JP2019006300A - 気圧式倍力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量化された気圧式倍力装置を提供する。【解決手段】ハウジング２内の前室Ａは、前側パワーピストン２５により前側定圧室Ａ１と前側変圧室Ａ２とに画成されている。一方、ハウジング２内の後室Ｂは、後側パワーピストン２８により後側定圧室Ｂ１と後側変圧室Ｂ２とに画成されている。後側パワーピストン２８は、後側ダイヤフラム２９と、後側定圧室Ｂ１側に位置して後側ダイヤフラム２９に沿って形成された後側ピストン部材３２とにより構成されている。後側ダイヤフラム２９には、後側変圧室Ｂ２内に向けて突出する突出部３０が設けられている。突出部３０と後側ピストン部材３２との間には、空間部３０Ｂが形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用ブレーキ装置に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は、ブレーキペダルから入力ロッドに加えられる踏力を、内部の定圧室と変圧室との圧力差に応じて倍力することにより、大きな出力を出力ロッドからマスタシリンダ側に取り出す構成としている（特許文献１参照）。

特開２００４−５８９５９号公報

ところで、特許文献１による気圧式倍力装置は、変圧室の容量を小さくしてブレーキ操作の応答性を向上させている。また、この他の方法として、ハウジングの内部を定圧室と変圧室とに画成するダイヤフラムの一部を変圧室側に肉盛りすることにより、変圧室の容量を小さくしてブレーキ操作の応答性を向上させる構造も考えられる。しかし、この構造では、気圧式倍力装置の重量の増加およびコストの増加となる虞がある。

そこで、本発明の目的は、軽量化され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、本発明の気圧式倍力装置は、複数のシェルからなるハウジングと、前記ハウジング内を定圧室と変圧室とに画成するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムと共にパワーピストンを構成し前記定圧室側に位置して前記ダイヤフラムに沿って形成されたピストン部材と、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、前記入力ロッドが前記プランジャ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、を備えてなる気圧式倍力装置において、前記ダイヤフラムには、前記変圧室内に向けて突出する突出部が設けられ、前記突出部と前記ピストン部材との間には、空間部が形成されていることを特徴としている。

本発明によれば、気圧式倍力装置を軽量化させることができる。

実施形態による気圧式倍力装置を示す縦断面図。 後側ダイヤフラムを単体で示す正面図。 図２中の後側ダイヤフラムを矢示III−III方向から拡大して見た断面図。 図１中の後側ダイヤフラムの（IV）部を拡大して示す断面図。

以下、車両用ブレーキ装置に適用されるタンデム型の気圧式倍力装置を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

図１において、気圧式倍力装置１は、複数のシェルからなるハウジング２を有している。具体的には、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、フロントシェル３の後端側に連結されたリヤシェル４と、フロントシェル３とリヤシェル４との間に設けられハウジング２内を前室Ａと後室Ｂとの２室に画成するセンタシェル５とからなっている。これらシェル３，４，５は、その外周側で互いに気密状態に取付けられている。

フロントシェル３は、マスタシリンダ（図示せず）への取付面となる前壁３Ａと、該前壁３Ａの径方向外側端部から後方に向けて延びる外周筒部３Ｂとを含んで構成されている。前壁３Ａの中央部には、マスタシリンダの一部を収納するための筒状凹部３Ａ１が形成されている。筒状凹部３Ａ１には、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内の前側定圧室Ａ１を外部の大気に対して気密状態にシールする。また、前壁３Ａには、筒状凹部３Ａ１よりも径方向外側に位置して後述のロッド部材２２が挿通されるフロント側挿通孔３Ａ２と、後述の負圧導入管２１に連通する負圧導入孔３Ａ３とが形成されている。

リヤシェル４は、車体（図示せず）への取付面となる後壁４Ａと、該後壁４Ａの中央部から軸方向外向きに突出した後方筒部４Ｂと、後壁４Ａの径方向外側端部から前方に向けて延びる外周筒部４Ｃとを含んで構成されている。

後壁４Ａには、後方筒部４Ｂよりも径方向外側に位置して後述のロッド部材２２が挿通されるリヤ側挿通孔４Ａ１が形成されている。また、後方筒部４Ｂの軸方向（長さ方向）途中部位には、環状の段差部４Ｂ１が設けられている。この段差部４Ｂ１には、後述する入力ロッド８の押動操作解除時に後述のストップキー１６が当接することにより、後述のバルブボディ６およびプランジャ１４の戻り位置が規制される。外周筒部４Ｃは、後壁４Ａから前方に向けて延び、その先端側でフロントシェル３とセンタシェル５とに連結されている。また、外周筒部４Ｃの先端側には、センタシェル５との間に後述の後側ダイヤフラム２９が固定されている。

センタシェル５は、フロントシェル３とリヤシェル４との間に位置して、径方向外側端部がリヤシェル４の前端側に連結されている。センタシェル５は、ハウジング２内をフロントシェル３とセンタシェル５との間に形成された前室Ａと、リヤシェル４とセンタシェル５との間に形成された後室Ｂとに画成している。また、センタシェル５の中央部には、後述のバルブボディ６が挿通されるバルブボディ挿通孔５Ａが形成され、バルブボディ挿通孔５Ａの径方向外側となる位置には、後述の筒状部材２４の一端側を保持する筒状部材取付孔５Ｂが形成されている。

バルブボディ６は、リヤシェル４の後方筒部４Ｂ内に挿通されている。このバルブボディ６は、ハウジング２内で軸方向（図１の左，右方向）に変位（移動）可能に設けられている。バルブボディ６は、例えば高強度の樹脂材料を用いて、マスタシリンダ側に位置する本体部６Ａと、車体取付側に位置する小径筒部６Ｂとにより段付き状に形成されている。

バルブボディ６の本体部６Ａは、センタシェル５のバルブボディ挿通孔５Ａにシール部材７を介して摺動可能に挿嵌されている。本体部６Ａの前端側は、前室Ａ内に位置して後述の前側パワーピストン２５の内周側に連結（固定）されている。また、本体部６Ａの後端側は、後室Ｂ内に位置して後述の後側パワーピストン２８の内周側に連結（固定）されている。

一方、バルブボディ６の小径筒部６Ｂは、車体取付側（図１の右側）がリヤシェル４の後方筒部４Ｂからハウジング２の外部に向けて延出している。そして、バルブボディ６は、後述の前側パワーピストン２５と後側パワーピストン２８との変位に連動してハウジング２内を軸方向に移動（変位）する。

バルブボディ６には、前側定圧室Ａ１と常時連通して本体部６Ａから小径筒部６Ｂに向けて軸方向に延びる軸方向通路６Ｃと、該軸方向通路６Ｃと後側定圧室Ｂ１とを常時連通する径方向通路６Ｄとが形成されている。即ち、前室Ａの前側定圧室Ａ１と後室Ｂの後側定圧室Ｂ１とは、バルブボディ６の軸方向通路６Ｃと径方向通路６Ｄとにより常時連通している。

また、バルブボディ６の小径筒部６Ｂには、軸方向通路６Ｃと径方向通路６Ｄとは異なる位置に、他の径方向通路６Ｅが形成されている。この径方向通路６Ｅは、前側変圧室Ａ２と後側変圧室Ｂ２とに常時連通している。そして、軸方向通路６Ｃ、径方向通路６Ｄ、および径方向通路６Ｅは、バルブボディ６の軸方向の移動に伴って、前側定圧室Ａ１および後側定圧室Ｂ１と前側変圧室Ａ２および後側変圧室Ｂ２とを後述のポペット弁体９、プランジャ１４等を介して連通、遮断する。

さらに、バルブボディ６には、リヤシェル４の段差部４Ｂ１に対応する位置にキー挿入孔６Ｆが形成されている。このキー挿入孔６Ｆには、後述のストップキー１６が挿入されている。また、バルブボディ６には、軸方向通路６Ｃの車体取付側の開口端に環状の弁座部６Ｇが形成されている。この弁座部６Ｇには、後述のポペット弁体９が離着座する構成となっており、本発明の弁手段の一部を構成している。また、バルブボディ６には、本体部６Ａの内周側に位置して後述の出力ロッド１７側へと軸方向に突出する筒状突出部６Ｈが一体形成されている。

入力ロッド８は、一端側がブレーキペダル（図示せず）に連結され他端側がバルブボディ６内に向けて延びている。即ち、入力ロッド８は、車体取付側がリヤシェル４の後方筒部４Ｂから外部に突出し、マスタシリンダ側（図１の左側）がバルブボディ６の小径筒部６Ｂ内に挿入されている。この入力ロッド８は、ブレーキ操作時には図１中の矢示Ｃ方向に押動される。また、入力ロッド８の先端側には、球形部８Ａが一体形成され、この球形部８Ａは、後述のプランジャ１４にカシメ等の手段を用いて連結されている。

ポペット弁体９は、入力ロッド８の外周側に位置してバルブボディ６の小径筒部６Ｂ内に設けられている。このポペット弁体９は、弾性材料によって略筒状に形成され、車体取付側が後述の戻しばね１１によりバルブボディ６の内周側に押付けられて固定されている。そして、ポペット弁体９のマスタシリンダ側は、弱ばね１０によりバルブボディ６の弁座部６Ｇに向けて常時付勢されている。ポペット弁体９は、バルブボディ６の弁座部６Ｇと、後述するプランジャ１４の当接部１４Ａとに離着座するもので、前側変圧室Ａ２と後側変圧室Ｂ２とに作動気体を導入して前側定圧室Ａ１と前側変圧室Ａ２および後側定圧室Ｂ１と後側変圧室Ｂ２との間に圧力差を発生させる本発明の弁手段の一部を構成している。

戻しばね１１は、バルブボディ６の小径筒部６Ｂと入力ロッド８との間に配設されている。この戻しばね１１は、バルブボディ６に対して入力ロッド８を車体取付側に向けて常時付勢している。これにより、入力ロッド８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内を矢示Ｄ方向に移動し、図１に示す初期位置（後述のストップキー１６により規制された位置）に戻るまで、入力ロッド８が戻しばね１１により押圧される。

フィルタ１２は、バルブボディ６の車体取付側開口（作動気体導入開口）に装着されている。このフィルタ１２は、ハウジング２の外部からバルブボディ６の小径筒部６Ｂ内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抑制する。また、バルブボディ６の小径筒部６Ｂの外周側に装着された保護ブーツ１３は、弾性材料により蛇腹状の筒体として形成され、バルブボディ６の突出端側を外部のダスト等から保護する。

プランジャ１４は、入力ロッド８の球形部８Ａに固着され、バルブボディ６の内周側で軸方向に移動（変位）可能に挿嵌されている。即ち、プランジャ１４は、入力ロッド８と一体に軸方向に変位する構成となっている。プランジャ１４の車体取付側（後端）には、ポペット弁体９に離着座する当接部１４Ａが設けられている。プランジャ１４の当接部１４Ａは、ポペット弁体９に離着座することにより、フィルタ１２を介してバルブボディ６の小径筒部６Ｂ内に導入された作動気体（大気圧）を径方向通路６Ｅ側に導入したり、大気導入を遮断したりする。

即ち、プランジャ１４は、当接部１４Ａがポペット弁体９に離着座することにより、バルブボディ６の小径筒部６Ｂ内の大気圧に対する前側変圧室Ａ２および後側変圧室Ｂ２の連通、遮断を行う。また、ポペット弁体９がバルブボディ６の弁座部６Ｇに離着座することにより、前側定圧室Ａ１および後側定圧室Ｂ１に対する前側変圧室Ａ２および後側変圧室Ｂ２の連通、遮断を行う。また、プランジャ１４の外周側には、バルブボディ６のキー挿入孔６Ｆと対応する位置に環状溝が形成され、この環状溝には、後述のストップキー１６が係合状態で取付けられている。

プランジャ１４の一部を構成する移動体１５は、バルブボディ６の筒状突出部６Ｈ内で軸方向に移動（変位）する。移動体１５の前端側（マスタシリンダ側）は、バルブボディ６の筒状突出部６Ｈの内周側に挿嵌され、後述のリアクションディスク２０に当接する。

ストップキー１６は、略長方形の平板を用いて形成され、バルブボディ６のキー挿入孔６Ｆを介してプランジャ１４に遊嵌状態で係合されている。そして、ストップキー１６の端部は、バルブボディ６から径方向に一定寸法だけ突出し、リヤシェル４の環状の段差部４Ｂ１に当接可能となっている。即ち、入力ロッド８に対する押動操作の解除時に、ストップキー１６は、リヤシェル４の段差部４Ｂ１に当接することにより、バルブボディ６とプランジャ１４の戻り位置を図１に示すように規制する。

出力ロッド１７は、入力ロッド８の押動操作力を倍力した状態でマスタシリンダに出力するものである。出力ロッド１７には、車体取付側に大径のフランジ部１７Ａが設けられている。フランジ部１７Ａは、後述のリアクションディスク２０を介してバルブボディ６の筒状突出部６Ｈを施蓋するように、バルブボディ６の筒状突出部６Ｈに嵌合されている。

そして、出力ロッド１７は、入力ロッド８の押動操作時に、前側定圧室Ａ１と前側変圧室Ａ２および後側定圧室Ｂ１と後側変圧室Ｂ２との圧力差によってバルブボディ６と一緒に図１中の矢示Ｃ方向に大きな出力をもって押動される。即ち、出力ロッド１７のマスタシリンダ側は、フロントシェル３の筒状凹部３Ａ１に向けて軸方向に突出し、入力ロッド８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１８は、バルブボディ６の本体部６Ａの内周側に位置して、出力ロッド１７のフランジ部１７Ａを介して筒状突出部６Ｈの外周側に取付けられている。ばね受１８は、筒状突出部６Ｈに対するフランジ部１７Ａの抜止めを戻しばね１９と共に行う構成となっている。ここで、戻しばね１９は、ばね受１８とフロントシェル３の筒状凹部３Ａ１との間に配設され、バルブボディ６を車体取付側に常時付勢している。

リアクションディスク２０は、バルブボディ６の筒状突出部６Ｈと出力ロッド１７のフランジ部１７Ａとの間に配設されている。このリアクションディスク２０は、弾性変形可能なゴム材料等を用いて円板状に形成されている。そして、リアクションディスク２０は、前側定圧室Ａ１と前側変圧室Ａ２および後側定圧室Ｂ１と後側変圧室Ｂ２との間に発生した圧力差により、バルブボディ６に生じた推力を出力ロッド１７に伝達する。また、リアクションディスク２０は、出力ロッド１７からの反力を受承すると共に、反力の一部をプランジャ１４を介して入力ロッド８側に伝達し、ブレーキペダル側の運転者に踏み応えを与える。

負圧導入管２１は、フロントシェル３の前壁３Ａに形成された負圧導入孔３Ａ３に連通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２１は、前記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前側定圧室Ａ１と後側定圧室Ｂ１とに導くことにより、前側定圧室Ａ１内と後側定圧室Ｂ１内とを大気圧よりも低い圧力に保持する。

ロッド部材２２は、ハウジング２内の前室Ａと後室Ｂとの間を軸方向に延びる中実な円柱体として形成されている。ロッド部材２２の前端側は、フロントシェル３のフロント側挿通孔３Ａ２から突出してマスタシリンダに固定される。一方、ロッド部材２２の後端側は、リヤシェル４のリヤ側挿通孔４Ａ１から突出して車体に固定される。即ち、ロッド部材２２は、フロントシェル３からセンタシェル５を介してリヤシェル４に貫通して設けられ、気圧式倍力装置１を車体（車両）およびマスタシリンダに取付けるためのものである。このロッド部材２２は、例えばバルブボディ６の小径筒部６Ｂの外周側で周方向に離間して２個（１個のみ図示）設けられている。

ロッド部材２２のうち前室Ａ側に位置する部分には、後述の前側パワーピストン２５が摺動可能に取付けられている。また、ロッド部材２２の中央部は、後述の筒状部材２４を介してセンタシェル５の筒状部材取付孔５Ｂを挿通している。そして、ロッド部材２２のうち後室Ｂ側に位置する部分は、後述の筒状部材２４の貫通孔２４Ａに挿通している。

車体取付ボルト２３は、バルブボディ６の小径筒部６Ｂの径方向外側に例えば離間して２個（図１で１個のみ図示）設けられている。これにより、気圧式倍力装置１は、２個のロッド部材２２の後端側と２個の車体取付ボルト２３とにより図示しない車体に取付けられ、２個のロッド部材２２の前端側により図示しないマスタシリンダに取付けられる構成となっている。

筒状部材２４は、前端側がセンタシェル５の筒状部材取付孔５Ｂに固定され、後端側が後述する後側ダイヤフラム２９の筒状部材貫通孔２９Ｃに貫通された状態で支持されている。即ち、後側パワーピストン２８は、筒状部材２４の外周面に沿って軸方向に摺動可能となっている。筒状部材２４の内周側は、軸方向に貫通して延びる貫通孔２４Ａとなっている。図１に示すように、貫通孔２４Ａは、前端側が前側変圧室Ａ２に開口し、後端側が後側変圧室Ｂ２に開口する円形孔として形成されている。

貫通孔２４Ａの孔径は、ロッド部材２２の外径寸法よりも大きく形成されている。これにより、ロッド部材２２と貫通孔２４Ａとの間の隙間は、前側変圧室Ａ２と後側変圧室Ｂ２とを連通する連通路となっている。従って、前室Ａの前側変圧室Ａ２は、連通路と後側変圧室Ｂ２とを介してバルブボディ６の径方向通路６Ｅに連通している。

次に、ハウジング２内に設けられた前側パワーピストン２５と後側パワーピストン２８とについて説明する。

前側パワーピストン２５は、ハウジング２内の前室Ａ内に設けられている。この前側パワーピストン２５は、ハウジング２の前，後方向の中間部で外周側（径方向外側）がフロントシェル３とセンタシェル５との間に固定され、内周側（径方向内側）がバルブボディ６の前端側に固定された前側ダイヤフラム２６と、バルブボディ６の前端側から前側ダイヤフラム２６の前面２６Ａに沿って径方向外側に向けて延びる前側ピストン部材２７とにより構成されている。

この場合、前側ダイヤフラム２６は、ハウジング２の前室Ａ内を前側定圧室Ａ１と前側変圧室Ａ２とに画成している。これにより、前室Ａは、フロントシェル３と前側ダイヤフラム２６との間が前側定圧室Ａ１となり、前側ダイヤフラム２６とセンタシェル５との間が前側変圧室Ａ２となっている。

そして、前側ダイヤフラム２６は、内周側（中央開口部）がバルブボディ６の前端側を係止するバルブボディ係止孔２６Ｂとなっている。また、前側ダイヤフラム２６には、バルブボディ係止孔２６Ｂよりも径方向外側に２個のロッド部材２２がそれぞれ貫通するロッド部材貫通孔２６Ｃ（図１で１個のみ図示）が形成されている。

前側ピストン部材２７は、例えば金属材料により形成されたプレートで、内周側がバルブボディ６の前端側に係止され、外周側が前側ダイヤフラム２６の途中部位まで前側ダイヤフラム２６の前面２６Ａに沿って延びている。前側ピストン部材２７は、前側ダイヤフラム２６を補強する補強部材となっている。そして、前側パワーピストン２５（前側ダイヤフラム２６と前側ピストン部材２７）は、バルブボディ６と共に前側定圧室Ａ１と前側変圧室Ａ２との圧力差により、前室Ａ内を前，後方向に変位（移動）する。

後側パワーピストン２８は、ハウジング２内の後室Ｂ内に設けられている。この後側パワーピストン２８は、外周側（径方向外側）がリヤシェル４の前端側でリヤシェル４とセンタシェル５との間に固定され、内周側（径方向内側）がバルブボディ６の本体部６Ａの後端側（車体取付側）に固定された後側ダイヤフラム２９と、バルブボディ６の本体部６Ａの後端側から後側ダイヤフラム２９の前面２９Ａに沿って径方向外側に向けて延びる後側ピストン部材３２とにより構成されている。

この場合、後側ダイヤフラム２９は、ハウジング２の後室Ｂ内を後側定圧室Ｂ１と後側変圧室Ｂ２とに画成している。これにより、後室Ｂは、センタシェル５と後側ダイヤフラム２９との間が後側定圧室Ｂ１となり、後側ダイヤフラム２９とリヤシェル４との間が後側変圧室Ｂ２となっている。

そして、図１〜図３に示すように、後側ダイヤフラム２９は、内周側（中央開口部）がバルブボディ６の本体部６Ａの後端側を係止するバルブボディ係止孔２９Ｂとなっている。また、後側ダイヤフラム２９には、バルブボディ係止孔２９Ｂよりも径方向外側に２個のロッド部材２２がそれぞれ貫通する筒状部材貫通孔２９Ｃが形成されている。

ここで、後側ダイヤフラム２９には、後側変圧室Ｂ２内に向けて膨出するように突出する中空な突出部３０が設けられている。図２に示すように、突出部３０は、例えば２個の筒状部材貫通孔２９Ｃの間で周方向に離間して４個設けられている。各突出部３０は、２個の筒状部材貫通孔２９Ｃの間で周方向に湾曲した扇形状に形成されている。各突出部３０は、前側が開口部３０Ａとなった凹状に形成され、その開口部３０Ａは後側ピストン部材３２により閉塞されている。

突出部３０は、後側変圧室Ｂ２内に向けて突出することにより、後側変圧室Ｂ２内の容量を小さくしている。また、図２に示すように、突出部３０は、２個の筒状部材貫通孔２９Ｃを周方向で取囲むように形成されている。これにより、バルブボディ６内から径方向通路６Ｅを介して後側変圧室Ｂ２に導入された作動気体（大気）は、突出部３０により筒状部材２４の貫通孔２４Ａに速やかに導かれる。従って、ブレーキ操作時には、後側変圧室Ｂ２内への作動気体（大気）の導入および前側変圧室Ａ２内への作動気体（大気）の導入を速やかに行うことができるので、ブレーキ操作における応答性を向上させることができる。

ここで、突出部３０と後側ピストン部材３２との間には、空間部３０Ｂが形成されている。これにより、後側ダイヤフラム２９は、突出部３０と後側ピストン部材３２との間を中実とした場合に比べて重量を低減させることができる。突出部３０の大きさおよび個数は、ブレーキ操作時の応答性等を考慮して、実験等により適宜設定することができる。

また、図２に示すように、空間部３０Ｂは、後側ダイヤフラム２９の突出部３０から後側ピストン部材３２（前側）に向けて延びるリブ３１によって複数に分割されている。即ち、リブ３１は、例えば空間部３０Ｂ内を周方向および径方向に延びるように形成することにより、空間部３０Ｂを複数の室に分割している。空間部３０Ｂの個数は、リブ３１の配設により、例えば３〜２０個、好ましくは５〜１０個に分割されている。

リブ３１の先端部３１Ａ（前端部）は、後側ピストン部材３２に当接している。これにより、リブ３１は、後側パワーピストン２８が変位するときに、突出部３０の変形を抑制する補強部材となっている。リブ３１の本数および厚さ寸法は、突出部３０の大きさおよび突出部３０の変形等を考慮して、実験等により適宜設定することができる。

後側ピストン部材３２は、例えば金属材料により形成されたプレートで、内周側がバルブボディ６の本体部６Ａの後端側に係止され、外周側が後側ダイヤフラム２９の途中部位まで後側ダイヤフラム２９の前面２９Ａに沿って延びている。この場合、後側ピストン部材３２は、後側ダイヤフラム２９の突出部３０の部分では突出部３０の開口部３０Ａを閉塞している。後側ピストン部材３２は、後側ダイヤフラム２９を補強する補強部材となっている。そして、後側パワーピストン２８（後側ダイヤフラム２９と後側ピストン部材３２）は、バルブボディ６と共に後側定圧室Ｂ１と後側変圧室Ｂ２との圧力差により、後室Ｂ内を前，後方向に変位（移動）する。

本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、気圧式倍力装置１は、ハウジング２内をセンタシェル５により前室Ａと後室Ｂとに画成し、前室Ａ内を前側パワーピストン２５（前側ダイヤフラム２６）により前側定圧室Ａ１と前側変圧室Ａ２とに画成すると共に、後室Ｂ内を後側パワーピストン２８（後側ダイヤフラム２９）により後側定圧室Ｂ１と後側変圧室Ｂ２とに画成した、所謂タンデム型の気圧式倍力装置となっている。

そして、車両の運転者がブレーキペダルを踏込み操作すると、入力ロッド８が矢示Ｃ方向に押動され、プランジャ１４が移動体１５と一緒に軸方向に変位する。この場合、ポペット弁体９は、バルブボディ６の弁座部６Ｇにより移動が規制されているので、プランジャ１４の当接部１４Ａは、ポペット弁体９から離座する。これにより、バルブボディ６の小径筒部６Ｂ内から大気圧（作動気体）が径方向通路６Ｅを介して後側変圧室Ｂ２内に導入されると共に、後側変圧室Ｂ２内に導入された大気圧が筒状部材２４の貫通孔２４Ａを介して前側変圧室Ａ２内に導入される。その結果、前側定圧室Ａ１と前側変圧室Ａ２との間および後側定圧室Ｂ１と後側変圧室Ｂ２との間に圧力差が発生する。

このため、バルブボディ６は、前側定圧室Ａ１と前側変圧室Ａ２との間の圧力差によって前側パワーピストン２５に生じた推力と、後側定圧室Ｂ１と後側変圧室Ｂ２との間の圧力差によって後側パワーピストン２８に生じた推力とでマスタシリンダ側（図１中の左側）に前進する。このときの推力は、バルブボディ６からリアクションディスク２０を介して出力ロッド１７に伝達され、出力ロッド１７に接続されたマスタシリンダのピストンがシリンダ本体内で軸方向に押動される。

これにより、マスタシリンダのシリンダ本体内には、出力ロッド１７のストロークに対応したブレーキ液圧が発生し、このブレーキ液圧が車両のブレーキ配管等を介して各車輪側のホイールシリンダ（いすれも図示せず）に分配、供給される。これにより、車両の車輪毎に制動力が付与される。

一方、ブレーキ操作を解除したときには、入力ロッド８が戻しばね１１により矢示Ｄ方向に押戻され、これに伴ってプランジャ１４が移動体１５と一緒に同方向に引っ張られる。このとき、プランジャ１４の当接部１４Ａは、ポペット弁体９に着座し、前側変圧室Ａ２および後側変圧室Ｂ２を外部の大気に対して遮断する。しかし、プランジャ１４は、ポペット弁体９を弱ばね１０に抗して矢示Ｄ方向に押圧しているため、バルブボディ６の弁座部６Ｇからポペット弁体９を離座させる。

その結果、前側定圧室Ａ１および後側定圧室Ｂ１と前側変圧室Ａ２および後側変圧室Ｂ２とが軸方向通路６Ｃ、径方向通路６Ｄ，６Ｅ等を介して互いに連通することになり、前側定圧室Ａ１および後側定圧室Ｂ１内の負圧が前側変圧室Ａ２および後側変圧室Ｂ２側に導入される。これにより、前側定圧室Ａ１と前側変圧室Ａ２および後側定圧室Ｂ１と後側変圧室Ｂ２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。従って、出力ロッド１７は、バルブボディ６と共に戻しばね１９により矢示Ｄ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１６の突出端側がリヤシェル４の段差部４Ｂ１に当接する。

そして、ストップキー１６が段差部４Ｂ１に当接した状態で、プランジャ１４の最終戻り位置が規制され、前側パワーピストン２５、後側パワーピストン２８、バルブボディ６、入力ロッド８、および出力ロッド１７等が図１に示す初期位置に復帰する。また、ポペット弁体９は、バルブボディ６の弁座部６Ｇとプランジャ１４の当接部１４Ａとに着座し、前側変圧室Ａ２および後側変圧室Ｂ２を前側定圧室Ａ１および後側定圧室Ｂ１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。

ところで、上述した従来技術では、後側ダイヤフラムには後側変圧室内に向けて突出する突出部を設けることにより後側変圧室内の容量を小さくして、ブレーキ操作時の応答性を向上させている。しかし、突出部は、後側ダイヤフラムを後側変圧室に向けて肉盛りした中実となっているので、気圧式倍力装置の重量の増加およびコストの増加となる虞がある。

そこで、本実施の形態では、後側ダイヤフラム２９には後側変圧室Ｂ２内に向けて突出する中空な突出部３０を設け、この突出部３０内を空間部３０Ｂとして形成している。これにより、後側ダイヤフラム２９の重量を軽量化させることができると共に、コストを削減することができる。

また、空間部３０Ｂは、突出部３０から後側ピストン部材３２に向けて延びるリブ３１により複数の室に分割して形成されている。このリブ３１の先端部３１Ａは、後側ピストン部材３２に当接している。これにより、リブ３１は、後側パワーピストン２８が変位するときに、突出部３０の変形を抑制することができる。即ち、ブレーキ操作がなされて作動気体（大気）が後側変圧室Ｂ２内に導入されたときに、リブ３１により突出部３０の変形が抑制されるので、後側変圧室Ｂ２内の容量を小さいままで維持させることができる。また、後側変圧室Ｂ２内に導入された作動気体を筒状部材２４の貫通孔２４Ａを介して前側変圧室Ａ２に速やかに導入させることができる。従って、ブレーキ操作時の応答性を向上させることができる。

なお、上述した実施形態では、突出部３０を後側ダイヤフラム２９に設け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、例えば突出部３０を前側ダイヤフラム２６に設けてもよい。

また、上述した実施形態では、ハウジング２内をセンタシェル５により前室Ａと後室Ｂとに画成し、前室Ａ内を前側パワーピストン２５（前側ダイヤフラム２６）により前側定圧室Ａ１と前側変圧室Ａ２とに画成すると共に、後室Ｂ内を後側パワーピストン２８（後側ダイヤフラム２９）により後側定圧室Ｂ１と後側変圧室Ｂ２とに画成したタンデム型の気圧式倍力装置１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばハウジング内をパワーピストンにより１組の定圧室と変圧室とに画成した気圧式倍力装置に適用してもよい。

以上説明した実施形態に基づく気圧式倍力装置として、例えば、下記に述べる態様のものが考えられる。

第１の態様としては、複数のシェルからなるハウジングと、前記ハウジング内を定圧室と変圧室とに画成するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムと共にパワーピストンを構成し前記定圧室側に位置して前記ダイヤフラムに沿って形成されたピストン部材と、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、前記入力ロッドが前記プランジャ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、を備えてなる気圧式倍力装置において、前記ダイヤフラムには、前記変圧室内に向けて突出する突出部が設けられ、前記突出部と前記ピストン部材との間には、空間部が形成されていることを特徴とする気圧式倍力装置。

第２の態様としては、第１の態様において、前記ハウジングは、フロントシェルと、前記フロントシェルの後端側に連結されたリヤシェルと、前記フロントシェルと前記リヤシェルとの間に設けられ前記ハウジング内を前室と後室とに画成するセンタシェルとからなり、前記ダイヤフラムは、前記前室内を前側定圧室と前側変圧室とに画成する前側ダイヤフラムと、前記後室内を後側定圧室と後側変圧室とに画成する後側ダイヤフラムとにより構成され、前記ピストン部材は、前記前側ダイヤフラムに沿って形成された前側ピストン部材と、前記後側ダイヤフラムに沿って形成された後側ピストン部材とにより構成され、前記ダイヤフラムの前記突出部は、前記前側ダイヤフラムと前記後側ダイヤフラムとのうち少なくとも前記後側ダイヤフラムに設けられていることを特徴とする気圧式倍力装置。

第３の態様としては、第１，第２の態様において、前記空間部は、前記ダイヤフラムの突出部から前記ピストン部材に向けて延びるリブによって複数に分割されていることを特徴とする気圧式倍力装置。

第４の態様としては、第３の態様において、前記リブは、先端部が前記ピストン部材に当接していることを特徴とする気圧式倍力装置。

１ 気圧式倍力装置
２ ハウジング
３ フロントシェル
４ リヤシェル
５ センタシェル
６ バルブボディ
６Ｇ 弁座部（弁手段）
８ 入力ロッド
９ ポペット弁体（弁手段）
１４ プランジャ
１４Ａ 当接部（弁手段）
１７ 出力ロッド
２５ 前側パワーピストン
２６ 前側ダイヤフラム
２７ 前側ピストン部材
２８ 後側パワーピストン
２９ 後側ダイヤフラム
３０ 突出部
３０Ｂ 空間部
３１ リブ
３１Ａ 先端部
３２ 後側ピストン部材
Ａ 前室
Ａ１ 前側定圧室
Ａ２ 前側変圧室
Ｂ 後室
Ｂ１ 後側定圧室
Ｂ２ 後側変圧室

Claims (4)

1. 複数のシェルからなるハウジングと、
   前記ハウジング内を定圧室と変圧室とに画成するダイヤフラムと、
   前記ダイヤフラムと共にパワーピストンを構成し前記定圧室側に位置して前記ダイヤフラムに沿って形成されたピストン部材と、
   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、
   前記入力ロッドが前記プランジャ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、を備えてなる気圧式倍力装置において、
   前記ダイヤフラムには、前記変圧室内に向けて突出する突出部が設けられ、
   前記突出部と前記ピストン部材との間には、空間部が形成されていることを特徴とする気圧式倍力装置。
2. 前記ハウジングは、フロントシェルと、前記フロントシェルの後端側に連結されたリヤシェルと、前記フロントシェルと前記リヤシェルとの間に設けられ前記ハウジング内を前室と後室とに画成するセンタシェルとからなり、
   前記ダイヤフラムは、前記前室内を前側定圧室と前側変圧室とに画成する前側ダイヤフラムと、前記後室内を後側定圧室と後側変圧室とに画成する後側ダイヤフラムとにより構成され、
   前記ピストン部材は、前記前側ダイヤフラムに沿って形成された前側ピストン部材と、前記後側ダイヤフラムに沿って形成された後側ピストン部材とにより構成され、
   前記ダイヤフラムの前記突出部は、前記前側ダイヤフラムと前記後側ダイヤフラムとのうち少なくとも前記後側ダイヤフラムに設けられてい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. 前記空間部は、前記ダイヤフラムの突出部から前記ピストン部材に向けて延びるリブによって複数に分割されてい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. 前記リブは、先端部が前記ピストン部材に当接していることを特徴とする請求項３に記載の気圧式倍力装置。

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