JP2021003992A - 負圧式倍力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】初期操作域での反力を高めることなく、負圧弁及び大気弁のシール性を向上させることができる負圧式倍力装置を提供する。【解決手段】本発明において、負圧弁体４３及び大気弁体４３を付勢するスプリング４４は、負圧弁体４３及び大気弁体４３と、バルブボディ１３０と一体的に移動する第１係止部７１、７１０又は入力部材１４０と一体的に移動する第２係止部７２、７２０との間に配置され、第１係止部７１、７１０及び第２係止部７２、７２０は、互いに相対移動可能に形成され、スプリング４４の係止状態は、初期位置にある入力部材１４０がバルブボディ１３０に対して相対移動することに伴い、スプリング４４が第１係止部７１、７１０に係止されている第１状態から、スプリング４４が第２係止部７２、７２０に係止されている第２状態に切り替わる。【選択図】図３

Description

本発明は、負圧式倍力装置に関する。

負圧式倍力装置は、負圧室と変圧室との間を連通又は遮断する負圧弁と、変圧室を大気に対して開放又は遮断する大気弁と、を備えている。負圧弁が開弁され、大気弁が閉弁されている状態では、変圧室は負圧室と同圧になる。ブレーキ操作が実行され、入力部材がバルブボディに対して相対的に前進すると、負圧弁が閉弁され、大気弁が開弁される。これにより、変圧室に空気が流入し、変圧室が負圧室より高圧となる。そして、変圧室と負圧室とを区画する可動隔壁が差圧により前進し、可動隔壁と一体に移動する出力軸も前進する。このように、負圧式倍力装置は、運転者の操作力を増大させる。負圧式倍力装置としては、例えば特開２０１７−１９７０６４号公報に記載されている。

特開２０１７−１９７０６４号公報

負圧弁は、バルブボディに設けられた負圧弁座と、スプリングにより負圧弁座に向けて付勢された負圧弁体と、を備えている。また、大気弁は、入力部材に設けられた大気弁座と、スプリングにより大気弁座に向けて付勢された大気弁体と、を備えている。弁座と弁体との間のシール性を決める要素の１つは、スプリングの付勢力である。スプリングの付勢力が大きいほど、弁のシール性は高くなる。弁のシール性が高いほど、精度良く操作力を増大させることができる。

一方で、構成上、当該スプリングは、入力部材の移動に対する反力を発生させる部材としても機能する。ブレーキフィーリングの観点では、ブレーキペダルの踏み始めから所定ストロークまでの初期操作域での反力が高くなることは避けたい。ただし、ストロークがある程度大きくなった場合には、相応の反力が発生することが望まれる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、初期操作域での反力を高めることなく、負圧弁及び大気弁のシール性を向上させることができる負圧式倍力装置を提供することを目的とする。

本発明の負圧式倍力装置は、中空状のブースタシェルと、前記ブースタシェルの内部を、負圧源に連通する負圧室と、前記負圧源又は大気との連通が可能な変圧室とに区画して移動可能な可動隔壁と、前記ブースタシェルに対して相対移動可能に設けられ、前記可動隔壁と一体に移動する筒状のバルブボディと、前記バルブボディに収容され、前記バルブボディに対して相対移動可能に設けられた入力部材と、前記バルブボディに対する前記入力部材の相対位置に応じて、前記負圧室と前記変圧室との間を連通又は遮断する負圧弁と、前記バルブボディに対する前記入力部材の相対位置に応じて、前記変圧室を大気に対して開放又は遮断する大気弁と、を備える負圧式倍力装置であって、前記負圧弁は、前記バルブボディに設けられた負圧弁座と、スプリングにより前記負圧弁座に向けて付勢された負圧弁体と、を有し、前記大気弁は、前記入力部材に設けられた大気弁座と、前記スプリングにより前記大気弁座に向けて付勢された大気弁体と、を有し、前記スプリングは、前記負圧弁体及び前記大気弁体と、前記バルブボディと一体的に移動する第１係止部又は前記入力部材と一体的に移動する第２係止部との間に配置され、前記第１係止部及び前記第２係止部は、互いに相対移動可能に形成され、前記スプリングの係止状態は、初期位置にある前記入力部材が前記バルブボディに対して相対移動することに伴い、前記スプリングが前記第１係止部に係止されている第１状態から、前記スプリングが前記第２係止部に係止されている第２状態に切り替わる。

本発明によれば、第１状態では、スプリングがバルブボディと一体的に移動する第１係止部に係止されているため、スプリングの付勢力が入力部材に加わらない。つまり、初期位置にある入力部材がバルブボディに対して相対移動し、スプリングの係止状態が第２状態に切り替わるまでは、スプリングの付勢力は入力部材に対する反力にならない。スプリングの付勢力が初期操作域での反力に影響しないため、スプリングの付勢力を大きく設定することができる。負圧弁体及び大気弁体に加わる付勢力を大きくすることで、負圧弁及び大気弁のシール性を向上させることができる。つまり、本発明によれば、初期操作域での反力を高めることなく、負圧弁及び大気弁のシール性を向上させることができる。そして、第２状態では、入力部材の相対移動に応じてスプリングの長さが変化し且つスプリングの付勢力が反力として入力部材に加わる。

第１実施形態のブレーキ装置の構成図である。 第１実施形態の負圧式倍力装置の構成図である。 第１実施形態のスプリングの係止状態を説明するための部分拡大図である。 第１実施形態のスプリングの係止状態を説明するための部分拡大図である。 第１実施形態の第１係止部及び第２係止部を示す、軸方向一方から見た概念図である。 係止状態の切り替えタイミングの第１例を説明するための説明図である。 係止状態の切り替えタイミングの第２例を説明するための説明図である。 第２実施形態のスプリングの係止状態を説明するための部分拡大図である。 第２実施形態のスプリングの係止状態を説明するための部分拡大図である。 第２実施形態のスプリングの係止状態の別例を説明するための部分拡大図である。 第２実施形態のスプリングの係止状態の別例を説明するための部分拡大図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。また、説明に用いる各図は概念図である。

（第１実施形態）
第１実施形態の負圧式倍力装置１００は、図１に示すように、車両のブレーキ装置１０の一部を構成している。車両のブレーキ装置１０は、シリンダ機構２０と、アクチュエータ３０と、負圧式倍力装置１００と、を備えている。シリンダ機構２０は、マスタシリンダ２１と、マスタピストン２２，２３と、マスタリザーバ２４と、を備えている。マスタピストン２２，２３は、マスタシリンダ２１内に摺動可能に配設されている。マスタピストン２２，２３は、マスタシリンダ２１内を第１マスタ室２１ａと第２マスタ室２１ｂとに区画している。マスタリザーバ２４は、第１マスタ室２１ａ及び第２マスタ室２１ｂに連通する管路を有するリザーバタンクである。マスタリザーバ２４と各マスタ室２１ａ，２１ｂとの間は、マスタピストン２２，２３の移動により連通又は遮断される。

また、ブレーキ装置１０は、車輪Ｗに対応したホイールシリンダ２５、２６、２７、２８を備えている。マスタシリンダ２１と各ホイールシリンダ２５〜２８とは、アクチュエータ３０を介して接続されている。これにより、各ホイールシリンダ２５〜２８は、各車輪Ｗに制動力を付与する。なお、詳細な説明を省略するが、アクチュエータ３０は、図示省略の管路、電動ポンプ、電磁弁及びリザーバ等で構成されている。

ブレーキ装置１０において、運転者がブレーキペダル１１を踏み込むと、マスタシリンダ２１に連結された負圧式倍力装置１００により踏力が増大され、マスタシリンダ２１内のマスタピストン２２，２３が押圧される。これにより、第１マスタ室２１ａ及び第２マスタ室２１ｂに同圧の液圧（マスタ圧）が発生する。マスタ圧は、アクチュエータ３０を介してホイールシリンダ２５〜２８に伝達される。

（負圧式倍力装置）
負圧式倍力装置１００は、図２に示すように、中空状のブースタシェル１１０と、可動隔壁１２０と、バルブボディ１３０と、入力部材１４０と、弁機構１５０と、を備えている。以下、説明において、バルブボディ１３０の軸方向を前後方向とし、軸方向一方を前方とし、軸方向他方を後方とする。ブースタシェル１１０、可動隔壁１２０、バルブボディ１３０、入力部材１４０、及び弁機構１５０は、互いに同軸的に配置されている。

可動隔壁１２０及びバルブボディ１３０は、ブースタシェル１１０に対して、一体に前後方向に移動可能に組み付けられている。ブースタシェル１１０の内部は、可動隔壁１２０により、前方側に設けられ負圧源Ｚに連通する負圧室Ｒ１と、後方側に設けられ負圧源Ｚ又は大気との連通が可能な変圧室Ｒ２と、に区画されている。負圧源Ｚは、例えばエンジンの吸気マニホールドである。

ブースタシェル１１０は、フロントシェル部材１１１及びリアシェル部材１１２を備えている。フロントシェル部材１１１には、負圧室Ｒ１を負圧源Ｚに連通させるための負圧導入口１１１ａが形成されている。負圧導入口１１１ａには、逆止弁１１３が設けられている。逆止弁１１３は、負圧室Ｒ１から負圧源Ｚへの空気の連通を許可し、負圧源Ｚから負圧室Ｒ１への空気の連通を遮断するように構成されている。

リアシェル部材１１２には、バルブボディ１３０を前後方向に相対移動可能に挿通する筒部１１２ａが設けられている。筒部１１２ａは、一端が変圧室Ｒ２に接続され、他端が大気に開放された筒状部位である。

可動隔壁１２０は、ブースタシェル１１０内で前後方向に移動可能に設けられている。可動隔壁１２０は、環状のプレート部材１２１と、プレート部材１２１に支持される環状のダイアフラム１２２と、を備えている。ダイアフラム１２２は、弾性部材であって、外周縁がブースタシェル１１０に気密的に固定され、内周縁がプレート部材１２１とともにバルブボディ１３０に気密的に固定されている。

バルブボディ１３０は、円筒状部材であって、ブースタシェル１１０の筒部１１２ａに対して相対移動可能に挿入されている。バルブボディ１３０は、可動隔壁１２０と一体的に前後方向に移動する。バルブボディ１３０と可動隔壁１２０は、１つのパワーピストンであるといえる。バルブボディ１３０は、円筒状に形成された本体部１３１と、本体部１３１の前端部に設けられたフランジ部１３１ａと、を備えている。バルブボディ１３０は、フランジ部１３１ａとフロントシェル部材１１１との間に設けられたリターンスプリングＳによって後方に付勢されている。

本体部１３１は、リアシェル部材１１２の筒部１１２ａに、前後方向に相対移動可能に組み付けられている。また、本体部１３１の後端部は、蛇腹状のブーツ１６０によって被覆保護されている。

本体部１３１の内部には、一対の負圧連通路１３２が設けられている。なお、図２においては一方の負圧連通路１３２のみを示す。負圧連通路１３２は、前方端にて負圧室Ｒ１に連通し、後方端にて本体部１３１の内部に連通する流路である。また、本体部１３１の内部には、入力軸１４１とプランジャ１４２とが同軸になるように組み付けられている。また、本体部１３１の内部には、弁機構１５０とフィルタ部材１４７とが同軸になるように組み付けられている。また、本体部１３１の内部には、プランジャ１４２の前方に、弾性部材１４４と出力軸１４５とが同軸となるように組み付けられている。バルブボディ１３０は、空気がフィルタ部材１４７を介して内部に流入可能に構成されている。

入力部材１４０は、入力軸１４１及びプランジャ１４２で構成されている。入力軸１４１は、バルブボディ１３０の内部において、バルブボディ１３０に対して前後方向に相対移動可能に設けられている。入力軸１４１は、運転者の操作力を負圧式倍力装置１００に入力する入力ロッドである。入力軸１４１は、前端部にてプランジャ１４２に連結されている。入力軸１４１は、ブレーキペダル１１に作用する踏力を操作力として受けるように構成されている。

入力軸１４１は、スプリング９１により後方に付勢されている。スプリング９１は、バルブボディ１３０に設けられたリテーナ９２と、入力軸１４１に設けられたリテーナ９３との間に配置されている。スプリング９１の付勢力は、入力部材１４０の前進に対する反力として作用する。

プランジャ１４２は、弾性部材１４４に当接している。バルブボディ１３０の内部において、プランジャ１４２の外周面により区画された大気連通路１３３が、変圧室Ｒ２に連通している。プランジャ１４２は、中央部分に形成された環状の溝部においてキー部材１４３に係合する。なお、キー部材１４３は、バルブボディ１３０に対するプランジャ１４２の前後方向への移動を規制する機能と、ブースタシェル１１０に対するバルブボディ１３０の後方への移動限界位置を規定する機能を有する部材である。出力部材としての出力軸１４５は、バルブボディ１３０の推進力をマスタピストン２２，２３に伝達する部材である。

弁機構１５０は、バルブボディ１３０の内部に配設されて、バルブボディ１３０に対する入力部材１４０の相対位置に応じて、変圧室Ｒ２への負圧又は大気圧の流入を切り替える。図２、図３、及び図４に示すように、弁機構１５０は、負圧弁座４１と、大気弁座４２と、弁体４３と、スプリング４４と、を備えている。なお、各図は模式断面図であって、環状部材に対して紙面奥側に見えるべき線については一部省略している。また、図３及び図４において、ハッチングの一部を省略している。

負圧弁座４１は、バルブボディ１３０の負圧連通路１３２の後端部により形成されている。つまり、負圧弁座４１は、バルブボディ１３０の一部であって、バルブボディ１３０と一体に移動する。大気弁座４２は、プランジャ１４２の後端部により形成されている。より詳細に、プランジャ１４２の環状のフランジ部分が大気弁座４２を構成している。大気弁座４２は、入力部材１４０の一部であって、入力部材１４０と一体に移動する。

弁体４３は、入力部材１４０と同軸に配置された環状部材であって、第１実施形態では弾性部材により形成されている。弁体４３は、バルブボディ１３０に係合された弾性部材５の一部である。弾性部材５は、伸縮性をもつ素材で形成された部材、例えばゴム製部材である。弾性部材５は、固定部５１と、可動部５２と、弁体４３と、を備えている。固定部５１は、バルブボディ１３０に係合しているリテーナ９２に対して係合している。つまり、固定部５１は、実質的に、バルブボディ１３０に係合・固定されている。可動部５２は、弾性部材５のうち固定部５１から前方に延びる部分であり、径方向に湾曲する部分を有している。

弁体４３は、弾性部材５のうち可動部５２の前方に設けられた部分である。弁体４３と可動部５２との間には、弁体４３の後端面に当接するように環状部材４５が設けられている。環状部材４５は、弁体４３の後端面のほぼ全面に当接し、弁体４３を介して負圧弁座４１及び大気弁座４２に対向するように配置されている。環状部材４５は、弁体４３と一体的に移動する。したがって、第１実施形態において、環状部材４５は、弁体４３の一部（後端部）であるとする。環状部材４５は、例えば、金属製のリテーナである。

可動部５２は、湾曲した部分が軸方向に伸縮可能に形成されている。このため、可動部５２の変形により、固定部５１と弁体４３との離間距離は変化する。つまり、可動部５２により、弁体４３は、固定部５１に対して前後方向に相対移動可能となっている。

スプリング４４は、弁体４３を前方に付勢する付勢部材である。スプリング４４は、弁体４３を負圧弁座４１及び大気弁座４２に向けて付勢している。スプリング４４による付勢力は、弁体４３が負圧弁座４１又は大気弁座４２をシールするシール性に影響する。入力部材１４０が移動していない初期位置において、スプリング４４の前端は環状部材４５に係止され、後端はリテーナ９２に係止されている。なお、この状態で、スプリング４４はリテーナ９２を後方に付勢しているが、スプリング９１の付勢力がスプリング４４の付勢力よりも大きく、リテーナ９２の位置は変化しない。

弁体４３が負圧弁座４１に着座（当接）することで、負圧連通路１３２が閉鎖され、負圧室Ｒ１と変圧室Ｒ２との間が遮断される。一方、弁体４３が負圧弁座４１から離座（離間）することで、負圧室Ｒ１と変圧室Ｒ２との間が連通する。このように、弁体４３と負圧弁座４１とは、負圧弁８１を構成している（図３及び図４参照）。

弁体４３が大気弁座４２に着座（当接）することで、大気連通路１３３が閉鎖され、変圧室Ｒ２が大気から遮断される。一方、弁体４３が大気弁座４２から離座（離間）することで、変圧室Ｒ２が大気に開放される。このように、弁体４３と大気弁座４２とは、大気弁８２を構成している（図３及び図４参照）。第１実施形態の弁体４３は、負圧弁８１の弁体である負圧弁体と、大気弁８２の弁体である大気弁体とを兼ねている。より詳細には、弁体４３の外周側部位が負圧弁体を構成し、弁体４３の内周側部位が大気弁体を構成している。

図３に示すように、入力部材１４０が移動していない初期位置において、負圧弁８１は開弁し、大気弁８２は閉弁している。運転者の操作により入力部材１４０がバルブボディ１３０に対して前進すると、図４に示すように、負圧弁８１が閉弁し、大気弁８２が開弁する。これにより、変圧室Ｒ２に空気が流入し、負圧室Ｒ１と変圧室Ｒ２との間に差圧が発生し、変圧室Ｒ２が拡大する方向に力が加わり、可動隔壁１２０が前進する。また、可動隔壁１２０と一体的に出力軸１４５及びバルブボディ１３０も前進する。つまり、負圧式倍力装置１００により、出力軸１４５を前進させる力が増大される。

（第１実施形態におけるスプリングの係止構造）
リテーナ９２は、一体的に形成された１つの環状部材であって、第１係合部９２１と、第２係合部９２２と、第１係止部７１と、で構成されている。第１係合部９２１は、バルブボディ１３０内周面の段差に係合し、前方への移動が規制されている。第２係合部９２２は、第１係合部９２１の内周部から前方に延び、固定部５１内周面の凹部に係合している。

第１係止部７１は、リテーナ９２のうち、第２係合部９２２から径方向内側に延びた環状の部位である。第１係止部７１の後面には、スプリング９１の前端部が当接している。つまり、第１係止部７１は、スプリング９１により前方に付勢されている。これにより、リテーナ９２（第１係合部９２１）のバルブボディ１３０への係合が維持される。リテーナ９２及び固定部５１は、バルブボディ１３０と一体的に移動する。つまり、第１係止部７１は、バルブボディ１３０と一体的に移動する。

第１係止部７１の前面には、入力部材１４０がその初期位置にある状態（以下「初期状態」という）において、スプリング４４の後端部が当接している。この状態で、第１係止部７１は、スプリング４４により後方に付勢されている。

入力軸１４１には、第２係止部７２が設けられている。第２係止部７２は、入力軸１４１の外周面に固定された環状部材である。第２係止部７２は、入力軸１４１の外周面から径方向外側に延びている。第２係止部７２は、入力部材１４０と一体的に移動する。図３に示すように、第２係止部７２は、初期状態において、第１係止部７１よりも後方に位置している。

図５に示すように、第１係止部７１の内周部には、凹凸が形成されている。また、第２係止部７２の外周部には、第１係止部７１の内周部に対応するように、凹凸が形成されている。第２係止部７２の外周部は、第１係止部７１に対して相対移動可能に形成されている。なお、図５は、各係止部７１、７２を後方から見た概念図である。また、図５では、上下対象の形状であるため、上半分を示し、下半分は省略している。

第１係止部７１は、環状部７１１と、環状部７１１から径方向内側に突出する複数の凸部７１２と、を備えている。環状部７１１の内周縁と凸部７１２とにより、凹部７１３が形成されている。第１係止部７１の凸部７１２の先端（内周縁）は、スプリング４４の径方向内側に位置している。換言すると、第１係止部７１の最小内径は、スプリング４４の内径よりも小さい。初期状態において、スプリング４４の後端部は、凸部７１２に係止されている。

第２係止部７２は、環状部７２１と、環状部７２１から径方向外側に突出する複数の凸部７２２と、を備えている。環状部７２１の外周縁と凸部７２２とにより、凹部７２３が形成されている。第２係止部７２の凸部の先端（外周縁）は、スプリング４４の径方向外側に位置している。換言すると、第２係止部７２の最大外径は、スプリング４４の外径よりも大きい。

第１係止部７１と第２係止部７２との前後方向の位置が互いに一致した（重なった）状態（以下「一致状態」という）において、第２係止部７２の凸部７２２は、第１係止部７１の凹部７１３内に配置される。換言すると、一致状態において、第１係止部７１の凸部７１２は、第２係止部７２の凹部７２３内に配置される。この構成により、第２係止部７２は、第１係止部７１を前後方向に通過することができる。第２係止部７２は、一致状態を介して、第１係止部７１よりも後方の位置と第１係止部７１よりも前方の位置との間を移動することができる。このように、第１係止部７１及び第２係止部７２は、互いに相対移動可能に形成されている。なお、図示しないが、第１係止部７１と第２係止部７２とが干渉しないように入力軸１４１がバルブボディ１３０に組み付けられた後、入力軸１４１が回転しないようにかしめ等により、入力軸１４１がブレーキペダル側の部材に固定されている。

図３及び図４に示すように、スプリング４４の係止状態は、初期位置にある入力部材１４０がバルブボディ１３０に対して相対移動することに伴い、スプリング４４が第１係止部に係止されている第１状態から、スプリング４４が第２係止部７２に係止されている第２状態に切り替わる。換言すると、第１係止部７１及び第２係止部７２は、互いに相対移動可能に形成され、且つ、入力部材１４０の初期位置からの移動に伴い、スプリング４４の係止状態が第１係止部７１に係止されている第１状態から第２係止部７２に係止されている第２状態に切り替わるように構成されている。

この構成によれば、初期状態から入力部材１４０が前進し、入力部材１４０のバルブボディ１３０に対する相対移動量（相対ストローク）が所定量に達すると、スプリング４４の後端部の係止先が第１係止部７１から第２係止部７２に変更される。

図３に示すように、初期状態では、スプリング４４は、弁体４３と第１係止部７１との間に配置されている。そして、入力部材１４０がバルブボディ１３０に対して相対的に前進すると、第２係止部７２が前進して第１係止部７１に近づく。さらに入力部材１４０が相対的に前進すると、一致状態を経て、図４に示すように、第２係止部７２が第１係止部７１よりも前方に移動する。

第２係止部７２が第１係止部７１の前方に移動する際、スプリング４４の後端部は、第１係止部７１の凹部７１３内を通って凸部７１２の前方に移動しようとする第２係止部の凸部７２２に引っかかる。このように、スプリング４４の係止状態は、入力部材１４０の初期位置からの相対移動により、図３に示す第１状態から図４に示す第２状態に切り替わる。凸部７１２に係止されていたスプリング４４は、入力部材１４０の相対移動により、凸部７２２に係止される。

上述のように、第２状態において、スプリング４４の後端部は、第２係止部７２の凸部７２２に当接し係止されている。第２状態では、スプリング４４は、第２係止部７２及び入力部材１４０を後方に付勢する。なお、ブレーキ操作が解除され、入力部材１４０がバルブボディ１３０に対して相対的に後退した場合、スプリング４４の係止状態は、第２状態から第１状態に戻る。また、ブレーキ操作が一定に保持された場合、バルブボディ１３０と入力部材１４０との位置関係に基づき、第２状態から第１状態に切り替わる。

第２状態では、スプリング４４の後端部は、第２係止部７２と一体的に移動する。一方、スプリング４４の前端部は、係止状態にかかわらず弁体４３と一体的に移動する。弁体４３が負圧弁座４１に当接している状態では、弁体４３及びスプリング４４の前端部はバルブボディ１３０に対して相対的に前進できない。したがって、第２状態において弁体４３が負圧弁座４１に当接している場合、第２係止部７２のバルブボディ１３０に対する相対的な前進により、スプリング４４の長さは短くなる。つまり、この場合、付勢力は増大する。

このように、第２状態且つ負圧弁８１が閉状態である場合、第２係止部７２のバルブボディ１３０に対する相対移動、すなわち入力部材１４０のバルブボディ１３０に対する相対移動に応じてスプリング４４の長さが変化する。つまり、第２状態且つ負圧弁８１が閉状態では、入力部材１４０の前方への相対移動に応じて、スプリング４４が第２係止部７２及び入力部材１４０に付与する反力は大きくなる。

一方、スプリング４４が第１係止部７１に係止されている第１状態では、入力部材１４０のバルブボディ１３０に対する相対移動によっても、スプリング４４の後端部の係止位置は変化しない。バルブボディ１３０に対するスプリング４４の後端部の相対位置に着目すると、第１状態は一定状態といえ、第２状態は可動状態といえる。

（全体構成のまとめ）
第１実施形態の構成をまとめると、負圧式倍力装置１００は、中空状のブースタシェル１１０と、ブースタシェル１１０の内部を、負圧源Ｚに連通する負圧室Ｒ１と、負圧源Ｚ又は大気との連通が可能な変圧室Ｒ２とに区画して移動可能な可動隔壁１２０と、ブースタシェル１１０に対して相対移動可能に設けられ、可動隔壁１２０と一体に移動する筒状のバルブボディ１３０と、バルブボディ１３０に収容され、バルブボディ１３０に対して相対移動可能に設けられた入力部材１４０と、バルブボディ１３０に対する入力部材１４０の相対位置に応じて、負圧室Ｒ１と変圧室Ｒ２との間を連通又は遮断する負圧弁８１と、バルブボディ１３０に対する入力部材１４０の相対位置に応じて、変圧室Ｒ２を大気に対して開放又は遮断する大気弁８２と、を備えている。負圧弁８１は、バルブボディ１３０に設けられた負圧弁座４１と、スプリング４４により負圧弁座４１に向けて付勢された弁体４３（負圧弁体）と、を有している。大気弁８２は、入力部材１４０に設けられた大気弁座４２と、スプリング４４により大気弁座４２に向けて付勢された弁体４３（大気弁体）と、を有している。

そして、スプリング４４は、弁体４３（負圧弁体及び大気弁体）と、バルブボディ１３０と一体的に移動する第１係止部７１又は入力部材１４０と一体的に移動する第２係止部７２との間に配置される。第１係止部７１及び第２係止部７２は、互いに相対移動可能に形成されている。スプリング４４の係止状態は、初期位置にある入力部材１４０がバルブボディ１３０に対して相対移動することに伴い、スプリング４４が第１係止部７１に係止されている第１状態から、スプリング４４が第２係止部７２に係止されている第２状態に切り替わる。この全体構成は、各実施形態において共通の構成である。なお、第１係止部７１はバルブボディ１３０に設けられ、第２係止部７２は入力部材１４０に設けられているといえる。また、入力部材１４０の初期位置から所定ストロークまでの移動領域を初期操作域とする。

（全体構成による効果）
上記全体構成によれば、第１状態では、スプリング４４が第１係止部７１に係止されているため、スプリング４４の付勢力が入力部材１４０に加わらない。つまり、初期位置にある入力部材１４０がバルブボディ１３０に対して相対移動し、スプリング４４の係止状態が第２状態に切り替わるまでは、スプリング４４の付勢力は入力部材１４０に対する反力にならない。スプリング４４の付勢力が初期操作域での反力に影響しないため、スプリング４４の付勢力を大きく設定することができる。弁体４３（負圧弁体及び大気弁体）に加わる付勢力を大きくすることで、負圧弁８１及び大気弁８２のシール性を向上させることができる。つまり、第１実施形態によれば、初期操作域での反力を高めることなく、負圧弁８１及び大気弁８２のシール性を向上させることができる。

また、全体構成によれば、第１状態と第２状態との切り替えタイミングを調整することで、ブレーキ操作の常用域での反力を抑制しつつ、弁機構１５０のシール性を向上させることも可能となる。第２状態では、入力部材１４０の相対移動に応じてスプリング４４の長さが変化し且つスプリング４４の付勢力が反力として入力部材１４０に加わる。つまり、高踏力域で、設計上求められる反力を発揮することができる。

（第１実施形態の係止構造による効果）
第１実施形態の係止構造では、第１係止部７１は、内周部に凹凸が形成された環状部材であり、第２係止部７２は、外周部に第１係止部７１に対応した凹凸が形成された環状部材である。そして、スプリング４４は、第１状態では第１係止部７１の内周部の凸部７１２に係止され、第２状態では第２係止部７２の外周部の凸部７２２に係止される。

この構成によれば、主に第１係止部７１の凹凸と第２係止部７２の凹凸とを対応させるだけで、第１状態と第２状態とが切り替わる構成を実現できるため、部品点数の増大を抑制することができる。また、入力部材１４０の回転防止のために入力部材１４０をブレーキ操作部材にかしめ固定することで、ナット等の締結部材が不要となり、部品点数の削減が可能となる。なお、各係止部７１、７２の凹凸の形状や数は、図５に限られない。例えば、各凸部７１２、７２２は、１つであってもよい。この場合でも対象部分に凹凸が形成される。また、凹凸は、曲線（曲面）で形成されてもよい。係止強度の観点において、凸部７１２、７２２は、図５に示すように、環状部７１１、７２１に、周方向に等間隔に複数設けられていることが好ましい。

（係止状態の切り替えタイミングの第１例）
ここで、スプリング４４の係止状態が第１状態から第２状態に切り替わるタイミングについて説明する。このタイミングは、例えば第２係止部７２の初期位置（前後方向の位置）等により設定することができる。切り替えタイミングの第１例としては、負圧弁８１及び大気弁８２の状態が、負圧弁８１が開弁し且つ大気弁８２が閉弁している非倍力状態から、負圧弁８１が閉弁し且つ大気弁８２が開弁している倍力状態に移行した後に、スプリング４４の係止状態が第１状態から第２状態に切り替わる。

この第１例によれば、負圧弁８１及び大気弁８２の状態が非倍力状態から倍力状態に切り替わったとき、スプリング４４の係止状態は第１状態のままで維持されている。スプリング４４の係止状態が第１状態である際に弁機構１５０の状態が倍力状態に切り替わる（ブースト効果が発揮される）ことで、ブレーキ操作における常用域で、反力が高くなることを抑制することができる。常用域は、初期操作域を含む操作領域（ストローク領域）であって、ブレーキ操作でよく使用される領域である。

常用域は、制動力を発揮させるために、ブースト効果が発揮されるストローク域を含む必要がある。そこで、第１例のタイミングで係止状態が切り替わることで、反力が比較的小さい状態でブースト効果を発揮させることができる。なお、第１実施形態において、入力部材１４０が初期位置にある状態から弁機構１５０の状態が倍力状態に切り替わるまでのストローク領域は、実質的にマスタ圧が上昇しない（制動力が発生しない）無効ストローク域といえる。また、ブレーキ操作が解除された又は一定に保持された状況では、係止状態が第１状態となり、弁機構１５０の状態は非倍力状態となる。

第１例によれば、図６に示すように、入力と出力の関係（入出力特性）において、出力がある程度大きくなった後に、入力の上昇度合いが大きくなる。つまり、第１例によれば、初期操作域を含む常用域の少なくとも一部において入力（反力）を小さく抑え、高出力域において入力（反力）を大きくする構成を実現することができる。これにより、ブレーキフィーリングのさらなる向上が可能となる。

（係止状態の切り替えタイミングの第２例）
切り替えタイミングの第２例として、負圧弁８１及び大気弁８２の状態が非倍力状態から倍力状態に移行するときに、スプリング４４の係止状態が第１状態から第２状態に切り替わる。つまり、第２例では、入力部材１４０が初期位置から前進している際、非倍力状態と第１状態とを対応させ、倍力状態と第２状態とを対応させる。第２例の構成は、入力部材１４０の前進に伴い、無効ストローク域だけ第１状態となり、ブースト効果が発揮されるとともに第２状態となるように構成される。

第２例によれば、図７に示すように、入力と出力の関係（入出力特性）において、出力と入力との間に線形関係を持たせることができる。これにより、一定の反力上昇度で反力を発生させることができる。ただし、スプリング４４の付勢力が第１例と第２例で同じ場合、常用域での反力は第２例のほうが第１例よりも大きくなる。なお、急ブレーキ操作時は、切り替えタイミングが若干変動する可能性がある。また、図６及び図７は、行き（入力部材１４０前進時）の入出力特性のみを示している。

（第２実施形態）
第２実施形態は、第１実施形態と比較して、全体構成は同じであるが、スプリング４４の係止構造が異なっている。したがって、スプリング４４の係止構造について説明し、その他の説明は省略する。

図８及び図９に示すように、第２実施形態の負圧式倍力装置１００は、第１状態において第１係止部７１０に当接し、第２状態において第２係止部７２０に当接するように構成された中間部材７３０を備えている。中間部材７３０は、環状部材であって、入力部材１４０と同軸的に配置されている。第２実施形態の第１係止部７１０は、内周部に凹凸が形成されていない環状部材である。第１係止部７１０は、第１実施形態同様、リテーナ９２の一部で構成されている。

図７に示すように、初期状態において、中間部材７３０は、外周部が第１係止部７１０の前面に当接するように配置されている。したがって、第１係止部７１０は、第１状態において、中間部材７３０を介してスプリング４４を係止する。中間部材７３０の内周縁は、第１係止部７１０の内周縁よりも径方向内側に位置している。中間部材７３０の外周縁は、第１係止部７１０の内周縁よりも径方向外側に位置している。

第２実施形態の第２係止部７２０は、入力軸１４１の外周面から径方向外側に突出する環状部材である。第２係止部７２０の外周部には、凹凸は形成されていない。第２係止部７２０は、入力軸１４１と一体に形成されている。入力軸１４１は、前方部位である小径部及び後方部位である大径部を備え、当該大径部の外周部が第２係止部７２０を構成しているといえる。

第２係止部７２０は、後方に向かうほど拡径するテーパ状に形成されている。第２係止部７２０の最大外径は、第１係止部７１０の内径よりも小さい。つまり、第１係止部７１０及び第２係止部７２０は、互いに相対移動可能に形成されている。

第２係止部７２０の最大外径は、中間部材７３０の内径よりも大きい。これにより、第１状態で第１係止部７１０に当接している中間部材７３０は、第２係止部７２０が第１係止部７１０より前方に移動した場合、第２係止部７２０のテーパ面（段差形成面）に当接し、第２係止部７２０と一体的に移動する。第２係止部７２０が第１係止部７１０に対して前進することに伴い、中間部材７３０の内周部が第２係止部７２０に引っかかり、中間部材７３０が第２係止部７２０に係止される。

中間部材７３０はスプリング４４に当接して後方に付勢されているため、構成上、中間部材７３０を係止する部材とスプリング４４を係止する部材とが一致する。つまり、第２係止部７２０は、第２状態において中間部材７３０を介してスプリング４４を係止する。このように、第２実施形態の構成によれば、第１実施形態同様、スプリング４４の係止状態が、第１状態から第２状態に切り替わる。入力部材１４０が後進する場合又は操作力を保持する場合、第１実施形態同様、第２状態から第１状態に切り替わる。

第２実施形態の別の例として、図１０及び図１１に示すように、第２係止部７２０は一定の径で形成されてもよい。この構成によっても、第２係止部７２０が第１係止部７１０より前方に移動した場合、第２係止部７２０の段差形成面に当接し、第２係止部７２０と一体的に移動する。つまり、スプリング４４の係止状態は、入力部材１４０の初期位置からの相対移動により、第１状態から第２状態に切り替わる。なお、図８〜図１１における第２係止部７２０は、入力部材１４０（入力軸１４１）の一部であるが、入力部材１４０とは別体の環状部材であってもよい。この場合、第２係止部７２０は、入力軸１４１に係合又は固定される。また、図８〜１１も、図３及び図４同様、一部ハッチング及び紙面奥側の線を省略している。

（第２実施形態の係止構造による効果）
第２実施形態によれば、全体構成による効果は第１実施形態と同様に発揮される。第２実施形態の係止構造によれば、各係止部７１、７２に凹凸を設けなくてもよく、比較的各係止部７１、７２の強度を出しやすく、設計・製造も容易となる。また、第１実施形態同様、第２実施形態においても、スプリング４４の係止状態の切り替えタイミングを第１例や第２例のように設定することができる。

（その他）
本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、第１係止部７１、７１０は、リテーナ９２の一部でなくてもよい。第１係止部７１、７１０は、例えば、リテーナ９２とは別体の環状部材であって、バルブボディ１３０に係合又は固定されてもよい。また、例えば、第１実施形態において、第２係止部７２の軸方向の幅（前後長さ）は、第１係止部７１の軸方向の幅よりも大きくても、あるいは小さくてもよい。あるいは、両者は、同じ大きさでもよい。第１係止部７１及び／又は第２係止部７２の軸方向の幅を大きくすることで、例えば初期状態から凸部７２２が凹部７１３内に配置された状態にすることも可能である。

１００…負圧式倍力装置、１１０…ブースタシェル、１２０…可動隔壁、１３０…バルブボディ、１４０…入力部材、４１…負圧弁座、４２…大気弁座、４３…弁体（負圧弁体、大気弁体）、４４…スプリング、７１、７１０…第１係止部、７１２…凸部、７２、７２０…第２係止部、７２２…凸部、７３０…中間部材、８１…負圧弁、８２…大気弁、Ｒ１…負圧室、Ｒ２…変圧室、Ｚ…負圧源。

Claims (4)

1. 中空状のブースタシェルと、
   前記ブースタシェルの内部を、負圧源に連通する負圧室と、前記負圧源又は大気との連通が可能な変圧室とに区画して移動可能な可動隔壁と、
   前記ブースタシェルに対して相対移動可能に設けられ、前記可動隔壁と一体に移動する筒状のバルブボディと、
   前記バルブボディに収容され、前記バルブボディに対して相対移動可能に設けられた入力部材と、
   前記バルブボディに対する前記入力部材の相対位置に応じて、前記負圧室と前記変圧室との間を連通又は遮断する負圧弁と、
   前記バルブボディに対する前記入力部材の相対位置に応じて、前記変圧室を大気に対して開放又は遮断する大気弁と、
   を備える負圧式倍力装置であって、
   前記負圧弁は、前記バルブボディに設けられた負圧弁座と、スプリングにより前記負圧弁座に向けて付勢された負圧弁体と、を有し、
   前記大気弁は、前記入力部材に設けられた大気弁座と、前記スプリングにより前記大気弁座に向けて付勢された大気弁体と、を有し、
   前記スプリングは、前記負圧弁体及び前記大気弁体と、前記バルブボディと一体的に移動する第１係止部又は前記入力部材と一体的に移動する第２係止部との間に配置され、
   前記第１係止部及び前記第２係止部は、互いに相対移動可能に形成され、
   前記スプリングの係止状態は、初期位置にある前記入力部材が前記バルブボディに対して相対移動することに伴い、前記スプリングが前記第１係止部に係止されている第１状態から、前記スプリングが前記第２係止部に係止されている第２状態に切り替わる負圧式倍力装置。
2. 前記負圧弁及び前記大気弁の状態が、前記負圧弁が開弁し且つ前記大気弁が閉弁している非倍力状態から、前記負圧弁が閉弁し且つ前記大気弁が開弁している倍力状態に移行した後に、前記スプリングの係止状態が前記第１状態から前記第２状態に切り替わる請求項１に記載の負圧式倍力装置。
3. 前記第１係止部は、内周部に凹凸が形成された環状部材であり、
   前記第２係止部は、外周部に前記第１係止部に対応した凹凸が形成された環状部材であり、
   前記スプリングは、前記第１状態では前記第１係止部の内周部の凸部に係止され、前記第２状態では前記第２係止部の外周部の凸部に係止される請求項１又は２に記載の負圧式倍力装置。
4. 前記第１状態において前記第１係止部に当接し、前記第２状態において前記第２係止部に当接するように構成された中間部材をさらに備え、
   前記第１係止部は、前記第１状態において前記中間部材を介して前記スプリングを係止し、
   前記第２係止部は、前記第２状態において前記中間部材を介して前記スプリングを係止する請求項１又は２に記載の負圧式倍力装置。

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