JPH0344946B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はブレーキペダルに加えられる踏力を倍
力して軽い踏力で大きな制動力が得られるように
したタンデムブレーキ倍力装置に関し、より詳し
くはタンデムブレーキ倍力装置の異常時であつて
も実質的に正常な倍力機能を得ることができるよ
うにしたタンデムブレーキ倍力装置の安全装置に
関する。

近年、タンデムブレーキ倍力装置として、一方
の倍力機構を通常のシングルブレーキ倍力装置と
同様に構成し、他方の倍力機構についてはその外
部にこれへの圧力流体の給排を制御する制御装置
を設けて、この制御装置により、入力軸に加えら
れる入力値と出力軸に出力される出力値とを検出
して、出力値が入力値に対応した値となるように
圧力流体の給排を制御するようにしたものが提案
されている。

かかる構成のタンデムブレーキ倍力装置によれ
ば、一方の倍力機構の出力比は一定であるとして
も、他方の倍力機構の出力比は上記制御装置にお
ける入力値と出力値との対応関係を変更するだけ
で自由に変更することができるので、両倍力機構
による合計出力を自由に変更することができるよ
うになり、したがつて、車種毎に要求される入出
力特性が異なつていても容易に対応することがで
きるという利点がある。

加えて、特に上記制御装置に故障が生じて一方
の倍力機構の機能が失われても、他方の倍力機構
は上記のように通常のシングルブレーキ倍力装置
と同様に構成されているのでその倍力機能が期待
でき、安全性が確保できるという利点がある。

しかしながら、上記制御装置の故障時に倍力機
能が得られるとしても、その能力は基本的に半分
となるので、正常時と同一のブレーキ作用を行な
わせるには通常かなり大きな踏力を必要とするよ
うになり、運転者に不安感を持たせるようにな
る。

本発明は、そのような事情に鑑み、上記制御装
置等の異常時には、その故障側の倍力機構に正常
な倍力機構側から圧力流体を供給することができ
るようにして、実質的に正常な倍力機能を確保す
ることができるようにしたタンデムブレーキ倍力
装置の安全装置を提供するものである。

以下図示実施例について本発明を説明すると、
第１図において、１はフロントシエル１ａ、セン
ターシエル１ｂ、およびリヤシエル１ｃから成る
シエルで、このシエル１内は前記センターシエル
１ｂに設けたセンタープレート２により２室に区
画し、さらにその区画した前方すなわち左側の室
はフロントダイアフラム３とフロントパワーピス
トン４とにより定圧室５と変圧室６とに、また後
方すなわち右側の室はリヤダイヤフラム７とリヤ
パワーピストン８とにより定圧室９と変圧室１０
とに区画している。

上記フロントパワーピストン４とリヤパワーピ
ストン８とはそれぞれ上記シエル１内に摺動自在
に設けてあり、かつ上記センタープレート２をシ
ール部材１１により気密を保つて摺動自在に貫通
させた出力軸１２により両者を一体的に連結して
いる。この出力軸１２の基部はリアクシヨンデイ
スク１３を介してリヤパワーピストン８の軸部に
摺動可能に嵌合してあり、また中間部は出力軸１
２に形成した段部とこれに取付けたストツパリン
グ１４とによつて上記フロントパワーピストン４
に固定している。そしてこの出力軸１２の先端
は、フロントシエル１ａの軸部からシール部材１
５により気密を保つて外部に突出させ、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。なお、１６は上記フロントパワーピストン４
とリヤパワーピストン８とを図示非作動位置に付
勢保持するリターンスプリングである。

上記リヤパワーピストン８の軸部に一体に設け
たバルブボデイ２０はシール部材２１を介して上
記リヤシエル１ｃより外部に突出させてあり、そ
の軸部に従来周知の弁機構２２を設けている。こ
の弁機構２２は、上記バルブボデイ２０内に摺動
自在に嵌合して先端面を上記リアクシヨンデイス
ク１３に対向させた弁プランジヤ２３と、この弁
プランジヤ２３に先端球状部を枢支し、末端を図
示しないブレーキペダルに連動させた入力軸２４
と、および上記バルブボデイ２０および弁プラン
ジヤ２３のそれぞれに設けた弁座２５，２６に着
座可能な弁体２７とを備えている。

そして上記弁体２７と弁座２６とが着座しかつ
弁体２７と弁座２５が離座した図示非作動状態で
は、上記リヤパワーピストン８前後の定圧室９と
変圧室１０間は、上記バルブボデイ２０に形成し
た軸方向通路２８、上記弁体２７と弁座２５との
間隙、およびバルブボデイ２０に形成した半径方
向通路２９を介して連通し、他方、弁体２７と弁
座２５とが着座しかつ弁体２７と弁座２６とが離
座した作動状態では、その着座によつて上記定圧
室９と変圧室１０間の連通を遮断するとともに、
本実施例では、圧縮空気源等の流体圧力源３０か
ら供給される圧力流体を導管３１、バルブボデイ
２０の軸部末端部に形成した軸方向通路３２、上
記弁体２７と弁座２６との間隙、および上記半径
方向通路２９を介して変圧室１０内に導入できる
ようにしている。

また、上記フロントパワーピストン４より前方
の定圧室５は通路３５および図示しないエアクリ
ーナを介して常時大気に連通させ、かつその定圧
室５とリヤパワーピストン８側の定圧室９間は通
路３６を介して常時連通させている。他方、各パ
ワーピストン４，８の後方の変圧室６、１０間は
連通路３７および電磁開閉弁３８を介して連通さ
せ、この開閉弁３８は、消勢時つまり自然状態で
上記連通路３７を開放し、制御装置３９による励
磁時にその連通路３７を遮断するようにしてい
る。

したがつて上記連通路３７の開放時には、上記
弁機構２２によつてリヤパワーピストン８側の変
圧室１０内に導入された圧力流体が連通路３７を
介してフロントパワーピストン４側の変圧室６内
にも供給されるようになり、この状態では従来一
般のタンデムブレーキ倍力装置と同様な構成とな
る。他方、上記連通路３７の遮断時には、上記リ
ヤパワーピストン８側の変圧室１０内に圧力流体
が導入されても、その圧力流体がフロントパワー
ピストン４側の変圧室６内に導入されることはな
く、したがつてリヤパワーピストン８側は従来一
般のシングルブレーキ倍力装置と同様に機能する
こととなる。

然して、上記フロントパワーピストン４側の変
圧室６は通路４０および電磁式三方向制御弁４１
を介して上述した流体圧力源３０又は大気に選択
的に連通させることができるようにしてあり、こ
の三方向制御弁４１は上記制御装置３９によつて
その流路を切換え制御できるようにしている。ま
たこの三方向制御弁４１は上記開閉弁３８とは逆
に、消勢時つまり自然状態で上記通路４０を閉鎖
するようにしている。さらに上記各変圧室６，１
０の圧力を検出する圧力検出器４２，４３を設
け、各圧力検出器４２，４３からの検出信号を上
記制御装置３９に入力するようにしている。

この制御装置３９は、リヤパワーピストン８側
の変圧室６内の圧力を検出する上記圧力検出器４
３からの検出信号を受けてその大きさから間接的
に入力軸２４に加えられた踏力の大きさを検出す
るとともに、その検出信号の大きさと予め記憶回
路に記憶されている入出力特性から出力を演算
し、さらにフロントパワーピストン４側の変圧室
６内の圧力を検出する圧力検出器４２からの検出
信号を受けてその検出値が上記演算した出力に対
応するように上記三方向制御弁４１の流路を制御
することができるようにしている。

以上の構成において、正常時には上記制御装置
３９により開閉弁３８が励磁され、常時連通路３
７を閉鎖している。したがつて、上述したよう
に、入力軸２４が作動されて上記リヤパワーピス
トン８側の変圧室１０内に圧力流体が導入されて
も、その圧力流体がフロントパワーピストン４側
の変圧室６内に導入されることはなく、フロント
パワーピストン４側の倍力機構はリヤパワーピス
トン８側の倍力機構から切離される。

そしてこの正常作動時において、非作動状態す
なわちブレーキペダルに踏力が作用していない状
態においては、弁機構２２はリヤパワーピストン
８側の定圧室９と変圧室１０間を連通させている
ので、リヤパワーピストン８の前後に流体圧力差
は生じていない。他方、上記制御装置３９はその
非作動状態を圧力検出器４３によつて検出し、上
記三方向制御弁４１を制御して変圧室６と流体圧
力源３０との連通を遮断するとともに、変圧室６
と大気とを連通させて定圧室５と変圧室６とに大
気を導入させているので、フロントパワーピスト
ン４の前後にも流体圧力差が生じていない。した
がつて、上記各パワーピストン４，８はリターン
スプリング１６によつて図示作動位置に保持され
ている。この状態からブレーキペダルが踏込まれ
て入力軸２４が前進されると、上記弁機構２２の
流路が切換り、定圧室９と変圧室１０との連通を
遮断するとともに、流体圧力源３０からの圧力流
体を変圧室１０内に供給する。これにより従来周
知のように、リヤパワーピストン８の前後に上記
入力軸２４に加えられた踏力に応じた流体圧力差
が発生し、その流体圧力差によつてリヤパワーピ
ストン８が前進されるようになる。

これと同時に、上記変圧室１０内に供給された
圧力流体の圧力は圧力検出器４３によつて検出さ
れるので、制御装置３９は上記三方向制御弁４１
の流体回路を切換え、変圧室６と大気との間の連
通を遮断するとともに、変圧室６と流体圧力源３
０とを連通させ、その変圧室６内に流体圧力を導
入させる。そして制御装置３９は変圧室６内に導
入された圧力を圧力検出器４２によつて検出し、
上記圧力検出器４３によつて検出した入力の大き
さと予め定められた入出力特性とからその入力に
対応した出力を演算し、上記圧力検出器４２で検
出した圧力が演算した出力に対応する圧力となる
ように上記三方向制御弁４１の流路を切換制御す
る。

このようにして各パワーピストン４，８の前後
に入力に応じた流体圧力差が生じると、各パワー
ピストン４，８はリターンスプリング１６の弾撥
力に抗して前進されるようになり、これに伴なつ
て各パワーピストン４，８と一体的な出力軸１２
が入力に応じた出力で前進されると、その出力軸
１２に連動する図示しないマスターシリンダ内に
ブレーキ液圧が発生してブレーキ作用が行なわれ
る。

これに対し、ブレーキ作用の解放時に上記入力
軸２４に加えられる踏力が解放されると、上記弁
機構２２はその流路を切換えて上記リヤパワーピ
ストン８前後の流体圧力差を減少させ、これと同
時に、上記制御装置３９はその踏力の減少を上記
圧力検出器４３によつて検出し、三方向制御弁４
１の通路を切換えて変圧室６内の圧力流体をその
三方向制御弁４１を介して大気に排出させ、フロ
ントパワーピストン４前後の流体圧力差を減少さ
せる。これにより各パワーピストン４，８はリタ
ーンスプリング１６によつて後退されるようにな
り、ついには図示非作動位置に復帰されるように
なる。

以上の説明から理解されるように、制御装置３
９の記憶回路に記憶されている入出力特性を変更
すれば、何等機械部品の寸法の変更を必要とする
ことなく容易にフロントパワーピストン４側の入
出力特性を、したがつてタンデムブレーキ倍力装
置全体としての入出力特性を変更することがで
き、従来に比較して各種のタンデムブレーキ倍力
装置の部品の共用化を図つてコストダウンを果す
ことができるようになる。また、上記入出力特性
は制御装置３９の記憶回路に記憶させることによ
り自由に設定することができるので、最適なブレ
ーキ作用を得るための曲線を含む入出力特性を容
易に得ることができるようになる。

そして本実施例においては、自然状態で上記連
通路３７を開放する開閉弁３８と通路４０を閉鎖
する三方向制御弁４１を設けているので、上記制
御装置３９の故障等により各制御弁３８，４１が
励磁されなくなつたタンデムブレーキ倍力装置の
異常時には、上記開閉弁３８は自然状態を維持し
て連通路３７を開放し、これと同時に上記三方向
制御弁４１は通路４０を閉じて上記変圧室６を密
封するようになる。

この状態は従来周知のタンデムブレーキ倍力装
置と同様な構成となるので、そのような従来のタ
ンデムブレーキ倍力装置と同様に、入力軸２４の
進退動に応じて弁機構２２が流体圧力の流路を開
閉制御し、上記連通路３７を介して両方の変圧室
１０，６に同圧の圧力流体を導入するようにな
る。したがつて、この場合のタンデムブレーキ倍
力装置の入出力特性は一義的に定められることと
なるが、実質的に正常時と同等の倍力機能を確保
することができることとなる。

第２図は本発明の他の実施例を示したもので、
本実施例では上記開閉弁３８と三方向制御弁４１
とを１つの流路切換弁５０から構成するようにし
たものである。

上記流路切換弁５０はハウジング５１内に形成
した一対の通路５２，５３と、この通路の間に形
成した弁座５４と、この弁座５４に着座する弁体
５５とを備えており、上記通路５２，５３を上記
連通路３７に連通させることにより、一対の変圧
室６，１０間を上記弁体５５および弁座５４で構
成される開閉弁を介して連通させている。

上記ハウジング５１にはプランジヤ５６を摺動
自在に嵌合してあり、このプランジヤ５６をばね
５７により上記弁体５５に弾接させて、通常はそ
の弁体５５を上記弁座５４から離隔した位置に付
勢保持している。したがつて上記実施例と同様
に、自然状態では上記変圧室６，１０間が連通す
るようになる。また、上記弁体５５には透孔５８
を穿設してあり、この透孔５８はプランジヤ５６
の反対側で通路５９を介して流体圧力源３０に連
通させ、かつその透孔５８はプランジヤ５６が弁
体５５に弾接した状態では閉鎖できるようにして
いる。

然して、上記プランジヤ５６は従来公知の比例
電磁弁６０の一部を構成しており、この比例電磁
弁６０は制御装置３９からの信号を受けて、上記
流体圧力源３０からの圧力流体の圧力を入力軸２
４の踏力に応じた圧力に制御して流通させること
ができるようになつている。その他の構成は上記
実施例と同様に構成している。

このような構成においては、比例電磁弁６０に
制御装置３９からの信号が入力されていない非作
動時、或いは故障時には、上記プランジヤ５６は
ばね５７の弾撥力によつて弁体５５をハウジング
５１に弾接させており、この状態では弁体５５が
弁座５４から離座して上記変圧室６，１０間を連
通するとともに、弁体５５の透孔５８を閉鎖して
いる。したがつて故障時には、リヤパワーピスト
ン８側の変圧室１０内に導入された圧力流体が連
通路３７を介してフロントパワーピストン４側の
変圧室６内に導入されるので、通常タンデムブレ
ーキ倍力装置と同様に作動することとなる。

これに対し、正常時には、制御装置３９が圧力
検出器４３により上記入力軸２４に踏力が加わつ
たことを検出すると、その踏力に応じた信号を上
記比例電磁弁６０に出力する。これによりプラン
ジヤ５６がばね５７に抗して左行されると、弁体
５５が流体圧力により左行されて弁座５４に着座
し、上記変圧室６，１０間の連通を遮断するとと
もに、さらにプランジヤ５６が左行されると透孔
５８が開放されて圧力流体が通路５９および透孔
５８を介して変圧室６内に導入される。

上記比例電磁弁６０は、通路５２内の、つまり
変圧室６内の圧力を検出し、その圧力が上記制御
装置３９からの信号に対応した大きさとなるとプ
ランジヤ５６を右行させて透孔５８を閉じさて、
変圧室６内の圧力を所定の圧力となるように維持
する。そして上記入力軸２４に加えられている踏
力が低下すると、比例電磁弁６０はプランジヤ５
６を右行させて弁体５５を弁座５４から離座さ
せ、変圧室６内の圧力流体を連通路３７を介して
後方の変圧室１０内に排出させ、変圧室６内の圧
力を入力軸２４の踏力に対応した圧力に維持す
る。

なお、本実施例では制御装置３９によつて制御
される変圧室６内の圧力を弁機構２２によつて制
御される変圧室１０内の圧力よりも高くなるよう
に設定しておく必要があり、この条件を満足して
いれば制御装置３９側の倍力機構の出力比を自由
に設定することができることは勿論である。

また、上記実施例において、全く倍力機能が得
なれなくなつた場合であつても、上記入力軸２４
と出力軸１２とが機械的に連動するので、上記マ
スターシリンダにブレーキ液圧を発生させること
ができる。また上記実施例では通路３５を大気に
連通させているが、インテークマニホールド等の
負圧源に連通させてもよく、その場合には上記流
体圧力源３０として大気を利用することができる
ことは勿論である。さらに上記開閉弁３８は入力
軸２４に踏力が加えられているときだけ連通路３
７を閉じるようにしてもよく、また上記三方向制
御弁４１は電磁開閉弁から構成してもよい。

さらに、上記実施例では入力軸２４に加えられ
る踏力を圧力検出器４３によつて、出力軸１２に
発生する出力を圧力検出器４２によつてそれぞれ
間接的に検出するようにしているが、必ずしもこ
れに限定されるものではない。例えば、上記入力
軸２４に加えられる踏力を検出する入力検出手段
としては、ロードセル等の荷重検出器により直接
入力軸に加わる踏力の大きさを検出させることが
でき、また出力軸に加わる出力を検出する出力検
出手段としても同様に荷重検出器を用いたり、或
いはマスターシリンダ内に発生するブレーキ液圧
を検出するようにしてもよい。

以上のように、本発明は、正常時にはタンデム
ブレーキ倍力装置の一方の倍力機構を通常のシン
グルブレーキ倍力装置と同様に構成するととも
に、他方の倍力機構を踏力の大きさに応じて圧力
流体の給排を制御させる制御装置を有するブレー
キ倍力装置として構成することにより、両倍力機
構による合計出力比を自由に変更することができ
るという効果が得られると同時に、上記制御装置
等の故障時には、両倍力機構間の通路を遮断する
開閉弁を自動的に開放させて両倍力機構に圧力流
体を供給することができるようにし、これにより
異常時であつても通常のタンデムブレーキ倍力装
置と同様な倍力機能を確保して安全にブレーキ作
用を行なうことができるという効果が得られるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２
図は本発明の他の実施例を示す要部の系統図であ
る。 １……シエル、２……センタープレート、４，
８……パワーピストン、５，９……定圧室、６，
１０……変圧室、１２……出力軸、２０……バル
ブボデイ、２２……弁機構、２４……入力軸、２
８，２９，３２……通路、３７……連通路、３０
……流体圧力源、３８……開閉弁、３９……制御
装置、４１……三方向制御弁、４２，４３……圧
力検出器、５０……流路切換弁、５５……弁体、
５６……プランジヤ、６０……比例電磁弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シエル内に進退動自在に設けられ、このシエ
   ルに設けたセンタープレートとともにそれぞれの
   前後に定圧室と変圧室とを区画形成する一対のパ
   ワーピストンと、入力軸の進退動に連動して一方
   のパワーピストン前後の定圧室と変圧室および流
   体圧力源との間の流路を切換え制御し、該パワー
   ピストン後方の変圧室に上記入力軸に加えられた
   入力に応じた圧力流体を導入する弁機構と、上記
   シエルの外部に設けられ、上記入力軸に入力が加
   えられたことを検出して他方のパワーピストン後
   方の変圧室と流体圧力源との間の流路を切換え制
   御し、該パワーピストン後方の変圧室に上記入力
   軸に加えられた入力に応じた圧力流体を導入する
   制御装置とを備えたタンデムブレーキ倍力装置で
   あつて、さらに上記一対のパワーピストン後方の
   変圧室間を連通路で連通させるとともに、この連
   通路に、自然状態でその連通路を開放し、かつ、
   少なくともタンデムブレーキ倍力装置の正常作動
   時にその連通路を閉鎖させる開閉弁を設けたこと
   を特徴とするタンデムブレーキ倍力装置の安全装
   置。