JP2016101791A - ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ストロークシミュレータを備えるブレーキ装置において、長期間にわたって良好な制動操作フィーリングが得られるようにする。【解決手段】ストロークシミュレータ３は、ブレーキペダル１の初期位置から反力を発生させるシミュレータスプリング３３と、ブレーキペダル１が所定ストローク踏み込まれてから反力を発生させるダンパ３４とを備え、ダンパ３４は、ゴムにて円筒に形成されるとともに回転自在に支持され、ブレーキペダル１に入力された操作力により径方向に圧縮される。ダンパ３４は、径方向に圧縮される部位がへたって周方向の一部が塑性変形すると、重心位置が変わって回転し、へたっていない部位が新たに圧縮されることになる。【選択図】図１

Description

本発明は、ブレーキペダルのストロークを吸収して反力を発生させるストロークシミュレータを備えるブレーキ装置に関するものである。

従来、この種のブレーキ装置として、例えば特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載されたブレーキ装置は、ブレーキペダルの踏み込み初期には金属製のシミュレータスプリングに反力を発生させ、ブレーキペダルの踏み込み途中からゴム製のダンパにも反力を発生させることにより、反力を滑らかに変化させて良好な制動操作フィーリングを得るようにしている。

特開２０１０−９２５号公報

しかしながら、従来のブレーキ装置では、長期間の使用によりゴム製のダンパにへたりが発生すると、反力を滑らかに変化させることができず、したがって、長期間にわたって良好な制動操作フィーリングを得ることができなかった。

本発明は上記点に鑑みて、ストロークシミュレータを備えるブレーキ装置において、長期間にわたって良好な制動操作フィーリングが得られるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、運転者によって操作されるブレーキペダル（１）と、ブレーキペダルに入力された操作力によりピストン（２１、２２）が駆動されてブレーキ液圧を発生させるマスタシリンダ（２）と、ブレーキペダルのストロークを吸収して反力を発生させるストロークシミュレータ（３）とを備えるブレーキ装置であって、ストロークシミュレータは、ブレーキペダルの初期位置から反力を発生させるシミュレータスプリング（３３）と、ブレーキペダルが所定ストローク踏み込まれてから反力を発生させるダンパ（３４）とを備え、ダンパは、ゴムにて円筒に形成されるとともに回転可能に支持され、ブレーキペダルに入力された操作力により径方向に圧縮されることを特徴とする。

これによると、ゴム製のダンパは、径方向に圧縮される部位がへたって周方向の一部が塑性変形すると、重心位置が変わって回転する。したがって、径方向に圧縮される部位が変化し、へたっていない部位が新たに圧縮されることになるため、長期間にわたって良好な制動操作フィーリングを得ることができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の一実施形態に係るブレーキ装置の構成を示す図である。 図１のシリンダの正面図である。 図２の平面図である。 図２の右側面図である。 図１のシャフトの正面図である。 図５の平面図である。 図５の右側面図である。 図１のダンパの一部がへたった状態を示す正面図である。 一実施形態に係るブレーキ装置におけるブレーキペダルのストロークと荷重との関係を示す特性図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。

本実施形態のブレーキ装置は、液圧制動力を発生させる液圧ブレーキ装置と回生制動力を発生させる回生ブレーキ装置とを併用して協調制御を行う車両用ブレーキ装置における、液圧ブレーキ装置として用いられる。

図１に示すように、液圧ブレーキ装置は、運転者によって操作されるブレーキペダル１と、ブレーキ液圧を発生させるマスタシリンダ２との間に、反力を発生させるストロークシミュレータ３が配置されている。ブレーキペダル１とストロークシミュレータ３は、ピン４によって結合されている。

そして、ブレーキペダル１に入力された操作力はストロークシミュレータ３を介してマスタシリンダ２に伝達されるようになっている。なお、ブレーキペダル１およびストロークシミュレータ３は車室内に配置され、マスタシリンダ２はエンジンルーム内に配置される。

マスタシリンダ２は、プライマリピストン２１およびセカンダリピストン２２によってプライマリ室２３とセカンダリ室２４とに区画されたタンデムタイプのマスタシリンダである。プライマリピストン２１には、ストロークシミュレータ３に連結されるプッシュロッド２５が固定されている。

プライマリ室２３には、プライマリピストン２１をプッシュロッド２５側に向かって付勢するプライマリスプリング２６が配置されている。セカンダリ室２４には、セカンダリピストン２２をプライマリ室２３側に向かって付勢するセカンダリスプリング２７が配置されている。プライマリ室２３およびセカンダリ室２４は、ブレーキ液を貯留するリザーバ２８に接続されている。

そして、運転者によってブレーキペダル１が踏み込まれると、ストロークシミュレータ３を介してプライマリピストン２１が駆動されてプライマリ室２３からブレーキ液が送り出されるとともに、セカンダリピストン２２が駆動されてセカンダリ室２４からブレーキ液が送り出されるようになっている。

プライマリ室２３およびセカンダリ室２４から送り出されたブレーキ液は、ブレーキ液圧制御用アクチュエータ（図示せず）を介して各ホイールシリンダ（図示せず）に流入する。

ストロークシミュレータ３は、シリンダ３１、シャフト３２、シミュレータスプリング３３、ダンパ３４、およびピン３５を備えている。

図１〜図４に示すように、シリンダ３１には、円筒状のシリンダ第１円筒部３１１と、このシリンダ第１円筒部３１１よりも外径が小さい円筒状のシリンダ第２円筒部３１２が、直列に形成されている。

シリンダ第１円筒部３１１およびシリンダ第２円筒部３１２内には、シリンダ軸方向に沿って延びて貫通するシリンダ第１孔３１３が形成されている。このシリンダ第１孔３１３に、シャフト３２が摺動自在に挿入される。

シリンダ３１には、シリンダ第１円筒部３１１の端部からシリンダ第２円筒部３１２の途中までシリンダ軸方向に沿って延びるシリンダ溝３１４が形成されている。このシリンダ溝３１４は、天地方向２箇所に形成されている。そして、シリンダ溝３１４にブレーキペダル１の中間部が挿入される。

シリンダ第１円筒部３１１の端部近傍には、シリンダ径方向に沿って延びて貫通するシリンダ第２孔３１５が形成されている。このシリンダ第２孔３１５は、水平方向２箇所に形成されている。そして、シリンダ第２孔３１５にピン４が挿入固定される。

図１、図５〜図７に示すように、シャフト３２には、シミュレータスプリング３３の一端を支持する円盤状のシャフト鍔部３２１と、シミュレータスプリング３３の内周側を支持する円筒状のスプリングガイド部３２２と、シリンダ第１孔３１３に摺動自在に挿入される円筒状のシャフト軸部３２３が、直列に形成されている。

シャフト鍔部３２１、スプリングガイド部３２２、およびシャフト軸部３２３内には、シャフト軸方向に沿って延びるシャフト孔３２４、およびシャフト雌ねじ部３２５が形成されている。そして、シャフト孔３２４にプッシュロッド２５の一端側が挿入され、シャフト雌ねじ部３２５にプッシュロッド２５の先端が螺合される。

シャフト軸部３２３には、シャフト軸部３２３の端部からシャフト軸部３２３の途中までシャフト軸方向に沿って延びるとともに天地方向に沿って延びるシャフト溝３２６が形成されている。そして、シャフト溝３２６に、ブレーキペダル１の中間部が挿入されるとともにダンパ３４が配置される。

シャフト軸部３２３の端部近傍には、シャフト径方向に貫通するとともにシャフト軸方向に細長いシャフト長孔３２７が形成されている。このシャフト長孔３２７は、水平方向２箇所に形成されている。そして、シャフト長孔３２７にピン４が摺動自在に挿入される。

シャフト軸部３２３のうち、シャフト長孔３２７よりもスプリングガイド部３２２側の位置には、シャフト径方向に貫通するシャフト丸孔３２８が形成されている。このシャフト丸孔３２８は、水平方向２箇所に形成されている。そして、シャフト丸孔３２８にピン３５が挿入固定される。

図１に示すように、ストロークシミュレータ３は、シャフト軸部３２３がシリンダ第１孔３１３に摺動自在に挿入され、シリンダ第１円筒部３１１とシャフト鍔部３２１との間にシミュレータスプリング３３が挟持されている。なお、シミュレータスプリング３３は、金属製の圧縮コイルスプリングである。

そして、シリンダ３１とシャフト３２は、シミュレータスプリング３３によってそれらが離間される向きに付勢されており、ブレーキペダル１が踏み込まれていない初期位置のときには、シリンダ第２円筒部３１２とスプリングガイド部３２２の対向面は当接していない状態になっている（図１に示す状態）。また、シミュレータスプリング３３のセット荷重は、プライマリスプリング２６およびセカンダリスプリング２７のセット荷重よりも小さく設定されている。

シリンダ溝３１４およびシャフト溝３２６にブレーキペダル１の中間部が摺動自在に挿入され、ブレーキペダル１の中間部に形成された孔（図示せず）およびシャフト長孔３２７にピン４の中間部が摺動自在に挿入され、シリンダ第２孔３１５にピン４の両端が挿入固定されている。これにより、ブレーキペダル１とシリンダ３１が一体的に作動するとともに、ブレーキペダル１およびシリンダ３１に対してシャフト３２がシャフト軸方向に相対移動可能になっている。

シャフト雌ねじ部３２５にプッシュロッド２５の先端が螺合されて、プライマリピストン２１とプッシュロッド２５とシャフト３２が一体的に作動するようになっている。

ダンパ３４は、ゴムにて円筒状に形成されている。また、ダンパ３４は、シャフト溝３２６に配置され、ピン３５にて回転自在に支持されている。

ブレーキペダル１の中間部には、ダンパ３４に向かって突出するペダル突起部１１が形成されている。

そして、ブレーキペダル１が踏み込まれると、ペダル突起部１１がダンパ３４の外周面に当接し、その当接部周辺においてダンパ３４がダンパ径方向に圧縮されて反力を発生させるようになっている。

上記構成において、ブレーキペダル１が踏み込まれると、ブレーキペダル１およびシリンダ３１が前進する。ここで、シャフト長孔３２７にピン４が挿入されて、ブレーキペダブレーキペダル１およびシリンダ３１に対してシャフト３２がシャフト軸方向に相対移動可能になっており、また、シミュレータスプリング３３のセット荷重は、プライマリスプリング２６およびセカンダリスプリング２７のセット荷重よりも小さく設定されているため、ブレーキペダル１の踏み込み量が小さい領域では、シャフト３２は移動しない。

そして、ブレーキペダル１が初期位置Ｓ０から第１中間位置Ｓ１まで操作される間は、シリンダ第２円筒部３１２とスプリングガイド部３２２の対向面は当接しておらず、ペダル突起部１１とダンパ３４も当接していない。

したがって、ブレーキペダル１の初期位置Ｓ０から第１中間位置Ｓ１までの所定のストローク範囲では、シミュレータスプリング３３を圧縮しつつブレーキペダル１およびシリンダ３１が前進し、シミュレータスプリング３３がブレーキペダル１のストロークを吸収して反力を発生する。すなわち、図９に示すように、ブレーキペダル１の初期位置Ｓ０から第１中間位置Ｓ１までの所定のストローク範囲では、シミュレータスプリング３３のみが反力を発生して、反力は緩やかに増加する。

また、ブレーキペダル１が第１中間位置Ｓ１を越え第２中間位置Ｓ２まで操作される間は、シリンダ第２円筒部３１２とスプリングガイド部３２２の対向面は当接しておらず、ペダル突起部１１はダンパ３４の外周面に当接する。

したがって、ブレーキペダル１が第１中間位置Ｓ１を越え第２中間位置Ｓ２まで操作される間は、シミュレータスプリング３３およびダンパ３４をともに圧縮しつつブレーキペダル１およびシリンダ３１が前進し、シミュレータスプリング３３およびダンパ３４がブレーキペダル１のストロークを吸収して反力を発生する。すなわち、図９に示すように、ブレーキペダル１が第１中間位置Ｓ１を越え第２中間位置Ｓ２まで操作される間は、シミュレータスプリング３３およびダンパ３４がともに反力を発生して、反力は初期位置Ｓ０から第１中間位置Ｓ１の範囲よりもやや急激に且つ滑らかに増加する。

このように、ブレーキペダル１の踏み込み初期には金属製のシミュレータスプリング３３に反力を発生させ、ブレーキペダル１の踏み込み途中からゴム製のダンパ３４にも反力を発生させることにより、反力を滑らかに変化させて良好な制動操作フィーリングを得ることができる。

さらに、ブレーキペダル１が第２中間位置Ｓ２を越えて操作される領域では、シリンダ第２円筒部３１２とスプリングガイド部３２２の対向面が当接する。

したがって、ブレーキペダル１が第２中間位置Ｓ２を越えて操作される領域では、シリンダ３１とシャフト３２が一体的に移動し、マスタシリンダ２はブレーキペダル１に連動してブレーキ液圧を発生する。具体的には、マスタシリンダ２は、ブレーキペダル１の踏み込みに伴ってシャフト３２を介してプライマリピストン２１が駆動されてプライマリ室２３の圧力を上昇させ、また、セカンダリピストン２２が駆動されてセカンダリ室２４の圧力を上昇させる。

ここで、ダンパ３４はゴム製であるため、図８に示すように長期間の使用により径方向に圧縮される部位がへたって塑性変形する。そして、ダンパ３４の周方向の一部が塑性変形すると、ダンパ３４はその重心位置が変わって回転する。したがって、ダンパ３４は、ペダル突起部１１が当接して径方向に圧縮される部位が変化し、へたっていない部位が新たに圧縮されることになる。

このように、本実施形態では、長期間の使用によりダンパ３４における圧縮される部位がへたっても、ダンパ３４はその重心位置が変わって回転して圧縮される部位が変化するため、長期間にわたって良好な制動操作フィーリングを得ることができる。

また、ダンパ３４は重心位置の変化によって回転するものに限らず、ダンパ３４が回転することでペダル突起部１１と当接する位置が変更される機構であれば他の機構であっても構わない。

また、ブレーキペダル１に入力された操作力を、ストロークシミュレータ３を介してマスタシリンダ２に伝達する構成であるため、ストロークシミュレータ３を車室内に配置することができ、ストロークシミュレータ３を備えるブレーキ装置の搭載性を向上させることができる。より詳細には、ストロークシミュレータ３を、既存の構成部品であるプレビスと置き換えるのみで実施することができる。

さらに、従来のブレーキ装置は、ストロークシミュレータの有無によってマスタシリンダを適合させる必要があるため、ストロークシミュレータを用いるブレーキ装置のマスタシリンダとストロークシミュレータを用いないブレーキ装置のマスタシリンダとを共通化することができなかった。

これに対し、本実施形態では、ブレーキペダル１に入力された操作力を、ストロークシミュレータ３を介してマスタシリンダ２に伝達する構成であるため、ストロークシミュレータ３の有無に関わらず、マスタシリンダ２を共通化することができる。

（他の実施形態）
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

また、上記実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

また、上記実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。

また、上記実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

１ ブレーキペダル
２ マスタシリンダ
３ ストロークシミュレータ
２１ プライマリピストン
２２ セカンダリピストン
３３ シミュレータスプリング
３４ ダンパ

Claims (3)

1. 運転者によって操作されるブレーキペダル（１）と、
   前記ブレーキペダルに入力された操作力によりピストン（２１、２２）が駆動されてブレーキ液圧を発生させるマスタシリンダ（２）と、
   前記ブレーキペダルのストロークを吸収して反力を発生させるストロークシミュレータ（３）とを備えるブレーキ装置であって、
   前記ストロークシミュレータは、前記ブレーキペダルの初期位置から反力を発生させるシミュレータスプリング（３３）と、前記ブレーキペダルが所定ストローク踏み込まれてから反力を発生させるダンパ（３４）とを備え、
   前記ダンパは、ゴムにて円筒に形成されるとともに回転可能に支持され、前記ブレーキペダルに入力された操作力により径方向に圧縮されることを特徴とするブレーキ装置。
2. 前記ストロークシミュレータは、
   前記ブレーキペダルにピン（４）にて結合された筒状のシリンダ（３１）と、
   シャフト軸部（３２３）が前記シリンダ内に挿入され、シャフト鍔部（３２１）が前記シリンダの外部に位置し、前記ブレーキペダルおよび前記シリンダに対して相対移動可能な状態で前記ブレーキペダルおよび前記シリンダにピンにて連結され、前記ピストンと一体的に移動するシャフト（３２）とを備え、
   前記シミュレータスプリングは、前記シリンダと前記シャフト鍔部との間に挟持され、
   前記ダンパは、前記シャフト軸部に回転可能に支持されていることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ装置。
3. 前記シャフト軸部に長穴（３２７）が形成され、前記長穴に前記ピンが挿入されることにより、前記ブレーキペダルおよび前記シリンダに対して前記シャフトが相対移動可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載のブレーキ装置。

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