負圧式倍力装置
【課題】 ブレーキの急な踏み込みによる作動初期の振動や異音の発生を抑えることができる負圧式倍力装置を提供する。
【解決手段】 プランジャ２１あるいは入力ロッド２３等の入力部材とバルブピストン８との間に、ゴムあるいはスプリング等の弾性体で構成された力伝達手段４２を配置した。力伝達手段４２は、ブレーキペダルの急な踏み込み時に、入力部材とバルブピストン８との相対変位により大気弁が開弁してから最大量開弁するまでの間で入力部材に当接して力を伝達し、入力部材とバルブピストン８との相対変位を抑制するようにした。
【解決手段】 プランジャ２１あるいは入力ロッド２３等の入力部材とバルブピストン８との間に、ゴムあるいはスプリング等の弾性体で構成された力伝達手段４２を配置した。力伝達手段４２は、ブレーキペダルの急な踏み込み時に、入力部材とバルブピストン８との相対変位により大気弁が開弁してから最大量開弁するまでの間で入力部材に当接して力を伝達し、入力部材とバルブピストン８との相対変位を抑制するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用の負圧式倍力装置に関し、特に急な踏み込みによる作動初期の振動や異音の発生を抑制できる負圧式倍力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、負圧式倍力装置においては、ブレーキペダルが踏み込まれて、入力ロッドによりプランジャがバルブピストンに対して相対的に前進されると、負圧弁が負圧弁座に当接して変圧室と定圧室との連通を遮断し、プランジャが更に前進されると、大気弁座と大気弁とが開離され、変圧室に大気が導入される。これにより、変圧室と定圧室との圧力差によってバルブピストンが前方に移動され、マスタピストンが押動されて、ブレーキペダルの踏力に応じたブレーキ油圧がマスタシリンダに発生される。
【０００３】
バルブピストンは変圧室と定圧室との圧力差に応じた作動力で反力部材を弾性変形してマスタピストンを押動するため、反力部材の弾性変形により、反力部材がプランジャを後方へ押圧する。これにより、プランジャが後退させられ、大気弁座が大気弁に着座して大気と変圧室との連通を遮断し、所望のブレーキ油圧を保持する。
【０００４】
ところで、ブレーキペダルの急な踏み込みによる作動初期においては、大気弁座に対して大気弁が大きく開かれ、変圧室に大気が一気に導入される。このために、作動初期にマスタピストンがオーバシュートを起こし、このオーバシュートにより、ブレーキ作動初期に弁機構の作動が不安定となり、振動や異音が発生する問題がある。
【０００５】
このような問題に対処するために、従来、特許文献１に記載されているような負圧式倍力装置が知られている。
【０００６】
上記した特許文献１に記載されたものは、変圧室と大気との連通路を開閉する大気弁を第１大気弁と第２大気弁とで構成し、第２大気弁側にオリフィス通路を設け、負圧式倍力装置の非作動時には、第１大気弁と第２大気弁はともに閉弁して変圧室と大気との連通を遮断しており、負圧式倍力装置の作動時には、まず第１大気弁が開弁してオリフィス通路を介して大気を変圧室に導入し、その後第２大気弁が開弁して変圧室に十分な大気を導入するものであり、これによって作動初期における変圧室への過度の大気の導入を防止するようにしている。
【特許文献１】特開２００３−１２７８５１号公報（段落０００６、０００８、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記した特許文献１に記載されたものにおいては、オリフィス通路を介して変圧室に大気を導入する構成であるため、減衰効果を得るためには、オリフィス通路をかなり絞る必要があり、オリフィス通路を絞ることによる弊害を招く恐れがあった。
【０００８】
本発明は係る従来の不具合を解消するためになされたもので、オリフィス通路を用いることなく、バルブピストンとプランジャとの相対運動を抑制することにより、急な踏み込みによる作動初期の振動や異音の発生を抑えることができる負圧式倍力装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、ブースタシェルを区画部材により変圧室と定圧室とに区画し、該区画部材にバルブピストンの基端部を固着し、前記変圧室と定圧室の圧力差に基づく前記区画部材の出力を前記バルブピストンから出力ロッドに反力部材を介して伝達し、前記反力部材と連携して作用するプランジャとブレーキペダルによって軸動される入力ロッドとを連結して入力部材とし、負圧弁座および大気弁座を前記バルブピストンおよび前記プランジャに形成し、該負圧弁座および大気弁座に接離して前記変圧室を前記定圧室および大気に連通、遮断する負圧弁および大気弁を設けた負圧式倍力装置において、前記入力部材とバルブピストンとの間に配置され、入力部材とバルブピストンとの間の相対変位により前記大気弁が開弁してから最大量開弁するまでの間で前記入力部材に当接して力を伝達する力伝達手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記力伝達手段は、前記プランジャとバルブピストンとの間に配置されるとともに弾性体で構成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記力伝達手段は、前記入力ロッドとバルブピストンとの間に配置されるとともに弾性体で構成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項２または請求項３において、前記弾性体は、ゴムで構成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項２または請求項３において、前記弾性体は、スプリングで構成され、該スプリングが所定の初期荷重で取付けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項６に係る発明の構成上の特徴は、請求項４において、前記弾性体は、前記バルブピストンに形成された直径線上に位置する２つの穴に嵌合する棒状のゴムからなり、該ゴムの先端部に前記プランジャの先端部に挿入されたフランジ部材が、ブレーキの非作動時において僅かな軸方向隙間を存して対向されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
上記のように構成した請求項１に係る発明によれば、プランジャとバルブピストンとの間の相対変位により大気弁が開弁してから最大量開弁するまでの間でプランジャに当接して力を伝達する力伝達手段を、プランジャとバルブピストンとの間に配置した構成であるので、力伝達手段によってプランジャとバルブピストンとの相対変位を抑制することができ、急なブレーキペダルの踏み込み時においても、変圧室への大気の過度の導入を防止することができ、ブレーキの応答性を損なうことなく、ブレーキ作動初期における振動や異音の発生を防止ないしは低減できる効果がある。
【００１６】
上記のように構成した請求項２に係る発明によれば、力伝達手段をプランジャとバルブピストンとの間に配置するとともに弾性体で構成したので、弾性体の減衰機能により、プランジャとバルブピストンとの相対変位を効果的に抑制でき、振動、異音を早期に収束することができる効果がある。
【００１７】
上記のように構成した請求項３に係る発明によれば、力伝達手段を入力ロッドとバルブピストンとの間に配置するとともに弾性体で構成したので、請求項２と同様に、弾性体の減衰機能により、プランジャとバルブピストンとの相対変位を効果的に抑制でき、振動、異音を早期に収束することができる効果がある。
【００１８】
上記のように構成した請求項４に係る発明によれば、弾性体はゴムで構成されているので、簡単な構成によって、プランジャとバルブピストンとの相対変位を抑制することができ、また、ゴムの形状によってプランジャとバルブピストンとの相対変位量に対する弾性反力を容易に設定できる効果がある。
【００１９】
上記のように構成した請求項５に係る発明によれば、弾性体はバネで構成され、該バネが所定の初期荷重で取付けられているので、初期設定荷重を高くとれ、また、バネ荷重も自由に設定できるので、プランジャとバルブピストンとの相対変位の抑制をより効果的に行える効果がある。
【００２０】
上記のように構成した請求項６に係る発明によれば、弾性体は、バルブピストンに形成された直径線上に位置する２つの穴に嵌合する棒状のゴムからなり、該ゴムの先端部にプランジャに挿入されたフランジ部材が、僅かな軸方向隙間を存して対向されているので、力伝達手段を限られたスペースに組み込むことができ、緊急ブレーキ時に出力を高める係止部材を含む機構を組み込んだ負圧式倍力装置にも、容易に適用できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る負圧式倍力装置の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、ブースタシェル１は、フロントシェル２およびリアシェル３から構成され、両シェル２，３間には、フレキシブルなダイヤフラム４が外周縁のビードで気密的に挟着され、ブースタシェル１の内部を定圧室５と変圧室６とに区画している。ダイヤフラム４には円盤状のプレート７が定圧室５側で重合され、ダイヤフラム４およびプレート７には円筒状のバルブピストン８の基端部８ａの外周面が気密的に固着され、基端部８ａの前端面が定圧室５に露出している。フロントシェル２には負圧導入管１０が取付けられ、定圧室５は負圧導入管１０を介してエンジンの吸気マニホールドに連通されてエンジン作動中は常に負圧に維持されている。
【００２２】
図２に示すように、リアシェル３の中心部は、外方に屈曲されて円筒状の突出部３ａが後方に向けて突設され、軸線上に貫通孔３ｂが形成されている。バルブピストン８には基端部８ａから摺動円筒部８ｂが後方に突設され、摺動円筒部８ｂが貫通孔３ｂを貫通してブースタシェル１の突出部３ａから後方に突出されている。貫通穴３ｂの内周面と摺動円筒部８ｂの外周面との間にはシール９が介在され、変圧室６を大気から遮断している。
【００２３】
１１はマスタシリンダで、後端部１１ａがフロントシェル２に形成された中心孔を貫通して定圧室５内に気密的に突出し、フランジ部１１ｂがフロントシェル２の前面に当接している。フロントシェル２とリアシェル３とは、両シェルで構成されるブースタシェル１の軸線と外周との略中間位置で軸線と平行に延在する複数本、例えば２本のタイロッド１２で結合されてマスタシリンダ１１に固定されている。各タイロッド１２にはダイヤフラム４に設けた各シール部の摺動穴が気密を保って夫々摺動自在に嵌合され、定圧室５と変圧室６との間の気密的な区画を維持している。
【００２４】
１３はマスタシリンダ１１に前後方向に摺動可能に嵌合されたマスタピストンで、マスタシリンダ１１の後端部から定圧室５内に突出し、バルブピストン８の前端面近傍まで延在している。バルブピストン８とマスタピストン１３との間には出力ロッド１４が介在されている。バルブピストン８は定圧室５と変圧室６との室内の圧力差に基づくダイヤフラム４の出力を反力部材１７を介して出力ロッド１４に伝達し、出力ロッド１４がマスタピストン１３を前方に押動する。フロントシェル２とバルブピストン８の前端面との間にはリターンスプリング１６が介在されバルブピストン８を後方に付勢している。
【００２５】
図２に示すように、バルブピストン８には、前端面から後端面に向けて反力室孔８ｃ、反力室孔８ｃに開口する反力室孔８ｃより小径の反力穴８ｄ、大径の弁体収納孔８ｅが軸線上に順次穿設されている。反力室孔８ｃには環状凹溝８ｆが軸線方向に形成され、環状凹溝８ｆに出力ロッド１４の後端に形成された環状突起１４ａが軸線方向に相対移動可能に嵌合されている。環状突起１４ａと基端部８ａの底面との間で反力室１５が形成され、反力室１５内に弾性材料で形成された円盤状の反力部材１７が収納されている。
【００２６】
２１は先端軸部２１ａが反力穴８ｄ内に摺動可能に延在されたプランジャで、先端面が反力穴８ｄに摺動自在に嵌合された当接部材１９の後端面に当接している。プランジャ２１の後端面には大気弁座２１ｂが形成されている。
【００２７】
２２はＨ字状のキー部材で、両側の直線部の内側がプランジャ２１に形成された環状溝２１ｃ内に侵入し、両端部はバルブピストン８の半径方向に穿設された矩形穴８ｇに両直線部の外側面で摺接して外部に延在している。これにより、バルブピストン８とプランジャ２１とは、矩形穴８ｇおよび環状溝２１ｃの幅を加算した距離からキー部材の厚さを２倍した距離を減じた距離だけ軸線方向に相対移動することができる。プランジャ２１の後端には入力ロッド２３が回動可能に連結され、入力ロッド２３はフィルタ２４を貫通して摺動円筒部８ｂより後方に延在し、ブレーキペダル２５に連結されている。入力ロッド２３とリアシェル３の突出部３ａとの間には蛇腹２６が固定され、バルブピストン８の摺動円筒部８ｂの外周を覆っている。
【００２８】
変圧室６を定圧室５または大気に切換えて連通する弁機構３０は、バルブピストン８の弁体収納孔８ｅ内に形成された湾曲長円状の平面に直径線上の２個所で軸線に対して対称に突設された負圧弁座８ｉを有している。負圧弁座８ｉは平面に凸条が軸線を中心とする円弧に沿って彎曲した長円の周囲に突設して形成され、負圧弁座８ｉに取囲まれた通路８ｊはバルブピストン８の側壁を貫通して定圧室５に開口している。プランジャ２１の後端部に形成された拡張部２１ｄの後面には弁体収納孔８ｅ内周に形成される空気導入路を取囲むように大気弁座２１ｂが形成されている。弁体収納孔８ｅには円盤状の弁体３１が前後方向に移動可能に遊嵌されている。弁体３１の前端面には負圧弁座８ｉに接離して変圧室６と定圧室５とを連通、遮断する負圧弁３１ａが形成されている。弁体３１の前端面の負圧弁３１ａより小径側には大気弁３１ｂが環状に突設され、大気弁３１ｂが大気弁座２１ｂに接離して変圧室６と大気とを連通、遮断する。
【００２９】
弁体３１の後端は弁体３１の軸線方向の移動を許容するベローズ３４により環状の保持体３５に連結されている。保持体３５は弁体収納孔８ｅの内周に嵌合され、入力ロッド２３の中央部に突設されたバネ受けとの間に介在された圧縮スプリング３６のバネ力により弁体収納孔８ｅの肩部に押圧されている。弁体３１の後端面と入力ロッド２３との間には圧縮スプリング３７が介在され、弁体３１を前方に付勢している。弁体収納孔８ｅは、矩形穴８ｇを介して変圧室６に連通されている。
【００３０】
バルブピストン８の基端部８ａには、矩形穴８ｇに開口する穴８ｋが形成され、この穴８ｋの底部に後方に向けて開口する環状凹溝８ｍが前記反力穴８ｄを取り囲むように軸線方向に形成されている。環状凹溝８ｍにはゴムからなるリング状の弾性体４０が装着され、弾性体４０の先端部４０ａはブレーキの非作動時においてプランジャ２１のフランジ部２１ｅに僅少な軸方向隙間を存して対向している。この僅少な軸方向隙間は、ブレーキペダル２５が比較的穏やかに操作される通常の作動時においては、フランジ部２１ｅが弾性体４０に当接しない程度に設定されている。フランジ部２１ｅに対面する弾性体４０の先端部４０ａは、フランジ部２１ｅに近づくにつれてその肉厚が薄くなるように先細形状をなしている。このように、バルブピストン８とプランジャ２１との間に弾性体４０を配置したことにより、ブレーキペダル２５が比較的速く踏み込まれた場合には、バルブピストン８に対するプランジャ２１の相対的な前進によって、そのフランジ部２１ｅが弾性体４０の先端部４０ａに当接し、プランジャ２１の推力が弾性体４０を介してバルブピストン８に伝えられる。
【００３１】
これにより、弾性体４０の弾性反力がバルブピストン８に対するプランジャ２１の相対移動の抵抗として働き、プランジャ２１とバルブピストン８との相対運動が抑制される。しかるに、プランジャ２１がその弾性反力に打ち勝つ推力によってさらに前進されると、弾性体４０の先端部４０ａがその推力に応じて弾性変形され、プランジャ２１はキー部材２２に当接する位置まで相対移動できるようになっている。上記した弾性体４０およびそれに関連する部材により、大気弁３１ｂが開弁されてから最大量開弁するまでの間でプランジャ２１に力を伝達する力伝達手段４２を構成している。
【００３２】
次に、上記した実施形態に係る負圧式倍力装置の作動について説明する。ブレーキペダル２５の通常の作動時においては、入力ロッド２３によりプランジャ２１が圧縮スプリング３６のバネ力に抗して前進され、弁体３１が圧縮スプリング３７のバネ力により前進される。これにより、負圧弁３１ａが負圧弁座８ｉに当接して変圧室６と定圧室５との連通が遮断される。プランジャ２１が更に前進されると、大気弁座２１ａと大気弁３１ｂとが開離され、エアフィルタ２４により濾過された大気が変圧室６に流入する。これにより、変圧室６と低圧室５との間で圧力差が発生し、この圧力差によりダイヤフラム４、プレート７およびバルブピストン８が前方に移動され、出力ロッド１４が反力部材１７を介して前進される。これにより、マスタピストン１３が出力ロッド１４により押動され、ブレーキペダル２５の踏力に応じたブレーキ油圧がマスタシリンダ１１に発生される。
【００３３】
バルブピストン８はダイヤフラム４に作用する両室５，６内の圧力差に応じた作動力で反力部材１７を弾性変形して出力ロッド１４を介してマスタピストン１３を押動する。反力部材１７の弾性変形により、反力部材１７が反力穴８ｄに流入して当接部材１９を介してプランジャ２１の先端軸部２１ａの先端部を後方へ押圧するため、プランジャ２１が後退させられて大気弁座２１ａが大気弁３１ｂに着座して大気と変圧室６との連通を遮断し、所望のブレーキ油圧を保持する。このとき、ブレーキペダル２５を踏む力は、入力ロッド２３を介してプランジャ２１の先端軸部２１ａから反力部材１７に伝達され、反力部材１７が踏力に応じて弾性変形するので、運転者は反力を感じることができる。
【００３４】
ブレーキペダル２５が開放されると、プランジャ２１が圧縮スプリング３６のバネ力によりバルブピストン８に対して後方に移動され、大気弁座２１ａが大気弁３１ｂに当接して弁体３１が圧縮スプリング３７のバネ力に抗してバルブピストン８に対して相対的に後方に移動され、負圧弁３１ａが負圧弁座８ｉから開離される。これにより、定圧室５内の負圧が通路８ｊを通って変圧室６に導入され、変圧室６と定圧室５との室内の圧力差がなくなり、バルブピストン８、プレート７およびダイヤフラム４がリターンスプリング１６のバネ力により後方に移動されるとともに、マスタピストン１３がリターンスプリング１６のバネ力により後方に移動されてマスタシリンダ１１内の油圧が無くなる。
【００３５】
プランジャ２１はキー部材２２がリアシェル３の突出部３ａの段部内面に当接するのと同時に停止し、バルブピストン８はキー部材２２に当接して停止する。これによりブレーキの非作動時に負圧弁３１ａが負圧弁座８ｉに極めて接近した状態となり、ブレーキが掛けられたとき弁体３１の前方移動により負圧弁３１ａが負圧弁座８ｉに迅速に当接することができる。
【００３６】
ところで、ブレーキペダル２５が比較的速く踏み込まれた場合、すなわち、緊急時のブレーキ操作ほどではないが、通常よりも速くブレーキ操作されたような場合には、プランジャ２１が通常作動時よりもバルブピストン８に対してより多く前進しようとするので、一気に大気が導入されようとする。
【００３７】
しかしながら、本実施形態においては、力伝達手段４２の付設により、以下に述べるように大気の過度の導入が抑制されるようになる。すなわち、ブレーキペダル２５の急な踏み込みにより、入力ロッド２３によりプランジャ２１が圧縮スプリング３６のバネ力に抗して前進されると、負圧弁３１ａが負圧弁座８ｉに当接して変圧室６と定圧室５との連通が遮断される。プランジャ２１が更に前進されると、大気弁座２１ａが大気弁３１ｂをより大きく開こうとするが、プランジャ２１のさらなる前進は、プランジャ２１のフランジ部２１ｅが弾性体４０に当接することにより、バルブピストン８に対するプランジャ２１の相対運動が抑制され、大気弁座２１ｂが大気弁３１ｂより急激に開弁する抑止力として働く。従って、大気弁座２１ｂが大気弁３１ｂより急激に開弁するのが抑制され、大気弁３１ｂより変圧室６に過度に大気が導入されるのを防止する。
【００３８】
これにより、大気が変圧室６に一気に導入されることによって惹き起こされるオーバシュートを防止し、作動初期においては、大気弁３１ｂの開弁量を抑制して、振動や異音の発生を防止する。
【００３９】
図３は、本発明の第２の実施形態を示すもので、第１の実施形態と異なる点は、前記力伝達手段４２を構成する弾性体を吊り構造の圧縮スプリング６０にて構成した点、および弾性体の配置位置を入力ロッド２３とバルブピストン８との間に変更した点である。従って、以下においては相違点のみについて説明し、同一構成部分は同一部品に同一の参照番号を付して詳細な説明を省略する。
【００４０】
第３の実施形態においては、圧縮スプリング３６のバネ力によって弁体収納孔８ｅの肩部に押圧されている保持体３５に突起３５ａが設けられ、この突起３５ａに弁体収納孔８ｅの内周に嵌合する筒体６１が係合されて、軸方向移動を規制されている。筒体６１の一端に形成した鍔部に係合可能なスプリング受け６２と保持体３５との間には、圧縮スプリング６０が圧縮した状態で装着されている。スプリング受け６２は圧縮スプリング６０のバネ力により、通常筒体６１の鍔部に係合する後端部に押圧され、ブレーキの非作動時においては、入力ロッド２３に係止された圧縮スプリング３６のスプリング受け３６ａの当接部３６ｂに僅少な軸方向隙間を存して対向している。
【００４１】
かかる第２の実施形態によれば、通常よりも速くブレーキ操作されたような場合には、圧縮スプリング６０によってバルブピストン８に対する入力ロッド２３の相対運動が抑制され、第１の実施形態と同様な作用効果が期待できる。特に第２の実施形態においては、力伝達手段４２が吊り構造の圧縮スプリング６３によって構成されているので、弾性体としての圧縮スプリング６３の設定荷重の調整を自由に行えるとともに、初期設定荷重を高めることができる。
【００４２】
図５に示す第３の実施形態は、前記力伝達手段４２を構成する弾性体４０を吊り構造の圧縮スプリングにて構成した点で、第２の実施形態と共通するが、その配置位置および構造において相違する。なお、以下においても同一部品に同一の参照番号を付して相違点のみについて説明する。
【００４３】
第３の実施形態においては、バルブピストン８の前端に円筒状の力伝達手段収納穴８ｎを形成し、この収納穴８ｎに吊りスプリング構造の力伝達手段４２が収納される。かかる力伝達手段４２は、収納穴８ｎに嵌合する半割構造の外筒４５を備え、外筒４５はその外周をバンド４６で締付けられて一定以上開かないようになっている。外筒４５の前端内周には、内筒４７の前端外周に形成した環状の突起部４７ａが係合され、外筒４５と内筒４７は構造上一体化されている。外筒４５の後端部に形成された鍔部に係合可能なスプリング受け４８が外筒４５内を軸方向に移動可能に収納され、スプリング受け４８と内筒４７との間に圧縮スプリング４９が圧縮した状態で装着されている。スプリング受け４８は圧縮スプリング４９のバネ力により通常外筒４５の鍔部に係合する後端部に押圧され、ブレーキの非作動時においては、プランジャ２１のフランジ部２１ｅに僅少な軸方向隙間を存して対向している。半割構造の外筒４５の後端部には、収納穴８ｎの開口端部に係合可能な係合突起４５ａが円周上２個所に設けられ、この係合突起４５ａは、スリット等の形成によって半径方向外方に弾性力が与えられている。係合突起４５ａの後端外周にはテーパ面４５ｂが形成されている。
【００４４】
上記した外筒４５、バンド４６、内筒４７、スプリング受け４８および圧縮スプリング４９により、力伝達手段４２が構成され、力伝達手段４２は予めサブアッシー化されて力伝達手段収納穴８ｎに収納される。力伝達手段４２が収納穴８ｎの前端側より外筒４５の後端が底面に当接する位置まで装着されると、係合突起４５ａが外方に弾性復帰して収納穴８ｎの開口端部に係合し、力伝達手段４２が抜け止めされる。なお、力伝達手段４２を収納穴８ｎに装着する際、テーパ面４５ｂの作用によって係合突起４５ａは半径方向内方に弾性変形され、力伝達手段４２の装着を容易に行えるようにしている。
【００４５】
第３の実施形態によれば、吊りスプリング構造によって力伝達手段４２を構成しているので、先に述べた第２の実施形態と同様に、弾性体としての圧縮スプリング４９の設定荷重の調整を自由に行えるとともに、初期設定荷重を高めることができる。
【００４６】
図６に示す第４の実施形態は、前記力伝達手段４２を、緊急ブレーキ時に出力を高める機構を備えた負圧式倍力装置に適用したもので、限られたスペース内に力伝達手段４２を組み込めるようにしたものである。
【００４７】
すなわち、バルブピストン８内には、プランジャ２１を取囲むように弁座部材５０が軸線方向に摺動可能に嵌合され、バルブピストン８との間に設けた圧縮スプリング５１のバネ力により後方に付勢されている。弁座部材５０の後端には、前述した負圧弁座（以下においては便宜上第１負圧弁座という）８ｉとは円周方向にずれた円周上２個所に、第２負圧弁座５０ａが形成され、第２負圧弁座５０ａが大気導入部５０ｂを構成している。第２負圧弁座５０ａは第１負圧弁座８ｉの外周側に位置していて、弁体３１に当接可能となっている。
【００４８】
また、バルブピストン８内には、矩形穴８ｇの前方に係止部材収納溝８ｐが円周上２個所に形成され、係止部材収納溝８ｐに係止部材５３が半径方向に移動可能に保持されている。係止部材５３には弁座部材５０の先端に形成された係合突起５０ｃに係合する爪部５３ａが設けられ、係止部材５３と弁座部材５０の係合によって、第２負圧弁座５０ａが弁体３１に対し前方に離れるように弁座部材５０を圧縮スプリング５１のバネ力に抗して通常位置に保持するようになっている。係止部材５３には環状のガータースプリング５４が嵌められ、係止部材５３を爪部５３ａが係合突起５０ｃに係合する内側方向に付勢している。
【００４９】
プランジャ２１にはテーパ面２１ｅが形成され、係止部材５３の内周面にはカム面５３ｂが形成され、プランジャ２１がバルブピストン８に対して所定量以上相対前進すると、テーパ面２１ｅがカム面５３ｂに係合して係止部材５３をガータースプリング５４の付勢力に抗して外方に押動し、爪部５３ａを係合突起５０ｃから離脱させるようになっている。
【００５０】
なお、係止部材５３より離脱された弁座部材５０は、プランジャ２１がバルブピストン８に対して所定量以上相対前進していない状態で弁座部材５０がバルブピストン８に対して相対的に前進されると、再び係合されて、弁座部材５０を通常位置に保持する。弁座部材５０の係合部５０ｄの後端がキー部材２２に当接した状態で、キー部材２２がリアシェル３の突出部３ａの段部内面に当接した後に、バルブピストン８がリターンスプリング１６のバネ力によって後退されると、弁座部材５０がバルブピストン８に対して相対的に前進され、係合突起５０ｃの先端面に形成されたテーパ面が爪部５３ａ端面に形成された傾斜面に係合して爪部５３ａをガータースプリング５４のバネ力に抗して押し広げて通過し、係合突起５０ｃが再び爪部５３ａと係合して弁座部材５０を通常位置に保持する。
【００５１】
バルブピストン８の前端には、係止部材５３が配置された直径線上に対し９０度角度位相を異にする直径線上の２個所に、ゴム収納穴８ｑが形成され、これらゴム収納穴８ｑに棒状のゴム弾性体５５がそれぞれ嵌合されている。ゴム弾性体５５は、プランジャ２１のフランジ部材５６に近づくにつれてその肉厚が薄くなるように円錐形状をなしている。プランジャ２１の先端部には、直径方向に突出するフランジ部材５６が挿入され、このフランジ部材５６はバルブピストン８に形成された切欠き８ｒに係合して回り止めされ、ゴム弾性体５５に対面する角度位置に位置決めされている。そして、フランジ部材５６はブレーキの非作動時においてゴム弾性体５５の先端部に僅少な軸方向隙間を存して対向している。
【００５２】
緊急ブレーキ時には、プランジャ２１がゴム弾性体５５を強く圧縮してバルブピストン８に対して所定量以上相対前進される。プランジャ２１のテーパ面２１ｅが係止部材５３のカム面５３ｂを押圧して爪部５３ａが係合突起５０ｃから離脱するように係止部材５３が押動され、係止部材５３より弁座部材５０が解放される。これにより、弁座部材５０は圧縮スプリング５１のバネ力によってバルブピストン８に対して所定量後退され、第２負圧弁座５０ａが弁体３１に当接して弁体３１を後退させ、大気弁３１ｂを大気弁座２１ａから開離させる。弁座部材５０のバルブピストン８に対する後退は、矩形穴８ｇの後端面に当接したキー部材２２に係合部５０ｄの後端が当接することによって規制される。これにより、変圧室６が急速かつ強制的に大気と連通され、通常ブレーキ時より大きい推力が出力部材１４に出力され、大きな液圧がマスタシリンダから送出される。出力が増大されると反力部材１７が反力穴８ｄ内に流入して当接部材１９を介してプランジャ２１を後方に押し戻すため、大気弁座２１ａが大気弁３１ｂと当接して大気の流入を阻止し、緊急ブレーキ時の出力が決定される。
【００５３】
一方、ブレーキペダル２５が緊急ブレーキ時ほどではないが、比較的早く踏み込まれた場合には、第１の実施形態で述べたと同様に、ゴム弾性体５５により、バルブピストン８に対するプランジャ２１の相対運動が抑制されるため、ゴム物性による減衰が作用して、作動初期における振動や異音の発生が防止される。
【００５４】
上記した第４の実施形態によれば、ゴム弾性体５５およびこれを押圧するフランジ部材５６が少ないスペースに組み込みできるので、緊急ブレーキ時に出力を高める機構を組み込んだ負圧式倍力装置においても、装置を大形にすることなく、既存の構造を利用して容易に実施できるようになる。
【００５５】
上記した実施の形態においては、力伝達手段４２を、バルブピストン８とプランジャ２１あるいは入力ロッド２３との間に配置した例について延べたが、プランジャ２１あるいは入力ロッド２３との間でなくても、プランジャ２１と入力ロッド２３とを連結する入力部材とバルブピストン８との間であれば、同様な機能を達成できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る負圧式倍力装置の第１の実施形態の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って切断した弁機構部分の拡大断面図である。
【図３】第２の実施形態の弁機構部分の拡大断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線に沿って切断した断面図である。
【図５】第３の実施形態の弁機構部分の拡大断面図である。
【図６】第４の実施形態の弁機構部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１…ブースタシェル、２…フロントシェル、３…リアシェル、４…ダイヤフラム（区画部材）、５…定圧室、６…変圧室、８…バルブピストン、８ｉ…負圧弁座、１１…マスタシリンダ、１３…マスタピストン、１４…出力ロッド、１５・・・反力室、１６…リターンスプリング、１７…反力部材、２１…プランジャ、２１ｂ…大気弁座、２２…キー部材、２３…入力ロッド、２５…ブレーキペダル、３０…弁機構、３１…弁体、３１ａ…負圧弁、３１ｂ…大気弁、３６，３７…圧縮スプリング、４０…弾性体、４２…力伝達手段、４９…圧縮スプリング、５０…弁座部材、５０ａ…第２負圧弁座、５１…圧縮スプリング、５３…係止部材、５５…弾性体、５６…フランジ部材、６０…圧縮スプリング。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用の負圧式倍力装置に関し、特に急な踏み込みによる作動初期の振動や異音の発生を抑制できる負圧式倍力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、負圧式倍力装置においては、ブレーキペダルが踏み込まれて、入力ロッドによりプランジャがバルブピストンに対して相対的に前進されると、負圧弁が負圧弁座に当接して変圧室と定圧室との連通を遮断し、プランジャが更に前進されると、大気弁座と大気弁とが開離され、変圧室に大気が導入される。これにより、変圧室と定圧室との圧力差によってバルブピストンが前方に移動され、マスタピストンが押動されて、ブレーキペダルの踏力に応じたブレーキ油圧がマスタシリンダに発生される。
【０００３】
バルブピストンは変圧室と定圧室との圧力差に応じた作動力で反力部材を弾性変形してマスタピストンを押動するため、反力部材の弾性変形により、反力部材がプランジャを後方へ押圧する。これにより、プランジャが後退させられ、大気弁座が大気弁に着座して大気と変圧室との連通を遮断し、所望のブレーキ油圧を保持する。
【０００４】
ところで、ブレーキペダルの急な踏み込みによる作動初期においては、大気弁座に対して大気弁が大きく開かれ、変圧室に大気が一気に導入される。このために、作動初期にマスタピストンがオーバシュートを起こし、このオーバシュートにより、ブレーキ作動初期に弁機構の作動が不安定となり、振動や異音が発生する問題がある。
【０００５】
このような問題に対処するために、従来、特許文献１に記載されているような負圧式倍力装置が知られている。
【０００６】
上記した特許文献１に記載されたものは、変圧室と大気との連通路を開閉する大気弁を第１大気弁と第２大気弁とで構成し、第２大気弁側にオリフィス通路を設け、負圧式倍力装置の非作動時には、第１大気弁と第２大気弁はともに閉弁して変圧室と大気との連通を遮断しており、負圧式倍力装置の作動時には、まず第１大気弁が開弁してオリフィス通路を介して大気を変圧室に導入し、その後第２大気弁が開弁して変圧室に十分な大気を導入するものであり、これによって作動初期における変圧室への過度の大気の導入を防止するようにしている。
【特許文献１】特開２００３−１２７８５１号公報（段落０００６、０００８、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記した特許文献１に記載されたものにおいては、オリフィス通路を介して変圧室に大気を導入する構成であるため、減衰効果を得るためには、オリフィス通路をかなり絞る必要があり、オリフィス通路を絞ることによる弊害を招く恐れがあった。
【０００８】
本発明は係る従来の不具合を解消するためになされたもので、オリフィス通路を用いることなく、バルブピストンとプランジャとの相対運動を抑制することにより、急な踏み込みによる作動初期の振動や異音の発生を抑えることができる負圧式倍力装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、ブースタシェルを区画部材により変圧室と定圧室とに区画し、該区画部材にバルブピストンの基端部を固着し、前記変圧室と定圧室の圧力差に基づく前記区画部材の出力を前記バルブピストンから出力ロッドに反力部材を介して伝達し、前記反力部材と連携して作用するプランジャとブレーキペダルによって軸動される入力ロッドとを連結して入力部材とし、負圧弁座および大気弁座を前記バルブピストンおよび前記プランジャに形成し、該負圧弁座および大気弁座に接離して前記変圧室を前記定圧室および大気に連通、遮断する負圧弁および大気弁を設けた負圧式倍力装置において、前記入力部材とバルブピストンとの間に配置され、入力部材とバルブピストンとの間の相対変位により前記大気弁が開弁してから最大量開弁するまでの間で前記入力部材に当接して力を伝達する力伝達手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記力伝達手段は、前記プランジャとバルブピストンとの間に配置されるとともに弾性体で構成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記力伝達手段は、前記入力ロッドとバルブピストンとの間に配置されるとともに弾性体で構成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項２または請求項３において、前記弾性体は、ゴムで構成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項２または請求項３において、前記弾性体は、スプリングで構成され、該スプリングが所定の初期荷重で取付けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項６に係る発明の構成上の特徴は、請求項４において、前記弾性体は、前記バルブピストンに形成された直径線上に位置する２つの穴に嵌合する棒状のゴムからなり、該ゴムの先端部に前記プランジャの先端部に挿入されたフランジ部材が、ブレーキの非作動時において僅かな軸方向隙間を存して対向されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
上記のように構成した請求項１に係る発明によれば、プランジャとバルブピストンとの間の相対変位により大気弁が開弁してから最大量開弁するまでの間でプランジャに当接して力を伝達する力伝達手段を、プランジャとバルブピストンとの間に配置した構成であるので、力伝達手段によってプランジャとバルブピストンとの相対変位を抑制することができ、急なブレーキペダルの踏み込み時においても、変圧室への大気の過度の導入を防止することができ、ブレーキの応答性を損なうことなく、ブレーキ作動初期における振動や異音の発生を防止ないしは低減できる効果がある。
【００１６】
上記のように構成した請求項２に係る発明によれば、力伝達手段をプランジャとバルブピストンとの間に配置するとともに弾性体で構成したので、弾性体の減衰機能により、プランジャとバルブピストンとの相対変位を効果的に抑制でき、振動、異音を早期に収束することができる効果がある。
【００１７】
上記のように構成した請求項３に係る発明によれば、力伝達手段を入力ロッドとバルブピストンとの間に配置するとともに弾性体で構成したので、請求項２と同様に、弾性体の減衰機能により、プランジャとバルブピストンとの相対変位を効果的に抑制でき、振動、異音を早期に収束することができる効果がある。
【００１８】
上記のように構成した請求項４に係る発明によれば、弾性体はゴムで構成されているので、簡単な構成によって、プランジャとバルブピストンとの相対変位を抑制することができ、また、ゴムの形状によってプランジャとバルブピストンとの相対変位量に対する弾性反力を容易に設定できる効果がある。
【００１９】
上記のように構成した請求項５に係る発明によれば、弾性体はバネで構成され、該バネが所定の初期荷重で取付けられているので、初期設定荷重を高くとれ、また、バネ荷重も自由に設定できるので、プランジャとバルブピストンとの相対変位の抑制をより効果的に行える効果がある。
【００２０】
上記のように構成した請求項６に係る発明によれば、弾性体は、バルブピストンに形成された直径線上に位置する２つの穴に嵌合する棒状のゴムからなり、該ゴムの先端部にプランジャに挿入されたフランジ部材が、僅かな軸方向隙間を存して対向されているので、力伝達手段を限られたスペースに組み込むことができ、緊急ブレーキ時に出力を高める係止部材を含む機構を組み込んだ負圧式倍力装置にも、容易に適用できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る負圧式倍力装置の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、ブースタシェル１は、フロントシェル２およびリアシェル３から構成され、両シェル２，３間には、フレキシブルなダイヤフラム４が外周縁のビードで気密的に挟着され、ブースタシェル１の内部を定圧室５と変圧室６とに区画している。ダイヤフラム４には円盤状のプレート７が定圧室５側で重合され、ダイヤフラム４およびプレート７には円筒状のバルブピストン８の基端部８ａの外周面が気密的に固着され、基端部８ａの前端面が定圧室５に露出している。フロントシェル２には負圧導入管１０が取付けられ、定圧室５は負圧導入管１０を介してエンジンの吸気マニホールドに連通されてエンジン作動中は常に負圧に維持されている。
【００２２】
図２に示すように、リアシェル３の中心部は、外方に屈曲されて円筒状の突出部３ａが後方に向けて突設され、軸線上に貫通孔３ｂが形成されている。バルブピストン８には基端部８ａから摺動円筒部８ｂが後方に突設され、摺動円筒部８ｂが貫通孔３ｂを貫通してブースタシェル１の突出部３ａから後方に突出されている。貫通穴３ｂの内周面と摺動円筒部８ｂの外周面との間にはシール９が介在され、変圧室６を大気から遮断している。
【００２３】
１１はマスタシリンダで、後端部１１ａがフロントシェル２に形成された中心孔を貫通して定圧室５内に気密的に突出し、フランジ部１１ｂがフロントシェル２の前面に当接している。フロントシェル２とリアシェル３とは、両シェルで構成されるブースタシェル１の軸線と外周との略中間位置で軸線と平行に延在する複数本、例えば２本のタイロッド１２で結合されてマスタシリンダ１１に固定されている。各タイロッド１２にはダイヤフラム４に設けた各シール部の摺動穴が気密を保って夫々摺動自在に嵌合され、定圧室５と変圧室６との間の気密的な区画を維持している。
【００２４】
１３はマスタシリンダ１１に前後方向に摺動可能に嵌合されたマスタピストンで、マスタシリンダ１１の後端部から定圧室５内に突出し、バルブピストン８の前端面近傍まで延在している。バルブピストン８とマスタピストン１３との間には出力ロッド１４が介在されている。バルブピストン８は定圧室５と変圧室６との室内の圧力差に基づくダイヤフラム４の出力を反力部材１７を介して出力ロッド１４に伝達し、出力ロッド１４がマスタピストン１３を前方に押動する。フロントシェル２とバルブピストン８の前端面との間にはリターンスプリング１６が介在されバルブピストン８を後方に付勢している。
【００２５】
図２に示すように、バルブピストン８には、前端面から後端面に向けて反力室孔８ｃ、反力室孔８ｃに開口する反力室孔８ｃより小径の反力穴８ｄ、大径の弁体収納孔８ｅが軸線上に順次穿設されている。反力室孔８ｃには環状凹溝８ｆが軸線方向に形成され、環状凹溝８ｆに出力ロッド１４の後端に形成された環状突起１４ａが軸線方向に相対移動可能に嵌合されている。環状突起１４ａと基端部８ａの底面との間で反力室１５が形成され、反力室１５内に弾性材料で形成された円盤状の反力部材１７が収納されている。
【００２６】
２１は先端軸部２１ａが反力穴８ｄ内に摺動可能に延在されたプランジャで、先端面が反力穴８ｄに摺動自在に嵌合された当接部材１９の後端面に当接している。プランジャ２１の後端面には大気弁座２１ｂが形成されている。
【００２７】
２２はＨ字状のキー部材で、両側の直線部の内側がプランジャ２１に形成された環状溝２１ｃ内に侵入し、両端部はバルブピストン８の半径方向に穿設された矩形穴８ｇに両直線部の外側面で摺接して外部に延在している。これにより、バルブピストン８とプランジャ２１とは、矩形穴８ｇおよび環状溝２１ｃの幅を加算した距離からキー部材の厚さを２倍した距離を減じた距離だけ軸線方向に相対移動することができる。プランジャ２１の後端には入力ロッド２３が回動可能に連結され、入力ロッド２３はフィルタ２４を貫通して摺動円筒部８ｂより後方に延在し、ブレーキペダル２５に連結されている。入力ロッド２３とリアシェル３の突出部３ａとの間には蛇腹２６が固定され、バルブピストン８の摺動円筒部８ｂの外周を覆っている。
【００２８】
変圧室６を定圧室５または大気に切換えて連通する弁機構３０は、バルブピストン８の弁体収納孔８ｅ内に形成された湾曲長円状の平面に直径線上の２個所で軸線に対して対称に突設された負圧弁座８ｉを有している。負圧弁座８ｉは平面に凸条が軸線を中心とする円弧に沿って彎曲した長円の周囲に突設して形成され、負圧弁座８ｉに取囲まれた通路８ｊはバルブピストン８の側壁を貫通して定圧室５に開口している。プランジャ２１の後端部に形成された拡張部２１ｄの後面には弁体収納孔８ｅ内周に形成される空気導入路を取囲むように大気弁座２１ｂが形成されている。弁体収納孔８ｅには円盤状の弁体３１が前後方向に移動可能に遊嵌されている。弁体３１の前端面には負圧弁座８ｉに接離して変圧室６と定圧室５とを連通、遮断する負圧弁３１ａが形成されている。弁体３１の前端面の負圧弁３１ａより小径側には大気弁３１ｂが環状に突設され、大気弁３１ｂが大気弁座２１ｂに接離して変圧室６と大気とを連通、遮断する。
【００２９】
弁体３１の後端は弁体３１の軸線方向の移動を許容するベローズ３４により環状の保持体３５に連結されている。保持体３５は弁体収納孔８ｅの内周に嵌合され、入力ロッド２３の中央部に突設されたバネ受けとの間に介在された圧縮スプリング３６のバネ力により弁体収納孔８ｅの肩部に押圧されている。弁体３１の後端面と入力ロッド２３との間には圧縮スプリング３７が介在され、弁体３１を前方に付勢している。弁体収納孔８ｅは、矩形穴８ｇを介して変圧室６に連通されている。
【００３０】
バルブピストン８の基端部８ａには、矩形穴８ｇに開口する穴８ｋが形成され、この穴８ｋの底部に後方に向けて開口する環状凹溝８ｍが前記反力穴８ｄを取り囲むように軸線方向に形成されている。環状凹溝８ｍにはゴムからなるリング状の弾性体４０が装着され、弾性体４０の先端部４０ａはブレーキの非作動時においてプランジャ２１のフランジ部２１ｅに僅少な軸方向隙間を存して対向している。この僅少な軸方向隙間は、ブレーキペダル２５が比較的穏やかに操作される通常の作動時においては、フランジ部２１ｅが弾性体４０に当接しない程度に設定されている。フランジ部２１ｅに対面する弾性体４０の先端部４０ａは、フランジ部２１ｅに近づくにつれてその肉厚が薄くなるように先細形状をなしている。このように、バルブピストン８とプランジャ２１との間に弾性体４０を配置したことにより、ブレーキペダル２５が比較的速く踏み込まれた場合には、バルブピストン８に対するプランジャ２１の相対的な前進によって、そのフランジ部２１ｅが弾性体４０の先端部４０ａに当接し、プランジャ２１の推力が弾性体４０を介してバルブピストン８に伝えられる。
【００３１】
これにより、弾性体４０の弾性反力がバルブピストン８に対するプランジャ２１の相対移動の抵抗として働き、プランジャ２１とバルブピストン８との相対運動が抑制される。しかるに、プランジャ２１がその弾性反力に打ち勝つ推力によってさらに前進されると、弾性体４０の先端部４０ａがその推力に応じて弾性変形され、プランジャ２１はキー部材２２に当接する位置まで相対移動できるようになっている。上記した弾性体４０およびそれに関連する部材により、大気弁３１ｂが開弁されてから最大量開弁するまでの間でプランジャ２１に力を伝達する力伝達手段４２を構成している。
【００３２】
次に、上記した実施形態に係る負圧式倍力装置の作動について説明する。ブレーキペダル２５の通常の作動時においては、入力ロッド２３によりプランジャ２１が圧縮スプリング３６のバネ力に抗して前進され、弁体３１が圧縮スプリング３７のバネ力により前進される。これにより、負圧弁３１ａが負圧弁座８ｉに当接して変圧室６と定圧室５との連通が遮断される。プランジャ２１が更に前進されると、大気弁座２１ａと大気弁３１ｂとが開離され、エアフィルタ２４により濾過された大気が変圧室６に流入する。これにより、変圧室６と低圧室５との間で圧力差が発生し、この圧力差によりダイヤフラム４、プレート７およびバルブピストン８が前方に移動され、出力ロッド１４が反力部材１７を介して前進される。これにより、マスタピストン１３が出力ロッド１４により押動され、ブレーキペダル２５の踏力に応じたブレーキ油圧がマスタシリンダ１１に発生される。
【００３３】
バルブピストン８はダイヤフラム４に作用する両室５，６内の圧力差に応じた作動力で反力部材１７を弾性変形して出力ロッド１４を介してマスタピストン１３を押動する。反力部材１７の弾性変形により、反力部材１７が反力穴８ｄに流入して当接部材１９を介してプランジャ２１の先端軸部２１ａの先端部を後方へ押圧するため、プランジャ２１が後退させられて大気弁座２１ａが大気弁３１ｂに着座して大気と変圧室６との連通を遮断し、所望のブレーキ油圧を保持する。このとき、ブレーキペダル２５を踏む力は、入力ロッド２３を介してプランジャ２１の先端軸部２１ａから反力部材１７に伝達され、反力部材１７が踏力に応じて弾性変形するので、運転者は反力を感じることができる。
【００３４】
ブレーキペダル２５が開放されると、プランジャ２１が圧縮スプリング３６のバネ力によりバルブピストン８に対して後方に移動され、大気弁座２１ａが大気弁３１ｂに当接して弁体３１が圧縮スプリング３７のバネ力に抗してバルブピストン８に対して相対的に後方に移動され、負圧弁３１ａが負圧弁座８ｉから開離される。これにより、定圧室５内の負圧が通路８ｊを通って変圧室６に導入され、変圧室６と定圧室５との室内の圧力差がなくなり、バルブピストン８、プレート７およびダイヤフラム４がリターンスプリング１６のバネ力により後方に移動されるとともに、マスタピストン１３がリターンスプリング１６のバネ力により後方に移動されてマスタシリンダ１１内の油圧が無くなる。
【００３５】
プランジャ２１はキー部材２２がリアシェル３の突出部３ａの段部内面に当接するのと同時に停止し、バルブピストン８はキー部材２２に当接して停止する。これによりブレーキの非作動時に負圧弁３１ａが負圧弁座８ｉに極めて接近した状態となり、ブレーキが掛けられたとき弁体３１の前方移動により負圧弁３１ａが負圧弁座８ｉに迅速に当接することができる。
【００３６】
ところで、ブレーキペダル２５が比較的速く踏み込まれた場合、すなわち、緊急時のブレーキ操作ほどではないが、通常よりも速くブレーキ操作されたような場合には、プランジャ２１が通常作動時よりもバルブピストン８に対してより多く前進しようとするので、一気に大気が導入されようとする。
【００３７】
しかしながら、本実施形態においては、力伝達手段４２の付設により、以下に述べるように大気の過度の導入が抑制されるようになる。すなわち、ブレーキペダル２５の急な踏み込みにより、入力ロッド２３によりプランジャ２１が圧縮スプリング３６のバネ力に抗して前進されると、負圧弁３１ａが負圧弁座８ｉに当接して変圧室６と定圧室５との連通が遮断される。プランジャ２１が更に前進されると、大気弁座２１ａが大気弁３１ｂをより大きく開こうとするが、プランジャ２１のさらなる前進は、プランジャ２１のフランジ部２１ｅが弾性体４０に当接することにより、バルブピストン８に対するプランジャ２１の相対運動が抑制され、大気弁座２１ｂが大気弁３１ｂより急激に開弁する抑止力として働く。従って、大気弁座２１ｂが大気弁３１ｂより急激に開弁するのが抑制され、大気弁３１ｂより変圧室６に過度に大気が導入されるのを防止する。
【００３８】
これにより、大気が変圧室６に一気に導入されることによって惹き起こされるオーバシュートを防止し、作動初期においては、大気弁３１ｂの開弁量を抑制して、振動や異音の発生を防止する。
【００３９】
図３は、本発明の第２の実施形態を示すもので、第１の実施形態と異なる点は、前記力伝達手段４２を構成する弾性体を吊り構造の圧縮スプリング６０にて構成した点、および弾性体の配置位置を入力ロッド２３とバルブピストン８との間に変更した点である。従って、以下においては相違点のみについて説明し、同一構成部分は同一部品に同一の参照番号を付して詳細な説明を省略する。
【００４０】
第３の実施形態においては、圧縮スプリング３６のバネ力によって弁体収納孔８ｅの肩部に押圧されている保持体３５に突起３５ａが設けられ、この突起３５ａに弁体収納孔８ｅの内周に嵌合する筒体６１が係合されて、軸方向移動を規制されている。筒体６１の一端に形成した鍔部に係合可能なスプリング受け６２と保持体３５との間には、圧縮スプリング６０が圧縮した状態で装着されている。スプリング受け６２は圧縮スプリング６０のバネ力により、通常筒体６１の鍔部に係合する後端部に押圧され、ブレーキの非作動時においては、入力ロッド２３に係止された圧縮スプリング３６のスプリング受け３６ａの当接部３６ｂに僅少な軸方向隙間を存して対向している。
【００４１】
かかる第２の実施形態によれば、通常よりも速くブレーキ操作されたような場合には、圧縮スプリング６０によってバルブピストン８に対する入力ロッド２３の相対運動が抑制され、第１の実施形態と同様な作用効果が期待できる。特に第２の実施形態においては、力伝達手段４２が吊り構造の圧縮スプリング６３によって構成されているので、弾性体としての圧縮スプリング６３の設定荷重の調整を自由に行えるとともに、初期設定荷重を高めることができる。
【００４２】
図５に示す第３の実施形態は、前記力伝達手段４２を構成する弾性体４０を吊り構造の圧縮スプリングにて構成した点で、第２の実施形態と共通するが、その配置位置および構造において相違する。なお、以下においても同一部品に同一の参照番号を付して相違点のみについて説明する。
【００４３】
第３の実施形態においては、バルブピストン８の前端に円筒状の力伝達手段収納穴８ｎを形成し、この収納穴８ｎに吊りスプリング構造の力伝達手段４２が収納される。かかる力伝達手段４２は、収納穴８ｎに嵌合する半割構造の外筒４５を備え、外筒４５はその外周をバンド４６で締付けられて一定以上開かないようになっている。外筒４５の前端内周には、内筒４７の前端外周に形成した環状の突起部４７ａが係合され、外筒４５と内筒４７は構造上一体化されている。外筒４５の後端部に形成された鍔部に係合可能なスプリング受け４８が外筒４５内を軸方向に移動可能に収納され、スプリング受け４８と内筒４７との間に圧縮スプリング４９が圧縮した状態で装着されている。スプリング受け４８は圧縮スプリング４９のバネ力により通常外筒４５の鍔部に係合する後端部に押圧され、ブレーキの非作動時においては、プランジャ２１のフランジ部２１ｅに僅少な軸方向隙間を存して対向している。半割構造の外筒４５の後端部には、収納穴８ｎの開口端部に係合可能な係合突起４５ａが円周上２個所に設けられ、この係合突起４５ａは、スリット等の形成によって半径方向外方に弾性力が与えられている。係合突起４５ａの後端外周にはテーパ面４５ｂが形成されている。
【００４４】
上記した外筒４５、バンド４６、内筒４７、スプリング受け４８および圧縮スプリング４９により、力伝達手段４２が構成され、力伝達手段４２は予めサブアッシー化されて力伝達手段収納穴８ｎに収納される。力伝達手段４２が収納穴８ｎの前端側より外筒４５の後端が底面に当接する位置まで装着されると、係合突起４５ａが外方に弾性復帰して収納穴８ｎの開口端部に係合し、力伝達手段４２が抜け止めされる。なお、力伝達手段４２を収納穴８ｎに装着する際、テーパ面４５ｂの作用によって係合突起４５ａは半径方向内方に弾性変形され、力伝達手段４２の装着を容易に行えるようにしている。
【００４５】
第３の実施形態によれば、吊りスプリング構造によって力伝達手段４２を構成しているので、先に述べた第２の実施形態と同様に、弾性体としての圧縮スプリング４９の設定荷重の調整を自由に行えるとともに、初期設定荷重を高めることができる。
【００４６】
図６に示す第４の実施形態は、前記力伝達手段４２を、緊急ブレーキ時に出力を高める機構を備えた負圧式倍力装置に適用したもので、限られたスペース内に力伝達手段４２を組み込めるようにしたものである。
【００４７】
すなわち、バルブピストン８内には、プランジャ２１を取囲むように弁座部材５０が軸線方向に摺動可能に嵌合され、バルブピストン８との間に設けた圧縮スプリング５１のバネ力により後方に付勢されている。弁座部材５０の後端には、前述した負圧弁座（以下においては便宜上第１負圧弁座という）８ｉとは円周方向にずれた円周上２個所に、第２負圧弁座５０ａが形成され、第２負圧弁座５０ａが大気導入部５０ｂを構成している。第２負圧弁座５０ａは第１負圧弁座８ｉの外周側に位置していて、弁体３１に当接可能となっている。
【００４８】
また、バルブピストン８内には、矩形穴８ｇの前方に係止部材収納溝８ｐが円周上２個所に形成され、係止部材収納溝８ｐに係止部材５３が半径方向に移動可能に保持されている。係止部材５３には弁座部材５０の先端に形成された係合突起５０ｃに係合する爪部５３ａが設けられ、係止部材５３と弁座部材５０の係合によって、第２負圧弁座５０ａが弁体３１に対し前方に離れるように弁座部材５０を圧縮スプリング５１のバネ力に抗して通常位置に保持するようになっている。係止部材５３には環状のガータースプリング５４が嵌められ、係止部材５３を爪部５３ａが係合突起５０ｃに係合する内側方向に付勢している。
【００４９】
プランジャ２１にはテーパ面２１ｅが形成され、係止部材５３の内周面にはカム面５３ｂが形成され、プランジャ２１がバルブピストン８に対して所定量以上相対前進すると、テーパ面２１ｅがカム面５３ｂに係合して係止部材５３をガータースプリング５４の付勢力に抗して外方に押動し、爪部５３ａを係合突起５０ｃから離脱させるようになっている。
【００５０】
なお、係止部材５３より離脱された弁座部材５０は、プランジャ２１がバルブピストン８に対して所定量以上相対前進していない状態で弁座部材５０がバルブピストン８に対して相対的に前進されると、再び係合されて、弁座部材５０を通常位置に保持する。弁座部材５０の係合部５０ｄの後端がキー部材２２に当接した状態で、キー部材２２がリアシェル３の突出部３ａの段部内面に当接した後に、バルブピストン８がリターンスプリング１６のバネ力によって後退されると、弁座部材５０がバルブピストン８に対して相対的に前進され、係合突起５０ｃの先端面に形成されたテーパ面が爪部５３ａ端面に形成された傾斜面に係合して爪部５３ａをガータースプリング５４のバネ力に抗して押し広げて通過し、係合突起５０ｃが再び爪部５３ａと係合して弁座部材５０を通常位置に保持する。
【００５１】
バルブピストン８の前端には、係止部材５３が配置された直径線上に対し９０度角度位相を異にする直径線上の２個所に、ゴム収納穴８ｑが形成され、これらゴム収納穴８ｑに棒状のゴム弾性体５５がそれぞれ嵌合されている。ゴム弾性体５５は、プランジャ２１のフランジ部材５６に近づくにつれてその肉厚が薄くなるように円錐形状をなしている。プランジャ２１の先端部には、直径方向に突出するフランジ部材５６が挿入され、このフランジ部材５６はバルブピストン８に形成された切欠き８ｒに係合して回り止めされ、ゴム弾性体５５に対面する角度位置に位置決めされている。そして、フランジ部材５６はブレーキの非作動時においてゴム弾性体５５の先端部に僅少な軸方向隙間を存して対向している。
【００５２】
緊急ブレーキ時には、プランジャ２１がゴム弾性体５５を強く圧縮してバルブピストン８に対して所定量以上相対前進される。プランジャ２１のテーパ面２１ｅが係止部材５３のカム面５３ｂを押圧して爪部５３ａが係合突起５０ｃから離脱するように係止部材５３が押動され、係止部材５３より弁座部材５０が解放される。これにより、弁座部材５０は圧縮スプリング５１のバネ力によってバルブピストン８に対して所定量後退され、第２負圧弁座５０ａが弁体３１に当接して弁体３１を後退させ、大気弁３１ｂを大気弁座２１ａから開離させる。弁座部材５０のバルブピストン８に対する後退は、矩形穴８ｇの後端面に当接したキー部材２２に係合部５０ｄの後端が当接することによって規制される。これにより、変圧室６が急速かつ強制的に大気と連通され、通常ブレーキ時より大きい推力が出力部材１４に出力され、大きな液圧がマスタシリンダから送出される。出力が増大されると反力部材１７が反力穴８ｄ内に流入して当接部材１９を介してプランジャ２１を後方に押し戻すため、大気弁座２１ａが大気弁３１ｂと当接して大気の流入を阻止し、緊急ブレーキ時の出力が決定される。
【００５３】
一方、ブレーキペダル２５が緊急ブレーキ時ほどではないが、比較的早く踏み込まれた場合には、第１の実施形態で述べたと同様に、ゴム弾性体５５により、バルブピストン８に対するプランジャ２１の相対運動が抑制されるため、ゴム物性による減衰が作用して、作動初期における振動や異音の発生が防止される。
【００５４】
上記した第４の実施形態によれば、ゴム弾性体５５およびこれを押圧するフランジ部材５６が少ないスペースに組み込みできるので、緊急ブレーキ時に出力を高める機構を組み込んだ負圧式倍力装置においても、装置を大形にすることなく、既存の構造を利用して容易に実施できるようになる。
【００５５】
上記した実施の形態においては、力伝達手段４２を、バルブピストン８とプランジャ２１あるいは入力ロッド２３との間に配置した例について延べたが、プランジャ２１あるいは入力ロッド２３との間でなくても、プランジャ２１と入力ロッド２３とを連結する入力部材とバルブピストン８との間であれば、同様な機能を達成できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る負圧式倍力装置の第１の実施形態の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って切断した弁機構部分の拡大断面図である。
【図３】第２の実施形態の弁機構部分の拡大断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線に沿って切断した断面図である。
【図５】第３の実施形態の弁機構部分の拡大断面図である。
【図６】第４の実施形態の弁機構部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１…ブースタシェル、２…フロントシェル、３…リアシェル、４…ダイヤフラム（区画部材）、５…定圧室、６…変圧室、８…バルブピストン、８ｉ…負圧弁座、１１…マスタシリンダ、１３…マスタピストン、１４…出力ロッド、１５・・・反力室、１６…リターンスプリング、１７…反力部材、２１…プランジャ、２１ｂ…大気弁座、２２…キー部材、２３…入力ロッド、２５…ブレーキペダル、３０…弁機構、３１…弁体、３１ａ…負圧弁、３１ｂ…大気弁、３６，３７…圧縮スプリング、４０…弾性体、４２…力伝達手段、４９…圧縮スプリング、５０…弁座部材、５０ａ…第２負圧弁座、５１…圧縮スプリング、５３…係止部材、５５…弾性体、５６…フランジ部材、６０…圧縮スプリング。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブースタシェルを区画部材により変圧室と定圧室とに区画し、該区画部材にバルブピストンの基端部を固着し、前記変圧室と定圧室の圧力差に基づく前記区画部材の出力を前記バルブピストンから出力ロッドに反力部材を介して伝達し、前記反力部材と連携して作用するプランジャとブレーキペダルによって軸動される入力ロッドとを連結して入力部材とし、負圧弁座および大気弁座を前記バルブピストンおよび前記プランジャに形成し、該負圧弁座および大気弁座に接離して前記変圧室を前記定圧室および大気に連通、遮断する負圧弁および大気弁を設けた負圧式倍力装置において、前記入力部材とバルブピストンとの間に配置され、入力部材とバルブピストンとの間の相対変位により前記大気弁が開弁してから最大量開弁するまでの間で前記入力部材に当接して力を伝達する力伝達手段を設けたことを特徴とする負圧式倍力装置。
【請求項２】
請求項１において、前記力伝達手段は、前記プランジャとバルブピストンとの間に配置されるとともに弾性体で構成されていることを特徴とする負圧式倍力装置。
【請求項３】
請求項１において、前記力伝達手段は、前記入力ロッドとバルブピストンとの間に配置されるとともに弾性体で構成されていることを特徴とする負圧式倍力装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３において、前記弾性体は、ゴムで構成されていることを特徴とする負圧式倍力装置。
【請求項５】
請求項２または請求項３において、前記弾性体は、スプリングで構成され、該スプリングが所定の初期荷重で取付けられていることを特徴とする負圧式倍力装置。
【請求項６】
請求項４において、前記弾性体は、前記バルブピストンに形成された直径線上に位置する２つの穴に嵌合する棒状のゴムからなり、該ゴムの先端部に前記プランジャの先端部に挿入されたフランジ部材が、ブレーキの非作動時において僅かな軸方向隙間を存して対向されていることを特徴とする負圧式倍力装置。
【請求項１】
ブースタシェルを区画部材により変圧室と定圧室とに区画し、該区画部材にバルブピストンの基端部を固着し、前記変圧室と定圧室の圧力差に基づく前記区画部材の出力を前記バルブピストンから出力ロッドに反力部材を介して伝達し、前記反力部材と連携して作用するプランジャとブレーキペダルによって軸動される入力ロッドとを連結して入力部材とし、負圧弁座および大気弁座を前記バルブピストンおよび前記プランジャに形成し、該負圧弁座および大気弁座に接離して前記変圧室を前記定圧室および大気に連通、遮断する負圧弁および大気弁を設けた負圧式倍力装置において、前記入力部材とバルブピストンとの間に配置され、入力部材とバルブピストンとの間の相対変位により前記大気弁が開弁してから最大量開弁するまでの間で前記入力部材に当接して力を伝達する力伝達手段を設けたことを特徴とする負圧式倍力装置。
【請求項２】
請求項１において、前記力伝達手段は、前記プランジャとバルブピストンとの間に配置されるとともに弾性体で構成されていることを特徴とする負圧式倍力装置。
【請求項３】
請求項１において、前記力伝達手段は、前記入力ロッドとバルブピストンとの間に配置されるとともに弾性体で構成されていることを特徴とする負圧式倍力装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３において、前記弾性体は、ゴムで構成されていることを特徴とする負圧式倍力装置。
【請求項５】
請求項２または請求項３において、前記弾性体は、スプリングで構成され、該スプリングが所定の初期荷重で取付けられていることを特徴とする負圧式倍力装置。
【請求項６】
請求項４において、前記弾性体は、前記バルブピストンに形成された直径線上に位置する２つの穴に嵌合する棒状のゴムからなり、該ゴムの先端部に前記プランジャの先端部に挿入されたフランジ部材が、ブレーキの非作動時において僅かな軸方向隙間を存して対向されていることを特徴とする負圧式倍力装置。
【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２００６−１６０００２（Ｐ２００６−１６０００２Ａ）
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３５１５６３（Ｐ２００４−３５１５６３）
【出願日】平成１６年１２月３日（２００４．１２．３）
【出願人】（３０１０６５８９２）株式会社アドヴィックス (1,291)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月３日（２００４．１２．３）
【出願人】（３０１０６５８９２）株式会社アドヴィックス (1,291)
【Ｆターム（参考）】
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