気圧式倍力装置
【課題】気圧式倍力装置において、バルブボディについて、必要な強度及び剛性を得ながら軽量化を図り、かつ、熱可塑性樹脂で一体成型する際の変形を抑制する。
【解決手段】ブレーキペダルを操作して入力ロッド４８及びプランジャ４６を前進させると、制御バルブ４７によって変圧室８に大気が導入され、定圧室７（負圧）と変圧室８との間に差圧が生じる。これにより、パワーピストン６に推力が生じ、リアクション部材４２を介して出力ロッド４３によってマスタシリンダを作動させて制動力を発生させる。出力ロッド４３に作用する反力の一部をリアクション部材４２を介してブレーキペダルにフィードバックする。熱可塑性樹脂製のバルブボディ１１の小径円筒部２７の内周部に案内リブ３２を設けることにより、必要な強度及び剛性を得つつ薄肉化することができ、軽量化を図ると共に、成型時の収縮を抑制することができる。
【解決手段】ブレーキペダルを操作して入力ロッド４８及びプランジャ４６を前進させると、制御バルブ４７によって変圧室８に大気が導入され、定圧室７（負圧）と変圧室８との間に差圧が生じる。これにより、パワーピストン６に推力が生じ、リアクション部材４２を介して出力ロッド４３によってマスタシリンダを作動させて制動力を発生させる。出力ロッド４３に作用する反力の一部をリアクション部材４２を介してブレーキペダルにフィードバックする。熱可塑性樹脂製のバルブボディ１１の小径円筒部２７の内周部に案内リブ３２を設けることにより、必要な強度及び剛性を得つつ薄肉化することができ、軽量化を図ると共に、成型時の収縮を抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両のブレーキ装置に利用することができる気圧式倍力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、自動車のブレーキ装置には、制動力を高めるために気圧式倍力装置が装着されている。気圧式倍力装置は、ハウジング内をパワーピストンによって定圧室(エンジン吸気負圧によって常時負圧に維持されている)と変圧室とに区画し、パワーピストンに連結されたバルブボディ内に設けられたプランジャをブレーキペダルに連結された入力ロッドによって移動させることにより、制御バルブによって変圧室に大気(正圧)を導入して定圧室と変圧室との間に差圧を発生させ、この差圧によってパワーピストンに推力を発生させる。そして、パワーピストンの推力をリアクション部材を介して出力ロッドに作用させてマスタシリンダを作動させると共に、出力ロッドからリアクション部材に作用する反力の一部を入力ロッドにフィードバックする。これにより、運転者のペダル操作力を軽減しつつ、大きな制動力を発生させ、運転者による制動力の制御を可能にしている。
【０００３】
気圧式倍力装置においては、例えば特許文献１に記載されているように、リアクション部材、プランジャ、リアクション部材からの反力をプランジャに伝達するリアクションロッド、制御バルブ等の部品が装着されるバルブボディは、射出成型によってＰＥＴ等の熱可塑性樹脂で一体成型することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の気圧式倍力装置では、バルブボディを射出成型によって熱可塑性樹脂で一体成型する場合、パワーピストンの推力をリアクションディスクに伝達し、また、リアクションロッドを案内するバルブボディの推力伝達部は、必要な強度及び剛性を確保するため、他の部位に比して肉厚が厚くなっていた。このため、成型時に厚肉の推力伝達部が収縮し易く、寸法精度の管理が困難であり、推力伝達部の変形によって気圧式倍力装置の出力及び倍力比が不安定になるという問題ある。
【０００５】
本発明は、バルブボディについて、必要な強度及び剛性を得ながら軽量化し、かつ、熱可塑性樹脂で一体成型する際の変形を抑制するようにした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】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、ハウジング内をパワーピストンによって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ィ内に配置したプランジャを入力ロッドにより移動させて制御バルブによって変圧室に作動気体を導入し、前記定圧室と前記変圧室との間の差圧によって生じる前記パワーピストンの推力を前記バルブボディからリアクション部材を介して出力ロッドに作用させると共に、該出力ロッドから前記リアクション部材に作用する反力の一部を前記入力ロッドに伝達するようにした気圧式倍力装置において、
前記バルブボディは、熱可塑性樹脂によって形成され、前記リアクション部材に推力を伝達する推力伝達部の内部に、前記プランジャとリアクション部材との間で力を伝達する伝達部材が設けられ、前記推力伝達部には、前記伝達部材を案内するとともに、前記リアクション部材からの反力を支持する複数のリブが形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る気圧式倍力装置によれば、バルブボディについて、必要な強度及び剛性を得ながら軽量化を図り、かつ、熱可塑性樹脂で一体成型する際の変形を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に、本実施形態に係る気圧式倍力装置１の縦断面図を示す。図１に示すように、気圧式倍力装置１は、シングル型の気圧式倍力装置であって、薄板によって形成されたフロントシェル２とリアシェル３とが結合されてハウジング４が形成され、このハウジング４内がダイアフラム５を有するパワーピストン６によって定圧室７と変圧室８との２室に区画されている。フロントシェル２及びリアシェル３は、略有底円筒状であり、これらは、フロントシェル２の外周の開口縁部に、リアシェル３の外周の開口縁部を嵌合し、これらの間にダイアフラム５の外周部を挟み込むことによって、気密的に結合されている。
【０００９】
フロントシェル２の底部には、マスタシリンダ（図示せず）の後端部を挿入するための中央開口９が設けられ、中央開口９の周囲にマスタシリンダを固定するための略平坦なフロント座面１０が形成されている。リアシェル３の底部の中央部には、後述するバルブボディ１１を挿入するための後部円筒部１２が突出されており、後部円筒部１２の周囲には、車体のダッシュパネル（図示せず）に当接するリア座面１３が形成されている。
【００１０】
ハウジング４には、フロントシェル２のフロント座面１０からリアシェル３のリア座面１３に貫通するタイロッド１４が設けられている。タイロッド１４は、両端部に取付ネジ部１５及び固定ネジ部１６が形成され、取付ネジ部１５及び固定ネジ部１６の基部に、それぞれ拡径されたフロントフランジ１７及びリアフランジ１８が形成されている。そして、フロントフランジ１７がフロント座面１０の内側にリテーナ１９及びシール２０を介して気密的に当接し、リアフランジ１８がリア座面１３の内側に気密的に当接した状態で、リアシェル３側にカシメによって固定されている。タイロッド１４の中央部は、パワーピストン６に設けられた開口２１及びダイアフラム５と一体に形成された略円筒状のロッドシール２２に挿入されて、パワーピストン６及びダイアフラム５に対して摺動可能かつ気密的に貫通している。
【００１１】
タイロッド１４は、フロント座面１０及びリア座面１３の直径方向２箇所に配置されており（一方のみ図示する）、取付ネジ部１５によってフロント座面１０にマスタシリンダを固定し、固定ネジ部１６によってリア座面１３を車体のダッシュパネルに固定する。また、リア座面１３には、これをダッシュパネルに固定するためのリアボルト２３がカシメによって固定されている。
【００１２】
次に、バルブボディ１１について、その拡大図である図２から図４を参照して説明する。なお、図２はバルブボディ１１の側面図、図３は図４のＡ−Ａ線による縦断面図、また、図４はバルブボディ１１の正面図を示す。
【００１３】
バルブボディ１１は、図２から図４に示すように、一端側の円筒部２４と、円筒部２４よりも大径の他端側の大径円筒部２５と、これらを結合する中間のテーパ部２６と、大径円筒部２５及びテーパ部２６の内部に配置されて円筒部２４と連通する円筒部２４よりも小径の小径円筒部２７とが互いに同心上に配置されて一体に形成されている。大径円筒部２５は、開口端部２８が拡径されて、その外周縁部にフランジ部２９が形成されている。小径円筒部２７の先端部は、大径円筒部２５の拡径された開口端部２８内の中間位置まで延びている。また、大径円筒部２５には、フランジ部２９に隣接する部位に外周溝３０が形成されている。
【００１４】
大径円筒部２５及びテーパ部２６の内周部には、円周方向に沿って等間隔で複数（図示の例では２０個）配置されて軸方向に沿って延びる補強リブ３１が一体に形成されている。補強リブ３１は、断面形状が略矩形で大径円筒部２５及びテーパ部２６のほぼ全長にわたって延びている。小径円筒部２７の内周部には、円周方向に沿って等間隔で複数（図示の例では６個）配置されて軸方向に沿って延びる断面形状が略矩形の案内リブ３２が一体に形成されている。小径円筒部２７の先端開口部の内周縁部には、拡径された嵌合部３３が形成され、基端側内周部には、縮径された案内部３４が形成されており、これらの間に案内リブ３２が延びている。小径円筒部２７の円筒部２４に隣接する内周部には、軸方向に沿って延びるリブが円周方向に沿って複数配置されたプランジャ室３５が形成されている。プランジャ室３５と円筒部２４の内部との境界に形成された段部に環状シート部３６が形成されている。テーパ部２６の側壁には、テーパ部２６の内部と円筒部２４の内部とを連通し、環状シート部３６の外周部に開口部を有する定圧通路３７（図１参照）が形成されており、また、プランジャ室３５内に開口する変圧通路３８が径方向に沿って貫通されている。円筒部２４の内周部は、基端側が僅かに縮径されて環状の段部３９が形成されている。
【００１５】
バルブボディ１１は、大径円筒部２５、テーパ部２６及び小径円筒部２７の肉厚がなるべく均一となるように形成されている。これらに対して、円筒部２４の肉厚は、やや薄く形成されているが、他の部分と均一になるようにしてもよい。バルブボディ１１は、熱可塑性樹脂によって一体に形成されており、本実施形態では、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を射出成型によって一体成型したものとなっている。バルブボディの材料としては、上記ＰＥＴのほか、従前使用されていたフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂に比べて比較的比重の小さい、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）やポリカーボネードのような熱可塑性樹脂（エンジニアプラスチック）を使用することで、バルブボディの軽量化を図ることができる。
【００１６】
図１を参照して、パワーピストン６及びダイアフラム５の中央開口部に、バルブボディ１１の大径円筒部２５が挿入され、中央開口部の内周縁部が外周溝３０に嵌合されて、パワーピストン６とバルブボディ１１とが気密的に結合されている。バルブボディ１１は、変圧室８を通り、円筒部２４がリアシェル３の後部円筒部１２に挿入されて外部へ延出している。後部円筒部１２には、シール部材４０が装着されて、バルブボディ１１の円筒部２４との間を摺動可能にシールしている。そして、バルブボディ１１の定圧通路３７が定圧室７に接続し、変圧通路３８が変圧室８に接続している。後部円筒部１２とバルブボディ１１の円筒部２４の端部との間には、蛇腹状のダストカバー４１が設けられている。フロントシェル２には、接続管４２が取付けられており、接続管４２がエンジンの吸気管等の負圧源（図示せず）に接続されて、定圧室７が常時所定の負圧に維持される。
【００１７】
定圧室７内のバルブボディ１１の小径円筒部２７の前端部には、リアクション部材４２を介して出力ロッド４３の基端部が連結されており、小径円筒部２７は、パワーピストン６の推力をリアクション部材に伝達する推力伝達部となっている。出力ロッド４３の先端部は、フロント座面１０に取付けられるマスタシリンダ（図示せず）のピストンに当接する。
【００１８】
バルブボディ１１の小径円筒部２７内には、嵌合部３３に嵌合される受圧部材４４と、案内リブ３２によって摺動可能に案内されるブレーキアシスト機構４５と、プランジャ室３５に挿入されて案内部３４によって摺動可能に案内されるプランジャ４６とが設けられている。バルブボディ１１の円筒部２４内には、段部３９に固定される制御バルブ４７が設けられている。また、入力ロッド４８が挿入されて、その先端部がプランジャ４６に連結されている。入力ロッド４８は、円筒部２４内に装着された通気性のダストフィルタ４９を貫通して外部へ延出されている。入力ロッド４８の基端部には、ブレーキペダル（図示せず）を連結するためのクレビス５０が取付けられている。
【００１９】
ブレーキアシスト機構４５は、プランジャ４６とリアクション部材４２との間で軸方向の力を伝達する伝達部材であり、弾性部材５１の変形（拡径）をスリーブ５２によって規制することにより、リアクション部材４２とプランジャ４６との間の軸方向の力の伝達を制御する。そして、プランジャ４６の移動速度が小さい通常の制動時には、弾性部材５１が変形せず、軸方向の力を伝達し、急制動時にプランジャ４６の移動速度が大きくなると、スリーブ５２が移動して弾性部材５１の拡径、圧縮を許容し、その分、プランジャ４６を前進させる。また、ブレーキアシスト機構４５は、略円筒状のユニットとして一体的に組立てられ、バルブボディ１１の案内リブ３２によって軸方向に沿って摺動可能に案内される。ブレーキアシスト機構４５の一端部は、レシオスリーブ５３を介して受圧部材４４に挿入され、リアクション部材４２に所定の隙間をもって対向し、他端部はプランジャ４６に当接する。
【００２０】
受圧部材４４及びレシオスリーブ５３は、出力ロッド４３からの反力に応じて、バルブボディ１１の小径円筒部２７とブレーキアシスト機構４５との受圧面積比を変化させることにより、倍力比を調整する。
【００２１】
制御バルブ４７は、バルブボディ１１の環状シート部３６及びプランジャ４６の後端部に離着座して、バルブボディ１１とプランジャ４６との軸方向の相対変位に応じて定圧通路３７、変圧通路３８及び大気の相互の接続、遮断を切換える。そして、制御バルブ４７は、プランジャ４６が図１に示す後退位置にあるとき、プランジャ４６が着座して大気を遮断すると共に、環状シート部３６から離座して、定圧通路３７と変圧通路３８とを接続する。プランジャ４６がバルブボディ１１に対して前進すると、環状シート部３６に着座して定圧通路３７、変圧通路３８間を遮断し、更にプランジャ４６が前進すると、プランジャ４６が離座して変圧通路３８が大気に開放される。
【００２２】
バルブボディ１１の変圧通路３８には、ストップキー５４が挿入されており、ストップキー５４は、リアシェル３の円筒部１２の段部に係合することによってバルブボディ１１の後退位置を制限し、また、プランジャ４６の外周溝に係合することによってバルブボディ１１とプランジャ４６との相対変位量を制限している。フロントシェル２とバルブボディ１１との間には、バルブボディ１１を後退位置へ付勢する戻しバネ５５が設けられている。また、バルブボディ１１には、入力ロッド４８を後退位置へ付勢する戻しバネ５６が設けられている。
【００２３】
以上のように構成した本実施形態の作用について、次に説明する。
非制動状態においては、プランジャ４６が図１に示す後退位置にあり、制御バルブ４７によって、定圧通路３７（すなわち定圧室７）と変圧通路３８（すなわち変圧室８）とが大気から遮断された状態で互いに接続されているので、定圧室７と変圧室８とは同圧となり、パワーピストン６に推力は生じない。
【００２４】
ブレーキペダル（図示せず）を操作して、入力ロッド４８によってプランジャ４６を前進させると、制御バルブ４７によって、変圧通路３８、定圧通路３７間が遮断され、さらにプランジャ４６を前進させると、変圧通路３８が大気に開放されて、変圧室８に大気が導入される。これにより、定圧室７と変圧室８との間に差圧が生じ、この差圧によってパワーピストン６に推力が発生し、バルブボディ１１が前進して、小径円筒部２７からリアクション部材４２を介して出力ロッド４３に推力が伝達され、出力ロッド４３がマスタシリンダ（図示せず）のピストンを押圧して制動力を発生させる。バルブボディ１１が前進すると、制御バルブ４７によって変圧通路３８が大気から遮断されるので、定圧室７と変圧室８との差圧、すなわち、パワーピストン６の推力が維持され、制動状態が保持される。
【００２５】
このとき、バルブボディ１１からリアクション部材４２を介して出力ロッド４３に作用する力の反力の一部がブレーキアシスト機構４５、プランジャ４６及び入力ロッド４８を介してブレーキペダルにフィードバックされる。これにより、ブレーキペダルの操作力に応じて所定の倍力比をもって制動力を発生させることができる。また、受圧部材４４及びレシオスリーブ５３によって、リアクション部材４２に対するバルブボディ１１とブレーキアシスト機構４５との受圧面積比を変化させることにより、倍力比を調整することができる。
【００２６】
非制動状態において、リアクション部材４２とブレーキアシスト機構４５との間に隙間を設けることにより、制動初期において、この隙間によってプランジャ４６は、リアクション部材４２からの反力を受けることなく前進することができるので、制動力を迅速に立ち上げることができる（ジャンプイン作用）。
【００２７】
ブレーキペダルを戻して入力ロッド４８への入力を解除すると、プランジャ４６が後退し、制御バルブ４７によって変圧通路３８が大気から遮断された状態で定圧通路３７に接続され、これにより、定圧室７と変圧室８との差圧が解消され、パワーピストン６の推力が消失して制動力が解除される。
【００２８】
急制動時には、プランジャ４６の前進速度の上昇によって、ブレーキアシスト機構４５は、弾性部材５１が変形して、軸方向に圧縮される。これにより、プランジャ４６は、リアクション部材４２からの反力を受けることなく前進するので、迅速に大きな制動力を立ち上げることができる。
【００２９】
また、バルブボディ１１は、小径円筒部２７に案内リブ３２を設けたことにより、リアクション部材４２からの反力に対して必要な強度及び剛性を確保しつつ、その肉厚を薄くすることができる。これにより、バルブボディ１１の成型時の収縮を抑制することができるので、ＰＥＴ等の熱可塑性樹脂によってバルブボディ１１を一体成型することが可能になる。同様に、大径円筒部２５及びテーパ部２６についても、補強リブ３１を設けたことにより、強度及び剛性を確保しつつ、肉厚を薄くすることができるので、成型時の収縮を抑制して、ＰＥＴ等の熱可塑性樹脂を用いた一体成型が可能になる。そして、成型時の収縮による寸法精度の低下を抑制することにより、各部の摺動抵抗が低減され、また、リアクション部材４２の変形が安定して、安定した出力及び倍力特性を得ることができる。
【００３０】
次に、上記実施形態の変形例について、図５及び図６を参照して説明する。なお、上記実施形態に対して、同様の部分には同一の符号を付して、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００３１】
図５に示す変形例では、上記図１から図４に示す実施形態に対して、ブレーキアシスト機構４５の代りに、ブレーキアシスト機能を持たないリアクションロッド５７を用い、また、レシオスリーブ５３を省略して、受圧部材４４に、リアクション部材４２の逃げとなる凹部５８が形成されている。これにより、急制動時のブレーキアシスト機能は省略されるが、リアクション部材４２が変形して凹部５８に充填されることにより、リアクション部材４２に対する受圧部材４４の受圧面積が変化するので、倍力比を調整することができる。
【００３２】
また、図６に示す変形例では、図５に示す変形例に対して、受圧部材４２の凹部５８が省略されている。これにより、受圧部材４２の受圧面積が一定になるので、倍力比も一定になる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係る気圧式倍力装置の縦断面図である。
【図２】図１に示す気圧式倍力装置のバルブボディを拡大して示す側面図である。
【図３】図２に示すバルブボディの図３におけるＡ−Ａ線による縦断面図である。
【図４】図２に示すバルブボディの正面図である。
【図５】図１に示す気圧式倍力装置の変形例の要部を拡大して示す縦断面図である。
【図６】図１に示す気圧式倍力装置の他の変形例の要部を拡大して示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１ 気圧式倍力装置、４ ハウジング、６ パワーピストン、７ 定圧室、８ 変圧室、１１ バルブボディ、２７ 小径円筒部（推力伝達部）、３２ 案内リブ（リブ）、４２ リアクション部材、４３ 出力ロッド、４５ ブレーキアシスト機構（伝達部材）、４６ プランジャ、４７ 制御バルブ、４８ 入力ロッド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両のブレーキ装置に利用することができる気圧式倍力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、自動車のブレーキ装置には、制動力を高めるために気圧式倍力装置が装着されている。気圧式倍力装置は、ハウジング内をパワーピストンによって定圧室(エンジン吸気負圧によって常時負圧に維持されている)と変圧室とに区画し、パワーピストンに連結されたバルブボディ内に設けられたプランジャをブレーキペダルに連結された入力ロッドによって移動させることにより、制御バルブによって変圧室に大気(正圧)を導入して定圧室と変圧室との間に差圧を発生させ、この差圧によってパワーピストンに推力を発生させる。そして、パワーピストンの推力をリアクション部材を介して出力ロッドに作用させてマスタシリンダを作動させると共に、出力ロッドからリアクション部材に作用する反力の一部を入力ロッドにフィードバックする。これにより、運転者のペダル操作力を軽減しつつ、大きな制動力を発生させ、運転者による制動力の制御を可能にしている。
【０００３】
気圧式倍力装置においては、例えば特許文献１に記載されているように、リアクション部材、プランジャ、リアクション部材からの反力をプランジャに伝達するリアクションロッド、制御バルブ等の部品が装着されるバルブボディは、射出成型によってＰＥＴ等の熱可塑性樹脂で一体成型することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の気圧式倍力装置では、バルブボディを射出成型によって熱可塑性樹脂で一体成型する場合、パワーピストンの推力をリアクションディスクに伝達し、また、リアクションロッドを案内するバルブボディの推力伝達部は、必要な強度及び剛性を確保するため、他の部位に比して肉厚が厚くなっていた。このため、成型時に厚肉の推力伝達部が収縮し易く、寸法精度の管理が困難であり、推力伝達部の変形によって気圧式倍力装置の出力及び倍力比が不安定になるという問題ある。
【０００５】
本発明は、バルブボディについて、必要な強度及び剛性を得ながら軽量化し、かつ、熱可塑性樹脂で一体成型する際の変形を抑制するようにした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】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、ハウジング内をパワーピストンによって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ィ内に配置したプランジャを入力ロッドにより移動させて制御バルブによって変圧室に作動気体を導入し、前記定圧室と前記変圧室との間の差圧によって生じる前記パワーピストンの推力を前記バルブボディからリアクション部材を介して出力ロッドに作用させると共に、該出力ロッドから前記リアクション部材に作用する反力の一部を前記入力ロッドに伝達するようにした気圧式倍力装置において、
前記バルブボディは、熱可塑性樹脂によって形成され、前記リアクション部材に推力を伝達する推力伝達部の内部に、前記プランジャとリアクション部材との間で力を伝達する伝達部材が設けられ、前記推力伝達部には、前記伝達部材を案内するとともに、前記リアクション部材からの反力を支持する複数のリブが形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る気圧式倍力装置によれば、バルブボディについて、必要な強度及び剛性を得ながら軽量化を図り、かつ、熱可塑性樹脂で一体成型する際の変形を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に、本実施形態に係る気圧式倍力装置１の縦断面図を示す。図１に示すように、気圧式倍力装置１は、シングル型の気圧式倍力装置であって、薄板によって形成されたフロントシェル２とリアシェル３とが結合されてハウジング４が形成され、このハウジング４内がダイアフラム５を有するパワーピストン６によって定圧室７と変圧室８との２室に区画されている。フロントシェル２及びリアシェル３は、略有底円筒状であり、これらは、フロントシェル２の外周の開口縁部に、リアシェル３の外周の開口縁部を嵌合し、これらの間にダイアフラム５の外周部を挟み込むことによって、気密的に結合されている。
【０００９】
フロントシェル２の底部には、マスタシリンダ（図示せず）の後端部を挿入するための中央開口９が設けられ、中央開口９の周囲にマスタシリンダを固定するための略平坦なフロント座面１０が形成されている。リアシェル３の底部の中央部には、後述するバルブボディ１１を挿入するための後部円筒部１２が突出されており、後部円筒部１２の周囲には、車体のダッシュパネル（図示せず）に当接するリア座面１３が形成されている。
【００１０】
ハウジング４には、フロントシェル２のフロント座面１０からリアシェル３のリア座面１３に貫通するタイロッド１４が設けられている。タイロッド１４は、両端部に取付ネジ部１５及び固定ネジ部１６が形成され、取付ネジ部１５及び固定ネジ部１６の基部に、それぞれ拡径されたフロントフランジ１７及びリアフランジ１８が形成されている。そして、フロントフランジ１７がフロント座面１０の内側にリテーナ１９及びシール２０を介して気密的に当接し、リアフランジ１８がリア座面１３の内側に気密的に当接した状態で、リアシェル３側にカシメによって固定されている。タイロッド１４の中央部は、パワーピストン６に設けられた開口２１及びダイアフラム５と一体に形成された略円筒状のロッドシール２２に挿入されて、パワーピストン６及びダイアフラム５に対して摺動可能かつ気密的に貫通している。
【００１１】
タイロッド１４は、フロント座面１０及びリア座面１３の直径方向２箇所に配置されており（一方のみ図示する）、取付ネジ部１５によってフロント座面１０にマスタシリンダを固定し、固定ネジ部１６によってリア座面１３を車体のダッシュパネルに固定する。また、リア座面１３には、これをダッシュパネルに固定するためのリアボルト２３がカシメによって固定されている。
【００１２】
次に、バルブボディ１１について、その拡大図である図２から図４を参照して説明する。なお、図２はバルブボディ１１の側面図、図３は図４のＡ−Ａ線による縦断面図、また、図４はバルブボディ１１の正面図を示す。
【００１３】
バルブボディ１１は、図２から図４に示すように、一端側の円筒部２４と、円筒部２４よりも大径の他端側の大径円筒部２５と、これらを結合する中間のテーパ部２６と、大径円筒部２５及びテーパ部２６の内部に配置されて円筒部２４と連通する円筒部２４よりも小径の小径円筒部２７とが互いに同心上に配置されて一体に形成されている。大径円筒部２５は、開口端部２８が拡径されて、その外周縁部にフランジ部２９が形成されている。小径円筒部２７の先端部は、大径円筒部２５の拡径された開口端部２８内の中間位置まで延びている。また、大径円筒部２５には、フランジ部２９に隣接する部位に外周溝３０が形成されている。
【００１４】
大径円筒部２５及びテーパ部２６の内周部には、円周方向に沿って等間隔で複数（図示の例では２０個）配置されて軸方向に沿って延びる補強リブ３１が一体に形成されている。補強リブ３１は、断面形状が略矩形で大径円筒部２５及びテーパ部２６のほぼ全長にわたって延びている。小径円筒部２７の内周部には、円周方向に沿って等間隔で複数（図示の例では６個）配置されて軸方向に沿って延びる断面形状が略矩形の案内リブ３２が一体に形成されている。小径円筒部２７の先端開口部の内周縁部には、拡径された嵌合部３３が形成され、基端側内周部には、縮径された案内部３４が形成されており、これらの間に案内リブ３２が延びている。小径円筒部２７の円筒部２４に隣接する内周部には、軸方向に沿って延びるリブが円周方向に沿って複数配置されたプランジャ室３５が形成されている。プランジャ室３５と円筒部２４の内部との境界に形成された段部に環状シート部３６が形成されている。テーパ部２６の側壁には、テーパ部２６の内部と円筒部２４の内部とを連通し、環状シート部３６の外周部に開口部を有する定圧通路３７（図１参照）が形成されており、また、プランジャ室３５内に開口する変圧通路３８が径方向に沿って貫通されている。円筒部２４の内周部は、基端側が僅かに縮径されて環状の段部３９が形成されている。
【００１５】
バルブボディ１１は、大径円筒部２５、テーパ部２６及び小径円筒部２７の肉厚がなるべく均一となるように形成されている。これらに対して、円筒部２４の肉厚は、やや薄く形成されているが、他の部分と均一になるようにしてもよい。バルブボディ１１は、熱可塑性樹脂によって一体に形成されており、本実施形態では、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を射出成型によって一体成型したものとなっている。バルブボディの材料としては、上記ＰＥＴのほか、従前使用されていたフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂に比べて比較的比重の小さい、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）やポリカーボネードのような熱可塑性樹脂（エンジニアプラスチック）を使用することで、バルブボディの軽量化を図ることができる。
【００１６】
図１を参照して、パワーピストン６及びダイアフラム５の中央開口部に、バルブボディ１１の大径円筒部２５が挿入され、中央開口部の内周縁部が外周溝３０に嵌合されて、パワーピストン６とバルブボディ１１とが気密的に結合されている。バルブボディ１１は、変圧室８を通り、円筒部２４がリアシェル３の後部円筒部１２に挿入されて外部へ延出している。後部円筒部１２には、シール部材４０が装着されて、バルブボディ１１の円筒部２４との間を摺動可能にシールしている。そして、バルブボディ１１の定圧通路３７が定圧室７に接続し、変圧通路３８が変圧室８に接続している。後部円筒部１２とバルブボディ１１の円筒部２４の端部との間には、蛇腹状のダストカバー４１が設けられている。フロントシェル２には、接続管４２が取付けられており、接続管４２がエンジンの吸気管等の負圧源（図示せず）に接続されて、定圧室７が常時所定の負圧に維持される。
【００１７】
定圧室７内のバルブボディ１１の小径円筒部２７の前端部には、リアクション部材４２を介して出力ロッド４３の基端部が連結されており、小径円筒部２７は、パワーピストン６の推力をリアクション部材に伝達する推力伝達部となっている。出力ロッド４３の先端部は、フロント座面１０に取付けられるマスタシリンダ（図示せず）のピストンに当接する。
【００１８】
バルブボディ１１の小径円筒部２７内には、嵌合部３３に嵌合される受圧部材４４と、案内リブ３２によって摺動可能に案内されるブレーキアシスト機構４５と、プランジャ室３５に挿入されて案内部３４によって摺動可能に案内されるプランジャ４６とが設けられている。バルブボディ１１の円筒部２４内には、段部３９に固定される制御バルブ４７が設けられている。また、入力ロッド４８が挿入されて、その先端部がプランジャ４６に連結されている。入力ロッド４８は、円筒部２４内に装着された通気性のダストフィルタ４９を貫通して外部へ延出されている。入力ロッド４８の基端部には、ブレーキペダル（図示せず）を連結するためのクレビス５０が取付けられている。
【００１９】
ブレーキアシスト機構４５は、プランジャ４６とリアクション部材４２との間で軸方向の力を伝達する伝達部材であり、弾性部材５１の変形（拡径）をスリーブ５２によって規制することにより、リアクション部材４２とプランジャ４６との間の軸方向の力の伝達を制御する。そして、プランジャ４６の移動速度が小さい通常の制動時には、弾性部材５１が変形せず、軸方向の力を伝達し、急制動時にプランジャ４６の移動速度が大きくなると、スリーブ５２が移動して弾性部材５１の拡径、圧縮を許容し、その分、プランジャ４６を前進させる。また、ブレーキアシスト機構４５は、略円筒状のユニットとして一体的に組立てられ、バルブボディ１１の案内リブ３２によって軸方向に沿って摺動可能に案内される。ブレーキアシスト機構４５の一端部は、レシオスリーブ５３を介して受圧部材４４に挿入され、リアクション部材４２に所定の隙間をもって対向し、他端部はプランジャ４６に当接する。
【００２０】
受圧部材４４及びレシオスリーブ５３は、出力ロッド４３からの反力に応じて、バルブボディ１１の小径円筒部２７とブレーキアシスト機構４５との受圧面積比を変化させることにより、倍力比を調整する。
【００２１】
制御バルブ４７は、バルブボディ１１の環状シート部３６及びプランジャ４６の後端部に離着座して、バルブボディ１１とプランジャ４６との軸方向の相対変位に応じて定圧通路３７、変圧通路３８及び大気の相互の接続、遮断を切換える。そして、制御バルブ４７は、プランジャ４６が図１に示す後退位置にあるとき、プランジャ４６が着座して大気を遮断すると共に、環状シート部３６から離座して、定圧通路３７と変圧通路３８とを接続する。プランジャ４６がバルブボディ１１に対して前進すると、環状シート部３６に着座して定圧通路３７、変圧通路３８間を遮断し、更にプランジャ４６が前進すると、プランジャ４６が離座して変圧通路３８が大気に開放される。
【００２２】
バルブボディ１１の変圧通路３８には、ストップキー５４が挿入されており、ストップキー５４は、リアシェル３の円筒部１２の段部に係合することによってバルブボディ１１の後退位置を制限し、また、プランジャ４６の外周溝に係合することによってバルブボディ１１とプランジャ４６との相対変位量を制限している。フロントシェル２とバルブボディ１１との間には、バルブボディ１１を後退位置へ付勢する戻しバネ５５が設けられている。また、バルブボディ１１には、入力ロッド４８を後退位置へ付勢する戻しバネ５６が設けられている。
【００２３】
以上のように構成した本実施形態の作用について、次に説明する。
非制動状態においては、プランジャ４６が図１に示す後退位置にあり、制御バルブ４７によって、定圧通路３７（すなわち定圧室７）と変圧通路３８（すなわち変圧室８）とが大気から遮断された状態で互いに接続されているので、定圧室７と変圧室８とは同圧となり、パワーピストン６に推力は生じない。
【００２４】
ブレーキペダル（図示せず）を操作して、入力ロッド４８によってプランジャ４６を前進させると、制御バルブ４７によって、変圧通路３８、定圧通路３７間が遮断され、さらにプランジャ４６を前進させると、変圧通路３８が大気に開放されて、変圧室８に大気が導入される。これにより、定圧室７と変圧室８との間に差圧が生じ、この差圧によってパワーピストン６に推力が発生し、バルブボディ１１が前進して、小径円筒部２７からリアクション部材４２を介して出力ロッド４３に推力が伝達され、出力ロッド４３がマスタシリンダ（図示せず）のピストンを押圧して制動力を発生させる。バルブボディ１１が前進すると、制御バルブ４７によって変圧通路３８が大気から遮断されるので、定圧室７と変圧室８との差圧、すなわち、パワーピストン６の推力が維持され、制動状態が保持される。
【００２５】
このとき、バルブボディ１１からリアクション部材４２を介して出力ロッド４３に作用する力の反力の一部がブレーキアシスト機構４５、プランジャ４６及び入力ロッド４８を介してブレーキペダルにフィードバックされる。これにより、ブレーキペダルの操作力に応じて所定の倍力比をもって制動力を発生させることができる。また、受圧部材４４及びレシオスリーブ５３によって、リアクション部材４２に対するバルブボディ１１とブレーキアシスト機構４５との受圧面積比を変化させることにより、倍力比を調整することができる。
【００２６】
非制動状態において、リアクション部材４２とブレーキアシスト機構４５との間に隙間を設けることにより、制動初期において、この隙間によってプランジャ４６は、リアクション部材４２からの反力を受けることなく前進することができるので、制動力を迅速に立ち上げることができる（ジャンプイン作用）。
【００２７】
ブレーキペダルを戻して入力ロッド４８への入力を解除すると、プランジャ４６が後退し、制御バルブ４７によって変圧通路３８が大気から遮断された状態で定圧通路３７に接続され、これにより、定圧室７と変圧室８との差圧が解消され、パワーピストン６の推力が消失して制動力が解除される。
【００２８】
急制動時には、プランジャ４６の前進速度の上昇によって、ブレーキアシスト機構４５は、弾性部材５１が変形して、軸方向に圧縮される。これにより、プランジャ４６は、リアクション部材４２からの反力を受けることなく前進するので、迅速に大きな制動力を立ち上げることができる。
【００２９】
また、バルブボディ１１は、小径円筒部２７に案内リブ３２を設けたことにより、リアクション部材４２からの反力に対して必要な強度及び剛性を確保しつつ、その肉厚を薄くすることができる。これにより、バルブボディ１１の成型時の収縮を抑制することができるので、ＰＥＴ等の熱可塑性樹脂によってバルブボディ１１を一体成型することが可能になる。同様に、大径円筒部２５及びテーパ部２６についても、補強リブ３１を設けたことにより、強度及び剛性を確保しつつ、肉厚を薄くすることができるので、成型時の収縮を抑制して、ＰＥＴ等の熱可塑性樹脂を用いた一体成型が可能になる。そして、成型時の収縮による寸法精度の低下を抑制することにより、各部の摺動抵抗が低減され、また、リアクション部材４２の変形が安定して、安定した出力及び倍力特性を得ることができる。
【００３０】
次に、上記実施形態の変形例について、図５及び図６を参照して説明する。なお、上記実施形態に対して、同様の部分には同一の符号を付して、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００３１】
図５に示す変形例では、上記図１から図４に示す実施形態に対して、ブレーキアシスト機構４５の代りに、ブレーキアシスト機能を持たないリアクションロッド５７を用い、また、レシオスリーブ５３を省略して、受圧部材４４に、リアクション部材４２の逃げとなる凹部５８が形成されている。これにより、急制動時のブレーキアシスト機能は省略されるが、リアクション部材４２が変形して凹部５８に充填されることにより、リアクション部材４２に対する受圧部材４４の受圧面積が変化するので、倍力比を調整することができる。
【００３２】
また、図６に示す変形例では、図５に示す変形例に対して、受圧部材４２の凹部５８が省略されている。これにより、受圧部材４２の受圧面積が一定になるので、倍力比も一定になる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係る気圧式倍力装置の縦断面図である。
【図２】図１に示す気圧式倍力装置のバルブボディを拡大して示す側面図である。
【図３】図２に示すバルブボディの図３におけるＡ−Ａ線による縦断面図である。
【図４】図２に示すバルブボディの正面図である。
【図５】図１に示す気圧式倍力装置の変形例の要部を拡大して示す縦断面図である。
【図６】図１に示す気圧式倍力装置の他の変形例の要部を拡大して示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１ 気圧式倍力装置、４ ハウジング、６ パワーピストン、７ 定圧室、８ 変圧室、１１ バルブボディ、２７ 小径円筒部（推力伝達部）、３２ 案内リブ（リブ）、４２ リアクション部材、４３ 出力ロッド、４５ ブレーキアシスト機構（伝達部材）、４６ プランジャ、４７ 制御バルブ、４８ 入力ロッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内をパワーピストンによって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ィ内に配置したプランジャを入力ロッドにより移動させて制御バルブによって変圧室に作動気体を導入し、前記定圧室と前記変圧室との間の差圧によって生じる前記パワーピストンの推力を前記バルブボディからリアクション部材を介して出力ロッドに作用させると共に、該出力ロッドから前記リアクション部材に作用する反力の一部を前記入力ロッドに伝達するようにした気圧式倍力装置において、
前記バルブボディは、熱可塑性樹脂によって形成され、前記リアクション部材に推力を伝達する推力伝達部の内部に、前記プランジャとリアクション部材との間で力を伝達する伝達部材が設けられ、前記推力伝達部には、前記伝達部材を案内するとともに、前記リアクション部材からの反力を支持する複数のリブが形成されていることを特徴とする気圧式倍力装置。
【請求項１】
ハウジング内をパワーピストンによって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ィ内に配置したプランジャを入力ロッドにより移動させて制御バルブによって変圧室に作動気体を導入し、前記定圧室と前記変圧室との間の差圧によって生じる前記パワーピストンの推力を前記バルブボディからリアクション部材を介して出力ロッドに作用させると共に、該出力ロッドから前記リアクション部材に作用する反力の一部を前記入力ロッドに伝達するようにした気圧式倍力装置において、
前記バルブボディは、熱可塑性樹脂によって形成され、前記リアクション部材に推力を伝達する推力伝達部の内部に、前記プランジャとリアクション部材との間で力を伝達する伝達部材が設けられ、前記推力伝達部には、前記伝達部材を案内するとともに、前記リアクション部材からの反力を支持する複数のリブが形成されていることを特徴とする気圧式倍力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１０５５９３（Ｐ２０１０−１０５５９３Ａ）
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８１４５７（Ｐ２００８−２８１４５７）
【出願日】平成２０年１０月３１日（２００８．１０．３１）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月３１日（２００８．１０．３１）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
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