JP5973231B2 - シリンダ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両に設けられた液圧ブレーキシステムのシリンダ装置に関するものである。
特許文献１には、(a)ハウジングと、(b)ハウジングに液密かつ摺動可能に嵌合された加圧ピストン１１０，１３０と、(c)加圧ピストン１１０，１３０の前方に設けられ、ホイールシリンダに接続された前方加圧室１４０，１４１と、(d)加圧ピストン１１０の後方に設けられ、液圧制御装置６００に接続されたコントロール室２３０と、(e)加圧ピストン１１０の後部に設けられ、コントロール室２３０の液圧を受けて加圧ピストンに伝達するコントロールピストン２１０と、(f)ブレーキペダル３００に連結された入力ピストン（圧力部材）２６０と、(g)コントロール室２３０の後方に配設され、後退が抑制されたペダルシミュレータピストン２５１と、(h)コントロールピストン２１０から後方に伸び出させられ、ペダルシミュレータピストン２５１を貫通し、かつ、入力ピストン２６０の前部に設けられた凹部２６３に摺動可能に嵌合されたロッド４００と、(i)入力ピストン２６０とペダルシミュレータピストン２５１との間に配設されたシミュレータピストン２５３と、(j)シミュレータピストン２５３と、ペダルシミュレータピストン２５１，入力ピストン２６０との間に、それぞれ設けられたスプリング２５５，２５７とを含むシリンダ装置が記載されている。
このシリンダ装置において、コントロール室２３０に液圧制御装置６００によって制御された液圧が供給されると、加圧ピストン１１０、１３０が前進させられ、前方加圧室１４０、１４１に液圧が発生させられ、ホイールシリンダに供給される。また、ブレーキペダル３００の踏込みに伴って入力ピストン２６０が前進させられるが、コントロールピストン２１０の前進に伴ってロッド４００が前進するため、凹部２６３の隙間が確保され、入力ピストン２６０の加圧ピストン１１０に対する相対移動が許容される。
コントロール室２３０に制御圧が供給されない場合には、ブレーキペダル３００の踏み込みにより入力ピストン２６０が前進させられ、ロッド４００を介して加圧ピストン１１０，１３０が前進させられる。また、ペダルシミュレータピストン２５１が前進させられ、コントロールピストン２１０に当接し、加圧ピストン１１０が前進させられる。
米国特許出願公開第２００９／０１７９４８５号明細書
本発明の課題は、入力ピストンと加圧ピストンとが相対移動可能なシリンダ装置の改良であり、例えば、入力ピストンと加圧ピストンとが相対移動させられる場合に、入力ピストンの移動の加圧ピストンへの影響を小さくすることである。
課題を解決するための手段および効果
本願発明に係るシリンダ装置においては、反力室が入力ピストンとハウジングとの間に設けられ、容積室が入力ピストンと加圧ピストンとの間に設けられ、容積室が低圧源と大気とのいずれか一方に接続される。また、加圧ピストンと入力ピストンとのいずれか一方に凹部が設けられ、他方に軸方向ロッド部が設けられ、凹部と軸方向ロッド部とが、凹部の内側において、スリーブを介して、液密と気密との少なくとも一方の状態で摺動可能に嵌合される。
(a)仮に、凹部を形成する筒部と軸方向ロッド部との間（加圧ピストンと入力ピストンとの間）にスリーブが設けられていない場合、例えば、凹部を形成する筒部と軸方向ロッド部とが直接、液密あるいは気密に摺動可能に嵌合されている場合には、これらの間に生じる摩擦力により、入力ピストンの前進に伴って加圧ピストンが前進させられることがある。
それに対して、凹部を形成する筒部と軸方向ロッド部との間にスリーブを介在させれば、これらの間の摩擦力に起因する入力ピストンの前進に伴う加圧ピストンの前進を抑制することができ、前方加圧室の液圧の制御精度を向上させることができる。
(b)仮に、反力室が入力ピストンと加圧ピストンとの間に設けられた場合（容積室も反力室としての機能を有する場合も含む）には、入力ピストンに加えられる前進方向の力に起因する加圧ピストンの前進を防止する前進防止機構を設ける必要がある。また、前進防止機構を設けても、入力ピストンに加えられる前進方向の力に起因して加圧ピストンが前進させられることがあり、ブレーキ操作力に応じた反力を良好にブレーキ操作部材に付与することは困難である。
それに対して、反力室が入力ピストンとハウジングとの間に設けられ、容積室が低圧源と大気とのいずれか一方に接続されれば、入力ピストンに加えられる前進方向の力に起因する加圧ピストンの前進を良好に防止することができる。そのため、前進防止機構を設ける必要がなくなり、設計の自由度を向上させることができる。また、ブレーキ操作力に応じた力を反力としてブレーキ操作部材に付与することが可能となり、操作フィーリングを向上させることができる。
(c)仮に、容積室が、加圧ピストンの後端面と入力ピストンの前端面との間に形成されると、シリンダ装置の全長が長くなる。
それに対して、加圧ピストンと入力ピストンとのいずれか一方の凹部の内側に、他方の軸方向ロッド部が位置し、これらの間に容積室が形成されるようにすれば、シリンダ装置の全長を短くすることができる。
特許請求可能な発明
以下、本願において特許請求が可能と認識されている発明、あるいは、発明の特徴点について説明する。
(１)ハウジングと、
そのハウジングに液密かつ摺動可能に嵌合された加圧ピストンと、
その加圧ピストンと同軸上に配設され、運転者により操作可能なブレーキ操作部材に連携させられた入力ピストンと、
前記加圧ピストンの前方に設けられ、ブレーキシリンダに接続された前方加圧室と、
前記加圧ピストンの後方に設けられ、電気的な制御により出力液圧を制御可能な出力液圧制御装置に接続された背面室と、
前記入力ピストンの前方の前記ハウジングとの間に設けられ、前記入力ピストンの前記ブレーキ操作部材に加えられた操作力に応じた力を受ける操作反力受面が対向する反力室と
を含むシリンダ装置であって、
前記加圧ピストンと前記入力ピストンとの一方が、他方に向かって開く凹部を含み、
前記ハウジングが、少なくとも一部が前記凹部の内側に位置する概して筒状を成したスリーブを含み、
前記加圧ピストンと前記入力ピストンとの他方が、前記凹部の内側において、前記スリーブに、液密と気密との少なくとも一方の状態で摺動可能に嵌合された軸方向ロッド部を含み、
前記軸方向ロッド部と前記凹部の底部との間が、前記入力ピストンと前記加圧ピストンとの間の相対移動に伴って容積が変化可能な容積室とされ、その容積室が、低圧源と大気とのいずれかに接続されたことを特徴とするシリンダ装置。
スリーブはハウジングの構成要素であり、軸方向の移動が抑制された部材（例えば、固定部材）である。スリーブは、例えば、軸方向の両側に開口を有する円筒状を成したものとすることができ、その場合には、凹部の底部と軸方向ロッド部の端面とが対向し、これらの間が容積室とされる。
軸方向ロッド部とスリーブとの間の液密と気密との少なくとも一方の状態とは、これらの間における流体の漏れが非常に少ない状態である。また、液密と気密との少なくとも一方の状態で嵌合される場合には、軸方向ロッド部とスリーブとの間にシールが設けられることが多いが、シールを設けることは不可欠ではない。シールが設けられなくても、例えば、高い精度の加工を施すことにより、これらの間の流体の漏れが非常に少ない状態を実現することができる。
低圧源は、流体（液体あるいは気体）が収容されたタンクであり、収容された流体の圧力は、ほぼ大気圧にあることが多い。
(２)前記容積室が、前記低圧源と前記大気とのいずれかに、常時、連通させられた(1)項に記載のシリンダ装置。
例えば、容積室と低圧源や大気とが直接、すなわち、容積室と低圧源や大気との間に開閉弁等が設けられることなく、接続されるようにすることができる。容積室と低圧源や大気との間に開閉弁を設ければ、これらの間の連通、遮断が制御されるようにすることもできるが、開閉弁等を設けず、常に連通させられるようにすれば、構造を簡単にでき、コストダウンを図ることができる。
なお、本項に記載のシリンダ装置において、容積室、反力室は、流体（液体であっても気体であってもよい）が収容される流体室とされ、前方加圧室、背面室は、液体としての作動液が収容される液室とされる。
(３)前記凹部が、前記加圧ピストンの後部に、後方に向かって開口する状態で設けられ、
前記入力ピストンの前部に前記軸方向ロッド部である小径部が設けられるとともに、前記入力ピストンの中間部に前記小径部より大径の大径部が設けられ、
前記入力ピストンの前記小径部と前記大径部との段部の前端面が前記操作反力受面とされた(1)項または(2)項に記載のシリンダ装置。
加圧ピストンの後部に凹部が設けられ、入力ピストンの前部に軸方向ロッド部が設けられる。入力ピストンは段付き形状を成したものとされ、小径部（軸方向ロッド部）が加圧ピストンと対向し、小径部と大径部との間の段部がハウジングと対向する。
(４)前記加圧ピストンの凹部を形成する筒部が、前記スリーブの外側に液密と気密との少なくとも一方の状態で摺動可能に嵌合されるとともに、前記ハウジングに液密かつ摺動可能に嵌合され、かつ、前記加圧ピストンの凹部の前記筒部の後端面の後方が前記背面室とされた(3)項に記載のシリンダ装置。
容積室と背面室とが液密と気密との少なくとも一方の状態で遮断され、背面室には出力液圧制御装置が接続され、容積室は低圧源あるいは大気に連通させられる。
また、容積室と反力室とが液密と気密との少なくとも一方の状態で遮断される。例えば、反力室がブレーキ操作力に応じた液圧を発生させる液圧室である場合には、反力室が容積室から液密に遮断されることにより、反力室の液圧をブレーキ操作力に応じた大きさとすることができ、反力室の液圧をブレーキ操作部材に良好に付与することが可能となる。
(５)前記凹部が、前記入力ピストンの前部に、前方に向かって開口する状態で設けられ、
前記軸方向ロッド部が、前記加圧ピストンの後部に設けられ、
前記入力ピストンの凹部を形成する筒部の前端面が前記操作反力受面とされた(1)項または(2)項に記載のシリンダ装置。
入力ピストンの前部に凹部が設けられ、加圧ピストンの後部に軸方向ロッド部が設けられる。
(６)前記加圧ピストンの中間部に、前記軸方向ロッド部である小径部より大径の大径部が設けられ、その大径部が前記ハウジングに液密かつ摺動可能に嵌合され、その加圧ピストンの大径部と小径部との段部の後端面の後方が背面室とされた(5)項に記載のシリンダ装置。
(７)前記反力室が、作動液が収容された液室とされ、ストロークシミュレータの一部を構成するものであり、前記操作反力受面が前記反力室の液圧を受ける(1)項ないし(6)項のいずれか１つに記載のシリンダ装置。
反力室にストロークシミュレータが接続される。ストロークシミュレータは、ハウジングと、そのハウジングに摺動可能に嵌合されたピストンと、ピストンの一方の側に設けられたスプリングと、他方の側に設けられた液室とを含み、反力室と液室とが接続されるのであり、反力室は液室の一部であると考えることができる。液室および反力室の液圧は、ブレーキ操作部材の操作力に応じた大きさとなり、その液圧が操作反力受面によって受けられ、ブレーキ操作部材に付与される。
(８)前記反力室の、前記操作反力受面と前記ハウジングとの間に、前記入力ピストンの前記ハウジングに対する相対移動に伴って弾性力を発生させるスプリングが設けられた(1)項ないし(7)項のいずれか１つに記載のシリンダ装置。
操作反力受面はスプリングの弾性力を受ける。スプリングは、入力ピストンとハウジングの一部であるスリーブとの間に設けられることが多い。反力室は、例えば、大気に連通させられるようにすることができる。
(９)前記軸方向ロッド部と前記凹部の底部との間の距離が、前記操作反力受面と前記ハウジングとの間の距離より小さくされた(1)項ないし(8)項のいずれか１つに記載のシリンダ装置。
ブレーキ操作部材が操作されると、入力ピストンが前進させられる。
(a)背面室に液圧が供給されず、加圧ピストンが後退端位置にある状態においては、入力ピストンの前進に伴って軸方向ロッド部と凹部の底部とが互いに接近させられる。
(b)それに対して、背面室に制御圧が供給されると、加圧ピストンが前進させられるのであり、加圧ピストンと入力ピストンとは、それぞれ、別個に前進させられる。この場合において、入力ピストンの前進量より加圧ピストンの前進量の方が大きくなるように設計されれば、軸方向ロッド部と凹部の底部とが当接することはない。
これら(a)の場合においても(b)の場合においても、ブレーキ操作部材には操作反力受面を介して反力が付与される。操作反力受面が操作力に応じた力を受け得る状態にあるのであり、ハウジングと操作反力受面とが離間した状態にある。
(c)出力液圧制御装置の異常時等、背面室に制御圧が供給されない場合には、入力ピストンの前進により、軸方向ロッド部と凹部の底部とが当接させられる。加圧ピストンが前進させられ、前方加圧室に液圧が発生させられる。入力ピストンには前方加圧室の液圧に応じた力が作用し、反力としてブレーキ操作部材に加えられる。出力液圧制御装置が異常である場合等には、軸方向ロッド部の端部と凹部の底部との間の距離は小さい方がよい。
以上の事情から、入力ピストン、加圧ピストンが後退端位置にある状態における軸方向ロッド部の端部と凹部の底部との間の距離ｄａ、操作反力受面とハウジングとの間の距離ｄｂが決められるのであり、前者の距離ｄａが後者の距離ｄｂより小さくされる（ｄａ＜ｄｂ）。
(１０)前記スリーブが、軸方向の両端部に開口を有する円筒部と、その円筒部より大径のフランジ部とを有し、そのフランジ部が前記加圧ピストンの後方に位置し、前記フランジ部の前方が前記背面室とされた(1)項ないし(9)項のいずれか１つに記載のシリンダ装置。
(１１)前記スリーブが、軸方向の両端部に開口を有する円筒部と、その円筒部より大径のフランジ部とを有し、そのフランジ部が前記入力ピストンの前記操作反力受面の前方に位置し、そのフランジ部の後方が前記反力室とされた(1)項ないし(10)項のいずれか１つに記載のシリンダ装置。
スリーブのフランジ部は、加圧ピストンと入力ピストンとの間に位置し、フランジ部の前方が背面室とされ、後方が反力室とされる。
本発明の実施例１に係るシリンダ装置が含まれる液圧ブレーキシステムを表す回路図である。 上記液圧ブレーキシステムの一部を示す図である。 本発明の実施例２に係るシリンダ装置の一部を示す図（断面図）である。
発明の実施形態
以下、本発明の一実施形態に係るシリンダ装置を含む液圧ブレーキシステムについて図面に基づいて詳細に説明する。
本液圧ブレーキシステムは、例えば、ハイブリッド車両、電気自動車等に搭載することができる。ハイブリッド車両、電気自動車等においては、車輪に、駆動源に含まれる電動モータの回生制動力と液圧ブレーキシステムによる液圧制動力とを加えることができるのであり、回生制動力のみが加えられる場合、回生制動力と液圧制動力との両方が加えられる場合、液圧制動力のみが加えられる場合がある。回生制動力のみが加えられる場合には、運転者によってブレーキ操作部材が操作されても、ブレーキシリンダに液圧は供給されない。
また、本液圧ブレーキシステムは、エンジンのみで駆動される車両に搭載することもできる。その場合には、ブレーキシリンダの液圧が、背面室の液圧の制御により制御される。
＜液圧ブレーキシステムの構成＞
図１に示す液圧ブレーキシステムにおいて、１０がシリンダ装置であり、１２がブレーキ操作部材としてのブレーキペダルであり、１４ＦＬ，１４ＦＲ，１４ＲＬ，１４ＲＲが前後左右の各車輪にそれぞれ設けられた液圧ブレーキ１５ＦＬ，１５ＦＲ，１５ＲＬ，１５ＲＲのブレーキシリンダであり、１６が出力液圧制御装置としての背面液圧制御装置である。
［シリンダ装置の構成］
シリンダ装置１０は、(i)ハウジング２０と、(ii)ハウジング２０に液密かつ摺動可能に嵌合された２つの加圧ピストン２２，２４と、(iii)加圧ピストン２２，２４と同軸（軸線Ｌ）上に設けられ、ハウジング２０に液密かつ摺動可能に嵌合された入力ピストン２６とを含む。
加圧ピストン２２，２４の前方は、それぞれ、前方加圧室３０，３２とされる。前方加圧室３０には、左右前輪の液圧ブレーキ１５ＦＬ，１５ＦＲのブレーキシリンダ１４ＦＬ，１４ＦＲが接続され、前方加圧室３２には、左右後輪の液圧ブレーキ１５ＲＬ，１５ＲＲのブレーキシリンダ１４ＲＬ，１４ＲＲが接続される。ブレーキシリンダ１４ＦＬ，１４ＦＲ，１４ＲＬ，１４ＲＲに液圧が供給されると、液圧ブレーキ１５ＦＬ，１５ＦＲ，１５ＲＬ，１５ＲＲが作動させられ、それぞれ、前後左右の各輪の回転を抑制する。ブレーキシリンダ１４ＦＬ，１４ＦＲ，１４ＲＬ，１４ＲＲと前方加圧室３０，３２との間には、複数の電磁開閉弁を含むスリップ制御弁装置３４が設けられる。以下、ブレーキシリンダ１４，液圧ブレーキ１５は、車輪の位置で区別する必要がある場合には、車輪の位置を表す添え字（ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）を付し、車輪の位置で区別する必要がない場合には、添え字を付すことなく用いる。
なお、加圧ピストン２２，２４の間には、離間限度規定部３６が設けられ、加圧ピストン２２，２４の間の離間距離が規定される。
加圧ピストン２４の後部には後方に開口する凹部４０が設けられる。凹部４０は、軸方向（軸線Ｌの方向）に延びた筒部４１と、底部４２とによって形成され、筒部４１の開口側の端部（底部４２とは反対側の端部）には半径方向外方へ突出してフランジ部４３が設けられる。
また、凹部４０と重ねてスリーブ４４が設けられる。スリーブ４４は、軸線Ｌの方向の両側が開口とされた円筒部４６と、その円筒部４６から半径方向外方へ突出したフランジ部４８とを有し、円筒部４６が凹部４０の内側に位置し、フランジ部４８がフランジ部４
３の後方に位置する姿勢で配設される。スリーブ４４はハウジング２０の一部を構成するものであり、固定の、すなわち、軸線Ｌの方向の移動が阻止された部材である。
加圧ピストン２４の凹部４０の筒部４１が、スリーブ４４の円筒部４６の外側にシール部４９ａを介して液密かつ摺動可能に嵌合され、加圧ピストン２４のフランジ部４３が、ハウジング２０にシール部４９ｂを介して液密かつ摺動可能に嵌合される。その結果、加圧ピストン２４のフランジ部４３とスリーブ４４のフランジ部４８との間が背面室５０とされ、背面液圧制御装置１６に接続される。なお、加圧ピストン２４のフランジ部４３の前方は環状室５２とされ、常に、リザーバ５４に連通させられている。
入力ピストン２６の後部にはブレーキペダル１２がオペレーティングロッド５８を介して連携させられる。また、入力ピストン２６の前部には軸方向ロッド部としての小径ロッド６０が設けられ、中間部には小径ロッド６０より大径の大径部６２が設けられる。小径ロッド６０は、加圧ピストン２４の凹部４０の内側に至るまで軸線Ｌの方向に伸び、凹部４０の内側において、スリーブ４４の円筒部４６にシール部６３を介して液密かつ摺動可能に嵌合される。小径ロッド６０の前端面と凹部４０の底部４２との間が容積室６４とされるのであり、容積室６４には環状室５２を介してリザーバ５４が常に連通させられる。
また、入力ピストン２６の小径ロッド６０と大径部６２との段部の前端面６６は操作反力受面とされ、操作反力受面６６とスリーブ４４のフランジ部４８との間が反力室６８とされる。反力室６８にはストロークシミュレータ７０が接続される。反力室６８の液圧は、入力ピストン２６に加えられる前進方向の力（ブレーキペダル１２に加えられる操作力）に応じた大きさとなり、操作反力受面６６を介してブレーキペダル１２に反力として付与される。
このように、本実施例においては、反力室６８と容積室６４とが、シール部６３を介して液密に遮断され、容積室６４にリザーバ５４が接続され、反力室６８にストロークシミュレータ７０が接続される。容積室６４と反力室６８とは互いに独立して設けられるため、反力室６８には、容積室６４の容積変化の影響を受けることなく、ブレーキ操作力に応じた液圧を良好に発生させることができる。また、容積室６４はリザーバ５４に直接接続されているため、加圧ピストン２４に対して入力ピストン２６が前進させられても、入力ピストン２６に加えられる前進方向の力が加圧ピストン２４に伝達されることがない。
なお、スプリング７２は入力ピストン２６を後退端位置に付勢するリターンスプリングである。また、入力ピストン２６のスプリング７２を保持する面を操作反力受面の一部と考えることもできる。
反力室６８には、ストロークシミュレータ７０と並列に、電磁開閉弁８０を介してリザーバ５４が接続される。電磁開閉弁８０は、ソレノイドに電流が供給されない間開状態にある常開弁であり、ソレノイドへの供給電流のＯＮ・ＯＦＦにより開閉させられる。電磁開閉弁８０の開状態において、反力室６８の液圧はリザーバ５４に供給されるため、ストロークシミュレータ７０は非作動状態とされる。電磁開閉弁８０の閉状態においては、反力室６８の液圧がストロークシミュレータ７０に供給されることにより、ストロークシミュレータ７０が作動させられる。この意味において、電磁開閉弁８０は、ストロークシミュレータ作動許可・禁止弁と称することができる。
また、電磁開閉弁８０と並列にリザーバ５４から反力室６８への作動液の流れを許容し、逆向きの流れを阻止する逆止弁８２が設けられる。逆止弁８２により反力室６８が負圧になることが良好に回避される。
［背面液圧制御装置の構成］
背面室５０には背面液圧制御装置１６が接続される。背面液圧制御装置１６は、レギュレータ９０，高圧源９２，リニア弁装置９４等を含む。
レギュレータ９０は、背面室５０，高圧源９２，リニア弁装置９４，リザーバ５４の間に設けられ、レギュレータ９０において、高圧源９２の液圧、リザーバ５４の液圧を利用して、出力液圧が、リニア弁装置９４の制御によって制御される。
レギュレータ９０は、図２に示すように、ハウジング１００と、ハウジング１００に直列に、液密かつ摺動可能に嵌合された複数の可動部材１０２〜１０６とを含む。
ハウジング１００には、互いに軸線Ｍの方向に隔てて、背面室５０に接続された出力ポート１１０、高圧源９２に接続された高圧ポート１１２、リザーバ５４に接続された低圧ポート１１４、リニア弁装置９４に接続された入力ポート１１６、前方加圧室３２に接続されたパイロットポート１１８が設けられる。
可動部材１０２は、パイロットポート１１８の液圧により移動可能とされている。
可動部材１０４は、小径部１２０と大径部１２２とを有する段付き形状を成したものであり、大径部側の端面が、入力ポート１１６の液圧、すなわち、リニア弁装置９４によって制御された液圧を受ける受圧面とされ、リニア弁装置９４によって制御された液圧によって移動可能とされている。
可動部材１０６は、互いに連通させられた軸方向に延びた軸方向通路１２４と、出力ポート１１０に連通させられる出力通路１２６とを有する。また、可動部材１０６は小径部１２８と大径部１３０とを有する段付き形状を成したものであり、小径部１２８の外周面に設けられた軸線Ｍの方向に伸びた環状凹部１３２が高圧ポート１１２に連通させられる。この小径部１２８と大径部１３０との段部（弁子）１３４とハウジング１００に設けられた段部（弁座）１３６とにより高圧供給弁１３８が構成される。高圧供給弁１３８の開閉により、環状凹部１３２と出力通路１２６とが連通させられたり遮断されたりする。高圧供給弁１３８は、可動部材１０６とハウジング１００との間に設けられたスプリング１４０により閉状態に付勢される。
また、可動部材１０４の小径部１２０は、可動部材１０６の軸方向通路１２４の内側に位置し、可動部材１０４の小径部１２０と大径部１２２との段部（弁子）１４４と、可動部材１０６の軸方向通路１２４の開口縁部（弁座）１４６とによって低圧遮断弁１４８が構成される。低圧遮断弁１４８の開閉により、低圧ポート１１６と出力ポート１１０とが連通させられたり遮断されたりする。低圧遮断弁１４８は、可動部材１０４と可動部材１０６との間に設けられたスプリング１５０により開状態に付勢される。
なお、可動部材１０６の可動部材１０４とは反対側の端部とハウジング１００との間に弾性部材１５２が設けられる。弾性部材１５２の弾性変形により、可動部材１０６の矢印Ｐ方向への移動が許容される。
高圧源９２は、ポンプ１６０およびポンプモータ１６２を備えたポンプ装置１６３と、アキュムレータ１６４と、アキュムレータ１６４の液圧を検出するアキュムレータ圧センサ１６６とを含む。ポンプモータ１６２は、アキュムレータ圧が設定範囲内に保たれるように制御される。
リニア弁装置９４は、高圧源９２と入力ポート１１６との間に設けられた増圧リニア弁１７０と、入力ポート１１６とリザーバ５４との間に設けられた減圧リニア弁１７２とを含む。増圧リニア弁１７０、減圧リニア弁１７２は、ソレノイドへの供給電流量に応じた大きさに前後の差圧を制御可能なものであり、増圧リニア弁１７０はソレノイドに電流が供給されない場合に閉状態にあり、減圧リニア弁１７２はソレノイドに電流が供給されない場合に開状態にある。増圧リニア弁１７０，減圧リニア弁１７２の制御により、入力ポート１１６の液圧が所望の大きさに制御される。
液圧ブレーキシステムには、コンピュータを主体とするブレーキＥＣＵ２００（図１参照）が設けられる。ブレーキＥＣＵ２００には、アキュムレータ圧センサ１６６，ブレーキペダル１２の操作ストロークを検出するストロークセンサ２１０，背面室５０の液圧を検出する背面液圧センサ２１２，反力室６８の液圧を検出する反力センサ２１４が接続されるとともに、電磁開閉弁８０，リニア弁装置９４，ポンプモータ１６２等が接続される。
反力センサ２１４の検出値は、ブレーキペダル１２に加えられる操作力に応じた大きさであるため、操作力センサと称することもできる。
＜液圧ブレーキシステムにおける作動＞
以上のように構成された液圧ブレーキシステムの作動について説明する。
ブレーキペダル１２が非操作状態にある場合において、シリンダ装置１０において、入力ピストン２６，加圧ピストン２２，２４は後退端位置にある。反力室６８，前方加圧室３０，３２はリザーバ５４に連通させられた状態にあり、液圧ブレーキ１５は非作動状態にある。背面液圧制御装置１６において、増圧リニア弁１７０，減圧リニア弁１７２のソレノイドに電流が供給されず、レギュレータ９０は図示する原位置にある。低圧遮断弁１４８が開状態、高圧供給弁１３８が閉状態にあり、出力ポート１１０が高圧ポート１１２から遮断されて、低圧ポート１１４に連通させられる。背面室５０がリザーバ５４に連通させられた状態にある。
液圧ブレーキシステムが正常である場合には回生協調制御が行われる。ストロークセンサ２１０，反力センサ２１４の検出値に基づいて、運転者の意図する要求制動力が求められる。そして、要求制動力が、回生制動力と液圧制動力との少なくとも一方によって満たされるように、背面室５０の液圧が制御される。
要求制動力が回生制動力によって満たされる場合には、背面室５０に液圧が供給されることがない。
背面液圧制御装置１６において、増圧リニア弁１７０，減圧リニア弁１７２のソレノイドに電流が供給されず、背面室５０はリザーバ５４に連通させられた状態にある。
シリンダ装置１０において、電磁開閉弁８０が閉状態とされる。ブレーキペダル１２の操作により入力ピストン２６が前進させられ、反力室６８がリザーバ５４から遮断され、ブレーキ操作力に応じた液圧が発生させられる。反力室６８の液圧がストロークシミュレータ７０に供給され、ストロークシミュレータ７０が作動させられる。ブレーキペダル１２には、反力室６８の液圧に応じた反力が加えられる。また、入力ピストン２６の小径ロッド６０は加圧ピストン２４の凹部４０に対して前進させられる。容積室６４はリザーバ５４に連通させられているため、容積室６４には液圧が発生させられず、入力ピストン２６に加えられる前進方向の力が加圧ピストン２４に伝達されることがない。前方加圧室３０，３２に液圧が発生せず、ブレーキシリンダ１４に液圧が供給されず、液圧ブレーキ１５は非作用状態にある。
この場合において、小径ロッド６０と凹部４０の筒部４１との間にスリーブ４４が介在され、入力ピストン２６と加圧ピストン２４とが直接摺動させられることがない。そのため、これらの間に摩擦力が生じ難くされ、入力ピストン２６の前進に伴う加圧ピストン２４の前進が良好に抑制される。
また、反力室６８が入力ピストン２６とハウジング２０との間に設けられ、かつ、反力室６８が容積室６４から液密に遮断されている。そのため、反力室６８の液圧を、良好にブレーキ操作力に応じた大きさとすることができ、操作フィーリングを向上させることができる。
一方、容積室６４が入力ピストン２６の前端面と加圧ピストン２４の後端面との間に設けられる場合には、シリンダ装置１０の全長が長くなるという問題がある。それに対して、加圧ピストン２４に設けられた凹部４０の内側に入力ピストン２６に設けられた小径ロッド６２が位置し、これらの間が容積室６４とされるため、シリンダ装置１０の全長を短くできるという利点がある。
要求制動力が回生制動力で不足する場合には、背面室５０に液圧が供給される。
背面液圧制御装置１６において、増圧リニア弁１７０、減圧リニア弁１７２のソレノイドへの供給電流の制御により、レギュレータ９０の入力ポート１１６の液圧が制御される。レギュレータ９０において、可動部材１０４が可動部材１０６に接近させられ（Ｐ方向へ移動させられ）、低圧遮断弁１４８が閉状態とされ、出力ポート１１０が低圧ポート１１４から遮断される。また、可動部材１０６がＰ方向へ移動させられ、高圧供給弁１３８が開状態とされ、出力ポート１１０が高圧ポート１１２に連通させられる。出力ポート１１０の液圧、すなわち、背面室５０の液圧は、入力ポート１１６の液圧に応じた大きさに制御されて、背面室５０に液圧が供給される。
シリンダ装置１０において、背面室５０の液圧により、加圧ピストン２４，２２が前進させられる。前方加圧室３０，３２の液圧は、背面室５０の液圧に応じた大きさとされ、ブレーキシリンダ１４に供給される。車輪には、回生制動力と液圧制動力とが加えられ、これらによって要求制動力が満たされるように、背面室５０の液圧（液圧制動力）が制御される。また、スリーブ４４により、入力ピストン２６と加圧ピストン２４との間に摩擦力が生じ難くされるため、これらの摩擦力に起因する入力ピストン２６の前進に伴う加圧ピストン２４の前進が抑制され、前方加圧室３０，３２の液圧を精度よく制御することができる。
背面液圧制御装置１６の異常時等にはリニア弁装置９４，電磁開閉弁８０のソレノイドに電流は供給されない。
シリンダ装置１０において、電磁開閉弁８０は開状態にあるため、反力室６８はリザーバ５４に連通させられた状態にある。ブレーキペダル１２が操作されると、入力ピストン２６が前進させられ、小径ロッド６２が凹部４０の底部に当接し、加圧ピストン２４、２２が前進させられる。前方加圧室３０，３２には、ブレーキ操作力に応じた液圧が発生させられる。前方加圧室３０，３２の液圧はブレーキシリンダ１４に供給され、液圧ブレーキ１５が作動させられる。なお、ストロークシミュレータ７０は非作動状態にあるが、ブレーキペダル１２には前方加圧室３０，３２の液圧に応じた反力が加えられる。
背面液圧制御装置１６において、レギュレータ９０のパイロットポート１１８に前方加圧室３２の液圧が供給される。それにより、可動部材１０２が可動部材１０４に接近する向き（Ｐ方向）に移動させられ、可動部材１０６がＰ方向に移動させられる。低圧遮断弁１４８が閉状態とされ、高圧供給弁１３８が開状態とされる。アキュムレータ１６４に液圧が蓄えられている間、出力ポート１１０の液圧が高くされ、背面室５０に供給される。加圧ピストン２４に助勢力が加えられるのであり、前方加圧室３０，３２の液圧が高くなる。
実施例１においては、加圧ピストンに凹部が設けられたが、入力ピストンに凹部を設けることもできる。その一例を図３に示す。他の部分については、実施例１における場合と同様であるため、説明および図示を省略する。
図３のシリンダ装置において、入力ピストン３００の前部に前方に開口を有する凹部３０２が設けられる。
また、凹部３０２に重ねてスリーブ３０４が配設される。スリーブ３０４は、円筒部３０５とフランジ部３０６とを有し、円筒部３０５の一部が入力ピストン３００の凹部３０２の内周側に位置し、フランジ部３０６が、入力ピストン３００の凹部３０２を形成する筒部３０２ａの前端面３０８の前方に位置する。筒部３０２ａの前端面３０８とフランジ部３０６との間が反力室３１０とされ、ストロークシミュレータ７０等に接続される。
なお、前端面３０８が操作反力受面とされ、筒部３０２ａがスリーブ３０４の円筒部３０５の外側にシール部３０９を介して液密かつ気密に摺動可能に嵌合される。
また、スリーブ３０４は、軸線Ｌの方向の移動が阻止されたものであり、固定のものである。
加圧ピストン３２０の後部には軸方向ロッド部としての小径ロッド３２２が設けられ、入力ピストン３００の凹部３０２の内側に至るまで軸線Ｌの方向に伸びている。また、小径ロッド３２２は、スリーブ３０４の筒状部３０５の内側に、シール部３２３を介して、気密かつ液密に、摺動可能に嵌合される。小径ロッド３２２と凹部３０２の底部３０２ｂとの間が容積室３２４とされ、大気通路３２６を介して大気に連通させられる。
加圧ピストン３２０の中間部には小径ロッド３２２より大径の大径部３３０が設けられ、大径部３３０においてハウジング２０にシール部３３１を介して、液密かつ摺動可能に嵌合される。大径部３３０とスリーブ３０８のフランジ部３０６との間が背面室３３２とされ、背面液圧制御装置１６に接続される。
本実施例においても、容積室３２４と反力室３１０とが、シール部３０９を介して気密かつ液密に遮断され、容積室３２４が大気に連通させられ、反力室３１０がストロークシミュレータ７０に接続される。その結果、入力ピストン３００に加えられる前進方向の力が加圧ピストン３２０に伝達されないようにすることができ、操作フィーリングを向上させることができる。
また、筒部３０２ａと小径ロッド３２２とがスリーブ３０４を介して摺動可能に嵌合されるため、これらの間の摩擦力に起因する入力ピストン３００の前進に伴う加圧ピストン３２０の前進を良好に抑制することができ、前方加圧室の液圧の制御精度を向上させることができる。
以上、複数の実施例について説明したが、液圧ブレーキシステムは、上記構造のものに限定されない。
例えば、背面液圧制御装置１６において、レギュレータ９０を設けることは不可欠ではない。背面室５０の液圧は、ポンプモータ１６２の制御により制御されるようにしたり、リニア弁装置９４の制御により制御されるようにしたりすること等もできる。また、レギュレータ９０の構造も問わない。
また、反力室を大気に連通させるとともに、操作反力受面とハウジングとの間にスプリングを設けることもできる。ブレーキペダル１２に反力を付与する機構は、ドライ型のものであってもよいのである。
１０：シリンダ装置 １２：ブレーキペダル １４：ブレーキシリンダ １６：背面液圧制御装置 ２４，３２０：加圧ピストン ２６，３００：入力ピストン ４０：凹部 ４２：フランジ部 ４４：スリーブ ４６：筒部 ４８：フランジ部 ５０：背面室 ５４：リザーバ ６０：小径ロッド ６２：大径部 ６４：容積室 ６６：操作反力受面 ６８：反力室 ７０：ストロークシミュレータ ８０：電磁開閉弁 ３０２：凹部 ３０４：スリーブ ３０８：操作反力受面 ３１０：反力室 ３２２：小径ロッド ３２４：容積室 ３２６：大気通路 ３３０：大径部 ３３２：背面室

Claims (4)

  1. ハウジングと、
    そのハウジングに液密かつ摺動可能に嵌合された加圧ピストンと、
    その加圧ピストンと同軸上に配設され、運転者により操作可能なブレーキ操作部材に連携させられた入力ピストンと、
    前記加圧ピストンの前方に設けられ、ブレーキシリンダに接続された前方加圧室と、
    前記加圧ピストンの後方に設けられ、電気的な制御により出力液圧を制御可能な出力液圧制御装置に接続された背面室と、
    前記入力ピストンの前方の前記ハウジングとの間に設けられ、前記入力ピストンの前記ブレーキ操作部材に加えられた操作力に応じた力を受ける操作反力受面が対向する反力室と
    を含むシリンダ装置であって、
    前記入力ピストンが、その入力ピストンの前部に設けられ、前記加圧ピストンに向かって前方に開く凹部を含み、
    前記ハウジングが、少なくとも一部が前記凹部の内側に位置する概して筒状を成したスリーブを含み、
    前記加圧ピストンが、その加圧ピストンの後部に設けられ、前記凹部の内側において、前記スリーブに、液密と気密との少なくとも一方の状態で摺動可能に嵌合された軸方向ロッド部を含み、
    前記操作反力受け面が前記入力ピストンの凹部を形成する筒部の前端面とされ、
    前記軸方向ロッド部と前記凹部の底部との間が、前記入力ピストンと前記加圧ピストンとの間の相対移動に伴って容積が変化可能な容積室とされ、その容積室が、低圧源と大気とのいずれかに接続されたことを特徴とするシリンダ装置。
  2. ハウジングと、
    そのハウジングに液密かつ摺動可能に嵌合された加圧ピストンと、
    その加圧ピストンと同軸上に配設され、運転者により操作可能なブレーキ操作部材に連携させられた入力ピストンと、
    前記加圧ピストンの前方に設けられ、ブレーキシリンダに接続された前方加圧室と、
    前記加圧ピストンの後方に設けられ、電気的な制御により出力液圧を制御可能な出力液圧制御装置に接続された背面室と、
    前記入力ピストンの前方の前記ハウジングとの間に設けられ、前記入力ピストンの前記ブレーキ操作部材に加えられた操作力に応じた力を受ける操作反力受面が対向する反力室と
    を含むシリンダ装置であって、
    前記加圧ピストンと前記入力ピストンとの一方が、他方に向かって開く凹部を含み、
    前記ハウジングが、少なくとも一部が前記凹部の内側に位置する概して筒状を成したスリーブを含むとともに、そのスリーブが、軸方向の両側に開口を有する円筒部と、その円筒部より大径のフランジ部とを有し、そのフランジ部が前記加圧ピストンの後方かつ前記入力ピストンの前方に位置し、前記フランジ部の前方が前記背面室とされ、前記フランジ部の後方が前記反力室とされ、
    前記加圧ピストンと前記入力ピストンとの他方が、前記凹部の内側において、前記スリーブに、液密と気密との少なくとも一方の状態で摺動可能に嵌合された軸方向ロッド部を含み、
    前記軸方向ロッド部と前記凹部の底部との間が、前記入力ピストンと前記加圧ピストンとの間の相対移動に伴って容積が変化可能な容積室とされ、その容積室が、低圧源と大気とのいずれかに接続されたことを特徴とするシリンダ装置。
  3. 前記凹部が、前記加圧ピストンの後部に、後方に向かって開口する状態で設けられ、
    前記入力ピストンの前部に前記軸方向ロッド部である小径部が設けられるとともに、前記入力ピストンの中間部に前記小径部より大径の大径部が設けられ、
    前記入力ピストンの前記小径部と前記大径部との段部の前端面が前記操作反力受面とされた請求項２に記載のシリンダ装置。
  4. 前記容積室が、前記低圧源と前記大気とのいずれかに、常時、連通させられた請求項１ないし３のいずれか１つに記載のシリンダ装置。
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