JP6646535B2 - 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、入力ロッドに連結されたプランジャと、プランジャに当接可能に配置された可動部材と、入力ロッドがプランジャと可動部材とを移動させることにより、変圧室に作動気体を導入して定圧室と変圧室との間に圧力差を発生させる弁手段と、この圧力差によってパワーピストンに生じた推力が作用する出力ロッドと、出力ロッドからの反力の一部を入力ロッドに伝達するためのリアクション部材とを備えている。また、可動部材の外周側には、可動部材に係合する係合部材と、係合部材と相対移動して係合部材と可動部材との係合を解除する係合解除部材とを備えている。

この場合、係合部材は、急制動時等に入力ロッドが速く押込まれると、可動部材に係合することにより可動部材の移動を規制する。これにより、入力ロッドの戻し時に可動部材とプランジャとの間に隙間を形成させている。その結果、入力ロッドには、リアクション部材からの反力が作用しないので、入力ロッドの押込み状態を長く維持することができ、弁手段を長く開放して出力を増加させている（例えば、特許文献１参照）。

米国特許出願公開第２００５／０１２６３８５号明細書

ところで、従来技術による気圧式倍力装置では、ブレーキ解除時（入力ロッドの戻し時）で弁手段が閉じた場合に、係合解除部材が係合部材と可動部材との係合を解除すると、リアクション部材からの反力が可動部材へ一気に解放されるので、可動部材が速い速度でプランジャに衝突して打音（異音）が発生する虞がある。

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、ブレーキ解除時に異音が発生するのを抑制した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、定圧室と変圧室とに画成されたハウジング内に配置され、前記定圧室と前記変圧室との圧力差により変位するパワーピストンと、前記パワーピストンに連結され前記ハウジング内を移動するバルブボディと、一端側がブレーキペダルに連結され他端側が前記バルブボディ内に向けて延びる入力ロッドと、前記バルブボディ内に配置され前記入力ロッドに連結されるプランジャと、前記バルブボディ内で前記プランジャの軸方向他端側に当接可能に配置された可動部材と、前記入力ロッドが前記プランジャと前記可動部材とを移動させることにより、前記変圧室に作動気体を導入して前記定圧室と前記変圧室との間に圧力差を発生させる弁手段と、この圧力差によって前記パワーピストンに生じた推力が作用する出力ロッドと、前記出力ロッドからの反力の一部を前記可動部材および前記プランジャを介して前記入力ロッドに伝達するリアクション部材と、を備え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は、前記可動部材の外周側に摺動可能に配置され、該可動部材が前記バルブボディに対して相対移動したときに該可動部材に係合する係合部材と、前記バルブボディ内で軸方向に相対移動可能に設けられ、前記係合部材に接触することにより該係合部材と前記可動部材との係合を解除する係合解除部材と、前記係合解除部材と前記バルブボディとの間に配置される第１のシール部材と、前記係合解除部材と前記可動部材との間に配置される第２のシール部材と、を備え、前記バルブボディには、前記定圧室と前記バルブボディ内とを連通する連通路が形成され、前記バルブボディ内は、前記入力ロッドの他端側が位置し前記変圧室と連通される第１の室と、該第１の室と前記第１，第２のシール部材により画成され前記バルブボディに形成される前記連通路により前記定圧室と連通される第２の室とからなり、前記可動部材は、一端側が前記第１の室内に位置し他端側が前記第２の室内に位置している。

本発明によれば、ブレーキ解除時に異音が発生するのを抑制することができる。

本発明の実施形態による気圧式倍力装置を示す縦断面図である。 図１中のバルブボディ、可動部材、係合部材、係合解除部材等を拡大して示す断面図である。 図２中の可動部材、係合部材、係合解除部材等を拡大して示す断面図である。 急ブレーキ操作時の作動状態を示す断面図である。 急ブレーキ操作を解除したときの作動状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施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、図１ないし図５に従って詳細に説明する。

図１において、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、該ハウジング２は、車両（図示せず）の前側寄りに位置するフロントシェル３と、その後側に位置するリヤシェル４とにより構成されている。これらシェル３，４は、その外周側で互いに気密状態に固着され、ハウジング２の内部に室（後述の定圧室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の筒状凹部３Ｂが形成されている。ここで、フロントシェル３の筒状凹部３Ｂには、前記マスタシリンダとの間を気密にシールする環状のシール部材（図示せず）が設けられている。このシール部材は、ハウジング２内の定圧室Ａを外部の大気に対して気密状態にシールするものである。

一方、リヤシェル４には、車両ボディ（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が突設されている。また、リヤシェル４には、後方筒部４Ｂの軸方向（長さ方向）途中部位に環状の段差部４Ｃが設けられている。この段差部４Ｃには、後述する入力ロッド２１の押動操作解除時に後述のストップキー２９が図１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２８の戻り位置が規制される。

ハウジング２内には、ダイヤフラム等からなるパワーピストン５が設けられている。このパワーピストン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、内周側が後述のバルブボディ６に固着されている。これにより、フロントシェル３とパワーピストン５との間の空間は、定圧室Ａとなっている。一方、リヤシェル４とパワーピストン５との間は、変圧室Ｂとなっている。即ち、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、パワーピストン５により定圧室Ａと変圧室Ｂとに画成されている。

バルブボディ６は、パワーピストン５に連結されハウジング２内を軸方向に移動するものである。このバルブボディ６は、例えば高強度の樹脂材料を用いて形成され、リヤシェル４の後方筒部４Ｂ内に挿通されている。そして、バルブボディ６は、前端側（他端側）がパワーピストン５に連結され、リヤシェル４の後方筒部４Ｂ内を延びる第１のボディ７と、第１のボディ７の前端側に位置して第１のボディ７内に挿入（嵌合）された第２のボディ１６とにより構成されている。第１のボディ７と第２のボディ１６とは、パワーピストン５の変位に連動して一緒にハウジング２内を軸方向に変位する。

第１のボディ７は、前端側（他端側）がハウジング２内でパワーピストン５の内周側に連結（固着）され後方筒部４Ｂに沿って延びる大径部７Ａと、大径部７Ａに接続されリヤシェル４の後方筒部４Ｂからハウジング２の外部に延出された小径部７Ｂと、大径部７Ａおよび小径部７Ｂの径方向内側に設けられた内側突出部７Ｃと、内側突出部７Ｃの後端側に形成された環状の弁座部７Ｄとを含んで構成されている。この場合、大径部７Ａと小径部７Ｂとは、第１のボディ７の外殻を構成している。

大径部７Ａの内周側は、軸方向後側に向けて窪む第２のボディ挿入凹部８となっている。この第２のボディ挿入凹部８には、後述の第２のボディ１６が挿入される。また、大径部７Ａには、第２のボディ挿入凹部８よりも径方向外側に位置して、前，後方向に延びる第１の連通路９が形成されている。この第１の連通路９は、周方向に離間して複数個形成され、前端側が定圧室Ａに常時連通し、後端側が小径部７Ｂ側に向けて軸方向に延びている。

図２に示すように、第１のボディ７には、内側突出部７Ｃの後端側で第１の連通路９の開口端側（後端側）が開口する位置に環状の弁座部７Ｄが形成されている。弁座部７Ｄは、後述のポペット弁体２２、プランジャ２８の当接部２８Ｃと共に弁手段としての弁機構１０を構成している。弁機構１０は、ポペット弁体２２がプランジャ２８の当接部２８Ｃおよび／または第１のボディ７の弁座部７Ｄに離着座することにより、変圧室Ｂを定圧室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。即ち、第１の連通路９は、定圧室Ａに常時連通し、弁機構１０により変圧室Ｂに連通，遮断される。

また、小径部７Ｂの内周側は、後端側が外部に連通した大気導入孔１１となっている。一方、内側突出部７Ｃの内周側は、前記大気導入孔１１よりも前側に位置して大気導入孔１１に連通したプランジャ挿通孔１２となっている。大気導入孔１１とプランジャ挿通孔１２との間には、環状の弁座部７Ｄが段付状に形成されている。また、プランジャ挿通孔１２は、段付孔として形成され、後述のプランジャ２８が前，後方向に移動可能に挿通されている。

内側突出部７Ｃの内周側は、プランジャ挿通孔１２の前側に位置する部位が前，後方向（軸方向）に貫通した係合解除部材挿通孔１３となっている。この係合解除部材挿通孔１３は、前端側が第２のボディ挿入凹部８（係合部材挿入凹部１８）に連通し、後端側がプランジャ挿通孔１２に連通している。係合解除部材挿通孔１３には、後述の係合解除部材３６が挿通されている。また、係合解除部材３６の内側には、後述のプランジャ２８の軸部２８Ｂと可動部材３４の当接部３４Ａとが挿通されている。

また、内側突出部７Ｃには、係合解除部材挿通孔１３の軸方向中央部に位置して径方向外側に向けて窪む環状の周溝が形成されている。この周溝には、後述の第１のシール部材３８が嵌合される。この場合、係合解除部材挿通孔１３のうち第１のシール部材３８よりも後側は、本発明の第１の室Ｃを構成している。一方、係合解除部材挿通孔１３のうち第１のシール部材３８よりも前側、かつ後述の係合部材挿入凹部１８と可動部材挿入孔２０とは、本発明の第２の室Ｄを構成している。

そして、内側突出部７Ｃには、係合解除部材挿通孔１３よりも径方向外側に位置して軸方向に延びる有底状のばね挿通穴１４が形成されている。このばね挿通穴１４には、後述の付勢ばね３７が挿通される。そして、内側突出部７Ｃの前端側は、後述の係合部材３５が載置（当接）される係合部材載置部７Ｃ１となっている。この係合部材載置部７Ｃ１は、第２のボディ挿入凹部８の底部を構成している。

キー挿入孔１５は、小径部７Ｂの前端側に位置して小径部７Ｂを径方向に貫通している。このキー挿入孔１５は、リヤシェル４の段差部４Ｃに対応する位置に形成され、後述のストップキー２９が挿入されている。キー挿入孔１５の前，後方向の長さ寸法は、ストップキー２９の前，後方向の長さ寸法（厚さ）よりも大きく形成され、径方向外側端が変圧室Ｂに連通し、径方向内側端がプランジャ挿通孔１２に連通している。従って、キー挿入孔１５は、ストップキー２９が挿通されると共に、変圧室Ｂとプランジャ挿通孔１２とを連通させる他の連通路としても機能している。

第２のボディ１６は、第１のボディ７に形成された第２のボディ挿入凹部８に嵌合し、両者は一体化されている。この第２のボディ１６は、パワーピストン５の変位に連動して第１のボディ７と一緒に前，後方向（軸方向）に移動する。第２のボディ１６は、第２のボディ挿入凹部８内で前側に位置する大径部１６Ａと、大径部１６Ａに接続され第２のボディ挿入凹部８の後側に位置する小径部１６Ｂと、小径部１６Ｂの前側から径方向内側に向けて突出する内側突出部１６Ｃとにより構成されている。

大径部１６Ａの内周側は、軸方向後側に向けて窪む出力ロッド挿入凹部１７となっている。この出力ロッド挿入凹部１７には、後述の出力ロッド３０のフランジ部３０Ａとリアクション部材３３とが挿入される。小径部１６Ｂの内周側は、軸方向前側に向けて窪む係合部材挿入凹部１８となっている。この係合部材挿入凹部１８には、後述の係合部材３５の自由端（係合片３５Ｂ）側が挿入される。また、小径部１６Ｂと第１のボディ７の大径部７Ａとの間には、シール部材１９が設けられている。小径部１６Ｂの後端側は、第２のボディ１６が第２のボディ挿入凹部８に挿入された状態で、後述する係合部材３５の固定端３５Ａに当接している。これによって、係合部材３５は、第１のボディ７と第２のボディ１６との間に固定されている。

また、小径部１６Ｂには、径方向に貫通する第２の連通路１６Ｄが周方向に離間して複数個形成されている。この第２の連通路１６Ｄは、径方向内側端が後述の係合部材挿入凹部１８に連通し、径方向外側端が第１の連通路９に連通している。これにより、小径部１６Ｂ内（係合部材挿入凹部１８と可動部材挿入孔２０）は、定圧室Ａに常時連通され、大気圧よりも低い圧力に保持された第２の室Ｄとなっている。第２の連通路１６Ｄは、本発明の連通路を構成している。

内側突出部１６Ｃの中央部には、前，後方向（軸方向）に貫通する可動部材挿入孔２０が形成されている。この可動部材挿入孔２０は、前端側が出力ロッド挿入凹部１７に連通し、後端側が係合部材挿入凹部１８に連通している。そして、可動部材挿入孔２０には、後述の可動部材３４が挿入される。

入力ロッド２１は、一端側（後端側）がリヤシェル４の後方筒部４Ｂから外部に突出し、他端側（前端側）が第１のボディ７の小径部７Ｂ内に挿入して設けられている。この入力ロッド２１の前端側には、球形部２１Ａが一体形成され、この球形部２１Ａは、後述のプランジャ２８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２１は、後端側（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Ｅ方向に押動操作される。

ポペット弁体２２は、第１のボディ７の小径部７Ｂの大気導入孔１１内に設けられている。このポペット弁体２２は、弾性材料によって略筒状に形成され、その後端側（一端側）は後述の戻しばね２４等により小径部７Ｂの内周壁（大気導入孔１１）に押付けられて固定されている。そして、ポペット弁体２２の前端側は、図２に示すように弱ばね２３により第１のボディ７の弁座部７Ｄに向けて常時付勢されている。これにより、弁機構１０の一部を構成するポペット弁体２２は、後述するプランジャ２８の当接部２８Ｃと第１のボディ７の弁座部７Ｄとに離着座するものである。

戻しばね２４は、大気導入孔１１内に位置して第１のボディ７の小径部７Ｂと入力ロッド２１との間に設けられている。この戻しばね２４は、第１のボディ７に対して入力ロッド２１を矢示Ｆ方向に向けて常時付勢している。これにより、入力ロッド２１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２９により規制された位置）に戻るまで、入力ロッド２１が戻しばね２４により矢示Ｆ方向に押圧される。

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２５が設けられている。このシール部材２５は、第１のボディ７の小径部７Ｂの外周面に摺接し、後方筒部４Ｂの開口端と小径部７Ｂとの間をシールしている。即ち、シール部材２５は、後方筒部４Ｂの開口端と小径部７Ｂ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。

フィルタ２６は、大気導入孔１１内に位置して第１のボディ７の小径部７Ｂの後端側に装着されている。このフィルタ２６は、ハウジング２（リヤシェル４）の外部から小径部７Ｂ内（大気導入孔１１）に導入される作動気体としての空気を清浄化し、ハウジング２内にダスト等が侵入するのを防止するものである。

保護ブーツ２７は、第１のボディ７の小径部７Ｂの突出端側を外部のダスト等から保護するものである。この保護ブーツ２７は、弾性材料により蛇腹状の筒体として形成され、その後端側（一端側）は入力ロッド２１の軸方向中間部に取付けられている。保護ブーツ２７の前端側（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内を摺動する小径部７Ｂ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２８は、第１のボディ７のプランジャ挿通孔１２に摺動変位可能に挿嵌されている。このプランジャ２８は、バルブボディ６（第１のボディ７）内に配置され入力ロッド２１の球形部２１Ａに連結されている。ここで、プランジャ２８は、段付筒状に形成された段付筒部２８Ａと、該段付筒部２８Ａから係合解除部材挿通孔１３内に向けて突出した軸部２８Ｂとにより構成されている。段付筒部２８Ａ内には、入力ロッド２１の球形部２１Ａが着脱可能に固定されている。これによりプランジャ２８は、入力ロッド２１と一体に図１中の矢示Ｅ，Ｆ方向に変位する構成となっている。

図２に示すように、段付筒部２８Ａの後端側には、第１のボディ７の弁座部７Ｄよりも小径に形成された環状弁座としての当接部２８Ｃが一体に設けられている。この当接部２８Ｃは、ポペット弁体２２に離着座することにより小径部７Ｂ（大気導入孔１１）内の大気圧を他の連通路であるキー挿入孔１５側に導入したり、大気導入を遮断したりするものである。

プランジャ２８の当接部２８Ｃは、第１のボディ７の弁座部７Ｄおよびポペット弁体２２と共に弁手段としての弁機構１０を構成している。プランジャ２８の当接部２８Ｃは、ポペット弁体２２に離着座することにより小径部７Ｂの大気導入孔１１内の大気圧に対する変圧室Ｂの連通，遮断を制御する。

また、ポペット弁体２２が第１のボディ７の弁座部７Ｄに離着座することにより、定圧室Ａに対する変圧室Ｂの連通，遮断を制御するものである。即ち、弁機構１０は、入力ロッド２１がプランジャ２８と後述の可動部材３４とを移動させることにより、変圧室Ｂに作動気体を導入して定圧室Ａと変圧室Ｂとの間に圧力差を発生させるものである。

軸部２８Ｂには、キー挿入孔１５に対応する位置に環状溝２８Ｄが形成されている。この環状溝２８Ｄには、後述のストップキー２９が係合状態で取付けられている。また、軸部２８Ｂの前端側は、係合解除部材挿通孔１３内に位置して後述の可動部材３４に当接している。

ストップキー２９は、プランジャ２８の戻り位置を規制するもので、このストップキー２９は、略長方形の平板を用いて形成され、第１のボディ７のキー挿入孔１５を介してプランジャ２８の環状溝２８Ｄに遊嵌状態で係合されている。そして、ストップキー２９の端部は、第１のボディ７から径方向外側に向けて一定寸法だけ突出し、リヤシェル４の段差部４Ｃに当接可能となっている。

即ち、入力ロッド２１に対する押動操作の解除時に、ストップキー２９は、リヤシェル４の段差部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２８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、前記段差部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２９の端部を当接させる構成としてもよい。

出力ロッド３０は、入力ロッド２１の押動操作力を倍力した状態で外部に出力するための部材である。即ち、出力ロッド３０は、弁機構１０によってパワーピストン５に生じた推力が作用するものである。出力ロッド３０には、軸方向の一側に大径のフランジ部３０Ａが設けられている。出力ロッド３０は、フランジ部３０Ａが後述のリアクション部材３３を介して第２のボディ１６の出力ロッド挿入凹部１７に嵌合することによりバルブボディ６に組付けられている。

そして、出力ロッド３０は、入力ロッド２１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３０の前端側は、フロントシェル３の筒状凹部３Ｂに向けて軸方向に突出し、入力ロッド２１の押動操作力を倍力した力（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３１は、第２のボディ挿入凹部８の前端側（開口端側）に設けられている。このばね受３１は、第２のボディ挿入凹部８と出力ロッド挿入凹部１７とを施蓋し、その径方向中央部には出力ロッド３０が軸方向に挿通されている。ばね受３１の径方向外側端部には、戻しばね３２が設けられている。この戻しばね３２は、ばね受３１とフロントシェル３の筒状凹部３Ｂとの間に配設され、バルブボディ６を図１中の矢示Ｈ方向に常時付勢するものである。

リアクション部材３３は、第２のボディ１６の出力ロッド挿入凹部１７内に配設されている。このリアクション部材３３は、弾性変形可能なゴム等の弾性材料を用いて円板状に形成され、第２のボディ１６の内側突出部１６Ｃと出力ロッド３０のフランジ部３０Ａとの間に設けられている。そして、リアクション部材３３は、後述の如く定圧室Ａと変圧室Ｂとの間に発生した圧力差により、バルブボディ６に生じた推力（矢示Ｇ方向の推力）を出力ロッド３０に伝達する。

このとき、リアクション部材３３は、バルブボディ６からの推力に従って弾性変形し、出力ロッド３０からの反力を、フランジ部３０Ａを介して受承すると共に、反力の一部を後述の可動部材３４とプランジャ２８とを介して入力ロッド２１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。

可動部材３４は、バルブボディ６内でプランジャ２８の軸方向他端側（前端側）に当接可能に配置されている。この可動部材３４は、例えば樹脂材料または金属材料からなり、第２のボディ１６の可動部材挿入孔２０に摺動可能に挿入されている。可動部材３４は、入力ロッド２１からの押動操作力がプランジャ２８を介して伝達され、可動部材挿入孔２０内を摺動変位してリアクション部材３３を弾性変形させるように押圧する。そして、可動部材３４は、軸方向の後端側に位置してプランジャ２８に当接する当接部３４Ａと、該当接部３４Ａの軸方向前端側に接続され外周側に環状の段差部３４Ｂ１が形成された摺動軸部３４Ｂとを含んで構成されている。即ち、可動部材３４は、後端側（一端側）が第１の室Ｃ内に位置し前端側（他端側）が第２の室Ｄに位置している。

当接部３４Ａは、後述の係合解除部材３６内に位置してプランジャ２８の軸部２８Ｂの前端側（前端面）に当接している。摺動軸部３４Ｂは、後端側が係合部材挿入凹部１８内に位置して、前端側が可動部材挿入孔２０内に摺動可能に挿入されている。即ち、可動部材３４は、可動部材挿入孔２０内を軸方向に移動することにより、前端側がリアクション部材３３に当接可能であると共に、後端側がプランジャ２８に当接可能となっている。そして、当接部３４Ａの外周面には、後述の第２のシール部材３９が嵌合される環状の周溝が形成されている。

摺動軸部３４Ｂの後端側の外周面には、段差部３４Ｂ１が形成されている。この段差部３４Ｂ１は、係合部材挿入凹部１８内に位置して摺動軸部３４Ｂの外周側に形成されている。段差部３４Ｂ１には、可動部材３４が軸方向前側に向けて所定の距離だけ相対移動したときに、後述の係合部材３５が係合する。また、摺動軸部３４Ｂの前端側の外周面は、第２のボディ１６の可動部材挿入孔２０内を摺動変位する構成となっている。

係合部材３５は、可動部材３４の外周側に摺動可能に配置されている。この係合部材３５は、例えば金属材料により後端側から前端側に向けて縮径する環状体として形成され、外周側が固定端３５Ａとなり、内周側が自由端からなる複数の係合片３５Ｂとして形成されている。係合部材３５の固定端３５Ａは、第１のボディ７に形成された第２のボディ挿入凹部８の底部側に固定されている。即ち、係合部材３５の固定端３５Ａは、第１のボディ７の内側突出部７Ｃの前端側に位置する係合部材載置部７Ｃ１に載置され、第２のボディ１６の小径部１６Ｂとの間で挟持されている。

この場合、係合部材３５の固定端３５Ａは、第１のボディ７と第２のボディ１６との間に挟持状態で固定されている。一方、係合部材３５の自由端となる各係合片３５Ｂは、径方向内側に向けて弾性変形可能に付勢され、可動部材３４の外周側に摺接可能となっている。係合部材３５は、バルブボディ６と一緒に軸方向に移動する構成となっている。

図４に示すように、係合部材３５の各係合片３５Ｂは、可動部材３４がバルブボディ６に対して相対移動したときに可動部材３４に係合する。具体的には、ブレーキペダル（図示せず）が急に踏まれて入力ロッド２１が図１中の矢示Ｅ方向に押動操作されたことに伴い可動部材３４がプランジャ２８に押動されたときに、可動部材３４は、係合部材３５の各係合片３５Ｂに対して軸方向前側（矢示Ｅ方向）に摺動変位する。そして、可動部材３４が軸方向前側に所定の距離を移動すると、係合部材３５の各係合片３５Ｂが縮径するように変位し、可動部材３４の段差部３４Ｂ１に係合する。

これにより、可動部材３４は、軸方向後側（図１中の矢示Ｆ方向）への移動が係合部材３５により規制される。このとき、リアクション部材３３からの反力は、プランジャ２８ないし入力ロッド２１に伝達されない。従って、入力ロッド２１の押動操作が解除されても、プランジャ２８の当接部２８Ｃとポペット弁体２２との開口を保つことができるので、出力を増加させることができる。

係合解除部材３６は、第１のボディ７内で軸方向に相対移動可能に設けられている。この係合解除部材３６は、例えば金属材料または樹脂材料等により円筒状のスリーブとして形成され、係合解除部材挿通孔１３内に挿通されている。スリーブからなる係合解除部材３６内には、プランジャ２８の前端側と可動部材３４の当接部３４Ａとが軸方向に相対移動可能に挿通されている。そして、係合解除部材３６は、後端側がストップキー２９に当接され、前端３６Ｂ側が可動部材３４と係合部材３５（各係合片３５Ｂ）との間に入込むことが可能になっている（図２、図３参照）。

係合解除部材３６の後端３６Ａは、第１のボディ７のばね挿通穴１４に設けられた付勢ばね３７により、ストップキー２９に向けて常時付勢されている。これにより、係合解除部材３６は、バルブボディ６および係合部材３５に対して相対移動する。即ち、係合解除部材３６は、係合部材３５と相対移動して係合部材３５の各係合片３５Ｂと可動部材３４の段差部３４Ｂ１との係合を解除するものである。

具体的には、入力ロッド２１の押動操作が解除されて、入力ロッド２１が軸方向後側（図１中の矢示Ｆ方向）に移動すると、プランジャ２８の当接部２８Ｃがポペット弁体２２を押圧する。これにより、変圧室Ｂが第１の連通路９とキー挿入孔１５とを介して定圧室Ａと連通するので、変圧室Ｂと定圧室Ａとの圧力差が徐々に小さくなる。その結果、戻しばね３２の付勢力によりバルブボディ６が軸方向後側に移動するので、それに伴い係合部材３５も軸方向後側に移動する。

一方、係合解除部材３６は、ストップキー２９がリヤシェル４の段差部４Ｃに当接しているのでその移動が規制されている。このため、係合解除部材３６の前端３６Ｂは、可動部材３４と係合部材３５の各係合片３５Ｂとの間に入込んで接触し、係合部材３５の各係合片３５Ｂを径方向外側に向けて押圧する。これにより、可動部材３４と係合部材３５の各係合片３５Ｂとの係合状態が解除され、可動部材３４がリアクション部材３３からの反力により軸方向後側へと移動する。

第１のシール部材３８は、係合解除部材３６と第１のボディ７との間に配置されている。この第１のシール部材３８は、例えばゴム等の樹脂材料からなるＯリング、Ｕパッキン等として形成され、第１のボディ７の内周側に設けられている。第１のシール部材３８は、第１のボディ７の内側突出部７Ｃの周溝に嵌合され、係合解除部材３６の外周面に当接している。即ち、第１のシール部材３８は、係合解除部材３６と第１のボディ７との間を気密的に閉塞している。

第２のシール部材３９は、係合解除部材３６と可動部材３４との間に配設されている。この第２のシール部材３９は、例えばゴム等の樹脂材料からなるＯリング、Ｕパッキン等として形成され、可動部材３４の外周側に設けられている。第２のシール部材３９は、可動部材３４の周溝に嵌合され、係合解除部材３６の内周面に当接している。即ち、第２のシール部材３９は、可動部材３４と係合解除部材３６との間に摺動抵抗を付与すると共に、係合解除部材３６と可動部材３４との間を気密に封止している。

ここで、第１のシール部材３８と第２のシール部材３９とにより、バルブボディ６内は、プランジャ挿通孔１２を介して変圧室Ｂと連通される第１の室Ｃと、定圧室Ａと連通される第２の室Ｄとにより画成されている。即ち、バルブボディ６内は、入力ロッド２１の前端側（他端側）が位置し変圧室Ｂと連通される第１の室Ｃと、第１の室Ｃと第１，第２のシール部材３８，３９により画成され第２のボディ１６に形成された第２の連通路１６Ｄにより定圧室Ａと連通される第２の室Ｄとからなっている。

換言すると、第１の室Ｃは、ストップキー２９と第１，第２のシール部材３８，３９との間に形成され、第２の室Ｄは、第１，第２のシール部材３８，３９と第２のボディ１６との間に形成されている。これにより、可動部材３４は、後端側（一端側）が第１の室Ｃ内に位置し前端側（他端側）が第２の室Ｄに位置している。

そして、第２のシール部材３９に作用する第１の室Ｃからの圧力は、第２の室Ｄからの圧力よりも大きくなる。これにより、リアクション部材３３から可動部材３４に作用する反力は、第１の室Ｃからの圧力により抑制される。さらに、第２のシール部材３９は、係合解除部材３６との間で摺動抵抗を付与している。従って、可動部材３４は、従って、可動部材３４は、係合解除部材３６が可動部材３４と係合部材３５との係合を解除したときに、プランジャ２８に向けて緩やかに移動するので、可動部材３４とプランジャ２８との接触（衝突）により発生する接触音（異音）を小さくすることができる。

負圧導入管４０は、フロントシェル３の前壁３Ａに設けられている。この負圧導入管４０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４０は、エンジンの作動時に吸気マニホールド内で発生した負圧を定圧室Ａ内へと導くことにより、定圧室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、負圧導入管４０は、定圧室Ａから第１の連通路９と第２の連通路１６Ｄとを介して第２の室Ｄ内に負圧を導くことにより、第２の室Ｄ内を大気圧よりも低い圧力に保持する。

また、フロントシェル３の前壁３Ａには、マスタシリンダをフロントシェル３に固定するための固定ボルト４１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取付ボルト４２が設けられている。ここで、固定ボルト４１と取付ボルト４２とは連結ロッド４３を介して一体に形成されている。

第１の実施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２１が矢示Ｅ方向に押動され、プランジャ２８と可動部材３４とは入力ロッド２１と一体に変位する。そして、プランジャ２８の変位により環状の当接部２８Ｃが、第１のボディ７の弁座部７Ｄとの当接によって追従を規制されたポペット弁体２２から離座すると、大気導入孔１１内から大気圧がキー挿入孔１５を介して変圧室Ｂ内に導入され、定圧室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、定圧室Ａと変圧室Ｂとの間の圧力差によってパワーピストン５に生じた推力で図１中の矢示Ｇ方向に前進する。このときの推力は、バルブボディ６からリアクション部材３３を介して出力ロッド３０に伝達され、出力ロッド３０からの出力は瞬間的に上昇する。そして、入力ロッド２１への入力（ペダル踏力）が増大するに応じて出力も一定の倍力比で増大することになる。

ここで、通常のブレーキ操作では、可動部材３４の移動距離が小さいので、係合部材３５の各係合片３５Ｂが可動部材３４の段差部３４Ｂ１に到達しない。即ち、通常のブレーキ操作では、係合部材３５の各係合片３５Ｂが可動部材３４の段差部３４Ｂ１に係合しないので、軸方向後側への移動を規制しない構成となっている。

また、ブレーキ操作を解除したときには、入力ロッド２１が戻しばね２４とリアクション部材３３からの反力により矢示Ｆ方向に押戻される。これに伴ってプランジャ２８も同方向に引っ張られるので、プランジャ２８の当接部２８Ｃは、ポペット弁体２２に着座し、変圧室Ｂを外部の大気に対して遮断することになる。また、このときにプランジャ２８は、プランジャ２８の当接部２８Ｃを介してポペット弁体２２を弱ばね２３に抗して矢示Ｆ方向に押圧し、第１のボディ７の弁座部７Ｄからポペット弁体２２を強制的に離座させる。

この結果、定圧室Ａと変圧室Ｂとが第１の連通路９、キー挿入孔１５等を介して互いに連通することになり、定圧室Ａ内の負圧が変圧室Ｂ側に導入される。これによって、定圧室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３０は、バルブボディ６と共に戻しばね３２により矢示Ｈ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２９がリヤシェル４の段差部４Ｃに当接した状態で、プランジャ２８の最終戻り位置が規制される。

これにより、パワーピストン５、バルブボディ６、入力ロッド２１、および出力ロッド３０等は、図１に示す初期位置に復帰する。また、可動部材３４は、バルブボディ６の矢示Ｈ方向への移動とリアクション部材３３の反力とにより初期位置に復帰する。そして、ポペット弁体２２は、このときに第１のボディ７の弁座部７Ｄとプランジャ２８の当接部２８Ｃとに着座し、変圧室Ｂを定圧室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、急ブレーキ操作（急制動）時の作動について図２ないし図５を参照して説明する。

急ブレーキ操作（急制動）時には、入力速度（ブレーキペダルの踏込速度）が大きく、バルブボディ６に対するプランジャ２８および可動部材３４の相対移動量が大きくなる。この場合、可動部材３４は、段差部３４Ｂ１が係合部材３５の各係合片３５Ｂを越えて軸方向前側に向けて移動する。そして、可動部材３４は、リアクション部材３３を強く押圧する。

そして、バルブボディ６は、上述した通常のブレーキ操作と同様に、定圧室Ａと変圧室Ｂとの差圧と入力ロッド２１の押動操作力とにより軸方向前側（矢示Ｇ方向）へと移動する。この場合、係合部材３５は、バルブボディ６と一緒に軸方向前側へと移動する。一方、係合解除部材３６は、付勢ばね３７によりストップキー２９に押圧（固定）されているので移動しない。

従って、係合解除部材３６は、前端３６Ｂ側が係合部材３５の各係合片３５Ｂに対して後方側に位置する。即ち、係合解除部材３６の前端３６Ｂ側は、可動部材３４と係合部材３５の各係合片３５Ｂとの間から外れることになる。この場合、係合部材３５の各係合片３５Ｂ側は、径方向内側に向けて付勢されているので、可動部材３４の段差部３４Ｂ１よりも後方側の外周面に当接する。

そして、ブレーキ操作を解除したときには、入力ロッド２１が戻しばね２４により矢示Ｆ方向に押戻され、これに伴ってプランジャ２８も同方向に引っ張られる。この場合、可動部材３４は、係合部材３５の各係合片３５Ｂが可動部材３４の段差部３４Ｂ１に係合しているので、軸方向後側への移動が規制されている。従って、プランジャ２８が矢示Ｆ方向に戻されると、可動部材３４との間には隙間が形成されることになる。その結果、リアクション部材３３から可動部材３４に作用する反力は、段差部３４Ｂ１に係合している係合部材３５で受承されるので、プランジャ２８および入力ロッド２１には伝達されないことになる。

ただし、たとえ入力ロッド２１に対する入力を弱めたとしても、その入力が依然として、入力ロッド２１が戻しばね２４により受ける力よりも大きな力である場合には、入力ロッド２１は矢示Ｆ方向に押戻されず、プランジャ２８の当接部２８Ｃとポペット弁体２２との間の開放を保つことができる。そのため、変圧室Ｂ内に大気を導入することができ、全負荷点まで出力を維持させることができる。

プランジャ２８が矢示Ｆ方向に戻されると、プランジャ２８の当接部２８Ｃは、ポペット弁体２２に着座し、変圧室Ｂを外部の大気に対して遮断することになる。また、このときにプランジャ２８は、プランジャ２８の当接部２８Ｃを介してポペット弁体２２を弱ばね２３に抗して矢示Ｆ方向に押圧し、第１のボディ７の弁座部７Ｄからポペット弁体２２を強制的に離座させる。

この結果、定圧室Ａと変圧室Ｂとが第１の連通路９、キー挿入孔１５等を介して互いに連通することになり、定圧室Ａ内の負圧が変圧室Ｂ側に導入される。これによって、定圧室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３０は、バルブボディ６と共に戻しばね３２により矢示Ｈ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２９がリヤシェル４の段差部４Ｃに当接した状態で、プランジャ２８の最終戻り位置が規制される。

これにより、パワーピストン５、バルブボディ６、入力ロッド２１、および出力ロッド３０等は、図１に示す初期位置に復帰する。そして、ポペット弁体２２は、このときに第１のボディ７の弁座部７Ｄとプランジャ２８の当接部２８Ｃとに着座し、変圧室Ｂを定圧室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。

この場合、可動部材３４と係合部材３５とは、バルブボディ６が初期位置に戻るように移動すると追従して移動することになる。そして、可動部材３４と係合部材３５の各係合片３５Ｂとの間に係合解除部材３６の前端３６Ｂが入込んで接触する。これにより、可動部材３４は、係合部材３５の各係合片３５Ｂが係合解除部材３６により径方向外側に向けて押圧されるので係合状態が解除されることになる。その結果、可動部材３４の軸方向後側への移動が解除されることになるので、可動部材３４はリアクション部材３３からの反力により、可動部材挿入孔２０内をプランジャ２８に向けて摺動変位する。

ところで、従来技術による気圧式倍力装置では、可動部材と係合部材との係合状態が解除されると、リアクション部材からの反力が可動部材に対して一気に解放されるので、可動部材がプランジャに向けて勢いよく戻ることになる。これにより、可動部材がプランジャに衝突して打音（異音）が発生する虞がある。

そこで、本実施形態では、係合解除部材３６と第１のボディ７との間に、第１のシール部材３８を設け、係合解除部材３６と可動部材３４との間に第２のシール部材３９を設けている。そして、第２のボディ１６には、定圧室Ａと第２のボディ１６内（係合部材挿入凹部１８）とを連通する第２の連通路１６Ｄを形成している。

従って、バルブボディ６内は、入力ロッド２１の他端側（前端側）が位置し変圧室Ｂと連通される第１の室Ｃと、第１の室Ｃと第１，第２のシール部材３８，３９により画成され第２の連通路１６Ｄにより定圧室Ａと連通される第２の室Ｄとが形成される。そして、可動部材３４は、一端側（軸方向後端側）が第１の室Ｃ内に位置し、他端側（軸方向前端側）が第２の室Ｄ内に位置している。

これにより、可動部材３４に作用するリアクション部材３３からの反力は、第１の室Ｃから第２の室Ｄに向けての圧力により低減される。さらに、第２のシール部材３９は、係合解除部材３６に摺接しているので、可動部材３４が軸方向に移動するときに摺動抵抗を付与する。

その結果、可動部材３４がリアクション部材３３からの反力によりプランジャ２８に向けて移動する（戻る）速度を緩やかにすることができるので、可動部材３４がプランジャ２８に接触するときの打音（異音）を抑制することができる。

なお、上述した実施形態では、バルブボディ６を第１のボディ７と第２のボディ１６とにより別体として構成した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は、第１のボディ７と第２のボディ１６とを一体として形成してもよい。

以上説明した実施態様に基づく気圧式倍力装置として、例えば以下に述べる態様のものが考えられる。

第１の態様としては、定圧室と変圧室とに画成されたハウジング内に配置され、前記定圧室と前記変圧室との圧力差により変位するパワーピストンと、前記パワーピストンに連結され前記ハウジング内を移動するバルブボディと、一端側がブレーキペダルに連結され他端側が前記バルブボディ内に向けて延びる入力ロッドと、前記バルブボディ内に配置され前記入力ロッドに連結されるプランジャと、前記バルブボディ内で前記プランジャの軸方向他端側に当接可能に配置される可動部材と、前記入力ロッドが前記プランジャと前記可動部材とを移動させることにより、前記変圧室に作動気体を導入して前記定圧室と前記変圧室との間に圧力差を発生させる弁手段と、この圧力差によって前記パワーピストンに生じた推力が作用する出力ロッドと、前記出力ロッドからの反力の一部を前記可動部材および前記プランジャを介して前記入力ロッドに伝達するリアクション部材と、を備えた気圧式倍力装置において、前記可動部材の外周側に摺動可能に配置され、該可動部材が前記バルブボディに対して相対移動したときに該可動部材に係合する係合部材と、前記バルブボディ内で軸方向に相対移動可能に設けられ、前記係合部材に接触することにより該係合部材と前記可動部材との係合を解除する係合解除部材と、前記係合解除部材と前記バルブボディとの間に配置される第１のシール部材と、前記係合解除部材と前記可動部材との間に配置される第２のシール部材と、を備え、前記バルブボディには、前記定圧室と前記バルブボディ内とを連通する連通路が形成され、前記バルブボディ内は、前記入力ロッドの他端側が位置し前記変圧室と連通される第１の室と、該第１の室と前記第１，第２のシール部材により画成され前記バルブボディに形成される前記連通路により前記定圧室と連通される第２の室とからなり、前記可動部材は、一端側が前記第１の室内に位置し他端側が前記第２の室内に位置している。

第２の態様としては、第１の態様において、前記バルブボディは、前記入力ロッド側に配置される第１のボディと、前記出力ロッド側に配置され前記第１のボディと一緒に軸方向に変位する第２のボディとにより構成されている。

第３の態様においては、第１，第２の態様において、前記第２のシール部材は、前記可動部材の外周側に設けられている。

第４の態様においては、第１，第２，第３の態様において、前記第１のシール部材は、前記バルブボディの内周側に設けられている。

１ 気圧式倍力装置
２ ハウジング
５ パワーピストン
６ バルブボディ
７ 第１のボディ
１０ 弁機構（弁手段）
１６ 第２のボディ
１６Ｄ 第２の連通路（連通路）
２１ 入力ロッド
２８ プランジャ
３０ 出力ロッド
３３ リアクション部材
３４ 可動部材
３５ 係合部材
３６ 係合解除部材
３８ 第１のシール部材
３９ 第２のシール部材
Ａ 定圧室
Ｂ 変圧室
Ｃ 第１の室
Ｄ 第２の室

Claims (4)

1. 定圧室と変圧室とに画成されたハウジング内に配置され、前記定圧室と前記変圧室との圧力差により変位するパワーピストンと、
   前記パワーピストンに連結され前記ハウジング内を移動するバルブボディと、
   一端側がブレーキペダルに連結され他端側が前記バルブボディ内に向けて延びる入力ロッドと、
   前記バルブボディ内に配置され前記入力ロッドに連結されるプランジャと、
   前記バルブボディ内で前記プランジャの軸方向他端側に当接可能に配置される可動部材と、
   前記入力ロッドが前記プランジャと前記可動部材とを移動させることにより、前記変圧室に作動気体を導入して前記定圧室と前記変圧室との間に圧力差を発生させる弁手段と、
   この圧力差によって前記パワーピストンに生じた推力が作用する出力ロッドと、
   前記出力ロッドからの反力の一部を前記可動部材および前記プランジャを介して前記入力ロッドに伝達するリアクション部材と、を備えた気圧式倍力装置において、
   前記可動部材の外周側に摺動可能に配置され、該可動部材が前記バルブボディに対して相対移動したときに該可動部材に係合する係合部材と、
   前記バルブボディ内で軸方向に相対移動可能に設けられ、前記係合部材に接触することにより該係合部材と前記可動部材との係合を解除する係合解除部材と、
   前記係合解除部材と前記バルブボディとの間に配置される第１のシール部材と、
   前記係合解除部材と前記可動部材との間に配置される第２のシール部材と、を備え、
   前記バルブボディには、前記定圧室と前記バルブボディ内とを連通する連通路が形成され、
   前記バルブボディ内は、前記入力ロッドの他端側が位置し前記変圧室と連通される第１の室と、該第１の室と前記第１，第２のシール部材により画成され前記バルブボディに形成される前記連通路により前記定圧室と連通される第２の室とからなり、
   前記可動部材は、一端側が前記第１の室内に位置し他端側が前記第２の室内に位置することを特徴とする気圧式倍力装置。
2. 前記バルブボディは、前記入力ロッド側に配置される第１のボディと、前記出力ロッド側に配置され前記第１のボディと一緒に軸方向に変位する第２のボディとにより構成されることを特徴とする請求項１に記載の気圧式倍力装置。
3. 前記第２のシール部材は、前記可動部材の外周側に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の気圧式倍力装置。
4. 前記第１のシール部材は、前記バルブボディの内周側に設けられることを特徴とする請求項１，２または３に記載の気圧式倍力装置。

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