KR19990063391A - 브레이크 시스템 - Google Patents

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미치오 코바야시
마사히로 시마다
히데후미 이노우에
요시야스 다카사키
마사히로 이케다
마코토 와타나베
마모루 사와다
유조 이모토
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오카베 히로무
가부시키가이샤 덴소
요시다 토시오
지도샤기기 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 브레이크 시스템(1)은, 브레이크를 조작하기 위한 브레이크페달 등의 브레이크 조작수단(2)과, 기본적으로는, 유체(流體)에 의하여 이 브레이크 조작수단(2)의 스트로크(stroke)를 가변제어하는 유체(流體)가변스트로크수단(3)과, 브레이크 조작수단(2)의 조작에 의하여 작동하는 브레이크력을 발생하는 브레이크력 발생수단(4)으로 구성된다. 그리고, 브레이크 조작수단(2)을 조작함으로써, 브레이크력 발생수단(4)이 브레이크 작동을 행하지만, 그때 브레이크 조작수단(2)의 조작량 즉, 스트로크를 항상 또는 수시로, 유체가변스트로크수단(3)이 유체에 의하여 다양한 스트로크로 변경 가능하게 되어 있다. 이와 같이, 브레이크페달의 스트로크를 바꾸는 것이 가능하게 되기 때문에 적정한 페달스트로크를 얻을 수 있다.

Description

브레이크 시스템
본 발명은 동일 제동력에 대해서 브레이크페달 등의 브레이크 조작수단의 스트로크(stroke)를 바꿀 수 있는 브레이크 시스템에 관한 것이다.
자동차의 브레이크 시스템에 있어서는, 브레이크페달을 밟음으로써 마스터실린더(master cylinder)가 작동하여 마스터실린더압을 발생시키고, 이 마스터실린더압이 휠실린더(wheel cylinder)에 공급되어서 휠실린더가 브레이크력을 발생함으로써 브레이크가 작동하도록 되어 있는 브레이크 시스템이 일반적으로 알려져 있다. 이 경우, 브레이크페달과 마스터실린더와의 사이에 부압(負壓), 액압(液壓), 압축공기압 등의 유체압(流體壓)으로 작동되는 배력장치(倍力裝置)를 끼워 설치하고, 브레이크페달을 밟아서 그 배력장치를 작동시키고, 배력장치의 페달답력(pedal 踏力)을 배력(倍力)한 출력으로 마스터실린더를 작동시킴으로써 작은 페달답력으로 큰 브레이크력을 얻도록 하고 있다.
그런데, 이와 같은 브레이크 시스템에 있어서는, 동일 페달스트로크로 얻어지는 브레이크력이 항상 일정하고, 페달스트로크에 대해서 브레이크력이 일의적(一義的)으로 결정되도록 되어 있다.
그러나, 이와 같이 동일한 페달스트로크로 얻어지는 브레이크력이 일정하면, 브레이크필링을 양호하게 하는 등의 브레이크의 조작성의 향상에 유연하게 대응할 수 없다.
그래서, 페달스트로크와 브레이크력의 관계를 바꿈으로써, 브레이크의 조작성 향상에 유연하게 대응할 수 있도록 한 배력장치가, 일본국 특허공고공보 소57-4547호에서 제안되어 있다. 이 공보에 개시되어 있는 배력장치는, 파워레버의 한쪽 끝의 일측에 파워피스톤을 접촉시킴과 더불어 파워레버의 다른쪽 끝의 일측에 입력로드를 접촉시키고 또한 파워레버 중간의 다른쪽에 출력로드를 접촉시켜서, 입력로드의 변위(變位)를 출력로드의 변위로부터 파워로드의 회전에 의한 파워레버의 다른쪽 끝의 변위를 뺀 것으로 함으로써, 작은 입력로드의 변위로 큰 출력로드의 변위를 얻도록 하고 있다. 즉, 앞에서 설명한 공보에 게재된 배력장치는, 입력로드의 변위에 대해서 출력로드의 변위, 즉 브레이크력을 일정한 레버비 다시 말해 일정한 비율로 변화시키도록 하고 있다.
그러나, 앞에서 설명한 종래의 배력장치로서는, 입력로드의 변위에 대해서 출력로드의 변위를 일정한 비율로 변화시키도록 하고 있기 때문에, 동일한 배력장치에 있어서 입력로드의 변위에 대해서 출력로드의 변위를 여러 가지 다른 값으로 임의로 변화시키는 것은 불가능하다. 또, 앞에서 설명한 배력장치로서는 입력로드의 변위에 대해서 출력로드의 변위를 항상 변화시키도록 하고 있기 때문에, 입력로드의 변위에 대해서 출력로드의 변위를 변화시키고 싶지 않을 경우에도 변화해버리게 된다.
이와 같이, 동일한 배력장치로, 입력로드의 변위에 대하여 출력로드의 변위가 일정비율로 또한 항상 변화시키도록 하면, 보다 양호한 브레이크필링을 얻기 어려울 뿐만 아니라 적재상태 등의 차량상황, 브레이크상황 또는 운전자 등에 의해서 보다 적정한 페달스트로크를 설정하기가 어렵다.
본 발명의 목적은, 브레이크 조작수단의 조작량을 임의로 변화시킬 수 있도록 하는 브레이크 시스템을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 관한 브레이크 시스템의 기본원리를 설명하는 도면,
도 2는 본 발명의 브레이크 시스템의 제1실시예를 나타낸 도면,
도 3은 도 2에 나타낸 브레이크 시스템에 사용되고 있는 부압배력장치를 부분적으로 나타낸 단면도,
도 4는 도 3에 나타낸 부압배력장치의 작동상태를 부분적으로 나타낸 단면도,
도 5는 본 발명의 제2실시예를 부분적으로 나타낸 단면도,
도 6은 본 발명의 제3실시예를 부분적으로 나타낸 단면도,
도 7은 본 발명의 제4실시예를 그 작동상태에서 부분적으로 나타낸 단면도,
도 8은 본 발명의 제5실시예를 부분적으로 나타낸 단면도,
도 9는 본 발명의 제6실시예를 부분적으로 나타낸 단면도,
도 10은 본 발명의 제7실시예를 부분적으로 나타낸 단면도,
도 11은 도 10에 나타낸 제7실시예의 변형예를 나타낸 단면도,
도 12는 본 발명의 제8실시예를 부분적으로 나타낸 단면도,
도 13은 본 발명의 제9실시예를 나타낸 단면도,
도 14는 도 13에 나타낸 브레이크 액압배력장치의 부분확대단면도,
도 15는 본 발명의 제10실시예를 나타낸 단면도,
도 16은 도 15에 나타낸 브레이크 액압배력장치의 부분확대단면도,
도 17은 도 15에 나타낸 제10실시예의 변형예를 나타낸 도면,
도 18은 본 발명의 제11실시예를 모식적으로 나타낸 도면,
도 19는 도 18에 나타낸 브레이크 액압배력장치의 입출력 특성을 나타낸 도면,
도 20은 본 발명의 제12실시예를 나타낸 단면도,
도 21은 본 발명의 제13실시예를 모식적으로 나타낸 도면,
도 22는 도 21에 나타낸 제13실시예의 브레이크 시스템에 사용되고 있는 마스터실린더의 단면도,
도 23은 본 발명의 제14실시예를 모식적으로 나타낸 도면,
도 24는 도 23이 나타낸 제 14실시예의 브레이크 시스템에 사용되고 있는 마스터실린더의 단면도,
도 25는 본 발명의 제15실시예를 나타낸 단면도,
도 26은 도 25에 나타낸 마스터실린더의 부분확대단면도,
도 27은 본 발명의 제16실시예를 나타낸 도면,
도 28은 본 발명의 제17실시예를 나타낸 도면,
도 29는 본 발명의 제18실시예를 나타낸 도면.
이 목적달성을 위해서, 본 발명의 브레이크 시스템은, 브레이크 조작수단의 브레이크 조작에 의거하여, 브레이크력 발생수단이 브레이크력을 발생하는 브레이크 시스템에 있어서, 상기 브레이크 조작수단의 조작량을 유체제어로 변경 가능하게 한 것을 특징으로 하고 있다.
또, 본 발명은, 브레이크 조작수단과 이 브레이크 조작수단의 조작에 의하여 브레이크 액압을 발생하는 브레이크 액압 발생수단과, 브레이크 액압에 의하여 브레이크력을 발생하는 브레이크력 발생수단과를 갖는 브레이크 시스템에 있어서, 또한 상기 브레이크 조작수단의 조작량을 유체제어로 변경가능하게 하는 브레이크 조작량 변경수단을 갖고, 이 브레이크 조작량 변경수단에 의하여 상기 브레이크 조작수단의 조작량을 변경하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명은, 상기 브레이크 액압 발생수단이, 브레이크 배력장치를 갖고 이 브레이크 배력장치에 상기 브레이크 조작량 변경수단을 설치한 것을 특징으로 하고 있다.
그리고, 본 발명은, 상기 브레이크 조작량 변경수단이, 상기 브레이크 배력장치의 입력부재에 대한 상기 브레이크 배력장치의 출력부재의 상대변위(相對變位)를 유체로 제어하여, 상기 브레이크 조작수단의 조작량을 변경하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명은, 상기 브레이크 조작량 변경수단이, 상기 브레이크 배력장치의 반력기구(反力機構)의 반력(反力)을 유체로 제어하여, 상기 입력부재에 대한 상기 출력부재의 상대변위를 제어하는 것을 특징으로 하고 있다.
그리고, 본 발명은, 상기 브레이크 조작량 변경수단이, 상기 출력부재에 대한 상기 브레이크 배력장치의 제어밸브수단의 상대변위를 유체로 제어하여 상기 입력부재에 대한 상기 출력부재의 상대변위를 제어하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명은, 상기 브레이크 액압 발생수단이, 브레이크 배력장치와 이 브레이크 배력장치에 의해서 작동되는 마스터실린더를 갖고, 이들 브레이크 배력장치와 마스터실린더의 사이에, 상기 브레이크 조작량 변경수단을 설치한 것을 특징으로 하고 있다.
그리고, 본 발명은, 상기 브레이크 조작량 변경수단이, 상기 브레이크 배력장치의 출력부재에 대한 상기 마스터실린더의 피스톤의 상대변위를 유체로 제어하여 상기 브레이크 조작수단의 조작량을 변경하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한 본 발명은, 상기 브레이크 액압 발생수단이 마스터실린더를 갖고 이 마스터실린더에 상기 브레이크 조작량 변경수단을 설치한 것을 특징으로 하고 있다.
그리고, 본 발명은, 상기 브레이크 조작량 변경수단이, 상기 마스터실린더의 토출액량(吐出液量)을 상기 유체로 제어함으로써 브레이크 조작량을 변경하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한 본 발명은, 상기 브레이크 액압 발생수단과 상기 브레이크력 발생수단의 사이에, 상기 브레이크 조작량 변경수단을 설치한 것을 특징으로 하고 있다.
그리고, 본 발명은, 액압을 발생하는 액압원(液壓源)을 갖추고 있고, 상기 브레이크 조작량 변경수단이 상기 브레이크 액압 발생수단으로부터의 액압과 상기 액압원으로부터의 액압과 어느 한쪽을 선택적으로 바꾸어서 상기 브레이크력 발생수단에 공급하는 전자(電磁)절환밸브를 갖는 것을 특징으로 하고 있다.
또한 본 발명은, 상기 브레이크 조작수단의 조작량의 변경을 수시로 또는 소정의 조건이 이루어진 때에 행하는 것을 특징으로 하고 있다.
그리고, 본 발명은, 상기 소정의 조건이, 적재상태 등의 차량상황, 브레이크 조작상황, 노면상황 또는 운전자의 스트로크 선택의 적어도 하나에 의하여 설정되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같은 구성을 한 본 발명의 브레이크 시스템에 있어서는, 유체(流體)에 의하여 브레이크 조작수단의 스트로크가 항상 또는 필요에 따라서 다양하게 변경 가능하게 된다. 특히, 유체에 의하여 브레이크 조작수단의 스트로크가 변하기 때문에 이 유체를 전자(電磁)제어밸브로 제어함으로써 간단히 여러 가지의 스트로크가 설정되게 된다.
이에 의하여, 적재상태 등의 차량상황, 브레이크상황 또는 운전자의 스트로크 선택에 의해서 보다 적정한 브레이크 조작수단의 스트로크가 여러 가지로 설정되게 된다.
도 1은, 본 발명에 관한 브레이크 시스템의 기본원리를 설명하는 도면이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 관한 브레이크 시스템(1)은 기본적으로는 브레이크 조작을 하기 위한 브레이크페달 등의 브레이크 조작수단(2)과, 유체에 의하여 이 브레이크 조작수단(2)의 스트로크를 가변제어하는 본 발명의 브레이크 조작량 변경수단에 상당하는 유체가변스트로크수단(3)과, 브레이크 조작수단(2)의 조작에 의하여 작동하여 브레이크력을 발생하는 브레이크력 발생수단(4)으로 구성된다. 그리고, 브레이크 조작수단(2)을 조작함으로써 브레이크력 발생수단(4)이 브레이크작동을 하지만, 그 때, 유체가변스트로크수단(3)이 브레이크 조작수단(2)의 조작량 즉 스트로크를, 브레이크력 발생수단(4)의 동일 출력에 대하여, 항상 혹은 수시로, 유체에 의하여 여러 가지의 스트로크로 변경 가능하게 되어 있다.
도 2는 본 발명의 브레이크 시스템의 제1실시예를 나타낸 도면, 도 3은, 도 2에 나타낸 브레이크 시스템에 사용되고 있는 부압배력장치를 부분적으로 나타낸 단면도이다. 또한, 앞에서 설명한 도 1에 나타낸 구성요소와 동일한 구성요소에는 같은 부호를 부여함으로써 그 상세한 설명은 생략한다(이하, 다른 실시예에 있어서도 마찬가지로 앞에 기재된 구성요소와 동일한 구성요소에는 같은 부호를 부여한다).
도 2에 나타낸 바와 같이, 이 제1실시예의 브레이크 시스템(1)은, 부압배력장치(5)와, 이 부압배력장치(5)에 의하여 작동되어서 마스터실린더압을 발생하는 탠덤(tandem)형의 마스터실린더(6)와, 이 마스터실린더압이 각각 공급되어서 브레이크력을 발생하는 휠실린더(7)(8)(9)(10)와, 부압배력장치(5)를 작동하는 브레이크페달(11)로 구성되어 있다. 휠실린더(7)(8)(9)(10)는, 도 1에서의 브레이크력 발생수단(4)을 구성하고, 또, 브레이크페달(11)은 브레이크 조작수단(2)을 구성하고 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 부압배력장치(5)는 프론트셸(front shell)(12)과 리어셸(rear shell)(13)로 구성되는 종래의 부압배력장치와 같은 밀봉용기(密封容器) 내에 배설(配設)된 파워피스톤(14)을 갖추고 있다. 이 파워피스톤(14)은 그 중심부에 배설되고, 리어(rear)측으로 개방되어 있는 바닥이 막혀진 단부(段付)실린더공(15)을 갖는 실린더부(16)와, 이 실린더부(16)에 고정된 디스크플레이트(disc plate)형상의 피스톤부(17)로 이루어져 있다. 실린더부(16)의 단부(段付)실린더공(15) 내에, 밸브몸체(18)의 앞부분이 배치되어 있음과 더불어, 이 밸브몸체(18)의 전단부에 설치되어 있는 피스톤부(19)가 단부실린더공(15)의 대경(大徑)측에 기밀한 상태로, 또한 미끄러져 움직일 수 있도록 끼워 맞추어져 있다. 이 피스톤부(19)는 단부실린더공(15)의 단부(段付)(20)와 이 단부(20)보다 리어측에 설치된 스토퍼링(stopper ring)(21)의 사이에서 미끄러져 움직이도록 되어 있다.
프론트셸(12)과 리어셸(13)로 된 밀봉용기내는, 파워피스톤(14)의 피스톤부(17)의 리어측 배면에 배설되어 있는 다이어플램피스톤(diaphragm piston)(22)에 의해서 프론트측의 정압실(定壓室)(23)과 리어측의 변압실(變壓室)(24)로 구획되어 있다. 정압실(23)은, 부압도입관(25)을 통해서 도시하지 않은 엔진의 흡기 매니폴드(intake manifold)에 연결되어 있어, 항상 부압이 도입되고 있다. 또 변압실(24)은, 뒤에 설명하는 바와 같이 비작동시에는 정압실(23)에 연결되어서 부압이 도입되고 있음과 더불어, 작동시에는 대기로 연결되어 대기압이 도입되도록 되어 있다.
밸브몸체(18) 내에는, 제어밸브(26)가 배설되어 있고, 이 제어밸브(26)는 밸브몸체(18)의 내주측에 형성된 제1밸브시트(valve seat)(27)와, 밸브몸체(18) 내에 미끄러져 움직일 수 있도록 설치된 밸브플런저(plunger)(28)의 후단에 형성된 제2밸브시트(29)와, 밸브몸체(18) 내에 설치되고 포핏(poppet)리턴스프링(30)에 의해서 탄성 지지되어서 제1 및 제2밸브시트(27)(29)에 부착, 분리 가능한 밸브체(31)로 이루어져 있다.
제1밸브시트(27)의 외주측이 밸브몸체(18)에 형성된 축방향의 정압(定壓)통로구멍(32)과 실린더부(16)에 형성된 축방향의 통로구멍(33)을 통해서 항상 정압실(23)로 연결되어 있다. 또, 제1 및 제2밸브시트(27)(29)의 중간부는 밸브몸체(18)에 형성된 반경방향의 변압통로(34)를 통해서 항상 변압실(24)로 연결되어 있다. 또한, 제2밸브시트(29)보다 내주(內周)측은 밸브몸체(18) 내에 형성된 압력통로(35)를 통해서 대기로 항상 연결되어 있다. 그리고, 제1밸브시트(27)와 밸브체(31)에 의하여 변압실(24)을 정압실(23)에 연결시켜서 변압실에 부압을 공급하는 진공밸브가 구성되고, 또 제2밸브시트(29)와 밸브체(31)에 의해 변압실(24)을 대기로 연결시켜서 변압실(24)에 대기압을 공급하는 대기밸브가 구성되어 있다.
밸브플런저(28)의 우단부에는 입력축(36)의 전단부가 밸브플런저(28)에 대해서 요동가능하게 연결되어 있음과 더불어, 입력축(36)의 후단은 브레이크페달(11)에 연결되어 있다. 입력축(36)과 밸브몸체(18)와의 사이에는 포핏리턴스프링(30)의 탄력보다 큰 탄력의 밸브리턴스프링(37)이 축설(縮設)되어 있다. 이것에 의해 밸브체(31)는 비작동시는, 밸브플런저(28)의 제2밸브시트(29)에 부착하고 또한 제1밸브시트(27)에서 떨어져 있다.
밸브몸체(18)에 뚫어 설치된 경(徑)방향의 키(key) 삽입구멍(38)에는 키(key)부재(39)가 삽입되어 있고, 이 키부재(39)의 이고상(二股狀) 선단부가 밸브플런저(28)의 소경부(28a)에 걸쳐 맞추어져 있다. 이 키부재(39)에 의해 밸브플런저(28)는 밸브몸체(18)로부터 빠져나오지 못하도록 그 이탈이 방지되고 있다. 이 경우, 변압통로(34)와 키 삽입구멍(38)이 축방향으로 인접하여 일체로 형성되어 있다.
키부재(39)는, 키 삽입구멍(38)의 축방향폭 내에서 이동가능하게 되어 있음과 더불어 밸브플런저(28)의 소경부(28a)의 축방향폭 내에서 이동 가능하게 되어 있다. 이에 의하여 도 3에 나타낸 바와 같이, 부압배력장치(5)의 비작동시에 키부재(39)가 리어셸(13)의 내벽면에 접촉하여, 밸브플런저(28)가 밸브몸체(18)에 대해서 전진위치에 유지되기 때문에, 부압배력장치(5)의 작동개시시에 있어서의 입력축(36)의 로스스트로크가 감소되게 되어 있다.
파워피스톤(14)의 실린더부(16)의 저부(底部)에는, 출력축(40)의 후단부가 연결되어 있고, 이 출력축(40)은, 프론트셸(12)을 밀봉(seal)부재(41)에 의해서 기밀상태로 또한 미끄러져 움직일 수 있도록 관통하여, 밀봉용기의 외부에서 또한 전방으로 연설(延設)되어 있다. 그리고, 출력축(40)의 전단이 마스터실린더(6)의 도시하지 않은 프라이머리피스톤(primary piston)에 접촉되어 있어서, 파워피스톤(14)의 작동시에 출력축(40)은 이 프라이머리피스톤을 작동하게 되어 있다. 또, 부압배력장치(5) 및 마스터실린더(6)의 작동시에, 마스터실린더(6)로부터의 반력(反力)이 출력축(40)을 통해서 파워피스톤(14)에 전달되게 되지만, 이 파워피스톤(14)에 전달된 반력은 실린더부(16)의 단부(段付)실린더공(15)에 밸브몸체(18)의 피스톤부(19)가 미끄러져 움직일 수 있도록 끼워 맞추어 있어서 밸브몸체(18)에는 전달되지 않음과 더불어, 파워피스톤(14)과 밸브플런저(28)가 직접적으로도 간접적으로도 접촉하고 있지 않기 때문에 밸브플런저(28)를 통해서 입력축(36)에도 전달되지 않게 되어 있다.
그러나, 브레이크 작동시에 반력이 입력축(36)에 전달되지 않으면, 운전자는 브레이크 조작감을 얻을 수 없기 때문에, 이 제1실시예의 브레이크 시스템(1)에서는 부압배력장치(5)에 반력부여수단(42)이 설치되어 있다. 이 반력부여수단(42)은 밸브몸체(18)의 전방에 위치하여 실린더부(16)의 단부실린더공(15)의 소경부(小經部)에 기밀상태로 미끄러져 또한 움직일 수 있도록 끼워 맞추어진 반력피스톤(43)을 갖추고 있다. 이 반력피스톤(43)에는, 이 반력피스톤(43)보다 직경이 작은 피스톤로드(44)가 리어측으로 연설(延設)되어 있음과 더불어, 이 피스톤로드(44)의 후단부는 밸브몸체(18)의 프론트측의 축방향구멍에 기밀상태로 또한 미끄러져 움직일 수 있도록 끼워 맞추어져 있다.
또, 피스톤로드(44)의 후단부에는, 리어측으로 개방되어있는 오목부(45)가 형성되어 있음과 더불어, 이 오목부(45) 내에 밸브플런저(28)의 전단부가 미끄러져 움직일 수 있도록 끼워 맞추어져, 밸브플런저(28)의 전단면과 오목부(45)의 저부가 대향(對向)하도록 되어 있다. 그 경우, 도 3에 나타낸 브레이크 비작동상태에서는, 피스톤로드(44)의 후단이 리어셸(13)의 내벽면에 접촉하고 있는 키부재(39)에 맞닿고, 이 상태에서는 키부재(39)에 의해서 후퇴가 규제되고 있는 밸브플런저(28)의 전단과 오목부(45)의 저부 사이에 소정의 틈이 형성되게 되어 있다. 한편, 브레이크 작동상태에서는, 밸브몸체(18)가 전진하여 키부재(39)가 리어셸(13)의 내벽면으로부터 떨어지기 때문에 키부재(39)는 밸브몸체(18)에 대해서 후퇴하고, 이에 따라 반력피스톤(43)도 밸브몸체(18)에 대해서 후퇴하여, 반력피스톤(43)의 오목부(45)의 저부와 밸브플런저(28)의 전단이 맞닿도록 되어 있다. 그리고, 반력피스톤(43)과 밸브플런저(28)가 접촉함으로써 반력피스톤(43)으로부터 반력이 밸브플런저(28) 및 입력축(36)을 통해서 브레이크페달(11)에 전달되게 되어 있다.
또한, 반력피스톤(43)은 스프링(46)에 의해서 항상 리어측으로 탄성지지되어 있고, 또 반력피스톤(43)과 밸브몸체(18)와의 사이에 축설(縮設)된 스프링(47)에 의해서 밸브몸체(18)가 리어측으로 항상 탄성지지되어 있다.
밸브몸체(18)의 피스톤부(19)와 반력피스톤(43)에 의하여 파워피스톤(14)의 실린더부(16)의 단부실린더공(15) 내에는, 실린더부(16)의 저부와 반력피스톤(43)과의 사이에 위치하여 제2 변압실(48)이 구획되고, 또 반력피스톤(43)과 밸브몸체(18)의 피스톤부(19)와의 사이에 위치하여 제2 정압실(49)이 구획되어 있다.
제2 변압실(48)은 피스톤로드(44)에 형성된 축방향의 오리피스(orifice)통로(50) 및 경(徑)방향의 변압통로(34)를 통해서 변압실(24)에 항상 연결되어 있다. 또 제2 정압실(49)은 실린더부(16)의 통로구멍(33)을 통해서 정압실(23)에 항상 연결되어 있음과 더불어, 정압통로(32)를 통해서 제1밸브시트(27)의 외주측에 항상 연결되어 있다. 또한, 밸브몸체(18)의 피스톤부(19)의, 제2 정압실(49)측의 면과 반대측의 면은 변압실(24)에 면하고 있다.
파워피스톤(14)의 실린더부(16)는 리턴스프링(51)에 의해서 항상 후방으로 탄성지지되고 있고, 부압배력장치(5)의 비작동시는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 실린더부(16)의 후단이 리어셸(13)의 내벽면에 접촉되어 있다.
탠덤형의 마스터실린더(6)는, 종래에 매우 잘 알려진 것이므로 도시하지 않지만, 프라이머리피스톤과 세컨더리피스톤(secondary piston)을 갖추고 있고, 프라이머리피스톤이 부압배력장치(5)의 출력에 의해서 작동함으로써 마스터실린더압을 발생하고, 또 세컨더리피스톤이 이 마스터실린더압에 의해서 작동함으로써 마스터실린더압을 발생하며, 이들 마스터실린더압을 각각 대응하는 휠실린더(7)(8)(9)(10)에 공급하도록 되어 있다.
다음에, 이와 같이 구성된 제1실시예의 브레이크 시스템(1)의 작용에 대해서 설명한다.
브레이크 비작동시에는, 부압배력장치(5)는 도 3에 나타낸 비작동상태로 되어 있어서 진공밸브가 열리고 또한 대기밸브가 닫혀 있고, 변압실(24) 및 제2 변압실(48)에는 부압이 공급되어서 각각 정압실(23) 및 제2 정압실(49)과의 사이에 압력차가 생기지 않고 있다. 따라서, 파워피스톤(14) 및 반력피스톤(43)이 작동하지 않아 부압배력장치(5)는 출력을 발생하지 않는다.
이 상태에서 브레이크페달(11)을 밟아서 통상의 브레이크 조작이 행해지면 입력축(36)이 전진한다. 그러면, 밸브체(31)가 제1밸브시트(27)에 부착하고 또한 제2밸브시트(29)가 밸브체(31)로부터 떨어지기 때문에 진공밸브가 닫히고 대기밸브가 열린다. 이 때문에 변압실(24)이 정압실(23)로부터 차단되고 또한 대기와 연결되므로 변압실(24)에 대기압이 공급되어 파워피스톤(14)이 작동하여 전진한다. 즉, 파워피스톤(14)이 페달답력을 배력(倍力)하여 출력한다. 이 파워피스톤(14)의 출력이 출력축(40)을 통해서 마스터실린더(6)의 프라이머리피스톤을 작동하기 때문에, 프라이머리피스톤이 마스터실린더압을 발생함과 더불어 세컨더리피스톤이 마스터실린더압을 발생하고, 이들의 마스터실린더압이 휠실린더(7)(8)(9)(10)에 공급되어서 브레이크가 작동한다. 이때, 마스터실린더압은 출력축(40)을 통해서 파워피스톤(14)에 전달되지만 밸브플런저(28)에는 전달되지 않는다.
한편, 변압실(24)에 대기압이 공급됨과 동시에, 대기압은 변압통로(34) 및 오리피스통로(50)를 통해서 제2 변압실(48)에도 공급된다. 이때, 통상의 브레이크 조작시이기 때문에, 대기는 좁은 통로인 오리피스통로(50)에 의해서 거의 지장을 받지 않고 제2 변압실(48)에 유입되게 된다. 그러면, 반력피스톤(43)의 양측에 압력차가 생기기 때문에 반력피스톤(43)은 리어측으로 탄성지지되게 된다. 또, 밸브몸체(18)의 피스톤부(19)의 양측에도 압력차가 생기기 때문에 이 압력차에 의하여 밸브몸체(18)도 전진하게 된다. 이 밸브몸체(18)의 전진에 의하여 키부재(39)가 전진하여 리어셸(13)의 내벽면으로부터 떨어지고, 그러면 키부재(39) 및 반력피스톤(43)이 후퇴하기 때문에 오목부(45)의 저부와 이것에 대향하는 밸브플런저(28)의 전단이 맞닿는다. 이에 의하여 반력피스톤(43)에 그 양측의 압력차에 의하여 작용하는 반력이 밸브플런저(28) 및 입력축(36)을 통해서 브레이크페달(11)에 전달되게 된다.
그리고, 변압실(24)의 압력이 입력에 대응한 소정압(所定壓)으로 되면, 도 4에 나타낸 바와 같이, 부압배력장치(5)는 그 중간부하영역에서 서보밸런스상태로 된다. 즉, 이 상태에서는, 파워피스톤(14)에 있어서는, 출력축(40)으로부터의 브레이크반력과, 리턴스프링(51)의 탄력에 의한 후퇴력과, 변압실(24) 및 정압실(23)간의 압력차에 의한 전진력이 균형되어 있다.
또한, 반력피스톤(43)에 있어서는, 스프링(46)의 탄력과, 제2 변압실(48) 및 제2 정압실(49)간의 압력차에 의한 후퇴력과, 스프링(47)의 탄력과 운전자에 의한 브레이크페달(11)의 답력 즉, 밸브플런저(28)의 전진력에 의한 전진력이 균형되어 있다. 그 경우, 브레이크페달(11)의 답력에 대하여 제2 변압실(48) 및 제2 정압실(49)간의 압력차를 바꿈으로써 스프링(46)(47)의 탄력이 바뀌게 되지만, 중간부하상태에서는 밸브몸체(18)와 밸브플런저(28)와의 위치관계는, 대기밸브와 진공밸브가 함께 잠김 위치에 있고, 따라서 밸브몸체(18)와 반력피스톤(43)의 상대위치도 일의적(一義的)으로 결정되기 때문에 스프링(46)(47)의 탄력은 파워피스톤(14)과 밸브몸체(18)와의 상대위치로 결정되게 된다.
따라서, 제2 변압실(48)의 압력을 바꿈으로써 파워피스톤(14)에 대한 밸브몸체(18) 즉, 입력축(36)의 상대위치를 바꿀 수 있다. 즉, 제2 변압실(48)의 압력을 바꿈으로써 파워피스톤(14)의 전진량보다 밸브몸체(18), 다시 말하여 입력축(36)의 전진량을 작게 할 수 있다. 또, 스프링(46)(47)이나 반력피스톤(43)의 수압(受壓)면적 등은 개별로 정할 수 있고, 이 제1실시예에서는, 제2 변압실(48)에 변압실(24)의 압력을 도입하고 있지만, 이 변압실(24)의 압력으로 파워피스톤(14)의 전진량보다 밸브몸체(18)의 전진량이 작게 되도록 설정되어 있다.
그런데, 브레이크반력을 받는 출력축(40)은, 마스터실린더(6)의 피스톤이나 휠실린더(7)(8)(9)(10)에 있어서의 로스스트로크, 즉 마스터실린더(6)의 피스톤이 전진을 개시하고나서 브레이크 액압이 실질적으로 상승하기까지 사이의 로스스트로크을 보상하기 위하여 상대적으로 크게 전진시킬 필요가 있다. 이에 대해서, 밸브몸체(18)는 브레이크반력의 크기와는 관계없이 스프링(36)의 탄력이나 피스톤부(19)의 수압면적에 의해서 그 전진량이 정해지고, 이 제1실시예의 경우, 앞에서 설명한 바와 같이, 밸브몸체(18)의 전진량이 파워피스톤(14)의 전진량보다도 작게 되도록 설정되어 있다. 이에 의하여, 밸브몸체(18)의 전진에 따라서 전진되는 입력축(36) 및 이것에 연동하는 브레이크페달(11)의 스트로크가 상대적으로 작아진다. 그 파워피스톤(14)의 스트로크에 대한 브레이크페달(11)의 로스스트로크는 페달답력이 크게 됨에 따라서 작아진다.
그리고, 앞에서 설명한 바와 같이, 반력피스톤(43)에 있어서는, 스프링(46)의 탄력과 제2 변압실(48) 및 제2 정압실(49)간의 압력차에 의한 후퇴력과, 스프링(47)의 탄력과 운전자에 의한 브레이크페달(11)의 답력 즉, 밸브플런저(28)에 의한 전진력이 균형되어져 있으므로, 브레이크페달(11)에는 스프링(46)(47)의 탄력과 제2 변압실(48) 및 제2 정압실(49)간의 압력차에 의한 후퇴력이 반력으로서 전달되게 된다. 그 경우, 제2 변압실(48) 및 제2 정압실(49)간의 압력차는 변압실(24) 및 정압실(23)간의 압력차이고, 더구나 변압실(24) 및 정압실(23)간의 압력차가 브레이크페달(11)을 밟는 양에 따른 것이기 때문에, 결국 반력은 브레이크페달(11)의 밟는 양에 따른 것이 된다.
또, 급브레이크 등으로 페달답력이 통상보다 클 때의 작동은 통상의 브레이크시의 작동과 기본적으로는 같지만, 이 제1실시예에서는, 제2 변압실(48)과 변압통로(34)가 오리피스통로(50)를 통해서 연결되어 있기 때문에, 이 급제동시에는 대기가 변압통로(34)를 통해서 변압실(24)로 급속하게 유입되게 되지만, 제2 변압실(48)에는 오리피스통로(50)에 의해 좁혀져서 변압실(24)보다 느리게 유입된다. 이 때문에 변압실(24)의 압력이 급격히 상승하지만 제2 변압실(48) 내의 압력은 변압실(24)의 압력보다도 늦게 상승하게 된다. 그 결과, 반력이 작기 때문에 브레이크력은 빨리 상승함과 더불어 브레이크페달(11)의 스트로크도 종래에 비해서 작아진다.
이와 같이, 이 제1실시예의 브레이크 시스템(1)에서는, 유체가변스트로크수단(3)은 파워피스톤(14)과 밸브몸체(18) 즉, 출력축(40)과 입력축(36)과가 상대이동가능하게 함과 더불어 유체압에 의하여 제어밸브(26)로의 반력을 부여하는 구성으로 되어 있다. 즉, 이 제1실시예에 있어서의 유체가변스트로크수단(3)은, 부압배력장치(5)의 파워피스톤(14)과 밸브몸체(18)를 분리하고, 또한 상대이동가능하게 구성함과 더불어, 반력기구의 반력을 공기압에 의하여 변화시키는 구성으로 하고, 부압배력장치(5)의 작동시에 공기압에 의하여 페달스트로크를 항상 변화시키는 것으로 되어 있다. 이 경우, 브레이크 페달답력에 의하여 반력기구의 반력을 제어하는 공기압을 바꾸고 있기 때문에 페달답력이 커짐에 따라서 페달스트로크는 작아진다. 따라서, 이 제1실시예에서는 페달답력에 따라서 페달스트로크가 다른 비율로 변화하게 된다.
도 5는, 본 발명의 제2실시예를 부분적으로 나타낸 단면도이다.
앞에서 설명한 제1실시예에서는, 제2 변압실(48)을 축(軸)방향의 오리피스통로(50) 및 경(徑)방향의 변압통로(34)를 통해서 변압실(24)에 항상 연결시키고, 제2 변압실(48)에 변압실(24)의 공기압을 직접 도입하여 반력기구의 반력을 페달답력에 따라서 바꿈으로써 페달스트로크를 바꾸도록 하고 있지만, 이 제2실시예의 브레이크 시스템(1)에서는, 도 5에 나타낸 바와 같이 축방향의 오리피스통로(50)가 삭제되고, 제2 변압실(48)이 변압실(24)로부터 차단되어서 밀폐실로서 구성되어 있다. 또한 이 제2 변압실(48)이 전자절환밸브(218)에 의해 부압배력장치(5)의 비작동시는 정압실(23)로 접속됨과 더불어 작동시에 대기로 접속되도록 되어 있다.
그리고, 이 제2실시예의 브레이크 시스템(1)에서는, 브레이크페달(11)을 밟는 중에, 도시하지 않은 전자제어장치에 의해 전자절환밸브(218)의 작동을 적절히 제어하여, 제2 변압실(48)에 대기를 적절히 도입함으로써, 제2 변압실(48)의 압력을 높게 설정하고 반력기구의 반력을 크게 하였을 때는, 페달스트로크가 작게 되도록, 또 제2 변압실(48)의 압력을 낮게 설정하여 반력기구의 반력을 작게 하였을 때는, 페달스트로크가 크게 되도록, 페달스트로크를 다양하게 바꿀수 있도록 되어 있다. 이에 의하여 적재상태 등의 차량상황, 브레이크 조작상황, 노면상황 또는 운전자 등에 의하여, 보다 적정한 페달스트로크를 설정할 수 있도록 되어 있다.
구체적으로는, 차량의 적재상황을 도시하지 않은 하중센서로 검출하여, 적재중량이 클 때는, 전자제어장치가 페달스트로크가 짧아지도록 전자절환밸브(218)를 적절히 제어하도록 되어 있다. 또, 브레이크 작동시에 차량의 감속도(G)가 클 때에는, 각 차륜속도센서 혹은 감속속도센서로부터의 검출신호에 의하여 전자제어장치가 페달스트로크가 작게 되도록 전자절환밸브(218)를 적절히 제어한다. 마찬가지로, 도시하지 않은 타각(舵角)센서, 차륜속도센서, 브레이크페달(11)의 밟기검출센서, 또는 입력축(36)의 스트로크센서 등의 여러 가지 센서로부터의 검출신호에 의하여 전자제어장치는, 차량의 직진주행, 고속주행, 노면이 고마찰계수노면(고μ노면)주행, 내리막길 주행, 급속한 브레이크페달(11)의 밟음속도, 또는 비교적 큰 브레이크페달(11)의 밟는양, 또는 비교적 큰 적재하중이라고 판단되면, 페달스트로크가 짧아지도록 전자절환밸브(218)를 적절히 제어하게 되어 있다.
역으로, 브레이크 작동시에 차량의 감속도(G)가 작을 때에는, 각 차량속도센서 또는 감속속도센서로부터의 검출신호에 의하여 전자제어장치가 페달스트로크가 크게 되도록 전자절환밸브(218)를 적절히 제어한다. 마찬가지로, 도시하지 않지만 타각센서, 차륜속도센서, 브레이크페달(11)의 밟는검출센서, 또는 입력축(36)의 스트로크센서, 하중센서 등의 여러 가지 센서로부터의 검출신호에 의하여 전자제어장치는 차량의 선회주행, 저속주행, 노면이 저μ노면주행, 오르막길 주행, 느린 브레이크페달(11)의 밟는속도, 비교적 작은 브레이크페달(11)의 밟는양, 또는 비교적 작은 적재하중이라고 판단되면, 페달스트로크가 길어지도록 전자절환밸브(218)를 적절히 제어하도록 되어 있다.
또한, 긴 스트로크 또는 짧은 스트로크를 선택하기 위한 스트로크 가변선택보턴을 설치해 두고, 운전자가 이 스트로크 가변선택보턴을 조작함으로써, 운전자가 좋아하는 스트로크량으로 설정하여 스트로크 가변선택보턴의 조작신호에 의해 전자제어장치가, 페달스트로크가 운전자가 선택한 스트로크로 되도록 전자절환밸브(218)를 적절히 제어하도록 되어 있다.
이 제2실시예의 브레이크 시스템(1)의 다른 구성은, 제1실시예와 같다.
이와 같이 구성된 제2실시예의 브레이크 시스템(1)에 있어서는, 부압배력장치(5)의 반력기구에, 유체가변스트로크수단(3)의 제2 변압실(48)을 설치하고, 이 제2 변압실(48) 내의 압력을 전자절환밸브(218)로 적절히 제어함으로써 항상 또는 필요시에 페달스트로크를 원하는 스트로크로 바꿀수 있게 된다.
또한, 제2 변압실(48)을 정압실(23)에 접속하는 대신에 제2 정압실(49)에 접속하도록 해도 된다. 또, 전자절환밸브(218)의 작동시 제2 변압실(48)을 대기로 접속시키는 대신에, 전자절환밸브(218)의 작동시에 제2 변압실(48)을 변압실(24)에 접속시키도록 해도 된다.
도 6은, 본 발명의 제3실시예를 부분적으로 나타낸 단면도이다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 이 제3실시예의 브레이크 시스템(1)은, 앞에서 설명한 제1실시예에 대하여 반력부여수단(42)의 구조가 다르다. 즉, 제3실시예의 반력부여수단(42)에서는 실린더부(16)의 실린더공(15)이 전체길이에 걸쳐서 등경(等徑)의 실린더공으로 되어 있다. 그리고, 이 실린더공(15)에 실린더부재(52)가 유동가능하게 끼워져서 고정되어 있다. 이 실린더부재(52)는 프론트측이 대경부(52a)로, 리어측이 소경부(52b)로 형성된 단부통형상(段付筒形狀)으로 형성되어 있다. 그리고, 실린더부재(52)의 대경부(52a)를 실린더공(15) 내에 리어측으로부터 유동가능하게 끼우고, 대경부(52a)의 전단을 실린더공(15)의 바닥(15a)에 접촉시킨 후, 일체로 연결되어 있다. 실린더부(16)와 실린더부재(52)가 연결된 상태에서는, 실린더공(15)의 내주면과 대경부(52a)의 외주면 사이에 소정의 고리형상의 제2 변압통로(53)가 형성되어 있다. 제2 변압통로(53)의 유로(流路)면적은 비교적 작게 설정되어 있다.
또, 밸브몸체(18)는 서로 일체로 연결된 프론트측부재(18a)와 리어측부재(18b)로 이루어지고, 이 프론트측부재(18a)의 전단 소경부(18c)가 실린더부재(52)의 소경부(52b)의 축방향구멍(54)에 기밀상태로 또한 미끄러져 움직일 수 있도록 끼워 맞추어져 있다. 그리고, 실린더부재(52)와 밸브몸체(18)와의 사이에 스프링(55)이 축설(縮設)되어 있고, 이 스프링(55)에 의하여 실린더부재(52)와 밸브몸체(18)는 서로 멀어지는 방향으로 항상 탄성지지되고 있다.
반력피스톤(43)이 실린더부재(52)의 대경부(52a)의 축방향구멍(56)에 기밀상태로 또한 미끄러져 움직일 수 있도록 끼워 맞추어져 있음과 더불어, 이 반력피스톤(43)의 피스톤로드(44)의 프론트측이 실린더부(16)의 중앙구멍에 기밀상태로 또한 미끄러져 움직일 수 있도록 끼워 맞추어져 있음과 더불어, 피스톤로드(44)의 리어측이 밸브몸체(18)에 있어서의 프론트측부재(18a)의 전단 소경부(18c)의 축방향구멍에 미끄러져 움직일 수 있도록 끼워 맞추어져 있다. 피스톤로드(44)의 후단은, 밸브플런저(28)의 전단과 대향되고 또한 접촉가능하게 되어 있다. 이 피스톤로드(44)는, 프론트측에 개방되어있는 축(軸)방향의 구멍(57)을 갖는 유저통형상(有底筒形狀)으로 형성되어 있다. 축(軸)방향의 구멍(57)은, 실린더부(16)에 형성된 경(徑)방향의 구멍(58)을 통해서 정압실(23)에 항상 연결되어 있음과 더불어 피스톤로드(44)의 경(徑)방향구멍(59)을 통해서 정압통로(32)에 항상 연결되어 있다.
또, 반력피스톤(43)의 프론트측의 제2 변압실(48)은, 제2 변압통로(53)를 통해서 변압실(24)로 항상 연결되어 있음과 더불어, 반력피스톤(43)의 리어측의 제2 정압실(49)은, 피스톤로드(44)의 경(徑)방향구멍(60)을 통해서 축(軸)방향의 구멍(57)에, 즉, 정압실(23)에 항상 연결되어 있다.
제3실시예의 브레이크 시스템(1)의 다른 구성은, 제1실시예와 같다.
또, 이 제3실시예의 브레이크 시스템(1)의 작용효과도, 제1실시예와 거의 같다. 즉, 밸브몸체(18)의 전진에 따라서 전진되는 입력축(36) 및 이것에 연동하는 브레이크페달(11)의 스트로크가 상대적으로 작아진다.
또한, 이 제3실시예의 부압배력장치(5)에 있어서도, 도시하지 않지만, 도5에 나타낸 제2실시예와 같이, 제2 변압실(48)을 변압실(24)로부터 차단하고, 전자절환밸브(218)에 의해 제2 변압실(48)의 압력을 제어함으로써 브레이크페달(11)의 스트로크를 다양하게 변경가능하게 하여, 적재상태 등의 차량상황, 브레이크 조작상황, 노면상황 또는 운전자 등에 의하여, 보다 적정한 페달스트로크를 설정할 수 있다. 또, 운전자가 스트로크 가변선택보턴을 조작함으로써 페달스트로크를 운전자가 좋아하는 스트로크로 설정할 수 있다.
도 7은, 본 발명의 제4실시예를 그 작동상태로 부분적으로 나타낸 단면도이다.
이 제4실시예의 브레이크 시스템(1)은, 앞에서 설명한 제3실시예에 대하여 반력부여수단(42)의 구조가 다르다. 즉, 도 7에 나타낸 바와 같이 제4실시예의 반력부여수단(42)에서는, 실린더부(16)가 파워피스톤(14)의 피스톤부(17) 및 다이어플램피스톤(22)이 연결된 평판부(16a)와, 밸브몸체(18)에 있어서의 프론트측부재(18a)의 전단 소경부(小徑部)(18c)의 축방향구멍에 기밀상태로 또한 미끄러져 움직일 수 있도록 끼워 맞추어진 중앙의 소경(小徑)통상부(16b)와, 평판부(16a)에 연결된 실린더부재(52)로 이루어져 있다. 이 실린더부재(52)는 리어측에 개방되어 있는 유저통형상(有底筒形狀)으로 형성되어 있다.
또한, 밸브플런저(28)의 전단에는 슬리브(61)가 연결되어 있고, 이 슬리브(61)는, 실린더부(16)의 소경통상부(16b) 내에 유동가능하게 끼워져 있다. 이 슬리브(61)에는, 피스톤로드(44) 및 밸브플런저(28)의 전단부가 각각 기밀상태로 또한미끄러져 움직일 수 있도록 끼워 넣어져 있다. 밸브플런저(28)의 전단에는 고무의 댐퍼(62)가 고착(固着)되어 있고, 부압배력장치(5)의 비작동시에는, 피스톤로드(44)의 후단과 댐퍼(62)가 서로 소정의 간격을 두고 대향(對向)하도록 배설(配設)되어 있다. 그리고, 부압배력장치(5)의 배력작용의 종료점 이후의 전부하상태로 되기까지는, 제2 변압실(48)이 피스톤로드(44)의 축방향의 구멍(57) 및 경방향의 홈(63), 밸브플런저(28)의 전단부의 외주면과 슬리브(61)의 내주면과의 사이의 간극통로(219) 및 변압통로(34)를 통해서 변압실(24)에 연결되고, 배력작용의 종료점 이후의 전부하상태에서는, 밸브플런저(28)가 슬리브(61)에 대해서 소정량 전진하고, 밸브플런저(28)에 설치한 밀봉부재(64)가 밸브플런저(28)의 전단부의 외주면과 슬리브(61)의 내주면 사이의 간극통로(219)를 차단함으로써 제2 변압실(48)이 변압실(24)로부터 차단되어서 기밀 상태가 되도록 되어 있다.
이 제4실시예의 브레이크 시스템(1)의 다른 구성은, 제3실시예와 같다.
이와 같이 구성된 제4실시예의 브레이크 시스템(1)에 있어서는, 통상의 브레이크작동시, 전술의 제1 내지 제3실시예와 같이, 제2 변압실(48)과 제2 정압실(49)과의 압력차에 의하여 반력피스톤(43)의 피스톤로드(44)의 후단이 밸브플런저(28)의 전단의 댐퍼(62)에 접촉한다. 이 때, 댐퍼(62)에 의하여 접촉시의 충격이 완화된다.
변압실(24)의 압력이 대기압으로 결정되는 최대압으로 되면, 부압배력장치(5)는, 그 배력작용을 종료하고 전부하상태로 된다. 이 부하배력장치(5)의 전부하상태에서는, 밸브플런저(28)의 밀봉부재(64)가 제2 변압실(48)을 변압실(24)로부터 차단하기 때문에 제2 변압실(48)은 밀봉상태로 된다. 이 상태에서 입력축(36)이 더욱 전진하면 밸브플런저(28)를 통해서 반력피스톤(43)이 전진하기 때문에 제2 변압실(48) 내의 공기가 압축되어 제2 변압실(48) 내의 압력이 상승한다. 이 제2 변압실(48) 내의 증압에 의하여 파워피스톤(14) 즉, 출력축(40)이 입력축(36)의 스트로크보다 크게 스트로크하게 된다. 바꾸어 말하면, 동일 출력축(40)의 변위에 대해서 입력축(36)의 변위가 작아지고, 그 결과 페달스트로크가 작아진다.
이 제4실시예의 다른 작용효과는, 제3실시예와 동일하다.
또한, 이 제4실시예의 부압배력장치(5)에 있어서도, 도시하지 않지만, 도 5에 나타낸 제2실시예와 같이 제2 변압실(48)을 변압실(24)로부터 차단하고, 전자절환밸브(218)에 의하여 제2 변압실(48)의 압력을 제어함으로써 브레이크페달(11)의 스트로크를 다양하게 변경가능하게 하고, 적재상태 등의 차량상황, 브레이크 조작상황, 노면상황 또는 운전자 등에 의해서, 보다 적정한 페달스트로크를 설정할 수 있다. 또, 운전자가 스트로크 가변선택보턴을 조작함으로써 페달스트로크를 운전자가 좋아하는 스트로크로 설정할 수도 있다.
도 8은, 본 발명의 제5실시예를 부분적으로 나타낸 단면도이다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 이 제5실시예의 브레이크 시스템(1)은, 앞에서 설명한 제4실시예에 대하여 밸브플런저(28)의 전단의 댐퍼(62)가 생략되어 있다. 또 밸브몸체(18)의 외주가 리어셸(13)에 연결된 통형상(筒形狀)의 커버(65)에 의해서 덮여 있음과 더불어, 이 커버(65)의 후단에 필터(66)가 리테이너(retainer)(67)를 통해서 커버(65)의 후단개구(後端開口)를 덮도록 부착되어 있다. 또, 밸브체(31)의 후단과 필터(66)와의 사이에 벨로즈(bellows)(68)가 밸브몸체(18)의 내주측에 위치하여 설치되어 있다. 이들의 커버(65) 및 벨로즈(68)에 의하여 밸브몸체(18)가 대기에 직접 바래지 않도록 되어 있다.
또한, 밸브체(31)가 대기밸브용의 밸브체(31a)와 진공밸브용의 밸브체(31b)로 구성되어 있고, 이들의 양 밸브체(31a)(31b)는 통형상의 연결부재(31c)에 의해서 일체로 연결되어 있다. 그리고, 양 밸브체(31a)(31b)의 각 밸브시트 직경 및 벨로즈(68)의 유효직경이 거의 동일 직경으로 설정되어 있다.
제5실시예의 브레이크 시스템(1)의 다른 구성은, 제4실시예와 같다.
이와 같이 구성된 제5실시예에 있어서는, 정압실(23)의 부압이 변동하더라도 입력스트로크와 부압배력장치(5)의 출력과의 관계가 변화하지 않아서 페달스트로크를 보다 안정되게 변화시키는 것이 가능하게 된다.
제5실시예의 브레이크 시스템(1)의 다른 작용효과는, 제4실시예와 같다.
또한, 이 제5실시예의 부압배력장치(5)에 있어서도, 도시하지 않지만, 도 5에 나타낸 제2실시예와 같이 제2 변압실(48)을 변압실(24)로부터 차단하고 전자절환밸브(218)에 의하여 제2 변압실(48)의 압력을 제어함으로써, 브레이크페달(11)의 스트로크를 다양하게 변경가능하게 하고, 적재상태 등의 차량상황, 브레이크 조작상황, 노면상황 또는 운전자 등에 의해서, 보다 적정한 페달스트로크를 설정할 수도 있다. 또, 운전자가 스트로크 가변선택보턴을 조작함으로써 페달스트로크를 운전자가 좋아하는 스트로크로 설정할 수 있다.
도 9는, 본 발명의 제6실시예를 부분적으로 나타낸 단면도이다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 이 제6실시예의 브레이크 시스템(1)은, 앞에서 설명한 제4실시예에 대하여 밸브플런저(28)의 전단의 댐퍼(62)가 생략되어 있다. 또, 밸브체(31)가 대기밸브용의 밸브체(31a)와 진공밸브용의 밸브체(31b)로 구성되어 있고, 이들의 양 밸브체(31a)(31b)는 통형상의 연결부재(31c)에 의해서 일체로 연결되어 있다. 그리고, 대기밸브의 밸브체(31a)의 밸브시트직경(a) 및 밸브몸체(18)의 외경(b)이 거의 같은 직경으로 설정되어 있다.
또, 반력피스톤(43)으로부터의 반력이 제1의 스프링(47)과 제2 스프링(69)으로 분할되어서 전하여지고, 반력이 제2 스프링(69)을 통하여 밸브플런저(28)에 전달되도록 되어 있다.
제6실시예의 브레이크 시스템(1)의 다른 구성은, 제4실시예와 같다.
이와 같이 구성된 제6실시예에 있어서는, 정압실(23)의 부압이 변동하더라도 입력스트로크와 부압배력장치(5)의 출력과의 관계가 변화하지 않아 페달스트로크를 보다 안정되게 변화시키는 것이 가능하게 된다.
제6실시예의 브레이크 시스템(1)의 다른 작용효과는, 제4실시예와 같다.
또한, 이 제6실시예의 부압배력장치(5)에 있어서도, 도시하지 않지만, 도 5에 나타낸 제2실시예와 같이 제2 변압실(48)을 변압실(24)로부터 차단하고, 전자절환밸브(218)에 의하여 제2 변압실(48)의 압력을 제어함으로써 브레이크페달(11)의 스트로크를 다양하게 변경가능하게 하고, 적재상태 등의 차량상황, 브레이크 조작상황, 노면상황 또는 운전자 등에 의해서, 보다 적정한 페달스트로크를 설정할 수 있다. 또, 운전자가 스트로크 가변선택보턴을 조작함으로써 페달스트로크를 운전자가 좋아하는 스트로크로 설정할 수도 있다.
도 10은, 본 발명의 제7실시예를 부분적으로 나타낸 단면도이다.
도 10에 나타낸 바와 같이, 이 제7실시예의 브레이크 시스템(1)은, 파워피스톤(14)의 출력축(40)이 마스터실린더(6) 내까지 연출(延出)되어 있음과 더불어, 그 전단부에는 마스터실린더(6)의 프라이머리피스톤(71)이 일체로 형성되어 있다. 실린더부(16) 및 출력축(40)에는 축방향의 실린더공이 뚫어 설치되어 있고, 이 실린더공은 전방에서 후방으로 소경(小徑), 중경(中徑) 및 대경(大徑)의 단부실린더공으로 되어 있고, 후부의 대경실린더공에 밸브몸체(18)의 소경부(18c)가 기밀상태로 또한 미끄러져 움직일 수 있도록 끼워 맞추어져 있다. 또, 중간부의 중경실린더공에는 반력피스톤(43)이 기체 및 액밀에 대하여 함께 기밀상태로 또한 미끄러져 움직일 수 있도록 끼워 맞추어져 있다. 또한 밸브플런저(28)도, 전방의 중경실린더공 내까지 연출되어 있어, 반력피스톤(43)과 소정의 틈을 두고 대향(對向)하고 있다. 반력피스톤(43)의 전단면에, 마스터실린더(6)의 프라이머리실(primary chamber)(72)의 액압이 작용됨과 더불어, 반력피스톤(43)의 후단면에 출력축(40)에 뚫어 설치된 경방향의 통로구멍(73)으로 정압실(23)의 부압이 항상 작용하게 되어 있다.
반력피스톤(43)에는, 마스터실린더(6)의 세컨더리피스톤(74)에 접촉가능한 압압(押壓)부재(75)가 이 반력피스톤(43)에 대해서 소정량만큼 상대이동가능하게 설치되어 있다.이 압압부재(75)는, 프라이머리실(72)의 액압 불이행시에 세컨더리피스톤(74)에 접촉함으로써 세컨더리실(secondary chamber)(76)의 액압으로 반력을 얻을 수 있도록 하고 있다.
제7실시예의 브레이크 시스템(1)의 다른 구성은, 제1실시예와 같다.
이와 같이 구성된 제7실시예의 브레이크 시스템(1)에 있어서는, 브레이크 작동시, 부압배력장치(5)가 작동하여 마스터실린더(6)의 프라이머리실(72)에 액압이 발생하면, 이 액압이 반력피스톤(43)에 작용하여, 반력피스톤(43)이 스프링(47)에 저항하여 후퇴하고, 밸브플런저(28)에 접촉한다. 부압배력장치(5)가 중간부하상태에 있는 경우에는 밸브몸체(18) 내의 대기밸브와 진공밸브가 함께 잠김 상태에 있고, 밸브플런저(28)에 가해진 페달답력과 반력피스톤(43)에 걸리는 액압에 의한 힘과 스프링(47)의 탄력이 균형된다. 다른 한편으로는, 파워피스톤(14)이 전진하면 밸브몸체(18)는 이 밸브몸체(18)에 관계되는 대기와 변압실(24)의 압력과의 차압(差壓)에 의한 전진력과 스프링(55)의 탄력으로 균형되게 된다. 따라서, 스프링(55)을 적절히 설정하면 파워피스톤(14)의 스트로크에 대해서 밸브몸체(18)의 스트로크를 작게 할 수 있다.
이와 같이, 이 제7실시예에서는, 유체가변스트로크수단(3)은 부압배력장치(5)의 출력축(40)과 입력축(36)과를 상대이동가능하게 구성함과 더불어, 입력축(36)에 작용하는 유체압에 의하여 출력축(40)에 대한 입력축(36)의 상대위치를 바꾸도록 하고 있다.
또한, 도 11에 나타낸 바와 같이, 반력피스톤(43)의 좌측 수압면(受壓面)을 프라이머리실(72)로부터 차단된 밀폐형상의 액압실(220)에 향하게 하여, 도 5에 나타낸 제2실시예와 같이, 전자절환밸브(218)에 의하여 펌프(188)의 토출압(吐出壓)을 액압실(220)로 적절하게 도입하고 이 액압실(220)의 압력을 제어하여 반력을 제어함으로써, 브레이크페달(11)의 스트로크를 다양하게 변경가능하게 하고, 적재상태 등의 차량상황, 브레이크 조작상황, 노면상황 또는 운전자 등에 의해서, 보다 적절한 페달스트로크를 설정할 수 있다. 또, 운전자가 스트로크 가변선택보턴을 조작함으로써 페달스트로크를 운전자가 좋아하는 스트로크로 설정할 수도 있다. 그리고, 펌프(188)의 구동은 브레이크페달(11)을 밟는 중에만 행해지도록 하는 것이 좋다.
또, 전자절환밸브(218)에 의하여 펌프(188)의 토출압을 액압실(220)에 도입하는 대신에, 전자절환밸브(218)에 의하여 프라이머리실(72)의 액압을 액압실(220)에 도입시키도록 해도 된다.
도 12는, 본 발명의 제8실시예를 부분적으로 나타낸 단면도이다.
도 12에 나타낸 바와 같이, 이 제8실시예의 브레이크 시스템(1)에서는, 앞에서 설명한 제7실시예에 대하여, 스프링(55)이 삭제되어 있음과 더불어 밸브플런저(28)와 파워피스톤(14)과의 사이에 스프링(47)이 설치되어 있다. 이 제8실시예에 의하면, 제7실시예와 같이, 반력피스톤(43)이 밸브플런저(28)에 접촉하고, 중간부하상태에서 페달답력과 반력피스톤(43)의 액압에 의한 힘과 스프링(47)의 탄력이 균형될 때, 페달답력에 대해서 반력피스톤(43)에 작용하는 액압을 바꾸면, 스프링(47)의 탄력이 바뀐다. 이 스프링(47)의 탄력은, 파워피스톤(14)과 밸브몸체(18)와의 상대위치로 결정되기 때문에, 반력피스톤(43)에 작용하는 액압 즉, 부압배력장치(5)의 반력기구의 반력를 바꿈으로써 파워피스톤(14)에 대한 밸브몸체(18)의 상대위치를 바꿀수 있다. 이 실시예에서는, 유체가변스트로크수단(3)은 부압배력장치(5)의 파워피스톤(14) 즉, 출력축(40)과 밸브몸체(18) 즉, 입력축(36)을 상대이동가능하게 구성하여 반력기구의 반력을 액압에 의하여 변화시키는 구성으로 한 것으로, 제1실시예에 대하여, 공기압을 액압으로 바꾼 것에 상당한다.
또한, 이 제8실시예의 브레이크 시스템(1)에 있어서도, 도시하지 않지만, 도1에 나타낸 실시예와 같이, 프라이머리실(72)로부터 차단된 액압실(220)을 설치하고 전자절환밸브(218)에 의하여 이 액압실(220)의 압력을 제어함으로써, 브레이크페달(11)의 스트로크를 다양하게 변경가능하게 하고, 적재상태 등의 차량상황, 브레이크 조작상황, 노면상황 또는 운전자 등에 의해서, 보다 적정한 페달스트로크를 설정할 수 있다. 또, 운전자가 스트로크 가변선택보턴을 조작함으로써 페달스트로크를 운전자가 좋아하는 스트로크로 설정할 수도 있다.
도 13은, 본 발명의 제9실시예를 나타낸 단면도, 도 14는, 도 13의 부분확대단면도이다.
앞에서 설명한 각 실시예는, 모두 부압배력(負壓倍力)장치(5)를 사용하고 있지만, 이 제9실시예의 브레이크 시스템(1)은, 액압배력(液壓倍力)장치를 사용하고 있다.
즉, 도 13 및 도 14에 나타낸 바와 같이, 이 제9실시에의 브레이크 시스템(1)은, 액압배력장치(77)와 마스터실린더(6)가 일체로 설치되어 있어 서로 공통의 하우징(78)을 갖추고 있다. 하우징(78)의 축방향구멍(79)에는, 파워피스톤(80)이 액밀하게 또한 미끄러져 움직일 수 있도록 배설되어 있다. 파워피스톤(80)에 뚫어 설치된 축방향구멍(81)에는, 끝부분에 제1밸브시트(82a)를 갖는 통형상의 밸브시트부재(82)가 압입되어 있다. 이 밸브시트부재(82)는, 통형상(筒形狀)고정부재(83)에 의해서 축방향으로 지지되어 있고, 또한 통형상고정부재(83)는, C링(84)에 의해서 파워피스톤(80)에 고정되어 있다.
또, 축방향구멍(81)에 압입된 칼라(collar)(85)에 원추밸브(86)가 일체로 형성된 통형상의 밸브체(87)가 미끄러져 움직일 수 있도록 배설되어 있고, 이 밸브체(87)는, 스프링(88)에 의해 원추밸브(86)가 밸브시트부재(82)의 제1밸브시트(82a)에 부착하는 방향으로 항상 탄성지지되어 있다. 또, 밸브시트부재(82)의 축방향구멍(82c) 내에는, 밸브작동부재(89)의 선단에 형성된 제2밸브시트(89a)가 원추밸브(86)에 부착가능하게 배설되어 있다. 또, 밸브작동부재(89)는, 입력축(36)에 끼워 맞추어져 고정되어 있음과 더불어 이 밸브작동부재(89)에는, 플러그(90)의 소경돌출부(90a)의 선단에 접촉가능하면서도, 이 접촉시에 입력축(36)의 후퇴 한계를 규정하는 플랜지(flange)형상의 스토퍼부(89b)가 일체로 설치되어 있다. 밸브시트부재(82)와 밸브작동부재(89)와의 사이에는, 스프링(19)이 축설되어 있고, 밸브작동부재(89) 및 입력축(36)은 항상 도면에 있어서 오른쪽으로 탄성지지되어 있다. 입력축(36)은, 플러그(90)를 액밀하게 하여 관통하고 그 후단은 도시하지 않지만 브레이크페달(11)에 연결되어 있다.
입력축(36)과 밸브작동부재(89)의 각 외주와 프러그(90)의 소경돌출부(90a)의 축방향구멍의 내주와의 사이에, 통형상의 반력피스톤(91)이 어느 것에도 미끄러져 움직일 수 있도록 끼워 맞추어져 있다. 이 반력피스톤(91)의 도 14에 있어서, 좌단부에는, 제1플랜지부(91a)와 제2플랜지부(91b)가 설치되어 있다. 제1플랜지부(91a)의 좌측부는, 스토퍼부(89b)가 접촉가능하게 되어 있고, 이 스토퍼부(89b)가, 제1플랜지부(91a)의 좌측부에 접촉함으로써 반력피스톤(91)에 대해서 이 밸브작동부재(89)의 그 이상의 후퇴가 저지되고 있다.
또, 제2플랜지부(91b)의 우측부는 반력피스톤(91)이 파워피스톤(80)에 대해서 소정량 후퇴이동하였을 때, 통형상고정부재(83)의 단부(83a)에 걸어맞추도록 되어 있다. 또한, 반력피스톤(91)의 우단(91c)은 입력축(36)의 단부(36a)에 접촉가능하게 되어 있다. 그리고, 반력피스톤(91)의 제2플랜지부(91b)와 통형상고정부재(83)와의 사이에 스프링(92)이 축설되어 있고, 이 스프링(92)에 의해, 통상시는 반력피스톤(91)의 제2플랜지부(91b)는 밸브시트부재(82)의 플랜지부(82b)에 접촉되어 있다.
또한, 하우징(78)에는, 압액이 도입되는 입력구(93)와, 이 입력구(93)와 축방향구멍(79)을 연결하는 통로구멍(94)이 설치되어 있음과 더불어, 파워피스톤(80)에 이 통로구멍(94)과 축방향구멍(81)과를 연결하는 통로구멍(95)이 뚫어 설치되어 있다. 그 경우, 통로구멍(95)은, 밸브시트부재(82)와 칼라(85)와의 사이의 축방향구멍(81)으로 개방되어 있다.
플러그(90)와 파워피스톤(80)의 우단과의 사이에는, 동력실(96)이 형성되어 있고, 이 동력실(96)은 밸브시트부재(82)의 축방향구멍(82c)에 항상 연결되어 있다. 이 동력실(96) 내에, 밸브작동부재(89)의 스토퍼부재(89b) 및 반력피스톤(91)의 제1 및 제2플랜지부(91a)(91b)가 각각 위치되어 있다. 또한, 플러그(90)의 소경돌출부(90a)의 외주면과 통형상고정부재(83)의 내주면과의 사이에는, 간극이 만들어져 있어서 통형상고정부재(83)의 축방향 양측에서 작동액이 자유롭게 유동가능하게 되어 있다.
또, 동력실(96)은, 하우징(78)에 뚫어 설치된 통로구멍(97)을 통해서 출력구(98)에 항상 연결되어 있음과 더불어, 이 출력구(98)는 2브레이크계통 중의 한쪽의 계통에 있어서의 휠실린더(7)(8)에 항상 연결되어 있다.
또한, 밸브체(87)에는, 축방향으로 관통하는 축방향구멍(99)이 뚫어 설치되어 있고, 이 축방향구멍(99)은 파워피스톤(80)에 뚫어 설치된 통로구멍(100)에 항상 연결되어 있다. 이 통로구멍(100)은, 축방향구멍(79)을 통해서 하우징(78)에 뚫어 설치된 배출구(101)에 항상 연결되어 있고, 이 배출구(101)는 리저버(102)에 항상 연결되어 있다.
또한, 동력실(96)은, 파워피스톤(80)에 뚫어 설치된 통로구멍(103)을 통해서 밸브체(87)의 단부(87a)에 면하는 실(chamber)(104)에 항상 연결되어 있다.
그리고, 입력구(93)와 리저버(102)를 접속하는 액압회로(105)에 모터(106)로 구동되는 액압펌프(107)와, 액압펌프(107)의 토출측에 체크밸브(108)를 통해서 어큐뮬레이터(accumulator)(109)가 각각 설치되어 있다. 어큐뮬레이터(109)에는, 액압펌프(107)의 토출압에 의해서 항상 소정압이 축적되도록 되어 있다.
또한, 플러그(90)에 형성된 반력실(110)이 설치되어 있고, 이 반력실(110)에 입력축(36)의 단부(36a) 및 반력피스톤(91)의 우단(91c)이 면하도록 되어 있다. 그리고, 반력실(110)은, 플러그(90)에 뚫어 설치된 경방향구멍(111), 하우징(78)과 플러그(90)와의 사이의 고리형상공간(112), 하우징(78)에 뚫어 설치된 축방향구멍(113)을 통해서 제어압 도입구(114)에 항상 연결되어 있다.
도 14에 나타낸 바와 같이, 제어압 도입구(114)는, 2위치 3방향 밸브로 이루어진 압력절환밸브(115)를 갖춘 가변서보장치(116)에 접속되어 있다. 이 2위치 3방향 절환밸브(115)는, 제어압 도입구(114)를 리저버(102)에 항상 연결하는 액압회로(105)에 접속되는 제1위치 Ⅰ과, 제어압 도입구(114)를 출력구(98)와 휠실린더(7)(8)와를 접속하는 브레이크액 통로에 접속하는 제2위치 Ⅱ가 설정되어 있고, 통상시는 제1위치 Ⅰ에 설정됨과 더불어 출력구(98)의 액압 즉, 동력실(96)의 액압이 설정작동압으로 되었을 때, 제2위치 Ⅱ에 절환제어되도록 되어 있다.
한편, 마스터실린더(6)는, 파워피스톤(80)의 유효수압면적(有效受壓面積)과 같은 유효수압면적으로 각각 설정된 프라이머리피스톤(117)과 세컨더리피스톤(118)을 갖는 탠덤마스터실린더(tandem master cylinder)로서 구성되어 있다. 그 경우, 프라이머리피스톤(117)이 파워피스톤(80)의 전단에 일체로 설치되어 있다.
양 피스톤(117)(118)의 간격을 규제하는 간격규제로드(119)가 마스터실린더피스톤(113)의 방향으로 돌출하여 고정되어 있음과 더불어, 이 간격규제로드(119)에 리테이너(retainer)(120)가 축방향으로 미끄러져 움직일 수 있도록 끼워 맞추어져 있다. 또, 리테이너(120)와 프라이머리피스톤(117)의 전단과의 사이에는, 스프링(121)이 축설되어 있어서 리테이너(120)가 항상 프라이머리피스톤(117)에서 멀어지는 방향으로 탄성지지되고 있다. 통상시는 이 리테이너(120)는 간격규제로드(119)의 두부(頭部)(119a)에 접촉하여 그 이상 프라이머리피스톤(117)으로부터 떨어지는 것이 규제되고 있다.
세컨더리피스톤(118)은 리턴스프링(122)의 탄력에 의하여 항상 후방(도 13에 있어서 오른쪽)으로 탄성지지되어 있고, 그 후단은 통상시는 리테이너(120)에 접촉되어 있다. 프라이머리피스톤(117)의 전단과 세컨더리피스톤(118)의 후단에는 각각 컵실(cup sealing members)(123)(124)이 설치되어 있고, 이들의 컵실(123)(124) 사이의 축방향구멍(79)에 액실(液室)(125)이 구획되어 있다. 양 컵실(123)(124)은, 각각 컵실(123)(124)을 통하는 액실(125) 밖으로부터 액실(125) 안으로의 액의 흐름은 허용되지만, 컵실(123)(124)을 통하는 액실(125)로부터 액실(125) 밖으로의 액의 흐름은 저지하도록 되어 있다.
또, 하우징(78)에는, 마스터실린더의 브레이크액 보상구(126)가 뚫어 설치되어 있고, 이 브레이크액 보상구(126)는, 액압회로(105)로부터 분기(分岐)된 액통로(127)에 접속되어 있다. 그리고, 프라이머리피스톤(117)의 비작동위치에서는, 컵실(123)이 배출구(101)와 브레이크액 보상구(126)와의 사이에 위치하도록 되어 있다.따라서, 비작동시에는 액은 액실(125)과 브레이크액 보상구(126)와의 사이에서 양방향으로 자유롭게 흐르도록 되어 있지만, 파워피스톤(80)이 전진하여 컵실(123)이 브레이크액 보상구(126)를 통과하여 지나가면 액실(125)로부터 브레이크액 보상구(126)로 향하는 액의 흐름은 저지되도록 되어 있다.
가변스트로크장치(128)가, 그 제1전자개폐밸브(129)를 통해서 접속구(130)로 접속되어 있음과 더불어 이 접속구(130)는 액실(125)에 항상 연결되어 있다. 제1전자개폐밸브(129)는, 연결위치 Ⅰ과 차단위치 Ⅱ가 설정되어 있고, 통상시는 연결위치 Ⅰ에 설정되는 상개(常開)밸브로 되어 있다. 가변스트로크장치(128)는, 피스톤(131), 실린더(132) 및 스프링(133)을 갖고 페달스트로크를 확보하기 위한 스트로크시뮬레이터(stroke simulator)(134)와, 접속구(130)와 스트로크시뮬레이터(134)와의 사이의 통로에 설치된 오리피스(135)와, 이 오리피스(135)를 우회하여 설치되어 스트로크시뮬레이터(134)로부터 접속구(130)로의 액의 흐름만을 허용하는 체크밸브(136)로 구성되어 있다.
또한, 가변스트로크장치(128)는, 접속구(130)와 뒤에 설명하는 압력변환실린더(142)를 접속하는 통로에 설치된 제2전자개폐밸브(137)을 갖추고 있다. 이 제2전자개폐밸브(137)는, 차단위치 Ⅰ과 연결위치 Ⅱ가 설정되어 있고, 통상시는 차단위치 Ⅰ로 설정되는 상폐(常閉)밸브로 되어 있다. 이들 제1 및 제2전자개폐밸브(129)(137)는 모두 전자제어장치에 의해 제어되도록 되어 있다.
브레이크 액압배력장치(77)의 출력구(98)와 한쪽 계통의 휠실린더(78)를 접속하는 액통로에는, 펌프(107) 및 어큐뮬레이터(109)의 액압원의 불이행시에, 한쪽 계통의 브레이크를 확실히 작동하기 위한 액압 불이행시의 브레이크 작동장치(138)가 설치되어 있다. 이 액압 불이행시의 브레이크 작동장치(138)는, 피스톤(139), 실린더(140) 및 스프링(141)을 갖는 압력변환실린더(142)와, 2위치 3방향 밸브로 이루어진 전자절환밸브(143)로 구성되어 있다.
압력변환실린더(142)는, 동력실(96) 또는 액실(125)에서 보내진 압액이 도입되었을 때, 피스톤(139)이 작동하여 브레이크 액압을 발생하여 휠실린더(7)(8)에 도입되도록 되어 있다. 또, 압력변환실린더(142)는 액압 불이행이 휠실린더(7)(8)측의 불이행에 의한 것일 경우, 동력실(96) 또는 액실(125)로부터의 액압이 이 불이행부로부터 밖으로 누출되는 것을 방지하도록 되어 있다.
전자절환밸브(143)는, 어큐뮬레이터(109)의 축압(蓄壓)을 검출하는 압력센서(221)로 제어되도록 되어 있다. 또, 이 전자절환밸브(143)는 압력변환실린더(142)를 출력구(98)에 접속하는 제1위치 Ⅰ과, 압력변환실린더(142)를 접속구(130)에 접속하는 제2위치 Ⅱ가 설정되어 있고, 액압 정상시는 제1위치 Ⅰ로 설정되어 있음과 더불어 액압 불이행시는 제2위치 Ⅱ로 바뀌어 설정되도록 되어 있다.
마스터실린더(6)의 세컨더리피스톤(118)은, 하우징(78)의 축방향구멍(79)에, 그 전단에 설치된 컵실(144)에 의하여 일방향에만 액밀하고 또한 미끄러져 움직일 수 있도록 끼워 맞추어져 있다.
또, 축방향구멍(79) 내에는 세컨더리피스톤(118)에 의하여 액실(145)이 구획되어 있음과 더불어, 이 액실(145)은 출력구(146)를 통해서 2브레이크 계통중의 다른쪽 계통에 있어서의 휠실린더(9)(10)에 항상 연결되어 있다. 또한, 세컨더리피스톤(118)에는 경방향구멍(147)과 이 경방향구멍(147)에 연결되는 축방향구멍(148)이 뚫어 설치되어 있다. 이 축방향구멍(148)에는, 선단에 밸브(149)가 설치된 밸브로드(150)가 관통하고 있고, 이 밸브로드(150)는, 하우징(78)에 축방향구멍(79) 및 세컨더리피스톤(118)에 뚫어 설치된 경방향구멍(147)을 경방향으로 관통하여 설치된 밸브해방로드(151)에 접촉가능하게 되어 있다. 또한, 밸브(149)는 스프링(152)에 의하여 밸브시트(153)에 부착하는 방향으로 항상 탄성지지되어 있다. 그리고, 세컨더리피스톤(118)이, 도면에 나타낸 비작동위치에 있을 때는, 밸브로드(150)가 밸브해방로드(151)에 접촉함으로써 밸브(149)가 스프링(152)의 탄력에 저항하여 밸브시트(153)에서 떨어지고, 리저버(102)와 액실(145)이 연결되도록 되어 있다. 또, 세컨더리피스톤(118)이 전진하였을 때는, 스프링(152)의 탄력에 의하여 밸브(149)가 밸브시트(153)에 부착하고 또한 밸브로드(150)가 밸브해방로드(151)에서 떨어져서, 리저버(102)와 액실(145)이 차단되어 마스터실린더압이 발생하도록 되어 있다.
또, 하우징(78)에는, 항상 리저버(102)에 연결되어 있는 통로구멍(154)이 뚫어 설치되어 있고, 따라서 세컨더리피스톤(118)의 축방향구멍(148)은 경방향구멍(147), 축방향구멍(79) 및 통로구멍(154)를 통해서 리저버(102)에 항상 접속되어 있다.
이와 같이, 이 제9실시예의 브레이크 시스템(1)은, 한쪽 브레이크 계통이 그 휠실린더(7)(8)에 동력실(96)의 액압이 도입되는 풀파워(full-power)브레이크 계통이고, 또 다른 쪽의 브레이크 계통이 그 휠실린더(9)(10)에 마스터실린더압이 도입되는 액압브레이크 계통인 세미풀파워(semi-full-power)브레이크 시스템으로서 구성되어 있다.
다음에, 이 제9실시예의 브레이크 시스템(1)의 작용에 대해서 설명한다.
브레이크페달(11)이 밟혀지지 않는 브레이크 비작동시는 원추밸브(86), 밸브시트부재(82)의 제1밸브시트(82a) 및 밸브작동부재(89)의 제2밸브시트(89a)는, 도 13 및 도 14에 나타낸 위치관계에 있다. 즉, 원추밸브(86)가 밸브시트부재(82)의 제1밸브시트(82a)에 부착하고 있음과 더불어, 밸브작동부재(89)의 제2밸브시트(89a)가 원추밸브(86)로부터 떨어져 있다. 이 상태에서는, 입력구(93)에 항상 연결되어 있는 통로구멍(95)과 밸브시트부재(82)의 축방향구멍(82c)이 차단되어 있음과 더불어, 밸브시트부재(82)의 축방향구멍(82c)과 배출구(101)에 항상 연결되어 있는 밸브체(87)의 축방향구멍(99)이 연결되어 있다. 따라서, 브레이크 비조작시는, 동력실(96)이 펌프(107) 및 어큐뮬레이터(109)로부터 차단되어 있음과 더불어 리저버(102)에 연결되어 동력실(96)에는 압액이 공급되지 않는다.
또, 반력피스톤(91)의 우단(91c)은 입력축(36)의 단부(36a)로부터 떨어져 있다. 또한, 밸브작동부재(89)의 스토퍼부(89b)가 플러그(90)의 소경돌출부(90a)에 접촉하고 있음과 더불어, 반력피스톤(91)의 제1플랜지부(91a)로부터 떨어져서 이보다 전진한 위치로 되어 있다.
또한, 프라이머리피스톤(117)의 컵실(123)이 브레이크액 보상구(126)보다 후방에 위치해 있고, 따라서 액실(125)은 리저버(102)에 접속되어 있다.
한편, 마스터실린더(6)에 있어서는, 밸브로드(150)가 밸브개방로드(151)에 접촉하여 밸브(149)가 밸브시트(153)로부터 떨어져 있다. 따라서 액실(125)은 리저버(102)에 접속되어 있다.
또한, 가변서보장치(116)의 압력절환밸브(115)가 도시한 제1위치 Ⅰ에 있고 반력실(110)은 리저버(102)에 연결되어 있다. 또, 가변스트로크장치(128) 및 액압불이행시 브레이크 작동장치(138)의 각 전자밸브(129)(137)(143)가 모두 비작동위치의 제1위치 Ⅰ로 설정되어 있다.
브레이크페달(11)의 밟음에 의한 통상의 브레이크 조작시는, 입력축(36)이 전진하여 밸브작동부재(89)의 제2밸브시트(89a)가 원추밸브(86)에 부착함과 더불어 원추밸브(86)가 밸브시트부재(82)의 제1밸브시트(82a)로부터 떨어지기 때문에, 이 상태에서는 통로구멍(95)과 밸브시트부재(82)의 축방향구멍(82c)이 연결함과 더불어 밸브시트부재(82)의 축방향구멍(82c)과 밸브체(87)의 축방향구멍(99)이 차단된다. 따라서, 동력실(96)이 리저버(102)로부터 차단됨과 더불어 펌프(107) 및 어큐뮬레이터(109)에 연결되어 동력실(96)에 어큐뮬레이터(109)의 압액이 공급된다. 이 경우, 원추밸브(86), 제1밸브시트(82a) 및 제2밸브시트(89a)에 의하여 동력실(96)을 펌프(107) 및 어큐뮬레이터(109)의 액압원 또는 리저버(102)로 선택적으로 절환제어하는 브레이크 액압배력장치(77)의 제어밸브(155)가 구성되어 있다.
동력실(96)에 액압이 도입되면 파워피스톤(80)이 전방으로 탄성지지된다. 동력실(96) 내에 도입된 압액이 리턴스프링(121)의 탄력을 극복하는 압력으로 되면, 이 액압에 의하여 파워피스톤(80)이 전진함과 더불어 세컨더리피스톤(118)이 전진한다. 이 세컨더리피스톤(118)의 전진으로 밸브(149)가 밸브시트(153)에 부착하여 액실(145)에 마스터실린더압이 발생한다. 그리고, 동력실(96)의 액압이 통로구멍(97) 및 출력구(98)을 통해서 압력가변실린더(142)에 도입되어, 피스톤(139)이 작동하여 브레이크 액압을 발생하고, 이 브레이크 액압이 한쪽 계통의 휠실린더(7)(8)에 도입됨과 더불어 세컨더리실(145)의 마스터실린더압이 출력구(146)를 통해서 다른쪽 계통의 휠실린더(9)(10)에 도입된다.
작동초기에 있어서는, 동력실(96)의 액압이 낮고 반력피스톤(91)을 스프링(92)의 탄력을 극복하여 후방으로 이동시키기까지에는 이르지 않는다. 따라서, 반력피스톤(91)의 후단(91c)이 입력축(36)의 단부(36a)에 접촉하지 않아 이 상태에서는 비교적 큰 서보비(比)로 서보제어가 행해진다. 즉, 점핑작용이 행해진다.
브레이크계의 로스스트로크가 해소되어 각 휠실린더가 실질적으로 브레이크력을 발생하기까지 동력실(96)의 액압이 상승하면, 반력피스톤(91)이 스프링(92)의 탄력을 극복해서 후방으로 이동하여 반력피스톤(91)의 후단(91c)이 입력축(36)의 단부(36a)에 접촉한다. 이 상태에서는 비교적 작은 통상 브레이크시의 서보비로 통상 브레이크의 서보제어가 행해진다. 이렇게 해서, 양 계통에 있어서 통상 브레이크가 작동한다. 이때, 동력실(96) 내의 액압이 작용하는 파워피스톤(80)의 유효수압면적과 액실(145)의 마스터실린더압이 받는 마스터실린더피스톤(113)의 유효수압면적과가 같음으로써, 동력실(96) 내의 액압과 마스터실린더압과는 균형있게 같아진다. 따라서, 각 휠실린더(7)(8)(9)(10)에는 모두 같은 액압의 압액이 공급된다.
동력실(96) 내의 압액은 축방향의 통로구멍(103)을 통하여 실(104) 내에도 도입되어 이 실(104) 내의 액압이 밸브체(87)의 단부(129a)에 작용함으로써 밸브체(87)는 동력실(96)의 액압에 대항하는 방향으로 탄성지지된다.
프라이머리피스톤(117)이 전진하여 그 컵실(123)이 브레이크 보상구(126)를 통과하면, 액실(125)이 리저버(102)로부터 차단되어서 밀봉상태로 된다. 그리고, 이때 프라이머리피스톤(117)이 세컨더리피스톤(118)보다 크게 전진하기 때문에 액실(125)의 작동액이 접속구(130)로부터 제1전자개폐밸브(129) 및 오리피스(135)를 통하여 가변스트로크장치(128)의 스트로크시뮬레이터(134)로 보내어진다. 이때, 프라이머리피스톤(117)은 통상 브레이크 작동시이기 때문에 통상의 속도로 전진하므로 스트로크시뮬레이터(134)로 유동하는 액에 대한 오리피스(135)의 오리피스효과는 작다. 따라서, 프라이머리피스톤(117) 즉 파워피스톤(80)은 통상의 속도로 피스톤(131)의 스트로크분 즉, 스트로크시뮬레이터(134)의 작동액 흡수분으로 스트로크하게 된다. 따라서, 통상 작동시의 페달스트로크는, 휠실린더(9)(10)의 로스스트로크시뮬레이터(134)의 작동액 흡수분을 더한 것에 기초한 스트로크량으로 된다.
입력축(36)의 반력이 입력축(36)의 입력과 같아지면, 원추밸브(86)가 밸브시트부재(82)의 제1밸브시트(82a) 및 밸브작동부재(89)의 제2밸브시트(89a) 모두에 부착하고, 동력실(96)은 어큐뮬레이터(109) 및 리저버(102) 모두로부터 차단되어 중간부하상태에서의 균형상태로 된다. 입력축(36)의 입력이 다시 상승하면 재차 원추밸브(86)가 제1밸브시트(82a)에서 떨어지고, 동력실(96)에는 다시 압액이 공급되어 동력실(96) 내의 액압이 다시 상승한다. 이후, 원추밸브(86)가 제1밸브시트(82a)에 대한 부착 및 떨어짐을 반복함으로써 동력실(96) 내의 액압이 입력축(36)의 입력의 상승에 따라서 상승한다.
이때는, 브레이크 액압배력장치(77)는, 통상 브레이크시의 서보비가 비교적 작은 서보제어를 하게 된다.
이 서보제어 중에서, 입력이 소정의 크기로 되기 까지는 동력실(96) 내의 액압이 압력절환밸브(115)의 작동압까지 상승하지 않기 때문에, 압력절환밸브(115)는 제1위치 Ⅰ로 설정된 대로 되고, 반력실(110)은 리저버(102)에 접속된 채로 되어 있다.
그리고, 각 휠실린더(7)(8)(9)(10)는 각각 입력축(36)의 입력에 대해서 배력된 브레이크력을 발생하고, 이 브레이크력으로 브레이크가 작동한다. 이때, 앞에서 설명한 바와 같이, 동력실(96) 내의 액압과 마스터실린더압은 균형있게 서로 같아지고, 각 휠실린더(7)(8)(9)(10)가 발생하는 브레이크력도 서로 같다.
입력이 소정량으로 되어서 동력실(96) 내의 액압이 압력절환밸브(115)의 작동압으로 되면, 압력절환밸브(115)는 바뀌어서 제2위치 Ⅱ로 설정된다. 그러면, 반력실(110)은 출력구(98)와 액압 불이행시 브레이크 작동장치(138)와의 사이의 브레이크액 통로에 접속되고, 반력실(110)에는 출력구(98)의 액압, 즉, 동력실(96)의 액압이 도입된다. 그리고, 반력실(110)에 도입된 액압은, 입력축(36)의 단부(36a)에 접촉하고 있는 반력피스톤(91)의 우단(91c)의 일부에, 입력축(36)에 가해지고 있는 입력과 같은 방향으로 작용하게 된다. 이 때문에 입력축(36)에 작용되는 반력이 작아지고, 이후, 브레이크 액압배력장치(77)의 출력은 입력축(36)의 입력에 대해서 통상 브레이크시의 서보제어중 보다는 크게 상승한다. 즉, 브레이크 액압배력장치(77)는, 비교적 큰 서보비로 입력축(36)의 입력을 배력하여 출력하는 서보제어를 행하게 된다. 이에 의하여 각 휠실린더(7)(8)(9)(10)는 각각 입력축(36)의 입력에 대하여 통상 브레이크시의 브레이크력 보다 큰 브레이크력을 발생한다. 이와 같이, 브레이크 액압배력장치(77)는, 입력이 소정 이상 커지면, 통상 브레이크시의 서보비 보다 큰 서보비로 서보제어를 하는 역이단(逆二段) 서보특성을 갖고 있다.
또한, 입력이 상승하여 동력실(96)의 액압이 어큐뮬레이터(109)에 축압되는 최대설정압으로 되면, 동력실(96)의 액압은 그 이상 상승하지 않고, 브레이크 액압배력장치(77)는 큰 서보비에 의한 서보제어를 종료하여 전부하상태로 된다. 따라서, 그 이후 브레이크 액압배력장치(77)의 출력상승분은 입력상승분을 배력하지 않은 것으로 된다.
브레이크페달(11)을 해방하여 브레이크 작동을 해제하면, 입력축(36) 및 밸브작동부재(89)가 함께 오른 쪽으로 후퇴하여 제어밸브(155)의 제2밸브시트(89a)가 원추밸브(86)로부터 떨어지고, 동력실(96) 내의 압액이 밸브시트부재(82)의 축방향구멍(82c), 원추밸브(86)와 제2밸브시트(89a) 사이의 틈, 밸브체(87)의 축방향구멍(99), 경방향구멍(100), 단부구멍(4)의 소경부(4a) 및 배출구(101)를 통해서 리저버(102)로 배출된다. 이때, 밸브작동부재(89)의 스토퍼부(89b)가 반력피스톤(91)의 스토퍼부(91c)에 접촉할 때까지 입력축(36)이 크게 후퇴하기 때문에, 제2밸브시트(89a)가 원추밸브(86)로부터 크게 열리고 동력실(96) 내의 압액은 신속히 배출된다.
동력실(96) 내의 압액의 배출에 의하여, 한쪽 계통의 양 휠실린더(7)(8)의 압액도 신속히 동력실(96)을 통하여 리저버(102)로 배출되어서 양 휠실린더(7)(8)의 액압이 저하된다. 한편, 리턴스프링(122)의 탄력에 의하여 세컨더리피스톤(118), 프라이머리피스톤(117) 및 파워피스톤(80)이 신속히 후퇴한다. 이때, 리턴스프링(121)의 탄력에 의하여 프라이머리피스톤(117)이 세컨더리피스톤(118) 보다 크게 후퇴하게 되지만, 스트로크시뮬레이터(134)로 공급된 액이 체크밸브(136)에 의하여 늦지 않게 액실(125) 쪽으로 되돌려지기 때문에, 오리피스(135)가 설치되어도 프라이머리피스톤(117), 파워피스톤(80) 및 입력축(36)은 늦지 않게 비작동위치 쪽으로 되돌아가게 된다.
세컨더리피스톤(118)이 후퇴하면, 액실(145)의 액압 및 다른쪽 계통의 양 휠실린더(9)(10)의 액압이 함께 저하된다. 그리고, 밸브로드(150)가 밸브개방로드(151)에 접촉하면, 그 이후의 세컨더리피스톤(118)의 후퇴에 대해서 밸브(149)가 밸브시트(153)에서 떨어지고 액실(145)이 리저버(102)에 접속된다. 이 때문에 양 휠실린더(9)(10)의 압액도 신속히 액실(145)을 통해서 리저버(102)로 배출되어서 양 휠실린더(9)(10)의 액압이 다시 저하된다. 이에 의하여, 양 계통의 브레이크가 신속히 해제개시된다.
동력실(96) 내의 액압이 압력절환밸브(115)의 설정작동압보다 저하하면, 압력절환밸브(115)가 제1위치 Ⅰ로 바뀌고 반력실(110)이 리저버(102)로 접속된다. 따라서, 브레이크 액압배력장치(77)의 출력이 입력의 저하에 대해서 통상 브레이크의 작은 서보비로 저하된다.
브레이크 해제가 거의 종료될 때까지 입력축(36)이 다시 후퇴하면, 밸브작동부재(89)의 스토퍼부(89b)가 플러그(90)의 소경돌출부(90a)의 선단에 접촉함으로써 입력축(36) 및 밸브작동부재(89)의 후퇴가 정지되고, 입력축(36) 및 밸브작동부재(89)는 함께 후퇴한계로 된다. 그러나, 입력축(36) 및 밸브작동부재(89)의 후퇴가 정지하여도 파워피스톤(80), 반력피스톤(91), 원추밸브(86) 및 밸브시트부재(82)는 함께 다시 후퇴를 계속한다. 이 때문에 밸브작동부재(89)의 스토퍼부(89b)가 반력피스톤(91)의 제1플랜지(91a)로부터 떨어짐과 더불어 원추밸브(86)가 밸브작동부재(89)의 제2밸브시트(89a)에 가까워져 온다.
파워피스톤(80)의 우단이 플러그(90)에 접촉하면, 파워피스톤(80)의 후퇴가 정지되고, 세컨더리피스톤(118) 및 파워피스톤(80)은 비작동위치로 되어서 브레이크가 신속하고 또한 완전하게 해제된다. 이 상태에서는 프라이머리피스톤(117)의 컵실(123)이 브레이크액 보상구(126)보다 후방에 위치하기 때문에, 실(125)은 브레이크액 보상구(126), 액통로(127) 및 액압회로(105)를 통해서 리저버(102)에 접속되게 된다.
파워피스톤(80)의 비작동위치에서는, 원추밸브(86)가 밸브작동부재(89)의 제2밸브시트(89a)에 매우 근접하여 원추밸브(86)와 재2밸브시트(89a)와의 사이의 틈이 매우 작아지게 되고 부착되기 직전으로 된다. 따라서, 브레이크페달이 밟혀져서 입력축(36) 및 밸브작동부재(89)가 전진하면 즉시 제2밸브시트(89a)가 원추밸브(86)에 부착함과 더불어 원추밸브(86)가 밸브시트부재(82)의 제1밸브시트(82a)에서 즉시 떨어진다. 즉, 제어밸브(155)의 절환작동을 행하기 위하여 로스스트로크가 매우 작아지게 되고 브레이크가 신속히 작동한다.
이와 같이 하여, 브레이크 조작시에는 신속히 브레이크가 작동됨과 더불어 브레이크 조작해제시에는 브레이크 작동이 신속히 해제되어 브레이크 액압발생장치(77)는 매우 응답성이 좋은 것으로 된다.
또, 브레이크페달을 급속히 밟아서 급브레이크를 걸면, 파워피스톤(80) 및 프라이머리피스톤(117)도 급속히 전진하여 액실(125)의 액을 급속히 접속구(130)로부터 스트로크시뮬레이터(134)로 송급(送給)하려고 하지만, 오리피스(135)에 의한 오리피스효과에 의하여 스트로크시뮬레이터(134)로의 액의 보냄이 늦어지기 때문에 페달스트로크는 통상보다 작아진다. 이와 함께, 스트로크시뮬레이터(134)로의 액의 송급이 늦어지는분 만큼 액실(125)의 액압이 높아진다. 이때, 세컨더리피스톤(118), 프라이머리피스톤(117), 파워피스톤(80)의 유효수압면적이 같기 때문에, 동력실(96)의 액압 및 액실(145)의 액압은 액실(125)의 액압과 같고 통상보다 높아진다.
그리고, 동력실(96)의 높은 액압이 출력구(98)로부터 압력변환실린더(142)로 공급되고, 압력변환실린더(142)의 피스톤(139)이 작동하여 고압의 브레이크 액압을 발생하며, 이 높은 브레이크 액압이 휠실린더(7)(8)로 도입되어 휠실린더(7)(8)는 큰 브레이크력을 발생한다. 한편, 높은 마스터실린더압이 출력구(146)로부터 실린더(9)(10)로 도입되어 휠실린더(9)(10)는 큰 브레이크력을 발생한다. 이렇게 하여 급브레이크시에는, 브레이크 액압배력장치(77)는, 오리피스(135)에 의하여 작은 페달스트로크로 큰 브레이크력을 발생시킬 수 있다.
이와 같이 하여, 제9실시예의 브레이크 액압배력장치(77)에 있어서는, 오리피스(135)에 의하여 브레이크페달을 밟는 속도에 따라서 페달스트로크를 바꿀수 있고, 브레이크페달의 급속한 밟음시에는 가변스트로크장치(128)에 의하여 액압배력장치(77)는 입력축(36)의 작은 스트로크로 큰 출력을 발생하기 때문에, 브레이크력의 첫시작이 빨라짐과 더불어 양 계통에 큰 브레이크력을 신속히 발생시킬 수 있게 된다.
또한, 펌프(107) 및 어큐뮬레이터(109) 등의 액압원의 액압이 불이행되면, 압력센서(221)로부터의 검출신호에 의하여 전자제어장치는 전자절환밸브(143)를 제2위치 Ⅱ로 설정한다. 이 상태에서 운전자가 브레이크페달을 밟음으로써 통상 브레이크 조작을 행하여 입력축(36)을 전진시키고 제어밸브(155)를 바꾸어도 동력실(96)에는 액압이 도입되지 않는다. 이 때문에 파워피스톤(80)은 동력실(96)의 액압에 의해서는 작동하지 않는다. 또한, 브레이크페달이 크게 밟혀져서 입력축(36)이 크게 전진하면 밸브작동부재(89)가 최대로 스트로크하여 밸브시트부재(82)에 접촉하여 이 파워피스톤(80)을 누르게 된다. 그러면, 파워피스톤(80)과 일체의 프라이머리피스톤(117)이 전진하고 그 컵실(123)이 브레이크액 보상구(126)를 통과하면, 액실(125)에 액압이 발생하고 이 액압이 접속구(130) 및 전자절환밸브(143)를 통하여 압력변환실린더(142)로 도입된다. 그 이후의 한쪽 계통의 브레이크는, 앞에서 설명한 통상 브레이크의 경우와 같이 하여 작동한다.
이때의 페달스트로크는, 통상 브레이크 작동시의 페달스트로크에 대해서 휠실린더(7)(8)의 로스스트로크분 만큼 큰 것으로 된다.
또한, 이 액압 불이행시의 브레이크 작동에 있어서는, 프라이머리피스톤(117)이 전진함으로써 세컨더리피스톤(118)도 전진하고, 앞에서 설명한 바와 같이, 밸브(149)가 밸브시트(153)에 부착하여 액실(145)에 액압이 발생한다. 액실(145)의 액압은 출력구(146)를 통해서 다른쪽 계통의 휠실린더(9)(10)에 도입되어 다른쪽 계통의 브레이크도 작동된다. 이때, 세컨더리피스톤(118)의 전, 후단의 각 유효수압면적이 같기 때문에 액실(125)의 액압과 액실(145)의 액압은 같게 되고, 그 결과 양 계통의 브레이크력은 같아진다.
액압 불이행시에 있어서의 브레이크 작동의 해제는, 통상 브레이크의 해제와 같이 브레이크페달을 해방함으로써 행해진다. 브레이크페달의 해방에 의하여 파워피스톤(80)과 더불어 프라이머리피스톤(117)이 후퇴하여 액실(125)의 액압이 저하하기 때문에, 한쪽 계통의 브레이크력이 저하됨과 더불어 세컨더리피스톤(118)이 후퇴하여 액실(145)의 액압이 저하되기 때문에 다른쪽 계통의 브레이크력도 저하된다. 또한, 프라이머리피스톤(117)이 후퇴하여 컵실(123)이 브레이크 보상구(126)를 통과하면, 액실(125)이 이 브레이크 보상구(126)에 연결된다. 그러면, 액실(125)이 리저버(102)로 연결되기 때문에 액실(125) 및 압력변환실린더(142)의 액압이 리저버(102)로 배출되기 때문에 한쪽 계통의 브레이크가 완전히 해제된다. 또, 세컨더리피스톤(118)도 다시 후퇴하기 때문에 통상 브레이크의 작동해제와 같이 밸브(149)가 밸브시트(153)로부터 떨어지므로 액실(145)이 리저버(102)로 연결되어 다른쪽 계통의 브레이크도 완전히 해제된다.
이와 같이 하여, 제9실시예의 브레이크 액압배력장치(77)에 있어서는, 액압 불이행시에 양 계통에 브레이크력을 확실히 발생시킬 수 있도록 된다.
그런데, 이 제9실시예에서는, 각 전자밸브(129)(137)(143)을 작동제어함으로써 페달스트로크를 다양한 여러가지 적정치(適正値)로 바꿀수 있게 된다. 즉, 각 전자밸브(129)(137)(143)가 모두 비작동시에는 페달스트로크는 앞에서 설명한 통상의 브레이크 작동시의 페달스트로크와 같게 된다.
또, 제1전자개폐밸브(129)만이 작동하여 차단위치 Ⅱ에 설정되면, 액실(125)이 스트로크시뮬레이터(134)로부터 차단된다. 따라서, 프라이머리피스톤(117)의 컵실(123)이 브레이크액 보상구(126)를 넘어서 전진하면 액실(125)은 로크상태로 된다. 이때는, 페달스트로크는 마스터실린더(6)의 세컨더리피스톤(118)측의 다른쪽 계통의 스트로크분만으로 된다.
또한, 제1 및 제2전자개폐밸브(129)(137)와 전자절환밸브(143)가 작동하여 함께 위치 Ⅱ에 설정되면, 압력변환실린더(142)가 동력실(96)로부터 차단되고 또한 액실(125)로 접속됨과 더불어 액실(125)이 스트로크시뮬레이터(134)로부터 차단된다. 이때는, 페달스트로크는 휠실린더(7)(8)(9)(10)의 스트로크분으로 된다.
그리고, 제2전자개폐밸브(137)와 전자절환밸브(143)가 작동하여 함께 위치 Ⅱ에 설정되고, 또 제1전자개폐밸브(129)가 비작동이면 압력변환실린더(142)가 동력실(96)로부터 차단되고 또한 액실(125)에 접속됨과 더불어 액실(125)이 스트로크시뮬레이터(134)에 접속된다. 따라서, 이때의 페달스트로크는 제9실시예의 통상 작동시의 페달스트로크에 대하여 휠실린더(7)(8)의 스트로크분 만큼 커진다.
이와 같이, 이 제9실시예의 브레이크 시스템(1)에서는, 각 전자밸브(129)(137)(143)의 작동을 제어함으로써 페달스트로크를 다양하게 바꿀수 있도록 하고 있다. 즉, 앞에서 설명한 각 실시예와 같이, 적재상태 등의 차량상황, 브레이크 조작상황, 노면상황 또는 운전자 등에 의하여, 보다 적정한 페달스트로크를 설정할 수 있도록 하고 있다. 또한, 운전자가 스트로크 가변선택보턴을 조작함으로써 운전자가 좋아하는 스트로크량으로 설정하고, 스트로크 가변선택보턴의 조작신호에 의하여 전자제어장치가 페달스트로크가 운전자가 선택한 스트로크로 되도록 각 전자밸브(129)(137)(89)를 적절하게 제어하도록 하고 있다.
이와 같이, 이 제9실시예의 브레이크 시스템(1)에서는, 브레이크 액압배력장치(77)의 파워피스톤(80)과 마스터실린더(6)의 피스톤(144)과의 사이에 유체가변스트로크수단(3)의 액실(125)을 설치하고, 이 액실(125) 내의 액을 각 전자밸브(129)(137)(147)로 적절하게 제어함으로써 항상 혹은 필요시에 페달스트로크를 원하는 스트로크로 바꿀 수 있게 된다.
도 15는, 본 발명의 제10실시예를 나타낸 단면도, 도 16은, 도 15의 부분확대단면도이다.
이 제10실시예의 브레이크 시스템(1)도, 제9실시예와 같이 브레이크 액압배력장치(77)를 사용한 시스템이다. 즉, 도 15 및 도 16에 나타낸 바와 같이, 이 제10실시예의 브레이크 액압배력장치(77)는, 제9실시예의 제어밸브(155)의 원추밸브(86) 대신에 볼밸브(156)가 설치되어 있음과 더불어, 브레이크 작동해제시에 동력실(96)의 작동액을 리저버(102)로 배출하기 위한 배출통로(157)가 밸브작동부재(89), 플러그(90) 및 하우징(78)에 설치되어 있다.
또, 이 제10실시예의 브레이크 액압배력장치(77)에서는, 볼밸브(156) 및 밸브체(87)를 수납하는 부분이 제어밸브 수납슬리브(158)로서 파워피스톤(80)과 별체로 설치되어 있고, 이 제어밸브 수납슬리브(158)는, 파워피스톤(80)의 축방향구멍에 액밀하고 또한 미끄러져 움직일 수 있도록 설치되어 있다. 그리고, 밸브시트부재(82)가 이 제어밸브 수납슬리브(158)의 축방향구멍(81)에 압입되어 있다. 이 경우, 제9실시예에 있어서의 통형상고정부재(83)가 삭제되고, 대신에 스프링(92)의 한쪽끝을 지지하는 리테이너(159)가 설치되어 있다. 제어밸브 수납슬리브(158)의 전단과 파워피스톤(80)과의 사이에 액압실(160)이 구획되어 있고, 이 액압실(160)은 통로구멍(103) 및 그 연장부(103a)에 의하여 동력실(96)에 항상 연결되어 있다.
파워피스톤(80)의 전단부에는 프라이머리피스톤(117)이 설치되어 있고, 이 프라이머리피스톤(117)의 전단부에는 프라이머리실(72)을 리저버(102)에 하우징(78)의 통로구멍(161)을 통해서 리저버(102)에 접속하는 경방향구멍(162)이 뚫어 설치되어 있다. 이 경방향구멍(162)은 프라이머리피스톤(117)의 도시(圖示)의 비작동위치에서는 하우징(78)측에 설치된 컵실(163)보다 약산 후방에 위치하여 프라이머리실(72)을 리저버(102)에 연결시키지만, 프라이머리피스톤(117)이 전진하여 컵실(163)보다 전방에 위치하였을 때는 프라이머리실(72)과 리저버(102)를 연결시키지 않게 되어 있다.
한편, 마스터실린더(6)의 세컨더리피스톤(118)은 세컨더리실(73)측에 열려있는 축방향구멍(164)를 갖는 유저(有底)의 통형상으로 형성되어 있음과 더불어, 그 전단부에는 세컨더리실(73)을 리저버(102)에 하우징(78)의 통로구멍(165)을 통해서 리저버(102)로 접속하는 경방향구멍(166)이 뚫어 설치되어 있다. 이 경방향구멍(166)은 세컨더리피스톤(118)의 도시의 비작동위치에서는 하우징(78)측에 설치된 컵실(167) 보다 약간 후방에 위치하여 세컨더리실(73)과 리저버(102)를 연결시키지만, 세컨더리피스톤(118)이 전진하여 컵실(167)보다 약간 전방에 위치하였을 때는 세컨더리실(73)과 리저버(102)를 연결시키지 않게 되어 있다.
세컨더리피스톤(118)과 하우징(78)과의 사이에는, 리턴스프링(168)이 축설되어 있다. 또, 프라이머리피스톤(117)과 세컨더리피스톤(118)의 사이에는 간격조절부재(169)에 의하여 최대길이가 기재된 리턴스프링(170)이 축설되어 있다.
프라이머리실(72)는 한쪽 계통의 휠실린더(7)(8)에 접속되어 있음과 더불어, 세컨더리실(73)이 다른 쪽 계통의 휠실린더(9)(10)에 접속되어 있다.
제10실시예의 브레이크 시스템(1)의 다른 구성은, 제9실시예에 있어서 가변서보장치(116), 가변스트로크장치(128) 및 액압 불이행시 브레이크 작동장치(138)를 삭제한 이외는 제9실시예와 같다.
이와 같이 구성된 이 제10실시예의 브레이크 시스템(1)에 있어서는, 통상 브레이크 작동시에, 제9실시예와 같이 동력실(96)에 압액이 도입되지만, 이 압액은 통로구멍(103) 및 그 연장부(103a)를 통하여 액압실(160)에도 도입된다. 따라서, 제어밸브 수납슬리브(158)의 전단에는 액압실(160)의 액압이 작용함과 더불어, 제어밸브 수납슬리브(158)의 후단에는 동력실(96)의 액압이 작용하게 된다. 그 경우, 중간부하에 있어서의 균형상태에서는 볼밸브(156)가 제1밸브시트(82a) 및 제2밸브시트(89a)에 함게 부착하고 있기 때문에, 동력실(96)의 액압이 작용하는 제어밸브 수납슬리브(158) 후단의 수압면적이 제어밸브 수납슬리브(158) 전단의 수압면적보다, 볼밸브(156)와 제2밸브시트(89a)의 시트면적분 만큼 작아진다. 이 때문에 수압면적의 차에 의하여 제어밸브 수납슬리브(158)의 전, 후단에 작용하는 액압에 의한 힘에 차가 생기고, 제어밸브 수납슬리브(158)가 브레이크 작동시는 후방으로 탄성지지되게 된다. 따라서, 제어밸브 수납슬립브(158)는, 이 탄성력과 스프링(92)의 탄력이 조화되는 위치까지 파워피스톤(80)에 대해서 후방으로 미끄러져 움직인다.
이와 같이, 제어밸브 수납슬리브(158)의 파워피스톤(80)에 대한 위치가 변화함으로써 제어밸브(155)의 위치도 변화하고, 이 제어밸브(155)의 위치변화에 의하여 입력축(36)의 스트로크 즉, 브레이크페달(11)의 페달스트로크가 변화한다. 따라서, 페달스트로크를 제어밸브 수납슬리브(158)의 전, 후단에 작용하는 액압에 의한 힘의 차에 따라서 변화시킬 수 있어 스트로크가변을 달성하는 것이 가능하게 된다.
이 제10실시예의 브레이크 시스템(1)에 있어서도, 유체가변스트로크수단(3)은 브레이크 액압배력장치(77)의 파워피스톤(80) 즉, 출력축(40)과 제어밸브 수납슬리브(158) 즉, 입력축(36)을 상대이동가능하게 구성하고, 출력축(40)과 입력축(36)의 상대이동을 액압으로 제어하는 구성으로 한 것으로, 액압에 의하여 페달스트로크를 변화시킬수 있다. 제10실시예에서는, 이 페달스트로크를 제어하는 액압으로서 동력실(96)의 액압을 사용하고 있고, 이것에 의하여 페달답력이 커짐에 따라서 출력축(40)에 대한 입력축(36)의 상대스트로크를 작게 할 수 있게 된다.
제10실시예의 브레이크 시스템(1)의 다른 작용효과는, 제9실시예와 거의 같다.
또한, 이 제10실시예에서는 액압실(160)을 통로구멍(103) 및 그 연장부(103a)를 통해서 동력실(96)로 연결시키고 있지만, 도 17에 나타낸 바와 같이, 통로구멍(103)의 연장부(103a)를 삭제하여 액압실(160)을 동력실(96)에 직접 연결시키지 않음과 더불어, 도 11에 나타낸 실시예와 같이, 이 액압실(160)을 펌프(188)에 전자절환밸브(218)를 통해서 접속시키고, 이 전자절환밸브(218)를 전자제어장치로 제어하여 액압실(160)의 압력을 제어함으로써 브레이크페달(11)의 스트로크를 다양하게 변경가능하게 하고, 적재상태 등의 차량상황, 브레이크 조작상황, 노면상황 또는 운전자 등에 의해서 보다 적정한 페달스트로크를 설정할 수 있다. 또, 운전자가 스트로크 가변선택보턴을 조작함으로써 페달스트로크를 운전자가 좋아하는 스트로크로 설정할 수도 있다.
도 18은, 본 발명의 제11실시예를 모식적으로 나타낸 도면이다.
앞에서 설명한 제10실시예에서는, 제어밸브(155)를 수납하는 제어밸브 수납슬리브(158)를 액압에 의하여 후퇴시킴으로써 페달스트로크를 바꾸도록 하고 있지만, 이 제11실시예의 브레이크 시스템(1)에서는, 브레이크 액압배력장치(77)의 입출력 특성에 기계적으로 히스테리시스(hysteresis)를 설치하고, 이 입출력특성의 히스테리시스를 이용하여 펌프액압을 사용하여 브레이크압을 증압함과 더불어 페달스트로크를 바꾸도록 하고 있다.
도 18에 나타낸 바와 같이, 이 제11실시예의 브레이크 액압배력장치(77)에서는, 우선, 밸브작동부재(89)가 입력축(36)의 전단에, 이 입력축(36)에 대해서 상대운동가능하게 설치되어 있다. 이 밸브작동부재(89)는, 스프링(214)에 의하여 항상 전방으로 탄성지지되어 있음과 더불어, 입력축(36)의 전단에 고정된 스토퍼(215)에 의하여 그 이상의 전방 이동이 규제되고 있다. 또, 밸브작동부재(89)는 입력축(36)의 전단 중앙돌출부(36c)에 접촉함으로써 입력축(36)에 대한 그 이상의 후방이동이 규제되고 있다. 이 스프링(214)이 배설되어 있는 실(216)은 밸브작동부재(89)의 외주를 통해서 동력실(96)에 연결되어 있다.
또, 도시의 비작동상태에서 각 틈을 다음과 같이 설정하고 있다. 즉, 볼밸브(156)와 밸브작동부재(89)와의 사이의 틈(A), 밸브작동부재(89)와 입력축(36)과의 사이의 틈(B), 반력피스톤(91)의 후단과 입력축(36)의 단부(36a)와의 사이의 틈(C) 및 반력피스톤(91)의 제2플랜지부(91b)와 파워피스톤(80)의 단부(80a)와의 사이의 틈(D)이 각각
C-ADC-A-B
를 만족하도록 설정되어 있다.
이것은, 우선 브레이크 액압배력장치(77)에 점핑특성을 갖도록 하기 위해서는, 브레이크 작동시에 반력피스톤(91)의 제2플랜지부(91b)가 파워피스톤(80)의 단부(80a)에 접촉하기 전에 반력피스톤(91)의 후단부(91c)가 입력축(36)의 단부(36a)에 접촉시키지 않으면 안된다. 그래서, 브레이크 작동시의 중간부하의 균형이 잡힌 상태에서, 틈 A 및 B가 함께 0이 되었을 때의 틈 C가 틈 D보다 작게 되도록 설정할 필요가 있다. 즉,
DC-(A+B)
가 만족되지 않으면 안된다.
또, 브레이크 액압배력장치(77)에 히스테리시스를 가지게 하기 위해서는, 브레이크 작동상태에서 브레이크 해제방향(복귀시)의 서보비를 크게 할 필요가 있다. 서보비를 크게하기 위하여는 브레이크 복귀시의 반력피스톤(91)의 후단(91c)이 입력축(36)의 단부(36a)에서 멀어지도록 하지 않으면 안된다. 즉,
DC-A
가 만족되지 않으면 안된다.
수학식 2 및 수학식 3을 만족시키기 위해서는, 결국, 앞에서 설명한 바와 같이 각 틈 A 내지 D가 수학식 1을 만족할 필요가 있다.
이 제11실시예의 브레이크 시스템(1)의 다른 구성은, 제10실시예와 같다.
이와 같이 설정된 이 제11실시예의 브레이크 시스템(1)에 있어서는, 브레이크 액압배력장치(77)의 입출력 특성이 도 19에 나타낸 바와 같은 특성으로 된다.
도 19에 있어서, 브레이크 작동 직후는 반력피스톤(91)의 후단(91c)이 입력축(36)의 단부(36a)에 아직 접촉하고 있지 않기 때문에 서보비가 비교적 크고, 입력의 상승에 따라 출력이 구배의 큰 직선 α에 따라서 상승한다. 즉, 점핑작용이 일어난다. 동력실(96)의 액압이 상승하고 이 액압에 의한 힘이 스프링(92)의 탄력을 극복해 내면, 반력피스톤(91)이 입력축(36)에 대해서 후퇴하고, 반력피스톤(91)의 후단(91c)이 입력축(36)의 단부(36a)에 접촉한다. 이에 의하여 점핑작용이 완료되고, 통상 브레이크시의 비교적 작은 서보비에 의한 서보제어가 행해져서, 출력은 구배가 비교적 작은 직선 β에 따라서 상승한다. 입력축(36)이 전진하여도 동력실(96)의 액압이 상승하지 않게 되어 전부하상태로 되면, 출력은 입력축(36)으로부터의 입력의 증가분 만큼 상승하게 되며, 구배의 더욱 작은 직선 γ에 따라서 상승한다.
전부하상태로부터 브레이크해제의 복귀시는, 입력축(36)이 후퇴하여도 반력피스톤(91)의 제2플랜지부(91a)가 파워피스톤(80)의 단부(80a)에 접촉하기까지는 입력이 저하하여도 출력은 저하하지 않고, 직선 δ에 따라서 일정하게 유지된다. 반력피스톤(91)의 제2플랜지부(91a)가 파워피스톤(80)의 단부(80a)에 접촉하면 파워피스톤(80)도 후퇴한다. 이때, 전부하상태이기 때문에 출력은 입력의 저하분 만큼 저하하여 직선 ε에 따라서 저하한다. 또, 이 상태에서는 아직 밸브작동부재(89)가 스토퍼(215)에 접촉하고 있지 않고 제2밸브시트(89a)가 볼밸브(156)에 접촉한 대로(즉 틈 A가 0)로 되어 있음과 더불어, 반력피스톤(91)의 후단(91c)이 입력축(36)의 단부(36a)로부터 떨어져 있다.
볼밸브(156)가 제1밸브시트(82a)에 부착하고 또 밸브작동부재(89)가 스토퍼(215)에 접촉한 후, 제2밸브시트(89a)가 볼밸브(156)로부터 멀어지게 되면, 동력실(96)의 액압이 리저버(102)로 배출되도록 되기 때문에 서보제어에 의하여 입력의 저하에 따라 출력이 저하된다. 이때의 서보비는 이미 반력피스톤(91)의 후단(91c)이 입력축(36)의 단부(36a)로부터 멀어져 있기 때문에, 점핑특성의 서보비와 같은 비교적 큰 서보비로 된다. 따라서, 출력은 직선 ζ에 따라서 저하하게 된다. 이와 같이, 이 제11실시예의 브레이크 액압배력장치(77)는, 브레이크 작동방향과 브레이크 해제방향에 따라서 출력특성에서 큰 히스테리시스를 갖게 된다.
이와 같이, 이 제11실시예의 브레이크 시스템(1)에서는, 브레이크 액압배력장치(77)가 큰 히스테리시스를 갖음으로써 같은 입력이라도 출력이 다르다. 바꾸어 말하면, 같은 출력이라도 입력이 다르게 된다. 또한, 이 제11실시예의 브레이크 시스템(1)에서는, 액압배력장치(77)의 동력실(96)에 통로(97), 제어액압도입구(98) 및 상폐(常閉)의 전자개폐밸브(207)를 통해서 펌프(188)를 접속함과 더불어, 또한 휠실린더(7)(8)와 마스터실린더(6)의 출구(130) 또는 액압배력장치(77)의 제어액압도입구(98)와의 접속을 절환하는 통상시는 휠실린더(7)(8)를 마스터실린더(6)의 출구(130)와 접속하는 전자절환밸브(218)을 설치하고 있다.
그리고, 차량상항, 브레이크 조작상황, 노면상황 혹은 운전자 등에 의하여 제9실시예와 같이 소정의 조건이 되었을 때, 펌프(188)를 구동시킴과 더불어 전자개폐밸브(207)를 열림(開)으로 하고, 전자절환밸브(218)을 작동시켜서 휠실린더(7)(8)와 액압배력장치(77)의 출구와를 접속시킨다. 이에 의하여 펌프압이 액압배력장치(77)의 동력실(96)에 공급되어서 동력실(96)의 액압이 상승하고 마스터실린더액압도 상승한다. 이때, 파워피스톤(80)과 마스터실린더(6)의 프라이머리피스톤(117)이 같은 직경이기 때문에, 동력실압과 마스터실린더압은 동일한 압력이 됨과 더불어 액압배력장치(77)의 입출력 특성이 큰 히스테리시스 때문에 동력실압이 상승하여도 그 히스테리시스의 범위 내에서 같은 입력과 균형된다. 또한, 펌프압이 공급된 동력실(96)의 액압이 전자절환밸브(218)를 통해서 휠실린더(7)(8)에 공급되어 브레이크 작동이 행해진다. 이때, 마스터실린더(6)의 액압은 휠실린더(7)(8)에 공급되지 않기 때문에 그만큼 페달스트로크는 작아진다. 이와 같이, 펌프(188), 전자개폐밸브(207) 및 전자절환밸브(218)를 앞에서 설명한 바와 같이 소정의 조건으로 제어함으로써 페달스트로크를 변화시키는 것이 가능하게 된다.
도 20은, 본 발명의 제12실시예를 나타낸 단면도이다.
이 제12실시예의 브레이크 시스템(1)은, 제어밸브(155)가 스풀(spool)밸브로 구성되어 있다. 즉, 파워피스톤(80)의 단부의 축방향구멍에, 전단이 대경이고 후단이 소경인 단부의 슬리브(171)가 액밀하게 또한 미끄러져 움직일 수 있도록 끼워 맞추어져 있다. 이 슬리브(171)의 중심부의 축방향구멍에는 밸브스풀(172)이 미끄러져 움직일 수 있도록 배설되어 있고, 이 밸브스풀(172)은 입력축(36)에 연결되어 있다. 파워피스톤(80)에는, 어큐뮬레이터(109)에 접속되는 입력구(93)에 항상 연결되는 액압공급구멍(173) 및, 리저버(102)에 항상 연결되는 액압배출구멍(174)가 각각 뚫어 설치되어 있음과 더불어, 슬리브(171)에는 이들의 구멍(173)(174)에 각각 항상 연결되는 액압공급구멍(175) 및 액압배출구멍(176)이 각각 뚫어 설치되어 있다.
또, 밸브스풀(172)에는, 전단에 열려있는 축방향구멍(177)과 이 축방향구멍(177) 및 동력실(96)에 함께 연결되는 경방향구멍(178)이 뚫어 설치되어 있다.
또한, 밸브스풀(172)에는, 축방향구멍(177)을 밸브스풀(172)의 외주면에 연결하는 경방향 공급구멍(179)과 경방향 배출구멍(180)이 뚫어 설치되어 있다. 이 밸브스풀(172)은, 스프링(181)에 의하여 항상 후방(비작동 방향)으로 탄성지지되어 있다. 경방향 공급구멍(179)은, 도시의 비작동시에는 액압공급구멍(175)으로부터 차단됨과 더불어, 작동시 밸브스풀(172)이 전진함으로써 액압공급구멍(175)에 접속되게 되어 있다. 또, 경방향 배출구멍(180)은, 도시의 비작동시에는 액압배출구멍(176)에 접속됨과 더불어, 작동시 밸브스풀(172)이 전진함으로써 액압배출구멍(176)으로부터 차단되게 되어 있다.
슬리브(171)의 대경측의 전단과 파워피스톤(80)과의 사이에는, 액압실(160)이 구획되어 있음과 더불어, 이 액압실(160)은, 스풀(172)의 축방향구멍(177) 및 경방향구멍(178)을 통해서 항상 동력실(96)에 연결되어 있다. 슬리브(171)의 소경측의 후단은 동력실(96)에 항상 연결되어 있다. 따라서, 슬리브(171)의 전단에 액압실(160)의 액압이 작용함과 더불어 슬리브(171)의 후단에 동력실(96)의 액압이 작용하도록 되어 있다. 또한, 슬리브(171)는 스프링(182)에 의하여 항상 전방으로 탄성지지되어 있다.
제12실시예의 브레이크 시스템(1)에서는, 반력피스톤(91)이 삭제되어 있지만 이 제12실시예의 브레이크 시스템(1)의 다른 구성은 제10실시예와 거의 같다.
이와 같이 구성된 제12실시예의 브레이크 시스템(1)에 있어서는, 통상 브레이크 작동시 밸브스풀(172)이 전진하여 경방향 배출구멍(180)이 액압배출구멍(176)으로부터 차단됨과 더불어 경방향 공급구멍(179)이 액압공급구멍(175)에 접속된다. 그러면, 압액이 동력실(96)로 도입되어 파워피스톤(80)이 작동한다. 이때, 압액은 액압실(160)에도 도입된다. 따라서, 슬리브(171)의 전단에는 동력실(96)의 액압과 같은 액압이 작용함과 더불어 슬리브(171)의 후단에는 동력실(96)의 액압이 작용하지만, 수압면적의 차에 의하여 이들의 액압작용에 의한 힘의 차가 생겨, 앞에서 설명한 제10실시예와 같이 슬리브(171)는 후방에 탄성지지되고 스프링(182)의 탄력과 균형되는 위치까지 파워피스톤(80)에 대하여 후방으로 미끄러져 움직인다. 따라서, 스트로크가 변화하게 된다.
이 제12실시예에서는, 제10실시예와 같이, 유체가변스트로크수단을 액압배력장치(77)의 파워피스톤(80), 즉 출력축(40)과 제어밸브(171)(172), 즉 입력축(36)을 상대이동가능하게 구성함과 더불어 파워피스톤(80)과 제어밸브의 슬리브(171)의 상대위치를 유체로 제어하는 구성으로 되어 있다. 그리고, 이 제12실시예에서는, 그 유체로서 동력실(96)의 액압을 사용함으로써 페달답력이 커짐에 따라서 파워피스톤(80)의 스트로크(80)에 대하여, 제어밸브 즉 입력축(36)의 스트로크를 작게 할 수 있도록 되어 있다.
또, 이 제12실시예에 제 10실시예의 도 17과 같이 액압실(160)을 동력실(96)로부터 차단하고, 이 액압실(160)에의 전자절환밸브(218)의 절환제어에 의하여 펌프압을 공급하도록 하여도 된다. 이렇게 하면, 앞에서 설명한 각 실시예와 같이, 페달스트로크를 여러 가지 조건에 따라서 항상 혹은 필요시에 원하는 스트로크로 바꿀 수 있다.
제12실시예의 브레이크 시스템(1)의 다른 작용효과는, 제10실시예와 같다.
도 21은, 본 발명의 제13실시예를 모식적으로 나타낸 도면, 도 22는, 이 제13실시예의 브레이크 시스템에 사용되고 있는 마스터실린더(6)의 단면도이다.
앞에서 설명한 각 실시예는 모두 부압 또는 액압에 의한 배력장치에 유체가변스트로크수단(3)을 설치하도록 하고 있지만, 이 제13실시예의 브레이크 시스템(1)에서는, 유체가변스트로크수단(3)이 마스터실린더(6)에 설치되어 있다.
도 22에 나타낸 바와 같이, 이 제13실시예의 브레이크 시스템(1)에 있어서의 마스터실린더(6)는, 도 15 및 도 16에 나타낸 제10실시예의 마스터실린더(6)에 대해서 프라이머리피스톤(117)의 컵실(163)이 미끄러져 움직일 수 있도록 설치되어 있다. 즉, 하우징(78)의 축방향구멍 내에 단부슬리브(813)가 미끄러져 움직일 수 있도록 설치되어 있고, 이 단부슬리브(183)는 후단의 수압면적이 전단의 수압면적보다 크게 설정되어 있다. 이 단부슬리브(183)의 전, 후단에 각각 컵실(163)(184)이 부착되어 있다. 또, 단부슬리브(183)는 스프링(185)에 의하여 항상 후방으로 탄성지지되어 있다. 단부슬리브(183)에는 리저버(102)에 항상 연결되는 통로구멍(161)이 형성되어 있다.
이 단부슬리브(183)에 프라이머리피스톤(117)이 액밀하게 또한 미끄러져 움직일 수 있도록 관통되어 있음과 더불어, 프라이머리피스톤(117)의 단부(117a)에 단부슬리브(183)가 전방 방향으로 걸어맞출 수 있도록 되어 있다.
단부슬리브(183)의 후방에는, 고리형상의 액압실(186)이 구획되어 있고, 이 액압실(186)과 프라이머리실(72)이 프라이머리피스톤(117)에 뚫어 설치된 통로구멍(187)을 통해서 항상 연결되어 있다.
이 제13실시예의 마스터실린더의 다른 구성은, 제10실시예의 마스터실린더와 거의 같다.
또한, 도 21에 나타낸 바와 같이, 프라이머리실(72)과 휠실린더(7)(8)와 접속하는 통로에 펌프(188)에 의하여 토출압이 도입되도록 되어 있다.
이와 같이 구성된 이 제13실시예의 브레이크 시스템(1)에 있어서는, 브레이크페달(11)을 밟아서 통상 브레이크 조작이 행해지고, 앞에서 설명한 바와 같이 부압배력장치(5)가 작동하여 그 출력축(40)이 전진하면, 프라이머리피스톤(117)이 전진하여 경방향구멍(162)이 컵실(163)보다 전방으로 이동함으로써 프라이머리실(72)에 마스터실린더압이 발생한다. 프라이머리실(72)의 마스터실린더압에 의하여 세컨더리피스톤(118)도 전진하여 경방향구멍(166)이 컵실(167)보다 전방으로 이동함으로써 세컨더리실(73)에 마스터실린더압이 발생한다. 이들의 마스터실린더압이 각각 휠실린더(7)(8)(9)(10)에 도입되어서 브레이크가 작동한다.
또, 브레이크 조작과 동시에 펌프(188)가 작동하여 이 펌프(188)의 토출압이 프라이머리실(72)로 도입되어, 이 프라이머리실(72)의 액압이 상승한다. 그러면, 프라이머리피스톤(117)이 단부슬리브에 대하여 상대적으로 후퇴하기 때문에 경방향구멍(162)이 다시 리저버(102)에 접속된다. 이 때문에 프라이머리실(72)의 압액이 리저버(102)로 배출되어 프라이머리실(72)의 액압에 의한 프라이머리피스톤(117)을 누르는 힘과 출력축(40)으로부터의 입력이 균형된다. 프라이머리실(72)의 액압은 프라이머리피스톤(117)에 뚫어 설치된 통로구멍(187)에 의하여 단부슬리브의 후방의 액압실(186)로 도입되어, 단부슬리브의 후단에 작용한다. 이때, 단부슬리브의 전단에는 프라이머리실(72)의 액압이 작용하고 있지만, 단부슬리브의 후단의 수압면적이 전단의 수압면적보다 크기 때문에 단부슬리브는 전방으로 탄성지지되어 프라이머리피스톤(117)의 단부(117a)에 접촉된 상태로 유지된다.
이 상태로부터 프라이머리피스톤(117)이 다시 전진하면 단부슬리브(183)도 일체적으로 전진한다. 그리고, 단부슬리브(183)는 그 수압면적 차에 기초한 액압에 의한 전방으로의 탄력이 스프링(185)의 탄력과 균형되는 중간부하의 균형잡힌 상태에서 정지한다. 이 위치가 단부슬리브(183)의 스트로크 위치가 되고, 프라이머리피스톤(117)의 스트로크도 이 위치에 의하여 결정된다. 즉, 공급되는 펌프압이 마스터실린더(6)의 프라이머리피스톤(117)과 단부슬리브(183)에 의하여 입력에 따라서 조압(調壓)됨과 더불어, 그 펌프압이 휠실린더(7)(8)로 공급되어 브레이크 작용이 행해진다. 그 때, 마스터실린더(6)의 프라이머리피스톤(117)이 휠실린더(7)(8)에 관계없이 스프링(185)에 의하여 결정되기 때문에 페달스트로크를 짧게 할 수 있다.
이 제13실시예에서는, 유체가변스트로크수단(3)을, 마스터실린더(6)의 프라이머리피스톤(117)의 스트로크를 프라이머리피스톤(117)에 작용하는 액압에 따라서 변화시키는 구성으로 하고 있다. 이 제13실시예에 의하면 페달답력이 커짐에 따라서 페달스트로크를 짧게 할 수 있다.
또한, 이 제13실시예에서는, 브레이크 조작과 동시에 펌프(188)를 작동시키도록 하고 있지만, 펌프(188)의 작동을 앞에서 설명한 제9실시예와 같이 여러 가지 조건에 따라서 행하도록 하여도 된다. 이렇게 하면, 항상 혹은 필요시에 원하는 페달스트로크로 바꿀 수 있다.
또, 이 제13실시예에서는, 마스터실린더(6)를 부압배력장치(5)에 의하여 작동하도록 하고 있지만, 액압배력장치(77)에 의하여 작동할 수도 있음과 더불어 압축공기 등의 다른 동력에 의한 배력장치에 의하여 작동할 수도 있다. 또, 배력장치를 사용하지 않고 직접 브레이크페달(11)로 프라이머리피스톤(117)을 작동할 수도 있다.
도 23은, 본 발명의 제14실시예를 모식적으로 나타낸 도면, 도 24는, 이 제14실시예의 브레이크 시스템(1)에 사용되고 있는 마스터실린더(6)의 단면도이다. 앞에서 설명한 제13실시예에서는 단부슬리브(183)가 사용되고 있지만, 이 제14실시예에서는, 이 단부슬리브(183) 대신에 전, 후단에서의 내, 외경이 모두 같은 고리형상의 슬리브(189)가 사용되고 있다. 이 슬리브(189)의 후단부에는 경방향구멍(190)이 설치되어 있음과 더불어 프라이머리피스톤(117)에는 이 경방향구멍(190)과 협동(協動)하는 컵실(191)이 설치되어 있다. 그리고, 도 24에 나타낸 비작동상태에서는, 컵실(191)이 경방향구멍(190)의 후방에 위치하도록 되어 있고, 이때에는 액압실(186)이 경방향구멍(190), 슬리브(189)의 내주면과 프라이머리피스톤(117)의 외주면과의 사이의 틈, 슬리브(189)의 통로구멍(161)을 통하여 리저버(102)로 연결되도록 되어 있다. 또, 프라이머리피스톤(117)이 슬리브(189)에 대하여 전방으로 상대적으로 이동하고 컵실(191)이 경방향구멍(190)보다 전방으로 이동하였을 때는 이 컵실(191)에 의하여 액압실(186)이 리저버(102)로부터 차단되도록 되어 있다.
또한, 액압실(186)은 하우징(78)의 구멍(192)을 통하여 펌프(188)에 접속되어 있다. 또, 프라이머리실(72)과 액압실(186)과는 프라이머리피스톤(117)의 전진시에 서로 차단되도록 되어 있다.
이 제14실시예의 브레이크 시스템(1)의 다른 구성은, 제13실시예와 같다.
이와 같이 구성된 제14실시예의 브레이크 시스템(1)에 있어서는, 브레이크페달(11)을 밟아서 통상 브레이크 조작이 행해지고, 앞에서 설명한 바와 같이 부압배력장치(5)가 작동하여 그 출력축(40)이 전진하면 프라이머리피스톤(117)이 전진하여, 경방향구멍(162)이 컵실(163)보다 전방으로 이동함으로써 프라이머리실(72)에 마스터실린더압이 발생한다. 프라이멀리실(72)의 마스터실린더압에 의하여 세컨더리피스톤(118)도 전진하여 경방향구멍(166)이 컵실(167)보다 전방으로 이동함으로써 세컨더리실(73)에 마스터실린더압이 발생한다. 이들의 마스터실린더압이 각각 휠실린더(7)(8)(9)(10)로 도입되어서 브레이크가 작동한다.
또, 프라이머리피스톤(117)의 전진에 의하여 컵실(191)이 경방향구멍(190)보다 전방으로 이동하기 때문에 액압실(186)은 리저버(102)로부터 차단된다.
한편, 브레이크 조작과 동시에 펌프(188)가 작동하고 이 펌프(188)의 토출압이 구멍(192)을 통해서 액압실(186)로 도입되어, 액압실(186)의 액압이 프라이머리실(72)의 액압보다 상승한다. 그러면, 액압실(186)의 액압과 프라이머리실(72)의 액압과의 압력차에 의하여 슬리브(189)는 전방으로 탄성지지된다. 이 압력차에 의한 슬리브(189)의 탄력이 스프링(185)의 탄력을 극복해 내면, 그리고 슬리브(189)는 경방향구멍(190)이 컵실(191)보다 전방으로 이동하면, 액압실(186)이 다시 리저버(102)에 연결된다. 이에 의하여 프라이머리피스톤(117)은 다시 전진하게 된다. 그러면, 다시 컵실(191)이 다시 경방향구멍(190)보다 전방으로 이동하고, 액압실(186)은 다시 리저버(102)로부터 차단되어 액압실(186)의 액압이 상승하여 슬리브(189)가 전진한다. 이렇게 해서 슬리브(189)는 균형되면서 프라이머리피스톤(117)과 함께 전진하게 된다.
즉, 펌프(188)가 작동하고 있지 않는 경우는, 마스터실린더(6)로부터 휠실린더(7)(8)로 보내지는 송액량은 프라이머리피스톤(117)의 스트로크에 의하여 결정되지만, 펌프(188)가 작동하고 있는 경우는, 휠실린더(7)(8)로의 송액량은 프라이머리피스톤(117)과 슬리브(189)의 스트로크에 의하여 결정된다. 따라서, 펌프 작동시에는, 슬리브(189)의 스트로크에 의한 휠실린더(7)(8)로의 송액량 만큼, 프라이머리피스톤(117)의 스트로크가 짧아진다.
이 제14실시예에서는 유체가변스트로크수단은, 마스터실린더(6)의 프라이머리피스톤(117), 즉 입력축(36)의 스트로크에 대한 토출액량을, 유체에 의하여 제어하는 구성으로 되어 있다. 이 제14실시예에서도, 제13실시예와 같이 페달답력이 커짐에 따라서 마스터실린더의 피스톤스트로크, 즉 페달스트로크를 작게 할 수 있다. 또, 펌프(188)의 작동을 앞에서 설명한 제9실시예와 같이, 여러 가지의 조건에 따라서 행하도록 할 수도 있다.
도 25는, 본 발명의 제15실시예를 나타낸 단면도, 도 26은, 도 25의 부분확대단면도이다.
도 25 및 도 26에 나타낸 바와 같이, 이 제15실시예의 브레이크 시스템(1)에서는, 프라이머리피스톤(117)은, 마스터실린더(6)의 하우징(78)의 축방향구멍의 내주면에 설치된 3개의 컵실(193)(194)(163)을 미끄러져 움직일 수 있도록 관통하고 있다.
하우징(78)의 축방향구멍에는 컵실(193)에 의하여 증압실(195)이 형성되고, 또 2개의 컵실(194)(163)의 사이에 제1고리형상액실(196)이 형성되어 있다.
그리고, 컵실(193)은 증압실(195)로부터 컵실(193)과 반대측으로 향하는 브레이크액의 흐름을 저지함과 더불어 그 역류의 브레이크 액의 흐름은 허용하도록 배설되어 있다. 또, 컵실(194)은 제1고리형상액실(196)로부터 캡슐(194)과 반대측으로 향하는 브레이크액의 흐름을 저지함과 더불어 그 역류의 브레이크액의 흐름은 허용하도록 배설되어 있다. 또한, 컵실(163)은 제1액압실(72)로부터 제1고리형상액실(196)로 향하는 브레이크액의 흐름을 저지함과 더불어, 그 역류의 브레이크액의 흐름은 허용하도록 배설되어 있다.
도 26에 나타낸 바와 같이, 프라이머리피스톤(117)의 후단부에, 증압실(195)에 열려있는 축방향구멍(197)이 뚫어 설치되어 있다. 또, 프라이머리피스톤(117)의 축방향구멍(197) 내에, 부압배력장치(5)의 출력축(40)의 전단부가 배설되어 있고, 이 출력축(40)은 축방향구멍(197)의 내주면에 설치된 컵실(198)(199)을 미끄러져 움직일 수 있도록 관통하고 있다.
또한, 프라이머리피스톤(117)의 축방향구멍(197) 내에는, 컵실(198)(199) 사이에 제3고리형상액실(200)이 형성되어 있음과 더불어 컵실(199)에 의하여 반력실(201)이 형성되어 있다.
그리고, 컵실(198)은 증압실(195)로부터 제3고리형상액실(200)로 향하는 브레이크액의 흐름을 저지함과 더불어 그 역류의 브레이크액의 흐름은 허용하도록 배설되어 있다. 또, 컵실(199)은 반력실(201)로부터 제3고리형상액실(200)로 향하는 브레이크액의 흐름을 저지함과 더불어 그 역류의 브레이크액의 흐름은 허용하도록 배설되어 있다.
출력축(40)의 전단부에는 반력실(201)에 열려있는 축방향구멍(202)이 뚫어 설치되어 있음과 더불어, 출력축(40)과 프라이머리피스톤(117)과의 사이에 리턴스프링(170)의 탄력정수보다 작은 탄력정수의 리턴스프링(203)이 축설되어 있다. 출력축(40)의 도시의 비작동위치에서는 이 리턴스프링(203)의 탄력에 의하여 프라이머리피스톤(117)과 출력축(40)이 서로 떨어져 있지만, 출력축(40)이 전진하였을 때는 리턴스프링(203)이 축소하여 프라이머리피스톤(117)과 출력축(40)이 서로 접촉하도록 되어 있다. 또, 프라이머리피스톤(117)에는, 제1고리형상액실(196)과 제3고리형상액실(200)과를 항상 연결하는 통로구멍(204)이 뚫어 설치되어 있다.
출력축(40)의 전단부에는 제3고리형상구멍(200)과 반력실(201)을 연결시키는 경방향구멍(205)이 뚫어 설치되어 있다. 이 경방향구멍(205)은 출력축(40)의 도시의 비작동위치에서는 컵실(199)보다 약간 후방에 위치하여 제3고리형상액실(200)과 반력실(201)과를 연결시키지만, 출력축(40)이 작동하여 컵실(199)보다 전방에 위치하였을 때는 제3고리형상액실(200)과 반력실(201)을 연결시키지 않도록 되어 있다. 또, 출력축(40)에는 증압실(195)과 반력실(201)을 항상 연결시키는 통로구멍(206)이 뚫어 설치되어 있다.
또한, 마스터실린더(6)의 증압실(195)은 상폐(常閉)의 전자개폐밸브(207)를 통하여 펌프(188)에 접속되어 있다. 또, 증압실(195)과 리저버(102)를 접속하는 통로(208)에는 리저버(102)로부터 증압실(195)로 향하는 브레이크액의 흐름만을 허용하는 체크밸브(209)가 설치되어 있다. 또한, 마스터실린더(6)의 액압실(72)과 휠실린더(7)(8)와의 사이에, 통상시 액압실(72)과 휠실린더(7)(8)를 연결하고, 작동시 펌프(188)를 휠실린더(7)(8)에 연결시키는 전자절환밸브(218)가 설치되어 있다.
이와 같이 구성된 제15실시예의 브레이크 배력시스템에 있어서는, 브레이크 비작동시는 모든 각 구성요소는 도시의 비작동위치에 있다. 이 상태에서는, 마스터실린더(6)의 증압실(195)이 출력축(40)의 통로구멍(206), 경방향구멍(205), 제3고리형상액실(200), 통로구멍(204) 및 제1고리형상액실(196)을 통해서 리저버(102)로 연결되어 있어서 대기압이 되어 있다.
이 상태에서 보통으로 브레이크페달(11)을 밟아서 통상의 브레이크 조작이 행해지면, 부압배력장치(5)가 작동하고 출력축(40)이 전진하여 프라이머리피스톤(117)에 접촉함과 더불어 페달답력을 배력한 출력을 이 프라이머리피스톤(117)으로 전달한다. 출력축(40)의 전진에 의하여 경방향구멍(205)이 컵실(199)보다 전방으로 위치하기 때문에 반력실(201) 및 증압실(195)이 리저버(102)로부터 차단된다.
부압배력장치(5)의 출력에 의하여 프라이머리피스톤(117)이 전진하고, 앞에서 설명한 바와 같이, 프라이머리실(72) 내에 마스터실린더압이 발생함과 더불어 이 마스터실린더압에 의하여 세컨더리피스톤(118)도 전진하여 세컨더리실(73) 내에 마스터실린더압이 발생한다. 이들 마스터실린더압이 각각 휠실린더(7)(8)(9)(10)로 도입되어 통상 브레이크가 작동한다.
프라이머리피스톤(117)의 전진에 의하여 증압실(195)의 체적이 증가하여 증압실(195) 내가 부압으로 되려고 하지만, 리저버(102)의 브레이크액이 체크밸브(209)를 통하여 증압실(195) 내에 보급되어서 증압실(195) 안이 대기압으로 유지되기 때문에 프라이머리피스톤(117)은 영향을 받지 않고 원활하게 전진한다.
브레이크페달(11)의 해방에 의하여 브레이크 작동의 해제조작을 행하면, 부압배력장치(5)가 비작동으로 되고, 출력축(40)이 비작동위치 방향으로 후퇴한다. 그 경우, 경방향구멍(205)이 컵실(199)보다 후방으로 이동하기까지는 반력실(201) 및 증압실(195)이 함께 리저버(102)로부터 차단되어 밀봉상태로 되어 있으므로 프라이머리피스톤(117) 및 세컨더리피스톤(118)이 함께 후퇴하지 않고 출력축(40)만이 후퇴하게 된다.
출력축(40)이 후퇴하여 경방향구멍(205)이 컵실(199)보다 후방으로 이동하면 반력실(201) 및 증압실(195)이 앞에서 설명한 비작동시의 경로로 함께 리저버(102)에 연결된다. 이 때문에 반력실(201) 및 증압실(195) 내의 브레이크액이 리저버(102)로 배출되면서 프라이머리피스톤(117)이 후퇴하게 됨과 더불어, 이에 따라서 세컨더리피스톤(118)도 후퇴하게 된다. 이에 의하여 각 휠실린더(7)(8)(9)(10)의 브레이크력이 저하한다. 각 피스톤(117)(118)의 경방향구멍(162)(166)이 각각 컵실(163)(167)보다 후방으로 이동하면 프라이머리실(72) 및 세컨더리실(73)이 모두 리저버(102)에 연결되어 대기압으로 되고, 최종적으로는, 브레이크 시스템(1)은 도시의 비작동상태로 되어서 브레이크가 해제된다.
예를 들면, 브레이크페달(11)의 페달답력이나 페달스트로크 등의 상승속도가 통상 브레이크시 보다도 크고, 브레이크페달(11)이 밟혀짐으로써 전자제어장치는 적절한 검출센서(도시하지 않음)로부터의 검출신호에 의하여 그 상승속도를 검출하여 급브레이크 등의 브레이크 어시스트를 필요로 한다고 판단하면, 펌프(188)를 운전함과 더불어 전자개폐밸브(207)를 연다. 그러면, 펌프(188)는 리저버(102)의 브레이크액을 전자개폐밸브(207)를 통하여 증압실(195)로 송급한다. 이때, 출력축(40)이 이미 전진하여 앞에서 설명한 바와 같이, 증압실(195) 및 반력실(201)이 모두 리저버(102)로부터 차단되어 밀봉상태로 되어 있기 때문에, 브레이크액이 공급됨으로써 증압실(195) 및 반력실(201) 내의 압력은 상승하여 펌프토출압으로 된다.
이때, 반력실(201) 내의 펌프토출압에 의하여 출력축(40)이 되밀려서 반력실(201)의 액압이 출력축(40)에 작용하는 힘과 출력축(40)의 출력이 균형되는 위치에서 정지한다. 또, 펌프토출압이 프라이머리피스톤(117)에 작용하는 수압면적과 마스터실린더압이 프라이머리피스톤(117)에 작용하는 수압면적은 같기 때문에 마스터실린더압과 토출압은 같게 되어 있다.
이때, 전자개폐밸브(207)을 열림으로 함과 동시에 전자절환밸브(218)도 작동시켜 휠실린더(7)(8)와 펌프(188)와를 연결시킨다. 이에 의하여 프라이머리피스톤(117)은 스트로크하지 않고 휠실린더(7)(8)에는 펌프압이 공급되도록 하게 된다. 이때, 펌프압은 앞에서 설명한 증압(增壓)기구에 의하여 펌프 비작동시의 마스터실린더압보다 높은 압으로 되어 있고, 따라서, 어시스트 브레이크시에는 통상 브레이크시 보다 큰 브레이크력이 발생함과 더불어 페달스트로크는 짧아지게 되어 있다.
이 제15실시예에서는, 유체가변스트로크수단은 마스터실린더(6) 내에 증압기구를 설치함과 더불어 그 증압된 액압을 휠실린더로 공급하는 구성으로 되어 있다. 이 제15실시예에서는 펌프(188), 전자개폐밸브(207), 전자절환밸브를 제어함으로써 앞에서 설명한 어시스트 브레이크 이외에도 여러 가지 조건에서 항상 혹은 필요시에 브레이크력을 크게 하거나 페달스트로크를 바꿀 수 있다.
브레이크페달(11)의 밟음을 해방하면, 검출센서로부터의 신호에 의하여 전자제어장치는 펌프(188)를 정지시킴과 더불어 전자개폐밸브(207)를 닫는다. 이 전자개폐밸브(207)의 닫힘에 의하여 증압실(195) 및 반력실(201)이 함께 밀봉상태로 된다.
앞에서 설명한 통상 브레이크 해제의 경우와 같이, 우선 출력축(40)이 후퇴하여 증압실(195) 및 반력실(201)이 함께 리저버(102)로 연결되면, 프라이머리피스톤(117) 및 세컨더리피스톤(118)이 후퇴하여 부압배력장치(5) 및 마스터실린더(6)가 도시의 비작동상태로 되어서 브레이크가 해제된다.
도 27은, 본 발명의 제16실시예를 나타낸 도면이다.
도 27에 나타낸 바와 같이, 이 제16실시예의 브레이크 시스템(1)에서는, 제15실시예에 있어서의 증압실(195)을 구획하는 컵실(193) 및 제1고리형상액실(196)을 구획하는 컵실(193)의 대신에 프라이머리피스톤(117)의 외주에 설치된 O링(210)이 설치되어 있다.
또, 이 제16실시예에서는, 부압배력장치(5)의 출력축(40)과 마스터실린더(6)의 입력로드(211)가 별체로 형성되어 있고, 이 경우, 입력로드(211)의 전단부가 프라이머리피스톤(117)의 축방향구멍(197) 내에 미끄러져 움직일 수 있도록 끼워넣어져 있다. 이 입력로드(211)의 전단부는 소경부(211a)와 대경부(211b)로 이루어진 단부(211c)를 갖는 단부로드로서 형성되어 있다. 한편, 프라이머리피스톤(117)의 축방향구멍(197)도 소경구멍(197a)과 대경구멍(197b)으로 이루어진 단부구멍으로서 형성되어 있다. 그리고, 입력로드(211)의 소경부(211a)가 축방향구멍(197)의 소경구멍(197a)에 미끄러져 움직일 수 있도록 끼워넣어지고 대경부(211b)가 대경구멍(197b)에 미끄러져 움직일 수 있도록 끼워넣어져 있다. 이 제16실시예에서는, 제15실시예의 컵실(198)(199)이 생략되어 있고, 입력로드(211)의 축방향구멍(197)으로의 미끄러져 움직일 수 있도록 끼워맞춤으로써 그들 사이의 실성(seal性)이 확보되어 있다.
제2축방향구멍(197)의 대경구멍(197b)의 내주면의 일부에는 축방향홈(212)이 형성되어 있고, 이 축방향홈(212)은 통로구멍(204) 및 제1고리형상액실(196)을 통하여 리저버(102)에 항상 연결되어 있다. 그리고, 프라이머리피스톤(117)과 입력로드(211)는 비작동시는 도시와 같이 입력로드(211)의 선단이 프라이머리피스톤(117)에 접촉한 상태로 되어 있고, 이 상태에서는 단부(211c)가 대경구멍(197b)의 축방향홈(212)이 없는 영역에 위치하도록 되어 있다. 따라서, 이 때는 반력실(201) 및 증압실(195)은 함께 축방향홈(212), 즉 리저버(102)로부터 차단되어 있다. 또, 입력로드(211)가 프라이머리피스톤(117)에 대하여 후방으로 상대이동하였을 때는 단부(211c)가 대경구멍(197b)의 축방향홈(212)의 영역에 위치하도록 되어 있다. 따라서, 이 때는 반력실(201) 및 증압실(195)은 함께 축방향홈(212), 즉 리저버(102)에 연결되게 되어 있다. 또, 제15실시예에 있어서의 출력축(40)과 프라이머리피스톤(117)과의 사이에 축설되어 있는 리턴스프링(203)은, 이 제16실시예에서는 삭제되어 있다.
또한, 제15실시예의 체크밸브(209)로서 이 제16실시예에서는 컵실(213)이 설치되어 있고, 또 펌프(188)측의 통로는 이 컵실(213)보다 증압실(195)측의 통로(208)에 접속되어 있다.
이 제16실시예의 브레이크 시스템(1)의 다른 구성은, 제15실시예와 같다.
이와 같이 구성된 제16실시예의 브레이크 시스템(1)에 있어서는, 비작동시는 도시의 상태에 있기 때문에 단부(211c)가 대경구멍(197b)의 축방향홈(212)이 없는 영역에 위치하여, 반력실(201) 및 증압실(195)은 함께 리저버(102)로부터 차단되어 밀봉상태로 되어 있다.
이 상태에서 통상 브레이크 조작이 행해지면, 부압배력장치(5)가 작동하여 그 출력이 출력축(40)을 통해서 입력로드(211)에 전달된다. 그러면, 입력로드(211) 및 프라이머리피스톤(117)이 전진하여 앞에서 설명한 제15실시예와 같이 2계통에 있어서 통상 브레이크가 작동한다. 이때, 증압실(195)의 체적이 증가하지만, 리저버(102)의 브레이크액이 컵실(213)의 외주립(lip)을 통과하여 증압실(195) 내로 보급되기 때문에 프라이머리피스톤(117)은 원활하게 전진하다.
통상 브레이크의 해제시는, 반력실(201) 및 증압실(195)가 함께 밀봉상태로 되어 있기 때문에, 제1실시예와 같이 프라이머리피스톤(117)은 후퇴하지 않고 입력로드(211)만이 후퇴한다. 그러면, 단부(211c)가 대경구멍(197b)의 축방향홈(212)의 영역에 위치하게 되기 때문에 반력실(201) 및 증압실(195)는 함께 리저버(102)에 연결되고, 반력실(201) 및 증압실(195)의 브레이크액은 리저버(102)로 배출가능하게 된다. 이 때문에 제15실시예와 같이 프라이머리피스톤(117)은 반력실(201) 및 증압실(195)의 브레이크액을 리저버(102)로 배출시키면서 후퇴하게 된다. 이렇게 해서 통상 브레이크가 해제된다.
이 제16실시예에서도, 앞에서 설명한 제15실시예와 같이, 펌프(188)로부터 토출압을 증압실(195)로 공급하여 입력에 따른 증압을 행함과 더불어 그 펌프압을 휠실린더(7)(8)에 공급함으로써 브레이크력을 크게 하고 또한 페달스트로크를 짧게 할 수 있다.
이 브레이크 어시스트를 따르는 브레이크 작동의 해제는 앞에서 설명한 제15실시예와 같다.
또, 이 제16실시예의 브레이크 시스템의 다른 작용도, 제15실시예와 같다.
도 28은, 본 발명의 제17실시예를 나타낸 도면이다.
앞에서 설명한 제15실시예에서는, 부압배력장치(5)를 마스터실린더(6)와 조합하여서 사용하고 있지만, 도 28에 나타낸 바와 같이 이 제17실시예의 브레이크 시스템(1)에서는, 액압배력장치(77)를 사용하고 있다. 그런데, 이 제17실시예의 경우, 파워피스톤(80)의 단면적(수압면적)과 프라이머리피스톤(117)의 단면적과는 같게 설정되어 있다.
한편, 제15실시예에서는, 출력축(40)이 프라이머리피스톤(117)에 대하여 전진하였을 때만 이 프라이머리피스톤(117)에 접촉하도록 되어 있지만, 이 제17실시예에서는, 출력축(40)이 프라이머리피스톤(117)에 대하여 전진 및 후퇴의 어떠한 상대이동이 있어도 프라이머리피스톤(117)에 접촉하도록 되어 있다. 그 때문에 출력축(40)의 전단에 플랜지부(40a)가 설치되어 있음과 더불어 출력축(40)이 프라이머리피스톤(117)에 대하여 후퇴하였을 때 플랜지부(40a)가 접촉하는 접촉부(117a)가 프라이머리피스톤(117)에 형성되어 있다. 출력축(40)의 다른 구성은, 제15실시예의 출력축(40)과 같고, 또 프라이머리피스톤(117)의 다른 구성도, 제15실시예의 프라이머리피스톤(117)과 같다. 또한, 이 제17실시예에서는, 제15실시예의 컵실(194)이 생략되어 있다.
제17실시예의 브레이크 시스템(1)의 다른 구성은, 제15실시예와 같다.
또, 이 제17실시예의 브레이크 시스템(1)의 작용도, 제15실시예와 같다.
도 29는 본 발명의 제18실시예를 나타낸 도면이다.
이 제18실시예의 브레이크 시스템(1)에서는, 도 15에 나타낸 제10실시예와 같은 브레이크 액압배력장치(77) 및 마스터실린더(6)가 사용되고 있고, 브레이크 액압배력장치(77)의 출력구(98)와 마스터실린더(6)의 프라이머리실(72)에 연결되는 접속구(130)가 함께 전자절환밸브(217)를 통하여 휠실린더(7)(8)에 접속되도록 되어 있다. 전자절환밸브(217)는 통상시는 출력구(98)와 접속구(130)와를 함께 휠실린더(7)(8)에 접속하기 때문에, 브레이크 액압배력장치(77)의 동력실(96) 및 프라이머리실(72)이 함께 휠실린더(7)(8)에 접속되도록 되어 있다. 또, 전자절환밸브(217)는, 브레이크 작동후 휠실린더(7)(8)의 로스스트로크 등이 해소하는 상태로 되면 전자제어장치에 의하여 바뀌어져서 프라이머리실(72)만이 휠실린더(7)(8)에 접속되게 되어 있다.
이 제18실시예의 브레이크 시스템(1)의 다른 구성은, 제10실시예와 같다.
이와 같이 구성된 제18실시예의 브레이크 시스템(1)에 있어서는, 브레이크 작동 직후는 전자절환밸브(217)이 도시의 위치로 설정되기 때문에, 브레이크 액압배력장치(77)의 동력실(96)로 도입된 압액이 출력구(98)로부터 휠실린더(7)(8)로 직접 도입된다. 그러면, 휠실린더(7)(8)의 로스스트로크가 급속히 해제되어 이 시점에서 전자절환밸브(217)가 바뀌어진다. 이 때문에 마스터실린더(6)로부터의 압액이 휠실린더(7)(8)에 공급되게 되지만, 이때에는 휠실린더(7)(8)의 로스스트로크가 해소되어 있기 때문에 페달스트로크는 작아진다. 그리고, 앞에서 설명한 각 실시예와 같이 이 전자절환제어밸브(217)의 온, 오프를 적절히 제어함으로써 다양한 페달스트로크가 얻어지게 된다.
이상의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 브레이크 시스템에 의하면, 유체에 의하여 브레이크 조작수단의 스트로크를 항상 혹은 필요에 따라서 다양하게 바꿀 수 있게 된다. 특히, 유체에 의하여 브레이크 조작수단의 스트로크를 바꾸도록 하고 있기 때문에, 이 유체를 전자제어밸브로 제어함으로써 간단히 다양한 스트로크를 설정할 수 있다.
이에 의하여 적재상태 등의 차량상황, 브레이크 상황 또는 운전자의 스트로크 선택에 의하여 보다 적정한 브레이크 조작수단의 스트로크를 다양하게 설정할 수 있게 된다.

Claims (16)

  1. 브레이크 조작수단의 브레이크 조작에 의거하여 브레이크력 발생수단이 브레이크력을 발생하는 브레이크 시스템에 있어서,
    상기 브레이크 조작수단의 조작량을 유체제어에 의하여 변경가능하게 한 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  2. 브레이크 조작수단과, 이 브레이크 조작수단의 조작에 의하여 브레이크 액압을 발생하는 브레이크 액압 발생수단과, 브레이크 액압에 의하여 브레이크력을 발생하는 브레이크력 발생수단과를 갖는 브레이크 시스템에 있어서,
    또한, 상기 브레이크 조작수단의 조작량을 유체제어에 의하여 변경가능하게 하는 브레이크 조작량 변경수단을 갖고, 이 브레이크 조작량 변경수단에 의하여 상기 브레이크 조작수단의 조작량을 변경하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 브레이크 액압 발생수단은, 브레이크 배력장치를 갖고, 이 브레이크 배력장치에 상기 브레이크 조작량 변경수단을 설치한 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 브레이크 조작량 변경수단은, 상기 브레이크 배력장치의 입력부재에 대한 상기 브레이크 배력장치의 출력부재의 상대변위를 유체로 제어하여 상기 브레이크 조작수단의 조작량을 변경하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 브레이크 조작량 변경수단은, 상기 브레이크 배력장치의 반력기구의 반력을 유체로 제어하여 상기 입력부재에 대한 상기 출력부재의 상대변위를 제어하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  6. 제4항에 있어서, 상기 브레이크 조작량 변경수단은, 상기 출력부재에 대한 상기 브레이크 배력장치의 제어밸브수단의 상대변위를 유체로 제어하여 상기 입력부재에 대한 상기 출력부재의 상대변위를 제어하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  7. 제2항에 있어서, 상기 브레이크 액압 발생수단은, 브레이크 배력장치와 이 브레이크 배력장치에 의하여 작동되는 마스터실린더를 갖고, 이들 브레이크 배력장치와 마스터실린더와의 사이에 상기 브레이크 조작량 변경수단을 설치한 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 브레이크 조작량 변경수단은, 상기 브레이크 배력장치의 출력부재에 대한 상기 마스터실린더 피스톤의 상대변위를 유체로 제어하여 상기 브레이크 조작수단의 조작량을 변경하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  9. 제3항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 브레이크 배력장치는, 부압배력장치, 액압배력장치, 압축공기배력장치의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  10. 제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 유체,는 기체 또는 액체인 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  11. 제2항에 있어서, 상기 브레이크 액압 발생수단은, 마스터실린더를 갖고, 이 마스터실린더에 상기 브레이크 조작량 변경수단을 설치한 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 브레이크 조작량 변경수단은, 상기 마스터실린더의 토출액 양을 상기 유체로 제어함으로써 브레이크 조작량을 변경하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  13. 제2항에 있어서, 상기 브레이크 액압 발생수단과 상기 브레이크력 발생수단과의 사이에 상기 브레이크 조작량 변경수단을 설치한 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 액압을 발생하는 액압원을 갖추고 있고, 상기 브레이크 조작량 변경수단은, 상기 브레이크 액압 발생수단으로부터의 액압과 상기 액압원으로부터의 액압의 어느 한쪽을 선택적으로 바꾸어서 상기 브레이크력 발생수단으로 공급하는 전자절환밸브를 갖는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  15. 제1항 내지 제14항의 어느 한 항에 있어서, 상기 브레이크 조작수단의 조작량의 변경을, 수시, 소정의 조건의 때에 행하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 소정의 조건은, 적재상태 등의 차량상황, 브레이크 조작상황, 노면상황 또는 운전자의 스트로크선택의 적어도 하나에 의하여 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
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