(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シェル内に摺動自在に設けたバルブボデイと、このバルブボデイに設けたパワーピストンと、このパワーピストンの前後に形成した定圧室と変圧室と、上記バルブボデイ内に設けた弁機構と、操作杆に連動され、上記弁機構を構成する弁プランジャを進退動させて弁機構の流路を切換える入力軸と、上記バルブボデイの前進によって前進される出力軸とを備えた倍力装置において、
この倍力装置の作動時に上記出力軸に加わる反力が上記弁プランジャに伝達されないようにし、かつ上記入力軸の移動量に応じた擬似反力を上記操作杆に付与する擬似反力付与手段を設け、
この擬似反力付与手段は、上記定圧室内に配設された弾性部材を備えるとともに、この弾性部材は、バルブボデイのフロント側に設けた反力ピストンを介して弁プランジャをリヤ側に向けて付勢することを特徴とする倍力装置の反力機構。
【請求項２】
上記反力ピストンは、上記バルブボデイに摺動自在に嵌合されて弁プランジャに当接する小径部と、この小径部から半径方向外方に伸びるアーム部とを備え、上記弾性部材はアーム部を介して反力ピストンをリヤ側に付勢していることを特徴とする請求項１に記載の倍力装置の反力機構。
【請求項３】
上記出力軸は、上記バルブボデイ側の端部に軸方向に沿うスリットを備え、上記アーム部はスリットを貫通してその内側から外側へ伸びていることを特徴とする請求項２に記載の倍力装置の反力機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は自動車のブレーキ等に用いられる倍力装置に関し、より詳しくは、倍力装置を作動させる操作杆に反力を付与する倍力装置の反力機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来一般に、ブレーキ倍力装置は、シェル内に摺動自在に設けたバルブボデイと、このバルブボデイに設けたパワーピストンと、このパワーピストンの前後に形成した定圧室と変圧室と、上記バルブボデイ内に設けた弁機構と、操作杆としてのブレーキペダルに連動され、上記弁機構を構成する弁プランジャを進退動させて弁機構の流路を切換える入力軸と、上記バルブボデイの前進によって前進され、マスターシリンダのピストンを前進させてブレーキ液圧を発生させる出力軸とを備えている。
そして従来一般の反力機構は、上記出力軸と弁プランジャとの間に配置したゴム製のリアクションディスクを備えており、ブレーキ倍力装置の作動時には上記リアクションディスクにバルブボデイと弁プランジャとを同時に接触させ、出力軸に加わるブレーキ反力の一部をバルブボデイで受けさせるとともに、残部を弁プランジャに伝達させ、この弁プランジャに加わるブレーキ反力を入力軸およびブレーキペダルを介して運転者に感知させるようにしている。
このとき、上記バルブボデイで受ける反力と、弁プランジャで受ける反力との比率、より具体的には両者の受圧面積の比率を変えることにより、ブレーキ倍力装置のサーボ比を変更することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記ブレーキ倍力装置のサーボ比は、一般に小さなブレーキペダルの踏力で大きなブレーキ液圧を発生させることができるように大きく設定されているが、急制動時にはブレーキ倍力装置の作動遅れから予定した大きなサーボ比が得られず、老人や女性等の非力な運転者では急制動を行なうことが困難であることが判明した。
すなわち、ブレーキペダルを踏込んだ際には入力軸を介して弁機構の流路が切換えられ、それにより変圧室に圧力流体が導入されてパワーピストンおよびバルブボデイが前進されるようになる。そしてバルブボデイが前進するとリアクションディスクを介して出力軸が前進され、該出力軸の前進によりブレーキ液圧が発生してその反力が出力軸に加わると、上述したように出力軸に加わるブレーキ反力がバルブボデイと弁プランジャとに分配されるようになる。
しかしながら、急制動時には変圧室に導入される圧力流体によってパワーピストンおよびバルブボデイが前進される前に、ブレーキペダルに入力軸を介して連動している弁プランジャが前進されてしまうので、出力軸に加わるブレーキ反力はその大部分が弁プランジャに伝達されてしまい、その結果、運転者に伝達されるブレーキ反力は異常に大きなものとなる。
その結果、急制動を行なう際にはその異常に大きなブレーキ反力に打勝ってブレーキペダルを踏込まなければならず、徐々にブレーキペダルを踏込んで大きな制動力を得ている通常のブレーキ作動の場合に比較して、遥かに大きな力でブレーキペダルを踏込まなければ急制動に必要な大きな制動力が得られなかった。
本発明はそのような事情に鑑み、通常の倍力装置の操作フィーリングを損なうことなく、急作動時にも軽い踏力で大きな出力が得られるようにした倍力装置の反力機構を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、シェル内に摺動自在に設けたバルブボデイと、このバルブボデイに設けたパワーピストンと、このパワーピストンの前後に形成した定圧室と変圧室と、上記バルブボデイ内に設けた弁機構と、操作杆に連動され、上記弁機構を構成する弁プランジャを進退動させて弁機構の流路を切換える入力軸と、上記バルブボデイの前進によって前進される出力軸とを備えた倍力装置において、
この倍力装置の作動時に上記出力軸に加わる反力が上記弁プランジャに伝達されないようにし、かつ上記入力軸の移動量に応じた擬似反力を上記操作杆に付与する擬似反力付与手段を設け、
この擬似反力付与手段は、上記定圧室内に配設された弾性部材を備えるとともに、この弾性部材は、バルブボデイのフロント側に設けた反力ピストンを介して弁プランジャをリヤ側に向けて付勢することを特徴とするものである。
【０００５】
【作用】
上記構成によれば、倍力装置の作動時に上記出力軸に加わる反力が弁プランジャに伝達されないようにしているので、急作動時に、変圧室に導入される圧力流体によってパワーピストンおよびバルブボデイが前進される前に、操作杆に入力軸を介して連動している弁プランジャが前進されたとしても、出力軸に加わる反力が弁プランジャ、入力軸および操作杆を介して運転者に伝達されることはない。
他方、擬似反力付与手段は、操作杆の移動量に応じた擬似反力を操作杆を介して運転者に伝達させることになるので、従来のように急作動時に反力が異常に大きくなることがなく、急作動時にも、通常の作動時と同様に、軽い操作力で大きな出力を得ることができる。
【０００６】
【実施例】
以下、本発明をブレーキ倍力装置に適用した実施例について説明すると、図１において、フロントシェル１０１とリヤシェル１０２とで構成した密封容器内に概略筒状のバルブボデイ１０３を摺動自在に設け、このバルブボデイ１０３の外周部に設けたパワーピストン１０４とそのリヤ側に添設したダイアフラム１０５とによって密封容器内を前方側の定圧室１０６と後方側の変圧室１０７とに区画している。
上記バルブボデイ１０３内には、流体回路を切換える弁機構１０９を収容してあり、この弁機構１０９は、バルブボデイ１０３の内周に形成した環状の第１弁座１１０と、このバルブボデイ１０３内に摺動自在に嵌合した弁プランジャ１１１の右端部に形成した環状の第２弁座１１２と、さらにこれら両弁座１１０、１１２に図１の右方からポペットリターンスプリング１１３によって着座する弁体１１４とを備えている。
そして上記第１弁座１１０よりも外周側をバルブボデイ１０３に形成した軸方向の定圧通路１１５を介して上記定圧室１０６に連通させ、この定圧室１０６をフロントシェル１０１に設けた図示しない負圧導入管を介してエンジンのインテークマニホールドに連通させることにより、該定圧室１０６に常時負圧を導入させている。また、上記第１弁座１１０と第２弁座１１２との中間部分はバルブボデイ１０３に形成した半径方向の変圧通路１１７を介して上記変圧室１０７に連通させ、さらに上記第２弁座１１２よりも内周側はバルブボデイ１０３内に形成した圧力通路１１８を介して大気に連通させている。
【０００７】
上記弁プランジャ１１１の右端部には入力軸１２１の先端部を枢支連結してあり、この入力軸１２１の末端部は図示しないブレーキペダルに連動させている。また、上記弁プランジャ１１１は、キー部材１２２によってバルブボデイ１０３から抜出るのを防止している。上記キー部材１２２は、図示しないが、その中央部から先端部にかけて二股状に形成してあり、該キー部材１２２をバルブボデイ１０３の直径方向に形成した挿入孔１２３内に挿入して、その二股状部分の基部を弁プランジャ１１１の小径部１１１ａに係合させている。
このとき、キー部材１２２は挿入孔１２３内でバルブボデイ１０３の軸方向に変位可能となっており、またキー部材１２２と弁プランジャ１１１とは、上記小径部１１１ａの軸方向長さの範囲内でバルブボデイ１０３の軸方向に変位可能となっている。そしてブレーキ倍力装置の非作動時に上記キー部材１２２をリヤシェル１０２の内面に当接させてキー部材１２２および弁プランジャ１１１をバルブボデイ１０３に対する前進位置に保持することにより、ブレーキ倍力装置の作動開始時における入力軸１２１のロスストロークを減少させることができるようにしている。
さらに、上記弁プランジャ１１１の左側に配置した出力軸１２４の左側先端部は、図示しないシール部材により気密を保ってフロントシェル１０１に連結した図示しないマスターシリンダのピストンに連動させている。
そして上記バルブボデイ１０３やパワーピストン１０４は、リターンスプリング１２８によって通常は図示非作動位置に保持させている。
また、上記バルブボデイ１０３と入力軸１２１との間に入力軸１２１をリヤ側に付勢するバルブリターンスプリング１３２を設けてある。
【０００８】
ところで従来は、ブレーキ倍力装置の作動時には、出力軸１２４から伝達されるブレーキ反力を図示しないリアクションディスクを介してバルブボデイ１０３と弁プランジャ１１１とで受取り、該弁プランジャ１１１で受取ったブレーキ反力を入力軸１２１および図示しないブレーキペダルを介して運転者に伝達できるようにしている。
これに対し本実施例では、出力軸１２４の右端部に凹部１２４ａを形成してこれにバルブボデイ１０３の右端部に形成した環状突出部１０３ａを嵌合するとともに、出力軸１２４の右端面をバルブボデイ１０３に当接させて両者を一体に、つまり両者が相対変位することがないように連結して、上記出力軸１２４から伝達されるブレーキ反力の全てを上記バルブボデイ１０３で受取るようにし、上記弁プランジャ１１１には、したがってブレーキペダルにはブレーキ反力が伝達されないようにしている。
【０００９】
他方、上述した構成のままでは運転者はブレーキの操作感を得ることができないので、擬似反力付与手段１３１を設けることにより、上記ブレーキペダルの踏込み量に応じた擬似反力を運転者に付与することができるようにしている。
上記擬似反力付与手段１３１はバルブボデイ１０３のフロント側に設けた反力ピストン１３８を備えており、この反力ピストン１３８は右端部の小径部１３８ａと、この小径部１３８ａの左端部から半径方向外方に伸びる２本のアーム部１３８ｂと、さらにこのアーム部１３８ｂの両先端部間に渡って設けた筒状部１３８ｃとを備えている。そして上記小径部１３８ａをバルブボデイ１０３にそのフロント側から気密を保って摺動自在に嵌合させ、かつブレーキ倍力装置の非作動状態で、弁プランジャ１１１を上記小径部１３８ａに実質的に当接させている。
そして出力軸１２４の右端部にその軸方向にスリット１２４ｂを形成し、このスリット１２４ｂに上記反力ピストン１３８のアーム部１３８ｂを貫通させることにより、該出力軸１２４に対して反力ピストン１３８が軸方向に変位することができるようにしている。そしてさらに、上記反力ピストン１３８の筒状部１３８ｃとフロントシェル１０１との間に擬似反力を発生させるスプリング１３９を設けている。
【００１０】
本実施例においては、図示非作動状態すなわちキー部材１２２がリヤシェル１０２の内面に当接してキー部材１２２および弁プランジャ１１１がバルブボデイ１０３に対する前進位置に保持されている状態では、弁プランジャ１１１が反力ピストン１３８の小径部１３８ａに当接している。
そしてこの状態からブレーキペダルを踏込んで入力軸１２１および弁プランジャ１１１を前進させれば、スプリング１３９が圧縮されるので、その縮み量に比例した擬似反力が反力ピストン１３８、弁プランジャ１１１および入力軸１２１を介して運転者に伝達されることになる。
他方、出力軸１２４に加わるブレーキ反力はその全てがバルブボデイ１０３によって受けられるので、弁プランジャ１１１に、したがってブレーキペダルに伝達されることはない。
その結果、上記スプリング１３９のセット加重、セット長さ、或いはばね常数等が最適となるように設定しておけば、運転者は従来と同等の優れたブレーキ操作感覚を得ることができる。
さらに、上記擬似反力付与手段１３１がブレーキペダルに与える擬似反力は、急制動時も通常の制動時も実質的に同一であり、従来装置のブレーキ反力のように急制動時に異常に大きくなるということがないので、急制動時においても相対的に軽い踏力で大きなブレーキ力を得ることができ、したがって老人や女性等の非力な運転者でも確実に急制動操作を行なうことができる。
【００１１】
さらに、ブレーキ倍力装置の作動状態からの解放動作時、すなわちブレーキペダルの踏込みが解除された際には、反力ピストン１３８はバルブボデイ１０３に当接してその後退が規制されるが、弁プランジャ１１１はキー部材１２２によってその後退が規制されるまでバルブボデイ１０３に対して後退されるので、弁プランジャ１１１は反力ピストン１３８の小径部１３８ａから離隔されることになる。
そして弁機構１０９の流路切換えにより変圧室１０７内の圧力が低下すると、パワーピストン１０４およびバルブボデイ１０３はリターンスプリング１２８により後退され、先ず上記キー部材１２２がリヤシェル１０２の内面に当接するとその後退が規制されるが、バルブボデイ１０３の後退は継続し、次にバルブボデイ１０３がキー部材１２２に当接して停止する。
この状態では、キー部材１２２およびこれに連動する弁プランジャ１１１はバルブボデイ１０３に対して前進した位置に保持されることになり、上記弁プランジャ１１１の前進によりその先端部が反力ピストン１３８の小径部１３８ａに当接して非作動状態に復帰することになる。
【００１２】
なお、上記実施例では、擬似反力付与手段１３１を構成する弾性部材としてスプリング１３９を利用しているが、これに限定されるものではなく、弾性部材としてゴム等の弾性体を用いてもよい。
また、上記実施例では、操作杆としてブレーキペダルを利用しているが、この操作杆は、身体障害者に用いられている手動ブレーキレバーであってもよい。また本発明はクラッチ倍力装置に適用することができ、その場合には操作杆としてクラッチペダルを用いることができる。
【００１３】
【発明の効果】
以上のように、本発明においては、出力軸に加わる反力が弁プランジャに伝達されないようにするとともに、擬似反力付与手段によって必要な擬似反力を運転者に付与することができるので、従来のように急作動時に不必要に大きな反力が運転者に伝達されることがなく、軽い踏力で急作動時に必要な大きな出力を得ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施例を示す断面図。
【符号の説明】
１０１  フロントシェル
１０２  リヤシェル
１０３  バルブボデイ
１０４  パワーピストン
１０６  定圧室
１０７  変圧室
１０９  弁機構
１１１  弁プランジャ
１２１  入力軸
１２４  出力軸
１３１  擬似反力付与手段
１３８  反力ピストン
１３９  スプリング（弾性部材）
【図１】
0003704595.tif 000002