CN100361849C - 负压增力装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的负压增力装置(1)在低减速度区域的通常制动动作时，施加在真空阀座部件(27)上的、由变压室的压力和定压室的压力之间的压力差形成的力是在弹簧(31)的给定弹簧荷重和阀弹簧(18)的弹簧荷重之和以下。因此，真空阀座部件(27)不移动，用小的助力比进行通常制动动作。而且，在中高减速度区域的通常制动动作时，由上述的压力差形成的力大于上述的弹簧荷重之和，真空阀座部件(27)一边推压阀体(12)一边向后方移动。因此，在使踏板行程缩短的同时，使大气阀(16)的开阀量增大，用大的助力比进行中高减速度用的制动动作。由此，能提高制动操作的感觉。

Description

负压增力装置
技术领域
本发明涉及一种用于制动增力装置等中的负压增力装置，更具体地说，本发明是涉及一种用于车辆重量较大的车辆等通常的制动动作时的碱速度根据踏板行程量而得到的车辆中的制动系统的制动增力装置等中的负压增力装置。
背景技术
以往，在轿车等汽车的制动系统中，使用一种将负压利用于制动增力装置中的负压增力装置。在这种以往的一般负压增力装置中，用动力活塞划分成平时导入负压的定压室和压力变化的变压室。而且，在由制动踏板的通常踏入而形成的通常制动动作时，由输入轴的前进而使控制阀转换，将大气导入变压室。于是，由于在变压室和定压室之间产生压差，使动力活塞前进，因而负压增力装置按规定的助力比，将由踏板的踏力形成的输入轴的输入加以增力之后输出。由该负压增力装置的输出使主油缸产生主油缸压力，由该主油缸压力使车轮油缸动作而进行通常的制动。
但是，在1BOX车或RV车等车辆中，近年来有要求车辆重量或装载重量增加的倾向。为此，在这种车辆上，随着它们的车辆重量或装载重量的增加，使通常制动动作时所必要的制动操作量(踏板行程量)也增加。这样，由于在进行通常制动动作时，驾驶员的制动操作量增加，因而制动感觉是不好的。
另一方面，在日本专利申请特开2001-341632号公开报告中提出了一种负压增力装置，是用小的踏板踏力，即，用小的输入也能得到大的输出，在紧急时能进行制动辅助(下面，也称为BA)动作的。用该日本专利申请特开2001-341632号公开报告提出的负压增力装置，即使与踏板踏入速度相对应的输入杆的移动速度是在大于通常制动动作时的场合下，当施加到输入杆上的输入小于规定值时不进行BA动作；只有在施加到输入杆上的输入是规定值以上时才进行BA动作。即，用进行BA动作时相同的输入，负压增力装置能发生大于通常制动动作时的输出。换句话说，在进行BA动作时，即使用小于通常制动动作时的输入，负压增力装置也能发生大的输出。这时，与用通常制动动作而得到相同大小的输出时的行程相比，该负压增力装置的输入杆的行程被缩短了。
日本专利申请特开平11-278245号公开报告中提出了另一个方案，它是在制动增力装置的制动初期使助力比缩小，在制动后期使助力比增大。用该日本专利申请特开平11-278245号公开报告中公开的负压增力装置，在反力机构上设有反作用盘，弹簧和粘弹性机构，在进行通常制动动作中，在制动初期，借助反作用盘将反力传递给阀柱塞，由此将助力比缩小；在制动后期，借助反作用盘和弹簧将反力传递给阀柱塞，由此将助力比增大。而且，借助反作用盘和粘弹性机构，在制动踏板踏入时和放开时，能得到该制动增力装置的输出的大小不同的滞后。由该滞后使制动感觉提高。
由于上述的日本专利申请特开2001-341632号公报公开的负压增力装置适用于必需使减速度比通常制动时还高的车辆，因而认为用小的踏板踏力就能得到大的减速度。这时，由于将踏板行程缩短，因而使制动感觉提高。
但是，用该日本专利申请公开报告特开2001-341632号公报公开的负压增力装置，只有在踏板踏入速度比通常制动时快时才能在进行BA动作，才能发挥踏板行程缩短的机能。这样，由于除了踏板踏入速度快的场合以外，踏板行程不能缩短，因而很难得到良好的制动感觉。而且没有预先考虑到BA机构的卡合部的卡合和脱开等引起的发生动作声音的问题。
而日本专利申请特开平11-278245号公报公开的负压增力装置是在通常制动动作区域内的制动初期使助力比缩小，在制动后期使助力比增大的方案。因此，该负压增力装置没有考虑到通常制动时需要更高减速度的车辆的制动系统。而且该负压增力装置是由制动踏板踏入时和放开时的滞后使制动感觉提高的，没有考虑到在进行高的减速度动作时，由踏板行程的增大而引起的制动感觉的不良。
发明内容
本发明的目的是提供一种负压增力装置，将大于规定的输出的输出区域的输入部件的行程缩短，由此使操作感觉提高的同时，使结构更加简单，而且使组装容易，价格便宜。
为了达到上述目的，本发明的负压增力装置，至少设有：阀主体，动力活塞，阀柱塞，真空阀和大气阀；上述阀主体是相对于壳体内自由进退地配设的；上述动力活塞配设在该阀主体上，将上述壳体内区分成导入负压的定压室和动作时导入大气的变压室；上述阀柱塞与输入轴连接，而且自由滑动地配设在上述阀主体内；上述真空阀由该阀柱塞的动作对上述定压室和上述变压室之间的连通或断开进行控制；上述大气阀是对上述变压室至少和大气之间的断开或连通进行控制，其特征在于，设有行程缩短机构，在以上述输入轴的操作行程量相对于上述规定输出以下的输出区域的输出的变化率改变大于规定输出的输出区域的上述输入轴的操作行程量的场合下，使大于上述规定输出的输出区域的上述输入轴的操作行程量进一步缩短；上述行程缩短机构是在大于上述规定输出的输出区域进行动作，使上述大气阀的开阀量大于通常动作时的开阀量的大气阀开阀量增大机构；上述真空阀具有阀体和该阀体能座落或离开的真空阀座，而且，上述大气阀具有上述阀体和该阀体能座落或离开的大气阀座；此外，上述大气阀开阀量增大机构具有一端侧设置着上述真空阀座的阀座部件；上述阀座部件以可在位于上述规定输出以下的输出区域的第1位置和位于大于上述规定输出的输出区域的第2位置之间移动的方式设置在上述阀主体上；上述阀座部件的移动由上述变压室的压力和上述定压室的压力之间的压力差控制。
本发明的特征在于，上述阀座部件当施加在上述输入轴上的输入是预先设定的设定输入以下不移动而被设定在上述第1位置上；当施加在上述输入轴上的输入大于预先设定的设定输入时移动而被设定在上述第2位置上。
本发明的特征在于，设有将上述阀座部件设定成上述第1位置地施力的弹簧，而且还设有将上述阀体向座落到上述真空阀座上的方向施力的阀弹簧；上述阀座部件当上述压力差是弹簧的弹簧荷重和上述阀弹簧的弹簧荷重之和以下时不移动而被设定在上述第1位置上；而当上述压力差大于弹簧的弹簧荷重和上述阀弹簧的阀弹簧荷重之和时移动而被设定在上述第2位置上。
根据如上所述地构成的本发明负压增力装置，由行程缩短机构，在大于规定输出的输出区域，以输入轴的操作行程量相对于该规定输出以下的输出区域的输出的变化率改变输入轴的操作行程量时，能使大于规定输出的输出区域的输入轴的操作行程量进一步缩短。因此，在通常制动动作中，即使输出变成大于规定输出，也不会使输入轴的行程增大，能得到良好的操作感觉。
而且，根据本发明的负压增力装置，由于在规定输出以下的输出区域，不使构成行程缩短机构的大气阀开阀量增大机构动作，在规定输出以下的输出区域，发生比较小的输出；而且，在大于规定输出的输出区域，使大气阀开阀量增大机构进行动作，使大气阀的开阀量增大成大于规定输出以下的输出区域的开阀量，因而在大于该规定输出的输出区域，能发生比较大的输出。这时，由于大气阀开阀量增大机构的动作由与输入轴的输入相对应的压力控制，因而就能不影响输入轴的行程地使大气阀开阀量增大机构动作。因此，不使输入轴的行程增大就能发生大的输出，能得到良好的操作感觉。
此外，由于大气阀开阀量增大机构的动作是由与施加到输入轴上的输入相对应的压力控制，因而就不要设置机械的卡合机构等，能使大气阀开阀量增大机构的结构简单。而且能容易地进行大气阀开阀量增大机构的组装。而且能使成本降低。此外，由于用压力控制使大气阀开阀量增大机构动作，因而能抑制该动作时发生的动作声音。
而且，根据本发明的负压增力装置，由于用变压室的压力控制大气阀开阀量增大机构的动作，因而能直接利用变压室的压力。因此，能使大气阀的开阀量增大机构的结构更进一步简单，能使大气阀开阀量增大机构的组装更进一步容易。
附图说明
图1是用非动作状态表示本发明负压增力装置的实施方式的断面图，是适用于制动增力装置的一个例子的断面图。
图2是局部放大地表示图1中的真空阀部分和大气阀部分的局部放大断面图。
图3是局部放大地表示图1所示例子的负压增力装置在通常制动动作时的状态和中高减速时的状态，是与图2同样的局部放大断面图。
图4是局部地表示图1所示例子的负压增力装置的状态，(a)是表示非动作时的状态的示意图，(b)是表示通常制动动作时的状态的示意图，(c)是表示中高减速时的状态的示意图。
图5是说明图1所示例子的负压增力装置中的真空阀座部件的动作，(a)是表示中高减速时的状态的示意图，(b)是表示(a)中的力学等价状态的示意图。
图6是表示图1所示例子的负压增力装置的输入·输出行程特性的图表。
图7是表示图1所示例子的负压增力装置的输入·输出特性的图表。
具体实施方式
下面，参照附图对实施本发明的最佳方式进行说明。
图1是用非动作状态表示本发明负压增力装置实施方式的断面图，是适用于制动增力装置的一个例子的断面图，图2是局部放大地表示图1中的真空阀部分和大气阀部分的局部放大断面图。在以下的说明中，「前」和「后」在各个附图中是表示「左」和「右」。
先简单地说明该例子的负压增力装置中的、与以前一般的负压增力装置相同的结构部分。在图1和图2中，1是负压增力装置，2是前面壳体，3是后面壳体，4是阀主体，5是动力活塞，6是动力活塞部件，7是隔膜，8是定压室，9是变压室，10阀柱塞，11是输入轴，12是阀体，13是真空阀座，14是大气阀座，15是真空阀，16是大气阀，17是控制阀，18是阀弹簧，19是大气导入通路，20是真空通路，21是键部件，22是间隔部件，23是反作用盘，24是输出轴，25是返回弹簧，26是负压导入通路。
与以前一般的负压增力装置同样地，输出轴24使主油缸的活塞动作。
下面，说明该例子的负压增力装置1的与以前不同的特征部分的结构。
如图2所示，该例子的负压增力装置1中，在阀主体4的轴向内孔4b中，可滑动地嵌合着真空阀座部件(与本发明的阀座部件相当)27，在该真空阀座部件27的后端形成上述的真空阀座13。因此，真空阀座13也能相对于阀主体4而进行相对移动。而且，在真空阀座部件27的前端形成向内侧突出的环状凸缘27a。
而且，由设置在真空阀座部件27外周面上的密封罩等密封部件28，将阀主体4的内孔4b的内周面和真空阀座部件27的外周面之间气密封地保持成至少阻止空气从真空阀座部件27的前端流向后端。真空阀座部件27的凸缘27a的后面27b和前端面27c均始终与变压室9连通，变压室9的压力始终作用于上述的后面27b和前端面27c上。
而且，如图3所示，在阀体12的真空阀部12b座落在真空阀座13上的状态下，真空阀座部件27上的、在真空阀部12b的座落位置外周侧的环状的外侧后端面27d始终与定压室8连通，定压室8的压力始终作用在该外侧后端面27d上。而且，在阀体12的真空阀部12b座落在真空阀座13上的状态下，真空阀座部件27上的、在真空阀部12b的座落位置内周侧的环状的内侧后端面27e与变压室9连通，变压室9的压力作用在该内侧后端面27e上。因此，在负压增力装置1动作时，当变压室9和定压室8之间的压力产生压力差时，由该压力差形成的力就朝后方地施加在真空阀座部件27上。
如图2所示，在阀主体4的前端部的中心，筒状的托架30与阀主体4成一体地固定着。在托架30的前端部，向外侧突出地形成与反作用盘23相接触的环状凸缘30a。而且，在托架30的后端部，向外侧突出地形成托架侧扣部30b。
在托架30内可滑动地设置着间隔部件22。在负压增力装置1处于非动作时，在该间隔部件22的前端面和与该间隔部件的前端面对向的反作用盘23的后端面之间设定着轴向的规定间隙C。
在阀主体4的轴向孔内配设着筒状部件29。在该筒状部件29的后端部上形成向外侧突出的环状凸缘29a，而且在筒状部件29的前端部，向外侧突出地形成筒状部件侧扣部29b，可沿着轴向而与托架侧扣部30b卡合。而且，在真空阀座部件27的凸缘27a和筒状部件29的凸缘29a之间，压缩地设置着弹簧常数为K的弹簧31，由该弹簧31的弹簧荷重将筒状部件29始终地弹向后方。
而且，如图2所示，在通始终，借助使筒状部件侧扣部29b和托架侧扣部30b沿着轴向卡合，阻止筒状部件29不向后方进一步移动。因此，托架30和筒状部件29不能成一体地相对于阀主体4而沿着轴向移动。
另一方面，由弹簧31的弹簧荷重将真空阀座部件27始终弹向前方，如图2所示，在通始终，它的前端的一部分是设定在与阀主体4的内孔4b的底部相接触的第1位置上。因此在通始终，真空阀座部件27的后端部的真空阀座13被定位在如图2所示的相对于阀主体4的第1位置上。处于这样被定位状态的真空阀座13设定成与以前一般的负压增力装置的阀主体4上形成的真空阀座同样的状态。
而且，在筒状部件侧扣部29b与托架侧扣部30b轴向接合的同时，使真空阀座部件27的前端与阀主体4相接触，由压力差形成的力没被施加到真空阀座部件27上的图1，图2和图4(a)所示的状态下，弹簧31的弹簧荷重Fs被设定成预先设定的给定弹簧荷重Fso。
而且，在由制动踏板的踏入，将输入施加到输入轴11上而使负压增力装置1动作时，与以前一般的负压增力装置同样地将大气导入变压室9，在变压室9和定压室8之间产生压力差。因此，由该压力差形成的力就向后方作用地施加到真空阀座部件27上。该力的大小与变压室9和定压室8之间的压力差，即与施加到输入轴11上的输入的大小相当。
而且，当由该压力差形成的力是在上述给定弹簧荷重Fso和这时的阀体12的阀弹簧18的弹簧荷重fs之和以下，施加到输入轴11上的输入是预先被设定的设定输入Fo以下时，真空阀座部件27相对于阀主体4不移动，保持成如图2，图3和图4(b)所示的第1位置。而当由该压力差形成的力是大于上述给定弹簧荷重Fso和阀弹簧18的弹簧荷重fs之和，施加到输入轴11上的输入是大于设定输入Fo时，真空阀座部件27边推压阀体12的真空阀部12b边相对于阀主体4和筒状部件29朝后方相对地移动。因此，由该真空阀座部件27向后方的移动，使真空阀座13从平常的位置向后方突出。
这时，如图4(c)和图5(a)所示，当该真空阀座部件27的凸缘27a的后面与筒状部件29的筒状部分的前面29c相接触时，真空阀座部件27就不再向后方移动，被设定在第2位置上。因此，当输入大于设定输入Fo时，真空阀座部件27的后端部的真空阀座13相对于阀主体4被定位在如图4(c)和图5(a)所示的第2位置上。该移动时的真空阀座部件27的行程量是图1，图2和图4(a)所示的负压增力装置1在非动作时的凸缘27a的后面和筒状部件29的筒状部分的前端29c之间的间隙L(L表示在图2上)的范围内。
但是，当真空阀座部件27相对于阀主体4朝后方进行相对行程时，大气阀16的大气阀部12a也相对于阀主体4朝后方只进行与真空阀座部件27的相对行程量L″相同的相对行程。因此，大气阀部12a和大气阀座14之间的开阀量与假定真空阀座部件27没进行相对行程的情形相比，当输入轴11的输入行程量取成相同时，则只是真空阀座部件27的相对行程量L″变大。即，在真空阀15和大气阀16一起关闭而处于平衡的中间负荷状态下，输入轴11的输入行程量是相同时，阀主体4和动力活塞5的活塞部件6的各个行程与假定真空阀座部件27没相对移动时相比，只是真空阀座部件27的相对行程量L″变大。换句话说，在真空阀座部件27进行相对行程时和假定没进行相对行程时，当阀主体4和动力活塞5的活塞部件6的各个行程量是相同时，则真空阀座部件27进行相对行程时的输入轴11的行程只被缩短真空阀座部件27的相对行程量L″。
另一方面，如上所述地，在输入轴11的输入行程量相同时，则在上述真空阀座部件27进行相对行程时的输出轴24的输出行程也因阀主体4和动力活塞5活塞部件6的各个行程增大而增大。但在中间负荷状态下，如图4(c)所示，由于反作用盘23向间隔部件22一方鼓出而使该反作用盘23的轴向厚度变薄，因而上述阀主体4和动力活塞5的活塞部件6的各个行程的增大的相对行程量L″变得更小。因此如图6所示，输出轴24的输出行程的增大量L′由下式给出。
L′＝L″×{1-(1/SR1)}    (1)
其中，SR1是低减速(低G)区域的助力比SR1。
下面，说明该式(1)被得到的过程。当在中高减速度(中高G)区域进行制动操作时，如上所述，反作用盘23向间隔部件22鼓出而在轴向上变薄，将该轴向上变薄的量取成L1。而且，当将间隔部件22的断面积取成A1，将反作用盘23的断面积取成A2时，由于如上所述，阀主体4和动力活塞5的活塞部件6的各个行程只增加行程量L″，因而下述的关系成立。
L″×A1＝L1×A2    (2)
因为这时的助力比SR1是(A2/A1)，因而针对L1，将式(2)进行变形，则变成
L1＝L″×(1/SR1)    (3)
即，由反作用盘23的鼓出，使反作用盘23的轴向厚度只变小L″/SR1。因此，输出轴24的输出行程增大的行程量L′可用(4)式表示。
L′＝L″-(L″/SR1)＝L″×{1-(1/SR1)}    (4)
而且，如图6所示，在中间负荷状态的中高减速度(中高G)区域，在真空阀座部件27进行相对行程时(图6中用实线表示)和假定不进行相对行程时(图6中用虚线表示)，如果将输出轴24的行程取成是相同的行程量α，则在真空阀座部件27进行相对行程时，输入轴11的行程只缩短行程量β。
但是，在本实施例的负压增力装置1中，在真空阀座部件27的凸缘27a的后面与筒状部件29的筒状部分的前端29c相接触之前，负压增力装置1变成全负荷状态，即，作用于真空阀座部件27上的变压室9的压力变成大气压。因此，上述真空阀座部件27进行相对移动时，相对于阀主体4的真空阀座部件27的相对行程量L″的最大行程量L″max比间隙L小一些(L″max＜L)。即，输入轴11的最大缩短行程量由L″axm给出。
而且，如图6所示，这时的输出轴24的输出行程增大的最大行程量L′max由下式给出。
L′max＝L″max×{1-(1/SR1)}    (5)
而且，由于真空阀座部件27边推压阀体12的真空阀部12b边向后方突出，因而阀体12向后方移动，而且，阀体12的大气阀部12a也向后方移动。因此，从图3和图4(b)所示的通常制动动作时的大气阀16关闭着的状态起，大气阀部12a更大地离开大气阀座14。即，将大气阀16的开阀量变大。这样，由真空阀座部件27和弹簧31构成本发明的行程缩短机构，即构成大气阀开阀量增大机构，该大气阀开阀量增大机构的动作由变压室9的压力和定压室8的压力之差控制。
下面，具体地说明该真空阀座部件27的移动。如图5(a)所示，考虑在真空阀座部件27进行移动，而且将真空阀15和大气阀16一起关闭而控制阀1 7处于平衡状态的中间负荷状时，由施加到真空阀座部件27上的压力差形成的力。这里，由于图5(a)所示的控制阀17所处的平衡状态是真空阀座部件27和阀体12相互接触地成一体，因而如图5(b)所示地，能将施加到真空阀座部件27上的压力差形成的力看作是施加到相互成一体的真空阀座部件27和阀体12上的力的等价状态。
这时，在图5(b)中，将施加在真空阀座部件27和阀体12上的压力差形成的力设定为Fp，将定压室8的压力设定为Pvo，将变压室9的压力设定为Pv，将大气压设定为Pa，将真空阀座部件27的环状前端面27c的受到变压室压力Pv的有效受压面积设定为AL，将真空阀部向真空阀座部件27座落时的真空阀座部件27的座落点内侧的环状的后端面27e和凸缘27a的后面27b的受到变压室压力Pv的有效受压面积设定为Av，将阀体12的受到大气压Pa的有效受压面积设定为Ap；而且，在设定Ap≈Av的同时，将大气阀部12a座落到大气阀座14上的座落位置的直径设定成大致与阀体12的受到大气压Pa的有效受压面积为Ap的有效直径一致时，由施加到真空阀座部件27和阀体12上的压力差形成的力Fp由下式给出。
Fp＝(Pv-Pvo)·(AL-Av)    (6)
该力Fp将真空阀座部件27和阀体12向后方推压。
另一方面，弹簧31的弹簧荷重Fs和阀弹簧18的弹簧荷重fs向前方推压。因此，当上述的力Fp大于这些弹簧荷重之和(Fs+fs)时，真空阀座部件27向后方移动。这里，由于阀弹簧18的弹簧荷重fs的绝对值较小，而且被设定成比弹簧31的弹簧荷重Fs小得多(Fs》fs)，因而实质上在力Fp大于弹簧荷重Fs时(Fp＞Fs)，真空阀座部件27向后方移动，在力Fp是弹簧荷重Fs以下时(Fp≤Fs)时，真空阀座部件27不向后方移动。
而且，当变压室9的压力上升，力Fp大于给定弹簧荷重Fso时，真空阀座部件27开始向后方移动。该真空阀座部件27进行移动时的变压室9的压力由下式给出。
Pv＞{Fs/(AL-Av)}+Pvo    (7)
为了使这时的真空阀座部件27移动，当然必需设定成AL＞Ay和AL＞Ap。
不满足式(7)的变压室9的压力Pv的区域，在如图7所示的输入·输出特性中，是负压增力装置1的输出在规定输出F1以下的输出区域，在该区域，输入比较小，由制动形成的减速度与以前的重量较低(保括装载重量)的车辆中的通常制动动作时相同，相对于重量较高(保括装载重量)的车辆，被设定为低减速度(低G)区域。该低减速度(低G)区域是通常制动动作区域，在该低G区域中，助力比与以前的通常制动动作时大致相同，成为比较小的助力比SR1。
而满足式(7)的变压室9的压力Pv的区域是负压增力装置1的输出大于规定输出F1的输出区域，在该区域，输入比较大，由制动形成的减速度相对于重量较高(保括装载重量)的车辆，被设定为中高减速度(中高G)区域。在该中高减速度(中高G)区域，真空阀座部件27向后方突出而将阀体12向后方推动，其结果，由于用相同的输入使大气阀16的开阀量大于通常制动动作时的开阀量，因而助力比成为大于在低减速度(低G)区域所设定的以前通常制动动作时的助力比SR1的助力比SR2(SR2＞SR1)。
下面，对该助力比SR2进行详细的说明。在这个例子的负压增力装置1中是如下所述地得到助力比SR2的。即，如上所述地，使大气阀16的开阀量稍稍增大，使变压室9的压力上升，使输出突增。而且，在助力比SR1的状态下，反复进行该输出突增，从微观看，以小的步进量，使输出成阶段状地上升，由此，从微观看来，就得到大于助力比SR1的助力比SR2。
但是，在这个例子的负压增力装置1中，对真空阀座部件27起弹力作用的弹簧31的弹簧常数K和给定弹簧荷重Fso是能同时任意地设定的。而且，在如图7所示的输入·输出特性中，这个例子的负压增力装置1从小的助力比SR1变成大的助力比SR2的变化点(比例点)γ的输入的设定输入Fo是能用弹簧31的给定弹簧荷重Fso的变化而使其上下升降。而且，助力比SR可通过改变弹簧31的弹簧常数K而使其大小变化的。此外，上述的间隙L也可以任意地设定。
因此，由于这个例子负压增力装置1是根据设有弹簧31的弹簧常数K和给定弹簧荷重Fso与真空阀座部件27的行程量L的车辆而设定，因而用1种形式就能在种种车种的制动增力装置中根据该车种而容易且更可靠地使用。
下面，对上述例子的负压增力装置1的动作进行说明。
(负压增力装置在非动作时)
通过负压导入通路26而始终将负压导入到负压增力装置1的定压室8。而且，在图1和图2所示的负压增力装置1处于非动作状态下，键部件21与后面壳体3相接触而成为后退的阻限。因此由该键部件21阻限了阀主体4和阀柱塞6后退，还成为动力活塞5、输入轴11和输出轴24的后退的阻限。在该非动作状态下，阀体12的大气阀部12a座落在大气阀座14上，大气阀16关闭，而且阀体12的真空阀部12b从第1真空阀座13和第2真空阀座27g离开，真空阀15打开。因此，将变压室9与大气断开，而与定压室8连通，将负压导入到变压室9，实质上，在变压室9和定压室8之间不产生压差。
因此，由压力差引起的力不朝向后方而施加到真空阀座部件27上，由弹簧31的弹力将真空阀座部件27定位在图2所示的，使真空阀座部件27的前端面27c的一部分与阀主体4的内孔4b相接触的位置上。
(负压增力装置在低减速区域进行通常制动动作时)
在为了进行通常的制动而以通常制动时的踏入速度将制动踏板踏入时，输入轴11前进，从而阀柱塞10前进。由阀柱塞10的前进，阀体12的真空阀部12b座落在真空阀座13上，在将真空阀15关闭的同时，大气阀座14从阀体12的大气阀部12a离开，将大气阀16打开。即，将变压室9从定压室8断开的同时，与大气连通。因此，大气通过大气导入通路19和打开着的大气阀16而被导入到变压室9。其结果是在变压室9和定压室8之间产生压差而使动力活塞5前进，还借助阀主体4而使输出轴24前进，使图中没有表示的主油缸的活塞前进。
而且，由阀柱塞10的前进，间隔部件22也前进，但由于间隙C的作用，使间隔部件22没前进到与反作用盘23相接触。因此，由于从输出轴24开始，反力没从反作用盘23传递到间隙部件23，因而该反力也没有借助阀柱塞10和输入轴11而传递到制动踏板上。当使输入轴11进一步前进时，动力活塞5也进一步前进，借助阀主体4和输出轴24而使主油缸的活塞进一步前进。
如果将主油缸之后的制动系的损耗行程消除，则负压增力装置1实质地发生输出，由该输出使主油缸发生主油缸压力(液压)，由该主油缸压力使车轮油缸动作而发生制动力。
这时，由主油缸施加到输出轴24上的反力如图3和图4(b)所示地使反作用盘23向后方鼓出，将间隙C消除，使反作用盘23与间隙部件22接触。由此，输出轴24输出的反力从反作用盘23传递到间隙部件22，进而借助阀柱塞10和输入轴11而传递到制动踏板，使驾驶员感知到。即，如图7所示，负压增力装置1发挥通常制动动作时的突变特性。该突变特性大致是与以前一般的负压增力装置的突变特性相同的。
在低减速度(低G)区域内进行通常制动时，由踏板踏力引起的负压增力装置1的输入是比较小的。在该低减速度(低G)区域内，输出是在规定输出以下的输出区域，如上所述，变压室9的压力Pv不满足式(7)。因此，真空阀座部件27不移动，助力比是大致与以前的通常制动动作时相同的比较小的助力比SR1。因此，当负压增力装置1的输出变成由该助力比SR1将踏板踏力引起的输入轴11的输入加以增力了的大小时，大气阀部12a座落在大气阀座14上，由此大气阀16也关闭而成为中间负荷平衡状态(真空阀15由于真空阀部12b座落在真空阀座13上而已经关闭着)。这样，如图7所示，在低减速度(低G)区域中，用助力比SR1将通常制动动作时的踏板踏力加以增力了制动力进行通常制动的动作。
当为了将通常制动解除，从图3和图4(b)所示的通常制动动作时的负压增力装置1的大气阀16和真空阀15一起关闭着的状态开始，将制动踏板放开时，虽然输入轴11和阀柱塞10一起后退，但由于空气(大气)被导入变压室9，因而阀主体4和真空阀座部件27不马上后退。这样，由于阀柱塞10的大气阀座14将阀体12的大气阀部12a向后方推压，因而使真空阀部12b从真空阀座13g离开，将真空阀15打开。于是，由于变压室9借助已打开的真空阀15和真空通路20而与定压室8连通，因而导入到变压室9中的空气经过已打开的真空阀15，真空通路20，定压室8和负压导入通路26而被排出到真空源。
这样，由于变压室9的压力变低，变压室9和定压室8的压差变小，因而由回程弹簧25的弹力而使动力活塞5、阀主体4和输出轴24后退。随着阀主体4后退，由主油缸活塞的回程弹簧的弹力作用，主油缸的活塞和输出轴24也后退，开始解除通常的制动。
当键部件21如图1所示地与后面壳体3接触时，由键部件21的停止而不再进一步后退。但是，阀主体4、真空阀座部件27、阀柱塞1 0和输入轴11还进行后退。在阀柱塞10与键部件21如图2所示地相接触时才不再进一步后退，而且，如图2所示地，当阀主体4的键槽4a的前端4a1与键部件21相接触时，阀主体4就不再进一步后退。这样，负压增力装置1变成如图1，图2和图4(a)所示的初期的非动作状态。因此，在将主油缸变成非动作状态，将主油缸压力消除的同时，车轮油缸也变成非动作状态而将转动力消除，将通常的制动解除。
(负压增力装置在中高减速度区域的通常制动动作时)
在通常制动动作时，在减速度大于低减速度(低G)的中高减速度区域的通常制动动作的场合下，由踏板踏力形成的负压增力装置1的输入被设定成大于在低减速度(低G)区域的通常制动动作时的输入。虽然在输入变大时，变压室9的压力Pv也变大，但如图7所示，在输入变成变压室9的压力Pv满足式(7)的设定输入F0以上时，负压增力装置1的输入·输出特性变成中高减速度(中高G)区域，变成输出大于规定输出的输出区域。
在该中高减速度(中高G)区域，从变压室9的压力Pv满足式(7)开始，真空阀座部件27一边推压阀体12一边向后方移动。由此，大气阀部12a比通始终更大地从大气阀座14离开，使大气阀16更大地打开。因此，如图7所示，在中高G区域中，如上所述地助力比变成大于以前的通常制动动作时的助力比SR2。即，在负压增力装置1的输出变成以该助力比SR2将输入轴11的输入加以增力了的大小时，与上述同样地使大气阀部12a座落在大气阀座14上，从而使大气阀16也关闭，成为中间负荷的平衡状态(由于真空阀部12b座落在真空阀座13上，因而真空阀15已经关闭着)。这样，在中高减速度(中高G)区域中，制动器是用按助力比SR2将踏板踏力增力了的、大于低减速度(低G)区域的通常制动动作时的制动力进行制动动作。这时，负压增力装置1在该中高减速度(中高G)区域中，虽然踏板踏力、即负压增力装置1的输入是大的，但用与助力比SR1的通常制动动作时的输入相同的输入，就能得到大于通常制动动作时的输出。
而且，在中高减速度(中高G)区域进行动作时，因为真空阀座部件27比低减速度(低G)区域进行动作时，只向后方移动行程量L″，所以输出行程根据该行程量L而变大。换句话说，如图6所示，在取得相同的输出行程量α时，图7中实线所示的在中高减速度(中高G)区域的输入行程量比以输入行程量相对于图7中虚线所示的低减速度(低G)区域的助力比SR1的通常动作时的输出行程量的变化率(斜率)进行变化的时输入行程量仅小行程量β，能将输入轴11的行程缩短、即将制动踏板的行程缩短。
为了从图4(c)和图5(a)所示的在真空阀座部件27动作时的负压增力装置1的大气阀16和真空阀15一起处于关闭的状态将通常制动解除，当放开制动踏板时，与上述同样地将真空阀15打开，借助已打开的真空阀15、真空通路20、定压室8和负压导入通路26，将导入到变压室9中的空气排出到真空源。
由此，与上述同样地，变压室9的压力降低，由回程弹簧25的弹力，使动力活塞5、阀主体4和输出轴24后退。随着阀主体4的后退，由主油缸的活塞的回程弹簧的弹力使主油缸的活塞和输出轴24也后退，开始将制动解除。
当变压室9的压力Pv不满足式(7)时，由弹簧31的弹簧荷重Fs使真空阀座部件27相对于阀主体4向前方相对地移动，真空阀座部件27变成如图2所示的非动作位置。这样，由于真空阀部12b从真空阀座13g离开较大，使真空阀15较大地打开，因而将变压室9内的空气大量排出，变成在低减速度(低G)区域的通常制动动作状态。此后，是与上述的低减速度(低G)区域的通常制动动作的场合同样的，最终，负压增力装置1的进行过移动的部件全部变成图2所示的非动作位置，解除由大于低减速度(低G)区域的通常制动动作时的输入形成的制动。
这样，根据适用于制动系统的上述这个例子的负压增力装置1，在中高减速度(中高G)区域，得到输出轴24的较大行程的场合下，在用上述输入轴的操作行程量相对于低减速度(低G)区域的输出的变化率改变输入轴11的行程量的场合下，得到上述的较大行程所必需的输入轴11的行程量能进一步缩短。由此，在得到大于低减速度(低G)区域的通常制动动作时的减速度的场合下，以低减速度(低G)区域的通常制动动作时的助力比SR1，用小于为了得到上述大的减速度所必需的制动踏板的踏入量的踏板踏入量，就能得到所要求的大的减速度。因此，对那些车辆重量大的车辆等，在中高减速度(中高G)区域的通常制动动作时必需大于在低减速度(低G)区域的通常制动动作时的制动力的车辆，能更加有效、更加良好地得到制动感觉。
虽然上述例子的结构是在真空阀座部件27的凸缘27a的后面与筒状部件29的筒状部分的前端29c接触之前，使负压增力装置1变成全负荷状态，但是，也可以是在真空阀座部件27的凸缘27a的后面与筒状部件29的筒状部分的前端29c接触的时刻，使负压增力装置1变成全负荷状态的结构；还可以是在真空阀座部件27的凸缘27a的后面与筒状部件29的筒状部分的前端29c接触之后，使负压增力装置1变成全负荷状态的结构。在这些场合下，输入轴11的最大缩短行程量为L。
上述的例子中，由变压室9的压力和定压室的压力之间的压力差进行真空阀座部件27的动作控制，但本发明并不局限于此，可以只由变压室9的压力或由变压室9的压力和其他一定压力之间的压力差，对真空阀座部件27的动作进行控制。还可以将变压室9的压力取代成由施加到输入轴11上的输入相对应的压力，对真空阀座部件27的动作进行控制。
而且，在上述的例子是将本发明用于有1个动力活塞5的单一型的负压增力装置，但本发明还能用于有多个动力活塞5的纵列型的负压增力装置。
此外，虽然上述的例子是将本发明的负压增力装置用于制动系统，但还能将它用于使用负压增力装置的其他系统或装置上。
本发明的负压增力装置能很好地适用于汽车的制动增力系统中的制动增力装置等增力系统中的增力装置。

Claims (4)

1.一种负压增力装置，至少设有：阀主体，动力活塞，阀柱塞，真空阀和大气阀；上述阀主体是相对于壳体内自由进退地配设的；上述动力活塞配设在该阀主体上，将上述壳体内区分成导入负压的定压室和动作时导入大气的变压室；上述阀柱塞与输入轴连接，而且自由滑动地配设在上述阀主体内；上述真空阀由该阀柱塞的动作对上述定压室和上述变压室之间的连通或断开进行控制；上述大气阀是对上述变压室至少和大气之间的断开或连通进行控制，其特征在于，
设有行程缩短机构，在以上述输入轴的操作行程量相对于上述规定输出以下的输出区域的输出的变化率改变大于规定输出的输出区域的上述输入轴的操作行程量的场合下，使大于上述规定输出的输出区域的上述输入轴的操作行程量进一步缩短；
上述行程缩短机构是在大于上述规定输出的输出区域进行动作，使上述大气阀的开阀量大于通常动作时的开阀量的大气阀开阀量增大机构；
上述真空阀具有阀体和该阀体能座落或离开的真空阀座，而且，上述大气阀具有上述阀体和该阀体能座落或离开的大气阀座；此外，上述大气阀开阀量增大机构具有一端侧设置着上述真空阀座的阀座部件；
上述阀座部件以可在位于上述规定输出以下的输出区域的第1位置和位于大于上述规定输出的输出区域的第2位置之间移动的方式设置在上述阀主体上；
上述阀座部件的移动由上述变压室的压力和上述定压室的压力之间的压力差控制。
2.如权利要求1所述的负压增力装置，其特征在于，上述阀座部件当施加在上述输入轴上的输入是预先设定的设定输入以下不移动而被设定在上述第1位置上；当施加在上述输入轴上的输入大于预先设定的设定输入时移动而被设定在上述第2位置上。
3.如权利要求1所述的负压增力装置，其特征在于，设有将上述阀座部件设定成上述第1位置地施力的弹簧，而且还设有将上述间体向座落到上述真空间座上的方向施力的阀弹簧；上述阀座部件当上述压力差是弹簧的弹簧荷重和上述阀弹簧的弹簧荷重之和以下时不移动而被设定在上述第1位置上；而当上述压力差大于弹簧的弹簧荷重和上述阀弹簧的阀弹簧荷重之和时移动而被设定在上述第2位置上。
4.如权利要求1所述的负压增力装置，其特征在于，将上述阀体向上述真空阀座上座落时上述阀座部件受到的上述变压室的压力的有效受压面积、上述阀体的受到大气压的有效受压面积、以及上述阀体向上述大气阀座上座落时大气阀座受到的大气压的有效受压面积设定成彼此基本上相同。
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