JP3771330B2 - Negative pressure booster - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両用エンジンの吸気マニホールドで発生した負圧を利用してブレーキペダル等の踏込み操作力を倍力するのに好適に用いられる負圧式倍力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、シェルと、外周側が該シェルに取付けられ、該シェル内を負圧室と制御圧室とに画成したダイヤフラムと、該ダイヤフラムの内周側に設けられ、前記負圧室と制御圧室との間を連通,遮断する制御弁機構と、ブレーキペダル等を介して押圧操作され、該制御弁機構を開閉弁させる入力軸と、前記負圧室と制御圧室との間に生じる差圧により前記入力軸の押圧操作力を倍力して外部に出力する出力軸とからなる負圧式倍力装置は知られている。
【0003】
この種の従来技術による負圧式倍力装置では、例えば自動車用エンジンの吸気マニホールドで発生した負圧を前記シェルの負圧室内に導き、前記ブレーキペダルが踏込み操作されるまでの車両の非制動時には、例えば前記制御弁機構により負圧室と制御圧室とを連通させ、前記負圧室と制御圧室とを共に負圧状態におくようにしている。
【0004】
そして、車両の制動時にはブレーキペダルの踏込み操作で入力軸が押圧操作されると、前記制御弁機構で負圧室と制御圧室とを遮断すると共に、制御圧室側に大気圧を導入することにより、シェル内の負圧室と制御圧室との間に差圧を発生させ、このときの差圧を利用してブレーキペダルの踏み力を倍力した操作力を出力軸からマスタシリンダへと伝える。
【0005】
この結果、倍力装置はブレーキペダルの踏込み操作力を倍力した力でマスタシリンダを駆動することができ、該マスタシリンダから各車輪側のブレーキシリンダに向けてブレーキ液圧を供給することにより、これらのブレーキシリンダで車両の各車輪に制動力を付与できるようになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術による負圧式倍力装置では、エンジンの吸気マニホールドで発生した負圧を、負圧導管等によりそのままシェルの負圧室内に導いているに過ぎないから、例えば500mmHg程度の負圧しか負圧室内に発生させることができず、これ以上の出力を負圧式倍力装置からマスタシリンダへと伝えることができないという問題がある。
【0007】
特に、車両の大型化に伴って負圧式倍力装置の出力を向上させることは大きな課題となっている。しかし、単に負圧室やシェルを大きくして装置全体を大型化した場合には、車両のエンジンルーム側での取付スペースを確保するのが難しくなり、コストアップの原因になる等の問題がある。
【0008】
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、本発明は全体を大型化することなく出力を確実に向上でき、マスタシリンダ等に大きな操作力を伝えることができる上に、取付スペースを小さくでき、コストダウンを図り得るようにした負圧式倍力装置を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、シェルと、該シェルに設けられ該シェル内を負圧室と制御圧室とに画成した隔壁部材と、該隔壁部材に設けられ入力軸の押圧操作に応じて前記負圧室と制御圧室との間を連通,遮断する制御弁機構と、前記負圧室と制御圧室との間の差圧により前記入力軸の押圧操作力を倍力して外部に出力する出力軸とからなる負圧式の倍力手段と、
エンジンの吸気マニホールドで発生した負圧を前記負圧室内に導くように前記シェルに接続される負圧導管と、
該負圧導管の途中に設けられ、前記負圧室と制御圧室との間の差圧を増大させるために前記吸気マニホールドからの負圧よりもさらに低い負圧を前記負圧室内に生じさせる負圧ポンプ手段と、
前記負圧導管の途中に設けられ、前記負圧室側から吸気マニホールド側に向けて空気が流通するのを許し、逆向きの流れを阻止する逆止弁とを備え、
前記負圧ポンプ手段は、
大径シリンダおよび小径シリンダを有するポンプハウジングと、
該ポンプハウジングの大径シリンダ内に摺動可能に設けられ、該大径シリンダ内を第1の圧力室と第2の圧力室とに画成した大径ピストンと、
前記ポンプハウジングに形成され、前記吸気マニホールドからの負圧を第1の圧力室に導入する負圧導入路と、
前記大径ピストンを第1の圧力室側から第2の圧力室側に向けて常時付勢し、該負圧導入路からの負圧により前記第1の圧力室が第2の圧力室よりも低圧となると、このときの差圧によって前記大径ピストンが第2の圧力室側から第1の圧力室側に向け摺動変位するのを許す付勢手段と、
前記大径ピストンが大径シリンダ内を前記第1の圧力室側に向けてストロークエンドまで摺動変位したときに前記第2の圧力室を外部の大気に対して遮断し、前記大径ピストンが大径シリンダ内を前記第2の圧力室側に向けてストロークエンドまで摺動変位したときには前記第2の圧力室を大気と連通させる第1の切換弁機構と、
前記大径ピストンが大径シリンダ内を前記第1の圧力室側に向けてストロークエンドまで摺動変位したときに前記第1の圧力室を第2の圧力室と連通させ、前記大径ピストンが大径シリンダ内を前記第2の圧力室側に向けてストロークエンドまで摺動変位したときには前記第1の圧力室を第2の圧力室に対して遮断する第2の切換弁機構と、
前記大径ピストンに追従して前記ポンプハウジングの小径シリンダ内を摺動変位し、該小径シリンダ内にポンプ室と大気室とを画成する小径ピストンと、
前記ポンプ室内の空気が大気室側に向けて排出されるのを許し、逆向きの流れを阻止する負圧補償弁と、
常時は閉弁して前記ポンプ室内を前記シェル内の負圧室から遮断し、前記ポンプ室内の圧力が前記シェル内の負圧室よりも低い圧力となったときに前記ポンプ室を負圧室に連通させる負圧供給弁とからなる構成を採用している。
【0010】
上記構成によれば、負圧ポンプ手段を用いて、吸気マニホールドからの負圧よりもさらに低い負圧を生じさせることにより、負圧室と制御圧室との間の差圧を確実に増大でき、このときの差圧分だけ出力軸からより大きな力を取出すことができる。また、負圧導管の途中には倍力手段の負圧室と吸気マニホールドとの間に位置して逆止弁を設けているから、負圧ポンプ手段および負圧室内を吸気マニホールド側よりもさらに低い圧力(負圧)状態に保持することができる。
【0011】
この場合、前記負圧ポンプ手段を、大径シリンダおよび小径シリンダを有するポンプハウジングと、該ポンプハウジングの大径シリンダ内に摺動可能に設けられ前記吸気マニホールドからの負圧と外部の大気圧との差圧により前記大径シリンダ内で往復動を繰返す大径ピストンと、該大径ピストンに追従して前記ポンプハウジングの小径シリンダ内を往復動し該小径シリンダ内にポンプ室と大気室とを画成する小径ピストンと、前記ポンプ室内の空気が大気室側に向けて排出されるのを許し、逆向きの流れを阻止する負圧補償弁と、常時は閉弁して前記ポンプ室内を前記シェル内の負圧室から遮断し、前記ポンプ室内の圧力が前記シェル内の負圧室よりも低い圧力となったときに前記ポンプ室を負圧室に連通させる負圧供給弁とから構成している。
【0012】
このため、前記負圧ポンプ手段は、吸気マニホールドからの負圧と大気圧との差圧によって大径ピストンがポンプハウジングの大径シリンダ内で往復動を繰返すときに、小径ピストンが大径ピストンに追従してポンプハウジングの小径シリンダ内を往復動するから、小径ピストンがポンプ室から大気室側に向けて摺動変位するときに前記吸気マニホールドからの負圧よりもさらに低い圧力(負圧)をポンプ室内に発生させることができる。
【0013】
そして、前記ポンプ室内の圧力がシェル内の負圧室よりも低い圧力となったときには、前記負圧ポンプ手段の負圧供給弁が開弁するので、前記ポンプ室からシェル内の負圧室に向けてより低い圧力(負圧)を供給することができる。また、前記小径ピストンが大気室からポンプ室側に向けて摺動変位するときには、該ポンプ室内の圧力が大気圧レベルまで上昇したとしても、このときにはポンプ室内の空気を前記負圧補償弁により大気室側に排出できるから、ポンプ室内を常に大気圧以下の圧力状態に保持することができる。
【0015】
即ち、大径ピストンが大径シリンダ内を第2の圧力室側に向けてストロークエンドまで摺動変位したときには、第1の切換弁機構により前記第2の圧力室を外部の大気に連通させ、第2の切換弁機構により第1,第2の圧力室間を遮断するから、負圧導入路からの負圧で前記第1の圧力室内を負圧状態とし、前記第2の圧力室内を大気圧とすることができ、第1,第2の圧力室間に生じる差圧により前記大径ピストンを第2の圧力室側から第1の圧力室側に向け付勢手段に抗して摺動変位させることができる。
【0016】
そして、前記大径ピストンが大径シリンダ内を第1の圧力室側に向けてストロークエンドまで摺動変位したときには、第1の切換弁機構が閉弁状態に切換わることにより前記第2の圧力室を外部の大気に対して遮断し、第2の切換弁機構が開弁状態に切換わることにより第1,第2の圧力室間を連通させるから、第1,第2の圧力室を共に大気に対して遮断して互いに等しい圧力状態に保持でき、前記付勢手段の付勢力により前記大径ピストンを第1の圧力室側から第2の圧力室側に向けて摺動変位させることができる。
【0017】
この結果、吸気マニホールドからの負圧と大気圧との差圧等によって大径ピストンをポンプハウジングの大径シリンダ内で往復動させることができ、小径ピストンを大径ピストンに追従してポンプハウジングの小径シリンダ内で往復動させることにより、小径ピストンがポンプ室から大気室側に向けて摺動変位するときに前記吸気マニホールドからの負圧よりもさらに低い圧力(負圧)をポンプ室内に発生させることができる。
【0018】
そして、ポンプ室内の圧力がシェル内の負圧室よりも低い圧力となったときには負圧供給弁が開弁するので、ポンプ室からシェル内の負圧室に向けてより低い圧力(負圧)を供給することができる。また、前記小径ピストンが大気室からポンプ室側に向けて摺動変位するときには、該ポンプ室内の圧力が大気圧レベルまで上昇したとしても、このときにはポンプ室内の空気を負圧補償弁により大気室側に排出できるから、ポンプ室内を常に大気圧以下の圧力状態に保持することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って詳細に説明する。
【0020】
ここで、図1ないし図4は本発明の実施例による負圧式倍力装置を車両のブレーキ装置に適用した場合を示している。
【0021】
図において、1は車両の運転室内に設けられるブレーキペダル、2は該ブレーキペダル1で作動される負圧式倍力装置を示し、該負圧式倍力装置2は図1に示すように、負圧式の倍力手段となる倍力装置本体3と、後述の負圧ポンプ装置14とから大略構成されている。
【0022】
ここで、倍力装置本体3は、運転室下部側のボード(図示せず)等に固着されたシェル4と、外周側が該シェル4に取付けられ該シェル4内を負圧室Aと制御圧室Bとに画成した隔壁部材としてのダイヤフラム5と、該ダイヤフラム5の内周側に設けられ、ブレーキペダル1による入力軸6の押圧操作に応じて負圧室Aと制御圧室Bとの間を連通,遮断する制御弁機構7と、負圧室Aと制御圧室Bとの間の差圧により入力軸6の押圧操作力を倍力して外部に出力する出力軸8等とから構成されている。
【0023】
また、倍力装置本体3のシェル4には負圧室Aと連通する位置に接続管部4Aが設けられ、該接続管部4Aは負圧導管9を介してエンジンの吸気マニホールド10に接続されている。そして、該吸気マニホールド10で発生した負圧は負圧ポンプ装置14によってさらに低い圧力(以下、真空圧という)まで下げられ、この真空圧がシェル4内の負圧室A内に導かれる。
【0024】
一方、シェル4内の制御圧室Bにはブレーキペダル1の踏込み操作時に制御弁機構7を介して大気圧が導入され、シェル4内には負圧状態の負圧室Aと大気圧状態の制御圧室Bとの間に大きな差圧が発生する。そして、倍力装置本体3はブレーキペダル1の踏込み操作時に室A,B間の差圧を利用して、ペダル踏み力を倍力した操作力を出力軸8から後述のマスタシリンダ11へと伝える。
【0025】
11はブレーキペダル1により倍力装置本体3を介して作動されるマスタシリンダを示し、該マスタシリンダ11はタンデムマスタシリンダとして構成され、2個の出力ポート11A,11Aを有している。そして、該マスタシリンダ11は倍力装置本体3の出力軸8に連動するピストン(図示せず)を備え、このピストンはブレーキペダル1の踏込み操作時に液体リザーバ12からのブレーキ液をブレーキ液圧として、各出力ポート11Aから車両のブレーキ装置(図示せず)に向け各ブレーキ配管13を介して供給する。
【0026】
14は負圧導管9の途中に設けられた負圧ポンプ装置を示し、該負圧ポンプ装置14は、負圧導管9の一側管部9Aを介してエンジンの吸気マニホールド10に接続され、負圧室A側の空気が吸気マニホールド10に向けて流通するのを許し逆向きの流れを阻止する逆止弁15と、該逆止弁15とシェル4の負圧室Aとの間に位置して負圧導管9の途中に設けられた負圧ポンプ手段としての負圧ポンプ16とから構成され、該負圧ポンプ16は図2に示す後述の接続管部23が負圧導管9の他側管部9Bを介してシェル4の接続管部4Aに接続されている。
【0027】
17は負圧ポンプ16のポンプハウジングで、該ポンプハウジング17は図2ないし図4に示す如く、大径シリンダ18Aが形成された有底筒状の隔絶室ハウジング18と、該隔絶室ハウジング18の大径シリンダ18Aをその開口端側から施蓋するように隔壁19を介して隔絶室ハウジング18に固着された有蓋筒状の作動室ハウジング20とからなり、作動室ハウジング20は逆止弁15のケーシングを兼用している。そして、作動室ハウジング20には小径シリンダ20Aと後述のリリーフ用プランジャ48が挿嵌される摺動穴20Bとがそれぞれ有底穴として形成されている。
【0028】
21は作動室ハウジング20に設けた接続管部で、該接続管部21はエンジンの吸気マニホールド10と逆止弁15との間で負圧導管9の一側管部9Aに接続されている。22は接続管部21に連通するように作動室ハウジング20および隔壁19に形成された負圧導入路を示し、該負圧導入路22は後述の負圧室Cに常時連通し、吸気マニホールド10からの負圧を負圧室Cに導くものである。
【0029】
23は作動室ハウジング20に設けた他の接続管部で、該接続管部23は負圧導管9の他側管部9Bを介してシェル4の接続管部4Aに接続され、後述するポンプ室Gからの真空圧をシェル4内の負圧室Aに供給するようになっている。なお、図2中では接続管部21,23間に位置して作動室ハウジング20内に逆止弁15を設ける構成としたものを例示したが、この逆止弁15は作動室ハウジング20内に必ずしも設ける必要はなく、作動室ハウジング20の外部に逆止弁15を設ける構成としてもよいことは勿論である。
【0030】
24は隔絶室ハウジング18の大径シリンダ18A内に摺動可能に挿嵌された大径ピストンとしての隔絶ピストンで、該隔絶ピストン24は大径シリンダ18A内を第1の圧力室としての負圧室Cと第2の圧力室としての背圧室Dとに画成している。そして、隔絶ピストン24の外周側には負圧室C側に向けて一定寸法だけ突出した環状突部24Aが設けられ、該環状突部24Aは隔絶ピストン24が負圧室C側に向けて大きく摺動変位したときに隔壁19の外周部に当接し、隔絶ピストン24のストロークエンドを規制する。
【0031】
また、隔絶ピストン24にはその中心部から軸方向両側に向けて延びる小径のロッド24B,24Cが一体に設けられ、ロッド24Bの先端側は隔壁19を貫通して後述の作動ピストン43に連結されている。一方、隔絶ピストン24のロッド24Cは隔絶室ハウジング18の底部側から外部に突出し、その突出端側には円皿状をなすばね受け25が固着されている。なお、隔絶室ハウジング18の底部側には該ばね受け25と軸方向で対向する位置にばね受け用の凹部18Bが形成されている。
【0032】
26は隔絶室ハウジング18の凹部18Bとばね受け25との間に配設された付勢手段としてのスプリングで、該スプリング26は隔絶ピストン24を負圧室C側から背圧室D側に向けて常時付勢し、これらの室C,D間がほぼ等しい圧力状態となったときに隔絶ピストン24を負圧室C側から背圧室D側に向けて摺動変位させるものである。また、負圧導入路22からの負圧により負圧室Cが背圧室Dよりも低圧になったときには、このときの差圧によって隔絶ピストン24が背圧室D側から負圧室C側に向けて摺動変位するのを許すようにスプリング26のばね荷重は設定されている。
【0033】
27はスプリング26の径方向外側に位置して隔絶室ハウジング18の底部側に設けられた切換プレートを示し、該切換プレート27は薄い金属板等から段付の環状板として形成され、その外周側は各ピボット28により各弱ばね29を介して隔絶室ハウジング18の底部側に例えば3点支持状態で取付けられている。そして、切換プレート27は各弱ばね29により図3中の矢示E1 方向に常時付勢され、各ピボット28により図示の位置に保持されている。
【0034】
ここで、隔絶ピストン24がスプリング26に抗して負圧室C側へとストロークエンドまで摺動変位し、ばね受け25がロッド24Cと共に図3中の矢示E2 方向に大きく変位したときには、ばね受け25が切換プレート27に当接することにより、切換プレート27は各弱ばね29に抗して矢示E2 方向に変位すると共に、後述の大気切換バルブ31を矢示E2 方向に押圧し、この大気切換バルブ31を開弁位置から閉弁位置に切換える。
【0035】
30はばね受け25およびスプリング26等を外側から覆うように隔絶室ハウジング18の底部側に設けられたカバーで、該カバー30は金属板等から円錐台状のキャップ体として形成され、隔絶室ハウジング18の外側で隔絶ピストン24のロッド24C、ばね受け25、スプリング26および切換プレート27等を保護する構成となっている。
【0036】
31は隔絶室ハウジング18の底部側に設けた第1の切換弁機構としての大気切換バルブを示し、該大気切換バルブ31は図3に示す如く、外周側がストッパ32により隔絶室ハウジング18の底部側に取付けられた皿ばね33と、基端側が該皿ばね33の内周側にキャップ34を介して取付けられ、先端側が隔絶室ハウジング18内の背圧室D内に突出したガイド弁体35と、該ガイド弁体35の中間部外周側に嵌着され、背圧室Dを外部の大気に対して気密にシールする環状シート36とから構成されている。
【0037】
ここで、隔絶ピストン24が図2,図3に示す如く背圧室D側へとストロークエンドまで大きく摺動変位したときに、大気切換バルブ31はガイド弁体35の先端側が隔絶ピストン24で矢示E1 方向に押圧されることによって図示の如く開弁され、隔絶室ハウジング18の背圧室Dを大気に連通させ、背圧室D内に大気が導入されるのを許す。そして、大気切換バルブ31は、その後にキャップ34が矢示E2 方向に押圧されるまでは皿ばね33によりガイド弁体35を図示の開弁位置に保持し、背圧室D内を大気圧状態に保つ。
【0038】
一方、隔絶ピストン24がスプリング26に抗して負圧室C側へとストロークエンドまで摺動変位したときには、大気切換バルブ31のキャップ34が切換プレート27により前述の如く矢示E2 方向に押圧されることにより、大気切換バルブ31は皿ばね33が図示の位置から反転され、環状シート36がガイド弁体35と共に矢示E2 方向に付勢されることにより、開弁位置から閉弁位置に切換わる。そして、このときには環状シート36が背圧室Dを外部に対して遮断することにより、次にガイド弁体35が矢示E1 方向に押圧されるまで大気切換バルブ31は閉弁位置を自己保持するものである。
【0039】
37は隔絶ピストン24に設けた第2の切換弁機構としての負圧切換バルブを示し、該負圧切換バルブ37は図3に示す如く、外周側がストッパ38により隔絶ピストン24に取付けられた皿ばね39と、基端側が該皿ばね39の内周側にキャップ40を介して取付けられ、先端側が隔絶室ハウジング18内の負圧室C内に突出したガイド弁体41と、該ガイド弁体41の中間部外周側に嵌着され、負圧室Cを背圧室Dに対して気密にシールする環状シート42とから構成されている。
【0040】
ここで、隔絶ピストン24が図2,図3に示す如く背圧室D側のストロークエンドまで大きく摺動変位したときに、負圧切換バルブ37はキャップ40が隔絶室ハウジング18の底部側に当接して矢示F1 方向に押圧されることにより、皿ばね39が図示の如く反転されると共に、環状シート42がガイド弁体41を介して矢示F1 方向に付勢されることにより開弁位置から閉弁位置に切換わる。そして、このときには環状シート42が負圧室Cと背圧室Dとの間を遮断することにより、次にガイド弁体41が矢示F2 方向に押圧されるまで負圧切換バルブ37は閉弁位置を自己保持するものである。
【0041】
一方、隔絶ピストン24がスプリング26に抗して負圧室C側のストロークエンドまで摺動変位したときには、負圧切換バルブ37はガイド弁体41の先端側が後述のリリーフ用プランジャ48に当接し、図3中の矢示F2 方向に押圧されることにより皿ばね39が図示の位置から反転される。これにより環状シート42がガイド弁体41を介して矢示F2 方向に付勢され、負圧切換バルブ37は閉弁位置から開弁位置に切換わる。そして、負圧切換バルブ37は、その後にキャップ40が矢示F1 方向に押圧されるまでは皿ばね39によりガイド弁体41を開弁位置に保持し、負圧室Cと背圧室Dとを連通状態に保つ。
【0042】
43は作動室ハウジング20の小径シリンダ20A内に摺動可能に挿嵌された小径ピストンとしての作動ピストンで、該作動ピストン43は小径シリンダ20A内を図2および図4に示す如くポンプ室Gと大気室Hとに画成し、大気室Hは隔壁19と作動室ハウジング20との間に形成した大気連通路44を介して外部の大気に常時連通している。そして、作動ピストン43は隔絶ピストン24のロッド24B先端側に連結され、隔絶ピストン24に追従して小径シリンダ20A内を往復動するものである。
【0043】
45は作動ピストン43の外周側に設けた負圧補償弁としてのチェック弁で、該チェック弁45は図4に示すように、作動ピストン43の外周側に装着され小径シリンダ20Aの周壁に摺接する環状のリップシール等から構成されている。そして、チェック弁45は作動ピストン43が小径シリンダ20A内で往復動するときに、ポンプ室G内の空気が大気室H側に向けて排出されるのを許し、逆向きの流れを阻止するものである。
【0044】
46は接続管部23とポンプ室Gとの間に位置して作動室ハウジング20に形成された負圧通路、47は該負圧通路46の途中に設けた負圧供給弁としての逆止弁で、該逆止弁47は接続管部23側からポンプ室Gに向けて空気が吸込まれるのを許し、逆向きの流れを阻止する構成となっている。そして、作動ピストン43が小径シリンダ20A内をポンプ室G側に向けて摺動変位し、ポンプ室G内の圧力が上昇するときには、逆止弁47が閉弁してポンプ室G内の空気が接続管部23側に流れるのを阻止すると共に、チェック弁45が開弁してポンプ室G内の空気を大気室H側に排出させる。
【0045】
また、作動ピストン43が小径シリンダ20A内を大気室H側に向け摺動変位してポンプ室G内の圧力を減少させるときには、チェック45が閉弁して大気室H側からポンプ室G内に向け空気が流通するのを阻止すると共に、ポンプ室G内の圧力が接続管部23側の圧力よりも低下すると、逆止弁47が開弁して図1に示すシェル4内の負圧室Aから接続管部9B,23等を介してポンプ室G内に空気を吸引する。これにより、シェル4内の負圧室Aには前記吸気マニホールド10からの負圧よりもさらに低圧の真空圧が、負圧ポンプ16のポンプ室Gから接続管部23,9B等を介して供給される。
【0046】
48は作動室ハウジング20の摺動穴20B内に摺動可能に挿嵌されたリリーフ用プランジャで、該リリーフ用プランジャ48は一端側がロッド部48Aとなって負圧室C内に突出し、他端側は摺動穴20Bの底部側に当接可能なストッパ部48Bとなっている。そして、リリーフ用プランジャ48はストッパ部48Bの外周側に真空圧設定ばね49を備え、例えば負圧通路46側の圧力が大気圧よりも該ばね49の設定圧分だけ下がったときには、このときの差圧(真空圧)によって真空圧設定ばね49が撓み変形し、リリーフ用プランジャ48はストッパ部48Bが摺動穴20Bの底部側に当接する位置まで摺動変位する。
【0047】
この結果、リリーフ用プランジャ48はロッド部48Aの先端側が矢示F1 方向に隔壁19側へと後退し、隔絶ピストン24が負圧室C側のストロークエンドまで摺動変位したときにも、負圧切換バルブ37のガイド弁体41がロッド部48Aの先端側に当接して矢示F2 方向に押圧されることはなくなり、負圧切換バルブ37は閉弁状態を保つことになる。そして、この場合には隔絶ピストン24がストロークエンドの位置で停止し、作動ピストン43もポンプ室G側のストロークエンドで動きを停止してしまうから、負圧通路46(接続管路23)側にこれ以上低い真空圧が生じることはなくなる。
【0048】
50は隔絶ピストン24のロッド24Bと隔壁19との間に配設されたチェック弁で、該チェック弁50は図4に示すように、ロッド24Bの外周面に摺接する環状のリップシール等から構成されている。そして、チェック弁50は隔絶ピストン24が負圧室C側に摺動変位するときに負圧室C内の空気が大気室H側に向けて排出されるのを許し、逆向きの流れを阻止するものである。
【0049】
さらに、51はポンプ室Gを迂回して逆止弁15の弁座側を摺動穴20B内に連通させるバイパス路で、該バイパス路51は接続管部21側を逆止弁15を介して摺動穴20B、負圧通路46および接続管部23側に連通させ、例えば接続管部21,23間の差圧により逆止弁15を開,閉弁させるものである。この場合、逆止弁15は接続管部21側が接続管部23側よりも高い圧力のときには閉弁するものの、接続管部23側が接続管部21側よりも高い圧力状態となったときには開弁するものである。
【0050】
本実施例による負圧式倍力装置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。
【0051】
まず、図2に示す如く隔絶ピストン24が隔絶室ハウジング18の大径シリンダ18A内を背圧室D側に向けてストロークエンドまで摺動変位したときには、大気切換バルブ31が開弁して背圧室Dを外部の大気に連通させ、負圧切換バルブ37が閉弁して負圧室Cと背圧室Dとの間を遮断する。そして、負圧室Cは吸気マニホールド10からの負圧が負圧導入路22を介して供給されるから、負圧室C内は負圧状態となる。また、背圧室Dは大気切換バルブ31を介して大気圧が導入される。
【0052】
この結果、負圧室Cと背圧室Dとの間には差圧が発生し、隔絶ピストン24はこのときの差圧により背圧室D側から負圧室C側に向けスプリング26に抗して摺動変位する。そして、隔絶ピストン24が負圧室C側に向けて大きく摺動変位したときには、環状突部24Aが隔壁19の外周部に当接することにより、隔絶ピストン24のストロークエンドを規制すると共に、負圧切換バルブ37のガイド弁体41がリリーフ用プランジャ48のロッド部48Aに当接し、負圧切換バルブ37は矢示F1 方向に押圧されて閉弁位置から開弁位置に切換わる。
【0053】
また、このときには隔絶ピストン24が負圧室C側へとストロークエンドまで摺動変位し、ばね受け25がロッド24Cと共にスプリング26に抗して図3中の矢示E2 方向に大きく変位しているから、ばね受け25はスプリング26を大きく撓ませた状態で切換プレート27に当接し、該切換プレート27が各弱ばね29に抗して大気切換バルブ31のキャップ34を矢示E2 方向に押圧することにより、大気切換バルブ31は開弁位置から閉弁位置に切換わり、背圧室Dを外部の大気に対して遮断する。
【0054】
これにより、隔絶ピストン24が負圧室C側のストロークエンドまで摺動変位したときには、大気切換バルブ31が閉弁状態に切換わることにより前記背圧室Dを外部の大気に対して遮断すると共に、負圧切換バルブ37が開弁状態に切換わることにより負圧室Cと背圧室D間を連通させるから、負圧室Cと背圧室Dとが互いに等しい圧力状態となり、隔絶ピストン24はスプリング26の付勢力により負圧室C側から背圧室D側に向けて摺動変位するようになる。
【0055】
そして、隔絶ピストン24が背圧室D側のストロークエンドまで図2に示す如く摺動変位すると、大気切換バルブ31が隔絶ピストン24により押圧されて開弁位置に切換わり、背圧室Dを外部の大気に連通させると共に、負圧切換バルブ37が隔絶室ハウジング18の底部側に当接して閉弁位置に切換わり、負圧室Cを背圧室Dに対して遮断する。これにより、隔絶ピストン24は負圧室Cと背圧室Dとの差圧により、再びスプリング26に抗して背圧室D側から負圧室C側に向けて摺動変位するようになる。
【0056】
かくして、吸気マニホールド10からの負圧と大気圧との差圧等によって隔絶ピストン24は隔絶室ハウジング18の大径シリンダ18A内で往復動を繰返すようになるから、作動ピストン43は隔絶ピストン24に追従して作動室ハウジング20の小径シリンダ20A内で往復動を繰返すようになり、作動ピストン43がポンプ室Gから大気室H側に向けて摺動変位するときに、吸気マニホールド10からの負圧よりもさらに低い真空圧をポンプ室G内に発生させることができる。
【0057】
この場合、隔絶ピストン24は作動ピストン43に比較して、例えば3〜5倍程度の外径寸法を有し、大径シリンダ18A内を摺動変位する隔絶ピストン24は小径シリンダ20A内の作動ピストン43に比較して9〜25倍程度の受圧面積を有するから、両者の受圧面積に比例した力をもって隔絶ピストン24により作動ピストン43を駆動でき、隔絶ピストン24に追従させて作動ピストン43を小径シリンダ20A内で確実に往復動させることができる。
【0058】
これにより、作動ピストン43がポンプ室Gから大気室H側に向けて摺動変位するときには、吸気マニホールド10からの負圧よりもさらに低い真空圧をポンプ室G内に確実に発生させることができ、ポンプ室G内の圧力がシェル4内の負圧室Aよりも低い真空圧となったときには真空圧供給用の逆止弁47が開弁することによって、ポンプ室Gから接続管部23,9B等を介してシェル4内の負圧室Aに向けて真空圧を供給することができる。
【0059】
また、作動ピストン43が大気室Hからポンプ室G側に向けて摺動変位するときには、ポンプ室G内の圧力が大気圧レベルまで上昇したとしても、このときにはポンプ室G内の空気をチェック弁45によって大気室H側に排出できるから、ポンプ室G内の圧力が大気圧以上まで上昇するのをチェック弁45により防止でき、ポンプ室Gを常に大気圧以下の圧力状態に保持することができる。
【0060】
従って、本実施例によれば、エンジンの吸気マニホールド10で発生した負圧を負圧ポンプ装置14の負圧ポンプ16により、例えば500mmHgよりもさらに低い真空圧まで確実に下げることができ、この真空圧をシェル4内の負圧室A内に供給することにより、ブレーキペダル1の踏込み操作時に倍力装置本体3のシェル4内で負圧室Aと制御圧室Bとの間に非常に大きな差圧を発生させることができる。そして、ブレーキ操作時には負圧室Aと制御圧室Bとの間の差圧を利用してペダル踏み力を倍力した大きな操作力を出力軸8からマスタシリンダ11へと伝えることができる。
【0061】
また、負圧ポンプ16はエンジンの吸気マニホールド10をシェル4の負圧室Aに接続した負圧導管9の途中に逆止弁15等を介して設ける構成としているから、図1に示す如くシェル4やダイヤフラム5等からなる倍力装置本体3を現行品のまま使用することができ、装置全体が大型化するのを確実に防止できる。
【0062】
さらに、負圧ポンプ16の駆動源として吸気マニホールド10からの負圧を利用しているから、例えば車両のエンジンを真空ポンプ用の駆動源として用いる場合に比較しても、大幅な小型化や軽量化を図ることができ、エンジンルーム側での取付スペースを小さくできると共に、製造コストや組立コスト等を確実に低減することができる。
【0063】
一方、負圧ポンプ16のポンプハウジング17には真空圧設定ばね49を備えたリリーフ用プランジャ48を設け、例えば負圧室A側の真空圧が過剰に下がるような場合には、真空圧設定ばね49を撓み変形させてリリーフ用プランジャ48のロッド部48Aを隔壁19側に後退させることにより、負圧切換バルブ37を閉弁状態に保持する構成としているから、隔絶ピストン24をストロークエンド位置で作動ピストン43と共に停止させることができ、負圧室A(接続管部23)側の真空圧が過剰に下がるのを確実に防止できると共に、リリーフ用プランジャ48等をポンプハウジング17内にコンパクトに収容することができる等の効果を奏する。
【0064】
なお、前記実施例では、図2に例示したように接続管部21,23間に位置して作動室ハウジング20内に逆止弁15を設ける構成としたが、本発明はこれに限らず、例えばポンプハウジング17とは別体で、作動室ハウジング20の外部に逆止弁15を設ける構成としてもよいものである。
【0065】
また、前記実施例では、倍力装置本体3の出力軸8をブレーキ用のマスタシリンダ11に連結した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、例えばクラッチ用のマスタシリンダ等、他のシリンダ装置等に適用してもよいものである。
【0066】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項1に記載の発明によれば、シェル内に負圧室と制御圧室とを画成する隔壁部材および制御弁機構等を有した負圧式の倍力手段と、エンジンの吸気マニホールドで発生した負圧を前記負圧室内に導くように前記シェルに接続される負圧導管とを備え、該負圧導管の途中には、吸気マニホールドからの負圧よりもさらに低い負圧を負圧室内に生じさせる負圧ポンプ手段と、負圧室側から吸気マニホールド側に向けて空気が流通するのを許し逆向きの流れを阻止する逆止弁とを設け、前記負圧ポンプ手段は、大径シリンダおよび小径シリンダを有するポンプハウジングと、該ポンプハウジングの大径シリンダ内に摺動可能に設けられ該大径シリンダ内を第1の圧力室と第2の圧力室とに画成した大径ピストンと、前記ポンプハウジングに形成され、前記吸気マニホールドからの負圧を第1の圧力室に導入する負圧導入路と、前記大径ピストンを第1の圧力室側から第2の圧力室側に向けて常時付勢し、該負圧導入路からの負圧により前記第1の圧力室が第2の圧力室よりも低圧となると、このときの差圧によって前記大径ピストンが第2の圧力室側から第1の圧力室側に向け摺動変位するのを許す付勢手段と、前記大径ピストンが大径シリンダ内を前記第1の圧力室側に向けてストロークエンドまで摺動変位したときに前記第2の圧力室を外部の大気に対して遮断し、前記大径ピストンが大径シリンダ内を前記第2の圧力室側に向けてストロークエンドまで摺動変位したときには前記第2の圧力室を大気と連通させる第1の切換弁機構と、前記大径ピストンが大径シリンダ内を前記第1の圧力室側に向けてストロークエンドまで摺動変位したときに前記第1の圧力室を第2の圧力室と連通させ、前記大径ピストンが大径シリンダ内を前記第2の圧力室側に向けてストロークエンドまで摺動変位したときには前記第1の圧力室を第2の圧力室に対して遮断する第2の切換弁機構と、前記大径ピストンに追従して前記ポンプハウジングの小径シリンダ内を摺動変位し該小径シリンダ内にポンプ室と大気室とを画成する小径ピストンと、前記ポンプ室内の空気が大気室側に向けて排出されるのを許し、逆向きの流れを阻止する負圧補償弁と、常時は閉弁して前記ポンプ室内を前記シェル内の負圧室から遮断し、前記ポンプ室内の圧力が前記シェル内の負圧室よりも低い圧力となったときに前記ポンプ室を負圧室に連通させる負圧供給弁とを備える構成としたから、吸気マニホールドからの負圧よりもさらに低い負圧を負圧ポンプ手段で生じさせることにより、負圧室と制御圧室との間の差圧を確実に増大でき、このときの差圧分だけ出力軸からより大きな力を取出すことができると共に、前記逆止弁によって負圧ポンプ手段および負圧室内を吸気マニホールド側よりもさらに低い圧力(負圧)状態に保持できる。従って、全体を大型化することなく気圧式倍力装置の出力を確実に向上でき、マスタシリンダ等に大きな操作力を伝えることができる上に、取付スペース等を小さくすることができ、コストダウンを図ることが可能となる。
【0067】
ここで、前記負圧ポンプ手段のポンプハウジング内に設けた大径シリンダと小径シリンダとのうち、大径シリンダ内には吸気マニホールドからの負圧と外部の大気圧との差圧により往復動を繰返す大径ピストンを設け、前記小径シリンダ内には該大径ピストンに追従して往復動し該小径シリンダ内をポンプ室と大気室とに画成する小径ピストンを設けると共に、前記ポンプ室内の空気が大気室側に向けて排出されるのを許し、逆向きの流れを阻止する負圧補償弁と、常時は閉弁して前記ポンプ室内を前記シェル内の負圧室から遮断し、前記ポンプ室内の圧力が前記シェル内の負圧室よりも低い圧力となったときに前記ポンプ室を負圧室に連通させる負圧供給弁とを備える構成としたから、前記負圧ポンプ手段は、前記小径ピストンが大径ピストンに追従してポンプ室から大気室側に向けて摺動変位するときに前記吸気マニホールドからの負圧よりもさらに低い圧力(負圧)をポンプ室内に発生させることができ、この負圧を負圧供給弁を介してポンプ室からシェル内の負圧室に向け供給できる。また、前記小径ピストンが大気室からポンプ室側に向けて摺動変位するときには、該ポンプ室内の圧力が大気圧レベルまで上昇したとしても、このときにはポンプ室内の空気を負圧補償弁により大気室側に排出できるから、ポンプ室内を常に大気圧以下の圧力状態に保持することができる。
【0068】
しかも、大径ピストンが大径シリンダ内を第2の圧力室側に向けてストロークエンドまで摺動変位したときに、第1の切換弁機構により前記第2の圧力室を外部の大気に連通させ、第2の切換弁機構により第1,第2の圧力室間を遮断するから、負圧導入路からの負圧で前記第1の圧力室内を負圧状態とし、前記第2の圧力室内を大気圧とすることができ、第1,第2の圧力室間に生じる差圧により前記大径ピストンを第2の圧力室側から第1の圧力室側に向け付勢手段に抗して摺動変位させることができる。また、前記大径ピストンが大径シリンダ内を第1の圧力室側に向けてストロークエンドまで摺動変位したときには、第1の切換弁機構が閉弁状態に切換わることにより前記第2の圧力室を外部の大気に対して遮断し、第2の切換弁機構が開弁状態に切換わることにより第1,第2の圧力室間を連通させるから、第1,第2の圧力室を共に大気に対して遮断して互いに等しい圧力状態に保持でき、前記付勢手段の付勢力により前記大径ピストンを第1の圧力室側から第2の圧力室側に向けて摺動変位させることができる。
【0069】
さらに、大径ピストンに追従して小径ピストンがポンプ室から大気室側に向けて摺動変位するときに、吸気マニホールドからの負圧よりもさらに低い圧力(負圧)をポンプ室内に発生させ、この負圧を負圧供給弁を介してポンプ室からシェル内の負圧室に向け供給できるから、気圧式倍力装置の出力を確実に向上でき、マスタシリンダ等に大きな操作力を伝えることができる上に、全体を小型・軽量化して取付スペース等を小さくすることができ、製造コストや組立コスト等を確実に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による気圧式倍力装置を示す全体構成図である。
【図2】図1中の負圧ポンプ装置を拡大して示す縦断面図である。
【図3】図2中の左半分を拡大して示す大気切換弁および負圧切換弁等の縦断面図である。
【図4】図2中の右半分を拡大して示す作動ピストンおよびリリーフ用プランジャ等の縦断面図である。
【符号の説明】
1 ブレーキペダル
2 負圧式倍力装置
3 倍力装置本体(倍力手段)
4 シェル
5 ダイヤフラム(隔壁部材)
6 入力軸
7 制御弁機構
8 出力軸
9 負圧導管
10 吸気マニホールド
11 マスタシリンダ
14 負圧ポンプ装置
15 逆止弁
16 負圧ポンプ(負圧ポンプ手段)
17 ポンプハウジング
18 隔絶室ハウジング
18A 大径シリンダ
19 隔壁
20 作動室ハウジング
20A 小径シリンダ
22 負圧導入路
24 隔絶ピストン(大径ピストン)
26 スプリング(付勢手段)
31 大気切換バルブ(第1の切換弁機構)
37 負圧切換バルブ(第2の切換弁機構)
43 作動ピストン(小径ピストン)
44 大気連通路
45 チェック弁(負圧補償弁)
47 逆止弁(負圧供給弁)
48 リリーフ用プランジャ
A 負圧室
B 制御圧室
C 負圧室(第1の圧力室)
D 背圧室(第2の圧力室)
G ポンプ室
H 大気室[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a negative pressure type booster that is preferably used for boosting a depressing operation force such as a brake pedal using a negative pressure generated in an intake manifold of a vehicle engine, for example.
[0002]
[Prior art]
Generally, a shell, an outer peripheral side is attached to the shell, a diaphragm that defines the inside of the shell as a negative pressure chamber and a control pressure chamber, and an inner peripheral side of the diaphragm, the negative pressure chamber and the control pressure chamber are provided. A control valve mechanism for communicating and blocking between the control valve mechanism, an input shaft that is pressed through a brake pedal or the like to open and close the control valve mechanism, and a differential pressure generated between the negative pressure chamber and the control pressure chamber Thus, there is known a negative pressure type booster composed of an output shaft that boosts the pressing operation force of the input shaft and outputs it to the outside.
[0003]
In this type of negative pressure booster according to the prior art, for example, the negative pressure generated in the intake manifold of an automobile engine is guided into the negative pressure chamber of the shell, and the vehicle is not braked until the brake pedal is depressed. For example, the negative pressure chamber and the control pressure chamber are communicated with each other by the control valve mechanism, and the negative pressure chamber and the control pressure chamber are both placed in a negative pressure state.
[0004]
When the vehicle is braked, if the input shaft is pressed by depressing the brake pedal, the control valve mechanism shuts off the negative pressure chamber and the control pressure chamber and introduces atmospheric pressure to the control pressure chamber side. Thus, a differential pressure is generated between the negative pressure chamber and the control pressure chamber in the shell, and the operating force that doubles the depressing force of the brake pedal using this differential pressure is transferred from the output shaft to the master cylinder. Tell.
[0005]
As a result, the booster can drive the master cylinder with a force obtained by boosting the depressing operation force of the brake pedal, and by supplying brake fluid pressure from the master cylinder to the brake cylinder on each wheel side, These brake cylinders can apply a braking force to each wheel of the vehicle.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the negative pressure type booster according to the above-described prior art, the negative pressure generated in the intake manifold of the engine is merely introduced into the negative pressure chamber of the shell as it is by a negative pressure conduit or the like. Only a pressure can be generated in the negative pressure chamber, and there is a problem that an output higher than this can not be transmitted from the negative pressure booster to the master cylinder.
[0007]
In particular, increasing the output of a negative pressure booster is becoming a major issue as the size of the vehicle increases. However, if the negative pressure chamber or shell is simply enlarged to enlarge the entire device, it will be difficult to secure a mounting space on the engine room side of the vehicle, resulting in increased costs. .
[0008]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and the present invention can reliably improve the output without increasing the size of the whole, and can transmit a large operating force to the master cylinder and the like, and can be mounted in a space. It is an object of the present invention to provide a negative pressure booster that can reduce the cost and reduce the cost.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the invention of claim 1 is provided with a shell, a partition member provided in the shell and defining a inside of the shell into a negative pressure chamber and a control pressure chamber, and the partition member. A control valve mechanism for communicating and blocking between the negative pressure chamber and the control pressure chamber according to a pressing operation of the input shaft, and a pressure operation of the input shaft by a differential pressure between the negative pressure chamber and the control pressure chamber A negative pressure type boosting means consisting of an output shaft that boosts the force and outputs it externally;
A negative pressure conduit connected to the shell to guide the negative pressure generated in the intake manifold of the engine into the negative pressure chamber;
A negative pressure lower than the negative pressure from the intake manifold is generated in the negative pressure chamber so as to increase the differential pressure between the negative pressure chamber and the control pressure chamber. Negative pressure pump means;
A check valve provided in the middle of the negative pressure conduit, allowing air to flow from the negative pressure chamber side toward the intake manifold side, and preventing a reverse flow;
The negative pressure pump means is,
BigA pump housing having a diameter cylinder and a small diameter cylinder;,
TheIt is slidably installed in the large diameter cylinder of the pump housing.TheInside large diameter cylinderWas defined as a first pressure chamber and a second pressure chamber.With large diameter piston,
A negative pressure introduction path formed in the pump housing and introducing a negative pressure from the intake manifold into the first pressure chamber;
The large-diameter piston is constantly urged from the first pressure chamber side to the second pressure chamber side, and the first pressure chamber is more than the second pressure chamber by the negative pressure from the negative pressure introduction path. An urging means for allowing the large-diameter piston to slide and move from the second pressure chamber side toward the first pressure chamber side due to the differential pressure at this time,
When the large-diameter piston slides and displaces in the large-diameter cylinder toward the first pressure chamber to the stroke end, the second pressure chamber is shut off from the outside atmosphere, and the large-diameter piston A first switching valve mechanism for communicating the second pressure chamber with the atmosphere when sliding inside the large-diameter cylinder toward the second pressure chamber toward the stroke end;
When the large-diameter piston is slidably displaced to the stroke end in the large-diameter cylinder toward the first pressure chamber, the first pressure chamber communicates with the second pressure chamber, and the large-diameter piston A second switching valve mechanism that shuts off the first pressure chamber from the second pressure chamber when sliding inside the large-diameter cylinder toward the second pressure chamber toward the stroke end;
SaidFollowing the large diameter piston, inside the small diameter cylinder of the pump housingSliding displacementShi,A small-diameter piston defining a pump chamber and an air chamber in the small-diameter cylinder;,
in frontA negative pressure compensation valve that allows the air in the pump chamber to be discharged toward the atmosphere chamber and prevents reverse flow;,
AlwaysThe valve chamber is closed to shut off the pump chamber from the negative pressure chamber in the shell, and the pump chamber is made to be a negative pressure chamber when the pressure in the pump chamber becomes lower than the negative pressure chamber in the shell. The structure which consists of a negative pressure supply valve connected to is adopted.
[0010]
According to the above configuration,Using negative pressure pump means,Negative pressure even lower than the negative pressure from the intake manifoldRawAs a result, the differential pressure between the negative pressure chamber and the control pressure chamber can be reliably increased, and a larger force can be extracted from the output shaft by the differential pressure at this time. Further, since a check valve is provided in the middle of the negative pressure conduit between the negative pressure chamber of the booster means and the intake manifold, the negative pressure pump means and the negative pressure chamber are further located on the intake manifold side. A low pressure (negative pressure) state can be maintained.
[0011]
in this caseThe negative pressure pump means includes a pump housing having a large-diameter cylinder and a small-diameter cylinder, and a difference between the negative pressure from the intake manifold provided in the large-diameter cylinder of the pump housing and the external atmospheric pressure. A large-diameter piston that repeats reciprocation in the large-diameter cylinder by pressure, and reciprocates in the small-diameter cylinder of the pump housing following the large-diameter piston to define a pump chamber and an air chamber in the small-diameter cylinder. A small-diameter piston, a negative pressure compensation valve that allows the air in the pump chamber to be exhausted toward the atmosphere chamber side and prevents reverse flow, and a normally closed valve that keeps the pump chamber in the shell And a negative pressure supply valve that communicates the pump chamber with the negative pressure chamber when the pressure in the pump chamber becomes lower than the negative pressure chamber in the shell.NoThe
[0012]
For this reason, the negative pressure pump meansWhen the large-diameter piston repeats reciprocating motion in the large-diameter cylinder of the pump housing due to the differential pressure between the negative pressure and the atmospheric pressure from the intake manifold, the small-diameter piston follows the large-diameter piston and enters the small-diameter cylinder of the pump housing. Therefore, when the small-diameter piston slides and displaces from the pump chamber toward the atmosphere chamber, a pressure (negative pressure) lower than the negative pressure from the intake manifold can be generated in the pump chamber.
[0013]
AndSaidWhen the pressure in the pump chamber is lower than the negative pressure chamber in the shellThe negative pressure pump meansSince the negative pressure supply valve opens,SaidA lower pressure (negative pressure) can be supplied from the pump chamber toward the negative pressure chamber in the shell. In addition, when the small-diameter piston slides from the atmospheric chamber toward the pump chamber side, even if the pressure in the pump chamber rises to the atmospheric pressure level, the air in the pump chamber isSaidSince it can be discharged to the atmosphere chamber side by the negative pressure compensation valve, the pump chamber can always be kept at a pressure state below atmospheric pressure.
[0015]
That isWhen the large-diameter piston slides and displaces to the stroke end in the large-diameter cylinder toward the second pressure chamberIsThe first switching valve mechanism communicates the second pressure chamber with the external atmosphere, and the second switching valve mechanism blocks the first and second pressure chambers. The first pressure chamber can be made into a negative pressure state by pressure, and the second pressure chamber can be set to atmospheric pressure, and the large-diameter piston is made to be second by the differential pressure generated between the first and second pressure chambers. Can be displaced from the pressure chamber side toward the first pressure chamber side against the biasing means.
[0016]
When the large-diameter piston slides and displaces to the stroke end in the large-diameter cylinder toward the first pressure chamber, the first switching valve mechanism is switched to the closed state, whereby the second pressure Since the chamber is shut off from the outside atmosphere and the second switching valve mechanism is switched to the open state, the first and second pressure chambers communicate with each other. It is possible to keep the same pressure state by blocking against the atmosphere, and the large-diameter piston can be slid and displaced from the first pressure chamber side to the second pressure chamber side by the urging force of the urging means. it can.
[0017]
As a result, the large-diameter piston can be reciprocated in the large-diameter cylinder of the pump housing by the differential pressure between the negative pressure and the atmospheric pressure from the intake manifold, and the small-diameter piston follows the large-diameter piston and moves the pump housing. By reciprocating in the small diameter cylinder, a pressure (negative pressure) lower than the negative pressure from the intake manifold is generated in the pump chamber when the small diameter piston slides from the pump chamber toward the atmosphere chamber side. be able to.
[0018]
When the pressure in the pump chamber becomes lower than that in the negative pressure chamber in the shell, the negative pressure supply valve opens, so that a lower pressure (negative pressure) from the pump chamber toward the negative pressure chamber in the shell. Can be supplied. Further, when the small-diameter piston slides and moves from the atmospheric chamber toward the pump chamber side, even if the pressure in the pump chamber rises to the atmospheric pressure level, the air in the pump chamber is then evacuated by the negative pressure compensation valve. Since it can be discharged to the side, the pump chamber can always be kept at a pressure state below atmospheric pressure.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0020]
1 to 4 show a case where the negative pressure booster according to the embodiment of the present invention is applied to a vehicle brake device.
[0021]
In the figure, 1 is a brake pedal provided in a driver's cab of a vehicle, 2 is a negative pressure booster operated by the brake pedal 1, and the negative pressure booster 2 is a negative pressure type as shown in FIG. The booster
[0022]
Here, the booster
[0023]
Further, the
[0024]
On the other hand, the atmospheric pressure is introduced into the control pressure chamber B in the
[0025]
Reference numeral 11 denotes a master cylinder which is operated by the brake pedal 1 via the booster
[0026]
[0027]
[0028]
[0029]
[0030]
[0031]
The
[0032]
[0033]
[0034]
Here, when the
[0035]
A
[0036]
[0037]
Here, when the
[0038]
On the other hand, when the
[0039]
[0040]
Here, when the
[0041]
On the other hand, when the
[0042]
43 is an operating piston as a small-diameter piston that is slidably inserted into the small-
[0043]
45 is a check valve serving as a negative pressure compensation valve provided on the outer peripheral side of the working
[0044]
46 is a negative pressure passage formed in the working
[0045]
When the
[0046]
A
[0047]
As a result, the
[0048]
[0049]
Further, 51 is a bypass passage that bypasses the pump chamber G and communicates the valve seat side of the
[0050]
The negative pressure booster according to the present embodiment has the above-described configuration, and the operation thereof will be described next.
[0051]
First, as shown in FIG. 2, when the
[0052]
As a result, a differential pressure is generated between the negative pressure chamber C and the back pressure chamber D, and the
[0053]
At this time, the
[0054]
As a result, when the
[0055]
When the
[0056]
Thus, the
[0057]
In this case, the
[0058]
Thereby, when the
[0059]
Further, when the
[0060]
Therefore, according to the present embodiment, the negative pressure generated in the
[0061]
Further, since the
[0062]
Furthermore, since the negative pressure from the
[0063]
On the other hand, the
[0064]
In addition, in the said Example, although it was set as the structure which provides the
[0065]
Moreover, in the said Example, although the case where the
[0066]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the invention described in claim 1, negative pressure type boosting means having a partition member and a control valve mechanism that define a negative pressure chamber and a control pressure chamber in the shell, A negative pressure conduit connected to the shell so as to guide the negative pressure generated in the intake manifold of the engine into the negative pressure chamber, and in the middle of the negative pressure conduit is lower than the negative pressure from the intake manifold A negative pressure pump means for generating a negative pressure in the negative pressure chamber; and a check valve for allowing air to flow from the negative pressure chamber side toward the intake manifold side and blocking a reverse flow; The pump means includes a pump housing having a large diameter cylinder and a small diameter cylinder, and is slidably provided in the large diameter cylinder of the pump housing.TheInside large diameter cylinderWas defined as a first pressure chamber and a second pressure chamber.A large diameter piston,A negative pressure introduction path formed in the pump housing for introducing a negative pressure from the intake manifold into the first pressure chamber, and the large-diameter piston from the first pressure chamber side toward the second pressure chamber side. When the first pressure chamber is always urged and the first pressure chamber becomes lower than the second pressure chamber due to the negative pressure from the negative pressure introduction path, the large-diameter piston is moved to the second pressure chamber side by the differential pressure at this time. Urging means for allowing sliding displacement from the first pressure chamber toward the first pressure chamber side, and when the large-diameter piston slides and displaces in the large-diameter cylinder toward the first pressure chamber to the stroke end The second pressure chamber is shut off from the external atmosphere, and the second pressure chamber is moved when the large-diameter piston slides and displaces toward the stroke end in the large-diameter cylinder toward the second pressure chamber. A first switching valve mechanism for communicating with the atmosphere, and the large-diameter pipe The first pressure chamber communicates with the second pressure chamber when the cylinder is slidably displaced to the stroke end in the large diameter cylinder toward the first pressure chamber, and the large diameter piston is connected to the large diameter cylinder. A second switching valve mechanism that shuts off the first pressure chamber from the second pressure chamber when the inside is slid to the stroke end toward the second pressure chamber,Following the large diameter piston, inside the small diameter cylinder of the pump housingSliding displacementA small-diameter piston that defines a pump chamber and an atmospheric chamber in the small-diameter cylinder, and a negative pressure compensation valve that allows the air in the pump chamber to be discharged toward the atmospheric chamber and prevents reverse flow The valve chamber is normally closed to shut off the pump chamber from the negative pressure chamber in the shell, and when the pressure in the pump chamber becomes lower than the negative pressure chamber in the shell, the pump chamber is Since the negative pressure supply valve communicated with the pressure chamber is provided, a negative pressure lower than the negative pressure from the intake manifold is generated by the negative pressure pump means, so that the negative pressure chamber and the control pressure chamber are separated from each other. The pressure difference between the negative pressure pump means and the negative pressure chamber is lower than the intake manifold side by the check valve. Hold in pressure (negative pressure) state That. Therefore, the output of the pneumatic booster can be reliably improved without increasing the size of the whole, and a large operating force can be transmitted to the master cylinder and the like, and the installation space can be reduced, thereby reducing the cost. It becomes possible to plan.
[0067]
hereOf the large-diameter cylinder and small-diameter cylinder provided in the pump housing of the negative-pressure pump means, the large-diameter cylinder repeatedly reciprocates due to the differential pressure between the negative pressure from the intake manifold and the external atmospheric pressure. A small-diameter piston is provided, and a small-diameter piston that reciprocates following the large-diameter piston to define the inside of the small-diameter cylinder into a pump chamber and an atmospheric chamber is provided in the small-diameter cylinder, and air in the pump chamber is A negative pressure compensation valve that allows discharge toward the chamber and prevents reverse flow; and normally closes the pump chamber to shut off the pump chamber from the negative pressure chamber in the shell; Since the negative pressure pump means includes the negative pressure supply valve that communicates the pump chamber with the negative pressure chamber when the pressure becomes lower than the negative pressure chamber in the shell, the negative pressure pump means includes the small-diameter piston. For large diameter pistons Accordingly, when sliding displacement from the pump chamber toward the atmosphere chamber side, a pressure (negative pressure) lower than the negative pressure from the intake manifold can be generated in the pump chamber, and this negative pressure is negative pressure. It can supply toward the negative pressure chamber in a shell from a pump chamber via a supply valve. Further, when the small-diameter piston slides and moves from the atmospheric chamber toward the pump chamber side, even if the pressure in the pump chamber rises to the atmospheric pressure level, the air in the pump chamber is then evacuated by the negative pressure compensation valve. Since it can be discharged to the side, the pump chamber can always be kept at a pressure state below atmospheric pressure.
[0068]
MoreoverWhen the large-diameter piston is slidably displaced to the stroke end in the large-diameter cylinder toward the second pressure chamber, the second pressure chamber is communicated with the external atmosphere by the first switching valve mechanism, Since the first and second pressure chambers are shut off by the second switching valve mechanism, the first pressure chamber is brought into a negative pressure state by the negative pressure from the negative pressure introduction passage, and the second pressure chamber is largely discharged. The large-diameter piston slides against the biasing means from the second pressure chamber side to the first pressure chamber side by the differential pressure generated between the first and second pressure chambers. Can be displaced. Further, when the large-diameter piston is slidably displaced to the stroke end in the large-diameter cylinder toward the first pressure chamber side, the first switching valve mechanism is switched to the valve-closed state, whereby the second pressure Since the chamber is shut off from the outside atmosphere and the second switching valve mechanism is switched to the open state, the first and second pressure chambers communicate with each other. It is possible to keep the same pressure state by blocking against the atmosphere, and the large-diameter piston can be slid and displaced from the first pressure chamber side to the second pressure chamber side by the urging force of the urging means. it can.
[0069]
In addition, largeWhen the small-diameter piston slides from the pump chamber toward the atmosphere chamber following the large-diameter piston, a pressure (negative pressure) lower than the negative pressure from the intake manifold is generated in the pump chamber. Can be supplied from the pump chamber to the negative pressure chamber in the shell via the negative pressure supply valve, so that the output of the pneumatic booster can be reliably improved and a large operating force can be transmitted to the master cylinder, etc. The whole can be reduced in size and weight to reduce the installation space and the like, and the manufacturing cost and assembly cost can be surely reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a pneumatic booster according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged longitudinal sectional view of the negative pressure pump device in FIG. 1. FIG.
3 is a longitudinal cross-sectional view of an atmospheric switching valve, a negative pressure switching valve, and the like, showing the left half in FIG. 2 in an enlarged manner.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of an operation piston, a relief plunger, and the like, showing the right half in FIG. 2 in an enlarged manner.
[Explanation of symbols]
1 Brake pedal
2 Negative pressure booster
3 Booster body (boost means)
4 Shell
5 Diaphragm (bulk member)
6 Input shaft
7 Control valve mechanism
8 Output shaft
9 Negative pressure conduit
10 Intake manifold
11 Master cylinder
14 Negative pressure pump device
15 Check valve
16 Negative pressure pump (negative pressure pump means)
17 Pump housing
18 Isolation room housing
18A large diameter cylinder
19 Bulkhead
20 Working chamber housing
20A small diameter cylinder
22 Negative pressure inlet
24 isolated piston (large diameter piston)
26 Spring (biasing means)
31 Atmospheric switching valve (first switching valve mechanism)
37 Negative pressure switching valve (second switching valve mechanism)
43 Actuating piston (small diameter piston)
44 Atmospheric communication passage
45 Check valve (Negative pressure compensation valve)
47 Check valve (negative pressure supply valve)
48 Relief Plunger
A Negative pressure chamber
B Control pressure chamber
C Negative pressure chamber (first pressure chamber)
D Back pressure chamber (second pressure chamber)
G Pump room
H Air chamber
Claims (1)
エンジンの吸気マニホールドで発生した負圧を前記倍力手段の負圧室内に導くように前記シェルに接続される負圧導管と、
該負圧導管の途中に設けられ、前記負圧室と制御圧室との間の差圧を増大させるために前記吸気マニホールドからの負圧よりもさらに低い負圧を前記負圧室内に生じさせる負圧ポンプ手段と、
前記負圧導管の途中に設けられ、前記負圧室側から吸気マニホールド側に向けて空気が流通するのを許し、逆向きの流れを阻止する逆止弁とを備え、
前記負圧ポンプ手段は、
大径シリンダおよび小径シリンダを有するポンプハウジングと、
該ポンプハウジングの大径シリンダ内に摺動可能に設けられ、該大径シリンダ内を第1の圧力室と第2の圧力室とに画成した大径ピストンと、
前記ポンプハウジングに形成され、前記吸気マニホールドからの負圧を第1の圧力室に導入する負圧導入路と、
前記大径ピストンを第1の圧力室側から第2の圧力室側に向けて常時付勢し、該負圧導入路からの負圧により前記第1の圧力室が第2の圧力室よりも低圧となると、このときの差圧によって前記大径ピストンが第2の圧力室側から第1の圧力室側に向け摺動変位するのを許す付勢手段と、
前記大径ピストンが大径シリンダ内を前記第1の圧力室側に向けてストロークエンドまで摺動変位したときに前記第2の圧力室を外部の大気に対して遮断し、前記大径ピストンが大径シリンダ内を前記第2の圧力室側に向けてストロークエンドまで摺動変位したときには前記第2の圧力室を大気と連通させる第1の切換弁機構と、
前記大径ピストンが大径シリンダ内を前記第1の圧力室側に向けてストロークエンドまで摺動変位したときに前記第1の圧力室を第2の圧力室と連通させ、前記大径ピストンが大径シリンダ内を前記第2の圧力室側に向けてストロークエンドまで摺動変位したときには前記第1の圧力室を第2の圧力室に対して遮断する第2の切換弁機構と、
前記大径ピストンに追従して前記ポンプハウジングの小径シリンダ内を摺動変位し、該小径シリンダ内にポンプ室と大気室とを画成する小径ピストンと、
前記ポンプ室内の空気が大気室側に向けて排出されるのを許し、逆向きの流れを阻止する負圧補償弁と、
常時は閉弁して前記ポンプ室内を前記シェル内の負圧室から遮断し、前記ポンプ室内の圧力が前記シェル内の負圧室よりも低い圧力となったときに前記ポンプ室を負圧室に連通させる負圧供給弁とにより構成してなる負圧式倍力装置。A shell, a partition member provided in the shell and defining a negative pressure chamber and a control pressure chamber in the shell, and the negative pressure chamber and the control pressure chamber provided in the partition member according to a pressing operation of an input shaft A control valve mechanism that communicates and blocks between the negative pressure chamber and the control pressure chamber, and a negative output shaft that boosts the pressing operation force of the input shaft by the differential pressure between the negative pressure chamber and the control pressure chamber and outputs the output shaft to the outside. A pressure booster;
A negative pressure conduit connected to the shell to guide the negative pressure generated in the intake manifold of the engine into the negative pressure chamber of the booster;
A negative pressure lower than the negative pressure from the intake manifold is generated in the negative pressure chamber so as to increase the differential pressure between the negative pressure chamber and the control pressure chamber. Negative pressure pump means;
A check valve provided in the middle of the negative pressure conduit, allowing air to flow from the negative pressure chamber side toward the intake manifold side, and preventing a reverse flow;
The negative pressure pump means,
A pump housing having a larger diameter cylinder and a small diameter cylinder,
Slidably disposed in the large-diameter cylinder of the pump housing, and the large-diameter piston defining inside the large-diameter cylinder into a first pressure chamber and a second pressure chamber,
A negative pressure introduction path formed in the pump housing and introducing a negative pressure from the intake manifold into the first pressure chamber;
The large-diameter piston is constantly urged from the first pressure chamber side to the second pressure chamber side, and the first pressure chamber is more than the second pressure chamber by the negative pressure from the negative pressure introduction path. An urging means for allowing the large-diameter piston to slide and move from the second pressure chamber side toward the first pressure chamber side due to the differential pressure at this time,
When the large-diameter piston slides and displaces in the large-diameter cylinder toward the first pressure chamber to the stroke end, the second pressure chamber is shut off from the outside atmosphere, and the large-diameter piston A first switching valve mechanism for communicating the second pressure chamber with the atmosphere when sliding inside the large-diameter cylinder toward the second pressure chamber toward the stroke end;
When the large-diameter piston is slidably displaced to the stroke end in the large-diameter cylinder toward the first pressure chamber, the first pressure chamber communicates with the second pressure chamber, and the large-diameter piston A second switching valve mechanism that shuts off the first pressure chamber from the second pressure chamber when sliding inside the large-diameter cylinder toward the second pressure chamber toward the stroke end;
And a small diameter piston the following the large-diameter piston slides displaced the small diameter cylinder of the pump housing to define a pump chamber and the atmospheric chamber in the small-diameter cylinder,
A negative pressure compensating valve air before Symbol pump chamber allowing the discharged toward the atmospheric chamber side, to prevent the flow of reverse,
Always-on intercepts the pump chamber is closed from the negative pressure chamber within said shell, the negative pressure of the pump chamber when the pressure in the pump chamber becomes lower pressure than the negative pressure chamber within said shell vacuum booster comprising constituted by the negative pressure supply valve for communicating the chamber.
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