CN100355608C - 气压式增力装置 - Google Patents

Abstract

一种气压式增力装置，其在紧紧急制动时使伺服力迅速启动，确保必要的制动力。在将外壳内划分为定压室(负压)和变压室的动力活塞上连接阀体(2)。在介于阀体(2)内的反作用盘(3)和柱塞(9)之间安装制动助力机构(10)。依靠柱塞(9)的移动，打开提动阀密封垫(12)，将大气引入变压室，在动力活塞上产生推力。紧急制动时，柱塞杆(23)对于套筒(21)前进，球(30)向外侧退出，柱塞杆(23)直接接触反作用杆(22)。由此，制动助力机构(10)缩短，所以能够不受来自反作用盘(3)的反力，加大柱塞(9)的移动量，且迅速启动伺服力。

Description

气压式增力装置

技术领域

本发明涉及安装于汽车等车辆的制动装置上的气压式增力装置。

背景技术

一般在汽车的制动装置中，为提高制动力都装有气压式增力装置。作为气压式增力装置，人们已知的是通常由动力活塞把外壳内划分成定压室(利用发动机吸气负压保持经常负压)和变压室，通过利用输入杆移动设在连接于动力活塞的阀体内的柱塞，变压室内引入大气(正压)，使定压室和变压室之间产生压力差，将由该压力差在动力活塞上产生的推力通过反作用部件作用于输出杆，同时把从输出杆作用于反作用部件的反力的一部分反馈到输入杆。

这种气压式增力装置的输入(制动踏板的操作力)和输出(制动力)的关系如图27中的实线所示，在制动初始阶段，利用柱塞和反作用部件的间隙，产生了猛增输出A，然后相对输入的输出以直线的比例达到全负荷点B。

然而，如上述现有的气压式增力装置那样制动踏板操作力和制动力成直线性比例的特性，使得在紧急时要产生大的制动力的场合，必然需要大的操作力。因此，在紧急时需要产生大的制动力的场合，希望可以减轻制动踏板的操作力，即具备所谓的制动助力机构的气压式增力装置。具备制动助力机构的气压式增力装置有望与制动时防止车轮抱死的防抱死制动装置相结合，大幅度提高紧急时的制动力。

作为具备制动助力机构的气压式增力装置，例如专利文献1和2所述，通过使用介于弹簧之间进行伸缩的柱塞，当制动踏板踏力超过一定值的紧急情况时，弹簧被压缩，柱塞对阀体产生大的变位，由此如图27中的C部所示，增力比急速增大，而能够获得大的制动力，这种形式的气压式增力装置已广为人知。

专利文献1

日本国特开2000-25603号公报

专利文献2

美国特许第6205905号公报

但是，这样形式的增力装置在仅以把介于其间的上述弹簧压缩大小的力进行作用时，即，在制动踏板踏力超过一定值时虽然进行动作，但是，若踏力不超过一定值则不起作用。因此，力量小的人在踩踏时，踏力不超过一定值，存在即使有紧急情况也不能快速增大增力比的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述各点而研制成的，其目的是提供一种气压式增力装置，其构造简单，在紧急时，通过快速踩踏制动踏板，在柱塞相对于阀体的速度或移动量达到规定值时，能迅速提高输出力以确实产生需要的制动力。

为解决上述问题，有关本发明第一方面的发明的气压式增力装置，在由动力活塞把外壳内划分成定压室和变压室，并通过利用输入杆使设在连接于上述动力活塞的阀体内的柱塞移动，打开阀构件，将动作气体引入上述变压室，使上述定压室和变压室之间产生压力差，把由该压力差在上述动力活塞上产生的推力通过反作用部件作用于输出杆，同时将从该输出杆作用于上述反作用部件的反力的一部分传递到上述输入杆，在介于上述柱塞和上述反作用部件之间安装制动助力机构，其在上述柱塞相对于上述阀体的速度或移动量达到规定值时，可以伸缩的缩短，其特征在于，上述制动助力机构包括：套筒，其在上述阀体内可以移动；柱塞杆，其***该套筒内并连接于上述柱塞；反作用杆，其一侧***上述套筒内并与上述柱塞杆对置，另一侧与上述反作用部件对置；球，其在上述套筒内安装在上述柱塞杆与上述反作用杆之间，通过上述球在上述反作用杆与上述柱塞杆之间形成规定的间隙，上述柱塞相对于上述阀体的速度或移动量达到规定值时，利用上述套筒和上述柱塞杆的相对移动，使上述球从上述反作用杆和上述柱塞杆之间向该柱塞杆的径向退出，从而使上述反作用杆和上述柱塞杆靠近。

利用这样的构成，对输入杆的输入速度很快时，输入杆产生的柱塞移动速度和动力活塞推力产生的阀体的移动速度之间发生差异，利用该速度差，柱塞对于阀体的移动量达到规定值，由此制动助力机构缩短，所以柱塞的移动量进一步加大，且阀构件的开度变大。

有关本发明第二方面的发明的气压式增力装置，在由动力活塞把外壳内划分成定压室和变压室，并通过利用输入杆使设在连接于上述动力活塞的阀体内的柱塞移动，打开阀构件，将动作气体引入上述变压室，使上述定压室和变压室之间产生压力差，把由该压力差在上述动力活塞上产生的推力通过反作用部件作用于输出杆，同时将从输出杆的作用于上述反作用部件的反力的一部分传递到输入杆，其特征在于，在介于上述柱塞和上述反作用部件之间安装制动助力机构，其在上述柱塞对于上述阀体的速度或移动量达到规定值时，可以伸缩的缩短，上述制动助力机构包括：反作用杆，其与上述反作用部件对置；弹性部件，其在介于上述反作用杆和上述柱塞之间安装，包括控制装置，其通常抑制向上述弹性部件的径向变形并且限制向该弹性部件的上述柱塞移动方向的压缩，在上述柱塞对于上述阀体的速度或移动量达到规定值时，允许向上述弹性部件的径向变形并且容许向该弹性部件的上述柱塞移动方向压缩。

有关本发明第三方面的发明的气压式增力装置，在由动力活塞把外壳内划分成定压室和变压室，并通过利用输入杆使设在连接于上述动力活塞的阀体内的柱塞移动，打开阀构件，将动作气体引入上述变压室，使上述定压室和变压室之间产生压力差，把由该压力差在上述动力活塞上产生的推力通过反作用部件作用于输出杆，同时将从输出杆的作用于上述反作用部件的反力的一部分传递到输入杆，其特征在于，在上述柱塞和上述反作用部件之间安装制动助力机构，其在上述柱塞对于上述阀体的速度或移动量达到规定值时，可以进行缩短的伸缩，同时，在上述阀体对于上述反作用部件的受压面形成凹部，利用上述反作用部件在上述凹部内涨出，以使上述阀体对于上述反作用部件的受压面积增大。

有关本发明第四方面的发明的气压式增力装置，在由动力活塞把外壳内划分成定压室和变压室，并通过利用输入杆使设在连接于上述动力活塞的阀体内的柱塞移动，打开阀构件，将动作气体引入上述变压室，使上述定压室和变压室之间产生压力差，把由该压力差在上述动力活塞上产生的推力通过反作用部件作用于输出杆，同时将从输出杆的作用于上述反作用部件的反力的一部分传递到输入杆，其特征在于，在上述柱塞对于上述阀体的速度或移动量达到规定值时，设有使上述阀构件的阀体向开阀方向移动的制动助力机构，上述制动助力机构包括：反作用杆，其与反作用部件对置；弹性部件，其在介于上述反作用杆和上述柱塞之间安装；套筒，其可以滑动地设置在上述弹性部件的外周，通常限制上述弹性部件向上述柱塞移动方向的压缩，在上述柱塞对于上述阀体的速度或移动量达到规定值时，由于容许上述弹性部件向上述柱塞移动方向压缩，形成收容伴随上述弹性部件在上述柱塞移动方向压缩的扩径部分的槽。

另外，有关上述发明的气压式增力装置，在本发明的构成中，其特征在于，上述制动助力机构包括：套筒，其在上述阀体内可以滑动导向；柱塞杆，其***该套筒内并连接于上述柱塞；反作用杆，其***上述套筒内并与上述反作用部件对置；球，其在上述套筒内安装在上述柱塞杆与上述反作用杆之间，上述柱塞对于上述阀体的速度或移动量达到规定值时，利用上述套筒和上述柱塞杆的相对移动，使上述球从上述反作用杆和上述柱塞杆之间向该柱塞杆的直径方向退出，从而使上述反作用杆和上述柱塞杆靠近。

利用这样的构成，柱塞对阀体的速度或移动量一旦达到规定值，通过套筒和柱塞杆的相对移动，球从反作用杆和柱塞杆之间退出，因反作用杆和柱塞杆接近而使制动助力机构缩短。

另外，有关上述发明的气压式增力装置，在本发明的构成中，其特征在于，上述制动助力机构包括：反作用杆，其与反作用部件对置；弹性部件，其在介于上述反作用杆和上述柱塞之间安装；控制构件，其通常限制上述弹性部件的上述柱塞移动方向的压缩，上述柱塞对于上述阀体的速度或移动量达到规定值时，容许上述弹性部件的上述柱塞移动方向的压缩。

利用这样的构成，柱塞对于阀体的速度或移动量一旦达到规定值，控制构件容许弹性部件的压缩，通过弹性部件的压缩制动助力机构缩短。

另外，有关上述发明的气压式增力装置，在本发明的构成中，其特征在于，上述控制构件是在上述弹性部件的外周设置的可以滑动的套筒，在上述套筒的内周，在上述柱塞对于上述阀体的速度或移动量达到规定值时，形成收容伴随上述弹性部件的上述柱塞移动方向压缩的扩径部分的槽。

另外，有关上述发明的气压式增力装置，在上本发明的构成中，其特征在于，上述套筒在由与上述柱塞之间设置的施力部件向上述反作用盘侧施力的同时，与上述反作用杆卡合，上述柱塞对于上述阀体的速度或移动量达到规定值时，与上述阀体接触。

另外，有关上述发明的气压式增力装置，在上述第五方面的构成中，其特征在于，上述施力部件与支座卡合，上述支座与上述柱塞分别设置并接触上述柱塞，并且设有结合部件，其使上述支座、上述弹性部件、及上述反作用杆结合，并可以缩短上述支座与上述反作用杆的间隔。

另外，有关上述发明的气压式增力装置，在本发明的构成中，其特征在于，在上述阀体的对于上述反作用部件的受压面形成凹部，利用上述反作用部件在上述凹部内涨出，以使上述阀体对于上述反作用部件的受压面积增大。

另外，有关上述发明的气压式增力装置，在本发明的构成中，其特征在于，在上述阀体的对于上述反作用部件的受压面形成凹部，利用上述反作用部件在上述凹部内涨出，以使上述阀体对于上述反作用部件的受压面积增大。

另外，有关上述发明的气压式增力装置，在本发明的构成中，其特征在于，具有将来自上述反作用部件的反力传递到上述输入杆侧的反作用板，该反作用板一旦将来自上述反作用部件的反力变大，则接触上述阀体，将上述反作用部件的反力传递给上述阀体。

另外，有关本发明的发明的气压式增力装置，在由动力活塞把外壳内划分成定压室和变压室，并通过利用输入杆使设在连接于上述动力活塞的阀体内的柱塞移动，打开阀构件，将动作气体引入上述变压室，使上述定压室和变压室之间产生压力差，把由该压力差在上述动力活塞上产生的推力通过反作用部件作用于输出杆，同时将从输出杆的作用于上述反作用部件的反力的一部分传递到输入杆，其特征在于，在上述柱塞对于上述阀体的速度或移动量达到规定值时，设有使上述阀构件的阀体向开阀方向移动的制动助力机构。

利用这样的构成，向输入杆的输入速度快时，输入杆产生的柱塞移动和动力活塞的推力产生的阀体的移动速度发生差异，该速度差使柱塞对于阀体的移动量达到规定值，利用制动助力机构使阀体向开阀方向移动，阀构件的开度变大。

附图说明

图1是表示有关本发明的第1实施例的气压式增力装置的主要部分的轴向剖面图。

图2是表示在图1的装置中，通常制动时依靠猛增作用产生伺服力的状态的图。

图3是表示在图1的装置中，紧急制动时的状态的图。

图4是表示在图1的装置中，紧急制动时依靠猛增作用产生伺服力的状态的图。

图5是表示有关本发明的第1实施例的第1变形实施例的气压式增力装置的主要部分的轴向剖面图。

图6是表示有关本发明的第1实施例的第2变形实施例的主要部分的轴向剖面图。

图7是表示有关本发明的第1实施例的气压式增力装置的输入和输出的关系的图。

图8是表示有关本发明的第2实施例的气压式增力装置的主要部分的轴向剖面图。

图9是表示在图8的装置中，通常制动时依靠猛增作用产生伺服力的状态的图。

图10是表示在图8的装置中，紧急制动时的状态的图。

图11是表示在图8的装置中，紧急制动时依靠猛增作用产生伺服力的状态的图。

图12是表示有关本发明的第2实施例的第1变形例的气压式增力装置的主要部分的轴向纵剖面图。

图13是表示有关本发明的第2实施例的第2变形例的气压式增力装置的主要部分的轴向纵剖面图。

图14是表示在图13的装置中，紧急制动时产生伺服力的状态的图。

图15是表示有关本发明的第2实施例的第3变形例的气压式增力装置的主要部分的轴向纵剖面图。

图16是表示在图15的装置中，紧急制动时产生伺服力的状态的图。

图17是表示图15中所示的气压式增力装置的输入和输出的关系的图。

图18是表示有关本发明的第2实施例的第4变形例的气压式增力装置的主要部分的轴向纵剖面图。

图19是表示图18所示的装置的通常制动时初期的助力比的动作状态的图。

图20是表示图18所示的装置的通常制动时增力比发生变化时的动作状态的图。

图21是表示图18所示装置的紧急制动时的动作状态的图。

图22是表示有关本发明的第2实施例的第5变形例的气压式增力装置的主要部分的轴向纵剖面图。

图23是表示图22所示装置的通常制动时的动作状态的图。

图24是表示图22所示装置的紧急制动时的动作状态的图。

图25是表示图18所示装置的输入和输出的关系的图。

图26是表示图22所示装置的输入和输出的关系的图。

图27是表示具有现有制动助力机构的气压式增力装置的输入和输出的关系的图。

具体实施方式

以下，按照附图对本发明的实施例进行详细说明。

本发明的第1实施例参照图1到图4及图7进行说明。图1表示有关本实施例的气压式增力装置1的主要部分即阀体2的内部。气压式增力装置1与上述现有的气压式增力装置一样，未图示的外壳的内部被动力活塞分成定压室和变压室，略呈圆筒状的阀体2的一端连接于动力活塞，阀体2的另一端被可以滑动且气密性地插通于外壳的后壁，并延伸到外部。在阀体2的一端通过反作用盘3(反作用部件)连接输出杆4，输出杆4的前端连接于安装在外壳前壁的主缸(未图示)的活塞上。

阀体2的内部形成具有小径部5、中径部6及大径部7的阶梯形状，在小径部5上嵌装有接触反作用盘3且可以滑动的比例板8。在小径部5上形成限制比例板8的后退量并防止反作用盘3的过度变形的阶梯部5A。在中径部6嵌装有可以滑动的柱塞9，在介于柱塞9和比例板8之间安装制动助力机构10。在柱塞9上连接输入杆11的一端，输入杆11的另一端插通于装在阀体2的端部的透气性的灰尘密封(未图示)上，并延伸到外部。

在阀体2的大径部7上装有提动阀密封垫12(阀构件)，在阀体2中，大径部6、7间的阶梯部形成的阀座部13及在柱塞9的后端形成的阀座部14安装在提动阀密封垫12上。阀体2的中径部6通过设在阀体2的侧壁的通路15与外壳内的变压室连通。大径部7的提动阀密封垫12的内侧，通过灰尘密封垫向大气开放。另外，在大径部7的提动阀密封垫12的外侧形成的室16，通过设在阀体2的侧壁的通路(未图示)与外壳的定压室连通。

由此，通过柱塞9的阀座部14与提动阀密封垫12的离合，使变压室和大气之间连通、切断；另外，通过阀体2的阀座部13与提动阀密封垫12的离合，使定压室和变压室之间连通、切断。

在阀体2的通路15上插通有止动键17，通过止动键17与固定在外壳的止动环18和柱塞9卡合，限制阀体2的后退位置及与阀体2的柱塞9的相对移动量。而且，图1中符号19表示输入杆11的返回弹簧，20表示向提动阀密封垫12赋予固定力的提动阀弹簧。

下面，对本实施例的主要部分即制动助力机构10进行说明。

制动助力机构10包括：嵌装在阀体2的中径部6内可以滑动的圆筒状的套筒21、与比例板8接触的反作用杆22，与柱塞9接触的柱塞杆23。套筒21内部形成小径的导向部24，在导向部24一端的内周缘部形成锥部25。

反作用杆22，其小径的突起部26***到阀体2的小径部5，与比例板8接触；其大径的突缘部27***到套筒21内，与形成导向部24的锥部25的端面接触。

柱塞杆23***到套筒21的导向部24且可以滑动，在其端部的外周缘部形成锥部28，在锥部28的前端形成凸部29。而且，在凸部29的外周面和套筒21的导向部24的内周面之间形成的环状空间内装填许多的球30(钢球)。

在图1所示的非制动位置，反作用杆22和球30之间形成规定的间隙C1，另外，如图2所示，在套筒21的导向部24内，柱塞杆23前进使球30与反作用杆22接触时，凸部29和反作用杆22之间形成间隙C2。

另外，如图3所示，当柱塞杆23相对套筒21前进使这些锥部28、25互相匹配时，球30沿锥部28向外侧退出，凸部29的前端直接与反作用杆22接触。

在套筒21的导向部24的端部和在柱塞杆23的端部形成的突缘部之间，设有弹簧31(压缩弹簧)。在反作用杆22和比例板8之间，为使反作用杆22的位置保持稳定，设有比弹簧31弹力还小的保持弹簧32(压缩弹簧)。

下面，对上述构成的本实施例的作用进行说明。

在图1所示的非制动位置，在提动阀密封垫12上接触地安装有阀体2的阀座部13及柱塞9的阀座部14，变压室与大气(动作气体)及定压室(利用发动机吸气负压保持经常负压)断开，使变压室和定压室对于动力活塞的压力保持平衡，因此在动力活塞上不产生推力。

驾驶员进行通常的制动操作时，如按压输入杆11使柱塞9前进，则柱塞9的阀座部14从提动阀密封垫12离开，变压室内引入大气(正压)。由此，定压室和变压室之间产生压力差，动力活塞上产生推力，阀体2通过反作用盘3按压输出杆4产生伺服力。而且，如动力活塞的推力使阀体2移动跟踪柱塞9，则阀座部14接触压于提动阀密封垫12上，停止向变压室引入大气，保持定压室和变压室的压力差。

这时，套筒21被弹簧31施力与阀体2一起移动，并跟随与柱塞9共同移动的柱塞杆23，所以球30被保持在柱塞杆23的凸部29的外周面和套筒21的导向部24的内周面之间形成的环状空间内。从输出杆4作用到反作用盘3的反力，其一部分传递到比例板8，进而通过反作用杆22、球30、柱塞杆23及柱塞9反馈到输入杆11。由此，可以产生对应制动踏板踏力的伺服力。

在制动初期，利用反作用杆22和球30的间隙C1，柱塞杆23及柱塞9未受到反作用盘3的反力能够前进，所以可以迅速地启动制动力(猛增作用)。利用该猛增作用产生伺服力的状态示于图2。在图2的状态中，柱塞杆23通过球30接触反作用杆22，依靠阀体2反作用盘3仅压缩δ1(猛增间隙)。

因此，向输入杆11的输入(制动踏板踏力)和输出杆4的输出的关系，如图7中实线所示，在制动初始阶段产生猛增输出A，其后，输出对于输入成直线性比例到达全负荷点B。

如解除对输入杆11的操作力，则柱塞9的阀座部14使提动阀密封垫12后退，而从阀体2的阀座部13离开。由此，变压室的空气流向定压室，定压室和变压室的压力差消除，动力活塞的推力消失，阀体2后退，返回到图1所示的非制动位置，制动被解除。

紧急制动时，即驾驶员对制动踏板的下踩速度很快时，输入杆11的踏力形成的柱塞9的移动速度，和动力活塞的推力形成的阀体2的移动速度产生差异。利用该速度差，阀体2的跟随动作发生滞后，通过套筒21与阀体2的中径部6的端面接触，弹簧31被压缩，柱塞杆23相对于套筒21前进，柱塞杆23和套筒21的锥部28、25配合。由此，球30向外侧的锥部25退出，通过柱塞杆23的凸部29直接接触反作用杆22，制动助力机构10缩短。

其结果如图3所示，可以不增大来自反作用盘的反力，使柱塞9更继续前进，柱塞9的阀座部14和提动阀密封垫12的开度Δ1扩大，能够大量的向变压室引入大气。由此，定压室和变压室之间产生大的压力差，利用该压力差在动力活塞上产生的推力，如图4所示，阀体2前进，向输出杆4赋予伺服力。此时，柱塞杆23直接接触反作用杆22，利用阀体2反作用盘3仅压缩比猛增间隙δ1还大的猛增间隙δ2(δ2＝δ1+C2)。这样，如图7中虚线所示，能够产生大的猛增输出D，大幅度提高制动力。

在此状态下，如解除输入杆11的操作力，则与通常制动时一样，阀体2后退解除制动，另外，随着柱塞9及输入杆11的后退，利用弹簧31柱塞杆23相对于套筒21后退，球30返回图1所示的初始位置。

这样，紧急制动时，通过增大猛增形成的输出，可以减轻操作力、迅速产生大的制动力，能够提高紧急时的制动力。

下面，参照图5及图6对上述第1实施例的变形例进行说明。在这些变形例的说明中，对上述第1实施例，同样的部分赋予同一的符号，仅对不同的部分加以详细说明。

在图5所示的第1变形例中，使柱塞杆23与柱塞9形成一体，进而，加大柱塞杆23的凸部29的突出长度，同时在反作用杆22侧形成收容凸部29的前端部的凹部33。通过柱塞杆23和柱塞9形成一体可以减少部件数量，另外，通过加大凸部29的突出长度，能够在非制动位置使球30的保持位置稳定。而且，在本变形例中，进一步通过在阀体2的小径部5的内周缘部形成被阀体2按压的反作用盘3的退出部34，成为具有2级助力比的2比例型。

在图6所示的第2变形例中，使比例板8和反作用杆22形成一体，省掉了反作用盘3的过度变形防止机构。而且，与上述第1变形例一样，也可以使柱塞杆23和柱塞9形成一体。

下面，参照图8至图11对本发明的第2实施例进行说明。而且，在以下的说明中，对上述第1实施例(图6所示的第2变形例)的内容，同样的部分赋予同一的符号，仅对不同的部分加以详细说明。

如图8所示，在本实施例中，对于图6所示的第1实施例的第2变形例，设有制动助力机构55替代制动助力机构10。制动助力机构55中，接触柱塞9的支座56和反作用杆22夹有弹性部件57并由销58结合在一起，在它们具有相同直径的外周嵌合可以滑动的略呈圆筒状的套筒59。销58插通于支座56且可以滑动，制动助力机构55利用弹性部件57的弹性可以在轴向压缩。

在套筒59上形成内周槽60。在介于支座56和套筒59之间安装弹簧61，利用弹簧61的弹力，套筒59向输出杆4侧施力，与反作用杆22的突缘部27接触。在此状态下，套筒59的内周面与弹性部件57接触，通过套筒59向输入杆11侧移动，套筒59的内周槽60与弹性部件57对置。套筒59的一端部和阀体2的中径部6的端面6A之间设有规定的间隙。通过销58使反作用杆22和支座56相结合，可以使反作用杆22、支座56、弹性部件57及弹簧61成为组件。

下面，对以上构成的本实施例的作用进行说明。

在通常制动时，套筒59利用弹簧61的弹力处在接触反作用杆22的突缘部27的位置，且弹性部件57处在套筒59的内周面形成的密闭空间内。在此状态下，弹性部件57的轴向尺寸L1的压缩依赖其体积弹性，由于弹性系数很大，所以制动助力机构55的轴向尺寸几乎没有变化。因此，与上述第1实施例同样，利用输入杆11产生的柱塞9的移动向变压室引入大气，依靠定压室和变压室的压力差，通过反作用盘3将动力活塞产生的推力作用于输出杆4来发生伺服力，通过反作用杆22及弹性部件57，将从输出杆4作用于反作用盘3的反力的一部分反馈到输入杆11。而且，在制动初期阶段，利用反作用盘3和反作用杆22的间隙C1得到猛增作用。利用猛增作用产生伺服力的状态示于图9。

由此，向输入杆11的输入(制动踏板踏力)和输出杆4的输出(制动力)的关系如图7中实线所示，在制动初始阶段产生猛增输出A，其后，输出对于输入成直线性比例达到全负荷点B。

紧急制动时，如图10所示，输入杆11产生的柱塞9的移动速度和动力活塞的推力产生的移动速度产生差异，阀体2的跟随动作产生滞后，套筒59接触阀体2的中径部6的端面6A之后后退，套筒59的内周槽60移动到弹性部件57上。在此状态下，压缩的弹性部件57被按入套筒59的内周槽60内而扩径，因此对于轴向的压缩的弹性系数变小，这样利用来自反作用盘3的反力使制动助力机构55的轴向尺寸缩短。由此，可以增大柱塞9的阀座部14和提动阀密封12的开度Δ1。

其结果，定压室和变压室之间产生大的压力差，利用该压力差在动力活塞上产生的推力，如图11所示，阀体2前进向输出杆4赋予伺服力。此时，依靠阀体2，反作用盘3仅压缩比猛增间隙δ1还大的猛增间隙δ2(δ2＝δ1+(L1-L2))。这样，如图7中虚线所示，能够产生比通常动作时还大的猛增输出D，并迅速产生大的制动力。

一旦解除制动(向输入杆11的输入)，则动力活塞的输出降低，同时来自反作用盘3的反力下降，弹性部件57的扩径消除，弹簧61使套筒59向反作用杆22侧返回，回到图8所示的非制动位置。

下面，参照图12至图26对上述第2实施例的变形例进行说明。而且，在这些变形例的说明中，对上述第2实施例，同样的部分赋予同一的符号，仅对不同的部分加以详细说明。

在图12所示的第1变形例中，在止动键17和套筒59之间设有返回套筒35。返回套筒35嵌合在阀体2的中径部6上且可以滑动，并具有接触套筒59的环状的接触部。另外，还具有从该接触部的外周部开始，通过在中径部6的内周面形成的轴向的槽向后方延伸接触止动键17的一对延长部。而且，图12是将阀体2以中心角90°剖开的剖面图，因此只显示了一个延长部。由此，紧急制动时的动作后、解除制动时，可以使接触止动环18的止动键17的移动返回，由套筒35向套筒59传递，能够使套筒59确实返回反作用杆2侧。在这种场合还可以省去弹簧61。

在图13所示的第2变形例中，对于图8所示的装置，在制动助力机构55中，销58被省略，反作用杆22被分割成互相可以滑动的内杆62和外杆63，内杆62贯通弹性部件57和支座56，直接接触柱塞9。利用这样的构成，如图14所示，在紧急制动时，利用弹性部件57的压缩仅使外杆63后退，这样通过内杆62从反作用盘3传递到柱塞9的反力减小，所以可以取得与猛增间隙增大的同样的效果，得到图7所示的特性。

在图15所示的第3变形例中，对于图13所示的第2变形例，在外杆63和反作用盘3之间设有比外杆63直径大的环状的比例板64，比例板64和它接触的阀体2的小径部5的肩部5B之间设有微小的间隙。利用这样的构成，如图16所示，紧急制动时，依靠弹性部件57的压缩，如外杆63后退，则比例板64从反作用盘3受到的反力由肩部5B传递给阀体2，在此状态下仅有从反作用盘3作用到内杆62的反力传递给柱塞9。由此，在图17中，对于实线所示的通常制动时的特性，可以产生虚线所示的特性的制动力，迅速得到大的制动力。而且，在图17的E点助力比增大之前，需要通常的操作力，这是因为弹性部件57被压入到套筒59的内周槽60内，需要某种程度的负荷的缘故。

下面，参照图18至图21及图25对上述第2实施例的第4变形例进行说明。如图18至图21所示，在第4变形例中，对于图8至图11所示的第2实施例，使销58与反作用杆22一体化，利用开口环65使反作用杆22和支座56相结合。另外，在阀体2的小径部5的内周缘部，通过形成阀体2挤压的反作用盘3的退出部66(凹部)，成为有2级增力比的所谓2比例型。

利用这样的构成，与上述第2实施例同样，在通常的制动时如图19所示，制动助力机构55不缩短，利用输入杆11产生的柱塞9的移动，将大气引入变压室，利用定压室和变压室间的压力差，将动力活塞产生的推力通过反作用盘3作用到输出杆4，产生伺服力，把从输出杆4作用到反作用盘3的反力的一部分通过反作用杆22和弹性部件57反馈到输入杆11。

而且，如向输入杆11的输入有某种程度增大，则利用来自输出杆4的反力，如图20所示，通过反作用盘3涨出后充填在退出部66内，使阀体2的对于反作用盘3的受压面积增加。由此，如图25中箭头①所示，增力比增大，即所谓的2比例型的伺服力。

紧急制动时，如图21所示，通过套筒59移动、弹性部件57被压缩，制动助力机构55缩短，产生猛增输出，迅速启动大的制动力。由此，如图25中箭头②所示，通过产生将猛增输出和2比例型的伺服力组合起来的特性的制动力，能够确保迅速得到必要的制动力。

下面，参照图22至图24及图26对上述第2实施例的第5变形例进行说明。而且，对上述第4变形例，同样的部分赋予同一的符号，仅对不同的部分加以详细说明。

如图22至图24所示，在第5变形例中，对于上述第4变形例，在介于反作用杆22和反作用盘3之间安装反作用板67。反作用板67呈凸形形状，嵌装在安装于阀体2的前端的板68的带阶梯腔口69上且可以滑动，小径侧的端部接触反作用杆22，大径侧的端部具有猛增间隙C1，与反作用盘3接触。另外，反作用板67通过接触的带阶梯腔口69的阶梯部70，而限制后退位置。在非制动状态(图22的状态)下，在对于反作用板67的阶梯部70的相对面67A和阶梯部70之间，设有间隙C2，该间隙C2设定得比后述的紧急制动时弹性部件57压缩(压缩时的轴向长度为L2(参照图24))形成的制动助力机构55的缩短长度(L1-L2)还要小。

利用这样的构成，在通常的制动时如图23所示，制动助力机构55不缩短，利用输入杆11产生的柱塞9的移动，将大气引入变压室，利用定压室和变压室间的压力差，将动力活塞产生的推力通过反作用盘3作用到输出杆4，而产生伺服力，把从输出杆4作用到反作用盘3的反力的一部分通过反作用板67、反作用杆22和弹性部件57反馈到输入杆11。由此，如图26中①所示，产生对于输入(操作力)成直线性比例的输出(制动力)。

紧急制动时，如图24所示，通过套筒59移动，弹性部件57被压缩，制动助力机构55缩短，产生猛增输出，迅速启动大的制动力。此时，随着输出(制动力)的增大，反作用板67受反作用盘3挤压而后退，与板68的阶梯部70接触。由此，来自反作用盘3的反力全部传递到阀体2，且不向柱塞9侧传递，所以操作力大幅度减轻，如图26中②所示，输出(制动力)一下上升到图26中虚线所示的全负荷点。这样，紧急制动时，能够确保迅速得到必要的制动力。而且，紧急制动时制动力一下上升到全负荷点，所以，希望与防抱死制动装置组合起来使用。

综上所述，若利用有关本发明方案1的发明的气压式增力装置，向输入杆的输入速度快时，柱塞的移动和速度与动力活塞的推力产生的阀体的移动速度之间发生差异，利用该速度差柱塞对阀体的移动量达到规定值，由此，制动助力机构缩短，所以柱塞的移动量进一步增大，阀构件的开度变大。其结果，输出增大，故能够在减轻操作力的同时，迅速产生大的制动力，能够启动紧急时的制动力。

若利用有关本发明方案2的发明的气压式增力装置，如柱塞对于阀体的速度或移动量达到规定值，则依靠套筒和柱塞杆的相对移动，球从反作用杆和柱塞杆之间退出，利用反作用杆与柱塞杆接近，使制动助力机构缩短。

若利用有关本发明方案3至6的发明的气压式增力装置，如柱塞对于阀体的速度或移动量达到规定值，则依靠控制构件容许弹性部件压缩，弹性部件的压缩使制动助力机构缩短。

若利用有关本发明方案7的发明的气压式增力装置，如柱塞对于阀体的速度或移动量达到规定值，则依靠控制构件球向容许位置移动，阀体向阀开方向移动，阀构件的开度增大。

若利用有关本发明方案8的发明的气压式增力装置，如依靠来自输出杆的反力使反作用部件涨出到凹部内，则阀体对于反作用部件的受压面积增大，所以能够使增力比变化。

另外，若利用有关本发明方案7的发明的气压式增力装置，如来自反作用部件的反力变大而反作用板接触阀体，则依靠反作用板，来自反作用部件的反力传递到阀体，所以传递到输入板的反力变小，操作力减轻。

若利用有关本发明方案9的发明的气压式增力装置，向输入杆的输入速度快时，通过柱塞的移动速度和动力活塞的推力而产生的与阀体的移动速度的差异，柱塞对阀体的移动量达到规定值，依靠制动助力机构，阀体向开阀方向移动，阀构件的开度变大。其结果，输出增大，所以可以使操作力减轻，并迅速产生大的制动力，能够启动紧急时的制动力。

Claims (8)

1.一种气压式增力装置，在由动力活塞把外壳内划分成定压室和变压室，并通过利用输入杆使设在连接于上述动力活塞的阀体内的柱塞移动，打开阀构件，将动作气体引入上述变压室，使上述定压室和变压室之间产生压力差，把由该压力差在上述动力活塞上产生的推力通过反作用部件作用于输出杆，同时将从该输出杆作用于上述反作用部件的反力的一部分传递到上述输入杆，  在介于上述柱塞和上述反作用部件之间安装制动助力机构，其在上述柱塞相对于上述阀体的速度或移动量达到规定值时，可以伸缩的缩短，其特征在于，

上述制动助力机构包括：套筒，其在上述阀体内可以移动；柱塞杆，其***该套筒内并连接于上述柱塞；反作用杆，其一侧***上述套筒内并与上述柱塞杆对置，另一侧与上述反作用部件对置；球，其在上述套筒内安装在上述柱塞杆与上述反作用杆之间，通过上述球在上述反作用杆与上述柱塞杆之间形成规定的间隙，上述柱塞相对于上述阀体的速度或移动量达到规定值时，利用上述套筒和上述柱塞杆的相对移动，使上述球从上述反作用杆和上述柱塞杆之间向该柱塞杆的径向退出，从而使上述反作用杆和上述柱塞杆靠近。

2.如权利要求1中所述的气压式增力装置，其特征在于，上述套筒在由与上述柱塞之间设置的施力部件向上述反作用部件侧施加偏置力。

3.如权利要求1中所述的气压式增力装置，其特征在于，在上述柱塞相对于上述阀体的速度或移动量达到规定值时，上述套筒与上述阀体接触，并且上述套筒和上述柱塞杆相对移动。

4.如权利要求1、2或3所述的气压式增力装置，其特征在于，具有位于所述反作用杆与所述反作用部件之间的将来自上述反作用部件的反力传递到上述输入杆侧的反作用板，若来自上述反作用部件的反力变大，则该反作用板接触上述阀体，并且将上述反作用部件的反力传递给上述阀体。

5.如权利要求1所述的气压式增力装置，其特征在于，

上述柱塞杆的的外周面在上述套筒的内周面滑动。

6.如权利要求1所述的气压式增力装置，其特征在于，上述套筒的内周面具有在上述柱塞相对于上述阀体的速度或移动量达到规定值时使上述球向上述柱塞杆的径向退出的部分。

7.如权利要求1、2、3、5或6所述的气压式增力装置，其特征在于，由上述套筒的内周面和上述柱塞杆形成的环状空间内装填上述球。

8.如权利要求1所述的气压式增力装置，其特征在于，在上述反作用杆形成有大径部，该大径部与上述套筒接触。

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