(57)【要約】【課題】  ブレーキ作動初期において大気が変圧室に導入され過ぎることによって発生するバルブボディ、延いてはブレーキペダルの振動を簡素な構成により防止することができる負圧式倍力装置を提供する。【解決手段】  ブースタシェル側部材およびバルブピストン側部材のうちの一方部材３，４に弾性部材２８，４ａが設けられ、バルブピストン８が非作動位置からブースタシェル１に対して初期移動範囲Ｌを移動する間は弾性部材と密嵌合する嵌合部８ｍ，１２ａがブースタシェル側部材および前記バルブピストン側部材のうちの他方部材に形成されている。これにより、バルブピストン８が非作動位置から初期移動範囲Ｌを移動するとき、前記弾性部材と嵌合部との密嵌合による摺動抵抗がバルブピストン８に付与される。【選択図】  図４
2009166552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブースタシェルが区画部材により変圧室と定圧室とに区画され、該区画部材にバルブピストンの基端部が固着され、前記変圧室と前記定圧室の圧力差に基づく前記区画部材の出力を前記バルブピストンから出力ロッドに反力部材を介して伝達し、前記反力部材に作用するプランジャがブレーキペダルによって軸動され、負圧弁座および大気弁座が前記バルブピストンおよび前記プランジャにそれぞれ形成され、該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、遮断する負圧弁および大気弁が設けられた負圧式倍力装置において、
前記ブースタシェル側部材および前記バルブピストン側部材のうちの一方部材に弾性部材が設けられ、前記バルブピストンが非作動位置から前記ブースタシェルに対して初期移動範囲を移動する間は前記弾性部材と密嵌合する嵌合部が前記ブースタシェル側部材および前記バルブピストン側部材のうちの他方部材に形成され、前記バルブピストンが非作動位置から前記ブースタシェルに対して初期移動範囲を移動するとき、前記バルブピストンに前記弾性部材と前記嵌合部との密嵌合による摺動抵抗が付与されることを特徴とする負圧式倍力装置。
【請求項２】
ブースタシェルが区画部材により変圧室と定圧室とに区画され、該区画部材にバルブピストンの基端部が固着され、前記バルブピストンの円筒部が前記ブースタシェルの後壁に気密的に固定されたシール部材を気密的に貫通して前記ブースタシェル外に突出し、前記変圧室と前記定圧室の圧力差に基づく前記区画部材の出力を前記バルブピストンから出力ロッドに反力部材を介して伝達し、前記バルブピストンの円筒部内に形成されたバルブ室内に収容されたプランジャがブレーキペダルによって軸動されるとともに、前記反力部材から反力を受け、負圧弁座および大気弁座が前記バルブピストンの弁室内および前記プランジャにそれぞれ形成され、該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、遮断する負圧弁および大気弁が前記弁室内に設けられた負圧式倍力装置において、
前記バルブピストンが非作動位置から前記ブースタシェルに対して初期移動範囲を移動する間に前記シール部材が摺接する前記円筒部の初期摺接部分が、前記円筒部の他の部分より大径であることにより、前記バルブピストンが前記初期移動範囲を移動するとき、前記円筒部の初期摺接部分と前記シール部材との密嵌合による摺動抵抗が前記バルブピストンに付与されることを特徴とする負圧式倍力装置。
【請求項３】
請求項２において、前記シール部材は、補強プレートの内径に弾性部材が固定されたシールガイドを有し、該シールガイドが前記初期摺接部分と摺接して前記バルブピストンに前記初期移動範囲において摺動抵抗を付与することを特徴とする負圧式倍力装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項において、前記初期移動範囲は、前記ブレーキペダルに作用する入力に対して前記出力ロッドに伝達される出力がサーボ限界値となる位置まで前記バルブピストンが前記非作動位置から前記ブースタシェルに対して移動する移動範囲であることを特徴とする負圧式倍力装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項において、前記初期移動範囲は、前記バルブピストンが前記非作動位置から前記ブースタシェルに対して移動する全移動範囲の２０％程度であることを特徴とする負圧式倍力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用の負圧式倍力装置に関し、特にブレーキ作動初期で変圧室に大気が導入され過ぎることによって発生するブレーキペダルの振動を防止する負圧式倍力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、負圧式倍力装置においては、ブレーキペダルが踏み込まれて、入力ロッドによりプランジャがバルブピストンに対して相対的に前進されると、弁機構の負圧弁が負圧弁座に当接して変圧室と定圧室との連通を遮断するとともに、大気弁座と大気弁とが開離され、変圧室に外気より大気が導入される。これにより、変圧室と定圧室との圧力差によってバルブピストンが入力ロッドおよびプランジャの前進作動に追従して前方に移動され、マスタピストンが押動されて、ブレーキペダルへの入力に応じたブレーキ油圧がマスタシリンダに発生する。
【０００３】
バルブピストンは変圧室と定圧室との圧力差に応じた作動力で反力部材を弾性変形してマスタピストンを押動するため、反力付与手段の反力部材の弾性変形により、反力部材がプランジャを後方へ押圧する。これにより、プランジャが後退させられ、大気弁座が大気弁に着座して大気と変圧室との連通を遮断し、所望のブレーキ油圧を保持するようになっている。
【０００４】
ところで、このような負圧式倍力装置は、反力付与手段の作用によりブレーキペダルへの入力とマスタシリンダのマスタピストンからの反力とがバランスするように弁機構が作動して入力を倍力するものであるが、ブレーキ作動初期にマスタピストンからの反力が小さいと、負圧弁と大気弁がともに閉弁状態となる弁機構のサーボバランス状態が不安定となって振動や異音が発生する等の不具合が生じる。つまり、マスタピストンからの反力が小さいと、大気弁を閉弁する方向に作用する力が小さいため、大気弁がなかなか閉弁されず、変圧室に大気が導入され過ぎてしまう。これにより、その後マスタピストンからの反力とブレーキペダルからの入力とにより弁機構がバランスしようとするときに、入力に対して反力が相対的に大きくなっているので、大気弁は閉弁しても負圧弁が開弁してしまいバルブピストン、延いてはブレーキペダルが振動することとなる。
【０００５】
この不具合を解消するために、特許文献１に記載された負圧式倍力装置では、変圧室と大気との連通を開閉する大気弁を第１大気弁と第２大気弁とで構成し、第１大気弁と第２大気弁との間に大気と連通するオリフィス通路を設け、ブレーキ非作動時には、第１大気弁と第２大気弁はともに閉弁して変圧室と大気との連通を遮断しており、ブレーキ作動初期には、第２大気弁が閉弁した状態で第１大気弁が開弁して大気がオリフィス通路を介して変圧室に流入し、その後第２大気弁が開弁してオリフィス通路とともに、第２大気弁を介して大気が変圧室に流入するようにしている。
【０００６】
従って、ブレーキ作動初期において変圧室に導入される大気はオリフィス通路で制限されて減少するので、大気が変圧室に導入され過ぎることがなく、弁機構の振動や異音等の発生を防止することができる。そして、第２大気弁を構成する弁体の第２着座部がプランジャの第１大気弁から離座すると、第２大気弁とこれよりも先に開弁した第１大気弁との間を介して変圧室に大気が迅速に導入される。
【特許文献１】特開２００３−１２７８５１号公報（第２，３頁、図１，２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の負圧式倍力装置は、ブレーキ作動初期において大気弁を通るエアをオリフィスで絞ることにより変圧室に大気が導入され過ぎないようにしているが、エアの流量を絞りによって制限しているので、弁機構の振動や異音等の発生を防止するためには、絞り抵抗をかなり大きくする必要がある。このために負圧式倍力装置のブレーキ作動初期における作動応答性が悪くなってしまう。
【０００８】
本発明は、ブレーキ作動初期において大気が変圧室に導入され過ぎることによって発生するバルブボディ、延いてはブレーキペダルの振動を簡素な構成により防止することができる負圧式倍力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、ブースタシェルが区画部材により変圧室と定圧室とに区画され、該区画部材にバルブピストンの基端部が固着され、前記変圧室と前記定圧室の圧力差に基づく前記区画部材の出力を前記バルブピストンから出力ロッドに反力部材を介して伝達し、前記反力部材に作用するプランジャがブレーキペダルによって軸動され、負圧弁座および大気弁座が前記バルブピストンおよび前記プランジャにそれぞれ形成され、該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、遮断する負圧弁および大気弁が設けられた負圧式倍力装置において、前記ブースタシェル側部材および前記バルブピストン側部材のうちの一方部材に弾性部材が設けられ、前記バルブピストンが非作動位置から前記ブースタシェルに対して初期移動範囲を移動する間は前記弾性部材と密嵌合する嵌合部が前記ブースタシェル側部材および前記バルブピストン側部材のうちの他方部材に形成され、前記バルブピストンが非作動位置から前記ブースタシェルに対して初期移動範囲を移動するとき、前記バルブピストンに前記弾性部材と前記嵌合部との密嵌合による摺動抵抗が付与されることである。
【００１０】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、ブースタシェルが区画部材により変圧室と定圧室とに区画され、該区画部材にバルブピストンの基端部が固着され、前記バルブピストンの円筒部が前記ブースタシェルの後壁に気密的に固定されたシール部材を気密的に貫通して前記ブースタシェル外に突出し、前記変圧室と前記定圧室の圧力差に基づく前記区画部材の出力を前記バルブピストンから出力ロッドに反力部材を介して伝達し、前記バルブピストンの円筒部内に形成されたバルブ室内に収容されたプランジャがブレーキペダルによって軸動されるとともに、前記反力部材から反力を受け、負圧弁座および大気弁座が前記バルブピストンの弁室内および前記プランジャにそれぞれ形成され、該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、遮断する負圧弁および大気弁が前記弁室内に設けられた負圧式倍力装置において、前記バルブピストンが非作動位置から前記ブースタシェルに対して初期移動範囲を移動する間に前記シール部材が摺接する前記円筒部の初期摺接部分が、前記円筒部の他の部分より大径であることにより、前記バルブピストンが前記初期移動範囲を移動するとき、前記円筒部の初期摺接部分と前記シール部材との密嵌合による摺動抵抗が前記バルブピストンに付与されることである。
【００１１】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項２において、前記シール部材は、補強プレートの内径に弾性部材が固定されたシールガイドを有し、該シールガイドが前記初期摺接部分と摺接して前記バルブピストンに前記初期移動範囲において摺動抵抗を付与することである。
【００１２】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至３のいずれか１項において、前記初期移動範囲は、前記ブレーキペダルに作用する入力に対して前記出力ロッドに伝達される出力がサーボ限界値となる位置まで前記バルブピストンが前記非作動位置から前記ブースタシェルに対して移動する移動範囲であることである。
【００１３】
請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至３のいずれか１項において、前記初期移動範囲は、前記バルブピストンが前記非作動位置から前記ブースタシェルに対して移動する全移動範囲の２０％程度であることである。
【発明の効果】
【００１４】
上記のように構成した請求項１に係る発明によれば、負圧弁が負圧弁座に当接して変圧室と定圧室との連通を遮断し、大気弁座と大気弁とが開離されると、区画部材により変圧室と定圧室とに区画されたブースタシェルの変圧室に外気より大気が導入され、変圧室と定圧室との圧力差によってバルブピストンが前方に移動されてマスタシリンダのマスタピストンを押動する。ブースタシェル側部材およびバルブピストン側部材のうちの一方部材に弾性部材が設けられ、バルブピストンが非作動位置からブースタシェルに対して初期移動範囲を移動する間は弾性部材と密嵌合する嵌合部がブースタシェル側部材および前記バルブピストン側部材のうちの他方部材に形成されているので、バルブピストンが非作動位置から前記初期移動範囲を移動するとき、前記弾性部材と嵌合部との密嵌合による摺動抵抗がバルブピストンに付与される。これにより、ブレーキ作動初期において多量の大気が変圧室に導入されても、バルブピストンが前進され過ぎて負圧弁と負圧弁座とが開離することを前記弾性部材と嵌合部との密嵌合による摺動抵抗により防止し、バルブピストン、延いてはブレーキピストンが振動すること防止できる。そして、バルブピストンが初期移動範囲を超えて移動すると、前記嵌合部は弾性部材との密嵌合から開放されるので、ブレーキペダルに作用する踏力が前記弾性部材と嵌合部との密嵌合による摺動抵抗によりロスされることはない。
【００１５】
上記のように構成した請求項２に係る発明によれば、負圧弁が負圧弁座に当接して変圧室と定圧室との連通を遮断し、大気弁座と大気弁とが開離されると、区画部材により変圧室と定圧室とに区画されたブースタシェルの変圧室に外気より大気が導入され、変圧室と定圧室との圧力差によってバルブピストンが前方に移動されてマスタシリンダのマスタピストンを押動する。前記バルブピストンが非作動位置から前記ブースタシェルに対して初期移動範囲を移動する間に、前記ブースタシェルの後壁に気密的に固定されたシール部材がバルブピストンに形成された円筒部の初期摺接部分と摺接し、該初期摺接部分が円筒部の他の部分より大径であるので、前記バルブピストンが前記初期移動範囲を移動するとき、前記円筒部の初期摺接部分とシール部材との密嵌合による摺動抵抗が前記バルブピストンに付与される。これにより、ブレーキ作動初期において多量の大気が変圧室に導入されても、バルブピストンが前進され過ぎて負圧弁と負圧弁座とが開離することが、前記円筒部の初期摺接部分を大径にしてシール部材と密嵌合させるという簡素な構成により、前記バルブピストンに摺動抵抗を付与することによって防止でき、バルブピストン、延いてはブレーキピストンが振動することを抑制することができる。そして、バルブピストンが初期移動範囲を超えて移動すると、前記円筒部の初期摺接部分はシール部材との密嵌合から開放されるので、ブレーキペダルに作用する踏力が前記円筒部の初期摺接部分とシール部材との密嵌合による摺動抵抗によりロスされることはない。さらに、前記バルブピストンの円筒部を前記ブースタシェルの外側に気密的に突出させるために、ブースタシェルの後壁に気密的に固定され前記円筒部と気密的に摺接するシール部材を利用して、該円筒部の初期摺接部分を大径にするだけで前記バルブピストンに摺動抵抗を付与してブレーキピストンの振動を抑制することができる。
【００１６】
上記のように構成した請求項３に係る発明によれば、シール部材は、補強プレートの内径に弾性部材が固定されたシールガイドを有し、該シールガイドが前記バルブピストンの円筒部の初期摺接部分と摺接して前記バルブピストンに前記初期移動範囲において摺動抵抗を付与するという簡素な構成で請求項２にかかる発明と同じ効果を奏することができる。
【００１７】
上記のように構成した請求項４に係る発明によれば、ブレーキペダルに作用する入力に対して出力ロッドに伝達される出力がサーボ限界値となる位置までバルブピストンが非作動位置からブースタシェルに対して移動するまでの初期移動範囲において、前記バルブピストンが前進され過ぎて負圧弁と負圧弁座とが開離することを弾性部材と嵌合部との密嵌合、又はシール部材とバルブピストンの円筒部の初期摺接部分との密嵌合による摺動抵抗により防止するので、大気弁と大気弁座との開離により大気が変圧室に導入されたとき、バルブピストンが前進され過ぎて負圧弁と負圧弁座とが開離し、バルブピストン、延いてはブレーキピストンが振動することを全サーボ領域において防止できる。
【００１８】
上記のように構成した請求項５に係る発明によれば、バルブピストンが非作動位置からブースタシェルに対して移動する全移動範囲の２０％程度である初期移動範囲をバルブピストンが非作動位置から移動するときは、バルブピストンに作用する反力が極めて小さいので、大気弁と大気弁座との開離により大気が変圧室に導入されると、バルブピストンが前進され過ぎて負圧弁と負圧弁座とが開離する可能性が高い。このような初期移動範囲において、バルブピストンが前進され過ぎて負圧弁と負圧弁座とが開離することを弾性部材と嵌合部との密嵌合、又はシール部材とバルブピストンの円筒部の初期移動範囲との密嵌合による摺動抵抗により防止することができるとともに、バルブピストンが初期移動範囲を超えて移動するときは、バルブピストンは前記密嵌合から開放され摺動抵抗により踏力がロスされることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る負圧式倍力装置の第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およびリアシェル３から構成され、両シェル２，３間には、区画部材としての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側で重合されている。ダイヤフラム４およびプレート７には円筒状のバルブピストン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。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。
【００２０】
図２に示すように、ブースタシェル１の後壁をなすリアシェル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、軸線上に貫通穴３ｃが形成されている。バルブピストン８には基端部８ａから円筒部８ｂが後方に突設され、該円筒部８ｂがリアシェル３の突出部３aに気密的に固定されたシール部材２８を気密的に貫通してブースタシェル１外に突出している。シール部材２８は金属で形成された段付き円筒状の補強プレート２８ａと、ゴム等の弾力部材で形成されたシールガイド２８ｂおよびシール２８ｃとで構成されている。補強プレート２８ａは大径部でリアシェル３の突出部３ａの内周面に固定され、補強プレート２８ａの内周面に固定されたシールガイド２８ｂは補強プレート２８ａの小径部にバックアップされてバルブピストン８の円筒部８ｂと遊嵌合してガイドする。補強プレート２８ａの小径部の外周にはリアシェル３の突出部３ａの内周面に気密的の嵌合されたシール２８ｃの基部が固定され、シール２８ｃの漸次小径となるテーパ部はバルブピストン８の円筒部８ｂと気密的に摺接している。
【００２１】
図１において、マスタシリンダ１１は、後端部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の前面に当接している。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４ａの摺動穴が気密を保ってそれぞれ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。ダイヤフラム４はゴム等の弾性部材で形成されている。
【００２２】
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１３は、マスタシリンダ１１の後端部から定圧室５内に突出し、バルブピストン８の前端面近傍まで延在している。バルブピストン８とマスタピストン１３との間には出力ロッド１４が介在されている。バルブピストン８は定圧室５と変圧室６と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（図示左方向）に押動する。フロントシェル２とバルブピストン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、バルブピストン８を後方（図示右方向）に付勢している。
【００２３】
図２に示すように、バルブピストン８には前端面から後端面に向けて反力室穴８ｃ、反力室穴８ｃに開口する小径の反力穴８ｄ、プランジャ収納穴８ｈ、プランジャ収納穴８ｈより大径の弁体収納穴８ｅが軸線上に順次穿設されている。反力室穴８ｃの底面には、外側の内周面が反力室穴８ｃの内周面と連続する環状凹溝８ｆが軸線方向に形成されている。環状凹溝８ｆ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、出力ロッド１４の後端面、環状突起１４ａの内周面、及び反力室穴８ｃの底面によって囲まれた反力室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。
【００２４】
２１はプランジャ収納穴８ｈ内に前後方向に移動可能に収納されたプランジャで、後端面に大気弁座２１ａが形成されている。プランジャ２１の先端軸部２１ｂは反力穴８ｄに嵌合され、その先端面が反力穴８ｄに摺動自在に嵌合された駒部材１９の後端面に当接している。出力ロッド１４、反力室１５、反力部材１７、反力穴８ｄ、プランジャ２１等により反力付与手段２０が構成されている。
【００２５】
２２はＨ字状のキー部材で、このキー部材２２によってバルブピストン８に対するプランジャ２１の相対移動量が規制される。キー部材２２の両側の直線部の内側がプランジャ２１に形成された環状溝２１ｃ内に前後方向に所定量相対移動可能に侵入し、両端部はバルブピストン８に半径方向に穿設された矩形穴８ｇ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、バルブピストン８とプランジャ２１とは、矩形穴８ｇ及び環状溝２１ｃの幅を加算した距離からキー部材２２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。さらに、キー部材２２は、バルブピストン８の後退を制限するために、バルブピストン８の外周側に突出した両端部でリアシェル３の突出部３ａの内端面に当接可能である。このようにブースタシェル１に対する後退を制限されたキー部材２２に矩形穴８ｇの両前端面が当接し、バルブピストン８が非作動位置に停止されるとともに、環状溝２１ｃの前端面がキー部材２２に当接してプランジャ２１が非作動位置に停止される。
【００２６】
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は塵芥等の通過を防止するフィルタ２４と吸音機能を有するサイレンサ２７を貫通して円筒部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。かかるプランジャ２１と入力ロッド２３とにより、ブレーキペダル２５によって軸動される入力部材３２が構成されている。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、バルブピストン８の円筒部８ｂの外周を覆っている。
【００２７】
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、プランジャ２１とバルブピストン８に夫々設けられた大気弁座２１ａ及び負圧弁座８ｉ、大気弁座２１ａに接離して変圧室６を大気に連通、遮断する大気弁３１ｂ、及び負圧弁座８ｉに接離して変圧室６を定圧室５に連通、遮断する負圧弁３１ａを備えている。大気弁３１ｂ及び負圧弁３１ａは、弁体収納穴８ｅ内に前後方向に移動可能に収納された弁体３１に設けられている。
【００２８】
即ち、プランジャ収納穴８ｈとバルブピストン８の弁体収納穴８ｅとの間に形成された段部には、２個の湾曲長円状の平面８ｊが形成され、各平面８ｊに負圧弁座８ｉが軸線に対して対称に突設されている。負圧弁座８ｉ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、負圧弁座８ｉに取囲まれた通路８ｋはバルブピストン８の側壁を貫通して定圧室５に開口している。
【００２９】
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は弁体収納穴８ｅの内周に嵌合され、入力ロッド２３の中央部段部に係止されたばね受けとの間に介在された圧縮スプリング３６のばね力で弁体収納穴８ｅの肩部に押圧されている。弁体３１は、入力ロッド２３の中央部段部との間に介在された圧縮スプリング３７のばね力により前方に付勢されている。プランジャ収納穴８ｈは、矩形穴８ｇを介して変圧室６に連通されている。
【００３０】
ブレーキペダル２５が踏まれると、入力ロッド２３によりプランジャ２１が圧縮スプリング３６のばね力に抗して前進され、弁体３１が圧縮スプリング３７のばね力により前進される。これにより、負圧弁３１ａが負圧弁座８ｉ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、サイレンサ２７およびフィルタ２４を介してバルブピストン８内に導入された大気がプランジャ収納穴８ｈ、矩形穴８ｇ等を介して変圧室６に流入する。これにより、変圧室６と定圧室５との間で圧力差が発生し、バルブピストン８はダイヤフラム４に作用する両室５，６内の圧力差によりリターンプリング１６を圧縮して前進し、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。
【００３１】
バルブピストン８に押圧されて反力部材１７が弾性変形し、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の先端部を駒部材１９を介して後方へ押圧することにより、プランジャ２１が後退されて大気弁座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、ブレーキペダル２５の踏力に応じたブレーキ液圧がマスタシリンダ１１に発生、保持される。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の先端軸部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。
【００３２】
このとき、ブレーキの非作動時には、駒部材１９と反力部材１７との間に僅かな隙間が形成されているので、この駒部材１９が反力部材１７に当接するまでの間に大気弁座２１ａと大気弁３１ｂとが開離され、出力が出力ロッド１４からマスタピストン１３に伝達されても反力がブレーキペダル２５に伝達されることがない。従って、ブレーキペダル２５を踏む力である入力Ｉを横軸にとり、出力ロッド１４からマスタピストン１３に伝達される出力Ｏを縦軸にとった図３に示す入出力線図が示すように、出力Ｏが所定値Ｏｊ（ジャンピング量）になった時点で反力Ｉが反力部材１７から駒部材１９、プランジャ２１を介してブレーキペダル２５に伝達される。その後のサーボ領域Ｓでは、入力Ｉを比例的に増幅した出力Ｏが出力される。変圧室６の圧力は大気圧より高くなれないので、サーボ領域Ｓを超えると、出力Ｏは入力Ｉの増加量だけ増加される。
【００３３】
各車輪部分に設けられたブレーキ装置においては、ブレーキパッドがブレーキディスクに押圧されるまでブレーキ液がホイールシリンダにマスタシリンダ１１から供給されるので、ブレーキペダル２５が踏み込まれるとバルブピストン８は非作動位置からブースタシェル１に対して前進する。このとき、バルブピストン８が非作動位置からブレーキパッドがブレーキディスクに押圧されるまでブースタシェル１に対して移動する全移動範囲は、各部位の弾性変形を無視すると一定となる。
【００３４】
ブレーキ作動初期には、リターンスプリング１６のばね力、マスタシリンダ１１のマスタピストン１３からの反力が小さいので、ブレーキペダル２５が踏まれて、大気弁３１が大気弁座２１ａから開離され、多量の大気が変圧室に導入されると、バルブピストン８が前進され過ぎてしまい、大気弁３１と大気弁座２１とが当接した後に、負圧弁３１ａと負圧弁座８ｉとが開離してしまい、バルブピストン８、延いてはブレーキペダル２５が振動することがある。
【００３５】
かかるバルブピストン８の振動を防止するために、第１の実施の形態では、図４に示すように、バルブピストン８が非作動位置からブースタシェル１に対して初期移動範囲Ｌを移動する間にシール部材２８のシールガイド２８ｂが摺接するバルブピストン８の円筒部８ｂの初期摺接部分８ｍが、円筒部８ｂの他の部分より半径でαだけ大径に形成されている。これにより、図４（ａ）に示すように、バルブピストン８が初期移動範囲Ｌを移動するとき、補強プレート２８ａの小径部にバックアップされたシールガイド２８ｂが大きく弾性変形されて大径の初期摺接部分８ｍと密嵌合する。これにより初期摺動部分８ｍとシールガイド２８ｂとの摺動抵抗が増大し、ブレーキ作動初期におけるバルブピストン８に作用する反力が大きくなり、バルブピストン８、延いてはブレーキペダル２５の振動が防止される。段差αは、シールガイド２８ｂの剛性が高い場合は、円筒部８ｂの半径２００ｍｍに対して０．１〜０．５ｍｍ、シールの剛性が低い場合は、０．５〜１．０ｍｍとすると、ブレーキペダルの振動防止に高い効果があった。
【００３６】
ブレーキペダル２５への入力Ｉが増幅されて出力ロッド１４からの出力Ｏがサーボ領域Ｓにおいては、弁機構３０が振動してバルブピストン８、延いてはブレーキペダル２５が振動する可能性があるので、初期移動範囲Ｌは、ブレーキペダル２５に作用する入力Ｉに対して出力ロッド１４に伝達される出力Ｏがサーボ限界値Ｏｕとなる位置までバルブピストン８が非作動位置からブースタシェル１に対して移動する移動範囲とする。かかる初期移動範囲Ｌは、バルブピストン８が非作動位置からブースタシェル１に対して移動する全移動範囲の７０％程度となる。
【００３７】
次に、第１の実施形態に係る負圧式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とともにプランジャ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、負圧弁３１ａが負圧弁座８ｉ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が大気弁３１ｂより開離され、変圧室６がサイレンサ２７およびフィルタ２４を介して大気に連通される。これにより、バルブピストン８内に大気が導入され、導入された大気は大気弁３１ｂを介して変圧室６に流入する。
【００３８】
変圧室６に大気が導入されると、変圧室６と低圧室５との間で圧力差が発生し、この圧力差によりダイヤフラム４、プレート７およびバルブピストン８が前方に移動され、出力ロッド１４が反力部材１７を介して前進される。従って、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液圧がマスタシリンダ１１に発生される。
【００３９】
バルブピストン８が非作動位置からブースタシェル１に対して初期移動範囲Ｌを移動する間は、リアシェル３に気密的に固定されたシール部材２８のシールガイド２８ｂはバルブピストン８の円筒部８ｂの他の部分より大径の初期摺接部分８ｍと摺接するので、初期摺接部分８ｍとシールガイド２８ｂとの密嵌合による摺動抵抗がバルブピストン８に付与される（図４（ａ））。これにより、ブレーキ作動初期において多量の大気が変圧室６に導入されても、バルブピストン８が前進され過ぎて負圧弁３１ａと負圧弁座８ｉとが開離することが防止でき、バルブピストン８、延いてはブレーキペダル２５が振動することを抑制することができる。そして、バルブピストン８が初期移動範囲Ｌを超えて移動すると、円筒部８ｂの初期摺接部分８ｍはシールガイド２８ｂとの密嵌合から開放され、円筒部８ｂの他の部分と遊嵌合するので、ブレーキペダル２５に作用する踏力が初期摺接部分８ｍとシールガイド２８ｂとの密嵌合による摺動抵抗によりロスされることはない（図４（ｂ））。
【００４０】
バルブピストン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に流入して当接部材１９を介してプランジャ２１の先端軸部２１ｂの先端部を後方へ押圧する。このため、プランジャ２１が後退され、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、所望のブレーキ液圧を保持する。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の先端軸部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。
【００４１】
ブレーキ作動後、ブレーキペダル２５が開放されると、入力ロッド２３とともにプランジャ２１が圧縮スプリング３６のバネ力によりバルブピストン８に対して後方に移動されるため、大気弁座２１ａが大気弁３１ｂに当接して弁体３１がバルブピストン８に対して相対的に後方に移動され、負圧弁３１ａが負圧弁座８ｉから開離される。これにより、定圧室５内の負圧が通路８ｋを通って変圧室６に導入され、変圧室６と定圧室５との圧力差が無くなる。従って、バルブピストン８、プレート７およびダイヤフラム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るとともに、マスタピストン１３が後方に移動されてマスタシリンダ１１内の液圧が無くなる。
【００４２】
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、バルブピストン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負圧弁３１ａが負圧弁座８ｉ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の前方移動により負圧弁３１ａが負圧弁座８ｉに迅速に当接することができる。
【００４３】
上記第１の実施形態では、ブレーキペダル２５に作用する入力Ｉに対して出力ロッド１４に伝達される出力Ｏがサーボ限界値Ｏｕとなる位置までバルブピストン８が非作動位置からブースタシェル１に対して移動する移動範囲を初期移動範囲Ｌとしているが、ブレーキ作動初期において、弁機構３０が振動してバルブピストン８が振動する可能性が高い領域は、リターンスプリング１６のばね力、マスタシリンダ１１のマスタピストン１３からの反力が極めて小さいバルブピストンの非作動位置からの移動範囲、即ちバルブピストン８の全移動範囲の２０％程度の移動範囲である。従って、バルブピストン８が非作動位置からその全移動範囲の２０％程度の移動範囲を移動するとき、シール部材２８が摺接するバルブピストン８の円筒部８ｂの部分を、円筒部８ｂの他の部分より大径にして初期摺接部分８ｍとしてもよい。
【００４４】
また、上記第１の実施形態では、シール部材２８のシールガイド２８ｂをバルブピストン８の円筒部８ｂに形成した大径の初期摺接部分８ｍと密嵌合させているが、シール部材２８のシール２８ｃをバルブピストン８の円筒部８ｂに形成した大径の初期摺接部分８ｍと密嵌合させて、バルブピストンが初期移動範囲Ｌを移動する間バルブピストン８に摺動抵抗を付与するようにしてもよい。この場合、シール２８ｃは円筒部８ｂの初期摺接部分８ｍ以外の他の部分と従来通り変圧室６を大気からシールするために摺接する。
【００４５】
図５に示すように、第２の実施の形態では、バルブピストン８が非作動位置からブースタシェル１に対して初期移動範囲Ｌを移動する間に、ダイヤフラム４に設けた各シール部４ａが気密を保って摺動する各タイロッド１２の部分が他の部分より大径に形成されて初期摺接部分１２ａとされている。
【００４６】
これにより、バルブピストン８が非作動位置からブースタシェル１に対して初期移動範囲Ｌを移動する間は、バルブピストン８の基部８ａに固定されたダイヤフラム４の各シール部４ａは各タイロッド１２の初期摺接部分１２ａと密嵌合するので、この密嵌合による摺動抵抗がバルブピストン８に付与される。これにより、ブレーキ作動初期において多量の大気が変圧室６に導入されても、バルブピストン８が前進され過ぎて負圧弁３１ａと負圧弁座８ｉとが開離することが防止でき、バルブピストン８、延いてはブレーキペダル２５が振動することを抑制することができる。
【００４７】
上述したように、ブースタシェル側部材（リアシェル３又はタイロッド１２）およびバルブピストン側部材（バルブピストン８の円筒部８ｂ又はダイヤフラム４）のうちの一方部材（リアシェル３又はダイヤフラム４）に弾性部材（シール部材２８又はシール部４ａ）が設けられ、バルブピストン８が非作動位置からブースタシェル１に対して初期移動範囲Ｌを移動する間は弾性部材（シール部材２８又はシール部４ａ）と密嵌合する大径の初期摺接部分８ｍ又は１２ａが、前記ブースタシェル側部材およびバルブピストン側部材のうちの他方部材（バルブピストンの円筒部８ｂ又はタイロッド１２）に形成され、バルブピストン８が非作動位置からブースタシェル１に対して初期移動範囲Ｌを移動するとき、バルブピストン８に前記密嵌合による摺動抵抗が付与される。
【００４８】
上記実施の形態では、ブースタシェル側部材をリアシェル３又はタイロッド１２とし、バルブピストン側部材をバルブピストン８の円筒部８ｂ又はダイヤフラム４とし、弾性部材をシール部材２８又はシール部４ａとし、嵌合部を大径の初期摺接部分８ｍ又は１２ａとしているが、弾性部材をブースタシェル１又はバルブピストン８の一方に別途設け、バルブピストン８が非作動位置からブースタシェル１に対して初期移動範囲を移動する間に前記弾性部材と密嵌合する嵌合部材をブースタシェル１又はバルブピストン８の他方に別途設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係る負圧式倍力装置の第１の実施形態を示す断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ方向から見た拡大断面図。
【図３】負圧式倍力装置の入力と出力の関係を示す入出力線図。
【図４】シールガイドと初期摺接部分との密嵌合及び密嵌合からの開放を示す図。
【図５】本発明に係る負圧式倍力装置の第２の実施形態を示す部分断面図。
【符号の説明】
【００５０】
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）、４ａ…シール部、５…定圧室、６…変圧室、８…バルブピストン、８ｂ…円筒部、８ｉ…負圧弁座、８ｍ，１２ａ…初期摺接部分、１１…マスタシリンダ、１２…タイロッド、１３…マスタピストン、１４…出力ロッド（出力部材）、１５…反力室、１６…リターンスプリング、１７…反力部材、２０…反力付与手段、２１…プランジャ、２１ａ…大気弁座、２２…キー部材、２３…入力ロッド、２５…ブレーキペダル、２８…シール部材、２８ａ…補強プレート、２８ｂ…シールガイド、２８ｃ…シール、３０…弁機構、３１…弁体、３１ａ…負圧弁、３１ｂ…大気弁、３６，３７…圧縮スプリング。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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