JP5078796B2 - 負圧ブースタ - Google Patents

Description

本発明は、車両用ブレーキマスタシリンダの倍力作動のために用いられる負圧ブースタに関し、特に、緊急ブレーキ時には出力杆に速やかに高出力を発揮させるようにしたマスタシリンダの改良に関する。

緊急ブレーキ時に大気導入弁座を大きく開放して作動室に大量の大気を速やかに導入し、出力杆に高出力を発揮させるようにしたものが、特許文献１で既に知られている。
特開２００３−９５０８５号公報

ところで、特許文献１で開示されたものでは、第１負圧弁座を後端に有する弁筒がブースタピストンに連設され、第２負圧弁座を後端に有して弁筒内に収容されるとともに後方に向けてばね付勢される筒状部材の前端に、前記弁筒に実質的に一体化されたホルダに係合し得る係合部が設けられ、通常のブレーキ作動時には係合部をホルダに係合させた状態にある筒状部材の後端の第２負圧弁座が弁筒の後端の第１負圧弁座よりも前方に在るのに対して、緊急ブレーキ操作時には、前記係合部をホルダから離脱させるための力を入力ピストンから前記筒状部材に作用せしめ、ホルダとの連結を解除した筒状部材の後端の第２負圧弁座が弁体に当接して該弁体を第１負圧弁座から離隔させることで、大気弁の開放量を増大するようにしている。しかるに、このような特許文献１開示の構成では、緊急ブレーキ時に、ホルダとの連結を解除するように筒状部材を作動せしめる力を該筒状部材に作用せしめることが必要であり、必要以上の入力荷重が必要となる。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、緊急ブレーキ時のブレーキ操作力を軽減しつつ、出力を早期に倍力限界点に到達させ得るようにした負圧ブースタを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、ブースタシェルに、その内部を負圧源に連なる前側の負圧室と後側の作動室とに区画するブースタピストンが収容され、前記ブースタシェルの後壁に摺動自在に支承される弁筒が前記ブースタピストンに連設され、前後動可能の入力杆と、この入力杆を後退方向に付勢する入力戻しばねと、前記入力杆に連動、連結される入力ピストンと、該入力ピストンに対して所定の後退位置から前方へ摺動し得るようにして前記入力ピストンに嵌合する弁ピストンと、該弁ピストンを前記後退位置側に付勢するばね力を発揮して前記入力ピストンおよび前記弁ピストン間に設けられるセットばねと、前記弁ピストンに形成される大気導入弁座ならびに前記弁筒に形成される負圧導入弁座を有するとともに前記入力杆の前後動に応じて前記作動室を前記負圧室と大気とに連通切換えする制御弁とが、前記弁筒内に配設され、前記弁筒および前記入力ピストンと、前記ブースタシェルの前壁に摺動可能に支承される出力杆との間に、前記入力杆による操作入力と、前記作動室および前記負圧室間の気圧差によるブースタピストンの推力との合力を前記出力杆に伝達する反力機構が介設される負圧ブースタにおいて、外周に係止部を有する係止部材が前記入力ピストンの前部を囲繞して前記弁筒に取付けられ、前記入力ピストンの周囲に配置されて前後に延びるとともに前端部を前記入力ピストンの半径方向内方に向かわせる弾発力を発揮する複数の連結板部と、前記係止部に前方側から係合することを可能として前記各連結板部の前端に設けられる複数の係合爪とを有する連結部材の後端部が前記弁ピストンに取付けられ、前記連結部材は、前記入力ピストンおよび前記弁ピストンが前記弁筒に対して所定ストローク以上先行前進した緊急ブレーキ時には前記係止部に前記各係合爪を係合させて前記大気導入弁座を開放状態に維持するものの、非緊急ブレーキ時には前記各係合爪を前記係止部よりも後方で前記係止部材の外周に当接させるように形成され、前記連結部材の各連結板部の前後方向中間部には内方に突出した突起が一体に設けられ、前記入力ピストンには、ブレーキ作動状態では前記突起の前方に在るものの、緊急ブレーキの解除時には、前記入力ピストンの前記弁ピストンに対する後退動作に応じて前記突起に当接して前記係合爪を前記係止部から離脱させるように前記連結板部を押し広げるフランジ部が一体に設けられることを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に加えて、前記連結部材の前記各連結板部をそれぞれ挿通せしめる複数のスリットを形成するガイド手段が、前記入力ピストンの前後動をガイドするようにして前記弁筒に設けられることを特徴とする。

さらに請求項３記載の発明は、ブースタシェルに、その内部を負圧源に連なる前側の負圧室と後側の作動室とに区画するブースタピストンが収容され、前記ブースタシェルの後壁に摺動自在に支承される弁筒が前記ブースタピストンに連設され、前後動可能の入力杆と、この入力杆を後退方向に付勢する入力戻しばねと、前記入力杆に連動、連結される入力ピストンと、該入力ピストンに対して所定の後退位置から前方へ摺動し得るようにして前記入力ピストンに嵌合する弁ピストンと、該弁ピストンを前記後退位置側に付勢するばね力を発揮して前記入力ピストンおよび前記弁ピストン間に設けられるセットばねと、前記弁ピストンに形成される大気導入弁座ならびに前記弁筒に形成される負圧導入弁座を有するとともに前記入力杆の前後動に応じて前記作動室を前記負圧室と大気とに連通切換えする制御弁とが、前記弁筒内に配設され、前記弁筒および前記入力ピストンと、前記ブースタシェルの前壁に摺動可能に支承される出力杆との間に、前記入力杆による操作入力と、前記作動室および前記負圧室間の気圧差によるブースタピストンの推力との合力を前記出力杆に伝達する反力機構が介設される負圧ブースタにおいて、外周に係止部を有する係止部材が前記入力ピストンの前部を囲繞して前記弁筒に取付けられ、前記入力ピストンの周囲に配置されて前後に延びるとともに前端部を前記入力ピストンの半径方向内方に向かわせる弾発力を発揮する複数の連結板部と、前記係止部に前方側から係合することを可能として前記各連結板部の前端に設けられる複数の係合爪とを有する連結部材の後端部が前記弁ピストンに取付けられ、前記連結部材は、前記入力ピストンおよび前記弁ピストンが前記弁筒に対して所定ストローク以上先行前進した緊急ブレーキ時には前記係止部に前記各係合爪を係合させて前記大気導入弁座を開放状態に維持するものの、非緊急ブレーキ時には前記各係合爪を前記係止部よりも後方で前記係止部材の外周に当接させるように形成され、前記連結部材の前記各連結板部をそれぞれ挿通せしめる複数のスリットを形成するガイド手段が、前記入力ピストンの前後動をガイドするようにして前記弁筒に設けられることを特徴とする。

本発明によれば、入力杆を急速前進させる緊急ブレーキ時には、入力ピストンおよび弁ピストンが弁筒に対して所定ストローク以上先行前進することで、弁ピストンに後端部が取付けられる連結部材が備える複数の連結板部の前端の係合爪が、弁筒に取付けられて入力ピストンの前部を囲繞する係止部材の外周の係止部に前方から係合する。これにより弁ピストン、入力ピストンおよび弁筒が実質的に一体化されることになり、入力ピストンの前進に応じて大気導入弁座を開放状態に保持する。したがって、その後、弁筒が入力ピストンの前進に倣うように前進しても、弁ピストンは弁筒とともに前進することになるから、大気導入弁座の全開状態は維持されることになり、その結果、大量の大気が作動室に一気に導入され、ブースタピストンの出力は、負圧室および作動室間の気圧差が最大となる倍力限界点に即座に到達することができ、緊急ブレーキに迅速に対応することができる。しかも弁筒に取付けられた係止部材と、弁ピストンとが連結部材を介して連結された状態で、入力ピストンおよび弁ピストン間に設けられるセットばねのばね荷重は入力ピストンに前進方向で作用するので、緊急ブレーキ時のブレーキ操作力を軽減することができる。さらに連結部材の係合爪を係止部材の係止部に係合させるのに必要な前記入力ピストンの前記弁筒に対する前進方向の先行ストローク量は、入力ピストンの軸方向に沿う前記連結部材の寸法を変更することで変化させることができ、緊急ブレーキ時のブレーキアシスト開始閾値を前記連結部材の寸法変更によって、容易に調整することができる。

また特に請求項１の発明によれば、緊急ブレーキの解除時には、各連結板部の前後方向中間部に一体に設けられて内方に突出した突起に、入力戻しばねのばね力で後退する入力ピストンに設けられたフランジ部が当接して連結板部を押し広げ、係合爪が係止部から離脱するので、入力ピストンが弁筒に対して後方に相対移動して非作動状態に戻ることになり、緊急ブレーキ状態を容易に解除することができる。しかも緊急ブレーキ解除までの前記入力ピストンの後退方向のストローク量は、入力ピストンの軸方向に沿う前記連結部材の寸法を変更することで変化させることができ、ブレーキアシスト解除閾値および戻り時のヒステリシスを前記連結部材の寸法変更によって容易に調整することができる。

また特に請求項２、３の各発明によれば、入力ピストンの前後動をガイドするようにして弁筒に設けられるガイド手段のスリットに、連結部材の各連結板部がそれぞれ挿通されるので、弁筒に対する連結部材の位置決めが確実になされることになり、連結部材の誤った組付けを回避して組付け性を高めることができる。また作動時にはガイド手段のスリットによって連結部材の作動がガイドされることになるとともに連結部材の回転を阻止することもできる。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。

図１〜図８は本発明の一実施例を示すものであり、図１は負圧ブースタの縦断面図、図２は負圧ブースタが非作動状態にあるときの図１の２矢示部拡大図であって図３の２−２線断面図、図３は図２の３−３線断面図、図４はガイド手段、キーおよび連結部材の分解斜視図、図５は通常ブレーキ状態での図２に対応した断面図、図６は負圧ブースタの出力特性を示す線図、図７は緊急ブレーキ状態での図２に対応した断面図、図８は緊急ブレーキ解除状態での図２に対応した断面図である。

先ず図１において、負圧ブースタＢのブースタシェル１１は、前部シェル半体１１ａおよび後部シェル半体１１ｂの対向端を相互に結合して構成され、後部シェル半体１１ｂが自動車の車室前壁Ｄにボルト１２によって固定され、前部シェル半体１１ａには、該ブースタＢにより作動されるブレーキマスタシリンダＭのシリンダボディＭａがボルト１４によって固着される。

ブースタシェル１１の内部は、鋼板により環状に成形されるとともにブースタシェル１１に前後往復動可能に収容されるブースタピストン１５と、該ブースタピストン１５の後面に重ねて結着されるとともに前記両シェル半体１１ａ，１１ｂ間に外周縁部が挟止されるダイヤフラム１６とにより、前側の負圧室１７と後側の作動室１８とに区画され、負圧室１７は、負圧導入管１９を介して負圧源Ｖ（たとえば内燃機関の吸気マニホールド内部）に接続される。ブースタピストン１５およびダイヤフラム１６の中心部には合成樹脂製の弁筒２０が一体的に結合される。

図２を併せて参照して、前記弁筒２０は、後部シェル半体１１ｂの中心部に突設されて後方に延びる案内筒部２１に軸受部材２２およびシール部材２３を介して摺動自在に支承される。

弁筒２０内には、入力ピストン２５と、該入力ピストン２５に連結される入力杆２６と、この入力杆２６の前後動に応じて作動室１８を負圧室１７と大気とに連通切換えする制御弁２７とが配設される。

前記弁筒２０の前部中心部には、前方から順に、前端を前方に開放した円形凹部２８と、該円形凹部２８よりも小径にして円形凹部２８に同軸に連なる貫通孔２９とが設けられ、この弁筒２０の前部には係止部材３０が取り付けられる。すなわち係止部材３０は、その前端部外周に取り付け鍔部３０ａを有するとともにその軸方向全長にわたるシリンダ孔３１を有して円筒状に形成されており、前記取り付け鍔部３０ａを円形凹部２８に嵌合しながら貫通孔２９に挿入される。

入力ピストン２５は、ピストン後部２５ａと、該ピストン後部２５ａよりも小径のピストン前部２５ｂと、ピストン前部２５ｂよりも小径に形成されてピストン後部２５ａおよびピストン前部２５ｂ間を連結する頸部２５ｃとを一体に有し、ピストン後部２５ａの前端には半径方向外方に張り出すフランジ部２５ｄが一体に連設される。而してピストン前部２５ｂは係止部材３０のシリンダ孔３１に摺動可能に嵌合される。またピストン後部２５ａの後端には連結筒部２５ｅが同軸にかつ一体に形成されており、この連結筒部２５ｅには入力杆２６の球状前端部２６ａが嵌合され、球状前端部２６ａの抜け止めのために連結筒部２５ｅの一部がかしめられる。これにより入力杆２６が入力ピストン２５に首振り可能に連結され、入力杆２６の後端には、該入力杆２６を前進作動せしめるブレーキペダルＰ（図１参照）が連結される。

入力ピストン２５におけるピストン後部２５ａの外周には、円筒状の弁ピストン３５が後退位置（図２で示す位置）と、前進位置（後述の図７で示す位置）との間を摺動し得るように嵌合され、その後退位置は、弁ピストン３５の後端面が連結筒部２５ｅの後端部外周に係止された止め輪３６で受け止められることにより規定され、また弁ピストン３５の前進位置は、弁ピストン３５の前端が入力ピストン２５のフランジ部２５ｄに当接することにより規定される。また前記ピストン後部２５ａの外周面には、前記弁ピストン３５の内周に摺接する環状のシール部材３７が装着される。さらに入力ピストン２５の前記フランジ部２５ｄおよび前記弁ピストン３５間には、弁ピストン３５を後退位置に向かって付勢するセットばね３８が縮設される。

弁ピストン３５の後端には大気導入弁座３９が形成され、この大気導入弁座３９を囲繞するように同心配置される環状の負圧導入弁座４０が弁筒２０に形成される。

また弁筒２０には、大気導入弁座３９および負圧導入弁座４０と協働する共通一個の弁体４１が取り付けられる。この弁体４１は全体がゴム等の弾性材で成形されたもので、大気導入弁座３９および負圧導入弁座４０に着座可能に対向して配置される弁部４１ａと、弁部４１ａの内周に連なって後方に延びる伸縮筒部４１ｂと、該伸縮筒部４１ｂの後端に連なる環状の取り付けビード部４１ｃとから成っており、前記弁部４１ａにその内周側から挿入される環状の補強板４２が、弁部４１ａにモールド結合される。また弁部４１ａの外周には、後方へ屈曲した環状のシールリップ４３が一体に形成される。

取り付けビード部４１ｃは、負圧導入弁座４０とともに弁筒２０の内周側に一体に形成された環状隆起部２０ａの後端に当接する前部および後部弁ホルダ４４，４５間に気密に挟持され、後部弁ホルダ４５には、弁筒２０の内周面に密接するＯリング等のシール部材４６が装着される。

弁部４１ａにモールド結合された補強板４２と、入力杆２６との間には、弁部４１ａを大気導入弁座３９および負圧導入弁座４０に着座させる方向に付勢する弁ばね４７が縮設される。

而して上記負圧導入弁座４０、大気導入弁座３９、弁体４１および弁ばね４７によって制御弁２７が構成される。

後部弁ホルダ４５と、入力杆２６との間には入力戻しばね４８が縮設され、これによって前部および後部弁ホルダ４４，４５が弁筒２０の環状隆起部２０ａの後端に当接、保持されるとともに、入力杆２６が後退方向へ付勢される。

弁筒２０の内周の環状隆起部２０ａには、負圧導入弁座４０を囲繞する前部環状室４９が形成され、この前部環状室４９に弁部４１ａの前面が臨む。前部環状室４９の半径方向外側の内周面は負圧導入弁座４０よりも後方へ延びており、その内周面に弁部４１ａの外周のシールリップ４３が摺動可能に密接する。したがって前部環状室４９は、弁部４１ａが負圧導入弁座４０に着座したとき閉じられるようになっている。さらに環状隆起部２０ａの内側には、シールリップ４３付きの弁部４１ａによって、前記前部環状室４９とは隔絶した後部環状室５０が弁部４１ａの背面を臨ませるようにして画成される。

弁筒２０には、一端が負圧室１７に通じるとともに他端が前部環状室４９に開口するように形成される一対の第１ポート５１…と、一端が作動室１８に通じるとともに他端が負圧導入弁座４０および大気導入弁座３９間に開口するように形成される第２ポート５２とが設けられる。第２ポート５２は、前記貫通孔２９よりも大径に形成されて該貫通孔２９の後端に同軸に連なるとともに前記入力ピストン２５のピストン後部２５ａおよび弁ピストン３５を収容するようにして弁筒２０に設けられる収容孔５３と、一端が作動室１８に通じるとともに他端が前記収容孔５３の前端に通じるようにして弁筒２０の一直径線上に設けられる一対の半径方向連通孔５４…とから成るものであり、半径方向連通孔５４…すなわち第２ポート５２は、弁筒２０の軸線と平行な方向に延びて弁筒２０に設けられる軸方向連通孔５５…を介して後部環状室５０とも連通する。

ブースタシェル１１における後部シェル半体１１ｂの案内筒部２１の後端と、前記入力杆２６とには、弁筒２０を被覆する伸縮可能のブーツ５８の両端が取り付けられ、このブーツ５８の後端部に、前記弁体４１の内側に連通する大気導入口５９が設けられる。この大気導入口５９に流入する空気を濾過するフィルタ６０が入力杆２６の外周面と弁筒２０の内周面との間に介裝され、該フィルタ６０は、入力杆２６および弁筒２０の相対移動を阻害することがないように、柔軟性を有する。

図３および図４を併せて参照して、前記弁筒２０には、入力ピストン２５におけるフランジ部２５ｄの外周に摺接することを可能として該入力ピストン２５の作動をガイドするガイド手段６１が設けられる。このガイド手段６１は、入力ピストン２５の軸線に関して対称である一対のガイド部材６２，６２が弁筒２０に設けられて成るものであり、合成樹脂から成る弁筒２０に両ガイド部材６２，６２はモールド結合される。

ガイド部材６２は、前記弁筒２０に設けられた前記収容孔５３の軸線を中心として円弧状に形成される円弧部６２ａと、該円弧部６２ａの周方向中央部外面から外方に突出する第１突部６２ｂと、前記円弧部６２ａの周方向両端から外方に突出する一対の第２突部６２ｃ，６２ｃと、前記第２突部６２ｃ，６２ｃの前端にそれぞれ連なって前記円弧部６２ａから離隔する側に延びる延出板部６２ｄ，６２ｄとを一体に有する。

このガイド部材６２は、第１突部６２ｂを弁筒２０内に埋没させつつ円弧部６２ａを収容孔５３に嵌合させるようにして弁筒２０にモールド結合されるものであり、延出板部６２ｄ，６２ｄは、第２ポート５２を前記収容孔５３とともに形成する一対の半径方向連通孔５４，５４内に配置される。

ところで一対のガイド部材６２，６２は、弁筒２０の軸線に関して対称に配置されて弁筒２０に設けられるものであり、両ガイド部材６２，６２の第２突部６２ｃ，６２ｃ…および延出板部６２ｄ，６２…相互間には、軸方向に延びるスリット６３，６３が形成される。また前記ガイド部材６２…における円弧部６２ａ…の周方向両端部における前側には切欠き部６４，６４…が設けられる。

また弁筒２０には、ブースタピストン１５および入力ピストン２５の後退限を規定するキー６５が一定距離の範囲で軸方向移動可能に取り付けられる。このキー６５は、入力ピストン２５の頸部２５ｃを両側から挟むようにして弁筒２０の半径方向連通孔５４，５４ならびにガイド手段６１におけるガイド部材６２…の切欠き部６４，６４…に挿通される一対の規制部６５ａ，６５ａと、それらの規制部６５ａ…の一端を連結する連結部６５ｂとを一体に有して略Ｕ字状に形成され、前記連結部６５ｂが、後部シェル半体１１ｂの案内筒部２１に設けられたストッパ壁６６の前面に対向するように配置される。而してキー６５がストッパ壁６６に当接することによりブースタピストン１５および弁筒２０の後退限が規定され、また入力ピストン２５における頸部２５ｃの前端面がキー６５に当接することにより入力ピストン２５および入力杆２６の後退限が規定される。前記頸部２５ｃの軸方向長さはキー６５の板厚より大きく設定されていて、入力ピストン２５とキー６５とが僅かに相対移動ができるようになっている。

前記弁ピストン３５には連結部材６７が連動、連結される。この連結部材６７は、前記弁ピストン３５の後部を囲繞するリング部６７ａと、該リング部６７ａの周方向複数個所に一体に連なる取付け板部６７ｂ…と、前記リング部６７ａの周方向に間隔をあけた複数個所に連設されて前方に延びる連結板部６７ｃ…とを一体に備える。

前記取付け板部６７ｂ…は、前記リング部６７ａの周方向に等間隔をあけた２個所に連設されてわずかに前方に突出するものであり、これらの取付け板部６７ｂ…の前端が、前記弁ピストン３５の外周に設けられた凹部６８（図２参照）に後方側から係合することによって連結部材６７が弁ピストン３５に取付けられることになり、セットばね３８は、入力ピストン２５のフランジ部２５ｄと、連結部材６７のリング部６７ａとの間に縮設される。

前記連結板部６７ｃ…は、前記リング部６７ａの周方向に等間隔をあけた２箇所に連設されており、これらの連結板部６７ｃ…の前端には、内方に向けて突出する係合爪６９…が設けられる。而して弁筒２０に取付けられた前記係止部材３０の外周には、前記係合爪６９…を係合させ得る環状の溝である係止部３２が設けられ、この係止部３２よりも後方で前記係止部材３０の外周は、後方に向かうにつれて小径となるテーパ面３３を形成する。

ところで前記連結板部６７ｃ…は、係止部材３０の前記係止部３２に前記係合爪６９…を係合させる方向の弾発力を発揮するものであり、前記ガイド手段６１におけるスリット６３…にそれぞれ挿通される。

また前記係止部材３０を嵌合せしめるようにして弁筒２０に設けられる貫通孔２９の内周には、前記ガイド手段６１のスリット６３…に連なるガイド溝７１…が軸方向に延びて設けられており、連結板部６７ｃ…の前部は前記ガイド溝７１…に挿通される。

しかも前記連結部材６７は、入力ピストン２５が弁筒２０に対して所定ストローク以上先行前進した緊急ブレーキ時には係止部材３０の係止部３２に前記各係合爪６９…を係合させて前記大気導入弁座３９を開放状態に維持するものの、非緊急ブレーキ時には前記各係合爪６９…を前記係止部３２よりも後方で係止部材３０の外周のテーパ面３３に当接させるように形成されている。

また連結部材６７における各連結板部６７ｃ…の前後方向中間部には内方に突出した突起７０…が一体に設けられる。一方、入力ピストン２５に一体に設けられるフランジ部２５ｄは、ブレーキ作動状態では前記突起７０の前方に在るものの、緊急ブレーキの解除時には、入力ピストン２５の弁ピストン３５に対する後退動作に応じて前記突起７０…に当接して係合爪６９…を前記係止部３２から離脱させるように連結板部６７ｃ…を押し広げることになる。

再び図２において、弁筒２０の前端面には、前記係止部材３０の取り付け鍔部３０ａを囲繞する環状部２０ｂが形成され、この環状部２０ｂと、係止部材３０の前端部とで作動ピストン７４が構成される。この作動ピストン７４の外周にはカップ状の出力ピストン７５が摺動自在に嵌合され、この出力ピストン７５と、作動ピストン７４および入力ピストン２５のピストン前部２５ｂとの軸方向対向面間には偏平な弾性反力ピストン７６が介装される。

その際、弾性反力ピストン７６は上記環状部２０ｂの前端面および係止部材３０の前端面に密接する。これによって係止部材３０は弁筒２０に連結されるとともに、環状部２０ｂおよび取り付け鍔部３０ａ間が弾性反力ピストン７６によってシールされる。また入力ピストン２５のピストン前部２５ｂおよび弾性反力ピストン７６間には、負圧ブースタＢの非作動時に一定の間隙ｇができるようになっている。

出力ピストン７５の前面には出力杆７７が突設され、この出力杆７７は前記ブレーキマスタシリンダＭのピストン１３に連接される。

而して、作動ピストン７４、入力ピストン２５、弾性反力ピストン７６および出力ピストン７５は、入力杆２６に対する入力と、作動室１８およびを負圧室１７間の気圧差によるブースタピストン１５の推力との合力を出力杆７７に伝達する反力機構７３を構成する。

出力ピストン７５および弁筒２０の前端面にはリテーナ７８が当接するように配設され、このリテーナ７８とブースタシェル１１の前壁との間にブースタピストン１５および弁筒２０を後退方向へ付勢するブースタ戻しばね７９が縮設される。

次にこの実施例の作用について説明すると、負圧ブースタＢの休止状態では、図１および図２に示すように、弁筒２０に取り付けられたキー６５が、後部シェル半体１１ｂにおけるストッパ壁６６の前面に当接し、このキー６５に入力ピストン２５の頸部２５ｃの前端面が当接することにより、ブースタピストン１５および入力杆２６がそれぞれの後退限に位置している。このとき、弁ピストン３５はセットばね３８の付勢力で入力ピストン２５上の止め輪３６に当接する後退位置に保持されており、この弁ピストン３５の後端の大気導入弁座３９は弁体４１の弁部４１ａに着座しながら、この弁部４１ａを押圧して負圧導入弁座４０から僅かに離座させている。これによって大気導入口５９および第２ポート５２間の連通が遮断されるとともに、第１および第２ポート５１，５２間が連通される。したがって負圧室１７の負圧が両ポート５１，５２を通して作動室１８に伝達し、両室１７，１８は同圧となっているため、ブースタピストン１５および弁筒２０はブースタ戻しばね７９の付勢力により後退位置に保持される。
［通常ブレーキ］
車両を制動すべくブレーキペダルＰを普通の速度で踏込み、入力杆２６および入力ピストン２５を前進させれば、入力ピストン２５は、図５で示すように、後退位置に保持された状態の弁ピストン３５を伴なって前進する。したがって弁ばね４７の付勢力で、弁体４１は直ちに伸縮筒部４１ｂを伸ばしながら弁部４１ａを負圧導入弁座４０に着座させることになり、それと同時に、大気導入弁座３９が弁体４１から離れることによって第１および第２ポート５１，５２間の連通が遮断されるとともに、第２ポート５２が弁体４１の内側を通して大気導入口５９と連通される。

その結果、大気導入口５９から弁筒２０内に流入した大気が大気導入弁座３９を通過し、第２ポート５２を経て作動室１８に導入され、作動室１８を負圧室１７より高圧にするので、それらの気圧差に基づく前方推力を得てブースタピストン１５は、弁筒２０、作動ピストン１１５、弾性反力ピストン２２、出力ピストン７５および出力杆７７を伴いながらブースタ戻しばね７９の力に抗して前進し、出力杆７７によりブレーキマスタシリンダＭのピストン１３が前方に押圧されるようになる。このように大気導入弁座３９は、入力杆２６の前進と同時に前進して、弁部４１ａから離座することで、ブースタピストン１５の応答性を高めることができる。

入力杆２６の前進初期、入力ピストン２５のピストン前部２５ｂが間隙ｇを詰めて弾性反力ピストン７６に当接するまでは、大気導入弁座３９が開いても、入力杆２６は反力機構７３から反力を受けないので、出力杆７７の出力は、図８に線ａ−ｂで示すように急速に立ち上がるジャンピング特性を示す。

また入力杆２６の前進操作時には、弁筒２０の前部環状室４９に臨む弁部４１ａの前面には、第１ポート５１から前部環状室４９に伝達する負圧が作用するのに対して、弁筒２０の後部環状室５０に臨む弁部４１ａの背面には、第２ポート５２から軸方向連通孔５５を介して後部環状室５０に伝達する大気圧が作用するので、弁部４１ａは、弁ばね４７のセット荷重による他、前部および後部環状室４９，５０間の気圧差によっても負圧導入弁座４０との着座方向へ付勢されることになる。したがって、上記気圧差による付勢力分、弁ばね４７のセット荷重を低減することが可能となり、それに伴い入力杆２６を後退方向へ付勢する入力戻しばね４８のセット荷重の低減も可能となり、その結果、比較的小さい初期操作入力によりジャンピング特性が得られので、ブレーキマスタシリンダＭおよび各車輪ブレーキの無効ストロークを素早く排除して、各車輪ブレーキの応答性を高めることができる。

またこの状態において、弁部４１ａの外周のシールリップ４３は、後方に屈曲して、弁筒２０の内周面に密接しているので、前部および後部環状室４９，５０間の気圧差により、上記内周面への密接力が高められ、両環状室４９，５０間の気密を確保することができる。

入力ピストン２５のピストン前部２５ｂが弾性反力ピストン７６に当接してからは、出力杆７７の作動反力の一部が弾性反力ピストン７６を介して入力杆２６にフィードバックされることになるので、操縦者は出力杆７７の出力の大きさを感受することができる。

希望の出力を得たところで入力杆２６の前進を停止すれば、ブースタピストン１５の前進は、弁体４１の弁部４１ａを再び大気導入弁座３９に着座させて、それ以上の大気の負圧室３への導入を阻止することで停止する。したがって弁筒２０およびブースタピストン１５は、入力杆２６の前進に倣って前進することになる。

ところで、入力杆２６の前進速度が比較的低い通常ブレーキ時には、入力杆２６に対するブースタピストン１５および弁筒２０の追従遅れが比較的少ないから、入力杆２６および弁筒２０の相対変位も少なく、また入力杆２６に連結した入力ピストン２５とともに前進する弁ピストン３５と、弁筒２０に連結した係止部材３０との相対変位も少ない。したがって弁ピストン３５と前後動をともにする連結部材６７の連結板部６７ｃ…は、その係合爪６９…を前記係止部３２よりも後方の前記係止部材３０の外周面であるテーパ面３３上を僅かに移動するのみで、係止部３２に係合することはない。

そして出力杆７７の出力は、弾性反力ピストン７６に当接する作動ピストン７４および入力ピストン２５におけるピストン前部２５ａの受圧面積の比によって定まる倍力比をもって、図６の線ｂ−ｃで示すように増加する。

負圧室１７および作動室１８間の気圧差が最大となる倍力限界点ｃに達してからは、出力杆７７の出力は、線ｃ−ｄに示すように、ブースタピストン１５の上記気圧差による最大推力と、入力杆２６への操作入力との和となる。
［緊急ブレーキ］
ブレーキペダルＰを急速に踏み込む緊急ブレーキ時には、入力ピストン２５の前進速度が速いため、ブースタピストン１５および弁筒２０が前進し始める前に、入力ピストン２５のピストン前部２５ｂによって弾性反力ピストン７６を圧縮しながら、入力ピストン２５および弁ピストン３５を大きく前進させる。すると、図７で示すように、弁ピストン３５に取付けられた連結部材６７のばね板部６７ｃ…の前端の係合爪６９…が、係止部材３０の係止部３２に係合し、連結部材６７は、セットばね３８の付勢力に抗して、弁筒２０に取付けられた係止部材３０と連結状態となり、弁ピストン３５、入力ピストン２５および弁筒２０が実質的に一体化されることになり、大気導入弁座３９が弁体４１の弁部４１ａから最大に引き離された全開状態に保持される。

而して緊急ブレーキ時には、大気導入弁座３９の全開状態で弁ピストン３５が係止部材３０に図６で示す連結点ｅで連結されることになり、連結後にはブースタピストン１５および弁筒２０が入力杆２６の前進に倣うように僅かに前進しても、弁ピストン３５は弁筒２０と一体となって前進することになるから、大気導入弁座３９の全開状態は維持される。その結果、大量の大気が負圧室１７に一気に導入され、図６の線ｅ−ｆで示すように、負圧室１７および作動室１８間の気圧差が最大となる倍力限界点ｆに即座に到達し、通常ブレーキ時に比べてΔＰだけの出力増大を図ることができ、マスタシリンダＭのピストン１３を強力に押圧し続け、緊急ブレーキに対応することができる。

この緊急ブレーキ時でも、大気導入弁座３９は、入力杆２６の前進と同時に前進して、弁部４１ａから離座することができるので、ブースタピストン１５の応答性を高めることができる。

また連結部材６７を介して弁ピストン３５および係止部材３０が連結された状態で、入力ピストン２５および弁ピストン３５間に設けられるセットばね３８のばね荷重は、入力ピストン２５に前進方向で作用するので、緊急ブレーキ時のブレーキ操作力を軽減することができる。

さらに連結部材６７の係合爪６９…を係止部材３０の係止部３２に係合させるのに必要な前記入力ピストン２５の前記弁筒２０に対する前進方向の先行ストローク量は、入力ピストン２５の軸方向に沿う前記連結部材６７の寸法を変更することで変化させることができ、緊急ブレーキ時のブレーキアシスト開始閾値を前記連結部材６７の寸法変更によって容易に調整することができる。
［緊急ブレーキ状態からの解除］
緊急ブレーキ状態を解除すべく、ブレーキペダルＰから踏力を解放すると、先ず入力杆２６および入力ピストン２５が入力戻しばね４８の力をもって後退する。入力ピストン２５が後退を始めると、図８に示すように、入力ピストン２５のフランジ部２５ｄが、連結板部６７ｃ…の突起７１…に当接して係合爪６９…を前記係止部３２から離脱させるように連結板部６７ｃ…を押し広げるので、連結部材６７の係止部材３０への係合状態が解除される。その後は、弁ピストン３５が、セットばね３８の付勢力によって入力ピストン２５の止め輪３６に当接する後退位置に直ちに復帰して、大気導入弁座３９を弁体４１の弁部４１ａに着座させるとともに、その弁部４１ａを後方へ押して負圧導入弁座４０から離座させるので、作動室１８が第２ポート５２および第１ポート５１を介して負圧室１７と連通し、作動室１８への大気の導入が阻止されるとともに、作動室１８の空気が負圧室１７を経て負圧源Ｖに吸入され、それらの気圧差が無くなる。これによりブースタピストン１５も、ブースタ戻しばね２７の弾発力をもって後退し、マスタシリンダＭの作動を解除していく。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

負圧ブースタの縦断面図である。 負圧ブースタが非作動状態にあるときの図１の２矢示部拡大図であって図３の２−２線に沿う断面図である。 図２の３−３線断面図である。 ガイド手段、キーおよび連結部材の分解斜視図である。 通常ブレーキ状態での図２に対応した断面図である。 負圧ブースタの出力特性を示す線図である。 緊急ブレーキ状態での図２に対応した断面図である。 緊急ブレーキ解除状態での図２に対応した断面図である。

１１・・・ブースタシェル
１５・・・ブースタピストン
１７・・・負圧室
１８・・・作動室
２０・・・弁筒
２５・・・入力ピストン
２５ｄ・・フランジ部
２６・・・入力杆
２７・・・制御弁
３０・・・係止部材
３２・・・係止部
３５・・・弁ピストン
３８・・・セットばね
３９・・・大気導入弁座
４０・・・負圧導入弁座
４８・・・入力戻しばね
６１・・・ガイド手段
６３・・・スリット
６７・・・連結部材
６７ｃ・・連結板部
６９・・・係合爪
７０・・・突起
７３・・・反力機構
７７・・・出力杆
Ｂ・・・・負圧ブースタ
Ｖ・・・・負圧源

Claims (3)

1. ブースタシェル（１１）に、その内部を負圧源（Ｖ）に連なる前側の負圧室（１７）と後側の作動室（１８）とに区画するブースタピストン（１５）が収容され、前記ブースタシェル（１１）の後壁に摺動自在に支承される弁筒（２０）が前記ブースタピストン（１５）に連設され、前後動可能の入力杆（２６）と、この入力杆（２６）を後退方向に付勢する入力戻しばね（４８）と、前記入力杆（２６）に連動、連結される入力ピストン（２５）と、該入力ピストン（２５）に対して所定の後退位置から前方へ摺動し得るようにして前記入力ピストン（２５）に嵌合する弁ピストン（３５）と、該弁ピストン（３５）を前記後退位置側に付勢するばね力を発揮して前記入力ピストン（２５）および前記弁ピストン（３５）間に設けられるセットばね（３８）と、前記弁ピストン（３５）に形成される大気導入弁座（３９）ならびに前記弁筒（２０）に形成される負圧導入弁座（４０）を有するとともに前記入力杆（２６）の前後動に応じて前記作動室（１８）を前記負圧室（１７）と大気とに連通切換えする制御弁（２７）とが、前記弁筒（２０）内に配設され、前記弁筒（２０）および前記入力ピストン（２５）と、前記ブースタシェル（１１）の前壁に摺動可能に支承される出力杆（７７）との間に、前記入力杆（２６）による操作入力と、前記作動室（１８）および前記負圧室（１７）間の気圧差によるブースタピストン（１５）の推力との合力を前記出力杆（７７）に伝達する反力機構（７３）が介設される負圧ブースタにおいて、
   外周に係止部（３２）を有する係止部材（３０）が前記入力ピストン（２５）の前部を囲繞して前記弁筒（２０）に取付けられ、前記入力ピストン（２５）の周囲に配置されて前後に延びるとともに前端部を前記入力ピストン（２５）の半径方向内方に向かわせる弾発力を発揮する複数の連結板部（６７ｃ）と、前記係止部（３２）に前方側から係合することを可能として前記各連結板部（６７ｃ）の前端に設けられる複数の係合爪（６９）とを有する連結部材（６７）の後端部が前記弁ピストン（３５）に取付けられ、前記連結部材（６７）は、前記入力ピストン（２５）および前記弁ピストン（３５）が前記弁筒（２０）に対して所定ストローク以上先行前進した緊急ブレーキ時には前記係止部（３２）に前記各係合爪（６９）を係合させて前記大気導入弁座（３９）を開放状態に維持するものの、非緊急ブレーキ時には前記各係合爪（６９）を前記係止部（３２）よりも後方で前記係止部材（３０）の外周に当接させるように形成され、前記連結部材（６７）の各連結板部（６７ｃ）の前後方向中間部には内方に突出した突起（７０）が一体に設けられ、前記入力ピストン（２５）には、ブレーキ作動状態では前記突起（７０）の前方に在るものの、緊急ブレーキの解除時には、前記入力ピストン（２５）の前記弁ピストン（３５）に対する後退動作に応じて前記突起（７０）に当接して前記係合爪（６９）を前記係止部（３２）から離脱させるように前記連結板部（６７ｃ）を押し広げるフランジ部（２５ｄ）が一体に設けられることを特徴とする負圧ブースタ。
2. 前記連結部材（６７）の前記各連結板部（６７ｃ）をそれぞれ挿通せしめる複数のスリット（６３）を形成するガイド手段（６１）が、前記入力ピストン（２５）の前後動をガイドするようにして前記弁筒（２０）に設けられることを特徴とする請求項１記載の負圧ブースタ。
3. ブースタシェル（１１）に、その内部を負圧源（Ｖ）に連なる前側の負圧室（１７）と後側の作動室（１８）とに区画するブースタピストン（１５）が収容され、前記ブースタシェル（１１）の後壁に摺動自在に支承される弁筒（２０）が前記ブースタピストン（１５）に連設され、前後動可能の入力杆（２６）と、この入力杆（２６）を後退方向に付勢する入力戻しばね（４８）と、前記入力杆（２６）に連動、連結される入力ピストン（２５）と、該入力ピストン（２５）に対して所定の後退位置から前方へ摺動し得るようにして前記入力ピストン（２５）に嵌合する弁ピストン（３５）と、該弁ピストン（３５）を前記後退位置側に付勢するばね力を発揮して前記入力ピストン（２５）および前記弁ピストン（３５）間に設けられるセットばね（３８）と、前記弁ピストン（３５）に形成される大気導入弁座（３９）ならびに前記弁筒（２０）に形成される負圧導入弁座（４０）を有するとともに前記入力杆（２６）の前後動に応じて前記作動室（１８）を前記負圧室（１７）と大気とに連通切換えする制御弁（２７）とが、前記弁筒（２０）内に配設され、前記弁筒（２０）および前記入力ピストン（２５）と、前記ブースタシェル（１１）の前壁に摺動可能に支承される出力杆（７７）との間に、前記入力杆（２６）による操作入力と、前記作動室（１８）および前記負圧室（１７）間の気圧差によるブースタピストン（１５）の推力との合力を前記出力杆（７７）に伝達する反力機構（７３）が介設される負圧ブースタにおいて、
   外周に係止部（３２）を有する係止部材（３０）が前記入力ピストン（２５）の前部を囲繞して前記弁筒（２０）に取付けられ、前記入力ピストン（２５）の周囲に配置されて前後に延びるとともに前端部を前記入力ピストン（２５）の半径方向内方に向かわせる弾発力を発揮する複数の連結板部（６７ｃ）と、前記係止部（３２）に前方側から係合することを可能として前記各連結板部（６７ｃ）の前端に設けられる複数の係合爪（６９）とを有する連結部材（６７）の後端部が前記弁ピストン（３５）に取付けられ、前記連結部材（６７）は、前記入力ピストン（２５）および前記弁ピストン（３５）が前記弁筒（２０）に対して所定ストローク以上先行前進した緊急ブレーキ時には前記係止部（３２）に前記各係合爪（６９）を係合させて前記大気導入弁座（３９）を開放状態に維持するものの、非緊急ブレーキ時には前記各係合爪（６９）を前記係止部（３２）よりも後方で前記係止部材（３０）の外周に当接させるように形成され、前記連結部材（６７）の前記各連結板部（６７ｃ）をそれぞれ挿通せしめる複数のスリット（６３）を形成するガイド手段（６１）が、前記入力ピストン（２５）の前後動をガイドするようにして前記弁筒（２０）に設けられることを特徴とする負圧ブースタ。

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