JP2009173266A - 電動倍力装置およびタンデムマスタシリンダ - Google Patents

Abstract

【課題】タンデムマスタシリンダのプライマリ圧力室の液圧が上昇し難い状況下でも、液圧反力をブレーキペダルに有効に返すことがきるようにする。
【解決手段】入力ピストン２２とこれに相対移動可能に外装されたブースタピストン２１とをタンデムマスタシリンダ１のプライマリピストンとして共用し、ブレーキペダル２３から入力ピストン２２に付与される入力推力と電動アクチュエータ３０からブースタピストン２１に付与されるブースタ推力とにより、タンデムマスタシリンダ１にブレーキ液圧を発生させる電動倍力装置において、タンデムマスタシリンダ１のセカンダリピストン４にその軸方向に摺動孔４０を設けると共に、該摺動孔４０にロッド部材４１を摺動可能に設け、プライマリ圧力室の液圧が上がらない場合に、セカンダリ圧力室５Ｂの液圧によりロッド部材４１を入力ピストン２２に当接させて、圧力室５Ｂ内の液圧反力をブレーキペダル２３に返すようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のブレーキ系統に用いられる倍力装置およびマスタシリンダに関する。

従来、この種の電動倍力装置としては、特許文献１に記載されたものがある。このものは、ブレーキペダルの操作により進退移動する軸部材と、該軸部材に相対移動可能に外装された筒状部材と、該筒状部材を進退移動させる電動アクチュエータとを備え、前記軸部材と前記筒状部材とをタンデムマスタシリンダのプライマリ圧力室に臨ませ、前記ブレーキペダルから前記軸部材に付与される入力推力と前記電動アクチュエータから前記筒状部材に付与されるブースタ推力とにより、タンデムマスタシリンダ内にブレーキ液圧を発生させる構造となっている。
特開２００７-１９１１３３号公報

しかるに、上記特許文献１に記載される電動倍力装置においては、例えば、気泡混入等の理由でタンデムマスタシリンダのプライマリ圧力室の液圧が上昇し難い状況下で軸部材が前進すると、筒状部材の前進によってセカンダリ圧力室の液圧は上昇するものの、プライマリ圧力室の液圧は低いままとなり、軸部材（ブレーキペダル）には液圧反力が伝わらない。この場合、運転者は、ペダル踏力が小さいまま、すなわちブレーキ液圧の反力を感知できないままペダル操作を続けることになり、セカンダリ圧力室の液圧をコントロールすることが難しくなる。

本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、タンデムマスタシリンダのプライマリ圧力室の液圧が上昇し難い状況下でも、セカンダリ圧力室の液圧を容易にコントロールすることができる電動倍力装置およびマスタシリンダを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、軸部材の移動によってプライマリ圧力室の液圧が発生しないときに、軸部材の先端がセカンダリピストンの基端側と当接するように設定したことを特徴とする。

本発明に係る電動倍力装置およびマスタシリンダによれば、タンデムマスタシリンダのプライマリ圧力室の液圧が上昇し難い状況下でも、セカンダリ圧力室の液圧を容易にコントロールすることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は、本発明に係る電動倍力装置の第１の実施形態を示したものである。本電動倍力装置１０は、エンジンルームと車室とを仕切る車室壁１１に一端部が固定され、他端部に後述のタンデムマスタシリンダ１を結合したブースタケース１２を備えている。ブースタケース１２は、有底のケース本体１３とケース本体１３の開口を覆うカバー１４とからなっている。そのケース本体１３が車室前壁１１に固定される一方で、そのカバー１４に前記タンデムマスタシリンダ１が結合されている。また、ケース本体１３の底板部には筒状のボス部１３ａが設けられており、該ボス部１３ａが車室壁１１を貫通して車室１５内へ延出されている。ブースタケース１２には、前記タンデムマスタシリンダ１のプライマリピストンとして共用される後述のピストン組立体２０が内装されると共に、該ピストン組立体２０を構成するブースタピストン２１を駆動する電動アクチュエータ３０が組込まれている。なお、以下では、説明の便宜のため、車室１５側を後側（後端側）、タンデムマスタシリンダ１側を前側（前端側）と呼ぶこととする。

タンデムマスタシリンダ１は、有底のシリンダ本体２を備えており、そのシリンダ本体２内の奥側には、前記プライマリピストンとしてのピストン組立体２０と対をなすセカンダリピストン４が摺動可能に配設されている。シリンダ本体２内には、前記ピストン組立体２０とセカンダリピストン４とにより２つの圧力室５Ａ、５Ｂが画成されており、前記ピストン組立体２０とセカンダリピストン４との前進に応じて各圧力室５Ａ、５Ｂ内に封じ込められているブレーキ液が、対応する系統のホイールシリンダへ図示せぬブレーキ液圧制御ユニットを介して圧送されるようになる。シリンダ本体２には、ブレーキ液を貯留するリザーバ３が取り付けられており、各圧力室５Ａ、５Ｂにブレーキ液を供給するようになっている。

また、シリンダ本体２には、各圧力室５Ａ、５Ｂ内とリザーバ３とを連通するリリーフポート６Ａ、６Ｂが形成されている。シリンダ本体２の内面には、前記リリーフポート６Ａ、６Ｂを挟んで一対のシール部材７Ａ、７Ｂが配設されている。また、各圧力室５Ａ、５Ｂ内には、ピストン組立体２０とセカンダリピストン４とを後方へ付勢する戻しばね８Ａ、８Ｂが配設されている。各圧力室５Ａ、５Ｂは、前記前記ピストン組立体２０とセカンダリピストン４との前進に応じて、前記一対のシール部材７Ａ、７Ｂが対応する前記ピストン組立体２０とセカンダリピストン４との外周面に摺接することで、リリーフポート６Ａ、６Ｂに対して閉じられる。また、前記セカンダリピストン４は、基端側の円盤部４Ａと先端側の筒状部４Ｂとを結合した形状となっている。

本電動倍力装置１を構成するピストン組立体２０は、前記ブースタピストン２１と該ブースタピストン２１にこれと相対移動可能に挿通された入力ピストン２２とからなっている。入力ピストン２２は、その後端側に設けた大端部２２ａにブレーキペダル２３から延ばした入力ロッド２４を連結させることで、ブレーキペダル２３の操作により進退移動するようになっている。なお、入力ロッド２４は、その揺動が許容されるように前記大端部２２ａに所定角度だけ揺動可能に連結されている。本実施の形態においては、入力ピストン２２がブレーキペダル２３の操作により進退移動する軸部材をなし、ブースタピストン２１が軸部材に相対移動可能に外装された筒状部材をなしている。

ピストン組立体２０が有するブースタピストン２１は、前端部が前記タンデムマスタシリンダ１内のプライマリ圧力室５Ａに挿入されている。また、入力ピストン２２は、ブースタピストン２１内を摺動可能に延ばされて、その前端部が同じくプライマリ圧力室５Ａに挿入されている。この入力ピストン２２とブースタピストン２１との間は、シール部材２３によりシールされている。また、タンデムマスタシリンダ１とブースタピストン２１との間は前記シール部材７Ａによりシールされている。これらシール部材７Ａ、２３によりプライマリ圧力室５Ａからタンデムマスタシリンダ１外へのブレーキ液の漏出が防止されている。

一方、入力ピストン２２の後端側には、これと直交する配置でピン２５が圧入固定されている。ピン２５は、ブースタピストン２１に貫設した軸方向の長孔２６を挿通して延ばされている。ピン２５の一端部はブースタケース１２の内面に形成された軸方向のスリット２７内に挿入される。ピン２５の他端部はブースタケース１２の段差に干渉する位置まで延ばされている。すなわち、ピン２５は入力ピストン２２とブースタピストン２１との相対回転を規制しかつ入力ピストン２２の後退を規制するものとして機能している。また、ブースタピストン２１と入力ピストン２２とは、ピン２５が前記長孔２６内で移動できる範囲内で相対移動可能となっている。したがって、ピン２５は入力ピストン２２とブースタピストン２１との相対移動範囲を規定するストッパとしても機能している。

入力ピストン２２とブースタピストン２１との相互間には環状空間２８が画成されている。この環状空間２８には、入力ピストン２２に設けたばね受２２ｂに一端が係止され、かつブースタピストン２１に他端が係止された一対のバランスばね（付勢手段）２９が配設されている。この一対のバランスばね２９は、所定のセット荷重を持って配設され、ブレーキ非作動時に入力ピストン２２とブースタピストン２１とを相対移動の中立位置に保持する。なお、この中立位置では、入力ピストン２２に固定したピン２５がブースタピストン２１側の長孔２６内の中間位置に位置決めされている。

ブースタピストン２１の後端部には、前記電動アクチュエータ３０を構成する操作レバー３１が半径外方向から圧入されている。電動アクチュエータ３０を構成する電動モータ３２は、タンデムマスタシリンダ１の下側に位置して、前記ブースタケース１２のフロントカバー１４に横置きに取付けられている。電動モータ３２の出力軸３２ａは、ブースタケース１２内に長く延ばされており、その先端部には、ねじ部３３が形成されている。このねじ部３３には、前記ブースタピストン２１に一端部が固結された操作レバー３１の他端部に設けたねじ孔３４が螺合されている。これにより、電動モータ３２の回転は、前記ねじ部３３とねじ孔３４の噛み合いにより直線運動に変換されて操作レバー３１に伝達される。すなわち、操作レバー３１は電動モータ３２の回転に応じて平行移動、すなわちシリンダ本体２の軸方向に直線移動し、その動きにブースタピストン２１が追従する。したがって、ブースタピストン２１には前記電動モータ３２の出力に応じたブースタ推力が付与される。

一方、上記操作レバー３１の途中には、変位検出手段の一例としてのポテンショメータ３５が設けられている。このポテンショメータ３５は、その検出ロッド３６の先端を前記入力ピストン２２に固定されたピン２５に当接させるように設置されている。このポテンショメータ３５は、入力ピストン２２とブースタピストン２１との相対変位量を検出するものである。ポテンショメータ３５の検出信号は、前記電動モータ３２を制御するコントローラ（図示略）に送出されるようになっている。

本第１の実施形態においてはさらに、タンデムマスタシリンダ１のセカンダリピストン４の基端側に位置する円盤部４Ａの軸心位置に摺動孔４０を設けると共に、該摺動孔４０に伝達部材の一例としてのロッド部材４１を摺動可能に嵌挿している。ロッド部材４１は、一端側４１Ａがセカンダリピストン４の基端側に位置する円盤部４Ａからプライマリ側圧力室５Ａに突出して前記入力ピストン２２の先端と当接可能で、通常は離間して設けられている。ロッド部材４１の他端側４１Ｂが円盤部４Ａから筒状部４Ｂ内に延出しセカンダリ側圧力室５Ｂに臨んで設けられている。ロッド部材４１とセカンダリピストン４との間は摺動孔４０内に嵌装したシール部材４２によりシールされている。また、プライマリ側圧力室５Ａに延在するロッド部材４１の後端側にはセカンダリピストン４に当接するストッパ４３が設けられている。一方、前記入力ピストン２２の前端部にはばね受４４が設けられており、このばね受４４と前記ロッド部材４１に設けたストッパ４３との間には、該ロッド部材４１を入力ピストン２２から離間する方向へ付勢する弱いばね４５が介装されている。

以下、上記のように構成された電動倍力装置１０の作用を説明する。

上記のように構成した電動倍力装置１０においては、ブレーキペダル２３の踏込み、すなわち入力ピストン２２の前進に応じて電動モータ３２を回転させると、その回転が操作レバー３１の直線運動に変換されて、ブースタピストン２１が前進する。これによりブレーキペダル２３から入力ピストン２２に付与される入力推力と電動モータ３２からブースタピストン２１に付与されるブースタ推力とに応じたブレーキ液圧がタンデムマスタシリンダ１内の圧力室５Ａ、５Ｂに発生する。

このとき、入力ピストン２２とブースタピストン２１との間に相対変位が生じないように電動モータ３２の回転（回転角）を制御すると、両ピストン２２と２１との間に介装した一対のバランスばね部材２９が中立位置を維持する。このときの倍力比は、相対変位量がゼロであることから、ブースタピストン３１の受圧面積と入力ピストン３２の受圧面積との面積比で一義的に定まる。一方、この中立位置からブースタ推力によりブレーキ液圧を増加させる方向（フロント側）へブースタピストン２１を相対変位させると、倍力比（制動力）が大きくなり、電動モータ３２によるブレーキアシスト動作が実現する。また、前記中立位置からブースタ推力によりブレーキ液圧を減少させる方向（リヤ側）へブースタピストン２１を相対変位させると、倍力比（制動力）が減少し、回生制動時の回生協調動作が実現する。なお、この制動中、ロッド部材４１は、ばね４５によって入力ピストン２２から離間する方向へ付勢されているので、該ロッド部材４１が不用意に入力ピストン２２に衝突することはない。

ところで、上記したブレーキペダル２３の踏込みによる制動中、タンデムマスタシリンダ１のプライマリ圧力室５Ａに発生する液圧Ｐｐとセカンダリ側圧力室５Ｂに発生する液圧Ｐｓとが等しいか、液圧Ｐｐが液圧Ｐｓより高い場合は、弱いばね４５の反力を無視すると、入力ピストン２２に作用する推力Ｆｉは下記（１）式のようになる。下記（１）式中、ΔＸは入力ピストン２２とブースタピストン２１との相対変位量、Ｋはバランスばね２９のバネ定数、Ａｐは入力ピストン２２の受圧面積であり、入力ピストン２２の推力Ｆｉすなわちブレーキペダル２３の操作力（ペダル操作力）は、プライマリ圧力室５Ａの液圧（液圧反力）と等しくなる。なお、この場合、ロッド部材４１は一端側４１Ａにプライマリ圧力室５Ａの液圧を受けて前進し、ストッパ４３をセカンダリピストン４に当接させる前進端に位置固定される。

Ｆｉ＝Ｋ×△Ｘ＋Ａｐ×Ｐｐ …（１）

一方、セカンダリ圧力室５Ｂに発生する液圧Ｐｓがプライマリ圧力室５Ａに発生する液圧Ｐｐより高い場合は、セカンダリピストン４の基端側にあるロッド部材４１が後退してロッド部材４１の一端側４１Ａが入力ピストン２２に当接する。このため、入力ピストン２２に作用する推力Ｆｉは下記（２）式のようになる。なお、下記（２）式中、Ａｓはロッド部材４１の一端側４１Ａの端面４１Ｃの受圧面積である。

Ｆｉ＝Ｋ×△Ｘ＋Ａｐ×Ｐｐ＋Ａｓ×（Ｐｓ-Ｐｐ） …（２）

したがって、例えば、気泡混入等の理由でタンデムマスタシリンダ１のプライマリ圧力室５Ａの液圧が上昇し難い状況下で入力ピストン２２が前進したとしても、セカンダリ圧力室５Ｂの液圧上昇することで、セカンダリ圧力室５Ｂの液圧による反力すなわちＡｓ×（Ｐｓ-Ｐｐ）がロッド部材４１、入力ピストン２２を介してブレーキペダル伝達されることになる。したがって、運転者は、セカンダリ圧力室５Ｂの液圧上昇に応じた反力を感じることになるので、セカンダリ圧力室の液圧を容易にコントロールすることができる。
これにより、ブレーキ液圧の反力を感知できないままペダル操作を続けることで、ブースタ推力最大値に対応した圧力まで上昇してしまい、運転者に大きな違和感を与えるというようなことはなくなる。

ここで、ロッド部材４１の一端側４１Ａの端面の受圧面積Ａｓが入力ピストン２２の先端面２２ｃの受圧面積Ａｐと等しい（Ａｓ＝Ａｐ）とすれば、プライマリ圧力室５Ａが全く液圧を発生しない場合、入力ピストン２２に作用する推力Ｆｉは下記（３）式のようになり、セカンダリ側圧力室５Ｂの液圧Ｐｓのみが反力としてブレーキペダル２３に返される。この場合、プライマリ圧力室５Ａが正常に液圧を発生したとほぼ同じ反力を運転者が感じることになる。
Ｆｉ＝Ｋ×△Ｘ＋Ａｓ×Ｐｓ …（３）

すなわち、タンデムマスタシリンダ１のプライマリ側圧力室５Ａとセカンダリ側圧力室５Ｂに液圧差があるときは、高い側の液圧がブレーキペダル２３に反力として返る。したがって何らかの理由で一方の圧力室の液圧が上昇し難い状況下になっても、他方の圧力室の液圧に対応した反力がブレーキペダルに返り、他方の圧力室の液圧を容易にコントロールでき、運転者に与える違和感が緩和される。

図２は、本発明の第２の実施形態を示したものである。本第２の実施形態の特徴とするところは、上記第１の実施形態におけるロッド部材４１を入力ピストン２２と一体に形成した点にある。本第２の実施形態において、伝達部材の一例としてのロッド部材４１は、入力ピストン２２より小径に形成されており、両者の境界には、環状の段差面４６が形成されている。したがって、ここでは、前記環状の段差面４６が入力ピストン２２の受圧面となっている。なお、本第２の実施形態としての電動倍力装置１０´の基本構成は前記第１の実施形態と変わりはないので、同一部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

本第２の実施形態においては、制動中、入力ピストン２２の推力Ｆｉは、上記と同様、プライマリ圧力室５Ａに発生する液圧Ｐｐ、セカンダリ側圧力室５Ｂに発生する液圧Ｐｓ、入力ピストン２２の受圧面積をＡｐ、ロッド部材４１の受圧面積をＡｓ、入力ピストン２２とブースタピストン２１との相対変位量をΔＸ、バランスばね２９のバネ定数をＫとすると、下記（４）式のようになる。

Ｆｉ＝Ｋ×△Ｘ＋Ａｐ×Ｐｐ＋Ａｓ×Ｐｓ …（４）

ここで、ロッド部材４１の受圧面積Ａｓが入力ピストン２２の受圧面積Ａｐと等しい（Ａｓ＝Ａｐ）とすれば、入力ピストン２２に作用する推力Ｆｉは下記（５）式のようになる。

Ｆｉ＝Ｋ×△Ｘ＋Ａｐ（Ｐｐ＋Ｐｓ） …（５）

すなわち、プライマリ圧力室５Ａの液圧Ｐｐとセカンダリ圧力室５Ｂの液圧Ｐｓとの和が反力としてブレーキペダル２３に返される。この場合、入力ピストン２２の受圧面積Ａｐの２倍（２×Ａｐ）を第１の実施形態における入力ピストン２２の受圧面積と等しくすれば、両液圧ＰｐとＰｓの平均液圧が反力としてブレーキペダル２３に返される。したがって、プライマリ圧力室５Ａの液圧Ｐｐが上昇しないときは、セカンダリ圧力室５Ｂの液圧の半分が液圧反力としてブレーキペダル２３に返ることになる。この場合は、車両減速度にほぼ比例した反力がブレーキペダルに返ることになり、運転者に与える違和感が緩和される。

図３、４に、本発明の第３の実施形態を示す。本第３の実施形態の特徴とするところは、上記第１、２の実施形態における伝達部材の一例としてのロッド部材４１の代わりに、伝達部材の他の例としての弾性部材を使用した点にある。本第３の実施形態において、電動倍力装置１１０は、エンジンルームＲ１と車室Ｒ２とを仕切る隔壁Ｗに一端が固定され、他端に後述のタンデムマスタシリンダ１０１を結合したケーシング１１１を備えている。なお、以下では、説明の便宜のため、エンジンルームＲ１側を前側、車室Ｒ２側を後側とそれぞれ呼ぶこととする。ケーシング１１１は、筒状のケーシング本体１１２とこのケーシング本体１１２の後側端にボルト止めされたカバー１１３とからなっている。ケーシング本体１１２の前端には段付の壁１１２ａが一体に設けられており、該壁１１２ａに前記タンデムマスタシリンダ１０１がスタッドボルト１１４を用いて固結されている。カバー１１３は、前記隔壁Ｗにスタッドボルト１１５を用いて固結されている。この固結状態で、該カバー１１３に一体に設けた筒状のボス部１１３ａが隔壁Ｗを挿通して車室Ｒ２内へ延出される。

本電動倍力装置１１０を構成するケーシング１１１には、タンデムマスタシリンダ１０１のプライマリピストンとして共用される後述のピストン組立体１２０と、該ピストン組立体１２０を構成するブースタピストン１２１を駆動する後述の電動アクチュエータ１３０とが内装され、一方、ケーシング１１１の上部には、電動アクチュエータ３０の駆動を制御するための後述のＥＣＵ（電子制御装置）５０が一体的に設けられている。

タンデムマスタシリンダ１０１は、図４にも示されるように、有底筒状のシリンダ本体１０２を備えている。このシリンダ本体１０２内の底部側には、前記プライマリピストンとしてのピストン組立体１２０と対をなすセカンダリピストン１０４が摺動可能に配設されている。シリンダ本体１０２内には、前記ピストン組立体１２０とセカンダリピストン１０４とにより２つの圧力室１０５Ａ、１０５Ｂが画成されている。前記両ピストン１２０、１０４の前進に応じて各圧力室１０５Ａ、１０５Ｂ内に封じ込められているブレーキ液が、シリンダ本体１０２に設けた吐出ポート１０６Ａ、１０６Ｂから対応する系統のホイールシリンダへ図示せぬブレーキ液圧制御ユニットを介して圧送されるようになる。シリンダ本体１０２には、ブレーキ液を貯留するリザーバ１０３が取り付けられており、各圧力室１０５Ａ、１０５Ｂにブレーキ液を供給するようになっている

また、シリンダ本体１０２には、各圧力室１０５Ａ、１０５Ｂ内とリザーバ１０３とを連通するリリーフポート１０７Ａ、１０７Ｂが形成されている。シリンダ本体１０２の内周面には、前記両ピストン１２０、１０４の前進に応じて前記リリーフポート１０７Ａ、１０７Ｂと各圧力室１０５Ａ、１０５Ｂとを分断する一対のシール部材１０８Ａ、１０８Ｂが配設されている。また、各圧力室１０５Ａ、１０５Ｂ内には、前記プライマリピストンとしてのピストン組立体１２０とセカンダリピストン１０４とを常時後退方向へ付勢する戻しばね１０９Ａ、１０９Ｂが配設されている。各圧力室１０５Ａ、１０５Ｂは、両ピストン１２０、１０４が後退端に位置するときに前記リリーフポート１０７Ａ、１０７Ｂを経てリザーバ１０３と連通し、これにより各圧力室１０５Ａ、１０５Ｂにはリザーバ１０３からブレーキ液が補給されるようになっている。

上記ピストン組立体１２０は、前記したブースタピストン１２１と入力ピストン１２２とからなっており、棒状の入力ピストン１２２が、筒状をなすブースタピストン１２１内に挿通されて相対移動可能に配設されている。なお、入力ロッド２４は、その揺動が許容されるように前記大端部２２ａに所定角度だけ揺動可能に連結されている。本実施の形態においては、入力ピストン２２がブレーキペダル２３の操作により非制動位置から進退移動する軸部材をなし、ブースタピストン２１が軸部材に相対移動可能に外装された筒状部材をなしている。

ブースタピストン１２１は、図４にも示されるように、前記ケーシング本体１１２の前端の壁１１２ａに嵌着されたガイド１２３に摺動可能に嵌挿されている。このブースタピストン１２１の前側部１２１ａがタンデムマスタシリンダ１１０のプライマリ圧力室１０５Ａ内に延出されている。一方、入力ピストン１２２は、ブースタピストン１２１の内周で軸方向中央部に形成されている環状壁部１２１ｂに摺動可能に挿通されている。入力ピストン１２２の前端側１２２ａは、ブースタピストン１２１と同じくタンデムマスタシリンダ１０１のプライマリ圧力室１０５Ａ内に延出されている。ブースタピストン１２１とタンデムマスタシリンダ１０１のシリンダ本体１０２との間は前記シール部材１０８Ａにより、また、ブースタピストン１２１と入力ピストン１２２との間は前記壁部１２１ｂに設けられたシール部材１２４によりそれぞれシールされており、これによりプライマリ圧力室１０５Ａからタンデムマスタシリンダ１０１外へのブレーキ液の漏出が防止されている。

一方、上記入力ピストン１２２の後側端１２２ｂには、ブレーキペダルＢＰと連動する入力ロッド１２５の先端部１２５ａが後側端１２２ｂに対して所定角度だけ揺動可能に連結されている。入力ピストン１２２は、ブレーキペダルＢＰの操作（ペダル操作）によりブースタピストン１２１内を進退移動可能になっている。入力ロッド１２５の途中には、拡径部１２５ｂが一体に形成されている。この拡径部１２５ｂによって入力ロッド１２５は、前記カバー１１３のボス部１１３ａの後端に一体に形成した内方突起１２６に当接して後方（車室Ｒ２側）への移動が規制されるようになっている。すなわち、入力ピストン１２２の後退端は、入力ロッド１２５の拡径部１２５ｂがカバー１１３の内方突起１２６に当接する位置となっている。

上記電動アクチュエータ１３０は、電動モータ１３１とこの電動モータ１３１の回転を直線運動に変換して前記ブースタピストン１２１に伝達するボールねじ機構１３２とからなっている。電動モータ１３１は、複数のコイル１３３ａを有するステータ１３３と該ステータ１３３への通電により回転する中空のロータ１３４とからなっている。このステータ１３３はケーシング本体１１２にボルト１３５を用いて固定される。前記ロータ１３４は、ケーシング本体１１２に固定された軸受１３６およびリヤカバー１１３固定された軸受１３７を介してケーシング本体１１２およびリヤカバー１１３に対して回動自在に支持されている。したがって、本実施形態においては、ケーシング１１１はモータケーシングとしても構成されている。なお、本実施形態においては、ボールねじ機構１３２を回転-直動変換機構として用いているが、この他にねじ機構やローラねじ機構等の別の回転-直動変換機構を用いても良い。

ボールねじ機構１３２は、上記電動モータ１３１のロータ１３４にキー１３８を用いて回転不能に嵌合固定されてその軸方向に直動可能なナット部材１３９と、このナット部材３９に複数のボール４０を介して噛合わされて回動可能な中空のねじ軸１４１とからなっている。ねじ軸１４１の後側には軸方向に延びるスリット１４２が形成されている。このスリット１４２には前記カバー１１３の内方突起１２６が挿入されるようになっており、これにより、ねじ軸１４１はケーシング１１１内に対して回動不能に配設されている。このように、ねじ軸１４１は、回動不能になっているため、ロータ１３４と一体にナット部材１３９が回転したときに、この回転によって直動するようになっている。

一方、ねじ軸１４１の内周面には突起１４３が設けられており、この突起１４３には前記ブースタピストン１２１の後側端部に螺着したフランジ部材１４４が当接するようになっている。また、前記フランジ部材１４４と前記ケーシング本体１１２に嵌合した筒状ガイド１２３との間には戻しばね１４５が介装されている。ブースタピストン１２１は、この戻しばね１４５によりフランジ部材１４４が常時、ねじ軸１４１側の環状突起１４３に当接されるようになっている。したがって、ナット部材１３９の回転に応じてねじ軸１４１が前進すると、ねじ軸１４１に押されてブースタピストン１２１も前進するようになっている。本実施形態において、ねじ軸１４１は、ブレーキ非作動時には、スリット１４２の始端がカバー１１３側の内方突起１２６に当接して位置決めされている。この当接状態時のねじ軸１４１の位置がねじ軸１４１の後退端となっている。これに応じてブースタピストン１２１も、ブレーキ非作動時には、後退端に位置するねじ軸１４１の突起１４３に当接して位置決めされるようになっている。この当接状態時のブースタピストン１２１の位置がブースタピストン１２１の後退端となっている。なお、ねじ軸１４１と前記ガイド１２３との間には、ねじ軸１４１を後方へ付勢し、ねじ軸１４１が車両振動等により不用意に前進するのを規制する押えばね１４６が介装されている。

ピストン組立体１２０が有するブースタピストン１２１と入力ピストン１２２との相互間には、図４によく示されるように、一対のバランスばね１４７が配設されている。この一対のバランスばね１４７は、ブレーキ非作動時にブースタピストン１２１と入力ピストン１２２とを相対移動の中立位置に保持する役割をなすとともに、ブースタピストン１２１と入力ピストン１２２とが相対移動したときに入力ピストン１２２からブレーキペダルＢＰへ伝達する反力を調整するものである。

本実施形態において、車室Ｒ２内の固定部には、入力ロッド１２５の動きを介して車体に対する入力ピストン１２２の絶対変位、すなわち入力ストロークを検出するポテンショメータＰＭが配設されている。なお、ポテンショメータＰＭはまたはブレーキペダルＢＰの車体に対する絶対変位、すなわち入力ストロークを検出するようにしてもよい。また、ケーシング１１１内には、前記電動モータ１３１の回転変位から車体に対するブースタピストン１２１の絶対変位を検出する回転角センサであるレゾルバ１４８が配設されている。このレゾルバ１４８は、ケーシング１１１（ケーシング本体１１２）にボルト止めされたレゾルバステータ１４８ａと電動モータ１３１のロータ１３４の外周面に配置されたレゾルバロータ１４８ｂとからなっている。

ＥＣＵ５０には、電動モータ１３１、レゾルバ１４８及びポテンショメータＰＭが接続されている。ＥＣＵ５０は、ポテンショメータＰＭにより検出された入力ピストン１２２の入力ストロークに応じて電動モータ１３１を駆動してブースタピストン１２１を入力ピストン１２２と一体的に推進するように制御する。また、ＥＣＵ５０は、走行状況に応じて入力ピストン１２２と相対移動するようにブースタピストン１２１を移動させるように制御してブレーキアシスト制御や回生協調制御を適宜行なうようになっている。ＥＣＵ５０は、ケーシング１１１に一体形成されて底板部１５１を有する箱形のケーシング本体１５２とケーシング本体１５２の底板部１５１の対向方向の開口を覆う蓋体１５３とからなるＥＣＵケーシング１５４の内部に設けられている。ＥＣＵケーシング１５４の全体は、略直方体形状をなしている。

本第３の実施形態の特徴とする点を図４により説明する。図４に示すように、セカンダリピストン１０４の基端側には、セカンダリピストン１０４の径方向中心と中心を同じにする円状の溝部１０４ａと、この溝部１０４ａの外周に周壁１０４ｂとが形成されている。溝部１０４ａには、伝達部材の他の例としての弾性部材であるゴム製のリアクションディスク１６１が溝部１０４ａの底部と周壁１０４ｂの内周面に当接して設けられている。また、溝部１０４ａには、リアクションディスク１６１の溝部１０４ａの底部との当接面と反対側の面に当接するとともに、周壁１０４ｂの内周面内を移動可能で、戻しばね１０９Ａが当接するリング状のばね受け部材１６２が設けられている。なお、本実施形態においては、リアクションディスク１６１が、セカンダリピストンの基端側に設けられ軸部材の先端が当接可能な弾性部材をなしている。

ばね受け部材１６２は、外周側に形成されて戻しばね１０９Ａの端面が当接する肉薄部１６３と、戻しばね１０９Ａの内径とほぼ同一の径方向寸法を有して中心が入力ピストン１２２の先端面１２２ｃの径方向寸法よりも大きな径方向寸法の孔１６４を有する厚肉部１６５とから一体に形成されている。

上述の入力ピストン１２２の先端面１２２ｃは、入力ピストン１２２およびブースタピストン１２１が後退端にある非制動状態において、ブースタピストン１２１の先端面１２１ｃから軸方向に突出するように配置されている。ブースタピストン１２１の先端面１２１ｃには、ブースタピストン１２１の軸方向に段差が形成されており、外周面１２１ｄよりも突出してばね受け部材１６２の肉薄部１６３に当接可能に形成される内周突出部１２１ｅが設けられている。

以下、上記のように構成した電動倍力装置１１０の作用を説明する。

タンデムタンデムマスタシリンダ１０１のプライマリ圧力室１０５Ａの液圧が上昇し得る状況下で、ブレーキペダルＢＰの踏込みに応じて入力ロッド１２５、すなわち入力ピストン１２２が前進すると、その動きがポテンショメータＰＭにより検出される。すると、ポテンショメータＰＭからの信号を受けてＥＣＵ１５０から電動モータ１３１に駆動指令が出力される。これにより、電動モータ１３１のロータ１３４が回転して、その回転がボールねじ機構１３２により直動に変換されてブースタピストン１２１に伝達される。すなわち、入力ピストン１２２とブースタピストン１２１とが一体的に推進し、ブレーキペダルＢＰから入力ピストン１２２に付与される入力推力と電動モータ１３１からブースタピストン１２１に付与されるブースタ推力とに応じたブレーキ液圧がタンデムマスタシリンダ１０１内の圧力室１０５Ａ、１０５Ｂに発生する。

このとき、入力ピストン１２２とブースタピストン１２１との間に相対変位が生じないように電動モータ１３１の回転を制御すると、入力ピストン１２２とブースタピストン１２１との間に介装した一対のバランスばね１４７が中立位置を維持する。このときの倍力比は、相対変位量がゼロであることから、ブースタピストン１２１の受圧面積と入力ピストン１２２の受圧面積との面積比で一義的に定まり、入力ピストン１２２の受圧面積分のプライマリ圧力室１０５Ａの液圧の反力が入力ロッド１２５及びブレーキペダルＢＰを介して運転者に伝達されることになる。

一方、タンデムマスタシリンダ１０１のプライマリ圧力室１０５Ａの液圧が上昇し難い状況下で入力ピストン１２２が前進した場合には、上記同様に入力ピストン１２２とブースタピストン１２１とが一体的に前進するが、プライマリ圧力室１０５Ａの液圧が発生しないため、入力ピストン１２２の先端面１２２ｃがセカンダリピストン１０４の基端側に設けられているばね受け部材１６２の孔１６４を通り抜けてリアクションディスク１６１に当接する。この当接によってセカンダリピストン１０４が前進し始めてセカンダリ圧力室１０５Ｂの液圧が発生し始める。

この後、ブースタピストン１２１の内周突出部１２１ｅがばね受け部材１６２の肉薄部１６３に当接して入力ピストン１２２を助力しながらセカンダリピストン１０４を推進する。このときの倍力比は、相対変位量がゼロであることから、リアクションディスク１６１に対する入力ピストン１２２の受圧面積とばね受け部材１６２の受圧面積との面積比で一義的に定まり、入力ピストン１２２の受圧面積分のセカンダリ圧力室１０５Ｂの液圧の反力が入力ロッド１２５及びブレーキペダルＢＰを介して運転者に伝達されることになる。このように、ばね受け部材１６２は、中央の孔１６４の面積とその周囲の環状部位との面積とに応じて、リアクションディスク１６１に作用する反力を、入力ピストン１２２とブースタピストン１２１との所定の比率で分配する反力分配部材として機能する。

このように、何らかの理由でプライマリ側圧力室１０５Ａの圧力室の液圧が上昇し難い状況下になっても、セカンダリ側圧力室１０５Ｂの圧力室の液圧に対応した反力がブレーキペダルＢＰに返り、セカンダリ側圧力室１０５Ｂの圧力室の液圧を容易にコントロールでき、運転者に与える違和感が緩和される。

図５は、本発明の第４の実施形態を示したものである。本第４の実施形態の特徴とするところは、上記第３の実施形態においては、戻しばね１０９Ａが当接するばね受け部材１６２がセカンダリピストン１０４の基端側の周壁１０４ｂの内周面内を移動可能としたが、ばね受け部材を二体化してプライマリ圧力室１０５Ａの液圧が上昇し得る状況下でリアクションディスクに力を加えないようにした点である。なお、本第４の実施形態においては、上記第３の実施形態と同様の攻勢については、同じ番号を付してその説明を省略する。

本第４の実施形態の特徴とする点を図５により説明する。図５に示すように、セカンダリピストン２０４の基端側には、セカンダリピストン２０４の径方向中心と中心を同じにする円状の溝部２０４ａと、この溝部２０４ａの外周に周壁２０４ｂとが形成されている。また、周壁２０４ｂの開口側には、溝部２０４ａの底面の直径よりも大径の段溝部１０４ｃが形成されている。溝部２０４ａには、弾性部材としてのゴム製のリアクションディスク１６１が溝部２０４ａの底面と周壁２０４ｂの内周面に当接して設けられている。また、溝部２０４ａには、リアクションディスク１６１の溝部２０４ａの底部との当接面と反対側の面に当接するとともに、周壁２０４ｂの内周面内を移動可能なリング状の押圧片と、戻しばね１０９Ａが当接するとともに段溝部２０４ｃでセカンダリピストン２０４に当接するリング状のばね支持部材２６７が設けられている。

押圧片２６２は、外周側に軸方向に立設されて周壁２０４ｂの内周面に当接する周壁部２６３と、中心が入力ピストン１２２の先端面１２２ｃの径方向寸法よりも大きな径方向寸法の孔２６４を有する板部２６５とから一体に形成されている。周壁部２６３には、その軸方向に複数の軸方向溝２６７が穿設されている。

ばね支持部材２６７は、鋼材等のリング状の板材で形成され、中央部に戻しばね１０９Ａの内周寸法と略同様の立設部２６８が形成され、この立設部２６８の外周面に戻しばね１０９Ａの内周側が当接するようになっている。立設部２６８の外周側には、戻しばね１０９Ａの端面が当接するばね支持部２６９が設けられている。このばね支持部２６９の外周側には複数の突片２７０が形成され、この突片２７０は押圧片２６２の軸方向溝２６７を通ってセカンダリピストン２０４の段溝部２０４ｃに当接するようになっている。このように、戻しばね１０９Ａのばね力はばね支持部材２６９を介してセカンダリピストン２０４に作用するようになっており、プライマリ圧力室１０５Ａの液圧が上昇し得る状況下で、プライマリピストン２２１が前進した際の押圧力をリアクションディスク１６１が受けることがなく、リアクションディスク１６１の耐久性を向上させることができる。

ブースタピストン２２１の先端面２２１ｃには、ブースタピストン２２１の軸方向に段差が形成されており、内周面２２１ｅよりも突出して押圧片２６２の周壁２６３の端面に当接可能に形成される外周突出部２２１ｄが設けられている。なお、本第４の実施形態においても、入力ピストン１２２の先端面１２２ｃは、入力ピストン１２２およびブースタピストン２２１が後退端にある非制動状態において、ブースタピストン２２１の先端面２２１ｃから軸方向に突出するように配置されている。

以下、上記のように構成した電動倍力装置２１０のプライマリ圧力室１０５Ａの液圧が上昇し難い状況下での作用を説明する。

タンデムマスタシリンダ２０１のプライマリ圧力室１０５Ａの液圧が上昇し難い状況下で入力ピストン１２２が前進した場合には、入力ピストン１２２とブースタピストン２２１とが一体的に前進するが、プライマリ圧力室１０５Ａの液圧が発生しないため、入力ピストン１２２の先端面１２２ｃがセカンダリピストン２０４の基端側に設けられている押圧片２６２の孔２６４を通り抜けてリアクションディスク１６１に当接する。この当接によってセカンダリピストン２０４が前進し始めてセカンダリ圧力室１０５Ｂの液圧が発生し始める。この後、ブースタピストン２２１の外周突出部２２１ｄが押圧片２６２の周壁２６３の端面に当接して入力ピストン１２２を助力しながらセカンダリピストン２０４を推進する。このときの倍力比は、相対変位量がゼロであることから、リアクションディスク１６１に対する入力ピストン１２２の受圧面積と押圧片２６２の受圧面積との面積比で一義的に定まり、入力ピストン１２２の受圧面積分のセカンダリ圧力室１０５Ｂの液圧の反力が入力ロッド１２５及びブレーキペダルＢＰを介して運転者に伝達されることになる。

このように、何らかの理由でプライマリ側圧力室１０５Ａの圧力室の液圧が上昇し難い状況下になっても、セカンダリ側圧力室１０５Ｂの圧力室の液圧に対応した反力がブレーキペダルＢＰに返り、セカンダリ側圧力室１０５Ｂの圧力室の液圧を容易にコントロールできる。また、戻しばね１０９Ａのばね力はばね支持部材２６９を介してセカンダリピストン２０４に作用するようになっており、プライマリ圧力室１０５Ａの液圧が上昇し得る状況下で、ブースタピストン２２１が前進した際の押圧力をリアクションディスク１６１が受けることがなく、リアクションディスク１６１の耐久性を向上させることができる。

上記第３および第４の実施形態として、設置の容易性を考慮してリアクションディスク１６１をセカンダリピストン１０４の基端側に設けて例を説明したが、伝達部材としての弾性部材であるゴム部材を入力ピストン１２２の先端に設けるようにしても同様の効果を得ることができる。また、前記リアクションディスク１６１は、入力ピストン１２２の先端と共に、ばね受け部材１６２を介してブースタピストン１２１、２２１も反力を伝えるようにしたが、ブースタピストン１２１、２２１に前記リアクションディスク１６１を介さずセカンダリピストン１０４、２０４から直接反力が伝達されるようにしてもよいが。

上記各実施形態で、ブースタピストン２１、１２１、２２１を進退移動させるアクチュエータとして電動モータ３２、１３２による電動アクチュエータとして説明したが、ブースタピストン２１、１２１、２２１を進退移動させるのに、油圧シリンダまたは気体圧シリンダ等による油圧アクチュエータや流体圧アクチュエータを用いることも可能である。

本発明の第１の実施形態としての電動倍力装置の全体構造を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態としての電動倍力装置の要部構造を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態としての電動倍力装置の全体構造を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態としての電動倍力装置の要部構造を示す断面図である。 本発明の第４の実施形態としての電動倍力装置の要部構造を示す断面図である。

符号の説明

１、１０１ タンデムマスタシリンダ
２、１０２ シリンダ本体
４、１０４ セカンダリピストン
５Ａ、１０５Ａ プライマリ側圧力室
５Ｂ，１０５Ｂ セカンダリ側圧力室
１０、１０´、１１０、２１０ 電動倍力装置
１２、 ブースタケース
２０、１２０ ピストン組立体
２１，１２１，２２１ ブースタピストン
２２，１２２ 入力ピストン
２３、ＢＰ ブレーキペダル
２９、１２９ バランスばね
３０、１３０ 電動アクチュエータ
３２、１３２ 電動モータ
４０、１４０ 摺動孔
４１ ロッド部材
４５、１４５ ばね
１１２ ケーシング本体

Claims (13)

1. ブレーキペダルの操作により進退移動する軸部材と、該軸部材に相対移動可能に外装された筒状部材と、該筒状部材を進退移動させる電動アクチュエータとを備え、プライマリ圧力室とセカンダリ圧力室とを仕切るセカンダリピストンを有するタンデムマスタシリンダのプライマリ圧力室に前記軸部材と前記筒状部材を臨ませ、前記タンデムマスタシリンダ内で発生するブレーキ液圧の反力を前記軸部材に伝達する電動倍力装置において、前記軸部材の移動によって前記プライマリ圧力室の液圧が発生しないときに、前記タンデムマスタシリンダのセカンダリ圧力室の液圧による反力を前記軸部材に伝達可能な伝達部材を設けたことを特徴とする電動倍力装置。
2. 前記伝達部材は、前記セカンダリピストンの基端側と前記筒状部材との間に設けられ前記軸部材の先端が当接可能な弾性部材であることを特徴とする請求項１に記載の電動倍力装置。
3. 前記弾性部材は、前記セカンダリピストンの基端側に設けられ、前記筒状部材の先端が前記セカンダリピストンの基端側と当接するよりも先に前記軸部材の先端が前記弾性部材と当接するように設定されていることを特徴とする請求項２に記載の電動倍力装置。
4. 前記弾性部材は、前記筒状部材とも当接可能になっていることを特徴とする請求項３に記載の電動倍力装置。
5. 前記弾性部材は、前記軸部材の先端が前記セカンダリピストンの基端側と当接したときのみ前記セカンダリピストンの反力を前記筒状部材に伝えることを特徴とする請求項２に記載の電動倍力装置。
6. 前記伝達部材は、前記タンデムマスタシリンダのセカンダリピストンにその軸方向に摺動孔が設けられ、該摺動孔にセカンダリ圧力室の液圧を受けて前記軸部材に該液圧による反力を伝達可能なロッド部材であることを特徴とする請求項１に記載の電動倍力装置。
7. 前記ロッド部材は、前記軸部材と当接可能で、前記セカンダリ圧力室の液圧を受ける側と反対側で前記プライマリ圧力室の液圧を受ける面を有し、かつ該ロッド部材が前記セカンダリ圧力室の液圧を受ける受圧面積と前記軸部材が前記プライマリ圧力室の液圧を受ける受圧面積とが等しくなっていることを特徴とする請求項６に記載の電動倍力装置。
8. 前記ロッド部材は、付勢手段により前記軸部材から離間する方向へ常時付勢されていることを特徴とする請求項７に記載の電動倍力装置。
9. 前記ロッド部材は、前記軸部材と一体に形成され、かつ前記軸部材がプライマリ圧力室の液圧を受ける受圧面積と前記ロッド部材が前記セカンダリ圧力室の液圧を受ける受圧面積とが等しくなっていることを特徴とする請求項６に記載の電動倍力装置。
10. 前記軸部材と前記筒状部材とは入力ストロークに応じて両者の相対変位位置が制御されることを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の電動倍力装置。
11. シリンダ本体と、ブレーキペダルの操作により進退移動する軸部材の前端部及び該軸部材に相対移動可能に外装されアクチュエータによってシリンダ本体内を移動する筒状部材の前端部に形成されるプライマリ圧力室と、該プライマリ圧力室の前方で前記シリンダ本体内を移動するセカンダリピストンと、該セカンダリピストンと前記シリンダ本体とにより形成されるセカンダリ圧力室とを有し、前記ブレーキペダルから前記軸部材に付与される入力推力と前記アクチュエータから前記筒状部材に付与される推力とにより、ブレーキ液圧を発生するタンデムマスタシリンダにおいて、前記軸部材の移動によって前記プライマリ圧力室の液圧が発生しないときに、前記セカンダリ圧力室の液圧による反力を前記軸部材に伝達可能な伝達部材を設けたことを特徴とするタンデムマスタシリンダ。
12. 前記伝達部材は、前記セカンダリピストンの基端側と前記筒状部材との間に設けられ前記軸部材の先端が当接可能な弾性部材であることを特徴とする請求項１１に記載のタンデムマスタシリンダ。
13. 前記伝達部材は、前記タンデムマスタシリンダのセカンダリピストンにはその軸方向に摺動孔が設けられ、該摺動孔にセカンダリ圧力室の液圧を受けて前記軸部材に該液圧による反力を伝達可能なロッド部材が設けられてなることを特徴とする請求項１１に記載のタンデムマスタシリンダ。

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