以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態の説明において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付し、重複した説明は省略するものとする。
(第1実施形態)
第1実施形態では、本発明の液圧発生装置を、図1に示す車両用ブレーキシステムSに適用した場合を例として説明する。
なお、図1は車両用ブレーキシステムSの全体構成を模式的に示したものであり、図1に示す各装置の配置は、図2から図7に示す各装置の配置とは異なっている。
車両用ブレーキシステムSは、図1に示すように、原動機(エンジンや電動モータ等)の起動時に作動するバイ・ワイヤ(By Wire)式のブレーキシステムと、原動機の停止時などに作動する油圧式のブレーキシステムの双方を備えるものである。
車両用ブレーキシステムSは、ブレーキペダルBP(ブレーキ操作子)の操作量に応じてブレーキ液圧を発生させる液圧発生装置1と、車両挙動の安定化を支援する液圧制御装置2と、を備えている。
車両用ブレーキシステムSは、エンジン(内燃機関)のみを動力源とする自動車のほか、モータを併用するハイブリッド自動車やモータのみを動力源とする電気自動車・燃料電池自動車等にも搭載することができる。
液圧発生装置1は、基体10と、ブレーキペダルBPを駆動源とするマスタシリンダ20と、電動モータ36を駆動源とするスレーブシリンダ30と、ブレーキペダルBPに操作反力を付与するストロークシミュレータ40と、制御装置50(図3参照)と、を備えている。
なお、以下の説明における各方向は、液圧発生装置1を説明する上で便宜上設定したものであるが、液圧発生装置1を車両に搭載したときの方向と概ね一致している。液圧発生装置1は、ブレーキペダルBPの前方に配置され、液圧発生装置1の基体10の後面10c(図2参照)がブレーキペダルBPに対向している。そして、ブレーキペダルBPを踏み込んだときのペダルロッドBP1の移動方向を前方(前端側)とし、ブレーキペダルBPが戻ったときのペダルロッドBP1の移動方向を後方(後端側)としている(図2参照)。さらに、ペダルロッドBP1の移動方向(前後方向)に対して水平に直交する方向を左右方向としている(図3参照)。
基体10は、金属材料からなり、略直方体状の本体部10aと、突出部10i(図5参照)とを備えている。本体部10aの内部には三つのシリンダ穴21,31,41および複数の液圧路11a,11b,12,14a,14bが形成されている。また、基体10には、図3に示すように、リザーバ26および電動モータ36等の各種部品が取り付けられる。また、基体10の後面10c側にペダルロッドBP1が配置されている。
本体部10aの右側面10h(一面、図3参照)には、機能部品として、電磁弁13、第一切替弁15a、第二切替弁15b、圧力センサ18a,18b、ストロークセンサ19が取り付けられる。そして右側面10hには、これらの機能部品と連携する制御装置50が取り付けられている。
また、本体部10aの右側面10hには、電磁アクチュエータ450が取り付けられている。電磁アクチュエータ450は、ストロークシミュレータ40の反力特性を変更可能な特性変更機構として機能する。
これらの機能部品や電磁アクチュエータ450は、本体部10aの右側面に開口している複数の取付穴10m,10n(一部を図示)に装着されている。
突出部10iは、図5に示すように、本体部10aの右側面10hの略中央部に突設されている。突出部10iは、円筒状を呈している。突出部10iは、制御装置50のハウジング51に装着されるハウジングカバー52内に収容されている。
シリンダ穴21は、図1に示すように、有底円筒状の穴である。シリンダ穴21の軸線は前後方向に延在している。シリンダ穴21は、本体部10aの後面10cに開口している。
シリンダ穴31は、図5に示すように、シリンダ穴21の下方に離間して配置された有底円筒状の穴である。シリンダ穴31の軸線は左右方向に延在しており、シリンダ穴21の軸線に対して立体交差している。シリンダ穴31は本体部10aの左側面10g(他面)に開口している。
シリンダ穴31の底面31aは突出部10i内に配置されている。すなわち、シリンダ穴31の底部は、突出部10i内に配置されており、制御装置50のハウジング51内に収容されている。
シリンダ穴41は、図5に示すように、シリンダ穴21およびシリンダ穴31の下方に離間して配置された有底円筒状の穴である。シリンダ穴41の軸線はシリンダ穴31の軸線に平行である。つまり、ストロークシミュレータ40は、スレーブシリンダ30と平行に基体10に配置されている。シリンダ穴41は、シリンダ穴31と同様に、本体部10aの左側面10gに開口している。
本実施形態では、シリンダ穴21の下方にシリンダ穴31とシリンダ穴41とが上下に並設されている。そして、シリンダ穴31の軸線およびシリンダ穴41の軸線を、シリンダ穴21の軸線を通る水平面に投影すると、シリンダ穴31の軸線およびシリンダ穴41の軸線は、シリンダ穴21の軸線に対して直交している。
マスタシリンダ20は、ブレーキペダルBPが踏み込み操作されるときの踏力をブレーキ液圧に変換して液圧を発生させる液圧発生手段である。マスタシリンダ20は、図1に示すように、シリンダ穴21に挿入された二つのピストン22,23(セカンダリピストンおよびプライマリピストン)と、シリンダ穴21内に収容された二つの弾性部材24,25と、を備えている。
シリンダ穴21の底面21aと、底面21a側のピストン22(セカンダリピストン)との間には、底面側圧力室21cが形成されている。底面側圧力室21cにはコイルスプリングからなる弾性部材24が収容されている。
底面21a側のピストン22と、開口部21b側のピストン23(プライマリピストン)との間には、開口側圧力室21dが形成されている。また、開口側圧力室21dにはコイルスプリングからなる弾性部材25が収容されている。
ブレーキペダルBPのペダルロッドBP1は、開口部21bからシリンダ穴21内に挿入されている。ペダルロッドBP1の先端部(前端部)は、開口部21b側のピストン23の後端部に連結されている。これにより、開口部21b側のピストン23は、ペダルロッドBP1を介してブレーキペダルBP(図1参照)に連結されている。両ピストン22,23は、ブレーキペダルBPの踏力を受けてシリンダ穴21内を摺動し、底面側圧力室21c内および開口側圧力室21d内のブレーキ液を加圧する。
シリンダ穴21には、図1に示すように、リザーバ26が接続されている。リザーバ26は、ブレーキ液を貯溜する容器であり、本体部10aの上面10dに取り付けられている。リザーバ26の下面に突設された二つの給液部26a,26aは、本体部10aの上面10dに形成された二つのリザーバユニオンポート17,17に挿入されている。
二つのリザーバユニオンポート17,17の底面には、シリンダ穴21の内周面に通じている連通穴17a,17aが開口している。
また、リザーバ26の給液管26bにはメインリザーバ(図示せず)から延ばされたホース26cが連結されている。
スレーブシリンダ30は、ブレーキペダルBPの操作量に応じて電動モータ36(電動アクチュエータ)を駆動させることで液圧を発生させるものである。スレーブシリンダ30で発生した液圧(以下、「発生液圧」という)は、車輪ブレーキFL,RR,RL,FR(図1参照)に作用する。
スレーブシリンダ30は、図1,5に示すように、シリンダ穴31に挿入された二つのピストン32,33と、シリンダ穴31内に収容された二つの弾性部材34,35と、電動モータ36と、を備えている。
シリンダ穴31の底面31aと、底面31a側のピストン32との間には、底面側圧力室31cが形成されている。底面側圧力室31cにはコイルスプリングからなる弾性部材34が収容されている。
底面31a側のピストン32と、開口部31b側のピストン33との間には、開口側圧力室31dが形成されている。また、開口側圧力室31dにはコイルスプリングからなる弾性部材35が収容されている。
なお、シリンダ穴31内には、図示しない給液路を通じてリザーバ26からブレーキ液が供給される。
電動モータ36は、制御装置50によって駆動制御される電動サーボモータである。電動モータ36は本体部10aの左側面10gに取り付けられている。
電動モータ36は、コイル部36aと、ベアリング36bに支持された回転部36cとを備えている。回転部36cには磁石36dが取り付けられている。
回転部36cの内側には、駆動伝達部37が備わる。駆動伝達部37は、電動モータ36の回転駆動力を直線方向の軸力に変換するものである。駆動伝達部37は、ピストン33に当接しているピストンロッド37aと、ピストンロッド37aと回転部36cとの間に配置された複数のボール37bと、を備えている。ピストンロッド37aの外周面には、螺旋状のねじ溝が形成されており、このねじ溝には複数のボール37bが転動自在に収容されている。ピストンロッド37aの先端部(ピストン33との対向部)は略半球状に形成されている(図5参照)。回転部36cは、複数のボール37bに螺合されている。このように、回転部36cとピストンロッド37aとの間にはボールねじ機構が設けられている。
電動モータ36には、図示しない回転角センサが取り付けられている。回転角センサの検出値は制御装置50に入力される。制御装置50は、回転角センサの検出値に基づいて、スレーブシリンダ30の駆動量を算出する。
電動モータ36の回転部36cが回転すると、回転部36cとピストンロッド37aとの間に設けられたボールねじ機構によって、ピストンロッド37aに直線方向の軸力が付与され、ピストンロッド37aが前後方向に進退移動する。
ピストンロッド37aがピストン33側に移動したときには、ピストン33がピストンロッド37aからの入力を受けてシリンダ穴31内を進動(加圧方向に移動)し、底面側圧力室31c,開口側圧力室31d内のブレーキ液が加圧される。また、ピストンロッド37aがピストン33とは反対側に移動したときには、弾性部材35(弾性部材34)の付勢力によってピストン33がシリンダ穴31内を退動(減圧方向に移動)し、底面側圧力室31c,開口側圧力室31d内のブレーキ液が減圧される。
電動モータ36は、モータケース38内に収容されている。モータケース38は、図5に示すように、有底円筒状を呈している。モータケース38の開口部の縁部には、フランジ部38aが形成されている。フランジ部38aは、図2に示すように、下方へ向けて略半円状に膨出する膨出部38bを有している。膨出部38bは、電動モータ36の下方へ延在しており、ストロークシミュレータ40のシリンダ穴41に対向して開口(蓋部材45)を覆うようになっている。
モータケース38は、図2に示すように、複数の固定ねじ38c(本実施形態では計4本)を用いて基体10の左側面10gに固定される。フランジ部38aと基体10の左側面10gとの間には、シール部材39が介設されている。シール部材39は、モータケース38の縁部に沿う形状を有しており、円形部39aと、円形部39aに連続する半円形部39bとを備えている。円形部39aは、電動モータ36の外周に沿う部分である。また、半円形部39bは、シリンダ穴41の開口(蓋部材45)に沿う部分である。つまり、電動モータ36のシールと、ストロークシミュレータ40のシールとが、一つのシール部材39で可能となっている。シール部材39は、基体10の左側面10gに形成された凹溝39c(図6参照)に取り付けられている。
ストロークシミュレータ40は、擬似的な操作反力(ブレーキ反力)を発生してブレーキペダルBPに付与する装置である。ストロークシミュレータ40は、図6に示すように、シミュレータ本体部400と、電磁アクチュエータ450とを備えている。シミュレータ本体部400は、シリンダ穴41と、シミュレータピストン42(以下、単に「ピストン42」という)と、ピストン42を付勢する大小二つの第一リターンスプリング(第一弾性部材)43および第二リターンスプリング(第二弾性部材)44と、蓋部材45と、ゴムブッシュ47とを備えている。
シリンダ穴41は、小径の円筒形状の第一シリンダ穴41aと、大径の円筒形状の第二シリンダ穴41bとを備えている。第二シリンダ穴41bの内側には間隔を開けて円筒状の隔壁41cが形成されている。第一シリンダ穴41aは隔壁41cの内側に形成されている。第一シリンダ穴41aには、ピストン42が収容されている。第一シリンダ穴41a内には、ピストン42によって区画される液圧室401が形成されている。液圧室401には、図示しないポートを介して分岐液圧路12(図1参照)が接続され、分岐液圧路12を通じてブレーキ液が流入する。
隔壁41cの内壁には環状溝41c1が形成されている。環状溝41c1には、例えばシリコーンゴム製のカップシール41dが嵌装されている。カップシール41dは、隔壁41cの内壁とピストン42との間に形成される間隙を封じている。これにより、カップシール41dが発揮する液密性によって、第一シリンダ穴41aが液圧室401側と第二シリンダ穴41b側とに区画される。液圧室401に流入するブレーキ液は、カップシール41dよりも左側(第二シリンダ穴41b側)に漏出しないようになっている。そして、この構成によって液圧室401に流入するブレーキ液の液圧をピストン42の押圧に効果的に作用させることが可能である。なお、カップシール41dに代えてOリングを用いてもよい。
第一シリンダ穴41aの底部402(シリンダ穴41の底部41B)には、円筒状の溝部402aが形成されている。溝部402aには、ピストン42のスカート部42bが配置される。底部402には、本体部10aの右側面10hから凹部10nが形成されている。底部402には、凹部10nに連通する連通孔403が形成されている。連通孔403は、シリンダ穴41と同軸上に連通している。
ピストン42は、第一シリンダ穴41a内を左右方向に変位(摺動)可能である。ピストン42は、胴部42aと、スカート部42bと、延出部42cとを備えている。胴部42aの右面は、液圧室401にブレーキ液が作用していない初期状態において、図6に示すように、第一シリンダ穴41aの底部402に当接している。また、胴部42aの左面は、第一リターンスプリング43の右端部を受ける受け面として機能する。また、胴部42aの左面は、後記するゴムブッシュ47に当接して反力を受ける受け面として機能する。
スカート部42bは、胴部42aの周縁部から右方に延出し、円筒形状を呈している。スカート部42bは、液圧室401にブレーキ液が作用していないピストン42の初期状態において、第一シリンダ穴41aの底部402の溝部402a内に位置している。
延出部42cは、胴部42aの左端周縁部から左方に延出し、円筒形状を呈している。延出部42cの内側には、第一リターンスプリング43の一部、ゴムブッシュ47およびばね受け部材46の一部が配置される。
第一リターンスプリング43は、第一弾性係数K1(ばね定数)を有するコイルスプリングである。第一リターンスプリング43は、ピストン42の延出部42cの内壁に沿って、ピストン42の胴部42aとばね受け部材46との間に配置されている。
第二リターンスプリング44は、第一リターンスプリング43の第一弾性係数K1よりも大きい第二弾性係数K2(ばね定数)を有するコイルスプリングである。第二リターンスプリング44は、第二シリンダ穴41bの内壁に沿って、ばね受け部材46と蓋部材45との間に配置されている。
ばね受け部材46は、第一リターンスプリング43と第二リターンスプリング44とを連結する連結部材である。ばね受け部材46は、環状のフランジ受け部46aと、フランジ受け部46aから左方に延在する略円筒状の側壁部46bと、側壁部46bの頂部を覆う頂壁部46cとを備えている。フランジ受け部46aは、第二リターンスプリング44の右端を受け止める役割をなす。側壁部46bと頂壁部46cとによって有底の円筒部が形成される。側壁部46bは、隔壁41cの外面側に配置される。頂壁部46cは、第一リターンスプリング43の左端を受け止める役割をなす。頂壁部46cには、第一リターンスプリング43の内側に入り込む凹部46dが形成されている。凹部46dの端部には、ゴムブッシュ47が取り付けられている。
ゴムブッシュ47は、第二リターンスプリング44の第二弾性係数K2(ばね定数)よりも小さい第三弾性係数K3(ばね定数)を有している。ゴムブッシュ47は、第一リターンスプリング43(ピストン42の延出部42c)の内側に収容されている。これにより、限りあるスペースを有効に活用するとともに、第一リターンスプリング43に対してゴムブッシュ47を並列に配設することができる。ゴムブッシュ47は、後記するように、第一リターンスプリング43の圧縮変形と並行して圧縮変形される。
第二シリンダ穴41bの開口部41b1は拡径されている。開口部41b1には、蓋部材45が嵌入により固定されている。また、蓋部材45の嵌入部45cには周溝45aが形成され、周溝45aに取り付けられる環状のシール部材45bが開口部41b1と蓋部材45との間を封じている。蓋部材45は、第二リターンスプリング44の左端を受け止める役割をなす。開口部41b1には係止環45dが嵌装されている。係止環45dにより、蓋部材45の脱落が防止されている。なお、前記したように、蓋部材45の下部は、モータケース38の膨出部38bで覆われている。
電磁アクチュエータ450は、ストロークシミュレータ40の弾性部材である第一リターンスプリング43および第二リターンスプリング44を圧縮する方向に押圧するものである。電磁アクチュエータ450は、制御装置50のハウジング51内に収容されている。つまり、電磁アクチュエータ450は、基体10の右側面10hから突出している。ハウジング51は、電磁アクチュエータ450を覆うカバー部材としても機能している。
電磁アクチュエータ450は、固定コア451と、可動コア452と、コイルユニット453と、ロッド(押圧部)454と、を備えている。電磁アクチュエータ450は、基体10の右側面10hに設けられた円筒形状の凹部10nに挿入されている。
凹部10nは、ストロークシミュレータ40のシリンダ穴41の底部41Bに形成されており、第一シリンダ穴41aの底部402をくり抜くようにして凹設されている。これにより凹部10nの底部側は、ピストン42のスカート部42bの内側に位置している。これによって、電磁アクチュエータ450の一部(固定コア451の左部分)が、ピストン42のスカート部42bの内側に収容されて(オーバーラップして)配置される。また、凹部10nは、シリンダ穴41と同軸に形成されている。凹部10nの底部10n1の中央部には、連通孔403の右側が開口している。凹部10nは、この連通孔403を通じて第一シリンダ穴41aに連通している。
固定コア451は、ロッド454を収容するハウジングを兼ねており、左右に貫通した貫通孔451cを有する円筒形状の部材からなる。固定コア451は、基体10に固定されるボディ部451aと、ボディ部451aより細い外径で形成されて右方に延びるコア部451bとから構成されている。ボディ部451aは、凹部10nの開口周縁部をボディ部451aの周溝451e内へ塑性流動させ、ボディ部451aの周囲に塑性変形部を形成することでかしめ固定される。固定コア451は、磁性体からなり、コイルユニット453により励磁されると、可動コア452を引き付ける。
貫通孔451cの左端の開口部内側には、シール部材として機能するOリング455および、Oリング455を抜け止め係止する係止リング456が収容されている。Oリング455は、ボディ部451aとロッド454との間に形成される隙間をシールしている。このシールによって、ストロークシミュレータ40の液圧室401のブレーキ液がOリング455よりも右側となる電磁アクチュエータ450の内側の領域に入り込むことが防止されている。つまり、電磁アクチュエータ450は、Oリング455よりも右側となる内側の領域にブレーキ液が充填されることのない構造(ドライ構造)となっている。
コア部451bには、右側から有底円筒状のガイド筒457が嵌合されている。ガイド筒457は、コア部451bに溶接により固定されている。ガイド筒457の内側には、可動コア452が収容されている。コア部451bは、可動コア452の左右進退動作をガイドしている。
可動コア452は、磁性体からなる中実状の部材である。可動コア452は、固定コア451およびロッド454の右方(固定コア451を挟んでピストン42の反対側)において、ガイド筒457内に配置されている。可動コア452は、固定コア451が励磁されると、固定コア451に引き付けられて進動方向に移動する(進動する)。可動コア452の左端面の中央部には、円形の輪郭で突出してなる凸部452aが形成されている。凸部452aは、直径が貫通孔451cよりも小径とされており、可動コア452の進動時に貫通孔451c内に進入可能である。凸部452aには、ロッド454の右端部が当接している。
ロッド454は、固定コア451の貫通孔451cに挿入される棒状の部材であり、貫通孔451c内を左右に移動可能である。ロッド454の左端部は、図5に示すように、固定コア451の左側方の連通孔403内に突出している。ロッド454は、可動コア452がコイルユニット453により励磁されて進動することで、ストロークシミュレータ40の液圧室401内に進入し、ピストン42を左方に押動する。なお、ロッド454の左端面は、進動する前の初期位置においてピストン42の胴部42aの右面に当接させてもよいし、胴部42aの右面に若干の隙間を有して対向させてもよい。
コイルユニット453は、ガイド筒457を囲繞する筒部を備えた樹脂製のボビン453aと、ボビン453aに巻かれるコイル453bと、ボビン453aの外側に配置され、磁路を形成するヨーク453cとを備えている。ボビン453aには、基体10とは反対側に突出する突部453dが一体に形成されている。突部453dには、コイルばねからなる接続端子458が取り付けられている。接続端子458は、制御基板Pの図示しない端子に電気的に接続されている。これによって電磁アクチュエータ450は、制御基板Pから直接に信号を受けて作動可能である。
制御基板Pは、制御装置50内に収容されている。制御基板Pには第一切替弁15aや圧力センサ18a等の機能部品が電気的に接続されている。制御基板Pは、図7に示すように、基体10の右側面10h(図5参照)の形状に倣うように、外形が略四角形状に形成されている。制御基板Pの中央部には、基体10の突出部10iを挿通可能な円孔P1が形成されている。つまり、円孔P1は突出部10iを挿通するための挿通孔として機能している。なお、円孔P1の開口縁部を突出部10iの外周面に部分的、あるいは全体的に接触させるとよい。このように接触させた場合には、制御基板Pで発生した熱を突出部10iを通じて放熱することができる。これによって、制御基板Pの温度上昇を好適に回避することができる。
制御装置50は、図3〜図5に示すように、ハウジング51を有している。ハウジング51にはハウジングカバー52が取り付けられている。ハウジング51は、基体10の右側面10hにシール部材51a(図6参照)を介して取り付けられた樹脂製の箱体である。ハウジング51内には、電気部品としての制御基板P(図5,6参照)が収容されている。また、ハウジング51内には、基体10の右側面10hから突出したストロークセンサ19、電磁弁13,第一切替弁15a,第二切替弁15b,電磁弁15c、両圧力センサ18a,18bおよび電磁アクチュエータ450が収容されている。ハウジング51およびハウジングカバー52内には、基体10の突出部10iが収容されている。ハウジングカバー52は、シール部材51b(図6参照)を介してハウジング51に取り付けられている。
各電磁弁13,第一切替弁15a,第二切替弁15bおよび電磁弁15cの軸心と、電磁アクチュエータ450の軸心とは、平行に配置されている。なお、両圧力センサ18a,18bの軸心と電磁アクチュエータ450の軸心も平行に配置されている。
制御装置50は、両圧力センサ18a,18bやストロークセンサ19等の各種センサから得られた情報や予め記憶させておいたプログラム等に基づいて、モータ36の作動、電磁弁13,第一切替弁15a,第二切替弁15b,電磁弁15cの作動を制御する。
さらに、制御装置50は、運転者(操作者)の要求に応じて、電磁アクチュエータ450の作動を制御する。本実施形態では、電磁アクチュエータ450を作動させるための入力装置が設けられている。図10は入力装置の一例を示す図である。図10に示すように、入力装置は、車両の運転席のダッシュボード60におけるハンドル61の側方に配置されており、操作パネル62と、操作パネル62に設けられた操作つまみ63とを有している。操作つまみ63は、回動可能であり、電磁アクチュエータ450を作動させない通常の反力特性(図中符号「S」で表示:ソフト)と、電磁アクチュエータ450を作動させた反力特性(図中符号「H」で表示:ハード)との切り替えが可能である。
次に、基体10内に形成された各液圧路について説明する。
二つのメイン液圧路11a,11bは、図1に示すように、マスタシリンダ20のシリンダ穴21を起点とする液圧路である。
第一メイン液圧路11aは、マスタシリンダ20の底面側圧力室21cに通じている。また、第二メイン液圧路11bは、マスタシリンダ20の開口側圧力室21dに通じている。両メイン液圧路11a,11bの終点である二つの出力ポート16,16には、液圧制御装置2に至る配管Ha,Hbが連結されている。
マスタシリンダ20にはストロークセンサ19が取り付けられている。ストロークセンサ19は、ブレーキペダルBPのロッドP1の位置を磁気的に検出する磁気センサである。なお、ロッドP1には磁石(図示せず)が取り付けられている。ストロークセンサ19は、ロッドP1の移動による磁界の変動を検出することで、ロッドP1の位置を検出する。さらに、ストロークセンサ19は、ロッドP1の位置を示す検出信号を制御装置50(図3〜5参照)に出力する。制御装置50では、ストロークセンサ19からの情報に基づいて、ブレーキペダルBPの踏み込み量を検出する。
分岐液圧路12は、第二メイン液圧路11bからストロークシミュレータ40の液圧室401に至る液圧路である。すなわち、マスタシリンダ20のシリンダ穴21とストロークシミュレータ40のシリンダ穴41とは、第二メイン液圧路11bおよび分岐液圧路12を介して連通している。
また、分岐液圧路12には電磁弁13として常閉型電磁弁が設けられている。電磁弁13は、シリンダ穴21とシリンダ穴41との非連通状態を連通可能である。
第一連通路14aおよび第二連通路14bは、スレーブシリンダ30のシリンダ穴31を起点とする液圧路である。第一連通路14aは第一メイン液圧路11aに通じている。第二連通路14bは第二メイン液圧路11bに通じている。
第一メイン液圧路11aにおいて、第一連通路14aとの連結部位には、2ポジション3ポートの三方向弁である第一切替弁15aが設けられている。また、第二メイン液圧路11bにおいて、第二連通路14bとの連結部位には、2ポジション3ポートの三方向弁である第二切替弁15bが設けられている。
第一切替弁15aは、電磁弁であり、非通電時の第一ポジション(初期状態)においては、第一メイン液圧路11aの上流側(マスタシリンダ20側)と下流側(出力ポート16側)とを連通しつつ、第一連通路14aと第一メイン液圧路11aとを遮断する。
また、第一切替弁15aは、通電時の第二ポジションにおいては、第一メイン液圧路11aの上流側と下流側とを遮断しつつ、第一連通路14aと第一メイン液圧路11aの下流側とを連通する。
第二切替弁15bは、電磁弁であり、非通電時の第一ポジション(初期状態)においては、第二メイン液圧路11bの上流側(マスタシリンダ20側)と下流側(出力ポート16側)とを連通しつつ、第二連通路14bと第二メイン液圧路11bとを遮断する。
また、第二切替弁15bは、通電時の第二ポジションにおいては、第二メイン液圧路11bの上流側と下流側とを遮断しつつ、第二連通路14bと第二メイン液圧路11bの下流側とを連通する。
第一連通路14aには、常開型の電磁弁15cが設けられている。電磁弁15cは、第一連通路14aの連通状態を遮断可能である。
二つの圧力センサ18a,18bは、ブレーキ液圧の大きさを検出するものである。両圧力センサ18a,18bで取得された情報は、制御装置50(図3〜5参照)に出力される。
第一圧力センサ18aは、第一切替弁15aよりも上流側に配置されており、マスタシリンダ20で発生したブレーキ液圧を検出する。
第二圧力センサ18bは、第二切替弁15bよりも下流側に配置されており、第二連通路14bと第二メイン液圧路11bの下流側とが連通しているときには、スレーブシリンダ30で発生したブレーキ液圧を検出する。
液圧制御装置2は、車輪ブレーキの各ホイールシリンダWに付与するブレーキ液圧を適宜制御することで、アンチロックブレーキ制御や挙動安定化制御等の各種液圧制御を実行し得る構成を備えており、配管を介して各ホイールシリンダWに接続されている。
なお、図示は省略するが、液圧制御装置2は、電磁弁やポンプ等が設けられた液圧ユニット、ポンプを駆動するためのモータ、電磁弁やモータ等を制御するための制御部等を備えている。
次に、車両用ブレーキシステムSの動作について概略説明しつつ、ストロークシミュレータ40の反力の変化を詳細に説明する。なお、以下ではストロークシミュレータ40反力の変化について、ブレーキペダルBPの操作量が大きい場合(第二リターンスプリング44の圧縮変形が主として行われる場合)を例にして説明する。
車両用ブレーキシステムSでは、システムが起動されると、分岐液圧路12の常閉型電磁弁13が開弁される。この状態では、ブレーキペダルBPの操作によってマスタシリンダ20で発生した液圧は、ホイールシリンダWには伝達されずに、ストロークシミュレータ40に伝達される。そして、液圧室401の液圧が大きくなり、ピストン42が第一リターンスプリング43、ゴムブッシュ47および第二リターンスプリング44の付勢力に抗して蓋部材45側に移動する(進動する)ことで、ブレーキペダルBPのストロークが許容され、擬似的な操作反力がブレーキペダルBPに付与される。
また、ブレーキペダルBPが操作されたことをストロークセンサ19が検知すると、第一切替弁15aおよび第二切替弁15bが励磁される(第二ポジションになる)。これによって、第一メイン液圧路11aの下流側(車輪ブレーキ側)と第一連通路14aとが通じるとともに、第二メイン液圧路11bの下流側(車輪ブレーキ側)と第二連通路14bとが通じる。つまり、マスタシリンダ20とホイールシリンダWとが遮断された状態(非連通状態)になるとともに、スレーブシリンダ30が液圧制御装置2(ホイールシリンダW)と連通した状態になる。
また、ストロークセンサ19によって、ブレーキペダルBPの踏み込みが検知されると、制御装置50によりスレーブシリンダ30の電動モータ36が駆動され、スレーブシリンダ30のピストン32,33が底面31a側に移動することで、底面側圧力室31c,開口側圧力室31d内のブレーキ液が加圧される。
制御装置50は、スレーブシリンダ30の発生液圧(圧力センサ18bで検出された液圧)と、マスタシリンダ20から出力された液圧(ブレーキペダルBPの操作量に対応した液圧)とを対比し、その対比結果に基づいて電動モータ36の回転速度等を制御する。このようにして、液圧発生装置1では液圧を昇圧させる。
スレーブシリンダ30の発生液圧は、液圧制御装置2を介して各ホイールシリンダWに伝達され、各ホイールシリンダWが作動することにより、各車輪に制動力が付与される。
ブレーキペダルBPの踏み込みが解除されると、制御装置50によりスレーブシリンダ30の電動モータ36が逆転駆動され、ピストン32,33が弾性部材34,弾性部材35によって電動モータ36側に戻される。これによって、液圧室31c,31d内が降圧され、各ホイールシリンダWの作動が解除される。
図8(a)は電磁アクチュエータ450が作動していない通常時のストロークシミュレータ40の反力特性を示す特性図であり、反力特性として、ブレーキペダルBPのストローク量(mm)と、発生する荷重(N、反力)との関係を示している。
図8(a)において、領域Aは、第一リターンスプリング43による反力特性を示している。領域Bは、ゴムブッシュ47による反力特性を示している。また、領域Cは、第二リターンスプリング44による反力特性を示している。
前記のようにして、ブレーキペダルBPが操作されると、マスタシリンダ20で発生した液圧が、分岐液圧路12を通じてストロークシミュレータ40の液圧室401に作用する。そうすると、作用した液圧によってピストン42が進動し、第一リターンスプリング43が徐々に圧縮変形される。この圧縮変形により反力が発生し、ストローク量の増加に伴って荷重が徐々に増加する(領域A)。
その後、第一リターンスプリング43の圧縮変形が進むとピストン42がゴムブッシュ47に当接し、第一リターンスプリング43の圧縮変形に加えてゴムブッシュ47が並行して圧縮変形される。この圧縮変形により、第一リターンスプリング43の反力にゴムブッシュ47の反力を加えた荷重が発生する。これによって、図8(a)の領域Bで示すように、第一リターンスプリング43から第二リターンスプリング44に反力特性が切り換わる切換点の近傍範囲における反力特性が緩やかに変化する。
その後、ゴムブッシュ47の圧縮変形が進むと、ピストン42の先端部42fがばね受け部材46の頂壁部46cの対向部に当接し、ばね受け部材46が進動方向に押される。そうすると、ばね受け部材46を介して第二リターンスプリング44が圧縮変形される。この圧縮変形により、第一リターンスプリング43およびゴムブッシュ47の反力に第二リターンスプリング44の反力を加えた荷重が発生する。これによって、図8(a)に示すように、反力特性は領域Bから領域Cに移り、領域Bの荷重に加えて第二リターンスプリング44による荷重が加わることによって、ストローク量の増加に伴い反力特性が大きく変化するようになる。
次に、運転者により入力装置の操作つまみ63(図10参照)が操作されて、電磁アクチュエータ450が作動されたときの反力特性の変化について説明する。
システム起動後に、運転者により操作つまみ63が回動操作されると、操作信号が制御装置50に伝達され、制御装置50により電磁アクチュエータ450のコイルユニット453が励磁される。この励磁により、図9(a)に示すように、可動コア452が固定コア451側に向けて吸引される。この吸引により、可動コア452と一体となってロッド454がピストン42側に移動し、ロッド454によってピストン42が進動方向(左方向)に押される。そうすると、第一リターンスプリング43がピストン42に押されて圧縮変形し、第一リターンスプリング43に対して予め荷重が付与される状態となる。なお、ばね受け部材46を介して第二リターンスプリング44にも荷重が作用するが、第二リターンスプリング44の第二弾性係数K2が第一リターンスプリング43の第一弾性係数K1がよりも大きくなっているので、第一リターンスプリング43のみが圧縮変形されることとなる。
図8(b)は電磁アクチュエータ450を作動させた場合のストロークシミュレータ40の反力特性を示すグラフである。
図8(b)において、領域A1は、第一リターンスプリング43による反力特性である。領域A1では、電磁アクチュエータ450により第一リターンスプリング43に予め荷重が付与されている状態から、ピストン42が進動するので、その分、図8(a)で示した領域Aのストローク量よりも少ないストローク量で所定の荷重に達することとなる。
その後、領域B1では、前記と同様にして、ピストン42がゴムブッシュ47に当接し、第一リターンスプリング43の圧縮変形に加えてゴムブッシュ47が並行して圧縮変形される。この圧縮変形により、第一リターンスプリング43の反力にゴムブッシュ47の反力を加えた荷重が発生する。これにより、第一リターンスプリング43から第二リターンスプリング44に反力特性が切り換わる切換点の近傍範囲における反力特性が緩やかに変化する。
その後、領域C1では、前記と同様にして、ピストン42がばね受け部材46を進動方向に押し、第二リターンスプリング44が圧縮変形される。この圧縮変形により、第一リターンスプリング43およびゴムブッシュ47の反力に第二リターンスプリング44の反力を加えた荷重が発生し、反力特性がその荷重分変化するようになる。
図8(c)は、図8(a)(b)で示した反力特性を並べて示したグラフである。図8(a)〜(c)に示すように、各反力特性を比較して明らかなように、電磁アクチュエータ450を作動させた領域A1のストローク量は、電磁アクチュエータ450を作動させない通常時の領域Aのストローク量に比べて短くなる。したがって、電磁アクチュエータ450を作動させた場合には、ブレーキペダルBPの操作開始から比較的早い段階(比較的短いストローク量)で領域A1から領域B1へ反力特性が変化する。これに伴って、領域B1から領域C1への反力特性の変化も早まることとなる。したがって、電磁アクチュエータ450を作動させた場合には、電磁アクチュエータ450を作動させない場合に比べて、同じストロークであっても大きな反力特性を得ることができる。
なお、ブレーキペダルBPの操作が解除されると、第一リターンスプリング43、ゴムブッシュ47および第二リターンスプリング44の反力によってピストン42が退動し、ピストン42が初期位置に戻される。
液圧制御装置2は、前記したように電磁アクチュエータ450が作動された場合に、その反力特性に減速度が一致するように、車輪ブレーキの各ホイールシリンダWに付与するブレーキ液圧を適宜制御する。つまり、運転者により電磁アクチュエータ450が作動されたと判定されると、制御部は、ペダルストロークに対するスレーブシリンダ30の制御量を補正して、ブレーキ液圧を制御する。これによって、運転者に違和感を与えることのないブレーキフィーリングが得られる。
以上説明した本実施形態によれば、電磁アクチュエータ450を作動させることによって、ストロークシミュレータ40の構成部品を特性の異なるものに置き換えたりする等の大幅なコストアップを招くことなく、反力特性を容易に変更することができる。また、反力特性を変更するために追加する部品も少なくて済み、安価に実現することができる。
また、電磁アクチュエータ450を、シリンダ穴41の底部41B側に配置しているので、底部41B側からロッド454を突出させることによりピストン42を容易に押圧することができる。したがって、反力特性を変化させるための構成が簡単であり、コストの低減を図ることができる。また、シリンダ穴41の底部41B側のスペースを利用して電磁アクチュエータ450を効率よくレイアウトすることができる。また、もともと動くように構成されピストン42を押すので、新たな受け部材等を介設しなくてもロッド454で第一リターンスプリング43を好適に押圧することができる。したがって、コストアップを抑制できる。
また、ロッド454がピストン42と同軸に配置されているので、ロッド454によりピストン42を安定して押圧することができる。また、同軸に配置することで、レイアウト性も向上する。
なお、ロッド454とピストン42とを同軸に配置するものに限られることはなく、ロッド454でピストン42を押圧することが可能であれば、これらを平行に配置してもよい。
また、電磁アクチュエータ450は、固定コア451、可動コア452、コイルユニット453およびロッド454を含んでなるシンプルな構成であるので、大幅なコストアップを招くことなく、反力特性を簡易に変更することができる。また、ギア等を用いたときのような回転変換機構等を必要としない電磁的な簡単な構造によって、第一リターンスプリング43の反力特性を好適に変更することができる。
また、固定コア451の一部がピストン42の内側に収容されるので、電磁アクチュエータ450の一部をピストン42の内側に収容(オーバーラップ)させて配置することができ、省スペース化を図ることができる。
また、電磁アクチュエータ450に備わるOリング455によって、電磁アクチュエータ450内にブレーキ液の流入しない領域を積極的に形成することができるので、Oリング455よりも左側の領域にエアーが残留しにくい。したがって、ブレーキフィーリングが低下してしまうのを好適に防止することができる。
また、基体10の右側面10hにおいてシリンダ穴41の底部41Bに凹部10nが設けられているので、凹部10nを利用して固定コア451を所望の位置に位置決めしつつ容易に固定することができる。したがって、組付性に優れる。また、ピストン42に近づけて電磁アクチュエータ450を配置することができ、省スペース化を図ることができる。
また、マスタシリンダ20と、ブレーキペダルBPの操作量に応じて駆動すスレーブシリンダ30と、を備える液圧発生装置1に、本実施形態のストロークシミュレータ40を用いると好適である。
また、操作つまみ63の操作によって電磁アクチュエータ450を作動させることができるので、操作つまみ63によって運転者側から要求のあった場合に、シミュレータ特性を容易に変更することができる。
さらに、基体10に取り付けられるハウジング51を用いて電磁アクチュエータ450の一部を収容することができる。したがって、液圧発生装置1に電磁アクチュエータ450を効率よくレイアウトすることができる。このことは、液圧発生装置1の小型化に寄与する。
また、電磁弁13等の軸心と、電磁アクチュエータ450の軸心とは、平行に配置されているので、これらをハウジング51内に効率よくレイアウトすることができる。
また、電磁弁13等と電磁アクチュエータ450とが同一の制御基板Pに対して電気的に接続されているので、構成が簡素化され、電磁弁13等と電磁アクチュエータ450とをハウジング51内に効率よくレイアウトすることができる。
また、ストロークシミュレータ40は、スレーブシリンダ30と平行に配置されているので、比較的長さを有するストロークシミュレータ40とスレーブシリンダ30とを効率よくレイアウトすることができる。
(第2実施形態)
図11を参照して第2実施形態の液圧発生装置に備わるストロークシミュレータについて説明する。前記第1実施形態では、電磁アクチュエータ450(図5参照)がOリング455(図5参照)を備えてドライ構造とされていたが、本実施形態では、Oリング455を排除して、電磁アクチュエータ450A内にブレーキ液が入り込む構造(ウエット構造)とされている。
図11に示すように、貫通孔451cの左端の開口部には、ロッド454を摺動可能に支持する支持部451fが突出形成されている。支持部451fの支持面とロッド454の外周面との間には、ブレーキ液が通流可能な隙間が形成されている。この隙間によって、連通孔403(液圧室401)と電磁アクチュエータ450Aの内側に形成される領域とが連通している。これにより、電磁アクチュエータ450Aは、内部にブレーキ液が入り込むウエット構造とされている。
以上説明した本実施形態によれば、前記第1実施形態で説明した作用効果と同様の作用効果が得られる。加えて、電磁アクチュエータ450Aがウエット構造とされているので、ドライ構造で用いていたOリング455が排除され、その分、摺動抵抗が減少し、スムーズなロッド454の摺動を実現することができる。
(第3実施形態)
図12を参照して第3実施形態の液圧発生装置に備わるストロークシミュレータについて説明する。本実施形態のストロークシミュレータ40Aは、液圧発生装置を構成する基体10の前後方向に延在してシリンダ穴71が形成されている。また、略円柱状のピストン72を有している。
本実施形態のストロークシミュレータ40Aは、前記第1,第2実施形態と同様に液圧発生装置1に組み込まれるものである。
図12(a)に示すように、ストロークシミュレータ40Aは、基体10に形成される本体部70に構成要素が組み込まれてなる。本体部70の底部70aには、前記第1,第2実施形態と同様に電磁アクチュエータ450が組み込まれている。
ストロークシミュレータ40Aは、シリンダ穴71として略円筒形状の第一シリンダ穴71aおよび第二シリンダ穴71bを有している。第一シリンダ穴71a内には、進退自在に変位可能(摺動可能)なピストン72が備わる。第一シリンダ穴71a内には液圧室71cが形成されている。液圧室71cは、図示しないポートを介して分岐液圧路12(図1参照)が接続されている。第二シリンダ穴71bは、第一シリンダ穴71aよりも大径とされており、コイル状の第一リターンスプリング73と、これよりも大きい弾性係数(ばね定数)を有するコイル状の第二リターンスプリング74とが配置されている。第一シリンダ穴71aおよび第二シリンダ穴71bにはブレーキ液が充満している。
第一シリンダ穴71aの内壁には環状溝71dが形成されている。環状溝71dには、例えばシリコーンゴム製のカップシール71eが嵌装されている。カップシール71eは、第一シリンダ穴71aの内壁とピストン72との間に形成される間隙を封じている。これにより、カップシール71eが発揮する液密性によって、第一シリンダ穴71aが液圧室71c側と第二シリンダ穴71b側とに区画される。液圧室71cに流入するブレーキ液は、カップシール71eよりも前側(第二シリンダ穴71b側)に漏出しないようになっている。そして、この構成によって液圧室71cに流入するブレーキ液の液圧をピストン72の押圧に効果的に作用させることが可能である。なお、カップシール71eに代えてOリングを用いてもよい。
ピストン72は、胴部72aと、前突出部72bと、後突出部72cとを備えている。胴部72aは円柱形状を呈している。胴部72aの外周径は、第一シリンダ穴71aの内周径より僅かに小さくなっている。前突出部72bは胴部72aの前側に一体形成されている。前突出部72bの周縁部の外側表面は、ばね受け面72b1を構成している。ばね受け面72b1は、第一ばね座部材75aを介して第一リターンスプリング73を受ける部分である。前突出部72bには、第一ばね座部材75aの円筒部が外嵌される。
後突出部72cは胴部72aの後側に一体形成されている。後突出部72cは前突出部72bと対称形状に形成されている。すなわち、後突出部72cを前側にして第一シリンダ穴71aにピストン72を組み付けた場合には、後突出部72cを前突出部72bとして使用することができる。したがって、ピストン72は、前後の組み付け方向を気にすることなく、第一シリンダ穴71aに組み付けることが可能である。後突出部72cは、連通孔403を塞ぐようにして連通孔403の孔縁全体に当接して配置される。
第一ばね座部材75aは、前側が閉塞した有底の円筒部を有して形成され、略カップ状を呈している。第一ばね座部材75aは円筒部の開口が前突出部72bで閉塞された状態でピストン72に固着される。
第一ばね座部材75aに対向する前側には、第二ばね座部材75bが配設されている。第二ばね座部材75bは、前側が閉塞した有底の円筒部を有して形成され、略カップ状を呈している。第二ばね座部材75bは、第一リターンスプリング73と第二リターンスプリング74とを連結する連結部材として機能する。第二ばね座部材75bは、第二リターンスプリング74の後端側を受け止めるフランジ部を有する。また、第二ばね座部材75bは、第一リターンスプリング73の前端側を受ける頂壁部を有している。第一リターンスプリング73と第二リターンスプリング74とは第二ばね座部材75bを介して直列に配置される。
第二ばね座部材75bの頂壁部の後面には、ゴムブッシュ76が設けられている。ゴムブッシュ76は、第一リターンスプリング73の内側に収納されており、第一リターンスプリング73に対して並列に配設されている。第一ばね座部材75aと第二ばね座部材75bとは、連結ピン77で離脱不能に連結されている。
第二ばね座部材75bに対向する前側には、第二リターンスプリング74の内側に進入するように取り付けられる蓋部材78が配設されている。蓋部材78は、第二シリンダ穴71bの開口に嵌入されて固定される。蓋部材78の周囲には係合溝78aが形成され、係合溝78aに取り付けられる環状のシール部材78bが蓋部材78と第二シリンダ穴71bの開口との間を液密に封じる。この構成によって、シリンダ穴71に充満するブレーキ液が第二シリンダ穴71bの開口と蓋部材78との間から漏出することが防止される。また、蓋部材78は後端側で第二リターンスプリング74の前端側を受止めている。
電磁アクチュエータ450は、図12(b)に示すように、第1実施形態で説明したものと同様の構成を備えている。電磁アクチュエータ450は、本体部10aの後面10cに開口形成される凹部10pに装着されている。
電磁アクチュエータ450は、ストロークシミュレータ40Aの弾性部材である第一リターンスプリング73および第二リターンスプリング74を圧縮する方向(進動方向となる前方向)に押圧するものである。電磁アクチュエータ450は、本体部10aの後面10cに取り付けられるハウジング80内に収容されている。つまり、ハウジング80内のスペースを利用して基体10の後面10cに好適に突出配置されている。ハウジング80は、電磁アクチュエータ450を覆うカバー部材としても機能している。ハウジング80は、シール部材83を介して本体部10aの後面10cにボルト84で取り付け固定されている。
凹部10pは、ストロークシミュレータ40Aのシリンダ穴71の底部70aに形成されており、第一シリンダ穴71aの底部に凹設されている。凹部10pは、シリンダ穴71と同軸に形成されている。凹部10pの底部10p1の中央部には、連通孔403の後側が開口している。凹部10pは、この連通孔403を通じて第一シリンダ穴71aに連通している。
本実施形態においても貫通孔451cの前端の開口部内側に、シール部材として機能するOリング455および、Oリング455を抜け止め係止する係止リング456が収容されている。Oリング455のシールによって、ストロークシミュレータ40Aの液圧室71cのブレーキ液がOリング455よりも後側となる電磁アクチュエータ450の内側の領域に入り込むことが防止されている。つまり、電磁アクチュエータ450は、Oリング455よりも後側となる内側の領域にブレーキ液が充填されることのないドライ構造となっている。
ロッド454の左端部は、固定コア451の前側方の連通孔403内に突出している。ロッド454は、可動コア452がコイルユニット453により励磁されて進動することで、ストロークシミュレータ40Aの液圧室71c内に進入し、ピストン72を前方に押動する。なお、ロッド454の左端面は、進動する前の初期位置においてピストン72の後突出部72cの後面に当接させてもよいし、後突出部72cの後面に若干の隙間を有して対向させてもよい。
コイルユニット453の接続端子458は、ハウジング80に設けられるバスバー81に接続されている。バスバー81の端部は、図12(a)に示すように、ハウジング80に設けられるコネクタ部82内に配置されている。
本実施形態においても、システム起動後に運転者により入力装置の操作つまみ63(図10参照)が操作されると、ブレーキペダルBPが操作されると、マスタシリンダ20(図1参照)で発生した液圧が、分岐液圧路12を通じてストロークシミュレータ40Aの液圧室71cに作用する。そうすると、作用した液圧によってピストン72が進動し、第一リターンスプリング73が徐々に圧縮変形される。この圧縮変形により反力が発生し、ストローク量の増加に伴って荷重が徐々に増加する(図8領域A)。
その後、第一リターンスプリング73の圧縮変形が進むとピストン72がゴムブッシュ76に当接し、第一リターンスプリング73の圧縮変形に加えてゴムブッシュ76が並行して圧縮変形される。この圧縮変形により、第一リターンスプリング73の反力にゴムブッシュ76の反力を加えた荷重が発生する。これによって、第一リターンスプリング73から第二リターンスプリング74に反力特性が切り換わる切換点の近傍範囲における反力特性が緩やかに変化する。
その後、ゴムブッシュ76の圧縮変形が進むと、第一ばね座部材75aのフランジ部が第二ばね座部材75bのフランジ部に当接し、第二ばね座部材75bが進動方向に押される。そうすると、第二ばね座部材75bを介して第二リターンスプリング74が圧縮変形される。この圧縮変形により、第一リターンスプリング73およびゴムブッシュ76の反力に第二リターンスプリング74の反力を加えた荷重が発生する。これによって、反力特性が大きく変化するようになる(図8(a)の領域Bから領域C)。
次に、運転者により入力装置の操作つまみ63(図10参照)が操作されて、電磁アクチュエータ450が作動されたときの反力特性の変化について説明する。
システム起動後に、電磁アクチュエータ450のコイルユニット453が励磁されると、可動コア452が固定コア451側に向けて吸引され、可動コア452と一体となって進動するロッド454で、ピストン72が進動方向(前方向)に押される。そうすると、第一リターンスプリング73がピストン42に押されて圧縮変形し、第一リターンスプリング73に対して予め荷重が付与される状態となる。なお、第二ばね座部材75bを介して第二リターンスプリング74にも荷重が作用するが、第一リターンスプリング73の弾性係数よりも第二リターンスプリング44の弾性係数が大きくなっているので、第一リターンスプリング73のみが圧縮変形されることとなる。
このように、ピストン72は、第一リターンスプリング73に予め荷重が付与されている状態から進動するので、その分、通常時のストローク量よりも少ないストローク量で第一リターンスプリング73が所定の荷重に達することとなる(図8(b)、領域A1参照)。
その後、前記と同様にして、ピストン72がゴムブッシュ76に当接し、第一リターンスプリング73の圧縮変形に加えてゴムブッシュ76が並行して圧縮変形される。この圧縮変形により、第一リターンスプリング73の反力にゴムブッシュ76の反力を加えた荷重が発生する。これにより、第一リターンスプリング73から第二リターンスプリング74に反力特性が切り換わる切換点の近傍範囲における反力特性が緩やかに変化する(図8(b)、領域B1参照)。
その後、前記と同様にして、ピストン72が第二ばね座部材75bを進動方向に押し、第二リターンスプリング74が圧縮変形される。この圧縮変形により、第一リターンスプリング73およびゴムブッシュ76の反力に第二リターンスプリング74の反力を加えた荷重が発生し、反力特性が大きく変化するようになる(図8(b)、領域C1参照)。
本実施形態においても、電磁アクチュエータ450を作動させた場合のブレーキペダルBPのストローク量は、電磁アクチュエータ450を作動させない通常時のブレーキペダルBPのストローク量に比べて短くなる。したがって、ブレーキペダルBPの操作開始から比較的早い段階で第二リターンスプリング74による反力特性を得ることができる。
以上説明した本実施形態によれば、第1実施形態で説明した作用効果と同様の作用効果が得られる。すなわち、電磁アクチュエータ450を作動させることによって、ストロークシミュレータ40Aの構成部品を特性の異なるものに置き換えたりする等の大幅なコストアップを招くことなく、反力特性を容易に変更することができる。
なお、本実施形態では、Oリング455を用いて電磁アクチュエータ450をドライ構造としたが、これに限られることはなく、Oリング455を排除して、電磁アクチュエータ450内部にブレーキ液が入り込むウエット構造としてもよい。この場合には、電磁アクチュエータ450の内部のサビ等に対するタフネスが向上する。また、Oリング455が排除されるので、その分、摺動抵抗が減少し、スムーズなロッド454の摺動を実現することができる。
(第4実施形態)
図13を参照して第4実施形態の液圧発生装置に備わるストロークシミュレータについて説明する。本実施形態のストロークシミュレータ40Bは、前記第3実施形態で説明したストロークシミュレータ40Aの構成部品を一部変更したものである。本実施形態が前記第3実施形態と異なるところは、有底円筒状のピストン90を備え、ピストン90の内側に電磁アクチュエータ450を配置した点である。
図13(a)に示すように、ピストン90は円筒状の胴部91と、胴部91に連続して設けられる底部92とを有している。底部92の前側には、前突出部92aが一体形成されている。底部92の後面の中央部には、後方へ向けて延在する略円柱状の延在部93が形成されている。延在部93の後方には、電磁アクチュエータ450が配置されている。電磁アクチュエータ450は、その全体が本体部10a内に収容されるように、ピストン90の胴部91の内側にオーバーラップして配置されている。
電磁アクチュエータ450は保持部材95を介して本体部10aに取り付けられている。保持部材95は、図13(b)に示すように、筒部95aと、筒部95aに連続する有底部95bと、を備えている。筒部95aの後端部95eは、第一シリンダ穴71aの後端内側に形成される段部71a1に圧入されて固定されている。筒部95aは、ピストン90の胴部91の内側に間隔を空けて配置されており、ピストン90の摺動に干渉しないようにされている。
保持部材95の有底部95bには、電磁アクチュエータ450が取り付けられる凹部95cが形成されている。凹部95cは、ピストン90の延在部93に対向しており、第一シリンダ穴71aと同軸に形成されている。凹部95cの底部95fの中央部には、液圧室71cと連通する連通孔95gが形成されている。連通孔95gの前端開口縁には延在部93の後端部が当接している。
電磁アクチュエータ450は、このような保持部材95の内側に略全体が収容されるようにして、後方の開口側から保持部材95に取り付けられる。そして、電磁アクチュエータ450は、本体部10aの後面10cに取り付けられるハウジング80Bに覆われるようにして本体部10a内に収容されている。ハウジング80Bは、シール部材83を介して本体部10aの後面10cにボルト84で取り付け固定されている。ハウジング80Bにはバスバー81aが設けられており、バスバー81aの前端部は、第一シリンダ穴71a内に延出しており、電磁アクチュエータ450のコイルユニット453に接続されている。バスバー81aの後端部は、ハウジング80Bに設けられるコネクタ部82a内に配置されている。
本実施形態では、システム起動後に、電磁アクチュエータ450のコイルユニット453が励磁されると、可動コア452が固定コア451側に向けて吸引され、可動コア452と一体となって進動するロッド454でピストン90が進動方向(前方向)に押される。そうすると、前記第3実施形態と同様に、第一リターンスプリング73に予め荷重が付与される。
本実施形態においても、電磁アクチュエータ450を作動させた場合のブレーキペダルBPのストローク量は、電磁アクチュエータ450を作動させない通常時のブレーキペダルBPのストローク量に比べて短くなる。したがって、ブレーキペダルBPの操作開始から比較的早い段階で第二リターンスプリング74による反力特性を得ることができる。
以上説明した本実施形態によれば、第1実施形態で説明した作用効果と同様の作用効果が得られる。すなわち、電磁アクチュエータ450を作動させることによって、ストロークシミュレータ40Bの構成部品を特性の異なるものに置き換えたりする等の大幅なコストアップを招くことなく、反力特性を容易に変更することができる。
また、保持部材95を介して電磁アクチュエータ450を基体10(本体部10a)に固定することができるので、設置位置の自由度が増す。例えば、ストロークシミュレータ40Bに元々備わる構造を利用して電磁アクチュエータ450を設置することができる。
また、電磁アクチュエータ450の略全体が第一シリンダ穴71aの内側に収容されるので、本体部10aの後側面への突出量を最小限とすることができ、本体部10aの小型化および省スペース化を図ることができる。また、電磁アクチュエータ450の大部分をピストン90の内側にオーバーラップさせて配置することができるので、本体部10aの内部における省スペース化を図ることができる。また、ピストン90の内側が肉抜きされるので、軽量化を図ることができる。また、ピストン90の軽量化により摺動性も向上する。
なお、本実施形態では、Oリング455を用いて電磁アクチュエータ450をドライ構造としたが、これに限られることはなく、Oリング455を排除して、電磁アクチュエータ450内部にブレーキ液が入り込むウエット構造としてもよい。
前記各実施形態では、電磁アクチュエータ450でピストン42(72,90)を押す構成としたが、これに限られることはなく、第一リターンスプリング43(73)を直接的に押して圧縮変形させてもよい。また、蓋部材45(78)側から電磁アクチュエータ450で押すように構成して、第一リターンスプリング43(73)を圧縮変形させてもよい。
また、前記各実施形態では、第一リターンスプリング43(73)を圧縮変形させて反力特性を変更するように構成したが、これに限られることはなく、第二リターンスプリング44(74)を電磁アクチュエータ450で圧縮変形させて反力特性を変更するように構成してもよい。また、第一リターンスプリング43(73)、ゴムブッシュ47(76)、第二リターンスプリング44(74)の全体を電磁アクチュエータ450で圧縮変形させて反力特性を変更するように構成してもよい。
また、前記各実施形態では、電磁アクチュエータ450の一部がハウジング51等に収容される構成としたが、これに限られることはなく、電磁アクチュエータ450の全体がハウジング51等に収容されるように構成してもよい。
前記各実施形態において、電磁アクチュエータ450は、操作つまみ63等の操作によって、リニアにロッド454が突出するように構成してもよい。また、複数段階にロッド454が突出するように構成してもよい。