CN1883988A - 负压式助力器装置 - Google Patents

Abstract

在负压式助力器装置中，直接与大气连通的第二通道形成在阀活塞的滑动柱形部分的内表面和消音器的外表面之间，并且还提供有连通设置，用于控制成当输入杆相对于阀活塞前进超过预定距离时根据输入杆的前进量来改变它的通路面积。因此，当用力踩踏制动踏板时，大气空气能够通过连通设置从第二通道引导通向可变压力腔室，因而能够提高制动操作的响应性特性，提高该响应性特性根据踩踏制动踏板的方式变化。

Description

负压式助力器装置

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的负压式助力器装置，特别是涉及一种能够在用力踩踏制动踏板时有高响应的负压式助力器装置。

背景技术

通常，在负压式助力器装置中，当踩踏制动踏板使得输入杆前进，并因此使得柱塞相对于阀活塞前进时，负压阀与负压阀座接触，以便阻塞在可变压力腔室和恒压腔室之间的连通。当柱塞进一步前进时，大气阀座与大气阀分离，从而将大气的空气从周围大气通过消音器和过滤器元件而引导通向可变压力腔室。因此，阀活塞根据在可变压力腔室和恒压腔室之间的压力差而向前运动，以便推动主活塞，从而在主缸中产生与制动踏板的踩踏力相对应的制动压力。

因为阀活塞通过与在可变压力腔室和恒压腔室之间的压力差相对应的操作动力使得反应部件弹性变形，以便推动主活塞，因此弹性变形下的反应部件向后推动柱塞。这使得柱塞退回，从而使得大气阀座置于大气阀上，以便阻塞可变压力腔室与大气的连通，并因此使得制动油压保持在所要求的压力下。

尽管当用力踩踏制动踏板时需要引导大气空气毫无延迟地通向可变压力腔室，但是因为横过消音器的空气通路阻力，将很难使得足够容积的大气空气引导通向可变压力腔室，且这使得很难提高制动操作的响应性。特别是，近来随着越来越希望缩短在制动后使汽车停止的时间，非常需要提高响应性。

作为一种满足该愿望的方案，已知一种负压式助力器装置，如美国专利No.5056413(等同于日本审查公开专利No.6-24922)中所述。在该专利所述的装置中，套筒环绕阀壳体(阀活塞)布置，且附加的环形空气通道确定于套筒和阀壳体之间，以便朝着后部腔室(可变压力腔室)开口。附加的阀部件形成在套筒的后端处，并朝向第三阀座偏压，这样，该第三阀座通常通过该附加阀部件而保持关闭。当猛烈踩踏制动踏板以便使操作部件(输入杆)相对于阀壳体前进超过预定距离时，在套筒后端处形成的附加阀部件与第三阀座分离。这造成来自过滤器元件的大气空气不仅通过内部空间和中间空间而流入后部腔室，而且还通过附加空气通道流入后部腔室。因此，在后部腔室中的压力快速等于大气空气压力，从而提高制动的响应性。

但是，在前述专利的装置中，确定附加空气通道的附加套筒环绕阀壳体布置，且当踩踏制动踏板较大冲程时套筒前进，于是使得阀部件在它的整个周边打开，以允许大气空气从附加通道进入。但是，因为在用于使大气空气快速进入的附加空气通道中没有布置消音器，因此在阀部件快速打开时当较大容积的空气通过内部阀机构的节流部分时，节流噪音很可能向外泄漏。

此外，在前述专利的装置中，因为在打开阀部件引起输出动力急剧增加后在套筒和阀部件之间的相对位移稍微增加，因此响应性表现出两种工作模式，包括正常工作状态和响应性提高阀工作状态，从而有这样的问题，即不能获得根据制动踏板的踩踏状态而变化的提高响应性特性。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种负压式助力器装置，其有很高的响应性，而且结构简单和紧凑。

本发明的另一目的是提供一种负压式助力器装置，其能够获得提高响应性特性，适应输入杆对阀活塞的相对位移量而变化的该位移通过踩踏制动踏板产生。

为了解决上述问题，在权利要求1中限定的本发明涉及一种负压式助力器装置，它提供有：助力器壳体，该助力器壳体可运动地支承将助力器壳体的内部分隔成可变压力腔室和恒压腔室的分隔部件；阀活塞，该阀活塞在其基部处固定到分隔部件上，并具有形成于其上的负压阀座，用于使可变压力腔室与恒压腔室有选择地连通；输出杆，该输出杆与阀活塞连接；反应部件，用于根据在可变压力腔室和恒压腔室之间的压力差而将分隔部件的输出从阀活塞传递到输出杆；柱塞，该柱塞可与反应部件操作连接，并具有形成于其上的大气阀座；输入杆，该输入杆与柱塞连接，用于当输入杆通过制动踏板轴向运动时使柱塞轴向运动；阀部件，该阀部件上形成有负压阀和大气阀，负压阀可与阀活塞的负压阀座接触，用于使得可变压力腔室与恒压腔室有选择地连通，大气阀可与柱塞的大气阀座接触，用于使得可变压力腔室与大气有选择地连通；以及消音器，该消音器布置在用于引导大气空气到大气阀的通道中。在负压式助力器装置中，直接与大气连通的副通道形成于阀活塞的内表面和消音器的外表面之间，且还提供有连通设置，当输入杆相对于阀活塞前进超过预定距离时，用于允许大气空气在不经过消音器的情况下从副通道进入可变压力腔室。

根据权利要求1所述的发明，直接与大气连通的副通道形成于阀活塞的内表面和消音器的外表面之间，且因为当输入杆相对于阀活塞前进超过预定距离时大气空气能够通过连通设置而从副通道引导通向可变压力腔室。因此，当用力或急剧地踩踏制动踏板时，能够实现使大气空气在不经过消音器的情况下从副通道进入，并因此提高响应性。此外，因为副通道形成于阀活塞的内表面内，因此负压式助力器装置能够制成为结构紧凑，并能够保证平稳操作。

在权利要求2中限定的本发明涉及负压式助力器装置，其中，连通设置具有通路面积，当输入杆相对于阀活塞前进超过预定距离时，控制该面积根据输入杆的运动量变化。

根据权利要求2所述的发明，因为连通设置的通路面积根据输入杆相对于阀活塞的前进量而可变地控制，因此当输入杆运动超过预定距离时，允许大气空气能够以根据输入杆相对于阀活塞的前进量而变化的流量进入。因此，可以获得根据踩踏制动踏板的方式而变化的提高响应性特性，还能够抑制由于空气突然流入内部阀机构中而产生的任何噪音。

在权利要求3中限定的本发明涉及负压式助力器装置，其中，圆筒形部件插入阀活塞中，以便在阀活塞的滑动圆筒形部分的内表面和消音器的外表面之间形成副通道，且连通设置包括：第一连通孔，该第一连通孔布置在圆筒形部件上；旁通阀部件，该旁通阀部件可滑动地插入圆筒形部件内；第二连通孔，该第二连通孔布置在旁通阀部件上，并能够根据输入杆相对于阀活塞的位移而可变地与第一连通孔连通；以及用于在圆筒形部件和旁通阀部件之间结合输入杆的轴向运动而产生相对位移的机构。

根据权利要求3所述的发明，因为副通道通过将其上有第一连通孔的圆筒形部件插入阀活塞内形成，且因为其上有第二连通孔的旁通阀部件可滑动地插入圆筒形部件内，因此能够通过利用输入杆的运动的机构而可靠和稳定地使旁通阀部件进行轴向运动。因而，连通设置的通路面积能够被控制成根据旁通阀部件的轴向运动而精确变化。

在权利要求4中限定的本发明涉及负压式助力器装置，其中，该机构包括：促动部件，用于促动旁通阀部件就位，以便使得第二连通孔保持不与第一连通孔连通；以及操作部件，该操作部件可根据输入杆相对于阀活塞的位移操作，用于使旁通阀部件对着促动部件滑动。

根据权利要求4所述的发明，因为操作部件能够使旁通阀部件对着促动部件轴向运动，因此能够以简单结构来控制旁通阀部件的滑动位置。因而，除了通过权利要求3所获得的所述发明的优点外，还能够在很长时间内可靠和稳定地控制连通设置的通路面积。

在权利要求5中限定的本发明涉及负压式助力器装置，其中，操作部件可沿轴向方向与输入杆一起运动，但是沿输入杆的摇摆运动方向相对于该输入杆运动。

根据权利要求5所述的发明，因为操作部件可沿输入杆的摇摆运动方向相对于该输入杆运动，因此旁通阀部件能够平稳和精确地轴向滑动，而不受输入杆沿垂直方向摇摆运动的影响。而且，沿垂直方向用于操作部件的空间能够紧凑，因此能够制成直径较小的阀活塞。

在权利要求6中限定的本发明涉及负压式助力器装置，其中，操作部件使操作部分沿与第一直径方向垂直的第二直径方向从输入杆径向延伸，当操作制动踏板时输入杆摇摆，用于当输入杆相对于阀活塞运动超过预定距离时，对着促动部件向前推动旁通阀部件，以使第二连通孔与第一连通孔连通。

根据权利要求6所述的发明，因为用于对着促动部件向前推动旁通阀部件的操作部分，沿与第一直径方向(输入杆沿该第一直径方向摇摆)垂直的第二直径方向延伸，因此，沿垂直方向用于操作部件的空间能够紧凑，因而能够制成直径很小的阀活塞。

在权利要求7中限定的本发明涉及负压式助力器装置，其中，操作部件中形成有引导孔，该引导孔沿第一直径方向伸长，用于允许穿过引导孔的输入杆沿第一直径方向摇摆，但是限制操作部件沿与第一直径方向垂直的第二直径方向相对于输入杆的运动。

根据权利要求7所述的发明，因为引导孔沿第一直径方向伸长，用于允许输入杆沿第一直径方向摇摆，但是限制操作部件沿第二直径方向相对于输入杆运动，因此，允许输入杆能够可靠和稳定地进行摇摆运动，这样，可以在很长时间内进行负压阀和大气阀的打开和关闭运动。

在权利要求8中限定的本发明涉及负压式助力器装置，其中，安放入阀活塞的内表面中的圆筒形部件沿周向方向相对于阀活塞定位，且圆筒形部件提供有位置限制部分，用于防止操作部件沿它的周向方向相对于阀活塞旋转。

根据权利要求8所述的发明，因为将防止操作部件相对于圆筒形部件旋转，该圆筒形部件沿周向方向相对于阀活塞定位，因此能够使得操作部件在固定接触点处推动旁通阀部件，因而能够在很长时间内精确、可靠和稳定地进行旁通阀部件的轴向运动，并因此精确、可靠和稳定地进行通路面积的控制。

在权利要求9中限定的本发明涉及负压式助力器装置，其中，位置限制部分包括一对内部肋，该对内部肋沿第二直径方向从圆筒形部件的内表面径向向内延伸，以便使操作部件的操作部分沿第一直径方向放在它们之间。

根据权利要求9所述的发明，因为操作部件的操作部分放在沿第二直径方向从圆筒形部件内表面径向向内延伸的一对内部肋之间，因此能够以简单结构实现沿第一直径方向固定地支承操作部件。因此，保证操作部件能够在固定接触点处推动旁通阀部件。

在权利要求10中限定的本发明涉及负压式助力器装置，其中，包括第一连通孔的多个第一连通孔沿周向方向分布在圆筒形部件上，且包括第二连通孔的多个第二连通孔沿周向方向以与第一连通孔相同的角相位分布在旁通阀部件上。

根据权利要求10所述的发明，因为沿周向方向分布的多个连通孔布置在圆筒形部件上以及旁通阀部件上，因此，允许从第二通道直接进入的大气空气在经过连通孔时分成多股流。因此，即使在急剧操作制动踏板时，也能够实现在不产生任何不愉快的噪音的情况下使得大容积大气空气流快速进入。

在权利要求11中限定的本发明涉及负压式助力器装置，其中，过滤器元件布置在副通道中，且过滤器元件的空气通路阻力小于消音器。

根据权利要求11所述的发明，因为空气通路阻力小于消音器的过滤器元件布置在副通道中，因此能够实现防止灰尘等经过过滤器元件进入阀活塞内部，而且能够保证大气空气快速进入可变压力腔室中，因此，能够在很长时间内保证在负压式助力器装置的操作中具有很高的响应性。

附图说明

通过参考本发明的优选实施例并结合附图，可以很容易知道和更好地理解本发明的前述和其它目的以及多个附加优点，在全部附图中，相同附图标记表示相同或相应部件，且附图中：

图1是本发明一个实施例的负压式助力器装置的纵剖视图；

图2是包含于负压式助力器装置中的阀机构部分沿图1中的线A-A的放大局部剖视图；

图3是表示图2中所示的阀机构部分的主要部分的放大局部剖视图；

图4是阀机构部分沿图3中的线B-B的剖视图；以及

图5是阀机构部分沿图3中的线C-C的剖视图。

具体实施方式

下面将参考附图介绍本发明一个实施例的负压式助力器装置。现在参考图1，助力器壳体1由前部壳体2和后部壳体3组成。在两个壳体2和3之间，用作分隔部件的柔性隔膜4在它的外周轮缘部分处气密固定，并将助力器壳体1的内部分隔成恒压腔室5和可变压力腔室6。盘形板7在恒压腔室5内部层叠在隔膜4上。阀活塞8在它的基部8a的外表面处气密固定在隔膜4和板7上，且使得基部8a的前端表面暴露于恒压腔室5中。负压引导导管10附连在前部壳体2上，恒压腔室5通过负压引导导管10与燃烧发动机的进气歧管(二者未示出)连通，从而在燃烧发动机的工作过程中保持在预定负压上。

最好如图2所示，后部壳体3在它的中心部分处向外弯曲，以便使得柱形凸出部分3a向后凸出，并具有形成为在后部壳体3的轴线上延伸的通孔3b。阀活塞8使得滑动柱形部分8b从基部8a向后凸出，且滑动柱形部分8b穿过通孔3b，以便从后部壳体3的凸出部分3a向后凸出。密封元件9布置在通孔3b的内表面和滑动柱形部分8b的外表面之间，以便使可变压力腔室6与大气气密阻隔。

再参考图1，标记11表示主缸，该主缸在它的后端部分11a处穿过形成在前部壳体2中心部分处的中心孔，以便气密地凸出至恒压腔室5中，且它的凸缘部分11b与前部壳体2的前端表面抵靠啮合。前部壳体2和后部壳体3通过多个(例如两个)拉杆12而相互连接，每个拉杆12在助力器壳体1的轴线和外表面之间的几乎径向中点位置处与由两个壳体2、3组成的助力器壳体1轴线平行地延伸，且前部壳体2和后部壳体3固定在主缸11上。形成于隔膜4上的各密封部分的滑动孔装配至各拉杆12上，以便可沿该拉杆气密滑动，同时使恒压腔室5和可变压力腔室6之间保持气密隔开。

可沿前后方向滑动地插入主缸11内的主活塞13从主缸11的后端部分凸出入恒压腔室5内，以便延伸至靠近阀活塞8的前端。输出杆14布置在阀活塞8和主活塞13之间。阀活塞8根据在恒压腔室5和可变压力腔室6之间的压力差通过反应部件17将隔膜4的输出传递给输出杆14，从而使得输出杆14向前推动主活塞13。复位弹簧16布置在前部壳体2和阀活塞8的前端表面之间，以便向后促动该阀活塞。

最好如图2所示，在阀活塞8中沿它的轴线从阀活塞8的前端表面向着后端表面顺序形成有：反应力腔室孔8c；反应力孔8d，该反应力孔8d开口到反应力腔室孔8c中，且直径小于反应力腔室孔8c；柱塞接收孔8e；以及直径大于柱塞接收孔8e的阀部件接收孔8f。在反应力腔室孔8c中轴向形成环形凹口8n。形成在输出杆14后端处的环形凸起14a可相对于阀活塞8轴向滑动地插入环形凹口8n中。因此，反应力腔室15确定在环形凸起14a和阀活塞8的基部8a之间，且由弹性材料制成的盘形反应部件17安装入反应力腔室15中。

另外，标号21表示柱塞，该柱塞的前端杆部分21a可滑动地安装入反应力孔8d中。前端杆部分21a的前端表面与抵靠部件19的后端表面抵靠啮合，该抵靠部件19可滑动地安装入反应力孔8d中。大气阀座21b形成在柱塞21的后端表面上。

标记22表示成字母“H”形状的键部件，且柱塞21相对阀活塞8的相对运动量由键部件22限制。形成于键部件22相对侧的直线形部分有它们的内侧边，该内侧边局部插入形成在柱塞21上的环形啮合槽21c中，以便可沿前后方向相对运动一预定量。键部件22的直线形部分在其外侧表面处沿矩形孔8i引导时穿过两个矩形孔8i，这两个矩形孔8i径向形成在基端部8a和柱塞接收孔8e之间，并使两端部分径向延伸至阀活塞8外。键部件22沿前后方向的厚度尺寸小于矩形孔8i沿前后方向的尺寸，因此键部件22也可沿前后方向相对于阀活塞8运动一预定量。而且，键部件22能够在它们的相对端抵靠在后部壳体3的凸出部分3a的端表面上，该相对端从阀活塞8的外表面凸出。因此，阀活塞8和柱塞21能够相互轴向运动达限定距离，该限定距离通过从矩形孔8i和环形啮合槽21c的前后方向的宽度总和中减去键部件22的两倍厚度确定。

柱塞21的后端与输入杆23连接，因为输入杆23可相对于柱塞21摆动。输入杆23穿过用于防止灰尘等通过的过滤器元件24和具有噪音吸收功能的消音器27，输入杆23向后延伸超过滑动柱形部分8b并以普通方式与制动踏板25(图1中所示)连接。柱塞21和输入杆23构成可通过制动踏板25轴向运动的输入部件20。

波纹管26固定在输入杆23和后部壳体3的凸出部分3a之间，以覆盖阀活塞8的滑动柱形部分8b的外表面。其中心安置在一个圆上的多个通气孔26a在波纹管26的端表面上开口，且允许大气空气能够通过消音器27和过滤器元件24从这些通气孔26a进入阀活塞8中。

如图2所示，阀机构30还提供使得可变压力腔室6有选择地与恒压腔室5和大气连通。在阀机构30中，阀活塞8的阀接收孔8f的截面部分和柱塞接收孔8e的向后延伸部分确定了两个扁平表面部分8j，每个扁平表面部分8j为弯曲、伸长圆形的形状，且两个第一负压阀座8k从弯曲、伸长圆形的两个扁平表面部分8j凸出，以相对于阀活塞8的轴线对称。每个第一负压阀座8k形成在每个扁平表面部分8j上，并构成沿每个椭圆的周边凸出的闭环脊或凸缘的形状，该椭圆周边沿在阀活塞8的轴线上具有中心的弧弯曲或钩形。由第一负压阀座8k包围的通道8m穿过阀活塞8的侧壁，以便开口到恒压腔室5。盘形阀部件31松弛地安装入阀部件接收孔8f中，以便可沿前后方向运动。扁平形状的第一负压阀31a形成于阀部件31的前端表面上，该第一负压阀31a有选择地与第一负压阀座8k接触或分离，用于使可变压力腔室6有选择地与恒压腔室5连通或隔离。阀部件31的前端表面在直径小于第一负压阀31a的部分处环形地凸出大气阀31b。大气阀31b有选择地与大气阀座21b接触或分离，因此，可变压力腔室6有选择地与大气隔离或连通。

如图2和3所示，阀部件31的后端通过波纹管35与环形保持器35连接，该波纹管35允许阀部件31沿轴向方向运动。保持器35装配在阀部件接收孔8f的内表面中，并通过布置在它自身和保持架37之间的压缩弹簧38的弹性力进行促动，以便压在阀接收孔8f的台阶形凸肩部分上，，该保持架37固定啮合在输入杆23的轴向中间部分上，保持器35通过摩擦力基本防止了相对于阀活塞8的旋转。向后延伸的裙部35a形成在保持器35上，且啮合孔35b形成在裙部35a上，以便在沿周向方向的两个位置处定位。

另一压缩弹簧39布置在阀部件31的后端表面和保持架37之间，以便相对于输入杆23向前促动阀部件31。因此，在正常状态下(即非制动操作状态)，大气阀31b保持与大气阀座21b接触，以便阻塞可变压力腔室6与大气的连通，并使得第一负压阀31a保持在使第一负压阀31a与第一负压阀座8k稍微分离的位置处，从而使可变压力腔室6和恒压腔室5相互连通。

标记40表示包围柱塞21的阀座部件，且阀座部件40的后部柱形部分40a可轴向滑动地装配至阀活塞8的柱塞接收孔8e的内表面中，密封元件41气密设置于其间。阀座部件40的柱形部分40a在它的后端提供有包围大气阀座21b的第二负压阀座40b，且在通常状态下，第二负压阀座40b定位成稍微在第一负压阀座8k前面，从而使它们并不与阀部件31接触。如图2中下半部分所示，阀座部件40的柱形部分40a的后端在沿周向不同于负压阀座8k的两个位置处，也就是沿周向在两个第一负压阀座8k之间，沿径向方向局部膨胀，且第二负压阀座40b确定了在它的两个膨胀部分处的主空气引导部分40c。用于向后促动阀座部件40的压缩弹簧43布置在环形凸起40h，和环形台阶部分8h之间，该环形凸起40h在阀座部件40的柱形部分40a的外表面处凸出，该环形台阶部分8h形成于柱塞接收孔8e的内表面上。

阀座部件40在它的前端部分提供有环形啮合部分40d，该环形啮合部分40d可滑动地装配在形成于柱塞21的前端杆部分21a上的较大直径部分上。啮合部分40d和柱形部分40a通过两个连接部分40e而连接。在前端杆部分21a的径向相对侧，两个连接部分40e放置在成字母“H”形的键部件22的两个直线形部分之间，并防止脱离，这样，键部件22的横梁部分保持与一个连接部分40e的外表面接触，同时形成在两个直线形部分的内侧的啮合部分保持与另一连接部分40e的外表面啮合。因此，通过键部件22而防止阀座部件40旋转，这样，一对空气引导部分40c保持在与键部件22相同的角相位处，以便沿周向方向定位在两个第一负压阀座8k之间。两个连接部分40e穿过形成在环形台阶部分8h上的切口，并穿过连通槽，以便从柱塞接收孔8e延伸至矩形孔8i。连通槽轴向形成于柱塞21的配合部分处，该配合部分装配在环形台阶部分8h中。

在阀活塞8中，形成两个径向相对平表面的闩锁部件接收槽8p在沿周向方向的两个位置处形成在矩形孔8i前面，闩锁部件45保持在闩锁部件接收槽8p中，以便可径向运动。闩锁部件45提供有爪部分45a，该爪部分45a可分别与形成于阀座部件40的前端处的啮合凸起40f啮合。通过使闩锁部件45与阀座部件40啮合，阀座部件40克服压缩弹簧43的弹性力而保持采取其正常位置，在该正常位置，第二负压阀座40b向前与阀部件31分离。装入形成于阀活塞8上的环形槽8q中的卡紧弹簧47与闩锁部件45的径向外端啮合，这样，闩锁部件45通过卡紧弹簧47而朝着径向向内方向促动，以便使得爪部分45a分别与啮合凸起40f啮合。

凸轮表面45b形成在各闩锁部件45的内表面上。当柱塞21相对于阀活塞8向前运动超过预定距离时，柱塞21与凸轮表面45b啮合，以便克服卡紧弹簧47的促动力而径向向外推动闩锁部件45，这样，爪部分45a能够与啮合凸起40f脱开。

在柱塞21相对于阀活塞8向前运动并不超过预定距离的状态下，当阀座部件40相对于阀活塞8前进时，与闩锁部件45脱开的阀座部件40再次啮合，以便保持在正常位置。在键部件22与内部壳体3的凸出部分3a的台阶形内表面抵靠啮合、且阀座部件40的啮合部分40d的后端抵靠接触在键部件22上之后，当阀活塞8通过复位弹簧16的弹性力而向后运动时，阀座部件40相对于阀活塞8向前运动，以便使得各啮合凸起40f的前端表面与各爪部分45a的后端啮合。因此，啮合凸起40f穿过爪部分45a，因为它们迫使爪部分45克服卡紧弹簧45的弹性力而打开，因此，啮合凸起40f与爪部分45a再次啮合，以便使阀座部件40保持在正常位置。

最好如图3中所示，在阀活塞8的滑动柱形部分8b的开口部分处，具有中间台阶部分51a的圆筒形部件51设置在滑动柱形部分8b的内表面和过滤器元件24和消音器27的外表面之间。各自产生沿径向向外方向的弹性力的可弹性变形部分51b在沿周向方向的多个位置处形成在圆筒形部件51的前端部分上。可弹性变形部分51b各自在它的前端处提供有挂钩51c，该挂钩51c与形成在保持器35的裙部35a上的啮合孔35b啮合。因此，通过挂钩51c与啮合孔35b的啮合，将防止圆筒形部件51相对于保持器35沿周向方向以及轴向方向运动。

环形壁51d从圆筒形部件51的中间台阶部分51a向后延伸。环形壁51d装配在过滤器元件24和消音器27的外表面上。环形壁51d的外表面上提供有多个周向肋51e，这些周向肋51e沿周向设置成与滑动柱形部分8b的内表面接触，且第二通道53由在周向肋44a之间的空间构成，以便通过空气孔26a而直接与大气连通。

另一过滤器元件54设置在第二通道53中，该第二通道53确定于环形壁51d的外表面和滑动柱形部分8b的内表面之间。因为空气通路阻力小于消音器27，因此过滤器元件54不仅能够使大气空气很容易地进入第二通道53，而且还能够可靠防止灰尘等进入。因此，第二通道53的通道阻力小于确定在圆筒形部件51的内表面中以便穿过过滤器元件24和消音器27的通道或主通道52。

径向穿过环形壁51d的多个第一连通孔55沿周向方向等间距地形成，如图5中所示，且第一连通孔55总是与第二通道53连通。在环形壁51d的内表面上，将旁通阀部件56的柱形部分56a插入以便只能通过在凸出部分和狭槽之间的啮合来滑动。多个周向设置的第二连通孔57以与第一连通孔55相同的角相位径向穿过柱形部分56a，以便能够分别与第一连通孔55连通。可与中间台阶部分51a啮合的环形啮合凸出部分56b形成在旁通阀部件56的前端部分处，且旁通阀部件56通常通过布置在它自身和保持器35之间的压缩弹簧58的弹性力，而保持在使得啮合凸出部分56b抵靠在中间台阶部分51a上的位置处。在该状态下，也就是在旁通阀部件56的啮合凸出部分56b抵靠在中间台阶部分51a上的状态下，第二连通孔57沿轴向方向远离第一连通孔55，从而阻塞第一连通孔55与第二连通孔57的连通。但是，当旁通阀部件56克服压缩弹簧58的弹性力前进时，第一连通孔55分别与第二连通孔57连通，不过通路面积根据旁通阀部件56的运动量变化。

因此，第一连通孔55和第二连通孔57构成连通设置60，该连通设置60的通路面积能够根据输入杆23相对于阀活塞8的前进量而可变地控制，如下面所述。

用于操作旁通阀部件56的操作部件70布置在卡环71和保持架37的后表面之间，该卡环71牢固啮合在输入杆23上。波纹形垫圈72布置在操作部件70和保持架37的后表面之间。操作部件70通过波纹形垫圈72的弹性力而通过垫圈73与卡环71抵靠接触，从而限制了它的后端位置。如图4所示，操作部件70具有形成于其中的引导孔或小孔70a，该引导孔70a为椭圆形形状，其呈沿第一直径方向(即如图4中所示的竖直方向)伸长的细长形，以便于输入杆23通过制动踏板25进行摇摆运动，且它沿左右方向(即沿第二直径方向)的尺寸近似与输入杆23的尺寸相同。通过提供引导孔70a，输入杆23能够沿第一径向方向摇摆，但是被限制为不能沿与第一直径方向或摇摆运动方向垂直的第二直径方向运动。

而且，其远端向前凸出的两个操作部分70b形成在操作部件70上，并在非制动操作或正常制动操作时保持面对着旁通阀部件56的后表面，且在它们之间有预定间距。如图4所示，操作部分70b沿与用于输入杆23的摇摆运动的第一直径方向垂直的第二直径方向而径向延伸，且操作部分70b的径向外端弯曲和定向为朝着旁通阀部件56的后表面，以便面对旁通阀部件56的后表面。每个宽度沿径向方向变窄的接收部分56c形成于旁通阀部件56的内表面上的两个位置处，且操作部分70b的弯曲外端分别与接收部分56c啮合。

一对内部肋51f形成于圆筒形部件51的内表面上的两个位置中的每个位置处，该对内部肋51f用于沿周向从带间隙的两侧将各操作部分70b的外端夹在它们之间。该对内部肋75构成引导操作部件70可相对于圆筒形部件51轴向滑动的位置限制部分，但是限制操作部件70沿周向方向的位置。因此，尽管压缩弹簧58向操作部件70施加旋转力矩，仍然能够防止该操作部件70沿周向方向运动，因此能够稳定地保持输入杆23的摇摆运动。

在这种方式中，通过圆筒形部件51防止操作部件70相对于保持器35旋转，而保持器35通过摩擦力基本上防止相对于阀活塞8旋转。因此，操作部件70自身装配成沿周向方向相对于阀活塞8定位。

操作

下面将介绍在前述实施例中如上述构成的负压式助力器装置的工作情况。在制动踏板25正常工作时，通过克服压缩弹簧38的弹性力而踩踏制动踏板25使输入杆23和柱塞21前进，且阀部件31通过压缩弹簧39的弹性力而前进。这使得第一负压阀31a分别与第一负压阀座8k接触，从而阻塞在可变压力腔室6和恒压腔室5之间的连通。当柱塞21进一步前进时，大气阀座21b与大气阀31b分离，因此，通过消音器27和过滤器元件24进入阀活塞8的大气空气通过大气阀31b流入可变压力腔室6。

因此，在可变压力腔室6和恒压腔室5之间产生压力差，且隔膜4，板7和阀活塞8由于压力差而向前运动，以使输出杆14通过反应部件17前进。因此，主活塞13由输出杆14向前推动，从而根据施加在制动踏板25上的踩踏力在主缸中产生增压制动油。

在制动踏板25的前述正常操作中，输入部件20相对于阀活塞8的运动量很小，并不发生旁通阀部件56通过操作部件70的操作部分70b进行的操作，因此保持阻塞第一连通孔55与第二连通孔57的连通。而且，阀座部件40和闩锁部件45保持图2中所示的啮合状态，第二负压阀座40b保持与阀部件31分离。

阀活塞8通过操作力使反应部件17弹性变形，该操作力对应作用在隔膜4上的、两个腔室5、6之间的压力差，并通过反应部件17和输出杆14推动主活塞13。当弹性变形时，反应部件17局部进入反应力孔8d，从而通过抵靠部件19向后推动柱塞21的前端杆部分21a的前端。因此，柱塞21相对于阀活塞8后退，以便使大气阀座21b座落在大气阀31b上，从而阻塞可变压力腔室6与大气的连通，以便保持制动油的所要求的压力。在该操作过程中，施加在制动踏板25上的力通过输入杆23从柱塞21的前端杆部分21a传递给反应部件17。因为反应部件17根据踩踏力而弹性变形，因此驾驶员能够感觉到与反应部件17的变形相对应的反应力。

当在制动操作之后释放制动踏板25时，柱塞21与输入杆23一起通过压缩弹簧38的弹性力而相对于阀活塞8向后运动。因此，柱塞21使得大气阀座21b与大气阀31b接触，并使得阀部件31克服压缩弹簧39的弹性力相对于阀活塞8向后运动，因此，第一负压阀31a与第一负压阀座8k分离。因此，在恒压腔室5中的负压通过流体通道8m而导向可变压力腔室6，以便使可变压力腔室6和恒压腔室5之间的压力差为零。因此，阀活塞8、板7和隔膜4通过设置在助力器壳体1中的复位弹簧16的弹性力向后运动，且通过隔膜4的向后运动，主活塞13通过压缩弹簧(未示出)的弹性力向后运动，以便返回原位，因此，在主缸11中产生没有压力的制动油。

在键部件22与后部壳体3的凸出部分3a的台阶形内表面接触的同时柱塞21停止，同时阀活塞8停止与键部件22接触。因此，当不进行制动时，第一负压阀31a保持着非常靠近第一负压阀座8k，这样，当开始进行制动时，一旦阀部件31向前运动，第一负压阀31a就能够快速地与第一负压阀座8k接触。

相反，当用力或急剧地踩踏制动踏板25时，输入杆23相对于阀活塞8前进的距离大于它在正常制动时前进的距离。当输入杆23相对于阀活塞8前进超过预定距离时，操作部件70的操作部分70b克服压缩弹簧58的弹性力向前推动旁通阀部件56。因此，旁通阀部件56的柱形部分56a在圆筒形部件51的环形壁51d上滑动。因此，第二连通孔57开始分别与第一连通孔55连通，且控制由这些孔55、57构成的连通设置60的通路面积根据输入杆23相对于阀活塞8的前进量而变化。

因此，除了以与上述相同的方式通过消音器27、过滤器元件24和大气阀31b流入可变压力腔室6内的大气空气外，不经过消音器27的大气空气也直接通过连通设置60从第二通道53进入阀活塞80，且这样进入的大气空气通过大气阀31b而流入可变压力腔室6中。这时，因为控制连通设置60的通路面积使其根据输入部件20相对于阀活塞8的位移量变化，因此通过连通设置60进入的大气空气随着输入部件20相对于阀活塞8的位移量的增加而逐渐增加。

在这种方式中，因为当用力或急剧踩踏制动踏板25时大气空气能够在不经过具有流动通路阻力的消音器27的情况下进入，且经过的通路面积根据输入部件20相对于阀活塞8的位移量而变化，因此，根据制动踏板25的踩踏量来确定的大气空气容积能够在毫不延迟的情况下引导通向可变压力腔室6。因此，能够实现提高在急剧制动时的操作响应性，并防止由于大气空气的突然进入而产生的任何噪音。此外，因为输入杆23的操作力通过压缩弹簧58来加压阀活塞8，因此能够在大气空气进入的早期阶段实现抑制阀活塞8振动。

而且，因为设置在相对于阀活塞8周向定位的圆筒形部件51中的内部肋(位置限制部分)51f用于防止操作部件70沿周向方向旋转，因此，能够可靠和稳定地通过操纵制动踏板25使输入杆23摇摆运动。因此，有可能在很长时间内稳定地进行第一负压阀31a和大气阀31b的打开和关闭运动，并因此能稳定地维持制动性能。

下面将介绍有关在驾驶员快速踩踏制动踏板25的紧急制动时的操作。紧急制动特性能够通过改变突变特性(jumping property)来实现，这样，比在正常制动时更大的推进力施加在输出部件14上。为了改变突变特性，可以在抵靠部件19和反应部件17之间采用更大间隙。也就是说，通过使大气阀31b向后移动，间隙能够放大，以增加直到抵靠部件19接收来自反应部件17的反应力时施加的输出功率。因此，在其中输出功率与输入功率的比率为无穷大的所谓突变状态中的输出功率大于正常状态中的输出功率。

其中输出功率与输入功率的比率为无穷大的突变特性，根据从大气阀座21b开始与大气阀31b分离且第一负压阀31a开始与第一负压阀座8k接触时至抵靠部件19与反应部件17接触时柱塞21前进的距离来确定。当紧急制动时，因为第二负压阀座40b与阀部件31接触，因此为了使阀部件31向后运动，柱塞21在从大气阀座21b开始与大气阀31b分离时至抵靠部件19与反应部件17接触时前进的距离大于正常制动时的前进距离，且在相同时间中，大气阀座21b与大气阀31b分离的距离变得较长。因此，造成可变压力腔室6强行和快速地与大气连通，因此比正常制动时更大的推进力输出给输出部件14，以便提高突变特性。

如前所述，在驾驶员快速踩踏制动踏板25的紧急制动时，柱塞21相对于阀活塞8前进超过预定距离。因此，柱塞21的前端杆部分21a的较大直径部分推动闩锁部件45的凸轮表面45b，以使爪部分45a与啮合凸起40f脱开。因此，将克服卡紧弹簧47的弹性力而径向向外推动闩锁部件45，这样，阀座部件40从闩锁部件45上释放。这使得阀座部件40能够通过压缩弹簧43的弹性力而向后退回预定量，且第二负压阀座40b与阀部件31接触，以使该阀部件后退，从而使大气阀31b与大气阀座21b分离。当啮合部分40d的后端与保持和矩形孔8i的后端表面接触的键部件22啮合时，将限制阀座部件40相对于阀活塞8的后退。因此，使得可变压力腔室6强行和快速地与大气连通，从而将比正常制动时更大的推进力输出至输出部件14上，因此从主缸传送更高的压力。随着输出功率增加，反应部件17局部进入反应力孔8d中，以便通过抵靠部件19向回推动柱塞21。因此，大气阀座21b与大气阀31b接触，以便阻塞大气空气流入，从而能够确定在紧急制动时的输出功率。

如前所述，大气空气能够在不经过消音器27和毫不延迟的情况下进入阀活塞8中，因此，在紧急制动时，能够在较高响应性的情况下输出较大制动力。

当释放制动踏板25时，压缩弹簧38的弹性力使得柱塞21相对于阀活塞8和阀部件31向后运动。阀部件31与第一负压阀座8k分离，以使可变压力腔室6与恒压腔室5连通。因此，输出功率降低，以使阀活塞8能够通过复位弹簧16的弹性力而向后运动。当阀活塞8通过复位弹簧16的弹性力而后退时，在键部件22与后部壳体3的凸出部分3a的台阶形内表面接触之后，已经在啮合部分40d的后端处与键部件22接触的阀座部件40相对于阀活塞8前进。这使得啮合凸起40f的前端表面与爪部分45a的端表面啮合。因此，将克服卡紧弹簧47的弹性力进行向外推动闩锁部件45，以允许爪部分45a通过，且在通过后，闩锁部件45通过卡紧弹簧47的弹性力返回，以使爪部分45与啮合凸起40f啮合，从而将阀座部件40锁住在正常位置。

在前述实施例中，因为连通设置60由多个第一连通孔55和多个第二连通孔57构成，第一连通孔55沿周向设置在环绕消音器27设置的圆筒形部件51d上，第二连通孔57沿周向设置在可滑动地插入圆筒形部件51d中的旁通阀部件56上，且因为第一连通孔55能够根据输入部件20相对于阀活塞8的位移量而可变地与第二连通孔57连通，因此，根据输入部件20相对于阀活塞8的位移量而变化的连通设置60的通路面积，能够通过任意设置连通通道55、57的尺寸、形状、数目等而任意设置，从而能够设置所希望的提高响应性特性。

在前述实施例中，因为布置在沿周向相对于阀活塞8定位的圆筒形部件51中的内部肋(位置限制部分)51f防止操作部件70沿周向方向旋转，且因为引导孔70a允许输入部件20摇摆，因此能够可靠和稳定地通过操纵制动踏板25使得输入杆23进行摇摆运动。因此，能够在很长时间内稳定地进行第一负压阀31a和大气阀31b的打开/关闭操作，并因此能够稳定地维持制动性能。

特别是，因为旁通阀部件56可通过操作部件70滑动，该操作部件70根据输入部件20相对于阀活塞8的位移量操作，并且因为操作部件70可与输入部件20一起沿轴向方向运动，但是可沿摇摆运动方向相对于输入部件20运动，因此，能够可靠和稳定地通过操纵制动踏板25而使输入部件20进行摇摆运动。因此，能够在很长时间内稳定地进行第一负压阀31a和大气阀31b的打开/关闭操作。

尽管在前述实施例中介绍了具有紧急制动功能的负压式助力器装置，该紧急制动功能能够通过在紧急制动时改变突变特性而输出比在正常制动时更大的制动力，但是紧急制动功能并不是在实施本发明时所必须的，本发明当然可应用于没有紧急制动功能的负压式助力器装置。在变化形式中，图2中所示的第一负压阀座8k和第一负压阀31a用作在没有紧急制动功能的负压式助力器装置中的负压阀座和负压阀，而图2中所示的大气阀座21b和大气阀31b用作在没有紧急制动功能的负压式助力器装置中的大气阀座和大气阀。

尽管在前述实施例中，介绍了构成连通设置60的第一连通通道55和第二流体通道57由多个沿周向设置的圆孔组成时的实例，但是连通通道55、57的尺寸、形状、数目等可以根据如何结合输入部件20相对于阀活塞8的相对位移来控制连通设置60的通路面积而任意设置。

Claims (11)

1.一种负压式助力器装置包括：

助力器壳体(1)，可运动地支承将助力器壳体(1)的内部分隔成可变压力腔室(6)和恒压腔室(5)的分隔部件(4)；

阀活塞(8)，在其基部(8a)处固定到分隔部件(4)上，并具有形成于其上的负压阀座(8k)，用于使可变压力腔室(6)与恒压腔室(5)有选择地连通；

输出杆(14)，连接到阀活塞(8)上；

反应部件(17)，用于根据在可变压力腔室(6)和恒压腔室(5)之间的压力差而将分隔部件(4)的输出从阀活塞(8)传递到输出杆(14)；

柱塞(21)，与反应部件(17)可操作连接，并具有形成于其上的大气阀座(21b)；

输入杆(23)，连接到柱塞(21)上，用于当输入杆(23)通过制动踏板(25)轴向运动时轴向运动柱塞(21)；

阀部件(31)，其上形成有负压阀(31a)和大气阀(31b)，负压阀(31a)可与阀活塞(8)的负压阀座(8k)接触，用于使得可变压力腔室(6)与恒压腔室(5)有选择地连通，大气阀(31b)可与柱塞(21)的大气阀座(21b)接触，用于使得可变压力腔室(6)与大气有选择地连通；以及

消音器(27)，布置在用于引导大气空气到大气阀(31b)的通道(52)中；

其中，直接与大气连通的副通道(53)形成于阀活塞(8)的内表面和消音器(27)的外表面之间，以及

其中，还提供有连通设置(60)，当输入杆(23)相对于阀活塞(8)前进超过预定距离时，用于允许大气空气在不经过消音器(27)的情况下从副通道(53)进入可变压力腔室(6)。

2.根据权利要求1所述的负压式助力器装置，其中连通设置(60)具有通路面积，当输入杆(23)相对于阀活塞(8)前进超过预定距离时，控制该面积根据输入杆(23)的运动量而变化。

3.根据权利要求2所述的负压式助力器装置，其中圆筒形部件(51)插入阀活塞(8)中，以便在阀活塞(8)的滑动圆筒形部分(8b)的内表面和消音器(27)的外表面之间形成副通道(53)，并且其中连通设置(60)包括：

第一连通孔(55)，布置在圆筒形部件(51)上；

旁通阀部件(56)，可滑动地插入圆筒形部件(51)内；

第二连通孔(57)，布置在旁通阀部件(56)上，并能够根据输入杆(23)相对于阀活塞(8)的位移而可变地与第一连通孔(55)连通；以及

机构(58、70)，用于在圆筒形部件(51)和旁通阀部件(56)之间与输入杆的轴向运动结合中产生相对位移。

4.根据权利要求3所述的负压式助力器装置，其中机构(58、70)包括：

促动部件(58)，用于促动旁通阀部件(56)就位，以便使得第二连通孔(57)保持不与第一连通孔(55)连通；以及

操作部件(70)，可根据输入杆(23)相对于阀活塞(8)的位移操作，用于使旁通阀部件(56)对着促动部件(58)滑动。

5.根据权利要求4所述的负压式助力器装置，其中操作部件(70)可沿轴向方向与输入杆(23)一起运动，但是沿输入杆(23)的摇摆运动方向相对于输入杆(23)运动。

6.根据权利要求5所述的负压式助力器装置，其中操作部件(70)使操作部分(70b)沿与第一直径方向垂直的第二直径方向从输入杆(23)径向延伸，其中在操作制动踏板(25)时输入杆(23)摇摆，用于当输入杆(23)相对于阀活塞(8)运动超过预定距离时，对着促动部件(58)向前推动旁通阀部件(56)，以使第二连通孔(57)与第一连通孔(55)连通。

7.根据权利要求4至6中任意一项所述的负压式助力器装置，其中操作部件(70)中形成有引导孔(70a)，该引导孔沿第一直径方向伸长，用于允许穿过引导孔(70a)的输入杆(23)沿第一直径方向摇摆，但是限制操作部件(70)沿与第一直径方向垂直的第二直径方向相对于输入杆(23)的运动。

8.根据权利要求3至7中任意一项所述的负压式助力器装置，其中：

安放入阀活塞(8)的内表面中的圆筒形部件(51)沿周向方向相对于阀活塞(8)定位；以及

圆筒形部件(51)提供有位置限制部分(51f)，用于防止操作部件(70)沿它的周向方向相对于阀活塞(8)旋转。

9.根据权利要求8所述的负压式助力器装置，其中位置限制部分包括一对沿第二直径方向从圆筒形部件(51)的内表面径向向内延伸的内部肋(51f)，以便使操作部件(70)的操作部分(70b)沿第一直径方向放在它们之间。

10.根据权利要求3至9中任意一项所述的负压式助力器装置，其中：

包括第一连通孔的多个第一连通孔(55)沿周向方向分布在圆筒形部件(51)上；以及

包括第二连通孔的多个第二连通孔(57)沿周向方向以与第一连通孔(55)相同的角相位分布在旁通阀部件(56)上。

11.根据权利要求1至10中任意一项所述的负压式助力器装置，其中过滤器元件(54)布置在副通道(53)中，且过滤器元件(54)的空气通路阻力小于消音器(27)。

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