(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ィと、このバルブボディ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、バルブボディ内に設けられて、バルブボディ内の流路の連通状態を切り換える弁機構と、この弁機構の一部を構成する弁プランジャと、操作杆に連動し、上記弁プランジャを進退動させて弁機構を作動させる入力軸と、上記バルブボディ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、
上記出力軸をバルブボディに対して係合させ、倍力装置の作動時に上記出力軸に作用する出力の反力が上記弁プランジャに伝達されないように構成し、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、上記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と、この弾性部材の弾撥力によってリヤ側に付勢されて上記弁プランジャと当接可能な反力ピストンとを備えており、
また、倍力装置の非作動状態において上記反力ピストンとそれに対向する弁プランジャとを離隔させる離隔手段を設け、この離隔手段は上記弁プランジャに係合されるキー部材を備え、倍力装置の非作動状態においては上記キー部材がシェルに当接することで反力ピストンと上記弁プランジャとを離隔させるようになっていることを特徴とする倍力装置の反力機構。
【請求項２】
上記弁プランジャは軸方向の所定位置に小径部を備え、この弁プランジャの小径部に上記キー部材を係合させてあり、このキー部材と弁プランジャは該弁プランジャの小径部の軸方向寸法の範囲内で軸方向に相対移動できるようになっており、また、キー部材はバルブボディの挿入孔に挿通されて該挿入孔の軸方向寸法の範囲内でバルブボディと軸方向に相対移動できるとともに、バルブボディの外方側に位置する部分がそれと対向するシェルに当接するようになっており、さらに上記反力ピストンのリヤ側の端面には凹部が形成されて、この凹部に弁プランジャのフロント側の端部が摺動自在に嵌合させてあり、上記離隔手段は、上記キー部材と上記反力ピストンにおける凹部を形成したリヤ側の部分からなり、倍力装置の非作動状態においてキー部材がシェルと当接し、かつキー部材に反力ピストンのリヤ側の端部が当接することにより、反力ピストンの凹部の底部とそれに対向する弁プランジャとが離隔するように構成され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】
上記弁プランジャは軸方向の所定位置に小径部を備え、この弁プランジャの小径部に上記キー部材を係合させてあり、このキー部材と弁プランジャは該弁プランジャの小径部の軸方向寸法の範囲内で軸方向に相対移動できるようになっており、また、キー部材はバルブボディの挿入孔に挿通されて該挿入孔の軸方向寸法の範囲内でバルブボディと軸方向に相対移動できるとともに、バルブボディの外方側に位置する部分がそれと対向するシェルに当接するようになっており、上記離隔手段は、上記キー部材と、倍力装置の非作動状態においてキー部材がシェルに当接した際に該キー部材と上記反力ピストンとを所定の距離に維持してそれらを離隔させるピンとからな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４】
上記反力ピストンは、バルブボディの内周部にフロント側から摺動自在に嵌合されて弁プランジャと対向するリヤ側の小径部と、半径方向外方に伸びるアーム部と、このアーム部の外方側の端部に設けた筒状部とを備えており、上記弾性部材は上記反力ピストンの筒状部とシェルの壁面とにわたって弾装したばねからなり、上記出力軸はバルブボディに一体に連結されるとともに、この出力軸のリヤ側の端部には軸方向に沿ったスリットを設けてあり、上記反力ピストンのアーム部を出力軸のスリットに貫通させることで、反力ピストンを出力軸に対して移動可能に構成したことを特徴とする請求項２ないし請求項３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ィと、このバルブボディ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、バルブボディ内に設けられて、バルブボディ内の流路の連通状態を切り換える弁機構と、この弁機構の一部を構成する弁プランジャと、操作杆に連動し、上記弁プランジャを進退動させて弁機構を作動させる入力軸と、上記バルブボディの前進によって前進される出力軸とを備えている。
そして従来一般のブレーキ倍力装置の反力機構は、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ィ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ィ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、上記バルブボディで受ける反力と、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】
ところで、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が作動されてバルブボディ内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ィが前進されるようになる。そしてバルブボディ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ィ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ィが前進される前に、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ィと、このバルブボディ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、バルブボディ内に設けられて、バルブボディ内の流路の連通状態を切り換える弁機構と、この弁機構の一部を構成する弁プランジャと、操作杆に連動し、上記弁プランジャを進退動させて弁機構を作動させる入力軸と、上記バルブボディ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、
上記出力軸をバルブボディに対して係合させ、倍力装置の作動時に上記出力軸に作用する出力の反力が上記弁プランジャに伝達されないように構成し、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、上記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と、この弾性部材の弾撥力によってリヤ側に付勢されて上記弁プランジャと当接可能な反力ピストンとを備えており、
また、倍力装置の非作動状態において上記反力ピストンとそれに対向する弁プランジャとを離隔させる離隔手段を設け、この離隔手段は上記弁プランジャに係合されるキー部材を備え、倍力装置の非作動状態においては上記キー部材がシェルに当接することで反力ピストンと上記弁プランジャとを離隔させ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。
【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ィが前進される前に、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。
また、倍力装置の非作動時には、離隔手段によって上記反力ピストンとそれに対向する弁プランジャとは離隔しているので、ブレーキペダルが踏み込まれて倍力装置が作動された後、ブレーキペダルの踏力（入力）が少し上昇してから反力ピストンと弁プランジャとが当接し、その時点から擬似反力が運転者に伝達されることになる。つまり、リアクションディスクを省略した構成としたにも拘らず、従来一般の反力機構と同様のジャンピング特性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１とリヤシェル２とで構成した密封容器内に概略筒状のバルブボディ３を摺動自在に設けてあり、このバルブボディ３の外周部に設けたパワーピストン４とそのリヤ側に添設したダイアフラム５とによって密封容器内をフロント側の定圧室６とリヤ側の変圧室７とに区画している。
バルブボディ３内には、流体回路を切換える弁機構８を収容してあり、この弁機構８は、バルブボディ３の内周部に形成した環状の第１弁座１１と、このバルブボディ３内に摺動自在に嵌合した弁プランジャ１２のリヤ側端部に形成した環状の第２弁座１３と、さらにこれら両弁座１１、１３に図１の右方からスプリング１４によって着座する弁体１５とを備えている。
【０００７】
そして上記第１弁座１１よりも外周側をバルブボディ３に形成した軸方向の定圧通路１６を介して上記定圧室６に連通させ、この定圧室６をフロントシェル１に連結し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、定圧室６に常時負圧を導入させている。また、第１弁座１１と第２弁座１３との中間部分はバルブボディ３に形成した半径方向の変圧通路１７を介して上記変圧室７に連通させ、さらに上記第２弁座１３よりも内周側はバルブボディ３内に形成した圧力通路１８を介して大気に連通させている。
上記弁プランジャ１２のリヤ側の端部には入力軸２１の先端部を枢支連結してあり、この入力軸２１の末端部は図示しないブレーキペダル（操作杆）に連動させている。また、弁プランジャ１２は、キー部材２２によってバルブボディ３から抜出るのを防止している。上記キー部材２２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２２をバルブボディ３に形成した半径方向孔の挿入孔２３内に挿入して、上述した二股状部分の基部を弁プランジャ１２の小径部１２ａに係合させている。
【０００８】
このとき、キー部材２２は挿入孔２３内でバルブボディ３の軸方向に変位可能となっており、またキー部材２２と弁プランジャ１２とは、上記小径部１２ａの軸方向長さの範囲内でバルブボディ３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、バルブボディ３の外方に位置するキー部材２２の一部をリヤシェル２の壁面に当接させてキー部材２２および弁プランジャ１２をバルブボディ３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２１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、バルブボディ３の内周部にはフロント側に向けて環状突起３ａを突設してあり、この環状突起３ａに出力軸２４の基部に設けた凹部２４ａを嵌装している。上記出力軸２４のフロント側の端部は、フロントシェル１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ィ３やパワーピストン４は、リターンスプリング２５にによってリヤ側に付勢されて、キー部材２２がリヤシェル２の壁面に当接する図示非作動位置に保持されている。
【０００９】
しかして、本実施例は、従来一般の倍力装置において、弁プランジャ１２のフロント側の端面１２ｂと出力軸２４の凹部２４ａとの間に配設していたゴム製のリアクションディスクを省略したものであり、その一方で擬似反力付与手段２６を設けて擬似反力を運転者に伝達するように構成したものである。
擬似反力付与手段２６は、バルブボディ３のフロント側に設けた反力ピストン２７と、定圧室６内に配置されて反力ピストン２７をリヤ側に向けて付勢するスプリング３１から構成している。
反力ピストン２７は、リヤ側に形成した小径部２７ａと、この小径部２７ａのフロント側の箇所から連続して半径方向外方に伸びる２本のアーム部２７ｂと、さらにこれらのアーム部２７ｂの両先端部間にわたって円周方向に連続させて設けた筒状部２７ｃとを備えている。そして、上記小径部２７ａをバルブボディ３における環状突起３ａの内周部にフロント側から気密を保って摺動自在に嵌合させてあり、この小径部２７ａのリヤ側の端面を弁プランジャ１２のフロント側の端面１２ｂに対向させている。
出力軸２４の凹部２４ａはバルブボディ３の環状突起３ａに嵌着してあり、かつ出力軸２４のリヤ側の端部を環状突起３ａの隣接外方の段部端面に当接させることで、これら両部材が軸方向に相対移動しないように一体に連結している。凹部２４ａを設けた出力軸２４の基部には、リヤ側の端部から連続して軸方向に沿ったスリット２４ｂを形成してあり、このスリット２４ｂに反力ピストン２７の両アーム部２７ｂを貫通させている。これによって、出力軸２４に対して反力ピストン２７が軸方向に変位できるようにしている。
反力ピストン２７の筒状部２７ｃのフロント側の端面には、円板状のリテーナ３２をフロント側から当接させてあり、このリテーナ３２を介してフロントシェル１と反力ピストン２７の筒状部２７ｃとにわたってスプリング３１を弾装している。
【００１０】
さらに、本実施例では、バルブボディ３における環状突起３ａの外方側の位置に、フロント側の開口が反力ピストン２７の下方側のアーム部２７ｂと対向し、リヤ側の開口がキー部材２２と対向する軸方向のガイド孔３ｂを穿設している。そして、このガイド孔３ｂに所定長さに設定したピン３３を気密を保持して摺動自在に貫通させている。反力ピストン２７はスプリング３１によってリヤ側に付勢されているので、キー部材２２がリヤシェル２の壁面に当接する図示非作動状態では、ピン３３のリヤ側端部がキー部材２２に当接するとともに、ピン３３のフロント側の端部は反力ピストン２７のアーム部２７ｂに当接している。
そのため、図示非作動状態においては、反力ピストン２７のアーム部２７ｂとキー部材２２はピン３３の長さ分だけ離隔された状態に維持される。そして、これによって、反力ピストン２７の小径部２７ａのリヤ側の端面とそれに対向する弁プランジャ１２の端面１２ｂとの間には、所定の間隙が維持されている。なお、反力ピストン２７のアーム部２７ｂとそれに対向する環状突起３ａの端面との間および、筒状部２７ｃのリヤ側の端面とそれに対向するバルブボディ３の段部端面との間にも間隙が維持されているが、これらの間隙は、上述した小径部２７ａの端面と弁プランジャ１２の端面１２ｂの間隙よりも大きく設定されている。本実施例では、上記キー部材２２とピン３３によって、反力ピストン２７のリヤ側の端面とそれに対向する弁プランジャ１２の端面とを離隔させる離隔手段３４を構成している。
【００１１】
（作動説明）
以上の構成において、図示非作動状態からブレーキペダルが踏み込まれて入力軸２１および弁プランジャ１２が前進されると、従来周知のブレーキ倍力装置と同様に、弁機構８が作動されることによりバルブボディ３内の流路が切換わって変圧室７に大気が導入される。
これにより、定圧室６と変圧室７との間に圧力差が生じてパワーピストン４およびバルブボディ３が前進され、それによって出力軸２４が前進されるので、マスターシリンダにブレーキ液圧が発生する。そしてそのブレーキ液圧によるブレーキ反力は、出力軸２４を介してバルブボディ３で全て受け止められ、弁プランジャ１２に伝達されることはない。
また、上述のようにバルブボディ３が前進されると、それに伴ってキー部材２２はリヤシェル２の壁面から離隔し、ピン３３によってリヤ側に押されているために、キー部材２２は挿入孔２３内でバルブボディ３に対して相対的にリヤ側に移動する。そして、これに伴って、反力ピストン２７がバルブボディ３に対してリヤ側に相対移動するので、反力ピストン２７の小径部２７ａのリヤ側の端面が弁プランジャ１２の端面１２ｂと当接する。この時点以降に、スプリング３１の弾撥力に応じた擬似反力が反力ピストン２７、弁プランジャ１２および入力軸２１を介して運転者に伝達されることになる。
ブレーキペダルの踏力（入力）と運転者に伝達される擬似反力との関係を示したものが図３であるが、この図３におけるＰで示した位置が、反力ピストン２７の小径部２７ａのリヤ側の端面と弁プランジャ１２の端面１２ｂと当接した時点である。そして、この時点以降は入力の増加に伴ってスプリング３１が圧縮されるので、その縮み量に比例した擬似反力が運転者に伝達されることになる。
他方、既に上述したように出力軸２４に加わるブレーキ反力はその全てがバルブボディ３によって受けられるので、弁プランジャ１２に、したがってブレーキペダルに伝達されることはない。
【００１２】
このように本実施例では、上記離隔手段３４を設けたことにより、ブレーキペダルの踏み込み開始時は、反力ピストン２７の小径部２７ａと弁プランジャ１２とは離隔しており、ブレーキ倍力装置が作動して反力ピストン２７の小径部２７ａと弁プランジャ１２とが当接した時点から擬似反力が運転者に伝達される。
したがって、従来一般の倍力装置が備えていたリアクションディスクを省略したにも拘らず、上記反力ピストン２７の小径部２７ａと弁プランジャ１２とが当接した時点において、従来の倍力装置の場合と同様のジャンピング特性を得ることができる。これによって、ブレーキペダルの踏み込み開始時から直ちに擬似反力を運転者に付与する場合に比較して、運転者のブレーキフィーリングを良好にすることができる。
さらに、上記擬似反力付与手段２６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。そのため、本実施例によれば、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。
さらに、上述した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２７はバルブボディ３の環状突起３ａの端面に当接してその後退が規制されるが、弁プランジャ１２はキー部材２２によってその後退が規制されるまでバルブボディ３に対して後退されるので、弁プランジャ１２は反力ピストン２７の小径部２７ａから離隔することになる。
そして弁機構８による流路の切換えにより変圧室７内の圧力が低下すると、パワーピストン４およびバルブボディ３はリターンスプリング２５によりリヤ側に後退され、先ずキー部材２２がリヤシェル２の壁面に当接するとその後退が規制されるが、バルブボディ３の後退は継続し、次にバルブボディ３がキー部材２２に当接して停止する。また、この直後に、キー部材２２にピン３３のリヤ側の端部が当接し、またピン３３のフロント側の端部が反力ピストン２７のアーム部２７ｂに当接する。これにより、反力ピストン２７の小径部２７ａの端面とそれに対向する弁プランジャ１２の端面１２ｂとが離隔し、各部材は図１に示した非作動位置に復帰する。この非作動状態では、キー部材２２およびこれに連動する弁プランジャ１２はバルブボディ３に対して前進した位置に保持されることになる。
【００１３】
（第２実施例）
次に図２は本発明の第２実施例を示したものである。この第２実施例では、第１実施例のピン３３とガイド孔３ｂを省略し、その代わりに反力ピストン２７の小径部２７ａのリヤ側端部をキー部材２２に当接させるようにしたものである。
すなわち、反力ピストン２７の小径部２７ａのリヤ側端面には凹部２７ｄを形成してあり、該凹部２７ｄを設けた位置の外周部を気密を保持してバルブボディ３に摺動自在に嵌合している。そして、上記反力ピストン２７の凹部２７ｄに弁プランジャ１２のフロント側の端部を摺動自在に嵌合してあり、それによって、弁プランジャ１２のフロント側の端面１２ｂを凹部２７ｄの底部と対向させている。上記凹部２７ｄの深さ、すなわち軸方向寸法は所定の長さに設定している。したがって、図示非作動状態では、凹部２７ｄを設けた小径部２７ａのリヤ側端部がキー部材２２に当接しており、この非作動状態では凹部２７ｄの底部とそれに対向する弁プランジャ１２の端面１２ｂとの間に間隙が維持されている。つまり、この第２実施例では、リヤシェル２の壁面に当接したキー部材２２と、反力ピストン２７の凹部２７ｄを設けた小径部２７ａとによって、非作動状態における弁プランジャ１２と反力ピストン２７とを離隔させる離隔手段３４を構成している。
その他の構成は、上述した第１実施例と同じである。このような構成の第２実施例であっても第１実施例と同様の作用効果を得ることができる。
なお、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も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。
【００１４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、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。また、リアクションディスクを省略したにもかかわらず、従来一般のものと同様のジャンピング特性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。
【図２】本発明の第２実施例を示す断面図。
【図３】図１に示した第１実施例による入力と擬似反力との関係を示す特性線図。
【符号の説明】
１  フロントシェル                  ２  リヤシェル
３  バルブボディ                    ４  パワーピストン
６  定圧室                          ７  変圧室
８  弁機構                          １２  弁プランジャ
２１  入力軸                        ２２  キー部材
２４  出力軸                        ２６  擬似反力付与手段
２７  反力ピストン                  ３１  スプリング
３３  ピン                          ３４  離隔手段
【図１】
0003695556.tif 000002
【図２】
0003695556.tif 000003
【図３】
0003695556.tif 000004