JP3947926B2 - 負圧式倍力装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、負圧式倍力装置に関し、特に、自動車などのブレーキ系統に使用される負圧式倍力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車などのブレーキ系統には、ブレーキペダルの踏力を倍力させてブレーキ操作をアシストするための負圧式倍力装置（バキュームブースタ）が設けられている。
【０００３】
この負圧式倍力装置は、密閉した内部空間を形成するハウジング内にパワーピストンを移動自在に配置し、そのパワーピストンによってハウジングの内部空間を真空室と変圧室とに分割し、その真空室をチェックバルブ（逆止弁）を介してエンジンのインテークマニホールドなどの負圧源と接続し、変圧室を大気と接続した構造とされている。
【０００４】
この負圧式倍力装置では、ブレーキ操作をしていない状態では、真空室と変圧室はバルブを介して連通し、変圧室は真空室と同じ負圧状態にある。ブレーキペダルに接続されるオペレーションロッドを押し込んでブレーキ操作を行うと、バルブは真空室側を閉じ、車両の室内側を開放するので室内のエアーが変圧室へと流入し、真空室と変圧室の間に圧力差が発生する。その圧力差でオペレーションロッドの前方に設けられたプッシュロッドを押し出し、ブレーキペダルの操作力を倍力して、負圧式倍力装置の前方に設けられたマスターシリンダーのピストンを駆動する。
【０００５】
この種の負圧式倍力装置における倍力比は、真空室と変圧室の圧力差に略比例するため、エンジンのインテーク圧（負圧）を倍力のエネルギー源として利用した場合、ブレーキ操作した時のインテーク圧によって左右される。インテーク圧は、アクセルペダルを踏んだ加速状態のようにエンジンスロットを開いている状態では略大気圧に等しく、またエンジンブレーキ状態のようにエンジンスロットを閉じた状態では負圧になっており、且つその負圧はエンジンの回転数によって異なるため、ブレーキ操作前の状況でブレーキ特性が大きく変化する。この影響を緩和するため、チェックバルブによりブレーキ操作前に発生した最大負圧を真空室に保持しておく構造をとっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ブレーキ操作した瞬間には、変圧室が膨張し、真空室が収縮する。
このため、真空室の負圧は、一時的に下がった後、チェックバルブを介してインテーク側の負圧を受けて上がる傾向にある。その際、車両の走行状態によっては、ブレーキ操作中において、真空室の負圧がブレーキ操作前の負圧よりも上がってしまうという不安定な挙動を示す場合がある。具体的には、制動が開始すると、真空室の負圧は、制動開始前の初期圧から一時的に下がった後、初期圧とほぼ等しい状態まで復帰し、さらに初期圧よりも上昇する。このような状況は、制動時のインテーク側の負圧がブレーキ操作前の最大負圧よりもさらに上がってしまう場合に生じる。
【０００７】
このように、真空室の圧力が初期圧よりも上昇すると、これに応じてブレーキ油圧も上昇する。このようなブレーキ操作中の真空室の負圧の変動は、運転者の任意の入力に反するものであり、場合によっては予期しない制動が得られることも考えられ、ブレーキフィーリング上好ましくない。
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決するために、ブレーキ操作後に発生するインテークの負圧変動が真空室に及ぼす影響を少なくし、安定した倍力を得てブレーキ操作を行うことのできる負圧式倍力装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様に係る負圧式倍力装置は、ハウジングと、パワーピストンと、第１及び第２の圧力室と、バルブ装置と、を備える。ハウジングの内部には、圧力空間が形成されている。パワーピストンは、ハウジング内に移動自在に配置され、圧力空間を少なくとも第１及び第２の圧力室に分割する。第１の圧力室は、負圧源に接続され、第２の圧力室は、第１の圧力室又は大気に選択的に接続される。バルブ装置は、負圧源と第１の圧力室とを接続する管路に設けられ、負圧源側の負圧が第１の圧力室側の負圧よりもその絶対値が大きく且つその差が所定値以上で、さらに負圧源側の負圧の絶対値が設定基準圧未満のとき前記管路を開放し、その他のとき前記管路を閉塞する。
【００１０】
バルブ装置は、負圧源側の負圧が第１の圧力室側の負圧よりもその絶対値が大きく且つその差が所定値以上のとき管路を開放し、その他のとき管路を閉塞するので、ブレーキ操作前の第１の圧力室内の負圧は、ブレーキ操作前に負圧源に発生した最大負圧に近い状態に保持される。
【００１１】
また、バルブ装置は、負圧源側の負圧の絶対値が設定基準値以上のとき管路を閉塞し、その他のとき管路を開放するので、第１の圧力室内の負圧の絶対値は設定基準値を超えて上がることがない。
【００１２】
上記構成によれば、ブレーキ操作後に負圧源側の負圧の絶対値が増大して設定基準値を超えたときは、バルブ装置が管路を閉塞して負圧源から第１の圧力室への負圧の供給（第１の圧力室から負圧源への気体の流通）を阻止し、第１の圧力室の負圧の絶対値は設定基準値に近い状態に維持される。このため、ブレーキ操作後に運転者の意図を超えた制動力が生じることが無くなり、運転者にとって好ましいブレーキフィーリングが得られる。
【００１３】
バルブ装置は、第１及び第２の弁を有しても良い。第１の弁は、負圧源側の負圧が第１の圧力室側の負圧よりもその絶対値が大きく且つその差が所定値以上のとき管路を開放し、その他のとき管路を閉塞する。第２の弁は、負圧源側の負圧の絶対値が設定基準値以上のとき管路を閉塞し、その他のとき管路を開放する。
【００１４】
上記構成によれば、ブレーキ操作前の第１の圧力室内の負圧は、第１の弁の機能によってブレーキ操作前に負圧源に発生した最大負圧に近い状態に保持され、ブレーキ操作後の第１の圧力室の負圧の過度の増大は、第２の弁によって阻止される。
【００１５】
バルブ装置は、第１及び第２のバネをさらに有しても良い。第１の弁は、バルブ装置から負圧源への管路を開閉し、第１のバネによって管路を閉じる方向へ付勢される。第２の弁は、バルブ装置から第１の圧力室への管路を開閉し、大気圧により管路を閉じる方向へ押圧されると共に、第２のバネによって管路を開く方向へ付勢される。第１のバネのバネ定数は、第２のバネのバネ定数よりも小さく設定する。
【００１６】
上記構成によれば、第１及び第２の弁と第１及び第２のバネとを設けるという簡単な構造によって、第１の圧力室内の負圧の絶対値が設定基準値を超えて上がることを抑えることができ、ブレーキ操作後に運転者の意図を超えた制動力が生じることが無くなり、運転者にとって好ましいブレーキフィーリングが得られる。
【００１７】
上記第１の態様において、バルブ装置は、弁本体と弁支持体と第１のバネと第２のバネとを有しても良い。弁本体は、管路を開閉自在に配置される。弁支持体は、弁本体から離間した位置から弁本体を押圧移動して弁本体によって管路を閉塞する閉塞位置まで移動自在に設けられ、大気圧により閉塞位置へ向かって押圧されると共に、第２のバネによって弁本体から離れる方向へ付勢される。第１のバネは、弁本体と弁支持体との間に配置され、管路を閉じる方向へ弁本体を付勢する。
【００１８】
負圧源側の負圧の絶対値が設定基準圧未満のときは、弁支持体は、第２のバネの付勢力により弁本体から離間する。かかる状態で、弁本体は、負圧源側の負圧が第１の圧力室側の負圧よりもその絶対値が大きく且つその差が所定値以上のとき第１のバネの付勢力に抗して管路を開放し、それ以外のとき第１のバネの付勢力により管路を閉塞する。
【００１９】
負圧源側の負圧の絶対値が設定基準圧以上のときは、弁支持体は、大気圧により第２のバネの付勢力に抗して閉塞位置へ移動し、弁本体は、弁支持体に押圧されて管路を閉塞する。
【００２０】
負圧源側の負圧の絶対値が設定基準圧未満であり、第２のバネの付勢力により弁支持体が初期位置に維持された状態では、弁本体は、負圧源側の負圧が第１の圧力室側の負圧よりもその絶対値が大きく且つその差が所定値以上のとき第１のバネの付勢力に抗して管路を開放し、それ以外のとき第１のバネの付勢力により管路を閉塞する。
【００２１】
負圧源側の負圧の絶対値が設定基準圧以上となり、弁支持体が第２のバネの付勢力に抗して閉塞位置へ移動した状態では、弁本体は管路を閉塞する。
【００２２】
上記構成によれば、弁本体と弁支持体と第１及び第２のバネとを設けるという簡単な構造によって、第１の圧力室内の負圧の絶対値が設定基準値を超えて上がることを抑えることができ、ブレーキ操作後に運転者の意図を超えた制動力が生じることが無くなり、運転者にとって好ましいブレーキフィーリングが得られる。
【００２３】
また、一つの弁本体に対して２つのバネを設けているため、省スペース化及び装置の小型化を図ることができる。
【００２４】
本発明の第２の態様に係る負圧式倍力装置は、ハウジングと、パワーピストンと、第１及び第２の圧力室と、第１のバルブと、第２のバルブと、を備える。ハウジングの内部には、圧力空間が形成されている。パワーピストンは、ハウジング内に移動自在に配置され、圧力空間を少なくとも第１及び第２の圧力室に分割する。第１の圧力室は、負圧源に接続され、第２の圧力室は、第１の圧力室又は大気に選択的に接続される。第１のバルブ及び第２のバルブは、負圧源と第１の圧力室とを接続する管路に直列に設けられ、この管路を開閉する。
【００２５】
第１のバルブは、負圧源側の負圧が第１の圧力室側の負圧よりもその絶対値が大きく且つその差が所定値以上のとき管路を開放し、その他のとき管路を閉塞する。これにより、ブレーキ操作前の第１の圧力室内の負圧は、ブレーキ操作前に負圧源に発生した最大負圧に近い状態に保持される。
【００２６】
第２のバルブ装置は、負圧源側の負圧の絶対値が設定基準値以上のとき管路を閉塞し、その他のとき管路を開放する。これにより、第１の圧力室内の負圧の絶対値は設定基準値を超えて上がることがない。
【００２７】
上記構成によれば、ブレーキ操作後に負圧源側の負圧の絶対値が増大して設定基準値を超えたときは、第２のバルブが管路を閉塞して負圧源から第１の圧力室への負圧の供給（第１の圧力室から負圧源への気体の流出）を阻止し、第１の圧力室の負圧の絶対値は設定基準値に近い状態に維持される。このため、第１の態様と同様に、ブレーキ操作後に運転者の意図を超えた制動力が生じることが無くなり、運転者にとって好ましいブレーキフィーリングが得られる。
【００２８】
また、第２のバルブを、第１のバルブと第１の圧力室との間に配置し、第１のバルブに、第１のバルブから負圧源への管路を開閉する第１の弁と、管路を閉じる方向へ第１の弁を付勢する第１のバネと、を設け、第２のバルブに、第２のバルブから第１の圧力室への管路を開閉すると共に大気圧により管路を閉じる方向へ押圧される第２の弁と、管路を開く方向へ第２の弁を付勢する第２のバネと、を設け、第１のバネのバネ定数を、第２のバネのバネ定数よりも小さく設定しても良い。
【００２９】
上記構成によれば、第１のバルブと第２のバルブとに、第１及び第２の弁と第１及び第２のバネをそれぞれ設けるという簡単な構造によって、第１の圧力室内の負圧の絶対値が設定基準値を超えて上がることを抑えることができ、ブレーキ操作後に運転者の意図を超えた制動力が生じることが無くなり、運転者にとって好ましいブレーキフィーリングが得られる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した第１実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３１】
本実施の形態の負圧式倍力装置としてのバキュームブースターは、図１に示すように、圧力空間を内部に形成するハウジング１と、このハウジング１内に移動自在に配置され、内部空間を分割するパワーピストン２と、パワーピストン２によって分割された第１の圧力室である真空室４と、第２の圧力室である変圧室５と、負圧源であるエンジンのインテークマニホールド６と真空室４との間を連通自在に接続する管路７に設けられたバルブ装置８とを備えている。
【００３２】
ハウジング１は、図１に示すように、フロントシェル１ａとリアシェル１ｂとを有している。ハウジング１は、フロントシェル１ａとリアシェル１ｂとが結合されて、内部に密閉した圧力空間（真空室４と変圧室５）を形成する。
【００３３】
パワーピストン２は、図１中矢印１００方向（図中左右方向）に移動自在に配置されている。このパワーピストン２は、ハウジング１の内部空間を、真空室４と変圧室５とに分割する。
【００３４】
パワーピストン２は、バルブボディー１０を有している。バルブボディー１０は、ハウジング１の内部から外部に亘って設けられており、パワーピストン２と一体的にハウジング１内を移動する。パワーピストン２及びバルブボディー１０は、ハウジング１内に設けられたリターンスプリング１１によって後述するブレーキペダル１２側へ付勢されている。
【００３５】
バルブボディー１０内のほぼ中心位置には、その軸芯方向に沿って移動自在にオペレーティングロッド１３が設けられている。オペレーティングロッド１３は、バルブボディー１０内に設けられた第１のスプリング１４によってブレーキペダル１２を押し戻す方向（図１中矢印１０１方向）に付勢されている。
【００３６】
オペレーティングロッド１３の一端（基端側）には、ブレーキ操作をするためのブレーキペダル１２が取り付けられている。一方、オペレーティングロッド１３の他端（先端側）には、バルブボディー１０内に摺動自在に配置されたバルブプランジャー１５が設けられている。運転者がブレーキペダル１２を踏むと、オペレーティングロッド１３が第１のスプリング１４に抗して図１中矢印１０２方向へ移動し、その先端部がバルブプランジャー１５を押す。
【００３７】
バルブボディー１０内にはプッシュロッド１６が設けられている。プッシュロッド１６は、オペレーティングロッド１３の同軸延長上に配置されている。プッシュロッド１６の一端（基端）は、バルブプランジャー１５と対向し、リアクションディスク１７を介してバルブボディー１０に取り付けられている。一方、プッシュロッド１６の他端（先端）は、ハウジング１の前端側（ブレーキペダル１２の反対側）へ突出し、リザーバタンク１８を備えたマスターシリンダー１９内のピストン２０と対向する。ブレーキペダル１２が踏み込まれると、プッシュロッド１６の先端は、マスターシリンダー１９のピストン２０と接触し、ピストン２０を図１中矢印１０３方向に押し込む。
【００３８】
バルブボディー１０には、真空室４とバルブボディー１０の内部とを連通する第１の通路２１と、変圧室５とバルブボディー１０の内部を連通する第２の通路２２とが形成されている。これら第１の通路２１と第２の通路２２は、バルブボディー１０内に設けられたポペット弁２３によって適宜遮断又は開放される。ポペット弁２３は、蛇腹形状とされた弁で、一端がバルブボディー１０に固定され、他端が第２のスプリング２４によって前方に付勢されている。
【００３９】
また、バルブボディー１０の後端側（ブレーキペダル１２側）には、フィルタ２５が設けられている。バルブボディー１０の内部は、フィルタ２５を介して大気に連通する。
【００４０】
管路７は、インテークマニホールド６と真空室４の内部とを接続する。すなわち、管路７の一端は、フロントシェル１ａに設けられた負圧導入管２６に接続され、他端はインテークマニホールド６に接続されている。
【００４１】
バルブ装置８は、管路７の途中に設けられ、真空室４とインテークマニホールド６との間の気体の流動を制御する。
【００４２】
次に、バルブ装置８の構成を、図２に基づいて説明する。
【００４３】
バルブ装置８は、第１の弁機構３０と、第２の弁機構３１とを備えている。
【００４４】
第１の弁機構３０は、円筒状の第１シリンダー本体３２と、第１弁本体（第１の弁）３３と、第１コイルスプリング（第１のバネ）３４と、導入管３５とを備えている。
【００４５】
第２の弁機構３１は、円筒状の第２シリンダー本体３６と、第２弁本体（第２の弁）３７と、第２コイルスプリング（第２のバネ）３８と、蓋体３９と、空圧ピストン４０と、シールリング（Ｏリング）４１と、導入管４２と、ストッパ４３とを備えている。
【００４６】
第２シリンダー本体３６の壁には、連結管４４の一端が貫通状態で固着されている。連結管４４の他端は、第１シリンダー本体３２の一端に挿入され固着されている。これにより、第１シリンダー本体３２の内部と第２シリンダー本体３６の内部とは、連結管４４を介して連通する。
【００４７】
導入管３５の一端は、第１シリンダー３２本体の他端に挿入され固着されている。導入管３５の他端は、管路７（図１に示す）を介してインテークマニホールド６（図１に示す）に接続されている。
【００４８】
第１弁本体３３は、第１シリンダー本体３２の内部に移動自在に収容され、第１シリンダー３２内を移動することにより、連通管４４の他端を開閉する。第１コイルスプリング３４は、第１シリンダー本体３２の内部で第１弁本体３３と導入管３５の一端との間に配置されており、第１弁本体３３を連通管４４の他端へ向かって付勢する。第１弁本体３３に、第１コイルスプリング３４の付勢力が作用し、インテークマニホールド６側と第２シリンダー本体３６内との圧力差が生じていない初期状態では、第１弁本体３３は、第１コイルスプリング３４の付勢力によって連通管４４を塞ぐ。
【００４９】
第２シリンダー本体３６の一端は、蓋体３９によって塞がれている。蓋体３９には、導入管４２の一端が貫通状態で固着されている。導入管４２の他端は、管路７及び負圧導入管２６（共に図１に示す）を介してバキュームブースターの真空室４（図１に示す）に接続されている。
【００５０】
空圧ピストン４０は、略円柱形状を有し、第２シリンダー本体３６の他端側の内部に、第２シリンダー本体３６の内側面に沿って摺動自在に収容されている。シールリング４１は、空圧ピストン４０の外周面に形成された溝内に収容され、第２シリンダー本体３６の他端側を密封する。
【００５１】
第２シリンダー本体３６の他端の内周面には雌ネジが形成され、ストッパ４３の外周面には該雌ネジと噛合する雄ネジが形成されている。これらの雌雄ネジ同士を噛合させて締め込むことにより、ストッパ４３が第２シリンダー本体３６の他端に装着される。
【００５２】
第２弁本体３７は、空圧ピストン４０から延びる棒体状の連結支持部４０ａに固定され、導入管４２の一端と対向する。空圧ピストン４０がストッパ４３と接した状態では、第２弁本体３７は、導入管４２の一端から最も離れ、導入管４２の一端を開放する。係る状態から、空圧ピストン４０が蓋体３９に向かって移動すると、第２弁本体３７は、導入管４２の一端を密封して導入管４２を塞ぐ。
【００５３】
第２コイルスプリング３８は、第２シリンダー本体３６内の蓋体３９と空圧ピストン４０との間に圧縮された状態で配置され、空圧ピストン４０をストッパ４３と接する位置へ付勢する。
【００５４】
空圧ピストン４０には、このような第２コイルスプリング３８の弾性力による図２中矢印１０５方向へ力（第２コイルスプリング３８の付勢力）と、第２シリンダー本体３６の内外の圧力差に起因する図２中矢印１０４方向への力（大気圧による押圧力）とが作用し、両者の力関係によって、空圧ピストン４０の位置が決まる。
【００５５】
第２コイルスプリング３８のバネ定数は、負圧源（インテークマニホールド６）側の負圧の絶対値が設定基準圧以上となり、第２シリンダー本体３６の内圧（負圧）の絶対値も設定基準圧以上となったときに、大気圧による押圧力が第２コイルスプリング３８の付勢力に勝って第２弁本体３７が導入管４２を塞ぐように設定されている。
【００５６】
具体的には、第２コイルスプリング３８のバネ定数は、（第２コイルスプリング３８のバネ定数）×（第２弁本体３７が導入管４２を塞いだ状態での第２コイルスプリング３８の変位量）と（空圧ピストン４０の断面積）×（設定基準圧）とが等しくなるように設定される。本実施形態では、設定基準圧を−５００mmHgとしている。
【００５７】
また、第２シリンダー本体３６に対するストッパ４３の締め込み量を増減することにより、第２コイルスプリング３８の初期変位量（初期圧縮量）が変更される。このように、第２コイルスプリング３８の初期変位量を変更することにより、空圧ピストン４０が移動を開始する圧力が変更される。
【００５８】
第１コイルスプリング３４のバネ定数とその初期変位量（第１弁本体３３が４４を塞いだ状態での第１コイルスプリング３４の圧縮量）とは、負圧源（インテークマニホールド６）側の負圧の絶対値が第２シリンダー本体３６の内圧（負圧）の絶対値よりも大きく且つその差が所定値以上のときに第１弁本体３３が第１コイルスプリング３４の付勢力に抗して移動して連通管４４を開放するように設定されている。また、第１コイルスプリング３４のバネ定数は、第２コイルスプリング３８のバネ定数よりも小さく設定されている。
【００５９】
このような構成により、第２シリンダー本体３６内の負圧の絶対値が設定基準値未満の場合は、第２コイルスプリング３８の付勢力によって第２弁本体３７が導入管４２を開放する。
【００６０】
かかる状態で、第１の弁機構３０（第１弁本体３３）は、負圧源（インテークマニホールド６）側の負圧が第２シリンダー本体３６内の負圧（真空室４側の負圧）よりもその絶対値が大きく且つその差が所定値以上のとき、管路７（連通管４４）を開放し、その他のとき管路７（連通管４４）を閉塞する。すなわち、第１の弁機構３０は、逆止弁（チェックバルブ）として機能する
一方、第２シリンダー本体３６内の負圧の絶対値が設定基準値以上の場合は、大気圧の押圧力によって第２弁本体３７が導入管４２を閉塞する。
【００６１】
すなわち、バルブ装置８は、インテークマニホールド６側の負圧が真空室４側の負圧よりもその絶対値が大きく且つその差が所定値以上で、さらにインテークマニホールド６側の負圧の絶対値が設定基準圧未満のとき管路７を開放し、その他のとき管路７を閉塞する。
【００６２】
次に、負圧式倍力装置の動作について説明する。
【００６３】
運転者がブレーキペダル１２を踏む前の状態では、図１に示すように、パワーピストン２及びバルブボディー１０がピストン２０から最も離れて位置するため、真空室４の容積が最大となり、変圧室５の容積が最小となる。真空室４は、管路７及びバルブ装置８を介してインテークマニホールド６に接続されており、バルブ装置８は、インテークマニホールド６側の負圧が真空室４側の負圧よりもその絶対値が大きく且つその差が所定値以上で、さらにインテークマニホールド６側の負圧の絶対値が設定基準圧未満のとき管路７を開放し、その他のとき管路７を閉塞するので、真空室４内の負圧は、設定基準値未満の所定圧に維持される。また、かかる状態では、真空室４とバルブボディー１０の内部とを連通する第１の通路２１が開き、変圧室５とバルブボディー１０の内部を連通する第２の通路２２が閉じている。このため、変圧室５と真空室４とは、ほぼ等しい圧力に維持される。
【００６４】
運転者がブレーキペダル１２を踏むと、第１のスプリング１４に抗してオペレーティングロッド１３が図１中矢印１０２方向に前進する。オペレーティングロッド１３が前進すると、ポペット弁２３が動作して、真空室４とバルブボディー１０の内部とを連通する第１の通路２１を閉じ、変圧室５とバルブボディー１０の内部を連通する第２の通路２２を開く。第１の通路２１が閉じることによって、真空室４と変圧室５との連通状態が遮断される。一方、第２の通路２２が開くことによって、大気が通路２２を介して変圧室５に流れ込む。
【００６５】
大気が変圧室５に流れ込むと、真空室４と変圧室５との間に圧力差が生じ、この圧力差が、パワーピストン２及びバルブボディー１０をマスターシリンダー１９側へ移動させる。従って、プッシュロッド１６は、運転者からの踏力以上の力でピストン２０を図１中矢印１０３方向に押し込み、その結果、倍力された制動力が得られる。
【００６６】
また、パワーピストン２及びバルブボディー１０の前進に伴い、真空室４の容積が減少し、真空室４内の負圧の絶対値が減少する。そして、インテークマニホールド６側の負圧が真空室４内の負圧よりもその絶対値が大きく且つその差が所定値以上となったとき、バルブ装置８が管路７を開放する。
【００６７】
バルブ装置８が管路７を開放すると、真空室４内の空気がインテークマニホールド６側へ流通し、真空室４内の負圧の絶対値が増大する。そして、真空室４内の負圧の絶対値とインテークマニホールド６側の負圧の絶対値との差が所定値未満となったとき、又はインテークマニホールド６側の負圧の絶対値が設定基準圧以上となったとき、バルブ装置８は管路７を閉塞する。
【００６８】
次に、制動時における踏力と真空室内の負圧とブレーキ油圧との関係について、図３及び図４に基づいて説明する。図３は、本実施形態のバルブ装置８を備えた負圧式倍力装置による制動試験の結果であり、図４は、管路にチェックバルブのみを備えた負圧式倍力装置による比較試験の結果である。なお、真空室及び変圧室の圧力線図は負圧をプラスとして表示している。また、バルブ装置８の設定基準圧は、制動操作前の真空室４の負圧の絶対値と略等しくなるように、予め設定されている。
【００６９】
図３に示すように、運転者がブレーキペダル１２を踏んで制動を開始する（図中Ａ1 点で示す）と、真空室４の負圧（図中破線で示す）は、真空室４の容積の増大によって一時的に低下する（図中Ｂ1 点で示す）が、インテークマニホールド６からの負圧を受けて直ぐに上昇して制動開始前の圧力状態まで復帰し（図中Ｃ1 点で示す）、その後一定に維持される。すなわち、車両の走行状態（エンジンの運転状態）の影響により、ブレーキ操作中において、インテークマニホールド６側の負圧が制動開始前の真空室４の負圧よりも上昇（負圧の絶対値が増大）するという不安定な挙動を示す場合であっても、真空室４の負圧の絶対値は設定基準圧以上に増大せず、真空室４の圧力状態は、制動開始前とほぼ等しい状態に復帰して維持される。
【００７０】
また、制動後のブレーキ油圧（図中二点鎖線で示す）も、制動開始直後から急速に上昇し、真空室４の負圧の低下に伴って一時的に上昇率が低下するものの、真空室４の負圧の一定化に伴って、一定に維持される。
【００７１】
これに対し、管路にチェックバルブのみを備えた負圧式倍力装置では、ブレーキ操作中にインテークマニホールド６側の負圧の絶対値がブレーキ操作前の真空室の負圧の絶対値よりも増大した場合、これに伴って真空室の負圧の絶対値も増大してしまう。
【００７２】
具体的には、図４に示すように、運転者がブレーキペダルを踏んで制動を開始する（図中Ａ2 点で示す）と、真空室の負圧（図中破線で示す）が一時的に低下し（図中Ｂ2 点で示す）、直ぐに上昇して制動開始前の圧力状態まで復帰し（図中Ｃ2 点で示す）、さらに上昇した後、（図中Ｄ2 点で示す）一定に維持される。すなわち、ブレーキ操作中において、インテークマニホールド６側の負圧は、一度低下した後、段階的に上昇する。このため、制動後のブレーキ油圧（図中二点鎖線で示す）も段階的に上昇し、一定化が遅れる。このようなブレーキ操作中におけるブレーキ油圧の段階的な上昇は、運転者の任意の入力に反するものであり、場合によっては予期しない制動が得られることも考えられ、ブレーキフィーリング上好ましくない。
【００７３】
一方、バルブ装置８を備えた負圧式倍力装置では、図３に示すように、ブレーキ操作中において、インテークマニホールド６側の負圧が制動開始前の真空室４の負圧よりも上昇するという不安定な挙動を示す場合であっても、真空室４の負圧の絶対値は設定基準圧以上に増大せず、真空室４の圧力状態は、制動開始前とほぼ等しい状態に復帰して維持され、ブレーキ油圧も早期に一定化する。従って、第１及び第２の弁機構３０，３１と第１及び第２コイルスプリング３４，３８とを設けるという簡単な構造によって、ブレーキ操作後に運転者の意図を超えた制動力が生じることが無くなり、運転者にとって好ましいブレーキフィーリングが得られる。
【００７４】
次に、本発明の第２実施形態を、図５に基づいて説明する。
【００７５】
第２実施形態は、二つの弁本体３３，３７を有する第１実施形態のバルブ装置８に代えて、一つの弁本体５１を有するバルブ装置５０を設けたものであり、第１実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００７６】
バルブ装置５０も、第１実施形態のバルブ装置８と同様に、インテークマニホールド６側の負圧が真空室４側の負圧よりもその絶対値が大きく且つその差が所定値以上で、さらにインテークマニホールド６側の負圧の絶対値が設定基準圧未満のとき管路７を開放し、その他のとき管路７を閉塞するものである。
【００７７】
バルブ装置５０は、円筒状のシリンダー本体５６と、弁本体５１と、第１コイルスプリング（第１のバネ）５２と、第２コイルスプリング（第２のバネ）５３と、弁支持部５４と、空圧ピストン５９と、シールリング４１と、ストッパ４３と、蓋体５７と、二つの導入管４２，５８とを備えている。弁支持部５４と空圧ピストン５９とは、本実施形態の弁支持体を構成している。
【００７８】
シリンダー本体５６の壁には、導入管５８の一端が貫通状態で固着され、導入管５８の他端は、管路７（図１に示す）を介してインテークマニホールド６（図１に示す）に接続されている。
【００７９】
シリンダー本体５６の一端は、蓋体５７によって塞がれている。蓋体５７には、導入管４２の一端が貫通状態で固着されている。導入管４２の他端は、管路７及び負圧導入管２６（共に図１に示す）を介してバキュームブースターの真空室４（図１に示す）に接続されている。
【００８０】
空圧ピストン５９は、略円柱形状を有し、シリンダー本体５６の他端側の内部に、シリンダー本体５６の内側面に沿って摺動自在に収容されている。シールリング４１は、空圧ピストン５９の外周面に形成された溝内に収容され、シリンダー本体５６の他端側を密封する。
【００８１】
シリンダー本体５６の他端の内周面には雌ネジが形成され、ストッパ４３の外周面には該雌ネジと噛合する雄ネジが形成されている。これらの雌雄ネジ同士を噛合させて締め込むことにより、ストッパ４３がシリンダー本体５６の他端に装着される。
【００８２】
第２コイルスプリング５３は、シリンダー本体５６内の蓋体５７と空圧ピストン５９との間に圧縮された状態で配置され、空圧ピストン５９をストッパ４３と接する位置へ付勢する。
【００８３】
空圧ピストン５９には、このような第２コイルスプリング５３の弾性力による図５中矢印１０７方向へ力（第２コイルスプリング５３の付勢力）と、シリンダー本体５６の内外の圧力差に起因する図５中矢印１０６方向への力（大気圧による押圧力）とが作用し、両者の力関係によって、空圧ピストン５９の位置が決まる。
【００８４】
弁本体５１は、表裏両面の中央部分にそれぞれ突起５１ａ，５１ｂを有する略円盤状に形成されている。弁本体５１の一方の突起５１ａは、導入管４２の一端に挿入されている。
【００８５】
弁支持部５４は、空圧ピストン５９から延びる連結支持部５５に固定され、導入管４２の一端と対向する。弁支持部５４は、中央の突起５４ａと周縁のフランジ５４ｂとを有し、突起５４ａ及びフランジ５４ｂは、共に蓋体５７に向かって突出している。突起５４ａは、弁本体５１の他方の突起５１ｂと相対向して配置されている。
【００８６】
第１コイルスプリング５２は、第２コイルスプリング５３よりも小さいバネ定数を有し、弁本体５１と弁支持部５４との間に配置され、弁本体５１を導入管４２の先端に向かって付勢している。弁本体５１は、導入管４２の先端に向かって押し付けられた状態で、導入管４２を閉塞する。
【００８７】
弁本体５１の他方の突起５１ｂと弁支持部５４の突起５４ａとは、それぞれ第１コイルスプリング５２の両端からその内部に挿入されており、これにより第１コイルスプリング５２及び弁本体５１が所望の位置に保持される。
【００８８】
空圧ピストン５９がストッパ４３と接した状態では、弁支持部５４は、導入管４２の一端から最も離れ、弁支持部５４は弁本体５１から離間する。また、空圧ピストン５９がストッパ４３から最も離れた閉塞位置にある状態では、第１コイルスプリング５２が圧縮され、弁支持部５４のフランジ５４ｂの先端が弁本体５１と接触して蓋体５７に向かって押圧し、弁本体５１が導入管４２を閉塞する。
【００８９】
弁支持部５４が弁本体５１から離間した状態では、弁本体５１と第１コイルスプリング５２とからなるバルブ構造は、第１実施形態の第１弁機構３０と同等に機能し、いわゆるチェックバルブとして機能する。第１コイルスプリング５２のバネ定数及びその初期変位量は、弁支持部５４が弁本体５１から離間した状態において、インテークマニホールド６側の負圧（シリンダー本体５６の負圧）の絶対値が真空室４の負圧の絶対値よりも大きく且つその差が所定値以上のときに、弁本体５１が第１コイルスプリング５２の付勢力に抗して移動して導入管４２を開放するように設定されている。
【００９０】
第２コイルスプリング５３のバネ定数は、負圧源（インテークマニホールド６）側の負圧の絶対値が設定基準圧以上となり、シリンダー本体５６の内圧（負圧）の絶対値も設定基準圧以上となったときに、大気圧による押圧力が第２コイルスプリング５３の付勢力に勝って弁本体５１が弁支持部５４に押圧されて導入管４２を塞ぐように設定されている。
【００９１】
また、シリンダー本体５６に対するストッパ４３の締め込み量を増減することにより、第２コイルスプリング５３の初期変位量（初期圧縮量）が変更される。このように、第２コイルスプリング５３の初期変位量を変更することにより、空圧ピストン５９が移動を開始する圧力が変更される。
【００９２】
このような構成により、シリンダー本体５６内の負圧の絶対値が設定基準値未満の場合は、第２コイルスプリング５３の付勢力によって弁支持部５４が弁本体５１から離間する。
【００９３】
かかる状態で、インテークマニホールド６側の負圧が真空室４側の負圧よりもその絶対値が大きく且つその差が所定値以上のとき、その圧力差によって第１コイルスプリング５２が圧縮され、弁本体５１が管路７（導入管４２）を開放し、その他のとき、第１コイルスプリング５２の付勢力によって弁本体５１が管路７（導入管４２）を閉塞する。
【００９４】
一方、シリンダー本体５６内の負圧の絶対値が設定基準値以上の場合は、大気圧の押圧力によって弁支持部５４が閉塞位置へ移動して弁本体５１を押圧し、弁本体５１が導入管４２を閉塞する。
【００９５】
すなわち、バルブ装置５０は、インテークマニホールド６側の負圧が真空室４側の負圧よりもその絶対値が大きく且つその差が所定値以上で、さらにインテークマニホールド６側の負圧の絶対値が設定基準圧未満のとき管路７を開放し、その他のとき管路７を閉塞する。
【００９６】
本実施形態によれば、弁本体５１と弁支持部５４と空圧ピストン５９と第１コイルスプリング５２と第２コイルスプリング５３とを設けるという簡単な構造によって、真空室４内の負圧の絶対値が設定基準値を超えて上がることを抑えることができ、ブレーキ操作後に運転者の意図を超えた制動力が生じることが無くなり、運転者にとって好ましいブレーキフィーリングが得られる。
【００９７】
また、一つの弁本体５１に対して２つのコイルスプリング５２，５３を設けているため、省スペース化及び装置の小型化を図ることができる。
【００９８】
次に、本発明の第３実施形態を、図６に基づいて説明する。
【００９９】
第３実施形態は、二つの弁機構３０，３１を有する第１実施形態のバルブ装置８に代えて、それぞれの弁機構３０，３１と同等の機能を果たす二つの独立したバルブ６０，６１を設けたものであり、第１実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【０１００】
すなわち、第１のバルブ６０が第１実施形態の第１の弁機構３０に相当し、第２のバルブ６１が第２の弁機構３１に相当する。両バルブ６０，６１の連結管４４同士は、管路７を構成する主連結管６２によって連結されている。
【０１０１】
本実施形態によれば、第１のバルブ６０と第２のバルブ６１とに、第１及び第２弁本体３３，３７と第１及び第２コイルスプリング３４，３８とをそれぞれ設けるという簡単な構造によって、真空室４内の負圧の絶対値が設定基準値を超えて上がることを抑えることができ、ブレーキ操作後に運転者の意図を超えた制動力が生じることが無くなり、運転者にとって好ましいブレーキフィーリングが得られる
【０１０２】
【発明の効果】
本発明によれば、負圧式倍力装置の第１の圧力室内の負圧の絶対値が設定基準値を超えて上がることを抑えることができる。従って、ブレーキ操作後に発生するインテークの負圧変動が真空室に及ぼす影響が低減され、ブレーキ操作後に運転者の意図を超えた制動力が生じることが無くなり、安定した倍力が得られ、運転者にとって好ましいブレーキフィーリングが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の負圧式倍力装置の断面図である。
【図２】第１実施形態のバルブ装置の断面図である。
【図３】第１実施形態の負圧式倍力装置を使用した制動試験の結果として、真空室の負圧、変圧室の負圧、踏力、ブレーキ油圧の変化をそれぞれ示した図である。
【図４】比較対象試験の結果として、真空室の負圧、変圧室の負圧、踏力、ブレーキ油圧の変化をそれぞれ示した図である。
【図５】第２実施形態のバルブ装置の断面図である。
【図６】第３実施形態の第１及び第２のバルブの断面図である。
【符号の説明】
１ ハウジング
２ パワーピストン
４ 真空室
５ 変圧室
６ インテークマニホールド
７ 管路
８ バルブ装置
１２ ブレーキペダル
１９ マスターシリンダー
３０ 第１の弁機構
３１ 第２の弁機構
３２ 第１シリンダー本体
３３ 第１弁本体（第１の弁）
３４ 第１コイルスプリング（第１のバネ）
３５ 導入管（管路）
３６ 第２シリンダー本体
３７ 第２弁本体（第２の弁）
３８ 第２コイルスプリング（第２のバネ）
３９ 蓋体
４０ 空圧ピストン
４２ 導入管（管路）
４３ ストッパ
５０ バルブ装置
５１ 弁本体
５２ 第１コイルスプリング（第１のバネ）
５３ 第２コイルスプリング（第２のバネ）
５４ 弁支持部（弁支持体）
５６ シリンダー本体
５８ 導入管（管路）
５９ 空圧ピストン（弁支持体）
６０ 第１のバルブ
６１ 第２のバルブ

Claims (1)

1. 圧力空間を内部に形成するハウジングと、
   前記ハウジング内に移動自在に配置され、前記圧力空間を少なくとも二つに分割するパワーピストンと、
   前記パワーピストンによって分割された前記圧力空間のうち負圧源に接続される第１の圧力室と、
   前記パワーピストンによって分割された前記圧力空間のうち前記第１の圧力室又は大気に選択的に接続される第２の圧力室と、
   前記負圧源と前記第１の圧力室とを接続する管路に設けられ、該管路を開閉するバルブ装置と、を備え、
   前記バルブ装置は、弁本体と弁支持体と第１のバネと第２のバネとを有し、
   前記弁本体は、前記管路を開閉自在に配置され、
   前記弁支持体は、前記弁本体から離間した位置から前記弁本体を押圧移動して該弁本体によって前記管路を閉塞する閉塞位置まで移動自在に設けられ、大気圧により前記閉塞位置へ向かって押圧されると共に、前記第２のバネによって前記弁本体から離れる方向へ付勢され、
   前記第１のバネは、前記弁本体と前記弁支持体との間に配置され、前記管路を閉じる方向へ前記弁本体を付勢し、
   負圧源側の負圧の絶対値が設定基準圧未満のときは、前記弁支持体は、前記第２のバネの付勢力により前記弁本体から離間し、前記弁本体は、負圧源側の負圧が第１の圧力室側の負圧よりもその絶対値が大きく且つその差が所定値以上のとき前記第１のバネの付勢力に抗して前記管路を開放すると共に、それ以外のとき前記第１のバネの付勢力により前記管路を閉塞し、
   負圧源側の負圧の絶対値が設定基準圧以上のときは、前記弁支持体は、大気圧により前記第２のバネの付勢力に抗して前記閉塞位置へ移動し、前記弁本体は、前記弁支持体に押圧されて前記管路を閉塞する
   ことを特徴とする負圧式倍力装置。

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