JP4084746B2 - パーキング機構付きブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ブレーキ液圧でサービスブレーキ機能およびパーキングブレーキ機能の両方を発揮可能なパーキング機構付きブレーキ装置に関する。

電動モータの回転力をボールカム機構でスラスト力に変換し、このスラスト力で摩擦パッドをブレーキディスクに押し付けて制動力を発生させる電動ブレーキ装置において、モータの回転を機械的にロックすることでパーキングブレーキ機能を発揮させるものが、下記特許文献１により公知である。
特開２００３−４２１９９号公報

ところで上記従来の電動ブレーキ装置は、車両に一般的に装備されている液圧ブレーキ装置とは全く構造を異にするものであり、既存の液圧ブレーキ装置にパーキングブレーキ機能を付加することができれば、部品点数やコストの削減に大きく寄与することが可能となる。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、液圧によりサービスブレーキ機能およびパーキングブレーキ機能の両方を発揮可能なパーキング機構付きブレーキ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、ブレーキ液圧でサービスブレーキ機能およびパーキングブレーキ機能の両方を発揮可能なパーキング機構付きブレーキ装置であって、パーキングブレーキ機能を発揮させるためのブレーキ液圧発生手段を備え、前記ブレーキ液圧発生手段は、パーキング用液圧で作動してブレーキ液圧を発生するピストンと、ピストンの直線運動を回転部材の回転運動に変換する直線運動／回転運動変換手段と、回転部材の回転をロックするロック手段とを備え、パーキング用液圧でピストンを前進させてブレーキ液圧を発生させた状態で、ロック手段で回転部材の回転をロックしてピストンの後退を阻止することで前記ブレーキ液圧を保持することを特徴とするパーキング機構付きブレーキ装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記パーキング用液圧を発生する液圧ポンプを備えることを特徴とするパーキング機構付きブレーキ装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記パーキング用液圧を発生するパーキングマスタシリンダを備えることを特徴とするパーキング機構付きブレーキ装置が提案される。

尚、実施例の第１、第２ブレーキ液圧発生手段１５ａ，１５ｂは本発明のブレーキ液圧発生手段に対応し、実施例の第３液圧ポンプ２６は本発明の液圧ポンプに対応し、実施例のボールねじ機構６１は本発明の直線運動／回転運動変換手段に対応し、実施例のロックホイール６５は本発明の回転部材に対応し、実施例のソレノイド６６は本発明のロック手段に対応する。

請求項１の構成によれば、通常時にはブレーキ液圧でサービスブレーキ機能を発揮し、また駐車時にはブレーキ液圧発生手段のピストンがパーキング用液圧で作動してブレーキ液圧を発生することでパーキングブレーキ機能を発揮する。パーキングブレーキ機能を発揮するとき、直線運動／回転運動変換手段によりピストンの直線運動を回転部材の回転運動に変換し、ロック手段で回転部材の回転をロックすることで前進したピストンの後退を阻止するので、パーキング用液圧を解放した後も制動力を維持することができる。このように液圧によりサービスブレーキ機能およびパーキングブレーキ機能の両方を発揮することができるので、機械的な制動力を発生させる電動モータのような特別のアクチュエータが不要になってコストの削減に寄与することができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

図１〜図３は本発明の第１実施例を示すもので、図１はパーキング機構付きブレーキ装置の液圧回路図、図２はパーキング用のブレーキ液圧発生手段の縦断面図、図３は図２に対応する作用説明図である。

図１に示すように、タンデム型のマスタシリンダ１１は、ドライバーがブレーキペダル１２を踏む踏力に応じたブレーキ液圧を出力する第１、第２出力ポート１１ａ，１１ｂを備えており、第１出力ポート１１ａは第１液路１３ａに接続され、第２出力ポート１１ｂは第２液路１３ｂに接続される。

第１液路１３ａは常開型電磁弁である入口弁１４Ａおよびパーキング用の第１ブレーキ液圧発生手段１５ａを介して右前輪のブレーキキャリパ１６ＦＲに接続されるとともに、常開型電磁弁である入口弁１４Ｂを介して左後輪のブレーキキャリパ１６ＲＬに接続され、また第２液路１３ｂは常開型電磁弁である入口弁１４Ｃおよびパーキング用の第２ブレーキ液圧発生手段１５ｂを介して左前輪のブレーキキャリパ１６ＦＬに接続されるとともに、常開型電磁弁である入口弁１４Ｄを介して右後輪のブレーキキャリパ１６ＲＲに接続される。各入口弁１４Ａ〜１４Ｄには、マスタシリンダ１１側からブレーキキャリパ１６ＦＲ，１６ＲＬ，１６ＦＬ，１６ＲＲ側へのブレーキ液の流れを阻止し、その逆方向のブレーキ液の流れを許容するチェック弁１７Ａ〜１７Ｄが並列に接続される。

第１液路１３ａに対応した第１リザーバ１８ａと、右前輪のブレーキキャリパ１６ＦＲおよび左後輪のブレーキキャリパ１６ＲＬとの間に、それぞれ常閉型電磁弁である出口弁１９Ａ，１９Ｂが配置され、また第２液路１３ｂに対応した第２リザーバ１８ｂと、左前輪のブレーキキャリパ１６ＦＬおよび右後輪のブレーキキャリパ１６ＲＲとの間に、それぞれ常閉型電磁弁である出口弁１９Ｃ，１９Ｄが配置される。

第１リザーバ１８ａはチェック弁２０ａ、第１液圧ポンプ２１ａ、チェック弁２２ａ、ダンパ２３ａおよびオリフィス２４ａを介してマスタシリンダ１１の第１出力ポート１１ａに接続され、また第２リザーバ１８ｂはチェック弁２０ｂ、第２液圧ポンプ２１ｂ、チェック弁２２ｂ、ダンパ２３ｂおよびオリフィス２４ｂを介してマスタシリンダ１１の第２出力ポート１１ｂに接続される。チェック弁２０ａ，２２ａは第１リザーバ１８ａ側から第１出力ポート１１ａ側へのブレーキ液の流れを許容し、その逆方向のブレーキ液の流れを阻止するように配置される。チェック弁２０ｂ，２２ｂは第２リザーバ１８ｂ側から第２出力ポート１１ｂ側へのブレーキ液の流れを許容し、その逆方向のブレーキ液の流れを阻止するように配置される。

第１、第２液圧ポンプ２１ａ，２１ｂと共通の電動モータ２５で駆動される第３液圧ポンプ２６が配置された閉じた液路２７には、第３液圧ポンプ２６の吐出ポート側から吸入ポート側に向けて、チェック弁２８、常開型電磁弁であるパーキング弁２９、リリーフ弁３０およびチェック弁３１が順次配置される。そして液路２７のリリーフ弁３０およびチェック弁３１間がリザーバ３２に接続され、液路２７のチェック弁２８およびパーキング弁２９間が第１、第２ブレーキ液圧発生手段１５ａ，１５ｂに接続される。

次に、図２に基づいて第１ブレーキ液圧発生手段１５ａの構造を説明する。尚、第２ブレーキ液圧発生手段１５ｂの構造は、第１ブレーキ液圧発生手段１５ａの構造と実質的に同一である。

第１ブレーキ液圧発生手段１５ａは概略円筒状のケーシング４１を備えており、その内部に形成した大径シリンダ４２にピストン４３の大径部４３ａが一対のシール部材４４，４５を介して摺動自在に嵌合するとともに、前記大径シリンダ４２に同軸に連なる小径シリンダ４６にピストン４３の小径部４３ｂがシール部材４７を介して摺動自在に嵌合する。ピストン４３の大径部４３ａの左側に形成された第１液室４８はポート４９を介して第１液路１３ａに連通し、ピストン４３の小径部４３ｂの外周に形成された第２液室５０（図３参照）はポート５１を介して第３液圧ポンプ２６に接続される。

第１液室４８の左端に配置されたカット弁５２は、ばね座を兼ねる弁ハウジング５３と、弁ハウジング５３の内部に摺動自在に嵌合し、左端にシール部材５４を備えてポート４９を閉塞可能な弁体５５と、弁ハウジング５３に対して弁体５５を閉弁方向に付勢する弁ばね５６とを備える。ピストン４３の左端に設けたばね座５７と弁ハウジング５３との間に戻しばね５８が配置されており、その弾発力でピストン４３は右側に付勢される。弁体５５から弁ハウジング５３を摺動自在に貫通して右方に延びるアーム５５ａの先端が、ばね座５７を摺動自在に貫通して係止される。従って、ピストンが図２の右端位置にあるとき、アーム５５ａを右側に引かれた弁体５５は弁ハウジング５３内を右側に移動し、そのシール部材５４はポート４９を解放する。この状態で、第１液室４８は弁ハウジング５３を貫通する液孔５３ａ…を介してポート４９に連通し、かつ第１液室４８はポート５９を介して右前輪のブレーキキャリパ１６ＦＲに連通する。

ケーシング４１の右半部に収納されたボールネジ機構６１は、ケーシング４１にボールベアリング６２を介して回転自在に支持された雄ねじ部材６３と、ピストン４３の小径部４３ｂの右端に固定されて雄ねじ部材６３の外周に相対回転自在に螺合する雌ねじ部材６４とを備える。ケーシング４１の右端から突出する雄ねじ部材６３の先端にロックホイール６５が固定されており、ケーシング４１の外周に設けたソレノイド６６により進退するロック片６６ａが、ロックホイール６５の外周に形成した多数のロック爪６５ａ…の何れかに係合可能である。

次に、上記構成を備えた第１実施例の作用を説明する。尚、第１液路１３ａに接続された右前輪のブレーキキャリパ１６ＦＲおよび左後輪のブレーキキャリパ１６ＲＬの作動は、第２液路１３ｂに接続された左前輪のブレーキキャリパ１６ＦＬおよび右後輪のブレーキキャリパ１６ＲＲの作動と実質的に同じであるため、前者の作動についてのみ説明する。

通常時（非駐車時）にパーキング弁２９は図示した開弁位置にあり、第３液圧ポンプ２６が吐出したブレーキ液は閉じた液路２７を循環する。このとき、リリーフ弁３０の開弁圧により設定される所定の液圧が液路２７から第１ブレーキ液圧発生手段１５ａのポート５１に伝達されるが、その液圧は小さいためにピストン４３は戻しばね５８で図２の位置に拘束されて左動することはない。

この状態でドライバーがブレーキペダル１２を踏んでマスタシリンダ１１がブレーキ液圧を発生すると、そのブレーキ液圧はマスタシリンダ１１の第１出力ポート１１ａから第１液路１３ａに伝達される。このとき、常開の入口弁１４Ａ，１４Ｂは開弁状態にあり、かつ常閉の出口弁１９Ａ，１９Ｂは閉弁状態にあるため、前記ブレーキ液圧は右前輪のブレーキキャリパ１６ＦＲおよび左後輪のブレーキキャリパ１６ＲＬに伝達されて対角位置にある右前輪および左後輪を制動する。

上述した制動時に車輪速センサの出力から右前輪あるいは左後輪がロック傾向に入ったことが検出されると、対応する入口弁１４Ａ，１４Ｂを励磁して閉弁し、かつ対応する出口弁１９Ａ，１９Ｂを励磁して開弁することで、ロック傾向にある車輪のブレーキキャリパ１６ＦＲ，１６ＲＬのブレーキ液圧が第１リザーバ１８ａに逃がされる。これにより、ブレーキキャリパ１６ＦＲ，１６ＲＬの制動力が減少してロック傾向にある車輪のロックが未然に回避される。

また入口弁１４Ａ，１４Ｂを励磁して閉弁した状態で出口弁１９Ａ，１９Ｂを消磁して閉弁するとブレーキ液圧は一定に保持され、更に入口弁１４Ａ，１４Ｂを消磁して開弁した状態で出口弁１９Ａ，１９Ｂを消磁して閉弁するとブレーキ液圧は増圧される。従って、車輪のロック傾向に応じて入口弁１４Ａ，１４Ｂおよび出口弁１９Ａ，１９Ｂを制御してブレーキ液圧の減圧、保持および増圧を短い周期で繰り返すことにより、車輪のロックを回避しながら最大限の制動力を発生させるアンチロックブレーキ制御を行うことができる。

ところで、上述したアンチロックブレーキ制御中に、電動モータ２５により駆動される第１液圧ポンプ２１ａが第１リザーバ１８ａに貯留されたブレーキ液を汲み上げ、それをダンパ２３ａを介して第１液路１３ａに還流させる。このブレーキ液の還流により、第１リザーバ１８ａのブレーキ液の貯留量の増加に伴ってブレーキペダル１２の踏み込み量が増加するのを防止することができ、しかもダンパ２３ａで第１液圧ポンプ２１ａの吐出圧の脈動を吸収してブレーキペダル１２の操作フィーリングの低下を防止することができる。

尚、マスタシリンダ１１から右前輪のブレーキキャリパ１６ＦＲに供給されるブレーキ液は第１ブレーキ液圧発生手段１５ａを経由するが、図２に示すように、ポート４９から供給されたブレーキ液は、開弁したカット弁５２の弁体５５の外周、弁ハウジング５３の液孔５３ａ…、第１液室４８およびポート５９を通過して支障なく右前輪のブレーキキャリパ１６ＦＲに供給される。

さて駐車時にパーキングブレーキを作動させるべくドライバーが図示せぬパーキングブレーキスイッチをオンすると、パーキング弁２９が励磁して閉弁するため、第３液圧ポンプ２６が吐出したブレーキ液がパーキング弁２９に塞き止められることで、第１ブレーキ液圧発生手段１５ａのポート５１から第２液室５０に供給される。すると、図３に示すように、ピストン４３が戻しばね５８の弾発力に抗して左動して弁体５５のアーム５５ａの牽引を解放するため、弁ばね５６の弾発力で弁体５５が左動してシール部材５４がポート４９を閉塞する。その結果、第１液室４８にブレーキ液圧が発生し、そのブレーキ液圧がポート５９から右前輪のブレーキキャリパ１６ＦＲに伝達されて右前輪を制動し、パーキングブレーキの機能を発揮する。

ピストン４３が左動するに伴って該ピストン４３と一体の雌ねじ部材６４が左動すると、それに螺合する雄ねじ部材６３と共にロックホイール６５が回転する。従って、ピストン４３が充分に左動したときに、ソレノイド６６を消磁して突出させたロック片６６ａをロックホイール６５のロック爪６５ａに係合させると、ロックホイール６５および雄ねじ部材６３が回転不能にロックされることで、雌ねじ部材６４およびピストン４３が移動不能にロックされ、第１液室４８の容積が固定されてパーキングブレーキが作動状態に維持される。

このようにして一旦パーキングブレーキが作動すると、電動モータ２５への通電を遮断して第３液圧ポンプ２６を停止させても、第１液室４８およびブレーキキャリパ１６ＦＲ間に密封されたブレーキ液が漏洩しない限りパーキングブレーキの制動力は維持される。パーキングブレーキを解除すべく、ソレノイド６６を励磁してロック片６６ａを後退させてロックホイール６５のロック爪６５ａとの係合を解除すると、戻しばね５８の弾発力でピストン４３および雌ねじ部材６４は雄ねじ部材６３およびロックホイール６５を回転させながら図２の位置へと右動し、第１液室４８の容積が拡大してブレーキ液圧が解放されることでパーキングブレーキは非作動状態に復帰する。

以上のように、この第１実施例によれば、電気アクチュエータのような特別の制動手段を必要とせずに、ブレーキキャリパ１６ＦＲにサービスブレーキ機能およびパーキングブレーキ機能の両方を発揮させることができ、従来必要であった電気アクチュエータを廃止してコストダウンに寄与することができる。

次に、図４に基づいて本発明の第２実施例を説明する。

第１実施例では第３液圧ポンプ２６が発生した液圧で第１ブレーキ液圧発生手段１５ａのピストン４３を駆動しているが、第２実施例はパーキングブレーキペダル６７で作動するパーキングマスタシリンダ６８を備えており、パーキングマスタシリンダ６８が発生した液圧を第１ブレーキ液圧発生手段１５ａのポート５１に供給してパーキングブレーキを作動させている。パーキングブレーキの作動後にピストン４３の後退を阻止する機構は第１実施例と同じである。

この第２実施例によれば、上述した第１実施例の作用効果と同じ作用効果を達成することができ、しかも第３液圧ポンプ２６、液路２７、チェック弁２８、パーキング弁２９、リリーフ弁３０、チェック弁３１、リザーバ３２等を廃止して部品点数の削減に寄与することができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、直線運動／回転運動変換手段は実施例のボールねじ機構６１に限定されず、任意の構造のものを採用することができる。

またロック手段も実施例のソレノイド６６に限定されず、任意の構造のものを採用することができる。

また第１実施例では第３液圧ポンプ２６が発生した液圧でパーキングブレーキを作動させ、第２実施例ではパーキングマスタシリンダ６８が発生した液圧でパーキングブレーキを作動させているが、マスタシリンダ１１が発生したサービスブレーキ用の液圧でパーキングブレーキを作動させることも可能である。このようにすれば、更なる部品点数の削減が可能になる。

第１実施例に係るパーキング機構付きブレーキ装置の液圧回路図 パーキング用のブレーキ液圧発生手段の縦断面図 図２に対応する作用説明図 第２実施例に係る、前記図２に対応する図

符号の説明

１５ａ 第１ブレーキ液圧発生手段（ブレーキ液圧発生手段）
１５ｂ 第２ブレーキ液圧発生手段（ブレーキ液圧発生手段）
２６ 第３液圧ポンプ（液圧ポンプ）
４３ ピストン
６１ ボールねじ機構（直線運動／回転運動変換手段）
６５ ロックホイール（回転部材）
６６ ソレノイド（ロック手段）
６８ パーキングマスタシリンダ

Claims (3)

1. ブレーキ液圧でサービスブレーキ機能およびパーキングブレーキ機能の両方を発揮可能なパーキング機構付きブレーキ装置であって、
   パーキングブレーキ機能を発揮させるためのブレーキ液圧発生手段（１５ａ，１５ｂ）を備え、
   前記ブレーキ液圧発生手段（１５ａ，１５ｂ）は、パーキング用液圧で作動してブレーキ液圧を発生するピストン（４３）と、ピストン（４３）の直線運動を回転部材（６５）の回転運動に変換する直線運動／回転運動変換手段（６１）と、回転部材（６５）の回転をロックするロック手段（６６）とを備え、パーキング用液圧でピストン（４３）を前進させてブレーキ液圧を発生させた状態で、ロック手段（６６）で回転部材（６５）の回転をロックしてピストン（４３）の後退を阻止することで前記ブレーキ液圧を保持することを特徴とするパーキング機構付きブレーキ装置。
2. 前記パーキング用液圧を発生する液圧ポンプ（２６）を備えることを特徴とする、請求項１に記載のパーキング機構付きブレーキ装置。
3. 前記パーキング用液圧を発生するパーキングマスタシリンダ（６８）を備えることを特徴とする、請求項１に記載のパーキング機構付きブレーキ装置。

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