(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シェル本体内をパワーピストンにより定圧室と変圧室とに画成し、該パワーピストンに支持されたバルブボデー内には、ブレーキペダルに連動する入力ロッドに連結されたプランジャの移動により前記変圧室への作動流体の供給を制御する弁機構を設け、該弁機構の作動に基づく前記変圧室と前記定圧室との間に発生した差圧によって前記パワーピストンに生じた推力をブースタ出力として出力するブレーキ倍力装置において、
前記入力ロッドの作動とは別に前記弁機構を駆動する可動子を有する電磁駆動手段と、前記可動子に前記変圧室と前記定圧室との差圧に応じた駆動反力を作用させる駆動反力機構とを備え、
前記駆動反力機構は、前記可動子の両端側に形成された２つの圧力室と、これらの圧力室のうち一端側の圧力室を前記定圧室に、他端側の圧力室を前記変圧室にそれぞれ連通する連通路とを備え、前記ブースタ出力の増加速度と前記可動子への駆動反力の増加速度とを合せるように駆動反力を可動子に作用させることを特徴とするブレーキ倍力装置。
【請求項２】
シェル本体内をパワーピストンにより定圧室と変圧室とに画成し、該パワーピストンに支持されたバルブボデー内には、ブレーキペダルに連動する入力ロッドに連結されたプランジャの移動により前記変圧室への作動流体の供給を制御する弁機構を設け、該弁機構の作動に基づく前記変圧室と前記定圧室との間に発生した差圧によって前記パワーピストンに生じた推力をブースタ出力として出力するブレーキ倍力装置において、
前記入力ロッドの作動とは別に前記弁機構を駆動する可動子を有する電磁駆動手段と、前記可動子に前記変圧室と前記定圧室との差圧に応じた駆動反力を作用させる駆動反力機構とを備え、
前記駆動反力機構は、前記可動子の両端側に形成された２つの圧力室と、これらの圧力室のうち一端側の圧力室を前記定圧室に、他端側の圧力室を前記変圧室にそれぞれ連通する連通路とを備え、前記ブースタ出力の発生と同時期あるいはその時期より遅れて駆動反力を可動子に作用させることを特徴とするブレーキ倍力装置。
【請求項３】
前記弁機構は、移動可能な弁体および該弁体に接離する真空弁の弁座からなり前記定圧室と前記変圧室との間を開閉する真空弁と、前記弁体および該弁体に接離する大気弁の弁座からなり前記変圧室と大気との間を開閉する大気弁とを有し、
前記電磁駆動手段は、前記可動子が前記他端側の圧力室の方へ移動することで前記真空弁の弁座が前記弁体を移動して前記大気弁を開弁することを特徴とする請求項１又は２に記載のブレーキ倍力装置。
【請求項４】
前記他端側の圧力室を前記変圧室に連通する連通路の通路面積を制限し、前記他端側の圧力室に対する大気の流入を抑えるようにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のブレーキ倍力装置。
【請求項５】
前記他端側の圧力室を前記変圧室に連通する連通路の通路面積を０.５〜１０ｍｍ２に設定したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のブレーキ倍力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弁機構を電磁的に作動して自動的に出力を増減可能な制御型のブレーキ倍力装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の倍力装置の一例として、特開平７−５０３２１４号公報に示すように、バルブボデー内にソレノイド機構を内蔵し、ソレノイド機構のソレノイドに通電してその可動子を移動させ、この可動子の移動によってブレーキペダルに連動する入力ロッドの変位に基づく作動とは別に、弁機構（大気弁あるいは真空弁）を開弁するようにして、ブレーキペダルからの入力とは別に自動的にブレーキ力を発生させるものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したようなソレノイド機構を有する倍力装置では、ブレーキペダルに連動する入力ロッドによって弁機構を作動し倍力装置を作動させる場合の出力と同様に、ソレノイド機構の作動によってもその出力の大きさを広範囲にわたって調整できることが望まれている。
【０００４】
しかしながら、上述した従来技術では、ソレノイド機構はソレノイドに供給される電流の大きさによって弁機構の開弁量を制御できるだけで、ソレノイド機構に流す電流の大きさと倍力装置の出力の大きさ状態との間には対応関係（比例関係）が無い。
そのため、ソレノイド機構の作動によってブースタの出力を所望の大きさに制御するためには、例えばマスタシリンダから出力されるブレーキ液の圧力を検出するマスタシリンダ圧力センサの出力信号のように、ブースタの出力に相当する信号をフィードバックしてソレノイド機構の作動を制御する必要があった。
そのために、上記マスタシリンダ圧力センサのようなブースタの出力に相当する信号を出力するセンサ等を新たに設けなければならないため、システム全体のコストが高くなる問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、簡易な構成で、ソレノイド機構の作動によってもその出力の大きさを広範囲にわたって調整できる制御型のブレーキ倍力装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、第１の発明は、シェル本体内をパワーピストンにより定圧室と変圧室とに画成し、該パワーピストンに支持されたバルブボデー内には、ブレーキペダルに連動する入力ロッドに連結されたプランジャの移動により前記変圧室への作動流体の供給を制御する弁機構を設け、該弁機構の作動に基づく前記変圧室と前記定圧室との間に発生した差圧によって前記パワーピストンに生じた推力をブースタ出力として出力するブレーキ倍力装置において、
前記入力ロッドの作動とは別に前記弁機構を駆動する可動子を有する電磁駆動手段と、前記可動子に前記変圧室と前記定圧室との差圧に応じた駆動反力を作用させる駆動反力機構とを備え、
前記駆動反力機構は、前記可動子の両端側に形成された２つの圧力室と、これらの圧力室のうち一端側の圧力室を前記定圧室に、他端側の圧力室を前記変圧室にそれぞれ連通する連通路とを備え、前記ブースタ出力の増加速度と前記可動子への駆動反力の増加速度とを合せるように駆動反力を可動子に作用させることを特徴とする。
また、第２の発明は、上記した電磁駆動手段と駆動反力機構とを備えたブレーキ倍力装置において、前記駆動反力機構は、前記可動子の両端側に形成された２つの圧力室と、これらの圧力室のうち一端側の圧力室を前記定圧室に、他端側の圧力室を前記変圧室にそれぞれ連通する連通路とを備え、前記ブースタ出力の発生と同時期あるいはその時期より遅れて駆動反力を可動子に作用させることを特徴とする。
【０００７】
このように構成した第１および第２の発明においては、電磁駆動手段の可動子に変圧室と定圧室との差圧に応じた駆動反力を作用させるので、電磁駆動手段に供給する電流の大きさに比例したブースタ出力が得られる。しかも、この駆動反力は、ブースタ出力の増加速度と可動子への駆動反力の増加速度とを合せて、あるいはブースタ出力の発生に遅れて可動子に加えられるので、出力発生がこの駆動反力によって阻害されることもない。
【０００８】
本発明において、上記駆動反力機構は、可動子の両端側に形成された２つの圧力室と各圧力室を定圧室および変圧室にそれぞれ連通する少なくとも１つの連通路とを備えると共に、一方の圧力室と変圧室とを連通する連通路の通路面積を０.５〜１０mm2  に設定している構成とすることができる。
このように通路面積を設定することで、可動子に対する駆動反力の付与タイミングは適正となり、より良好な応答性の確保が可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基いて説明する。
【００１０】
図１乃至図３は、本発明の一つの実施の形態としての制御型ブレーキ倍力装置を示したものである。本ブレーキ倍力装置は、タンデム型として構成されており、シェル本体１内は、センターシェル２により前・後２室に分割され、この前・後２室はさらに、ダイアフラム３，４を備えたパワーピストン５，６により定圧室７，８と変圧室９，１０とに分割されている。各パワーピストン５，６には、大径のカップ部１１ａと小径の筒状部１１ｂとを連設してなるバルブボデー１１が支持されている。バルブボデー１１は、そのカップ部１１ａがセンターシェル２を気密的にかつ摺動自在に挿通して配置されると共に、その筒状部１１ｂがシェル本体１の背面側の筒状支持部１ａを気密的にかつ摺動自在に挿通してその後方まで延ばされている。
【００１１】
バルブボデー１１には、２つの定圧室７と８とを相互に連通しかつ各定圧室７，８をバルブボデー１１の筒状部１１ｂ内に連通する定圧通路（負圧通路）１２が設けられる他、２つの変圧室９と１０とを相互に連通しかつ各変圧室９，１０をバルブボデー１１の筒状部１１ｂ内に連通する大気通路１３が設けられている。図の左側（フロント側）の定圧室７には、例えばエンジン負圧が導入されるようになっており、この負圧は、前記負圧通路１２を通じて図の右側（リア側）の定圧室８にも供給される。一方、バルブボデー１１の筒状部１１ｂには、サイレンサ機能を有するフィルタユニット１４を通して大気が導入されるようになっており、この大気は、後述の弁機構１５の作動により前記大気通路１３を通じて２つの変圧室９と１０に供給される。
【００１２】
弁機構１５は、ブレーキペダル（図示略）と連動する入力ロッド１６に連結され、バルブボデー１１内に配置した後述の中空ガイド１７に沿って摺動するプランジャ１８と、このプランジャ１８の後端に形成された環状の大気用弁座１９と、バルブボデー１１の内面にシール部材２０を介して摺動可能に嵌装された筒状の弁座部材２１と、この弁座部材２１の後端に形成された環状の負圧用弁座２２と、バルブボデー１１の筒状部１１ｂにリング部材２３および押え部材２４により基端部が固定され、入力ロッド１６に一端が係止された弁ばね２５により常時は前記大気用弁座１９と負圧用弁座２２とに着座する方向へ付勢されたポペット弁２６とからなっている。前記大気用弁座１９とこれに当接するポペット弁２６先端の内周側環状部位とは大気弁２７を、前記負圧用弁座２２とこれに当接するポペット弁２６先端の外周側環状部位とは真空弁２８をそれぞれ構成し、前記２つの変圧室９,１０には、これら大気弁２７または真空弁２８の開弁に応じて大気または負圧が選択的に供給されるようになる。ここで、前記押え部材２４と入力ロッド１６との間には戻しばね２９が保持されており（図２）、プランジャ１８は、本ブレーキ倍力装置の非作動時には、この戻しばね２９と弁ばね２５との付勢力により、その大気用弁座１９をポペット弁２６に当接させる状態を維持するようになっている。
【００１３】
一方、バルブボデー１１のカップ部１１ａ内には、ソレノイド機構（電磁駆動手段）３０が配設されている。ソレノイド機構３０は、ソレノイド３１と、ソレノイド３１を内臓するハウジング３２とハウジング３２内にシール部材３３（図１）を有し、摺動可能に配設された環状の可動子（アーマチュア）３４とから概略構成されている。ハウジング３２は、前記ソレノイド３１を収めた二重筒形状の本体部３５と、この本体部３５の後端からリア側へ延長された延長筒部３６と、本体部３５と延長筒部３６との間を仕切る仕切部３７とからなっている。そして、このハウジング３２は、その延長筒部３６をバルブボデー１１の内面にシール部材３８を介して嵌入させると共に、その本体部３５の外周面に設けたフランジ部３９をバルブボデー１１のカップ部１１ａの内面に設けた段差部４０に着座させ、この状態のもと、フロント側の定圧室７内に配置した戻しばね４１により前端が押えられて、バルブボデー１１に対して位置規制されている。また、前記フランジ部３９と段差部４０との間には、フロント側パワーピストン５の筒状部５ａに設けられた内方フランジ５ｂ（図２）が介在しており、バルブボデー１１およびハウジング３２はパワーピストン５と一体に軸方向移動するようになっている。なお、図３中、Ｗはソレノイド３１に電流を供給するための配線で、通常はシェル本体１の前面に設けたコネクタ（図示略）を通して外部へ導出されている。
【００１４】
ハウジング３２の本体部３５の内部には前記中空ガイド１７が配置されている。中空ガイド１７は、本体部３５内の段差部３５ａに係止された大端部４２とこの大端部４２からハウジング３２の仕切部３７を挿通してリア側へ延ばされた小径軸部４３とからなっており（図２）、その小径軸部４３に前記プランジャ１８が摺動可能に挿入されている。プランジャ１８には、前記大気通路１３を通してバルブボデー１１内に半径方向から挿入されたストップキー４４の先端部が連結されている。このストップキー４４の基端部は、シェル本体１の筒状支持部１ａに固設されたストッパ板４５（図１）に当接するようになっており、プランジャ１８は、このストップキー４４がストッパ４５に当接する位置が後退端とされている。また、このストップキー４４は、前記弁座部材２１に形成した開口（長孔）２１ａも挿通しており、弁座部材２１は、その開口２１ａ内におけるストップキー４４の移動範囲内でプランジャ１８と相対移動できるようになっている。
【００１５】
上記ハウジング３２の本体部３５内の、前記段差部３５ａよりフロント側部分にはリアクションディスク４６と出力ロッド４７の基端大径部４７ａとが配置されている。出力ロッド４７の先端部は、シェル本体１の前面を気密的に挿通してその前方へ延ばされ、これにはマスタシリンダのピストン（図示略）が作動連結されるようになる。なお、この出力ロッド４７の基端大径部４７ａとリアクションディスク４６とは、前記戻しばね４１によりバルブボデー１１の前端に押圧固定されたリテーナ４８によりハウジング３２からの抜けが規制されている。また、中空ガイド１７の大端部４２の前面には凹部４２ａが形成されており、この凹部４２ａ内には受圧板４９が配置されている。凹部４２ａの深さは、この受圧板４９の厚さよりもわずか大きく設定され、一方、プランジャ１８の前端は、ブレーキ倍力装置の非作動時には凹部４２ａの底より若干前方に位置決めされている。この状態で、受圧板４９と前記リアクションディスク４６との間には、わずかの間隙Ｓ（図１）が形成されるようになっている。
【００１６】
上記ソレノイド機構３０の可動子３４にはピン５０の一端部が圧入固定されており、このピン５０の他端部は、ハウジング３２内の仕切部３７に設けた貫通孔５１に挿入されている。一方、前記大気用弁座２２を後端に有する弁座部材２１は、プランジャ１８に一端が係止されたばね５２によりフロント側へ付勢され、常時はその前端を前記ハウジング３２内の仕切部３７に当接させている。ハウジング３２の仕切部３７の貫通孔５１は弁座部材２１の前端に整合する部位に設けられており、この貫通孔５１に挿入された前記ピン５０の他端が、この弁座部材２１とわずかの間隙で対向している。しかして、ソレノイド機構３０の可動子３４は、ソレノイド３１への通電によりリア側へ移動するようになっており、これにより、可動子３４に固定したピン５０が弁座部材２１をばね５２と弁ばね２５との付勢力に抗してリア側へ移動させ、この結果、ポペット弁２６がプランジャ１８の後端の大気用弁座１９から持ち上げられ、プランジャ１８の動きすなわち入力ロッド１６の動きとは無関係に大気弁２７が開弁するようになる。
【００１７】
一方、可動子３４と中空ガイド１７との間は、可動子３４の内周面に保持させたシール部材５３によりシールされている。可動子３４の外周面は、前記したようにシール部材３３によりハウジング３２に対してシールされており、これにより、可動子３４の両端側には圧力室５４,５５が画成されている。ここで、フロント側の圧力室５４は、ハウジング３２に形成した通路５６によりフロント側の定圧室７に連通され、一方、リア側の圧力室５５は、ハウジング３２の仕切部３７に形成した通路５７により大気通路１３を介して変圧室１０，９に連通されている。
【００１８】
以下、上記のように構成したブレーキ倍力装置の作用を説明する。
ブレーキ倍力装置は、そのシェル本体１の後面に植立した複数のスタッドボルト５９（図３）を用いて図示しない車体に取付けられ、この状態でその入力ロッド１６に図示しないブレーキペダルが連結される。一方、このブレーキ倍力装置には、そのシェル本体１の前面に植立したスタッドボルト５９（図３）を利用して、予め図示しないマスタシリンダが結合され、この状態でその出力ロッド４７がマスタシリンダ内のピストンに当接される。
【００１９】
ブレーキ倍力装置は、図示（図１〜３）の初期状態で、定圧室７，８および変圧室９，１０は一定圧（負圧）となっており、かつ大気弁２７、真空弁２８は閉じている。そして、この状態でブレーキペダルが踏み込まれると、入力ロッド１６が押されてプランジャ１１がフロント側へ変位し、その後端の大気用弁座１９がポペット弁２６から離間して大気弁２７が開き、大気が大気通路１３を通って変圧室１０，９に流入し、変圧室１０，９と定圧室７，８との間に差圧が生じる。これによりパワーピストン５，６が推進し、その推力がバルブボデー１１を介して出力ロッド４７に伝達され、制動作用が開始される。なお、この制動の開始当初は、受圧板４９とリアクションディスク４６との間隙Ｓが解消されるまでは、入力に無関係にブースタ出力が増大する、いわゆるジャンプインが発生し、十分な初期制動力を得ることができる。
【００２０】
一方、上記ジャンプイン後は出力ロッド４７からの出力反力の一部がリアクションディスク４６、受圧板４９およびプランジャ１８を介して入力ロッド１６に伝達される。そして、バルブボデー１１が前進することによって生じる出力ロッド４７からの反力の大きさが、ブレーキペダルに加わる踏力の大きさと等しくなると、大気弁２７は閉弁状態となり、一定のブースタ出力が保持される。また、この状態から、ブレーキペダルに加わる踏力の大きさを増減し、前記差圧力に基づく反力の大きさとブレーキペダルに加わる踏力の大きさとの間に不均衡が生じた場合には、大気弁２７が再び開弁しまたは真空弁２８が大気弁２７に代わって開弁することによって、前記差圧力に基づく反力の大きさがブレーキペダルに加わる踏力の大きさに等しくなるように、定圧室７，８との間に生じた差圧力が調整される。したがって、ソレノイド３１に通電しない状態では、ブレーキペダルに加わる踏力の大きさが所定の倍力比で倍力され、本ブレーキ倍力装置は、通常の気圧式倍力装置として作動する。
【００２１】
これに対し、ソレノイド３１に通電する自動ブレーキ時には、ソレノイド３１に電流が供給されることで、可動子３４に電磁力が作用し、可動子３４がリア側へ移動しようとする。この時、可動子３４の一端側の圧力室５４には、通路５６を通してフロント側の定圧室７（８）と同じ圧力が、可動子３４の他端側の圧力室５５には通路５７、ピン５０周りの貫通孔５１の間隙および大気通路１３を通して変圧室１０（９）と同じ圧力がそれぞれ導入されている。ソレノイド３１に供給する電流が増加されると、可動子３４に作用する電磁力が、ばね５２および弁ばね２５の合計ばね力を超え、可動子３４がリア側へ移動して、これに固定したピン５０が弁座部材２１をリア側へ移動させる。この結果、ポペット弁２６がプランジャ１８の後端の大気用弁座１９から持ち上げられて大気弁２７が開弁し、変圧室１０，９に大気が導入され、変圧室１０，９と定圧室７，８との間に差圧が生じる。これによりパワーピストン５，６が推進し、その推力がバルブボデー１１を介して出力ロッド４７に伝達され、制動作用が開始される。
【００２２】
そして、変圧室１０，９に大気が導入されると、可動子３４の他端側の圧力室５５にも、通路５７およびピン５０周りの貫通孔５１の間隙を通して大気が導入され、負圧が導入されているフロント側の圧力室５４との間に差圧が発生し、可動子３４に差圧力が作用する。この差圧力は、可動子３４をフロント側へ戻す方向すなわち可動子３４に作用する電磁力の向きと逆方向に働き（駆動反力として働き）、これにより、ソレノイド３１に供給する電流が一定、すなわち可動子３４に作用する電磁力が一定とされている場合には、可動子３４は前記差圧力によってフロント側へ押し戻される。そして、可動子３４に作用する電磁力と差圧力とが均衡すると、可動子３４のフロント側への移動が停止され、これにより大気弁２７が閉弁し、一定のブースタ出力が維持される。したがって、可動子３４の両端側の２つの圧力室５４,５５は、可動子３４に変圧室７，８と定圧室９，１０との差圧に応じた駆動反力を作用させる駆動反力機構を構成するものとなっている。
【００２３】
一方、この状態からソレノイド３１に流す電流の大きさを増減し、前記可動子３４に作用する電磁力と差圧力との間に再び不均衡が生じると、可動子３４が差圧力と電磁力とを均衡させるように再び移動し、これによって、大気弁２７が再び開弁し、または真空弁２８が大気弁２７に代わり開弁し、変圧室９，１０の圧力がソレノイド３１に流す電流の大きさに応じて調整される。
このようにして、ソレノイド３１に加えた電流に比例したブースタ出力が得られるので、ソレノイド３１に加える電流を広範囲に変えることにより広範囲にわたってブースタ出力を調整できることになる。したがって、ブースタ出力を所望の大きさに制御する上で従来技術で必要とされたマスタシリンダ圧力センサ等のセンサを設ける必要がなくなり、構成が簡易で低廉な制御型ブレーキ倍力装置を実現できる。
【００２４】
ところで、上記したように機能する制御型ブレーキ倍力装置においては、可動子３４の他端側の圧力室５５に対する大気の流入が、変圧室９，１０への大気の流入よりも早いと、ブースタ出力が十分に発生するよりも前に、可動子３４に作用する差圧力すなわち駆動反力が増加し、大気弁２７の開弁量が制限を受けて、可動子３４の応答性が悪化するようになる。そこで、本実施の形態においては、ブースタ出力増加速度と可動子３４への駆動反力増加速度とを合せるように、またはブースタ出力の発生と同時期あるいはその時期より遅れて所定の駆動反力が発生するように、ソレノイド機構３０を構成するハウジング３２の仕切部３７に設けた通路５７およびピン５０周りの貫通孔５１の間隙により提供される合計通路面積を制限している。これにより、ソレノイド３１に加えた電流に応じたブースタ出力が十分に発生するまでは、大気弁２７の所定の（大きな）開弁量が維持され、結果として応答性が阻害されることはなくなる。ここで、前記通路５７およびピン５０周りの貫通孔５１の間隙により提供される合計通路面積は 0.5〜10mm2 に設定するのが好ましい。
【００２５】
なお、上記実施の形態においては、タンデム型として構成したブレーキ倍力装置を示したが、本発明は、定圧室と変圧室とを各１つだけ有する、いわゆるシングル型ブレーキ倍力装置として構成してもよいことはもちろんである。
【００２６】
【発明の効果】
上記したように、本発明に係るブレーキ倍力装置によれば、電磁駆動手段の可動子に定圧室と変圧室との差圧に応じた駆動反力を加えることで、電磁駆動手段に加えた電流に比例したブースタ出力を得るようにしたので、ブースタ出力を所望の大きさに制御する上で従来技術で必要とされたマスタシリンダ圧力センサ等のセンサを設ける必要がなくなり、構成が簡易で低廉な制御型ブレーキ倍力装置を実現できる。
また、ブースタ出力の出力増加速度と可動子への駆動反力増加速度とを合せるように、またはブースタ出力に遅れて可動子に駆動反力を作用させるようにしているので、自動ブレーキの応答性が悪化することもなく、装置に対する信頼性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る制御型ブレーキ倍力装置の要部構造を示す拡大断面図である。
【図２】本発明に係る制御型ブレーキ倍力装置の要部構造を示す断面図である。
【図３】本発明に係る制御型ブレーキ倍力装置の全体的構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１  シェル本体、      ２  センターシェル
５，６  パワーピストン
７，８  定圧室
９，１０  変圧室
１１  バルブボデー、    １５  弁機構
１６  入力ロッド
１７  筒状ガイド
１８  プランジャ、    ２１  弁座部材
２７  大気弁、    ２８  真空弁
３０  ソレノイド機構（電磁駆動手段）
３１  ソレノイド、    ３２  ハウジング、    ３４  可動子
４７  出力ロッド
５０  ピン、    ５１  貫通孔
５４，５５  圧力室
５６,５７  通路
【図１】
0004529105.tif 000002
【図２】
0004529105.tif 000003
【図３】
0004529105.tif 000004