空圧ブースタ装置
【課題】複雑な構造を必要とすることなく、エアコンの冷媒を高圧源に利用できる空圧ブースタ装置を提供する。
【解決手段】エアコン１のコンプレッサ１１を挟んだ位置に形成される高圧分岐点１１ａと、低圧分岐点１１ｂでエアコン管路１０にブレーキ管路２０を接続し、冷媒Ｒｆがシリンダ２５を経由して流通する閉回路のブレーキ循環系を形成する。高圧分岐点を介してシリンダに供給された冷媒は、シリンダの内部で空気を圧縮した後、低圧分岐点を介してエアコン管路に戻る。そして、シリンダで圧縮された高圧空気は、ブースタ本体３に供給される。この構成によって、ブースタ本体に冷媒が直接供給されない空圧ブースタ装置とする。
【解決手段】エアコン１のコンプレッサ１１を挟んだ位置に形成される高圧分岐点１１ａと、低圧分岐点１１ｂでエアコン管路１０にブレーキ管路２０を接続し、冷媒Ｒｆがシリンダ２５を経由して流通する閉回路のブレーキ循環系を形成する。高圧分岐点を介してシリンダに供給された冷媒は、シリンダの内部で空気を圧縮した後、低圧分岐点を介してエアコン管路に戻る。そして、シリンダで圧縮された高圧空気は、ブースタ本体３に供給される。この構成によって、ブースタ本体に冷媒が直接供給されない空圧ブースタ装置とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のブレーキ装置に備わるブースタ装置に関し、より詳細には、高圧空気でブレーキ操作力を倍力するブースタ本体を備える空圧ブースタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に備わるブレーキ装置には、運転者のブレーキ操作力を倍力するブースタ装置が備わっている。そして、ブースタ装置には、圧縮された高圧空気で運転者のブレーキ操作力を倍力するブースタ本体が備わる空圧ブースタ装置がある。
【０００３】
このような空圧ブースタ装置に関し、例えば特許文献１には、コンプレッサで圧縮されて高圧になったエアコン用の冷媒で運転者のブレーキ操作力を倍力するブースタ本体を備える空圧ブースタ装置の技術が開示されている。
【特許文献１】特表２００７−５１６９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示される空圧ブースタ装置は、コンプレッサで圧縮された高圧のエアコン用冷媒をブースタ本体に直接供給する構成であることから、エアコンにおける冷媒の循環系にブースタ本体を経由する冷媒の循環系を接続した循環系が閉回路で構成されることが必要になる。したがって、高圧の冷媒をブースタ本体からエアコンの循環系に戻すための管路が必要になり、ブースタ本体の構造が複雑になるという問題がある。
【０００５】
また、ブースタ本体を経由する循環系から冷媒が漏出すると、エアコンの能力が低下するばかりでなく周囲環境にも負担を与えることから、ブースタ本体を含んだ循環系に、エアコンの循環系と同じ程度に高い気密性が要求されることになり、気密性の高いブースタ本体が必要になる。したがって汎用のブースタ本体を使用することができず、空圧ブースタ装置のコストアップにつながるという問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、複雑な構造を必要とすることなくエアコンの冷媒を高圧源に利用できる空圧ブースタ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために本発明は、エアコンのコンプレッサで圧縮される冷媒を高圧源としてブースタ本体内を加圧し、ブレーキ操作力を倍力する空圧ブースタ装置とする。そして、前記コンプレッサと前記ブースタ本体の間に、前記コンプレッサで圧縮される冷媒で空気を圧縮し、圧縮した前記空気を前記ブースタ本体の高圧側に供給するシリンダを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、エアコンのコンプレッサと空圧ブースタ装置に備わるブースタ本体の高圧側の間に、エアコンのコンプレッサで圧縮される冷媒で空気を圧縮するシリンダを備えることができ、さらに、シリンダで圧縮した空気をブースタ本体の高圧側に供給できる。したがって、運転者がブレーキペダルを操作するときのブレーキ操作力を、コンプレッサで圧縮される冷媒を高圧源とするシリンダで圧縮した空気で倍力することができる。
【０００９】
また、本発明は、前記シリンダは、前記コンプレッサの高圧側及び低圧側に連通して前記冷媒が流通する閉回路を形成する第１空間と、前記ブースタ本体の高圧側に連通する第２空間と、がピストンによって区分されるとともに、前記ピストンの摺動に応じて伸縮するベローズを前記第１空間の少なくとも一部に備え、前記コンプレッサで圧縮されて前記第１空間に供給される前記冷媒が前記ピストンを押動して前記第２空間内の空気を圧縮し、前記第２空間で圧縮した前記空気を、前記ブースタ本体の高圧側に供給することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、シリンダの内部をピストンで第１空間と第２空間に区分できるとともに、ピストンの摺動に応じて伸縮するベローズを第１空間に備えることができる。そして、エアコンのコンプレッサで圧縮された冷媒をシリンダの第１空間に供給して第１空間を伸長し、ピストンをシリンダの第２空間の側に摺動させることができ、第２空間で空気を圧縮してブースタ本体の高圧側に供給できる。したがって、直接冷媒をブースタ本体に供給する構成と異なり、エアコンに冷媒を戻すための配管が備わる複雑な構造のブースタ本体や、冷媒の漏出を防止する高い気密性を備えるブースタ本体を必要としないで空圧ブースタ装置を構成できる。
【００１１】
また、本発明は、前記コンプレッサの高圧側と前記シリンダの間に、前記コンプレッサで圧縮された前記冷媒を蓄えるアキュムレータを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明によると、コンプレッサで圧縮した冷媒をアキュムレータに蓄えることができる。そして、アキュムレータに蓄えた冷媒をシリンダに供給することで、コンプレッサで圧縮した冷媒を応答性よくシリンダに供給でき空気を圧縮できる。したがって、圧縮した空気を、応答性よくブースタ本体の高圧側に供給できる。すなわち、空圧ブースタ装置において、運転者のブレーキ操作力を応答性よく倍力できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、複雑な構造を必要とすることなくエアコンの冷媒を高圧源に利用できる空圧ブースタ装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、適宜図を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係るエアコンと空圧ブースタ回路を示す図である。図１に示すように、エアコン１には、冷媒Ｒｆが流通するエアコン管路１０が配管されて閉回路の循環系が形成されている。
以下、「上流」は冷媒Ｒｆの流れに対する上流を示し、「下流」は冷媒Ｒｆの流れに対する下流を示す。
また、エアコン管路１０の配管でエアコン１に形成される、冷媒Ｒｆの循環系をエアコン循環系と称する。
【００１５】
エアコン管路１０に接続されるコンプレッサ１１で圧縮された高温高圧の冷媒Ｒｆは、コンデンサ１２において冷却ファン１３で強制冷却されて液化し、リキッドタンク１４に蓄えられる。
リキッドタンク１４からエクスパンションバルブ１５に流入した冷媒Ｒｆは急減圧され、エバポレータ１６で蒸発して気化する。このとき冷媒Ｒｆの気化熱で冷却された外気（冷気）をブロアファン１７で車室内に取り込んで、車室内を冷却する。
エバポレータ１６で気化した冷媒Ｒｆはエアコン管路１０を流通してコンプレッサ１１に戻る。
【００１６】
エクスパンションバルブ１５は感温筒１８を備える絞り弁からなり、感温筒１８で車室内の温度を検知しながら、エバポレータ１６の出口付近で冷媒Ｒｆの蒸発が終わるように弁開度を調節する。
【００１７】
このようにエアコン１には、冷媒Ｒｆが流通するエアコン管路１０が閉回路を構成するように配管され、冷媒Ｒｆのエアコン循環系が形成される。
【００１８】
コンプレッサ１１とコンデンサ１２の間、すなわちコンプレッサ１１の下流には高圧分岐点１１ａが形成され、コンプレッサ１１で圧縮された高温高圧の冷媒Ｒｆを空圧ブースタ回路２に供給するブレーキ管路２０が接続される。
以下、ブレーキ管路２０の配管で空圧ブースタ回路２を形成する冷媒Ｒｆの循環系をブレーキ循環系と称する。
エバポレータ１６とコンプレッサ１１の間、すなわちコンプレッサ１１の上流には低圧分岐点１１ｂが形成され、ブレーキ循環系を流通した冷媒Ｒｆをエアコン循環系に戻すためのブレーキ配管２０が接続される。
なお、高圧分岐点１１ａはコンプレッサ１１の下流側に形成されることから、請求項に記載のコンプレッサ１１の高圧側に相当し、低圧分岐点１１ｂはコンプレッサ１１の上流側に形成されることから、請求項に記載のコンプレッサ１１の低圧側に相当する。
【００１９】
高圧分岐点１１ａからブレーキ循環系に供給された高圧の冷媒Ｒｆは、高圧分岐点１１ａとアキュムレータ２４の間に備わる第１開閉弁２１が開弁しているときにアキュムレータ２４に供給され、アキュムレータ２４に高圧の状態で蓄えられる。
アキュムレータ２４とシリンダ２５の間に備わる第２開閉弁２２が開弁すると、アキュムレータ２４に蓄えられている高圧の冷媒Ｒｆは、ブレーキ管路２０を流通してシリンダ２５に供給される。そして、シリンダ２５と低圧分岐点１１ｂの間に備わる第３開閉弁２３が開弁すると、シリンダ２５から排出される冷媒Ｒｆは、ブレーキ管路２０を流通して低圧分岐点１１ｂでエアコン管路１０に流入する。
なお、シリンダ２５には、逆止弁２６ａを介してフィルタ２６が接続される。
【００２０】
第１開閉弁２１、第２開閉弁２２、及び第３開閉弁２３は、制御装置４によって、その開閉が制御される構成が好適である。この場合、制御装置４は、例えばブレーキペダル３１や図示しないエンジンのスロットル開度に基づいて、第１開閉弁２１、第２開閉弁２２、及び第３開閉弁２３の開閉を設定し、各開閉弁の開閉を制御する機能を有する。そのため、制御装置４は、ブレーキペダル３１の操作量、及び図示しないエンジンのスロットル開度を検知する機能を有する構成が好ましい。ブレーキペダル３１の操作量は、例えば、ブレーキペダル３１のストローク量を検出する図示しないストロークセンサで検出できる。また、図示しないエンジンのスロットル開度は、例えば、図示しないスロットル弁の回転角度を検出する図示しない角度センサで検出できる。
【００２１】
また、第１開閉弁２１は、高圧分岐点１１ａの側からアキュムレータ２４の側に冷媒Ｒｆを流通させる一方向弁、第２開閉弁２２は、アキュムレータ２４の側からシリンダ２５の側に冷媒Ｒｆを流通させる一方向弁、第３開閉弁２３は、シリンダ２５の側から低圧分岐点１１ｂの側に冷媒Ｒｆを流通させる一方向弁であればよいが、それぞれ冷媒Ｒｆが双方向に流通可能な２方向弁であってもよい。
【００２２】
このように空圧ブースタ回路２に配管されてブレーキ循環系を形成するブレーキ管路２０は、高圧分岐点１１ａと低圧分岐点１１ｂとでエアコン循環系を構成するエアコン管路１０と接続する。
このような構成によって、エアコン管路１０で形成されるエアコン循環系とブレーキ管路２０で形成されるブレーキ循環系を含んだ、閉回路からなる冷媒Ｒｆの循環系が形成される。
【００２３】
また、空圧ブースタ回路２には、ブースタ本体３が備わる。ブースタ本体３には、シリンダ２５で圧縮される高圧空気が空気管路３０を介して供給され、ブレーキペダル３１を運転者が操作するときのブレーキ操作力を倍力する。
そして、空気管路３０には、高圧空気の逆流を防止するための逆止弁３０ａが備わる。空気管路３０に備わる逆止弁３０ａによって、シリンダ２５で圧縮された高圧空気の流れが、シリンダ２５からブースタ本体３に向かう一方向に規制される。
なお、空圧ブースタ回路２に備わる、ブースタ本体３、シリンダ２５、アキュムレータ２４、第１開閉弁２１、第２開閉弁２２、第３開閉弁２３、及び制御装置４を含んで請求項に記載の空圧ブースタ装置が構成される。
【００２４】
図２は、シリンダの内部構成を示す図である。
シリンダ２５は、例えば円筒状の筐体２５ａからなり、筐体２５ａの内部には、筐体２５ａに沿って摺動可能なピストン２５ｃが備わって、筐体２５ａの内部を２つの空間に区分している。
【００２５】
ピストン２５ｃで区分される筐体２５ａの１つの空間には、ピストン２５ｃを他の空間の側に付勢する戻しばね２５ｄが備わっている。戻しばね２５ｄが備わる空間を第２空間２５ｆと称する。
第２空間２５ｆには、大気中の空気を供給する空気供給管２６ｂが接続され、空気供給管２６ｂの大気側の端部には、逆止弁２６ａを介してフィルタ２６が備わる。
フィルタ２６は、第２空間２５ｆに供給される空気を浄化する機能を有する。
また、第２空間２５ｆには、圧縮した高圧空気をブースタ本体３に供給するための空気管路３０が接続される。
さらに、ピストン２５ｃと筐体２５ａの間隙をシールするシール部材２５ｉが備わり、第２空間２５ｆの気密性を確保している。
【００２６】
第２空間２５ｆと、ピストン２５ｃで区分される空間には、ピストン２５ｃの摺動方向に伸縮自在なベローズ２５ｂが備わる。ベローズ２５ｂは、ピストン２５ｃと筐体２５ａをピストン２５ｃの摺動方向に接続し、筐体２５ａとピストン２５ｃとベローズ２５ｂとで囲まれた閉空間を形成する。この閉空間を第１空間２５ｅと称する。
【００２７】
ベローズ２５ｂは、ゴムなど気密性の高い柔軟な素材からなることが好ましく、ベローズ２５ｂとピストン２５ｃ、及びベローズ２５ｂと筐体２５ａの接合部分は、高い気密性を維持する気密構造で接合する構成が好適である。
このような構成によって、第１空間２５ｅを気密性の高い空間とすることができる。
なお、ベローズ２５ｂは、筐体２５ａとピストン２５ｃの間の全域に備わる構成に限定されず、例えば、筐体２５ａとピストン２５ｃの間の一部にベローズ２５ｂが備わる構成であってもよい。
また、筐体２５ａの第１空間２５ｅの側には、第１空間２５ｅと筐体２５ａの間の空間、すなわち、ベローズ２５ｂと筐体２５ａの間の空間を大気と連通するための貫通孔２５ｊが開口している。
【００２８】
第１空間２５ｅには、２本のブレーキ配管２０が接続される。一方のブレーキ配管２０は第２開閉弁２２を介してアキュムレータ２４（図１参照）に接続され、第２開閉弁２２が開弁しているときに、アキュムレータ２４に蓄えられる高圧の冷媒Ｒｆが第１空間２５ｅに供給される。
他方のブレーキ配管２０は、第３開閉弁２３を介して低圧分岐点１１ｂ（図１参照）でエアコン管路１０（図１参照）に接続され、第３開閉弁２３が開弁しているときに、第１空間２５ｅ内の冷媒Ｒｆがエアコン管路１０に排出される。
このように、２本のブレーキ配管２０が接続された第１空間２５ｅを含んで、冷媒Ｒｆが流通する、閉回路のブレーキ循環系が形成される。
【００２９】
第２開閉弁２２が開弁して、アキュムレータ２４（図１参照）とシリンダ２５の第１空間２５ｅがブレーキ管路２０を介して連通すると、アキュムレータ２４に蓄えられている高圧の冷媒Ｒｆが第１空間２５ｅに供給されて第１空間２５ｅ内が高圧になる。そして、ピストン２５ｃを第１空間２５ｅの側から押す力が戻しばね２５ｄの付勢力より強くなるとピストン２５ｃを押動し、ピストン２５ｃは、ベローズ２５ｂを伸長しながら第２空間２５ｆの側に摺動する。
このとき、ベローズ２５ｂと筐体２５ａの間の空間には、貫通孔２５ｊから大気中の空気が流入する。
【００３０】
その結果、第２空間２５ｆの容積が減少して第２空間２５ｆ内の空気を圧縮し、第２空間２５ｆ内の空気は高圧空気になる。
なお、フィルタ２６を第２空間２５ｆに接続する空気供給管２６ｂには逆止弁２６ａが備わっていることから、第２空間２５ｆ内の高圧空気がフィルタ２６を通過して大気に排気されることを防止できる。
【００３１】
第３開閉弁２３が開弁して第１空間２５ｅとエアコン管路１０（図１参照）がブレーキ管路２０を介して連通すると、低圧分岐点１１ｂはコンプレッサ１１（図１参照）の上流で冷媒Ｒｆは低圧であることから、第１空間２５ｅ内の冷媒Ｒｆが低圧分岐点１１ｂからエアコン管路１０に吸引されて第１空間２５ｅ内が減圧する。
そして、戻しばね２５ｄの付勢力でピストン２５ｃがベローズ２５ｂを収縮しながら第１空間２５ｅの側に摺動する。その結果、第２空間２５ｆの容積が増大して第２空間２５ｆ内が減圧する。
このとき、ベローズ２５ｂと筐体２５ａの間の空間の空気は、貫通孔２５ｊから大気中に排出される。
このように第２空間２５ｆ内が減圧すると、大気中の空気がフィルタ２６を通過して第２空間２５ｆ内に供給され、第２空間２５ｆ内が大気圧に維持される。
【００３２】
以上のように、シリンダ２５は、アキュムレータ２４（図１参照）に蓄えられる高圧の冷媒Ｒｆを第１空間２５ｅに供給することで、冷媒Ｒｆを高圧源として第２空間２５ｆ内の空気を高圧空気に圧縮し、第１空間２５ｅの冷媒Ｒｆをエアコン管路１０（図１参照）に排気することで第２空間２５ｆ内の空気の圧力を大気圧まで減圧する機能を有する。
【００３３】
なお、図２において、ピストン２５ｃと筐体２５ａをベローズ２５ｂが連結して第１空間２５ｅを形成するシリンダ２５としたが、第１空間２５ｅはこの形状に限定されるものではない。
【００３４】
図３の（ａ）、（ｂ）は第１空間の別の形状を示す図である。
例えば、図３の（ａ）に示すように、一端が閉塞して側面がベローズ状に形成される有底の筒状部材２５ｇの開口側を、筐体２５ａに、気密構造で密着し、側面がピストン２５ｃの摺動方向に伸縮するように取り付ける構成であってもよい。そして、有底の筒状部材２５ｇの内部空間を第１空間２５ｅとする。
この場合、閉塞した側がピストン２５ｃに当接するように有底の筒状部材２５ｇを取り付けることで、図２に示す構成のシリンダ２５と同等の機能を実現できる。
図３の（ａ）に示す有底の筒状部材２５ｇは、例えば閉塞した一端とベローズ状の側面とを一体に成形することで、閉塞した一端の側の気密性を容易に高めることができる。したがって、気密性の高い第１空間２５ｅを容易に形成できる。
【００３５】
または、図３の（ｂ）に示すように、両端が閉塞し側面がベローズ状に形成される密閉状の筒状部材２５ｈを、側面がピストン２５ｃの摺動方向に伸縮するようにピストン２５ｃと筐体２５ａの間に備える構成であってもよい。
そして、密閉状の筒状部材２５ｈにブレーキ管路２０を、気密構造で直接接続する構成とすれば、図２に示す構成のシリンダ２５と同等の機能を実現できる。
図３の（ｂ）に示すような密閉状の筒状部材２５ｈは、気密性を高めることが容易であることから、気密性の高い第１空間２５ｅを容易に形成できる。
【００３６】
図２に戻って、シリンダ２５の第２空間２５ｆで圧縮された高圧空気は、空気管路３０を経由してブースタ本体３に供給される。
ブースタ本体３は、ブレーキペダル３１を運転者が操作するときのブレーキ操作力を高圧空気で倍力する機能を有する。
【００３７】
運転者がブレーキペダル３１を操作した（踏み込んだ）とき、シリンダ２５の第２空間２５ｆから供給される高圧空気が、ブースタ本体３の図示しない高圧側に流入する。そして、ブレーキペダル３１の動作によって図示しないマスタシリンダの側に押し出される出力杆３ａを押し出すように高圧空気がアシストして、ブレーキ操作力を倍力する。
図示しないマスタシリンダは、押し出された出力杆３ａに応じて、空圧ブースタ回路２に備わる図示しないピストンシリンダ等に油圧を供給して制動力を発生させる。
【００３８】
一方、運転者がブレーキペダル３１を解放して、ブレーキペダル３１が戻る動作をすると、高圧空気はブースタ本体３から排出され、出力杆３ａは図示しない戻しばねによって、ブースタ本体３に引き込まれる。
図示しないマスタシリンダは、ブースタ本体３に引き込まれる出力杆３ａに応じて、空圧ブースタ回路２に備わる図示しないピストンシリンダ等への油圧の供給を停止して制動力を解除する。
なお、ブースタ本体３の構成は公知の技術であり、詳細な図示は省略している。
【００３９】
図４、及び図５は、空圧ブースタ回路に備わる開閉弁の状態を示す図であり、図４の（ａ）は通常時、（ｂ）はブレーキ操作の前段階を示す図である。また、図５の（ａ）はブレーキ操作中、（ｂ）はブレーキ解除時を示す図である。
通常時は、運転者がブレーキペダル３１を操作しない状態を示し、前段階は、運転者がブレーキペダル３１を操作する前の段階で、例えば図示しないエンジンのスロットル開度がアイドル開度の状態になったときを示す。
また、ブレーキ操作中は、運転者がブレーキペダル３１を踏み込んでいる状態を示し、ブレーキ解除時は、運転者がブレーキペダル３１を解放した状態を示す。
なお、アイドル開度は、図示しないエンジンがアイドル運転をするときのスロットル開度である。
【００４０】
図２に示す制御装置４は、ブレーキペダル３１の操作量及び図示しないエンジンのスロットル開度に基づいて、通常時、ブレーキ操作の前段階、ブレーキ操作中、及びブレーキ解除時を検知する構成とする。
例えば、図示しないエンジンのスロットル開度がアイドル開度ではなく、ブレーキペダル３１の操作量が「０」のとき、制御装置４は通常時と判定する。
また、図示しないエンジンのスロットル開度がアイドル開度で、ブレーキペダル３１の操作量が「０」のとき、制御装置４はブレーキ操作の前段階と判定する。
【００４１】
さらに、図示しないエンジンのスロットル開度がアイドル開度の場合、ブレーキペダル３１の操作量が、ブレーキペダル３１が踏み込まれる方向に変化するとき、制御装置４はブレーキ操作中と判定し、ブレーキペダル３１の操作量が、ブレーキペダル３１が戻る方向に変化するとき、制御装置４はブレーキ解除時と判定する。
【００４２】
運転者がブレーキペダル３１を操作しない通常時、制御装置４は、図４の（ａ）に示すように、第１開閉弁２１、第２開閉弁２２、及び第３開閉弁２３の全てを閉弁する。このとき、冷媒Ｒｆは、エアコン管路１０の配管で形成されるエアコン循環系を循環し、アキュムレータ２４は加圧前の状態にある。
【００４３】
運転者が図示しないアクセルペダルを解放して図示しないエンジンのスロットル開度をアイドル開度にした状態、すなわち、ブレーキ操作の前段階になると、制御装置４は、図４の（ｂ）に示すように第１開閉弁２１を開弁する。
第１開閉弁２１の開弁によって、アキュムレータ２４とエアコン管路１０が、高圧分岐点１１ａ、ブレーキ管路２０を介して連通する。高圧分岐点１１ａにおける冷媒Ｒｆはコンプレッサ１１で圧縮された高圧の状態であり、高圧の冷媒Ｒｆの一部がアキュムレータ２４に流入する。このとき第２開閉弁２２は閉弁状態であることから、アキュムレータ２４に高圧の冷媒Ｒｆが蓄えられ、アキュムレータ２４は加圧中になる。
【００４４】
運転者がブレーキペダル３１を踏み込んでブレーキ操作中の状態になると、制御装置４は、図５の（ａ）に示すように第１開閉弁２１を閉弁するとともに第２開閉弁２２を開弁する。
第２開閉弁２２の開弁によって、アキュムレータ２４とシリンダ２５の第１空間２５ｅがブレーキ管路２０を介して連通し、アキュムレータ２４に蓄えられた高圧の冷媒Ｒｆがシリンダ２５の第１空間２５ｅに流入する。
高圧の冷媒Ｒｆの流入によって第１空間２５ｅが高圧になりピストン２５ｃを第２空間２５ｆの側に押動する。
【００４５】
シリンダ２５の第２空間２５ｆは容積が減少して内部の空気を圧縮し、圧縮された高圧空気が空気管路３０を経由してブースタ本体３に供給される。
そして、ブースタ本体３は、運転者がブレーキペダル３１を操作するときのブレーキ操作力を、供給された高圧空気で倍力する。
【００４６】
運転者がブレーキペダル３１を解放すると、制御装置４は、図５の（ｂ）に示すように第２開閉弁２２を閉弁するとともに、第３開閉弁２３を開弁する。
第３開閉弁２３の開弁によって、シリンダ２５の第１空間２５ｅとエアコン管路１０とがブレーキ管路２０、低圧分岐点１１ｂを介して連通する。
低圧分岐点１１ｂにおける冷媒Ｒｆは、エクスパンションバルブ１５（図１参照）で減圧されてエバポレータ１６（図１参照）で気化した低圧の状態であり、第１空間２５ｅ内の高圧の冷媒Ｒｆは、低圧分岐点１１ｂからエアコン管路１０に吸引される。
【００４７】
冷媒Ｒｆがエアコン管路１０に吸引されると第１空間２５ｅ内は減圧し、シリンダ２５のピストン２５ｃは、戻しばね２５ｄの付勢力によって第１空間２５ｅの側に摺動する。
そして、第２空間２５ｆの容積が増大して第２空間２５ｆ内が減圧し、フィルタ２６（図２参照）、逆止弁２６ａ（図２参照）、空気供給管２６ｂ（図２参照）を経由した空気が第２空間２５ｆ内に流入する。その結果、第２空間２５ｆ内は大気圧に維持される。
【００４８】
さらに、所定の時間が経過したら、制御装置４は第３開閉弁２３を閉弁し、図４の（ａ）に示す、通常時の状態に戻す。
このときの所定の時間は、シリンダ２５の性能等に基づいて適宜設定すればよい。
【００４９】
このように、本実施形態に係る、図１に示すブースタ本体３は、運転者がブレーキペダル３１を操作するときのブレーキ操作力を、シリンダ２５から供給される高圧空気で倍力することができる。
さらに、シリンダ２５から供給される高圧空気は、大気中から取り込んだ空気をシリンダ２５の第２空間２５ｆ（図２参照）で圧縮したものであり、ブースタ本体３から大気中に排気しても環境に負担を与えるおそれがない。したがって、例えば高圧空気を排気する排気口を備えるような簡単な構造でブースタ本体３を構成できる。
【００５０】
また、例えば高圧の冷媒をブースタ本体に供給する構成の場合、ブースタ本体から高圧の冷媒の冷媒が漏出することを確実に防止することが要求され、高い気密性を有する専用のブースタ本体が必要になる。
このような専用のブースタ本体は、コストが上昇する要因になる。
これに対し、本実施形態に係るブースタ本体は、高い気密性を必要としないことから、例えば汎用のブースタ本体を利用することもできる。換言すると、気密性の高い専用のブースタ本体を必要とすることなく高圧の冷媒を利用することができ、空圧ブースタ装置のコストを低減できる。
【００５１】
また、空圧ブースタ装置の場合、ブースタ本体に供給する高圧空気を発生させるための高圧源（コンプレッサ等）が必要になることから、空圧ブースタ装置の構成が複雑になる、コストが上昇する、等の問題がある。
本実施形態に係る空圧ブースタ装置は、エアコンで発生する高圧の冷媒を利用してブースタ本体に供給する高圧空気を発生する構成であり、専用の高圧源を必要としない。
したがって、構造を複雑にすることなく、且つ低コストで、空圧ブースタ装置を構成できる。
また、前記したように、汎用のブースタ本体を利用することも可能で、コストの上昇をさらに抑制できる。
【００５２】
なお、前記したように、図１に示す空圧ブースタ回路２の第１開閉弁２１、第２開閉弁２２、及び第３開閉弁２３は一方向弁に限定されず、それぞれ双方向に冷媒Ｒｆが流通可能な２方向弁であってもよい。
【００５３】
特に、第１開閉弁２１を２方向弁にする構成によって、エアコン１の能力を向上できる。
例えば、アイドルストップ機能を有するエンジンを備える車両の場合、車両が停車してエンジンがアイドルストップするとエアコンのコンプレッサが停止する。したがって、高圧の冷媒の循環が停止してエアコンの能力が低下する。換言すると、車両の停車によってエアコンの能力が低下する。
【００５４】
そこで、制御装置４（図１参照）が図示しないエンジンのアイドルストップを検知可能な構成とし、さらに、制御装置４が図示しないエンジンのアイドルストップを検知した場合、第１開閉弁２１（図１参照）を開弁する構成とする。
【００５５】
図６は、２方向弁の第１開閉弁を備える空圧ブースタ回路を示す図であり、（ａ）は、ブレーキ操作中を示す図、（ｂ）は、アキュムレータからエアコン管路に冷媒を供給する状態を示す図である。
図６の（ａ）に示すように、高圧分岐点１１ａとアキュムレータ２４の間に、２方向弁の第１開閉弁２１ａを備える構成とする。
【００５６】
運転者が車両を停止するときは図示しないアクセルペダルを解放してブレーキペダル３１を踏み込むことから、制御装置４はブレーキ操作中と判定し、図６の（ａ）に示すように、第１開閉弁２１ａと第３開閉弁２３を閉弁するとともに第２開閉弁２２を開弁する。そして、アキュムレータ２４に蓄えられている高圧の冷媒Ｒｆをシリンダ２５の第１空間２５ｅに供給する。
【００５７】
この状態で車両が停車し、図示しないエンジンのアイドルストップを制御装置４が検知した場合、制御装置４は、図６の（ｂ）に示すように第１開閉弁２１ａを開弁する。
図示しないエンジンのアイドルストップによってコンプレッサ１１は停止し、高圧分岐点１１ａにおける冷媒Ｒｆの圧力は低くなることから、第１開閉弁２１ａが２方向弁の場合、アキュムレータ２４に蓄えられている高圧の冷媒Ｒｆは、ブレーキ管路２０を流通し、高圧分岐点１１ａからエアコン管路１０に流入する。このように、高圧の冷媒Ｒｆをエアコン管路１０の配管で形成されるエアコン循環系で循環させることができる。
この構成によって、図示しないエンジンのアイドルストップによってコンプレッサ１１が停止した場合であっても、エアコン循環系に高圧の冷媒Ｒｆを循環させることができ、エアコン１の能力の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施形態に係るエアコンと空圧ブースタ回路を示す図である。
【図２】シリンダの内部構成を示す図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は第１空間の別の形状を示す図である。
【図４】空圧ブースタ回路に備わる開閉弁の状態を示す図であり、（ａ）は通常時、（ｂ）はブレーキ操作の前段階を示す図である。
【図５】空圧ブースタ回路に備わる開閉弁の状態を示す図であり、（ａ）はブレーキ操作中、（ｂ）はブレーキ解除時を示す図である。
【図６】２方向弁の第１開閉弁を備える空圧ブースタ回路を示す図であり、（ａ）は、ブレーキ操作中を示す図、（ｂ）は、アキュムレータからエアコン管路に冷媒を供給する状態を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ エアコン
２ 空圧ブースタ回路
３ ブースタ本体（空圧ブースタ装置）
４ 制御装置（空圧ブースタ装置）
１１ コンプレッサ
１１ａ 高圧分岐点（コンプレッサの高圧側）
１１ｂ 低圧分岐点（コンプレッサの低圧側）
２１，２１ａ 第１開閉弁（空圧ブースタ装置）
２２ 第２開閉弁（空圧ブースタ装置）
２３ 第３回閉弁（空圧ブースタ装置）
２４ アキュムレータ（空圧ブースタ装置）
２５ シリンダ（空圧ブースタ装置）
２５ｂ ベローズ
２５ｃ ピストン
２５ｅ 第１空間
２５ｆ 第２空間
Ｒｆ 冷媒
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のブレーキ装置に備わるブースタ装置に関し、より詳細には、高圧空気でブレーキ操作力を倍力するブースタ本体を備える空圧ブースタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に備わるブレーキ装置には、運転者のブレーキ操作力を倍力するブースタ装置が備わっている。そして、ブースタ装置には、圧縮された高圧空気で運転者のブレーキ操作力を倍力するブースタ本体が備わる空圧ブースタ装置がある。
【０００３】
このような空圧ブースタ装置に関し、例えば特許文献１には、コンプレッサで圧縮されて高圧になったエアコン用の冷媒で運転者のブレーキ操作力を倍力するブースタ本体を備える空圧ブースタ装置の技術が開示されている。
【特許文献１】特表２００７−５１６９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示される空圧ブースタ装置は、コンプレッサで圧縮された高圧のエアコン用冷媒をブースタ本体に直接供給する構成であることから、エアコンにおける冷媒の循環系にブースタ本体を経由する冷媒の循環系を接続した循環系が閉回路で構成されることが必要になる。したがって、高圧の冷媒をブースタ本体からエアコンの循環系に戻すための管路が必要になり、ブースタ本体の構造が複雑になるという問題がある。
【０００５】
また、ブースタ本体を経由する循環系から冷媒が漏出すると、エアコンの能力が低下するばかりでなく周囲環境にも負担を与えることから、ブースタ本体を含んだ循環系に、エアコンの循環系と同じ程度に高い気密性が要求されることになり、気密性の高いブースタ本体が必要になる。したがって汎用のブースタ本体を使用することができず、空圧ブースタ装置のコストアップにつながるという問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、複雑な構造を必要とすることなくエアコンの冷媒を高圧源に利用できる空圧ブースタ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために本発明は、エアコンのコンプレッサで圧縮される冷媒を高圧源としてブースタ本体内を加圧し、ブレーキ操作力を倍力する空圧ブースタ装置とする。そして、前記コンプレッサと前記ブースタ本体の間に、前記コンプレッサで圧縮される冷媒で空気を圧縮し、圧縮した前記空気を前記ブースタ本体の高圧側に供給するシリンダを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、エアコンのコンプレッサと空圧ブースタ装置に備わるブースタ本体の高圧側の間に、エアコンのコンプレッサで圧縮される冷媒で空気を圧縮するシリンダを備えることができ、さらに、シリンダで圧縮した空気をブースタ本体の高圧側に供給できる。したがって、運転者がブレーキペダルを操作するときのブレーキ操作力を、コンプレッサで圧縮される冷媒を高圧源とするシリンダで圧縮した空気で倍力することができる。
【０００９】
また、本発明は、前記シリンダは、前記コンプレッサの高圧側及び低圧側に連通して前記冷媒が流通する閉回路を形成する第１空間と、前記ブースタ本体の高圧側に連通する第２空間と、がピストンによって区分されるとともに、前記ピストンの摺動に応じて伸縮するベローズを前記第１空間の少なくとも一部に備え、前記コンプレッサで圧縮されて前記第１空間に供給される前記冷媒が前記ピストンを押動して前記第２空間内の空気を圧縮し、前記第２空間で圧縮した前記空気を、前記ブースタ本体の高圧側に供給することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、シリンダの内部をピストンで第１空間と第２空間に区分できるとともに、ピストンの摺動に応じて伸縮するベローズを第１空間に備えることができる。そして、エアコンのコンプレッサで圧縮された冷媒をシリンダの第１空間に供給して第１空間を伸長し、ピストンをシリンダの第２空間の側に摺動させることができ、第２空間で空気を圧縮してブースタ本体の高圧側に供給できる。したがって、直接冷媒をブースタ本体に供給する構成と異なり、エアコンに冷媒を戻すための配管が備わる複雑な構造のブースタ本体や、冷媒の漏出を防止する高い気密性を備えるブースタ本体を必要としないで空圧ブースタ装置を構成できる。
【００１１】
また、本発明は、前記コンプレッサの高圧側と前記シリンダの間に、前記コンプレッサで圧縮された前記冷媒を蓄えるアキュムレータを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明によると、コンプレッサで圧縮した冷媒をアキュムレータに蓄えることができる。そして、アキュムレータに蓄えた冷媒をシリンダに供給することで、コンプレッサで圧縮した冷媒を応答性よくシリンダに供給でき空気を圧縮できる。したがって、圧縮した空気を、応答性よくブースタ本体の高圧側に供給できる。すなわち、空圧ブースタ装置において、運転者のブレーキ操作力を応答性よく倍力できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、複雑な構造を必要とすることなくエアコンの冷媒を高圧源に利用できる空圧ブースタ装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、適宜図を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係るエアコンと空圧ブースタ回路を示す図である。図１に示すように、エアコン１には、冷媒Ｒｆが流通するエアコン管路１０が配管されて閉回路の循環系が形成されている。
以下、「上流」は冷媒Ｒｆの流れに対する上流を示し、「下流」は冷媒Ｒｆの流れに対する下流を示す。
また、エアコン管路１０の配管でエアコン１に形成される、冷媒Ｒｆの循環系をエアコン循環系と称する。
【００１５】
エアコン管路１０に接続されるコンプレッサ１１で圧縮された高温高圧の冷媒Ｒｆは、コンデンサ１２において冷却ファン１３で強制冷却されて液化し、リキッドタンク１４に蓄えられる。
リキッドタンク１４からエクスパンションバルブ１５に流入した冷媒Ｒｆは急減圧され、エバポレータ１６で蒸発して気化する。このとき冷媒Ｒｆの気化熱で冷却された外気（冷気）をブロアファン１７で車室内に取り込んで、車室内を冷却する。
エバポレータ１６で気化した冷媒Ｒｆはエアコン管路１０を流通してコンプレッサ１１に戻る。
【００１６】
エクスパンションバルブ１５は感温筒１８を備える絞り弁からなり、感温筒１８で車室内の温度を検知しながら、エバポレータ１６の出口付近で冷媒Ｒｆの蒸発が終わるように弁開度を調節する。
【００１７】
このようにエアコン１には、冷媒Ｒｆが流通するエアコン管路１０が閉回路を構成するように配管され、冷媒Ｒｆのエアコン循環系が形成される。
【００１８】
コンプレッサ１１とコンデンサ１２の間、すなわちコンプレッサ１１の下流には高圧分岐点１１ａが形成され、コンプレッサ１１で圧縮された高温高圧の冷媒Ｒｆを空圧ブースタ回路２に供給するブレーキ管路２０が接続される。
以下、ブレーキ管路２０の配管で空圧ブースタ回路２を形成する冷媒Ｒｆの循環系をブレーキ循環系と称する。
エバポレータ１６とコンプレッサ１１の間、すなわちコンプレッサ１１の上流には低圧分岐点１１ｂが形成され、ブレーキ循環系を流通した冷媒Ｒｆをエアコン循環系に戻すためのブレーキ配管２０が接続される。
なお、高圧分岐点１１ａはコンプレッサ１１の下流側に形成されることから、請求項に記載のコンプレッサ１１の高圧側に相当し、低圧分岐点１１ｂはコンプレッサ１１の上流側に形成されることから、請求項に記載のコンプレッサ１１の低圧側に相当する。
【００１９】
高圧分岐点１１ａからブレーキ循環系に供給された高圧の冷媒Ｒｆは、高圧分岐点１１ａとアキュムレータ２４の間に備わる第１開閉弁２１が開弁しているときにアキュムレータ２４に供給され、アキュムレータ２４に高圧の状態で蓄えられる。
アキュムレータ２４とシリンダ２５の間に備わる第２開閉弁２２が開弁すると、アキュムレータ２４に蓄えられている高圧の冷媒Ｒｆは、ブレーキ管路２０を流通してシリンダ２５に供給される。そして、シリンダ２５と低圧分岐点１１ｂの間に備わる第３開閉弁２３が開弁すると、シリンダ２５から排出される冷媒Ｒｆは、ブレーキ管路２０を流通して低圧分岐点１１ｂでエアコン管路１０に流入する。
なお、シリンダ２５には、逆止弁２６ａを介してフィルタ２６が接続される。
【００２０】
第１開閉弁２１、第２開閉弁２２、及び第３開閉弁２３は、制御装置４によって、その開閉が制御される構成が好適である。この場合、制御装置４は、例えばブレーキペダル３１や図示しないエンジンのスロットル開度に基づいて、第１開閉弁２１、第２開閉弁２２、及び第３開閉弁２３の開閉を設定し、各開閉弁の開閉を制御する機能を有する。そのため、制御装置４は、ブレーキペダル３１の操作量、及び図示しないエンジンのスロットル開度を検知する機能を有する構成が好ましい。ブレーキペダル３１の操作量は、例えば、ブレーキペダル３１のストローク量を検出する図示しないストロークセンサで検出できる。また、図示しないエンジンのスロットル開度は、例えば、図示しないスロットル弁の回転角度を検出する図示しない角度センサで検出できる。
【００２１】
また、第１開閉弁２１は、高圧分岐点１１ａの側からアキュムレータ２４の側に冷媒Ｒｆを流通させる一方向弁、第２開閉弁２２は、アキュムレータ２４の側からシリンダ２５の側に冷媒Ｒｆを流通させる一方向弁、第３開閉弁２３は、シリンダ２５の側から低圧分岐点１１ｂの側に冷媒Ｒｆを流通させる一方向弁であればよいが、それぞれ冷媒Ｒｆが双方向に流通可能な２方向弁であってもよい。
【００２２】
このように空圧ブースタ回路２に配管されてブレーキ循環系を形成するブレーキ管路２０は、高圧分岐点１１ａと低圧分岐点１１ｂとでエアコン循環系を構成するエアコン管路１０と接続する。
このような構成によって、エアコン管路１０で形成されるエアコン循環系とブレーキ管路２０で形成されるブレーキ循環系を含んだ、閉回路からなる冷媒Ｒｆの循環系が形成される。
【００２３】
また、空圧ブースタ回路２には、ブースタ本体３が備わる。ブースタ本体３には、シリンダ２５で圧縮される高圧空気が空気管路３０を介して供給され、ブレーキペダル３１を運転者が操作するときのブレーキ操作力を倍力する。
そして、空気管路３０には、高圧空気の逆流を防止するための逆止弁３０ａが備わる。空気管路３０に備わる逆止弁３０ａによって、シリンダ２５で圧縮された高圧空気の流れが、シリンダ２５からブースタ本体３に向かう一方向に規制される。
なお、空圧ブースタ回路２に備わる、ブースタ本体３、シリンダ２５、アキュムレータ２４、第１開閉弁２１、第２開閉弁２２、第３開閉弁２３、及び制御装置４を含んで請求項に記載の空圧ブースタ装置が構成される。
【００２４】
図２は、シリンダの内部構成を示す図である。
シリンダ２５は、例えば円筒状の筐体２５ａからなり、筐体２５ａの内部には、筐体２５ａに沿って摺動可能なピストン２５ｃが備わって、筐体２５ａの内部を２つの空間に区分している。
【００２５】
ピストン２５ｃで区分される筐体２５ａの１つの空間には、ピストン２５ｃを他の空間の側に付勢する戻しばね２５ｄが備わっている。戻しばね２５ｄが備わる空間を第２空間２５ｆと称する。
第２空間２５ｆには、大気中の空気を供給する空気供給管２６ｂが接続され、空気供給管２６ｂの大気側の端部には、逆止弁２６ａを介してフィルタ２６が備わる。
フィルタ２６は、第２空間２５ｆに供給される空気を浄化する機能を有する。
また、第２空間２５ｆには、圧縮した高圧空気をブースタ本体３に供給するための空気管路３０が接続される。
さらに、ピストン２５ｃと筐体２５ａの間隙をシールするシール部材２５ｉが備わり、第２空間２５ｆの気密性を確保している。
【００２６】
第２空間２５ｆと、ピストン２５ｃで区分される空間には、ピストン２５ｃの摺動方向に伸縮自在なベローズ２５ｂが備わる。ベローズ２５ｂは、ピストン２５ｃと筐体２５ａをピストン２５ｃの摺動方向に接続し、筐体２５ａとピストン２５ｃとベローズ２５ｂとで囲まれた閉空間を形成する。この閉空間を第１空間２５ｅと称する。
【００２７】
ベローズ２５ｂは、ゴムなど気密性の高い柔軟な素材からなることが好ましく、ベローズ２５ｂとピストン２５ｃ、及びベローズ２５ｂと筐体２５ａの接合部分は、高い気密性を維持する気密構造で接合する構成が好適である。
このような構成によって、第１空間２５ｅを気密性の高い空間とすることができる。
なお、ベローズ２５ｂは、筐体２５ａとピストン２５ｃの間の全域に備わる構成に限定されず、例えば、筐体２５ａとピストン２５ｃの間の一部にベローズ２５ｂが備わる構成であってもよい。
また、筐体２５ａの第１空間２５ｅの側には、第１空間２５ｅと筐体２５ａの間の空間、すなわち、ベローズ２５ｂと筐体２５ａの間の空間を大気と連通するための貫通孔２５ｊが開口している。
【００２８】
第１空間２５ｅには、２本のブレーキ配管２０が接続される。一方のブレーキ配管２０は第２開閉弁２２を介してアキュムレータ２４（図１参照）に接続され、第２開閉弁２２が開弁しているときに、アキュムレータ２４に蓄えられる高圧の冷媒Ｒｆが第１空間２５ｅに供給される。
他方のブレーキ配管２０は、第３開閉弁２３を介して低圧分岐点１１ｂ（図１参照）でエアコン管路１０（図１参照）に接続され、第３開閉弁２３が開弁しているときに、第１空間２５ｅ内の冷媒Ｒｆがエアコン管路１０に排出される。
このように、２本のブレーキ配管２０が接続された第１空間２５ｅを含んで、冷媒Ｒｆが流通する、閉回路のブレーキ循環系が形成される。
【００２９】
第２開閉弁２２が開弁して、アキュムレータ２４（図１参照）とシリンダ２５の第１空間２５ｅがブレーキ管路２０を介して連通すると、アキュムレータ２４に蓄えられている高圧の冷媒Ｒｆが第１空間２５ｅに供給されて第１空間２５ｅ内が高圧になる。そして、ピストン２５ｃを第１空間２５ｅの側から押す力が戻しばね２５ｄの付勢力より強くなるとピストン２５ｃを押動し、ピストン２５ｃは、ベローズ２５ｂを伸長しながら第２空間２５ｆの側に摺動する。
このとき、ベローズ２５ｂと筐体２５ａの間の空間には、貫通孔２５ｊから大気中の空気が流入する。
【００３０】
その結果、第２空間２５ｆの容積が減少して第２空間２５ｆ内の空気を圧縮し、第２空間２５ｆ内の空気は高圧空気になる。
なお、フィルタ２６を第２空間２５ｆに接続する空気供給管２６ｂには逆止弁２６ａが備わっていることから、第２空間２５ｆ内の高圧空気がフィルタ２６を通過して大気に排気されることを防止できる。
【００３１】
第３開閉弁２３が開弁して第１空間２５ｅとエアコン管路１０（図１参照）がブレーキ管路２０を介して連通すると、低圧分岐点１１ｂはコンプレッサ１１（図１参照）の上流で冷媒Ｒｆは低圧であることから、第１空間２５ｅ内の冷媒Ｒｆが低圧分岐点１１ｂからエアコン管路１０に吸引されて第１空間２５ｅ内が減圧する。
そして、戻しばね２５ｄの付勢力でピストン２５ｃがベローズ２５ｂを収縮しながら第１空間２５ｅの側に摺動する。その結果、第２空間２５ｆの容積が増大して第２空間２５ｆ内が減圧する。
このとき、ベローズ２５ｂと筐体２５ａの間の空間の空気は、貫通孔２５ｊから大気中に排出される。
このように第２空間２５ｆ内が減圧すると、大気中の空気がフィルタ２６を通過して第２空間２５ｆ内に供給され、第２空間２５ｆ内が大気圧に維持される。
【００３２】
以上のように、シリンダ２５は、アキュムレータ２４（図１参照）に蓄えられる高圧の冷媒Ｒｆを第１空間２５ｅに供給することで、冷媒Ｒｆを高圧源として第２空間２５ｆ内の空気を高圧空気に圧縮し、第１空間２５ｅの冷媒Ｒｆをエアコン管路１０（図１参照）に排気することで第２空間２５ｆ内の空気の圧力を大気圧まで減圧する機能を有する。
【００３３】
なお、図２において、ピストン２５ｃと筐体２５ａをベローズ２５ｂが連結して第１空間２５ｅを形成するシリンダ２５としたが、第１空間２５ｅはこの形状に限定されるものではない。
【００３４】
図３の（ａ）、（ｂ）は第１空間の別の形状を示す図である。
例えば、図３の（ａ）に示すように、一端が閉塞して側面がベローズ状に形成される有底の筒状部材２５ｇの開口側を、筐体２５ａに、気密構造で密着し、側面がピストン２５ｃの摺動方向に伸縮するように取り付ける構成であってもよい。そして、有底の筒状部材２５ｇの内部空間を第１空間２５ｅとする。
この場合、閉塞した側がピストン２５ｃに当接するように有底の筒状部材２５ｇを取り付けることで、図２に示す構成のシリンダ２５と同等の機能を実現できる。
図３の（ａ）に示す有底の筒状部材２５ｇは、例えば閉塞した一端とベローズ状の側面とを一体に成形することで、閉塞した一端の側の気密性を容易に高めることができる。したがって、気密性の高い第１空間２５ｅを容易に形成できる。
【００３５】
または、図３の（ｂ）に示すように、両端が閉塞し側面がベローズ状に形成される密閉状の筒状部材２５ｈを、側面がピストン２５ｃの摺動方向に伸縮するようにピストン２５ｃと筐体２５ａの間に備える構成であってもよい。
そして、密閉状の筒状部材２５ｈにブレーキ管路２０を、気密構造で直接接続する構成とすれば、図２に示す構成のシリンダ２５と同等の機能を実現できる。
図３の（ｂ）に示すような密閉状の筒状部材２５ｈは、気密性を高めることが容易であることから、気密性の高い第１空間２５ｅを容易に形成できる。
【００３６】
図２に戻って、シリンダ２５の第２空間２５ｆで圧縮された高圧空気は、空気管路３０を経由してブースタ本体３に供給される。
ブースタ本体３は、ブレーキペダル３１を運転者が操作するときのブレーキ操作力を高圧空気で倍力する機能を有する。
【００３７】
運転者がブレーキペダル３１を操作した（踏み込んだ）とき、シリンダ２５の第２空間２５ｆから供給される高圧空気が、ブースタ本体３の図示しない高圧側に流入する。そして、ブレーキペダル３１の動作によって図示しないマスタシリンダの側に押し出される出力杆３ａを押し出すように高圧空気がアシストして、ブレーキ操作力を倍力する。
図示しないマスタシリンダは、押し出された出力杆３ａに応じて、空圧ブースタ回路２に備わる図示しないピストンシリンダ等に油圧を供給して制動力を発生させる。
【００３８】
一方、運転者がブレーキペダル３１を解放して、ブレーキペダル３１が戻る動作をすると、高圧空気はブースタ本体３から排出され、出力杆３ａは図示しない戻しばねによって、ブースタ本体３に引き込まれる。
図示しないマスタシリンダは、ブースタ本体３に引き込まれる出力杆３ａに応じて、空圧ブースタ回路２に備わる図示しないピストンシリンダ等への油圧の供給を停止して制動力を解除する。
なお、ブースタ本体３の構成は公知の技術であり、詳細な図示は省略している。
【００３９】
図４、及び図５は、空圧ブースタ回路に備わる開閉弁の状態を示す図であり、図４の（ａ）は通常時、（ｂ）はブレーキ操作の前段階を示す図である。また、図５の（ａ）はブレーキ操作中、（ｂ）はブレーキ解除時を示す図である。
通常時は、運転者がブレーキペダル３１を操作しない状態を示し、前段階は、運転者がブレーキペダル３１を操作する前の段階で、例えば図示しないエンジンのスロットル開度がアイドル開度の状態になったときを示す。
また、ブレーキ操作中は、運転者がブレーキペダル３１を踏み込んでいる状態を示し、ブレーキ解除時は、運転者がブレーキペダル３１を解放した状態を示す。
なお、アイドル開度は、図示しないエンジンがアイドル運転をするときのスロットル開度である。
【００４０】
図２に示す制御装置４は、ブレーキペダル３１の操作量及び図示しないエンジンのスロットル開度に基づいて、通常時、ブレーキ操作の前段階、ブレーキ操作中、及びブレーキ解除時を検知する構成とする。
例えば、図示しないエンジンのスロットル開度がアイドル開度ではなく、ブレーキペダル３１の操作量が「０」のとき、制御装置４は通常時と判定する。
また、図示しないエンジンのスロットル開度がアイドル開度で、ブレーキペダル３１の操作量が「０」のとき、制御装置４はブレーキ操作の前段階と判定する。
【００４１】
さらに、図示しないエンジンのスロットル開度がアイドル開度の場合、ブレーキペダル３１の操作量が、ブレーキペダル３１が踏み込まれる方向に変化するとき、制御装置４はブレーキ操作中と判定し、ブレーキペダル３１の操作量が、ブレーキペダル３１が戻る方向に変化するとき、制御装置４はブレーキ解除時と判定する。
【００４２】
運転者がブレーキペダル３１を操作しない通常時、制御装置４は、図４の（ａ）に示すように、第１開閉弁２１、第２開閉弁２２、及び第３開閉弁２３の全てを閉弁する。このとき、冷媒Ｒｆは、エアコン管路１０の配管で形成されるエアコン循環系を循環し、アキュムレータ２４は加圧前の状態にある。
【００４３】
運転者が図示しないアクセルペダルを解放して図示しないエンジンのスロットル開度をアイドル開度にした状態、すなわち、ブレーキ操作の前段階になると、制御装置４は、図４の（ｂ）に示すように第１開閉弁２１を開弁する。
第１開閉弁２１の開弁によって、アキュムレータ２４とエアコン管路１０が、高圧分岐点１１ａ、ブレーキ管路２０を介して連通する。高圧分岐点１１ａにおける冷媒Ｒｆはコンプレッサ１１で圧縮された高圧の状態であり、高圧の冷媒Ｒｆの一部がアキュムレータ２４に流入する。このとき第２開閉弁２２は閉弁状態であることから、アキュムレータ２４に高圧の冷媒Ｒｆが蓄えられ、アキュムレータ２４は加圧中になる。
【００４４】
運転者がブレーキペダル３１を踏み込んでブレーキ操作中の状態になると、制御装置４は、図５の（ａ）に示すように第１開閉弁２１を閉弁するとともに第２開閉弁２２を開弁する。
第２開閉弁２２の開弁によって、アキュムレータ２４とシリンダ２５の第１空間２５ｅがブレーキ管路２０を介して連通し、アキュムレータ２４に蓄えられた高圧の冷媒Ｒｆがシリンダ２５の第１空間２５ｅに流入する。
高圧の冷媒Ｒｆの流入によって第１空間２５ｅが高圧になりピストン２５ｃを第２空間２５ｆの側に押動する。
【００４５】
シリンダ２５の第２空間２５ｆは容積が減少して内部の空気を圧縮し、圧縮された高圧空気が空気管路３０を経由してブースタ本体３に供給される。
そして、ブースタ本体３は、運転者がブレーキペダル３１を操作するときのブレーキ操作力を、供給された高圧空気で倍力する。
【００４６】
運転者がブレーキペダル３１を解放すると、制御装置４は、図５の（ｂ）に示すように第２開閉弁２２を閉弁するとともに、第３開閉弁２３を開弁する。
第３開閉弁２３の開弁によって、シリンダ２５の第１空間２５ｅとエアコン管路１０とがブレーキ管路２０、低圧分岐点１１ｂを介して連通する。
低圧分岐点１１ｂにおける冷媒Ｒｆは、エクスパンションバルブ１５（図１参照）で減圧されてエバポレータ１６（図１参照）で気化した低圧の状態であり、第１空間２５ｅ内の高圧の冷媒Ｒｆは、低圧分岐点１１ｂからエアコン管路１０に吸引される。
【００４７】
冷媒Ｒｆがエアコン管路１０に吸引されると第１空間２５ｅ内は減圧し、シリンダ２５のピストン２５ｃは、戻しばね２５ｄの付勢力によって第１空間２５ｅの側に摺動する。
そして、第２空間２５ｆの容積が増大して第２空間２５ｆ内が減圧し、フィルタ２６（図２参照）、逆止弁２６ａ（図２参照）、空気供給管２６ｂ（図２参照）を経由した空気が第２空間２５ｆ内に流入する。その結果、第２空間２５ｆ内は大気圧に維持される。
【００４８】
さらに、所定の時間が経過したら、制御装置４は第３開閉弁２３を閉弁し、図４の（ａ）に示す、通常時の状態に戻す。
このときの所定の時間は、シリンダ２５の性能等に基づいて適宜設定すればよい。
【００４９】
このように、本実施形態に係る、図１に示すブースタ本体３は、運転者がブレーキペダル３１を操作するときのブレーキ操作力を、シリンダ２５から供給される高圧空気で倍力することができる。
さらに、シリンダ２５から供給される高圧空気は、大気中から取り込んだ空気をシリンダ２５の第２空間２５ｆ（図２参照）で圧縮したものであり、ブースタ本体３から大気中に排気しても環境に負担を与えるおそれがない。したがって、例えば高圧空気を排気する排気口を備えるような簡単な構造でブースタ本体３を構成できる。
【００５０】
また、例えば高圧の冷媒をブースタ本体に供給する構成の場合、ブースタ本体から高圧の冷媒の冷媒が漏出することを確実に防止することが要求され、高い気密性を有する専用のブースタ本体が必要になる。
このような専用のブースタ本体は、コストが上昇する要因になる。
これに対し、本実施形態に係るブースタ本体は、高い気密性を必要としないことから、例えば汎用のブースタ本体を利用することもできる。換言すると、気密性の高い専用のブースタ本体を必要とすることなく高圧の冷媒を利用することができ、空圧ブースタ装置のコストを低減できる。
【００５１】
また、空圧ブースタ装置の場合、ブースタ本体に供給する高圧空気を発生させるための高圧源（コンプレッサ等）が必要になることから、空圧ブースタ装置の構成が複雑になる、コストが上昇する、等の問題がある。
本実施形態に係る空圧ブースタ装置は、エアコンで発生する高圧の冷媒を利用してブースタ本体に供給する高圧空気を発生する構成であり、専用の高圧源を必要としない。
したがって、構造を複雑にすることなく、且つ低コストで、空圧ブースタ装置を構成できる。
また、前記したように、汎用のブースタ本体を利用することも可能で、コストの上昇をさらに抑制できる。
【００５２】
なお、前記したように、図１に示す空圧ブースタ回路２の第１開閉弁２１、第２開閉弁２２、及び第３開閉弁２３は一方向弁に限定されず、それぞれ双方向に冷媒Ｒｆが流通可能な２方向弁であってもよい。
【００５３】
特に、第１開閉弁２１を２方向弁にする構成によって、エアコン１の能力を向上できる。
例えば、アイドルストップ機能を有するエンジンを備える車両の場合、車両が停車してエンジンがアイドルストップするとエアコンのコンプレッサが停止する。したがって、高圧の冷媒の循環が停止してエアコンの能力が低下する。換言すると、車両の停車によってエアコンの能力が低下する。
【００５４】
そこで、制御装置４（図１参照）が図示しないエンジンのアイドルストップを検知可能な構成とし、さらに、制御装置４が図示しないエンジンのアイドルストップを検知した場合、第１開閉弁２１（図１参照）を開弁する構成とする。
【００５５】
図６は、２方向弁の第１開閉弁を備える空圧ブースタ回路を示す図であり、（ａ）は、ブレーキ操作中を示す図、（ｂ）は、アキュムレータからエアコン管路に冷媒を供給する状態を示す図である。
図６の（ａ）に示すように、高圧分岐点１１ａとアキュムレータ２４の間に、２方向弁の第１開閉弁２１ａを備える構成とする。
【００５６】
運転者が車両を停止するときは図示しないアクセルペダルを解放してブレーキペダル３１を踏み込むことから、制御装置４はブレーキ操作中と判定し、図６の（ａ）に示すように、第１開閉弁２１ａと第３開閉弁２３を閉弁するとともに第２開閉弁２２を開弁する。そして、アキュムレータ２４に蓄えられている高圧の冷媒Ｒｆをシリンダ２５の第１空間２５ｅに供給する。
【００５７】
この状態で車両が停車し、図示しないエンジンのアイドルストップを制御装置４が検知した場合、制御装置４は、図６の（ｂ）に示すように第１開閉弁２１ａを開弁する。
図示しないエンジンのアイドルストップによってコンプレッサ１１は停止し、高圧分岐点１１ａにおける冷媒Ｒｆの圧力は低くなることから、第１開閉弁２１ａが２方向弁の場合、アキュムレータ２４に蓄えられている高圧の冷媒Ｒｆは、ブレーキ管路２０を流通し、高圧分岐点１１ａからエアコン管路１０に流入する。このように、高圧の冷媒Ｒｆをエアコン管路１０の配管で形成されるエアコン循環系で循環させることができる。
この構成によって、図示しないエンジンのアイドルストップによってコンプレッサ１１が停止した場合であっても、エアコン循環系に高圧の冷媒Ｒｆを循環させることができ、エアコン１の能力の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施形態に係るエアコンと空圧ブースタ回路を示す図である。
【図２】シリンダの内部構成を示す図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は第１空間の別の形状を示す図である。
【図４】空圧ブースタ回路に備わる開閉弁の状態を示す図であり、（ａ）は通常時、（ｂ）はブレーキ操作の前段階を示す図である。
【図５】空圧ブースタ回路に備わる開閉弁の状態を示す図であり、（ａ）はブレーキ操作中、（ｂ）はブレーキ解除時を示す図である。
【図６】２方向弁の第１開閉弁を備える空圧ブースタ回路を示す図であり、（ａ）は、ブレーキ操作中を示す図、（ｂ）は、アキュムレータからエアコン管路に冷媒を供給する状態を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ エアコン
２ 空圧ブースタ回路
３ ブースタ本体（空圧ブースタ装置）
４ 制御装置（空圧ブースタ装置）
１１ コンプレッサ
１１ａ 高圧分岐点（コンプレッサの高圧側）
１１ｂ 低圧分岐点（コンプレッサの低圧側）
２１，２１ａ 第１開閉弁（空圧ブースタ装置）
２２ 第２開閉弁（空圧ブースタ装置）
２３ 第３回閉弁（空圧ブースタ装置）
２４ アキュムレータ（空圧ブースタ装置）
２５ シリンダ（空圧ブースタ装置）
２５ｂ ベローズ
２５ｃ ピストン
２５ｅ 第１空間
２５ｆ 第２空間
Ｒｆ 冷媒
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアコンのコンプレッサで圧縮される冷媒を高圧源としてブースタ本体内を加圧し、ブレーキ操作力を倍力する空圧ブースタ装置において、
前記コンプレッサと前記ブースタ本体の間に、
前記コンプレッサで圧縮される冷媒で空気を圧縮し、圧縮した前記空気を前記ブースタ本体の高圧側に供給するシリンダを備えることを特徴とする空圧ブースタ装置。
【請求項２】
前記シリンダは、
前記コンプレッサの高圧側及び低圧側に連通して前記冷媒が流通する閉回路を形成する第１空間と、前記ブースタ本体の高圧側に連通する第２空間と、がピストンによって区分されるとともに、前記ピストンの摺動に応じて伸縮するベローズを前記第１空間の少なくとも一部に備え、
前記コンプレッサで圧縮されて前記第１空間に供給される前記冷媒が前記ピストンを押動して前記第２空間内の空気を圧縮し、
前記第２空間で圧縮した前記空気を、前記ブースタ本体の高圧側に供給することを特徴とする請求項１に記載の空圧ブースタ装置。
【請求項３】
前記コンプレッサの高圧側と前記シリンダの間に、前記コンプレッサで圧縮された前記冷媒を蓄えるアキュムレータを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空圧ブースタ装置。
【請求項１】
エアコンのコンプレッサで圧縮される冷媒を高圧源としてブースタ本体内を加圧し、ブレーキ操作力を倍力する空圧ブースタ装置において、
前記コンプレッサと前記ブースタ本体の間に、
前記コンプレッサで圧縮される冷媒で空気を圧縮し、圧縮した前記空気を前記ブースタ本体の高圧側に供給するシリンダを備えることを特徴とする空圧ブースタ装置。
【請求項２】
前記シリンダは、
前記コンプレッサの高圧側及び低圧側に連通して前記冷媒が流通する閉回路を形成する第１空間と、前記ブースタ本体の高圧側に連通する第２空間と、がピストンによって区分されるとともに、前記ピストンの摺動に応じて伸縮するベローズを前記第１空間の少なくとも一部に備え、
前記コンプレッサで圧縮されて前記第１空間に供給される前記冷媒が前記ピストンを押動して前記第２空間内の空気を圧縮し、
前記第２空間で圧縮した前記空気を、前記ブースタ本体の高圧側に供給することを特徴とする請求項１に記載の空圧ブースタ装置。
【請求項３】
前記コンプレッサの高圧側と前記シリンダの間に、前記コンプレッサで圧縮された前記冷媒を蓄えるアキュムレータを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空圧ブースタ装置。
【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２０１０−１４９５８１（Ｐ２０１０−１４９５８１Ａ）
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２７７３９（Ｐ２００８−３２７７３９）
【出願日】平成２０年１２月２４日（２００８．１２．２４）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２４日（２００８．１２．２４）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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