JP3680969B2 - ブレーキ倍力装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明はブレーキ倍力装置に関し、より詳しくは、大きなヒステリシスを得られるように構成したブレーキ倍力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来一般に、ブレーキ倍力装置は、シェル内に摺動自在に設けたバルブボディと、このバルブボディに設けたパワーピストンと、パワーピストンの前後に形成した定圧室および変圧室と、バルブボディ内に設けた弁機構と、上記弁機構の一部を構成し、上記バルブボディに摺動自在に嵌合した弁プランジャと、ブレーキペダルと連動し、上記弁プランジャを進退動させて弁機構の流路を切換える入力軸と、リヤ側に位置する基部を上記バルブボディに摺動自在に取り付けられるとともに上記バルブボディの前進によって前進される出力軸と、上記出力軸の基部と弁プランジャの間に配設したリアクションディスクとを備えている。
このような従来一般のブレーキ倍力装置の作動時には上記リアクションディスクにバルブボディと弁プランジャとを同時に接触させ、出力軸に加わるブレーキ反力の一部をバルブボディで受けさせるとともに、残部を弁プランジャに伝達させ、この弁プランジャに加わるブレーキ反力を入力軸およびブレーキペダルを介して運転者に感知させるようにしている。
また、本件の出願人は先に特願平8−160595号によって、ブレーキ反力が入力軸に伝達されないように構成するとともに、擬似反力付与手段によって運転者に擬似反力を付与するようにしたブレーキ倍力装置を提案したところである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来、ブレーキ倍力装置の作動状態において、同一出力が得られる場合のブレーキペダルの踏み込み時と解放時の入力の差はヒステリシスと称されている。より詳細には、弁機構による流路が切り換えられてブレーキ倍力装置が作動されると、弁機構を構成する大気弁および真空弁が同時に閉鎖されて出力が変動しないサーボバランス状態が生じる。このサーボバランス状態は、弁機構を構成する弁体の弾性変形によって得られるものであり、ブレーキペダルの踏み込み時とブレーキペダルの解放時に生じる。つまり、ブレーキ倍力装置がサーボバランス状態となって出力が同一の場合におけるブレーキペダルの踏み込み時とブレーキペダルの解放時の入力の差がヒステリシスである。
そして、上記『従来の技術』の冒頭で述べた従来一般の倍力装置の場合には、リアクションディスクによってブレーキ反力を入力軸に伝達するようにしているので、上記弁機構の弁体の弾性変形だけでなくリアクションディスクの弾性変形もヒステリシスに関与するので、ヒステリシスを大きくすることができる。このように大きなヒステリシスを得ることによって、ブレーキペダルを介して運転者に伝達されるブレーキフィーリングを良好なものとすることができる。
しかるに、本件の出願人が提案した上記特願平8−160595号のブレーキ倍力装置では、リアクションディスクを省略して出力軸に作用するブレーキ反力をブレーキペダルに伝達させないように構成しているため、弁機構の弁体の弾性変形だけがヒステリシスに関与することになる。換言すると、上述した特願平8−160595号のブレーキ倍力装置ではリアクションディスクを省略しているので、リアクションディスクの弾性変形はヒステリシスに関与しないことになる。したがって、リアクションディスクを省略した分だけ従来一般のブレーキ倍力装置よりもヒステリシスが小さくなり、そのために運転者のブレーキフィーリングが悪くなるという欠点が生じていたものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上述した事情に鑑み、請求項1の発明は、シェル内に摺動自在に設けたバルブボディと、このバルブボディに設けたパワーピストンと、パワーピストンの前後に形成した定圧室および変圧室と、バルブボディ内に設けた弁機構と、上記弁機構の一部を構成し、上記バルブボディに摺動自在に嵌合した弁プランジャと、ブレーキペダルと連動し、上記弁プランジャを進退動させて弁機構の流路を切換える入力軸と、リヤ側に位置する基部を上記バルブボディに摺動自在に取り付けられるとともに上記バルブボディの前進によって前進される出力軸と、上記出力軸の基部と弁プランジャの間に配設したリアクションディスクとを備えたブレーキ倍力装置において、
上記リアクションディスクと弁プランジャとの間に弾性部材を設けて、ブレーキペダルが踏み込まれて上記弁機構がサーボバランス状態にある時には上記弾性部材が弁プランジャと当接して、出力軸に作用する出力の反力がリアクションディスク、弾性部材および弁プランジャを介して入力軸に伝達されるように構成し、他方、ブレーキペダルの踏み込みが解放されて上記弁機構がサーボバランス状態にある時には上記弾性部材と弁プランジャとが離隔して出力軸に作用する出力の反力が入力軸に伝達されないように構成し、さらに、上記入力軸が移動された際にその移動量に応じた擬似反力をブレーキペダルに付与する擬似反力付与手段を設けたものである。
【0005】
また請求項3の発明は、シェル内に摺動自在に設けたバルブボディと、このバルブボディに設けたパワーピストンと、パワーピストンの前後に形成した定圧室および変圧室と、バルブボディ内に設けた弁機構と、この弁機構の一部を構成し、上記バルブボディに摺動自在に嵌合した弁プランジャと、ブレーキペダルと連動し、上記弁プランジャを進退動させて弁機構の流路を切換える入力軸と、リヤ側に位置する基部を上記バルブボディに摺動自在に取り付けられるとともに上記バルブボディの前進によって前進される出力軸と、この出力軸の基部と弁プランジャの間に配設したリアクションディスクとを備えたブレーキ倍力装置において、
上記リアクションディスクと弁プランジャとの間に、ブレーキペダルの踏み込み時は、上記出力軸に作用する出力の反力が上記弁プランジャに伝達されることを許容し、ブレーキペダルの踏み込み解除時には、上記弁プランジャへの反力伝達を阻止するとともに、上記ブレーキペダルが急激に踏み込まれた時、上記弁プランジャの上記バルブボディに対するフロント側への相対移動距離を大きくする弾性部材を介在させたものである。
【0006】
【作用】
いずれの構成においても、ブレーキ倍力装置の作動中で、かつ弁機構がサーボバランス状態にある時のブレーキペダルの踏み込み時には、出力軸に作用する出力の反力もブレーキペダルに伝達されるので、上記擬似反力付与手段による擬似反力と出力の反力との合算された反力がブレーキペダルに伝達されることになる。
他方、ブレーキ倍力装置の作動中で、かつ弁機構がサーボバランス状態にある時のブレーキペダルの解放時は、ブレーキペダルには出力の反力は伝達されないので、擬似反力付与手段による擬似反力だけがブレーキペダルに伝達されることになる。
つまり、上記弾性部材を設けたことにより、ブレーキ倍力装置による同一出力が得られる場合における入力の差であるヒステリシスを得ることができる。
このように、上記弾性部材によってヒステリシスを得ることができるので、該弾性部材と弁機構の弁体とによって大きなヒステリシスを得ることができ、それによって運転者のブレーキフィーリングを良好にすることができる。
【0007】
【実施例】
以下、図示実施例について本発明を説明すると、図1において、ブレーキ倍力装置1は、フロントシェル2とリヤシェル3とで構成した密封容器を備えており、その密封容器内は、その中央部に設けたセンタープレート4によってフロント側のフロント室5とリヤ側のリヤ室6とに区画している。
センタープレート4およびリヤシェル3の軸部には、概略筒状に形成したバルブボディ7をシール部材8、8’によって気密を保持して摺動自在に貫通させている。バルブボディ7には、上記フロント室5およびリヤ室6とに収納したフロントパワーピストン11とリヤパワーピストン12とをそれぞれ連結するとともに、各パワーピストン11、12の背面にフロントダイアフラム13とリヤダイアフラム14とをそれぞれ張設している。これにより、フロントダイアフラム13の前後に定圧室Aと変圧室Bを、またリヤダイアフラム14の前後に定圧室Cと変圧室Dとを形成している。
【0008】
バルブボディ7内には、上記2つの定圧室A、Cと2つの変圧室B、Dおよび大気との連通状態を切換える従来公知の弁機構15を設けている。すなわち、弁機構15は、バルブボディ7の内周面に形成した環状の真空弁座16と、この真空弁座16よりも内側でバルブボディ7に摺動自在に設けた弁プランジャ17の右端に形成した環状の大気弁座18と、さらにばね21の弾発力によって上記両弁座16,18に着座するゴム製の弁体22とを備えている。
上記真空弁座16とこれに接離する弁体22のシート部によって真空弁23を構成してあり、この真空弁23よりも外側はバルブボディ7に形成した定圧通路24を介して定圧室A、Cに連通させている。また上記定圧室Aは、負圧導入管25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に連通させている。
他方、大気弁座18とこれに接離する弁体22のシート部とによって大気弁26を構成してあり、この大気弁26と真空弁23との間の空間は、バルブボディ7に形成した半径方向の第1変圧通路27を介して変圧室Dに連通させ、さらに該変圧室Dはバルブボディ7の軸方向に形成した第2変圧通路28を介して変圧室Bに連通させている。また、上記大気弁26よりも内側は、バルブボディ7の内部空間によって構成した大気通路31を介して大気に連通させている。
【0009】
上記弁プランジャ17のリヤ側の端部に入力軸32のフロント側の端部を枢支連結してあり、入力軸32のリヤ側の端部は図示しないブレーキペダルに連動させている。またこの入力軸32とバルブボディ7の内周部とにわたってはばね33を弾装している。このばね33の弾撥力によって入力軸32は常時リヤ側にむけて付勢されている。また上記弁プランジャ17にはキー部材34を係合させてあり、それによって、弁プランジャ17がバルブボディ7から脱落するのを防止している。
【0010】
次に、バルブボディ7の内周部には、フロント側に向けて突出する環状突起7Aを形成してあり、この環状突起7Aに出力軸35の基部に形成した凹部35aを摺動自在に嵌装している。また、出力軸35の凹部35aには円盤状のリアクションディスク36を収納してあり、かつ、このリアクションディスク36を環状突起7Aの端面と凹部35aの底部との間に介在させている。なお、出力軸35のフロント側の端部はフロントシェル2の軸部を貫通させて図示しないマスタシリンダのピストンに連動させている。
さらに、フロントシェル2の壁面とバルブボディ7とにわたってはリターンスプリング37を弾装してあり、このリターンスプリング37の弾撥力によってキー部材34がリヤシェル3の壁面と当接し、かつ、バルブボディ7はキー部材34に当接する図示非作動位置に停止している。この非作動状態では、大気弁26は閉鎖される一方、真空弁23が開放されており、したがって、定圧室A,Cだけでなく変圧室B,Dにも負圧が導入されている。
以上の構成は従来公知のブレーキ倍力装置のものと基本的に変わるところはない。
【0011】
しかして、本実施例は、バルブボディ7における環状突起7A内に概略カップ状としたゴム製の弾性部材41を嵌合している。この弾性部材41は、その開口部側の端部をフロント側に位置させ、その底部41aがリヤ側に位置するように環状突起7A内に嵌合されている。そして、弾性部材41の開口部側の端部は、リアクションディスク36の端面に当接し、他方、弾性部材41の底部41aは、そのリヤ側に位置するバルブボディ7の段部端面7Bから離隔するとともに、弁プランジャ17のフロント側の端面17aと対向している。
本実施例の弁プランジャ17は、従来一般のものよりも軸方向寸法を短くしているので、図示非作動状態において、弁プランジャ17のフロント側の端面17aは、バルブボディ7の段部端面7Bよりもわずかにリヤ側に位置している。
このように本実施例では、上記リアクションディスク36と弁プランジャ17の端面17aとの間に、カップ状の弾性部材41を配設してあり、ブレーキ倍力装置1が作動されると、リアクションディスク36の弾性変形に伴って弾性部材41の底部41aが弁プランジャ17の端面17aに当接するように構成している。
【0012】
さらに、本実施例では、入力軸32のリヤ側に擬似反力付与手段42を設けてあり、ブレーキペダルが踏み込まれて入力軸32が前進されている状態では、この擬似反力付与手段42によってブレーキペダルに擬似反力を付与するようにしている。本実施例では、擬似反力付与手段42はコイルばねによって構成してあり、このコイルばねの一端を入力軸32に連結し、コイルばねの他端を図示しない車体の一部に連結している。
【0013】
(作動説明)
以上の構成において、図示非作動状態からブレーキペダルが踏み込まれて入力軸32および弁プランジャ17が前進されると、従来周知のブレーキ倍力装置1と同様に、弁機構15の流路が切り換わる。すなわち、図2に示す様に、真空弁23が閉鎖されてから大気弁26が開放されるので、両変圧室B,Dに大気が導入される。そのため、定圧室A,Cと変圧室B,Dとの圧力差により両パワーピストン11,12およびバルブボディ7が前進され、それによって出力軸35が前進されるので、図示しないマスターシリンダにブレーキ液圧が発生する。そして、この図2に示したブレーキ倍力装置1の作動開始時には、弁プランジャ17の端面17aは、バルブボディ7の段部端面7Bよりもわずかにフロント側まで突出した状態となっている。
また、ブレーキペダルの踏み込みが開始されると、ブレーキペダルに連動した入力軸32の移動量に応じて擬似反力付与手段42によってブレーキペダルに擬似反力が付与される。
【0014】
そして、上述のようにブレーキ倍力装置1が作動されると、図3に示すようにリアクションディスク36が軸方向に圧縮されるので、このリアクションディスク36の軸部がリヤ側にむけて膨出し、それに伴って、弾性部材41もバルブボディ7に対してリヤ側に移動される。これにより、弾性部材41の底部41aが対向位置にある弁プランジャ17の端面17aと当接する。このジャンピングの時点から出力軸35に作用する出力の反力の一部が、リアクションディスク36、弾性部材41と弁プランジャ17、さらに入力軸32を介して図示しないブレーキペダルに伝達される。なお、この図3に示した状態では、弾性部材41の底部41aは、バルブボディ7の段部端面7Bには当接していない。
また、ブレーキ倍力装置1の作動後にブレーキペダルが踏み込まれている時のサーボバランス状態、つまり大気弁26および真空弁23がともに閉鎖されて出力が変動しない状態では、この図3に示すように、出力軸35に作用する出力の反力の一部が弾性部材41と弁プランジャ17、さらに入力軸32を介して図示しないブレーキペダルに伝達される。
【0015】
次にブレーキ倍力装置1の作動後にブレーキペダルの踏み込みが解放されると、図4に示すように、弁プランジャ17が僅かにリヤ側に後退する。そのため、弁プランジャ17のフロント側の端面17aは、バルブボディ7の端部端面7Bよりもリヤ側まで後退し、それに伴って、弾性部材41の底部41aは弁プランジャ17のフロント側の端面17aから離隔する一方、バルブボディ7の段部端面7Bに当接する。したがって、この状態では、出力軸35に作用する出力の反力はブレーキペダルに伝達されなくなり、擬似反力付与手段42による擬似反力だけがブレーキペダルに伝達されることになる。
また、この図4に示すように、ブレーキ倍力装置1の作動後にブレーキペダルの踏み込みが解放された時のサーボバランス状態、つまり大気弁26および真空弁23がともに閉鎖されて出力が変動しない状態では、擬似反力付与手段42による擬似反力だけがブレーキペダルに伝達されることになる。
【0016】
このように本実施例では、図3に示したブレーキペダルが踏み込まれているときのサーボバランス状態と、図4に示したブレーキペダルの踏み込みが解放された時のサーボバランス状態とを比較すると、図4に示したブレーキペダルの踏み込みが解放された時の方が、ブレーキペダルに伝達される反力は小さくなる。
換言すると、同一出力が得られる場合においてブレーキペダルの踏込み時(図3)よりも、ブレーキペダルの踏み込みの解放時(図4)の方が入力は小さくなる。つまり、上記弾性部材41を設けたことにより、同一出力が得られる場合における入力の差であるヒステリシスを得ることができる。したがって、ゴムからなる弁体22と上記弾性部材41とによって大きなヒステリシスを確保することができる。したがって、運転者に対して良好なブレーキフィーリングを付与することができる。
なお、上述した弾性部材41はゴムによって構成しているが、このゴムの硬度や形状を変更することにより、ヒステリシスの大きさを調整することができる。
また、弾性部材41はゴムからなるので、製造コストの上昇を抑制して大きなヒステリシスを確保することができる。
【0017】
さらに、図1に示した非作動状態からブレーキペダルが急激に踏み込まれる急制動時には、図5に示すように、弁プランジャ17は上述した通常のブレーキ作動時よりもバルブボディ7に対してフロント側に相対移動される距離が大きくなり、段部端面7Bからフロント側への突出量が大きくなる。そして、弁プランジャ17の端面17aが弾性部材41の底部41aに当接し、弾性部材41の底部41aは容易にフロント側にむけて膨出するように弾性変形される。
このように、弁プランジャ17がバルブボディ7に対して大きくフロント側に相対移動されることに伴って大気弁26の開度が大きくなりので、両変圧室B,D内に大気が迅速に導入される。ここで、擬似反力付与手段42がブレーキペダルに与える擬似反力は、急制動時も上述した通常の制動時も実質的に同一である。そのため、従来一般のブレーキ倍力装置のブレーキ反力のように急制動時に異常に大きくなるということがないので、急制動時においても相対的に軽い踏力で大きなブレーキ力を得ることができ、したがって老人や女性等の非力な運転者でも確実に急制動操作を行なうことができる。
【0018】
なお、上記実施例では、弾性部材41としてカップ状のゴムを採用しているが、その代わりにコイル状のばねを採用しても良い。
【0019】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、弾性部材を設けることによって大きなヒステリシスを得ることができ、それによって運転者のブレーキフィーリングを良好にすることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す断面図。
【図2】図1に示した要部の作動開始時の状態を示す断面図。
【図3】図1に示した要部の作動開後の状態を示す断面図。
【図4】図1に示した要部の作動開後の状態を示す断面図。
【図5】図1に示した要部の急制動時の状態を示す断面図。
【符号の説明】
1 ブレーキ倍力装置 7 バルブボディ
11 フロントパワーピストン 12 リヤパワーピストン
15 弁機構 17 弁プランジャ
32 入力軸 36 リアクションディスク
41 弾性部材 42 擬似反力付与手段
A,C 定圧室 B,D 変圧室
Claims (4)
- シェル内に摺動自在に設けたバルブボディと、このバルブボディに設けたパワーピストンと、パワーピストンの前後に形成した定圧室および変圧室と、バルブボディ内に設けた弁機構と、上記弁機構の一部を構成し、上記バルブボディに摺動自在に嵌合した弁プランジャと、ブレーキペダルと連動し、上記弁プランジャを進退動させて弁機構の流路を切換える入力軸と、リヤ側に位置する基部を上記バルブボディに摺動自在に取り付けられるとともに上記バルブボディの前進によって前進される出力軸と、上記出力軸の基部と弁プランジャの間に配設したリアクションディスクとを備えたブレーキ倍力装置において、
上記リアクションディスクと弁プランジャとの間に弾性部材を設けて、ブレーキペダルが踏み込まれて上記弁機構がサーボバランス状態にある時には上記弾性部材が弁プランジャと当接して、出力軸に作用する出力の反力がリアクションディスク、弾性部材および弁プランジャを介して入力軸に伝達されるように構成し、
他方、ブレーキペダルの踏み込みが解放されて上記弁機構がサーボバランス状態にある時には上記弾性部材と弁プランジャとが離隔して出力軸に作用する出力の反力が入力軸に伝達されないように構成し、
さらに、上記入力軸が移動された際にその移動量に応じた擬似反力をブレーキペダルに付与する擬似反力付与手段を設けたことを特徴とするブレーキ倍力装置。 - 上記弾性部材は概略カップ状に形成したゴムからなり、このゴムにおける開口側となる端部はリアクションディスクに当接するとともに、上記ゴムにおける底部は上記弁プランジャのフロント側の端面に対向するように配置されており、また、上記バルブボディは上記ゴムの底部のリヤ側に段部端面を備えており、上記ブレーキペダルの踏み込みが解放される際には、ゴムの底部がバルブボディの段部端面に当接する一方、弁プランジャのフロント側の端面がバルブボディの段部端面よりもリヤ側に後退することにより上記ゴムの底部から離隔するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のブレーキ倍力装置。
- シェル内に摺動自在に設けたバルブボディと、このバルブボディに設けたパワーピストンと、パワーピストンの前後に形成した定圧室および変圧室と、バルブボディ内に設けた弁機構と、この弁機構の一部を構成し、上記バルブボディに摺動自在に嵌合した弁プランジャと、ブレーキペダルと連動し、上記弁プランジャを進退動させて弁機構の流路を切換える入力軸と、リヤ側に位置する基部を上記バルブボディに摺動自在に取り付けられるとともに上記バルブボディの前進によって前進される出力軸と、この出力軸の基部と弁プランジャの間に配設したリアクションディスクとを備えたブレーキ倍力装置において、
上記リアクションディスクと弁プランジャとの間に、ブレーキペダルの踏み込み時は、上記出力軸に作用する出力の反力が上記弁プランジャに伝達されることを許容し、ブレーキペダルの踏み込み解除時には、上記弁プランジャへの反力伝達を阻止するとともに、上記ブレーキペダルが急激に踏み込まれた時、上記弁プランジャの上記バルブボディに対するフロント側への相対移動距離を大きくする弾性部材を介在させたことを特徴とするブレーキ倍力装置。 - 上記弾性部材は、上記バルブボディ内に嵌合し、概略カップ状としたゴム製であって、その開口部側の端部をフロント側に位置させ、かつ、上記リアクションディスクの端面に当接するとともに、底部をリヤ側に位置させ、かつ、上記バルブボディの段部端面と上記弁プランジャのフロント側の端面との各々に接離可能に対向させていることを特徴とする請求項3に記載のブレーキ倍力装置。
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