JPS6039577B2 - 自動車の制動用ハイドロリツクブ−スタ - Google Patents

自動車の制動用ハイドロリツクブ−スタ

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JPS6039577B2
JPS6039577B2 JP51050347A JP5034776A JPS6039577B2 JP S6039577 B2 JPS6039577 B2 JP S6039577B2 JP 51050347 A JP51050347 A JP 51050347A JP 5034776 A JP5034776 A JP 5034776A JP S6039577 B2 JPS6039577 B2 JP S6039577B2
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chamber
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pressure
spool
hole
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Aisin Seiki Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はいわゆるオープンセンタ型のハイドロリックブ
ース夕に関する。
すなわち、液圧源であるポンプからリザーバに流れる液
流に対し抵抗を加えることにより、その抵抗を加えるこ
とにより、その抵抗箇所より上流の回路との間に液圧差
を発生せしめ、この液圧差をパワーピストンに働かせる
ことによってブースタの助勢出力を得るハイドロリツク
ブースタに関する。この型式のブース夕ではポンプの吐
出口とブース夕の加圧室とが直接連適しているので、ポ
ンプからその作動時に発生する脈動が加圧室に伝達され
る。
一方、この加圧室の液圧を入力ピストンに受圧させ、ブ
レーキ反力として以下ブレーキペダルに伝達させ、ペダ
ル踏力を制御するのに使用している。従って、上記の脈
動は入力ピストンを介し操縦者の足部の知覚を乱すとい
う欠点がある。本発明は上記の脈動がブレーキペダルに
伝達されるのを防止するものであって、ポンプとブース
タ加圧室との中間回路上に液流の絞りを設けることによ
り、上記の脈動のブレーキペダルへの伝達を減殺するも
のである。さらにまた本発明は、ブースタ作動中絞り箇
所を通過する液流がキャビテーションに起因する異音を
発することを防止するものである。オリフィス等による
絞り箇所を液流が通過する際に、その絞り前後の絶対圧
力比が約3.3音以上の値になるとキャビテーションが
発生し、そのキャビテーションによる異音が発生する。
ハイドロリツクブースタの絞り前後の圧力差は通常の実
用的な値として約10k9/仇が選ばれ、一方ブースタ
始動前はその加圧室内は大気圧で約lk9/めである。
この場合、絞り前後の圧力比は(10十1)/1=11
となるから当然キャビテーションが発生し、異音が発生
する。そこで本発明は上記のキャビテーション防止のた
めにブース夕の加圧室内の昇圧を段階的になすことによ
り、前述の絞り前後の絶対圧力比の値が、一時に3.5
以上になることのないように構成したものであって、こ
の目的を達するためにブレーキペダルの踏み込みに連動
して摺動するいくつかの弁手段を順次、時差的に作動さ
せることにより、上記段階的昇圧を可能となしたもので
ある。
以下図について本発明を説明する。第1図において中央
上方のポンプ5からの吐出流は、管4を介してハイドロ
リックブースタ1の入口2に供給される。
ブース夕1内を通過したポンプ吐出流は出口3から管6
を介してリザーバ7に戻り、ポンプ5の吸入用に供する
。ブース夕の右端に突出する入力ピストン32は周知の
伝達機構を介してブレーキペダルに連動する。ブース夕
は左端においてブレーキマスタシリンダ8に連結されて
いて、ブース夕の出力をブレーキマスタシリンダ8に伝
達して制動がなされる。ハウジング9はその内部の穴内
にパワーピストン14が滑動する。パワーピストン14
の左方にドレン室16と右方に加圧室15を画する。圧
縮はね18はパワーピストンを右方に付勢してその右端
をハウジング9内の肩12に当鞍させて図示の休止位置
を保つ。ばね18の左端はリテーナ19,シール20を
介してガイド13が受ける。この3つの部品を油密にか
つ滑動可能に貫通するロッド21が、右のパワーピスト
ン14と左方のマスタシリンダ内の加圧ピストン8aに
連動する。パワーピストン14の中空の穴23内にはス
プール31が滑動する。
スプール31は圧縮ばね35によって常に右方に付勢さ
れ、入力部材つまり入力ピストン32を右方に押してこ
れを止輪36に当接して図示のような休止状態を保つ。
パワーピストン14の外周には幅広い環状溝17がある
。この環状溝17は半径方向の通孔29によってパワー
ピストンの中空内部の穴23に通ずる。
この穴23の内周面には3条の環状溝28,27,26
がある。左の環状溝28は通孔30を介してドレン室1
6と通じる。右の環状溝26には通孔29が閉口する。
スプール31にもその外周に3条の環状溝42,41,
40がある。
左の環状溝42は通孔43によってスプール31の中空
内部に通ずる。右の環状溝4川ま通孔45によりスプー
ルの中空内部に通ずる。さらにこのスプール31にはオ
リフィス44があってスプールの内外を通ずる。入力ピ
ストン32の左端部には穴37があり、この穴37がさ
らに半径方向の通孔38により加圧室15と通ずる。つ
ぎに作動について説明する。
図示の状態はブース夕1が休止中の状態であって、入口
2から入るポンプ5の吐出流はブース夕内の以下説明す
る回路を無抵抗状態で通過して出口3からリザーバ7に
戻る。従ってパワーピストンの両側には、圧力差がなく
、休止状態が続く。入口2から入ったポンプ吐出流は、
幅広の環状溝17,通孔29,環状溝26,40,27
,4日1,28,通孔30,ドレン室16,出口3の回
路を抵抗なく流れて、図の休止状態が続く。
ブレーキペダルからの入力を受けて入力ピストン32が
左方に動かされると、ペダルの踏み込みが進むにつれ以
下説明する3段階の作動がなされる。第1段階: 環状溝41と環状溝27により形成される隙間Aよりな
る第1絞りと、環状溝40と環状溝26により形成され
る隙間Bよりなる第2絞りと、環状溝42と環状溝28
により形成される隙間Cよりなる第3絞りとのうち、最
も小さい隙間Aがまず閉じる。
たゞし閉じる前に隙間Aが絞り効果を発生する。従って
隙間Aより上流回路はそれ相当に昇圧する。すなわちス
プール31内の中空穴33及びこれに通孔34と、穴3
7,通孔38を介し加圧室15に達する上流が昇圧する
。ここまでの過程で入力と、加圧室15内に得られる液
圧との関係は第2図のo−x間の線で示される。なおこ
こまでの過程でも、さらに以下説明するように隙間Aが
閉じるに至っても(第2図のx点の時点)隙間Aより下
流の回路には実質上抵抗はない。すなわちスプールの中
空孔33は左方の通路43として形成される第1のオリ
フィス43を介し、環状溝42と28と隙間C,通孔3
0を介してドレン室16に通じているから、液は流れる
。隙間Aが完全に閉じると、以後の液流は第1のオリフ
イス43の前後において、圧力差を発生する。この段階
で圧力差が発生するのは実質的にこの箇所1箇所だけで
あって他にはなく、そのときの穴33内、加圧室15内
の昇氏は4k9/鮒である。第2段階: 次に、スプール31がさらに左に動いて隙間Bも閉じる
に至ると以後ポンプ吐出流は右の第2のオリフィス44
を介して穴33内に入る。
その結果、第2のオリフィス44の前後に約10柵/地
の圧力差が発生する。隙間Cはこの段階でなお実質無視
できる抵抗を発生する過ぎない。この時点は第2図のy
点の位置に相当する。第2のオリフィス4の圧力比はy
/x=10十4/4=3.5となる。第3段階: スプール31がさらに左に動いて隙間Cが絞り効果を発
生し始めると第1のオリフィス43より上流の回路の液
圧はさらに昇庄する。
上記の各段階の昇圧過程において、穴33内及びこれに
通ずる加圧室15はともに昇圧する。パワーピストン1
4は加圧室15内の液圧を受圧し、ばね18に抗して左
に動いてロッド21を介し、以下伝達してブレ−キマス
タシリンダ8内にブレーキ作動圧を発生させる。入力ピ
ストン32は加圧室15内の液圧を受圧してこれを反力
としてブレーキペダルに伝達し踏力制御用に役立つ。第
2図に戻り、z点ではポンプ付設のリリーフ弁が開弁し
て、そのため入口2に供給される流量が減少し始めた点
である。
入力ピストン32に加えられる操作力が過大の場合は隙
間Cは完全に閉じて回路を液流が流れ得なくなる。しか
し加圧室15は第2のオリフィス44を介してポンプ5
のリリーフ圧を受け、この圧はほ)、一定の最大値であ
る。従ってブースタ作動はそれ以上上昇しないがそのと
きは、入力ピストン32の左端のフランジ32aがパワ
ーピストン14の肩24に衝当して以下踏力は、パワー
ピストン,ロッドを介しマスタシリンダに伝達され、加
圧室15の最高圧と踏力によるものと加えた出力がロッ
ド21に加わり制動がなされる。通常の制動は、加圧室
15の液圧が第2図のy−zの範囲内においてなされる
この範囲内では、ポンプ吐出流は第2のオリフィス44
を介して加圧室15に通ずることになる。その結果、ポ
ンプ5から発生する脈動により、加圧室15内の液圧が
変動し、以下入力ピストン32を介してブレーキペダル
に伝達されて踏力制御を乱す穂し、がない。さらに本実
施例では、最初に第1のオIJフィス43で加圧室15
を昇圧し、次に隙間Bでさらに昇圧するように段階的に
昇圧し、各絞り及び第1のオリフイス前後の絶対圧力比
を3.5以下に制限し、キヤビテーションと異音を防止
するものである。
次に第3,4,4a〜4c図に示す第2実施例について
説明する。
第3図の上部中央のポンプ106の吐出流は管110を
介してブースタ101の入口102に供給される。ブー
ス夕の出口103は管111を介して図の石上方のパワ
ーステアリング108に通ずる。またブース夕の下方の
出口104は管112を介してリザーバ107と通ずる
。ポンプ106はリザーバと管113で通じエンジンに
より駆動される。パワーステアリング108はいわゆる
オープンセンタ型であって、休止中は管111から供給
される液流を無抵抗で通過させ、管112を介してリザ
ーバ107に戻す。パワーステアリング108が操向作
動をするときは、この液の流れに絞り抵抗を加えること
により通過する液流の上流を昇圧させ、その液圧により
、パワーステアリング作動、すなわち操向助勢作動をな
す。パワーステアリング108には本願発明はないから
、これ以上の細部構造の説明を省略する。フースタ10
1はそのハウジング114内に各部品が収納されている
右方に突出する入力ピストン125はさらに右方のブレ
ーキペダル機構(図示なし)に連動する。入力ピストン
125はその左端をパワーピストン116に連動するよ
うに結合されているが、その細部構造の説明は後述する
。パワーピストン116は中空管状をなしているが、、
その中空管状の左半分は右半分の穴121より大径であ
って段部121aを形成し、これに対してシート130
及びフランジ132aをナット1311こより締付する
フランジ132aはロッド132の右端に形成されてい
て上記ナット131の結合によってこのロッドをパワー
ピストン116に一体的に結合する。この結合により、
パワーピストン116が液圧により左に押されるときロ
ッド132を介して左方のマス夕−シリンダ(図示なし
〉に出力が伝達されてブース夕の助勢作動がなされる。
次にパワーピストン116の右半分中空内部にはその内
周面には深い環状溝141と浅い環状溝142とが隣合
いに並設されている。この右半分中空内にはスプール1
24が滑動する。スプール124はその外周面に3条の
環状溝152,153,154がある。最も右の環状溝
152はオリフィス155によりスプール内部に通じ、
中央の環状溝153は通孔157によりスプール内に通
じ左の環状溝154はオリフィス156によりスプール
内に通ずる。スプール124内にはロッド128がピス
トン状に滑動可能にはまる。このロッドのフランジ部は
圧縮はね133の伸び力を受けて常に右に押され、さら
に、このフランジ部に押されてスプール124がその右
端を入力ピストン125の左端のフランジー26の面に
当接する。このフランジー26はさらにまたに押されて
てその背面を図示のように止め論で受ける。この構成に
よりブレーキ非作動中は、入力ピストン125とパワー
ピストン116との間に第3図のような静止関係が、ば
ね133の伸張力によって保たれる。たゞし、後述する
ように、この関係は、ブレーキペダルを踏むと、ばね1
33が圧縮されながら、内部のスプール124が外部の
パワーピストン116に対し差動する関係である。この
差動を可能ならしめるように、このばね133の力によ
り強いばね162をもってパワーピストン116を右方
に押し、その右端をブースタ最右端のガイド117に当
綾する。このガイド117を入力ピストン125が油密
に貫通する。ブース夕の下方最左端にはマスタシリンダ
に運動するようにロッド132の端が突出する。このロ
ッド132は油密にガイド118を貫通する。ガイド1
18は上記強い圧縮ばね162の左端を受ける。なおパ
ワーピストン116の外周面には幅広い環状の室140
があり、これが逆止弁149と通路145を介して内部
に通ずる。パワーピストン116の右には加圧室119
が画され左にはドレン室120が画される。次にボディ
右上半部を占める分流弁204の構造を説明する。
分流弁204内にはスプール169が滑動する。スプー
ル169は図示のように中空で長く、その長さの中央位
置に、半径方向の穴184を有する。この半径方向の穴
184の両側壁の部分にはそれぞれオリフイス185と
186がある。また半径方向の穴184は上下両端が環
状溝1801こ関口する。この環状溝180から左方に
若干離して別の環状溝181を有し、この環状溝は半径
方向の通孔187によりスプールの中空内部に通ずる。
分流弁204の内周面168には2条の環状溝176と
177がある。環状溝176は出口103に通ずる。環
状溝177は入口178を介し下方のブース夕101に
通ずる。スプール169により左方に室174を画し、
右方に室174を画する。スプール169は右方に常に
付勢されているから、スプール169の左端は本来なら
ば左方にあるカートリッジ171(後述)に接して休止
位置を保つのであるが、図示の状態は入口102から流
量の供給が続いているため、オリフィス185,186
の絞り抵抗により左方の室173の方が右方の室より高
圧となって図示のように左端が力−トリッジ171から
離れている。次に第3図の左上方のカートリッジ171
について説明する。
このカートリッジはプラグ172の締め付けにより、右
端をボディ内の段部に対し圧着するようにして固着され
ている。プラグ172とこのカートリッジ171との間
に室188を形成し、これを入口105を介し蓄圧器1
09に通ずる。カートリッジ171の外周には環状の室
189が作られ、この室189は下方のブース夕101
に通ずる。すなわち、室189は下方の斜めの通孔19
0を介してブース夕の左方プラグ118外周の環状の室
164に通じ、室164はさらに斜めの通孔165を介
して、プラグ118内周面の環状の室163に通じ、な
おさらに室163はロッド132の有する通孔167を
右方に介しさらにボール状のチェック弁138を経てド
レン室161に通ずる。カートリッジ171の左方の室
188は上方のりリーフ弁203を介して分流弁の左方
の室173に通じ、またこのリリーフ弁203の下方の
逆止弁195は室173と室189間に配置されている
リリーフ弁203は室188の圧力が室173の圧力よ
り設定以上増加した時、室188の流体を室173に逃
がすものであり、逆止弁195は室173の流体を室1
89に流すが逆方向の流れを防止するものである。次に
第3図の実施例の作動について説明する。
第3図の状態にあるときは、ポンプ106からの吐出流
は分流弁204の入口102に入る。分流弁204は、
右下方の通孔178から常に一定に制御された液流を、
パワーステアljング108の作動中,非作動中に関係
なく供給する。通孔178からブース夕101内に入っ
た液流は、パワーピストン116外周の幅広い環状溝1
40,逆止弁149を介してパワーピストンの中空内部
に入る。以下の液流の回路は第4a〜4c図をも参照し
て説明する。第3図及び第4図の状態は、各部はブレー
キ非作動中にある状態である。
従って上記の逆止弁149を介してパワーピストン11
6内に入る流体は、第4図のスプール124の左端と、
通孔145との隙間から室161内に入る。室161内
に入った液流は以下、通孔167,環状溝153,14
2,152,141,通孔143,144を介してドレ
ン室120に入る。ドレン室120はブースタ左下方の
出口104から管112を介してリザーバ107に戻る
。この液流回路には実質的な抵抗を発生する箇所がない
。従って、同回路内の液圧はリザーバ107とともに大
気圧である。ブースタ内の右端の加圧室119内は上記
回路と蓮適しているから、同じく大気圧である。従って
、パワーピストン116はその左右両側に蓋圧かないか
ら、図示のように強い圧縮はね162に押されて右方の
プラグ117に当接して図示の休止位置を保つ。次にペ
ダル踏力により、入力ピストン125を介してスプール
124を左方に押すと、スプールは第3図の状態から第
4図aの位置に移る。
その際ばね162は、ばね133よりし、から、ばね1
33が先行して収縮し上記のようにスプール124がパ
ワーピストン116に対し蓋動が可能である。スプール
124のこの動きにより、両環状溝153と142とに
より形成される第1絞りがそれまでの蓮通から遮断に変
る。その結果室161内に入りつつある液流は以後右方
の第1のオIJフィスあるいはオリフィス155を介し
て以下ドレン室12川こ流れることになる。その絞り抵
抗により室161内が第2図のx点まで上昇する。次に
ブレーキペダルの踏み込みがさらに増すとスプール12
4は第4図bの位置に移る。その結果逆止弁149の通
孔145はスプール124の左端により閉じられる。従
って以後逆止弁149を経て室161に供給される液流
は、第3の絞りあるいはオリフィス156を通過する。
従って絞り156より上流の回路の液圧、すなわちポン
プ圧は室161内より一段と高くなり、第2図のy点ま
で上昇する。以後ペダルの踏み込みが進むと第4b図の
Dで示す隙間は次第に細くなって抵抗を増す。これに応
じて室161内の液圧も上昇する。たゞし、その間第2
の絞り156は依然働き続けるのでポンプ圧は第2図の
ように、加圧室119より高圧を保ちながら上昇する。
第4図cは、ブレーキペダルが過大に踏圧され、スプー
ル124が従って過大に左方に動いて隙間D(第4b図
)が完全に閉じた状態である。
その結果、深い環状溝141には、もはや液流が入らな
くなる。換言すれば、ブース夕101内に右方の通孔1
78から流入していた液流が停止する。その結果、分流
弁204のスプールの両オリフィス185,186を通
過する液流が一瞬ゼロとなる。そのためにそれまでオリ
フイス抵抗によって右方にばね175を圧し続けていた
スプール169は、このばねの伸びにより一瞬左方に押
し戻され、両環状溝176,181のそれまでの蓮通が
遮断される。同時に他の両環状溝180,176が蓮適
する。その結果入口102から入った液流は、環状溝1
81,通孔187スプールの左半分の中空の穴182,
オリフィス185,半径方向の孔184,両環状溝18
0と176(すでに互いに運通している),出口103
等の回路を経てパワーステアリング108に流れて、所
要の流量をパワーステアリング108に確保し得る。こ
の際、他のオリフィス186を通過する流量はゼロであ
るから、結局スプールをこのとき右方に押す力は一方の
オリフィス185のみによる絞り抵抗である。このオリ
フィス185前後に従って発生する圧力差がばね175
と平衡した点でスプール169が静止し、上記の両環状
溝176と180を蓮適状態に保つ。従ってパワーステ
アリング108に対し実質的にほゞ一定した流量を供給
し、パワーステアリングの作動が保証される。すなわち
、ブレーキペダルを過大に踏んだ場合でもパワーステア
リング108の作動に支障のないように流量が供給され
ることになる。上記の説明のようにブレーキペダルを過
大に踏んだ場合の第4c図の作動はまた、ブレーキペダ
ルを急激に踏み込んだ場合の作動でもある。
この場合ブースタ右端の加圧室119内にも迅速に作動
圧を発生させて、ペダルの踏み込み操作に遅れないよう
にブース夕の助勢作動をさせろを要する。第3図の左上
方のカートリッジ171の作動は以下説明するようにそ
の助勢作動を別の油圧回路を介してなされるものである
。第4c図にようにスプール124が踏まれるときは、
左上方のカートリッジ171の右隣りの加圧室173に
入ったポンプ吐出流は、カートリッジの下方の逆止弁1
95を開き、以下環状の室189下方の斜めの通孔19
0,環状の室164,斜めの通孔165,室163,ロ
ッド132の通孔166,鞠方向の穴167,逆止弁1
38(このとき開弁されている)等からなる短絡回路を
通過して右方の加圧室119に伝達される。
そのために、ブレーキペダルが急速に踏み込まれても、
加圧室119には短絡回路からの液圧の供給がなされて
ブースタ作動が確保される。第4c図の状態は、ポンプ
106が故障により吐出流を供給しなくなったときにも
現れる。
この場合には、ブレーキペダルが踏み込まれても、加圧
室119内にポンプの吐出流の供給がない。従って加圧
室119内に液圧の発生がないから、入力ピストン12
5はこの無反力状態のもとで一挙に踏み込まれてスプー
ル124を第4a図,第4b図の状態を迅速に通過させ
、第4c図の状態に至らしめる。そのため、スプール1
24の左端が逆止弁138を開弁する。一方第3図の左
上方の蓄圧器109からの液圧は入口105からカート
リッジ171とプラグ172との間の室188内に入り
、カートリッジの下半分の左方のオリフィス付バルブ1
96をばね198に抗し右に押し開さながら、以下室1
91,通孔192,環状の室189,通孔190を経て
前述同様の短絡回路を経てブース夕右端の加圧室119
内を昇圧させる。従ってポンプ106が故障時にもブー
スタ作動が得られる。このとき室161の流体はオリフ
イス156,穴121から室140‘こ逃げようとする
が逆止弁149がそれを防いでいる。なお、蓄圧器10
9からもポンプ106からも液圧が得られないときは、
入力ピストンの左端のフランジ126がペダル踏力によ
りパワーピストン116の肩部に当接した後、以下ペダ
ル踏力はパワーピストン116,ロッド132の順に伝
達されて踏力のみによる制動がなされる。
ペダル踏力からブレーキペダルを釈放したときに以上の
各部は第3図の状態に復帰する。
その復帰の作動は、以上の各作動順を逆に走査すれば容
易に理解できるから、説明を省略する。本発明はブース
タ作動時にポンプから加圧室に至る回路中に第1,第2
のオリフィスを設け、ポンプの脈動を減衰させるように
したため、プレーキベダルに上記ポンプの脈動が伝達さ
れず、運転者のペダル操作フィーリングが向上するとい
う利点を有する。
又第1オリフィスによりポンプ圧が加圧室よりも上昇す
るため、ブース夕の急作動時にポンプ吐出流体の加圧室
への流入が早く、フースタの作動応答が良くなるという
利点も有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の−実施例の縦断面図、第2図はその液
圧と入力との関係を示すグラフ、第3図は他の実施例の
縦断面図、第4図及び第4a〜4c図はその作動の説明
部分図である。 1……フースタ、5……ポンプ、7……リザーバ、32
…・・・入力ピストン、14・・…・パワーピストン、
21……ロッド、8……ブレーキマスタシリンダ。 完2図 第1図 第4図 第3図 第46図 兼4b図 第4C図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ハウジング、ハウジング内で滑動し、外部に出力を
    伝達するパワーピストン、パワーピストンによりハウジ
    ング内に区画される加圧室とドレン室、加圧室内に液圧
    源ポンプからの液流を導くようハウジングに設けた入口
    、ドレン室の排出液流をリザーバに導くようにハウジン
    グに設けた出口、ブレーキペダルに連動するとともに加
    圧室に受圧面を有する入力部材、入力部材の作動に応答
    しパワーピストンと共同する絞り弁装置を有し、該絞り
    弁装置は入力部材の初期作動に応答してハウジングの入
    口とドレン室との間の液路を絞る第1絞りと、入力部材
    の更なる作動に応答して加圧室とハウジングの入口との
    間の液路を絞る第2絞りと、入力部材の連続する作動に
    応答して加圧室内の流体圧力を制御するよう第1絞りと
    ドレン室との間の液路に配設される第3絞りと、加圧室
    と第3絞りとの間の液路に配置された第1オリフイスと
    、ハウジングの入口と加圧室とを常に連通させる第2オ
    リフイスとを含むことを特徴とする自動車の制動用ハイ
    ドロリツクブースタ。
JP51050347A 1976-05-01 1976-05-01 自動車の制動用ハイドロリツクブ−スタ Expired JPS6039577B2 (ja)

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