(57)【要約】【課題】回生協調制御中に、マスタシリンダ内の液圧変動に伴うブレーキペダルの踏力変動やペダル振動を効果的に抑える。【解決手段】電動倍力装置１０は、回生協調時に、ブレーキ液圧を増減させる方向へ移動するブースタピストン２１に連動して、入力ピストン２２へ付勢力を付与することによってブレーキ液圧の増減に対する入力ピストン２２への反力の増減を補償する付勢機構１０１を備える。付勢機構１０１は、少なくとも、入力ピストン２２への反力を増加させる方向に入力ピストン２２を付勢する第１バネ１１１と、第１バネ１１１とは反対の方向に入力ピストン２２を付勢する第２バネ１１２および第３バネ１１３とを備える。第２バネ１１２と第３バネ１１３とは直列に配置される。第１バネ１１１と、第２バネ１１２および第３バネ１１３とは並列に配置される。第２バネ１１２は、第２バネ１１２および第３バネ１１３を収縮させる際の途中で、ストッパ１１４によりその収縮が制限される。【選択図】図６
2014046758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキペダルの操作により移動する軸部材と、
前記軸部材に対して移動するブースタピストンと、
前記ブースタピストンを移動させる電動アクチュエータとを備え、
前記ブレーキペダルから前記軸部材に付与される入力推力と前記電動アクチュエータから前記ブースタピストンに付与されるブースタ推力とにより、マスタシリンダ内にブレーキ液圧を発生させる電動倍力装置において、
前記ブレーキ液圧を増減させる方向へ移動する前記ブースタピストンに連動して、前記軸部材へ付勢力を付与することによって前記ブレーキ液圧の増減に対する前記軸部材への反力の増減を補償する付勢機構を備え、
前記付勢機構は、少なくとも、前記軸部材への反力を増加させる方向に前記軸部材を付勢する第１の弾性体と、前記第１の弾性体とは反対の方向に前記軸部材を付勢する第２の弾性体および第３の弾性体とを備え、
前記第２の弾性体と第３の弾性体とは直列に配置され、前記第１の弾性体と、前記第２および第３の弾性体とは並列に配置され、
前記第２の弾性体は、前記第２および第３の弾性体を収縮させる際の途中で収縮が制限されることを特徴とする電動倍力装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動倍力装置において、
前記付勢機構は、
前記ブレーキ液圧を減少させる方向へ前記ブースタピストンが移動する際、
前記ブースタピストンの前記軸部材に対する移動量が第１の所定量未満では、前記ブースタピストンの移動量に応じて、前記第１および第３の弾性体による付勢力を変動させ、かつ、前記第２の弾性体による付勢力を一定とし、
前記ブースタピストンの前記軸部材に対する移動量が第１の所定量以上、かつ、第２の所定量未満では、前記ブースタピストンの移動量に応じて、前記第１乃至第３の弾性体による付勢力を変動させ、
前記ブースタピストンの前記軸部材に対する移動量が第２の所定量以上では、前記ブースタピストンの移動量に応じて、前記第１の弾性体による付勢力を変動させ、かつ、前記第２および第３の弾性体による付勢力を０とするように構成されていることを特徴とする電動倍力装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電動倍力装置において、
前記付勢機構は、前記第２の弾性体の最小長さを、前記ブレーキペダルの非操作時において所定長さに制限する規制部材を備え、
前記第２の弾性体と前記第３の弾性体とは、前記規制部材を介して直列に配置されていることを特徴とする電動倍力装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電動倍力装置において、
前記規制部材は、前記第２および第３の弾性体の径方向への移動を規制することを特徴とする電動倍力装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載の電動倍力装置において、
前記ブレーキペダルの操作により移動する前記軸部材の移動量に応じて、前記電動アクチュエータを駆動して前記ブースタピストンを移動させる制御装置を備え、
前記制御装置は、前記軸部材の移動量に応じて前記ブースタピストンを移動させる際に、前記ブレーキペダルの非操作時からの前記軸部材の移動量が大きいときほど、前記ブレーキペダルの非操作時からの前記ブースタピストンの移動量を大きくするように前記電動アクチュエータを駆動することを特徴とする電動倍力装置。
【請求項６】
ブレーキペダルの操作により移動する軸部材と、
前記軸部材に対して移動するブースタピストンと、
前記ブースタピストンを移動させる電動アクチュエータと、を備え、
前記ブレーキペダルから前記軸部材に付与される入力推力と前記電動アクチュエータから前記ブースタピストンに付与されるブースタ推力とにより、マスタシリンダ内にブレーキ液圧を発生させ、発生したブレーキ液圧に応じた反力が前記軸部材と前記ブースタピストンとに伝達される電動倍力装置において、
前記ブレーキ液圧を増減させる方向へ移動する前記ブースタピストンに連動して、前記軸部材へ付勢力を付与することによって前記ブレーキ液圧の増減に対する前記軸部材への反力の増減を補償する付勢機構を備え、
前記付勢機構は、少なくとも、前記軸部材への反力を増加させる方向と減少させる方向とのそれぞれに、前記ブースタピストンに対して前記軸部材を付勢する一対の弾性体を備え、
前記軸部材への反力を減少させる方向へ前記軸部材を付勢する弾性体には、該弾性体を収縮させる際の途中で、その収縮を制限する規制部材が備えられていることを特徴とする電動倍力装置。
【請求項７】
請求項６に記載の電動倍力装置において、
前記付勢機構は、少なくとも、前記軸部材への反力を増加させる方向に前記軸部材を付勢する第１の弾性体と、前記第１の弾性体とは反対の方向に前記軸部材を付勢する第２の弾性体および第３の弾性体と、を備え、
前記第２の弾性体と第３の弾性体とは直列に配置され、前記第１の弾性体と、前記第２および第３の弾性体とは並列に配置され、
前記規制部材は、前記第２の弾性体の最小長さを、前記ブレーキペダルの非操作時において所定長さに制限し、前記第２の弾性体と前記第３の弾性体とを直列に配置するように設けられていることを特徴とする電動倍力装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電動倍力装置において、
前記第１、第２、第３の弾性体は、前記ブレーキペダルの非操作時において、所定の付勢力を有した状態で、前記ブースタピストンに対する前記軸部材の位置を所定位置とすることを特徴とする電動倍力装置。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれか１項に記載の電動倍力装置において、
前記ブレーキペダルの操作により移動する前記軸部材の移動量に応じて、前記電動アクチュエータを駆動して前記ブースタピストンを移動させる制御装置を備え、
前記制御装置は、前記軸部材の移動量に応じて前記ブースタピストンを移動させる際に、前記ブレーキペダルの非操作時からの前記軸部材の移動量が大きいときほど、前記ブレーキペダルの非操作時からの前記ブースタピストンの移動量を大きくするように前記電動アクチュエータを駆動することを特徴とする電動倍力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のブレーキ機構に用いられる倍力装置に係り、より詳しくは電動アクチュエータを倍力源として利用する電動倍力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電動倍力装置としては、特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載の電動倍力装置は、ブレーキペダルの操作により移動する入力部材と、電動アクチュエータにより移動される出力部材と、入力部材と出力部材とをブレーキ非作動時に中立位置に保持する一対のバネとを備えている。このような電動倍力装置においては、入力部材と出力部材とを相対変位させてマスタシリンダ内に発生するブレーキ液圧を調整することで、ブレーキアシスト動作や回生協調動作が行われる。
【０００３】
エンジンおよび電動モータを備えたいわゆるハイブリッド型の電気自動車等においては、減速時および制動時等に車輪の回転によって発電機（電動モータ）を駆動する回生ブレーキにより、運動エネルギーを電力として回収する。回生協調制御では、運転者によるブレーキ操作量に対して、回生ブレーキによる制動分を差引いてブレーキ装置が発生する制動力を調整し、回生ブレーキによる制動力とブレーキ装置による制動力との合計で所望の制動力が得られるように電動倍力装置が制御され、いわゆる、回生協調制御が行われるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−５６９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の電動倍力装置は、入力部材と出力部材とが相対変位を起こす過程で、一対のバネのうちの一方が自由長に到達するように構成され、ペダルフィーリングの向上を図っている。上記特許文献１に記載の電動倍力装置では、入力部材と出力部材との相対変位量に応じて、バネ定数を２段階に変化させることができる。
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の電動倍力装置では、入力部材と出力部材との相対変位量に対する合成バネの反力特性の変曲点が１つのみであったため、ペダルフィーリングを一層向上させるために改善の余地があった。
【０００７】
本発明では、良好なペダルフィーリングを確保できる電動倍力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、ブレーキペダルの操作により移動する軸部材と、軸部材に対して移動するブースタピストンと、ブースタピストンを移動させる電動アクチュエータとを備え、ブレーキペダルから軸部材に付与される入力推力と電動アクチュエータからブースタピストンに付与されるブースタ推力とにより、マスタシリンダ内にブレーキ液圧を発生させる電動倍力装置において、ブレーキ液圧を増減させる方向へ移動するブースタピストンに連動して、軸部材へ付勢力を付与することによってブレーキ液圧の増減に対する軸部材への反力の増減を補償する付勢機構を備え、付勢機構は、少なくとも、軸部材への反力を増加させる方向に軸部材を付勢する第１の弾性体と、第１の弾性体とは反対の方向に軸部材を付勢する第２の弾性体および第３の弾性体とを備え、第２の弾性体と第３の弾性体とは直列に配置され、第１の弾性体と、第２および第３の弾性体とは並列に配置され、第２の弾性体は、第２および第３の弾性体を収縮させる際の途中で収縮が制限されることを特徴とする電動倍力装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、良好なペダルフィーリングを確保できる電動倍力装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る電動倍力装置の全体構造を示す斜視図。
【図２】本発明の実施の形態に係る電動倍力装置の全体構造を示す断面図。
【図３】図２のＡ部拡大図。
【図４】図３のＢ部拡大図。
【図５】ストッパの外観斜視図。
【図６】（ａ）はブレーキペダル非操作時の電動倍力装置の概念図、（ｂ）はブレーキペダル操作時の電動倍力装置の概念図。
【図７】回生協調動作中の電動倍力装置の概念図。
【図８】ブレーキ液圧とピストン移動量の関係を示す概念図。
【図９】回生協調時のボールねじ戻し量と入力ピストンに作用する力を示す概念図。
【図１０】回生協調時のボールねじ戻し量と入力ピストンに作用する力を示す概念図。
【図１１】本発明の第１の変形例に係る電動倍力装置における回生協調時のボールネジ戻し量と入力ピストンに作用する力の関係を示す概念図。
【図１２】本発明の第１の変形例に係る電動倍力装置における回生協調時のボールネジ戻し量と入力ピストンに作用する力の関係を示す概念図。
【図１３】本発明の第１の変形例に係る電動倍力装置における回生協調時のボールネジ戻し量と入力ピストンに作用する力の関係を示す概念図。
【図１４】本発明の第２の変形例に係る電動倍力装置の概念図。
【図１５】本発明の第３の変形例に係る電動倍力装置の概念図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明による電動倍力装置の実施形態について図面を参照して説明する。
図１および図２は、本発明の実施の形態に係る電動倍力装置の全体構造を示す斜視図および断面図である。図３は、図２のＡ部拡大図である。図３では、便宜上、前部ケーシング１５や電動モータ３１、軸受３４ａ，３４ｂやナット３５、ボール３６等の図示を省略している。図１に示すように、電動倍力装置１０は、ケーシング１１と、電動アクチュエータ３０と、タンデム型のマスタシリンダ１と、コントローラ５０とを備えている。
【００１２】
図２に示すように、電動倍力装置１０のケーシング１１は、エンジンルームＲ１と車室Ｒ２とを仕切る車室壁Ｗに後端部が固定され、ケーシング１１の先端部にはタンデム型のマスタシリンダ１が固結されている。なお、以下では、説明の便宜上、エンジンルームＲ１側を前側、車室Ｒ２側を後側とそれぞれ呼ぶ。
【００１３】
ケーシング１１は、筒状の前部ケーシング１５と、筒状の後部ケーシング１２とを備えている。前部ケーシング１５の前側の開口部には、円筒状の筒状部材１３が装着されている。後部ケーシング１２は、図示しないボルト等を用いて、車室壁Ｗに固定されている。後部ケーシング１２には、一体的に筒状ガイド部１２ａが設けられ、筒状ガイド部１２ａの円筒部１２ｂが車室壁Ｗの開口に挿通され、車室Ｒ２内へ延ばされている。
【００１４】
ケーシング１１には、マスタシリンダ１のプライマリピストンとして共用されるピストン組立体２０が配設されている。コントローラ５０は、電動倍力装置１０を制御する制御装置であって、図１に示すように、前部ケーシング１５の上部に設けられている。マスタシリンダ１は、筒状部材１３の前端面から後側に窪んだ凹部１３ａに嵌合固定されている。
【００１５】
図２に示すように、タンデム型のマスタシリンダ１は、有底のシリンダ本体２とリザーバ１６とを備えている。シリンダ本体２内の底側には、プライマリピストンとしてのピストン組立体２０と対をなすセカンダリピストン３が摺動可能に配設されている。シリンダ本体２内には、ピストン組立体２０とセカンダリピストン３とにより２つの圧力室４，５が画成されている。ピストン組立体２０およびセカンダリピストン３が前進すると、各圧力室４，５内に封じ込められているブレーキ液が、吐出ポート（不図示）から各車輪に対応して設けられたブレーキ装置のホイールシリンダ（不図示）へ圧送される。
【００１６】
各圧力室４，５内には、プライマリピストンとしてのピストン組立体２０とセカンダリピストン３とをそれぞれ後退方向へ付勢する戻しバネ６，７が配設されている。シリンダ本体２には、各圧力室４，５内とリザーバ１６とを連通するリリーフポート（不図示）が形成され、各圧力室４，５にはリザーバ１６から必要なブレーキ液が補給される。
【００１７】
ピストン組立体２０は、図３に示すように、円筒状の円筒状部材２１ａと円筒状部材２１ａ内に配設される円筒状のスリーブ２１ｂとから構成されるブースタピストン２１と、ブースタピストン２１内に配設された中実の軸部材である入力ピストン２２とを有している。ブースタピストン２１と入力ピストン２２とは、軸方向に相対的に移動可能に配設されている。図２に示すように、入力ピストン２２の後側端部には、ブレーキペダルＢ（図７参照）と連動する入力ロッド２３が軸方向に延在する継手２４を介して連結されている。このため、ブレーキペダルＢを操作すると、入力ピストン２２がブースタピストン２１内を進退移動する。
【００１８】
図３に示すように、ブースタピストン２１は、筒状部材１３の凹部１３ａの底部に設けられた貫通孔に摺動可能に挿通されており、ブースタピストン２１の前端部は、マスタシリンダ１内の圧力室（プライマリ室）４に挿入されている。円筒状部材２１ａの内側には、円筒状部材２１ａと一体的に移動する筒状のスリーブ２１ｂが配設されている。入力ピストン２２は、スリーブ２１ｂ内に摺動可能に挿通されており、入力ピストン２２の前端部は、圧力室４に挿入されている。
【００１９】
ブースタピストン２１と入力ピストン２２との間は、スリーブ２１ｂに嵌着されたシール部材２６ａ，２６ｂによりシールされている。ブースタピストン２１とマスタシリンダ１のシリンダ本体２との間は、シール部材２７によりシールされている。これにより、圧力室４からマスタシリンダ１外へのブレーキ液の漏出が防止されている。
【００２０】
図２に示すように、電動アクチュエータ３０は、コントローラ５０（図１参照）によって制御され、ブースタピストン２１に推力を付与し、ブースタピストン２１を軸方向に移動させる。電動アクチュエータ３０は、前部ケーシング１５に固定された電動モータ３１、ならびに、ケーシング１１内に配設されたボールねじ機構３２および回転伝達機構３３とを備えている。
【００２１】
ボールねじ機構３２は、ねじ軸（直動部材）３７、ナット（回転部材）３５およびボール３６を有する回転−直動変換機構である。ボールねじ機構３２は、ケーシング１１の内部において、入力ピストン２２を囲むように配設されている。ナット３５は、アンギュラコンタクト軸受で構成される軸受３４ａ，３４ｂを介して、回動自在とされている。なお、ナット３５は、前部ケーシング１５内に固定される挟持板１４と、後部ケーシング１２の筒状ガイド部１２ａに設けられた挟持部１２ｃとによって挟持され、軸方向への移動が規制されている。
【００２２】
ねじ軸３７は、ナット３５にボール３６を介して噛合わされた中空形状の直動部材であって、ケーシング１１内に回動不能に配設されている。ねじ軸３７は、軸方向への相対移動は可能にとされており、ナット３５の回転に応じてねじ軸３７が直動する。
【００２３】
回転伝達機構３３は、電動モータ３１の回転を減速してボールねじ機構３２のナット３５に伝達する機構である。回転伝達機構３３は、電動モータ３１の出力軸３１ａに取付けられた第１のプーリ３８と、ナット３５に回動不能に嵌合された第２のプーリ３９と、第１のプーリ３８および第２のプーリ３９間に掛け回された不図示のベルト（タイミングベルト）とを備えている。
【００２４】
第２のプーリ３９は第１のプーリ３８に比べて大径となっている。このため、電動モータ３１の回転は減速してボールねじ機構３２のナット３５に伝達される。なお、回転伝達機構３３は、上記したプーリ、ベルトに限らず、減速歯車機構等であってもよい。
【００２５】
ボールねじ機構３２を構成する中空のねじ軸３７の先端部には、ねじ軸３７の直線運動をブースタピストン２１に伝達するカップ状の伝達部材４１が配設されており、伝達部材４１はねじ軸３７と一体的に移動するようになっている。図３に示すように、伝達部材４１には、凹部の底から後側に突出する円筒形状のガイド部４１ａが設けられている。ガイド部４１ａの内周側には入力ピストン２２が移動可能に配設されている。
【００２６】
伝達部材４１には、ブースタピストン２１の後端面と当接する蓋体４２が装着されている。ねじ軸３７が前進すると、ねじ軸３７の直線運動が伝達部材４１および蓋体４２を介してブースタピストン２１に伝わり、ブースタピストン２１も前進する。筒状部材１３と伝達部材４１との間には、戻しバネ４４が配設されている。戻しバネ４４は、一端が筒状部材１３の凹部１３ａの外周部に嵌合され、他端が伝達部材４１に当接している。ねじ軸３７は、ブレーキ非作動時にはこの戻しバネ４４により図示の原位置に位置決めされる。
【００２７】
ねじ軸３７の軸方向中央には、内周面から軸中心側に向かって突出する環状の環状当接板３７ａが設けられている。環状当接板３７ａの前面には、後述の付勢機構１０１の一端が当接される。環状当接板３７ａの円形の開口部には、断面円形状の継手２４が挿通されている。
【００２８】
電動倍力装置１０は、入力ピストン２２とブースタピストン２１との相対変位に応じて、ブレーキ液圧の増減に対する入力ピストン２２への反力の増減を補償する付勢機構１０１を備えている。付勢機構１０１は、たとえば、回生協調制御が行われる場合に、マスタシリンダ１内のブレーキ液圧を減少させる方向、すなわち後方へ移動するブースタピストン２１に連動して、入力ピストン２２へ付勢力を付与することによってブレーキ液圧の減少分を補償するようになっている。付勢機構１０１は、入力ピストン２２への反力を増加させる方向と減少させる方向とのそれぞれに、ブースタピストン２１に対して入力ピストン２２を付勢する一対の弾性体と、ストッパ１１４とを備えている。
【００２９】
第１バネ１１１は、一対の弾性体のうち、入力ピストン２２への反力を増加させる方向、すなわち後方に入力ピストン２２を付勢する弾性体を構成している。第２バネ１１２および第３バネ１１３は、一対の弾性体のうち、入力ピストン２２への反力を減少させる方向、すなわち第１バネ１１１とは反対の方向である前方に入力ピストン２２を付勢する弾性体を構成している。なお、第１バネ１１１、第２バネ１１２および第３バネ１１３は、ブレーキペダルＢの非作動時において、所定の付勢力を有した状態で、ブースタピストン２１に対する入力ピストン２２の位置を所定位置に保持する。
【００３０】
第１バネ１１１、第２バネ１１２および第３バネ１１３は、それぞれ線形バネである。ストッパ１１４は、第２バネ１１２の最大圧縮量を規制するとともに、第２バネ１１２および第３バネ１１３の径方向の移動を規制するものである。以下、付勢機構１０１の構成について図４および図５を参照して詳細に説明する。図４は図３のＢ部拡大図であり、図５はストッパ１１４の外観斜視図である。
【００３１】
図４に示すように、入力ピストン２２の後端部には、周方向外方に突出したフランジ２２ｂが設けられている。第１バネ１１１は、入力ピストン２２のフランジ２２ｂと、ブースタピストン２１のスリーブ２１ｂとの間に配置されている。入力ピストン２２のフランジ２２ｂ近傍には、第１バネ１１１の内径よりも僅かに大きい外径を有する拡径部２２ｅが設けられている。第１バネ１１１は、前端がブースタピストン２１のスリーブ２１ｂの後端面に環状部材２８を介して係合し、後端が入力ピストン２２の拡径部２２ｅに嵌合されている。
【００３２】
第２バネ１１２および第３バネ１１３、ストッパ１１４は、入力ピストン２２の後端面と、ねじ軸３７の環状当接板３７ａとの間に配設されている。ストッパ１１４は、第２バネ１１２と第３バネ１１３とを直列に配置するように設けられているものであり、第２バネ１１２と第３バネ１１３とに挟まれるように配置されている。ストッパ１１４は、図４および図５に示すように、円筒状の筒部１１４ａと、筒部１１４ａの内周面から内側に突出する係合板１１４ｂとを有している。係合板１１４ｂには継手２４が挿通される円形の孔１１４ｃが形成され、係合板１１４ｂは円環状を呈している。
【００３３】
図４に示すように、第２バネ１１２は、係合板１１４ｂの前側の面と、入力ピストン２２のフランジ２２ｂの後側の面との間に配設されている。第３バネ１１３は、係合板１１４ｂの後側の面と、ねじ軸３７の環状当接板３７ａの前側の面との間に配設されている。
【００３４】
入力ピストン２２の後端部には、フランジ２２ｂから後方に突出する円柱状の凸部２２ｄが設けられている。円柱状の凸部２２ｄの外径は、第２バネ１１２の内径よりも僅かに大きい外径を有している。ストッパ１１４の係合板１１４ｂ近傍における係合板１１４ｂの前方側の内周面は、第２バネ１１２の外径よりも僅かに小さい径とされている。ストッパ１１４の係合板１１４ｂ近傍における係合板１１４ｂの後方側の内周面は、第３バネ１１３の外径よりも僅かに小さい径とされている。
【００３５】
第２バネ１１２は、前端が入力ピストン２２の凸部２２ｄに嵌合固定され、後端がストッパ１１４の筒部１１４ａの内周面に嵌合固定されている。これにより、第２バネ１１２は、径方向の移動が規制されている。
【００３６】
第３バネ１１３は、前端が筒部１１４ａの内周面に嵌合固定され、後端がねじ軸３７の環状当接板３７ａに当接されている。第３バネ１１３の前端部がストッパ１１４に固定されているため、後述するように、第３バネ１１３が自由長になったときでも、第３バネ１１３の径方向の移動が規制されている。
【００３７】
なお、係合板１１４ｂに設けられた孔１１４ｃと、継手２４との隙間は、小さく設定してあるのでストッパ１１４の半径方向の動きは規制されている。
【００３８】
本実施の形態では、第２バネ１１２と第３バネ１１３とがストッパ１１４を介して直列に配置され、第１バネ１１１と、第２バネ１１２および第３バネ１１３とが入力ピストン２２のフランジ２２ｂを介して並列に配置されている。
【００３９】
筒部１１４ａのうち係合板１１４ｂよりも前側に延在する部分は、第２バネ１１２の最小長さを所定長さＸｓに制限するスペーサ部１１４ｆである。図４に示すように、スペーサ部１１４ｆの前端が入力ピストン２２のフランジ２２ｂに当接することで、第２バネ１１２が所定の圧縮量（最大圧縮量）で圧縮された状態で保持される。
【００４０】
図４に示すブレーキペダルＢが操作されていない状態では、第２バネ１１２が係合板１１４ｂを後側に付勢する力に比べて、第３バネ１１３が係合板１１４ｂを前側に付勢する力の方が大きい。このため、図示するように、ストッパ１１４は前方に付勢され、ストッパ１１４のスペーサ部１１４ｆの前端面が入力ピストン２２のフランジ２２ｂに当接することで、第２バネ１１２の最小長さが所定値Ｘｓに制限される。
【００４１】
後述するように、ブースタピストン２１が入力ピストン２２に対して後方へ移動すると、ブースタピストン２１の移動量の増加に伴い第３バネ１１３の付勢力が減少する。後述するように、入力ピストン２２に対するブースタピストン２１の移動量が第１の所定量Ｘｒ１を超えると、第３バネ１１３が係合板１１４ｂを前側に付勢する力よりも、第２バネ１１２が係合板１１４ｂを後側に付勢する力の方が大きくなり、第２バネ１１２が伸張する。
【００４２】
換言すれば、第２バネ１１２および第３バネ１１３が自然長にある状態から、第２バネ１１２および第３バネ１１３を収縮させる方向に、ブースタピストン２１と入力ピストン２２とが相対的に変位すると、第２バネ１１２および第３バネ１１３の収縮の途中で、ストッパ１１４のスペーサ部１１４ｆの前端面が入力ピストン２２のフランジ２２ｂに当接する。つまり、第２バネ１１２は、第２バネ１１２および第３バネ１１３を収縮させる際の途中で、ストッパ１１４により、その収縮が制限される。
【００４３】
なお、ブースタピストン２１に対して入力ピストン２２が前方に移動できる距離は、入力ピストン２２に設けた前側段差２２ａと、ブースタピストン２１のスリーブ２１ｂとの干渉によって規制される。
【００４４】
図２に示すように、ケーシング１１を構成する筒状ガイド部１２ａの円筒部１２ｂと継手２４との間には、車体に対する入力ピストン２２の絶対変位を検出する変位検出器４８が配設されている。前部ケーシング１５内には、電動モータ３１の出力軸３１ａの回転角度を検出する回転検出器（レゾルバ）４９が内蔵されている。変位検出器４８および回転検出器４９の信号は、コントローラ（制御装置）５０に送信される。コントローラ５０は、変位検出器４８および回転検出器４９からの信号に基づいて、電動モータ３１の回転を制御する。なお、本実施形態においては、変位検出器４８をケーシング１１を構成する筒状ガイド部１２ａに設けるようにしているが、これに限らず、ブレーキペダルＢの回動量を検出して、車体に対する入力ピストン２２の絶対変位を検出するようにしてもよい。
【００４５】
以下、上記のように構成した電動倍力装置１０の作用を説明する。
ブレーキペダルＢが踏み込み操作されると、入力ピストン２２が前進し、その動きが変位検出器４８により検出される。コントローラ５０は、変位検出器４８からの信号を受けて、電動モータ３１に起動指令を出力し、電動モータ３１を回転させる。電動モータ３１が回転して、その回転が回転伝達機構３３を介してボールねじ機構３２に伝達されると、ねじ軸３７が前進する。ねじ軸３７が前進すると、ブースタピストン２１がねじ軸３７に押されて前進する。
【００４６】
入力ピストン２２とブースタピストン２１とが軸方向に前進移動すると、ブレーキペダルＢから入力ピストン２２に付与される入力推力と電動アクチュエータ３０からブースタピストン２１に付与されるブースタ推力とに応じたブレーキ液圧がマスタシリンダ１内の圧力室４，５において発生する。ブレーキ液圧が発生すると、ブレーキ液圧による反力の一部が入力ピストン２２に伝達され、他の一部がブースタピストン２１に伝達される。
【００４７】
コントローラ５０は、変位検出器４８と回転検出器４９との検出信号に基づき、入力ピストン２２の絶対変位とブースタピストン２１との絶対変位との差により両ピストンの相対変位量を演算する。コントローラ５０は、たとえば、演算した相対変位量が小さくなるように、すなわち入力ピストン２２とブースタピストン２１との間に相対変位が生じないように、電動モータ３１の回転を制御する。これにより、入力ピストン２２とブースタピストン２１との相対変位量に応じた付勢力を発生させる付勢機構１０１が中立位置に維持される。このときの倍力比は、相対変位量が０であることから、ブースタピストン２１の受圧面積と入力ピストン２２の受圧面積との面積比で一義的に定まるものとなり、汎用の真空倍力装置と同様となる。
【００４８】
上記中立位置からブースタ推力を増加させてブレーキ液圧を増加させる方向（前方）へブースタピストン２１を入力ピストン２２に対して変位させると、電動モータ３１が倍力源として働いて倍力比（制動力比）が増大し、ブレーキアシスト動作が実現する。
【００４９】
上記中立位置からブースタ推力を減少させてブレーキ液圧を減少させる方向（後方）へブースタピストン２１を入力ピストン２２に対して変位させると、倍力比（制動力比）が減少し、回生制動時の回生協調動作が可能になる。
【００５０】
なお、ブースタピストン２１の前進によりマスタシリンダ１内の圧力室４，５とリザーバ１６からの連通路８，９との連通が遮断されて圧力室４，５におけるブレーキ液圧の発生が可能となるので、アダプティブルコントロール（ＡＣＣ）やヒルスタートアシスト（ＨＳＡ）などの自動ブレーキ動作も可能となる。
【００５１】
図面を参照して、電動倍力装置１０における入出力の関係および回生制動時の倍力比の減少のメカニズムを詳細に説明する。図６（ａ）は、ブレーキペダル非操作時の電動倍力装置１０の概念図であり、図６（ｂ）はブレーキペダル操作時の電動倍力装置１０の概念図である。
【００５２】
図６（ａ）に示すように、ブレーキペダル非操作時には、入力ピストン２２とブースタピストン２１の相対変位量が０であり、付勢機構１０１が中立位置に維持されている。付勢機構１０１が中立位置に維持されているとき、ストッパ１１４により、第２バネ１１２の最小長さは所定長さＸｓに制限されている。
【００５３】
図６（ｂ）に示すように、運転者がブレーキペダルＢを踏み込むと、入力ピストン２２がブレーキ液圧を増加させる方向、すなわち前方に移動する。入力ピストン２２が前進すると、コントローラ５０は変位検出器４８から送信された信号に基づき、入力ピストン２２の移動量に応じて、電動アクチュエータ３０を駆動してブースタピストン２１を前進させる。本実施の形態では、後述するように、ブレーキペダルＢの非操作時からの操作量が大きいときほど、回生協調が動作開始するときのブースタピストン２１の移動量（ブレーキペダル非操作時の位置からの絶対変位Ｘｂ）と、入力ピストン２２の移動量（ブレーキペダル非操作時の位置からの絶対変位Ｘｉ）との差を大きくするようにブースタピストン２１を移動させる「進め制御」を行っている。この「進め制御」の詳細については、後述する。
【００５４】
以下、入力ピストン２２と同等量だけブースタピストン２１を前進させたときについて説明する。ブレーキペダルＢを介して入力ピストン２２に加える力（以下、入力と記す）Ｆｉは、運転者がブレーキペダルＢを踏む力（ペダル踏力）をＦｐ、ペダル比をｎとすると、下記（１）式のようになる。
Ｆｉ＝ｎ×Ｆｐ                                                    （１）
【００５５】
このとき、入力ピストン２２には、付勢機構１０１から受けるバネ反力Ｆｓとマスタシリンダ１内の液圧Ｐｍから受ける液圧反力Ｆｍが加わり、入力Ｆｉと釣り合っている。したがって、この力の釣り合いは下記（２）式のようになる。
Ｆｉ＝Ｆｍ＋Ｆｓ                                                  （２）
【００５６】
上記したマスタシリンダ１内の液圧Ｐｍから受ける液圧反力Ｆｍは、入力ピストン２２がマスタシリンダ１内に進入しているために生じる力であり、入力ピストン２２の先端の面積をＡｉとすると、下記（３）式で与えられる。
Ｆｍ＝Ａｉ×Ｐｍ                                                  （３）
【００５７】
回生を行わない場合、制動力はブレーキペダルＢの操作量に応じてブレーキ装置（不図示）が発生する摩擦ブレーキ力でまかなわれる。一方、回生協調時には、回生ブレーキ力が発生するため、回生ブレーキ力の分だけ摩擦ブレーキ力を減少させる必要がある。このため、コントローラ５０は、電動モータ３１を制御して、ブレーキ液圧を減少させる方向、すなわち後方へブースタピストン２１を移動させる。つまり、電動倍力装置１０は、ブレーキ装置（不図示）が発生する摩擦ブレーキ力を調整し、回生ブレーキ力と摩擦ブレーキ力との合計で所望の制動力を発生させる。
【００５８】
図７に示すように、回生協調時にブースタピストン２１が後退し、ブレーキ液圧Ｐｍが減少すると、入力ピストン２２に作用する液圧反力Ｆｍが減少する。一方、バネ反力Ｆｓは、入力ピストン２２とブースタピストン２１との相対変位量Ｘｒ、すなわち入力ピストン２２に対するブースタピストン２１の移動量の増加に応じて大きくなる。相対変位量Ｘｒは、入力ピストン２２の絶対変位Ｘｉからブースタピストン２１の絶対変位Ｘｂを減じた値として算出できる（Ｘｒ＝Ｘｉ−Ｘｂ）。付勢機構１０１が入力ピストン２２に付与するバネ反力Ｆｓは、入力ピストン２２とブースタピストン２１との相対変位量Ｘｒに応じた復元力として発生する力である。
【００５９】
相対変位量Ｘｒの変化量をΔＸｒとして、ΔＸｒだけ相対変位量Ｘｒが変化したときのバネ反力Ｆｓの変化量ΔＦｓは、下記（４）式で与えられる。
ΔＦｓ＝（Ｋ１＋Ｋ２３）×ΔＸｒ                                （４）
（４）式において、Ｋ１は第１バネ１１１のバネ定数であり、Ｋ２３はストッパ１１４を介して直列に配置された第２バネ１１２および第３バネ１１３の合成されたバネ定数である。
【００６０】
入力ピストン２２のフランジ２２ｂと環状当接板３７ａとの間に配される第２バネ１１２および第３バネ１１３の合成バネ定数Ｋ２３について詳しく説明する。図６（ｂ）に示すように、回生協調に伴う減圧を行う前の段階、すなわち相対変位量Ｘｒが０のとき（Ｘｒ＝０）から第１の所定量Ｘｒ１未満では、第２バネ１１２は、ストッパ１１４により圧縮長さが拘束されてその長さが変化しない。すなわち、相対変位量Ｘｒが０以上かつ第１の所定量Ｘｒ１未満（０≦Ｘｒ＜Ｘｒ１）の範囲では、第２バネ１１２は、弾性体として機能しないようになっている。
【００６１】
ブースタピストン２１が後退し、相対変位量Ｘｒが増加すると、第３バネ１１３のバネ力が減少する。相対変位量Ｘｒが第１の所定量Ｘｒ１に至ると、最小長さに制限された第２バネ１１２のバネ力と第３バネ１１３のバネ力とが等しくなる。相対変位量Ｘｒが増加し、第２バネ１１２のバネ力よりも第３バネ１１３のバネ力が小さくなると、図７（ａ）に示すように、第２バネ１１２の長さが最小長さＸｓよりも長くなる。つまり、相対変位量Ｘｒが第１の所定量Ｘｒ１以上になると、相対変位量Ｘｒの変化に応じて、第２バネ１１２の長さが変化することにより、第２バネ１１２が弾性体として機能するようになる。
【００６２】
ブースタピストン２１が後退し、相対変位量Ｘｒが増加すると、第２バネ１１２および第３バネ１１３のバネ力が減少する。相対変位量Ｘｒが第２の所定量Ｘｒ２に至ると、第２バネ１１２および第３バネ１１３が共に自由長となる。つまり、相対変位量Ｘｒが第２の所定量Ｘｒ２以上になると、図７（ｂ）に示すように、第２バネ１１２および第３バネ１１３は、入力ピストン２２とブースタピストン２１との間の力のやり取りに関与しなくなる。
【００６３】
このように、第２バネ１１２および第３バネ１１３の合成バネ定数Ｋ２３は、相対変位量Ｘｒの変化に応じて（５）〜（７）式のようになる。（５）〜（７）式において、Ｋ２は第２バネ１１２のバネ定数であり、Ｋ３は第３バネ１１３のバネ定数である。
【００６４】
相対変位量Ｘｒが０以上かつ第１の所定量Ｘｒ１未満（０≦Ｘｒ＜Ｘｒ１）の範囲では、第２バネ１１２が弾性体として機能していない。
このため、合成バネ定数Ｋ２３は、
Ｋ２３＝Ｋ３                                                      （５）
となる。
【００６５】
相対変位量Ｘｒが第１の所定量Ｘｒ１以上かつ第２の所定量Ｘｒ２未満（Ｘｒ１≦Ｘｒ＜Ｘｒ２）の範囲では、直列に配置された第２バネ１１２および第３バネ１１３が弾性体として機能する。
このため、合成バネ定数Ｋ２３は、
Ｋ２３＝Ｋ２×Ｋ３÷（Ｋ２＋Ｋ３）                                （６）
となる。
【００６６】
相対変位量Ｘｒが第２の所定量Ｘｒ２以上（Ｘｒ２≦Ｘｒ）では、第２バネ１１２および第３バネ１１３は、共に自由長になる。
このため、合成バネ定数Ｋ２３は、
Ｋ２３＝０                                                        （７）
となる。
【００６７】
（５）式〜（７）式を（４）式に代入すると、相対変位量の変化量ΔＸｒとバネ力の変化量ΔＦｓとの関係が（８）〜（１０）式で与えられる。
０≦Ｘｒ＜Ｘｒ１では、
ΔＦｓ＝（Ｋ１＋Ｋ３）×ΔＸｒ                                    （８）
Ｘｒ１≦Ｘｒ＜Ｘｒ２では、
ΔＦｓ＝｛Ｋ１＋Ｋ２×Ｋ３÷（Ｋ２＋Ｋ３）｝×ΔＸｒ               （９）
Ｘｒ２≦Ｘｒでは、
ΔＦｓ＝Ｋ１×ΔＸｒ                                             （１０）
【００６８】
つまり、０≦Ｘｒ＜Ｘｒ１では、相対変位量Ｘｒの変化、すなわち入力ピストン２２に対するブースタピストン２１の移動量に応じて、第１バネ１１１および第３バネ１１３による付勢力が変動することになるが、第２バネ１１２は弾性体として機能していないため、相対変位量Ｘｒの変化に拘わらず第２バネ１１２による付勢力は一定となる。Ｘｒ１≦Ｘｒ＜Ｘｒ２では、相対変位量Ｘｒの変化に応じて、第１バネ１１１、第２バネ１１２および第３バネ１１３の全てによる付勢力が変動することになる。Ｘｒ２≦Ｘｒでは、相対変位量Ｘｒの変化に応じて、第１バネ１１１による付勢力が変動することになるが、第２バネ１１２および第３バネ１１３は自然長となるため、相対変位量Ｘｒの変化に拘わらず第２バネ１１２および第３バネ１１３の付勢力は０となる。
【００６９】
ところで、マスタシリンダ１内の液圧Ｐｍは、図８（ａ）に示すように、入力ピストン２２もしくはブースタピストン２１の移動量に対して徐々に増加割合が増え、指数関数的に上昇することが知られている。よって、ペダルフィーリングを一定にするには、この液圧特性を考慮し、回生協調時に発生する液圧変動に起因したペダル踏力Ｆｐの変動を付勢機構１０１のバネ力によって補償する必要がある。
【００７０】
本実施の形態では、上記したように、第２バネ１１２および第３バネ１１３の合成バネ定数Ｋ２３を相対変位量Ｘｒの増加、すなわちブレーキ液圧Ｐｍの減少量に応じて、３段階に変化させるようにした。このため、相対変位量Ｘｒに応じた付勢機構１０１による付勢力（バネ反力）の変化率を３段階に変化させることができる。なお、本実施の形態では、図８（ｂ）に示すように、ブレーキ液圧ＰｍがＰ１のときに回生協調の動作を開始することを設計条件としてペダルフィーリングが一定となるように付勢機構１０１が構成されている。
【００７１】
図８（ｂ）に示すように、ブレーキ液圧Ｐｍは、ピストン移動量の減少、すなわちブースタピストン２１の後退量に応じて減少する。ブレーキ液圧ＰｍがＰ１であるときのブースタピストン２１の位置からの後退量が小さいとき、すなわち相対変位量Ｘｒが０以上かつＸｒ１未満の第１のストローク範囲では、液圧が急減し、相対変位量ＸｒがＸｒ１以上かつＸｒ２未満の第２のストローク範囲では、第１のストローク範囲よりも液圧の減少率は小さくなっている。相対変位量ＸｒがＸｒ２以上の第３のストローク範囲では、第２のストローク範囲よりも液圧の減少率は小さくなり、緩やかに液圧が低下している。
【００７２】
すなわち、付勢機構１０１の合成バネ定数は、第１のストローク範囲で最も大きく、かつ、第２のストローク範囲で第１のストローク範囲のときよりも小さく、第３のストローク範囲で最も小さくなるように変化させる必要がある。
【００７３】
付勢機構１０１の合成バネ定数Ｋｒは（８），（９），（１０）式から、相対変位量Ｘｒの増加とともに次の（１１），（１２），（１３）式の順に変化することが分かる。
０≦Ｘｒ＜Ｘｒ１では、
Ｋｒ＝Ｋｒ１＝Ｋ１＋Ｋ３                                         （１１）
Ｘｒ１≦Ｘｒ＜Ｘｒ２では、
Ｋｒ＝Ｋｒ２＝Ｋ１＋Ｋ２×Ｋ３÷（Ｋ２＋Ｋ３）                   （１２）
Ｘｒ２≦Ｘｒでは、
Ｋｒ＝Ｋｒ３＝Ｋ１                                               （１３）
【００７４】
（１２）式の右辺を変形して、
Ｋｒ２＝Ｋ１＋Ｋ３÷（１＋Ｋ３／Ｋ２）                           （１４）
とし、これを（１１），（１３）式と比較すれば，明らかに、
Ｋｒ１＞Ｋｒ２＞Ｋｒ３                                           （１５）
であり、相対変位量Ｘｒの増加とともに付勢機構１０１の合成バネ定数Ｋｒが小さくなければならない、という前述の液圧特性に対応した必要な特性が得られていることが分かる。
【００７５】
図９および図１０は、回生協調時のボールねじ戻し量と入力ピストン２２に作用する力を示す概念図である。図中、ボールねじ戻し量の増加に応じた液圧反力の特性について、便宜上、模式的に直線で図示しているが、実際は曲線となる。なお、図９では、回生協調の動作開始前において、相対変位量Ｘｒが０であるため、回生協調時のボールねじ戻し量と相対変位量Ｘｒとは等しくなる。
【００７６】
図９に示すように、ボールねじ戻し量の増加に応じて減少するブレーキ液圧Ｐｍを補償するように付勢機構１０１によるバネ反力Ｆｓが増加する。ボールねじ戻し量に対するマスタシリンダ１内のブレーキ液圧Ｐｍの変化特性に合わせて合成バネ定数Ｋｒが変化するため、回生協調時に発生する液圧反力Ｆｍの減少分が付勢機構１０１のバネ反力Ｆｓによって補われる。この結果、バネ反力と液圧反力の合力がほぼ一定となり、ブレーキペダルＢの踏力変動が抑えられる。
【００７７】
本実施の形態では、回生協調が動作開始するときにおける入力ピストン２２の絶対変位Ｘｉに応じて、ブースタピストン２１の絶対変位Ｘｂを調整する制御である「進め制御」が行われる。これにより、ブレーキ液圧ＰｍがＰ１よりも高いとき、すなわち減速度が比較的大きいとき、あるいは、ブレーキ液圧ＰｍがＰ１より低いとき、すなわち減速度が比較的小さいときにもブレーキ液圧Ｐｍのピストン移動量に対する変化特性に合わせて、合成バネ定数Ｋｒを変化させ、良好なペダルフィーリングの確保を実現している。
【００７８】
本明細書において、「進め制御」とは、ブレーキペダルＢの非操作時からの入力ピストン２２の移動量が大きいときほど、「進め量」を大きくするように電動アクチュエータ３０を駆動する制御のことをいう。「進め量」とは、ブレーキペダル非操作時からのブースタピストン２１の移動量、すなわち絶対変位Ｘｂと、ブレーキペダル非操作時からの入力ピストン２２の移動量、すなわち絶対変位Ｘｉとの差であり、ＸｂからＸｉを減じることで算出される。たとえば、非作動時を基準に、入力ピストン２２が１単位前進し、ブースタピストン２１が２単位前進したときの進め量は１単位である。非作動時を基準に、入力ピストン２２が１単位前進し、ブースタピストン２１が０．５単位前進したときの進め量は、−０．５単位である。
【００７９】
このように、本実施の形態では、ブレーキペダルＢの非操作時からの入力ピストン２２の移動量が大きいときほど、ブレーキペダルＢの非操作時からのブースタピストン２１の移動量を大きくして、絶対変位Ｘｂと絶対変位Ｘｉとの差である進め量を大きくするようにブースタピストン２１を移動させる。
【００８０】
図１０は、ブレーキ液圧ＰｍがＰ１よりも低いＰａ（図８（ｂ）参照）のときから回生協調の動作を開始させたときに、入力ピストン２２に作用する力を示している。図１０（ａ）は、比較例として、「進め制御」に代えて、回生協調の動作を開始させるときのブレーキ液圧Ｐｍに拘わらずに、入力ピストン２２の絶対変位Ｘｉとブースタピストン２１の絶対変位Ｘｂとを等しくする等倍制御を実行した場合を示し、図１０（ｂ）は、本実施の形態において「進め制御」を行う場合を示している。
【００８１】
本実施の形態では、ブレーキ液圧ＰｍがＰ１のときから回生協調の動作を開始させたときに、踏力変動を一定にする構成とされている。このため、ブレーキ液圧ＰｍがＰ１よりも低いＰａのときから回生協調の動作が開始されると、ブレーキ液圧Ｐｍを減少させるために必要なボールねじの戻し量は減少し、図１０（ａ）に示すように、液圧反力の曲線と、付勢機構１０１によって補償する付勢力の特性の変曲点Ｓ１，Ｓ２の位置に大きなずれが生じてしまう。
【００８２】
したがって、等倍制御を実行する場合には、図１０（ａ）に示すように、ブレーキ液圧ＰｍがＰ１よりも低いＰａのときから回生協調の動作が開始されると、バネ反力と液圧反力の合力の変動が大きくなってしまう。
【００８３】
これに対して、本実施の形態では、コントローラ５０は、ブレーキペダルＢの非操作時からの操作量、すなわち入力ピストン２２の移動量が大きいときほど、回生協調が動作開始するときの進め量を大きくするように電動アクチュエータ３０を駆動する。換言すれば、コントローラ５０は、入力ピストン２２の移動量が小さいときほど、回生協調が動作開始するときの進め量を小さくするように電動アクチュエータ３０を駆動する。
【００８４】
ブレーキ液圧ＰｍがＰａのときの入力ピストン２２の絶対変位Ｘｉは、ブレーキ液圧ＰｍがＰ１のときの入力ピストン２２の絶対変位Ｘｉに比べて小さい。コントローラ５０は、検出された入力ピストン２２の絶対変位Ｘｉに基づいて、ブースタピストン２１の絶対変位Ｘｂを入力ピストン２２の絶対変位Ｘｉに比べて小さくなるように電動モータ３１を制御する。これにより、回生協調の動作が開始する前に、相対変位量Ｘｒ（Ｘｒ＝Ｘｉ−Ｘｂ）を予め大きくしておくことができるため、液圧反力の曲線と、付勢機構１０１によって補償する付勢力の特性の変曲点Ｓ１，Ｓ２の位置のずれを小さくすることができる。
【００８５】
この結果、図１０（ｂ）に示すように、等倍制御を行う比較例（図１０（ａ）参照）に比べて、バネ反力と液圧反力の合力の変動量が小さくなり、ブレーキペダルＢの踏力変動が抑えられる。
【００８６】
上述した本実施の形態によれば、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）電動倍力装置１０は、回生協調時に、ブレーキ液圧を増減させる方向へ移動するブースタピストン２１に連動して、入力ピストン２２へ付勢力を付与することによってブレーキ液圧の増減に対する入力ピストン２２への反力の増減を補償する付勢機構１０１を備えている。付勢機構１０１は、入力ピストン２２への反力を増加させる方向に入力ピストン２２を付勢する第１バネ１１１と、第１バネ１１１とは反対の方向に入力ピストン２２を付勢する第２バネ１１２および第３バネ１１３とを備えている。第２バネ１１２と第３バネ１１３とは直列に配置されている。第１バネ１１１と、第２バネ１１２および第３バネ１１３とは並列に配置されている。付勢機構１０１は、ストッパ１１４を備え、ストッパ１１４を介して第２バネ１１２および第３バネ１１３が直列に配置されている。付勢機構１０１は、第２バネ１１２および第３バネ１１３を収縮させる際の途中で第２バネ１１２の収縮が制限されるように構成されている。
【００８７】
これにより、入力ピストン２２に対してブースタピストン２１が後退し、相対変位量Ｘｒが増加すると、ブレーキ液圧Ｐｍの減少特性に合わせてバネ反力Ｆｓの増加率を３段階に分けて徐々に減少させることができる。バネ反力により、ブレーキ液圧Ｐｍの減少分を補償することができるので、マスタシリンダ１内のブレーキ液圧Ｐｍが変化しても運転者が感じる違和感を小さくすることができる。このように、本実施の形態によれば、回生協調制御中に、マスタシリンダ１内の液圧変動に伴うブレーキペダルＢの踏力変動やペダル振動を効果的に抑えて、良好なペダルフィーリングを確保できる電動倍力装置１０を提供することができる。
【００８８】
（２）ストッパ１１４に第２バネ１１２および第３バネ１１３の端部を固定することで、第２バネ１１２および第３バネ１１３の径方向への移動を規制するようにした。これにより、環状当接板３７ａと、入力ピストン２２のフランジ２２ｂとの間の空間内において、たとえば、第３バネ１１３が自由長になった場合でも、第２バネ１１２および第３バネ１１３が勝手に動きまわることを防止することができる。第２バネ１１２および第３バネ１１３の半径方向の安定性を向上できるため、適切なバネ力を発生させることができるとともに、バネが動き回ることに起因した異音の発生を防止することができる。
【００８９】
（３）特許文献１に記載の従来技術では、２個のバネを用いて反力を発生させていたが、本実施の形態では３個のバネを用いて反力を発生させる構成とされている。バネの数を増加させることで、自然長の短いバネを採用することができる。自然長の短いバネは、自然長の長いバネに比べて寸法公差を小さくすることができる。このため、本実施の形態によれば、特許文献１に記載の従来技術に比べて、寸法公差を小さくすることができるため、バネ特性のばらつきを抑えることができる。
【００９０】
次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
（１）上記した実施の形態では、ブレーキ液圧ＰｍがＰ１のときから回生協調が動作開始したときのブレーキ液圧Ｐｍの減少量に対応して、バネ反力を適正に増加させるように付勢機構１０１を構成した。つまり、付勢機構１０１は、ブレーキ液圧ＰｍがＰ１のときを設計条件としていたが、本発明はこれに限定されない。
【００９１】
たとえば、ブレーキ液圧ＰｍがＰ０よりも小さい所定圧力Ｐｂ（図８（ｂ）参照）のときから回生協調が動作開始したときのブレーキ液圧Ｐｍの減少量に対応して、バネ反力を適正に増加させるように付勢機構１０１を構成してもよい。図１１〜図１３を参照して、第１の変形例に係る電動倍力装置の回生協調動作について説明する。図１１〜図１３は、本発明の第１の変形例に係る電動倍力装置における回生協調時のボールネジ戻し量と入力ピストン２２に作用する力の関係を示す概念図である。なお、液圧反力は、模式的に複数の直線で示している。
【００９２】
図８（ｂ）に示すように、ブレーキ液圧ＰｍがＰ０よりも小さい所定圧力Ｐｂのときから回生協調の動作を開始させるときには、合成バネ定数Ｋｒを２段階に変化させることで、ブレーキ液圧Ｐｍの減少に伴う入力ピストン２２への反力の減少を補償することができる。本変形例では、ブレーキ液圧ＰｍがＰｂのときのブースタピストン２１の位置から回生協調動作が開始されたときの液圧特性に付勢機構１０１の合成バネ定数Ｋｒの特性を対応させている。
【００９３】
ブレーキ液圧ＰｍがＰｂのときから回生協調の動作が開始されると、図１１に示すように、ボールねじの戻し量の増加に応じてブレーキ液圧Ｐｍが減少するほど、付勢機構１０１によるバネ反力Ｆｓが増加する。付勢機構１０１の合成バネ特性Ｋｒが液圧特性に対応しており、ブレーキ液圧Ｐｍの変化に応じて合成バネ定数Ｋｒが変化するため、回生協調時に発生する液圧反力Ｆｍの減少分が付勢機構１０１のバネ反力Ｆｓによって補われる。この結果、バネ反力と液圧反力の合力をほぼ一定とされ、ブレーキペダルＢの踏力変動が抑えられる。
【００９４】
図１２は、ブレーキ液圧ＰｍがＰｂよりも高いＰ０のときから回生協調の動作が開始した場合、すなわち減速度の高い場合のボールねじ戻し量と入力ピストン２２に作用する力を示している。図１２（ａ）は、比較例として、「進め制御」に代えて、回生協調の動作を開始させるときのブレーキ液圧Ｐｍに拘わらずに、入力ピストン２２の絶対変位Ｘｉとブースタピストン２１の絶対変位Ｘｂとを等しくする等倍制御を実行した場合を示し、図１２（ｂ）は、本変形例において「進め制御」を行う場合を示している。
【００９５】
本変形例において、コントローラ５０は、ブレーキ液圧ＰｍがＰｂのときから回生協調の動作を開始させたときに、踏力変動を一定にする構成とされている。このため、ブレーキ液圧ＰｍがＰｂよりも高いＰ０のときから回生協調の動作が開始されると、ブレーキ液圧Ｐｍを減少させるために必要なボールねじの戻し量は増加し、図１２（ａ）に示すように、液圧反力の曲線と、付勢機構１０１によって補償する付勢力の特性の変曲点Ｓ２の位置に大きなずれが生じてしまう。
【００９６】
したがって、等倍制御を実行する比較例の場合には、図１２（ａ）に示すように、ブレーキ液圧ＰｍがＰｂよりも高いＰ０のときから回生協調の動作が開始されると、バネ反力と液圧反力の合力の変動が大きくなってしまう。
【００９７】
これに対して、本変形例において進め制御を実行する場合には、ブレーキペダルＢの非操作時からの操作量、すなわち入力ピストン２２の移動量が大きいときほど、回生協調が動作開始するときの進め量を大きくするように電動アクチュエータ３０を駆動する。ブレーキ液圧ＰｍがＰｂのときの入力ピストン２２の絶対変位Ｘｉは、ブレーキ液圧ＰｍがＰ０のときの入力ピストン２２の絶対変位Ｘｉに比べて大きい。
【００９８】
コントローラ５０は、検出された入力ピストン２２の絶対変位Ｘｉに基づいて、ブースタピストン２１の絶対変位Ｘｂを入力ピストン２２の絶対変位Ｘｉに比べて大きくなるように電動モータ３１を制御する。これにより、回生協調の動作が開始する前に、相対変位量Ｘｒ（Ｘｒ＝Ｘｉ−Ｘｂ）を予め小さくしておくことで、ボールねじの戻し量を増加するができるため、液圧反力の曲線と、付勢機構１０１によって補償する付勢力の特性の変曲点Ｓ２の位置のずれを小さくすることができる。
【００９９】
この結果、図１２（ｂ）に示すように、等倍制御を行う比較例に比べて、バネ反力と液圧反力の合力の変動量が小さくなり、ブレーキペダルＢの踏力変動が抑えられる。
【０１００】
図１３は、ブレーキ液圧ＰｍがＰ０よりも高いＰ１のときから回生協調の動作が開始した場合、すなわち減速度がさらに高い場合のボールねじ戻し量と入力ピストン２２に作用する力を示している。減速度がさらに高くなると、図示するように回生協調を開始した直後に液圧反力が急激に低下する。したがって、回生協調の開始直後には、急激な液圧反力の低下に対応できるバネ反力Ｆｓを付勢機構１０１によって発生させる必要がある。このため、図１３に示すように、進み量を充分に大きくし、回生協調が開始される時は第２バネ１１２がストッパ１１４で圧縮量が規制された状態としておく。これにより、ボールねじ機構３２の動作とともに合成バネ定数ＫｒがＫｒ１，Ｋｒ２，Ｋｒ３と順次変化させることで入力ピストン２２の軸方向の力の変動量を低減することができる。
【０１０１】
（２）本発明の電動倍力装置に用いられる付勢機構の構成は、上記実施の形態で説明したものに限定されない。上記した実施の形態では、付勢機構１０１の両端がブースタピストン２１に係合するように、付勢機構１０１を配置した例について説明したが、図１４に示すように、入力ピストン２２２に付勢機構２０１の両端が係合するように、付勢機構２０１を配置してもよい。この場合、第１バネ１１１が最も後側、すなわちブレーキペダルＢ側に配置され、第３バネ１１３が最も前側、すなわちマスタシリンダ１側に配置される。つまり、図１４に示す付勢機構２０１は、図６に示した付勢機構１０１に対して、第１バネ１１１、第２バネ１１２および第３バネ１１３、ならびに、ストッパ１１４の配置構成が前後で逆になっている。図１４に示す付勢機構２０１によれば、ブースタピストン２１１が後退するとともに合成バネ定数ＫｒがＫｒ１，Ｋｒ２，Ｋｒ３の順に変化し、上記した実施の形態で説明した付勢機構１０１と同様、合成バネ定数Ｋｒを３段階に変化させることができる。
【０１０２】
（３）上記した実施の形態では、バネを３個、ストッパ１１４の数を１個としたが、本発明はこれに限定されない。バネをＮ個、ストッパの数を（Ｎ−２）個に増やすことで付勢機構の合成バネ定数をＮとおりに変化させることができ、回生協調制御時の液圧変動をより精度よくブレーキ液圧Ｐｍの減少分をバネ反力Ｆｓで補償できるようになる。その結果、ブレーキペダルＢの踏力変動をさらに抑制することが可能となる。図１５は、第３の変形例に係る電動倍力装置の概念図である。第３の変形例に係る電動倍力装置では、図示するように４個のバネ、２個のストッパを備えている。上記した実施の形態と異なる点は、ストッパ１１４に比べてスペーサ部が長い第２ストッパ３１５と、バネ定数Ｋ４の第４バネ３１４とが、第３バネ１１３とブースタピストン２１の環状当接板３７ａとの間に設けられている点である。このように、第３バネ１１３と第４バネ３１４とを第２ストッパ３１５を介して直列に配置し、第３バネ１１３の最小長さを第２ストッパ３１５によって所定長さに制限することで、合成バネ定数Ｋｒを相対変位量Ｘｒに応じて４段階に変化させることができる。
【０１０３】
（４）上記した実施の形態では、第１バネ１１１、第２バネ１１２および第３バネ１１３をいずれも線形バネとしたが、本発明はこれに限定されることなく、いずれのバネも円錐コイルバネなどの非線形バネに置き換えることが可能である。特に、円錐コイルバネを用いた場合は、全圧縮時の長さを短くでき、周辺との接触の回避が容易となるため、設計の自由度が向上する。
【０１０４】
本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【０１０５】
１  マスタシリンダ、２  シリンダ本体、３  セカンダリピストン、４，５  圧力室、６，７  バネ、８，９  連通路、１０  電動倍力装置、１１  ケーシング、１２  後部ケーシング、１２ａ  筒状ガイド部、１２ｂ  円筒部、１２ｃ  挟持部、１３  筒状部材、１３ａ  凹部、１４  挟持板、１５  前部ケーシング、１６  リザーバ、２０  ピストン組立体、２１  ブースタピストン、２１ａ  円筒状部材、２１ｂ  スリーブ、２２  入力ピストン、２２ａ  前側段差、２２ｂ  フランジ、２２ｄ  凸部、２２ｅ  拡径部、２３  入力ロッド、２４  継手、２６ａ，２６ｂ  シール部材、２７  シール部材、２８  環状部材、３０  電動アクチュエータ、３１  電動モータ、３１ａ  出力軸、３２  ボールねじ機構、３３  回転伝達機構、３４ａ，３４ｂ  軸受、３５  ナット、３６  ボール、３７  ねじ軸、３７ａ  環状当接板、３８  第１のプーリ、３９  第２のプーリ、４１  伝達部材、４２  蓋体、４４  バネ、４８  変位検出器、４９  回転検出器、５０  コントローラ、１０１  付勢機構、１１１  第１バネ、１１２  第２バネ、１１３  第３バネ、１１４  ストッパ、１１４ａ  筒部、１１４ｂ  係合板、１１４ｃ  孔、１１４ｆ  スペーサ部、２０１  付勢機構、２１１  ブースタピストン、２２２  入力ピストン、３１４  第４バネ、３１５  第２ストッパ、Ｂ  ブレーキペダル、Ｗ  車室壁
【図１】
2014046758.tif 000003
【図２】
2014046758.tif 000004
【図３】
2014046758.tif 000005
【図４】
2014046758.tif 000006
【図５】
2014046758.tif 000007
【図６】
2014046758.tif 000008
【図７】
2014046758.tif 000009
【図８】
2014046758.tif 000010
【図９】
2014046758.tif 000011
【図１０】
2014046758.tif 000012
【図１１】
2014046758.tif 000013
【図１２】
2014046758.tif 000014
【図１３】
2014046758.tif 000015
【図１４】
2014046758.tif 000016
【図１５】
2014046758.tif 000017