JP7059462B2 - 倍力ブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ブレーキペダルに連結されたブレーキブースタを備える倍力ブレーキ装置に関する。

従来、ブレーキペダルに連結されたブレーキブースタを備える倍力ブレーキ装置が知られている。ブレーキブースタは、ブレーキペダルからの入力を増幅させる機能を果たす。これにより、ブレーキペダルからの入力が比較的小であっても、マスタシリンダに収容されたピストンをより強く押し出すことが可能となる。

特許文献１には、ブレーキブースタの一例が開示されている。ブレーキペダルは、ブレーキブースタの後方に位置する入力軸の後端に連結されている。車両衝突の際、車体が外部から衝撃力を受けるとブレーキペダルは、ブレーキブースタとともに車両方向に後退する。この際、入力軸がブレーキペダルに対して相対変位が生じなければ、ブレーキペダルの後退がより大きくなる。このため、ブレーキペダルが乗員に接触する可能性がより高くなり、乗員に対する安全性の低下が懸念される。

特開平１０－２３０８４０号公報

本発明は上述の事情に鑑み、車両衝突の際、ブレーキペダルの後退を抑制することが可能な倍力ブレーキ装置を提供することをその課題とする。

本発明によって提供される倍力ブレーキ装置は、車幅方向に延びる第１軸を有し、かつ隔壁部材の車両後方側に支持されたペダルブラケットと、前記車幅方向に延び、かつ前記第１軸よりも車両下方に位置する第２軸を有するとともに、上端が前記第１軸の回りに回転可能となるように前記ペダルブラケットに吊り下げ支持されたブレーキペダルと、マスタシリンダに収容されたピストンを作動させる出力軸、前記出力軸を収容する殻部、前記殻部の後端に支持されたブースタピストン、前記ブースタピストンに収容され、かつ前記出力軸よりも前記車両後方に位置するプランジャ、および前端が前記プランジャに支持され、かつ後端が前記第２軸の回りに回転可能となるように前記ブレーキペダルに支持された入力軸を有するとともに、前記殻部が前記隔壁部材の車両前方側に支持されたブレーキブースタと、を備え、前記ブレーキブースタには、外部からの衝撃力を受けることにより、前記入力軸を前記車幅方向の回りに回転させる回転許容手段が設けられ、前記衝撃力を受けることにより、前記隔壁部材よりも前記車両後方に位置する案内部材に前記ペダルブラケットが接触すると、前記案内部材に沿って前記ペダルブラケットが下垂するとともに、前記車幅方向に沿って視て、前記プランジャの軸心上かつ最後端に位置する第１仮想点と、前記ブースタピストンの後縁かつ最下位に位置する第２仮想点と、を結ぶ仮想線よりも、前記第２軸の軸心が前記回転許容手段により前記車両下方に変位することを特徴としている。

本発明によって提供される倍力ブレーキ装置によれば、車両衝突の際、ブレーキペダルの後退を抑制することが可能となる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面に基づき以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明の第１実施形態にかかる倍力ブレーキ装置の側面図（車幅方向の左側から視た図）であり、ブレーキブースタの一部を断面図として示している。 図１の部分拡大図である。 図１に示す倍力ブレーキ装置の他の実施例にかかる部分拡大断面図である。 図１に示す倍力ブレーキ装置の作用効果を説明する側面図であり、ブレーキブースタの一部を断面図として示している。 本発明の第２実施形態にかかる倍力ブレーキ装置の側面図（車幅方向の左側から視た図）であり、ブレーキブースタの一部を断面図として示している。

本発明を実施するための形態について、添付図面に基づいて説明する。

〔第１実施形態〕
図１～図４に基づき、本発明の第１実施形態にかかる倍力ブレーキ装置Ａ１０について説明する。倍力ブレーキ装置Ａ１０は、ペダルブラケット２１、ブレーキペダル２２およびブレーキブースタ３０を備える。ここで、図１および図４は、理解の便宜上、ブレーキブースタ３０の一部をプランジャ３４（詳細は後述）の軸心Ｎに沿った断面図として示している。当該断面図は、ブレーキブースタ３０の要部のみを示している。図３の断面位置は、図２の断面位置と同一である。

ここで、説明の便宜上、これらの図において示すｕｐｒは車両上方向を、ｄｗｎは車両下方向を、ｆｒは車両前方向を、ｒｒは車両後方向をそれぞれ指す。また、以下の説明で特記なく上下を用いる場合は、倍力ブレーキ装置Ａ１０の車両上下を指すものとし、特記なく前後を用いる場合は倍力ブレーキ装置Ａ１０の車両前後を指すものとする。なお、車幅方向は車両左右方向を指す。

ペダルブラケット２１は、図１に示すように、隔壁部材１１の車両後方側に支持されている。倍力ブレーキ装置Ａ１０においては、隔壁部材１１は、車両前後方向においてエンジンルームと車室とを隔てるダッシュパネルである。ペダルブラケット２１は、第１軸２１１およびベースプレート２１２を有する。第１軸２１１は、車幅方向に延び、かつペダルブラケット２１の本体に固定されている。ベースプレート２１２は、ペダルブラケット２１の前端に位置する。ベースプレート２１２は、隔壁部材１１の車両後方を向く面に接している。ベースプレート２１２は、ペダルブラケット２１を隔壁部材１１に支持させるために利用される。

ブレーキペダル２２は、図１に示すように、ペダルブラケット２１に吊り下げ支持されている。ブレーキペダル２２の上端は、ペダルブラケット２１の第１軸２１１の回りに回転可能となるようにされている。ブレーキペダル２２は、第２軸２２１およびペダル部２２２を有する。第２軸２２１は、第１軸２１１よりも車両下方に位置する。第２軸２２１は、車幅方向に延び、かつブレーキペダル２２を貫通している。ペダル部２２２は、ブレーキペダル２２の下端に位置する。乗員がペダル部２２２を踏むと、ブレーキペダル２２は、第１軸２１１の回りに回転する。

ブレーキブースタ３０は、図１に示すように、隔壁部材１１の車両前方側に支持されている。ブレーキブースタ３０は、出力軸３１、殻部３２、ブースタピストン３３、プランジャ３４および入力軸３５を有する。

図１に示すように、出力軸３１は、マスタシリンダ４０に収容されたピストン（図示略）を作動させる。マスタシリンダ４０は、ブレーキ液で満たされている。出力軸３１がピストンを作動させることにより、ブレーキ液が各車輪のホイールシリンダに供給される。

図１に示すように、殻部３２は、出力軸３１を収容する中空部材である。倍力ブレーキ装置Ａ１０が示す例においては、殻部３２は、２つの部材が車両前後方向に突き合わされた構成となっている。殻部３２は、エンジンルームに位置する。殻部３２には、複数のスタッドボルト３２１が設けられている。複数のスタッドボルト３２１は、殻部３２の後端から車両後方に向けて突出している。隔壁部材１１には、車両前後方向に貫通し、かつ複数のスタッドボルト３２１の配置に対応した複数の第１孔（図示略）が設けられている。複数のスタッドボルト３２１は、隔壁部材１１の車両前方側から複数の第１孔に個別に挿入される。また、ペダルブラケット２１のベースプレート２１２には、車両前後方向に貫通し、かつ複数の第１孔の配置に対応した複数の第２孔（図示略）が設けられている。これにより、複数のスタッドボルト３２１は、複数の第１孔に加え、複数の第２孔にも個別に挿入される。この状態で、複数のスタッドボルト３２１の各々にナットを取付け、当該ナットで隔壁部材１１およびベースプレート２１２を締め付けることにより、殻部３２が隔壁部材１１の車両前方側に支持される。同時に、ペダルブラケット２１が隔壁部材１１の車両後方側に支持される。

図１に示すように、ブースタピストン３３は、殻部３２の後端に支持されている。ブースタピストン３３は、殻部３２の後端から隔壁部材１１、およびペダルブラケット２１のベースプレート２１２を貫通して車両後方に向けて突出する円筒状である。このため、ブースタピストン３３の一部は、車室（運転席）に位置する。ブースタピストン３３は、合成樹脂製である。図２に示すように、ブースタピストン３３は、内周面３３１および脆弱部３３２を有する。内周面３３１は、ブースタピストン３３の内方に位置し、かつブースタピストン３３の周方向（入力軸３５の軸方向の回りの方向）に沿っている。脆弱部３３２は、内周面３３１からブースタピストン３３の径方向（入力軸３５の軸方向に対して直交する方向）に凹んでいる。脆弱部３３２は、プランジャ３４よりも車両後方に位置し、かつブースタピストン３３の後縁につながっている。図２に示す実施例においては、脆弱部３３２は、ブースタピストン３３において比較的薄肉とされた部分である。当該部分は、ブースタピストン３３の周方向全体にわたって形成されている。

図３は、ブースタピストン３３の脆弱部３３２の他の実施例を示している。脆弱部３３２は、入力軸３５の軸方向に延びる複数の溝である。当該複数の溝は、入力軸３５よりも車両下方に形成されている。

図１に示すように、プランジャ３４は、ブースタピストン３３の内方部材に収容されている。プランジャ３４は、出力軸３１よりも車両後方に位置する。プランジャ３４は、図２に示す軸心Ｎに沿って可動する。図２に示すように、プランジャ３４は、第１支持部３４１を有する。第１支持部３４１は、プランジャ３４の後端に位置する。第１支持部３４１は、プランジャ３４の後端から車両前方に向けて凹んでいる。

図２に示すように、入力軸３５は、その前端がプランジャ３４の第１支持部３４１に支持されている。入力軸３５の前端は、球体状である。入力軸３５の前端は、第１支持部３４１に嵌め込まれ、かつ締め付けられている。ただし、車両衝突の際に外部からの衝撃力を受けると、入力軸３５の前端には、第１支持部３４１に対して回転変位が生じるようになっている。入力軸３５は、第２支持部３５１を有する。第２支持部３５１は、入力軸３５の後端に位置する。第２支持部３５１は、クレビスである。第２支持部３５１は、ブレーキペダル２２の第２軸２２１の周辺を車幅方向の両側から挟んでいる。第２軸２２１は、第２支持部３５１を車幅方向に貫通している。第２支持部３５１は、第２軸２２１の回りに回転可能となるようにブレーキペダル２２に支持されている。

図２および図３に示すように、仮想線Ｖは、車幅方向に沿って視て、第１仮想点３０Ａと第２仮想点３０Ｂとを結ぶ直線である。第１仮想点３０Ａは、車幅方向に沿って視て、プランジャ３４の軸心Ｎ上かつ最後端に位置する。第２仮想点３０Ｂは、車幅方向に沿って視て、ブースタピストン３３の後縁かつ最下位に位置する。通常時においては、車幅方向に沿って視て、ブレーキペダル２２の第２軸２２１の軸心Ｃは、仮想線Ｖよりも車両上方に位置する。

次に、倍力ブレーキ装置Ａ１０の機構の概要を説明する。

ブレーキブースタ３０の殻部３２の内部は、弾性体であるダイアフラム（図示略）により車両前後方向に２つの部屋（図示略）に区画されている。説明の便宜上、この２つの部屋のうち車両前方に位置する部屋を第１室、第１室よりも車両後方に位置する部屋を第２室と呼ぶ。殻部３２の前端には吸引口（図示略）が設けられ、第１室は吸引口に通じている。吸引口は、エンジンのインテークマニホールドにつながっている。これにより、エンジンが駆動している間は、第１室の空気の圧力が大気圧に対して負圧となっている。一方、ブレーキブースタ３０のブースタピストン３３の内方は、第１室および第２室の各々につながっている。さらに、ブースタピストン３３の内方には、第１室の空気と、第２室の空気とを流通させるための連絡通路（図示略）が設けられている。倍力ブレーキ装置Ａ１０を作動させていないときは、当該連絡通路は開いている。このため、第２室の空気の圧力が、第１室の空気の圧力と等圧となる。したがって、第１室の空気の圧力と、第２室の空気の圧力とは、ともに大気圧に対して負圧となっている。

乗員がブレーキペダル２２のペダル部２２２を踏むと、ブレーキペダル２２は、ペダルブラケット２１の第１軸２１１の回りに回転するとともに、ブレーキブースタ３０の入力軸３５を出力軸３１の軸心Ｎに沿って車両前方に押し込む。そして、入力軸３５によりプランジャ３４が軸心Ｎに沿って車両前方に押し込まれ、かつプランジャ３４がブースタピストン３３に設けられた連絡通路を塞ぐ。これにより、殻部３２の第１室と第２室との空気の流通が遮断され、かつ第２室にブースタピストン３３の後端から大気が流れ込む。すなわち、第１室の空気の圧力は、大気圧に対して常に負圧を保持しているものの、第２室の空気の圧力が大気圧となるため、第２室の空気の圧力は、第１室の空気の圧力よりも大となる。したがって、殻部３２の内部には、空気の圧力差が生じる。この圧力差を動力として利用することにより、マスタシリンダ４０のピストンを押し込む出力軸３１の力を増幅させることができる。

次に、倍力ブレーキ装置Ａ１０の作用効果について説明する。

倍力ブレーキ装置Ａ１０のブレーキブースタ３０には、車両衝突の際に外部からの衝撃力を受けることにより、入力軸３５を車幅方向の回りに回転させる回転許容手段が設けられている。倍力ブレーキ装置Ａ１０においては、回転許容手段は、プランジャ３４の第１支持部３４１と、ブースタピストン３３の脆弱部３３２とにより構成される。図４に示すように、車両衝突の際に車体が車両前方から衝撃力を受けると、隔壁部材１１が車両後方に後退する。このため、倍力ブレーキ装置Ａ１０も車両後方に後退する。ここで、車体において、隔壁部材１１の車両後方には、案内部材１２および支持部材１３が位置する。支持部材１３は、車幅方向に延び、かつ車幅方向の両端が車両側方部材に支持された車体の補強部材である。支持部材１３は、ステアリングコラムを吊り下げ支持している。案内部材１２は、支持部材１３に吊り下げ支持されたブラケットである。

倍力ブレーキ装置Ａ１０が車両後方に後退すると、ペダルブラケット２１の上端が案内部材１２に接触し、案内部材１２に沿ってペダルブラケット２１が下垂する。このとき、回転許容手段を構成するプランジャ３４の第１支持部３４１が衝撃力を受けることにより、入力軸３５は、図４に示す点Ｂを回転中心として車幅方向の回りに回転可能となる。入力軸３５が回転すると、入力軸３５が回転許容手段を構成するブースタピストン３３の脆弱部３３２に接触し、脆弱部３３２が破断する。これにより、入力軸３５がさらに回転するため、図４に示すように、車幅方向に沿って視てブレーキペダル２２の第２軸２２１の軸心Ｃが、第１仮想点３０Ａと第２仮想点３０Ｂとを結ぶ仮想線Ｖよりも車両下方に変位する。この結果、ブレーキペダル２２の後退は、長さΔＬ１の分が抑制される。したがって、倍力ブレーキ装置Ａ１０によれば、車両衝突の際、ブレーキペダル２２の後退を抑制することが可能となる。

〔第２実施形態〕
図５に基づき、本発明の第２実施形態にかかる倍力ブレーキ装置Ａ２０について説明する。図５において、先述した倍力ブレーキ装置Ａ１０と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図５は、理解の便宜上、ブレーキブースタ３０の一部をプランジャ３４の軸心Ｎに沿った断面図として示している。当該断面図は、ブレーキブースタ３０の要部のみを示している。

倍力ブレーキ装置Ａ２０においては、ブースタピストン３３の構成と、回転許容手段の構成とが、先述した倍力ブレーキ装置Ａ１０におけるこれらの構成と異なる。

倍力ブレーキ装置Ａ２０においては、ブースタピストン３３には、脆弱部３３２が形成されていない。ブースタピストン３３の材質は、倍力ブレーキ装置Ａ１０のブースタピストン３３の材質よりも衝撃に対する機械的強度が大であることが好ましい。

次に、倍力ブレーキ装置Ａ２０の作用効果について説明する。

倍力ブレーキ装置Ａ２０のブレーキブースタ３０には、車両衝突の際に外部からの衝撃力を受けることにより、入力軸３５を車幅方向の回りに回転させる回転許容手段が設けられている。倍力ブレーキ装置Ａ２０においては、回転許容手段は、プランジャ３４の第１支持部３４１と、ブースタピストン３３により構成される。

図５に示すように、車両衝突の際に車体が車両前方から衝撃力を受けると、隔壁部材１１とともに倍力ブレーキ装置Ａ２０が車両後方に後退する。これにより、ペダルブラケット２１の上端が案内部材１２に接触し、案内部材１２に沿ってペダルブラケット２１が下垂する。このとき、回転許容手段を構成するプランジャ３４の第１支持部３４１が衝撃力を受けることにより、入力軸３５は、倍力ブレーキ装置Ａ１０の場合と同じく、図４に示す点Ｂを回転中心として車幅方向の回りに回転する。当該回転が進み、入力軸３５がブースタピストン３３の後端に位置する内周縁上の点Ｄ（図５参照）に接触すると、点Ｄを支点、かつブレーキペダル２２の第２軸２２１の軸心Ｃを力点としたテコの原理により、入力軸３５の前端が第１支持部３４１の締め付けを緩める。これにより、入力軸３５の前端が第１支持部３４１から脱落して入力軸３５がさらに回転するため、図５に示すように、車幅方向に沿って視て第２軸２２１の軸心Ｃが、第１仮想点３０Ａと第２仮想点３０Ｂとを結ぶ仮想線Ｖよりも車両下方に変位する。この結果、ブレーキペダル２２の後退は、長さΔＬ２の分が抑制される。したがって、倍力ブレーキ装置Ａ２０によっても、車両衝突の際、ブレーキペダル２２の後退を抑制することが可能となる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

Ａ１０，Ａ２０：倍力ブレーキ装置
１１：隔壁部材
１２：案内部材
１３：支持部材
２１：ペダルブラケット
２１１：第１軸
２１２：ベースプレート
２２：ブレーキペダル
２２１：第２軸
２２２：ペダル部
３０：ブレーキブースタ
３０Ａ：第１仮想点
３０Ｂ：第２仮想点
３１：出力軸
３２１：スタッドボルト
３３：ブースタピストン
３３１：内周面
３３２：脆弱部
３４：プランジャ
３４１：第１支持部
３５：入力軸
３５１：第２支持部
４０：マスタシリンダ
Ｎ，Ｃ：軸心
Ｖ：仮想線

Claims (1)

1. 車幅方向に延びる第１軸を有し、かつ隔壁部材の車両後方側に支持されたペダルブラケットと、
   前記車幅方向に延び、かつ前記第１軸よりも車両下方に位置する第２軸を有するとともに、上端が前記第１軸の回りに回転可能となるように前記ペダルブラケットに吊り下げ支持されたブレーキペダルと、
   マスタシリンダに収容されたピストンを作動させる出力軸、前記出力軸を収容する殻部、前記殻部の後端に支持されたブースタピストン、前記ブースタピストンに収容され、かつ前記出力軸よりも前記車両後方に位置するプランジャ、および前端が前記プランジャに支持され、かつ後端が前記第２軸の回りに回転可能となるように前記ブレーキペダルに支持された入力軸を有するとともに、前記殻部が前記隔壁部材の車両前方側に支持されたブレーキブースタと、を備え、
   前記ブレーキブースタには、外部からの衝撃力を受けることにより、前記入力軸を前記車幅方向の回りに回転させる回転許容手段が設けられており、
   前記回転許容手段は、前記ブースタピストンおよび前記プランジャにより構成されており、
   前記衝撃力を受けることにより、前記隔壁部材よりも前記車両後方に位置する案内部材に前記ペダルブラケットが接触すると、前記案内部材に沿って前記ペダルブラケットが下垂するとともに、前記入力軸が前記ブースタピストンの後端に位置する内周縁に接触し、かつ前記入力軸の前端が前記プランジャから脱落することによって、
   前記車幅方向に視て、前記プランジャの軸心上かつ最後端に位置する第１仮想点と、前記ブースタピストンの後縁かつ最下位に位置する第２仮想点と、を結ぶ仮想線よりも、前記第２軸の軸心が前記回転許容手段により前記車両下方に変位する、倍力ブレーキ装置。

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