JP2006076420A - Vacuum force boosting structure - Google Patents

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    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10209Fluid connections to the air intake system; their arrangement of pipes, valves or the like
    • F02M35/10229Fluid connections to the air intake system; their arrangement of pipes, valves or the like the intake system acting as a vacuum or overpressure source for auxiliary devices, e.g. brake systems; Vacuum chambers

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vacuum force boosting structure capable of securing favorably the brake operating easiness. <P>SOLUTION: The vacuum force boosting structure 10 comprises a vacuum boosting device 15 having communication with the suction passage 12 of an internal-combustion engine 11 through a first passage 13, a first check valve 16 installed in the first passage 13, a vacuum boosting device 15 having communication with the exhaust passage 18 of the engine 11 through a second passage 19, and a second check valve 21 installed in the second passage 19. According to this structure 10, the negative pressure chamber 25 of the boosting device 15 is held in a negative pressure condition through utilization of the negative pressure in the suction passage 12 and the negative pressure in the exhaust passage 18, and using this negative pressure state, the force applied to an operating rod 38 of the boosting device 15 is boosted and it is emitted from a push rod 42. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は真空倍力構造に係り、内燃機関の吸気通路に生じた負圧を利用して負圧室を負圧状態に保つことにより、入力を倍力させて出力する真空倍力構造に関する。   The present invention relates to a vacuum booster structure, and more particularly to a vacuum booster structure that boosts an input and outputs it by keeping a negative pressure chamber in a negative pressure state using negative pressure generated in an intake passage of an internal combustion engine.

ここで、負圧とは、大気圧以下から絶対圧零(絶対真空)までの圧力をいう。
なお、大気圧より低い圧力の気体で満たされた空間内の状態を、通常、真空ということから、負圧を利用して入力を倍力させる倍力構造を「真空倍力構造」と称して説明する。
Here, the negative pressure refers to a pressure from atmospheric pressure or lower to absolute pressure zero (absolute vacuum).
In addition, since the state in the space filled with gas at a pressure lower than atmospheric pressure is usually a vacuum, the boost structure that boosts the input using negative pressure is called "vacuum boost structure". explain.

自動車などのブレーキ系統には、ブレーキペダルにかかった踏力を倍力する真空倍力装置が用いられている。この真空倍力装置として、エンジンに混合気を吸入する際に発生する負圧を利用するものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2004−100560号公報
2. Description of the Related Art A vacuum booster that boosts a pedaling force applied to a brake pedal is used in a brake system such as an automobile. As this vacuum booster, a device that uses a negative pressure generated when an air-fuel mixture is sucked into an engine is known (see, for example, Patent Document 1).
JP 2004-100560 A

特許文献1を次図に基づいて説明する。
図8は従来の基本構成を説明する図である。
真空倍力装置100は、内燃機関101の吸気通路102を、吸気負圧通路103を介して負圧室104に連通するとともに、2次空気供給通路105を、配管106を介して負圧室104に連通したものである。
Patent document 1 is demonstrated based on the following figure.
FIG. 8 is a diagram for explaining a conventional basic configuration.
The vacuum booster 100 communicates the intake passage 102 of the internal combustion engine 101 to the negative pressure chamber 104 via the intake negative pressure passage 103 and also connects the secondary air supply passage 105 to the negative pressure chamber 104 via the pipe 106. Communicated with

2次空気供給通路105を排気ガス浄化用触媒108の上流側に連通し、2次空気供給通路105にエアポンプ107を設ける。エアポンプ107を駆動することにより内燃機関101に2次空気を供給する。
このエアポンプ107の駆動の際に、配管106に負圧が発生する。
The secondary air supply passage 105 is connected to the upstream side of the exhaust gas purification catalyst 108, and an air pump 107 is provided in the secondary air supply passage 105. Secondary air is supplied to the internal combustion engine 101 by driving the air pump 107.
When the air pump 107 is driven, a negative pressure is generated in the pipe 106.

ここで、吸気通路102から混合気を内燃機関101の燃焼室に吸気することにより、吸気通路102に負圧が発生する。
吸気通路102内の負圧を利用して真空倍力装置100の負圧室104を負圧状態にするだけでは、負圧室104を所定の負圧状態まで下げることができない場合には、配管106の負圧を利用して負圧室104を所定の負圧状態まで下げる。
Here, when the air-fuel mixture is drawn into the combustion chamber of the internal combustion engine 101 from the intake passage 102, a negative pressure is generated in the intake passage 102.
If the negative pressure chamber 104 cannot be lowered to a predetermined negative pressure state only by setting the negative pressure chamber 104 of the vacuum booster 100 to a negative pressure state using the negative pressure in the intake passage 102, a pipe is provided. The negative pressure chamber 104 is lowered to a predetermined negative pressure state using the negative pressure 106.

負圧室104を所定の負圧状態まで下げることで、ブレーキペダル(図示せず)を踏んだ際に、負圧室104の負圧を利用して入力軸109にかかった踏力を倍力し、倍力させた踏力を出力軸110から出力する。
出力軸110でマスターシリンダのプランジャを操作して、ブレーキを作動させる。
このように、2次空気供給用のエアポンプ107により発生する負圧を利用して、真空倍力装置100の負圧室104を所定の負圧状態に保つことで、ブレーキの操作性を好適に確保する。
By lowering the negative pressure chamber 104 to a predetermined negative pressure state, the pedaling force applied to the input shaft 109 is boosted using the negative pressure of the negative pressure chamber 104 when a brake pedal (not shown) is depressed. The boosted pedaling force is output from the output shaft 110.
The brake of the master cylinder is operated by the output shaft 110 to operate the brake.
In this way, the negative pressure generated by the air pump 107 for supplying secondary air is used to maintain the negative pressure chamber 104 of the vacuum booster 100 in a predetermined negative pressure state, thereby improving the operability of the brake. Secure.

しかし、内燃機関101は、2次空気を供給しないタイプのものがある。2次空気を供給しないタイプの内燃機関101の場合には、吸気通路102内の負圧のみを利用して真空倍力装置100の負圧室104を負圧に保つ必要がある。
このため、真空倍力装置100の負圧室104を所定の負圧状態まで下げることが難しい場合があり、その場合には、ブレーキの操作性を好適に確保することが難しい。
However, there is a type in which the internal combustion engine 101 does not supply secondary air. In the case of the internal combustion engine 101 of a type that does not supply secondary air, it is necessary to keep the negative pressure chamber 104 of the vacuum booster 100 at a negative pressure using only the negative pressure in the intake passage 102.
For this reason, it may be difficult to lower the negative pressure chamber 104 of the vacuum booster 100 to a predetermined negative pressure state, and in that case, it is difficult to appropriately ensure the operability of the brake.

本発明は、2次空気を供給しないタイプの内燃機関においても、ブレーキの操作性を好適に確保することができる真空倍力構造を提供することを課題とする。   It is an object of the present invention to provide a vacuum booster structure that can suitably ensure the operability of a brake even in an internal combustion engine that does not supply secondary air.

請求項1に係る発明は、内燃機関の吸気通路に連通する負圧室を有し、この負圧室を、前記吸気通路の負圧を利用して負圧状態に保ち、この負圧状態を利用して入力軸にかかった力を倍力し、倍力した力を出力軸から出力する真空倍力構造において、前記内燃機関の排気通路のうち、内燃機関の排気ポート近傍に、前記負圧室を通路を介して連通し、この通路に、排気通路の負圧を利用して負圧室を負圧状態に保つ負圧保持手段を設けたことを特徴とする。   The invention according to claim 1 has a negative pressure chamber communicating with the intake passage of the internal combustion engine, and maintains the negative pressure chamber in a negative pressure state using the negative pressure of the intake passage. In a vacuum booster structure that boosts the force applied to the input shaft using the output and outputs the boosted force from the output shaft, the negative pressure is placed in the vicinity of the exhaust port of the internal combustion engine in the exhaust passage of the internal combustion engine. The chamber is communicated through a passage, and negative pressure holding means for maintaining the negative pressure chamber in a negative pressure state using the negative pressure of the exhaust passage is provided in the passage.

ここで、内燃機関の吸気通路に生じた負圧を利用して負圧室を負圧状態にする際に、負圧室を所定の負圧状態に保つことが難しい場合が考えられる。
そこで、請求項1において、内燃機関の排気通路のうち、内燃機関の排気ポート近傍に通路を介して負圧室を連通した。そして、この通路に、排気通路の負圧を利用して負圧室を負圧状態に保つ負圧保持手段を設けた。
Here, when the negative pressure chamber is brought into a negative pressure state using the negative pressure generated in the intake passage of the internal combustion engine, it may be difficult to keep the negative pressure chamber in a predetermined negative pressure state.
Therefore, in claim 1, the negative pressure chamber is communicated with the vicinity of the exhaust port of the internal combustion engine through the passage in the exhaust passage of the internal combustion engine. In this passage, negative pressure holding means for keeping the negative pressure chamber in a negative pressure state using the negative pressure of the exhaust passage is provided.

これにより、負圧室を負圧状態にする際に、吸気通路の負圧を利用するだけでは、負圧室を所定の負圧状態に保つことができない場合でも、排気通路の負圧を利用して負圧室を所定の負圧状態に保つことができる。   As a result, when the negative pressure chamber is brought into the negative pressure state, the negative pressure in the exhaust passage is used even when the negative pressure chamber cannot be maintained in the predetermined negative pressure state only by using the negative pressure in the intake passage. Thus, the negative pressure chamber can be maintained in a predetermined negative pressure state.

請求項1に係る発明では、排気通路の負圧を利用して負圧室を所定の負圧状態に保つことで、2次空気を供給しないタイプの内燃機関においても、ブレーキの操作性を好適に確保することができるという利点がある。     In the first aspect of the invention, the operability of the brake is preferable even in an internal combustion engine of a type that does not supply secondary air by keeping the negative pressure chamber in a predetermined negative pressure state using the negative pressure of the exhaust passage. There is an advantage that can be secured.

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
なお、本実施の形態では真空倍力構造をブレーキ系統に採用した例について説明するが、本実施の形態の真空倍力構造はその他の装置(デバイス)に適用することも可能である。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
In addition, although this embodiment demonstrates the example which employ | adopted the vacuum boosting structure for the brake system, the vacuum boosting structure of this Embodiment can also be applied to another apparatus (device).

図1は本発明に係る真空倍力構造をブレーキ系統に採用した例を示す概略図である。
真空倍力構造10は、内燃機関11の吸気通路12に第1通路13を介して真空倍力装置15を連通するとともに、第1通路13に第1チェック弁16を備え、内燃機関11の排気通路18に第2通路(通路)19を介して真空倍力装置15を連通するとともに、第2通路19に第2チェック弁(負圧保持手段)21を備える。
FIG. 1 is a schematic view showing an example in which the vacuum booster structure according to the present invention is employed in a brake system.
The vacuum booster structure 10 communicates an intake passage 12 of the internal combustion engine 11 with a vacuum booster 15 via a first passage 13 and includes a first check valve 16 in the first passage 13. The vacuum booster 15 is communicated with the passage 18 via a second passage (passage) 19, and a second check valve (negative pressure holding means) 21 is provided in the second passage 19.

第1通路13は、吸気通路12のうち、スロットル弁22の下流側12aに一端部13aを連通し、真空倍力装置15の負圧室25(図2参照)に他端部13bを連通させた通路である。
吸気通路13は、スロットル弁22の上流側12bにエアクリーナー26を備える。
負圧室25は、所定の負圧P1に保たれた状態に保持される空間である。
The first passage 13 communicates one end portion 13a with the downstream side 12a of the throttle valve 22 in the intake passage 12, and communicates the other end portion 13b with the negative pressure chamber 25 (see FIG. 2) of the vacuum booster 15. It is a passage.
The intake passage 13 includes an air cleaner 26 on the upstream side 12 b of the throttle valve 22.
The negative pressure chamber 25 is a space that is maintained in a state maintained at a predetermined negative pressure P1.

第1チェック弁16は、吸気通路12(具体的には、下流側12a)側の圧力P2と、負圧室25の所定の負圧P1との関係が、P2<P1なったときに開くバルブである。
さらに、第1チェック弁16は、吸気通路12(下流側12a)側の圧力P2と所定の負圧P1との関係が、P2≧P1なったときに閉じるバルブである。
この第1チェック弁16により、吸気通路12(下流側12a)側の負圧を利用して負圧室25を所定の負圧P1状態に保つ。
The first check valve 16 is a valve that opens when the relationship between the pressure P2 on the intake passage 12 (specifically, the downstream side 12a) side and the predetermined negative pressure P1 in the negative pressure chamber 25 is P2 <P1. It is.
Further, the first check valve 16 is a valve that is closed when the relationship between the pressure P2 on the intake passage 12 (downstream side 12a) side and the predetermined negative pressure P1 is P2 ≧ P1.
The first check valve 16 keeps the negative pressure chamber 25 in a predetermined negative pressure P1 state using the negative pressure on the intake passage 12 (downstream side 12a) side.

第2通路19は、排気通路18のうち、排気ポート35近傍の部位18aに一端部19aを連通し、第1通路13の途中の部位13cに他端部19bを連通させた通路である。
第2通路19の一端部19aを排気通路18に連通し、他端部12bを第1通路13の途中の部位13cに連通することで、排気通路18を第2通路19および第1通路13の一部13dを介して真空倍力装置15の負圧室25に連通する。
排気通路18の端部18bにはマフラー24を備える。
The second passage 19 is a passage in the exhaust passage 18 in which one end 19 a is communicated with a portion 18 a near the exhaust port 35 and the other end 19 b is communicated with a portion 13 c in the middle of the first passage 13.
One end portion 19 a of the second passage 19 is communicated with the exhaust passage 18, and the other end portion 12 b is communicated with a portion 13 c in the middle of the first passage 13, whereby the exhaust passage 18 is connected to the second passage 19 and the first passage 13. It communicates with the negative pressure chamber 25 of the vacuum booster 15 through a part 13d.
A muffler 24 is provided at the end 18 b of the exhaust passage 18.

第2チェック弁21は、排気通路18(具体的には、排気ポート35近傍の部位18a)側の圧力P3と、負圧室25の所定の負圧P1との関係が、P3<P1なったときに開くバルブである。
さらに、第2チェック弁21は、排気通路18(排気ポート35近傍の部位18a)側の圧力P3と所定の負圧P1との関係が、P3≧P1なったときに閉じるバルブである。
この第2チェック弁21により、排気通路18(排気ポート35近傍の部位18a)側の負圧を利用して負圧室25を所定の負圧P1状態に保つ。
In the second check valve 21, the relationship between the pressure P3 on the exhaust passage 18 (specifically, the portion 18a near the exhaust port 35) and the predetermined negative pressure P1 in the negative pressure chamber 25 is P3 <P1. It is a valve that opens sometimes.
Furthermore, the second check valve 21 is a valve that is closed when the relationship between the pressure P3 on the exhaust passage 18 (the portion 18a in the vicinity of the exhaust port 35) and the predetermined negative pressure P1 is P3 ≧ P1.
The second check valve 21 keeps the negative pressure chamber 25 in a predetermined negative pressure P1 state by using the negative pressure on the exhaust passage 18 (the part 18a in the vicinity of the exhaust port 35) side.

内燃機関11は、シリンダブロック28にシリンダ29を備え、シリンダヘッド31に点火プラグ32を備え、シリンダヘッド31の吸気ポート33を開閉する吸気弁34を備え、シリンダヘッド31の排気ポート35を開閉する排気弁27を備え、シリンダ29内にピストン37を摺動自在に備える。   The internal combustion engine 11 includes a cylinder 29 in a cylinder block 28, a spark plug 32 in a cylinder head 31, an intake valve 34 that opens and closes an intake port 33 of the cylinder head 31, and opens and closes an exhaust port 35 of the cylinder head 31. An exhaust valve 27 is provided, and a piston 37 is slidably provided in the cylinder 29.

真空倍力装置15は、オペレーティングロッド(入力軸)38に連結部材39を介してブレーキレバー41を連結し、プッシュロッド(出力軸)42にマスターシリンダ44のプランジャ45に連結したものである。
ブレーキレバー41の上端部41aをピン46を介して車体側47に回動自在に取り付け、ブレーキレバー41の下端部41bにブレーキペダル48を取り付ける。
The vacuum booster 15 has a brake lever 41 connected to an operating rod (input shaft) 38 via a connecting member 39 and is connected to a push rod (output shaft) 42 to a plunger 45 of a master cylinder 44.
An upper end portion 41 a of the brake lever 41 is rotatably attached to the vehicle body side 47 via a pin 46, and a brake pedal 48 is attached to the lower end portion 41 b of the brake lever 41.

マスターシリンダ44は、ブレーキ油(図示せず)を供給するリザーバタンク51を備え、前輪ブレーキ用のアウトレット52および後輪ブレーキ用のアウトレット53を備え、前輪ブレーキ用のアウトレット52および後輪ブレーキ用のアウトレット53を配管54を介して前後輪のブレーキシリンダ55に連通する。   The master cylinder 44 includes a reservoir tank 51 that supplies brake oil (not shown), includes a front wheel brake outlet 52 and a rear wheel brake outlet 53, and includes a front wheel brake outlet 52 and a rear wheel brake. The outlet 53 communicates with a brake cylinder 55 for front and rear wheels via a pipe 54.

真空倍力構造10によれば、吸気通路12(下流側12a)の負圧P2および排気通路18(排気ポート35近傍の部位18a)の負圧P3を利用して、真空倍力装置15の負圧室25を所定の負圧P1状態に保ち、この負圧P1状態を利用して真空倍力装置15のオペレーティングロッド38にかかった力を倍力し、倍力した力を真空倍力装置15のプッシュロッド42から出力することにより、プッシュロッド42でマスターシリンダ44のプランジャ45を押圧するものである。   According to the vacuum booster structure 10, the negative pressure P <b> 2 in the intake passage 12 (downstream side 12 a) and the negative pressure P <b> 3 in the exhaust passage 18 (portion 18 a near the exhaust port 35) are used to negatively The pressure chamber 25 is maintained in a predetermined negative pressure P1 state, and the force applied to the operating rod 38 of the vacuum booster 15 is boosted using the negative pressure P1 state, and the boosted force is applied to the vacuum booster 15 The plunger 45 of the master cylinder 44 is pressed by the push rod 42 by outputting from the push rod 42.

図2は本発明に係る真空倍力構造を説明する図である。
真空倍力装置15は、装置本体57にシリンダ58を備え、シリンダ58内にダイヤフラム59を介してピストン61を移動自在に設け、ダイヤフラム59およびピストン61でシリンダ58内を負圧室25と大気圧室62とに仕切り、負圧室25にリターンスプリング63を備え、オペレーティングロッド38の後端部38aに連結部材39を介してブレーキレバー41を連結し、プッシュロッド42の先端部42aにマスターシリンダ44のプランジャ45に連結したものである。
FIG. 2 is a view for explaining a vacuum booster structure according to the present invention.
The vacuum booster 15 includes a cylinder 58 in the apparatus main body 57, and a piston 61 is movably provided in the cylinder 58 via a diaphragm 59. The cylinder 58 is surrounded by the negative pressure chamber 25 and the atmospheric pressure by the diaphragm 59 and the piston 61. The negative pressure chamber 25 is provided with a return spring 63, the brake rod 41 is connected to the rear end 38a of the operating rod 38 via a connecting member 39, and the master cylinder 44 is connected to the tip 42a of the push rod 42. Connected to the plunger 45.

装置本体57のシリンダ58に接続管64を形成し、この接続管64を負圧室25に連通させ、この接続管64に第1通路13の他端部13bをつなぐ。負圧室25に接続管64を介して第1通路13の他端部13bを連通する。
ブレーキレバー41の上端部41aをピン46を介して車体側47に回動自在に取り付け、ブレーキレバー41の下端部41bにブレーキペダル48を取り付ける。
A connecting pipe 64 is formed in the cylinder 58 of the apparatus main body 57, the connecting pipe 64 is communicated with the negative pressure chamber 25, and the other end 13 b of the first passage 13 is connected to the connecting pipe 64. The negative pressure chamber 25 is communicated with the other end 13 b of the first passage 13 through the connection pipe 64.
An upper end portion 41 a of the brake lever 41 is rotatably attached to the vehicle body side 47 via a pin 46, and a brake pedal 48 is attached to the lower end portion 41 b of the brake lever 41.

ブレーキペダル48に踏力がかかっていない場合には、負圧室25と大気圧室62とが連通され、負圧室25および大気圧室62とが負圧P1に保たれる。
よって、リターンスプリング63のばね力でピストン61が大気圧室62の端部側62aに位置する。
When the pedal force is not applied to the brake pedal 48, the negative pressure chamber 25 and the atmospheric pressure chamber 62 are communicated, and the negative pressure chamber 25 and the atmospheric pressure chamber 62 are maintained at the negative pressure P1.
Therefore, the piston 61 is positioned on the end side 62 a of the atmospheric pressure chamber 62 by the spring force of the return spring 63.

この状態で、ブレーキペダル48に踏力がかかると、負圧室25と大気圧室62との連通が遮断され、大気圧室62に大気が流入する。
負圧室25と大気圧室62とに圧力差が生じ、リターンスプリング63のばね力に抗してピストン61が負圧室25の端部側25aに移動する。
In this state, when a depression force is applied to the brake pedal 48, the communication between the negative pressure chamber 25 and the atmospheric pressure chamber 62 is blocked, and the atmosphere flows into the atmospheric pressure chamber 62.
A pressure difference is generated between the negative pressure chamber 25 and the atmospheric pressure chamber 62, and the piston 61 moves to the end side 25 a of the negative pressure chamber 25 against the spring force of the return spring 63.

このピストン61の移動に伴ってプッシュロッド42がマスターシリンダ44に向かって移動し、プッシュロッド42でマスターシリンダ44のプランジャ45を押圧する。
これにより、オペレーティングロッド38に作用した力を倍力し、倍力した力をプッシュロッド42から出力する。
As the piston 61 moves, the push rod 42 moves toward the master cylinder 44, and the push rod 42 presses the plunger 45 of the master cylinder 44.
As a result, the force acting on the operating rod 38 is boosted, and the boosted force is output from the push rod 42.

プッシュロッド42でマスターシリンダ44のプランジャ45を押圧することにより、マスターシリンダ44内のブレーキ油をプランジャ45で押圧する。
この押圧力がブレーキ油を介して前後輪のブレーキシリンダ55に伝わり、前後輪のブレーキを作動させる。
By pressing the plunger 45 of the master cylinder 44 with the push rod 42, the brake oil in the master cylinder 44 is pressed with the plunger 45.
This pressing force is transmitted to the front and rear wheel brake cylinders 55 via the brake oil, and the front and rear wheel brakes are operated.

次に、真空倍力構造の作用を図3〜図6に基づいて説明する。
図3は本発明に係る真空倍力構造の負圧室を吸気通路を利用して負圧にする例を説明する図である。
スロットル弁22を開口するとともに、吸気弁34が開いて吸気ポート33を開口する。さらに、排気弁27を閉じて排気ポート35を閉塞した状態に保つ。
この状態で、ピストン37を上死点H1から矢印aの如く下降させる。
Next, the operation of the vacuum boost structure will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is a view for explaining an example in which the negative pressure chamber of the vacuum booster structure according to the present invention is made negative using an intake passage.
The throttle valve 22 is opened, and the intake valve 34 is opened to open the intake port 33. Further, the exhaust valve 27 is closed to keep the exhaust port 35 closed.
In this state, the piston 37 is lowered from the top dead center H1 as indicated by an arrow a.

吸気通路12(下流側12a)内の混合気(図示せず)を燃焼室66内に矢印bの如く吸気する。吸気通路12(下流側12a)内の圧力P2が、負圧室25の所定の負圧P1より低くなり、すなわちP2<P1の関係が成立して第1チェック弁16が開く。
真空倍力装置15の負圧室25(図2も参照)内の気体が、第1通路13を経て矢印cの如く吸気通路12(下流側12a)内に吸気され、負圧室25内が負圧P4状態になる。
An air-fuel mixture (not shown) in the intake passage 12 (downstream side 12a) is taken into the combustion chamber 66 as indicated by an arrow b. The pressure P2 in the intake passage 12 (downstream side 12a) becomes lower than a predetermined negative pressure P1 in the negative pressure chamber 25, that is, the relationship of P2 <P1 is established and the first check valve 16 is opened.
The gas in the negative pressure chamber 25 (see also FIG. 2) of the vacuum booster 15 is sucked into the intake passage 12 (downstream side 12a) as shown by the arrow c through the first passage 13, and the negative pressure chamber 25 is filled in the negative pressure chamber 25. Negative pressure P4 state is reached.

この状態で、負圧室25は、所定の負圧P1まで低くなることは十分に考えられるが、本実施の形態では、負圧室25が負圧P4まで低下するものとして説明する。
なお、負圧P4と所定の負圧P1との関係は、P4>P1である。
In this state, it can be considered that the negative pressure chamber 25 is lowered to the predetermined negative pressure P1, but in the present embodiment, the negative pressure chamber 25 is described as being lowered to the negative pressure P4.
The relationship between the negative pressure P4 and the predetermined negative pressure P1 is P4> P1.

図4(a),(b)は本発明に係る真空倍力構造の負圧室を負圧状態に保つ例を説明する図である。
(a)において、ピストン37が下死点H2まで到達したとき、吸気弁34で吸気ポート33を閉じる。その後、ピストン37を矢印dの如く上昇させる。
4 (a) and 4 (b) are diagrams illustrating an example in which the negative pressure chamber of the vacuum booster structure according to the present invention is maintained in a negative pressure state.
In (a), when the piston 37 reaches the bottom dead center H2, the intake port 33 is closed by the intake valve. Thereafter, the piston 37 is raised as shown by an arrow d.

このときの、吸気通路12(下流側12a)側の圧力P2と、負圧室25(図2、図3参照)の負圧P4との関係は、P2>P4である。
また、排気通路18(排気ポート35近傍の部位18a)側の圧力P3と、負圧室25の負圧P4との関係は、P3>P4である。
よって、第1、第2のチェック弁16,21を閉じた状態に保ち、負圧室25(図2、図3参照)を負圧P4の状態に保持する。
At this time, the relationship between the pressure P2 on the intake passage 12 (downstream side 12a) side and the negative pressure P4 in the negative pressure chamber 25 (see FIGS. 2 and 3) is P2> P4.
The relationship between the pressure P3 on the exhaust passage 18 (the part 18a in the vicinity of the exhaust port 35) and the negative pressure P4 in the negative pressure chamber 25 is P3> P4.
Therefore, the first and second check valves 16 and 21 are kept closed, and the negative pressure chamber 25 (see FIGS. 2 and 3) is held at the negative pressure P4.

(b)において、ピストン37が上死点H1に到達する直前に、点火プラグ32で混合気を点火する。混合気が燃焼し、燃焼したガス(燃焼ガス)がピストン37を矢印eの如く押し下げる。   In (b), the air-fuel mixture is ignited by the spark plug 32 immediately before the piston 37 reaches the top dead center H1. The air-fuel mixture burns and the burned gas (combustion gas) pushes down the piston 37 as shown by an arrow e.

このときの、吸気通路12(下流側12a)側の圧力P2と、負圧室25(図2、図3参照)の負圧P4との関係は、P2>P4である。
また、排気通路18(排気ポート35近傍の部位18a)側の圧力P3と、負圧室25の負圧P4との関係は、P3>P4である。
よって、第1、第2のチェック弁16,21を閉じた状態に保ち、負圧室25を負圧P4の状態に保持する。
At this time, the relationship between the pressure P2 on the intake passage 12 (downstream side 12a) side and the negative pressure P4 in the negative pressure chamber 25 (see FIGS. 2 and 3) is P2> P4.
The relationship between the pressure P3 on the exhaust passage 18 (the part 18a in the vicinity of the exhaust port 35) and the negative pressure P4 in the negative pressure chamber 25 is P3> P4.
Therefore, the first and second check valves 16 and 21 are kept closed, and the negative pressure chamber 25 is held at the negative pressure P4.

図5は本発明に係る真空倍力構造の負圧室を継続して負圧状態に保つ例を説明する図である。
ピストン37が下死点H2に到達する直前に排気弁27が開いて排気ポート35が開口する。ピストン37が矢印fの如く上昇し、燃焼ガスを排気ポート35を介して矢印gの如く排気通路18に排出する。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example in which the negative pressure chamber of the vacuum booster structure according to the present invention is continuously maintained in a negative pressure state.
The exhaust valve 27 opens and the exhaust port 35 opens just before the piston 37 reaches the bottom dead center H2. The piston 37 rises as indicated by an arrow f, and the combustion gas is discharged through the exhaust port 35 into the exhaust passage 18 as indicated by an arrow g.

このときの、吸気通路12(下流側12a)側の圧力P2と、負圧室25(図2、図3参照)の負圧P4との関係は、P2>P4である。
また、排気通路18(排気ポート35近傍の部位18a)側の圧力P3と、負圧室25の負圧P4との関係は、P3>P4である。
よって、第1、第2のチェック弁16,21を閉じた状態に保ち、負圧室25を負圧の状態に保持する。
At this time, the relationship between the pressure P2 on the intake passage 12 (downstream side 12a) side and the negative pressure P4 in the negative pressure chamber 25 (see FIGS. 2 and 3) is P2> P4.
The relationship between the pressure P3 on the exhaust passage 18 (the part 18a in the vicinity of the exhaust port 35) and the negative pressure P4 in the negative pressure chamber 25 is P3> P4.
Therefore, the first and second check valves 16 and 21 are kept closed, and the negative pressure chamber 25 is kept in a negative pressure state.

図6は本発明に係る真空倍力構造の負圧室を排気通路を利用して負圧にする例を説明する図である。
ピストン37が上死点H1まで到達した時点で、排気弁27を閉じて排気ポート35を閉塞する。
FIG. 6 is a view for explaining an example in which the negative pressure chamber of the vacuum booster structure according to the present invention is made negative using the exhaust passage.
When the piston 37 reaches the top dead center H1, the exhaust valve 27 is closed and the exhaust port 35 is closed.

燃焼室66から排気通路18内に排出した燃焼ガスが、排気通路18内を慣性で継続して矢印gの如く流れる。
これにより、排気通路18のうち、排気ポート35近傍の部位18aの圧力P3が負圧状態になる。
The combustion gas discharged from the combustion chamber 66 into the exhaust passage 18 continues to flow in the exhaust passage 18 as indicated by an arrow g with inertia.
As a result, the pressure P3 of the portion 18a in the vicinity of the exhaust port 35 in the exhaust passage 18 becomes a negative pressure state.

ここで、図5に示すように、燃焼ガスを燃焼室66内から排気ポート35を介して矢印gの如く排気通路18に排出する際に、排気ポート35の出口近傍においてベンチュリ効果が発生し、燃焼ガスの排気流が最も速くなる。
このため、排気弁27を閉じて排気ポート35を閉塞した際に、排気ポート35近傍の部位18aにおいて、燃焼室66から排気通路18内に排出した燃焼ガスは、排気通路18内を速い流速で矢印gの如く流れる。
Here, as shown in FIG. 5, when the combustion gas is discharged from the combustion chamber 66 through the exhaust port 35 to the exhaust passage 18 as indicated by the arrow g, a venturi effect occurs in the vicinity of the outlet of the exhaust port 35, The exhaust gas flow is the fastest.
Therefore, when the exhaust valve 27 is closed and the exhaust port 35 is closed, the combustion gas discharged from the combustion chamber 66 into the exhaust passage 18 in the portion 18a in the vicinity of the exhaust port 35 passes through the exhaust passage 18 at a high flow rate. Flows as indicated by arrow g.

これにより、排気通路18のうち、排気ポート35近傍の部位18aの圧力P3が、負圧室25の所定の負圧P1状態より低くなる。
すなわち、圧力P3と所定の負圧P1との関係が、P3<P1になり第2チェック弁21が開く。
As a result, the pressure P3 of the portion 18a in the vicinity of the exhaust port 35 in the exhaust passage 18 becomes lower than the predetermined negative pressure P1 state of the negative pressure chamber 25.
That is, the relationship between the pressure P3 and the predetermined negative pressure P1 is P3 <P1, and the second check valve 21 is opened.

真空倍力装置15の負圧室25内の気体が、第1通路13の一部13dおよび第2通路19を経て矢印hの如く排気通路18(排気ポート35近傍の部位18a)内に吸気され、負圧室25内が所定の負圧P1まで低くなる。   The gas in the negative pressure chamber 25 of the vacuum booster 15 is sucked into the exhaust passage 18 (the portion 18a in the vicinity of the exhaust port 35) as indicated by an arrow h through a part 13d of the first passage 13 and the second passage 19. The inside of the negative pressure chamber 25 is lowered to a predetermined negative pressure P1.

図3に戻って、排気弁27を閉じた後、吸気弁34を開いて吸気ポート33を開口する。
以下、図3〜図6の工程を順次繰り返すことにより、真空倍力装置15の負圧室25を所定負圧P1の状態に好適に保つことができる。
Returning to FIG. 3, after closing the exhaust valve 27, the intake valve 34 is opened to open the intake port 33.
Hereinafter, the negative pressure chamber 25 of the vacuum booster 15 can be suitably maintained at the predetermined negative pressure P1 by sequentially repeating the steps of FIGS.

以上説明したように、真空倍力構造10によれば、内燃機関11の排気通路18のうち、内燃機関11の排気ポート35近傍の部位18aに第2通路19を介して負圧室25を連通した。そして、この第2通路19に、排気通路18の負圧を利用して負圧室25を所定の負圧P1状態に保つ第2チェック弁21を設けた。   As described above, according to the vacuum booster structure 10, the negative pressure chamber 25 communicates with the portion 18 a in the vicinity of the exhaust port 35 of the internal combustion engine 11 through the second passage 19 in the exhaust passage 18 of the internal combustion engine 11. did. The second passage 19 is provided with a second check valve 21 that keeps the negative pressure chamber 25 at a predetermined negative pressure P1 using the negative pressure of the exhaust passage 18.

よって、内燃機関11の吸気通路12に生じた負圧P2を利用して負圧室25を負圧状態にする際に、負圧室25を所定の負圧P1の状態に保つことができない場合でも、排気通路18に生じた負圧P3を利用して負圧室27を所定の負圧P1状態に保つことができる。   Therefore, when the negative pressure chamber 25 is brought into a negative pressure state using the negative pressure P2 generated in the intake passage 12 of the internal combustion engine 11, the negative pressure chamber 25 cannot be maintained at a predetermined negative pressure P1. However, the negative pressure chamber 27 can be maintained in a predetermined negative pressure P1 state by using the negative pressure P3 generated in the exhaust passage 18.

図7は本発明に係る真空倍力構造を採用したブレーキ系統の作動例を説明する図である。
ブレーキペダル48に踏力Fがかかっていないときには、図2に示すリターンスプリング63のばね力でピストン61が大気圧室62の端部側62aに位置する。
この状態で、ブレーキペダル48を踏力Fで踏むと、ブレーキレバー41がピン46を軸にして矢印iの如く揺動する。ブレーキレバー41が揺動することにより、オペレーティングロッド38を矢印jの如く移動する。
FIG. 7 is a view for explaining an operation example of the brake system employing the vacuum booster structure according to the present invention.
When the pedaling force F is not applied to the brake pedal 48, the piston 61 is positioned on the end side 62a of the atmospheric pressure chamber 62 by the spring force of the return spring 63 shown in FIG.
In this state, when the brake pedal 48 is depressed with the depression force F, the brake lever 41 swings as indicated by the arrow i with the pin 46 as an axis. As the brake lever 41 swings, the operating rod 38 is moved as shown by an arrow j.

オペレーティングロッド38が移動することにより、負圧室25と大気圧室62との連通が遮断され、大気圧室62に大気が流入する。
負圧室25と大気圧室62とに圧力差が生じ、図2に示すリターンスプリング63のばね力に抗してピストン61が負圧室25の端部側25aに移動する。
When the operating rod 38 moves, the communication between the negative pressure chamber 25 and the atmospheric pressure chamber 62 is blocked, and the atmosphere flows into the atmospheric pressure chamber 62.
A pressure difference is generated between the negative pressure chamber 25 and the atmospheric pressure chamber 62, and the piston 61 moves to the end side 25a of the negative pressure chamber 25 against the spring force of the return spring 63 shown in FIG.

このピストン61の移動に伴ってプッシュロッド42がマスターシリンダ44に向かって移動し、プッシュロッド42でマスターシリンダ44のプランジャ45を矢印l(アルファベット「エル」の小文字)の如く押圧する。
これにより、ブレーキペダル48からオペレーティングロッド38に作用した力を倍力し、倍力した力をプッシュロッド42から出力する。
As the piston 61 moves, the push rod 42 moves toward the master cylinder 44, and the push rod 42 pushes the plunger 45 of the master cylinder 44 as shown by the arrow l (the lowercase letter of the letter “El”).
As a result, the force acting on the operating rod 38 from the brake pedal 48 is boosted, and the boosted force is output from the push rod 42.

プッシュロッド42でマスターシリンダ44のプランジャ45を押圧することにより、マスターシリンダ44内のブレーキ油をプランジャ45で押圧する。
この押圧力がブレーキ油を介して前後輪のブレーキシリンダ55に伝わり、前後輪のブレーキを作動させる。
By pressing the plunger 45 of the master cylinder 44 with the push rod 42, the brake oil in the master cylinder 44 is pressed with the plunger 45.
This pressing force is transmitted to the front and rear wheel brake cylinders 55 via the brake oil, and the front and rear wheel brakes are operated.

なお、前記実施の形態では、真空倍力構造10をブレーキ系統に採用した例について説明したが、これに限らないで、真空倍力構造10は、その他のデバイスの倍力装置として採用しても同様の効果を得ることができる。   In the above-described embodiment, the example in which the vacuum booster structure 10 is employed in the brake system has been described. However, the present invention is not limited to this, and the vacuum booster structure 10 may be employed as a booster for other devices. Similar effects can be obtained.

また、前記実施の形態では、負圧保持手段として第2チェック弁21を用いた例について説明したが、負圧保持手段はこれに限定するものではなく、その他の例として電磁弁などを用いることも可能である。
電磁弁などの負圧保持手段は、排気ポート35近傍の部位18aの負圧をセンサーによって検知するとともに、負圧室25の負圧をセンサーによって検知し、排気ポート35近傍の部位18aの負圧圧力P3と、負圧室25の所定の負圧P1との関係が、P3<P1になったとき、開くように構成したものである。
In the above-described embodiment, an example in which the second check valve 21 is used as the negative pressure holding means has been described. However, the negative pressure holding means is not limited to this, and an electromagnetic valve or the like is used as another example. Is also possible.
The negative pressure holding means such as an electromagnetic valve detects the negative pressure in the portion 18a in the vicinity of the exhaust port 35 with a sensor, detects the negative pressure in the negative pressure chamber 25 with the sensor, and negative pressure in the portion 18a in the vicinity of the exhaust port 35. The relationship between the pressure P3 and the predetermined negative pressure P1 in the negative pressure chamber 25 is configured to open when P3 <P1.

本発明は、内燃機関の吸気通路に生じた負圧を利用して負圧室を負圧状態に保つことで、入力を倍力させて出力する真空倍力構造への適用に好適である。   The present invention is suitable for application to a vacuum booster structure in which an input is boosted and output by maintaining a negative pressure chamber in a negative pressure state using negative pressure generated in an intake passage of an internal combustion engine.

本発明に係る真空倍力構造をブレーキ系統に採用した例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example which employ | adopted the vacuum boost structure which concerns on this invention for the brake system. 本発明に係る真空倍力構造を説明する図である。It is a figure explaining the vacuum boosting structure which concerns on this invention. 本発明に係る真空倍力構造の負圧室を吸気通路を利用して負圧にする例を説明する図である。It is a figure explaining the example which makes a negative pressure chamber of the vacuum booster structure which concerns on this invention a negative pressure using an intake passage. 本発明に係る真空倍力構造の負圧室を負圧状態に保つ例を説明する図である。It is a figure explaining the example which keeps the negative pressure chamber of the vacuum booster structure which concerns on this invention in a negative pressure state. 本発明に係る真空倍力構造の負圧室を継続して負圧状態に保つ例を説明する図である。It is a figure explaining the example which keeps the negative pressure chamber of the vacuum booster structure concerning this invention in a negative pressure state continuously. 本発明に係る真空倍力構造の負圧室を排気通路を利用して負圧にする例を説明する図である。It is a figure explaining the example which makes a negative pressure chamber of the vacuum booster structure which concerns on this invention a negative pressure using an exhaust passage. 本発明に係る真空倍力構造を採用したブレーキ系統の作動例を説明する図である。It is a figure explaining the operation example of the brake system which employ | adopted the vacuum booster structure which concerns on this invention. 従来の基本構成を説明する図である。It is a figure explaining the conventional basic composition.

符号の説明Explanation of symbols

10…真空倍力構造、11…内燃機関、12…排気通路、13…第1通路、15…真空倍力装置、16…第1チェック弁、18…排気通路、19…第2通路(通路)、21…第2チェック弁(負圧保持手段)、25…負圧室、35…排気ポート、38…オペレーティングロッド(入力軸)、42…プッシュロッド(出力軸)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Vacuum boost structure, 11 ... Internal combustion engine, 12 ... Exhaust passage, 13 ... First passage, 15 ... Vacuum booster, 16 ... First check valve, 18 ... Exhaust passage, 19 ... Second passage (passage) , 21 ... second check valve (negative pressure holding means), 25 ... negative pressure chamber, 35 ... exhaust port, 38 ... operating rod (input shaft), 42 ... push rod (output shaft).

Claims (1)

内燃機関の吸気通路に連通する負圧室を有し、この負圧室を、前記吸気通路の負圧を利用して負圧状態に保ち、この負圧状態を利用して入力軸にかかった力を倍力し、倍力した力を出力軸から出力する真空倍力構造において、
前記内燃機関の排気通路のうち、内燃機関の排気ポート近傍に、前記負圧室を通路を介して連通し、
この通路に、排気通路の負圧を利用して負圧室を負圧状態に保つ負圧保持手段を設けたことを特徴とする真空倍力構造。
There is a negative pressure chamber communicating with the intake passage of the internal combustion engine, the negative pressure chamber is kept in a negative pressure state using the negative pressure of the intake passage, and the negative pressure state is applied to the input shaft. In the vacuum booster structure that boosts the force and outputs the boosted force from the output shaft,
Of the exhaust passage of the internal combustion engine, the negative pressure chamber communicates with the vicinity of the exhaust port of the internal combustion engine via the passage.
A vacuum booster structure characterized in that a negative pressure holding means for maintaining the negative pressure chamber in a negative pressure state by using the negative pressure of the exhaust passage is provided in the passage.
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