JP2008284941A - Cylinder mechanism and stroke simulator having the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、作動液が導かれる液室を形成するためのピストンを皿ばねにより付勢するシリンダ機構及び該シリンダ機構を備えるストロークシミュレータに関する。 The present invention relates to a cylinder mechanism that urges a piston for forming a liquid chamber through which hydraulic fluid is guided by a disc spring, and a stroke simulator including the cylinder mechanism.
近年、車両のECUに入力されたブレーキペダル(以下、単にペダルともいう)の踏力等の操作情報に基づき、車輪に設けられた制動力発生部に液圧を与えるためのモータシリンダや液圧ポンプを電気的に駆動制御するブレーキ装置が提案されている。この種の電気信号によりブレーキを電子制御するシステム、いわゆるブレーキバイワイヤでは、従来から広範に採用されているペダルとマスタシリンダとが直結された液圧制御システムに比べて、ペダル操作に一層忠実な制動が可能となり、スムーズなブレーキングを実現することができる。 2. Description of the Related Art In recent years, a motor cylinder or a hydraulic pump for applying hydraulic pressure to a braking force generator provided on a wheel based on operation information such as a pedaling force of a brake pedal (hereinafter also simply referred to as a pedal) input to an ECU of a vehicle Brake devices have been proposed that electrically control the drive. In this type of electronic control of brakes using electrical signals, the so-called brake-by-wire system, braking that is more faithful to pedal operation than the hydraulic control system in which a pedal and a master cylinder are directly connected has been widely used. And smooth braking can be realized.
通常、ブレーキバイワイヤを採用したブレーキ装置では、ペダルの踏み込みに対する反力を得るためのストロークシミュレータ(ペダルシミュレータ)が設けられ、これにより、ペダル踏み込み量(ストローク、操作量)と踏力との間に、所定の特性(ストローク−踏力特性)を付与している。 Usually, a brake device employing a brake-by-wire is provided with a stroke simulator (pedal simulator) for obtaining a reaction force against the depression of the pedal, and thereby, between the pedal depression amount (stroke, operation amount) and the depression force, Predetermined characteristics (stroke-pedal force characteristics) are given.
特許文献1には、作動液が導かれる液室を形成(画定)するピストンと、該ピストンを前記液室側に付勢する複数の皿ばねとを備えるシリンダ機構を備えるストロークシミュレータが開示されている。
この種のストロークシミュレータでは、皿ばねの有する2次曲線的なばね特性を利用してストローク−踏力特性を非線形、すなわち、ペダルの踏み始めにはペダルの操作トルク(踏み剛性)を小さく、ペダルを踏み込むに従って操作トルク(踏み剛性)を大きくすることができ、運転者に違和感のないペダル操作感を与えることができる。この場合、皿ばねは、その構造状1枚の変位量が少ないため、例えば、上記特許文献1に記載の従来技術では、多数の皿ばねを積層することにより全体の変位量を増加させ、これにより所望のばね特性を確保している。
In this type of stroke simulator, the second-curve spring characteristic of the disc spring is used to make the stroke-treading force characteristic non-linear, that is, the pedal operating torque (stepping rigidity) is small at the beginning of the pedal depression, and the pedal is As the pedal is depressed, the operating torque (step rigidity) can be increased, and the driver can feel a pedal operation without feeling uncomfortable. In this case, since the disc spring has a small displacement amount of one structural member, for example, in the conventional technique described in
ところが、このように皿ばねの積層枚数を増やせば増やすほど、各皿ばねの特性のばらつきが拡大されるため、製品間での個体差が大きくなり、また、全体でのばね特性の安定化が難しくなることから、細かなペダルフィーリングを作り出すことが困難となる。さらに、皿ばねの使用数を増加させ、あるいは大型の皿ばねを用いた場合には、製造コストが増加するという問題もある。 However, as the number of stacked disc springs increases in this way, the variation in the characteristics of each disc spring increases, so individual differences among products increase and the overall spring characteristics stabilize. Since it becomes difficult, it becomes difficult to create a fine pedal feeling. Furthermore, when the number of disc springs used is increased or a large disc spring is used, there is a problem that the manufacturing cost increases.
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、皿ばねの使用数を有効に低減することができ、しかも安定したばね特性を得ることができるシリンダ機構及び該シリンダ機構を備えるストロークシミュレータを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and includes a cylinder mechanism that can effectively reduce the number of disc springs used, and that can obtain stable spring characteristics, and the cylinder mechanism. An object is to provide a stroke simulator.
本発明に係るシリンダ機構は、ハウジングと、該ハウジング内に摺動可能に保持され、作動液が導かれる液室を形成するピストンと、該ピストンを前記液室側に付勢する皿ばねとを備えるシリンダ機構であって、前記皿ばねには、放射方向に沿う切り込みが形成されていることを特徴とする。 A cylinder mechanism according to the present invention includes a housing, a piston that is slidably held in the housing and forms a liquid chamber through which hydraulic fluid is guided, and a disc spring that biases the piston toward the liquid chamber. It is a cylinder mechanism provided, The notch which follows the radial direction is formed in the said disc spring, It is characterized by the above-mentioned.
また、本発明に係るストロークシミュレータは、マスタシリンダに連結され、該マスタシリンダの発生した液圧によりブレーキペダルに反力を発生させるストロークシミュレータであって、当該ストロークシミュレータは、ハウジングと、該ハウジング内に摺動可能に保持されると共に、前記マスタシリンダの発生した液圧により進退駆動されることで、作動液が導かれる液室を形成するピストンと、放射方向に沿う切り込みを有し、前記ピストンを前記液室側に付勢する皿ばねとを備えることを特徴とする。 A stroke simulator according to the present invention is a stroke simulator that is connected to a master cylinder and generates a reaction force on a brake pedal by a hydraulic pressure generated by the master cylinder. The stroke simulator includes a housing, And a piston that forms a liquid chamber through which hydraulic fluid is guided by being driven forward and backward by the hydraulic pressure generated by the master cylinder, and a notch along a radial direction. And a disc spring for urging the liquid chamber toward the liquid chamber.
このような構成によれば、前記皿ばねは、非線形の特性を有すると共に、前記切り込みにより十分な変位量を備えるため、少ない枚数の皿ばねを用いてピストンの所望の変位量と、ストロークシミュレータ等に最適なばね特性とを得ることが可能となる。さらに、皿ばねの使用数を低減することができるため、各皿ばねの特性のばらつきが積層数の増加により拡大されることを有効に防止することができ、製品毎の個体差を抑えて安定したばね特性を得ることが可能となる。しかも、皿ばねの使用数を有効に低減することができるため、シリンダ機構やストロークシミュレータの小型化及び軽量化や、低コスト化が可能となる。 According to such a configuration, the disc spring has a non-linear characteristic and has a sufficient amount of displacement due to the cutting, so that a desired amount of displacement of the piston, a stroke simulator, and the like using a small number of disc springs are provided. It is possible to obtain optimum spring characteristics. Furthermore, since the number of disc springs used can be reduced, it is possible to effectively prevent the variation in the characteristics of each disc spring from increasing due to the increase in the number of layers, and to suppress individual differences between products and stabilize It is possible to obtain the spring characteristics. In addition, since the number of disc springs used can be effectively reduced, the cylinder mechanism and the stroke simulator can be reduced in size and weight, and the cost can be reduced.
本発明によれば、切り込みを有する皿ばねを用いることにより、皿ばねの使用数を有効に低減しながらも、ストロークシミュレータ等に最適な非線形のばね特性と十分な変位量を得ることができる。さらに、皿ばねの使用数を低減することができるため、各皿ばねの特性のばらつきが積層数の増加により拡大されることを有効に防止でき、十分な変位量を確保しながらも、製品毎の個体差を抑えて安定した所望のばね特性を得ることが可能となる。しかも、皿ばねの使用数が低減されることから、シリンダ機構やストロークシミュレータの小型化及び軽量化や、低コスト化が可能となる。 According to the present invention, by using a disc spring having a cut, it is possible to obtain a non-linear spring characteristic and a sufficient amount of displacement that are optimal for a stroke simulator or the like while effectively reducing the number of disc springs used. Furthermore, since the number of disc springs used can be reduced, it is possible to effectively prevent the variation in the characteristics of each disc spring from increasing due to an increase in the number of stacks, while ensuring a sufficient amount of displacement, It is possible to obtain a stable desired spring characteristic by suppressing individual differences. In addition, since the number of disc springs used is reduced, it is possible to reduce the size and weight of the cylinder mechanism and the stroke simulator, and to reduce the cost.
以下、本発明に係るシリンダ機構について、このシリンダ機構の適用例であるストロークシミュレータを搭載したブレーキ装置との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a cylinder mechanism according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings by giving preferred embodiments in relation to a brake device equipped with a stroke simulator as an application example of the cylinder mechanism.
先ず、本発明に係るシリンダ機構を適用したストロークシミュレータ(ペダルシミュレータ)を搭載する車両用のブレーキ装置について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るシリンダ機構11が適用されたストロークシミュレータ13L、13Rを搭載するブレーキ装置10のブロック回路図である。
First, a brake device for a vehicle equipped with a stroke simulator (pedal simulator) to which a cylinder mechanism according to the present invention is applied will be described. FIG. 1 is a block circuit diagram of a
ブレーキ装置10は自動車等の車両に搭載され、運転者(操作者)によるペダル(ブレーキペダル)12の操作に基づき左車輪LWや右車輪RWに備えられた制動力発生部(キャリパ、ホイールシリンダ、ブレーキシリンダ)14L、14Rでディスク15L、15Rを狭持して制動力を発生させ、車両を制動する装置である。図1では、自動車の前輪側を構成する左車輪LWや右車輪RWのみを図示しており、後輪側については図示を省略しているが、該後輪側についても前輪側(左車輪LWや右車輪RW)と同様な構成や他の構成を備えることができる。また、ブレーキ装置10において、左車輪LW側に備えられるものの参照符号には「L」を付し、右車輪RW側に備えられるものの参照符号には「R」を付し、左車輪LW側及び右車輪RW側をまとめて説明する場合には前記の「L」や「R」を省略する。
The
ブレーキ装置10は、運転者が運転状況等に応じて操作するペダル12と、該ペダル12の操作に連動して駆動されるマスタシリンダ16と、前記制動力発生部14L、14Rで制動力を発生するための液圧を付与するモータシリンダ(液圧発生部、キャリパシリンダ)18L、18Rとを備える。ブレーキ装置10の各構成部品は、制御部であるECU20に電気的に接続され、該ECU20により制御される。すなわち、ブレーキ装置10は、各構成部品間を液圧(油圧)を伝達可能に接続する液圧(油圧)系統と、各構成部品間とECU20とを電気的に接続する電気系統とから構成される。図1中、前記液圧系統を構成する経路(流路)を実線で示し、前記電気系統を構成する経路(信号線)を破線で示している。前記液圧系統に充填される液体としては、例えば、ブレーキフルードが挙げられる。
The
図1に示すように、ペダル12には、運転者がペダル12を踏み込む力(踏力)や運転者によりペダル12が操作された量(操作量、ストローク)を検出するペダル操作情報検出部22が設けられ、該ペダル操作情報検出部22の検出値はECU20に入力される。前記踏力の検出には、例えばペダル12の踏面に設けられるトルクセンサが用いられ、前記ストロークの検出には、例えばポテンショメータが用いられる。なお、ペダル操作情報検出部22は、踏力のみを検出するように構成してもよい。
As shown in FIG. 1, the
ペダル12の基端側の揺動軸近傍には、電動アクチュエータ(反力モータ)24が連結される。電動アクチュエータ24は、ECU20の制御下に、運転者のペダル12の踏み込みに対する反力の調整を行うものであり、さらに、ペダル12の位置調整用に用いることもできる。該電動アクチュエータ24は、ペダル12にトルクを与えることができるため、電動アクチュエータ24にペダル12の踏力を検出するペダル操作情報検出部22の機能を兼ねさせてもよい。
An electric actuator (reaction force motor) 24 is connected to the vicinity of the swing shaft on the base end side of the
前記マスタシリンダ16は、軸方向に順に配置された2つのピストン26L、26Rと、後端がペダル12に連結されてピストン26L、26Rを進退駆動するロッド28と、シリンダ16a内が前記ピストン26L、26Rで仕切られることで形成された2つの加圧室30L、30Rとから構成される。加圧室30L、30Rには、ペダル12の踏み込みで進動したピストン26L、26Rを原位置に戻す復帰ばね(弾性部材)32L、32Rが配設される。前記加圧室30L、30Rは、主経路33L、33Rによって前記制動力発生部14L、14Rに連結される。
The master cylinder 16 includes two
前記モータシリンダ18L、18Rは、ロッド34L、34Rの後端がブレーキモータ(キャリパモータ)36L、36Rに連結されることで、ピストン38L、38Rをシリンダ40L、40R内で進退駆動可能に構成される。該モータシリンダ18L、18Rを構成する加圧室42L、42Rは、経路44L、44Rを介して前記主経路33L、33Rに連結される。すなわち、モータシリンダ18の加圧室42は、制動力発生部14に連結されている。
The
前記主経路33L、33Rにおいて、前記経路44L、44Rよりもマスタシリンダ16側には、経路46L、46Rを介して、本実施形態に係るシリンダ機構11が適用されたストロークシミュレータ(S.S.)13L、13Rが連結されている。
In the
また、マスタシリンダ16の加圧室30L、30Rには、リザーブタンク52へと連結される経路54L、54Rが連通している。リザーブタンク52は、ブレーキ装置10の液圧系統の液圧(液量)を調節する機能を果たす。さらに、リザーブタンク52には、モータシリンダ18L、18Rの加圧室42L、42Rに連通する補助経路56L、56Rが連結される。これら経路54L、54R及び補助経路56L、56Rは、リザーブタンク52に連結される手前でそれぞれ合流している。
Further, passages 54 </ b> L and 54 </ b> R connected to the
リザーブタンク52へと連結される経路54において、加圧室30に連通する開口部は、ピストン26の原位置に近接して形成される。これにより、ピストン26L、26Rが原位置から進動すると同時に、すなわち、ピストン26L、26Rが僅かでも動くと前記開口部は閉塞され、加圧室30L、30Rとリザーブタンク52との間で経路54L、54Rが遮断される。また、補助経路56においても前記の経路54と略同様に構成される。すなわち、ピストン38L、38Rが原位置から進動すると同時に、加圧室42L、42Rとリザーブタンク52との間で補助経路56L、56Rが遮断される。
In the path 54 connected to the
このようなブレーキ装置10において、主経路33L、33Rには、加圧室30L、30R側から順に、マスタシリンダ圧力センサ58L、58Rと、フェイルセーフバルブ60L、60Rと、ブレーキ圧力センサ(キャリパ圧力センサ)62L、62Rとが配設される。さらに、経路44L、44Rには、ブレーキバルブ(キャリパバルブ)64L、64Rが配設され、経路46L、46Rには、シミュレータバルブ66L、66Rが配設される。
In such a
前記フェイルセーフバルブ60は、主経路33と、経路44の連結部及び経路46の連結部との間に設けられており、ECU20の制御下にソレノイド60aが励磁されると主経路33を連通又は遮断する。同様に、ECU20の制御下に、前記ブレーキバルブ64はソレノイド64aが励磁されると経路44を連通又は遮断し、前記シミュレータバルブ66はソレノイド66aが励磁されると経路46を連通又は遮断する。
The fail-safe valve 60 is provided between the main path 33 and the connecting part of the path 44 and the connecting part of the path 46. When the
なお、図1では簡単のため、マスタシリンダ圧力センサ58及びブレーキ圧力センサ62からECU20へと接続される信号線や、ソレノイド60a、64a、66aからECU20へと接続される信号線等を省略している。
In FIG. 1, for the sake of simplicity, the signal lines connected from the master cylinder pressure sensor 58 and the brake pressure sensor 62 to the
以上のように構成されるブレーキ装置10では、通常時、ペダル12の操作情報がペダル操作情報検出部22で検出されると共に、ECU20へと入力される。そして、ECU20からの指令に基づきモータシリンダ18が駆動されて、制動力発生部14で制動力が発生し、ブレーキ動作が行われる。すなわち、ブレーキ装置10は、バイワイヤ技術を採用したシステム、いわゆるブレーキバイワイヤとして構成されている。
In the
そこで、ブレーキ装置10がブレーキバイワイヤとして駆動制御される通常時(システムオン時)には、先ず、ECU20の制御下に、ブレーキバルブ64及びシミュレータバルブ66を開弁し、フェイルセーフバルブ60を閉弁する。
Therefore, at the normal time when the
この状態で、運転者がペダル12を操作すると、該ペダル12の操作によりマスタシリンダ16の加圧室30で発生する液圧がストロークシミュレータ13に与えられ、該ストロークシミュレータ13で反力を得ることができる。なお、該ストロークシミュレータ13で発生する反力を、例えば、ペダル操作情報検出部22で検出された踏力を基に電動アクチュエータ24で補正して、一層良好な特性とすることも可能である。
When the driver operates the pedal 12 in this state, the hydraulic pressure generated in the pressurizing chamber 30 of the master cylinder 16 by the operation of the
同時に、ペダル操作情報検出部22からペダル12の操作情報(踏力やストローク)がECU20に入力され、ECU20によって前記操作情報に基づきモータシリンダ18が駆動制御される。これにより、モータシリンダ18で発生する液圧が制動力発生部14に与えられ、該制動力発生部14で制動力が発生し、左車輪LWや右車輪RWが制動される。
At the same time, operation information (stepping force and stroke) of the
一方、ブレーキ装置10がブレーキバイワイヤとして駆動制御されない状態(システムオフ時)、例えば、イグニッションオフとされたシステム停止時等、いわゆる失陥時には、先ず、ECU20の制御下に、フェイルセーフバルブ60を開弁し、ブレーキバルブ64及びシミュレータバルブ66を閉弁する(図1参照)。
On the other hand, when the
この状態で、運転者がペダル12を操作すると、該ペダル12の操作によりマスタシリンダ16の加圧室30で発生する液圧が制動力発生部14に与えられ、該制動力発生部14で制動力が発生し、左車輪LWや右車輪RWが制動される。この際、ペダル12への反力はマスタシリンダ16により得ることができる。
When the driver operates the pedal 12 in this state, the hydraulic pressure generated in the pressurizing chamber 30 of the master cylinder 16 by the operation of the
このように、ブレーキ装置10では、前記システムオン時でのペダル12での反力は、ストロークシミュレータ13により付与される。すなわち、ペダル12の踏力とストロークの特性は、ストロークシミュレータ13を構成するシリンダ機構11の特性を反映する。従って、シリンダ機構11では、例えば、ブレーキ装置10が搭載される同一車種では略同一であり且つ経時的に変化しない安定した特性と、ストロークと踏力の特性が非線形、すなわち、ペダル12の踏み始めには操作トルク(踏み剛性)を小さく、ペダル12を踏み込むに従って操作トルク(踏み剛性)を大きくすることができ、運転者に違和感のないペダル操作感を与えることができる特性を有することが重要となる。
Thus, in the
そこで、次に、本実施形態に係るシリンダ機構11について説明する。図2は、本実施形態に係るシリンダ機構11の軸線方向に沿う概略断面図である。
Then, next, the
図2に示すように、シリンダ機構11は、円筒形状からなるハウジング70と、該ハウジング70内に摺動可能に保持されたピストン72とを備える。ハウジング70の一端側(矢印X1側)の開口部70aは、軸線方向(図2中の矢印X方向)に連通孔74aが形成されたプラグ(蓋部材)74が嵌挿されることにより閉塞されている。
As shown in FIG. 2, the
前記連通孔74aは、矢印X2方向で該連通孔74aより大径の孔部74bに開口(連通)しており、該孔部74b内にはピストン72が軸線方向(図2中の矢印X方向)に摺動可能に挿入されている。すなわち、前記孔部74bはピストン72を進退駆動させるシリンダとして機能するものであり、プラグ74の外端面に連結された経路75から連通孔74aへと作動液(例えば、ブレーキ装置10のブレーキフルード)が導入されると、該作動液の液圧がピストン72の先端面(作用面)72aに伝達される。これにより、ピストン72は、連通孔74aから供給される作動液の液圧により矢印X2方向に退動され、又は後述する第1及び第2ばね部材82a、84aの付勢力により矢印X1方向に進動されることで、先端面72aとプラグ74との間に作動液が導入される液室73を形成(画定)する(図8A及び図8B参照)。
The
このようなピストン72の矢印X2側の面には、やや大径の凹部72bが開口しており、該凹部72bの底面には、該凹部72bより小径の凹部72cが開口している。
A slightly
プラグ74において、ピストン72を保持する前記孔部74bは矢印X2方向に突出する筒部74cの内周面として形成される。該筒部74cの外周面はハウジング70内を矢印X方向に仕切る伝達部材76の凹部76a内で摺動自在に保持される。伝達部材76は、矢印X2側に凹んだ前記凹部76aを有する有底円筒形状であり、凹部76aの周縁部から直径方向に沿って設けられたフランジ部76bを有する。
In the
伝達部材76を構成する凹部76aの底部には、円板型の支持部材78が着座しており、その中央部には、ピストン72方向(矢印X1方向)を指向した支持軸(支持棒)80が突設されている。該支持軸80は、ピストン72の前記凹部72bとの間で、該ピストン72を矢印X1側に付勢する第1ばね部材82aを保持している。
A disc-shaped
一方、伝達部材76を構成するフランジ部76bの矢印X2側には、該伝達部材76を矢印X1側に付勢する第2ばね部材84aが配設される。第2ばね部材84aは、その軸線方向端部が、ハウジング70の他端側(矢印X2側)の開口部70bを閉塞するプラグ(蓋部材)86と、前記フランジ部76bとにより保持され、その直径方向が、ハウジング70と、伝達部材76とにより保持される。本実施形態の場合、前記第1ばね部材82aよりも第2ばね部材84aのばね定数を高く設定している。
On the other hand, a
前記プラグ86の中央には、前記伝達部材76が矢印X2側に大きく変位した際、該プラグ86への底突きによる異音や破損を抑えるための緩衝部材88が嵌め込まれている。該緩衝部材88は、例えば、ゴム等の弾性材料により形成される。
In the center of the
ここで、ピストン72を付勢する第1及び第2ばね部材82a、84aの構造について、図3〜図5を参照して説明する。図3Aは、第1ばね部材82aの構造を模式的に示す断面図であり、図3Bは、図3Aに示す第1ばね部材82aを収縮させた状態を模式的に示す断面図である。図4は、シリンダ機構11の軸線方向に沿う一部省略断面斜視図である。図5Aは、シリンダ機構11に設けられる皿ばね90の斜視図であり、図5Bは、図5Aに示す皿ばね90の正面図である。なお、第1ばね部材82aと第2ばね部材84aは、その内外径やばね定数、保持形態等が異なる以外、基本的な構造は略同一であるため、以下では第1ばね部材82aについて具体的に説明し、第2ばね部材84aについての説明は省略する。
Here, the structure of the 1st and
図3A及び図4に示すように、第1ばね部材82a(第2ばね部材84a)には、上面と底面が開口した円錐台形状からなる複数枚の皿ばね90、92が、互いの底面(上面)同士が対向された状態で支持軸80(第2ばね部材84aの場合には伝達部材76)に挿通されている。すなわち、図3Aに示すように、一方の皿ばね90はその円錐形状が上向きとなるように配置され、他方の皿ばね92はその円錐形状が下向き(皿ばね90に対して逆向き)に配置されており、皿ばね90と92とのセットが複数組(本実施形態の場合、第1ばね部材82aでは2セットであり、第2ばね部材84aでは4セット)積層されている。なお、皿ばね90と皿ばね92は、配置の方向が異なる以外、形状やばね定数等は同一である。
As shown in FIGS. 3A and 4, the
このような皿ばね90(92)は、図5A及び図5Bに示すように、上面と底面が開口した円錐台形状からなり、内周側から外周側に向かう放射方向に沿って形成された切り込みである内側スリット94と、外周側から内周側に向かう放射方向に沿って形成された切り込みである外側スリット96とを有する。なお、図5Aに示されるように、本実施形態の場合、内側スリット94及び外側スリット96はそれぞれ22本ずつ形成されているが、その本数は皿ばね90の使用条件等に応じて、該皿ばね90の板厚や内外径等との関係から所望のばね特性を得ることができる本数に設定変更可能であることはもちろんであり、例えば、内側スリット94及び外側スリット96をそれぞれ1本ずつとしてもよい。
As shown in FIGS. 5A and 5B, such a disc spring 90 (92) has a truncated cone shape whose upper surface and bottom surface are open, and is formed along a radial direction from the inner peripheral side toward the outer peripheral side. And an
図6は、皿ばね90の荷重(負荷)と変位との関係を示すグラフである。図6において、線A1は、皿ばね90のスリット部分(内側スリット94や外側スリット96)でのばね特性を示しており、線A2は、皿ばね90のスリットがない皿ばね部分(板部分)でのばね特性を示しており、線A3は、線A1に示すスリット部分でのばね特性と線A2に示す皿ばね部分でのばね特性とが合わされた皿ばね90全体としてのばね特性を示している。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the load (load) of the
図6に示されるように、前記スリット部分は皿ばねとしては機能せず、換言すれば、皿ばねとしてのばね特性は持たず、片持はりに類似した線形の特性となっている(線A1参照)。また、前記皿ばね部分は、皿ばねの特徴である2次曲線的な曲線を描く特性となっている(線A2参照)。そして、これらスリット部分と皿ばね部分とを備える皿ばね90は、全体として変位が大きく、且つ、皿ばねの特徴である2次曲線的な非線形のばね特性も有している(線A3参照)。
As shown in FIG. 6, the slit portion does not function as a disc spring, in other words, does not have a spring characteristic as a disc spring, and has a linear characteristic similar to a cantilever (line A1). reference). Moreover, the said disc spring part has the characteristic which draws the curve of the quadratic curve which is the characteristic of a disc spring (refer line A2). And the
従って、本実施形態に係るシリンダ機構11では、図3Bに示すように、第1ばね部材82aがピストン72の押圧作用により収縮されると、各皿ばね90、92では十分に大きな変位量を発生することができる。このため、本実施形態によれば、スリットのない皿ばねを用いた上記従来のシリンダ機構に比べて、皿ばね90(92)の積層枚数を低減しながらも所望の変位量を得ることが可能となる。この場合、第1ばね部材82a(第2ばね部材84a)では、前記セットを構成する皿ばね90、92同士の底面(上面)同士を互いに向かい合わせに配置しているため、各皿ばねの上面側が底面側に埋没してしまうことがなく、一層少ない枚数で十分な変位量を得ることが可能となる。
Therefore, in the
なお、本実施形態に係るシリンダ機構11では、内側スリット94や外側スリット96を有し、大きな変位量が得られる皿ばね90(92)を用いていることから、例えば、図7に示すように、各皿ばね90を同じ向きに積層した第1ばね部材82bや第2ばね部材84bとして構成しても、比較的少ない積層枚数で所望の変位量を得ることが可能となる。すなわち、図7に示すように、各皿ばね90(92)を同方向に積層した場合、従来のスリットのない皿ばねでは、そのばね特性は安定するものの変位量が不十分であり実用上問題があったが、本実施形態の場合には、内側スリット94や外側スリット96を有する皿ばね90を用いたことにより、その変位量を十分に確保して、所望のばね特性を得ることができるようになる。
In the
基本的には以上のように構成されるシリンダ機構11では、経路75から連通孔74a内へと作動液が供給され、該作動液の液圧がピストン72の先端面72aに伝達されると、ピストン72は第1ばね部材82a(第1ばね部材82b)の付勢力に抗して矢印X2方向に退動(摺動)する。そして、ピストン72の前記退動に伴い、先端面72aとプラグ74との間には作動液が導入される液室73が形成される(図8A参照)。なお、前記作動液とは、例えば、ブレーキ装置10を構成するストロークシミュレータ13の場合、マスタシリンダ16からの液圧であり、この場合には経路75は経路46に相当する(図1参照)。
Basically, in the
続けて、前記作動液の液圧によりピストン72が矢印X2方向にさらに退動され、ピストン72が支持部材78に当接(底突き)すると(図8A参照)、今度は、伝達部材76を介して第2ばね部材84a(第2ばね部材84b)の付勢力がピストン72に作用し、該ピストン72は第2ばね部材84aの付勢力に抗して矢印X2方向に退動(摺動)することになる(図8B参照)。
Subsequently, when the
この場合、本実施形態に係るシリンダ機構11では、非線形の2次曲線的な特性を有し、且つ、内側スリット94及び外側スリット96の形成により十分な変位量を備えた皿ばね90(92)を積層することにより、第1ばね部材82aや第2ばね部材84aを構成している。このため、各皿ばね90(92)が撓む際には、各皿ばね90による反発力に加えて、各皿ばね90が収縮するほどに皿ばね90同士での摺動抵抗が増加することになると共に、さらに、比較的少ない積層枚数でも十分な変位量を確保している。
In this case, in the
従って、このようなシリンダ機構11を適用した本実施形態に係るストロークシミュレータ13によれば、例えば、ブレーキ装置10においてペダル12のストロークが大きくなるほどペダル12の踏力(反力)を増加させることができる(図9の線B1参照)。また、ペダル12を戻す際にも、各皿ばね90、92が伸長するほどに皿ばね90、92同士での摺動抵抗が減少すると共に、各皿ばね90、92は十分に収縮される。このため、ペダル12の戻し操作時には、ストロークと踏力の特性にヒステリシス特性が加えられる(図9の線B2参照)。従って、ストロークシミュレータ13では、ストロークと踏力の特性が図9に示すような最適な非線形となり、運転者に違和感のないペダル操作感を与えることができる。しかも、皿ばね90(92)の使用数が有効に低減されることから、ストロークシミュレータ13の小型化及び軽量化や、低コスト化が可能となる。
Therefore, according to the stroke simulator 13 according to this embodiment to which such a
さらに、皿ばね90(92)において、前記スリット部分(内側スリット94や外側スリット96)では、片持はりに類似した線形な特性が得られることから(図6の線A1参照)、ストロークシミュレータ13では、非線形の特性と線形の特性とを相互に利用することができ、ペダル特性のセッティングの幅を拡大することができる。
Further, in the disc spring 90 (92), the slit portion (the
また、本実施形態の場合、内側スリット94や外側スリット96を形成した皿ばね90(92)を用いることにより、当該皿ばね90の積層枚数を有効に低減している。このため、各皿ばね90の特性のばらつきが積層数の増加により拡大されることを有効に防止でき、製品毎の個体差を抑えて安定したばね特性を得ることが可能となる。
In the case of the present embodiment, the number of stacked plate springs 90 is effectively reduced by using the disk springs 90 (92) in which the
さらに、シリンダ機構11(ストロークシミュレータ13)では、第1ばね部材82a、82bに加えて、該第1ばね部材82a、82bよりもばね定数の大きな第2ばね部材84a、84bを備え、2段階でピストン72を付勢することにより、ペダル12のストロークと踏力の特性を一層良好なものとすることができる。
Further, the cylinder mechanism 11 (stroke simulator 13) includes, in addition to the
なお、上記実施形態では、皿ばね90(92)は内側スリット94及び外側スリット96を有するものとして説明したが、例えば、内側スリット94のみ、又は外側スリット96のみを設けることも可能である。
In the above embodiment, the disc spring 90 (92) has been described as having the
また、本発明に係るシリンダ機構11の適用例としては、ストロークシミュレータ13に限定されず、ブレーキ装置10は、図1に示すものに限定されるものではないことは言うまでもない。
Further, the application example of the
以上、実施形態により本発明を説明したが、これに限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは当然可能である。 As described above, the present invention has been described with the embodiment. However, the present invention is not limited to this, and it is naturally possible to adopt various configurations without departing from the gist of the present invention.
10…ブレーキ装置 11…シリンダ機構
12…ペダル 13L、13R…ストロークシミュレータ
26L、26R、38L、38R、72…ピストン
70…ハウジング 72a…先端面
73…液室 74、86…プラグ
74a…連通孔 76…伝達部材
78…支持部材 80…支持軸
82a、82b…第1ばね部材 84a、84b…第2ばね部材
90、92…皿ばね 94…内側スリット
96…外側スリット
DESCRIPTION OF
Claims (2)
該ハウジング内に摺動可能に保持され、作動液が導かれる液室を形成するピストンと、
該ピストンを前記液室側に付勢する皿ばねとを備えるシリンダ機構であって、
前記皿ばねには、放射方向に沿う切り込みが形成されていることを特徴とするシリンダ機構。 A housing;
A piston that is slidably held in the housing and forms a fluid chamber through which hydraulic fluid is guided;
A cylinder mechanism comprising a disc spring for biasing the piston toward the liquid chamber,
The disc mechanism is characterized in that a cut along the radial direction is formed in the disc spring.
当該ストロークシミュレータは、ハウジングと、
該ハウジング内に摺動可能に保持されると共に、前記マスタシリンダの発生した液圧により進退駆動されることで、作動液が導かれる液室を形成するピストンと、
放射方向に沿う切り込みを有し、前記ピストンを前記液室側に付勢する皿ばねと、
を備えることを特徴とするストロークシミュレータ。 A stroke simulator connected to a master cylinder and generating a reaction force on a brake pedal by a hydraulic pressure generated by the master cylinder,
The stroke simulator includes a housing,
A piston that is slidably held in the housing and that is driven forward and backward by the hydraulic pressure generated by the master cylinder to form a fluid chamber into which hydraulic fluid is guided;
A disc spring having a notch along a radial direction and biasing the piston toward the liquid chamber;
A stroke simulator comprising:
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