JP2002211385A

JP2002211385A - 気圧式倍力装置および気圧式倍力装置用エジェクタ

Info

Publication number: JP2002211385A
Application number: JP2001012460A
Authority: JP
Inventors: Junichi Ikeda; 純一池田; Hiromi Ando; 博美安藤; Atsuya Koshu; 敦哉甲州
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 2001-01-19
Filing date: 2001-01-19
Publication date: 2002-07-31
Also published as: US6625981B2; US20020109401A1; DE10201853A1; DE10201853B4

Abstract

(57)【要約】【課題】気圧式倍力装置において、エジェクタの作動
を適切に制御して、負圧室に安定した負圧を供給すると
ともに、エンジンの空燃比への影響を軽減する。【解決手段】エンジン19の吸気管22に管路21を介して
倍力装置本体16の負圧室を接続する。エジェクタ17の空
気出口27を制御弁18を介して吸気管22に接続し、空気入
口25をエアクリーナ32に接続し、負圧取出口30を倍力装
置本体16の負圧室に接続する。倍力装置本体16の負圧を
管路46を介して制御弁18の制御室42に導入して、制御ピ
ストン41に作用させる。負圧が不足の場合、制御ピスト
ン41が制御弁18を開弁させて、エジェクタ17から負圧が
供給される。負圧が充分の場合、制御ピストン41が制御
弁18を閉弁させて、エジェクタ17の作動を停止し、エン
ジン19の空燃比への影響を軽減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の車両の制動
装置に装着される気圧式倍力装置および気圧式倍力装置
用エジェクタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、自動車の制動装置において
は、制動力高めるために気圧式倍力装置が設けられてい
る。この気圧式倍力装置は、エンジンの吸気負圧を負圧
室に導入して、大気圧との差圧によってパワーピストン
に推力を発生させて制動装置の操作力を補助している。

【０００３】この種の気圧式倍力装置は、エンジンの吸
気負圧を利用するため、冷間始動直後等、エンジンの吸
気負圧が小さい運転状態においては、充分な負圧(真空
度)が得られず、サーボ力が低下する場合がある。そこ
で、従来、エジェクタを利用して、負圧室に導入される
負圧を高めるようにした、気圧式倍力装置が提案されて
いる(特開昭59‐50894号および特開昭60-29366号公報参
照)。

【０００４】従来のエジェクタの構造の一例について、
図18を参照して説明する。図18に示すように、エジェク
タ1は、入口側にテーパ部2Aを形成した直管ノズル2の下
流側に、入口および出口側にテーパ部3A、3Bを形成した
直管ディフューザ3を配置して、これらの間に吸引口4を
形成し、吸引口4に負圧取出口5を連通させたものであ
る。この構成により、ノズル2の入口からディフューザ3
の出口に向って気体を流すことによって、吸引口4に負
圧を発生させ、この負圧によって負圧取出口5から流体
を吸引する。

【０００５】次に、エジェクタ1を利用した従来の気圧
式倍力装置の一例について、図19を参照して説明する。
図19に示すように、気圧式倍力装置6では、エンジン7の
吸気管8におけるスロットルバルブ9の下流側にエジェク
タ1の出口が接続され、さらに、逆止弁10、11を介して
倍力装置本体の負圧室12が接続されているまた、スロッ
トルバルブ9の上流側にエジェクタ1の入口が接続され、
エジェクタ1の負圧取出口5に逆止弁11を介して負圧室12
が接続されている。なお、図中、符号13はエアフィル
タ、14はマフラを示す。

【０００６】このように構成したことにより、エンジン
7の吸気管8内の負圧が負圧室12内の負圧よりも充分高い
場合には、逆止弁10、11を介して、吸気管8の負圧が負
圧室12に直接導入される。また、負圧室12の負圧が高ま
り、吸気管8の負圧が充分でなくなると、エジェクタ1を
介してスロットルバルブ9をバイパスする空気の流れに
よって、負圧が高められ、その負圧が負圧取出口5から
逆止弁11を介して負圧室12に導入される。このようにし
て、吸気管8の負圧が低い場合でも、エジェクタ1によっ
て高い負圧を発生させて負圧室12に供給することができ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のエジェクタ1を利用した気圧式倍力装置6では、次の
ような問題がある。負圧室12内の負圧が高い状態では、
常時、エジェクタ1を介して吸気管8のスロットルバルブ
9の下流側に空気が供給されることになるので、空燃比
が変化して適切なエンジン制御を阻害する原因となる。
また、常時、エンジン吸気負圧によってエジェクタ8を
作動させるので、エンジン停止時には、負圧を発生させ
ることができず、サーボ力が低下する。

【０００８】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、運転状況に応じてエジェクタの作動を適切に制
御して、負圧室に常に安定した負圧を供給することがで
きる気圧式倍力装置およびこれに利用するエジェクタを
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項1に係る発明は、エンジンの吸気管の負圧
を倍力装置本体の負圧室に導入してサーボ力を得る気圧
式倍力装置において、エジェクタおよび制御バルブを設
け、前記エジェクタの空気出口を前記制御バルブを介し
て前記吸気管に接続し、空気入口を大気に開放し、負圧
取出口を前記負圧室に接続し、前記制御バルブが、前記
負圧室の負圧に応答して、負圧が所定負圧に到達しない
とき開弁し、所定負圧に到達したとき閉弁することを特
徴とする。このように構成したことにより、倍力装置本
体の負圧室が所定負圧に達するまでは、制御バルブが開
弁し、吸気管の負圧によってエジェクタが作動して、負
圧取出口から負圧室に負圧が供給され、負圧室が所定負
圧に達すると、制御弁が閉じ、エジェクタの作動が停止
されて、吸気管から負圧室に直接負圧が供給される。請
求項2に係る発明は、エンジンの吸気管の負圧を倍力装
置本体の負圧室に導入してサーボ力を得る気圧式倍力装
置において、エジェクタおよび加圧空気源を設け、前記
エジェクタの空気出口を大気に開放し、空気入口に開閉
弁を介して前記加圧空気源を接続し、負圧取出口を前記
負圧室に接続し、前記負圧室内の負圧に基づいて、負圧
が所定負圧に到達しないとき、前記開閉弁を開き、負圧
が所定負圧に到達したとき、前記開閉弁を閉じることを
特徴とする。このように構成したことにより、倍力装置
本体の負圧室が所定負圧に達しないとき、開閉弁が開
き、加圧空気源からエジェクタの空気入口に加圧空気を
供給して、エジェクタを作動させ、負圧取出口から負圧
室へ負圧を供給し、負圧室が所定負圧に達すると、開閉
弁が閉じて、エジェクタの作動が停止し、吸気管から負
圧室に直接負圧が供給される。また、請求項3に係る発
明は、ノズルの下流側にディフューザを配置し、これら
の間に吸引口を配置した気圧式倍力装置用エジェクタに
おいて、前記ノズルと前記ディフューザとが、ほぼ単一
のラバールノズルを形成するように構成されていること
を特徴とする。このように構成したことにより、低い作
動負圧によって高い出力負圧を得ることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。本発明の第1実施形態につい
て、図1ないし図4を参照して説明する。図1に示すよう
に、気圧式倍力装置15は、倍力装置本体16と、エジェク
タ17と、エジェクタ17の出口に設けられた制御バルブ18
とを備え、エンジン19の吸気装置を負圧源とするもので
ある。

【００１１】倍力装置本体16は、パワーピストンによっ
て画成された負圧室と変圧室とを備え、ブレーキペダル
等に連結された入力ロッド20への入力(ブレーキ操作力)
によって、変圧室に大気を導入し、負圧室と変圧室との
間に生じる差圧によってパワーピストンに推力を発生さ
せて、ブレーキ操作力にサーボ力を付与するものであ
る。倍力装置本体16の負圧室は、管路21を介してエンジ
ン19の吸気管22におけるスロットルバルブ23の下流側に
接続されている。管路21には、その吸気管22側から倍力
装置本体16側への空気の流れのみを許容する逆止弁24が
設けられている。

【００１２】エジェクタ17は、空気入口25側に配置され
たノズル26と、空気出口27側に配置されたディフューザ
28とを組合せ、これらの間に吸引口29を形成し、吸引口
29に負圧取出口30を連通させたものである。そして、空
気入口25側のノズル26から空気出口27側のディフューザ
28に向って空気を流すことによって、吸引口29に負圧を
発生させ、この負圧によって負圧出力口30から空気を吸
引するようになっている。

【００１３】エジェクタ17の空気入口25は、吸気管22の
上流部に取付けられたエアクリーナ32に管路31を介して
接続されて大気に開放されている。空気出口27は、制御
バルブ18を介して吸気管22のスロットルバルブ23の下流
側に接続されている。また、負圧取出口30は、管路33を
介して倍力装置本体16の負圧室に接続されている。管路
33には、その負圧取出口30側から倍力装置本体16の負圧
室側への空気の流れのみを許容する逆止弁34が設けられ
ている。

【００１４】制御バルブ18は、エジェクタ17の空気出口
27に接続される入口ポート35および管路21に接続される
出口ポート36が連通された弁室37を備え、弁室37内に弁
体38が設けられている。そして、入口ポート35に形成さ
れた弁座39に弁体38を離着座させることによって、入
口、出口ポート35、36間を連通、遮断するようになって
いる。

【００１５】また、制御バルブ18は、シリンダ40を備
え、シリンダ40内に制御ピストン41が摺動可能に嵌装さ
れている。制御ピストン41の一端側のシリンダ40内に
は、制御室42が画成され、制御ピストン41の他端側は大
気に開放されている。制御ピストン41は、連結ロッド43
によって弁体38に連結されている。制御ピストン41は、
制御室42内に設けられた制御ばね44によって大気側へ付
勢されており、通常は、ストッパ45に当接する後退位置
に配置されている。

【００１６】制御ピストン41が後退位置にあるとき、弁
体38は弁座39から離座されて入口、出口ポート35、36間
が連通され、また、制御ピストン41が制御ばね44のばね
力に抗して移動することにより、弁体38が弁座39に着座
して入口、出口ポート35、36間を遮断する。そして、弁
体38が弁座39に着座した状態においては、入口ポート36
側の負圧が弁体38を閉弁方向に作用するようになってい
る。

【００１７】制御室42は、管路46を介して倍力装置本体
16の負圧室に接続されており、負圧室が所定負圧に達し
ない状態では、管路46を介して制御室42に導入される負
圧(真空度)が低く、制御ピストン41が制御ばね44のばね
力によって後退位置に移動して弁体38が弁座39から離座
する。そして、負圧室が所定負圧に達すると、管路46を
介して制御室に42に導入される負圧によって、制御ピス
トン41が制御ばね44のばね力に抗して左方へ移動して弁
体38が弁座39に着座するようになっている。

【００１８】以上のように構成した本実施形態の作用に
ついて次に説明する。エンジン19の吸気管22の負圧が管
路21を介して倍力装置本体16の負圧室に導入される。エ
ンジン19の始動直後等、倍力装置本体16の負圧室の負圧
が低い場合は、制御バルブ18の制御ピストン41が制御ば
ね44のばね力によって後退されており、弁体38が弁座39
から離座して入口、出口ポート35、36間を開いている
(図2(a)参照)。この状態では、エンジン19の吸気管22の
負圧によって、管路31および21を介してエジェクタ17の
空気入口25から空気出口27へ空気が流れ、吸引口29に負
圧が生じる。この負圧が負圧取出口30から管路33を介し
て倍力装置本体16の負圧室に導入される。このとき、エ
ジェクタ17の効果によって、負圧取出口30には高い負圧
が生じるので、エンジン始動直後等、吸気管22の負圧が
低い場合でも、倍力装置本体16に高い負圧を供給するこ
とができ、サーボ力の不足を解消することができる。

【００１９】倍力装置本体16の負圧室の負圧が高まり、
所定負圧に達すると、管路46を介して制御室に42に導入
される負圧によって、制御ピストン41が制御ばね44のば
ね力に抗して左方へ移動して弁体38が弁座39に着座し
て、入口、出口ポート35、36間を遮断する(図2(b)参
照)。これにより、エジェクタ17の作動が停止して、管
路21のみを介して倍力装置本体16に負圧が供給される。
このようにして、倍力装置本体16の負圧室の負圧が充分
高い場合には、エジェクタ17の作動を停止することによ
り、エジェクタ17を介してスロットルバルブ23をバイパ
スする吸気流を遮断することができ、空燃比への影響を
最小限にすることができる。

【００２０】ブレーキ装置の作動により、倍力装置本体
16の負圧室の負圧が低下すると、管路46を介して制御室
42に導入される負圧が低下して、制御ばね44のばね力に
よって制御ピストン41が右方へ移動される。このとき、
弁体38が弁座39に着座した状態では、入口ポート36の負
圧が弁体38の閉弁方向に作用するので、吸気管22の負圧
によって弁体38が閉弁方向に引張られるため、制御室42
内の負圧が閉弁時の設定圧よりも低くならなければ弁体
38は開弁しない(図2(c)参照)。このようにして、弁体38
が閉弁してエジェクタ17の作動を停止した後は、負圧室
の負圧の低下によるエジェクタ17の作動の再開を遅らせ
ることができ、エジェクタ17の作動タイミングを最適化
して、空燃比への影響を最小限にすることができる。

【００２１】なお、上記実施形態では、制御ピストン41
は、カップシールを用いたものとしているが、ダイヤフ
ラム式ピストンとすることもできる。

【００２２】次に、上記実施形態の気圧式倍力装置のよ
り具体的な構成を示す実施形態について図3および図4を
参照して説明する。なお、上記実施形態のものに対応す
る部分には同一の符号を付して説明する。

【００２３】図3および図4に示すように、本実施形態の
気圧式倍力装置15では、エジェクタ17と制御バルブ18と
が一体的に構成されて、倍力装置本体16に取付けられた
マスタシリンダ47の側部に配置され、倍力装置本体16の
前面に取付けてられている。なお、図中、符号48はリザ
ーブタンクを示す。この構成により、気圧式倍力装置15
の小型化を図ることができる。

【００２４】次に、本発明の第2実施形態について図5を
参照して説明する。なお、図5は本実施形態の気圧式倍
力装置の概略構成を示すブロック図であるが、上記第1
実施形態のものと同様の構成要素については、同一の符
号を付して説明する。

【００２５】図5に示すように、本実施形態の気圧式倍
力装置49では、倍力装置本体16の負圧室は、逆止弁50を
介してエンジン19の吸気管22におけるスロットルバルブ
23の下流側に接続されている。逆止弁50は、負圧室側か
ら吸気管22側への空気の流れのみを許容するものであ
る。また、倍力装置本体16の負圧室は、逆止弁51を介し
てエジェクタ17の負圧取出口30に接続されている。逆止
弁51は、負圧室側から負圧取出口30側への空気の流れの
みを許容するものである。

【００２６】エジェクタ17の入口は、電磁式開閉弁52を
介して、エアサスペンション装置53の加圧空気源である
エアタンク54に接続され、エアタンク54にはコンプレッ
サ55が接続されている。また、エジェクタ17の空気出口
27は、大気に開放されている。

【００２７】エアサスペンション装置53は、エアコンプ
レッサ55によって加圧された圧縮エアをエアタンクに蓄
圧し、電磁式給排バルブを介して、各車輪に設けられた
エアスプリング等の空気圧作動系56に給排することによ
り、車高調整、車体の姿勢制御等を行なうものである。

【００２８】倍力装置本体16には、負圧室の圧力を検出
する圧力センサ57が設けられている。そして、圧力セン
サ57の検出圧力に基づいて、コントローラ58によって、
電磁式開閉弁52の開閉を制御する。コントローラ58は、
圧力センサ57の検出圧力が所定圧力未満の場合は、電磁
式開閉弁52を開き、所定圧力に達すると、電磁式開閉弁
52を閉じる。

【００２９】以上のように構成した本実施形態の作用に
ついて次に説明する。通常は、倍力装置本体16の負圧室
の負圧(真空度)が充分高い状態では、コントローラ58に
よって、電磁式開閉弁52が閉じられ、エジェクタ17が作
動せず、エンジン19の吸気管22の負圧が逆止弁50を介し
て倍力装置本体16の負圧室に導入されて、負圧室の負圧
状態が維持される。

【００３０】制動の繰返し等によって、倍力装置本体16
の負圧室の負圧が不足した場合、あるいは、始動直後
等、エンジン19の運転状態によって充分な吸気負圧が得
られず、負圧室の負圧が不足した場合、圧力センサ57に
よって負圧室の負圧の低下を検知して、コントローラ58
が電磁式開閉弁52を開く。電磁式開閉弁52が開くと、エ
アタンク54の圧縮エアがエジェクタ17の空気入口25に供
給され、エジェクタ17の空気入口25から空気出口27への
空気が流れて、負圧取出口30に高い負圧が生じる。この
負圧が逆止弁51を介して倍力装置本体16の負圧室に導入
される。このようにして、倍力装置本体16の負圧室の負
圧が不足した場合、電磁式開閉弁52を開いてエアタンク
54の圧縮エアを供給してエジェクタ17を作動させること
により、倍力装置本体16の負圧室に充分な負圧を供給す
ることができるので、常に安定したサーボ力を得ること
ができる。

【００３１】この場合、エアコンプレッサ55の駆動源と
して、エンジン19とは別の電動機等を設けることによ
り、エンジン停止中においても、エアコンプレッサ55を
起動させることによって、倍力装置本体16に負圧を供給
することができる。

【００３２】上記実施形態では、エジェクタ17の加圧空
気源として、エアサスペンション装置53のエアタンク54
およびエアコンプレッサ55を利用しているが、本発明
は、これに限らず、安定して加圧空気を供給できる圧力
源であれば、他の加圧空気源を利用することもできる。

【００３３】次に、気圧式倍力装置に利用することがで
き、高い負圧を得ることができるエジェクタについて図
6ないし図17を参照して説明する。図6および図9に示す
ように、エジェクタ59は、エジェクタ本体60とバックプ
レート61とをシールプレート62を挟んで一体に結合させ
た構成となっている。

【００３４】エジェクタ本体60のバックプレート61との
平坦な接合面には、ノズル63、ディフューザ64、これら
の間に配置された一対の吸引口65および一方の吸引口65
に連通する負圧通路66を形成する平板状の凹部が形成さ
れている。また、その背面側には、ノズル63の入口67に
連通するフィルフィルタ室68およびディフューザ64の出
口69に連通する吸気管接続口70が形成されている。これ
らの各要素を含むエジェクタ本体60は、合成樹脂の射出
成形によって一体成形することができる。フィルタ室68
の開口部には、フィルタ要素71が取付けられて、多孔板
72によって固定されている。

【００３５】バックプレート61のエジェクタ本体60との
接合面には、一対の吸引口65を互いに連通させる連通路
73を形成する凹部が形成されている。さらに、バックプ
レート61には、吸気管接続口70に連通されるブースタ接
続口74および負圧通路66に連通され、これをブースタ接
続口74に連通させる負圧取出口66A(図10参照)が形成さ
れている。これらの各要素を含むバックプレート61は、
合成樹脂の射出成形によって一体成形することができ
る。

【００３６】シールプレート62は、図8および図9に示す
ように、薄板状のばね部材75の両面に薄いゴムまたは軟
質樹脂の被覆76を密着させた構造であり、ブースタ接続
口74および負圧取出口66Aに配置される逆止弁77、78の
円板状の弁体79、80を形成するための円弧状の溝81、82
および吸引口65と連通路73とを連通させるための一対の
孔83が打ち抜かれている。逆止弁77は、弁体79をバック
プレート61側に形成された弁座84に着座させて、ブース
タ接続口74側から吸気管接続口70側への空気の流れのみ
を許容する。逆止弁78は、弁体80をバックプレート61側
に形成された弁座(図示せず)に着座させて、負圧取出口
66A側から負圧通路66側への空気の流れのみを許容す
る。

【００３７】図10に示すように、エジェクタ59は、吸気
管接続口70がエンジン85の吸気管のスロットルバルブ86
の下流側に接続され、ブースタ接続口74が倍力装置本体
の負圧室87に接続されて気圧式倍力装置に装着される。

【００３８】次に、エジェクタ59のノズル63およびディ
フューザ64の形状について説明する。図11に示すよう
に、ノズル63とディフューザ64とは、滑らかに縮小され
たされた入口と、ゆるい広がり角度の拡大出口とを有す
る単一のいわゆるラバールノズルを構成するように、互
いに接続、配置する。図に示す矩形断面の2次元ノズル
では、拡大部の広がり角θは、5〜10度とするが、円形
断面の同軸3次元ノズルとする場合には、断面積変化率
も考慮して、3〜6度程度に広がり角θを小さくする。入
口の縮小部は、損失を小さくするため、滑らかな曲線と
する(円弧でもよい)。ノズルの最も狭いスロート部は、
縮小入口と拡大出口とを滑らかに接続する曲線とする。
‐200mmHg程度の作動負圧で、高い吸引負圧を得るた
め、吸引口65の開口部は、スロート部からスロート幅
(直径)ｄの2〜3倍程度下流に配置する。なお、図示の例
では、拡大出口を直線状としているが、下流側が風洞の
ように矩形断面の直管に接続される場合で、全断面にお
いてほぼ一様な流速が必要なときは、ゆるい変化の曲線
状として、断面変化率の急激な変化を避けるとよい。

【００３９】以上のように構成した本実施形態の作用に
ついて次に説明する。エンジン85の吸気負圧が負圧室87
内の負圧よりも充分高い場合には、逆止弁77を介して、
吸気負圧が負圧室87に直接導入される。また、負圧室87
の負圧に対して、エンジンの吸気負圧が不充分でなる場
合、吸気負圧によってエジェクタの入口から空気が導入
され、出口へ向って流れる。この空気の流れによって、
吸引口に高い負圧が発生し、この負圧が逆止弁78を介し
て負圧室87に導入される。このようにして、エンジン85
の吸気負圧が低い場合でも、エジェクタ59によって高い
負圧を発生させて負圧室87に導入することができる。

【００４０】エジェクタ本体60とバックプレート61とを
シールプレート62を介して結合させる構造としたことに
より、エジェクタ本体60およびバックプレート61を樹脂
の射出成形によって容易に高精度に製造することができ
る。フィルタ要素71および逆止弁77、78を一体に組込む
ことができ、小型化を図ることができる。薄いゴムまた
は軟質樹脂の被覆76を両面い密着させた構造のシールプ
レート62を用いたことにより、エジェクタ本体60とバッ
クプレート61との接合部を確実にシールすることができ
る。

【００４１】なお、上記実施形態では、フィルタ要素を
エジェクタに収容する構造としているが、フィルタ要素
を省略して、エジェクタの入口側をエンジン吸気装置の
エアフィルタに接続するようにしてもよい。

【００４２】ノズル63およびディフューザ64によって、
単一のラバールノズルを形成したことにより、次のよう
な結果を得ることができる。図12に示すように、空気入
口を大気圧(760mmHg)として、空気出口の圧力を徐々に
下げると、ノズル内の静圧は、初期出口圧が−100mmHg
(絶対圧660mmHg)以下の作動圧では、図11中、破線で
示すように、スロート部で最も低くなる。作動負圧‐10
0mmHg程度でスロート部の流速が音速に達し、スロート
部静圧は、ほぼ‐360mmHg(絶対圧400mmHg)まで到達す
る。ただし、このときのスロート部の音速は、静止大気
中の340m／sではなく、断熱膨張による温度低下によっ
て1割ほど低下する。

【００４３】さらに、作動負圧を下げても、スロート部
の静圧、マッハ数、通過質量流量は変化しないが、、図
12中、実線で示すように、拡大管部では、さらに静圧
の低下およびマッハ数の増大が起こり、拡大管の途中に
垂直衝撃波が発生する。このとき、最低静圧は、垂直衝
撃波の直前で得られ、衝撃波面で急激に静圧が上昇し、
マッハ数が低下し、さらに後方では静圧が出口圧まで徐
々に回復する。垂直衝撃波の発生位置は、作動負圧をさ
らに低圧とすると、図12中、一点鎖線で示すように、
後方へ移動し、最低静圧はさらに低圧となり、マッハ数
も増大する。

【００４４】スロート幅(直径)ｄに対する広がり角θ、
スロート部面積に対する拡大管部断面積の拡大率など、
影響する要因は多いが、図示の2次元ノズルで、スロー
ト幅0.5mm〜1.0mm、スロート部高さがスロート幅の2〜4
倍、広がり角θが5〜10度程度の範囲では、作動負圧‐2
00mmHg(絶対圧560mmHg)で垂直衝撃波は、スロート部か
らスロート幅ｄの2〜3倍程度後方の位置に発生し、最低
静圧は、‐500mmHg(絶対圧260mmHg)程度、マッハ数1.3
程度が得られる。この大きな負圧を有効に利用できるよ
うに、エジェクタの吸引口を配置することにより、大き
な負圧を得ることができる。

【００４５】図示の例において、スロート幅0.6mm、ス
ロート高さ2.0mm、広がり角7.5度、スロート部から0.8
〜2.0mmの範囲に吸引口の開口部を配置した2次元エジェ
クタによる作動負圧に対する到達真空度の変化を図13に
示し、また、2リットルの真空室を大気圧から減圧する
ときのタンク圧の変化を図14に示す。この場合、作動負
圧‐200mmHg(絶対圧560mmHg)において、‐430mmHg(絶対
圧330mmHg)の高い負圧を得ることができ、また、2リッ
トルの真空室を‐300mmHgで吸引したとき、約20秒で‐4
00mmHgまで吸引する排気速度が得られた。

【００４６】なお、上記実施形態では、一対の吸引口を
左右対称位置に配置しているが、上述のように、最低静
圧が得られる位置は、作動負圧によって移動するため、
図15に示すように、吸引口65を軸方向に沿って複数配置
し、逆止弁88、89を設けることにより、作動負圧に応じ
て吸引口65を選択することにより、広い範囲の作動負圧
において、大きな負圧を得ることができる。この場合、
図16に示すように、左右の吸引口65を軸方向にオフセッ
トして配置するようにしてもよい。

【００４７】ノズル63から噴出した超音速流は、吸引口
65を通過する際に若干広がる傾向があり、また、吸引口
65から流量が追加されるので、図17に示すように、吸引
口65の下流側のディフューザ64をδだけやや幅広(大径)
とすることにより、空気の流れを円滑することができ、
特に、大流量域において性能の向上が期待できる。な
お、図17の例では、空気の流れを円滑にすべく、吸引口
の開口部と下流側のディフューザとの接合部を滑らかな
円弧状に形成している。

【００４８】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項1の発明に
係る気圧式倍力装置によれば、エジェクタおよび制御バ
ルブを設けて、倍力装置本体の負圧室が所定負圧に達す
るまでは、エジェクタが作動して、負圧取出口から負圧
室に負圧が供給され、負圧室が所定負圧に達すると、エ
ジェクタの作動が停止されて、吸気管から負圧室に直接
負圧が供給されるようにしたで、負圧室の負圧が充分高
い場合には、エジェクタの作動を停止してエンジンの空
燃比への影響を最小限にすることができる。請求項2の
発明に係る気圧式倍力装置によれば、エジェクタおよび
加圧空気源を設けて、倍力装置本体の負圧室の所定負圧
に達しないとき、加圧空気源によってエジェクタを作動
させて、負圧取出口から負圧室へ負圧を供給し、負圧室
の負圧が所定負圧に達すると、エジェクタの作動が停止
し、吸気管から負圧室に直接負圧が供給されるようにし
た、エンジンの吸気負圧が不足している場合でも、負圧
室に充分な負圧を供給することができる。また、請求項
3の発明に係る気圧式倍力装置用エジェクタによれば、
ノズルとディフューザとで、ほぼ単一のラバールノズル
を形成したことにより、低い作動負圧によって高い出力
負圧を得ることができ、安定した負圧を供給することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第1実施形態に係る気圧式倍力装置の
概略構成を示す図である。

【図２】図1の装置の制御バルブの作動を示す説明図で
ある。

【図３】図1の装置をより具体的な構成とした気圧式倍
力装置の側面図である。

【図４】図3の装置の正面図である。

【図５】本発明の第2実施形態に係る気圧式倍力装置の
ブロック図である。

【図６】本発明の第3実施形態に係る気圧式倍力装置用
エジェクタの縦断面図である。

【図７】図6の装置のエジェクタ本体の平面図である。

【図８】図6の装置のシールプレートの平面図である。

【図９】図6の装置のシールプレートの縦断面図であ
る。

【図１０】図6のエジェクタを利用した気圧式倍力装置
のブロック図である。

【図１１】図6のエジェクタのノズルおよびディフュー
ザの形状を示す図である。

【図１２】ラバールノズルによる静圧およびマッハ数の
分布を示すグラフ図である。

【図１３】図6のエジェクタによる作動負圧と到達真空
度との関係を示すグラフ図である。

【図１４】図6のエジェクタによる吸引時間と真空度と
の関係を示すグラフ図である。

【図１５】図6のエジェクタにおいて、複数の吸引口を
設けた変形例を示す図である。

【図１６】図6のエジェクタにおいて、吸引口を異なる
位置に配置した変形例を示す図である。

【図１７】図6のエジェクタにおいて、ディフューザを
広げた変形例を示す図である。

【図１８】従来のエジェクタの縦断面図である。

【図１９】従来のエジェクタを利用した気圧式倍力装置
のブロック図である。

【符号の説明】

15 気圧式倍力装置 16 倍力装置本体 17 エジェクタ 18 制御弁 19 エンジン 22 吸気管 25 空気入口) 27 空気出口 30 負圧取出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者甲州敦哉山梨県中巨摩郡▲櫛▼形町吉田1000番地トキコ株式会社山梨工場内Ｆターム(参考） 3D048 BB23 CC21 CC26 HH10 HH37 3D049 BB17 BB23 HH08 HH42 JJ01 JJ02 JJ03 JJ05 JJ06 JJ07 KK09 RR04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの吸気管の負圧を倍力装置本体
の負圧室に導入してサーボ力を得る気圧式倍力装置にお
いて、エジェクタおよび制御バルブを設け、前記エジェ
クタの空気出口を前記制御バルブを介して前記吸気管に
接続し、空気入口を大気に開放し、負圧取出口を前記負
圧室に接続し、前記制御バルブが、前記負圧室の負圧に
応答して、負圧が所定負圧に到達しないとき開弁し、所
定負圧に到達したとき閉弁することを特徴とする気圧式
倍力装置。
【請求項２】エンジンの吸気管の負圧を倍力装置本体
の負圧室に導入してサーボ力を得る気圧式倍力装置にお
いて、エジェクタおよび加圧空気源を設け、前記エジェ
クタの空気出口を大気に開放し、空気入口に開閉弁を介
して前記加圧空気源を接続し、負圧取出口を前記負圧室
に接続し、前記負圧室内の負圧に基づいて、負圧が所定
負圧に到達しないとき、前記開閉弁を開き、負圧が所定
負圧に到達したとき、前記開閉弁を閉じることを特徴と
する気圧式倍力装置。
【請求項３】ノズルの下流側にディフューザを配置
し、これらの間に吸引口を配置した気圧式倍力装置用エ
ジェクタにおいて、前記ノズルと前記ディフューザと
が、ほぼ単一のラバールノズルを形成するように構成さ
れていることを特徴とする気圧式倍力装置用エジェク
タ。