JPS6239966Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は流体圧力を利用してブレーキ装置の操
作力を倍力するブレーキブースタに関するもので
あり、特に、その助勢限界点の付近におけるブレ
ーキ操作感覚の変化が緩やかなブレーキブースタ
に関するものである。

一般に、ブレーキブースタは、両側の圧力差に
従つて作動するパワーピストンと、そのパワーピ
ストンに形成された段付き穴の大径部に嵌め入れ
られて出力部材に力を伝達する大径プランジヤ
と、入力部材に連結されて段付き穴の小径部に嵌
め入れられた小径プランジヤと、それ等大径プラ
ンジヤと小径プランジヤとの間の大径部に配設さ
れて、その大径プランジヤからの反力をその小径
プランジヤおよびパワーピストンに配分する軟質
弾性体製のリアクシヨン部材とを備え、大径プラ
ンジヤおよび小径プランジヤのリアクシヨン部材
に対する受圧面積比に応じた倍力率で、入力部材
に加えられた入力を倍力して出力部材に伝達する
ように構成されている。

しかしながら、斯る従来のブレーキブースタに
おいては、パワーピストンの助勢力が限界となる
助勢限界点付近において、入力部材に付与される
ブレーキペダル操作力に対して出力部材からブレ
ーキ装置に出力される力の倍力率が急激に低下す
るため、運転者にブレーキペダルがボトミング
（床に当たる現象）したかのような印象を与え易
い欠点があつた。特に、近年の大型高級車両のよ
うに常用域における倍力率を大きくしたブレーキ
ブースタにおいては、そのような欠点が著るし
く、ブレーキ操作感覚が悪いのである。

他方、そのような欠点を軽減するため、通常域
における倍力率を小さく設定したり、パワーピス
トンの助勢限界点前にタイヤがロツクするように
設定することが考えられるが、前者においては常
用域におけるブレーキ操作性が損われてブレーキ
ブースタ本来の意義が失われ、後者においてはロ
ツク付近の微妙なブレーキ操作が困難となる不都
合が生ずるのである。

本考案は以上の事情を背景として為されたもの
であり、その目的とするところは、常用域におけ
る倍力率を低下させることなく、助勢限界点付近
のブレーキ操作感覚の変化が小さく且つ緩やかに
されたブレーキブースタを提供することにある。

斯る目的を達成するため、本考案の要旨とする
ところは、小径プランジヤを段付状としてその端
面を複数形成するとともに、リアクシヨン部材を
それ等端面にそれぞれ圧接可能な階段状に重ね合
わせた複数層とし、且つ小径プランジヤのそれぞ
れの端面とそれ等に対向するリアクシヨン部材の
各層とのそれぞれの間隙を、小径プランジヤの前
進に伴つて、小径プランジヤのリアクシヨン部材
に対する受圧面積を段階的に増加させるように、
段階的に異ならしめたことにある。

このようにすれば、小径プランジヤが前進させ
られるのに伴つて、小径プランジヤのリアクシヨ
ン部材に対する受圧面積が段階的に増加させられ
るとともに、入力部材に付与される入力に対して
出力部材からブレーキ装置に出力される力の倍力
率がパワーピストンの助勢限界点に至る前に段階
的に減少させられ得るので、常用域における倍力
率を低くすることなく、助勢限界点付近における
ブレーキ操作感覚の変化が小さく且つ緩やかとさ
れるのである。

以下、本考案の一実施例を示す図面に基づいて
詳細に説明する。

第１図において、ブレーキブースタ１０は、ブ
レーキペダル１１から入力部材である入力ロツド
１２に加えられた操作力を倍力して、出力部材で
ある出力ロツド１３からマスタシリンダ１４へ出
力するものである。そのブレーキブースタ１０は
フロントシエル１６とリヤシエル１８とから成る
気密な空室を備えており、その空室はダイヤフラ
ム式のパワーピストン２０によつて定圧室２２お
よび変圧室２４に二分されている。定圧室２２は
管継手２６を経てエンジンのインテイクマニホル
ド、バキユームポンプ等の負圧源２８に接続され
て常時負圧とされており、変圧室２４は後述の制
御弁によつて定圧室２２または大気に選択的に連
通させられて内圧が制御されるようになつてい
る。

パワーピストン２０は、椀状のダイヤフラムプ
レート３０と、ダイヤフラムプレート３０に重ね
られて周囲が空室内に固定されたダイヤフラムゴ
ム３２と、ダイヤフラムプレート３０の中央部に
爪によつて固定されたパワーピストン本体３４と
から構成され、定圧室２２と変圧室２４との圧力
差に基づいて軸方向に駆動されるようになつてい
る。

パワーピストン本体３４には制御弁３６と中継
機構３８とが設けられている。その制御弁３６は
パワーピストン本体３４に形成された第１弁座４
０と、パワーピストン本体３４に摺動可能に嵌合
され、入力ロツド１２に連結されたバルブプラン
ジヤ４４に形成された第２弁座４６と、両弁座４
０，４６に対して共通に配設された弾性体である
バルブエレメント４８とから構成されている。そ
して、パワーピストン本体３４には定圧室２２お
よび変圧室２４に通じる空気流通路５０および５
２が形成されている。したがつて、バルブエレメ
ント４８が第２弁座４６に着座させられている場
合には空気流通路５０および５２を通して定圧室
２２と変圧室２４とが連通させられるが、入力ロ
ツド１２が前進させられるに伴つてバルブエレメ
ント４８と第２弁座４６とが離され、バルブエレ
メント４８が第１弁座４０に着座すると、空気流
通路５０が閉じられるとともに空気流通路５２を
通して大気と変圧室２４とが連通させられるよう
になつている。

また、パワーピストン本体３４に設けられた切
欠孔には、バルブプランジヤ４４の中間部に形成
された円周状の溝に係合し、バルブプランジヤ４
４の前進端および後進端を規制する双股状のスト
ツパキー５４が挿し込まれ、そのストツパキー５
４はパワーピストン本体３４に周設された円環状
のストツパリング５６によつて抜出しが防止され
ている。そして、パワーピストン本体３４のリヤ
シエル１８から突出した部分はブーツ５８によつ
て覆われており、ブーツ５８の後端には変圧室２
４に大気を送るための図示しない空気吸入口が穿
設されている。

一方、出力ロツド１３はフロントシエル１６の
中央部を貫通した状態で軸方向の移動が自在に配
設されており、入力ロツド１２に加えられた操作
力とその操作力に応じたパワーピストン２０の助
勢力とが中継機構３８を介して出力ロツド１３に
伝達されるようになつている。すなわち、第２図
に詳細に示されるように、中継機構３８は、パワ
ーピストン本体３４の中央部に形成された段付き
穴の小径部６０に軸方向の摺動が可能に嵌合され
バルブプランジヤ４４の前方端部に形成された小
径プランジヤ部６２と、その段付き穴の大径部６
４に軸方向の摺動が可能に嵌合され、出力ロツド
１３の後方端部に一体的に設けられた大径プラン
ジヤ部６６と、それ等小径プランジヤ部６２と大
径プランジヤ部６６との間の大径部６４に配設さ
れた第１リアクシヨン部材６８および第２リアク
シヨン部材７０とから構成されている。小径プラ
ンジヤ部６２は段付き状に形成されて大径プラン
ジヤ部６６に対向する円形の端面７２とそれより
後方側に位置する円環状の端面７４とを備えてい
る。第１リアクシヨン部材６８は大径プランジヤ
部６６と同径の円板状を成すとともに、第２リア
クシヨン部材７０は小径プランジヤ部６２の前方
の段部が摺動可能に嵌挿された穴を有し且つ第１
リアクシヨン部材６８と同径の円環状を成し、同
様の円環状のスペーサ７６を介して重ね合わせら
れている。そして、ブレーキブースタ１０の非作
動状態において、端面７２と第１リアクシヨン部
材６８との間隙Ａが、端面７４と第２リアクシヨ
ン部材７０との間隙Ｂよりも大きくなるように設
定されている。それ等の異なる間隙は、小径プラ
ンジヤ部６２のパワーピストン本体３４に対する
前進に伴つて、小径プランジヤ部６２の受圧面積
を段階的に増加させるものである。尚、第１リア
クシヨン部材６８および第２リアクシヨン部材７
０は天然ゴム、ニトリルゴム等の軟質弾性体製で
あつて、第２リアクシヨン部材７０よりも第１リ
アクシヨン部材６８の方が硬くしてある。

第１図に戻つて、フロントシエル１６とパワー
ピストン本体３４との間にはコイル状のリターン
スプリング７８が介挿されるとともに、リターン
スプリング７８とパワーピストン本体３４との間
にはスプリング受け８０が配設され、パワーピス
トン本体３４および出力ロツド１３が常時後方
（入力ロツド１２側）に向つて付勢されている。

以下、本実施例の作動を説明する。

ブレーキペダル１１が踏込まれていない状態に
おいては、第２弁座４６にバルブエレメント４８
が着座されるとともに第１弁座４０とバルブエレ
メント４８が離されているため、変圧室２４と定
圧室２２とが連通させられてパワーピストン２０
の両側には圧力差が発生しない。このため、パワ
ーピストン本体３４および出力ロツド１３がリタ
ーンスプリング７８の付勢力に従つて最も後方に
位置させられている。第１図におび第２図はこの
状態を示す。

このような状態からブレーキペダル１１が操作
されて入力ロツド１２が前進させられると、バル
ブプランジヤ４４がパワーピストン本体３４に対
して相対的に前進させられるので、第１弁座４０
にバルブエレメント４８が着座させられるととも
に、第２弁座４６とバルブエレメント４８とが離
される。このため、そのような制御弁３６の開度
に応じて変圧室２４内に大気が流入させられてパ
ワーピストン２０の両側に圧力差が生じるので、
パワーピストン２０がバルブプランジヤ４４とと
もに前進させられるとともに、そのパワーピスト
ン２０の動きが第２リアクシヨン部材７０、スペ
ーサ７６および第１リアクシヨン部材６８を通じ
て出力ロツド１３に伝達され、出力ロツド１３が
突き出される。これによつてマスタシリンダ１４
内の制動液が図示しないブレーキ系統へ供給され
てブレーキクリアランスが消滅し、制動効果が現
われ始める。このとき、出力ロツド１３に加えら
れるブレーキ反力によつて隙間Ｂが消滅させられ
て円環状の端面７４と第２リアクシヨン部材７０
とが当接し、そのブレーキ反力が第２リアクシヨ
ン部材７０に対する受圧面積比に従つてパワーピ
ストン本体３４とバルブプランジヤ４４に配分さ
れる。すなわち、たとえば端面７４の面積をＣ、
段付き穴における大径部６４と小径部６０との間
の段部が第２リアクシヨン部材７０の端面に接触
する面積をＤとすると、入力ロツド１２に加えら
れた操作力がパワーピストン２０に助勢されて
（Ｃ＋Ｄ）／Ｃの高い倍力率で出力ロツド１３に
伝達されるのである。第３図の直線Ｘはこのよう
な常用域における関係を示す。

次に、ブレーキペダル１１の操作力が一層強め
られると、出力ロツド１３に加えられるブレーキ
反力が増大するので、第１リアクシヨン部材６８
が変形させられて、その第１リアクシヨン部材６
８と円形の端面７２と当接し、第４図に示される
状態となる。したがつて、バルブプランジヤ４４
の受圧面積が増大するので倍力率が一段階低くさ
れて、ブレーキ操作が少し重い感じとされる。第
３図の直線Ｙはこのような関係を示す。すなわち
たとえば、円形の端面７２の面積をＥとすると、
入力ロツド１２に加えられた操作力が（Ｃ＋Ｄ＋
Ｅ）／（Ｄ＋Ｅ）の倍力率で出力ロツド１３に伝
達されるのである。尚、その面積（Ｃ＋Ｄ＋Ｅ）
は大径プランジヤ部６６の面積に等しい。

更に、ブレーキペダル１１の操作力が強められ
ると、パワーピストン２０の両側の圧力差が限界
に達し、以後ブレーキペダル１１に加えられる操
作力の変化がそのまま出力ロツド１３の出力の変
化として伝達される。すなわち、パワーピストン
２０の助勢力が限界点に達し、以後パワーピスト
ン２０は操作力の変化に拘らず一定の助勢力を出
力ロツド１３に伝達する状態となるので、出力ロ
ツド１３から出力される力は入力ロツド１２に加
えられた操作力にその一定の助勢力を加えたもの
となるのである。したがつて、このような状態に
おける入力に対する出力の倍力率（変化率）は、
「１」となり、第３図の直線Ｚはこの状態を示
す。

このように、従来のブレーキブースタによれ
ば、第３図の破線に示されるように、パワーピス
トンの助勢限界点（破線中の折点）付近において
倍力率が急激に減少するので、ブレーキ操作感覚
が急変して運転者にブレーキペダルがボトミング
（着床）したかのような印象を与え易いのに対
し、本実施例によれば、バルブプランジヤ４４の
リアクシヨン部材６８，７０に対する受圧面積が
バルブプランジヤ４４の前進に伴つて段階的に増
加させられ、パワーピストン２０の助勢限界点
（直線Ｙと直線Ｚとの折点）に至る前に倍力率が
２段階に減少させられるので、その助勢限界点付
近におけるブレーキ操作感覚の変化が小さく且つ
緩やかとなるのである。したがつて、特に大型高
級車両のように助勢限界点前の常用域の倍力率が
大きくされたブレーキブースタにおいて、常用域
の倍力率を低下させることなく、ブレーキペダル
がボトミングしたような操作感覚が大幅に解消さ
れるのである。

次に、本考案の他の実施例を説明する。尚、以
下の説明において前述の実施例と共通する部分に
は同一の符号を付して説明を省略する。

第５図において、小径プランジヤ部６２は３段
階の段付状に形成されて大径プランジヤ部６６に
対向する円形の端面８２とこれより後方にそれぞ
れ位置する円環状の端面８４，８６とを備えてい
る。そして、前述の実施例と同様に、円環状の第
２リアクシヨン部材８８および第３リアクシヨン
部材９０がスペーサ９２および９４をそれぞれ介
して第１リアクシヨン部材６８に重ね合わせられ
ており、端面８２と第１リアクシヨン部材６８と
の隙間Ｆが端面８４と第２リアクシヨン部材８８
との隙間Ｇよりも大きく、また端面８６と第３リ
アクシヨン部材９０との隙間Ｈがその隙間Ｇより
も小さく設定されている。

したがつて、バルブプランジヤ４４の前進に伴
つてリアクシヨン部材６８，８８，９０に対する
小径プランジヤ部６２の受圧面積が段階的に増加
させられ、第６図に示される特性が得られる。す
なわち、端面８６，８４，８２の面積をそれぞれ
Ｊ，Ｋ，Ｌとし、大径部６４と小径部６０との間
の段部の面積を前述の実施例と同様にＤとする
と、隙間Ｈが消滅した初期の段階においては直線
Ｕに示されるように倍力率が（Ｊ＋Ｄ）／Ｊで、
隙間Ｇが消滅した段階では直線Ｖに示されるよう
に倍力率が（Ｊ＋Ｋ＋Ｄ）／（Ｊ＋Ｋ）で、隙間
Ｆが消滅した段階では直線Ｗに示されるように倍
力率が（Ｊ＋Ｋ＋Ｌ＋Ｄ）／（Ｊ＋Ｋ＋Ｌ）で、
入力ロツド１２に加えられた操作力が出力ロツド
１３から出力されるのである。

このように、本実施例によれば、パワーピスト
ン２０の助勢限界点（直線Ｗと直線Ｚとの折点）
に至る前に倍力率が３段階に減少させられるので
助勢限界点付近におけるブレーキ操作感覚の変化
が一層緩和される利点がある。

以上、本考案の一実施例を示す図面に基づいて
説明したが、本考案はその他の態様においても適
用される。

たとえば、前述の実施例における大径プランジ
ヤ部６６は出力ロツド１３に一体的に設けられて
いるが、大径プランジヤ部６６と出力ロツド１３
とが軸方向の相対移動可能に設けられ、大径プラ
ンジヤ部６６とパワーピストン２０との間に装架
されたレバーを介して出力ロツド１３に出力が伝
達されるようにしたブレーキブースタであつても
良いのである。

前述の実施例において、小径プランジヤ部６２
の受圧面積を段階的に変化させるために、隙間Ａ
が隙間Ｂよりも大きく設定されているが、逆に隙
間Ａが隙間Ｂよりも小さく設定されても差支えな
い。

尚、上述したのはあくまでも本考案の一実施例
であり、本考案はその精神を逸脱しない範囲にお
いて種々変更が加えられ得るものである。

以上詳記したように、本考案のブレーキブース
タによれば、小径プランジヤが前進するのに伴つ
て、小径プランジヤのリアクシヨン部材に対する
受圧面積が段階的に増加させられるとともに、入
力部材に付与される操作力に対する出力部材から
ブレーキ装置に出力される力の倍力率がパワーピ
ストンの助勢限界点に至る前に段階的に減少させ
られるので、常用域における倍力率を低下させる
ことなく、助勢限界点付近におけるブレーキ操作
感覚の変化が小さく且つ緩やかとなるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の構成を示す一部を
切欠いた正面図である。第２図は第１図の要部を
示す部分断面図である。第３図および第４図は第
１図の実施例の作動を説明するグラフおよび図で
ある。第５図および第６図は本考案の他の実施例
における第２図および第３図に相当する図であ
る。 １２：入力ロツド、１３：出力ロツド、２０：
パワーピストン、６０：小径部、６２：小径プラ
ンジヤ部（小径プランジヤ）、６４：大径部、６
６：大径プランジヤ部（大径プランジヤ）、｛６
８：第１リアクシヨン部材、７０，８８：第２リ
アクシヨン部材、９０：第３リアクシヨン部材｝
（リアクシヨン部材）、７２，７４，８２，８４，
８６：端面。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 両側の圧力差に従つて作動するパワーピストン
   と、該パワーピストンに形成された段付き穴の大
   径部に嵌め入れられて出力部材に力を伝達する大
   径プランジヤと、入力部材に連結されて該段付き
   穴の小径部に嵌め入れられた小径プランジヤと、
   該大径プランジヤと小径プランジヤとの間の大径
   部に配設されて、該大径プランジヤからの反力を
   該小径プランジヤおよびパワーピストンに配分す
   る軟質弾性体製のリアクシヨン部材とを備え、該
   大径プランジヤおよび小径プランジヤの該リアク
   シヨン部材に対する受圧面積比に応じた倍力率で
   入力部材に加えられた入力を倍力して出力部材に
   伝達するブレーキブースタにおいて、 前記小径プランジヤを段付状としてその端面を
   複数形成するとともに、前記リアクシヨン部材を
   該端面にそれぞれ圧接可能な階段状に重ね合わせ
   た複数層とし、且つ該小径プランジヤのそれぞれ
   の端面とこれらに対向する該リアクシヨン部材の
   各層とのそれぞれの間隙を、該小径プランジヤの
   前進に伴つて、該小径プランジヤの該リアクシヨ
   ン部材に対する受圧面積を段階的に増加させるよ
   うに、段階的に異ならしめたことを特徴とするブ
   レーキブースタ。