JP6297318B2 - 気圧式倍力装置 - 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としては、例えば制動初期に、ブレーキペダル側の入力ロッドに対するマスタシリンダ側の出力ロッドのストロークを大きくすることができるように、弁手段のポペット弁とリアクション部材との間に所定の移動範囲を有するロッドを介装して設け、このロッドにリアクション部材からの反力の一部を伝えることによって、前記ポペット弁を開弁して変圧室への大気の導入量を増加させる構成としたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−２７３２１４号公報

ところで、従来技術による気圧式倍力装置では、ブレーキペダルへの入力に対するマスタシリンダへの出力が増加してしまい、制動力が過大になってしまう可能性がある。

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、ブレーキペダルへの入力に対して制動力が過大になってしまうことを抑制し得る気圧式倍力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と、該パワーピストンに連結されて前記ハウジング内を移動するバルブボディと、該バルブボディ内に配置されブレーキペダルの操作に応じて移動するブランジャと、該プランジャの移動により大気を前記変圧室に導入し前記定圧室と変圧室との間に差圧を発生させる弁手段と、この差圧に従って前記パワーピストンが作動し前記バルブボディと共に移動するときに該バルブボディの推力をリアクション部材を介してマスタシリンダに伝達する出力ロッドと、を有し、該出力ロッドに作用する反力の一部を先端側が前記リアクション部材に当接する前記プランジャによって前記ブレーキペダルへ伝達し、また、前記バルブボディの前進によって前記弁手段による前記変圧室への大気導入を停止するようにした気圧式倍力装置に適用される。

そして、本発明が採用する構成の特徴によると、前記弁手段は、前記バルブボディに移動可能に取付けられたポペット弁と、前記プランジャに形成され前記ポペット弁に離着座することで前記変圧室と大気とを連通，遮断する第１のシート部と、前記バルブボディに移動可能に案内され前記ポペット弁に離着座することで前記変圧室と前記定圧室とを連通，遮断する第２のシート部と、該第２のシート部に基端側が当接し、先端側が前記プランジャの先端側に隣接して前記リアクション部材に当接可能に配置された伝達部材と、を有し、前記伝達部材は、前記リアクション部材に当接する当接面が、前記プランジャにおける前記リアクション部材に当接する端面を取り囲んで配置され、前記伝達部材は、前記リアクション部材からの反力の一部を前記第２のシート部を介して前記ポペット弁に伝え、該ポペット弁を移動させて前記第１のシート部とポペット弁とを離座させ、前記変圧室を大気に連通させる構成としている。

本発明によれば、ブレーキペダルへの入力に対して制動力が過大になってしまうことを抑制することができる。

本発明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１中の主要部を拡大して示す部分断面図である。 図２中の伝達部材を単体として示す斜視図である。 気圧式倍力装置のジャンプイン時を示す図２と同様位置での部分断面図である。 気圧式倍力装置の液圧反力発生時を示す図２と同様位置での部分断面図である。 気圧式倍力装置の伝達部材の移動途中での制動保持時を示す図２と同様位置での部分断面図である。 気圧式倍力装置の伝達部材の移動完了での制動保持時を示す図２と同様位置での部分断面図である。 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。 気圧式倍力装置の入力値とブレーキ液圧との関係を示す特性線図である。

以下、本発明の実施の形態による気圧式倍力装置として、車両用ブレーキ装置に適用される気圧式倍力装置を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

図１において、本実施の形態で採用した気圧式倍力装置１は、その外殻を構成するハウジング２を有し、気圧式倍力装置１のハウジング２は、車両前側のフロントシェル３と後側のリヤシェル４とにより構成されている。これらシェル２，３は、その外周側で互いに気密状態に固着され、後述のダイヤフラム５によりハウジング２の内部に２つの室（後述の負圧室Ａと変圧室Ｂ）を画成している。

ハウジング２のフロントシェル３には、前壁３Ａ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に有底筒状をなす収納凹部３Ｂが形成されている。フロントシェル３の収納凹部３Ｂには、後述のシール部材３５が設けられ、出力ロッド２４の外周と収納凹部３Ｂの間は気密状態でシールされている。一方、リヤシェル４には、車両（図示せず）への取付面となる後壁４Ａの中央部から軸方向外向きに後方筒部４Ｂが突設され、後方筒部４Ｂの軸方向一側は、その端部が開口端となっている。

また、リヤシェル４には、後方筒部４Ｂの長さ方向途中部位に環状の肩部４Ｃが設けられている。即ち、後方筒部４Ｂのうち環状の肩部４Ｃよりも軸方向一側（開口端側）に位置する部分は、軸方向他側に位置する部分よりも小径に形成されている。リヤシェル４の肩部４Ｃには、後述の入力ロッド１２に対する押動操作を解除したときに後述のストップキー２３が図１、図２に示すように当接し、これによって、バルブボディ６およびプランジャ２０の戻り位置が規制される。

ハウジング２内には、補強板５Ａが当接するダイヤフラム５が設けられている。該ダイヤフラム５と補強板５Ａは、パワーピストンを構成している。ダイヤフラム５は、外周側がフロントシェル３とリヤシェル４との間に固着され、内周側が補強板５Ａにより後述のバルブボディ６に固着されている。フロントシェル３とリヤシェル４との間に形成されるハウジング２内の空間は、ダイヤフラム５により定圧室としての負圧室Ａと変圧室Ｂとに画成されている。

バルブボディ６は、例えば高強度の樹脂材料を用いて形成され、軸方向の他側（即ち、マスタシリンダ側）に位置する大径部６Ａと軸方向の一側（即ち、ブレーキペダル側）に位置する小径筒部６Ｂとを有している。バルブボディ６は、小径筒部６Ｂがリヤシェル４の後方筒部４Ｂ内に挿通され、ハウジング２内に軸方向に変位可能に設けられている。バルブボディ６の大径部６Ａは、ハウジング２内でダイヤフラム５の内周側に連結（固着）されている。バルブボディ６の小径筒部６Ｂは、リヤシェル４の後方筒部４Ｂからハウジング２の外部に延出されている。バルブボディ６は、ダイヤフラム５の変位に連動してハウジング２内を軸方向に変位するものである。

また、バルブボディ６の大径部６Ａには、負圧室Ａに常時連通して変圧室Ｂに連通，遮断される連通路７が形成され、該連通路７は、小径筒部６Ｂ側に向けて軸方向一側に延びている。図２に示すように、バルブボディ６の小径筒部６Ｂの奥所側には、連通路７よりも径方向内側となる位置に軸方向に延びる円筒面として形成されたシート摺動面６Ｃと、該シート摺動面６Ｃの軸方向他側（奥側）に位置し環状の段差面として形成された環状段部６Ｄとが設けられている。後述の可動シート部材２９は、シート摺動面６Ｃに挿嵌して設けられ、環状段部６Ｄに離接可能に当接されている。

バルブボディ６の大径部６Ａには、その内周側に位置して環状の嵌合凹部６Ｅが軸方向に延びて形成され、該嵌合凹部６Ｅには、後述する出力ロッド２４のフランジ部２４Ａ側が嵌合して取付けられている。ここで、バルブボディ６には、小径筒部６Ｂの内周側に連通する貫通穴としての段付穴８が形成されている。この段付穴８は、小径筒部６Ｂ内の環状段部６Ｄの位置から嵌合凹部６Ｅ側に向けて軸方向他側へと延び、段付穴８の内周側には、後述のプランジャ２０が摺動変位可能に挿嵌されている。

バルブボディ６の段付穴８は、軸方向他側の開口端８Ａが後述のリアクションディスク２７により閉塞されている。また、バルブボディ６の段付穴８には、後述する伝達部材３１の筒状部３１Ｂと寸法Ｌ（図２参照）の隙間を介して対向する環状の段差部８Ｂが形成されている。この段差部８Ｂには、伝達部材３１の筒状部３１Ｂが図７に示すように当接する。一方、バルブボディ６には、段付穴８の径方向に延びるキー挿入穴９と他の連通路１０とが形成されている。キー挿入穴９内には、後述するプランジャ２０用のストップキー２３が挿入されている。他の連通路１０は、段付穴８の奥所側を変圧室Ｂに常時連通させるものである。

さらに、バルブボディ６には、段付穴８の段差部８Ｂ側から小径筒部６Ｂ内の環状段部６Ｄに向けて軸方向に延びる、本実施形態においては３個のロッド挿通孔１１が穿設されている。該各ロッド挿通孔１１は、キー挿入穴９の位置を避けるように周方向に間隔をもって配置されている。各ロッド挿通孔１１内には、後述する伝達部材３１の各ロッド部３１Ａが軸方向に変位可能に挿通されている。なお、ロッド挿通孔１１は、３個として説明しているが、１個、２個または４個以上設けるようにしてもよい。

入力ロッド１２は、軸方向の一側がリヤシェル４の後方筒部４Ｂから外部に突出し、軸方向の他側がバルブボディ６の小径筒部６Ｂ内に挿入して設けられている。該入力ロッド１２の他側端部には、略球形状をなす球形部１２Ａが一体形成され、この球形部１２Ａは、後述のプランジャ２０（即ち、プランジャ本体２１）にカシメ等の手段を用いて連結されている。そして、入力ロッド１２は、軸方向の一側（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１中の矢示Ｃ方向に押動操作される。

バルブボディ６の小径筒部６Ｂと入力ロッド１２との間には、ハウジング２内の負圧室Ａと変圧室Ｂとの間に差圧を発生させる弁手段としての弁機構１３が設けられている。この弁機構１３は、後述のポペット弁１４、プランジャ本体２１の当接部２１Ａ、可動シート部材２９および伝達部材３１を含んで構成されている。弁機構１３は、ポペット弁１４がプランジャ本体２１の当接部２１Ａ及び／又は後述の可動シート部材２９に離着座することにより、変圧室Ｂに大気を導入したり、変圧室Ｂを負圧室Ａに連通，遮断させるため後述の如く開，閉弁するものである。

弁機構１３のポペット弁１４は、バルブボディ６の小径筒部６Ｂ内に設けられている。該ポペット弁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等により小径筒部６Ｂの内周壁に押付けられた状態で固定されている。そして、ポペット弁１４の他端側は、図２に示すように弱ばね１５によりプランジャ本体２１の当接部２１Ａ及び後述の可動シート部材２９に向けて常時付勢されている。これにより、弁機構１３の一部を構成するポペット弁１４は、後述するプランジャ本体２１の当接部２１Ａと後述の可動シート部材２９とに離着座するものである。

戻しばね１６は、バルブボディ６の小径筒部６Ｂと入力ロッド１２との間に配設されている。該戻しばね１６は、バルブボディ６に対して入力ロッド１２を図１中の矢示Ｄ方向に向けて常時付勢している。これにより、入力ロッド１２に対する押動操作（ブレーキ操作）の解除時には、バルブボディ６がハウジング２内を図１に示す初期位置（後述のストップキー２３により規制された位置）に戻るまで、入力ロッド１２が戻しばね１６により矢示Ｄ方向に押動される。

ここで、リヤシェル４の後方筒部４Ｂには、その開口端側に環状のシール部材１７が設けられている。該シール部材１７は、バルブボディ６の小径筒部６Ｂの外周面に摺接し、後方筒部４Ｂの開口端と小径筒部６Ｂとの間をシールしている。即ち、シール部材１７は、後方筒部４Ｂの開口端と小径筒部６Ｂとの間で変圧室Ｂを外部の大気に対して気密にシールするものである。

バルブボディ６の小径筒部６Ｂ内に装着されたフィルタ１８は、ハウジング２（リヤシェル４）の外部から小径筒部６Ｂ内に導入される作動気体と一緒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１９は、バルブボディ６の小径筒部６Ｂ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１９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１２の軸方向中間部に取付けられている。保護ブーツ１９の他端側は、リヤシェル４の後方筒部４Ｂの開口端（先端）側に取付けられ、後方筒部４Ｂ内を摺動する小径筒部６Ｂ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２０はバルブボディ６の段付穴８内に軸方向に変位可能に挿嵌されている。該プランジャ２０は、軸方向一側に位置して当接部２１Ａが一体に形成されたプランジャ本体２１と、該プランジャ本体２１の軸方向他側（当接部２１Ａとは軸方向の反対側）の端面に当接して設けられた段付ピストン２２とにより構成されている。なお、プランジャ本体２１と段付ピストン２２とは一体物で形成してもよい。プランジャ本体２１と段付ピストン２２とからなるプランジャ２０は、ブレーキペダル（即ち、入力ロッド１２）の操作に応じてバルブボディ６の段付穴８内を軸方向に相対移動するものである。

ここで、プランジャ本体２１の軸方向一側（一端側）は段付筒状に形成され、バルブボディ６の小径筒部６Ｂ内ヘと突出している。そして、プランジャ本体２１の突出端（一端）側には、入力ロッド１２の球形部１２Ａが揺動可能に係止されている。これにより、プランジャ本体２１は、入力ロッド１２と一体に図１中の矢示Ｃ，Ｄ方向に変位する構成となっている。

図２に示すように、プランジャ本体２１の突出端（一端）側には、後述の可動シート部材２９よりも小径に形成された環状弁座としての当接部２１Ａが一体に設けられている。プランジャ本体２１の当接部２１Ａは、第１のシート部を構成しポペット弁１４に離着座する。これにより、当接部２１Ａは小径筒部６Ｂ内の大気圧を連通路１０側に導入したり、大気導入を停止（遮断）したりする。即ち、プランジャ本体２１の当接部２１Ａは、ポペット弁１４に離着座することにより小径筒部６Ｂ内の大気に対する変圧室Ｂの連通，遮断を制御すると共に、ポペット弁１４が後述の可動シート部材２９に離着座することにより、負圧室Ａに対する変圧室Ｂの連通，遮断を制御するものである。

プランジャ２０の一部を構成する段付ピストン２２は、後述の伝達部材３１と共にバルブボディ６の段付穴８内に変位可能に配置され、小径部２２Ａと大径部２２Ｂとを有している。段付ピストン２２の小径部２２Ａは、その軸方向一側の端面がプランジャ本体２１の他側端面に当接されている。一方、段付ピストン２２は、軸方向他側が大径部２２Ｂとなっている。この大径部２２Ｂの端面２２Ｃ（軸方向他側に位置する先端側端面）は、図２に示す非制動状態において後述のリアクションディスク２７に隙間Ｓを介して対面しており、図４〜７に示す制動状態において後述のリアクションディスク２７に当接するようになっている。

図４〜図７に示すように、プランジャ２０がブレーキ操作に伴って軸方向に押動されるときには、段付ピストン２２の大径部２２Ｂ側の端面がリアクションディスク２７に当接し、これによって、リアクションディスク２７に作用するブレーキ反力は、段付ピストン２２およびプランジャ本体２１を介して入力ロッド１２に伝達されるものである。さらに、プランジャ本体２１の外周側にはキー挿入穴９と対応する位置に環状溝２１Ｂが形成され、該環状溝２１Ｂには、ストップキー２３が係合状態で取付けられている。

ストップキー２３はプランジャ２０の戻り位置を規制するもので、該ストップキー２３は、略長方形の平板を用いて形成され、バルブボディ６のキー挿入穴９を介してプランジャ本体２１の環状溝２１Ｂに遊嵌状態で係合されている。そして、ストップキー２３の端部は、バルブボディ６から径方向に一定寸法だけ突出し、リヤシェル４の肩部４Ｃに当接可能となっている。

即ち、入力ロッド１２に対する押動操作の解除時に、ストップキー２３は、リヤシェル４の肩部４Ｃに当接することにより、バルブボディ６およびプランジャ２０の戻り位置を図１、図２に示すように規制するものである。なお、リヤシェル４には、前記肩部４Ｃに替えて別体のストッパ部材（図示せず）を設け、このストッパ部材に対してストップキー２３の端部を当接させる構成としてもよい。

出力ロッド２４は、入力ロッド１２の押動操作力を倍力したバルブボディ６の推力を後述のリアクションディスク２７を介して外部（マスタシリンダ側）に伝達する出力部材である。該出力ロッド２４は、軸方向の一側に大径のフランジ部２４Ａが設けられ、該フランジ部２４Ａは、バルブボディ６の嵌合凹部６Ｅと段付穴８とを後述のリアクションディスク２７を介して軸方向他側から施蓋するように、バルブボディ６の嵌合凹部６Ｅに嵌合されている。

そして、出力ロッド２４は、入力ロッド１２への押動操作時にバルブボディ６と一緒に図１中の矢示Ｅ方向に大きな出力をもって押動される。即ち、出力ロッド２４の他端側は、フロントシェル３の収納凹部３Ｂから後述のシール部材３５を介して軸方向外側に突出し、入力ロッド１２の押動操作力を倍力したバルブボディ６の推力（出力）で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。

ばね受２５は、バルブボディ６の大径部６Ａに軸方向の他側から嵌合して設けられている。該ばね受２５は、出力ロッド２４のフランジ部２４Ａを軸方向の他側から覆うように取付けられ、バルブボディ６の嵌合凹部６Ｅに対するフランジ部２４Ａの抜止めを戻しばね２６と共に行う構成となっている。ここで、戻しばね２６は、負圧室Ａ内で収納凹部３Ｂの径方向外側に位置してフロントシェル３とばね受２５との間に配設され、バルブボディ６を図１中の矢示Ｆ方向に常時付勢するものである。

リアクションディスク２７は、バルブボディ６の嵌合凹部６Ｅと出力ロッド２４のフランジ部２４Ａとの間に配設されたリアクション部材である。このリアクションディスク２７は、弾性変形可能な樹脂やゴム材料を用いて円板状に形成されている。そして、リアクションディスク２７は、後述の如く負圧室Ａと変圧室Ｂとの間に発生した差圧（圧力差）により、バルブボディ６に生じた推力（図１中の矢示Ｅ方向の推力）を出力ロッド２４に伝達する。

このとき、リアクションディスク２７は、バルブボディ６からの推力に従って弾性変形し、その一部が段付ピストン２２（大径部２２Ｂ側の端面）に当接する位置まで後述の伝達部材３１（筒状部３１Ｂ）内に向けて隙間Ｓ（図２参照）の寸法分だけ膨出する。この状態で、リアクションディスク２７は、出力ロッド２４からの反力をフランジ部２４Ａを介して受承すると共に、反力の一部をプランジャ２０（即ち、段付ピストン２２とプランジャ本体２１）を介して入力ロッド１２側に伝達し、前記ブレーキペダル側の運転者に踏み応えを与えるものである。

一方、バルブボディ６の大径部６Ａ内には、剛体からなる環状の受圧部材２８が段付穴８の開口端８Ａに軸方向他側から嵌合して設けられ、バルブボディの一部をなしている。この受圧部材２８は、常にリアクションディスク２７の一側面に当接面２８Ａが当接するように段付穴８の開口端８Ａ側に固定され、後述する伝達部材３１の筒状部３１Ｂを介して段付ピストン２２の大径部２２Ｂを径方向外側から取囲むように、即ち、当接面２８Ａの内周側に形成される孔２８Ｂ内に伝達部材３１が配置されるように配設されている。受圧部材２８の内周側と段付ピストン２２の大径部２２Ｂとの間には、伝達部材３１の筒状部３１Ｂが摺動可能に配置されており、後述するように伝達部材３１の内部にプランジャ２０が摺動可能に配置されている。従って、受圧部材２８の孔２８Ｂ内には、プランジャ２０と伝達部材３１とが配置されることになる。

可動シート部材２９は、バルブボディ６の連通路７をポペット弁１４と共に変圧室Ｂに対して連通，遮断させる第２のシート部であり、バルブボディ６のシート摺動面６Ｃ内に挿嵌された段付筒状体として形成されている。該可動シート部材２９は、弁機構１３の一部を構成し、バルブボディ６のシート摺動面６Ｃに沿って軸方向に移動可能に案内される。即ち、段付筒状の可動シート部材２９は、バルブボディ６のうち小径筒部６Ｂの奥所側（シート摺動面６Ｃ）に摺動変位可能に挿嵌して設けられ、常時はバルブボディ６の環状段部６Ｄに当接するようにばね３０により付勢されている。可動シート部材２９の外周側には、断面Ｃ型のシール部材２９Ａが設けられている。シール部材２９Ａは、シート摺動面６Ｃに当接して変圧室Ｂを大気からシールしている。

ばね３０は、プランジャ本体２１の当接部２１Ａと可動シート部材２９との間に圧縮状態で配設され、可動シート部材２９をバルブボディ６の環状段部６Ｄに向けて常時付勢している。そして、可動シート部材２９は、後述の伝達部材３１（ロッド部３１Ａ）によりばね３０に抗して軸方向の一側（矢示Ｆ方向）に押動される。この状態で、可動シート部材２９は、ポペット弁１４が離着座することにより負圧室Ａと変圧室Ｂとを連通，遮断するものである。

伝達部材３１は、図２に示す寸法Ｌの範囲でバルブボディ６の段付穴８内に各ロッド挿通孔１１を介して変位可能に配設されている。伝達部材３１は、図３に示すように、その軸方向一側（基端側）に位置しバルブボディ６の各ロッド挿通孔１１内に変位可能に挿通された例えば３本のロッド部３１Ａと、該ロッド部３１Ａの軸方向他側（先端側）を互いに連結するように筒状に形成された筒状部３１Ｂとにより構成されている。本実施形態において、ロッド部３１Ａと筒状部３１Ｂとは樹脂材料により一体成形されている。

換言すると、伝達部材３１は、プランジャ２０の径方向外側に位置してバルブボディ６の各ロッド挿通孔１１内を可動シート部材２９に当接する位置まで軸方向に延びた複数個（例えば３本）のロッド部３１Ａと、軸方向他側の環状の端面３１Ｃがプランジャ２０の先端側に隣接してリアクションディスク２７の一側面に面接触状態で当接する筒状体として形成され、可動シート部材２９とは軸方向の反対側となる位置で各ロッド部３１Ａに連結された筒状部３１Ｂとにより構成されている。

伝達部材３１の各ロッド部３１Ａは、図３に示すように、筒状部３１Ｂに連結される軸方向の他側部位がＬ字状に屈曲して形成され、その先端側（径方向内側の端部）が筒状部３１Ｂに径方向で連結されている。そして、ブレーキペダルの操作を解除して図１、図２に示す非制動状態にあるときには、バルブボディ６（段付穴８）の段差部８Ｂと伝達部材３１の筒状部３１Ｂとの間には、軸方向の寸法Ｌとなる隙間が形成され、この寸法Ｌは、バルブボディ６内での伝達部材３１の可動範囲を規定するものである。

伝達部材３１は、リアクションディスク２７からの反力の一部を各ロッド部３１Ａから可動シート部材２９を介してポペット弁１４に伝え、該ポペット弁１４を弱ばね１５に抗して軸方向に移動（弾性変形）させる。これにより、プランジャ２０の第１のシート部（当接部２１Ａ）とポペット弁１４とは、図５に示すように離間して離座され、変圧室Ｂを小径筒部６Ｂ内の大気に連通させる。

ここで、伝達部材３１の各ロッド部３１Ａは、軸方向の一側部位のそれぞれが断面円弧板形状となっており、バルブボディ６の各ロッド挿通孔１１内を環状段部６Ｄの位置まで軸方向に延び、その端部（ロッド部３１Ａの軸方向一側であり基端側となる端部）が可動シート部材２９の他側端面に当接している。伝達部材３１の筒状部３１Ｂは、段付ピストン２２の大径部２２Ｂ（プランジャ２０の先端側）を径方向外側から取囲んで配置され、リアクションディスク２７に当接可能な当接面３１Ｃを有している。

伝達部材３１の筒状部３１Ｂは、出力ロッド２４からリアクションディスク２７を介して伝えられるブレーキ反力の一部を各ロッド部３１Ａに伝え、該各ロッド部３１Ａをそれぞれのロッド挿通孔１１内で軸方向（矢示Ｆ方向）に変位させる。このときに、伝達部材３１の各ロッド部３１Ａは、バルブボディ６の環状段部６Ｄから軸方向一側に突出し、可動シート部材２９をばね３０に抗して軸方向に後退（変位）させる。このため、図５に示すように、ポペット弁１４は、プランジャ本体２１の当接部２１Ａから離間する方向に移動（即ち、弾性変形）され、小径筒部６Ｂ内の大気圧が連通路１０を介して変圧室Ｂ側に導入されるのを許す。

このように、バルブボディ６の連通路１０が大気に連通し、変圧室Ｂ内に大気が導入されると、負圧室Ａと変圧室Ｂとの間に差圧が発生して補強板５Ａには負圧室Ａに向けた矢示Ｅ方向の推力が生じる。そして、バルブボディ６は、図６に示すように、ポペット弁１４がプランジャ本体２１の当接部２１Ａに着座する位置まで前進することになる。その結果、出力ロッド２４のストロークは、入力ロッド１２のストロークに対して大きくなるので、ブレーキ装置のロスストロークを小さく抑えて、ブレーキペダルのストロークを短縮させることができる。

図７に示すように、伝達部材３１が寸法Ｌ（図２参照）分だけ後退して筒状部３１Ｂが段付穴８の段差部８Ｂに当接したときには、各ロッド部３１Ａを介した可動シート部材２９の後退変位も停止されるので、入力ロッド１２に対する出力ロッド２４のストロークの増大も停止されることになる。このとき、バルブボディ６は、ポペット弁１４がプランジャ本体２１の当接部２１Ａに着座するまで前進している。

負圧導入管３２はフロントシェル３の前壁３Ａに設けられている。該負圧導入管３２は、図１に示すようにフロントシェル３の前壁３Ａから突出するパイプ等からなり、エンジンの吸気マニホールドまたは真空ポンプ等に逆止弁（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３２は、前記エンジンまたは真空ポンプ等の作動時に発生した負圧を負圧室Ａ内へと導くことにより、負圧室Ａ内を大気圧よりも低い圧力に保持するものである。

また、フロントシェル３の前壁３Ａには、前記マスタシリンダをフロントシェル３に固定するため複数の固定ボルト３３（図１中に１個のみ図示）が設けられている。リヤシェル４の後壁４Ａには、リヤシェル４を含めてハウジング２全体を車両のエンジンルーム内壁等に取付ける複数の取付ボルト３４（図１中に２個図示）が設けられている。さらに、フロントシェル３の収納凹部３Ｂには、シール部材３５の外周側が抜止め状態で取付けられている。シール部材３５の内周側は、出力ロッド２４の外周面に摺接し、ハウジング２内の負圧室Ａを外部の大気に対して気密にシールしている。

本実施の形態による気圧式倍力装置１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、車両の運転者がブレーキペダルを踏込み操作すると、これにより入力ロッド１２が矢示Ｃ方向に押動され、プランジャ２０のプランジャ本体２１と段付ピストン２２とは、バルブボディ６の段付穴８内で図２に示す隙間Ｓにおいて入力ロッド１２と一体に変位する。そして、プランジャ２０（プランジャ本体２１）の変位により環状の当接部２１Ａが、可動シート部材２９との当接によって追従を規制されたポペット弁１４から離座（図４参照）すると、バルブボディ６の小径筒部６Ｂ内から連通路１０を介して変圧室Ｂ内に大気が導入され、負圧室Ａと変圧室Ｂとの間に圧力差が発生する。

このため、バルブボディ６は、負圧室Ａと変圧室Ｂとの間の差圧により補強板５Ａに生じた推力で矢示Ｅ方向に前進し、このときの推力がリアクションディスク２７を介して出力ロッド２４に伝達されると共に、マスタシリンダからの液圧反力が出力ロッド２４からリアクションディスク２７に伝えられ、このときの反力によりリアクションディスク２７は、図５に示す如く弾性変形する。この弾性変形により液圧反力がリアクションディスク２７を介してプランジャ２０へと出力反力として伝達される。このとき、プランジャ２０へと出力反力が伝達されるまでは、入力ロッド１２への入力が一定の状態で出力ロッド２４の出力が上昇する、いわゆるジャンプイン状態となっている。そして、図６に示すように所謂バランス状態となって、プランジャ本体２１の当接部２１Ａはポペット弁１４に対して着座することになる。このとき、ブレーキペダルの踏込み操作に伴う入力ロッド１２のストロークとマスタシリンダ内に発生するブレーキ液圧との関係は、図８中に実線で示す特性線３６のようになる。

即ち、このようなブレーキ操作状態では、負圧室Ａと変圧室Ｂとの間の差圧に応じてバルブボディ６が補強板５Ａと共に矢示Ｅ方向に変位し、ポペット弁１４は可動シート部材２９に着座した状態でバルブボディ６と共に同方向に変位する。そして、この間はプランジャ本体２１の当接部２１Ａがポペット弁１４に対する離着座を繰返す。また、入力ロッド１２に対する矢示Ｃ方向の入力とリアクションディスク２７を介した矢示Ｆ方向の反力とが釣合った（均衡）状態を保つことにより、プランジャ本体２１の当接部２１Ａはポペット弁１４に対して着座することになる。

図６に示す状態から、ブレーキペダルを踏込み続けることにより、プランジャ本体２１の当接部２１Ａが、ポペット弁１４に対して離座して変圧室Ｂに大気が導入されることにより出力反力が増大する。このため、リアクションディスク２７が更に弾性変形し、図７に示すように、伝達部材３１の筒状部３１Ｂがバルブボディ６の段差部８Ｂに当接するまで移動する。ここまでの作動が制動初期であり、入力ロッド１２のストロークに対して出力ロッド２４を大きくしている。

そして、筒状部３１Ｂが段差部８Ｂに当接状態でブレーキペダルの踏込み操作を続けていくと、プランジャ２０の当接面２２Ｃの面積に対する受圧部材２８の当接面２８Ａと伝達部材３１の端面３１Ｃとを加算した面積に基づく一定の倍力比で入力に対する出力が変化する。そして、変圧室Ｂの圧力が大気圧となった状態では、これ以上にブレーキペダル（入力ロッド１２）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り、入力ロッド１２に伝達される踏力でしか出力ロッド２４を推進することができない、いわゆる、全負荷状態となる。この全負荷状態となって以降は、出力ロッド２４が、この状態で入力ロッド１２と実質的に一体となって軸方向に変位することになる。

一方、ブレーキ操作を解除したときには、入力ロッド１２が戻しばね１６により矢示Ｄ方向に押戻され、これに伴ってプランジャ２０も同方向に引張られる。このため、プランジャ本体２１は、当接部２１Ａがポペット弁１４に着座して変圧室Ｂを大気に対して遮断している状態で、ポペット弁１４を矢示Ｄ方向に移動する。また、このときに可動シート部材２９は、ばね３０により矢示Ｃ方向に押圧され、可動シート部材２９はポペット弁１４から強制的に離座される。

この結果、負圧室Ａと変圧室Ｂとが連通路７，１０等を介して互いに連通することになり、負圧室Ａ内の負圧が変圧室Ｂ側に導入されることにより負圧室Ａと変圧室Ｂ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、出力ロッド２４は、バルブボディ６と共に戻しばね２６により矢示Ｆ方向に押戻され、最終的には図１に示す如く、ストップキー２３の突出端側がリヤシェル４の肩部４Ｃに当接することになる。

そして、ストップキー２３が肩部４Ｃに当接した状態で、プランジャ２０の最終戻り位置が規制され、補強板５Ａ、バルブボディ６、入力ロッド１２および出力ロッド２４等がマスタシリンダからのブレーキ液圧が解除される等により、図１に示す初期位置に復帰する。また、ポペット弁１４は、このときに可動シート部材２９とプランジャ本体２１の当接部２１Ａとに着座し、変圧室Ｂを負圧室Ａ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。

次に、本実施の形態で採用した弁機構１３（ポペット弁１４、プランジャ本体２１の当接部２１Ａ、可動シート部材２９および伝達部材３１）によってペダルストロークを短縮する動作、即ち入力ロッド１２のストロークに対する出力ロッド２４のストロークを大きくし、ブレーキ装置の制動力が過大になってしまうことを抑える動作について説明する。

ここで、入力ロッド１２の操作量の増大に伴う前記マスタシリンダからの反力によってリアクションディスク２７が弾性的に撓み変形される。このとき、図５に示すようにリアクションディスク２７は、段付穴８内で伝達部材３１の筒状部３１Ｂを矢示Ｆ方向に押圧すると共に、各ロッド挿通孔１１内でそれぞれのロッド部３１Ａを押圧して軸方向に後退させる。

これにより、伝達部材３１の各ロッド部３１Ａは、バルブボディ６の環状段部６Ｄから軸方一側に突出して可動シート部材２９をシート摺動面６Ｃに沿って軸方向に後退させる。該可動シート部材２９の後退（軸方向変位）により、ポペット弁１４は、同方向に撓み変形するようになるので、図５に示す如くプランジャ本体２１の当接部２１Ａからポペット弁１４が離座（離間）する。

このため、バルブボディ６の小径筒部６Ｂ内（大気）がポペット弁１４と当接部２１Ａとの隙間を介して連通路１０側に連通し、変圧室Ｂには大気が導入される。これにより、補強板５Ａには室Ａ，Ｂ間の差圧による推力が発生し、図６に示す如くバルブボディ９は、ポペット弁１４がプランジャ本体２１の当接部２１Ａに着座する位置まで前進することになる。この結果、入力ロッド１２のストロークに対する出力ロッド２４のストロークを、伝達部材３１（ロッド部３１Ａ）の軸方向変位に対応する寸法分、即ち、リアクションディスク２７の厚さ変化分だけ大きくすることができ、所望の制動力を発生するためのブレーキペダルのストロークを短縮することができる。

これに対し、図８中に破線で示す特性線３７は、弁機構１３の可動シート部材２９および伝達部材３１が装備されていない気圧式倍力装置の特性となっており、入力ロッド１２のストロークＳｔに対するブレーキＰ液圧の特性を、特性線３６のようには高めることができず、所望の制動力を発生するためのブレーキペダルのストロークを短縮することができない。

しかし、本実施の形態では、前述の如く、ポペット弁１４、プランジャ本体２１の当接部２１Ａ、可動シート部材２９および伝達部材３１を備えた弁機構１３を採用している。これにより、実線で示す特性線３６のようにブレーキ液圧Ｐを、入力ロッド１２のストロークＳｔに対して相対的に高めることができ、ブレーキ装置のストロークを短縮することができる。

一方、図９中に破線で示す特性線３８は、前述した特許文献１のように、弁手段のポペット弁とリアクション部材との間に所定の移動範囲を有するロッドを設け、リアクション部材からの反力の一部をロッドに伝えることによって、ポペット弁を開弁させて入力ロッドのストロークに対する出力ロッドのストロークを大きくする構成とした場合の入力ｆ−液圧Ｐ特性である。

破線で示す特性線３８のように、ブレーキの踏込み操作力ｆ（入力値）がｆ１となって、所謂ジャンプイン状態となったときに、ブレーキ液圧Ｐが急激に上昇する傾向があり、ブレーキペダル（入力ロッド）への入力に対して制動力が過大になってしまう虞れがある。即ち、特許文献１の従来技術では、ロッドを移動させるために、比較的細いロッド孔内にリアクション部材を膨出させなければならないので、リアクション部材を変形させるための力（出力反力）が必要になっている。このため、プランジャとリアクション部材とのクリアランス（ジャンプインクリアランス）をリアクション部材が変形して埋めるための力（出力反力）が大きくなってしまい、制動力が過大になってしまう可能性がある。

そこで、本実施の形態では、バルブボディ６の小径筒部６Ｂと入力ロッド１２との間に設ける弁機構１３を、バルブボディ６の小径筒部６Ｂに移動可能に取付けられたポペット弁１４と、プランジャ２０のプランジャ本体２１に形成されポペット弁１４に離着座することにより変圧室Ｂを大気に連通，遮断させる環状の当接部２１Ａと、バルブボディ６のシート摺動面６Ｃに移動可能に挿嵌して設けられポペット弁１４に離着座することにより負圧室Ａと変圧室Ｂとを連通，遮断する可動シート部材２９と、軸方向一側の各ロッド部３１Ａが可動シート部材２９に当接し、軸方向他側の筒状部３１Ｂがプランジャ２０の段付ピストン２２（大径部２２Ｂ）を囲んでリアクションディスク２７に当接可能に配置された伝達部材３１とで構成している。

ここで、伝達部材３１の筒状部３１Ｂは、段付ピストン２２の大径部２２Ｂを径方向外側から取囲んで配置され、筒状部３１Ｂの端面３１Ｃがリアクションディスク２７に当接可能に配置されている。

このため、伝達部材３１は、リアクションディスク２７に対する当接面積を筒状部３１Ｂにより周方向に延びる大きな面積として確保することができ、リアクションディスク２７の弾性変形に伴った伝達部材３１の軸方向変位量を大きくし、バルブボディ６内での伝達部材３１の可動範囲を予め決められた寸法Ｌ（図２参照）に容易に設定することができる。そして、リアクションディスク２７は、段付ピストン２２と伝達部材３１との当接面積分変形できるので、マスタシリンダの出力反力に対して変形量が大きくなる。言い換えれば、リアクションディスク２７が変形するための力（出力反力）が小さくなる。このため、ジャンプインの増加を低減することが可能となる。

これにより、図９中に実線で示す特性線３９のように、ブレーキの踏込み操作力ｆ（入力値）に対するブレーキ液圧Ｐの特性が、入力値ｆ１のジャンプイン状態が終了するときの出力値が急激に上昇することを抑えることができ、制動力を適正な大きさにすることができる。

即ち、伝達部材３１の各ロッド部３１Ａと筒状部３１Ｂが段付穴８内で寸法Ｌ（図２、図４参照）の隙間分だけ軸方向に後退変位し、筒状部３１Ｂが段付穴８の段差部８Ｂに当接したときには、図７に示すように、各ロッド部３１Ａを介した可動シート部材２９の後退変位が停止される。このため、入力ロッド１２に対する出力ロッド２４のストロークの増大は解除される。なお、図７で示す状態では、バルブボディ６は、ポペット弁１４がプランジャ本体２１の当接部２１Ａに着座する位置まで前進し、負圧室Ａを変圧室Ｂと大気側とに対して遮断した状態に保持している。

かくして、本実施の形態によれば、伝達部材３１の各ロッド部３１Ａを筒状部３１Ｂによって一体化しており、この筒状部３１Ｂは、段付ピストン２２の大径部２２Ｂを径方向外側から取囲んだ状態、即ち、伝達部材３１の先端側がプランジャ２０の先端側に隣接して配置されている状態でリアクションディスク２７に面接触するため、リアクションディスク２７が弾性変形する部分が１つの大きな面積になることにより、リアクションディスク２７が弾性変形し易くなって、即ち、リアクションディスク２７を変形させるための力（出力反力）を小さくすることができ、ブレーキ操作時の制動力が過大になるのを抑えることができる。

また、伝達部材３１の筒状部３１Ｂには、周方向に互いに離間してバルブボディ６の各ロッド挿通孔１１内を環状段部６Ｄの位置まで軸方向に延びる複数（例えば、合計３本）のロッド部３１Ａを一体に設け、該各ロッド部３１Ａは、それぞれの軸方向一側の端部が筒状をなす可動シート部材２９の他側端面に当接している。このため、プランジャ本体２１の当接部２１Ａに対してポペット弁１４を離着座させるように、ポペット弁１４のバランス位置を押下げる可動シート部材２９を、複数のロッド部３１Ａにより所定ストローク（即ち、伝達部材３１の可動範囲である寸法Ｌ）まで安定して容易に押動することができる。

なお、上記実施の形態では、伝達部材３１に合計３個のロッド部３１Ａを設ける場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば１個、２個または４個以上のロッド部を伝達部材に設ける構成としてもよい。また、伝達部材３１は、金属材料で構成してもよいし、ロッド部３１Ａと筒状部３１Ｂとを別体で成形して結合する構成としてもよい。ロッド部３１Ａは、断面が円弧板形状に限るものではなく、断面が多角形や円形となっていてもよい。

また、上記実施の形態では、筒状部３１Ｂの端面３１Ｃを環状に形成しているが、プランジャ２０の当接面２８Ａと隣接していれば、当接面２８Ａの外周の全てを取り囲むのではなく、当接面２８Ａの外周の一部に端面を設けるようにしてもよい。

また、前記実施の形態では、バルブボディ６が初期位置まで戻ったときに可動シート部材２９がポペット弁１４に当接して負圧室Ａと変圧室Ｂとの間を遮断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、例えばバルブボディ６が初期位置まで戻ったときにポペット弁１４が第２のシート部（例えば、可動シート部材２９）から離間して負圧室Ａと変圧室Ｂとを互いに連通させる構成としてもよい。

次に、前記実施の形態に含まれる発明について記載する。本発明によれば、前記伝達部材は、前記リアクション部材に当接する当接面が、前記プランジャにおける前記リアクション部材に当接する端面を取り囲んで配置されている。

また、前記伝達部材は、前記プランジャの径方向外側に位置して前記バルブボディ内を前記第２のシート部に当接する位置まで軸方向に延びた１個または複数個のロッド部と、前記リアクション部材に面接触状態で当接する筒状体として形成され、前記第２のシート部とは軸方向の反対側となる位置で前記ロッド部に連結された筒状部とにより構成している。さらに、前記バルブボディは、前記リアクション部材に当接する当接面の内周側に前記プランジャと前記伝達部材とが配置される孔が形成される構成としている。

１ 気圧式倍力装置
２ ハウジング
５ ダイヤフラム（パワーピストン）
５Ａ 補強板（パワーピストン）
６ バルブボディ
１２ 入力ロッド
１３ 弁機構（弁手段）
１４ ポペット弁
１７，３５ シール部材
２０ プランジャ
２１ プランジャ本体（プランジャ）
２１Ａ 当接部（第１のシート部）
２２ 段付ピストン（プランジャ）
２４ 出力ロッド
２７ リアクションディスク（リアクション部材）
２８ 受圧部材（バルブボディ）
２９ 可動シート部材（第２のシート部）
３１ 伝達部材
３１Ａ ロッド部
３１Ｂ 筒状部
Ａ 負圧室（定圧室）
Ｂ 変圧室

Claims (3)

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と、該パワーピストンに連結されて前記ハウジング内を移動するバルブボディと、該バルブボディ内に配置されブレーキペダルの操作に応じて移動するプランジャと、該プランジャの移動により大気を前記変圧室に導入し前記定圧室と変圧室との間に差圧を発生させる弁手段と、この差圧に従って前記パワーピストンが作動し前記バルブボディと共に移動するときに該バルブボディの推力をリアクション部材を介してマスタシリンダに伝達する出力ロッドと、を有し、
   該出力ロッドに作用する反力の一部を先端側が前記リアクション部材に当接する前記プランジャによって前記ブレーキペダルへ伝達し、また、前記バルブボディの前進によって前記弁手段による前記変圧室への大気導入を停止するようにした気圧式倍力装置において、
   前記弁手段は、
   前記バルブボディに移動可能に取り付けられたポペット弁と、
   前記プランジャに形成され前記ポペット弁に離着座することで前記変圧室と大気とを連通，遮断する第１のシート部と、
   前記バルブボディに移動可能に案内され前記ポペット弁に離着座することで前記変圧室と前記定圧室とを連通，遮断する第２のシート部と、
   該第２のシート部に基端側が当接し、先端側が前記プランジャの先端側に隣接して前記リアクション部材に当接可能に配置された伝達部材と、を有し、
   前記伝達部材は、前記リアクション部材に当接する当接面が、前記プランジャにおける前記リアクション部材に当接する端面を取り囲んで配置され、
   前記伝達部材は、前記リアクション部材からの反力の一部を前記第２のシート部を介して前記ポペット弁に伝え、該ポペット弁を移動させて前記第１のシート部とポペット弁とを離座させ、前記変圧室を大気に連通させることを特徴とする気圧式倍力装置。
2. 前記伝達部材は、前記プランジャの径方向外側に位置して前記バルブボディ内を前記第２のシート部に当接する位置まで軸方向に延びた１個または複数個のロッド部と、前記リアクション部材に面接触状態で当接する筒状体として形成され、前記第２のシート部とは軸方向の反対側となる位置で前記ロッド部に連結された筒状部とにより構成してなる請求項１に記載の気圧式倍力装置。
3. 前記バルブボディは、前記リアクション部材に当接する当接面の内周側に前記プランジャと前記伝達部材とが配置される孔が形成されている請求項１または２に記載の気圧式倍力装置。

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