JP4552275B2

JP4552275B2 - 車両の液圧ブレーキ装置

Info

Publication number: JP4552275B2
Application number: JP2000161249A
Authority: JP
Inventors: 理治西井; 聡石田
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2000-05-30
Filing date: 2000-05-30
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2020-05-30
Also published as: US6568183B2; DE10126096A1; US20010049940A1; JP2001334926A; DE10126096B4

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両の液圧ブレーキ装置に関し、ブレーキペダル操作に応じてマスタシリンダを助勢する助勢手段を備えた液圧ブレーキ装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
米国特許第３９１００４８号の明細書には、圧力比変換器を備えたパワーブレーキシステム用のサーボモータが開示されている。このサーボモータは、マスタシリンダに操作力を伝達する同軸の第１及び第２ピストンが設けられ、差圧によって駆動される壁に第１ピストンが連結され、この第１ピストン内に同軸に第２ピストンが収容され、差圧発生用の制御弁を駆動する入力を伝達すると共に、マスタシリンダ内に配置したロック弁を駆動するように構成されている。これにより、壁の移動に応じて第１及び第２ピストンが共に移動すると、流体がロック弁を介してロック室に流入する。そして、差圧によって発生し得る最大出力に達すると、第１及び第２ピストンの同時移動が終了し、運転者によって更に操作力が加えられると、第２ピストンが第１ピストン内を移動し、ロック弁を閉成してロック室内の流体を保持して第１ピストンの移動を禁止するように構成されている。
【０００３】
具体的には、第１及び第２ピストンが前進すると、圧力室１１２及び１４６内に液圧が発生し、この第１及び第２ピストンの出力はサーボモータ１２内の第２室３２が大気圧となるまで図３の線１８８に従って増加し、図３の点１９０で、ブレーキペダル２０の入力がプランジャ７０及びスリーブ６６を介して第２ピストン６０に伝達される。この入力によって第２ピストン６０が独立して駆動され、スプリング１３０によって流路１２０が閉成され、更に第２ピストン６０が駆動されると出力は図３の線１９２に示すようになる。一方、負圧が消失した場合には、ブレーキペダル２０に付与される入力によって第２ピストン６０が第１ピストン５８内を移動し、弁手段１１８によって直ちに流路１２０が閉成され、パワー液圧が存在しないときに両ピストンが駆動される場合の図３の線１９５に示す出力より大きな出力となり、線１９６に示すようになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の米国特許第３９１００４８号に記載のサーボモータにおいては、昇圧した液圧をロック室に封じ込めることによって、図３の点１９０以降は第２ピストン６０の第１ピストン５８内の移動に応じて線１９２に従って出力されるように構成されている。一方、助勢手段が失陥したとき、例えば負圧消失時には第２ピストン６０の第１ピストン５８内の移動に応じて線１９６に従って出力されるように構成されているが、これを達成するためには、同米国特許の図１に示すように、助勢手段のサーボモータ１２を、第２ピストン６０の第１ピストン５８に対する十分な相対移動量を確保し得るように構成する必要がある。従って、従前のサーボモータの構成に対し大幅な変更が必要となり、コストの上昇は不可避である。同様に、サーボモータによる助勢限界後に更に制動力増大する構成とする際にも、上記米国特許の構成では従前のサーボモータの変更が必要とされる。
【０００５】
そこで、本発明は、ブレーキペダル操作に応じてマスタシリンダを駆動する助勢手段を備えた車両の液圧ブレーキ装置において、助勢手段に対する変更を最小限に抑え、実質的にマスタシリンダのみを所定の構造とすることによって、助勢手段失陥時のみならず助勢限界後も適切な入出力特性を確保し得るようにすることを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明は請求項１に記載のように、ブレーキペダルの操作に応じてマスタピストンを前進駆動しリザーバのブレーキ液を圧力室で加圧して出力するマスタシリンダと、前記ブレーキペダルの操作に応じて前記マスタピストンを助勢する助勢手段を備えた車両の液圧ブレーキ装置において、前記マスタピストンの有効断面積より大の有効断面積の大径部及び該大径部の前方に前記マスタピストンの有効断面積より小の有効断面積の小径部を有する補助ピストンであって、前記マスタピストンの後方に配置して前記大径部と前記マスタピストンとの間に第１の圧力伝達室を形成すると共に、前記小径部と前記マスタピストンとの間に第２の圧力伝達室を形成し、前記助勢手段の助勢作動に連動し得る補助ピストンと、該補助ピストンを介して前記助勢手段によって前記マスタピストンを助勢するときには前記第１の圧力伝達室を密閉し、前記助勢手段による助勢を行なわないとき及び前記助勢手段による助勢限界を超えて前記ブレーキペダルが操作されたときには前記第１の圧力伝達室を前記リザーバに連通する第１の弁手段と、前記補助ピストンを介して前記助勢手段によって前記マスタピストンを助勢するときには前記第２の圧力伝達室を前記第１の圧力伝達室に連通して増圧し、前記第１の圧力伝達室内の圧力が所定圧に到達後は前記第２の圧力伝達室を密閉し、前記助勢手段による助勢を行なわないときには前記第２の圧力伝達室を前記第１の圧力伝達室に連通する第２の弁手段とを備えることとし、前記助勢手段による助勢限界を超えて前記ブレーキペダルが操作されたときには、前記第１の弁手段により前記第１の圧力伝達室を前記リザーバに連通し、前記第２の弁手段により前記第２の圧力伝達室を密閉状態に維持するように構成したものである。尚、前記所定圧は、前記助勢手段による助勢限界直前の圧力に設定するとよい。
【０００７】
而して、前記助勢手段により前記補助ピストンを介して前記マスタピストンを助勢するときには、前記第１の弁手段によって前記第１の圧力伝達室を密閉して前記補助ピストンと前記マスタピストンとを流体的に結合すると共に、前記第２の弁手段によって前記第２の圧力伝達室を前記第１の圧力伝達室に連通して増圧し、前記第１の圧力伝達室内の圧力が所定圧に到達後は前記第２の圧力伝達室を密閉することができる。更に、前記助勢手段による助勢限界を超えて前記ブレーキペダルが操作されたときには、前記第１の弁手段により前記第１の圧力伝達室を前記リザーバに連通し、前記第２の弁手段により前記第２の圧力伝達室を密閉状態に維持することができる。前記助勢手段による助勢を行なわないときには、前記第１の弁手段によって前記第１の圧力伝達室を前記リザーバに連通して大気圧とし、且つ前記第２の弁手段によって前記第２の圧力伝達室を前記第１の圧力伝達室に連通して大気圧まで減圧することにより、前記補助ピストンと前記マスタピストンとを機械的に結合することができる。
【０００８】
前記液圧ブレーキ装置において、請求項２に記載のように、前記第１の圧力伝達室を前記リザーバに連通する第１の流路を前記補助ピストンに形成し、前記第１の弁手段を、前記第１の流路に配置する第１の弁座と、該第１の弁座に対して着座又は離座するように配置し前記第１の流路を開閉する第１の弁部材と、該第１の弁部材を前記第１の弁座方向に付勢する第１の付勢手段と、前記助勢手段による助勢を行なわないときに前記ブレーキペダルの操作に応じて前記第１の弁部材を駆動するブレーキ入力伝達部材とを備えたものとするとよい。
【０００９】
前記液圧ブレーキ装置において、請求項３に記載のように、前記第２の圧力伝達室を前記第１の圧力伝達室に連通する第２の流路を前記補助ピストンに形成し、前記第２の弁手段を、前記第２の流路に配置する第２の弁座と、該第２の弁座に対して着座又は離座するように配置し前記第２の流路を開閉する第２の弁部材と、該第２の弁部材を前記第２の弁座方向に付勢する第２の付勢手段と、前記第１の圧力伝達室内の圧力に応じて前記第２の弁部材を前記第２の弁座から離隔する方向に押圧する圧力応動部材と、該圧力応動部材に対して前記第２の弁部材方向に前記第２の付勢手段より大の付勢力で付勢する第３の付勢手段とを備えたものとするとよい。
【００１０】
尚、前記助勢手段としては、負圧式助勢手段の負圧ブースタでも、液圧式助勢手段の液圧ブースタでもよい。また、前記補助ピストン又は前記マスタピストンと前記助勢手段との間に弾性部材を配設し、前記ブレーキ入力伝達部材は前記弾性部材を介することなく前記ブレーキペダルに連結するように配設するとよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の望ましい実施形態を図面を参照して説明する。図１及び図２は本発明の一実施形態の液圧ブレーキ装置を示すもので、ブレーキペダル（図示せず）に加えられた踏力が入力ロッド３を介してブレーキ作動力として伝えられ、これに応じて負圧ブースタ４０によって助勢されてマスタシリンダ１０からブレーキ液圧が出力され、車両の各車輪に装着されたホイールシリンダ（図示せず）に供給されるように構成されている。尚、図１にマスタシリンダ部を示し、図２に負圧ブースタ部を示す。
【００１２】
マスタシリンダ１０は、図１に示すように、第１のシリンダ１ａと、これに収容する第２のシリンダ１ｂ、第３のシリンダ１ｃ及び第４のシリンダ１ｄから成るシリンダボデー内に、マスタピストンたる第１のピストン１１及び第２のピストン１２と、本発明の補助ピストンたる第３のピストン２０が直列に収容されて成る。第１のシリンダ１ａは有底筒体で、開口部に向かって順次内径が増加するように段付孔が形成されている。第２のシリンダ１ｂは略円筒体で、径が異なるシリンダボア１ｅ及び１ｆから成る段付孔が形成されており、その内周面の軸方向に複数の溝１ｍが形成されている。
【００１３】
第３のシリンダ１ｃ及び第４のシリンダ１ｄは何れも筒体で、これらが重合され、両者間に環状の流路（液室）１ｒが形成されている。第３のシリンダ１ｃには、シリンダボア１ｅ及び１ｆの内径より大の内径を有するシリンダボア１ｇが形成され、側面には流路１ｒに連通するポート１ｐが形成されている。また、第４のシリンダ１ｄの底部には、シリンダボア１ｆの内径と同径でシリンダボア１ｇより小径の孔１ｈが形成されている。そして、第１のシリンダ１ａには給液ポート１ｉ，１ｊ及び出力ポート１ｋ，１ｎが形成されており、出力ポート１ｋは溝１ｍを介してシリンダボア１ｅ内に連通し、出力ポート１ｎは溝１ｍを介してシリンダボア１ｆ内に連通している。
【００１４】
第１のシリンダ１ａ内の第２のシリンダ１ｂ前端には、径方向に連通孔１７ａが形成された環状部材１７と、その両側に配設するカップ状のシール部材（代表してＳ１で表す）が配設され、連通孔１７ａを介してシリンダボア１ｅ内が給液ポート１ｉに連通し得るように構成されている。また、第２のシリンダ１ｂと第３のシリンダ１ｃとの間にも、径方向に連通孔１８ａが形成された環状部材１８と、その両側に配設するシール部材Ｓ１が介装され、連通孔１８ａを介してシリンダボア１ｆ内が給液ポート１ｊに連通し得るように構成されている。
【００１５】
シリンダボア１ｅ内には有底筒体の第１のピストン１１が収容され、環状部材１７に対し液密的摺動自在に支持されており、第１のシリンダ１ａと第１のピストン１１との間に圧力室Ｒ１が郭成されている。また、シリンダボア１ｆ内には第２のピストン１２が収容され、環状部材１８に液密的摺動自在に支持されており、第１のピストン１１と第２のピストン１２の間に圧力室Ｒ２が郭成されている。第１のピストン１１は、シリンダボア１ｅとシリンダボア１ｆの間の段差で後端位置が規制され、非作動時の後端位置で、そのスカート部に形成された連通孔１１ａが環状部材１７の連通孔１７ａと対向し、給液ポート１ｉを介して圧力室Ｒ１がリザーバ４に連通するように構成されている。
【００１６】
第１のシリンダ１ａ内の先端面と第１のピストン１１の凹部底面との間にはスプリング１３が張架され、第１のピストン１１が後方に付勢されている。第２のピストン１２は両端に中空部１２ａ，１２ｂが形成され、略中央の隔壁で分離されている。第２のピストン１２は、スプリング１６によって付勢され、非作動時には第２のピストン１２の後端面が第３のピストン２０の大径部２０ｙの前端面に当接するように付勢されている。このように、第２のピストン１２の後端位置は第３のピストン２０との関係において規制され、非作動時にはその位置で第２のピストン１２に形成された連通孔１２ｃが環状部材１８の連通孔１８ａと対向し、給液ポート１ｊを介して圧力室Ｒ２がリザーバ４に連通するように構成されている。更に、第２のピストン１２の後端面には中空部１２ｂに連通する溝１２ｄが形成されており、後述するように、第３のピストン２０の大径部２０ｙの前端面に当接したときにもその中空部（２０ｅ）に連通する流路が確保されるように構成されている。
【００１７】
第３のピストン２０は、図３に拡大して示すように、前方から順に小径部２０ｘ、大径部２０ｙ及び中径部２０ｚが形成された段付筒体で、中空部２０ａ乃至２０ｉが形成されると共に、連通孔２０ｐ乃至２０ｒ及び長穴２０ｓが形成されている。先ず、大径部２０ｙは、環状部材１８に対して摺動する第２のピストン１２の有効断面積より大の有効断面積を有する。大径部２０ｙは、その前方にカップ状のシール部材Ｓ２が配設され、シリンダボア１ｇ内に液密的摺動自在に収容される。これにより、シリンダボア１ｇの内面と第２のピストン１２の外面との間でシール部材Ｓ１及びＳ２間に第１の圧力伝達室Ｒ３が郭成され、大径部２０ｙ後方のシリンダボア１ｇ内に液室Ｒ５が郭成される。更に、大径部２０ｙの後方には、中空部２０ｇに連通すると共に軸方向を長軸とする長穴２０ｓが、図３の上下２箇所に形成されている。
【００１８】
次に、中径部２０ｚは、カップ状のシール部材Ｓ３を介して第４のシリンダ１ｄの孔１ｈに液密的摺動自在に支持されている。そして、小径部２０ｘは第２のピストン１２の有効断面積より小の有効断面積を有し、その前方にカップ状のシール部材Ｓ４が配設され、第２のピストン１２の中空部１２ｂ内に液密的摺動自在に収容される。これにより、中空部１２ｂの内面とシール部材Ｓ４との間に第２の圧力伝達室Ｒ４が郭成されるが、これについては後述する。
【００１９】
図３に示すように、第３のピストン２０内には本発明の第１の弁手段及び第２の弁手段が構成されている。先ず第１の弁手段に関して説明すると、中空部２０ｈにプランジャ２７が液密的摺動自在に支持され、その前端にピン２７ａが一体的に形成されている。プランジャ２７の径方向には、軸方向を長軸とする長穴２７ｂが形成されており、この長穴２７ｂと中径部２０ｚの長穴２０ｓにピン２８が挿通され、両者の長穴２７ｂ，２０ｓに対して軸方向に所定距離移動可能に支持されている。このピン２７ａは小径の中空部２０ｆを挿通して中空部２０ｅ内に延出し得るように形成されている。
【００２０】
中空部２０ｅ内のピン２７ａの前方には、本発明の第１の弁部材を構成する球状の弁体２５、及び本発明の第１の弁座を構成する中空部２０ｆ方向に弁体２５を付勢し本発明の第１の付勢手段を構成するスプリング２６が配設され、弁体２５が中空部２０ｆに着座する方向に付勢されている。従って、ブレーキペダル非操作時でピン２８が図３に示す位置にあるときには、弁体２５はプランジャ２７のピン２７ａに当接し中空部２０ｆから離座しているが、ピン２８が長穴２０ｓの後端近傍に位置しピン２７ａが後退しているときには、弁体２５は中空部２０ｆに着座する。尚、中空部２０ｅは連通孔２０ｒ及び溝１２ｄを介して第１の圧力伝達室Ｒ３に常時連通し、弁体２５が離座しているときには、中空部２０ｆ，２０ｇ、長穴２０ｓ、液室Ｒ５、ポート１ｐ、流路１ｒを介してリザーバ４に連通している。従って、これらの中空部２０ｆ等によって本発明の第１の流路が形成されている。
【００２１】
一方、第２の弁手段は、第３のピストン２０の小径部２０ｘ内に構成されている。図３に示すように、中間に鍔部を有し本発明の圧力応動部材を構成するプランジャ２３が、中空部２０ｃ内で軸方向に移動可能に支持され、その軸部後端が中空部２０ｄに摺動自在に支持されている。プランジャ２３の前端にはピン２３ａが一体的に形成されており、このピン２３ａは小径の中空部２０ｂを挿通して中空部２０ａ内に延出し得るように形成されている。中空部２０ａ内のピン２３ａの前方には、本発明の第２の弁部材を構成する球状の弁体２１、及び本発明の第２の弁座を構成する中空部２０ｂ方向に弁体２１を付勢し本発明の第２の付勢手段を構成するスプリング２２が配設され、弁体２１が中空部２０ｂに着座する方向に付勢されている。
【００２２】
これに対し、プランジャ２３の鍔部と中空部２０ｃの底面との間には、本発明の第３の付勢手段を構成するスプリング２４が介装されており、このスプリング２４によってプランジャ２３が弁体２１方向に付勢され、弁体２１が中空部２０ｂから離座する方向に付勢されている。このスプリング２４の付勢力はスプリング２２の付勢力より大に設定されている。従って、図３に示すように弁体２１及びプランジャ２３が自由状態であるときには、スプリング２４は圧縮されることなくスプリング２２のみが圧縮されて、弁体２１が中空部２０ｂから離座する。
尚、中空部２０ｃは、シール部材Ｓ４の後方に開口する連通孔２０ｑ及び溝１２ｄを介して第１の圧力伝達室Ｒ３に常時連通し、弁体２１が離座しているときには、第２の圧力伝達室Ｒ４は、連通孔２０ｐ及び中空部２０ａ，２０ｂ，２０ｃを介して第１の圧力伝達室Ｒ３に連通している。従って、これらの連通孔２０ｐ等によって本発明の第２の流路が形成されている。
【００２３】
上記の構成になる第１及び第２の弁手段によれば、ブレーキ操作が行なわれていない図１乃至図３の状態では、第１の圧力伝達室Ｒ３は溝１２ｄ、連通孔２０ｒ、中空部２０ｅ，２０ｆ、長穴２０ｓ、ポート１ｐを介して流路１ｒに連通している。ブレーキ操作が行なわれ、後述の液圧ブースタ４０の作動により第３のピストン２０が前進（プランジャ２７は相対的に後退）し、スプリング２６の付勢力により弁体２５が中空部２０ｆに着座すると、第１の圧力伝達室Ｒ３と流路１ｒとの連通が遮断される。このように、弁体２５が中空部２０ｆに着座した状態では、第１の圧力伝達室Ｒ３はブレーキ液が充填された密閉空間となり、第２のピストン１２と第３のピストン２０が流体的に結合される。このとき、第３のピストン２０の大径部２０ｙの有効断面積が第２のピストン１２の有効断面積より大であるので、第３のピストン２０の前進移動に伴い第２のピストン１２が前進して第２の圧力伝達室Ｒ４が拡張し図４に示すようになり、この状態で第２のピストン１２と第３のピストン２０が一体的に移動することとなる。
【００２４】
更に第１の圧力伝達室Ｒ３内が増圧され、所定圧（負圧ブースタ４０による助勢限界（死点）直前の圧力）を越えるとスプリング２４が圧縮されてプランジャ２３が後退し、弁体２１が中空部２０ｂに着座する。これにより図５に示すように第２の圧力伝達室Ｒ４はブレーキ液が充填された密閉空間となり、この状態で第２のピストン１２と第３のピストン２０が一体的に移動することとなる。
【００２５】
ブレーキペダル（図示せず）が更に踏み込まれ、負圧ブースタ４０の助勢限界を越えると第１の伝達部材３１が前進するが、このとき図６に示すようにその前端面がプランジャ２７の後端面に当接して前進する。この結果、プランジャ２７のピン２７ａによって弁体２５が中空部２０ｆから離座し、第１の圧力伝達室Ｒ３が連通孔２０ｒ、中空部２０ｅ，２０ｆ、長穴２０ｓ、ポート１ｐを介して流路１ｒ、ひいてはリザーバ４に連通し、第１の圧力伝達室Ｒ３内が減圧され大気圧となる。これにより、プランジャ２７がピン２８を介して第３のピストン２０に機械的に結合し、プランジャ２７の押圧力がピン２８を介して第３のピストン２０にそのまま伝達される。このとき、第２の圧力伝達室Ｒ４内の圧力の方が第１の圧力伝達室Ｒ３内の圧力より高いので、弁体２１は中空部２０ｂに着座した状態に維持され、図６に示す密閉空間の第２の圧力伝達室Ｒ４が維持される。
【００２６】
一方、例えば図３に示すように第３のピストン２０が停止した状態でブレーキ操作が行なわれ、プランジャ２７が第３のピストン２０に対して相対的に前進駆動されると、図６の右側に示すようにプランジャ２７がピン２８に当接する。更にプランジャ２７が前進駆動されると、ピン２８を介して弁体２５が前方に駆動され、弁体２５が中空部２０ｆから離座し、図３の左側に示すように第１の圧力伝達室Ｒ３及び第２の圧力伝達室Ｒ４は流路１ｒと連通した状態で、プランジャ２７がピン２８を介して第３のピストン２０、ひいてはこれに当接する第２のピストン１２に機械的に結合し、プランジャ２７の押圧力がピン２８を介して第２のピストン１２にそのまま伝達される。
【００２７】
更に、図１及び図２に示すように、第３のピストン２０の後方の中空部２０ｉには、ブレーキペダル（図示せず）の操作量を伝達する第１の伝達部材３１と、負圧ブースタ４０（後述）による駆動力を伝達する第２の伝達部材３２が収容されている。第１の伝達部材３１はプランジャ２７等と共に本発明のブレーキ入力伝達部材を構成するもので、前端がプランジャ２７の後端に当接し後端が伝達ピン３４（後述の反力ゴムディスク３３を貫通）を介して後述のプランジャ４５に連結するロッドで構成され、第２の伝達部材３２は反力ゴムディスク３３を介して駆動部材４３に連結するように構成されている。
【００２８】
次に、負圧ブースタ４０は、図２に示すように、シェルと呼ばれる容器状のハウジング４１ａ，４１ｂが可動壁４２を介して重合され、前方に定圧室（負圧室）ＣＰが郭成され、後方に変圧室ＶＰが郭成されている。定圧室ＣＰはインレット（図示せず）を介して吸気マニホールド（図示せず）等の負圧源に連通接続されており、負圧が維持されている。可動壁４２は受圧板４２ａとダイヤフラム４２ｂから成り、その中央部に、パワーピストンとも呼ばれる円筒状の駆動部材４３の一方の開口端部が気密的に固着され、駆動部材４３の他方の開口端部はハウジング４１ｂを貫通して後方に延出している。駆動部材４３はシール部材Ｓ５を介してハウジング４１ｂの開口部に対し摺動自在に支持されており、更にブーツＢＴによって囲繞されている。尚、ブーツＢＴは入力ロッド３に固定されているが、駆動部材４３の開口端部に連通孔ＢＴａが形成されている。そして、駆動部材４３の前方端部と前方のハウジング４１ａの内面との間にはスプリング４４が配設され、可動壁４２が後方のハウジング４１ｂ方向に付勢されている。
【００２９】
入力ロッド３は駆動部材４３内の中心軸上に位置するように配置され、その先端に球継手を介してプランジャ４５が接続されている。このプランジャ４５は、駆動部材４３内に形成された軸方向の連通孔４３ａに摺動自在に支持されている。連通孔４３ａの周囲には弁座４３ｂが形成されており、この弁座４３ｂを囲繞すると共に、弁座４３ｂに当接するように環状の弁体４６ａを付勢して成る第１の制御弁機構４６が駆動部材４３内に構成されている。この第１の制御弁機構４６はコントロールバルブと呼ばれるもので、更に、プランジャ４５の後方端部に弁座４５ｂを形成し、この弁座４５ｂに当接するように環状の弁体４７ａを付勢して成る第２の制御弁機構４７が連結されている。この第２の制御弁機構４７はエアバルブと呼ばれるもので、円筒状の弾性部材の前端に弁体４７ａが形成され、後端に支持したスプリング４８ａによって弁座４３ｂ方向に付勢するように配置されている。第２の制御弁機構４７を構成する弾性部材の後端もスプリング４８ｂによって弁座４３ｂ方向に付勢するように配置されており、この付勢力によって、駆動部材４３の内側に形成された段差４３ｃに係止されている。
【００３０】
プランジャ４５の先端に形成された摺動部の後方には、環状の縮径部４５ａが形成されており、この縮径部４５ａに対し軸方向に所定距離移動し得るようにキー部材４９が嵌合されている。キー部材４９は駆動部材４３の外周から突出し、ハウジング４１ｂに係合してプランジャ４５の後方への軸方向移動を規制するように配置されており、これにより可動壁４２の復帰位置が規定される。駆動部材４３の前方には凹部４３ｄが形成されており、反力弾性部材たる反力ゴムディスク３３を介装した状態で、第２の伝達部材３２の後端部３２ｂが凹部４３ｄに嵌合されている。第１の伝達部材３１の後端に当接する伝達ピン３４は反力ゴムディスク３３を貫通して後端でプランジャ４５の先端面に当接するように配設され、軸方向に移動可能に支持されている。
【００３１】
而して、負圧ブースタ４０による助勢時には、変圧室ＶＰ内の圧力上昇により可動壁４２の押圧力が所定値に達すると、反力ゴムディスク３３がプランジャ４５と対向する部分は後方に膨出してプランジャ４５の先端面に当接し、このプランジャ４５に対し、可動壁４２の押圧力に比例した後方側への反力が加わり、この反力と入力ロッド３に加えられる操作力との差に応じて第１の制御弁機構４６及び第２の制御弁機構４７が制御される。
【００３２】
次に、上記の構成になる液圧ブレーキ装置の全体作動を図１乃至図７を参照して説明する。図３乃至図６は液圧ブレーキ装置における第１及び第２の弁手段等の作動状態を拡大して示すもので、図３は図７の入出力特性におけるａ点からｂ点の非作動状態を示し、図４はｂ点からｃ点の作動状態を示し、図５はｃ点からｄ点の作動状態を示し、図６はｄ点からｅ点の作動状態を夫々示す。ここで、図７は、ブレーキペダルに対する踏力と出力（マスタシリンダ１０の出力ブレーキ液圧）との関係を示すもので、実線が負圧ブースタ４０による助勢作動時（上方の実線）、及び従来の失陥時（下方の実線）の特性を示し、破線が本実施形態における助勢限界後（上方の破線）及び失陥時（下方の破線）の特性を示す。図７において、ブレーキペダル踏力がｄ点に達すると、負圧ブースタ４０による助勢作動が限界となる。
【００３３】
先ず、ブレーキペダルが非操作状態にあるときには各構成部品は図１及び図２に示す状態にあり、第２のピストン１２の後端面は第３のピストン２０の大径部２０ｙの前端面に当接し、第１及び第２の弁手段等は図３に示す状態にある。また、負圧ブースタ４０は非作動の状態であり、図２に示すように、第２の制御弁機構４７は弁座４５ｂに対して弁体４７ａが当接して閉弁状態にあり、変圧室ＶＰ内への大気の導入が阻止されている。このとき、第１の制御弁機構４６には定圧室ＣＰ内の負圧のみが作用している。そして、ブレーキペダル（図示せず）が操作されると、各部品が作動を開始するが、図７のａ点からｂ点までは図３に示す状態にある。
【００３４】
ブレーキペダルが操作され入力ロッド３に操作力が印加されると、負圧ブースタ４０の第２の制御弁機構４７の弁体４７ａが弁座４５ｂから離座し、入力ロッド３への操作力と、変圧室ＶＰ内の圧力と定圧室ＣＰ内の圧力の差圧によって入力ロッド３を前方に付勢する力との和が、スプリング４８ｂの付勢力を越えると、入力ロッド３及びプランジャ４５が前方へ移動し、駆動部材４３の弁座４３ｂに対し第１の制御弁機構４６の弁体４６ａが当接して変圧室ＶＰと定圧室ＣＰとの連通が遮断される。そして、第２の制御弁機構４７の弁体４７ａが弁座４５ｂから離座し、ブーツＢＴの連通孔ＢＴａを介して大気が変圧室ＶＰ内に導入され、変圧室ＶＰ内の圧力が上昇する。これにより、可動壁４２を前方に押圧する力が発生し、駆動部材４３、反力ゴムディスク３３及び第２の伝達部材３２を介して第３のピストン２０及び第２のピストン１２が前方に駆動され、更に第１のピストン１１が前方に駆動される。
【００３５】
この場合において、第３のピストン２０の前進移動に伴い、図４に示すように弁体２５が中空部２０ｆに着座し、第１の圧力伝達室Ｒ３内は密閉空間となる。
この状態で負圧ブースタ４０の助勢作動によって第３のピストン２０が前進駆動されると、第１の圧力伝達室Ｒ３内のブレーキ液圧によって弁体２５に作用する後方への圧力（中空部２０ｆへの着座方向の圧力）が大となり、弁体２５が中空部２０ｆに着座した状態が維持される。そして、第３のピストン２０の前進移動に伴い、前述のように第２の圧力伝達室Ｒ４が拡張すると共に、第３のピストン２０の大径部２０ｙの後方の液室Ｒ５が拡張する。
【００３６】
而して、第３のピストン２０と第２のピストン１２が第１の圧力伝達室Ｒ３及び第２の圧力伝達室Ｒ４に充填されたブレーキ液を介して流体的に結合され、第３のピストン２０及び第２のピストン１２が一体となって前進し、第３のピストン２０の大径部２０ｙの断面積に応じた液圧が出力される。このようにして負圧ブースタ４０による助勢が行なわれ、図７のｂ点からｃ点の入出力特性を示すことになる。
【００３７】
ブレーキペダル踏力が増大され、第１の圧力伝達室Ｒ３内が更に増圧されて所定圧を越えると、図５に示すように、スプリング２４が圧縮されてプランジャ２３が後退し、弁体２１は中空部２０ｂに着座する。これにより第２の圧力伝達室Ｒ４は加圧ブレーキ液が充填された密閉空間となり、第２のピストン１２と第３のピストン２０が流体的に結合され、この状態で第２のピストン１２と第３のピストン２０が一体的に移動し、図７のｃ点からｄ点の入出力特性を示すことになる。
【００３８】
そして、負圧ブースタ４０の助勢限界（図７のｄ点）に達し、これを越えてブレーキペダルが操作されると、入力ロッド３の前進に伴いプランジャ４５、伝達ピン３４、第１の伝達部材３１が前進する。そして、図６に示すように第１の伝達部材３１の前端面がプランジャ２７の後端面に当接してこれを前進駆動する。
この結果、プランジャ２７のピン２７ａによって弁体２５が中空部２０ｆから離座し、第１の圧力伝達室Ｒ３内が減圧される。これにより、プランジャ２７がピン２８を介して第３のピストン２０に機械的に結合し、プランジャ２７の押圧力がピン２８を介して第３のピストン２０にそのまま伝達される。このとき、第２の圧力伝達室Ｒ４内の圧力と第１の圧力伝達室Ｒ３内の圧力との圧力差により、弁体２１は中空部２０ｂに着座した状態に維持され、図６に示す密閉空間の第２の圧力伝達室Ｒ４が維持される。
【００３９】
而して、負圧ブースタ４０の助勢限界後に出力されるブレーキ液圧は、負圧ブースタ４０による助勢作動により第３のピストン２０の大径部２０ｙの有効断面積で決まるブレーキ液圧に加え、ブレーキペダル（図示せず）の踏力に応じた第２のピストン１２の有効断面積によって決まるブレーキ液圧が付加されることになるので、図７のｄ点以後の破線で示すように、ブレーキペダルの踏力に急激な変化が生ずることなく円滑な入出力特性となる。仮に、第２の弁手段が設けられていなければ、助勢限界に達し図６の状態となったときには、第１及び第２の圧力伝達室Ｒ３，Ｒ４内が大気圧となるため、ブレーキペダルのストロークが急激に増加し、所謂ブレーキペダルの入り込みが生ずる。これに対し、本実施形態によれば、上記の構成でブレーキペダルの入り込みを確実に防止することができる。
【００４０】
一方、負圧ブースタ４０が失陥した場合には、第１の圧力伝達室Ｒ３内はポート１ｐ、流路１ｒ及びポート１ｊを介してリザーバ４に連通し大気圧のままとなるので、ブレーキペダルの操作に応じて入力ロッド３が前進すると、第３のピストン２０は第２のピストン１２に当接し一体となって前進する。即ち、図１乃至図３の状態から、第２の伝達部材３２が前進することなく、ブレーキペダルの操作に応じて入力ロッド３のみが前進すると、プランジャ２７がピン２８に当接してこれを押圧することになる。これにより、弁体２５は中空部２０ｆから離座し、第１の圧力伝達室Ｒ３及び第２の圧力伝達室Ｒ４内はリザーバ４に連通し液室Ｒ５と同様大気圧となる。
【００４１】
而して、第３のピストン２０と第２のピストン１２が当接した状態で一体となって前進するが、この場合に出力されるブレーキ液圧は、第３のピストン２０の大径の大径部２０ｙの有効断面積ではなく、第２のピストン１２の有効断面積によって決まるので、図７の下方に破線で示す入出力特性となり、負圧ブースタ４０の失陥時にも従前の特性に比べて増圧勾配が増大される。
【００４２】
以上のように、上記の構成になる本実施形態の液圧ブレーキ装置においては、簡単な構成で、図７の上方に破線で示すように、負圧ブースタ４０の助勢限界後にも円滑に制動力を増大させることができるので、適切な制動力を付与することができる。しかも、負圧ブースタ４０の失陥時には図７の下方に破線で示す入出力特性を得ることができる。即ち、万一負圧ブースタ４０が失陥したときには、従来の失陥時より大きな制動力が出力されるので、失陥時においても適切な制動力を付与することができる。従って、緊急時の応答性の確保という点でも有効である。更に、伝達ピン３４は反力ゴムディスク３３を貫通して前方に延出し、その先端で第１の伝達部材３１の後端面に当接するように配設されているので、良好な応答性を以って円滑に失陥時のブレーキ作動に移行することができる。また、本実施形態においては第３のピストン２０の中空部内に第１及び第２の弁手段が構成されているので、容易に製造、組付けを行なうことができる。
【００４３】
更に、万一、第１の圧力伝達室Ｒ３の前後のシール部材Ｓ１及びＳ２等のシール性が損なわれた場合には、負圧ブースタ４０が作動しても第１の圧力伝達室Ｒ３内の圧力が保持されず第３のピストン２０と第２のピストン１２が当接した状態のままであるので直ちにシール性が損なわれたことが判別できる。また、負圧ブースタ４０による助勢作動中にシール部材Ｓ１及びＳ２のシール性が損なわれた場合には、第１の圧力伝達室Ｒ３及び第２の圧力伝達室Ｒ４内の圧力が消失して第３のピストン２０が第２のピストン１２に当接し、ブレーキペダル（図示せず）のストロークが大となり、あるいは第２の圧力伝達室Ｒ４後方のシール部材Ｓ４のシール性が損なわれた場合には、第２の圧力伝達室Ｒ４が第１の圧力伝達室Ｒ３に連通し、ブレーキペダルのストロークが大となるので、直ちにシール性が損なわれたことが判別できる。このように、別途高価な圧力センサ等を設けることなく、シール性が損なわれたことを直ちに検出することができる。尚、上記の実施形態においては、何れも助勢手段として負圧ブースタ４０を用いて説明したが、液圧ブースタ、レギュレータ等の液圧助勢手段を用いることとしてもよい。
【００４４】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、請求項１に記載の発明によれば、助勢手段により補助ピストンを介してマスタピストンを助勢するときには、第１の弁手段によって第１の圧力伝達室を密閉すると共に、第２の弁手段によって第２の圧力伝達室を第１の圧力伝達室に連通して増圧し、第１の圧力伝達室内の圧力が所定圧に到達後は第２の圧力伝達室を密閉し、更に助勢手段による助勢限界を超えてブレーキペダルが操作されたときには、第１の弁手段により第１の圧力伝達室をリザーバに連通し、且つ第２の弁手段により第２の圧力伝達室を密閉状態に維持し、助勢手段による助勢を行なわないときには、第１の弁手段によって第１の圧力伝達室をリザーバに連通し、且つ第２の弁手段によって第２の圧力伝達室を第１の圧力伝達室に連通するように構成されているので、既存の液圧ブレーキ装置に対して実質的にマスタシリンダの構成を変更するだけで、助勢手段の助勢限界後も円滑に制動力を増大させることができると共に、助勢手段失陥時にも適切な入出力特性を確保することができる。
【００４５】
前記第１及び第２の弁手段は、請求項２又は３に記載のように構成すれば、機械的な構成のみとすることができるので、簡単な構造で確実に、助勢手段の助勢限界後、及び助勢手段失陥時の適切な入出力特性を確保することができる。しかも、万一、第１の圧力伝達室及び第２の圧力伝達室のシール性が損なわれた場合には、直ちにシール性が損なわれたことを判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る液圧ブレーキ装置におけるマスタシリンダ部の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る液圧ブレーキ装置における負圧ブースタ部の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態においてブレーキ操作が行なわれていない状態の第２及び第３のピストン部分を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態において負圧ブースタによる助勢が行なわれているときの第２及び第３のピストン部分を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態において負圧ブースタによる助勢が行なわれているときの第２及び第３のピストン部分を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態において負圧ブースタによる助勢限界に達した後の第２及び第３のピストン部分を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態における入出力特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１０マスタシリンダ，４０負圧ブースタ，３入力ロッド，
４リザーバ，１１第１のピストン，１２第２のピストン，
１７，１８環状部材，２０第３のピストン，２１弁体，
２３プランジャ，２５弁体，２７プランジャ，２８ピン，
Ｓ１〜Ｓ４シール部材，Ｒ１，Ｒ２圧力室，
Ｒ３第１の圧力伝達室，Ｒ４第２の圧力伝達室，Ｒ５液室，
１ａ〜１ｄシリンダ，１ｒ流路

Claims

ブレーキペダルの操作に応じてマスタピストンを前進駆動しリザーバのブレーキ液を圧力室で加圧して出力するマスタシリンダと、前記ブレーキペダルの操作に応じて前記マスタピストンを助勢する助勢手段を備えた車両の液圧ブレーキ装置において、前記マスタピストンの有効断面積より大の有効断面積の大径部及び該大径部の前方に前記マスタピストンの有効断面積より小の有効断面積の小径部を有する補助ピストンであって、前記マスタピストンの後方に配置して前記大径部と前記マスタピストンとの間に第１の圧力伝達室を形成すると共に、前記小径部と前記マスタピストンとの間に第２の圧力伝達室を形成し、前記助勢手段の助勢作動に連動し得る補助ピストンと、該補助ピストンを介して前記助勢手段によって前記マスタピストンを助勢するときには前記第１の圧力伝達室を密閉し、前記助勢手段による助勢を行なわないとき及び前記助勢手段による助勢限界を超えて前記ブレーキペダルが操作されたときには前記第１の圧力伝達室を前記リザーバに連通する第１の弁手段と、前記補助ピストンを介して前記助勢手段によって前記マスタピストンを助勢するときには前記第２の圧力伝達室を前記第１の圧力伝達室に連通して増圧し、前記第１の圧力伝達室内の圧力が所定圧に到達後は前記第２の圧力伝達室を密閉し、前記助勢手段による助勢を行なわないときには前記第２の圧力伝達室を前記第１の圧力伝達室に連通する第２の弁手段とを備え、前記助勢手段による助勢限界を超えて前記ブレーキペダルが操作されたときには、前記第１の弁手段により前記第１の圧力伝達室を前記リザーバに連通し、前記第２の弁手段により前記第２の圧力伝達室を密閉状態に維持するように構成したことを特徴とする車両の液圧ブレーキ装置。
前記第１の圧力伝達室を前記リザーバに連通する第１の流路を前記補助ピストンに形成し、前記第１の弁手段が、前記第１の流路に配置する第１の弁座と、該第１の弁座に対して着座又は離座するように配置し前記第１の流路を開閉する第１の弁部材と、該第１の弁部材を前記第１の弁座方向に付勢する第１の付勢手段と、前記助勢手段による助勢を行なわないときに前記ブレーキペダルの操作に応じて前記第１の弁部材を駆動するブレーキ入力伝達部材とを備えたことを特徴とする請求項１記載の車両の液圧ブレーキ装置。
前記第２の圧力伝達室を前記第１の圧力伝達室に連通する第２の流路を前記補助ピストンに形成し、前記第２の弁手段が、前記第２の流路に配置する第２の弁座と、該第２の弁座に対して着座又は離座するように配置し前記第２の流路を開閉する第２の弁部材と、該第２の弁部材を前記第２の弁座方向に付勢する第２の付勢手段と、前記第１の圧力伝達室内の圧力に応じて前記第２の弁部材を前記第２の弁座から離隔する方向に押圧する圧力応動部材と、該圧力応動部材に対して前記第２の弁部材方向に前記第２の付勢手段より大の付勢力で付勢する第３の付勢手段とを備えたことを特徴とする請求項２記載の車両の液圧ブレーキ装置。