特許 6202605 負圧倍力装置及びこれを用いたブレーキシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6202605

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】負圧倍力装置及びこれを用いたブレーキシステム

(51)【国際特許分類】

   B60T 13/569 20060101AFI20170914BHJP

【ＦＩ】

   B60T13/569

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-142286(P2013-142286)

(22)【出願日】2013年7月8日

(65)【公開番号】特開2015-13610(P2015-13610A)

(43)【公開日】2015年1月22日

【審査請求日】2016年6月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003333

【氏名又は名称】ボッシュ株式会社

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 誠

【審査官】 杉山 悟史

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５９−０８４６５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２０７７６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１８２５６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５４−０７７８８２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１１−１６８０８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｔ １３／００ − １３／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フロントシェルと、
前記フロントシェルに連結されるリヤシェルと、
入力が加えられる入力軸と、
前記リヤシェルに対して進退自在に配設されたバルブボディと、
前記バルブボディに設けられて、前記フロントシェルと前記リヤシェルとの空間を負圧が導入される定圧室と作動時に大気が導入される変圧室とに区画するパワーピストンと、
前記バルブボディに連結されて、前記パワーピストンにより発生されて前記入力を倍力した出力を出力する出力軸と、
前記入力軸に連結されかつ前記バルブボディ内に摺動自在に配設された弁プランジャと、
前記弁プランジャの作動により前記定圧室と前記変圧室との間の連通または遮断を制御する負圧弁と、
前記変圧室と少なくとも大気との間を遮断または連通を制御する大気弁と、
前記パワーピストンを貫通して前記フロントシェルと前記リヤシェルとを連結するタイロッドと、
を備え、
前記パワーピストンは、
中央に前記バルブボディが挿通される中央孔が形成されたパワーピストン部材と、
中央に前記パワーピストン部材と共に前記バルブボディが挿通される中央孔が形成され、縁部で前記フロントシェルと前記リヤシェルに挟持されるダイヤフラムと、
を有し、
前記パワーピストン部材は、前記中央孔より外周側に前記フロントシェルに向けて凸状であって環状の溝部が形成され、
前記ダイヤフラムは、前記中央孔より外周側に前記フロントシェルに向けて環状に盛り上がる凸部及び前記凸部の周方向に所定の間隔を空けて前記凸部からさらに盛り上がる突出部が形成され、
前記突出部の前記フロントシェル側の端部は、前記パワーピストン部材の前記溝部に当接し、
前記凸部の前記フロントシェル側の頂部は、前記パワーピストン部材の前記溝部内に前記溝部の表面と間隔を空けて配置される
ことを特徴とする負圧倍力装置。

【請求項2】

前記パワーピストン部材は、前記溝部より内周側に、前記中心孔に対して対称に配置され、直径の異なる複数組の連通孔が形成され、
前記ダイヤフラムは、
前記複数組の連通孔のうち一組の連通孔を貫通し、前記タイロッドを支持するタイロッド支持部と、
前記一組の連通孔以外の連通孔を覆う厚肉部と、
を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の負圧倍力装置。

【請求項3】

前記ダイヤフラムは、
前記凸部と前記溝部の間の空間と前記厚肉部に覆われた前記連通孔との間に空気が流れる流路を形成する空気流路を有する
ことを特徴とする請求項２に記載の負圧倍力装置。

【請求項4】

ブレーキペダルと、
前記ブレーキペダルのペダル踏力を倍力して出力するブレーキ倍力装置と、
前記ブレーキ倍力装置の出力で作動して液圧を発生するマスタシリンダと、
前記マスタシリンダで発生した液圧でブレーキ力を発生して車輪にブレーキをかけるブレーキシリンダと、
を少なくとも備えるブレーキシステムにおいて、
前記ブレーキ倍力装置は、請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の負圧倍力装置である
ことを特徴とするブレーキシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、負圧によって入力を所定のサーボ比で倍力して大きな出力を発生する負圧倍力装置及びこれを用いたブレーキシステムの技術分野に関するものである。

【背景技術】

【0002】

乗用車等の自動車のブレーキシステムにおいては、負圧を利用した負圧倍力装置が多々用いられている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

図８は、従来の負圧倍力装置を示す。

【0004】

従来から、負圧倍力装置１のパワーピストン部材６には、強度を保持するために、変圧室９から定圧室８に突出する溝部６３が形成されているものがある。この場合、ダイヤフラム７には、パワーピストン部材６の溝部６３に沿って、突部７５が形成されていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１１−１６８０８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、図８に示すように、ダイヤフラム７に突部７５を形成したことで、変圧室９の容積が大きくなり、作動応答性が低下する可能性があった。また、容積を小さくするためにダイヤフラム７の突部７５によって、パワーピストン部材６の溝部６３をすべて埋めた場合、ゴム材料の使用量が多くなり、重量及びコストが増加する可能性があった。

【0007】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、作動応答性を向上させると共に、軽量化を達成し、コストを低く抑える負圧倍力装置及びこれを用いたブレーキシステムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前述の課題を解決するために、本実施形態にかかる負圧倍力装置は、
フロントシェルと、
前記フロントシェルに連結されるリヤシェルと、
入力が加えられる入力軸と、
前記リヤシェルに対して進退自在に配設されたバルブボディと、
前記バルブボディに設けられて、前記フロントシェルと前記リヤシェルとの空間を負圧が導入される定圧室と作動時に大気が導入される変圧室とに区画するパワーピストンと、
前記バルブボディに連結されて、前記パワーピストンにより発生されて前記入力を倍力した出力を出力する出力軸と、
前記入力軸に連結されかつ前記バルブボディ内に摺動自在に配設された弁プランジャと、
前記弁プランジャの作動により前記定圧室と前記変圧室との間の連通または遮断を制御する負圧弁と、
前記変圧室と少なくとも大気との間を遮断または連通を制御する大気弁と、
前記パワーピストンを貫通して前記フロントシェルと前記リヤシェルとを連結するタイロッドと、
を備え、
前記パワーピストンは、
中央に前記バルブボディが挿通される中央孔が形成されたパワーピストン部材と、
中央に前記パワーピストン部材と共に前記バルブボディが挿通される中央孔が形成され、縁部で前記フロントシェルと前記リヤシェルに挟持されるダイヤフラムと、
を有し、
前記パワーピストン部材は、前記中央孔より外周側に前記フロントシェルに向けて凸状であって環状の溝部が形成され、
前記ダイヤフラムは、前記中央孔より外周側に前記フロントシェルに向けて環状に盛り上がる凸部及び前記凸部の周方向に所定の間隔を空けて前記凸部からさらに盛り上がる突出部が形成され、
前記突出部の前記フロントシェル側の端部は、前記パワーピストン部材の前記溝部に当接し、
前記凸部の前記フロントシェル側の頂部は、前記パワーピストン部材の前記溝部内に前記溝部の表面と間隔を空けて配置される
ことを特徴とする負圧倍力装置。

【0009】

また、本実施形態にかかる負圧倍力装置では、
前記パワーピストン部材は、前記溝部より内周側に、前記中心孔に対して対称に配置され、直径の異なる複数組の連通孔が形成され、
前記ダイヤフラムは、
前記複数組の連通孔のうち一組の連通孔を貫通し、前記タイロッドを支持するタイロッド支持部と、
前記一組の連通孔以外の連通孔を覆う厚肉部と、
を有する
ことを特徴とする。

【0010】

また、本実施形態にかかる負圧倍力装置では、
前記ダイヤフラムは、
前記凸部と前記溝部の間の空間と前記厚肉部に覆われた前記連通孔との間に空気が流れる流路を形成する空気流路を有する
ことを特徴とする。

【0011】

さらに、本実施形態にかかるブレーキシステムは、
ブレーキペダルと、
前記ブレーキペダルのペダル踏力を倍力して出力するブレーキ倍力装置と、
前記ブレーキ倍力装置の出力で作動して液圧を発生するマスタシリンダと、
前記マスタシリンダで発生した液圧でブレーキ力を発生して車輪にブレーキをかけるブレーキシリンダと、
を少なくとも備えるブレーキシステムにおいて、
前記ブレーキ倍力装置は、前記負圧倍力装置である
ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本実施形態の負圧倍力装置によれば、
フロントシェルと、
前記フロントシェルに連結されるリヤシェルと、
入力が加えられる入力軸と、
前記リヤシェルに対して進退自在に配設されたバルブボディと、
前記バルブボディに設けられて、前記フロントシェルと前記リヤシェルとの空間を負圧が導入される定圧室と作動時に大気が導入される変圧室とに区画するパワーピストンと、
前記バルブボディに連結されて、前記パワーピストンにより発生されて前記入力を倍力した出力を出力する出力軸と、
前記入力軸に連結されかつ前記バルブボディ内に摺動自在に配設された弁プランジャと、
前記弁プランジャの作動により前記定圧室と前記変圧室との間の連通または遮断を制御する負圧弁と、
前記変圧室と少なくとも大気との間を遮断または連通を制御する大気弁と、
前記パワーピストンを貫通して前記フロントシェルと前記リヤシェルとを連結するタイロッドと、
を備え、
前記パワーピストンは、
中央に前記バルブボディが挿通される中央孔が形成されたパワーピストン部材と、
中央に前記パワーピストン部材と共に前記バルブボディが挿通される中央孔が形成され、縁部で前記フロントシェルと前記リヤシェルに挟持されるダイヤフラムと、
を有し、
前記パワーピストン部材は、前記中央孔より外周側に前記フロントシェルに向けて凸状であって環状の溝部が形成され、
前記ダイヤフラムは、前記中央孔より外周側に前記フロントシェルに向けて環状に盛り上がる凸部及び前記凸部の周方向に所定の間隔を空けて前記凸部からさらに盛り上がる突出部が形成され、
前記突出部の前記フロントシェル側の端部は、前記パワーピストン部材の前記溝部に当接し、
前記凸部の前記フロントシェル側の頂部は、前記パワーピストン部材の前記溝部内に前記溝部の表面と間隔を空けて配置されるので、
作動応答性を向上させると共に、軽量化を達成し、コストを低く抑えることが可能となる。

【0013】

また、本実施形態にかかる負圧倍力装置では、
前記パワーピストン部材は、前記溝部より内周側に、前記中心孔に対して対称に配置され、直径の異なる複数組の連通孔が形成され、
前記ダイヤフラムは、
前記複数組の連通孔のうち一組の連通孔を貫通し、前記タイロッドを支持するタイロッド支持部と、
前記一組の連通孔以外の連通孔を覆う厚肉部と、
を有するので、
ダイヤフラムを溝部に密着させるよりも変圧室の容積を小さくすることができ、作動応答性を向上させることが可能となる。また、ダイヤフラムを溝部全体に埋め込むよりもダイヤフラムの材料の使用量を少なくすることができ、軽量化とコスト削減を実現することが可能となる。また、ダイヤフラムは、使用するタイロッドの径に応じて複数組の連通孔からいずれかを選択して使用することができ、タイロッドの径に応じたダイヤフラムを作成する必要が無く、単一のダイヤフラムで種々の設計に対応することが可能となる。また、連通孔に対応する厚肉部を他の箇所よりも厚肉に形成するので、強度を確保することが可能となる。

【0014】

また、本実施形態にかかる負圧倍力装置では、
前記ダイヤフラムは、
前記凸部と前記溝部の間の空間と前記厚肉部に覆われた前記連通孔との間に空気が流れる流路を形成する空気流路を有するので、
作動時にパワーピストン部材の溝部とダイヤフラムの凸部の間の空間に空気が残ってしまった場合であっても、空気流路を経て連通孔から空気が逃げていき、作動時にパワーピストン部材の溝部とダイヤフラムの凸部の間の空間の空気を低減させることが可能となる。

【0015】

さらに、本実施形態にかかるブレーキシステムは、ブレーキペダルと、前記ブレーキペダルのペダル踏力を倍力して出力するブレーキ倍力装置と、前記ブレーキ倍力装置の出力で作動して液圧を発生するマスタシリンダと、前記マスタシリンダで発生した液圧でブレーキ力を発生して車輪にブレーキをかけるブレーキシリンダと、を少なくとも備えるブレーキシステムにおいて、前記ブレーキ倍力装置は前記負圧倍力装置なので、
作動応答性を向上させると共に、軽量化を達成し、コストを低く抑えるブレーキシステムを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本実施形態の負圧倍力装置１を示す。

【図2】本実施形態のパワーピストン部材６を示す。

【図3】本実施形態のダイヤフラム７を示す。

【図4】本実施形態の負圧倍力装置１の第１連通孔６４ａを通る径方向の断面の一部を示す。

【図5】本実施形態の負圧倍力装置１の第２連通孔６４ｂを通る径方向の断面の一部を示す。

【図6】本実施形態の負圧倍力装置１の突出部７５を通る径方向の断面の一部を示す。

【図7】本実施形態の負圧倍力装置１が用いられる一例としてのブレーキシステムを模式的に示す。

【図8】従来の負圧倍力装置を示す。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の明細書の記載において、前後方向の関係は、負圧倍力装置の作動時に入力軸が移動する方向を「前」、作動解除時に入力軸が戻る方向を「後」とする。また、以下の説明において、「前」および「後」はそれぞれ各図において「左」および「右」を示す。

【0018】

図１は、本実施形態の負圧倍力装置１を示す。

【0019】

図１において、１は負圧倍力装置、２はフロントシェル、３はリヤシェル、４はバルブボディ、５はバルブボディ４に取り付けられアルミニウム系の金属等の材料で形成されたパワーピストン部材６とバルブボディ４および両シェル２,３間に設けられ弾性変形の富む部材で形成されたダイヤフラム７とからなるパワーピストン、８は両シェル２,３内の空間をパワーピストン５で気密に区画された２つの室の一方で、通常時負圧が導入される定圧室、９は前述の２つの室の他方で、負圧倍力装置１の作動時大気圧が導入される変圧室、１０は弁プランジャ、１１は図示しない作動部材であるブレーキペダルに連結され、かつ弁プランジャ１０を作動制御する入力軸、１２はバルブボディ４に設けられた弁体、１３はバルブボディ４と弁体１２とで構成される負圧弁、１４は弁プランジャ１０と弁体１２とで構成される大気弁、１５はバルブボディ４内に形成された大気流入通路、１６は定圧室８と変圧室９とを連通する負圧導入通路、１７はバルブボディ４に対する弁プランジャ１０の相対移動を、バルブボディ４に形成されたキー孔の軸方向幅により規定される所定量に規制し、かつバルブボディ４および弁プランジャ１０の各後退限を規定するキー部材、１８は反力手段の一部を構成する間隔部材、１９は反力手段の他部を構成するリアクションディスク、２０は出力軸、２１はパワーピストン５およびバルブボディ４を非作動位置に戻すリターンスプリング、２２はフロントシェル２とリヤシェル３とを連結して補強するタイロッド、２３は負圧導入口である。

【0020】

本実施形態の負圧倍力装置１は、フロントシェル２と、フロントシェル２に連結されるリヤシェル３と、入力が加えられる入力軸１１と、リヤシェル３に対して進退自在に配設されたバルブボディ４と、バルブボディ４に設けられて、フロントシェル２とリヤシェル３との空間を負圧が導入される定圧室８と作動時に大気が導入される変圧室９とに区画するパワーピストン５と、バルブボディ４に連結されて、パワーピストン５により発生されて入力を倍力した出力を出力する出力軸２０と、入力軸１１に連結されかつバルブボディ４内に摺動自在に配設された弁プランジャ１０と、弁プランジャ１０の作動により定圧室８と変圧室９との間の連通または遮断を制御する負圧弁１３と、変圧室８と少なくとも大気との間を遮断または連通を制御する大気弁１４と、パワーピストン５を貫通してフロントシェル２とリヤシェル３とを連結するタイロッド２２と、を備える。

【0021】

図２は、本実施形態のパワーピストン部材６を示す。

【0022】

本実施形態のパワーピストン部材６は、金属からなる。パワーピストン部材６は、本体部６１と、中央フランジ６２と、を少なくとも有する。

【0023】

パワーピストン部材６の本体部６１は、全体として凸側の第１表面６ａと全体として凹側の第２表面６ｂを有する円錐面状の金属板からなる。本体部６１には、溝部６３及び連通孔６４が形成されている。中央フランジ６２は、本体部６１の中央に形成された中央孔６１ａの周囲に立ち上がる円筒状の部分であって、図１に示したバルブボディ４が挿通される。

【0024】

本体部に形成された溝部６３は、中央孔６１ａより外周側で、本体部６１が第２表面６ｂ方向に湾曲することで第１表面６ａに形成される環状の溝からなる。溝部６３の径方向の断面は、Ｕ字状に丸みを帯びている。

【0025】

本体部６１の溝部６３より内周側には、定圧室８と変圧室９を連通する連通孔６４が形成されている。連通孔６４は、本体部６１の中央孔６１ａに対して対称な複数組の孔である。そして、各組の連通孔６４は、それぞれ直径が異なっている。各組の連通孔６４のうち、実際に使用される連通孔６４は一組のみで、その他の連通孔６４は、ダイヤフラム７に覆われ、遮断される。直径の寸法が異なる複数組の連通孔６４のうち、実際にどの一組の連通孔６４を使用するかは、連通孔６４に挿通される図１に示したタイロッド２２の直径に応じて決定すればよい。本実施形態の連通孔６４は、一例として、実際に使用する第１連通孔６４ａと、ダイヤフラム７に覆われる第２連通孔６４ｂ及び第３連通孔６４ｃからなる。

【0026】

図３は、本実施形態のダイヤフラム７を示す。

【0027】

本実施形態のダイヤフラム７は、ゴムからなる。ダイヤフラム７は、本体部７１と、中央フランジ７２と、縁部７３と、凸部７４と、突出部７５と、タイロッド支持部７６と、第２表面側リブ部７７と、厚肉部７８と、第１表面側リブ部７９と、を少なくとも有する。

【0028】

ダイヤフラム７の本体部７１は、全体として凸側の第１表面７ａと全体として凹側の第２表面７ｂを有する円錐面状のゴムからなる。中央フランジ７２は、本体部７１の中央に形成された中央孔７１ａの周囲に立ち上がる円筒状の部分であって、図２に示したパワーピストン部材６の中央フランジ６２が嵌め込まれる。縁部７３は、本体部７１の外周から第２表面７ｂ方向に立ち上がり、さらに第１表面７ａ方向に折り返される壁状の部分であって、図１に示したフロントシェル２とリヤシェル３とに狭持される。

【0029】

凸部７４は、中央孔７１ａより外周側で、第２表面７ｂから環状に盛り上がる部分からなる。突出部７５は、周方向に所定の間隔を空けて凸部７４の頂部７４ａに形成され、凸部７４からさらに盛り上がる部分である。なお、突出部７５は、等間隔で形成されることが好ましい。

【0030】

タイロッド支持部７６は、本体部７１の第２表面７ｂの凸部７４よりも内周側に、本体部７１の中心に対して対称に盛り上がって形成される。タイロッド支持部７６は、貫通孔７６ａを有し、図１に示したタイロッド２２を該貫通孔７６ａに貫通させて支持する。

【0031】

第２表面側リブ部７７は、本体部７１の第２表面７ｂの凸部７４の内周側に形成される。第２表面側リブ部７７は、２本の平行に並ぶリブからなり、凸部７４から中央孔７１ａに向けて、第１表面７ａの厚肉部７８の裏側まで延びて形成される。なお、第２表面側リブ部７７は、パワーピストン部材６とダイヤフラム７とを組み付けた際に、空気流路を形成する。

【0032】

厚肉部７８は、本体部７１の第１表面７ａの中央フランジ７２の外周側であって、図２に示したパワーピストン部材６の第２連通孔６４ｂ及び第３連通孔６４ｃに対応して設けられる。第１表面側リブ部７９は、貫通孔７６ａ及び厚肉部７８の外周側に形成される。第１表面側リブ部７９は、２本の平行に並ぶリブからなり、放射状に等間隔で形成される。なお、第１表面側リブ部７９は、緩衝部を形成する。

【0033】

次に、本実施形態の負圧倍力装置１のうち、パワーピストン部材６とダイヤフラム７を組み付けたパワーピストン５について説明する。

【0034】

図４は、本実施形態の負圧倍力装置１の第１連通孔６４ａを通る径方向の断面の一部を示す。図５は、本実施形態の負圧倍力装置１の第２連通孔６４ｂを通る径方向の断面の一部を示す。図６は、本実施形態の負圧倍力装置１の突出部７５を通る径方向の断面の一部を示す。

【0035】

パワーピストン部材６とダイヤフラム７は、互いに組み付けられてパワーピストン５を形成する。パワーピストン部材６の本体部６１とダイヤフラム７の本体部７１は、ほぼ密着して用いられる。その際、図４に示すように、ダイヤフラム７のタイロッド支持部７６は、パワーピストン部材６の第１連通孔６４ａに挿通される。

【0036】

また、ダイヤフラム７の凸部７４は、パワーピストン部材６にフロントシェル２に向けて凸状の溝部６３に嵌め込まれる。この時、ダイヤフラム７の突出部７５は、図６に示すように、パワーピストン部材６の溝部６３内の第１表面６ａに当接するが、凸部７４の頂部７４ａは、図４及び図５に示すように、溝部６３の第１表面６ａに対して間隔を空けて配置される。

【0037】

したがって、ダイヤフラム７を溝部６３に密着させるよりも変圧室９の容積を小さくすることができ、作動応答性を向上させることが可能となる。また、ダイヤフラム７を溝部６３全体に埋め込むよりもダイヤフラム７の材料の使用量を少なくすることができ、軽量化とコスト削減を実現することが可能となる。

【0038】

パワーピストン部材６の第２連通孔６４ｂは、図５に示すように、ダイヤフラム７の厚肉部７８に覆われる。同様に、図示しない第３連通孔６４ｃもダイヤフラム７の厚肉部７８に覆われる。

【0039】

したがって、本実施形態のダイヤフラム７は、使用するタイロッド２２の径に応じて第１連通孔６４ａ、第２連通孔６４ｂ及び第３連通孔６４ｃのいずれかを選択して使用することができ、タイロッド２２の径に応じたダイヤフラム７を作成する必要が無く、単一のダイヤフラム７で種々の設計に対応することが可能となる。また、第２連通孔６４ｂ及び第３連通孔６４ｃに対応する厚肉部７８を他の箇所よりも厚肉に形成するので、強度を確保することが可能となる。

【0040】

第２表面側リブ部７７は、凸部７４から中央孔７１ａに向けて、第１表面７ａの厚肉部７８の裏側まで延びて形成される。したがって、図５に示すように、パワーピストン部材６の溝部６３内の第１表面６ａとダイヤフラム７の凸部７４の間の空間と第２連通孔６４ｂとは、第２表面側リブ部７７の２本のリブ間の通路により連通される。すなわち、パワーピストン部材６の溝部６３内の第１表面６ａとダイヤフラム７の凸部７４の間の空間と第２連通孔６４ｂとの間は、第２表面側リブ部７７の２本のリブ間の通路を空気流路として、空気が流通可能となっている。

【0041】

次に、この例の負圧倍力装置をブレーキシステムのブレーキ倍力装置として用いた場合の作動について説明する。

【0042】

図７は、本実施形態の負圧倍力装置１が用いられる一例としてのブレーキシステムを模式的に示す。

【0043】

ブレーキ非作動時には、負圧倍力装置１は、入力軸１１が後退限位置となっている。また、通常時定圧室１８には負圧導入口２３を通して所定の負圧が導入されている。そして、負圧倍力装置１の非作動状態では、負圧弁１３が開いているとともに大気弁１４が閉じている。したがって、定圧室８と変圧室９とが負圧導入通路１６を介して連通しているとともに、変圧室９は大気と遮断されている。これにより、変圧室９にも負圧が導入されている。

【0044】

ブレーキペダル２５が踏み込まれると、入力軸１１が前進するとともに弁プランジャ１０が前進する。すると、負圧弁１３が閉じるとともに大気弁１４が開く。これにより、定圧室８と変圧室９とが遮断されるとともに、変圧室９は大気導入通路１５を介して連通する。したがって、大気（空気）が変圧室９に導入され、変圧室９と定圧室８とに圧力差が生じる。この圧力差により、パワーピストン５がリターンスプリング２１の付勢力に抗して前進し、バルブボディ４、リアクションディスク１９、およびプッシュロッド２０が前進し、負圧倍力装置１が作動する。プッシュロッド２０の前進により、マスタシリンダ２６の図示しないピストンが作動して液圧を発生し、この液圧によりブレーキシリンダ２７がブレーキ力を発生して、各車輪２８にブレーキがかけられる。

【0045】

ブレーキペダル２５の踏み込みを解除すると、入力軸１１が後退して、負圧弁１３が開くとともに大気弁１４が閉じた状態となる。すると、変圧室９に導入された空気が負圧弁１３および負圧導入通路１６を介して定圧室８に流動し、更に定圧室８に流動した空気は負圧導入口２２を通して定圧室８から流出する。これにより、変圧室９の圧力が低下し、パワーピストン５、プッシュロッド２０、バルブボディ４、リアクションディスク１９、間隔部材１８、および弁プランジャ１０がリターンスプリング２１の付勢力で後退する。すると、マスタシリンダ２６のピストンも後退し、マスタシリンダ２６の液圧が次第に低下して消滅する。そして、キー部材１７により、バルブボディ４および弁プランジャ１０がそれ後退限位置に規制され、負圧倍力装置１は非作動状態となり、各車輪２８のブレーキが解除する。

【0046】

なお、作動時にパワーピストン部材６の溝部６３内の第１表面６ａとダイヤフラム７の凸部７４の間の空間に空気が残ってしまうと、作動に支障を来す場合があるが、本実施形態のパワーピストン５によれば、パワーピストン部材６の溝部６３内の第１表面６ａとダイヤフラム７の凸部７４の間の空間と第２連通孔６４ｂとの間は、パワーピストン部材６の本体部６１とダイヤフラム７の本体部７１の間に隙間が形成され、空気が流通可能となっているので、例えば、空気は、図５に示した第２連結孔６４ｂから逃げていき、作動時にパワーピストン部材６の溝部６３内の第１表面６ａとダイヤフラム７の凸部７４の間の空間の空気を低減させることが可能となる。

【0047】

なお、本発明にかかる負圧倍力装置１は、ブレーキ装置に限定されることはなく、クラッチ装置を始め、ピストンの前進で液圧室に液圧を発生するものであれば、どのような液圧装置にも適用することができる。

【0048】

以上、説明したように、本実施形態によれば、負圧倍力装置１は、フロントシェル２と、フロントシェル２に連結されるリヤシェル３と、入力が加えられる入力軸１１と、リヤシェル３に対して進退自在に配設されたバルブボディ４と、バルブボディ４に設けられて、フロントシェル２とリヤシェル３との空間を負圧が導入される定圧室８と作動時に大気が導入される変圧室９とに区画するパワーピストン５と、バルブボディ４に連結されて、パワーピストン５により発生されて入力を倍力した出力を出力する出力軸２０と、入力軸１１に連結されかつバルブボディ４内に摺動自在に配設された弁プランジャ１０と、弁プランジャ１０の作動により定圧室８と変圧室９との間の連通または遮断を制御する負圧弁１３と、変圧室８と少なくとも大気との間を遮断または連通を制御する大気弁１４と、パワーピストン５を貫通してフロントシェル２とリヤシェル３とを連結するタイロッド２２と、を備え、パワーピストン５は、中央にバルブボディ４を挿通させる中央孔６１ａが形成されたパワーピストン部材６と、中央にパワーピストン部材６と共にバルブボディ４を挿通させる中央孔７１ａが形成され、縁部７３でフロントシェル２とリヤシェル３に挟持されるダイヤフラム７と、を有し、パワーピストン部材６は、中央孔６１ａより外周側にフロントシェル２に向けて凸状であって環状の溝部６３が形成され、ダイヤフラム７は、中央孔７１ａより外周側にフロントシェル２に向けて環状に盛り上がる凸部７４及び凸部７４の周方向に所定の間隔を空けて凸部７４からさらに盛り上がる突出部７５が形成され、突出部７５は、パワーピストン部材６の溝部６３に当接し、凸部７４は、パワーピストン部材６の溝部６３内に間隔を空けて配置されるので、作動応答性を向上させると共に、軽量化を達成し、コストを低く抑えることが可能となる。

【0049】

また、本実施形態にかかる負圧倍力装置１では、パワーピストン部材６は、溝部６４より内周側に、中心孔６１ａに対して対称に配置され、直径の異なる複数組の連通孔６４が形成され、ダイヤフラム７は、複数組の連通孔６４のうち一組の連通孔６４ａを貫通し、タイロッド２２を支持するタイロッド支持部７６と、一組の連通孔６４ａ以外の連通孔６４ｂ，６４ｃを覆う厚肉部７８と、を有するので、ダイヤフラム７を溝部６３に密着させるよりも変圧室９の容積を小さくすることができ、作動応答性を向上させることが可能となる。また、ダイヤフラム７を溝部６３全体に埋め込むよりもダイヤフラム７の材料の使用量を少なくすることができ、軽量化とコスト削減を実現することが可能となる。さらに、ダイヤフラム７は、使用するタイロッド２２の径に応じて複数組の連通孔６４からいずれかを選択して使用することができ、タイロッド２２の径に応じたダイヤフラム７を作成する必要が無く、単一のダイヤフラム７で種々の設計に対応することが可能となる。また、連通孔６４に対応する厚肉部７８を他の箇所よりも厚肉に形成するので、強度を確保することが可能となる。

【0050】

また、本実施形態にかかる負圧倍力装置１では、ダイヤフラム７は、凸部７４と溝部６３の間の空間と厚肉部７８覆われた連通孔６４ｂ，６４ｃとの間に空気が流れる流路を形成する空気流路７７を有するので、作動時にパワーピストン部材６の溝部６３とダイヤフラム７の凸部７４の間の空間に空気が残ってしまった場合であっても、空気流路７７を経て連通孔６４から空気が逃げていき、作動時にパワーピストン部材６の溝部６３とダイヤフラム７の凸部７４の間の空間の空気を低減させることが可能となる。

【0051】

さらに、本実施形態にかかるブレーキシステムは、ブレーキペダル２５と、ブレーキペダル２５のペダル踏力を倍力して出力するブレーキ倍力装置１と、ブレーキ倍力装置１の出力で作動して液圧を発生するマスタシリンダ２６と、マスタシリンダ２６で発生した液圧でブレーキ力を発生して車輪２８にブレーキをかけるブレーキシリンダ２７と、を少なくとも備えるブレーキシステムにおいて、ブレーキ倍力装置１は本実施形態の負圧倍力装置１なので、作動応答性を向上させると共に、軽量化を達成し、コストを低く抑えることができるブレーキシステムを提供することが可能となる。

【0052】

以上、本発明の種々の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態のみに限られるものではなく、発明の範囲を超えない限り、それぞれの実施形態の構成を適宜変更した構成及びそれぞれの実施形態の構成を適宜組み合わせた構成の実施形態も本発明の範疇となるものである。

【符号の説明】

【0053】

１…負圧倍力装置、２…フロントシェル、３…リヤシェル、４…バルブボディ、５…パワーピストン、６…パワーピストン部材、６１…本体部、６１ａ…中央孔、６２…中央フランジ、６３…溝部、６４…連通孔、７…ダイヤフラム、７１…本体部、７１ａ…中央孔、７２…中央フランジ、７３…縁部、７４…凸部、７５…突出部、７６…タイロッド支持部、７７…第２表面側リブ部（空気流路）、７８…厚肉部、７９…第１表面側リブ部（緩衝部）、８…定圧室、９…変圧室、１０…弁プランジャ、１１…入力軸、１２…弁体、１３…負圧弁、１４…大気弁、２０…出力軸、２２…タイロッド、２４…ブレーキシステム、２５…ブレーキペダル、２６…タンデムマスタシリンダ、２７…ブレーキシリンダ、２８…車輪

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】