JP4941836B2

JP4941836B2 - Electric booster

Info

Publication number: JP4941836B2
Application number: JP2007277402A
Authority: JP
Inventors: 孝幸大野; 卓也小畑; 浩隆及川; 行雄大谷
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2007-10-25
Filing date: 2007-10-25
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2027-10-25
Also published as: JP2009101947A

Description

本発明は、自動車のブレーキ系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 in a brake system of an automobile, and more particularly to an electric booster that uses an electric actuator as a booster source.

この種の電動倍力装置としては、特許文献１に記載されたものがある。このものは、ブレーキペダルの操作により進退動する入力部材と、該入力部材と相対移動可能に配置されたアシスト部材と、該アシスト部材を進退移動させる電動アクチュエータとを備えた構造となっており、前記電動アクチュエータは、一例として電動モータと、前記アシスト部材を直動させる回転−直動変換機構と、前記電動モータの回転をベルトを介して前記回転−直動変換機構に伝達する動力伝達機構とからなっている。
特開２００７−１９１１３３号公報（図６） An example of this type of electric booster is described in Patent Document 1. This has a structure including an input member that moves forward and backward by the operation of the brake pedal, an assist member that is arranged to be relatively movable with the input member, and an electric actuator that moves the assist member forward and backward. The electric actuator includes, as an example, an electric motor, a rotation-linear motion conversion mechanism that linearly moves the assist member, and a power transmission mechanism that transmits rotation of the electric motor to the rotation-linear motion conversion mechanism via a belt. It is made up of.
Japanese Patent Laying-Open No. 2007-191133 (FIG. 6)

しかしながら、上記特許文献１に記載された電動倍力装置には、動力伝達機構を構成するベルトが切断したときの特別の対策がなく、万一、ベルトが切断したときには、倍力なしでペダル操作のみでマスタシリンダのピストンを押圧する制動を頼らざるを得ず、運転者に大入力でのペダル操作を強いる状況にあった。 However, the electric booster described in Patent Document 1 does not have a special measure when the belt constituting the power transmission mechanism is cut. If the belt is cut, the pedal operation can be performed without boosting. Therefore, it was necessary to rely on braking to press the piston of the master cylinder alone, forcing the driver to operate the pedal with a large input.

本発明は、上記した技術的背景に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、動力伝達機構のベルトが切断しても電動アクチュエータの動力をアシスト部材に伝えることができ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 technical background, and an object of the present invention is to provide an electric booster capable of transmitting the power of the electric actuator to the assist member even when the belt of the power transmission mechanism is cut. Is to provide.

上記課題を解決するために、本発明は、ブレーキペダルの操作により進退動する入力部材と、該入力部材と相対移動可能に配置されたブースタピストンと、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、前記電動アクチュエータは、電動モータと、前記ブースタピストンを直動させる回転−直動変換機構と、前記電動モータの回転をベルトを介して前記回転−直動変換機構に伝達する動力伝達機構とからなる電動倍力装置において、前記動力伝達機構には、該動力伝達機構のベルトが正常動作しているときに前記電動モータの回転を前記回転−直動変換機構に伝達せず、該ベルトが切断したときに前記電動モータの回転を前記回転−直動変換機構に伝達する歯車機構が併設され、前記歯車機構は、前記動力伝達機構を構成する駆動側プーリと一体に回転する駆動側歯車と、前記動力伝達機構を構成する従動側プーリと一体に回転する従動側歯車と、前記駆動側歯車と前記従動側歯車とに噛合可能な中間歯車とを有し、前記動力伝達機構のベルトが正常動作しているときに前記中間歯車が前記駆動側歯車と前記従動側歯車との少なくとも一方の歯とは接しないことで、動力伝達に関与しないようになっていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides an input member that moves forward and backward by operating a brake pedal, a booster piston that is arranged to be relatively movable with respect to the input member, and an electric actuator that moves the booster piston forward and backward. The electric actuator includes: an electric motor; a rotation-linear motion conversion mechanism that linearly moves the booster piston; and a power transmission mechanism that transmits rotation of the electric motor to the rotation-linear motion conversion mechanism via a belt. the electric booster consisting of, in the power transmission mechanism, the rotation of the rotation of the electric motor when the belt power transmission mechanism is operating normally - not transmitted to the linear motion converting mechanism, the belt is the rotation of the electric motor when cut rotation - gear mechanism for transmitting the linear motion converting mechanism is the hotel, the gear mechanism is configured to the power transmission mechanism A drive-side gear that rotates integrally with the drive-side pulley, a driven-side gear that rotates integrally with the driven-side pulley that constitutes the power transmission mechanism, and an intermediate gear that can mesh with the drive-side gear and the driven-side gear. And when the belt of the power transmission mechanism is operating normally, the intermediate gear does not contact at least one tooth of the drive side gear and the driven side gear, so that it does not participate in power transmission. characterized in that it is so.

本発明に係る電動倍力装置によれば、動力伝達機構のベルトが切断しても歯車機構が電動アクチュエータの動力をアシスト部材に伝えるので、装置に対する信頼性が高まる。 According to the electric booster of the present invention, even if the belt of the power transmission mechanism is cut, the gear mechanism transmits the power of the electric actuator to the assist member, so that the reliability of the apparatus is increased.

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いて説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図１および図２は、本発明に係る電動倍力装置の一つの実施形態を示したものである。本実施形態としての電動倍力装置１０は、後述のタンデム型マスタシリンダ１のプライマリピストンとして共用されるピストン組立体１１を内装した装置本体１２を備えている。装置本体１２は、前記マスタシリンダ１を支持する第１の筒体１３と、この第１の筒体１３の後端に同軸に連結された第２の筒体１４と、この第２の筒体１４の後端に取付けられた異形のリヤカバー１５とからなっている。電動倍力装置１０の全体は、装置本体１２のリヤカバー１５に植立したスタッドボルト（図示略）を利用して、エンジンルームと車室とを仕切る隔壁Ｗに固定されるようになっており、この状態でリヤカバー１５の背面側に設けられた中空ボス部１５ａが車室内へ延出される。 1 and 2 show one embodiment of an electric booster according to the present invention. The electric booster 10 according to the present embodiment includes an apparatus main body 12 in which a piston assembly 11 that is shared as a primary piston of a tandem master cylinder 1 described later is housed. The apparatus main body 12 includes a first cylinder 13 that supports the master cylinder 1, a second cylinder 14 that is coaxially connected to the rear end of the first cylinder 13, and the second cylinder. 14 and an odd-shaped rear cover 15 attached to the rear end of the vehicle. The whole of the electric booster 10 is fixed to a partition wall W that partitions the engine room and the vehicle compartment by using stud bolts (not shown) planted on the rear cover 15 of the apparatus body 12. In this state, the hollow boss portion 15a provided on the back side of the rear cover 15 extends into the vehicle compartment.

タンデム型マスタシリンダ１は、有底のシリンダ本体２と図示を略すリザーバとを備えており、そのシリンダ本体２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１１と対をなすセカンダリピストン３が摺動可能に配設されている。シリンダ本体２内にはまた、前記ピストン組立体１１とセカンダリピストン３とにより２つの圧力室４、５が画成されており、前記両ピストン１１、３の前進に応じて各圧力室４、５内に封じ込められているブレーキ液が、図示を略す吐出ポートから対応する系統のホイールシリンダへ圧送される。なお、各圧力室４、５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１１とセカンダリピストン３とを後方へ付勢する戻しばね６、７が配設されている。また、シリンダ本体２には、各圧力室４、５内とリザーバ１１とを連通するリリーフポートが形成されているが、これについては、図示を省略している。 The tandem master cylinder 1 includes a cylinder body 2 with a bottom and a reservoir (not shown), and a secondary piston that forms a pair with the piston assembly 11 as the primary piston on the inner side of the cylinder body 2. 3 is slidably arranged. In the cylinder body 2, two pressure chambers 4, 5 are defined by the piston assembly 11 and the secondary piston 3, and the pressure chambers 4, 5 are moved according to the advance of the pistons 11, 3. The brake fluid sealed in is pumped from a discharge port (not shown) to a corresponding wheel cylinder. In each of the pressure chambers 4 and 5, return springs 6 and 7 for biasing the piston assembly 11 as the primary piston and the secondary piston 3 rearward are disposed. The cylinder body 2 is provided with a relief port that communicates the inside of the pressure chambers 4 and 5 with the reservoir 11, but this is not shown.

本電動倍力装置１０を構成するピストン組立体１１は、図示を略すブレーキペダルと連動する入力ロッド１６に連結された入力ピストン（入力部材）１７と、該入力ピストン１７の周りにこれと相対移動可能に配置された筒状のブースタピストン（アシスト部材）１８とからなっている。ブースタピストン１８の前端側は、前記マスタシリンダ１内の圧力室（プライマリ室）４に摺動可能に挿入され、一方、入力ピストン１７の前端側は、ブースタピストン１８の内部に突設した環状壁１８ａを挿通して、同じ圧力室４内に挿入されている。ブースタピストン１８とマスタシリンダ１のシリンダ本体２との間、入力ピストン１７とブースタピストン１８との間はそれぞれシールされており、これにより前記圧力室４からマスタシリンダ１外へのブレーキ液の漏出が防止されている。 A piston assembly 11 that constitutes the electric booster 10 includes an input piston (input member) 17 connected to an input rod 16 that is linked to a brake pedal (not shown), and a relative movement around the input piston 17. It consists of a cylindrical booster piston (assist member) 18 that can be arranged. The front end side of the booster piston 18 is slidably inserted into the pressure chamber (primary chamber) 4 in the master cylinder 1, while the front end side of the input piston 17 is an annular wall projecting inside the booster piston 18. It is inserted into the same pressure chamber 4 through 18a. The booster piston 18 and the cylinder body 2 of the master cylinder 1 are sealed, and the input piston 17 and the booster piston 18 are sealed, so that the brake fluid leaks out of the master cylinder 1 from the pressure chamber 4. It is prevented.

本電動倍力装置１０は、上記ブースタピストン１８を進退動させる電動アクチュエータ２０を備えている。電動アクチュエータ２０は、装置本体１２の外側に配置され、該装置本体１２を構成する第２の筒体１４に嵌着した支持板２１に固定された電動モータ２２と、前記第２の筒体１４の内部に入力ピストン１７を囲んで配設されたボールねじ機構（回転−直動変換機構）２３と、電動モータ２２の回転を減速してボールねじ機構２３に伝達する動力伝達機構２４とから概略構成されている。 The electric booster 10 includes an electric actuator 20 that moves the booster piston 18 back and forth. The electric actuator 20 is arranged outside the apparatus main body 12, and the electric motor 22 fixed to a support plate 21 fitted to the second cylinder 14 constituting the apparatus main body 12, and the second cylinder 14. Is schematically illustrated by a ball screw mechanism (rotation-linear motion conversion mechanism) 23 disposed around the input piston 17 and a power transmission mechanism 24 that decelerates the rotation of the electric motor 22 and transmits it to the ball screw mechanism 23. It is configured.

上記ボールねじ機構２３は、軸受（アンギュラコンタクト軸受）２５を介して第２の筒体１４に回動自在に支持されたナット部材（回動部材）２６とこのナット部材２６にボール２７を介して噛合わされた中空のねじ軸（直動部材）２８とからなっている。ねじ軸２８の後端部は、装置本体１２を構成するリヤカバー１５の中空ボス部１５ａに回動不能にかつ摺動可能に嵌合されており、これによりナット部材２６の回転に応じてねじ軸２８が直動するようになっている。 The ball screw mechanism 23 includes a nut member (rotating member) 26 rotatably supported by the second cylindrical body 14 via a bearing (angular contact bearing) 25 and a ball 27 attached to the nut member 26. It consists of a hollow screw shaft (linear motion member) 28 that is engaged. The rear end portion of the screw shaft 28 is non-rotatably and slidably fitted to the hollow boss portion 15 a of the rear cover 15 constituting the apparatus main body 12. 28 is designed to move linearly.

一方、電動アクチュエータ２０を構成する動力伝達機構２４は、電動モータ２２の出力軸２２ａに取付けられた駆動側プーリ２９と、前記ボールねじ機構２３のナット部材２６に回転不能に嵌合された従動側プーリ３０と前記２つのプーリ２９、３０間に掛け回されたベルト（タイミングベルト）３１とからなっている。従動側プーリ３０は駆動側プーリ２９に比べて大径となっており、これにより電動モータ２２の回転は減速してボールねじ機構２３のナット部材２６に伝達される。この場合の減速比Ｎは、駆動側プーリ２９の歯数をＺ１、従動側プーリ３０の歯数をＺ２とすると、Ｎ＝Ｚ１／Ｚ２となる。 On the other hand, the power transmission mechanism 24 constituting the electric actuator 20 includes a drive side pulley 29 attached to the output shaft 22a of the electric motor 22 and a driven side non-rotatably fitted to the nut member 26 of the ball screw mechanism 23. It comprises a pulley 30 and a belt (timing belt) 31 wound between the two pulleys 29 and 30. The driven pulley 30 has a larger diameter than the driving pulley 29, whereby the rotation of the electric motor 22 is decelerated and transmitted to the nut member 26 of the ball screw mechanism 23. The reduction ratio N in this case is N = Z1 / Z2 where the number of teeth of the driving pulley 29 is Z1 and the number of teeth of the driven pulley 30 is Z2.

上記ボールねじ機構２３を構成する中空のねじ軸２８の前端部には、図２によく示されるように、前記入力ピストン１７を摺動案内するガイドとしても機能するフランジ部材３２が嵌合固定されている。フランジ部材３２は、ねじ軸２８の、図中、左方向への前進に応じて、前記ブースタピストン１８の後端に嵌着した蓋体３３に当接するようになっており、このねじ軸２８の前進に応じてブースタピストン１８も前進する。また、装置本体１２を構成する第１の筒体１３の内部には、該第１の筒体１３に形成した縦壁１３ａに一端が係止され、他端が前記フランジ部材３２に衝合する戻しばね３４が配設されており、ねじ軸２８は、ブレーキ非作動時にはこの戻しばね３４により図示の原位置に位置決めされる。 A flange member 32 that also functions as a guide for slidingly guiding the input piston 17 is fitted and fixed to the front end portion of the hollow screw shaft 28 constituting the ball screw mechanism 23, as shown well in FIG. ing. The flange member 32 comes into contact with a lid 33 fitted to the rear end of the booster piston 18 as the screw shaft 28 advances in the left direction in the figure. The booster piston 18 also advances in accordance with the advance. Further, one end of the first cylindrical body 13 constituting the apparatus main body 12 is locked to the vertical wall 13 a formed in the first cylindrical body 13, and the other end abuts the flange member 32. A return spring 34 is provided, and the screw shaft 28 is positioned in the illustrated original position by the return spring 34 when the brake is not operated.

さらに、入力ピストン１７とブースタピストン１８との相互間には環状室３５が画成されており、この環状室３５には、入力ピストン１７に設けたフランジ部１７ａにそれぞれ一端が係止され、かつブースタピストン１８の環状壁１８ａと蓋体３３とにそれぞれ他端が係止された一対のばね部材（コイルばね）３６が配設されている。この一対のばね部材３６は、ブレーキ非作動時に入力ピストン１７とブースタピストン１８とを相対変位の中立位置に保持するバランスばねとして機能する。 Further, an annular chamber 35 is defined between the input piston 17 and the booster piston 18. One end of each of the annular chambers 35 is locked to a flange portion 17 a provided on the input piston 17, and A pair of spring members (coil springs) 36 each having the other end engaged with the annular wall 18a of the booster piston 18 and the lid 33 are disposed. The pair of spring members 36 function as a balance spring that holds the input piston 17 and the booster piston 18 in a neutral position of relative displacement when the brake is not operated.

また、装置本体１２を構成するリヤカバー１５と入力ロッド２３との間には、車体に対する入力ピストン１７の絶対変位を検出する変位検出器（ポテンショメータ）３７が配設されると共に、前記電動モータ２２には、回転角度を検出する回転検出器（レゾルバ）３８が内蔵されている。これら変位検出器３７および回転検出器３８の信号は、コントローラ（制御装置）３９に送出されるようになっており、コントローラ３９は、これらの信号に基いて電動モータ２２の回転を制御する。 A displacement detector (potentiometer) 37 for detecting the absolute displacement of the input piston 17 with respect to the vehicle body is disposed between the rear cover 15 and the input rod 23 constituting the apparatus main body 12, and the electric motor 22 is provided with the electric motor 22. Includes a rotation detector (resolver) 38 for detecting a rotation angle. The signals of the displacement detector 37 and the rotation detector 38 are sent to a controller (control device) 39, and the controller 39 controls the rotation of the electric motor 22 based on these signals.

上記のように構成された電動倍力装置１０においては、ブレーキペダルが操作されると、入力ロッド１６と一体に入力ピストン１７がマスタシリンダ１側へ前進し、その動きが変位検出器３７により検出される。すると、変位検出器３７からの信号を受けてコントローラ３９が電動モータ２２に起動指令を出力し、これにより電動モータ２２が回転して、その回転が動力伝達機構２４を介してボールねじ機構２３のナット部材２８に伝達される。これによりねじ軸２８が前進し、該ねじ軸２８に押されてブースタピストン１８が前進する。この結果、ブレーキペダルから入力ピストン１７に付与される入力推力と電動アクチュエータ２０からブースタピストン１８に付与されるブースタ推力とに応じたブレーキ液圧がマスタシリンダ１内の圧力室４、５に発生する。 In the electric booster 10 configured as described above, when the brake pedal is operated, the input piston 17 is moved forward together with the input rod 16 toward the master cylinder 1, and its movement is detected by the displacement detector 37. Is done. Then, in response to a signal from the displacement detector 37, the controller 39 outputs a start command to the electric motor 22, whereby the electric motor 22 rotates, and the rotation of the ball screw mechanism 23 via the power transmission mechanism 24. It is transmitted to the nut member 28. As a result, the screw shaft 28 advances and is pushed by the screw shaft 28 to advance the booster piston 18. As a result, the brake fluid pressure corresponding to the input thrust applied from the brake pedal to the input piston 17 and the booster thrust applied from the electric actuator 20 to the booster piston 18 is generated in the pressure chambers 4 and 5 in the master cylinder 1. .

このとき、変位検出器３７と回転検出器３８との検出信号に基づき、入力ピストン１７の絶対変位とブースタピストン１８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１７とブースタピストン１８との間に相対変位が生じないように電動モータ２２の回転を制御すると、両ピストン２１と２２との間に介装した一対のばね部材３６が中立位置を維持する。このときの倍力比は、相対変位量が０であることから、ブースタピストン１８の受圧面積と入力ピストン１７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 displacement detector 37 and the rotation detector 38, the relative displacement amount of both pistons can be determined from the difference between the absolute displacement of the input piston 17 and the absolute displacement of the booster piston 18. Therefore, when the rotation of the electric motor 22 is controlled so that no relative displacement occurs between the input piston 17 and the booster piston 18, the pair of spring members 36 interposed between the pistons 21 and 22 are set to the neutral position. maintain. The boost ratio at this time is uniquely determined by the area ratio between the pressure receiving area of the booster piston 18 and the pressure receiving area of the input piston 17 because the relative displacement amount is 0, and is the same as that of a general-purpose vacuum booster. Become.

一方、上記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１８を相対変位させると、倍力比（制動力）が大きくなり、電動モータ２２が倍力源として働いて、ブレーキアシスト動作が実現する。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１８を相対変位させると、倍力比（制動力）が減少し、回生制動時の回生協調動作が実現する。さらに、ブースタピストン１８の前進によりマスタシリンダ１内の圧力室４、５とリザーバとの連通が遮断されるので、アダプティブクルーズコントロール（ＡＣＣ）やヒルスタートアシストなどにおける自動ブレーキ動作も可能となる。 On the other hand, when the booster piston 18 is relatively displaced from the neutral position in the direction of increasing the brake fluid pressure by the booster thrust (forward), the boost ratio (braking force) increases, and the electric motor 22 works as a boost source. Brake assist operation is realized. On the contrary, when the booster piston 18 is relatively displaced from the neutral position in the direction (rearward) in which the brake fluid pressure is reduced by the booster thrust, the boost ratio (braking force) is reduced and the regenerative cooperative operation at the time of regenerative braking is realized. . Further, since the communication between the pressure chambers 4 and 5 in the master cylinder 1 and the reservoir is blocked by the advancement of the booster piston 18, an automatic brake operation in adaptive cruise control (ACC), hill start assist, or the like is also possible.

ところで、上記構成の電動倍力装置１０においては、電動アクチュエータ２０内の動力伝達機構２４を構成するベルト３１が切断すると、電動アクチュエータ２０の動力がブースタピストン１８に伝わらず、ペダル操作のみに制動を頼らざるを得ないようになる。そこで、本実施形態においては、動力伝達機構２４に歯車機構４０を併設し、前記ベルト３１の切断時には、この歯車機構４０を作動させてブースタピストン１８に電動アクチュエータ２０の動力を伝達できるようにしている。 By the way, in the electric booster 10 having the above-described configuration, when the belt 31 constituting the power transmission mechanism 24 in the electric actuator 20 is cut, the power of the electric actuator 20 is not transmitted to the booster piston 18 and is braked only for pedal operation. I have to rely on it. Therefore, in the present embodiment, a gear mechanism 40 is provided in addition to the power transmission mechanism 24, and when the belt 31 is cut, the gear mechanism 40 is operated so that the power of the electric actuator 20 can be transmitted to the booster piston 18. Yes.

より詳しくは、上記歯車機構４０は、図３にも示すように、電動モータ２２の出力軸２２に駆動側プーリ２９と並列して取付けられた駆動側歯車４１と、ボールねじ機構２３のナット部材２６に従動側プーリ３０と並列して回動不能に嵌合された従動側歯車４２と、装置本体１２のリヤカバー１５に設けた回転軸４３に取付けられ、前記両歯車４１、４２に噛合う中間歯車４４とからなっている。ここで、前記した各歯車対のバックラッシュ量は、図４に示すように、駆動側歯車４１と中間歯車４４との間のバックラッシュ量δ１よりも、従動側歯車４２と中間歯車４４との間のバックラッシュ量δ２の方が大きく（δ２＞δ１）設定されている。 More specifically, as shown in FIG. 3, the gear mechanism 40 includes a drive side gear 41 attached to the output shaft 22 of the electric motor 22 in parallel with the drive side pulley 29, and a nut member of the ball screw mechanism 23. 26 is attached to a driven side gear 42 that is non-rotatably fitted in parallel with the driven side pulley 30, and a rotary shaft 43 provided on the rear cover 15 of the apparatus main body 12, and is intermediate between the gears 41, 42. It consists of a gear 44. Here, the backlash amount of each gear pair described above is greater than the backlash amount δ1 between the driving side gear 41 and the intermediate gear 44 as shown in FIG. The backlash amount δ2 is set to be larger (δ2> δ1).

上記した歯車機構４０を動力伝達機構２４に併設したことにより、動力伝達機構２４のベルト３１が正常に作動しているとき、すなわち電動モータ２２の回転がベルト３１を介してボールねじ機構２３のナット部材２８に正常に伝達されているときには、上記した各歯車対のバックラッシュ量の差により、駆動側歯車４１と中間歯車４４との歯が接するが、従動側歯車４２と中間歯車４４との歯が接することはない（図４）。すなわち、歯車機構４０は動力伝達に関与せず、動力伝達機構２４を介して動力伝達が行われる。 Since the gear mechanism 40 described above is provided in the power transmission mechanism 24, when the belt 31 of the power transmission mechanism 24 is operating normally, that is, the rotation of the electric motor 22 is transmitted through the belt 31 to the nut of the ball screw mechanism 23. When normally transmitted to the member 28, the teeth of the drive side gear 41 and the intermediate gear 44 come into contact with each other due to the difference in the backlash amount of each gear pair described above. Will not touch (Figure 4). That is, the gear mechanism 40 is not involved in power transmission, and power transmission is performed via the power transmission mechanism 24.

しかし、動力伝達機構２４のベルト３１が何らかの原因で切断すると、歯車機構４０内の従動側歯車４２と中間歯車４４との歯が接触する。これにより、電動モータ２２の回転が歯車機構４０を介してボールねじ機構２３のナット部材２８に伝達され、本電動倍力装置１０は正常時と同様に動作する。なお、この場合の減速比Ｎ´は、駆動側歯車４１の歯数をＺ１´、従動側歯車４２の歯数をＺ２´とすると、Ｎ´＝Ｚ１´／Ｚ２´となる。 However, if the belt 31 of the power transmission mechanism 24 is cut for some reason, the teeth of the driven gear 42 and the intermediate gear 44 in the gear mechanism 40 come into contact with each other. Thereby, the rotation of the electric motor 22 is transmitted to the nut member 28 of the ball screw mechanism 23 through the gear mechanism 40, and the electric booster 10 operates in the same manner as in the normal state. The reduction ratio N ′ in this case is N ′ = Z1 ′ / Z2 ′, where the number of teeth of the driving gear 41 is Z1 ′ and the number of teeth of the driven gear 42 is Z2 ′.

ここで、動力伝達機構２４のベルト３１が切断した場合、従動側歯車４２と中間歯車４４とのバックラッシュ量δ２を補うための歯車対の空転時間、つまり動作遅れが発生する。したがって、この動作遅れの時間を把握できれば、ベルト３１の切断を検出できることになる。この場合、動作遅れの把握方法としては、マスタシリンダ１側に設けられている液圧センサで液圧変動を監視する方法、電動モータ２２の電流を監視する方法等がある。また、歯車機構４０の減速比Ｎ´を動力伝達機構２４の減速比Ｎと異なる値に設定しておけば、ベルト３１が切断した後のマスタシリンダ１の液圧の立上り速度が変化するので、その立上り速度を把握することで、ベルト３１の切断を検出することができる。何れにおいても、ドライバーにベルト切断の警告を早期に発することができる。 Here, when the belt 31 of the power transmission mechanism 24 is cut, an idling time of the gear pair for compensating for the backlash amount δ2 between the driven gear 42 and the intermediate gear 44, that is, an operation delay occurs. Accordingly, if the operation delay time can be grasped, the cutting of the belt 31 can be detected. In this case, as a method of grasping the operation delay, there are a method of monitoring a fluid pressure change with a fluid pressure sensor provided on the master cylinder 1 side, a method of monitoring a current of the electric motor 22 and the like. Further, if the reduction ratio N ′ of the gear mechanism 40 is set to a value different from the reduction ratio N of the power transmission mechanism 24, the rising speed of the hydraulic pressure of the master cylinder 1 after the belt 31 is cut changes. By grasping the rising speed, the cutting of the belt 31 can be detected. In any case, a belt cutting warning can be issued to the driver at an early stage.

図５は、上記した歯車機構の他の実施形態を示したものである。本実施形態としての歯車機構４０Ａは、上記した歯車機構４０において、駆動側歯車４１、従動側歯車４２および中間歯車４４の各歯を交互に異なる磁極となるように磁化させると共に、駆動側歯車４１の歯と中間歯車４４の歯との間に作用する磁力Ｆ１よりも、従動側歯車４１の歯と前記中間歯車４４の歯との間に作用する磁力Ｆ２を大きくした（Ｆ２＞Ｆ１）ことを特徴とする。 FIG. 5 shows another embodiment of the gear mechanism described above. The gear mechanism 40A according to the present embodiment magnetizes the teeth of the drive side gear 41, the driven side gear 42, and the intermediate gear 44 in the above-described gear mechanism 40 so as to be alternately different magnetic poles, and also drives the drive side gear 41. The magnetic force F2 acting between the teeth of the driven gear 41 and the teeth of the intermediate gear 44 is made larger than the magnetic force F1 acting between the teeth of the intermediate gear 44 and the teeth of the intermediate gear 44 (F2> F1). Features.

上記歯車機構４０Ａにおいては、動力伝達機構２４のベルト３１が正常に作動しているとき、すなわち電動モータ２２の回転がベルト３１を介してボールねじ機構２３のナット部材２８に正常に伝達されているときには、上記した各歯車対のバックラッシュ量の差（図４参照）により、駆動側歯車４１と中間歯車４４との歯が接しようとする。しかし、駆動側歯車４１と中間歯車４４との間に発生する磁力Ｆ１の吸引力よりも、従動側歯車４２と中間歯車４４との発生する磁力Ｆ２の反発力の方が大きいため、駆動側歯車４１と中間歯車４４との歯が接することはない。すなわち、動力伝達機構２４による動力伝達が行われている間は、歯車機構４０Ａの各歯車対４１と４４、４２と４４は非接触状態となり、結果として歯車対の噛合いに伴う騒音発生が解消される。なお、ベルト３１が切断した場合は、磁力Ｆ１，Ｆ２よりも強い力で各歯車対が噛合い、該歯車機構４０Ａを介して動力伝達が行われる。 In the gear mechanism 40A, when the belt 31 of the power transmission mechanism 24 is operating normally, that is, the rotation of the electric motor 22 is normally transmitted to the nut member 28 of the ball screw mechanism 23 via the belt 31. At times, the teeth of the drive side gear 41 and the intermediate gear 44 try to contact each other due to the difference in the backlash amount of each gear pair (see FIG. 4). However, the repulsive force of the magnetic force F2 generated by the driven gear 42 and the intermediate gear 44 is greater than the attractive force of the magnetic force F1 generated between the drive gear 41 and the intermediate gear 44. The teeth of 41 and the intermediate gear 44 do not contact each other. That is, while the power transmission by the power transmission mechanism 24 is performed, the gear pairs 41 and 44, 42 and 44 of the gear mechanism 40A are in a non-contact state, and as a result, noise generation due to the meshing of the gear pairs is eliminated. Is done. When the belt 31 is cut, each gear pair is engaged with a force stronger than the magnetic forces F1 and F2, and power is transmitted via the gear mechanism 40A.

図６および図７は、上記した歯車機構の他の実施形態を示したものである。本実施形態としての歯車機構４０Ｂは、上記した歯車機構４０において、駆動側歯車４１と従動側歯車４２とに噛合う中間歯車４４を、前記動力伝達機構２４のベルト３１に張力を付与するテンショナ５０に配置したことを特徴としている。テンショナ５０は、駆動側歯車４１の中心軸（出力軸２２ａ）と従動側歯車４２の中心軸（ナット部材２６）とを含む面に対して垂直な方向へ延びる長穴５１を有するベース５２と、このベース５２の長穴５１に沿って移動可能な支軸５３に回動可能に取付けられたロール５４と、前記支軸５３を付勢して常時（図５）はロール５４を前記ベルト３１に押付ける付勢手段（ばね）５５とからなっている。中間歯車４４は、このテンショナ５０のロール５３の支軸５２に該ロール５３と並列して回動可能に取付けられており、常時は、図５に示すように駆動側歯車４１および従動側歯車４２に対する非噛合い位置に位置決めされている。 6 and 7 show another embodiment of the gear mechanism described above. The gear mechanism 40B according to the present embodiment includes a tensioner 50 that applies tension to the belt 31 of the power transmission mechanism 24 by using the intermediate gear 44 that meshes with the driving gear 41 and the driven gear 42 in the gear mechanism 40 described above. It is characterized by having been arranged in. The tensioner 50 includes a base 52 having an elongated hole 51 extending in a direction perpendicular to a plane including the central axis (output shaft 22a) of the driving gear 41 and the central axis (nut member 26) of the driven gear 42, and A roll 54 rotatably attached to a support shaft 53 movable along the elongated hole 51 of the base 52, and the support shaft 53 is urged so that the roll 54 is always applied to the belt 31 (FIG. 5). It comprises urging means (spring) 55 for pressing. The intermediate gear 44 is rotatably attached to the support shaft 52 of the roll 53 of the tensioner 50 in parallel with the roll 53. Normally, the drive gear 41 and the driven gear 42 are shown in FIG. Is positioned at a non-engagement position.

上記した歯車機構４０Ｂにおいては、動力伝達機構２４のベルト３１が正常に作動しているとき、すなわち電動モータ２２の回転力がベルト３１を介してボールねじ機構２３のナット部材２８に正常に伝達されているときには、図６に示すように駆動側歯車４１および従動側歯車４２に対する非噛合い位置に中間歯車４４が位置決めされているので、歯車機構４０Ｂは動力伝達に関与せず、動力伝達機構２４を介して動力伝達が行われる。しかし、動力伝達機構２４のベルト３１が、何らかの原因で切断すると、図７に示すように、テンショナ５０のロール５３を支持する支軸５２が付勢手段５４の付勢力で上方へ移動する。すると、前記支軸５２（ロール５３）の動きに歯車機構４０Ｂ内の中間歯車４４が追従し、駆動側歯車４１および従動側歯車４２に対する噛合い位置に移動する。これにより、電動モータ２２の回転が歯車機構４０Ｂを介してボールねじ機構２３のナット部材２８に伝達され、本電動倍力装置１０は正常時と同様に動作する。 In the gear mechanism 40B described above, when the belt 31 of the power transmission mechanism 24 is operating normally, that is, the rotational force of the electric motor 22 is normally transmitted to the nut member 28 of the ball screw mechanism 23 via the belt 31. 6, since the intermediate gear 44 is positioned at the non-meshing position with respect to the drive side gear 41 and the driven side gear 42 as shown in FIG. 6, the gear mechanism 40 </ b> B is not involved in the power transmission, and the power transmission mechanism 24. Power is transmitted via the. However, when the belt 31 of the power transmission mechanism 24 is cut for some reason, the support shaft 52 that supports the roll 53 of the tensioner 50 moves upward by the biasing force of the biasing means 54 as shown in FIG. Then, the intermediate gear 44 in the gear mechanism 40B follows the movement of the support shaft 52 (roll 53), and moves to the meshing position with respect to the drive side gear 41 and the driven side gear 42. Thereby, the rotation of the electric motor 22 is transmitted to the nut member 28 of the ball screw mechanism 23 through the gear mechanism 40B, and the electric booster 10 operates in the same manner as in the normal state.

上記歯車機構４０Ｂの場合は、ベルト３１の正常動作時には、中間歯車４４が非噛合い位置にあるので、上記歯車機構４０のように歯車対のバックラッシュ量に差を付ける必要がなく、また、上記歯車機構４０Ａのように各歯車の歯を磁化させるなどの騒音対策も不要となる。 In the case of the gear mechanism 40B, during the normal operation of the belt 31, the intermediate gear 44 is in the non-meshing position, so there is no need to make a difference in the backlash amount of the gear pair as in the gear mechanism 40. Noise measures such as magnetizing the teeth of each gear as in the gear mechanism 40A are not required.

なお、上記各実施形態においては、歯車機構４０、４０Ａ、４０Ｂを駆動側歯車４１と、従動側歯車４２と中間歯車４４との３つの歯車の組合せとして、動力伝達機構２４のベルト３１の切断時に３つの歯車が機械的に噛合う構成とした。動力伝達機構のベルトが切断しても歯車機構が電動アクチュエータの動力をブースタピストンに伝えるという作用効果を奏するための参考技術として、図８および図９に示すように構成することもできる。すなわち、この歯車機構４０Ｃは、前記ボールねじ機構２３のナット部材２６に従動側プーリ３０と並列して回動不能に嵌合された歯車６０と、該歯車６０に噛合され、小形ＤＣモータ６１により回転駆動されるピニオンギヤ６２とからなっている。 In each of the above embodiments, the gear mechanisms 40, 40A, 40B are a combination of the three gears of the driving gear 41, the driven gear 42, and the intermediate gear 44, and when the belt 31 of the power transmission mechanism 24 is cut. Three gears are mechanically engaged . FIG. 8 and FIG. 9 can also be configured as a reference technique for achieving the effect that the gear mechanism transmits the power of the electric actuator to the booster piston even when the belt of the power transmission mechanism is cut . That is, the gear mechanism 40 C is engaged with a gear 60 that is non-rotatably fitted in parallel with the driven pulley 30 in parallel with the nut member 26 of the ball screw mechanism 23, and is meshed with the gear 60. It consists of a pinion gear 62 that is driven to rotate.

上記歯車機構４０Ｃにおいては、ベルト３１の切断を検出する手段からの信号に基いて小形ＤＣモータ６０を起動させることで、ピニオンギヤ６２により歯車６０が回転し、これに応じてボールねじ機構２３が作動してブースタピストン１８（図１、２）に動力が伝達される。この場合、ベルト切断の検出信号としては、小形ＤＣモータ６１に設けたホール素子センサの信号、駆動側プーリ２９を回転させる電動モータ２２の電流を検出する電流検出器の信号などを用いることができる。このような歯車機構４０Ｃとする場合は、上記した駆動側歯車４１や中間歯車４４を省略できるので、装置の小型化、軽量化が可能になる。 In the gear mechanism 40C, the small DC motor 60 is started based on a signal from the means for detecting the cutting of the belt 31, whereby the gear 60 is rotated by the pinion gear 62, and the ball screw mechanism 23 is operated accordingly. Thus, power is transmitted to the booster piston 18 (FIGS. 1 and 2). In this case, as a belt cutting detection signal, a signal of a Hall element sensor provided in the small DC motor 61, a signal of a current detector that detects a current of the electric motor 22 that rotates the driving pulley 29, and the like can be used. . In the case of such a gear mechanism 40C, the drive side gear 41 and the intermediate gear 44 described above can be omitted, so that the apparatus can be reduced in size and weight.

本発明の一つの実施形態としての電動倍力装置の全体構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the whole structure of the electric booster as one Embodiment of this invention. 本電動倍力装置の要部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the principal part of this electric booster. 本電動倍力装置を構成する動力伝達機構および歯車機構の実施形態を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically embodiment of the power transmission mechanism and gear mechanism which comprise this electric booster. 本電動倍力装置における歯車機構の噛合い状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the meshing state of the gear mechanism in this electric booster. 本電動倍力装置における歯車機構の他の実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows other embodiment of the gear mechanism in this electric booster. 本電動倍力装置を構成する動力伝達機構および歯車機構の他の実施形態を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically other embodiment of the power transmission mechanism and gear mechanism which comprise this electric booster. 図６に示した歯車機構のベルト切断時の作動状態を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the operation state at the time of the belt cutting | disconnection of the gear mechanism shown in FIG. 本電動倍力装置を構成する動力伝達機構および歯車機構の参考技術を模式的に示す側面図である。It is a side view which shows typically the reference technique of the power transmission mechanism and gear mechanism which comprise this electric booster. 図８に示した動力伝達機構および歯車機構を模式的に示す平面図である。 A power transmission mechanism and the gear Organization shown in FIG. 8 is a plan view schematically showing.

Explanation of symbols

１タンデム型マスタシリンダ
１０電動倍力装置
１１ピストン組立体
１７入力ピストン（入力部材）
１８ブースタピストン（アシスト部材）
２０電動アクチュエータ
２２電動モータ
２３ボールねじ機構（回転−直動変換機構）
２９駆動側プーリ
３０従動側プーリ
３１ベルト
４０、４０Ａ〜Ｃ歯車機構
４１駆動側歯車
４２従動側歯車
４４中間歯車
５０テンショナ
５４テンショナのロール DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tandem type master cylinder 10 Electric booster 11 Piston assembly 17 Input piston (input member)
18 Booster piston (assist member)
20 Electric Actuator 22 Electric Motor 23 Ball Screw Mechanism (Rotation-Linear Conversion Mechanism)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 29 Drive side pulley 30 Drive side pulley 31 Belt 40, 40A-C Gear mechanism 41 Drive side gear 42 Drive side gear 44 Intermediate gear 50 Tensioner 54 Roll of tensioner

Claims

An input member that moves forward and backward by operation of a brake pedal, a booster piston that is arranged to be relatively movable with the input member, and an electric actuator that moves the booster piston forward and backward , the electric actuator comprising: an electric motor; and In an electric booster comprising a rotation-linear motion conversion mechanism that linearly moves a booster piston, and a power transmission mechanism that transmits the rotation of the electric motor to the rotation-linear motion conversion mechanism via a belt,
Wherein the power transmission mechanism, the rotation of the rotation before Symbol electric motor when the belt of the power transmission mechanism is operating normally - not transmitted to the linear motion converting mechanism, before Symbol electric when the belt is disconnected A gear mechanism for transmitting the rotation of the motor to the rotation-linear motion conversion mechanism is provided ,
The gear mechanism includes a driving gear that rotates integrally with a driving pulley that constitutes the power transmission mechanism, a driven gear that rotates integrally with a driven pulley that constitutes the power transmission mechanism, and the driving gear. An intermediate gear meshable with the driven gear, and when the belt of the power transmission mechanism is operating normally, the intermediate gear has at least one tooth of the drive gear and the driven gear. An electric booster characterized in that is not in contact with the power transmission so that it does not participate in power transmission .

Before backlash between the Ki従 dynamic side gear and the intermediate gear, according to claim 1, characterized in that it is larger than backlash between the said drive-side gear intermediate gear Electric booster.

The teeth of the driving gear, the driven gear, and the intermediate gear are magnetized so as to be alternately different magnetic poles, and the magnetic force acting between the teeth of the driven gear and the teeth of the intermediate gear. 3. The electric booster according to claim 2, wherein is greater than the magnetic force acting between the teeth of the driving gear and the teeth of the intermediate gear.

The intermediate gear is fitted et is the belt before Symbol power transmission mechanism to the roll of the support shaft in the tensioner that applies tension, when the front Symbol belt is cut, the drive-side gear with the roll of the tensioner and the driven gear The electric booster according to claim 1, wherein the electric booster moves to a meshing position with respect to each other.