JP3131094B2 - 負圧式倍力装置 - Google Patents

負圧式倍力装置

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JP3131094B2 JP06111383A JP11138394A JP3131094B2 JP 3131094 B2 JP3131094 B2 JP 3131094B2 JP 06111383 A JP06111383 A JP 06111383A JP 11138394 A JP11138394 A JP 11138394A JP 3131094 B2 JP3131094 B2 JP 3131094B2
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Aisin Corp
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Toyota Motor Corp
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    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
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    • B60T13/52—Vacuum systems indirect, i.e. vacuum booster units
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この出願の発明は、自動車のブレ
ーキ倍力装置として好適な負圧式倍力装置に関し、作動
開始時の操作入力が小さくて済むようにした負圧式倍力
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の負圧式倍力装置として
は、実開平２−９９０６１号公報に記載されたものが挙
げられる。この負圧式倍力装置は、ハウジングと、この
ハウジング内を定負圧室と変圧室とに区画する可動壁
と、この可動壁の中心部からハウジング外へ延出してい
る円筒状部と、この円筒状部内に同芯的に且つ摺動可能
に嵌合されているプランジャと前記円筒状部内において
前記バルブプランジャに球継手により連結されており且
つ前記円筒状部の先端開口から前記円筒状部外へ延出し
ているロッドとで構成されている入力部材と、前記プラ
ンジャの両端のうちで前記円筒状部の前記開口に向いた
一端に形成された大気制御用シール弁と、この大気制御
用シール弁の外周側に位置し且つ前記大気制御用シール
弁と同じ方向を向くように前記円筒状部の内面に形成さ
れた負圧制御用シール弁と、前記大気制御用シール弁お
よび前記負圧制御用シール弁と対向するシール部を筒状
屈伸部の一端に有し且つこの筒状屈伸部の他端を前記円
筒状部の内面に気密的に固定されたコントロールバルブ
と、このコントロールバルブの前記シール部と前記入力
部材（または前記円筒状部）との間に張設されていて前
記シール部を前記負圧制御用シール弁に向けて付勢する
第１圧縮コイルスプリングと、常態において前記大気制
御用シール弁を前記シール部に接触させ且つ前記シール
部を前記負圧制御用シール弁からリフトさせるべく前記
入力部材を前記円筒状部に対して付勢する第２圧縮コイ
ルスプリングと、この第２圧縮コイルスプリングの力に
よる前記プランジャの前記円筒状部に対する変位量を規
定するストッパと、前記定負圧室と前記変圧室との圧力
差により前記可動壁に発生する推進力に応じた反力を前
記プランジャに印加する反力機構とを備え、前記変圧室
が前記大気制御用シール弁と前記シール部との間の隙間
を介して大気に、また前記負圧制御用シール弁と前記シ
ール部との間の隙間を介して前記定負圧室にそれぞれ連
通される一般的な構成に加えて、常態において前記コン
トロールバルブの前記シール部および前記筒状屈伸部が
負圧と大気圧との差圧を受けて前記入力部材を前記第２
圧縮コイルスプリングの力と対抗するように付勢する受
圧面の面積を、前記筒状屈伸部の他端側の径方向延在部
分を大気から遮断することによって減少させ、作動開始
時における前記入力部材が負圧と大気圧との差圧により
付勢される付勢力が、前記コントロールバルブの前記シ
ール部が前記負圧制御用シール弁に接触するまでの段階
から前記コントロールバルブの前記シール部が前記負圧
制御用シール弁に接触し且つ前記大気制御用シール弁が
前記コントロールバルブの前記シール部からリフトする
段階へ移行することで減少することによる操作抵抗の増
加を少なくし、前記第２圧縮コイルスプリングの与荷重
および前記第１圧縮コイルスプリングの与荷重（前記第
１圧縮コイルスプリングが前記シール部と前記円筒状部
との間に張設されている場合には第２圧縮コイルスプリ
ングの与荷重）に基づく操作抵抗力を低減し、作動開始
時の操作入力を小さくしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の負圧式倍力装置においては、前記受圧面の外径を
前記負圧制御用シール弁の外径よりも小さくしたときに
は、作動時に前記大気制御用シール弁と前記シール部と
の間の隙間から流入した大気の圧力と負圧との差圧によ
り前記シール部が前記負圧制御用シール弁から離脱させ
るように付勢され、前記シール部が前記負圧制御用シー
ル弁から離脱して所期の弁作用が得られなくなる。
【０００４】前記シール部と前記負圧制御用シール弁と
の間に所期の弁作用を確実に得るためには前記受圧面の
外径を前記負圧制御用シール弁の径よりも或る程度大き
くしなければならず、作動開始時における前記入力部材
が負圧と大気圧との差圧により付勢される付勢力が、前
記コントロールバルブの前記シール部が前記負圧制御用
シール弁に接触するまでの段階から前記コントロールバ
ルブの前記シール部が前記負圧制御用シール弁に接触し
且つ前記大気制御用シール弁が前記コントロールバルブ
の前記シール部からリフトする段階へ移行することによ
り相当量減少し、従って作動開始時の操作入力の低減効
果はさほど期待できない。
【０００５】この出願の発明は、作動開始時の操作入力
を上記従来の負圧式倍力装置に比べて大幅に低減できる
負圧式倍力装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的に従うこの出願
の請求項１の発明は、ハウジングと、このハウジング内
を定負圧室と変圧室とに区画する可動壁と、この可動壁
の中心部からハウジング外へ延出している円筒状部と、
この円筒状部内に同芯的に且つ摺動可能に嵌合されてい
るプランジャと前記円筒状部内において前記プランジャ
に球継手により連結されており且つ前記円筒状部の先端
開口から前記円筒状部外へ延出しているロッドとで構成
されている入力部材と、前記プランジャの両端のうちで
前記円筒状部の前記開口に向いた一端に形成された大気
制御用シール弁と、この大気制御用シール弁の外周側に
位置し且つ前記大気制御用シール弁と同じ方向を向くよ
うに前記円筒状部の内面に形成された負圧制御用シール
弁と、前記大気制御用シール弁および前記負圧制御用シ
ール弁と対向するシール部を筒状屈伸部の一端に有し且
つこの筒状屈伸部の他端を前記円筒状部の内面に気密的
に固定されたコントロールバルブと、このコントロール
バルブの前記シール部を前記負圧制御用シール弁に向け
て付勢する第１圧縮コイルスプリングと、常態において
前記大気制御用シール弁を前記シール部に接触させるべ
く前記ロッドを前記円筒状部内で付勢する第２圧縮コイ
ルスプリングと、この第２圧縮コイルスプリングの力に
よる前記プランジャの前記円筒状部に対する変位量を規
定するストッパと、前記定負圧室と前記変圧室との圧力
差により前記可動壁に発生する推進力に応じた反力を前
記プランジャに印加する反力機構とを備え、前記変圧室
が前記大気制御用シール弁と前記シール部との間の隙間
を介して大気に、また前記負圧制御用シール弁と前記シ
ール部との間の隙間を介して前記定負圧室にそれぞれ連
通される構成の負圧式倍力装置であり、前記ロッドは前
記プランジャに連結された第１ロッド部とこの第１ロッ
ド部に対して所定量摺動可能に連結された第２ロッド部
とで構成されているものであり、前記第２圧縮コイルス
プリングは前記第１ロッド部を付勢するように配設され
ているものであり、前記円筒状部内には前記第２ロッド
部に印加された操作入力を増幅して前記第１ロッド部に
印加する操作入力増幅レバーが設置されているものであ
る。
【０００７】尚、上記の如き構成において、前記第１圧
縮コイルスプリングは、前記コントロールバルブの前記
シール部と前記第１ロッド部との間、または前記コント
ロールバルブの前記シール部と前記円筒状部との間に張
設されるものである。
【０００８】上記の如き請求項１の負圧式倍力装置にお
いて、前記第２ロッド部に印加された操作入力がその大
きさの如何に拘らず常に前記操作入力増幅レバーを介し
て前記第１ロッド部に印加される構成でもよいが、請求
項２に記載したように、前記第２ロッド部および前記第
１ロッド部には前記第２ロッドが前記第１ロッドに対し
て前記第１ロッド側へ前記所定量摺動されたときに互い
に当接する操作入力伝達部および操作入力被伝達部がそ
れぞれ形成されており、前記操作入力増幅レバーは弾性
部材により前記円筒状部内面のレバー支点部に押圧され
ており、前記第２ロッド部に印加される操作入力が所定
値を越えたときは前記操作入力増幅レバーが前記円筒状
部内面の前記レバー支点部からリフトされて前記第２ロ
ッド部の前記操作入力伝達部が前記第１ロッド部の操作
入力被伝達部に当接することを許容するように構成され
ていることが構成の簡素化の観点から好ましい。
【０００９】上記目的に従うこの出願の請求項３の発明
は、ハウジングと、このハウジング内を定負圧室と変圧
室とに区画する可動壁と、この可動壁の中心部からハウ
ジング外へ延出している円筒状部と、この円筒状部内に
同芯的に且つ摺動可能に嵌合されているプランジャと前
記円筒状部内において前記プランジャに球継手により連
結されており且つ前記円筒状部の先端開口から前記円筒
状部外へ延出しているロッドとで構成されている入力部
材と、前記入力部材の外周側を取り巻いているとともに
前記円筒状部の前記先端開口に向いているように前記円
筒状部の内面に備えられた負圧制御用シール弁と、前記
円筒状部の内面に前記負圧制御用シール弁よりも前記先
端開口寄りに位置し且つ前記負圧制御用シール弁と対向
するように備えられたシール部と、前記負圧制御用シー
ル弁と対向するシール部を筒状屈伸部の一端に有し且つ
この筒状屈伸部の他端を前記円筒状部の内面に気密的に
固定されたコントロールバルブと、前記円筒状部の内面
の前記シール部と対向するように前記入力部材に備えら
れており且つ前記入力部材に対して気密に且つ摺動可能
に組付けられている大気制御用シール弁と、この大気制
御用シール弁と前記コントロールバルブの前記シール部
との間で張設された第１圧縮コイルスプリングと、前記
プランジャと前記大気制御用シール弁との間で張設され
た第３圧縮コイルスプリングと、前記コントロールバル
ブの前記シール部を前記負圧制御用シール弁からリフト
させるために前記入力部材に備えられた第１当接部と、
前記大気制御用シール弁を前記円筒状部の内面の前記シ
ール部からリフトさせるために前記入力部材に備えられ
た第２当接部と、常態において前記当接部を前記コント
ロールバルブの前記シール部に接触させて前記シール部
を前記負圧制御用シール部からリフトさせ且つ前記円筒
状部の内面の前記シール部を前記大気制御用シール弁に
接触させるべく前記入力部材を前記円筒状部内で付勢す
る第２圧縮コイルスプリングと、この第２圧縮コイルス
プリングの力による前記入力部材の前記円筒状部に対す
る変位量を規定するストッパと、前記定負圧室と前記変
圧室との圧力差により前記可動壁に発生する推進力に応
じた反力を前記プランジャに印加する反力機構とを備
え、前記変圧室が前記大気制御用シール弁と前記円筒状
部の内面の前記シール部との間の隙間を介して大気に、
また前記負圧制御用シール弁と前記コントロールバルブ
の前記シール部との間の隙間を介して前記定負圧室にそ
れぞれ連通される構成の負圧式倍力装置である。
【００１０】上記の如き請求項３の負圧式倍力装置にお
いて、前記コントロールバルブは前記シール部が前記負
圧制御用シール弁に接触した状態で大気が前記大気制御
用シール弁と前記円筒状部の前記シール部との間の隙間
から流入したときには負圧と大気との圧力差を受けて前
記負圧制御用シール弁に向けて付勢されて負圧制御用シ
ール弁とコントロールバルブのシール部との間に所期の
弁作用が確実に得られるように形成されるものである。
【００１１】また、請求項３の負圧式倍力装置におい
て、前記大気制御用シール弁は前記ロッドにより支持さ
せても良いが、大気制御用シール弁と円筒状部の内面の
シール部との間のシール性をより確かなものとする観点
から、前記大気制御用シール弁は前記プランジャにより
支持させることが好ましい。
【００１２】
【作用】上記の如き請求項１の負圧式倍力装置において
は、作動開始時、前記ロッドの前記第２ロッド部に印加
された操作入力は前記操作入力増幅レバーにより増幅さ
れて前記第１ロッド部に印加される。前記第１圧縮コイ
ルスプリングが前記コントロールバルブの前記シール部
と前記入力部材との間に張設されている場合において
は、前記操作入力増幅レバーから前記第１ロッド部に印
加される操作入力と負圧と大気圧との差圧により生じて
前記コントロールバルブおよび前記プランジャに働く付
勢力、つまり入力部材に働く付勢力との和が前記第２圧
縮コイルスプリングの荷重に打ち勝つことで第１ロッド
部およびこの第１ロッド部に連結した前記プランジャが
前記第２圧縮コイルスプリングに抗して移動され、前記
コントロールバルブの前記シール部が前記円筒状部の前
記負圧制御用シール弁に接触し、前記変圧室と前記定負
圧室との連通が断たれる。また、前記第１圧縮コイルス
プリングが前記シール部と前記円筒状部との間に張設さ
れている場合においては、前記操作入力増幅レバーから
前記第１ロッド部に印加される操作入力と負圧と大気圧
との差圧により生じて前記入力部材に働く付勢力（前記
コントロールバルブおよび前記プランジャに働く付勢
力）と前記第１圧縮コイルスプリングの荷重との和が前
記第２圧縮コイルスプリングの荷重に打ち勝つことで第
１ロッド部およびこの第１ロッド部に連結した前記プラ
ンジャが前記第２圧縮コイルスプリングに抗して移動さ
れ、前記コントロールバルブの前記シール部が前記円筒
状部の前記負圧制御用シール弁に接触し、前記変圧室と
前記定負圧室との連通が断たれる。
【００１３】その後、前記第１ロッド部が引き続き移動
されて前記大気制御用シール弁が前記コントロールバル
ブの前記シール部からリフトされ、前記変圧室が大気と
連通され、変圧室内に大気が流入して同変圧室内の圧力
が上昇し、前記可動壁に推進力が発生して可動壁が移動
するものであるが、この段階においては、前記コントロ
ールバルブの前記シール部が前記負圧制御用シール弁に
接触しているために負圧と大気圧との差圧により前記コ
ントロールバルブを付勢する付勢力が前記入力部材に働
かなくなり前記第２圧縮コイルスプリングの荷重に対抗
しなくなる上、前記シール部と前記入力部材との間に張
設された前記第１圧縮コイルスプリングの荷重が前記第
１ロッド部に印加された操作入力と対抗するようになる
か、或いは前記シール部と前記円筒状部との間に張設さ
れた前記第１圧縮コイルスプリングの荷重が前記第２圧
縮コイルスプリングの荷重に対抗しなくなり、従って、
前記第１圧縮コイルスプリングが前記コントロールバル
ブの前記シール部と前記入力部材との間に張設されてい
る場合においては、前記操作入力増幅レバーから前記第
１ロッド部に印加される操作入力と負圧と大気圧との差
圧により生じて前記入力部材に働く付勢力（前記プラン
ジャに働く付勢力）との和が前記第２圧縮コイルスプリ
ングの荷重と前記第１圧縮コイルスプリングの荷重との
和に打ち勝つことで第１ロッド部およびこの第１ロッド
部に連結した前記プランジャが移動され、また、前記第
１圧縮コイルスプリングが前記シール部と前記円筒状部
との間に張設されている場合においては、前記操作入力
増幅レバーから前記第１ロッド部に印加される操作入力
と負圧と大気圧との差圧により生じて前記入力部材に働
く付勢力（前記プランジャに働く付勢力）との和が前記
第２圧縮コイルスプリングの荷重に打ち勝つことで第１
ロッド部およびこの第１ロッド部に連結した前記プラン
ジャが移動されるものである。
【００１４】上記において、前記第１ロッド部が従来の
負圧式倍力装置におけるロッドに相当するものであり、
この第１ロッド部に対して操作入力が操作入力増幅レバ
ーにより増幅されて加えられることによって作動開始時
の操作入力を小さくすることができるものであり、操作
入力の増幅比率を大きくすることについての障害は殆ど
ないので、作動開始時の操作入力を従来の負圧式倍力装
置に比べて大幅に低減できるものである。
【００１５】請求項２の負圧式倍力装置においては、操
作入力が所定値を越えた場合には第２ロッド部の操作入
力伝達部が第１ロッド部の操作入力被伝達部に当接して
両ロッド部が一体化し、操作ロッドが単一部材である場
合と同様に作動する。
【００１６】請求項１，２の負圧式倍力装置において
は、操作入力の増幅比率は操作入力増幅レバーと第１ロ
ッド部および第２ロッド部の操作入力増幅レバー用支点
を変更するだけで変更できる。
【００１７】請求項３の負圧式倍力装置においては、常
態では前記コントロールバルブには負圧と大気圧との差
圧が働かないものであり、作動開始時、前記ロッドに印
加される操作入力と負圧と大気圧との差圧により生じて
前記大気制御用シール弁および前記ロッドに働く付勢
力、つまり前記入力部材に働く付勢力との和が第２圧縮
コイルスプリングの荷重に打ち勝つことで前記ロッドお
よびこれに連結された前記プランジャが第２圧縮コイル
スプリングに抗して移動し、前記コントロールバルブの
前記シール部が前記負圧制御用シール弁に接触して前記
変圧室と前記定負圧室との連通が断たれる。この後、前
記ロッドが引き続き移動されることで前記ロッドの第１
当接部が前記大気制御用シール弁に当接し、前記大気制
御用シール弁が前記円筒状部の前記シール部からリフト
され、前記変圧室が大気と連通され、変圧室内に大気が
流入して同変圧室内の圧力が上昇し、前記可動壁に推進
力が発生して可動壁が移動し、またコントロールバルブ
に差圧が働くようになるものであるが、この段階におい
ては、第１圧縮コイルスプリングが操作入力と対抗する
ようになり、操作入力と負圧と大気圧との差圧により生
じて前記入力部材に働く付勢力（前記大気制御用シール
弁および前記ロッドに働く付勢力）との和が第２圧縮コ
イルスプリングの荷重と前記第１圧縮コイルスプリング
の荷重との和に打ち勝つことで前記ロッドおよびこれに
連結された前記プランジャが移動されるものである。
【００１８】上記のように、前記コントロールバルブの
前記シール部が前記負圧制御用シール弁に接触し且つ前
記大気制御用シール弁が前記円筒状部の前記シール部か
らリフトされる段階の操作抵抗は前記大気制御用シール
弁が前記円筒状部の前記シール部に接触し且つ前記コン
トロールバルブの前記シール部が前記負圧制御用シール
弁からリフトされている段階の操作抵抗に比べて増加す
るが、その増加分は前記第１圧縮コイルスプリングの荷
重のみであり、負圧と大気圧との差圧により前記入力部
材に働く付勢力は前記大気制御用シール弁が前記円筒状
部の前記シール部に接触し且つ前記コントロールバルブ
の前記シール部が前記負圧制御用シール弁からリフトさ
れている段階と前記コントロールバルブの前記シール部
が前記負圧制御用シール弁に接触し且つ前記大気制御用
シール弁が前記円筒状部の前記シール部からリフトされ
る段階とで同じであるので、作動開始時の操作入力を従
来の負圧式倍力装置に比べて大幅に低減することができ
る。
【００１９】
【実施例】以下、この出願の発明に係る負圧式倍力装置
の実施例を図１〜図７に基づいて説明する。
【００２０】図１〜図３はこの出願の請求項１および請
求項２の負圧式倍力装置の実施例を示すものである。負
圧式倍力装置１０のハウジング１１は、フロント部１１
ａのリヤ側開口部内にリヤ部１１ｂを嵌入し結合してな
る。このハウジング１１内をフロント側の定負圧室１２
（図示しないエンジン給気管や負圧ポンプ等の負圧源に
連通される）とリヤ側の変圧室１３とに区画する可動壁
１４は、受圧板１４ａとダイヤフラム１４ｂとよりな
る。受圧板１４ａは、その内周部で円筒状部１５のフロ
ント側端の外周に結合され、円筒状部１５と一体化され
ている。ダイヤフラム１４ｂは、その外周ビード部をハ
ウジング１１のフロント部１１ａとリヤ部１１ｂとで気
密的に挟持され、またその内周ビード部を円筒状部１５
の外周の環状溝に気密的に嵌入されている。
【００２１】円筒状部１５は可動壁１４の中心部からリ
ヤ側へ延在しており、ハウジング１１のリヤ側部１１ｂ
を気密的に且つ摺動可能に貫通してハウジング外へ突出
している。この円筒状部１５内に同芯的に且つ摺動可能
に嵌合されているプランジャ１６は、ロッドの第１ロッ
ド部１７のフロント側端に球継手により連結されてお
り、変圧室１３への大気の流入を制御するための大気制
御用シール弁１６ａをリヤ側端に有している。円筒状部
１５内のコントロールバルブ１９は、その筒状屈伸部１
９ａのリヤ側端のビード部１９ｂをリテーナ２０により
円筒状部１５の内面に気密的に固定されており、また筒
状屈伸部１９ａのフロント側端にシール部１９ｃを有し
ている。このシール部１９ｃは、その内周寄り部分をプ
ランジャ１６の大気制御用シール弁１６ａと対向し、ま
たその外周寄り部分を円筒状部１５に形成された負圧制
御用シール弁１５ａと対向している。この負圧制御用シ
ール弁１５ａは定負圧室１２から変圧室１３への負圧伝
達を制御するためのものである。
【００２２】コントロールバルブ１９のシール部１９ｃ
は、これと第１ロッド部１７との間に圧縮状態で介挿さ
れた第１圧縮コイルスプリング２１により大気制御用シ
ール弁１６ａおよび負圧制御用シール弁１５ａに向けて
付勢されている。
【００２３】第１ロッド部１７は、これとリテーナ２０
との間に圧縮状態で介挿された第２圧縮コイルスプリン
グ２２によりリヤ側へ向けて付勢されている。この第２
圧縮コイルスプリング２２の力（荷重）は、プランジャ
１６の大気制御用シール弁１６ａをコントロールバルブ
１９のシール部１９ｃに接触させ且つコントロールバル
ブ１９のシール部１９ｃを、コントロールバルブ１９の
シール部１９ｃおよびプランジャ１６をフロント側へ付
勢するように働く負圧と大気圧の圧力差に抗して、負圧
制御用シール弁１５ａからリフトさせ得るものである。
第２圧縮コイルスプリング２２によるプランジャ１６の
円筒状部１５に対するリヤ側への変位量を規定するた
め、プランジャ１６の縮小径部１６ｂが嵌合する切り込
みを有したキー部材２３が円筒状部１５に貫設されてい
る。
【００２４】キー部材２３の厚みは円筒状部１５のキー
部材挿入孔の厚みよりも所定量だけ小さく設定されてお
り、従ってキー部材２３は円筒状部１５に対してプラン
ジャ１６の軸方向へ所定量だけ変位可能である。円筒状
部１５に対してキー部材２３が最もリヤ側へ変位した状
態では、コントロールバルブ１９のシール部１９ｃが負
圧制御用シール弁１５ａから最大量リフトし、変圧室１
３内の大気は定負圧室１２へ急速に排出される。キー部
材２３の両端は円筒状部１５から突出しており、ハウジ
ング１１の内面に当接可能であり、可動壁１４の復帰位
置を定めるストッパとして機能する。つまり、リターン
スプリング２４の力による可動壁１４のリヤ側への移動
は、円筒状部１５をキー部材２３を介してハウジング１
１内面に当接させることで終了されるようになってい
る。可動壁１４が復帰した状態におけるコントロールバ
ルブ１９のシール部１９ｃの負圧制御用シール弁１５ａ
からのリフト量は微小である。
【００２５】円筒状部１５のフロント側端には出力部材
２５のリヤ側端のカップ状部２５ａが摺動可能に嵌入さ
れており、このカップ状部２５ａ内にはゴムディスク２
６が収容されている。かかる構成は、周知のように、可
動壁１４の推進力に比例した反力をプランジャ１６に加
える反力機構を構成する。
【００２６】ロッドの第２ロッド部１８は、そのフロン
ト側部分を第１ロッド部１７のリヤ側部分内に相対摺動
可能に嵌入されている。第１ロッド部１７に対する第２
ロッド部１８のフロント側への移動は、第２ロッド部１
８の操作入力伝達部１８ａと第１ロッド部１７の操作入
力被伝達部１７ａとの当接により制限され、また第１ロ
ッド部１７に対する第２ロッド部１８のリヤ側への移動
は、第２ロッド部１８の外周の環状溝１８ｂのフロント
側側面と第１ロッド部１７のかしめ突起１７ｂとの当接
により制限されている。３本の操作入力増幅レバー２７
は、その一端を円筒状部１５の内周のレバー支点部１５
ｂに受けられ、またその他端を第２ロッド部１８に形成
されたレバー支点部１８ｃに受けられ、両端間を第１ロ
ッド部１７のレバー支点部１７ｃに受けられている。操
作入力増幅レバー２７の一端は円筒状部１５に固定され
たリテーナ２８との間に圧縮状態で介挿された圧縮コイ
ルスプリング２９によりレバー支点部１５ｂに押し付け
られており、第２ロッド部１８に印加される操作入力が
所定値（第２圧縮コイルスプリング２２の力に抗してプ
ランジャ１６の大気制御用シール弁１６ａをコントロー
ルバルブ１９のシール部１９ｃからリフトさせるのに必
要な力よりも少し大きい力）を越えたときは操作入力増
幅レバー２７がレバー支点部１５ｂからリフトされて第
２ロッド部１８の操作入力伝達部１８ａが第１ロッド部
１７の操作入力被伝達部１７ａに当接することを許容す
る。
【００２７】尚、プランジャ１６と第１ロッド部１７お
よび第２ロッド部１８は入力部材を構成している。符号
３０はブーツを示しており、このブーツ３０には円筒状
部１５のリヤ側開口を大気と連通するための通孔３０ａ
が形成されている。
【００２８】次に作動を説明する。図１および図２に示
す状態は、第２ロッド部１８に操作入力が印加されてい
ない非作動状態（常態）である。この非作動状態では、
プランジャ１６の大気制御用シール弁１６ａがコントロ
ールバルブ１９のシール部１９ｃに接触して変圧室１３
への大気流入を止め、且つ、シール部１９ｃが負圧制御
用シール弁１５ａから微小量リフトされて定負圧室１２
の負圧を変圧室１３に伝達しているので、変圧室１３は
定負圧室１２と同じ負圧となっており、可動壁１４には
推進力は発生していない。
【００２９】第２ロッド部１８に操作入力が印加された
ときには、この操作入力が操作入力増幅レバー２７によ
り増幅されて第１ロッド部１７に伝達される。第１ロッ
ド部１７に伝達する操作入力が、大気圧と負圧との差圧
によりコントロールバルブ１９のシール部１９ｃおよび
プランジャ１６をフロント側へ付勢する力と第２圧縮コ
イルスプリング２２の力との差を上回れば（換言する
と、第１ロッド部１７に伝達する操作入力と大気圧と負
圧との差圧によりコントロールバルブ１９のシール部１
９ｃおよびプランジャ１６をフロント側へ付勢する付勢
力との和が第２圧縮コイルスプリング２２の荷重に打ち
勝てば）、第２ロッド部１８，第１ロッド部１７および
プランジャ１６がフロント側へ移動し、コントロールバ
ルブ１９のシール部１９ｃが追従する。これにより、コ
ントロールバルブ１９のシール部１９ｃが負圧制御用シ
ール弁１５ａに接触して変圧室１３を定負圧室１２から
遮断し、第１ロッド部１７に伝達する操作入力が第１圧
縮コイルスプリング２１の力とコントロールバルブ１９
に働く大気圧と負圧との差圧による付勢力との和の分だ
け増加されることによってプランジャ１６の大気制御用
シール弁１６ａがコントロールバルブ１９のシール部１
９ｃからリフトして大気がブーツ３０の通孔３０ａと円
筒状部１５内を通って変圧室１３へ流入し、変圧室１３
の圧力が上昇する。変圧室１３の圧力が定負圧室１２の
圧力よりも高くなることで可動壁１４に推進力が発生
し、この推進力はゴムディスク２６を介して出力部材２
５に伝達され、可動壁１４および出力部材１５がフロン
ト側へ移動する。
【００３０】変圧室１３の圧力上昇により可動壁１４の
推進力が所定値に到達したとき、ゴムディスク２６のプ
ランジャ１６と対向する部分がプランジャ１６側へ膨出
してプランジャ１６と接触し、可動壁１４の推進力に比
例したリヤ側への反力がプランジャ１６に加わるように
なる。また、操作入力増幅レバー２７の一端をリヤ側へ
押す力が圧縮コイルスプリング２９の力を上回り、操作
入力増幅レバー２７の一端がレバー支点部１５ｂからリ
フトし、第２ロッド部１８の操作入力伝達部１８ａが第
１ロッド１７の操作入力被伝達部１７ａに当接する。つ
まり、第２ロッド１８に印加された操作入力が増幅され
ることなく第１ロッド部１７に伝達されるようになる。
この状況下では、プランジャ１６は操作入力とゴムディ
スク２６からの反力との大小関係により移動して操作入
力と反力との差をなくすようにシール部１９ｃと大気制
御用シール弁１６ａの接触状態およびシール部１９ｃと
負圧制御用シール弁１５ａとの接触状態を制御するもの
である。
【００３１】第２ロッド部１８に印加する操作入力と可
動壁１４の推進力との関係を図４に示す。図４中の破線
は、第１ロッド部１７と第２ロッド部１８とが一体物で
あり、操作入力増幅レバーを設けていない負圧式倍力装
置の場合を示す。本実施例の負圧式倍力装置は、操作入
力増幅レバー２７の増幅比率分だけ操作入力が小さくな
っている。
【００３２】図５および図６は、請求項３の負圧式倍力
装置の第１実施例を示すものである。負圧式倍力装置１
０のハウジング１１は、フロント部１１ａのリヤ側開口
部内にリヤ部１１ｂを嵌入し結合してなる。このハウジ
ング１１内をフロント側の定負圧室１２（図示しないエ
ンジン給気管や負圧ポンプ等の負圧源に連通される）と
リヤ側の変圧室１３とに区画する可動壁１４は、受圧板
１４ａとダイヤフラム１４ｂとよりなる。受圧板１４ａ
は、その内周部で円筒状部１５のフロント側端の外周に
結合され、円筒状部１５と一体化されている。ダイヤフ
ラム１４ｂは、その外周ビード部をハウジング１１のフ
ロント部１１ａとリヤ部１１ｂとで気密的に挟持され、
またその内周ビード部を円筒状部１５の外周の環状溝に
気密的に嵌入されている。
【００３３】円筒状部１５は可動壁１４の中心部からリ
ヤ側へ延在しており、ハウジング１１のリヤ側部１１ｂ
を気密的に且つ摺動可能に貫通してハウジング外へ突出
している。この円筒状部１５内に同芯的に且つ摺動可能
に嵌合されているプランジャ１６は、ロッド３１のフロ
ント側端に球継手により連結されており、ロッド３１と
で入力部材を構成している。円筒状部１５内のコントロ
ールバルブ１９は、その筒状屈伸部１９ａのリヤ側端の
ビード部１９ｂをリテーナ２０により円筒状部１５の内
面に気密的に固定されており、また筒状屈伸部１９ａの
フロント側端にシール部１９ｃを有している。このシー
ル部１９ｃは、円筒状部１５に形成された負圧制御用シ
ール弁１５ａと対向している。この負圧制御用シール弁
１５ａは定負圧室１２から変圧室１３への負圧伝達を制
御するためのものである。ロッド３１には大気制御用シ
ール弁３２が気密に且つ摺動可能に嵌装されており、こ
の大気制御用シール弁３２はリテーナ２０に気密的に固
定されたシール部３３と対向しており、変圧室１３への
大気の流入を制御するためのものである。コントロール
バルブ１９のシール部１９ｃを負圧制御用シール弁１５
ａからリフトさせるために当接部１６ｃがプランジャ１
６のリヤ側端に形成されており、また大気制御用シール
弁３２をシール部３３からリフトさせるために当接部３
１ａがロッド３１に形成されている。ロッド３１に取付
けられたシールリング３５はロッドと大気制御用シール
弁３２との摺動部の気密を保ためのものである。
【００３４】コントロールバルブ１９のシール部１９ｃ
と大気制御用シール弁３２との間には第１圧縮コイルス
プリング２１が張設され、リテーナ２０とロッド３１と
の間には第２圧縮コイルスプリング２２が張設され、プ
ランジャ１６と大気制御用シール弁３２との間には第３
圧縮コイルスプリング３４が張設されている。その第１
圧縮コイルスプリング２１の力（荷重）と第３圧縮コイ
ルスプリング３４の力（荷重）との和は、大気制御用シ
ール弁３２に図５で左方向に働く大気と負圧との差圧よ
りも少し大きいものであり、第１圧縮コイルスプリング
２１の力は第３圧縮コイルスプリング３４の力に比べて
相当に弱いものである。また、第２圧縮コイルスプリン
グ２２の力（荷重）は、大気制御用シール弁３２をシー
ル部３３に接触させ且つコントロールバルブ１９のシー
ル部１９ｃをシール部１５ａからリフトさせた状態を、
大気制御用シール弁３２およびロッド３１に働く負圧と
大気圧の圧力差に抗して、維持できるものである。第２
圧縮コイルスプリング２２によるプランジャ１６の円筒
状部１５に対するリヤ側への変位量を規定するため、プ
ランジャ１６の縮小径部１６ｂが嵌合する切り込みを有
したキー部材２３が円筒状部１５に貫設されている。
【００３５】キー部材２３の厚みは円筒状部１５のキー
部材挿入孔の厚みよりも所定量だけ小さく設定されてお
り、従ってキー部材２３は円筒状部１５に対してプラン
ジャ１６の軸方向へ所定量だけ変位可能である。円筒状
部１５に対してキー部材２３が最もリヤ側へ変位した状
態では、コントロールバルブ１９のシール部１９ｃが負
圧制御用シール弁１５ａから最大量リフトし、変圧室１
３内の大気は定負圧室１２へ急速に排出される。キー部
材２３の両端は円筒状部１５から突出しており、ハウジ
ング１１の内面に当接可能であり、可動壁１４の復帰位
置を定めるストッパとして機能する。つまり、リターン
スプリング２４の力による可動壁１４のリヤ側への移動
は、円筒状部１５をキー部材２３を介してハウジング１
１内面に当接させることで終了されるようになってい
る。可動壁１４が復帰した状態におけるコントロールバ
ルブ１９のシール部１９ｃの負圧制御用シール弁１５ａ
からのリフト量は微小である。
【００３６】円筒状部１５のフロント側端には出力部材
２５のリヤ側端のカップ状部２５ａが摺動可能に嵌入さ
れており、このカップ状部２５ａ内にはゴムディスク２
６が収容されている。かかる構成は、周知のように、可
動壁１４の推進力に比例した反力をプランジャ１６に加
える反力機構を構成する。
【００３７】ブーツ３０には円筒状部１５のリヤ側開口
を大気と連通するための通孔３０ａが形成されている。
【００３８】次に作動を説明する。図５および図６に示
す状態は、ロッド３１に操作入力が印加されていない非
作動状態（常態）である。この非作動状態では、大気制
御用シール弁３２が円筒状部１５に固定のシール部３３
ｃに接触して変圧室１３への大気流入を止め、且つ、コ
ントロールバルブ１９のシール部１９ｃが負圧制御用シ
ール弁１５ａから微小量リフトされて定負圧室１２の負
圧を変圧室１３に伝達しているので、変圧室１３は定負
圧室１２と同じ負圧となっており、可動壁１４には推進
力は発生していない。また、コントロールバルブ１９に
は負圧のみが作用している。
【００３９】ロッド３１に操作入力が印加されたとき、
この操作入力が、大気圧と負圧との差圧により大気制御
用シール弁３２およびロッド３１をフロント側へ付勢す
る力と第２圧縮コイルスプリング２２の力との差を上回
れば（換言すると、ロッド３１に印加される操作入力と
大気圧と負圧との差圧により大気制御用シール弁３２お
よびロッド３１をフロント側へ付勢する付勢力との和が
第２圧縮コイルスプリング２２の荷重に打ち勝てば）、
ロッド３１およびプランジャ１６がフロント側へ移動
し、コントロールバルブ１９のシール部１９ｃが追従す
る。これにより、コントロールバルブ１９のシール部１
９ｃが負圧制御用シール弁１５ａに接触して変圧室１３
を定負圧室１２から遮断し、ロッド３１の当接部３１ａ
が大気制御用シール弁３２に当接し、操作入力が第１圧
縮コイルスプリングの力の分だけ増加されることにより
大気制御用シール弁３２がシール部３３からリフトして
大気がブーツ３０の通孔３０ａと円筒状部１５内を通っ
て変圧室１３へ流入し、変圧室１３の圧力が上昇する。
変圧室１３の圧力が定負圧室１２の圧力よりも高くなる
ことで可動壁１４に推進力が発生し、この推進力はゴム
ディスク２６を介して出力部材２５に伝達され、可動壁
１４および出力部材１５がフロント側へ移動する。
【００４０】変圧室１３の圧力上昇により可動壁１４の
推進力が所定値に到達したとき、ゴムディスク２６のプ
ランジャ１６と対向する部分がプランジャ１６側へ膨出
してプランジャ１６と接触し、可動壁１４の推進力に比
例したリヤ側への反力がプランジャ１６に加わるように
なる。この状況下では、プランジャ１６は操作入力とゴ
ムディスク２６からの反力との大小関係により移動して
操作入力と反力との差をなくすようにシール部１９ｃと
大気制御用シール弁３２の接触状態およびシール部１９
ｃと負圧制御用シール弁１５ａとの接触状態を制御する
ものである。
【００４１】図７は請求項３の負圧式倍力装置の第２実
施例を示すものである。この第２実施例の前記第１実施
例に対する相違点は、大気制御用シール弁３２の支持構
造にある。大気制御用シール弁３２は、プランジャ１６
に形成された円管部１６ｄに摺動可能に嵌装されてお
り、大気制御用シール部３２とロッド３１との間の気密
はブーツ３６により維持される。円管部１６ｄには、大
気制御用シール弁３２をシール部３３からリフトさせる
ための当接部１６ｅが形成されている。かかる構成にお
いては、ロッド３１がプランジャとの連結箇所を支点に
して揺動しても大気制御用シール弁３２は揺動せず、従
って大気制御用シール弁３２とシール部３３との間のシ
ール性の確保について有利である。
【００４２】
【発明の効果】以上に説明したように、この出願の請求
項１，２の負圧式倍力装置においては、作動開始時に操
作入力が操作入力増幅レバーにより増幅されてプランジ
ャに加えられるので、作動開始時の操作入力を小さくす
ることができるとともに、操作入力の増幅比率を大きく
することについての障害は殆どないので、作動開始時の
操作入力を上記従来の負圧式倍力装置に比べて大幅に低
減できるものである。
【００４３】その上、操作入力の増幅比率は操作入力増
幅レバーと第１ロッド部および第２ロッド部の操作入力
増幅レバー用支点を変更するだけで変更できるものであ
る。
【００４４】また、この出願の請求項３の負圧式倍力装
置においては、作動開始時において負圧と大気圧との差
圧により前記入力部材に働く付勢力は前記大気制御用シ
ール弁が前記円筒状部の前記シール部に接触し且つ前記
コントロールバルブの前記シール部が前記負圧制御用シ
ール弁からリフトされている段階と前記コントロールバ
ルブの前記シール部が前記負圧制御用シール弁に接触し
且つ前記大気制御用シール弁が前記円筒状部の前記シー
ル部からリフトされる段階とで同じであるので、作動開
始時の操作入力を従来の負圧式倍力装置に比べて大幅に
低減することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この出願の請求項１，２の負圧式倍力装置の実
施例の縦断面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】図２中のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】図１の負圧式倍力装置の操作入力と可動壁の推
進力との関係を示す図である。
【図５】この出願の請求項３の負圧式倍力装置の第１実
施例の縦断面図である。
【図６】図１の部分拡大図である。
【図７】この出願の請求項３の負圧式倍力装置の第２実
施例の縦断面部分図である。
【符号の説明】
１０・・・負圧式倍力装置 １１・・・ハウジング １２・・・定負圧室 １３・・・変圧室 １４・・・可動壁 １５・・・円筒状部 １５ａ・・・円筒状部の負圧制御用シール弁 １５ａ・・・円筒状部のレバー支点部 １６・・・プランジャ １６ａ・・・プランジャの大気制御用シール弁 １６ｃ・・・プランジャの当接部 １６ｅ・・・プランジャの当接部 １７・・・ロッドの第１ロッド部 １７ａ・・・第１ロッド部の操作入力伝達部 １７ｃ・・・第１ロッド部のレバー支点部 １８・・・ロッドの第２ロッド部 １８ａ・・・第２ロッド部の操作入力伝達部 １８ｃ・・・第２ロッド部のレバー支点部 １９・・・コントロールバルブ １９ｂ・・・コントロールバルブの筒状屈伸部 １９ｃ・・・コントロールバルブのシール部 ２１・・・第１圧縮コイルスプリング ２２・・・第２圧縮コイルスプリング ２５・・・出力部材 ２６・・・ゴムディスク ２９・・・コイルスプリング ３１・・・ロッド ３１ａ・・・ロッドの当接部 ３２・・・ロッド上の大気制御用シール弁 ３３・・・円筒状部のシール部 ３４・・・第３圧縮コイルスプリング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭57−62167（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭52−27413（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭34−2759（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60T 13/52

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ハウジングと、このハウジング内を定負
    圧室と変圧室とに区画する可動壁と、この可動壁の中心
    部からハウジング外へ延出している円筒状部と、この円
    筒状部内に同芯的に且つ摺動可能に嵌合されているプラ
    ンジャと前記円筒状部内において前記プランジャに球継
    手により連結されており且つ前記円筒状部の先端開口か
    ら前記円筒状部外へ延出しているロッドとで構成されて
    いる入力部材と、前記プランジャの両端のうちで前記円
    筒状部の前記開口に向いた一端に形成された大気制御用
    シール弁と、この大気制御用シール弁の外周側に位置し
    且つ前記大気制御用シール弁と同じ方向を向くように前
    記円筒状部の内面に形成された負圧制御用シール弁と、
    前記大気制御用シール弁および前記負圧制御用シール弁
    と対向するシール部を筒状屈伸部の一端に有し且つこの
    筒状屈伸部の他端を前記円筒状部の内面に気密的に固定
    されたコントロールバルブと、このコントロールバルブ
    の前記シール部を前記負圧制御用シール弁に向けて付勢
    する第１圧縮コイルスプリングと、常態において前記大
    気制御用シール弁を前記シール部に接触させ且つ前記シ
    ール部を前記負圧制御用シール部からリフトさせるべく
    前記ロッドを前記円筒状部内で付勢する第２圧縮コイル
    スプリングと、この第２圧縮コイルスプリングの力によ
    る前記プランジャの前記円筒状部に対する変位量を規定
    するストッパと、前記定負圧室と前記変圧室との圧力差
    により前記可動壁に発生する推進力に応じた反力を前記
    プランジャに印加する反力機構とを備え、前記変圧室が
    前記大気制御用シール弁と前記シール部との間の隙間を
    介して大気に、また前記負圧制御用シール弁と前記シー
    ル部との間の隙間を介して前記定負圧室にそれぞれ連通
    される構成の負圧式倍力装置であり、 前記ロッドは前記プランジャに連結された第１ロッド部
    と、この第１ロッド部に対して所定量摺動可能に連結さ
    れた第２ロッド部とで構成されているものであり、前記
    第２圧縮コイルスプリングは前記第１ロッド部を付勢す
    るように配設されているものであり、前記円筒状部内に
    は前記第２ロッド部に印加された操作入力を増幅して前
    記第１ロッド部に印加する操作入力増幅レバーが設置さ
    れていることを特徴とする負圧式倍力装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の負圧式倍力装置におい
    て、前記第２ロッド部および前記第１ロッド部には前記
    第２ロッドが前記第１ロッドに対して前記第１ロッド側
    へ前記所定量摺動されたときに互いに当接する操作入力
    伝達部および操作入力被伝達部がそれぞれ形成されてお
    り、前記操作入力増幅レバーは弾性部材により前記円筒
    状部内面のレバー支点部に押圧されており、前記第２ロ
    ッド部に印加される操作入力が所定値を越えたときは前
    記操作入力増幅レバーが前記円筒状部内面の前記レバー
    支点部からリフトされて前記第２ロッド部の前記操作入
    力伝達部が前記第１ロッド部の操作入力被伝達部に当接
    することを許容するように構成されていることを特徴と
    する負圧式倍力装置。
  3. 【請求項３】 ハウジングと、このハウジング内を定負
    圧室と変圧室とに区画する可動壁と、この可動壁の中心
    部からハウジング外へ延出している円筒状部と、この円
    筒状部内に同芯的に且つ摺動可能に嵌合されているプラ
    ンジャと前記円筒状部内において前記プランジャに球継
    手により連結されており且つ前記円筒状部の先端開口か
    ら前記円筒状部外へ延出しているロッドとで構成されて
    いる入力部材と、前記入力部材の外周側を取り巻いてい
    るとともに前記円筒状部の前記先端開口に向いているよ
    うに前記円筒状部の内面に備えられた負圧制御用シール
    弁と、前記円筒状部の内面に前記負圧制御用シール弁よ
    りも前記先端開口寄りに位置し且つ前記負圧制御用シー
    ル弁と対向するように備えられたシール部と、前記負圧
    制御用シール弁と対向するシール部を筒状屈伸部の一端
    に有し且つこの筒状屈伸部の他端を前記円筒状部の内面
    に気密的に固定されたコントロールバルブと、前記円筒
    状部の内面の前記シール部と対向するように前記入力部
    材に備えられており且つ前記入力部材に対して気密に且
    つ摺動可能に組付けられている大気制御用シール弁と、
    この大気制御用シール弁と前記コントロールバルブの前
    記シール部との間で張設された第１圧縮コイルスプリン
    グと、前記プランジャと前記大気制御用シール弁との間
    で張設された第３圧縮コイルスプリングと、前記コント
    ロールバルブの前記シール部を前記負圧制御用シール弁
    からリフトさせるために前記入力部材に備えられた第１
    当接部と、前記大気制御用シール弁を前記円筒状部の内
    面の前記シール部からリフトさせるために前記入力部材
    に備えられた第２当接部と、常態において前記当接部を
    前記コントロールバルブの前記シール部に接触させて前
    記シール部を前記負圧制御用シール部からリフトさせ且
    つ前記円筒状部の内面の前記シール部を前記大気制御用
    シール弁に接触させるべく前記入力部材を前記円筒状部
    内で付勢する第２圧縮コイルスプリングと、この第２圧
    縮コイルスプリングの力による前記入力部材の前記円筒
    状部に対する変位量を規定するストッパと、前記定負圧
    室と前記変圧室との圧力差により前記可動壁に発生する
    推進力に応じた反力を前記プランジャに印加する反力機
    構とを備え、前記変圧室が前記大気制御用シール弁と前
    記円筒状部の内面の前記シール部との間の隙間を介して
    大気に、また前記負圧制御用シール弁と前記コントロー
    ルバルブの前記シール部との間の隙間を介して前記定負
    圧室にそれぞれ連通される構成の負圧式倍力装置。
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