JP2005313896A - スタッドを備えたフィーラーを有するブースター付ブレーキ - Google Patents

Abstract

【課題】ブースタ作動時のジャンプ段階又は／及びブースト段階での性能の向上を図る。
【解決手段】 ブースター１２によって作動するマスターシリンダー１４を備えているブースター付ブレーキであって、可動隔壁１８に固定されているブースターの可動ピストン２４は、プライマリーピストン３０の後端に固定されているリアクションディスク２８を経由してマスターシリンダー１４のプライマリーピストン３０に作用する前面２６を備えており、その前面を貫通して、ブースター１２の制御ロッド３６に固定されているフィーラー４４が配置されていて、リアクションディスク２８に接触してマスターシリンダー１４の反力を制御ロッド３６に伝達することができるようになっている、ブースター付ブレーキにおいて、フィーラー４４の前端４８が、軸方向に平行に突出する少なくとも１つのスタッド５０を備えていることを特徴とするブースター付ブレーキ。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車用のブースター付ブレーキに関する。
より具体的には、本発明は、以下の特徴を有する自動車用のブースター付ブレーキに関しており、即ち、マスターシリンダーを作動する空圧式ブレーキブースターを備えており、前記ブースターは、剛性のあるケーシングを備えていて、その内側では、横断する隔壁が、第１圧力を受ける前方チャンバと第２圧力を受ける後方チャンバの境界を密閉可能に定めながら動けるようになっており、前記ブースターは、可動隔壁に固定され、プライマリーピストンの後端に固定されているリアクションディスクを経由してマスターシリンダーのプライマリーピストンに作用する前面を備えている可動ピストンを備えており、前記ブースターは、戻しばねによってロッドに加えられる戻し力に抗して前方向に加えられる軸方向入力の関数として、選択的にピストン内で動く制御ロッドを備えており、制御ロッドの前端は、ピストン内に滑動可能に取り付けられ、可動隔壁を動かせるように、前方チャンバ内の第１圧力より高い第２圧力を後方チャンバ内に設定できる弁の少なくとも１つの環状シートに接続されている少なくとも１つのプランジャを備えており、前記ブースターは、プランジャの前端に配置され、ピストンから繋がっているボアを通って伸びるフィーラーを備えており、前記フィーラーは、制御ロッドが非作動位置にあるときは、リアクションディスクから所定のジャンプ距離に配置され、制御ロッドが、第１の所定の強さより大きな強さの入力で駆動されたときは、リアクションディスクと接触して、マスターシリンダーの反力をプランジャと制御ロッドに伝達する、自動車用のブースター付ブレーキに関する。

この型式のブースター付ブレーキでは、多くの例が知られている。
そのようなブースター付ブレーキでは、マスターシリンダーのプライマリーピストンに加えられるブースターの出力は、制御ロッドに加えられる入力で決まる。

通常、或る所定の強さより大きな強さのブレーキ力を掛けている間、出力には、４つの段階の間で明確な差がある。
無効行程段階と呼ばれる第１段階の間、出力は実質的にゼロである。この行程は、戻しばねの力に打ち勝つのに必要な制御ロッドの行程に対応する。

次に、ジャンプ段階と呼ばれる第２段階の間、そして或る所定の入力の値に対して、出力は、第１の所定の値まで、入力値の値とは無関係に急激に上昇する。この行程は、フィーラーによるジャンプ距離の吸収に対応する。

次に、ブースト段階と呼ばれる第３段階の間、出力は、入力の関数として、第１の所定の値から第２の所定の値まで実質的に直線的に増加する。この段階は、ブースターによって出力に与えられるブーストに対応する。

最後に、飽和段階と呼ばれる第４段階の間、出力は、入力の関数として、第２の所定の値から実質的に直線的に増加する。ブースターの可動壁がその行程の端に達しており、それ以上ブーストを提供しないので、出力の増加はブースト段階の間の増加よりも少ない。追加のブレーキ力は、制御ロッドによって提供されるだけである。

この設計は、漸進性の点で問題がある。具体的には、第２段階の間、制御ロッドに加えられる或る所定の値の入力に対して、出力が急激に増加する。それにより生じる反力も、その部分で急激に増加し、車両の運転者にとっては不快なペダル感覚になる。

更に、第２段階と第３段階の間の移行もその部分で突然生じて、出力の増加割合が突然低下し、それは、この移行の瞬間に柔らかい感覚の反力としてはっきりと現れ、それがペダルに伝達され、運転者が感じることとなる。

これらの欠点を克服するために、本発明は、第２又は第３段階の内の少なくとも１つの間に、出力と入力の間の漸進性を実現可能にする新しい型式のフィーラーを備えたブースター付ブレーキを提供する。

このため、本発明は、フィーラーの前端が、軸方向に平行に突出し、且つフィーラーが、リアクションディスクと完全に接触する前にジャンプ距離をカバーするジャンプ段階の少なくとも一部分で、プランジャによってリアクションディスクに伝達される力とマスターシリンダーのプライマリーピストンに加えられる力との間に比例関係を提供できるようにする、少なくとも１つのスタッドを備えていることを特徴とする、先に述べた型式のブースター付ブレーキを提供する。

本発明の別の特徴によれば、
フィーラーの前端は、フィーラーと同軸の単一のスタッドを備えており、
スタッドは、実質的に円筒形で、その直径はフィーラーの直径より小さく、
スタッドの直径はフィーラーの直径と等しく、
スタッドの端部は、平坦な横断面で構成されており、
スタッドの端部は、窪みが開口している平坦な横断面で構成されており、
窪みは円錐台形状であり、
スタッドの端部は、円錐台形状である。

本発明のこの他の特徴と利点は、以下の詳細な説明を読めば明らかになるであろうし、添付図面を参照すれば理解頂けるであろう。

以下の説明では、同じ参照番号は、同一又は同様の機能を有する構成部品を示す。
便宜上、用語「前」「後」「上」「下」は、それぞれ、図１から図１６の左、右、上、下に向いている要素又は位置を示す。

図１は、自動車用ブースター付ブレーキを全体として参照番号１０で示している。
既知の方式で、ブースター付ブレーキ１０は、マスターシリンダー１４を作動させる空圧式ブレーキブースター１２を備えている。ブースター１２は、剛性のあるケーシング１６を備えており、その内側では、横断する隔壁１８が、第１圧力「Ｐ_１」を受ける前方チャンバ２０と第２圧力「Ｐ_２」を受ける後方チャンバ２２の境界を密閉可能に定めながら動けるようになっている。

ケーシング１６の内側では、ブースター１２は、可動隔壁１８に固定され、プライマリーピストン３０の後端に固定されているリアクションディスク２８を経由してマスターシリンダー１４のプライマリーピストン３０に作用する前面２６を備えている可動ピストン２４を備えている。具体的には、リアクションディスク２８は、マスターシリンダー１４のプライマリーピストン３０の中に入っているロッド３４に固定されているケージ３２の中に入っている。

ブースター１２は、戻しばね３８によってロッド３６に加えられる戻し力に抗して前方向に加えられる軸方向入力の関数として、選択的にピストン２４内で動く制御ロッド３６を備えている。

既知の方式で、制御ロッド３６の前端は、ピストン２４内に滑動可能に取り付けられ、可動隔壁１８を動かせるように、前方チャンバ２０内の第１圧力「Ｐ_１」より高い第２圧力「Ｐ_２」を後方チャンバ２２内に設定することができる弁４２の少なくとも１つの環状シートに接続されている少なくとも１つのプランジャ４０を備えている。例えば、後方チャンバ２２は、ブースター付ブレーキ１０の外側の大気圧「Ｐ_ａ」が掛かっている外部環境と連通させることもできる。

ブースター１２は、プランジャ４０の前端に配置され、ピストン２４から繋がっているボア４６を通って伸びるフィーラー４４を備えており、フィーラー４４は、制御ロッド３６が非作動位置にあるときは、リアクションディスク２８から所定のジャンプ距離に配置され、制御ロッド３６が、第１の所定の強さより大きな強さの入力で駆動されたときは、図２から４に示すように、リアクションディスク２８と接触して、マスターシリンダー１４の反力をプランジャ４０と制御ロッド３６に伝達する。

通常、制御ロッド３６に或る所定の強さより大きな強さのブレーキ力が掛けられている間、プライマリーピストン３０に掛かる出力には、４つの段階の間で明確な差がある。
これらの段階は、図１２に示されており、Ｙ軸は、制御ロッド３６に加えられる力の関数としてプライマリーピストン３０に加えられる力をバールで示しており、この制御ロッド３６に加えられる力は、Ｘ軸上にニュートンで表わされている。

無効行程段階と呼ばれる第１段階「ＰＣＭ」の間、出力は実質的にゼロである。この行程は、戻しばね３８の力に打ち勝つのに必要な制御ロッド３６の行程に対応する。
次に、ジャンプ段階と呼ばれる第２段階「ＰＳ」の間、そして或る所定の入力の値に対して、出力は、第１の所定の値「Ｓ１」まで、入力値の値とは無関係に急激に上昇する。この行程は、フィーラー４４によるジャンプ距離の吸収に対応する。

次に、ブースト段階と呼ばれる第３段階「ＰＡ」の間、出力は、入力の関数として、第１の所定の値「Ｓ１」から第２の所定の値「Ｓ２」まで実質的に直線的に増加する。
この段階「ＰＡ」は、ブースターによって出力に与えられるブーストに対応する。

最後に、飽和段階と呼ばれる第４段階「ＰＳＡＴ」の間、出力は、入力の関数として、第２の所定の値「Ｓ２」から実質的に直線的に増加する。ブースターの可動壁１８がその行程の端に達しており、それ以上ブーストを提供しないので、出力の増加はブースト段階の間の増加よりも少ない。追加のブレーキ力は、制御ロッド３６によって提供されるだけである。

図１２は、図６に示されているのと同様の平坦な端部４８を有するフィーラー４４を備えているプランジャ４０の場合を表しているが、この図１２から分かるように、この設計は、漸進性の点で問題がある。具体的には、第２段階「ＰＳ」の間、制御ロッド３６に加えられる或る所定の値の力に対して、出力が急激に増加する。それにより生じる反力も、その部分で急激に増加し、車両の運転者にとっては不快なペダル感覚になる。

更に、第２段階「ＰＳ」と第３段階「ＰＡ」の間の移行もその部分で突然生じ、つまりこれは、曲線上に顕著な傾斜の変化として明確に現れて、出力の増加割合が突然低下し、それは、この移行の瞬間に柔らかい感覚の反力としてはっきりと現れ、それがペダルに伝達され、運転者が感じることとなる。

これらの欠点を克服するために、本発明は、先に述べた２つの段階「ＰＳ」と「ＰＡ」の少なくとも一方の間に、出力と入力の間の漸進性を実現可能にする新しい型式のフィーラー４４を備えたブースター付ブレーキを提供する。

このため、本発明は、フィーラー４４の前端４８が、軸方向に平行に突出し、且つフィーラー４４が、リアクションディスク２８と完全に接触する前にジャンプ距離をカバーするジャンプ段階「ＰＳ」の少なくとも一部分で、プランジャ４０によってリアクションディスク２８に伝達される力とマスターシリンダー１４のプライマリーピストン３０に加えられる力との間に比例関係を提供できるようにする、少なくとも１つのスタッド５０を備えていることを特徴とする、先に述べた型式のブースター付ブレーキを提供する。

本発明の好適な実施形態では、フィーラー４４の前端４８は、フィーラー４４と同軸に配置された単一のスタッド５０を備えている。
本発明はこの構成に限定されず、フィーラー４４の前端４８は、フィーラー４４の軸の回りに角度方向に分散配置されている所与の形状の複数の軸方向スタッド５０を備えていてもよい。

図８から図１０に示されている本発明の第１から第３の実施形態によれば、スタッド５０は、実質的に円筒形であり、その直径は、フィーラー４４の直径より小さい。
更に具体的には、図８に示している本発明の第１の実施形態では、スタッド５０の端部は、平坦な横断面で構成されている。

この設計によれば、図１に示すように、フィーラー４４は、最初は、リアクションディスク２８から所定のジャンプ距離に配置されている。
無効行程段階「ＰＣＭ」の完了時、図２に示すように、スタッド５０はリアクションディスク２８に入り込んでいるが、フィーラー４４は前記リアクションディスク２８にまだ完全には入り込んでおらず、制御ロッド３６の入力の一部を伝達している。この形態が、ジャンプ行程「ＰＳ」の全長に沿って確立されており、これによって、図１−４に示している型式のフィーラー４４に対する入力の関数として、出力の漸進性を実現させることができるようになる。

その後、図３に対応するブースト段階「ＰＡ」の間は、スタッド５０だけがリアクションディスク２８と接触する。出力は、入力とブースター１２のブースト力との関数である。

最後に、図４に対応する飽和段階「ＰＳＡＴ」の間は、フィーラー４４は、リアクションディスク２８に完全に入り込み、入力を完全に伝達する。
出力は、もはやブースター１２から追加のブースト力を何ら受け取らない。

制御ロッド３６に加えられる入力が緩められると、図５に示しているように、フィーラー４４とスタッド５０は、リアクションディスク２８から引き出される。
この構成では、図１３で分かるように、第２ジャンプ段階「ＰＳ」の間に、出力は、急激に、且つ入力に比例して増加する。

更に、第２段階「ＰＳ」と第３段階「ＰＡ」の間の移行は漸進的に生じ、それによって、ペダルに感じていた柔らかな感触が無くなる。
図９と図１０に示している本発明の第２と第３の実施形態では、スタッド５０の端部４８は、窪み５２が開口した平坦な横断面である。

窪み５２は、円錐台形状であるのが望ましいが、本発明はこの形状に限定されるものではなく、球体部分として形成してもよい。
図１４と図１５で分かるように、この構成では、第２ジャンプ段階「ＰＳ」の間に、出力は、急激に、且つ入力に比例して増加する。スタッド５０の直径「Ｔ１」「Ｔ２」が小さくなるほど、第２段階「ＰＳ」と第３段階「ＰＡ」の間の移行を表す出力「Ｓ２」の値が小さくなり、即ち、第３ブースト段階「ＰＡ」が現れるのが早くなる。段階「ＰＳ」の曲線の勾配「Ω１」と「Ω２」は、関係するスタッド５０の直径「Ｔ１」「Ｔ２」と関連する値の直接関数である。

図７と図１１に示している本発明の第４と第５の実施形態では、スタッド５０の直径は、フィーラー４４の直径と等しい。
従って、この構成では、スタッド５０の特徴は、フィーラー４４の端部が特殊な方法で形成されていることにある。

具体的には、図７に示している本発明の第４の実施形態では、スタッド５０の端部４８は、円錐台形状である。端部４８は、平坦面５４と、フィーラー４４のエッジに接合している円錐台領域５６を備えている。

本発明は、この構成に限定されるものではなく、スタッド５０の端部４８は、本発明の性質を変えること無く、球状であってもよいことは理解頂けるであろう。
図１１に示している本発明の第５の実施形態では、スタッド５０の端部４８は、フィーラー４４と同じ直径の平坦な横断面で構成されており、その面内に窪み５２が開口している。この窪み５２は、円錐台形状であるのが望ましいが、例えば球のような別の形状でもよい。

この構成では、図１６で分かるように、第２段階「ＰＳ」と第３段階「ＰＡ」の間の移行は、漸進的に発生し、それによって、ペダルに感じていた柔らかな感触が無くなる。
従って、本発明は、制御ロッドによってペダルに伝達される感触の型式を実質的に修正し、ブースター付ブレーキ１０のユーザーの快適性を改良することができる。

本発明によるブースター付ブレーキの軸断面を、非作動位置で示している図である。 本発明によるブースター付ブレーキの軸断面を、無効行程とジャンプの段階におけるブレーキの掛かり始め状態で示している詳細図である。 本発明によるブースター付ブレーキの軸断面を、ブースト段階におけるブレーキを掛けている途中の状態で示している詳細図である。 本発明によるブースター付ブレーキの軸断面を、飽和段階におけるブレーキを掛けている途中の状態で示している詳細図である。 本発明によるブースター付ブレーキの軸断面を、ブレーキを緩めている途中の状態で示している詳細図である。 従来型のフィーラーの軸断面図である。 本発明によるブースター付ブレーキ用のフィーラーの或る実施形態を示す軸断面図である。 本発明によるブースター付ブレーキ用のフィーラーの別の実施形態を示す軸断面図である。 本発明によるブースター付ブレーキ用のフィーラーの又別の実施形態を示す軸断面図である。 本発明によるブースター付ブレーキ用のフィーラーの又別の実施形態を示す軸断面図である。 本発明によるブースター付ブレーキ用のフィーラーの又別の実施形態を示す軸断面図である。 図６のフィーラーを使った場合の出力を入力の関数として示す曲線である。 図８のフィーラーを使った場合の出力を入力の関数として示す曲線である。 図９のフィーラーを使った場合の出力を入力の関数として示す曲線である。 図１０のフィーラーを使った場合の出力を入力の関数として示す曲線である。 図１１のフィーラーを使った場合の出力を入力の関数として示す曲線である。

符号の説明

１０ ブースター付ブレーキ
１２ 空圧式ブレーキブースター
１４ マスターシリンダー
１６ ケーシング
１８ 可動隔壁
２０ 前方チャンバ
２２ 後方チャンバ
２４ 可動ピストン
２６ 前面
２８ リアクションディスク
３０ プライマリーピストン
３６ 制御ロッド
３８ 戻しばね
４０ プランジャ
４２ 弁
４４ フィーラー
４６ ボア
４８ フィーラーの前端
５０ スタッド
５２ 窪み
Ｐ_１ 第１圧力
Ｐ_２ 第２圧力

Claims (8)

1. 自動車用のブースター付ブレーキ（１０）であって、
   マスターシリンダー（１４）を作動する空圧式ブレーキブースター（１２）を備えており、
   前記ブースター（１２）は、剛性のあるケーシング（１６）を備えていて、その内側では、横断する隔壁（１８）が、第１圧力（Ｐ_１）を受ける前方チャンバ（２０）と第２圧力（Ｐ_２）を受ける後方チャンバ（２２）の境界を密閉可能に定めながら動けるようになっており、
   前記ブースター（１２）は、前記可動隔壁（１８）に固定され、プライマリーピストン（３０）の後端に固定されているリアクションディスク（２８）を経由して前記マスターシリンダー（１４）の前記プライマリーピストン（３０）に作用する前面（２６）を備えている可動ピストン（２４）を備えており、
   前記ブースター（１２）は、戻しばね（３８）によって制御ロッド（３６）に加えられる戻し力に抗して前方向に加えられる軸方向入力の関数として、選択的に前記ピストン（２４）内で動く制御ロッド（３６）を備えており、
   前記制御ロッド（３６）の前端は、前記可動ピストン（２４）内に滑動可能に取り付けられ、前記可動隔壁（１８）を動かせるように、前記前方チャンバ（２０）内の前記第１圧力（Ｐ_１）より高い第２圧力（Ｐ_２）を前記後方チャンバ（２２）内に設定できる弁（４２）の少なくとも１つの環状シートに接続されている少なくとも１つのプランジャ（４０）を備えており、
   前記ブースター（１２）は、前記プランジャ（４０）の前端に配置され、前記ピストン（２４）から繋がっているボア（４６）を通って伸びるフィーラー（４４）を備えており、前記フィーラー（４４）は、前記制御ロッド（３６）が非作動位置にあるときは、前記リアクションディスク（２８）から所定のジャンプ距離に配置され、前記制御ロッド（３６）が、第１の所定の強さより大きな強さの入力で駆動されたときは、前記リアクションディスク（２８）と接触して、前記マスターシリンダー（１４）の反力を前記プランジャ（４０）と前記制御ロッド（３６）に伝達する、自動車用のブースター付ブレーキ（１０）において、
   前記フィーラー（４４）の前記前端（４８）は、軸方向に平行に突出し、且つ前記フィーラー（４４）が、前記リアクションディスク（２８）と完全に接触する前にジャンプ距離をカバーするジャンプ段階（ＰＳ）の少なくとも一部分で、前記プランジャ（４０）によって前記リアクションディスク（２８）に伝達される力と前記マスターシリンダー（１４）の前記プライマリーピストン（３０）に加えられる力との間に比例関係を提供できるようにする少なくとも１つのスタッド（５０）を備えていることを特徴とするブースター付ブレーキ（１０）。
2. 前記フィーラー（４４）の前記前端（４８）は、前記フィーラー（４４）と同軸の単一のスタッド（５０）を備えていることを特徴とする、請求項１に記載のブースター付ブレーキ（１０）。
3. 前記スタッド（５０）は、実質的に円筒形で、その直径は、前記フィーラー（４４）の直径より小さいことを特徴とする、請求項２に記載のブースター付ブレーキ（１０）。
4. 前記スタッド（５０）の直径は、前記フィーラー（４４）の直径と等しいことを特徴とする、請求項２に記載のブースター付ブレーキ（１０）。
5. 前記スタッド（５０）の端部（４８）は、平坦な横断面で構成されていることを特徴とする、請求項３に記載のブースター付ブレーキ（１０）。
6. 前記スタッド（５０）の端部（４８）は、窪み（５２）が開口している平坦な横断面で構成されていることを特徴とする、請求項３に記載のブースター付ブレーキ（１０）。
7. 前記窪み（５２）は円錐台形状であることを特徴とする、請求項６に記載のブースター付ブレーキ（１０）。
8. 前記スタッド（５０）の端部（４８）は、円錐台形状であることを特徴とする、請求項５に記載のブースター付ブレーキ（１０）。

Images