JP4919354B2 - 負圧倍力装置およびこれを用いたブレーキ倍力装置 - Google Patents

Description

本発明は、作動アシスト時（緊急ブレーキ作動時）に、通常作動時と同じ入力（ブレーキ操作力）で通常作動時より大きな出力（ブレーキ力）を得ることのできる負圧倍力装置およびこれを用いたブレーキ倍力装置の技術分野に関するものである。なお、本特許請求の範囲および明細書の記載では、「前方」は入力により入力軸が進む方向（つまり作動方向）を言い、また「後方」は入力の消滅により入力軸が戻る方向を言う。

従来、乗用車等の自動車のブレーキシステムにおいては、ブレーキ倍力装置に負圧を利用した負圧倍力装置が用いられている。このような従来の一般的な負圧倍力装置では、ブレーキペダルの通常の踏み込みによる通常ブレーキ作動時に入力軸が前進すると、この入力軸に連結されているバルブプランジャーも前進し、バルブボディに配設されている制御弁の弁体が同じくバルブボディに形成された真空弁座に着座して真空弁が閉じるとともに、バルブプランジャーに形成された大気弁座が制御弁の弁体から離れて大気弁が開き、非作動時に負圧が導入されている変圧室が常時負圧が導入されている定圧室から遮断されかつ大気に連通される。すると、大気が開いた大気弁を通って変圧室に導入され、変圧室と定圧室との間に差圧が生じてパワーピストンが前進するので、バルブボディおよび出力軸が前進して、負圧倍力装置が入力軸の入力（つまり、ペダル踏力）を所定のサーボ比で倍力して出力する。この負圧倍力装置の出力により、マスタシリンダのピストンが前進して、マスタシリンダがマスタシリンダ圧を発生し、このマスタシリンダ圧でホイールシリンダが作動して通常ブレーキが作動する。

このとき一般に、負圧倍力装置は、入力が小さく出力軸からの反力が入力軸に伝達されないときは出力を発生しなく、入力がある程度大きくて反力機構により反力が入力軸に伝達されたときは実質的に所定の出力を発生するという、いわゆるジャンピング（ＪＰ）特性を有する入出力特性を有している。

ところで、ブレーキシステムにおいては、緊急ブレーキ時に、ブレーキペダルの踏み込み開始から通常ブレーキ作動時よりは迅速にかつ大きな所望のブレーキ力を発生させることが必要な場合がある。そこで、ブレーキシステムに用いられる負圧倍力装置として、小さなペダル踏力で大きなブレーキ力を迅速に発生させるブレーキアシスト（以下、ＢＡともいう）制御を行うためのＢＡ機構、つまり作動アシスト機構を備えた負圧倍力装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に開示の負圧倍力装置では、バルブボディに、真空弁座を有する筒状部材を相対摺動可能に設けるとともにこの筒状部材をばねで常時大気弁が開く方向に付勢し、更に通常時は筒状部材を筒状部材保持部材で非作動位置に保持している。そして、通常速度より踏込み速度が速い急激なペダル踏込みで、バルブプランジャーが通常時より速い速度で前進して筒状部材保持部材による筒状部材の保持を解除することにより、ばねで筒状部材を大気弁が開く方向に移動させて大気弁を通常時より大きく開弁する。これにより、負圧倍力装置のジャンピング量が通常時より増大して出力が迅速に増大する。こうして、緊急ブレーキ時のＢＡ制御が行われる。

特許文献１に開示の負圧倍力装置におけるＢＡ機構は、通常時に筒状部材を非作動位置に保持する筒状部材保持部材を備えている。この筒状部材保持部材は横断面矩形で全体がほぼＵ字状のクリップで構成されている。そして、図７（ａ）,（ｂ）に示すように、Ｕ字状のクリップａの一対の直線部ａ₁の前面ａ₂が筒状部材ｂの係止凹部ｂ₁に組み付けられる。筒状部材ｂは図示しないＢＡばねのばね力ｆ_bで常時後方に付勢されている。したがって、通常時はこのばね力ｆ_bでクリップａの直線部ａ₁の前面ａ₂が、筒状部材ｂの係止凹部ｂ₁の前端面を構成する係止部ｂ₂の係止面ｂ₃に面接触で係止されて、筒状部材ｂが非作動位置に保持される。

なお、図７（ａ）,（ｂ）には、クリップａの一対の直線部の一方の直線部ａ₁のみが示されているが、クリップａの一対の直線部の他方の直線部は、一対の直線部の一方の直線部ａ₁と筒状部材ｂの中心軸線に関し図７（ａ）,（ｂ）において上下に線対称に設けられかつ上下線に対称に作用することが異なるだけで、一対の直線部の一方の直線部ａ₁と実質的に同じである。したがって、以後の従来例および本発明の実施の形態の説明においては、筒状部材の中心軸線に関しこのように上下線対称に設けられかつ上下線対称に作用することが異なるだけで、他は実質的に同じである一対の構成要素の場合には、一方の構成要素について説明し、他方の説明は省略する。

その場合、Ｕ字状のクリップａの一対の直線部がクリップ自体の弾性力ｆ_aに抗して互いに若干離間した（拡開した）状態で筒状部材ｂに組み付けられている。したがって、クリップａの一対の直線部は、組み付け状態では弾性力ｆ_aで互いに接近する方向（縮閉方向）に付勢されている。

また、緊急ブレーキ操作でバルブプランジャーが通常時より速い速度で前進したときには、バルブプランジャーがクリップａの一対の直線部を弾性力ｆ_aに抗して拡開方向ｃに開くことでこのクリップａと筒状部材ｂとの係止が解除され、筒状部材ｂがＢＡ制御ばねのばね力ｆ_bで大気弁が開く方向に移動するようになっている。
特表２００５−５３８８３９号公報。

ところで、特許文献１に開示のＢＡ機構では、長期間にわたってＢＡ作動が繰り返されると、クリップａの前面ａ₂側の内側エッジ部と筒状部材ｂの係止部ｂ₂の外側エッジ部との間で摩擦が繰り返される。すると、図７（ｂ）に示すように筒状部材ｂの係止部ｂ₂の外側エッジ部が摩耗してこの係止部ｂ₂にほぼ傾斜した摩耗面αが生じるとともに、クリップａの前面ａ₂側の内側エッジ部が摩耗してこのクリップａにほぼ傾斜した摩耗面βが生じることが考えれる。

そして、これらの摩耗面α,βが摩耗により次第に大きくなっていくと、クリップａの前面ａ₂と筒状部材ｂの係止面ｂ₃との係止代がなくなり、図７（ｂ）に示すように筒状部材ｂの摩耗面αがＢＡばねのばね力ｆ_bでクリップａの摩耗面βを押圧するようになる。このとき、これらの摩耗面α,βがともに傾斜面となっているため、摩耗面βが摩耗面αを押圧する力の拡開方向ｃの分力ｆａ′がクリップａに作用する。この分力ｆａ′により、クリップａの一対の直線部が弾性力ｆ_aに抗して拡開されるとともに、筒状部材ｂが方向ｄ（後方）に移動する。このため、通常時でもクリップａの前面ａ₂と筒状部材ｂの係止面ｂ₃との係止が解除されてしまい、筒状部材ｂが常時作動位置となってしまう。つまり、長期にわたってＢＡ作動が繰り返されると、クリップａと筒状部材ｂとの係止耐久性が摩耗により低下してＢＡ機構が常時作動状態となる可能性があることが考えられる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、筒状部材と筒状部材保持部材との係止耐久性を向上して、長期にわたって作動アシスト機構の作動を確実に行うことのできる負圧倍力装置を提供することである。

前述の課題を解決するために、請求項１の発明にかかる負圧倍力装置は、入力軸と、負圧が導入される定圧室と大気が導入される変圧室とに区画するパワーピストンを支持するバルブボディと、前記入力軸に連結されかつ前記バルブボディ内に摺動自在に配設された弁プランジャと、前記弁プランジャの作動により前記定圧室と前記変圧室との間の連通または遮断を制御する真空弁と、前記弁プランジャの作動により前記変圧室と少なくとも大気との間を遮断または連通を制御する大気弁と、前記入力軸が通常作動時での移動速度より速く移動された時作動して出力を通常時より大きくする作動アシスト機構とを少なくとも備えている負圧倍力装置において、前記大気弁が、弁体に設けられた大気弁部と、前記弁プランジャに設けられかつ前記大気弁部が着離座可能な大気弁座とを有し、前記真空弁が、前記弁体に設けられた真空弁部と、前記真空弁部が着離座可能な真空弁座とを有し、前記真空弁座が前記バルブボディに対して相対移動可能に設けられ、前記真空弁部と前記大気弁部とが一体に移動可能にされており、前記作動アシスト機構が、作動時に前記真空弁座を介して前記真空弁部と前記大気弁部を前記バルブボディに対して後方に所定量移動させる筒状部材と、通常時前記筒状部材を非作動位置に保持しかつ作動時に前記筒状部材の保持を解除して前記筒状部材を作動する筒状部材保持部材とを備えており、前記筒状部材が前記バルブボディに摺動可能に設けられているとともに常時入力側に付勢されており、前記筒状部材保持部材が横断面矩形状に形成されているとともに前記筒状部材の方へ常時付勢されており、前記筒状部材が、前記筒状部材に設けられた係止部が前記筒状部材保持部材に係止することで前記非作動位置に保持されるとともに、前記係止部と前記筒状部材保持部材との係止が解除することで作動されるようになっており、前記筒状部材にその係止部に隣接して、前記筒状部材保持部材が摩耗を生じたとき、進入可能な保持部材進入凹部が設けられており、前記筒状部材保持部材が、前記入力軸が通常作動時での移動速度より速く移動されたとき前記バルブプランジャによって押圧されることで弾性変形して前記筒状部材の係止部との係止を解除し、前記筒状部材保持部材が摩耗を生じたときに前記保持部材進入凹部内に進入することで、前記筒状部材と前記筒状部材保持部材との係止代が確保されるようになっていることを特徴としている。
また、請求項２に係る発明の負圧倍力装置は、前記筒状部材保持部材が摩耗量に応じて前記保持部材進入凹部内に進入することを特徴としている。

更に、請求項３に係る発明のブレーキ倍力装置は、ブレーキ操作力を負圧倍力装置で倍力したブレーキ力を出力するブレーキ倍力装置において、前記負圧倍力装置が請求項１または２記載の負圧倍力装置であり、前記作動アシスト機構が、緊急ブレーキ操作時に作動して通常ブレーキ作動時より同じブレーキ操作力で大きなブレーキ力を出力するブレーキアシスト機構であることを特徴としている。

このように構成された本発明に係る負圧倍力装置によれば、筒状部材保持部材に係止する筒状部材の係止部に隣接して、筒状部材保持部材が進入可能な保持部材進入凹部を筒状部材に設けている。これにより、長期のアシスト作動の繰り返しにより筒状部材保持部材が摩耗しても、筒状部材保持部材が保持部材進入凹部内に進入するので、筒状部材の係止部と筒状部材保持部材との係止代を、より一層長期にわたって確保することができる。したがって、筒状部材と筒状部材保持部材との係止耐久性が効果的に向上し、長期にわたって作動アシスト機構の作動を確実に行うことができるようになる。
特に、筒状部材保持部材をその摩耗量に応じて保持部材進入凹部内に進入させることにより、筒状部材の係止部と筒状部材保持部材との係止代を効率よく確保することができる。

また、本発明に係るブレーキ倍力装置によれば、本発明の負圧倍力装置を用いているので、ブレーキアシスト機構の耐久性が向上し、長期にわたってブレーキアシスト機構の作動を確実に行うことができるようになる。

以下、図面を用いて、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は本発明に係る負圧倍力装置の実施の形態の、ブレーキシステムに用いられるブレーキ倍力装置に適用した例を非作動状態で示す断面図、図２は図１における真空弁および大気弁の部分を拡大して示す部分拡大断面図である。なお、以下の説明において、「前」および「後」はそれぞれ各図において「左」および「右」を示す。

まず、この例の負圧倍力装置において、特許文献１に記載の従来の負圧倍力装置と同じ構成部分および特許文献１に記載の負圧倍力装置と構成が異なるが、本発明に直接関係しない構成部分について簡単に説明する。図１および図２において、１は負圧倍力装置、２はフロントシェル、３はリヤシェル、４はバルブボディ、５はバルブボディ４に取り付けられたパワーピストン部材６とバルブボディ４および両シェル２,３間に設けられたダイヤフラム７とからなるパワーピストン、８は両シェル２,３内の空間をパワーピストン５で区画された２つの室の一方で、通常時負圧が導入される定圧室、９は前述の２つの室の他方で、負圧倍力装置１の作動時大気圧が導入される変圧室、１０はバルブプランジャー、１１は図示しないブレーキペダルに連結され、かつバルブプランジャー１０を作動制御する入力軸、１２はバルブボディ４に気密にかつ摺動可能に設けられ、かつ大気弁部１２ａと真空弁部１２ｂとこれらを一体移動可能に連結する連結具１２ｃとを有する弁体、１３は環状の真空弁座、１４はバルブプランジャー１０に形成された環状の大気弁座、１５は真空弁部１２ｂと真空弁座１３とにより構成される真空弁、１６は大気弁部１２ａと大気弁座１４とにより構成される大気弁、１７は互いに直列に配設された真空弁１５と大気弁１６とからなり、変圧室９を定圧室８と大気とに選択的に切り換え制御する制御弁、１８は弁体１２を真空弁部１２ｂが真空弁座１３に着座する方向に常時付勢する第１弁制御スプリング、１９はバルブディ４の外周側通路１９ａとこれに連通する内周側通路１９ｂとからなる大気導入通路、２０はリヤシェル３と入力軸１１との間に取り付けられかつ大気導入口２０ａを有するブーツ、２１は大気導入口２０ａに設けられて制御弁１７で発生する音を低減するサイレンサ、２２は真空通路、２３はバルブボディ４に形成されたキー孔４ａに挿通されてこのバルブボディ４に対するバルブプランジャー１０の相対移動を、キー孔４ａの軸方向幅により規定される所定量に規制し、かつバルブボディ４およびバルブプランジャー１０の各後退限を規定するキー部材、２４は間隔部材、２５はリアクションディスク、２６は出力軸、２７はリターンスプリング、２８は図示しない負圧源からの負圧を定圧室８に導入する負圧導入口である。

なお、負圧倍力装置１の非作動時、この間隔部材２４の前端面とこの間隔部材２４の前端面に対向するリアクションディスク２５の後端面との間には、軸方向の所定の間隙Ｃが設定されている。
また、図示しないが従来の一般的な負圧倍力装置と同様に、フロントシェル２を貫通してマスタシリンダの後端部が定圧室８内に進入しかつマスタシリンダのピストンが出力軸２６で作動されるようになる。なお、マスタシリンダのフロントシェル２貫通部は図示しない適宜のシール手段でシールされていて、定圧室８が大気と気密に遮断される。また従来と同様に、バルブボディ４がリヤシェル３を移動可能に貫通しているとともに、変圧室９がこの貫通部において図示したシール部材２９で大気と気密に遮断されている。

次に、この例の負圧倍力装置１の特徴部分の構成について説明する。
図２に示すように、この例の負圧倍力装置１では、バルブボディ４の軸方向の内孔４ｂに筒状部材である真空弁座部材３０が摺動可能に嵌合されており、前述の真空弁座１３はこの真空弁座部材３０の後端の内周側に設けられている。したがって、真空弁座１３もバルブボディ４に対して相対移動可能となっている。

そして、真空弁座部材３０の外周面に設けられたカップシール等のシール部材３１により、バルブボディ４の内孔４ｂの内周面と真空弁座部材３０の外周面との間が少なくとも真空弁座部材３０の前端から後端に向かう空気の流れを阻止するように気密に保持されている。更に、真空弁座部材３０の前端面３０ａは常時変圧室９に連通されていて、これらの前端面３０ａには常時変圧室９の圧力が作用するようになっている。

また、弁体１２の真空弁部１２ｂが真空弁座１３に着座した状態において、真空弁座部材３０の後端面３０ｂにおける、真空弁部１２ｂの着座位置より外周側の環状の外側後端面部分は常時定圧室８に連通されていて、この外側後端面には常時定圧室８の圧力（負圧）が作用するようになっている。したがって、負圧倍力装置１の作動時、変圧室９の圧力と定圧室８の圧力とに圧力差が生じると、この圧力差による力が真空弁座部材３０に後方に向けて加えられるようになる。

更に、真空弁座部材３０には延長アーム部３０ｃがこの真空弁座部材３０の前端面３０ａから軸方向前方に延びるようにして設けられている。この延長アーム部３０ｃには、軸方向孔３０ｄが穿設されている。
真空弁座部材３０の後端面３０ｂの外周側とバルブボディ４との間には、環状の板ばねからなる第２弁制御スプリング３２が真空弁座部材３０と直列に縮設されており、この第２弁制御スプリング３２により真空弁座部材３０が常時前方に付勢されている。

次に、この例の真空弁座部材３０の作動について説明する。真空弁座部材３０の作動は前述の特許文献１に記載の真空弁座部材と同じであり特許文献１を参照すれば容易に理解できるので、ここでは簡単に説明する。
負圧倍力装置１の非作動時には、真空弁座部材３０はその前端面３０ａがバルブボディ４の段部４ｃに当接した、図２に示す位置に位置決めされる。このように位置決めされた状態の真空弁座１３は、従来の一般的な負圧倍力装置のバルブボディ４に形成された真空弁座と同じ状態になるように設定されている。したがって、負圧倍力装置１の非作動時での真空弁座部材３０のこの位置では、真空弁部１２ｂが真空弁座１３に着座しなく、真空弁１５は開くようになる。

また、ブレーキペダルの踏込みにより入力軸１１に入力が加えられて負圧倍力装置１が作動すると、従来の一般的な負圧倍力装置と同様に変圧室９に大気が導入されて、変圧室９と定圧室８との間に圧力差が生じる。このため、真空弁座部材３０にもこの圧力差による力が後方に向けて加えられるようになる。この力は、変圧室９と定圧室８との間の圧力差、つまり入力軸１１に加えられる入力の大きさに応じた大きさになっている。なお、負圧倍力装置１の作動時は真空弁部１２ｂが真空弁座１３に着座している。

そして、この圧力差による力が第２弁制御スプリング３２のばね荷重とこのときの弁体１２の第１弁制御スプリング１８のばね荷重との和以下である（つまり、入力軸１１に加えられる入力が予め設定された設定入力Ｆ₀以下（Ｆ₀は図４に示す）である）と、真空弁座部材３０はバルブボディ４に対して移動しなく、図１および図２に示す非作動位置を保持するようになる。また、圧力差による力が前述の両ばね荷重との和より大きくなる（つまり、入力軸１１に加えられる入力が設定入力Ｆ₀より大きくなる）と、真空弁座部材３０が弁体１２の真空弁部１２ｂを押しながらバルブボディ４に対して相対的に後方に移動するようになっている。したがって、この真空弁座部材３０の後方移動により、真空弁座１３が通常時の位置より後方に突出する。

ところで、真空弁座部材３０がバルブボディ４に対して後方へ相対的にストロークすると、大気弁１６の大気弁部１２ａもバルブボディ４に対して真空弁座部材３０の相対ストローク量と同じだけ後方へ相対ストロークする。したがって、真空弁１５および大気弁１６がともに閉じた制御弁１７のバランス位置が後方に移動する。このため、大気弁部１２ａと大気弁座１４との間の開弁量が真空弁座部材３０の相対ストロークしないと仮定した場合に比べて、入力軸１１の入力ストローク量が同じであるとすると、真空弁座部材３０の相対ストローク量だけ大きくなる。すなわち、真空弁１５と大気弁１６とがともに閉じてバランスした中間負荷状態では、入力軸１１の入力ストローク量が同じである場合、バルブボディ４およびパワーピストン５のピストン部材６の各ストロークは、真空弁座部材３０の相対移動しないと仮定した場合に比べて、真空弁座部材３０の相対ストローク量だけ大きくなる。換言すると、真空弁座部材３０の相対ストロークした場合と相対ストロークしないと仮定した場合とで、バルブボディ４およびパワーピストン５のピストン部材６の各ストローク量が同じであるとすると、真空弁座部材３０の相対ストロークした場合の方が、入力軸１１のストロークは真空弁座部材３０の相対ストローク量だけ短縮される。

一方、前述の真空弁座部材３０の相対ストローク時における出力軸２６の出力ストロークも、前述のように入力軸１１の入力ストローク量が同じであるとしたときに、バルブボディ４およびパワーピストン５のピストン部材６の各ストロークが増大することで増大する。しかし、中間負荷状態では従来の負圧倍力装置と同様にリアクションディスク２５が間隔部材２４の方へ膨出してこのリアクションディスク２５の軸方向の厚みが薄くなるため、前述のバルブボディ４およびパワーピストン５のピストン部材６の各ストロークの増大した相対ストローク量より小さくなる。

そして、真空弁座部材３０が弁体１２の真空弁部１２ｂを押しながら後方に突出することから、弁体１２が後方に移動し、かつ弁体１２の大気弁部１２ａも後方に移動するようになる。このため、通常ブレーキ作動時の大気弁１６が閉じている状態より、大気弁部１２ａが大気弁座１４から更に大きく離座する。つまり、大気弁１６の開弁量が大きくなるようにされている。このようにして、真空弁座部材３０の作動は変圧室９の圧力と定圧室８の圧力との圧力差により制御される。

この真空弁座部材３０の移動について具体的に説明する。真空弁座部材３０が移動しかつ真空弁１５および大気弁１６がともに閉じて制御弁１７がバランス状態にある中間負荷状態で、真空弁座部材３０に加えられる圧力差による力を考える。この制御弁１７のバランス状態は、真空弁座部材３０と弁体１２とが互いに当接して一体となるため、図３に示すように互いに一体になった真空弁座部材３０および弁体１２に加えられる力の等価状態としてみなすことができる。

いま、図３において、真空弁座部材３０および弁体１２に加えられる圧力差による力をＦ_P、定圧室８の圧力をＰ_V0、変圧室９の圧力をＰ_Vとすると、真空弁座部材３０および弁体１２に加えられる圧力差による力Ｆ_Pは、
Ｆ_P ＝ （Ｐ_V−Ｐ_V0）・（真空弁座部材３０の有効受圧面積差）
で与えられ、この力Ｆ_Pが真空弁座部材３０および弁体１２を後方に向けて押圧するようになる。

一方、第２弁制御スプリング３２のばね荷重Ｆ_Sおよび第１弁制御スプリング１８のばね荷重ｆ_Sが前方に向けて押圧している。したがって、前述の力Ｆ_Pがこれらのばね荷重の和（Ｆ_S＋ｆ_S）以下であると、真空弁座部材３０がバルブボディ４に対して移動しなく、また力Ｆ_Pがばね荷重の和（Ｆ_S＋ｆ_S）より大きくなると、真空弁座部材３０がバルブボディ４に対して後方に移動するようになる。ここで、第１弁制御スプリング１８のばね荷重ｆ_Sはその絶対値が小さくしかも第２弁制御スプリング３２のばね荷重Ｆ_Sに比べてきわめて小さく（Ｆ_S≫ｆ_S）設定されることで、実質的に力Ｆ_Pがばね荷重Ｆ_Sより大きいとき（Ｆ_P ＞Ｆ_S）に、真空弁座部材３０がバルブボディ４に対して後方に移動し、力Ｆ_Pがばね荷重Ｆ_S以下であるとき（Ｆ_P ≦Ｆ_S）に、真空弁座部材３０はバルブボディ４に対して後方に移動しない。すなわち、真空弁座部材３０の作動開始は実質的に第２弁制御スプリング３２によって決定されるようになる。したがって、変圧室９の圧力が上昇して、力Ｆ_Pがセットばね荷重より大きくなると、真空弁座部材３０が後方に移動開始するようになる。

そして、図４に示すように、真空弁座部材３０がバルブボディ４に対して後方に移動しない力Ｆ_Pの領域つまり変圧室９の圧力Ｐ_Vの領域は、入力軸１１に加えられる入力が設定入力Ｆ₀以下の領域である。この領域におけるサーボ比ＳＲ₁は小さく、したがって負圧倍力装置１の中間負荷状態で出力は図４に実線で示すように比較的小さい。

また、真空弁座部材３０がバルブボディ４に対して後方に移動する力Ｆ_Pの領域つまり変圧室９の圧力Ｐ_Vの領域は、入力軸１１に加えられる入力が設定入力Ｆ₀より大きい領域である。この領域におけるサーボ比ＳＲ₂は、大気弁１６の開弁量が同じ入力で通常ブレーキ作動時より大きくなることから、前述のサーボ比ＳＲ₁より大きいサーボ比ＳＲ₂（ＳＲ₂＞ＳＲ₁）となる。したがって負圧倍力装置１の中間負荷状態で出力は図４に実線で示すようにサーボ比ＳＲ₁のときより大きくなる。

この例の負圧倍力装置１では、前述のように真空弁座部材３０に移動開始を決定する第２弁制御スプリング３２のばね定数およびセットばね荷重は、ともに任意に設定可能である。したがって、この例の負圧倍力装置１の図４に示す入出力特性において、小さなサーボ比ＳＲ₁から大きなサーボ比ＳＲ₂に変わる変化点（レシオ点）ε、つまりこの変化点εの入力である設定入力Ｆ₀は、第２弁制御スプリング３２のセットばね荷重を変えることで上下させることができる。また、負圧倍力装置１のサーボ比ＳＲは、第２弁制御スプリング３２のばね定数を変えることによって大小変化させることが可能となる。

したがって、この例の負圧倍力装置１は、第２制御弁スプリング３２のばね定数およびセットばね荷重を搭載される車両に応じて設定することで、１つの形式で種々の車種のブレーキ倍力装置にその車種に応じて容易にかつより的確に適用可能となる。

図１、図２、および図５（ａ）,（ｂ）に示すように、バルブボディ４の軸方向孔内には、本発明の作動アシスト機構であるブレーキアシスト機構（ＢＡ機構）３６が設けられている。このＢＡ機構３６は、バルブボディ４に対して相対摺動可能に配設されたＢＡ用筒状部材３３を備えている。このＢＡ用筒状部材３３の後端部には、外側に突出する環状のフランジ３３ａが形成されているとともに、ＢＡ用筒状部材３３の中央部には軸方向孔３３ｂが穿設され、更にＢＡ用筒状部材３３の前端部にも軸方向孔３３ｃが穿設されている。このＢＡ用筒状部材３３は、例えばＰｅｔ材等の樹脂あるいは金属から形成される。

フランジ３３ａとバルブボディ４との間には、ＢＡ作動用スプリング３４が縮設されており、このＢＡ作動用スプリング３４のばね力によりＢＡ用筒状部材３３が常時後方に付勢されている。ＢＡ用筒状部材３３がバルブボディ４に対して後方に所定ストローク以上ストロークすると、ＢＡ用筒状部材３３の後端面３３ｅが真空弁座部材３０の前端面３０ａに当接して真空弁座部材３０を後方に第２弁制御スプリング３２のばね力に抗して押圧することで、ＢＡ用筒状部材３３は第２弁制御スプリング３２を縮小して真空弁座部材３０をバルブボディ４に対して後方に移動するようになっている。

そして、キー部材２３がＢＡ用筒状部材３３の軸方向孔３３ｂおよび延長アーム部３０ｃの軸方向孔３０ｄをも貫通して設けられる。図２に拡大して示すように、負圧倍力装置１の非作動時には、リヤシェル３に当接して後退限に位置決めされたキー部材２３に、真空弁座部材３０における軸方向孔３０ｄより前方の前端部３０ｅおよびＢＡ用筒状部材３３における軸方向孔３３ｃより前方の中間部３３ｄが当接することで、真空弁座部材３０およびＢＡ用筒状部材３３がともにそれらの後退限に位置決めされる。

更に、通常ブレーキ作動時にＢＡ用筒状部材３３をバルブディ４に対して非作動位置に位置決めして保持する筒状部材保持部材３５がキー部材２３より前方位置に設けられている。この筒状部材保持部材３５はバルブボディ４のキー孔４ａおよびＢＡ用筒状部材３３の軸方向孔３３ｃに貫通された後、バルブボディ４の径方向孔４ｄに嵌入・固定されている。

図５（ｂ）に示すように、この筒状部材保持部材３５は、例えばＰｏｍ材やＰｅｅｋの樹脂あるいは金属からなる弾性材でかつ横断面が矩形でかつ全体がほぼＵ字形に形成されている。その場合、筒状部材保持部材３５は、バルブプランジャ１０が貫通する湾曲Ｕ字状部３５ａと、バルブボディ４のキー孔４ａおよびＢＡ用筒状部材３３の軸方向孔３３ｃを貫通する一対の直線係止部３５ｂ,３５ｃとからなっている。そして、湾曲Ｕ字状部３５ａの湾曲底部３５ａ₁がバルブボディ４の径方向孔４ｄに嵌入・固定されている。また、通常時には一対の直線係止部３５ｂ,３５ｃは互いに平行にまたはほぼ平行にされている。

また、図５（ａ）に示すようにＢＡ用筒状部材３３には、その軸方向孔３３ｃに開口する係止凹部３３ｆが設けられている。この係止凹部３３ｆの前端面を構成する係止部３３ｈには、通常時に筒状部材保持部材３５の一方の直線係止部３５ｂが係止されている。なお図示しないが、ＢＡ用筒状部材３３には、係止凹部３３ｆと同じもう１つの係止凹部がＢＡ用筒状部材３３の軸方向に関し係止凹部３３ｆと線対称に設けられている。そして、もう１つの係止凹部の前端面を構成する係止部には、通常時に筒状部材保持部材３５の他方の直線係止部３５ｃが係止されている。前述のように、一方の直線係止部３５ｂに関して説明し、他方の直線係止部３５ｃに関しては説明を省略する。

図６（ａ）に示すように、ＢＡ用筒状部材３３において、係止部３３ｈの係止面３３ｈ₁（係止凹部３３ｆの前端面）に隣接する係止凹部３３ｆの底面（３３ｆ₁には、直線係止部３５ｂが進入可能な保持部材進入凹部３３ｉが設けられている。この保持部材進入凹部３３ｉの前端面３３ｉ₁は、係止凹部３３ｆの底面３３ｆ₁の延長線と係止面３３ｈ₁との交点から後方に傾斜する傾斜面とされている。その場合、この前端面３３ｉ₁は、直線係止部３５ｂの前端側の内側エッジ部の摩耗面βの形状にほぼ合わされた形状の傾斜面とされている。また、これらの保持部材進入凹部３３ｉの幅Ｗ_G（軸方向長さ）は、筒状部材保持部材３５の直線係止部３５ｂの幅Ｗ_C（図６（ｂ）に図示）以上に設定されている（Ｗ_G≧Ｗ_C）。

したがって、筒状部材保持部材３５の直線係止部３５ｂの前端側の内側エッジ部およびＢＡ用筒状部材３３の係止部３３ｈの後端側の外側エッジ部が摩耗していない初期状態では、図６（ｃ）に示すようにＢＡ用筒状部材３３が筒状部材保持部材３５に組み付けられたとき、ＢＡ用筒状部材３３がＢＡ作動用スプリング３４のばね力で方向ｄ（後方）に押圧されて、係止面３３ｈ₁が直線係止部３５ｂの前面３５ｂ₁に面接触で係止する。

また、筒状部材保持部材３５の直線係止部３５ｂの前端側の内側エッジが、係止面３３ｈ₁と保持部材進入凹部３３ｉの傾斜した前端面３３ｉ₁との境界部に位置決めされている。このとき、直線係止部３５ｂの内側面３５ｂ₂は係止凹部３３ｆの底面３３ｆ₁とほぼ一直線状になっている。したがって、筒状部材保持部材３５の直線係止部３５ｂは保持部材進入凹部３３ｉ内に進入しない。

このように、直線係止部３５ｂの前面３５ｂ₁が係止面３３ｈ₁に係止することで、ＢＡ作動用スプリング３４で常時後方に付勢されるＢＡ用筒状部材３３は、通常時に図１、図２、図５（ａ）および図６（ｃ）に示す非作動位置に位置決めされて保持される。そして、通常ブレーキ作動時には、ＢＡ用筒状部材３３が非作動位置に保持されることで、ＢＡ用筒状部材３３の後端面３３ｅが真空弁座部材３０の前端面３０ａに当接するのを阻止される。

バルブプランジャー１０には、ＢＡ用筒状部材３３の係止部３３ｈと筒状部材保持部材３５の直線係止部３５ｂとの係止を解除するための係止解除部１０ａが設けられている。この係止解除部１０ａは截頭円錐台形の側面からなるテーパ状に形成されている。緊急ブレーキ作動のためブレーキペダルが通常ブレーキ作動時より迅速に踏み込まれて、バルブプランジャー１０がバルブボディ４に対して通常ブレーキ作動時より所定量以上前方へ移動すると、この係止解除部１０ａが筒状部材保持部材３５における湾曲Ｕ字状部３５ａのエッジ部３５ａ₂の２箇所に当接しかつこれらの２箇所のエッジ部３５ａ₂を押圧することで、湾曲Ｕ字状部３５ａがＢＡ用筒状部材３３の軸方向と直交する平面内で拡開する方向に弾性的に変形する。すると、一対の直線係止部３５,３５ｃが図５（ａ）,（ｂ）および図６（ｃ）に示すように拡開方向ｃに筒状部材保持部材３５の弾性力ｆ_35bに抗して移動する。このように、湾曲Ｕ字状部３５ａのエッジ部３５ａ₂の２箇所がバルブプランジャ１０の係止解除部１０ａによって押圧される被押圧部に相当する。

図６（ｃ）において、直線係止部３５ｂが拡開方向ｃに所定量移動すると、この直線係止部３５ｂは係止凹部３３ｆから脱出し、ＢＡ用筒状部材３３と筒状部材保持部材３５との係止が解除される。これにより、ＢＡ用筒状部材３３は、ＢＡ作動用スプリング３４の付勢力ｆ₃₃で後方ｄに移動して前述のようにＢＡ用筒状部材３３が真空弁座部材３０を押圧し、弁体２をバルブボディ４に対して後方へ移動する。このＢＡ用筒状部材３３の後方移動は、軸方向孔３０ｃより前方の前端部３３ｇが一対の直線係止部３５ｂ,３５ｃに当接したとき終了する。したがって、真空弁座部材３０による弁体２のバルブボディ４に対する後方移動量は、所定量に制限される。

また、バルブプランジャ１０が後退して、その係止解除部１０ａが湾曲Ｕ字状部３５ａのエッジ部３５ａ₂から離間すると、湾曲Ｕ字状部３５ａが弾性復帰可能状態となる。しかし、一対の直線係止部３５ｂ,３５ｃがＢＡ用筒状部材３３の軸方向孔３３ｃ縁に当接したままであるので、湾曲Ｕ字状部３５ａは弾性変形したままとなる。そして、ＢＡ用筒状部材３３の前端部３３ｇが一対の直線係止部３５ｂ,３５ｃに当接した状態から、ＢＡ用筒状部材３３がバルブボディ４に対して相対的に前方へ移動し、係止部３３ｈが直線係止部３５ｂに対向する位置となると、湾曲Ｕ字状部３５ａがその弾性復元力で閉じる方向つまり元の形状となるように変形し、一対の直線係止部３５ｂ,３５ｃが互いに接近する方向（縮閉方向）に移動して係止凹部３３ｆ内に嵌合する。そして、係止部３３ｈが直線係止部３５ｂに軸方向に係止することで、ＢＡ用筒状部材３が初期の非作動位置に保持される。

長期にわたって、ＢＡ作動が繰り返されると、図６（ｄ）に示すようにＢＡ用筒状部材３３の係止部３３ｈの後端側の外側エッジ部および直線係止部３５ｂの前端側の内側エッジ部がそれぞれ次第に摩耗して、これらの外側エッジ部および内側エッジ部に摩耗面α,βが形成されるようになる。このとき、直線係止部３５ｂに摩耗面βが形成されることで、直線係止部３５ｂが縮閉方向ｅに移動して保持部材進入凹部３３ｉ内に進入するようになる。直線係止部３５ｂのこの進入は、摩耗面βの少なくとも一部が保持部材進入凹部３３ｉの前端面３３ｉ₁の少なくとも一部に当接することで制限される。すなわち直線係止部３５ｂの保持部材進入凹部３３ｉ内への進入は、直線係止部３５ｂの前端側の内側エッジ部の摩耗量に応じて制御される。直線係止部３５ｂの保持部材進入凹部３３ｉ内への進入は、直線係止部３５ｂの内側面が保持部材進入凹部３３ｉの底面３３ｉ₂に当接するまで可能である。

そして、ＢＡ用筒状部材３３の係止部３３ｈの後端側の外側エッジ部および直線係止部３５ｂの前端側の内側エッジ部がそれぞれ摩耗することで、前述の図７（ｂ）に示すように係止部３３ｈの係止面３３ｈ₁と直線係止部３５ｂの前面３５ｂ₁との係止代がなくなってくる。しかし、この例では、前述の外側エッジ部および内側エッジ部にそれぞれ摩耗面α,βが形成されても、図６（ｄ）に示すように係止部３３ｈの係止面３３ｈ₁と直線係止部３５ｂの前面３５ｂ₁との係止代γが確保される。この係止代γは、直線係止部３５ｂ,の内側面が保持部材進入凹部３３ｉの底面３３ｉ₂に当接するまで、この直線係止部３５ｂが進入した時点でも確保される。

したがって、長期にわたってＢＡ作動が繰り返されても、ＢＡ作動が行われない通常時には、筒状部材３３は筒状部材保持部材３５によって非作動位置に保持される。
そして、ＢＡ操作が行われたときは、前述と同様にバルブプランジャー１０の係止解除部１０ａによってＢＡ用筒状部材３３と筒状部材保持部材３５の一対の直線係止部３５ｂ,３５ｃとの係止が解除されることで、ＢＡ作動が行われる。

ところで、直線係止部３５ｂが保持部材進入凹部３３ｉ内に進入する（他方の直線係止部３５ｃも保持部材進入凹部内に進入する）ことで、一対の直線係止部３５ｂ,３５ｃは、互いに接近するようになるが、これに伴って係止解除部１０ａがＢＡ作動時に当接する筒状部材保持部材３５における湾曲Ｕ字状部３５ａの２箇所のエッジ部３５ａ₂も互いに接近するようになる。すなわち、図６（ｅ）に示すように直線係止部３５ｂが保持部材進入凹部３３ｉ内に進入しない初期状態では、湾曲Ｕ字状部３５ａの後端側の内側エッジ部３５ａ₂が係止解除部１０ａの傾斜面の中間位置に当接するようになる。

一方、直線係止部３５ｂが保持部材進入凹部３３ｉ内に進入して、一対の直線係止部３５ｂ,３５ｃが互いに接近すると、湾曲Ｕ字状部３５ａの２箇所のエッジ部３５ａ₂も互いに接近する（図６（ｆ）に示すように、湾曲Ｕ字状部３５ａがバルブプランジャ１０に接近する）。このため、バルブプランジャー１０における係止解除部１０ａがエッジ部３５ａ₂に当接する位置は、図６（ｅ）に示す初期状態の場合より後方位置、つまりバルブプランジャー１０の前進量が少ない位置となる。その結果、ＢＡ作動がバルブプランジャー１０のより少ない前進で開始される、つまりＢＡ作動開始のトリガーが早くなる可能性がある。しかし、実際には、図６（ｆ）に示すように、長期にわたるＢＡ作動の繰り返しで湾曲Ｕ字状部３５ａの２箇所のエッジ部３５ａ₂も摩耗して、これらの部分に摩耗面δが形成される。これにより、係止解除部１０ａが摩耗面δの少なくとも一部に当接する位置は後方に移動しなく、図６（ｅ）に示す初期状態の場合の位置とほとんど変化しない。したがって、ＢＡ作動開始のトリガーは図６（ｅ）に示す初期状態の場合とほとんど変化しない。

この例の負圧倍力装置１では、直線係止部３５ｂと係止部３３ｈとの係止位置が被押圧部である湾曲Ｕ字状部３５ａのエッジ部３５ａ₂の２箇所の位置から軸方向前方の近傍位置となっている。

次に、この例の負圧倍力装置１の作動について説明する。
（負圧倍力装置の非作動時）
負圧倍力装置１の定圧室８には負圧導入口２８を通して常時負圧が導入されている。また、図１および図２に示す負圧倍力装置１の非作動状態では、キー部材２３がリヤシェル３に当接して後退限となっている。したがって、このキー部材２３によってバルブボディ４およびバルブプランジャー６が後退限にされ、更にパワーピストン５、入力軸１１および出力軸２６も後退限となっている。また、真空弁座部材３０の前端面３０ａが第２弁制御スプリング３２のばね力でバルブボディ４の段部４ｃに当接して真空弁座部材３０が図２に示す位置に位置決めされているとともに、ＢＡ用筒状部材３３の中間部３３ｄがＢＡ作動用スプリング３４のばね力でキー部材２３に当接してＢＡ用筒状部材３３が図２に示す位置に位置決めされている。

この非作動状態では、弁体１２の大気弁部１２ａが大気弁座１４に着座して大気弁１６が閉じ、かつ弁体１２の真空弁部１２ｂが真空弁座１３から離座して真空弁１５が開いている。したがって、変圧室９は大気から遮断されかつ定圧室８に連通して変圧室９に負圧が導入されており、変圧室９と定圧室８との間に実質的に差圧が生じていない。このため、真空弁座部材３０には圧力差による力が後方に向けて加えられていない。
また、ＢＡ機構３６は、一対の直線係止部３５ｂ,３５ｃがＢＡ用筒状部材３３の係止部（直線係止部３５ｂに対しては係止部３３ｈ）に係止して非作動位置に保持されている。

（負圧倍力装置の設定入力Ｆ₀以下の入力領域での通常ブレーキ作動時）
通常ブレーキを行うためにブレーキペダルが通常ブレーキ操作時での踏込速度で踏み込まれると、入力軸１１が前進してバルブプランジャー１０が前進する。バルブプランジャー１０の前進により、弁体１２の真空弁部１２ｂが真空弁座１３に着座して真空弁１５が閉じるとともに大気弁座１４が弁体１２の大気弁部１２ａから離れて、大気弁１６が開く。すなわち、変圧室９が定圧室８から遮断されるとともに大気に連通される。したがって、大気圧の空気が大気導入口２０ａ、外周側通路１９ａ、内周側通路１９ｂ、開いている大気弁１６、およびキー孔４ａを通って変圧室９に導入される。その結果、変圧室９と定圧室８との間に差圧が生じてパワーピストン５が前進し、更にバルブボディ４を介して出力軸２６が前進して図示しないマスタシリンダのピストンが前進する。このとき、弁体１２、真空弁座部材３０、およびＢＡ用筒状部材３３等のバルブボディ４に支持されている部材は、バルブボディ４と一体に移動する。

また、バルブプランジャー１０の前進で間隔部材２４も前進するが、まだ間隔部材２４は間隙Ｃによりリアクションディスク２５に当接するまでには至らない。したがって、出力軸２６から反力がリアクションディスク２５から間隔部材２４に伝達されないので、この反力はバルブプランジャー１０および入力軸１１を介してブレーキペダルにも伝達されない。入力軸１１が更に前進すると、パワーピストン５も更に前進し、バルブボディ４および出力軸２６を介してマスタシリンダのピストンが更に前進する。

マスタシリンダ以降のブレーキ系のロスストロークが消滅すると、負圧倍力装置１は実質的に出力を発生し、この出力でマスタシリンダがマスタシリンダ圧（液圧）を発生し、このマスタシリンダ圧でホイールシリンダが作動してブレーキ力を発生する。

このとき、マスタシリンダから出力軸２６に加えられる反力によってリアクションディスク２５が後方に膨出し、間隙Ｃが消滅してリアクションディスク２５が間隔部材２４に当接する。これにより、出力軸２６からの反力はリアクションディスク２５から間隔部材２４に伝達され、更にバルブプランジャー１０および入力軸１１を介してブレーキペダルに伝達されて運転者に感知されるようになる。すなわち、図４に示すように負圧倍力装置１は通常ブレーキ作動時のジャンピング量Ｊｓを有するジャンピング特性を発揮する。

設定入力Ｆ₀以下の入力で通常ブレーキが作動される場合には、負圧倍力装置１の入力（つまり、ペダル踏力）が比較的小さいため、出力が所定出力以下の出力領域であう。したがって、前述のように変圧室９の圧力Ｐ_Vと定圧室８の圧力Ｐ_V0との差圧により真空弁座部材３０を押圧する力Ｆ_Pが第１および第２弁制御スプリング１８,３２の各ばね力の和より小さい。

このため、真空弁座部材３０はバルブボディ４に対して後方に移動しなく、サーボ比は従来の通常ブレーキ作動時とほぼ同じ比較的小さなサーボ比ＳＲ₁となる。したがって、負圧倍力装置１の出力がペダル踏力による入力軸１１の入力をこの小サーボ比ＳＲ₁で倍力した大きさになると、大気弁部１２ａが大気弁座１４に着座して大気弁１６も閉じて中間負荷でのバランス状態となる（真空弁１５は、真空弁部１２ｂが真空弁座１３に着座して既に閉じている）。こうして、図４に示すように設定入力Ｆ₀以下の入力領域においては、通常ブレーキ作動時のペダル踏力をサーボ比ＳＲ₁で倍力したブレーキ力で通常ブレーキが作動する。

また、ブレーキペダルが通常ブレーキ操作時での踏込速度で踏み込まれることで、バルブプランジャ１０が前進しても、その係止解除部１０ａが筒状部材保持部材３５における湾曲Ｕ字状部３５ａの湾曲底部３５ａ₁のエッジ部３５ａ₂に当接しない。したがって、ＢＡ機構３６は作動しない。

通常ブレーキ作動時での負圧倍力装置１の大気弁１６および真空弁１５がともに閉じている状態から、通常ブレーキを解除するために、ブレーキペダルを解放すると、入力軸１１およびバルブプランジャー１０がともに後退するが、バルブボディ４および真空弁座部材３０は変圧室９に空気（大気）が導入されているので、直ぐには後退しない。これにより、バルブプランジャー１０の大気弁座１４が弁体１２の大気弁部１２ａを後方に押圧するので、真空弁部１２ｂが真空弁座１３ｇから離座し、真空弁１５が開く。すると、変圧室９が開いた真空弁１５および真空通路２２を介して定圧室８に連通するので、変圧室９に導入された空気は、開いた真空弁１５、真空通路２２、定圧室８および負圧導入口２８を介して真空源に排出される。

これにより、変圧室９の圧力が低くなって変圧室９と定圧室８との差圧が小さくなるので、リターンスプリング２７のばね力により、パワーピストン５、バルブボディ４および出力軸２６が後退する。バルブボディ４の後退に伴い、マスタシリンダのピストンのリターンスプリングのばね力によってマスタシリンダのピストンおよび出力軸２６も後退し、通常ブレーキが解除開始される。

キー部材２３が図１および図２に示すようにリヤシェル３に当接すると、キー部材２３は停止してそれ以上後退しなくなる。しかし、バルブボディ４、バルブプランジャー１０および入力軸１１が更に後退する。そして、バルブプランジャー１０がキー部材２３に当接してそれ以上後退しなくなり、更に、バルブボディ４のキー孔４ａの前端４ａ₁がキー部材２３に当接して、バルブボディ４がそれ以上後退しなくなる。こうして、負圧倍力装置１は図１および図２に示す初期の非作動状態になる。したがって、マスタシリンダが非作動状態になってマスタシリンダ圧が消滅するとともに、ホイールシリンダも非作動状態になってブレーキ力が消滅して、通常ブレーキが解除される。

（負圧倍力装置の設定入力Ｆ₀より大きな入力領域での通常ブレーキ作動時）
通常ブレーキ操作時でのブレーキペダルの通常の踏込速度でかつ負圧倍力装置１の設定入力Ｆ₀より大きな入力領域で通常ブレーキ作動を行う場合には、負圧倍力装置１の入力（つまり、ペダル踏力に対応）が大きくなると、出力が所定出力より大きい出力領域となるとともに、変圧室９の圧力Ｐ_Vも大きくなる。

設定入力Ｆ₀より大きな入力領域では、変圧室９の圧力Ｐ_Vと定圧室８の圧力Ｐ_V0との差圧により真空弁座部材３０を押圧する力Ｆ_Pが第１および第２弁制御スプリング１８,３２の各ばね力の和より大きくなるので、真空弁座部材３０は第１および第２弁制御スプリング１８,３２を縮小して弁体１２を押しながらバルブボディ４に対して後方に移動する。このため、大気弁部１２ａが大気弁座１４から通常時より大きく離間し、大気弁１６が大きく開く。したがって、図４に示すようにこの大入力領域においては、前述のようにサーボ比はサーボ比ＳＲ₁より大きいサーボ比ＳＲ₂となる。すなわち、負圧倍力装置１の出力が入力軸１１の入力をこの大サーボ比ＳＲ₂で倍力した大きさになると、前述と同様に大気弁部１２ａが大気弁座１４に着座して大気弁１６も閉じて制御弁１７は中間負荷のバランス位置となる（真空弁１５は、真空弁部１２ｂが真空弁座１３に着座して既に閉じている）。

したがって、制御弁１７のバランス位置は後方に移動する。こうして、このような大入力領域において、ペダル踏力を大サーボ比ＳＲ₂で倍力した大きなブレーキ力でブレーキが作動する。その場合、負圧倍力装置１は、この大入力領域においては、ペダル踏力つまり負圧倍力装置１の入力が大きいが、小サーボ比ＳＲ₁の通常ブレーキ作動時での入力と同じ入力で、通常ブレーキ作動時より大きな出力が得られるようになる。

また、この大入力領域の作動時では、真空弁座部材３０が小入力領域（設定入力Ｆ₀以下の入力領域）での作動時よりバルブボディ４に対して後方にストローク量だけ移動することから、出力ストロークがこのストローク量に応じて大きくなる。すなわち、入力軸１１のストロークつまりブレーキペダルのストロークが短縮される。なお、この入力軸１１のストローク短縮の詳細は、国際公開２００４ー１０１３４０号公報に開示されていてこの公開公報を参照すれば理解できるので、ここでは省略する。

真空弁座部材３０の作動時での負圧倍力装置１の大気弁１６および真空弁１５がともに閉じている状態から、通常ブレーキを解除するために、ブレーキペダルを解放すると、前述の低入力領域での通常ブレーキ作動の場合と同様にして真空弁１５が開き、変圧室９に導入された空気が、開いた真空弁１５、真空通路２２、定圧室８および負圧導入口２８を介して真空源に排出される。

これにより、前述と同様に変圧室９の圧力が低下し、リターンスプリング２７のばね力により、パワーピストン５、バルブボディ４および出力軸２６が後退する。バルブボディ４の後退に伴い、マスタシリンダのピストンのリターンスプリングのばね力によってマスタシリンダのピストンおよび出力軸２６も後退し、ブレーキが解除開始される。

変圧室９と定圧室８との差圧が小さくなって、真空弁座部材３０を押圧する力Ｆ_Pが変圧室９の圧力Ｐ_Vが第１および第２弁制御スプリング１８,３２のばね荷重Ｆ_S,ｆ_Sの和より小さくなると、真空弁座部材３０がバルブボディ４に対して前方に相対的に移動して、真空弁座部材３０は図２に示す非作動位置になる。これにより、真空弁部１２ｂが真空弁座１３ｇから大きく離座して真空弁１５が大きく開くので、変圧室９内の空気は多く排出されて、小入力領域での通常ブレーキ作動状態になる。これ以後、前述の小入力領域での通常ブレーキ作動の場合と同様であり、最終的に負圧倍力装置１の移動した部材はすべて図２に示す非作動位置になり、通常ブレーキが解除される。

真空弁座部材３０の非作動位置への戻り過程（真空弁座部材３０のバルブボディ４に対する前方移動）で、真空弁座部材３０がスティックを起こして第２弁制御スプリング３２のばね力では前方へ移動しなくなった場合には、バルブボディ４の後退移動により真空弁座部材３０の前端部３０ｅが、リヤシェル３に当接して後退移動しないキー部材２３に当接する。したがって、真空弁座部材３０も後退移動が阻止される。しかし、バルブボディ４の更なる後退移動で、スティックを起こしている真空弁座部材３０はバルブボディ４に対して強制的に前方へ移動するようになる。このため、真空弁座部材３０は確実に図２に示す非作動位置となって真空弁が開き、負圧倍力装置１は確実に非作動位置となり、ブレーキが解除される。

（負圧倍力装置のＢＡ作動時）
ブレーキペダルが通常ブレーキ作動時より速い踏込速度で踏み込まれて緊急ブレーキ操作が行われると、バルブボディ４に対する入力軸１１およびバルブプランジャー１０の前方移動が大きくなる。すると、バルブプランジャー１０の係止解除部１０ａが筒状部材保持部材３５のエッジ部３５ａ₂に当接して筒状部材保持部材３５を押し開くので、前述のように筒状部材保持部材３５の一対の直線係止部３５ｂ,３５ｃとＢＡ用筒状部材３３の係止部との係止が解除される。

すると、前述のようにＢＡ作動用スプリング３４の付勢力でＢＡ用筒状部材３３が真空弁座部材３０を後方に押圧しつつバルブボディ４に対して後方へ所定量移動して停止するので、真空弁座部材３０および弁体１２も後方に所定量移動して停止する。

このとき、ペダル踏力つまり負圧倍力装置１の入力が設定入力Ｆ₀以下の小入力領域であると、負圧倍力装置１のサーボ比が小サーボ比ＳＲ₁となる。また、リアクションディスク２５は間隔部材２４にまだ当接していないが、その後出力軸２６からの反力でリアクションディスク２５が膨出して間隔部材２４に当接したときには、負圧倍力装置１の出力が大きくなる。したがって、図４に示すようにＢＡ作動時のジャンピング特性のジャンピング量Ｊｅが通常ブレーキ作動時のジャンピング量Ｊｓより大きくなる（Ｊｅ＞Ｊｓ）。これにより、小さなペダル踏力で大きなブレーキ力が発生する。

前述の通常ブレーキ作動時と同様にして、真空弁１５および大気弁１６がともに閉じた中間負荷でのバランス状態となる。このときの真空弁１５および大気弁１６のバランス位置は、前述の設定入力Ｆ₀以下の小入力領域での通常ブレーキ作動時より、真空弁座部材３０および弁体１２が移動した所定量だけ後方に移動する。こうして、図４に二点鎖線で示すように設定入力Ｆ₀以下の小入力領域においては、緊急ブレーキ作動時のペダル踏力を小サーボ比ＳＲ₁で倍力しかつ大ジャンピング量Ｊｅで大きくなったブレーキ力で緊急ブレーキが作動する。また、大気弁１６および真空弁１５がともに閉じるバランス位置が後方に移動するので、その分入力軸１１のストロークが短縮され、その結果ペダルストロークが短縮する。このようにして、小さなペダル踏力および小さなペダルストロークで大きなブレーキ力が発生する。こうして、緊急ブレーキ作動時においてＢＡ作動が行われる。

また、ブレーキペダルが通常ブレーキ作動時より速い踏込速度で踏み込まれたとき、負圧倍力装置１の入力が設定入力Ｆ₀より大きな大入力領域であると、前述の設定入力Ｆ₀以下の小入力領域でのＢＡ作動時の場合と同様にして、ＢＡ用筒状部材３３がバルブボディ４に対して後方に所定量移動して停止するので、真空弁座部材３０および弁体１２もバルブボディ４に対して後方に所定量移動して停止する。

そして、設定入力Ｆ₀より大きな大入力領域では、前述の設定入力Ｆ₀より大きな大入力領域での通常ブレーキ作動時の場合と同様にして、変圧室９の圧力Ｐ_Vと定圧室８の圧力Ｐ_V0との差圧により真空弁座部材３０を押圧する力Ｆ_Pが第１および第２弁制御スプリング１８,３２の各ばね力の和より大きくなるので、真空弁座部材３０および弁体１２がバルブボディ４に対して後方に移動する。このため、大気弁１６が更に大きく開く。したがって、図４に二点鎖線で示すようにこの大入力領域においては、前述のようにサーボ比はサーボ比ＳＲ₁より大きいサーボ比ＳＲ₂となる。したがって、ＢＡ作動により更に大きなブレーキ力で緊急ブレーキが作動する。

（負圧倍力装置のＢＡ作動解除時）
設定入力Ｆ₀以下の小入力領域におけるＢＡ作動後、ブレーキペダルを解放すると、バルブボディ４、パワーピストン５、バルブプランジャー１０，入力軸１１，出力軸２６等は後退して、前述の通常ブレーキ作動の解除時と同様に図１および図２に示す非作動位置に戻る。その場合、バルブプランジャー１０の係止解除部１０ａが筒状部材保持部材３５のエッジ部３５ａ₂から離れるので、筒状部材保持部材３５の一対の直線係止部３５ｂ,３５ｃがＢＡ用筒状部材３３の係止部と係止可能な状態となる。一方、ＢＡ用筒状部材３３はバルブボディ４の後退移動によりＢＡ用筒状部材３３の中間部３３ｄがリヤシェル３に当接して後退移動しないキー部材２３に当接する。したがって、ＢＡ用筒状部材３３も後退移動が阻止される。しかし、バルブボディ４の更なる後退移動で、ＢＡ用筒状部材３３はキー部材２３によりバルブボディ４に対して強制的に前方へ移動し、非作動位置に戻る。これにより、一対の直線係止部３５ｂ,３５ｃが筒状部材保持部材３５の弾性復元力でＢＡ用筒状部材３３の係止部に係止し、ＢＡ用筒状部材３３が非作動位置に保持される。

また、設定入力Ｆ₀より大きな大入力領域におけるＢＡ作動後、ブレーキペダルを解放すると、前述の設定入力Ｆ₀より大きな入力領域での通常ブレーキ作動時の場合および前述の設定入力Ｆ₀以下の小入力領域での緊急ブレーキ作動解除時の場合と同様にして緊急ブレーキが解除される。

そして、長期にわたるＢＡ作動の繰り返しで、ＢＡ用筒状部材３３の係止部のエッジ部に摩耗面が形成され、また一対の直線係止部３５ｂ,３５ｃのエッジ部に摩耗面が形成されても、前述のように通常時（ＢＡ非操作時）はＢＡ用筒状部材３３が非作動位置に確実に保持されてＢＡ作動が行われない。

このようにブレーキシステムに適用したこの例の負圧倍力装置１によれば、一対の直線係止部３５ｂ,３５ｃにそれぞれ係止するＢＡ用筒状部材３３の係止部の係止面に隣接して、一対の直線係止部３５ｂ,３５ｃがそれぞれそれらの摩耗に応じて進入可能な保持部材進入凹部をＢＡ用筒状部材３３に設けている。これにより、長期のＢＡ作動の繰り返しにより筒状部材保持部材３５が摩耗しても、ＢＡ用筒状部材３３の係止部の係止面と直線係止部の前面との係止代を、より一層長期にわたって確保することができる。したがって、ＢＡ用筒状部材３３と筒状部材保持部材３５との係止耐久性が効果的に向上し、長期にわたってＢＡ機構の作動を確実に行うことができるようになる。

なお、前述の例では、筒状部材保持部材３５をＵ字形に形成するものとしているが、筒状部材保持部材３５は、横断面が矩形状に形成された筒状部材保持部材３５の前面３５ｂ₁とＢＡ用筒状部材３３の係止凹部３３ｆの前端面３３ｆ₁とが面接触する、つまり、筒状部材保持部材と作動アシスト用筒状部材とが面接触で係止するものであれば、どのような形状にも形成することができる。

また、前述の例では真空弁座部材３０を設けているが、この真空弁座部材３０は必ずしも必要ではなく、省略できる。その場合には、ＢＡ用筒状部材３３に、真空弁部１２ｂが着座可能な真空弁座１３を設けるとともに、ＢＡ非作動時には保持手段で真空弁座１３をバルブボディ４に対して相対移動不能にし、またＢＡ作動時には保持手段による保持を解除して真空弁座１３をバルブボディ４に対して所定量相対移動させた後バルブボディ４に対して停止させる。この場合は、負圧倍力装置１のサーボ比は小サーボ比ＳＲ_lのみとなる。

更に、前述の例では、変圧室９の圧力と定圧室の圧力との圧力差により真空弁座部材３０の作動制御しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、変圧室９の圧力のみあるいは変圧室９の圧力と他の一定圧力との圧力差により、真空弁座部材３０の作動を制御することもできる。更に、変圧室９の圧力に代えて、入力軸１１に加えられる入力に応じた圧力により、真空弁座部材３０の作動を制御することもできる。

更に、前述の例では、本発明を１つのパワーピストン５を有するシングル型の負圧倍力装置に適用しているが、本発明は複数のパワーピストン５を有するタンデム型の負圧倍力装置に適用することもできる。
更に、前述の例では、本発明の負圧倍力装置をブレーキシステムに適用しているが、負圧倍力装置を用いる他のシステムや装置に適用することができる。

本発明に係る負圧倍力装置（ブレーキ倍力装置）は、作動アシスト時（緊急ブレーキ作動）時に、通常作動時と同じ入力（ブレーキ操作力）で通常作動時より大きな出力（ブレーキ力）を得ることのできる負圧倍力装置（ブレーキ倍力装置）に好適に利用することができる。

本発明に係る負圧倍力装置の実施の形態の、ブレーキ倍力装置に適用した例を非作動状態で示す断面図である。 図１における真空弁および大気弁の部分を拡大して示す部分拡大断面図である。 図１に示す例の負圧倍力装置における真空弁座部材の作動を説明し、力学的に等価状態を示す図である。 図１に示す例の負圧倍力装置の特性を説明し、（ａ）は入力ストローク−出力ストローク特性を示す図、（ｂ）は入力−出力特性を示す図である。 （ａ）はこの例のＢＡ機構を示す部分断面斜視図、（ｂ）は筒状部材保持部材の斜視図である。 （ａ）は保持部材進入凹部を説明する図、（ｂ）は筒状部材保持部材を説明する図、（ｃ）は筒状部材保持部材と保持部材進入凹部との初期状態での関係を説明する図、（ｄ）は筒状部材保持部材と保持部材進入凹部との摩耗発生後の関係を説明する図、（ｅ）は筒状部材保持部材とバルブプランジャーの係止解除部との初期状態での関係を説明する図、（ｆ）は筒状部材保持部材とバルブプランジャーの係止解除部との摩耗発生後の関係を説明する図である。 （ａ）は従来の筒状部材保持部材とＢＡ用筒状部材との初期状態での関係を説明する図、（ｂ）は筒状部材保持部材とＢＡ用筒状部材との摩耗発生後の関係を説明する図である。

符号の説明

１…負圧倍力装置、２…フロントシェル、３…リヤシェル、４…バルブボディ、５…パワーピストン、８…定圧室、９…変圧室、１０…バルブプランジャー、１０ａ…係止解除部、１１…入力軸、１２…弁体、１２ａ…大気弁部、１２ｂ…真空弁部、１３…真空弁座、１４…大気弁座、１５…真空弁、１６…大気弁、１７…制御弁、１８…第１弁制御スプリング、２３…キー部材、２４…リアクションディスク、２５…出力軸、３０…真空弁座部材、３２…第２弁制御スプリング、３３…ＢＡ用筒状部材、３３ｈ…係止部、３３ｈ₁…係止面、３３ｉ…保持部材進入凹部、３３ｉ₁…前端面、３４…ＢＡ作動用スプリング、３５…筒状部材保持部材、３５ａ…湾曲Ｕ字状部、３５ａ₂…エッジ部、３５ｂ,３５ｃ…直線係止部、３５ｂ₁…前面、３６…ブレーキアシスト機構（ＢＡ機構）、α,β,δ…摩耗面

Claims (3)

1. 入力軸と、負圧が導入される定圧室と大気が導入される変圧室とに区画するパワーピストンを支持するバルブボディと、前記入力軸に連結されかつ前記バルブボディ内に摺動自在に配設された弁プランジャと、前記弁プランジャの作動により前記定圧室と前記変圧室との間の連通または遮断を制御する真空弁と、前記弁プランジャの作動により前記変圧室と少なくとも大気との間を遮断または連通を制御する大気弁と、前記入力軸が通常作動時での移動速度より速く移動された時作動して出力を通常時より大きくする作動アシスト機構とを少なくとも備えている負圧倍力装置において、
   前記大気弁は、弁体に設けられた大気弁部と、前記弁プランジャに設けられかつ前記大気弁部が着離座可能な大気弁座とを有し、
   前記真空弁は、前記弁体に設けられた真空弁部と、前記真空弁部が着離座可能な真空弁座とを有し、前記真空弁座が前記バルブボディに対して相対移動可能に設けられ、
   前記真空弁部と前記大気弁部とが一体に移動可能にされており、
   前記作動アシスト機構は、作動時に前記真空弁座を介して前記真空弁部と前記大気弁部を前記バルブボディに対して後方に所定量移動させる筒状部材と、通常時前記筒状部材を非作動位置に保持しかつ作動時に前記筒状部材の保持を解除して前記筒状部材を作動する筒状部材保持部材とを備えており、
   前記筒状部材は前記バルブボディに摺動可能に設けられているとともに常時入力側に付勢されており、
   前記筒状部材保持部材は横断面矩形状に形成されているとともに前記筒状部材の方へ常時付勢されており、
   前記筒状部材は、前記筒状部材に設けられた係止部が前記筒状部材保持部材に係止することで前記非作動位置に保持されるとともに、前記係止部と前記筒状部材保持部材との係止が解除することで作動されるようになっており、
   前記筒状部材にその係止部に隣接して、前記筒状部材保持部材が摩耗を生じたとき、進入可能な保持部材進入凹部が設けられており、
   前記筒状部材保持部材は、前記入力軸が通常作動時での移動速度より速く移動されたとき前記バルブプランジャによって押圧されることで弾性変形して前記筒状部材の係止部との係止を解除し、
   前記筒状部材保持部材が摩耗を生じたときに前記保持部材進入凹部内に進入することで、前記筒状部材と前記筒状部材保持部材との係止代が確保されるようになっていることを特徴とする負圧倍力装置。
2. 前記筒状部材保持部材が摩耗量に応じて前記保持部材進入凹部内に進入することを特徴とする請求項１記載の負圧倍力装置。
3. ブレーキ操作力を負圧倍力装置で倍力したブレーキ力を出力するブレーキ倍力装置において、
   前記負圧倍力装置が請求項１または２記載の負圧倍力装置であり、
   前記作動アシスト機構が、緊急ブレーキ操作時に作動して通常ブレーキ作動時より同じブレーキ操作力で大きなブレーキ力を出力するブレーキアシスト機構であることを特徴とするブレーキ倍力装置。

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