本发明涉及一种气压式助力装置，用于在车辆或类似机械中输出 一个增大的制动力。

通常，利用负压和压缩气压间的大的压差来增大制动力的气压式 助力装置是已知的在发动机作为负压源和需要一个大的制动力的车辆 中使用的那种助力装置。利用空气压和压缩气压间的大的压差来增大 制动力的气压式助力装置被认为是在发动机不作为负压源和需要一个 大的制动力的车辆如柴油驱动的车辆、电动车辆或类似机械中使用的 气压式助力装置，这种气压式助力装置的一个实例公开在日本专利申 请公开平-2-6260中，

这种气压式助力装置包括：一个将壳体的内部分隔成一个与负压 源连通的常压室和一个变压室的可移动隔板；一个装在可移动隔板上 的从常压室的反向侧将压缩空气引入其中的阀体；装在阀体的常压室 侧中的输出轴和复位弹簧；一个装在阀体的常压室侧的反向侧中的输 入轴；以及一个阀塞，它具有常压室端和输入轴端，常压室端用于接 受来自输出轴的反作用力，输入轴端在阀体上具有密封的可滑动部 件，其中，阀塞可滑动地装在阀体内并与输入轴啮合，阀塞的常压室 反向侧对着压缩空气。第一阀座设置在阀塞上，第二阀座设置在阀体 上，阀芯设置在阀塞上，使阀芯与第一阀座接触的力由一个施力件加 在阀芯上使阀芯压在第一阀座上，可将变压室和压缩空气源间的通路 切断；使阀芯压在第二阀座上，可将常压室和变压室间的通路切断。 在输入轴和阀体之间装有阀塞复位弹簧，借助输入轴和与输入轴啮合 的阀塞的帮助，复位弹簧施加一个力，使阀芯离开第二阀座。

当制动踏板没有输入力施加时，阀塞在施力件所施加的力作用下 与阀芯接触，将变压室和压缩空气源间的通路切断，阀芯在阀塞复位 弹簧所施力的作用下离开阀体，使变压室与常压室连通。

在上述状态下，来自压缩空气源的大的压缩气压施加在常压室反 向侧的阀塞上；因此，阀塞复位弹簧产生的力很大，以便抵抗压缩气 体压力使阀芯与阀体分开，所以便产生了阀塞复位弹簧占据的空间大 从而使助力装置的整体尺寸大的问题。

由于存在上述问题便产生了本发明。

由此，本发明的一个目的是提供一种小型的气压式助力装置，它 能减少阀塞复位弹簧产生的力，并能用作两种气压式助力装置，在一 种气压式助力装置中，使压缩气体进入变压室，以便在负压和压缩气 体的压力之间产生一个大的压差，在另一种气压式助力装置中，使压 缩气体进入变压室，因为发动机不能作为负压源。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的一个方面，本发明的 气压式助力装置包括：

一个动力活塞，它将壳体的内腔分隔成一个常压室和一个变压 室，常压室保持近似的常压，变压室可引入工作气体；

一个阀，它安置于阀体内并受一个与一个制动踏板相连的输入轴 操控，从而开闭变压室和工作气体源之间的连通通道；

一个来自工作气体源的工作气体流过的通道；

其特征在于，所述动力活塞包括一个可移动隔板，它将壳体的内 腔分隔，隔板的外周固定在壳体的内周上，隔板的内周固定在阀体 上，阀体的一端伸到壳体外，另一端则向着常压室；

一个其直径大致等于壳体的盖，它支承着阀体的上述一端，并附 着于壳体之一外表面的一部分从而壳体之一外表面和该盖形成一 个其中能够储存工作气体的工作气体室；

该阀体呈大致圆筒形，其上述一端的方向与常压室相反并与大 气连通；

上述气压式助力装置还包括：

一个装在阀体另一端的输出轴；

所述输入轴装在阀体的上述一端；

一个将阀体和可移动隔板反压向输入轴的复位弹簧；

一个可滑动地插于阀体一孔中的阀塞，其一端方向与常压室相 反，与大气连通并连接于输入轴，其另一端向着常压室，它接受输 出轴的反作用，其在阀体的孔中滑动的部分在向着输入轴的一侧被 密封；

一个第一通道，其一端开通至阀塞在其中滑动的阀体的空间， 其另一端与工作气体室连通；

一个第二通道，它将所述阀体的的述空间与所述变压室连通；

一个第三通道，它将所述阀体的所述空间与所述常压室连通；

一个阀芯，当其压在一个第一阀座上，切断变压室和工作气体 室之间通过第一和第二通道的连通，当其压在一个第二阀座上，切 断变压室和常压室之间通过第二和第三通道的连通；

一个压力件，它将阀芯压靠住第一阀座； 一个阀塞复位弹簧，它使阀芯离开第二阀座。

根据本发明的另一个方面，本发明的气压式助力装置包括：

一个动力活塞，它将壳体的内腔分隔成一个常压室和一个变压 室，常压室保持近似的常压，变压室可引入工作气体；

一个来自工作气体源的工作气体流过的通道；

其特征在于，

所述动力活塞包括一个可移动隔板，它将壳体的内腔分隔，隔 板的外周固定在壳体的内周上，隔板的内周固定在阀体上，阀体的 一端伸到壳体外，另一端则向着常压室；

一个其直径大致等于壳体的盖，它支承着阀体的上述一端，并 附着于壳体之一外表面的一部分从而壳体之一外表面和该盖形成一 个其中能够储存工作气体的工作气体室；

一个第一阀，它安置于阀体内并受一个与一个制动踏板相连的 输入轴操控，从而开闭所述通道；

常压室与吸气总管连通，所述助力装置还包括：

一个装在阀体内的第二阀，它通过由制动踏板驱动的输入轴相 对于阀体的移动，将大气压的空气引入变压室；

一个开关阀，当输入轴相对于阀体在输出方向上的移动长度超 过一个预定值时，该开关阀打开使压缩的工作气体从工作气体室进 入变压室。

根据本发明的又一个方面，本发明的气压式助力装置包括：

一个动力活塞，它将壳体的内腔分隔成一个负压室和一个变压 室，负压室与一个负压源连通，变压室可引入工作气体；

其特征在于，

所述动力活塞包括一个可移动隔板，它将壳体的内腔分隔，隔 板的外周固定在壳体的内周上，隔板的内周固定在阀体上，阀体的 一端伸到壳体外，另一端则向着常压室；

一个摆动阀，它安置于阀体内并受一个与一个制动踏板相连的 输入轴操控，从而将大气压引入变压室并靠负压室和变压室之间的 压力差辅助输入轴的操作；

所述助力器还包括：

用于产生压缩空气的压缩气源；

将压缩气源和变压室连通的通道；

一个其直径大致等于壳体的盖，它支承着阀体的一个伸出部 分，并附着于壳体之一外表面的一部分从而形成一个其中能够储存 工作气体的工作气体室；

一个开关阀，当输入轴对于阀体在输出方向上的移动长度超过 一个予定值时，该开关阀切断大气压对变压室的进入并通过上述通 道将压缩空气供入变压室。

以下结合附图详细描述本发明。附图中：

图1是表示本发明的第一个实施例的气压式助力装置处于非工作 状态的剖面图。

图2是表示本发明的第二个实施例的气压式助力装置处于非工作 状态的剖面图。

图3是表示本发明的第三个实施例的气压式助力装置处于非工 作状态的剖面图。

图4是表示本发明的第三个实施例的气压式助力装置处于非工作 状态的局部剖视放大剖面图。

下面参照图1对于本发明的第一个实施例的气压式助力装置进行 描述。

在下面的描述中，输出方向指的是气压式助力装置的输出方向 (即指向该图的左方)，非输出方向指的是与该气压式助力装置的输 出相反的反向(即指向该图的右方)。

在这个图中，标号1代表一个气压式助力装置。气压式助力装置 1具有一个壳体2，壳体2包括一个前壳体4和一个后壳体5，后壳 体5在非输出侧气密地装到前壳体4内。主缸(未画出)装到位于输 出侧的前壳体4的端面3的外面。后壳体5在非输出侧具有一个中间 安装孔6和一个密封支承件7，密封支承7是用弹性材料例如橡胶制 造的，它位于后壳体5的端部的中间孔6中。一个动力活塞8可滑动 地支承在密封和支承件7上。

动力活塞8包括一个具有台阶的圆筒形的阀体11，一个具有孔 的盘形板12和一个用弹性材料例如橡胶制造的隔件13。阀体11 包括一个位于壳体2内的法兰部分9和比法兰部分的直径小的小直径 圆筒形部分10。板12的内圆周边固定到  动力活塞8的法兰部分 9上，板12径向向外延伸。隔件13装在板12的非输出侧，隔件 13的内圆周边气密地支承在法兰部分9上，外圆周边气密地支承在 壳体2上。在本发明的这个实施例中，板12和隔件13构成可移动 隔板。因此，壳体2的内部被气密地隔成常压室15和变压室16， 常压室15通过外部连通管14与负压源(未画出)或空气连通，变 压室16位于非输出侧。

在从后壳体5中伸出的小直径圆筒形部分的外面装有盖17。盖 17位于输出侧的一端的直径最大，约等于后壳体5的直径，并气密 地固定到后壳体5上。盖17的形状为两个圆筒形。它们的直径彼此 不同。盖17在其中间孔的圆周边处具有一个用弹性材料例如橡胶制 造的密封和支承件19。中间孔是在盖17的非输出侧的一端形成的。 阀体11的小直径圆筒部分10可滑动地支承在密封支承件19上。

盖17上装有连通管23，管23通过外部管22与泵21相连。 泵21是一个压缩气体源，通过驱动一个马达20，泵21可产生压缩气体， 例如压缩空气。因此，由盖17和后壳体5包围的空间形成一个可充 入压缩气体的工作气室24。在外部管结22的中部装一个止回阀， 防止泵21出口的压缩气体回流。

在工作气室24中或在工作气室24和止回阀25之间的外部管 线22的中部的预定位置装一个压力传感器(未画出)。例如，马达 的转动是由一个控制部分(未画出)控制的，控制部分利用来自指示 工作气室24中的压力的压力传感器信号，这样，工作气室24中的 预定压力总高于大气压。在阀体11的非输出端和盖17的非输出端 之间装有防尘罩26，它盖着阀体11从盖17伸出的部分，以防灰 尘或类似物粘在阀体11的伸出部分的外圆表面上。

阀体11的内园部分分为第一孔部分27，它位于非输出侧，具 有预定的直径，第二孔部分28，它位于输出侧，与第一孔部分27相 邻，具有预定的直径：第三孔部分29，它位于输出侧，与第二孔部 分28相邻，具有预定的直径：第四孔部分30，它位于输出侧，与 第三孔部分29相邻，具有预定的直径；第五孔部分31，它位于输 出侧，与第四孔部分30相邻，具有预定的直径：第六孔部分32， 它位于输出侧，与第五孔部分31相邻，具有预定的直径；和第七孔 部分33，它位于输出侧，与第六孔部分32相邻，具有预定的直径。

阀体11具有常压通道34，它的一端与在第五孔部分31的端 部的第四孔30的预定部位相通，另一端与常压室15相通：工作压 力通道35，它与阀体11的轴线垂直，一端与第四孔部分31相通， 另一端与变压室16相通；和压缩气体通道36，它与阀体11的轴 线垂直，一端与第三孔部分29和第四孔部分30之间的交界处相通， 另一端与工作气室24相通。

输入轴39插入阀体11的孔中。在输入轴39的中间预定部位 具有轴台部分40。在轴台部分40和阀体11的第二和第三孔部分 28、29间的台肩之间是具有能提供预定力的阀塞复位弹簧42。 输入轴39与制动踏板(未画出)相连并能借助施加给制动踏板的输 入力使输入轴39在输出方向上移动。

输入轴39位于输出侧的顶端与阀塞43位于非输出侧的端部啮 合，阀塞43可滑动地装在第三至第六孔部分29-32内，输出轴 45借助由弹性材料例如橡胶制造的反作用盘44按阀43的输出方 向装在第七孔33中。输出轴45的位于阀塞43的端部由反作用盘 44密封。输出轴45的顶端部分从位于前壳体4上的插入孔46中 伸出，并被前密封47密封。通过动力活塞8在输出方向上的移动， 输出轴45对主缸(未画出)进行输出。在前壳体4和动力活塞8之 间装一个复位弹簧48，用于在活塞8的非输出方向提供一预定的力。 活塞8在非输出方向上的移动被经隔件13与后壳体5的伸出部分 49接触的板12所限定。

如上所述，阀塞43可滑动地插入阀体11中。阀塞43包括可 滑动地装入第三孔部分29的大直径部分50，可滑动地装入第四孔 部分30的、其预定直径比大直径部分的预定直径小的小直径部分51 和可滑动地装入第六孔32的中心安装部分52。与输入轴39啮合 的部分53设置在位于非输出侧的大直径部分50上。在阀塞43的 大直径部分50和小直径部分51的交界处附近的预定位置有一个与 阀塞43的轴线垂直的插入孔54。在阀塞43的位于输出侧的小直 径部分51的预定部位有一个具有预定宽度的环槽部分55。在环槽 部分55的端部的中心安装部分52具有一个径向上伸出一个预定长 度的环状伸出部分56。

将一个大略呈“U”形的止动板57插入阀体11的压缩气体通 道36和阀塞43的插入孔54中，并与通道36和孔54接触。在 阀塞43的插入孔54两侧的外圆上装有用弹簧材料如橡胶制造的密 封件58和59。密封件58和59用于防止工作气室24中的气体 从压缩气体通道36经阀塞43的外圆上的间隙泄漏。压缩气体通道 36和插入孔54相互总保持连通。

有多个与阀塞43的轴线平行的通孔60，每个孔都有一端与 插入孔54的预定部位相通，另一端与环槽部分55的内侧的预定部 位相通。连通孔60与插入孔54一起构成通道。

在环槽部分55中装一个可弹性变形的环状阀芯62，弹簧61 (力的施加件)在输出方向提供一个力。环状阀芯62的一端气密地 装在位于环槽部分55这端的小直径部分51的外圆上。

当环状阀芯62在弹簧61的弹力作用下压在位于非输出侧的作 为第一阀座的环状伸出部分56上时，与连通孔60连通的环槽部分 55内的空间与工作压力通道35和常压通道34之间的连通被切断。 当环状阀芯62压在阀体11的第四和第五孔部分30、31之间的 作为第二阀座的台肩63上时，常压通道34和工作压力通道35之 间的连通被切断。

具有上述结构的气压式助力装置的功能描述如下。

当制动踏板(未画出)未被压下时，即处于非工作状态，与制动 踏板相连的输入轴39没有施加力，动力活塞8在复位弹簧48的弹 力的作用下与伸出部分49保持接触。因此动力活塞8在非输出侧 处于限制移动位置，当阀塞43在非输出方向上的移动被止动板57 和阀体11及阀塞复位弹簧的弹力限制时，阀塞43在非输出侧处于 限制移动位置(如图1所示状态)。在这个状态下，环状阀芯62在 弹簧61的弹力作用下压在作为第一阀座的环状伸出部分56上，并 离开作为第二阀座的台肩63。与连通孔60连通的环槽部分55内 的空间与工作压力通道35和常压通道34之间的连通被切断，因此， 工作压力通道35和常压通道34相互连通。

当制动踏板被压下时，与制动踏板相连输入轴39和阀塞43抵 抗阀塞复位弹簧42的弹力相对阀体11在预定的范围内向输出方向 移动。这时，阀芯62压在作为第二阀座的台肩63上，以便切断常 压通道34和工作压力通道35之间的连通。

由于阀芯62压在作为第二阀座的台肩63上，阀芯62相对阀 体11在输出方向上的移动受到限制，当阀塞43相对阀体11向输 出方向进一步移动时，阀芯62离开作为第一阀座的环状伸出部分56， 此时，与常压通道34的连通被切断，工作压力通道35和压缩气体 通道36通过作为连通通道的插入孔54和连通孔60相互连通。从 而，工作气室24内的压缩气体进入变压室16，在常压室15和变 压室16之间即动力活塞8的板12的两侧之间便产生一个压差。因 此，给输入轴39输入的力得到增大，增大的力经输出轴45输出给 主缸(未面出)侧。

在将由发动机或类似机城的吸气总管产生的负压引入常压室15 的场合中(未面出)，当压缩气体进入变压室16时，由于负压和大 气压之间的差别，在动力活塞8的板12上产生一个大的压差。因此， 能在动力活塞8上产生一个大的增大的力。

在不能将由发动机产生的负压引入常压室15但可将空气引入常 压室15的场合中，通过控制压缩气体室24中的被恰当地引入变压 室16的压缩气体的压力，在动力活塞8的板12上产生一个空气压 和压缩气压间的压差。因此，能在动力活塞8上恰当地产生一个增大 的力。

当对制动踏板下压的力减小时，在从输出轴侧45通过反作用盘 或类似机构传递的反作用力的作用下，阀塞43相对阀体11向非输 出方向移动。此时，作为第一阀座的环状伸出部分56压在阀芯62 上，阀芯62离开作为第二阀座的台肩63，与压缩气通道36的连 通被切断，工作压力通道35和常压通道34相互连通。从而，变压 室16内的压力等于常压室15的压力，动力活塞8便回到初始位置。

按照本发明第一个实施例的气压式助力装置1，由于将压缩气体 引入插入孔54和阀塞43内的连通孔60，在非工作状态压缩气压 不作用在阀塞43上，而作用在与常压室15相反的那侧，即阀体11 的孔侧。由于只有大气压对与常压室15相反的那侧的阀塞43产生 作用，与压缩气压作用在与常压室相反的那侧的阀塞43上的助力装 置相比，能减少输出方向上的力，也同样能减少阀塞复位弹簧42使 阀芯62离开阀体11的台肩63的与输出方向上的力相反的力。所 以，可提供一种小型的气压式助力装置，它可作为两种气压式助力装 置使用，在一处助力装置中，将压缩气体引入变压室，以便在常压室 15和变压室16间产生一个大的压差：在另一种助力装置中，将压 缩气体引入变压室，因为发动机不作为负压源。

具体地说，在这个实施例中，由于阀塞43的小直径部分51的 直径ΦD1比大直径部分50的直径ΦD2小，所以施加在阀塞上的 压力作用在非输出方向上。因此，可进一步减少阀塞复位弹簧42的 力。小直径部分51的直径可以和大直径部分50的直径相同。

在将负压引入常压室15的场合中，阀塞43可具有一个通道和 一个单向阀。通道的一端与插入孔54相通，另一端向非输出侧，即 该端通向大气；单向阀装在通道的中间，当压缩气体室24侧的压力 低于大气压时，单向阀便打开。因此，即使泵21或驱动泵21的马 达20发生故障时，仍能使空气进入变压室16从而获得正常增大的 力。

也可将装到阀塞端部的阀芯装到阀体上。

下面参照附图2，对本发明的第二个实施例的气压式助力装置进 行描述。

图2中，标号1表示一种气压式助力装置。气压式助力装置1具 有一个壳体2。壳体2包括一个前壳体4和一个后壳体5，后壳体5 在非输出侧气密地装到前壳体4内。主缸(未画出)装到位于输出侧 的前壳体4的外面。后壳体5在非输出侧具有一个中间安装孔6和一 个密封支承件7，密封支承件7是用弹性材料制造的，它位于后壳体 5的端部的中间支承孔6中。一个动力活塞8可滑动地支承在密封支 承件7上。

动力活塞8包括一个圆筒形的下部具有轴肩的阀体72，一个带 孔的圆盘形板12和一个用弹性材料制造的隔件13。阀体72包括 一个位于壳体2的法兰部分9；一个比法兰部分9的直径稍小的大直 径部分70，其中，大直径部分70位于法兰部分9的非输出侧并被 密封支承件支承；和一个具有预定的小直径的小直径部分71。板12 的内圆周边固定在动力活塞8的法兰部分9上，板12径向向外延伸。 隔件13装在板12的非输出侧。隔件13的内圆周边气密地支承在 法兰部分9上，外圆周边气密地支承在壳体2上。因此，壳体2的内 部被气密地隔成常压室15和变压室16，常压室15通过外部连通 管14与负压源(未画出)连通，变压室16位于非输出侧。

操纵杆(输入轴)39的输出侧的这端插入阀体72的小直径部 分71这侧的孔中，操纵杆39的另一端与制动踏板相连。借助弹簧 73和74的帮助，将一个可弹性变形的提动阀75装在操纵杆39 的输出侧。操纵杆39的顶端与位于助力装置1的中心轴线上的与提 动阀75串接的阀塞76啮合。输出轴45通过反作用盘44装在阀 塞76的输出侧的中心轴线上。反作用盘44是用弹性材料制造的， 其直径比阀塞76的直径大。输出轴45的顶端部分从前壳体4中的 插入孔34伸出，并用前密封47密封。通过动力活塞8在输出方向 上的移动，可使输出轴45对主缸(未画出)进行输出。在前壳体4 和动力活塞之间装有在非输出方向上给动力活塞8施加一个预定力的 复位弹簧。在板12经隔件13与后壳体5的伸出部分49接触的情 况下，动力活寒8在非输出方向上的移动便受到限制。

在阀体72内有与常压室15连通的常压通道77和与变压室16 连通的变压通道80。在提动阀75压在阀体72的下部分的接触部 分79的情况下，常压通道77和变压通道80之间的连通被切断。 下面，把提动阀75和接触部分79组成的阀简称为常压阀78。在 提动阀75压在阀塞76的非输出侧的这端的情况下，阀体72的孔 侧与变压通道80之间的连通被切断。把由提动阀75和阀塞76组 成的阀称为大气阀81。

当动力活塞8外于非工作状态和在非输出方向上的位移受到限制 的位置时，提动阀75打开常压阀78，关闭大气阀81。即提动阀 75将变压室16与常压室15连通。当操纵杆39和阀塞76在加 给操纵杆的一个输入的力的作用下相对输出端的阀体移动时，提动阀 75与阀体72的接触部分79接触，关闭常压阀78，以便切断变 压室16和常压室15之间的连通。在这以后，由于接触部分79限 制提动阀75的移动，提动阀75离开正在移动着的阀塞76，于是 打开大气阀81，使变压室16与大气连通。当加给操纵杆39的力 减少时，在从主缸侧经输出轴45和反作用盘44传递的反作用力的 作用下，阀塞76和操纵杆39在非输出方向上相对阀体72移动。 此时，阀塞76的非输出侧这端与提动阀75接触，以便关闭大气阀 81。在这以后，提动阀75离开阀体72的接触部分79，于是打 开常压阀78。

在阀塞76的外圆表面上有一个槽83，槽83与一个止动板82 接触，止动板82与助力装置1的中心轴线垂直。槽83的预定宽度 比止动板82的预定宽度大。止动板82的另一端插入阀体72的大 直径部分70中的槽84内。槽80的预定宽度比止动板82的预定 宽度大。阀塞76相对阀体72的移动范围受止动板82的限制。槽 84构成可变压力通道80的一部分。

在本发明的第二个实施例中，在从后壳体5伸出的阀体72的外 面装有盖85。盖85在输出侧的一端的直径最大，约等于后壳体5 的直径，并气密地固定到后壳体5上。盖85的形状为三个圆筒形， 它们的直径在非输出方向逐级变小。在盖85位于非输出方向的一端 的中心圆孔86内装一个弹性材料制造的密封支承件19。阀体72 的小直径部分71可滑动地支承在密封支承件19上。与一台泵21 例如空气泵经外部管线22相连的连通管23装在盖85上。通过驱 动一台马达20使泵21产生压缩空气，泵21便可作为压缩气体源。 因此，由盖85和后壳体5包围的空间形成用于充入压缩气体的工作 气室24。在外部管线22的中部装一个止回阀25，防止泵21出 口的压缩气体回流。

在工作气室24中或在工作气室24和止回阀25之间的外部管 线22的中部装一个压力传感器(未画出)。马达的传动是由一个控 制部分(未画出)控制的，控制部分利用来自压力传感器的信号，这 样，工作气室24中的预定压力总高于大气压。

在阀体72的槽84的输出侧的一个侧面87上有一个与变压通 道80连通的第一端孔，变压通道80与变压室连通。在阀体72内 的第一端孔的外面有一个第二端孔，第二端孔形成把工作气室24与 槽84连通的一个通道88。在止动板82的输出侧的侧面上有一个 凹槽部分89，凹槽部分89对着具有第一和第二端孔的区域。在阀 体72的侧面87的一个槽内装一个用弹性材料制造的密封环90， 密封环90对着止动板82的凹槽部分89周围的凸台。

在通道88的中间有一个阀室91。在阀室91中有一个包括阀 体95和给阀体95施加力的弹簧96的开关阀97。阀体95包括 伸出部分92和阀部分94，伸出部分92可从对着位于槽84的一 侧的凹槽部分89的孔中伸出，阀部分94向非输出方向压在阀室91 的阀座部分93上，可将通道88关闭。弹簧96给阀体95施加一 个力，使它压在阀座部分93上，在开关阀97中，在止动板82在 阀体72的输出方向上移动靠近限制移动位置并与密封环90接触后， 凹槽89的底面与阀体95的伸出部分92接触。在这以后，在止动 板82继续移动的情况下，阀体95在与弹簧95施加的力反方向上移 动，因此，阀部分94离开阀座部分93，以便打开通道88。

施加给操纵杆39的输入的力与来自复位弹簧48和主缸(未画 出)的反作用力的关系由下面的情况决定。

当给制动踏板加一个获得正常的制动的下压力时，操纵杆39相 对阀体72的移动范围应不使止动板82与密封环90接触和不使开 关阀97打开。当给制动踏板加一个大的力以便获得一个突然的制动 时(当发生最大制动时)，及当下压制动踏板以便获得更大的制动时， 当工作压力达到满负荷点后，即变压室内的压力等于空气压时，操纵 杆39相对阀体72移动的位置超过上述的预定范围，靠近限制移动 位置，以便与密封环90接触，打开开关阀97。

第二个实施例的气压式助力装置1包括壳2和5；动力活塞8， 它包括阀体72和一个可移动的隔板装置13，阀体72的一端位于 壳体2和5内，另一端伸到壳体2和5的外面，可移动的隔板装置 13的内圆周边固定在阀体72上，外圆周边固定在壳体2的内圆上； 在阀体72内形成的通道装置；根据与制动踏板相连的操纵杆39的 移动情况，打开和关闭阀体72内的通道装置的阀装置；随着动力活 塞8的移动而移动的输出杆45，它的一端装在阀体72的内端之中， 另一端从壳体2中伸出；压缩空气源21，它通过阀体72内的通道 装置与壳体内的两个室15和16之一连通；与两个室15和16之 中另一个连通的负压源；其中，阀体72内的通道装置包括第一通道 80和84，用来将大气与两个室15和16之一连通，第二通道 22-24、84和80，用于将压缩空气源21与两个室15和 16之一连通，和第三通道80、84和77，用于将两个室15和 16的一个与另一个连通；和用于打开关闭阀体72内的通道装置的 阀装置，包括第一阀装置78和81和第二阀装置95和82，第一 阀装置78和81在非工作位置下可关闭第一通道80和84，打开 或关闭第三通道80、84和77，当操纵杆相对阀体72在预定范 围内移动时，可打开第一通道80和84，关闭第三通道80、84 和77，第二阀装置95和82在非工作位置下或当操纵39相对阀 体72在预定范围内移动时，可关闭第三通道80、84和77，打 开第一通道80和84，当操纵杆39相对阀体72的移动长度大于 预定范围的最大值时，可打开第二通道22至24、88、84和 80，关闭第一通道80和84。    

在具有上述第二个实施例结构的气压式助力装置中，当制动踏板 没被下压时，即在非工作状态，常压阀78打开，大气阀81关闭。 当制动踏板被下压以获得正常的低制动时，与制动踏板和阀塞76相 连的操纵杆39相对阀体72在输出方向和预定范围内移动，此时， 提动阀75与阀体72的接触部分79接触，从而关闭常压阀78。 在这以后，阀塞76离开提动阀75，打开大气阀81。因此，变压 通道80与阀体72的孔侧连通，以便向变压16内通入空气。在动 力活塞8的板12的两侧产生一个压差，因此，加给操纵杆39的输 入的力被增大，增大的力经输出轴45输给主缸侧(未画出)。

用一个大的力将制动踏板大大地下压，，以便获得在制动操作和 非制动操作过程中不能正常地获得的突然制动时，操纵杆39和阀塞 76相对阀体72在输出方向上的移动的长度便超过上述预定范围， 靠近限制移动位置，在常压阀78已经关闭大气阀81打开后，止动 板82与密封环90接触，切断变压通道80的连通。此时，止动板 82与阀体95的伸出部分92接触并推动伸出部分92，阀部分94 便离开阀座部分93，打开通道88。因此，工作气室24与变压室 16连通，压缩气体经通道88、被止动板82和密封环90包围的 空间及在变压室16侧的靠近变压通道80的部分进入变压室16。 从而，以比产生正常空气的场合高的速度在动力活塞8上产生一个压 差。阀体72内的通道88，上述的空间和在变压室16侧的靠近变 压通道80的部分形成连接工作气体室24和就压室16的一个通道。 这个通道，工作气体室24和外部管线22形成连接作为压缩气体源 的泵21和变压室16的通路。

作为获得一个正常制动的制动操作的结果，变压室16内的压力 空气压，当将制动踏板继续下压以便获得一个大的制动时，操纵杆39 和阀塞76相对阀体72在输出方向上的移动超出上述预定范围靠近 限制移动位置。此时，在常压阀78关闭和大气阀81打开后，与阀 塞76连接的止动板82与密封环90接触并压在密封环90上，以 便切断变压通道80的连通，止动板82与阀体95的伸出部分92 接触并推动伸出部分92，阀部分94便离开阀座部分93，打开通 道88。因此，工作气体室24与变压室16连通，使压缩气体进入 变压室16。从而，变压室16中的压力上升到大于空气压，近似地 等于工作气室24中的压力，这样，一个大的压差便作用在动力活塞 8上。

当用一个大的力继续将制动踏板向下压以便获得一个突然的制动 时，操纵杆39和阀塞76便相对阀体72在输出方向上移动超过上 述预定范围靠近限制移动位置，止动板82使开关阀97打开，以便 使压缩气体继续进入变压室16。从而，变压室16中的压力以大速 度上升到大于空气压，近似地等于工作气室24中压力。

在本发明的第二个实施例的气压式助力装置中当需要一个正常的 制动时，因为空气被引入变压室16而不打开开关阀97，制动不是过 分灵敏的。当需要一个不能正常地获得的突然制动时，要打开开关阀 97将压缩空气引入变压室，以便以比使空气进入的速度高的速度在 动力活塞8上产生一个压差。因此，正在增大的力的增加速度大。响 应该助力装置的突然制动的特性是极好的。

当变压室16中的压力等于空气压后需要更大的制动时，将开关 阀97打开使压缩空气进入变压室16。从而，变压室16中的压力 升高超过空气压，在动力活塞8上便产生一个大的压差。因此，这个 实施例提供了一种小型的能获得大的增大的力的和具有高的增大操作 上限的气动式助力装置。

另外，由于壳体2支承阀体72的大直径部分70，盖85支承 它的小直径部分71，所以阀体72得到稳定的支承。

由于由盖85和后壳体5包围的空间形成的工作气体室24充入 了压缩气体，阀体72内具有连通工作气体室24和变压室16的通 道，在通道的中间具有开关阀97，从而减少了使压缩空气进入变压 室16的通道的长度，改善了响应特性。

下面参照图3和4描述本发明的第三个实施例的气压式助力装置。 在这两个图中，主要表示了与第二个实施例不同的部分。在第三个实 施例中，与第二个实施例相同的结构用相同的标号表示，以使描述简 化。

在本发明第三个实施例的气压式助力装置中，动力活塞8的阀体 72在输出侧具有法兰部分9，在非输出侧具有小直径部分71，小 直径部分71可滑动地支承在后壳体5的密封支承件7上。

盖85的形状为两个圆筒形，在非输出方向离壳体2远的圆筒形 其直径小。阀体72的小直径部分71可滑动地支承在位于盖85的 非输出侧端部的密封支承件19上。

一个“U”形止动板82装在阀塞76的圆形表面上，如图4所 示。密封件100和101装在装有止动板82的槽83的两侧。密 封件100和101用于防止工作气体室24内的空气通过阀塞76 外圆处的间隙泄漏。阀体72内具有孔102，以便将止动板82插 入其中并与工作气体室连通。阀塞76内具有变压通道80的一部分， 变压通道80具有孔103和104，它们位于密封件100和101 的两外侧。孔104经通孔80a与变压室16连通。通孔80a位于 阀体72的下部并构成变压通道80的一部分。

在阀塞76的孔104的输出侧有一个下凹的环状槽105。在 环状凹槽105的位置装一个可弹性变形的环状阀芯107，阀芯107 具有径向伸部分。在环状槽105的输出侧的端面上具有环状伸出部 分105a，弹簧106可使环状伸出部分105a在输出方向上伸长， 通过使相应的部分与环状伸出部分105a接触，环状阀芯107气 密地将环状槽105和环状槽105外部的空间108隔开。环状阀 芯107内部的空间108，槽83和孔102通过阀塞76内的通 道109相互连通。在阀体72上有径向向内伸出的限制部分110。 当用一个大的力将制动踏板(未画出)下压以便获得一个不能正常地 获得的突然制动时，在通过移动阀塞76使限制部分110接触阀芯 107的情况下，限制部分110可限制环状阀芯107的移动。上 述的环状阀芯107和弹簧111构成第三个实施例的开关阀。

对动力活塞8在非输出方向上的移动范围的限制是通过止动板 82与盖85接触来实现的。在这种状态下，大气阀81和常压阀78 都被关闭。当制动踏板得到一个输入的力时，操纵杆39在输入方向 上作相对移动，将大气阀81打开。当加给制动踏板的输入的力减小 时，操纵杆39在非输出方向上作相对移动，将大气阀81关闭。在 这以后，常压阀78被打开，变压室16中的压力便近似地等于常压 室15中的压力。因此，在这两个室中的压力达到平衡的情况下，常 压阀78被关闭。

在具有上述结构的第三个实施例气压式助力装置中，当制动踏板 (未画出)没被下压时，常压阀78和大气阀81都被关闭。当将制 动踏板下压以便获得一个正常的低制动时，与制动踏板相连的操纵杆 和阀塞76在输出方向的预定范围内作相对移动。此时，阀塞76离 开提动阀75以便打开大气阀81。因此，变压通道80与阀体72 的孔侧连通，使空气进入变压室16。在动力活塞8的板12的两侧 产生一个压差，因而加给操纵杆39的输入的力被增大，增大的力经 输出轴45给主缸侧(未画出)。

当用一个大的力将制动踏板大大地下压，以便获得一个在制动操 作或非制动操作中不能正常地获得的突然制动时，操作杆39和阀塞 76相对阀体72在输出方向上的移动长度便超出上述预定范围靠近 限制移动位置，阀塞76的输出侧的环状阀芯与阀体72的限制部分 110接触，以便切断变压通道80的连通。在继续移动阀塞76的 情况下，环状阀芯107抵抗弹簧106的弹力而收缩，离开环状槽 105处的环状伸出部分105a，打开空间108。因此，孔102， 槽83，通道109，空间108和变压通道80靠近变压室16这 侧的部分相互连通，压缩空气便进入变压室16。孔102，槽83， 通道109，空间108和变压通道80靠近变压室16这侧的部分 形成连接工作气体室24和变压室16的通道。这个通道，工作气体 室24和外部管线22形成一条连接作为压缩气源的泵21和变压室 16的通路。

在通过一个制动操作使变压室16中的压力等于空气压力(满负 荷点)以便获得一个正常的制动后，当将制动踏板下压以便获得一个 更大的制动时，操纵杆39和阀塞76便相对阀体72在输出方向上 移动超出上述预定范围靠近限制移动位置。阀塞76的输出侧的环状 阀芯107与阀体72的限制部分110接触，以便切断变压通道 80的连通。在继续移动阀塞76的情况下，环状阀芯107抵抗弹 簧106的弹力收缩，离开环状槽105处的环状伸出部分105a， 打开空间108。因此，工作气体室24和变压室16相互连通，压 缩空气便进入变压室16。

当用一个大的力将制动踏板继续下压以便获得一个突然制动时， 操纵杆39和阀塞76便相对阀体72在输出方向上移动超出上述预 定范围靠近限制移动位置，开关阀111保持打开状态以便使压缩空 气继续进入变压室16。从而变压室16中的压力以大的速度上升超 过空气压力，近似地等于工作气体室24中的压力。

根据本发明第三个实施例的气压式助力装置1，不仅能获得与第 一个实施例相同的效果，而且能获得下面效果。由于将开关阀111 设置在阀塞76的输出侧，与阀塞76串连，阀塞76设置在提动阀 75的输出侧，与提动阀75串连，所以不需要阀件72径向伸出。 因此，能够减小工作气体室24对阀体72的作用力，从而减小复位 弹簧48的弹力。

在第二和第三实施例中，操纵杆39和阀塞76相对阀体72在 输出方向上移动靠近限制移动位置时，开关阀97和101被打开。 然而，当操纵杆39和阀塞76移动靠近限制移动位置时，开关阀 97和111可不必被打开。当移动到超过为获得上述正常的低制动 所预定的相对移动范围的任何位置时可将阀97和111打开。

如上所述，根据本发明的气压式助力装置，由于使压缩气体进入 阀塞的通道中，压缩气体不是全部用来作为推动阀塞的力，而是作用 在常压室的反向侧，与压缩空气全部作用在常压室反向侧的阀塞上相 比，可减少阀塞作用在常压室方向上的力，同样可减少在常压室的反 向上给阀施加一个力以便使阀件离开阀体的阀塞复位弹簧的力。因而 能提供一种小型的气压式助力装置，这种气压式助力装置能够作为两 助力装置来使用，在一种气压式助力装置中，使压缩气体进入变压室， 以便在常压室15和变压室16之间产生一个大的压差因另一种气压 式助力装置中，使压缩气体进入变压室，因为发动机不能作为负压源。

由于阀体不仅靠壳体支承而且靠盖支承，所以阀体得到稳定支承， 此外，由于由盖和壳体包围的空间形成工作气体室能储存压缩气体， 在阀体内有连通工作气体室和变压室的通道，在通道的中间有开关阀， 所以能够减少使压缩空气进入变压室的通道的长度，从而使响应特性 得到改善。