负压倍力装置 背景技术
本发明涉及在制动倍力装置等中使用的负压倍力装置的技术领域，特别地，涉及能够在紧急制动工作时以与通常工作时相同的输入(制动操作力)得到比通常工作时大的输出的负压倍力装置的技术领域。另外，在本专利权利要求书和说明书的记载中，将由输入使输入轴前进的方向(即工作方向)称为“前方”，而将因输入的消失输入轴返回的方向称为“后方”。
传统上，在乘用车等汽车的制动系统中，在制动倍力装置内使用利用负压的负压倍力装置。在这样的传统上的一般负压倍力装置中，若通过制动踏板的通常的踩踏而进行通常制动工作时输入轴前进，则连结于该输入轴的阀柱塞也前进，配设在阀门体上的控制阀的阀体落位于形成在同一阀门体上的真空阀座上，真空阀关闭，且形成于阀柱塞的大气阀座离开控制阀的阀体，大气阀打开，非工作时被导入负压的变压室与始终被导入负压的定压室隔断并与大气连通。于是，大气通过打开的大气阀被导入变压室，变压室和定压室之间产生压力差，动力活塞前进，因此，阀门体和输出轴前进，负压倍力装置以规定的伺服比使输入轴的输入(即踏板踏力)倍力而输出。由于该负压倍力装置的输出，主缸的活塞前进，主缸产生主缸压力，在该主缸压力下轮缸进行工作，通常的制动进行工作。
此时，一般而言，如图6的通常工作时所示，负压倍力装置具有如下输入输出特性：该输入输出特性具有所谓的跃变(JP)特性，即在输入小时不将来自输出轴的反力传递给输入轴，输入大到某种程度时通过反力机构将反力传递给输入轴时实质地产生规定的输出。
但是，在制动系统中，紧急制动时，有时需要从制动踏板的踩踏开始产生比通常制动工作时更迅速且更大的期望的制动力。因此，作为制动系统中使用的负压倍力装置，日本特开2004-17740号公报中提出了一种具有BA机构的负压倍力装置，BA机构对以小的踏板踏力迅速产生大的制动力的制动辅助(brake assist，称为BA)进行控制。
在该日本特开2004-17740号公报中公开的负压倍力装置中，在阀门体上可相对滑动地设置具有真空阀座的筒状部件，并且通过弹簧在大气阀打开的方向上始终对该筒状部件施力，且通常通过保持构件将筒状部件保持在非工作位置。而且在以比通常速度更快的踩踏速度的突然的踏板踩踏下，阀柱塞以比通常更快的速度前进，解除因保持构件所引起的筒状部件的保持，由此通过弹簧使筒状部件在大气阀打开的方向上移动，使大气阀比通常更大地开阀。由此，负压倍力装置的跃变量比通常增大，输出迅速增大。这样，进行紧急制动时的BA控制。
但是，日本特开2004-17740号公报中公开的负压倍力装置的BA机构，虽然具有通常将筒状部件保持在非工作位置的保持构件，但该保持构件由设置在筒状部件上并由被阀柱塞推压的被推压部、设置在筒状部件上并比该被推压部更位于轴向前方的筒状部件侧钩部、以及设置在固定支撑于阀门体的保持器上的保持器侧钩部构成。而且，通常筒状部件侧钩部与保持器侧钩部卡合，筒状部件被保持在非工作位置。另外，通过紧急制动操作阀柱塞以比通常更快的速度前进时，阀柱塞推压被推压部，因此，设有被推压部和筒状部件侧钩部地筒状部件的部分在通过筒状部件的中心轴(即阀门体4的中心轴)的平面内弹性地挠曲，因此，两钩部的卡合解除，筒状部件在弹簧的作用下在大气阀打开的方向上移动。
然而，在该负压倍力装置中，由于如上所述的筒状部件侧钩部与保持器侧钩部的卡合位置位于被推压部的前方，且在通过筒状部件的中心轴的平面内部分地且弹性地挠曲，所以保持构件轴向变长，相应地变为大型的结构。另外，由于筒状部件不仅具有真空阀座，还具有被推压部和筒状部件侧钩部，并且设有这些被推压部和筒状部件侧钩部的筒状部件的部分为弹性变形的结构，所以筒状部件变为复杂的结构。这样一来，日本特开2004-17740号公报中公开的负压倍力装置的BA机构变为既大型又复杂的结构。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种能够使BA机构更小型紧凑且简单结构的负压倍力装置。
为达成该目的，与本发明相关的负压倍力装置，至少具备相对于壳内自由进退地配设的阀门体、设置在该阀门体上并将所述壳内划分成被导入负压的定压室和工作时被导入大气的变压室的动力活塞、连结于输入轴且自由滑动地配设在所述阀门体内的阀柱塞、具有阀体和所述阀体可落位和脱离的真空阀座并根据所述阀柱塞的工作控制所述定压室和所述变压室之间的连通或隔断的真空阀、具有所述阀体和所述阀体可落位和脱离的大气阀座并根据所述阀柱塞的工作控制所述变压室和至少大气之间的隔断或连通的大气阀、以及在所述输入轴比通常工作时的移动速度更快地移动时工作而使输出比通常更大的工作辅助机构，其中，所述大气阀具有设置在所述阀体上且可落位于和脱离所述大气阀座的大气阀部，所述真空阀具有设置在所述阀体上且可落位于和脱离所述真空阀座的真空阀部，所述真空阀座相对于所述阀门体可相对移动地设置，所述真空阀部与所述大气阀部可一体地移动，所述工作辅助机构具备工作时通过所述真空阀座使所述真空阀部和所述大气阀部相对于所述阀门体向后方移动规定量的筒状部件、和通常使所述筒状部件保持在非工作位置的筒状部件保持部件，所述筒状部件可滑动地设置在所述阀门体上，并被始终向后方施力，在所述输入轴比通常工作时的移动速度更快地移动后，所述筒状部件保持部件被所述阀柱塞推压而在与所述筒状部件的轴向正交的平面内或在与所述筒状部件的轴向大致正交的平面内弹性变形，解除所述筒状部件的非工作位置的保持。
另外，与本发明相关的负压倍力装置，至少具备相对于壳内自由进退地配设的阀门体、设置在所述阀门体上并将所述壳内划分成被导入负压的定压室和工作时被导入大气的变压室的动力活塞、连结于输入轴且自由滑动地配设在所述阀门体内的阀柱塞、具有阀体和所述阀体可落位和脱离的真空阀座并根据所述阀柱塞的工作控制所述定压室和所述变压室之间的连通或隔断的真空阀、具有所述阀体和所述阀体可落位和脱离的大气阀座并根据所述阀柱塞的工作控制所述变压室和至少大气之间的隔断或连通的大气阀、以及在所述输入轴比通常工作时的移动速度更快地移动时工作而使输出比通常更大的工作辅助机构，其中，所述大气阀具有设置在所述阀体上且可落位于和脱离所述大气阀座的大气阀部，所述真空阀具有设置在所述阀体上且可落位于和脱离所述真空阀座的真空阀部，所述真空阀座相对于所述阀门体可相对移动地设置，所述真空阀部与所述大气阀部可一体地移动，所述工作辅助机构具备工作时通过所述真空阀座使所述真空阀部和所述大气阀部相对于所述阀门体向后方移动规定量的筒状部件、和通常使所述筒状部件保持在非工作位置的筒状部件保持部件，所述筒状部件可滑动地设置在所述阀门体上，并被始终向后方施力，在所述输入轴比通常工作时的移动速度更快地移动后，所述筒状部件保持部件被所述阀柱塞推压而弹性变形，解除所述筒状部件的非工作位置的保持，而且，被所述阀柱塞推压的所述筒状部件保持部件的被推压部和所述筒状部件保持部件的所述筒状部件的保持部相互设置在所述筒状部材的轴向近旁位置。
此外，与本发明相关的负压倍力装置中，所述筒状部件保持部件由形成为U字形的弹性材料的棒状部件构成，且所述棒状部件在与所述筒状部件的轴向正交的平面内或与所述筒状部件的轴向大致正交的平面内弹性变形，从而解除所述筒状部件的非工作位置的保持。
根据这样构成的本发明的负压倍力装置，由于设置筒状部件和分开的筒状部件保持部件，并且使筒状部件保持部件在与筒状部件的轴向正交的平面内或大致正交的平面内弹性变形，所以能够在轴向上进一步缩短筒状部件保持部件，相应地能够有效地、小型紧凑地形成制动辅助机构。
此外，由于使筒状部件保持部件弹性变形，所以不必使筒状部件弹性变形，而且由于通过筒状部件保持部件简单地保持筒状部件即可，所以能够使筒状部件的结构更加简单。而且通过不在筒状部件上设置真空阀座，能够使筒状部件的结构更加简单。
另外，由于设有筒状部件和分开的筒状部件保持部件，并且被阀柱塞推压的筒状部件保持部件的被推压部和筒状部件保持部件的筒状部件的保持部相互地设置在筒状部件的轴向近旁位置，所以能够在筒状部件的轴向上缩短保持部件筒状部件，相应地能够有效地、小型紧凑地形成制动辅助机构。
此外，由于使筒状部件保持部件弹性变形，所以不必使筒状部件弹性变形，而且由于通过筒状部件保持部件简单地保持筒状部件即可，所以能够使筒状部件的结构更加简单。而且通过不在筒状部件上设置真空阀座，能够使筒状部件的结构更加简单。
特别地，由于筒状部件保持部件由形成为U字形的弹性材料的棒状部件构成，所以能够形成为更小型紧凑且更加简单的结构。
【附图说明】
图1为以非工作状态显示本发明的负压倍力装置的实施方式的、适用于制动倍力装置的例子的截面图。
图2为放大显示图1中真空阀和大气阀的部分的局部放大截面图。
图3为说明图1显示的例子的负压倍力装置中真空阀座部件的工作的、显示力学上的等价状态的图形。
图4为说明图1显示的例子的负压倍力装置的特性的图形，(a)为显示输入行程-输出行程特性的图形；(b)为显示输入-输出特性的图形。
图5中，(a)为显示该例子的BA机构的局部剖开立体图，(b)为筒状部件保持部件的立体图。
图6为显示本发明的负压倍力装置的实施方式的其它例子的、与图2相同的部分的放大截面图。
【具体实施方式】
以下利用附图就实施本发明的最佳方式进行说明。
图1为以非工作状态显示本发明的负压倍力装置的实施方式的、适用于制动系统中使用的制动倍力装置的例子的截面图；图2为放大显示图1中真空阀和大气阀的部分的局部放大截面图。再者，在以下的说明中，“前”和“后”分别表示各图中的“左”和“右”。
首先，就该例负压倍力装置中与专利文献1记载的传统的负压倍力装置相同的构成部分、以及虽与专利文献1记载的负压倍力装置的构成不同但与本发明无直接关系的构成部分简单地进行说明。在图1和图2中，1为负压倍力装置，2为前壳，3为后壳，4为阀门体，5为由安装在阀门体4上的动力活塞部件6和设置在阀门体4及两壳2、3之间的膜片7构成的动力活塞，8为通过动力活塞5将两壳2、3内的空间划分成的2个室中的一个，其为通常被导入负压的定压室，9为上述2个室中的另一个，其为负压倍力装置1的工作时被导入大气压的变压室，10为阀柱塞，11为连结在未图示的制动踏板上的、并对阀柱塞10进行工作控制的输入轴，12为气密地且可滑动地设置在阀门体4上的、并具有大气阀部12a、真空阀部12b以及可一体移动地连结大气阀部12a和真空阀部12b的连结具12c的阀体，13为环状的真空阀座，14为形成于阀柱塞10的环状的大气阀座，15为由真空阀部12b和真空阀座13构成的真空阀，16为由大气阀部12a和大气阀座14构成的大气阀，17为由相互串联地配设的真空阀15和大气阀16构成的、选择性地将变压室9切换控制至定压室8和大气的控制阀，18为始终在真空阀部12b落位于真空阀座13的方向上对阀体12施力的第1阀控制弹簧，19为由阀门体4的外周侧通路19a和与外周侧通路19a连通的内周侧通路19b构成的大气导入通路，20为安装在后壳3和输入轴11之间的、并具有大气导入口20a的护罩，21为设置在大气导入口20a上的、降低由控制阀17产生的声音的消音器，22为真空通路，23为插通形成于阀门体4的键孔4a的、将阀柱塞10相对于该阀门体4的相对移动限制为由键孔4a的轴向宽度规定的规定量的、并规定阀门体4和阀柱塞10各自的后退极限的键部件，24为间隔部件，25为反应盘，26为输出轴，27为回动弹簧，28为将来自未图示的负压源的负压导入定压室8的负压导入口。
另外，在负压倍力装置1的非工作时，在该间隔部件24的前端面和面向该间隔部件24的前端面的反应盘25的后端面之间设定有轴向的规定间隙C。
另外，虽未作图示但与传统上一般的负压倍力装置相同的是，主缸的后端部贯通前壳2而进入定压室8内，且主缸的活塞在输出轴26的作用下工作。其中，主缸的前壳2贯通部通过未图示的适当的密封构件进行密封，定压室8与大气气密地隔断。另外，与传统技术相同，阀门体4可移动地贯通后壳3，同时变压室9由于该贯通部中图示的密封部件29而与大气气密地隔断。
接下来就该例负压倍力装置1的特征部分的构成进行说明。
如图2所示，在该例的负压倍力装置1中，筒状部件即真空阀座部件30可滑动地与阀门体4的轴向内孔4b嵌合，前述的真空阀座13设置在该真空阀座部件30的后端的内周侧。因此，真空阀座13也可相对于阀门体4相对移动。
而且，通过设置在真空阀座部件30的外周面的杯形密封等的密封部件31，阀门体4的内孔4b的内周面和真空阀座部件30的外周面之间保持气密，以便至少阻止从真空阀座部件30的前端向后端的空气流动。此外，真空阀座部件30的前端面30a始终与变压室9连通，变压室9的压力始终作用在该前端面30a上。
另外，在阀体12的真空阀部12b落位于真空阀座13上的状态下，真空阀座部件30的后端面30b上的、比真空阀部12b的落位位置更位于外周侧的环状的外侧后端面部分始终与定压室8连通，定压室8的压力(负压)始终作用在该外侧后端面上。因此，负压倍力装置1工作时，若变压室9的压力和定压室8的压力之间产生压力差，则该压力差产生的力向后方施加在真空阀座部件30上。
此外，在真空阀座部件30上，以从该真空阀座部件30的前端面30a向轴向前方延伸的方式设有延长臂部30c。该延长臂部30c上穿设有轴向孔30d。
由环状板弹簧构成的第2阀控制弹簧32(相当于本发明的施力构件)与真空阀座部件30串联地缩设在真空阀座部件30的后端面30b的外周侧和阀门体4之间，通过该第2阀控制弹簧32始终向前方对真空阀座部件30施力。
接下来就该例的真空阀座部件30的工作进行说明。真空阀座部件30的工作与前述的日本特开2004-17740号公报中记载的真空阀座部件相同，参考日本特开2004-17740号公报便能够容易地理解，因此，在这里简单地进行说明。
在负压倍力装置1非工作时，真空阀座部件30的前端面30a抵接阀门体4的台阶部4c，真空阀座部件30定位在图2所示的位置。在这样定位的状态下的真空阀座13被设定成与形成于传统上一般的负压倍力装置的阀门体4的真空阀座相同的状态。因此，在负压倍力装置1非工作时的真空阀座部件30的该位置，真空阀部12b不落位于真空阀座13上，真空阀15打开。
另外，若通过制动踏板的踩踏在输入轴11上施加输入使负压倍力装置1工作，则大气与传统上一般的负压倍力装置相同地被导入变压室9，变压室9和定压室8之间产生压力差。因而，也在真空阀座部件30上向后方施加该压力差产生的力。该力的大小根据变压室9和定压室8之间的压力差即施加在输入轴11上的输入的大小确定。而且，负压倍力装置1工作时，真空阀部12b落位于真空阀座13上。
而且，若该压力差产生的力在第2阀控制弹簧32的弹簧荷载与此时阀体12的第1阀控制弹簧18的弹簧荷载的和以下(即施加在输入轴11上的输入在预先设定的设定输入F0以下(F0显示于图4))，则真空阀座部件30相对于阀门体4不发生移动，保持图1和图2显示的非工作位置。另外，若压力差产生的力变得比前述的两弹簧荷载的和大(即施加在输入轴11上的输入变得比设定输入F0大)，则真空阀座部件30在压阀体12的真空阀部12b的同时，相对于阀门体4相对地向后方移动。因此，真空阀座13因该真空阀座部件30的向后移动而比通常的位置更向后方突出。
但是，若真空阀座部件30相对于阀门体4向后方相对地发生行程，则大气阀16的大气阀部12a也相对于阀门体4向后方相对地发生与真空阀座部件30的相对行程量刚好相同的行程。因此，真空阀15和大气阀16均关闭的控制阀17的平衡位置向后方移动。因此，与假定真空阀座部件30不发生相对行程的情况相比，若将输入轴11的输入行程量设为相同的话，则大气阀部12a和大气阀座14之间的开阀量仅增大真空阀座部件30的相对行程量。亦即，在真空阀15和大气阀16均关闭的平衡的中间负荷状态下，在输入轴11的输入行程量相同的情况下，阀门体4和动力活塞5的活塞部件6的各自行程，与假定真空阀座部件30不相对移动的情况相比，仅增大真空阀座部件30的相对行程量。换言之，在真空阀座部件30发生相对行程的情况和假定不发生相对行程的情况下，若将阀门体4和动力活塞5的活塞部件6的各行程量设为相同，则在真空阀座部件30发生相对行程的情况下，输入轴11的行程刚好缩短真空阀座部件30的相对行程量。
另一方面，如前所述，在将输入轴11的输入行程量设为相同时，前述真空阀座部件30发生相对行程时的输出轴26的输出行程也因阀门体4和动力活塞5的活塞部件6的各行程增大而增大。但是，在中间负荷状态下，与传统上的负压倍力装置相同地，反应盘25向间隔部件24侧膨胀，该反应盘25的轴向厚度变薄，因此，变得比前述阀门体4和动力活塞5的活塞部件6的各行程增大的相对行程量小。
而且，由于真空阀座部件30压阀体12的真空阀部12b且向后方突出，所以阀体12向后方移动，且阀体12的大气阀部12a也向后方移动。因此，与通常制动工作时大气阀16处于关闭状态相比，大气阀部12a从大气阀座14脱离得更远。即，大气阀16的开阀量变大。这样，真空阀座部件30的工作由变压室9的压力和定压室8的压力之间的压力差控制。
就该真空阀座部件30的移动进行具体说明。在真空阀座部件30移动且真空阀15和大气阀16均关闭、控制阀17处于平衡状态的中间负荷状态下，对施加在真空阀座部件30上的压力差产生的力进行研究。由于真空阀座部件30与阀体12相互抵接而成为一体，所以可将该控制阀17的平衡状态视为如图3所示的施加在互为一体的真空阀座部件30和阀体12的力的等价状态。
这里，若将图3中施加在真空阀座部件30和阀体12上的压力差产生的力设为FP，将定压室8的压力设为Pv0，将变压室9的压力设为Pv，则可得出施加在真空阀座部件30和阀体12上的压力差产生的力FP：
FP＝(Pv-Pv0)·(真空阀座部件30的有效受压面积差)该力FP向后方推压真空阀座部件30和阀体12。
另一方面，第2阀控制弹簧32的弹簧荷载Fs和第1阀控制弹簧18的弹簧荷载fs向前方推压。因此，若前述的力FP在这些弹簧荷载的和(Fs+fs)以下，则真空阀座部件30相对于阀门体4不移动，若力FP变得比弹簧荷载的和(Fs+fs)大，则真空阀座部件30相对于阀门体4向后方移动。这里，通过将第1阀控制弹簧18的弹簧荷载fs的绝对值设定为小且远小于第2阀控制弹簧32的弹簧荷载Fs(Fs＞＞fs)，实质上的力FP比弹簧荷载Fs大时(Fp＞Fs)，真空阀座部件30相对于阀门体4向后方移动，力FP在弹簧荷载Fs以下时(FP≤Fs)，真空阀座部件30相对于阀门体4不向后方移动。亦即，真空阀座部件30开始工作实质上是由第2阀控制弹簧32决定的。因此，若变压室9的压力上升，力FP变得比设置的弹簧荷载大，则真空阀座部件30开始向后方移动。
而且，如图4所示，真空阀座部件30相对于阀门体4不向后方移动的力FP的区域即变压室9的压力Pv的区域为施加在输入轴11上的输入在设定的输入F0以下的区域。该区域内的伺服比SR1较小，因此，如图4中实线所示，负压倍力装置1的中间负荷状态下输出较小。
另外，真空阀座部件30相对于阀门体4向后方移动的力FP的区域即变压室9的压力Pv的区域为施加在输入轴11上的输入比设定输入F0大的区域。由于大气阀16的开阀量在相同的输入下变得比在通常制动工作时大，因此该区域内的伺服比SR2变得比前述的伺服比SR1大(SR2＞SR1)。因此，如图4中实线所示，在负压倍力装置1的中间负荷状态下的输出变得比在伺服比SR1时大。
该例的负压倍力装置1中，如前所述，决定真空阀座部件30的开始移动的第2阀控制弹簧32的弹簧常数和设置的弹簧荷载均可任意设定。因此，该例的负压倍力装置1的图4显示的输入输出特性中，从小伺服比SR1变为大伺服比SR2的变化点(比率点)γ，即该变化点γ的输入的设定输入F0能够通过改变第2阀控制弹簧32的设置的弹簧荷载进行上下调节。另外，负压倍力装置1的伺服比SR可通过改变第2阀控制弹簧32的弹簧常数而改变大小。
因此，通过根据搭载车辆设定第2控制阀弹簧32的弹簧常数和设置的弹簧荷载，可使得该例的负压倍力装置1按照车辆种类以1种形式容易且更恰当地适用于各种车辆的制动倍力装置。
如图1、图2和图5(a)、(b)所示，在阀门体4的轴向孔内，设置有本发明的工作辅助机构即制动辅助机构(BA机构)36。该BA机构36具备可相对于阀门体4相对滑动地配设的BA用筒状部件33。在该BA用筒状部件33的后端部形成有向外侧突出的环状的凸缘33a，并在BA用筒状部件33的中央部穿设有轴向孔33b，并且还在BA用筒状部件33的前端部穿设有轴向孔33c。在凸缘33a和阀门体4之间，缩设有BA工作用弹簧34，通过该BA工作用弹簧34的弹力始终向后方对BA用筒状部件33施力。若BA用筒状部件33相对于阀门体4向后方发生规定行程以上的行程，则BA用筒状部件33的后端面33e抵接真空阀座部件30的前端面30a，通过逆着第2阀控制弹簧32的弹力向后方推压真空阀座部件30，则BA用筒状部件33使第2阀控制弹簧32压缩，使真空阀座部件30相对于阀门体4向后方移动。
而且，键部件23贯通BA用筒状部件33的轴向孔33b和延长臂部30c的轴向孔30d而设。如图2放大显示的那样，在负压倍力装置1非工作时，比真空阀座部件30的轴向孔30d更位于前方的前端部30e和比BA用筒状部件33的轴向孔33c更位于前方的中间部33d抵接在抵接后壳3并在后退极限处定位的键部件23上，因此，真空阀座部件30和BA用筒状部件33均定位在它们的后退极限处。
此外，通常的制动工作时，将BA用筒状部件33相对于阀门体4定位在非工作位置并保持的筒状部件保持部件35被设置在比键部件23更位于前方的位置。该BA用筒状部件33贯通阀门体4的键孔4a和BA用筒状部件33的轴向孔33c后，嵌入并固定于阀门体4的径向孔4d中。
如图5(b)所示，该筒状部件保持部件35为由弹性材料且截面为矩形的角棒形成为大致U字形。该情况下，筒状部件保持部件35由阀柱塞10所贯通的弯曲环状部35a和贯通阀门体4的键孔4a和BA用筒状部件33的轴向孔33c的一对直线卡合部35b、35c构成。而且，弯曲环状部35a的弯曲底部35a1嵌入并固定于阀门体4的径向孔4d中。另外，通常一对直线卡合部35b、35c相互平行或大致平行。
另外，如图5(a)所示，在BA用筒状部件33上，设置有在其轴向孔33c开口的卡合凹部33f。该卡合凹部33f上，通常卡合有筒状部件保持部件35的一个直线卡合部35b。另外，虽未图示，但BA用筒状部件33上还设置有与卡合凹部33f相同的另一个卡合凹部，该卡合凹部关于BA用筒状部件33的轴向与卡合凹部33f线对称。而且，该另一个卡合凹部上，通常卡合有筒状部件保持部件35的另一直线卡合部35c。
这样，通过一对直线卡合部35b、35c卡合各自对应的卡合凹部(33f)(由于未图示直线卡合部35c所卡合的卡合凹部，所以为了便于说明，以给符号33f上加括弧代表两卡合凹部的形式显示)，由BA工作用弹簧34始终向后方施力的BA用筒状部件33通常被定位并保持在图1、图2和图5(a)所示的非工作位置。这样，由阀门体4的径向孔4d、BA用筒状部件33的卡合凹部(33f)和筒状部件保持部件35构成了将BA用筒状部件33通常保持在非工作位置的保持构件。该情况下，一对直线卡合部35b、35c的与卡合凹部(33f)卡合的卡合部成为本发明的保持部。而且，通常制动工作时，通过将BA用筒状部件33保持在非工作位置，可以阻止BA用筒状部件33的后端面33e抵接真空阀座部件30的前端面30a。
在阀柱塞10上设有用于解除BA用筒状部件33的卡合凹部(33f)和筒状部件保持部件35的一对直线卡合部35b、35c的卡合的卡止解除部10a。该卡止解除部10a形成为由截头圆锥台形的侧面构成的锥状。若比通常制动工作时更迅速地踩踏用于紧急制动工作的制动踏板，阀柱塞10相对于阀门体4向前方移动通常制动工作时的规定量以上的量，则该卡止解除部10a抵接筒状部件保持部件35的弯曲环状部35a的边缘部35a2的2个部位，并通过推压这2个部位的边缘部35a2，弯曲环状部35a在与BA用筒状部件33的轴向正交的平面内向打开方向弹性地变形。于是，如图5(a)和图5(b)中箭头所示，一对直线卡合部35b、35c在与BA用筒状部件33的轴向正交的平面内向相互远离的方向移动。这样，弯曲环状部35a的边缘部35a2的2个部位相当于被阀柱塞10的卡止解除部10a推压的被推压部。
若一对直线卡合部35b、35c向远离方向移动规定量，则这些直线卡合部35b、35c从卡合凹部(33f)脱出，BA用筒状部件33与筒状部件保持部件35的卡合被解除。由此，BA用筒状部件33在BA工作用弹簧34的作用力下向后方移动，如前所述，BA用筒状部件33推压真空阀座部件30，使阀体12相对于阀门体4向后方移动。该BA用筒状部件33向后方的移动在轴向孔30c前方的前端部33g抵接一对直线卡合部35b、35c后结束。因此，由真空阀座部件30引起的阀体12相对于阀门体4向后方的移动量受规定量的限制。
另外，若阀柱塞10后退，其卡止解除部10a从弯曲环状部35a的边缘部35a2分离，则弯曲环状部35a成为可恢复弹性的状态。但是，由于一对直线卡合部35b、35c保持抵接BA用筒状部件33的轴向孔33c边缘的状态，所以弯曲环状部35a保持弹性变形。而且，若从BA用筒状部件33的前端部33g抵接一对直线卡合部35b、35c的状态，BA用筒状部件33相对于阀门体4相对地向前方移动，卡合凹部(33f)位于与所对应的一对直线卡合部35b、35c相对的位置，则弯曲环状部35a在其弹性恢复力下向关闭方向即以成为原来形状的方式变形，一对直线卡合部35b、35c向相互接近的方向移动，嵌合在卡合凹部(33f)内。这样，BA用筒状部件33保持在初期的非工作位置。
另外，该例的负压倍力装置1中，一对直线卡合部35b、35c与卡合凹部(33f)的卡合位置成为被推压部即弯曲环状部35a的边缘部35a2的2个部位的位置的轴向前方的近旁位置。
接下来，就该例的负压倍力装置1的工作进行说明。
(负压倍力装置非工作时)
通过负压导入口28始终向负压倍力装置1的定压室8导入负压。另外，在图1和图2所示的负压倍力装置1的非工作状态下，键部件23抵接后壳3，到达后退极限。因此，通过该键部件23，阀门体4和阀柱塞10成为后退极限，且动力活塞5、输入轴11和输出轴26也成为后退极限。另外，真空阀座部件30的前端面30a在第2阀控制弹簧32的弹力下抵接阀门体4的台阶部4c，真空阀座部件30在图2所示的位置定位，同时BA用筒状部件33的中间部33d在BA工作用弹簧34的弹力下抵接键部件23，BA用筒状部件33在图2所示的位置定位。
在该非工作状态下，阀体12的大气阀部12a落位于大气阀座14上，大气阀16关闭，且阀体12的真空阀部12b从真空阀座13脱离，真空阀15打开。因此，变压室9与大气隔断且连通定压室8，负压被导入变压室9，变压室9和定压室8之间实质上不产生压差。因此，在真空阀座部件30上没有向后方加载压力差产生的力。
另外，一对直线卡合部35b、35c与BA用筒状部件33的卡合凹部(33f)卡合，BA机构36被保持在非工作位置。
(负压倍力装置的设定输入F0以下的输入区域的通常制动工作时)
若为了进行通常制动而以通常制动操作时的踩踏速度踩踏制动踏板，则输入轴11前进，阀柱塞10前进。由于阀柱塞10的前进，阀体12的真空阀部12b落位于真空阀座13上，真空阀15关闭，同时大气阀座14从阀体12的大气阀部12a离开，大气阀16打开。亦即，变压室9与定压室8隔断，同时与大气连通。因此，大气压的空气通过大气导入口20a、外周侧通路19a、内周侧通路19b、打开的大气阀16和键孔4a而被导入变压室9。其结果是，变压室9和定压室8之间产生压差，动力活塞5前进，进一步地通过阀门体4，输出轴26前进，未图示的主缸的活塞前进。此时，阀体12、真空阀座部件30和BA用筒状部件33等支撑于阀门体4的部件与阀门体4一体地移动。
另外，因为阀柱塞10前进，所以间隔部件24也前进，但是间隔部件24因间隙C不能抵接到反应盘25。因此，来自输出轴26的反力不从反应盘25传递至间隔部件24，从而该反力不能通过阀柱塞10和输入轴11传递至制动踏板。若输入轴11进一步前进，则动力活塞5也进一步前进，主缸的活塞借助于阀门体4和输出轴26进一步前进。
若主缸之后的制动系的损耗行程消失，则负压倍力装置1实质地产生输出，通过该输出主缸产生主缸压力(液压)，通过该主缸压力轮缸工作，产生制动力。
此时，通过由主缸加载在输出轴26上的反力，反应盘25向后方膨胀，间隙C消失，反应盘25抵接间隔部件24。由此，来自输出轴26的反力从反应盘25传递至间隔部件24，并借助于阀柱塞10和输入轴11传递至制动踏板而被驾驶者所感知。亦即，如图4所示，负压倍力装置1发挥具有通常制动工作时的跃变量Js的跃变特性。
在设定输入F0以下的输入的通常制动工作的情况下，由于负压倍力装置1的输入(即踏板踏力)较小，所以输出在规定输出以下的输出区域。因此，如前所述，由于变压室9的压力Pv与定压室8的压力Pv0间的压差，推压真空阀座部件30的力Fp比第1和第2阀控制弹簧18、32各自弹力之和小。
因此，真空阀座部件30相对于阀门体4不向后方移动，伺服比成为与传统上的通常制动工作时基本相同的较小的伺服比SR1。因此，若负压倍力装置1的输出成为以小伺服比SR1倍力踏板踏力产生的输入轴11的输入的大小，则大气阀部12a落位于大气阀座14上，大气阀16也关闭，成为中间负荷下的平衡状态(真空阀15因真空阀部12b落位于真空阀座13上而已经关闭)。这样，如图4所示，在设定的输入F0以下的输入区域中，在以伺服比SR1倍力通常制动工作时的踏板踏力的制动力下，通常的制动工作。
另外，即使通过以通常制动操作时的踩踏速度踩踏制动踏板，使阀柱塞10前进，其卡止解除部10a也不会抵接筒状部件保持部件35的弯曲环状部35a的弯曲底部35a1的边缘部35a2。因此，BA机构36不工作。
若为了从通常制动工作时的负压倍力装置1的大气阀16和真空阀15均关闭的状态解除通常制动而释放制动踏板，则输入轴11和阀柱塞10均后退，但因空气(大气)被导入变压室9，因此阀门体4和真空阀座部件30不会立即后退。由此，由于阀柱塞10的大气阀座14向后方推压阀体12的大气阀部12a，所以真空阀部12b从真空阀座13g脱离，真空阀15打开。于是，变压室9借助于打开的真空阀15和真空通路22与定压室8连通，所以被导入变压室9的空气通过打开的真空阀15、真空通路22、定压室8和负压导入口28排出至真空源。
由此，变压室9的压力下降，变压室9与定压室8的压差变小，所以在回动弹簧27的弹力下，动力活塞5、阀门体4和输出轴26后退。伴随着阀门体4的后退，在主缸的活塞的回动弹簧的弹力下，主缸的活塞和输出轴26也后退，通常制动开始被解除。
若键部件23如图1和图2所示地抵接后壳3，则键部件23停止，不再后退。但是，阀门体4、阀柱塞10和输入轴11进一步后退。接着，阀柱塞10抵接键部件23，不再后退，进一步地，阀门体4的键孔4a的前端4a1抵接键部件23，阀门体4不再后退。这样，负压倍力装置1成为图1和图2所示的初期非工作状态。因此，主缸成为非工作状态，主缸压力消失，同时轮缸也成为非工作状态，制动力消失，通常制动被解除。
(比负压倍力装置的设定输入F0大的输入区域的通常制动工作时)
若以通常制动操作时制动踏板的通常踩踏速度并在比负压倍力装置1的设定输入F0大的输入区域进行通常制动工作情况下，负压倍力装置1的输入(即对应于踏板踏力)变大，则输出成为比规定输出大的输出区域，同时变压室9的压力Pv也变大。
在比设定输入F0大的输入区域，由于推压真空阀座部件30的力FP因变压室9的压力Pv与定压室8的压力Pv0的压差而变得比第1和第2阀控制弹簧18、32各自弹力之和大，所以真空阀座部件30压缩第1和第2阀控制弹簧18、32，一边压阀体12，一边相对于阀门体4向后方移动。因此，大气阀部12a从大气阀座14比通常更远地离开，大气阀16更大地打开。因此，如图4所示，在该大输入区域中，如前所述，伺服比成为比伺服比SR1大的伺服比SR2。亦即，若负压倍力装置1的输出成为以该大伺服比SR2倍力输入轴11的输入的大小，则与前述相同地，大气阀部12a落位于大气阀座14上，大气阀16也关闭，控制阀17成为中间负荷的平衡位置(真空阀15因真空阀部12b落位于真空阀座13上而已经关闭)。
因此，控制阀17的平衡位置向后方移动。这样，在这样的大输入区域中，在以大伺服比SR2倍力踏板踏力的大制动力下制动工作。该情况下，在这个大输入区域中，虽然踏板踏力即负压倍力装置1的输入大，但负压倍力装置1能够以与小伺服比SR1的通常制动工作时的输入相同的输入获得比通常制动工作时更大的输出。
另外，该大输入区域工作时，由于真空阀座部件30与小输入区域(设定输入F0以下的输入区域)的工作时相比相对于阀门体4向后方仅移动行程量，所以输出行程对应于该行程量变大。亦即，输入轴11的行程即制动踏板的行程缩短。其中，由于该输入轴11的行程缩短的详情已在国际公开2004-101340号公报中公开，参照该公开公报便能够理解，所以这里省略说明。
若为了从真空阀座部件30的工作时的负压倍力装置1的大气阀16和真空阀15均关闭的状态解除通常制动，释放制动踏板，则与前述的低输入区域的通常制动工作的情况相同，真空阀15打开，导入变压室9的空气通过打开的真空阀15、真空通路22、定压室8和负压导入口28排出至真空源。
由此，与前述相同，变压室9的压力下降，在回动弹簧27的弹力下，动力活塞5、阀门体4和输出轴26后退。伴随着阀门体4的后退，主缸的活塞和输出轴26在主缸的活塞的回动弹簧的弹力下也后退，制动开始被解除。
若变压室9与定压室8的压差变小，推压真空阀座部件30的力FP(变压室9的压力Pv)变得比第1和第2阀控制弹簧18、32的弹簧荷载Fs、fs之和小，则真空阀座部件30相对于阀门体4向前方相对地移动，真空阀座部件30成为图2所示的非工作位置。由此，真空阀部12b从真空阀座13g更远地脱离，真空阀15更大地打开，因而排出更多变压室9内的空气，成为小输入区域的通常制动工作状态。此后，与前述的小输入区域的通常制动工作的情况相同，最终负压倍力装置1的移动的部件全部成为图2所示的非工作位置，通常制动被解除。
在向真空阀座部件30的非工作位置返回的过程(真空阀座部件30相对于阀门体4向前方移动)中，真空阀座部件30卡住，在第2阀控制弹簧32的弹力下变得不向前方移动的情况下，由于阀门体4的后退移动，真空阀座部件30的前端部30e抵接键部件23，键部件23抵接后壳3而不后退移动。因此，真空阀座部件30的后退移动也被阻止。但是，由于阀门体4的进一步后退移动，卡住的真空阀座部件30相对于阀门体4强制性地向前方移动。因此，真空阀座部件30可靠地成为图2所示的非工作位置，真空阀打开，负压倍力装置1可靠地成为非工作位置，制动被解除。
(负压倍力装置的BA工作时)
若以比通常制动工作时快的踩踏速度踩踏制动踏板而进行紧急制动操作，则相对于阀门体4的输入轴11和阀柱塞10的向前方移动变大。于是，由于阀柱塞10的卡止解除部10a抵接筒状部件保持部件35的边缘部35a2，推开筒状部件保持部件35，所以如前所述，筒状部件保持部件35的一对直线卡合部35b、35c与BA用筒状部件33的卡合凹部(33f)的卡合被解除。
于是，如前所述，由于在BA工作用弹簧34的作用力下，BA用筒状部件33向后方推压真空阀座部件30，相对于阀门体4向后方移动规定量而停止，所以真空阀座部件30和阀体12也向后方移动规定量而停止。
此时，若踏板踏力即负压倍力装置1的输入在设定输入F0以下的小输入区域，则负压倍力装置1的伺服比成为小伺服比SR1。另外，反应盘25虽未抵接间隔部件24，但在来自其后输出轴26的反力下反应盘25膨胀并抵接间隔部件24后，负压倍力装置1的输出变大。因此，如图4所示，BA工作时的跃变特性的跃变量Je变得比通常制动工作时的跃变量Js大(Je＞Js)。由此，以小的踏板踏力产生大的制动力。
与前述的通常制动工作时相同，成为真空阀15和大气阀16均关闭的中间负荷的平衡状态。此时的真空阀15和大气阀16的平衡位置，与前述的设定输入F0以下的小输入区域的通常制动工作时相比，刚好向后方移动真空阀座部件30和阀体12所移动的规定量。这样，如图4中双点划线所示，在设定输入F0以下的小输入区域中，以小伺服比SR1倍力紧急制动工作时的踏板踏力，且在因大跃变量Je而变大的制动力下紧急制动工作。另外，由于大气阀16和真空阀15均关闭的平衡位置向后方移动，所以输入轴11的行程相应缩短，其结果是，踏板行程缩短。这样一来，以小的踏板踏力和小的踏板行程产生大的制动力。这样，紧急制动工作时的BA进行工作。
另外，若以比通常制动工作时快的踩踏速度踩踏制动踏板后，负压倍力装置1的输入在比设定输入F0大的大输入区域，则与前述的设定输入F0以下的小输入区域的BA工作时的情况相同，由于BA用筒状部件33相对于阀门体4向后方移动规定量而停止，所以真空阀座部件30和阀体12也相对于阀门体4向后方移动规定量而停止。
而且，在比设定输入F0大的大输入区域，与比前述的设定输入F0大的大输入区域的通常制动工作时的情况相同，由于变压室9的压力Pv与定压室8的压力Pv0的压差，推压真空阀座部件30的力FP变得比第1和第2阀控制弹簧18、32各自弹力之和大，所以真空阀座部件30和阀体12相对于阀门体4向后方移动。因此，大气阀16更大地打开。因此，如图4中双点划线所示，该大输入区域中，如前所述，伺服比成为比伺服比SR1更大的伺服比SR2。因此，通过BA工作紧急制动在更大的制动力下工作。
(负压倍力装置的BA工作被解除时)
若设定输入F0以下的小输入区域的BA工作后释放制动踏板，则阀门体4、动力活塞5、阀柱塞10、输入轴11、输出轴26等后退，与前述的通常制动工作被解除时相同，返回图1和图2所示的非工作位置。该情况下，由于阀柱塞10的卡止解除部10a离开筒状部件保持部件35的边缘部35a2，所以筒状部件保持部件35的一对直线卡合部35b、35c成为可卡合BA用筒状部件33的卡合凹部(33f)的状态。另一方面，因阀门体4的后退移动，BA用筒状部件33的中间部33d抵接到因抵接后壳3而不后退移动的键部件23。因此，BA用筒状部件33的后退移动也被阻止。但是，由于阀门体4的进一步后退移动，BA用筒状部件33因键部件23而相对于阀门体4强制性地向前方移动，返回非工作位置。由此，一对直线卡合部35b、35c在筒状部件保持部件35的弹性恢复力下与BA用筒状部件33的卡合凹部(33f)卡合，BA用筒状部件33被保持在非工作位置。
另外，若在比设定输入F0大的大输入区域的BA工作后释放制动踏板，则比前述的设定输入F0大的输入区域的通常制动工作时的情况和前述的设定输入F0以下的小输入区域的紧急制动工作被解除时的情况相同，紧急制动被解除。
根据适用于这样的制动系统的该例的负压倍力装置1，由于设置有BA用筒状部件33与分开的筒状部件保持部件35，并将一对直线卡合部35b、35c与卡合凹部(33f)的卡合位置设定在被推压部即弯曲环状部35a的边缘部35a2的2个部位的位置的轴向前方的近旁位置，所以能够在轴向上缩短保持构件，相应地能够小型紧凑地形成BA机构36。
另外，由于使筒状部件保持部件35的弯曲环状部35a在与BA用筒状部件33的轴向正交的平面内弹性地变形，所以能够在轴向上进一步缩短保持构件，相应地能够进一步有效地、小型紧凑地形成BA机构36。
此外，由于使筒状部件保持部件35弹性地变形，所以不必使BA用筒状部件33弹性变形，并且仅在BA用筒状部件33上形成筒状部件保持部件35所卡合的简单形状的卡合凹部即可，能够使BA用筒状部件33成为更简单的结构。并且由于使BA用筒状部件33与真空阀座部件30分开地构成，所以不必在BA用筒状部件33上设置真空阀座，能够使BA用筒状部件33成为进一步简单的结构。
此外，由于筒状部件保持部件35由形成为U字形的弹性材料角棒构成，所以能够形成为更加小型紧凑且更加简单的结构。
这样一来，根据该例的负压倍力装置1，能够使其BA机构36成为小型紧凑且简单的结构。
图6为显示本发明的负压倍力装置的实施方式的其它例子的、与图2相同的局部放大截面图。由于与前述例子相同构成要素标有相同符号，所以省略其详细说明。
前述例子的BA机构36中，筒状部件保持部件35配设在键部件23的前方，而在该例的负压倍力装置1的BA机构36中，如图6所示，筒状部件保持部件35配设在键部件23的后方。该情况下，筒状部件保持部件35的一对直线卡合部35b、35c不延伸至阀门体4，仅延伸设置到BA用筒状部件35。
另外，BA用筒状部件33上形成有移动量规定用的台阶部33h。将该BA用筒状部件33相对于阀门体4向后方相对移动后的移动量规定为规定量。此外，阀柱塞10的卡止解除部10a设置在阀柱塞10的大气阀座14与阀柱塞10和输入轴14的连结部之间的阀柱塞10上。
这样，在该例的BA机构36中，由于将筒状部件保持部件35配设在一部件23的后方，所以能够效率良好地将筒状部件保持部件35配设在大气阀座14与阀柱塞10和输入轴14的连结部之间的阀柱塞10的死区部。因此，能够在轴向上进一步缩短BA机构36，更有效地、小型紧凑地形成BA机构36。
该例的负压倍力装置1的其它构成和其它作用效果与前述的例子相同。
再者，虽然前述的例子中将筒状部件保持部件35形成为U字形，但是能够将其形成为任何形状，只要筒状部件保持部件35在受到阀柱塞10的卡止解除部10a推压后在与BA用筒状部件33的轴向正交的平面内弹性变形即可。
另外，虽然前述的例子中设置有真空阀座部件30，但是该真空阀座部件30不是必须的，能够将其省略。该情况下，在BA用筒状部件33上设置真空阀部12b可落位的真空阀座13，并且BA非工作时以保持构件使真空阀座13相对于阀门体4不能相对移动，另外，BA工作时解除保持构件的保持使真空阀座13相对于阀门体4相对移动规定量后相对于阀门体4停止。该情况下，负压倍力装置1的伺服比仅成为小伺服比SR1。
此外，虽然前述的例子中通过变压室9的压力与定压室的压力间的压力差对真空阀座部件30进行工作控制，但是本发明不限于此，能够仅通过变压室9的压力或通过变压室9的压力和其它一定的压力的压力差控制真空阀座部件30的工作。此外，也能够通过根据施加在输入轴11的输入的压力，而不是变压室9的压力，对真空阀座部件30的工作进行控制。
此外，虽然在前述的例子中本发明用于具有1个动力活塞5的单一型的负压倍力装置，但是本发明能够适用于具有多个动力活塞5的串联型负压倍力装置。
此外，虽然在前述的例子中将本发明的负压倍力装置适用于制动系统，但其也能够适用于使用负压倍力装置的其它系统或装置。
产业上利用的可能性
本发明的负压倍力装置能够应用于制动倍力装置等中使用的负压倍力装置，特别能够良好地应用于能够在紧急制动工作时以与通常工作时相同的输入(制动操作力)得到比通常工作时大的输出的负压倍力装置。