JP2586926B2 - 電気制御式流体ブレーキアクチュエータ - Google Patents

電気制御式流体ブレーキアクチュエータ

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JP2586926B2 JP63069882A JP6988288A JP2586926B2 JP 2586926 B2 JP2586926 B2 JP 2586926B2 JP 63069882 A JP63069882 A JP 63069882A JP 6988288 A JP6988288 A JP 6988288A JP 2586926 B2 JP2586926 B2 JP 2586926B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、車両のブレーキ装置に用いるように設計さ
れた特にディスクブレーキ用の電気制御式流体ブレーキ
アクチュエータに関するものである。
フランス国特許第2,210,532号明細書には、ブレーキ
アクチュエータの圧力の上昇が電気モータによって駆動
されるポンプにより制御されるように構成された車両用
ブレーキ装置が記載されている。この電気モータへの供
給電圧はブレーキペダルの位置に基づく。ポンプを作動
させることの効果は、ブレーキ流体をブレーキ流体リザ
ーバからブレーキアクチュエータへ移送することにあ
る。
車両が制動作動中に路面に対する1つ以上の車輪のス
リップを検出する検出装置を備えている場合には、この
ようなブレーキ装置は特に有益である。事実、フランス
国特許第2,210,532号明細書に記載されているように、
ポンプを駆動する電気モータの供給電圧は、路面に対す
る車輪の接地性に応じて制動の強さを調整するように制
御できる。
フランス国特許第2,210,532号明細書に記載されたブ
レーキ装置では、電気モータ、ポンプ、リザーバ及びア
クチュエータは完全に別体であり、このことはブレーキ
装置の全体寸法が大きいことを意味している。更に、ポ
ンプとアクチュエータとの間の相当長い距離のため応答
時間が長くなる結果となり、制動中路面に対する車輪の
スリップに応じて電気モータの供給電圧を制御する際に
悪影響がある。アクチュエータを制御する流体回路の多
数の構成部品間の相当長い距離は、これら構成部品を連
結する配管の長さを増大させることとなり、従ってこの
流体回路における漏洩の危険性が大となる。
本発明の目的は、アクチュエータと、該アクチュエー
タ及びポンプを駆動する電気モータを制御する流体回路
の多数の構成部品とを一体化したコンパクトな構造を有
していて、従来のものに比べ応答時間が非常に短く且つ
漏洩の危険性を大幅に少なくした電気制御式流体ブレー
キアクチュエータを提供することにある。
本発明によると、上記目的は、本体と、その軸線に平
行に本体内を摺動するブレーキピストンとを包含し、ブ
レーキピストンが本体とで、電気モータの出力軸によっ
て駆動されるポンプに吐出ダクトを介して連通する主制
御室を画定し、上記ポンプが吸引ダクトを介してブレー
キ流体リザーバに連通し、再循環ダクトが主制御室をリ
ザーバに選択的に連通する電気制御式流体ブレーキアク
チュエータにおいて、リザーバは本体内に形成され、電
気モータはこの本体に締着され、ポンプは本体内に形成
された可変容積のポンプ室と、本体内に収蔵され一端部
においてポンプ室を部分的に画定するプランジャピスト
ンと、プランジャピストンの他端部を電気モータの出力
軸に連結し該出力軸の回転を上記軸線に平行な方向へプ
ランジャピストンの往復動に変換する機構とから成り、
吸込弁及び吐出弁が本体の内部で吸込ダクト及び吐出ダ
クト内にそれぞれ収蔵されていることを特徴とする電気
制御式流体ブレーキアクチュエータによって達成され
る。
本発明の好適な実施例においては、再循環ダクトは本
体内に収蔵されたソレノイド弁によって制御される。こ
の特徴は、特に、1つ以上の車輪のスリップを検出でき
る装置を備えた車両に、本発明によるアクチュエータを
配設することを可能にしており、この装置はソレノイド
弁を制御するのに用いられる制御信号を供給する。
主制御室に流通する圧力をブレーキペダルの位置に応
じて調整できるようにするため、圧力ゲージが主制御室
内に配設されている。
アクチュエータの全体寸法を減少させるのに特に好ま
しい構成においては、電気モータの出力軸の軸線はプラ
ンジャピストンの軸線に対して直角であり、上記機構は
上記出力軸に連結されたクランク軸と、プランジャピス
トンをクランク軸に常時当接状態に保つように本体に当
接する弾性装置とから成る。
好ましくは、アクチュエータの本体はブレーキピスト
ンに形成された円筒状凹所内へ該ブレーキピストンの軸
線に沿って突出する円筒状部分を含み、主制御室は本体
の円筒状部分の端部と凹所の底部との間に画定され、プ
ランジャピストン、吸引弁及び吐出弁は上記円筒状部分
に収蔵され、ポンプ室は上記円筒状部分に形成されてい
る。
密封装置によって主制御室から隔離された副制御室
は、上記凹所を囲繞するブレーキピストンの管状部分と
本体に属するシリンダとの間に形成され、上記ブレーキ
ピストンの管状部分は上記シリンダ内を摺動する。この
副制御室は電気モータを制御する回路とは完全に独立し
た流体ブレーキ回路に連結でき、流体ブレーキ回路は非
常ブレーキと駐車ブレーキとの機能を果たすことができ
る。
最後に、プランジャピストンとブレーキピストンとの
軸線は互いに一致していることが好ましく、従って、ブ
レーキ流体をブレーキピストンの軸線に沿って主制御室
へ給送することが可能となる。ブレーキ流体がブレーキ
ピストンの軸線に対してオフセットして流入することに
よりブレーキピストンが動かなくなる危険性を防止でき
る。
以下、本発明の実施例について添付図面を参照して詳
細に説明する。
第1図及び第2図は、総括的に符号10で示すアクチュ
エータを備えたディスクブレーキを示している。このア
クチュエータ10はブレーキキャリパ14に固定された本体
12を包含する。キャリパ14は、車両の車輪に近接してス
タッブアクスルのような非回転部分に締着された支持体
16に装架される。詳細には、キャリパ14は支持体16に締
着された少なくも1つのコラム18(第2図参照)によっ
て摺動自在に支持され、このコラムは、車両の車輪のよ
うな回転部分に固着されたブレーキディスク20の軸線に
対して平行に延びている。
周知のように、アクチュエータ10は、キャリパ14に摺
動自在に支持された第1ブレーキブロック22を、ディス
ク20の第1面に向けてディスクの軸線に平行な方向へ直
接押圧することができる。キャリパ14はまた第2ブレー
キブロック24を支持し、このブレーキブロックは、アク
チュエータ10の作動時ブロック22がディスク20の第1面
に係合した後にキャリパ14がコラム18に沿って摺動する
結果として、ディスク20の反対側の面に係合することが
できる。
勿論、本発明によるアクチュエータ10は他の型式のブ
レーキ、特に各ブロックが異なるアクチュエータによっ
てディスクの対応する面に別個に係合せしめられるディ
スクブレーキにも用いることができる。
第1図に明瞭に示されているように、アクチュエータ
の本体12は、ブレーキピストン26が密封的に摺動するシ
リンダ12aを包含する。シリンダ12aとピストン26との共
通の軸線はディスク20の軸線に平行である。シリンダ12
aとピストン26の外面との間の密封はOリングガスケッ
ト28によって確保される。シリンダ12aから突出したピ
ストン26の部分の保護については、変形可能なベロー30
によって確保される。
アクチュエータの本体12はまた、ブロック22から最も
離れたシリンダ12aの端部において該シリンダに密封的
に固定された後方部分12bを包含する。この後方部分12b
は、シリンダ12aとピストン26との軸線に対して直角を
なす軸線を有する全体的に円筒状の凹所32を具えてい
る。図示の実施例では、この凹所の軸線はディスク20の
軸線と交差する。凹所32はその一方の端部において開口
して、直流式電気モータ34を取付け心出しできるように
なっており、該モータの出力軸36は凹所32内にその軸線
に沿って入り込む。凹所32内では、電気モータ34の出力
軸36がクランク軸38に固定され、該クランク軸はボール
ベアリング40を介してこの凹所の軸線に沿って回転可能
に支持されている。
最後に、アクチュエータの本体12は、ピストン26に形
成された円筒状凹所42内へ該ピストンの軸線に沿って突
出する円筒状部分12cを有し、凹所42はブロック22とは
反対側に開口している。この円筒状部分12cはアクチュ
エータ本体の後方部分12bに密封的に締着される。従っ
て、アクチュエータ本体の円筒状部分12cの端部とピス
トン26に形成された円筒状凹所42の底部との間には主制
御室44が画定される。この制御室44の密封は、円筒状部
分12cの端部に近接してその外面に形成された環状溝内
に嵌合されているOリングガスケット46によって維持さ
れる。このガスケット46は凹所42の円筒状内面に密封的
に係合する。
ピストン26とアクチュエータの本体12との間に介装さ
れたガスケット28と46は正方形断面のガスケットである
ことが好ましい。これらのガスケットは、ブレーキ圧力
が釈放された時にピストン26を確実に後退させることが
できる。
プランジャピストン50が摺動自在に収容された孔48
は、アクチュエータ本体の円筒状部分12cとピストン26
との共通の軸線に沿ってこの円筒状部分12cを貫通す
る。このプランジャピストン50のブロック22とは反対側
の端部は孔48から突出し、孔48に対向してアクチュエー
タ本体の後方部分12bに形成された穴を介してこの後方
部分内の凹所32に入り込む。アクチュエータ本体の円筒
状部分12cに形成された肩部とプランジャピストン50の
上記端部に形成された肩部とに両端部がそれぞれ当接す
る圧縮スプリング52は、クランク軸38の中央部分に支承
されたリング54に対して該プランジャピストンの端部を
当接状態に保ち、リング54は電気モータ34の出力軸36の
軸線に対してオフセットされている。リング54は、電気
モータによってクランク軸が回転駆動された時にリング
が回転するのを防止するニードルベアリング56を介し
て、クランク軸38の中央部分に嵌装されている。この特
徴は、プランジャピストン50とリング54との間の無摩擦
接触を確保できるようにしている。
摩耗の問題を排除するため、プランジャピストン50は
パッキンなしで作動する。このため、ブレーキ流体はク
ランク軸の中央部分とリング54とを収容する室内に流入
する。
孔48は主制御室44に最も接近する部分において、該室
44に対向する肩部を形成するように拡大されている。フ
ラップ58が圧縮スプリング60によってこの肩部に係合せ
しめられ、このスプリングは主制御室44に開口する孔48
の端部に形成されたリムに当接する。フラップ58と該フ
ラップに最も接近するプランジャピストン50の端部との
間に位置する孔48の部分は、可変容積のポンプ室62を形
成する。詳細において、ポンプ室62の容積は、電気モー
タ34によって制御されるクランク軸38の回転により生じ
るプランジャピストン50の往復動(第1図の矢印Fで示
す)の作用のもとで周期的に増減する。従って、クラン
ク軸38、プランジャピストン50及びポンプ室62はポンプ
を構成する。
第2図に示されているように、アクチュエータ本体の
後方部分12bはまたブレーキ流体リザーバ64を収蔵する
ように働く。このリザーバ64は円筒状凹所66内に形成さ
れ、該凹所は、電気モータ34の出力軸36の軸線に対して
直角で且つディスク20の軸線に対し直角をなす軸線を有
する。この凹所66は、カップ形カバー70によってアクチ
ュエータ本体の後方部分12bに締着された変形可能な密
封ダイヤフラム68を介して、外部から隔離されている。
カバー70には、ダイヤフラム68の外面を大気圧にさらす
少なくとも1つの穴72がある。
ブレーキ流体リザーバ64はアクチュエータ本体の部分
12bと12cに形成された吸込ダクト74を介してポンプ室62
に連通する。この吸込ダクト74は円筒状部分12cにおい
てフラップ76を収蔵する大径区域を有し、フラップ76
は、吸込ダクト74のこの大径区域の反対側端部に当接す
るスプリング78によって、ブレーキブロック22から最も
離れた大径区域の端部に形成されている肩部に係合す
る。
フラップ76とスプリング78とから成る組立体は、ブレ
ーキ流体をリザーバ64からポンプ室62へ循環させると同
時に、該ブレーキ流体が反対方向へ循環するのを防止す
る吸込弁を構成する。
同様に、フラップ58とスプリング60とから成る組立体
は、ブレーキ流体をポンプ室62から主制御室44へ循環さ
せると同時に、該ブレーキ流体が反対方向へ循環するの
を防止する吐出弁を構成する。従って、この吐出弁を収
容する孔48の部分は、室62と44を互いに連通させる吐出
ダクトを形成する。
ブレーキ流体はアクチュエータ本体の部分12bと12cを
貫通する再循環ダクトを介して主制御室44からリザーバ
64へ戻され、再循環ダクトの一部分のみが第1図におい
て80で示されている。
従って、アクチュエータの本体12内にはリザーバ64、
吸込弁(フラップ76とスプリング78とから成る)によっ
て制御される吸込ダクト74、ポンプ室62、吐出弁(フラ
ップ58とスプリング60とから成る)によって制御される
吐出ダクト、主制御室44及び再循環ダクト80から成ると
ともに、ブレーキ流体で満たされた閉流体回路が存在す
る。
第1図に示された実施例では、再循環ダクト80を介す
る主制御室44からリザーバ64へのブレーキ流体の戻り
は、プランジャピストン50とブレーキピストン26とに共
通の軸線に平行な軸線に沿ってアクチュエータ本体の円
筒状部分12c内に配設されたソレノイド弁82によって制
御される。このソレノイド弁82は巻線84と、半球状端部
90を備えたプッシュロッド86を制御するコアとから成
り、該プッシュロッドは上記軸線に平行に移動すること
ができる。
ソレノイド弁82が消磁されている時、スプリング88は
プッシュロッド86の半球状端部90をその弁座から離座し
たままに保つ。この状態では、ブレーキ流体が主制御室
44からリザーバ64へ循環することが可能である。
これに対し、ソレノイド弁82の巻線が励磁されると、
プッシュロッド86の半球状端部90はスプリング88に抗し
て再循環ダクト80に形成された弁座に着座する。従っ
て、主制御室44とリザーバ64との間でのブレーキ流体の
循環は両方向において阻止されることとなる。
第2図に明瞭に示されているように、主制御室44から
密封的に隔離された副制御室92が、ピストン26とアクチ
ュエータの本体12との間に形成されている。この制御室
92は、シリンダ12a、円筒状部分12c及びこの円筒状部分
12cを囲繞するピストン26の管状部分間に画定された環
状室である。
アクチュエータ本体の後方部分12bに形成された通路9
4は、電気モータ34の作動を制御する回路とは独立し
て、この副制御室92を普通の設計の流体ブレーキ回路に
連結することが可能である。第2図に概略的に示されて
いるように、この流体ブレーキ回路は周知のようにブレ
ーキペダル98によって制御されるマスターシリンダ96を
包含し、該マスターシリンダはブレーキペダルの行程開
始時に電気モータ34を駆動する。
通常作動状態において、この流体ブレーキ回路は低圧
リザーバの圧力下に置かれている。
第2図はまたアクチュエータ本体の円筒状部分12c内
に配設された圧力ゲージ100を概略的に示しており、圧
力ゲージはこのアクチュエータの主制御室44内に流通す
る圧力を測定することができる。アクチュエータの本体
12内に部分的に収蔵された電線は、圧力ゲージ100から
供給された信号を外部回路(図示しない)へ伝達するこ
とができ、外部回路は測定した圧力値を、ブレーキペダ
ル98の位置に応じて測定され設定された理論値と比較す
る。このように、ブレーキペダル98の各位置に対して主
制御室44内のブレーキ圧力を選定することにより、後述
する方法で制動の強さを調整することができる。
運転者がブレーキペダル98を駆動すると、電気回路
(図示しない)が直流式電気モータ34への電力供給及び
ソレノイド弁82の巻線の励磁を同時にトリガする。
通電された電気モータ34はクランク軸38を一定の速度
で回転駆動して、プランジャピストン50を孔48内で往復
動させる結果となる。フラップ76と58及びそれらの復帰
スプリングで構成された吸込弁及び吐出弁とポンプ室62
とを介し、リザーバ64から主制御室44へのブレーキ流体
のポンプ作用が得られる。
ソレノイド弁82は、励磁されているため、主制御室44
とリザーバ64とを連通する再循環ダクト80を閉じる。そ
れから主制御室44内の圧力が漸次上昇し、この結果、ブ
レーキブロック22がディスク20の対応する面に係合する
まで、ブレーキピストン26がアクチュエータの本体12内
を移動する。反力のためキャリパ14がコラム18上を摺動
し、そしてブレーキブロック24がディスク20の反対側の
面に係合する。このようにして制動作用が得られる。主
制御室44内に高圧力が存在するため、この制動作用は非
常に強い。
限定的ではない一例として、約3,000rpmで回転する電
気モータ及び孔48内でのプランジャピストン50の行程に
よって決定される約240mm3の単位ポンプ容積を用いるこ
とにより、0.2秒で有効な制動を得ることができる。
主制御室44内の圧力がブレーキペダル98の位置に応じ
た値に達すると、電気モータ34への電力供給が止む。ブ
レーキペダル98がこの位置に保たれている限りソレノイ
ド弁82は励磁されたままであり、主制御室44に圧力が維
持される。
運転者がブレーキペダル98を解放すると、ソレノイド
弁82は消磁されるので、主制御室44に収容されたブレー
キ流体はリザーバ64に戻る。このようにして制動作用が
終了する。
このようなアクチュエータは、路面に対する1つ以上
の車輪のスリップを検出する検出装置を備えた車両にも
有効に用いることができる。この場合には、上記検出装
置と組合わされた電子回路から供給される信号に応答し
て、アクチュエータのソレノイド弁82は主制御室44内の
圧力上昇及び圧力低下移送中に制動を制御するのに有効
に用いることができる。ソレノイド弁が異なる周波数で
作動される場合、ブレーキペダル98の位置にかかわりな
く、主制御室44内の圧力変化の度合いを望みどおりに調
整できる。
車輪のスリップを検出する検出装置(即ち速度セン
サ)及びこれと組合わされる電子回路は本発明の一部を
構成するものではなく、同等の機能を果たし得る如何な
る周知の装置で形成されていてよい。これらについては
詳述しない。
電気モータ34の電力供給回路が故障した場合、ブレー
キペダル98の駆動中マスターシリンダ96内に発生された
圧力は副制御室92に直接流入し、ブレーキの作動が確保
される。
マスターシリンダ96を含む流体ブレーキ回路は車両の
駐車時にも制動を確保することができる。この場合、ハ
ンドブレーキレバー(図示しない)がブレーキペダル98
と同様にマスターシリンダに作用するのである。
上述した本発明の実施例は本発明の範囲を逸脱するこ
となく幾多の変更をなし得ることは勿論である。単なる
一例として、プランジャピストン50の往復動は電気モー
タの出力軸によって駆動されるクランク・コネクティン
グロッド機構に介して制御できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるアクチュエータを備えたディスク
ブレーキの断面図、第2図は第1図のディスクブレーキ
を部分的に断面で示す概略平面図である。 10……アクチュエータ、12……本体、12a……シリン
ダ、12b……後方部分、12c……円筒状部分、14……ブレ
ーキキャリパ、20……ブレーキディスク、22,24……ブ
レーキブロック、26……ブレーキピストン、34……電気
モータ、36……出力軸、38……クランク軸、42……円筒
状凹所、44……主制御室、50……プランジャピストン、
52,60,78……スプリング、54……リング、58,76……フ
ラップ、62……ポンプ室、64……ブレーキ流体リザー
バ、74……吸込ダクト、80……再循環ダクト、82……ソ
レノイド弁、92……副制御室、96……マスターシリン
ダ、98……ブレーキペダル、100……圧力ゲージ。

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】本体(12)と、その軸線に平行に本体内を
    摺動するブレーキピストン(26)とを包含し、ブレーキ
    ピストンが本体とで、電気モータ(34)の出力軸(36)
    によって駆動されるポンプ(38,50,62)に吐出ダクトを
    介して連通する主制御室(44)を画定し、上記ポンプが
    吸込ダクト(74)を介してブレーキ流体リザーバ(64)
    に連通し、再循環ダクト(80)が主制御室(44)をリザ
    ーバ(64)に選択的に連通する電気制御式流体ブレーキ
    アクチュエータにおいて、リザーバ(64)は本体(12)
    内に形成され、電気モータ(34)はこの本体(12)に締
    着され、ポンプは本体(12)内に形成された可変容積の
    ポンプ室(62)と、本体(12)内に収蔵され一端部にお
    いてポンプ室を部分的に画定するプランジャピストン
    (50)と、プランジャピストンの他端部を電気モータ
    (34)の出力軸(36)に連結し該出力軸の回転を上記軸
    線に平行な方向へのプランジャピストン(50)の往復動
    に変換する機構(38,52)とから成り、吸込弁(76,78)
    及び吐出弁(58,60)が本体(12)の内部で吸込ダクト
    及び吐出ダクト内にそれぞれ収蔵されていることを特徴
    とする電気制御式流体ブレーキアクチュエータ。
  2. 【請求項2】再循環ダクト(80)は本体(12)内に収蔵
    されたソレノイド弁(82)によって制御されることを特
    徴とする請求項1記載の流体ブレーキアクチュエータ。
  3. 【請求項3】圧力ゲージ(100)が主制御室内に配設さ
    れていることを特徴とする請求項2記載の流体ブレーキ
    アクチュエータ。
  4. 【請求項4】電気モータ(34)の出力軸(36)の軸線は
    プランジャピストン(50)の軸線に対して直角であり、
    上記機構は上記出力軸に連結されたクランク軸(38)
    と、プランジャピストン(50)をクランク軸(38)に常
    時当接状態に保つように本体(12)に当接する弾性装置
    (52)とから成ることを特徴とする請求項1ないし3の
    いずれか1項に記載の流体ブレーキアクチュエータ。
  5. 【請求項5】本体(12)はブレーキピストン(26)に形
    成された円筒状凹所(42)内へ該ブレーキピストンの軸
    線に沿って突出する円筒状部分(12c)を含み、主制御
    室(44)は本体(12)の円筒状部分の端部と凹所(42)
    の底部との間に画定され、プランジャピストン(50)、
    吸込弁(76,78)及び吐出弁(58,60)は上記円筒状部分
    に収蔵され、ポンプ室(62)は上記円筒状部分に形成さ
    れていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか
    1項に記載の流体ブレーキアクチュエータ。
  6. 【請求項6】密封装置(46)によって主制御室(44)か
    ら隔離された副制御室(92)は、上記凹所(42)を囲繞
    するブレーキピストン(26)の管状部分と本体に属する
    シリンダ(12a)との間に形成され、上記ブレーキピス
    トンの管状部分は上記シリンダ内を摺動することを特徴
    とする請求項5記載の流体ブレーキアクチュエータ。
  7. 【請求項7】プランジャピストン(50)とブレーキピス
    トン(26)との軸線は互いに一致していることを特徴と
    する請求項1ないし6のいずれか1項に記載の流体ブレ
    ーキアクチュエータ。
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