負圧式倍力装置
【課題】 ブレーキの急作動時においても、ブーツの蛇腹部をバルブピストンのストロークに追従してスムーズに撓むようにした。
【解決手段】 バルブピストン８を覆う軸方向に伸縮可能な蛇腹部２６ｂを形成したブーツ２６を備え、該ブーツの一端をブースタシェル１に係合し、ブーツの他端を入力部材２０に形成した環状溝２３ａに嵌合し、該環状溝に嵌合するブーツの平面部２６ａに大気弁３１ｂに大気を導入する通気穴２６ｃを形成し、ブーツの平面部および該平面部より前記蛇腹部の方向に屈曲する屈曲部２６ｂ１の剛性を高めた。
【解決手段】 バルブピストン８を覆う軸方向に伸縮可能な蛇腹部２６ｂを形成したブーツ２６を備え、該ブーツの一端をブースタシェル１に係合し、ブーツの他端を入力部材２０に形成した環状溝２３ａに嵌合し、該環状溝に嵌合するブーツの平面部２６ａに大気弁３１ｂに大気を導入する通気穴２６ｃを形成し、ブーツの平面部および該平面部より前記蛇腹部の方向に屈曲する屈曲部２６ｂ１の剛性を高めた。
【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、特にブレーキ作動時の伸縮追従性に優れたブーツを備えた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するとともに、大気弁座と大気弁とが開離され、変圧室に外気より大気が導入される。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入力ロッドおよびプランジャの前進作動に追従して前方に移動され、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ようになっている。
【０００４】
ところで、ブレーキペダルが急速に踏み込まれた緊急ブレーキ時においては、ジャンピング特性を変化させて通常ブレーキ時より大きなブレーキ力を出力できるようにした緊急ブレーキ機能を備えた負圧式倍力装置が、例えば特許文献１に記載されているように公知である。
【特許文献１】特開２００５−１７０３８３号公報（段落００３５〜００３７、図２）
【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、上記した特許文献１に記載されたような緊急ブレーキ機能を備えた負圧式倍力装置においては、ブレーキペダルの急速な踏み込みに伴うバルブピストンの前進作動時に、図６に示すように、ブーツ１の蛇腹部１ｂがスムーズに撓まず、入力ロッド２の嵌合部２ａに嵌合するブーツ１の平面部１ａだけが円錐状に傾斜するように撓み、最悪の場合、ブーツ１の平面部１ａが入力ロッド２の嵌合部２ａより離脱する恐れがある。ブーツ１の平面部１ａが入力ロッド２の嵌合部２ａより離脱すると、バルブピストン３の開口部に配設された消音用のフェルトからなるサイレンサ４が外部に浮き上がる現象を招き、これによってサイレンサ４による消音機能が低下し、ブレーキ作動時のエア吸入音が大きくなる問題を発生する。
【０００６】
このような問題は、通常のブレーキ機能を備えた負圧式倍力装置にはほとんど発生しないが、緊急ブレーキ機能を備えた負圧式倍力装置において発生しやすくなる。これは、緊急ブレーキ機能を備えた負圧式倍力装置においては、限られたスペース内に緊急ブレーキ機能部品を組み込まなければならない関係上、サイレンサ等の組み込み状態が窮屈となり、サイレンサによってブーツの平面部が押圧される傾向となるためであり、このために、上記したようにブーツの平面部が撓むと、ブーツの平面部がサイレンサによる押出し作用も手伝って入力ロッドの嵌合部より離脱しやすくなるのである。
【０００７】
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、ブレーキの急作動時においても、バルブピストンのストロークに追従してブーツの蛇腹部がスムーズに撓むようにした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】
【０００８】
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、前記変圧室と前記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、該負圧弁座および前記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、前記バルブピストンを覆う軸方向に伸縮可能な蛇腹部を形成したブーツを備え、該ブーツの一端を前記ブースタシェルに係合し、前記ブーツの他端を前記入力部材に形成した環状溝に嵌合し、該環状溝に嵌合する前記ブーツの平面部に前記大気弁に大気を導入する通気穴を形成し、前記ブーツの平面部および該平面部より前記蛇腹部の方向に屈曲する屈曲部の剛性を高めたことを特徴とするものである。
【０００９】
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、前記ブーツの平面部および前記屈曲部の肉厚を大きくしたことを特徴とする負圧式倍力装置。
【００１０】
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、前記ブーツの平面部および前記屈曲部に、円周上複数のリブ（１２６ａ、１２６ｂ１）をそれぞれ形成したことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、前記屈曲部を、前記蛇腹部の少なくとも１山によって構成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
上記のように構成した請求項１に係る発明によれば、バルブピストンを覆うブーツの平面部および平面部より蛇腹部の方向に屈曲する屈曲部の剛性を高めたので、緊急ブレーキ作動時に、バルブピストンが入力ロッドおよびプランジャの前進作動に追従して前進作動されると、平面部および屈曲部が恰も剛体として機能して、蛇腹部がスムーズに伸縮されるようになる。従って、急作動時においても、平面部が傾くことがないので、平面部が入力ロッドの環状溝より抜け出すことがなく、サイレンサの浮き出しを防止でき、サイレンサによる消音機能が低下することがない。
【００１３】
上記のように構成した請求項２に係る発明によれば、ブーツの平面部および屈曲部の肉厚を他の蛇腹部の肉厚より大きくするだけの簡単な構成によって、ブーツの平面部および屈曲部の剛性を高めることができる。
【００１４】
上記のように構成した請求項３に係る発明によれば、ブーツの平面部および屈曲部に円周上複数のリブを形成するだけの簡単な構成によって、ブーツの平面部および屈曲部の剛性を高めることができる。
【００１５】
上記のように構成した請求項４に係る発明によれば、屈曲部を蛇腹部の少なくとも１山によって構成したので、ブーツの平面部および少なくとも１山の蛇腹部を恰も剛体として機能でき、他の蛇腹部をスムーズに伸縮させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る負圧式倍力装置の実施の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、区画部材としての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側で重合されている。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。
【００１７】
リアシェル３の中心部は、図２に示すように、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は貫通孔３ｂを貫通してリアシェル３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。
【００１８】
１１はマスタシリンダで、マスタシリンダ１１は図１に示すように、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それぞれ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。
【００１９】
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１３は、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。
【００２０】
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より小径の係止部材収納孔８ｄ、プランジャ収納孔８ｅ、プランジャ収納孔８ｅより大径の弁体収納孔８ｆが軸線上に順次穿設されている。反力室孔８ｃと係止部材収納孔８ｄとの段部８ｇには、鍔付き筒体１８が鍔底面を段部８ｇと同一面にして固定されるとともに、環状凹溝８ｎが筒体１８の鍔を囲んで軸線方向に形成されている。環状凹溝８ｎには出力ロッド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、出力ロッド１４と筒体１８の鍔底面と段部８ｇ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。
【００２１】
２１はプランジャ収納孔８ｅ内に前後方向に移動可能に収納されたプランジャで、その先端軸部２１ａは筒体１８の後壁に摺動可能に嵌合して筒体１８内に形成された反力穴１８ａ内に延在し、先端面が反力穴１８ａ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。
【００２２】
２２はＨ字状のキー部材で、このキー部材２２によってバルブピストン８に対するプランジャ２１の相対移動量が規制される。キー部材２２の両側の直線部の内側がプランジャ２１に形成された環状の係合溝２１ｃ内に前後方向に所定量相対移動可能に侵入し、両端部は基端部８ａとプランジャ収納孔８ｅとの間に半径方向に穿設された矩形穴８ｉに両直線部の外側面で摺接して外部に延在している。キー部材２２の前後方向の肉厚寸法は、矩形穴８ｉの前後方向寸法より小さく、キー部材２２はバルブピストン８に対しても前後方向に所定量だけ相対移動可能である。また、キー部材２２は、バルブピストン８の外周側に突出した両端部にてリアシェル３の突出部３ａの端面に当接可能である。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８ｉおよび係合溝２１ｃの幅を加算した距離からキー部材２２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。
【００２３】
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は塵芥等の通過を防止するフィルタ２４および吸音機能を有するフェルトからなるサイレンサ２７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（図１参照）に連結されている。フィルタ２４およびサイレンサ２７は、バルブピストン８の弁体収納孔８ｆの後端部（摺動円筒部８ｂの開口端）に装着されている。かかるプランジャ２１と入力ロッド２３とにより、ブレーキペダル２５によって軸動される入力部材２０を構成している。
【００２４】
リアシェル３の突出部３ａと入力ロッド２３との間には、バルブピストン８を覆うブーツ２６が設けられている。ブーツ２６は前方が開口した有底円筒状をなし、後方底部が入力ロッド２３の軸線に直交する平面部２６ａを構成している。ブーツ２６の前方開口部はリアシェル３の突出部３ａに係合され、平面部２６ａの内端（中心部）がバルブピストン８の後方開口部を閉塞するように入力ロッド２３の外周に形成された環状溝２３ａに嵌合されている。ブーツ２６の平面部２６ａより前方に屈曲して延在する円筒部には軸方向に伸縮可能な複数山からなる蛇腹部２６ｂが形成されている。ブーツ２６の平面部２６ａには円周上複数の通気穴２６ｃが開口され、この通気穴２６ｃよりサイレンサ２７およびフィルタ２４を介してバルブピストン８内に外気が導入されるようになっている。
【００２５】
ブーツ２６の平面部２６ａおよびこの平面部２６ａに連接する蛇腹部２６ｂの１山あるいは２山（以下、これを少なくとも１山の蛇腹部２６ｂ１という）は、他の蛇腹部２６ｂ２よりも剛性を高めるために、肉厚が大きくとられており、これによって、入力ロッド２３の軸動によってブーツ２６の平面部２６ａに軸方向の推力が作用した場合に、平面部２６ａおよび少なくとも１山の蛇腹部２６ｂ１が恰も剛体として機能し、他の蛇腹部２６ｂ２がスムーズに伸縮されるように構成されている。かかる少なくとも１山の蛇腹部２６ｂ１によって、請求項における屈曲部を構成している。
【００２６】
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が、バルブピストン８の弁体収納孔８ｆ内に収納されている。弁機構３０は弁体収納孔８ｆに遊嵌する筒状の弁体３１を備え、弁体３１の前端にはプランジャ収納孔８ｅと弁体収納孔８ｆとの接続部に形成された第１負圧弁座８ｋ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が設けられている。第１負圧弁座８ｋの周囲にはバルブピストン８の側壁を貫通して定圧室５に開口する通路８ｍが形成され、内側は変圧室６に常時連通されている。プランジャ２１の後方端部は弁体３１内に侵入され、その後端に弁体３１に設けられた大気弁３１ｂに接離して変圧室６と大気とを連通、遮断する大気弁座２１ｂが形成されている。
【００２７】
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を介して環状の保持体３５に連結されている。保持体３５は弁体収納孔８ｆの内周に嵌合され、入力ロッド２３の中央部に係止されたリテーナ３７との間に介在された圧縮スプリング３８のバネ力により弁体収納孔８ｆの肩部に押圧されている。
【００２８】
弁体３１の後端面とリテーナ３７との間には圧縮スプリング３９が介在され、バルブピストン８に対して弁体３１を前方に付勢している。これにより、通常時（ブレーキの非作動時）は、大気弁３１ｂを大気弁座２１ｂに接触させるとともに、負圧弁３１ａを第１負圧弁座８ｋに対して僅かに離間した位置に保持し、変圧室６と定圧室５とを互いに連通している。
【００２９】
４０はプランジャ２１を取囲む弁座部材で、弁座部材４０はバルブピストン８のプランジャ収納孔８ｅの内周面にシール４１よって気密的にシールされて軸線方向に摺動可能に嵌合されている。弁座部材４０の後端には第１負圧弁座８ｋの内側に対応して第２負圧弁座４０ｂが設けられ、第２負圧弁座４０ｂは通常状態においては、第１負圧弁座８ｋより僅かに前方に位置していて、負圧弁３１ａより大きく離間されている。弁座部材４０を後方に付勢する圧縮スプリング４３が弁座部材４０の外周に突設された環状突起４０ｈとプランジャ収納孔８ｅの内周面に形成された環状段部８ｈとの間に介在されている。
【００３０】
弁座部材４０の先端部にはプランジャ２１の先端軸部２１ａの大径部に摺動可能に嵌合する環状の係合部４０ｄが設けられ、係合部４０ｄと後端部（削除：円筒部４０ａ）との間は２本の連結部４０ｅで連結されている。２本の連結部４０ｅは先端軸部２１ａの両側でＨ字状のキー部材２２の両直線部に挟まれ、キー部材２２の横棒部が一方の連結部４０ｅの外周に当接し両直線部の内側面に形成された係止部が他方の連結部４０ｅの外周に係合して抜け止めされている。これにより、弁座部材４０はキー部材２２によって回り止めされている。２本の連結部４０ｅは、環状段部８ｈに設けられた切欠き部および環状段部８ｈに嵌合するプランジャ２１の嵌合部に軸線方向に設けられた連通溝を通ってプランジャ収納孔８ｅから矩形穴８ｉに延在している。
【００３１】
第２負圧弁座４０ｂが第１負圧弁座８ｋより弁体３１から前方に離れるように弁座部材４０を圧縮スプリング４３のバネ力に抗して通常位置に係止する係止手段４４は、係止部材４５の後端部に半径方向内側に突設された爪部４５ａが係合部４０ｄの外周面に突設された環状の係合突起４０ｆに係合して弁座部材４０を通常位置に係止している。係止部材４５は、中空円錐台を中心軸を通る平面で半割りにした形状をしており、この半割り中空円錐台形状の係止部材４５が２個、筒体１８の外周面を包囲して係止部材収納孔８ｄ内に収納され、係止部材４５の基部内周面に刻設された凹部４５ｂが筒体１８外周面に突設された凸部１８ｂに係合されている。係止部材４５の基部外周と係止部材収納孔８ｄの内周面との間にはスペーサ４６が介在され、係止部材４５が回動するときに外側に移動して凹部４５ｂが凸部１８ｂから浮き上がることを防止している。２個の係止部材４５の外周面に刻設された環状溝には環状のガータースプリング４７が嵌められ、爪部４５ａが環状の係合突起４０ｆに係合する内側方向に係止部材４５を付勢している。
【００３２】
係止手段４４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すると、弁座部材４０を解放する解放手段４８を備えている。解放手段４８としてプランジャ２１の先端軸部２１ａの大径部の先端にはテーパ面２１ｅが形成され、係止部材４５の中央部内周面にはカム面が形成された突起４５ｃが周方向に形成され、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が突起４５ｃのカム面に係合して係止部材４５を回動して爪部４５ａを環状の係合突起４０ｆから開離する。
【００３３】
また、係止手段４４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４０がバルブピストン８に対して相対的に前進されると、爪部４５ａを環状の係合突起４０ｆに係合して弁座部材４０を通常位置に係止する復帰手段４９を備えている。弁座部材４０の係合部４０ｄ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４０がバルブピストン８に対して相対的に前進され、環状の係合突起４０ｆの先端面に形成されたテーパ面４０ｇが爪部４５ａの端面に形成された傾斜面に係合して爪部４５ａをガータースプリング４７のバネ力に抗して押し広げて通過し、環状の係合突起４０ｆが爪部４５ａと係合して弁座部材４０を通常位置に係止する。
【００３４】
次に、上記した実施の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、ブレーキペダル２５が踏まれて、入力ロッド２３とともにプランジャ２１が圧縮スプリング３８のバネ力に抗して前進されると、弁体３１が圧縮スプリング３９のバネ力により前進され、負圧弁３１ａが第１負圧弁座８ｋに当接して変圧室６と定圧室５との連通を遮断する。プランジャ２１が更に前進されると、大気弁座２１ｂが大気弁３１ｂより開離され、変圧室６がサイレンサ２７およびフィルタ２４を介して大気に連通される。これにより、バルブピストン８内に大気が導入され、導入された大気は大気弁３１ｂを介して変圧室６に流入する。
【００３５】
変圧室６に大気が導入されると、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。従って、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。
【００３６】
なお、上記したブレーキペダル２５の通常の作動時においては、バルブピストン８に対する入力部材２０の相対移動量が小さいため、弁座部材４０と係止部材４５は図２に示す係合状態に維持され、第２負圧弁座４０ｂは弁体３１より離間されている。
【００３７】
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。このため、プランジャ２１が後退され、大気弁座２１ｂ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。
【００３８】
ブレーキ作動後、ブレーキペダル２５が開放されると、入力ロッド２３とともにプランジャ２１が圧縮スプリング３８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るため、大気弁座２１ｂが大気弁３１ｂに当接して弁体３１がバルブピストン８に対して相対的に後方に移動され、負圧弁３１ａが第１負圧弁座８ｋから開離される。これにより、定圧室５内の負圧が通路８ｍを通って変圧室６に導入され、変圧室６と定圧室５との圧力差が無くなる。従って、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。
【００３９】
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が第１負圧弁座８ｋ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が第１負圧弁座８ｋに迅速に当接することができる。
【００４０】
次に、運転者がブレーキペダル２５を急速に踏み込んだ緊急ブレーキ時の作動について説明する。緊急ブレーキ特性は、ジャンピング特性を変化させて、通常ブレーキ時より大きな推進力が出力部材１４に印加されることによって達成される。ジャンピング特性を変化させるためには、当接部材１９と反力部材１７との間の隙間を大きくすればよい。すなわち、大気弁３１ｂを後方に移動させることによって、隙間を拡大し、当接部材１９が反力部材１７から反力を受けるまでの出力を大きくして、入力に対する出力の比率が無限大になるいわゆるジャンピング状態での出力を通常状態よりも大きくするようにしている。
【００４１】
入力に対する出力の比率が無限大になるジャンピング特性は、負圧弁３１ａが第１負圧弁座８ｋに当接し、大気弁３１ｂが大気弁座２１ｂから開離し始めてから当接部材１９が反力部材１７に当接するまでのプランジャ２１の前進距離によって決まる。緊急ブレーキ時には、第２負圧弁座４０ｂが弁体３１に形成された負圧弁３１ａに当接して弁体３１を後方に移動するので、大気弁３１ｂが大気弁座２１ｂから開離し始めてから当接部材１９が反力部材１７に当接するまでのプランジャ２１の前進距離が通常ブレーキ時より大きくなって、その間に大気弁３１ｂが大気弁座２１ｂから開離される距離が大きくなり、変圧室６が急速かつ強制的に大気に連通され、通常ブレーキ時より大きい推力が出力部材１４に出力されてジャンピング特性が高くなる。
【００４２】
運転者がブレーキペダル２５を急速に踏み込んだ緊急ブレーキ時には、前述したようにプランジャ２１がバルブピストン８に対して所定量以上相対前進されるため、プランジャ２１のテーパ面２１ｅが係止部材４５の突起４５ｃのカム面を押圧する。これにより、爪部４５ａが係合突起４０ｆから離脱するように係止部材４５がガータースプリング４７のバネ力に抗して回動され、係止手段４４が弁座部材４０を解放する。従って、弁座部材４０は圧縮スプリング４３のバネ力によってバルブピストン８に対して急速に後退される。
【００４３】
このように、弁座部材４０が後方に移動すると、弁座部材４０の第２負圧弁座４０ｂが負圧弁３１ａに当接して弁体３１を後退させ、大気弁３１ｂを大気弁座２１ｂから開離させる。弁座部材４０のバルブピストン８に対する後退は、矩形穴８ｉの後端面に当接したキー部材２２に係合部４０ｄの後端が当接することによって規制される。
【００４４】
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、大きい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１８ａ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２１ｂ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。
【００４５】
ブレーキペダル２５が解放されると、圧縮スプリング３６のバネ力によりプランジャ２１がバルブピストン８および弁体３１に対して相対的に後方に移動され、負圧弁３１ａが第２負圧弁座４０ｂから開離されて変圧室６と定圧室５とが連通されるため出力が低下し、バルブピストン８がリターンスプリング１６によって後方に移動される。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、キー部材２２に係合部４０ｄの後端で当接していた弁座部材４０がバルブピストン８に対して相対的に前進される。これにより、環状の係合突起４０ｆがその先端に形成されたテーパ面４０ｇと爪部４５ａの端面に形成された傾斜面との係合によって係止部材４５をガータースプリング４７のバネ力に抗して押し広げて爪部４５ａを通過し、通過後にガータースプリング４７のバネ力によって係止部材４５が戻されて爪部４５ａが環状の係合突起４０ｆと係合し、弁座部材４０を通常位置に係止する。
【００４６】
ところで、緊急ブレーキ作動時に、バルブピストン８が入力ロッド２３およびプランジャ２１の前進作動に追従して前進作動されると、ブーツ２６が、図３の上半分に示す状態より下半分に示す状態に撓むが、本実施の形態においては、ブーツ２６の平面部２６ａおよび少なくとも１山の蛇腹部２６ｂ１が他の蛇腹部２６ｂ２よりも肉厚を大きくして剛性を高めているため、平面部２６ａおよび少なくとも１山の蛇腹部２６ｂ１が恰も剛体として機能し、他の蛇腹部２６ｂ２がスムーズに伸縮されるようになる。従って、従来（図６参照）のように平面部が円錐状に傾くことがなく、急作動時においても、ブーツ２６の平面部２６ａが入力ロッド２３の環状溝２３ａより抜け出すことがなくなり、これによって、サイレンサ２７の浮き出しを防止でき、サイレンサ２７による消音機能を低下させることがない。
【００４７】
図４および図５は、本発明の第２の実施の形態を示すもので、ブーツ２６の平面部２６ａおよび少なくとも１山の蛇腹部２６ｂ１の剛性を、上記した第１の実施の形態と別の構成で高めるようにしたものである。
【００４８】
第２の実施の形態においては、図４および図５に示すように、ブーツ２６の平面部２６ａおよび蛇腹部２６ｂの肉厚を全長にわたって一様にし、ブーツ２６の平面部２６ａおよび少なくとも１山の蛇腹部２６ｂ１（屈曲部）に、それぞれ円周上複数のリブ１２６ａ、１２６ｂ１を形成することにより、ブーツ２６の平面部２６ａおよび少なくとも１山の蛇腹部２６ｂ１の剛性を、他の蛇腹部の剛性より高めたものである。なお、その他の構成については第１の実施の形態と同じ構成であるので、同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００４９】
本発明の主要部をなすブーツ２６は、緊急ブレーキ時にジャンピング特性を変化させて通常ブレーキ時より大きなブレーキ力を出力できる緊急ブレーキ機能を備えた負圧式倍力装置に適用して効果的であるが、本発明は、緊急ブレーキ機能を持たない負圧式倍力装置にも適用できるものである。
【００５０】
上記した実施の形態においては、ブーツ２６の平面部２６ａおよび少なくとも１山の蛇腹部２６ｂ１（屈曲部）の肉厚を大きくしたり、平面部２６ａおよび少なくとも１山の蛇腹部２６ｂ１（屈曲部）にリブ１２６ａ、１２６ｂ１を形成することによって、ブーツ２６の一部の剛性を高めるようにしたが、屈曲部は必ずしも蛇腹部である必要はなく、平面部２６ａより蛇腹部２６ｂの方向に屈曲する部分に円筒部を設け、この円筒部の肉厚を大きくしたり、円筒部にリブを形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す負圧式倍力装置の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って矢視した弁機構部分の拡大断面図である。
【図３】図２の作動状態を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す図である。
【図５】図４のＢ矢視図である。
【図６】従来のブレーキ作動時のブーツの挙動を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…ブースタシェル、２…フロントシェル、３…リアシェル、４…区画部材（ダイヤフラム）、５…定圧室、６…変圧室、８…バルブピストン、８ｂ…摺動円筒部、８ｋ…第１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、２０…入力部材、２１…プランジャ、２１ｂ…大気弁座、２２…キー部材、２３…入力ロッド、２３ａ…環状溝、２４…フィルタ、２５…ブレーキペダル、２７…サイレンサ、２６…ブーツ、２６ａ…平面部、２６ｂ…蛇腹部、２６ｂ１…少なくとも１山の蛇腹部（屈曲部）、２６ｂ２…他の蛇腹部、１２６ａ、１２６ｂ１…リブ、３０…弁機構、３１…弁体、３１ａ…負圧弁、３１ｂ…大気弁、３５…保持体、３８，３９…スプリング、４０…弁座部材、４０ｂ…第２負圧弁座、４４…係止手段、４５…係止部材、４８…解放手段、４９…復帰手段。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用の負圧式倍力装置に関し、特にブレーキ作動時の伸縮追従性に優れたブーツを備えた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するとともに、大気弁座と大気弁とが開離され、変圧室に外気より大気が導入される。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入力ロッドおよびプランジャの前進作動に追従して前方に移動され、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ようになっている。
【０００４】
ところで、ブレーキペダルが急速に踏み込まれた緊急ブレーキ時においては、ジャンピング特性を変化させて通常ブレーキ時より大きなブレーキ力を出力できるようにした緊急ブレーキ機能を備えた負圧式倍力装置が、例えば特許文献１に記載されているように公知である。
【特許文献１】特開２００５−１７０３８３号公報（段落００３５〜００３７、図２）
【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、上記した特許文献１に記載されたような緊急ブレーキ機能を備えた負圧式倍力装置においては、ブレーキペダルの急速な踏み込みに伴うバルブピストンの前進作動時に、図６に示すように、ブーツ１の蛇腹部１ｂがスムーズに撓まず、入力ロッド２の嵌合部２ａに嵌合するブーツ１の平面部１ａだけが円錐状に傾斜するように撓み、最悪の場合、ブーツ１の平面部１ａが入力ロッド２の嵌合部２ａより離脱する恐れがある。ブーツ１の平面部１ａが入力ロッド２の嵌合部２ａより離脱すると、バルブピストン３の開口部に配設された消音用のフェルトからなるサイレンサ４が外部に浮き上がる現象を招き、これによってサイレンサ４による消音機能が低下し、ブレーキ作動時のエア吸入音が大きくなる問題を発生する。
【０００６】
このような問題は、通常のブレーキ機能を備えた負圧式倍力装置にはほとんど発生しないが、緊急ブレーキ機能を備えた負圧式倍力装置において発生しやすくなる。これは、緊急ブレーキ機能を備えた負圧式倍力装置においては、限られたスペース内に緊急ブレーキ機能部品を組み込まなければならない関係上、サイレンサ等の組み込み状態が窮屈となり、サイレンサによってブーツの平面部が押圧される傾向となるためであり、このために、上記したようにブーツの平面部が撓むと、ブーツの平面部がサイレンサによる押出し作用も手伝って入力ロッドの嵌合部より離脱しやすくなるのである。
【０００７】
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、ブレーキの急作動時においても、バルブピストンのストロークに追従してブーツの蛇腹部がスムーズに撓むようにした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】
【０００８】
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、前記変圧室と前記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、該負圧弁座および前記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、前記バルブピストンを覆う軸方向に伸縮可能な蛇腹部を形成したブーツを備え、該ブーツの一端を前記ブースタシェルに係合し、前記ブーツの他端を前記入力部材に形成した環状溝に嵌合し、該環状溝に嵌合する前記ブーツの平面部に前記大気弁に大気を導入する通気穴を形成し、前記ブーツの平面部および該平面部より前記蛇腹部の方向に屈曲する屈曲部の剛性を高めたことを特徴とするものである。
【０００９】
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、前記ブーツの平面部および前記屈曲部の肉厚を大きくしたことを特徴とする負圧式倍力装置。
【００１０】
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、前記ブーツの平面部および前記屈曲部に、円周上複数のリブ（１２６ａ、１２６ｂ１）をそれぞれ形成したことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、前記屈曲部を、前記蛇腹部の少なくとも１山によって構成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
上記のように構成した請求項１に係る発明によれば、バルブピストンを覆うブーツの平面部および平面部より蛇腹部の方向に屈曲する屈曲部の剛性を高めたので、緊急ブレーキ作動時に、バルブピストンが入力ロッドおよびプランジャの前進作動に追従して前進作動されると、平面部および屈曲部が恰も剛体として機能して、蛇腹部がスムーズに伸縮されるようになる。従って、急作動時においても、平面部が傾くことがないので、平面部が入力ロッドの環状溝より抜け出すことがなく、サイレンサの浮き出しを防止でき、サイレンサによる消音機能が低下することがない。
【００１３】
上記のように構成した請求項２に係る発明によれば、ブーツの平面部および屈曲部の肉厚を他の蛇腹部の肉厚より大きくするだけの簡単な構成によって、ブーツの平面部および屈曲部の剛性を高めることができる。
【００１４】
上記のように構成した請求項３に係る発明によれば、ブーツの平面部および屈曲部に円周上複数のリブを形成するだけの簡単な構成によって、ブーツの平面部および屈曲部の剛性を高めることができる。
【００１５】
上記のように構成した請求項４に係る発明によれば、屈曲部を蛇腹部の少なくとも１山によって構成したので、ブーツの平面部および少なくとも１山の蛇腹部を恰も剛体として機能でき、他の蛇腹部をスムーズに伸縮させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る負圧式倍力装置の実施の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、区画部材としての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側で重合されている。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。
【００１７】
リアシェル３の中心部は、図２に示すように、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は貫通孔３ｂを貫通してリアシェル３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。
【００１８】
１１はマスタシリンダで、マスタシリンダ１１は図１に示すように、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それぞれ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。
【００１９】
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１３は、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。
【００２０】
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より小径の係止部材収納孔８ｄ、プランジャ収納孔８ｅ、プランジャ収納孔８ｅより大径の弁体収納孔８ｆが軸線上に順次穿設されている。反力室孔８ｃと係止部材収納孔８ｄとの段部８ｇには、鍔付き筒体１８が鍔底面を段部８ｇと同一面にして固定されるとともに、環状凹溝８ｎが筒体１８の鍔を囲んで軸線方向に形成されている。環状凹溝８ｎには出力ロッド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、出力ロッド１４と筒体１８の鍔底面と段部８ｇ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。
【００２１】
２１はプランジャ収納孔８ｅ内に前後方向に移動可能に収納されたプランジャで、その先端軸部２１ａは筒体１８の後壁に摺動可能に嵌合して筒体１８内に形成された反力穴１８ａ内に延在し、先端面が反力穴１８ａ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。
【００２２】
２２はＨ字状のキー部材で、このキー部材２２によってバルブピストン８に対するプランジャ２１の相対移動量が規制される。キー部材２２の両側の直線部の内側がプランジャ２１に形成された環状の係合溝２１ｃ内に前後方向に所定量相対移動可能に侵入し、両端部は基端部８ａとプランジャ収納孔８ｅとの間に半径方向に穿設された矩形穴８ｉに両直線部の外側面で摺接して外部に延在している。キー部材２２の前後方向の肉厚寸法は、矩形穴８ｉの前後方向寸法より小さく、キー部材２２はバルブピストン８に対しても前後方向に所定量だけ相対移動可能である。また、キー部材２２は、バルブピストン８の外周側に突出した両端部にてリアシェル３の突出部３ａの端面に当接可能である。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８ｉおよび係合溝２１ｃの幅を加算した距離からキー部材２２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。
【００２３】
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は塵芥等の通過を防止するフィルタ２４および吸音機能を有するフェルトからなるサイレンサ２７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（図１参照）に連結されている。フィルタ２４およびサイレンサ２７は、バルブピストン８の弁体収納孔８ｆの後端部（摺動円筒部８ｂの開口端）に装着されている。かかるプランジャ２１と入力ロッド２３とにより、ブレーキペダル２５によって軸動される入力部材２０を構成している。
【００２４】
リアシェル３の突出部３ａと入力ロッド２３との間には、バルブピストン８を覆うブーツ２６が設けられている。ブーツ２６は前方が開口した有底円筒状をなし、後方底部が入力ロッド２３の軸線に直交する平面部２６ａを構成している。ブーツ２６の前方開口部はリアシェル３の突出部３ａに係合され、平面部２６ａの内端（中心部）がバルブピストン８の後方開口部を閉塞するように入力ロッド２３の外周に形成された環状溝２３ａに嵌合されている。ブーツ２６の平面部２６ａより前方に屈曲して延在する円筒部には軸方向に伸縮可能な複数山からなる蛇腹部２６ｂが形成されている。ブーツ２６の平面部２６ａには円周上複数の通気穴２６ｃが開口され、この通気穴２６ｃよりサイレンサ２７およびフィルタ２４を介してバルブピストン８内に外気が導入されるようになっている。
【００２５】
ブーツ２６の平面部２６ａおよびこの平面部２６ａに連接する蛇腹部２６ｂの１山あるいは２山（以下、これを少なくとも１山の蛇腹部２６ｂ１という）は、他の蛇腹部２６ｂ２よりも剛性を高めるために、肉厚が大きくとられており、これによって、入力ロッド２３の軸動によってブーツ２６の平面部２６ａに軸方向の推力が作用した場合に、平面部２６ａおよび少なくとも１山の蛇腹部２６ｂ１が恰も剛体として機能し、他の蛇腹部２６ｂ２がスムーズに伸縮されるように構成されている。かかる少なくとも１山の蛇腹部２６ｂ１によって、請求項における屈曲部を構成している。
【００２６】
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が、バルブピストン８の弁体収納孔８ｆ内に収納されている。弁機構３０は弁体収納孔８ｆに遊嵌する筒状の弁体３１を備え、弁体３１の前端にはプランジャ収納孔８ｅと弁体収納孔８ｆとの接続部に形成された第１負圧弁座８ｋ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が設けられている。第１負圧弁座８ｋの周囲にはバルブピストン８の側壁を貫通して定圧室５に開口する通路８ｍが形成され、内側は変圧室６に常時連通されている。プランジャ２１の後方端部は弁体３１内に侵入され、その後端に弁体３１に設けられた大気弁３１ｂに接離して変圧室６と大気とを連通、遮断する大気弁座２１ｂが形成されている。
【００２７】
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を介して環状の保持体３５に連結されている。保持体３５は弁体収納孔８ｆの内周に嵌合され、入力ロッド２３の中央部に係止されたリテーナ３７との間に介在された圧縮スプリング３８のバネ力により弁体収納孔８ｆの肩部に押圧されている。
【００２８】
弁体３１の後端面とリテーナ３７との間には圧縮スプリング３９が介在され、バルブピストン８に対して弁体３１を前方に付勢している。これにより、通常時（ブレーキの非作動時）は、大気弁３１ｂを大気弁座２１ｂに接触させるとともに、負圧弁３１ａを第１負圧弁座８ｋに対して僅かに離間した位置に保持し、変圧室６と定圧室５とを互いに連通している。
【００２９】
４０はプランジャ２１を取囲む弁座部材で、弁座部材４０はバルブピストン８のプランジャ収納孔８ｅの内周面にシール４１よって気密的にシールされて軸線方向に摺動可能に嵌合されている。弁座部材４０の後端には第１負圧弁座８ｋの内側に対応して第２負圧弁座４０ｂが設けられ、第２負圧弁座４０ｂは通常状態においては、第１負圧弁座８ｋより僅かに前方に位置していて、負圧弁３１ａより大きく離間されている。弁座部材４０を後方に付勢する圧縮スプリング４３が弁座部材４０の外周に突設された環状突起４０ｈとプランジャ収納孔８ｅの内周面に形成された環状段部８ｈとの間に介在されている。
【００３０】
弁座部材４０の先端部にはプランジャ２１の先端軸部２１ａの大径部に摺動可能に嵌合する環状の係合部４０ｄが設けられ、係合部４０ｄと後端部（削除：円筒部４０ａ）との間は２本の連結部４０ｅで連結されている。２本の連結部４０ｅは先端軸部２１ａの両側でＨ字状のキー部材２２の両直線部に挟まれ、キー部材２２の横棒部が一方の連結部４０ｅの外周に当接し両直線部の内側面に形成された係止部が他方の連結部４０ｅの外周に係合して抜け止めされている。これにより、弁座部材４０はキー部材２２によって回り止めされている。２本の連結部４０ｅは、環状段部８ｈに設けられた切欠き部および環状段部８ｈに嵌合するプランジャ２１の嵌合部に軸線方向に設けられた連通溝を通ってプランジャ収納孔８ｅから矩形穴８ｉに延在している。
【００３１】
第２負圧弁座４０ｂが第１負圧弁座８ｋより弁体３１から前方に離れるように弁座部材４０を圧縮スプリング４３のバネ力に抗して通常位置に係止する係止手段４４は、係止部材４５の後端部に半径方向内側に突設された爪部４５ａが係合部４０ｄの外周面に突設された環状の係合突起４０ｆに係合して弁座部材４０を通常位置に係止している。係止部材４５は、中空円錐台を中心軸を通る平面で半割りにした形状をしており、この半割り中空円錐台形状の係止部材４５が２個、筒体１８の外周面を包囲して係止部材収納孔８ｄ内に収納され、係止部材４５の基部内周面に刻設された凹部４５ｂが筒体１８外周面に突設された凸部１８ｂに係合されている。係止部材４５の基部外周と係止部材収納孔８ｄの内周面との間にはスペーサ４６が介在され、係止部材４５が回動するときに外側に移動して凹部４５ｂが凸部１８ｂから浮き上がることを防止している。２個の係止部材４５の外周面に刻設された環状溝には環状のガータースプリング４７が嵌められ、爪部４５ａが環状の係合突起４０ｆに係合する内側方向に係止部材４５を付勢している。
【００３２】
係止手段４４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すると、弁座部材４０を解放する解放手段４８を備えている。解放手段４８としてプランジャ２１の先端軸部２１ａの大径部の先端にはテーパ面２１ｅが形成され、係止部材４５の中央部内周面にはカム面が形成された突起４５ｃが周方向に形成され、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が突起４５ｃのカム面に係合して係止部材４５を回動して爪部４５ａを環状の係合突起４０ｆから開離する。
【００３３】
また、係止手段４４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４０がバルブピストン８に対して相対的に前進されると、爪部４５ａを環状の係合突起４０ｆに係合して弁座部材４０を通常位置に係止する復帰手段４９を備えている。弁座部材４０の係合部４０ｄ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４０がバルブピストン８に対して相対的に前進され、環状の係合突起４０ｆの先端面に形成されたテーパ面４０ｇが爪部４５ａの端面に形成された傾斜面に係合して爪部４５ａをガータースプリング４７のバネ力に抗して押し広げて通過し、環状の係合突起４０ｆが爪部４５ａと係合して弁座部材４０を通常位置に係止する。
【００３４】
次に、上記した実施の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、ブレーキペダル２５が踏まれて、入力ロッド２３とともにプランジャ２１が圧縮スプリング３８のバネ力に抗して前進されると、弁体３１が圧縮スプリング３９のバネ力により前進され、負圧弁３１ａが第１負圧弁座８ｋに当接して変圧室６と定圧室５との連通を遮断する。プランジャ２１が更に前進されると、大気弁座２１ｂが大気弁３１ｂより開離され、変圧室６がサイレンサ２７およびフィルタ２４を介して大気に連通される。これにより、バルブピストン８内に大気が導入され、導入された大気は大気弁３１ｂを介して変圧室６に流入する。
【００３５】
変圧室６に大気が導入されると、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。従って、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。
【００３６】
なお、上記したブレーキペダル２５の通常の作動時においては、バルブピストン８に対する入力部材２０の相対移動量が小さいため、弁座部材４０と係止部材４５は図２に示す係合状態に維持され、第２負圧弁座４０ｂは弁体３１より離間されている。
【００３７】
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。このため、プランジャ２１が後退され、大気弁座２１ｂ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。
【００３８】
ブレーキ作動後、ブレーキペダル２５が開放されると、入力ロッド２３とともにプランジャ２１が圧縮スプリング３８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るため、大気弁座２１ｂが大気弁３１ｂに当接して弁体３１がバルブピストン８に対して相対的に後方に移動され、負圧弁３１ａが第１負圧弁座８ｋから開離される。これにより、定圧室５内の負圧が通路８ｍを通って変圧室６に導入され、変圧室６と定圧室５との圧力差が無くなる。従って、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。
【００３９】
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が第１負圧弁座８ｋ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が第１負圧弁座８ｋに迅速に当接することができる。
【００４０】
次に、運転者がブレーキペダル２５を急速に踏み込んだ緊急ブレーキ時の作動について説明する。緊急ブレーキ特性は、ジャンピング特性を変化させて、通常ブレーキ時より大きな推進力が出力部材１４に印加されることによって達成される。ジャンピング特性を変化させるためには、当接部材１９と反力部材１７との間の隙間を大きくすればよい。すなわち、大気弁３１ｂを後方に移動させることによって、隙間を拡大し、当接部材１９が反力部材１７から反力を受けるまでの出力を大きくして、入力に対する出力の比率が無限大になるいわゆるジャンピング状態での出力を通常状態よりも大きくするようにしている。
【００４１】
入力に対する出力の比率が無限大になるジャンピング特性は、負圧弁３１ａが第１負圧弁座８ｋに当接し、大気弁３１ｂが大気弁座２１ｂから開離し始めてから当接部材１９が反力部材１７に当接するまでのプランジャ２１の前進距離によって決まる。緊急ブレーキ時には、第２負圧弁座４０ｂが弁体３１に形成された負圧弁３１ａに当接して弁体３１を後方に移動するので、大気弁３１ｂが大気弁座２１ｂから開離し始めてから当接部材１９が反力部材１７に当接するまでのプランジャ２１の前進距離が通常ブレーキ時より大きくなって、その間に大気弁３１ｂが大気弁座２１ｂから開離される距離が大きくなり、変圧室６が急速かつ強制的に大気に連通され、通常ブレーキ時より大きい推力が出力部材１４に出力されてジャンピング特性が高くなる。
【００４２】
運転者がブレーキペダル２５を急速に踏み込んだ緊急ブレーキ時には、前述したようにプランジャ２１がバルブピストン８に対して所定量以上相対前進されるため、プランジャ２１のテーパ面２１ｅが係止部材４５の突起４５ｃのカム面を押圧する。これにより、爪部４５ａが係合突起４０ｆから離脱するように係止部材４５がガータースプリング４７のバネ力に抗して回動され、係止手段４４が弁座部材４０を解放する。従って、弁座部材４０は圧縮スプリング４３のバネ力によってバルブピストン８に対して急速に後退される。
【００４３】
このように、弁座部材４０が後方に移動すると、弁座部材４０の第２負圧弁座４０ｂが負圧弁３１ａに当接して弁体３１を後退させ、大気弁３１ｂを大気弁座２１ｂから開離させる。弁座部材４０のバルブピストン８に対する後退は、矩形穴８ｉの後端面に当接したキー部材２２に係合部４０ｄの後端が当接することによって規制される。
【００４４】
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、大きい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１８ａ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２１ｂ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。
【００４５】
ブレーキペダル２５が解放されると、圧縮スプリング３６のバネ力によりプランジャ２１がバルブピストン８および弁体３１に対して相対的に後方に移動され、負圧弁３１ａが第２負圧弁座４０ｂから開離されて変圧室６と定圧室５とが連通されるため出力が低下し、バルブピストン８がリターンスプリング１６によって後方に移動される。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、キー部材２２に係合部４０ｄの後端で当接していた弁座部材４０がバルブピストン８に対して相対的に前進される。これにより、環状の係合突起４０ｆがその先端に形成されたテーパ面４０ｇと爪部４５ａの端面に形成された傾斜面との係合によって係止部材４５をガータースプリング４７のバネ力に抗して押し広げて爪部４５ａを通過し、通過後にガータースプリング４７のバネ力によって係止部材４５が戻されて爪部４５ａが環状の係合突起４０ｆと係合し、弁座部材４０を通常位置に係止する。
【００４６】
ところで、緊急ブレーキ作動時に、バルブピストン８が入力ロッド２３およびプランジャ２１の前進作動に追従して前進作動されると、ブーツ２６が、図３の上半分に示す状態より下半分に示す状態に撓むが、本実施の形態においては、ブーツ２６の平面部２６ａおよび少なくとも１山の蛇腹部２６ｂ１が他の蛇腹部２６ｂ２よりも肉厚を大きくして剛性を高めているため、平面部２６ａおよび少なくとも１山の蛇腹部２６ｂ１が恰も剛体として機能し、他の蛇腹部２６ｂ２がスムーズに伸縮されるようになる。従って、従来（図６参照）のように平面部が円錐状に傾くことがなく、急作動時においても、ブーツ２６の平面部２６ａが入力ロッド２３の環状溝２３ａより抜け出すことがなくなり、これによって、サイレンサ２７の浮き出しを防止でき、サイレンサ２７による消音機能を低下させることがない。
【００４７】
図４および図５は、本発明の第２の実施の形態を示すもので、ブーツ２６の平面部２６ａおよび少なくとも１山の蛇腹部２６ｂ１の剛性を、上記した第１の実施の形態と別の構成で高めるようにしたものである。
【００４８】
第２の実施の形態においては、図４および図５に示すように、ブーツ２６の平面部２６ａおよび蛇腹部２６ｂの肉厚を全長にわたって一様にし、ブーツ２６の平面部２６ａおよび少なくとも１山の蛇腹部２６ｂ１（屈曲部）に、それぞれ円周上複数のリブ１２６ａ、１２６ｂ１を形成することにより、ブーツ２６の平面部２６ａおよび少なくとも１山の蛇腹部２６ｂ１の剛性を、他の蛇腹部の剛性より高めたものである。なお、その他の構成については第１の実施の形態と同じ構成であるので、同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００４９】
本発明の主要部をなすブーツ２６は、緊急ブレーキ時にジャンピング特性を変化させて通常ブレーキ時より大きなブレーキ力を出力できる緊急ブレーキ機能を備えた負圧式倍力装置に適用して効果的であるが、本発明は、緊急ブレーキ機能を持たない負圧式倍力装置にも適用できるものである。
【００５０】
上記した実施の形態においては、ブーツ２６の平面部２６ａおよび少なくとも１山の蛇腹部２６ｂ１（屈曲部）の肉厚を大きくしたり、平面部２６ａおよび少なくとも１山の蛇腹部２６ｂ１（屈曲部）にリブ１２６ａ、１２６ｂ１を形成することによって、ブーツ２６の一部の剛性を高めるようにしたが、屈曲部は必ずしも蛇腹部である必要はなく、平面部２６ａより蛇腹部２６ｂの方向に屈曲する部分に円筒部を設け、この円筒部の肉厚を大きくしたり、円筒部にリブを形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す負圧式倍力装置の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って矢視した弁機構部分の拡大断面図である。
【図３】図２の作動状態を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す図である。
【図５】図４のＢ矢視図である。
【図６】従来のブレーキ作動時のブーツの挙動を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…ブースタシェル、２…フロントシェル、３…リアシェル、４…区画部材（ダイヤフラム）、５…定圧室、６…変圧室、８…バルブピストン、８ｂ…摺動円筒部、８ｋ…第１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、２０…入力部材、２１…プランジャ、２１ｂ…大気弁座、２２…キー部材、２３…入力ロッド、２３ａ…環状溝、２４…フィルタ、２５…ブレーキペダル、２７…サイレンサ、２６…ブーツ、２６ａ…平面部、２６ｂ…蛇腹部、２６ｂ１…少なくとも１山の蛇腹部（屈曲部）、２６ｂ２…他の蛇腹部、１２６ａ、１２６ｂ１…リブ、３０…弁機構、３１…弁体、３１ａ…負圧弁、３１ｂ…大気弁、３５…保持体、３８，３９…スプリング、４０…弁座部材、４０ｂ…第２負圧弁座、４４…係止手段、４５…係止部材、４８…解放手段、４９…復帰手段。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブースタシェル（１）を区画部材（４）により変圧室（６）と定圧室（５）とに区画し、該区画部材にバルブピストン（８）の基端部（８ａ）を固着し、前記変圧室と前記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（１４）に反力部材（１７）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（２１）とブレーキペダル（２５）によって軸動される入力ロッド（２３）とを連結して入力部材（２０）とし、負圧弁座（８ｋ）および大気弁座（２１ｂ）を前記バルブピストンおよび前記プランジャに形成し、該負圧弁座および前記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（３１ａ）および大気弁（３１ｂ）を設けた負圧式倍力装置において、前記バルブピストンを覆う軸方向に伸縮可能な蛇腹部（２６ｂ）を形成したブーツ（２６）を備え、該ブーツの一端を前記ブースタシェルに係合し、前記ブーツの他端を前記入力部材に形成した環状溝（２３ａ）に嵌合し、該環状溝に嵌合する前記ブーツの平面部（２６ａ）に前記大気弁に大気を導入する通気穴（２６ｃ）を形成し、前記ブーツの平面部および該平面部より前記蛇腹部の方向に屈曲する屈曲部（２６ｂ１）の剛性を高め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、前記ブーツの平面部および前記屈曲部の肉厚を大きくした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、前記ブーツの平面部および前記屈曲部に、円周上複数のリブ（１２６ａ、１２６ｂ１）をそれぞれ形成したことを特徴とする負圧式倍力装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、前記屈曲部を、前記蛇腹部の少なくとも１山によって構成した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（１）を区画部材（４）により変圧室（６）と定圧室（５）とに区画し、該区画部材にバルブピストン（８）の基端部（８ａ）を固着し、前記変圧室と前記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（１４）に反力部材（１７）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（２１）とブレーキペダル（２５）によって軸動される入力ロッド（２３）とを連結して入力部材（２０）とし、負圧弁座（８ｋ）および大気弁座（２１ｂ）を前記バルブピストンおよび前記プランジャに形成し、該負圧弁座および前記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（３１ａ）および大気弁（３１ｂ）を設けた負圧式倍力装置において、前記バルブピストンを覆う軸方向に伸縮可能な蛇腹部（２６ｂ）を形成したブーツ（２６）を備え、該ブーツの一端を前記ブースタシェルに係合し、前記ブーツの他端を前記入力部材に形成した環状溝（２３ａ）に嵌合し、該環状溝に嵌合する前記ブーツの平面部（２６ａ）に前記大気弁に大気を導入する通気穴（２６ｃ）を形成し、前記ブーツの平面部および該平面部より前記蛇腹部の方向に屈曲する屈曲部（２６ｂ１）の剛性を高め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、前記ブーツの平面部および前記屈曲部の肉厚を大きくした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、前記ブーツの平面部および前記屈曲部に、円周上複数のリブ（１２６ａ、１２６ｂ１）をそれぞれ形成したことを特徴とする負圧式倍力装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、前記屈曲部を、前記蛇腹部の少なくとも１山によって構成した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２００７−５５３９７（Ｐ２００７−５５３９７Ａ）
【公開日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２４２２８２（Ｐ２００５−２４２２８２）
【出願日】平成１７年８月２４日（２００５．８．２４）
【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１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月２４日（２００５．８．２４）
【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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