JP2010023779A

JP2010023779A - 負圧倍力装置およびこれを用いたブレーキ倍力装置

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Publication number: JP2010023779A
Application number: JP2008190489A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyasu Takasaki; 高崎良保
Original assignee: Bosch Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 2008-07-24
Filing date: 2008-07-24
Publication date: 2010-02-04

Abstract

【課題】作動アシスト機構をコンパクトにしつつ、作動アシスト機構の作動開始時に筒状部材保持部材とこの筒状部材保持部材が係止可能なバルブボディとの間の摩擦を抑制する。
【解決手段】筒状部材保持部材３５がＢＡ用筒状部材３３と一体的に移動する。ＢＡ用筒状部材３３はＢＡ作動用スプリング３４で後方に付勢される。負圧倍力装置１の非作動時に、ＢＡ用筒状部材３３に加えられるＢＡ作動用スプリング３４の付勢力はキー部材２３で支持される。ＢＡ非作動時には、筒状部材保持部材３５の直線係止部３５ｂの内側面３５ｂ₂が径止溝４ｆ内に進入し、この筒状部材保持部材３５でＢＡ用筒状部材３３のバルブボディ４に対する後方移動が制限される。このとき、直線係止部３５ｂの内側前方エッジ部３５ｂ₁が径止溝４ｆの前壁４ｇに当接されるが、筒状部材保持部材３５には荷重が実質的に加えられない。
【選択図】図２

Description

本発明は、作動アシスト時（緊急ブレーキ作動時）に、通常作動時と同じ入力（ブレーキ操作力）で通常作動時より大きな出力（ブレーキ力）を得ることのできる負圧倍力装置およびこれを用いたブレーキ倍力装置の技術分野に関するものである。なお、本特許請求の範囲および明細書の記載では、「前方」は入力により入力軸が進む方向（つまり作動方向）をいい、また「後方」は入力の消滅により入力軸が戻る方向をいう。

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。

このとき一般に、図６の通常作動時で示すように、負圧倍力装置は、入力が小さいときは出力軸からの反力が入力軸に伝達されず、入力がある程度大きくて反力機構により反力が入力軸に伝達されたときは実質的に所定の出力を発生するという、いわゆるジャンピング（ＪＰ）特性を有する入出力特性を有している。

ところで、ブレーキシステムにおいては、緊急ブレーキ時に、ブレーキペダルの踏み込み開始から通常ブレーキ作動時よりは迅速にかつ大きな所望のブレーキ力を発生させることが必要な場合がある。そこで、ブレーキシステムに用いられる負圧倍力装置として、小さなペダル踏力で大きなブレーキ力を迅速に発生させるブレーキアシスト（以下、ＢＡともいう）制御を行うためのＢＡ機構、つまり作動アシスト機構を備えた負圧倍力装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に開示の負圧倍力装置では、バルブボディに、真空弁座を有する筒状部材を相対摺動可能に設けるとともにこの筒状部材をばねで常時大気弁が開く方向に付勢し、更に通常時は筒状部材を保持手段で非作動位置に保持している。そして、通常速度より踏込み速度が速い急激なペダル踏込みで、バルブプランジャーが通常時より速い速度で前進して保持手段による筒状部材の保持を解除することにより、ばねで筒状部材を大気弁が開く方向に移動させて大気弁を通常時より大きく開弁する。これにより、負圧倍力装置のジャンピング量が通常時より増大して出力が迅速に増大する。こうして、緊急ブレーキ時のＢＡ制御が行われる。
特開２００４−１７７４０号公報。

ところで、特許文献１に開示の負圧倍力装置におけるＢＡ機構は、通常時に筒状部材を非作動位置に保持する保持手段を備えているが、この保持手段は、筒状部材に設けられかつバルブプランジャーで押圧される被押圧部と、筒状部材にこの被押圧部より軸方向前方に位置して設けられた筒状部材側フックと、バルブボディに固定支持されたホルダに設けられたホルダ側フックとからなっている。そして、通常時には筒状部材側フックがホルダ側フックに係合し、筒状部材が非作動位置に保持されている。また、緊急ブレーキ操作でバルブプランジャーが通常時より速い速度で前進したときには、バルブプランジャーが被押圧部を押圧することで被押圧部および筒状部材側フックが設けられている筒状部材の部分が筒状部材の中心軸（つまり、バルブボディ４の中心軸）を通る平面内で弾性的に撓むので、両フックの係合が解除され、筒状部材がばねで大気弁が開く方向に移動するようになっている。

しかしながら、この負圧倍力装置では、前述のように筒状部材側フックとホルダ側フックとの係合位置が被押圧部より前方に位置するとともに、筒状部材の中心軸を通る平面内で部分的にかつ弾性的に撓むようになっているため、保持手段が軸方向に長くなり、その分大型の構造となる。また、筒状部材が真空弁座を有しているばかりでなく被押圧部および筒状部材側フックも有しており、しかも、これらの被押圧部および筒状部材側フックが設けられる筒状部材の部分が弾性変形する構造であるため、筒状部材が複雑な構造となる。このように、特許文献１に開示の負圧倍力装置のＢＡ機構は大型でかつ複雑な構造となっている。

そこで、本出願人は、クリップ状の筒状部材保持部材によりＢＡ用筒状部材を非作動位置に保持し、緊急ブレーキ操作時に、バルブプランジャの係止解除部で筒状部材保持部材を押圧して弾性変形させることでＢＡ用筒状部材の保持を解除し、ＢＡ作動用スプリングでＢＡ用筒状部材を後方に所定量移動するようにして、ＢＡ機構をより一層小型コンパクトにかつ簡単な構造にすることのできる負圧倍力装置を開発し、特許出願している（特願２００７−１０３５４６）。

この特許出願に係る発明のＢＡ機構では、負圧倍力装置の非作動時に、ＢＡ作動用スプリングの付勢力がＢＡ用筒状部材を介して筒状部材保持部材に作用するようになっている。このため、筒状部材保持部材とこの筒状部材保持部材を支持するバルブボディとの間に摩擦が生じ、バルブボディの筒状部材保持部材支持部が摩耗し易くなっている。そこで、この摩擦をできるだけ抑制して、ＢＡ作動により筒状部材保持部材がバルブボディとの係止状態から解除されるとき、筒状部材保持部材はバルブボディからよりスムーズに係止解除されるようにすることが望ましい。

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、作動アシスト機構をコンパクトにしつつ、作動アシスト機構の作動による筒状部材保持部材およびバルブボディの摩耗を抑制し、筒状部材保持部材をこの筒状部材保持部材が係止するバルブボディからよりスムーズに係止解除して作動アシスト機構の作動を確実に行うことのできる負圧倍力装置を提供することである。

また、本発明の目的は、ＢＡ機構をコンパクトにしつつ、ＢＡ機構の作動開始時に筒状部材保持部材とこの筒状部材保持部材が係止可能なバルブボディとの間の摩擦を抑制し、筒状部材保持部材をこの筒状部材保持部材が係止するバルブボディからよりスムーズに係止解除してＢＡ機構の作動を確実に行うことのできるブレーキ倍力装置を提供することである。

前述の課題を解決するために、請求項１に係る発明の負圧倍力装置は、ハウジング内に
対して進退自在に配設されたバルブボディと、入力により真空弁が閉じかつ大気弁が開いてハウジング内に導入される大気で前記入力に応じて出力を発生し、作動アシスト機構の作動により前記出力を前記作動アシスト機構の作動しない通常時より大きくするようになっている負圧倍力装置において、前記作動アシスト機構が、前記バルブボディに、作動時に入力に対して出力を発生開始するジャンピング量が通常作動時のジャンピング量より増大するように大気弁を作動させる作動位置と、前記大気弁を前記バルブボディに対して移動させない非作動位置との間で移動可能に設けられる筒状部材と、前記筒状部材を常時後方に付勢する筒状部材付勢手段と、前記筒状部材を前記非作動位置に設定する筒状部材保持部材と、前記筒状部材が前記非作動位置に設定されているとき、前記筒状部材付勢手段の付勢力が前記筒状部材保持部材に加えられるのを阻止する付勢力阻止手段と、前記入力軸が通常作動時での移動速度より速く前方へ移動されて前記筒状部材保持部材が前方へ押圧されたとき、前記筒状部材保持部材を前記筒状部材の軸方向と直交またはほぼ直交する平面内で拡開させて前記筒状部材の非作動位置の設定を解除する筒状部材保持部材拡開制御手段とを少なくとも備えていることを特徴としている。

また、請求項２に係る発明の負圧倍力装置は、前記筒状部材保持部材が、前記筒状部材と一体的に移動するように設けられていることを特徴としている。
更に、請求項３に係る発明の負圧倍力装置は、前記バルブボディに係止溝が設けられており、前記筒状部材保持部材は前記筒状部材を前記非作動位置に設定しているときに前記係止溝に位置されており、前記筒状部材保持部材拡開制御手段が、前記係止溝に設けられかつ前記筒状部材保持部材が前方へ押圧されたとき前記筒状部材保持部材を拡開させる傾斜面を有していることを特徴としている。

更に、請求項４に係る発明の負圧倍力装置は、前記付勢力阻止手段が、前記バルブボディの後退限を規定するキー部材であり、前記作動アシスト機構の非作動時に前記キー部材が前記筒状部材に加えられる前記筒状部材付勢手段の付勢力を支持することを特徴としている。
更に、請求項５に係る発明の負圧倍力装置は、前記筒状部材保持部材が、Ｕ字形に形成された弾性材の棒状部材からなるとともに、前記棒状部材が前記筒状部材の軸方向と直交する平面内または前記筒状部材の軸方向とほぼ直交する平面内で弾性変形して前記筒状部材の非作動位置の保持を解除することを特徴としている。

更に、請求項６に係る発明のブレーキ倍力装置は、ブレーキ操作力を負圧倍力装置で倍力したブレーキ力を出力するブレーキ倍力装置において、前記負圧倍力装置が請求項１ないし５のいずれか１記載の負圧倍力装置であり、前記作動アシスト機構が、緊急ブレーキ操作時に作動して通常ブレーキ作動時より同じブレーキ操作力で大きなブレーキ力を出力するブレーキアシスト機構であることを特徴としている。

このように構成された本発明に係る負圧倍力装置によれば、付勢力阻止手段により、筒状部材が非作動位置に設定されているとき、筒状部材付勢手段の付勢力が筒状部材保持部材に加えられるのを阻止することができる。これにより、作動アシスト機構の作動開始時に筒状部材保持部材とこれが係止可能なバルブボディとの間の摩擦による筒状部材保持部材およびバルブボディの摩耗を抑制することができる。したがって、作動アシスト機構をコンパクトにしつつ、筒状部材保持部材をこの筒状部材保持部材が係止するバルブボディから筒状部材保持部材拡開制御手段でよりスムーズに係止解除して作動アシスト機構の作動を確実に行うことのできる。

また、筒状部材保持部材およびバルブボディの摩耗が抑制されるので、筒状部材保持部材およびバルブボディの耐久性を向上することができ、作動アシスト機構のより一層の長
寿命化を図ることができる。

特に、筒状部材保持部材を筒状部材と一体的に移動させること、および作動アシスト機構の非作動時に、筒状部材に加えられる筒状部材付勢手段の付勢力を、バルブボディの後退限を規制するキー部材で支持することの少なくとも一方により、作動アシスト機構をより一層コンパクト化することができる。しかも、筒状部材保持部材をＵ字形に形成された弾性材の棒状部材から構成することで、筒状部材保持部材をより簡単な構造にすることができる。

また、本発明に係るブレーキ倍力装置によれば、本発明の負圧倍力装置を用いているので、ブレーキアシスト機構の耐久性が向上し、長期にわたってブレーキアシスト機構の作動を確実に行うことができるようになる。

以下、図面を用いて、本発明を実施するための最良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、ブレーキシステムに用いられるブレーキ倍力装置に適用した例を非作動状態で示す断面図、図２は図１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。なお、以下の説明において、「前」および「後」はそれぞれ各図において「左」および「右」を示す。

まず、この例の負圧倍力装置において、特許文献１に記載の従来の負圧倍力装置と同じ構成部分および特許文献１に記載の負圧倍力装置と構成が異なるが、本発明に直接関係しない構成部分について簡単に説明する。図１および図２において、１は負圧倍力装置、２はフロントシェル、３はリヤシェル、４はバルブボディ、５はバルブボディ４に取り付けられたパワーピストン部材６とバルブボディ４および両シェル２,３間に設けられたダイヤフラム７とからなるパワーピストン、８は両シェル２,３内の空間をパワーピストン５で区画された２つの室の一方で、通常時負圧が導入される定圧室、９は前述の２つの室の他方で、負圧倍力装置１の作動時大気圧が導入される変圧室、１０はバルブプランジャー、１１は図示しないブレーキペダルに連結され、かつバルブプランジャー１０を作動制御する入力軸、１２はバルブボディ４に気密にかつ摺動可能に設けられ、かつ大気弁部１２ａと真空弁部１２ｂとこれらを一体移動可能に連結する連結具１２ｃとを有する弁体、１３は環状の真空弁座、１４はバルブプランジャー１０に形成された環状の大気弁座、１５は真空弁部１２ｂと真空弁座１３とにより構成される真空弁、１６は大気弁部１２ａと大気弁座１４とにより構成される大気弁、１７は互いに直列に配設された真空弁１５と大気弁１６とからなり、変圧室９を定圧室８と大気とに選択的に切り換え制御する制御弁、１８は弁体１２を真空弁部１２ｂが真空弁座１３に着座する方向に常時付勢する第１弁制御スプリング、１９はバルブディ４の外周側通路１９ａとこれに連通する内周側通路１９ｂとからなる大気導入通路、２０はリヤシェル３と入力軸１１との間に取り付けられかつ大気導入口２０ａを有するブーツ、２１は大気導入口２０ａに設けられて制御弁１７で発生する音を低減するサイレンサ、２２は真空通路、２３はバルブボディ４に形成されたキー孔４ａに挿通されてこのバルブボディ４に対するバルブプランジャー１０の相対移動を、キー孔４ａの軸方向幅により規定される所定量に規制し、かつバルブボディ４およびバルブプランジャー１０の各後退限を規定するキー部材、２４は間隔部材、２５はリアクションディスク、２６は出力軸、２７はリターンスプリング、２８は図示しない負圧源からの負圧を定圧室８に導入する負圧導入口である。

なお、負圧倍力装置１の非作動時、この間隔部材２４の前端面とこの間隔部材２４の前端面に対向するリアクションディスク２５の後端面との間には、軸方向の所定の間隙Ｃが設定されている。
また、図示しないが従来の一般的な負圧倍力装置と同様に、フロントシェル２を貫通し
てマスタシリンダの後端部が定圧室８内に進入しかつマスタシリンダのピストンが出力軸２６で作動されるようになる。その場合、マスタシリンダのフロントシェル２貫通部は図示しない適宜のシール手段でシールされていて、定圧室８が大気と気密に遮断される。更に従来と同様に、バルブボディ４がリヤシェル３を移動可能に貫通しているとともに、変圧室９がこの貫通部において図示したシール部材２９で大気と気密に遮断されている。

次に、この例の負圧倍力装置１の特徴部分の構成について説明する。
図２に示すように、この例の負圧倍力装置１では、バルブボディ４の軸方向の内孔４ｂに筒状部材である真空弁座部材３０が摺動可能に嵌合されており、前述の真空弁座１３はこの真空弁座部材３０の後端の内周側に設けられている。したがって、真空弁座１３もバルブボディ４に対して相対移動可能となっている。

そして、真空弁座部材３０の外周面に設けられたカップシール等のシール部材３１により、バルブボディ４の内孔４ｂの内周面と真空弁座部材３０の外周面との間が少なくとも真空弁座部材３０の前端から後端に向かう空気の流れを阻止するように気密に保持されている。更に、真空弁座部材３０の前端面３０ａは常時変圧室９に連通されていて、これらの前端面３０ａには常時変圧室９の圧力が作用するようになっている。

また、弁体１２の真空弁部１２ｂが真空弁座１３に着座した状態において、真空弁座部材３０の後端面３０ｂにおける、真空弁部１２ｂの着座位置より外周側の環状の外側後端面部分は常時定圧室８に連通されていて、この外側後端面には常時定圧室８の圧力（負圧）が作用するようになっている。したがって、負圧倍力装置１の作動時、変圧室９の圧力と定圧室８の圧力とに圧力差が生じると、この圧力差による力が真空弁座部材３０に後方に向けて加えられるようになる。

更に、真空弁座部材３０には延長アーム部３０ｃがこの真空弁座部材３０の前端面３０ａから軸方向前方に延びるようにして設けられている。この延長アーム部３０ｃには、軸方向に所定幅に形成されかつ径方向に貫通する孔３０ｄが穿設されている。
真空弁座部材３０の後端面３０ｂの外周側とバルブボディ４との間には、環状の板ばねからなる第２弁制御スプリング３２が真空弁座部材３０と直列に縮設されており、この第２弁制御スプリング３２により真空弁座部材３０がバルブボディ４に対して常時前方に付勢されている。

次に、この例の真空弁座部材３０の作動について説明する。真空弁座部材３０の作動は前述の特許文献１に記載の真空弁座部材と同じであり特許文献１を参照すれば容易に理解できるので、ここでは簡単に説明する。
負圧倍力装置１の非作動時には、真空弁座部材３０はその前端面３０ａがバルブボディ４の段部４ｃに当接した、図２に示す位置に位置決めされる。このように位置決めされた状態の真空弁座１３は、従来の一般的な負圧倍力装置のバルブボディ４に形成された真空弁座と同じ状態になるように設定されている。したがって、負圧倍力装置１の非作動時での真空弁座部材３０のこの位置では、真空弁部１２ｂが真空弁座１３に着座しなく、真空弁１５は開くようになる。

また、ブレーキペダルの踏込みにより入力軸１１に入力が加えられて負圧倍力装置１が作動すると、従来の一般的な負圧倍力装置と同様に変圧室９に大気が導入されて、変圧室９と定圧室８との間に圧力差が生じる。このため、真空弁座部材３０にもこの圧力差による力が後方に向けて加えられるようになる。この力は、変圧室９と定圧室８との間の圧力差、つまり入力軸１１に加えられる入力の大きさに応じた大きさになっている。なお、負圧倍力装置１の作動時は真空弁部１２ｂが真空弁座１３に着座している。

そして、この圧力差による力が第２弁制御スプリング３２のばね荷重とこのときの弁体１２の第１弁制御スプリング１８のばね荷重との和以下である（つまり、入力軸１１に加えられる入力が予め設定された設定入力Ｆ₀以下（Ｆ₀は図６に示す）であると、真空弁座部材３０はバルブボディ４に対して移動しなく、図１および図２に示す非作動位置を保持するようになる。また、圧力差による力が前述の両ばね荷重との和より大きくなる（つまり、入力軸１１に加えられる入力が設定入力Ｆ₀より大きくなる）と、真空弁座部材３０が弁体１２の真空弁部１２ｂを押しながらバルブボディ４に対して相対的に後方に移動するようになっている。したがって、この真空弁座部材３０の後方移動により、真空弁座１３が通常時の位置より後方に突出する。

ところで、真空弁座部材３０がバルブボディ４に対して後方へ相対的にストロークすると、大気弁１６の大気弁部１２ａもバルブボディ４に対して真空弁座部材３０の相対ストローク量と同じだけ後方へ相対ストロークする。したがって、真空弁１５および大気弁１６がともに閉じた制御弁１７のバランス位置が後方に移動する。このため、大気弁部１２ａと大気弁座１４との間の開弁量が真空弁座部材３０の相対ストロークしないと仮定した場合に比べて、入力軸１１の入力ストローク量が同じであるとすると、真空弁座部材３０の相対ストローク量だけ大きくなる。すなわち、真空弁１５と大気弁１６とがともに閉じてバランスした中間負荷状態では、入力軸１１の入力ストローク量が同じである場合、バルブボディ４およびパワーピストン５のピストン部材６の各ストロークは、真空弁座部材３０の相対移動しないと仮定した場合に比べて、真空弁座部材３０の相対ストローク量だけ大きくなる。換言すると、真空弁座部材３０の相対ストロークした場合と相対ストロークしないと仮定した場合とで、バルブボディ４およびパワーピストン５のピストン部材６の各ストローク量が同じであるとすると、真空弁座部材３０の相対ストロークした場合の方が、入力軸１１のストロークは真空弁座部材３０の相対ストローク量だけ短縮される。

一方、前述の真空弁座部材３０の相対ストローク時における出力軸２６の出力ストロークも、前述のように入力軸１１の入力ストローク量が同じであるとしたときに、バルブボディ４およびパワーピストン５のピストン部材６の各ストロークが増大することで増大する。しかし、中間負荷状態では従来の負圧倍力装置と同様にリアクションディスク２５が間隔部材２４の方へ膨出してこのリアクションディスク２５の軸方向の厚みが薄くなるため、前述のバルブボディ４およびパワーピストン５のピストン部材６の各ストロークの増大した相対ストローク量より小さくなる。

そして、真空弁座部材３０が弁体１２の真空弁部１２ｂを押しながら後方に突出することから、弁体１２が後方に移動し、かつ弁体１２の大気弁部１２ａも後方に移動するようになる。このため、通常ブレーキ作動時の大気弁１６が閉じている状態より、大気弁部１２ａが大気弁座１４から更に大きく離座する。つまり、大気弁１６の開弁量が大きくなるようにされている。このようにして、真空弁座部材３０の作動は変圧室９の圧力と定圧室８の圧力との圧力差により制御される。

この真空弁座部材３０の移動について具体的に説明する。真空弁座部材３０が移動しかつ真空弁１５および大気弁１６がともに閉じて制御弁１７がバランス状態にある中間負荷状態で、真空弁座部材３０に加えられる圧力差による力を考える。この制御弁１７のバランス状態は、真空弁座部材３０と弁体１２とが互いに当接して一体となるため、図５に示すように互いに一体になった真空弁座部材３０および弁体１２に加えられる力の等価状態としてみなすことができる。

いま、図５において、真空弁座部材３０および弁体１２に加えられる圧力差による力をＦ_P、定圧室８の圧力をＰ_V0、変圧室９の圧力をＰ_Vとすると、真空弁座部材３０および弁体１２に加えられる圧力差による力Ｆ_Pは、
Ｆ_P ＝（Ｐ_V−Ｐ_V0）・（真空弁座部材３０の有効受圧面積差）
で与えられ、この力Ｆ_Pが真空弁座部材３０および弁体１２を後方に向けて押圧するようになる。

一方、第２弁制御スプリング３２のばね荷重Ｆ_Sおよび第１弁制御スプリング１８のばね荷重ｆ_Sが前方に向けて押圧している。したがって、前述の力Ｆ_Pがこれらのばね荷重の和（Ｆ_S＋ｆ_S）以下であると、真空弁座部材３０がバルブボディ４に対して移動しなく、また力Ｆ_Pがばね荷重の和（Ｆ_S＋ｆ_S）より大きくなると、真空弁座部材３０がバルブボディ４に対して後方に移動するようになる。ここで、第１弁制御スプリング１８のばね荷重ｆ_Sはその絶対値が小さくしかも第２弁制御スプリング３２のばね荷重Ｆ_Sに比べてきわめて小さく（Ｆ_S≫ｆ_S）設定されることで、実質的に力Ｆ_Pがばね荷重Ｆ_Sより大きいとき（Ｆ_P ＞Ｆ_S）に、真空弁座部材３０がバルブボディ４に対して後方に移動し、力Ｆ_Pがばね荷重Ｆ_S以下であるとき（Ｆ_P ≦Ｆ_S）に、真空弁座部材３０はバルブボディ４に対して後方に移動しない。すなわち、真空弁座部材３０の作動開始は実質的に第２弁制御スプリング３２によって決定されるようになる。したがって、変圧室９の圧力が上昇して、力Ｆ_Pがセットばね荷重より大きくなると、真空弁座部材３０が後方に移動開始するようになる。

そして、図６に示すように、真空弁座部材３０がバルブボディ４に対して後方に移動しない力Ｆ_Pの領域つまり変圧室９の圧力Ｐ_Vの領域は、入力軸１１に加えられる入力が設定入力Ｆ₀以下の領域である。この領域におけるサーボ比ＳＲ₁は小さく、したがって負圧倍力装置１の中間負荷状態で出力は図６に実線で示すように比較的小さい。

また、真空弁座部材３０がバルブボディ４に対して後方に移動する力Ｆ_Pの領域つまり変圧室９の圧力Ｐ_Vの領域は、入力軸１１に加えられる入力が設定入力Ｆ₀より大きい領域である。この領域におけるサーボ比ＳＲ₂は、大気弁１６の開弁量が同じ入力で通常ブレーキ作動時より大きくなることから、前述のサーボ比ＳＲ₁より大きいサーボ比ＳＲ₂（ＳＲ₂＞ＳＲ₁）となる。したがって負圧倍力装置１の中間負荷状態で出力は図６に実線で示すようにサーボ比ＳＲ₁のときより大きくなる。

この例の負圧倍力装置１では、前述のように真空弁座部材３０に移動開始を決定する第２弁制御スプリング３２のばね定数およびセットばね荷重は、ともに任意に設定可能である。したがって、この例の負圧倍力装置１の図６に示す入出力特性において、小さなサーボ比ＳＲ₁から大きなサーボ比ＳＲ₂に変わる変化点（レシオ点）γ、つまりこの変化点γの入力である設定入力Ｆ₀は、第２弁制御スプリング３２のセットばね荷重を変えることで上下させることができる。また、負圧倍力装置１のサーボ比ＳＲは、第２弁制御スプリング３２のばね定数を変えることによって大小変化させることが可能となる。

したがって、この例の負圧倍力装置１は、第２制御弁スプリング３２のばね定数およびセットばね荷重を搭載される車両に応じて設定することで、１つの形式で種々の車種のブレーキ倍力装置にその車種に応じて容易にかつより的確に適用可能となる。

図１および図２に示すように、バルブボディ４の軸方向孔内には、本発明の作動アシスト機構であるブレーキアシスト機構（ＢＡ機構）３６が設けられている。このＢＡ機構３６は、バルブボディ４に対して相対摺動可能に配設されたＢＡ用筒状部材３３を備えている。このＢＡ用筒状部材３３の後端部には、外側に突出する環状のフランジ３３ａが形成されているとともに、ＢＡ用筒状部材３３の中央部には軸方向に所定幅に設定されかつ径方向に貫通する孔３３ｂが穿設され、更にＢＡ用筒状部材３３の前端部にも軸方向に所定幅に設定されかつ径方向貫通する孔３３ｃが穿設されている。このＢＡ用筒状部材３３は、例えばＰｅｔ材等の樹脂あるいは金属から形成される。

フランジ３３ａとバルブボディ４との間には、筒状部材付勢手段であるＢＡ作動用スプリング３４が縮設されている。このＢＡ作動用スプリング３４のばね力によりＢＡ用筒状部材３３がバルブボディ４に対して常時後方に付勢されている。ＢＡ用筒状部材３３がバルブボディ４に対して後方に所定ストローク以上ストロークすると、ＢＡ用筒状部材３３の後端面３３ｅが真空弁座部材３０の前端面３０ａに当接する。そして、ＢＡ用筒状部材３３はバルブボディ４に対して更に後方にストロークすることで、真空弁座部材３０を後方に第２弁制御スプリング３２のばね力に抗して押圧する。これにより、ＢＡ用筒状部材３３は第２弁制御スプリング３２を縮小して真空弁座部材３０をバルブボディ４に対して後方に移動するようになっている。

そして、キー部材２３がＢＡ用筒状部材３３の孔３３ｂおよび延長アーム部３０ｃの孔３０ｄをも貫通して設けられる。図２に拡大して示すように、負圧倍力装置１の非作動時には、キー部材２３はリヤシェル３に当接して後退限に位置決めされる。このキー部材２３に、真空弁座部材３０における孔３０ｄより前方の前端部３０ｅおよびＢＡ用筒状部材３３における孔３３ｃより前方の中間部３３ｄが当接することで、真空弁座部材３０およびＢＡ用筒状部材３３がともにそれらの後退限に位置決めされる。

更に、筒状部材保持部材３５がバルブボディ４にキー部材２３より前方位置に設けられている。その場合、筒状部材保持部材３５はバルブボディ４のキー孔４ａおよびＢＡ用筒状部材３３の孔３３ｃに貫通された後、バルブボディ４の径方向孔４ｄに嵌入されている。このとき、筒状部材保持部材３５は実質的にＢＡ用筒状部材３３と一体的に移動するようになっている。

図３に示すように、筒状部材保持部材３５は、例えばＰｏｍ材やＰｅｅｋの樹脂あるいは金属からなる棒状の弾性材でかつ全体がほぼＵ字形のクリップとして形成されている。その場合、筒状部材保持部材３５は、バルブプランジャ１０が貫通する湾曲Ｕ字状部３５ａと、バルブボディ４のキー孔４ａおよびＢＡ用筒状部材３３の孔３３ｃをそれぞれ貫通してバルブボディ４の外周面より外方に延設される一対の直線係止部３５ｂ,３５ｃとからなっている。

バルブボディ４の外周面には、一方の直線係止部３５ｂが延設される部位に上下方向に延びる径止溝４ｆが形成されている。図４に示すように、この係止溝４ｆは凹溝からなり、凹溝の前壁４ｇは内側から外側に向かって前方に傾斜する傾斜面とされているとともに、凹溝の後壁４ｈは径方向に延設された垂直面（内側円筒状部４ｅの中心軸と直交する面）とされている。また、凹溝の底部４ｉは内側円筒状部４ｅの軸方向に延設されているとともに、底部４ｉの軸方向幅は、筒状部材保持部材３５の厚み（内側円筒状部４ｅの軸方向と同方向の長さ）と同じに設定されている。

そして、負圧倍力装置１の非作動時は、図４に示すように一方の直線係止部３５ｂがこの係止溝４ｆ内に位置している。図示しないが、同様にして、他方の直線係止部３５ｃに対応する係止溝がバルブボディ４の外周面に形成されている。この係止溝は、一方の係止溝４ｆと同じ大きさでかつバルブボディ４の中心軸に関して対称に設けられる。

一方の直線係止部３５ｂと係止溝４ｆとの間の作用と、他方の直線係止部３５ｃと係止溝との間の作用とは、バルブボディ４の内側円筒状部４ｅの中心軸に関して対称に作用することが異なるだけで、他はまったく同じである。したがって、以下の説明においては、一方の直線係止部３５ｂと係止溝４ｆとについて説明し、他方の直線係止部３５ｃと係止溝とについての説明は省略する（なお、説明の便宜上、直線係止部３５ｃの記載が必要な場合には記載することもある）。

また、ＢＡ機構３６は、その非作動時には、図４に示すように筒状部材保持部材３５が前壁４ｇと後壁４ｈとの間に位置し、かつ直線係止部３５ｂの内側面３５ｂ₂がバルブボディ４の縮径部４ｊの外周面より内側、つまり係止溝４ｆ内に進入した位置となっている。そして、直線係止部３５ｂが係止溝４ｆの底部４ｉに当接するときは、直線係止部３５ｂの内側前方エッジ部３５ｂ₁が前壁４ｇの傾斜面の内側端に当接しかつ直線係止部３５ｂの後面が後壁４ｈに当接している。したがって、この状態で筒状部材保持部材３５がバルブボディ４に対して相対的に前方へ移動したときは、前壁４ｇの傾斜面により、直線係止部３５ｂが拡開される（つまり、一対の直線係止部３５ｂ,３５ｃが互いに離れる方向に開く）。この直線係止部３５ｂを拡開させる前壁４ｇの傾斜面の傾斜角については後述する。また、直線係止部３５ｂの後面が後壁４ｈに当接した状態では、筒状部材保持部材３５がそれ以上バルブボディ４に対して後方へ移動するのが阻止されるとともに、ＢＡ用筒状部材３３がバルブボディ４に対して後方へ移動するのも阻止される。すなわち、係止溝４ｆの後壁４ｈは、筒状部材保持部材３５がバルブボディ４に対して後方へ移動するのを阻止可能なフック部として構成されている。このような筒状部材保持部材３５の後壁４ｈへの当接可能位置および筒状部材保持部材３５の後壁４ｈへの当接位置では、ＢＡ用筒状部材３３は真空弁座部材３０に当接しない非作動位置に設定される。

バルブプランジャー１０には、ＢＡ操作時に筒状部材保持部材３５を前方へ押圧する押圧部１０ａが設けられている。この押圧部１０ａは前方側が小径の截頭円錐台形の側面からなるテーパー状に形成されている。緊急ブレーキ作動のためブレーキペダルが通常ブレーキ作動時より迅速に踏み込まれて、バルブプランジャー１０がバルブボディ４に対して通常ブレーキ作動時より所定量以上前方へ移動すると、この押圧部１０ａが筒状部材保持部材３５における湾曲Ｕ字状部３５ａの底部３５ａ₁（図３において湾曲Ｕ字状部３５ａの下部湾曲部）のエッジ部３５ａ₂に当接しかつこのエッジ部３５ａ₂を前方に押圧する。

このとき、押圧部１０ａのテーパー状の傾斜角は次のように設定されている。すなわち、押圧部１０ａが筒状部材保持部材３５を前方に押圧するとき、前述の押圧部１０ａの前方押圧力の、バルブプランジャー１０の水平面内で軸方向と直交する方向の成分も底部３５ａ₁のエッジ部３５ａ₂に加えられる。すなわち、押圧部１０ａにより、湾曲Ｕ字状部３５ａにこの湾曲Ｕ字状部３５ａを拡径しようとする力が加えられる。しかし、この力は、湾曲Ｕ字状部３５ａが拡径しない大きさになるように設定されている。すなわち、押圧部１０ａによる湾曲Ｕ字状部３５ａを拡径しようとする力が湾曲Ｕ字状部３５ａの縮径力（筒状部材保持部材３５の弾性力による、湾曲Ｕ字状部３５ａを拡径しようとする力の方向と逆方向の力）と、押圧部１０ａの傾斜面と底部３５ａ₁のエッジ部３５ａ₂との間の摩擦力のバルブプランジャー１０の軸方向と直交する方向の成分との和が小さくなるように設定されている（「押圧部１０ａによる湾曲Ｕ字状部３５ａを拡径しようとする力」＜「筒状部材保持部材３５の弾性力による湾曲Ｕ字状部３５ａの拡径力」＋「摩擦力の、バルブプランジャー１０の軸方向と直交する方向の成分」）。このような力関係となるように押圧部１０ａのテーパー状の傾斜角が、筒状部材保持部材３５の弾力を考慮して設定されている。

一方、筒状部材保持部材３５がバルブプランジャー１０の押圧部１０ａによって前方に押圧されると、直線係止部３５ｂの内側前方エッジ部３５ｂ₁が係止溝４ｆの前壁４ｇの傾斜面に当接する。すると、筒状部材保持部材３５の直線係止部３５ｂには、この傾斜面により、一対の直線係止部３５ｂ,３５ｃを拡開する方向（つまり、一対の直線係止部３５ｂ,３５ｃが互いに離れる方向）の成分（拡開力）が加えられる。このため、この前壁４ｇの傾斜面による拡開力で、一対の直線係止部３５ｂ,３５ｃが湾曲Ｕ字状部３５ａの弾性力に抗して拡開方向ｃに拡開するようになっている。一対の直線係止部３５ｂ,３５ｃがこのような挙動を行うように、係止溝４ｆの前壁４ｇの傾斜面の傾斜角が、筒状部材
保持部材３５の弾力を考慮して設定されている。すなわち、係止溝４ｆの前壁４ｇの傾斜面により、本発明の筒状部材保持部材拡開制御手段が構成されている。

そして、直線係止部３５ｂが拡開方向ｃに所定量拡開すると、この直線係止部３５ｂは係止溝４ｆから脱出し、直線係止部３５ｂとバルブボディ４との係止が解除可能となる。これにより、ＢＡ用筒状部材３３および筒状部材保持部材３５は、ＢＡ作動用スプリング３４の付勢力で後方に一体的に移動する。このとき、「バルブプランジャー１０の押圧部１０ａによる湾曲Ｕ字状部３５ａを拡径しようとする力」＞「筒状部材保持部材３５の縮径しようとする力」−「筒状部材保持部材３５と押圧部１０ａとの間の摩擦力」に設定されている。すなわち、筒状部材保持部材３５と押圧部１０ａとの間の摩擦力で筒状部材保持部材３５は拡径が保持されて縮径しない。したがって、筒状部材保持部材３５はバルブボディ４の径止溝４ｆに係合することなく、径止溝４ｆより後方に移動する。これにより、前述のようにＢＡ用筒状部材３３が真空弁座部材３０を押圧し、弁体２をバルブボディ４に対して後方へ移動する。このＢＡ用筒状部材３３の後方移動は、キー孔４ａの後端に当接して後方移動が阻止されたキー部材２３にＢＡ用筒状部材３３の中間部３３ｄが当接したとき終了する。したがって、ＢＡ作動時での、真空弁座部材３０による弁体２のバルブボディ４に対する後方移動量は、所定量に制限される。こうして、ＢＡ操作時にＢＡ用筒状部材３３は真空弁座部材３０に当接してこの真空弁座部材３０をバルブボディ４に対して後方へ所定量移動させる作動位置に設定される。

そして、負圧倍力装置１の非作動時では、ＢＡ作動用スプリング３４で常時後方に付勢されるＢＡ用筒状部材３３およびバルブボディ４がともに、後退限にあるキー部材２３によって軸方向後方に支持される。このとき、ＢＡ用筒状部材３３はキー部材２３によってＢＡ作動用スプリング３４の付勢力に抗して前方へ移動させられる。したがって、筒状部材保持部材３５はバルブボディ４に対して、前述のように図４に示す状態（つまり、一対の直線係止部３５ｂ,３５ｃが互いに若干拡開した状態）となる。これにより、ＢＡ用筒状部材３３に加えられるＢＡ作動用スプリング３４の付勢力は、このキー部材２３で支持される。したがって、筒状部材保持部材３５には、ＢＡ作動用スプリング３４による荷重が加えられない状態にされている。すなわち、キー部材２３は本発明の付勢力阻止手段を構成している。

次に、図１、図２、図７ないし図９を用いてこの例の負圧倍力装置１の作動について説明する。図７(I)(a)、(II)(a)、図８(I)(a)、(II)(a)、および図９(a)は、いずれも、図２に対応しかつ模式的に示す図である。また、図７(I)(b)、(II)(b)、図８(I)(b)、(II)(b)、および図９(b)は、いずれも、図４に対応する図である。

（負圧倍力装置の非作動時）
負圧倍力装置１の定圧室８には負圧導入口２８を通して常時負圧が導入されている。また、図１、図２、および図７(I)(a),(b)に示す負圧倍力装置１の非作動状態では、キー部材２３がリヤシェル３に当接して後退限となっている。したがって、このキー部材２３によってバルブボディ４およびバルブプランジャー６が後退限にされ、更にパワーピストン５、入力軸１１および出力軸２６も後退限となっている。また、真空弁座部材３０の前端面３０ａが第２弁制御スプリング３２のばね力でバルブボディ４の段部４ｃに当接して真空弁座部材３０が図２に示す位置に位置決めされているとともに、ＢＡ用筒状部材３３の中間部３３ｄがＢＡ作動用スプリング３４のばね力でキー部材２３に当接してＢＡ用筒状部材３３が図１、図２、および図７(I)(a),(b)に示す位置に位置決めされている。この状態では、ＢＡ用筒状部材３３の後端面３３ｅが真空弁座部材３０の前端面３０ａに当接しない。

この非作動状態では、弁体１２の大気弁部１２ａが大気弁座１４に着座して大気弁１６
が閉じ、かつ弁体１２の真空弁部１２ｂが真空弁座１３から離座して真空弁１５が開いている。したがって、変圧室９は大気から遮断されかつ定圧室８に連通して変圧室９に負圧が導入されており、変圧室９と定圧室８との間に実質的に差圧が生じていない。このため、真空弁座部材３０には圧力差による力が後方に向けて加えられていない。

またこの非作動状態では、ＢＡ機構３６は、直線係止部３５ｂの内側前方エッジ部３５ｂ₁が径止溝４ｆの前壁４ｇの傾斜面に当接されている。その場合、直線係止部３５ｂの内側面３５ｂ₂がバルブボディ４の縮径部４ｊの外周面より内側、つまり係止溝４ｆ内に進入した位置となっている。したがって、筒状部材保持部材３５がバルブボディ４に対して後方へ移動したとき、係止溝４ｆの後壁４ｈに当接（係止）可能となっている。更に、この非作動時に直線係止部３５ｂの内側前方エッジ部３５ｂ₁が径止溝４ｆの前壁４ｇに当接されても、前述のように筒状部材保持部材３５には荷重が実質的に加えられない。

（負圧倍力装置の設定入力Ｆ₀以下の入力領域での通常ブレーキ作動時）
通常ブレーキを行うためにブレーキペダルが通常ブレーキ操作時での踏込速度で踏み込まれると、図７(II)(a)に示すように、入力軸１１が前進してバルブプランジャー１０が前進する。バルブプランジャー１０の前進により、弁体１２の真空弁部１２ｂが真空弁座１３に着座して真空弁１５が閉じるとともに大気弁座１４が弁体１２の大気弁部１２ａから離れて、大気弁１６が開く。すなわち、変圧室９が定圧室８から遮断されるとともに大気に連通される。したがって、大気圧の空気が大気導入口２０ａ、外周側通路１９ａ、内周側通路１９ｂ、開いている大気弁１６、およびキー孔４ａを通って変圧室９に導入される。その結果、変圧室９と定圧室８との間に差圧が生じてパワーピストン５が前進し、更にバルブボディ４を介して出力軸２６が前進して図示しないマスタシリンダのピストンが前進する。このとき、弁体１２、真空弁座部材３０、およびＢＡ用筒状部材３３等のバルブボディ４に支持されている部材は、バルブボディ４と一体に移動する。

また、バルブプランジャー１０の前進で間隔部材２４も前進するが、まだ間隔部材２４は間隙Ｃによりリアクションディスク２５に当接するまでには至らない。したがって、出力軸２６から反力がリアクションディスク２５から間隔部材２４に伝達されないので、この反力はバルブプランジャー１０および入力軸１１を介してブレーキペダルにも伝達されない。入力軸１１が更に前進すると、パワーピストン５も更に前進し、バルブボディ４および出力軸２６を介してマスタシリンダのピストンが更に前進する。

マスタシリンダ以降のブレーキ系のロスストロークが消滅すると、負圧倍力装置１は実質的に出力を発生し、この出力でマスタシリンダがマスタシリンダ圧（液圧）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ブレーキ力を発生する。

このとき、マスタシリンダから出力軸２６に加えられる反力によってリアクションディスク２５が後方に膨出し、間隙Ｃが消滅してリアクションディスク２５が間隔部材２４に当接する。これにより、出力軸２６からの反力はリアクションディスク２５から間隔部材２４に伝達され、更にバルブプランジャー１０および入力軸１１を介してブレーキペダルに伝達されて運転者に感知されるようになる。すなわち、図６に示すように負圧倍力装置１は通常ブレーキ作動時のジャンピング量Ｊｓを有するジャンピング特性を発揮する。

設定入力Ｆ₀以下の入力で通常ブレーキが作動される場合には、負圧倍力装置１の入力（つまり、ペダル踏力）が比較的小さいため、出力が所定出力以下の出力領域である。したがって、前述のように変圧室９の圧力Ｐ_Vと定圧室８の圧力Ｐ_V0との差圧により真空弁座部材３０を押圧する力Ｆ_Pが第１および第２弁制御スプリング１８,３２の各ばね力の和より小さい。

このため、真空弁座部材３０はバルブボディ４に対して後方に移動しなく、サーボ比は従来の通常ブレーキ作動時とほぼ同じ比較的小さなサーボ比ＳＲ₁となる。したがって、負圧倍力装置１の出力がペダル踏力による入力軸１１の入力をこの小サーボ比ＳＲ₁で倍力した大きさになると、大気弁部１２ａが大気弁座１４に着座して大気弁１６も閉じて中間負荷でのバランス状態となる（真空弁１５は、真空弁部１２ｂが真空弁座１３に着座して既に閉じている）。こうして、図６に示すように設定入力Ｆ₀以下の入力領域においては、通常ブレーキ作動時のペダル踏力をサーボ比ＳＲ₁で倍力したブレーキ力で通常ブレーキが作動する。

更に、バルブボディ４およびバルブプランジャー１０が前進することで、キー部材２３も前進してリヤシェル３から離間する。すると、ＢＡ作動用スプリング３４の付勢力でＢＡ用筒状部材３３がバルブボディ４に対して後方に移動する。このため、キー部材２３および筒状部材保持部材３５もバルブボディ４に対して後方に移動するが、図７(II)(b)に示すように筒状部材保持部材３５の直線係止部３５ｂの内側面３５ｂ₂が係止溝４ｆの底部４ｉに当接しかつ直線係止部３５ｂの後面が係止溝４ｆの後壁４ｈに当接して、筒状部材保持部材３５のそれ以上の後方移動が阻止される。これにより、ＢＡ用筒状部材３３およびキー部材２３の各後方移動も停止する。そして、このようにＢＡ用筒状部材３３の後方移動が阻止された状態でも、ＢＡ用筒状部材３３の後端面３３ｅが真空弁座部材３０の前端面３０ａに当接しない。すなわち、筒状部材保持部材３５は、通常ブレーキ作動時にＢＡ用筒状部材３３をＢＡ作動が行われない位置に保持している。したがって、小サーボ比ＳＲ₁での通常ブレーキ作動時ではＢＡ機構３６は作動しない。

通常ブレーキ作動時での負圧倍力装置１の大気弁１６および真空弁１５がともに閉じている状態から、通常ブレーキを解除するために、ブレーキペダルを解放すると、入力軸１１およびバルブプランジャー１０がともに後退するが、バルブボディ４および真空弁座部材３０は変圧室９に空気（大気）が導入されているので、直ぐには後退しない。これにより、バルブプランジャー１０の大気弁座１４が弁体１２の大気弁部１２ａを後方に押圧するので、真空弁部１２ｂが真空弁座１３ｇから離座し、真空弁１５が開く。すると、変圧室９が開いた真空弁１５および真空通路２２を介して定圧室８に連通するので、変圧室９に導入された空気は、開いた真空弁１５、真空通路２２、定圧室８および負圧導入口２８を介して真空源に排出される。

これにより、変圧室９の圧力が低くなって変圧室９と定圧室８との差圧が小さくなるので、リターンスプリング２７のばね力により、パワーピストン５、バルブボディ４および出力軸２６が後退する。バルブボディ４の後退に伴い、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マスタシリンダのピストンおよび出力軸２６も後退し、通常ブレーキが解除開始される。

キー部材２３が図１、図２、および図７(I)(a)に示すようにリヤシェル３に当接すると、キー部材２３は停止してそれ以上後退しなくなる。しかし、バルブボディ４、バルブプランジャー１０および入力軸１１が更に後退する。そして、バルブプランジャー１０がキー部材２３に当接してそれ以上後退しなくなり、更に、バルブボディ４のキー孔４ａの前端４ａ₁がキー部材２３に当接して、バルブボディ４がそれ以上後退しなくなる。こうして、負圧倍力装置１は図１および図２に示す初期の非作動状態になる。したがって、マスタシリンダが非作動状態になってマスタシリンダ圧が消滅するとともに、ホイールシリンダも非作動状態になってブレーキ力が消滅して、通常ブレーキが解除される。

また、バルブボディ４の後退移動により、筒状部材保持部材３５における直線係止部３５ｂの内側前方エッジ部３５ｂ₁が径止溝４ｆの前壁４ｇの傾斜面に当接するとともに、バルブボディ４の更なる後退移動により、前壁４ｇの傾斜面に直線係止部３５ｂが方向ｃ
に押し拡げられ、最終的に図７(I)(b)に示す非作動位置となる。

（負圧倍力装置の設定入力Ｆ₀より大きな入力領域での通常ブレーキ作動時）
通常ブレーキ操作時でのブレーキペダルの通常の踏込速度でかつ負圧倍力装置１の設定入力Ｆ₀より大きな入力領域で通常ブレーキ作動を行う場合には、負圧倍力装置１の入力（つまり、ペダル踏力に対応）が大きくなると、出力が所定出力より大きい出力領域となるとともに、変圧室９の圧力Ｐ_Vも大きくなる。

設定入力Ｆ₀より大きな入力領域では、変圧室９の圧力Ｐ_Vと定圧室８の圧力Ｐ_V0との差圧により真空弁座部材３０を押圧する力Ｆ_Pが第１および第２弁制御スプリング１８,３２の各ばね力の和より大きくなるので、真空弁座部材３０は第１および第２弁制御スプリング１８,３２を縮小して弁体１２を押しながらバルブボディ４に対して後方に移動する。このため、大気弁部１２ａが大気弁座１４から通常時より大きく離間し、大気弁１６が大きく開く。したがって、図６に示すようにこの大入力領域においては、前述のようにサーボ比はサーボ比ＳＲ₁より大きいサーボ比ＳＲ₂となる。すなわち、負圧倍力装置１の出力が入力軸１１の入力をこの大サーボ比ＳＲ₂で倍力した大きさになると、前述と同様に大気弁部１２ａが大気弁座１４に着座して大気弁１６も閉じて制御弁１７は中間負荷のバランス位置となる（真空弁１５は、真空弁部１２ｂが真空弁座１３に着座して既に閉じている）。

したがって、制御弁１７のバランス位置は後方に移動する。こうして、このような大入力領域において、ペダル踏力を大サーボ比ＳＲ₂で倍力した大きなブレーキ力でブレーキが作動する。その場合、負圧倍力装置１は、この大入力領域においては、ペダル踏力つまり負圧倍力装置１の入力が大きいが、小サーボ比ＳＲ₁の通常ブレーキ作動時での入力と同じ入力で、通常ブレーキ作動時より大きな出力が得られるようになる。

また、この大入力領域の作動時では、真空弁座部材３０が小入力領域（設定入力Ｆ₀以下の入力領域）での作動時よりバルブボディ４に対して後方にストローク量だけ移動することから、出力ストロークがこのストローク量に応じて大きくなる。すなわち、入力軸１１のストロークつまりブレーキペダルのストロークが短縮される。なお、この入力軸１１のストローク短縮の詳細は、国際公開２００４ー１０１３４０号公報に開示されていてこの公開公報を参照すれば理解できるので、ここでは省略する。
更に、この大サーボ比ＳＲ₂での通常ブレーキ作動時でも、前述の小サーボ比ＳＲ₁での通常ブレーキ作動時と同様に、ＢＡ機構３６は作動しない。

真空弁座部材３０の作動時での負圧倍力装置１の大気弁１６および真空弁１５がともに閉じている状態から、通常ブレーキを解除するために、ブレーキペダルを解放すると、前述の低入力領域での通常ブレーキ作動の場合と同様にして真空弁１５が開き、変圧室９に導入された空気が、開いた真空弁１５、真空通路２２、定圧室８および負圧導入口２８を介して真空源に排出される。

これにより、前述と同様に変圧室９の圧力が低下し、リターンスプリング２７のばね力により、パワーピストン５、バルブボディ４および出力軸２６が後退する。バルブボディ４の後退に伴い、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マスタシリンダのピストンおよび出力軸２６も後退し、ブレーキが解除開始される。

変圧室９と定圧室８との差圧が小さくなって、真空弁座部材３０を押圧する力Ｆ_Pが変圧室９の圧力Ｐ_Vが第１および第２弁制御スプリング１８,３２のばね荷重Ｆ_S,ｆ_Sの和より小さくなると、真空弁座部材３０がバルブボディ４に対して前方に相対的に移動して、真空弁座部材３０は図２に示す非作動位置になる。これにより、真空弁部１２ｂが真空弁
座１３ｇから大きく離座して真空弁１５が大きく開くので、変圧室９内の空気は多く排出されて、小入力領域での通常ブレーキ作動状態になる。これ以後、前述の小入力領域での通常ブレーキ作動の場合と同様であり、最終的に負圧倍力装置１の移動した部材はすべて図２に示す非作動位置になり、通常ブレーキが解除される。
更に、この大サーボ比ＳＲ₂での通常ブレーキ作動解除時も、前述の小サーボ比ＳＲ₁での通常ブレーキ作動解除時と同様にＢＡ機構３６が挙動して、図７(I)(b)に示す非作動状態となる。

真空弁座部材３０の非作動位置への戻り過程（真空弁座部材３０のバルブボディ４に対する前方移動）で、真空弁座部材３０がスティックを起こして第２弁制御スプリング３２のばね力では前方へ移動しなくなった場合には、バルブボディ４の後退移動により真空弁座部材３０の前端部３０ｅが、リヤシェル３に当接して後退移動しないキー部材２３に当接する。したがって、真空弁座部材３０も後退移動が阻止される。しかし、バルブボディ４の更なる後退移動で、スティックを起こしている真空弁座部材３０はバルブボディ４に対して強制的に前方へ移動するようになる。このため、真空弁座部材３０は確実に図２に示す非作動位置となって真空弁が開き、負圧倍力装置１は確実に非作動位置となり、ブレーキが解除される。

（負圧倍力装置のＢＡ作動時）
ブレーキペダルが通常ブレーキ作動時より速い踏込速度で踏み込まれて緊急ブレーキ操作が行われると、バルブボディ４に対する入力軸１１およびバルブプランジャー１０の前方移動が大きくなる。すると、前述のようにバルブプランジャー１０の押圧部１０ａが筒状部材保持部材３５における湾曲Ｕ字状部３５ａのエッジ部３５ａ₂に当接してこの湾曲Ｕ字状部３５ａを前方に押圧する。これにより、図８(I)(a),(b)に示すように、筒状部材保持部材３５の直線係止部３５ｂが係止溝４ｆの前壁４ｇの傾斜面により拡開する。この押圧部１０ａによる直線係止部３５ｂの拡開がＢＡ作動を開始するトリガーとなり、直線係止部３５ｂは係止溝４ｆから脱出し、直線係止部３５ｂとバルブボディ４との係止が解除可能となる。

すると、図８(II)(a),(b)に示すようにＢＡ作動用スプリング３４の付勢力でＢＡ用筒状部材３３が筒状部材保持部材３５を伴ってバルブボディ４に対して後方に大きく移動する。そして、ＢＡ用筒状部材３３は真空弁座部材３０に当接し更に真空弁座部材３０を後方に押圧する。これにより、真空弁座部材３０が後方に移動して弁体１２を後方に押圧して移動させるので、大気弁１６の大気弁部１２ａが後方に移動する。これにより、ＢＡ作動が行われる。このとき、筒状部材保持部材３５の後面が後壁４ｈに当接することなく、筒状部材保持部材３５における直線係止部３５ｂの内側面３５ｂ₂の一部が、バルブボディ４の縮径部４ｊの外周面上に位置するようになる。また、ＢＡ用筒状部材３３の後方移動で、キー部材２３もバルブボディ４に対して後方へ移動するようになる。

そして、図９(a)に示すように、キー部材２３がキー孔４ａの後端のバルブボディ４に当接すると、キー部材２３は後方移動を停止される。これにより、ＢＡ用筒状部材３３および筒状部材保持部材３５の各後方移動も停止する。このとき、図９(b)に示すように筒状部材保持部材３５における直線係止部３５ｂの内側面３５ｂ₂のほとんどすべてがバルブボディ４の縮径部４ｊの外周面上に位置するようになる。

このとき、真空弁座部材３０は、一気に後退限に達する。その後、出力軸２６からの反力でリアクションディスク２５が膨出して間隔部材２４に当接すると、負圧倍力装置１の出力が大きくなる。したがって、図６に示すようにＢＡ作動時のジャンピング特性のジャンピング量Ｊｅが通常ブレーキ作動時のジャンピング量Ｊｓより大きくなる（Ｊｅ＞Ｊｓ）。これにより、小さなペダル踏力で大きなブレーキ力が発生する。

前述の通常ブレーキ作動時と同様にして、中間負荷状態では真空弁１５および大気弁１６がともに閉じた中間負荷でのバランス状態となる。こうして、図６に二点鎖線で示すように負圧倍力装置は緊急ブレーキ作動時のペダル踏力を小サーボ比ＳＲ₁で倍力しかつ大ジャンピング量Ｊｅで大きくなった出力を発生し、この大きな出力によるブレーキ力で緊急ブレーキが作動する。また、大気弁１６および真空弁１５がともに閉じるバランス位置が後方に移動するので、その分入力軸１１のストロークが短縮され、その結果ペダルストロークが短縮する。このようにして、小さなペダル踏力および小さなペダルストロークで大きなブレーキ力が発生する。こうして、緊急ブレーキ作動時においてＢＡ作動が行われる。

また、ブレーキペダルが通常ブレーキ作動時より速い踏込速度で踏み込まれたとき、負圧倍力装置１の入力が設定入力Ｆ₀より大きな大入力領域であると、前述の設定入力Ｆ₀以下の小入力領域でのＢＡ作動時の場合と同様にして、ＢＡ用筒状部材３３がバルブボディ４に対して後方に所定量移動して停止するので、真空弁座部材３０および弁体１２もバルブボディ４に対して後方に所定量移動して停止する。

そして、設定入力Ｆ₀より大きな大入力領域では、前述の設定入力Ｆ₀より大きな大入力領域での通常ブレーキ作動時の場合と同様にして、変圧室９の圧力Ｐ_Vと定圧室８の圧力Ｐ_V0との差圧により真空弁座部材３０を押圧する力Ｆ_Pが第１および第２弁制御スプリング１８,３２の各ばね力の和より大きくなるので、真空弁座部材３０および弁体１２がバルブボディ４に対して後方に移動する。このため、大気弁１６が更に大きく開く。したがって、図６に二点鎖線で示すようにこの大入力領域においては、前述のようにサーボ比はサーボ比ＳＲ₁より大きいサーボ比ＳＲ₂となる。したがって、ＢＡ作動により更に大きなブレーキ力で緊急ブレーキが作動する。

（負圧倍力装置のＢＡ作動解除時）
設定入力Ｆ₀以下の小入力領域におけるＢＡ作動後、ブレーキペダルを解放すると、バルブボディ４、パワーピストン５、バルブプランジャー１０，入力軸１１，出力軸２６等は後退して、前述の通常ブレーキ作動の解除時と同様に変圧室９の圧力エアが定圧室８の方へ流出し、変圧室９の圧力が低下する。そして、変圧室９と定圧室８との圧力差が所定量小さくなると、第２弁制御スプリング３２の付勢力で真空弁座部材３０がバルブボディ４に対して前方へ移動する。すると、この真空弁座部材３０の前方移動によってＢＡ用筒状部材３３および筒状部材保持部材３５もバルブボディ４に対して前方へ移動する。筒状部材保持部材３５の内側面３５ｂ₂の全体が係止溝４ｆ領域に位置すると、直線係止部３５ｂが縮閉可能となって係止溝４ｆ内に進入する。そして、キー部材２３がキー孔４ａの後端のバルブボディ４に当接すると、前述の通常ブレーキ作動の解除時と同様にバルブボディ４、パワーピストン５、バルブプランジャー１０，入力軸１１，出力軸２６等が図１、図２、および図７(I)(a)に示す非作動位置に戻る。また、キー部材２３がキー孔４ａの後端のバルブボディ４に当接することで、筒状部材保持部材３５および筒状部材保持部材３５がともにバルブボディ４に対して更に前方へ移動され、図７(I)(a),(b)に示す非作動位置に戻る。

また、設定入力Ｆ₀より大きな大入力領域におけるＢＡ作動後、ブレーキペダルを解放すると、前述の設定入力Ｆ₀より大きな入力領域での通常ブレーキ作動時の場合および前述の設定入力Ｆ₀以下の小入力領域での緊急ブレーキ作動解除時の場合と同様にして緊急ブレーキが解除される。

このようにブレーキシステムに適用したこの例の負圧倍力装置１によれば、筒状部材保持部材３５をＢＡ用筒状部材３３と一体的に移動させるとともに、負圧倍力装置１の非作
動時に、ＢＡ用筒状部材３３およびバルブボディ４をともに、後退限にあるキー部材２３によって軸方向後方に支持しているので、筒状部材保持部材３５に、ＢＡ作動用スプリング３４およびリターンスプリング２７による各荷重が加えられないようにすることができる。これにより、ＢＡ機構をコンパクト化しつつ、バルブボディ４と筒状部材保持部材３５との間の摩擦をほとんど生じさせなくして、筒状部材保持部材３５の耐久性を向上することができ、ＢＡ機構３６のより一層の長寿命化を図ることができる。

また、筒状部材保持部材３５に荷重が加えられないことから、筒状部材保持部材３５とバルブボディ４との間に前述の各スプリングによる荷重が作用しない。したがって、ＢＡ作動により筒状部材保持部材３５がバルブボディ４との係止状態から解除されるとき、筒状部材保持部材３５はバルブボディ４から摩擦することなくスムーズに解除することができる。これにより、長期にわたってＢＡ機構３６の作動を確実に行うことができる。

なお、本発明は前述の実施の形態の例に限定されることはなく、特許請求の範囲に記載された本発明に基づいて種々設計変更が可能である。
例えば、前述の例では、真空弁座部材３０を設けているが、この真空弁座部材３０は必ずしも必要ではなく、省略できる。その場合には、ＢＡ用筒状部材３３に、真空弁部１２ｂが着座可能な真空弁座１３を設けるとともに、ＢＡ非作動時には保持手段で真空弁座１３をバルブボディ４に対して相対移動不能にし、またＢＡ作動時には保持手段による保持を解除して真空弁座１３をバルブボディ４に対して所定量相対移動させた後バルブボディ４に対して停止させる。また、この場合には、バルブボディ４に、真空弁部１２ｂが真空弁座１３を設けるとともに、ＢＡ用筒状部材３３で真空弁部１２ｂをバルブボディ４に対して所定量相対移動させる。これらの場合は、負圧倍力装置１のサーボ比は１つのサーボ比のみとなる。

また、前述の例では、変圧室９の圧力と定圧室の圧力との圧力差により真空弁座部材３０の作動制御しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、変圧室９の圧力のみあるいは変圧室９の圧力と他の一定圧力との圧力差により、真空弁座部材３０の作動を制御することもできる。更に、変圧室９の圧力に代えて、入力軸１１に加えられる入力に応じた圧力により、真空弁座部材３０の作動を制御することもできる。

更に、前述の例では、本発明を１つのパワーピストン５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５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。
更に、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。

本発明に係る負圧倍力装置（ブレーキ倍力装置）は、作動アシスト時（緊急ブレーキ作動）時に、通常作動時と同じ入力（ブレーキ操作力）で通常作動時より大きな出力（ブレーキ力）を得ることのできる負圧倍力装置（ブレーキ倍力装置）に好適に利用することができる。

本発明に係る負圧倍力装置の実施の形態の、ブレーキ倍力装置に適用した例を非作動状態で示す断面図である。図１におけるバルブボディの部分を拡大して示す部分拡大断面図である。筒状部材保持部材の斜視図である。ＢＡ作動機構の一部を示す部分拡大断面図である。図１に示す例の負圧倍力装置における真空弁座部材の作動を説明し、力学的に等価状態を示す図である。図１に示す例の負圧倍力装置の特性を説明し、（ａ）は入力ストローク−出力ストローク特性を示す図、（ｂ）は入力−出力特性を示す図である。 (I)（ａ）は、負圧倍力装置の非作動時を示す、図２を模式的に示す図、(I)（ｂ）は、同じく非作動時を示す、図４と同様の部分拡大断面図、(II)（ａ）は、負圧倍力装置の通常ブレーキ作動時を示す、図２を模式的に示す図、(II)（ｂ）は、同じく通常ブレーキ作動時を示す、図４と同様の部分拡大断面図である。 (I)（ａ）は、ＢＡ作動開始（ＢＡトリガー）時を示す、図２を模式的に示す図、(I)（ｂ）は、同じくＢＡ作動開始時を示す、図４と同様の部分拡大断面図、(II)（ａ）は、筒状部材保持部材と係止溝との係止解除時を示す、図２を模式的に示す図、(II)（ｂ）は、同じく筒状部材保持部材と係止溝との係止解除時を示す、図４と同様の部分拡大断面図である。（ａ）は、ＢＡ作動状態を示す、図２を模式的に示す図、（ｂ）は、同じくＢＡ作動状態を示す、図４と同様の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、４ｆ…係止溝、４ｇ…前壁、４ｈ…後壁、４ｉ…底部、５…パワーピストン、８…定圧室、９…変圧室、１０…バルブプランジャー、１０ａ…係止解除部、１１…入力軸、１２…弁体、１２ａ…大気弁部、１２ｂ…真空弁部、１３…真空弁座、１４…大気弁座、１５…真空弁、１６…大気弁、１７…制御弁、１８…第１弁制御スプリング、２３…キー部材、２４…リアクションディスク、２５…出力軸、３０…真空弁座部材、３２…第２弁制御スプリング、３３…ＢＡ用筒状部材、３４…ＢＡ作動用スプリング、３５…筒状部材保持部材、３５ａ…湾曲Ｕ字状部、３５ａ₁…底部、３５ａ₂…エッジ部、３５ｂ,３５ｃ…直線係合部、３５ｂ₁…エッジ部、３５ｂ₂…内側面、３６…ブレーキアシスト機構（ＢＡ機構）

Claims

ハウジング内に対して進退自在に配設されたバルブボディと、入力により真空弁が閉じかつ大気弁が開いてハウジング内に導入される大気で前記入力に応じて出力を発生し、作動アシスト機構の作動により前記出力を前記作動アシスト機構の作動しない通常時より大きくするようになっている負圧倍力装置において、
前記作動アシスト機構は、前記バルブボディに、作動時に入力に対して出力を発生開始するジャンピング量が通常作動時のジャンピング量より増大するように大気弁を作動させる作動位置と、前記大気弁を前記バルブボディに対して移動させない非作動位置との間で移動可能に設けられる筒状部材と、前記筒状部材を常時後方に付勢する筒状部材付勢手段と、前記筒状部材を前記非作動位置に設定する筒状部材保持部材と、前記筒状部材が前記非作動位置に設定されているとき、前記筒状部材付勢手段の付勢力が前記筒状部材保持部材に加えられるのを阻止する付勢力阻止手段と、前記入力軸が通常作動時での移動速度より速く前方へ移動されて前記筒状部材保持部材が前方へ押圧されたとき、前記筒状部材保持部材を前記筒状部材の軸方向と直交またはほぼ直交する平面内で拡開させて前記筒状部材の非作動位置の設定を解除する筒状部材保持部材拡開制御手段とを少なくとも備えていることを特徴とする負圧倍力装置。
前記筒状部材保持部材は、前記筒状部材と一体的に移動するように設けられていることを特徴とする請求項１記載の負圧倍力装置。
前記バルブボディに係止溝が設けられており、前記筒状部材保持部材は前記筒状部材を前記非作動位置に設定しているときに前記係止溝に位置されており、
前記筒状部材保持部材拡開制御手段は、前記係止溝に設けられかつ前記筒状部材保持部材が前方へ押圧されたとき前記筒状部材保持部材を拡開させる傾斜面を有していることを特徴とする請求項１または２記載の負圧倍力装置。
前記付勢力阻止手段は、前記バルブボディの後退限を規定するキー部材であり、前記作動アシスト機構の非作動時に前記キー部材が前記筒状部材に加えられる前記筒状部材付勢手段の付勢力を支持することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１記載の負圧倍力装置。
前記筒状部材保持部材は、Ｕ字形に形成された弾性材の棒状部材からなるとともに、前記棒状部材は前記筒状部材の軸方向と直交する平面内または前記筒状部材の軸方向とほぼ直交する平面内で弾性変形して前記筒状部材の非作動位置の保持を解除することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１記載の負圧倍力装置。
ブレーキ操作力を負圧倍力装置で倍力したブレーキ力を出力するブレーキ倍力装置において、
前記負圧倍力装置が請求項１ないし５のいずれか１記載の負圧倍力装置であり、
前記作動アシスト機構が、緊急ブレーキ操作時に作動して通常ブレーキ作動時より同じブレーキ操作力で大きなブレーキ力を出力するブレーキアシスト機構であることを特徴とするブレーキ倍力装置。