JPS61175161A

JPS61175161A - サーボ補助マスターシリンダ組立体

Info

Publication number: JPS61175161A
Application number: JP61017695A
Authority: JP
Inventors: グリン・フイリツプ・レジナルド・フアー
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1985-01-29
Filing date: 1986-01-29
Publication date: 1986-08-06
Also published as: DE3663912D1; GB8502130D0; US4732002A; GB2170874A; AU5243986A; GB2170874B; IN166267B; GB8601626D0; EP0192346A1; EP0192346B1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、内部で１次および２次ピストンが動作する内
腔が設けられ、該ピストンが該内腔内に画成される１次
および２次圧力空間をそれぞれ加圧すべく作動するよう
になっているノ・ウジングと、各圧力空間をそれぞれ１
次および２次ブレーキ回路に接続するための出口と、前
記内腔の中で１次ピストンの背後に画成されるサーボ室
と、を有するマスターシリンダ；および作動油圧源から
のサーボ室の加圧を制御する弁装置を有し、該弁装置が
ペダルから前記マスターシリンダにかけられる入力に応
答して作動するようになっている制御弁組立体；を含む
型式の車箒油圧制動系用のサーボ補助マスターシリンダ
組立体に関する。

サーボ圧が直接に１次ピストンにかけられる、前記型式
のサーボ補助マスターシリンダ組立体は、可動壁および
出力部材を介してサーボ圧が１次ピストンに作用する、
従来のマスターシリンダとブースタが別々になった組立
体よりも軸方向のサイズが一般に小形化される。これは
英国特許出願公開１，４５６，２０５号明細書によシ明
らかであり、これは制御弁装置が通常は制動回路の一つ
の圧力に応答して作動し、そのため弁装置が作動する前
に制動系内の隙間が解消されるので、圧力源からの圧力
は隙間の解消のために浪費されないことを意味し、いま
一つの利点を有する。しかし、その回路が故障した場合
に所要の制動力を確保するように、組立体を配置する必
要があるという欠点もある。このことは特に弁装置の構
造、そして全般に組立体の構造をよシ複雑化して製作費
を高める傾向を生み、他の利点を打ち消してしまう。

本発明の一局面によれば、前記型式のサーボ補助マスタ
ーシリンダ組立体において、制御弁装置は１次圧力空間
の圧力および偏倚力にのみ応答して作動することができ
、１次および２次ピストンは内腔が許す最大隔離範囲ま
で相互に自由に隔離自在であり、２次ピストンの圧力有
効面積は１次ピストンの圧力有効面積よりも小さいので
、１次および２次ピストンは引込み位置においてほぼ衝
接する。

弁装置が１次圧力空間内の圧力および偏倚力にのみ応答
して作動するから、その構造および作動は簡単になるこ
とができる。このような配置において、１次制動回路が
故障すると、弁装置は作動し得ない。その結果、２次制
動回路にはサーボ補助が無くなる。ピストンの有効面積
が等しい従来のマスターシリンダでは、この状況で２次
ピストンを作動することは、余分のペダル行程とより強
いペダル踏み力を必要とする。成るマスターシリンダに
おいて、１次ピストンの行程は２つのブレーキ回路にお
ける流体押しのけ容積をまかなうのに対し、２次ピスト
ンの行程は１つの回路のみの流体押しのけ容積をまかな
う。ピストンが等しい面積を有する場合、１次ピストン
は２次ピストンよりも余計に移動するので、両者の引込
み位置において両者の隔離距離は大きくなるに違いない
。

このことは、１次回路が故障した場合、２次ピストンを
作動するのに余分なペダル行程と踏み力を必要とするこ
とになる。本発明において、構造の複雑性を増すことな
く２次ピストンの面積を減することによシこの欠点を克
服するようにピストンを配置したので、２次回路におい
て成る押しのけ容積を得るのに２次ピストンの行程は長
くなり、少なくとも１次ピストンと同じ行程となるよう
に配置した。よって両者の引込み位置において、ピスト
ンはほぼ衝接しているので、１次回路が故障した場合に
２次ピストンを作動するのに余分のペダル行程は無くな
り、また面積が小さいのでペダル踏み力も増大しないこ
とになる。何れの制動回路が故障した場合も、ペダルの
行程と踏み力がほぼ等しいように配置することが望まし
い。

制御弁装置はサーボ室を、油圧供給源に接続すべく入口
に、また作動油タンクに接続すべく出口に、それぞれ連
通するように制御する。

制御弁装置はスプールが内腔内で動作するスプール弁で
あることが望ましい。１次圧力空間の圧力がスプールの
一端に作用し、偏倚力が他端に作用する。偏倚力はサー
ボ室の圧力および偏倚ばねにより与えられる。

スプールの作動は１次圧力および偏倚力により制御され
るが、作動中のスプールの移動量は１次ピストンおよび
スプールの押しのけ容積プロファイルにより決まる。（
押しのけ容積プロファイルは成る与えられた距離を一部
材が軸方向に移動することにより排除される流体の量に
よシ決まる）。

望ましくは、１次ピストンの押しのけ容積プロファイル
はスプールのそれよシ大きくて、ピストンの小さな移動
がスプールの比較的大きな移動を生ずるようにする。こ
のことは、作動の際、弁がより迅速に応答し、従来のブ
ースタに比べ、弁作動に固有の運動損失が少ないことを
意味する。運動損失が少ないことはまた入口ポートと出
口ポートが共に閉じた時にスプールによシ制御される入
口ボートと出口ポートの間のオーバーラツプを犬きぐし
て、漏れを少なくするようにスプールを配置し得ること
になる。

１次圧力空間の圧力がダイヤフラムを介してスプールに
作用すると都合がよい。これはマスターシリンダ系をサ
ーボ系から分離するように働き、両者間の流体の漏れを
防ぎ、またスプールがシール摩擦なしで動くことを可能
にする。

従って、弁装置の構造および配置は極く簡単となる。１
次および２次ピストンも組立体が軸方向に小形化するよ
うに配置されることができる。内腔との滑動自在の密封
係合を得るように１次ピストンにシールを設け、２次ピ
ストンがハウジング内の固定シールを通して動作するよ
うに配置することによシ、上記を達成し得る。

サーボ室の圧力すなわちサーボ圧が１次圧力空間の圧力
にほぼ等しくなるように制御弁スプールを配置するのは
簡単であることが明らかである。

従ってサーボ補助マスターシリンダ組立体を塔載した車
輛のブレーキを働かせるのにサーボ圧を用いると好都合
である。

本発明のいま一つの局面によれば、各回路が少なくとも
２個の車輛ブレーキに供給する、１次および２次のブレ
ーキ回路を作動するように、本型式のサーボ補助マスタ
ーシリンダ組立体を組込んだ車輛油圧制動系において、
１次ブレーキ回路により通常供給されるブレーキの少な
くとも１個はサーボ室から供給される。

１次ピストンの行程は１次ブレーキ回路の流体押しのけ
容積と同じ容積をまかなう必要がないから１次ピストン
の行程を減するので、ペダル行程を減する利点がある。

通常、１次回路が１個の後輪ブレーキのみに供給する場
合は、サーボ室がこのブレーキに供給するように配置す
る。通常、１次回路が両方の後輪ブレーキに供給する場
合は、サーボ室がそのうちの１個に供給する。

以下に添付図面を参照しつつ本発明の詳細な説明する。

第１図は車輛制動系に用いるサーボ補助マスターシリン
ダ組立体１を示す。該組立体１はマスターシリンダ４を
収容する縦方向の段付き内腔３を持つハウジング２を有
する。マスターシリンダの１次ピストン５および２次ピ
ストン６が内腔３の中で縦列で動作する。これらのピス
トンは内腔３中に画成される１次および２次圧力空間７
，８を加圧するために働き、出口９．１０が１次および
２次圧力空間をそれぞれ１次および２次ブレーキ回路（
図示せず）へつなぐ。サーボ室１１も内腔３の中に１次
ピストン５の背後に画成される。ハウジング２は横方向
の段付き内腔１２を有し、この中に制御弁装置１３があ
って、この装置がペダル（図示せず）から１次ピストン
５にかけられる入力に応答してサーボ室１１の刀口圧を
制御する。

１次ピストン５は段付き外形を有し、内腔３の後方端に
ある。ピストン５は組立体１６により内腔３の中に位置
決めされるシール１５を介して動作する後方部分１４を
有する。シール１５はサーボ室１１の後方シールを形成
し、該室１１の前方シール１７は１次ピストン５により
担持される。

１次ピストン５の前方端は直径が細くなってシール１８
を担持し、シール１８はスタッド２０によシ固定される
クリップ１９によってピストン上に保持される。・・ウ
ジング内の半径方向の回復ポート２１は１次圧力空間７
とブレーキ油タンク（図示せず）との間の連通を与え、
この連通はシール】８とポート２１の協働によシ制御さ
れる。内腔３の中で１次ピストン５の回シにシール１７
．１８の間に画成される環形室２２はブレーキ油タンク
に恒常的に接続される。

２次ピストン６は内腔３の前方端で動作し、１次ピスト
ン５に対して口出に分離自在である。２次ピストン６は
直径が細いので、１次ピストン５よりも圧力有効面積が
小さい。制動中の２次ピストン６の行程が１次ピストン
の行程にほぼ等しくなるように有効面積が決められてい
る。従って図示の引込み位置では両ピストンは衝接する
。それにより単独のマスターシリンダ戻しばね２３の使
用が可能となり、該ばねは内腔３の閉鎖された前端２４
と２次ピストン６との間で作用し、ばね２３の一部はピ
ストン６の前方端のくぼみ２５の中に収容される。２次
ピストンは内腔３の中にある組立体２６を介して動作す
る。この組立体ば２個のシール２７．２８を有し、その
中間に２次圧力空間８の回復ポート３０を有する部材２
９が有る。第１のシール２７は１次圧力空間７の前方端
のためのシールを形成する。第２のシール２８は２次ピ
ストン６にある半径方向通路３１と協働して回復ポート
３０と２次圧力空間８の間の連通を制御する。保持クリ
ップ３２．３３が組立体２６を内腔３の中に固定する。

制御弁装置１３は加圧作動油源（図示せず）に接続され
た入口３７または作動油タンク（図示せず）に接続され
た出口３７との連通な制御することによりサーボ室１１
の加圧を制御する。内腔１２の外方端にあるプラグ３６
により内腔１２の中に位置決めされるスリーブ３５の中
を滑動するスプール３４を制御弁装置１３が有する。入
口３７および出口３８にそれぞれつながる半径方向の入
口ポート４１および出口ポート４２を通る流れを制御す
るランド部３９．４０をスプール３４が有する。直径が
小さくなったスプール３４の中央部分の回シに室４５が
スリーブ３５内に画成され、この室はスリーブ３５の半
径方向ポート４６およびハウジング内の斜め通路４７を
介してサーボ室１１に接続される。スプール３４にある
半径方向通路４８および軸方向通路４９は室２５をプラ
グ３６内に画成される偏倚室５０につなげ、偏倚室内の
圧力がスプール３４を内方に付勢すべく働く０プラグ３
６とスプール３４上の円形クリップ５２の間でも軽い偏
倚ばね５１が働いてスプール３４を内方に偏倚する。内
腔１２の内方端に制御室５３が画成され、該室５３が１
次圧力空間７に連通ずる。室５３内の圧力は可撓密封ダ
イヤフラム５４を介してスプール３４の内方端に作用す
る。ダイヤフラム５４はスリーブ３５により位置決めさ
れ、スプール３４が動く時にスプールにシール摩擦を与
えることなくマスターシリンダと弁装置との間のシール
を与える。事実、ダイヤフラム５４はマスターシリンダ
系とサーボ系の間に特に有効なシールを与えるが、これ
は１次ブレーキ回路の作動に悪影響を及ぼすであろう気
泡をサーボ系の流体が含む可能性があるので必要である
。

従って、制御室５３内に作用する１次圧力と、偏倚室５
０内の圧力および偏倚ばね５１によシ与えられる偏倚力
とによシスプール３４の作動が制御される。作動中のス
プール３４の移動量は１次ピストン５およびスプール３
４の押しのけ容積プロファイル、つまりこれらの部材が
軸方向に成る距離だけ移動することにより押しのけられ
る流体の量により決まる。この場合、ピストン５の押し
のけ容積プロファイルはスプール３４のそれの約５倍で
あるから、ピストン５の０．２朋の移動はスプール３４
の１　ｍＷＬの移動となる。これは弁の応答時間を向上
させ、弁作動に特有の運動損失を減する。運動損失の減
少はまた、入口ボート４１と出口ポート４２が共にスプ
ール３４により閉鎖された時の両者のオーバーラツプを
大きくすることができ、スプール３４を通る漏れ量を減
じて弁装置をよシ効率的にする仁とを意味する。

図示の非作動位贋において、全ての部品は引込み位置に
あシ、１次および２次圧力空間７．８がブレーキ油タン
クに接続され、サーボ室１１が作動油タンクに接続され
る。

ペダルからの入力が１次ピストン５にかかると、１次お
よび２次ピストン５，６がばね２３０力に逆らって動く
。この動きは先ずそれぞれの回復ボートを閉じ、つぎに
制動系における隙間を吸収する。隙間がいったん吸収さ
れると、圧力室７．８内の圧力は増してブレーキ回路の
加圧を開始する。

この間、ピストン５，６はほぼいっしょに動く。

制御室５３にも存在する１次圧はばね５１の力に打ち勝
つのに充分な力をスプール３４にかけ、スプール３４は
外方に動く。これで出口ポート４２は閉じ、室４５を出
口３８から遮断し、ついで入口ポート４１を開き高圧流
体を入口３７から室４５へ、さらにはサーボ室１１へ流
し、そこで１次ピストン５に作用してマスターシリンダ
の出力を増強する。サーボ室１１内のサーボ圧力は偏倚
室５０の中にも存在し、これが室５３内の制御圧に対抗
して働く。サーボ圧が制御圧にほぼ等しくなった時、ス
プール３４を釣合位置に動かして、入口ボート４１およ
び出口ポート４２が共に閉じる０人力が除去されると、空間７．８内の圧力が減じて、戻
しばね２３によりマスターシリンダ部品を引込み位置に
戻す。１次圧の減少はまたスプール３４が内方に動くこ
とを可能にし、サーボ室１１と作動油タンクの間の流体
連通を再開する。

サーボ圧が消失すると、マスターシリンダ４は単に人力
によって作動されることができる。

１次圧力空間内の圧力が落ちると２．弁装置１３はもち
ろん作動することはできないのでサーボ補助は失われる
。しかし２次ブレーキ回路を比較的容易に適用すること
ができる。ピストン５．６の間には吸収すべき隙間が無
いので、入力は１次ピストンを介して直ちに２次ピスト
ンにかけられ、余分のペダル行程はない。さらに、２次
ピストン６の直径を小さくしであるのは、成る所定の制
動力を生ずるのに必要なペダル踏み力が比較的少なくて
よいことを意味する。

２次ブレーキ回路内の圧力が落ちると、ピストン５，６
は２次ピストンが内腔３の端２４に衝接する迄（面積の
違いによシこの位置では１次ピストン５から離れるであ
ろう）、動き、ついで１次ピストン５は通常通シサーボ
補助を得て作動して１欠字間７を加圧する。実際には、
これら２つの故障の場合、所要のペダルの行程および力
はほぼ等しい。

このサーボ補助マスターシリンダ組立体の作動は従って
別個のサーボを有する従来のマスターシリンダに非常に
似ているが、従来の装置に比べて幾つかの利点を有する
。従来のものより遥かに単純で軸方向に小形化され、弁
装置の作動はよシ迅速で損失運動が少ない。さらに弁装
置が作動する前に系内の隙間が吸収されるので、供給源
からの圧力がこれらの隙間を吸収するのに浪費されない
。

第２図は第１図の組立体の変形を示す。第２図において
、制御弁装置１３は縦方向内腔５９の中に収容され、こ
れがハウジング２の製作を単純化する。スプール３４の
構造は、円形クリップ５２がシルクハツト形部材６０に
代わり、室４５が無くなって、通路４７がサーボ室１１
を直接に偏倚室５０に接続している点が異る。偏倚室５
０は軸方向通路６１、スプール３４の半径方向ポート６
２、および出口ポート４２を介して出口３８に連通し、
またスリーブ３５の半径方向ポート６３、スプール３４
の環形みぞ６４、および入口ポート４１を介して入口３
７に連通ずる。制御室５３は斜め通路６５を介して１次
圧力空間７に連通ずる。

いま一つの変形は製作を容易にするためにハウジング２
を２つの部品６６．６７に別けることである。後方部品
６６は１次圧力空間７を抱き、前方部品６７は２次圧力
空間８を抱く。これは組立体２６を内腔３内に組込むの
を容易にする。組立体２６も改造され、変形部材２９が
クリップ３２゜３３の代シにいま一つの部材６８および
円形クリップ６９により保持される。

それ以外は、第２図の組立体の構造および作動は第１図
のそれと等しく、対応部品には対応する番号を付しであ
る。

図示の実施例において、サーボ圧は１次圧力空間７の圧
力にほぼ等しいことが明らかであろう。

従って、サーボ圧を用いてブレーキを作動することが可
能であり、ペダル行程を減するという利点を生ずる。す
なわち、１次回路のブレーキの一つに、１欠字間７から
の圧力の代りにサーボ圧がかけられると、１次ピストン
５の行程は１次回路の流体押しのけ容積と同じ量を押し
のける必要はないので、その行程、従ってペダルの行程
を減することができる。

第３図および第４図はこの原理を用いた制動系を示す。

第３図において、１次および２次制動回路の作動のため
に第１図のサーボ補助マスターシリンダ組立体を組込ん
だ車輛油圧制動系が示される。サーボの圧力源はポンプ
７０により供給されるアキュムレータ７１である。４個
の車輛ブレーキ７２，７３，７４．７５（うち、７２．
７３が前輪ブレーキ）が示される。１個の前輪ブレーキ
７３および対角線上反対側の後輪ブレーキ７４は２次圧
力空間により供給される。通常は、他の２個のブレーキ
７２．７５は１次圧力空間によシ供給される。しかし、
この場合は前輪ブレーキ７２のみがこの１次圧力空間に
より供給され、後輪ブレーキ７５はサーボ室から供給さ
れる。

第４図は第３図と同じ構成部品を示すが、制動回路の配
置が異なる。本図では、前輪ブレーキ７２．７３が２次
圧力空間から供給され、１個の後輪ブレーキ７４ば１次
圧力空間から、また他の後輪ブレーキ７５はサーボ室か
ら供給される。

【図面の簡単な説明】第１図はサーボ補助マスターシリンダ組立体の縦断面図
、第２図は変形を示す第１図同様の図、第３図は車輛制動系の略図、第４図は車輛制動系のいま一つの略図。１・・・マスターシリンダ組立体２・・・ハウジング　　　　　３・・・内　腔５・・・
１次ピストン　　　　６・・・２次ピストン７・・・１
次圧力空間　　　　８・・・２次圧力空間９．１０・・
・出　口　　　１１・・・サーボ室１２・・・内　腔　
　　　　１３・・・制御弁装置３４・・・スプール　　
　　５１・・・偏倚ばね５４・・・ダイヤフラム（外５名）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）内部で１次ピストン５および２次ピストンが動作
する内腔３が設けられ、該ピストンが該内腔内に画成さ
れる１次圧力空間７および２次圧力空間８をそれぞれ加
圧すべく作動するようになっているハウジング２と、前
記各圧力空間をそれぞれ１次および２次ブレーキ回路に
接続するための出口９、１０と、前記内腔３の中で前記
１次ピストン５の背後に画成されるサーボ室と、を有す
るマスターシリンダ；および作動油圧源からの前記サー
ボ室１１の加圧を制御する弁装置１３を有し、該弁装置
１３がペダルから前記マスターシリンダにかけられる入
力に応答して作動するようになっている制御弁組立体；
を含む車輛油圧制動系用サーボ補助マスターシリンダ組
立体であって、前記制御弁装置１３が前記１次圧力空間
７の圧力および偏倚力に応答してのみ作動することがで
き、前記１次および２次ピストン５、６が相互に前記内
腔３が許す最大隔離範囲まで自由に隔離自在であり、前
記２次ピストン６の圧力有効面積が前記１次ピストン５
の圧力有効面積よりも小さいので、前記１次および２次
ピストン５、６は引込み位置においてほぼ衝接している
こと、を特徴とするサーボ補助マスターシリンダ組立体
。
（２）前記制御弁装置１３が内腔１２の中で動作するス
プール３４を含む、特許請求の範囲第（１）項に記載の
サーボ補助マスターシリンダ組立体。
（３）前記１次圧力空間７の圧力が前記スプール３４の
一端に作用し、前記偏倚力が他端に作用することを特徴
とする、特許請求の範囲第（２）項に記載のサーボ補助
マスターシリンダ組立体。
（４）前記偏倚力が前記サーボ室１１の圧力と偏倚ばね
５１により与えられることを特徴とする、特許請求の範
囲第（１）項に記載のサーボ補助マスターシリンダ組立
体。
（５）前記１次圧力空間７の圧力がダイヤフラム５４を
介して前記スプール３４に作用することを特徴とする、
特許請求の範囲第（２）項乃至第（４）項の任意の項に
記載のサーボ補助マスターシリンダ組立体。