WO2019131616A1 - 電動倍力装置 - Google Patents
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Abstract
小型化を達成できる電動倍力装置を提供する課題の下、本電動倍力装置(1)の減速機構(51)は、遊星歯車減速機構(142)及び平歯車減速機構(143)で構成され、電動モータの回転軸と遊星歯車減速機構(142)のキャリア(149)との間の減速比を、遊星歯車減速機構(142)のキャリア(149)とねじ軸部材との間の減速比よりも大きく設定する。その結果、各ねじ軸部材に一体的に設けられる第2ギヤ(154)の外径を最小限に設定することができる。これにより、電動倍力装置(1)の小型化を達成することができ、延いては、電動倍力装置(1)の搭載性が良好となる。
Description
本発明は、自動車等の車両のブレーキ装置に組み込まれ、電動機を利用して、マスタシリンダにブレーキ液圧を発生させる電動倍力装置に関するものである。
例えば、特許文献1に記載されている電動倍力装置は、電動モータの回転により回転直動変換機構を介して、マスタシリンダのピストンを移動させるように構成されている。
このような電動倍力装置にあっては、回転直動変換機構にボールねじ機構が採用されている。そこで、コスト削減及び軽量化のために、この回転直動変換機構に対して以下に説明する機構が提案されている。すなわち、回転直動変換機構が、マスタシリンダの中心軸線と異なる位置に回転軸線を有し、電動モータからの回転がそれぞれ伝達される2つのねじ軸部材と、各ねじ軸部材に係合して、各ねじ軸部材の回転により各ねじ軸部材の軸方向に沿って直動するナット部材と、から構成される。なお、電動モータの回転軸と、各ねじ軸部材とはベルト機構により連結されており、電動モータからの回転はベルト機構を介して各ねじ軸部材にそれぞれ伝達される。そして、電動モータからの回転により回転直動変換機構のナット部材が直動して、マスタシリンダのピストンを移動させている。
このような電動倍力装置にあっては、回転直動変換機構にボールねじ機構が採用されている。そこで、コスト削減及び軽量化のために、この回転直動変換機構に対して以下に説明する機構が提案されている。すなわち、回転直動変換機構が、マスタシリンダの中心軸線と異なる位置に回転軸線を有し、電動モータからの回転がそれぞれ伝達される2つのねじ軸部材と、各ねじ軸部材に係合して、各ねじ軸部材の回転により各ねじ軸部材の軸方向に沿って直動するナット部材と、から構成される。なお、電動モータの回転軸と、各ねじ軸部材とはベルト機構により連結されており、電動モータからの回転はベルト機構を介して各ねじ軸部材にそれぞれ伝達される。そして、電動モータからの回転により回転直動変換機構のナット部材が直動して、マスタシリンダのピストンを移動させている。
しかしながら、この提案の回転直動変換機構では、電動モータの回転軸と各ねじ軸部材との間のベルト機構においてその減速比を確保するためには、各ねじ軸部材に取り付けられる従動プーリの外径を大きく設定する必要があり、その結果、電動倍力装置全体が大型化する虞があり、搭載性が悪化する。
そして、本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、小型化を達成できる電動倍力装置を提供することを課題としてなされたものである。
上記課題を解決するために、本発明の電動倍力装置は、電動機の回転軸からの回転を少なくとも2本の回転軸部材に伝達する減速機構と、前記各回転軸部材それぞれに係合して、前記各回転軸部材の回転によって該回転軸部材の軸方向に沿って直動する直動部材と、該各直動部材に連結されて、該直動部材の直動に伴ってマスタシリンダのピストンを移動させる推力伝達部材と、を備えた電動倍力装置であって、
前記減速機構は、複数の伝達機構で構成され、前記電動機の回転軸と前記複数の伝達機構のうちの一の伝達機構の出力部材との間の減速比が、前記一の伝達機構の出力部材と前記回転軸部材との間の減速比よりも大きいことを特徴とする。
前記減速機構は、複数の伝達機構で構成され、前記電動機の回転軸と前記複数の伝達機構のうちの一の伝達機構の出力部材との間の減速比が、前記一の伝達機構の出力部材と前記回転軸部材との間の減速比よりも大きいことを特徴とする。
本発明によれば、電動倍力装置の小型化を達成することができる。
以下に、本実施形態に係る電動倍力装置1を図1~図5に基づいて詳しく説明する。図1に示すように、本実施形態に係る電動倍力装置1は、タンデム型のマスタシリンダ2を連結した構造を有している。以下の説明では、図3~図5において、図の右方を車両後方として、左方を車両前方として説明する。また、図において、図の上方を車両上方として、下方を車両下方として説明する。
まず、マスタシリンダ2を図3に基づいて詳細に説明する。
マスタシリンダ2は、その後端部が、本電動倍力装置1の、後述するフロントハウジング61の前壁部に設けた開口部61Aに挿通されて連結される。当該マスタシリンダ2の上部には、マスタシリンダ2にブレーキ液を供給するリザーバ3が取り付けられている。マスタシリンダ2には、有底のシリンダボア4が形成されている。このシリンダボア4の開口部側にプライマリピストン7が配置される。プライマリピストン7の前部は、マスタシリンダ2のシリンダボア4内に配置される。プライマリピストン7の後部は、シリンダボア4からフロントハウジング61の開口部61Aを経由してハウジング60内に延びている。
マスタシリンダ2は、その後端部が、本電動倍力装置1の、後述するフロントハウジング61の前壁部に設けた開口部61Aに挿通されて連結される。当該マスタシリンダ2の上部には、マスタシリンダ2にブレーキ液を供給するリザーバ3が取り付けられている。マスタシリンダ2には、有底のシリンダボア4が形成されている。このシリンダボア4の開口部側にプライマリピストン7が配置される。プライマリピストン7の前部は、マスタシリンダ2のシリンダボア4内に配置される。プライマリピストン7の後部は、シリンダボア4からフロントハウジング61の開口部61Aを経由してハウジング60内に延びている。
プライマリピストン7の前部及び後部は、それぞれカップ状に形成され、全体として断面H字状に形成される。プライマリピストン7の軸方向略中央に設けられた中間壁10の後面に球状凹部11が形成される。該球状凹部11に、後述する電動倍力装置1の出力ロッド116の押圧ロッド119の球状面123が当接される。シリンダボア4の底部側には、カップ状のセカンダリピストン8が配置されている。そして、マスタシリンダ2のシリンダボア4内には、プライマリピストン7とセカンダリピストン8との間にプライマリ室13が形成され、シリンダボア4の底部とセカンダリピストン8との間にセカンダリ室14が形成される。
マスタシリンダ2のプライマリ室13及びセカンダリ室14は、それぞれ、マスタシリンダ2の2個の液圧ポート16、16(図1参照)から2系統のアクチュエーション管路(図示略)を介して液圧制御ユニット(図示略)に連通されている。該液圧制御ユニットは、4系統のファンデーション管路(図示略)を介して各車輪のホイールシリンダ(図示略)にそれぞれ連通されている。そして、マスタシリンダ2、または、液圧制御ユニットによって発生されるブレーキ液の液圧を各車輪のホイールシリンダに供給して制動力を発生させている。
マスタシリンダ2には、プライマリ室13及びセカンダリ室14をそれぞれリザーバ3に接続するためのリザーバポート18、19が設けられている。シリンダボア4の内周面には、シリンダボア4内をプライマリ室13及びセカンダリ室14に区画するために、プライマリピストン7及びセカンダリピストン8に当接する環状のピストンシール20、21、22、23が軸方向に沿って所定間隔を置いて配置されている。ピストンシール20、21は、軸方向に沿って一方のリザーバポート18(後側)を挟んで配置されている。プライマリピストン7が図3に示す非制動位置にあるとき、プライマリ室13は、プライマリピストン7の側壁に設けられたピストンポート25を介してリザーバポート18に連通する。そして、プライマリピストン7が非制動位置から前進してピストンポート25が一方のピストンシール21(前側)に達したとき、プライマリ室13がピストンシール21によってリザーバポート18から遮断されて液圧が発生する。
同様に、残りの2つのピストンシール22、23は、軸方向に沿って他方のリザーバポート19(前側)を挟んで配置されている。セカンダリピストン8が図3に示す非制動位置にあるとき、セカンダリ室14は、セカンダリピストン8の側壁に設けられたピストンポート26を介してリザーバポート19に連通している。そして、セカンダリピストン8が非制動位置から前進してピストンポート26が一方のピストンシール23(前側)に達したとき、セカンダリ室14がピストンシール23によってリザーバポート19から遮断されて液圧が発生する。
プライマリピストン7とセカンダリピストン8との間には、圧縮コイルバネ28が介装されている。圧縮コイルバネ28により、プライマリピストン7とセカンダリピストン8とを互いに離間する方向に付勢する。圧縮コイルバネ28の内部には、一定範囲で伸縮自在の伸縮部材29が配置されている。該伸縮部材29は、プライマリピストン7の中間壁10に当接されるリテーナガイド30と、セカンダリピストン8に前端が当接され、該リテーナガイド30内を軸方向に移動可能なリテーナロッド31と、からなる。
シリンダボア4の底部とセカンダリピストン8との間には、圧縮コイルバネ33が介装されている。圧縮コイルバネ33により、シリンダボア4の底部とセカンダリピストン8とを互いに離間する方向に付勢する。圧縮コイルバネ33の内部にも、一定範囲で伸縮自在の伸縮部材34が配置されている。該伸縮部材34は、セカンダリピストン8に後端が当接されるリテーナガイド35と、シリンダボア4の底部に前端が当接され、該リテーナガイド35内を軸方向に移動可能なリテーナロッド36と、からなる。
次に、本実施形態に係る電動倍力装置1を図3~図5に基づいて、図1及び図2も適宜参照しながら詳細に説明する。本実施形態に係る電動倍力装置1は、図3及び図5に示すように、大略、電動モータ50、減速機構51、回転直動変換機構52、ストローク検出装置53、入力部材54及びコントローラ55を備えている。
本実施形態に係る電動倍力装置1は、図3及び図5に示すように、減速機構51、回転直動変換機構52、入力部材54及び後述するアシスト部材93等を収容するハウジング60を有する。該ハウジング60は、フロントハウジング61と、リアハウジング62と、ギヤハウジング65と、から構成される。フロントハウジング61の前壁部で左右方向略中央に、開口部61Aが形成される。当該開口部61Aにマスタシリンダ2の後端部が挿通されて、マスタシリンダ2がフロントハウジング61に連結される。フロントハウジング61内には、マスタシリンダ2の後端部を中心に左右方向両側に回転直動変換機構52が収容される。リアハウジング62は、マスタシリンダ2と同軸上を後方に向かって突設されて、入力部材54及びアシスト部材93を収容する筒状ハウジング66を一体的に備えている。ギヤハウジング65は、回転直動変換機構52の各ねじ軸部材160の後端部から減速機構51を含んで収容する。なお、リアハウジング62内には、後述する回転直動変換機構52の各ねじ軸部材160の多段軸部164を回転自在に支持する支持孔63Aを有するリアベアリング63が配置されている。
筒状ハウジング66の周りに取付プレート69が固定される。該取付プレート69には複数のスタッドボルト70が取り付けられている。そして、本電動倍力装置1は、入力ロッド74を、車両のエンジンルームと車室との隔壁であるダッシュパネル(図示略)から車室内に突出させた状態で、エンジンルーム内に配置されて、複数のスタッドボルト70を用いてダッシュパネルに固定される。
入力部材54は、リアハウジング62の筒状ハウジング66内を往復移動する。当該入力部材54は、入力ロッド74と入力プランジャ75とからなる。入力ロッド74の後端部にはクレビス77が接続される。入力ロッド74は、クレビス77を介してブレーキペダル78に連結される。これにより、ブレーキペダル78が操作されることで、入力ロッド74は、軸方向に沿って移動するようになる。入力ロッド74の前端部は、筒状ハウジング66内に配置される。入力ロッド74の前端に設けたボールジョイント部79が入力プランジャ75の後端部に連結される。当該入力プランジャ75は、マスタシリンダ2のプライマリピストン7及びセカンダリピストン8を前進させて、プライマリピストン7及びセカンダリピストン8からの反力の一部が伝達される。
入力プランジャ75は、全体として棒状に形成され、入力ロッド74と同心状に配置されている。入力プランジャ75は、主ロッド部82と、主ロッド部82から前方に一体的に延び、主ロッド部82より小径の小径ロッド部83と、該小径ロッド部83から前方に一体的に延び、小径ロッド部83より僅かに大径の押圧ロッド部84と、主ロッド部82から後方に一体的に延びる筒状かしめ部85と、を備えている。主ロッド部82の後端面で径方向中央部に、入力ロッド74のボールジョイント部79が連結される球状凹部87が形成される。主ロッド部82の外周面において、前方寄りに、環状に延びる環状溝部88が形成される。入力プランジャ75の筒状かしめ部85は、主ロッド部82の外径よりも大径に形成される。筒状かしめ部85の外周面には、カシメ用工具を挿入するための環状凹部90が形成される。筒状かしめ部85の内部は、主ロッド部82の後端面に設けた球状凹部87に連続する。
入力プランジャ75の径方向外方にアシスト部材93が配置される。アシスト部材93は、全体として円筒状に形成され、入力プランジャ75と同心状に配置される。アシスト部材93には、その前端部に径方向外方に向かって環状受け部94が突設される。アシスト部材93の後端面から環状受け部94に至る本体部は、リアハウジング62の筒状ハウジング66内に収容される。環状受け部94には、その外周面後端から、後方に向かって縮径されるテーパ状の受け面95が形成される。アシスト部材93の環状受け部94(受け面95)に推力伝達部材126が後方から当接される。該推力伝達部材126の構成は後述する。アシスト部材93の前端部、すなわち環状受け部94から前側の部位に、後述する出力ロッド116のカップ部118内にその外周面が当接するように配置される小径円筒部96が形成される。この小径円筒部96は、アシスト部材93の環状受け部94から後側の本体部よりも小径に形成される。
図1も参照して、アシスト部材93の、環状受け部94から後側の本体部の外周面には、一対の平面部97、97が形成されている。平面部97、97は、アシスト部材93の外周面における上下一対に形成される。アシスト部材93には、上側の平面部97に開口する溝部98が形成され、該溝部98はアシスト部材93内(第1及び第2開口部101、102)と連通している。該溝部98はアシスト部材93の後端面から軸方向に沿って所定距離形成されている。アシスト部材93は、その後端面から軸方向に沿って開口される第1開口部101と、該第1開口部101から前方に連続して軸方向に沿って開口され、第1開口部101より小径の第2開口部102と、小径円筒部96の内部であって、第2開口部102から前方に連続して軸方向に沿って前端面まで開口され、第2開口部102より小径の第3開口部103と、を備えている。これら第1~第3開口部101~103は同心状に形成される。
アシスト部材93には、第2開口部102の前方寄りに、第2開口部102の内径よりの大きい縦長のスリット106が径方向に沿って貫通している。このスリット106は、入力プランジャ75に設けた環状溝部88と軸方向の位置が略同じである。スリット106の幅長は、環状溝部88の幅長より大きく設定されている。そして、アシスト部材93のスリット106を通じて、入力プランジャ75の環状溝部88にストッパ108の一対の挟持部材109、109が係合される。これにより、入力プランジャ75は、各挟持部材109とアシスト部材93のスリット106との間の前後方向のクリアランス分だけ、アシスト部材93に対する前後方向への相対移動が許容される。アシスト部材93の第1開口部101内に入力プランジャ75の筒状かしめ部85が挿通される。アシスト部材93の第1開口部101から第2開口部102内に亘って、入力プランジャ75の主ロッド部82及び小径ロッド部83が挿通される。アシスト部材93の第3開口部103内に入力プランジャ75の押圧ロッド部84が挿通される。
アシスト部材93の上側の平面部97には、所定幅の案内凹部110が軸方向に沿って所定距離形成されている。この案内凹部110に、ストローク検出装置53の、複数の磁石部材112を保持した磁石ホルダ114が軸方向に沿って移動自在に支持されている。ストローク検出装置53は、ブレーキペダル78の操作量に基づく、入力部材54(入力ロッド74及び入力プランジャ75)の移動量を検出するものである。ストローク検出装置53は、複数の磁石部材112(本実施形態では、磁石部材112は3箇所配置される)と、ホールセンサユニット(図示略)と、を備えている。各磁石部材112は、磁石ホルダ114により保持される。上述したように、磁石ホルダ114は、上側の平面部97の案内凹部110に軸方向に沿って移動自在に支持される。磁石ホルダ114は、連結部材(図示略)を介して入力プランジャ75と連結されている。該連結部材は、アシスト部材93に設けた溝部98内を前後方向に移動自在に配置される。これにより、入力プランジャ75の移動に伴って、磁石ホルダ114、すなわち各磁石部材112が移動するようになる。
一方、図示は省略するが、ホールセンサユニットは、磁石ホルダ114に保持された各磁石部材112から発生する磁束密度により、入力部材54の移動量を表す信号を出力するものである。ホールセンサユニットは、各磁石部材112の移動経路、すなわち入力プランジャ74の上側の平面部97に設けた案内凹部110に近接した位置に配置されている。そして、軸方向に移動する各磁石部材112からの磁束密度の変化をホールセンサユニットにより検出することで、各磁石部材112を含む磁石ホルダ114の移動量、ひいては入力部材54の移動量を検出するようにしている。
アシスト部材93の前方には、出力ロッド116が配置される。具体的に、出力ロッド116は、前方に位置する円筒状部117と、該円筒状部117の後端から一体的に設けられ、円筒状部117よりも大径に形成されるカップ部118と、該円筒状部117内に固定される押圧ロッド119と、を備えている。アシスト部材93前端の小径円筒部96は、出力ロッド116のカップ部118内に径方向で互いに当接するように配置される。出力ロッド116のカップ部118内には、アシスト部材93の小径円筒部96の前端面に当接するように略円板状のリアクションディスク121が配置される。リアクションディスク121の外周面は、出力ロッド116のカップ部118の内周面に当接される。該リアクションディスク121は、ゴム等の弾性体で構成される。リアクションディスク121には、アシスト部材93の第3開口部103内に配置される入力プランジャ75の押圧ロッド部84の前端面が当接可能となる。押圧ロッド119の前端面は球状面123に形成される。そして、出力ロッド116の円筒状部117の前部、及び押圧ロッド119が、プライマリピストン7の中間壁10に向かって延びて、出力ロッド116の押圧ロッド119の前端面に設けた球状面123が、プライマリピストン7の中間壁10の後面に設けた球状凹部11に当接される。
図3及図5に示すように、アシスト部材93の環状受け部94の受け面95には、後方から推力伝達部材126が当接される。該推力伝達部材126は、環状受け部94の受け面95に当接する円筒状の伝達本体部128と、該伝達本体部128の外周部から一体的に延びる一対(180°ピッチ)のアーム状支持部129、129と、を備えている。伝達本体部128は、その内壁面前端に、アシスト部材93の環状受け部94(受け面95)に当接するように、前方に向かって拡径されるテーパ状の押圧面131が形成される。各アーム状支持部129、129は、その先端に貫通支持孔133、133がそれぞれ形成される。貫通支持孔133、133は、平面視略矩形状に形成される。この貫通支持孔133において、短手側の開口幅は、後述するナット部材161の六角筒部171における一対の壁面間の長さに略一致しており、アーム状支持部129の貫通支持孔133内にナット部材161の六角筒部171が相対回転不能に支持される。アシスト部材93の環状受け部94の前面と、フロントハウジング61の開口部61A周辺との間には圧縮コイルバネ135が配置されている。この圧縮コイルバネ135の付勢力により、アシスト部材93を後方に向かって付勢している。
図1も参照して、電動機である電動モータ50は、マスタシリンダ2の上方で、リザーバ3の後方に配置される。電動モータ50の回転軸140は後方に向かってリアハウジング62内に延びている。電動モータ50の回転軸140からの回転は、減速機構51を経由して、回転直動変換機構52の各ねじ軸部材160、160に伝達される。減速機構51は、複数の伝達機構、本実施形態では遊星歯車減速機構142及び平歯車減速機構143から構成される。電動モータ50の回転軸140に遊星歯車減速機構142が連結されている。遊星歯車減速機構142はリアハウジング62及びギヤハウジング65内に収容される。
図3及び図4に示すように、遊星歯車減速機構142は、電動モータ50の回転軸140に相対回転不能に支持されるサンギヤ146と、該サンギヤ146にそれぞれ噛み合い、該サンギヤ146の周方向に沿って複数配置されるプラネタリギヤ147と、各プラネタリギヤ147に内歯148Aが噛み合い、該各プラネタリギヤ147を囲むようにして相対回転不能に支持される円環状のインターナルギヤ148と、各プラネタリギヤ147に連結されて、サンギヤ146の軸線周りを回転するキャリア149と、を備えている。このキャリア149が出力部材に相当する。サンギヤ146は、外周面に形成される歯車部146Aと、歯車部146Aから同心状に後方に向かって延びる軸部146Bと、径方向中心に形成される孔部146Cと、を有している。サンギヤ146の孔部146Cに電動モータ50の回転軸140が固定される。
各プラネタリギヤ147は、その外周面に歯車部147Aを有し、その径方向中心にピン用孔部147Bが形成される。各プラネタリギヤ147は、その歯車部147Aがサンギヤ146の歯車部146B及びインターナルギヤ148の内歯148Aそれぞれに噛み合っている。インターナルギヤ148は、円環状に形成される。インターナルギヤ148は、リアハウジング62及びギヤハウジング65に回転不能に支持されている。インターナルギヤ148の内周面には、各プラネタリギヤ147の歯車部147Aに噛み合う内歯148Aが形成されている。キャリア149は、円板状のベース部149Aと、該ベース部149Aの前面の外周部に一体的に周方向に間隔を置いて突設される複数のピン部149Bと、ベース部149Aの後面の径方向中心から後方に一体的に延びる支持軸部149Cと、を備えている。ベース部149Aの前面で径方向中心には支持凹部149Dが形成される。この支持凹部149Dにサンギヤ146の軸部146Bが収容される。軸部146Bの外周面とベース部149Aの支持凹部149Dの内周面との間にはスリーブ151が配置される。キャリア149の各ピン部149Bが、各プラネタリギヤ147の各ピン用孔部147Bに回転自在にそれぞれ挿通される。キャリア149の支持軸部149Cには、第1ギヤ153が相対回転不能に支持されている。支持軸部149Cの後端は、ギヤハウジング65に回転自在に支持されている。
図5に示すように、遊星歯車減速機構142からの回転は、平歯車減速機構143を経由して回転直動変換機構52に伝達される。回転直動変換機構52は、遊星歯車減速機構142からの回転が分配されて共に回転する、2本の回転軸部材としてのねじ軸部材160、160と、各ねじ軸部材160、160それぞれに係合して、各ねじ軸部材160、160の回転に伴って該ねじ軸部材160、160の軸方向に沿って直動する直動部材としてのナット部材161、161と、を備えている。各ねじ軸部材160、160は、マスタシリンダ2の軸線とは異なった径方向外方にそれぞれ位置している。各ねじ軸部材160、160の軸線は、マスタシリンダ2の軸線と略平行である。各ねじ軸部材160の軸線は、電動モータ50の回転軸140と略平行であり、遊星歯車減速機構142のサンギヤ146及びキャリア149の回転軸線と略平行である。各ねじ軸部材160は、雄ねじ部163と、雄ねじ部163から後方に一体的に延び、雄ねじ部163より大径の多段軸部164と、該多段軸部164から後方に一体的に延びる第2ギヤ154と、を備えている。
各ねじ軸部材160の雄ねじ部163の前端は、マスタシリンダ2の後端部付近に位置して、雄ねじ部163の後端は、リアハウジング62の筒状ハウジング66の前端より若干後方に位置している。各ねじ軸部材160の多段軸部164が、リアハウジング62内のリアベアリング63の支持孔63A内に回転自在に支持されている。各ねじ軸部材160の前端には、前側ばね受け部166が取り付けられている。各ねじ軸部材160の前端部は、フロントハウジング61の前壁部に設けた凹部61Bに回転自在に支持されている。前側ばね受け部166は、フロントハウジング61の凹部61B周辺に配置される。各ねじ軸部材160には、ナット部材161が螺合されている。ナット部材161は、前端に位置する小径円筒部170と、該小径円筒部170から一体的に後方に延び、外周面が六角形に形成される六角筒部171と、六角筒部171から一体的に後方に延びる大径円筒部172と、から構成される。ナット部材161の小径円筒部170の外周面から、小径円筒部170と六角筒部171との間の段差部に亘って後側ばね受け部167が配置されている。各ねじ軸部材160の雄ねじ部163の周りであって、前側ばね受け部166と後側ばね受け部167との間に圧縮コイルバネ175が配置されている。この圧縮コイルバネ175により、ナット部材161を後方に向かって付勢している。
各ナット部材161の六角筒部171の一対の壁面が、推力伝達部材126の各アーム状支持部129の貫通支持孔133の短手側の対向面に当接するように、各ナット部材161が、推力伝達部材126の各アーム状支持部129の貫通支持孔133に挿通される。これにより、各ナット部材161は、推力伝達部材126の各アーム状支持部129の貫通支持孔133に対して相対回転不能に支持される。
図1に示すように、図3及び図5も参照して、平歯車減速機構143は、ギヤハウジング65内に収容され、遊星歯車減速機構142のキャリア149の支持軸部149Cに一体的に設けられる第1ギヤ153と、回転直動変換機構52の各ねじ軸部材160に一体的に設けられる第2ギヤ154と、これら第1ギヤ153と各第2ギヤ154、154との間に配置され、第1ギヤ153及び各第2ギヤ154、154に噛み合う各伝達ギヤ155、155と、から構成される。すなわち、第1ギヤ153には、2つの伝達ギヤ155、155が噛み合っており、各伝達ギヤ155、155は各第2ギヤ154、154にそれぞれ噛み合っている。第1ギヤ153の外径は、伝達ギヤ155の外径より小径である。第2ギヤ154の外径も、伝達ギヤ155の外径より小径である。第2ギヤ154の外径は、第1ギヤ153の外径よりも若干大径である。なお、第2ギヤ154の外径を、第1ギヤ153の外径よりも若干小径にしてもよい。
そこで、電動モータ50の回転軸140(サンギヤ146)と遊星歯車減速機構142のキャリア149との間の減速比は、該遊星歯車減速機構142のキャリア149(第1ギヤ153)と各ねじ軸部材160(第2ギヤ154)との間の減速比より大きくなるように設定される。言い換えれば、遊星歯車減速機構142による減速比が、平歯車減速機構143による減速比よりも大きくなるように設定される。そして、電動モータ50の回転軸140が回転すると、サンギヤ146の周りを各プラネタリギヤ147が回転すると共に、キャリア149がサンギヤ146の軸線周りを十分に減速され、増力されて回転する。続いて、キャリア149からの回転は、第1ギヤ153から各伝達ギヤ155、155及び第2ギヤ154、154を経て、各ねじ軸部材160、160に若干減速され、増力されて伝達される。続いて、各ねじ軸部材160が回転すると、各ねじ軸部材160に螺合しているナット部材161が、各ねじ軸部材160の軸方向に沿って直動する。その結果、各ナット部材161の大径円筒部172により推力伝達部材126が押圧されて前進することで、アシスト部材93が圧縮コイルバネ135の付勢力に抗して前進することができる。
コントローラ55は、ストローク検出装置53、回転角検出手段(図示略)及び電動モータ50に供給する電流値を検出する電流センサ(図示略)等の各種センサからの検出信号や、マスタシリンダ2のプライマリ室13及びセカンダリ室14の液圧を検出する液圧センサ(図示略)からの信号等を取得する。なお、液圧信号の取得に当たっては液圧センサから直接、または、CANを介して取得する。これら信号に基づき、電動モータ50の駆動を制御する。これにより、回転直動変換機構52によりアシスト部材93を推進させて、所望の倍力比をもって、マスタシリンダ2内のプライマリ室13及びセカンダリ室14にブレーキ液圧を発生させる。
次に、本実施形態に係る電動倍力装置1の作用を説明する。
図3に示すブレーキペダル78の非操作状態から、ブレーキペダル78が操作される、すなわち、ブレーキペダル78が踏み込まれると、入力ロッド74と共に入力プランジャ75が前進して、その入力プランジャ75の押圧ロッド部84がリアクションディスク121を押圧する。また、ブレーキペダル78の操作に伴って入力部材54(入力ロッド74及び入力プランジャ75)が前進すると、ストローク検出装置53により、入力部材54の移動量が検出されると共に、回転角検出手段により、電動モータ50の回転軸140の回転角度が検出されて、それぞれ検出結果等に基づいて、コントローラ55により電動モータ50の駆動が制御される。
図3に示すブレーキペダル78の非操作状態から、ブレーキペダル78が操作される、すなわち、ブレーキペダル78が踏み込まれると、入力ロッド74と共に入力プランジャ75が前進して、その入力プランジャ75の押圧ロッド部84がリアクションディスク121を押圧する。また、ブレーキペダル78の操作に伴って入力部材54(入力ロッド74及び入力プランジャ75)が前進すると、ストローク検出装置53により、入力部材54の移動量が検出されると共に、回転角検出手段により、電動モータ50の回転軸140の回転角度が検出されて、それぞれ検出結果等に基づいて、コントローラ55により電動モータ50の駆動が制御される。
電動モータ50の回転軸140からの回転は、遊星歯車減速機構142及び平歯車減速機構143を経て回転直動変換機構52の各ねじ軸部材160に伝達される。詳しく説明すると、電動モータ50の回転軸140(サンギヤ146)の回転に伴って、各プラネタリギヤ147が自身の軸線を中心に自転しながらサンギヤ146の軸線を中心に公転する遊星運動しつつ、キャリア149がサンギヤ146の軸線を中心に十分に減速、増力されて回転する。続いて、キャリア149からの回転は、第1ギヤ153から各伝達ギヤ155、155及び第2ギヤ154、154を経て、各ねじ軸部材160、160に若干減速され、増力されて伝達される。続いて、各ねじ軸部材160、160の回転に伴って、各ねじ軸部材160、160に螺合しているナット部材161、161が、各圧縮コイルバネ175、175の付勢力に抗して各ねじ軸部材160、160の軸方向に沿って前進する。すると、各ナット部材161の大径円筒部172により推力伝達部材126が押圧されて前進することで、アシスト部材93が圧縮コイルバネ135の付勢力に抗して前進する。このように、アシスト部材93が入力部材54(入力ロッド74及び入力プランジャ75)を追従するように、該入力部材54との相対変位を維持したまま前進して、リアクションディスク121を入力プランジャ75の押圧ロッド部84と共に押圧する。
この結果、ブレーキペダル78の操作に伴う入力部材54による推進力と、電動モータ50の回転に伴うアシスト部材93の推進力とが、リアクションディスク121を介して出力ロッド116に伝達されて、該出力ロッド116が前進することで、マスタシリンダ2のプライマリピストン7及びセカンダリピストン8が前進する。
そして、マスタシリンダ2のプライマリ室13及びセカンダリ室14に液圧がそれぞれ発生して、これらプライマリ室13及びセカンダリ室14で発生したブレーキ液圧が、液圧制御ユニットを介して各車輪のホイールシリンダに供給され、摩擦制動による制動力が発生する。マスタシリンダ2における液圧発生時には、プライマリ室13及びセカンダリ室14の液圧を、リアクションディスク121を介して入力プランジャ75の押圧ロッド部84によって受圧し、その液圧による反力が、入力部材54(入力ロッド74及び入力プランジャ75)を介してブレーキペダル78に伝達されるようになる。そして、アシスト部材93の小径円筒部96の前端面の受圧面積と、入力プランジャ75の押圧ロッド部84の前端面の受圧面積との比が、倍力比(ブレーキペダル78の操作入力に対する液圧出力の比)となって、所望の制動力を発生させることができる。
一方、ブレーキペダル78の操作を解除する、すなわちブレーキペダル78への踏み込みを解除すると、入力部材54が、マスタシリンダ2(プライマリ室13及びセカンダリ室14)からの液圧による反力によって後退する。続いて、ストローク検出装置53により、入力部材54の移動量が検出されると共に、回転角検出手段により、電動モータ50の回転軸140の回転角度が検出されて、それぞれ検出結果に基づいて、コントローラ55により電動モータ50の駆動(逆回転)が制御され、その逆回転が遊星歯車減速機構142及び平歯車減速機構143を経由して回転直動変換機構52の各ねじ軸部材160、160に伝達される。
続いて、これらねじ軸部材160、160の逆回転に伴って、各ねじ軸部材160、160に螺合しているナット部材161,161が、各圧縮コイルバネ175、175の付勢力も付加されつつ各ねじ軸部材160、160の軸方向に沿って後退する。これにより、アシスト部材93は、マスタシリンダ2(プライマリ室13及びセカンダリ室14)からの液圧による反力を含む圧縮コイルバネ135の付勢力によって各ナット部材161(推力伝達部材126を含む)と共に、入力部材54との相対変位を維持しながら後退して、初期位置に戻るようになる。これにより、マスタシリンダ2のプライマリピストン7及びセカンダリピストン8が後退して、マスタシリンダ2のプライマリ室13及びセカンダリ室14の液圧が減圧されて制動力が解除される。
以上説明した、本実施形態に係る電動倍力装置1では、電動モータ50の回転軸140からの回転を、回転直動変換機構52の2本のねじ軸部材160に伝達する減速機構51を備えており、該減速機構51は、複数の伝達機構、すなわち遊星歯車減速機構142及び平歯車減速機構143から構成されており、遊星歯車減速機構142による減速比は、平歯車減速機構143による減速比よりも大きく設定される。
すなわち、遊星歯車減速機構142は、電動モータ50の回転軸140に相対回転不能に支持されるサンギヤ146と、該サンギヤ146にそれぞれ噛み合い、該サンギヤ146の周方向に沿って複数配置されるプラネタリギヤ147と、各プラネタリギヤ147に内歯148Aが噛み合い、該各プラネタリギヤ147を囲むようにして相対回転不能に支持される円環状のインターナルギヤ148と、各プラネタリギヤ147に連結されて、サンギヤ146の軸線周りを回転するキャリア149と、を備えている。また、平歯車減速機構143は、キャリア149に一体的に設けた第1ギヤ153と、各ねじ軸部材160に一体的に設けた第2ギヤ154と、第1ギヤ153と各第2ギヤ154、154との間に配置される各伝達ギヤ155、155と、を備えている。そして、電動モータ50の回転軸140(サンギヤ146)と遊星歯車減速機構142のキャリア149(第1ギヤ153)との間の減速比が、キャリア149(第1ギヤ153)とねじ軸部材160(第2ギヤ154)との間の減速比よりも大きく設定される。
その結果、回転直動変換機構52の各ねじ軸部材160に一体的に設けられる第2ギヤ154の外径を最小限に設定することができ、結果として、各ねじ軸部材160、160間の距離を最小限にすることができる。これにより、電動倍力装置1の小型化を達成することができ、延いては、電動倍力装置1の搭載性が良好となる。また、本実施形態では、減速機構51として遊星歯車減速機構142を採用しているので、電動モータ50の回転軸140の回転軸線とキャリア149の回転軸線とを同軸上に配置することができ、全体的にコンパクトにすることができる。
なお、本実施形態に係る電動倍力装置1では、平歯車減速機構143における第2ギヤ154の外径を、第1ギヤ153の外径よりも若干大径に形成しており、第1ギヤ153の回転に伴う第2ギヤ154の回転が若干減速されるように構成されているが、遊星歯車減速機構142にて十分に減速できるのであれば、第2ギヤ154の外径を第1ギヤ153の外径よりも大径に形成して、第1ギヤ153の回転に伴う第2ギヤ154の回転を増速するように構成してもよい。
また、本実施形態に係る電動倍力装置1では、回転直動変換機構52のねじ軸部材160が2本採用されているが、ねじ軸部材160を3本以上採用してもよい。
以上説明した実施形態に基づく電動倍力装置1として、例えば、以下に述べる態様のものが考えられる。
第1の態様は、電動機50の回転軸140からの回転を少なくとも2本の回転軸部材160、160に伝達する減速機構51と、前記各回転軸部材160、160それぞれに係合して、前記各回転軸部材160、160の回転によって該回転軸部材160、160の軸方向に沿って直動する直動部材161、161と、該各直動部材161、161に連結されて、該直動部材161、161の直動に伴ってマスタシリンダ2のピストン7、8を移動させる推力伝達部材126と、を備えた電動倍力装置1であって、前記減速機構51は、複数の伝達機構142、143で構成され、前記電動機2の回転軸140と前記複数の伝達機構142、143のうちの一の伝達機構142の出力部材149との間の減速比が、前記一の伝達機構142の出力部材149と前記回転軸部材160との間の減速比よりも大きい。
第1の態様は、電動機50の回転軸140からの回転を少なくとも2本の回転軸部材160、160に伝達する減速機構51と、前記各回転軸部材160、160それぞれに係合して、前記各回転軸部材160、160の回転によって該回転軸部材160、160の軸方向に沿って直動する直動部材161、161と、該各直動部材161、161に連結されて、該直動部材161、161の直動に伴ってマスタシリンダ2のピストン7、8を移動させる推力伝達部材126と、を備えた電動倍力装置1であって、前記減速機構51は、複数の伝達機構142、143で構成され、前記電動機2の回転軸140と前記複数の伝達機構142、143のうちの一の伝達機構142の出力部材149との間の減速比が、前記一の伝達機構142の出力部材149と前記回転軸部材160との間の減速比よりも大きい。
第2の態様は、第1の態様において、前記一の伝達機構は、遊星歯車減速機構142である。
第3の態様は、第2の態様において、前記遊星歯車減速機構142は、前記電動機50の回転軸140に相対回転不能に支持されるサンギヤ146と、該サンギヤ146にそれぞれ噛み合い、該サンギヤ146の周方向に沿って複数配置されるプラネタリギヤ147と、各プラネタリギヤ147に内歯148Aが噛み合い、該各プラネタリギヤ147を囲むようにして相対回転不能に支持される円環状のインターナルギヤ148と、を有し、前記出力部材149は、前記各プラネタリギヤ147に連結されて、前記サンギヤ146の軸線周りを回転する構成である。
第4の態様は、第3の態様において、前記減速機構51は、前記遊星歯車減速機構142の出力部材149からの回転が伝達される平歯車減速機構143を備え、該平歯車減速機構143は、前記出力部材149に一体的に設けた第1ギヤ153と、前記回転軸部材160に一体的に設けた第2ギヤ154と、前記第1ギヤ153と前記第2ギヤ154との間に配置され、両者に噛み合う伝達ギヤ155と、を備え、前記遊星歯車減速機構142による減速比は、前記平歯車減速機構143による減速比よりも大きい。
1 電動倍力装置,2 マスタシリンダ,7 プライマリピストン,8 セカンダリピストン,50 電動モータ(電動機),51 減速機構,52 回転直動変換機構,126 推力伝達部材,140 回転軸,142 遊星歯車減速機構(一の伝達機構),143 平歯車減速機構(伝達機構),146 サンギヤ,147 プラネタリギヤ,148 インターナルギヤ,148A 内歯,149 キャリア(出力部材),153 第1ギヤ,154 第2ギヤ,155 伝達ギヤ,160 ねじ軸部材(回転軸部材),161 ナット部材(直動部材)
Claims (4)
- 電動機の回転軸からの回転を少なくとも2本の回転軸部材に伝達する減速機構と、
前記各回転軸部材それぞれに係合して、前記各回転軸部材の回転によって該回転軸部材の軸方向に沿って直動する直動部材と、
該各直動部材に連結されて、該直動部材の直動に伴ってマスタシリンダのピストンを移動させる推力伝達部材と、
を備えた電動倍力装置であって、
前記減速機構は、複数の伝達機構で構成され、
前記電動機の回転軸と前記複数の伝達機構のうちの一の伝達機構の出力部材との間の減速比が、前記一の伝達機構の出力部材と前記回転軸部材との間の減速比よりも大きいことを特徴とする電動倍力装置。 - 前記一の伝達機構は、遊星歯車減速機構であることを特徴とする請求項1に記載の電動倍力装置。
- 前記遊星歯車減速機構は、
前記電動機の回転軸に相対回転不能に支持されるサンギヤと、
該サンギヤにそれぞれ噛み合い、該サンギヤの周方向に沿って複数配置されるプラネタリギヤと、
各プラネタリギヤに内歯が噛み合い、該各プラネタリギヤを囲むようにして相対回転不能に支持される円環状のインターナルギヤと、を有し、
前記出力部材は、前記各プラネタリギヤに連結されて、前記サンギヤの軸線周りを回転する構成であることを特徴とする請求項2に記載の電動倍力装置。 - 前記減速機構は、前記遊星歯車減速機構の出力部材からの回転が伝達される平歯車減速機構を備え、
該平歯車減速機構は、
前記出力部材に一体的に設けた第1ギヤと、
前記回転軸部材に一体的に設けた第2ギヤと、
前記第1ギヤと前記第2ギヤとの間に配置され、両者に噛み合う伝達ギヤと、
を備え、
前記遊星歯車減速機構による減速比は、前記平歯車減速機構による減速比よりも大きいことを特徴とする請求項3に記載の電動倍力装置。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
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ENP | Entry into the national phase |
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NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 18895454 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |