JP7018835B2

JP7018835B2 - 気圧式倍力装置及びコイルばね

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Publication number: JP7018835B2
Application number: JP2018121065A
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Inventors: 和章坂本
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
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Priority date: 2018-06-26
Filing date: 2018-06-26
Publication date: 2022-02-14
Anticipated expiration: 2038-06-26
Also published as: JP2020001492A

Description

本発明は、気圧式倍力装置に関するものである。

ハウジング内部に支持されて移動可能なバルブボデー、このバルブボデーの先端に支持される出力ロッド、及び、この出力ロッドの外周を囲む態様でハウジング内に配置され、バルブボデーを一方向に付勢するリターンスプリング（コイルばね）等を含む気圧式倍力装置において、出力ロッドが傾くと、気圧式倍力装置に結合されるマスタシリンダのピストンが斜めに押し込まれることとなるため、マスタシリンダのピストン外周とシリンダ内周とが擦れ、ピストン外周に摺動キズが発生してしまう。このような事象を抑制するため、例えば特許文献１には、出力ロッドを支持するロッドホルダの形状に工夫を施すことで、出力ロッドを安定して支持する気圧式倍力装置が開示されている。

特開２００７－２３０３０６号公報

ここで、本発明者は、上述したような出力ロッドの傾きが発生する要因を調査した結果、リターンスプリングの収縮時に発生するサイドフォース（スプリング径方向に働く力）によってバルブボデーが傾き、これによりバルブボデーの先端に支持されている出力ロッドが傾いてしまうことを見出した。特に、シングルタイプの気圧式倍力装置の場合、リヤシール部一点のみで内規部品をガイドしているため、内規部品を支持するリターンスプリングにサイドフォースが生じると、それにつられて内規部品を構成する出力ロッド等が容易に傾いてしまう。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、サイドフォースを低減して出力ロッドの傾きを抑制することにある。

上記課題を解決するための手段として、本発明は、ハウジング内部に支持され、車両のブレーキペダルの踏み込みに応じて移動可能なバルブボデーと、該バルブボデーの先端に支持される出力ロッドと、該出力ロッドの外周を囲んで前記ハウジング内に配置され、前記バルブボデーを一方向に付勢するコイルばねと、を含む気圧式倍力装置において、前記コイルばねは、両端に位置する座巻の次の巻目の各々の、前記座巻に対して密着する、軸方向視で座巻端を基点とした角度領域が、前記ハウジング内への設置時で少なくとも９０度までの領域、かつ、前記ブレーキペダルのフルストロークでの踏み込み時で２７０度を超えない領域になるように、自由状態での巻き上げ角度が調整されていることを特徴とするものである。

又、本発明は、前記コイルばねが、前記次の巻目の各々の、軸方向視での座巻端を基点とした角度領域毎の、自由状態における前記座巻に対する巻き上げ角度を、０～９０度の領域で第１の巻き上げ角度、９０～２７０度の領域で第２の巻き上げ角度、２７０～３６０度の領域で第３の巻き上げ角度とした場合、第１の巻き上げ角度＜第２の巻き上げ角度＜第３の巻き上げ角度の関係となっていることを特徴とするものである。

更に、本発明は、気圧式倍力装置においてバルブボデーを一方向に付勢するために用いられるコイルばねであって、両端に位置する座巻の次の巻目の各々の、軸方向視での座巻端を基点とした角度領域毎の、自由状態における座巻に対する巻き上げ角度を、０～９０度の領域で第１の巻き上げ角度、９０～２７０度の領域で第２の巻き上げ角度、２７０～３６０度の領域で第３の巻き上げ角度とした場合、第１の巻き上げ角度＜第２の巻き上げ角度＜第３の巻き上げ角度の関係となっていることを特徴とするものである。

本発明はこのように構成したので、サイドフォースを低減して出力ロッドの傾きを抑制することが可能となる。

本発明の実施の形態に係る気圧式倍力装置の全体構造を示す断面図である。図１の気圧式倍力装置のコイルばね（リターンスプリング）の構造を説明するための、コイルばねの端部を示すイメージ図である。図２のコイルばねが収縮する様子を示す、コイルばねの端部を示すイメージ図である。コイルばねのサイドフォースを抑制するメカニズムを説明するためのコイルばねの側面図である。

以下、実施の形態を図面に基づき説明する。なお、図１～図４において、共通する部分については同一の符号を付しており、又、図１では左側を前方側（フロント側）、右側を後方側（リヤ側）として図示している。
図１は、本発明の実施の形態に係る気圧式倍力装置１の構成を概略的に示している。図示のように、本発明の実施の形態に係る気圧式倍力装置１は、フロントシェル１１とリヤシェル１２とからなるハウジング１０を有し、ハウジング１０内は、ダイアフラム１３を備えたパワーピストン１４により、定圧室１５と変圧室１６とに画成されている。パワーピストン１４には、カップ形状の本体部１７と小径の筒状部１８とを連設してなる、バルブボデー１９が同心に支持されている。バルブボデー１９は、その本体部１７が、パワーピストン１４に連結される一方で、その筒状部１８が、リヤシェル１２を気密的にかつ摺動可能に挿通して、ハウジング１０外へ延ばされている。なお、バルブボデー１９の筒状部１８の、ハウジング１０外へ延出する部分は、ダストブーツ２０により覆われている。

バルブボデー１９には、その筒状部１８内と定圧室１５とを連通する負圧通路（軸方向孔）２１が設けられるほか、その筒状部１８内と変圧室１６とを連通する大気通路（半径方向孔）２２が設けられている。フロント側の定圧室１５には、フロントシェル１１に設けた管継手２３を通じて、例えば、エンジン負圧が導入されるようになっており、一方、バルブボデー１９の筒状部１８内には、その後端部に嵌着したサイレンサ付きフィルタ２４を通じて大気が導入されるようになっている。
バルブボデー１９の本体部１７は、そのカップ形状内に中空ボス部２５を有している。中空ボス部２５は、カップ形状の底部分からフロント側へ延ばされており、その中空内部は、カップ形状の底部分に形成した連通孔２６により筒状部１８内に連通されている。

中空ボス部２５内及び連通孔２６内には、プランジャ２７が配設されている。プランジャ２７は、ここでは、リヤ側の弁部材２８とフロント側の反力受け部材２９とが、オスメス嵌合部３０を介して同心に連結された組立構造となっている。このプランジャ２７を構成する２つの部材のうち、弁部材２８は、連通孔２６内に環状に突出形成されたガイド部３１に摺動可能に嵌挿され、反力受け部材２９は、中空ボス部２５の開口端部内に嵌着されたリングガイド３２に摺動可能に嵌挿されている。弁部材２８には、ブレーキペダル（図示略）と連動する入力ロッド３３が連結されており、プランジャ２７は、この入力ロッド３３によってバルブボデー１９内を進退動するようになっている。なお、リングガイド３２は、その端面が中空ボス部２５の端面と面一になるように位置決めされている。

又、バルブボデー１９の筒状部１８内には、弁手段３４が配設されている。弁手段３４は、バルブボデー１９の内周面に形成された環状弁座３５、プランジャ２７を構成する弁部材２８の後端に形成された環状弁座３６、バルブボデー１９の筒状部１８の内面に押え部材３７により基端部が固定されたポペット弁３８、及び、入力ロッド３３に一端が係止され常時はポペット弁３８を２つの弁座３５、３６に着座する方向へ付勢する弁ばね３９からなっている。弁手段３４は、ポペット弁３８の先端の外周縁部とバルブボデー１９の内周の弁座３５とで負圧弁を、ポペット弁３８の先端の内周縁部と弁部材２８の後端の弁座３６とで大気弁を、夫々構成し、これら負圧弁及び大気弁は、プランジャ２７とバルブボデー１９との相対移動に応じて開閉動作するようになっている。

ここで、押え部材３７と入力ロッド３３との間には戻しばね４０が介装されており、プランジャ２７は、ブレーキペダルからの入力がない非作動時には、この戻しばね４０により、その弁部材２８の後端の大気用弁座３６をポペット弁３８に当接させる状態を維持する。又、プランジャ２７は、非作動時には、その反力受け部材２９の先端をリングガイド３２内に僅かに没入させる状態を維持する。
一方、バルブボデー１９の本体部１７に設けられた中空ボス部２５の先端には、ゴム等の弾性体からなるリアクションディスク４１と出力ロッド４２の基端部とが配置されている。出力ロッド４２の基端部はカップ形状部４３となっており、このカップ形状部４３にリアクションディスク４１が完全に納められている。又、このカップ形状部４３は、バルブボデー１９の中空ボス部２５の先端部に僅かに嵌合するように、その深さが設定されており、これにより出力ロッド４２は、バルブボデー１９（パワーピストン１４）と同心に位置決めされている。なお、出力ロッド４２の先端部は、フロントシェル１１の前面に設けた開口部４４内に嵌合された、図示を略すマスタシリンダ内に挿入される。

又、バルブボデー１９の先端部には、出力ロッド４２を支持するロッドホルダ４５が配置されている。このロッドホルダ４５は、出力ロッド４２のカップ形状部４３を覆うリング状平板部４６の内径側に、出力ロッド４２の軸部を摺動可能にガイドする内径側筒部４７を、その外径側にバルブボデー１９の先端部の外周に嵌合する外径側筒部４８を、夫々有している。更に、このロッドホルダ４５は、その外径側筒部４８に隣接する部分に、定圧室１５内に配設されたリターンスプリングとしてのコイルばね５０の一端を受け、かつ、コイルばね５０を半径方向へ拘束する段部４９を有している。コイルばね５０は、バルブボデー１９を原位置に戻す役割をなすもので、概ね樽型であり、出力ロッド４２の外周を囲うようにしてハウジング１０内に配置され、その他端がフロントシェル１１に係止されている。ロッドホルダ４５は、このコイルばね５０によってバルブボデー１９の端面に押圧固定され、この状態で、ロッドホルダ４５の内径側筒部４７によって、出力ロッド４２の軸部を摺動可能にガイドしている。又、このロッドホルダ４５は、リアクションディスク４１及び出力ロッド４２の抜止めとしても機能している。

バルブボデー１９は、大気通路（半径方向孔）２２に挿入されたストップキー５１が、リヤシェル１２に設けられた段部５２に当接する位置が、原位置となっている。一方、ストップキー５１の先端部は、プランジャ２７を構成する弁部材２８に設けられた環状溝５３内に係入されている。環状溝５３は、ストップキー５１の幅よりわずか広幅に形成されており、プランジャ２７は、その環状溝５３内でストップキー５１が移動できる範囲内で、バルブボデー１９との相対移動が許容されている。

更に、ハウジング１０の前面及び後面には、円周方向に等配して複数のスタッドボルト５４、５５が夫々立設されている。これら前・後のスタッドボルト５４、５５は、ここでは、シール部５６を介してパワーピストン１４を摺動可能に貫通して軸方向へ延ばされ、両端がフロントシェル１１とリヤシェル１２とに係合された、連接ロッド５７の両端に一体に設けられている。本気圧式倍力装置１は、ハウジング１０の後面に立設されたスタッドボルト５５を用いて車体に取り付けられ、この取付状態で入力ロッド３３にブレーキペダルが連結される。一方、ハウジング１０の前面に立設されたスタッドボルト５４が用いられて、図示を略すマスタシリンダが本装置に連結される。

又、本発明の実施の形態に係る気圧式倍力装置１は、バルブボデー１９を付勢するコイルばね５０が、ハウジング１０内に設置される前の自由状態において、図２に示すような構成を有している。図２の左側には、軸Ｓを中心として巻き上げられたコイルばね５０の、一方の座巻６０近傍の側方からの断面図を示しており、図２の右側には、軸Ｓ方向視で座巻端６０ａを基点とした角度領域Ｒ１～Ｒ３を図示しており、図中の矢印はコイルばね５０の巻方向を示している。図示のように、コイルばね５０は、軸Ｓ方向視での座巻端６０ａを基点とした角度領域Ｒ１～Ｒ３毎の、座巻６０に対する巻き上げ角度を、夫々、０～９０度の領域Ｒ１における巻き上げ角度を第１の巻き上げ角度Ａ１、９０～２７０度の領域Ｒ２における巻き上げ角度を第２の巻き上げ角度Ａ２、２７０～３６０度の領域における巻き上げ角度を第３の巻き上げ角度Ａ３としたとき、座巻６０の次の巻目６２において、第１の巻き上げ角度Ａ１＜第２の巻き上げ角度Ａ２＜第３の巻き上げ角度Ａ３の関係となっている。

すなわち、コイルばね５０は、座巻６０の次の巻目６２では、座巻端６０ａを基点とした０～９０度の領域Ｒ１が、座巻６０に対して巻き上げ角度Ａ１で巻き上げられており、座巻端６０ａを基点とした９０～２７０度の領域Ｒ２が、巻き上げ角度Ａ１よりも大きい巻き上げ角度Ａ２で巻き上げられており、座巻端６０ａを基点とした２７０～３６０度の領域Ｒ３が、巻き上げ角度Ａ２よりも更に大きい巻き上げ角度Ａ３で巻き上げられている。このような巻き上げ角度Ａ１～Ａ３の関係が、コイルばね５０の両端の座巻６０の、次の巻目６２の各々において成立しているものである。

又、コイルばね５０は、ハウジング１０内に設置され、ブレーキペダルからの入力がない非作動時において、図３（ａ）に示す状態になる。図３（ａ）の上側には、コイルばね５０の、一方の座巻６０近傍の側方からの断面図を示しており、図３（ａ）の下側には、コイルばね５０の座巻６０の次の巻目６２を、座巻端６０ａを基点とした角度領域Ｒ１～Ｒ３に分けて図示しており、座巻６０に対して密着した部分を着色して示している。図示のように、コイルばね５０は、ハウジング１０内に設置されたセット長さ（図１に示す状態）で、座巻６０の次の巻目６２の、座巻端６０ａを基点とした０～９０度の領域Ｒ１を僅かに超えた部分までが、座巻６０に対して密着する。これは、図２に示したように、座巻６０の次の巻目６２の中で、座巻端６０ａを基点とした０～９０度の領域Ｒ１の巻き上げ角度Ａ１が、他の領域Ｒ２及びＲ３の巻き上げ角度Ａ２及びＡ３よりも小さくなっており、０～９０度の領域Ｒ１が座巻６０に対して密着し易くなっているためである。このような密着状態が、コイルばね５０の両端の座巻６０の、次の巻目６２の各々において表れる。

続いて、本発明の実施の形態に係る気圧式倍力装置１の作用を説明する。
図１を参照して、上述した車体への取付状態でブレーキペダルが踏み込まれると、入力ロッド３３が前進してプランジャ２７が前進し、プランジャ２７を構成する弁部材２８の後端の弁座（大気用弁座）３６がポペット弁３８から離間して大気弁が開く。これにより、サイレンサ付フィルタ２４を通してバルブボデー１９の筒状部１８内に大気が流入し、この大気は、大気用通路２２を経て変圧室１６に導入される。この結果、変圧室１６と負圧が導入されている定圧室１５との間に差圧が発生し、この差圧により、コイルばね５０のばね力に抗ってパワーピストン１４（バルブボデー１９）が推進し、その推力がバルブボデー１９からリアクションディスク４１及び出力ロッド４２を経て、マスタシリンダへと出力される。このとき、出力ロッド４２からの出力反力の一部が、リアクションディスク４１及び反力受け部材２９（プランジャ２７）を介して入力ロッド３３に伝達され、これにより、ブレーキペダルの踏力（入力）に比例した所定のブースタ出力が得られる。

一方、コイルばね５０は、上述したようにパワーピストン１４（バルブボデー１９）が推進すると、フロントシェル１１とロッドホルダ４５との間で収縮され、図３（ａ）に示したセット長さの状態から、図３（ｂ）に示すように、座巻６０の次の巻目６２が座巻６０に対して密着する角度領域が増大する。図３（ｂ）には、ブレーキペダルがフルストロークまで踏み込まれたときの、図３（ａ）と同様の主旨のコイルばね５０の状態を示している。すなわち、コイルばね５０は、ブレーキペダルがフルストロークまで踏み込まれて収縮すると、セット長さ時には０～９０度の領域Ｒ１を僅かに超えた部分までであった、次の巻目６２の座巻６０に対する密着領域が、図３（ｂ）に示すように、２７０～３６０度の領域Ｒ３に達する手前まで、９０～２７０度の領域Ｒ２において増大する。これは、図２に示したように、座巻６０の次の巻目６２の中で、座巻端６０ａを基点とした９０～２７０度の領域Ｒ２の巻き上げ角度Ａ２が、２７０～３６０度の領域Ｒ３の巻き上げ角度Ａ３よりも小さくなっており、９０～２７０度の領域Ｒ２が座巻６０に対して密着し易くなっているためである。このような密着状態が、コイルばね５０の両端の座巻６０の、次の巻目６２の各々において表れる。

他方、ブレーキペダルに対する踏力が解放されると、図１を参照して、入力ロッド３３が戻しばね４０のばね力によって後退すると共に、プランジャ２７も後退し、これにより、プランジャ２７を構成する弁部材２８の後端の大気用弁座３６がポペット弁３８に当接して、大気弁が閉じられる一方で、ポペット弁３８がプランジャ２７によりバルブボデー１９の内周の弁座（負圧用弁座）３５から持ち上げられて、負圧弁が開かれる。これにより、変圧室１６に負圧通路２１及び大気通路２２を通じて定圧室１５内の負圧が導入され、上述した差圧が解消される。その後は、定圧室１５内のコイルばね５０のばね力によりバルブボデー１９（パワーピストン１４）が後退して、ストップキー５１がリヤシェル１２内の段部５２に当接する原位置にバルブボデー１９が復帰し、これと同時にプランジャ２７も原位置に復帰して負圧弁が閉じられる。このとき、コイルばね５０は、図３（ａ）に示したように、セット長さの状態に復帰する。

以上説明したように、本発明の実施の形態に係る気圧式倍力装置１は、バルブボデー１９を付勢するコイルばね（リターンスプリング）５０が、以下のような条件を満たすように、自由状態での巻き上げ角度が調整されているものである。具体的に、コイルばね５０は、図３に示すように、両端に位置する座巻６０の次の巻目６２の各々の、座巻６０に対して密着する領域（軸Ｓ方向視で座巻端６０ａを基点とした角度領域）が、ハウジング１０内への設置時で少なくとも９０度までの領域（図３（ａ）参照）、かつ、ブレーキペダルのフルストロークでの踏み込み時で２７０度を超えない領域（図３（ｂ）参照）になるように、自由状態での巻き上げ角度が調整されている。すなわち、コイルばね５０は、バルブボデー１９を付勢するようにハウジング１０内にセットされて僅かに収縮されたとき（図１参照）に、０～９０度の領域Ｒ１を含む領域が、図３（ａ）に示すように座巻６０に対して密着する。そして、ブレーキペダルが踏み込まれ、入力ロッド３３が変位すると共にバルブボデー１９が前進すると、バルブボデー１９を付勢しているコイルばね５０は、ハウジング１０内で更に収縮され、図３（ｂ）に示すように、９０～２７０度の領域Ｒ２において、２７０～３６０度の領域Ｒ３に達する手前まで、換言すれば、９０度を超えた領域～２７０度に満たない領域までが、更に座巻６０に対して密着する。

ここで、コイルばね５０は、スプリングの有効巻数が円周（位相）毎に均一になっている方が、サイドフォースが小さくなる傾向にある。図４には、両端の座巻６０を除いて９０度の円周毎に角度位置Ｐ１～Ｐ１５を図示した、５．５巻のコイルばねを示しており、このコイルばねでは、角度位置Ｐ１、Ｐ５、Ｐ９及びＰ１３が共通する位相（「第１の位相」とする）にあり、角度位置Ｐ２、Ｐ６、Ｐ１０及びＰ１４が共通する位相（「第２の位相」とする）にあり、角度位置Ｐ３、Ｐ７、Ｐ１１及びＰ１５が共通する位相（「第３の位相」とする）にあり、角度位置Ｐ４、Ｐ８及びＰ１２が共通する位相（「第４の位相」とする）にある。このような５．５巻のコイルばねを例に説明すると、有効巻数は、自由状態において、両端の座巻６０を除いた３．５巻となる。

そして、図３（ａ）に示したように、ハウジング１０内にセットされ、座巻６０の次の巻目６２の、座巻端６０ａを基点として０～９０度を超えた領域が密着すると、角度位置Ｐ１～Ｐ１５のうち、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ１４及びＰ１５が両端の座巻６０の何れか一方に密着することになる。この状態において、９０度の円周（位相）毎の有効巻数、すなわち、密着していない角度位置の数は、第１の位相で角度位置Ｐ５、Ｐ９及びＰ１３の３つ、第２の位相で角度位置Ｐ６及びＰ１０の２つ、第３の位相で角度位置Ｐ３、Ｐ７及びＰ１１の３つ、第４の位相で角度位置Ｐ４、Ｐ８及びＰ１２の３つとなる。すなわち、第２の位相における有効巻数のみが２で、残りの９０度毎の位相における有効巻数は３である。このため、このような状態からは、全位相における有効巻数が２になるようにコイルばねを密着させることで、サイドフォースを小さくすることができる。

そこで、図３（ａ）に示した状態から、コイルばねが更に収縮された状態を検討し、座巻６０の次の巻目６２の、座巻端６０ａを基点として１８０度を超えた領域までが密着すると、角度位置Ｐ１～Ｐ１５のうち、新たに角度位置Ｐ３及びＰ１３が座巻６０に対して密着する。この状態において、９０度の円周毎の密着していない角度位置の数は、第１の位相で角度位置Ｐ５及びＰ９の２つ、第２の位相で角度位置Ｐ６及びＰ１０の２つ、第３の位相で角度位置Ｐ７及びＰ１１の２つ、第４の位相で角度位置Ｐ４、Ｐ８及びＰ１２の３つとなる。すなわち、第１の位相における有効巻数が３から２となり、第３の位相における有効巻数が３から２となるため、全位相における有効巻数が２に近づくことが分かる。

更に、座巻６０の次の巻目６２の、座巻端６０ａを基点として２７０度を超えた領域までが、仮に座巻６０に対して密着した場合を検討すると、角度位置Ｐ１～Ｐ１５のうち、新たに角度位置Ｐ４及びＰ１２が座巻６０に対して密着する。この状態において、９０度の円周毎の密着していない角度位置の数は、第１の位相で角度位置Ｐ５及びＰ９の２つ、第２の位相で角度位置Ｐ６及びＰ１０の２つ、第３の位相で角度位置Ｐ７及びＰ１１の２つ、第４の位相で角度位置Ｐ８の１つとなる。すなわち、座巻６０の次の巻目６２が、座巻端６０ａを基点として２７０度を超えた領域まで密着すると、第４の位相における有効巻数が減るものの、他の位相における有効巻数２よりも少ない１まで減少する。従って、座巻端６０ａを基点として９０度を超えた領域まで密着した状態からは、２７０度を超えない領域まで密着領域が増加するにつれて、円周（位相）毎の有効巻数が均一（本例では２）に近づいていくことが分かる。

ここで、図３（ｂ）を参照して説明したように、本発明の実施の形態に係る気圧式倍力装置１で用いられるコイルばね５０は、ハウジング１０内にセットされた状態からブレーキペダルが踏み込まれて収縮すると、座巻６０の次の巻目６２において、座巻端６０ａを基点として９０度を超えた領域まで座巻６０に対して密着した状態から、２７０度を超えない領域までが、座巻６０に対して密着するように構成されている。換言すれば、気圧式倍力装置１の作動時に増大する、次の巻目６２の座巻６０に対する密着範囲が、座巻端６０ａを基点として９０度を超えた領域から２７０度を超えない領域までに設定されている。これにより、円周毎の有効巻数が均一に近づくように、コイルばね５０が収縮することになるため、サイドフォースを小さくすることができる。従って、収縮時にコイルばね５０に作用するサイドフォースを低減することができ、出力ロッド４２の傾きを抑制することが可能となる。

更に、本発明の実施の形態に係る気圧式倍力装置１は、コイルばね５０が、自由状態において、以下のような条件を満たすように巻き上げられているものである。すなわち、コイルばね５０は、図２に示すように、両端の座巻６０の次の巻目６２において、軸Ｓ方向視（図２の右図参照）での座巻端６０ａを基点とした角度領域（０～９０度の領域Ｒ１、９０～２７０度の領域Ｒ２及び２７０～３６０度の領域Ｒ３）毎の、座巻６０に対する巻き上げ角度を、０～９０度の領域Ｒ１で第１の巻き上げ角度Ａ１、９０～２７０度の領域Ｒ２で第２の巻き上げ角度Ａ２、２７０～３６０度の領域Ｒ３で第３の巻き上げ角度Ａ３とした場合、第１の巻き上げ角度Ａ１＜第２の巻き上げ角度Ａ２＜第３の巻き上げ角度Ａ３の関係になっているものである。

これにより、コイルばね５０がハウジング１０内にセットされて僅かに収縮されたときに、座巻６０の次の巻目６２の中で、巻き上げ角度Ａ１が一番小さくなっている０～９０度の領域Ｒ１を含む領域、換言すれば、０～９０度を超える領域を、図３（ａ）に示すように、座巻６０に対して密着し易くすることができる。一方、ブレーキペダルが踏み込まれてバルブボデー１９が前進し、バルブボデー１９を付勢しているコイルばね５０が更に収縮されたときに、図３（ｂ）に示すように、座巻６０の次の巻目６２の中で、巻き上げ角度Ａ２が２番目に小さい９０～２７０度の領域Ｒ２において、巻き上げ角度Ａ２よりも大きい巻き上げ角度Ａ３で巻き上げられている２７０～３６０度の領域Ｒ３に達する手前まで、換言すれば、９０度を超えた領域～２７０度に満たない領域までを、座巻６０に対して密着し易くすることができる。

なお、本実施の形態では、１つのパワーピストン１４を備えたシングルタイプの気圧式倍力装置１に適用されたが、当然ながら、２つのパワーピストンを備えたタンデム型の気圧式倍力装置に適用することも可能である。又、図４に示したコイルばねは、サイドフォースを抑制するメカニズムを説明するための模式的な図であり、本発明の実施の形態に係る気圧式倍力装置１で用いるコイルばね５０の形状や構成を限定するものではない。更に、本実施の形態では、巻き方向が右巻きのコイルばねを例に記載しているが、これに限定されるものではなく、左巻きのコイルばねとしてもよい。

１：気圧式倍力装置、１０：ハウジング、１９：バルブボデー、４２：出力ロッド、５０：コイルばね（リターンスプリング）、６０：座巻、６０ａ：座巻端、６２：座巻の次の巻目、Ａ１：第１の巻き上げ角度、Ａ２：第２の巻き上げ角度、Ａ３：第３の巻き上げ角度、Ｒ１：０～９０度の領域、Ｒ２：９０～１８０度の領域、Ｒ３：２７０～３６０度の領域、Ｓ：コイルばねの軸

Claims

ハウジング内部に支持され、車両のブレーキペダルの踏み込みに応じて移動可能なバルブボデーと、
該バルブボデーの先端に支持される出力ロッドと、
該出力ロッドの外周を囲んで前記ハウジング内に配置され、前記バルブボデーを一方向に付勢するコイルばねと、
を含む気圧式倍力装置において、
前記コイルばねは、両端に位置する座巻の次の巻目の各々の、前記座巻に対して密着する、軸方向視で座巻端を基点とした角度領域が、前記ハウジング内への設置時で少なくとも９０度までの領域、かつ、前記ブレーキペダルのフルストロークでの踏み込み時で２７０度を超えない領域になるように、自由状態での巻き上げ角度が調整されており、
前記コイルばねは、前記次の巻目の各々の、軸方向視での座巻端を基点とした角度領域毎の、自由状態における前記座巻に対する巻き上げ角度を、０～９０度の領域で第１の巻き上げ角度、９０～２７０度の領域で第２の巻き上げ角度、２７０～３６０度の領域で第３の巻き上げ角度とした場合、
第１の巻き上げ角度＜第２の巻き上げ角度＜第３の巻き上げ角度
の関係となっていることを特徴とする気圧式倍力装置。
気圧式倍力装置においてバルブボデーを一方向に付勢するために用いられるコイルばねであって、
両端に位置する座巻の次の巻目の各々の、軸方向視での座巻端を基点とした角度領域毎の、自由状態における座巻に対する巻き上げ角度を、０～９０度の領域で第１の巻き上げ角度、９０～２７０度の領域で第２の巻き上げ角度、２７０～３６０度の領域で第３の巻き上げ角度とした場合、
第１の巻き上げ角度＜第２の巻き上げ角度＜第３の巻き上げ角度
の関係となっていることを特徴とするコイルばね。