专利名称：气压式增力装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于车辆制动系统的气压式增力装置。
背景技术：
作为气压式增力装置之一例，有图4所示的装置(参照专利文献1).图4所示的气压式增力装置1具有动力活塞5，其将壳主体2内划分成定压室3和变压室4；阀机构9，其配置于与动力活塞5连接的阀体6的筒状部39内，与连接于输入杆7的柱塞8连动动作。筒状部39插通壳主体2并向其后方延伸。
阀机构9具有提动阀体12，其含有大气阀10及真空阀11，且构成大气阀10及真空阀11的各自一部分。大气阀10进行变压室4和大气的连通·遮断，真空阀11进行定压室3和变压室4的连通·遮断。提动阀体12具有固定于阀体6上的环状的提动阀体基端部12a；连接于提动阀体基端部12a的大致筒状的伸缩(bellows)部12b；连接于伸缩部12b前端侧，且在后述的大气用阀座20及负压用阀座23离复座的环状的阀体离复座部12c。而且，伸缩部12b的前端侧与阀体离复座部12c的外径侧部分连接。
另外，筒状部39的内部空间(筒状部空间)37的大气阀39的后方区域(下称筒状部空间后方区域)37a介由筒状部39的开口部与大气连通。
在输入杆7和阀体6之间设有阀簧15，在输入杆7和提动阀体12的前端部之间设有提动簧16。
阀簧15相对于阀体6将输入杆7向基端侧(图4右侧)按压。提动簧16将提动阀体12的前端部按压在柱塞8(进而是大气用阀座20)上。真空阀11的中心轴与大气阀10的中心轴同一配置(即与大气阀10配置在同轴上)，且配置于大气阀10的外侧(即，真空阀11的直径比大气阀10的大)。
而且，该气压式增力装置1在非动作状态将大气阀10及真空阀11同时打开。其次，当踏下与输入杆7连接的制动踏板(省略图示)时，抵抗阀簧15及提动簧16的弹力等，输入杆7前进，利用该输入杆7的前进将大气阀10打开，将筒状部空间后方区域37a和变压室4连通，向变压室4导入大气。通过向该变压室4导入大气，在定压室3和变压室4之间产生压力差，介由反作用盘21将由于该压力差而在动力活塞5上产生的推力作用在输出杆22上，同时，将作用在反作用盘21上的反作用力的一部分从输出杆22传递到输入杆7上。
而且，伴随输入杆7的前进停止和动力活塞5(阀体6)的前进，阀体6相对于输入杆7相对地前进规定量，由此，大气阀10打开，形成平衡状态。
当将相对于上述的制动踏板的踏力解除时，输入杆7由于阀簧15的弹力而后退，同时，柱塞8也后退。由此，将提动阀体12按压在阀簧8上，将设于阀体6内侧的真空阀11的阀座(下称负压用阀座)23打开，经过负压通路24及大气通路25向变压室4内导入负压，消除上述的压力差。然后，利用定压室3内的回复弹簧26的弹力使阀体6后退，动力活塞5回复到插入形成于阀体6上的半径方向孔27a的停止键27接触后壳28内的台阶面29的原位置，与此同时，柱塞8也回复到原位置，上述真空阀11也关闭。
上述负压通路24的一端侧与定压室3连通，另一端侧在筒状部39的内周面开口，与阀体6一体形成。负压通路24另一侧的开口部(下称负压通路开口部)24a面临提动阀体12的外周侧配置。负压通路开口部24a的反作用盘21侧方向的边部构成真空阀11的负压用阀座23，使阀体离复座部12c的外周侧部分相对于负压用阀座23而离复座。而且，利用筒状部39和提动阀体12形成的空间(下称提动阀体外周侧空间)70在阀体离复座部12c复座负压用阀座23的状态下与负压通路24连通。
如上所述，在通过输入杆7的前进使大气阀10进行开动作时，将大于或等于由阀簧15及提动簧16的规定负荷(弹力)等决定的打开大气阀10所需的力(下称无效输入)施加在输入杆7上，由此，将大气阀10打开。另外，设定阀簧15及提动簧16，使其规定负荷(弹力)能够抵抗负压状态的定压室3或导入负压的变压室4的内压和大气的压力差。
专利文献1特开2004-001632号公报但是，最近，在气压式增力装置中，希望对应于与气压式增力装置同时使用的主缸的长行程化，谋求气压式增力装置的长行程化。而且，对气压式增力装置谋求长行程化时，不仅需要使相对于主缸的行程及踏板操作量的关系维持在良好的状态，还需要将踏板比(ペダル比)降低(谋求低踏板比化)。
但是，当谋求低踏板比化时，在现有结构的气压式增压装置中，导致初始踏板踏力的增加(进而使无效输入增加)，相应地使踏板操作性恶化而不便。
而且，为改善这样恶化的踏板操作性，考虑谋求降低无效输入。但是，无效输入的大部分是如上述设定的以抵抗负压状态的定压室或导入负压的变压室的内压和大气的压力差的阀簧及提动簧的规定负荷(弹力)，不容易适当地谋求该无效输入的降低。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而构成的，其目的在于，提供气压式增力装置，可减小提动簧的弹力，进而可谋求无效输入的降低。
本发明第一方面提供气压式增力装置，通过动力活塞将壳主体内划分成定压室和变压室，连接于所述动力活塞的阀体的筒状部插通所述壳主体并向其后方延伸，在所述阀体内配置与连接在输入杆的柱塞连动的阀机构，在所述阀体上，使一端侧连通所述定压室，使另一端侧在所述筒状部的内周面设置作为负压通路开口部开口的负压通路，随着所述输入杆的前进，所述阀机构动作，经由所述筒状部的开口部将大气导入所述变压室，在所述定压室和所述变压室之间产生压力差，利用该压力差推进所述的动力活塞，其特征在于，所述负压通路开口部朝向所述输入杆的基端侧开口，所述阀机构具有形成于所述柱塞后端的环状大气用阀座；形成于所述负压通路开口部的周状边部的负压用阀座；可离复座地配置于所述大气用阀座及所述负压用阀座的提动阀体；将该提动阀体向复座于所述大气用阀座及负压用阀座的方向靠压的提动簧，所述提动阀体通过相对于所述负压用阀座的离复座来开闭所述负压通路开口部，被与所述负压通路开口部相对的所述提动阀体背面区域的所述筒状部和所述提动阀体包围的提动阀体背面侧空间与所述变压室连通。
本发明第二方面在第一方面的基础上提供气压式增压装置，其特征在于，所述提动阀体具有固定于所述阀体的筒状部的环状提动阀体基端部；与提动阀体基端部连接的大致筒状伸缩部；与该伸缩部的前端侧连接，在所述大气用阀座及所述负压用阀座上离复座的环状的阀体离复座部，所述伸缩部的前端侧与所述阀体离复座部的内径侧部分连接。
本发明第三方面在第一方面的基础上提供气压式增压装置，其特征在于，所述提动阀体具有介由设于该筒状部内部的环状保持体固定在所述阀体的筒状部的环状提动阀体基端部；与提动阀体基端部连接的大致筒状的伸缩部；与该伸缩部的前端侧连接，在所述大气用阀座及所述负压用阀座离复座的环状阀体离复座部，在所述阀体离复座部和所述保持体之间设有所述提动簧。
本发明第四方面在第三方面的基础上提供气压式增力装置，其特征在于，所述提动簧设于所述提动阀体背面侧空间内。
本发明第五方面在第三或第四方面的基础上提供气压式增力装置，其特征在于，所述提动阀体基端部嵌合于所述保持部的内周侧，所述提动阀体基端部的外径为比所述提动簧的内径小的小径。
本发明第六方面在第三～第五方面任意一方面的基础上提供气压式增力装置，其特征在于，所述伸缩部的前端侧与所述阀体离复座部的内径侧部分连接。
根据第一方面的发明，在增力作用开始时，负压通路形成负压状态，且与提动阀体背面侧空间遮断，当通过输入杆的前进将大气阀打开时，大气被导入变压室内，在定压室和变压室之间产生压力差，动力活塞推进，另一方面，将大气导入提动阀体背面侧空间，与此同时，提动阀体向负压通路侧，即关闭负压用阀座的方向靠压。因此，使真空阀维持闭阀状态所需要的提动簧的弹力相应地减小，进而可减小无效输入。
根据第二方面的发明，由于相对于伸缩部前端侧的阀体离复座部的连接在阀体离复座部的内径侧部分进行，故可增宽提动阀体背面侧空间。
根据第三方面的发明，提动簧被设于阀体离复座部和筒状部之间，提动簧的弹力相对于负压用阀座作为按压力起作用，具有可靠的密封性。另外，由于提动簧的弹力没有作用在输入轴上，故可减小给予输入轴的无效输入。
根据第四方面的发明，提动簧由于配置于提动阀体的背面侧空间，故在将大气导入变压室时，不通过提动簧，因此，可降低空气连通音。
根据第五方面的发明，提动阀体基端部的外径由于为比提动簧的内径小的小径，故可容易地将提动簧插入提动阀体的背面侧。
根据第六方面的发明，在第三方面～第五方面的发明中，由于在阀体离复座部的内径侧部分进行对伸缩部前端侧的阀体离复座部的连接，故可增宽提动阀体背面侧空间。
图1是模式地表示本发明第一实施例的气压式增力装置的剖面图；图2是图1的局部放大图；图3是表示含有图2的阀体负压通路开口部的部分的正面图；图4是模式地表示现有的气压式增力装置的剖面图。
符号说明1A 气压式增力装置2 壳主体3 定压室4 变压室5 动力活塞6 阀体7 输入杆8 柱塞9 阀机构10 大气阀11A 真空阀12A 提动阀体15 阀簧16A 提动簧20 大气用阀座21 反作用盘39 筒状部56 伸缩部57 阀体离复座部70A 提动阀体背面侧空间71 负压通路72 负压通路开口部73 负压用阀座
具体实施例方式
下面，参照图1及图2说明本发明第一实施例的气压式增力装置1A。
图1及图2中，气压式增力装置1A具有由前壳30及后壳28构成的壳主体2，同时，在该壳主体2内配置有将其内部划分成定压室3和变压室4的动力活塞5。动力活塞5保持于隔板35，在其中心部设有形成轴孔36及筒状部空间37的阀体6。
阀体6将形成轴孔36及筒状部空间37的一部分的大径的主体部(下称阀体主体部)38、和形成有筒状部空间37大部分的小径的筒状部39连接，该筒状部39气体密封且滑动自如地插通后壳28后部的小径筒部40并延伸到其后方。筒状部39由其开口部(下称筒状部开口部)39a侧的筒状部前端侧部分39A和与筒状部前端侧部分39A的筒状部开口部39a相反一侧的筒状部基端侧部分39B构成。筒状部基端侧部分39B与阀体主体部38连接。另外，筒状部基端侧部分39B与筒状部前端侧部分39A相比，厚度尺寸增大。
在阀体6上设有一端侧与定压室3连通，另一端侧在筒状部39的内周面开口的负压通路71(定压通路)。负压通路71另一端侧的开口部(下称负压通路开口部)72从筒状部基端侧部分39B朝向筒状部前端侧部分39A大致筒状地突出，朝向输入杆7的基端侧(图2的右方向，图3的纸面前方)开口，面临提动阀体12A的环状阀体离复座部57配置。如图3所示，负压通路71形成两条，对应于此，负压通路开口部72也设置有两条。负压通路开口部72的环状边部形成有负压用阀座73，可使阀体离复座部57离复座。换句话说，阀体离复座部57通过相对于负压用阀座73的离复座来开闭负压通路开口部72。
此时，被与负压通路开口部72相对的阀体离复座部57(提动阀体52A)的背面区域的筒状部39、筒状部内筒体74及提动阀体12A包围的空间(下称提动阀体背面侧空间)70A通过大气通路25与变压室4连通，另一方面，在阀体离复座部57复座于负压用阀座73的状态下遮断与负压通路71的连通。
在筒状部前端侧部分39A上嵌合有上述筒状部内筒体74。筒状部内筒体74大致包括筒体主体75；与筒体主体75的一端侧连接，比筒体主体75的厚度尺寸大的筒体壁厚部76(环状的保持部)；在筒体主体75的另一端侧向径向外侧突出形成，与筒状部开口部39a接触，相对于阀体6定位使用的筒体第一突缘77。
在筒体壁厚部76的外周侧形成有收纳O环78并将其固定的环状槽79。
在筒体壁厚部76的前方侧(图2的左方向)形成有向径向内侧突出的筒体第二突缘80，将嵌合于筒体壁厚部76内周侧的提动阀体12A的环状提动阀体基端部55密封，同时，进行提动阀体12A的止脱。
在筒体第二突缘80上形成有向前方(图2的左方向)突出的环状突起81，将提动簧16A的一端部卡止。
另外，在筒状部39内配置有提动挡圈82，以从内周侧按压提动阀体12A的提动阀体基端部55。提动挡圈82将提动阀体基端部55固定于上述筒体壁厚部76上，同时，卡止阀簧15。
另外，阀体6通过配置于定压室3内的回复弹簧26总向后侧(图1右侧)靠压，在本气压式增力装置1A不动作时，将插入半径方向孔27a的停止键27定位在与后壳28的小径筒部40内侧的台阶面29接触的原位置。
在定压室3内通过设于前壳30的通气口41导入例如发动机负压，该负压通过与从未图示的制动踏板延伸的输入杆7连动的阀机构9的动作，也经过负压通路71和大气通路25向变压室4供给。
另一方面，在配置于筒状部39的筒状部开口部39a侧的筒状部内筒体74内配置消音用过滤器42及防尘用过滤器43，通过各过滤器42、43将大气导入筒状部空间37内。该大气通过阀机构9的动作经过大气通路25供给到变压室4内。在此，消音用过滤器42及防尘用过滤器43构成环状，输入杆7插通这些过滤器42、43的内径部而延伸。另外，这些过滤器42、43在后壳28的小径筒部40上嵌装口缘部，通过覆盖阀体6的筒状部39及筒状部内筒体74的有底筒状的除尘保护罩44而止脱。
上述阀机构9具有可滑动自如地嵌插于在阀体主体部38上形成的轴孔36内的柱塞8。如图2所示，在该柱塞8的后端部(下称柱塞输入杆连接部)45及形成于后述的柱塞主体部48上的孔部(符号省略)插入并连接有输入杆7的前端部(省略符号)，该输入杆7插通消音用过滤器42和防尘用过滤器43并延伸。输入杆7根据制动踏板的踏下而向图1的左方向前进，与其一体，柱塞8也前进。
柱塞8在柱塞输入杆连接部45上连接有比其大径的柱塞主体部48，在该柱塞主体部48的前侧延设有比柱塞输入杆连接部45小径的轴部(下称柱塞轴部)49。柱塞轴部49插通轴孔36，其前端面部可接触地配置于反作用盘21上。
如图2所示，阀机构9具有形成于柱塞8后端(柱塞输入杆连接部45)的环状大气用阀座20；上述负压用阀座73；可离复座于上述两阀座20、73上地配置于筒状部39内(筒状部空间37)的提动阀体12A；设于提动阀体12A的阀体离复座部57和筒体壁厚部76之间，总是将离复座部57向复座于两复座20、73的方向按压的提动簧16A。也如图2所示，提动阀16A配置于提动阀体12A背面侧的提动阀体背面侧空间70A内。
提动阀体12A大致具有介由上述筒状部内筒体74固定于阀体6上的环状的上述提动阀体基端部55；在提动阀体基端部55的内周端侧连接基端侧的大致筒状的伸缩部56；设于伸缩部56前端侧的环状的上述阀体离复座部57。伸缩部56从前端侧向基端侧缓缓扩径，配置于提动阀体背面侧空间70A和筒状部空间37之间。另外，如上所述，提动阀体基端部55固定于筒体壁厚部76的内周侧，因此，与现有的相比，在筒状部39的内周侧固定。而且，提动阀体基端部55的外径比提动簧16A的内径小，可容易地将提动簧16A插入提动阀体12A的背面侧。另外，在本实施例中，提动阀体基端部55、伸缩部56及阀体离复座部57以相同的可挠性材料一体地构成。
阀机构9中，由大气用阀座20和与其接触的提动阀体12A的阀体离复座部57前面侧(图2左侧)的内周侧部分(符号省略)构成大气阀10，由负压用阀座73和与其接触的提动阀体12A的阀体离复座部57前面侧(图2左侧)的外周侧部分(符号省略)构成真空阀11A，对应于这些大气阀10或真空阀11A的开阀而有选择地向上述变压室4内供给大气或负压。
大气阀10如上构成，进行变压室4和大气的连通·遮断，真空阀11A如上构成，进行定压室3和变压室4的连通·遮断。
在此，构成阀机构9的提动阀体12A通过提动挡圈82而相对于阀体6固定，所述提动挡圈82承受将输入杆7向后侧靠压的阀簧15的一端。该阀簧15的另一端卡止于一体设于输入杆7的环部66上，由此，输入杆7总是向返回后侧的方向靠压，在该动作时柱塞8也连动。柱塞8通过插入阀体6的半径方向孔27a的停止键27来限制相对于阀体6的相对移动范围，在本气压式增力装置1A不动作时，如图1所示，利用停止键27限制柱塞8的返回端，提动阀体12A维持接触大气用阀座20及负压用阀座73的闭阀状态。
另一方面，在阀体6的前端侧配置有反作用盘21和输出杆22的基端盖部68，柱塞8的柱塞轴部49的前端相对于反作用盘21的背面稍有间隙地进行定位。输出杆22的前端部通过定压室3，且插通前罩30，活作连接省略图示的主缸内的活塞。另外，输出杆22的基端盖部68和反作用盘21通过利用回复弹簧26靠压固定于阀体6前端的挡圈69而止脱。
下面说明本气压式增力装置1A的作用。
本气压式增力装置1A不仅利用在其后罩28的后面突设的多个双头螺栓80安装在未图示的车体上，还利用在其前罩30前面突设的双头螺栓81将省略图示的主缸与本气压式增力装置1A接合。
而且，当在该安装状态下踏下制动踏板(未图示)时，输入杆7前进，柱塞8前进，柱塞8后端的大气用阀座20从提动阀体12A分开，大气阀10打开，由此，通过消音用过滤器42及防尘用过滤器43使大气流入阀体6内，该大气进一步从大气阀10经过大气通路25导入变压室4内。其结果是在导入有负压的定压室3和导入了大气的变压室4之间产生压力差，利用该压力差推进含有阀体6的动力活塞5，该推力从阀体6经过输出杆22向主缸侧输出。另一方面，上述输出产生的反作用力的一部分从输出杆22经过反作用盘21及柱塞8传递到输入杆7上，由此，对应输入的增大，进行输出上升的增力作用。
但是，在增力装置的动作中，阀体6和柱塞8相互移动，受反作用力而使两者倾斜，由此，阀体离复座部57复座于负压用阀座73的位置产生错位。当该错位产生时，阀体离复座部57和负压用阀座73的气体密封性降低，因此，目前是通过增强提动簧的弹力来维持该气体密封性。但是，在本气压式增力装置1A中，在增力作用开始时，在大气阀10打开时，构成负压状态的负压通路71与提动阀体背面侧空间70A遮断，另一方面，将大气导入提动阀体背面侧空间70A内。而且，通过负压通路71及提动阀体背面侧空间70A产生的压差，阀体离复座部57承受负压通路71侧，即关闭负压用阀座73的方向的压力。其结果是，以导入的大气压力上升的量将阀体离复座部57按压在负压用阀座73上的力变大，可维持上述气体密封性。因此，相应地能够减小关闭真空阀11A所需要的提动簧16A的弹力，进而可减小无效输入。即，提动簧16A的弹力没有作用在输入杆7上，因此，可减小涉及输入杆7的无效输入。另外，当减小提动簧16A的弹力时，抵抗该弹力，必须使输入杆7返回的阀簧15的弹力也可以减小。
而且，由于这样可减小无效输入，故即使随着长行程化而进行必要的低踏板比化，也可以不增加踏板踏力而完成。换句话说，可不增加踏板踏力，谋求长行程化(与此同时的低踏板比化)。
另外，伸缩部56的前端侧由于与阀体离复座部57的内径侧部分连接，故可增宽提动阀体背面侧空间70A，可确保在提动阀体背面侧空间70A中配置提动簧16A的空间。另外，由于与以往相比可减小伸缩部56的有效半径，故作用于伸缩部56的压差的面积减小。相应地由于减小压差力而可减小阀簧15的弹力，结果可减小无效输入。在本实施例中，在这样扩宽的提动阀体背面侧空间70A中配置提动簧16A，在筒体壁厚部76及阀体离复座部57间配置提动簧16A。由此，提动簧16A的弹力可相对于真空阀11A可靠地作为按压的力而起作用，并且使密封性可靠。另外，在将大气导入变压室4内时，不通过提动簧16A，因此，空气连通音降低的效果好。
另外，在上述实施例中，构成了具有一个动力活塞5的所谓单型的气压式增力装置1A，但本发明也可以作为具有两个动力活塞的串联型而构成。
权利要求
1.一种气压式增力装置，通过动力活塞将壳主体内划分成定压室和变压室，连接于所述动力活塞的阀体的筒状部插通所述壳主体并向其后方延伸，在所述阀体内配置与连接于输入杆的柱塞连动的阀机构，在所述阀体上，使一端侧连通所述定压室，使另一端侧在所述筒状部的内周面设置作为负压通路开口部而开口的负压通路，随着所述输入杆的前进，所述阀机构动作，经由所述筒状部的开口部将大气导入所述变压室，在所述定压室和所述变压室之间产生压力差，利用该压力差推进所述的动力活塞，其特征在于，所述负压通路开口部朝向所述输入杆的基端侧开口，所述阀机构具有形成于所述柱塞后端的环状大气用阀座；形成于所述负压通路开口部的周状边部的负压用阀座；可离复座地配置于所述大气用阀座及所述负压用阀座的提动阀体；将该提动阀体向复座于所述大气用阀座及负压用阀座上的方向靠压的提动簧，所述提动阀体通过相对于所述负压用阀座的离复座来开闭所述负压通路开口部，被与所述负压通路开口部相对的所述提动阀体背面区域的所述筒状部和所述提动阀体包围的提动阀体背面侧空间与所述变压室连通。
2.如权利要求1所述的气压式增力装置，其特征在于，所述提动阀体具有固定于所述阀体的筒状部的环状提动阀体基端部；与提动阀体基端部连接的大致筒状伸缩部；与该伸缩部的前端侧连接，在所述大气用阀座及所述负压用阀座上离复座的环状的阀体离复座部，所述伸缩部的前端侧与所述阀体离复座部的内径侧部分连接。
3.如权利要求1所述的气压式增力装置，其特征在于，所述提动阀体具有介由设于该筒状部内部的环状保持体固定在所述阀体的筒状部的环状提动阀体基端部；与提动阀体基端部连接的大致筒状的伸缩部；与该伸缩部的前端侧连接，在所述大气用阀座及所述负压用阀座上离复座的环状阀体离复座部，在所述阀体离复座部和所述保持体之间设有所述提动簧。
4.如权利要求3所述的气压式增力装置，其特征在于，所述提动簧设于所述提动阀体背面侧空间内。
5.如权利要求3或4所述的气压式增力装置，其特征在于，所述提动阀体基端部嵌合于所述保持部的内周侧，所述提动阀体基端部的外径为比所述提动簧的内径小的小径。
6.如权利要求3～5任一项所述的气压式增力装置，其特征在于，所述伸缩部的前端侧与所述阀体离复座部的内径侧部分连接。
全文摘要
一种气压式增力装置，可不增加踏板踏力，而谋求长行程化的实现。在增力作用开始时，真空阀(11A)关闭，负压通路(71)与提动阀体背面侧空间(70A)被遮断而构成负压状态。而且，当输入杆(7)前进而大气阀(10)打开时，大气被导入变压室(4)内，与此同时，动力活塞(5)推进，另一方面，大气被导入提动阀体背面侧空间(70A)内，提动阀体(12A)的阀体离复座部(57)受负压状态的负压通路(71)侧即关闭负压用阀座(73)的方向的压力。因此，在打开大气阀(10)时，由于使真空阀(11A)维持关闭状态，故可减小必要的弹力以及无效输入，同时，即使随着长行程化而进行必要的低踏板比化，也可以不增加踏板踏力而完成。
文档编号B60T13/52GK1751926SQ200510106850
公开日2006年3月29日 申请日期2005年9月26日 优先权日2004年9月24日
发明者远藤光弘, 渡辺修三 申请人:株式会社日立制作所