JP2012030697A - 気圧式倍力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】入出力のヒステリシス特性を容易に調整することができる気圧式倍力装置を提供する。
【解決手段】バルブボディ６の挿通孔８にリアクションディスク２３に対向する段差面８Ｄを設ける。そして、段差面８Ｄとリアクションディスク２３との間には、入力ロッド１０を押込むときに押込み力をバルブボディ６からリアクションディスク２３に伝達し、入力ロッド１０を戻すときはリアクションディスク２３からの反力をバルブボディ６に伝達するスリーブ２４を設ける。そして、スリーブ２４は、バルブボディ６と縦弾性係数が異なる材料で形成する。この場合に、スリーブ２４の縦弾性係数を、例えばバルブボディ６の縦弾性係数よりも小さくすれば、ヒステリシス特性を小さくすることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば車両のブレーキペダルに対する踏力を倍力してマスタシリンダへと伝達するのに好適に用いられる気圧式倍力装置に関する。

一般に、車両のブレーキ系統には、ブレーキペダルとマスタシリンダとの間にブースタ装置として気圧式倍力装置が設けられている。この気圧式倍力装置は、ブレーキペダルから入力ロッドに加わる踏力を、内部の定圧室と変圧室との圧力差に応じて倍力し、出力ロッドからマスタシリンダ側に大きな出力を取出す構成としている（例えば、特許文献１参照）。

また、この種の従来技術による気圧式倍力装置は、ブレーキ操作時（ブレーキペダルの踏込み時および踏込み保持時）とブレーキペダルの戻し時との間で、入力ロッドと出力ロッドとの間の入出力特性にヒステリシスが生じる。より具体的には、入力ロッドの押込み行程に比べて戻し行程の方が、同じ入力の大きさに対して出力の大きさが大きくなることが知られている。

このようなヒステリシス特性は、例えば、搭載車両（車種、型式等）毎に所望の値に予め調整（設定）することが望まれている。そして、特許文献２には、例えば弁手段を構成する弁体（ポペット弁体）の弾性力（ゴム硬度）を変更したり、弁体のうちの弁座と当接する部分に膨張室を設ける構成とすることにより、ヒステリシスを調整する技術が開示されている。

特開２００７−２３０３０６号公報 実開平５−５８５４３号公報

しかしながら、特許文献２による従来技術では、例えばヒステリシス特性を調整するために弁体のゴム硬度を小さく（軟らかく）すると、ブレーキ操作時に弁体が弁座に入り込む量が変化し、これにより、無効ストロークが変化する。このため、無効ストロークの調整作業が必要になり、その分、調整すべき部材が増え、調整作業が煩雑になるという問題がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、入出力のヒステリシス特性を容易に調整することができる気圧式倍力装置を提供することを目的としている。

上述した課題を解決するため本発明は、ハウジング内をパワーピストンによって定圧室と変圧室とに画成し、前記パワーピストンに連結したバルブボディ内に配置したプランジャを入力ロッドによって移動させることにより、弁手段を開いて前記変圧室に作動気体を導入して、前記定圧室と変圧室との間に圧力差を発生させ、この圧力差によって前記パワーピストンに生じた推力をリアクション部材を介して出力ロッドに作用させると共に、該出力ロッドから前記リアクション部材に作用する反力の一部を前記プランジャを介して前記入力ロッドに伝達する気圧式倍力装置に適用される。

そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記リアクション部材のうち前記バルブボディと対向する面部位と前記バルブボディの対向面との間には、前記入力ロッドを押込むときに前記推力を前記バルブボディから前記リアクション部材に伝達し、前記入力ロッドを戻すときは前記リアクション部材からの反力を前記バルブボディに伝達する伝達部材を設け、該伝達部材は、前記バルブボディと縦弾性係数が異なる材料で形成する構成としたことにある。

本発明によれば、伝達部材の縦弾性係数をバルブボディの縦弾性係数と異ならせることにより、入力ロッドと出力ロッドとの間の入出力のヒステリシス特性を容易に調整することができる。

本発明の実施の形態による気圧式倍力装置を示す縦断面図である。 バルブボディ、リアクション部材、伝達部材等を示す図１の要部拡大図である。 入力ロッドの押込み時におけるリアクション部材の変化を示す図２のＣ部に相当する拡大図である。 入力ロッドの戻し時におけるリアクション部材の変化を示す図２のＣ部に相当する拡大図である。 気圧式倍力装置の入出力特性を示す特性線図である。 本発明の第１の変形例による気圧式倍力装置を示す図２と同様な拡大図である。 本発明の第２の変形例による気圧式倍力装置を示す図２と同様な拡大図である。

以下、本実施の形態による気圧式倍力装置として、例えばシングル式（パワーピストン１個型）の気圧式倍力装置を例に挙げ、図１ないし図５を参照しつつ詳細に説明する。

図中、１は気圧式倍力装置のハウジングで、ハウジング１は、フロントシェル２とリアシェル３とにより大略構成され、フロントシェル２とリアシェル３とは外周側で互いに気密状態で固着されている。

フロントシェル２には、前壁２Ａの中央部にマスタシリンダ（図示せず）の一部を収納するための筒部２Ｂが形成されている。この筒部２Ｂの端縁と例えば後述する出力ロッド２０の外周面との間には、全周にわたってシール部材（図示せず）を設けることにより、出力ロッド２０の軸方向変位に拘わらず後述の負圧室Ａを気密状態に保持できるようにしている。

リアシェル３には車両（図示せず）への取付面となる後壁３Ａから軸方向外向きに後方筒部３Ｂが突出されている。この後方筒部３Ｂの端縁と後述のバルブボディ６の外周面との間には、全周にわたってシール部材４を設けることにより、バルブボディ６の変位に拘わらず後述の変圧室Ｂを気密状態に保持できるようにしている。また、後方筒部３Ｂには、例えば図２に示すように、後述のストップキー１９が当接する段部３Ｃが設けられている。

５はハウジング１内に設けられたダイヤフラム等からなるパワーピストンで、パワーピストン５は、外周側がフロントシェル２とリアシェル３との間に固着され、ハウジング１内を負圧室（定圧室）Ａと変圧室Ｂとに画成している。

６はリアシェル３の後方筒部３Ｂに挿通され、ハウジング１内を軸方向に変位可能に設けられたバルブボディで、バルブボディ６は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の樹脂材料により形成されている。バルブボディ６は、例えば図２に示すように、外周側がハウジング１内でパワーピストン５の内周側に連結（固着）された傾斜円筒状の拡径部６Ａと、拡径部６Ａと一体に形成されリアシェル３の後方筒部３Ｂからハウジング１の外部に延出された円筒状の小径筒部６Ｂとを含んで構成されている。バルブボディ６は、パワーピストン５の変位に連動してハウジング１内を軸方向に変位する構成となっている。

バルブボディ６には、拡径部６Ａの内径側に位置して後述の出力ロッド２０側へと軸方向に突出する筒状突出部６Ｃが一体形成されている。また、拡径部６Ａの内径側で筒状突出部６Ｃが突出する部分の外径側部位には、小径筒部６Ｂ側に向けて軸方向に延びる連通路７が形成されている。

連通路７は、後述のポペット弁体１１、プランジャ１６等と共に変圧室Ｂを負圧室Ａに連通、遮断させるための弁手段を構成するものである。このためにバルブボディ６の小径筒部６Ｂには、連通路７の開口端側に位置して環状の弁座部６Ｄが形成され、弁座部６Ｄにはポペット弁体１１が離着座する構成となっている。

バルブボディ６には、弁座部６Ｄの位置から筒状突出部６Ｃに向けて軸方向に延びる挿通孔８が形成され、挿通孔８内には後述のプランジャ１６が摺動可能に挿通されている。挿通孔８の内周面には、例えば図３および図４に示すように、ガイド穴部８Ａ、小径穴部８Ｂ、及び大径穴部８Ｃが設けられている。ガイド穴部８Ａは、挿通孔８の軸方向の一端側（右端側）に位置して後述のプランジャ１６の弁部材１７が摺動可能に挿嵌されるようになっている。小径穴部８Ｂは、上記ガイド穴部８Ａよりも軸方向の他端側（左端側）に位置してプランジャ１６のピストン部材１８に対面するように形成されている。大径穴部８Ｃは、上記小径穴部８Ｂよりも軸方向の他端側に位置して後述のスリーブ２４が挿嵌されるようになっている。

小径穴部８Ｂと大径穴部８Ｃとは段差面８Ｄによって連続して形成されている。段差面８Ｄは、後述のリアクションディスク２３と対向する対向面、より具体的には、リアクションディスク２３のうちバルブボディ６へ反力を伝達する面部位２３Ａと対向する対向面として形成され、段差面８Ｄにはスリーブ２４の一側端面（右側端面）２４Ｂが当接する構成となっている。

バルブボディ６には、小径筒部６Ｂの基端側に位置して径方向に延びる他の連通路９が形成されている。この連通路９は、挿通孔８と変圧室Ｂとを常時連通させるものである。連通路９は、キー挿入穴としても機能するものであり、連通路９内には後述のストップキー１９が挿入されている。

１０はバルブボディ６の小径筒部６Ｂ内に挿入して設けられた入力ロッドで、入力ロッド１０は、小径筒部６Ｂから外部に突出した一端側が車両のブレーキペダル（図示せず）に連結され、ブレーキ操作時には図１および図２中の矢示Ｅ1方向に押込まれる。また、入力ロッド１０の他端側には球形部１０Ａが一体形成され、球形部１０Ａは後述するプランジャ１６の弁部材１７にカシメ等の手段を用いて連結されている。

１１はバルブボディ６の小径筒部６Ｂ内に設けられたポペット弁体で、ポペット弁体１１は、弾性材料によって略筒状に形成され、その一端側は後述の戻しばね１３等を介して小径筒部６Ｂの内周壁に固着されている。そして、ポペット弁体１１の他端側は、弁ばね１２によりバルブボディ６の弁座部６Ｄに向けて常時付勢されている。これにより、ポペット弁体１１は、後述するプランジャ１６の当接部１７Ｂとバルブボディ６の弁座部６Ｄとに離着座する構成となっている。

１３はバルブボディ６の小径筒部６Ｂと入力ロッド１０との間に配設された戻しばねで、戻しばね１３は、バルブボディ６に対して入力ロッド１０を図１および図２中の矢示Ｅ2方向に向けて常時付勢し、ブレーキペダルの戻し時にはバルブボディ６がハウジング１内を図１および図２に示す初期位置（後述のストップキー１９により規制された位置）に戻るまで、バルブボディ６に対して入力ロッド１０を矢示Ｅ2方向に押圧する。これにより、ブレーキペダルの戻し時に戻しばね１３は、入力ロッド１０とプランジャ１６とを介してポペット弁体１１をバルブボディ６の弁座部６Ｄから離座させるようになっている。

１４はバルブボディ６の小径筒部６Ｂ内に装着されたフィルタで、フィルタ１４は、ハウジング１の外部から小径筒部６Ｂ内に導入される作動気体としての空気を清浄化し、ハウジング１内にダスト等が侵入するのを防止するものである。

１５はバルブボディ６の小径筒部６Ｂの突出端側を保護するためのブーツで、ブーツ１５は、弾性材料により蛇腹状の筒体として形成され、その一端側は入力ロッド１０の中間部に取付けられている。ブーツ１５の他端側は、リアシェル３の後方筒部３Ｂの先端側に取付けられ、後方筒部３Ｂ内を摺動する小径筒部６Ｂの外周面をダスト等から保護する構成となっている。

１６はバルブボディ６内に配置されたプランジャで、プランジャ１６は、後述の弁部材１７と、ピストン部材１８とにより大略構成されている。プランジャ１６は、弁部材１７とピストン部材１８とを凹凸嵌合により同心に連結された状態で、バルブボディ６の挿通孔８内に摺動可能に挿嵌されている。

１７は挿通孔８のガイド穴部８Ａに挿嵌された弁部材で、弁部材１７の一端側は小径筒部６Ｂ側ヘと突出し、その突出端側の内径側には、入力ロッド１０の球形部１０Ａが、かしめ等の手段を用いて固着されている。一方、弁部材１７の他端側には、後述のピストン部材１８に向けて突出する凸部１７Ａが設けられ、凸部１７Ａは、後述するピストン部材１８の凹部１８Ｃに締嵌め等の手段を用いて固着されている。これにより、プランジャ１６は、入力ロッド１０と一体に図１および図２中の矢示Ｅ1，Ｅ2方向に変位する構成となっている。

弁部材１７の一端側には、バルブボディ６の弁座部６Ｄよりも小径に形成された環状弁座としての当接部１７Ｂが設けられ、当接部１７Ｂはポペット弁体１１に離着座することにより小径筒部６Ｂ内の大気圧を連通路９側に導入，遮断するものである。これにより、弁部材１７の当接部１７Ｂは、バルブボディ６の弁座部６Ｄおよびポペット弁体１１と共に弁手段を構成している。

即ち、弁部材１７の当接部１７Ｂは、バルブボディ６の弁座部６Ｄとの位置関係に応じて、当接部１７Ｂとポペット弁体１１との間の連通，遮断を行うと共に、弁座部６Ｄとポペット弁体１１との間の連通，遮断を行う。これにより、プランジャ１６を入力ロッド１０によって移動させることにより、例えば変圧室Ｂに作動気体としての空気を導入して、定圧室Ａと変圧室Ｂとの圧力差を発生させることができる。

弁部材１７の外周側には、バルブボディ６の他の連通路９と対応する位置に環状溝１７Ｃが形成され、環状溝１７Ｃには後述のストップキー１９が係合状態で取付けられている。

１８は弁部材１７と共にプランジャ１６を構成するピストン部材で、ビストン部材１８は、弁部材１７に対向して設けられた本体部１８Ａと、本体部１８Ａから軸方向の他側に突出して設けられた受圧凸部１８Ｂとにより大略構成され、全体として段付き円筒状に形成されている。本体部１８Ａの一側端面には、弁部材１７の凸部１７Ａと対応する位置に凹部１８Ｃが設けられ、凹部１８Ｃには、弁部材１７の凸部１７Ａが締り嵌め等の手段を用いて固着されている。受圧凸部１８Ｂの先端面と後述のリアクションディスク２３との間には、図２に示すように、予め決められた一定寸法の隙間Ｓが形成されている。

１９はプランジャ１６の戻り位置を規制するストップキーで、ストップキー１９は略長方形状の平板として形成され、先端側がバルブボディ６内に連通路９を介して径方向に挿入されている。ストップキー１９の先端側は、プランジャ１６の環状溝１７Ｃに遊嵌状態で係合されている。一方、ストップキー１９の基端側は、バルブボディ６から径方向外側に突出し、その突出端側がリアシェル３側の段部３Ｃに当接している。これにより、ストップキー１９は、入力ロッド１０の戻し時におけるバルブボディ６及びプランジャ１６の戻り位置を図１および図２に示すように規制する構成となっている。

２０は入力ロッド１０の押込み力を倍力した状態で外部に出力するための出力ロッドで、出力ロッド２０は、その一端側に大径のフランジ部２０Ａが設けられ、このフランジ部２０Ａは、後述のリアクションディスク２３を介してバルブボディ６の筒状突出部６Ｃに外側から嵌合されている。出力ロッド２０は、入力ロッド１０の押込み時に、図１中の矢示Ｆ1方向に大きな出力（図５参照）をもって押動され、これにより、前記マスタシリンダのピストン（図示せず）を押圧するようになっている。なお、本実施形態において、出力ロッド２０は、フランジ部２０Ａがバルブボディ６の筒状突出部６Ｃに外側から嵌合されるようになっているが、これに限らず、筒状突出部６Ｃにリアクションディスクを挿入し、筒状突出部６Ｃの内側に出力ロッド２０の一端側が嵌合するようなものとしてもよい。

２１はバルブボディ６の拡径部６Ａの開口端に取付けられたロッドホルダで、ロッドホルダ２１は、出力ロッド２０の中間部を支持することにより、出力ロッド２０がバルブボディ６に対して傾斜するのを防止するものである。

２２はロッドホルダ２１とフロントシェル２の前壁２Ａとの間に配設された戻しばねで、戻しばね２２は、バルブボディ６を図１および図２中の矢示Ｆ2方向に常時付勢するものである。

２３はバルブボディ６の筒状突出部６Ｃと出力ロッド２０のフランジ部２０Ａとの間に配設されたリアクション部材としてのリアクションディスクで、リアクションディスク２３は、ゴム等の弾性樹脂材料からなる円板として形成され、後述の如く負圧室Ａと変圧室Ｂとの間の圧力差によってパワーピストン５に発生する推力をバルブボディ６と後述のスリーブ２４とを介して出力ロッド２０に伝達する。

このとき、リアクションディスク２３は、図２に示す状態から図３に示すように弾性変形し、バルブボディ６の筒状突出部６Ｃと対向する側の面部位２３Ａの一部（中央部）がプランジャ１６の受圧凸部１８Ｂに当接する位置まで寸法Ｌ1分だけ膨出する。そして、この状態でリアクションディスク２３は、出力ロッド２０からの反力をフランジ部２０Ａを介して受承すると共に、反力の一部を受圧凸部１８Ｂを介して入力ロッド１０側に伝え、ブレーキペダル側に踏み応えを発生させる。

２４はバルブボディ８の挿通孔８の大径穴部８Ｃに挿嵌された伝達部材としてのスリーブで、スリーブ２４は、リアクションディスク２３のうちバルブボディ６の筒状突出部６Ｃと対向する側の面部位２３Ａと挿通孔８の段差面８Ｄとの間に設けられている。スリーブ２４は、入力ロッド１０を押込むときにパワーピストン５に発生する推力（の一部）をバルブボディ６からリアクションディスク２３に伝達し、入力ロッド１０を戻すときはリアクションディスク２３からの反力（の一部）をバルブボディ６に伝達するものである。

スリーブ２４は、リアクションディスク２３と対向する軸方向他側に径方向内向きに突出した厚肉筒部２４Ａを有し、半径方向断面が略Ｌ字状となった円筒部材として形成されている。スリーブ２４の軸方向寸法Ｘ1は、図２に示す初期状態のように外力が加えられない自由状態で、大径穴部８Ｃの軸方向寸法Ｘ1と等しく形成されている。これにより、スリーブ２４を大径穴部８Ｃに挿嵌し、スリーブ２４の一側端面２４Ｂを段差面８Ｄに当接させた状態では、スリーブ２４の他側端面（厚肉筒部２４Ａの端面）２４Ｃとバルブボディ６の筒状突出部６Ｃの端面６Ｃ１とが同一平面上に位置するようにしている。

スリーブ２４の軸方向寸法Ｘ1は、例えばリアクションディスク２３の軸方向寸法Ｘ2の２倍以上としている。換言すれば、スリーブ２４の軸方向寸法Ｘ1は、バルブボディ６の筒状突出部６Ｃの軸方向寸法Ｘ3の０．３〜０．９（より好ましくは０．５〜０．９）倍程度としている。

そして、スリーブ２４は、バルブボディ６を形成する材料とは縦弾性係数（ヤング率）が異なる材料、例えばバルブボディ６を形成するＰＥＴ樹脂よりも縦弾性係数が小さいフェノール樹脂等の樹脂材料により形成されている。即ち、バルブボディ６は、ＰＥＴ樹脂で形成することにより、縦弾性係数が１４ＧＰａ程度となっている。これに対して、スリーブ２４は、フェノール樹脂により形成されることにより、縦弾性係数を５００ＭＰａ程度となり、スリーブ２４の縦弾性係数はバルブボディ６の縦弾性係数よりも大幅に小さく（１／２８程度に）なっている。これにより、バルブボディ６とスリーブ２４とを同じ縦弾性係数とした（同じ材料で形成した）場合に比べ、入力ロッド１０と出力ロッド２０との間の入出力のヒステリシス特性が、後述するように小さくなる。

２５はフロントシェル２に設けられた負圧導入管で、負圧導入管２５は、Ｌ字状に屈曲したパイプ等からなり、自動車用エンジンの吸気マニホールドに逆止弁（いずれも図示せず）等を介して接続されている。負圧導入管２５は、エンジンの作動時に吸気マニホールド内で発生した負圧を負圧室Ａ内へと導くことにより、負圧室Ａ内を大気圧よりも低い圧力に保持するものである。

２６は前記マスタシリンダをフロントシェル２に固定するための固定ボルトであり、さらに、２７はリアシェル３を含めてハウジング１全体を車両のエンジンルーム内壁等に取付ける取付けボルトである。ここで、固定ボルト２６と取付けボルト２７とは連結ロッド２８を介して一体に形成されており、連結ロッド２８は、パワーピストン５にシール部材２９を介して摺動可能に貫通している。

本実施の形態による気圧式倍力装置は上述の如き構成を有するもので、まず、車両の運転者がブレーキペダルを踏込み操作すると、これにより入力ロッド１０が矢示Ｅ1方向に押込まれ、プランジャ１６も図２に示す隙間Ｓにおいて入力ロッド１０と一体に変位する。そして、プランジャ１６の変位により環状の当接部１７Ｂが、バルブボディ６の弁座部６Ｄとの当接によって追従を規制されたポペット弁体１１から離座すると、バルブボディ６の小径筒部６Ｂ内から連通路９を介して変圧室Ｂ内に大気圧が導入され、負圧室Ａと変圧室Ｂとの間に圧力差が発生する。

即ち、図５に示す特性線３０の如く、入力ロッド１０への入力（押込み力）が入力値faに達した段階でプランジャ１６の当接部１７Ｂがポペット弁体１１から離座し、負圧室Ａと変圧室Ｂとの間に圧力差が発生する。これによってバルブボディ６が前進し、このときの推力がリアクションディスク２３を介して出力ロッド２０に伝達される。出力ロッド２０からの出力は出力値Ｆaまで急上昇して、所謂ジャンプインが生じることになる。そして、その後は、図５に示す特性線３０の如く、入力ロッド１０への入力（ペダル踏力）が増大するに応じて出力も一定の倍力比で増大することになる。

入力ロッド１０への踏力（押込み力）が入力値ｆaを越えた状態では、負圧室Ａと変圧室Ｂとの間の圧力差に応じてバルブボディ６がパワーピストン５と共に矢示Ｆ1方向に変位し、ポペット弁体１１は弁座部６Ｄに着座した状態でバルブボディ６と共に同方向に変位する。そして、この間にプランジャ１６の当接部１７Ｂはポペット弁体１１に対する離着座を繰返す。

また、入力ロッド１０への踏力（押込み力）を任意の値に保持した状態では、入力ロッド１０に対する矢示Ｅ1方向の入力とリアクションディスク２３を介した矢示Ｆ2方向の反力とが釣合った（均衡）状態を保つことにより、プランジャ１６の当接部１７Ｂはポペット弁体１１に対して着座することになる。

さらに、ペダルを大きく踏込む（入力ロッド１０を押込む）ことにより、図５に示す最大負荷点入力値ｆbまで入力が増大したときには、負圧室Ａと変圧室Ｂとの間の圧力差が最大となり、これ以上に入力ロッド１０を踏込み操作しても圧力差による倍力作用は発揮できなくなる。そして、出力ロッド２０は出力値Ｆb以上の領域では入力ロッド１０と実質的に一体（倍力比が１）となって軸方向に変位し、その後にストロークエンドに達する。

一方、ブレーキペダルの戻し時には、入力ロッド１０が戻しばね１３により矢示Ｅ2方向に押戻され、これに伴ってプランジャ１６も同方向に引っ張られる。このため、プランジャ１６の当接部１７Ｂはポペット弁体１１に着座し、変圧室Ｂを大気に対して遮断することになる。また、このときにプランジャ１６は当接部１７Ｂを介してポペット弁体１１を弁ばね１２に抗して矢示Ｅ2方向に押圧し、バルブボディ６の弁座部６Ｄからポペット弁体１１を強制的に離座させる。

この結果、変圧室Ｂが大気側から遮断された状態で、負圧室Ａと変圧室Ｂとが連通路７，９を介して互いに連通することになり、負圧室Ａと変圧室Ｂとがブレーキペダルの戻し前の圧力差よりも低い圧力差になる。このとき、図５に示す特性線３１の如く、入力ロッド１０の入力（ペダル踏力）が減少するに応じて出力も一定の倍力比で減少する。そして、出力ロッド２０はバルブボディ６と共に戻しばね２２により矢示Ｆ2方向に押戻され、最終的にはストップキー１９の突出端側が図２に示す如くリアシェル３の段部３Ｃに当接し、戻し側のストロークエンドとなる。

そして、ストップキー１９が段部３Ｃに当接した状態で、プランジャ１６の最終戻り位置が規制され、パワーピストン５、バルブボディ６、入力ロッド１０および出力ロッド２０等が図２に示す初期位置に復帰する。また、ポペット弁体１１は、このときにバルブボディ６の弁座部６Ｄとプランジャ１６の当接部１７Ｂとに着座し、変圧室Ｂを負圧室Ａと同様の負圧状態に保ったまま次なるブレーキ操作に備えることになる。

次に、入力ロッド１０と出力ロッド２０との間の入出力のヒステリシス特性を調整（設定）するため、スリーブ２４の縦弾性係数とバルブボディ６の縦弾性係数とを異ならせる理由について、図３ないし図５を参照しつつ説明する。

図３は、入力ロッド１０の押込み行程（ブレーキペダルの踏込み時）の均衡状態を示しており、図４は、入力ロッド１０の戻し行程（ブレーキペダルの戻し時）の均衡状態を示している。ここで、押込み行程と戻し行程とで同じ大きさの入力を考えた場合、スリーブ２４に加わる圧力は戻し行程の方が大きくなるから、図３に示すように押込み行程のスリーブ２４の軸方向のひずみをΔ１とし、図４に示すように戻し行程のスリーブ２４の軸方向のひずみをΔ２とすると、押込み行程のひずみΔ１よりも戻し行程のひずみΔ２が大きくなる（Δ２＞Δ１）。

一方、図３に示すように押込み行程でのバルブボディ６の筒状突出部６Ｃの端面６Ｃ１とプランジャ１６の受圧凸部１８Ｂの先端面との間隔をＬ１とし、図４に示すように戻し行程でのバルブボディ６の筒状突出部６Ｃの端面６Ｃ１とプランジャ１６の受圧凸部１８Ｂの先端面との間隔をＬ２とした場合、ヒステリシス特性を決定する受圧凸部１８Ｂの先端面とリアクションディスク２３とのクリアランスの差Ｋは、下記の式で表すことができる。

ここで、例えばスリーブ２４の縦弾性係数がバルブボディ６の縦弾性係数と差がない場合、即ち、スリーブ２４とバルブボディ６とが同じ縦弾性係数（同じ材料）の場合、ひずみの差（Δ２−Δ１）は０になり、ヒステリシス特性を決定するクリアランスの差Ｋは（Ｌ２−Ｌ１）となる。

一方、スリーブ２４の縦弾性係数をバルブボディ６の縦弾性係数に比べて小さくした場合を考えると、スリーブ２４の縦弾性係数が小さくなる程（スリーブ２４が軟らかくなる程）、ひずみの差（Δ２−Δ１）が大きくなる。そして、ひずみの差（Δ２−Δ１）が大きくなる程、ヒステリシス特性を決定するクリアランスの差Ｋは（Ｌ２−Ｌ１）から小さくなり、ヒステリシス特性を小さくすることができる。

即ち、図５に示すように、スリーブ２４とバルブボディ６とを同じ縦弾性係数とした場合に、戻し行程の特性は二点鎖線で示す特性線３２として得られる。これに対して、スリーブ２４の縦弾性係数をバルブボディ６よりも大幅に小さくし、クリアランスの差Ｋを小さくした場合には、戻し行程の特性は、特性線３２よりもヒステリシスの小さい（特性線３０との差が小さい）特性線３１として得ることができる。

要するに、スリーブ２４の縦弾性係数を小さくする程、ヒステリシスの特性を決定するクリアランスの差Ｋは小さくなり、ヒステリシス特性を小さくすることができる。一方、スリーブ２４の縦弾性係数を、バルブボディ６よりも一層大きくした場合には、ヒステリシスの特性を決定するクリアランスの差Ｋは大きくなり、ヒステリシス特性を大きくすることができる。

このように、スリーブ２４の縦弾性係数をバルブボディ６に対して大きく変える（小さくしたり大きくしたりする）ことにより、ヒステリシス特性の調整を行う場合には、この調整の作業性を向上することができる。即ち、例えば特許文献２に記載の従来技術のように、無効ストロークの調整や無効入力の調整が必要なくなる。このため、ヒステリシス特性を調整するときに、ヒステリシス特性の調整作業をスリーブ２４の縦弾性係数を変えるだけで容易に行うことができる。

以上のように、本実施の形態によれば、リアクションディスク２３のうちバルブボディ６と対向する面部位２３Ａとバルブボディ６の段差面８Ｄとの間に、縦弾性係数を変更可能なスリーブ２４を設ける構成としたので、スリーブ２４の縦弾性係数をバルブボディ６との関係で調整することにより、入力ロッド１０と出力ロッド２０との間の入出力のヒステリシス特性を容易に調整することができる。

このとき、特許文献２による従来技術のように、無効ストロークの増減や無効入力の増減等を伴わずにヒステリシス特性の調整を行うことができる。即ち、例えば従来技術のように、ポペット弁体の硬度を調整することによりヒステリシス特性を所望値に調整する場合には、ポペット弁体の硬度の調整の他、無効ストロークの調整や無効入力の調整が必要になる。これに対して、本実施の形態によれば、スリーブ２４の縦弾性係数を選択的に変えるだけで、ヒステリシス特性を所望値に調整することができる。このため、ヒステリシス調整に関係する部材をスリーブ２４のみに限ることができ、ヒステリシス特性の調整作業を容易に行うことができる。

また、本実施の形態によれば、スリーブ２４の軸方向寸法Ｘ1を長くしている、即ち、スリーブ２４の軸方向寸法Ｘ1を、リアクションディスク２３の軸方向寸法Ｘ2の２倍以上（バルブボディ６の筒状突出部６Ｃの軸方向寸法Ｘ3の０．３〜０．９倍程度）としている。このため、スリーブ２４に力が加わった場合のこのスリーブ２４の軸方向変形量を大きくすることができ、スリーブ２４の縦弾性係数を小さくすることと相まって、ヒステリシス特性をより小さくし易くできる。

なお、上述した実施の形態では、１個のスリーブ２４を設ける場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば図６に示す第１の変形例のように、２個のスリーブ４１，４２を軸方向に直列に設ける構成としてもよい。この場合には、少なくとも一方のスリーブ４１，４２をバルブボディ６と縦弾性係数が異なる材料で形成するができる。また、２個のスリーブ４１，４２を互いに縦弾性係数が異なる材料で形成することもできる。

要するに、リアクション部材のうちバルブボディと対向する面部位とバルブボディの対向面との間には、複数の伝達部材を設け、これら各伝達部材の少なくとも何れかの伝達部材をバルブボディと縦弾性係数が異なる材料で形成する構成とすることができる。この場合には、複数の伝達部材の縦弾性係数を調整することができるため、ヒステリシス特性をより細かく調整することができる。

また、上述した実施の形態では、バルブボディ６の筒状突出部６Ｃの端面６Ｃ１とスリーブ２４の他側端面２４Ｃとの両方の端面をリアクションディスク２３の面部位２３Ａに当接させる構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば図７に示す第２の変形例のように、バルブボディ６の筒状突出部６Ｃ′の端面６Ｃ１′をリアクションディスク２３に当接させずにスリーブ５１の他側端面５１Ａのみをリアクションディスク２３の面部位２３Ａに当接させる構成としてもよい。

即ち、スリーブ５１を大径部５１Ｂと小径部５１Ｃとを有する段付き円筒状に形成し、小径部５１Ｃを筒状突出部６Ｃ′の貫通孔８′に挿嵌すると共に、大径部５１Ｂと小径部５１Ｃとを連続する段差部５１Ｄにバルブボディ６の筒状突出部６Ｃ′の端面６Ｃ１′を当接させ、スリーブ５１の大径部５１Ｂの他側端面５１Ａをリアクションディスク２３の面部位２３Ａに当接させる構成としてもよい。

この場合、スリーブ５１の小径部５１Ｃの外周面には、全周にわたってシール溝５１Ｅを設け、シール溝５１Ｅには、Ｏリング等により構成されるシール部材５２を設けることができる。また、スリーブ５１の内周面は単一円筒面とし、これに合わせてプランジャ１６のピストン部材１８′の外周面も、スリーブ５１に挿通される部位を単一円筒面とすることができる。

また、上述した実施の形態では、バルブボディ６を縦弾性係数が１４ＧＰａ程度のＰＥＴ樹脂により形成すると共に、スリーブ２４を縦弾性係数が５００ＭＰａ程度のフェノール樹脂により形成した場合を例に挙げて説明した。すなわち、スリーブ２４の縦弾性係数を、バルブボディ６の縦弾性係数の１／２８程度にした場合を例に挙げて説明した。

しかし、これに限らず、例えばスリーブの縦弾性係数がバルブボディの縦弾性係数に対して１／１０ないし１／１００、より好ましくは、１／２０ないし１／４０となるように、スリーブを形成する材料とバルブボディを形成する材料とを選択的に変えることができる。

また、上述した実施の形態では、スリーブ２４の縦弾性係数をバルブボディ６の縦弾性係数よりも小さくする構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、スリーブの縦弾性係数をバルブボディの縦弾性係数よりも大きくする構成としてもよい。

例えば、バルブボディを縦弾性係数が１４ＧＰａ程度のＰＥＴ樹脂により形成すると共に、スリーブを縦弾性係数が２１０ＧＰａ程度のＳ４５Ｃ（機械構造用中炭素鋼）により形成することにより、スリーブの縦弾性係数をバルブボディの縦弾性係数の１５倍程度にすることができる。より具体的には、スリーブの縦弾性係数がバルブボディの縦弾性係数に対して５倍ないし５０倍、より好ましくは、１０倍ないし２０倍となるように、スリーブを形成する材料とバルブボディを形成する材料とを選択的に変えることができる。

さらに、本実施の形態では、１個の負圧室（定圧室）Ａと１個の変圧室Ｂとを有するシングル式の気圧式倍力装置を例に挙げて説明したが、これに限らず、２個の負圧室（定圧室）と２個の変圧室とを有するタンデム式の気圧式倍力装置に適用してもよいものである。

以上の実施の形態によれば、リアクション部材のうちバルブボディと対向する面部位とバルブボディの対向面との間に伝達部材を設ける構成としたので、この伝達部材の縦弾性係数をバルブボディとの関係で調整することにより、入力ロッドと出力ロッドとの間の入出力のヒステリシス特性を所望値に調整することができる。このとき、無効ストロークの増減や無効入力の増減等を伴わずにヒステリシス特性の調整を行うことができるため、調整すべき部材が増加することがなく、ヒステリシス特性の調整作業を容易に行うことができる。

また、伝達部材の縦弾性係数をバルブボディの縦弾性係数よりも小さくする構成としたので、伝達部材の縦弾性係数とバルブボディの縦弾性係数とを同じにした場合に比べて、入力ロッドと出力ロッドとの間の入出力のヒステリシス特性を小さくすることができる。

１ ハウジング
５ パワーピストン
６ バルブボディ
６Ｄ 弁座部（弁手段）
８Ｄ 段差面（対向面）
１０ 入力ロッド
１１ ポペット弁体（弁手段）
１２ 弁ばね（弁手段）
１６ プランジャ
１７Ｂ 当接部（弁手段）
２０ 出力ロッド
２３ リアクションディスク（リアクション部材）
２３Ａ 面部位
２４，４１，４２，５１ スリーブ（伝達部材）
Ａ 負圧室（定圧室）
Ｂ 変圧室

Claims (2)

1. ハウジング内をパワーピストンによって定圧室と変圧室とに画成し、前記パワーピストンに連結したバルブボディ内に配置したプランジャを入力ロッドによって移動させることにより、弁手段を開いて前記変圧室に作動気体を導入して、前記定圧室と変圧室との間に圧力差を発生させ、この圧力差によって前記パワーピストンに生じた推力をリアクション部材を介して出力ロッドに作用させると共に、該出力ロッドから前記リアクション部材に作用する反力の一部を前記プランジャを介して前記入力ロッドに伝達する気圧式倍力装置において、
   前記リアクション部材のうち前記バルブボディと対向する面部位と前記バルブボディの対向面との間には、前記入力ロッドを押込むときに前記推力を前記バルブボディから前記リアクション部材に伝達し、前記入力ロッドを戻すときは前記リアクション部材からの反力を前記バルブボディに伝達する伝達部材を設け、
   該伝達部材は、前記バルブボディと縦弾性係数が異なる材料で形成する構成としたことを特徴とする気圧式倍力装置。
2. 前記伝達部材の縦弾性係数は、前記バルブボディの縦弾性係数よりも小さくする構成としてなる請求項１に記載の気圧式倍力装置。

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