专利名称：真空型助力器设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于车辆的真空型助力器设备，具体地，涉及当狠踩刹车踏板时能够高速反应的真空型助力器设备。
背景技术：
一般地，在真空型助力器设备中，当踩踏刹车踏板而推动输入杆而使得柱塞相对于阀门活塞向前移动时，真空阀接触到真空阀座而阻塞可变压力腔和恒定压力腔之间的流通。当活塞进一步向前移动时，大气阀座从大气阀分开，由此允许大气从外界大气通过声音吸收构件和过滤元件进入到可变压力腔。从而，阀门活塞根据可变压力腔和恒定压力腔之间的压力差而向前移动，以推动主活塞，由此在主气缸中产生相应于刹车踏板踩踏力的刹车油压。
由于阀门活塞通过与可变压力腔和恒定压力腔之间的压力差相应的操纵力而使反作用构件弹性地变形，以推动主活塞，该反作用构件在弹性变形作用下向后推动柱塞。这使得柱塞缩回，从而大气阀座就座于大气阀上以阻塞可变压力腔和大气之间的流通，因此将刹车油压保持在所需压力。
尽管在狠踩刹车踏板时需要将大气没有延迟地引入到可变压力腔，但声音吸收构件的使用使得由于穿过其的通气阻力而难以将足够体积的大气引入到可变压力腔中，并且使得难以提高刹车操作中的敏感度。特别地，近些日子来，对于缩短刹车后车辆停止的时间进行改善的需求日益增长。
为满足该需求，已知一种如美国专利No.5,506,413(日本审查公布专利No.6-24922的同族)中描述的真空型助力器设备。在该专利描述的设备中，套筒绕阀壳(阀门活塞)设置，并且在该套筒和该阀壳之间限定额外的环形空气通道，以打开后部腔(可变压力腔)。另一阀构件形成于该套筒的后端处并朝向第三阀座偏移，使得其通常由所述另一阀构件保持封闭。当狠踩刹车踏板而使操纵构件(输入杆)相对于阀壳向前移动超过预定距离时，形成于该套筒后端处的所述另一阀构件与该第三阀座分开。这使得大气从过滤元件不仅通过内部空间和中间空间流入到后部腔中，还通过额外的空气通道流入到后部腔中。因而，后部腔中的压力迅速地变得等于大气压，使得刹车敏感度得以提高。
然而，在前述专利所描述的设备中，由于形成额外空气通道的额外的套筒绕该阀壳设置，其产生的问题在于增加了该真空型助力器设备的尺寸。而且，由于第三阀座必须重新提供以连通/堵塞额外的空气通道和大气，产生了另一个问题是产品的可靠性降低。此外，需要阀壳和套筒是可滑动的，其中滑动支撑部分从而承受施加在阀壳上的所有载荷，并且非常难以实现平滑的滑动，使得产生的额外问题在于，该功能起初难以稳定地实现。
发明内容
因此，本发明的主要目的是提供一种真空型助力器设备，其敏感度高并且更为简单和紧凑。
简单地说，根据本发明，提供一种真空型助力器设备，其包括助力器壳，其以可移动的方式支撑将助力器壳的内部分成可变压力腔和恒定压力腔的分区构件；阀门活塞，其基部固定到该分区构件并具有形成于其上的真空阀座，用于选择性地连通该可变压力腔和恒定压力腔；输出杆，其连接到该阀门活塞；反作用构件，其用于将分区构件的输出根据该可变压力腔和恒定压力腔之间的压力差而从该阀门活塞传递到该输出杆；柱塞，其以可操纵的方式连接到该反作用构件并具有形成于其上的大气阀座；输入杆，其连接到该柱塞，以在该输入杆由刹车踏板轴向移动时，轴向地移动该柱塞；和阀构件，其具有形成于其上的真空阀和大气阀，该真空阀能够接触到该阀门活塞的真空阀座，以使得该可变压力腔选择性地连通到该恒定压力腔，该大气阀能够接触到该柱塞的大气阀座，以使得该可变压力腔选择性地连通到大气。该真空型助力器设备还包括声音吸收构件，其外表面配合到该阀门活塞的内表面，并具有内表面，该内表面的直径充分地大于该输入杆，以限定旁路通道，所述旁路通道将大气引入到阀门活塞内的大气阀而不用经过该声音吸收构件；和滑动型板阀，其包括至少两个板阀部件，这些部件在径向上能够相对滑动并且在轴向上能够彼此分开，其中在第一操作状态中该至少两个板阀部件被保持为面对面地接触，以阻塞旁路通道与阀门活塞内的大气阀的连通，但是在输入杆相对于该阀门活塞向前移动超过预定距离的第二操作状态中彼此轴向地分离，以建立径向通道，使得该旁路通道与阀门活塞内的大气阀连通。
由此构造，能够实现允许大气直接通过在该声音吸收构件和输入杆之间形成的旁路通道而进入到该阀门活塞中，使得刹车操作敏感度能够得以可靠地提高。此外，由于真空型助力器设备采用这样的构造旁路通道由滑动型板阀选择性地打开并关闭，该板阀包括至少两个能够在径向上相对滑动并能够在轴向上分开的板阀部件，因此能够由此极其简单且紧凑的构造实现对刹车操作中的敏感度进行提高。
能够很容易地理解本发明前面和其它目的以及许多附带的优点，因为当结合附图并参照本发明的优选实施方式时，以上内容将变得更容易理解，其中在附图中，相似的附图标记表示同样或者相应的部件，其中图1是根据本发明第一实施方式的真空型助力器设备的纵向剖视图；图2是结合在真空型助力器设备中的阀机构部分沿着图1中的线A-A剖开的部分放大截面图；图3是阀机构部分沿着图2的线B-B剖开的截面图；图4是部分剖视图，示出当狠踩刹车踏板时出现的操作状态；图5是示出输入构件摆动时的操作状态的部分剖视图；图6是在根据本发明的第二实施方式中结合在真空型助力器设备中的阀机构部分沿着图1中的线A-A剖开的部分放大截面图；图7是第二实施方式中第二板阀部件的前视图；图8是第二实施方式中第三板阀部件的前视图。
具体实施例方式
此后，将参照图1到5描述根据本发明的第一实施方式中的真空型助力器设备。现在参照图1，助力器壳1包括前壳2和后壳3。在两个壳2和3之间，用作分区构件的柔性隔板4在其外周密封部气密地固定，并且将助力器壳1的内部分区成恒定压力腔5和可变压力腔6。盘状板7在恒定压力腔5中层叠到隔板4上。圆柱形阀门活塞8在其基部8a的外表面气密地固定到隔板4和板7，并且将基部8a的前端表面暴露于恒定压力腔5。真空压力引导管道10附着到前壳2，并且恒定压力腔5通过真空引导管道10与内燃机的进气歧管(均未示出)相连通，由此在内燃机的运行过程中保持预定的真空压力。
最佳如图2所示，后壳3在其中部向外弯曲，由此向后突出一个圆柱形的突出部3a，并具有通孔3b，其形成为在后壳3的轴线上延伸。阀门活塞8从基部8a突出一个滑动的圆柱形部分8b，并且该滑动的圆柱形部分8b穿过通孔3b，从而从后壳3的突出部3a向后突出。密封元件9夹在通孔3b的内表面和滑动的圆柱形部分8b的外表面之间，以气密地阻塞可变压力腔6与大气的连通。
再参照图1，标记11代表主气缸，其在后端部11a穿过形成于前壳2中心部分的中心孔，而气密地突出到恒定压力腔5中，其中其凸缘部11b抵靠地接合到前壳2的前端表面。前壳2和后壳3由数个(例如两个)系杆12而彼此连接，每个系杆平行于助力器壳1的轴线延伸，并固定到主气缸11，其中助力器壳1在位于助力器壳1的轴线和外表面之间的几乎径向中间位置包括两个壳2和3。形成于隔板4上的每个密封部分的滑动孔配合在每个系杆12上，以能够沿着该系杆气密地滑动，同时保持在恒定压力腔5和可变压力腔6之间保持气密的分区。
在前后方向上以可滑动的方式插入到主气缸11中的主活塞13从主气缸11的后端部突出到恒定压力腔5中，以延伸而靠近于阀门活塞8的前端部。输出杆14夹在阀门活塞8和主活塞13之间。阀门活塞8根据恒定压力腔5和可变压力腔6之间的压力差而将隔板4的输出通过反作用构件17传递到输出杆14，由此使得输出杆14向前推动主活塞13。回复弹簧16夹在前壳2和阀门活塞8的前端表面之间，而向后迫压该阀门活塞8。
最佳如图2所示，反作用力腔孔8c、朝向该反作用腔孔8c开口并且直径比该反作用腔孔8c更小的反作用力孔8d、柱塞容纳孔8e和直径比该柱塞容纳孔8e更大的阀构件容纳孔8f从阀门活塞8的前端表面朝向其后端表面在其轴线上依次地形成于该阀门活塞8中。环形凹陷8n轴向地形成于该反作用力腔孔8c中。形成于输出杆14后端的环形突出部14a相对于阀门活塞8以轴向可滑动的方式插入在环形凹陷8n中。从而，反作用力腔15形成于环形突出部14a和阀门活塞8的基部8a之间，并且由弹性材料制成的盘状反作用构件17容纳在反作用力腔15中。
此外，标记21代表前端杆部21a以可滑动的方式容纳在反作用力孔8d中的柱塞。前端杆部21a的前端表面抵靠地接合到抵靠构件19的后端表面，其以可滑动的方式容纳在反作用力孔8d中。大气阀座21b形成于柱塞21的后端表面。
标记22代表形状为“H”形的键构件，并且柱塞21相对于阀门活塞8的运动量由键构件22所限制。形成于键构件22的相对侧的笔直部分将其内侧部分地容纳在形成于柱塞21上的环形接合沟槽21c中，从而能够在前后方向上以预定量相对运动。两个矩形孔8i径向地形成于基端部8a和柱塞容纳孔8e之间，键构件22的笔直部分穿过这两个矩形孔，键构件22的笔直部分的外侧表面沿着矩形孔8i引导，并且其两端部向阀门活塞8的外侧径向地延伸。键构件22在前后方向上的厚度尺寸小于矩形孔8i在前后方向上的尺寸，使得键构件22还能够相对于阀门活塞8在前后方向上以预定量相对运动。此外，键构件22能够在从阀门活塞8的外表面突出的相对端处抵靠在后壳3的突出部3a的端表面上。从而，阀门活塞8和柱塞21能够彼此轴向地相对运动有限的距离，该距离通过从矩形孔8i和环形接合沟槽21c在前后方向上的宽度之和减去键构件22的两倍厚度而确定。
柱塞21的后端连接到输入杆23，且该输入杆能够相对于该柱塞21绕在形成于输入杆23前部处的球形表面中心处形成的枢转轴心摆动。输入杆23穿过具有声音吸收功能的声音吸收构件27、向后延伸超过滑动的圆柱形部分8b并且以通常方式连接到刹车踏板25(图1中示出)。柱塞21和输入杆23构成能够由刹车踏板25轴向移动的输入构件20。
风箱26固定在输入杆23和后壳3的突出部3a之间，以覆盖阀门活塞8的滑动的圆柱形部分8b的外表面。中心设置于圆上的多个通气孔26a在风箱26的端表面处打开，并且允许大气从这些通气孔26a通过声音吸收构件27进入到阀门活塞8中。
如图2所示，还设置有阀机构30，用于使得可变压力腔6选择性地连通到恒定压力腔5和大气。在该阀机构30中，阀门活塞8的阀容纳孔8f的截面部分和柱塞容纳孔8e的向后延伸部形成了两个平坦的表面部分8j，每个平坦的表面部分具有弯曲、细长的圆形形状，并且两个第一真空阀座8k从具有弯曲、细长的圆形形状的两个平坦的表面部分8j突出而相对于阀门活塞8的轴线对称。每个第一真空阀座8k形成于每个平坦的表面部分8j上，并且具有闭环的隆起或突起的形状，其沿着每个椭圆的周线突出，每个椭圆沿着中心位于阀门活塞8的轴线上的弧线而弯曲。被第一真空阀座8k环绕的通道8m穿过阀门活塞8的侧壁而朝向恒定压力腔5打开。大气阀座21b形成于在柱塞21的后端部处形成的延伸部的后表面处，以环绕形成于阀构件容纳孔8f的内表面的空气引导通道。盘状阀构件31松弛地容纳在阀构件容纳孔8f中，从而在前后方向是可滑动的。形成于阀构件31的前端面处的是具有平坦形状的第一真空阀31a，其被选择性地带到与第一真空阀座8k接触或与其分开，用于使可变压力腔6选择性地连通到恒定压力腔5或者与其隔离。阀构件31的前端表面在直径小于第一真空阀31a的部分处环形地突出大气阀31b。大气阀31b选择性地与大气阀座21b接触或与其分开，使得可变压力腔6选择性地与大气隔离或连通到大气。
如图2和5所示，阀构件31的后端借助风箱26连接到环形保持件35，风箱允许阀构件31在轴向上运动。保持件35配合在阀构件容纳孔8f的内表面中，并且借助夹在该保持件和不可移动地接合在输入杆23的轴向中部上的弹簧座37之间的压缩弹簧38的弹性力而推动，从而被压在阀容纳孔8f的台阶形肩部上。
另一压缩弹簧39夹在阀构件31的后端表面和弹簧座37之间，以向前相对于输入杆23迫压阀构件31。从而，在通常状态下(即非刹车操作的状态)，大气阀31b被保持着接触到大气阀座21b，以阻塞可变压力腔6与大气的连通并且将第一真空阀31a保持在该真空阀31a略微与第一真空阀座8k分开的位置，使得可变压力腔6和恒定压力腔5彼此连通。
标记40代表环绕柱塞21的阀座构件，并且阀座构件40的后部圆柱形部分40a以轴线可滑动的方式配合在阀门活塞8的柱塞容纳孔8e的内表面中，其中密封件41气密地设置在其间。阀座构件40的圆柱体部分40a在其后端设置有环绕大气阀座21b的第二真空阀座40b，并且在通常状态，第二真空阀座40b设置成略微位于第一真空阀座8k前方，使得其不会接触到阀构件31。如图2的下半部中所示，阀座构件40的圆柱形部分40a的后端在两个位置处在径向上部分地扩大，其中每个在周向上与第一真空阀座8k不同，即周向上在两个第一真空阀座8k之间，并且第二真空阀座40b在其两个扩大的部分处形成有主空气引导部分40c。用于向后推动阀座构件40的压缩弹簧43夹在环形突出部40h和环形台阶部8h之间，该环形突出部在阀座构件40的圆柱形部分40a的外表面处突出，该环形台阶部形成于柱塞容纳孔8e的内表面上。
阀座构件40在其前端部设置有环形接合部40d，其可滑动地配合在形成于柱塞21的前端杆部21a上的大直径部分上。接合部40d和圆柱部分40a由两个连接部分40e所连接。在前端杆部21a的径向对侧，两个连接部分40e放置在具有“H”形形状的键构件22的两个笔直部分之间，并且以如下方式防止分离键构件22的横梁部分保持接触其中一个连接部分40e的外表面，而形成于两个笔直部分内侧的接合部保持接合到另一连接部分40e的外表面。从而，阀座构件40由键构件22防止转动，使得一对空气引导部分40c被保持在与键构件22同样的角度相位，而在周向上设置在两个第一真空阀座8k之间。两个连接部分40e穿过形成于环形台阶部8h上的切口并且穿过连通沟槽，从而从柱塞容纳孔8e延伸到矩形孔8i。连通沟槽轴向地形成于配合在环形台阶部8h中的柱塞21的配合部分中。
在阀门活塞8内，形成两个径向相对的平坦表面的插销构件容纳沟槽8p在周向上的两个位置形成于矩形孔8i的前方，并且插销构件45被保持在插销容纳沟槽8p中，从而能够径向地滑动。插销构件45设置有爪部45a，其分别接合在形成于阀座构件40前端处的接合突出部40f。通过插销构件45与阀座构件40的接合，阀座构件40被保持着占据这样一种通常的位置，使得第二真空阀座40b向前与阀构件31分开，抵抗压缩弹簧43的弹性力。容纳在形成于阀门活塞8上的环形沟槽8q中的环形螺旋弹簧47接合到插销构件45的径向外端，使得插销构件45由环形螺旋弹簧47朝向径向向内的方向所迫压，从而使得爪部45a分别接合到接合突出部40f。
凸轮表面45b形成于每一个插销构件45的内表面上。当柱塞21相对于阀门活塞8向前移动而超过预定距离时，柱塞21被接合到凸轮表面45b而径向向外地推动插销构件45，抵抗环形螺旋弹簧47的弹性力，使得爪部45a能够从接合突出部40f脱离。
当阀座构件40相对于阀门构件8向前移动时，在柱塞21还未相对于阀门活塞8向前移动到超过预定距离的情形下，从插销构件45脱离的阀座构件40再次被接合到该插销构件，从而被保持该通常位置。在由阀座构件40的接合部40d的后端抵靠地接触在键构件22上而使键构件22被抵靠地接合到后壳3的突出部3a的带台阶内表面后，当阀门活塞8由于回复弹簧16的弹性力向后移动时，阀座构件40相对于阀门活塞8向前移动而使得每一个接合突出部40f的前端表面接合到每一个爪部45a的后端。从而接合突出部40f穿过爪部45a，同时强迫地抵抗环形螺旋弹簧47的弹性力打开爪部45，由此接合突出部40f再次被接合到爪部45，而将阀座构件40保持在通常位置。
在阀门活塞8的滑动的圆柱部分8b的开口部分处，插入有由毡制成而用于将大气引入到滑动的圆柱部分8b的声音吸收构件27，从而在轴向上是可滑动的。声音吸收构件27由于从中穿过的大气的通气阻力而被压向图2中的左侧，并且被带到接触稍后提到的滑动型板阀52。声音吸收构件27的内孔27a的直径充分地大于输入杆23的直径。从而，即使输入杆23如图5所示地摆动，声音吸收构件27也不会干涉到输入杆23，并且能够吸收声音而不会变形。直接连通大气的旁路通道51形成于声音吸收构件27的内孔27a和输入杆23的外表面之间。
在弹簧座37的后端，设置有滑动型的板阀52，其包括多个板阀部件53、54、55，这些部件能够在径向上相对滑动，并且能够在轴向上分开。在第一实施方式中，滑动型板阀52包括三个板阀部件53、54、55。第一板阀部件53全部地设置在弹簧座37的后端上，并且第二和第三板阀部件54、55设置在第一板阀部件53和声音吸收构件27之间，从而在径向上是可相对滑动的。声音吸收构件27由其自身的膨胀力迫压而接触到滑动型板阀52，使得在通常状态，三个板阀部件53、54、55和声音吸收构件27保持彼此接触，由此封闭旁路通道51。
第一、第二和第三板阀部件53、54、55构造成使得即使与输入杆23的摆动运动在任意径向上相对滑动，相邻的板阀部件也能够通过整个圆周而保持其间的接触状态。为此目的，设置在声音吸收构件27侧部的第三板阀部件55具有环形的形式，其外径几乎等于滑动的圆柱部分8b的内径，并且其内径几乎等于声音吸收构件27的内孔27a的内径。而且，设置在第一板阀部件53和第三板阀部件55之间的第二板阀部件54具有环形的形式，其外径小于第三板阀部件55的外径但是大于第三板阀部件55的内径，并且其内径大于第一板阀部件53的内径但是小于第一板阀部件53的外径。从而当输入杆23摆动时，三个板阀部件53、54、55在径向方向上的相对滑动允许输入杆23的摆动运动，并且在输入杆23的摆动情形下能够在整个圆周上保持三个板阀部件53、54、55之间的相互接触状态。
如图3所示，多个由周向切口形成的开口部分55a形成于第三板阀部件55的外圆周部分。开口部分55a用于确保大气通道，所述大气通道使得阀门活塞8的滑动的圆周部分8b在所有时刻通过声音吸收构件27连通到外侧。
保持海绵状过滤元件57的限制构件58设置在滑动型板阀52和环形保持件35之间，其中该过滤元件57用于防止灰尘等从其通过。限制构件58配合在阀门活塞8的滑动的圆柱部分8b的内表面内，并在其前端部接合到环形保持件35。过滤元件57的外径大于第二板阀部件54的外径，并且其内径大于弹簧38的外径。在通常状态，过滤元件57自身的膨胀力使得过滤元件57的后端表面在所有时刻接触到第一板阀部件53。
在限制构件58的后端表面58a和第三板阀部件55之间设有小间隙。当输入构件20相对于阀门活塞8向前移动预定量，滑动型板阀52向前移动，同时在第一板阀部件53处迫压过滤构件57，并且在此向前移动的过程中，使得第三板阀部件55接触到限制构件58的后端表面58a，以防止第三板阀部件55在接触时进一步向前移动。因而，第二板阀部件54从第三板阀部件55分离，使得径向通道60形成于第二板阀部件54和第三板阀部件55之间，如图4所示。
借助上述构造，在没有刹车操作以及在通常刹车操作的状态中，三个板阀部件53、54、55和声音吸收构件27被保持着互相接触。然而，当输入构件20相对于阀门活塞8向前移动超过预定量时，滑动型板阀52的第一板阀部件53完全由输入构件20抵抗弹簧38的弹性力而向前移动，同时迫压过滤构件57，并且声音吸收构件27完全由输入构件20向前移动，同时由于从其穿过的大气的通气阻力所产生的压力差而推动第二和第三板阀部件54、55。接着，当第三板阀部件55被带到与限制构件58的后端表面58a接触时，第三板阀部件55和声音吸收构件27的向前移动运动受到限制，并且因此，第二板阀部件54与第三板阀部件55分离，以在第二板阀部件54和第三板阀部件55之间形成径向通道60，由此打开旁路通道51。在此情形下，根据三个板阀部件53、54、55的摩擦状态，可能发生的是第二板阀部件54保持在第三板阀部件55侧以将第一板阀部件53与第二板阀部件54分开，由此在第一板阀部件53和第二板阀部件54之间形成径向通道60，由此打开旁路通道51。
(操作)下面将描述在前面的第一实施方式中构造的真空型助力器设备的操作。当刹车踏板25的通常操作时，输入杆23和柱塞2由于刹车踏板25被踩踏而向前移动，抵抗压缩弹簧38的弹性力，并且阀构件31由压缩弹簧39的弹性力向前移动。这使得第一真空阀31a分别接触到第一真空阀座8k，由此阻塞可变压力腔6和恒定压力腔5之间的连通。当柱塞21进一步向前移动时，大气阀座21b与大气阀31b分离，由此被允许通过声音吸收构件27和过滤元件57进入到阀门活塞8中的大气通过大气阀31b流入到可变压力腔6中。
从而，在可变压力腔6和恒定压力腔5之间产生压力差，并且隔板4、板7和阀门活塞8由于该压力差而向前移动，由此通过反作用构件17而使输出杆14向前移动。因此，主活塞13由输出杆14向前推动，使得加压刹车油根据施加在刹车踏板25上的踩踏力而在主气缸11中产生。
在前述的刹车踏板25的通常操作中，输入杆23相对于阀门活塞8的移动量小，并且不会使得滑动型板阀52的三个板阀部件53、54、55彼此分开。从而，旁路通道51保持在关闭状态。而且，阀座构件40和插销构件45保持为图2所示的接合状态，并且第二真空阀座40b保持与阀构件31分开。
阀门活塞8借助与施加于隔板4的两个腔5、6之间的压力差相应的操作力而使得反作用构件17弹性地变形，并且通过反作用构件17和输出杆14推动主活塞13。当弹性地变形时，反作用构件17部分地穿到反作用力孔8d中，由此通过抵靠构件19向后推动柱塞21的前端杆部21a的前端。从而，柱塞21相对于阀门活塞8缩回，使得大气阀座21b就座在大气阀31b上，由此可变压力腔6与大气之间的连通被阻塞，保持刹车油的所需压力。在此操作中，施加在刹车踏板25上的力通过输入杆23从柱塞21的前端杆部21a传递到反作用构件17。由于反作用构件17根据踩踏力而弹性地变形，驾驶者能够感觉到相应于反作用构件17的变形的反作用力。
当刹车踏板25在刹车操作后被松开时，柱塞21与输入杆23一起由压缩弹簧38的弹性力相对于阀门活塞8向后移动。从而，柱塞21使得大气阀座21b接触到大气阀31b并且使得阀构件31抵抗压缩弹簧39的弹性力相对于阀门活塞8向后移动，由此第一真空阀31a与第一真空阀座8k分离。因而，恒定压力腔5中的真空压力借助连通通道8m而引入到可变压力腔6，使得可变压力腔6和恒定压力腔5之间的压力差为零。从而，阀门活塞8、板7和隔板4由设置在助力器壳1中的回复弹簧16的弹性力向后移动，并且借助于隔板4的向后运动，主活塞13由压缩弹簧(未示出)的弹性力向后移动，从而回复到初始位置，由此在主气缸11中没有刹车油压力产生。
柱塞21在键构件22被带到与后壳3的突出部3a的带台阶的内表面相接触的同时停止，而阀门活塞8在与键构件22接触时停止。从而，当不踩刹车时，第一真空阀31a保持非常靠近第一真空阀座8k，使得然后当开始踩刹车时，一旦阀构件31向前移动，第一真空阀31a能够快速地接触到第一真空阀座8k。
相反，当狠踩或快速地踩踏刹车踏板25时，输入杆23相对于阀门活塞8向前移动的距离长于通常刹车时的距离。当输入杆23相对于阀门活塞8向前移动超过预定距离时，滑动型板阀52与输入杆23一起抵抗压缩弹簧38的弹性力而移动，同时，迫压过滤元件57。此时，声音吸收构件27完全与输入杆23和滑动型板阀52一起向前移动，因为它由于穿过该处的大气的通气阻力而被向前推动(朝向图2中所示的左方)。接着，当第三板阀部件55接触到限制构件58的后端表面58a而使第三板阀部件55和声音吸收构件27的向前移动受到限制时，第二板阀部件54与第三板阀部件55分离，由此，在第二板阀部件54和第三板阀部件55之间建立径向通道60，以打开旁路通道51。
从而，除了以如上所述同样的方式穿过声音吸收构件27、过滤构件57和大气阀31b流入到可变压力腔6中的大气，不穿过声音吸收构件27的大气直接从旁路通道51穿过第二和第三板阀部件54、55之间的径向通道60、过滤元件57和大气阀31b，而流入到可变压力腔6中。
因此，当狠踩或快速地踩踏刹车踏板25时，足够量的大气不穿过声音吸收构件27而毫无延迟地借助旁路通道51进入到可变压力腔6中，使得能够实现精确地提高快速刹车时操作的敏感度。此后，当阀门活塞8随着输入杆23向前运动时，限制构件58的限制能被释放，这允许第三板阀部件55和声音吸收构件27向前移动，由此，三个板阀部件53、54、55和声音吸收构件27再次被保持在互相接触的状态中。
操纵刹车踏板25，使得输入杆23绕其枢转中心(即前部球形表面的中心)摆动，如图5所示。声音吸收构件27具有内孔27a，其足够大以允许输入杆23摆动，滑动型板阀52的各个板阀部件53、54、55在径向上能够相对滑动，并且声音吸收构件27能够变形，以屈服于滑动型板阀52的倾斜度。从而，在输入杆23的摆动运动中，三个板阀部件53、54、55和声音吸收构件27保持在接触状态，由此旁路通道51的关闭状态能够确保。
接下来将对于驾驶员快速踩踏刹车踏板25的紧急制动时的操作进行描述。紧急制动特性能够通过改变跳变特性而实现，使得比通常刹车时更大的推进力施加在输出构件14上。为了改变跳变特性，其能够实现为使得抵靠构件19和反作用构件17之间具有更大的间隙，即通过向后移动大气阀31b，该间隙得以扩大以增大输出功率，该输出功率直到抵靠构件19开始承受反作用构件17的反作用力才施加。从而使得所谓的跳变状态中输出功率大于通常状态的输出功率，在该跳变状态中，输出功率与输入功率的比值变成无穷大。
输出功率与输入功率的比值变成无穷大的跳变特性可由下列距离来确定柱塞21从第一真空阀31a接触着第一负压阀座8k而大气阀座21b开始与大气阀31b分开的时间到抵靠构件19被带到与反作用构件17接触的时间内向前移动所通过的距离。当紧急制动时，由于第二真空阀座40b被带到与形成于阀构件31上的第二真空阀31c相接触，以向后移动阀构件31，柱塞21从大气阀座21b开始与大气阀31b分开的时间到抵靠构件19接触到反作用构件17的时间内向前移动所通过的距离变得长于通常刹车时的距离，并且在相同的时间段内，大气阀座21b与大气阀31b分开的距离变长。从而，使得可变压力腔6强制并快速地连通到大气，由此，比通常刹车时更大的推进力被输出到输出构件14，以提高跳变特性。
如前所述，在驾驶员快速踩踏刹车踏板25而紧急制动时，柱塞21相对于阀门活塞8向前移动超过预定距离，从而，柱塞21前端杆部21a的大直径部分推动插销构件45的凸轮表面45b，以将爪部45a与接合突出部40f相脱离。结果，插销构件45被径向地向外推动而抵抗环形螺旋弹簧47的弹性力，并且因此阀座构件40从插销构件45松开。这允许阀座构件40由于压缩弹簧43的弹性力而向后缩回预定量，并且第二真空阀座40b被带到与阀构件31接触并使其缩回，由此大气阀31b与大气阀座21b分离。当接合部40d的后端开始接合到与矩形孔8i的后端表面保持接触的键构件22时，阀座构件40相对于阀门活塞8的缩回受到限制。从而使得可变压力腔6强制并快速地连通到大气，由此，比通常刹车时更大的推进力输出到输出构件14，因此更高的压力从主气缸11送出。随着输出功率的增长，反作用构件17部分地流入到反作用力孔8d中，以将柱塞21通过抵靠构件19而向后推动。从而，大气阀座21b被带到与大气阀31b接触，以阻塞大气的流入，由此，紧急制动时的输出功率得以确定。
当紧急制动时，允许大气如前所述地不穿过声音吸收构件27且没有延迟地进入到阀门活塞8中，使得在紧急制动时能够输出大的制动力并具有高的敏感度。
当松开刹车踏板25时，压缩弹簧38的弹性力使得柱塞21相对于阀门活塞8和阀构件31向后运动。第二真空阀31c与第二真空阀座40b分离，使得可变压力腔6连通到恒定压力腔5。从而，输出功率降低以允许阀门活塞8由于回复弹簧16的弹性力而向后移动。当键构件22被带到与后壳3的突出部3a的带台阶的内表面相接触后阀门活塞8由于回复弹簧16的弹性力而向后缩回时，已经在接合部40d后端与键构件22接触的阀座构件40相对于阀门活塞8向前移动。这使得接合突出部40f的前端表面接合到爪部45a的端表面。从而，插销构件45被径向向外地推动以抵抗环形螺旋弹簧47的弹性力，而允许爪部45a通过，并且在通过后其由于环形螺旋弹簧47的回复力而回复，以将爪部45带到与环形接合突出部40f接合，由此，阀座构件40闭锁在通常位置。
在前面的第一实施方式中，滑动型板阀52包括三个板阀部件53、54、55，其在径向上能够相对滑动，并且在轴向上能够分开。然而在输入杆23的摆动运动角不是太大时，滑动型板阀52可以由至少两个板阀部件构成，即可以由第一和第三板阀部件53、55构成，而在前面的第一实施方式中省去第二板阀部件54，并且能够借助如此修改的滑动型板阀52实现如前所述的同样功能。
在前面的第一实施方式中，使得过滤元件57与滑动型板阀52(即与第一板阀部件53)在通常操作时(即未制动操作时)接触。然而，在修改的形式中，可以在过滤元件57和第一板阀部件53之间设置微小的间隙，并且在通常操作时，第一板阀部件53能够在打开旁路通道51之前被带到与过滤元件57相接触。而且，滑动型板阀52被带到与其相接触的过滤元件57不是关键部件，并且能够省略。
尽管在前面的第一实施方式中描述了对于具有紧急制动功能能够通过在紧急制动时改变跳变特性而比通常刹车时输出更大的制动力的真空型助力器设备，在实现本发明时，紧急制动功能并不是必需的，并且本发明当然能够实现为不具有紧急制动功能的真空型助力器设备。在此修改的情形下，图2中示出的第一真空阀座8k、第一真空阀31a、大气阀座21b和大气阀31b分别用作不具有紧急制动功能的真空型助力器设备中的真空阀座、真空阀、大气阀座和大气阀。
尽管在前面的第一实施方式中描述了这样的例子，其中滑动型板阀52在第三板阀部件55的外周处形成有多个由切口形成的开口部分55a，用于将空气通道固定在阀门活塞8中，开口部分55a可以是多个孔，排成一个圆穿过位于第三板阀部件55的外周部分，以替换切口，并且与大气的连通能够通过这些孔而实现。
(第二实施方式)图6到8示出了根据本发明的第二实施方式，并且第二实施方式与第一实施方式的不同方面在于，在第一实施方式中位于三个板阀部件中间的第二板阀部件54与限制构件58集成，并且在于配合在限制构件58中的过滤元件57设置在声音吸收构件27的内表面和输出杆23的外表面之间。因此，下面的说明将主要针对与第一实施方式不同的方面，并且将省去对于与第一实施方式中相同的部件的描述，而将相同的附图标记用于相同的部件。
如图6所示，海绵状过滤元件157配合在由毡制成的声音吸收构件127的内表面和穿过该声音吸收构件127的输入杆23的外表面，该声音吸收构件以轴向可移动方式配合在阀门活塞8的滑动的圆柱部分8b的开口端的内表面中。由第一、第二和第三板阀部件153、154、155组成的滑动型板阀152设置在位于输入杆23上声音吸收构件127和不可移动地接合到输入杆23的弹簧座37之间，其中这三个板阀部件153、154、155绕径向方向上能够相对滑动，并且在轴向上是能够分离的。
第一板阀部件153完全地设置到不可移动地接合到输入杆23的中间部的弹簧座37的后端，并且形成为一个球面形状，其球心位于输入杆23的枢转中心处。
第二板阀部件154具有球面部分154a，其球面地接触到第一板阀部件153，从而能够在绕径向方向上滑动，并且球面部分154a的中心孔的内径设定为这样的一个尺寸其不封闭稍后描述的形成于第三板阀部件155上的通气孔155a。如图7所示，多个突出部154b以周向上规则的间距形成于第二板阀部件154的球面部分154a的外圆周处。突出部154b平行于阀门活塞8的滑动的圆柱部分8b的内表面而弯曲，由此构成限制部分154c，并且限制部分154c的前端延伸到接近环形保持件35的位置。从而，第二板阀部件154在球面部分154a的外圆周处具有多个切口或中空部分154d，每一个都位于邻接的突出部154b之间，从而允许穿过声音吸收构件127的大气通过该中空部分154d进入到阀机构30中。
具有球面形状的第三板阀部件155球面地接触到第二板阀部件154的球面部分154a从而在绕径向的方向上是可滑动的，其在第二板阀部件154和声音吸收构件127之间松弛地配合在输入杆23的外表面上。第三板阀部件155的外圆周部分保持与声音吸收构件127的内端表面处的内表面部分相接触，由此声音吸收构件127由其膨胀力而保持着与第三板阀部件155面对面接触。第三板阀部件155的内径形成为几乎与过滤元件157的内径一致，并且过滤元件157的内端表面保持与第三板阀部件155相接触。第三板阀部件155的外径设定为居于声音吸收构件127的径向中间部分上，从而允许大气经过声音吸收构件127的外周。如图8所示，朝向过滤元件157内端表面打开的多个(此实施方式中为4个)细长通气孔155a周向地形成于第三板阀部件155的内圆周部。
在通常状态，第一、第二和第三板阀部件153、154、155和声音吸收构件127借助夹在环形保持件35和弹簧座37之间的压缩弹簧38的弹性力而保持彼此接触，以封闭旁路通道51。从而，在通常状态，允许流经声音吸收构件127的大气通过第二板阀部件154的中空部分154d而进入到滑动的圆柱部分8b中。
然而，当第二板阀部件154的向前移动因第二板阀部件154的限制部分154c接触到环形保持件35停止而输入杆23相对于阀门活塞8的向前移动量超过预订量时，第一板阀部件153与第二板阀部件154分离，以在第一板阀部件153和第二板阀部件154之间形成径向通道，由此设置在声音吸收构件127和输入杆23之间而流经过滤元件157的旁路通道51开始打开。
(操作)下面将描述前面的第二实施方式的操作。在第二板阀部件154的限制部分154c因为输入杆23相对于阀门活塞8的向前移动量小于预定量而不接触到环形保持件35的通常操作时，三个板阀部件153、154、155整体地与输入杆23一起移动。此时，由于穿过声音吸收构件127的大气的通气阻力而产生的压力差使得声音吸收构件127朝向如图6所示的左侧推动，并且整体地与三个板阀部件153、154、155一起移动。而且，由于声音吸收构件127、输入杆23和板阀部件153、154、155向前移动相同量，过滤元件157整体地与这些构件移动。
从而，第一、第二和第三板阀部件153、154、155和声音吸收构件127保持彼此接触，并且设置在声音吸收构件127和输入杆23之间以穿过过滤元件157的旁路通道51保持关闭，由此，穿过声音吸收构件127的大气由第二板阀部件154的中空部分154d进入到阀门活塞8的滑动的圆柱部分8b中，并且朝向阀机构30流动。
在快速操作时，其中输入杆23相对于阀门活塞8的向前移动量等于或者大于预定量，从而使得第二板阀部件154与环形保持件35相接触，即当狠踩或者快速地踩踏刹车踏板紧急制动时，使得第二板阀部件154的限制部分154c接触到环形保持件35，从而停止进一步向前移动，由此，与第二板阀部件154接触的第一和第三板阀部件153、155也停止，同时与第三板阀155接触的声音吸收构件127和过滤元件157也停止。然而，由于输入杆23和第一板阀部件153进一步向前移动，第一板阀部件153与第二板阀部件154分离。结果，在第一板阀部件153和第二板阀部件154之间形成间隙(径向通道)。借助该通道的形成，穿过过滤元件157的旁路通道51打开，由此，大气由旁路通道51进入到阀门活塞8的滑动的圆柱部分8b中。
因此，除了通过声音吸收构件127流入到阀机构30中的大气，大气还能够以第一实施方式中类似的方式通过过滤元件157接着通过第一和第二板阀部件153、154之间的间隙(径向通道)直接流入到阀机构60中而不用流经声音吸收构件127。
当输入杆23在此操作过程中绕其枢转中心摆动时，第一和第三板阀部件153、155在绕径向的方向上滑动，同时保持球面地接触到第二板阀部件154。
在前面的第二实施方式中，由于限制部分154c与第二板阀部件154整体地形成，与第一实施方式相比，能够减少部件的数目，使得能够进一步降低真空性助力器设备的成本。
尽管在前面的第二实施方式中，构成滑动型板阀152的板阀部件153、154、155形成为具有球面形状，每一个部件将其球心设置在输入杆23的枢转中心，但对本发明而言使得每一个板阀部件153、154、155具有球面形状并不是必须的。作为第一实施方式的修改形式，板阀部件153、154、155可以连接成在径向上是可以滑动的，并且板阀部件的数目可以例如通过取下第三板阀部件155而减少，由此使得滑动型板阀152由两个部件构成，包括第一和第二板阀部件153、154。
尽管通过使得每一个板阀部件153、154、155都具有球面形状，板阀的滑动方向不在严格意义上成为径向方向，但不用说的是，在第二实施方式中在绕径向方向上滑动在大致的意义上包括在要求保护的发明所限定的在径向上滑动中。
最后，前面的实施方式中的多种特性和许多附属的优点总结如下在典型地如图2和4所示的前面的第一实施方式中，能够实现大气通过设置在声音吸收构件27和输入杆23之间设置的旁路通道51而直接进入到阀门活塞8内，使得刹车操作中的敏感度能够得以可靠地提高。此外，由于真空性助力器设备具有下述构造旁路通道51由滑动型板阀52选择性地打开并关闭，该滑动型板阀52由至少两个板阀部件53、55构成，它们在径向上能够相对滑动，并且在轴向上能够分离，能够由结构非常简单且紧凑的构造来提高刹车操作中的敏感度。
还是在典型地如图2和5所示的前面的第一实施方式中，由于滑动型板阀52由三个在径向上能够相对滑动的板阀部件53、54、55构成，能够允许输入杆23在大的摆动范围内摆动并且即使输入杆23摆动时也能够将各个板阀部件53、54、55容易且可靠地保持为相互接触的状态。
还是在典型地如图2和5所示的前面的第一实施方式中，由于当输入杆23相对阀门活塞8向前移动超过预定距离时，限制构件58限制挨着声音吸收构件27设置的板阀部件53的进一步向前移动，于是能够在轴向上可靠地分开滑动型板阀52，使得能够以可靠的方式打开旁路通道51。
还是在典型地如图5所示的前面的第一实施方式中，由于声音吸收构件27具有内表面27a，其充分大，即使在输入杆23摆动时也不干涉输入杆23，对于声音吸收构件27而言能够执行声音吸收功能，而不会因输入杆23而变形。
此外，在典型地如图2和3所示的前面的第一实施方式中，由于允许大气通过声音吸收构件27进入到阀门活塞8内部的大气阀31b的空气通道在所有时刻由形成于与声音吸收构件27的端表面保持相接触的板阀部件55的外周上的开口部分55a所确保，能够实现允许大气通过声音吸收构件27在所有时刻进入阀门活塞，而不用增大阀门活塞8，尽管提供了滑动型板阀52。
在典型地如图6-8所示的前面的第二实施方式中，由于滑动型板阀152由三个在径向上能够相对滑动的板阀部件153、154、155所构成，能够实现与前面的第一实施方式中的大致相同的优点。
此外，在典型地如图6-8所示的前面的第二实施方式中，由于滑动型板阀部件153、154、155在其球形表面处保持彼此接触，每个部件都将其球心设置在输入杆23的枢转中心，于是即使输入杆23绕其枢转中心摆动时，它们之间在径向上也能够保持平滑的相对滑动运动。
此外，在典型地如图6-8所示的前面的第二实施方式中，由于这三个板阀部件153、154、155，第二板阀部件154在径向上保持不可移动，第一和第三板阀部件153和155能够沿着第二板阀部件154的球面部分154a平滑地滑动，使得滑动型板阀152的操作能够作为一个整体可靠地进行。
显然，依上述教导，可能有多种进一步的修改形式和变化形式。因而需要理解的是，在所附带的权利要求的范围内，本发明能够以这里所特别描述的方式以外的形式来实现。
权利要求
1.一种真空型助力器设备，其包括助力器壳(1)，其以可移动的方式支撑将助力器壳(1)的内部分成可变压力腔(6)和恒定压力腔(5)的分区构件(4)；阀门活塞(8)，其基部(8a)固定到所述分区构件(4)并具有形成于其上的真空阀座(8k)，用于选择性地连通所述可变压力腔(6)和恒定压力腔(5)；输出杆(14)，其连接到所述阀门活塞(8)；反作用构件(17)，其用于将分区构件(4)的输出根据所述可变压力腔(6)和恒定压力腔(5)之间的压力差而从所述阀门活塞(8)传递到所述输出杆(14)；柱塞(21)，其以可操纵的方式连接到所述反作用构件(17)并具有形成于其上的大气阀座(21b)；输入杆(23)，其连接到所述柱塞(21)，以在所述输入杆(23)由刹车踏板(25)轴向移动时，轴向地移动所述柱塞(21)；阀构件(31)，其具有形成于其上的真空阀(31a)和大气阀(31b)，所述真空阀(31a)能够接触到所述阀门活塞(8)的真空阀座(8k)，以使得所述可变压力腔(6)选择性地连通到所述恒定压力腔(5)，所述大气阀(31b)能够接触到所述柱塞(21)的大气阀座(21b)，以使得所述可变压力腔(6)选择性地连通到大气；声音吸收构件(27；127)，其外表面配合到所述阀门活塞(8)的内表面(8f)，并具有内表面(27a)，所述内表面的直径充分地大于所述输入杆(23)，以限定旁路通道(51)，所述旁路通道将大气引入到阀门活塞(8)内的大气阀(31b)而不用经过所述声音吸收构件(27；127)；和滑动型板阀(52；152)，其包括至少两个板阀部件(53，55；153，154)，这些部件在径向上能够相对滑动并且在轴向上能够彼此分开，其中在第一操作状态中所述至少两个板阀部件(53，55；153，154)被保持为面对面地接触，以阻塞旁路通道(51)与阀门活塞(8)内的大气阀(31b)的连通，但是在输入杆(23)相对于所述阀门活塞(8)向前移动超过预定距离的第二操作状态中彼此轴向地分离，以建立径向通道(60)，使得所述旁路通道(51)与阀门活塞(8)内的大气阀(31b)连通。
2.如权利要求1所述的真空型助力器设备，其中所述滑动型板阀(52；152)由三个板阀部件(53-55；153-155)构成，其在径向上能够相对滑动，在轴向上能够彼此分开。
3.如权利要求1所述的真空型助力器设备，还包括限制构件(58)，用于当在第二操作状态中接触到所述至少两个板阀部件(53，55)中靠着声音吸收构件(27)设置的那一个板阀部件(55)时，限制所述至少两个板阀部件(53；55)中所述那一个板阀部件(55)的运动。
4.如权利要求3所述的真空型助力器设备，还包括环形过滤元件(57)，其设置在环形限制构件(58)和滑动型板阀(52)之间，用于引导经过所述至少两个板阀部件(53，55)之间打开的径向通道(60)的大气从中穿过而到达阀门活塞(8)内的大气阀(31b)。
5.如权利要求1所述的真空型助力器设备，其中所述声音吸收构件(27；127)具有内表面(27a)，其充分大，即使在输入杆(23)摆动时也不会与其干涉；和旁路通道(51)，其形成为所述声音吸收构件(27；127)的内表面(27a)和所述输入杆(23)的外表面之间的环形间隙。
6.如权利要求1所述的真空型助力器设备，其中多个开口部分(55a；154d)设置在所述至少两个板阀部件(53，55；153，154)中保持与声音吸收构件(27；127)的端表面接触的那一个板阀部件(55；154)的外周上，用于在所有时刻确保允许大气通过声音吸收构件(27；127)进入到阀门活塞(8)内的大气阀(31b)的空气通道。
7.如权利要求1所述的真空型助力器设备，其中所述至少两个板阀部件(53，55)中的每一个都具有环绕输入杆(23)周向的薄盘状形式。
8.如权利要求7所述的真空型助力器设备，其中所述至少两个板阀部件(53，55；153，154)中最靠近阀门活塞(8)内的大气阀(31b)的那一个板阀部件(53；153)形成为弹簧座(37)的一部分，所述弹簧座容纳压缩弹簧(38)的一端，所述压缩弹簧向形成于柱塞(21)上的大气阀座(21b)迫压大气阀(31b)。
9.如权利要求2所述的真空型助力器设备，其中所述滑动型板阀(152)的第一到第三板阀部件(153-155)在其球面部分保持彼此接触，各球面部分的球心位于所述输入杆(23)的枢转中心。
10.如权利要求9所述的真空型助力器设备，其中所述第一和第三板阀部件(153，155)之间的第二板阀部件(154)保持为在径向上不可移动，并且其中所述第一和第三板阀部件(153，155)保持为以可滑动的方式与形成于第二板阀部件(154)的前后表面处的球面部分接触。
11.如权利要求9所述的真空型助力器设备，其中所述第三板阀部件(155)能够沿着形成于声音吸收构件(127)内端表面处的球面部分径向地移动，以使其球心位于输入杆(23)的枢转中心，并具有多个周向地设置在其径向内部的通气孔(155a)，用于允许大气进入阀门活塞(8)内，所述设备还包括海绵状环形过滤元件(157)，其设置在声音吸收构件(127)的内表面和输入杆(23)的外表面之间，用于将从中穿过的大气引导到通气孔(155a)。
全文摘要
一种真空型助力器设备的阀门活塞(8)设置有形成于声音吸收构件(27)和输入杆(23)之间的旁路通道(51)，以使得大气与滑动型板阀(52)直接连通，该滑动型板阀(52)包括三个绕输入杆(23)设置以在径向上能够相对滑动的板阀部件(53，54，55)。当输入杆(23)相对于阀门活塞(8)向前移动超过预定距离时，滑动型板阀(52)在板阀部件(53，54，55)的其中两个之间分离，使得旁路通道(51)连通到阀门活塞(8)内。
文档编号B60T13/569GK1990319SQ20061017063
公开日2007年7月4日 申请日期2006年12月22日 优先权日2005年12月26日
发明者井上阳治, 仲川雅树 申请人:株式会社爱德克斯