JP2014046853A - 電動倍力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動倍力装置において、構造を簡素化し、スペース効率を高めて小型化を可能にする。
【解決手段】ブレーキペダル２２の操作に応じてモータ３３を制御し、モータ３３の回転をボールネジ機構３４によって直動部材５５の直線運動に変換し、プライマリピストン７２を推進してマスタシリンダ１９でブレーキ液圧を発生させる。スルーボルト４８によりマスタシリンダ１９をハウジング３２に結合する。戻しバネ６２によってバネ受６１を介して直動部材５５を後退位置へ付勢する。スルーボルト４８によってマスタシリンダ１９をハウジング３２に結合する。フロントハウジング３５内において、直動部材５５に固定したバネ受６１にスルーボルト４８を摺動可能に挿通して、直動部材５５をハウジング３２に対して軸方向に移動可能、かつ、軸回りに回転しないように支持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車両のブレーキ装置において、ブレーキペダルの操作量に応じて電動モータによってマスタシリンダのピストンを駆動してブレーキ液圧を発生させる電動倍力装置に関するものである。

電動倍力装置として、例えば特許文献１及び２に記載されたものが公知である。電動倍力装置は、運転者によるブレーキペダルの操作量に応じてコントローラにより電動モータを制御し、電動モータの回転運動を回転−直動変換機構であるボールネジ機構により直線運動に変換し、マスタシリンダのピストンを推進してブレーキ液圧を発生させる。

このように回転−直動変換機構を備えた電動倍力装置では、電動モータによって回転駆動される回転−直動変換機構の回転部材をハウジングに対して回転可能に支持し、ピストンを推進する直動部材を軸回りに回り止めすると共に軸方向に沿って移動可能に支持する必要がある。そこで、特許文献１に記載された電動倍力装置では、直動部材であるネジ軸をボールスプラインによって回り止めしつつ軸方向に沿って移動可能に支持している。また、特許文献２に記載された電動倍力装置では、ハウジングに形成した突起を直動部材に軸方向に沿って形成したスロットに係合させることにより、直動部材を回り止めしつつ軸方向に沿って移動可能に支持している。

特開２０００−２３３７４２号公報 特開２０１１−９３４９２号公報

しかしながら、上記特許文献１及び２に記載された電動倍力装置では、次のような問題がある。特許文献１に記載されたものでは、ボールスプラインを用いるため、構造が複雑で組立工数がかかり、また、製造コストも高くなる。特許文献２に記載されたものでは、直動部材にスロットを形成するためのスペースが必要であり、直動部材の軸長が長くなる。

本発明は、構造が簡単でスペース効率に優れ、小型化が可能な電動倍力装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る電動倍力装置は、ハウジングと、該ハウジングに設けられてブレーキペダルの操作に応じて作動する電動モータと、前記ハウジング内に収容されて前記電動モータの回転運動を直線運動に変換してマスタシリンダのピストンを推進する回転−直動変換機構と、前記ハウジング内に収容されて前記回転−直動変換機構の直動部材を後退位置へ付勢する戻しバネと、前記ハウジング内の前記戻しバネを収容する空間内に前記直動部材の軸方向に沿って延びて前記マスタシリンダを前記ハウジングに結合するスルーボルトとを備え、前記直動部材は、前記空間内において、前記スルーボルトに係合して前記ハウジングに対して軸回りに回り止めされることを特徴とする。

本発明に係る電動倍力装置によれば、構造を簡素化し、スペース効率を高め、小型化が可能になる。

本発明の一実施形態に係る電動倍力装置の縦断面図である。 図１に示す電動倍力装置の要部を拡大して示す縦断面図である。 図１に示す電動倍力装置のバネ受の正面図である。 図３に示すバネ受のＡ−Ａ線による断面図である。 図３に示すバネ受の背面図である。 図１に示す電動倍力装置のボールネジ機構の図７におけるＢ−Ｂ線による断面図である。 図に示すボールネジ機構の正面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る電動倍力装置１５は、ブレーキ液圧を発生するマスタシリンダ１９に一体に結合されて、マスタシリンダ１９のプライマリピストン７２（ピストン）を推進する。

電動倍力装置１５は、入力部材３１と、電動で回転するモータ３３（電動モータ）と、回転−直動変換機構であるボールネジ機構３４と、モータ３３が設けられ、ボールネジ機構３４を収容するハウジング３２とを備えている。ハウジング３２は、アルミニウム合金等で形成され、マスタシリンダ１９側のフロントハウジング３５と、ブレーキペダル２２側のリアハウジング３６と、これらの間に結合される中間ハウジング３７とを有する３分割構造となっている。

フロントハウジング３５は、略有底円筒状で底部にマスタシリンダ１９の開口端部が嵌合する小径円筒部３５ａが形成されている。小径円筒部３５ａは、内周面に環状溝であるシール溝３５ｂが形成されている。シール溝３５ｂには、カップ状のシール部材３８が装着されている。フロントハウジング３５の開口側が中間ハウジング３７の一端部に結合されている。中間ハウジング３７は、フロントハウジング３５の側方に配置されたモータケース４１が結合されて、モータケース４１と共にモータ３３を収容する。また、中間ハウジング３７には、直径方向に配置された一対のスルーボルト４８（図１は、一方のみを通る断面図であるため一方のみが図示されている）の基端部が圧入、固定され、このスルーボルト４８をフロントハウジング３５及びマスタシリンダ１９に挿通してナット４９を螺着することによって、中間ハウジング３７、フロントハウジング３５及びマスタシリンダ１９が一体に結合されている。中間ハウジング３７の他端部には、リアハウジング３６が結合されている。リアハウジング３６は、その後端部が、車両のエンジンルームと車室との隔壁であるダッシュパネル１８に固定される。リアハウジング３６の後端部には、突出形成された円筒部３６ａが設けられ、円筒部３６ａはダッシュパネル１８を貫通して車室内に延ばされている。

ハウジング３２の内部には、リアハウジング３６の円筒部３６ａの外方からマスタシリンダ１９にかけて入力部材３１が挿入されている。入力部材３１は、入力ロッド２１、プランジャロッド９０及び入力ピストン９３を備えている。入力ロッド２１は、基端部のクレビス２１ａによってブレーキペダル２２に連結される。

プランジャロッド９０は、その基端部が入力ロッド２１の先端部に揺動可能に連結される。入力ピストン９３は、その基端部がプランジャロッド９０の先端部に当接し、先端部がサブピストン９２を貫通してマスタシリンダ１９内に臨んで配置される。

なお、入力ピストン９３へのブレーキペダル２２の連結は、上記のように機械的に連結してもよく、または、ワイヤで連結してもよい。また、ブレーキペダル２２により発生した液圧によって入力ピストン９３を動かすように液圧で連結してもよく、要は、ブレーキペダル２２の操作力を入力ピストン９３に伝達する構造であればよい。

サブピストン９２は、円筒形状で、内周部が入力ピストン９３の先端の小径部９３ｄに摺動可能かつ液密的に外嵌されてマスタシリンダ１９内に挿入されるようになっている。リアハウジング３６の円筒部３６ａには、プランジャロッド９０の変位を検出するストロークセンサ２３が設けられている。本実施形態においてストロークセンサ２３は、操作者によるブレーキ操作量、言い換えれば、ブレーキペダル２２の変位、若しくは、入力ロッド２１の軸方向の変位を検出するようになっている。

プランジャロッド９０は、リアハウジングの３６の円筒部に３６ａによって軸方向に沿って摺動可能に案内され、中間部に形成された大径のフランジ部９０ｂが円筒部３６ａに形成されたストッパ３６ｂに当接することで後退位置が規定されている。入力ピストン９３は、先端側の小径部９３ｄ、基端側の中径部９３ａ及び中径部９３ａに形成された大径のフランジ部９３ｂを有する段付形状となっており、小径部９３ｄと中径９３ａとの間の段部９３ｅがサブピストン９２の後端部に当接可能に形成されている。また、サブピストン９２の後端部とフランジ部９３ｂとの間には、圧縮コイルスプリングであるバネ１００が介装されている。このバネ１００は、入力ピストン９３と後述するサブピストン９２とが相対変位した際のブレーキペダル２２へのペダル反力を調整するものとなっている。

モータ３３は、コントローラからの制御電流によって作動して電動倍力装置１５に駆動力を提供する。モータ３３は、出力軸４２、ロータ４３、マグネット４４、ステータ４５及びこれらを収容するモータケース４１等を有するブラシレスＤＣモータとなっている。出力軸４２の先端部には、モータ３３の出力をボールネジ機構３４に伝達するための歯付のプーリ４６が取付けられている。モータ３３は、出力軸４２の回転を検出して検出信号をコントローラに送信する回転検出器としてのレゾルバ４７を有する。なお、回転検出器として本実施形態では、レゾルバ４７を使用しているが、ロータリエンコーダやホール素子等を用いてもよい。また、モータ３３は、本実施形態のブラシレスＤＣモータのほか、ブラシ付ＤＣモータ、ＡＣモータ等とすることができるが、制御性や静粛性や耐久性等の観点からはＤＣブラシレスモータが望ましい。

ボールネジ機構３４は、プライマリピストン７２と同軸上に配置された円筒状の直動部材５５と、直動部材５５が挿入された円筒状の回転部材５７と、これらの間に形成された螺旋状のネジ溝５５ａに装填された複数の転動体であるボール５６（鋼球）とを備えている。直動部材５５は、リアハウジング３６の円筒部３６ａ内に挿入されてハウジング３２内で軸方向に沿って移動可能、かつ、軸回りに回転しないように支持されている。回転部材５７は、ハウジング３２内で一対のベアリング５１によって軸回りに回転可能かつ軸方向に移動しないように支持されている。そして、ボールネジ機構３４は、モータ３３の駆動力によって回転部材５７を回転させることにより、ネジ溝５５ａ内をボール５６が転動して直動部材５５が軸方向に移動するようになっている。

直動部材５５の前端部には、フロントハウジング３５内に配置されたバネ受６１がＣリング６３によって結合されている。図３乃至図５に示すように、バネ受６１は、大径部６１Ａ及び小径部６１Ｂを有し、これらの間に段部６１Ｃが形成された段付円筒状で、大径部６１Ａの外周部に直径方向に突出する一対の案内部６４が一体に形成されている。バネ受６１は、小径部６１Ｂに直動部材５５の前端部を挿通して、その先端の外周溝６３Ａ（図６参照）にＣリング６３を装着することによって直動部材５５に軸方向に固定する。また、バネ受６１の小径部６１Ｂの内周部には、直径方向の２箇所に径方向内側に突出する凸部６５が形成され、凸部６５を直動部材５５の前端部に形成された一対のスロット６６（図６及び図７参照）に係合することにより、バネ受６１と直動部材５５とを軸回りに回転しないように結合する。バネ受６１の一対の案内部６４には、案内穴６４Ａが軸方向に沿って貫通され、これらの案内穴６４Ａにスルーボルト４８が摺動可能に挿通されて、バネ受６１をハウジング３２に対して軸方向に沿って移動可能、かつ、軸回りに回転しないように支持している。これにより、直動部材５５は、バネ受６１を介してハウジング３２に対して軸方向に沿って移動可能、かつ、軸回りに回転しないように支持されている。

フロントハウジング３５内に形成される空間３５ｃ、詳細には、フロントハウジング３５と中間ハウジング３７とで形成される空間３５ｃには、フロントハウジング３５の底部とバネ受６１との間に圧縮コイルバネである戻しバネ６２が介装されている。戻しバネ６２の端部がバネ受６１の大径部６１Ａに挿入され、これを段部６１Ｃで受けて、戻しバネ６１のバネ力により、直動部材５５が後退位置へ向けて付勢されている。バネ受６１の段部６１Ｃと戻しバネ６２との間に環状のリテーナ６７が挟持され、リテーナ６７の内周のフランジ部によってプライマリピストン７２の後端のフランジ部を保持することにより、プライマリピストン７２とバネ受６１及び直動部材５５とが連結されている。このように、直動部材５５は、ハウジング３２内、特にフロントハウジング３５内に形成され戻しバネ６２が収容される空間３５ｃにおいて、バネ受６１の案内穴６４Ａを介してスルーボルト４８に摺動可能に係合して、ハウジング３２に対して軸回りに回り止めされるようになっている。

直動部材５５の後退位置は、戻しバネ６２の付勢によってばね受６１が中間ハウジング３７に当接することにより規定されている。直動部材５５は、モータ３３の駆動力が伝達されない状態の時には、戻しバネ６２の付勢力によって後退位置に復帰するようになっている。直動部材５５内には、入力部材３１のプランジャロッド９０及び入力ピストン９３が移動可能に配置されるようになっている。

なお、バネ受６１の小径部６１Ｂと直動部材５５との軸回りの回り止めは、上述の凸部６５とスロット６６との係合のほか、スプライン、キー、二面取り等の公知の回り止め手段を用いることができる。

回転部材５７の軸方向中間部の外周側には、歯付プーリであるプーリ５８がスプライン結合等によって取付けられている。このプーリ５８と、モータ３３の出力軸４２に取付けられた歯付のプーリ４６との間に歯付ベルトであるゴム製のベルト５３が巻装されている。これらにより、ベルト伝動機構が構成され、モータ３３によって回転部材５７が所定の減速比で回転駆動される。

なお、ベルト伝動機構として、歯付のベルト及びプーリを用いず、Ｖベルト及びＶプーリ等や金属ベルト、樹脂ベルトを用いてもよいが、本実施形態のように歯付のベルト及びプーリとすることが、伝達効率の向上及び低騒音化の観点で望ましい。また、ベルト伝動機構の代りに、歯車伝動機構、チェーン伝動機構等の他の公知の伝動機構を用いることができ、あるいは、伝達機構を介さずにモータによって回転部材５７を直接駆動（ダイレクトドライブ）するようにしてもよい。また、ベルト伝動機構に、歯車減速機構等の減速機構を組み合わせて設けて減速比を調整するようにしてもよい。さらに、ベルト伝動機構に、歯車減速機構等の減速機構を併設して設け、この減速機構をベルトが切断した際のバックアップとして用いてもよい。

マスタシリンダ１９は、タンデム型であり、有底筒状に形成されたシリンダ本体７３の内部のシリンダボア７４内に、円筒状のプライマリピストン７２及び有底円筒状のセカンダリピストン７１が軸方向に直列に配置されている。シリンダボア７４内における、プライマリピストン７２とセカンダリピストン７１との間には、プライマリ室７６が形成され、また、セカンダリピストン７１とシリンダ本体７３の底部との間には、セカンダリ室７５が形成されている。プラマリピストン７２には、サブピストン９２が摺動可能かつ液密的に挿入され、サブピストン９２には、入力ピストン９３の小径部９３ｄが摺動可能かつ液密的に挿入されている。サブピストン９２の前端部は、フランジ状の大径部９８が形成され、この大径部９８の後端部にプライマリピストン７２の前端部が当接している。大径部９８の外周部は、シリンダボア７４との間に隙間が形成されるようになっている。

シリンダ本体７３の側壁の上部には、プライマリ室７６及びセカンダリ室７５にそれぞれ連通するリザーバポート７３ｂ、７３ａが設けられている。これらのリザーバポート７３ｂ、７３ａには、ブレーキ液を貯留するリザーバ７７が接続されている。シリンダ本体７３のシリンダボア７４に形成された内周溝には、その軸方向において各リザーバポート７３ｂ、７３ａを挟むように一対のピストンシール８１、８２及び７９、８０がそれぞれ装着されている。ピストンシール８１、８２及び７９、８０は、シリンダボア７４とプライマリ及びセカンダリピストン７２、７１との間をシールしている。プライマリピストン７２の側壁及びセカンダリピストン７１の円筒部の側壁には、それぞれ径方向に貫通するピストンポート９５ａ、７１ａがそれぞれ複数、形成されている。

プライマリピストン７２に形成された内周溝には、軸方向においてピストンポート９５ａを挟むように一対のピストンシール９６、９７ａが装着されて、サブピストン９２との間をシールしている。また、ピストンシール９７ａの後端側には、ピストンシール９７ｂが設けられており、ピストンシール９７ａの失陥時の補償を行うようになっている。サブピストン９２の側壁には、径方向に貫通する複数のピストンポート９５ｂが形成されている。サブピストン９２の内周部には、ピストンシール１０３が装着されてサブピストン９２と入力ピストン９３の小径部９３ｄとの間をシールしている。ピストンシール１０３は、ピストンポート９５ｂに対してサブピストン９２の後端側に配置されている。ピストンポート９５ｂは、入力ピストン９３の位置にかかわらず、プライマリ室７６に常時連通するようになっている。

プライマリ室７６内には、一端がセカンダリピストン７１に当接し、他端がサブピストン９２に当接する圧縮コイルバネである大径の戻しバネ９９ａ及び小径の戻しバネ９９ｂが配置されている。戻しバネ９９ａ及び９９ｂは、そのバネ力により、プライマリピストン７２及びサブピストン９２を後退位置へ向けて付勢しており、サブピストン９２の大径部９８をプライマリピストン７２の前端部に当接させている。小径の戻しバネ９９ｂには伸縮可能なリテーナ１０２が挿入され、リテーナ１０２によって戻しバネ９９ｂが所定の圧縮状態で保持され、そのバネ力に抗して圧縮可能となっている。大径の戻しバネ９９ａは、プライマリピストン７２を直接、後退位置へ向けて付勢するようになっている。一方、小径の戻しバネ９９ｂは、サブピストン９２を後退位置へ向けて付勢することで、サブピストン９２の大径部９８をプライマリピストン７２の前端部に当接させるとともに、このサブピストン９２の大径部９８を介してプライマリピストン７２を後退位置へ向けて付勢するようになっている。また、セカンダリ室７５には、一端がシリンダ本体７３の底部に当接し、他端がセカンダリピストン７１に当接する戻しバネ１０６が配置されている。戻しバネ１０６は、そのバネ力により、セカンダリピストン７１を後退位置へ向けて付勢している。戻しバネ１０６には、伸縮可能なリテーナ１０２ａが挿入され、リテーナ１０２ａによって戻しバネ１０６が所定の圧縮状態で保持され、そのバネ力に抗して圧縮可能となっている。

そして、プライマリ及びセカンダリピストン７２、７１、並びに、サブピストン９２が後退位置にあるとき、プライマリピストン７２のピストンポート９５ａは一対のピストンシール８１、８２の間に配置され、サブピストン９２のピストンポート９５ｂは一対のピストンシール９６、９７の間に配置される。このとき、リザーバ７７とプライマリ室７６とがリザーバポート７３ｂ及びピストンポート９５ａ、９５ｂを介して連通される。また、セカンダリピストン７１のピストンポート７１ａは、一対のピストンシール７９、８０の間に配置される。このとき、リザーバ７７とセカンダリ室７５とがリザーバポート７３ａ及びピストンポート７１ａを介して連通される。これにより、ブレーキパッドの摩耗等に対して、リザーバ７７からプライマリ室７６及びセカンダリ室７５に適宜ブレーキ液を供給して、各ホイールシリンダ１７にブレーキ液を補充する。

プライマリピストン７２及びサブピストン９２が前進してプライマリピストンのピストンポート９５ａが一方のピストンシール８１を越えて前進し、セカンダリピストン７１が前進してそのピストンポート７１ａが一方のピストンシール７９を越えて移動すると、リザーバポート７３ｂ、７３ａとピストンポート９５ａ、７１ａとの間が、それぞれピストンシール８１、７９によって遮断される。これにより、プライマリ室７６及びセカンダリ室７５がリザーバ７７から遮断されて、プライマリ及びセカンダリピストン７２、７１の前進に伴って、プライマリ室７６及びセカンダリ室７５が加圧されていくことになる。

また、プライマリピストン７２が後退位置にあり、サブピストン９２が入力ピストン９３と共に前進し、サブピストン９２のピストンポート１８がプライマリピストン７２の一方のピストンシール９６を越えて移動すると、ピストンシール９６によりプライマリピストン７２のピストンポート９５ａがプライマリ室７６から遮断される。これにより、プライマリ室７２とリザーバ７７との連通が遮断されて、入力ピストン９３及びサブピストン９２の前進によりプライマリ室７６が加圧される。

プライマリ室７２に対して、プライマリピストン７２の受圧面積Ａは、外周側のピストンシール８１と内周側のピストンシール９６とによって規定される。サブピストン９２の受圧面積Ｂは、外周側のピストンシール９６と内周側のピストンシール１０３によって規定される。また、入力ピストン９３の受圧面積Ｃは、外周側のピストンシール１０３によって規定される。そして、プライマリピストン７２、サブピストン９２及び入力ピストン９３の受圧面積Ａ、Ｂ及びＣの関係はＡ＞Ｂ＞Ｃとなっている。

プライマリ室７６及びセカンダリ室７５Ｂは、２系統の液圧回路によって液圧制御ユニット（図示せず）介して各車輪の液圧ブレーキ装置のホイールシリンダに接続されている。このように２系統の液圧回路を用いることにより、万一、一方が失陥した場合でも、他方の液圧回路によって制動機能を維持することができる。

液圧制御ユニットは、電動ポンプ、アキュムレータ、液圧センサ、及び、増圧弁、減圧弁等の電磁制御弁を備え、コントローラにより各車輪のホイールシリンダに供給する液圧を減圧する減圧モード、保持する保持モード及び増圧する増圧モードを実行する。これにより、各車輪に適切に制動力を配分する制動力配分制御、アンチロックブレーキ制御、アンダーステア及びオーバステアを抑制して車両の挙動を安定させる車両安定性制御、坂道発進補助制御、トラクション制御、一定の車間を保持する車両追従制御、走行車線を保持する車線逸脱回避制御、障害物回避制御等の様々なブレーキ制御を行うことができる。

以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
なお、マスタシリンダ１９では、プライマリ室７５の加圧により、セカンダリピストン７１を介してセカンダリ室７６も同様に加圧されるので、以下の説明においては、プライマリ室７５側の作動についてのみ説明する。

（非制動状態時）
非制動状態では、図１及び図２に示すように、プライマリピストン７２は、戻しバネ６２のバネ力によりボールネジ機構３４の直動部材５５と共に後退位置にある。また、サブピストン９２は、戻しバネ９９ａ、９９ｂ、１０６のバネ力により、大径部９８の端部がプライマリピストン７２の前端部に当接して位置決めされる後退位置にある。そして、入力ピストン９３は、バネ１００のバネ力によりプランジャロッド９０に当接し、プランジャロッド９０のフランジ部９０ｂがリアハウジング３６の円筒部３６ａのストッパ３６ｂに当接して位置決めされる後退位置にある。上述したように、この非制動状態においては、リザーバ７７とプライマリ室７６とがリザーバポート７３ｂ及びピストンポート９５ａ、９５ｂを介して連通されているので、プライマリ室７６は大気圧状態となっている。

（通常制動時）
ブレーキペダル２２が操作されて入力ロッド２１及びプランジャロッド９０を介して入力ピストン９３が前進すると、プランジャ９０の変位、すなわち入力部材３１の変位がストロークセンサ２３によって検出される。この検出信号を受けたコントローラは、入力部材３１の変位に基づく目標位置にプライマリピストン７２を到達させるためにモータ３３を駆動し、回転検出器であるレゾルバ４７の検出に応じてモータ３３の回転をフィードバック制御する。なお、レゾルバ４７に代えて、直動部材５５の位置を検出する図示しない変位センサ、または、マスタシリンダ１９の液圧を検出する図示しない液圧センサ等の検出に基づいてモータ３３を制御するようにしてもよい。

モータ３３の回転により、プーリ４６、５８及びベルト５３を介してボールネジ機構３４の回転部材５７が回転駆動されて直動部材５５が前進することで、プライマリピストン７２を推進する。このとき、サブピストン９２は、その大径部９８がプライマリピストン７２の前端部に当接しているので、プライマリピストン７２と共に前進する。これにより、マスタシリンダ１９のプライマリ室７６は、入力ピストン９３（受圧面積Ｃ）、プライマリピストン７２（受圧面積Ａ）及びサブピストン９２（受圧面積Ｂ）によって加圧される。マスタシリンダ１９で発生したブレーキ液圧は、２系統の管路によって液圧制御ユニットに供給され、更に、各車輪のホイールシリンダに供給されて制動力を発生させる。

マスタシリンダ１９のプライマリ室７６の液圧は、入力ピストン９３（受圧面積Ｃ）を介してブレーキペダル２２に反力としてフィードバックされる。この反力がフィードバックされることにより、プライマリピストン７２、サブピストン９２及び入力ピストン９３の受圧面積Ａ、Ｂ及びＣの合計面積に対する入力ピストン９３の受圧面積Ｃの比率に基づき電動倍力装置１の基本的な入出力特性が決定されるようになっている。また、入力ピストン９３とプライマリピストン７２及びサブピストン９２との相対位置を調整することにより、バネ１００のバネ力により入力ピストン９３（すなわちブレーキペダル２２）に対する反力を加減して入出力特性を制御することができる。このとき、入力ピストン９３に対して、プライマリピストン７２の位置を前方に調整することにより入力に対する出力の度合いが大きくなり、後方に調整することにより入力に対する出力の度合いが小さくなる。これにより、倍力制御、ブレーキアシスト制御、車間車両安定性制御、車間制御、回生協調制御等の種々のブレーキ制御を実行することができる。

ブレーキペダル２２の踏込みを解除すると、入力ピストン９３、プライマリピストン７２、及びサブピストン９２が図２乃至４に示す後退位置に後退して、マスタシリンダ１９のブレーキ液圧が解除され、ホイールシリンダ１７の液圧が解除されて制動が解除される。

（回生制動時）
回生協調制御では、制動時に車輪の回転により発電機を駆動して、運動エネルギを電力に変換して回収する回生制動を行ない、コントローラによりモータ３３を制御して回生制動分だけマスタシリンダ１９のブレーキ液圧を減圧することにより、ブレーキペダル２２の操作量に応じた所望の制動力を得る。詳細には、回生制動時にコントローラは、通常制動時に比して、マスタシリンダ１９の液圧を減圧する分だけモータ３３によるプライマリピストン７２の前進量を小さく、すなわち、プライマリピストン７２の目標位置を通常制動時の目標位置よりも後退側（ブレーキぺダル２２側）に設定してモータ３３を制御する。このとき、通常制動時に比べてサブピストン９２の後端部とフランジ部９３ｂとの間隔が小さくなるので、通常制動時に比べて入力ピストン９３へのバネ１００のバネ力が大きくなり、マスタシリンダ１９の減圧により減少する液圧反力を補完してブレーキペダル２２の操作力を適正化するようにしている。

（倍力失陥時）
コントローラ、モータ３３、あるいは、ボールネジ機構３４等の失陥によりボールネジ機構３４の直動部材５５が後退位置から前進できなくなった場合、すなわち、倍力失陥時について説明する。操作者のブレーキペダル２２の操作により、先ず、入力ロッド２１、プランジャロッド９０及び入力ピストン９３が前進する。この場合、モータ３３は作動することができず、ボールネジ機構３４の直動部材５５は前進せず、プライマリピストン７２及びサブピストン９２も前進しない。このとき、入力ピストン９３の段部９３ｅがサブピストン９２の後端部に当接するまでは、マスタシリンダ１９のプライマリ室７６が、ピストンポート９５ａ、９５ｂを介してリザーバ７７に連通されたままとなっているので、マスタシリンダ１９はブレーキ液圧を発生しない。入力部材３１の前進が続いて入力ピストン９３の段部９３ｅがサブピストン９２の後端部に当接すると、サブピストン９２が、入力ピストン９３と共に移動する。これにより、大径部９８がプライマリピストン７２の前端部から離間してプライマリピストン７２から独立して前進する。そして、入力部材３１の前進により、サブピストン９２のピストンポート９５ｂがピストンシール９６を超える位置までサブピストン９２が移動すると、プライマリ室７６がリザーバ７７から遮断され、プライマリ室７６は、入力ピストン９３及びサブピストン９２によって加圧される。

このようにして、倍力失陥時においてもブレーキペダル２２の操作、すなわち、操作者の踏力により、ブレーキ液圧を発生させることができ、制動機能を維持することができる。このとき、入力ピストン９３とサブピストン９２が、入力ピストン９３の受圧面積Ｃとサブピストン９２の受圧面積Ｂとの合計面積（Ｂ＋Ｃ）でプライマリ室７６を加圧してブレーキ液圧を発生させる。したがって、従来の受圧面積の小さい入力ピストン（例えば、本実施形態における受圧面積Ｃ）のみによりブレーキ液圧を発生させる場合、あるいは、入力ピストン及びプライマリピストンによってマスタシリンダの全断面積を受圧面積としてブレーキ液圧を発生させる場合に比して、適度な受圧面積によってブレーキ液圧を発生させることができる。このため、ブレーキペダル２２の操作力及びストロークを好適に行うことができる。

なお、プライマリピストン７２、サブピストン９２及び入力ピストン９３の受圧面積Ａ、Ｂ及びＣの関係は、必ずしもＡ＞Ｂ＞Ｃでなくてもよく、通常制動時において所望の倍力を得ることができ、また、失陥時においてブレーキペダル２２の操作力及びストロークを適正化できるように、適宜設定すればよい。

本実施形態に係る電動倍力装置１５は、フロントハウジング３５内の戻しバネ６２を収容する空間３５ｃ内に延びるスルーボルト４８に、バネ受６１を介して直動部材５５を係合して、その軸回りの回り止めを行うことにより、フロントハウジング３５内のスペースを有効利用して、回り止めによる軸方向の寸法の増大を抑えることができ、電動倍力装置の小型化を可能にしている。バネ受６１は、その外周部に形成した案内部６４の案内穴６４Ａにスルーボルト４８を摺動可能に挿通して軸回りの回り止めを行うので、直動部材５５の軸から離れた部位を支持することになり、回り止めによりスルーボルト４８に作用する横力が小さくなる。その結果、案内穴８４Ａとスルーボルト４８との摺動抵抗を軽減することができ、機械効率及び耐久性を向上させることができる。また、回り止めの構造を簡素化して、製造コストを低減することができる。

１５…電動倍力装置、１９…マスタシリンダ、２２…ブレーキペダル、３２…ハウジング、３３…モータ（電動モータ）、３４…ボールネジ機構（回転−直動変換機構）、４８…スルーボルト、５５…直動部材、６２…戻しバネ、７２…プライマリピストン（ピストン）

Claims (1)

1. ハウジングと、該ハウジングに設けられてブレーキペダルの操作に応じて作動する電動モータと、前記ハウジング内に収容されて前記電動モータの回転運動を直線運動に変換してマスタシリンダのピストンを推進する回転−直動変換機構と、前記ハウジング内に収容されて前記回転−直動変換機構の直動部材を後退位置へ付勢する戻しバネと、前記ハウジング内の前記戻しバネを収容する空間内に前記直動部材の軸方向に沿って延びて前記マスタシリンダを前記ハウジングに結合するスルーボルトとを備え、
   前記直動部材は、前記空間内において、前記スルーボルトに係合して前記ハウジングに対して軸回りに回り止めされることを特徴とする電動倍力装置。

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