JP3771330B2

JP3771330B2 - Negative pressure booster

Info

Publication number: JP3771330B2
Application number: JP20924896A
Authority: JP
Inventors: 博美安藤; 健次佐野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-07-19
Filing date: 1996-07-19
Publication date: 2006-04-26
Anticipated expiration: 2016-07-19
Also published as: JPH1035473A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両用エンジンの吸気マニホールドで発生した負圧を利用してブレーキペダル等の踏込み操作力を倍力するのに好適に用いられる負圧式倍力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、シェルと、外周側が該シェルに取付けられ、該シェル内を負圧室と制御圧室とに画成したダイヤフラムと、該ダイヤフラムの内周側に設けられ、前記負圧室と制御圧室との間を連通，遮断する制御弁機構と、ブレーキペダル等を介して押圧操作され、該制御弁機構を開閉弁させる入力軸と、前記負圧室と制御圧室との間に生じる差圧により前記入力軸の押圧操作力を倍力して外部に出力する出力軸とからなる負圧式倍力装置は知られている。
【０００３】
この種の従来技術による負圧式倍力装置では、例えば自動車用エンジンの吸気マニホールドで発生した負圧を前記シェルの負圧室内に導き、前記ブレーキペダルが踏込み操作されるまでの車両の非制動時には、例えば前記制御弁機構により負圧室と制御圧室とを連通させ、前記負圧室と制御圧室とを共に負圧状態におくようにしている。
【０００４】
そして、車両の制動時にはブレーキペダルの踏込み操作で入力軸が押圧操作されると、前記制御弁機構で負圧室と制御圧室とを遮断すると共に、制御圧室側に大気圧を導入することにより、シェル内の負圧室と制御圧室との間に差圧を発生させ、このときの差圧を利用してブレーキペダルの踏み力を倍力した操作力を出力軸からマスタシリンダへと伝える。
【０００５】
この結果、倍力装置はブレーキペダルの踏込み操作力を倍力した力でマスタシリンダを駆動することができ、該マスタシリンダから各車輪側のブレーキシリンダに向けてブレーキ液圧を供給することにより、これらのブレーキシリンダで車両の各車輪に制動力を付与できるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術による負圧式倍力装置では、エンジンの吸気マニホールドで発生した負圧を、負圧導管等によりそのままシェルの負圧室内に導いているに過ぎないから、例えば５００ｍｍＨｇ程度の負圧しか負圧室内に発生させることができず、これ以上の出力を負圧式倍力装置からマスタシリンダへと伝えることができないという問題がある。
【０００７】
特に、車両の大型化に伴って負圧式倍力装置の出力を向上させることは大きな課題となっている。しかし、単に負圧室やシェルを大きくして装置全体を大型化した場合には、車両のエンジンルーム側での取付スペースを確保するのが難しくなり、コストアップの原因になる等の問題がある。
【０００８】
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、本発明は全体を大型化することなく出力を確実に向上でき、マスタシリンダ等に大きな操作力を伝えることができる上に、取付スペースを小さくでき、コストダウンを図り得るようにした負圧式倍力装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、シェルと、該シェルに設けられ該シェル内を負圧室と制御圧室とに画成した隔壁部材と、該隔壁部材に設けられ入力軸の押圧操作に応じて前記負圧室と制御圧室との間を連通，遮断する制御弁機構と、前記負圧室と制御圧室との間の差圧により前記入力軸の押圧操作力を倍力して外部に出力する出力軸とからなる負圧式の倍力手段と、
エンジンの吸気マニホールドで発生した負圧を前記負圧室内に導くように前記シェルに接続される負圧導管と、
該負圧導管の途中に設けられ、前記負圧室と制御圧室との間の差圧を増大させるために前記吸気マニホールドからの負圧よりもさらに低い負圧を前記負圧室内に生じさせる負圧ポンプ手段と、
前記負圧導管の途中に設けられ、前記負圧室側から吸気マニホールド側に向けて空気が流通するのを許し、逆向きの流れを阻止する逆止弁とを備え、
前記負圧ポンプ手段は、
大径シリンダおよび小径シリンダを有するポンプハウジングと、
該ポンプハウジングの大径シリンダ内に摺動可能に設けられ、該大径シリンダ内を第１の圧力室と第２の圧力室とに画成した大径ピストンと、
前記ポンプハウジングに形成され、前記吸気マニホールドからの負圧を第１の圧力室に導入する負圧導入路と、
前記大径ピストンを第１の圧力室側から第２の圧力室側に向けて常時付勢し、該負圧導入路からの負圧により前記第１の圧力室が第２の圧力室よりも低圧となると、このときの差圧によって前記大径ピストンが第２の圧力室側から第１の圧力室側に向け摺動変位するのを許す付勢手段と、
前記大径ピストンが大径シリンダ内を前記第１の圧力室側に向けてストロークエンドまで摺動変位したときに前記第２の圧力室を外部の大気に対して遮断し、前記大径ピストンが大径シリンダ内を前記第２の圧力室側に向けてストロークエンドまで摺動変位したときには前記第２の圧力室を大気と連通させる第１の切換弁機構と、
前記大径ピストンが大径シリンダ内を前記第１の圧力室側に向けてストロークエンドまで摺動変位したときに前記第１の圧力室を第２の圧力室と連通させ、前記大径ピストンが大径シリンダ内を前記第２の圧力室側に向けてストロークエンドまで摺動変位したときには前記第１の圧力室を第２の圧力室に対して遮断する第２の切換弁機構と、
前記大径ピストンに追従して前記ポンプハウジングの小径シリンダ内を摺動変位し、該小径シリンダ内にポンプ室と大気室とを画成する小径ピストンと、
前記ポンプ室内の空気が大気室側に向けて排出されるのを許し、逆向きの流れを阻止する負圧補償弁と、
常時は閉弁して前記ポンプ室内を前記シェル内の負圧室から遮断し、前記ポンプ室内の圧力が前記シェル内の負圧室よりも低い圧力となったときに前記ポンプ室を負圧室に連通させる負圧供給弁とからなる構成を採用している。
【００１０】
上記構成によれば、負圧ポンプ手段を用いて、吸気マニホールドからの負圧よりもさらに低い負圧を生じさせることにより、負圧室と制御圧室との間の差圧を確実に増大でき、このときの差圧分だけ出力軸からより大きな力を取出すことができる。また、負圧導管の途中には倍力手段の負圧室と吸気マニホールドとの間に位置して逆止弁を設けているから、負圧ポンプ手段および負圧室内を吸気マニホールド側よりもさらに低い圧力（負圧）状態に保持することができる。
【００１１】
この場合、前記負圧ポンプ手段を、大径シリンダおよび小径シリンダを有するポンプハウジングと、該ポンプハウジングの大径シリンダ内に摺動可能に設けられ前記吸気マニホールドからの負圧と外部の大気圧との差圧により前記大径シリンダ内で往復動を繰返す大径ピストンと、該大径ピストンに追従して前記ポンプハウジングの小径シリンダ内を往復動し該小径シリンダ内にポンプ室と大気室とを画成する小径ピストンと、前記ポンプ室内の空気が大気室側に向けて排出されるのを許し、逆向きの流れを阻止する負圧補償弁と、常時は閉弁して前記ポンプ室内を前記シェル内の負圧室から遮断し、前記ポンプ室内の圧力が前記シェル内の負圧室よりも低い圧力となったときに前記ポンプ室を負圧室に連通させる負圧供給弁とから構成している。
【００１２】
このため、前記負圧ポンプ手段は、吸気マニホールドからの負圧と大気圧との差圧によって大径ピストンがポンプハウジングの大径シリンダ内で往復動を繰返すときに、小径ピストンが大径ピストンに追従してポンプハウジングの小径シリンダ内を往復動するから、小径ピストンがポンプ室から大気室側に向けて摺動変位するときに前記吸気マニホールドからの負圧よりもさらに低い圧力（負圧）をポンプ室内に発生させることができる。
【００１３】
そして、前記ポンプ室内の圧力がシェル内の負圧室よりも低い圧力となったときには、前記負圧ポンプ手段の負圧供給弁が開弁するので、前記ポンプ室からシェル内の負圧室に向けてより低い圧力（負圧）を供給することができる。また、前記小径ピストンが大気室からポンプ室側に向けて摺動変位するときには、該ポンプ室内の圧力が大気圧レベルまで上昇したとしても、このときにはポンプ室内の空気を前記負圧補償弁により大気室側に排出できるから、ポンプ室内を常に大気圧以下の圧力状態に保持することができる。
【００１５】
即ち、大径ピストンが大径シリンダ内を第２の圧力室側に向けてストロークエンドまで摺動変位したときには、第１の切換弁機構により前記第２の圧力室を外部の大気に連通させ、第２の切換弁機構により第１，第２の圧力室間を遮断するから、負圧導入路からの負圧で前記第１の圧力室内を負圧状態とし、前記第２の圧力室内を大気圧とすることができ、第１，第２の圧力室間に生じる差圧により前記大径ピストンを第２の圧力室側から第１の圧力室側に向け付勢手段に抗して摺動変位させることができる。
【００１６】
そして、前記大径ピストンが大径シリンダ内を第１の圧力室側に向けてストロークエンドまで摺動変位したときには、第１の切換弁機構が閉弁状態に切換わることにより前記第２の圧力室を外部の大気に対して遮断し、第２の切換弁機構が開弁状態に切換わることにより第１，第２の圧力室間を連通させるから、第１，第２の圧力室を共に大気に対して遮断して互いに等しい圧力状態に保持でき、前記付勢手段の付勢力により前記大径ピストンを第１の圧力室側から第２の圧力室側に向けて摺動変位させることができる。
【００１７】
この結果、吸気マニホールドからの負圧と大気圧との差圧等によって大径ピストンをポンプハウジングの大径シリンダ内で往復動させることができ、小径ピストンを大径ピストンに追従してポンプハウジングの小径シリンダ内で往復動させることにより、小径ピストンがポンプ室から大気室側に向けて摺動変位するときに前記吸気マニホールドからの負圧よりもさらに低い圧力（負圧）をポンプ室内に発生させることができる。
【００１８】
そして、ポンプ室内の圧力がシェル内の負圧室よりも低い圧力となったときには負圧供給弁が開弁するので、ポンプ室からシェル内の負圧室に向けてより低い圧力（負圧）を供給することができる。また、前記小径ピストンが大気室からポンプ室側に向けて摺動変位するときには、該ポンプ室内の圧力が大気圧レベルまで上昇したとしても、このときにはポンプ室内の空気を負圧補償弁により大気室側に排出できるから、ポンプ室内を常に大気圧以下の圧力状態に保持することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って詳細に説明する。
【００２０】
ここで、図１ないし図４は本発明の実施例による負圧式倍力装置を車両のブレーキ装置に適用した場合を示している。
【００２１】
図において、１は車両の運転室内に設けられるブレーキペダル、２は該ブレーキペダル１で作動される負圧式倍力装置を示し、該負圧式倍力装置２は図１に示すように、負圧式の倍力手段となる倍力装置本体３と、後述の負圧ポンプ装置１４とから大略構成されている。
【００２２】
ここで、倍力装置本体３は、運転室下部側のボード（図示せず）等に固着されたシェル４と、外周側が該シェル４に取付けられ該シェル４内を負圧室Ａと制御圧室Ｂとに画成した隔壁部材としてのダイヤフラム５と、該ダイヤフラム５の内周側に設けられ、ブレーキペダル１による入力軸６の押圧操作に応じて負圧室Ａと制御圧室Ｂとの間を連通，遮断する制御弁機構７と、負圧室Ａと制御圧室Ｂとの間の差圧により入力軸６の押圧操作力を倍力して外部に出力する出力軸８等とから構成されている。
【００２３】
また、倍力装置本体３のシェル４には負圧室Ａと連通する位置に接続管部４Ａが設けられ、該接続管部４Ａは負圧導管９を介してエンジンの吸気マニホールド１０に接続されている。そして、該吸気マニホールド１０で発生した負圧は負圧ポンプ装置１４によってさらに低い圧力（以下、真空圧という）まで下げられ、この真空圧がシェル４内の負圧室Ａ内に導かれる。
【００２４】
一方、シェル４内の制御圧室Ｂにはブレーキペダル１の踏込み操作時に制御弁機構７を介して大気圧が導入され、シェル４内には負圧状態の負圧室Ａと大気圧状態の制御圧室Ｂとの間に大きな差圧が発生する。そして、倍力装置本体３はブレーキペダル１の踏込み操作時に室Ａ，Ｂ間の差圧を利用して、ペダル踏み力を倍力した操作力を出力軸８から後述のマスタシリンダ１１へと伝える。
【００２５】
１１はブレーキペダル１により倍力装置本体３を介して作動されるマスタシリンダを示し、該マスタシリンダ１１はタンデムマスタシリンダとして構成され、２個の出力ポート１１Ａ，１１Ａを有している。そして、該マスタシリンダ１１は倍力装置本体３の出力軸８に連動するピストン（図示せず）を備え、このピストンはブレーキペダル１の踏込み操作時に液体リザーバ１２からのブレーキ液をブレーキ液圧として、各出力ポート１１Ａから車両のブレーキ装置（図示せず）に向け各ブレーキ配管１３を介して供給する。
【００２６】
１４は負圧導管９の途中に設けられた負圧ポンプ装置を示し、該負圧ポンプ装置１４は、負圧導管９の一側管部９Ａを介してエンジンの吸気マニホールド１０に接続され、負圧室Ａ側の空気が吸気マニホールド１０に向けて流通するのを許し逆向きの流れを阻止する逆止弁１５と、該逆止弁１５とシェル４の負圧室Ａとの間に位置して負圧導管９の途中に設けられた負圧ポンプ手段としての負圧ポンプ１６とから構成され、該負圧ポンプ１６は図２に示す後述の接続管部２３が負圧導管９の他側管部９Ｂを介してシェル４の接続管部４Ａに接続されている。
【００２７】
１７は負圧ポンプ１６のポンプハウジングで、該ポンプハウジング１７は図２ないし図４に示す如く、大径シリンダ１８Ａが形成された有底筒状の隔絶室ハウジング１８と、該隔絶室ハウジング１８の大径シリンダ１８Ａをその開口端側から施蓋するように隔壁１９を介して隔絶室ハウジング１８に固着された有蓋筒状の作動室ハウジング２０とからなり、作動室ハウジング２０は逆止弁１５のケーシングを兼用している。そして、作動室ハウジング２０には小径シリンダ２０Ａと後述のリリーフ用プランジャ４８が挿嵌される摺動穴２０Ｂとがそれぞれ有底穴として形成されている。
【００２８】
２１は作動室ハウジング２０に設けた接続管部で、該接続管部２１はエンジンの吸気マニホールド１０と逆止弁１５との間で負圧導管９の一側管部９Ａに接続されている。２２は接続管部２１に連通するように作動室ハウジング２０および隔壁１９に形成された負圧導入路を示し、該負圧導入路２２は後述の負圧室Ｃに常時連通し、吸気マニホールド１０からの負圧を負圧室Ｃに導くものである。
【００２９】
２３は作動室ハウジング２０に設けた他の接続管部で、該接続管部２３は負圧導管９の他側管部９Ｂを介してシェル４の接続管部４Ａに接続され、後述するポンプ室Ｇからの真空圧をシェル４内の負圧室Ａに供給するようになっている。なお、図２中では接続管部２１，２３間に位置して作動室ハウジング２０内に逆止弁１５を設ける構成としたものを例示したが、この逆止弁１５は作動室ハウジング２０内に必ずしも設ける必要はなく、作動室ハウジング２０の外部に逆止弁１５を設ける構成としてもよいことは勿論である。
【００３０】
２４は隔絶室ハウジング１８の大径シリンダ１８Ａ内に摺動可能に挿嵌された大径ピストンとしての隔絶ピストンで、該隔絶ピストン２４は大径シリンダ１８Ａ内を第１の圧力室としての負圧室Ｃと第２の圧力室としての背圧室Ｄとに画成している。そして、隔絶ピストン２４の外周側には負圧室Ｃ側に向けて一定寸法だけ突出した環状突部２４Ａが設けられ、該環状突部２４Ａは隔絶ピストン２４が負圧室Ｃ側に向けて大きく摺動変位したときに隔壁１９の外周部に当接し、隔絶ピストン２４のストロークエンドを規制する。
【００３１】
また、隔絶ピストン２４にはその中心部から軸方向両側に向けて延びる小径のロッド２４Ｂ，２４Ｃが一体に設けられ、ロッド２４Ｂの先端側は隔壁１９を貫通して後述の作動ピストン４３に連結されている。一方、隔絶ピストン２４のロッド２４Ｃは隔絶室ハウジング１８の底部側から外部に突出し、その突出端側には円皿状をなすばね受け２５が固着されている。なお、隔絶室ハウジング１８の底部側には該ばね受け２５と軸方向で対向する位置にばね受け用の凹部１８Ｂが形成されている。
【００３２】
２６は隔絶室ハウジング１８の凹部１８Ｂとばね受け２５との間に配設された付勢手段としてのスプリングで、該スプリング２６は隔絶ピストン２４を負圧室Ｃ側から背圧室Ｄ側に向けて常時付勢し、これらの室Ｃ，Ｄ間がほぼ等しい圧力状態となったときに隔絶ピストン２４を負圧室Ｃ側から背圧室Ｄ側に向けて摺動変位させるものである。また、負圧導入路２２からの負圧により負圧室Ｃが背圧室Ｄよりも低圧になったときには、このときの差圧によって隔絶ピストン２４が背圧室Ｄ側から負圧室Ｃ側に向けて摺動変位するのを許すようにスプリング２６のばね荷重は設定されている。
【００３３】
２７はスプリング２６の径方向外側に位置して隔絶室ハウジング１８の底部側に設けられた切換プレートを示し、該切換プレート２７は薄い金属板等から段付の環状板として形成され、その外周側は各ピボット２８により各弱ばね２９を介して隔絶室ハウジング１８の底部側に例えば３点支持状態で取付けられている。そして、切換プレート２７は各弱ばね２９により図３中の矢示Ｅ1 方向に常時付勢され、各ピボット２８により図示の位置に保持されている。
【００３４】
ここで、隔絶ピストン２４がスプリング２６に抗して負圧室Ｃ側へとストロークエンドまで摺動変位し、ばね受け２５がロッド２４Ｃと共に図３中の矢示Ｅ2 方向に大きく変位したときには、ばね受け２５が切換プレート２７に当接することにより、切換プレート２７は各弱ばね２９に抗して矢示Ｅ2 方向に変位すると共に、後述の大気切換バルブ３１を矢示Ｅ2 方向に押圧し、この大気切換バルブ３１を開弁位置から閉弁位置に切換える。
【００３５】
３０はばね受け２５およびスプリング２６等を外側から覆うように隔絶室ハウジング１８の底部側に設けられたカバーで、該カバー３０は金属板等から円錐台状のキャップ体として形成され、隔絶室ハウジング１８の外側で隔絶ピストン２４のロッド２４Ｃ、ばね受け２５、スプリング２６および切換プレート２７等を保護する構成となっている。
【００３６】
３１は隔絶室ハウジング１８の底部側に設けた第１の切換弁機構としての大気切換バルブを示し、該大気切換バルブ３１は図３に示す如く、外周側がストッパ３２により隔絶室ハウジング１８の底部側に取付けられた皿ばね３３と、基端側が該皿ばね３３の内周側にキャップ３４を介して取付けられ、先端側が隔絶室ハウジング１８内の背圧室Ｄ内に突出したガイド弁体３５と、該ガイド弁体３５の中間部外周側に嵌着され、背圧室Ｄを外部の大気に対して気密にシールする環状シート３６とから構成されている。
【００３７】
ここで、隔絶ピストン２４が図２，図３に示す如く背圧室Ｄ側へとストロークエンドまで大きく摺動変位したときに、大気切換バルブ３１はガイド弁体３５の先端側が隔絶ピストン２４で矢示Ｅ1 方向に押圧されることによって図示の如く開弁され、隔絶室ハウジング１８の背圧室Ｄを大気に連通させ、背圧室Ｄ内に大気が導入されるのを許す。そして、大気切換バルブ３１は、その後にキャップ３４が矢示Ｅ2 方向に押圧されるまでは皿ばね３３によりガイド弁体３５を図示の開弁位置に保持し、背圧室Ｄ内を大気圧状態に保つ。
【００３８】
一方、隔絶ピストン２４がスプリング２６に抗して負圧室Ｃ側へとストロークエンドまで摺動変位したときには、大気切換バルブ３１のキャップ３４が切換プレート２７により前述の如く矢示Ｅ2 方向に押圧されることにより、大気切換バルブ３１は皿ばね３３が図示の位置から反転され、環状シート３６がガイド弁体３５と共に矢示Ｅ2 方向に付勢されることにより、開弁位置から閉弁位置に切換わる。そして、このときには環状シート３６が背圧室Ｄを外部に対して遮断することにより、次にガイド弁体３５が矢示Ｅ1 方向に押圧されるまで大気切換バルブ３１は閉弁位置を自己保持するものである。
【００３９】
３７は隔絶ピストン２４に設けた第２の切換弁機構としての負圧切換バルブを示し、該負圧切換バルブ３７は図３に示す如く、外周側がストッパ３８により隔絶ピストン２４に取付けられた皿ばね３９と、基端側が該皿ばね３９の内周側にキャップ４０を介して取付けられ、先端側が隔絶室ハウジング１８内の負圧室Ｃ内に突出したガイド弁体４１と、該ガイド弁体４１の中間部外周側に嵌着され、負圧室Ｃを背圧室Ｄに対して気密にシールする環状シート４２とから構成されている。
【００４０】
ここで、隔絶ピストン２４が図２，図３に示す如く背圧室Ｄ側のストロークエンドまで大きく摺動変位したときに、負圧切換バルブ３７はキャップ４０が隔絶室ハウジング１８の底部側に当接して矢示Ｆ1 方向に押圧されることにより、皿ばね３９が図示の如く反転されると共に、環状シート４２がガイド弁体４１を介して矢示Ｆ1 方向に付勢されることにより開弁位置から閉弁位置に切換わる。そして、このときには環状シート４２が負圧室Ｃと背圧室Ｄとの間を遮断することにより、次にガイド弁体４１が矢示Ｆ2 方向に押圧されるまで負圧切換バルブ３７は閉弁位置を自己保持するものである。
【００４１】
一方、隔絶ピストン２４がスプリング２６に抗して負圧室Ｃ側のストロークエンドまで摺動変位したときには、負圧切換バルブ３７はガイド弁体４１の先端側が後述のリリーフ用プランジャ４８に当接し、図３中の矢示Ｆ2 方向に押圧されることにより皿ばね３９が図示の位置から反転される。これにより環状シート４２がガイド弁体４１を介して矢示Ｆ2 方向に付勢され、負圧切換バルブ３７は閉弁位置から開弁位置に切換わる。そして、負圧切換バルブ３７は、その後にキャップ４０が矢示Ｆ1 方向に押圧されるまでは皿ばね３９によりガイド弁体４１を開弁位置に保持し、負圧室Ｃと背圧室Ｄとを連通状態に保つ。
【００４２】
４３は作動室ハウジング２０の小径シリンダ２０Ａ内に摺動可能に挿嵌された小径ピストンとしての作動ピストンで、該作動ピストン４３は小径シリンダ２０Ａ内を図２および図４に示す如くポンプ室Ｇと大気室Ｈとに画成し、大気室Ｈは隔壁１９と作動室ハウジング２０との間に形成した大気連通路４４を介して外部の大気に常時連通している。そして、作動ピストン４３は隔絶ピストン２４のロッド２４Ｂ先端側に連結され、隔絶ピストン２４に追従して小径シリンダ２０Ａ内を往復動するものである。
【００４３】
４５は作動ピストン４３の外周側に設けた負圧補償弁としてのチェック弁で、該チェック弁４５は図４に示すように、作動ピストン４３の外周側に装着され小径シリンダ２０Ａの周壁に摺接する環状のリップシール等から構成されている。そして、チェック弁４５は作動ピストン４３が小径シリンダ２０Ａ内で往復動するときに、ポンプ室Ｇ内の空気が大気室Ｈ側に向けて排出されるのを許し、逆向きの流れを阻止するものである。
【００４４】
４６は接続管部２３とポンプ室Ｇとの間に位置して作動室ハウジング２０に形成された負圧通路、４７は該負圧通路４６の途中に設けた負圧供給弁としての逆止弁で、該逆止弁４７は接続管部２３側からポンプ室Ｇに向けて空気が吸込まれるのを許し、逆向きの流れを阻止する構成となっている。そして、作動ピストン４３が小径シリンダ２０Ａ内をポンプ室Ｇ側に向けて摺動変位し、ポンプ室Ｇ内の圧力が上昇するときには、逆止弁４７が閉弁してポンプ室Ｇ内の空気が接続管部２３側に流れるのを阻止すると共に、チェック弁４５が開弁してポンプ室Ｇ内の空気を大気室Ｈ側に排出させる。
【００４５】
また、作動ピストン４３が小径シリンダ２０Ａ内を大気室Ｈ側に向け摺動変位してポンプ室Ｇ内の圧力を減少させるときには、チェック４５が閉弁して大気室Ｈ側からポンプ室Ｇ内に向け空気が流通するのを阻止すると共に、ポンプ室Ｇ内の圧力が接続管部２３側の圧力よりも低下すると、逆止弁４７が開弁して図１に示すシェル４内の負圧室Ａから接続管部９Ｂ，２３等を介してポンプ室Ｇ内に空気を吸引する。これにより、シェル４内の負圧室Ａには前記吸気マニホールド１０からの負圧よりもさらに低圧の真空圧が、負圧ポンプ１６のポンプ室Ｇから接続管部２３，９Ｂ等を介して供給される。
【００４６】
４８は作動室ハウジング２０の摺動穴２０Ｂ内に摺動可能に挿嵌されたリリーフ用プランジャで、該リリーフ用プランジャ４８は一端側がロッド部４８Ａとなって負圧室Ｃ内に突出し、他端側は摺動穴２０Ｂの底部側に当接可能なストッパ部４８Ｂとなっている。そして、リリーフ用プランジャ４８はストッパ部４８Ｂの外周側に真空圧設定ばね４９を備え、例えば負圧通路４６側の圧力が大気圧よりも該ばね４９の設定圧分だけ下がったときには、このときの差圧（真空圧）によって真空圧設定ばね４９が撓み変形し、リリーフ用プランジャ４８はストッパ部４８Ｂが摺動穴２０Ｂの底部側に当接する位置まで摺動変位する。
【００４７】
この結果、リリーフ用プランジャ４８はロッド部４８Ａの先端側が矢示Ｆ1 方向に隔壁１９側へと後退し、隔絶ピストン２４が負圧室Ｃ側のストロークエンドまで摺動変位したときにも、負圧切換バルブ３７のガイド弁体４１がロッド部４８Ａの先端側に当接して矢示Ｆ2 方向に押圧されることはなくなり、負圧切換バルブ３７は閉弁状態を保つことになる。そして、この場合には隔絶ピストン２４がストロークエンドの位置で停止し、作動ピストン４３もポンプ室Ｇ側のストロークエンドで動きを停止してしまうから、負圧通路４６（接続管路２３）側にこれ以上低い真空圧が生じることはなくなる。
【００４８】
５０は隔絶ピストン２４のロッド２４Ｂと隔壁１９との間に配設されたチェック弁で、該チェック弁５０は図４に示すように、ロッド２４Ｂの外周面に摺接する環状のリップシール等から構成されている。そして、チェック弁５０は隔絶ピストン２４が負圧室Ｃ側に摺動変位するときに負圧室Ｃ内の空気が大気室Ｈ側に向けて排出されるのを許し、逆向きの流れを阻止するものである。
【００４９】
さらに、５１はポンプ室Ｇを迂回して逆止弁１５の弁座側を摺動穴２０Ｂ内に連通させるバイパス路で、該バイパス路５１は接続管部２１側を逆止弁１５を介して摺動穴２０Ｂ、負圧通路４６および接続管部２３側に連通させ、例えば接続管部２１，２３間の差圧により逆止弁１５を開，閉弁させるものである。この場合、逆止弁１５は接続管部２１側が接続管部２３側よりも高い圧力のときには閉弁するものの、接続管部２３側が接続管部２１側よりも高い圧力状態となったときには開弁するものである。
【００５０】
本実施例による負圧式倍力装置は上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
【００５１】
まず、図２に示す如く隔絶ピストン２４が隔絶室ハウジング１８の大径シリンダ１８Ａ内を背圧室Ｄ側に向けてストロークエンドまで摺動変位したときには、大気切換バルブ３１が開弁して背圧室Ｄを外部の大気に連通させ、負圧切換バルブ３７が閉弁して負圧室Ｃと背圧室Ｄとの間を遮断する。そして、負圧室Ｃは吸気マニホールド１０からの負圧が負圧導入路２２を介して供給されるから、負圧室Ｃ内は負圧状態となる。また、背圧室Ｄは大気切換バルブ３１を介して大気圧が導入される。
【００５２】
この結果、負圧室Ｃと背圧室Ｄとの間には差圧が発生し、隔絶ピストン２４はこのときの差圧により背圧室Ｄ側から負圧室Ｃ側に向けスプリング２６に抗して摺動変位する。そして、隔絶ピストン２４が負圧室Ｃ側に向けて大きく摺動変位したときには、環状突部２４Ａが隔壁１９の外周部に当接することにより、隔絶ピストン２４のストロークエンドを規制すると共に、負圧切換バルブ３７のガイド弁体４１がリリーフ用プランジャ４８のロッド部４８Ａに当接し、負圧切換バルブ３７は矢示Ｆ1 方向に押圧されて閉弁位置から開弁位置に切換わる。
【００５３】
また、このときには隔絶ピストン２４が負圧室Ｃ側へとストロークエンドまで摺動変位し、ばね受け２５がロッド２４Ｃと共にスプリング２６に抗して図３中の矢示Ｅ2 方向に大きく変位しているから、ばね受け２５はスプリング２６を大きく撓ませた状態で切換プレート２７に当接し、該切換プレート２７が各弱ばね２９に抗して大気切換バルブ３１のキャップ３４を矢示Ｅ2 方向に押圧することにより、大気切換バルブ３１は開弁位置から閉弁位置に切換わり、背圧室Ｄを外部の大気に対して遮断する。
【００５４】
これにより、隔絶ピストン２４が負圧室Ｃ側のストロークエンドまで摺動変位したときには、大気切換バルブ３１が閉弁状態に切換わることにより前記背圧室Ｄを外部の大気に対して遮断すると共に、負圧切換バルブ３７が開弁状態に切換わることにより負圧室Ｃと背圧室Ｄ間を連通させるから、負圧室Ｃと背圧室Ｄとが互いに等しい圧力状態となり、隔絶ピストン２４はスプリング２６の付勢力により負圧室Ｃ側から背圧室Ｄ側に向けて摺動変位するようになる。
【００５５】
そして、隔絶ピストン２４が背圧室Ｄ側のストロークエンドまで図２に示す如く摺動変位すると、大気切換バルブ３１が隔絶ピストン２４により押圧されて開弁位置に切換わり、背圧室Ｄを外部の大気に連通させると共に、負圧切換バルブ３７が隔絶室ハウジング１８の底部側に当接して閉弁位置に切換わり、負圧室Ｃを背圧室Ｄに対して遮断する。これにより、隔絶ピストン２４は負圧室Ｃと背圧室Ｄとの差圧により、再びスプリング２６に抗して背圧室Ｄ側から負圧室Ｃ側に向けて摺動変位するようになる。
【００５６】
かくして、吸気マニホールド１０からの負圧と大気圧との差圧等によって隔絶ピストン２４は隔絶室ハウジング１８の大径シリンダ１８Ａ内で往復動を繰返すようになるから、作動ピストン４３は隔絶ピストン２４に追従して作動室ハウジング２０の小径シリンダ２０Ａ内で往復動を繰返すようになり、作動ピストン４３がポンプ室Ｇから大気室Ｈ側に向けて摺動変位するときに、吸気マニホールド１０からの負圧よりもさらに低い真空圧をポンプ室Ｇ内に発生させることができる。
【００５７】
この場合、隔絶ピストン２４は作動ピストン４３に比較して、例えば３〜５倍程度の外径寸法を有し、大径シリンダ１８Ａ内を摺動変位する隔絶ピストン２４は小径シリンダ２０Ａ内の作動ピストン４３に比較して９〜２５倍程度の受圧面積を有するから、両者の受圧面積に比例した力をもって隔絶ピストン２４により作動ピストン４３を駆動でき、隔絶ピストン２４に追従させて作動ピストン４３を小径シリンダ２０Ａ内で確実に往復動させることができる。
【００５８】
これにより、作動ピストン４３がポンプ室Ｇから大気室Ｈ側に向けて摺動変位するときには、吸気マニホールド１０からの負圧よりもさらに低い真空圧をポンプ室Ｇ内に確実に発生させることができ、ポンプ室Ｇ内の圧力がシェル４内の負圧室Ａよりも低い真空圧となったときには真空圧供給用の逆止弁４７が開弁することによって、ポンプ室Ｇから接続管部２３，９Ｂ等を介してシェル４内の負圧室Ａに向けて真空圧を供給することができる。
【００５９】
また、作動ピストン４３が大気室Ｈからポンプ室Ｇ側に向けて摺動変位するときには、ポンプ室Ｇ内の圧力が大気圧レベルまで上昇したとしても、このときにはポンプ室Ｇ内の空気をチェック弁４５によって大気室Ｈ側に排出できるから、ポンプ室Ｇ内の圧力が大気圧以上まで上昇するのをチェック弁４５により防止でき、ポンプ室Ｇを常に大気圧以下の圧力状態に保持することができる。
【００６０】
従って、本実施例によれば、エンジンの吸気マニホールド１０で発生した負圧を負圧ポンプ装置１４の負圧ポンプ１６により、例えば５００ｍｍＨｇよりもさらに低い真空圧まで確実に下げることができ、この真空圧をシェル４内の負圧室Ａ内に供給することにより、ブレーキペダル１の踏込み操作時に倍力装置本体３のシェル４内で負圧室Ａと制御圧室Ｂとの間に非常に大きな差圧を発生させることができる。そして、ブレーキ操作時には負圧室Ａと制御圧室Ｂとの間の差圧を利用してペダル踏み力を倍力した大きな操作力を出力軸８からマスタシリンダ１１へと伝えることができる。
【００６１】
また、負圧ポンプ１６はエンジンの吸気マニホールド１０をシェル４の負圧室Ａに接続した負圧導管９の途中に逆止弁１５等を介して設ける構成としているから、図１に示す如くシェル４やダイヤフラム５等からなる倍力装置本体３を現行品のまま使用することができ、装置全体が大型化するのを確実に防止できる。
【００６２】
さらに、負圧ポンプ１６の駆動源として吸気マニホールド１０からの負圧を利用しているから、例えば車両のエンジンを真空ポンプ用の駆動源として用いる場合に比較しても、大幅な小型化や軽量化を図ることができ、エンジンルーム側での取付スペースを小さくできると共に、製造コストや組立コスト等を確実に低減することができる。
【００６３】
一方、負圧ポンプ１６のポンプハウジング１７には真空圧設定ばね４９を備えたリリーフ用プランジャ４８を設け、例えば負圧室Ａ側の真空圧が過剰に下がるような場合には、真空圧設定ばね４９を撓み変形させてリリーフ用プランジャ４８のロッド部４８Ａを隔壁１９側に後退させることにより、負圧切換バルブ３７を閉弁状態に保持する構成としているから、隔絶ピストン２４をストロークエンド位置で作動ピストン４３と共に停止させることができ、負圧室Ａ（接続管部２３）側の真空圧が過剰に下がるのを確実に防止できると共に、リリーフ用プランジャ４８等をポンプハウジング１７内にコンパクトに収容することができる等の効果を奏する。
【００６４】
なお、前記実施例では、図２に例示したように接続管部２１，２３間に位置して作動室ハウジング２０内に逆止弁１５を設ける構成としたが、本発明はこれに限らず、例えばポンプハウジング１７とは別体で、作動室ハウジング２０の外部に逆止弁１５を設ける構成としてもよいものである。
【００６５】
また、前記実施例では、倍力装置本体３の出力軸８をブレーキ用のマスタシリンダ１１に連結した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、例えばクラッチ用のマスタシリンダ等、他のシリンダ装置等に適用してもよいものである。
【００６６】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項１に記載の発明によれば、シェル内に負圧室と制御圧室とを画成する隔壁部材および制御弁機構等を有した負圧式の倍力手段と、エンジンの吸気マニホールドで発生した負圧を前記負圧室内に導くように前記シェルに接続される負圧導管とを備え、該負圧導管の途中には、吸気マニホールドからの負圧よりもさらに低い負圧を負圧室内に生じさせる負圧ポンプ手段と、負圧室側から吸気マニホールド側に向けて空気が流通するのを許し逆向きの流れを阻止する逆止弁とを設け、前記負圧ポンプ手段は、大径シリンダおよび小径シリンダを有するポンプハウジングと、該ポンプハウジングの大径シリンダ内に摺動可能に設けられ該大径シリンダ内を第１の圧力室と第２の圧力室とに画成した大径ピストンと、前記ポンプハウジングに形成され、前記吸気マニホールドからの負圧を第１の圧力室に導入する負圧導入路と、前記大径ピストンを第１の圧力室側から第２の圧力室側に向けて常時付勢し、該負圧導入路からの負圧により前記第１の圧力室が第２の圧力室よりも低圧となると、このときの差圧によって前記大径ピストンが第２の圧力室側から第１の圧力室側に向け摺動変位するのを許す付勢手段と、前記大径ピストンが大径シリンダ内を前記第１の圧力室側に向けてストロークエンドまで摺動変位したときに前記第２の圧力室を外部の大気に対して遮断し、前記大径ピストンが大径シリンダ内を前記第２の圧力室側に向けてストロークエンドまで摺動変位したときには前記第２の圧力室を大気と連通させる第１の切換弁機構と、前記大径ピストンが大径シリンダ内を前記第１の圧力室側に向けてストロークエンドまで摺動変位したときに前記第１の圧力室を第２の圧力室と連通させ、前記大径ピストンが大径シリンダ内を前記第２の圧力室側に向けてストロークエンドまで摺動変位したときには前記第１の圧力室を第２の圧力室に対して遮断する第２の切換弁機構と、前記大径ピストンに追従して前記ポンプハウジングの小径シリンダ内を摺動変位し該小径シリンダ内にポンプ室と大気室とを画成する小径ピストンと、前記ポンプ室内の空気が大気室側に向けて排出されるのを許し、逆向きの流れを阻止する負圧補償弁と、常時は閉弁して前記ポンプ室内を前記シェル内の負圧室から遮断し、前記ポンプ室内の圧力が前記シェル内の負圧室よりも低い圧力となったときに前記ポンプ室を負圧室に連通させる負圧供給弁とを備える構成としたから、吸気マニホールドからの負圧よりもさらに低い負圧を負圧ポンプ手段で生じさせることにより、負圧室と制御圧室との間の差圧を確実に増大でき、このときの差圧分だけ出力軸からより大きな力を取出すことができると共に、前記逆止弁によって負圧ポンプ手段および負圧室内を吸気マニホールド側よりもさらに低い圧力（負圧）状態に保持できる。従って、全体を大型化することなく気圧式倍力装置の出力を確実に向上でき、マスタシリンダ等に大きな操作力を伝えることができる上に、取付スペース等を小さくすることができ、コストダウンを図ることが可能となる。
【００６７】
ここで、前記負圧ポンプ手段のポンプハウジング内に設けた大径シリンダと小径シリンダとのうち、大径シリンダ内には吸気マニホールドからの負圧と外部の大気圧との差圧により往復動を繰返す大径ピストンを設け、前記小径シリンダ内には該大径ピストンに追従して往復動し該小径シリンダ内をポンプ室と大気室とに画成する小径ピストンを設けると共に、前記ポンプ室内の空気が大気室側に向けて排出されるのを許し、逆向きの流れを阻止する負圧補償弁と、常時は閉弁して前記ポンプ室内を前記シェル内の負圧室から遮断し、前記ポンプ室内の圧力が前記シェル内の負圧室よりも低い圧力となったときに前記ポンプ室を負圧室に連通させる負圧供給弁とを備える構成としたから、前記負圧ポンプ手段は、前記小径ピストンが大径ピストンに追従してポンプ室から大気室側に向けて摺動変位するときに前記吸気マニホールドからの負圧よりもさらに低い圧力（負圧）をポンプ室内に発生させることができ、この負圧を負圧供給弁を介してポンプ室からシェル内の負圧室に向け供給できる。また、前記小径ピストンが大気室からポンプ室側に向けて摺動変位するときには、該ポンプ室内の圧力が大気圧レベルまで上昇したとしても、このときにはポンプ室内の空気を負圧補償弁により大気室側に排出できるから、ポンプ室内を常に大気圧以下の圧力状態に保持することができる。
【００６８】
しかも、大径ピストンが大径シリンダ内を第２の圧力室側に向けてストロークエンドまで摺動変位したときに、第１の切換弁機構により前記第２の圧力室を外部の大気に連通させ、第２の切換弁機構により第１，第２の圧力室間を遮断するから、負圧導入路からの負圧で前記第１の圧力室内を負圧状態とし、前記第２の圧力室内を大気圧とすることができ、第１，第２の圧力室間に生じる差圧により前記大径ピストンを第２の圧力室側から第１の圧力室側に向け付勢手段に抗して摺動変位させることができる。また、前記大径ピストンが大径シリンダ内を第１の圧力室側に向けてストロークエンドまで摺動変位したときには、第１の切換弁機構が閉弁状態に切換わることにより前記第２の圧力室を外部の大気に対して遮断し、第２の切換弁機構が開弁状態に切換わることにより第１，第２の圧力室間を連通させるから、第１，第２の圧力室を共に大気に対して遮断して互いに等しい圧力状態に保持でき、前記付勢手段の付勢力により前記大径ピストンを第１の圧力室側から第２の圧力室側に向けて摺動変位させることができる。
【００６９】
さらに、大径ピストンに追従して小径ピストンがポンプ室から大気室側に向けて摺動変位するときに、吸気マニホールドからの負圧よりもさらに低い圧力（負圧）をポンプ室内に発生させ、この負圧を負圧供給弁を介してポンプ室からシェル内の負圧室に向け供給できるから、気圧式倍力装置の出力を確実に向上でき、マスタシリンダ等に大きな操作力を伝えることができる上に、全体を小型・軽量化して取付スペース等を小さくすることができ、製造コストや組立コスト等を確実に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による気圧式倍力装置を示す全体構成図である。
【図２】図１中の負圧ポンプ装置を拡大して示す縦断面図である。
【図３】図２中の左半分を拡大して示す大気切換弁および負圧切換弁等の縦断面図である。
【図４】図２中の右半分を拡大して示す作動ピストンおよびリリーフ用プランジャ等の縦断面図である。
【符号の説明】
１ブレーキペダル
２負圧式倍力装置
３倍力装置本体（倍力手段）
４シェル
５ダイヤフラム（隔壁部材）
６入力軸
７制御弁機構
８出力軸
９負圧導管
１０吸気マニホールド
１１マスタシリンダ
１４負圧ポンプ装置
１５逆止弁
１６負圧ポンプ（負圧ポンプ手段）
１７ポンプハウジング
１８隔絶室ハウジング
１８Ａ大径シリンダ
１９隔壁
２０作動室ハウジング
２０Ａ小径シリンダ
２２負圧導入路
２４隔絶ピストン（大径ピストン）
２６スプリング（付勢手段）
３１大気切換バルブ（第１の切換弁機構）
３７負圧切換バルブ（第２の切換弁機構）
４３作動ピストン（小径ピストン）
４４大気連通路
４５チェック弁（負圧補償弁）
４７逆止弁（負圧供給弁）
４８リリーフ用プランジャ
Ａ負圧室
Ｂ制御圧室
Ｃ負圧室（第１の圧力室）
Ｄ背圧室（第２の圧力室）
Ｇポンプ室
Ｈ大気室[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a negative pressure type booster that is preferably used for boosting a depressing operation force such as a brake pedal using a negative pressure generated in an intake manifold of a vehicle engine, for example.
[0002]
[Prior art]
Generally, a shell, an outer peripheral side is attached to the shell, a diaphragm that defines the inside of the shell as a negative pressure chamber and a control pressure chamber, and an inner peripheral side of the diaphragm, the negative pressure chamber and the control pressure chamber are provided. A control valve mechanism for communicating and blocking between the control valve mechanism, an input shaft that is pressed through a brake pedal or the like to open and close the control valve mechanism, and a differential pressure generated between the negative pressure chamber and the control pressure chamber Thus, there is known a negative pressure type booster composed of an output shaft that boosts the pressing operation force of the input shaft and outputs it to the outside.
[0003]
In this type of negative pressure booster according to the prior art, for example, the negative pressure generated in the intake manifold of an automobile engine is guided into the negative pressure chamber of the shell, and the vehicle is not braked until the brake pedal is depressed. For example, the negative pressure chamber and the control pressure chamber are communicated with each other by the control valve mechanism, and the negative pressure chamber and the control pressure chamber are both placed in a negative pressure state.
[0004]
When the vehicle is braked, if the input shaft is pressed by depressing the brake pedal, the control valve mechanism shuts off the negative pressure chamber and the control pressure chamber and introduces atmospheric pressure to the control pressure chamber side. Thus, a differential pressure is generated between the negative pressure chamber and the control pressure chamber in the shell, and the operating force that doubles the depressing force of the brake pedal using this differential pressure is transferred from the output shaft to the master cylinder. Tell.
[0005]
As a result, the booster can drive the master cylinder with a force obtained by boosting the depressing operation force of the brake pedal, and by supplying brake fluid pressure from the master cylinder to the brake cylinder on each wheel side, These brake cylinders can apply a braking force to each wheel of the vehicle.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the negative pressure type booster according to the above-described prior art, the negative pressure generated in the intake manifold of the engine is merely introduced into the negative pressure chamber of the shell as it is by a negative pressure conduit or the like. Only a pressure can be generated in the negative pressure chamber, and there is a problem that an output higher than this can not be transmitted from the negative pressure booster to the master cylinder.
[0007]
In particular, increasing the output of a negative pressure booster is becoming a major issue as the size of the vehicle increases. However, if the negative pressure chamber or shell is simply enlarged to enlarge the entire device, it will be difficult to secure a mounting space on the engine room side of the vehicle, resulting in increased costs. .
[0008]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and the present invention can reliably improve the output without increasing the size of the whole, and can transmit a large operating force to the master cylinder and the like, and can be mounted in a space. It is an object of the present invention to provide a negative pressure booster that can reduce the cost and reduce the cost.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above-described problem, the invention of claim 1 is provided with a shell, a partition member provided in the shell and defining a inside of the shell into a negative pressure chamber and a control pressure chamber, and the partition member. A control valve mechanism for communicating and blocking between the negative pressure chamber and the control pressure chamber according to a pressing operation of the input shaft, and a pressure operation of the input shaft by a differential pressure between the negative pressure chamber and the control pressure chamber A negative pressure type boosting means consisting of an output shaft that boosts the force and outputs it externally;
  A negative pressure conduit connected to the shell to guide the negative pressure generated in the intake manifold of the engine into the negative pressure chamber;
  A negative pressure lower than the negative pressure from the intake manifold is generated in the negative pressure chamber so as to increase the differential pressure between the negative pressure chamber and the control pressure chamber. Negative pressure pump means;
  A check valve provided in the middle of the negative pressure conduit, allowing air to flow from the negative pressure chamber side toward the intake manifold side, and preventing a reverse flow;
  The negative pressure pump means is,
  BigA pump housing having a diameter cylinder and a small diameter cylinder;,
  TheIt is slidably installed in the large diameter cylinder of the pump housing.TheInside large diameter cylinderWas defined as a first pressure chamber and a second pressure chamber.With large diameter piston,
  A negative pressure introduction path formed in the pump housing and introducing a negative pressure from the intake manifold into the first pressure chamber;
  The large-diameter piston is constantly urged from the first pressure chamber side to the second pressure chamber side, and the first pressure chamber is more than the second pressure chamber by the negative pressure from the negative pressure introduction path. An urging means for allowing the large-diameter piston to slide and move from the second pressure chamber side toward the first pressure chamber side due to the differential pressure at this time,
  When the large-diameter piston slides and displaces in the large-diameter cylinder toward the first pressure chamber to the stroke end, the second pressure chamber is shut off from the outside atmosphere, and the large-diameter piston A first switching valve mechanism for communicating the second pressure chamber with the atmosphere when sliding inside the large-diameter cylinder toward the second pressure chamber toward the stroke end;
  When the large-diameter piston is slidably displaced to the stroke end in the large-diameter cylinder toward the first pressure chamber, the first pressure chamber communicates with the second pressure chamber, and the large-diameter piston A second switching valve mechanism that shuts off the first pressure chamber from the second pressure chamber when sliding inside the large-diameter cylinder toward the second pressure chamber toward the stroke end;
  SaidFollowing the large diameter piston, inside the small diameter cylinder of the pump housingSliding displacementShi,A small-diameter piston defining a pump chamber and an air chamber in the small-diameter cylinder;,
  in frontA negative pressure compensation valve that allows the air in the pump chamber to be discharged toward the atmosphere chamber and prevents reverse flow;,
  AlwaysThe valve chamber is closed to shut off the pump chamber from the negative pressure chamber in the shell, and the pump chamber is made to be a negative pressure chamber when the pressure in the pump chamber becomes lower than the negative pressure chamber in the shell. The structure which consists of a negative pressure supply valve connected to is adopted.
[0010]
  According to the above configuration,Using negative pressure pump means,Negative pressure even lower than the negative pressure from the intake manifoldRawAs a result, the differential pressure between the negative pressure chamber and the control pressure chamber can be reliably increased, and a larger force can be extracted from the output shaft by the differential pressure at this time. Further, since a check valve is provided in the middle of the negative pressure conduit between the negative pressure chamber of the booster means and the intake manifold, the negative pressure pump means and the negative pressure chamber are further located on the intake manifold side. A low pressure (negative pressure) state can be maintained.
[0011]
  in this caseThe negative pressure pump means includes a pump housing having a large-diameter cylinder and a small-diameter cylinder, and a difference between the negative pressure from the intake manifold provided in the large-diameter cylinder of the pump housing and the external atmospheric pressure. A large-diameter piston that repeats reciprocation in the large-diameter cylinder by pressure, and reciprocates in the small-diameter cylinder of the pump housing following the large-diameter piston to define a pump chamber and an air chamber in the small-diameter cylinder. A small-diameter piston, a negative pressure compensation valve that allows the air in the pump chamber to be exhausted toward the atmosphere chamber side and prevents reverse flow, and a normally closed valve that keeps the pump chamber in the shell And a negative pressure supply valve that communicates the pump chamber with the negative pressure chamber when the pressure in the pump chamber becomes lower than the negative pressure chamber in the shell.NoThe
[0012]
  For this reason, the negative pressure pump meansWhen the large-diameter piston repeats reciprocating motion in the large-diameter cylinder of the pump housing due to the differential pressure between the negative pressure and the atmospheric pressure from the intake manifold, the small-diameter piston follows the large-diameter piston and enters the small-diameter cylinder of the pump housing. Therefore, when the small-diameter piston slides and displaces from the pump chamber toward the atmosphere chamber, a pressure (negative pressure) lower than the negative pressure from the intake manifold can be generated in the pump chamber.
[0013]
  AndSaidWhen the pressure in the pump chamber is lower than the negative pressure chamber in the shellThe negative pressure pump meansSince the negative pressure supply valve opens,SaidA lower pressure (negative pressure) can be supplied from the pump chamber toward the negative pressure chamber in the shell. In addition, when the small-diameter piston slides from the atmospheric chamber toward the pump chamber side, even if the pressure in the pump chamber rises to the atmospheric pressure level, the air in the pump chamber isSaidSince it can be discharged to the atmosphere chamber side by the negative pressure compensation valve, the pump chamber can always be kept at a pressure state below atmospheric pressure.
[0015]
  That isWhen the large-diameter piston slides and displaces to the stroke end in the large-diameter cylinder toward the second pressure chamberIsThe first switching valve mechanism communicates the second pressure chamber with the external atmosphere, and the second switching valve mechanism blocks the first and second pressure chambers. The first pressure chamber can be made into a negative pressure state by pressure, and the second pressure chamber can be set to atmospheric pressure, and the large-diameter piston is made to be second by the differential pressure generated between the first and second pressure chambers. Can be displaced from the pressure chamber side toward the first pressure chamber side against the biasing means.
[0016]
When the large-diameter piston slides and displaces to the stroke end in the large-diameter cylinder toward the first pressure chamber, the first switching valve mechanism is switched to the closed state, whereby the second pressure Since the chamber is shut off from the outside atmosphere and the second switching valve mechanism is switched to the open state, the first and second pressure chambers communicate with each other. It is possible to keep the same pressure state by blocking against the atmosphere, and the large-diameter piston can be slid and displaced from the first pressure chamber side to the second pressure chamber side by the urging force of the urging means. it can.
[0017]
As a result, the large-diameter piston can be reciprocated in the large-diameter cylinder of the pump housing by the differential pressure between the negative pressure and the atmospheric pressure from the intake manifold, and the small-diameter piston follows the large-diameter piston and moves the pump housing. By reciprocating in the small diameter cylinder, a pressure (negative pressure) lower than the negative pressure from the intake manifold is generated in the pump chamber when the small diameter piston slides from the pump chamber toward the atmosphere chamber side. be able to.
[0018]
When the pressure in the pump chamber becomes lower than that in the negative pressure chamber in the shell, the negative pressure supply valve opens, so that a lower pressure (negative pressure) from the pump chamber toward the negative pressure chamber in the shell. Can be supplied. Further, when the small-diameter piston slides and moves from the atmospheric chamber toward the pump chamber side, even if the pressure in the pump chamber rises to the atmospheric pressure level, the air in the pump chamber is then evacuated by the negative pressure compensation valve. Since it can be discharged to the side, the pump chamber can always be kept at a pressure state below atmospheric pressure.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0020]
1 to 4 show a case where the negative pressure booster according to the embodiment of the present invention is applied to a vehicle brake device.
[0021]
In the figure, 1 is a brake pedal provided in a driver's cab of a vehicle, 2 is a negative pressure booster operated by the brake pedal 1, and the negative pressure booster 2 is a negative pressure type as shown in FIG. The booster main body 3 serving as a booster is generally composed of a negative pressure pump device 14 described later.
[0022]
Here, the booster main body 3 includes a shell 4 fixed to a board (not shown) or the like on the lower side of the cab and an outer peripheral side attached to the shell 4 and the negative pressure chamber A and the control pressure inside the shell 4. A diaphragm 5 as a partition member defined in the chamber B, and provided on the inner peripheral side of the diaphragm 5, are provided between the negative pressure chamber A and the control pressure chamber B according to the pressing operation of the input shaft 6 by the brake pedal 1. A control valve mechanism 7 that communicates and shuts off, and an output shaft 8 that boosts the pressing operation force of the input shaft 6 by the differential pressure between the negative pressure chamber A and the control pressure chamber B and outputs the same to the outside It is configured.
[0023]
Further, the shell 4 of the booster body 3 is provided with a connecting pipe portion 4A at a position communicating with the negative pressure chamber A. The connecting pipe portion 4A is connected to an intake manifold 10 of the engine via a negative pressure conduit 9. ing. Then, the negative pressure generated in the intake manifold 10 is lowered to a lower pressure (hereinafter referred to as vacuum pressure) by the negative pressure pump device 14, and this vacuum pressure is introduced into the negative pressure chamber A in the shell 4.
[0024]
On the other hand, the atmospheric pressure is introduced into the control pressure chamber B in the shell 4 via the control valve mechanism 7 when the brake pedal 1 is depressed, and the negative pressure chamber A in the negative pressure state and the atmospheric pressure state are introduced into the shell 4. A large differential pressure is generated between the control pressure chamber B and the control pressure chamber B. The booster main body 3 uses the differential pressure between the chambers A and B when the brake pedal 1 is depressed, and transmits the operation force obtained by boosting the pedal depression force from the output shaft 8 to the master cylinder 11 described later. .
[0025]
Reference numeral 11 denotes a master cylinder which is operated by the brake pedal 1 via the booster main body 3. The master cylinder 11 is configured as a tandem master cylinder and has two output ports 11A and 11A. The master cylinder 11 is provided with a piston (not shown) that interlocks with the output shaft 8 of the booster body 3. The piston uses the brake fluid from the liquid reservoir 12 as a brake fluid pressure when the brake pedal 1 is depressed. Then, the air is supplied from each output port 11A to each vehicle brake device (not shown) via each brake pipe 13.
[0026]
Reference numeral 14 denotes a negative pressure pump device provided in the middle of the negative pressure conduit 9. The negative pressure pump device 14 is connected to the intake manifold 10 of the engine via a one side pipe portion 9A of the negative pressure conduit 9, The check valve 15 is located between the check valve 15 and the negative pressure chamber A of the shell 4, which allows the air on the pressure chamber A side to flow toward the intake manifold 10 and prevents the reverse flow. 2 and a negative pressure pump 16 as a negative pressure pump means provided in the middle of the negative pressure conduit 9. The negative pressure pump 16 is connected to the other side of the negative pressure conduit 9 as shown in FIG. It is connected to the connecting pipe part 4A of the shell 4 via the pipe part 9B.
[0027]
Reference numeral 17 denotes a pump housing of the negative pressure pump 16, and the pump housing 17 includes a bottomed cylindrical isolation chamber housing 18 in which a large-diameter cylinder 18 </ b> A is formed, and the isolation chamber housing 18. The large-diameter cylinder 18 </ b> A includes a closed cylinder-shaped working chamber housing 20 fixed to the isolation chamber housing 18 via a partition wall 19 so as to cover the large-diameter cylinder 18 </ b> A from the opening end side. It also serves as a casing. A small-diameter cylinder 20A and a sliding hole 20B into which a later-described relief plunger 48 is inserted are formed in the working chamber housing 20 as bottomed holes.
[0028]
Reference numeral 21 denotes a connection pipe provided in the working chamber housing 20, and the connection pipe 21 is connected to the one-side pipe 9 </ b> A of the negative pressure conduit 9 between the intake manifold 10 of the engine and the check valve 15. Reference numeral 22 denotes a negative pressure introduction path formed in the working chamber housing 20 and the partition wall 19 so as to communicate with the connection pipe portion 21, and the negative pressure introduction path 22 always communicates with a negative pressure chamber C described later. The negative pressure from the negative pressure chamber is guided to the negative pressure chamber C.
[0029]
Reference numeral 23 denotes another connecting pipe portion provided in the working chamber housing 20, and the connecting pipe portion 23 is connected to the connecting pipe portion 4A of the shell 4 via the other side pipe portion 9B of the negative pressure conduit 9 to be described later. The vacuum pressure from G is supplied to the negative pressure chamber A in the shell 4. In FIG. 2, an example in which the check valve 15 is provided in the working chamber housing 20 between the connecting pipe portions 21 and 23 is illustrated. However, the check valve 15 is provided in the working chamber housing 20. Needless to say, the check valve 15 may be provided outside the working chamber housing 20.
[0030]
Reference numeral 24 denotes an isolation piston as a large-diameter piston slidably fitted in the large-diameter cylinder 18A of the isolation chamber housing 18, and the isolation piston 24 has a negative pressure in the large-diameter cylinder 18A as a first pressure chamber. A chamber C and a back pressure chamber D as a second pressure chamber are defined. An annular protrusion 24A is provided on the outer peripheral side of the isolation piston 24 so as to protrude by a certain dimension toward the negative pressure chamber C. The annular protrusion 24A is large when the isolation piston 24 is directed toward the negative pressure chamber C. When it slides and displaces, it comes into contact with the outer peripheral portion of the partition wall 19 and restricts the stroke end of the isolation piston 24.
[0031]
The isolation piston 24 is integrally provided with small-diameter rods 24B and 24C extending from the center thereof toward both sides in the axial direction, and the distal end side of the rod 24B penetrates the partition wall 19 and is connected to an operation piston 43 described later. ing. On the other hand, the rod 24C of the isolation piston 24 protrudes outward from the bottom side of the isolation chamber housing 18, and a disc-shaped spring receiver 25 is fixed to the protruding end side. A recess 18B for receiving a spring is formed on the bottom side of the isolation chamber housing 18 at a position facing the spring receiver 25 in the axial direction.
[0032]
Reference numeral 26 denotes a spring as an urging means disposed between the recess 18B of the isolation chamber housing 18 and the spring receiver 25. The spring 26 directs the isolation piston 24 from the negative pressure chamber C side to the back pressure chamber D side. When the pressure between the chambers C and D is almost equal, the isolation piston 24 is slid and displaced from the negative pressure chamber C side toward the back pressure chamber D side. Further, when the negative pressure chamber C becomes lower than the back pressure chamber D due to the negative pressure from the negative pressure introduction path 22, the isolation piston 24 is moved from the back pressure chamber D side to the negative pressure chamber C side by the differential pressure at this time. The spring load of the spring 26 is set so as to allow the sliding displacement toward.
[0033]
Reference numeral 27 denotes a switching plate which is located on the outer side in the radial direction of the spring 26 and which is provided on the bottom side of the isolation chamber housing 18. The switching plate 27 is formed as a stepped annular plate from a thin metal plate or the like. Each pivot 28 is attached to the bottom side of the isolation chamber housing 18 via each weak spring 29 in a three-point support state, for example. The switching plate 27 is always urged in the direction of arrow E1 in FIG. 3 by the weak springs 29, and is held at the position shown in the figure by the pivots 28.
[0034]
Here, when the isolation piston 24 slides and displaces to the negative pressure chamber C side against the spring 26 to the stroke end, and the spring receiver 25 is largely displaced in the direction of arrow E2 in FIG. When the receiver 25 abuts against the switching plate 27, the switching plate 27 is displaced in the direction of arrow E2 against each weak spring 29, and presses an atmosphere switching valve 31 described later in the direction of arrow E2, thereby The switching valve 31 is switched from the valve opening position to the valve closing position.
[0035]
A cover 30 is provided on the bottom side of the isolation chamber housing 18 so as to cover the spring receiver 25, the spring 26 and the like from the outside. The cover 30 is formed of a metal plate or the like as a truncated cone-shaped cap body. The rod 24C, the spring receiver 25, the spring 26, the switching plate 27, and the like of the isolation piston 24 are protected outside the 18.
[0036]
Reference numeral 31 denotes an atmospheric switching valve as a first switching valve mechanism provided on the bottom side of the isolation chamber housing 18. As shown in FIG. 3, the atmospheric switching valve 31 has a stopper 32 on the outer peripheral side and a bottom side of the isolation chamber housing 18. A disc spring 33 attached to the disc spring 33, a guide valve body 35 having a proximal end attached to the inner peripheral side of the disc spring 33 via a cap 34 and a distal end projecting into the back pressure chamber D in the isolation chamber housing 18. The annular seat 36 is fitted to the outer peripheral side of the intermediate portion of the guide valve body 35 and hermetically seals the back pressure chamber D against the outside atmosphere.
[0037]
Here, when the isolation piston 24 is largely slid to the back pressure chamber D side to the stroke end as shown in FIGS. 2 and 3, the atmospheric switching valve 31 has the isolation piston 24 at the tip side of the guide valve body 35. By being pressed in the direction indicated by E1, the valve is opened as shown in the figure, allowing the back pressure chamber D of the isolation chamber housing 18 to communicate with the atmosphere and allowing the atmosphere to be introduced into the back pressure chamber D. The air switching valve 31 holds the guide valve body 35 at the valve opening position shown in the figure by the disc spring 33 until the cap 34 is pressed in the direction indicated by arrow E2, and the back pressure chamber D is in an atmospheric pressure state. Keep on.
[0038]
  On the other hand, when the isolation piston 24 slides and displaces to the negative pressure chamber C side against the spring 26 to the stroke end, the cap 34 of the atmospheric switching valve 31 is pressed by the switching plate 27 in the direction of arrow E2 as described above. As a result, the air switching valve 31 has a disc spring 33 illustrated.ofInverted from the position, the annular seat 36 is urged together with the guide valve body 35 in the direction of the arrow E2, thereby switching from the valve opening position to the valve closing position. At this time, the annular seat 36 blocks the back pressure chamber D from the outside, so that the atmospheric switching valve 31 holds the closed position until the guide valve body 35 is pressed in the direction of arrow E1 next time. Is.
[0039]
Reference numeral 37 denotes a negative pressure switching valve as a second switching valve mechanism provided in the isolation piston 24. The negative pressure switching valve 37 has a disc spring whose outer peripheral side is attached to the isolation piston 24 by a stopper 38 as shown in FIG. 39, a guide valve body 41 having a proximal end attached to the inner peripheral side of the disc spring 39 via a cap 40 and a distal end projecting into the negative pressure chamber C in the isolation chamber housing 18, and the guide valve body 41 And an annular sheet 42 that is fitted to the outer peripheral side of the intermediate portion and hermetically seals the negative pressure chamber C against the back pressure chamber D.
[0040]
Here, when the isolation piston 24 is greatly slid to the stroke end on the back pressure chamber D side as shown in FIGS. 2 and 3, the negative pressure switching valve 37 has the cap 40 against the bottom side of the isolation chamber housing 18. When pressed in the direction indicated by the arrow F1, the disc spring 39 is reversed as shown in the figure, and the annular seat 42 is urged in the direction indicated by the arrow F1 via the guide valve body 41 to open the valve. To the valve closing position. At this time, the annular seat 42 blocks between the negative pressure chamber C and the back pressure chamber D, so that the negative pressure switching valve 37 is closed until the guide valve body 41 is next pressed in the direction indicated by arrow F2. The position is self-holding.
[0041]
On the other hand, when the isolation piston 24 slides and displaces to the stroke end on the negative pressure chamber C side against the spring 26, the negative pressure switching valve 37 abuts the relief plunger 48 described later on the tip side of the guide valve element 41, When the disc spring 39 is pressed in the direction of arrow F2 in FIG. As a result, the annular seat 42 is urged in the direction of the arrow F2 via the guide valve body 41, and the negative pressure switching valve 37 is switched from the valve closing position to the valve opening position. The negative pressure switching valve 37 holds the guide valve body 41 in the valve open position by the disc spring 39 until the cap 40 is subsequently pressed in the direction of arrow F1, and the negative pressure chamber C, the back pressure chamber D, Keep in communication.
[0042]
43 is an operating piston as a small-diameter piston that is slidably inserted into the small-diameter cylinder 20A of the operating-chamber housing 20, and the operating piston 43 is connected to the pump chamber G in the small-diameter cylinder 20A as shown in FIGS. The atmosphere chamber H is defined as an atmosphere chamber H, and is always in communication with the outside atmosphere via an atmosphere communication path 44 formed between the partition wall 19 and the working chamber housing 20. The operating piston 43 is connected to the distal end side of the rod 24B of the isolation piston 24 and reciprocates in the small diameter cylinder 20A following the isolation piston 24.
[0043]
45 is a check valve serving as a negative pressure compensation valve provided on the outer peripheral side of the working piston 43. As shown in FIG. 4, the check valve 45 is mounted on the outer peripheral side of the working piston 43 and is in sliding contact with the peripheral wall of the small diameter cylinder 20A. It is composed of an annular lip seal or the like. The check valve 45 allows the air in the pump chamber G to be discharged toward the atmosphere chamber H side when the operating piston 43 reciprocates in the small diameter cylinder 20A, and prevents reverse flow. It is.
[0044]
46 is a negative pressure passage formed in the working chamber housing 20 between the connecting pipe portion 23 and the pump chamber G, and 47 is a check valve as a negative pressure supply valve provided in the middle of the negative pressure passage 46. Thus, the check valve 47 is configured to allow air to be sucked from the connecting pipe portion 23 toward the pump chamber G and to prevent reverse flow. When the operating piston 43 is slid and displaced in the small diameter cylinder 20A toward the pump chamber G, and the pressure in the pump chamber G increases, the check valve 47 is closed and the air in the pump chamber G is While preventing the flow to the connection pipe part 23 side, the check valve 45 is opened and the air in the pump chamber G is discharged to the atmosphere chamber H side.
[0045]
When the operating piston 43 is slidably displaced in the small diameter cylinder 20A toward the atmosphere chamber H to reduce the pressure in the pump chamber G, the check 45 is closed and the atmosphere chamber H side enters the pump chamber G. 1 is prevented, and when the pressure in the pump chamber G is lower than the pressure on the connecting pipe portion 23 side, the check valve 47 is opened and the negative pressure chamber in the shell 4 shown in FIG. Air is sucked into the pump chamber G from A via the connecting pipe portions 9B, 23 and the like. As a result, a vacuum pressure lower than the negative pressure from the intake manifold 10 is supplied to the negative pressure chamber A in the shell 4 from the pump chamber G of the negative pressure pump 16 through the connecting pipe portions 23 and 9B. Is done.
[0046]
A relief plunger 48 is slidably inserted into the sliding hole 20B of the working chamber housing 20, and the relief plunger 48 has a rod portion 48A at one end and protrudes into the negative pressure chamber C, and the other end. The side is a stopper portion 48B that can come into contact with the bottom side of the sliding hole 20B. The relief plunger 48 includes a vacuum pressure setting spring 49 on the outer peripheral side of the stopper portion 48B. For example, when the pressure on the negative pressure passage 46 side is lower than the atmospheric pressure by the set pressure of the spring 49, The vacuum pressure setting spring 49 is bent and deformed by the differential pressure (vacuum pressure), and the relief plunger 48 is slid to a position where the stopper portion 48B contacts the bottom side of the sliding hole 20B.
[0047]
As a result, the relief plunger 48 has a negative pressure even when the distal end side of the rod portion 48A is retracted toward the partition wall 19 in the direction of arrow F1 and the isolation piston 24 is slid to the stroke end on the negative pressure chamber C side. The guide valve body 41 of the switching valve 37 does not come into contact with the distal end side of the rod portion 48A and is not pressed in the direction indicated by the arrow F2, so that the negative pressure switching valve 37 is kept closed. In this case, the isolation piston 24 stops at the stroke end position, and the operation piston 43 also stops moving at the stroke end on the pump chamber G side. Therefore, the isolation piston 24 moves toward the negative pressure passage 46 (connection pipe line 23). No lower vacuum pressure will occur.
[0048]
Reference numeral 50 denotes a check valve disposed between the rod 24B of the isolation piston 24 and the partition wall 19, and the check valve 50 is composed of an annular lip seal or the like that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the rod 24B as shown in FIG. Has been. The check valve 50 allows the air in the negative pressure chamber C to be discharged toward the atmosphere chamber H when the isolation piston 24 slides and displaces toward the negative pressure chamber C, and prevents reverse flow. To do.
[0049]
Further, 51 is a bypass passage that bypasses the pump chamber G and communicates the valve seat side of the check valve 15 into the sliding hole 20B. The bypass passage 51 is connected to the connecting pipe portion 21 side via the check valve 15. The check valve 15 is opened and closed by the pressure difference between the connecting pipe portions 21 and 23, for example, by communicating with the sliding hole 20B, the negative pressure passage 46 and the connecting pipe portion 23 side. In this case, the check valve 15 is closed when the connecting pipe portion 21 side is at a higher pressure than the connecting pipe portion 23 side, but is opened when the connecting pipe portion 23 side is at a higher pressure than the connecting pipe portion 21 side. To do.
[0050]
The negative pressure booster according to the present embodiment has the above-described configuration, and the operation thereof will be described next.
[0051]
First, as shown in FIG. 2, when the isolation piston 24 is slidably displaced to the stroke end in the large-diameter cylinder 18A of the isolation chamber housing 18 toward the back pressure chamber D side, the atmosphere switching valve 31 opens and the back pressure is increased. The chamber D is communicated with the outside atmosphere, and the negative pressure switching valve 37 is closed to block between the negative pressure chamber C and the back pressure chamber D. And since the negative pressure from the intake manifold 10 is supplied to the negative pressure chamber C via the negative pressure introduction path 22, the negative pressure chamber C is in a negative pressure state. In addition, atmospheric pressure is introduced into the back pressure chamber D via the atmospheric switching valve 31.
[0052]
As a result, a differential pressure is generated between the negative pressure chamber C and the back pressure chamber D, and the isolation piston 24 resists the spring 26 from the back pressure chamber D side toward the negative pressure chamber C side by the differential pressure at this time. Sliding displacement. When the isolation piston 24 is greatly slid and displaced toward the negative pressure chamber C side, the annular protrusion 24A comes into contact with the outer peripheral portion of the partition wall 19, thereby regulating the stroke end of the isolation piston 24 and negative pressure. The guide valve element 41 of the switching valve 37 contacts the rod portion 48A of the relief plunger 48, and the negative pressure switching valve 37 is pressed in the direction of arrow F1 to switch from the valve closing position to the valve opening position.
[0053]
At this time, the isolation piston 24 is slid and displaced toward the negative pressure chamber C to the stroke end, and the spring receiver 25 is largely displaced in the direction of arrow E2 in FIG. 3 against the spring 26 together with the rod 24C. Thus, the spring receiver 25 abuts against the switching plate 27 with the spring 26 greatly bent, and the switching plate 27 presses the cap 34 of the atmospheric switching valve 31 in the direction of arrow E2 against each weak spring 29. As a result, the atmosphere switching valve 31 is switched from the valve opening position to the valve closing position, thereby blocking the back pressure chamber D from the outside atmosphere.
[0054]
As a result, when the isolation piston 24 is slid and displaced to the stroke end on the negative pressure chamber C side, the atmospheric pressure switching valve 31 is switched to the closed state, thereby blocking the back pressure chamber D from the external atmosphere. When the negative pressure switching valve 37 is switched to the open state, the negative pressure chamber C and the back pressure chamber D are communicated with each other, so that the negative pressure chamber C and the back pressure chamber D become equal to each other, and the isolation piston 24 Is slidably displaced from the negative pressure chamber C side toward the back pressure chamber D side by the urging force of the spring 26.
[0055]
When the isolation piston 24 slides and displaces as shown in FIG. 2 to the stroke end on the back pressure chamber D side, the atmospheric switching valve 31 is pressed by the isolation piston 24 to switch to the valve open position, and the back pressure chamber D is connected to the outside. The negative pressure switching valve 37 is brought into contact with the bottom side of the isolation chamber housing 18 and is switched to the closed position, and the negative pressure chamber C is shut off from the back pressure chamber D. As a result, the isolation piston 24 slides and displaces again from the back pressure chamber D side toward the negative pressure chamber C side against the spring 26 due to the differential pressure between the negative pressure chamber C and the back pressure chamber D. .
[0056]
Thus, the isolation piston 24 repeats reciprocation in the large-diameter cylinder 18A of the isolation chamber housing 18 due to the differential pressure between the negative pressure from the intake manifold 10 and the atmospheric pressure, and the operation piston 43 becomes the isolation piston 24. Following this, the reciprocating motion is repeated in the small-diameter cylinder 20A of the working chamber housing 20, and the negative pressure from the intake manifold 10 when the working piston 43 slides and displaces from the pump chamber G toward the atmosphere chamber H side. Even lower vacuum pressure can be generated in the pump chamber G.
[0057]
In this case, the isolation piston 24 has an outer diameter dimension, for example, about 3 to 5 times that of the operating piston 43, and the isolation piston 24 that slides in the large diameter cylinder 18A is an operating piston in the small diameter cylinder 20A. Since the pressure receiving area is about 9 to 25 times that of 43, the operating piston 43 can be driven by the isolation piston 24 with a force proportional to the pressure receiving area of the both, and the operating piston 43 is made to follow the isolation piston 24 to be a small diameter cylinder. It can be reliably reciprocated within 20A.
[0058]
Thereby, when the operating piston 43 is slidably displaced from the pump chamber G toward the atmosphere chamber H, a vacuum pressure lower than the negative pressure from the intake manifold 10 can be reliably generated in the pump chamber G. When the pressure in the pump chamber G becomes a vacuum pressure lower than that of the negative pressure chamber A in the shell 4, the check valve 47 for supplying the vacuum pressure is opened, so that the connection pipe portion 23, A vacuum pressure can be supplied toward the negative pressure chamber A in the shell 4 via 9B or the like.
[0059]
Further, when the operating piston 43 is slid from the atmosphere chamber H toward the pump chamber G, the air in the pump chamber G is checked at this time even if the pressure in the pump chamber G rises to the atmospheric pressure level. 45, the pressure in the pump chamber G can be prevented from rising to atmospheric pressure or higher by the check valve 45, and the pump chamber G can always be kept in a pressure state below atmospheric pressure. .
[0060]
Therefore, according to the present embodiment, the negative pressure generated in the intake manifold 10 of the engine can be reliably reduced to a vacuum pressure lower than, for example, 500 mmHg by the negative pressure pump 16 of the negative pressure pump device 14. By supplying the pressure into the negative pressure chamber A in the shell 4, the pressure between the negative pressure chamber A and the control pressure chamber B is very large in the shell 4 of the booster body 3 when the brake pedal 1 is depressed. A differential pressure can be generated. When the brake is operated, a large operating force obtained by boosting the pedal depression force can be transmitted from the output shaft 8 to the master cylinder 11 using the differential pressure between the negative pressure chamber A and the control pressure chamber B.
[0061]
Further, since the negative pressure pump 16 is configured such that the intake manifold 10 of the engine is provided in the middle of the negative pressure conduit 9 connected to the negative pressure chamber A of the shell 4 via a check valve 15 or the like, the shell as shown in FIG. The booster main body 3 composed of 4 and the diaphragm 5 can be used as it is, and it is possible to reliably prevent the entire apparatus from becoming large.
[0062]
Furthermore, since the negative pressure from the intake manifold 10 is used as a drive source for the negative pressure pump 16, for example, compared with a case where a vehicle engine is used as a drive source for a vacuum pump, the size and weight are significantly reduced. The installation space on the engine room side can be reduced, and the manufacturing cost, the assembly cost, etc. can be surely reduced.
[0063]
On the other hand, the pump housing 17 of the negative pressure pump 16 is provided with a relief plunger 48 having a vacuum pressure setting spring 49. For example, when the vacuum pressure on the negative pressure chamber A side is excessively reduced, the vacuum pressure setting spring is provided. 49 is configured to hold the negative pressure switching valve 37 in the closed state by retracting the rod portion 48A of the relief plunger 48 toward the partition wall 19 by bending and deforming 49, so that the isolation piston 24 is operated at the stroke end position. It can be stopped together with the piston 43, and the vacuum pressure on the negative pressure chamber A (connecting pipe portion 23) side can be reliably prevented from dropping excessively, and the relief plunger 48 and the like are accommodated in the pump housing 17 in a compact manner. It is possible to achieve such an effect.
[0064]
In addition, in the said Example, although it was set as the structure which provides the check valve 15 in the working chamber housing 20 between the connection pipe parts 21 and 23 as illustrated in FIG. 2, this invention is not limited to this, For example, the check housing 15 may be provided separately from the pump housing 17 and provided outside the working chamber housing 20.
[0065]
Moreover, in the said Example, although the case where the output shaft 8 of the booster main body 3 was connected to the master cylinder 11 for brakes was described as an example, the present invention is not limited to this. The present invention may be applied to other cylinder devices such as a master cylinder.
[0066]
【The invention's effect】
  As described in detail above, according to the invention described in claim 1, negative pressure type boosting means having a partition member and a control valve mechanism that define a negative pressure chamber and a control pressure chamber in the shell, A negative pressure conduit connected to the shell so as to guide the negative pressure generated in the intake manifold of the engine into the negative pressure chamber, and in the middle of the negative pressure conduit is lower than the negative pressure from the intake manifold A negative pressure pump means for generating a negative pressure in the negative pressure chamber; and a check valve for allowing air to flow from the negative pressure chamber side toward the intake manifold side and blocking a reverse flow; The pump means includes a pump housing having a large diameter cylinder and a small diameter cylinder, and is slidably provided in the large diameter cylinder of the pump housing.TheInside large diameter cylinderWas defined as a first pressure chamber and a second pressure chamber.A large diameter piston,A negative pressure introduction path formed in the pump housing for introducing a negative pressure from the intake manifold into the first pressure chamber, and the large-diameter piston from the first pressure chamber side toward the second pressure chamber side. When the first pressure chamber is always urged and the first pressure chamber becomes lower than the second pressure chamber due to the negative pressure from the negative pressure introduction path, the large-diameter piston is moved to the second pressure chamber side by the differential pressure at this time. Urging means for allowing sliding displacement from the first pressure chamber toward the first pressure chamber side, and when the large-diameter piston slides and displaces in the large-diameter cylinder toward the first pressure chamber to the stroke end The second pressure chamber is shut off from the external atmosphere, and the second pressure chamber is moved when the large-diameter piston slides and displaces toward the stroke end in the large-diameter cylinder toward the second pressure chamber. A first switching valve mechanism for communicating with the atmosphere, and the large-diameter pipe The first pressure chamber communicates with the second pressure chamber when the cylinder is slidably displaced to the stroke end in the large diameter cylinder toward the first pressure chamber, and the large diameter piston is connected to the large diameter cylinder. A second switching valve mechanism that shuts off the first pressure chamber from the second pressure chamber when the inside is slid to the stroke end toward the second pressure chamber,Following the large diameter piston, inside the small diameter cylinder of the pump housingSliding displacementA small-diameter piston that defines a pump chamber and an atmospheric chamber in the small-diameter cylinder, and a negative pressure compensation valve that allows the air in the pump chamber to be discharged toward the atmospheric chamber and prevents reverse flow The valve chamber is normally closed to shut off the pump chamber from the negative pressure chamber in the shell, and when the pressure in the pump chamber becomes lower than the negative pressure chamber in the shell, the pump chamber is Since the negative pressure supply valve communicated with the pressure chamber is provided, a negative pressure lower than the negative pressure from the intake manifold is generated by the negative pressure pump means, so that the negative pressure chamber and the control pressure chamber are separated from each other. The pressure difference between the negative pressure pump means and the negative pressure chamber is lower than the intake manifold side by the check valve. Hold in pressure (negative pressure) state That. Therefore, the output of the pneumatic booster can be reliably improved without increasing the size of the whole, and a large operating force can be transmitted to the master cylinder and the like, and the installation space can be reduced, thereby reducing the cost. It becomes possible to plan.
[0067]
  hereOf the large-diameter cylinder and small-diameter cylinder provided in the pump housing of the negative-pressure pump means, the large-diameter cylinder repeatedly reciprocates due to the differential pressure between the negative pressure from the intake manifold and the external atmospheric pressure. A small-diameter piston is provided, and a small-diameter piston that reciprocates following the large-diameter piston to define the inside of the small-diameter cylinder into a pump chamber and an atmospheric chamber is provided in the small-diameter cylinder, and air in the pump chamber is A negative pressure compensation valve that allows discharge toward the chamber and prevents reverse flow; and normally closes the pump chamber to shut off the pump chamber from the negative pressure chamber in the shell; Since the negative pressure pump means includes the negative pressure supply valve that communicates the pump chamber with the negative pressure chamber when the pressure becomes lower than the negative pressure chamber in the shell, the negative pressure pump means includes the small-diameter piston. For large diameter pistons Accordingly, when sliding displacement from the pump chamber toward the atmosphere chamber side, a pressure (negative pressure) lower than the negative pressure from the intake manifold can be generated in the pump chamber, and this negative pressure is negative pressure. It can supply toward the negative pressure chamber in a shell from a pump chamber via a supply valve. Further, when the small-diameter piston slides and moves from the atmospheric chamber toward the pump chamber side, even if the pressure in the pump chamber rises to the atmospheric pressure level, the air in the pump chamber is then evacuated by the negative pressure compensation valve. Since it can be discharged to the side, the pump chamber can always be kept at a pressure state below atmospheric pressure.
[0068]
  MoreoverWhen the large-diameter piston is slidably displaced to the stroke end in the large-diameter cylinder toward the second pressure chamber, the second pressure chamber is communicated with the external atmosphere by the first switching valve mechanism, Since the first and second pressure chambers are shut off by the second switching valve mechanism, the first pressure chamber is brought into a negative pressure state by the negative pressure from the negative pressure introduction passage, and the second pressure chamber is largely discharged. The large-diameter piston slides against the biasing means from the second pressure chamber side to the first pressure chamber side by the differential pressure generated between the first and second pressure chambers. Can be displaced. Further, when the large-diameter piston is slidably displaced to the stroke end in the large-diameter cylinder toward the first pressure chamber side, the first switching valve mechanism is switched to the valve-closed state, whereby the second pressure Since the chamber is shut off from the outside atmosphere and the second switching valve mechanism is switched to the open state, the first and second pressure chambers communicate with each other. It is possible to keep the same pressure state by blocking against the atmosphere, and the large-diameter piston can be slid and displaced from the first pressure chamber side to the second pressure chamber side by the urging force of the urging means. it can.
[0069]
  In addition, largeWhen the small-diameter piston slides from the pump chamber toward the atmosphere chamber following the large-diameter piston, a pressure (negative pressure) lower than the negative pressure from the intake manifold is generated in the pump chamber. Can be supplied from the pump chamber to the negative pressure chamber in the shell via the negative pressure supply valve, so that the output of the pneumatic booster can be reliably improved and a large operating force can be transmitted to the master cylinder, etc. The whole can be reduced in size and weight to reduce the installation space and the like, and the manufacturing cost and assembly cost can be surely reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a pneumatic booster according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged longitudinal sectional view of the negative pressure pump device in FIG. 1. FIG.
3 is a longitudinal cross-sectional view of an atmospheric switching valve, a negative pressure switching valve, and the like, showing the left half in FIG. 2 in an enlarged manner.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of an operation piston, a relief plunger, and the like, showing the right half in FIG. 2 in an enlarged manner.
[Explanation of symbols]
1 Brake pedal
2 Negative pressure booster
3 Booster body (boost means)
4 Shell
5 Diaphragm (bulk member)
6 Input shaft
7 Control valve mechanism
8 Output shaft
9 Negative pressure conduit
10 Intake manifold
11 Master cylinder
14 Negative pressure pump device
15 Check valve
16 Negative pressure pump (negative pressure pump means)
17 Pump housing
18 Isolation room housing
18A large diameter cylinder
19 Bulkhead
20 Working chamber housing
20A small diameter cylinder
22 Negative pressure inlet
24 isolated piston (large diameter piston)
26 Spring (biasing means)
31 Atmospheric switching valve (first switching valve mechanism)
37 Negative pressure switching valve (second switching valve mechanism)
43 Actuating piston (small diameter piston)
44 Atmospheric communication passage
45 Check valve (Negative pressure compensation valve)
47 Check valve (negative pressure supply valve)
48 Relief Plunger
A Negative pressure chamber
B Control pressure chamber
C Negative pressure chamber (first pressure chamber)
D Back pressure chamber (second pressure chamber)
G Pump room
H Air chamber

Claims

A shell, a partition member provided in the shell and defining a negative pressure chamber and a control pressure chamber in the shell, and the negative pressure chamber and the control pressure chamber provided in the partition member according to a pressing operation of an input shaft A control valve mechanism that communicates and blocks between the negative pressure chamber and the control pressure chamber, and a negative output shaft that boosts the pressing operation force of the input shaft by the differential pressure between the negative pressure chamber and the control pressure chamber and outputs the output shaft to the outside. A pressure booster;
A negative pressure conduit connected to the shell to guide the negative pressure generated in the intake manifold of the engine into the negative pressure chamber of the booster;
A negative pressure lower than the negative pressure from the intake manifold is generated in the negative pressure chamber so as to increase the differential pressure between the negative pressure chamber and the control pressure chamber. Negative pressure pump means;
A check valve provided in the middle of the negative pressure conduit, allowing air to flow from the negative pressure chamber side toward the intake manifold side, and preventing a reverse flow;
The negative pressure pump means,
A pump housing having a larger diameter cylinder and a small diameter cylinder,
Slidably disposed in the large-diameter cylinder of the pump housing, and the large-diameter piston defining inside the large-diameter cylinder into a first pressure chamber and a second pressure chamber,
A negative pressure introduction path formed in the pump housing and introducing a negative pressure from the intake manifold into the first pressure chamber;
The large-diameter piston is constantly urged from the first pressure chamber side to the second pressure chamber side, and the first pressure chamber is more than the second pressure chamber by the negative pressure from the negative pressure introduction path. An urging means for allowing the large-diameter piston to slide and move from the second pressure chamber side toward the first pressure chamber side due to the differential pressure at this time,
When the large-diameter piston slides and displaces in the large-diameter cylinder toward the first pressure chamber to the stroke end, the second pressure chamber is shut off from the outside atmosphere, and the large-diameter piston A first switching valve mechanism for communicating the second pressure chamber with the atmosphere when sliding inside the large-diameter cylinder toward the second pressure chamber toward the stroke end;
When the large-diameter piston is slidably displaced to the stroke end in the large-diameter cylinder toward the first pressure chamber, the first pressure chamber communicates with the second pressure chamber, and the large-diameter piston A second switching valve mechanism that shuts off the first pressure chamber from the second pressure chamber when sliding inside the large-diameter cylinder toward the second pressure chamber toward the stroke end;
And a small diameter piston the following the large-diameter piston slides displaced the small diameter cylinder of the pump housing to define a pump chamber and the atmospheric chamber in the small-diameter cylinder,
A negative pressure compensating valve air before Symbol pump chamber allowing the discharged toward the atmospheric chamber side, to prevent the flow of reverse,
Always-on intercepts the pump chamber is closed from the negative pressure chamber within said shell, the negative pressure of the pump chamber when the pressure in the pump chamber becomes lower pressure than the negative pressure chamber within said shell vacuum booster comprising constituted by the negative pressure supply valve for communicating the chamber.