專利名稱：氣壓式增力裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及安裝于汽車等車輛的制動裝置上的氣壓式增力裝置。
背景技術(shù)：
一般在汽車的制動裝置中，為提高制動力都裝有氣壓式增力裝置。作為氣壓式增力裝置，人們已知的是通常由動力活塞把外殼內(nèi)劃分成定壓室(利用發(fā)動機(jī)吸氣負(fù)壓保持經(jīng)常負(fù)壓)和變壓室，通過利用輸入桿移動設(shè)在連接于動力活塞的閥體內(nèi)的柱塞，變壓室內(nèi)引入大氣(正壓)，使定壓室和變壓室之間產(chǎn)生壓力差，將由該壓力差在動力活塞上產(chǎn)生的推力通過反作用部件作用于輸出桿，同時把從輸出桿作用于反作用部件的反力的一部分反饋到輸入桿。
這種氣壓式增力裝置的輸入(制動踏板的操作力)和輸出(制動力)的關(guān)系如圖27中的實線所示，在制動初始階段，利用柱塞和反作用部件的間隙，產(chǎn)生了猛增輸出A，然后相對輸入的輸出以直線的比例達(dá)到全負(fù)荷點(diǎn)B。
然而，如上述現(xiàn)有的氣壓式增力裝置那樣制動踏板操作力和制動力成直線性比例的特性，使得在緊急時要產(chǎn)生大的制動力的場合，必然需要大的操作力。因此，在緊急時需要產(chǎn)生大的制動力的場合，希望可以減輕制動踏板的操作力，即具備所謂的制動助力機(jī)構(gòu)的氣壓式增力裝置。具備制動助力機(jī)構(gòu)的氣壓式增力裝置有望與制動時防止車輪抱死的防抱死制動裝置相結(jié)合，大幅度提高緊急時的制動力。
作為具備制動助力機(jī)構(gòu)的氣壓式增力裝置，例如專利文獻(xiàn)1所述，通過使用介于彈簧之間進(jìn)行伸縮的柱塞，當(dāng)制動踏板踏力超過一定值的緊急情況時，彈簧被壓縮，柱塞對閥體產(chǎn)生大的變位，由此如圖27中的C部所示，增力比急速增大，而能夠獲得大的制動力，這種形式的氣壓式增力裝置已廣為人知。
專利文獻(xiàn)1
特開2000-25603號公報發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述各點(diǎn)而研制成的，其目的是提供一種構(gòu)造簡單、緊急時能迅速提高輸出力以確實產(chǎn)生需要的制動力的氣壓式增力裝置。
為解決上述問題，有關(guān)權(quán)利要求1的發(fā)明的氣壓式增力裝置，在由動力活塞把外殼內(nèi)劃分成定壓室和變壓室并通過利用輸入桿使設(shè)在連接于上述動力活塞的閥體內(nèi)的柱塞移動，打開閥構(gòu)件，將動作氣體引入上述變壓室，使上述定壓室和變壓室之間產(chǎn)生壓力差，把由該壓力差在上述動力活塞上產(chǎn)生的推力通過反作用部件作用于輸出桿，同時將從該輸出桿作用于上述反作用部件的反力的一部分傳遞到上述輸入桿，其特征在于，在介于上述柱塞和上述反作用部件之間，在上述柱塞對于上述閥體的速度或移動量達(dá)到規(guī)定值時，安裝有可以伸縮的縮短的制動助力機(jī)構(gòu)。
利用這樣的構(gòu)成，對輸入桿的輸入速度很快時，輸入桿產(chǎn)生的柱塞移動速度和動力活塞推力產(chǎn)生的閥體的移動速度之間發(fā)生差異，利用該速度差，柱塞對于閥體的移動量達(dá)到規(guī)定值，由此制動助力機(jī)構(gòu)縮短，所以柱塞的移動量進(jìn)一步加大，且閥構(gòu)件的開度變大。
另外，有關(guān)上述發(fā)明的氣壓式增力裝置，在上述權(quán)利要求1的構(gòu)成中，其特征在于，上述制動助力機(jī)構(gòu)包括套筒，其在上述閥體內(nèi)可以滑動導(dǎo)向；柱塞桿，其插入該套筒內(nèi)并連接于上述柱塞；反作用桿，其插入上述套筒內(nèi)并與上述反作用部件對置；球，其在上述套筒內(nèi)安裝在上述柱塞桿與上述反作用桿之間，上述柱塞對于上述閥體的速度或移動量達(dá)到規(guī)定值時，利用上述套筒和上述柱塞桿的相對移動，使上述球從上述反作用桿和上述柱塞桿之間向該柱塞桿的直徑方向退出，從而使上述反作用桿和上述柱塞桿靠近。
利用這樣的構(gòu)成，柱塞對閥體的速度或移動量一旦達(dá)到規(guī)定值，通過套筒和柱塞桿的相對移動，球從反作用桿和柱塞桿之間退出，因反作用桿和柱塞桿接近而使制動助力機(jī)構(gòu)縮短。
另外，有關(guān)上述發(fā)明的氣壓式增力裝置，在上述權(quán)利要求1的構(gòu)成中，其特征在于，上述制動助力機(jī)構(gòu)包括反作用桿，其與反作用部件對置；彈性部件，其在介于上述反作用桿和上述柱塞之間安裝；控制構(gòu)件，其通常限制上述彈性部件的上述柱塞移動方向的壓縮，上述柱塞對于上述閥體的速度或移動量達(dá)到規(guī)定值時，容許上述彈性部件的上述柱塞移動方向的壓縮。
利用這樣的構(gòu)成，柱塞對于閥體的速度或移動量一旦達(dá)到規(guī)定值，控制構(gòu)件容許彈性部件的壓縮，通過彈性部件的壓縮制動助力機(jī)構(gòu)縮短。
另外，有關(guān)上述發(fā)明的氣壓式增力裝置，在上述權(quán)利要求3的構(gòu)成中，其特征在于，上述控制構(gòu)件是在上述彈性部件的外周設(shè)置的可以滑動的套筒，在上述套筒的內(nèi)周，在上述柱塞對于上述閥體的速度或移動量達(dá)到規(guī)定值時，形成收容伴隨上述彈性部件的上述柱塞移動方向壓縮的擴(kuò)徑部分的槽。
另外，有關(guān)上述發(fā)明的氣壓式增力裝置，在上述權(quán)利要求4的構(gòu)成中，其特征在于，上述套筒在由與上述柱塞之間設(shè)置的施力部件向上述反作用盤側(cè)施力的同時，與上述反作用桿卡合，上述柱塞對于上述閥體的速度或移動量達(dá)到規(guī)定值時，與上述閥體接觸。
另外，有關(guān)上述發(fā)明的氣壓式增力裝置，在上述權(quán)利要求5的構(gòu)成中，其特征在于，上述施力部件與支座卡合，上述支座與上述柱塞分別設(shè)置并接觸上述柱塞，并且設(shè)有結(jié)合部件，其使上述支座、上述彈性部件、及上述反作用桿結(jié)合，并可以縮短上述支座與上述反作用桿的間隔。
另外，有關(guān)上述發(fā)明的氣壓式增力裝置，在上述權(quán)利要求1的構(gòu)成中，其特征在于，在上述閥體的對于上述反作用部件的受壓面形成凹部，利用上述反作用部件在上述凹部內(nèi)漲出，以使上述閥體對于上述反作用部件的受壓面積增大。
另外，有關(guān)上述發(fā)明的氣壓式增力裝置，在上述權(quán)利要求1的構(gòu)成中，其特征在于，在上述閥體的對于上述反作用部件的受壓面形成凹部，利用上述反作用部件在上述凹部內(nèi)漲出，以使上述閥體對于上述反作用部件的受壓面積增大。
另外，有關(guān)上述發(fā)明的氣壓式增力裝置，在上述權(quán)利要求1的構(gòu)成中，其特征在于，具有將來自上述反作用部件的反力傳遞到上述輸入桿側(cè)的反作用板，該反作用板一旦將來自上述反作用部件的反力變大，則接觸上述閥體，將上述反作用部件的反力傳遞給上述閥體。
另外，有關(guān)權(quán)利要求9的發(fā)明的氣壓式增力裝置，在由動力活塞把外殼內(nèi)劃分成定壓室和變壓室，并通過利用輸入桿使設(shè)在連接于上述動力活塞的閥體內(nèi)的柱塞移動，打開閥構(gòu)件，將動作氣體引入上述變壓室，使上述定壓室和變壓室之間產(chǎn)生壓力差，把由該壓力差在上述動力活塞上產(chǎn)生的推力通過反作用部件作用于輸出桿，同時將從輸出桿的作用于上述反作用部件的反力的一部分傳遞到輸入桿，其特征在于，在上述柱塞對于上述閥體的速度或移動量達(dá)到規(guī)定值時，設(shè)有使上述閥構(gòu)件的閥體向開閥方向移動的制動助力機(jī)構(gòu)。
利用這樣的構(gòu)成，向輸入桿的輸入速度快時，輸入桿產(chǎn)生的柱塞移動和動力活塞的推力產(chǎn)生的閥體的移動速度發(fā)生差異，該速度差使柱塞對于閥體的移動量達(dá)到規(guī)定值，利用制動助力機(jī)構(gòu)使閥體向開閥方向移動，閥構(gòu)件的開度變大。


圖1是表示有關(guān)本發(fā)明的第1實施例的氣壓式增力裝置的主要部分的軸向剖面圖。
圖2是表示在圖1的裝置中，通常制動時依靠猛增作用產(chǎn)生伺服力的狀態(tài)的圖。
圖3是表示在圖1的裝置中，緊急制動時的狀態(tài)的圖。
圖4是表示在圖1的裝置中，緊急制動時依靠猛增作用產(chǎn)生伺服力的狀態(tài)的圖。
圖5是表示有關(guān)本發(fā)明的第1實施例的第1變形實施例的氣壓式增力裝置的主要部分的軸向剖面圖。
圖6是表示有關(guān)本發(fā)明的第1實施例的第2變形實施例的主要部分的軸向剖面圖。
圖7是表示有關(guān)本發(fā)明的第1實施例的氣壓式增力裝置的輸入和輸出的關(guān)系的圖。
圖8是表示有關(guān)本發(fā)明的第2實施例的氣壓式增力裝置的主要部分的軸向剖面圖。
圖9是表示在圖8的裝置中，通常制動時依靠猛增作用產(chǎn)生伺服力的狀態(tài)的圖。
圖10是表示在圖8的裝置中，緊急制動時的狀態(tài)的圖。
圖11是表示在圖8的裝置中，緊急制動時依靠猛增作用產(chǎn)生伺服力的狀態(tài)的圖。
圖12是表示有關(guān)本發(fā)明的第2實施例的第1變形例的氣壓式增力裝置的主要部分的軸向縱剖面圖。
圖13是表示有關(guān)本發(fā)明的第2實施例的第2變形例的氣壓式增力裝置的主要部分的軸向縱剖面圖。
圖14是表示在圖13的裝置中，緊急制動時產(chǎn)生伺服力的狀態(tài)的圖。
圖15是表示有關(guān)本發(fā)明的第2實施例的第3變形例的氣壓式增力裝置的主要部分的軸向縱剖面圖。
圖16是表示在圖15的裝置中，緊急制動時產(chǎn)生伺服力的狀態(tài)的圖。
圖17是表示圖15中所示的氣壓式增力裝置的輸入和輸出的關(guān)系的圖。
圖18是表示有關(guān)本發(fā)明的第2實施例的第4變形例的氣壓式增力裝置的主要部分的軸向縱剖面圖。
圖19是表示圖18所示的裝置的通常制動時初期的助力比的動作狀態(tài)的圖。
圖20是表示圖18所示的裝置的通常制動時增力比發(fā)生變化時的動作狀態(tài)的圖。
圖21是表示圖18所示裝置的緊急制動時的動作狀態(tài)的圖。
圖22是表示有關(guān)本發(fā)明的第2實施例的第5變形例的氣壓式增力裝置的主要部分的軸向縱剖面圖。
圖23是表示圖22所示裝置的通常制動時的動作狀態(tài)的圖。
圖24是表示圖22所示裝置的緊急制動時的動作狀態(tài)的圖。
圖25是表示圖18所示裝置的輸入和輸出的關(guān)系的圖。
圖26是表示圖22所示裝置的輸入和輸出的關(guān)系的圖。
圖27是表示具有現(xiàn)有制動助力機(jī)構(gòu)的氣壓式增力裝置的輸入和輸出的關(guān)系的圖。
具體實施例方式
以下，按照附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
本發(fā)明的第1實施例參照圖1到圖4及圖7進(jìn)行說明。圖1表示有關(guān)本實施例的氣壓式增力裝置1的主要部分即閥體2的內(nèi)部。氣壓式增力裝置1與上述現(xiàn)有的氣壓式增力裝置一樣，未圖示的外殼的內(nèi)部被動力活塞分成定壓室和變壓室，略呈圓筒狀的閥體2的一端連接于動力活塞，閥體2的另一端被可以滑動且氣密性第插通于外殼的后壁，并延伸到外部。在閥體2的一端通過反作用盤3(反作用部件)連接輸出桿4，輸出桿4的前端連接于安裝在外殼前壁的主缸(未圖示)的活塞上。
閥體2的內(nèi)部形成具有小徑缸口5、中徑缸口6及大徑缸口7的階梯形狀，在小徑缸口5上嵌裝有接觸反作用盤3且可以滑動的比例板8。在小徑缸口5上形成限制比例板8的后退量并防止反作用盤3的過度變形的階梯部5A。在中徑缸口6嵌裝有可以滑動的柱塞9，在介于柱塞9和比例板8之間安裝制動助力機(jī)構(gòu)10。在柱塞9上連接輸入桿11的一端，輸入桿11的另一端插通于裝在閥體2的端部的透氣性的灰塵密封(未圖示)上，并延伸到外部。
在閥體2的大徑部7上裝有提動閥密封墊12(閥構(gòu)件)，在閥體2中，大徑部6、7間的階梯部形成的閥座部13及在柱塞9的后端形成的閥座14安裝在提動閥密封墊12上。閥體2的中徑部6通過設(shè)在閥體2的側(cè)壁的通路15與外殼內(nèi)的變壓室連通。大徑部7的提動閥密封墊12的內(nèi)側(cè)，通過灰塵密封墊向大氣開放。另外，在大徑部7的提動閥密封墊12的外側(cè)形成的室16，通過設(shè)在閥體2的側(cè)壁的通路(未圖示)與外殼的定壓室連通。
由此，通過柱塞9的閥座部14與提動閥密封墊12的離合，使變壓室和大氣之間連通、切斷；另外，通過閥體2的閥座部13與提動閥密封墊12的離合，使定壓室和變壓室之間連通、切斷。
在閥體2的通路15上插通有止動鍵17，通過止動鍵17與固定在外殼的止動環(huán)18和柱塞9卡合，限制閥體2的后退位置及與閥體2的柱塞9的相對移動量。而且，圖1中符號19表示輸入桿11的返回彈簧，20表示向提動閥密封墊12付與固定力的提動閥彈簧。
下面，對本實施例的主要部分即制動助力機(jī)構(gòu)10進(jìn)行說明。
制動助力機(jī)構(gòu)10包括嵌裝在閥體2的中徑部6內(nèi)可以滑動的圓筒狀的套筒21、與比例板8接觸的反作用桿22，與柱塞9接觸的柱塞桿23。套筒21內(nèi)部形成小徑的導(dǎo)向部24，在導(dǎo)向部24一端的內(nèi)周緣部形成錐部25。
反作用桿22，其小徑的突起部26插入到閥體2的小徑部5，與比例板8接觸；其大徑的突緣部27插入到套筒21內(nèi)，與形成導(dǎo)向部24的錐部25的端面接觸。
柱塞桿23插入到套筒21的導(dǎo)向部24且可以滑動，在其端部的外周緣部形成錐部28，在錐部28的前端形成凸部29。而且，在凸部29的外周面和套筒21的導(dǎo)向部24的內(nèi)周面之間形成的環(huán)狀空間內(nèi)裝填許多的球30(鋼球)。
在圖1所示的非制動位置，反作用桿22和球30之間形成規(guī)定的間隙C1，另外，如圖2所示，在套筒21的導(dǎo)向部24內(nèi)，柱塞桿23前進(jìn)使球30與反作用桿22接觸時，凸部29和反作用桿22之間形成間隙C2。
另外，如圖3所示，當(dāng)柱塞桿23相對套筒21前進(jìn)使這些錐部28、25互相匹配時，球30沿錐部28向外側(cè)退出，凸部29的前端直接與反作用桿22接觸。
在套筒21的導(dǎo)向部24的端部和在柱塞桿23的端部形成的突緣部之間，設(shè)有彈簧31(壓縮彈簧)。在反作用桿22和比例板8之間，為使反作用桿22的位置保持穩(wěn)定，設(shè)有比彈簧31彈力還小的保持彈簧32(壓縮彈簧)。
下面，對上述構(gòu)成的本實施例的作用進(jìn)行說明。
在圖1所示的非制動位置，在提動閥密封墊12上接觸地安裝有閥體2的閥座部13及柱塞9的閥座部14，變壓室與大氣(動作氣體)及定壓室(利用發(fā)動機(jī)吸氣負(fù)壓保持經(jīng)常負(fù)壓)斷開，使變壓室和定壓室對于動力活塞的壓力保持平衡，因此在動力活塞上不產(chǎn)生推力。
駕駛員進(jìn)行通常的制動操作時，如按壓輸入桿11使柱塞9前進(jìn)，則柱塞9的閥座部14從提動閥密封墊12離開，變壓室內(nèi)引入大氣(正壓)。由此，定壓室和變壓室之間產(chǎn)生壓力差，動力活塞上產(chǎn)生推力，閥體2通過反作用盤3按壓輸出桿4產(chǎn)生伺服力。而且，如動力活塞的推力使閥體2移動跟蹤柱塞9，則閥座部14接觸壓于提動閥密封墊12上，停止向變壓室引入大氣，保持定壓室和變壓室的壓力差。
這時，套筒21被彈簧31施力與閥體2一起移動，并跟隨與柱塞9共同移動的柱塞桿23，所以球30被保持在柱塞桿23的凸部29的外周面和套筒21的導(dǎo)向部24的內(nèi)周面之間形成的環(huán)狀空間內(nèi)。從輸出桿4作用到反作用盤3的反力，其一部分傳遞到比例板8，進(jìn)而通過反作用桿22、球30、柱塞桿23及柱塞9反饋到輸入桿11。由此，可以產(chǎn)生對應(yīng)制動踏板踏力的伺服力。
在制動初期，利用反作用桿22和球30的間隙C1，柱塞桿23及柱塞9未受到反作用盤3的反力能夠前進(jìn)，所以可以迅速地啟動制動力(猛增作用)。利用該猛增作用產(chǎn)生伺服力的狀態(tài)示于圖2。在圖2的狀態(tài)中，柱塞桿23通過球30接觸反作用桿22，依靠閥體2反作用盤3僅壓縮δ1(猛增間隙)。
因此，向輸入桿11的輸入(制動踏板踏力)和輸出桿4的輸出的關(guān)系，如圖7中實線所示，在制動初始階段產(chǎn)生猛增輸出A，其后，輸出對于輸入成直線性比例到達(dá)全負(fù)荷點(diǎn)B。
如解除對輸入桿11的操作力，則柱塞9的閥座部14使提動閥密封墊12后退，而從閥體2的閥座部13離開。由此，變壓室的空氣流向定壓室，定壓室和變壓室的壓力差消除，動力活塞的推力消失，閥體2后退，返回到圖1所示的非制動位置，制動被解除。
緊急制動時，即駕駛員對制動踏板的下踩速度很快時，輸入桿11的踏力形成的柱塞9的移動速度，和動力活塞的推力形成的閥體2的移動速度產(chǎn)生差異。利用該速度差，閥體2的跟隨動作發(fā)生滯后，通過套筒21與閥體2的中徑部6的端面接觸，彈簧31被壓縮，柱塞桿23相對于套筒21前進(jìn)，柱塞桿23和套筒21的錐部28、25配合。由此，球30向外側(cè)的錐部25退出，通過柱塞桿23的凸部29直接接觸反作用桿22，制動助力機(jī)構(gòu)10縮短。
其結(jié)果如圖3所示，可以不增大來自反作用盤的反力，使柱塞9更繼續(xù)前進(jìn)，柱塞9的閥座部14和提動閥密封墊12的開度Δ1擴(kuò)大，能夠大量的向變壓室引入大氣。由此，定壓室和變壓室之間產(chǎn)生大的壓力差，利用該壓力差在動力活塞上產(chǎn)生的推力，如圖4所示，閥體2前進(jìn)，向輸出桿4付與伺服力。此時，柱塞桿23直接接觸反作用桿22，利用閥體2反作用盤3僅壓縮比猛增間隙δ1還大的猛增間隙δ2(δ2＝δ1+C2)。這樣，如圖7中虛線所示，能夠產(chǎn)生大的猛增輸出D，大幅度提高制動力。
在此狀態(tài)下，如解除輸入桿11的操作力，則與通常制動時一樣，閥體2后退解除制動，另外，隨著柱塞9及輸入桿11的后退，利用彈簧31柱塞桿23相對于套筒21后退，球30返回圖1所示的初始位置。
這樣，緊急制動時，通過增大猛增形成的輸出，可以減輕操作力、迅速產(chǎn)生大的制動力，能夠提高緊急時的制動力。
下面，參照圖5及圖6對上述第1實施例的變形例進(jìn)行說明。在這些變形例的說明中，對上述第1實施例，同樣的部分付與同一的符號，僅對不同的部分加以詳細(xì)說明。
在圖5所示的第1變形例中，使柱塞桿23與柱塞9形成一體，進(jìn)而，加大柱塞桿23的凸部29的突出長度，同時在反作用桿22側(cè)形成收容凸部29的前端部的凹部33。通過柱塞桿23和柱塞9形成一體可以減少部件數(shù)量，另外，通過加大凸部29的突出長度，能夠在非制動位置使球30的保持位置穩(wěn)定。而且，在本變形例中，進(jìn)一步通過在閥體2的小徑部5的內(nèi)周緣部形成被閥體2按壓的反作用盤3的退出部34，成為具有2級助力比的2比例型。
在圖6所示的第2變形例中，使比例板8和反作用桿22形成一體，省掉了反作用盤3的過度變形防止機(jī)構(gòu)。而且，與上述第1變形例一樣，也可以使柱塞桿23和柱塞8形成一體。
下面，參照圖8至圖11對本發(fā)明的第2實施例進(jìn)行說明。而且，在以下的說明中，對上述第1實施例(圖6所示的第2變形例)的內(nèi)容，同樣的部分付與同一的符號，僅對不同的部分加以詳細(xì)說明。
如圖8所示，在本實施例中，對于圖6所示的第1實施例的第2變形例，設(shè)有制動助力機(jī)構(gòu)55替代制動助力機(jī)構(gòu)10。制動助力機(jī)構(gòu)55中，接觸柱塞9的支座56和反作用桿22夾有彈性部件57并由銷58結(jié)合在一起，在它們具有相同直徑的外周嵌合可以滑動的略呈圓筒狀的套筒59。銷58插通于支座56且可以滑動，制動助力機(jī)構(gòu)55利用彈性部件57的彈性可以在軸向壓縮。
在套筒59上形成內(nèi)周槽60。在介于支座56和套筒59之間安裝彈簧61，利用彈簧61的彈力，套筒59向輸出桿4側(cè)施力，與反作用桿22的突緣部27接觸。在此狀態(tài)下，套筒59的內(nèi)周面與彈性部件57接觸，通過套筒59向輸入桿11側(cè)移動，套筒59的內(nèi)周槽60與彈性部件57對置。套筒59的一端部和閥體2的中徑部6的端面6A之間設(shè)有規(guī)定的間隙。通過銷58使反作用桿22和支座56相結(jié)合，可以使反作用桿22、支座56、彈性部件57及彈簧61成為組件。
下面，對以上構(gòu)成的本實施例的作用進(jìn)行說明。
在通常制動時，套筒59利用彈簧61的彈力處在接觸反作用桿22的突緣部27的位置，且彈性部件57處在套筒59的內(nèi)周面形成的密閉空間內(nèi)。在此狀態(tài)下，彈性部件57的軸向尺寸L1的壓縮依賴其體積彈性，由于彈性系數(shù)很大，所以制動助力機(jī)構(gòu)55的軸向尺寸幾乎沒有變化。因此，與上述第1實施例同樣，利用輸入桿11產(chǎn)生的柱塞9的移動向變壓室引入大氣，依靠定壓室和變壓室的壓力差，通過反作用盤3將動力活塞產(chǎn)生的推力作用于輸出桿4來發(fā)生伺服力，通過反作用桿22及彈性部件57，將從輸出桿4作用于反作用盤3的反力的一部分反饋到輸入桿11。而且，在制動初期階段，利用反作用盤3和反作用桿22的間隙C1得到猛增作用。利用猛增作用產(chǎn)生伺服力的狀態(tài)示于圖9。
由此，向輸入桿11的輸入(制動踏板踏力)和輸出桿4的輸出(制動力)的關(guān)系如圖7中實線所示，在制動初始階段產(chǎn)生猛增輸出A，其后，輸出對于輸入成直線性比例達(dá)到全負(fù)荷點(diǎn)B。
緊急制動時，如圖10所示，輸入桿11產(chǎn)生的柱塞9的移動速度和動力活塞的推力產(chǎn)生的移動速度產(chǎn)生差異，閥體2的跟隨動作產(chǎn)生滯后，套筒59接觸閥體2的中徑部6的端面6A之后后退，套筒59的內(nèi)周槽60移動到彈性部件57上。在此狀態(tài)下，壓縮的彈性部件57被按入套筒59的內(nèi)周槽60內(nèi)而擴(kuò)徑，因此對于軸向的壓縮的彈性系數(shù)變小，這樣利用來自反作用盤3的反力使制動助力機(jī)構(gòu)55的軸向尺寸縮短。由此，可以增大大氣閥部件44的閥座部48和提動閥密封12的開度Δ1。
其結(jié)果，定壓室和變壓室之間產(chǎn)生大的壓力差，利用該壓力差在動力活塞上產(chǎn)生的推力，如圖11所示，閥體2前進(jìn)向輸出桿4付與伺服力。此時，依靠閥體2，反作用盤3僅壓縮比猛增間隙δ1還大的猛增間隙δ2(δ2＝δ1+(L1-L2))。這樣，如圖7中虛線所示，能夠產(chǎn)生比通常動作時還大的猛增輸出D，并迅速產(chǎn)生大的制動力。
一旦解除制動(向輸入桿11的輸入)，則動力活塞的輸出降低，同時來自反作用盤3的反力下降，彈性部件57的擴(kuò)徑消除，彈簧61使套筒59向反作用桿22側(cè)返回，回到圖28所示的非制動位置。
下面，參照圖12至圖26對上述第2實施例的變形例進(jìn)行說明。而且，在這些變形例的說明中，對上述第2實施例，同樣的部分付與同一的符號，僅對不同的部分加以詳細(xì)說明。
在圖12所示的第1變形例中，在止動鍵17和套筒59之間設(shè)有返回套筒35。返回套筒35嵌合在閥體2的中徑部6上且可以滑動，并具有接觸套筒59的環(huán)狀的接觸部。另外，還具有從該接觸部的外周部開始，通過在中徑部6的內(nèi)周面形成的軸向的槽向后方延伸接觸止動鍵17的一對延長部。而且，圖12是將閥體2以中心角90°剖開的剖面圖，因此只顯示了一個延長部。由此，緊急制動時的動作后、解除制動時，可以使接觸止動環(huán)18的止動鍵17的移動返回，由套筒35向套筒59傳遞，能夠使套筒59確實返回反作用桿2側(cè)。在這種場合還可以省去彈簧61。
在圖13所示的第2變形例中，對于圖8所示的裝置，在制動助力機(jī)構(gòu)55中，銷58被省略，反作用桿22被分割成互相可以滑動的內(nèi)桿62和外桿63，內(nèi)桿62貫通彈性部件57和支座56，直接接觸柱塞9。利用這樣的構(gòu)成，如圖14所示，在緊急制動時，利用彈性部件57的壓縮僅使外桿63后退，這樣通過內(nèi)桿62從反作用盤3傳遞到柱塞9的反力減小，所以可以取得與猛增間隙增大的同樣的效果，得到圖7所示的特性。
在圖15所示的第3變形例中，對于圖13所示的第2變形例，在外桿63和反作用盤3之間設(shè)有比外桿63直徑大的環(huán)狀的比例板64，比例板64和它接觸的閥體2的小徑部5的肩部5B之間設(shè)有微小的間隙。利用這樣的構(gòu)成，如圖16所示，緊急制動時，依靠彈性部件57的壓縮，如外桿63后退，則比例板64從反作用盤3受到的反力由肩部5B傳遞給閥體2，在此狀態(tài)下僅有從反作用盤3作用到內(nèi)桿62的反力傳遞給柱塞9。由此，在圖17中，對于實線所示的通常制動時的特性，可以產(chǎn)生虛線所示的特性的制動力，迅速得到大的制動力。而且，在圖17的E點(diǎn)助力比增大之前，需要通常的操作力，這是因為彈性部件57被壓入到套筒59的內(nèi)周槽60內(nèi)，需要某種程度的負(fù)荷的緣故。
下面，參照圖18至圖21及圖25對上述第2實施例的第4變形例進(jìn)行說明。如圖18至圖21所示，在第4變形例中，對于圖8至圖11所示的第2實施例，使銷58與反作用桿22一體化，利用開口環(huán)65使反作用桿22和支座56相結(jié)合。另外，在閥體2的小徑部5的內(nèi)周緣部，通過形成閥體2擠壓的反作用盤3的退出部66(凹部)，成為有2級增力比的所謂2比例型。
利用這樣的構(gòu)成，與上述第2實施例同樣，在通常的制動時如圖19所示，制動助力機(jī)構(gòu)55不縮短，利用輸入桿11產(chǎn)生的柱塞9的移動，將大氣引入變壓室，利用定壓室和變壓室間的壓力差，將動力活塞產(chǎn)生的推力通過反作用盤3作用到輸出桿4，產(chǎn)生伺服力，把從輸出桿4作用到反作用盤3的反力的一部分通過反作用桿22和彈性部件57反饋到輸入桿11。
而且，如向輸入桿11的輸入有某種程度增大，則利用來自輸出桿4的反力，如圖20所示，通過反作用盤3漲出后充填在退出部66內(nèi)，使閥體2的對于反作用盤3的受壓面積增加。由此，如圖25中箭頭①所示，增力比增大，即所謂的2比例型的伺服力。
緊急制動時，如圖21所示，通過套筒21移動、彈性部件57被壓縮，制動助力機(jī)構(gòu)55縮短，產(chǎn)生猛增輸出，迅速啟動大的制動力。由此，如圖25中箭頭②所示，通過產(chǎn)生將猛增輸出和2比例型的伺服力組合起來的特性的制動力，能夠確保迅速得到必要的制動力。
下面，參照圖22至圖24及圖26對上述第2實施例的第5變形例進(jìn)行說明。而且，對上述第4變形例，同樣的部分付與同一的符號，僅對不同的部分加以詳細(xì)說明。
如圖22至圖24所示，在第5變形例中，對于上述第4變形例，在介于反作用桿22和反作用盤3之間安裝反作用板67。反作用板67呈凸形形狀，嵌裝在安裝于閥體2的前端的板68的帶階梯腔口69上且可以滑動，小徑側(cè)的端部接觸反作用桿22，大徑側(cè)的端部具有猛增間隙C1，與反作用盤3接觸。另外，反作用板67通過接觸的帶階梯腔口69的階梯部70，而限制后退位置。在非制動狀態(tài)(圖22的狀態(tài))下，在對于反作用板67的階梯部70的相對面67A和階梯部70之間，設(shè)有間隙C2，該間隙C2設(shè)定得比后述的緊急制動時彈性部件57壓縮(壓縮時的軸向長度為L2(參照圖24))形成的制動助力機(jī)構(gòu)55的縮短長度(L1-L2)還要小。
利用這樣的構(gòu)成，在通常的制動時如圖23所示，制動助力機(jī)構(gòu)55不縮短，利用輸入桿11產(chǎn)生的柱塞9的移動，將大氣引入變壓室，利用定壓室和變壓室間的壓力差，將動力活塞產(chǎn)生的推力通過反作用盤3作用到輸出桿4，而產(chǎn)生伺服力，把從輸出桿4作用到反作用盤3的反力的一部分通過反作用板67、反作用桿22和彈性部件57反饋到輸入桿11。由此，如圖26中①所示，產(chǎn)生對于輸入(操作力)成直線性比例的輸出(制動力)。
緊急制動時，如圖24所示，通過套筒21移動，彈性部件57被壓縮，制動助力機(jī)構(gòu)55縮短，產(chǎn)生猛增輸出，迅速啟動大的制動力。此時，隨著輸出(制動力)的增大，反作用板67受反作用盤3擠壓而后退，與板68的階梯部70接觸。由此，來自反作用盤3的反力全部傳遞到閥體2，且不向柱塞9側(cè)傳遞，所以操作力大幅度減輕，如圖26中②所示，輸出(制動力)一下上升到圖26中虛線所示的全負(fù)荷點(diǎn)。這樣，緊急制動時，能夠確保迅速得到必要的制動力。而且，緊急制動時制動力一下上升到全負(fù)荷點(diǎn)，所以，希望與防抱死制動裝置組合起來使用。
綜上所述，若利用有關(guān)本發(fā)明方案1的發(fā)明的氣壓式增力裝置，向輸入桿的輸入速度快時，柱塞的移動和速度與動力活塞的推力產(chǎn)生的閥體的移動速度之間發(fā)生差異，利用該速度差柱塞對閥體的移動量達(dá)到規(guī)定值，由此，制動助力機(jī)構(gòu)縮短，所以柱塞的移動量進(jìn)一步增大，閥構(gòu)件的開度變大。其結(jié)果，輸出增大，故能夠在減輕操作力的同時，迅速產(chǎn)生大的制動力，能夠啟動緊急時的制動力。
若利用有關(guān)本發(fā)明方案2的發(fā)明的氣壓式增力裝置，如柱塞對于閥體的速度或移動量達(dá)到規(guī)定值，則依靠套筒和柱塞桿的相對移動，球從反作用桿和柱塞桿之間退出，利用反作用桿與柱塞桿接近，使制動助力機(jī)構(gòu)縮短。
若利用有關(guān)本發(fā)明方案3至6的發(fā)明的氣壓式增力裝置，如柱塞對于閥體的速度或移動量達(dá)到規(guī)定值，則依靠控制構(gòu)件容許彈性部件壓縮，彈性部件的壓縮使制動助力機(jī)構(gòu)縮短。
若利用有關(guān)本發(fā)明方案7的發(fā)明的氣壓式增力裝置，如柱塞對于閥體的速度或移動量達(dá)到規(guī)定值，則依靠控制構(gòu)件球向容許位置移動，閥體向閥開方向移動，閥構(gòu)件的開度增大。
若利用有關(guān)本發(fā)明方案8的發(fā)明的氣壓式增力裝置，如依靠來自輸出桿的反力使反作用部件漲出到凹部內(nèi)，則閥體對于反作用部件的受壓面積增大，所以能夠使增力比變化。
另外，若利用有關(guān)本發(fā)明方案7的發(fā)明的氣壓式增力裝置，如來自反作用部件的反力變大而反作用板接觸閥體，則依靠反作用板，來自反作用部件的反力傳遞到閥體，所以傳遞到輸入板的反力變小，操作力減輕。
若利用有關(guān)本發(fā)明方案9的發(fā)明的氣壓式增力裝置，向輸入桿的輸入速度快時，通過柱塞的移動速度和動力活塞的推力而產(chǎn)生的與閥體的移動速度的差異，柱塞對閥體的移動量達(dá)到規(guī)定值，依靠制動助力機(jī)構(gòu)，閥體向開閥方向移動，閥構(gòu)件的開度變大。其結(jié)果，輸出增大，所以可以使操作力減輕，并迅速產(chǎn)生大的制動力，能夠啟動緊急時的制動力。
權(quán)利要求
1.一種氣壓式增力裝置，在由動力活塞把外殼內(nèi)劃分成定壓室和變壓室，并通過利用輸入桿使設(shè)在連接于上述動力活塞的閥體內(nèi)的柱塞移動，打開閥構(gòu)件，將動作氣體引入上述變壓室，使上述定壓室和變壓室之間產(chǎn)生壓力差，把由該壓力差在上述動力活塞上產(chǎn)生的推力通過反作用部件作用于輸出桿，同時將從該輸出桿作用于上述反作用部件的反力的一部分傳遞到上述輸入桿，其特征在于，在介于上述柱塞和上述反作用部件之間，在上述柱塞對于上述閥體的速度或移動量達(dá)到規(guī)定值時，安裝有可以伸縮的縮短的制動助力機(jī)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1中所述的氣壓式增力裝置，其特征在于，上述制動助力機(jī)構(gòu)包括套筒，其在上述閥體內(nèi)可以滑動導(dǎo)向；柱塞桿，其插入該套筒內(nèi)并連接于上述柱塞；反作用桿，其插入上述套筒內(nèi)并與上述反作用部件對置；球，其在上述套筒內(nèi)安裝在上述柱塞桿與上述反作用桿之間，上述柱塞對于上述閥體的速度或移動量達(dá)到規(guī)定值時，利用上述套筒和上述柱塞桿的相對移動，使上述球從上述反作用桿和上述柱塞桿之間向該柱塞桿的直徑方向退出，從而使上述反作用桿和上述柱塞桿靠近。
3.如權(quán)利要求1中所述的氣壓式增力裝置，其特征在于，上述制動助力機(jī)構(gòu)包括反作用桿，其與反作用部件對置；彈性部件，其在介于上述反作用桿和上述柱塞之間安裝；控制構(gòu)件，其通常限制上述彈性部件的上述柱塞移動方向的壓縮，上述柱塞對于上述閥體的速度或移動量達(dá)到規(guī)定值時，容許上述彈性部件的上述柱塞移動方向的壓縮。
4.如權(quán)利要求3中所述的氣壓式增力裝置，其特征在于，上述控制構(gòu)件是在上述彈性部件的外周設(shè)置的可以滑動的套筒，在上述套筒的內(nèi)周，在上述柱塞對于上述閥體的速度或移動量達(dá)到規(guī)定值時，形成收容伴隨上述彈性部件的上述柱塞移動方向壓縮的擴(kuò)徑部分的槽。
5.如權(quán)利要求4中所述的氣壓式增力裝置，其特征在于，上述套筒在由與上述柱塞之間設(shè)置的施力部件向上述反作用盤側(cè)施力的同時，與上述反作用桿卡合，上述柱塞對于上述閥體的速度或移動量達(dá)到規(guī)定值時，與上述閥體接觸。
6.如權(quán)利要求5中所述的氣壓式增力裝置，其特征在于，上述施力部件與支座卡合，上述支座與上述柱塞分別設(shè)置并接觸上述柱塞，并且設(shè)有結(jié)合部件，其使上述支座、上述彈性部件、及上述反作用桿結(jié)合，并可以縮短上述支座與上述反作用桿的間隔。
7.如權(quán)利要求1中所述的氣壓式增力裝置，其特征在于，在上述閥體對于上述反作用部件的受壓面形成凹部，利用上述反作用部件在上述凹部內(nèi)漲出，以使上述閥體對于上述反作用部件的受壓面積增大。
8.如權(quán)利要求1中所述的氣壓式增力裝置，其特征在于，具有將來自上述反作用部件的反力傳遞到上述輸入桿側(cè)的反作用板，該反作用板一旦將來自上述反作用部件的反力變大，則接觸上述閥體，將上述反作用部件的反力傳遞給上述閥體。
9.一種氣壓式增力裝置，在由動力活塞把外殼內(nèi)劃分成定壓室和變壓室，并通過利用輸入桿使設(shè)在連接于上述動力活塞的閥體內(nèi)的柱塞移動，打開閥構(gòu)件，將動作氣體引入上述變壓室，使上述定壓室和變壓室之間產(chǎn)生壓力差，把由該壓力差在上述動力活塞上產(chǎn)生的推力通過反作用部件作用于輸出桿，同時將從輸出桿的作用于上述反作用部件的反力的一部分傳遞到輸入桿，其特征在于，在上述柱塞對于上述閥體的速度或移動量達(dá)到規(guī)定值時，設(shè)有使上述閥構(gòu)件的閥體向開閥方向移動的制動助力機(jī)構(gòu)。
全文摘要
一種氣壓式增力裝置，其在緊緊急制動時使伺服力迅速啟動，確保必要的制動力。在將外殼內(nèi)劃分為定壓室(負(fù)壓)和變壓室的動力活塞上連接閥體(2)。在介于閥體(2)內(nèi)的反作用盤(3)和柱塞(9)之間安裝制動助力機(jī)構(gòu)(10)。依靠柱塞(9)的移動，打開提動閥密封墊(12)，將大氣引入變壓室，在動力活塞上產(chǎn)生推力。緊急制動時，柱塞桿(23)對于套筒(21)前進(jìn)，球(30)向外側(cè)退出，柱塞桿(23)直接接觸反作用桿(22)。由此，制動助力機(jī)構(gòu)(10)縮短，所以能夠不受來自反作用盤(3)的反力，加大柱塞(9)的移動量，且迅速啟動伺服力。
文檔編號B60T13/56GK1448299SQ03125030
公開日2003年10月15日 申請日期2003年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月31日
發(fā)明者高山利男, 遠(yuǎn)藤光弘, 高橋徹也, 渡辺修三, 中村忠秋 申請人:東機(jī)工株式會社