気圧式倍力装置
【課題】 ロングストローク化の達成をペダル踏力の増加を招くことなく図ることができる気圧式倍力装置を提供する。
【解決手段】 倍力作用の開始に際し、真空弁１１Ａは閉弁されており負圧通路７１はポペット弁体背面側空間７０Ａと遮断されて負圧状態になっている。そして、入力ロッド７が前進して大気弁１０が開弁すると、変圧室４に大気が導入されこれに伴いパワーピストン５が推進する一方、ポペット弁体背面側空間７０Ａに大気が導入され、ポペット弁体１２Ａの弁体離着座部５７は、負圧状態の負圧通路７１側、すなわち負圧用弁座７３を閉弁する方向の圧力を受ける。このため、大気弁１０の開弁時に真空弁１１Ａを閉弁状態に維持するために必要とされるばね力ひいては無効入力を小さくでき、これに伴い、ロングストローク化に付随して必要とされる低ペダル比化を行っても、ペダル踏力を増加させなくて済むことになる。
【解決手段】 倍力作用の開始に際し、真空弁１１Ａは閉弁されており負圧通路７１はポペット弁体背面側空間７０Ａと遮断されて負圧状態になっている。そして、入力ロッド７が前進して大気弁１０が開弁すると、変圧室４に大気が導入されこれに伴いパワーピストン５が推進する一方、ポペット弁体背面側空間７０Ａに大気が導入され、ポペット弁体１２Ａの弁体離着座部５７は、負圧状態の負圧通路７１側、すなわち負圧用弁座７３を閉弁する方向の圧力を受ける。このため、大気弁１０の開弁時に真空弁１１Ａを閉弁状態に維持するために必要とされるばね力ひいては無効入力を小さくでき、これに伴い、ロングストローク化に付随して必要とされる低ペダル比化を行っても、ペダル踏力を増加させなくて済むことになる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のブレーキ系統に用いられる気圧式倍力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
気圧式倍力装置の一例として、図４に示すようなものがある（特許文献１参照）。図４に示す気圧式倍力装置１は、シェル本体２内を定圧室３と変圧室４とに区画するパワーピストン５と、パワーピストン５に連結したバルブボデー６の筒状部３９内に配置され入力ロッド７に連結されたプランジャ８に連動して作動する弁機構９と、を備えている。筒状部３９は、シェル本体２を挿通してその後方へ延ばされている。
【０００３】
弁機構９は、大気弁１０及び真空弁１１を含み、かつ大気弁１０及び真空弁１１のそれぞれ一部を構成するポペット弁体１２を有している。大気弁１０は、変圧室４と大気との連通・遮断を行い、真空弁１１は、定圧室３と変圧室４との連通・遮断を行うようにしている。ポペット弁体１２は、バルブボデー６に固定される略筒状のポペット弁体基端部１２ａと、ポペット弁体基端部１２ａに連接される略筒状のベロー部１２ｂと、ベロー部１２ｂの先端側に連結されて後述する大気用弁座２０及び負圧用弁座２３に離着座する環状の弁体離着座部１２ｃと、を備えている。そして、ベロー部１２ｂの先端側は、弁体離着座部１２ｃの外径側部分に連結されている。
【０００４】
また、筒状部３９の内部空間（筒状部空間）３７における大気弁３９の後方領域（以下、筒状部空間後方領域という。）３７ａは、筒状部３９の開口部を介して大気に連通している。
入力ロッド７とバルブボデー６との間にはバルブスプリング１５が介在され、入力ロッド７とポペット弁体１２の先端部との間にはポペットスプリング１６が介在されている。
【０００５】
また、バルブスプリング１５は、バルブボデー６に対して入力ロッド７を基端側（図４右側）に押し付けるようにしている。ポペットスプリング１６は、ポペット弁体１２の先端部をプランジャ８（ひいては大気用弁座２０）に押し付けるようにしている。真空弁１１は、その中心軸を大気弁１０の中心軸と同一にして配置され（すなわち、大気弁１０と同軸上に配置され）、かつ大気弁１０の外側に配置されている（すなわち、真空弁１１は、大気弁１０に比して径が大きくなっている）。
【０００６】
そして、この気圧式倍力装置１は、入力ロッド７に連接されたブレーキペダル（図示省略）が踏込まれると、バルブスプリング１５のばね力等に抗して入力ロッド７が前進し、この入力ロッド７の前進により大気弁１０が開弁して筒状部空間後方領域３７ａと変圧室４とが連通し、変圧室４に大気を導入する。この変圧室４への大気導入により定圧室３と変圧室４との間に圧力差を発生させ、この圧力差によってパワーピストン５に生じた推力をリアクションディスク２１を介して出力ロッド２２に作用させるとともに、出力ロッド２２からリアクションディスク２１に作用する反力の一部を入力ロッド７に伝達するようにしている。
そして、入力ロッド７の前進停止やパワーピストン５（バルブボデー６）の前進に伴い、バルブボデー６が入力ロッド７に対して相対的に所定量前進することにより、大気弁１０が閉弁し、バランス状態となる。
【０００７】
上述したブレーキペダルに対する踏力が解放されると、入力ロッド７がバルブスプリング１５のばね力によって後退すると共に、プランジャ８も後退する。これにより、ポペット弁体１２がプランジャ８に押されてバルブボデー６の内側に設けられた真空弁１１の弁座（以下、負圧用弁座という。）２３が開き、変圧室４内に負圧通路２４及び大気通路２５を経て負圧が導入され、上述した圧力差が解消される。その後は、定圧室３内の復帰ばね２６のばね力によりバルブボデー６が後退し、バルブボデー６に形成した半径方向孔２７ａに挿入されたストップキー２７がリヤシェル２８内の段差面２９に当接する原位置にパワーピストン５が復帰し、これと同時にプランジャ８も原位置に復帰して、前記真空弁１１も閉じる。
【０００８】
前記負圧通路２４は、一端側が定圧室３に連通し他端側が筒状部３９の内周面に開口してバルブボデ６ーに形成されている。負圧通路２４の他端側の開口部（以下、負圧通路開口部という。）２４ａは、ポペット弁体１２の外周側に臨んで配置されている。負圧通路開口部２４ａのリアクションディスク２１側方向の縁部が真空弁１１の負圧用弁座２３とされており、負圧用弁座２３に対して弁体離着座部１２ｃの外周側部分が離着座するようになっている。そして、筒状部３９及びポペット弁体１２により形成される空間（以下、ポペット弁体外周側空間という。）７０は、弁体離着座部１２ｃが負圧用弁座２３に着座した状態で負圧通路２４に連通している。
【０００９】
上述したように入力ロッド７の前進により大気弁１０を開作動する際には、バルブスプリング１５のセット荷重（ばね力）等で定まり大気弁１０を開く時に必要な力（以下、無効入力という。）以上の力が入力ロッド７に加わることにより、大気弁１０の開弁が果たされる。また、バルブスプリング１５及びポペットスプリング１６は、そのセット荷重（ばね力）が、負圧状態の定圧室３又は負圧が導入される変圧室４の内圧と大気との圧力差に抗するように設定されるようになっている。
【特許文献１】特開２００４−００１６３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、近時、気圧式倍力装置では、これと共に用いられるマスタシリンダのロングストローク化に合わせて、ロングストローク化を図ることが望まれている。そして、気圧式倍力装置についてロングストローク化を図ると、マスタシリンダに対するストローク及びペダル操作量の関係を良好な状態に維持する上でペダル比を下げる（低ペダル比化を図る）必要がある。
【００１１】
しかしながら、低ペダル比化を図ると、従来構造の気圧式倍力装置では初期ペダル踏力の増加（ひいては無効入力の増加）を招き、その分、ペダル操作性が悪化し不便となる。そして、このように悪化するペダル操作性の改善のために、無効入力の低減を図ることが考えられる。しかし、無効入力は、その大部分が、上述したように負圧状態の定圧室又は負圧が導入される変圧室の内圧と大気との圧力差に抗するように設定されるバルブスプリング及びポペットスプリングのセット荷重（ばね力）であり、その低減を適切に図ることは容易ではなかった。
このため、低ペダル比化すなわちロングストローク化を適切に果たすことができないというのが実情であった。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ロングストローク化の達成をペダル踏力の増加を招くことなく図ることができる気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】
【００１３】
請求項１記載の発明は、シェル本体内をパワーピストンにより定圧室と変圧室とに区画し、前記パワーピストンに連結したバルブボデーの筒状部を前記シェル本体を挿通してその後方へ延ばし、前記バルブボデー内に、入力ロッドに連結されたプランジャに連動する弁機構を配設し、前記バルブボデーに、一端側が前記定圧室に連通し他端側が前記筒状部の内周面に負圧通路開口部として開口する負圧通路を設け、前記入力ロッドが前進することに伴い前記弁機構が作動し前記筒状部の開口部を通して前記変圧室に大気を導入して前記定圧室と前記変圧室との間に圧力差を発生させ、この圧力差によって前記パワーピストンを推進する気圧式倍力装置であって、前記負圧通路開口部は、前記入力ロッドの基端側に向けて開口し、前記弁機構は、前記プランジャの後端に形成された環状の大気用弁座と、前記負圧通路開口部の周状縁部に形成された負圧用弁座と、前記大気用弁座及び前記負圧用弁座に離着座可能に配設されたポペット弁体と、を備え、前記ポペット弁体は、前記負圧用弁座に対する離着座により前記負圧通路開口部を開閉し、前記負圧通路開口部に対向する前記ポペット弁体の背面領域における前記筒状部及び前記ポペット弁体により囲まれるポペット弁体背面側空間は、前記変圧室に連通していることを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の気圧式倍力装置において、前記ポペット弁体は、前記バルブボデーの筒状部に、該筒状部の内部に設けられる筒体を介して固定される略筒状のポペット弁体基端部と、ポペット弁体基端部に連接される略筒状のベロー部と、該ベロー部の先端側に連結されて前記大気用弁座及び前記負圧用弁座に離着座する環状の弁体離着座部と、該弁体離着座部を前記大気用弁座及び負圧用弁座に着座する方向に押付けるポペットスプリングと、を備え、前記ベロー部の先端側の前記弁体離着座部に対する連結は、前記弁体離着座部の内径側部分で行われていること特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の気圧式倍力装置において、前記ポペットスプリングは、前記弁体離着座部と前記筒状部との間に介在することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の発明によれば、倍力作用の開始に際し、負圧通路は負圧状態とされていてかつポペット弁体背面側空間と遮断されており、入力ロッドの前進により大気弁が開弁すると、変圧室に大気が導入されて定圧室と変圧室との間に圧力差が生じてパワーピストンが推進する一方、ポペット弁体背面側空間に大気が導入され、これに伴いポペット弁体は負圧通路側、すなわち負圧用弁座を閉弁する方向に押えられる。このため、大気弁を開弁した際に、真空弁を閉弁状態に維持するために必要とされるばね力を、その分、小さくでき、ひいては無効入力を小さくできる。そして、このように無効入力を小さくできることから、ロングストローク化に付随して必要とされる低ペダル比化を行っても、ペダル踏力を増加させなくて済むことになる。換言すれば、ペダル踏力を増加させずにロングストローク化（ひいてはこれに伴う低ペダル比化）を図ることができるようになる。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、ベロー部の先端側の弁体離着座部に対する連結は、弁体離着座部の内径側部分で行われているので、ポペット弁体背面側空間を広く取ることができ、ポペット弁体背面側空間にポペットスプリングを配置するスペースを確保することができる。
請求項３記載の発明によれば、ポペットスプリングは、弁体離着座部と筒状体との間に介在されており、ポペットスプリングのばね力は、負圧用弁座に対して押し付け力として働き、確実なシール性を有することになる。また、大気が変圧室に導入される時、ポペットスプリングを通らないので、空気連通音を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の第１実施の形態に係る気圧式倍力装置１Ａを図１及び図２に基づいて説明する。
図１及び図２において、気圧式倍力装置１Ａは、フロントシェル３０とリヤシェル２８とからなるシェル本体２を備えると共に、このシェル本体２内に、この内部を定圧室３と変圧室４とに区画するパワーピストン５を配設している。パワーピストン５は、ダイアフラム３５に保持されており、その中心部には、軸孔３６及び筒状部空間３７を形成したバルブボデー６が設けられている。
【００１８】
バルブボデー６は、軸孔３６及び筒状部空間３７の一部が形成された大径の本体部（以下、バルブボデー本体部という。）３８と、筒状部空間３７の大部分が形成された小径の筒状部３９とを連接してなっており、その筒状部３９が、リヤシェル２８の後部の小径筒部４０を気密的にかつ摺動自在に挿通してその後方まで延ばされている。筒状部３９は、その開口部（以下、筒状部開口部という。）３９ａ側の筒状部先端側部分３９Ａと、筒状部先端側部分３９Ａの筒状部開口部３９ａと反対側の筒状部基端側部分３９Ｂと、からなっている。筒状部基端側部分３９Ｂは、バルブボデー本体部３８に連接されている。また、筒状部基端側部分３９Ｂは、筒状部先端側部分３９Ａに比して厚さ寸法が大きくされている。
【００１９】
バルブボデー６には、一端側が定圧室３に連通し他端側が筒状部３９の内周面に開口する負圧通路７１（定圧通路）を設けられている。負圧通路７１の他端側の開口部（以下、負圧通路開口部という。）７２は、筒状部基端側部分３９Ｂから筒状部先端側部分３９Ａに向けて略筒状に突出し、入力ロッド７の基端側に（図２右方向に、図３紙面手前に）向けて開口し、ポペット弁体１２Ａの弁体離着座部５７に臨んで配置されている。負圧通路７１は、図３に示すように２本形成されており、これに対応して負圧通路開口部７２も２つ設けられている。負圧通路開口部７２のリング状の縁部が負圧用弁座７３を形成しており、弁体離着座部５７が離着座し得るようになっている。換言すれば弁体離着座部５７は、負圧用弁座７３に対する離着座により負圧通路開口部７２を開閉するようになっている。
そして、この場合、負圧通路開口部７２に対向する弁体離着座部５７（ポペット弁体１２Ａ）の背面領域における筒状部３９、筒状部内筒体７４及びポペット弁体１２Ａにより囲まれる空間（以下、ポペット弁体背面側空間という。）７０Ａは、大気通路２５を通して変圧室４に連通している一方、弁体離着座部５７が負圧用弁座７３に着座した状態で負圧通路７１との連通が遮断されることになる。
【００２０】
筒状部先端側部分３９Ａには、前記筒状部内筒体７４が嵌合されている。筒状部内筒体７４は、筒体本体７５と、筒体本体７５の一端側に連接し筒体本体７５に比して厚さ寸法が大きい筒体肉厚部７６と、筒体本体７５の他端側に径方向外方に突出形成され、筒状部開口部３９ａに当接してバルブボデー６に対する位置決めに用いられる筒体第１フランジ７７と、から大略構成されている。
筒体肉厚部７６の外周側にはＯリング７８を収納してこれを固定する環状溝７９が形成されている。
筒体肉厚部７６の前方側（図２左方向）には、径方向内方に突出する筒体第２フランジ８０が形成されており、筒体肉厚部７６の内周側に嵌合されるポペット弁体１２Ａのポペット弁体基端部５５をシールすると共に、ポペット弁体１２Ａの抜け止めを行うようにしている。
【００２１】
筒体第２フランジ８０には、前方（図２左方向）に突出する環状突起８１が形成されており、ポペットスプリング１６Ａの一端部を係止するようにしている。
また、筒状部３９内には、ポペット弁体１２Ａのポペット弁体基端部５５を内周側から押えられるようにポペットリテーナ８２が配置されている。ポペットリテーナ８２は、ポペット弁体基端部５５を上記筒体肉厚部７６に固定すると共に、バルブスプリング１５を係止するようにしている。
【００２２】
また、バルブボデー６は、定圧室３内に配設した復帰ばね２６により、常時はリヤ側（図１右側）へ付勢され、本気圧式倍力装置１Ａの非作動時には、半径方向孔２７ａに挿入したストップキー２７をリヤシェル２８の小径筒部４０の内側の段差面２９に当接させる原位置に位置決めされるようになっている。
定圧室３内には、フロントシェル３０に設けた通気口４１を通じて、例えばエンジン負圧が導入されるようになっており、この負圧は、図示しないブレーキペダルから延ばした入力ロッド７と連動する弁機構９の作動により、負圧通路７１と大気通路２５とを経て変圧室４にも供給されるようになっている。
【００２３】
一方、筒状部３９の筒状部開口部３９ａ側に配置した筒状部内筒体７４内には消音用フィルタ４２及び防塵用フィルタ４３が配置され、各フィルタ４２，４３とを通して大気が筒状部空間３７に導入されるようになっている。この大気は、弁機構９の作動により大気通路２５を経て変圧室４に供給されるようになっている。ここで、消音用フィルタ４２及び防塵用フィルタ４３は、リング状をなしており、入力ロッド７はこれらフィルタ４２、４３の内径部を挿通して延ばされている。また、これらフィルタ４２、４３は、リヤシェル２８の小径筒部４０に口縁部が嵌着され、バルブボデー６の筒状部３９及び筒状部内筒体７４を覆う有底筒状のダストブーツ４４により抜止めされている。
【００２４】
前記弁機構９は、バルブボデー本体部３８に形成された軸孔３６内に摺動可能に嵌挿されたプランジャ８を備えている。図２に示すように、このプランジャ８の後端部（以下、プランジャ入力ロッド連結部という。）４５及び後述するプランジャ本体部４８に形成した穴部（符号省略）には、消音用フィルタ４２と防塵用フィルタ４３とを挿通して延ばした入力ロッド７の先端部(符号省略)が挿入されて連結されている。入力ロッド７は、ブレーキペダルの踏込みに応じて、図１の左方向へ前進し、これと一体にプランジャ８も前進する。
【００２５】
プランジャ８は、プランジャ入力ロッド連結部４５に、これに比して大径のプランジャ本体部４８が連接され、このプランジャ本体部４８の前側にはプランジャ入力ロッド連結部４５に比して小径の軸部（以下、プランジャ軸部という。）４９が延設されている。プランジャ軸部４９は、軸孔３６に挿通され、その先端面部がリアクションディスク２１に当接可能に配置されている。
【００２６】
弁機構９は、図２に示すように、プランジャ８の後端（プランジャ入力ロッド連結部４５）に形成された環状の大気用弁座２０と、前記負圧用弁座７３と、前記両弁座２０、２３に離着座可能に筒状部３９内（筒状部空間３７）に配設されたポペット弁体１２Ａと、筒体肉厚部７６に一端が係止され、常時はポペット弁体１２Ａ（弁体離着座部５７）を両弁座２０、２３に着座する方向に押付けるポペットスプリング１６Ａとを備えている。ポペットスプリング１６Ａは、図２にも示されるようにポペット弁体１２Ａの背面側（ポペット弁体背面側空間７０Ａ）に配置されている。
【００２７】
ポペット弁体１２Ａは、バルブボデー６に上記筒状部内筒体７４を介して固定される略筒状の前記ポペット弁体基端部５５と、ポペット弁体基端部５５の内周端側に基端側が連接される略筒状のベロー部５６と、ベロー部５６の先端側に設けられる略環状の前記弁体離着座部５７と、から大略構成されている。ベロー部５６は、先端側から基端側に向けて緩やかに拡径しており、ポペット弁体背面側空間７０Ａと筒状部空間３７との間に配置されるようになっている。また、ポペット弁体基端部５５は、上述したように筒体肉厚部７６に固定されるので、従来よりも筒状部３９の内周側で固定されるようになっている。本実施の形態では、ポペット弁体基端部５５、ベロー部５６及び弁体離着座部５７は、同一の可撓性材料で一体に構成されている。
【００２８】
弁機構９は、大気用弁座２０とこれに当接するポペット弁体１２Ａの弁体離着座部５７の前面側（図２左側）における内周側部分（符号省略）とで大気弁１０を構成し、負圧用弁座７３とこれに当接するポペット弁体１２Ａの弁体離着座部５７の前面側（図２左側）における外周側部分（符号省略）とで真空弁１１Ａを構成し、前記変圧室４には、これら大気弁１０または真空弁１１Ａの開弁に応じて大気または負圧が選択的に供給されるようになる。
大気弁１０は、上述したように構成されて変圧室４と大気との連通・遮断を行い、真空弁１１Ａは、上述したように構成されて定圧室３と変圧室４との連通・遮断を行うようにしている。
【００２９】
ここで、弁機構９を構成するポペット弁体１２Ａは、入力ロッド７をリヤ側へ付勢するバルブスプリング１５の一端を受けるポペットリテーナ８２によりバルブボデー６に対して固定されている。このバルブスプリング１５の他端は入力ロッド７に一体に設けたつば部６６に係止されており、これにより入力ロッド７は、常時はリヤ側への戻り方向へ付勢され、この動きにプランジャ８も連動する。プランジャ８は、バルブボデー６の半径方向孔２７ａに挿入されたストップキー２７によりバルブボデー６に対する相対移動範囲が規制されており、本気圧式倍力装置１Ａの非作動時には、図１に示すように、ストップキー２７によりプランジャ８の戻り端が規制され、ポペット弁体１２Ａは、大気用弁座２０及び負圧用弁座７３に当接する閉弁状態を維持するようになる。
【００３０】
一方、バルブボデー６の前端側には、リアクションディスク２１と出力ロッド２２の基端カップ部６８とが配置されており、プランジャ８のプランジャ軸部４９の先端がリアクションディスク２１の背面に対してわずかの間隙を開けるように位置決めされている。出力ロッド２２の先端部は、定圧室３を通し、かつフロントシェル３０を挿通して、図示を略すマスタシリンダ内のピストンが作動連結されるようになっている。なお、出力ロッド２２の基端カップ部６８とリアクションディスク２１とは、復帰ばね２６によりバルブボデー６の前端に押圧固定されたリテーナ６９により抜止めされている。
【００３１】
以下、本気圧式倍力装置１Ａの作用を説明する。
本気圧式倍力装置１Ａは、そのリヤシェル２８の後面に突設した複数のスタッドボルト８０を利用して図示しない車体に取付けられる一方で、そのフロントシェル３０の前面に突設したスタッドボルト８１を利用して、図示を略すマスタシリンダが本気圧式倍力装置１Ａに結合される。
【００３２】
そして、この取付状態でブレーキペダル（図示せず）が踏込まれると、入力ロッド７が前進してプランジャ８が前進し、プランジャ８の後端の大気用弁座２０がポペット弁体１２Ａから離間して大気弁１０が開く。これにより、消音用フィルタ４２及び防塵用フィルタ４３を通してバルブボデー６内に大気が流入し、この大気は、さらに大気弁１０から大気通路２５を経て変圧室４に導入される。この結果、負圧が導入されている定圧室３と大気が導入された変圧室４との間に圧力差が発生し、この圧力差によりバルブボデー６を含むパワーピストン５が推進し、その推力がバルブボデー６から出力ロッド２２を経てマスタシリンダ側へ出力される。一方、前記出力による反力の一部が、出力ロッド２２からリアクションディスク２１及びプランジャ８を経て入力ロッド７に伝達され、これにより入力の増大に応じて出力が上昇する倍力作用が行われる。
【００３３】
そして、この倍力作用の開始に際しては、大気弁１０が開弁した際には、負圧状態とされている負圧通路７１はポペット弁体背面側空間７０Ａと遮断されている一方、ポペット弁体背面側空間７０Ａには大気が導入される。そして、負圧通路７１及びポペット弁体背面側空間７０Ａによる差圧により、弁体離着座部５７は負圧通路７１側、すなわち負圧用弁座７３を閉弁する方向の圧力を受ける。この結果、大気弁１０を開弁した際に、真空弁１１Ａを閉弁させるために必要とされるばね力を小さくでき、ひいては無効入力を小さくできる。
そして、このように無効入力を小さくできることから、ロングストローク化に付随して必要とされる低ペダル比化を行っても、ペダル踏力を増加させなくて済むことになる。換言すれば、ペダル踏力を増加させずにロングストローク化（ひいてはこれに伴う低ペダル比化）を図ることができるようになる。
【００３４】
また、ベロー部５６の先端側が、弁体離着座部５７の内径側部分に連結されているので、ポペット弁体背面側空間７０Ａを広く取ることができ、ポペットスプリング１６Ａをポペット弁体背面側空間７０Ａに配置するスペースを確保することができる。また、ベロー部５６の有効半径を従来よりも小さくできるので、ベロー部５６に作用する差圧の面積が小さくなる。その分、差圧力が小さくなるためバルブスプリング力を小さくでき、結果的に無効入力を小さくすることができる。本実施の形態では、このように広くされたポペット弁体背面側空間７０Ａにポペットスプリング１６Ａを配置し、ポペットスプリング１６Ａを筒体肉厚部７６及び弁体離着座部５７間に介在させている。このため、ポペットスプリング１６Ａのばね力は、真空弁１１Ａに対し、確実に押し付け力として働きシール性を確実にできる。また、大気が、変圧室４に導入される時、ポペットスプリング１６Ａを通らないので、空気連通音低減の効果がある。
【００３５】
また、上記実施の形態においては、１つのパワーピストン５を備えた、いわゆるシングル型として気圧式倍力装置１Ａを構成したが、本発明は、２つのパワーピストンを備えたタンデム型として構成してもよいことはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る気圧式倍力装置を模式的に示す断面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】図２のバルブボデーの負圧通路開口部を含む部分を示す正面図である。
【図４】従来の気圧式倍力装置を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１Ａ…気圧式倍力装置、２…シェル本体、３…定圧室、４…変圧室、５…パワーピストン、６…バルブボデー、７…入力ロッド、８…プランジャ、９…弁機構、１０…大気弁、１１Ａ…真空弁、１２Ａ…ポペット弁体、１５…バルブスプリング、１６Ａ…ポペットスプリング、２０…大気用弁座、２１…リアクションディスク、３９…筒状部、５６…ベロー部、５７…弁体離着座部、７０Ａ…ポペット弁体背面側空間、７１…負圧通路、７２…負圧通路開口部、７３…負圧用弁座。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のブレーキ系統に用いられる気圧式倍力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
気圧式倍力装置の一例として、図４に示すようなものがある（特許文献１参照）。図４に示す気圧式倍力装置１は、シェル本体２内を定圧室３と変圧室４とに区画するパワーピストン５と、パワーピストン５に連結したバルブボデー６の筒状部３９内に配置され入力ロッド７に連結されたプランジャ８に連動して作動する弁機構９と、を備えている。筒状部３９は、シェル本体２を挿通してその後方へ延ばされている。
【０００３】
弁機構９は、大気弁１０及び真空弁１１を含み、かつ大気弁１０及び真空弁１１のそれぞれ一部を構成するポペット弁体１２を有している。大気弁１０は、変圧室４と大気との連通・遮断を行い、真空弁１１は、定圧室３と変圧室４との連通・遮断を行うようにしている。ポペット弁体１２は、バルブボデー６に固定される略筒状のポペット弁体基端部１２ａと、ポペット弁体基端部１２ａに連接される略筒状のベロー部１２ｂと、ベロー部１２ｂの先端側に連結されて後述する大気用弁座２０及び負圧用弁座２３に離着座する環状の弁体離着座部１２ｃと、を備えている。そして、ベロー部１２ｂの先端側は、弁体離着座部１２ｃの外径側部分に連結されている。
【０００４】
また、筒状部３９の内部空間（筒状部空間）３７における大気弁３９の後方領域（以下、筒状部空間後方領域という。）３７ａは、筒状部３９の開口部を介して大気に連通している。
入力ロッド７とバルブボデー６との間にはバルブスプリング１５が介在され、入力ロッド７とポペット弁体１２の先端部との間にはポペットスプリング１６が介在されている。
【０００５】
また、バルブスプリング１５は、バルブボデー６に対して入力ロッド７を基端側（図４右側）に押し付けるようにしている。ポペットスプリング１６は、ポペット弁体１２の先端部をプランジャ８（ひいては大気用弁座２０）に押し付けるようにしている。真空弁１１は、その中心軸を大気弁１０の中心軸と同一にして配置され（すなわち、大気弁１０と同軸上に配置され）、かつ大気弁１０の外側に配置されている（すなわち、真空弁１１は、大気弁１０に比して径が大きくなっている）。
【０００６】
そして、この気圧式倍力装置１は、入力ロッド７に連接されたブレーキペダル（図示省略）が踏込まれると、バルブスプリング１５のばね力等に抗して入力ロッド７が前進し、この入力ロッド７の前進により大気弁１０が開弁して筒状部空間後方領域３７ａと変圧室４とが連通し、変圧室４に大気を導入する。この変圧室４への大気導入により定圧室３と変圧室４との間に圧力差を発生させ、この圧力差によってパワーピストン５に生じた推力をリアクションディスク２１を介して出力ロッド２２に作用させるとともに、出力ロッド２２からリアクションディスク２１に作用する反力の一部を入力ロッド７に伝達するようにしている。
そして、入力ロッド７の前進停止やパワーピストン５（バルブボデー６）の前進に伴い、バルブボデー６が入力ロッド７に対して相対的に所定量前進することにより、大気弁１０が閉弁し、バランス状態となる。
【０００７】
上述したブレーキペダルに対する踏力が解放されると、入力ロッド７がバルブスプリング１５のばね力によって後退すると共に、プランジャ８も後退する。これにより、ポペット弁体１２がプランジャ８に押されてバルブボデー６の内側に設けられた真空弁１１の弁座（以下、負圧用弁座という。）２３が開き、変圧室４内に負圧通路２４及び大気通路２５を経て負圧が導入され、上述した圧力差が解消される。その後は、定圧室３内の復帰ばね２６のばね力によりバルブボデー６が後退し、バルブボデー６に形成した半径方向孔２７ａに挿入されたストップキー２７がリヤシェル２８内の段差面２９に当接する原位置にパワーピストン５が復帰し、これと同時にプランジャ８も原位置に復帰して、前記真空弁１１も閉じる。
【０００８】
前記負圧通路２４は、一端側が定圧室３に連通し他端側が筒状部３９の内周面に開口してバルブボデ６ーに形成されている。負圧通路２４の他端側の開口部（以下、負圧通路開口部という。）２４ａは、ポペット弁体１２の外周側に臨んで配置されている。負圧通路開口部２４ａのリアクションディスク２１側方向の縁部が真空弁１１の負圧用弁座２３とされており、負圧用弁座２３に対して弁体離着座部１２ｃの外周側部分が離着座するようになっている。そして、筒状部３９及びポペット弁体１２により形成される空間（以下、ポペット弁体外周側空間という。）７０は、弁体離着座部１２ｃが負圧用弁座２３に着座した状態で負圧通路２４に連通している。
【０００９】
上述したように入力ロッド７の前進により大気弁１０を開作動する際には、バルブスプリング１５のセット荷重（ばね力）等で定まり大気弁１０を開く時に必要な力（以下、無効入力という。）以上の力が入力ロッド７に加わることにより、大気弁１０の開弁が果たされる。また、バルブスプリング１５及びポペットスプリング１６は、そのセット荷重（ばね力）が、負圧状態の定圧室３又は負圧が導入される変圧室４の内圧と大気との圧力差に抗するように設定されるようになっている。
【特許文献１】特開２００４−００１６３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、近時、気圧式倍力装置では、これと共に用いられるマスタシリンダのロングストローク化に合わせて、ロングストローク化を図ることが望まれている。そして、気圧式倍力装置についてロングストローク化を図ると、マスタシリンダに対するストローク及びペダル操作量の関係を良好な状態に維持する上でペダル比を下げる（低ペダル比化を図る）必要がある。
【００１１】
しかしながら、低ペダル比化を図ると、従来構造の気圧式倍力装置では初期ペダル踏力の増加（ひいては無効入力の増加）を招き、その分、ペダル操作性が悪化し不便となる。そして、このように悪化するペダル操作性の改善のために、無効入力の低減を図ることが考えられる。しかし、無効入力は、その大部分が、上述したように負圧状態の定圧室又は負圧が導入される変圧室の内圧と大気との圧力差に抗するように設定されるバルブスプリング及びポペットスプリングのセット荷重（ばね力）であり、その低減を適切に図ることは容易ではなかった。
このため、低ペダル比化すなわちロングストローク化を適切に果たすことができないというのが実情であった。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ロングストローク化の達成をペダル踏力の増加を招くことなく図ることができる気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】
【００１３】
請求項１記載の発明は、シェル本体内をパワーピストンにより定圧室と変圧室とに区画し、前記パワーピストンに連結したバルブボデーの筒状部を前記シェル本体を挿通してその後方へ延ばし、前記バルブボデー内に、入力ロッドに連結されたプランジャに連動する弁機構を配設し、前記バルブボデーに、一端側が前記定圧室に連通し他端側が前記筒状部の内周面に負圧通路開口部として開口する負圧通路を設け、前記入力ロッドが前進することに伴い前記弁機構が作動し前記筒状部の開口部を通して前記変圧室に大気を導入して前記定圧室と前記変圧室との間に圧力差を発生させ、この圧力差によって前記パワーピストンを推進する気圧式倍力装置であって、前記負圧通路開口部は、前記入力ロッドの基端側に向けて開口し、前記弁機構は、前記プランジャの後端に形成された環状の大気用弁座と、前記負圧通路開口部の周状縁部に形成された負圧用弁座と、前記大気用弁座及び前記負圧用弁座に離着座可能に配設されたポペット弁体と、を備え、前記ポペット弁体は、前記負圧用弁座に対する離着座により前記負圧通路開口部を開閉し、前記負圧通路開口部に対向する前記ポペット弁体の背面領域における前記筒状部及び前記ポペット弁体により囲まれるポペット弁体背面側空間は、前記変圧室に連通していることを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の気圧式倍力装置において、前記ポペット弁体は、前記バルブボデーの筒状部に、該筒状部の内部に設けられる筒体を介して固定される略筒状のポペット弁体基端部と、ポペット弁体基端部に連接される略筒状のベロー部と、該ベロー部の先端側に連結されて前記大気用弁座及び前記負圧用弁座に離着座する環状の弁体離着座部と、該弁体離着座部を前記大気用弁座及び負圧用弁座に着座する方向に押付けるポペットスプリングと、を備え、前記ベロー部の先端側の前記弁体離着座部に対する連結は、前記弁体離着座部の内径側部分で行われていること特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の気圧式倍力装置において、前記ポペットスプリングは、前記弁体離着座部と前記筒状部との間に介在することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の発明によれば、倍力作用の開始に際し、負圧通路は負圧状態とされていてかつポペット弁体背面側空間と遮断されており、入力ロッドの前進により大気弁が開弁すると、変圧室に大気が導入されて定圧室と変圧室との間に圧力差が生じてパワーピストンが推進する一方、ポペット弁体背面側空間に大気が導入され、これに伴いポペット弁体は負圧通路側、すなわち負圧用弁座を閉弁する方向に押えられる。このため、大気弁を開弁した際に、真空弁を閉弁状態に維持するために必要とされるばね力を、その分、小さくでき、ひいては無効入力を小さくできる。そして、このように無効入力を小さくできることから、ロングストローク化に付随して必要とされる低ペダル比化を行っても、ペダル踏力を増加させなくて済むことになる。換言すれば、ペダル踏力を増加させずにロングストローク化（ひいてはこれに伴う低ペダル比化）を図ることができるようになる。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、ベロー部の先端側の弁体離着座部に対する連結は、弁体離着座部の内径側部分で行われているので、ポペット弁体背面側空間を広く取ることができ、ポペット弁体背面側空間にポペットスプリングを配置するスペースを確保することができる。
請求項３記載の発明によれば、ポペットスプリングは、弁体離着座部と筒状体との間に介在されており、ポペットスプリングのばね力は、負圧用弁座に対して押し付け力として働き、確実なシール性を有することになる。また、大気が変圧室に導入される時、ポペットスプリングを通らないので、空気連通音を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の第１実施の形態に係る気圧式倍力装置１Ａを図１及び図２に基づいて説明する。
図１及び図２において、気圧式倍力装置１Ａは、フロントシェル３０とリヤシェル２８とからなるシェル本体２を備えると共に、このシェル本体２内に、この内部を定圧室３と変圧室４とに区画するパワーピストン５を配設している。パワーピストン５は、ダイアフラム３５に保持されており、その中心部には、軸孔３６及び筒状部空間３７を形成したバルブボデー６が設けられている。
【００１８】
バルブボデー６は、軸孔３６及び筒状部空間３７の一部が形成された大径の本体部（以下、バルブボデー本体部という。）３８と、筒状部空間３７の大部分が形成された小径の筒状部３９とを連接してなっており、その筒状部３９が、リヤシェル２８の後部の小径筒部４０を気密的にかつ摺動自在に挿通してその後方まで延ばされている。筒状部３９は、その開口部（以下、筒状部開口部という。）３９ａ側の筒状部先端側部分３９Ａと、筒状部先端側部分３９Ａの筒状部開口部３９ａと反対側の筒状部基端側部分３９Ｂと、からなっている。筒状部基端側部分３９Ｂは、バルブボデー本体部３８に連接されている。また、筒状部基端側部分３９Ｂは、筒状部先端側部分３９Ａに比して厚さ寸法が大きくされている。
【００１９】
バルブボデー６には、一端側が定圧室３に連通し他端側が筒状部３９の内周面に開口する負圧通路７１（定圧通路）を設けられている。負圧通路７１の他端側の開口部（以下、負圧通路開口部という。）７２は、筒状部基端側部分３９Ｂから筒状部先端側部分３９Ａに向けて略筒状に突出し、入力ロッド７の基端側に（図２右方向に、図３紙面手前に）向けて開口し、ポペット弁体１２Ａの弁体離着座部５７に臨んで配置されている。負圧通路７１は、図３に示すように２本形成されており、これに対応して負圧通路開口部７２も２つ設けられている。負圧通路開口部７２のリング状の縁部が負圧用弁座７３を形成しており、弁体離着座部５７が離着座し得るようになっている。換言すれば弁体離着座部５７は、負圧用弁座７３に対する離着座により負圧通路開口部７２を開閉するようになっている。
そして、この場合、負圧通路開口部７２に対向する弁体離着座部５７（ポペット弁体１２Ａ）の背面領域における筒状部３９、筒状部内筒体７４及びポペット弁体１２Ａにより囲まれる空間（以下、ポペット弁体背面側空間という。）７０Ａは、大気通路２５を通して変圧室４に連通している一方、弁体離着座部５７が負圧用弁座７３に着座した状態で負圧通路７１との連通が遮断されることになる。
【００２０】
筒状部先端側部分３９Ａには、前記筒状部内筒体７４が嵌合されている。筒状部内筒体７４は、筒体本体７５と、筒体本体７５の一端側に連接し筒体本体７５に比して厚さ寸法が大きい筒体肉厚部７６と、筒体本体７５の他端側に径方向外方に突出形成され、筒状部開口部３９ａに当接してバルブボデー６に対する位置決めに用いられる筒体第１フランジ７７と、から大略構成されている。
筒体肉厚部７６の外周側にはＯリング７８を収納してこれを固定する環状溝７９が形成されている。
筒体肉厚部７６の前方側（図２左方向）には、径方向内方に突出する筒体第２フランジ８０が形成されており、筒体肉厚部７６の内周側に嵌合されるポペット弁体１２Ａのポペット弁体基端部５５をシールすると共に、ポペット弁体１２Ａの抜け止めを行うようにしている。
【００２１】
筒体第２フランジ８０には、前方（図２左方向）に突出する環状突起８１が形成されており、ポペットスプリング１６Ａの一端部を係止するようにしている。
また、筒状部３９内には、ポペット弁体１２Ａのポペット弁体基端部５５を内周側から押えられるようにポペットリテーナ８２が配置されている。ポペットリテーナ８２は、ポペット弁体基端部５５を上記筒体肉厚部７６に固定すると共に、バルブスプリング１５を係止するようにしている。
【００２２】
また、バルブボデー６は、定圧室３内に配設した復帰ばね２６により、常時はリヤ側（図１右側）へ付勢され、本気圧式倍力装置１Ａの非作動時には、半径方向孔２７ａに挿入したストップキー２７をリヤシェル２８の小径筒部４０の内側の段差面２９に当接させる原位置に位置決めされるようになっている。
定圧室３内には、フロントシェル３０に設けた通気口４１を通じて、例えばエンジン負圧が導入されるようになっており、この負圧は、図示しないブレーキペダルから延ばした入力ロッド７と連動する弁機構９の作動により、負圧通路７１と大気通路２５とを経て変圧室４にも供給されるようになっている。
【００２３】
一方、筒状部３９の筒状部開口部３９ａ側に配置した筒状部内筒体７４内には消音用フィルタ４２及び防塵用フィルタ４３が配置され、各フィルタ４２，４３とを通して大気が筒状部空間３７に導入されるようになっている。この大気は、弁機構９の作動により大気通路２５を経て変圧室４に供給されるようになっている。ここで、消音用フィルタ４２及び防塵用フィルタ４３は、リング状をなしており、入力ロッド７はこれらフィルタ４２、４３の内径部を挿通して延ばされている。また、これらフィルタ４２、４３は、リヤシェル２８の小径筒部４０に口縁部が嵌着され、バルブボデー６の筒状部３９及び筒状部内筒体７４を覆う有底筒状のダストブーツ４４により抜止めされている。
【００２４】
前記弁機構９は、バルブボデー本体部３８に形成された軸孔３６内に摺動可能に嵌挿されたプランジャ８を備えている。図２に示すように、このプランジャ８の後端部（以下、プランジャ入力ロッド連結部という。）４５及び後述するプランジャ本体部４８に形成した穴部（符号省略）には、消音用フィルタ４２と防塵用フィルタ４３とを挿通して延ばした入力ロッド７の先端部(符号省略)が挿入されて連結されている。入力ロッド７は、ブレーキペダルの踏込みに応じて、図１の左方向へ前進し、これと一体にプランジャ８も前進する。
【００２５】
プランジャ８は、プランジャ入力ロッド連結部４５に、これに比して大径のプランジャ本体部４８が連接され、このプランジャ本体部４８の前側にはプランジャ入力ロッド連結部４５に比して小径の軸部（以下、プランジャ軸部という。）４９が延設されている。プランジャ軸部４９は、軸孔３６に挿通され、その先端面部がリアクションディスク２１に当接可能に配置されている。
【００２６】
弁機構９は、図２に示すように、プランジャ８の後端（プランジャ入力ロッド連結部４５）に形成された環状の大気用弁座２０と、前記負圧用弁座７３と、前記両弁座２０、２３に離着座可能に筒状部３９内（筒状部空間３７）に配設されたポペット弁体１２Ａと、筒体肉厚部７６に一端が係止され、常時はポペット弁体１２Ａ（弁体離着座部５７）を両弁座２０、２３に着座する方向に押付けるポペットスプリング１６Ａとを備えている。ポペットスプリング１６Ａは、図２にも示されるようにポペット弁体１２Ａの背面側（ポペット弁体背面側空間７０Ａ）に配置されている。
【００２７】
ポペット弁体１２Ａは、バルブボデー６に上記筒状部内筒体７４を介して固定される略筒状の前記ポペット弁体基端部５５と、ポペット弁体基端部５５の内周端側に基端側が連接される略筒状のベロー部５６と、ベロー部５６の先端側に設けられる略環状の前記弁体離着座部５７と、から大略構成されている。ベロー部５６は、先端側から基端側に向けて緩やかに拡径しており、ポペット弁体背面側空間７０Ａと筒状部空間３７との間に配置されるようになっている。また、ポペット弁体基端部５５は、上述したように筒体肉厚部７６に固定されるので、従来よりも筒状部３９の内周側で固定されるようになっている。本実施の形態では、ポペット弁体基端部５５、ベロー部５６及び弁体離着座部５７は、同一の可撓性材料で一体に構成されている。
【００２８】
弁機構９は、大気用弁座２０とこれに当接するポペット弁体１２Ａの弁体離着座部５７の前面側（図２左側）における内周側部分（符号省略）とで大気弁１０を構成し、負圧用弁座７３とこれに当接するポペット弁体１２Ａの弁体離着座部５７の前面側（図２左側）における外周側部分（符号省略）とで真空弁１１Ａを構成し、前記変圧室４には、これら大気弁１０または真空弁１１Ａの開弁に応じて大気または負圧が選択的に供給されるようになる。
大気弁１０は、上述したように構成されて変圧室４と大気との連通・遮断を行い、真空弁１１Ａは、上述したように構成されて定圧室３と変圧室４との連通・遮断を行うようにしている。
【００２９】
ここで、弁機構９を構成するポペット弁体１２Ａは、入力ロッド７をリヤ側へ付勢するバルブスプリング１５の一端を受けるポペットリテーナ８２によりバルブボデー６に対して固定されている。このバルブスプリング１５の他端は入力ロッド７に一体に設けたつば部６６に係止されており、これにより入力ロッド７は、常時はリヤ側への戻り方向へ付勢され、この動きにプランジャ８も連動する。プランジャ８は、バルブボデー６の半径方向孔２７ａに挿入されたストップキー２７によりバルブボデー６に対する相対移動範囲が規制されており、本気圧式倍力装置１Ａの非作動時には、図１に示すように、ストップキー２７によりプランジャ８の戻り端が規制され、ポペット弁体１２Ａは、大気用弁座２０及び負圧用弁座７３に当接する閉弁状態を維持するようになる。
【００３０】
一方、バルブボデー６の前端側には、リアクションディスク２１と出力ロッド２２の基端カップ部６８とが配置されており、プランジャ８のプランジャ軸部４９の先端がリアクションディスク２１の背面に対してわずかの間隙を開けるように位置決めされている。出力ロッド２２の先端部は、定圧室３を通し、かつフロントシェル３０を挿通して、図示を略すマスタシリンダ内のピストンが作動連結されるようになっている。なお、出力ロッド２２の基端カップ部６８とリアクションディスク２１とは、復帰ばね２６によりバルブボデー６の前端に押圧固定されたリテーナ６９により抜止めされている。
【００３１】
以下、本気圧式倍力装置１Ａの作用を説明する。
本気圧式倍力装置１Ａは、そのリヤシェル２８の後面に突設した複数のスタッドボルト８０を利用して図示しない車体に取付けられる一方で、そのフロントシェル３０の前面に突設したスタッドボルト８１を利用して、図示を略すマスタシリンダが本気圧式倍力装置１Ａに結合される。
【００３２】
そして、この取付状態でブレーキペダル（図示せず）が踏込まれると、入力ロッド７が前進してプランジャ８が前進し、プランジャ８の後端の大気用弁座２０がポペット弁体１２Ａから離間して大気弁１０が開く。これにより、消音用フィルタ４２及び防塵用フィルタ４３を通してバルブボデー６内に大気が流入し、この大気は、さらに大気弁１０から大気通路２５を経て変圧室４に導入される。この結果、負圧が導入されている定圧室３と大気が導入された変圧室４との間に圧力差が発生し、この圧力差によりバルブボデー６を含むパワーピストン５が推進し、その推力がバルブボデー６から出力ロッド２２を経てマスタシリンダ側へ出力される。一方、前記出力による反力の一部が、出力ロッド２２からリアクションディスク２１及びプランジャ８を経て入力ロッド７に伝達され、これにより入力の増大に応じて出力が上昇する倍力作用が行われる。
【００３３】
そして、この倍力作用の開始に際しては、大気弁１０が開弁した際には、負圧状態とされている負圧通路７１はポペット弁体背面側空間７０Ａと遮断されている一方、ポペット弁体背面側空間７０Ａには大気が導入される。そして、負圧通路７１及びポペット弁体背面側空間７０Ａによる差圧により、弁体離着座部５７は負圧通路７１側、すなわち負圧用弁座７３を閉弁する方向の圧力を受ける。この結果、大気弁１０を開弁した際に、真空弁１１Ａを閉弁させるために必要とされるばね力を小さくでき、ひいては無効入力を小さくできる。
そして、このように無効入力を小さくできることから、ロングストローク化に付随して必要とされる低ペダル比化を行っても、ペダル踏力を増加させなくて済むことになる。換言すれば、ペダル踏力を増加させずにロングストローク化（ひいてはこれに伴う低ペダル比化）を図ることができるようになる。
【００３４】
また、ベロー部５６の先端側が、弁体離着座部５７の内径側部分に連結されているので、ポペット弁体背面側空間７０Ａを広く取ることができ、ポペットスプリング１６Ａをポペット弁体背面側空間７０Ａに配置するスペースを確保することができる。また、ベロー部５６の有効半径を従来よりも小さくできるので、ベロー部５６に作用する差圧の面積が小さくなる。その分、差圧力が小さくなるためバルブスプリング力を小さくでき、結果的に無効入力を小さくすることができる。本実施の形態では、このように広くされたポペット弁体背面側空間７０Ａにポペットスプリング１６Ａを配置し、ポペットスプリング１６Ａを筒体肉厚部７６及び弁体離着座部５７間に介在させている。このため、ポペットスプリング１６Ａのばね力は、真空弁１１Ａに対し、確実に押し付け力として働きシール性を確実にできる。また、大気が、変圧室４に導入される時、ポペットスプリング１６Ａを通らないので、空気連通音低減の効果がある。
【００３５】
また、上記実施の形態においては、１つのパワーピストン５を備えた、いわゆるシングル型として気圧式倍力装置１Ａを構成したが、本発明は、２つのパワーピストンを備えたタンデム型として構成してもよいことはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る気圧式倍力装置を模式的に示す断面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】図２のバルブボデーの負圧通路開口部を含む部分を示す正面図である。
【図４】従来の気圧式倍力装置を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１Ａ…気圧式倍力装置、２…シェル本体、３…定圧室、４…変圧室、５…パワーピストン、６…バルブボデー、７…入力ロッド、８…プランジャ、９…弁機構、１０…大気弁、１１Ａ…真空弁、１２Ａ…ポペット弁体、１５…バルブスプリング、１６Ａ…ポペットスプリング、２０…大気用弁座、２１…リアクションディスク、３９…筒状部、５６…ベロー部、５７…弁体離着座部、７０Ａ…ポペット弁体背面側空間、７１…負圧通路、７２…負圧通路開口部、７３…負圧用弁座。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シェル本体内をパワーピストンにより定圧室と変圧室とに区画し、前記パワーピストンに連結したバルブボデーの筒状部を前記シェル本体を挿通してその後方へ延ばし、前記バルブボデー内に、入力ロッドに連結されたプランジャに連動する弁機構を配設し、前記バルブボデーに、一端側が前記定圧室に連通し他端側が前記筒状部の内周面に負圧通路開口部として開口する負圧通路を設け、前記入力ロッドが前進することに伴い前記弁機構が作動し前記筒状部の開口部を通して前記変圧室に大気を導入して前記定圧室と前記変圧室との間に圧力差を発生させ、この圧力差によって前記パワーピストンを推進する気圧式倍力装置であって、
前記負圧通路開口部は、前記入力ロッドの基端側に向けて開口し、
前記弁機構は、前記プランジャの後端に形成された環状の大気用弁座と、前記負圧通路開口部の周状縁部に形成された負圧用弁座と、前記大気用弁座及び前記負圧用弁座に離着座可能に配設されたポペット弁体と、を備え、
前記ポペット弁体は、前記負圧用弁座に対する離着座により前記負圧通路開口部を開閉し、
前記負圧通路開口部に対向する前記ポペット弁体の背面領域における前記筒状部及び前記ポペット弁体により囲まれるポペット弁体背面側空間は、前記変圧室に連通していることを特徴とする気圧式倍力装置。
【請求項２】
前記ポペット弁体は、前記バルブボデーの筒状部に、該筒状部の内部に設けられる筒体を介して固定される略筒状のポペット弁体基端部と、ポペット弁体基端部に連接される略筒状のベロー部と、該ベロー部の先端側に連結されて前記大気用弁座及び前記負圧用弁座に離着座する環状の弁体離着座部と、該弁体離着座部を前記大気用弁座及び負圧用弁座に着座する方向に押付けるポペットスプリングと、を備え、前記ベロー部の先端側の前記弁体離着座部に対する連結は、前記弁体離着座部の内径側部分で行われていること特徴とする請求項１記載の気圧式倍力装置。
【請求項３】
前記ポペットスプリングは、前記弁体離着座部と前記筒状部との間に介在することを特徴とする請求項１又は２記載の気圧式倍力装置。
【請求項１】
シェル本体内をパワーピストンにより定圧室と変圧室とに区画し、前記パワーピストンに連結したバルブボデーの筒状部を前記シェル本体を挿通してその後方へ延ばし、前記バルブボデー内に、入力ロッドに連結されたプランジャに連動する弁機構を配設し、前記バルブボデーに、一端側が前記定圧室に連通し他端側が前記筒状部の内周面に負圧通路開口部として開口する負圧通路を設け、前記入力ロッドが前進することに伴い前記弁機構が作動し前記筒状部の開口部を通して前記変圧室に大気を導入して前記定圧室と前記変圧室との間に圧力差を発生させ、この圧力差によって前記パワーピストンを推進する気圧式倍力装置であって、
前記負圧通路開口部は、前記入力ロッドの基端側に向けて開口し、
前記弁機構は、前記プランジャの後端に形成された環状の大気用弁座と、前記負圧通路開口部の周状縁部に形成された負圧用弁座と、前記大気用弁座及び前記負圧用弁座に離着座可能に配設されたポペット弁体と、を備え、
前記ポペット弁体は、前記負圧用弁座に対する離着座により前記負圧通路開口部を開閉し、
前記負圧通路開口部に対向する前記ポペット弁体の背面領域における前記筒状部及び前記ポペット弁体により囲まれるポペット弁体背面側空間は、前記変圧室に連通していることを特徴とする気圧式倍力装置。
【請求項２】
前記ポペット弁体は、前記バルブボデーの筒状部に、該筒状部の内部に設けられる筒体を介して固定される略筒状のポペット弁体基端部と、ポペット弁体基端部に連接される略筒状のベロー部と、該ベロー部の先端側に連結されて前記大気用弁座及び前記負圧用弁座に離着座する環状の弁体離着座部と、該弁体離着座部を前記大気用弁座及び負圧用弁座に着座する方向に押付けるポペットスプリングと、を備え、前記ベロー部の先端側の前記弁体離着座部に対する連結は、前記弁体離着座部の内径側部分で行われていること特徴とする請求項１記載の気圧式倍力装置。
【請求項３】
前記ポペットスプリングは、前記弁体離着座部と前記筒状部との間に介在することを特徴とする請求項１又は２記載の気圧式倍力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−８８８８７（Ｐ２００６−８８８８７Ａ）
【公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２７７０８３（Ｐ２００４−２７７０８３）
【出願日】平成１６年９月２４日（２００４．９．２４）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月２４日（２００４．９．２４）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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