JP3856266B2 - 気圧式倍力装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両のブレーキペダルに対する踏力を倍力してマスタシリンダへと伝えるのに好適に用いられる気圧式倍力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両のブレーキ系統には、ブレーキペダルとマスタシリンダとの間にブースタ装置としての気圧式倍力装置が設けられている。
【０００３】
そこで、図７ないし図１１を参照してこの種の従来技術による気圧式倍力装置を、タンデム型の気圧式倍力装置を例に挙げて説明する。
【０００４】
図において、１は気圧式倍力装置のケーシングで、該ケーシング１はフロントシェル２、リアシェル３及び中間シェル４から構成され、これらは外周側で互いに気密状態で固着されている。そして、フロントシェル２には前壁２Ａの中央部にマスタシリンダ（図示せず）の一部を収納するための段付凹部２Ｂが形成されている。
【０００５】
また、リアシェル３には車両（図示せず）への取付面となる後壁３Ａから軸方向外向きに後方筒部３Ｂが突設されている。一方、中間シェル４には後述のバルブボディ７を挿通させるための孔部４Ａが、その中央部に形成されている。
【０００６】
５，６はケーシング１内に設けられたダイヤフラム等からなるパワーピストンで、該パワーピストン５は外周側がフロントシェル２と中間シェル４との間に固着され、フロントシェル２と中間シェル４との間に形成される前室を第１の負圧室（定圧室）Ａと第１の変圧室Ｂとに画成している。また、パワーピストン６は外周側がフロントシェル２とリアシェル３との間に中間シェル４を介して固着され、中間シェル４とリアシェル３との間に形成される後室を第２の負圧室（定圧室）Ｃと第２の変圧室Ｄとに画成している。
【０００７】
７はリアシェル３の後方筒部３Ｂ、中間シェル４の孔部４Ａに挿通され、ケーシング１内を軸方向変位可能に設けられたバルブボディで、該バルブボディ７は大径部７Ａ側がケーシング１内でパワーピストン５，６の内周側に固着され、小径筒部７Ｂ側がリアシェル３の後方筒部３Ｂからケーシング１の外部に延出されている。そして、バルブボディ７はパワーピストン５，６の変位に連動してケーシング１内を軸方向に変位する構成となっている。また、バルブボディ７の大径部７Ａには互いに離間して連通路８，９が形成され、連通路９は変圧室Ｂ，Ｄ間を常時連通させるものである。
【０００８】
一方、連通路８は負圧室Ａ，Ｃ間を常時連通させるものであると共に、小径筒部７Ｂ側に向けて軸方向にも延び、後述のポペット弁体１４等と共に変圧室Ｂ，Ｄを負圧室Ａ，Ｃに連通，遮断させるための弁機構を構成するものである。そして、このためにバルブボディ７の小径筒部７Ｂには、図８に示す如く連通路８の開口端側に位置して環状の弁座部７Ｃが形成され、該弁座部７Ｃにはポペット弁体１４が離着座する構成となっている。また、バルブボディ７には大径部７Ａの内周側に位置して後述の出力軸２２側へと軸方向に突出する筒状突出部７Ｄが一体形成されている。
【０００９】
さらに、バルブボディ７には弁座部７Ｃの位置から筒状突出部７Ｄに向けて軸方向に延びる貫通穴としての段付穴１０が形成され、該段付穴１０内には後述のプランジャ１９が摺動可能に挿嵌されている。また、バルブボディ７には小径筒部７Ｂの基端側に位置して径方向に延びるキー挿入穴１１と他の連通路１２とが形成され、キー挿入穴１１内には後述のストップキー２０が挿入されている。そして、連通路１２は段付穴１０内の大径部側を変圧室Ｄ内に常時連通させると共に、連通路９を介して変圧室Ｂにも常時連通する構成となっている。
【００１０】
１３は一端側がリアシェル３の後方筒部３Ｂから外部に突出し、他端側がバルブボディ７の小径筒部７Ｂ内に挿入して設けられた入力軸で、該入力軸１３は突出端側が車両のブレーキペダル（図示せず）に連結され、ブレーキ操作時には図７中の矢示Ｅ1 方向に押動操作される。また、入力軸１３の先端（他端）側には図８に示すように球形部１３Ａが一体形成され、該球形部１３Ａは後述のプランジャ１９にカシメ等の手段を用いて連結されている。
【００１１】
１４はバルブボディ７の小径筒部７Ｂ内に設けられたポペット弁体で、該ポペット弁体１４は弾性材料によって略筒状に形成され、その一端側は後述の戻しばね１６等を介して小径筒部７Ｂの内周壁に固着されている。そして、ポペット弁体１４の他端側は弱ばね１５により、図８に示すようにバルブボディ７の弁座部７Ｃに向けて常時付勢され、ポペット弁体１４は後述するプランジャ１９の当接部１９Ａとバルブボディ７の弁座部７Ｃとに離着座する構成となっている。
【００１２】
１６はバルブボディ７の小径筒部７Ｂと入力軸１３との間に配設された戻しばねで、該戻しばね１６はバルブボディ７に対して入力軸１３を図７中の矢示Ｅ2 方向に向けて常時付勢し、押動操作の解除時にはバルブボディ７がケーシング１内を図７に示す初期位置（後述のストップキー２０により規制された位置）に戻るまで、バルブボディ７に対して入力軸１３を矢示Ｅ2 方向に押圧する。これにより、入力軸１３への操作解除時に戻しばね１６は、図１１に示すようにポペット弁体１４をバルブボディ７の弁座部７Ｃから離座させるようになっている。
【００１３】
１７はバルブボディ７の小径筒部７Ｂ内に図７に示す如く装着されたフィルタで、該フィルタ１７はケーシング１の外部から小径筒部７Ｂ内に導入される外部作動気体としての空気を清浄化し、ケーシング１内にダスト等が侵入するのを防止するものである。
【００１４】
１８は小径筒部７Ｂの突出端側を保護するためのブーツを示し、該ブーツ１８は弾性材料により蛇腹状の筒体として形成され、その一端側は小径筒部７Ｂの先端面側に固着されている。また、ブーツ１８の他端側はリアシェル３の後方筒部３Ｂ先端側に取付られ、図８に示すようにリアシェル３の後方筒部３Ｂ内を摺動するバルブボディ７の小径筒部７Ｂ外周面をダスト等から保護する構成となっている。
【００１５】
１９はバルブボディ７の段付穴１０内に摺動可能に挿嵌されたプランジャで、該プランジャ１９の一端側は段付筒状に形成され、小径筒部７Ｂ内ヘと突出している。そして、プランジャ１９の突出端側には入力軸１３が固着され、プランジャ１９は入力軸１３と一体に図７中の矢示Ｅ1 ，Ｅ2 方向に変位する構成となっている。
【００１６】
ここで、プランジャ１９の突出端側には図８に示すように、バルブボディ７の弁座部７Ｃよりも小径に形成された環状弁座としての当接部１９Ａが一体に設けられ、該当接部１９Ａはポペット弁体１４に離着座することにより小径筒部７Ｂ内の大気圧を連通路１２側に導入，遮断するものである。そして、プランジャ１９の当接部１９Ａはバルブボディ７の弁座部７Ｃ及びポペット弁体１４と共に弁機構を構成し、小径筒部７Ｂ内の大気圧に対する変圧室Ｂ，Ｄの連通，遮断を制御すると共に、負圧室Ａ，Ｃに対する変圧室Ｂ，Ｄの連通，遮断を後述の如く制御する。
【００１７】
また、プランジャ１９の他端側は、図８に示す如く段付穴１０の小径部側に挿嵌された受圧凸部１９Ｂとなり、該受圧凸部１９Ｂの先端面と後述のリアクションディスク２５との間には予め決められた一定寸法の隙間Ｓが形成されている。さらに、プランジャ１９の外周側にはキー挿入穴１１と対応する位置に環状溝１９Ｃが形成され、該環状溝１９Ｃにはストップキー２０が係合状態で取付けられている。
【００１８】
２０はプランジャ１９の戻り位置を規制するストップキーで、該ストップキー２０は略長方形状の平板として形成され、バルブボディ７のキー挿入穴１１を介してプランジャ１９の環状溝１９Ｃに遊嵌状態で係合されている。そして、ストップキー２０の端部はバルブボディ７から径方向に一定寸法だけ突出し、リアシェル３側のストッパ部材２１に当接することにより、入力軸１３に対する押動操作解除時のバルブボディ７及びプランジャ１９の戻り位置を図８に示すように規制する構成となっている。
【００１９】
２２は入力軸１３の押動操作力を倍力した状態で外部に出力するための出力軸で、該出力軸２２は一端側に大径のフランジ部２２Ａが設けられ、該フランジ部２２Ａはリアクションディスク２５を介してバルブボディ７の筒状突出部７Ｄに嵌合されている。そして、入力軸１３への押動操作時に出力軸２２は図７中の矢示Ｆ1 方向に大きな出力（図９参照）をもって押動されるものである。また、出力軸２２の他端側はフロントシェル２の段付凹部２Ｂ等を介して外部へと突出し、前記マスタシリンダのピストン（図示せず）を軸方向に押圧する構成となっている。
【００２０】
２３はバルブボディ７の筒状突出部７Ｄ側に設けられたばね受で、該ばね受２３は出力軸２２のフランジ部２２Ａを介して筒状突出部７Ｄの外周側に取付けられ、戻しばね２４と共にフランジ部２２Ａの抜止めを行う構成となっている。また、戻しばね２４はばね受２３とフロントシェル２の段付凹部２Ｂとの間に配設され、バルブボディ７を図７中の矢示Ｆ2 方向に常時付勢するものである。
【００２１】
２５はバルブボディ７の筒状突出部７Ｄと出力軸２２のフランジ部２２Ａとの間に配設されたリアクション部材としてのリアクションディスクで、該リアクションディスク２５は弾性樹脂材料からなる円板として形成され、後述の如く負圧室Ａ，Ｃと変圧室Ｂ，Ｄとの間の圧力差により図７中の矢示Ｆ1 方向でバルブボディ７に発生する推力を出力軸２２に伝達する。
【００２２】
ここで、リアクションディスク２５はこのときに図１０に示すように弾性変形し、その一部がプランジャ１９の受圧凸部１９Ｂに当接する位置まで段付穴１０内に向けて寸法Ｓ1 分だけ膨出する。そして、この状態でリアクションディスク２５は出力軸２２からの反力をフランジ部２２Ａを介して受承すると共に、反力の一部を受圧凸部１９Ｂを介して入力軸１３側に伝え、ブレーキペダル側に踏み応えを発生させるものである。
【００２３】
２６はフロントシェル２に設けられた負圧導入管で、該負圧導入管２６は、例えば図７に示すようにＬ字状に屈曲したパイプ等からなり、エンジンの吸気マニホールドに逆止弁（いずれも図示せず）等を介して接続されている。そして、負圧導入管２６は前記エンジンの作動時に吸気マニホールド内で発生した負圧を負圧室Ａ，Ｃ内へと導くことにより、これらの負圧室Ａ，Ｃ内を大気圧よりも低い圧力に保持するものである。
【００２４】
２７は前記マスタシリンダをフロントシェル２に固定するための固定ボルト、さらに、２８，２８，…はリアシェル３の後壁３Ａに固着された取付ボルトで、該各取付ボルト２８はリアシェル３を含めてケーシング１全体を車両のエンジンルーム内壁等に取付けるものである。
【００２５】
このように構成された従来技術による気圧式倍力装置では、まず、車両の運転者がブレーキペダルを踏込み操作すると、これにより入力軸１３が矢示Ｅ1 方向に押動され、プランジャ１９も図８に示す隙間Ｓにおいて入力軸１３と一体に変位する。そして、プランジャ１９の変位により環状の当接部１９Ａが、バルブボディ７の弁座部７Ｃとの当接によって追従を規制されたポペット弁体１４から離座すると、バルブボディ７の小径筒部７Ｂ内から連通路１２，９を介して変圧室Ｂ，Ｄ内に大気圧が導入され、負圧室Ａ，Ｃと変圧室Ｂ，Ｄとの間に圧力差が発生する。
【００２６】
即ち、図９に示す特性線３０の如く、入力軸１３への入力（押動操作力）が入力値ｆa に達した段階でプランジャ１９の当接部１９Ａがポペット弁体１４から離座し、負圧室Ａ，Ｃと変圧室Ｂ，Ｄとの間に圧力差が発生することによってバルブボディ７が前進し、このときの推力がリアクションディスク２５を介して出力軸２２に伝達され、所謂ジャンプインが生じ、出力軸２２からの出力は出力値Ｆa まで急上昇する。そして、その後は入力軸１３への入力（ペダル踏力）が増大するに応じて出力も一定の倍力比で増大することになる。
【００２７】
また、入力軸１３への踏力が入力値ｆa を越えた状態では、負圧室Ａ，Ｃと変圧室Ｂ，Ｄとの間の圧力差に応じてバルブボディ７がパワーピストン５，６と共に矢示Ｆ1 方向に変位し、ポペット弁体１４は弁座部７Ｃに着座した状態でバルブボディ７と共に同方向に変位する。そして、この間にプランジャ１９の当接部１９Ａはポペット弁体１４に対する離着座を繰返す。
【００２８】
また、入力軸１３への踏力を任意の値に保持した状態では、図１０に示すように入力軸１３に対する矢示Ｅ1 方向の入力とリアクションディスク２５を介した矢示Ｆ2 方向の反力とが釣合った（均衡）状態を保つことにより、プランジャ１９の当接部１９Ａはポペット弁体１４に対して着座することになる。
【００２９】
さらに、ペダル（入力軸１３）を大きく踏込むことにより、図９に示す最大負荷点入力値ｆb まで入力が増大したときには、負圧室Ａ，Ｃと変圧室Ｂ，Ｄとの間の圧力差が最大となり、これ以上に入力軸１３を踏込み操作しても圧力差による倍力作用は発揮できなくなる。そして、出力軸２２は出力値Ｆb 以上の領域では入力軸１３と実質的に一体となって軸方向に変位し、フランジ部２２Ａ側がフロントシェル２の段付凹部２Ｂに当接した段階でストロークエンドに達する。
【００３０】
一方、ブレーキ操作を解除したときには、入力軸１３が戻しばね１６により矢示Ｅ2 方向に押戻され、これに伴ってプランジャ１９も同方向に引張られる。このため、プランジャ１９の当接部１９Ａは図１１に示すようにポペット弁体１４に着座し、変圧室Ｂ，Ｄを大気に対して遮断することになる。また、このときにプランジャ１９は当接部１９Ａを介してポペット弁体１４を弱ばね１５に抗して矢示Ｅ2 方向に押圧し、バルブボディ７の弁座部７Ｃからポペット弁体１４を強制的に離座させる。
【００３１】
この結果、負圧室Ａ，Ｃと変圧室Ｂ，Ｄとが連通路８，１２等を介して互いに連通することになり、負圧室Ａ，Ｃ内の負圧が変圧室Ｂ，Ｄ側に導入されることにより負圧室Ａ，Ｃと変圧室Ｂ，Ｄとがブレーキ操作解除前の圧力差よりも低い圧力差になる。そして、出力軸２２はバルブボディ７と共に戻しばね２４により矢示Ｆ2 方向に押戻され、最終的にはストップキー２０の突出端側が図８に示す如くストッパ部材２１に当接することになる。
【００３２】
そして、ストップキー２０がストッパ部材２１に当接した状態で、プランジャ１９の最終戻り位置が規制され、パワーピストン５，６、バルブボディ７、入力軸１３及び出力軸２２等が図７に示す初期位置に復帰する。また、ポペット弁体１４は、このときにバルブボディ７の弁座部７Ｃとプランジャ１９の当接部１９Ａとに着座し、変圧室Ｂ，Ｄを負圧室Ａ，Ｃと同様の負圧状態に保ったまま次なるブレーキ操作に備えることになる。
【００３３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術では、ブレーキ操作時に図９中の特性線３０に沿って入力軸１３への踏力（入力）に対して倍力した出力を出力軸２２から取出すことができる。しかし、ブレーキ操作の解除時には、入力に対する出力が前記ブレーキ操作時の場合よりも大きな値となり、図９中に示す特性線３１のように入力に対して出力が低下していく特性となる。
【００３４】
このため、入力軸１３と出力軸２２との間の入出力特性には、ブレーキ操作時（ペダルの踏込み時及び踏込み保持時）とその解除時（ペダルの踏戻し時）との間で、同じ入力の大きさに対して出力の大きさがブレーキ解除時により大きくなるといったヒステリシスが発生し、ブレーキの解除遅れが起きる等の問題が生じている。
【００３５】
即ち、このヒステリシス特性は図１０、図１１に示すようにリアクションディスク２５の挙動に起因するものである。図１０に示すブレーキ操作の均衡状態では、出力軸２２からの反力をフランジ部２２Ａを介して受承するリアクションディスク２５が、弾性変形してプランジャ１９の受圧凸部１９Ｂに当接する位置まで段付穴１０内に向けて寸法Ｓ1 分だけ膨出し、反力の一部を受圧凸部１９Ｂを介して入力軸１３側に伝えている。
【００３６】
しかし、この均衡状態からブレーキ操作を解除したときには、プランジャ１９が入力軸１３と一体に戻しばね１６によって矢示Ｅ2 方向に押戻され、プランジャ１９は、図１１に示すようにバルブボディ７の弁座部７Ｃからポペット弁体１４を離座させる。そして、この間に亘りリアクションディスク２５は出力軸２２側から矢示Ｆ2 方向の戻し力を受承し続けるので、図１１に示すようにリアクションディスク２５の膨出量は、上記均衡状態に対して寸法Ｓ2 （Ｓ2 ＞Ｓ1 ）まで増大することになる。
【００３７】
このため、ブレーキ操作時とブレーキ操作の解除時とでは、図９中の特性線３０，３１の如く入出力特性がヒステリシスをもつことになり、ブレーキ操作の解除時にはブレーキペダルに粘り感等が残って、ブレーキの解除遅れが生じ易くなり、ブレーキフィーリングが悪くなる虞れがある。
【００３８】
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、本発明は入出力特性にヒステリシスが発生するのを抑え、入力軸に対する押動解除時の応答性を高めることができ、例えばブレーキの解除動作を早期に行うことができると共に、ブレーキフィーリングを向上できるようにした気圧式倍力装置を提供することを目的としている。
【００３９】
また、本発明の他の目的は、入力に対する出力の倍力比を複数段で切換えることができ、例えば緊急のブレーキ操作時にも十分に大きなブレーキ力を出力として発生できると共に、入出力特性に発生し易いヒステリシスを小さく抑えることができるようにした気圧式倍力装置を提供することにある。
【００４０】
【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、本発明は、ケーシングと、外周側が該ケーシングに固着され、該ケーシング内を定圧室と変圧室とに画成するパワーピストンと、該パワーピストンの内周側に固着され、前記ケーシング内における該パワーピストンの変位に連動して軸方向に変位可能となったバルブボディと、一端側が前記ケーシングの一側外部に突出し、他端側が該バルブボディに挿入して設けられた入力軸と、外部作動気体に対する前記変圧室の連通，遮断及び前記定圧室に対する前記変圧室の連通，遮断を、前記バルブボディ内に設けられたポペット弁体と協働して行うために前記バルブボディ内に設けられ、該入力軸の押動操作により前記バルブボディに対して相対変位するプランジャと、一端側が前記バルブボディに嵌合され、他端側が前記ケーシングの他側より外部に突出した出力軸と、該出力軸の一端側と前記バルブボディとの間に介在され、前記入力軸の押動操作時に前記変圧室と定圧室との間の圧力差によって前記バルブボディに発生する推力を該出力軸に伝達すると共に、該出力軸からの反力の一部を前記プランジャに伝えるリアクション部材とからなる気圧式倍力装置に適用される。
【００４１】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記プランジャは、前記入力軸の他端側が一体的に取付けられ、前記ポペット弁体を作動させる入力軸側部材と、該入力軸側部材に対し相対変位可能に設けられ、前記入力軸の押動時に前記出力軸からの反力が前記リアクション部材に伝達されているときには該リアクション部材が当接する第１の出力軸側部材と、前記入力軸側部材及び第１の出力軸側部材に対して相対変位可能に該第１の出力軸側部材に外装され、前記入力軸の押動時に前記出力軸からの反力が前記リアクション部材に伝達されているときには該リアクション部材が当接し、外周側には前記バルブボディに対する係止部が設けられた第２の出力軸側部材と、前記第１の出力軸側部材と入力軸側部材との間に配設され、前記入力軸の非押動時に前記出力軸からの反力が前記リアクション部材に伝達されていないときには、前記第１の出力軸側部材と入力軸側部材との間に自由長状態で介在された第１のスプリング部材と、前記第２の出力軸側部材と入力軸側部材との間に前記第１のスプリング部材と並列に配設され、前記入力軸の非押動時に前記出力軸からの反力が前記リアクション部材に伝達されていないときには、前記第２の出力軸側部材と入力軸側部材との間に自由長状態で介在された第２のスプリング部材とから構成し、前記バルブボディには、前記入力軸の押動により前記出力軸からの反力が前記リアクション部材に伝達され前記第１の出力軸側部材が入力軸側部材に対して相対変位しているときに、その途中で前記第２の出力軸側部材の係止部に当接し、前記第２の出力軸側部材がバルブボディに対して相対変位するのを規制する段部を設けたことにある。
【００４２】
このように構成することにより、例えばブレーキ操作を行うために入力軸を押動すると、入力軸側部材が入力軸と一体に変位してポペット弁体を作動させ、変圧室と定圧室との間に圧力差が発生する。そして、バルブボディは圧力差によって出力軸側に押動され、出力軸に第１の倍力比をもった出力を発生させる。このときに、出力軸からの反力がリアクション部材を通じて第１，第２の出力軸側部材に伝わることにより、該第１，第２の出力軸側部材が入力軸側部材に向けて相対変位し、第１，第２のスプリング部材を反力に対応した撓み量で弾性変形させると共に、入力軸にも入力軸側部材等を介して反力が伝えられる。
【００４３】
さらに、この状態で入力軸への押動操作力を大きくし、これに応じて出力軸からの反力が増大することにより、第２の出力軸側部材に設けた係止部がバルブボディの段部に当接したときには、該バルブボディに対する第２の出力軸側部材の相対変位が規制されるので、出力軸からの反力は第１の出力軸側部材、第１のスプリング部材及び入力軸側部材を通じて入力軸へと伝えられることになり、入力に対する出力の関係を前記第１の倍力比よりも大きい第２の倍力比をもった入出力特性とすることができる。
【００４４】
一方、ブレーキ操作を解除するために入力軸への押動を開放したときには、入力軸側部材が入力軸と共にブレーキ操作時とは逆向きに戻され、バルブボディに対してポペット弁体を相対変位させることにより、前記変圧室を定圧室に連通させて両者の圧力差を漸次減少させる。そして、入力の低下に対応して出力も漸次低下されるが、出力軸が初期位置に復帰するまでは第１，第２のスプリング部材が弾性変形状態にあり、第１，第２の出力軸側部材をリアクション部材に向けて押圧し続ける。
【００４５】
これによって、第１，第２のスプリング部材は自由長状態に復帰するまで、第１，第２の出力軸側部材をリアクション部材に向けて付勢できるから、該リアクション部材がこれらの出力軸側部材と共に入力軸側部材に向けて後退するように相対変位するのを抑制でき、入出力特性がブレーキ操作時とブレーキ操作の解除時とで異なる特性になるのを防止できる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による気圧式倍力装置を図１ないし図６に従って詳細に説明する。なお、実施の形態では前述した従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００４７】
ここで、図１ないし図５は本発明の第１の実施の形態を示している。図中、４１は本実施の形態で採用したバルブボディで、該バルブボディ４１は従来技術で述べたバルブボディ７とほぼ同様に大径部４１Ａ、小径筒部４１Ｂ、弁座部４１Ｃ、筒状突出部４１Ｄ等によって構成されると共に、連通路８，９，１２及びキー挿入穴１１が形成されている。
【００４８】
しかし、該バルブボディ４１では、弁座部４１Ｃから筒状突出部４１Ｄに向けて軸方向に穿設された段付穴４２が異なる形状を有し、該段付穴４２の端部側に位置して筒状突出部４１Ｄの内周側には、図２に示すように後述の段付スリーブ４９に対する軸受筒となったカラー４３が着脱可能に嵌合されている。また、バルブボディ４１にはカラー４３よりも段付穴４２の奥所側に環状の段部４１Ｅが形成され、該段部４１Ｅとカラー４３との間には、段付スリーブ４９が段付穴４２内で軸方向に相対変位可能に配設されている。
【００４９】
４４はバルブボディ４１の段付穴４２内に設けられたプランジャで、該プランジャ４４は従来技術で述べたプランジャ１９とは異なり、図２に示すように後述の可動弁座４５、反力ピストン４６、段付スリーブ４９、内側スプリング５０及び外側スプリング４９等によって構成されている。
【００５０】
４５はバルブボディ４１の段付穴４２内に摺動可能に挿嵌され、プランジャ４４の一部を構成する入力軸側部材としての可動弁座を示し、該可動弁座４５は一端側が段付筒状に形成され、バルブボディ４１の小径筒部４１Ｂ内ヘと突出している。そして、可動弁座４５の突出端側には入力軸１３の球形部１３Ａがカシメ等の手段で固定され、これにより可動弁座４５は入力軸１３と一体となって図１中の矢示Ｅ1 ，Ｅ2 方向に変位する構成となっている。
【００５１】
ここで、可動弁座４５の突出端側には図２に示すように、バルブボディ４１の弁座部４１Ｃよりも小径に形成された環状弁座としての当接部４５Ａが一体に設けられ、該当接部４５Ａはポペット弁体１４に離着座することにより、小径筒部４１Ｂ内の大気圧を連通路１２側に導入させたり、遮断したりする。
【００５２】
そして、可動弁座４５の当接部４５Ａは、バルブボディ４１の弁座部４１Ｃ及びポペット弁体１４と共に弁機構を構成し、小径筒部４１Ｂ内の大気圧に対する変圧室Ｂ，Ｄの連通，遮断を制御すると共に、負圧室Ａ，Ｃに対する変圧室Ｂ，Ｄの連通，遮断を後述の如く制御する。
【００５３】
また、可動弁座４５の他端側には筒形突部４５Ｂが一体形成され、その内周側は円形の凹部４５Ｃとなっている。そして、可動弁座４５の凹部４５Ｃ内には、図２に示す如く後述する反力ピストン４６の軸部４６Ｂ先端側が隙間Ｓ11をもって挿入されている。さらに、可動弁座４５の中間部外周側にはキー挿入穴１１と対応する位置に環状溝４５Ｄが形成され、該環状溝４５Ｄには従来技術と同様にストップキー２０が係合状態で取付けられている。
【００５４】
４６はバルブボディ４１の段付穴４２内に段付スリーブ４９等を介して挿入され、可動弁座４５に対して相対変位可能となった第１の出力軸側部材としての反力ピストンを示している。該反力ピストン４６は基端側が段付スリーブ４９の内周側に摺動可能に挿嵌され、その外周側には環状の鍔部４６Ａが一体形成されている。そして、反力ピストン４６は基端側端面がリアクションディスク２５と軸方向で対面し、ブレーキ操作が完全に解除された状態ではリアクションディスク２５との間に、予め決められた寸法の隙間Ｓが図２に示す如く形成される。
【００５５】
一方、ブレーキ操作時には、従来技術でも述べたように出力軸２２からの反力で、リアクションディスク２５が図３に示す如く弾性変形することにより、反力ピストン４６は基端側がリアクションディスク２５に当接する。そして、反力ピストン４６は、このときの反力を内側スプリング５０等を介して可動弁座４５側に伝えることになる。
【００５６】
また、反力ピストン４６には、バルブボディ４１の段付穴４２内を可動弁座４５の凹部４５Ｃに向けて軸方向に延びる軸部４６Ｂが一体形成され、該軸部４６Ｂの先端側は凹部４５Ｃ内に挿入されている。そして、反力ピストン４６の軸部４６Ｂ先端は、入力軸１３を後述の最大負荷点入力ｆb1以上まで強く押動したときに、リアクションディスク２５からの反力によって可動弁座４５の凹部４５Ｃ内へと底面に当接する位置まで押込まれ、このときに反力ピストン４６は可動弁座４５の筒形突部４５Ｂとの間でスプリング５０，５１の最大撓み量を規制するものである。
【００５７】
４７は反力ピストン４６の軸部４６Ｂ先端側に着脱可能に取付けられた抜止め部材としての止め輪、４８は該止め輪４７により軸部４６Ｂの先端側外周に抜止め状態に保持されたばね受で、該ばね受４８は環状のプレート等から形成され、その内周側には反力ピストン４６の軸部４６Ｂ先端側が摺動可能に挿嵌されている。そして、ばね受４８は可動弁座４５の筒形突部４５Ｂとスプリング５０，５１との間に配設され、スプリング５０，５１が撓み変形したときのばね力を、可動弁座４５に出力軸２２からの反力として伝える。
【００５８】
４９は反力ピストン４６の基端側外周に位置してバルブボディ４１の段付穴４２内に相対変位可能に挿入された第２の出力軸側部材としての段付スリーブで、該段付スリーブ４９は反力ピストン４６の基端側に外装され、カラー４３の内周側に摺動可能に挿嵌された短尺の筒状体として形成されている。そして、段付スリーブ４９の外周側には径方向外向きに突出する環状のフランジ部４９Ａが一体に形成され、該フランジ部４９Ａはバルブボディ４１の段部４１Ｅに当接する係止部を構成している。
【００５９】
ここで、段付スリーブ４９のフランジ部４９Ａは、ブレーキ操作の途中までは図２に示す如くクリアランスＣ1 をもってバルブボディ４１の段部４１Ｅから離間し、入力軸１３側の操作力が図５に示す入力値ｆc1に達したときにクリアランスＣ1 が零（Ｃ1 ＝０）となって、フランジ部４９Ａがバルブボディ４１の段部４１Ｅに当接することにより、バルブボディ４１に対する段付スリーブ４９の相対変位が規制されることになる。
【００６０】
また、段付スリーブ４９の内周側には、反力ピストン４６の抜止めを行う環状の段差部４９Ｂが形成され、常時は該段差部４９Ｂと反力ピストン４６の鍔部４６Ａとの間に、図２に示す如くクリアランスＣ2 が確保されている。そして、段付スリーブ４９は内周側のクリアランスＣ2 が外周側のクリアランスＣ1 よりも大きくなるように形成され、図５に示す入力値ｆc1でクリアランスＣ1 が零になった場合でも、クリアランスＣ2 が零になることはない（Ｃ2 ＞０）。
【００６１】
５０はバルブボディ４１の段付穴４２内に位置して反力ピストン４６とばね受４８との間に配設された第１のスプリング部材としての内側スプリングで、該内側スプリング５０は反力ピストン４６の軸部４６Ｂ周囲に挿通されたコイルばね等からなり、図２に示す如く反力ピストン４６が出力軸２２からの反力を受承するまで（リアクションディスク２５と反力ピストン４６との間に隙間Ｓが形成されているとき）は、反力ピストン４６とばね受４８との間に自由長状態で配設されるものである。
【００６２】
即ち、ブレーキ操作を行う前の段階で可動弁座４５等が図１、図２に示す初期位置に復帰している状態では、反力ピストン４６とばね受４８との間に内側スプリング５０は自由長状態で介在（介装）され、このときに内側スプリング５０はばね力を可動弁座４５と反力ピストン４６とのいずれにも与えることはない。そして、ブレーキ操作により、入力軸１３を図１、図２に示す初期状態作動状態から矢示Ｅ1 方向に押動し、所謂ジャンプイン後の均衡状態に達した段階では、図３に示すように出力軸２２からの反力によりリアクションディスク２５は弾性変形し、反力の一部が反力ピストン４６に伝達される。
【００６３】
このため、内側スプリング５０は反力ピストン４６側からの反力により可動弁座４５側のばね受４８との間で撓み変形され、反力に対応したばね力をもって可動弁座４５と反力ピストン４６とを互いに逆向きに付勢し、ジャンプイン後の均衡状態を保つ。そして、内側スプリング５０は反力ピストン４６からの反力が増大するに応じて漸次圧縮変形され、軸部４６Ｂの先端が可動弁座４５の凹部４５Ｃに当接するまで圧縮変形される構成となっている。
【００６４】
また、ブレーキ操作を解除したときにも、可動弁座４５等が初期位置に復帰するまでの間（出力軸２２からの反力がリアクションディスク２５に伝達されている間）は、内側スプリング５０が図４に示すように撓み変形を続ける。これにより、内側スプリング５０は反力ピストン４６を図４中の矢示Ｆ1 方向に付勢し続けることになり、反力ピストン４６の端面に向けたリアクションディスク２５の膨出量を実質的に一定の大きさ（図４中に示す寸法Ｓa ）に保持し、後述のヒステリシス防止作用を行うものである。
【００６５】
５１はバルブボディ４１の段付穴４２内に位置して段付スリーブ４９のフランジ部４９Ａとばね受４８との間に配設された第２のスプリング部材としての外側スプリングで、該外側スプリング５１は内側スプリング５０と同様にコイルばね等によって構成されているものの、該外側スプリング５１は内側スプリング５０よりもコイル径が大きく、自由長状態での全長も一定寸法だけ長く形成されている。また、外側スプリング５１は、段付スリーブ４９とばね受４８との間に内側スプリング５０と並列に配設されている。そして、外側スプリング５１は、図２に示す如く段付スリーブ４９が出力軸２２からの反力を受承するまで、段付スリーブ４９とばね受４８との間に自由長状態で配設されるものである。
【００６６】
即ち、ブレーキ操作を行う前の段階で可動弁座４５等が図１、図２に示す初期位置に復帰している状態では、段付スリーブ４９とばね受４８との間に外側スプリング５１は自由長状態で介在（介装）され、可動弁座４５と段付スリーブ４９とのいずれにもばね力を作用させることはない。そして、ブレーキ操作により、入力軸１３を図１、図２に示す初期状態作動状態）から矢示Ｅ1 方向に押動し、所謂ジャンプイン後の均衡状態に達した段階では、図３に示すように出力軸２２からの反力によりリアクションディスク２５は弾性変形し、反力の一部が段付スリーブ４９に伝達される。
【００６７】
このため、外側スプリング５１は段付スリーブ４９側からの反力により可動弁座４５側のばね受４８との間で撓み変形され、反力に対応したばね力をもって可動弁座４５と段付スリーブ４９とを互いに逆向きに付勢する。そして、外側スプリング５１は段付スリーブ４９からの反力が増大するに応じて漸次圧縮変形され、例えば段付スリーブ４９のフランジ部４９Ａがバルブボディ４１の段部４１Ｅに当接するまで圧縮変形される構成となっている。
【００６８】
また、ブレーキ操作を解除したときには、外側スプリング５１も内側スプリング５０と同様に、可動弁座４５等が初期位置に復帰するまで図４に示すように撓み変形を続ける。これにより、外側スプリング５１は段付スリーブ４９を図４中の矢示Ｆ1 方向に付勢し続けることになり、段付スリーブ４９の端面側に向けたリアクションディスク２５の膨出量を実質的に一定の大きさ（寸法Ｓb ）に保持し、後述のヒステリシス防止作用を行うものである。
【００６９】
さらに、外側スプリング５１と内側スプリング５０とは、段付スリーブ４９が段差部４９Ｂにより反力ピストン４６の鍔部４６Ａに対して抜止めされ、ばね受４８が止め輪４７により反力ピストン４６の軸部４６Ｂ先端側に抜止め状態に保持されることにより、反力ピストン４６に対してばね受４８及び段付スリーブ４９と共にサブアッシー化され、後述の如く組付け作業時に単一のユニットとして取扱われる構成となっている。
【００７０】
本実施の形態による気圧式倍力装置は上述の如き構成を有するもので、その基本的作動については従来技術によるものと格別差異はない。
【００７１】
然るに、本実施の形態によれば、バルブボディ４１の段付穴４２内に位置して入力軸１３と出力軸２２側のリアクションディスク２５との間に配設したプランジャ４４を、入力軸１３の球形部１３Ａに固着されポペット弁体１４に離着座することにより該ポペット弁体１４を作動させる可動弁座４５と、該可動弁座４５とリアクションディスク２５との間に相対変位可能に配設されリアクションディスク２５からの反力を受承する反力ピストン４６と、該反力ピストン４６の基端側外周とカラー４３との間に摺動可能に挿嵌されリアクションディスク２５からの反力を受承する段付スリーブ４９と、反力ピストン４６、段付スリーブ４９と可動弁座４５との間にばね受４８を介して配設され常時は自由長状態におかれた内側スプリング５０、外側スプリング５１とから構成したので、下記のような作用効果を得ることができる。
【００７２】
即ち、車両の運転者がブレーキペダルを踏込み操作したときには、入力軸１３が可動弁座４５と共に矢示Ｅ1 方向に押動されることにより、可動弁座４５の当接部４５Ａがポペット弁体１４を開弁させ、変圧室Ｂ，Ｄ内に大気圧が導入される。これにより、負圧室Ａ，Ｃと変圧室Ｂ，Ｄとの間に圧力差が発生し、出力軸２２はパワーピストン５，６及びバルブボディ４１を介して矢示Ｆ1 方向の出力を発生させる。
【００７３】
また、このとき、リアクションディスク２５は出力軸２２からの反力により弾性変形するから、リアクションディスク２５は反力ピストン４６と段付スリーブ４９の基端側端面に当接する位置までカラー４３（段付穴４２）内に向けて図３中の寸法Ｓa ，Ｓb 分だけ膨出する。
【００７４】
これにより、内側スプリング５０は反力ピストン４６と可動弁座４５との間で出力軸２２（リアクションディスク２５）から反力ピストン４６に、図３中に示す受圧面積Ａp をもって伝達される反力で弾性的に撓み変形され、反力ピストン４６をリアクションディスク２５側に向けて前記反力に対応したばね力で押圧することになる。
【００７５】
また、外側スプリング５１はリアクションディスク２５から段付スリーブ４９に、図３中の受圧面積（Ａs −Ａp ）をもって伝達される反力により弾性的に撓み変形され、段付スリーブ４９をリアクションディスク２５側へと前記反力に対応したばね力で押圧することになる。
【００７６】
このとき、図５に示す特性線５２の如く、入力軸１３への入力（押動操作力）が入力値ｆa1に達した段階で所謂ジャンプインが動的に発生することにより、出力軸２２からの出力は出力値Ｆa1まで急上昇する。そして、その後は入力軸１３への入力（ペダル踏力）が増大するに応じて出力も第１の倍力比ＫA で特性線部５２Ａの如く増大することになる。
【００７７】
この場合、入力に対する出力の第１の倍力比ＫA は、出力軸２２に対するリアクションディスク２５の受圧面積Ａo と、反力ピストン４６の受圧面積Ａp 及び段付スリーブ４９の受圧面積（Ａs −Ａp ）とから、
【００７８】
【数１】

なる受圧面積比として求められる。
【００７９】
また、反力ピストン４６と段付スリーブ４９とは、リアクションディスク２５と可動弁座４５との間に、内側スプリング５０と外側スプリング５１とを介して相対変位可能に設けられているから、リアクションディスク２５の膨出量を寸法Ｓa として、例えば図１０に示す従来技術で述べた膨出量Ｓ1 に比較してより大きい膨出量（Ｓa ＞Ｓ1 ）に設定することができ、前記ジャンプイン時の出力値Ｆa1を図９に例示した従来技術の出力値Ｆa に比較して増大できると共に、倍力比ＫA 自体も大きく設定することができる。
【００８０】
次に、入力軸１３の踏込操作力をさらに増大させ、図５に示す入力値ｆc1まで入力が増大したときには、段付スリーブ４９のフランジ部４９Ａがバルブボディ４１の段部４１Ｅに当接して、図３に示すクリアランスＣ1 が零（Ｃ1 ＝０）となり、バルブボディ４１に対する段付スリーブ４９の相対変位が規制される。なお、このときにも反力ピストン４６の鍔部４６Ａと段付スリーブ４９の段差部４９Ｂとの間のクリアランスＣ2 が、図３に示す如く零になることはなく（Ｃ2 ＞０）、反力ピストン４６の軸部４６Ｂ先端と可動弁座４５の凹部４５Ｃとの間にも隙間Ｓ12（Ｓ11＞Ｓ12＞０）が確保される。
【００８１】
そして、この段階ではバルブボディ４１に対する段付スリーブ４９の相対変位が規制され、反力ピストン４６のみがバルブボディ４１に対して相対変位可能となっているから、リアクションディスク２５からの反力は反力ピストン４６により図３中の受圧面積Ａp をもって伝達され、この反力により内側スプリング５０が弾性的に撓み変形されると共に、可動弁座４５側にはこの反力に対応した力が伝えられることになる。
【００８２】
このため、図５に示す特性線５２の如く、入力軸１３への入力（押動操作力）が入力値ｆc1に達した段階では、入力の増大に応じて出力軸２２からの出力が、第２の倍力比ＫB （ＫB ＞ＫA ）で特性線部５２Ｂに沿って、出力値Ｆc1以上の大きさに上昇する。この場合、入力に対する出力の第２の倍力比ＫB は、出力軸２２に対するリアクションディスク２５の受圧面積Ａo と反力ピストン４６の受圧面積Ａp とから、
【００８３】
【数２】

なる受圧面積比として求められる。
【００８４】
また、入力軸１３をさらに大きく踏込むことにより、反力ピストン４６の鍔部４６Ａと段付スリーブ４９の段差部４９Ｂとの間のクリアランスＣ2 が零（Ｃ2 ＝０）となり、反力ピストン４６の軸部４６Ｂ先端と可動弁座４５の凹部４５Ｃとの間の隙間Ｓ12も零（Ｓ12＝０）となる。そして、入力が図５に示す最大負荷点入力ｆb1まで増大し、全負荷点Ｋp に達したときには、負圧室Ａ，Ｃと変圧室Ｂ，Ｄとの間の圧力差が最大となる。
【００８５】
そして、この段階では入力軸１３をこれ以上踏込み操作しても、圧力差による倍力作用は発揮できなくなり、出力軸２２は出力値Ｆb1以上の領域では入力軸１３と実質的に一体となって軸方向に変位する。そして、入力軸１３と出力軸２２は、フランジ部２２Ａ側が図１に示すフロントシェル２の段付凹部２Ｂに当接した段階でストロークエンドに達する。
【００８６】
一方、ブレーキ操作を解除したときには、入力軸１３が戻しばね１６により矢示Ｅ2 方向に押戻されることにより、可動弁座４５が当接部４５Ａを介してポペット弁体１４を弱ばね１５に抗して矢示Ｅ2 方向に押圧し、図４に示す如くバルブボディ４１の弁座部４１Ｃからポペット弁体１４を強制的に離座させる。
【００８７】
このとき、反力ピストン４６の軸部４６Ｂ先端と可動弁座４５の凹部４５Ｃとの間の隙間Ｓ13は、ポペット弁体１４が図４に示す隙間Ｓ14をもってバルブボディ７の弁座部７Ｃから離座することにより、図３に示した隙間Ｓ12よりも隙間Ｓ14分だけ増加する。これにより、可動弁座４５の凹部４５Ｃと軸部４６Ｂの先端との間には、図４に示す隙間Ｓ13（Ｓ13＝Ｓ12＋Ｓ14）が確保される。
【００８８】
そして、ポペット弁体１４がバルブボディ４１の弁座部４１Ｃから離座することにより、負圧室Ａ，Ｃは変圧室Ｂ，Ｄと連通路８，１２等を介して連通するから、負圧室Ａ，Ｃ内の負圧が変圧室Ｂ，Ｄに導入され、負圧室Ａ，Ｃと変圧室Ｂ，Ｄとが大気圧よりも低い圧力で実質的に同圧となる。
【００８９】
これによって、出力軸２２はバルブボディ４１と共に戻しばね２４により矢示Ｆ2 方向に押戻され、その出力は図５に示す出力値Ｆb1以下の領域を特性線５２の特性線部５２Ｂ，５２Ｂに沿って減少してゆく。そして、この間に亘ってもリアクションディスク２５は出力軸２２からの反力を矢示Ｆ2 方向の戻し力として受け、図４に示す如くリアクションディスク２５はカラー４３（段付穴４２）内へと膨出するような挙動を続ける。
【００９０】
しかし、可動弁座４５と反力ピストン４６、段付スリーブ４９との間に配設した内側スプリング５０、外側スプリング５１は撓み変形状態にあり、反力ピストン４６と段付スリーブ４９とをリアクションディスク２５側に向けて前記反力に対応した弾性復元力（ばね力）で押圧し続けるから、リアクションディスク２５の膨出量が寸法Ｓa （Ｓb ）以上に大きくなるのを抑え、リアクションディスク２５が反力ピストン４６、段付スリーブ４９と共に可動弁座４５側に向けて後退するように相対変位するのを規制できる。
【００９１】
このため、ブレーキ操作の解除時にもブレーキ操作時とほぼ同様に、図５に示す特性線５２に沿った入出力特性を得ることができ、従来技術のようにブレーキ操作時と解除時とで入出力特性にヒステリシスが発生するのを防止できる。そして、ブレーキ操作の解除時に従来技術のようにブレーキペダルに粘り感が残ったりすることがなくなり、ブレーキの解除遅れが生じる等の問題を解消することができる。
【００９２】
従って、本実施の形態によれば、図５に示す特性線５２の如く入出力特性にヒステリシスが発生するのを防止でき、ブレーキ操作の解除時に出力軸２２を早期に初期位置に復帰させ、ブレーキ解除動作を速やかに行うことができると共に、操作解除時の応答性を高めることができ、ブレーキフィーリングを向上させることができる。
【００９３】
また、通常のブレーキ操作時にあっては、入力軸１３への押動力（入力）を入力値ｆa1〜ｆc1の範囲内とすることにより、図５に示す特性線部５２Ａに沿って第１の倍力比ＫA をもった入出力特性が得られ、通常の踏み力で出力（マスタシリンダからのブレーキ力）が過大になるのを防止できる。
【００９４】
そして、緊急ブレーキの操作時等にあっては、入力軸１３への入力を図５に示す入力値ｆc1以上まで増大させることにより、特性線部５２Ｂに沿って第２の倍力比ＫB をもった入出力特性を得ることができ、このときの第２の倍力比ＫB を前記第１の倍力比ＫA よりも大きくすることができる。これにより、車両の運転者は緊急制動時にブレーキペダルを過剰に強く踏込む必要がなくなり、十分な制動力を確保することができる。
【００９５】
一方、段付スリーブ４９を段差部４９Ｂにより反力ピストン４６の鍔部４６Ａに対して抜止めし、ばね受４８を止め輪４７により反力ピストン４６の軸部４６Ｂ先端側に抜止めすることにより、内側スプリング５０と外側スプリング５１とを反力ピストン４６の外周側にサブアッシー化した状態に保持する構成としている。このため、組付け作業の途中等でスプリング５０，５１等が反力ピストン４６の外周側から脱落するのを防止でき、これらの取扱いを簡略化し、組立時の作業性を向上させることができる。
【００９６】
そして、プランジャ４４の反力ピストン４６をばね受４８、段付スリーブ４９、内側スプリング５０及び外側スプリング５１と共にサブアッシー化し、これらを単一のユニット体として組立てる構成としている。このため、バルブボディ４１の段付穴４２内にプランジャ４４を組付けるときには、図２中の矢示Ｅ1 方向から可動弁座４５を段付穴４２内に挿入し、逆に矢示Ｆ2 方向から反力ピストン４６のユニット体を段付穴４２内に挿入することにより、段付穴４２内でプランジャ４４を簡単に組立てることができる。
【００９７】
また、バルブボディ４１の段付穴４２内に反力ピストン４６のユニットを挿入した後には、カラー４３を段付穴４２内に筒状突出部４１Ｄ側から嵌合させることにより、ユニット体の抜止めを容易に行うことができ、これによっても組立時の作業性を向上できる。
【００９８】
さらに、予め内径が異なる複数種類のカラー４３を用意すると共に、これらのカラー４３に対応させて反力ピストン４６のユニット体も複数種類用意しておくことにより、受圧面積Ａp ，Ａs の異なる複数種類のプランジャ４４を容易に製作でき、気圧式倍力装置の他の構成部品を同じにしても、倍力比の変更等に簡単に対処することができる。
【００９９】
次に、図６は本発明の第２の実施の形態を示し、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。しかし、本実施の形態の特徴は、図６に示す特性線６１のように入力に対する出力の倍力比を３段階で変化させる構成としたことにある。
【０１００】
ここで、特性線部６１Ａ，６１Ｂの範囲では、前記第１の実施の形態で述べた特性線部５２Ａ，５２Ｂと同様に倍力比ＫA ，ＫB をもった入出力特性を得ることができる。しかし、本実施の形態では、入出力特性が図６に示すように全負荷点Ｋp に達する前に、反力ピストン４６の鍔部４６Ａを段付スリーブ４９の段差部４９Ｂに当接させ、入力軸１３側の入力が入力値ｆd1に到達したときに、図３等に例示したクリアランスＣ2 が零（Ｃ2 ＝０）となるように設定している。
【０１０１】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができるが、特に本実施の形態では、入力が入力値ｆd1に達したときに、特性線部６１Ｃに沿って出力を出力値Ｆd1からＦd2（全負荷点Ｋp ）まで急激に上昇させることができ、入力に対する出力の倍力比を３段階で変化させることが可能となる。
【０１０２】
なお、前記第１の実施の形態では、反力ピストン４６の基端側外周に鍔部４６Ａを設け、段付スリーブ４９の内周側には段差部４９Ｂを設けるものとして述べたが、本発明はこれに限らず、例えば鍔部４６Ａと段差部４９Ｂとの少なくとも一方を廃止し、反力ピストン４６と段付スリーブ４９との抜止め機能をなくす構成としてもよい。
【０１０３】
また、前記各実施の形態では、第１，第２の負圧室Ａ，Ｃと変圧室Ｂ，Ｄとを有するタンデム型の気圧式倍力装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えばシングル型の気圧式倍力装置に適用してもよいものである。
【０１０４】
【発明の効果】
以上詳述した如く、請求項１に記載の発明によれば、プランジャの入力軸側部材と第１，第２の出力軸側部材との間に、ブレーキの非作動時に自由長状態におかれる第１，第２のスプリング部材を並列に配設し、第２の出力軸側部材の外周部に形成した係止部をバルブボディの段部に当接させることにより、入力軸の押動時に前記第１の出力軸側部材が入力軸側部材に対して相対変位している途中で、第２の出力軸側部材がバルブボディに対して相対変位するのを規制する構成としているから、例えば入力軸を押動操作したときに第１，第２のスプリング部材を弾性変形させ、押動操作の解除時には第１，第２のスプリング部材により第１，第２の出力軸側部材をリアクション部材に向けて押圧でき、該リアクション部材が入力軸側部材に向けて後退するように相対変位するのを抑えることができる。従って、入出力特性にヒステリシスが発生するのを防止でき、入力軸に対する押動解除時の応答性を高めることができると共に、例えばブレーキの解除動作を速やかに行うことができ、ブレーキフィーリングを向上させることができる。
【０１０５】
また、入力軸を押動操作したときには、第１，第２の出力軸側部材をバルブボディ内で相対変位させ、最初に第１の倍力比をもった入出力特性を得ることができ、この間に第１，第２のスプリング部材を弾性的に圧縮変形できる。そして、第２の出力軸側部材の係止部がバルブボディの段部に当接して、バルブボディに対する第２の出力軸側部材の相対変位を規制した段階では、前記第１の倍力比よりも大きい第２の倍力比をもった入出力特性を得ることができる。これにより、入力に対する出力の倍力比を複数段で切換えることができ、例えば緊急のブレーキ操作時にも十分に大きなブレーキ力を出力として発生させ、ブレーキの操作性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による気圧式倍力装置を示す縦断面図である。
【図２】プランジャ等を示す図１中の要部拡大図である。
【図３】ブレーキ操作時におけるプランジャの動きを示す図２と同様の拡大図である。
【図４】ブレーキ操作の解除時におけるプランジャの動きを示す図２と同様の拡大図である。
【図５】第１の実施の形態による気圧式倍力装置の入出力特性を示す特性線図である。
【図６】第２の実施の形態による気圧式倍力装置の入出力特性を示す特性線図である。
【図７】従来技術による気圧式倍力装置を示す縦断面図である。
【図８】プランジャ等を示す図７中の要部拡大図である。
【図９】従来技術による気圧式倍力装置の入出力特性を示す特性線図である。
【図１０】ブレーキ操作時におけるプランジャの動きを示す図８と同様の拡大図である。
【図１１】ブレーキ操作の解除時におけるプランジャの動きを示す図８と同様の拡大図である。
【符号の説明】
１ ケーシング
２ フロントシェル
３ リアシェル
４ 中間シェル
５，６ パワーピストン
８，９，１２ 連通路
１３ 入力軸
１４ ポペット弁体
２２ 出力軸
２５ リアクションディスク（リアクション部材）
４１ バルブボデー
４１Ａ 大径部
４１Ｂ 小径筒部
４１Ｃ 弁座部
４１Ｅ 段部
４２ 段付穴
４３ カラー
４４ プランジャ
４５ 可動弁座（入力軸側部材）
４６ 反力ピストン（第１の出力軸側部材）
４８ ばね受
４９ 段付スリーブ（第２の出力軸側部材）
４９Ａ フランジ部（係止部）
４９Ｂ 段差部
５０ 内側スプリング（第１のスプリング部材）
５１ 外側スプリング（第２のスプリング部材）
Ａ，Ｃ 負圧室（定圧室）
Ｂ，Ｄ 変圧室
ＫA ，ＫB 倍力比

Claims (1)

1. ケーシングと、外周側が該ケーシングに固着され、該ケーシング内を定圧室と変圧室とに画成するパワーピストンと、該パワーピストンの内周側に固着され、前記ケーシング内における該パワーピストンの変位に連動して軸方向に変位可能となったバルブボディと、一端側が前記ケーシングの一側外部に突出し、他端側が該バルブボディに挿入して設けられた入力軸と、外部作動気体に対する前記変圧室の連通，遮断及び前記定圧室に対する前記変圧室の連通，遮断を、前記バルブボディ内に設けられたポペット弁体と協働して行うために前記バルブボディ内に設けられ、該入力軸の押動操作により前記バルブボディに対して相対変位するプランジャと、一端側が前記バルブボディに嵌合され、他端側が前記ケーシングの他側より外部に突出した出力軸と、該出力軸の一端側と前記バルブボディとの間に介在され、前記入力軸の押動操作時に前記変圧室と定圧室との間の圧力差によって前記バルブボディに発生する推力を該出力軸に伝達すると共に、該出力軸からの反力の一部を前記プランジャに伝えるリアクション部材とからなる気圧式倍力装置において、
   前記プランジャは、
   前記入力軸の他端側が一体的に取付けられ、前記ポペット弁体を作動させる入力軸側部材と、
   該入力軸側部材に対して相対変位可能に設けられ、前記入力軸の押動時に前記出力軸からの反力が前記リアクション部材に伝達されているときには該リアクション部材が当接する第１の出力軸側部材と、
   前記入力軸側部材及び第１の出力軸側部材に対して相対変位可能に該第１の出力軸側部材に外装され、前記入力軸の押動時に前記出力軸からの反力が前記リアクション部材に伝達されているときには該リアクション部材が当接し、外周側には前記バルブボディに対する係止部が設けられた第２の出力軸側部材と、
   前記第１の出力軸側部材と入力軸側部材との間に配設され、前記入力軸の非押動時に前記出力軸からの反力が前記リアクション部材に伝達されていないときには、前記第１の出力軸側部材と入力軸側部材との間に自由長状態で介在された第１のスプリング部材と、
   前記第２の出力軸側部材と入力軸側部材との間に前記第１のスプリング部材と並列に配設され、前記入力軸の非押動時に前記出力軸からの反力が前記リアクション部材に伝達されていないときには、前記第２の出力軸側部材と入力軸側部材との間に自由長状態で介在された第２のスプリング部材とから構成し、
   前記バルブボディには、前記入力軸の押動により前記出力軸からの反力が前記リアクション部材に伝達され前記第１の出力軸側部材が入力軸側部材に対して相対変位しているときに、その途中で前記第２の出力軸側部材の係止部に当接し、前記第２の出力軸側部材がバルブボディに対して相対変位するのを規制する段部を設けたことを特徴とする気圧式倍力装置。

Images