JP3882275B2 - 車両用液圧ブレーキ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用の車輪のホイールシリンダにブレーキ液圧を供給する液圧ブレーキ装置に関し、特に液圧倍力手段を備えた車両用液圧ブレーキ装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用の液圧ブレーキ装置に関しては種々の形態の装置が知られているが、液圧倍力手段を備えたものとして、米国特許第３９２８９７０号公報に記載されたものがある。同公報には、加圧流体源の圧力を利用したマスタシリンダに関し、シリンダボア内に摺動自在に収容されるピストンを有し、その前方にブレーキ液圧回路に接続する圧力室を形成すると共に、その後方に加圧流体源に接続するパワー室を形成し、加圧流体源からの流体の供給を制御する弁装置を備えたマスタシリンダ装置が開示されている。同公報では、加圧流体源を有するマスタシリンダにおいて、ピストンはブレーキペダル操作によって直接駆動されるが、加圧状態で移動するインレットもしくはインレットシールを必要としないように構成することを目的としている。そして、第１のピストンと第２のピストンの間に第１の圧力室を形成して液圧回路に接続し、第２のピストンの前方に第２の圧力室を形成して第１のピストンの後方に接続し、第２の圧力室内に加圧流体源の出力液圧を導入する導入弁を設けると共に、第２の圧力室をリザーバに連通する排出弁を設け、これらの弁を第２のピストンの作動に応じて駆動するように構成したマスタシリンダ装置が開示されている。
【０００３】
また、特開平９−２４８１８号公報においては、緊急ブレーキ時のブレーキ力を増大させるべく、通常時は圧力源の出力液圧をレギュレータによって調圧してホイールシリンダに導入し、緊急のブレーキ操作を検出した時には切換手段によって圧力源を直接ホイールシリンダに連通させるようにした車両用ブレーキ制御装置が提案されている。そして、同公報には、スプールバルブを用いたレギュレータが開示されており、このレギュレータにおいてマスタシリンダ液圧に対するレギュレータ液圧の特性を自由に設定し得るように、レギュレータ液圧の受圧面積を可変とする手段が開示されている。具体的には、ゴム等の弾性部材が係合部材を介してスプールバルブの前方に配置され、レギュレータ液圧の増加によって弾性部材が係合部材に当接する面積が増大することに応じて、スプールバルブに伝達される圧力を規制するように構成されている。更に、特開平９−２４８１９号公報においても、緊急ブレーキ時にブレーキ力を増大させる装置が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特開平９−２４８１８号公報及び特開平９−２４８１９号公報によれば、緊急ブレーキ時にブレーキ力を増大させることが可能であるが、過渡的にみると付加すべきブレーキ力が必ずしも十分と言えない場合があり、ブレーキペダル操作を解除したときのブレーキ力についても改良すべき点が残る。
【０００５】
また、上記の米国特許公報に記載の装置においては、導入弁と排出弁が用いられているが、特開平９−２４８１８号公報及び特開平９−２４８１９号公報に記載のような特に緊急ブレーキ時にブレーキ力を増大させ得るものではない。
【０００６】
そこで、本発明は、液圧倍力手段を備えた車両用液圧ブレーキ装置において、緊急ブレーキ時には直ちにブレーキ力を増大させ、ブレーキ操作解除時には適切にブレーキ力を除去し得るようにすることを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成するため、本発明は、ブレーキ液を貯蔵するリザーバと、シリンダボデー内にマスタピストンを液密的摺動自在に収容して該マスタピストンの前方に圧力室を形成すると共に後方にパワー室を形成し、前記リザーバ内のブレーキ液を前記圧力室に導入しブレーキ操作部材の操作に応じて前記マスタピストンを駆動し前記圧力室からブレーキ液圧を出力する少くとも一つのマスタシリンダと、前記リザーバ内のブレーキ液を所定の圧力に昇圧してパワー液圧を出力する補助液圧源と、前記シリンダボデー内で前記マスタピストンの前方に液密的摺動自在に収容し前記マスタピストンに連動するように配置し、後方を前記圧力室に露呈すると共に前方をレギュレータ室に露呈する制御ピストンと、該制御ピストンに連動して前記レギュレータ室を前記補助液圧源に連通又は遮断する増圧弁手段と、前記制御ピストンに連動して前記レギュレータ室を前記リザーバに連通又は遮断する減圧弁手段とを備え、少くとも前記パワー室を前記レギュレータ室に連通接続して前記マスタピストンを助勢する車両用液圧ブレーキ装置において、前記制御ピストンに連結し前記制御ピストンに付与される前記圧力室内のブレーキ液圧に対抗して前記補助液圧源の出力パワー液圧によって第１の特性を有する第１の対抗ブレーキ液圧を前記制御ピストンに付与する第１の受圧手段と、前記制御ピストンに連結し前記制御ピストンに付与される前記圧力室内のブレーキ液圧に対抗して前記補助液圧源の出力パワー液圧によって第２の特性を有する第２の対抗ブレーキ液圧を前記制御ピストンに付与する第２の受圧手段と、前記第１の対抗ブレーキ液圧と前記第２の対抗ブレーキ液圧の差圧によって作動する弁体を有し、該弁体の作動に応じて、前記第１及び第２の受圧手段の少くとも何れか一方に対し、前記ブレーキ操作部材の操作状態に応じて前記補助液圧源の出力パワー液圧による前記第１の対抗ブレーキ液圧又は第２の対抗ブレーキ液圧の付与を規制する弁装置とを備えることとしたものである。従って、前記第１及び第２の受圧手段は前記制御ピストンに対して受圧力を伝達可能に連結されている。尚、第１の特性は、例えば、対抗ブレーキ液圧がマスタシリンダ液圧に対し第１の液圧勾配を有する線形特性で、第２の特性は、第１の特性より緩やかな増圧勾配を有する線形特性に設定することができる。また、前記パワー室を前記レギュレータ室及び前記増圧弁手段に接続し、前記増圧弁手段の出力液圧を前記パワー室を介して前記レギュレータ室に供給するように構成してもよい。
【０００８】
前記車両用液圧ブレーキ装置において、前記第１及び第２の受圧手段の少くとも一方が、前記シリンダボデーに支持した弾性部材を備え、該弾性部材を介して前記補助液圧源の出力パワー液圧を受圧して前記制御ピストンに付与するように構成するとよい。
【０００９】
また、前記車両用液圧ブレーキ装置において、前記マスタピストン、前記制御ピストン、前記減圧弁手段及び前記増圧弁手段を前記シリンダボデー内に同軸上に配設し、前記制御ピストンと前記減圧弁手段との間に前記レギュレータ室を形成し、前記制御ピストンの前方で前記第１の受圧手段を構成すると共に、前記減圧弁手段と前記増圧弁手段との間に前記弾性部材を配置して前記第２の受圧手段を構成し、前記増圧弁手段と前記弾性部材との間に隔壁を介装して該隔壁と前記弾性部材との間に圧力伝達室を形成すると共に、前記隔壁と前記前記増圧弁手段との間にパワー出力室を形成するとよい。
【００１０】
前記弁装置は、前記パワー出力室と前記圧力伝達室との間に介装し、常時は前記パワー出力室と前記圧力伝達室との間を連通し、前記ブレーキ操作部材を急激に操作したときには前記パワー出力室と前記圧力伝達室との間を遮断する遮断弁とするとよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る液圧ブレーキ装置を示すもので、シリンダボデー１内にマスタシリンダＭＣとレギュレータＲＧが構成されている。本実施形態のマスタシリンダＭＣは二つの圧力室Ｒ２，Ｒ４が形成されたタンデムマスタシリンダで、所謂ダイアゴナル配管が構成されている。即ち、車両後方側（図１の右側）に設けられたブレーキ操作部材たるブレーキペダル２に踏力が加えられると、この踏力がプッシュロッド３を介してブレーキ作動力として伝えられ、これに応じてマスタシリンダＭＣの二つの圧力室Ｒ２，Ｒ４からの出力ブレーキ液圧が、夫々車両前方右側及び後方左側の車輪ＦＲ，ＲＬのホイールシリンダＷfr，Ｗrl、並びに前方左側及び後方右側の車輪ＦＬ，ＲＲのホイールシリンダＷfl，Ｗrrに出力されるように構成されている。このとき、レギュレータＲＧからはブレーキペダル２の操作に応じてレギュレータ液圧が出力され、後述するようにレギュレータＲＧの作動に応じてマスタシリンダＭＣが助勢される。
【００１３】
シリンダボデー１には、内径が異なる孔１ａ，１ｂ，１ｃ等から成る段付孔が形成されており、この中にマスタピストン１０，２０及び制御ピストン３０が収容され、マスタピストン１０，２０の間に圧力室Ｒ２が形成され、マスタピストン２０と制御ピストン３０との間に圧力室Ｒ４が形成されている。尚、孔１ａの後端はこれより大きい内径を有するパワー室Ｒ１に連通している。最も径が小さい孔１ｂと、これより大径の孔１ａの両者に、制御ピストン３０の両端部が夫々液密的摺動自在に嵌合されている。
【００１４】
マスタピストン１０は、図２に拡大して示すように、その前方端部の外面にランド部１１が形成され、これに断面カップ形状で環状のシール部材１２と環状のシール部材１３が装着されて孔１ａに液密的摺動自在に嵌合され、前端面がマスタピストン２０の後端面に対向するように配設されている。従って、シール部材１２，１３によってパワー室Ｒ１と圧力室Ｒ２が分離されている。マスタピストン１０の本体部１４は円筒状のスリーブ１５によって支持されている。このスリーブ１５の内面及び外面には環状の溝が形成されると共に、これから軸方向に一定距離隔てた内面にも環状の溝が形成されている。これらの溝には夫々環状のシール部材１６，１７及び断面カップ形状で環状のシール部材１８が収容されており、パワー室Ｒ１に対するシール性が確保されている。更に、マスタピストン１０の先端面から軸方向に凹部１０ａが形成されており、先端部にはリテーナ１９が装着されている。
【００１５】
マスタピストン２０の外周には、後端部にランド部２１が形成されると共に、軸方向に所定距離隔てた前方側にはランド部２１と同径のランド部２２が形成されており、これらのランド部２１，２２には、夫々断面カップ形状で環状のシール部材２３，２４が配設されて孔１ａに液密的摺動自在に嵌合されている。また、マスタピストン２０の両端から軸方向に凹部２０ａ，２０ｂが形成されると共に、マスタピストン２０の径方向に穴２０ｃが形成され、その底部で連通孔２０ｄを介して凹部２０ａに連通している。ランド部２１，２２間に形成された環状の給液室Ｒ３はポート１ｅを介してリザーバ４に連通しており、給液室Ｒ３は穴２０ｃ、連通孔２０ｄ及び凹部２０ａを介して圧力室Ｒ２に連通し得る。更に、マスタピストン２０の先端部にはリテーナ２９が装着されている。
【００１６】
マスタピストン２０の後端側にはリテーナ２５が装着され、これに弁体２６が係止されて弁体２６のマスタピストン１０方向への移動が規制されている。弁体２６の先端にはゴム等の弾性部材が被着され、連通孔２０ｄに当接してこれを密閉し得るように構成されている。弁体２６の他端側にはロッド２７が一体的に形成され、その後端に係止部２８が形成されており、係止部２８は凹部１０ａ内を移動可能に配置され、リテーナ１９に係止されてマスタピストン２０方向への移動が規制されている。そして、マスタピストン１０のリテーナ１９とマスタピストン２０のリテーナ２５との間にスプリング５が張設され、両者間が離隔する方向に付勢されている。尚、マスタピストン２０の後退位置は、シリンダボデー１に固定された係止ピン７によって規制される。
【００１７】
図３に拡大して示すように、制御ピストン３０の外周には、後端部に大径のランド部３１が形成されると共に、軸方向に所定距離隔てた前方側には小径のランド部３２が形成されており、ランド部３１に断面カップ形状で環状のシール部材３３が配設されて孔１ａに液密的摺動自在に嵌合され、ランド部３２は孔１ｂに摺動自在に嵌合されている。而して、シール部材３３によって、圧力室Ｒ４と給液室Ｒ５が分離され、シール部材３４によって、給液室Ｒ５と後述のレギュレータ室Ｒ６が分離されている。即ち、シール部材３３とシール部材３４との間に給液室Ｒ５が形成され、給液室Ｒ５はポート１ｔを介してリザーバ４に連通接続されている。
【００１８】
制御ピストン３０には、軸方向の両端部に凹部３０ａ及び段付凹部３０ｂが形成されると共に、径方向に貫通する連通孔３０ｃが形成されている。この連通孔３０ｃは連通孔３０ｄを介して凹部３０ａの底部に連通している。制御ピストン３０の後端側にはリテーナ３５が装着され、これに前述の弁体２６と同一構成の弁体３６が係止されて弁体３６のマスタピストン１０方向への移動が規制されている。弁体３６の他端側にはロッド３７が一体的に形成され、その後端に係止部３８が形成されており、係止部３８は凹部２０ｂ内を移動可能に配置され、リテーナ２９に係止されて制御ピストン３０方向への移動が規制されている。一方、制御ピストン３０の段付凹部３０ｂの底部には、後述するスプール５３の後端部が保持されている。また、マスタピストン２０のリテーナ２９と制御ピストン３０のリテーナ３５との間にはスプリング６が張設され、両者間が離隔する方向に付勢されている。
【００１９】
図１に示すように、シリンダボデー１の前方にはレギュレータＲＧが形成されており、このレギュレータＲＧに補助液圧源４０が接続され、その出力パワー液圧が適宜制御されて例えば図１に二点鎖線で示した液圧制御装置ＰＣに対しレギュレータ液圧が出力される。液圧制御装置ＰＣは、例えばアンチスキッド制御等を行なうための電磁弁、コントローラ等を含み、ホイールシリンダＷfr等に供給されるレギュレータ液圧が車両の運転状態に応じて適宜制御されるように構成されている。補助液圧源４０は電動モータ４１によって駆動される液圧ポンプ４２を備え、入力側がリザーバ４に接続され出力側がアキュムレータ４３に接続され、このアキュムレータ４３からポート１ｐを介してレギュレータＲＧにパワー液圧が供給されるように構成されている。
【００２０】
レギュレータＲＧは、図３に拡大して示すように、孔１ｂに連通する段付の孔１ｃ内に段付円筒体のスリーブ５１が嵌着されている。スリーブ５１の外周には複数の環状溝が形成されており、夫々に環状のシール部材が嵌合されている。また、隣接するシール部材間にはスリーブ５１の径方向に連通孔５１ｅ，５１ｆが形成されており、これらを介してスリーブ５１の中空部が夫々ポート１ｓ、液圧路Ｐ１に連通接続されている。スリーブ５１の後端面と制御ピストン３０の前端面との間にはレギュレータ室Ｒ６が形成され、液圧路Ｐ２を介してパワー室Ｒ１（図１及び図２）に連通接続されている。スリーブ５１の中空部内は孔５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄから成る段付孔に形成されており、最小径の孔５１ｂ内は、連通孔５１ｅ及びポート１ｓを介してリザーバ４に連通するドレン室Ｒ７となっている。
【００２１】
孔５１ａには更にスリーブ５２が収容されており、その中空部内には段付孔５２ａが形成されており、これに直交する径方向に、レギュレータ室Ｒ６に連通する連通孔５２ｂが形成されている。スリーブ５２の段付孔５２ａにはスプール５３が摺動自在に収容されている。また、孔５１ｂにはプランジャ５４が収容されており、その基部５４ａが孔５１ｂに摺動自在に支持され、その後端面にスプール弁機構５０のスプール５３の先端面が当接するように配設されている。
【００２２】
そして、孔５１ｃ内には、円柱状に形成された例えばゴム製の弾性部材７０が嵌合されると共に、隔壁部材８０が嵌着されており、プランジャ５４はこれらを貫通して先端がポペット弁機構６０内に延出している。プランジャ５４の基部５４ａと弾性部材７０との間には環状の伝達部材７１が介装されており、これに当接する面と反対側の弾性部材７０の面には環状の凹部が形成されている。更に、弾性部材７０の前端面にはプレート７２が配設され、弾性部材７０に対してその全面に亘り均一に液圧が付与されるように構成されている。孔５１ｃ内の弾性部材７０と隔壁部材８０との間には圧力伝達室Ｒ１０が形成され、隔壁部材８０とポペット弁機構６０との間にはパワー出力室Ｒ８が形成されている。
【００２３】
パワー出力室Ｒ８はスリーブ５１の連通孔５１ｆを介して液圧路Ｐ１に連通している。この液圧路Ｐ１は図１に明らかなようにパワー室Ｒ１に連通接続され、パワー室Ｒ１は液圧路Ｐ２を介してレギュレータ室Ｒ６に連通接続されている。換言すれば、パワー出力室Ｒ８、液圧路Ｐ１、パワー室Ｒ１、液圧路Ｐ２及びレギュレータ室Ｒ６によって調圧室が構成されている。
【００２４】
そして、本発明の弁装置として遮断弁９０が、パワー出力室Ｒ８に開口する連通孔５１ｈと、圧力伝達室Ｒ１０に開口する連通孔５１ｉに夫々連通するように、シリンダボデー１に設けられている。この遮断弁９０は、図８に拡大して示すように、パワー出力室Ｒ８に連通する受圧部９１ａを有し、オリフィス９１ｂが形成された弁体９１と、圧力伝達室Ｒ１０に連通する弁座９２と、弁体９１を弁座９２から離隔する方向に付勢するスプリング９３によって構成されている。従って、パワー出力室Ｒ８と圧力伝達室Ｒ１０は弁体９１のオリフィス９１ｂ及び弁座９２を介して連通しているが、ポペット弁機構６０からパワー液圧が一挙に出力されてパワー出力室Ｒ８の液圧が急激に上昇すると、オリフィス９１ｂの存在によりパワー出力室Ｒ８と圧力伝達室Ｒ１０との間に差圧が生ずる。これにより、弁体９１がスプリング９３の付勢力に抗して押圧されて弁座９２に着座し、圧力伝達室Ｒ１０との連通が遮断される。
【００２５】
尚、弁装置として図９に示す２ポート２位置の電磁開閉弁１００を用いる場合には、例えばブレーキペダル２のストロークを検出するストロークセンサ１０１を設け、その検出信号を電子制御ユニットＥＣＵに入力し、ここでブレーキペダル２の操作速度を検出するように構成される。而して、電磁開閉弁１００は常時は開位置で、パワー出力室Ｒ８と圧力伝達室Ｒ１０は連通しているが、電子制御ユニットＥＣＵにてブレーキペダル２の操作速度が所定値を越えたと判定されたときには閉位置に切り換えられ、パワー出力室Ｒ８と圧力伝達室Ｒ１０との連通が遮断される。尚、ストロークセンサ１０１に代えて、ブレーキ液圧を検出する圧力センサ、ブレーキペダル２の踏力を検出する踏力センサ、あるいは車輪速度センサを用いることとしてもよい。
【００２６】
次に、スプール弁機構５０は本発明の減圧弁手段を構成し、図４に拡大して示すように、段付円柱形状のスプール５３を備え、その大径部に複数のラビリンス溝が形成されている。また、スプール５３の中間部にはリテーナ５６が支承され、このリテーナ５６は制御ピストン３０の段付凹部３０ｂ内で支承されている。そして、リテーナ５６とスリーブ５２との間にはスプリング５５が張架され、スプール５３が制御ピストン３０の段付凹部３０ｂの底面に当接するように付勢されている。
【００２７】
スプール５３のスリーブ５２への嵌合部において、連通孔５２ｂは常時レギュレータ室Ｒ６に開口し、スプール５３の初期位置ではドレン室Ｒ７と連通するが、スプール５３の前進作動に応じてその大径部によって流路面積が制限され、遂には連通孔５２ｂが遮蔽されるように構成されている。図３に示すように、ドレン室Ｒ７はスリーブ５１の連通孔５１ｅ、そしてポート１ｓを介してリザーバ４（図１）に連通されている。従って、スプール５３の初期位置ではレギュレータ室Ｒ６内もリザーバ４と連通し、大気圧のブレーキ液が充填されている。尚、減圧弁手段としては、このスプール弁機構５０に限らず他の態様でもよく、その配置もレギュレータＲＧ内ではなく例えばパワー室Ｒ１に近接配置することしてもよい。
【００２８】
ポペット弁機構６０は本発明の増圧弁手段を構成し、図５に拡大して示すように構成されている。スリーブ６１は有底円筒体で、軸方向に中空部６１ａが形成されると共に、これに連通する径方向の連通孔６１ｂが形成され、更に中空部６１ａに平行にスリーブ６１を貫通する連通孔６１ｃが形成されている。また、スリーブ６１の底部中央には軸方向に連通孔６１ｄが形成されており、中空部６１ａ側に弁座６１ｅが形成されている。スリーブ６１の外周には複数の環状溝が形成されており、夫々に環状のシール部材が嵌合され、隣接するシール部材間に連通孔６１ｂが形成されており、この連通孔６１ｂを介して中空部６１ａが図１及び図３に示すポート１ｐに連通接続されている。
【００２９】
スリーブ６１の中空部６１ａ内には弁部材６３、リテーナ６４、スプリング６５及びフィルタ６６が収容され、中空部６１ａに段付円柱状のスリーブ６２の小径部が嵌着されると、スリーブ６１の中空部６１ａ内にパワー入力室Ｒ９が形成される。尚、このパワー入力室Ｒ９は連通孔６１ｄを介してパワー出力室Ｒ８（図３）と連通し得る。スリーブ６２には軸方向に穴６２ａが形成されており、この穴６２ａに直交する径方向に連通孔６２ｂが形成されている。弁部材６３は先端に弁体６３ａが形成され、鍔部６３ｂを介して、大径部６３ｃ、中径部６３ｄ及び小径部６３ｅから成る段付円柱体が形成されており、中径部６３ｄ部分がスリーブ６２の穴６２ａに摺動自在に支持される。尚、穴６２ａの開口面積は弁体６３ａの弁座６１ｅへの着座面積と略等しくなるように設定されている。
【００３０】
弁部材６３はフィルタ６６と共にスリーブ６１の中空部６１ａ内に収容され、スプリング６５が弁部材６３の鍔部６３ｂとリテーナ６４との間に張設されると、弁体６３ａが弁座６１ｅに着座する方向に付勢される。この状態で、弁部材６３の中径部６３ｄが穴６２ａに支持されるように、スリーブ６２の小径部がスリーブ６１の中空部６１ａに嵌着される。このとき、スリーブ６１の前端面とスリーブ６２の後端面との間には間隙６２ｃが形成され、穴６２ａが連通孔６２ｂ及び間隙６２ｃ並びにスリーブ６１の連通孔６１ｃを介して、パワー出力室Ｒ８、即ち弁座６１ｅに着座する弁部材６３の弁体６３ａの頂面側に連通している。これにより、弁部材６３に対しては両端部から軸方向に略等しい圧力が加わることになるので、弁部材６３に対する負荷は極めて小さいものとなる。尚、弁部材６３の弁体６３ａに対向するようにプランジャ５４が配置されているが、図５に示す初期位置では弁体６３ａとプランジャ５４の先端との間に若干のクリアランスが形成される。
【００３１】
而して、図１及び図３に示す初期位置では、レギュレータ室Ｒ６内はスリーブ５２の連通孔５２ａ，５２ｂ及びスリーブ５１の連通孔５１ｅ、そしてポート１ｓを介してリザーバ４に連通しており、大気圧となっているが、制御ピストン３０の前進移動に伴ってスプール５３が前進すると、図６に示すようにスリーブ５２の連通孔５２ｂがスプール５３の外周面によって遮蔽され、代わって図７に示すようにポペット弁機構６０の弁部材６３が開弁する。これにより、補助液圧源４０のパワー液圧が先ず液圧路Ｐ１を介してパワー室Ｒ１に供給され、更に液圧路Ｐ２を介してレギュレータ室Ｒ６内に供給されて各室内が増圧される。制御ピストン３０の前方のランド部３２に加わるレギュレータ液圧による力が後方のランド部３１に加わるマスタシリンダ液圧による力を上回ると、制御ピストン３０が後方に移動し、ポペット弁機構６０の弁部材６３が閉弁すると共にスプール弁機構５０のスプール５３が開弁するので、レギュレータ室Ｒ６（及びパワー室Ｒ１、パワー出力室Ｒ８並びに液圧路Ｐ１，Ｐ２）内が減圧される。このような作動が繰り返されることによって、同室内が所定のレギュレータ液圧に調圧される。
【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説明する。図１乃至図３はブレーキペダル２の非操作時の状態を示すもので、この状態から、ブレーキペダル２が操作され、プッシュロッド３を介してマスタピストン１０が前方（図１の左方）に押圧されると、マスタピストン２０に弁体２６が当接し、弁体２６の弾性部材によって連通孔２０ｄが閉塞され、圧力室Ｒ２と給液室Ｒ３との連通が遮断され密閉状態となる。また、制御ピストン３０に弁体３６が当接し、弁体３６の弾性部材によって連通孔３０ｄが閉塞され、圧力室Ｒ４と給液室Ｒ５との連通が遮断され密閉状態となる。このように、圧力室Ｒ２と給液室Ｒ３との連通及び圧力室Ｒ４と給液室Ｒ５との連通が遮断された状態で、マスタピストン１０がブレーキペダル２の操作力によって駆動されると、マスタピストン１０，２０はスプリング５を介して、マスタピストン２０と制御ピストン３０はスプリング６を介して、夫々図２及び図３の状態に保持されているので、これらは一体となって前進する。
【００３３】
従って、制御ピストン３０に支持されたスプール５３によって連通孔５２ｂが閉塞され、リザーバ４との連通が遮断される。同時に、補助液圧源４０のパワー液圧が液圧路Ｐ１を介してパワー室Ｒ１に供給される。これにより、マスタピストン１０及び２０が前進し、圧力室Ｒ２，Ｒ４内が更に圧縮され、ポート１ｘ，１ｙからマスタシリンダ液圧が出力される。このとき、制御ピストン３０のランド部３１のシール径はランド部３２のシール径より大きいので、制御ピストン３０の移動に伴いマスタシリンダ液圧より大のレギュレータ液圧が発生するように制御される。而して、ブレーキペダル２の操作に応じてパワー出力室Ｒ８から液圧路Ｐ１を介してパワー室Ｒ１に供給されるパワー液圧（即ち、レギュレータ液圧）によってマスタピストン１０の移動が助勢されることとなる。
【００３４】
この間、レギュレータ室Ｒ６内のレギュレータ液圧によって制御ピストン３０に付与される力が、圧力室Ｒ２，Ｒ４内のマスタシリンダ液圧によって制御ピストン３０に付与される力より大であれば、スプール弁機構５０のスプール５３が開弁しポペット弁機構６０の弁部材６３が閉弁する方向に、制御ピストン３０が移動し、レギュレータ室Ｒ６内が減圧される。制御ピストン３０に付与される力の関係が上記と逆になると、スプール弁機構５０のスプール５３が閉弁しポペット弁機構６０の弁部材６３が開弁する方向に、制御ピストン３０が移動し、レギュレータ室Ｒ６内が増圧される。このような制御ピストン３０の移動とこれに伴うスプール弁機構５０及びポペット弁機構６０の開閉作動の繰り返しによってレギュレータ液圧がマスタシリンダ液圧より所定値以上高い圧力に調圧される。
【００３５】
具体的には、制御ピストン３０の小径のランド部３２が本発明の第１の受圧手段を構成し、その受圧面積に付与されるレギュレータ液圧による力と、大径のランド部３１の受圧面積に付与されるマスタシリンダ液圧による力とが等しくなるように制御され、マスタシリンダ液圧より所定値以上高く且つマスタシリンダ液圧に略比例したレギュレータ液圧が出力され、ブレーキペダル入力とマスタシリンダ液圧の間に、第１のブレーキ液圧特性が得られる。更に、通常のブレーキ作動時には遮断弁９０は開状態にあってオリフィス９１ｂ（図８）を介してパワー出力室Ｒ８内の液圧が圧力伝達室Ｒ１０に伝達されるので、本発明の第２の受圧手段を構成する弾性部材７０がパワー出力室Ｒ８内のパワー液圧によって変形する。そして、弾性部材７０が伝達部材７１に当接し、弁部材６３が弁座６１ｅに着座する方向に押圧されると共に、スプール５３が連通孔５２ｂの開口面積が増大する方向に押圧される。これにより、レギュレータ液圧が減圧され、ブレーキペダル入力とマスタシリンダ液圧の間に、第１のブレーキ液圧特性の増圧勾配より緩やかな増圧勾配を有する第２のブレーキ液圧特性が得られる。
【００３６】
図１０はこれらのブレーキ液圧特性を示すもので、本実施形態の増圧過程では上向きの矢印で示すように変化し、レギュレータ室Ｒ６内の制御ピストン３０の受圧面積に応じて第１の液圧勾配Ｋ１が設定されると共に、弾性部材７０によって第２の液圧勾配Ｋ２が設定され所望のサーボ特性を得ることができる。そして、減圧過程では図１０に水平及び下向きの矢印で示すように変化するので、ヒステリシスは小さい。
【００３７】
一方、ブレーキペダル２が急激に操作されると、ポペット弁機構６０からパワー出力室Ｒ８にパワー液圧が一挙に出力されるので、オリフィス９１ｂの前後に差圧が生じ、遮断弁９０の弁体９１が弁座９２に着座しパワー出力室Ｒ８と圧力伝達室Ｒ１０との間が遮断される。従って、弾性部材７０は機能せず、第１のブレーキ液圧特性のみとなり、図１０に破線で示したようにレギュレータ液圧が急激に増大し、マスタシリンダ液圧が急激に増大する特性となる。また、図９の電磁開閉弁１００を用いた場合には、ストロークセンサ１０１の検出信号に基づき電子制御ユニットＥＣＵにて、ブレーキペダル２の操作速度が検出され、ブレーキペダル２の操作速度が所定値を越えたと判定されたときには電磁開閉弁１００が閉位置に切り換えられ、パワー出力室Ｒ８と圧力伝達室Ｒ１０との間が遮断される。
【００３９】
【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に記載の効果を奏する。即ち、請求項１に記載の車両用液圧ブレーキ装置は、制御ピストンに付与される圧力室内のブレーキ液圧に対抗して補助液圧源の出力パワー液圧によって第１の特性を有する第１の対抗ブレーキ液圧を制御ピストンに付与する第１の受圧手段と、制御ピストンに付与される圧力室内のブレーキ液圧に対抗して補助液圧源の出力パワー液圧によって第２の特性を有する第２の対抗ブレーキ液圧を制御ピストンに付与する第２の受圧手段と、第１の対抗ブレーキ液圧と第２の対抗ブレーキ液圧の差圧によって作動する弁体を有し、この弁体の作動に応じて、第１及び第２の受圧手段の少くとも何れか一方に対し、ブレーキ操作部材の操作状態に応じて補助液圧源の出力パワー液圧による第１の対抗ブレーキ液圧又は第２の対抗ブレーキ液圧の付与を規制する弁装置とを備えているので、緊急ブレーキ時には直ちにブレーキ力を増大させることができる。
【００４０】
また、請求項２に記載の液圧ブレーキ装置においては、第１及び第２の受圧手段の少くとも一方が、シリンダボデーに支持した弾性部材を備えており、この弾性部材を介して補助液圧源の出力パワー液圧を受圧して制御ピストンに付与するように構成されているので、種々のブレーキ液圧特性を容易に設定することができる。
【００４１】
更に、請求項３に記載の液圧ブレーキ装置においては、増圧弁手段と弾性部材との間に隔壁を介装し、この隔壁と弾性部材との間に圧力伝達室を形成すると共に、隔壁と増圧弁手段との間にパワー出力室を形成することとしているので、簡単な構成で緊急ブレーキ時にブレーキ力を容易に増大することができる。
【００４２】
更に、請求項４に記載の液圧ブレーキ装置においては、弁装置がパワー出力室と圧力伝達室との間に介装した遮断弁によって構成されているので、ブレーキ操作部材を急激に操作したときにはパワー出力室と圧力伝達室との間を迅速かつ確実に遮断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用液圧ブレーキ装置の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る車両用液圧ブレーキ装置におけるマスタシリンダ部分を拡大して示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る車両用液圧ブレーキ装置におけるレギュレータ部分を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る車両用液圧ブレーキ装置におけるスプール弁機構を拡大して示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る車両用液圧ブレーキ装置におけるポペット弁機構を拡大して示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態におけるスプール弁機構の作動状態を拡大して示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態におけるポペット弁機構の作動状態を拡大して示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る車両用液圧ブレーキ装置における弁装置の一例として遮断弁を拡大して示す断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る車両用液圧ブレーキ装置における弁装置の他の例を示す回路図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る車両用液圧ブレーキ装置のブレーキ液圧特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１ シリンダボデー
２ ブレーキペダル， ４ リザーバ
１０，２０ マスタピストン
３０ 制御ピストン
４０ 補助液圧源
５０ スプール弁機構， ６０ ポペット弁機構
７０ 弾性部材
８０ 隔壁部材
９０ 遮断弁
ＭＣ マスタシリンダ， ＲＧ レギュレータ
Ｒ１ パワー室
Ｒ２，Ｒ４ 圧力室
Ｒ３，Ｒ５ 給液室
Ｒ６ レギュレータ室
Ｒ７ ドレン室
Ｒ８ パワー入力室， Ｒ９ パワー出力室
Ｐ１，Ｐ２ 液圧路
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用の車輪のホイールシリンダにブレーキ液圧を供給する液圧ブレーキ装置に関し、特に液圧倍力手段を備えた車両用液圧ブレーキ装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用の液圧ブレーキ装置に関しては種々の形態の装置が知られているが、液圧倍力手段を備えたものとして、米国特許第３９２８９７０号公報に記載されたものがある。同公報には、加圧流体源の圧力を利用したマスタシリンダに関し、シリンダボア内に摺動自在に収容されるピストンを有し、その前方にブレーキ液圧回路に接続する圧力室を形成すると共に、その後方に加圧流体源に接続するパワー室を形成し、加圧流体源からの流体の供給を制御する弁装置を備えたマスタシリンダ装置が開示されている。同公報では、加圧流体源を有するマスタシリンダにおいて、ピストンはブレーキペダル操作によって直接駆動されるが、加圧状態で移動するインレットもしくはインレットシールを必要としないように構成することを目的としている。そして、第１のピストンと第２のピストンの間に第１の圧力室を形成して液圧回路に接続し、第２のピストンの前方に第２の圧力室を形成して第１のピストンの後方に接続し、第２の圧力室内に加圧流体源の出力液圧を導入する導入弁を設けると共に、第２の圧力室をリザーバに連通する排出弁を設け、これらの弁を第２のピストンの作動に応じて駆動するように構成したマスタシリンダ装置が開示されている。
【０００３】
また、特開平９−２４８１８号公報においては、緊急ブレーキ時のブレーキ力を増大させるべく、通常時は圧力源の出力液圧をレギュレータによって調圧してホイールシリンダに導入し、緊急のブレーキ操作を検出した時には切換手段によって圧力源を直接ホイールシリンダに連通させるようにした車両用ブレーキ制御装置が提案されている。そして、同公報には、スプールバルブを用いたレギュレータが開示されており、このレギュレータにおいてマスタシリンダ液圧に対するレギュレータ液圧の特性を自由に設定し得るように、レギュレータ液圧の受圧面積を可変とする手段が開示されている。具体的には、ゴム等の弾性部材が係合部材を介してスプールバルブの前方に配置され、レギュレータ液圧の増加によって弾性部材が係合部材に当接する面積が増大することに応じて、スプールバルブに伝達される圧力を規制するように構成されている。更に、特開平９−２４８１９号公報においても、緊急ブレーキ時にブレーキ力を増大させる装置が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特開平９−２４８１８号公報及び特開平９−２４８１９号公報によれば、緊急ブレーキ時にブレーキ力を増大させることが可能であるが、過渡的にみると付加すべきブレーキ力が必ずしも十分と言えない場合があり、ブレーキペダル操作を解除したときのブレーキ力についても改良すべき点が残る。
【０００５】
また、上記の米国特許公報に記載の装置においては、導入弁と排出弁が用いられているが、特開平９−２４８１８号公報及び特開平９−２４８１９号公報に記載のような特に緊急ブレーキ時にブレーキ力を増大させ得るものではない。
【０００６】
そこで、本発明は、液圧倍力手段を備えた車両用液圧ブレーキ装置において、緊急ブレーキ時には直ちにブレーキ力を増大させ、ブレーキ操作解除時には適切にブレーキ力を除去し得るようにすることを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成するため、本発明は、ブレーキ液を貯蔵するリザーバと、シリンダボデー内にマスタピストンを液密的摺動自在に収容して該マスタピストンの前方に圧力室を形成すると共に後方にパワー室を形成し、前記リザーバ内のブレーキ液を前記圧力室に導入しブレーキ操作部材の操作に応じて前記マスタピストンを駆動し前記圧力室からブレーキ液圧を出力する少くとも一つのマスタシリンダと、前記リザーバ内のブレーキ液を所定の圧力に昇圧してパワー液圧を出力する補助液圧源と、前記シリンダボデー内で前記マスタピストンの前方に液密的摺動自在に収容し前記マスタピストンに連動するように配置し、後方を前記圧力室に露呈すると共に前方をレギュレータ室に露呈する制御ピストンと、該制御ピストンに連動して前記レギュレータ室を前記補助液圧源に連通又は遮断する増圧弁手段と、前記制御ピストンに連動して前記レギュレータ室を前記リザーバに連通又は遮断する減圧弁手段とを備え、少くとも前記パワー室を前記レギュレータ室に連通接続して前記マスタピストンを助勢する車両用液圧ブレーキ装置において、前記制御ピストンに連結し前記制御ピストンに付与される前記圧力室内のブレーキ液圧に対抗して前記補助液圧源の出力パワー液圧によって第１の特性を有する第１の対抗ブレーキ液圧を前記制御ピストンに付与する第１の受圧手段と、前記制御ピストンに連結し前記制御ピストンに付与される前記圧力室内のブレーキ液圧に対抗して前記補助液圧源の出力パワー液圧によって第２の特性を有する第２の対抗ブレーキ液圧を前記制御ピストンに付与する第２の受圧手段と、前記第１の対抗ブレーキ液圧と前記第２の対抗ブレーキ液圧の差圧によって作動する弁体を有し、該弁体の作動に応じて、前記第１及び第２の受圧手段の少くとも何れか一方に対し、前記ブレーキ操作部材の操作状態に応じて前記補助液圧源の出力パワー液圧による前記第１の対抗ブレーキ液圧又は第２の対抗ブレーキ液圧の付与を規制する弁装置とを備えることとしたものである。従って、前記第１及び第２の受圧手段は前記制御ピストンに対して受圧力を伝達可能に連結されている。尚、第１の特性は、例えば、対抗ブレーキ液圧がマスタシリンダ液圧に対し第１の液圧勾配を有する線形特性で、第２の特性は、第１の特性より緩やかな増圧勾配を有する線形特性に設定することができる。また、前記パワー室を前記レギュレータ室及び前記増圧弁手段に接続し、前記増圧弁手段の出力液圧を前記パワー室を介して前記レギュレータ室に供給するように構成してもよい。
【０００８】
前記車両用液圧ブレーキ装置において、前記第１及び第２の受圧手段の少くとも一方が、前記シリンダボデーに支持した弾性部材を備え、該弾性部材を介して前記補助液圧源の出力パワー液圧を受圧して前記制御ピストンに付与するように構成するとよい。
【０００９】
また、前記車両用液圧ブレーキ装置において、前記マスタピストン、前記制御ピストン、前記減圧弁手段及び前記増圧弁手段を前記シリンダボデー内に同軸上に配設し、前記制御ピストンと前記減圧弁手段との間に前記レギュレータ室を形成し、前記制御ピストンの前方で前記第１の受圧手段を構成すると共に、前記減圧弁手段と前記増圧弁手段との間に前記弾性部材を配置して前記第２の受圧手段を構成し、前記増圧弁手段と前記弾性部材との間に隔壁を介装して該隔壁と前記弾性部材との間に圧力伝達室を形成すると共に、前記隔壁と前記前記増圧弁手段との間にパワー出力室を形成するとよい。
【００１０】
前記弁装置は、前記パワー出力室と前記圧力伝達室との間に介装し、常時は前記パワー出力室と前記圧力伝達室との間を連通し、前記ブレーキ操作部材を急激に操作したときには前記パワー出力室と前記圧力伝達室との間を遮断する遮断弁とするとよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る液圧ブレーキ装置を示すもので、シリンダボデー１内にマスタシリンダＭＣとレギュレータＲＧが構成されている。本実施形態のマスタシリンダＭＣは二つの圧力室Ｒ２，Ｒ４が形成されたタンデムマスタシリンダで、所謂ダイアゴナル配管が構成されている。即ち、車両後方側（図１の右側）に設けられたブレーキ操作部材たるブレーキペダル２に踏力が加えられると、この踏力がプッシュロッド３を介してブレーキ作動力として伝えられ、これに応じてマスタシリンダＭＣの二つの圧力室Ｒ２，Ｒ４からの出力ブレーキ液圧が、夫々車両前方右側及び後方左側の車輪ＦＲ，ＲＬのホイールシリンダＷfr，Ｗrl、並びに前方左側及び後方右側の車輪ＦＬ，ＲＲのホイールシリンダＷfl，Ｗrrに出力されるように構成されている。このとき、レギュレータＲＧからはブレーキペダル２の操作に応じてレギュレータ液圧が出力され、後述するようにレギュレータＲＧの作動に応じてマスタシリンダＭＣが助勢される。
【００１３】
シリンダボデー１には、内径が異なる孔１ａ，１ｂ，１ｃ等から成る段付孔が形成されており、この中にマスタピストン１０，２０及び制御ピストン３０が収容され、マスタピストン１０，２０の間に圧力室Ｒ２が形成され、マスタピストン２０と制御ピストン３０との間に圧力室Ｒ４が形成されている。尚、孔１ａの後端はこれより大きい内径を有するパワー室Ｒ１に連通している。最も径が小さい孔１ｂと、これより大径の孔１ａの両者に、制御ピストン３０の両端部が夫々液密的摺動自在に嵌合されている。
【００１４】
マスタピストン１０は、図２に拡大して示すように、その前方端部の外面にランド部１１が形成され、これに断面カップ形状で環状のシール部材１２と環状のシール部材１３が装着されて孔１ａに液密的摺動自在に嵌合され、前端面がマスタピストン２０の後端面に対向するように配設されている。従って、シール部材１２，１３によってパワー室Ｒ１と圧力室Ｒ２が分離されている。マスタピストン１０の本体部１４は円筒状のスリーブ１５によって支持されている。このスリーブ１５の内面及び外面には環状の溝が形成されると共に、これから軸方向に一定距離隔てた内面にも環状の溝が形成されている。これらの溝には夫々環状のシール部材１６，１７及び断面カップ形状で環状のシール部材１８が収容されており、パワー室Ｒ１に対するシール性が確保されている。更に、マスタピストン１０の先端面から軸方向に凹部１０ａが形成されており、先端部にはリテーナ１９が装着されている。
【００１５】
マスタピストン２０の外周には、後端部にランド部２１が形成されると共に、軸方向に所定距離隔てた前方側にはランド部２１と同径のランド部２２が形成されており、これらのランド部２１，２２には、夫々断面カップ形状で環状のシール部材２３，２４が配設されて孔１ａに液密的摺動自在に嵌合されている。また、マスタピストン２０の両端から軸方向に凹部２０ａ，２０ｂが形成されると共に、マスタピストン２０の径方向に穴２０ｃが形成され、その底部で連通孔２０ｄを介して凹部２０ａに連通している。ランド部２１，２２間に形成された環状の給液室Ｒ３はポート１ｅを介してリザーバ４に連通しており、給液室Ｒ３は穴２０ｃ、連通孔２０ｄ及び凹部２０ａを介して圧力室Ｒ２に連通し得る。更に、マスタピストン２０の先端部にはリテーナ２９が装着されている。
【００１６】
マスタピストン２０の後端側にはリテーナ２５が装着され、これに弁体２６が係止されて弁体２６のマスタピストン１０方向への移動が規制されている。弁体２６の先端にはゴム等の弾性部材が被着され、連通孔２０ｄに当接してこれを密閉し得るように構成されている。弁体２６の他端側にはロッド２７が一体的に形成され、その後端に係止部２８が形成されており、係止部２８は凹部１０ａ内を移動可能に配置され、リテーナ１９に係止されてマスタピストン２０方向への移動が規制されている。そして、マスタピストン１０のリテーナ１９とマスタピストン２０のリテーナ２５との間にスプリング５が張設され、両者間が離隔する方向に付勢されている。尚、マスタピストン２０の後退位置は、シリンダボデー１に固定された係止ピン７によって規制される。
【００１７】
図３に拡大して示すように、制御ピストン３０の外周には、後端部に大径のランド部３１が形成されると共に、軸方向に所定距離隔てた前方側には小径のランド部３２が形成されており、ランド部３１に断面カップ形状で環状のシール部材３３が配設されて孔１ａに液密的摺動自在に嵌合され、ランド部３２は孔１ｂに摺動自在に嵌合されている。而して、シール部材３３によって、圧力室Ｒ４と給液室Ｒ５が分離され、シール部材３４によって、給液室Ｒ５と後述のレギュレータ室Ｒ６が分離されている。即ち、シール部材３３とシール部材３４との間に給液室Ｒ５が形成され、給液室Ｒ５はポート１ｔを介してリザーバ４に連通接続されている。
【００１８】
制御ピストン３０には、軸方向の両端部に凹部３０ａ及び段付凹部３０ｂが形成されると共に、径方向に貫通する連通孔３０ｃが形成されている。この連通孔３０ｃは連通孔３０ｄを介して凹部３０ａの底部に連通している。制御ピストン３０の後端側にはリテーナ３５が装着され、これに前述の弁体２６と同一構成の弁体３６が係止されて弁体３６のマスタピストン１０方向への移動が規制されている。弁体３６の他端側にはロッド３７が一体的に形成され、その後端に係止部３８が形成されており、係止部３８は凹部２０ｂ内を移動可能に配置され、リテーナ２９に係止されて制御ピストン３０方向への移動が規制されている。一方、制御ピストン３０の段付凹部３０ｂの底部には、後述するスプール５３の後端部が保持されている。また、マスタピストン２０のリテーナ２９と制御ピストン３０のリテーナ３５との間にはスプリング６が張設され、両者間が離隔する方向に付勢されている。
【００１９】
図１に示すように、シリンダボデー１の前方にはレギュレータＲＧが形成されており、このレギュレータＲＧに補助液圧源４０が接続され、その出力パワー液圧が適宜制御されて例えば図１に二点鎖線で示した液圧制御装置ＰＣに対しレギュレータ液圧が出力される。液圧制御装置ＰＣは、例えばアンチスキッド制御等を行なうための電磁弁、コントローラ等を含み、ホイールシリンダＷfr等に供給されるレギュレータ液圧が車両の運転状態に応じて適宜制御されるように構成されている。補助液圧源４０は電動モータ４１によって駆動される液圧ポンプ４２を備え、入力側がリザーバ４に接続され出力側がアキュムレータ４３に接続され、このアキュムレータ４３からポート１ｐを介してレギュレータＲＧにパワー液圧が供給されるように構成されている。
【００２０】
レギュレータＲＧは、図３に拡大して示すように、孔１ｂに連通する段付の孔１ｃ内に段付円筒体のスリーブ５１が嵌着されている。スリーブ５１の外周には複数の環状溝が形成されており、夫々に環状のシール部材が嵌合されている。また、隣接するシール部材間にはスリーブ５１の径方向に連通孔５１ｅ，５１ｆが形成されており、これらを介してスリーブ５１の中空部が夫々ポート１ｓ、液圧路Ｐ１に連通接続されている。スリーブ５１の後端面と制御ピストン３０の前端面との間にはレギュレータ室Ｒ６が形成され、液圧路Ｐ２を介してパワー室Ｒ１（図１及び図２）に連通接続されている。スリーブ５１の中空部内は孔５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄから成る段付孔に形成されており、最小径の孔５１ｂ内は、連通孔５１ｅ及びポート１ｓを介してリザーバ４に連通するドレン室Ｒ７となっている。
【００２１】
孔５１ａには更にスリーブ５２が収容されており、その中空部内には段付孔５２ａが形成されており、これに直交する径方向に、レギュレータ室Ｒ６に連通する連通孔５２ｂが形成されている。スリーブ５２の段付孔５２ａにはスプール５３が摺動自在に収容されている。また、孔５１ｂにはプランジャ５４が収容されており、その基部５４ａが孔５１ｂに摺動自在に支持され、その後端面にスプール弁機構５０のスプール５３の先端面が当接するように配設されている。
【００２２】
そして、孔５１ｃ内には、円柱状に形成された例えばゴム製の弾性部材７０が嵌合されると共に、隔壁部材８０が嵌着されており、プランジャ５４はこれらを貫通して先端がポペット弁機構６０内に延出している。プランジャ５４の基部５４ａと弾性部材７０との間には環状の伝達部材７１が介装されており、これに当接する面と反対側の弾性部材７０の面には環状の凹部が形成されている。更に、弾性部材７０の前端面にはプレート７２が配設され、弾性部材７０に対してその全面に亘り均一に液圧が付与されるように構成されている。孔５１ｃ内の弾性部材７０と隔壁部材８０との間には圧力伝達室Ｒ１０が形成され、隔壁部材８０とポペット弁機構６０との間にはパワー出力室Ｒ８が形成されている。
【００２３】
パワー出力室Ｒ８はスリーブ５１の連通孔５１ｆを介して液圧路Ｐ１に連通している。この液圧路Ｐ１は図１に明らかなようにパワー室Ｒ１に連通接続され、パワー室Ｒ１は液圧路Ｐ２を介してレギュレータ室Ｒ６に連通接続されている。換言すれば、パワー出力室Ｒ８、液圧路Ｐ１、パワー室Ｒ１、液圧路Ｐ２及びレギュレータ室Ｒ６によって調圧室が構成されている。
【００２４】
そして、本発明の弁装置として遮断弁９０が、パワー出力室Ｒ８に開口する連通孔５１ｈと、圧力伝達室Ｒ１０に開口する連通孔５１ｉに夫々連通するように、シリンダボデー１に設けられている。この遮断弁９０は、図８に拡大して示すように、パワー出力室Ｒ８に連通する受圧部９１ａを有し、オリフィス９１ｂが形成された弁体９１と、圧力伝達室Ｒ１０に連通する弁座９２と、弁体９１を弁座９２から離隔する方向に付勢するスプリング９３によって構成されている。従って、パワー出力室Ｒ８と圧力伝達室Ｒ１０は弁体９１のオリフィス９１ｂ及び弁座９２を介して連通しているが、ポペット弁機構６０からパワー液圧が一挙に出力されてパワー出力室Ｒ８の液圧が急激に上昇すると、オリフィス９１ｂの存在によりパワー出力室Ｒ８と圧力伝達室Ｒ１０との間に差圧が生ずる。これにより、弁体９１がスプリング９３の付勢力に抗して押圧されて弁座９２に着座し、圧力伝達室Ｒ１０との連通が遮断される。
【００２５】
尚、弁装置として図９に示す２ポート２位置の電磁開閉弁１００を用いる場合には、例えばブレーキペダル２のストロークを検出するストロークセンサ１０１を設け、その検出信号を電子制御ユニットＥＣＵに入力し、ここでブレーキペダル２の操作速度を検出するように構成される。而して、電磁開閉弁１００は常時は開位置で、パワー出力室Ｒ８と圧力伝達室Ｒ１０は連通しているが、電子制御ユニットＥＣＵにてブレーキペダル２の操作速度が所定値を越えたと判定されたときには閉位置に切り換えられ、パワー出力室Ｒ８と圧力伝達室Ｒ１０との連通が遮断される。尚、ストロークセンサ１０１に代えて、ブレーキ液圧を検出する圧力センサ、ブレーキペダル２の踏力を検出する踏力センサ、あるいは車輪速度センサを用いることとしてもよい。
【００２６】
次に、スプール弁機構５０は本発明の減圧弁手段を構成し、図４に拡大して示すように、段付円柱形状のスプール５３を備え、その大径部に複数のラビリンス溝が形成されている。また、スプール５３の中間部にはリテーナ５６が支承され、このリテーナ５６は制御ピストン３０の段付凹部３０ｂ内で支承されている。そして、リテーナ５６とスリーブ５２との間にはスプリング５５が張架され、スプール５３が制御ピストン３０の段付凹部３０ｂの底面に当接するように付勢されている。
【００２７】
スプール５３のスリーブ５２への嵌合部において、連通孔５２ｂは常時レギュレータ室Ｒ６に開口し、スプール５３の初期位置ではドレン室Ｒ７と連通するが、スプール５３の前進作動に応じてその大径部によって流路面積が制限され、遂には連通孔５２ｂが遮蔽されるように構成されている。図３に示すように、ドレン室Ｒ７はスリーブ５１の連通孔５１ｅ、そしてポート１ｓを介してリザーバ４（図１）に連通されている。従って、スプール５３の初期位置ではレギュレータ室Ｒ６内もリザーバ４と連通し、大気圧のブレーキ液が充填されている。尚、減圧弁手段としては、このスプール弁機構５０に限らず他の態様でもよく、その配置もレギュレータＲＧ内ではなく例えばパワー室Ｒ１に近接配置することしてもよい。
【００２８】
ポペット弁機構６０は本発明の増圧弁手段を構成し、図５に拡大して示すように構成されている。スリーブ６１は有底円筒体で、軸方向に中空部６１ａが形成されると共に、これに連通する径方向の連通孔６１ｂが形成され、更に中空部６１ａに平行にスリーブ６１を貫通する連通孔６１ｃが形成されている。また、スリーブ６１の底部中央には軸方向に連通孔６１ｄが形成されており、中空部６１ａ側に弁座６１ｅが形成されている。スリーブ６１の外周には複数の環状溝が形成されており、夫々に環状のシール部材が嵌合され、隣接するシール部材間に連通孔６１ｂが形成されており、この連通孔６１ｂを介して中空部６１ａが図１及び図３に示すポート１ｐに連通接続されている。
【００２９】
スリーブ６１の中空部６１ａ内には弁部材６３、リテーナ６４、スプリング６５及びフィルタ６６が収容され、中空部６１ａに段付円柱状のスリーブ６２の小径部が嵌着されると、スリーブ６１の中空部６１ａ内にパワー入力室Ｒ９が形成される。尚、このパワー入力室Ｒ９は連通孔６１ｄを介してパワー出力室Ｒ８（図３）と連通し得る。スリーブ６２には軸方向に穴６２ａが形成されており、この穴６２ａに直交する径方向に連通孔６２ｂが形成されている。弁部材６３は先端に弁体６３ａが形成され、鍔部６３ｂを介して、大径部６３ｃ、中径部６３ｄ及び小径部６３ｅから成る段付円柱体が形成されており、中径部６３ｄ部分がスリーブ６２の穴６２ａに摺動自在に支持される。尚、穴６２ａの開口面積は弁体６３ａの弁座６１ｅへの着座面積と略等しくなるように設定されている。
【００３０】
弁部材６３はフィルタ６６と共にスリーブ６１の中空部６１ａ内に収容され、スプリング６５が弁部材６３の鍔部６３ｂとリテーナ６４との間に張設されると、弁体６３ａが弁座６１ｅに着座する方向に付勢される。この状態で、弁部材６３の中径部６３ｄが穴６２ａに支持されるように、スリーブ６２の小径部がスリーブ６１の中空部６１ａに嵌着される。このとき、スリーブ６１の前端面とスリーブ６２の後端面との間には間隙６２ｃが形成され、穴６２ａが連通孔６２ｂ及び間隙６２ｃ並びにスリーブ６１の連通孔６１ｃを介して、パワー出力室Ｒ８、即ち弁座６１ｅに着座する弁部材６３の弁体６３ａの頂面側に連通している。これにより、弁部材６３に対しては両端部から軸方向に略等しい圧力が加わることになるので、弁部材６３に対する負荷は極めて小さいものとなる。尚、弁部材６３の弁体６３ａに対向するようにプランジャ５４が配置されているが、図５に示す初期位置では弁体６３ａとプランジャ５４の先端との間に若干のクリアランスが形成される。
【００３１】
而して、図１及び図３に示す初期位置では、レギュレータ室Ｒ６内はスリーブ５２の連通孔５２ａ，５２ｂ及びスリーブ５１の連通孔５１ｅ、そしてポート１ｓを介してリザーバ４に連通しており、大気圧となっているが、制御ピストン３０の前進移動に伴ってスプール５３が前進すると、図６に示すようにスリーブ５２の連通孔５２ｂがスプール５３の外周面によって遮蔽され、代わって図７に示すようにポペット弁機構６０の弁部材６３が開弁する。これにより、補助液圧源４０のパワー液圧が先ず液圧路Ｐ１を介してパワー室Ｒ１に供給され、更に液圧路Ｐ２を介してレギュレータ室Ｒ６内に供給されて各室内が増圧される。制御ピストン３０の前方のランド部３２に加わるレギュレータ液圧による力が後方のランド部３１に加わるマスタシリンダ液圧による力を上回ると、制御ピストン３０が後方に移動し、ポペット弁機構６０の弁部材６３が閉弁すると共にスプール弁機構５０のスプール５３が開弁するので、レギュレータ室Ｒ６（及びパワー室Ｒ１、パワー出力室Ｒ８並びに液圧路Ｐ１，Ｐ２）内が減圧される。このような作動が繰り返されることによって、同室内が所定のレギュレータ液圧に調圧される。
【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説明する。図１乃至図３はブレーキペダル２の非操作時の状態を示すもので、この状態から、ブレーキペダル２が操作され、プッシュロッド３を介してマスタピストン１０が前方（図１の左方）に押圧されると、マスタピストン２０に弁体２６が当接し、弁体２６の弾性部材によって連通孔２０ｄが閉塞され、圧力室Ｒ２と給液室Ｒ３との連通が遮断され密閉状態となる。また、制御ピストン３０に弁体３６が当接し、弁体３６の弾性部材によって連通孔３０ｄが閉塞され、圧力室Ｒ４と給液室Ｒ５との連通が遮断され密閉状態となる。このように、圧力室Ｒ２と給液室Ｒ３との連通及び圧力室Ｒ４と給液室Ｒ５との連通が遮断された状態で、マスタピストン１０がブレーキペダル２の操作力によって駆動されると、マスタピストン１０，２０はスプリング５を介して、マスタピストン２０と制御ピストン３０はスプリング６を介して、夫々図２及び図３の状態に保持されているので、これらは一体となって前進する。
【００３３】
従って、制御ピストン３０に支持されたスプール５３によって連通孔５２ｂが閉塞され、リザーバ４との連通が遮断される。同時に、補助液圧源４０のパワー液圧が液圧路Ｐ１を介してパワー室Ｒ１に供給される。これにより、マスタピストン１０及び２０が前進し、圧力室Ｒ２，Ｒ４内が更に圧縮され、ポート１ｘ，１ｙからマスタシリンダ液圧が出力される。このとき、制御ピストン３０のランド部３１のシール径はランド部３２のシール径より大きいので、制御ピストン３０の移動に伴いマスタシリンダ液圧より大のレギュレータ液圧が発生するように制御される。而して、ブレーキペダル２の操作に応じてパワー出力室Ｒ８から液圧路Ｐ１を介してパワー室Ｒ１に供給されるパワー液圧（即ち、レギュレータ液圧）によってマスタピストン１０の移動が助勢されることとなる。
【００３４】
この間、レギュレータ室Ｒ６内のレギュレータ液圧によって制御ピストン３０に付与される力が、圧力室Ｒ２，Ｒ４内のマスタシリンダ液圧によって制御ピストン３０に付与される力より大であれば、スプール弁機構５０のスプール５３が開弁しポペット弁機構６０の弁部材６３が閉弁する方向に、制御ピストン３０が移動し、レギュレータ室Ｒ６内が減圧される。制御ピストン３０に付与される力の関係が上記と逆になると、スプール弁機構５０のスプール５３が閉弁しポペット弁機構６０の弁部材６３が開弁する方向に、制御ピストン３０が移動し、レギュレータ室Ｒ６内が増圧される。このような制御ピストン３０の移動とこれに伴うスプール弁機構５０及びポペット弁機構６０の開閉作動の繰り返しによってレギュレータ液圧がマスタシリンダ液圧より所定値以上高い圧力に調圧される。
【００３５】
具体的には、制御ピストン３０の小径のランド部３２が本発明の第１の受圧手段を構成し、その受圧面積に付与されるレギュレータ液圧による力と、大径のランド部３１の受圧面積に付与されるマスタシリンダ液圧による力とが等しくなるように制御され、マスタシリンダ液圧より所定値以上高く且つマスタシリンダ液圧に略比例したレギュレータ液圧が出力され、ブレーキペダル入力とマスタシリンダ液圧の間に、第１のブレーキ液圧特性が得られる。更に、通常のブレーキ作動時には遮断弁９０は開状態にあってオリフィス９１ｂ（図８）を介してパワー出力室Ｒ８内の液圧が圧力伝達室Ｒ１０に伝達されるので、本発明の第２の受圧手段を構成する弾性部材７０がパワー出力室Ｒ８内のパワー液圧によって変形する。そして、弾性部材７０が伝達部材７１に当接し、弁部材６３が弁座６１ｅに着座する方向に押圧されると共に、スプール５３が連通孔５２ｂの開口面積が増大する方向に押圧される。これにより、レギュレータ液圧が減圧され、ブレーキペダル入力とマスタシリンダ液圧の間に、第１のブレーキ液圧特性の増圧勾配より緩やかな増圧勾配を有する第２のブレーキ液圧特性が得られる。
【００３６】
図１０はこれらのブレーキ液圧特性を示すもので、本実施形態の増圧過程では上向きの矢印で示すように変化し、レギュレータ室Ｒ６内の制御ピストン３０の受圧面積に応じて第１の液圧勾配Ｋ１が設定されると共に、弾性部材７０によって第２の液圧勾配Ｋ２が設定され所望のサーボ特性を得ることができる。そして、減圧過程では図１０に水平及び下向きの矢印で示すように変化するので、ヒステリシスは小さい。
【００３７】
一方、ブレーキペダル２が急激に操作されると、ポペット弁機構６０からパワー出力室Ｒ８にパワー液圧が一挙に出力されるので、オリフィス９１ｂの前後に差圧が生じ、遮断弁９０の弁体９１が弁座９２に着座しパワー出力室Ｒ８と圧力伝達室Ｒ１０との間が遮断される。従って、弾性部材７０は機能せず、第１のブレーキ液圧特性のみとなり、図１０に破線で示したようにレギュレータ液圧が急激に増大し、マスタシリンダ液圧が急激に増大する特性となる。また、図９の電磁開閉弁１００を用いた場合には、ストロークセンサ１０１の検出信号に基づき電子制御ユニットＥＣＵにて、ブレーキペダル２の操作速度が検出され、ブレーキペダル２の操作速度が所定値を越えたと判定されたときには電磁開閉弁１００が閉位置に切り換えられ、パワー出力室Ｒ８と圧力伝達室Ｒ１０との間が遮断される。
【００３９】
【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に記載の効果を奏する。即ち、請求項１に記載の車両用液圧ブレーキ装置は、制御ピストンに付与される圧力室内のブレーキ液圧に対抗して補助液圧源の出力パワー液圧によって第１の特性を有する第１の対抗ブレーキ液圧を制御ピストンに付与する第１の受圧手段と、制御ピストンに付与される圧力室内のブレーキ液圧に対抗して補助液圧源の出力パワー液圧によって第２の特性を有する第２の対抗ブレーキ液圧を制御ピストンに付与する第２の受圧手段と、第１の対抗ブレーキ液圧と第２の対抗ブレーキ液圧の差圧によって作動する弁体を有し、この弁体の作動に応じて、第１及び第２の受圧手段の少くとも何れか一方に対し、ブレーキ操作部材の操作状態に応じて補助液圧源の出力パワー液圧による第１の対抗ブレーキ液圧又は第２の対抗ブレーキ液圧の付与を規制する弁装置とを備えているので、緊急ブレーキ時には直ちにブレーキ力を増大させることができる。
【００４０】
また、請求項２に記載の液圧ブレーキ装置においては、第１及び第２の受圧手段の少くとも一方が、シリンダボデーに支持した弾性部材を備えており、この弾性部材を介して補助液圧源の出力パワー液圧を受圧して制御ピストンに付与するように構成されているので、種々のブレーキ液圧特性を容易に設定することができる。
【００４１】
更に、請求項３に記載の液圧ブレーキ装置においては、増圧弁手段と弾性部材との間に隔壁を介装し、この隔壁と弾性部材との間に圧力伝達室を形成すると共に、隔壁と増圧弁手段との間にパワー出力室を形成することとしているので、簡単な構成で緊急ブレーキ時にブレーキ力を容易に増大することができる。
【００４２】
更に、請求項４に記載の液圧ブレーキ装置においては、弁装置がパワー出力室と圧力伝達室との間に介装した遮断弁によって構成されているので、ブレーキ操作部材を急激に操作したときにはパワー出力室と圧力伝達室との間を迅速かつ確実に遮断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用液圧ブレーキ装置の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る車両用液圧ブレーキ装置におけるマスタシリンダ部分を拡大して示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る車両用液圧ブレーキ装置におけるレギュレータ部分を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る車両用液圧ブレーキ装置におけるスプール弁機構を拡大して示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る車両用液圧ブレーキ装置におけるポペット弁機構を拡大して示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態におけるスプール弁機構の作動状態を拡大して示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態におけるポペット弁機構の作動状態を拡大して示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る車両用液圧ブレーキ装置における弁装置の一例として遮断弁を拡大して示す断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る車両用液圧ブレーキ装置における弁装置の他の例を示す回路図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る車両用液圧ブレーキ装置のブレーキ液圧特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１ シリンダボデー
２ ブレーキペダル， ４ リザーバ
１０，２０ マスタピストン
３０ 制御ピストン
４０ 補助液圧源
５０ スプール弁機構， ６０ ポペット弁機構
７０ 弾性部材
８０ 隔壁部材
９０ 遮断弁
ＭＣ マスタシリンダ， ＲＧ レギュレータ
Ｒ１ パワー室
Ｒ２，Ｒ４ 圧力室
Ｒ３，Ｒ５ 給液室
Ｒ６ レギュレータ室
Ｒ７ ドレン室
Ｒ８ パワー入力室， Ｒ９ パワー出力室
Ｐ１，Ｐ２ 液圧路
Claims (4)
- ブレーキ液を貯蔵するリザーバと、シリンダボデー内にマスタピストンを液密的摺動自在に収容して該マスタピストンの前方に圧力室を形成すると共に後方にパワー室を形成し、前記リザーバ内のブレーキ液を前記圧力室に導入しブレーキ操作部材の操作に応じて前記マスタピストンを駆動し前記圧力室からブレーキ液圧を出力する少くとも一つのマスタシリンダと、前記リザーバ内のブレーキ液を所定の圧力に昇圧してパワー液圧を出力する補助液圧源と、前記シリンダボデー内で前記マスタピストンの前方に液密的摺動自在に収容し前記マスタピストンに連動するように配置し、後方を前記圧力室に露呈すると共に前方をレギュレータ室に露呈する制御ピストンと、該制御ピストンに連動して前記レギュレータ室を前記補助液圧源に連通又は遮断する増圧弁手段と、前記制御ピストンに連動して前記レギュレータ室を前記リザーバに連通又は遮断する減圧弁手段とを備え、少くとも前記パワー室を前記レギュレータ室に連通接続して前記マスタピストンを助勢する車両用液圧ブレーキ装置において、前記制御ピストンに連結し前記制御ピストンに付与される前記圧力室内のブレーキ液圧に対抗して前記補助液圧源の出力パワー液圧によって第１の特性を有する第１の対抗ブレーキ液圧を前記制御ピストンに付与する第１の受圧手段と、前記制御ピストンに連結し前記制御ピストンに付与される前記圧力室内のブレーキ液圧に対抗して前記補助液圧源の出力パワー液圧によって第２の特性を有する第２の対抗ブレーキ液圧を前記制御ピストンに付与する第２の受圧手段と、前記第１の対抗ブレーキ液圧と前記第２の対抗ブレーキ液圧の差圧によって作動する弁体を有し、該弁体の作動に応じて、前記第１及び第２の受圧手段の少くとも何れか一方に対し、前記ブレーキ操作部材の操作状態に応じて前記補助液圧源の出力パワー液圧による前記第１の対抗ブレーキ液圧又は第２の対抗ブレーキ液圧の付与を規制する弁装置とを備えたことを特徴とする車両用液圧ブレーキ装置。
- 前記第１及び第２の受圧手段の少くとも一方が、前記シリンダボデーに支持した弾性部材を備え、該弾性部材を介して前記補助液圧源の出力パワー液圧を受圧して前記制御ピストンに付与するように構成したことを特徴とする請求項１記載の車両用液圧ブレーキ装置。
- 前記マスタピストン、前記制御ピストン、前記減圧弁手段及び前記増圧弁手段を前記シリンダボデー内に同軸上に配設し、前記制御ピストンと前記減圧弁手段との間に前記レギュレータ室を形成し、前記制御ピストンの前方で前記第１の受圧手段を構成すると共に、前記減圧弁手段と前記増圧弁手段との間に前記弾性部材を配置して前記第２の受圧手段を構成し、前記増圧弁手段と前記弾性部材との間に隔壁を介装して該隔壁と前記弾性部材との間に圧力伝達室を形成すると共に、前記隔壁と前記前記増圧弁手段との間にパワー出力室を形成したこと特徴とする請求項２記載の車両用液圧ブレーキ装置。
- 前記弁装置が、前記パワー出力室と前記圧力伝達室との間に介装し、常時は前記パワー出力室と前記圧力伝達室との間を連通し、前記ブレーキ操作部材を急激に操作したときには前記パワー出力室と前記圧力伝達室との間を遮断する遮断弁であることを特徴とする請求項３記載の車両用液圧ブレーキ装置。
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