JP7315168B2 - 流体圧機器及び動作装置 - Google Patents

Description

本発明はシリンダ及びピストンを備えた流体圧機器と、その流体圧機器を備えた動作装置に関する。

従来、種々の装置でシリンダ及びピストンを備えた流体圧機器が使用されており、例えば車両等にも多数搭載されており、種々の提案がなされている。例えば下記特許文献１では、オイルポンプの余剰動力を有効利用するための構成を設けた油圧制御回路が提案されている。この特許文献１では、エンジン駆動時に生じた余剰油圧をアキュムレータに蓄え、例えばアイドリングストップ後の再始動時にアキュムレータから放出される油圧を利用している。また下記特許文献２では、作動中に流体圧が失陥したとき、ピストン位置を固定して不測の事態を防止できる流体圧シリンダが提案されている。

特開２０１１－８０５３７号公報 特開平０８－３０３４１０号公報

しかしながら、従来の流体圧機器を用いた装置における特許文献１，２のような提案では、制御動作中に流体圧を有効活用したり、制御動作中に流体圧の失陥が生じたりしたときに動作を停止するように構成されている。そのため制御部等に電力が供給されないような緊急事態が起こると、その後に装置を動作させることができなくなることがあり、装置を好適な状態となるように動作させたくてもできない。

本発明では、電力が供給されないような緊急状態でも、作動流体を用いた各種の装置を駆動することが可能な流体圧機器と、その流体圧機器を備えた、例えば乗用車や産業用車両等の移動体、工作機械、一般産業機械等の動作装置とを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の流体圧機器は、シリンダと、シリンダ内に配置されて回転自在なネジ軸と、ネジ軸の回転により進退可能な状態でシリンダ内に配置されてシリンダ室を仕切るピストンと、シリンダ室の容積を減少する方向にピストンを付勢する付勢部と、シリンダ室に対して作動流体を供給及び放出可能な流体圧回路と、通常時ではシリンダ室の容積の増加方向にピストンが移動するようにネジ軸を回転させて停止状態で維持させ、緊急時にはネジ軸を自由回転させる電動部と、を備え、緊急状態になると、付勢部の付勢力によりネジ軸を回転させつつピストンがシリンダ室の容積を減少する方向に移動し、シリンダ室から作動流体が放出されるように構成されている。

本発明の流体圧機器は、通常時が電動部に通電された通電状態であり、緊急時が電動部に通電されない非通電状態であるのが好適である。
本発明の流体圧機器は、流体圧回路が作動流体を貯留する貯留部と、シリンダ室と、作動流体により作動する作動部と、に接続され、通常状態では貯留部とシリンダ室との間の流動を許容するがシリンダ室と作動部との間の流動を阻止し、緊急時には貯留部とシリンダ室との間の流動を阻止してシリンダ室と作動部との間の流動を許容するように構成されているのがよい。

本発明の流体圧機器は、電動部がネジ軸と連結されたモータを備えているのがよい。その場合、通常時では制御部によって制御される装置に使用されて電動部が制御部とともに通電され、非通電時になるとネジ軸を自由回転させて作動流体を流体圧回路に放出するのが好適である。

本発明の動作装置は、上述のような流体圧機器を備えた、例えば乗用車や産業用車両、工作機械、一般産業機械等であってよく、メインスイッチを備え、メインスイッチに連動して電動部が駆動されるように構成される。この動作装置は、手動モードと自動モードとを切り替え可能に構成され、自動モードへの切替に連動して電動部が駆動されるように構成されていてもよい。

本発明の流体圧機器によれば、シリンダ内に回転自在なネジ軸が配置され、このネジ軸の回転により進退可能な状態でピストンがシリンダ内に配置されることで、流体圧回路により作動流体を供給及び放出できるシリンダ室が仕切られている。このピストンは付勢部によりシリンダ室の容積を減少する方向に付勢されているので、ネジ軸を回転させてシリンダ室の容積を増加する方向にピストンを移動させると、付勢部の付勢力を増加させつつ流体圧回路からシリンダ室に作動流体を吸引できる。この吸引状態でネジ軸の回転を停止させて維持すると、ピストンの位置が保たれ、付勢部の付勢力が増加した状態でシリンダ室に作動流体を保持することができる。

これに対して、ネジ軸を自由回転させると、付勢部の付勢力によりネジ軸を回転させつつピストンがシリンダ室の容積の減少方向に移動し、シリンダ室の加圧された作動流体を流体圧回路に放出する。このようにネジ軸の回転を制御することで、シリンダ室における作動流体の吸引、保持、放出を行うことができる。

電動部は、通常はシリンダ室のネジ軸を回転させて、ピストンを容積の増加方向に移動させ、移動させた状態で停止させたまま維持させているが、緊急時にはネジ軸が自由回転するので、電動部に対する電力の供給状態に応じて、シリンダ室における作動流体の吸引及び保持と、放出とを行うことができる。

従って、駆動源なしに所定圧及び所定量の作動流体をシリンダ室から流体圧回路に放出することが可能で、その作動流体を用いることで流体機器を駆動することができる。よって、電力が供給されないような緊急状態でも作動流体を用いた各種の装置を駆動することが可能な流体圧機器を提供することができる。

前記流体圧回路は、作動流体を貯留する貯留部と、シリンダ室と、作動流体により作動する作動部と、に接続され、通常は貯留部とシリンダ室との間の流動を許容するとともにシリンダ室と作動部との間の流動を阻止し、緊急時は貯留部とシリンダ室との間の流動を阻止してシリンダ室と作動部との間の流動を許容するように構成されていてもよい。このようにすれば、通常状態において誤作動によりシリンダ室から加圧された作動流体が放出されても、作動部が作動することがなく、通常状態を安定に保ち得る。

本発明の流体圧機器において、電動部がネジ軸と連結されたモータを備えていると、通常状態においてシリンダ室の容積の増加方向にピストンが移動するようにネジ軸を回転させ、この位置でピストンを停止させて維持させることができる。

前記流体圧機器が、通常状態で制御部によって制御される装置に使用されて電動部が制御部とともに通電され、非通電状態になるとネジ軸を自由回転させて作動流体を流体圧回路に放出する構成であれば、通常状態では装置が安全に動作するように制御部によって制御される。制御部が非通電状態となる緊急時には、流体圧回路に流体圧が放出されるので、その流体圧を利用して装置を操作することができ、例えば装置を自動で安全に停止するような最小限の操作を実行することができる。

上述の流体圧機器を備えた動作装置が、メインスイッチを備え、メインスイッチに連動して電動部が駆動されるように構成されていれば、何らの特別な操作を行うことなく、所定圧及び所定量の作動流体を流体圧回路に放出可能に準備できる。

上述の流体圧機器を備えた動作装置が、手動モードと自動モードとを切り替え可能に構成され、自動モードへの切替に連動して電動部が駆動されるように構成されていても、何らの特別な操作を行うことなく、自動モードで作動する際に、所定圧及び所定量の作動流体を流体圧回路に放出可能に準備できる。

本発明の実施形態に係る流体圧機器を用いたブレーキ構造を、模式的に示すブロック図である。 図１のブレーキ構造の配置を模式的に示す配置図である。 図１に示す流体圧機器の平面図である。 図３に示す流体圧機器の断面図であり、作動流体を吸引前の状態を示す。 図３に示す流体圧機器の断面図であり、作動流体を吸引した状態を示す。 図３に示す流体圧機器の断面図であり、作動流体を放出した状態を示す。 本発明の実施形態に係る変形例の流体圧機器を用いたブレーキ構造を、模式的に示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る他の変形例の流体圧機器を用いたブレーキ構造を、模式的に示すブロック図である。 図８に示す他の変形例の流体圧機器の斜視図である。 図９に示す他の変形例の流体圧機器の断面図である。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。本実施形態は、本発明の流体圧機器を既存の車両のブレーキ構造に後付けにより装着した例を示す。図１及び図２に示すように、本実施形態の車両は、既存の車両に装着された自動運転制御部１０及びブレーキ構造１１を備え、このブレーキ構造１１に本実施形態の構造が組み込まれている。図中、１２はダッシュパネル、１３はＡピラーである。

既存の車両に装着されているブレーキ構造１１は、車両の運転席１４前方に配設され、通常時にブレーキ操作により進退動作が入力される操作入力部２１と、操作入力部２１の進退動作により車両の各車輪１５を制動するブレーキ本体部２２と、ブレーキ操作時に各種の装置の動作を補助する動作補助部２３と、を備えている。

既存の車両に装着されている自動運転制御部１０は、車両の走る動作、曲がる動作、及び止まる動作に使用される各種の装置を制御して、手動運転走行、レベル３やレベル４の自動運転走行或いは無人走行が可能に構成されている。本実施形態では手動運転モードと自動運転モードとを自動運転制御部１０において切替可能に構成され、自動運転モードが選択された場合には、自動運転制御部１０によりブレーキ構造１１の操作入力部２１又はブレーキ本体部２２を制御することで車輪１５を制動する。自動運転制御部１０は、車両のメインスイッチであるイグニッションスイッチ２４に連動しており、イグニッションスイッチ２４がＯＮ状態のときに制御動作が可能となり、各種設定及び操作が行われることで自動運転制御が実行される。

本実施形態のブレーキ構造１１は、例えば油圧機器等の流体圧機器２５からなり、通常時に駆動力を保持して緊急時に放出する緊急時駆動源２６と、緊急時駆動源２６からの駆動力により操作入力部２１を進退動作させる作動部２７（本実施形態では、緊急時に作動させるため、緊急時作動部２７という）と、緊急時駆動源２６と緊急時作動部２７との間を繋ぐ流体圧回路３１と、を備えている。

ここで本実施形態における通常時とは、運転者の運転操作により、又は自動運転制御部１０により各部が制御されて車両が走行しているときに、運転者のブレーキ操作又は自動運転制御部１０からの出力によるブレーキ操作により、ブレーキ本体部２２が作動して各車輪１５を制動可能な状態である。

一方、緊急時とは、運転者が運転操作できない状態や操作入力部２１への入力が不可能な状態、或いは自動運転制御部１０の制御やブレーキ本体部２２への入力が不可能な状態などである。例えば車両に装着された各種のセンサ等の情報に基づいて車輪１５の制動が必要な場合に、運転者による入力操作や自動運転制御部１０からの入力が検出できないとき、自動運転制御部１０が故障したとき、自動運転制御部１０への信号や電力が供給されないときなどであってもよい。

操作入力部２１は、運転席１４の足元に配置されてブレーキ操作が入力されるブレーキペダル３２と、ブレーキペダル３２を支持し、支点３３を中心に進退動作するとともに、運転者側に付勢されるブレーキアーム３４と、を備えている。

ブレーキ本体部２２は、操作入力部２１に入力された進退動作を伝達又は送信し、これに基づいて増幅又は発生させた圧力を用いて各車輪１５を制動する構造を有している。本実施形態では、操作入力部２１の進退動作の入力を作動流体圧に変換及び増幅するブースタ３５と、作動流体圧を分配するマスタシリンダ３６と、マスタシリンダ３６から各車輪１５に作動流体圧を伝達するブレーキラインとを有している。ブレーキラインの先には各車輪１５を制動するためのディスクブレーキやドラムブレーキ等の動作部３７が装着されている。

動作補助部２３は、既存の車両に種々設けられた構造であり、ブレーキ操作が行われた際に走行安定性を確保したり、車体の安定性を向上したり、制動力を増加するなど、各種の目的で種々の機器の動作を補助する構造で、本実施形態では、詳細な図示は省略しているが、例えば横滑り防止機構やＡＢＳ機構が装着されている。

そして流体圧機器２５からなる緊急時駆動源２６は、図１、図３及び図４に示すように、中空のシリンダ４１と、シリンダ４１に貫通配置されたボールスクリューからなるネジ軸４２と、ネジ軸４２に螺合したボールスクリューナット４２ｃに支持されることで、ネジ軸４２の回転により進退可能な状態でシリンダ４１内に配置されてシリンダ室４３を仕切るピストン４４と、ピストン４４を軸方向に付勢する圧縮バネからなる付勢部４５と、ネジ軸４２を回転、停止及び開放する電動部４６と、を備えている。

この緊急時駆動源２６には、駆動源制御部２８が設けられており、駆動源制御部２８により動作制御可能に構成される。駆動源制御部２８には、自動運転制御部１０からの緊急時と通常時との識別情報と、自動運転モードと手動運転モードとの切替情報と、が伝達され、さらにバッテリー１６からの通電情報と、イグニッションスイッチ２４のオン情報と、シリンダ４１のピストン４４の検知情報と、バッファ６１の作動流体の貯留情報と、が伝達されるように構成され、これらに基づいて後述する切替バルブ６６及びモータ７１の動作を制御して、予め設定されている緊急時に緊急時駆動源２６から駆動力を放出する。

シリンダ４１は、断面円形で軸方向に延びる中空部４７を有し、両端部４１ａ，４１ｂは作動流体が透過不能に閉塞されている。ネジ軸４２は軸に沿って配置され、軸方向に移動不能で回転自在となるようにシリンダ４１の両端部４１ａ，４１ｂで支持されている。シリンダ４１の一端部４１ａでは、ネジ軸４２が流体密に貫通配置されて、ネジ軸４２の端部側がシリンダ４１の外部に突出して配置されている。

ピストン４４はネジ軸４２に螺合してシリンダ４１の中空部４７に収容されている。例えばシリンダ４１内に軸方向に設けられた筋状のガイド部などに周方向に係止されて回転不能に配置されている。またピストン４４の外周はシリンダ４１の中空部４７の内周面にシール材を介して摺動可能に接し、軸方向に進退自在に配置されている。本実施形態では、シリンダ４１のピストン４４の上死点と下死点とに、それぞれピストン４４の位置検出が可能なリードスイッチやリミットスイッチからなる検知部４８が装着されている。ピストン４４の位置を検知することでシリンダ４１における作動流体の吸引及び放出等が検出される。

付勢部４５は、シリンダ４１の一端部４１ａ側の中空部４７に収容されて、ネジ軸４２周りに配置された圧縮バネからなる。この付勢部４５は、ピストン４４をシリンダ室４３の容積を減少する方向、即ち、他端部４１ｂ側に向けて付勢している。本実施形態では、付勢部４５の付勢力は、流体圧回路３１により接続した他の流体圧機器２５の目的とする動作を実現可能な作動流体の流量及び流体圧が得られるように設定されている。

本実施形態の付勢部４５には、ピストン４４に負荷される付勢力を直接又は間接に検知するための検知部が設けられていてもよく、付勢部４５の付勢力をピストン４４の位置、回転回数等により検出してもよい。自動運転制御部１０では、付勢部４５の付勢力が所定値未満の状態では、自動走行の制御が実行されないように構成されている。

緊急時作動部２７は、流体圧回路３１を介して流体圧機器２５からなる緊急時駆動源２６と連通している。緊急時作動部２７は、操作入力部２１近傍の車体、具体的には押圧部材５３によりブレーキアーム３４を進退動作できるブレーキアーム３４の車両後方側の位置に装着されている。この緊急時作動部２７は、流体圧により進退する押圧シリンダ５１と、押圧シリンダ５１のロッド５１ａに接続され、操作入力部２１を押圧可能に非接続状態で配置された押圧部材５３と、を備えている。

流体圧回路３１は、作動流体が貯留されるオイルタンク等の貯留部６０と、緊急時駆動源２６のシリンダ４１と、緊急時作動部２７の押圧シリンダ５１と、の間に接続され、シリンダ４１のシリンダ室４３に対して作動流体を供給及び放出可能に構成されている。流体圧回路３１には、貯留部６０と連通して設けられて十分量の作動流体を流体圧回路３１に供給及び回収し易くするバッファ６１と、貯留部６０からシリンダ４１のシリンダ室４３に作動流体を供給可能にシリンダ４１の他端部４１ｂに接続された供給流路６２と、シリンダ室４３から加圧流体を放出して緊急時作動部２７へ導く作動圧流路６３と、を備えている。流体圧回路３１の供給流路６２及び作動圧流路６３には、それぞれ逆止弁６４が設けられている。

本実施形態の流体圧回路３１には、作動圧流路６３と分岐して加圧流体を貯留部６０側へ返送する返送流路６５と、作動圧流路６３と返送流路６５とを択一的に流動を許容するための切替部としての切替バルブ６６と、が設けられている。本実施形態の切替バルブ６６は、通常状態で通電されているときと緊急状態で通電されていないときとで、切り替わるように構成されている。そのため切替バルブ６６及び逆止弁６４により、通常状態では貯留部６０とシリンダ４１のシリンダ室４３との間の流動が許容されるとともにシリンダ室４３と緊急時作動部２７の押圧シリンダ５１との間の流動が阻止される。一方、緊急時は貯留部６０とシリンダ室４３との間の流動が阻止されてシリンダ室４３と押圧シリンダ５１との間の流動が許容されるように構成される。

電動部４６は、シリンダ４１の外部に並設されて一体に固定されたステップモータ等のモータ７１を有する。モータ７１の回転軸７２とネジ軸４２の端部とが伝達部を介して連結されており、具体的には両者にタイミングプーリー７３が装着されるとともにタイミングベルト７４が架け渡されている。モータ７１は、通電時に回転軸７２を一方に回転駆動し、非通電時には回転自在となる。また通電時に駆動力が大きくなると回転が停止して回転不能となり、その状態を維持するように構成されている。

通電によりモータ７１の回転軸７２が回転するとシリンダ４１に貫通配置されたネジ軸４２が従動回転し、通常の通電状態ではモータ７１の回転軸７２が停止するとネジ軸４２も停止する。また緊急時の非通電状態では回転軸７２が回転自在となるため、ネジ軸４２が回転するとモータ７１の回転軸７２が従動回転する。

上記電動部４６は、車両のイグニッションスイッチ２４と自動運転モードの切替に連動しており、イグニッションスイッチ２４がＯＮ状態になると、電動部４６が自動運転制御部１０と一体に通電されて駆動し、モータ７１の回転軸７２が回転する。一方、イグニッションスイッチ２４がＯＦＦになると、自動運転制御部１０の自動運転モードが解除されるとともに、電動部４６の電力が切断される。

本実施形態の流体圧機器２５では、付勢部４５の付勢力と、ピストン４４の慣性モーメントと、ネジ軸４２及びピストン４４のネジピッチと、電動部４６のモータ７１の駆動力と、の相関を予め所定の範囲に設定することにより、作動流体圧及び放出速度などを適宜調整することができる。

このような流体圧機器２５を用いたブレーキ構造１１の動作について説明する。車両を自動走行させるため、自動運転モードでイグニッションスイッチ２４をＯＮにすると、自動運転制御部１０とともに電動部４６に通電され、モータ７１の回転軸７２が自動で回転駆動される。

すると図４に示すように、貯留部６０からバッファ６１に十分量の作動流体が収容される。シリンダ４１の中空部４７ではネジ軸４２にピストン４４が螺合しているため、モータ７１の回転軸７２が回転してネジ軸４２が従動回転すると、図５に示すように、シリンダ室４３の容積の増加方向にピストン４４が移動する。シリンダ室４３には流体圧回路３１により貯留部６０からの作動流体が吸引される。ピストン４４が付勢部４５の付勢力に抗してシリンダ４１の一端部４１ａ側に移動することで、付勢部４５によるピストン４４の付勢力も増大し、シリンダ室４３には、高い流体圧で十分な量の作動流体が収容されて貯留される。

モータ７１により供給する駆動力が大きくなった時点、例えば回転数が所定数以上に達し、回転トルクが所定圧以上に達し、又は回転が不可能な状態に達したときに、通電状態のままでモータ７１が回転を停止し、その状態が維持される。自動運転制御部１０に、付勢力の情報が伝達されることで自動運転の制御が実行される。そして規定の操作を実施することで無人で自動運転により車両が走行し、車両の走る動作、曲がる動作、及び止まる動作などが自動運転制御部１０にて制御される。

車両の走行中に、例えば自動運転制御部１０に電力が供給されない緊急事態が生じた場合には、自動運転制御部１０とともに通電されている電動部４６にも電力が供給されなくなる。すると図６に示すように、流体圧機器２５において、モータ７１が非通電状態になるとモータ７１の回転軸７２が自由回転可能となる。ピストン４４は十分な付勢力で付勢されているため、この付勢力により、ネジ軸４２を回転させつつ、ピストン４４がシリンダ室４３の容積を減少する方向に移動する。これにより付勢部４５の付勢力で加圧された作動流体は、シリンダ室４３から流体圧回路３１に放出される。

流体圧回路３１では、切替バルブ６６が通常の通電状態では作動圧流路６３側を閉塞して返送流路６５側に開放しているが、緊急時に非通電状態になると、返送流路６５側を閉塞する。そのためシリンダ室４３から放出された作動流体の圧力は作動圧流路６３により緊急時作動部２７の押圧シリンダ５１に伝達される。押圧部材５３により操作入力部２１を押圧して進退動作をブレーキ本体部２２に入力することで、各車輪１５を制動して車両の走行を停止することができる。

本実施形態では、種々のフェールセーフ機構が設けられており、ブレーキ構造１１の誤動作が防止される。例えばシリンダ４１に検知部４８が装着されているので、通常時に検知部４８によりシリンダ４１における作動流体の放出が検出された場合には、シリンダ４１や制御系の誤作動等のため、例えば切替バルブ６６により作動圧流路６３側を閉塞して返送流路６５側を開放した状態に切り替えることで、作動圧流路６３側に作動流体が供給されることを防止できる。

本実施形態の流体圧機器２５によれば、シリンダ４１内に貫通配置されたネジ軸４２に螺合して回転不能且つ進退可能なピストン４４が配置されることでシリンダ室４３が仕切られ、このピストン４４は付勢部４５によりシリンダ室４３の容積を減少する方向に付勢されている。ネジ軸４２を回転させてシリンダ室４３の容積を増加する方向にピストン４４を移動させると、付勢部４５の付勢力を増加させつつ流体圧回路３１からシリンダ室４３に作動流体を吸引することができる。この状態でネジ軸４２の回転を停止状態で維持すると、ピストン４４の位置が保たれ、付勢部４５の付勢力が増加した状態でシリンダ室４３に作動流体を保持することができる。

作動流体を吸引後にネジ軸４２を自由回転させると、付勢部４５の付勢力によりピストン４４がネジ軸４２を回転させつつシリンダ室４３の容積の減少方向に移動し、シリンダ室４３の加圧された作動流体を流体圧回路３１に放出する。ネジ軸４２の回転を制御することで、シリンダ室４３における作動流体の吸引、保持、放出を行うことができる。

電動部４６は、通電状態ではシリンダ室４３の容積の増加方向にピストン４４を移動させるようにネジ軸４２を回転させて停止状態で維持させ、非通電状態ではネジ軸４２を自由回転させるので、電動部４６に対する電力の供給状態に応じて、シリンダ室４３における作動流体の吸引及び保持と、放出とを行う。

従って、電力が供給されない事態が起こっても、駆動源なしに所定圧及び所定量の作動流体がシリンダ室４３から流体圧回路３１に放出され、その作動流体を用いれば他の流体機器が駆動される。その結果、電力が供給されない事態が起こっても作動流体を用いた各種の装置を駆動することが可能である。

本実施形態の流体圧機器２５は、流体圧回路３１が貯留部６０とシリンダ４１のシリンダ室４３と緊急時作動部２７の押圧シリンダ５１とに接続されていて、切替バルブ６６により、通常状態では貯留部６１とシリンダ室４３との間の流動を許容するとともにシリンダ室４３と押圧シリンダ５１との間の流動を阻止する。一方、緊急状態では貯留部６１とシリンダ室との間の流動を阻止してシリンダ室４３と緊急時作動部２７との間の流動を許容するように構成されている。そのため通常状態において誤作動によりシリンダ室４３から加圧された作動流体が放出されても、押圧シリンダ５１が作動して車両が制動されることがなく、通常状態を安定に保つことができる。

ピストン４４の位置の検知部４８は、通常状態でシリンダ室４３からの作動流体の放出を検知したとき、切替バルブ６６が貯留部６０側に切り替わるように検知する。そのため通常状態において誤作動によりシリンダ室４３から加圧された作動流体が放出されても、押圧シリンダ５１が作動して車両が制動されることがなく、通常状態を安定に保つ。

本実施形態の流体圧機器２５によれば、電動部４６がネジ軸４２と連結されたモータ７１を備えているので、通常状態でシリンダ室４３の容積の増加方向にピストン４４が移動するようにネジ軸４２を回転させて停止状態で維持させる動作を行うための構成を簡素化できる。

本実施形態の流体圧機器２５が通電状態で自動運転制御部１０により制御される車両の装置に装着されていると、その車両の装置が流体圧回路３１に放出される流体圧により操作可能であり、電動部４６が自動運転制御部１０とともに通電されていれば、通電状態では車両の装置が安全に動作するように自動運転制御部１０により制御される。一方、緊急時には、流体圧回路３１に流体圧が放出されるので、その流体圧を利用して操作することができ、例えば車両を自動で安全に停止するような最小限の操作を実行できる。

本実施形態の流体圧機器２５は車両に配設され、イグニッションスイッチ２４に連動して電動部４６を駆動し、手動運転モードと自動運転モードとを切り替え可能で自動運転モードへの切替に連動して電動部４６を駆動するので、何らの特別な操作を行うことなく、所定圧及び所定量の作動流体を流体圧回路３１に放出可能に準備できる。

自動運転制御部１０の制御により、付勢部４５の付勢力が所定値未満では自動走行の制御が実行されないように設定されているので、電力が供給されない事態が起こっても作動流体を用いた各種の装置を駆動可能である。

本実施形態の流体圧機器２５では、イグニッションスイッチ２４がＯＦＦで自動運転モードが解除された状態で、電動部４６の電力が切断されるので、不使用時に作動流体の圧力を開放して各部の耐久性を向上できるとともに、車両が確実に不使用状態となった後でのみ作動不能にするので安全性を向上できる。

上記実施形態は本発明の範囲内において適宜変更可能である。上記実施形態では、貯留部６０と連通して設けられて十分量の作動流体を流体圧回路３１に供給及び回収し易くするためのバッファ６１を設けているが、図７の変形例に示すように、バッファ６１を設けることなく構成し、また、検出部４８を設けることなくシリンダ４１を用いることも可能である。

上記実施形態では、貯留部６０側とシリンダ４１側との間に逆止弁６４を備えたバイパス路を設けて、切替バルブ６６によりシリンダ室４３からの作動流体を貯留部６０側と押圧シリンダ５１側とに択一的に導く構成としたが、図８に示すように、バイパス路を設けることなく切替バルブ６６を配置することもできる。

流体圧機器２５の各構成も同様に適宜変更可能である。上記実施形態では、ネジ軸４２をシリンダ４１内に軸方向に変位不能な状態で回転可能に配置し、このネジ軸４２にピストン４４を螺合することで軸方向に進退可能に配置し、モータ７１によりネジ軸４２を回転させてピストン４４だけを進退させる。この構成について、例えば図９及び図１０に示す流体圧機器２５のように、ネジ軸４２をシリンダ４１に回転可能且つ軸方向に進退可能に配置し、このネジ軸４２に螺合したボールスクリューナット４２ｃをギア７５を介してモータ７１で正逆方向に回転駆動することで、ネジ軸４２自体を進退させてもよい。その場合、ネジ軸４２の端部に回転自在にピストン４４を連結することで、ピストン４４を軸方向に進退させることができる。
シリンダ４１の一端部４１ａ側の中空部４７に収容した付勢部４５によりピストン４４を直接付勢することに代え、図９及び図１０に示す流体圧機器２５のように、シリンダ４１の外部に付勢部４５を配置し、付勢部４５によりネジ軸４２を軸方向に付勢し、このネジ軸４２を介して間接にピストン４４を付勢してもよく、上記実施形態と同様の作用効果が得られる。

上記実施形態では流体圧機器２５を備えた装置が車両である場合を例に説明したが、本発明は流体圧機器が装着されて通常状態で制御部によって制御される装置であれば、車両に限ることなく、工作機械、一般産業機械等の動作装置など各種の装置に適用することが可能である。
緊急時作動部２７として、押圧シリンダ５１及び押圧部材５３をブレーキアーム３４の車両後方側に配設した例を示したが、ブレーキアーム３４の車両前方側や車両側方側に流体圧で駆動する各種のアクチュエータを配置してブレーキアーム３４を進退駆動させることもできる。

１０ 自動運転制御部
１１ ブレーキ構造
１２ ダッシュパネル
１３ Ａピラー
１４ 運転席
１５ 車輪
１６ バッテリー
２１ 操作入力部
２２ ブレーキ本体部
２３ 動作補助部
２４ イグニッションスイッチ（メインスイッチ）
２５ 流体圧機器
２６ 緊急時駆動源
２７ 緊急時作動部
２８ 駆動源制御部
３１ 流体圧回路
３２ ブレーキペダル
３３ 支点
３４ ブレーキアーム
３５ ブースタ
３６ マスタシリンダ
３７ 動作部
４１ シリンダ
４１ａ 一端部
４１ｂ 他端部
４２ ネジ軸（ボールスクリュー）
４２ｃ ボールスクリューナット
４３ シリンダ室
４４ ピストン
４５ 付勢部
４６ 電動部
４７ 中空部
４８ 検知部
５１ 押圧シリンダ
５１ａ ロッド
５３ 押圧部材
６０ 貯留部
６１ バッファ
６２ 供給流路
６３ 作動圧流路
６４ 逆止弁
６５ 返送流路
６６ 切替バルブ
７１ モータ
７２ 回転軸
７３ タイミングプーリー
７４ タイミングベルト
７５ ギア

Claims (7)

1. シリンダと、
   前記シリンダ内に配置されて回転自在なネジ軸と、
   前記ネジ軸の回転により進退可能な状態で前記シリンダ内に配置されてシリンダ室を仕切るピストンと、
   前記シリンダ室の容積を減少する方向に前記ピストンを付勢する付勢部と、
   前記シリンダ室に対して作動流体を供給及び放出可能な流体圧回路と、
   通常状態では前記シリンダ室の容積の増加方向に前記ピストンが移動するように前記ネジ軸を回転させて停止状態で維持させ、緊急状態で前記ネジ軸を自由回転させる電動部と、を備え、
   前記緊急状態になると、前記付勢部の付勢力により前記ネジ軸を回転させつつ前記ピストンが前記シリンダ室の容積を減少する方向に移動し、前記シリンダ室から前記作動流体が放出されるようにした、流体圧機器。
2. 前記通常状態は前記電動部に通電された通電状態であり、前記緊急状態は前記電動部に通電されない非通電状態である、請求項１に記載の流体圧機器。
3. 前記流体圧回路は、前記作動流体を貯留する貯留部と、前記シリンダ室と、前記作動流体により作動する作動部と、に接続され、前記通常状態では前記貯留部と前記シリンダ室との間の流動を許容するとともに前記シリンダ室と前記作動部との間の流動を阻止し、前記緊急状態では前記貯留部と前記シリンダ室との間の流動を阻止して前記シリンダ室と前記作動部との間の流動を許容するように構成した、請求項１又は２に記載の流体圧機器。
4. 前記電動部は、前記ネジ軸と連結されたモータを備えている、請求項１乃至３の何れかに記載の流体圧機器。
5. 前記通常状態で制御部によって制御される装置に使用されて前記電動部が前記制御部とともに通電され、非通電状態になると前記ネジ軸を自由回転させて前記作動流体を前記流体圧回路に放出する、請求項４に記載の流体圧機器。
6. 請求項１乃至５の何れかに記載の流体圧機器を備えた動作装置であって、メインスイッチを備え、該メインスイッチに連動して前記電動部が駆動される動作装置。
7. 請求項１乃至５の何れかに記載の流体圧機器を備えた動作装置であって、
   手動モードと自動モードとを切り替え可能に構成され、前記自動モードへの切替に連動して前記電動部が駆動される動作装置。

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