JP6138955B2 - ブレーキブースター - Google Patents

Description

本願は、車両ブレーキシステム用のブレーキブースター、特に電動ブレーキブースターに関する。

車両は、通常に車両速度を低下させるか及び／又は車両を停止させる油圧ブレーキシステムを含む。人力でブレーキペダルを制御することは苦労しているため、多くの車両は、油圧ブレーキ装置にブレーキブースターを付加している。
従来のブレーキブースターは、主に真空ブレーキブースターであり、エンジン吸気管の真空を制動倍力源として、ブレーキマスタシリンダにペダル力よりも複数倍大きい真空倍力が発生している。このように、ブレーキマスタシリンダは同時にペダル力と真空倍力を受けるため、ブレーキマスタシリンダの出力圧力を向上させることにより、車両の制動に必要なペダル力を低減することができる。
真空ブレーキブースターは、エンジン吸気管から発生した真空度で制動倍力が発生するため、真空ブレーキブースターの動作はエンジン自体の動作に一定の影響を及ぼすことがある。また、エンジンが停止した後、吸気真空度がなくなり、制動倍力が発生することもできない。
真空ブレーキブースターに代わって、エンジン吸気管の真空度に依存せず、モータで倍力伝達部品を駆動することにより制動倍力が発生する電動ブレーキブースターが提案されている。
電動ブレーキブースターでは、モータ動作とブレーキペダルの動作を協調させる必要がある。そのために、モータとブレーキペダルの運動を検出するようにセンサが設けられている。通常、モータの運動を監視するようにモータ自体に回転子回転センサが設けられている。また、ブレーキペダル又はブレーキペダルで駆動されるブレーキ部品の変位を監視するようにストロークセンサが設けられている。
このような電動ブレーキブースターでは、ストロークセンサ自体は高い検出精度を提供し難い。また、ストロークセンサの耐久性が低く、例えば磁界、汚染物、着氷等の外的要因に影響されやすい。また、ストロークセンサは価格も高い。

本願は、従来の技術のブレーキブースターの上記問題のうち一つ又は複数を解決することを目的とする。

そのために、本願の一つの形態によれば、軸方向に移動することにより車両のブレーキマスタシリンダにペダル制動力を伝達できるように構成された制動力伝達部品と、軸方向に移動することによりブレーキマスタシリンダに制動倍力を伝達できるように構成された倍力伝達部品と、並進運動から回転運動への変換に適する運動変換機構を介して前記制動力伝達部品と運動結合され、前記制動力伝達部品の軸方向位置を検出する第１の回転センサと、前記倍力伝達部品と運動結合され、前記倍力伝達部品の軸方向位置を検出する第２の回転センサとを含み、前記制動倍力の発生は第１と第２の回転センサの検出結果に基づいて制御される、車両ブレーキシステム用のブレーキブースターを提供する。

本願の一つの好ましい実施の形態によれば、前記ブレーキブースターは、制動倍力が発生するモータをさらに含む。

本願の一つの好ましい実施の形態によれば、前記モータは、回転運動から並進運動への変換に適する伝動機構を介して前記倍力伝達部品を駆動する。

本願の一つの好ましい実施の形態によれば、前記モータは回転モータ又は直線モータである。

本願の一つの好ましい実施の形態によれば、前記第２の回転センサは前記モータにおける回転子回転センサである。

本願の一つの好ましい実施の形態によれば、前記ブレーキブースターは、第１と第２の回転センサの検出結果に基づいて制動倍力の発生を制御し、特に前記モータの運転を制御する電子制御手段をさらに含む。

本願の一つの好ましい実施の形態によれば、前記運動変換機構は、前記制動力伝達部品に接続されることにより前記制動力伝達部品に従って軸方向に移動するラックと、前記ラックにより駆動されて前記第１の回転センサで検出可能な回転運動が発生するセンサ歯車とを含む。

本願の一つの好ましい実施の形態によれば、前記ラックは前記倍力伝達部品で支えられるとともに、前記倍力伝達部品に対して軸方向に移動できる。

本願の一つの好ましい実施の形態によれば、前記第１の回転センサは、前記センサ歯車で支えられるセンサ磁石と、前記センサ磁石の磁界変化を検出可能な検出素子とを含む。

本願の一つの好ましい実施の形態によれば、前記倍力伝達部品は軸方向に伸ばす中空のバルブ本体を含み、前記制動力伝達部品は、プッシュロッドを介してブレーキペダルで軸方向に前向きに駆動されるのに適し、前記バルブ本体内を軸方向に移動できるように構成されたプランジャを含む。

本願の一つの好ましい実施の形態によれば、前記制動力伝達部品は、位置決めピンを介して前記運動変換機構と接続されている。

本願の一つの好ましい実施の形態によれば、前記位置決めピンは、前記倍力伝達部品に対して軸方向に一定の限られた距離移動できる。

本願の一つの好ましい実施の形態によれば、前記ブレーキブースターは、前記ペダル制動力と前記制動倍力をブレーキマスタシリンダに伝達するマスタピストンとして構成された制動力出力部品をさらに含む。

本願の一つの好ましい実施の形態によれば、前記ブレーキブースターは、前記倍力伝達部品にそれを軸方向に後退するのに傾く復帰力を加える復帰部品、例えば復帰ばねをさらに含む。

本願によれば、回転センサで制動力伝達部品と倍力伝達部品の位置と運動を検出することにより、高い軸方向位置の検出精度を得ることができる。
また、回転センサに対する磁界方向と強度の影響が低いため、回転センサの信号安定性がより高い。
また、外部物質例えば塵、油汚れ、着氷等で汚染された後、回転センサの性能が大きく低下することがない。そのため、回転センサの耐久性が高い。
また、回転センサはコストが低く、ブレーキブースターの総コストを低減するのに役立つ。
本願によれば、電子制御手段は、回転センサからの検出信号に基づいてモータの運転を正確に制御することにより、自発的にブレーキブースターの動作を正確でリアルタイムに制御することができる。

本願の一つの実行可能な実施の形態に係る車両用ブレーキブースターの非制動状態における正面断面図である。 図１に示すブレーキブースターの非制動状態における上面断面図である。 図１に示すブレーキブースターにおける伝動機構を示す側面断面図である。 図１に示すブレーキブースターに用いたプランジャの拡大断面図である。 図１に示すブレーキブースターに用いたバルブ本体の拡大断面図である。 図１に示すブレーキブースターに用いたラックの拡大断面図である。

以下、図面を参照しながら本願の好ましい実施の形態を説明する。
指摘すべきことは、図面は、本願のブレーキブースターの実行可能な実施の形態を概略的に示すだけに限られる。そのため、図面では、ブレーキブースターにおける各部品は、比例に応じて描画したものではない。
さらに指摘すべきことは、本願では、「近側」又は「後側」とは、車両ブレーキペダルに近い側をいい、「遠側」又は「前側」とは、ブレーキペダルから離れ、即ち車輪のブレーキマスタシリンダに近い側をいう。

図１、２に示すように、本願の一つの好ましい実施の形態に係る車両ブレーキシステム用のブレーキブースターは、いかなる適宜な材料、例えば金属板材、プラスチック等でも製造できるシェル１を含む。

シェル１は、適宜な固定装置、例えば図１に示すタイロッド２により車体に取り付けることができる。もちろん、その他の適宜な締付装置又は構造によりシェル１を車体に固定してもよい。
シェル１は、金属、ゴム又はプラスチック材料で製造できるバルブ本体ガイド部材４を固定支持する。バルブ本体ガイド部材４は、軸方向に貫通した内部ガイド空間を限定する。バルブ本体ガイド部材４は、シェル１のブレーキペダル側に位置するとともに、その一部がシェル１内に位置し、他の一部がシェル１外に位置する。

ブレーキブースターを構成する倍力伝達部品のバルブ本体６は、軸方向に伸ばす略円筒形の本体部６ａと本体部６ａの遠端に位置するプッシュ部６ｂとを含む。この二つの部分は、一体成形してもよく、別体に成形して一体に組み立ててもよい。

本体部６ａは、バルブ本体ガイド部材４の内部ガイド空間を貫通するとともに、バルブ本体ガイド部材４によりガイドされて軸方向に移動することができる。本体部６ａの近端部分はシェル１外に位置し、本体部６ａの遠端部分とプッシュ部６ｂはシェル１内に位置する。

また、本体部６ａは、その中心軸線周りにバルブ本体ガイド部材４内に回転することができない。そのために、本体部６ａとバルブ本体ガイド部材４との間には、位置決め部品（図示せず）、例えば鍵、ガイドピン等を設けることができる。

バルブ本体６内には、軸方向に複数の収納空間が限定されており、図５に明らかに示すように、これら収納空間は、軸方向に伸ばす中心貫通孔６０と、中心貫通孔６０の近端から後ろへ伸ばし、径方向寸法（例えば直径）が中心貫通孔６０よりも大きくなることにより、両者の間に近側に向かう第１のショルダー６１ａが形成された第１の収容溝６１と、第１の収容溝６１の近端から後ろへ伸ばし、径方向寸法が第１の収容溝６１よりも大きくなることにより、両者の間に近側に向かい第２のショルダー６２ａが形成された第２の収容溝６２と、中心貫通孔６０の遠端から前へ伸ばし、径方向寸法が中心貫通孔６０よりも大きくなることにより、両者の間に遠側に向かう第３のショルダー６３ａが形成された第３の収容溝６３と、第３の収容溝６３の遠端から前へ伸ばし、径方向寸法が第３の収容溝６３よりも大きくなることにより、両者の間に遠側に向かう第４のショルダー６４ａが形成された第４の収容溝６４と、を含む。そのうち、中心貫通孔６０、第１の収容溝６１、第２の収容溝６２、第３の収容溝６３は本体部６ａ内に形成され、第４の収容溝６４はプッシュ部６ｂ内に形成されている。プッシュ部６ｂの径方向寸法は、好ましくは本体部６ａよりも大きくなることにより、第４の収容溝６４が十分に大きい径方向寸法を有し、ひいては本体部６ａの外周の径方向寸法よりも大きい。

また、プッシュ部６ｂの外周に環状フランジ６５が設けられ、本体部６ａ内に本体部６ａの外周の径方向から第１の収容溝６１に伸ばす互いに対向する一対の貫通孔６６が設けられ、本体部６ａの外周の片側に軸方向に伸ばすラックスロット６７が設けられている。これら部分の用途は、下記のように記述する。

バルブ本体６の中心貫通孔６０には、軸方向に移動可能なようにプランジャロッド８が配置され、該プランジャロッド８は、その近端においてプランジャ１０により遠側へ押し付けられる。
図に示す例では、プランジャロッド８とプランジャ１０は別体に構成されている。その代わりに、プランジャロッド８はプランジャ１０の一部として構成されてもよい。

プランジャロッド８とプランジャ１０（又はプランジャロッド８付きの一体式プランジャ１０）はブレーキブースターの制動力伝達部品を構成する。

プランジャ１０の詳細な構造は、より明らかに図４に示される。同図に示すように、プランジャ１０は、遠側部１０１及びそれと一体になる近側部１０２を含む。遠側部１０１の形状及び径方向寸法は、バルブ本体６の中心貫通孔６０への挿入に適するように設定されている。近側部１０２の径方向寸法（例えば直径）は遠側部１０１よりも大きく、その中に収納空間１０３が限定されており、該収納空間１０３はプランジャ１０の近端面に開設されている。

遠側部１０１と近側部１０２の近端には、それぞれ外周フランジ１０４と１０５が形成されている。外周フランジ１０４と１０５の形状と径方向寸法は、それぞれ軸方向にスライド可能なようにバルブ本体６の第１の収容溝６１と第２の収容溝６２に収納されるように設定されている。
外周フランジ１０４には、位置決めピン１０８（図２参照）を収納してここに固定する径方向貫通孔１０６が形成されている。該位置決めピン１０８の径方向の両端がバルブ本体６の貫通孔６６に挿入されている。各貫通孔６６は、一定の軸方向長さを有することにより、位置決めピン１０８の両端が貫通孔６６内に軸方向にスライドすることができる。

ブレーキペダル（図示せず）で駆動されるプッシュロッド１２は、収納空間１０３内に挿入される。具体的には、プッシュロッド１２は軸方向に伸ばし、その中心軸線がプランジャ１０の中心軸線と同一直線にある。プッシュロッド１２は、ロッド部１２ａと、ロッド部１２ａの前端に接続された球頭状の前側部１２ｂとを含む。また、ロッド部１２ａの外周には、止め輪１２ｃが形成されているか、又は取り付けられている。

プッシュロッド１２のロッド部１２ａは、ブレーキペダルで駆動されることにより、プッシュロッド１２が軸方向に前向きに移動する。プッシュロッド１２の球頭状の前側部１２ｂは、収納空間１０３内に前向きにプッシュされて収納空間１０３の端壁に当接する。

バルブ本体６の後端には、挿入円筒１４が取り付けられ、該挿入円筒１４は、プランジャ６の収納空間６２への挿入に適する略円筒形の本体１４ａと、本体１４ａの前端に形成され径方向に内向きに伸ばす前端フランジ１４ｂと、本体１４ａの後端に形成され径方向に外向きに伸ばす後端フランジ１４ｃとを備える。後端フランジ１４ｃはバルブ本体６の後端に固定されている。前端フランジ１４ｂはプランジャ１０の後端が当接するのに適する。

また、前端フランジ１４ｂとプッシュロッド１２の止め輪１２ｃとの間に、復帰ばね１６が取り付けられている。このように、プッシュロッド１２がブレーキペダルからの推力を受けると、プッシュロッド１２は、復帰ばね１６のばね力に抵抗して前向きに移動することができる。ブレーキペダルの推力が消えた後、プッシュロッド１２は、復帰ばね１６のばね力により推し進められて後向きに移動して本来の位置に復帰する。

プランジャロッド８の遠端は、バルブ本体６における第３のショルダー６３ａ近傍に伸ばしている。バルブ本体６の第３の収容溝６３と第４の収容溝６４には、それぞれプランジャプレート１８とリアクションディスク２０が取り付けられている。

プランジャプレート１８は、前側本体部とそれに接続された後側押付部を備える。前側本体部の形状と径方向寸法は、第３の収容溝６３において軸方向にスライドするのに適するように設定されている。後側押付部の径方向寸法は、好ましくは前側本体部よりも小さい。

リアクションディスク２０の形状と径方向寸法は、第４の収容溝６４において軸方向にスライドするのに適するように設定されている。

プランジャプレート１８は、軸方向にリアクションディスク２０の近側表面の内側部とプランジャロッド８の遠端との間に挟まれている。リアクションディスク２０の近側表面の外周部はバルブ本体６における第４のショルダー６４ａにより前向きにプッシュされる。

リアクションディスク２０の前に制動力出力ロッド２２が配置されている。制動力出力ロッド２２は、後側基部とそれに接続された前側ロッド部を備える。制動力出力ロッド２２の後側基部の形状と径方向寸法は、リアクションディスク２０と略同じである。制動力出力ロッド２２の前側ロッド部の径方向寸法は、好ましくは後側基部よりも小さい。

リアクションディスク２０の前端面は、前向きにプッシュされて制動力出力ロッド２２の後側基部に当接し、該制動力出力ロッド２２の前側ロッド部には、車両ブレーキシステムのブレーキマスタシリンダ２４のマスタピストン２６が接続されている。マスタピストン２６の中心軸線は、好ましくはバルブ本体６の中心軸線と同一直線にあるとともに、少なくともこの二つの中心軸線でブレーキブースター全体の中心軸線を限定している。

リアクションディスク２０は、好ましくは弾性のあるもの、例えば弾性ゴムで製造されている。

制動力出力ロッド２２は、挟みディスク２８によりバルブ本体６の前端に挟まれている。挟みディスク２８は、前側板状部２８ａと、前側板状部２８ａの外周縁から軸方向に後向きに伸ばす筒状部２８ｂと、筒状部２８ｂの後端から外向きに伸ばす後側フランジ部２８ｃとを含む。前側板状部２８ａには、制動力出力ロッド２２の前側ロッド部が挿通する中心孔が形成されている。後側フランジ部２８ｃの形状と径方向寸法は、バルブ本体６上の環状フランジ６５に略対応する。シェル１の前端面と後側フランジ部２８ｃとの間に配置された復帰ばね３０により、後側フランジ部２８ｃがプッシュされて環状フランジ６５の前面に当接しているが、前側板状部２８ａがプッシュされて制動力出力ロッド２２の後側基部の前面に当接している。このように、制動力出力ロッド２２はバルブ本体６の前端に挟まれ、制動力出力ロッド２２はリアクションディスク２０とプランジャプレート１８をそれぞれ第４の収容溝６４と第３の収容溝６３内に保持している。

バルブ本体６は、バルブ本体ガイド部材４によりガイドされてシェル１に対して軸方向に移動することができる。具体的には、バルブ本体６は、モータ３２（図２、３参照）により駆動されて前向きに移動し、モータ３２の駆動作用が消えた後、復帰ばね３０の作用下で近側へ移動することができる。

本願で用いられているモータ３２は、各種の回転モータ、例えば直流回転モータを選択することができる。いかなる実行可能な伝動機構を用いてモータ３２の出力回転運動をバルブ本体６の軸方向に沿った前向きの移動、即ち並進運動に変換することができる。例えば、図に示す例では、モータ３２は回転モータの形態を用い、伝動機構は歯車列３４にボールねじ装置３６を加えた形態を用いている。このように、モータ３２の出力回転運動は歯車列３４とボールねじ装置３６を介して前向きの直線出力運動に変換される。その代わりに、回転運動を直線運動に変換するその他の装置、例えばウォームホイール―ウォーム装置等を用いてもよい。

或いは、モータ３２は、直線モータ、例えば直流直線モータであってもよい。直線モータを用いる場合、対応する伝動機構を介してモータの出力直線運動をバルブ本体６の軸方向に沿った前向きの移動に変換することができる。

伝動機構から出力された前向きの移動を伝動スリーブ５０を介してバルブ本体６に伝達することにより、バルブ本体６が復帰ばね３０のばね力に抵抗して軸方向に前向きに移動する。
バルブ本体６の前向きのストロークは、例えば挟みディスク２８とマスタシリンダ２４との間の軸方向距離以下に制限される必要がある。

モータ３２が逆方向に回転する場合、バルブ本体６が主に復帰ばね３０のばね力とマスタピストン２６の反力の作用で後向きに移動することを許可する。

プランジャ１０は、バルブ本体６に対して軸方向に移動することができる。具体的には、図１、２に示すブレーキブースターの非制動状態下で、復帰ばね３０は挟みディスク２８の後側フランジ部２８ｃを介してバルブ本体６を後向きに押し付けることにより、それを本来の位置に位置させる。同時に、復帰ばね３０は挟みディスク２８の前側板状部２８ａを介して制動力出力ロッド２２を後向きに押し付けることにより、順にリアクションディスク２０、プランジャプレート１８及びプランジャロッド８を介してプランジャ１０を最も近側の本来の位置に押し付ける。この位置では、位置決めピン１０８がプッシュされてバルブ本体６における貫通孔６６を限定した近端の部位に当接するとともに、プランジャ１０の外周フランジ１０４と１０５がそれぞれバルブ本体６における第１と第２のショルダー６１ａ、６２ａから隔離される。このような状態では、プッシュロッド１２がブレーキペダルからの推力を受けると、プッシュロッド１２は、外周フランジ１０４が第１のショルダー６１ａに接合するか及び／又は外周フランジ１０５が第２のショルダー６２ａに接合するか及び／又は位置決めピン１０８がバルブ本体６における貫通孔６６を限定した遠端の部位に接合したまで、プランジャ１０を前向きに移動するように駆動する。その後、プッシュロッド１２は、プランジャ１０を介してバルブ本体６を前向きに押し付ける。ブレーキペダルからの推力が消えた後、プランジャ１０は、復帰ばね３０とマスタピストン２６の作用下で後向きに移動してその本来の位置に戻す。

ブレーキブースターは、密封シース５２、例えばゴムシースを含むことにより、ブレーキブースターのシェル１の外部に露出した各機能部品、特にバルブ本体６を保護することができる。
ブレーキブースターは、プランジャ１０とバルブ本体６の位置を検出するとともに、それに従ってモータ３２の運転を制御する電子制御手段をさらに含む。

具体的には、図１、２では、ブレーキブースターが非制動位置にあり、即ち運転者がブレーキペダルを踏まない。この場合、ブレーキマスタシリンダ２４のマスタピストン２６に作用する制動力がない。

次に、運転者はブレーキペダルを踏むことにより車両の制動を実施する。ブレーキペダルの踏みにより、プッシュロッド１２は復帰ばね１６の推力に抵抗して軸方向に前向きに移動する。プッシュロッド１２の前側部１２ｂはプランジャ１０とプランジャロッド８を推し進めて前向きに移動しているが、プランジャロッド８の遠端がプランジャプレート１８を介してリアクションディスク２０の内側部を前向きに押し付けることにより、リアクションディスク２０の内側部は制動力出力ロッド２２を介してブレーキマスタシリンダのマスタピストン２６を前向きに推し進める。このような方式により、運転者から加えたペダル制動力（人工制動力）はマスタピストン２６に伝達される。

プランジャ１０が前向きに移動する最初の段階では、バルブ本体６は、復帰ばね３０から後向きに押し付けられて、軸方向に移動しないまま保持する。この段階では、電子制御手段は、プランジャ１０が軸方向に前向きに移動しているがバルブ本体６の軸方向位置が変えないことを検出した。それにより、電子制御手段は、バルブ本体６とプランジャ１０各々の位置、及び両者の間の位置差に基づいて、運転者の制動意図を判断する。次に、電子制御手段は、モータ３２を起動して正方向に運転させ、モータ３２の正方向回転出力は、上記伝動機構を介してバルブ本体６が復帰ばね３０の推力に抵抗して前向きに移動するように駆動する。バルブ本体６の第４のショルダー６４ａはリアクションディスク２０の外周部を前向きに押し付けることにより、リアクションディスク２０の外周部が制動力出力ロッド２２を介してブレーキマスタシリンダのマスタピストン２６を前向きに推し進める。このような方式により、モータ３２から提供した制動倍力はマスタピストン２６に伝達される。

従って、制動力出力ロッド２２は、ペダル制動力と制動倍力をブレーキマスタシリンダのマスタピストンに伝達する制動力出力部品を構成した。その他の形態の制動力出力部品を用いてもよいと理解すべきである。

運転者から加えたペダル制動力とモータから提供した制動倍力の作用下で、マスタピストン２６は、ブレーキマスタシリンダにおける制動液を各車輪の制動装置へ輸送することにより、車両の制動を実現する。この場合、ブレーキブースターは制動位置にある。電子制御手段は、バルブ本体６とプランジャ１０各々の位置に基づいて、制動動作の持続を判断するとともに、モータ３２の正方向運転を保持し、或いは、モータ３２が正方向に一定の時間運転した後に運転を停止して、制動動作の終了を待つ。

運転者が制動動作を終了しようとすると、ブレーキペダルを解放する。マスタピストン２６が受けたブレーキマスタシリンダにおける油圧力は、制動力出力ロッド２２、リアクションディスク２０の内側部、プランジャプレート１８及びプランジャロッド８を介して後向きの方向に沿ってプランジャ１０に加えることにより、プランジャ１０が後向きに移動して図１、２に示す本来の位置に戻す。ブレーキブースターがその制動位置からその非制動位置への回復中間位置にある場合、電子制御手段は、プランジャ１０が軸方向に後向きに移動しているが、バルブ本体６の軸方向位置が変えないか又は後向きの移動がプランジャ１０より遅くなることを検出した。それにより、電子制御手段は、バルブ本体６とプランジャ１０各々の位置、及び両者の間の位置差に基づいて、運転者の制動解放意図を判断する。次に、電子制御手段はモータ３２を起動して逆方向に運転させ、このように、復帰ばね３０及びマスタピストン２６からの推力により、バルブ本体６が後向きに移動するように促す。最終にバルブ本体６が非制動状態の本来の位置に戻す。電子制御手段は、制動解放（解除）動作の完了を判断するとともに、モータ３２の逆方向運転を停止する。

制動動作でも、制動解放動作でも、プランジャ１０が軸方向にバルブ本体６に対して小さい距離移動した後、電子制御手段はモータ３２の正転又は逆転を制御することができる。モータ３２の起動を制御するために、プランジャ１０とバルブ本体６各々の軸方向位置（及び両者の軸方向位置差）を検出する必要がある。また、モータ３２の正転又は逆転の過程においても、プランジャ１０とバルブ本体６の軸方向位置に基づいてモータ３２の回転速度を確定する必要がある場合がある。そのため、モータ３２の起動と運転を正確に制御するために、プランジャ１０とバルブ本体６の軸方向位置と速度を高精度に検出する必要がある。

そのために、本願によれば、プランジャ１０とバルブ本体６の軸方向位置を検出する回転センサが設けられている。

モータ３２自体には、モータ３２の運動を監視する回転子回転センサが設けられている。そのため、モータ３２における回転子回転センサは、バルブ本体６の軸方向位置を検出する。

プランジャ１０の軸方向位置を検出するために、図３に明らかに示すように、本願では、専門の回転センサ８０が設けられている。該回転センサ８０は、主にセンサ磁石８２と磁石８２の磁界変化を検出する検出素子８４を含む。センサ磁石８２がセンサ歯車８６に取り付けられ、該センサ歯車８６は自由歯車８８と噛み合い、また、該自由歯車８８はラック９０と噛み合う。

図６に示すように、ラック９０は本体部９２と本体部９２の後端に位置するハンドル部９６を含む。ハンドル部９６には、位置決めピン１０８の一端を插入する固定孔９６が形成されている。本体部９２には、自由歯車８８上の対応する歯と噛み合う歯９８が形成されている。

ラック９０は、軸方向に移動可能なようにバルブ本体６のラックスロット６７に取り付けられている。プランジャ１０が軸方向に移動すると、プランジャ１０の位置決めピン１０８は、ラック９０が同期に軸方向に移動するように駆動する。軸方向に移動するラック９０は、自由歯車８８によりセンサ歯車８６を回転するように駆動する。センサ歯車８６の回転につれて、センサ歯車８６で支えられる磁石８２が回転し、検出素子８４が磁石８２の磁界変化を検出することにより、センサ歯車８６の回転位置を確定する。次に、ラック９０とセンサ歯車８６との間のギヤ比に基づいて、ラック９０、即ちプランジャ１０の軸方向位置を算出することができる。

プランジャ１０の軸方向移動、即ち並進運動を、回転センサにより検出可能な回転運動に変換できるその他の運動変換機構を用いてもよいと理解すべきである。
指摘すべきことは、上述のように本願のモータで制動倍力を提供する実施の形態が記述されているため、上述のように記述されているブレーキブースターは、電動ブレーキブースターと称することができるが、本願の基本的な構想は同様に、その他の動力源を用いて制動倍力を提供する実施の形態にも適用される。

本願で用いられている回転センサは、センサの分野で成熟した技術（例えば、ブラシレスモータに用いた回転センサ等）を用いることができるため、それについて詳しく説明しない。
従来の技術に用いられているストロークセンサと比べると、本願では、回転センサを用いてプランジャ１０の位置を検出する。回転センサの分解能力は、明らかにストロークセンサよりも高いため、プランジャ１０の軸方向位置の検出精度が高い。

また、回転センサは、磁界方向と強度による影響がストロークセンサよりも低いため、回転センサの信号安定性がより高い。

また、外部物質例えば塵、油汚れ、着氷等で汚染された後、ストロークセンサの性能が低下することがあるが、回転センサがこれらの外部物質で汚染された場合、その性能が大きく低下することがない。そのため、回転センサの耐久性が高い。

また、回転センサは、ストロークセンサのように高価な大きい磁石を用いる必要がないため、コストが低い。同時に、ラック９０、センサ歯車８６及び自由歯車８８は、いずれも価格の低いプラスチックで製造できるため、ブレーキブースターの総コストを低減するのに役立つ。さらに、これらのプラスチック部材の重量が小さく、大きな慣性力が発生することがないため、ブレーキブースターの動作に明らかな影響を及ぼさない。

指摘すべきことは、モータ３２における回転子回転センサに代わって、又はそれに加えて、類似な回転センサを用いてバルブ本体６の軸方向位置を検出することができる。

また、本願によれば、電子制御手段が故障したのでモータ３２が運転できない場合にも、バルブ本体６の軸方向の前向きの移動は、伝動機構からのいかなる阻害も受けないため、運転者がブレーキペダルを介して入力した制動力は、依然としてブレーキマスタシリンダ２４のマスタピストン２６に伝達される。具体的には、このような場合、まず、ブレーキペダルは、プッシュロッド１２を介してプランジャ１０前向きに推し進める。次に、プランジャ１０がバルブ本体６に接触することにより、バルブ本体６がそれとともに軸方向に前向きに移動するように駆動する。このように、運転者がブレーキペダルを介して入力した制動力は、プランジャ１０とバルブ本体６の両者を介してリアクションディスク２０に伝達するとともに、それからマスタピストン２６に伝達する。そのため、電子制御手段が故障した場合にも、運転者がブレーキペダルを踏む動作により車両の制動を実現することを確保することができる。

従って、本願によれば、回転センサを用いてプランジャ１０とバルブ本体６の軸方向位置を検出することにより、両者の軸方向位置を高精度に得ることができる。このように、自発的にモータの運転時間、運転方向、運転速度等を正確に制御することにより、ブレーキブースターの動作を正確でリアルタイムに制御することができる。

本願のブレーキブースターは、各種の形態の動力源を備える車両、例えば燃料油車両、ガス車両、電動車両、ハイブリッド車両等に適用される。

ここで、具体的な実施の形態を参照しながら本願を記述しているが、本願の範囲は、上述のように示された細部に限られない。本願の要旨を逸脱しない範囲で、これらの細部に対して各種の補正を行うことができる。

１ シェル
２ タイロッド
４ ガイド部材
６ バルブ本体
８ プランジャロッド
１０ プランジャ
１２ プッシュロッド
１４ 挿入円筒
１６ 復帰ばね
１８ プランジャプレート
２０ リアクションディスク
２２ 制動力出力ロッド
２４ ブレーキマスタシリンダ
２６ マスタピストン
２８ 挟みディスク
３０ 復帰ばね
３２ モータ
３４ 歯車列
３６ ボールねじ装置
５０ 伝動スリーブ
５２ 密封シース
６５ 環状フランジ

Claims (9)

1. 軸方向に移動することにより車両のブレーキマスタシリンダにペダル制動力を伝達できるように構成された制動力伝達部品と、
   軸方向に移動することによりブレーキマスタシリンダに制動倍力を伝達できるように構成された倍力伝達部品と、
   並進運動から回転運動への変換に適する運動変換機構を介して前記制動力伝達部品と運動結合され、前記制動力伝達部品の軸方向位置を検出する第１の回転センサと、
   前記倍力伝達部品と運動結合され、前記倍力伝達部品の軸方向位置を検出する第２の回転センサと、を含み、
   前記制動倍力の発生は、第１と第２の回転センサの検出結果に基づいて制御され、
   前記運動変換機構は、
   前記制動力伝達部品に接続されることにより前記制動力伝達部品に従って軸方向に移動するラックと、
   前記ラックにより駆動されて前記第１の回転センサで検出可能な回転運動が発生するセンサ歯車と、を含み、
   前記制動力伝達部品には、該制動力伝達部品の前記倍力伝達部品に対する軸方向での移動を規制する位置決めピンが接続され、
   前記ラックは、前記位置決めピンによって、前記倍力伝達部品に対して軸方向に移動する、
   車両ブレーキシステム用のブレーキブースター。
2. 前記ラックは、前記倍力伝達部品に支えられる、
   請求項１に記載の車両ブレーキシステム用のブレーキブースター。
3. 前記ラックは、前記倍力伝達部品のラックスロットに移動可能に収納されることで、前記倍力伝達部品に支えられる、
   請求項２に記載の車両ブレーキシステム用のブレーキブースター。
4. 前記制動倍力を発生させるモータをさらに含み、
   前記モータは、回転運動から並進運動への変換に適する伝動機構を介して前記倍力伝達部品を駆動し、
   前記第２の回転センサは、前記モータにおける回転子回転センサである、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両ブレーキシステム用のブレーキブースター。
5. 前記第１と第２の回転センサの検出結果に基づいて前記制動倍力の発生を制御する電子制御手段をさらに含む、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両ブレーキシステム用のブレーキブースター。
6. 前記第１の回転センサは、前記センサ歯車で支えられるセンサ磁石と、前記センサ磁石の磁界変化を検出可能な検出素子とを含む、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両ブレーキシステム用のブレーキブースター。
7. 前記倍力伝達部品は、軸方向に延びる中空のバルブ本体を含み、
   前記制動力伝達部品は、プッシュロッドを介してブレーキペダルで軸方向に前向きに駆動されるのに適し、前記バルブ本体内を軸方向に移動できるように構成されたプランジャを含む、
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両ブレーキシステム用のブレーキブースター。
8. 前記ペダル制動力と前記制動倍力をブレーキマスタシリンダに伝達するマスタピストンとして構成された制動力出力部品をさらに含む、
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両ブレーキシステム用のブレーキブースター。
9. 前記倍力伝達部品にそれを軸方向に後退させる復帰力を加える復帰部品をさらに含む、
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の車両ブレーキシステム用のブレーキブースター。

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