(57)【要約】【課題】弁機構、特に弁体の構造を簡単にし、緊急ブレーキ時にブレーキペダルの踏力不足を応答性よく補うことができる負圧倍力装置を提供する。【解決手段】ブレーキペダルが踏まれると、第１負圧弁が第１負圧弁座に当接して変圧室と定圧室との連通を遮断し、大気弁座が大気弁から開離して大気が変圧室に流入し、両室内の圧力差によって区画部材が前方に移動されて出力ロッドから推力が出力される。ブレーキペダルが急速に踏込まれると、弁座部材が付勢手段によって後方に付勢され、第２負圧弁座が第２負圧弁に当接して弁体を後方に移動し、大気弁を大気弁座から開離し、変圧室が急速かつ強制的に大気に連通され、通常ブレーキ時より大きい推力が出力部材に出力される。第１負圧弁、第２負圧弁および大気弁を弁体に略同一面内に形成し、弁体の構造を簡単にして小型軽量化した。【選択図】  図２
2004359050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブースタシェルを区画部材により変圧室と定圧室とに区画し、該区画部材に出力ピストンの基端部を固着し、前記両室内間の圧力差に基づく前記区画部材の出力を前記出力ピストンから出力ロッドに反力部材を介して伝達し、前記反力部材と連係して作用するプランジャをブレーキペダルによって軸動される入力ロッドに連結し、第１負圧弁座および大気弁座を前記出力ピストンおよび前記プランジャに形成し、該第１負圧弁座および大気弁座に接離して前記変圧室を前記定圧室および大気に連通、遮断する第１負圧弁および大気弁を弁体に設け、前記弁体の前方に位置して前記出力ピストンに一体的に筒状部を設け、第２負圧弁座を有するとともに付勢手段によって前記出力ピストンに対して後方に付勢される弁座部材を該筒状部に気密的に摺動自在に嵌合し、該第２負圧弁座に接離して前記変圧室を前記定圧室および大気に連通、遮断する第２負圧弁を前記弁体に設け、前記プランジャの前記出力ピストンに対する相対前進量が所定値より小さい場合には前記付勢手段による前記弁座部材への後方への付勢力に抗して前記出力ピストンに前記弁座部材を係止するとともに、前記プランジャの前記出力ピストンに対する相対前進量が所定値以上の場合には前記出力ピストンへの前記弁座部材の係止を開放する係止手段を備えた、緊急ブレーキ時に出力を増大可能な負圧式倍力装置において、前記筒状部の外周に前記定圧室と前記変圧室とを連通する通路を設け、該通路の前記弁体に対向する後端部に湾曲長円状に前記第１負圧弁座を突設し、該第１負圧弁座、前記第２負圧弁座および前記大気弁座に夫々接離する前記第１負圧弁、前記第２負圧弁および前記大気を前記弁体に略同一面内に形成したことを特徴とする負圧式倍力装置。
【請求項２】
請求項１において、前記弁座部材は前記第１負圧弁座から円周方向に所定角度ずらされた位置で部分的に半径方向に拡大され、前記第２負圧弁座に大気導入部が設けられていることを特徴とする負圧倍力装置
【請求項３】
請求項１または２において、前記係止手段は、係止基部を介して前記出力ピストンに係合するとともに爪部を介して前記弁座部材に係合する係止部材と、前記出力ピストンの基端部に形成されて該係止部材を収納する係止部材収納孔と、該係止部材収納孔内に前記出力ピストンと一体的に形成され前記係止基部が係合する支承部と、前記係止部材が前記弁座部材と係合する方向に付勢するバネ部材と、前記反力部材と前記係止部材収納孔との間に設けられて前記反力部材と前記係止部材収納孔とを隔離する蓋部材と、を備えていることを特徴とする負圧倍力装置。
【請求項４】
請求項３において、前記バネ部材は、前記出力ピストンの基端部側から後方に延在する板バネであって、前記支承部より後方において、前記弁座部材との係合方向に前記係止部材を付勢することを特徴とする負圧倍力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用の負圧倍力装置に関し、特に緊急ブレーキ時にブレーキペダルの踏力不足を補うことができる負圧倍力装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の進路上に障害物が突然出現して運転者が緊急にブレーキペダルを踏込む緊急ブレーキにおいては、運転者がブレーキペダルに加える踏力は、車輪がロックする液圧をマスタシリンダに発生させる踏力に比べて相当小さく、車両のブレーキ能力が十分発揮されない場合が多いとの解析結果がある。この解析結果に基づいて、ブレーキペダルの踏込み速度やマスタシリンダの液圧の上昇速度から通常ブレーキであるか緊急ブレーキであるかを判定し、緊急ブレーキ時にはブレーキ液圧を車輪がロックする程度にまで自動的に上昇させる負圧倍力装置が開発されている。係る緊急ブレーキ時にブレーキペダルの踏力不足を補うことができる、例えば特許文献１に開示された負圧倍力装置では、ブースタシェルを区画部材により変圧室と定圧室とに区画し、該区画部材に有底円筒状の出力ピストンの基端部を固着し、両室内間の圧力差に基づく区画部材の前後方向の移動を出力ピストンから出力ロッドに反力機構を介して伝達し、反力機構と連係して作用するプランジャをブレーキペダルによって軸動される入力ロッドに連結している。そして、出力ピストンの円筒部の基端部側に小径孔、開口端側に大径孔を形成し、小径孔と大径孔との段部面に小径孔の内周面に沿って負圧弁座を環状に突設し、該段部面に定圧室に連通する通路を負圧弁座より大径側で開口し、大気弁座をプランジャの後面に負圧弁座より後方位置で大気導入路を取囲んで環状に形成している。前壁および後壁を外周壁で結合した断面コの字状の筒状弁体を出力ピストンに前後方向に移動可能に装架し、前記負圧弁座および大気弁座に接離して変圧室を定圧室および大気に連通、遮断する負圧弁および大気弁を前記筒状弁体の前壁および後壁の前端面に夫々設け、該筒状弁体を圧縮スプリングにより前方に付勢している。
【０００３】
前記プランジャを取囲む筒状の弁座部材を出力ピストンの小径孔に気密的に軸線方向に摺動可能に嵌合し、該弁座部材の後端に第２負圧弁座を負圧弁座より小径側に形成し、該第２負圧弁座に接離する第２負圧弁を弁座部材の前壁前端面に負圧弁の小径側に設け、出力ピストンおよび弁座部材の側壁に弁座部材の内周側を変圧室に連通する通路を設けている。第２負圧弁座が負圧弁座より弁体側に位置するように弁座部材をバネ部材によって後方に付勢し、第２負圧弁座が負圧弁座より弁体から前方に離れるように弁座部材をバネ部材のバネ力に抗して通常位置に係止する係止手段を出力ピストンの基端部に設けている。ブレーキペダルが急速に踏まれて、プランジャが出力ピストンに対して所定量以上相対前進すると、係止手段は弁座部材を解放し、第２負圧弁座が筒状弁体の前壁に形成された第２負圧弁に当接して筒状弁体を後方に移動し、大気弁を大気弁座から開離するため、変圧室が急速かつ強制的に大気に連通され、通常ブレーキ時より大きい推力が出力部材に出力され、十分大きい液圧をマスタシリンダに発生させることができる。ブレーキペダルが踏まれたとき、プランジャが反力部材に当接するまでは、入力に対する出力の比率が無限大になり、出力が階段状に増加するジャンピング特性を示す。緊急ブレーキ時に係止手段が弁座部材を解放し、第２負圧弁座が第２負圧弁に当接して筒状弁体を後方に押動すると、ジャンピング特性が通常ブレーキ時より高くなり、通常ブレーキ時より大きな推力が出力部材に出力されるのである。即ち、係止手段が弁座部材を係止、解放することによって通常ブレーキ用と緊急ブレーキ用の２種類の入力‐出力特性に切換えられる。ブレーキペダルが解放されてプランジャが出力ピストンに対して所定量以上相対前進していない状態となり、弁座部材が出力ピストンに対して相対的に前進されると弁座部材は係止手段によって通常位置に係止される。
【０００４】
【特許文献１】
国際公開第ＷＯ０１／３２４８８号パンフレット（第５−９頁、第２図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
緊急ブレーキ時に、係止手段が弁座部材を解放すると、弁座部材がバネ部材によって後方に付勢され第２負圧弁座が第２負圧弁に当接して筒状弁体を後方に迅速に移動するために、筒状弁体を小型軽量化して移動時の抵抗力を小さくする必要がある。ところが、従来装置では、負圧弁および大気弁を断面コの字状の筒状弁体の前壁および後壁の前端面に夫々環状に設けて弁体の移動時の抵抗力を小さくするように構成されているが、筒状弁体が複雑になって軸線方向に長く大型になって質量が増大する。また、筒状弁体に定圧室と変圧室との差圧によって推力が作用しないようにするために、この差圧が筒状弁体に作用する面積を小さくする必要がある。従来装置は、負圧弁座がプランジャを取囲んで環状に設けられているので、負圧弁座の周囲長さおよび定圧室と変圧室との差圧が筒状弁体に作用する面積を、大気弁座の径に対して独立して設定することができず、変圧室から定圧室に空気を高応答、且つ静粛に排出できないことがある。さらに従来装置では、緊急ブレーキ時に出力を増大する機構を構成する部品が複雑な形状を呈しており、生産性が劣るという問題があった。
【０００６】
本発明は係る従来の不具合を解消するためのもので、弁機構、特に弁体の構造を簡単にし、緊急ブレーキ時にブレーキペダルの踏力不足を応答性よく補うことができる負圧倍力装置を提供することをその目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、ブースタシェルを区画部材により変圧室と定圧室とに区画し、該区画部材に出力ピストンの基端部を固着し、前記両室内間の圧力差に基づく前記区画部材の出力を前記出力ピストンから出力ロッドに反力部材を介して伝達し、前記反力部材と連係して作用するプランジャをブレーキペダルによって軸動される入力ロッドに連結し、第１負圧弁座および大気弁座を前記出力ピストンおよび前記プランジャに形成し、該第１負圧弁座および大気弁座に接離して前記変圧室を前記定圧室および大気に連通、遮断する第１負圧弁および大気弁を弁体に設け、前記弁体の前方に位置して前記出力ピストンに一体的に筒状部を設け、第２負圧弁座を有するとともに付勢手段によって前記出力ピストンに対して後方に付勢される弁座部材を該筒状部に気密的に摺動自在に嵌合し、該第２負圧弁座に接離して前記変圧室を前記定圧室および大気に連通、遮断する第２負圧弁を前記弁体に設け、前記プランジャの前記出力ピストンに対する相対前進量が所定値より小さい場合には前記付勢手段による前記弁座部材への後方への付勢力に抗して前記出力ピストンに前記弁座部材を係止するとともに、前記プランジャの前記出力ピストンに対する相対前進量が所定値以上の場合には前記出力ピストンへの前記弁座部材の係止を開放する係止手段を備えた、緊急ブレーキ時に出力を増大可能な負圧式倍力装置において、前記筒状部の外周に前記定圧室と前記変圧室とを連通する通路を設け、該通路の前記弁体に対向する後端部に湾曲長円状に前記第１負圧弁座を突設し、該第１負圧弁座、前記第２負圧弁座および前記大気弁座に夫々接離する前記第１負圧弁、前記第２負圧弁および前記大気を前記弁体に略同一面内に形成したことである。
【０００８】
請求項１に係る発明の作用において、ブレーキペダルが踏まれて入力ロッドによりプランジャが出力ピストンに対して前方に移動されると、第１負圧弁が第１負圧弁座に当接して変圧室と定圧室との連通を遮断し、大気弁座が大気弁から開離して大気が変圧室に流入し、両室内の圧力差により区画部材及び出力ピストンが前方に移動されて出力ロッドを押動し、マスタシリンダのマスタピストンが前進されてブレーキ油圧が発生する。ブレーキペダルが解放されると、プランジャが出力ピストンおよび弁体に対して相対的に後方に移動され、第１負圧弁が第１負圧弁座から開離される。これにより変圧室に定圧室の負圧が導入されて両室の圧力差が無くなり、区画部材及びピストンはリターンスプリングのバネ力により後方に移動される。
【０００９】
ブレーキペダルが急速に踏込まれてプランジャが出力ピストンに対して所定量以上相対前進されると係止手段が弁座部材を開放し、弁座部材が付勢手段によって後方に付勢され、第２負圧弁座が第２負圧弁に当接して弁体を後方に移動し、大気弁を大気弁座から開離する。これにより、変圧室が急速かつ強制的に大気に連通され、通常ブレーキ時より大きい推力が出力部材に出力され、十分大きい液圧がマスタシリンダに発生される。ブレーキペダルが解放されると、プランジャが出力ピストンおよび弁体に対して相対的に後方に移動され、第２負圧弁が第２負圧弁座から開離され、出力ピストンがリターンスプリングによって後方に移動される。弁座部材が後退端に停止された後に、出力ピストンがリターンスプリングのバネ力によって相対的に後方に移動されると、弁座部材が通常位置に復帰されて係止手段に係止される。
【００１０】
このように、第１負圧弁、第２負圧弁および大気弁を弁体に略同一面内に形成し、弁体の構造を簡単にして小型軽量化したので、負圧倍力装置を小型軽量化、特に全長を短縮することができるとともに、緊急ブレーキ時に弁座部材が付勢手段によって後方に付勢されると、第２負圧弁座が第２負圧弁に当接して弁体を後方に小さな力で迅速に移動し大気弁を大気弁座から開離することができ、変圧室が急速かつ強制的に大気と連通されて通常ブレーキ時より十分大きい液圧がマスタシリンダに発生される。また、筒状部の外周に定圧室と変圧室とを連通する通路を設け、該通路の弁体に対向する後端部に湾曲長円状に第１負圧弁座を突設し、該第１負圧弁座に接離する第１負圧弁を弁体に形成したので、第１負圧弁座の周囲長さおよび定圧室と変圧室との差圧が弁体に作用する面積を弁特性に合わせて容易に設定できる。さらに、負圧弁座の周囲長さおよび定圧室と変圧室との差圧が弁体に作用する面積を、大気弁座の径などに対して独立して設定することができるので、高応答、且つ静粛な作動で変圧室から定圧室に空気が排出される。また、弁体に作用する力を適宜変更して適切な立上がり荷重に設定したり、弁座部材が弁体を後方へ押圧する際の反力を低減して速やかな作動が得られるように設定することができる。
【００１１】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記弁座部材は前記第１負圧弁座から円周方向に所定角度ずらされた位置で部分的に半径方向に拡大され、前記第２負圧弁座に大気導入部が設けられていることである。本発明においては、弁座部材を拡大して第２負圧弁座に大気導入部を設けたので、緊急ブレーキ時に第２負圧弁座が第２負圧弁に当接して弁体を後方に移動したとき、開離された大気弁と大気弁座との間から流入した空気が大気導入部を通って変圧室に高応答、且つ静粛に導入される。
【００１２】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１または２において、前記係止手段は、係止基部を介して前記出力ピストンに係合するとともに爪部を介して前記弁座部材に係合する係止部材と、前記出力ピストンの基端部に形成されて該係止部材を収納する係止部材収納孔と、該係止部材収納孔内に前記出力ピストンと一体的に形成され前記係止基部が係合する支承部と、前記係止部材が前記弁座部材と係合する方向に付勢するバネ部材と、前記反力部材と前記係止部材収納孔との間に設けられて前記反力部材と前記係止部材収納孔とを隔離する蓋部材と、を備えていることである。
【００１３】
本発明によれば、係止部材は、出力ピストンに一体的に形成された支承部に係止基部で係合し、爪部を介して弁座部材に係合するので、弁座部材の弁体に対する相対変位精度を向上することができる。また、係止部材は出力ピストンの基端部に形成された係止部材収納孔に収納されているので、係止部材の回動時に係止部材の基部が支承部から浮き上がることを防止して、弁座部材が係止手段から開放される位置のバラツキを簡単な構成で抑制することができる。
【００１４】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項３において、前記バネ部材は、前記出力ピストンの基端部側から後方に延在する板バネであって、前記支承部より後方において、前記弁座部材との係合方向に前記係止部材を付勢することである。係止部材を弁座部材と係合する方向に板バネによって付勢するので、低コスト、且つ確実に弁座部材を通常位置に係止することができる。
【００１５】
【実施の形態】
以下、本発明に係るブレーキ倍力装置の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、ブースタシェル１は、フロントシェル２及びリアシェル３から構成され、両シェル２，３間には、フレキシブルなダイヤフラム４が外周縁のビードで気密的に挟着され、ブースタシェル１の内部を定圧室５と変圧室６とに区画している。ダイヤフラム４には円盤状のプレート７が定圧室５側で重合され、ダイヤフラム４及びプレート７には円筒状の出力ピストン８の基端部８ａの外周面が気密的に固着され、基端部８ａの前端面が定圧室５に露出している。リアシェル３の中心部は外方に屈曲されて円筒状の突出部３ａが後方に向けて突設され、軸線上に貫通孔３ｂが形成されている。出力ピストン８には基端部８ａから摺動円筒部８ｂが後方に突設され、摺動円筒部８ｂが貫通孔３ｂを貫通してブースタシェル１の突出部３ａから後方に突出され、貫通穴３ｂの内周面と摺動円筒部８ｂの外周面との間にはシール９が介在されて変圧室６を大気から遮断している。フロントシェル２には負圧導入管１０が取付けられ、定圧室５は負圧導入管１０を介してエンジンの吸気マニホールドに連通されてエンジン作動中は常に負圧に維持されている。
【００１６】
１１はマスタシリンダで、先端部１１ａがフロントシェル２に形成された中心孔を貫通して定圧室５内に気密的に突出し、フランジ部１１ｂがフロントシェル２の後面に当接している。フロントシェル２とリアシェル３とは、両シェルで構成されるブースタシェル１の軸線と外周との略中間位置で軸線と平行に延在する複数本、例えば２本のタイロッド１２で結合されてマスタシリンダ１１に固定されている。各タイロッド１２にはダイヤフラム４に設けた各シール部の摺動穴が気密を保って夫々摺動自在に嵌合され、定圧室５と変圧室６との間の気密的な区画を維持している。
【００１７】
１３はマスタシリンダ１１に前後方向に摺動可能に嵌合されたマスタピストンで、マスタシリンダ１１の先端部から定圧室５内に突出し出力ピストン８の前端面近傍まで延在している。出力ピストン８とマスタピストン１３との間には出力ロッド１４が介在され、出力ピストン８は定圧室５と変圧室６との室内の圧力差に基づくダイヤフラム４の出力を反力部材１７を介して出力ロッド１４に伝達し、出力ロッド１４がマスタピストン１３を前方に押動する。フロントシェル２と出力ピストン８の前端面との間にはリターンスプリング１６が介在され出力ピストン８を後方に付勢している。
【００１８】
図２に示すように、出力ピストン８には前端面から後端面に向けて反力室孔８ｃ、反力室孔８ｃより小径の係止部材収納孔８ｄ、プランジャ収納孔８ｅ、プランジャ収納孔８ｅより大径の弁体収納孔８ｆが軸線上に順次穿設されている。反力室孔８ｃと係止部材収納孔８ｄとの段部８ｇには、鍔付き筒体１８が鍔底面を段部８ｇと同一面にして固定されるとともに、環状凹溝８ｎが筒体１８の鍔を囲んで軸線方向に形成されている。環状凹溝８ｎには出力ロッド１４の後端に形成された環状突起１４ａが軸線方向に相対移動可能に嵌合され、筒体１８の鍔底面と段部８ｇを底面とする反力室１５が形成され、反力室１５内に弾性材料で形成された円盤状の反力部材１７が収納されている。２１はプランジャ収納孔８ｅに前後方向に移動可能に収納され後端面に大気弁座２１ａが形成されたプランジャで、先端軸部２１ｂは筒体１８の後壁に摺動可能に嵌合して反力穴１８ａ内に延在し、先端面が反力穴１８ａに摺動自在に嵌合された当接部材１９の後端面に当接している。
【００１９】
２２はＨ字状のキー部材で、両側の直線部の内側がプランジャ２１の軸部２１ｂに形成された環状溝２１ｃ内に侵入し、両端部は係止部材収納孔８ｄの側壁に半径方向に穿設された矩形穴８ｉに両直線部の外側面で摺接して外部に延在している。これにより、出力ピストン８とプランジャ２１とは、矩形穴８ｉおよび環状溝２１ｃの幅を加算した距離からキー部材の厚さを２倍した距離を減じた距離だけ軸線方向に相対移動することができる。プランジャ２１の後端には入力ロッド２３が回動可能に連結され、入力ロッド２３はフィルタ２４を貫通して摺動円筒部８ｂより後方に延在し、ブレーキペダル２５に連結されている。入力ロッド２３とリアシェル３の突出部３ａとの間には蛇腹２６が固定され、出力ピストン８の摺動円筒部８ｂの外周を覆っている。
【００２０】
変圧室６を定圧室５または大気に切換えて連通する弁機構３０は、出力ピストン８の弁体収納孔８ｆの断面部とプランジャ収納孔８ｅの後方延長部が湾曲長円状の平面８ｊを形成し、２個の湾曲長円状の平面８ｊに第１負圧弁座８ｋが２個軸線に対して対称に突設されている。第１負圧弁座８ｋは平面８ｊに凸条が軸線を中心とする円弧に沿って彎曲した長円の周囲に突設して形成され、第１負圧弁座８ｋに取囲まれた通路８ｍは出力ピストン８の側壁を貫通して定圧室５に開口している。プランジャ２１の後端部に形成された拡張部２１ｄの後面に弁体収納孔８ｆ内周に形成される空気導入路を取囲むように大気弁座２１ａが形成されている。弁体収納孔８ｆには円盤状の弁体３１が前後方向に移動可能に遊嵌されている。弁体３１の前端面には第１負圧弁座８ｋに接離して変圧室６と定圧室５とを連通、遮断する平面の第１負圧弁３１ａが形成されている。弁体３１の前端面の第１負圧弁３１ａより小径側には大気弁３１ｂが環状に突設され、大気弁３１ｂが大気弁座２１ａに接離して変圧室６と大気とを連通、遮断する。
【００２１】
弁体３１の後端は弁体３１の軸線方向の移動を許容するベローズ３４により環状の保持体３５に連結されている。保持体３５は弁体収納孔８ｆの内周に嵌合され、入力ロッド２３の中央部に突設されたバネ受けとの間に介在された圧縮スプリング３６のバネ力により弁体収納孔８ｆの肩部に押圧されている。保持体３５の前端面と弁体３１の後端面との間には圧縮スプリング３７が介在され弁体３１を前方に付勢している。プランジャ収納孔８ｅは、矩形穴８ｉを介して変圧室６に連通されている。
【００２２】
４０はプランジャ２１を取囲む弁座部材で、後方の円筒部４０ａは出力ピストン８のプランジャ収納孔８ｅ内周面にシール４１よって気密的にシールされて軸線方向に摺動可能に嵌合されている。弁座部材４０の円筒部４０ａ後端には大気弁座２１ａを包囲する第２負圧弁座４０ｂが設けられ、第２負圧弁座４０ｂは通常状態においては、第１負圧弁座８ｋより僅かに前方に位置していて、通常状態において弁体３１に接することはない。弁座部材４０の円筒部後端は、第１負圧弁座８ｋと円周方向にずらした位置、例えば２個の第１負圧弁座８ｋの間で部分的に大径側に拡大され、拡大した部分の第２負圧弁座４０ｂが主な大気導入部４０ｃとなっている。第２負圧弁座４０ｂが第１負圧弁座８ｋより弁体３１側に位置するように弁座部材４０を後方に付勢するバネ部材４３が弁座部材４０の円筒部４０ａ外周面に突設された環状突起４０ｈとプランジャ収納孔８ｅ内周面に突設された環状突起８ｈとの間に介在されている。
【００２３】
弁座部材４０の先端部にはプランジャ２１の先端軸部２１ｂの大径部に摺動可能に嵌合する環状の係合部４０ｄが設けられ、係合部４０ｄと円筒部４０ａとの間は２本の連結部４０ｅで連結されている。２本の連結部４０ｅは先端軸部２１ｂの両側でＨ字状のキー部材２２の両直線部に挟まれ、キー部材２２の横棒部が一方の連結部４０ｅの外周に当接し両直線部の内側面に形成された係止部が他方の連結部４０ｅの外周に係合して抜け止めされている。これにより、弁座部材４０はキー部材２２によって回り止めされ、一対の大気導入部４０ｃがキー部材２２と同位相に保持され、２個の第１負圧弁座８ｋの間に位置される。２本の連結部４０ｅは、環状突起８ｈに設けられた切欠き部、および環状突起８ｈに嵌合するプランジャ２１の嵌合部に軸線方向に設けられた連通溝を通ってプランジャ収納孔８ｅから係止部材収納孔８ｄに延在している。
【００２４】
第２負圧弁座４０ｂが第１負圧弁座８ｋより弁体３１から前方に離れるように弁座部材４０をバネ部材４３のバネ力に抗して通常位置に係止する係止手段４４は、係止部材４５の後端部に半径方向内側に突設された爪部４５ａが係合部４０ｄの外周面に突設された環状の係合突起４０ｆに係合して弁座部材４０を通常位置に係止している。係止部材４５は、中空円錐台を中心軸を通る平面で半割りにした形状をしており、この半割り中空円錐台形状の係止部材４５が２個、筒体１８の外周面を包囲して係止部材収納孔８ｄ内に収納され、係止部材４５の基部内周面に刻設された凹部４５ｂが筒体１８外周面に突設された凸部１８ｂに係合されている。係止部材４５の基部外周と係止部材収納孔８ｄ内周面との間にはスペーサ４６が介在され、係止部材４５が回動するときに外側に移動して凹部４５ｂが凸部１８ｂから浮き上がることを防止している。２個の係止部材４５の外周面に刻設された環状溝には環状のガータースプリング４７が嵌められ、爪部４５ａが環状の係合突起４０ｆに係合する内側方向に係止部材４５を付勢している。
【００２５】
係止手段４４は、プランジャ２１が出力ピストン８に対して所定量以上相対前進すると、弁座部材４０を解放する解放手段４８を備えている。解放手段４８としてプランジャ２１の先端軸部２１ｂの大径部の先端にはテーパ面２１ｅが形成され、係止部材４５の中央部内周面にはカム面４５ｃが形成された突起が周方向に形成され、プランジャ２１が出力ピストン８に対して所定量以上相対前進するとテーパ面２１ｅがカム面４５ｃに係合して係止部材４５を回動して爪部４５ａを環状の係合突起４０ｆから開離する。
【００２６】
係止手段４４は、プランジャ２１が出力ピストン８に対して所定量以上相対前進していない状態で弁座部材４０が出力ピストン８に対して相対的に前進されると、爪部４５ａを環状の係合突起４０ｆに係合して弁座部材４０を通常位置に係止する復帰手段４９を備えている。弁座部材４０の係合部４０ｄの後端がキー部材２２に当接した状態で、キー部材２２がリアシェル３の突出部３ａの段部内面に当接した後に、出力ピストン８がリターンスプリング１６のバネ力によって後退されると、弁座部材４０が出力ピストン８に対して相対的に前進され、環状の係合突起４０ｆの先端面に形成されたテーパ面４０ｇが爪部４５ａ端面に形成された傾斜面４５ｃに係合して爪部４５ａをガータースプリング４７のバネ力に抗して押し広げて通過し、環状の係合突起４０ｆが爪部４５ａと係合して弁座部材４０を通常位置に係止する。
【００２７】
次に、上記実施形態に係るブレーキ倍力装置の作動について説明する。ブレーキペダル２５が踏まれて、入力ロッド２３によりプランジャ２１が圧縮スプリング３６のバネ力に抗して前進されると、弁体３１が圧縮スプリング３７のバネ力により前進され、第１負圧弁３１ａが第１負圧弁座８ｋに当接して変圧室６と定圧室５との連通を遮断する。プランジャ２１が更に前進されると、大気弁座２１ａと大気弁３１ｂとが開離され、エアフィルタ２４により濾過された大気が変圧室６に流入する。変圧室６と低圧室５の圧力差によりダイヤフラム４、プレート７及び出力ピストン８が前方に移動され、出力ロッド１４が反力部材１７を介して出力ピストン８により前進され、マスタピストン１３が出力ロッド１４により押動され、ブレーキペダル２５の踏力に応じたブレーキ油圧がマスタシリンダ１１に発生される。
【００２８】
出力ピストン８はダイヤフラム４に作用する両室５，６内の圧力差に応じた作動力で反力部材１７を弾性変形して出力ロッド１４を介してマスタピストン１３を押動する。反力部材１７の弾性変形により、反力部材１７が反力穴８ｄに流入してプランジャ２１の先端軸部２１ｂの先端部を後方へ押圧するため、プランジャ２１が後退させられて大気弁座２１ａが大気弁３１ｂに着座して大気と変圧室６との連通を遮断し、所望のブレーキ油圧を保持する。このとき、ブレーキペダル２５を踏む力は、入力ロッド２３を介してプランジャ２１の軸部２１ｂから反力部材１７に伝達され、反力部材１７が踏力に応じて弾性変形するので、運転者は反力を感じることができる。
【００２９】
ブレーキペダル２５が開放されると、プランジャ２１が圧縮スプリング３６のバネ力により出力ピストン８に対して後方に移動され、大気弁座２１ａが大気弁３１ｂに当接して弁体３１が圧縮スプリング３７のバネ力に抗して出力ピストン８に対して相対的に後方に移動され、第１負圧弁３１ａが第１負圧弁座８ｋから開離される。これにより定圧室５内の負圧が通路８ｍを通って変圧室６に導入され、変圧室６と定圧室５との室内の圧力差が無くなり、出力ピストン８、プレート７及びダイヤフラム４がリターンスプリング１６のバネ力により後方に移動され、マスタピストン１３がリターンスプリング１６のバネ力により後方に移動されてマスタシリンダ１１内の油圧が無くなる。このとき第１負圧弁座８ｋの周囲長さおよび定圧室５と変圧室６との差圧が弁体３１に作用する面積を弁特性に合わせて容易に設定でき、さらに第１負圧弁座８ｋの周囲長さおよび定圧室５と変圧室６との差圧が弁体３１に作用する面積を、大気弁座２１ａの径、大気弁３１ｂの径またはベローズ３４の受圧有効径に対して独立して設定することができるので、高応答、且つ静粛な作動が可能となる。また、弁体３１に作用する力を適宜変更して適切な立上がり荷重に設定したり、弁座部材４０が弁体３１を後方へ押圧する際の反力を低減して速やかな作動が得られるように設定可能である。
【００３０】
プランジャ２１はキー部材２２がリアシェル３の突出部３ａの段部内面に当接するのと同時に停止し、出力ピストン８はキー部材２２に当接して停止する。これによりブレーキの非作動時に第１負圧弁３１ａが第１負圧弁座８ｋに極めて接近した状態となり、ブレーキが掛けられたとき弁体３１の前方移動により第１負圧弁３１ａが第１負圧弁座８ｋに迅速に当接することができる。そして、キー部材２２が連結部４０ｅを跨いで矩形孔８ｉを摺接するので、弁座部材４０は出力ピストン８に対して回転方向に位置決めされ、大気導入部４０ｃは２個の第１負圧弁座８ｋ間に保持される。
【００３１】
運転者がブレーキペダル２５を急速に踏み込んだ緊急ブレーキ時には、ジャンピング特性が高くなり、通常ブレーキ時より大きな推進力が出力部材１４に出力される。通常ブレーキ時において入力に対する出力の比率が無限大になるジャンピング特性は、第１負圧弁３１ａが第１負圧弁座８ｋに当接し、大気弁３１ｂが大気弁座２１ａから開離し始めてから当接部材１９が反力部材１７に当接するまでのプランジャ２１の前進距離によって決まる。緊急ブレーキ時には、第２負圧弁座４０ｂが弁体３１に形成された第２負圧弁３１ｃに当接して弁体３１を後方に移動するので、大気弁３１ｂが大気弁座２１ａから開離し始めてから当接部材１９が反力部材１７に当接するまでのプランジャ２１の前進距離が通常ブレーキ時より大きくなって、その間に大気弁３１ｂが大気弁座２１ａから開離される距離が大きくなり、変圧室６が急速かつ強制的に大気に連通され、通常ブレーキ時より大きい推力が出力部材１４に出力されてジャンピング特性が高くなる。
【００３２】
緊急ブレーキ時にプランジャ２１が出力ピストン８に対して所定量以上相対前進すると、解放手段４８のテーパ面２１ｅがカム面４５ｃを押圧して爪部４５ａが環状の係合突起４０ｆから離脱するように係止部材４５が回動され、係止手段４４が弁座部材４０を解放する。弁座部材４０はバネ部材４３のバネ力によって出力ピストン８に対して所定量後退され、第２負圧弁座４０ｂが第２負圧弁３１ｃに当接して弁体３１を後退させ、大気弁３１ｂを大気弁座２１ａから開離させる。弁座部材４０の出力ピストン８に対する後退は、矩形穴８ｉの後端面に当接したキー部材２２に係合部４０ｄの後端が当接することによって規制される。これにより、変圧室６が急速かつ強制的に大気と連通され、通常ブレーキ時より大きい推力が出力部材１４に出力され、十分大きい液圧がマスタシリンダから送出される。出力が増大されると反力部材１７が孔１８ａ内に流入してプランジャ２１を後方に押し戻すため、大気弁座２１ａが大気弁３１ｂと当接して大気の流入が阻止され、緊急ブレーキ時の出力が決定される。
【００３３】
ブレーキペダル２５が解放されると、圧縮スプリング３６のバネ力によりプランジャ２１が出力ピストン８および弁体３１に対して相対的に後方に移動され、第２負圧弁３１ｃが第２負圧弁座４０ｂから開離されて変圧室６と定圧室５とが連通されるため出力が低下し、出力ピストン８がリターンスプリング１６によって後方に移動される。キー部材２２がリアシェル３の突出部３ａの段部内面に当接した後に、出力ピストン８がリターンスプリング１６のバネ力によって後退されると、キー部材２２に係合部４０ｄの後端で当接していた弁座部材４０が出力ピストン８に対して相対的に前進される。これにより、環状の係合突起４０ｆがその先端に形成されたテーパ面と爪部４５ａの端面に形成された傾斜面との係合によって係止部材４５をガータースプリング４７のバネ力に抗して押し広げて爪部４５ａを通過し、通過後にガータースプリング４７のバネ力によって係止部材４５が戻されて爪部４５ａが環状の係合突起４０ｆと係合して弁座部材４０を通常位置に係止する。
【００３４】
図４に示す第２の実施形態は、弁座部材４０を係止、解放する係止手段４４の構成、および弁体３１を前方に付勢する圧縮スプリングの配置位置が第１の実施形態と相異するが、他の部分は同じであるので、相違点のみについて説明し、同一構成部分は同一部品に同一の参照番号を付して詳細な説明を省略する。第２の実施形態においては、出力ピストン８に反力室孔８ｃと係止部材収納孔８ｄとの間に隔壁５０が一体に形成され、隔壁５０の前端面が反力室１４の底面となっている。隔壁５０には前端面から反力穴５０ａが軸線上に設けられ、プランジャ２１の先端軸部２１ｂが隔壁５０の反力穴５０ａの底部に摺動可能に嵌合して反力穴５０ａ内に延在し、先端面が反力穴５０ａに摺動自在に嵌合された当接部材１９の後端面に当接している。
【００３５】
係止手段４４は、装着穴５０ｂが隔壁５０に反力穴５０ａを取囲むように軸線方向に貫通して複数個穿設され、各装着穴５０ｂ内に収納された係止部材５１の後端部に半径方向内側に突設された爪部５１ａが弁座部材４０の環状の係合突起４０ｆに係合して弁座部材４０を通常位置に係止している。各装着穴５０ｂの内側面には凸部５０ｃが外側に向けて突設され、凸部５０ｃに係止部材５１基部の内側面に刻設された凹部５１ｂが係合されている。隔壁５０の前端面には、装着穴５０ｂの外側面と接するように環状溝５０ｄが刻設され、断面Ｌ字状の環状体であるカバー５２が円筒部を環状溝５０ｄに嵌入されている。カバー５２の端面部は装着穴５０ｂを閉塞して隔壁５０の前端面と同一面を形成し、隔壁５０の前端面とともに反力室１５の底面をなしている。カバー５２の円筒部は係止部材５１基部の外側面と装着穴５０ｂの外側面との間に介在され、係止部材５１が回動するときに凹部５１ｂが外方に移動して凸部５０ｃから浮き上がることを防止している。各装着穴５０ｂの内側面に突設された凸部５０ｃおよび係止部材５１の基部に刻設されて凸部５０ｃに係合された凹部５１ｂによって、各装着穴５０ｂの内側面と係止部材５１の基部とを係止部材５１が回動可能に連結する連結手段５４が構成されている。
【００３６】
隔壁５０の後端面に形成され装着穴５０ｂ部分を切り欠かれた円筒壁５０ｅと複数の係止部材５１の外周面に刻設された環状溝とには環状のガータースプリング４７が嵌められ、爪部５１ａが環状の係合突起４０ｆに係合する内側方向に係止部材５１を付勢している。解放手段４８は、第１の実施形態と同様に、プランジャ２１が出力ピストン８に対して所定量以上相対前進するとテーパ面２１ｅが係止部材５１に形成されたカム面５１ｃに係合して係止部材５１を回動させ、爪部５１ａを環状の係合突起４０ｆから開離する。復帰手段４９も同様に、キー部材２２がリアシェル３の突出部３ａの段部内面に当接した後に、出力ピストン８がリターンスプリング１６のバネ力によって後退されると、キー部材２２に係合部４０ｄの後端で当接していた弁座部材４０が出力ピストン８に対して相対的に前進され、環状の係合突起４０ｆが爪部５１ａを押し広げて通過して爪部４５ａと係合する。
【００３７】
第１の実施形態では、弁体３１は、ベローズ３４によって弁体３１に連結された保持体３５と弁体３１との間に介在された圧縮スプリング３７によって前方に付勢されているが、第２の実施形態では、弁体３１は、弁体３１と入力ロッド２３の段部との間に介在された圧縮スプリング５５によって前方に付勢されている。
【００３８】
第３の実施形態は、爪部５１ａが環状の係合突起４０ｆに係合する方向に係止部材５１をリーフスプリング５３によって付勢している点のみが第２の実施形態と相違する。図５に示すように、カバー５２の端面部の裏面にはリーフスプリング５３の環状基部が固定され、各装着穴５０ｂ内にリーフスプリング５３が軸線方向に延在して各係止部材５１の背面に当接し、爪部５１ａが環状の係合突起４０ｆに係合する方向に係止部材５１を付勢している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る負圧倍力装置の第１の実施形態の縦断面図。
【図２】弁機構部分の拡大断面図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ方向断面図。
【図４】第２の実施形態の弁機構部分の拡大断面図。
【図５】第３の実施形態の弁機構部分の拡大断面図。
１…ブースタシェル、２…フロントシェル、３…リアシェル、４…ダイヤフラム（区画部材）、５…定圧室、６…変圧室、８…出力ピストン、８ａ…基端部、８ｂ…摺動円筒部、８ｃ…反力室孔、８ｄ…係止部材収納孔、８ｅ…プランジャ収納孔（筒状部）、８ｆ…弁体収納孔、８ｉ…矩形穴、８ｊ…段部面、８ｋ…第１負圧弁座、８ｍ…通路、９…シール、１１…マスタシリンダ、１３…マスタピストン、１４…出力ロッド、１５・・・反力室、１６…リターンスプリング、１７…反力部材、１８…鍔付き筒体（蓋）、１８ｂ，５０ｃ…凸部（支承部）、２０…反力機構、２１…プランジャ、２１ａ…大気弁座、２１ｂ…先端軸部、２１ｃ…環状溝、２１ｄ…拡張部、２２…キー部材、２３…入力ロッド、２５…ブレーキペダル、３０…弁機構、３１…弁体、３１ａ…負圧弁、３１ｂ…大気弁、３１ｃ…第２負圧弁、３６，３７…圧縮スプリング、４０…弁座部材、４０ａ…円筒部、４０ｂ…第２負圧弁座、４０ｃ…大気導入部、４０ｄ…係合部、４０ｅ…連結部、４０ｆ…係合突起、４０ｇ…テーパ面、４０ｈ…環状突起、４１…シール、４３…バネ部材（付勢手段）、４４…係止手段、４５，５１…係止部材、４５ａ，５１ａ…爪部、４５ｂ，５１ｂ…凹部（係止基部）、４５ｃ，５１ｃ…カム面、４６…スペーサ、４７…ガータースプリング（バネ部材）、４８…解放手段、４９…復帰手段、５０…隔壁、５０ａ…反力穴、５０ｂ…装着穴、５２…カバー（蓋）、５３…リーフスプリング（板状バネ）、５４…連結手段。
【図１】
2004359050.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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