負圧倍力装置
【課題】所定出力より大きい出力領域での入力部材のストロークを短縮して、操作フィーリングを向上しつつ、より一層効果的にコンパクトに形成できる負圧倍力装置を提供する。
【解決手段】筒状の真空弁座部材３０の内周側に真空弁座１３が設けられ、真空弁座部材３０の外周側に真空弁座部材３０を前方に付勢する第２弁制御スプリング３２が設けられる。また、真空弁１５の有効径、大気弁１６の有効径、および弁体１２のバルブボディ４との摺動部の有効径が互いにほぼ等しく設定されている。このように構成することで、バルブボディ４の外径をコンパクトに形成することができる。
【解決手段】筒状の真空弁座部材３０の内周側に真空弁座１３が設けられ、真空弁座部材３０の外周側に真空弁座部材３０を前方に付勢する第２弁制御スプリング３２が設けられる。また、真空弁１５の有効径、大気弁１６の有効径、および弁体１２のバルブボディ４との摺動部の有効径が互いにほぼ等しく設定されている。このように構成することで、バルブボディ４の外径をコンパクトに形成することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、比較的大きな出力領域での入力ストロークを短縮する負圧倍力装置の技術分野に関し、特に、車両のブレーキシステムにおいて、車両重量が大きい車両等の通常ブレーキ作動時の中高減速度領域でのペダルストロークを短縮するブレーキ倍力装置等に用いられる負圧倍力装置の技術分野に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、乗用車等の自動車のブレーキシステムにおいては、ブレーキ倍力装置に負圧を利用した負圧倍力装置が用いられている。このような従来の一般的な負圧倍力装置では、パワーピストンで通常時負圧が導入される定圧室と圧力が変わる変圧室とに区画されている。そして、ブレーキペダルの通常の踏み込みによる通常ブレーキ作動時に、入力軸の前進で制御弁が切り換わり、変圧室に大気が導入される。すると、変圧室と定圧室との間に差圧が生じてパワーピストンが前進するので、負圧倍力装置が入力軸の入力（つまり、ペダル踏力）を所定のサーボ比で倍力して出力する。この負圧倍力装置の出力により、マスタシリンダがマスタシリンダ圧を発生し、このマスタシリンダ圧でホイールシリンダが作動して通常ブレーキが作動する。
【０００３】
ところで、１ＢＯＸ車やＲＶ車等の車輌においては、近年、車両重量や積載荷重が増加する傾向にある。このため、このような車輌では、これらの車両重量や積載荷重の増加に伴い、通常ブレーキ作動時に必要とするブレーキ操作量（ペダルストローク量）が増加することになる。このように、通常ブレーキ作動時において運転者のブレーキ操作量が増加するため、ブレーキフィーリングが良好であるとは言えない。
【０００４】
そこで、所定出力（所定減速度）より大きい出力領域での入力部材のストロークを短縮して、操作フィーリングを向上した負圧倍力装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に開示の負圧倍力装置によれば、通常ブレーキ作動において大きなブレーキ力を必要とした場合に、ブレーキペダルのペダルストロークを増大させなく、大きなブレーキ力を得ることができ、良好な操作フィーリングを得ることができる。
【特許文献１】国際公開２００４−１０１３４０号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示の負圧倍力装置では、バルブボディに相対摺動可能に設けられた、所定出力より大きい出力領域での入力部材のストロークを短縮するための筒状の真空弁座部材の内周側に、真空弁座部材の移動開始を制御する弁制御スプリングが真空弁座部材と同芯状にかつ並列に設けられている。このため、真空弁座部材の外径が大きくなっているとともに、真空弁部および大気弁部を有する弁体および大気弁座の径も大きくならざるを得ないものとなっている。
また、特許文献１に開示の負圧倍力装置では、入力部材のストロークを短縮する、所定出力より大きい出力領域が単純に設定されているだけであり、この出力領域が効果的に設定されているとは言えない。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、所定出力より大きい出力領域での入力部材のストロークを短縮して、操作フィーリングを向上しつつ、より一層効果的にコンパクトに形成できる負圧倍力装置を提供することである。
また、本発明の他の目的は、入力部材のストロークを短縮する、所定出力より大きい出
力領域を効果的に設定して操作フィーリングをより一層向上することのできる負圧倍力装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の課題を解決するために、請求項１の発明の負圧倍力装置は、シェル内に対して進退自在に配設されたバルブボディと、前記シェル内に設けられた定圧室と変圧室との間の連通および遮断を制御する真空弁と、前記真空弁に直列に配設されて、前記変圧室と少なくとも大気との間を連通および遮断する大気弁とを少なくとも備え、前記真空弁が、真空弁座を有する筒状の真空弁座部材と、弁体に設けられて前記真空弁座に着離座可能な真空弁部とを有し、前記真空弁座部材が、前記変圧室の圧力が前記真空弁座を前記真空弁部に当接する方向に作用されるとともに、付勢手段の付勢力が前記真空弁座を前記真空弁部から遠ざける方向に作用されるように構成されている負圧倍力装置において、前記付勢手段が前記筒状の真空弁座部材の外周側と前記バルブボディとの間に前記真空弁座部材と直列に設けられているとともに、前記真空弁部は前記筒状の真空弁座部材の内周側に設けられており、更に、前記真空弁の有効径と前記大気弁の有効径と前記弁体の前記バルブボディとの摺動部の有効径とがそれぞれ互いにほぼ等しく設定されていることを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２の発明のブレーキ倍力装置は、車両のブレーキシステムに用いられ、ブレーキペダルのペダル踏力を倍力して出力する負圧倍力装置からなるブレーキ倍力装置において、前記負圧倍力装置が請求項１記載の負圧倍力装置であり、前記真空弁座部材が前記バルブボディに対して相対移動開始するときの車両の減速度が、通常ブレーキ作動時において発生する可能性のある減速度より大きな減速度に設定されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
このように構成された本発明に係る負圧倍力装置によれば、所定出力より大きい出力領域では変圧室の圧力が所定圧力を越えることで、真空弁座部材が移動して弁体を後方に移動するので、大気弁の開弁量を大きくすることができる。これにより、サーボ比を通常作動時のサーボ比より大きくすることができ、大きな出力を得ることができる。
また、真空弁座部材により弁体が後方に移動することで、真空弁と大気弁のバランス位置が後方に移動するので、所定出力より大きい出力領域での出力軸の大きなストロークを得る場合、入力軸のストローク量を、バランス位置が後方に移動する分、所定出力より小さい出力領域での出力に対する入力軸の操作ストローク量の変化率で変化した場合においてこの出力軸の大きなストロークを得るために必要なストローク量より短縮させることができる。
【００１０】
更に、真空弁および大気弁を直列に配設するとともに、大気弁の有効径、真空弁の有効径、および弁体のバルブボディとの摺動部の有効径を互いにほぼ等しく設定しているので、真空弁座部材および弁体に作用しかつこれらの真空弁座部材および弁体の受圧面積が異なることに起因する差圧をほとんどなくすことができる。これにより、真空弁座部材の付勢手段の付勢力を小さく設定することができる。しかも、付勢手段を筒状の真空弁座部材の外周側で真空弁座部材と直列に設けることで、付勢手段のサイズを真空弁座部材によって大きく左右されるのを抑制することができる。これにより、負圧倍力装置１のサーボ比ＳＲをその設定に大きく関与する付勢手段の付勢力を種々変えることによって大小変化させることが可能となり、サーボ比設定の自由度を大きくすることができる。したがって、負圧倍力装置の１つの形式で種々の車種のブレーキ倍力装置にその車種に応じて容易にかつより的確に適用可能となる。
【００１１】
更に、直列に配設された大気弁および真空弁の径を均一にコンパクトにできるので、こ
れら弁を内蔵するバルブボディの径も小さくできる。これにより、バルブボディの径方向のコンパクト化を効果的に図ることが可能となる。特に、筒状の真空弁座部材の外周側に付勢手段を設けかつ真空弁座部材の内周側に真空弁座を設けているので、大気弁および真空弁の直列配置、および大気弁の有効径、真空弁の有効径、および弁体のバルブボディとの摺動部の有効径の等径化に相俟って、バルブボディの径方向のコンパクト化をより一層効果的に図ることができる。
【００１２】
更に、本発明の負圧倍力装置を、車両のブレーキシステムに用いられるブレーキ倍力装置に適用することで、中高減速度（中高Ｇ）領域で出力軸の大きなストロークを得る場合、入力軸のストローク量を、低減速度（低Ｇ）領域での出力に対する前記入力軸の操作ストローク量の変化率で変化した場合においてこの大きなストロークを得るために必要なストローク量より短縮させることができる。これにより、低減速度（低Ｇ）領域での通常ブレーキ作動時の減速度よりも大きな減速度を得る場合に、低減速度（低Ｇ）領域での通常ブレーキ作動時のサーボ比でこの大きな減速度を得るために必要なブレーキペダルの踏込み量より小さなペダル踏込み量で、所望の大きな減速度を得ることができる。したがって、車両重量が大きい車輌等の中高減速度（中高Ｇ）領域での通常ブレーキ作動時に低減速度（低Ｇ）領域での通常ブレーキ作動時より大きなブレーキ力を必要とする車輌に対して、ブレーキフィーリングをより効果的に良好にできる。
【００１３】
更に、ブレーキ倍力装置の入力（ペダル踏力）−減速度特性および入力ストローク（ペダルストローク）−減速度特性において、真空弁座部材の作動開始点でのブレーキシステムの車両の減速度を、通常ブレーキ作動時において発生する可能性のある減速度より大きな減速度に設定しているので、低減速度（低Ｇ）領域での従来のブレーキ作動の良好なペダルフィーリングを確保するとともに、中高減速度（中高Ｇ）領域でのペダルストロークを短縮して小さなペダルストロークで大きなブレーキ力を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を用いて、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は本発明に係る負圧倍力装置の実施の形態の、ブレーキシステムに用いられるブレーキ倍力装置に適用した例を非作動状態で示す断面図、図２は図１における真空弁および大気弁の部分を拡大して示す部分拡大断面図である。なお、以下の説明において、「前」および「後」はそれぞれ各図において「左」および「右」を示す。
【００１５】
まず、この例の負圧倍力装置において、特許文献１に記載の従来の負圧倍力装置と同じ構成部分および特許文献１に記載の負圧倍力装置と構成が異なるが、本発明に直接関係しない構成部分について簡単に説明する。図１および図２において、１は負圧倍力装置、２はフロントシェル、３はリヤシェル、４はバルブボディ、５はバルブボディ４に取り付けられたパワーピストン部材６とバルブボディ４および両シェル２,３間に設けられたダイヤフラム７とからなるパワーピストン、８は両シェル２,３内の空間をパワーピストン５で区画された２つの室の一方で、通常時負圧が導入される定圧室、９は前述の２つの室の他方で、負圧倍力装置１の作動時大気圧が導入される変圧室、１０は弁プランジャ、１１は図示しないブレーキペダルに連結され、かつ弁プランジャ１０を作動制御する入力軸、１２はバルブボディ４に気密にかつ摺動可能に設けられ、かつ大気弁部１２ａと真空弁部１２ｂとこれらを一体移動可能に連結する連結具１２ｃとを有する弁体、１３は環状の真空弁座、１４は弁プランジャ１０に形成された環状の大気弁座、１５は真空弁部１２ｂと真空弁座１３とにより構成される真空弁、１６は大気弁部１２ａと大気弁座１４とにより構成される大気弁、１７は互いに直列に配設された真空弁１５と大気弁１６とからなり、変圧室９を定圧室８と大気とに選択的に切り換え制御する制御弁、１８は弁体１２を真空弁部１２ｂが真空弁座１３に着座する方向に常時付勢する第１弁制御スプリング、１９はバルブディ４の外周側通路１９ａとこれに連通する内周側通路１９ｂとからなる大気導入
通路、２０はリヤシェル３と入力軸１１との間に取り付けられかつ大気導入口２０ａを有するブーツ、２１は大気導入口２０ａに設けられて制御弁１７で発生する音を低減するサイレンサ、２２は真空通路、２３はバルブボディ４に形成されたキー孔４ａに挿通されてこのバルブボディ４に対する弁プランジャ１０の相対移動を、キー孔４ａの軸方向幅により規定される所定量に規制し、かつバルブボディ４および弁プランジャ１０の各後退限を規定するキー部材、２４は間隔部材、２５はリアクションディスク、２６は出力軸、２７はリターンスプリング、２８は図示しない負圧源からの負圧を定圧室８に導入する負圧導入口である。
【００１６】
なお、負圧倍力装置１の非作動時、この間隔部材２４の前端面とこの間隔部材２４の前端面に対向するリアクションディスク２５の後端面との間には、軸方向の所定の間隙Ｃが設定されている。
また、図示しないが従来の一般的な負圧倍力装置と同様に、フロントシェル２を貫通してマスタシリンダの後端部が定圧室８内に進入しかつマスタシリンダのピストンが出力軸２６で作動されるようになる。なお、マスタシリンダのフロントシェル２貫通部は図示しない適宜のシール手段でシールされていて、定圧室８が大気と気密に遮断される。また従来と同様に、バルブボディ４がリヤシェル３を移動可能に貫通しているとともに、変圧室９がこの貫通部において図示したシール部材２９で大気と気密に遮断されている。
【００１７】
次に、この例の負圧倍力装置１の特徴部分の構成について説明する。
図２に示すように、この例の負圧倍力装置１では、バルブボディ４の軸方向の内孔４ｂに筒状の真空弁座部材３０が摺動可能に嵌合されており、前述の真空弁座１３はこの真空弁座部材３０の後端の内周側に設けられている。したがって、真空弁座１３もバルブボディ４に対して相対移動可能となっている。
【００１８】
そして、真空弁座部材３０の外周面に設けられたカップシール等のシール部材３１により、バルブボディ４の内孔４ｂの内周面と真空弁座部材３０の外周面との間が少なくとも真空弁座部材３０の前端から後端に向かう空気の流れを阻止するように気密に保持されている。更に、真空弁座部材３０の前端面３０ａは常時変圧室９に連通されていて、これらの前端面３０ａには常時変圧室９の圧力が作用するようになっている。
【００１９】
また、弁体１２の真空弁部１２ｂが真空弁座１３に着座した状態において、真空弁座部材３０の後端面３０ｂにおける、真空弁部１２ｂの着座位置より外周側の環状の外側後端面部分は常時定圧室８に連通されていて、この外側後端面には常時定圧室８の圧力（負圧）が作用するようになっている。したがって、負圧倍力装置１の作動時、変圧室９の圧力と定圧室８の圧力とに圧力差が生じると、この圧力差による力が真空弁座部材３０に後方に向けて加えられるようになる。
【００２０】
更に、真空弁座部材３０には延長アーム部３０ｃがこの真空弁座部材３０の前端面３０ａから軸方向前方に延びるようにして設けられている。この延長アーム部３０ｃには、軸方向孔３０ｄが穿設されている。
真空弁座部材３０の後端面３０ｂの外周側とバルブボディ４との間には、環状の板ばねからなる第２弁制御スプリング３２（本発明の付勢手段に相当）が真空弁座部材３０と直列に縮設されており、この第２弁制御スプリング３２により真空弁座部材３０が常時前方に付勢されている。
【００２１】
次に、この例の真空弁座部材３０の作動について説明する。真空弁座部材３０の作動は前述の特許文献１に記載の真空弁座部材と同じであり特許文献１を参照すれば容易に理解できるので、ここでは簡単に説明する。
負圧倍力装置１の非作動時には、真空弁座部材３０はその前端面３０ａがバルブボディ
４の段部４ｃに当接した、図２に示す位置に位置決めされる。このように位置決めされた状態の真空弁座１３は、従来の一般的な負圧倍力装置のバルブボディ４に形成された真空弁座と同じ状態になるように設定されている。したがって、負圧倍力装置１の非作動時での真空弁座部材３０のこの位置では、真空弁部１２ｂが真空弁座１３に着座しなく、真空弁１５は開くようになる。
【００２２】
また、ブレーキペダルの踏込みにより入力軸１１に入力が加えられて負圧倍力装置１が作動すると、従来の一般的な負圧倍力装置と同様に変圧室９に大気が導入されて、変圧室９と定圧室８との間に圧力差が生じる。このため、真空弁座部材３０にもこの圧力差による力が後方に向けて加えられるようになる。この力は、変圧室９と定圧室８との間の圧力差、つまり入力軸１１に加えられる入力の大きさに応じた大きさになっている。なお、負圧倍力装置１の作動時は真空弁部１２ｂが真空弁座１３に着座している。
【００２３】
そして、この圧力差による力が第２弁制御スプリング３２のばね荷重とこのときの弁体１２の第１弁制御スプリング１８のばね荷重との和以下である（つまり、入力軸１１に加えられる入力が予め設定された設定入力Ｆ0以下（Ｆ0は図４（ｂ）に示す）である）と、真空弁座部材３０はバルブボディ４に対して移動しなく、図１および図２に示す非作動位置を保持するようになる。また、圧力差による力が前述の両ばね荷重との和より大きくなる（つまり、入力軸１１に加えられる入力が設定入力Ｆ0より大きくなる）と、真空弁座部材３０が弁体１２の真空弁部１２ｂを押しながらバルブボディ４に対して相対的に後方に移動するようになっている。したがって、この真空弁座部材３０の後方移動により、真空弁座１３が通常時の位置より後方に突出する。
【００２４】
ところで、真空弁座部材３０がバルブボディ４に対して後方へ相対的にストロークすると、大気弁１６の大気弁部１２ａもバルブボディ４に対して真空弁座部材３０の相対ストローク量と同じだけ後方へ相対ストロークする。したがって、真空弁１５および大気弁１６がともに閉じた制御弁１７のバランス位置が後方に移動する。このため、大気弁部１２ａと大気弁座１４との間の開弁量が真空弁座部材３０の相対ストロークしないと仮定した場合に比べて、入力軸１１の入力ストローク量が同じであるとすると、真空弁座部材３０の相対ストローク量だけ大きくなる。すなわち、真空弁１５と大気弁１６とがともに閉じてバランスした中間負荷状態では、入力軸１１の入力ストローク量が同じである場合、バルブボディ４およびパワーピストン５のピストン部材６の各ストロークは、真空弁座部材３０の相対移動しないと仮定した場合に比べて、真空弁座部材３０の相対ストローク量だけ大きくなる。換言すると、真空弁座部材３０の相対ストロークした場合と相対ストロークしないと仮定した場合とで、バルブボディ４およびパワーピストン５のピストン部材６の各ストローク量が同じであるとすると、真空弁座部材３０の相対ストロークした場合の方が、入力軸１１のストロークは真空弁座部材３０の相対ストローク量だけ短縮される。
【００２５】
一方、前述の真空弁座部材３０の相対ストローク時における出力軸２６の出力ストロークも、前述のように入力軸１１の入力ストローク量が同じであるとしたときに、バルブボディ４およびパワーピストン５のピストン部材６の各ストロークが増大することで増大する。しかし、中間負荷状態では従来の負圧倍力装置と同様にリアクションディスク２５が間隔部材２４の方へ膨出してこのリアクションディスク２５の軸方向の厚みが薄くなるため、前述のバルブボディ４およびパワーピストン５のピストン部材６の各ストロークの増大した相対ストローク量より小さくなる。
【００２６】
そして、真空弁座部材３０が弁体１２の真空弁部１２ｂを押しながら後方に突出することから、弁体１２が後方に移動し、かつ弁体１２の大気弁部１２ａも後方に移動するようになる。このため、通常ブレーキ作動時の大気弁１６が閉じている状態より、大気弁部１２ａが大気弁座１４から更に大きく離座する。つまり、大気弁１６の開弁量が大きくなる
ようにされている。このようにして、真空弁座部材３０の作動は変圧室９の圧力と定圧室８の圧力との圧力差により制御される。
【００２７】
この真空弁座部材３０の移動について具体的に説明する。真空弁座部材３０が移動しかつ真空弁１５および大気弁１６がともに閉じて制御弁１７がバランス状態にある中間負荷状態で、真空弁座部材３０に加えられる圧力差による力を考える。この制御弁１７のバランス状態は、真空弁座部材３０と弁体１２とが互いに当接して一体となるため、図３に示すように互いに一体になった真空弁座部材３０および弁体１２に加えられる力の等価状態としてみなすことができる。
【００２８】
いま、図３において、真空弁座部材３０および弁体１２に加えられる圧力差による力をＦP、定圧室８の圧力をＰV0、変圧室９の圧力をＰVとすると、真空弁座部材３０および弁体１２に加えられる圧力差による力ＦPは、
ＦP ＝ （ＰV−ＰV0）・（真空弁座部材３０の有効受圧面積差）
で与えられ、この力ＦPが真空弁座部材３０および弁体１２を後方に向けて押圧するようになる。
【００２９】
一方、第２弁制御スプリング３２のばね荷重ＦSおよび第１弁制御スプリング１８のばね荷重ｆSが前方に向けて押圧している。したがって、前述の力ＦPがこれらのばね荷重の和（ＦS＋ｆS）以下であると、真空弁座部材３０がバルブボディ４に対して移動しなく、また力ＦPがばね荷重の和（ＦS＋ｆS）より大きくなると、真空弁座部材３０がバルブボディ４に対して後方に移動するようになる。ここで、第１弁制御スプリング１８のばね荷重ｆSはその絶対値が小さくしかも第２弁制御スプリング３２のばね荷重ＦSに比べてきわめて小さく（ＦS≫ｆS）設定されることで、実質的に力ＦPがばね荷重ＦSより大きいとき（ＦP ＞ＦS）に、真空弁座部材３０がバルブボディ４に対して後方に移動し、力ＦPがばね荷重ＦS以下であるとき（ＦP ≦ＦS）に、真空弁座部材３０はバルブボディ４に対して後方に移動しない。すなわち、真空弁座部材３０の作動開始は実質的に第２弁制御スプリング３２によって決定されるようになる。したがって、変圧室９の圧力が上昇して、力ＦPがセットばね荷重より大きくなると、真空弁座部材３０が後方に移動開始するようになる。
【００３０】
そして、真空弁座部材３０がバルブボディ４に対して後方に移動しない力ＦPの領域つまり変圧室９の圧力ＰVの領域は、負圧倍力装置１の出力（車両の減速度）Ｇが図４（ｂ）に示す入力（ペダル踏力）−出力（減速度）特性（Ｆ−Ｇ特性）において所定出力（所定減速度）ＧO1以下の出力領域であり、この領域では、入力が所定入力Ｆ0以下で比較的小さい。入力が所定入力Ｆ0以下の領域における負圧倍力装置１のサーボ比ＳＲは従来の一般的な負圧倍力装置の通常ブレーキ作動時でのサーボ比とほぼ同じサーボ比ＳＲ1に設定される。このサーボ比ＳＲ1の領域は、ブレーキによる減速度が従来の比較的低重量（積載荷重を含む）の車輌における通常ブレーキ作動時と同じであり、比較的高重量（積載荷重を含む）の車輌に対しては低減速度（低Ｇ）領域として設定されている。
【００３１】
図４（ａ）に示すように、負圧倍力装置１のサーボ比ＳＲ1の領域においては、入力ストローク（ペダルストローク）−出力（減速度）特性（Ｓ−Ｇ特性）は、入力ストロークＳが小さい間は出力Ｇの上昇率が小さく出力Ｇは徐々に上昇し、入力ストロークＳが大きくなるにしたがって出力Ｇの上昇率が大きくなって出力Ｇは比較的速く上昇する湾曲線状の特性となる。この特性は、出力（車両の減速度）Ｇが所定出力（所定減速度）ＧO1になるまでの特性となる。
【００３２】
また、真空弁座部材３０がバルブボディ４に対して後方に移動する力ＦPの領域つまり変圧室９の圧力ＰVの領域は、負圧倍力装置１の出力が図４（ｂ）に示す入出力特性にお
いて所定出力ＦO1より大きい出力領域であり、この領域では、入力が所定入力Ｆ0より大きい。入力が所定入力Ｆ0より大きい領域におけるサーボ比ＳＲ2は、大気弁１６の開弁量が同じ入力で通常ブレーキ作動時より大きくなることから、前述のサーボ比ＳＲ1より大きいサーボ比ＳＲ2（ＳＲ2＞ＳＲ1）となる。このサーボ比ＳＲ2の領域は、ブレーキによる減速度が比較的高重量（積載荷重を含む）の車輌に対して中高減速度（中高Ｇ）領域として設定されている。
【００３３】
図４（ａ）に示すように、負圧倍力装置１のサーボ比ＳＲ2の領域においては、入力ストローク−出力特性（Ｓ−Ｇ特性）は、出力Ｇの上昇率が比較的大きく、出力Ｇはほぼ直線状に上昇する特性となる。この特性は、出力（車両の減速度）Ｇが、負圧倍力装置１がサーボ比による倍力作動を行わなくなる全負荷状態になる所定出力（所定減速度）ＧO2となるまでの特性となる。
【００３４】
ところで、この例の負圧倍力装置１では、Ｆ−Ｇ特性およびＳ−Ｇ特性における前述の所定出力（所定減速度）ＧO1が４ｍ／ｓｅｃ2に設定され、また所定出力（所定減速度）ＧO2が８ｍ／ｓｅｃ2に設定されている。このように、サーボ比ＳＲ２の領域を減速度４ｍ／ｓｅｃ2から８ｍ／ｓｅｃ2に設定する理由は次の通りである。すなわち、実際に起こり得る車両のブレーキ状況は、大部分の車両が低重量（積載荷重を含む）の車輌でありしかもブレーキ作動がほとんどこの種の車両の通常ブレーキ作動であることから、このブレーキ状況では、小さなサーボ比ＳＲ1の低Ｇ領域を減速度４ｍ／ｓｅｃ2以下の領域に設定し、また高重量（積載荷重を含む）の車輌における中高減速度でのブレーキ作動等の起こり得る可能性がそれほど多くない車両のブレーキ状況では、大きなサーボ比ＳＲ2の中高Ｇ領域を減速度４ｍ／ｓｅｃ2ないし８ｍ／ｓｅｃ2の領域に設定することにより、低Ｇ領域での従来のブレーキ作動の良好なペダルフィーリングを確保するとともに、中高Ｇ領域でのペダルストロークを短縮して小さなペダルストロークで大きなブレーキ力を得るようにしている。
【００３５】
そして、負圧倍力装置１が全負荷状態になると、負圧倍力装置１のＳ−Ｇ特性は従来の負圧倍力装置１の全負荷状態でのＳ−Ｇ特性と同じになる。このとき、この例の負圧倍力装置１における中間負荷から全負荷に変わるときの入力ストロークは、従来のサーボ比が一定の負圧倍力装置における中間負荷から全負荷に変わるときの入力ストロークより図４（ａ）に示すＳSMAXだけ短縮される。このストローク短縮量ＳSMAXの大きさは、前述の特許文献１に記載されているので、この特許文献１を参照すれば容易に理解できる。
【００３６】
この例の負圧倍力装置１では、前述のように真空弁座部材３０に移動開始を決定する第２弁制御スプリング３２のばね定数およびセットばね荷重は、ともに任意に設定可能である。したがって、この例の負圧倍力装置１の図４（ｂ）に示す入出力特性において、小さなサーボ比ＳＲ1から大きなサーボ比ＳＲ2に変わる変化点（レシオ点）γ、つまりこの変化点γの入力である設定入力Ｆ0は、第２弁制御スプリング３２のセットばね荷重を変えることで上下させることができる。また、負圧倍力装置１のサーボ比ＳＲは、第２弁制御スプリング３２のばね定数を変えることによって大小変化させることが可能となる。
【００３７】
したがって、この例の負圧倍力装置１は、第２制御弁スプリング３２のばね定数およびセットばね荷重を搭載される車両に応じて設定することで、１つの形式で種々の車種のブレーキ倍力装置にその車種に応じて容易にかつより的確に適用可能となる。
【００３８】
ところで、この例の負圧倍力装置１では、図３に示すように大気弁部１２ａが大気弁座１４に着座する位置の直径である大気弁１６の有効径ＤAVと、真空弁部１２ｂが真空弁座１３に着座する位置の直径である真空弁１５の有効径ＤVVと、弁体１２のバルブボディ４との摺動部の有効径ＤPVとが、互いにほぼ等しく設定されている（ＤAV≒ＤVV≒ＤPV）。
大気弁１６の有効径ＤAVと弁体１２の摺動部の有効径ＤPVとがほぼ等しく（ＤAV≒ＤPV）設定されると、弁体１２に作用する圧力の差圧が有効受圧面積差に起因して発生する荷重がほとんど発生しなくなる。これにより、第１弁制御スプリング１８のばね荷重を、負圧倍力装置１の非作動時に大気弁部１２ａが大気弁座１４に着座するのに必要な最小限に設定可能となる。
【００３９】
また、大気弁１６の有効径ＤAVと真空弁１５の有効径ＤVVとがほぼ等しく（ＤAV≒ＤVV）設定されると、真空弁１５および大気弁１６がともに閉じたバランス状態で、弁体１２および真空弁座部材３０に作用する圧力の差圧が有効受圧面積差に起因して発生する荷重がほとんど発生しなくなる。これにより、負圧倍力装置１の作動時に真空弁座部材３０に作用する差圧による力が小さくなり、第２弁制御スプリング３２のばね荷重をその分小さく設定可能となる。
【００４０】
なお、弁体１２および真空弁座部材３０に作用する圧力の差圧が有効受圧面積差に起因して発生する荷重が効果的に小さくするためには、各有効径ＤAV,ＤVV,ＤPVは、互いに等しく（ＤAV＝ＤVV＝ＤPV）設定することが望ましい。しかし、各有効径ＤAV,ＤVV,ＤPVをこのように設定することは難しいので、各有効径ＤAV,ＤVV,ＤPVは、弁体１２および真空弁座部材３０に作用する圧力の差圧が有効受圧面積差に起因して発生する荷重を効果的に小さくできる範囲内でほぼ等しく設定することがよい。
【００４１】
バルブボディ４の軸方向孔内には、ＢＡ機構の筒状部材３３がバルブボディ４に対して相対摺動可能に配設されている。この筒状部材３３の後端部には、外側に突出する環状のフランジ３３ａが形成されているとともに、筒状部材３３の中央部には軸方向孔３３ｂが穿設され、更に筒状部材３３の前端部にも軸方向孔３３ｃが穿設されている。フランジ３３ａとバルブボディ４との間には、ＢＡ作動用スプリング３４が縮設されており、このＢＡ作動用スプリング３４のばね力により筒状部材３３が常時後方に付勢されている。筒状部材３３がバルブボディ４に対して後方に所定ストローク以上ストロークすると、筒状部材３３の後端面３３ｅが真空弁座部材３０の前端面３０ａに当接して真空弁座部材３０を後方に第２弁制御スプリング３２のばね力に抗して押圧することで、筒状部材３３は第２弁制御スプリング３２を縮小して真空弁座部材３０をバルブボディ４に対して後方に移動するようになっている。
【００４２】
そして、キー部材２３が筒状部材３３の軸方向孔３３ｂおよび延長アーム部３０ｃの軸方向孔３０ｄをも貫通して設けられる。図２に拡大して示すように、負圧倍力装置１の非作動時には、リヤシェル３に当接して後退限に位置決めされたキー部材２３に、真空弁座部材３０における軸方向孔３０ｄより前方の前端部３０ｅおよび筒状部材３３における軸方向孔３３ｃより前方の前端部３３ｄが当接することで、真空弁座部材３０および筒状部材３３がともにそれらの後退限に位置決めされる。
【００４３】
更に、通常ブレーキ作動時に筒状部材３３をバルブディ４に対して軸方向に位置決めする筒状部材位置決め部材３５がバルブボディ４のキー孔４ａ、筒状部材３３の軸方向孔３３ｃ、およびバルブボディ４の径方向孔４ｄに貫通されている。そして、詳細に示さないが、通常ブレーキ作動時に筒状部材３３の前端部３３ｄがキー部材２３から離れると、ＢＡ作動用スプリング３４のばね力により筒状部材３３がバルブボディ４に対して後方に移動しようとしたとき、筒状部材３３は筒状部材位置決め部材３５に係止して後方移動が阻止され、バルブディ４に対して軸方向に位置決めされる。これにより、通常ブレーキ作動時には、筒状部材３３の後端面３３ｅが真空弁座部材３０の前端面３０ａに当接するのを阻止される。
【００４４】
弁プランジャ１０には、筒状部材３３と筒状部材位置決め部材３５との係止を解除する
ためのテーパ状の係止解除部１０ａが設けられている。緊急ブレーキ作動のためブレーキペダルが通常ブレーキ作動時より迅速に踏み込まれて、弁プランジャ１０がバルブボディ４に対して所定量以上前方へ移動すると、この係止解除部１０ａが筒状部材位置決め部材３５のエッジ部３５ａに当接することで、筒状部材３３と筒状部材位置決め部材３５との係止が解除され、前述のように筒状部材３３が真空弁座部材３０を押圧してバルブボディ４に対して後方へ移動するようになる。
【００４５】
次に、この例の負圧倍力装置１の作動について説明する。
（負圧倍力装置の非作動時）
負圧倍力装置１の定圧室８には負圧導入口２８を通して常時負圧が導入されている。また、図１および図２に示す負圧倍力装置１の非作動状態では、キー部材２３がリヤシェル３に当接して後退限となっている。したがって、このキー部材２３によってバルブボディ４および弁プランジャ６が後退限にされ、更にパワーピストン５、入力軸１１および出力軸２６も後退限となっている。また、真空弁座部材３０の前端面３０ａが第２弁制御スプリング３２のばね力でバルブボディ４の段部４ｃに当接して真空弁座部材３０が図２に示す位置に位置決めされているとともに、筒状部材３３の前端部３３ｄがＢＡ作動用スプリング３４のばね力でキー部材２３に当接して筒状部材３３が図２に示す位置に位置決めされている。
【００４６】
この非作動状態では、弁体１２の大気弁部１２ａが大気弁座１４に着座して大気弁１６が閉じ、かつ弁体１２の真空弁部１２ｂが真空弁座１３から離座して真空弁１５が開いている。したがって、変圧室９は大気から遮断されかつ定圧室８に連通して変圧室９に負圧が導入されており、変圧室９と定圧室８との間に実質的に差圧が生じていない。このため、真空弁座部材３０には圧力差による力が後方に向けて加えられていない。
【００４７】
（負圧倍力装置の低減速度領域での通常ブレーキ作動時）
通常ブレーキを行うためにブレーキペダルが通常ブレーキ作動時での踏込速度で踏み込まれると、入力軸１１が前進して弁プランジャ１０が前進する。弁プランジャ１０の前進により、弁体１２の真空弁部１２ｂが真空弁座１３に着座して真空弁１５が閉じるとともに大気弁座１４が弁体１２の大気弁部１２ａから離れて、大気弁１６が開く。すなわち、変圧室９が定圧室８から遮断されるとともに大気に連通される。したがって、大気圧の空気が大気導入口２０ａ、外周側通路１９ａ、内周側通路１９ｂ、開いている大気弁１６、およびキー孔４ａを通って変圧室９に導入される。その結果、変圧室９と定圧室８との間に差圧が生じてパワーピストン５が前進し、更にバルブボディ４を介して出力軸２６が前進して図示しないマスタシリンダのピストンが前進する。このとき、弁体１２、真空弁座部材３０、および筒状部材３３等のバルブボディ４に支持されている部材は、バルブボディ４と一体に移動する。
【００４８】
また、弁プランジャ１０の前進で間隔部材２４も前進するが、まだ間隔部材２４は間隙Ｃによりリアクションディスク２５に当接するまでには至らない。したがって、出力軸２６から反力がリアクションディスク２５から間隔部材２４に伝達されないので、この反力は弁プランジャ１０および入力軸１１を介してブレーキペダルにも伝達されない。入力軸１１が更に前進すると、パワーピストン５も更に前進し、バルブボディ４および出力軸２６を介してマスタシリンダのピストンが更に前進する。
【００４９】
マスタシリンダ以降のブレーキ系のロスストロークが消滅すると、負圧倍力装置１は実質的に出力を発生し、この出力でマスタシリンダがマスタシリンダ圧（液圧）を発生し、このマスタシリンダ圧でホイールシリンダが作動してブレーキ力を発生する。
【００５０】
このとき、マスタシリンダから出力軸２６に加えられる反力によってリアクションディ
スク２５が後方に膨出し、間隙Ｃが消滅してリアクションディスク２５が間隔部材２４に当接する。これにより、出力軸２６からの反力はリアクションディスク２５から間隔部材２４に伝達され、更に弁プランジャ１０および入力軸１１を介してブレーキペダルに伝達されて運転者に感知されるようになる。すなわち、図４（ｂ）に示すように負圧倍力装置１は通常ブレーキ作動時のジャンピング特性を発揮する。このジャンピング特性は、従来の一般的な負圧倍力装置のジャンピング特性とほぼ同じである。
【００５１】
低減速度（低Ｇ）領域内で通常ブレーキが作動される場合には、負圧倍力装置１の入力（つまり、ペダル踏力）が比較的小さい。この低減速度（低Ｇ）領域では、出力が所定出力以下の出力領域であり、前述のように変圧室９の圧力ＰVと定圧室８の圧力ＰV0との差圧により真空弁座部材３０を押圧する力ＦPが第１および第２弁制御スプリング１８,３２の各ばね力の和より小さい。このため、真空弁座部材３０はバルブボディ４に対して後方に移動しなく、サーボ比は従来の通常ブレーキ作動時とほぼ同じ比較的小さなサーボ比ＳＲ１となる。したがって、負圧倍力装置１の出力がペダル踏力による入力軸１１の入力をこのサーボ比ＳＲ１で倍力した大きさになると、大気弁部１２ａが大気弁座１４に着座して大気弁１６も閉じて中間負荷のバランス状態となる（真空弁１５は、真空弁部１２ｂが真空弁座１３に着座して既に閉じている）。こうして、図４（ｂ）に示すように低減速度（低Ｇ）領域においては、通常ブレーキ作動時のペダル踏力をサーボ比ＳＲ１で倍力したブレーキ力で通常ブレーキが作動する。
【００５２】
通常ブレーキ作動時での負圧倍力装置１の大気弁１６および真空弁１５がともに閉じている状態から、通常ブレーキを解除するために、ブレーキペダルを解放すると、入力軸１１および弁プランジャ１０がともに後退するが、バルブボディ４および真空弁座部材３０は変圧室９に空気（大気）が導入されているので、直ぐには後退しない。これにより、弁プランジャ１０の大気弁座１４が弁体１２の大気弁部１２ａを後方に押圧するので、真空弁部１２ｂが真空弁座１３ｇから離座し、真空弁１５が開く。すると、変圧室９が開いた真空弁１５および真空通路２２を介して定圧室８に連通するので、変圧室９に導入された空気は、開いた真空弁１５、真空通路２２、定圧室８および負圧導入口２８を介して真空源に排出される。
【００５３】
これにより、変圧室９の圧力が低くなって変圧室９と定圧室８との差圧が小さくなるので、リターンスプリング２７のばね力により、パワーピストン５、バルブボディ４および出力軸２６が後退する。バルブボディ４の後退に伴い、マスタシリンダのピストンのリターンスプリングのばね力によってマスタシリンダのピストンおよび出力軸２６も後退し、通常ブレーキが解除開始される。
【００５４】
キー部材２３が図１に示すようにリヤシェル３に当接すると、キー部材２３は停止してそれ以上後退しなくなる。しかし、バルブボディ４、弁プランジャ１０および入力軸１１が更に後退する。そして、弁プランジャ１０が図２に示すようにキー部材２３に当接してそれ以上後退しなくなり、更に、バルブボディ４のキー孔４ａの前端４ａ1が図２に示すようにキー部材２３に当接して、バルブボディ４がそれ以上後退しなくなる。こうして、負圧倍力装置１は図１および図２に示す初期の非作動状態になる。したがって、マスタシリンダが非作動状態になってマスタシリンダ圧が消滅するとともに、ホイールシリンダも非作動状態になってブレーキ力が消滅して、通常ブレーキが解除される。
【００５５】
（負圧倍力装置の中高減速度領域での通常ブレーキ作動時）
通常ブレーキ作動時において低減速度（低Ｇ）より大きな減速度の中高減速度領域で通常ブレーキ作動を行う場合には、負圧倍力装置１の入力（つまり、ペダル踏力）が低減速度（低Ｇ）領域での通常ブレーキ作動時より大きく設定される。入力が大きくなると変圧室９の圧力ＰVも大きくなるが、図４（ｂ）に示すように入力が、変圧室９の圧力ＰVが式
（７）を満たすような設定入力Ｆ0以上になると、負圧倍力装置１の入出力特性は中高減速度（中高Ｇ）領域となり、出力が所定出力より大きい出力領域となる。
【００５６】
この中高減速度（中高Ｇ）領域では、変圧室９の圧力ＰVと定圧室８の圧力ＰV0との差圧により真空弁座部材３０を押圧する力ＦPが第１および第２弁制御スプリング１８,３２の各ばね力の和より大きくなるので、真空弁座部材３０は第１および第２弁制御スプリング１８,３２を縮小して弁体１２を押しながらバルブボディ４に対して後方に移動する。このため、大気弁部１２ａが大気弁座１４から通常時より大きく離間し、大気弁１６が大きく開く。したがって、図４（ｂ）に示すように中高Ｇ領域においては、前述のようにサーボ比は従来の通常ブレーキ作動時より大きなサーボ比ＳＲ２となる。すなわち、負圧倍力装置１の出力が入力軸１１の入力をこのサーボ比ＳＲ２で倍力した大きさになると、前述と同様に大気弁部１２ａが大気弁座１４に着座して大気弁１６も閉じて制御弁１７は中間負荷のバランス位置となる（真空弁１５は、真空弁部１２ｂが真空弁座１３に着座して既に閉じている）。したがって、制御弁１７のバランス位置は後方に移動する。こうして、中高減速度（中高Ｇ）領域において、ペダル踏力をサーボ比ＳＲ２で倍力した低減速度（低Ｇ）領域での通常ブレーキ作動時より大きなブレーキ力でブレーキが作動する。その場合、負圧倍力装置１は、この中高減速度（中高Ｇ）領域においては、ペダル踏力つまり負圧倍力装置１の入力が大きいが、サーボ比ＳＲ１の通常ブレーキ作動時での入力と同じ入力で、通常ブレーキ作動時より大きな出力が得られるようになる。
【００５７】
また、中高減速度（中高Ｇ）領域の作動時では、真空弁座部材３０が低減速度（低Ｇ）領域での作動時よりバルブボディ４に対して後方にストローク量だけ移動することから、出力ストロークがこのストローク量に応じて大きくなる。すなわち、入力軸１１のストロークつまりブレーキペダルのストロークが短縮される（詳細は、特許文献１を参照）。
【００５８】
真空弁座部材３０の作動時での負圧倍力装置１の大気弁１６および真空弁１５がともに閉じている状態から、通常ブレーキを解除するために、ブレーキペダルを解放すると、前述と同様にして真空弁１５が開き、変圧室９に導入された空気が、開いた真空弁１５、真空通路２２、定圧室８および負圧導入口２８を介して真空源に排出される。
【００５９】
これにより、前述と同様に変圧室９の圧力が低下し、リターンスプリング２７のばね力により、パワーピストン５、バルブボディ４および出力軸２６が後退する。バルブボディ４の後退に伴い、マスタシリンダのピストンのリターンスプリングのばね力によってマスタシリンダのピストンおよび出力軸２６も後退し、ブレーキが解除開始される。
【００６０】
変圧室９と定圧室８との差圧が小さくなって、真空弁座部材３０を押圧する力ＦPが変圧室９の圧力ＰVが第１および第２弁制御スプリング１８,３２のばね荷重ＦS,ｆSの和より小さくなると、真空弁座部材３０がバルブボディ４に対して前方に相対的に移動して、真空弁座部材３０は図２に示す非作動位置になる。これにより、真空弁部１２ｂが真空弁座１３ｇから大きく離座して真空弁１５が大きく開くので、変圧室９内の空気は多く排出されて、低減速度（低Ｇ）領域での通常ブレーキ作動状態になる。これ以後、前述の低減速度（低Ｇ）領域での通常ブレーキ作動の場合と同様であり、最終的に負圧倍力装置１の移動した部材はすべて図２に示す非作動位置になり、低減速度（低Ｇ）領域での通常ブレーキ作動時より大きな入力によるブレーキが解除される。
【００６１】
真空弁座部材３０の非作動位置への戻り過程（真空弁座部材３０のバルブボディ４に対する前方移動）で、真空弁座部材３０がスティックを起こして第２弁制御スプリング３２のばね力では前方へ移動しなくなった場合には、バルブボディ４の後退移動により真空弁座部材３０の前端部３０ｅが、リヤシェル３に当接して後退移動しないキー部材２３に当接する。したがって、真空弁座部材３０も後退移動が阻止される。しかし、バルブボディ
４の更なる後退移動で、スティックを起こしている真空弁座部材３０はバルブボディ４に対して強制的に前方へ移動するようになる。このため、真空弁座部材３０は確実に図２に示す非作動位置となって真空弁が開き、負圧倍力装置１は確実に非作動位置となり、ブレーキが解除される。
【００６２】
（負圧倍力装置のＢＡ作動時）
ブレーキペダルが通常ブレーキ作動時より迅速に踏み込まれてＢＡ作動が行われると、バルブボディ４に対する入力軸１１および弁プランジャ１０の前方移動が大きくなる。すると、弁プランジャ１０の係止解除部１０ａが筒状部材位置決め部材３５のエッジ部３５ａに当接して筒状部材位置決め部材３５を押し開くので、筒状部材３３と筒状部材位置決め部材３５との係止が解除される。これにより、筒状部材３３が真空弁座部材３０を押圧してバルブボディ４に対して後方へ移動するので、負圧倍力装置１のサーボ比が大きなサーボ比ＳＲ2となる。このとき、リアクションディスク２５は間隔部材２４にまだ当接していないので、出力軸２６からの反力でリアクションディスク２５が膨出して間隔部材２４に当接したときは、負圧倍力装置１の出力は、大きくなっている。したがって、ＢＡ作動時のジャンピング特性のジャンピング量が大きくなるとともにサーボ比が大きくなるので、小さなペダル踏力および小さなペダルストロークで大きなブレーキ力が発生する。こうして、緊急ブレーキ作動時等においてＢＡ作動が行われる。
【００６３】
ＢＡ作動後、ブレーキペダルを解放すると、バルブボディ４、パワーピストン５、弁プランジャ１０，入力軸１１，出力軸２６等は後退して、前述の通常ブレーキ作動の解除時と同様に図１および図２に示す非作動位置に戻る。その場合、弁プランジャ１０の係止解除部１０ａが筒状部材位置決め部材３５のエッジ部３５ａから離れるので、筒状部材位置決め部材３５は筒状部材３３と係止可能な状態となる。一方、筒状部材３３はバルブボディ４の後退移動により筒状部材３３の前端部３３ｄが、リヤシェル３に当接して後退移動しないキー部材２３に当接する。したがって、筒状部材３３も後退移動が阻止される。しかし、バルブボディ４の更なる後退移動で、筒状部材３３はキー部材２３によりバルブボディ４に対して強制的に前方へ移動し、非作動位置に戻る。
【００６４】
このようにブレーキシステムに適用したこの例の負圧倍力装置１によれば、中高減速度（中高Ｇ）領域で出力軸２６の大きなストロークを得る場合、入力軸１１のストローク量を、低減速度（低Ｇ）領域での出力に対する前記入力軸の操作ストローク量の変化率で変化した場合においてこの大きなストロークを得るために必要なストローク量より短縮させることができる。これにより、低減速度（低Ｇ）領域での通常ブレーキ作動時の減速度よりも大きな減速度を得る場合に、低減速度（低Ｇ）領域での通常ブレーキ作動時のサーボ比ＳＲ1でこの大きな減速度を得るために必要なブレーキペダルの踏込み量より小さなペダル踏込み量で、所望の大きな減速度を得ることができる。したがって、車両重量が大きい車輌等の中高減速度（中高Ｇ）領域での通常ブレーキ作動時に低減速度（低Ｇ）領域での通常ブレーキ作動時より大きなブレーキ力を必要とする車輌に対して、ブレーキフィーリングをより効果的に良好にできる。
【００６５】
また、真空弁１５および大気弁１６を直列に配設するとともに、大気弁１６の有効径ＤAV、真空弁１５の有効径ＤVV、および弁体１２のバルブボディ４との摺動部の有効径ＤPVを互いにほぼ等しく（ＤAV≒ＤVV≒ＤPV）設定しているので、前述のように第１および第２弁制御スプリング１８,３２の各ばね荷重を、ともに小さく設定することができる。
【００６６】
しかも、第２弁制御スプリング３２を筒状の真空弁座部材３０の外周側で真空弁座部材３０と直列に設けることで、第２弁制御スプリング３２のばね定数Ｋおよび外径等のサイズを真空弁座部材３０によって大きく左右されるのを抑制することができる。これにより、負圧倍力装置１のサーボ比ＳＲをその設定に大きく関与する第２弁制御スプリング３２
のばね力を種々変えることによって大小変化させることが可能となり、サーボ比設定の自由度を大きくすることができる。したがって、負圧倍力装置１の１つの形式で種々の車種のブレーキ倍力装置にその車種に応じて容易にかつより的確に適用可能となる。
【００６７】
更に、直列に配設された大気弁１６および真空弁１５の径を均一にコンパクトにできるので、これら弁１５,１６を内蔵するバルブボディ４の径も小さくできる。これにより、バルブボディ４の径方向のコンパクト化を効果的に図ることが可能となる。特に、筒状の真空弁座部材３０の外周側に第２弁制御スプリング３０を設けかつ真空弁座部材３０の内周側に真空弁座１３を設けているので、大気弁１６および真空弁１５の直列配置、および大気弁１６の有効径ＤAV、真空弁１５の有効径ＤVV、および弁体１２のバルブボディ４との摺動部の有効径ＤPVの等径化に相俟って、バルブボディ４の径方向のコンパクト化をより一層効果的に図ることができる。
【００６８】
更に、ブレーキ倍力装置の入力（ペダル踏力）−減速度特性（Ｆ−Ｇ特性）および入力ストローク（ペダルストローク）−減速度特性（Ｓ−Ｇ特性）において、真空弁座部材３０の作動開始点でのブレーキシステムの所定出力（所定減速度）ＧO1を４ｍ／ｓｅｃ2に設定するとともに、中間負荷から全負荷への切替点でのブレーキシステムの所定出力（所定減速度）ＧO2を８ｍ／ｓｅｃ2に設定しているので、低Ｇ領域での従来のブレーキ作動の良好なペダルフィーリングを確保するとともに、中高Ｇ領域でのペダルストロークを短縮して小さなペダルストロークで大きなブレーキ力を得ることができる。
【００６９】
なお、前述の例では、変圧室９の圧力と定圧室の圧力との圧力差により真空弁座部材３０の作動制御しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、変圧室９の圧力のみあるいは変圧室９の圧力と他の一定圧力との圧力差により、真空弁座部材３０の作動を制御することもできる。更に、変圧室９の圧力に代えて、入力軸１１に加えられる入力に応じた圧力により、真空弁座部材３０の作動を制御することもできる。
【００７０】
また、前述の例では、本発明を１つのパワーピストン５を有するシングル型の負圧倍力装置に適用しているが、本発明は複数のパワーピストン５を有するタンデム型の負圧倍力装置に適用することもできる。
更に、前述の例では、本発明の負圧倍力装置をブレーキシステムに適用しているが、負圧倍力装置を用いる他のシステムや装置に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明に係る負圧倍力装置は、比較的大きな出力領域での入力ストロークを短縮する負圧倍力装置に利用することができ、特に、車両のブレーキシステムにおいて、車両重量が大きい車両等の通常ブレーキ作動時の中高減速度領域でのペダルストロークを短縮するブレーキ倍力装置に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明に係る負圧倍力装置の実施の形態の、ブレーキ倍力装置に適用した例を非作動状態で示す断面図である。
【図２】図１における真空弁および大気弁の部分を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図３】図１に示す例の負圧倍力装置における真空弁座部材の作動を説明し、力学的に等価状態を示す図である。
【図４】図１に示す例の負圧倍力装置の特性を説明し、（ａ）は入力ストローク−出力ストローク特性を示す図、（ｂ）は入力−出力特性を示す図である。
【符号の説明】
【００７３】
１…負圧倍力装置、２…フロントシェル、３…リヤシェル、４…バルブボディ、５…パワーピストン、８…定圧室、９…変圧室、１０…弁プランジャ、１１…入力軸、１２…弁体、１２ａ…大気弁部、１２ｂ…真空弁部、１３…真空弁座、１４…大気弁座、１５…真空弁、１６…大気弁、１７…制御弁、１８…第１弁制御スプリング、２３…キー部材、２４…リアクションディスク、２５…出力軸、３０…真空弁座部材、３２…第２弁制御スプリング、３３…筒状部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、比較的大きな出力領域での入力ストロークを短縮する負圧倍力装置の技術分野に関し、特に、車両のブレーキシステムにおいて、車両重量が大きい車両等の通常ブレーキ作動時の中高減速度領域でのペダルストロークを短縮するブレーキ倍力装置等に用いられる負圧倍力装置の技術分野に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、乗用車等の自動車のブレーキシステムにおいては、ブレーキ倍力装置に負圧を利用した負圧倍力装置が用いられている。このような従来の一般的な負圧倍力装置では、パワーピストンで通常時負圧が導入される定圧室と圧力が変わる変圧室とに区画されている。そして、ブレーキペダルの通常の踏み込みによる通常ブレーキ作動時に、入力軸の前進で制御弁が切り換わり、変圧室に大気が導入される。すると、変圧室と定圧室との間に差圧が生じてパワーピストンが前進するので、負圧倍力装置が入力軸の入力（つまり、ペダル踏力）を所定のサーボ比で倍力して出力する。この負圧倍力装置の出力により、マスタシリンダがマスタシリンダ圧を発生し、このマスタシリンダ圧でホイールシリンダが作動して通常ブレーキが作動する。
【０００３】
ところで、１ＢＯＸ車やＲＶ車等の車輌においては、近年、車両重量や積載荷重が増加する傾向にある。このため、このような車輌では、これらの車両重量や積載荷重の増加に伴い、通常ブレーキ作動時に必要とするブレーキ操作量（ペダルストローク量）が増加することになる。このように、通常ブレーキ作動時において運転者のブレーキ操作量が増加するため、ブレーキフィーリングが良好であるとは言えない。
【０００４】
そこで、所定出力（所定減速度）より大きい出力領域での入力部材のストロークを短縮して、操作フィーリングを向上した負圧倍力装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に開示の負圧倍力装置によれば、通常ブレーキ作動において大きなブレーキ力を必要とした場合に、ブレーキペダルのペダルストロークを増大させなく、大きなブレーキ力を得ることができ、良好な操作フィーリングを得ることができる。
【特許文献１】国際公開２００４−１０１３４０号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示の負圧倍力装置では、バルブボディに相対摺動可能に設けられた、所定出力より大きい出力領域での入力部材のストロークを短縮するための筒状の真空弁座部材の内周側に、真空弁座部材の移動開始を制御する弁制御スプリングが真空弁座部材と同芯状にかつ並列に設けられている。このため、真空弁座部材の外径が大きくなっているとともに、真空弁部および大気弁部を有する弁体および大気弁座の径も大きくならざるを得ないものとなっている。
また、特許文献１に開示の負圧倍力装置では、入力部材のストロークを短縮する、所定出力より大きい出力領域が単純に設定されているだけであり、この出力領域が効果的に設定されているとは言えない。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、所定出力より大きい出力領域での入力部材のストロークを短縮して、操作フィーリングを向上しつつ、より一層効果的にコンパクトに形成できる負圧倍力装置を提供することである。
また、本発明の他の目的は、入力部材のストロークを短縮する、所定出力より大きい出
力領域を効果的に設定して操作フィーリングをより一層向上することのできる負圧倍力装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の課題を解決するために、請求項１の発明の負圧倍力装置は、シェル内に対して進退自在に配設されたバルブボディと、前記シェル内に設けられた定圧室と変圧室との間の連通および遮断を制御する真空弁と、前記真空弁に直列に配設されて、前記変圧室と少なくとも大気との間を連通および遮断する大気弁とを少なくとも備え、前記真空弁が、真空弁座を有する筒状の真空弁座部材と、弁体に設けられて前記真空弁座に着離座可能な真空弁部とを有し、前記真空弁座部材が、前記変圧室の圧力が前記真空弁座を前記真空弁部に当接する方向に作用されるとともに、付勢手段の付勢力が前記真空弁座を前記真空弁部から遠ざける方向に作用されるように構成されている負圧倍力装置において、前記付勢手段が前記筒状の真空弁座部材の外周側と前記バルブボディとの間に前記真空弁座部材と直列に設けられているとともに、前記真空弁部は前記筒状の真空弁座部材の内周側に設けられており、更に、前記真空弁の有効径と前記大気弁の有効径と前記弁体の前記バルブボディとの摺動部の有効径とがそれぞれ互いにほぼ等しく設定されていることを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２の発明のブレーキ倍力装置は、車両のブレーキシステムに用いられ、ブレーキペダルのペダル踏力を倍力して出力する負圧倍力装置からなるブレーキ倍力装置において、前記負圧倍力装置が請求項１記載の負圧倍力装置であり、前記真空弁座部材が前記バルブボディに対して相対移動開始するときの車両の減速度が、通常ブレーキ作動時において発生する可能性のある減速度より大きな減速度に設定されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
このように構成された本発明に係る負圧倍力装置によれば、所定出力より大きい出力領域では変圧室の圧力が所定圧力を越えることで、真空弁座部材が移動して弁体を後方に移動するので、大気弁の開弁量を大きくすることができる。これにより、サーボ比を通常作動時のサーボ比より大きくすることができ、大きな出力を得ることができる。
また、真空弁座部材により弁体が後方に移動することで、真空弁と大気弁のバランス位置が後方に移動するので、所定出力より大きい出力領域での出力軸の大きなストロークを得る場合、入力軸のストローク量を、バランス位置が後方に移動する分、所定出力より小さい出力領域での出力に対する入力軸の操作ストローク量の変化率で変化した場合においてこの出力軸の大きなストロークを得るために必要なストローク量より短縮させることができる。
【００１０】
更に、真空弁および大気弁を直列に配設するとともに、大気弁の有効径、真空弁の有効径、および弁体のバルブボディとの摺動部の有効径を互いにほぼ等しく設定しているので、真空弁座部材および弁体に作用しかつこれらの真空弁座部材および弁体の受圧面積が異なることに起因する差圧をほとんどなくすことができる。これにより、真空弁座部材の付勢手段の付勢力を小さく設定することができる。しかも、付勢手段を筒状の真空弁座部材の外周側で真空弁座部材と直列に設けることで、付勢手段のサイズを真空弁座部材によって大きく左右されるのを抑制することができる。これにより、負圧倍力装置１のサーボ比ＳＲをその設定に大きく関与する付勢手段の付勢力を種々変えることによって大小変化させることが可能となり、サーボ比設定の自由度を大きくすることができる。したがって、負圧倍力装置の１つの形式で種々の車種のブレーキ倍力装置にその車種に応じて容易にかつより的確に適用可能となる。
【００１１】
更に、直列に配設された大気弁および真空弁の径を均一にコンパクトにできるので、こ
れら弁を内蔵するバルブボディの径も小さくできる。これにより、バルブボディの径方向のコンパクト化を効果的に図ることが可能となる。特に、筒状の真空弁座部材の外周側に付勢手段を設けかつ真空弁座部材の内周側に真空弁座を設けているので、大気弁および真空弁の直列配置、および大気弁の有効径、真空弁の有効径、および弁体のバルブボディとの摺動部の有効径の等径化に相俟って、バルブボディの径方向のコンパクト化をより一層効果的に図ることができる。
【００１２】
更に、本発明の負圧倍力装置を、車両のブレーキシステムに用いられるブレーキ倍力装置に適用することで、中高減速度（中高Ｇ）領域で出力軸の大きなストロークを得る場合、入力軸のストローク量を、低減速度（低Ｇ）領域での出力に対する前記入力軸の操作ストローク量の変化率で変化した場合においてこの大きなストロークを得るために必要なストローク量より短縮させることができる。これにより、低減速度（低Ｇ）領域での通常ブレーキ作動時の減速度よりも大きな減速度を得る場合に、低減速度（低Ｇ）領域での通常ブレーキ作動時のサーボ比でこの大きな減速度を得るために必要なブレーキペダルの踏込み量より小さなペダル踏込み量で、所望の大きな減速度を得ることができる。したがって、車両重量が大きい車輌等の中高減速度（中高Ｇ）領域での通常ブレーキ作動時に低減速度（低Ｇ）領域での通常ブレーキ作動時より大きなブレーキ力を必要とする車輌に対して、ブレーキフィーリングをより効果的に良好にできる。
【００１３】
更に、ブレーキ倍力装置の入力（ペダル踏力）−減速度特性および入力ストローク（ペダルストローク）−減速度特性において、真空弁座部材の作動開始点でのブレーキシステムの車両の減速度を、通常ブレーキ作動時において発生する可能性のある減速度より大きな減速度に設定しているので、低減速度（低Ｇ）領域での従来のブレーキ作動の良好なペダルフィーリングを確保するとともに、中高減速度（中高Ｇ）領域でのペダルストロークを短縮して小さなペダルストロークで大きなブレーキ力を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を用いて、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は本発明に係る負圧倍力装置の実施の形態の、ブレーキシステムに用いられるブレーキ倍力装置に適用した例を非作動状態で示す断面図、図２は図１における真空弁および大気弁の部分を拡大して示す部分拡大断面図である。なお、以下の説明において、「前」および「後」はそれぞれ各図において「左」および「右」を示す。
【００１５】
まず、この例の負圧倍力装置において、特許文献１に記載の従来の負圧倍力装置と同じ構成部分および特許文献１に記載の負圧倍力装置と構成が異なるが、本発明に直接関係しない構成部分について簡単に説明する。図１および図２において、１は負圧倍力装置、２はフロントシェル、３はリヤシェル、４はバルブボディ、５はバルブボディ４に取り付けられたパワーピストン部材６とバルブボディ４および両シェル２,３間に設けられたダイヤフラム７とからなるパワーピストン、８は両シェル２,３内の空間をパワーピストン５で区画された２つの室の一方で、通常時負圧が導入される定圧室、９は前述の２つの室の他方で、負圧倍力装置１の作動時大気圧が導入される変圧室、１０は弁プランジャ、１１は図示しないブレーキペダルに連結され、かつ弁プランジャ１０を作動制御する入力軸、１２はバルブボディ４に気密にかつ摺動可能に設けられ、かつ大気弁部１２ａと真空弁部１２ｂとこれらを一体移動可能に連結する連結具１２ｃとを有する弁体、１３は環状の真空弁座、１４は弁プランジャ１０に形成された環状の大気弁座、１５は真空弁部１２ｂと真空弁座１３とにより構成される真空弁、１６は大気弁部１２ａと大気弁座１４とにより構成される大気弁、１７は互いに直列に配設された真空弁１５と大気弁１６とからなり、変圧室９を定圧室８と大気とに選択的に切り換え制御する制御弁、１８は弁体１２を真空弁部１２ｂが真空弁座１３に着座する方向に常時付勢する第１弁制御スプリング、１９はバルブディ４の外周側通路１９ａとこれに連通する内周側通路１９ｂとからなる大気導入
通路、２０はリヤシェル３と入力軸１１との間に取り付けられかつ大気導入口２０ａを有するブーツ、２１は大気導入口２０ａに設けられて制御弁１７で発生する音を低減するサイレンサ、２２は真空通路、２３はバルブボディ４に形成されたキー孔４ａに挿通されてこのバルブボディ４に対する弁プランジャ１０の相対移動を、キー孔４ａの軸方向幅により規定される所定量に規制し、かつバルブボディ４および弁プランジャ１０の各後退限を規定するキー部材、２４は間隔部材、２５はリアクションディスク、２６は出力軸、２７はリターンスプリング、２８は図示しない負圧源からの負圧を定圧室８に導入する負圧導入口である。
【００１６】
なお、負圧倍力装置１の非作動時、この間隔部材２４の前端面とこの間隔部材２４の前端面に対向するリアクションディスク２５の後端面との間には、軸方向の所定の間隙Ｃが設定されている。
また、図示しないが従来の一般的な負圧倍力装置と同様に、フロントシェル２を貫通してマスタシリンダの後端部が定圧室８内に進入しかつマスタシリンダのピストンが出力軸２６で作動されるようになる。なお、マスタシリンダのフロントシェル２貫通部は図示しない適宜のシール手段でシールされていて、定圧室８が大気と気密に遮断される。また従来と同様に、バルブボディ４がリヤシェル３を移動可能に貫通しているとともに、変圧室９がこの貫通部において図示したシール部材２９で大気と気密に遮断されている。
【００１７】
次に、この例の負圧倍力装置１の特徴部分の構成について説明する。
図２に示すように、この例の負圧倍力装置１では、バルブボディ４の軸方向の内孔４ｂに筒状の真空弁座部材３０が摺動可能に嵌合されており、前述の真空弁座１３はこの真空弁座部材３０の後端の内周側に設けられている。したがって、真空弁座１３もバルブボディ４に対して相対移動可能となっている。
【００１８】
そして、真空弁座部材３０の外周面に設けられたカップシール等のシール部材３１により、バルブボディ４の内孔４ｂの内周面と真空弁座部材３０の外周面との間が少なくとも真空弁座部材３０の前端から後端に向かう空気の流れを阻止するように気密に保持されている。更に、真空弁座部材３０の前端面３０ａは常時変圧室９に連通されていて、これらの前端面３０ａには常時変圧室９の圧力が作用するようになっている。
【００１９】
また、弁体１２の真空弁部１２ｂが真空弁座１３に着座した状態において、真空弁座部材３０の後端面３０ｂにおける、真空弁部１２ｂの着座位置より外周側の環状の外側後端面部分は常時定圧室８に連通されていて、この外側後端面には常時定圧室８の圧力（負圧）が作用するようになっている。したがって、負圧倍力装置１の作動時、変圧室９の圧力と定圧室８の圧力とに圧力差が生じると、この圧力差による力が真空弁座部材３０に後方に向けて加えられるようになる。
【００２０】
更に、真空弁座部材３０には延長アーム部３０ｃがこの真空弁座部材３０の前端面３０ａから軸方向前方に延びるようにして設けられている。この延長アーム部３０ｃには、軸方向孔３０ｄが穿設されている。
真空弁座部材３０の後端面３０ｂの外周側とバルブボディ４との間には、環状の板ばねからなる第２弁制御スプリング３２（本発明の付勢手段に相当）が真空弁座部材３０と直列に縮設されており、この第２弁制御スプリング３２により真空弁座部材３０が常時前方に付勢されている。
【００２１】
次に、この例の真空弁座部材３０の作動について説明する。真空弁座部材３０の作動は前述の特許文献１に記載の真空弁座部材と同じであり特許文献１を参照すれば容易に理解できるので、ここでは簡単に説明する。
負圧倍力装置１の非作動時には、真空弁座部材３０はその前端面３０ａがバルブボディ
４の段部４ｃに当接した、図２に示す位置に位置決めされる。このように位置決めされた状態の真空弁座１３は、従来の一般的な負圧倍力装置のバルブボディ４に形成された真空弁座と同じ状態になるように設定されている。したがって、負圧倍力装置１の非作動時での真空弁座部材３０のこの位置では、真空弁部１２ｂが真空弁座１３に着座しなく、真空弁１５は開くようになる。
【００２２】
また、ブレーキペダルの踏込みにより入力軸１１に入力が加えられて負圧倍力装置１が作動すると、従来の一般的な負圧倍力装置と同様に変圧室９に大気が導入されて、変圧室９と定圧室８との間に圧力差が生じる。このため、真空弁座部材３０にもこの圧力差による力が後方に向けて加えられるようになる。この力は、変圧室９と定圧室８との間の圧力差、つまり入力軸１１に加えられる入力の大きさに応じた大きさになっている。なお、負圧倍力装置１の作動時は真空弁部１２ｂが真空弁座１３に着座している。
【００２３】
そして、この圧力差による力が第２弁制御スプリング３２のばね荷重とこのときの弁体１２の第１弁制御スプリング１８のばね荷重との和以下である（つまり、入力軸１１に加えられる入力が予め設定された設定入力Ｆ0以下（Ｆ0は図４（ｂ）に示す）である）と、真空弁座部材３０はバルブボディ４に対して移動しなく、図１および図２に示す非作動位置を保持するようになる。また、圧力差による力が前述の両ばね荷重との和より大きくなる（つまり、入力軸１１に加えられる入力が設定入力Ｆ0より大きくなる）と、真空弁座部材３０が弁体１２の真空弁部１２ｂを押しながらバルブボディ４に対して相対的に後方に移動するようになっている。したがって、この真空弁座部材３０の後方移動により、真空弁座１３が通常時の位置より後方に突出する。
【００２４】
ところで、真空弁座部材３０がバルブボディ４に対して後方へ相対的にストロークすると、大気弁１６の大気弁部１２ａもバルブボディ４に対して真空弁座部材３０の相対ストローク量と同じだけ後方へ相対ストロークする。したがって、真空弁１５および大気弁１６がともに閉じた制御弁１７のバランス位置が後方に移動する。このため、大気弁部１２ａと大気弁座１４との間の開弁量が真空弁座部材３０の相対ストロークしないと仮定した場合に比べて、入力軸１１の入力ストローク量が同じであるとすると、真空弁座部材３０の相対ストローク量だけ大きくなる。すなわち、真空弁１５と大気弁１６とがともに閉じてバランスした中間負荷状態では、入力軸１１の入力ストローク量が同じである場合、バルブボディ４およびパワーピストン５のピストン部材６の各ストロークは、真空弁座部材３０の相対移動しないと仮定した場合に比べて、真空弁座部材３０の相対ストローク量だけ大きくなる。換言すると、真空弁座部材３０の相対ストロークした場合と相対ストロークしないと仮定した場合とで、バルブボディ４およびパワーピストン５のピストン部材６の各ストローク量が同じであるとすると、真空弁座部材３０の相対ストロークした場合の方が、入力軸１１のストロークは真空弁座部材３０の相対ストローク量だけ短縮される。
【００２５】
一方、前述の真空弁座部材３０の相対ストローク時における出力軸２６の出力ストロークも、前述のように入力軸１１の入力ストローク量が同じであるとしたときに、バルブボディ４およびパワーピストン５のピストン部材６の各ストロークが増大することで増大する。しかし、中間負荷状態では従来の負圧倍力装置と同様にリアクションディスク２５が間隔部材２４の方へ膨出してこのリアクションディスク２５の軸方向の厚みが薄くなるため、前述のバルブボディ４およびパワーピストン５のピストン部材６の各ストロークの増大した相対ストローク量より小さくなる。
【００２６】
そして、真空弁座部材３０が弁体１２の真空弁部１２ｂを押しながら後方に突出することから、弁体１２が後方に移動し、かつ弁体１２の大気弁部１２ａも後方に移動するようになる。このため、通常ブレーキ作動時の大気弁１６が閉じている状態より、大気弁部１２ａが大気弁座１４から更に大きく離座する。つまり、大気弁１６の開弁量が大きくなる
ようにされている。このようにして、真空弁座部材３０の作動は変圧室９の圧力と定圧室８の圧力との圧力差により制御される。
【００２７】
この真空弁座部材３０の移動について具体的に説明する。真空弁座部材３０が移動しかつ真空弁１５および大気弁１６がともに閉じて制御弁１７がバランス状態にある中間負荷状態で、真空弁座部材３０に加えられる圧力差による力を考える。この制御弁１７のバランス状態は、真空弁座部材３０と弁体１２とが互いに当接して一体となるため、図３に示すように互いに一体になった真空弁座部材３０および弁体１２に加えられる力の等価状態としてみなすことができる。
【００２８】
いま、図３において、真空弁座部材３０および弁体１２に加えられる圧力差による力をＦP、定圧室８の圧力をＰV0、変圧室９の圧力をＰVとすると、真空弁座部材３０および弁体１２に加えられる圧力差による力ＦPは、
ＦP ＝ （ＰV−ＰV0）・（真空弁座部材３０の有効受圧面積差）
で与えられ、この力ＦPが真空弁座部材３０および弁体１２を後方に向けて押圧するようになる。
【００２９】
一方、第２弁制御スプリング３２のばね荷重ＦSおよび第１弁制御スプリング１８のばね荷重ｆSが前方に向けて押圧している。したがって、前述の力ＦPがこれらのばね荷重の和（ＦS＋ｆS）以下であると、真空弁座部材３０がバルブボディ４に対して移動しなく、また力ＦPがばね荷重の和（ＦS＋ｆS）より大きくなると、真空弁座部材３０がバルブボディ４に対して後方に移動するようになる。ここで、第１弁制御スプリング１８のばね荷重ｆSはその絶対値が小さくしかも第２弁制御スプリング３２のばね荷重ＦSに比べてきわめて小さく（ＦS≫ｆS）設定されることで、実質的に力ＦPがばね荷重ＦSより大きいとき（ＦP ＞ＦS）に、真空弁座部材３０がバルブボディ４に対して後方に移動し、力ＦPがばね荷重ＦS以下であるとき（ＦP ≦ＦS）に、真空弁座部材３０はバルブボディ４に対して後方に移動しない。すなわち、真空弁座部材３０の作動開始は実質的に第２弁制御スプリング３２によって決定されるようになる。したがって、変圧室９の圧力が上昇して、力ＦPがセットばね荷重より大きくなると、真空弁座部材３０が後方に移動開始するようになる。
【００３０】
そして、真空弁座部材３０がバルブボディ４に対して後方に移動しない力ＦPの領域つまり変圧室９の圧力ＰVの領域は、負圧倍力装置１の出力（車両の減速度）Ｇが図４（ｂ）に示す入力（ペダル踏力）−出力（減速度）特性（Ｆ−Ｇ特性）において所定出力（所定減速度）ＧO1以下の出力領域であり、この領域では、入力が所定入力Ｆ0以下で比較的小さい。入力が所定入力Ｆ0以下の領域における負圧倍力装置１のサーボ比ＳＲは従来の一般的な負圧倍力装置の通常ブレーキ作動時でのサーボ比とほぼ同じサーボ比ＳＲ1に設定される。このサーボ比ＳＲ1の領域は、ブレーキによる減速度が従来の比較的低重量（積載荷重を含む）の車輌における通常ブレーキ作動時と同じであり、比較的高重量（積載荷重を含む）の車輌に対しては低減速度（低Ｇ）領域として設定されている。
【００３１】
図４（ａ）に示すように、負圧倍力装置１のサーボ比ＳＲ1の領域においては、入力ストローク（ペダルストローク）−出力（減速度）特性（Ｓ−Ｇ特性）は、入力ストロークＳが小さい間は出力Ｇの上昇率が小さく出力Ｇは徐々に上昇し、入力ストロークＳが大きくなるにしたがって出力Ｇの上昇率が大きくなって出力Ｇは比較的速く上昇する湾曲線状の特性となる。この特性は、出力（車両の減速度）Ｇが所定出力（所定減速度）ＧO1になるまでの特性となる。
【００３２】
また、真空弁座部材３０がバルブボディ４に対して後方に移動する力ＦPの領域つまり変圧室９の圧力ＰVの領域は、負圧倍力装置１の出力が図４（ｂ）に示す入出力特性にお
いて所定出力ＦO1より大きい出力領域であり、この領域では、入力が所定入力Ｆ0より大きい。入力が所定入力Ｆ0より大きい領域におけるサーボ比ＳＲ2は、大気弁１６の開弁量が同じ入力で通常ブレーキ作動時より大きくなることから、前述のサーボ比ＳＲ1より大きいサーボ比ＳＲ2（ＳＲ2＞ＳＲ1）となる。このサーボ比ＳＲ2の領域は、ブレーキによる減速度が比較的高重量（積載荷重を含む）の車輌に対して中高減速度（中高Ｇ）領域として設定されている。
【００３３】
図４（ａ）に示すように、負圧倍力装置１のサーボ比ＳＲ2の領域においては、入力ストローク−出力特性（Ｓ−Ｇ特性）は、出力Ｇの上昇率が比較的大きく、出力Ｇはほぼ直線状に上昇する特性となる。この特性は、出力（車両の減速度）Ｇが、負圧倍力装置１がサーボ比による倍力作動を行わなくなる全負荷状態になる所定出力（所定減速度）ＧO2となるまでの特性となる。
【００３４】
ところで、この例の負圧倍力装置１では、Ｆ−Ｇ特性およびＳ−Ｇ特性における前述の所定出力（所定減速度）ＧO1が４ｍ／ｓｅｃ2に設定され、また所定出力（所定減速度）ＧO2が８ｍ／ｓｅｃ2に設定されている。このように、サーボ比ＳＲ２の領域を減速度４ｍ／ｓｅｃ2から８ｍ／ｓｅｃ2に設定する理由は次の通りである。すなわち、実際に起こり得る車両のブレーキ状況は、大部分の車両が低重量（積載荷重を含む）の車輌でありしかもブレーキ作動がほとんどこの種の車両の通常ブレーキ作動であることから、このブレーキ状況では、小さなサーボ比ＳＲ1の低Ｇ領域を減速度４ｍ／ｓｅｃ2以下の領域に設定し、また高重量（積載荷重を含む）の車輌における中高減速度でのブレーキ作動等の起こり得る可能性がそれほど多くない車両のブレーキ状況では、大きなサーボ比ＳＲ2の中高Ｇ領域を減速度４ｍ／ｓｅｃ2ないし８ｍ／ｓｅｃ2の領域に設定することにより、低Ｇ領域での従来のブレーキ作動の良好なペダルフィーリングを確保するとともに、中高Ｇ領域でのペダルストロークを短縮して小さなペダルストロークで大きなブレーキ力を得るようにしている。
【００３５】
そして、負圧倍力装置１が全負荷状態になると、負圧倍力装置１のＳ−Ｇ特性は従来の負圧倍力装置１の全負荷状態でのＳ−Ｇ特性と同じになる。このとき、この例の負圧倍力装置１における中間負荷から全負荷に変わるときの入力ストロークは、従来のサーボ比が一定の負圧倍力装置における中間負荷から全負荷に変わるときの入力ストロークより図４（ａ）に示すＳSMAXだけ短縮される。このストローク短縮量ＳSMAXの大きさは、前述の特許文献１に記載されているので、この特許文献１を参照すれば容易に理解できる。
【００３６】
この例の負圧倍力装置１では、前述のように真空弁座部材３０に移動開始を決定する第２弁制御スプリング３２のばね定数およびセットばね荷重は、ともに任意に設定可能である。したがって、この例の負圧倍力装置１の図４（ｂ）に示す入出力特性において、小さなサーボ比ＳＲ1から大きなサーボ比ＳＲ2に変わる変化点（レシオ点）γ、つまりこの変化点γの入力である設定入力Ｆ0は、第２弁制御スプリング３２のセットばね荷重を変えることで上下させることができる。また、負圧倍力装置１のサーボ比ＳＲは、第２弁制御スプリング３２のばね定数を変えることによって大小変化させることが可能となる。
【００３７】
したがって、この例の負圧倍力装置１は、第２制御弁スプリング３２のばね定数およびセットばね荷重を搭載される車両に応じて設定することで、１つの形式で種々の車種のブレーキ倍力装置にその車種に応じて容易にかつより的確に適用可能となる。
【００３８】
ところで、この例の負圧倍力装置１では、図３に示すように大気弁部１２ａが大気弁座１４に着座する位置の直径である大気弁１６の有効径ＤAVと、真空弁部１２ｂが真空弁座１３に着座する位置の直径である真空弁１５の有効径ＤVVと、弁体１２のバルブボディ４との摺動部の有効径ＤPVとが、互いにほぼ等しく設定されている（ＤAV≒ＤVV≒ＤPV）。
大気弁１６の有効径ＤAVと弁体１２の摺動部の有効径ＤPVとがほぼ等しく（ＤAV≒ＤPV）設定されると、弁体１２に作用する圧力の差圧が有効受圧面積差に起因して発生する荷重がほとんど発生しなくなる。これにより、第１弁制御スプリング１８のばね荷重を、負圧倍力装置１の非作動時に大気弁部１２ａが大気弁座１４に着座するのに必要な最小限に設定可能となる。
【００３９】
また、大気弁１６の有効径ＤAVと真空弁１５の有効径ＤVVとがほぼ等しく（ＤAV≒ＤVV）設定されると、真空弁１５および大気弁１６がともに閉じたバランス状態で、弁体１２および真空弁座部材３０に作用する圧力の差圧が有効受圧面積差に起因して発生する荷重がほとんど発生しなくなる。これにより、負圧倍力装置１の作動時に真空弁座部材３０に作用する差圧による力が小さくなり、第２弁制御スプリング３２のばね荷重をその分小さく設定可能となる。
【００４０】
なお、弁体１２および真空弁座部材３０に作用する圧力の差圧が有効受圧面積差に起因して発生する荷重が効果的に小さくするためには、各有効径ＤAV,ＤVV,ＤPVは、互いに等しく（ＤAV＝ＤVV＝ＤPV）設定することが望ましい。しかし、各有効径ＤAV,ＤVV,ＤPVをこのように設定することは難しいので、各有効径ＤAV,ＤVV,ＤPVは、弁体１２および真空弁座部材３０に作用する圧力の差圧が有効受圧面積差に起因して発生する荷重を効果的に小さくできる範囲内でほぼ等しく設定することがよい。
【００４１】
バルブボディ４の軸方向孔内には、ＢＡ機構の筒状部材３３がバルブボディ４に対して相対摺動可能に配設されている。この筒状部材３３の後端部には、外側に突出する環状のフランジ３３ａが形成されているとともに、筒状部材３３の中央部には軸方向孔３３ｂが穿設され、更に筒状部材３３の前端部にも軸方向孔３３ｃが穿設されている。フランジ３３ａとバルブボディ４との間には、ＢＡ作動用スプリング３４が縮設されており、このＢＡ作動用スプリング３４のばね力により筒状部材３３が常時後方に付勢されている。筒状部材３３がバルブボディ４に対して後方に所定ストローク以上ストロークすると、筒状部材３３の後端面３３ｅが真空弁座部材３０の前端面３０ａに当接して真空弁座部材３０を後方に第２弁制御スプリング３２のばね力に抗して押圧することで、筒状部材３３は第２弁制御スプリング３２を縮小して真空弁座部材３０をバルブボディ４に対して後方に移動するようになっている。
【００４２】
そして、キー部材２３が筒状部材３３の軸方向孔３３ｂおよび延長アーム部３０ｃの軸方向孔３０ｄをも貫通して設けられる。図２に拡大して示すように、負圧倍力装置１の非作動時には、リヤシェル３に当接して後退限に位置決めされたキー部材２３に、真空弁座部材３０における軸方向孔３０ｄより前方の前端部３０ｅおよび筒状部材３３における軸方向孔３３ｃより前方の前端部３３ｄが当接することで、真空弁座部材３０および筒状部材３３がともにそれらの後退限に位置決めされる。
【００４３】
更に、通常ブレーキ作動時に筒状部材３３をバルブディ４に対して軸方向に位置決めする筒状部材位置決め部材３５がバルブボディ４のキー孔４ａ、筒状部材３３の軸方向孔３３ｃ、およびバルブボディ４の径方向孔４ｄに貫通されている。そして、詳細に示さないが、通常ブレーキ作動時に筒状部材３３の前端部３３ｄがキー部材２３から離れると、ＢＡ作動用スプリング３４のばね力により筒状部材３３がバルブボディ４に対して後方に移動しようとしたとき、筒状部材３３は筒状部材位置決め部材３５に係止して後方移動が阻止され、バルブディ４に対して軸方向に位置決めされる。これにより、通常ブレーキ作動時には、筒状部材３３の後端面３３ｅが真空弁座部材３０の前端面３０ａに当接するのを阻止される。
【００４４】
弁プランジャ１０には、筒状部材３３と筒状部材位置決め部材３５との係止を解除する
ためのテーパ状の係止解除部１０ａが設けられている。緊急ブレーキ作動のためブレーキペダルが通常ブレーキ作動時より迅速に踏み込まれて、弁プランジャ１０がバルブボディ４に対して所定量以上前方へ移動すると、この係止解除部１０ａが筒状部材位置決め部材３５のエッジ部３５ａに当接することで、筒状部材３３と筒状部材位置決め部材３５との係止が解除され、前述のように筒状部材３３が真空弁座部材３０を押圧してバルブボディ４に対して後方へ移動するようになる。
【００４５】
次に、この例の負圧倍力装置１の作動について説明する。
（負圧倍力装置の非作動時）
負圧倍力装置１の定圧室８には負圧導入口２８を通して常時負圧が導入されている。また、図１および図２に示す負圧倍力装置１の非作動状態では、キー部材２３がリヤシェル３に当接して後退限となっている。したがって、このキー部材２３によってバルブボディ４および弁プランジャ６が後退限にされ、更にパワーピストン５、入力軸１１および出力軸２６も後退限となっている。また、真空弁座部材３０の前端面３０ａが第２弁制御スプリング３２のばね力でバルブボディ４の段部４ｃに当接して真空弁座部材３０が図２に示す位置に位置決めされているとともに、筒状部材３３の前端部３３ｄがＢＡ作動用スプリング３４のばね力でキー部材２３に当接して筒状部材３３が図２に示す位置に位置決めされている。
【００４６】
この非作動状態では、弁体１２の大気弁部１２ａが大気弁座１４に着座して大気弁１６が閉じ、かつ弁体１２の真空弁部１２ｂが真空弁座１３から離座して真空弁１５が開いている。したがって、変圧室９は大気から遮断されかつ定圧室８に連通して変圧室９に負圧が導入されており、変圧室９と定圧室８との間に実質的に差圧が生じていない。このため、真空弁座部材３０には圧力差による力が後方に向けて加えられていない。
【００４７】
（負圧倍力装置の低減速度領域での通常ブレーキ作動時）
通常ブレーキを行うためにブレーキペダルが通常ブレーキ作動時での踏込速度で踏み込まれると、入力軸１１が前進して弁プランジャ１０が前進する。弁プランジャ１０の前進により、弁体１２の真空弁部１２ｂが真空弁座１３に着座して真空弁１５が閉じるとともに大気弁座１４が弁体１２の大気弁部１２ａから離れて、大気弁１６が開く。すなわち、変圧室９が定圧室８から遮断されるとともに大気に連通される。したがって、大気圧の空気が大気導入口２０ａ、外周側通路１９ａ、内周側通路１９ｂ、開いている大気弁１６、およびキー孔４ａを通って変圧室９に導入される。その結果、変圧室９と定圧室８との間に差圧が生じてパワーピストン５が前進し、更にバルブボディ４を介して出力軸２６が前進して図示しないマスタシリンダのピストンが前進する。このとき、弁体１２、真空弁座部材３０、および筒状部材３３等のバルブボディ４に支持されている部材は、バルブボディ４と一体に移動する。
【００４８】
また、弁プランジャ１０の前進で間隔部材２４も前進するが、まだ間隔部材２４は間隙Ｃによりリアクションディスク２５に当接するまでには至らない。したがって、出力軸２６から反力がリアクションディスク２５から間隔部材２４に伝達されないので、この反力は弁プランジャ１０および入力軸１１を介してブレーキペダルにも伝達されない。入力軸１１が更に前進すると、パワーピストン５も更に前進し、バルブボディ４および出力軸２６を介してマスタシリンダのピストンが更に前進する。
【００４９】
マスタシリンダ以降のブレーキ系のロスストロークが消滅すると、負圧倍力装置１は実質的に出力を発生し、この出力でマスタシリンダがマスタシリンダ圧（液圧）を発生し、このマスタシリンダ圧でホイールシリンダが作動してブレーキ力を発生する。
【００５０】
このとき、マスタシリンダから出力軸２６に加えられる反力によってリアクションディ
スク２５が後方に膨出し、間隙Ｃが消滅してリアクションディスク２５が間隔部材２４に当接する。これにより、出力軸２６からの反力はリアクションディスク２５から間隔部材２４に伝達され、更に弁プランジャ１０および入力軸１１を介してブレーキペダルに伝達されて運転者に感知されるようになる。すなわち、図４（ｂ）に示すように負圧倍力装置１は通常ブレーキ作動時のジャンピング特性を発揮する。このジャンピング特性は、従来の一般的な負圧倍力装置のジャンピング特性とほぼ同じである。
【００５１】
低減速度（低Ｇ）領域内で通常ブレーキが作動される場合には、負圧倍力装置１の入力（つまり、ペダル踏力）が比較的小さい。この低減速度（低Ｇ）領域では、出力が所定出力以下の出力領域であり、前述のように変圧室９の圧力ＰVと定圧室８の圧力ＰV0との差圧により真空弁座部材３０を押圧する力ＦPが第１および第２弁制御スプリング１８,３２の各ばね力の和より小さい。このため、真空弁座部材３０はバルブボディ４に対して後方に移動しなく、サーボ比は従来の通常ブレーキ作動時とほぼ同じ比較的小さなサーボ比ＳＲ１となる。したがって、負圧倍力装置１の出力がペダル踏力による入力軸１１の入力をこのサーボ比ＳＲ１で倍力した大きさになると、大気弁部１２ａが大気弁座１４に着座して大気弁１６も閉じて中間負荷のバランス状態となる（真空弁１５は、真空弁部１２ｂが真空弁座１３に着座して既に閉じている）。こうして、図４（ｂ）に示すように低減速度（低Ｇ）領域においては、通常ブレーキ作動時のペダル踏力をサーボ比ＳＲ１で倍力したブレーキ力で通常ブレーキが作動する。
【００５２】
通常ブレーキ作動時での負圧倍力装置１の大気弁１６および真空弁１５がともに閉じている状態から、通常ブレーキを解除するために、ブレーキペダルを解放すると、入力軸１１および弁プランジャ１０がともに後退するが、バルブボディ４および真空弁座部材３０は変圧室９に空気（大気）が導入されているので、直ぐには後退しない。これにより、弁プランジャ１０の大気弁座１４が弁体１２の大気弁部１２ａを後方に押圧するので、真空弁部１２ｂが真空弁座１３ｇから離座し、真空弁１５が開く。すると、変圧室９が開いた真空弁１５および真空通路２２を介して定圧室８に連通するので、変圧室９に導入された空気は、開いた真空弁１５、真空通路２２、定圧室８および負圧導入口２８を介して真空源に排出される。
【００５３】
これにより、変圧室９の圧力が低くなって変圧室９と定圧室８との差圧が小さくなるので、リターンスプリング２７のばね力により、パワーピストン５、バルブボディ４および出力軸２６が後退する。バルブボディ４の後退に伴い、マスタシリンダのピストンのリターンスプリングのばね力によってマスタシリンダのピストンおよび出力軸２６も後退し、通常ブレーキが解除開始される。
【００５４】
キー部材２３が図１に示すようにリヤシェル３に当接すると、キー部材２３は停止してそれ以上後退しなくなる。しかし、バルブボディ４、弁プランジャ１０および入力軸１１が更に後退する。そして、弁プランジャ１０が図２に示すようにキー部材２３に当接してそれ以上後退しなくなり、更に、バルブボディ４のキー孔４ａの前端４ａ1が図２に示すようにキー部材２３に当接して、バルブボディ４がそれ以上後退しなくなる。こうして、負圧倍力装置１は図１および図２に示す初期の非作動状態になる。したがって、マスタシリンダが非作動状態になってマスタシリンダ圧が消滅するとともに、ホイールシリンダも非作動状態になってブレーキ力が消滅して、通常ブレーキが解除される。
【００５５】
（負圧倍力装置の中高減速度領域での通常ブレーキ作動時）
通常ブレーキ作動時において低減速度（低Ｇ）より大きな減速度の中高減速度領域で通常ブレーキ作動を行う場合には、負圧倍力装置１の入力（つまり、ペダル踏力）が低減速度（低Ｇ）領域での通常ブレーキ作動時より大きく設定される。入力が大きくなると変圧室９の圧力ＰVも大きくなるが、図４（ｂ）に示すように入力が、変圧室９の圧力ＰVが式
（７）を満たすような設定入力Ｆ0以上になると、負圧倍力装置１の入出力特性は中高減速度（中高Ｇ）領域となり、出力が所定出力より大きい出力領域となる。
【００５６】
この中高減速度（中高Ｇ）領域では、変圧室９の圧力ＰVと定圧室８の圧力ＰV0との差圧により真空弁座部材３０を押圧する力ＦPが第１および第２弁制御スプリング１８,３２の各ばね力の和より大きくなるので、真空弁座部材３０は第１および第２弁制御スプリング１８,３２を縮小して弁体１２を押しながらバルブボディ４に対して後方に移動する。このため、大気弁部１２ａが大気弁座１４から通常時より大きく離間し、大気弁１６が大きく開く。したがって、図４（ｂ）に示すように中高Ｇ領域においては、前述のようにサーボ比は従来の通常ブレーキ作動時より大きなサーボ比ＳＲ２となる。すなわち、負圧倍力装置１の出力が入力軸１１の入力をこのサーボ比ＳＲ２で倍力した大きさになると、前述と同様に大気弁部１２ａが大気弁座１４に着座して大気弁１６も閉じて制御弁１７は中間負荷のバランス位置となる（真空弁１５は、真空弁部１２ｂが真空弁座１３に着座して既に閉じている）。したがって、制御弁１７のバランス位置は後方に移動する。こうして、中高減速度（中高Ｇ）領域において、ペダル踏力をサーボ比ＳＲ２で倍力した低減速度（低Ｇ）領域での通常ブレーキ作動時より大きなブレーキ力でブレーキが作動する。その場合、負圧倍力装置１は、この中高減速度（中高Ｇ）領域においては、ペダル踏力つまり負圧倍力装置１の入力が大きいが、サーボ比ＳＲ１の通常ブレーキ作動時での入力と同じ入力で、通常ブレーキ作動時より大きな出力が得られるようになる。
【００５７】
また、中高減速度（中高Ｇ）領域の作動時では、真空弁座部材３０が低減速度（低Ｇ）領域での作動時よりバルブボディ４に対して後方にストローク量だけ移動することから、出力ストロークがこのストローク量に応じて大きくなる。すなわち、入力軸１１のストロークつまりブレーキペダルのストロークが短縮される（詳細は、特許文献１を参照）。
【００５８】
真空弁座部材３０の作動時での負圧倍力装置１の大気弁１６および真空弁１５がともに閉じている状態から、通常ブレーキを解除するために、ブレーキペダルを解放すると、前述と同様にして真空弁１５が開き、変圧室９に導入された空気が、開いた真空弁１５、真空通路２２、定圧室８および負圧導入口２８を介して真空源に排出される。
【００５９】
これにより、前述と同様に変圧室９の圧力が低下し、リターンスプリング２７のばね力により、パワーピストン５、バルブボディ４および出力軸２６が後退する。バルブボディ４の後退に伴い、マスタシリンダのピストンのリターンスプリングのばね力によってマスタシリンダのピストンおよび出力軸２６も後退し、ブレーキが解除開始される。
【００６０】
変圧室９と定圧室８との差圧が小さくなって、真空弁座部材３０を押圧する力ＦPが変圧室９の圧力ＰVが第１および第２弁制御スプリング１８,３２のばね荷重ＦS,ｆSの和より小さくなると、真空弁座部材３０がバルブボディ４に対して前方に相対的に移動して、真空弁座部材３０は図２に示す非作動位置になる。これにより、真空弁部１２ｂが真空弁座１３ｇから大きく離座して真空弁１５が大きく開くので、変圧室９内の空気は多く排出されて、低減速度（低Ｇ）領域での通常ブレーキ作動状態になる。これ以後、前述の低減速度（低Ｇ）領域での通常ブレーキ作動の場合と同様であり、最終的に負圧倍力装置１の移動した部材はすべて図２に示す非作動位置になり、低減速度（低Ｇ）領域での通常ブレーキ作動時より大きな入力によるブレーキが解除される。
【００６１】
真空弁座部材３０の非作動位置への戻り過程（真空弁座部材３０のバルブボディ４に対する前方移動）で、真空弁座部材３０がスティックを起こして第２弁制御スプリング３２のばね力では前方へ移動しなくなった場合には、バルブボディ４の後退移動により真空弁座部材３０の前端部３０ｅが、リヤシェル３に当接して後退移動しないキー部材２３に当接する。したがって、真空弁座部材３０も後退移動が阻止される。しかし、バルブボディ
４の更なる後退移動で、スティックを起こしている真空弁座部材３０はバルブボディ４に対して強制的に前方へ移動するようになる。このため、真空弁座部材３０は確実に図２に示す非作動位置となって真空弁が開き、負圧倍力装置１は確実に非作動位置となり、ブレーキが解除される。
【００６２】
（負圧倍力装置のＢＡ作動時）
ブレーキペダルが通常ブレーキ作動時より迅速に踏み込まれてＢＡ作動が行われると、バルブボディ４に対する入力軸１１および弁プランジャ１０の前方移動が大きくなる。すると、弁プランジャ１０の係止解除部１０ａが筒状部材位置決め部材３５のエッジ部３５ａに当接して筒状部材位置決め部材３５を押し開くので、筒状部材３３と筒状部材位置決め部材３５との係止が解除される。これにより、筒状部材３３が真空弁座部材３０を押圧してバルブボディ４に対して後方へ移動するので、負圧倍力装置１のサーボ比が大きなサーボ比ＳＲ2となる。このとき、リアクションディスク２５は間隔部材２４にまだ当接していないので、出力軸２６からの反力でリアクションディスク２５が膨出して間隔部材２４に当接したときは、負圧倍力装置１の出力は、大きくなっている。したがって、ＢＡ作動時のジャンピング特性のジャンピング量が大きくなるとともにサーボ比が大きくなるので、小さなペダル踏力および小さなペダルストロークで大きなブレーキ力が発生する。こうして、緊急ブレーキ作動時等においてＢＡ作動が行われる。
【００６３】
ＢＡ作動後、ブレーキペダルを解放すると、バルブボディ４、パワーピストン５、弁プランジャ１０，入力軸１１，出力軸２６等は後退して、前述の通常ブレーキ作動の解除時と同様に図１および図２に示す非作動位置に戻る。その場合、弁プランジャ１０の係止解除部１０ａが筒状部材位置決め部材３５のエッジ部３５ａから離れるので、筒状部材位置決め部材３５は筒状部材３３と係止可能な状態となる。一方、筒状部材３３はバルブボディ４の後退移動により筒状部材３３の前端部３３ｄが、リヤシェル３に当接して後退移動しないキー部材２３に当接する。したがって、筒状部材３３も後退移動が阻止される。しかし、バルブボディ４の更なる後退移動で、筒状部材３３はキー部材２３によりバルブボディ４に対して強制的に前方へ移動し、非作動位置に戻る。
【００６４】
このようにブレーキシステムに適用したこの例の負圧倍力装置１によれば、中高減速度（中高Ｇ）領域で出力軸２６の大きなストロークを得る場合、入力軸１１のストローク量を、低減速度（低Ｇ）領域での出力に対する前記入力軸の操作ストローク量の変化率で変化した場合においてこの大きなストロークを得るために必要なストローク量より短縮させることができる。これにより、低減速度（低Ｇ）領域での通常ブレーキ作動時の減速度よりも大きな減速度を得る場合に、低減速度（低Ｇ）領域での通常ブレーキ作動時のサーボ比ＳＲ1でこの大きな減速度を得るために必要なブレーキペダルの踏込み量より小さなペダル踏込み量で、所望の大きな減速度を得ることができる。したがって、車両重量が大きい車輌等の中高減速度（中高Ｇ）領域での通常ブレーキ作動時に低減速度（低Ｇ）領域での通常ブレーキ作動時より大きなブレーキ力を必要とする車輌に対して、ブレーキフィーリングをより効果的に良好にできる。
【００６５】
また、真空弁１５および大気弁１６を直列に配設するとともに、大気弁１６の有効径ＤAV、真空弁１５の有効径ＤVV、および弁体１２のバルブボディ４との摺動部の有効径ＤPVを互いにほぼ等しく（ＤAV≒ＤVV≒ＤPV）設定しているので、前述のように第１および第２弁制御スプリング１８,３２の各ばね荷重を、ともに小さく設定することができる。
【００６６】
しかも、第２弁制御スプリング３２を筒状の真空弁座部材３０の外周側で真空弁座部材３０と直列に設けることで、第２弁制御スプリング３２のばね定数Ｋおよび外径等のサイズを真空弁座部材３０によって大きく左右されるのを抑制することができる。これにより、負圧倍力装置１のサーボ比ＳＲをその設定に大きく関与する第２弁制御スプリング３２
のばね力を種々変えることによって大小変化させることが可能となり、サーボ比設定の自由度を大きくすることができる。したがって、負圧倍力装置１の１つの形式で種々の車種のブレーキ倍力装置にその車種に応じて容易にかつより的確に適用可能となる。
【００６７】
更に、直列に配設された大気弁１６および真空弁１５の径を均一にコンパクトにできるので、これら弁１５,１６を内蔵するバルブボディ４の径も小さくできる。これにより、バルブボディ４の径方向のコンパクト化を効果的に図ることが可能となる。特に、筒状の真空弁座部材３０の外周側に第２弁制御スプリング３０を設けかつ真空弁座部材３０の内周側に真空弁座１３を設けているので、大気弁１６および真空弁１５の直列配置、および大気弁１６の有効径ＤAV、真空弁１５の有効径ＤVV、および弁体１２のバルブボディ４との摺動部の有効径ＤPVの等径化に相俟って、バルブボディ４の径方向のコンパクト化をより一層効果的に図ることができる。
【００６８】
更に、ブレーキ倍力装置の入力（ペダル踏力）−減速度特性（Ｆ−Ｇ特性）および入力ストローク（ペダルストローク）−減速度特性（Ｓ−Ｇ特性）において、真空弁座部材３０の作動開始点でのブレーキシステムの所定出力（所定減速度）ＧO1を４ｍ／ｓｅｃ2に設定するとともに、中間負荷から全負荷への切替点でのブレーキシステムの所定出力（所定減速度）ＧO2を８ｍ／ｓｅｃ2に設定しているので、低Ｇ領域での従来のブレーキ作動の良好なペダルフィーリングを確保するとともに、中高Ｇ領域でのペダルストロークを短縮して小さなペダルストロークで大きなブレーキ力を得ることができる。
【００６９】
なお、前述の例では、変圧室９の圧力と定圧室の圧力との圧力差により真空弁座部材３０の作動制御しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、変圧室９の圧力のみあるいは変圧室９の圧力と他の一定圧力との圧力差により、真空弁座部材３０の作動を制御することもできる。更に、変圧室９の圧力に代えて、入力軸１１に加えられる入力に応じた圧力により、真空弁座部材３０の作動を制御することもできる。
【００７０】
また、前述の例では、本発明を１つのパワーピストン５を有するシングル型の負圧倍力装置に適用しているが、本発明は複数のパワーピストン５を有するタンデム型の負圧倍力装置に適用することもできる。
更に、前述の例では、本発明の負圧倍力装置をブレーキシステムに適用しているが、負圧倍力装置を用いる他のシステムや装置に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明に係る負圧倍力装置は、比較的大きな出力領域での入力ストロークを短縮する負圧倍力装置に利用することができ、特に、車両のブレーキシステムにおいて、車両重量が大きい車両等の通常ブレーキ作動時の中高減速度領域でのペダルストロークを短縮するブレーキ倍力装置に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明に係る負圧倍力装置の実施の形態の、ブレーキ倍力装置に適用した例を非作動状態で示す断面図である。
【図２】図１における真空弁および大気弁の部分を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図３】図１に示す例の負圧倍力装置における真空弁座部材の作動を説明し、力学的に等価状態を示す図である。
【図４】図１に示す例の負圧倍力装置の特性を説明し、（ａ）は入力ストローク−出力ストローク特性を示す図、（ｂ）は入力−出力特性を示す図である。
【符号の説明】
【００７３】
１…負圧倍力装置、２…フロントシェル、３…リヤシェル、４…バルブボディ、５…パワーピストン、８…定圧室、９…変圧室、１０…弁プランジャ、１１…入力軸、１２…弁体、１２ａ…大気弁部、１２ｂ…真空弁部、１３…真空弁座、１４…大気弁座、１５…真空弁、１６…大気弁、１７…制御弁、１８…第１弁制御スプリング、２３…キー部材、２４…リアクションディスク、２５…出力軸、３０…真空弁座部材、３２…第２弁制御スプリング、３３…筒状部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シェル内に対して進退自在に配設されたバルブボディと、
前記シェル内に設けられた定圧室と変圧室との間の連通および遮断を制御する真空弁と、
前記真空弁に直列に配設されて、前記変圧室と少なくとも大気との間を連通および遮断する大気弁とを少なくとも備え、
前記真空弁は、真空弁座を有する筒状の真空弁座部材と、弁体に設けられて前記真空弁座に着離座可能な真空弁部とを有し、
前記真空弁座部材は、前記変圧室の圧力が前記真空弁座を前記真空弁部に当接する方向に作用されるとともに、付勢手段の付勢力が前記真空弁座を前記真空弁部から遠ざける方向に作用されるように構成されている負圧倍力装置において、
前記付勢手段は前記筒状の真空弁座部材の外周側と前記バルブボディとの間に前記真空弁座部材と直列に設けられているとともに、前記真空弁部は前記筒状の真空弁座部材の内周側に設けられており、
更に、前記真空弁の有効径と前記大気弁の有効径と前記弁体の前記バルブボディとの摺動部の有効径とがそれぞれ互いにほぼ等しく設定されていることを特徴とする負圧倍力装置。
【請求項２】
車両のブレーキシステムに用いられ、ブレーキペダルのペダル踏力を倍力して出力する負圧倍力装置からなるブレーキ倍力装置において、
前記負圧倍力装置は請求項１記載の負圧倍力装置であり、前記真空弁座部材が前記バルブボディに対して相対移動開始するときの車両の減速度が、通常ブレーキ作動時において発生する可能性のある減速度より大きな減速度に設定されていることを特徴とする負圧倍力装置。
【請求項１】
シェル内に対して進退自在に配設されたバルブボディと、
前記シェル内に設けられた定圧室と変圧室との間の連通および遮断を制御する真空弁と、
前記真空弁に直列に配設されて、前記変圧室と少なくとも大気との間を連通および遮断する大気弁とを少なくとも備え、
前記真空弁は、真空弁座を有する筒状の真空弁座部材と、弁体に設けられて前記真空弁座に着離座可能な真空弁部とを有し、
前記真空弁座部材は、前記変圧室の圧力が前記真空弁座を前記真空弁部に当接する方向に作用されるとともに、付勢手段の付勢力が前記真空弁座を前記真空弁部から遠ざける方向に作用されるように構成されている負圧倍力装置において、
前記付勢手段は前記筒状の真空弁座部材の外周側と前記バルブボディとの間に前記真空弁座部材と直列に設けられているとともに、前記真空弁部は前記筒状の真空弁座部材の内周側に設けられており、
更に、前記真空弁の有効径と前記大気弁の有効径と前記弁体の前記バルブボディとの摺動部の有効径とがそれぞれ互いにほぼ等しく設定されていることを特徴とする負圧倍力装置。
【請求項２】
車両のブレーキシステムに用いられ、ブレーキペダルのペダル踏力を倍力して出力する負圧倍力装置からなるブレーキ倍力装置において、
前記負圧倍力装置は請求項１記載の負圧倍力装置であり、前記真空弁座部材が前記バルブボディに対して相対移動開始するときの車両の減速度が、通常ブレーキ作動時において発生する可能性のある減速度より大きな減速度に設定されていることを特徴とする負圧倍力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２３７８０（Ｐ２０１０−２３７８０Ａ）
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１９０４９２（Ｐ２００８−１９０４９２）
【出願日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【出願人】（０００００３３３３）ボッシュ株式会社 (510)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【出願人】（０００００３３３３）ボッシュ株式会社 (510)
【Ｆターム（参考）】
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