JP2662675B2

JP2662675B2 - 気圧式倍力装置

Info

Publication number: JP2662675B2
Application number: JP63078494A
Authority: JP
Inventors: 猛佐藤
Original assignee: TOKIKO KK
Current assignee: TOKIKO KK
Priority date: 1988-03-31
Filing date: 1988-03-31
Publication date: 1997-10-15
Anticipated expiration: 2012-10-15
Also published as: JPH01249564A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、自動車等のブレーキ系統に使用される気圧
式倍力装置に関する。

（従来の技術）近年、ホイールシリンダに油液を供給してブレーキを
作動させるためのマスタシリンダとブレーキペダルとの
間に、ブレーキペダルの踏力を倍力させてマスタシリン
ダを作動させる気圧式倍力装置が採用されてきている。

この気圧式倍力装置は、一般的に、密閉された倍力装
置本体内を出力軸を取付けたパワーピストンユニットに
より定圧室と変圧室とに画成し、定圧室には逆止弁を介
してエンジンのインテークマニホールドなどの負圧源が
接続され、変圧室には大気が導入可能な構造となってい
る。

そして、定圧室を負圧にし、変圧室に大気を導入する
ことにより各室間の圧力差で、前記パワーピストンユニ
ットが移動され、出力軸から倍力した力を出力させるこ
とができるものである。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、前記従来の気圧式倍力装置では、次の
ような問題点があった。

ドラムブレーキおよびディスクブレーキのいずれのも
のであっても、一定のブレーキ力を保とうとするため
に、ブレーキペダルの踏み込みを途中で停止した場合、
運転者は制動力が低下したような不快感を感じることが
ある。これは、ライニングとブレーキドラムの摩擦力ま
たはディスクと摩擦パッドの摩擦力が、両者の間の摩擦
係数の低下によってブレーキのかけ始めから徐々に低下
するために起こるものである。

そのため、ブレーキ力を一定に保つためには、ブレー
キペダルを停止させた位置から徐々に踏み込んでいかな
ければならなく、ブレーキフィーリングが悪いという問
題点があった。

また、ブレーキペダルの踏み込みを途中で停止させた
ときに、ブレーキ力が徐々に上昇するようにすると、運
転者が良好なブレーキフィーリングを得られることが解
っている。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、ブレーキ力を一定に保つ際のブ
レーキフィーリングの向上が図れる気圧式倍力装置を提
供することにある。

（課題を解決するための手段）以上の目的を達成するための手段として、倍力装置本
体内を出力軸を取付けたパワーピストンユニットにより
定圧室と変圧室とに画成し、前記定圧室を負圧源に接続
し、前記変圧室に大気を導入して前記定圧室とに圧力差
を生じさせて前記パワーピストンユニットを移動させ、
出力軸から倍力気圧式倍力装置において、前記定圧室と
負圧源とを接続する配管に、それぞれ所定の開弁圧力が
設定されて前記定圧室側から負圧源側への気体の流動の
みを許容する第１および第２の逆止弁を直列に、かつ、
第２の逆止弁が前記定圧室側となるように配設し、さら
に、前記第２の逆止弁の入口側と出口側とを常時連通す
る絞り通路を設けたものである。

（作用）ブレーキペダルを踏み込んで、定圧室と変圧室とに圧
力差を生じさせパワーピストンユニットが前進される
と、定圧室の容積が小さくなり圧力が上昇するが、各々
の逆止弁が開弁することにより、定圧室の圧力が回復さ
れる。

このとき、途中で踏み込みを停止した場合に、定圧式
の圧力が回復されても、それぞれの逆止弁の入口側と出
口側とにはその開弁圧力によって生じる圧力差があるた
め、絞り通路を介して徐々に定圧室の圧力が低下され
て、パワーピストンユニットがさらに前進し出力が上昇
される。

（実施例）つぎに、本発明の第１の実施例を図面に基づいて説明
する。

まず、第１図を用いて構成を説明すると、フロントシ
ェル１とリアシェル２とから内部が密閉された倍力装置
本体３が形成され、倍力装置本体３内は、パワーピスト
ンユニット４により前側の定圧室５と後側の変圧室６と
に画成されている。

パワーピストンユニット４は、外周端が各シェル1,2
で、気密に挟持されたダイヤフラム７と、定圧室５側に
位置してダイヤフラム７の表面に接する薄板状のパワー
ピストン８と、ダイヤフラム７およびパワーピストン８
の内周が気密に固着され、倍力装置本体３の軸方向に変
位可能に設けられたバルブボディ９とから概略構成され
ている。そして、非作動状態のときは、パワーピストン
ユニット４はリターンスプリング10により後方へ付勢さ
れた状態となっている。

バルブボディ９は、倍力装置本体３の後端側から外部
に突出しており、突出した部分は円筒状に形成されてい
る。また、バルブボディ９の軸線に沿って前側（第１図
中左側）から大径の孔11と小径のシリンダ孔12とが形成
されており、大径の孔11には先端が図示しないマスタシ
リンダに接続される出力軸13の基端に形成されているフ
ランジ部14がリアクションディスク15を介して嵌合され
ている。さらに、小径のシリンダ孔12にはプランジャ16
が摺動自在に嵌合されており、プランジャ16の後端には
入力軸17が接続されている。

バルブボディ９の後側の円筒状の内部には、ポペット
弁18が設けられている。ポペット弁18は後端部をスプリ
ング受け19によりバルブボディ９の内周に固定されてお
り、前端部は中間部の蛇腹形状により前後方向へ進退動
できるようになっている。さらに、前端部は、前記スプ
リング受け19との間に介装されたスプリング20により前
方へ付勢されている。なお、前記スプリング受け19と入
力軸17のフランジ21とに介装されているスプリング22
は、入力軸17を後方（第１図中右方）へ付勢するもので
ある。

バルブボディ９には、定圧室５とバルブボディ９の内
部とを連通する通路23と、変圧室６とバルブボディ９の
内部とを連通する通路24とが形成されている。また、バ
ルブボディ９の内部は後端部に設けられているフィルタ
25を介して大気に連通されている。

バルブボディ９の内周面にはポペット弁18が着座可能
な弁座26が形成されており、ポペット弁18の前端部が着
座することにより、定圧室５とバルブボディ９の内部と
を連通する通路23が遮断される。また、プランジャ16の
後端にも弁座27が形成されており、これにポペット弁18
が着座することにより、変圧室６とバルブボディ９の内
部とを連通する通路24が遮断される。

負圧源である図示しないエンジンのインテークマニホ
ールドに接続された配管28は、フロントシェル１に設け
られている負圧導入管29に接続され、定圧室５内は負圧
状態にされる。配管28の途中には、定圧室５から負圧源
にのみ気体の流動が許容される第１の逆止弁30が設けら
れている。この第１の逆止弁30は、設定荷重F₁のばね31
により弁体32を流路に形成された弁座33に付勢し、入口
34側の圧力と出口35側の圧力とが所定の圧力差（開弁圧
力）P₁になったときに弁体32が弁座33から離間するよう
に設定されている。

また、第１の逆止弁30よりも定圧室５側の配管部分、
例えば第１の逆止弁30と負圧導入管29の間の配管36に
は、第１の逆止弁30と同一方向の気体の流動が許容され
る第２の逆止弁37が設けられており、第１の逆止弁30と
第２の逆止弁37とが直列に配置されている。この第２の
逆止弁37も設定荷重F₂のばね38により弁体39を流路に形
成された弁座40に付勢し、入口41側の圧力と出口42側の
圧力とが所定の圧力差（開弁圧力）P₂になったときに弁
体39が弁座40から離間するように設定されているもので
ある。そして、第２の逆止弁37のばね38の設定荷重F₂は
第１の逆止弁30のばね31の設定荷重F₁より大きく設定さ
れており、第２の逆止弁37は第１の逆止弁30の圧力差P₁
より大きな圧力差P₂で開弁するようになっている。さら
に、第２の逆止弁37の弁体39には、入口41側と出口42側
を連通するオリフィス43が形成されており、第２の逆止
弁37の入口41側と出口42側を常時連通する絞り通路を構
成している。

以上の構成の作用を説明する。

第１図に示す非作用状態から図示しないブレーキペダ
ルを踏み込んで入力軸17を前進させると、プランジャ16
の弁座27がポペット弁18から離間し大気が通路24から変
圧室６に導入される。このとき、定圧室５は負圧状態と
なっているため、定圧室５と変圧室６とに圧力差が生じ
パワーピストンユニット４がリターンスプリング10の弾
性力に抗して前進し、出力軸13から倍力した力が出力さ
れる。

このとき、パワーピストンユニット４の前進に伴なっ
て定圧室５の容積が小さくなり、圧力が高まると、第１
および第２の逆止弁30,37が開弁して、定圧室５内をも
との圧力状態に回復させる。

ここで、ブレーキ力を一定に保つために、ブレーキペ
ダルの踏み込みを途中で停止させる場合を考える。この
場合、まず、ブレーキペダルを踏み込んでパワーピスト
ンユニット４を前進させると、定圧室５の圧力が上昇
し、それを回復させるために第１および第２の逆止弁3
0,37が開弁する。そして、ブレーキペダルの踏み込みを
途中で停止させると、負圧源側の圧力と定圧室５の圧力
との圧力差が小さくなってゆき、その圧力差がP₂となっ
たときに第２の逆止弁37が閉弁する。この閉弁により、
第２の逆止弁37の弁体39に形成されているオリフィス43
にのみ負圧源と定圧室５とが連通されるため、ゆっくり
と定圧室５の圧力が低下され、されに伴なってパワーピ
ストンユニット４も徐々に前進して出力を上昇させる。
この状態では、第１の逆止弁30の入口34側の圧力は次第
に上昇するので、圧力差がP₁以上になっており、第１の
逆止弁30は開弁している。

そして、最終的に圧力差がP₁よりも小さくなると第１
の逆止弁30が閉弁して、負圧源と定圧室５の連通が遮断
され一定のブレーキ力が保たれることとなる。

この作用を第２図により具体的に説明すると、Ａ線は
入力の時間的変化であり、Ｂ線は出力の時間的変化であ
る。またＣ線は定圧室５の圧力の時間的変化である。な
お、圧力は下にいくほど高くなる。

このように、入力を時刻ｔで停止させると、定圧室５
はオリフィス43の連通によりのみ回復されるため、Ct点
からなだらかな勾配で上昇する。また、それに応じてパ
ワーピストンユニット４が移動するために、出力もBt点
からなだらかな勾配で上昇していく。

第３図は、従来の、逆止弁を１つ設けた気圧倍力装置
の作用を示すもので、第２図と同様に、AP線は入力、BP
線は出力、CP線は圧力のそれぞれの時間的変化を示して
いる。そして、入力を時刻ｔで停止させると、出力はそ
の時点から一定となってしまうため、ブレーキフィーリ
ングを悪化させてしまう。

第４図は、一般的な気圧式倍力装置の入出力特性図を
示し、Ｄ線が入力特性で、Ｅ線が出力特性であり、ヒス
テリシスループとなっている。ここで、本発明の気圧式
倍力装置において入力を途中Ｆ点で停止すると、出力の
みが上昇するため、破線Ｇのような特性となる。そし
て、この特性により、極めて良好なブレーキフィーリグ
が得られる。周知のように、倍力装置においては、入力
軸17への入力によって、変圧室６と定圧式５との間の圧
力差がほぼ一義的に決るため、定圧室５が逆止弁30,37
を介して減圧された後のオリフィス43による定圧室５の
減圧によって出力が上昇するのである。

つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、倍力
装置本体３内の構成は上記第１の実施例と同じであるた
め、図示および説明は省略し、逆止弁の構成のみを詳細
に説明する。

まず、第２の実施例では、第１の実施例で示した、第
１の逆止弁30と第２の逆止弁37のそれぞれのばねの設定
荷重F₁,F₂すなわち開弁圧力を同一とするか、または、
逆の大きさ（F₁＞F₂すなわちP₁＞P₂）として構成したも
のである。

この構成とすると、第１および第２の逆止弁30,37の
閉弁後、第１の逆止弁30と第２の逆止弁37を接続する配
管36内と定圧室５とに圧力差があるため、第２の逆止弁
37の弁体に形成されているオリフィス43により定圧室５
の圧力が低下され、それに伴なってパワーピストンユニ
ット４も徐々に前進して出力を上昇させることとなる。

この第２の実施例において、第１の逆止弁30と第２の
逆止弁37の間に一定の容積をもつ室（図示せず）を設け
ると、室の容積に応じて定圧室５の圧力が低下され、ブ
レーキペダルの踏み込みを途中で停止した後の出力の上
昇割合を適宜設定することができる。

つぎに、第５図を用いて第３の実施例を説明すると、
第１の実施例において、弁体39にオリフィス43が形成さ
れた第２の逆止弁37の代りに、弁座40aにスリット44が
形成された第２の逆止弁37aを用い、このスリット44を
絞り通路としたものである。このものでは、第１の実施
例と同様の作用が生じる。

第４の実施例は、第１の実施例のように第２の逆止弁
37の弁体39に形成したオリフィス43を絞り通路とする代
りに、第６図に示すように、オリフィスが形成されてい
ない弁体39bを有する第２の逆止弁37bと並列に絞り45を
有する配管46を設けて、これを第２の逆止弁37bの入口4
1b側と出口42b側とを連通する絞り通路としたものであ
る。

このものでは、第１の実施例と同様の作用を有すると
ともに、絞り通路を構成する絞り45を開度の異なる絞り
と交換することにより、ブレーキペダルの踏み込みを途
中で停止した後の出力を上昇させる時間を変えることが
可能である。

第５図の実施例は、前記第４の実施例に対しても、第
７図に示すように第２の逆止べ37cと並列に設けられる
管路46cの絞り45cを可変絞りとしたものである。この可
変絞り45cの構成は、絞り本体47にスプール48を軸方向
に摺動自在に設けたものであり、スプール48の先端と通
路49の段部との隙間Ｓを変えることにより、絞り量が自
由に設定される。なお、このものでは、絞り45cを交換
することなく出力を上昇させる時間を変えることができ
る。

第６の実施例では、第１の実施例の第２の逆止弁37の
代りに、第８図に示すように、ばね38dを受けるばね座
部材50をばね38dの伸縮方向へ移動できるように、弁本
体51に螺合させた構成の逆止弁37dを用いたものであ
る。

この構成とすると、ばね38dの弾性力を変えることが
できるため、弁体39dが開分するときの入口41d側と出口
42d側の圧力差を自由に設定することができることとな
る。そして、これにより、例えば第１の逆止弁30より大
きな圧力差のときに閉弁するように設定すれば、ブレー
キペダルの踏み込みを途中で停止した後の出力上昇を大
きくでき、また、第１の逆止弁30より小さな圧力差のと
きに閉弁するように設定すれば、出力上昇を小さくする
ことができる。このように、ばね38dの弾性力を調整す
ることにより、第２の逆止弁37dの閉弁時期が設定で
き、所望の出力上昇量を得ることができる。

なお、本発明は、以上の実施例に限定されるものでは
なく、エンジンのインテークマニホールド等の負圧源を
利用して作動させる気圧式倍力装置であればどのような
ものでも適用することができ、また、倍力装置本体３
も、パワーピストンユニットが複数設けられているもの
にも適用することができる。

（発明の効果）以上詳細に説明したように本発明は、定圧室と変圧室
との圧力差によりパワーピストンユニットを移動させて
倍力した力を出力する気圧式倍力装置において、定圧室
と負圧源とを接続する配管に、それぞれ所定の開弁圧力
が設定された第１の逆止弁と第２の逆止弁とを直列に配
設し、第２の逆止弁の入口側と出口側とを常時連通する
絞り通路を設けたため、ブレーキ力を一定に保つため
に、ブレーキペダルの踏み込みを途中で停止したときで
も、第２の逆止弁の開弁圧力によって生じる入口側と圧
力差により、絞り通路を介して徐々に定圧室の圧力が低
下されて、出力が徐々に上昇される。

そのため、ブレーキペダルの踏み込みを途中で停止し
てもブレーキ力を一定に保つことが可能であり、さら
に、運転者が安定感のあるブレーキフィーリングを得る
こともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例の気圧式倍力装置の全
体を示す縦断面図、第２図は、第１図に示した気圧式倍力装置の作動時の、
入力、出力、圧力のそれぞれの時間的変化を示す図、第３図は、従来の一般的な気圧倍力装置の作動時の、入
力、出力、圧力のそれぞれの時間的変化を示す図、第４図は、気圧式倍力装置の入出力特性であり、本発明
の気圧式倍力装置において入力を途中で停止したときの
特性を示した図、第５図は、本発明の第３の実施例の要部を示す縦断面
図、第６図は、本発明の第４の実施例の要部を示す縦断面
図、第７図は、本発明の第５の実施例の要部を示す縦断面
図、第８図は、本発明の第６の実施例の要部を示す縦断面図
である。４……パワーピストンユニット５……定圧室、６……変圧室 13……出力軸、28……配管 30……第１の逆止弁（逆止弁） 37……第２の逆止弁（他の逆止弁） 41……入口、42……出口 43……オリフィス（絞り通路）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】倍力装置本体内を出力軸を取付けたパワー
ピストンユニットにより定圧室と変圧室とに画成し、前
記定圧室を負圧源に接続し、前記変圧室に大気を導入し
て前記定圧室とに圧力差を生じさせて前記パワーピスト
ンユニットを移動させ、出力軸から倍力した力を出力さ
せる気圧式倍力装置において、前記定圧室と負圧源とを
接続する配管に、それぞれ所定の開弁圧力が設定されて
前記定圧室側から負圧源側への気体の流動のみを許容す
る第１および第２の逆止弁を直列に、かつ、第２の逆止
弁が前記定圧室側となるように配設し、さらに、前記第
２の逆止弁の入口側と出口側とを常時連通する絞り通路
を設けたことを特徴とする気圧式倍力装置。