【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブレーキ倍力装置等に用いられる負圧倍力装置の技術分野に属し、特に、パワーピストンに用いられるダイヤフラムの面積を低減しかつ定圧室に負圧が導入されない状態でも所定の出力を確保できる負圧倍力装置の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、乗用車等の自動車のブレーキシステムにおいては、ブレーキ倍力装置に負圧を利用した負圧倍力装置が用いられている。このような従来の一般的な負圧倍力装置では、ブレーキペダルの通常の踏み込みによる通常ブレーキ作動時に入力軸が前進すると、この入力軸に連結されているバルブプランジャーも前進し、バルブボディに配設されている制御弁の弁体が同じくバルブボディに形成された真空弁座に着座して真空弁が閉じるとともに、バルブプランジャーに形成された大気弁座が制御弁の弁体から離れて大気弁が開き、非作動時に負圧が導入されている変圧室が通常時負圧が導入されている定圧室から遮断されかつ大気に連通される。すると、大気が開いた大気弁を通って変圧室に導入され、変圧室と定圧室との間に差圧が生じてパワーピストンが前進するので、バルブボディおよび出力軸が前進して、負圧倍力装置が入力軸の入力（つまり、ペダル踏力）を所定のサーボ比で倍力して出力する。この負圧倍力装置の出力により、マスタシリンダのピストンが前進して、マスタシリンダがマスタシリンダ圧を発生し、このマスタシリンダ圧でホイールシリンダが作動して通常ブレーキが作動する。
【０００３】
このような負圧倍力装置においては、一般にパワーピストンは、金属板等からなる環状のパワーピストン部材と環状のダイヤフラムとから構成されている。パワーピストン部材の内周側端部とダイヤフラムの内周側端部がともにバルブボディに固定されている。そして、ダイヤフラムはパワーピストン部材の背後に配置されて、その外周側端部が、例えばフロントシェルとリヤシェルとの間に挟圧支持されている。このダイヤフラムにより、フロントシェルとリヤシェル内の空間が定圧室と変圧室とに区画されている。
【０００４】
また、負圧源の非作動時や負圧源の失陥時等に定圧室に負圧が導入されていない状態で、ブレーキペダルの踏込によるブレーキ操作を行うと、前述と同様に入力軸およびバルブプランジャを介してバルブボディが前進する。このバルブボディの前進でパワーピストンも前進するため、定圧室の容積が小さくなり、定圧室の内圧が上昇する。そして、定圧室の内圧が変圧室の内圧（つまり、大気圧）より大きくなって、定圧室と変圧室との間に圧力差が生じると、この圧力差でダイヤフラムが変圧室側に大きく撓むので、パワーピストンが比較的簡単に前進し、ブレーキ力が発生するようになる（例えば、特許文献１を参照）
【特許文献１】
特開２００２−２９３２３０号公報。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このように環状のダイヤフラムの内周側端部がバルブボディに固定されるとともに、このダイヤフラムがパワーピストン部材の背後に配置された場合、ダイヤフラムの表面積が比較的大きくなり、ダイヤフラム単体のコストが比較的高いものとなっている。
近年、自動車においては、この自動車のより一層のコスト低減や省資源等の観点から、自動車の部品のコストを低減すること、および自動車の部品の材料の節約等が大きな課題として取り上げられている。本発明の属する負圧倍力装置の技術分野においても、このような課題に対応することが求められている。
【０００６】
しかしながら、前述のような表面積の比較的大きな従来のダイヤフラムを用いた負圧倍力装置では、このような課題に十分にかつ確実に対応することは難しい。 また、単純にダイヤフラムの表面積を小さくしたのでは、受圧面積が小さくなるため、負圧倍力装置の出力が小さくなってしまう。
【０００７】
更に、ダイヤフラムの表面積が小さくなると、前述のように負圧源の非作動時や負圧源の失陥時等に定圧室に負圧が導入されていない状態で、ブレーキペダルの踏込によるブレーキ操作が行われて、定圧室と変圧室との間に圧力差が生じたとき、ダイヤフラムが変圧室の方へ効果的に撓まなくなることが考えられる。このため、パワーピストンが前進し難くなり、効果的な出力つまり効果的なブレーキ力が発生できなくなってしまう。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、出力を低減することなく、ダイヤフラムの表面積を効果的に小さくしつつ、負圧源による負圧が発生されていない状態でも出力を確保できる負圧倍力装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、請求項１の発明の負圧倍力装置は、フロントシェルとリヤシェルとによって形成される空間内に対して進退自在に配設され、前記リヤシェルを気密にかつ摺動自在に貫通するバルブボディと、前記空間内を負圧が導入される定圧室と作動時に大気が導入される変圧室とに区画するパワーピストンとを少なくとも備え、作動時前記変圧室に大気が導入されることで前記パワーピストンが作動するようになっている負圧倍力装置において、前記パワーピストンが、環状のパワーピストン部材と環状のダイヤフラムとからなり、前記パワーピストン部材の内周側端部は前記バルブボディに取り付けられており、前記ダイヤフラムの内周側端部は前記パワーピストン部材に取り付けられているとともに、前記ダイヤフラムの外周側端部は前記フロントシェルおよび前記リヤシェルの少なくとも一方に取り付けられており、更に、前記定圧室の圧力が前記変圧室の圧力より大きいとき、前記定圧室の圧力を前記変圧室側に逃す弁手段が設けられていることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２の発明は、前記弁手段が、前記パワーピストン部材の内周面と前記バルブボディの外周面との間に設けられ、前記定圧室側から前記変圧室側への空気の流れを許容しかつ前記変圧室側から定圧室側への空気の流れを阻止するシール部材からなることを特徴としている。
【００１０】
更に、請求項３の発明は、前記シール部材が、通常時前記パワーピストン部材の内周面と前記バルブボディの外周面との間を気密に保持し、前記定圧室の圧力が前記変圧室の圧力より大きくなって前記バルブボディとの相対位置が変化することで前記パワーピストン部材の内周面と前記バルブボディの外周面との間の気密を解除し、前記定圧室側から前記変圧室側への空気の流れを許容するＯリングからなることを特徴としている。
更に、請求項４の発明は、前記シール部材が、前記定圧室側から前記変圧室側への空気の流れを許容しかつ前記変圧室側から定圧室側への空気の流れを阻止するリップを有するリップシールからなることを特徴としている。
【００１１】
更に、請求項５の発明は、前記弁手段が、前記パワーピストン部材と前記ダイヤフラムとの間に設けられていることを特徴としている。
更に、請求項６の発明は、前記弁手段が、前記パワーピストン部材に穿設されて前記定圧室と前記変圧室とを連通する連通孔と、通常時は前記連通孔を覆い、かつ前記定圧室の圧力が前記変圧室の圧力より大きいときは前記連通孔を開放する前記ダイヤフラムの一部とからなることを特徴としている。
【００１２】
更に、請求項７の発明は、前記弁手段が、前記ダイヤフラムに穿設されて前記定圧室と前記変圧室とを連通する連通孔と、通常時は前記連通孔を覆い、かつ前記定圧室の圧力が前記変圧室の圧力より大きいときは前記ダイヤフラムが撓むことで前記連通孔を開放する前記パワーピストン部材の一部とからなることを特徴としている。
【００１３】
【作用】
このように構成された請求項１の発明の負圧倍力装置においては、ダイヤフラムの内周側端部がパワーピストン部材に取り付けられているので、ダイヤフラムの内周側端部とバルブボディの外周面との間の領域には、ダイヤフラムが設けられない。したがって、ダイヤフラムの表面積が従来の負圧倍力装置におけるダイヤフラムの表面積に比べて小さくなる。これにより、必要以上に大きなダイヤフラムを用いる必要がなくなり、コストが低減する。
【００１４】
また、負圧源の非作動時や負圧源の失陥時等の定圧室に負圧が導入されていない状態で、ブレーキペダル踏込によるブレーキ操作が行われ、定圧室の内圧が上昇して変圧室の内圧より大きくなっても、弁手段により、上昇した定圧室の内圧が変圧室へ逃げることで、定圧室の内圧が小さくなる。これにより、パワーピストンが前進可能となり、前述の状態においても、ブレーキ操作が行われると、それに応じた出力を得ることが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明に係る負圧倍力装置の実施の形態の一例を非作動状態で示す断面図ある。なお、以下の説明において、「前」および「後」はそれぞれ図において「左」および「右」を示す。
【００１６】
図１に示すように、この実施例の負圧倍力装置１は、例えばバヨネット結合等の結合方法により互いに結合されたフロントシェル２とリヤシェル３とを備えている。バルブボディ４がリヤシェル３に気密にかつ摺動自在に貫通して設けられており、このバルブボディ４の先端部には、板状部材からなるパワーピストン部材５が取り付けられている。その場合、パワーピストン部材５の中心の筒状部５ａがバルブボディ４にＯリング６により気密に嵌合されている。
【００１７】
そして、図２に示すようにパワーピストン部材５に連続する径方向部分５ｂがバルブボディ４の先端のフランジ部４ａに軸方向に当接した状態で、パワーピストン部材５の筒状部５ａの内方へ突出する係止突起５ｃがバルブボディ４の形成された係止凹部４ｂに弾性的にスナップ結合することで、パワーピストン部材５がバルブボディ４に対して軸方向に相対移動不能に固定されているとともに周方向に相対回転不能に固定されている。なお、後述するように定圧室９に負圧が導入されていない状態でブレーキペダルの踏込によるブレーキ操作が行われ、定圧室９の内圧が上昇してパワーピストン８が前進し難い状態になったときは、この係止突起５ｃが係止凹部４ｂから外れてバルブボディ４のみが前進するようになっている。
【００１８】
図３（ａ）に示すように、Ｏリング６が嵌合される溝４ｃは、その深さが前後で異なる二段に設定されている。すなわち、溝４ｃは、定圧室９側の前方側部分４ｃ１が比較的浅い深さに設定されているとともに、変圧室１０側の後方側部分４ｃ２が前方側部分４ｃ１よりも深い深さに設定されている。その場合、前方側部分４ｃ１の深さは、従来の負圧倍力装置と同様にＯリング６がこの前方側部分４ｃ１に装着された状態では、パワーピストン部材５の筒状部５ａの内周面とバルブボディ４の外周面との間がこのＯリング６により気密にシール可能な深さに設定されている。また、後方側部分４ｃ２の深さは、Ｏリング６がこの後方側部分４ｃ２に位置した状態では、パワーピストン部材５の筒状部５ａの内周面とバルブボディ４の外周面との間の気密が解除され、定圧室９と変圧室１０とがこの溝４ｃを介して連通して定圧室９の空気が変圧室１０へ流動するようになっている。
【００１９】
そして、通常時は、Ｏリング６は溝４ｃの前方側部分４ｃ１に装着された状態に設定される。また、定圧室９に負圧が導入されていない状態でブレーキペダルの踏込によるブレーキ操作が行われ、定圧室９の内圧が上昇したとき、係止突起５ｃが係止凹部４ｂから外れてバルブボディ４のみが前進すると、バルブボディ４とＯリング６の相対位置が変化し、図３（ａ）に点線で示すようにＯリング６は溝４ｃの後方側部分４ｃ２へ位置するようにされている。このようにＯリング６が後方側部分４ｃ２に位置した状態では、上昇した定圧室９の内圧が変圧室１０に逃げるようになる。すなわち、これらのＯリング６と溝４ｃとにより、本発明の弁手段が構成されている。
【００２０】
また、このパワーピストン部材５の外周側部分と両シェル２，３との間には、環状のダイヤフラム７が配設されている。すなわち、図１に示すようにダイヤフラム７の内周側ビード部（内周側端部）７ａはパワーピストン部材５の外周縁より中心寄りの外周側部分に設けられた環状凹所からなる嵌着部５ｄに嵌着されて取り付けられている。その場合、ダイヤフラム７の内周側ビード部７ａが嵌着部５ｄに嵌着された後、嵌着部５ｄの根元の内周側部分５ｄ１が矢印で示すパワーピストン８の径方向外周側に向けて塑性変形される（かしめられる）ことにより、ダイヤフラム７の内周側ビード部７ａの緊迫力が増大するので、内周側ビード部７ａが嵌着部５ｄに高気密にかつ堅固に支持されるようになる。
【００２１】
また、ダイヤフラム７の外周側ビード部（外周側端部）７ｂがフロントシェル２とリヤシェル３との結合部において、フロントシェル２の環状の抱持部２ａとリヤシェル３の環状の抱持部３ａとの間に径方向に気密に抱持されながら、リヤシェル３の押圧支持部３ｂにより軸方向（図において左右方向）に押圧されて、押圧支持部３ｂとフロントシェル２の肩支持部２ｂとの間に気密にかつ堅固に挟圧されている。この例では、これらのパワーピストン部材５とダイヤフラム７とにより、パワーピストン８が構成されている。
そして、このパワーピストン８によって、両シェル２，３内の空間が定圧室９と変圧室１０とに区画されている。定圧室９には図示しない負圧源の作動時に負圧が導入されるようになっている。
【００２２】
バルブボディ４には、バルブプランジャ１１が摺動可能に嵌合されて配設されている。このバルブプランジャ１１の後端部に入力軸１２が連結されている。この入力軸１２には図示しないブレーキペダルが連結される。
また、バルブボディ４には筒状の弁体１３が取り付けられているとともに、この弁体１３が着座可能な環状の第１弁座１４が設けられている。また、バルブプランジャ１１の後端にも弁体１３が着座可能な環状の第２弁座１５が第１弁座１４の内側で同心状に設けられている。そして、図２に拡大して示すように弁体１３と第１弁座１４とにより真空弁１６が構成されているとともに、弁体１３と第２弁座１５とにより大気弁１７が構成されている。その場合、弁体１３は真空弁１６と大気弁１７とに共通の弁体とされている。また、弁体１３は第１および第２弁座１４，１５に着座する部分１３ａが前後方向に移動可能であり、弁体１３のこの部分１３ａと入力軸１２との間に縮設された弁ばね１８により、弁体１３の部分１３ａは常時第１弁座１４に着座する方向に付勢されている。
【００２３】
キー部材１９がバルブボディ４の孔（キー部材１９がバルブボディ４に点線で示されている部分の一部）を貫通してバルブプランジャ１１の環状溝１１ａに係合するようにして設けられている。バルブボディ４、バルブプランジャ１１およびキー部材１９はそれぞれ互いに所定距離だけ相対移動可能となっている。
【００２４】
図１および図２に示すように、バルブボディ４には第１弁座１４の外側の空間２０と定圧室９とを常時連通する真空通路２１が穿設されている。また、第１弁座１４の内側と第２弁座１５の外側との間の空間２２と変圧室１０とを常時連通する変圧通路２３が穿設されている。更に筒状の弁体１３の内周側の空間２４は大気に常時連通している。
【００２５】
バルブボディ４の前端の凹嵌部２５には、リアクションディスク２６を介して出力軸２７の後端が嵌合されている。この出力軸２７の前端部はフロントシェル２を気密にかつ摺動自在に貫通して、図示しないマスタシリンダのピストンを作動するようになっている。
バルブボディ４およびパワーピストン８は、ともにフロントシェル２とバルブボディ４との間に縮設されたリターンスプリング２８によって常時後方に付勢されている。
【００２６】
このように構成された本実施例の負圧倍力装置１においては、例えばエンジンが駆動する等の負圧源が作動することで、定圧室９に負圧が導入される。この状態で、ブレーキペダルが踏み込まれないブレーキ非作動時には、バルブボディ４、パワーピストン８、バルブプランジャ１１、入力軸１２および出力軸２７はともに図１および図２に示す非作動位置にされている（従来の一般的な負圧倍力装置と同様に、リヤシェル３に当接して後退限とされたキー部材１９により、これらの非作動位置が保持されている）。
この非作動位置では、図２に示すように真空弁１６が開いているとともに、大気弁１７が閉じている。すなわち、変圧室１０が大気から遮断されているとともに、変圧通路２３、空間２２、開いている真空弁１６、空間２０および真空通路２１を介して定圧室９に連通されている。したがって、変圧室１０には定圧室９からの負圧が導入され、変圧室１０と定圧室９との間には差圧が生じていない。また、Ｏリング６が溝４ｃの前方側部分４ｃ１に位置されている。
【００２７】
通常の制動を行うためにブレーキペダルが踏み込まれると、入力軸１２が前進してバルブプランジャ１１が前進する。これにより、弁体１３が第１弁座１４に着座するとともに第２弁座１５が弁体１３から離れて、真空弁１６が閉じるとともに大気弁１７が開く。すなわち、変圧室１０が定圧室９から遮断されるとともに、変圧通路２３、空間２２、開いている大気弁１７、および空間２４を介して大気に連通される。したがって、空間２４の大気が開いている大気弁１７および変圧通路２３を通って変圧室１０に導入される。その結果、変圧室１０と定圧室９との間に差圧が生じ、その差圧がパワーピストン８（パワーピストン部材５およびダイヤフラム７）に作用することにより、パワーピストン８が前進する。このパワーピストン８の前進で、バルブボディ４および出力軸２７がともに前進する。こうして、負圧倍力装置１が出力してマスタシリンダのピストンを押圧して前進させるので、マスタシリンダがブレーキ液圧を発生し、通常の制動が行われる。
このとき、制動時の反力は出力軸２７からリアクションディスク２６、間隔部材２９、バルブプランジャ１１、入力軸１２およびブレーキペダルを介して制動力に応じた大きさで運転者に伝達される。
【００２８】
このように定圧室９に負圧が導入された状態での通常のブレーキ操作時には、係止突起５ｃが係止凹部４ｂから外れず、バルブボディ４とパワーピストン８とが一緒に前進するので、バルブボディ４とＯリング６の相対位置は変化しなく、図３（ａ）に実線で示すようにＯリング６は前方側部分４ｃ１に保持されて後方側部分４ｃ２に移動しない。したがって、パワーピストン部材５の筒状部５ａの内周面とバルブボディ４の外周面との間がシールされ、変圧室１０と定圧室９との間が溝４ｃを介する気密に保持される。
【００２９】
制動を解除するために、ブレーキペダルを解放すると、入力軸１２およびバルブプランジャ１１がともに後退する。これにより、第２弁座１５が弁体１３に当接するとともに弁体１３が第１弁座１４から離座し、大気弁１７が閉じるとともに、真空弁１６が開く。すなわち、変圧室１０が大気から遮断されるとともに定圧室９に連通される。したがって、変圧室１０の大気が変圧通路２３、開いている真空弁１６および真空通路２１を通って定圧室９に排出され、更に定圧室９から図示しない真空源（例えば、インテークマニホールド）へ排出される。その結果、変圧室１０と定圧室９との圧力差が小さくなるので、リターンスプリング２８のばね力により、バルブボディ４およびパワーピストン６が後退し図１に示す非作動位置に移動する。このバルブボディ４の後退にともない、マスタシリンダのピストンのリターンスプリングのばね力によって出力軸２７も後退し、通常制動が解除する。
【００３０】
ところで、負圧源の非作動時や負圧源の失陥時等に定圧室９に負圧が導入されていない状態で、ブレーキペダルの踏込によるブレーキ操作を行うと、入力軸１２およびバルブプランジャ１１を介してバルブボディ４が前進する。このバルブボディ４の前進でパワーピストン８も前進しようとするため、定圧室９の容積が小さくなり、定圧室９の内圧が上昇する。定圧室９の内圧が変圧室１０の内圧（つまり、大気圧）より大きくなって、定圧室９と変圧室１０との間に圧力差が生じると、パワーピストン８は前進し難くなる。しかし、バルブボディ４はブレ−キペダルの踏力で更に押圧されるので、係止突起５ｃが係止凹部４ｂから外れ、バルブボディ４のみが前進するようになる。したがって、バルブボディ４とＯリング６の相対位置が変化し、図３（ａ）に点線で示すようにＯリング６は溝４ｃの後方側部分４ｃ２へ位置する。これにより、上昇した定圧室９の内圧が変圧室１０に逃げ、定圧室９の内圧が低下するので、パワーピストン８は前進可能となる。したがって、バルブボディ４および出力軸２７が容易に前進して効果的な出力、つまり効果的なブレーキ力が発生し、ブレーキが確実に作動する。
【００３１】
この例の負圧倍力装置１によれば、ダイヤフラム７をパワーピストン部材５の外周側部分と両シェル２，３との間に配設しているので、ダイヤフラム７の表面積を前述の特許文献１等に開示されている従来の負圧倍力装置におけるダイヤフラムの表面積に比べて大幅に小さくすることができる。これにより、必要以上に大きなダイヤフラムを使用しなくても済み、コストダウンを効果的に達成することができるようになる。
しかも、このようにダイヤフラム７の表面積が小さくなっても、パワーピストン８がパワーピストン部材５とダイヤフラム７とで形成されることから、パワーピストン８の受圧面積を従来と同じにできるので、負圧倍力装置１の出力の低下を阻止できる。
【００３２】
また、板状部材からなるパワーピストン部材５の嵌着部５ｄにダイヤフラム７の内周ビード部７ａを嵌着させた状態で嵌着部５ｄの根元部分５ｄ１を単に塑性変形するだけで、ダイヤフラム７の内周ビード部７ａの緊迫力を容易に上げることができるとともに、ダイヤフラム７の内周ビード部７ａを嵌着部５ｄに高気密にかつ堅固に係止しかつ支持させることができる。
【００３３】
更に、負圧源の非作動時や負圧源の失陥時等の定圧室９に負圧が導入されていない状態で、ブレーキペダル踏込によるブレーキ操作が行われ、定圧室９の内圧が上昇しても、Ｏリング６が溝４ｃの後方側部分４ｃ２に位置することで、上昇した定圧室９の内圧を変圧室１０へ逃がしているため、パワーピストン８が前進可能となり、効果的な出力つまり効果的なブレーキ力を発生することができ、ブレーキを確実に作動することができる。
【００３４】
なお、図２において、３０はバルブボディ４に摺動可能に嵌合されている筒状部材であり、この筒状部材３０は、例えば急ブレーキ等のブレーキアシスト制御を行うときに作動するものである。したがって、筒状部材３０は本発明に直接関係しないとともに通常制動時に関係しないので、その詳細な説明は省略する。もちろん、本発明ではこの筒状部材３０は必ずしも必要ではなく省略することができる。
【００３５】
図３（ｂ）は、本発明の実施の形態の他の例を示す部分拡大断面図である。なお、以下の各例の説明では、その例より前に説明された例の構成要素と同じものには同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
前述の例では、両室９，１０の圧力差でＯリング６を溝４ｃの後方側部分４ｃ２に移動させることで、上昇する定圧室９の内圧を、溝４ｃを介して変圧室１０に逃がしているが、図３（ｂ）に示すようにこの例では、Ｏリング６に代えてリップシール３１がパワーピストン部材５のカーブ部とバルブボディ４の角部との間に設けられている。このリップシール３１は所定数のリップ（図示例では２つのリップ３１ａ，３１ｂ）を有しており、これらのリップ（３１ａ，３１ｂ）は、定圧室９から変圧室１０へ向かう空気の流れは許容するが、逆に変圧室１０から定圧室９へ向かう空気の流れは阻止するようになっている。すなわち、この例では、リップシール３１により本発明の弁手段が構成されている。
【００３６】
そして、前述と同様に定圧室９の内圧が上昇して変圧室１０の内圧より大きくなっても、上昇した定圧室９の内圧がリップシール３１を通して変圧室１０へ逃がれるため、パワーピストン８がスムーズに前進してブレーキ力が効果的に発生し易くなり、ブレーキが確実に作動するようになる。
この例の負圧倍力装置１の他の構成および他の作用効果は、前述の例と実質的に同じである。
【００３７】
図４は、本発明の実施の形態の更に他の例を示す、図１と同様の断面図、図５はこの図４に示す例のダイヤフラム部分を示す部分拡大断面図である。
図４および図５に示すように、パワーピストン部材５には凹所からなる嵌着部５ｄが形成されているとともに、凹所の開口部５ｄ２を狭くするように突出部５ｅが形成されている。また、ダイヤフラム７の内周側ビード部７ａの根元部に突出部５ｅが嵌合可能な凹部７ｃが形成されている。この突出部５ｅは、パワーピストン部材５の外周側端部を折り曲げて形成された折曲部５ｆの一部からなる。この突出部５ｅにより、ダイヤフラム７の内周側ビード部７ａの緊迫力が上昇されている。
【００３８】
また、パワーピストン部材５の嵌着部５ｄより中心側には、定圧室９と変圧室１０とを連通する連通孔５ｇが穿設されている。一方、ダイヤフラム７にはその内周側ビード部７ａより中心側に延びる弾性のリップ７ｄがダイヤフラム７の一部として設けられており、このリップ７ｄは連通孔５ｇを覆って塞ぐことが可能となっている。そして、変圧室１０の内圧が定圧室９の内圧と等しいかあるいは定圧室９の内圧より大きい通常時は、リップ７ｄは連通孔５ｇを塞いで、変圧室１０から定圧室９への空気の流れを阻止するようになっている。また、定圧室９の内圧が変圧室１０の内圧より大きいときは、定圧室９と変圧室１０との圧力差による力でリップ７ｄが弾性的に撓んで連通孔５ｇを開き、定圧室９の内圧を変圧室１０へ逃すようになっている。
また、この例では、パワーピストン５の筒状部５ａの内周面とバルブボディの外周面との間をシールするＯリング６は、従来と同様の通常の凹溝に配設されている。
【００３９】
この例の負圧倍力装置１においては、定圧室９の内圧が上昇して変圧室１０の内圧より大きくなっても、その圧力差でリップ７ｄが撓んで連通孔５ｇが開くので、上昇した定圧室９の内圧が連通孔５ｇを通して変圧室１０へ逃がれる。これにより、定圧室９の内圧が低下するため、パワーピストン８が前進可能となり、ブレーキ力を得ることができ、ブレーキが確実に作動するようになる。
この例の負圧倍力装置１の他の構成および他の作用効果は、図１に示す例と実質的に同じである。
【００４０】
図６（ａ）ないし（ｃ）は、本発明の実施の形態の更に他の例を示す、図５と同様の部分拡大断面図である。
図６（ａ）に示す例の負圧倍力装置１では、パワーピストン部材５に設けられた凹所からなる嵌着部５ｄにダイヤフラム７の内周側ビード部７ａを嵌着した後、嵌着部５ｄの外周壁を径方向に塑性変形（かしめ）させることで、内周側ビード部７ａを嵌着部５ｄに取り付けている。
この例の負圧倍力装置１の他の構成および他の作用効果は、図５に示す例と実質的に同じである。
【００４１】
図６（ｂ）に示す例の負圧倍力装置１では、パワーピストン部材５の、連通孔５ｇが穿設されている部分がリップ７ｄの方へ突出して、その突出部の断面が台形状に形成されている。このように、連通孔５ｇの穿設部分を突出させることで、リップ７ｇが確実に突出部の面に当接し、リップ７ｇによる連通孔５ｇの開閉がより確実行われるようになる。
この例の負圧倍力装置１の他の構成および他の作用効果は、図６（ａ）に示す例と実質的に同じである。
【００４２】
図６（ａ）に示す例の負圧倍力装置１に対して、図６（ｃ）に示す例の負圧倍力装置１では、パワーピストン部材５に連通孔５ｇが穿設されておらず、代わりにダイヤフラム７に、定圧室９と変圧室１０とを連通する連通孔７ｅが穿設されている。変圧室１０の内圧が定圧室９の内圧以上であるときは、ダイヤフラム７の、連通孔７ｅが穿設されている部分がパワーピストン部材５の折曲部５ｆに密着し、連通孔７ｅがこの折曲部５ｆによって塞がれている。したがって、変圧室１０から定圧室９への空気の流れが阻止される。
【００４３】
また、定圧室９の内圧が変圧室１０の内圧より大きいときは、図６（ｃ）に点線で示すように、ダイヤフラム７における連通孔７ｅの穿設部分が後方に撓んでパワーピストン部材５から離れる。したがって、連通孔７ｅが開かれて定圧室９と変圧室１０とが連通し、上昇した定圧室９の内圧が連通孔７ｅを通して変圧室１０へ逃がれる。これにより、定圧室９の内圧が低下するため、パワーピストン８がスムーズに前進してブレーキ力が発生し易くなり、ブレーキが確実に作動するようになる。
この例の負圧倍力装置１の他の構成および他の作用効果は、図６（ａ）に示す例と実質的に同じである。
【００４４】
図７（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施の形態の更に他の例を示す、図６（ａ）と同様の部分拡大断面図である。
図６（ａ）に示す例の負圧倍力装置１に対して、図７（ａ）に示す例の負圧倍力装置１では、パワーピストン部材５に連通孔５ｇが穿設されておらず、代わりにダイヤフラム７の内周側ビード部７ａに、２つのリップ７ａ１，７ａ２がそれぞれ設けられている。また、この例では、図示されていないが、図６（ａ）に示す例と同様にダイヤフラム７の内周側ビード部７ａが嵌着された嵌着部５ｄにおいては、リップ７ａ１，７ａ２が嵌着されている部分以外が塑性変形されて（かしめられて）いる。リップ７ａ１は、定圧室９から変圧室１０へ向かう空気の流れは許容するが、逆に変圧室１０から定圧室９へ向かう空気の流れは阻止するようになっている。そして、前述と同様に定圧室９の内圧が上昇して変圧室１０の内圧より大きくなっても、上昇した定圧室９の内圧が２つのリップ７ａ１，７ａ２を通って変圧室１０へ逃がれるため、パワーピストン８がスムーズに前進してブレーキ力が発生し易くなり、ブレーキが確実に作動するようになる。
この例の負圧倍力装置１の他の構成および他の作用効果は、図６（ａ）に示す例と実質的に同じである。
【００４５】
また、前述の図７（ａ）に示す例の負圧倍力装置１では、ダイヤフラム７の内周側ビード部７ａに２つのリップ７ａ１，７ａ２を設けているが、図７（ｂ）に示す例の負圧倍力装置１では、ダイヤフラム７の内周側ビード部７ａに、１つのリップ７ａ３が設けられている。このリップ７ａ３も前述の２つのリップ７ａ１，７ａ２と同様の機能を有している。そして、前述と同様に定圧室９の内圧が上昇して変圧室１０の内圧より大きくなっても、上昇した定圧室９の内圧がリップ７ａ３を通って変圧室１０へ逃がれるため、パワーピストン８がスムーズに前進してブレーキ力が発生し易くなり、ブレーキが確実に作動するようになる。
この例の負圧倍力装置１の他の構成および他の作用効果は、図７（ａ）に示す例と実質的に同じである。
【００４６】
なお、前述の例では、本発明を１つのパワーピストン８を有するシングル型の負圧倍力装置に適用しているが、本発明は複数のパワーピストン８を有するタンデム型の負圧倍力装置に適用することもできる。
また、前述の例では、本発明の負圧倍力装置をブレーキシステムに適用しているが、負圧倍力装置を用いる他のシステムや装置に適用することができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１の発明の負圧倍力装置によれば、ダイヤフラムの内周側端部をパワーピストン部材に取り付けているので、ダイヤフラムの表面積を従来の負圧倍力装置におけるダイヤフラムの表面積に比べて小さくできる。これにより、必要以上に大きなダイヤフラムを用いないで済むようになり、コストを低減することができる。
【００４８】
しかも、負圧源の非作動時や負圧源の失陥時等の定圧室に負圧が導入されていない状態で、ブレーキペダル踏込によるブレーキ操作が行われ、定圧室の内圧が上昇して変圧室の内圧より大きくなっても、弁手段により、上昇した定圧室の内圧を変圧室へ逃がしているので、定圧室の内圧を小さくできる。これにより、パワーピストンをスムーズに前進し易くでき、効果的な出力が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る負圧倍力装置の実施の形態の一例を非作動状態で示す断面図ある。
【図２】図１に示す負圧倍力装置における真空弁および大気弁の部分を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図３】本発明の弁手段を示し、（ａ）は図１に示す例の弁手段を示す部分拡大断面図、（ｂ）は他の例の弁手段を示す部分拡大断面図である。
【図４】本発明の実施の形態の更に他の例を非作動状態で示す、図１と同様の断面図ある。
【図５】図４に示す例の弁手段を示す部分拡大断面図である。
【図６】（ａ）ないし（ｃ）は、それぞれ、更に他の例の弁手段を示す部分拡大断面図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、更に他の例の弁手段を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１…負圧倍力装置、２…フロントシェル、３…リヤシェル、４…バルブボディ、４ｃ…溝、４ｃ１…溝４ｃの前方側部分、４ｃ２…溝４ｃの後方側部分、５…パワーピストン部材、５ｄ…嵌着部、５ｇ…連通孔、６…Ｏリング、７…ダイヤフラム、７ａ…内周側ビード部、７ｂ…外周側ビード部、７ａ１，７ａ２，７ａ３，７ｄ…リップ、７ｅ…連通孔、９…定圧室、１０…変圧室、１１…バルブプランジャ、１２…入力軸、１３…弁体、１４…第１弁座、１５…第２弁座、１６…真空弁、１７…大気弁、２１…真空通路、２３…変圧通路、２６…リアクションディスク、２７…出力軸、２８…リターンスプリング、３１…リップシール、３１ａ，３１ｂ…リップ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of a negative pressure booster used for a brake booster or the like, and in particular, reduces the area of a diaphragm used for a power piston and achieves a predetermined output even when a negative pressure is not introduced into a constant pressure chamber. It belongs to the technical field of a negative pressure booster that can secure the pressure.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a brake system of an automobile such as a passenger car, a negative pressure booster using negative pressure is used as a brake booster. In such a conventional general vacuum booster, when the input shaft moves forward during normal brake operation by the normal depression of the brake pedal, the valve plunger connected to the input shaft also moves forward, and the valve plunger is moved to the valve body. The valve body of the disposed control valve is also seated on a vacuum valve seat formed on the valve body to close the vacuum valve, and the atmospheric valve seat formed on the valve plunger is separated from the valve body of the control valve. The atmospheric valve is opened, and the variable pressure chamber into which the negative pressure is introduced when not operating is shut off from the constant pressure chamber into which the normal negative pressure is introduced, and is communicated with the atmosphere. Then, the atmosphere is introduced into the variable pressure chamber through the opened atmospheric valve, and a pressure difference is generated between the variable pressure chamber and the constant pressure chamber, so that the power piston moves forward. The booster boosts the input of the input shaft (that is, the pedal effort) at a predetermined servo ratio and outputs the boosted power. By the output of the negative pressure booster, the piston of the master cylinder advances, and the master cylinder generates master cylinder pressure. The master cylinder pressure operates the wheel cylinder to operate the normal brake.
[0003]
In such a negative pressure booster, the power piston generally includes an annular power piston member made of a metal plate or the like and an annular diaphragm. Both the inner peripheral end of the power piston member and the inner peripheral end of the diaphragm are fixed to the valve body. The diaphragm is disposed behind the power piston member, and its outer peripheral end is supported by, for example, a pressure between a front shell and a rear shell. The diaphragm divides the space inside the front shell and the rear shell into a constant pressure chamber and a variable pressure chamber.
[0004]
Further, when the brake operation is performed by depressing the brake pedal in a state where the negative pressure is not introduced into the constant pressure chamber when the negative pressure source is not operated or the negative pressure source fails, etc., the input shaft and the The valve body advances through the valve plunger. Since the power piston also advances with the advance of the valve body, the volume of the constant pressure chamber decreases, and the internal pressure of the constant pressure chamber increases. Then, when the internal pressure of the constant pressure chamber becomes larger than the internal pressure of the variable pressure chamber (that is, the atmospheric pressure) and a pressure difference is generated between the constant pressure chamber and the variable pressure chamber, the diaphragm is largely bent toward the variable pressure chamber due to the pressure difference. Therefore, the power piston advances relatively easily, and a braking force is generated (for example, see Patent Document 1).
[Patent Document 1]
JP-A-2002-293230.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the inner peripheral end of the annular diaphragm is fixed to the valve body and the diaphragm is arranged behind the power piston member, the surface area of the diaphragm becomes relatively large, and the cost of the diaphragm alone becomes high. Is relatively high.
2. Description of the Related Art In recent years, in automobiles, from the viewpoints of further cost reduction and resource saving of automobiles, reduction of automobile parts costs and saving of materials of automobile parts have been taken up as major issues. In the technical field of the negative pressure booster to which the present invention belongs, it is required to cope with such a problem.
[0006]
However, it is difficult for a negative pressure booster using a conventional diaphragm having a relatively large surface area as described above to sufficiently and reliably cope with such a problem. Further, if the surface area of the diaphragm is simply reduced, the pressure receiving area is reduced, so that the output of the negative pressure booster is reduced.
[0007]
Further, when the surface area of the diaphragm is reduced, as described above, when the negative pressure source is not operated or the negative pressure source fails, the brake operation by depressing the brake pedal in a state where the negative pressure is not introduced into the constant pressure chamber. Is performed, and when a pressure difference occurs between the constant pressure chamber and the variable pressure chamber, it is conceivable that the diaphragm does not effectively bend toward the variable pressure chamber. For this reason, it becomes difficult for the power piston to move forward, and an effective output, that is, an effective braking force cannot be generated.
The present invention has been made in view of such circumstances, and a purpose thereof is to reduce the surface area of the diaphragm effectively without reducing the output, and that no negative pressure is generated by the negative pressure source. An object of the present invention is to provide a negative pressure booster capable of securing an output even in a state.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, a negative pressure booster according to the first aspect of the present invention is disposed so as to be able to advance and retreat in a space formed by a front shell and a rear shell, and to seal the rear shell in an airtight and sliding manner. A valve body that movably penetrates, at least a power piston that divides the space into a constant-pressure chamber into which a negative pressure is introduced and a variable-pressure chamber into which the atmosphere is introduced during operation; In the vacuum booster wherein the power piston is operated by being introduced, the power piston includes an annular power piston member and an annular diaphragm, and an inner peripheral end of the power piston member. A portion is attached to the valve body, and an inner peripheral end of the diaphragm is attached to the power piston member. Is attached to at least one of the front shell and the rear shell. When the pressure in the constant pressure chamber is higher than the pressure in the variable pressure chamber, the pressure in the constant pressure chamber is released to the variable pressure chamber side. A valve means is provided.
[0009]
The invention according to claim 2 is characterized in that the valve means is provided between an inner peripheral surface of the power piston member and an outer peripheral surface of the valve body, and the flow of air from the constant pressure chamber side to the variable pressure chamber side. And a seal member for preventing a flow of air from the variable pressure chamber side to the constant pressure chamber side.
[0010]
Further, the invention according to claim 3 is characterized in that the seal member normally keeps the space between the inner peripheral surface of the power piston member and the outer peripheral surface of the valve body airtight, and the pressure of the constant pressure chamber is reduced to the pressure of the variable pressure chamber. When the pressure becomes greater than the pressure and the relative position with respect to the valve body changes, the airtightness between the inner peripheral surface of the power piston member and the outer peripheral surface of the valve body is released, and the constant pressure chamber side to the variable pressure chamber side And an O-ring that allows the flow of air to the air.
Furthermore, the invention according to claim 4 is characterized in that the seal member has a lip that allows air flow from the constant pressure chamber side to the variable pressure chamber side and prevents air flow from the variable pressure chamber side to the constant pressure chamber side. Lip seals.
[0011]
Further, the invention of claim 5 is characterized in that the valve means is provided between the power piston member and the diaphragm.
Further, the invention according to claim 6 is characterized in that the valve means is formed in the power piston member and communicates with the constant-pressure chamber and the variable-pressure chamber, and normally covers the communication hole, When the pressure in the chamber is higher than the pressure in the variable pressure chamber, the pressure chamber comprises a part of the diaphragm that opens the communication hole.
[0012]
Further, the invention according to claim 7 is characterized in that the valve means is formed in the diaphragm and communicates with the constant-pressure chamber and the variable-pressure chamber with the communication hole, and normally covers the communication hole, and the constant-pressure chamber is When the pressure is higher than the pressure in the transformation chamber, the diaphragm bends to form a part of the power piston member that opens the communication hole.
[0013]
[Action]
In the negative pressure booster according to the first aspect of the present invention, since the inner peripheral end of the diaphragm is attached to the power piston member, the inner peripheral end of the diaphragm and the outer periphery of the valve body are provided. No diaphragm is provided in the region between the surfaces. Therefore, the surface area of the diaphragm is smaller than the surface area of the diaphragm in the conventional vacuum booster. This eliminates the need to use an unnecessarily large diaphragm and reduces costs.
[0014]
In addition, when the negative pressure is not introduced into the constant pressure chamber when the negative pressure source is not operated or the negative pressure source is failed, the brake operation by depressing the brake pedal is performed, and the internal pressure of the constant pressure chamber increases. Even if the internal pressure of the constant pressure chamber becomes larger than the internal pressure of the constant pressure chamber, the internal pressure of the constant pressure chamber is reduced by the valve means that the increased internal pressure of the constant pressure chamber escapes to the variable pressure chamber. As a result, the power piston can move forward, and even in the above-described state, when the brake operation is performed, it is possible to obtain an output corresponding thereto.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a negative pressure booster according to an embodiment of the present invention in a non-operating state. In the following description, “front” and “rear” indicate “left” and “right” in the figure, respectively.
[0016]
As shown in FIG. 1, a negative pressure booster 1 of this embodiment includes a front shell 2 and a rear shell 3 which are connected to each other by a connection method such as bayonet connection. A valve body 4 is provided to penetrate the rear shell 3 in an airtight and slidable manner. A power piston member 5 made of a plate-like member is attached to a distal end of the valve body 4. In this case, the central cylindrical portion 5 a of the power piston member 5 is airtightly fitted to the valve body 4 by the O-ring 6.
[0017]
Then, as shown in FIG. 2, in a state where the radial portion 5 b continuous with the power piston member 5 is in axial contact with the flange portion 4 a at the tip of the valve body 4, the inside of the cylindrical portion 5 a of the power piston member 5 is formed. The power piston member 5 is fixed to the valve body 4 so as to be axially immovable relative to the valve body 4 by elastically snap-fitting the locking projection 5c protruding toward the locking recess 4b formed in the valve body 4. And is fixed so as not to rotate relatively in the circumferential direction. In addition, as described later, the brake operation by depressing the brake pedal is performed in a state where the negative pressure is not introduced into the constant pressure chamber 9, and the internal pressure of the constant pressure chamber 9 increases, so that the power piston 8 becomes difficult to move forward. At this time, the locking projection 5c is disengaged from the locking recess 4b, and only the valve body 4 moves forward.
[0018]
As shown in FIG. 3A, the groove 4c in which the O-ring 6 is fitted is set in two stages, the depth of which is different at the front and rear. That is, the groove 4c is formed on the front side portion 4c on the constant pressure chamber 9 side. 1 Is set to a relatively shallow depth, and the rear side portion 4c on the side of the transformation chamber 10 is set. 2 Is the front part 4c 1 It is set to a deeper depth. In that case, the front part 4c 1 The depth of the O-ring 6 is the same as that of the conventional vacuum booster. 1 In this state, the space between the inner peripheral surface of the cylindrical portion 5a of the power piston member 5 and the outer peripheral surface of the valve body 4 is set to a depth at which the O-ring 6 can be hermetically sealed. Also, the rear side portion 4c 2 The depth of the O-ring 6 is 2 In this state, the airtightness between the inner peripheral surface of the cylindrical portion 5a of the power piston member 5 and the outer peripheral surface of the valve body 4 is released, and the constant-pressure chamber 9 and the variable-pressure chamber 10 are connected via the groove 4c. The air in the constant-pressure chamber 9 flows to the variable-pressure chamber 10 in communication therewith.
[0019]
And, in the normal state, the O-ring 6 is located on the front side portion 4c of the groove 4c. 1 It is set to the state of being attached to. Further, when the brake operation is performed by depressing the brake pedal in a state where the negative pressure is not introduced into the constant pressure chamber 9, when the internal pressure of the constant pressure chamber 9 increases, the locking projection 5 c is disengaged from the locking recess 4 b and the valve body. When only the valve 4 moves forward, the relative position between the valve body 4 and the O-ring 6 changes, and as shown by the dotted line in FIG. 2 To be located. As described above, the O-ring 6 is connected to the rear side 2 In this state, the increased internal pressure of the constant pressure chamber 9 escapes to the variable pressure chamber 10. That is, the O-ring 6 and the groove 4c constitute the valve means of the present invention.
[0020]
An annular diaphragm 7 is disposed between the outer peripheral portion of the power piston member 5 and the shells 2 and 3. That is, as shown in FIG. 1, the inner peripheral bead portion (inner peripheral end) 7 a of the diaphragm 7 is fitted by an annular recess provided at an outer peripheral portion closer to the center than the outer peripheral edge of the power piston member 5. It is fitted and attached to the portion 5d. In this case, after the inner peripheral side bead portion 7a of the diaphragm 7 is fitted to the fitting portion 5d, the inner peripheral side portion 5d at the root of the fitting portion 5d is formed. 1 Is plastically deformed (caulked) toward the radially outer peripheral side of the power piston 8 indicated by the arrow, thereby increasing the tightening force of the inner peripheral side bead portion 7a of the diaphragm 7, so that the inner peripheral side bead portion 7a The airtight and firmly supported by the fitting portion 5d.
[0021]
The outer peripheral bead portion (outer peripheral end portion) 7b of the diaphragm 7 is connected to the front shell 2 and the rear shell 3 at the connecting portion between the annular holding portion 2a of the front shell 2 and the annular holding portion 3a of the rear shell 3. Between the pressing support portion 3b and the shoulder support portion 2b of the front shell 2 while being held in a radial direction between the pressing support portion 3b and the shoulder supporting portion 2b of the front shell 2 while being held in an airtight manner in the radial direction. Compressed tightly and tightly. In this example, the power piston 8 is constituted by the power piston member 5 and the diaphragm 7.
The space inside the shells 2 and 3 is partitioned into a constant-pressure chamber 9 and a variable-pressure chamber 10 by the power piston 8. A negative pressure is introduced into the constant pressure chamber 9 when a negative pressure source (not shown) is operated.
[0022]
A valve plunger 11 is slidably fitted to the valve body 4. The input shaft 12 is connected to the rear end of the valve plunger 11. A brake pedal (not shown) is connected to the input shaft 12.
The valve body 4 is provided with a cylindrical valve body 13 and an annular first valve seat 14 on which the valve body 13 can be seated. An annular second valve seat 15 on which the valve body 13 can be seated is provided concentrically inside the first valve seat 14 also at the rear end of the valve plunger 11. 2, a vacuum valve 16 is constituted by the valve body 13 and the first valve seat 14, and an atmospheric valve 17 is constituted by the valve body 13 and the second valve seat 15. I have. In this case, the valve 13 is a valve common to the vacuum valve 16 and the atmosphere valve 17. Further, the valve body 13 has a portion 13a seated on the first and second valve seats 14 and 15 movable in the front-rear direction, and a valve contracted between the portion 13a of the valve body 13 and the input shaft 12. The portion 13a of the valve body 13 is always urged by the spring 18 in the direction of sitting on the first valve seat 14.
[0023]
The key member 19 is provided so as to penetrate through a hole of the valve body 4 (a part of the key member 19 indicated by a dotted line in the valve body 4) and engage with the annular groove 11a of the valve plunger 11. I have. The valve body 4, the valve plunger 11, and the key member 19 are relatively movable from each other by a predetermined distance.
[0024]
As shown in FIGS. 1 and 2, the valve body 4 is provided with a vacuum passage 21 for constantly communicating the space 20 outside the first valve seat 14 and the constant-pressure chamber 9. Further, a variable pressure passage 23 is provided to constantly communicate the space 22 between the inside of the first valve seat 14 and the outside of the second valve seat 15 and the variable pressure chamber 10. Further, the space 24 on the inner peripheral side of the cylindrical valve body 13 is always in communication with the atmosphere.
[0025]
The rear end of the output shaft 27 is fitted to the concave fitting portion 25 at the front end of the valve body 4 via a reaction disk 26. The front end of the output shaft 27 penetrates the front shell 2 in an airtight and slidable manner to operate a piston of a master cylinder (not shown).
Both the valve body 4 and the power piston 8 are constantly urged rearward by a return spring 28 contracted between the front shell 2 and the valve body 4.
[0026]
In the thus configured negative pressure booster 1 of the present embodiment, a negative pressure is introduced into the constant pressure chamber 9 by operating a negative pressure source such as driving an engine. In this state, when the brake is not operated when the brake pedal is not depressed, the valve body 4, the power piston 8, the valve plunger 11, the input shaft 12 and the output shaft 27 are all in the non-operating position shown in FIGS. (Similarly to a conventional general vacuum booster, these inoperative positions are held by the key member 19 that abuts on the rear shell 3 and is limited to retreat.)
In this inoperative position, the vacuum valve 16 is open and the atmosphere valve 17 is closed, as shown in FIG. That is, the variable pressure chamber 10 is isolated from the atmosphere, and communicates with the constant pressure chamber 9 via the variable pressure passage 23, the space 22, the open vacuum valve 16, the space 20, and the vacuum passage 21. Therefore, the negative pressure from the constant pressure chamber 9 is introduced into the variable pressure chamber 10, and no differential pressure is generated between the variable pressure chamber 10 and the constant pressure chamber 9. In addition, the O-ring 6 is located on the front side portion 4c 1 It is located in.
[0027]
When the brake pedal is depressed to perform normal braking, the input shaft 12 advances and the valve plunger 11 advances. As a result, the valve 13 is seated on the first valve seat 14, the second valve seat 15 is separated from the valve 13, the vacuum valve 16 is closed, and the atmosphere valve 17 is opened. That is, the variable pressure chamber 10 is shut off from the constant pressure chamber 9, and is communicated with the atmosphere via the variable pressure passage 23, the space 22, the open air valve 17, and the space 24. Therefore, the atmosphere in the space 24 is introduced into the variable pressure chamber 10 through the open atmospheric valve 17 and the variable pressure passage 23. As a result, a pressure difference is generated between the variable pressure chamber 10 and the constant pressure chamber 9, and the pressure difference acts on the power piston 8 (the power piston member 5 and the diaphragm 7), so that the power piston 8 moves forward. As the power piston 8 advances, both the valve body 4 and the output shaft 27 advance. In this way, the negative pressure booster 1 outputs and pushes the piston of the master cylinder to move forward, so that the master cylinder generates brake fluid pressure and normal braking is performed.
At this time, the reaction force at the time of braking is transmitted to the driver from the output shaft 27 via the reaction disk 26, the spacing member 29, the valve plunger 11, the input shaft 12, and the brake pedal with a magnitude corresponding to the braking force.
[0028]
As described above, during a normal brake operation in a state where the negative pressure is introduced into the constant pressure chamber 9, the locking projection 5c does not come off from the locking recess 4b, and the valve body 4 and the power piston 8 move forward together. The relative position between the valve body 4 and the O-ring 6 does not change, and as shown by a solid line in FIG. 1 Rear portion 4c 2 Do not move to Therefore, the space between the inner peripheral surface of the cylindrical portion 5a of the power piston member 5 and the outer peripheral surface of the valve body 4 is sealed, and the space between the variable pressure chamber 10 and the constant pressure chamber 9 is kept airtight through the groove 4c.
[0029]
When the brake pedal is released to release the braking, both the input shaft 12 and the valve plunger 11 are retracted. As a result, the second valve seat 15 comes into contact with the valve body 13, the valve body 13 is separated from the first valve seat 14, the atmosphere valve 17 is closed, and the vacuum valve 16 is opened. That is, the variable pressure chamber 10 is shut off from the atmosphere and communicates with the constant pressure chamber 9. Therefore, the atmosphere in the variable pressure chamber 10 is discharged to the constant pressure chamber 9 through the variable pressure passage 23, the open vacuum valve 16 and the vacuum passage 21, and further discharged from the constant pressure chamber 9 to a vacuum source (not shown, for example, an intake manifold). You. As a result, the pressure difference between the variable pressure chamber 10 and the constant pressure chamber 9 is reduced, so that the spring force of the return spring 28 causes the valve body 4 and the power piston 6 to retreat and move to the inoperative position shown in FIG. With the retreat of the valve body 4, the output shaft 27 also retreats due to the spring force of the return spring of the piston of the master cylinder, and the normal braking is released.
[0030]
By the way, when the brake operation by depressing the brake pedal is performed in a state where the negative pressure is not introduced into the constant-pressure chamber 9 when the negative pressure source is not operated or the negative pressure source fails, the input shaft 12 and the valve plunger The valve body 4 advances through 11. Since the power piston 8 also tries to move forward with the advance of the valve body 4, the volume of the constant pressure chamber 9 decreases, and the internal pressure of the constant pressure chamber 9 increases. When the internal pressure of the constant pressure chamber 9 becomes larger than the internal pressure of the variable pressure chamber 10 (that is, the atmospheric pressure) and a pressure difference is generated between the constant pressure chamber 9 and the variable pressure chamber 10, the power piston 8 becomes difficult to move forward. However, since the valve body 4 is further pressed by the depression force of the brake pedal, the locking projection 5c is disengaged from the locking recess 4b, and only the valve body 4 moves forward. Accordingly, the relative position between the valve body 4 and the O-ring 6 changes, and as shown by a dotted line in FIG. 2 Located. As a result, the increased internal pressure of the constant pressure chamber 9 escapes to the variable pressure chamber 10, and the internal pressure of the constant pressure chamber 9 decreases, so that the power piston 8 can move forward. Therefore, the valve body 4 and the output shaft 27 easily move forward to generate an effective output, that is, an effective braking force, and the brake operates reliably.
[0031]
According to the negative pressure booster 1 of this example, since the diaphragm 7 is disposed between the outer peripheral side portion of the power piston member 5 and the two shells 2 and 3, the surface area of the diaphragm 7 is reduced by the aforementioned patent document. The surface area of the diaphragm in the conventional negative pressure booster disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-13311 can be significantly reduced. As a result, it is not necessary to use an unnecessarily large diaphragm, and the cost can be effectively reduced.
In addition, even if the surface area of the diaphragm 7 becomes small, the power piston 8 is formed by the power piston member 5 and the diaphragm 7, so that the pressure receiving area of the power piston 8 can be made the same as that of the related art. A decrease in the output of the booster 1 can be prevented.
[0032]
Further, a root portion 5d of the fitting portion 5d is fitted in a state where the inner peripheral bead portion 7a of the diaphragm 7 is fitted to the fitting portion 5d of the power piston member 5 made of a plate-like member. 1 Simply by plastically deforming, the tension force of the inner bead portion 7a of the diaphragm 7 can be easily increased, and the inner bead portion 7a of the diaphragm 7 is tightly and tightly locked to the fitting portion 5d. And can be supported.
[0033]
Further, in a state where the negative pressure is not introduced into the constant pressure chamber 9 such as when the negative pressure source is not operated or the negative pressure source has failed, the brake operation is performed by depressing the brake pedal, and the internal pressure of the constant pressure chamber 9 increases. However, the O-ring 6 is located at the rear portion 4c of the groove 4c. 2 , The increased internal pressure of the constant pressure chamber 9 is released to the variable pressure chamber 10, so that the power piston 8 can move forward and an effective output, that is, an effective braking force can be generated. It can operate reliably.
[0034]
In FIG. 2, reference numeral 30 denotes a tubular member slidably fitted to the valve body 4, and this tubular member 30 operates when performing a brake assist control such as a sudden brake. is there. Therefore, the cylindrical member 30 is not directly related to the present invention and is not related to normal braking, so that the detailed description thereof is omitted. Of course, in the present invention, the tubular member 30 is not always necessary and can be omitted.
[0035]
FIG. 3B is a partially enlarged sectional view showing another example of the embodiment of the present invention. In the following description of each example, the same reference numerals are given to the same components as those of the example described before the example, and the detailed description thereof will be omitted.
In the above-described example, the O-ring 6 is moved by the pressure difference between the two chambers 9 and 10 so that the O-ring 6 is located on the rear side 4c of the groove 4c. 2 , The rising internal pressure of the constant pressure chamber 9 is released to the variable pressure chamber 10 via the groove 4c. However, in this example, the lip seal is used instead of the O-ring 6 as shown in FIG. Reference numeral 31 is provided between a curved portion of the power piston member 5 and a corner of the valve body 4. The lip seal 31 has a predetermined number of lips (two lips 31a and 31b in the illustrated example). These lips (31a and 31b) allow the flow of air from the constant pressure chamber 9 to the variable pressure chamber 10. However, on the contrary, the flow of air from the variable pressure chamber 10 to the constant pressure chamber 9 is prevented. That is, in this example, the valve means of the present invention is constituted by the lip seal 31.
[0036]
Even if the internal pressure of the constant pressure chamber 9 rises and becomes larger than the internal pressure of the variable pressure chamber 10 as described above, the increased internal pressure of the constant pressure chamber 9 escapes to the variable pressure chamber 10 through the lip seal 31, so that the power piston 8 Moves forward smoothly, and the braking force is easily generated effectively, so that the brake is reliably operated.
Other configurations and other operational effects of the negative pressure booster 1 of this example are substantially the same as those of the above-described example.
[0037]
FIG. 4 is a sectional view similar to FIG. 1 showing still another example of the embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a partially enlarged sectional view showing a diaphragm portion of the example shown in FIG.
As shown in FIGS. 4 and 5, the power piston member 5 has a fitting portion 5 d formed of a recess, and an opening 5 d of the recess. 2 Is formed so as to narrow the width. Further, a concave portion 7c into which the protruding portion 5e can be fitted is formed at the root of the inner peripheral side bead portion 7a of the diaphragm 7. The protruding portion 5e is a part of a bent portion 5f formed by bending the outer peripheral end of the power piston member 5. The tension force of the inner peripheral side bead portion 7a of the diaphragm 7 is increased by the protruding portion 5e.
[0038]
A communication hole 5g for communicating the constant-pressure chamber 9 and the variable-pressure chamber 10 is formed on the center side of the fitting portion 5d of the power piston member 5. On the other hand, the diaphragm 7 is provided with an elastic lip 7d extending from the inner peripheral side bead portion 7a toward the center as a part of the diaphragm 7, and this lip 7d can cover and close the communication hole 5g. ing. When the internal pressure of the variable pressure chamber 10 is equal to or larger than the internal pressure of the constant pressure chamber 9, the lip 7d closes the communication hole 5g, and the flow of air from the variable pressure chamber 10 to the constant pressure chamber 9 is normally performed. Is to be blocked. When the internal pressure of the constant-pressure chamber 9 is larger than the internal pressure of the variable-pressure chamber 10, the lip 7d is elastically bent by the force caused by the pressure difference between the constant-pressure chamber 9 and the variable-pressure chamber 10 to open the communication hole 5g. The internal pressure is released to the transformation chamber 10.
Further, in this example, the O-ring 6 for sealing between the inner peripheral surface of the cylindrical portion 5a of the power piston 5 and the outer peripheral surface of the valve body is provided in a usual concave groove similar to the conventional one.
[0039]
In the negative pressure booster 1 of this example, even if the internal pressure of the constant pressure chamber 9 increases and becomes larger than the internal pressure of the variable pressure chamber 10, the pressure difference causes the lip 7d to bend and open the communication hole 5g, so that the pressure increases. The internal pressure of the constant pressure chamber 9 escapes to the variable pressure chamber 10 through the communication hole 5g. As a result, the internal pressure of the constant pressure chamber 9 decreases, so that the power piston 8 can move forward, a braking force can be obtained, and the brake operates reliably.
Other configurations and other operational effects of the negative pressure booster 1 of this example are substantially the same as those of the example shown in FIG.
[0040]
6A to 6C are partially enlarged cross-sectional views similar to FIG. 5, showing still another example of the embodiment of the present invention.
In the negative pressure booster 1 of the example shown in FIG. 6A, after the inner peripheral side bead portion 7a of the diaphragm 7 is fitted to the fitting portion 5d formed of a recess provided in the power piston member 5, the fitting is performed. The inner peripheral side bead portion 7a is attached to the fitting portion 5d by plastically deforming (caulking) the outer peripheral wall of the fitting portion 5d in the radial direction.
Other configurations and other operational effects of the negative pressure booster 1 of this example are substantially the same as those of the example shown in FIG.
[0041]
In the negative pressure booster 1 of the example shown in FIG. 6B, the portion of the power piston member 5 where the communication hole 5g is formed projects toward the lip 7d, and the cross section of the projection is trapezoidal. Is formed. In this manner, by protruding the portion where the communication hole 5g is formed, the lip 7g surely comes into contact with the surface of the protruding portion, so that the communication hole 5g can be more reliably opened and closed by the lip 7g.
Other configurations and other operational effects of the negative pressure booster 1 of this example are substantially the same as those of the example shown in FIG.
[0042]
In contrast to the negative pressure booster 1 shown in FIG. 6A, the power piston member 5 has a communication hole 5g in the negative pressure booster 1 shown in FIG. 6C. Instead, a communication hole 7e for communicating the constant pressure chamber 9 and the variable pressure chamber 10 is formed in the diaphragm 7. When the internal pressure of the variable pressure chamber 10 is equal to or higher than the internal pressure of the constant pressure chamber 9, the portion of the diaphragm 7 where the communication hole 7 e is drilled closely contacts the bent portion 5 f of the power piston member 5, and the communication hole 7 e It is closed by the bent portion 5f. Therefore, the flow of air from the variable pressure chamber 10 to the constant pressure chamber 9 is blocked.
[0043]
When the internal pressure of the constant-pressure chamber 9 is larger than the internal pressure of the variable-pressure chamber 10, as shown by a dotted line in FIG. Leave. Therefore, the communication hole 7e is opened, the constant pressure chamber 9 and the variable pressure chamber 10 communicate with each other, and the increased internal pressure of the constant pressure chamber 9 escapes to the variable pressure chamber 10 through the communication hole 7e. As a result, the internal pressure of the constant-pressure chamber 9 decreases, so that the power piston 8 smoothly advances to easily generate a braking force, and the brake operates reliably.
Other configurations and other operational effects of the negative pressure booster 1 of this example are substantially the same as those of the example shown in FIG.
[0044]
FIGS. 7A and 7B are partially enlarged cross-sectional views similar to FIG. 6A, showing still another example of the embodiment of the present invention.
In contrast to the negative pressure booster 1 shown in FIG. 6A, the power piston member 5 has a communication hole 5g in the negative pressure booster 1 shown in FIG. Instead, two lips 7a are attached to the inner bead portion 7a of the diaphragm 7. 1 , 7a 2 Are provided respectively. Although not shown in this example, a lip 7a is formed in the fitting portion 5d in which the inner peripheral side bead portion 7a of the diaphragm 7 is fitted similarly to the example shown in FIG. 1 , 7a 2 The portion other than the portion where is fitted is plastically deformed (caulked). Lip 7a 1 Although the air flow from the constant pressure chamber 9 to the variable pressure chamber 10 is allowed, the air flow from the variable pressure chamber 10 to the constant pressure chamber 9 is blocked. As described above, even if the internal pressure of the constant pressure chamber 9 rises and becomes larger than the internal pressure of the variable pressure chamber 10, the increased internal pressure of the constant pressure chamber 9 is reduced by the two lips 7a. 1 , 7a 2 Thus, the power piston 8 smoothly moves forward and the braking force is easily generated, and the brake is reliably operated.
Other configurations and other operational effects of the negative pressure booster 1 of this example are substantially the same as those of the example shown in FIG.
[0045]
In the negative pressure booster 1 of the example shown in FIG. 7A described above, two lips 7a are provided on the inner peripheral side bead portion 7a of the diaphragm 7. 1 , 7a 2 In the negative pressure booster 1 of the example shown in FIG. 7B, one lip 7a is provided on the inner peripheral side bead portion 7a of the diaphragm 7. 3 Is provided. This lip 7a 3 Also the two lips 7a described above 1 , 7a 2 It has the same function as. As described above, even if the internal pressure of the constant pressure chamber 9 rises and becomes larger than the internal pressure of the variable pressure chamber 10, the increased internal pressure of the constant pressure chamber 9 is reduced by the lip 7 a 3 Thus, the power piston 8 smoothly moves forward and the braking force is easily generated, and the brake is reliably operated.
Other configurations and other operational effects of the negative pressure booster 1 of this example are substantially the same as those of the example shown in FIG.
[0046]
In the above-described example, the present invention is applied to a single-type negative pressure booster having one power piston 8, but the present invention is applied to a tandem-type negative pressure booster having a plurality of power pistons 8. Can also be applied.
In the above-described example, the negative pressure booster of the present invention is applied to the brake system. However, the negative pressure booster can be applied to other systems and devices using the negative pressure booster.
[0047]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the negative pressure booster of the first aspect of the present invention, since the inner peripheral end of the diaphragm is attached to the power piston member, the surface area of the diaphragm is reduced by the conventional negative pressure booster. It can be smaller than the surface area of the diaphragm in the force device. As a result, it is not necessary to use an unnecessarily large diaphragm, and the cost can be reduced.
[0048]
In addition, when the negative pressure source is not operating or the negative pressure source has failed, the brake operation by depressing the brake pedal is performed in a state where the negative pressure is not introduced to the constant pressure chamber, and the internal pressure of the constant pressure chamber increases. Even if the internal pressure of the constant pressure chamber becomes larger than the internal pressure of the constant pressure chamber, the internal pressure of the constant pressure chamber can be reduced because the increased internal pressure of the constant pressure chamber is released to the variable pressure chamber by the valve means. As a result, the power piston can be easily advanced smoothly, and an effective output can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a negative pressure booster according to an embodiment of the present invention in a non-operating state.
FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view showing a vacuum valve and an atmospheric valve in the negative pressure booster shown in FIG. 1 in an enlarged manner.
3A and 3B show a valve means of the present invention, in which FIG. 3A is a partially enlarged sectional view showing the valve means of the example shown in FIG. 1, and FIG. 3B is a partially enlarged sectional view showing another example of the valve means.
FIG. 4 is a sectional view similar to FIG. 1, but showing still another example of the embodiment of the present invention in a non-operating state.
5 is a partially enlarged sectional view showing the valve means of the example shown in FIG.
FIGS. 6A to 6C are partially enlarged cross-sectional views showing still another example of valve means.
FIGS. 7A and 7B are partially enlarged cross-sectional views each showing still another example of valve means.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Negative pressure booster, 2 ... Front shell, 3 ... Rear shell, 4 ... Valve body, 4c ... Groove, 4c 1 ... Front side portion of groove 4c, 4c 2 … The rear part of the groove 4c, 5… the power piston member, 5d… the fitting part, 5g… the communication hole, 6… the O-ring, 7… the diaphragm, 7a… the inner bead part, 7b… the outer bead part, 7a 1 , 7a 2 , 7a 3 , 7d lip, 7e communication hole, 9 constant pressure chamber, 10 variable pressure chamber, 11 valve plunger, 12 input shaft, 13 valve body, 14 first valve seat, 15 second valve seat, 16 ... Vacuum valve, 17 ... Atmosphere valve, 21 ... Vacuum passage, 23 ... Transformation passage, 26 ... Reaction disk, 27 ... Output shaft, 28 ... Return spring, 31 ... Lip seal, 31a, 31b ... Lip
