(57)【要約】【課題】  ブレーキの急踏み時における制動力発生の応答性低下を抑制する。【解決手段】  パワーピストン３４に対する入力ロッド３２の相対的な前進によりレバー４２がサイレンサ４０を入力ロッド３２の軸方向に変形させることで、入力ロッド３２とサイレンサ４０との間に隙間が形成される。これによりブレーキの急踏み時におけるサイレンサの吸入抵抗が小さくなり、制動力発生の応答性低下を抑制することができるため、制動距離を短くすることができる。【選択図】  図１
2007090925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変圧室と定圧室との差圧によって移動し制動装置の流体圧を高めるパワーピストンと、
前記変圧室へのエアーの吸入が可能となるように該変圧室への経路を開く弁機構を作動させる入力ロッドと、
前記変圧室へエアーを吸入する際の音を減少させるために前記パワーピストンと前記入力ロッドとの間に設けられたサイレンサと、を備え、
前記サイレンサは、前記パワーピストンまたは前記入力ロッドに取り付けられており、
前記パワーピストンに対する前記入力ロッドの相対的な前進により、前記サイレンサまたはその近傍に該入力ロッドとほぼ平行なエアー吸入経路が形成されることを特徴とするブレーキブースタ。
【請求項２】
変圧室と定圧室との差圧によって移動し制動装置の流体圧を高めるパワーピストンと、
前記変圧室へのエアーの吸入が可能となるように該変圧室への経路を開く弁機構を作動させる入力ロッドと、
前記変圧室へエアーを吸入する際の音を減少させるために前記パワーピストンと前記入力ロッドとの間に設けられたサイレンサと、を備え、
前記サイレンサは、前記パワーピストンまたは前記入力ロッドに取り付けられており、
前記入力ロッドの外周部または前記パワーピストンの内周部には突起が設けられており、
前記パワーピストンに対する前記入力ロッドの相対的な前進により前記突起が前記サイレンサを入力ロッドの軸方向に変形させることで、前記入力ロッドまたは前記パワーピストンと前記サイレンサとの間に隙間が形成されることを特徴とするブレーキブースタ。
【請求項３】
前記突起を複数設けることを特徴とする請求項２に記載のブレーキブースタ。
【請求項４】
前記複数の突起を前記パワーピストンまたは前記入力ロッドの中心軸に対して対称に設けることを特徴とする請求項３に記載のブレーキブースタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制動を補助するブレーキブースタに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用ブレーキには、一般に運転者のブレーキ操作力を増大させるブレーキアシスト機能を有するブレーキブースタが搭載されている。このようなブレーキブースタは、内燃機関の吸気通路内で発生する負圧をブレーキブースタなどに設けた蓄圧機構に蓄え、ブレーキ操作時にはこの蓄圧機構の負圧をブースト圧として利用することでブレーキアシストを行っている。
【０００３】
特許文献１には、上述のようなブレーキブースタにおける吸気音を低減するため、エアー通路に消音のためのフィルタが配置された構成が開示されている。しかし、このようなフィルタは吸入抵抗の一因となるため、急制動時における応答性を必ずしも満足することができない。
【０００４】
そこで、特許文献２には、吸入抵抗を小さくするために、車両用ブレーキのブレーキブースタにおいて、フィルタおよびサイレンサと入力ロッドとの間に、入力ロッドが前方に所定量相対変位したときにバルブボディの内部と大気側とを連通するバイパス通路が設けられている構成が開示されている。
【特許文献１】実開平７−４２３０号公報
【特許文献２】特開平３−２７１０５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献２においては、サイレンサ以外にバイパス通路を構成する円筒部材が必要でありサイレンサ全体の径も大きなものとなる。また、その円筒部材の側壁に設けられた切欠きから大気を吸入するため、エアーの吸入経路が入力ロッドに対して平行ではなく吸入抵抗上昇の一因となる。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ブレーキの急踏み時における制動力発生の応答性低下を抑制する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様は、変圧室と定圧室との差圧によって移動し制動装置の流体圧を高めるパワーピストンと、前記変圧室へのエアーの吸入が可能となるように該変圧室への経路を開く弁機構を作動させる入力ロッドと、前記変圧室へエアーを吸入する際の音を減少させるために前記パワーピストンと前記入力ロッドとの間に設けられたサイレンサと、を備え、前記サイレンサは、前記パワーピストンまたは前記入力ロッドに取り付けられており、前記パワーピストンに対する前記入力ロッドの相対的な前進により、前記サイレンサまたはその近傍に該入力ロッドとほぼ平行なエアー吸入経路が形成されるブレーキブースタを提供する。
【０００８】
ここで、エアー吸入経路は、その途中にエアーの吸入抵抗となる部材がないことが好ましいが、サイレンサでエアーの吸入経路が塞がれている場合より吸入抵抗が小さい構成であればよい。
【０００９】
また、本発明の他の態様は、変圧室と定圧室との差圧によって移動し制動装置の流体圧を高めるパワーピストンと、前記変圧室へのエアーの吸入が可能となるように該変圧室への経路を開く弁機構を作動させる入力ロッドと、前記変圧室へエアーを吸入する際の音を減少させるために前記パワーピストンと前記入力ロッドとの間に設けられたサイレンサと、を備え、前記サイレンサは、前記パワーピストンまたは前記入力ロッドに取り付けられており、前記入力ロッドの外周部または前記パワーピストンの内周部には突起が設けられており、前記パワーピストンに対する前記入力ロッドの相対的な前進により前記突起が前記サイレンサを入力ロッドの軸方向に変形させることで、前記入力ロッドまたは前記パワーピストンと前記サイレンサとの間に隙間が形成されることを特徴とするブレーキブースタを提供する。
【００１０】
これらの態様によれば、ブレーキの急踏み時に発生するパワーピストンに対する入力ロッドの相対的な前進を利用して、サイレンサによるエアーの吸入抵抗を小さくすることができるため、変圧室への単位時間あたりのエアーの吸入量が増加する。そのため、ブレーキの急踏み時における制動力発生の応答性の低下を簡易な構成により抑制することができる。
【００１１】
また、前記突起を複数設けるとよい。これによれば、隙間を複数または大きく形成できるため、エアーの吸入抵抗をより小さくすることができ、ブレーキの急踏み時における制動力発生の応答性低下をより抑制することができる。
【００１２】
また、前記複数の突起を前記パワーピストンまたは前記入力ロッドの中心軸に対して対称に設けるとよい。これによれば、均一なエアーの流れを形成できるので、ブレーキの急踏み時においても安定した制動を行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ブレーキの急踏み時における制動力発生の応答性の低下を簡易な構成により抑制することができ、制動距離を短くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
本発明の一実施形態は、ブレーキの急踏み時にエアーの吸入抵抗を小さくすることが可能な構成を採用することにより、サイレンサによるエアーの吸入抵抗に起因するブレーキの制動力発生の応答性の低下を抑制するブレーキブースタである。
【００１５】
（ブレーキブースタの概略構成）
図２は、本発明が適用可能なブレーキブースタの一例を示す全体構成図である。図３は、図２のコントロールバルブ部を拡大した断面図である。
【００１６】
ブレーキブースタ１００は、エンジンの負圧を利用する真空式のブレーキブースタであり、主に定圧室１０と変圧室２０とコントロールバルブ部３０とを備える。
【００１７】
コントロールバルブ部３０は、変圧室２０へのエアーの吸入が可能となるように変圧室２０への経路を開く弁機構３６を作動させる入力ロッド３２と、定圧室１０と変圧室２０との差圧によって移動しブレーキ（制動装置）の油圧（流体圧）を高めるパワーピストン３４と、大気中の塵や埃が吸入されるのを防止するフィルタ３８と、変圧室２０へエアーを吸入する際の音を減少させるためにパワーピストン３４と前記入力ロッド３２との間に設けられたサイレンサ４０と、を備える。
【００１８】
入力ロッド３２は、ブレーキ操作がなされると図３の矢印の向きにブレーキペダル（不図示）の踏み込み力を伝達するものである。また、パワーピストン３４は、入力ロッド３２に対して相対的に移動可能に設けられており、かつ、図３の左方向に移動する。なお、弁機構３６は、変圧室２０との間の経路を切り換える構成であればよく、本実施形態の構造に限られるものではない。
【００１９】
操作者がブレーキペダルを踏むと、ブレーキペダルに連結された入力ロッド３２が図３の左側に向かって移動し弁機構３６が作動することで、変圧室２０に大気が流入する。これにより、定圧室１０と変圧室２０との圧力差からパワーピストン３４にアシスト力が発生する。一方、ブレーキペダルが踏まれていない状態では、入力ロッド３２は図３の右側へ変位した位置にあり、その位置における弁機構３６は、変圧室２０への大気の流入を遮断すると共に変圧室２０の圧力を定圧室１０の圧力と同じになるよう作動する。
【００２０】
次に、サイレンサ４０近傍の構成について説明する。本実施形態では、入力ロッド３２に対してパワーピストン３４が遅れて移動することを利用して、つまり、パワーピストン３４に対する入力ロッド３２の相対的な前進によりサイレンサ４０を傾け、サイレンサ近傍に入力ロッド３２とほぼ平行なエアー吸入経路を形成する構成とした。
【００２１】
図１（ａ）は、第１の実施形態に係るブレーキブースタにおける通常のサイレンサの模式図、図１（ｂ）は、第１の実施形態に係るブレーキブースタにおける急踏み時のサイレンサの動作を説明するための模式図である。
【００２２】
図１（ａ）に示すように、フィルタ３８は、入力ロッド３２の外周部に取り付けられており、入力ロッド３２と共に一体的に移動する。また、サイレンサ４０は、通気性のある繊維集合体またはスポンジ等からなるリング状の部材であり、その中心に入力ロッド３２が移動可能に貫通している。サイレンサ４０の外周部４０ａは、パワーピストン３４の内側に取り付けられており、パワーピストン３４と共に移動する。一方、サイレンサ４０の内周部４０ｂは、入力ロッド３２に取り付けられておらず、ブレーキペダルが踏まれていない状態で入力ロッド３２と隙間がない程度の内径に設定されており、この状態でのエアーの吸入抵抗は大きい。
【００２３】
このような状態で、ブレーキペダルを急踏みすると、サイレンサ４０の吸入抵抗が大きく変圧室２０へエアーが導入される速度が遅いため十分な差圧が発生するのに時間がかかり、入力ロッド３２に対してパワーピストン３４の追従が遅れる。本実施形態に係るブレーキブースタは、このようにパワーピストン３４に対する入力ロッド３２の相対的な前進が起こるブレーキの急踏み時に有効である。
【００２４】
そして、本実施形態では、サイレンサ４０を入力ロッド３２の軸方向に傾け変形させることでサイレンサ４０と入力ロッド３２との間に隙間を設けるための突起として、入力ロッド３２の外周部にレバー４２を設けた。
【００２５】
上述の構成によれば、急踏み時におけるパワーピストン３４に対する入力ロッド３２の相対的な前進により、換言すれば、入力ロッド３２に対してパワーピストン３４が遅れて移動することで、パワーピストン３４に取り付けてあるサイレンサ４０より入力ロッド３２に設けられたレバー４２が先に移動することとなる。その際、レバー４２は、サイレンサ４０のエアー吸入側の面４０ｃを押すことでサイレンサ４０の内周部４０ｂを傾け、サイレンサ４０と入力ロッド３２との間に隙間を形成することができる。
【００２６】
これにより、サイレンサ４０によるエアーの流入抵抗が小さくなり単位時間あたりの吸入量が増加するため、変圧室２０がより早く大気圧となり十分な差圧の発生によるパワーピストン３４の作動が可能となる。その結果、サイレンサ４０を備えたブレーキブースタの急踏み時における制動力発生の応答性低下を簡易な構成により抑制することができ、制動距離を短くすることができる。
【００２７】
なお、一例としてあげたレバー４２は一つでもよいが、好ましくは突起を複数設けるとよい。これによれば、隙間を複数または大きく形成できるため、エアーの吸入抵抗をより小さくすることができ、ブレーキの急踏み時における制動力発生の応答性低下をより抑制することができる。より好ましくは、複数の突起をパワーピストン３４または入力ロッド３２の中心軸に対して対称に配置することで均一なエアーの流れを形成できるので、ブレーキの急踏み時においても安定した制動を行うことができる。
【００２８】
本実施形態では、レバー４２を入力ロッド３２に設けた構成について詳述しているが、レバーをパワーピストン３４の内周部に設け、サイレンサ４０の内周部４０ｂを入力ロッド３２に取り付けてもよい。この構成によれば、急踏み時におけるパワーピストン３４に対する入力ロッド３２の相対的な前進により、パワーピストン３４に設けられているレバーより入力ロッド３２に取り付けられたサイレンサ４０が先に移動することととなる。その際、レバーは、サイレンサ４０のエアー吸入側の面と反対の面を押すことでサイレンサ４０の外周部４０ａを傾け、サイレンサ４０とパワーピストン３４との間に隙間を形成することができる。
【００２９】
したがって、この構成によっても、サイレンサを備えたブレーキブースタの急踏み時における制動力発生の応答性低下を簡易な構成により抑制することができ、制動距離を短くすることができる。
【００３０】
（第２の実施形態）
図４は、本実施形態に係るブレーキブースタにおける通常踏み時の状態を説明するためにサイレンサを（ａ）一方から見た斜視図、（ｂ）他方から見た斜視図である。なお、本実施形態に係るブレーキブースタの全体構成は第１の実施形態とほぼ同じため、同様な点の説明は省略し、主に相違するサイレンサ近傍を中心に説明する。
【００３１】
図４に示すように、サイレンサ１４０は、通気性のある繊維集合体またはスポンジ等からなるリング状部材１４１，１４２の二つが重ねられたものである。リング状部材１４１，１４２は、入力ロッド３２が貫通できるような穴がそれぞれ中心に設けられており、入力ロッド３２とパワーピストン３４との間の環状隙間に互いに相対回転可能な状態で配置されている。また、リング状部材１４１，１４２は共に、消音部材として機能するプロペラ状に設けられた複数のフェルト部１４１ａ，１４２ａと、各フェルト部の間に入力ロッド３２の軸方向と平行に伸びる開口部１４１ｂ，１４２ｂを有している。
【００３２】
なお、フェルト部同士が変形しないように、フェルト部１４１ａ，１４２ａの外周に形状を維持するための補強部を設けてもよい。例えば、金属や樹脂等により形成された環状の部材をフェルト部１４１ａ，１４２ａの外周に固定してもよい。これにより、サイレンサ１４０の動作時にリング状部材１４１，１４２が回転しても、リング状部材１４１，１４２それぞれの変形を抑えることができる。
【００３３】
そして、ブレーキを踏んでいない、あるいは通常の踏んだ状態ではそれぞれの開口部１４１ｂ，１４２ｂの位相がずれるように設定することで、吸入口から吸入されたエアーは、いずれかのフェルト部１４１ａ，１４２ａを経由して変圧室２０に到達することになるため高い消音効果を得ることができる。
【００３４】
図５（ａ）は、ブレーキを通常の状態で踏んだ時のサイレンサの状態を模式的に示した図である。図５（ｂ）は、ブレーキを急激に踏んだ時のサイレンサの状態を模式的に示した図である。図５（ａ）に示す場合、エアーの吸入量はサイレンサ１４０を設けていない場合と比較して少なくなる。
【００３５】
そこで、本実施形態に係るサイレンサ１４０は、入力ロッド３２の移動に伴い一方のリング状部材１４２が他方のリング状部材１４１に対して回転する構成を採用することで、開口部１４１ｂ，１４２ｂの位相を合わせ、あるいは、少なくとも一部が重なるようにすることができる。その結果、サイレンサ４０に入力ロッド３２とほぼ平行なエアー吸入経路が形成されることとなり、通常のブレーキ動作におけるサイレンサ１４０における吸入抵抗を少なくすることができる。
【００３６】
具体的には、サイレンサ１４０を構成するリング状部材１４１は、入力ロッド３２の外周部に取り付けられている。また、サイレンサ１４０を構成するリング状部材１４２は、入力ロッド３２とパワーピストン３４との環状隙間に回転可能に配置されると共に、その内周に入力ロッド３２の軸方向と交差するように斜めに設けられた溝１４２ｃに、入力ロッド３２の外周部に設けられた突起３２ａが係合するように配置されている。
【００３７】
溝１４２ｃは、突起３２ａが入力ロッド３２の軸方向へ移動するのに伴いリング状部材１４２が回転できる形状であればよく、軸方向に対して斜めの直線であってもよいし、曲線であってもよい。また曲線の曲率が徐々に変化するようにしてもよい。突起３２ａは、溝１４２ｃを移動しながらその壁面を押圧することでリング状部材１４２に回転力を発生させる形状であればよく、本実施形態では半球状である。
【００３８】
図６は、図５のＡ方向から見たリング状部材１４２に設けられた溝１４２ｃを模式的に示した図である。突起３２ａが溝１４２ｃに係合しながらガイドされることにより、リング状部材１４２は入力ロッド３２に対して回転し、開口部１４２ｂの位置がリング状部材１４１の開口部１４１ｂに対して重なるようになる。つまり、互いにずれていた開口部１４１ｂ，１４２ｂの位相が徐々に合い始める。
【００３９】
なお、図６に示すように、初期位置Ｐ０から入力ロッド３２が距離Ｌ移動した場合、リング状部材１４２の回転角度をθ°、入力ロッド３２の直径をＤとすると、リング状部材１４２の内周部での変位量Ｘは、
Ｘ＝π×Ｄ×θ／３６０
となる。
【００４０】
図５（ｂ）に示すように、リング状部材１４２が回転することにより、サイレンサ１４０に入力ロッド３２とほぼ平行なエアー吸入経路として、エアーの吸入側からフィルタ３８に向かってエアーの吸入抵抗となるフェルト部が存在しない通路が形成される。
【００４１】
そのため、本実施形態において、図５（ｂ）に示すブレーキの急踏み時におけるサイレンサ１４０における吸入抵抗を、図５（ａ）に示すブレーキを通常の力で踏むときのサイレンサ１４０における吸入抵抗より小さくできる。つまり、サイレンサ１４０によるエアーの吸入抵抗が小さくなり単位時間あたりの吸入量が増加するため、変圧室２０がより早く大気圧となり十分な差圧の発生によるパワーピストン３４の作動が可能となる。その結果、サイレンサ１４０を備えたブレーキブースタの急踏み時における制動力発生の応答性低下を簡易な構成により抑制することができ、制動距離を短くすることができる。
【００４２】
（第３の実施形態）
第２の実施形態では、リング状部材１４２の内周部に設けられた溝１４２ｃと入力ロッド３２の外周部に設けられた突起３２ａとを係合させることでリング状部材１４２を回転させる構成としたが、本実施形態では、パワーピストン３４の内周部に設けられた溝３４ａにリング状部材１４２の外周部に設けられた突起１４２ｄが係合する点が主に異なる。
【００４３】
図７（ａ）は、本実施形態に係るブレーキブースタにおいてブレーキを通常の状態で踏んだ時のサイレンサの状態を模式的に示した図、（ｂ）は、ブレーキを急激に踏んだ時のサイレンサの状態を模式的に示した図である。
【００４４】
本実施形態においては、リング状部材１４２は、入力ロッド３２及びパワーピストン３４には固定されておらず、リテーナ５０により入力ロッド３２の軸方向の動きに対して共に移動するようになっている。そして、図６に示した模式図と同様の原理により、突起１４２ｄが溝３４ａに係合しながらガイドされることにより、リング状部材１４２はパワーピストン３４に対して回転し、開口部１４２ｂの位置がリング状部材１４１の開口部１４１ｂに対して重なるようになる。
【００４５】
これによれば、図７（ｂ）に示すように、リング状部材１４２が回転することにより、サイレンサ１４０に入力ロッド３２とほぼ平行なエアー吸入経路として、エアーの吸入側からフィルタ３８に向かってエアーの吸入抵抗となるフェルト部が存在しない通路が形成される。
【００４６】
そのため、本実施形態において、図７（ｂ）に示すブレーキの急踏み時におけるサイレンサ１４０における吸入抵抗を、図７（ａ）に示すブレーキを通常の力で踏むときのサイレンサ１４０における吸入抵抗より小さくできる。つまり、サイレンサ１４０によるエアーの吸入抵抗が小さくなり単位時間あたりの吸入量が増加するため、変圧室２０がより早く大気圧となり十分な差圧の発生によるパワーピストン３４の作動が可能となる。その結果、サイレンサ１４０を備えたブレーキブースタの急踏み時における制動力発生の応答性低下を簡易な構成により抑制することができ、制動距離を短くすることができる。
【００４７】
以上、いくつかの実施形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１（ａ）は、第１の実施形態に係るブレーキブースタにおける通常のサイレンサの模式図、図１（ｂ）は、第１の実施形態に係るブレーキブースタにおける急踏み時のサイレンサの動作を説明するための模式図である。
【図２】本発明が適用可能なブレーキブースタの一例を示す全体構成図である。
【図３】図２のブレーキブースタにおけるコントロールバルブ部を拡大した断面図である。
【図４】第２の実施形態に係るブレーキブースタにおける通常踏み時の状態を説明するためにサイレンサを（ａ）一方から見た斜視図、（ｂ）他方から見た斜視図である。
【図５】第２の実施形態に係る（ａ）ブレーキを通常の状態で踏んだ時のサイレンサの状態を模式的に示した図、（ｂ）ブレーキを急激に踏んだ時のサイレンサの状態を模式的に示した図である。
【図６】図５のＡ方向から見たリング状部材に設けられた溝を模式的に示した図である。
【図７】第３の実施形態に係る（ａ）ブレーキを通常の状態で踏んだ時のサイレンサの状態を模式的に示した図、（ｂ）ブレーキを急激に踏んだ時のサイレンサの状態を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０  定圧室、  ２０  変圧室、３０  コントロールバルブ部、３２  入力ロッド、  ３２ａ  突起、  ３４  パワーピストン、  ３４ａ  溝、  ３６  弁機構、  ３８  フィルタ、  ４０、１４０  サイレンサ、  ４０ａ  外周部、  ４０ｂ  内周部、  ４２  レバー、  ５０  リテーナ、  １００  ブレーキブースタ、  １４１，１４２  リング状部材、  １４１ａ，１４２ａ  フェルト部、  １４１ｂ，１４２ｂ  開口部、  １４２ｃ  溝、  １４２ｄ  突起
【図１】
2007090925.tif 000003
【図２】
2007090925.tif 000004
【図３】
2007090925.tif 000005
【図４】
2007090925.tif 000006
【図５】
2007090925.tif 000007
【図６】
2007090925.tif 000008
【図７】
2007090925.tif 000009