JP5770937B2 - 気圧式倍力装置およびブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば車両用ブレーキ装置に負圧ブースタとして用いられる気圧式倍力装置および気圧式倍力装置を適用したブレーキ装置に関する。

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気圧式倍力装置が設けられている。この種の気圧式倍力装置は、ブレーキペダルから入力ロッドに加えられる踏力を、内部の定圧室と変圧室との圧力差に応じて倍力する。これにより、気圧式倍力装置は、大きな出力を出力ロッドからマスタシリンダ側に取出す構成としている。気圧式倍力装置の定圧室（即ち、負圧室）は、車両用エンジンの吸気マ二ホールドに接続され、該吸気マニホールド内に発生する負圧によって、前記定圧室は大気圧よりも低い圧力状態に設定される。気圧式倍力装置には、ブレーキペダルによるブレーキ操作を解除したときに、バルブボディを変圧室（即ち、入力ロッド）側に戻すことができるように、付勢部材（即ち、リターンスプリング）が設けられている（特許文献１）。

特開平９−３２３６４０号公報

ところで、従来技術による気圧式倍力装置のリターンスプリングおいては、定圧室内の負圧が十分な状態でもバルブボディを変圧室側に戻すことができるようにしている。即ち、リターンスプリングのばね力は、前記負圧による力に打ち克つように比較的大きな力に設定されている。車両用エンジンの吸気マニホールドでは、車両の停車時等にエンジンを停止させると負圧を発生することができなくなってしまう。

このため、エンジンの燃料消費量を低減するためにアイドリングストップを励行すると、車両の停車時における気圧式倍力装置の定圧室の圧力は、大気圧に近い低負圧状態となり易い。また、車両によっては、燃費改善等の理由により構造的に気圧式倍力装置の定圧室の圧力が大気圧に近い低負圧状態となり易い車両もある。この結果、比較的大きな負圧状態を前提に、リターンスプリングのばね力が設定されている場合は、車両発進の直後のブレーキ操作時に無効踏力を増加させる原因となってしまう。

特に、マスタシリンダとホイールシリンダとの間にブレーキアシスト装置が搭載された車両がある。ブレーキアシスト装置は、ブレーキペダルの操作量に応じたブレーキ液圧を、例えば液圧ポンプ等の液圧源から車輪側のホイールシリンダに向けて供給する構成としている。このような車両では、気圧式倍力装置の定圧室の圧力が低負圧状態になる度毎にブレーキ踏力が変化し、車両の運転者に違和感を与えるという問題がある。

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、本発明の目的は、付勢部材のばね力を小さな力に設定することを可能にし、ブレーキ操作時のブレーキ踏力が変動するのを抑えて、車両の運転者の違和感を抑制し得る気圧式倍力装置及びブレーキ装置を提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明による気圧式倍力装置およびブレーキ装置は、ハウジング内を定圧室と変圧室とに画成するパワーピストンに連結され前記ハウジングの変圧室側で大気に対してシールされるバルブボディと、前記ハウジング内に設けられ該バルブボディを前記変圧室側に付勢する付勢部材と、前記バルブボディの軸方向変位を前記ハウジングの外部に出力する出カロッドと、を有し、前記バルブボディは、前記ハウジングの定庄室側に前記定圧室と大気との差圧力を受ける部位が設けられ、該部位は、前記出力ロッドの外周側に設けられ、外周側が前記ハウジングとの間でシールされて前記バルブボディに大気圧を作用させる筒状部材により構成されていることを特徴としている。

本発明によれば、ブレーキ操作を解除したときに、バルブボディを変圧室側に戻すための付勢部材を、小さなばね力に設定することができ、ブレーキ操作時のブレーキ踏力が変動を抑えて、車両の運転者の違和感を抑制することができる。

本発明の第１の実施の形態による気圧式倍力装置が搭載された４輪自動車のブレーキ装置を示す回路構成図である。 図１中の気圧式倍力装置をマスタシリンダ等と一緒に示す縦断面図（一部端面図等で表記）である。 図２中の気圧式倍力装置を拡大して示す縦断面図（一部端面図等で表記）である。 気圧式倍力装置の入力、ストロークとブレーキ液圧との関係を示す特性線図である。 第２の実施の形態による気圧式倍力装置を拡大して示す縦断面図（一部端面図等で表記）である。 第３の実施の形態による気圧式倍力装置を拡大して示す縦断面図（一部端面図等で表記）である。 第４の実施の形態による気圧式倍力装置を拡大して示す縦断面図（一部端面図等で表記）である。

以下、本発明の実施の形態による気圧式倍力装置を、四輪自動車のブレーキ装置に適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

ここで、図１ないし図４は本発明の第１の実施の形態を示している。図１において、左，右の前輪１Ｌ，１Ｒと左，右の後輪２Ｌ，２Ｒとは、車両のボディを構成する車体（図示せず）の下側に設けられている。左，右の前輪１Ｌ，１Ｒには、それぞれ前輪側ホイールシリンダ３Ｌ，３Ｒが設けられ、左，右の後輪２Ｌ，２Ｒには、それぞれ後輪側ホイールシリンダ４Ｌ，４Ｒが設けられている。これらのホイールシリンダ３Ｌ，３Ｒ、４Ｌ，４Ｒは、液圧式のディスクブレーキまたはドラムブレーキのシリンダを構成し、夫々の車輪（前輪１Ｌ，１Ｒおよび後輪２Ｌ，２Ｒ）毎に制動力を付与するものである。

ブレーキペダル５は車体のフロントボード側に設けられ、該ブレーキペダル５は、車両のブレーキ操作時に運転者によって踏込み操作される。ブレーキペダル５には、ストロークセンサ６が設けられている。該ストロークセンサ６は、ブレーキペダル５の踏込み操作量をストローク量として検出し、その検出信号を後述のコントロールユニット１８に出力する。ブレーキペダル５の踏込み操作は、後述の気圧式倍力装置４０を介してマスタシリンダ７に伝達される。

ここで、マスタシリンダ７は、一側が開口端となり他側が底部となって閉塞された有底筒状のシリンダ本体８を有している。このシリンダ本体８には、図２に示すように、一側の開口端側に取付フランジ部８Ａが設けられている。該取付フランジ部８Ａは、後述する気圧式倍力装置４０のフロントシェル４２に複数の取付ボルト６５等を用いて着脱可能に固着されている。シリンダ本体８の開口端側には、後述の大気室Ｃ内に外部の大気圧を導くための通気穴８Ｂが穿設されている。

マスタシリンダ７は、前記シリンダ本体８と、第１のピストン９および第２のピストン１０と、第１の液圧室１１Ａと、第２の液圧室１１Ｂと、第１の戻しばね１２と、第２の戻しばね１３とを含んで構成されている。第１のピストン９および第２のピストン１０は、シリンダ本体８内に摺動可能に挿嵌されブレーキペダル５の踏込み操作に応じて該シリンダ本体８内を軸方向に変位するようになっている。第１の液圧室１１Ａは、第１のピストン９と第２のピストン１０との間でシリンダ本体８内に画成される。第２の液圧室１１Ｂは、シリンダ本体８の底部と第２のピストン１０との間でシリンダ本体８内に画成される。第１の戻しばね１２は、第１の液圧室１１Ａ内に位置して第１のピストン９と第２のピストン１０との間に配設され第１のピストン９をシリンダ本体８の開口端側に向けて付勢する。第２の戻しばね１３は、第２の液圧室１１Ｂ内に位置してシリンダ本体８の底部と第２のピストン１０との間に配設され第２のピストン１０を第１のピストン９側に向けて付勢する。

マスタシリンダ７のシリンダ本体８は、ブレーキペダル５の踏込み操作に応じて第１のピストン９と第２のピストン１０とがシリンダ本体８の底部に向かって変位するときに、第１，第２の液圧室１１Ａ，１１Ｂ内のブレーキ液により液圧を発生させる。また、ブレーキペダル５の操作解除に応じて第１のピストン９と第２のピストン１０とが第１、第２の戻しばね１２、１３によりシリンダ本体８の開口部に向かって変位していくときに、マスタリザーバ１４からブレーキ液の補給を受けながら第１，第２の液圧室１１Ａ，１１Ｂ内の液圧を解除していく。この場合、マスタリザーバ１４は、ブレーキ液が収容された作動液タンクを構成している。

マスタシリンダ７の第１，第２の液圧室１１Ａ，１１Ｂ内に発生した液圧は、例えば一対のシリンダ側液圧配管１５Ａ，１５Ｂを介して液圧供給装置１６（以下、ＥＳＣ１６という）に送られる。このＥＳＣ１６は、マスタシリンダ７からのブレーキ液圧が不足する場合等に、必要で十分なブレーキ液圧を補償してホイールシリンダ３Ｌ，３Ｒ、４Ｌ，４Ｒに供給するブレーキアシスト装置を構成するものである。

ここで、ＥＳＣ１６は、マスタシリンダ７（第１，第２の液圧室１１Ａ，１１Ｂ）からの液圧をブレーキ側配管部１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄを介してホイールシリンダ３Ｌ，３Ｒ、４Ｌ，４Ｒに分配、供給する。これにより、前述の如く車輪（各前輪１Ｌ，１Ｒ、各後輪２Ｌ，２Ｒ）毎に制動力が付与される。ＥＳＣ１６は、後述の各制御弁２３，２３′，２５，２５′，２６，２６′，２９，２９′，３０，３０′，３７，３７′と、液圧ポンプ３１，３１′を駆動する電動モータ３２等とを含んで構成されている。

コントロールユニット１８は、ＥＳＣ１６を作動制御する制御手段としての液圧供給装置用コントローラで、該コントロールユニット１８は、その入力側が、上述のストロークセンサ６、ＥＳＣ１６の液圧センサ２４，２４′、後述の液圧センサ３８、および負圧センサ３９等に接続されている。コントロールユニット１８の出力側は、後述の各制御弁２３，２３′，２５，２５′，２６，２６′，２９，２９′，３０，３０′，３７，３７′および電動モータ３２等に接続されている。

ここで、コントロールユニット１８は、ＥＳＣ１６の各制御弁２３，２３′，２５，２５′，２６，２６′，２９，２９′，３０，３０′，３７，３７′および電動モータ３２等を駆動制御する。これにより、コントロールユニット１８は、ブレーキ側配管部１７Ａ〜１７Ｄからホイールシリンダ３Ｌ，３Ｒ、４Ｌ，４Ｒに供給するブレーキ液圧を減圧、保持、増圧または加圧する制御を、ホイールシリンダ３Ｌ，３Ｒ、４Ｌ，４Ｒ毎に個別に行うものである。

即ち、コントロールユニット１８はＥＳＣ１６を作動制御することにより、下記のような制御（ａ）〜（ｈ）等を実行することができる。
（ａ）．例えば車両の制動時に接地荷重等に応じて各車輪に適切に制動力を配分する制動力配分制御。
（ｂ）．制動時に各車輪の制動力を自動的に調整して車輪のロックを防止するアンチロックブレーキ制御。
（ｃ）．走行中の車輪の横滑りを検知してブレーキペダル５の操作量に拘わらず各車輪に付与する制動力を適宜自動的に制御しつつ、アンダーステア及びオーバーステアを抑制して車両の挙動を安定させる車両安定化制御。
（ｄ）．坂道（特に上り坂）において制動状態を保持して発進を補助する坂道発進補助制御。
（ｅ）．発進時等において車輪の空転を防止するトラクション制御。
（ｆ）．先行車両に対して一定の車間を保持する車両追従制御。
（ｇ）．走行車線を保持する車線逸脱回避制御。
（ｈ）．車両前方または後方の障害物との衡突を回避する障害物回避制御。

次に、液圧供給装置であるＥＳＣ１６の具体的な構成について、図１を参照して詳細に説明する。ＥＳＣ１６は、マスタシリンダ７の一方の出力ポート（即ち、シリンダ側液圧配管１５Ａ）に接続されて左前輪（ＦＬ）側のホイールシリンダ３Ｌと右後輪（ＲＲ）側のホイールシリンダ４Ｒとに液圧を供給する第１液圧系統１９と、他方の出力ポート（即ち、シリンダ側液圧配管１５Ｂ）に接続されて右前輪（ＦＲ）側のホイールシリンダ３Ｒと左後輪（ＲＬ）側のホイールシリンダ４Ｌとに液圧を供給する第２液圧系統１９′との２系統の液圧回路を備えている。ここで、第１液圧系統１９と第２液圧系統１９′とは、同様な構成を有しているため、以下の説明は第１液圧系統１９についてのみ行い、第２液圧系統１９′については各構成要素に符号に「′」を付し、それぞれの説明を省略する。

ＥＳＣ１６は、シリンダ側液圧配管１５Ａの先端側に接続されたブレーキ管路２０を有している。ブレーキ管路２０は、第１管路部２１および第２管路部２２の２つに分岐して、ホイールシリンダ３Ｌ，４Ｒにそれぞれ接続されている。ブレーキ管路２０および第１管路部２１は、ホイールシリンダ３Ｌに液圧を供給する管路を構成している。ブレーキ管路２０および第２管路部２２は、ホイールシリンダ４Ｒに液圧を供給する管路を構成している。

ブレーキ管路２０には、ブレーキ液圧の供給制御弁２３と液圧センサ２４とが直列に設けられている。ブレーキ液圧の供給制御弁２３は、ブレーキ管路２０を開，閉する常開の電磁切換弁により構成されている。液圧センサ２４は、ブレーキ管路２０のうち供給制御弁２３よりも下流側で第１，第２管路部２１，２２内に発生する液圧をホイールシリンダ３Ｌ，４Ｒ側の液圧として検出するものである。

第１管路部２１には増圧制御弁２５が設けられ、該増圧制御弁２５は、第１管路部２１を開，閉する常開の電磁切換弁により構成されている。第２管路部２２には増圧制御弁２６が設けられ、該増圧制御弁２６は、第２管路部２２を開，閉する常開の電磁切換弁により構成されている。一方、ＥＳＣ１６は、ホイールシリンダ３Ｌ，４Ｒ側と液圧制御用リザーバ３６とをそれぞれ接続する第１減圧管路２７および第２減圧管路２８を有している。これらの第１，第２減圧管路２７，２８には、それぞれ減圧制御弁２９，３０が設けられている。減圧制御弁２９，３０は、第１，第２減圧管路２７，２８をそれぞれ開，閉する常閉の電磁切換弁により構成されている。

また、ＥＳＣ１６は、液圧源である液圧発生手段としての液圧ポンプ３１を備え、該液圧ポンプ３１は電動モータ３２により回転駆動される。ここで、電動モータ３２は、コントロールユニット１８からの給電により駆動され、給電停止には液圧ポンプ３１と一緒に回転停止される。液圧ポンプ３１の吐出側は、逆止弁３３を介してブレーキ管路２０のうち供給制御弁２３よりも下流側となる位置（即ち、第１管路部２１と第２管路部２２とが分岐する位置）に接続されている。液圧ポンプ３１の吸込み側は、逆止弁３４，３５を介して液圧制御用リザーバ３６に接続されている。

液圧制御用リザーバ３６は、余剰のブレーキ液を一時的に貯留するために設けられている。液圧制御用リザーバ３６は、ブレーキシステムのＡＢＳ制御時に限らず、これ以外のブレーキ制御時にもホイールシリンダ３Ｌ，４Ｒのシリンダ室（図示せず）から流出してくる余剰のブレーキ液を一時的に貯留するものである。液圧ポンプ３１の吸込み側は、逆止弁３４および常閉の電磁切換弁である加圧制御弁３７を介してマスタシリンダ７のシリンダ側液圧配管１５Ａ（即ち、ブレーキ管路２０のうち供給制御弁２３よりも上流側となる位置）に接続されている。

これにより、ＥＳＣ１６は、運転者のブレーキ操作による通常の動作時にマスタシリンダ７で発生した液圧を、ブレーキ管路２０および第１，第２管路部２１，２２を介してホイールシリンダ３Ｌ，４Ｒに直接供給する。例えば、アンチスキッド制御等を実行する場合は、増圧制御弁２５，２６を閉じてホイールシリンダ３Ｌ，４Ｒの液圧を保持し、ホイールシリンダ３Ｌ，４Ｒの液圧を減圧するときには、減圧制御弁２９，３０を開いてホイールシリンダ３Ｌ，４Ｒの液圧を液圧制御用リザーバ３６に逃がすように排出する。

ＥＳＣ１６を構成する各制御弁２３，２３′，２５，２５′，２６，２６′，２９，２９′，３０，３０′，３７，３７′、および液圧ポンプ３１，３１′を駆動する電動モータ３２は、コントロールユニット１８から出力される制御信号に従ってそれぞれの動作制御が予め決められた手順で行われる。

例えば、車両走行時の安定化制御（横滑り防止制御）等を行うため、ホイールシリンダ３Ｌ，４Ｒに供給する液圧を増圧する。このときには、供給制御弁２３を閉弁した状態で電動モータ３２により液圧ポンプ３１を作動させ、該液圧ポンプ３１から吐出したブレーキ液を第１，第２管路部２１，２２を介してホイールシリンダ３Ｌ，４Ｒに供給する。この場合、加圧制御弁３７が開弁されていることにより、マスタシリンダ７側から液圧ポンプ３１の吸込み側へとマスタリザーバ１４内のブレーキ液が供給される。

このとき、コントロールユニット１８は、車両運転情報等に基づいて供給制御弁２３、増圧制御弁２５，２６、減圧制御弁２９，３０、加圧制御弁３７および電動モータ３２（即ち、液圧ポンプ３１）の作動を制御する。これにより、ホイールシリンダ３Ｌ，４Ｒに供給する液圧は適宜に保持されたり、減圧または増圧されたりする。これにより、前述した制動力分配制御、車両安定化制御、ブレーキアシスト制御、アンチスキッド制御、トラクション制御、坂道発進補助制御等のブレーキ制御が実行される。

一方、電動モータ３２（即ち、液圧ポンプ３１）を停止した状態で行う通常の制動モードでは、供給制御弁２３および増圧制御弁２５，２６を開弁させ、減圧制御弁２９，３０および加圧制御弁３７を閉弁させる。この状態で、ブレーキペダル５の踏込み操作に応じてマスタシリンダ７の第１のピストン９と第２のピストン１０とがシリンダ本体８内を軸方向に変位するときに、第１，第２の液圧室１１Ａ，１１Ｂ内にブレーキ液圧が発生する。このブレーキ液圧は、シリンダ側液圧配管１５Ａ側からＥＳＣ１６の第１液圧系統１９、ブレーキ側配管部１７Ａ，１７Ｄを介してホイールシリンダ３Ｌ，４Ｒに供給される。

後述する気圧式倍力装置４０の負圧室Ａの負圧が不十分なときに行うブレーキアシストモードでは、加圧制御弁３７と増圧制御弁２５，２６とを開弁させ、供給制御弁２３および減圧制御弁２９，３０を適宜開、閉弁させる。この状態で、電動モータ３２により液圧ポンプ３１を作動させ、該液圧ポンプ３１から吐出するブレーキ液を第１，第２管路部２１，２２を介してホイールシリンダ３Ｌ，４Ｒに供給する。これにより、マスタシリンダ７側で発生するブレーキ液圧と共に、液圧ポンプ３１から吐出するブレーキ液によってホイールシリンダ３Ｌ，４Ｒによる制動力を発生することができる。

なお、液圧ポンプ３１としては、例えばプランジャポンプ、トロコイドポンプ、ギヤポンプ等の公知の液圧ポンプを用いることができるが、車載性、静粛性、ポンプ効率等を考慮するとギヤポンプとすることが望ましい。電動モータ３２としては、例えばＤＣモータ、ＤＣブラシレスモータ、ＡＣモータ等の公知のモータを用いることができるが、本実施形態においては、車載性等の観点からＤＣモータを用いている。

また、ＥＳＣ１６の各制御弁の特性は、使用態様に応じて適宜設定することができる。しかし、このうち供給制御弁２３および増圧制御弁２５，２６を常開弁とし、減圧制御弁２９，３０及び加圧制御弁３７を常閉弁とする。これにより、コントロールユニット１８からの制御信号がない場合にも、マスタシリンダ７からホイールシリンダ３Ｌ〜４Ｒに液圧を供給することができる。従って、ブレーキ装置のフェイルセーフおよび制御効率の観点から、このような構成とすることが望ましいものである。

シリンダ側液圧配管１５Ａの途中には、マスタシリンダ７とＥＳＣ１６との間に位置して液圧センサ３８が設けられている。該液圧センサ３８は、ＥＳＣ１６の上流側でシリンダ側液圧配管１５Ａ内に発生する液圧を、マスタシリンダ７の第１の液圧室１１Ａの液圧として検出するものである。一方、負圧センサ３９は、後述する気圧式倍力装置４０の負圧室Ａ内の圧力を検出するものである。コントロールユニット１８は、これら液圧センサ３８、負圧センサ３９、及びストロークセンサ６からの入力信号に応じて上述のブレーキアシストモードを実行するようになっている。

次に、第１の実施の形態で採用した気圧式倍力装置４０について、図２および図３を参照して説明する。該気圧式倍力装置４０は、ブレーキペダル５とマスタシリンダ７との間に設けられた負圧ブースタからなり、ブレーキペダル５の踏込み操作時に踏力を倍力してマスタシリンダ７に伝えると共に、運転者に対して適正な踏み応えを与えるものである。

ここで、気圧式倍力装置４０のハウジング４１は、フロントシェル４２とリヤシェル４３とにより大略構成され、フロントシェル４２とリヤシェル４３とは外周側で互いに気密状態で固着されている。フロントシェル４２には、前壁４２Ａの中央部にマスタシリンダ７の一部（例えば、ピストン９の一端側）を収納するため凹形状をなした筒部４２Ｂが形成されている。

リヤシェル４３には、車両（図示せず）への取付面となる後壁４３Ａから軸方向外向きに後方筒部４３Ｂが突出して設けられている。この後方筒部４３Ｂの突出側端部と後述のバルブボディ４６（小径筒部４６Ｂ）の外周面との間には、バルブボディ４６の軸方向変位に拘わらず後述の変圧室Ｂを気密状態に保持できるようにシール部材４４が設けられている。

ハウジング４１内には、例えばダイヤフラム等を有するパワーピストン４５が設けられている。該パワーピストン４５は、外周側がフロントシェル４２とリヤシェル４３との間に固定され、ハウジング４１内を定圧室である負圧室Ａと変圧室Ｂとに画成している。パワーピストン４５には、その径方向中間部位に凸部４５Ａが設けられ、該凸部４５Ａは、リヤシェル４３の後壁４３Ａに前，後方向で対面する位置に配置されている。後述のバルブボディ４６は、図２、図３に示す初期位置に戻ったときには、パワーピストン４５の凸部４５Ａがリヤシェル４３の後壁４３Ａに当接することで、バルブボディ４６の戻り位置が規定されている。

バルブボディ４６は、ハウジング４１内を軸方向に変位可能に設けられ、小径筒部４６Ｂがリヤシェル４３の後方筒部４３Ｂに挿通されている。該バルブボディ４６は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やフェノール樹脂等の樹脂材料により形成されている。バルブボディ４６は、外周側がハウジング４１内でパワーピストン４５の内周側に連結（固着）された本体部４６Ａと、本体部４６Ａと一体に形成されリヤシェル４３の後方筒部４３Ｂからハウジング４１の外部に向けて延出された円筒状の小径筒部４６Ｂとを含んで構成されている。この小径筒部４６Ｂは、バルブボディ４６のうちハウジング４１の変圧室Ｂ側に位置する部分を構成し、図３に示すように、小径筒部４６Ｂは外径寸法Ｄ１に形成されている。

バルブボディ４６は、パワーピストン４５の変位に連動してハウジング４１内を軸方向に変位するもので、バルブボディ４６は、負圧室Ａ内で後述の筒状部材６０およびシール部材６２を介して外部の大気に対しシールされている。バルブボディ４６には、本体部４６Ａの中心側に位置する円形の有底穴部４６Ｃと、該有底穴部４６Ｃの外周側に位置し後述の出力ロッド５８側へと軸方向に突出する筒状突出部４６Ｄとが一体形成されている。有底穴部４６Ｃは、その底部側にプランジャ挿嵌孔４８が形成されている。

一方、バルブボディ４６の本体部４６Ａには、筒状突出部４６Ｄの外径側に位置し小径筒部４６Ｂ側に向けて軸方向で斜めに延びる真空通路としての連通路４７が形成されている。バルブボディ４６の小径筒部４６Ｂには、連通路４７の開口端側に位置して環状の弁座部４６Ｅが形成され、この弁座部４６Ｅには、後述のポペット弁体５１が離着座する。バルブボディ４６の弁座部４６Ｅは、ポペット弁体５１、プランジャ５６等と共に変圧室Ｂを負圧室Ａに連通、遮断させる弁手段を構成するものである。

バルブボディ４６には、弁座部４６Ｅの位置から有底穴部４６Ｃに向けて軸方向に延びるプランジャ挿嵌孔４８が形成され、該プランジャ挿嵌孔４８内には、後述のプランジャ５６が摺動可能に挿嵌されている。バルブボディ４６には、小径筒部４６Ｂの基端側（本体部４６Ａと小径筒部４６Ｂとの中間）に位置して径方向に延びる他の連通路４９が形成されている。この連通路４９は、大気通路を構成し、プランジャ挿嵌孔４８と変圧室Ｂとを常時連通させている。連通路４９は、内部に後述のストップキー５７が挿入され、キー挿入穴としても機能するものである。

入力ロッド５０は、バルブボディ４６の小径筒部４６Ｂ内に挿入して設けられている。該入力ロッド５０は、小径筒部４６Ｂから外部に突出した一端側が車両のブレーキペダル５（図１参照）に連結されている。入力ロッド５０は、ブレーキ操作時には図２および図３中の矢示Ｅ方向、即ち、マスタシリンダ７に近づく方向に押込まれる。また、入力ロッド５０の他端側には球形部５０Ａが一体形成され、球形部５０Ａは後述のプランジャ５６にカシメ等の手段を用いて揺動可能に連結されている。

ポペット弁体５１は、バルブボディ４６の小径筒部４６Ｂ内に開，閉弁可能に配置されている。該ポペット弁体５１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５３等を介して小径筒部４６Ｂの内周壁に固定されている。ポペット弁体５１の他端側は、弱ばね５２により後述するプランジャ５６の当接部５６Ａに向けて常時付勢されている。これにより、ポペット弁体５１は、プランジャ５６の当接部５６Ａ及び／又はバルブボディ４６の弁座部４６Ｅに離着座する構成となっている。

戻しばね５３は、バルブボディ４６の小径筒部４６Ｂと入力ロッド５０との間に弾性変形した状態で配設されている。該戻しばね５３は、入力ロッド５０を図２の矢示Ｅ方向とは逆向きに常時付勢している。戻しばね５３は、ブレーキペダル５の戻し時には、バルブボディ４６がハウジング４１内を図２および図３に示す初期位置に戻るまで、バルブボディ４６に対して入力ロッド５０を同方向に押圧する。これにより、ブレーキペダル５の戻し時には、ポペット弁体５１が戻しばね５３の付勢力により、入力ロッド５０とプランジャ５６とを介してバルブボディ４６の弁座部４６Ｅから離座される。

バルブボディ４６の小径筒部４６Ｂ内に装着されたフィルタ５４は、ハウジング４１の外部から小径筒部４６Ｂ内に導入される作動気体としての空気を清浄化し、ハウジング４１内にダスト等が侵入するのを防止するものである。保護ブーツ５５は、バルブボディ４６の小径筒部４６Ｂの突出端側を外部のダスト等から保護するものである。該保護ブーツ５５は、弾性材料により蛇腹状の筒体として形成され、その一端側は入力ロッド５０の中間部に取付けられている。保護ブーツ５５の他端側は、リヤシェル４３の後方筒部４３Ｂの先端側に取付けられ、後方筒部４３Ｂ内を摺動する小径筒部４６Ｂの外周面を外部のダスト等から保護している。

プランジャ５６は、バルブボディ４６のプランジャ挿嵌孔４８内に摺動可能に挿嵌されている。該プランジャ５６は、その軸方向一側が筒状の弁体として形成され、バルブボディ４６の小径筒部４６Ｂ内を軸方向に突出している。プランジャ５６の突出端側には、その径方向内側に入力ロッド５０の球形部５０Ａがカシメ等の手段を用いて固定されている。これにより、プランジャ５６は、入力ロッド５０と一体に軸方向に変位するものである。

また、プランジャ５６の突出端（一端）側には、バルブボディ４６の弁座部４６Ｅよりも小径に形成された環状弁座としての当接部５６Ａが設けられている。該当接部５６Ａは、ポペット弁体５１に離着座することにより小径筒部４６Ｂ内の大気圧を連通路４９側に連通，遮断する。これにより、プランジャ５６の当接部５６Ａは、バルブボディ４６の弁座部４６Ｅおよびポペット弁体５１と共に弁手段を構成するものである。

即ち、プランジャ５６の当接部５６Ａは、バルブボディ４６の弁座部４６Ｅとの位置関係に応じて、当接部５６Ａとポペット弁体５１との間の連通，遮断を行うと共に、弁座部４６Ｅとポペット弁体５１との間の連通，遮断をも行う。このように、プランジャ５６は入力ロッド５０と一体に移動（軸方向変位）することにより、例えば変圧室Ｂに作動気体としての空気を導入して、負圧室Ａと変圧室Ｂとの圧力差を発生させる機能を有するものである。さらに、プランジャ５６の外周側には、バルブボディ４６の他の連通路４９と対応する位置に環状溝５６Ｂが形成され、該環状溝５６Ｂには、後述のストップキー５７が係合状態で取付けられている。

ストップキー５７は、プランジャ５６の戻り位置を規制するものである。該ストップキー５７は、略長方形状の平板として形成され、先端側がバルブボディ４６内に連通路４９を介して径方向に挿入されている。ストップキー５７の先端側は、プランジャ５６の環状溝５６Ｂに遊嵌状態で係合されている。これにより、ストップキー５７は、入力ロッド５０の戻し時にプランジャ５６の戻り位置を、図２および図３に示すようにバルブボディ４６に対して規制するようになっている。

出力ロッド５８は、バルブボディ４６の軸方向変位をハウジング４１の外部に出力するものである。該出力ロッド５８は、その一端側に大径のフランジ部５８Ａが設けられている。このフランジ部５８Ａは、後述のリアクションディスク５９を介してバルブボディ４６の有底穴部４６Ｃ内に挿嵌されている。一方、出力ロッド５８の先端側（軸方向他側）は、フロントシェル４２の筒部４２Ｂ内をハウジング４１の外部に向けて突出し、図２、図３に示す如くマスタシリンダ７の第１のピストン９に離，接可能に当接されている。

出力ロッド５８は、ブレーキペダル５によって入力ロッド５０を軸方向（矢示Ｅ方向、マスタシリンダ７に近づく方向）に押込んだときに、該入力ロッド５０の押込み力（ブレーキペダル５の踏力）を倍力した状態でバルブボディ４６と一緒に軸方向に押動される。これにより、出力ロッド５８の先端側（軸方向他側）は、大きな押圧力をもってマスタシリンダ７のピストン９，１０を軸方向に推進する。

ここで、バルブボディ４６の有底穴部４６Ｃと出力ロッド５８のフランジ部５８Ａとの間には、リアクション部材としてのリアクションディスク５９が配設されている。該リアクションディスク５９は、ゴム等の弾性樹脂材料を用いて円板状に形成され、後述の如く負圧室Ａと変圧室Ｂとの間の圧力差によってパワーピストン４５に生じ、バルブボディ４６に伝達される軸方向の推力を出力ロッド５８に伝達する。

このとき、リアクションディスク５９は、バルブボディ４６の有底穴部４６Ｃと出力ロッド５８のフランジ部５８Ａとの間で弾性変形する。このとき、リアクションディスク５９の一部（中央部）は、有底穴部４６Ｃからプランジャ挿嵌孔４８内に向けてプランジャ５６の端面に当接する位置まで軸方向に膨出する。この結果、リアクションディスク５９は、出力ロッド５８によって伝達されるマスタシリンダ７の液圧反力をフランジ部５８Ａで受承すると共に、その反力の一部をプランジャ５６及び入力ロッド５０に伝える。これにより、ブレーキペダル５を操作する運転者に踏み応えを感じさせるようになっている。

出力ロッド５８の外周側には筒状部材６０が設けられている。該筒状部材６０は、バルブボディ４６の小径筒部４６Ｂ（図３に示す外径寸法Ｄ１）と略同径の外径寸法Ｄ２をもって形成された筒体からなり、その内径側は出力ロッド５８が挿嵌される挿嵌孔６０Ａとなっている。筒状部材６０の挿嵌孔６０Ａと出力ロッド５８との間は、シール部材としてのＯリング６１によりシールされ負圧室Ａと大気室Ｃとの大気の流通を遮断している。また、筒状部材６０の軸方向一側には、図３によく示すように、バルブボディ４６の筒状突出部４６Ｄに当接する環状当接部６０Ｂが設けられている。

一方、筒状部材６０の軸方向他側の端面には、円形状の凹所部６０Ｃが設けられ、該凹所部６０Ｃ内には、マスタシリンダ７のピストン９の一端側が隙間をもって挿入されている。筒状部材６０の凹所部６０Ｃ内には、出力ロッド５８の外周側に着脱可能に設けられた止め輪５８Ｂ（抜止め部材）が配置されている。筒状部材６０は、この止め輪５８Ｂにより出力ロッド５８に対して抜止め状態に保持されている。

筒状部材６０の外周面とフロントシェル４２の筒部４２Ｂとの間には、ハウジング４１内の負圧室Ａを外部の大気に対してシールするシール部材６２が設けられている。このシール部材６２は、筒状部材６０（出力ロッド５８）の軸方向変位に拘らず負圧室Ａを気密状態に保持するものである。バルブボディ４６が図２、図３に示すように初期位置（制動解除位置）にあるときには、出力ロッド５８の止め輪５８Ｂとシール部材６２とが径方向でほぼ対向する位置に配置されている。

ここで、筒状部材６０は、バルブボディ４６のうちハウジング４１の負圧室Ａ側で負圧室Ａと大気との差圧力を受ける部位を構成し、後述の大気室Ｃからの大気圧をバルブボディ４６の筒状突出部４６Ｄに作用させる。このため、出力ロッド５８と筒状部材６０の挿嵌孔６０Ａとの間は、Ｏリング６１によってシールされ、筒状部材６０の外周面とフロントシェル４２の筒部４２Ｂとの間は、シール部材６２によりシールされている。

付勢部材としてのリターンスプリング６３は、フロントシェル４２の前壁４２Ａとバルブボディ４６の筒状突出部４６Ｄ側との間に弾性変形した状態、即ちセット荷重が付加されている状態で配設されている。該リターンスプリング６３は、バルブボディ４６を図２および図３に示す初期位置（制動解除位置）に向けて常時付勢するものである。ここで、リターンスプリング６３は、後述の理由により従来品よりもばね力が小さいスプリングを用いて構成されている。リターンスプリング６３は、ブレーキ操作を解除したときに、バルブボディ４６を変圧室Ｂに戻すための付勢力を小さく設定することができる。リターンスプリング６３は、負圧室Ａの圧力が低負圧状態のとき、または負圧室Ａの圧力が大気圧となったときのブレーキ操作時の無効踏力を小さく抑える構成となっている。

即ち、筒状部材６０の外径寸法Ｄ２は、バルブボディ４６の小径筒部４６Ｂ（図３に示す外径寸法Ｄ１）と略同径の寸法に形成されている。このため、バルブボディ４６は、ハウジング４１の変圧室Ｂ側で小径筒部４６Ｂが受ける大気圧に対する受圧面積と、後述の大気室Ｃ側で筒状部材６０を介してバルブボディ４６が受ける大気圧に対する受圧面積とを略同等な受圧面積となるように設定することができる。

ここで、マスタシリンダ７の戻しばね１２，１３によるセット荷重ＦMC、リターンスプリング６３のばね力Ｆｓ、シール部材６２による筒状部材６０の摺動抵抗をＲとする。また、ポペット弁体５１を閉弁方向に付勢する弱ばね５２のばね力Ｆｐ、バルブボディ４６の小径筒部４６Ｂと入力ロッド５０との間に配設した戻しばね５３のばね力Ｆｖとした場合に、マスタシリンダ７のセット荷重ＦMC、リターンスプリング６３のばね力Ｆｓおよび摺動抵抗Ｒと、弱ばね５２のばね力Ｆｐおよび戻しばね５３のばね力Ｆｖとは、下記の数１式を満たす関係に設定されている。

これにより、図２、図３に示すように初期位置（制動解除位置）にあるバルブボディ４６は、ブレーキペダル５の踏込み操作により入力ロッド５０が矢示Ｅ方向に押込まれ、プランジャ５６が入力ロッド５０と一緒に軸方向に変位しても、ポペット弁体５１がバルブボディ４６の弁座部４６Ｅに当接して連通路４７が遮断されるまでは、軸方向に変位することはない。プランジャ５６の当接部５６Ａがポペット弁体５１から離座し、連通路４９がバルブボディ４６の小径筒部４６Ｂを介して大気に連通し始めたときに、バルブボディ４６は、入力ロッド５０と一緒に負圧室Ａ側に向けて軸方向にストロークするものである。

フロントシェル４２には負圧導入管６４が設けられている。該負圧導入管６４は、Ｌ字状に屈曲したパイプ等からなり、自動車用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。負圧導入管６４は、エンジンの作動時に吸気マニホールドで発生した負圧を負圧室Ａ内へと導くことによって、負圧室Ａ内の圧力を大気圧よりも低い圧力まで低減させるものである。また、逆止弁は、吸気マニホールド内の圧力よりも負圧室Ａの圧力が低いときに閉弁して、負圧室Ａの圧力状態を保持するようになっている。

フロントシェル４２の前壁４２Ａには、複数の取付ボルト６５（１本のみ図示）を用いてマスタシリンダ７が着脱可能に取付けられている。これらの取付ボルト６５は、シリンダ本体８の開口端側に設けた取付フランジ部８Ａをフロントシェル４２の前壁４２Ａに固定するための締結具である。ここで、シリンダ本体８の開口端側とフロントシェル４２の筒部４２Ｂとの間には、第１のピストン９の周囲に位置して大気室Ｃが形成され、該大気室Ｃは、シリンダ本体８の通気穴８Ｂを介して外部の大気に連通している。また、ハウジング４１（フロントシェル４２）内の負圧室Ａは、Ｏリング６１とシール部材６２とにより大気室Ｃに対して気密にシールされている。

一方、リヤシェル４３の後壁４３Ａには、複数の他の取付ボルト６６（１本のみ図示）が設けられている。これらの取付ボルト６６は、リヤシェル４３を含めてハウジング４１全体を車両のエンジンルーム内壁等に着脱可能に取付けるための締結具である。

第１の実施の形態による気圧式倍力装置４０が適用された車両のブレーキシステムは、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。

まず、ハウジング４１の負圧室Ａ内を大気圧よりも十分に低い負圧状態に保持した状態で、車両の運転者がブレーキペダル５を踏込み操作すると、これにより入力ロッド５０が矢示Ｅ方向に押込まれ、プランジャ５６も入力ロッド５０と一体に軸方向に変位する。プランジャ５６が同方向に変位すると、これに追従してポペット弁体５１がバルブボディ４６の弁座部４６Ｅに当接する位置まで変位する。

このとき、バルブボディ４６の連通路４７が変圧室Ｂに対して遮断され、負圧室Ａと変圧室Ｂとの連通状態が断たれる。また、ポペット弁体５１は、弁座部４６Ｅとの当接によりこれ以上の変位が規制される。一方、プランジャ５６は、入力ロッド５０と一体に変位するので、該プランジャ５６の環状をなした当接部５６Ａがポペット弁体５１から離座される。このため、ハウジング４１の変圧室Ｂ内には、バルブボディ４６の小径筒部４６Ｂ内から連通路４９を介して大気圧が導入され、負圧室Ａと変圧室Ｂとの間に圧力差が発生する。

この状態で、ブレーキペダル５の踏込み操作を続けると、入力ロッド５０への入力（押込み力）が変圧室Ｂと負圧室Ａとの圧力差により増倍される。倍力された力でバルブボディ４６は負圧室Ａ側に向けて前進すると共に、このときの推力がリアクションディスク５９を介して出力ロッド５８に伝達される。この結果、マスタシリンダ７の第１，第２のピストン９，１０がシリンダ本体８内で気圧式倍力装置４０の出力ロッド５８によって軸方向に押動される。

このため、マスタシリンダ７（即ち、第１，第２の液圧室１１Ａ，１１Ｂ）内には、出力ロッド５８のストローク（即ち、第１，第２のピストン９，１０の摺動変位量）に対応したブレーキ液圧が発生し、このブレーキ液圧がシリンダ側液圧配管１５Ａ，１５Ｂ、ＥＳＣ１６内の液圧系統１９，１９′およびブレーキ側配管部１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄを介してホイールシリンダ３Ｌ，３Ｒ、４Ｌ，４Ｒに分配、供給される。これにより、車両の車輪（各前輪１Ｌ，１Ｒ、各後輪２Ｌ，２Ｒ）毎に制動力が付与される。

ここで、図４に示す特性線６７は、車両のブレーキ操作時に入力ロッド５０に加えられる入力（即ち、ブレーキペダル５への踏力）とブレーキ液圧との関係を示している。また、特性線６８は、ブレーキ操作時における入力ロッド５０のストローク（即ち、ブレーキペダル５の踏込み操作量）とブレーキ液圧との関係を示している。

図４中の特性線６７で示すように、入力ロッド５０への入力（踏力）が入力値ｆａに達した段階でプランジャ５６の当接部５６Ａがポペット弁体５１から離座し、負圧室Ａと変圧室Ｂとの間に圧力差が発生する。これによってバルブボディ４６が前進し、このときの推力がリアクションディスク５９を介して出力ロッド５８に伝達される。このため、出力ロッド５８からの出力は、図４中の点ａに対応する液圧値まで急上昇して、所謂ジャンプインが生じることになる。

その後は、特性線部６７Ａの如く、入力ロッド５０への入力（ペダル踏力）が増大するに応じて出力ロッド５８からの出力も、点ａ〜点ｄに対応する液圧値の範囲内で一定の倍力比をもって増大することになる。即ち、入力ロッド５０へのペダル踏力が入力値ｆaを越えた状態では、負圧室Ａと変圧室Ｂとの間の圧力差に応じてバルブボディ４６がパワーピストン４５と共に変位し、ポペット弁体５１は弁座部４６Ｅに着座した状態でバルブボディ４６と共に同方向に変位する。この間は、プランジャ５６の当接部５６Ａがポペット弁体５１に対して離着座を繰返すように動作する。

また、入力ロッド５０へのペダル踏力を任意の値に保持した状態では、入力ロッド５０に対する入力（即ち、ブレーキペダル５への踏力）とリアクションディスク５９を介した反力とが釣合った（均衡）状態を保つことにより、プランジャ５６の当接部５６Ａはポペット弁体５１に対して着座することになる。

次に、ブレーキペダル５を大きく踏込む（入力ロッド５０を押込む）ことにより、図４に示す点ｄ（目標全負荷点）まで入力が増大したときには、負圧室Ａと変圧室Ｂとの間の圧力差が最大となり、これ以上に入力ロッド５０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。出力ロッド５８は、特性線部６７Ｂの領域では入力ロッド５０と実質的に一体となって軸方向に変位し、その後にストロークエンドに達する。

ここで、図４に示す特性線６７の特性線部６７Ａ，６７Ｂは、気圧式倍力装置４０の負圧室Ａ内が十分な負圧状態であるか、またはＥＳＣ１６によりブレーキアシストモードの制御が行われ、アンチロック制御等は行われていない場合の特性である。この場合には、ブレーキペダル５の踏込み力（入力）に応じて、ホイールシリンダ３Ｌ，３Ｒ、４Ｌ，４Ｒ側のブレーキ液圧を特性線部６７Ａ，６７Ｂに沿って制御することができる。

一方、負圧室Ａ内の負圧がある程度下がり、ＥＳＣ１６によるブレーキアシストモードの制御を行わない場合は、ブレーキペダル５の踏込み力（入力）に応じて、ホイールシリンダ３Ｌ，３Ｒ、４Ｌ，４Ｒ側のブレーキ液圧が点ａ〜点ｃに対応する液圧値から特性線部６７Ｃに沿った範囲内でしか制御ができないようになる。しかし、ＥＳＣ１６によるアシスト制御を行う場合は、ＥＳＣ１６のブレーキアシストモードの制御によりブレーキ液圧を特性線部６７Ａ，６７Ｂに沿って可変に制御でき、負圧室Ａ内が十分な負圧状態の場合と同様な特性、点ｄの目標全負荷点まで制御が可能な特性を得ることができる。

この場合、コントロールユニット１８は、ストロークセンサ６、液圧センサ２４，２４′、液圧センサ３８および負圧センサ３９からの検出信号に基づき、気圧式倍力装置４０に適用すべき負圧（即ち、エンジンの吸気マニホールド内に発生する負圧）が不十分なときに行うブレーキアシストモードによるブレーキ液圧制御を実行する。即ち、コントロールユニット１８は、負圧センサ３９からの検出信号によって図４中に示す点ｃの現状の負圧室Ａの負圧に応じた全負荷点を演算により予測できる。このため、入力ロッド５０のストローク（踏込み操作量）を図４中のＳ１以上に大きくし、点線ｃ１−ｃの液圧以上のブレーキをかける場合は、ＥＳＣ１６によるブレーキアシストモードにて、加圧制御弁３７，３７′と増圧制御弁２５，２５′，２６，２６′とを開弁させ、供給制御弁２３，２３′および減圧制御弁２９，２９′，３０，３０′を閉弁させる。

この状態で、電動モータ３２により液圧ポンプ３１，３１′を作動させ、該液圧ポンプ３１，３１′から吐出したブレーキ液を第１，第２管路部２１，２１′，２２，２２′を介してホイールシリンダ３Ｌ，３Ｒ，４Ｒ，４Ｌに供給するとともに、適宜マスタシリンダ７に供給する。これにより、マスタシリンダ７側で発生するブレーキ液圧をブレーキペダル５の入力に対応させながら、液圧ポンプ３１によってホイールシリンダ３Ｌ，３Ｒ，４Ｒ，４Ｌによる制動力を確保することができる。

一方、図４中の点ｃが全負荷点となる負圧レベルまで圧力が下がり、負圧室Ａ内の圧力が大気圧に近付いたときにも、ＥＳＣ１６によるアシスト制御を行う。これにより、入力ロッド５０のストロークが図４中のＳ２のときには、点線ｅ２−ｅの液圧をホイールシリンダ３Ｌ，３Ｒ，４Ｒ，４Ｌに発生することができる。このとき、マスタシリンダ７の液圧室１１Ａ，１１Ｂで発生できる液圧は、特性線部６７Ｃ上の点ｅ１に相当する液圧であるが、ＥＳＣ１６のブレーキアシストモードの制御により、ホイールシリンダ３Ｌ，３Ｒ，４Ｒ，４Ｌには、点ｅの液圧を発生させるものである。

ここで、負圧室Ａ内の負圧が大気圧となった場合は、ペダル入力とマスタシリンダ７で発生できる液圧の関係は特性線部６７Ｄのようになる。しかし、この場合でも、ＥＳＣ１６によるブレーキアシストモードの制御を行うことにより、ペダル入力と液圧の関係を図４中に示す特性線部６７Ａ，６７Ｂに沿って制御することができる。

図４中に示す入力値ｆｂは、従来技術によるジャンプインで点ｂに対応する液圧値まで急上昇する場合を示している。即ち、従来技術の場合は、ペダル入力が零から入力値ｆｂに達するまでが無効入力（即ち、液圧が立ち上がるまでの無効入力）となり、これがペダルフィーリングの悪化を招いている。しかし、本発明の実施の形態では、リターンスプリング６３のばね力を小さく設定しているため、ペダル入力が零から入力値ｆａに達するまでが無効入力となっており、ペダルフィーリングを確実に改善することができる。

かくして、第１の実施の形態によれば、ブレーキペダル５とマスタシリンダ７との間に負圧ブースタとしての気圧式倍力装置４０を設け、該気圧式倍力装置４０には、出力ロッド５８の外周側に筒状部材６０を設けている。該筒状部材６０は、外周側がハウジング４１（フロントシェル４２の筒部４２Ｂ）との間をシール部材６２によりシールされ、出力ロッド５８との間がＯリング６１によってシールされている。これにより、筒状部材６０は、負圧室Ａと大気室Ｃとの差圧力をバルブボディ４６に作用させる構成としている。

この場合、筒状部材６０は、その外径寸法Ｄ２をバルブボディ４６の小径筒部４６Ｂ（図３に示す外径寸法Ｄ１）と略同径の寸法となるように形成している。筒状部材６０の環状当接部６０Ｂは、バルブボディ４６の筒状突出部４６Ｄに当接してバルブボディ４６に大気圧を作用させる構成としている。

このため、バルブボディ４６は、ハウジング４１の変圧室Ｂ側で小径筒部４６Ｂが受ける大気圧に対する受圧面積と、マスタシリンダ７側の大気室Ｃから筒状部材６０を介してバルブボディ４６が受ける大気圧に対する受圧面積とを略同等な面積となるように設定することができる。これにより、バルブボディ４６を図２および図３に示す初期位置（制動解除位置）に向けて付勢するリターンスプリング６３を、従来品よりもばね力が小さいスプリングを用いて構成することができる。

即ち、従来技術の場合には、負圧室Ａ内の負圧が十分な状態でブレーキ操作を解除したときに、バルブボディ４６を変圧室Ｂ側に戻すことができるように、付勢部材（即ち、従来のリターンスプリング）のばね力を前記負圧による力に打ち克つように比較的大きな力に設定している。しかし、車両用エンジンの吸気マニホールド内は、車両の停車時にエンジンを停止させてブレーキ作動すると、負圧状態から正圧状態に戻ってしまう。このため、負圧状態を前提にばね力が設定された従来の付勢部材は、車両の始動直後のブレーキ操作時に無効踏力を増加させる原因となってしまう。

特に、ブレーキペダル５の操作量に応じたブレーキ液圧を、例えば液圧ポンプ３１，３１′等の液圧源から車輪側のホイールシリンダ３Ｌ，３Ｒ，４Ｌ，４Ｒに向けて供給する構成としたＥＳＣ１６が搭載された車両では、吸気マニホールド（即ち、気圧式倍力装置の負圧室Ａ）内が低負圧になる度毎にブレーキ踏力が変化し、車両の運転者に違和感を与えるという課題がある。

そこで、第１の実施の形態では、前述の如く、筒状部材６０を用いてバルブボディ４６に大気圧を作用させて、差圧力によりバルブボディ４６をリターンスプリング６３の付勢方向と同方向へ押圧する構成としている。このため、リターンスプリング６３のばね力を従来品よりも小さく設定することができる。この結果、リターンスプリング６３は、ブレーキ操作を解除したときにバルブボディ４６を変圧室Ｂ側に戻すための付勢力を小さく設定することができ、低負圧時または負圧０時のブレーキ操作時の無効踏力を小さく抑えることができる。

従って、第１の実施の形態によれば、負圧室Ａ側のシール部材６２によってバルブボディ４６に作用する大気圧との差圧により、バルブボディ４６を入カロッド５０側に付勢することができる。このため、例えば筒状部材６０に対するシール部材６２の摺動抵抗に打ち克って初期状態に戻せる程度のばね力まで、リターンスプリング６３のばね力を下げることができる。このため、負圧室Ａ内の圧力が低負圧状態もしくは大気圧状態になったときの無効入力の増加を抑制でき、ブレーキ操作時のブレーキ踏力が変動を抑えて、車両の運転者の違和感を抑制することができる。

次に、図５は本発明の第２の実施の形態を示し、本実施の形態では、前述した第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、第２の実施の形態の特徴は、ストッパ部材７１を用いてバルブボディ４６の戻り位置（即ち、ブレーキ解除時の初期位置）を規制する構成としたことにある。

ここで、ストッパ部材７１は、リヤシェル４３の後壁４３Ａと後方筒部４３Ｂとの境界部位に両者に跨って取付けられ、例えば溶接等の手段でリヤシェル４３に固定されている。ストッパ部材７１は、その自由端側が後方筒部４３Ｂ内を径方向内向きに突出し、この突出端側にはストップキー５７が当接する。

即ち、バルブボディ４６の連通路４９内に挿入されたストップキー５７は、一方の端部がプランジャ５６の環状溝５６Ｂに係合状態で取付けられ、他方の端部は、バルブボディ４６の連通路４９から径方向外側に突出している。ストップキー５７の突出端側は、リヤシェル４３側のストッパ部材７１に当接することにより、バルブボディ４６の戻り位置（即ち、ブレーキ解除時の初期位置）を規制するものである。

このように、バルブボディ４６が戻り位置に達したときには、ポペット弁体５１がバルブボディ４６の弁座部４６Ｅに当接する位置まで接近している。このとき、プランジャ５６の当接部５６Ａは、変圧室Ｂを小径筒部４６Ｂ側の大気から遮断するようにポペット弁体５１に当接して着座している。この着座を確実にするために、リターンスプリング６３のばね力（倍力装置作動時はマスタシリンダ７からの液圧反力を含めて）によって戻しばね５３を若干撓ませる必要がある。これによって、リターンスプリング６３のばね力は、第１の実施の形態に比較して相対的に大きくなっている。

ハウジング４１内には、第１の実施の形態で述べたパワーピストン４５と同様に、ハウジング４１内を定圧室である負圧室Ａと変圧室Ｂとに画成するダイヤフラム等からなるパワーピストン７２が設けられている。しかし、この場合のパワーピストン７２は、第１の実施の形態で述べた凸部４５Ａを有しておらず、バルブボディ４６は、ストップキー５７の突出端側がリヤシェル４３側のストッパ部材７１に当接することにより戻り位置が規制されるものである。

かくして、このように構成される第２の実施の形態でも、筒状部材６０を用いてバルブボディ４６に大気圧を作用させて、その差圧力によりバルブボディ４６をリターンスプリング６３の付勢方向と同方向へ押圧する。これにより、リターンスプリング６３のばね力を従来品よりも小さく設定することができ、第１の実施の形態とほぼ同様な効果を得ることができる。

次に、図６は本発明の第３の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、バルブボディに筒状部材を一体物として形成する構成としたことにある。なお、第３の実施の形態では、前述した第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。

図中、８１は第３の実施の形態で採用したバルブボディで、このバルブボディ８１は、第１の実施の形態で述べたバルブボディ４６と同様に構成され、本体部８１Ａ、小径筒部８１Ｂ、有底穴部８１Ｃ、筒状突出部８１Ｄおよび弁座部８１Ｅを有している。しかし、この場合のバルブボディ８１は、筒状突出部８１Ｄに筒状部材８２が一体形成されている点で第１の実施の形態とは異なるものである。

ここで、筒状部材８２は、第１の実施の形態で述べた筒状部材６０とほぼ同様に、バルブボディ８１の小径筒部８１Ｂ（図６中に示す外径寸法Ｄ１）と略同径の外径寸法Ｄ２をもって形成されている。筒状部材８２の外周面とフロントシェル４２の筒部４２Ｂとの間には、ハウジング４１内の負圧室Ａを外部の大気に対してシールするシール部材６２が設けられている。

しかし、この場合の筒状部材８２は、その内径側がバルブボディ８１の有底穴部８１Ｃよりも僅かに大径に形成された円形穴部８２Ａとなっている。該円形穴部８２Ａ内には、出力ロッド８３が隙間をもって挿通されている。この出力ロッド８３は、第１の実施の形態で延べた出力ロッド５８とほぼ同様に構成され、軸方向一側には大径のフランジ部８３Ａが設けられている。このフランジ部８３Ａは、リアクションディスク５９を介してバルブボディ８１の有底穴部８１Ｃ内に挿嵌されている。

８４は筒状部材８２の円形穴部８２Ａ内に設けられた抜止め具で、該抜止め具８４は、縮拡径可能に形成された止め輪等により構成され、円形穴部８２Ａの内周壁に着脱可能に装着されている。これにより、抜止め具８４は、バルブボディ８１の有底穴部８１Ｃ内に挿嵌された出力ロッド８３のフランジ部８３Ａを抜止め状態に保持するものである。

かくして、このように構成される第３の実施の形態でも、筒状部材８２を用いてバルブボディ８１に大気圧を作用させて、差圧力によりバルブボディ４６をリターンスプリング６３の付勢方向と同方向へ押圧する。これにより、リターンスプリング６３のばね力を従来品よりも小さく設定することができ、第１の実施の形態とほぼ同様な効果を得ることができる。

次に、図７は本発明の第４の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、筒状部材を伸縮可能な蛇腹状筒体によって構成したことにある。なお、第４の実施の形態では、前述した第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。

図中、９１は第４の実施の形態で採用した筒状部材としての蛇腹状筒体で、該蛇腹状筒体９１は、弾性樹脂材料からなる伸縮可能なブーツとして形成され、軸方向両端側が厚肉な環状取付部９１Ａ，９１Ｂとなっている。ここで、軸方向一側の環状取付部９１Ａは、軸方向他側の環状取付部９１Ｂよりも小径で、バルブボディ４６の筒状突出部４６Ｄとほぼ等しい径方向寸法に形成されている。蛇腹状筒体９１の環状取付部９１Ａは、後述の固定具９３を用いてバルブボディ４６の筒状突出部４６Ｄに抜止め状態で固定されている。

一方、蛇腹状筒体９１の環状取付部９１Ｂは、フロントシェル４２の筒部４２Ｂに抜止め状態で固定されている。これにより、蛇腹状筒体９１の内部は、負圧室Ａに対して気液密にシールされると共に、マスタシリンダ７側の大気室Ｃに連通した状態となっている。また、蛇腹状筒体９１の環状取付部９１Ｂは、バルブボディ４６の小径筒部４６Ｂ（図７中に示す外径寸法Ｄ１）よりも大きな内径寸法Ｄ３をもって形成されている。また、環状取付部９１Ｂの外径寸法は、内径寸法Ｄ３よりも肉厚分だけ大きくなっている。

蛇腹状筒体９１は、フロントシェル４２の筒部４２Ｂとバルブボディ４６の筒状突出部４６Ｄとの間で、ハウジング４１内の負圧室Ａを外部の大気に対してシールする蛇腹状のシール部材としても機能している。蛇腹状筒体９１は、バルブボディ４６がハウジング４１内で軸方向変位するときに、これに追従して軸方向に伸長または縮小するように弾性変形するものである。

また、蛇腹状筒体９１の内側には、出力ロッド９２が隙間をもって挿通されている。この出力ロッド９２は、第１の実施の形態で延べた出力ロッド５８とほぼ同様に構成され、軸方向一側には大径のフランジ部９２Ａが設けられている。このフランジ部９２Ａは、リアクションディスク５９を介してバルブボディ４６の有底穴部４６Ｃ内に挿嵌されている。

９３はバルブボディ４６の筒状突出部４６Ｄに設けられた固定具で、該固定具９３は、例えば金属板をプレス加工することにより形成され、蛇腹状筒体９１の環状取付部９１Ａをバルブボディ４６の筒状突出部４６Ｄに抜止め状態で固定している。また、固定具９３は、リターンスプリング６３の軸方向一側端部をバルブボディ４６の筒状突出部４６Ｄと共に支承するばね受としても機能するように構成されている。

かくして、このように構成される第４の実施の形態でも、蛇腹状筒体９１を用いてバルブボディ８１に大気圧を作用させ、差圧力によりバルブボディ４６をリターンスプリング６３の付勢方向と同方向へ押圧する。これにより、リターンスプリング６３のばね力を従来品よりも小さく設定することができ、第１の実施の形態とほぼ同様な効果を得ることができる。

なお、前記第１の実施の形態では、筒状部材６０の外径寸法Ｄ２をバルブボディ４６の小径筒部４６Ｂ（図３に示す外径寸法Ｄ１）と略同径に形成する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば筒状部材の外径寸法をバルブボディのうちハウジングの変圧室側に位置する部分の外径寸法以上の径に形成する構成としてもよい。第２，第３の実施の形態についても同様な変更が可能である。

次に、上記各実施の形態に含まれる発明について述べる。即ち、本発明による気圧式倍力装置は、バルブボディの軸方向変位をハウジングの外部に出力する出カロッドを備え、定圧室と大気との差圧力を受ける部位は、前記出力ロッドの外周側に設けられる筒状部材であり、該筒状部材は、外周側が前記ハウジングとの間でシールされ、前記バルブボディに大気圧を作用させる構成としている。

前記筒状部材は、前記バルブボディと当接して大気圧を作用させる構成としている。また、前記筒状部材は、内周側が前記出力ロッドとの間でシールされて該出力ロッドに当接することで、前記バルブボディへ大気圧を作用させる構成としている。前記筒状部材の外径寸法は、前記バルブボディのうち前記ハウジングの変圧室側に位置する部分の外径寸法と略同径となっている。また、前記筒状部材の外径寸法は、前記バルブボディのうち前記ハウジングの変圧室側に位置する部分の外径寸法以上の径となっている。さらに、前記出力ロッドと前記バルブボディとの間には、リアクションディスクを設ける構成としている。

一方、本発明は、ハウジングと、該ハウジ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、該パワーピストンに連結され前記ハウジングの変圧室側で大気に対してシールされるバルブボディと、該バルブボディに移動可能に挿入されたプランジャと、該プランジャに連結された入力ロッドと、前記バルブボディに連結された出力ロッドと、前記バルブボディを前記入力ロッド側へ付勢する付勢部材と、前記定圧室と前記変圧室とを連通する真空通路と、前記変圧室を大気に開放する大気通路とを備え、前記バルブボディに対する前記プランジャの移動によって前記真空通路を閉じて前記定圧室と前記変圧室とを遮断し、前記大気通路を開いて前記変圧室に大気を導入し、前記定圧室と前記変圧室との間に生じる差圧によって前記パワーピストンを推進する気圧式倍力装置であって、前記出カロッドの外周には、前記バルブボディに接続され前記ハウジングの定圧室側で大気に対してシールされる筒状部材が設けられている。

本発明に係る気圧式倍力装置は、ハイブリット車両やアイドリングストップ機能付きの車両、または、低負圧車等、必要に応じて用いることができる。また、通常の車両に設けてもよい。

また、本発明に係るブレーキ装置は、車両の車輪に設けられるホイールシリンダに液圧を供給するマスタシリンダと、該マスタシリンダに設けられたピストンをブレーキペダルの操作に応じて推進する気圧式倍力装置と、前記マスタシリンダと前記ホイールシリンダとの間に設けられ、前記マスタシリンダのブレーキ液を前記ホイールシリンダへ供給可能な液圧供給装置と、を有し、前記気圧式倍力装置は、ハウジング内を定圧室と変圧室とに画成するパワーピストンに連結され前記ハウジングの変圧室側で大気に対してシールされるバルブボディと、前記ハウジング内に設けられ該バルブボディを前記変圧室側に付勢する付勢部材と、を有し、前記バルブボディは、前記ハウジングの定庄室側に前記定圧室と大気との差圧力を受ける部位を有するように構成され、前記液圧供給装置は、前記定圧室の圧力状態に応じて前記マスタシリンダ内のブレーキ液を前記ホイールシリンダに供給して、前記ホイールシリンダ内の液圧を前記気圧式倍力装置によって前記マスタシリンダで発生できる液圧以上の液圧とすることを特徴としている。

１Ｌ，１Ｒ 前輪（車輪）
２Ｌ，２Ｒ 後輪（車輪）
３Ｌ，３Ｒ 前輪側ホイールシリンダ
４Ｌ，４Ｒ 後輪側ホイールシリンダ
５ ブレーキペダル
６ ストロークセンサ
７ マスタシリンダ
８ シリンダ本体
９，１０ ピストン
１１Ａ，１１Ｂ 液圧室
１２，１３ 戻しばね
１４ マスタリザーバ
１５Ａ，１５Ｂ シリンダ側液圧配管
１６ 液圧供給装置（ＥＳＣ）
１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ ブレーキ側配管部
１８ コントロールユニット
２４，２４′，３８ 液圧センサ
３９ 負圧センサ
４０ 気圧式倍力装置
４１ ハウジング
４４，６２ シール部材
４５，７２ パワーピストン
４６，８１ バルブボディ
４７ 連通路（真空通路）
４９ 連通路（大気通路）
５０ 入力ロッド
５１ ポペット弁体（弁手段）
５６ プランジャ
５８，８３，９２ 出力ロッド
５９ リアクションディスク
６０，８２ 筒状部材
６１ Ｏリング（シール部材）
６３ リターンスプリング（付勢部材）
９１ 蛇腹状筒体（筒状部材）
Ａ 負圧室（定圧室）
Ｂ 変圧室
Ｃ 大気室

Claims (9)

1. ハウジング内を定圧室と変圧室とに画成するパワーピストンに連結され前記ハウジングの変圧室側で大気に対してシールされるバルブボディと、
   前記ハウジング内に設けられ該バルブボディを前記変圧室側に付勢する付勢部材と、
   前記バルブボディの軸方向変位を前記ハウジングの外部に出力する出カロッドと、を有し、
   前記バルブボディは、前記ハウジングの定庄室側に前記定圧室と大気との差圧力を受ける部位が設けられ、
   該部位は、前記出力ロッドの外周側に設けられ、外周側が前記ハウジングとの間でシールされて前記バルブボディに大気圧を作用させる筒状部材により構成されていることを特徴とする気圧式倍力装置。
2. 前記バルブボディにおける前記ハウジングの変圧室側での大気に対するシールは、前記ハウジングに固定されて前記バルブボディの外周面が摺動するシール部材によってなされることを特徴とする請求項１に記載の気圧式倍力装置。
3. 前記筒状部材は、前記バルブボディと当接して大気圧を作用させることを特徴とする請求項１または２に記載の気圧式倍力装置。
4. 前記筒状部材は、内周側が前記出力ロッドとの間でシールされて該出力ロッドに当接することで、前記バルブボディへ大気圧を作用させることを特徴とする請求項１または２に記載の気圧式倍力装置。
5. 前記筒状部材の外径寸法は、前記バルブボディのうち前記ハウジングの変圧室側に位置する部分の外径寸法と略同径となっている請求項１乃至４のいずれかに記載の気圧式倍力装置。
6. 前記筒状部材の外径寸法は、前記バルブボディのうち前記ハウジングの変圧室側に位置する部分の外径寸法以上の径となっている講求項１乃至４のいずれかに記載の気圧式倍力装置。
7. 前記出力ロッドと前記バルブボディとの間にリアクションディスクを設けたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の気圧式倍力装置。
8. ハウジングと、該ハウジ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、該パワーピストンに連結され前記ハウジングの変圧室側で大気に対してシールされるバルブボディと、該バルブボディに移動可能に挿入されたプランジャと、該プランジャに連結された入力ロッドと、前記バルブボディに連結された出力ロッドと、前記バルブボディを前記入力ロッド側へ付勢する付勢部材と、前記定圧室と前記変圧室とを連通する真空通路と、前記変圧室を大気に開放する大気通路とを備え、
   前記バルブボディに対する前記プランジャの移動によって前記真空通路を閉じて前記定圧室と前記変圧室とを遮断し、前記大気通路を開いて前記変圧室に大気を導入し、前記定圧室と前記変圧室との間に生じる差圧によって前記パワーピストンを推進する気圧式倍力装置であって、
   前記出カロッドの外周には、前記バルブボディに接続され前記ハウジングの定圧室側で大気に対してシールされる筒状部材が設けられていることを特徴とする気圧式倍力装置。
9. 車両の車輪に設けられるホイールシリンダに液圧を供給するマスタシリンダと、
   ハウジング内を定圧室と変圧室とに画成するパワーピストンによって前記マスタシリンダに設けられたピストンをブレーキペダルの操作に応じて推進する気圧式倍力装置と、
   前記マスタシリンダと前記ホイールシリンダとの間に設けられ、前記マスタシリンダのブレーキ液を前記ホイールシリンダへ供給可能な液圧供給装置と、を有し、
   前記液圧供給装置は、前記定圧室の圧力状態に応じて前記マスタシリンダ内のブレーキ液を前記ホイールシリンダに供給して、前記ホイールシリンダ内の液圧を前記気圧式倍力装置によって前記マスタシリンダで発生できる液圧以上の液圧とするように構成され、
   前記気圧式倍力装置は、前記パワーピストンに連結され前記ハウジングの変圧室側で大気に対してシールされるバルブボディと、前記ハウジング内に設けられ該バルブボディを前記変圧室側に付勢する付勢部材と、前記バルブボディの軸方向変位を前記ハウジングの外部に出力する出カロッドと、を有し、前記バルブボディは、前記出力ロッドの外周側に設けられて外周側が前記ハウジングとの間でシールされ、前記バルブボディに大気圧を作用させる筒状部材によって前記ハウジングの定庄室側に前記定圧室と大気との差圧力を受けるように構成されていることを特徴とするブレーキ装置。

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