(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に摺動自在に設けられるとともに上記ハウジング内を負圧源に接続される定圧室と出力口に接続される制御圧室とに区画するピストンと、このピストンに対して相対移動可能に設けられたプランジャと、このプランジャの上記ハウジングに対する軸方向位置を制御するアクチュエータと、上記制御圧室と上記負圧源または大気との接続の切換を行う弁機構とを有し、
上記弁機構は、上記プランジャに設けられた第１弁座と、上記ピストンに設けられた第２弁座と、上記第１弁座と第２弁座に接離可能な弁体とを有し、上記制御圧室の圧力を上記プランジャの上記ハウジングに対する軸方向位置に応じて制御するようになっており、さらに上記定圧室内に上記ピストンを制御圧室方向に付勢する弾性部材を設けて、上記ピストンに作用する上記制御圧室の圧力と上記定圧室の圧力との差圧による作用力と上記弾性部材の付勢力とがバランスするように上記ピストンの上記ハウジングに対する軸方向位置が制御されることを特徴とする圧力制御弁。
【請求項２】
上記ピストンは、外周部に受圧部を形成した円筒状部材であり、上記プランジャは、上記円筒状部材からなるピストンの内周部に摺動自在に嵌合されており、上記制御圧室は、上記第１弁座と第２弁座との間の室に接続されて、上記第１弁座より内側の空間と上記第２弁座より外側の空間のいずれか一方に上記負圧源が接続されるとともに他方に大気が導入されていることを特徹とする請求項１に記載の圧力制御弁。
【請求項３】
上記アクチュエータはサーボモータであることを特徹とする請求項１または請求項２に記載の圧力制御弁。
【請求項４】
上記アクチュエータは励磁時上記プランジャを吸引するソレノイドであり、このソレノイドの吸引力と上記プランジャに作用する第２弾性部材の付勢力とがバランスするように上記プランジャの上記ハウジングに対する軸方向位置が制御されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧力制御弁。
【請求項５】
上記請求項１から請求項４のいずれかに記載の圧力制御弁と、この圧力制御弁の上記出力口に接続されて上記制御圧室の圧力が供給される負圧式ブレーキ倍力装置と、この負圧式ブレーキ倍力装置を作動させるブレーキペダルと、上記負圧式ブレーキ倍力装置によって作動してブレーキ液圧を発生するマスタシリンダとを備え、上記アクチュエータが作動して上記制御圧室の圧力が上記負圧式ブレーキ倍力装置に供給された際には、上記ブレーキペダルを操作することなく上記制御圧室の圧力に応じてブレーキ液圧を発生させることを特徴とする自動ブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は圧力制御弁とそれを用いた自動ブレーキ装置に関し、より詳しくは圧力制御弁と、この圧力制御弁と負圧式ブレーキ倍力装置を備えた自動ブレーキ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動ブレーキ装置として、次のような構成を備えたものは知られている。すなわち、ばねによって非作動位置に付勢されるピストンと、作動された際に上記ばねによるピストンの付勢方向とは反対方向に向けてピストンを移動させるアクチュエータと、制御圧力が供給された際に上記ピストンをアクチュエータに向けて押し戻す制御圧室と、ピストンに対するアクチュエータの付勢力に応じた制御圧力を発生させて、該制御圧力を制御圧室に導入させる弁機構とからなる圧力制御弁を備えるとともに、上記圧力制御弁の制御圧室と連通し、上記アクチュエータが作動された際にはブレーキペダルを踏むことなく上記制御圧力に応じたブレーキ液圧を発生させるブレーキ倍力装置とを備えたブレーキ装置は知られている（例えば、特開昭６１−２１５１５６号公報）。
上述した従来の自動ブレーキ装置では、ピストンに作用するアクチュエータによる付勢力と制御圧室内の制御圧力による付勢力とをバランスさせることで、所要の制御圧力を得るようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記従来のブレーキ装置では、上記ピストンの受圧面積を必要以上に小さく出来ないため、ピストンに対して作用する制御圧室内の制御圧力に対抗させるためにピストンに対するアクチュエータによる付勢力も大きくする必要があった。
そのため、上述した従来のブレーキ装置ではアクチュエータが大型化するという欠点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このような事情に鑑み、本発明は、ハウジング内に摺動自在に設けられるとともに上記ハウジング内を負圧源に接続される定圧室と出力口に接続される制御圧室とに区画するピストンと、このピストンに対して相対移動可能に設けられたプランジャと、このプランジャの上記ハウジングに対する軸方向位置を制御するアクチュエータと、上記制御圧室と上記負圧源または大気との接続の切換を行う弁機構とを有し、
上記弁機構は、上記プランジャに設けられた第１弁座と、上記ピストンに設けられた第２弁座と、上記第１弁座と第２弁座に接離可能な弁体とを有し、上記制御圧室の圧力を上記プランジャの上記ハウジングに対する軸方向位置に応じて制御するようになっており、さらに上記定圧室内に上記ピストンを制御圧室方向に付勢する弾性部材を設けて、上記ピストンに作用する上記制御圧室の圧力と上記定圧室の圧力との差圧による作用力と上記弾性部材の付勢力とがバランスするように上記ピストンの上記ハウジングに対する軸方向位置が制御されるようにした圧力制御弁を提供するものである。
【０００５】
【作用】
このような構成によれば、圧力制御弁のプランジャのハウジングに対する軸方向位置をアクチュエータで制御し、制御圧室の制御圧力をプランジャのハウジングに対する軸方向位置で制御するようにしたので、アクチュエータは、プランジャのハウジングに対する軸方向位置を制御できるだけの付勢力を備えればよい。したがって、上記従来の自動ブレーキ装置のアクチュエータに比較して、アクチュエータを小型化できる。
【０００６】
【実施例】
以下図示実施例について本発明を説明すると、図１ないし図２において、１はタンデムブレーキ倍力装置であり、そのシェル２内は、センタープレート３によって、その前後のフロント室４とリヤ室５との２室に区画している。そして、シェル２のリヤ側の壁面２Ａの開口およびセンタープレート３の軸部にシール手段を介して筒状のバルブボディ６を気密を保持して摺動自在に貫通させている。
上記フロント室４およびリヤ室５内に位置するバルブボデイ６の外周部には、それぞれフロントパワーピストン７とリヤパワーピストン８とを連結してあり、また各パワーピストン７、８の背面にフロントダイアフラム１１とリヤダイアフラム１２とをそれぞれ張設している。そして、フロントダイアフラム１１の前後に定圧室Ａと変圧室Ｂを形成し、またリヤダイアフラム１２の前後にも定圧室Ｃと変圧室Ｄを形成している。
定圧室Ａ内にはベローズ１３を配設してあり、このベローズ１３のリヤ側の端部をバルブボディ６におけるフロント側の端部外周に気密を保持して接続し、ベローズ１３のフロント側の端部は支持部材９によってシェル２のフロント側の壁面２Ｂに連結している。そして、このベローズ１３によって上記定圧室Ａ内をベローズ１３の内部空間となるベローズ室Ａ’とその外方側の空間とに区画している。
バルブボデイ６内には上記定圧室Ａ，Ｃと変圧室Ｂ，Ｄとの連通状態を切り換える弁機構１４を設けている。弁機構１４は、バルブボデイ６に形成した環状の第１弁座１５と、この環状の第１弁座１５よりも内側で上記バルブボデイ６に摺動自在に設けたプランジャ１６の右端部に形成した環状の第２弁座１７と、さらに両弁座１５、１７にばねによって着座される弁体１８とを備えている。
上記第１弁座１５とそれに接離する弁体１８の環状シート部とによって真空弁２１を構成してあり、この真空弁２１よりも外周側の空間は、バルブボデイ６に形成した第１定圧通路２２を介してベローズ室Ａ’に連通している。
ベローズ室Ａ’は、導管２３を介して後に詳述する圧力制御弁２４に接続してあり、この圧力制御弁２４によってベローズ室Ａ’に負圧あるいは大気を選択的に導入できるようになっている。また、ベローズ室Ａ’よりも外方側となる定圧室Ａ内は導管２５を介して常時負圧源と連通しており、したがって、ベローズ室Ａ’よりも外方の定圧室Ａ内には常時負圧が導入されている。
ベローズ室Ａ’よりも外方の定圧室Ａ内は、フロントダイアフラム１１の外周ビード部１１ａの近接外方位置に設けた第２定圧通路２６を介して定圧室Ｃに常時連通しており、したがって、ベローズ室Ａ’よりも外方の定圧室Ａ内および定圧室Ｃ内には常時負圧が導入されている。
他方、上記真空弁２１よりも内周側で、かつ第２弁座１７とそれに接離する弁体１８の環状シート部によって構成した大気弁２７よりも外周側の空間は、バルブボデイ６に形成した半径方向の第１変圧通路３１を介して変圧室Ｄに連通しており、この変圧室Ｄはバルブボデイ６に形成した第２変圧通路３２を介して変圧室Ｂに連通させている。
さらに、大気弁２７よりも内周側の空間は、バルブボデイ６の内周面によって構成した大気通路３３およびそこに設けたフィルタ３４を介して大気に連通させている。
プランジャ１６の右端部は、図示しないブレーキペダルに連動させた入力軸３５に連結してあり、その左端部は、出力軸３６の基部に収容したリアクションディスク３７に対向させている。そして上記出力軸３６の左端部は、シェル２の壁面２Ｂの開口を貫通させて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。
上記バルブボデイ６とシェル２の壁面２Ｂとにわたってはリターンスプリング３８を弾装してあり、バルブボデイ６を図示非作動位置に復帰させることができようにしている。
次に、図１に示すように、本実施例の圧力制御弁２４は、ハウジング４１の段付孔４１Ａに摺動自在に設けた段付円筒状のピストン４２と、下方外周部を上記ピストン４２の内周部に摺動自在に嵌合させたプランジャ４３と、このプランジャ４３をハウジング４１に対して昇降させるアクチュエータとしてのサーボモータ４４と、ハウジング４１内に設けた流体通路の連通状態を切り換える弁機構４５とを備えている。
ピストン４２の外周部所定位置には、フランジからなる受圧部４２ａを形成してあり、この受圧部４２ａと段付孔４１Ａの大径孔４１ａとにわたってダイアフラム４６を張設している。そして、受圧部４２ａよりも上方側となる大径孔４１ａ内を負圧室４７とするとともに、受圧部４２ａよりも下方側となる大径孔４１ａ内を制御圧室４８としている。
負圧室４７は、ハウジング４１の孔４１ｂとそこに接続した導管５１とを介して上記導管２５に接続してあるので、この負圧室４７には常時負圧が導入されている。
他方、制御圧室４８はハウジング４１に設けた孔４１ｃとそれに接続した上記導管２３とを介してタンデムブレーキ倍力装置１のベローズ室Ａ’と連通している。
ハウジング４１における大径孔４１ａの上方位置には、下方側が小径となる段付のガイド孔４１ｄを連設してあり、このガイド孔４１ｄにおける下方側の小径孔にプランジャ４３の小径部４３ａを摺動自在に貫通させた後、該小径部４３ａをピストン４２の内周部に嵌合させている。上方側となるプランジャ４３の大径部４３ｂは、ガイド孔４１ｄにおける上方側の大径孔に嵌合させている。プランジャ４３の大径部４３ｂの軸部には雌ねじ部４３ｃを形成してあり、この雌ねじ部４３ｃにサーボモータ４４の駆動軸に連結したボールねじ５２を螺合させている。サーボモータ４４の代わりにステッピングモータを用いてもよく、このサーボモータ４４は図示しない制御装置からの指令信号に応じて正逆方向に所要量だけ回転されるようになっている。
プランジャ４３とハウジング４１とにわたってはばね５３を弾装してあるので、非作動状態におけるプランジャ４３は、このばね５３に付勢されて段部端面４３ｄがガイド孔４１ｄの段部端面４１ｄ’と当接する図示非作動位置に位置している。この非作動状態に対して、サーボモータ４４が制御装置からの指令信号に基づいて時計方向に所要量だけ回転されると、プランジャ４３はガイド孔４１ｄに案内されて上昇されるようになっている。なお、その際、プランジャ４３が回転しないように、該プランジャ４３の外周部に突起部４３ｅを形成し、その突起部４３ｅをハウジング４１側の係合溝４１ｅに係合させている。
プランジャ４３の下端部となる端面の外周部は第１弁座４３ｆとしてあり、その第１弁座４３ｆを囲繞したピストン４２の下方側の端面を第２弁座４２ｂとしている。このピストン４２には変圧通路５４を形成してあり、その変圧通路５４の一端は上記制御圧室４８に開口させるとともに、変圧通路５４の他端は両弁座４３ｆ，４２ｂと連通する空間の位置に開口させている。
ピストン４２は負圧室４７に弾装した所定のばね定数のばね４９によって下方に付勢されており、上記サーボモータ４４の非作動状態では、段部端面４２ｃが段付孔４１Ａの段部端面４１ｆに当接する非作動位置に停止している。
そして、図示非作動状態においては、内方側に位置する第１弁座４３ｆの方が外方側に位置する第２弁座４２ｂよりも下方側となるように寸法を調整している。
そして、両弁座４３ｆ，４２ｂが位置するハウジング４１の小径孔４１ｇ内には上記両弁座４３ｆ，４２ｂに対向させて略円筒状の弁体５５を設けてあり、この弁体５５はばね５６によって両弁座４３ｆ，４２ｂに向けて付勢されている。そして、上記第１弁座４３ｆとそれに接触する弁体５５の内方側の環状シート部とによって大気弁５７を構成するとともに、第２弁座４２ｂとそれに接触する弁体５５の外方側の環状シート部とによって真空弁５８を構成している。
弁体５５の内部空間は、ハウジング４１の孔４１ｈを介して大気に連通させてあり、他方、弁体５５の外方側となる小径孔４１ｇ内は、該小径孔４１ｇに連続させて設けた負圧通路６１と該負圧通路６１に接続した導管６２を介してベローズ室Ａ’の外方側となる定圧室Ａと連通している。したがって、大気弁５７よりも外方側となる小径孔４１ｇ内には常時負圧が導入されている。
そして、サーボモータ４４が作動されていない図示非作動状態では、ばね５６に付勢された弁体５５が第１弁座４３ｆに着座して大気弁５７が閉鎖される一方、弁体５５が第２弁座４２ｂから離座して真空弁５８が開放されている。そのため、導管６２、負圧通路６１、小径孔４１ｇ、変圧通路５４、制御圧室４８、孔４１ｃ、および導管２３を介してタンデムブレーキ倍力装置１のベローズ室Ａ’内にも負圧が導入されている。
また、従来周知のように、非作動状態のタンデムブレーキ倍力装置１は、真空弁２１が開放される一方、大気弁２７が閉鎖されているので、シェル２内の全ての室Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ内に負圧が導入されている。
したがって、この非作動状態から図示しないブレーキペダルが踏み込まれると、ブレーキ倍力装置の大気弁２７が開放される一方、真空弁２１が閉鎖されるので、定圧室Ａ，Ｃと変圧室Ｂ，Ｄとの間に差圧が生じて、従来周知の通りタンデムブレーキ倍力装置１が作動されて、ブレーキペダルの踏力に応じたブレーキ液圧を発生させることができる。
これに対して、タンデムブレーキ倍力装置１を自動ブレーキ装置として作動させるときには、図示非作動状態において制御装置によってサーボモータ４４を所要量だけ時計方向に回転させる。
これにより、ボールねじ５２の回転量に応じた分だけプランジャ４３がハウジング４１に対して上昇される。そのため、第１弁座４３ｆが弁体５５から離座して大気弁５７が開放される一方、第２弁座４２ｂが弁体５５に着座して真空弁５８が閉鎖される。したがって、弁体５５の内部空間まで導入されていた大気が、変圧通路５４を介して制御圧室４８に導入され、次に制御圧室４８に導入された大気は導管２３を介してタンデムブレーキ倍力装置１のベローズ室Ａ’内に導入される。
ベローズ室Ａ’内に導入された大気は、第１定圧通路２２と開放状態の真空弁２１および両変圧通路３１，３２を介して変圧室Ｂ，Ｄ内に導入されるので、ブレーキペダルを踏むことなくタンデムブレーキ倍力装置１を作動させて自動ブレーキ装置としての機能を得ることができる。
また、このようにサーボモータ４４を作動させて制御圧室４８に大気を導入すると、制御圧室４８内の大気と負圧室４７内の負圧との間に差圧が生じ、その差圧によってばね４９が圧縮されてピストン４２を上方に向けて押し上げる。そして、この差圧によってピストン４２を上方に付勢する付勢力と、ピストン４２を押し下げているばね４９の弾撥力とがバランスすると、両弁座４３ｆ，４２ｂが両方とも弁体５５に着座する。したがって、この時点で、真空弁５８だけでなく大気弁５７も閉鎖されるので制御圧室４８への大気の導入が停止する。
このようにして、プランジャ４３の上昇量（移動量）に応じた制御圧力を制御圧室４８内に発生させて、その制御圧力をベローズ室Ａ’に導入するようにしている。したがって、上述したように、ブレーキペダルを踏み込むことなくタンデムブレーキ倍力装置１を作動させて自動ブレーキ装置として機能させることができる。
そして、本実施例においては、アクチュエータとしてのサーボモータ４４はプランジャ４３を軸方向に移動させるのに必要な小さな付勢力を得られればよいので、アクチュエータとしてのサーボモータ４４として小型のものを採用することができる。
また、上述した本実施例によれば、サーボモータ４４によるプランジャ４３の移動量によってばね４９の付勢力が一義的に決定され、この付勢力とピストン４２に作用する差圧力とのバランスによって制御圧力が制御されるので、制御圧室４８内の制御圧力を検出するフィードバック用センサを設ける必要がない。
また、自動ブレーキ装置としてのタンデムブレーキ倍力装置１の作動が解除されて、前進されていたバルブボディ６などが図２に示す非作動位置に復帰する時には、タンデムブレーキ倍力装置１内の大気は圧力制御弁２４を介して排気されるようになる。その際にはピストン４２が上方に移動されて真空弁５８の開放量が拡大するので、タンデムブレーキ倍力装置１内の大気の排出を速めることができ、タンデムブレーキ倍力装置１の戻り速度を悪化させることはない。
さらに、上記実施例によれば、プランジャ４３の上昇量（移動量）によって制御圧室４８の制御圧力が決まり、またプランジャ４３が移動する際の移動速度によって制御圧力の変化率が決まるため、制御圧室４８の制御圧力値とその変化率とを独立して制御することが可能になる。そのため、制御圧力として任意の圧力変動を実現することができる。したがって、上述のようにタンデムブレーキ倍力装置１を自動ブレーキ装置として作動させるに当たって、通常時にブレーキペダルを踏み込んでタンデムブレーキ倍力装置１を作動させた場合と同様に、急ブレーキあるいは緩やかなブレーキ等の任意のブレーキ作動を得ることが可能になる。
（第２実施例）
次に第３図は本発明の第２実施例を示したものである。この第２実施例では圧力制御弁２４のアクチュエータとして、第１実施例におけるサーボモータの代わりにソレノイド４４を用いたものである。プランジャ４３の上端外周部をソレノイド４４の軸部に設けたガイド孔４４ａに嵌合させてあり、ソレノイド４４が励磁されていない非作動状態では、ばね５３によってプランジャ４３を図示非作動位置に位置させるようにしている。そのほかの構成は基本的に上記第１実施例と同じである。
この第２実施例においては、ソレノイド４４を励磁することによってハウジング４１内の流体通路の連通状態を切り換えて制御圧室４８内に制御圧力を生じさせるようにしてあり、ソレノイド４４を励磁させた際の磁力の大きさによってプランジャ４３の上昇量（移動量）を決定し、その上昇量に応じた制御圧力を制御圧室４８内に生じさせることができる。
このような構成の第２実施例によっても上述した第１実施例と同様の作用効果を得ることができる。
（第３実施例）
さらに、図４は圧力制御弁２４の第３実施例を示したものである。この第３実施例は、上記第１実施例の圧力制御弁２４における大気の導入口と負圧の導入口とを逆にしたものであり、それに伴って制御圧室４８および負圧室４７を上記第１実施例の場合とは逆の位置に形成している。
すなわち、この第３実施例では、ハウジング４１の孔４１ｈに上記導管６２を接続して弁体５の内部空間に負圧を導入する一方、ハウジング４１の通路６１を大気に開放している。そして、ピストン４２の下端部となる第２弁座４２ｂとそれに接離する弁体５５のシート部とによって大気弁５７を構成してあり、また、プランジャ４３の下端部となる第１弁座４３ｆとそれに接離する弁体５５のシート部とによって真空弁５８を構成している。
この第３実施例ではピストン４２の受圧部４２ａの上方側に制御圧室４８を形成し、該制御圧室４８はハウジング４１の孔４１ｃとそれに接続した導管２３を介して上記ベローズ室Ａ’に連通させている。また、ピストン４２の受圧部４２ａの下方側に負圧室４７を形成してあり、その負圧室４７は、ハウジング４１の孔４１ｂとそれに接続した導管５１を介して負圧源と連通している。
さらに、ピストン４２はばね４９によって上方に付勢されて図示非作動位置に位置するとともに、プランジャ４３もばね５３によって上方に付勢されて図示非作動位置に位置している。そして、この非作動状態では、大気弁５７が閉鎖される一方、真空弁５８が開放されている。したがって、この非作動状態では、負圧室４７だけでなく制御圧室４８にも負圧が導入されている。
その他の構成は上記第１実施例と同じであり、第１実施例と対応する各部材にはそれぞれ同一番号を付している。
このような構成の第３実施例において、制御装置からの指令信号に基づいてサーボモータ４４が反時計方向に回転されると、プランジャ４３が所要量だけ下降されるので、該プランジャ４３の下降量（移動量）に応じた制御圧力を制御圧室４８内に発生させて、ブレーキペダルを踏み込むことなくタンデムブレーキ倍力装置１を作動させることができる。
このような構成の第３実施例によっても上記第１実施例と同様の作用効果を得ることができる。
なお、上記実施例におけるタンデムブレーキ倍力装置１の代わりに、シェル２内に一対の定圧室と変圧室とを備えたシングルタイプの倍力装置にも本発明を適用することができる。
【０００７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、圧力制御弁のアクチュエータを小型化できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す断面図
【図２】図１における要部の拡大断面図
【図３】本発明のほかの実施例を示す断面図
【図４】本発明のほかの実施例を示す断面図
【符号の説明】
１  タンデムブレーキ倍力装置          ２４  圧力制御弁
４１  ハウジング                      ４１ｂ  孔（第１負圧通路）
４１ｃ  孔（第１変圧通路）            ４２  ピストン
４２ａ  受圧部                        ４２ｂ  第２弁座
４３  プランジャ                      ４３ｆ  第１弁座
４４  サーボモータ（アクチュエータ）    ４７  負圧室
４８  制御圧室                        ４９  ばね
５４  変圧通路（第２変圧通路）        ５５  弁体
【図１】
0003575630.tif 000002
【図２】
0003575630.tif 000003
【図３】
0003575630.tif 000004
【図４】
0003575630.tif 000005