ブレーキブースタ装置
【課題】シンプルな機械的な構造により緊急制動が不要な場合にブレーキアシスト機能が動作することを抑制しロック部の摩耗を軽減できるブレーキブースタ装置を提供する。
【解決手段】エアバルブ３４の表面に入力ロッド２２の軸方向に移動自在な円環２００を配置する。円環２００はパワーピストン２１に対する入力ロッド２２の相対変位速度が所定速度以上の場合、エアバルブ３４と円環２００が一緒に移動し、ロック部材３３とスライドバルブ３５との係合を外してロック状態を解放する。一方、相対変位速度が所定速度未満の場合、つまり入力ロッド２２がゆっくりと動く場合、円環２００がロック部材３３の受圧面７１に接触したときに図中矢印反Ａ方向に退避することを許容してロック状態を維持させる。つまり、必要以上のロック解除を抑制してロック部材３３とスライドバルブ３５の係合部における摩耗を抑制できる。
【解決手段】エアバルブ３４の表面に入力ロッド２２の軸方向に移動自在な円環２００を配置する。円環２００はパワーピストン２１に対する入力ロッド２２の相対変位速度が所定速度以上の場合、エアバルブ３４と円環２００が一緒に移動し、ロック部材３３とスライドバルブ３５との係合を外してロック状態を解放する。一方、相対変位速度が所定速度未満の場合、つまり入力ロッド２２がゆっくりと動く場合、円環２００がロック部材３３の受圧面７１に接触したときに図中矢印反Ａ方向に退避することを許容してロック状態を維持させる。つまり、必要以上のロック解除を抑制してロック部材３３とスライドバルブ３５の係合部における摩耗を抑制できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制動を補助するブレーキブースタの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用ブレーキには、一般に運転者のブレーキ操作力を増大させる機能を有するブレーキブースタが搭載されている。このようなブレーキブースタは、内燃機関の吸気通路内で発生する負圧をブレーキブースタなどに設けた蓄圧機構に蓄え、ブレーキ操作時にはこの蓄圧機構の負圧を利用することでブレーキ操作力の増大を行っている。ブレーキブースタのブレーキアシスト機構は、例えば、ドライバによる緊急制動時において、ブレーキの操作速度は速いものの強く踏めず小さな制動力しか出せないような場合であっても、制動力を確保できるような構造を有する。このようなブレーキアシスト機構においては、入力ロッドの動きによりロック部がはずれることで作動が行われる。このようにブレーキアシスト機構はブレーキペダルの操作速度に反応して作動するが、緊急制動時以外であっても、ドライバが停車時に強くブレーキペダルを踏んだ場合（深く踏み込んだ場合）やブレーキ操作を何度か繰り返した場合等、ある値以上の入力が加わった場合にも作動してしまうことがある。このように緊急制動時以外にブレーキアシスト機構が作動する回数が多くなると、ブレーキアシスト機構の作動を規制しているロック部が摺動により摩耗し、ブレーキアシスト機構が緊急制動時以外の通常の制動時においても作動しやすくなってしまうことがある。これに対して、車両が停止状態であったり、低速走行時など通常の制動制御で十分停止できる場合には、蓄圧機構への大気導入を阻止する遮蔽部材を駆動してブレーキアシスト機能が動作することを抑制するブレーキブースタ制御装置がある（例えば、特許文献1参照）。この場合、緊急制動が不要な場合にブレーキアシスト機能が動作することを抑制できるのでロック部の摩耗も軽減できる。
【特許文献１】特開２００７−２１０５７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述したブレーキブースタ制御装置は大気導入を阻止する遮蔽部材を車両の状態に応じて駆動する必要があるので、車両状態を示す情報を取得するセンサや取得した情報を処理する処理回路、また遮蔽部材の駆動機構などが必要になる。そのため装置構成が大掛かりになったり、コスト上昇を招く場合もあった。したがって、シンプルな機械的な構造により緊急制動が不要な場合にブレーキアシスト機能が動作することを抑制しロック部の摩耗を軽減できる構造が求められている。
【０００４】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、シンプルな機械的な構造により緊急制動が不要な場合にブレーキアシスト機能が動作することを抑制しロック機構の摩耗を軽減できるブレーキブースタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、車両のブレーキペダルの操作を補助可能なブレーキブースタ装置であって、ハウジング内を負圧導入可能な定圧室と大気導入可能な変圧室とに区画するとともに、前記ハウジング内にて変位可能な隔壁部材と、前記隔壁部材に支持される一方、前記変圧室と前記定圧室との差圧によって前後進可能であり、その前進時に制動装置の出力を高めるパワーピストンと、前記ブレーキペダルの操作に基づいて軸方向に進退すると共に、前記変圧室へ大気の導入が可能となるように大気導入部と前記変圧室とを連通する通路を開放させる弁機構を作動させる入力ロッドと、ロック解放時に前記弁機構が所定の開弁状態になることを許容するロック機構と、前記入力ロッドの軸方向に移動自在に設けられて前記ロック機構を操作する部材であって、前記パワーピストンに対する前記入力ロッドの軸方向の相対変位速度が所定速度以下の場合に前記ロック機構のロック状態を維持させ、前記相対変位速度が所定速度を超えた場合に前記ロック機構のロック状態を解放させる移動部材と、を含むことを特徴とする。
【０００６】
移動部材は、入力ロッドの動作状態に応じて移動してロック機構のロック状態とロック解放状態とを切り替えるように動作すればよく、例えば入力ロッド上を摺動するように配置されてもよいし、入力ロッドの動作と連動して動作する部材上、または同等の部材上で入力ロッドと同軸に移動するように配置されてもよい。移動部材は、入力ロッドやそれと同等の部材の軸上を移動する場合、例えば円環形状とすることができる。相対変位速度の所定速度は、ドライバが通常制動を行うためにブレーキペダルを踏み込んだときのパワーピストンに対する入力ロッドの相対変位速度であり予め試験などにより定めておくことができる。そして、相対変位速度が所定速度を超える場合、つまり、通常制動より早いブレーキペダルの操作が行われる緊急制動のときに移動部材がロック機構に作用してロック状態が解放され弁機構が所定開放状態まで開放される。弁機構は所定の開弁状態まで開放されると大気導入部から変圧室に通常時より多くの大気が導入され、パワーピストンの大きな推進力が得られて制動装置の出力を高めるアシスト動作を行う。逆に、相対変位速度が所定速度以下の場合、つまり、通常制動または、それよりゆっくりとブレーキペダルの操作が行われた場合には移動部材はロック機構に作用せずロック状態が維持され弁機構が所定開放状態まで開放されない。つまり、緊急制動以外のときにはロック機構は動作せず、ロック機構の可動部の摩耗を低減できる。なお、この場合、弁機構は閉弁状態かまたは、通常制動に十分な程度の僅かな開弁状態となり負圧による大きなブレーキアシスト動作は行われない。
【０００７】
この態様によれば、パワーピストンに対する入力ロッドの相対変位速度に応じて移動部材がロック機構の解放または維持を行うので、相対変位速度がゆっくりとなるブレーキペダルのゆっくりとした操作のときにはロック機構の解放は起こらずロック機構の摩耗軽減をシンプルな機械構造でできる。
【０００８】
また、上記態様において、前記ロック機構は、前記移動部材との接触力が所定値以上の場合にロック状態を解放する解放部材を含み、前記移動部材は、前記入力ロッドの前記相対変位速度が前記所定速度を超えた場合に前記入力ロッドの前進に追従し移動して前記解放部材に所定値以上の接触力を与えて解放し、前記相対変位速度が前記所定速度以下の場合に前記入力ロッドの軸方向後方に退避して前記解放部材に所定値以上の接触力が与えられることを回避するようにしてもよい。移動部材は、相対変位速度が所定速度を超える場合には、入力ロッドに追従して移動して解放部材に接触して解放動作を行う。一方、相対変位速度が所定速度以下の場合、つまり入力ロッドの移動がゆっくりの場合、移動部材が入力ロッドに追従して移動して解放部材に接触しても当該移動部材への接触力が小さいので、解放動作を行うことなく反力により押し戻される。この態様によれば、パワーピストンに対する入力ロッドの相対変位速度に応じて移動部材の挙動が決まり、ロック機構の解放か非解放が決まるので、シンプルな機械的構造でロック機構の摩耗軽減ができる。
【０００９】
また、上記態様において、前記移動部材は、前記入力ロッドの軸方向に沿って配置されて当該入力ロッドの移動と連動して移動する可撓部材によって支持されてもよい。パワーピストンに対する入力ロッドの相対変位速度が所定速度以上の場合、つまり、入力ロッドが早く動く場合、可撓部材は瞬間的には撓みにくく移動部材をそのまま入力ロッドの移動方向に押す。その結果、移動部材はロック機構に接触力を作用させてロック状態を解放する。一方、パワーピストンに対する入力ロッドの相対変位速度が所定速度未満の場合、つまり、入力ロッドがゆっくりと動く場合、可撓部材は徐々に撓み、移動部材がロック機構に接触したときに移動方向とは逆方向に退避することを許容する。その結果、ロック機構が解放される程の接触力を作用させることなくロック状態を維持する。可撓部材は、例えば、所定の剛性を有するゴムやウレタンなどの樹脂部材を採用することができる。なお、移動部材は少なくとも可撓部材によって支持されればよい。この構成によれば、単純な構造の移動部材と可撓部材の組合せによりロック機構を解放／非解放にする機構を構成することができる。なお、可撓部材の可撓性能は予め試験などにより定めておくことができる。
【００１０】
また、上記態様において、前記移動部材は、前記入力ロッドの軸周りを回転しながら前記軸方向に進退する回転機構を含んでもよい。回転機構は、入力ロッドや入力ロッドと連動して動く軸の外周面に例えば螺旋溝を形成して、その螺旋溝に移動部材の少なくとも一部を係合させることで構成することができる。この場合、パワーピストンに対する入力ロッドの相対変位速度が所定速度を超える場合、つまり早い場合、螺旋溝と係合部分との接触摩擦により移動部材の螺旋溝に沿う回転が抑制され入力ロッドの移動に追従して移動部材が移動する。その結果、移動部材は入力ロッドに追従して移動してロック機構に接触してロック機構を解放状態に移行させる。一方、パワーピストンに対する入力ロッドの相対変位速度が所定速度未満の場合、つまりゆっくりの場合、移動部材がロック機構に当接すると螺旋溝に沿って移動部材の係合部分が移動し、入力ロッドの移動方向とは逆方向に移動する。その結果、ロック機構のロック状態を解放する程の接触力を及ぼすことがなくロック状態を維持する。この構成によれば、相対変位速度の大きさにより移動部材の回転動作すなわち進退動作ができるので、単純な構造の回転構造により確実にロック機構の解放／非解放動作を実現できる。なお、回転機構の回転性能は予め試験などにより定めておくことができる。
【００１１】
また、上記態様において、前記移動部材は、前記入力ロッドと突起部材を介して係合し、当該突起部材は前記入力ロッドの前記相対変位速度に応じて係合位置と非係合位置との間を移動するようにしてもよい。突起部材は例えば、可撓部材によって支持することが可能である。そして、パワーピストンに対する入力ロッドの相対変位速度が所定速度以上の場合、つまり、入力ロッドが早く動く場合、可撓部材は瞬間的には撓みにくく突起部材を突出状態のまま入力ロッドの移動方向に移動させる。つまり、移動部材を入力ロッドに係合させたまま移動させて、ロック機構に接触してロック機構を解放状態に移行させる。一方、パワーピストンに対する入力ロッドの相対変位速度が所定速度未満の場合、つまり、入力ロッドがゆっくりと動く場合、可撓部材は徐々に撓み、突起部材が退避して移動部材と入力ロッドとの係合を解除する。つまり、移動部材の拘束が解放され、移動部材はロック機構が解放される程の接触力を作用させることなく移動してロック状態を維持する。この構成によれば、相対変位速度の大きさにより突起部材の係合/非係合ができるので、単純な構造の突起部材と移動部材の組合せにより確実にロック機構の解放／非解放動作を実現できる。なお、突起部材の退避動作を実現する可撓部材の可撓性は予め試験などにより定めておくことができる。
【００１２】
また、上記態様において、前記移動部材は、前記入力ロッドと摩擦部材を介して接触していてもよい。摩擦部材は例えばゴムなどの樹脂部材で構成することができる。この場合、パワーピストンに対する入力ロッドの相対変位速度が所定速度以上の場合、移動部材は入力ロッド上を摺動することなく入力ロッドと共に移動する。その結果、移動部材はロック機構に接触力を作用させてロック状態を解放する。一方、パワーピストンに対する入力ロッドの相対変位速度が所定速度未満の場合、つまり、入力ロッドがゆっくりと動く場合、移動部材がロック機構に接触したときに摺動して退避する。その結果、移動部材はロック機構が解放される程の接触力を作用させることなくロック状態を維持する。この構成によれば、相対変位速度の大きさにより移動部材の進退動作ができるので、単純な摩擦部材と移動部材の組合せにより確実にロック機構の解放／非解放動作を実現できる。なお、摩擦部材の摩擦係数は予め試験などにより定めておくことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のブレーキブースタ装置によれば、シンプルな機械的な構造により緊急制動が不要な場合にブレーキアシスト機能が動作することを抑制しロック機構の摩耗を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係るブレーキブースタ装置の概略を示す全体構成図である。図２は、図１のコントロールバルブ部を示す部分拡大断面図である。
【００１６】
図１に示すように、ブレーキブースタ装置１は、エンジンの負圧を利用する真空式のブレーキブースタ２を制御するものである。ブレーキブースタ装置１は、制動装置のマスタシリンダ（図示略）とブレーキペダル３との間に配設されるブレーキブースタ２を含む。
【００１７】
ブレーキブースタ２は、圧力室を構成するハウジング１０と、ハウジング１０内の圧力を調整するコントロールバルブ部２０とを備える。ハウジング１０は、その内部が隔壁部材としての可撓性のあるダイヤフラム１１により定圧室１２と変圧室１３とに仕切られている。定圧室１２はチェック弁１４を介して図示しないエンジンの吸気管につながる配管に連通している。このため、エンジンが始動されると、その配管を通じて定圧室１２内に負圧が導入される。定圧室１２内には、また、ブレーキペダル３の踏み込み前の状態に復帰させるためのスプリング１５が配設されている。
【００１８】
コントロールバルブ部２０は、ダイヤフラム１１が固定されたパワーピストン２１、ブレーキペダル３に接続された入力ロッド２２、およびマスタシリンダのピストンに連結されるプッシュロッド２３等を含む。運転者によるブレーキペダル３の踏力は、入力ロッド２２、パワーピストン２１、プッシュロッド２３等を介してマスタシリンダのピストンに伝達され、制動装置の出力が高められる。
【００１９】
図２に示すように、パワーピストン２１は、段付円筒状の本体を有し、ハウジング１０の後端部に気密的かつ前後方向へ移動可能に組み付けられており、上記スプリング１５（図１参照）によって後方、つまりブレーキペダル３側（図の矢印反Ａ方向）に付勢されている。パワーピストン２１は、その前端部の外周面がダイヤフラム１１の中央部に組み付けられている。ハウジング１０の後端部内周面にはゴムからなるシール部材２５が固定され、このシール部材２５によりパワーピストン２１が気密かつ摺動可能に支持されている。
【００２０】
このパワーピストン２１は、その前半部に２重管構造を備えており、その前端部には、上述したプッシュロッド２３が取り付けられている。パワーピストン２１の内部には、前方からリアクションディスク３１、ガイド部材３２、ロック部材３３、エアバルブ３４、スライドバルブ３５、弁座形成部材３６、ばね受け部材３７、フィルタ３８等が配設されている。パワーピストン２１の前半部の２重管構造の部分には、そのパワーピストン２１の内部と定圧室１２とを連通させる連通孔５５が形成されており、その２重管構造の内側円筒部の後端に第１弁部を構成する弁形成部５７が形成されている。また、パワーピストン２１の側部の数カ所には、その内部と変圧室１３とを連通させるための連通孔５６が形成されている。さらに、パワーピストン２１には、位置決め部材４３が挿通されている。この位置決め部材４３は、パワーピストン２１が軸線方向に変位するときの限界位置を規制する。位置決め部材４３は、ハウジング１０の後端部のシール部材２５に突き当たって係止されると、その位置でパワーピストン２１の後方への変位を規制する。また、入力ロッド２２が矢印反Ａ方向に移動したときに円環２００に接触して円環２００を矢印Ａ方向に押し戻して初期位置に復帰させる。
【００２１】
また、ハウジング１０の後端には、パワーピストン２１の摺動部を外側から覆うようにして保護するベローズ３９が設けられている。このベローズ３９は、可撓性部材からなり、その前端がハウジング１０の後端に装着され、後端が入力ロッド２２の外周面の所定位置に嵌合するように装着されている。ベローズ３９の後端面の複数箇所には通気孔４０が形成されており、パワーピストン２１の後端開口部（「大気導入部」に該当する）から内部への大気の導入を可能にしている。
【００２２】
リアクションディスク３１は、ゴムからなる円板状の部材であり、プッシュロッド２３の後端部に設けられた円筒状の収容部に収容された状態でパワーピストン２１の前端面に当接している。このリアクションディスク３１と入力ロッド２２との間には、当接部材４１およびエアバルブ３４が軸線方向に支持されつつ介装されている。ガイド部材３２は、段付円筒状をなし、パワーピストン２１の先端開口部とリアクションディスク３１との間に挟まれるように配設されている。ガイド部材３２は、その後端部にてエアバルブ３４の先端部を軸支している。
【００２３】
ロック部材３３は、ガータスプリング４２を介してガイド部材３２の外周面に回動可能に取り付けられている。本実施形態において、このロック部材３３は、径方向に対向配置された一対の係止部材からなり、それぞれが、ガイド部材３２の外周面に突設された回動支点を中心に回動可能となっている。このロック部材３３の後端部には、半径方向内向きに突出したフック部６１が形成されている。このフック部６１は、後述するロック機構を構成する。
【００２４】
エアバルブ３４は、その後半部が筒状に形成されており、入力ロッド２２の先端部が挿通されて加締め接合されている。入力ロッド２２に伝達された力は、その球状の先端部を介してエアバルブ３４に伝達されてその前方への推進力となり、さらに当接部材４１およびリアクションディスク３１を介してプッシュロッド２３に伝達される。エアバルブ３４の後端は、後述する弁座形成部材３６の弁座４６に着脱可能となっており、変圧室１３へ大気を導入又は遮断する弁部を構成する。また、エアバルブ３４の前半部には、入力ロッド２２の軸方向に移動自在に設けられてロック部材３３を含んで構成されるロック機構を操作する円環２００が配置されている。この円環２００は、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の軸方向の相対変位速度が所定速度以下の場合にロック機構のロック状態を維持させ、相対変位速度が所定速度を超えた場合にロック機構のロック状態を解放させる機能を有する。円環２００の構造および動作の詳細は後述する。
【００２５】
スライドバルブ３５は、パワーピストン２１と入力ロッド２２との間に同軸状かつ前後進可能に配設されている。スライドバルブ３５の後端部にはシールリング５０が嵌着されており、パワーピストン２１に対して気密に摺動可能に構成されている。また、スライドバルブ３５は、パワーピストン２１との間に介装されたスプリング５１により後方に付勢されている。スライドバルブ３５の後端は、後述する弁座形成部材３６の弁座４５に着脱可能となっており、弁形成部５７よりも後方に変位することで弁座形成部材３６を押圧してより後方に変位させることができる。スライドバルブ３５の前端部には、半径方向外向きに突出したフック部６２が形成されている。このフック部６２は、上述したロック部材３３のフック部６１とともに後述するロック機構を構成する。なお、スライドバルブ３５の後方への移動限界も位置決め部材４３によって規制されている。
【００２６】
弁座形成部材３６は、円筒状の本体の前端部に内方に延出したフランジ部６５を有し、後端部にリング状の支持部材６６が一体的に形成されている。フランジ部６５の前面にはゴムからなるリング状の弁座４５（第１弁座）が貼着され、支持部材６６の前面には同じくゴムからなるリング状の弁座４６（第２弁座）が貼着されている。つまり、弁座４５、４６は、その前後に所定の間隔をあけて配置されており、それぞれ弁形成部５７またはスライドバルブ３５の後端が着脱する第１弁部、エアバルブ３４の後端が着脱する第２弁部を構成する。これら第１弁部および第２弁部により、弁機構が構成されている。
【００２７】
ばね受け部材３７は、パワーピストン２１の後端部近傍の内周に圧入されたリング状の部材からなる。ばね受け部材３７と弁座形成部材３６との間には、弁座形成部材３６を前方に付勢するスプリング５２が介装されている。また、ばね受け部材３７と弁座形成部材３６との間には、前後方向に伸縮可能なゴムからなるシール部材４８が配置されており、パワーピストン２１の後端から導入された大気が連通孔５５を介して定圧室１２へ漏洩するのを防止している。
【００２８】
フィルタ３８は、パワーピストン２１の後端開口部に配設されて外部からのゴミ等の流入を防止している。ベローズ３９の通気孔４０から導入された大気は、このフィルタ３８を通ってパワーピストン２１の内部に流入する。フィルタ３８の中央には入力ロッド２２が内挿されており、その前面側には板状のばね座４９が配設されている。ばね座４９とばね受け部材３７との間には、ばね座４９を介して入力ロッド２２およびフィルタ３８を後方に付勢するスプリング５３が介装されている。
【００２９】
図３は、アシスト機構を構成するロック機構の構成および動作を表す部分拡大断面図である。上述のように、ロック部材３３の後端部にはフック部６１が形成され、スライドバルブ３５の前端部にはフック部６２が形成されている。また、ロック部材３３の内面には、フック部６１と同方向に延出するとともに軸線方向に対して傾斜した受圧面７１が形成されている。一方、この受圧面７１に対向するエアバルブ３４の位置には、軸線方向に対して傾斜した押圧面７２が形成された円環２００がエアバルブ３４、つまり入力ロッド２２の軸方向に移動自在に設けられている。スライドバルブ３５のフック部６２は、ロック部材３３のフック部６１に対して係合離脱可能であり、円環２００の押圧面７２は、ロック部材３３の受圧面７１に係合離脱可能である。
【００３０】
ここで、入力ロッド２２のパワーピストン２１に対する前進量が所定値以下の場合には、押圧面７２が受圧面７１に係合しないため、図示のように、フック部６２がフック部６１との係合状態を保持する。その結果、スライドバルブ３５が図２に示した所定の前方位置に保持される。一方、入力ロッド２２のパワーピストン２１に対する前進量が所定値より大きい場合には、図中矢印にて示すように円環２００がエアバルブ３４と共に図中矢印Ａ方向に移動して、押圧面７２が受圧面７１の方向に相対変位する可能性がある。本実施形態の場合、円環２００がエアバルブ３４と共に図中矢印Ａ方向に移動するのは、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の軸方向の相対変位速度が所定速度を超えた場合であり、この場合、円環２００の押圧面７２が受圧面７１に係合してこれを押圧する。その結果、ロック部材３３がガータスプリング４２の付勢力に抗してその前端部を支点に回動して外側に開き、フック部６２とフック部６１との係合状態が解除される。これにより、スライドバルブ３５がロック部材３３から開放され、スプリング５１の付勢力によって後方に変位させられる（図４参照）。その結果、スライドバルブ３５が閉弁状態となるとともに、エアバルブ３４の開度が拡大される。この詳細については後述する。一方、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の軸方向の相対変位速度が所定速度以下の場合、円環２００はエアバルブ３４の表面を図中矢印反Ａ方向に摺動する。この場合、円環２００の押圧面７２は受圧面７１に係合するものの受圧面７１によって押し返される。その結果、ロック部材３３はスライドバルブ３５とのロック状態を維持される。その結果、ロック部材３３がガータスプリング４２の付勢力により姿勢を維持させられて外側に開きくことはない。そして、スライドバルブ３５は図２に示した所定の前方位置に保持される。
【００３１】
次に、ブレーキブースタの動作について説明する。図４は、アシスト機構が作動したときのブレーキブースタの作動状態を示す断面図である。なお、既に説明した図２は、アシスト機構が作動していない通常のブレーキ時のブレーキブースタの作動状態を示している。
【００３２】
ブレーキ操作が行われていない状態（図示せず）では、定圧室１２と変圧室１３とは互いに連通した状態で負圧を維持している。この状態で、操作者がブレーキペダル３を踏むと、図２に示すように、ブレーキペダル３に連結された入力ロッド２２が矢印Ａ方向（図中左方向）に向かって移動する。
【００３３】
通常のブレーキ時においては、図２に示すように、入力ロッド２２とパワーピストン２１との相対変位、つまりパワーピストン２１に対する入力ロッド２２の前方への移動量が小さい。このため、エアバルブ３４に装着された円環２００の押圧面７２はロック部材３３の受圧面７１に係合せず、スライドバルブ３５はロック部材３３によって軸線方向の動きが規制され、図示の所定位置に保持される。したがって、アシスト機構が作動しない一般的なブレーキ作動が得られる。つまり、弁形成部５７が弁座４５に着座し、第１弁部が閉弁状態となって定圧室１２と変圧室１３との連通を遮断する一方、エアバルブ３４が開弁状態となるため、変圧室１３に大気が導入される。その結果、定圧室１２と変圧室１３との差圧が発生し、それによりパワーピストン２１がブレーキペダル３の踏み込みを補助する方向に動作する。その結果、運転者によるブレーキペダル３の操作がある程度アシストされる。なお、この場合、エアバルブ３４を閉弁状態として、完全にブレーキペダル３の操作力（入力ロッド２２の推力）のみで制動機構を動作させるようにしてもよい。
【００３４】
一方、緊急制動時には、図４に示すように、入力ロッド２２とパワーピストン２１との相対変位速度が所定速度を超えるとともに、相対変位が大きくなる。つまりパワーピストン２１に対する入力ロッド２２の前方への移動量が所定値より大きくなる。このときには、エアバルブ３４に配置された円環２００の押圧面７２がロック部材３３の受圧面７１に係合し、ロック部材３３がガータスプリング４２の付勢力に抗して半径方向外方に押し広げられる。これにより、スライドバルブ３５のフック部６２とロック部材３３のフック部６１との係合状態が解除され、スライドバルブ３５がスプリング５１の付勢力によって所定量後方に移動させられる。
【００３５】
このとき、スライドバルブ３５の後端が弁座４５に着座して定圧室１２と変圧室１３との連通を遮断する。また、エアバルブ３４が入力ロッド２２とともに前方へ移動する一方、スライドバルブ３５が弁座形成部材３６を後方へ押圧するため、エアバルブ３４の後端と弁座４６とが急速に離間して大きく開弁する。その結果、通常のブレーキ時より大きな推進力を得ることができ、ブレーキペダル３の操作がさらにアシストされる。
【００３６】
この状態からブレーキペダル３が戻されると、エアバルブ３４は、位置決め部材４３とともに後方に移動する。位置決め部材４３がシール部材２５に当接すると、スライドバルブ３５の後方への移動が規制される。そして、スプリング１５（図１参照）の付勢力によりパワーピストン２１が所定位置に戻ると、ロック部材３３がガータスプリング４２の付勢力により内方に押されてロック部材３３のフック部６１がスライドバルブ３５のフック部６２に再び係合する。
【００３７】
前述したように、緊急制動時には、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の前方への移動量が所定値より大きくなる。その結果、エアバルブ３４の後端と弁座４６とが急速に離間して大きく開弁する。一方、ブレーキペダル３がゆっくりと強く（深いストローク）踏み込まれた場合もパワーピストン２１に対する入力ロッド２２の前方への移動量が所定値より大きくなる。そこで、本実施形態ではエアバルブ３４の表面を軸方向に移動可能な円環２００を設けている。前述したように、この円環２００はパワーピストン２１に対する入力ロッド２２の軸方向の相対変位速度が所定速度以下の場合、つまり、ブレーキペダル３がゆっくりと強く踏み込まれるような場合には、エアバルブ３４の表面を摺動する。そして、ロック部材３３に所定値以上の接触力を付与しないようにしてロック機構のロック状態を維持させる。一方、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の軸方向の相対変位速度が所定速度を超えた場合、つまりブレーキペダル３が素早く強く踏み込まれる緊急制動野場合には、円環２００はエアバルブ３４の表面に静止したままエアバルブ３４と共に移動する。そして、ロック部材３３に所定値以上の接触力を付与してロック機構のロック状態を解除する。
【００３８】
図５〜図７は、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の軸方向の相対変位速度に応じて円環２００をエアバルブ３４上で摺動または静止させるための構造例を説明する説明図である。図５〜図７は、ロック部材３３、スライドバルブ３５、円環２００の周辺の拡大図であり、中心線Ｂを境に上側がブレーキペダル３を素早く強く踏み込んだ緊急制動時の挙動であり、下側がブレーキペダル３をゆっくりと深く踏み込んだ通常制動時の挙動を示している。
【００３９】
図５の例において、円環２００はエアバルブ３４の軸上に摺動自在に配置されるとともに、ゴムやウレタンなどの樹脂部材からなる可撓部材２０２によりエアバルブ３４の肩部２０４により支持されている。
【００４０】
パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の相対変位速度が所定速度以上の場合、つまり、緊急制動時のように入力ロッド２２が早く動く場合、図５の上側に示すように可撓部材２０２は瞬間的には撓みにくく円環２００をそのまま入力ロッド２２の移動方向に押す。つまり、エアバルブ３４と円環２００が一緒に移動する。そして、円環２００はロック部材３３の受圧面７１に接触力を作用させてロック部材３３とスライドバルブ３５との係合を外してロック状態を解放する。その結果、スライドバルブ３５が閉弁状態となるとともに、エアバルブ３４の開度が拡大されて大気が変圧室１３に大量に導入されてブレーキブースタ２において通常制動時より大きなアシスト力を発生する。
【００４１】
一方、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の相対変位速度が所定速度未満の場合、つまり、通常制動時のように入力ロッド２２がゆっくりと動く場合、可撓部材２０２にはゆっくりと力が加わるので可撓部材２０２は徐々に撓む。その結果、円環２００がロック部材３３の受圧面７１に接触したときに図中矢印Ｃ方向に退避することを許容する。つまり、円環２００はロック部材３３とスライドバルブ３５のロック状態を解放する程の接触力を作用させることなく、そのロック状態を維持させる。
【００４２】
このように、可撓部材２０２によって支持された移動自在な円環２００をエアバルブ３４に装着するシンプルな機械的構造により、ロック機構を解放／非解放にする機構を構成することができる。つまり、ブレーキペダル３がゆっくりと強く踏み込まれた場合に、必要以上にロック部材３３とスライドバルブ３５のロックが外れることを抑制できる。その結果、ロック部材３３とスライドバルブ３５の係合部における摩耗を抑制できて緊急制動が不要な場合にブレーキアシスト機能が動作してしまうことを防止できる。なお、可撓部材２０２の可撓性能は予め試験などにより定めておくことができる。
【００４３】
図６の例において、円環２００はエアバルブ３４（入力ロッド２２と同軸の部材）の軸周りを回転しながら軸方向に進退する回転機構を含んでいる。具体的には、エアバルブ３４の外周面に螺旋溝２０６を形成して、その螺旋溝２０６に円環２００の内周面に形成されたキー２０８を係合させている。
【００４４】
パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の相対変位速度が所定速度以上の場合、つまり、緊急制動時のように入力ロッド２２が早く動く場合、図５の上側に示すように螺旋溝２０６とキー２０８との接触摩擦により円環２００の螺旋溝２０６に沿う回転が抑制されエアバルブ３４の移動に追従して円環２００が移動する。その結果、円環２００はロック部材３３の受圧面７１に接触力を作用させてロック部材３３とスライドバルブ３５との係合を外してロック状態を解放する。そして、スライドバルブ３５が閉弁状態となるとともに、エアバルブ３４の開度が拡大されて大気が変圧室１３に大量に導入されてブレーキブースタ２において通常制動時より大きなアシスト力を発生する。
【００４５】
一方、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の相対変位速度が所定速度未満の場合、つまり、通常制動時のように入力ロッド２２がゆっくりと動く場合、円環２００がロック部材３３の受圧面７１に当接すると徐々に押し戻され螺旋溝２０６に沿って円環２００が回転して円環２００自身を図中矢印Ｃ方向に移動させる。つまり、円環２００はロック部材３３とスライドバルブ３５のロック状態を解放する程の接触力を作用させることなく、そのロック状態を維持させる。
【００４６】
このように、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の相対変位速度の大きさにより円環２００の回転動作すなわち進退動作ができるので、単純な構造の回転構造により確実にロック機構の解放／非解放動作を実現できる。その結果、ロック部材３３とスライドバルブ３５の係合部における摩耗を抑制できて緊急制動が不要な場合にブレーキアシスト機能が動作してしまうことを防止できる。なお、回転機構の回転性能は予め試験などにより定めておくことができる。
【００４７】
図７の例において、円環２００は、エアバルブ３４（入力ロッド２２と同軸の部材）と当該エアバルブ３４の軸の半径方向に進退自在な突起部材２１０を介して係合している。突起部材２１０はパワーピストン２１に対する入力ロッド２２の相対変位速度に応じてエアバルブ３４の軸の半径方向に進退して係合位置と非係合位置との間を移動する。図７の上側は突起部材２１０が係合位置にある状態を示し、下側が非係合位置にある状態を示している。突起部材２１０は例えば、ゴムなどの可撓部材２１２によって支持することが可能である。そして、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の相対変位速度が所定速度以上の場合、つまり、緊急制動時などに入力ロッド２２が早く動く場合、可撓部材２１２は瞬間的には撓みにくく突起部材２１０を突出状態のままエアバルブ３４と共に入力ロッド２２の移動方向に移動させる。つまり、エアバルブ３４は円環２００を表面に静止させたまま入力ロッド２２の移動方向に動く。その結果、円環２００はロック部材３３の受圧面７１に接触力を作用させてロック部材３３とスライドバルブ３５との係合を外してロック状態を解放する。そして、スライドバルブ３５が閉弁状態となるとともに、エアバルブ３４の開度が拡大されて大気が変圧室１３に大量に導入されてブレーキブースタ２において通常制動時より大きなアシスト力を発生する。
【００４８】
一方、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の相対変位速度が所定速度未満の場合、つまり、入力ロッド２２がゆっくりと動く場合、可撓部材２１２は図７の下側に示すように円環２００が受圧面７１に当接すると徐々に押し戻され可撓部材２１２の弾性力に逆らい突起部材２１０を非係合位置へ回転させていく。その結果、円環２００自身は図中矢印Ｃ方向に移動することが許容される。つまり、ロック部材３３とスライドバルブ３５のロック状態を解放する程の接触力を作用させることなく、そのロック状態を維持させる。
【００４９】
このように、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の相対変位速度の大きさにより突起部材２１０の係合/非係合ができるので、単純な構造の突起部材２１０と円環２００の組合せにより確実にロック機構の解放／非解放動作を実現できる。その結果、ロック部材３３とスライドバルブ３５の係合部における摩耗を抑制できて緊急制動が不要な場合にブレーキアシスト機能が動作してしまうことを防止できる。なお、突起部材２１０の退避動作を実現する可撓部材２１２の可撓性は予め試験などにより定めておくことができる。
【００５０】
図８の例において、円環２００は、エアバルブ３４（入力ロッド２２と同軸の部材）と摩擦部材２１４を介して接触していている。摩擦部材２１４は例えばゴムなどの樹脂部材で構成することができる。この場合、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の相対変位速度が所定速度以上の場合、円環２００はエアバルブ３４の表面と摩擦部材２１４の間の摩擦力によりエアバルブ３４の表面を摺動することなくエアバルブ３４と共に移動する。その結果、円環２００はロック部材３３の受圧面７１に接触力を作用させてロック部材３３とスライドバルブ３５との係合を外してロック状態を解放する。そして、スライドバルブ３５が閉弁状態となるとともに、エアバルブ３４の開度が拡大されて大気が変圧室１３に大量に導入されてブレーキブースタ２において通常制動時より大きなアシスト力を発生する。
【００５１】
一方、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の相対変位速度が所定速度未満の場合、つまり、入力ロッド２２がゆっくりと動く場合、円環２００は図８の下側に示すように受圧面７１に当接すると徐々に押し戻される。その結果、円環２００自身は図中矢印Ｃ方向に移動することが許容される。つまり、ロック部材３３とスライドバルブ３５のロック状態を解放する程の接触力を作用させることなく、そのロック状態を維持させる。
【００５２】
このように、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の相対変位速度の大きさにより円環２００の進退動作ができるので、単純な摩擦部材２１４と円環２００の組合せにより確実にロック機構の解放／非解放動作を実現できる。その結果、ロック部材３３とスライドバルブ３５の係合部における摩耗を抑制できて緊急制動が不要な場合にブレーキアシスト機能が動作してしまうことを防止できる。なお、摩擦部材２１４の摩擦係数は予め試験などにより定めておくことができる。
【００５３】
このように、本実施形態では、エアバルブ３４の表面に入力ロッド２２の軸方向に移動自在な円環２００を配置して、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の相対変位速度の大きさにより円環２００を進退動作するように構成する。その結果、センサやアクチュエータを用いることなくブレーキペダル３がゆっくりと強く踏み込まれたときにロック部材３３とスライドバルブ３５のロックが外れて通常制動時より大きなアシスト力を発生することを抑制する構造を実現できる。それと共にロック部材３３とスライドバルブ３５のロック部の必要以上の解除が抑制され、接触部分の摩耗を軽減できる。
【００５４】
なお、本実施形態では、入力ロッド２２とエアバルブ３４とが同軸上で接続され、エアバルブ３４上に円環２００が配置された例を示した。しかし、円環２００は入力ロッド２２の動作によりロック部材３３とスライドバルブ３５のロック状態を解除する方向に移動する移動部材であれば、その構成は適宜変更可能である。つまり、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の軸方向の相対変位速度が所定速度以下の場合にロック状態を維持させ、相対変位速度が所定速度を超えた場合にロック状態を解放させる構造であれば、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
また、本実施形態では、入力ロッド２２とエアバルブ３４とを別部材として説明したが、両者が一体化され入力ロッド２２の先端部に円環２００が配置されても本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
また、図５〜図７で説明したようなパワーピストン２１に対する入力ロッド２２の相対変位速度の大きさにより円環２００の進退動作を実現する構造は一例である。つまり、円環２００がパワーピストン２１と入力ロッド２２の相対変位速度の大きさにより移動できる構造であれば、その構造は適宜変更可能であり、本実施形態と同様な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本実施形態に係るブレーキブースタ装置の概略を示す全体構成図である。
【図２】図１のコントロールバルブ部を示す部分拡大断面図である。
【図３】アシスト機構を構成するロック機構の構成および動作を表す部分拡大断面図である。
【図４】アシスト機構が作動したときのブレーキブースタの作動状態を示す断面図である。
【図５】本実施形態に係るブレーキブースタ装置において可撓部材によって円環が動作する構造を説明する部分拡大断面図である。
【図６】本実施形態に係るブレーキブースタ装置において螺旋溝によって円環が動作する構造を説明する部分拡大断面図である。
【図７】本実施形態に係るブレーキブースタ装置において突起部材によって円環が動作する構造を説明する部分拡大断面図である。
【図８】本実施形態に係るブレーキブースタ装置において摩擦部材によって円環が動作する構造を説明する部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ ブレーキブースタ装置、 ２ ブレーキブースタ、 ３ ブレーキペダル、 １０ ハウジング、 １１ ダイヤフラム、 １２ 定圧室、 １３ 変圧室、 １４ チェック弁、 １５ スプリング、 ２０ コントロールバルブ部、 ２１ パワーピストン、 ２２ 入力ロッド、 ２３ プッシュロッド、 ３３ ロック部材、 ３４ エアバルブ、 ３５ スライドバルブ、 ３６ 弁座形成部材、 ４０ 通気孔、 ４５ 弁座、 ４６ 弁座、 ７１ 受圧面、 ７２ 押圧面、 ２００ 円環、 ２０２ 可撓部材、 ２０４ 肩部、 ２０６ 螺旋溝、 ２０８ キー、 ２１０ 突起部材、 ２１２ 可撓部材、 ２１４ 摩擦部材。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制動を補助するブレーキブースタの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用ブレーキには、一般に運転者のブレーキ操作力を増大させる機能を有するブレーキブースタが搭載されている。このようなブレーキブースタは、内燃機関の吸気通路内で発生する負圧をブレーキブースタなどに設けた蓄圧機構に蓄え、ブレーキ操作時にはこの蓄圧機構の負圧を利用することでブレーキ操作力の増大を行っている。ブレーキブースタのブレーキアシスト機構は、例えば、ドライバによる緊急制動時において、ブレーキの操作速度は速いものの強く踏めず小さな制動力しか出せないような場合であっても、制動力を確保できるような構造を有する。このようなブレーキアシスト機構においては、入力ロッドの動きによりロック部がはずれることで作動が行われる。このようにブレーキアシスト機構はブレーキペダルの操作速度に反応して作動するが、緊急制動時以外であっても、ドライバが停車時に強くブレーキペダルを踏んだ場合（深く踏み込んだ場合）やブレーキ操作を何度か繰り返した場合等、ある値以上の入力が加わった場合にも作動してしまうことがある。このように緊急制動時以外にブレーキアシスト機構が作動する回数が多くなると、ブレーキアシスト機構の作動を規制しているロック部が摺動により摩耗し、ブレーキアシスト機構が緊急制動時以外の通常の制動時においても作動しやすくなってしまうことがある。これに対して、車両が停止状態であったり、低速走行時など通常の制動制御で十分停止できる場合には、蓄圧機構への大気導入を阻止する遮蔽部材を駆動してブレーキアシスト機能が動作することを抑制するブレーキブースタ制御装置がある（例えば、特許文献1参照）。この場合、緊急制動が不要な場合にブレーキアシスト機能が動作することを抑制できるのでロック部の摩耗も軽減できる。
【特許文献１】特開２００７−２１０５７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述したブレーキブースタ制御装置は大気導入を阻止する遮蔽部材を車両の状態に応じて駆動する必要があるので、車両状態を示す情報を取得するセンサや取得した情報を処理する処理回路、また遮蔽部材の駆動機構などが必要になる。そのため装置構成が大掛かりになったり、コスト上昇を招く場合もあった。したがって、シンプルな機械的な構造により緊急制動が不要な場合にブレーキアシスト機能が動作することを抑制しロック部の摩耗を軽減できる構造が求められている。
【０００４】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、シンプルな機械的な構造により緊急制動が不要な場合にブレーキアシスト機能が動作することを抑制しロック機構の摩耗を軽減できるブレーキブースタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、車両のブレーキペダルの操作を補助可能なブレーキブースタ装置であって、ハウジング内を負圧導入可能な定圧室と大気導入可能な変圧室とに区画するとともに、前記ハウジング内にて変位可能な隔壁部材と、前記隔壁部材に支持される一方、前記変圧室と前記定圧室との差圧によって前後進可能であり、その前進時に制動装置の出力を高めるパワーピストンと、前記ブレーキペダルの操作に基づいて軸方向に進退すると共に、前記変圧室へ大気の導入が可能となるように大気導入部と前記変圧室とを連通する通路を開放させる弁機構を作動させる入力ロッドと、ロック解放時に前記弁機構が所定の開弁状態になることを許容するロック機構と、前記入力ロッドの軸方向に移動自在に設けられて前記ロック機構を操作する部材であって、前記パワーピストンに対する前記入力ロッドの軸方向の相対変位速度が所定速度以下の場合に前記ロック機構のロック状態を維持させ、前記相対変位速度が所定速度を超えた場合に前記ロック機構のロック状態を解放させる移動部材と、を含むことを特徴とする。
【０００６】
移動部材は、入力ロッドの動作状態に応じて移動してロック機構のロック状態とロック解放状態とを切り替えるように動作すればよく、例えば入力ロッド上を摺動するように配置されてもよいし、入力ロッドの動作と連動して動作する部材上、または同等の部材上で入力ロッドと同軸に移動するように配置されてもよい。移動部材は、入力ロッドやそれと同等の部材の軸上を移動する場合、例えば円環形状とすることができる。相対変位速度の所定速度は、ドライバが通常制動を行うためにブレーキペダルを踏み込んだときのパワーピストンに対する入力ロッドの相対変位速度であり予め試験などにより定めておくことができる。そして、相対変位速度が所定速度を超える場合、つまり、通常制動より早いブレーキペダルの操作が行われる緊急制動のときに移動部材がロック機構に作用してロック状態が解放され弁機構が所定開放状態まで開放される。弁機構は所定の開弁状態まで開放されると大気導入部から変圧室に通常時より多くの大気が導入され、パワーピストンの大きな推進力が得られて制動装置の出力を高めるアシスト動作を行う。逆に、相対変位速度が所定速度以下の場合、つまり、通常制動または、それよりゆっくりとブレーキペダルの操作が行われた場合には移動部材はロック機構に作用せずロック状態が維持され弁機構が所定開放状態まで開放されない。つまり、緊急制動以外のときにはロック機構は動作せず、ロック機構の可動部の摩耗を低減できる。なお、この場合、弁機構は閉弁状態かまたは、通常制動に十分な程度の僅かな開弁状態となり負圧による大きなブレーキアシスト動作は行われない。
【０００７】
この態様によれば、パワーピストンに対する入力ロッドの相対変位速度に応じて移動部材がロック機構の解放または維持を行うので、相対変位速度がゆっくりとなるブレーキペダルのゆっくりとした操作のときにはロック機構の解放は起こらずロック機構の摩耗軽減をシンプルな機械構造でできる。
【０００８】
また、上記態様において、前記ロック機構は、前記移動部材との接触力が所定値以上の場合にロック状態を解放する解放部材を含み、前記移動部材は、前記入力ロッドの前記相対変位速度が前記所定速度を超えた場合に前記入力ロッドの前進に追従し移動して前記解放部材に所定値以上の接触力を与えて解放し、前記相対変位速度が前記所定速度以下の場合に前記入力ロッドの軸方向後方に退避して前記解放部材に所定値以上の接触力が与えられることを回避するようにしてもよい。移動部材は、相対変位速度が所定速度を超える場合には、入力ロッドに追従して移動して解放部材に接触して解放動作を行う。一方、相対変位速度が所定速度以下の場合、つまり入力ロッドの移動がゆっくりの場合、移動部材が入力ロッドに追従して移動して解放部材に接触しても当該移動部材への接触力が小さいので、解放動作を行うことなく反力により押し戻される。この態様によれば、パワーピストンに対する入力ロッドの相対変位速度に応じて移動部材の挙動が決まり、ロック機構の解放か非解放が決まるので、シンプルな機械的構造でロック機構の摩耗軽減ができる。
【０００９】
また、上記態様において、前記移動部材は、前記入力ロッドの軸方向に沿って配置されて当該入力ロッドの移動と連動して移動する可撓部材によって支持されてもよい。パワーピストンに対する入力ロッドの相対変位速度が所定速度以上の場合、つまり、入力ロッドが早く動く場合、可撓部材は瞬間的には撓みにくく移動部材をそのまま入力ロッドの移動方向に押す。その結果、移動部材はロック機構に接触力を作用させてロック状態を解放する。一方、パワーピストンに対する入力ロッドの相対変位速度が所定速度未満の場合、つまり、入力ロッドがゆっくりと動く場合、可撓部材は徐々に撓み、移動部材がロック機構に接触したときに移動方向とは逆方向に退避することを許容する。その結果、ロック機構が解放される程の接触力を作用させることなくロック状態を維持する。可撓部材は、例えば、所定の剛性を有するゴムやウレタンなどの樹脂部材を採用することができる。なお、移動部材は少なくとも可撓部材によって支持されればよい。この構成によれば、単純な構造の移動部材と可撓部材の組合せによりロック機構を解放／非解放にする機構を構成することができる。なお、可撓部材の可撓性能は予め試験などにより定めておくことができる。
【００１０】
また、上記態様において、前記移動部材は、前記入力ロッドの軸周りを回転しながら前記軸方向に進退する回転機構を含んでもよい。回転機構は、入力ロッドや入力ロッドと連動して動く軸の外周面に例えば螺旋溝を形成して、その螺旋溝に移動部材の少なくとも一部を係合させることで構成することができる。この場合、パワーピストンに対する入力ロッドの相対変位速度が所定速度を超える場合、つまり早い場合、螺旋溝と係合部分との接触摩擦により移動部材の螺旋溝に沿う回転が抑制され入力ロッドの移動に追従して移動部材が移動する。その結果、移動部材は入力ロッドに追従して移動してロック機構に接触してロック機構を解放状態に移行させる。一方、パワーピストンに対する入力ロッドの相対変位速度が所定速度未満の場合、つまりゆっくりの場合、移動部材がロック機構に当接すると螺旋溝に沿って移動部材の係合部分が移動し、入力ロッドの移動方向とは逆方向に移動する。その結果、ロック機構のロック状態を解放する程の接触力を及ぼすことがなくロック状態を維持する。この構成によれば、相対変位速度の大きさにより移動部材の回転動作すなわち進退動作ができるので、単純な構造の回転構造により確実にロック機構の解放／非解放動作を実現できる。なお、回転機構の回転性能は予め試験などにより定めておくことができる。
【００１１】
また、上記態様において、前記移動部材は、前記入力ロッドと突起部材を介して係合し、当該突起部材は前記入力ロッドの前記相対変位速度に応じて係合位置と非係合位置との間を移動するようにしてもよい。突起部材は例えば、可撓部材によって支持することが可能である。そして、パワーピストンに対する入力ロッドの相対変位速度が所定速度以上の場合、つまり、入力ロッドが早く動く場合、可撓部材は瞬間的には撓みにくく突起部材を突出状態のまま入力ロッドの移動方向に移動させる。つまり、移動部材を入力ロッドに係合させたまま移動させて、ロック機構に接触してロック機構を解放状態に移行させる。一方、パワーピストンに対する入力ロッドの相対変位速度が所定速度未満の場合、つまり、入力ロッドがゆっくりと動く場合、可撓部材は徐々に撓み、突起部材が退避して移動部材と入力ロッドとの係合を解除する。つまり、移動部材の拘束が解放され、移動部材はロック機構が解放される程の接触力を作用させることなく移動してロック状態を維持する。この構成によれば、相対変位速度の大きさにより突起部材の係合/非係合ができるので、単純な構造の突起部材と移動部材の組合せにより確実にロック機構の解放／非解放動作を実現できる。なお、突起部材の退避動作を実現する可撓部材の可撓性は予め試験などにより定めておくことができる。
【００１２】
また、上記態様において、前記移動部材は、前記入力ロッドと摩擦部材を介して接触していてもよい。摩擦部材は例えばゴムなどの樹脂部材で構成することができる。この場合、パワーピストンに対する入力ロッドの相対変位速度が所定速度以上の場合、移動部材は入力ロッド上を摺動することなく入力ロッドと共に移動する。その結果、移動部材はロック機構に接触力を作用させてロック状態を解放する。一方、パワーピストンに対する入力ロッドの相対変位速度が所定速度未満の場合、つまり、入力ロッドがゆっくりと動く場合、移動部材がロック機構に接触したときに摺動して退避する。その結果、移動部材はロック機構が解放される程の接触力を作用させることなくロック状態を維持する。この構成によれば、相対変位速度の大きさにより移動部材の進退動作ができるので、単純な摩擦部材と移動部材の組合せにより確実にロック機構の解放／非解放動作を実現できる。なお、摩擦部材の摩擦係数は予め試験などにより定めておくことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のブレーキブースタ装置によれば、シンプルな機械的な構造により緊急制動が不要な場合にブレーキアシスト機能が動作することを抑制しロック機構の摩耗を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係るブレーキブースタ装置の概略を示す全体構成図である。図２は、図１のコントロールバルブ部を示す部分拡大断面図である。
【００１６】
図１に示すように、ブレーキブースタ装置１は、エンジンの負圧を利用する真空式のブレーキブースタ２を制御するものである。ブレーキブースタ装置１は、制動装置のマスタシリンダ（図示略）とブレーキペダル３との間に配設されるブレーキブースタ２を含む。
【００１７】
ブレーキブースタ２は、圧力室を構成するハウジング１０と、ハウジング１０内の圧力を調整するコントロールバルブ部２０とを備える。ハウジング１０は、その内部が隔壁部材としての可撓性のあるダイヤフラム１１により定圧室１２と変圧室１３とに仕切られている。定圧室１２はチェック弁１４を介して図示しないエンジンの吸気管につながる配管に連通している。このため、エンジンが始動されると、その配管を通じて定圧室１２内に負圧が導入される。定圧室１２内には、また、ブレーキペダル３の踏み込み前の状態に復帰させるためのスプリング１５が配設されている。
【００１８】
コントロールバルブ部２０は、ダイヤフラム１１が固定されたパワーピストン２１、ブレーキペダル３に接続された入力ロッド２２、およびマスタシリンダのピストンに連結されるプッシュロッド２３等を含む。運転者によるブレーキペダル３の踏力は、入力ロッド２２、パワーピストン２１、プッシュロッド２３等を介してマスタシリンダのピストンに伝達され、制動装置の出力が高められる。
【００１９】
図２に示すように、パワーピストン２１は、段付円筒状の本体を有し、ハウジング１０の後端部に気密的かつ前後方向へ移動可能に組み付けられており、上記スプリング１５（図１参照）によって後方、つまりブレーキペダル３側（図の矢印反Ａ方向）に付勢されている。パワーピストン２１は、その前端部の外周面がダイヤフラム１１の中央部に組み付けられている。ハウジング１０の後端部内周面にはゴムからなるシール部材２５が固定され、このシール部材２５によりパワーピストン２１が気密かつ摺動可能に支持されている。
【００２０】
このパワーピストン２１は、その前半部に２重管構造を備えており、その前端部には、上述したプッシュロッド２３が取り付けられている。パワーピストン２１の内部には、前方からリアクションディスク３１、ガイド部材３２、ロック部材３３、エアバルブ３４、スライドバルブ３５、弁座形成部材３６、ばね受け部材３７、フィルタ３８等が配設されている。パワーピストン２１の前半部の２重管構造の部分には、そのパワーピストン２１の内部と定圧室１２とを連通させる連通孔５５が形成されており、その２重管構造の内側円筒部の後端に第１弁部を構成する弁形成部５７が形成されている。また、パワーピストン２１の側部の数カ所には、その内部と変圧室１３とを連通させるための連通孔５６が形成されている。さらに、パワーピストン２１には、位置決め部材４３が挿通されている。この位置決め部材４３は、パワーピストン２１が軸線方向に変位するときの限界位置を規制する。位置決め部材４３は、ハウジング１０の後端部のシール部材２５に突き当たって係止されると、その位置でパワーピストン２１の後方への変位を規制する。また、入力ロッド２２が矢印反Ａ方向に移動したときに円環２００に接触して円環２００を矢印Ａ方向に押し戻して初期位置に復帰させる。
【００２１】
また、ハウジング１０の後端には、パワーピストン２１の摺動部を外側から覆うようにして保護するベローズ３９が設けられている。このベローズ３９は、可撓性部材からなり、その前端がハウジング１０の後端に装着され、後端が入力ロッド２２の外周面の所定位置に嵌合するように装着されている。ベローズ３９の後端面の複数箇所には通気孔４０が形成されており、パワーピストン２１の後端開口部（「大気導入部」に該当する）から内部への大気の導入を可能にしている。
【００２２】
リアクションディスク３１は、ゴムからなる円板状の部材であり、プッシュロッド２３の後端部に設けられた円筒状の収容部に収容された状態でパワーピストン２１の前端面に当接している。このリアクションディスク３１と入力ロッド２２との間には、当接部材４１およびエアバルブ３４が軸線方向に支持されつつ介装されている。ガイド部材３２は、段付円筒状をなし、パワーピストン２１の先端開口部とリアクションディスク３１との間に挟まれるように配設されている。ガイド部材３２は、その後端部にてエアバルブ３４の先端部を軸支している。
【００２３】
ロック部材３３は、ガータスプリング４２を介してガイド部材３２の外周面に回動可能に取り付けられている。本実施形態において、このロック部材３３は、径方向に対向配置された一対の係止部材からなり、それぞれが、ガイド部材３２の外周面に突設された回動支点を中心に回動可能となっている。このロック部材３３の後端部には、半径方向内向きに突出したフック部６１が形成されている。このフック部６１は、後述するロック機構を構成する。
【００２４】
エアバルブ３４は、その後半部が筒状に形成されており、入力ロッド２２の先端部が挿通されて加締め接合されている。入力ロッド２２に伝達された力は、その球状の先端部を介してエアバルブ３４に伝達されてその前方への推進力となり、さらに当接部材４１およびリアクションディスク３１を介してプッシュロッド２３に伝達される。エアバルブ３４の後端は、後述する弁座形成部材３６の弁座４６に着脱可能となっており、変圧室１３へ大気を導入又は遮断する弁部を構成する。また、エアバルブ３４の前半部には、入力ロッド２２の軸方向に移動自在に設けられてロック部材３３を含んで構成されるロック機構を操作する円環２００が配置されている。この円環２００は、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の軸方向の相対変位速度が所定速度以下の場合にロック機構のロック状態を維持させ、相対変位速度が所定速度を超えた場合にロック機構のロック状態を解放させる機能を有する。円環２００の構造および動作の詳細は後述する。
【００２５】
スライドバルブ３５は、パワーピストン２１と入力ロッド２２との間に同軸状かつ前後進可能に配設されている。スライドバルブ３５の後端部にはシールリング５０が嵌着されており、パワーピストン２１に対して気密に摺動可能に構成されている。また、スライドバルブ３５は、パワーピストン２１との間に介装されたスプリング５１により後方に付勢されている。スライドバルブ３５の後端は、後述する弁座形成部材３６の弁座４５に着脱可能となっており、弁形成部５７よりも後方に変位することで弁座形成部材３６を押圧してより後方に変位させることができる。スライドバルブ３５の前端部には、半径方向外向きに突出したフック部６２が形成されている。このフック部６２は、上述したロック部材３３のフック部６１とともに後述するロック機構を構成する。なお、スライドバルブ３５の後方への移動限界も位置決め部材４３によって規制されている。
【００２６】
弁座形成部材３６は、円筒状の本体の前端部に内方に延出したフランジ部６５を有し、後端部にリング状の支持部材６６が一体的に形成されている。フランジ部６５の前面にはゴムからなるリング状の弁座４５（第１弁座）が貼着され、支持部材６６の前面には同じくゴムからなるリング状の弁座４６（第２弁座）が貼着されている。つまり、弁座４５、４６は、その前後に所定の間隔をあけて配置されており、それぞれ弁形成部５７またはスライドバルブ３５の後端が着脱する第１弁部、エアバルブ３４の後端が着脱する第２弁部を構成する。これら第１弁部および第２弁部により、弁機構が構成されている。
【００２７】
ばね受け部材３７は、パワーピストン２１の後端部近傍の内周に圧入されたリング状の部材からなる。ばね受け部材３７と弁座形成部材３６との間には、弁座形成部材３６を前方に付勢するスプリング５２が介装されている。また、ばね受け部材３７と弁座形成部材３６との間には、前後方向に伸縮可能なゴムからなるシール部材４８が配置されており、パワーピストン２１の後端から導入された大気が連通孔５５を介して定圧室１２へ漏洩するのを防止している。
【００２８】
フィルタ３８は、パワーピストン２１の後端開口部に配設されて外部からのゴミ等の流入を防止している。ベローズ３９の通気孔４０から導入された大気は、このフィルタ３８を通ってパワーピストン２１の内部に流入する。フィルタ３８の中央には入力ロッド２２が内挿されており、その前面側には板状のばね座４９が配設されている。ばね座４９とばね受け部材３７との間には、ばね座４９を介して入力ロッド２２およびフィルタ３８を後方に付勢するスプリング５３が介装されている。
【００２９】
図３は、アシスト機構を構成するロック機構の構成および動作を表す部分拡大断面図である。上述のように、ロック部材３３の後端部にはフック部６１が形成され、スライドバルブ３５の前端部にはフック部６２が形成されている。また、ロック部材３３の内面には、フック部６１と同方向に延出するとともに軸線方向に対して傾斜した受圧面７１が形成されている。一方、この受圧面７１に対向するエアバルブ３４の位置には、軸線方向に対して傾斜した押圧面７２が形成された円環２００がエアバルブ３４、つまり入力ロッド２２の軸方向に移動自在に設けられている。スライドバルブ３５のフック部６２は、ロック部材３３のフック部６１に対して係合離脱可能であり、円環２００の押圧面７２は、ロック部材３３の受圧面７１に係合離脱可能である。
【００３０】
ここで、入力ロッド２２のパワーピストン２１に対する前進量が所定値以下の場合には、押圧面７２が受圧面７１に係合しないため、図示のように、フック部６２がフック部６１との係合状態を保持する。その結果、スライドバルブ３５が図２に示した所定の前方位置に保持される。一方、入力ロッド２２のパワーピストン２１に対する前進量が所定値より大きい場合には、図中矢印にて示すように円環２００がエアバルブ３４と共に図中矢印Ａ方向に移動して、押圧面７２が受圧面７１の方向に相対変位する可能性がある。本実施形態の場合、円環２００がエアバルブ３４と共に図中矢印Ａ方向に移動するのは、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の軸方向の相対変位速度が所定速度を超えた場合であり、この場合、円環２００の押圧面７２が受圧面７１に係合してこれを押圧する。その結果、ロック部材３３がガータスプリング４２の付勢力に抗してその前端部を支点に回動して外側に開き、フック部６２とフック部６１との係合状態が解除される。これにより、スライドバルブ３５がロック部材３３から開放され、スプリング５１の付勢力によって後方に変位させられる（図４参照）。その結果、スライドバルブ３５が閉弁状態となるとともに、エアバルブ３４の開度が拡大される。この詳細については後述する。一方、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の軸方向の相対変位速度が所定速度以下の場合、円環２００はエアバルブ３４の表面を図中矢印反Ａ方向に摺動する。この場合、円環２００の押圧面７２は受圧面７１に係合するものの受圧面７１によって押し返される。その結果、ロック部材３３はスライドバルブ３５とのロック状態を維持される。その結果、ロック部材３３がガータスプリング４２の付勢力により姿勢を維持させられて外側に開きくことはない。そして、スライドバルブ３５は図２に示した所定の前方位置に保持される。
【００３１】
次に、ブレーキブースタの動作について説明する。図４は、アシスト機構が作動したときのブレーキブースタの作動状態を示す断面図である。なお、既に説明した図２は、アシスト機構が作動していない通常のブレーキ時のブレーキブースタの作動状態を示している。
【００３２】
ブレーキ操作が行われていない状態（図示せず）では、定圧室１２と変圧室１３とは互いに連通した状態で負圧を維持している。この状態で、操作者がブレーキペダル３を踏むと、図２に示すように、ブレーキペダル３に連結された入力ロッド２２が矢印Ａ方向（図中左方向）に向かって移動する。
【００３３】
通常のブレーキ時においては、図２に示すように、入力ロッド２２とパワーピストン２１との相対変位、つまりパワーピストン２１に対する入力ロッド２２の前方への移動量が小さい。このため、エアバルブ３４に装着された円環２００の押圧面７２はロック部材３３の受圧面７１に係合せず、スライドバルブ３５はロック部材３３によって軸線方向の動きが規制され、図示の所定位置に保持される。したがって、アシスト機構が作動しない一般的なブレーキ作動が得られる。つまり、弁形成部５７が弁座４５に着座し、第１弁部が閉弁状態となって定圧室１２と変圧室１３との連通を遮断する一方、エアバルブ３４が開弁状態となるため、変圧室１３に大気が導入される。その結果、定圧室１２と変圧室１３との差圧が発生し、それによりパワーピストン２１がブレーキペダル３の踏み込みを補助する方向に動作する。その結果、運転者によるブレーキペダル３の操作がある程度アシストされる。なお、この場合、エアバルブ３４を閉弁状態として、完全にブレーキペダル３の操作力（入力ロッド２２の推力）のみで制動機構を動作させるようにしてもよい。
【００３４】
一方、緊急制動時には、図４に示すように、入力ロッド２２とパワーピストン２１との相対変位速度が所定速度を超えるとともに、相対変位が大きくなる。つまりパワーピストン２１に対する入力ロッド２２の前方への移動量が所定値より大きくなる。このときには、エアバルブ３４に配置された円環２００の押圧面７２がロック部材３３の受圧面７１に係合し、ロック部材３３がガータスプリング４２の付勢力に抗して半径方向外方に押し広げられる。これにより、スライドバルブ３５のフック部６２とロック部材３３のフック部６１との係合状態が解除され、スライドバルブ３５がスプリング５１の付勢力によって所定量後方に移動させられる。
【００３５】
このとき、スライドバルブ３５の後端が弁座４５に着座して定圧室１２と変圧室１３との連通を遮断する。また、エアバルブ３４が入力ロッド２２とともに前方へ移動する一方、スライドバルブ３５が弁座形成部材３６を後方へ押圧するため、エアバルブ３４の後端と弁座４６とが急速に離間して大きく開弁する。その結果、通常のブレーキ時より大きな推進力を得ることができ、ブレーキペダル３の操作がさらにアシストされる。
【００３６】
この状態からブレーキペダル３が戻されると、エアバルブ３４は、位置決め部材４３とともに後方に移動する。位置決め部材４３がシール部材２５に当接すると、スライドバルブ３５の後方への移動が規制される。そして、スプリング１５（図１参照）の付勢力によりパワーピストン２１が所定位置に戻ると、ロック部材３３がガータスプリング４２の付勢力により内方に押されてロック部材３３のフック部６１がスライドバルブ３５のフック部６２に再び係合する。
【００３７】
前述したように、緊急制動時には、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の前方への移動量が所定値より大きくなる。その結果、エアバルブ３４の後端と弁座４６とが急速に離間して大きく開弁する。一方、ブレーキペダル３がゆっくりと強く（深いストローク）踏み込まれた場合もパワーピストン２１に対する入力ロッド２２の前方への移動量が所定値より大きくなる。そこで、本実施形態ではエアバルブ３４の表面を軸方向に移動可能な円環２００を設けている。前述したように、この円環２００はパワーピストン２１に対する入力ロッド２２の軸方向の相対変位速度が所定速度以下の場合、つまり、ブレーキペダル３がゆっくりと強く踏み込まれるような場合には、エアバルブ３４の表面を摺動する。そして、ロック部材３３に所定値以上の接触力を付与しないようにしてロック機構のロック状態を維持させる。一方、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の軸方向の相対変位速度が所定速度を超えた場合、つまりブレーキペダル３が素早く強く踏み込まれる緊急制動野場合には、円環２００はエアバルブ３４の表面に静止したままエアバルブ３４と共に移動する。そして、ロック部材３３に所定値以上の接触力を付与してロック機構のロック状態を解除する。
【００３８】
図５〜図７は、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の軸方向の相対変位速度に応じて円環２００をエアバルブ３４上で摺動または静止させるための構造例を説明する説明図である。図５〜図７は、ロック部材３３、スライドバルブ３５、円環２００の周辺の拡大図であり、中心線Ｂを境に上側がブレーキペダル３を素早く強く踏み込んだ緊急制動時の挙動であり、下側がブレーキペダル３をゆっくりと深く踏み込んだ通常制動時の挙動を示している。
【００３９】
図５の例において、円環２００はエアバルブ３４の軸上に摺動自在に配置されるとともに、ゴムやウレタンなどの樹脂部材からなる可撓部材２０２によりエアバルブ３４の肩部２０４により支持されている。
【００４０】
パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の相対変位速度が所定速度以上の場合、つまり、緊急制動時のように入力ロッド２２が早く動く場合、図５の上側に示すように可撓部材２０２は瞬間的には撓みにくく円環２００をそのまま入力ロッド２２の移動方向に押す。つまり、エアバルブ３４と円環２００が一緒に移動する。そして、円環２００はロック部材３３の受圧面７１に接触力を作用させてロック部材３３とスライドバルブ３５との係合を外してロック状態を解放する。その結果、スライドバルブ３５が閉弁状態となるとともに、エアバルブ３４の開度が拡大されて大気が変圧室１３に大量に導入されてブレーキブースタ２において通常制動時より大きなアシスト力を発生する。
【００４１】
一方、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の相対変位速度が所定速度未満の場合、つまり、通常制動時のように入力ロッド２２がゆっくりと動く場合、可撓部材２０２にはゆっくりと力が加わるので可撓部材２０２は徐々に撓む。その結果、円環２００がロック部材３３の受圧面７１に接触したときに図中矢印Ｃ方向に退避することを許容する。つまり、円環２００はロック部材３３とスライドバルブ３５のロック状態を解放する程の接触力を作用させることなく、そのロック状態を維持させる。
【００４２】
このように、可撓部材２０２によって支持された移動自在な円環２００をエアバルブ３４に装着するシンプルな機械的構造により、ロック機構を解放／非解放にする機構を構成することができる。つまり、ブレーキペダル３がゆっくりと強く踏み込まれた場合に、必要以上にロック部材３３とスライドバルブ３５のロックが外れることを抑制できる。その結果、ロック部材３３とスライドバルブ３５の係合部における摩耗を抑制できて緊急制動が不要な場合にブレーキアシスト機能が動作してしまうことを防止できる。なお、可撓部材２０２の可撓性能は予め試験などにより定めておくことができる。
【００４３】
図６の例において、円環２００はエアバルブ３４（入力ロッド２２と同軸の部材）の軸周りを回転しながら軸方向に進退する回転機構を含んでいる。具体的には、エアバルブ３４の外周面に螺旋溝２０６を形成して、その螺旋溝２０６に円環２００の内周面に形成されたキー２０８を係合させている。
【００４４】
パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の相対変位速度が所定速度以上の場合、つまり、緊急制動時のように入力ロッド２２が早く動く場合、図５の上側に示すように螺旋溝２０６とキー２０８との接触摩擦により円環２００の螺旋溝２０６に沿う回転が抑制されエアバルブ３４の移動に追従して円環２００が移動する。その結果、円環２００はロック部材３３の受圧面７１に接触力を作用させてロック部材３３とスライドバルブ３５との係合を外してロック状態を解放する。そして、スライドバルブ３５が閉弁状態となるとともに、エアバルブ３４の開度が拡大されて大気が変圧室１３に大量に導入されてブレーキブースタ２において通常制動時より大きなアシスト力を発生する。
【００４５】
一方、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の相対変位速度が所定速度未満の場合、つまり、通常制動時のように入力ロッド２２がゆっくりと動く場合、円環２００がロック部材３３の受圧面７１に当接すると徐々に押し戻され螺旋溝２０６に沿って円環２００が回転して円環２００自身を図中矢印Ｃ方向に移動させる。つまり、円環２００はロック部材３３とスライドバルブ３５のロック状態を解放する程の接触力を作用させることなく、そのロック状態を維持させる。
【００４６】
このように、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の相対変位速度の大きさにより円環２００の回転動作すなわち進退動作ができるので、単純な構造の回転構造により確実にロック機構の解放／非解放動作を実現できる。その結果、ロック部材３３とスライドバルブ３５の係合部における摩耗を抑制できて緊急制動が不要な場合にブレーキアシスト機能が動作してしまうことを防止できる。なお、回転機構の回転性能は予め試験などにより定めておくことができる。
【００４７】
図７の例において、円環２００は、エアバルブ３４（入力ロッド２２と同軸の部材）と当該エアバルブ３４の軸の半径方向に進退自在な突起部材２１０を介して係合している。突起部材２１０はパワーピストン２１に対する入力ロッド２２の相対変位速度に応じてエアバルブ３４の軸の半径方向に進退して係合位置と非係合位置との間を移動する。図７の上側は突起部材２１０が係合位置にある状態を示し、下側が非係合位置にある状態を示している。突起部材２１０は例えば、ゴムなどの可撓部材２１２によって支持することが可能である。そして、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の相対変位速度が所定速度以上の場合、つまり、緊急制動時などに入力ロッド２２が早く動く場合、可撓部材２１２は瞬間的には撓みにくく突起部材２１０を突出状態のままエアバルブ３４と共に入力ロッド２２の移動方向に移動させる。つまり、エアバルブ３４は円環２００を表面に静止させたまま入力ロッド２２の移動方向に動く。その結果、円環２００はロック部材３３の受圧面７１に接触力を作用させてロック部材３３とスライドバルブ３５との係合を外してロック状態を解放する。そして、スライドバルブ３５が閉弁状態となるとともに、エアバルブ３４の開度が拡大されて大気が変圧室１３に大量に導入されてブレーキブースタ２において通常制動時より大きなアシスト力を発生する。
【００４８】
一方、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の相対変位速度が所定速度未満の場合、つまり、入力ロッド２２がゆっくりと動く場合、可撓部材２１２は図７の下側に示すように円環２００が受圧面７１に当接すると徐々に押し戻され可撓部材２１２の弾性力に逆らい突起部材２１０を非係合位置へ回転させていく。その結果、円環２００自身は図中矢印Ｃ方向に移動することが許容される。つまり、ロック部材３３とスライドバルブ３５のロック状態を解放する程の接触力を作用させることなく、そのロック状態を維持させる。
【００４９】
このように、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の相対変位速度の大きさにより突起部材２１０の係合/非係合ができるので、単純な構造の突起部材２１０と円環２００の組合せにより確実にロック機構の解放／非解放動作を実現できる。その結果、ロック部材３３とスライドバルブ３５の係合部における摩耗を抑制できて緊急制動が不要な場合にブレーキアシスト機能が動作してしまうことを防止できる。なお、突起部材２１０の退避動作を実現する可撓部材２１２の可撓性は予め試験などにより定めておくことができる。
【００５０】
図８の例において、円環２００は、エアバルブ３４（入力ロッド２２と同軸の部材）と摩擦部材２１４を介して接触していている。摩擦部材２１４は例えばゴムなどの樹脂部材で構成することができる。この場合、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の相対変位速度が所定速度以上の場合、円環２００はエアバルブ３４の表面と摩擦部材２１４の間の摩擦力によりエアバルブ３４の表面を摺動することなくエアバルブ３４と共に移動する。その結果、円環２００はロック部材３３の受圧面７１に接触力を作用させてロック部材３３とスライドバルブ３５との係合を外してロック状態を解放する。そして、スライドバルブ３５が閉弁状態となるとともに、エアバルブ３４の開度が拡大されて大気が変圧室１３に大量に導入されてブレーキブースタ２において通常制動時より大きなアシスト力を発生する。
【００５１】
一方、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の相対変位速度が所定速度未満の場合、つまり、入力ロッド２２がゆっくりと動く場合、円環２００は図８の下側に示すように受圧面７１に当接すると徐々に押し戻される。その結果、円環２００自身は図中矢印Ｃ方向に移動することが許容される。つまり、ロック部材３３とスライドバルブ３５のロック状態を解放する程の接触力を作用させることなく、そのロック状態を維持させる。
【００５２】
このように、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の相対変位速度の大きさにより円環２００の進退動作ができるので、単純な摩擦部材２１４と円環２００の組合せにより確実にロック機構の解放／非解放動作を実現できる。その結果、ロック部材３３とスライドバルブ３５の係合部における摩耗を抑制できて緊急制動が不要な場合にブレーキアシスト機能が動作してしまうことを防止できる。なお、摩擦部材２１４の摩擦係数は予め試験などにより定めておくことができる。
【００５３】
このように、本実施形態では、エアバルブ３４の表面に入力ロッド２２の軸方向に移動自在な円環２００を配置して、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の相対変位速度の大きさにより円環２００を進退動作するように構成する。その結果、センサやアクチュエータを用いることなくブレーキペダル３がゆっくりと強く踏み込まれたときにロック部材３３とスライドバルブ３５のロックが外れて通常制動時より大きなアシスト力を発生することを抑制する構造を実現できる。それと共にロック部材３３とスライドバルブ３５のロック部の必要以上の解除が抑制され、接触部分の摩耗を軽減できる。
【００５４】
なお、本実施形態では、入力ロッド２２とエアバルブ３４とが同軸上で接続され、エアバルブ３４上に円環２００が配置された例を示した。しかし、円環２００は入力ロッド２２の動作によりロック部材３３とスライドバルブ３５のロック状態を解除する方向に移動する移動部材であれば、その構成は適宜変更可能である。つまり、パワーピストン２１に対する入力ロッド２２の軸方向の相対変位速度が所定速度以下の場合にロック状態を維持させ、相対変位速度が所定速度を超えた場合にロック状態を解放させる構造であれば、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
また、本実施形態では、入力ロッド２２とエアバルブ３４とを別部材として説明したが、両者が一体化され入力ロッド２２の先端部に円環２００が配置されても本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
また、図５〜図７で説明したようなパワーピストン２１に対する入力ロッド２２の相対変位速度の大きさにより円環２００の進退動作を実現する構造は一例である。つまり、円環２００がパワーピストン２１と入力ロッド２２の相対変位速度の大きさにより移動できる構造であれば、その構造は適宜変更可能であり、本実施形態と同様な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本実施形態に係るブレーキブースタ装置の概略を示す全体構成図である。
【図２】図１のコントロールバルブ部を示す部分拡大断面図である。
【図３】アシスト機構を構成するロック機構の構成および動作を表す部分拡大断面図である。
【図４】アシスト機構が作動したときのブレーキブースタの作動状態を示す断面図である。
【図５】本実施形態に係るブレーキブースタ装置において可撓部材によって円環が動作する構造を説明する部分拡大断面図である。
【図６】本実施形態に係るブレーキブースタ装置において螺旋溝によって円環が動作する構造を説明する部分拡大断面図である。
【図７】本実施形態に係るブレーキブースタ装置において突起部材によって円環が動作する構造を説明する部分拡大断面図である。
【図８】本実施形態に係るブレーキブースタ装置において摩擦部材によって円環が動作する構造を説明する部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ ブレーキブースタ装置、 ２ ブレーキブースタ、 ３ ブレーキペダル、 １０ ハウジング、 １１ ダイヤフラム、 １２ 定圧室、 １３ 変圧室、 １４ チェック弁、 １５ スプリング、 ２０ コントロールバルブ部、 ２１ パワーピストン、 ２２ 入力ロッド、 ２３ プッシュロッド、 ３３ ロック部材、 ３４ エアバルブ、 ３５ スライドバルブ、 ３６ 弁座形成部材、 ４０ 通気孔、 ４５ 弁座、 ４６ 弁座、 ７１ 受圧面、 ７２ 押圧面、 ２００ 円環、 ２０２ 可撓部材、 ２０４ 肩部、 ２０６ 螺旋溝、 ２０８ キー、 ２１０ 突起部材、 ２１２ 可撓部材、 ２１４ 摩擦部材。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のブレーキペダルの操作を補助可能なブレーキブースタ装置であって、
ハウジング内を負圧導入可能な定圧室と大気導入可能な変圧室とに区画するとともに、前記ハウジング内にて変位可能な隔壁部材と、
前記隔壁部材に支持される一方、前記変圧室と前記定圧室との差圧によって前後進可能であり、その前進時に制動装置の出力を高めるパワーピストンと、
前記ブレーキペダルの操作に基づいて軸方向に進退すると共に、前記変圧室へ大気の導入が可能となるように大気導入部と前記変圧室とを連通する通路を開放させる弁機構を作動させる入力ロッドと、
ロック解放時に前記弁機構が所定の開弁状態になることを許容するロック機構と、
前記入力ロッドの軸方向に移動自在に設けられて前記ロック機構を操作する部材であって、前記パワーピストンに対する前記入力ロッドの軸方向の相対変位速度が所定速度以下の場合に前記ロック機構のロック状態を維持させ、前記相対変位速度が所定速度を超えた場合に前記ロック機構のロック状態を解放させる移動部材と、
を含むことを特徴とするブレーキブースタ装置。
【請求項２】
前記ロック機構は、前記移動部材との接触力が所定値以上の場合にロック状態を解放する解放部材を含み、前記移動部材は、前記入力ロッドの前記相対変位速度が前記所定速度を超えた場合に前記入力ロッドの前進に追従し移動して前記解放部材に所定値以上の接触力を与えて解放し、前記相対変位速度が前記所定速度以下の場合に前記入力ロッドの軸方向後方に退避して前記解放部材に所定値以上の接触力が与えられることを回避することを特徴とする請求項１記載のブレーキブースタ装置。
【請求項３】
前記移動部材は、前記入力ロッドの軸方向に沿って配置されて当該入力ロッドの移動と連動して移動する可撓部材によって支持されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のブレーキブースタ装置。
【請求項４】
前記移動部材は、前記入力ロッドの軸周りを回転しながら前記軸方向に進退する回転機構を含むことを特徴とする請求項１または請求項２記載のブレーキブースタ装置。
【請求項５】
前記移動部材は、前記入力ロッドと突起部材を介して係合し、当該突起部材は前記入力ロッドの前記相対変位速度に応じて係合位置と非係合位置との間を移動することを特徴とする請求項１または請求項２記載のブレーキブースタ装置。
【請求項６】
前記移動部材は、前記入力ロッドと摩擦部材を介して接触していることを特徴とする請求項１または請求項２記載のブレーキブースタ装置。
【請求項１】
車両のブレーキペダルの操作を補助可能なブレーキブースタ装置であって、
ハウジング内を負圧導入可能な定圧室と大気導入可能な変圧室とに区画するとともに、前記ハウジング内にて変位可能な隔壁部材と、
前記隔壁部材に支持される一方、前記変圧室と前記定圧室との差圧によって前後進可能であり、その前進時に制動装置の出力を高めるパワーピストンと、
前記ブレーキペダルの操作に基づいて軸方向に進退すると共に、前記変圧室へ大気の導入が可能となるように大気導入部と前記変圧室とを連通する通路を開放させる弁機構を作動させる入力ロッドと、
ロック解放時に前記弁機構が所定の開弁状態になることを許容するロック機構と、
前記入力ロッドの軸方向に移動自在に設けられて前記ロック機構を操作する部材であって、前記パワーピストンに対する前記入力ロッドの軸方向の相対変位速度が所定速度以下の場合に前記ロック機構のロック状態を維持させ、前記相対変位速度が所定速度を超えた場合に前記ロック機構のロック状態を解放させる移動部材と、
を含むことを特徴とするブレーキブースタ装置。
【請求項２】
前記ロック機構は、前記移動部材との接触力が所定値以上の場合にロック状態を解放する解放部材を含み、前記移動部材は、前記入力ロッドの前記相対変位速度が前記所定速度を超えた場合に前記入力ロッドの前進に追従し移動して前記解放部材に所定値以上の接触力を与えて解放し、前記相対変位速度が前記所定速度以下の場合に前記入力ロッドの軸方向後方に退避して前記解放部材に所定値以上の接触力が与えられることを回避することを特徴とする請求項１記載のブレーキブースタ装置。
【請求項３】
前記移動部材は、前記入力ロッドの軸方向に沿って配置されて当該入力ロッドの移動と連動して移動する可撓部材によって支持されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のブレーキブースタ装置。
【請求項４】
前記移動部材は、前記入力ロッドの軸周りを回転しながら前記軸方向に進退する回転機構を含むことを特徴とする請求項１または請求項２記載のブレーキブースタ装置。
【請求項５】
前記移動部材は、前記入力ロッドと突起部材を介して係合し、当該突起部材は前記入力ロッドの前記相対変位速度に応じて係合位置と非係合位置との間を移動することを特徴とする請求項１または請求項２記載のブレーキブースタ装置。
【請求項６】
前記移動部材は、前記入力ロッドと摩擦部材を介して接触していることを特徴とする請求項１または請求項２記載のブレーキブースタ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−１３７４９０（Ｐ２００９−１３７４９０Ａ）
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１７０７９（Ｐ２００７−３１７０７９）
【出願日】平成１９年１２月７日（２００７．１２．７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月７日（２００７．１２．７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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