じ、右端は加圧室８内に常に開口する。つぎに作動
について説明する。

ポンプ５からの吐出流が右方の入口３から加圧室８内に
供給されると、以下、入力ピストンの曲がり穴２５内を
左方に流れて、通孔２６を経て２つの環状溝２０と２４
との作る弁Ａの開弁の間隙を通過して、通孔２２から、
ドレン室９に入り、以下出口４を経てリザーバ６に流れ
る。この液流回路には、図示の休止中には、実質的には
無視できる以上の液流抵抗はないから、加圧室８内は液
圧は実質ゼロであり、ポンプ５は無負荷状態にある。従
つてパワーピストン７の左右両側には液圧差がないので
、パワーピストン７は図示の休止位置に静止している。
なお、曲り孔２５の左端のオリフィス２７を介しても、
別の液流回路は開いているが、弁Ａが開弁中は抵抗の差
の関係から、この回路を流れる液流は上記第１の液流回
路からみれは無視する程の流量である。制動に当り、ブ
レーキペダルＰが踏まれると以下伝達されて入力ピスト
ン１６が小さいばね１８を圧縮しながら若干左方に動い
て弁Ａを閉じる。

そのため、それまで弁Ａを介し流れていた第１の液流回
路は遮断されるから、以後加圧室８内に入口３から供給
されるポンプからの吐出流は、曲り穴２５左端のオリフ
ィス２７を介してのみドレン室９に流れる。従つてその
オリフィス２７の絞り抵抗により、ここではじめてそれ
より上流の加圧室８がそれまでより昇圧する。即ち、入
力ピストン１６の作動に応答して加圧室８及び反力室１
７をドレン室９から連通制御或いは分離させるとともに
加圧室８内にポンプ吐出圧を生起させる手段を作動させ
る。なお、弁Ａが閉じるのと同時に、弁Ｂもそれまでよ
りは絞られることにはなるが、この段階ではまだ実質、
無視できる以上の絞り抵抗を発生しない設計となつてい
る。第１加圧室８の上記の昇圧によりパワーピストン７
は左方に押され、早期にブースタの助勢作動がなされる
ことになる。すなわち、上記段階においては、第１加圧
室８内は昇圧しても、反力室１７内はまた下レン室９内
と同じく大気圧であるから、入力ピストンを右に押して
踏力に抗する反力圧はまだない。その結果ペダル踏力は
、始動直後、無抵抗のまま大きく左方に動いて上述のよ
うに迅速に弁Ａを閉弁し、第１加圧室８を迅速に昇圧し
、制動初期段階の加圧室８の作動圧の立上りをよくして
助勢効果を良好ならしめる。ブレーキペダルの踏み込み
が上記よりさらに進むと第２の絞り弁Ｂが絞りを増し、
ここで実質上の絞り抵抗を発生する。

従つて、反力室１７も昇圧を始める。その結果パワーピ
ストン７はさらに左方に押される力を追加され、入力ピ
ストンはこの反力室１７内の液圧を、そのときどきのブ
レーキ作動圧に見合うブレーキ反力として受圧し、以下
右方にロッドＲを介してペダルＰに伝達し、ペダル踏力
の制御を支配する。すなわち、第２の絞り弁Ｂの絞りと
、ペダルＰに加えられる踏力との関係は、パワーピスト
ン７が左方に動くのを入力ピストン１６が追随する関係
で制御が進む。云い換えれば加圧室８と反力室１７間に
設けられる入力ピストン１６の作動に応答して反力室内
液圧を加圧室液圧より低く設定させる反力差発生装置が
作動することになる。以上説明のようにしてブースタ内
に作動圧が発生されその作動圧によりブースタの助勢作
動がなされるものであつて、制動初期のブースタ作動圧
発生が遅滞することなく第１加圧室に得られるものであ
る。

なおポンプ欠損その他により、入口３に液流が得られな
い場合の制動は、入力ピストン１６のフランジ１６ａが
パワーピストンの内周面肩部７ｂに当接することにより
、踏力のみによりなされる。

ペダルに加えられる入力と、反力室１７及び加Ｓ圧室８
内に発生する各液圧との関係を示すと第５図のグラフの
ようになる。

同図に示すように反力室は加圧室に比し、所定値低圧を
保つ。なお、ブースタの出力とペダルに加える入力との
関係は第６図のようになる。っ第２図の実施例が第１
図の実施例と異なる点は、第１図の実施例のオリフィス
２７をいわゆる減圧弁１２７に変えた点にある。

その他の部分においては両実施例は同じである。減圧弁
１２７は圧縮ばね１２８により、常に曲がり穴１２５の
開口を反力室１１７側から閉じるように圧接される。減
圧弁１２７は、曲り穴１２５から反力室１１７に向い流
れる液流に抵抗を与える。従つて加圧室１０８は反力室
１１７に比し、所定値たけ高圧に保たれる。従つて第１
図の実施例と同じ作動をなす。上記の差圧は、ばね１２
８の設定荷重と、減圧弁１２７の弁面積とにより定まる
。なお第２図の実施例は、第１図の実施例と同じあるい
は対応する部分には、同じ符号に１００を加えた数字符
号をもつて図示し、重複して説明することを省略する。
第３図の実施例は、第１図の実施例と同一もしくは対応
する部分には第１図の実施例と同じ符号に２００を加え
た数字符号をもつて図示し理解を容易にしてある。

従つて、重複した説明を省略する。第１図の実施例と異
なる部品には３００以上の数字符号をもつて示す。本実
施例はいわゆるクローズドセンタ型のブースタに本発明
を応用した場合の実施例である。ブースタ２０１の上方
中央の入口３２？は実線に示すような配管をもつて蓄圧
器３００に接続されている。蓄圧器３００はポンプ２０
５からの吐出流をアンローダバルブ３０１と逆止弁３０
２を介して受けて蓄圧される。大きいパワーピストン２
０７はその中空穴の中に入力ピストン２１６が滑動する
。入力ピストン２１６もその左半分は中空状をなし、そ
の内部にスプール３１４が滑動可能にはまり、圧縮ばね
３１５によつて図示の休止位置を保つ。ブレーキペダル
が踏まれることにより入力スプール２１６が図の休止位
置から若干距離左方に動くと、入力ピストン２１６の外
周の最も右の環状溝３１０は、その左隣の環状溝３０４
と連通する。

その結果、入口３２０からパワーピストン２丁０７外周
の幅広の環状溝３０６まて達して静止していた加圧液の
液圧の半径方向の通孔３０７を内方に進み、連通した上
記の両環状溝３１０と３０４を介して入力ピストン２１
６の中空内へその半径方向の通孔３１２を経て入る。入
力ピストン２１６内に入つた液圧は、スプール３１４の
外周の環状溝３１７と軸方向の斜溝３１４ａを介して曲
り穴２２５に入り、結局加圧室２０８内に伝達される。
一方において弁Ｃはこのときまで図示のように開弁して
いたのであるが、上記と同時に閉じる。弁Ｃが開いてい
る図示の状態では、右端の加圧室２０８は入力ピストン
２１６の曲り穴２２５、スプール３１４の斜溝３１４ａ
と環状溝３１７、入力ピストンの半径方向の通孔３１２
、パワーピストン内周面の環状溝３０４、入力ピストン
の環状溝３０９、パワーピストン内周面の環状溝３０２
、斜めの通孔３０５を介してドレン室２０９に通じてい
るのであるが、上記の作動と同時に弁Ｃか閉じ、右の加
圧室２０８の昇圧を可能とする。上記のように右の加圧
室２０８が昇圧されると、これがパワーピストン２０７
に加えられ、制動初期から所望の立上り出力が得られる
。

し力化この段階ではまだ以下説明するように入力ピスト
ン２１６には左の反力室２１７内でブレーキ反力圧が働
かないから、入力ピストン２１６は反力を受けることな
く踏力を大きく受け急速に左に動いて迅速に以上説明の
作動がなされて、ペダル踏力に対比してブースタの作動
圧が大きく得られるものである。すなわち、ブレーキの
効きが迅速となる。上記段階において左の反力室２１７
は、入力ピストン２１６の左方半分の中空の穴２１５、
曲り穴３２１、入力ピストン２１６の内周環状溝３１９
、半径方向の通孔３１８、パワーピストンの内周環状溝
３０２、斜めの通孔３０５を介してドレン室２０９に通
じていて大気圧である。

従つて上述のように反力を入力ピストン２１６に加えな
い。ブレーキペグルの踏み込みが続いていると上記の段
階は瞬時にして過ぎ、以下説明の作動に移る。

すなわち、右の加圧室の昇圧が所定値に達するとこれを
受圧中のスプール３１４はばね３１５に抗して左に動き
そのランド３２１ａと、対向環状溝３１９とが閉じる。
そのため反力室２１７を．それまでドレン室２０９に通
じていた前述の回路が遮断に変る。さらに加圧室２０８
の昇圧が続いてなおスプールが左に動くと、この反力室
２１７内にはパワー圧が入るようになる。すなわち、な
おスプール３１４が左に動くとその右の外周環状・溝３
１？は入力ピストン２１６の内周環状溝３１９と通する
ようになる。この環状溝３１９内に入つたパワー圧は以
下、小さい曲り穴３１２と、入力ピストン２１６左半分
の中空穴３１３を介して反力室２１７内に伝達する。た
だしこの反力室２１７内に伝達されるパワー圧は、圧縮
ばね３１５の設定荷重とスプール両端の圧力差との力の
つり合に、ランド３２１ａ及び環状溝３１９とでなす減
圧絞り弁作動を介して供給されるから、加圧室２０８内
のパワー圧よソー定値低い。この関係は第５図に示す。
なおこの段階におけるペグル踏力とブースタ内の助勢用
パワー圧との関係は、パワーピストン２０７の左方への
動きを入力ピストン２１６が追随する関係で弁Ｃと弁Ｄ
との開弁閉弁を微細に反覆しながら第５図のようなパワ
ー圧の線のようになる。また、入力とブースタの出力と
の関係も前述の第１図、第２図の実施例と同様に第６図
のようになる。以上説明のようにいわゆるクローズド型
のブースタについても本発明を実施できるものである。
第４図は、本発明を自動車のパワーステアリング系に組
み込れた実施例を示すものである。

第１図の実施例の部分と同一作動をなす部分には、同じ
符号に４００を加えた数字符号を付して図示し、重複説
明を避けその他の部分には５００以上の数の符号をもつ
て図示しかつ説明する。図の左上方のポンプ４０５から
の吐出流は、図示の配管により図中央の分流弁５００の
入口５０１に供給される。

分流弁５００には３個の出口があつてその右上方の出口
５０２からの液流は図の右上方のパワーステアリング５
０６に供給され、他の出口５０３からの液流は図下方の
ブースタ４０１の入口４０３に供給され、さらに他の出
口５０５からの液流はブースタの入口５０７に供給され
る。分流弁５００は本発明の対象となつていないので細
部の構造についての説明は省略するが、その作動は周知
のように、入口５０１に供給されるポンプからの吐出流
を分流して余剰流量をパワーステアリング５０６にほゞ
一定な制御流量を本発明ブースタ４０１とに供給する。

パワーステアリング５０６とブースタ４０１のうち何れ
か一方が作動中であつても、あるいは両者がともに作動
中であつても休止中であつても、これらには関係なく、
分流弁からの流量の供給がこの両者に得られる。ブース
タ４０１には前述の各実施例と異なり、第１の入口４０
３のはかにさらに、第２の入口５０７がある。

この入口５０７からの流量は、ブレーキペダルを急速に
踏んで急速制動をなすときの使用に供するものであるか
ら、後述することとし、まず、通常の作動とそのための
構造とを説明する。ブースタ４０１が図示のように休止
中であるときは、右端の入口４０３から第１の加圧室４
０８内に入つた液は、入力ピストン４１６の有する曲り
穴４２５を経て左方の半径方向の通孔４２６、パワーピ
ストン４０７の内周環状溝４２０，４２１、入力ピスト
ン４２６の外周環状溝５５０，５５１、斜めの通孔４２
３を介してドレン室４０９に流れ以下、ポンプリザーバ
４０６に流れる。

この休止回路には作動上無視し得る以上の抵抗はないか
ら、ブースタ４０１の各部は図示の非作動体止位置に静
止する。制動に当りまずブレーキペダルを介して入力ピ
ストン４１６が左方に動かされると、１連の３段階の作
動が順次なされる。

まず第１に環状溝４２０と５５０とがそれまでの連通か
ら遮断に変る。．そのために、右の加圧室４０８は、そ
れまで左のドレン室４０９と前述のように無抵抗連通し
ていた状態から、オリフィス４２７を介し通孔５５２、
環状溝５５１を介して、以下通孔４２３とドレン室４０
９を経て流れる有抵抗連通の状態に切換る。その抵抗の
ために第１加圧室４０８はまず昇圧してパワーピストン
４０７を加圧し、以下ロッド４０７ａを介してブレーキ
マスタシリンダを作動する。この段階では、オリフィス
４２７以下の流路には抵抗箇所がないから、反力室４１
７内は昇圧せず、従つて、入力ピストン４１６は、反力
室４１７内に露呈する受圧面に対しては反力の受圧がな
い。たゞし、この入力ピストンはパワーピストン４０７
内に滑動する部分の径Ｄ，よりハウジング４０２の壁を
貢通滑動する部分の径Ｄ。：を大きくしてあるから、そ
の段差に相当する環状受圧面に対して、加圧室４０８内
の液圧を受ける。しかしその受圧面は比較的小さく設定
してあるから、第１段階における加圧室４０８内に得ら
れる作動圧はその立上りが第５図に点線ｙで示すフよ
うに、少し傾斜した立上りとなる。従つて入力と出力と
の関係曲線も第６図のようにｙの傾斜をもつ。つぎに第
２の段階では、入力ピストンがさらに左方に動いて、環
状溝５５１と４２１との連通が実質的に作動に影響する
程度に絞られ始まる。

従つて反力室４１７は昇圧を始め、同時に右の加圧室４
０８もオリフィス４２７を介してさらに昇圧をする。た
ゞし、このときの回路ては、加圧室と反力室との間にオ
リフィス４２７を介して分流弁５００からほゞ一定流量
の液が流れているから、オリフィスより上流の加圧室４
０８の方が反力室の液圧よソー定値高圧に保たれる。こ
の状態は第５図に示されている。つぎに急制動に当つて
ブレーキペダルが急激に踏まれると、上述の第１と第２
の段階を急速に経過して、環状溝５５１と４２１との連
通が極端に絞られ、ついに遮断されるに至つてもなお、
入力ピストン４１６が左に進み、結局、パワーピストン
４０７の内周環状溝４２０が入力ピストンの最も右の外
周環状溝５５３と連通し、入力ピストン４１６が機械的
にパワーピストン４０７に当接して共動させるに至る。

加圧室４０８は、別の入口５０７からもポンプ吐出流を
受けるに至る。その結果、加圧室４０８の昇圧を早める
ことがてきる。従つて、ブースタの作動圧の立上りをよ
り早くすることができる。しかしながら上記の第３段階
では、ドレン室４０９への液の流れは遮断されているが
、加圧室４０８内はパワーピストン４０７の左動により
容積が増大している。

そのために、加圧室４０８内の液圧は若干時遅れた後ペ
ダル踏力の入力に匹敵する値に倒達する。その結果入力
ピストン４１６対パワーピストン４０７の相対関係は、
前述の第２段階へ戻るように変る。すなわち、まず環状
溝５５１と４２１とが開弁（たゝ゛し絞り作動をなす）
し、と同時に右方の２環状溝４２０と５５３とが閉弁し
加圧室４０８は入口５０７と遮断される。丁当然オリフ
ィス４２７を通過する液流が始まり、従つて加圧室と反
力室間に差圧も発生する。すなわち、第５図のような圧
力特性が得られる。以上説明のように本発明は、段付ピ
ストンのような複雑な構造の部分を備えることなく、簡
単な′構造のブースタをもつて、制動初期におけるブー
スタ作動圧の立上りを早急に得られて、制動の効きを良
好ならしめ得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明ハイドロリツクブース夕の各実
施例の従断面図、第５図と第６図はその特性を示すグラ
フである。１・・・・・・ハイドロリックブースタ、２・・・・
・・ハウジング、５・・・・・・ポンプ、６・・・・・
・リザーバ、１６・・・・・・入力ピストン、７・・・
・・・パワーピストン、１１・・・・・・マスタシリン
ダ。

Claims

【特許請求の範囲】

１ハウジング内に滑動自在に収容され且つブレーキマ
スタシリンダに連動するパワーピストンとこのパワーピ
ストンの中空の穴内に滑動自在にその先端部が収容され
た入力ピストンとを有し、前記パワーピストンが前記ハ
ウジング内にポンプに通じる加圧室とリザーバに通じる
ドレン室とを区画し、前記入力ピストンが前記パワーピ
ストンの中空の穴内に反力室を区画し、前記加圧室が前
記入力ピストンの中央通孔を介して前記反力室に連通さ
れ、前記パワーピストンの中空の穴の内周部と前記入力
ピストンの外周部とにより、前記入力ピストンの作動に
応答して前記加圧室から前記ドレン室への液流を絞つて
前記加圧室内を昇圧させる第１の弁と、この第１の弁の
作動に続いて作動して前記反力室から前記ドレン室への
液流を絞る第２の弁とが構成され、前記入力ピストンの
中央通孔から前記反力室へ流入する圧液に圧力降下を生
じさせる手段が設けられたことを特徴とする自動車の制
動用ハイドロリックブースタ。