JP6702248B2 - 制動操作装置 - Google Patents

Description

この発明は、運転者によるブレーキペダルの踏み込み操作に基づいて車両の制動力を発生させる制動装置に関し、特に制動操作を行う装置に関するものである。

制動装置のブレーキフィーリング（操作性）を向上させることを目的としたブレーキ装置が特許文献１および特許文献２に記載されている。特許文献１に記載されたブレーキ装置は、ブレーキ操作の操作量に応じた反力を発生させるストロークシミュレータとマスタシリンダとを備えている。ストロークシミュレータは、液圧を発生させる第１反力室と第２反力室とを連通するように構成されている。また、前記マスタシリンダは、液圧源から供給される液圧を調圧装置でドライバのブレーキ操作に応じた値、あるいは電子制御装置が設定した目標制動力を得るのに必要な値に調圧し、その調圧した液圧で作動させるように構成されている。

特許文献２に記載されたブレーキ装置は、ブレーキペダルの踏み込みに応じた反力特性が、そのブレーキペダルのストローク速度に対する依存性を抑制するように構成されている。その特許文献２に記載されたブレーキ装置では、ピストンとシリンダとの間に磁場や電場の変化に基づいて粘度を変化させる機能性流体が充填されている。そして、その機能性流体の粘度を磁場または電場によって制御することによりピストンとシリンダとの間に生じる剪断力を変化させるように構成されている。

特開２０１４−１４４６５５号公報 特開２０１３−００６５２２号公報

特許文献１に記載されたブレーキ装置によれば、ストロークシミュレータとマスタシリンダとによって、ブレーキペダルの操作に対する反力がブレーキ操作量に対応するように構成され、その結果、ブレーキフィーリングを向上させることができる。また、特許文献２に記載されたブレーキ装置においても、同様にブレーキペダルの反力特性を向上させることによりブレーキフィーリングを向上させることができる。

しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載されたブレーキ装置の構成では、上述したようにマスタシリンダとストロークシミュレータとによりブレーキ操作に応じた反力を発生させるように構成されている。そのため、例えば電気エネルギなど油圧を介在させないブレーキ装置に適用する場合には、上記マスタシリンダを含む油圧制御装置は、制動装置全体としての構成を大型化あるいは複雑化させる。一方、マスタシリンダを備えない制動装置は、ブレーキ操作におけるブレーキフィーリング、すなわち上述したようなブレーキペダルの操作性が低下するおそれがあり、未だ改善の余地があった。

この発明は上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、油圧発生装置や電力源を必要とせず、かつ簡単な構成によりブレーキペダルの操作における反力特性を向上させることが可能な制動操作装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、運転者によって踏み込み踏み戻し操作されるブレーキペダルの動作に対して反力を付与する反力付与機構を有する制動操作装置において、前記反力付与機構は、第１反力付与機構と第２反力付与機構とから構成され、前記第１反力付与機構は、前記ブレーキペダルの踏力に対して反力を発生する弾性部材によって構成され、前記第２反力付与機構は、前記ブレーキペダルの踏み込み時の反力が前記ブレーキペダルの踏み戻し時の反力より大きく、かつ前記ブレーキペダルの踏み込み速度が速いほど前記反力が大きくなるように構成され、前記第１反力付与機構と前記第２反力付与機構とが同一の軸線上に直列に配列され、前記第２反力付与機構は、前記ブレーキペダルに連動してシリンダ内を前後動するピストンと、前記ピストンによって区画されて前記シリンダの内部に形成された第１反力室および第２反力室と、前記第１反力室および前記第２反力室に充填された流体と、前記第１反力室と前記第２反力室とを連通させる流路とを備え、前記ブレーキペダルが踏み込まれて前記ピストンが移動する際に前記流路を通過する前記流体に対する抵抗力が、前記ブレーキペダルが踏み戻されて前記ピストンが移動する際に前記流路を通過する前記流体に対する抵抗力より大きくなるように構成されているものである。

また、この発明は、前記流路は、前記流体に対して流動抵抗力を与えるオリフィスを含んでいてよい。

また、この発明は、前記流路は、前記第１反力室と前記第２反力室とを常時連通させているオリフィスと、前記ブレーキペダルが踏み込まれて前記ピストンが移動する際に閉じ、かつ前記オリフィスより流路断面積が大きい連通路とによって構成されていてよい。

また、この発明は、前記連通路を開閉するチェックバルブを備えていてよい。

また、この発明は、前記流路は、小オリフィスと、前記小オリフィスより流路断面積が大きい大オリフィスとを有し、前記ブレーキペダルが踏み込まれて前記ピストンが移動する際に前記大オリフィスを閉じる切換弁を更に備えていてよい。

また、この発明は、前記流路は、前記ピストンを貫通して形成され、かつ前記第１反力室と前記第２反力室とを連通させていてよい。

また、この発明は、前記ピストンは、前記軸線に沿う方向に前記シリンダの一方から突出した第１ロッドと、前記軸線に沿う方向に前記シリンダの他方から突出した第２ロッドとを有し、前記第１ロッドと前記ブレーキペダルとを連結する伝達部材を更に備え、前記第２ロッドは、前記第１反力付与機構に連結されていてよい。

そして、この発明は、前記第１反力付与機構は、前記第２ロッドの先端側に前記軸線上を前後動するように配置された円筒部材と、前記円筒部材の先端側に前記軸線上を前後動するように配置された支持部材とを有し、前記弾性部材は、前記第２ロッドと前記円筒部材との間に配置された第１スプリングと、前記円筒部材と前記支持部材との間に配置された第２スプリングとであり、前記第２スプリングの弾性力が前記第１スプリングの弾性力より大きく構成されていてよい。

この発明の制動操作装置によれば、ブレーキペダルの踏み込み時とブレーキペダルの踏み戻し時とにおけるブレーキペダルに作用する反力を異ならせることにより、ブレーキフィーリング（操作性）を向上させることができる。具体的には、制動操作装置は、ブレーキペダルと、そのブレーキペダルの踏み込み操作における踏力に対抗する反力を発生する反力付与機構とを備えている。また、上記の反力付与機構は、弾性部材の弾性変形により反力を発生させる第１反力付与機構と、第１反力室と第２反力室とで流体を流動させることによって反力を発生させる第２反力付与機構とを備えている。さらに、その第２反力付与機構は、上記の流体を流動させる流路を備えている。そして、その流路においてブレーキペダルの踏み込み時の方がブレーキペダルの踏み戻し時よりもブレーキペダルに作用する反力が大きくなるように構成されている。そして、上記の流路は、オリフィス、あるいは、オリフィスとそのオリフィスの断面積をブレーキペダルの踏み込み時と踏み戻し時とで切り替える切換弁（チェックバルブ）とから構成されている。

そのため、ブレーキペダルの踏み込み時とブレーキペダルの踏み戻し時とで反力特性を変化させることができる。特に、この発明の制動操作装置によれば、上述したように、その反力特性は、ブレーキペダルの踏み込み時の方が踏み戻し時に比べて作用する反力が大きくなるように構成されているため、ブレーキペダルの踏み込み時は、上記の切換弁が閉じた状態でオリフィス機能が作用するから、オリフィスを設けない場合に比べて、ブレーキペダルに作用する反力が大きくなる。すなわち、ブレーキフィーリングあるいはブレーキペダルの操作性を向上させることができる。一方、ブレーキペダルの踏み戻し時は、上記の切換弁が開いて、踏み込み時よりブレーキペダルに作用する反力が小さいため、ブレーキペダルの原点位置への戻りが遅れることを抑制することができる。

また、この発明によれば、上記のような反力付与機構によって、適切なブレーキフィーリングを得られることにより、例えば第１反力付与機構における弾性部材のバネ定数を変更、あるいは、第２反力付与機構におけるオリフィス径を変更することによって、ブレーキペダルの反力特性を調整することができる。そのため、ブレーキペダルの反力特性における設計の自由度を増大させることができる。

そして、この発明によれば、第１反力付与機構と第２反力付与機構とが同一軸線上に配置されている。そのため、例えば、上述した従来知られているマスタシリンダとストロークシミュレータ（反力付与機構）とを備えた構成に比べて、制動操作装置の全体としての構成を簡素化することができ、言い換えれば、上述したような簡単な構成によってブレーキフィーリングを向上させることができる。

この発明の制動操作装置の構成の一例を説明するための図である。 この発明の制動操作装置におけるオリフィスおよびチェックバルブを説明するための図である。 この発明の制動操作装置におけるオペレーションロッドのストローク量とオペレーションロッドの荷重との関係を説明するための図である。

つぎに、この発明の実施形態について説明する。図１は、この発明を適用した制動操作装置１の一例を示す図である。この発明の実施形態における制動操作装置１は、ブレーキペダル２のストロークおよび踏力に基づいて、車両の制動力を発生させる。また、この発明で対象とすることができる制動操作装置は、油圧発生装置や電力源を必要とぜずに制動力を発生させることができる装置である。

図１に示す制動操作装置１は、主要部として、ブレーキペダル２、オペレーションロッド３、ならびに、ストロークシミュレータ４を備えている。この制動操作装置１は、運転者がブレーキペダル２を踏み込み踏み戻し操作する際に、運転者に適切なブレーキ操作のフィーリングを与えるため、踏み込み操作の際の踏力に対抗する反力を発生するように構成されている。以下、具体的に説明する。

ブレーキペダル２は、図１に示すように、レバー５および踏面６から形成されている。レバー５は、一方の端部（上端部）を中心にして回転するように吊り下げた状態で、図示しない車体に支持されている。踏面６は、運転者による踏み込み操作の際に踏力を受ける部分であり、レバー５の他方の端部（下端部）に形成されている。

また、ブレーキペダル２は、支点部７と、出力部８とを有している。支点部７は、ブレーキペダル２を回転可能に車体に支持する部位であり、レバー５の上端部に形成されている。支点部７は、例えば、レバー５に形成された軸穴、および、その軸穴に挿入されてレバー５を車体に支持する軸部材から構成、あるいは、レバー５に形成された突出軸、および、車体に形成され、突出軸を挿入してレバー５を支持する軸穴から構成される。図１に示す例では、支点部７は、レバー５に形成された穴７ａ、および、穴７ａに挿入されるとともに車体に固定され、レバー５を車体に支持するピン７ｂから構成されている。なお、穴７ａおよびピン７ｂは、互いに相対回転が可能なように形成されている。

出力部８は、ブレーキペダル２とオペレーションロッド３とを連結し、ブレーキペダル２が踏み込み操作される際の踏力をオペレーションロッド３へ伝達する部位である。図１に示す例では、レバー５の中間部分に形成されており、レバー５に形成された穴８ａと、穴８ａに挿入されるとともに出力部８に固定され、レバー５を出力部８に支持するピン８ｂとから構成されている。なお、穴８ａおよびピン８ｂは、互いに相対回転が可能なように形成されている。

オペレーションロッド３は、ブレーキペダル２とストロークシミュレータ４との間で力を伝達する伝達部材であって、それらオペレーションロッド３、ブレーキペダル２、ならびに、ストロークシミュレータ４が同一軸線上に配置されている。上記のように、オペレーションロッド３は、一方の端部が上記の出力部８を介してブレーキペダル２のレバー５に連結され、他方の端部が後述するシリンダから突出した第１ロッド９ａに連結されている。したがって、オペレーションロッド３は、ブレーキペダル２からストロークシミュレータ４に向けて踏力を伝達するとともに、その踏力に対抗してストロークシミュレータ４が発生する反力をブレーキペダル２へ向けて伝達する。なお、このオペレーションロッド３と第１ロッド９ａとの連結部はブレーキペダル２の動きに対応して直線運動かつ摺動できるように連結されている。

ストロークシミュレータ４は、ブレーキペダル２が踏み込み操作される際のストロークに応じて、その踏み込み操作の際の踏力に対抗する反力を発生する反力付与機構である。そのストロークシミュレータ４は、ハウジング１０、そのハウジング１０内に収容される複数の円筒部材１１，１２，１３、ピストン１４、反力室１５、弾性部材１６、支持部材１７、および、オリフィス１８から構成されている。以下、ストロークシミュレータ４について具体的に説明する。

ハウジング１０は、内部にシリンダが形成された円筒部材であり、そのシリンダとして機能する反力室１５の内部に、ストロークシミュレータ４の軸線方向で往復動ならびに摺動するピストン１４が収容されている。具体的には、ハウジング１０の内周側には、そのハウジング１０の内周側とピストン１４の外周側との間に複数の円筒部材が収容されており、その複数の円筒部材は、図１のブレーキペダル２側から、軸線方向で、第１円筒部材１１、第２円筒部材１２、第３円筒部材１３とされている。なお、ハウジング１０の一方の端部は、フランジ部１０ａを有し、他方の端部は、車体における所定の固定部１９にボルトなどの固定部材１９ａによって固定されている。

第１円筒部材１１は、軸線方向でストロークシミュレータ４の端部から中間部までの長さを有する円筒部材である。またこの第１円筒部材１１の一方の端部は、第１ロッド９ａの外周面と当接しており、他方の端部はハウジング１０の内周面と当接している。そして、第１円筒部材１１の中間部は後述する反力室１５の外周面と当接している。

第２円筒部材１２は、ストロークシミュレータ４の中間部から後方端部付近まで長さを有する円筒部材であって、この第２円筒部材１２は大径部１２ａと小径部１２ｂとを有する。具体的には、第２円筒部材１２の一方の端部が小径部１２ｂであって、その小径部１２ｂは、第２ロッド９ｂの外周面で、反力室１５と軸線方向で並列に配置され、かつ、上述した第１円筒部材１１の他方の端部における内周面に当接している。一方、第２円筒部材１２の大径部１２ａは、軸線方向でハウジング１０の内周面に当接している。

第３円筒部材１３は、ストロークシミュレータ４の中間部から後方端部付近まで長さを有し、かつピストン１４の軸線方向への前後動に応じて併せて移動する円筒部材である。
また、この第３円筒部材１３は、第２円筒部材１２の内周側に配置され、フランジ部１３ａと、カップ形状からなる円筒部１３ｂと、ピストン１４の往復動をガイドするガイド部１３ｃとから構成されている。そして、フランジ部１３ａは、弾性部材１６のうちのメインスプリング１６ａを支持し、円筒部１３ｂの底面は、弾性部材１６のうちのサブスプリング１６ｂを支持するように構成され、さらにガイド部１３ｃの外周面には、支持部材１７との衝突を緩和する弾性部材(例えばゴム)２０ａが設けられている。なお、この第３円筒部材１３が、この発明の実施形態における「円筒部材」に相当する。

ピストン１４は、ブレーキペダル２に連動してシリンダ内を前後動し、上述したオペレーションロッド３と第１ロッド９ａを介して連結されている。また、上記のシリンダとして機能する反力室１５が設けられ、その反力室１５には流体が充填されている。すなわち、この反力室１５は、ブレーキペダル２が踏み込まれて、踏力に対抗する反力が発生する圧力室とされている。また、ピストン１４は、その反力室１５を第１反力室１５ａと第２反力室１５ｂとに隔てる区画部材として機能し、すなわち、そのピストン１４の往復動によって、第１反力室１５ａと第２反力室１５ｂとにおける容積を変化させるように構成されている。つまり、ブレーキペダル２が操作されることにより、上記の容積変化が生じて、そのブレーキペダル２の操作に対する反力がブレーキペダル２に伝達される。なお、ピストン１４は、上述した軸線に沿う方向にシリンダ（反力室１５）の一方から突出した第１ロッド９ａと、軸線に沿う方向にシリンダの他方から突出した第２ロッド９ｂとを有しており、また、その第１ロッド９ａは上述したようにオペレーションロッド３に連結され、第２ロッド９ｂは、後述する弾性部材１６ａ，１６ｂからなる第１反力付与機構に連結されている。

また、上記の反力室１５を流体が流動するための流路（ポート）２１が、ピストン１４の内部、ならびに、そのピストン１４を貫通して形成されている。したがって、その流路２１を連通して第１反力室１５ａと第２反力室１５ｂとの間で流体が流動する。すなわち、上記のブレーキペダル２に作用する反力は、この流体の流動による流動抵抗力（あるいは流体摩擦）によって発生する。また、上記の反力室１５は、ブレーキペダル２を最大限に踏み込んだ場合であっても、第１反力室１５ａと第２反力室１５ｂとに区画される軸線方向の長さを有する。つまり、ブレーキペダル２を踏み込んだ場合は、後述する弾性部材１６ａ，１６ｂが圧縮されるものの、その弾性部材１６ａ，１６ｂが最大限に圧縮された場合であっても上記の流動抵抗力による反力がブレーキペダル２に作用する。なお、ピストン１４やロッド９ａ，９ｂの外周側には例えばＯリングなどから構成される複数のシール部材２２が介在されており、オイル漏れなどを防ぐように構成されている。また、上記の第１反力室１５ａ側と第２反力室１５ｂ側とにおけるシリンダの断面積は図１に示す例では同じである。なお、その断面積が異なる場合には、例えばリザーバを設ければよい。

弾性部材１６は、ブレーキペダル２が踏み込み操作される際の踏力によって圧縮されて弾性変形する部材である。この弾性部材１６は、上記のように圧縮されることによって反力を発生するとともに、その反力によってブレーキペダル２を所定の原点位置に復帰させる。弾性部材１６は、例えば、圧縮コイルばねによって形成されており、この発明の実施形態では、図１に示すように、メインスプリング１６ａとそのメインスプリング１６ａより弾性力が小さいサブスプリング１６ｂとから構成されている。メインスプリング１６ａは、軸線方向で第３円筒部材１３と支持部材１７との間に設けられ、上記のブレーキペダル２の操作によって弾性変形するように構成されている。また、サブスプリング１６ｂは、第２ロッド９ｂと第３円筒部材１３との間に設けられ、上述したように軸線方向で第３円筒部材１３の底部に支持され、メインスプリング１６ａと同様にブレーキペダル２の操作によって弾性変形するように構成されている。なお、このサブスプリング１６ｂが、この発明の実施形態における「第１スプリング」に相当し、メインスプリング１６ａが、この発明の実施形態における「第２スプリング」に相当する。

したがって、このメインスプリング１６ａおよびサブスプリング１６ｂは、ブレーキペダル２の踏み込み操作における踏力に対抗する反力をブレーキペダル２に伝達し、つまり、上述した反力室１５における流動抵抗力と同様にブレーキペダル２に反力を伝達する反力付与機構とされている。なお、このメインスプリング１６ａおよびサブスプリング１６ｂにおける反力付与機構がこの発明の実施形態における「第１反力付与機構」に相当し、上述した流動抵抗力における反力付与機構が、この発明の実施形態における「第２反力付与機構」に相当し、それら第１反力付与機構と第２反力付与機構とは、同一軸線上で直列に配列されている。なお、径方向でハウジング１０と第１円筒部材１１との間に設けられた弾性部材１６ｃは、荷重センサＳに荷重を与える、あるいは、制動操作装置１におけるガタ詰め用のスプリングである。また、この弾性部材１６ｃの外周側に設けられた孔はオイルの封入口Ｏであって、反力室１５に流体を充填させるための封入口である。

支持部材１７は、メインスプリング１６ａが圧縮される際の反力を受ける部材であって、ストロークシミュレータ４の後端部に設けられている。この支持部材１７は、上述した第３円筒部材１３におけるガイド部の一部と軸線方向で当接する環状部ａと、その環状部１７ａの径より大きく、メインスプリング１６ａ側に突出した円筒部１７ｂとから構成されている。また、その円筒部１７ｂの内周側は、径方向で第３円筒部材１３のガイド部１３ｃとの間で隙間Ｃを形成している。そして、この隙間Ｃは、ブレーキペダル２が操作されピストン１４が往復動した際に、ガイド部１３ｃの外周面に設けられたゴム２０ａが入り込むスペースとされている。

オリフィス１８は、第１反力室１５ａおよび第２反力室１５ｂ、ならびに、流路２１に連通して設けられている。上述したように構成された制動操作装置１は、運転者がブレーキペダル２を踏み込む際に、踏み込み操作における踏力に対抗する反力を発生する。具体的には、上述したメインスプリング１６ａとサブスプリング１６ｂとの第１反力付与機構における反力と、第１反力室１５ａと第２反力室１５ｂとの容積変化における第２反力付与機構における反力とがブレーキペダル２に伝達される。しかしながら、この発明の実施形態における制動操作装置１は、上述したように、油圧発生装置などを必要とせず、従来知られているマスタシリンダなどを有しないことから、ブレーキペダル２の操作性を向上させるための余地がある。そこで、この発明の実施形態では、上述した反力付与機構のうちの流動抵抗力における第２反力付与機構における反力特性をブレーキペダル２の踏み込み時とブレーキペダル２の踏み戻し時とで異なるように構成されている。

具体的には、流路２１に連通するオリフィス１８が設けられている。また、このオリフィス１８はブレーキペダル２の踏み込み時と踏み戻し時とでそのオリフィス１８を流動する流体の流量が異なるようにチェックバルブ２３が併せて設けられている。すなわち、図１に示すオリフィス１８は、一つの部材でチェックバルブ２３の機能を備えたオリフィス１８とされている。また、この発明の実施形態では、上述したようにブレーキペダル２の踏み込み時の方がブレーキペダル２の踏み戻し時よりも、踏力に対する反力が大きくなるように構成され、かつブレーキペダル２の踏み込み速度が速いほどその反力が大きくなるように構成されている。なお、上記のチェックバルブ２３が、この発明の実施形態における「切換弁」に相当し、また、小オリフィス１８ａは、第１反力室１５ａと第２反力室１５ｂとを常時連通する流路である。

より具体的に、このオリフィス１８について説明すると、オリフィス１８は、上述したように、第１反力室１５ａと第２反力室１５ｂとの間を連通する流路２１に連通して設けられ、併せてブレーキペダル２の踏込み時と踏み戻し時とで流動する流量を調整するチェックバルブ２３が設けられている。そのチェックバルブは、図２に示すような構造であって、弁部材としてのバルブボール２３ａと、そのバルブボール２３ａが着座する弁座（図示せず）と、バルブボール２３ａを弁座に押し付ける向きに付勢するスプリング２３ｂとから構成されている。また、弁座の着座面にはブレーキペダル２の踏み込み時に機能する小オリフィス１８ａが形成され、併せて、軸線方向においてバルブボール２３ａと流路２１との間には、小オリフィス１８ａより径が大きい大オリフィス１８ｂが形成されている。なお、大オリフィス１８ｂは、この発明の実施形態における「流路断面積が大きい連通路」に相当する。

したがって、図１の実施形態では、ブレーキペダル２を踏み込んだ際には、第１反力室１５ａと第２反力室１５ｂとの容積変化においては、小オリフィス１８ａを連通して流体が流動するから、チェックバルブ２３は閉弁した状態でブレーキペダル２に反力が伝達される。一方、ブレーキペダル２の戻し時には、第１反力室１５ａと第２反力室１５ｂとの容積変化の際には、大オリフィス１８ｂを連通して流体が流動するから、チェックバルブ２３が開弁してブレーキペダル２に反力が伝達される。つまり、ブレーキペダル２の踏み込み時の方がブレーキペダル２の踏み戻し時よりも大きな抵抗がブレーキペダル２に作用し、言い換えれば、このオリフィス１８は、ブレーキペダル２の踏み込み時と戻り時とでオリフィス１８の断面積を切り替えるように構成されている。

つぎに、この発明の実施形態における作用について説明する。この発明の実施形態における制動操作装置１は、上述したようにブレーキペダル２に踏み込み操作がされると、そのブレーキ操作の踏力に対する反力がストロークシミュレータ４によって発生する。したがって、先ず、ブレーキペダル２が踏み込まれると、そのブレーキペダル２に連結されているオペレーションロッド３、ピストン１４、ならびに、ピストン１４の前後方向に突出したロッド９ａ，９ｂが軸線方向で押圧される。そして、第１反力室１５ａと第２反力室１５ｂとの容積が変化する。つまり、第１反力室１５ａと第２反力室１５ｂとの間の流路２１を流体が流動する。またその際に、シリンダ内に設けられたオリフィス１８を連通して上記流体が流動する。そして、このオリフィス１８は、上述したように。ブレーキペダル２の踏み込み時には、踏力に対する反力が大きくなるように構成されており、オリフィス径の小さい小オリフィス１８ａを連通して流動する。したがって、ブレーキペダル２には、オリフィス１８による流動抵抗力による反力が作用する。

ついで、上記の流動抵抗力による反力に加えて、サブスプリング１６ｂが圧縮されることによる反力がブレーキペダル２に作用する。これは、ピストン１４が軸線方向に押圧されて摺動することにより、サブスプリング１６ｂが弾性変形することで、その弾性変形による反力がブレーキペダル２に作用する。また、この際に、第２ロッド９ｂの先端部に設けられたゴム２０ｂも併せて圧縮されることにより反力が作用する。

ついで、サブスプリング１６ｂが圧縮されると、それに伴って、メインスプリング１６ａが圧縮され始める。これは、ピストン１４がさらに押圧されることにより、メインスプリング１６ａが弾性変形して、その弾性変形に対する反力がブレーキペダル２に作用する。なお、メインスプリング１６ａによる反力が作用しているときでも、反力室１５はピストン９のストロークする分の軸線方向での長さを有するから、上述した流動抵抗力における反力はブレーキペダル２に作用し続ける。また、上述したいずれの反力に加えて、シール部材２２の反力も僅かながら作用する。

一方、ブレーキペダル２に踏力が作用しなくなったら、そのブレーキぺダル２は、原点位置に戻される。そのブレーキペダル２の戻りは、弾性部材１６ａ，１６ｂの復元力によって戻される。したがって、先ず、メインスプリング１６ａにおける反力(復元力)がブレーキペダル２に作用する。ついで、第２ロッド９ｂの先端部に設けられたゴム２０ｂとサブスプリング１６ｂとの反力（復元力）がブレーキペダル２に作用する。ついで、反力室１５における第１反力室１５ａと第２反力室１５ｂとの容積変化、つまり、ブレーキペダル２の踏み込み時と反対方向に流体が流動して、その容積変化に伴う反力がブレーキペダル２に作用する。そして、この容積変化の際の流体の流動はオリフィス径の大きい大オリフィス１８ｂを連通して流動する。つまり、上述したチェックバルブ２３が開弁して流体が流路２１内を流動する。なお、このブレーキペダル２の踏み戻し時においても、ブレーキペダル２の踏み込み時と同様に、シール部材２２の反力が僅かながら作用する。

つぎに、図３の反力特性を示した図について説明する。上述したように、この発明の実施形態では、チェックバルブ２３の機能を備えたオリフィス１８を設けることによって、ブレーキペダル２に作用する反力をブレーキペダル２の踏み込み時と踏み戻し時とで異なるように構成されている。図３は、そのブレーキペダル２の踏み込み時と踏み戻し時とにおけるオペレーションロッド３のストローク量とオペレーションロッド３の荷重との関係を示す図である。縦軸が、オペレーションロッド３のストローク量を示し、横軸がオペレーションロッド３の荷重を示している。なお、図３において、実線は、オリフィスを設けない特性（以下、静特性とも記す）を示し、破線は、オリフィスのみを追加した特性を示し、ならびに、一点鎖線は、この発明の実施形態のチェックバルブ２３の機能を備えたオリフィス１８の構成を追加した特性を示している。

具体的に説明すると、先ず、実線で示す静特性は、オペレーションロッド３のストローク量とオペレーションロッド３の荷重との関係が、ブレーキペダル２の踏み込み時と踏み戻し時とにおいて、ほぼ同様の線形とされている。つまり、踏み込み時と踏み戻し時とにおける反力特性はほぼ同様と言える。なお、ブレーキペダル２の踏み込み時と踏み戻し時との多少のズレは、ブレーキペダル２の踏み込み時と踏み戻し時とのシール部材２２における摩擦などを要因としたヒステリスによるものである。また、ブレーキペダル２の踏み込み時および踏み戻し時の各屈曲点は、Ａ地点からＢ地点までは、サブスプリング１６ｂのバネ特性による傾きと流動抵抗力とによる反力を示し、またＢ地点からＣ地点までの傾きは、第２ロッド９ｂの先端に設けられたゴム２０ｂの反力を加味した特性を示している。そしてＣ地点からＤ地点までの線形は、メインスプリング１６ａの反力特性を示している。なお、ブレーキペダル２の踏み戻し時についても同様であって、図３に示す例ではＡ’からＤ’の符号を付して示している。

一方、ピストン９内にオリフィスのみを設けた破線の特性は、図３に示すように、ブレーキペダル２の踏み込み時は実線で示した静特性の反力特性に比べて、線形の傾きが小さい。つまり、オペレーションロッド３のストローク量に対して、オペレーションロッド３の荷重が小さく、言い換えれば踏力に対する反力が大きい。また、この破線で示すオリフィスのみを追加した場合におけるブレーキペダル２の踏み戻し時の反力特性は、上述した静特性を示した実線に比べて、同じオペレーションロッド３の荷重時でもオペレーションロッド３のストローク量が多く、すなわち、ブレーキペダル２の戻りが遅い。つまり、ブレーキペダル２の踏み込み時と踏み戻し時とのいずれにおいてもオリフィスの機能が十分に作用する。

これに対して、この発明の実施形態の特性を示す一点鎖線は、図１および図２に示したようにチェックバルブ２３の機能を備えたオリフィス１８を設けており、ブレーキペダル２の踏み込み時、すなわちピストン１４が軸線方向で移動した際は、そのチェックバルブ２３が閉じられ、一方、ブレーキペダル２の踏み戻し時にはチェックバルブ２３が開くように構成されている。したがって、ブレーキペダル２の踏み込み時は、オリフィス径の小さい小オリフィス１８ａを連通して反力が作用するため、破線で示した反力特性とほぼ同様となる。つまり、ブレーキペダル２に作用する反力は比較的大きくなる。一方、ブレーキペダル２の踏み戻し時は、実線で示した静特性とほぼ同様の線形の特性とされている。すなわち、チェックバルブ２３が開くことにより、オリフィス径の大きい大オリフィス１８ｂを連通して反力が作用するから、ブレーキペダル２は、ほぼ弾性部材１６ａ，１６ｂの復元力のみによって原点位置に戻る。つまり、一点鎖線で示したこの発明の実施形態では、ブレーキペダル２の踏み込み時は踏み戻し時よりも反力が大きくなるように構成されているから踏み応えのある反力が作用し、一方、ブレーキペダル２の踏み戻し時は、チェックバルブ２３が開くことでブレーキペダル２の原点位置への戻りが遅れることを抑制する。

したがって、このようにブレーキペダル２の踏み込み時とブレーキペダル２の踏み戻し時とにおけるブレーキペダル２に作用する反力を異ならせることにより、ブレーキフィーリングを向上させることができる。すなわち、この発明の実施形態における制動操作装置１は、弾性部材１６ａ，１６ｂにおける反力と反力室１５における流動抵抗力の反力とがブレーキペダル２に作用するように構成されており、また、特に流動抵抗力における反力は、ピストン１４内にチェックバルブ２３の機能を備えたオリフィス１８を設けることにより、ブレーキペダル２の踏み込み時の方が踏み戻し時より反力が大きくなるように構成されている。そのため、ブレーキペダル２の踏み込み時は、踏み応えのあるブレーキフィーリングを構築することができ、その結果、ブレーキペダル２の操作性を向上させることができる。一方、ブレーキペダル２の踏み戻し時は、踏み込み時よりブレーキペダル２に作用する反力が小さくなるから、ほぼ弾性部材１６の弾性変形による復元力によりブレーキペダル２が戻る。その結果、ブレーキペダル２の原点位置への戻りが遅れることを抑制することができる。

また、このようなストロークシミュレータ４（反力付与機構）を構成することにより、例えばメインスプリング１６ａやサブスプリング１６ｂのバネ定数を変更、あるいは、小オリフィス１８ａや大オリフィス１８ｂのオリフィス径を変更することによって、ブレーキペダル２の反力特性を適宜変更させることができる。つまり、ブレーキペダル２の反力特性における設計の自由度を増大させることができる。

さらに、この発明の実施形態における制動操作装置１は、オペレーションロッド３とストロークシミュレータ４とが同一軸線上に配置されている。そのため、例えば、上述した従来知られているマスタシリンダとストロークシミュレータ４とを備えた構成に比べて、制動操作装置全体の構成を簡素化することができ、その結果、このような簡単な構成によりブレーキフィーリングを向上させることができる。

以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上述した例に限定されないのであって、この発明の目的を達成する範囲で適宜変更してもよい。上述した実施形態では、オリフィス１８は、上述したようにチェックバルブ２３の機能を備えており、一つの部材でオリフィスの機能とチェックバルブの機能とを兼ね備えることができるものの、この構造は、例えば、オリフィス１８とチェックバルブ２３とがそれぞれ別々に設けられた構造であってもよい。また、このオリフィス１８は、図１に示す実施形態ではピストン１４の内部に設けられているものの、例えばピストン１４の周方向に設けられてもよい。つまりこの発明の実施形態では、第１反力室１５ａと第２反力室１５ｂとの間で流体の流動する流量を調整できるように構成され、その反力特性における反力（抵抗力）がブレーキペダル２の踏み込み時の方が踏み戻し時より大きくなるように構成されていればよい。

１…制動操作装置、 ２…ブレーキペダル、 ３…オペレーションロッド、 ４…ストロークシミュレータ（反力付与機構）、 ９ａ…第１ロッド、 ９ｂ…第２ロッド、 １３…第３円筒部材、 １４…ピストン、 １５…反力室（圧力室）、 １５ａ…第１反力室、 １５ｂ…第２反力室、 １６…弾性部材、 １６ａ…メインスプリング、 １６ｂ…サブスプリング、 １７…支持部材、 １８…オリフィス、 １８ａ…小オリフィス、 １８ｂ…大オリフィス、 ２１…ポート（流路）、 ２３…チェックバルブ（切換弁）、 ２３ａ…バルブボール、 ２３ｂ…スプリング。

Claims (8)

1. 運転者によって踏み込み踏み戻し操作されるブレーキペダルの動作に対して反力を付与する反力付与機構を有する制動操作装置において、
   前記反力付与機構は、第１反力付与機構と第２反力付与機構とから構成され、
   前記第１反力付与機構は、前記ブレーキペダルの踏力に対して反力を発生する弾性部材によって構成され、
   前記第２反力付与機構は、前記ブレーキペダルの踏み込み時の反力が前記ブレーキペダルの踏み戻し時の反力より大きく、かつ前記ブレーキペダルの踏み込み速度が速いほど前記反力が大きくなるように構成され、
   前記第１反力付与機構と前記第２反力付与機構とが同一の軸線上に直列に配列され、
   前記第２反力付与機構は、前記ブレーキペダルに連動してシリンダ内を前後動するピストンと、前記ピストンによって区画されて前記シリンダの内部に形成された第１反力室および第２反力室と、前記第１反力室および前記第２反力室に充填された流体と、前記第１反力室と前記第２反力室とを連通させる流路とを備え、前記ブレーキペダルが踏み込まれて前記ピストンが移動する際に前記流路を通過する前記流体に対する抵抗力が、前記ブレーキペダルが踏み戻されて前記ピストンが移動する際に前記流路を通過する前記流体に対する抵抗力より大きくなるように構成されている
   ことを特徴とする制動操作装置。
2. 請求項１に記載の制動操作装置において、
   前記流路は、前記流体に対して流動抵抗力を与えるオリフィスを含む
   ことを特徴とする制動操作装置。
3. 請求項１または２に記載の制動操作装置において、
   前記流路は、前記第１反力室と前記第２反力室とを常時連通させているオリフィスと、前記ブレーキペダルが踏み込まれて前記ピストンが移動する際に閉じ、かつ前記オリフィスより流路断面積が大きい連通路とによって構成されている
   ことを特徴とする制動操作装置。
4. 請求項３に記載の制動操作装置において、
   前記連通路を開閉するチェックバルブを備えていることを特徴とする制動操作装置。
5. 請求項１または２に記載の制動操作装置において、
   前記流路は、小オリフィスと、前記小オリフィスより流路断面積が大きい大オリフィスとを有し、
   前記ブレーキペダルが踏み込まれて前記ピストンが移動する際に前記大オリフィスを閉じる切換弁を更に備えている
   ことを特徴とする制動操作装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか一項に記載の制動操作装置において、
   前記流路は、前記ピストンを貫通して形成され、かつ前記第１反力室と前記第２反力室とを連通させている
   ことを特徴とする制動操作装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか一項に記載の制動操作装置において、
   前記ピストンは、前記軸線に沿う方向に前記シリンダの一方から突出した第１ロッドと、前記軸線に沿う方向に前記シリンダの他方から突出した第２ロッドとを有し、
   前記第１ロッドと前記ブレーキペダルとを連結する伝達部材を更に備え、
   前記第２ロッドは、前記第１反力付与機構に連結されている
   ことを特徴とする制動操作装置。
8. 請求項７に記載の制動操作装置において、
   前記第１反力付与機構は、前記第２ロッドの先端側に前記軸線上を前後動するように配置された円筒部材と、前記円筒部材の先端側に前記軸線上を前後動するように配置された支持部材とを有し、前記弾性部材は、前記第２ロッドと前記円筒部材との間に配置された第１スプリングと、前記円筒部材と前記支持部材との間に配置された第２スプリングとであり、
   前記第２スプリングの弾性力が前記第１スプリングの弾性力より大きい
   ことを特徴とする制動操作装置。

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