JPH0478506B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は車両に用いられるブレーキ倍力装置に
関する。

「従来の技術」 一般にブレーキ倍力装置は、シエル内に摺動自
在に配設したパワーピストンと、このパワーピス
トン軸部のバルブボデイ内に収納した弁機構と、
上記パワーピストンの作動方向前方側に形成した
定圧室と後方側に形成した変圧室と、上記弁機構
を構成する弁プランジヤを作動させて流路を切換
えさせ、上記変圧室に圧力流体を供給してパワー
ピストンを前進させる入力軸とを備えている。

「発明が解決しようとする問題点」 しかるに、従来のこの種のブレーキ倍力装置に
おいては反力比は実質的に一定となつており、変
更することができなかつた。したがつて、例えば
ブレーキ倍力装置をトラツク用のブレーキ倍力装
置として用いる場合には、空車状態と積車状態と
で運転者の制動感覚に差が生じ、積車時には制動
力が小さいと感知されることが多かつた。また同
一の制動状態でも、運転者によつては制動力が大
きい、或いは小さいと感知することがあり、好み
の制動感覚に個人差があつた。

「問題点を解決するための手段」 本発明はそのような事情に鑑み、上記弁プラン
ジヤに補助ピストンを設けるとともに、バルブボ
デイ内にその補助ピストンによつて区画される圧
力室を形成し、さらに上記補助ピストンの後方側
の圧力室を上記変圧室と定圧室とのいずれか一方
に選択的に連通させて、該後方側の圧力室に変圧
室と同圧の圧力流体、又は定圧室と同圧の圧力流
体を供給する供給装置を設けたものである。

「作 用」 このような構成とすることにより、上記圧力室
へ定圧室と同圧の圧力流体を供給するか、変圧室
と同圧の圧力流体を供給するかによつて補助ピス
トンに作用する作用力を変更することができ、し
たがつて反力比を変更することができる。

「実施例」 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、ブレーキ倍力装置のシエル１内
にパワーピストン２を摺動自在に設けるととも
に、このパワーピストン２の背面にダイアフラム
３を張設し、上記パワーピストン２およびダイア
フラム３によつて上記シエル１内を前方の定圧室
４と後方の変圧室５とに区画している。そして上
記パワーピストン２の軸部に一体にバルブボデイ
６を設け、このバルブボデイ６内に流路を切換え
る弁機構７を収納している。

上記弁機構７はバルブボデイ６に形成した第１
弁座１０、弁プランジヤ１１に形成した第２弁座
１２および両弁座１０，１２にパワーピストン２
の後方側すなわち第１図の右方からばね１３の弾
撥力によつて着座する弁体１４を備えている。そ
して、上記第１弁座１０と弁体１４とのシート部
より外側をバルブボデイ６に形成した通路１５を
介して上記定圧室４に連通させ、さらにその定圧
室４をシエル１に設けた負圧導入管１６を介して
図示しないエンジンのインテークマニホールド等
の負圧源に連通させている。

他方、上記第１弁座１０と弁体１４、および第
２弁座１２と弁体１４との各シール部の中間部は
バルブボデイ６に形成した通路１７を介して変圧
室５に連通させ、さらに上記第２弁座１２と弁体
１４とのシート部より内側はフイルタ１８を介し
て大気に連通させている。なお、上記変圧室５
は、上記バルブボデイ６を摺動自在に貫通させた
シール部材１９によつて外部との気密を保つてい
る。

上記弁機構７を構成する弁プランジヤ１１は図
示しないブレーキペダルに連動させた入力軸２５
に連結し、また弁プランジヤ１１の先端面は出力
軸２６の基部に形成した凹陥部内に収納したリア
クシヨンデイスク２７に対向させている。そし
て、上記出力軸２６はシール部材２８を貫通して
シエル１の外部に突出させるとともに図示しない
マスターシリンダのピストンに連通させている。

上記パワーピストン２やバルブボデイ６等は、
通常は、リターンスプリング２９によつて図示非
作動位置に保持するようにし、この非作動状態で
は、上記弁プランジヤ１１がバルブボデイ６から
抜出るのを防止するキー部材３０はシエル１の内
面に当接してバルブボデイ６に対する弁プランジ
ヤ１１の自由な右行を規制し、次に入力軸２５お
よび弁プランジヤ１１が作動された際に直ちに上
記弁機構７による流体回路の切換え動作が得られ
るようにしている。

以上の構成は基本的に従来周知の負圧式ブレー
キ倍力装置と異なるところはなく、図示しないブ
レーキペダルが踏み込まれて入力軸２５および弁
プランジヤ１１が左行された際には、弁体１４が
バルブボデイ６の第１弁座１０に着座して上記変
圧室５と定圧室４間の連通を遮断するとともに、
弁体１４が弁プランジヤ１１の第２弁座１２から
離座して大気と変圧室５とを連通させるので、こ
れにより大気が上記変圧室５内に供給される。そ
してパワーピストン２前後に圧力差が発生してパ
ワーピストン２がリターンスプリング２９の弾撥
力に抗して前進されると、ブレーキ作用が行なわ
れる。

このブレーキ作動状態からブレーキペダルの踏
力を開放すれば、弁プランジヤ１１の第２弁座１
２が弁体１４に着座して変圧室５と大気との連通
を遮断するとともに、弁体１４が第１弁座１０か
ら離座して変圧室５を定圧室４に連通させるの
で、パワーピストン２はリターンスプリング２９
によつて元の非作動位置に復帰されるようにな
る。

そして上記パワーピストン２の後退によつてキ
ー部材３０がシエル１の内面に当接するとこれに
連通する弁プランジヤ１１の後退は停止するが、
パワーピストン２およびバルブボデイ６の後退は
継続し、そのバルブボデイ６の後退によつてバル
ブボデイ６の第１弁座１０が弁体１４に近接して
両者の間隙がほぼ零となるとバルブボデイ６がキ
ー部材３０に当接して停止する。したがつて、次
に再び入力軸２５が前進された際には直ちに弁機
構７の流路が切換えられることとなる。

然して本実施例においては、上記バルブボデイ
６を段付筒状本体６ａとこの左端面に取付けたプ
レート６ｂとから構成し、かつ段付筒状本体６ａ
の左端面中央部に凹部３５を形成してこの凹部３
５を上記プレート６ｂで密封している。そしてこ
の凹部３５内に概略皿状ないしは傘状の補助ピス
トン３６を摺動自在に嵌合し、上記弁プランジヤ
１１に形成した段部とその弁プランジヤ１１に取
付けたスナツプリング３７とによつて補助ピスト
ン３６を弁プランジヤ１１に取付けるとともに、
補助ピストン３６の外周に設けたシール部材３８
によつて上記凹部３５内を一対の圧力室３９，４
０に区画形成している。

上記補助ピストン３６を傘型形状とすることに
より、通路１５と干渉することなく受圧面積を大
きくすることができるとともに、補助ピストン３
６の傘型内側にリアクシヨンデイスク２７の部分
を入り込ませることができるのでバルブボデイ６
の軸方向の長さを短くすることができる。また補
助ピストン３６は傘型形状であるので、圧力差に
よる曲げ力に対し平板形状のものより強度的に有
利であり、ピストンの薄肉化が可能である。

上記補助ピストン３６の後方に位置する圧力室
３９は、バルブボデイ６に形成した通路４１、定
圧室４内に螺旋状に配設してバルブボデイ６に接
続した可撓性を有する導管４２、およびシエル１
の外部においてその導管４２に接続した導管４３
を介して上記圧力室３９に圧力流体を供給する供
給装置４４の流路切換機構４５に接続している。

同様に、補助ピストン３６の前方に位置する圧
力室４０もバルブボデイ６に形成した通路４６、
定圧室４内に螺旋状に配設した可撓性を有する導
管４７、およびシエル１外部の導管４８を介して
上記供給装置４４の流路切換機構４５に接続し、
この流路切換機構４５には、さらに導管４９を介
して上記定圧室４が連通する図示しない負圧源を
連通させるとともに、導管５０を介して変圧室５
を連通させている。

上記供給装置４４は、車両の積載状態を検出す
る車重センサー５５からの検出信号に対応して上
記流路切換機構４５の流路を切換えさせ、各圧力
室３９，４０を負圧源や変圧室５に連通させるマ
イクロコンピユータを含む制御装置５６を備えて
いる。なお、上記車重センサー５５としては、車
体と車軸との間のサスペンシヨンストロークから
積載量を検出するものや、座席に設けた荷重スイ
ツチから積載量を検出するもの等、適宜の構成の
ものが使用できる。

以上の構成を有するブレーキ倍力装置において
は、第２図に示すように、補助ピストン３６前後
の圧力室３９，４０を負圧源又は変圧室５に切換
え連通させることにより、積載量に応じて３段階
に反力比を変更することができる。

すなわち、車両の積載量が大である場合には、
上記供給装置４４の制御装置５６はその状態を上
記車重センサー５５で検出して流路切換機構４５
の流路を切換えさせ、補助ピストン３６の後方側
の圧力室３９を通路４１、導管４２，４３、流路
切換機構４５および導管５０を介して変圧室５内
に連通させるとともに、補助ピストン３６の前方
側の圧力室４０内に導管４９、流路切換機構４
５、導管４８，４７および通路４６を介して負圧
を導入させる。

この状態においては、補助ピストン３６の後方
側の圧力室３９には変圧室５内の圧力が、補助ピ
ストン３６の前方側の圧力室４０には負圧すなわ
ち定圧室４内の圧力がそれぞれ導入されることに
なるので、前述したようにブレーキ倍力装置が作
動されてパワーピストン２前後に圧力差が生じた
際には、補助ピストン３６の前後にもそのパワー
ピストン２前後の圧力差と同一の圧力差が生じる
ようになる。その結果、弁プランジヤ１１並びに
入力軸２５は補助ピストン３６の前進力を受ける
ことになるので、運転者は軽い踏力で強力な制動
力を得ることができるようになり、したがつてこ
の状態では反力比は大となる。

次に、車両の積載量が中程度となると、上記供
給装置４４はその状態を上記車重センサー５５で
検出し、いままで変圧室５に連通していた補助ピ
ストン３６の後方側の圧力室３９内に負圧を導入
させる。この状態においては、補助ピストン３６
前後の圧力室３９，４０にはともに負圧が導入さ
れてブレーキ倍力装置の作動時に補助ピストン３
６の前後に圧力差が生じないので、運転者には補
助ピストン３６を有しないものと同様に本来的に
定められた中間の大きさの反力比で反力が伝達さ
れるようになる。

さらに、車両の積載量が小となると、上記供給
装置４４は補助ピストン３６の後方側の圧力室３
９に負圧を導入したまま、前方側の圧力室４０を
変圧室５内に連通させるようになる。この状態に
おいては、ブレーキ倍力装置の作動時には補助ピ
ストン３６の前後にパワーピストン２前後の圧力
差と逆向きの圧力差が生じるようになるので、弁
プランジヤ１１は補助ピストン３６から前進方向
とは逆の後退力を受けることになる。したがつて
運転者には一定の出力を得るのに相対的に重い踏
力が要求されるようになるので、過剰なブレーキ
力が生じてスキツド等を生じさせるのが防止され
るようになる。そしてこの状態では、反力比は小
となることは明らかである。

次に、以上の説明は供給装置４４が有する車重
センサー５５に関連した作動説明であるが、上記
供給装置４４は、更に複数のセンサーとスイツチ
とを備えている。すなわち、制御装置５６は車両
の速度を検出する車速センサー５７からの信号に
よつて車両の速度を検出できるようになつてお
り、上記車重に応じた反力比の制御を行なうのと
同時に、さらに車速の増大に応じて反力比が小さ
くなるように上記流路切換機構４５を切換え制御
する。

また、上記制御装置５６は手動によつて作動さ
れる反力比切換スイツチ５８を備えており、その
切換スイツチ５８の切換位置に応じて、流路切換
機構４５の制御ポイントを変更することができる
ようになつている。

さらに、上記制御装置５６は停車ブレーキ装置
５９を備えており、制御装置５６が車両の停止状
態を車速センサー５７で検出した後、ブレーキペ
ダルが所定時間継続して踏込まれたことをブレー
キランプスイツチ６０の連続した操作によつて検
出した場合には、流路切換機構４５の大気に開放
されたポート６１から後方の圧力室３９内に大気
圧を導入させ、これによりブレーキ倍力装置を作
動させて車両を停止させる。

他方、制御装置５６がアクセルペダルの踏込み
を検出するアクセルスイツチ６２又は手動による
停車ブレーキ解除スイツチ６３が操作されたこと
を検出した際には、後方の圧力室３９内に導入し
ていた大気圧を排出させてブレーキ倍力装置の作
動を解放させる。

そして上記停車ブレーキ装置５９には、これに
よる車両の停止時にその状態のまま運転者が運転
席を離れることがないようにパーキングブレーキ
スイツチ６４と運転席側のドアスイツチ６５とを
設けてあり、パーキングブレーキを引かずにドア
を開けた場合には制御装置５６によつて警報器６
６を作動させることができるようにしている。或
いは、上記車重センサー５５として運転席に荷重
スイツチを設けている場合には、ドアスイツチ６
５の代わりにその荷重スイツチを利用して警報を
発するようにしてもよい。

また、上記制御装置５６は障害物の有無を検出
する超音波センサー６７を備えており、この超音
波センサー６７は車両の後退時のみ作動し、車両
と障害物との距離が所定距離以下となつた際に流
路切換機構４５のポート６１から後方の圧力室３
９内に大気圧を導入させ、自動的にブレーキ倍力
装置を作動させて車両を停止させる。

このとき、上記停車ブレーキ解除スイツチ６３
により、又は図示しない独自の手動ブレーキ解除
スイツチによりブレーキ倍力装置の作動を解放さ
せることができるようにしてもよい。また、車両
の速度が低速の場合には、車両の前進時にも超音
波センサー６７を作動させ、自動的に車両を停止
させるようにしてもよい。

さらに図示しないが、必要に応じて手動ブレー
キスイツチを設け、足によるブレーキペダルの踏
込操作とは別個に、手による手動ブレーキスイツ
チの操作位置に対応して上記流路切換機構４５を
適宜切換え制御させ、これによつてブレーキ倍力
装置の出力を３段階に制御させることも可能であ
る。

以上のように、本発明に係るブレーキ倍力装置
は種々の用途に使用することができるが、必要に
応じて上述した一部の機能を省略し、或いは更に
他の適当な機能を追加してもよいことは勿論であ
る。いずれにしても、種々の用途若しくは機能に
対応した供給装置４４が必要であるが、そのよう
な供給装置４４を得ることは当業者にとつて容易
であろう。

また、各圧力室３９，４０に供給する流体圧力
としては上述した負圧や変圧室５内に導入される
のと同圧の圧力に限定されるものではなく、適当
な圧力に制御した一定の圧力、或いは上記変圧室
５内に導入される圧力に比例して制御された圧
力、又は特定の目的のために独自の圧力に制御さ
れた圧力を供給することができ、各圧力室３９，
４０に供給する流体圧力を適宜に制御することに
より、反力比を上述した３段階以上に制御するこ
とが可能となることは明らかである。

次に、上記実施例では、補助ピストン３６の前
方側の圧力室４０と後方側の圧力室３９には、そ
れぞれ他方の圧力室によりも高い流体圧力が導入
されるが、例えば第３図に示すように、前方の圧
力室１４０をバルブボデイ１０６に形成した通路
１７０を介して常時定圧室１０４に連通させると
ともに、後方側の圧力室１３９のみに前方の圧力
室１４０よりも高い圧力を導入するようにした場
合には、Ｏリング等の摺動用シール３８の代わり
にダイアフラム状のシール部材１３８が使用でき
る。

この場合には、前方の圧力室１４０には後方の
圧力室１３９よりも高い圧力を導入できないので
第１図の場合に比較してその機能が制限される
が、シール部材１３８としてダイアフラムが使用
できるので、Ｏリングを使用した場合に比較して
摺動抵抗やＯリングの弾性変形に伴なうヒステリ
シスをなくすことができるという利点がある。

なお、機能が制限されることに伴なつて圧力室
１３９へ圧力流体を供給する図示しない供給装置
の具体的な構成は上記実施例のものとは異なるも
のとなるが、その他の構成は上記実施例と実質的
に同一とすることができ、第１図と同一若しくは
相当部分には、第１図と同一の符号に１００を加
えた符号を付して示している。

第４図は本発明の他の実施例を示したもので、
本実施例では補助ピストン２３６を筒状の段付ピ
ストンとし、その内外周をＯリング状のシール部
材２３８ａ，２３８ｂでシールすることによりバ
ルブボデイ２０６内に３つの圧力室２７１，２７
２，２７３を形成したものである。そして各圧力
室２７１〜２７３はそれぞれバルブボデイに形成
した通路２７４、定圧室２０４内に螺旋状に配設
した可撓性を有する導管２７５を介してシエル２
０１外部に設けた図示しない供給装置にそれぞれ
接続している。

その供給装置は３つの圧力室２７１〜２７３を
それぞれ負圧源や変圧室２０５に連通させる流路
切換機構と制御装置を備えており、したがつてそ
の構成は第１図のものよりは複雑となるが、その
他の構成は第１図に示す実施例と実質的に同一に
構成してあり、第１図と同一又は相当部分には第
１図と同一の符号に２００を加えた符号を付して
示している。

本実施例においては、第５図に示すように、各
圧力室２７１〜２７３における補助ピストン２３
６の各受圧面積を適当に設定し、かつ各圧力室２
７１〜２７３を負圧源又は変圧室２０５に切換え
連通させることによつて、反力比を７段階に変更
することができることは明らかである。

さらに、第６図は上記第４図の実施例に対する
変形例で、第３図に示す実施例と同様にＯリング
状のシール部材２３８ａ，２３８ｂでの代わりに
ダイアフラム状のシール部材３３８ａ，３３８ｂ
を使用するようにしたものである。

本実施例においては、補助ピストン３３６は２
枚の皿状ダイアフラムプレート３８０，３８１か
ら構成してあり、後方側に位置するダイアフラム
プレート３８０の外径を前方側のダイアフラムプ
レート３８１の外径よりも大径としている。そし
て後方側のダイアフラムプレート３８０の背面に
ダイアフラム３３８ａを配設し、このダイアフラ
ム３３８ａの外周部を外側に折返してからバルブ
ボデイ３０６に連結している。また、他方のダイ
アフラム３３８ｂの一端部は前方側のダイアフラ
ムプレート３８１の外周部に連結してあり、この
ダイアフラム３３８ｂの他端部は内側に折返して
からバルブボデイ３０６に連結している。

したがつて、上記バルブボデイ３０６内には一
対のダイアフラムプレート３８０，３８１および
ダイアフラム３３８ａ，３３８ｂによつて３つの
圧力室３７１，３７２，３７３が形成されるよう
になり、そのうち、ダイアフラム３３８ａ，３３
８ｂの湾曲方向を考慮して、圧力室３７１と３７
３はそれぞれバルブボデイに形成した通路３７４
および定圧室３０４内に螺旋状に配設した可撓性
を有する導管３７５を介してそれぞれ図示しない
供給装置に接続している。そして残りの圧力室３
７２は、バルブボデイ３０６に形成した通路３７
０を介して常時定圧室３０４に連通させている。

このような構成においては、圧力室３７１内に
導入された流体圧力は補助ピストン３３６を前進
方向に付勢し、圧力室３７３内に導入された流体
圧力は補助ピストン３３６を後退方向に付勢する
ようになる。

さらに、第７図は上記第６図の実施例に対する
変形例で、ダイアフラム３３８ｂに相当するダイ
アフラム４３８ｂの他端部を内側に折返す代わり
に外側へ折返すようにしたものである。そして３
つの圧力室４７１，４７２，４７３のうち、圧力
室４７１，４７２を図示しない供給装置に連通さ
せ、他の圧力室４７３をバルブボデイ４０６に形
成した通路４７０を介して常時定圧室４０４に連
通させている。

本実施例においては、圧力室４７１内に導入さ
れた流体圧力は補助ピストン４３６を前進方向に
付勢し、圧力室４７２内に導入された液体圧力は
補助ピストン４３６を後退方向に付勢するように
なるが、圧力室４７２内に圧力を導入する際には
必ず圧力室４７１内にも圧力を導入しておかない
と、ダイアフラム４３８ａの折返し部が圧力室４
７１側に変形されてしまうこととなる。

なお、上記第６図、第７図において、説明しな
い部分の構成は第４図に示す実施例と実質的に同
一に構成してあり、第４図と同一又は相当部分の
うち主要な部分には第４図と同一の符号にそれぞ
れ１００と２００とを加えた符号を付して示して
いる。

また、上記各実施例において、供給装置の流路
切換機構を小型に構成できるときには、これをバ
ルブボデイ内に組込むようにしてもよい。

「発明の効果」 以上のように、本発明は、弁プランジヤに補助
ピストンを設けてバルブボデイ内に圧力室を形成
し、その圧力室へ圧力流体を供給するようにした
ものであるから、その圧力流体の圧力によつて反
力比を変更することができ、したがつて積載量に
応じた最適な反力比や、車速に応じた最適な反力
比等を得ることができる。また反力比の変更によ
つて、ブレーキ倍力装置の性能に悪影響を与える
ことはない。

さらに必要に応じて、上記圧力室に高圧の圧力
流体を供給することによつて、入力軸を操作する
ことなくブレーキ倍力装置を作動させることが可
能であるので、坂道における停車ブレーキ装置と
して利用することができる等、種々の応用が可能
になるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す系統的断面
図、第２図は第１図に示すブレーキ倍力装置にお
いて反力比を変化させる条件を示す図、第３図は
第１図の変形例を示す断面図、第４図は本発明の
更に他の実施例を示す断面図、第５図は第４図に
示すブレーキ倍力装置において反力比を変化させ
る条件を示す図、第６図、第７図はそれぞれ第４
図の変形例を示す断面図である。 １，１０１，２０１，３０１，４０１…シエ
ル、２，１０２，２０２，３０２，４０３…パワ
ーピストン、４，１０４，２０４，３０４，４０
４…定圧室、５，１０５，２０５，３０５，４０
５…変圧室、６，１０６，２０６，３０６，４０
６…バルブボデイ、７，１０７，２０７，３０
７，４０７…弁機構、１１，１１１，２１１，３
１１，４１１…弁プランジヤ、２５，１２５，２
２５，３２５，４２５…入力軸、３６，１３６，
２３６，３３６，４３６…補助ピストン、３８，
１３８，２３８ａ，２３８ｂ，３３８ａ，３３８
ｂ，４３８ａ，４３８ｂ…シール部材、３９，４
０，１３９，１４０，２７１，２７２，２７３，
３７１，３７２，３７３，４７１，４７２，４７
３…圧力室、４４…供給装置、４５…流路切換機
構、４６…制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シエル内に摺動自在に配設したパワーピスト
   ンと、このパワーピストン軸部のバルブボデイ内
   に収納した弁機構と、上記パワーピストンの作動
   方向前方側に形成した定圧室と後方側に形成した
   変圧室と、上記弁機構を構成する弁プランジヤを
   作動させて流路を切換えさせ、上記変圧室に圧力
   流体を供給してパワーピストンを前進させる入力
   軸とを備えるブレーキ倍力装置において、 上記弁プランジヤに補助ピストンを設けるとと
   もに、バルブボデイ内にその補助ピストンによつ
   て区画される圧力室を形成し、さらに上記補助ピ
   ストンの後方側の圧力室を上記変圧室と定圧室と
   のいずれか一方に選択的に連通させて、該後方側
   の圧力室に変圧室と同圧の圧力流体、又は定圧室
   と同圧の圧力流体を供給する供給装置を設けたこ
   とを特徴とするブレーキ倍力装置。 ２ 上記補助ピストンが２つの圧力室を区画形成
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載のブレーキ倍力装置。 ３ 上記補助ピストンが３つの圧力室を区画形成
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載のブレーキ倍力装置。 ４ 上記補助ピストンに設けられて圧力室を区画
   するシール部材が摺動用シールからなることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のい
   ずれかに記載のブレーキ倍力装置。 ５ 上記補助ピストンに設けられて圧力室を区画
   するシール部材がダイアフラムからなることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のい
   ずれかに記載のブレーキ倍力装置。