JPS6325260Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は流体圧力を利用してブレーキ装置の操
作力を倍力するブレーキブースタに関するもので
あり、特に、その助勢限界点の付近におけるブレ
ーキ操作感覚の変化が緩やかなブレーキブースタ
に関するものである。

一般に、ブレーキブースタは、両側の圧力差に
従つて作動するパワーピストンと、そのパワーピ
ストンに形成された段付き穴の大径部に嵌め入れ
られて出力部材に力を伝達する大径プランジヤ
と、入力部材に連結されて段付き穴の小径部に嵌
め入れられた小径プランジヤと、それ等大径プラ
ンジヤと小径プランジヤとの間の大径部に配設さ
れて、その大径プランジヤからの反力をその小径
プランジヤおよびパワーピストンに配分する軟質
弾性体製のリアクシヨン部材とを備え、大径プラ
ンジヤおよび小径プランジヤのリアクシヨン部材
に対する受圧面積比に応じた倍力率で、入力部材
に加えられた入力を倍力して出力部材に伝達する
ように構成されている。

しかしながら、斯る従来のブレーキブースタに
おいては、パワーピストンの助勢力が限界となる
助勢限界点付近において、入力部材に付与される
ブレーキペダル操作力に対して出力部材からブレ
ーキ装置に出力される力の倍力率が急激に低下す
るため、運転者にブレーキペダルがボトミング
（床に当たる現象）したかのような印象を与え易
い欠点があつた。特に、近年の大型高級車両のよ
うに常用域における倍力率を大きくしたブレーキ
ブースタにおいては、そのような欠点が著るし
く、ブレーキ操作感覚が悪いのである。

他方、そのような欠点を軽減するため、通常域
における倍力率を小さく設定したり、パワーピス
トンの助勢限界点前にタイヤがロツクするように
設定することが考えられるが、前者においては常
用域におけるブレーキ操作性が損われてブレーキ
ブースタ本来の意義が失われ、後者においてはロ
ツク付近の微妙なブレーキ操作が困難となる不都
合が生ずるのである。

本考案は以上の事情を背景として為されたもの
であり、その目的とするところは、常用域におけ
る倍力率を低下させることなく、助勢限界点付近
のブレーキ操作感覚の変化が滑らかにされたブレ
ーキブースタを提供することにある。

斯る目的を達成するため、本考案の要旨とする
ところは、両側の圧力差に従つて作動するパワー
ピストンと、このパワーピストンに形成された段
付き穴の大径部に嵌め入れられて出力部材に力を
伝達する大径プランジヤと、入力部材に連結され
て前記段付き穴の小径部に嵌め入れられた小径プ
ランジヤと、前記大径プランジヤとその小径プラ
ンジヤとの間の大径部に配設されて、その大径プ
ランジヤからの反力を小径プランジヤおよび前記
パワーピストンに分担させる軟質弾性体製のリア
クシヨン部材とを備え、大径プランジヤおよび小
径プランジヤのリアクシヨン部材に対する受圧面
積比に応じた倍力率で、入力部材に加えられた入
力を倍力して出力部材に伝達するブレーキブース
タにおいて、前記小径プランジヤよりも大きい径
を有し、前記リアクシヨン部材に前記大径プラン
ジヤからの反力が加えられたとき、外周部を支点
として中央部が緩やかな曲面で前記小径プランジ
ヤ側へ弾性変形させられる弾性板材を上記リアク
シヨン部材に隣接して設けたことにある。

このようにすれば、前記リアクシヨン部材に前
記大径プランジヤからの反力が加えられたときに
は、リアクシヨン部材に押し出されることによ
り、弾性板材はその外周部を支点としてその中央
部が緩やかな曲面で前記小径プランジヤ側へ弾性
変形させられる。そして、このような弾性板材の
弾性変形により、小径プランジヤの相対的前進に
伴つて小径プランジヤの弾性板材に対する受圧面
積が連続的に増加させられて、パワーピストンの
助勢限界点に至る前に倍力率が連続的に減少させ
られるので、常用域における倍力率を低くするこ
となく、助勢限界点付近におけるブレーキ操作感
覚の変化が連続的且つ滑らかとされ得るのであ
る。

以下、本考案の一実施例を示す図面に基づいて
詳細に説明する。

第１図において、ブレーキブースタ１０は、ブ
レーキペダル１１から入力部材である入力ロツド
１２に加えられた操作力を倍力して、出力部材で
ある出力ロツド１３からマスタシリンダ１４へ出
力するものである。そのブレーキブースタ１０は
フロントシエル１６とリヤシエル１８とから成る
気密な空室を備えており、その空室はダイヤフラ
ム式のパワーピストン２０によつて定圧室２２お
よび変圧室２４に二分されている。定圧室２２は
管継手２６を経てエンジンのインテイクマニホル
ド、バキユームポンプ等の負圧源２８に接続され
て常時負圧とされており、変圧室２４は後述の制
御弁によつて定圧室２２または大気に選択的に連
通させられて内圧が制御されるようになつてい
る。

パワーピストン２０は、椀状のダイヤフラムプ
レート３０と、ダイヤフラムプレート３０に重ね
られて周囲が空室内に固定されたダイヤフラムゴ
ム３２と、ダイヤフラムプレート３０の中央部に
爪によつて固定されたパワーピストン本体３４と
から構成され、定圧室２２と変圧室２４との圧力
差に基づいて軸方向に駆動されるようになつてい
る。

パワーピストン本体３４には制御弁３６と中継
機構３８とが設けられてる。その制御弁３６は、
パワーピストン本体３４に形成された第１弁座４
０と、パワーピストン本体３４に摺動可能に嵌合
され、入力ロツド１２に連結されたバルブプラン
ジラ４４に形成された第２弁座４６と、両弁座４
０，４６に対して共通に配設された弾性体である
バルブエレメント４８とから構成されている。そ
して、パワーピストン本体３４には定圧室２２お
よび変圧室２４に通じる空気流通路５０および５
２が形成されている。したがつて、バルブエレメ
ント４８が第２弁座４６に着座させられている場
合には空気流通路５０および５２を通して定圧室
２２と変圧室２４とが連通させられるが、入力ロ
ツド１２が前進させられるに伴つてバルブエレメ
ント４８と第２弁座４６とが離され、バルブエレ
メント４８が第１弁座４０に着座すると、空気流
通路５０が閉じられるとともに空気流通路５２を
通して大気と変圧室２４とが連通させられるよう
になつている。

また、パワーピストン本体３４に設けられた切
欠孔には、バルブプランジヤ４４の中間部に形成
された円周状の溝に係合し、バルブプランジヤ４
４の前進端および後進端を規制する双股状のスト
ツパキー５４が押し込まれ、そのストツパキー５
４はパワーピストン本体３４に周設された円環状
のストツパリング５６によつて抜出しが防止され
ている。そして、パワーピストン本体３４のリヤ
シエル１８から突出した部分はブーツ５８によつ
て覆われており、ブーツ５８の後端には変圧室２
４に大気を送るための図示しない空気吸入口が穿
設されている。

一方、出力ロツド１３はフロントシエル１６の
中央部を貫通した状態で軸方向の移動が自在に配
設されており、入力ロツド１２に加えられた操作
力とその操作力に応じたパワーピストン２０の助
勢力とが中継機構３８を介して出力ロツド１３に
伝達されるようになつている。すなわち、第２図
に詳細に示されるように、中継機構３８は、パワ
ーピストン本体３４の中央部に形成された段付き
穴の小径部６０に軸方向の摺動が自在に嵌合さ
れ、バルブプランジヤ４４の前方端部に形成され
た小径プランジヤ部６２と、その段付き穴の大径
部６４に軸方向の摺動が自在に嵌合され、出力ロ
ツド１３の後方端部に一体的に設けられた大径プ
ランジヤ部６６と、それ等小径プランジヤ部６２
と大径プランジヤ部６６との間の大径部６４に配
設されたリアクシヨン部材である第１リアクシヨ
ン部材６８および第２リアクシヨン部材７０とか
ら構成されている。小径プランジヤ６２は段付き
状に形成されて大径プランジヤ６６に対向する円
形の端面７２とそれより後方側に位置する円環状
の端面７４とを備えている。第１リアクシヨン部
材６８は大径プランジヤ部６６と同径の円板状を
成すとともに、第２リアクシヨン部材７０は小径
プランジヤ部６２の前方の段部が摺動可能に嵌挿
された穴を有し且つ第１リアクシヨン部材６８と
同径の円環状を成し、同様の円環状スペーサ７６
を介して重ね合わせられている。小径プランジヤ
部６２よりも大きい径を有し、第１リアクシヨン
部材６８に大径プランジヤ部６６からの反力が加
えられたとき、スペーサ７６により支持される外
周部を支点として中央部が緩やかな曲面で小径プ
ランジヤ部６２側へ弾性変形させられる弾性板材
７７が第１リアクシヨン部材６８に隣接して設け
られている。そして、その弾性板材７７の弾性変
形によつてスペーサ７６の中央孔の開口縁に弾性
板材７７が接したとき、高い接触面圧によつて変
形や破損が生じないように、その開口縁部が滑ら
かに面取りされている。ここで、第１リアクシヨ
ン部材６８がきわめて軟質の弾性体製であつて、
そのままでは圧縮に従つて端面７２に向つて膨出
する面が平面状となるので、薄板ばね鋼、隣青銅
板、軟質ゴム板等の比較的硬い模状体である弾性
板材７７が、膨出面を凸曲面とし且つ大損傷から
保護する保護層機能を有するのである。また、ブ
レーキブースタ１０の非作動状態において、端面
７２と弾性板材７７との間隙Ａが、端面７４と第
２リアクシヨン部材７０との間隙Ｂよりも大きく
設定されている。それ等の異なる間隙は、小径プ
ランジヤ部６２のパワーピストン本体３４に対す
る前進に伴つて、小径プランジヤ部６２の受圧面
積を段階的に増加させるものである。尚、第１リ
アクシヨン部材６８および第２リアクシヨン部材
７０は天然ゴム、ニトリルゴム等の軟質弾性体製
である。

第１図に戻つて、フロントシエル１６とパワー
ピストン本体３４との間にはコイル状のリターン
スプリング７８が介挿されるとともに、リターン
スプリング７８とパワーピストン本体３４との間
にはスプリング受け８０が配設され、パワーピス
トン本体３４および出力ロツド１３が常時後方
（入力ロツド１２側）に向つて付勢されている。

以下、本実施例の作動を説明する。

ブレーキペダル１１が踏込まれていない状態に
おいては、第２弁座４６にバルブエレメント４８
が着座させられるとともに第１弁座４０とバルブ
エレメント４８が離されているため、変圧室２４
と定圧室２２とが連通させられてパワーピストン
２０の両側には圧力差が発生しない。このため、
パワーピストン本体３４および出力ロツド１３が
リターンスプリング７８の付勢力に従つて最も後
方に位置させられている。第１図および第２図は
この状態を示す。

このような状態からブレーキペダル１１が操作
されて入力ロツド１３が前進させられると、バル
ブプランジヤ４４がパワーピストン本体３４に対
して相対的に前進させられるので、第１弁座４０
にバルブエレメント４８が着座させられるととも
に、第２弁座４６とバルブエレメント４８とが離
される。このため、そのような制御弁３６の開度
に応じて変圧室２４内に大気が流入させられてパ
ワーピストン２０の両側に圧力差が生じるので、
パワーピストン２０がバルブプランジヤ４４とと
もに前進させられるとともに、そのパワーピスト
ン２０の動きが第２リアクシヨン部材７０、スペ
ーサ７６および第１リアクシヨン部材６８を通じ
て出力ロツド１３に伝達され、出力ロツド１３が
突き出される。これによつてマスタシリンダ１４
内の制動液が図示しないブレーキ系統へ供給され
てブレーキクリアランスが消滅し、制動効果が現
われ始める。このとき、出力ロツド１３に加えら
れるブレーキ反力によつて隙間Ｂが消滅させられ
て円環状の端面７４と第２リアクシヨン部材７０
とが当接し、そのブレーキ反力が第２リアクシヨ
ン部材７０に対する受圧面積比に従つてパワーピ
ストン本体３４とバルブプランジヤ４４に配分さ
れる。すなわち、たとえば端面７４の面積をＣ、
段付き穴における大径部６４と小径部６０との間
の段部が第２リアクシヨン部材７０の端面に接触
する面積をＤとすると、入力ロツド１２に加えら
れた操作力がパワーピストン２０に助勢されて
（Ｃ＋Ｄ）／Ｃの高い倍力率で出力ロツド１３に
伝達されるのである。第３図の直線Ｘはこのよう
な浄用域における関係を示す。

次に、ブレーキペダル１１の操作力が一層強め
られると、出力ロツド１３に加えられるブレーキ
反力が増大するので、第１リアクシヨン部材６８
の端面７２に対向する部分が弾性板材７７の作用
によつて凸状に膨出させられて端面７２に当接
し、第４図に示される状態となる。すなわち、大
径プランジヤ部６６からの反力が加えられたとき
には、第１リアクシヨン部材６８に押し出される
ことにより、弾性板材７７はその外周部を支点と
してその中央部が緩やかな曲面で前記小径プラン
ジヤ部６２側へ弾性変形させられる。したがつ
て、バルブプランジヤの受圧面積が増大し、倍力
率が一段階低くされるので、ブレーキ操作が少し
重い感じとされる。第３図の曲線Ｙはこのような
関係を示す、すなわち、たとえば、弾性板材７７
を挾んだ端面７２の第１リアクシヨン部材６８か
らの受圧面積、換言すれば端面７２と弾性板材７
７との接触面積をＥとすると、入力ロツド１２に
加えられた操作力が（Ｃ＋Ｄ＋Ｅ）／（Ｄ＋Ｅ）
の倍力率で出力ロツド１３に伝達されるのであ
る。そして、その接触面積Ｅはブレーキ反力の高
まりとともに連続的に増加するので、倍力率が連
続的且つ滑らかに低下し、曲線Ｙで表わされる特
性が得られるのである。

更に、ブレーキペダル１１の操作力が強められ
ると、パワーピストンの両側の圧力差が限界に達
するとともに、端面７２と弾性板材７７とが全面
的に接触し、以後ブレーキペダル１１に加えられ
る操作力の変化がそのまま出力ロツド１３の出力
の変化として伝達される。すなわち、パワーピス
トン２０は操作力の変化に拘らず一定の助勢力を
出力ロツド１３に伝達する状態となるので、出力
ロツド１３から出力される力は入力ロツド１２に
加えられた操作力にその一定の助勢力を加えたも
のとなるのである。したがつて、このような状態
における入力に対する出力の倍力率（変化率）は
「１」となり、第３図のＺはこの状態を示す。

このように、従来のブレーキブースタによれ
ば、第３図の破線に示されるように、パワーピス
トンの助勢限界点（破線中の折点）付近において
倍力率が急激に減少するので、ブレーキ操作感覚
が急変して運転者にブレーキペダルがボトミング
（着床）したかのような印象を与え易いのに対し、
本実施例によれば、バルブプランジヤ４４のリア
クシヨン部材６８，７０に対する受圧面積がバル
ブプランジヤ４４の前進に伴つて先ず段階的に増
加させられるとともに助勢限界点付近において連
続的に増加させられるので、パワーピストン２０
の助勢限界点（曲線Ｙと直線Ｚとの中間点）に至
る前に先ず倍力率が段階的に減少させられるとと
もに助勢限界点付近において連続的に減少させら
れる。したがつて、助勢限界点付近におけるブレ
ーキ操作感覚の変化が小さく且つ滑らかとなり、
特に、大型高級車両のように助勢限界点前の常用
域の倍力率が大きくされたブレーキブースタにお
いて、常用域の倍力率を低下させることなく、ブ
レーキペダルがボトミングしたような操作感覚が
大幅に解消されるのである。

以上本考案の一実施例を示す図面に基づいて説
明したが、本考案はその他の態様においても適用
される。

たとえば、前述の実施例における大径プランジ
ヤ部６６は出力ロツド１３に一体的に設けられて
いるが、大径プランジヤ部６６と出力ロツド１３
とが軸方向の相対移動可能に設けられ、大径プラ
ンジヤ部６６とパワーピストン２０との間に装架
されたレバーを介して出力ロツド１３に出力が伝
達されるようにしたブレーキブースタであつても
良いのである。

前述の実施例において、小径プランジヤ部６２
を単純な円柱状とするとともに、第２リアクシヨ
ン部材７０およびスペーサ７６を取除き、その小
径プランジヤ部６２の端面とブレーキ反力に従つ
て膨出する弾性板材７７との接触面積、換言すれ
ば、弾性板材７７を介した小径プランジヤ部６２
端面の第１リアクシヨン部材６８に対する受圧面
積が、バルブプランジヤ４４の前進に伴つて連続
的に増加させられ、パワーピストン２０の助勢限
界点前に倍力率が連続的に低下させられるように
しても一応の効果が得られるのである。

尚、上述したのはあくまでも本考案の一実施例
であり、本考案はその精神を逸脱しない範囲にお
いて種々変更が加えられ得るものである。

以上詳記したように、本考案のブレーキブース
タによれば、小径プランジヤが前進させられるの
に伴つて、弾性板材によつてリアクシヨン部材の
小径プランジヤに対応する面が緩やかな曲面に変
形させられるとともに、その曲面に接することに
よつて小径プランジヤのリアクシヨン部材に対す
る受圧面積が連続的に増加させられて、パワーピ
ストンの助勢限界点に至る前に倍力率が連続的に
減少させられるので、常用域における倍力率を低
くすることなく、助勢限界点付近におけるブレー
キ操作感覚の変化が連続的かつ滑らかに為される
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の構成を示す一部を
切欠いた正面図である。第２図は第１図の要部を
示す部分断面図である。第３図および第４図は第
１図の作動を説明するグラフおよび図である。 １２……入力ロツド、１３……出力ロツド、２
０……パワーピストン、６０……小径部、６２…
…小径プランジヤ部（小径プランジヤ）、６４…
…大径部、６６……大径プランジヤ部（大径プラ
ンジヤ）、６８……第１リアクシヨン部材（リア
クシヨン部材）、７７……弾性板材。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 両側の圧力差に従つて作動するパワーピストン
   と、該パワーピストンに形成された段付き穴の大
   径部に嵌め入れられて出力部材に力を伝達する大
   径プランジヤと、入力部材に連結されて前記段付
   き穴の小径部に嵌め入れられた小径プランジヤ
   と、前記大径プランジヤと該小径プランジヤとの
   間の大径部に配設されて、該大径プランジヤから
   の反力を該小径プランジヤおよび前記パワーピス
   トンに分担させる軟質弾性体製のリアクシヨン部
   材とを備え、該大径プランジヤおよび小径プラン
   ジヤの該リアクシヨン部材に対する受圧面積比に
   応じた倍力率で、入力部材に加えられた入力を倍
   力して出力部材に伝達するブレーキブースタにお
   いて、 前記小径プランジヤよりも大きい径を有し、前
   記リアクシヨン部材に前記大径プランジヤからの
   反力が加えられたとき、外周部を支点として中央
   部が緩やかな曲面で該小径プランジヤ側へ弾性変
   形させられる弾性板材を該リアクシヨン部材に隣
   接して設けたことを特徴とするブレーキブース
   タ。