JP4859047B2

JP4859047B2 - Electric booster

Info

Publication number: JP4859047B2
Application number: JP2006283430A
Authority: JP
Inventors: 直樹白川; 卓也小畑; 孝幸大野
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2006-10-18
Filing date: 2006-10-18
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2026-10-18
Also published as: JP2008100563A

Description

本発明は、自動車のブレーキ機構に用いられる倍力装置に係り、より詳しくは電動アクチュエータを倍力源として利用する電動倍力装置に関する。 The present invention relates to a booster used for a brake mechanism of an automobile, and more particularly to an electric booster that uses an electric actuator as a booster source.

従来、自動車のブレーキ機構には、エンジンの吸気管負圧を利用して入力に対し倍力した出力を発生し得るようにした真空倍力装置が多く用いられていた。ところで、近年、エンジンについて燃費改善、排気ガス浄化などの面で開発が進み、これに伴い、吸気管負圧が小さくなる傾向にある。このため、真空倍力装置として所望の倍力性能あるいは応答性を確保するには、例えば、サイズの拡大を図る、エジェクタで負圧を増強する、エンジン駆動の真空ポンプを設ける、などの対策が必要で、車両搭載性の悪化やコスト負担の増大が避けられない状況にある。 Conventionally, a vacuum booster that can generate an output boosted with respect to an input by using a negative pressure of an intake pipe of an engine is often used for a brake mechanism of an automobile. By the way, in recent years, the development of engines has progressed in terms of fuel efficiency improvement, exhaust gas purification, and the like, and accordingly, the intake pipe negative pressure tends to decrease. Therefore, in order to ensure the desired boosting performance or responsiveness as a vacuum booster, for example, measures such as increasing the size, increasing the negative pressure with an ejector, or providing an engine-driven vacuum pump are taken. It is necessary, and it is inevitable that the vehicle mountability deteriorates and the cost burden increases.

そこで、最近、電動アクチュエータを倍力源として利用した電動倍力装置が注目されている。この電動倍力装置としては、例えば、特許文献１、２に記載されたものがあり、このものは、ブレーキペダルの操作により進退移動する主ピストン（軸部材）と、該主ピストンに相対移動可能に外嵌されたブースタピストン（筒状部材）と、該ブースタピストンを進退移動させる電動アクチュエータとを備え、主ピストンとブースタピストンとをマスタシリンダのピストンとして、それぞれの前端部をマスタシリンダの圧力室に臨ませ、ブレーキペダルから主ピストンに伝わる入力推力と電動アクチュエータからブースタピストンに伝わるブースタ推力とにより、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。
特開平１０-１３８９０９号公報特開平１０-１３８９１０号公報 Therefore, recently, an electric booster using an electric actuator as a boost source has attracted attention. As this electric booster, for example, there are those described in Patent Documents 1 and 2, which can move relative to the main piston (shaft member) that moves forward and backward by operating a brake pedal. A booster piston (cylindrical member) externally fitted to the motor, and an electric actuator for moving the booster piston forward and backward. The brake hydraulic pressure is generated in the master cylinder by the input thrust transmitted from the brake pedal to the main piston and the booster thrust transmitted from the electric actuator to the booster piston.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-138909 Japanese Patent Laid-Open No. 10-138910

しかるに、上記特許文献１、２に記載に記載される電動倍力装置によれば、マスタシリンダの圧力室に発生するブレーキ液圧による反力の一部が主ピストン（軸部材）に、他の一部がブースタピストン（筒状部材）にそれぞれ伝達されるようになっているため、ブレーキアシストを働かせるべくブースタピストンの推力を大きくしてマスタシリンダ内のブレーキ液圧を高めようとすると、その液圧が主ピストンに反力として作用し、ブレーキペダルと連動する主ピストンを後退させてしまう。換言すれば、所望の制動力を確保するには、主ピストンが後退しないように入力（ペダル踏力）を増大させる必要があり、結果として、入力に対して倍力比を大きくできない、という問題があった。また、逆にブースタピストンの推力を小さくしてマスタシリンダ内のブレーキ液圧を下げようとすると、主ピストンに伝わる反力が小さくなるため、入力に対して倍力比を小さくできない、という問題があった。 However, according to the electric booster described in Patent Documents 1 and 2, a part of the reaction force due to the brake fluid pressure generated in the pressure chamber of the master cylinder is applied to the main piston (shaft member), Part of the torque is transmitted to the booster piston (cylindrical member), so if you try to increase the brake fluid pressure in the master cylinder by increasing the thrust of the booster piston to activate the brake assist, The pressure acts as a reaction force on the main piston, causing the main piston linked with the brake pedal to move backward. In other words, in order to secure a desired braking force, it is necessary to increase the input (pedal depression force) so that the main piston does not move backward, and as a result, the problem is that the boost ratio cannot be increased with respect to the input. there were. On the other hand, if the thrust of the booster piston is reduced to reduce the brake fluid pressure in the master cylinder, the reaction force transmitted to the main piston is reduced, so that the boost ratio cannot be reduced with respect to the input. there were.

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、電動アクチュエータを倍力源として働かせる際に、入力に対して所望の倍力比を得ることができるようにし、もってペダル操作性の向上に寄与する電動倍力装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and the problem is that a desired boost ratio can be obtained with respect to the input when the electric actuator is operated as a boost source. Thus, an object of the present invention is to provide an electric booster that contributes to an improvement in pedal operability.

上記課題を解決するため、本発明の１つは、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マスタシリンダのピストンとして、それぞれの前端部をマスタシリンダの圧力室に臨ませ、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、マスタシリンダ内にブレーキ液圧を発生させる電動倍力装置において、前記軸部材と前記筒状部材とを相対変位可能に前記電動アクチュエータを制御する制御手段と、前記軸部材と前記筒状部材とをブレーキ非作動時に相対移動の中立位置に保持する付勢手段とを設け、前記中立位置は前記筒状部材に対する前記軸部材の移動範囲の中心からずれた位置に設定されていることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, one of the present invention is a shaft member that moves forward and backward by operation of a brake pedal, a cylindrical member that is externally mounted on the shaft member so as to be relatively movable, and moves the cylindrical member forward and backward. An electric actuator, wherein the shaft member and the cylindrical member serve as pistons of the master cylinder, the front ends thereof face the pressure chambers of the master cylinder, and input thrust applied to the shaft member from the brake pedal; In the electric booster that generates brake fluid pressure in the master cylinder by a booster thrust applied from the electric actuator to the cylindrical member, the electric actuator is capable of relative displacement between the shaft member and the cylindrical member. And a biasing means for holding the shaft member and the cylindrical member at a neutral position for relative movement when the brake is not operated, Serial neutral position, characterized in that it is set at a position shifted from the center of the movement range of the shaft member relative to the tubular member.

上記の発明において、中立位置は、前記筒状部材に対する前記軸部材の移動範囲の中心から前記ブレーキペダル側にずれた位置に設定してもよい。 In the above invention, the neutral position may be set to a position shifted toward the brake pedal from the center of the movement range of the shaft member with respect to the tubular member.

上記の発明において、中立位置は、前記筒状部材に対する前記軸部材の移動範囲の中心から前記マスタシリンダのピストン側にずれた位置に設定してもよい。 In the above invention, the neutral position may be set to a position shifted from the center of the movement range of the shaft member relative to the cylindrical member to the piston side of the master cylinder.

また、上記課題を解決するため、本発明の他の１つは、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マスタシリンダのピストンとして、それぞれの前端部をマスタシリンダの圧力室に臨ませ、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、マスタシリンダ内にブレーキ液圧を発生させる電動倍力装置において、前記軸部材と前記筒状部材とを相対変位可能に前記電動アクチュエータを制御する制御手段と、前記軸部材と前記筒状部材とをブレーキ非作動時に相対移動の中立位置に保持する付勢手段とを設け、前記軸部材に対する前記筒状部材の移動を規制する規制部が前記軸部材及び前記筒状部材に形成され、ブレーキ非作動時における前記軸部材の規制部と前記筒状部材の規制部との間隔が前記マスタシリンダのピストン側と前記ブレーキペダル側とで異なるように設定されていることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, another one of the present invention includes a shaft member that moves forward and backward by operation of a brake pedal, a cylindrical member that is externally movable on the shaft member, and the cylindrical member An electric actuator that moves the shaft forward and backward, and the shaft member and the cylindrical member serve as pistons of the master cylinder, and their front ends face the pressure chamber of the master cylinder, and are applied to the shaft member from the brake pedal. The shaft member and the cylindrical member can be displaced relative to each other in an electric booster that generates a brake fluid pressure in the master cylinder by an input thrust and a booster thrust applied from the electric actuator to the cylindrical member. Control means for controlling the electric actuator, and biasing means for holding the shaft member and the cylindrical member in a neutral position for relative movement when the brake is not operated. A restricting portion for restricting movement of the tubular member relative to the shaft member is formed on the shaft member and the tubular member, and the restricting portion of the shaft member and the restricting portion of the tubular member when the brake is not operated Is set to be different between the piston side of the master cylinder and the brake pedal side.

上記発明において、前記軸部材の規制部と前記筒状部材の規制部との間隔は、前記ブレーキペダル側の間隔よりも前記マスタシリンダのピストン側の間隔が広くなるように設定してもよい。 In the above invention, the interval between the restricting portion of the shaft member and the restricting portion of the tubular member may be set such that the interval on the piston side of the master cylinder is larger than the interval on the brake pedal side.

上記発明において、前記軸部材の規制部と前記筒状部材の規制部との間隔は、前記マスタシリンダのピストン側の間隔よりも前記ブレーキペダル側の間隔が広くなるように設定してもよい。
In the above invention, the interval between the restricting portion of the shaft member and the restricting portion of the tubular member may be set so that the interval on the brake pedal side is wider than the interval on the piston side of the master cylinder .

本発明に係る電動倍力装置によれば、軸部材と筒状部材との間に付勢手段を設けたので、軸部材と筒状部材との相対変位量を適当な大きさに制御することにより、倍力比を大きくまたは小さくすることができるので、電動アクチュエータを倍力源として働かせるに際し、入力に対して所望の倍力比を得ることができ、良好なペダル操作性を確保できる。
また、付勢手段で保持する中立位置は、筒状部材に対する軸部材の移動範囲の中心からずれた位置に設定されていることにより、筒状部材に対する軸部材の移動範囲の中心からブレーキペダル側にずれた位置に中立位置を設定した場合には、電動アクチュエータがフェイルしたときに、マスタシリンダ内に軸部材を挿入する体積が大きくなり、その分大きな液圧を発生させることができ、電動アクチュエータのフェイル時において比較的軽い踏力でブレーキをかけることができる。
また、筒状部材に対する軸部材の移動範囲の中心からマスタシリンダのピストン側にずれた位置に中立位置を設定した場合には、液圧を発生させるためのピストンと軸部材との相対変位を大きくとることができるため、ブレーキアシストをより大きな制動領域まで行うことができる。 According to the electric booster according to the present invention, since the biasing means is provided between the shaft member and the cylindrical member, the relative displacement amount between the shaft member and the cylindrical member is controlled to an appropriate size. Thus, the boost ratio can be increased or decreased. Therefore, when the electric actuator is operated as a boost source, a desired boost ratio can be obtained with respect to the input, and good pedal operability can be ensured.
Further, the neutral position held by the biasing means is set at a position shifted from the center of the movement range of the shaft member relative to the cylindrical member, so that the brake pedal side from the center of the movement range of the shaft member relative to the cylindrical member is set. When the neutral position is set at a position deviated, the volume in which the shaft member is inserted into the master cylinder becomes large when the electric actuator fails, and a large hydraulic pressure can be generated accordingly. The brake can be applied with a relatively light pedal force during the failure.
In addition, when the neutral position is set at a position shifted from the center of the movement range of the shaft member relative to the cylindrical member to the piston side of the master cylinder, the relative displacement between the piston and the shaft member for generating hydraulic pressure is increased. Therefore, the brake assist can be performed up to a larger braking area.

そして、軸部材に対する筒状部材の移動を規制する規制部を軸部材及び筒状部材に形成し、ブレーキ非作動時における軸部材の規制部と筒状部材の規制部との間隔がマスタシリンダのピストン側と前記ブレーキペダル側とで異なるように設定することにより、軸部材の規制部と筒状部材の規制部との間隔を、ブレーキペダル側の間隔よりもマスタシリンダのピストン側の間隔が広くなるように設定した場合には、電動アクチュエータがフェイルしたときに、マスタシリンダ内に軸部材を挿入する体積が大きくなり、その分大きな液圧を発生させることができ、電動アクチュエータのフェイル時において比較的軽い踏力でブレーキをかけることができる。
また、軸部材の規制部と筒状部材の規制部との間隔を、マスタシリンダのピストン側の間隔よりもブレーキペダル側の間隔が広くなるように設定した場合には、液圧を発生させるためのピストンと軸部材との相対変位を大きくとることができるため、ブレーキアシストをより大きな制動領域まで行うことができる。 Then, a restricting portion for restricting the movement of the tubular member relative to the shaft member is formed on the shaft member and the tubular member, and the interval between the restricting portion of the shaft member and the restricting portion of the tubular member when the brake is not operated is By setting the piston side and the brake pedal side to be different, the interval between the shaft member restricting portion and the tubular member restricting portion is wider than the brake pedal side interval on the piston side of the master cylinder. When the electric actuator fails, the volume in which the shaft member is inserted into the master cylinder increases when the electric actuator fails, and a larger hydraulic pressure can be generated. The brake can be applied with a light pedal force.
Further, in order to generate hydraulic pressure when the interval between the regulating portion of the shaft member and the regulating portion of the cylindrical member is set so that the interval on the brake pedal side is larger than the interval on the piston side of the master cylinder. Since the relative displacement between the piston and the shaft member can be increased, the brake assist can be performed up to a larger braking region.

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。本第１の実施形態としての電動倍力装置５０は、タンデムマスタシリンダ２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５１と該ピストン組立体５１を構成するブースタピストン（筒状部材）５２に推力（ブースタ推力）を付与する後述の電動アクチュエータ５３とを備えており、前記車室壁３に固定したハウジング（組立ハウジング）５４の内部および外部に配設されている。ハウジング５４は、リング形状の取付部材５５を介して車室壁３の前面に固定された第１筒体５６と、この第１筒体５６に同軸に連結された第２筒体５７とからなっており、その第２筒体５７の前端に前記タンデムマスタシリンダ２が連結されている。また、第１筒体５６には支持板６３が取付けられており、この支持板６３に前記電動アクチュエータ５３を構成する電動モータ６４が固定されている。なお、取付部材５５は、その内径ボス部５５ａが車室壁３の開口３ａに位置するように車室壁３に固定されている。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a first embodiment of an electric booster according to the present invention. The electric booster 50 according to the first embodiment includes a later-described piston assembly 51 shared as a primary piston of the tandem master cylinder 2 and a booster piston (cylindrical member) 52 constituting the piston assembly 51. It includes an electric actuator 53 (described later) that applies thrust (booster thrust), and is disposed inside and outside a housing (assembly housing) 54 fixed to the casing wall 3. The housing 54 includes a first cylinder 56 that is fixed to the front surface of the compartment wall 3 via a ring-shaped attachment member 55, and a second cylinder 57 that is coaxially connected to the first cylinder 56. The tandem master cylinder 2 is connected to the front end of the second cylinder 57. A support plate 63 is attached to the first cylinder 56, and an electric motor 64 constituting the electric actuator 53 is fixed to the support plate 63. The attachment member 55 is fixed to the vehicle interior wall 3 so that the inner diameter boss portion 55a is positioned in the opening 3a of the vehicle interior wall 3.

タンデムマスタシリンダ２は、有底のシリンダ本体１０とリザーバ１１とを備えており、そのシリンダ本体１０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５１と対をなすセカンダリピストン１２が摺動可能に配設されている。シリンダ本体１０内にはまた、前記ピストン組立体５１とセカンダリピストン１２とにより２つの圧力室１３、１４が画成されており、前記両ピストン５１、１２の前進に応じて各圧力室１３、１４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（図示せず）へ圧送されるようになる。 The tandem master cylinder 2 includes a bottomed cylinder body 10 and a reservoir 11, and a secondary piston 12 that makes a pair with the piston assembly 51 as the primary piston slides on the inner side of the cylinder body 10. It is arranged to be movable. In the cylinder body 10, two pressure chambers 13 and 14 are defined by the piston assembly 51 and the secondary piston 12, and the pressure chambers 13 and 14 are moved in accordance with the advancement of the pistons 51 and 12. The brake fluid contained inside is pumped to the wheel cylinder (not shown) of the corresponding system.

また、シリンダ本体１０の壁には、各圧力室１３、１４内とリザーバ１１とを連通するリリーフポート１５が形成され、さらに、シリンダ本体１０の内面には、前記リリーフポート１５を挟んで一対のシール部材１６が配設されている。各圧力室１３、１４は、前記両ピストン５１、１２の前進に応じて、前記一対のシール部材１６が対応するピストン５１、１２の外周面に摺接することで、リリーフポート１５に対して閉じられるようになる。なお、各圧力室１３、１４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５１とセカンダリピストン１２とを後方へ付勢する戻しばね１７が配設されている。 The wall of the cylinder body 10 is formed with a relief port 15 that communicates the inside of the pressure chambers 13, 14 and the reservoir 11. A seal member 16 is provided. The pressure chambers 13 and 14 are closed with respect to the relief port 15 by sliding the pair of seal members 16 against the outer peripheral surfaces of the corresponding pistons 51 and 12 as the pistons 51 and 12 advance. It becomes like this. In each of the pressure chambers 13 and 14, a return spring 17 that urges the piston assembly 51 as the primary piston and the secondary piston 12 rearward is disposed.

本電動倍力装置５０を構成するピストン組立体５１は、前記ブースタピストン５２にこれと相対移動可能に入力ピストン（軸部材）５８を内装してなっている。入力ピストン５８は、その後端に設けたブラケット５８ａに前記ブレーキペダル８を連結させることで、ブレーキペダル８の操作（ペダル操作）により進退移動するようになっている。 A piston assembly 51 constituting the electric booster 50 includes an input piston (shaft member) 58 provided in the booster piston 52 so as to be movable relative thereto. The input piston 58 moves forward and backward by operating the brake pedal 8 (pedal operation) by connecting the brake pedal 8 to a bracket 58a provided at the rear end thereof.

ピストン組立体５１を構成するブースタピストン５２は、その内部の長手方向中間部位に隔壁５９を有しており、前記入力ピストン５８がこの隔壁５９を挿通して延ばされている。ブースタピストン５２の前端側は、前記マスタシリンダ２内の圧力室（プライマリ室）１３に挿入され、一方、入力ピストン５８の前端側は、同じ圧力室１３内のブースタピストン５２の内側に配置されている。ブースタピストン５２と入力ピストン５８との間はブースタピストン５２の前側に配置したシール部材６０により、ブースタピストン５２とマスタシリンダ２のシリンダ本体１０のガイド１０ａとの間はシール部材６１によりそれぞれシールされており、これにより前記圧力室１３からマスタシリンダ２外へのブレーキ液の漏出が防止されている。なお、ブースタピストン５２の前端部には、前記マスタシリンダ２内のリリーフポート１５に連通可能な貫通孔６２が穿設されている。 The booster piston 52 constituting the piston assembly 51 has a partition wall 59 at an intermediate portion in the longitudinal direction therein, and the input piston 58 extends through the partition wall 59. The front end side of the booster piston 52 is inserted into the pressure chamber (primary chamber) 13 in the master cylinder 2, while the front end side of the input piston 58 is disposed inside the booster piston 52 in the same pressure chamber 13. Yes. The booster piston 52 and the input piston 58 are sealed by a seal member 60 disposed on the front side of the booster piston 52, and the booster piston 52 and the guide 10a of the cylinder body 10 of the master cylinder 2 are sealed by a seal member 61, respectively. Thus, leakage of the brake fluid from the pressure chamber 13 to the outside of the master cylinder 2 is prevented. A through hole 62 that can communicate with the relief port 15 in the master cylinder 2 is formed at the front end of the booster piston 52.

電動アクチュエータ５３は、ハウジング５４の第１筒体５６と一体の支持板６３に固定された前記電動モータ６４と、前記第１筒体５６の内部に入力ピストン５８を囲んで配設されたボールねじ機構（回転-直動変換機構）６５と、電動モータ６４の回転を減速してボールねじ機構６５に伝達する回転伝達機構６６とから概略構成されている。ボールねじ機構６５は、軸受（アンギュラコンタクト軸受）６７を介して第１筒体５６に回動自在に支持されたナット部材（回転部材）６８とこのナット部材６８にボール６９を介して噛合わされた中空のねじ軸（直動部材）７０とからなっている。ねじ軸７０の後端部は、ハウジング５４の取付部材５５に凸状に形成されたリングガイド部７１に回動不能にかつ摺動可能に支持されており、これによりナット部材６８の回転に応じてねじ軸７０が直動するようになる。一方、回転伝達機構６６は、電動モータ６４の出力軸６４ａに取付けられた第１プーリ７２と、前記ナット部材６８にキー７３を介して回動不能に嵌合された第２プーリ７４と前記２つのプーリ７２、７４間に掛け回されたベルト（タイミングベルト）７５とからなっている。第２プーリ７４は第１プーリ７２に比べて大径となっており、これにより電動モータ６４の回転は減速してボールねじ機構６５のナット部材６８に伝達される。また、アンギュラコンタクト軸受６７には、ナット部材６８にねじ込んだナット７６により第２プーリ７３およびカラー７７を介して与圧がかけられている。なお、回転伝達機構６６は上記したプーリ、ベルトに限らず、減速歯車機構等であってもよい。 The electric actuator 53 includes the electric motor 64 fixed to a support plate 63 integral with the first cylinder 56 of the housing 54, and a ball screw disposed around the input piston 58 inside the first cylinder 56. A mechanism (rotation-linear motion conversion mechanism) 65 and a rotation transmission mechanism 66 that decelerates the rotation of the electric motor 64 and transmits the rotation to the ball screw mechanism 65 are roughly configured. The ball screw mechanism 65 is engaged with a nut member (rotating member) 68 rotatably supported by the first cylindrical body 56 via a bearing (angular contact bearing) 67 and the nut member 68 via a ball 69. It consists of a hollow screw shaft (linear motion member) 70. The rear end portion of the screw shaft 70 is non-rotatably and slidably supported by a ring guide portion 71 formed in a convex shape on the mounting member 55 of the housing 54, and accordingly, according to the rotation of the nut member 68. Thus, the screw shaft 70 moves directly. On the other hand, the rotation transmission mechanism 66 includes a first pulley 72 attached to the output shaft 64a of the electric motor 64, a second pulley 74 fitted to the nut member 68 through a key 73 in a non-rotatable manner, and the 2nd pulley. A belt (timing belt) 75 is provided between two pulleys 72 and 74. The second pulley 74 has a larger diameter than the first pulley 72, whereby the rotation of the electric motor 64 is decelerated and transmitted to the nut member 68 of the ball screw mechanism 65. Further, a pressure is applied to the angular contact bearing 67 through a second pulley 73 and a collar 77 by a nut 76 screwed into the nut member 68. The rotation transmission mechanism 66 is not limited to the pulleys and belts described above, and may be a reduction gear mechanism or the like.

上記ボールねじ機構６５を構成する中空のねじ軸７０の前端部にはフランジ部材７８が、その後端部には筒状ガイド７９がそれぞれ嵌合固定されている。フランジ部材７８および筒状ガイド７９は前記入力ピストン５８を摺動案内するガイドとして機能するようにそれぞれの内径が設定されている。前記フランジ部材７８は、ねじ軸７０の、図中、左方向への前進に応じて前記ブースタピストン５２の後端に当接するようになっており、これに応じてブースタピストン５２も前進する。また、ハウジング５４を構成する第２筒体５７の内部には、該第２筒体５７の内面に形成した環状突起８０に一端が係止され、他端が前記フランジ部材７８に衝合する戻しばね８１が配設されており、ねじ軸７０は、ブレーキ非作動時にこの戻しばね８１により図示の原位置に位置決めされる。 A flange member 78 is fitted and fixed to the front end portion of the hollow screw shaft 70 constituting the ball screw mechanism 65, and a cylindrical guide 79 is fixed to the rear end portion thereof. The inner diameters of the flange member 78 and the cylindrical guide 79 are set so as to function as a guide for slidingly guiding the input piston 58. The flange member 78 comes into contact with the rear end of the booster piston 52 in accordance with the advancement of the screw shaft 70 in the left direction in the drawing, and the booster piston 52 also advances in accordance with this. Further, inside the second cylinder 57 constituting the housing 54, one end is locked to an annular protrusion 80 formed on the inner surface of the second cylinder 57, and the other end is brought into contact with the flange member 78. A spring 81 is provided, and the screw shaft 70 is positioned at the illustrated original position by the return spring 81 when the brake is not operated.

しかして、入力ピストン５８とブースタピストン５２との相互間には、環状空間８２が画成されており、この環状空間８２には、入力ピストン５８に設けたフランジ部８３に一端が係止され、かつブースタピストン５２の隔壁５９とブースタピストン５２の後端部に形成されたフランジ８４とにそれぞれ他端が係止された一対のばね（付勢手段）８５（８５Ａ、８５Ｂ）が配設されている。この一対のばね８５は、ブレーキ非作動時に入力ピストン５８とブースタピストン５２とを相対移動の中立位置に保持する役割をなすものである。 An annular space 82 is defined between the input piston 58 and the booster piston 52. One end of the annular space 82 is locked to a flange portion 83 provided in the input piston 58. A pair of springs (biasing means) 85 (85A, 85B) each having the other end locked to a partition wall 59 of the booster piston 52 and a flange 84 formed at the rear end of the booster piston 52 are disposed. Yes. The pair of springs 85 serves to hold the input piston 58 and the booster piston 52 in a neutral position relative to each other when the brake is not operated.

ここで、本第１の実施形態においては、電動倍力装置５０の非作動状態において、フランジ部８３がブースタピストン５２に対する入力ピストン５８の移動範囲の中心位置Ｃからブレーキペダル８側にずれた位置に配置されるようになっており、この位置が中立位置となっている。また、電動倍力装置５０の非作動状態において、一対のばね８５のばね長は、マスタシリンダ２側のばね８５Ａよりもブレーキペダル８側のばね８５Ｂの方が短くなっている。
また、フランジ部８３の両側には、入力ピストン５８の径寸法よりも大径の大径部（規制部）８３Ａ，８３Ｂが形成されている。これら大径部８３Ａ，８３Ｂのうち、大径部８３Ａはブースタピストン５２に対して入力ピストン５８が前進するときにブースタピストン５２の隔壁５９に当接するようになって入力ピストン５８の移動が規制される。また、大径部８３Ｂはブースタピストン５２に対して入力ピストン５８が後退するときにブースタピストン５２のフランジ８４に当接するようになって入力ピストン５８の移動が規制される。
電動倍力装置５０の非作動時における大径部８３Ａと隔壁５９との間隔ＬＡは、大径部８３Ｂとフランジ８４との間隔ＬＢよりも大きく設定されている。
これらの構成により、電動アクチュエータ５３がフェイルしたときに、マスタシリンダ２の圧力室１３内に入力ピストン５８を挿入する体積が大きくなり、その分大きな液圧を発生させることができ、電動アクチュエータ５３のフェイル時において比較的軽い踏力でブレーキをかけることができる。 Here, in the first embodiment, when the electric booster 50 is in an inoperative state, the flange portion 83 is shifted from the center position C of the movement range of the input piston 58 relative to the booster piston 52 to the brake pedal 8 side. This position is a neutral position. In the non-operating state of the electric booster 50, the spring length of the pair of springs 85 is shorter in the spring 85B on the brake pedal 8 side than in the spring 85A on the master cylinder 2 side.
Further, on both sides of the flange portion 83, large diameter portions (regulating portions) 83A and 83B having a diameter larger than that of the input piston 58 are formed. Of these large diameter portions 83A and 83B, the large diameter portion 83A comes into contact with the partition wall 59 of the booster piston 52 when the input piston 58 moves forward with respect to the booster piston 52, and the movement of the input piston 58 is restricted. The Further, the large diameter portion 83B comes into contact with the flange 84 of the booster piston 52 when the input piston 58 moves backward with respect to the booster piston 52, and the movement of the input piston 58 is restricted.
An interval LA between the large diameter portion 83A and the partition wall 59 when the electric booster 50 is not operated is set to be larger than an interval LB between the large diameter portion 83B and the flange 84.
With these configurations, when the electric actuator 53 fails, the volume in which the input piston 58 is inserted into the pressure chamber 13 of the master cylinder 2 is increased, so that a larger hydraulic pressure can be generated. The brake can be applied with a relatively light pedal force during a failure.

車室内には車体に対する入力ピストン５８の絶対変位を検出するポテンショメータ８６が配設されている。このポテンショメータ８６は、抵抗体を内蔵した本体部８７と、本体部８７から入力ピストン５８と平行に車室内に延ばされたセンサロッド８８とからなっており、ハウジング５４の取付部材５５の穴部５５ｂに入力ピストン５８と平行をなすように取付けられている。センサロッド８８は本体部８７に内蔵したばねにより、常に伸長方向へ付勢され、前記入力ピストン５８の後端部に固定されたブラケット９０に先端を当接させている。一方、前記電動モータ６４は、ここではＤＣブラシレスモータからなっており、これには、回転制御のために磁極位置を検出するレゾルバ９１が内蔵されている。このレゾルバ９１は、モータの回転変位を検出してこれに基づき車体に対するブースタピストン５２の絶対変位を検出する回転検出手段としての機能も兼ね備えている。これらポテンショメータ８６とレゾルバ９１とは、入力ピストン５８とブースタピストン５２との相対変位量を検出する変位検出手段を構成しており、これらの検出信号は、コントローラ（制御手段）９２に送出されるようになっている。なお、回転検出手段としては、レゾルバに限らず、絶対変位（角度）を検出できる回転型のポテンショメータ等であってもよい。 A potentiometer 86 for detecting the absolute displacement of the input piston 58 relative to the vehicle body is disposed in the vehicle interior. The potentiometer 86 is composed of a main body portion 87 containing a resistor and a sensor rod 88 extending from the main body portion 87 in parallel with the input piston 58 into the vehicle interior, and a hole portion of the attachment member 55 of the housing 54. It is attached to 55b so as to be parallel to the input piston 58. The sensor rod 88 is always urged in the extending direction by a spring built in the main body portion 87, and a front end is brought into contact with a bracket 90 fixed to the rear end portion of the input piston 58. On the other hand, the electric motor 64 is a DC brushless motor here, and a resolver 91 for detecting a magnetic pole position for rotation control is incorporated in the electric motor 64. The resolver 91 also has a function as a rotation detecting means for detecting the rotational displacement of the motor and detecting the absolute displacement of the booster piston 52 with respect to the vehicle body based on the detected rotational displacement. The potentiometer 86 and the resolver 91 constitute displacement detection means for detecting the relative displacement amount between the input piston 58 and the booster piston 52, and these detection signals are sent to the controller (control means) 92. It has become. The rotation detecting means is not limited to the resolver, and may be a rotary potentiometer capable of detecting absolute displacement (angle).

以下、上記のように構成された電動倍力装置５０の作用を説明する。
ブレーキペダル８が操作されると、入力ピストン５８が前進し、その動きがポテンショメータ８６により検出される。すると、ポテンショメータ８６からの信号を受けてコントローラ９２が電動モータ６４に起動指令を出力し、これにより電動モータ６４が回転して、その回転が回転伝達機構６６を介してボールねじ機構６５に伝達され、ねじ軸７０が前進してその動きにブースタピストン５２が追従する。すなわち、入力ピストン５８とブースタピストン５２とが一体的に前進し、ブレーキペダルから入力ピストン５８に付与される入力推力と電動アクチュエータ５３からブースタピストン５２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２内の圧力室１３、１４に発生する。 Hereinafter, the operation of the electric booster 50 configured as described above will be described.
When the brake pedal 8 is operated, the input piston 58 moves forward, and its movement is detected by the potentiometer 86. Then, in response to a signal from the potentiometer 86, the controller 92 outputs a start command to the electric motor 64, whereby the electric motor 64 rotates, and the rotation is transmitted to the ball screw mechanism 65 via the rotation transmission mechanism 66. The screw shaft 70 advances and the booster piston 52 follows the movement. That is, the input piston 58 and the booster piston 52 integrally move forward, and the brake hydraulic pressure corresponding to the input thrust applied from the brake pedal to the input piston 58 and the booster thrust applied from the electric actuator 53 to the booster piston 52. Is generated in the pressure chambers 13 and 14 in the tandem master cylinder 2.

このとき、ポテンショメータ８６とレゾルバ９１との検出信号に基づき、入力ピストン５８の絶対変位とブースタピストン５２との絶対変位との差により両ピストンの相対変位量が分かる。そこで、入力ピストン５８とブースタピストン５２との間に相対変位が生じないように電動モータ６４の回転を制御すると、両ピストン５８と５２との間に介装した一対のばね８５（８５Ａ、８５Ｂ）が中立位置を維持する。このときの倍力比は、相対変位量ΔＸが０であることから、ブースタピストン５２の受圧面積と入力ピストン５８の受圧面積との面積比で一義的に定まり、汎用の真空倍力装置と同様となる。 At this time, based on the detection signals of the potentiometer 86 and the resolver 91, the relative displacement amount of both pistons can be determined from the difference between the absolute displacement of the input piston 58 and the absolute displacement of the booster piston 52. Therefore, if the rotation of the electric motor 64 is controlled so that no relative displacement occurs between the input piston 58 and the booster piston 52, a pair of springs 85 (85A, 85B) interposed between the pistons 58 and 52 are controlled. Maintains a neutral position. The boost ratio at this time is uniquely determined by the area ratio of the pressure receiving area of the booster piston 52 and the pressure receiving area of the input piston 58 since the relative displacement amount ΔX is 0, and is the same as that of a general-purpose vacuum booster. It becomes.

一方、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（前方）へブースタピストン５２を相対変位させると（ΔＸが負の所定値）、倍力比が大きくなり、電動アクチュエータ５３が倍力源として働いて、ペダル踏力（ペダル入力）の大きな低減を図ることができるようになる。また、この場合、ブースタピストン５２の相対変位に応じて、後側のばね８５Ｂの付勢力が増大し、この付勢力によって入力ピストン５８に伝わるブレーキ液圧の反力が付勢力の分だけ相殺されることも、第１の実施形態と同様であり、これによりペダル踏力（入力）に対して倍力比を十分に大きくすることができる。逆に、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（後方）へブースタピストン５２を相対変位させると（ΔＸが正の所定値）、このブースタピストン５２の相対変位に応じて前側のばね８５Ａ（第２のばね）の付勢力が増大する。この付勢力によって入力ピストン５８に伝わる反力が強まり、ペダル踏力（入力）に対して倍力比を小さくすることができる。 On the other hand, when the booster piston 52 is relatively displaced from the neutral position by the booster thrust in the direction in which the brake fluid pressure is increased (forward) (ΔX is a negative predetermined value), the boost ratio becomes large, and the electric actuator 53 becomes the boost source. As a result, the pedal depression force (pedal input) can be greatly reduced. Further, in this case, the urging force of the rear spring 85B increases according to the relative displacement of the booster piston 52, and the reaction force of the brake hydraulic pressure transmitted to the input piston 58 is canceled by the amount of the urging force. This is also the same as in the first embodiment, so that the boost ratio can be sufficiently increased with respect to the pedal effort (input). On the contrary, when the booster piston 52 is relatively displaced from the neutral position in the direction (rearward) in which the brake fluid pressure is decreased by the booster thrust (ΔX is a predetermined positive value), the front spring is changed according to the relative displacement of the booster piston 52. The biasing force of 85A (second spring) increases. The reaction force transmitted to the input piston 58 is strengthened by this urging force, and the boost ratio can be reduced with respect to the pedal depression force (input).

本第１の実施形態においては、特に、ブースタピストン５２を駆動する電動モータ６４の回転が、ボールねじ機構６５により運動変換してブースタピストン５２に伝達されるので、電動アクチュエータ５３からブースタピストン５２への駆動伝達は円滑となり、ブースタ推力の付与は安定する。また、ボールねじ機構６５の採用により、ブースタピストン５２から電動モータ６４にモーメントが作用することがなくなるので、その分、電動モータ６４にかかる負荷も低減する。また、本第２の実施形態では、ポテンショメータ８６、レゾルバ９１を絶対変位検出手段として用いているので、ポテンショメータ８６の本体部８７、レゾルバ９１をそれぞれハウジング５４や取付部材５５等の移動しない部材に取付けることができる。これにより、信号を送信するための電気ケーブルの取り回しが楽になると共に、ポテンショメータ８６の本体部８７、レゾルバ９１およびこれらの電気ケーブルを固定しておけるので、振動等に対する耐久性を向上させることができる。 In the first embodiment, in particular, the rotation of the electric motor 64 that drives the booster piston 52 is converted into motion by the ball screw mechanism 65 and transmitted to the booster piston 52, so that the electric actuator 53 transfers to the booster piston 52. The drive transmission becomes smooth and the application of the booster thrust is stable. Further, since the moment does not act on the electric motor 64 from the booster piston 52 by adopting the ball screw mechanism 65, the load applied to the electric motor 64 is reduced accordingly. In the second embodiment, since the potentiometer 86 and the resolver 91 are used as absolute displacement detecting means, the main body 87 and the resolver 91 of the potentiometer 86 are respectively attached to non-moving members such as the housing 54 and the attachment member 55. be able to. This facilitates the handling of the electric cable for transmitting signals, and the main body 87 of the potentiometer 86, the resolver 91, and these electric cables can be fixed, so that the durability against vibration and the like can be improved. .

さらに、本第１の実施形態では、車両に対する入力ピストン５８、ブースタピストン５２の絶対変位を検出するポテンショメータ８６、レゾルバ９１を設けているので、入力ピストンのストロークや踏み込み速度に応じたブレーキアシスト制御、回生協調制御、車両追従（ＡＣＣ）制御等にこれらの検出結果を有効に活用できる。 Furthermore, in the first embodiment, since the potentiometer 86 and the resolver 91 for detecting the absolute displacement of the input piston 58 and the booster piston 52 with respect to the vehicle are provided, the brake assist control according to the stroke and the stepping speed of the input piston, These detection results can be effectively used for regenerative cooperative control, vehicle following (ACC) control, and the like.

すなわち、図２の模式図に示すように、マスタシリンダ２の圧力室１３、１４とこれに連通する配管やディスクブレーキなど全ての負荷側要素の剛性（液量対発生液圧）との関係を、マスタシリンダ圧力室２Ａの断面積（Ａｉ＋Ａｂ）に等しい断面積を有するピストン２Ｂの変位Ｘｍとそれに取付けられたばね要素２Ｃのばね定数ｋｍとに置換えて考察する。この場合、前記入力ピストン５８およびブースタピストン５２の変位（ストローク）をそれぞれＸｉ，Ｘｂ、最終的にマスタシリンダ圧力室２Ａに面している部分での入力ピストン５８の発生力（入力推力）およびブースタピストン５２の発生力（ブースタ推力）をそれぞれＦｉ，Ｆｂとすると、力の釣合いから下記（５）式の関係が得られる。 That is, as shown in the schematic diagram of FIG. 2, the relationship between the pressure chambers 13 and 14 of the master cylinder 2 and the rigidity (fluid amount versus generated hydraulic pressure) of all load side elements such as pipes and disk brakes communicating with the pressure chambers 13 and 14. Considering the displacement Xm of the piston 2B having a cross-sectional area equal to the cross-sectional area (Ai + Ab) of the master cylinder pressure chamber 2A and the spring constant km of the spring element 2C attached thereto. In this case, the displacements (strokes) of the input piston 58 and the booster piston 52 are respectively Xi and Xb, and finally the generated force (input thrust) and booster of the input piston 58 at the portion facing the master cylinder pressure chamber 2A. Assuming that the generated force (booster thrust) of the piston 52 is Fi and Fb, the relationship of the following equation (5) is obtained from the balance of forces.

Ｆｉ＋Ｆｂ＝（Ａｂ×Ｘｂ＋Ａｉ×Ｘｉ）／（Ａｂ＋Ａｉ）×ｋｍ …（１）
ここで、Ｆｂ＝Ａｂ／Ａｉ×Ｆｉだから、この（１）式は、下記（２）式のようになる。 Fi + Fb = (Ab × Xb + Ai × Xi) / (Ab + Ai) × km (1)
Here, since Fb = Ab / Ai × Fi, the equation (1) becomes the following equation (2).

Ｆｉ＝（Ａｂ×Ｘｂ＋Ａｉ×Ｘｉ）／（Ａｂ＋Ａｉ）2×Ａｉ×ｋｍ …（２）
一方、ブレーキペダル８からの入力（ペダル入力）をＦｉBとし、入力ピストン５８とブースタピストン５２との間に介装したばね８５のばね定数をｋｓとすると、ＦｉBは以下の（３）式で与えられるので、上記（１）式とこの（２）式との関係から、下記（４）式が得られる。
ＦｉB＝Ｆｉ-ｋｓ×（Ｘｂ-Ｘｉ） …（３）
ＦｉB＝（Ａｂ×Ｘｂ＋Ａｉ×Ｘｉ）／（Ａｂ＋Ａｉ）2×Ａｉ×ｋｍ-ｋｓ×（Ｘｂ-Ｘｉ） …（４） Fi = (Ab × Xb + Ai × Xi) / (Ab + Ai) 2 × Ai × km (2)
On the other hand, assuming that the input from the brake pedal 8 (pedal input) is FiB and the spring constant of the spring 85 interposed between the input piston 58 and the booster piston 52 is ks, FiB is given by the following equation (3). Therefore, the following formula (4) is obtained from the relationship between the above formula (1) and the formula (2).
FiB = Fi-ks * (Xb-Xi) (3)
FiB = (Ab * Xb + Ai * Xi) / (Ab + Ai) 2 * Ai * km-ks * (Xb-Xi) (4)

ここで、Ｘｂ＝Ｘｉ（相対変位なし）とすると、（４）式は次の（５）式となり、倍力比をαとしたペダルフィーリング（ペダル入力とストロークの関係）が得られる。
ＦｉB＝Ａｉ／（Ａｂ＋Ａｉ）×Ｘｉ×ｋｍ …（５）
一方、倍力比を変えるために、入力ピストン５８とブースタピストン５２との相対変位（Ｘｂ-Ｘｉ）を与えるようにブースタピストン５２を制御すると、（５）式より負荷側のばね定数ｋｍとばね８５のばね定数ｋｓとによりペダルフィーリングが変化することがわかる。 Here, if Xb = Xi (no relative displacement), the equation (4) becomes the following equation (5), and a pedal feeling (relation between pedal input and stroke) with a boost ratio of α is obtained.
FiB = Ai / (Ab + Ai) × Xi × km (5)
On the other hand, when the booster piston 52 is controlled so as to give a relative displacement (Xb-Xi) between the input piston 58 and the booster piston 52 in order to change the boost ratio, the load-side spring constant km and the spring are calculated from the equation (5). It can be seen that the pedal feeling varies depending on the spring constant ks of 85.

図３は、ペダル入力ＦｉBを一定速度で増加させ、その途中で電動モータ６４によるブレーキアシストを作動させたときの推力Ｆの変化を、図４は、そのときの入力ピストン５８のストローク（ペダルストローク）Ｘｉの変化をそれぞれみたものである。これより、入力ピストン５８とブースタピストン５２との間に介装したばね８５のばね定数ｋｓが大きいとブレーキペダル８は前に進み（図４（ａ））、従来のブレーキアシストが作動したときのペダルフィーリングを実現できる。これに対し、ばね定数ｋｓが小さいとブレーキペダル８は逆に戻され（図４（ｂ））、緊急時にブレーキアシストを作動させつつブレーキペダル８のショートストローク化が可能になる。一方、ばね定数ｋｓを適当な大きさに設定すると、入力ピストン５８は連続的に変化し（図４（ｃ））、ブレーキアシストを作動させてもブレーキペダル８への影響はほとんどなくなる。すなわち、ブレーキアシストの作動（ブースタピストン５２の前方への移動）によりマスタシリンダ圧力室９５から入力ピストン５８にかかる液圧反力が増加しても、その増加分の液圧反力と相対変位により入力ピストン５８を前方に付勢するばね８５のばね力とがほぼ等しくなり、増加分の液圧反力がばね力によってほぼ完全に相殺され、ブレーキペダル８への影響を解消することが可能になる。 FIG. 3 shows the change in thrust F when the pedal input FiB is increased at a constant speed and the brake assist by the electric motor 64 is activated in the middle, and FIG. 4 shows the stroke of the input piston 58 (pedal stroke). ) Each change of Xi is seen. Accordingly, when the spring constant ks of the spring 85 interposed between the input piston 58 and the booster piston 52 is large, the brake pedal 8 moves forward (FIG. 4A), and the conventional brake assist is activated. Pedal feeling can be achieved. On the other hand, if the spring constant ks is small, the brake pedal 8 is reversed (FIG. 4B), and the brake pedal 8 can be shortened while operating the brake assist in an emergency. On the other hand, when the spring constant ks is set to an appropriate magnitude, the input piston 58 continuously changes (FIG. 4C), and the brake pedal 8 is hardly affected even when the brake assist is operated. In other words, even if the hydraulic reaction force applied from the master cylinder pressure chamber 95 to the input piston 58 increases due to the operation of the brake assist (movement of the booster piston 52 forward), the increased hydraulic reaction force and relative displacement The spring force of the spring 85 that biases the input piston 58 forward becomes substantially equal, and the increased hydraulic reaction force is almost completely offset by the spring force, so that the influence on the brake pedal 8 can be eliminated. Become.

ここで、ブレーキペダル８への影響をなくするために要求されるばね８５のばね定数ｋｓは、上記（４）式を下記（６）式とするために必要な大きさであり、（１１）式のように決めることができる。 Here, the spring constant ks of the spring 85 required to eliminate the influence on the brake pedal 8 is a size necessary to make the above equation (4) into the following equation (6). (11) It can be decided like the formula.

ＦｉB＝Ａｉ／（Ａｂ＋Ａｉ）×Ｘｉ×ｋｍ …（６）
ｋｓ＝（Ａｂ×Ａｉ）／（Ａｂ＋Ａｉ）2×ｋｍ …（７） FiB = Ai / (Ab + Ai) × Xi × km (6)
ks = (Ab × Ai) / (Ab + Ai) 2 × km (7)

一方、ブレーキ液圧Ｐｍ、マスタシリンダ圧力室７１の液量Ｖｍは、下記（８）式、（９）式のように表わされる。
Ｐｍ＝（Ａｂ×Ｘｂ＋Ａｉ×Ｘｉ）／（Ａｂ＋Ａｉ）2×ｋｍ …（８）
Ｖｍ＝Ａｂ×Ｘｂ＋Ａｉ×Ｘｉ …（９）
よって、ＰｍとＶｍとは、下記（１０）式の関係となり、これを変換すると下記（１１）式が得られる。
Ｐｍ＝Ｖｍ／（Ａｂ＋Ａｉ）2×ｋｍ …（１０）
ｋｍ＝Ｐｍ／Ｖｍ×（Ａｂ＋Ａｉ）2 …（１１）
したがって、このｋｍを上記（７）式に代入すれば、下記（１２）式が得られる。
ｋｓ＝Ａｉ×Ａｂ×Ｐｍ／Ｖｍ …（１２） On the other hand, the brake fluid pressure Pm and the fluid amount Vm in the master cylinder pressure chamber 71 are expressed by the following equations (8) and (9).
Pm = (Ab × Xb + Ai × Xi) / (Ab + Ai) 2 × km (8)
Vm = Ab × Xb + Ai × Xi (9)
Therefore, Pm and Vm have the relationship of the following equation (10), and when this is converted, the following equation (11) is obtained.
Pm = Vm / (Ab + Ai) 2 × km (10)
km = Pm / Vm × (Ab + Ai) 2 (11)
Therefore, if this km is substituted into the above equation (7), the following equation (12) is obtained.
ks = Ai × Ab × Pm / Vm (12)

すなわち、入力ピストン５８とブースタピストン５２との間に介装されるばね（付勢手段）８５のばね定数ｋｓを、マスタシリンダの圧力室２Ａに臨む入力ピストン５８およびブースタピストン５２の受圧面積Ａｉ、Ａｂと、マスタシリンダのブレーキ液圧Ｐｍおよび液量Ｖｍとに基づいて決定することが可能になる。すなわち、入力ピストン５８およびブースタピストン５２の受圧面積Ａｉ、Ａｂは既知であり、また、マスタシリンダの液量Ｖｍの増減に伴うブレーキ液圧Ｐｍの増減の比率は適用車両によって決まっているので、これらから求まる設定値とばね定数ｋｓとが一致するようにすれば、図４の（ｃ）の関係とすることができる。つまり、ブレーキアシストの作動（ブースタピストン５２の前方への移動）によりマスタシリンダ圧力室９５から入力ピストン５８にかかる液圧反力の増加分と、ブースタピストン５２と入力ピストン５８との相対変位により入力ピストン５８を前方に付勢するばね８５のばね力とをほぼ等しくすることが可能になる。なお、ばね定数ｋｓが上記設定値よりも大きい場合には図４の（ａ）の関係となり、逆に、ばね定数ｋｓが上記設定値よりも小さい場合には図４の（ｂ）の関係となる。 That is, the spring constant ks of the spring (biasing means) 85 interposed between the input piston 58 and the booster piston 52 is set to a pressure receiving area Ai of the input piston 58 and the booster piston 52 facing the pressure chamber 2A of the master cylinder, This can be determined based on Ab, the brake fluid pressure Pm and the fluid volume Vm of the master cylinder. That is, the pressure receiving areas Ai and Ab of the input piston 58 and the booster piston 52 are known, and the ratio of increase / decrease in the brake fluid pressure Pm accompanying the increase / decrease in the fluid volume Vm of the master cylinder is determined by the applicable vehicle. 4 and the spring constant ks coincide with each other, the relationship shown in FIG. 4C can be obtained. That is, it is input by the increase in the hydraulic reaction force applied from the master cylinder pressure chamber 95 to the input piston 58 by the brake assist operation (the forward movement of the booster piston 52) and the relative displacement between the booster piston 52 and the input piston 58. The spring force of the spring 85 that biases the piston 58 forward can be made substantially equal. When the spring constant ks is larger than the set value, the relationship shown in FIG. 4A is established. Conversely, when the spring constant ks is smaller than the set value, the relationship shown in FIG. Become.

なお、ブースタピストン５２とボールねじ機構６５のねじ軸（直動部材）７０とは、フランジ部材７８を介して当接しているだけであるので、万一、電動モータ６４が故障（失陥）した場合には、ブレーキペダル８の踏込みに応じて前進する入力ピストン５８の動きにばね８５を介してブースタピストン５２が追従し、これによって入力ピストン５８とブースタピストン５２とが一体的に前進して所定の制動力が得られるようになる。 The booster piston 52 and the screw shaft (linear motion member) 70 of the ball screw mechanism 65 are in contact with each other only via the flange member 78, so that the electric motor 64 is broken (failed) by any chance. In this case, the booster piston 52 follows the movement of the input piston 58 that moves forward in response to the depression of the brake pedal 8 via the spring 85, whereby the input piston 58 and the booster piston 52 move forward in a unified manner. The braking force of can be obtained.

ここで、特許文献１、２に記載された従来の電動倍力装置によれば、入力ピストンよりもブースタピストンを大きく移動させると、ブースタピストンにより上昇したマスタシリンダ内の液圧の反力が入力ピストンにかかり、その反力がブレーキペダルから運転者に伝わって運転者に違和感を与えたり、あるいはブレーキペダルの重さからブレーキペダルの踏込みを困難にするなど、ペダルフィーリングに影響を及ぼすという問題があった。 Here, according to the conventional electric booster described in Patent Documents 1 and 2, when the booster piston is moved larger than the input piston, the reaction force of the hydraulic pressure in the master cylinder raised by the booster piston is input. The problem of affecting the pedal feeling, such as being applied to the piston and the reaction force being transmitted from the brake pedal to the driver, making the driver feel uncomfortable, or making the brake pedal difficult to press due to the weight of the brake pedal. was there.

これに対し、本第１の実施形態においては、電動アクチュエータを作動させても、ペダルフィーリングに影響を及ぼすことがないようにし、もって信頼性の向上に大きく寄与する電動倍力装置とすることができる。具体的には、入力ピストン（軸部材）５８とブースタピストン（筒状部材）５２との相対変位に応じて入力ピストン５８へ伝達される液圧反力の増減分がばね（付勢手段）８５によって相殺されるので、電動アクチュエータ５３によるブレーキ操作が行われても、ブレーキペダル８が影響を受けることがなくなる。そして、上記ばね８５のばね定数は、マスタシリンダ２の圧力室に臨む入力ピストン５８およびブースタピストン５２の受圧面積と、前記マスタシリンダ２の液圧および液量とに基いて決定することで、簡単かつ適正にばね定数を決定することができる。 On the other hand, in the first embodiment, even if the electric actuator is operated, the pedal feeling is not affected, and thus the electric booster greatly contributes to the improvement of the reliability. Can do. Specifically, the increase (decrease) in the hydraulic reaction force transmitted to the input piston 58 according to the relative displacement between the input piston (shaft member) 58 and the booster piston (tubular member) 52 is a spring (biasing means) 85. Therefore, even if the brake operation by the electric actuator 53 is performed, the brake pedal 8 is not affected. The spring constant of the spring 85 is easily determined by determining the pressure receiving area of the input piston 58 and the booster piston 52 facing the pressure chamber of the master cylinder 2 and the fluid pressure and fluid volume of the master cylinder 2. And a spring constant can be determined appropriately.

すなわち、本第１の実施形態の電動倍力装置によれば、電動アクチュエータによるブレーキ操作が行われても、ブレーキペダルが影響を受けることがないので、良好なペダルフィーリングが維持され、ブレーキアシストシステムへの適用において装置に対する信頼性が向上する。また、入力ピストン５８およびブースタピストン５２との間に所定のばね定数を有するばね８５を介装するだけなので、構造が複雑大型になることはなく、コスト面並びに車両搭載性の面での利点も大きい。 That is, according to the electric booster of the first embodiment, even if a brake operation by the electric actuator is performed, the brake pedal is not affected, so that a good pedal feeling is maintained and the brake assist is maintained. The reliability of the apparatus is improved in application to the system. Further, since the spring 85 having a predetermined spring constant is only interposed between the input piston 58 and the booster piston 52, the structure does not become complicated and large, and there are advantages in terms of cost and vehicle mountability. large.

つぎに、図５は、本発明に係る電動倍力装置の第２の実施形態を示したものである。本第２の実施形態としての電動倍力装置１００は、上記第１の実施形態の電動倍力装置５０とほぼ同様の構成を有しており、上記第１の実施形態に対して異なっているのは、入力ピストン１５８のフランジ部１８３の位置と、このフランジ部１８３の両側に形成される大径部１８３Ａ，１８３Ｂの長さとである。 Next, FIG. 5 shows a second embodiment of the electric booster according to the present invention. The electric booster 100 as the second embodiment has substantially the same configuration as the electric booster 50 of the first embodiment, and is different from the first embodiment. These are the position of the flange portion 183 of the input piston 158 and the lengths of the large-diameter portions 183A and 183B formed on both sides of the flange portion 183.

本第２の実施形態においては、電動倍力装置１００の非作動状態において、入力ピストン１５８のフランジ部１８３が、ブースタピストン５２に対する入力ピストン１５８の移動範囲の中心位置Ｃからマスタシリンダ２側にずれた位置に配置されるようになっており、この位置が中立位置となっている。電動倍力装置１００の非作動状態において、一対のばね１８５のばね長は、マスタシリンダ２側のばね１８５Ａよりもブレーキペダル８側のばね１８５Ｂの方が長くなっている。
また、フランジ部１８３の両側には、入力ピストン１５８の径寸法よりも大径の大径部（規制部）１８３Ａ，１８３Ｂが形成されている。これら大径部１８３Ａ，１８３Ｂのうち、大径部１８３Ａはブースタピストン５２に対して入力ピストン５８が前進するときにブースタピストン５２の隔壁５９に当接するようになって入力ピストン１５８の移動が規制される。また、大径部１８３Ｂはブースタピストン５２に対して入力ピストン１５８が後退するときにブースタピストン５２のフランジ８４に当接するようになって入力ピストン１５８の移動が規制される。
電動倍力装置１００の非作動時における大径部１８３Ｂとフランジ８４との間隔ＬＢは、大径部１８３Ａと隔壁５９との間隔ＬＡよりも大きく設定されている。
これらの構成により、液圧を発生させるためのブースタピストン５２と入力ピストン１５８との相対変位を大きくとることができるため、ブレーキアシストをより大きな制動領域まで行うことができる。 In the second embodiment, when the electric booster 100 is not in operation, the flange portion 183 of the input piston 158 is displaced from the center position C of the movement range of the input piston 158 relative to the booster piston 52 toward the master cylinder 2 side. This position is a neutral position. In a non-operating state of the electric booster 100, the spring length of the pair of springs 185 is longer in the spring 185B on the brake pedal 8 side than on the spring 185A on the master cylinder 2 side.
Further, on both sides of the flange portion 183, large diameter portions (regulating portions) 183A and 183B having a diameter larger than that of the input piston 158 are formed. Of these large-diameter portions 183A and 183B, the large-diameter portion 183A comes into contact with the partition wall 59 of the booster piston 52 when the input piston 58 advances relative to the booster piston 52, and the movement of the input piston 158 is restricted. The Further, when the input piston 158 moves backward with respect to the booster piston 52, the large diameter portion 183B comes into contact with the flange 84 of the booster piston 52, and the movement of the input piston 158 is restricted.
The interval LB between the large diameter portion 183B and the flange 84 when the electric booster 100 is not operated is set to be larger than the interval LA between the large diameter portion 183A and the partition wall 59.
With these configurations, the relative displacement between the booster piston 52 and the input piston 158 for generating the hydraulic pressure can be increased, so that the brake assist can be performed up to a larger braking region.

本発明の第１の実施形態としての電動倍力装置を含む車両ブレーキ機構の概略構造を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing a schematic structure of a vehicle brake mechanism including an electric booster as a first embodiment of the present invention. 第１の実施形態としての電動倍力装置の基本概念を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the basic concept of the electric booster as 1st Embodiment. 第１の実施形態としての電動倍力装置におけるブレーキアシスト作動時の入力、出力特性の経時変化を示すグラフである。It is a graph which shows a time-dependent change of the input and output characteristics at the time of brake assist operation in the electric booster as a 1st embodiment. 第１の実施形態としての電動倍力装置におけるブレーキアシスト作動時のペダルストロークの経時変化を示すグラフである。It is a graph which shows a time-dependent change of the pedal stroke at the time of the brake assist operation | movement in the electric booster as 1st Embodiment. 本発明の第２の実施形態としての電動倍力装置を含む車両ブレーキ機構の概略構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the vehicle brake mechanism containing the electric booster as the 2nd Embodiment of this invention.

Explanation of symbols

５０、１００電動倍力装置
２タンデムマスタシリンダ
５５ハウジング（支持部材）
８ブレーキペダル
９入力ロッド
５２ブースタピストン（筒状部材）
５８入力ピストン（軸部材）
８５（８５Ａ、８５Ｂ）ばね（付勢手段）
５３電動アクチュエータ
６４電動モータ
８６ポテンショメータ
９１回転検出手段としてのレゾルバ 50, 100 Electric booster 2 Tandem master cylinder 55 Housing (supporting member)
8 Brake pedal 9 Input rod 52 Booster piston (tubular member)
58 Input piston (shaft member)
85 (85A, 85B) Spring (biasing means)
53 Electric Actuator 64 Electric Motor 86 Potentiometer 91 Resolver as Rotation Detection Means

Claims

A shaft member that moves forward and backward by an operation of a brake pedal, a cylindrical member that is externally mounted on the shaft member, and an electric actuator that moves the cylindrical member forward and backward. The shaft member and the cylindrical member And the booster thrust applied to the tubular member from the electric actuator, with the front end of each facing the pressure chamber of the master cylinder. In the electric booster that generates brake fluid pressure in the master cylinder, the control means for controlling the electric actuator so that the shaft member and the cylindrical member can be relatively displaced, the shaft member and the cylindrical shape And an urging means for holding the member at a neutral position for relative movement when the brake is not operated, wherein the neutral position is the axis with respect to the tubular member. Electric booster, characterized in that it is set to a position shifted from the center of the moving range of the wood.

2. The electric booster according to claim 1, wherein the neutral position is set at a position shifted toward the brake pedal from a center of a movement range of the shaft member with respect to the tubular member.

2. The electric booster according to claim 1, wherein the neutral position is set to a position shifted from a center of a movement range of the shaft member with respect to the cylindrical member toward a piston side of the master cylinder.

A shaft member that moves forward and backward by an operation of a brake pedal, a cylindrical member that is externally mounted on the shaft member, and an electric actuator that moves the cylindrical member forward and backward. The shaft member and the cylindrical member And the booster thrust applied to the tubular member from the electric actuator, with the front end of each facing the pressure chamber of the master cylinder. In the electric booster that generates brake fluid pressure in the master cylinder, the control means for controlling the electric actuator so that the shaft member and the cylindrical member can be relatively displaced, the shaft member and the cylindrical shape And an urging means for holding the member at a neutral position for relative movement when the brake is not operated, and restricting movement of the cylindrical member relative to the shaft member. A regulating portion is formed on the shaft member and the cylindrical member, and a distance between the regulating portion of the shaft member and the regulating portion of the cylindrical member when the brake is not operated is the piston side of the master cylinder and the brake pedal side And an electric booster that is set differently.

Distance between the regulating portion of the tubular member and the regulating portion of the shaft member, wherein characterized in that the intervals of the piston side of the master cylinder is set wider than the distance of the brake pedal-side Item 5. The electric booster according to Item 4.

The distance between the restricting portion of the shaft member and the restricting portion of the tubular member is set such that the distance on the brake pedal side is wider than the distance on the piston side of the master cylinder. 4. The electric booster according to 4.