(57)【要約】【課題】電動アクチュエータによるブレーキアシストを働かせても、入力に対して所望の倍力比を得ることができ、良好なペダル操作性を確保できるようにする。【解決手段】ブレーキペダル８から入力推力が付与される入力ピストン５８と、電動モータ６４を駆動源とする電動アクチュエータ５３からブースタ推力が付与されるブースタピストン５２とを相対移動可能に配設し、両ピストン５２、５８をばね８５により常時は相対移動の中立位置に保持する。そして、両ピストン５２と５８との相対変位量が任意の所定値となるように電動モータ６４を制御し、このとき、入力ピストン５８に作用するブレーキ液圧の反力をばね８５の付勢力で相殺して、所望の大きな倍力比を得る。そして、上記中立位置はブースタピストン５２に対する入力ピストン５８の移動範囲の中心位置Ｃからずれた位置に配置されるようになっている。【選択図】図１
2008100563.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進退移動する軸部材と、該軸部材に相対移動可能に外装された筒状部材と、該筒状部材を進退移動させる電動アクチュエータとを備え、前記軸部材と前記筒状部材とをマスタシリンダのピストンとして、それぞれの前端部をマスタシリンダの圧力室に臨ませ、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筒状部材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、前記軸部材と前記筒状部材とを相対変位可能に前記電動アクチュエータを制御する制御手段と、前記軸部材と前記筒状部材とをブレーキ非作動時に相対移動の中立位置に保持する付勢手段とを設け、前記中立位置は前記筒状部材に対する前記軸部材の移動範囲の中心からずれた位置に設定されていることを特徴とする電動倍力装置。
【請求項２】
前記中立位置は、前記筒状部材に対する前記軸部材の移動範囲の中心から前記ブレーキペダル側にずれた位置に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電動倍力装置。
【請求項３】
前記中立位置は、前記筒状部材に対する前記軸部材の移動範囲の中心から前記マスタシリンダのピストン側にずれた位置に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電動倍力装置。
【請求項４】
ブレーキペダルの操作により進退移動する軸部材と、該軸部材に相対移動可能に外装された筒状部材と、該筒状部材を進退移動させる電動アクチュエータとを備え、前記軸部材と前記筒状部材とをマスタシリンダのピストンとして、それぞれの前端部をマスタシリンダの圧力室に臨ませ、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筒状部材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、前記軸部材と前記筒状部材とを相対変位可能に前記電動アクチュエータを制御する制御手段と、前記軸部材と前記筒状部材とをブレーキ非作動時に相対移動の中立位置に保持する付勢手段とを設け、前記軸部材に対する前記筒状部材の移動を規制する規制部が前記軸部材及び前記筒状部材に形成され、ブレーキ非作動時における前記軸部材の規制部と前記筒状部材の規制部との間隔が前記マスタシリンダのピストン側と前記ブレーキペダル側とで異なるように設定されていることを特徴とする電動倍力装置。
【請求項５】
前記軸部材の規制部と前記筒状部材の規制部との間隔は、前記ブレーキペダル側の間隔よりも前記マスタシリンダのピストン側の間隔前記マスタシリンダのピストン側の間隔よりも前記ブレーキペダル側の間隔が広くなって設定されていることを特徴とする請求項４に記載の電動倍力装置。
【請求項６】
前記軸部材の規制部と前記筒状部材の規制部との間隔は、前記マスタシリンダのピストン側の間隔よりも前記ブレーキペダル側の間隔が広くなって設定されていることを特徴とする請求項４に記載の電動倍力装置。
【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、自動車のブレーキ機構には、エンジンの吸気管負圧を利用して入力に対し倍力した出力を発生し得るようにした真空倍力装置が多く用いられていた。ところで、近年、エンジンについて燃費改善、排気ガス浄化などの面で開発が進み、これに伴い、吸気管負圧が小さくなる傾向にある。このため、真空倍力装置として所望の倍力性能あるいは応答性を確保するには、例えば、サイズの拡大を図る、エジェクタで負圧を増強する、エンジン駆動の真空ポンプを設ける、などの対策が必要で、車両搭載性の悪化やコスト負担の増大が避けられない状況にある。
【０００３】
そこで、最近、電動アクチュエータを倍力源として利用した電動倍力装置が注目されている。この電動倍力装置としては、例えば、特許文献１、２に記載されたものがあり、このものは、ブレーキペダルの操作により進退移動する主ピストン（軸部材）と、該主ピストンに相対移動可能に外嵌されたブースタピストン（筒状部材）と、該ブースタピストンを進退移動させる電動アクチュエータとを備え、主ピストンとブースタピストンとをマスタシリンダのピストンとして、それぞれの前端部をマスタシリンダの圧力室に臨ませ、ブレーキペダルから主ピストンに伝わ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伝わ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構造となっている。
【特許文献１】特開平１０-１３８９０９号公報
【特許文献２】特開平１０-１３８９１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかるに、上記特許文献１、２に記載に記載される電動倍力装置によれば、マスタシリンダの圧力室に発生するブレーキ液圧による反力の一部が主ピストン（軸部材）に、他の一部がブースタピストン（筒状部材）にそれぞれ伝達されるようになっているため、ブレーキアシストを働かせるべくブースタピストンの推力を大きくしてマスタシリンダ内のブレーキ液圧を高めようとすると、その液圧が主ピストンに反力として作用し、ブレーキペダルと連動する主ピストンを後退させてしまう。換言すれば、所望の制動力を確保するには、主ピストンが後退しないように入力（ペダル踏力）を増大させる必要があり、結果として、入力に対して倍力比を大きくできない、という問題があった。また、逆にブースタピストンの推力を小さくしてマスタシリンダ内のブレーキ液圧を下げようとすると、主ピストンに伝わる反力が小さくなるため、入力に対して倍力比を小さくできない、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、電動アクチュエータを倍力源として働かせる際に、入力に対して所望の倍力比を得ることができるようにし、もってペダル操作性の向上に寄与する電動倍力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の１つは、ブレーキペダルの操作により進退移動する軸部材と、該軸部材に相対移動可能に外装された筒状部材と、該筒状部材を進退移動させる電動アクチュエータとを備え、前記軸部材と前記筒状部材とをマスタシリンダのピストンとして、それぞれの前端部をマスタシリンダの圧力室に臨ませ、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筒状部材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、前記軸部材と前記筒状部材とを相対変位可能に前記電動アクチュエータを制御する制御手段と、前記軸部材と前記筒状部材とをブレーキ非作動時に相対移動の中立位置に保持する付勢手段とを設け、前記中立位置は前記筒状部材に対する前記軸部材の移動範囲の中心からずれた位置に設定されていることを特徴とする。
【０００７】
上記の発明において、中立位置は、前記筒状部材に対する前記軸部材の移動範囲の中心から前記ブレーキペダル側にずれた位置に設定してもよい。
【０００８】
上記の発明において、中立位置は、前記筒状部材に対する前記軸部材の移動範囲の中心から前記マスタシリンダのピストン側にずれた位置に設定してもよい。
【０００９】
また、上記課題を解決するため、本発明の他の１つは、ブレーキペダルの操作により進退移動する軸部材と、該軸部材に相対移動可能に外装された筒状部材と、該筒状部材を進退移動させる電動アクチュエータとを備え、前記軸部材と前記筒状部材とをマスタシリンダのピストンとして、それぞれの前端部をマスタシリンダの圧力室に臨ませ、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筒状部材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、前記軸部材と前記筒状部材とを相対変位可能に前記電動アクチュエータを制御する制御手段と、前記軸部材と前記筒状部材とをブレーキ非作動時に相対移動の中立位置に保持する付勢手段とを設け、前記軸部材に対する前記筒状部材の移動を規制する規制部が前記軸部材及び前記筒状部材に形成され、ブレーキ非作動時における前記軸部材の規制部と前記筒状部材の規制部との間隔が前記マスタシリンダのピストン側と前記ブレーキペダル側とで異なるように設定されていることを特徴とする。
【００１０】
上記発明において、前記軸部材の規制部と前記筒状部材の規制部との間隔は、前記マスタシリンダのピストン側の間隔よりも前記ブレーキペダル側の間隔が広くなるように設定してもよい。
【００１１】
上記発明において、前記軸部材の規制部と前記筒状部材の規制部との間隔は、前記ブレーキペダル側の間隔よりも前記マスタシリンダのピストン側の間隔が広くなるように設定してもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る電動倍力装置によれば、軸部材と筒状部材との間に付勢手段を設けたので、軸部材と筒状部材との相対変位量を適当な大きさに制御することにより、倍力比を大きくまたは小さくすることができるので、電動アクチュエータを倍力源として働かせるに際し、入力に対して所望の倍力比を得ることができ、良好なペダル操作性を確保できる。
また、付勢手段で保持する中立位置は、筒状部材に対する軸部材の移動範囲の中心からずれた位置に設定されていることにより、筒状部材に対する軸部材の移動範囲の中心からブレーキペダル側にずれた位置に中立位置を設定した場合には、電動アクチュエータがフェイルしたときに、マスタシリンダ内に軸部材を挿入する体積が大きくなり、その分大きな液圧を発生させることができ、電動アクチュエータのフェイル時において比較的軽い踏力でブレーキをかけることができる。
また、筒状部材に対する軸部材の移動範囲の中心からマスタシリンダのピストン側にずれた位置に中立位置を設定した場合には、液圧を発生させるためのピストンと軸部材との相対変位を大きくとることができるため、ブレーキアシストをより大きな制動領域まで行うことができる。
【００１３】
そして、軸部材に対する筒状部材の移動を規制する規制部を軸部材及び筒状部材に形成し、ブレーキ非作動時における軸部材の規制部と筒状部材の規制部との間隔がマスタシリンダのピストン側と前記ブレーキペダル側とで異なるように設定することにより、軸部材の規制部と筒状部材の規制部との間隔を、ブレーキペダル側の間隔よりもマスタシリンダのピストン側の間隔が広くなるように設定した場合には、電動アクチュエータがフェイルしたときに、マスタシリンダ内に軸部材を挿入する体積が大きくなり、その分大きな液圧を発生させることができ、電動アクチュエータのフェイル時において比較的軽い踏力でブレーキをかけることができる。
また、軸部材の規制部と筒状部材の規制部との間隔を、マスタシリンダのピストン側の間隔よりもブレーキペダル側の間隔が広くなるように設定した場合には、液圧を発生させるためのピストンと軸部材との相対変位を大きくとることができるため、ブレーキアシストをより大きな制動領域まで行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る電動倍力装置の第１の実施形態を示したものである。本第１の実施形態としての電動倍力装置５０は、タンデムマスタシリンダ２のプライマリピストンとして共用される後述のピストン組立体５１と該ピストン組立体５１を構成するブースタピストン（筒状部材）５２に推力（ブースタ推力）を付与する後述の電動アクチュエータ５３とを備えており、前記車室壁３に固定したハウジング（組立ハウジング）５４の内部および外部に配設されている。ハウジング５４は、リング形状の取付部材５５を介して車室壁３の前面に固定された第１筒体５６と、この第１筒体５６に同軸に連結された第２筒体５７とからなっており、その第２筒体５７の前端に前記タンデムマスタシリンダ２が連結されている。また、第１筒体５６には支持板６３が取付けられており、この支持板６３に前記電動アクチュエータ５３を構成する電動モータ６４が固定されている。なお、取付部材５５は、その内径ボス部５５ａが車室壁３の開口３ａに位置するように車室壁３に固定されている。
【００１５】
タンデムマスタシリンダ２は、有底のシリンダ本体１０とリザーバ１１とを備えており、そのシリンダ本体１０内の奥側には、前記プライマリピストンとしてのピストン組立体５１と対をなすセカンダリピストン１２が摺動可能に配設されている。シリンダ本体１０内にはまた、前記ピストン組立体５１とセカンダリピストン１２とにより２つの圧力室１３、１４が画成されており、前記両ピストン５１、１２の前進に応じて各圧力室１３、１４内に封じ込められているブレーキ液が、対応する系統のホイールシリンダ（図示せず）へ圧送されるようになる。
【００１６】
また、シリンダ本体１０の壁には、各圧力室１３、１４内とリザーバ１１とを連通するリリーフポート１５が形成され、さらに、シリンダ本体１０の内面には、前記リリーフポート１５を挟んで一対のシール部材１６が配設されている。各圧力室１３、１４は、前記両ピストン５１、１２の前進に応じて、前記一対のシール部材１６が対応するピストン５１、１２の外周面に摺接することで、リリーフポート１５に対して閉じられるようになる。なお、各圧力室１３、１４内には、前記プライマリピストンとしてのピストン組立体５１とセカンダリピストン１２とを後方へ付勢する戻しばね１７が配設されている。
【００１７】
本電動倍力装置５０を構成するピストン組立体５１は、前記ブースタピストン５２にこれと相対移動可能に入力ピストン（軸部材）５８を内装してなっている。入力ピストン５８は、その後端に設けたブラケット５８ａに前記ブレーキペダル８を連結させることで、ブレーキペダル８の操作（ペダル操作）により進退移動するようになっている。
【００１８】
ピストン組立体５１を構成するブースタピストン５２は、その内部の長手方向中間部位に隔壁５９を有しており、前記入力ピストン５８がこの隔壁５９を挿通して延ばされている。ブースタピストン５２の前端側は、前記マスタシリンダ２内の圧力室（プライマリ室）１３に挿入され、一方、入力ピストン５８の前端側は、同じ圧力室１３内のブースタピストン５２の内側に配置されている。ブースタピストン５２と入力ピストン５８との間はブースタピストン５２の前側に配置したシール部材６０により、ブースタピストン５２とマスタシリンダ２のシリンダ本体１０のガイド１０ａとの間はシール部材６１によりそれぞれシールされており、これにより前記圧力室１３からマスタシリンダ２外へのブレーキ液の漏出が防止されている。なお、ブースタピストン５２の前端部には、前記マスタシリンダ２内のリリーフポート１５に連通可能な貫通孔６２が穿設されている。
【００１９】
電動アクチュエータ５３は、ハウジング５４の第１筒体５６と一体の支持板６３に固定された前記電動モータ６４と、前記第１筒体５６の内部に入力ピストン５８を囲んで配設されたボールねじ機構（回転-直動変換機構）６５と、電動モータ６４の回転を減速してボールねじ機構６５に伝達する回転伝達機構６６とから概略構成されている。ボールねじ機構６５は、軸受（アンギュラコンタクト軸受）６７を介して第１筒体５６に回動自在に支持されたナット部材（回転部材）６８とこのナット部材６８にボール６９を介して噛合わされた中空のねじ軸（直動部材）７０とからなっている。ねじ軸７０の後端部は、ハウジング５４の取付部材５５に凸状に形成されたリングガイド部７１に回動不能にかつ摺動可能に支持されており、これによりナット部材６８の回転に応じてねじ軸７０が直動するようになる。一方、回転伝達機構６６は、電動モータ６４の出力軸６４ａに取付けられた第１プーリ７２と、前記ナット部材６８にキー７３を介して回動不能に嵌合された第２プーリ７４と前記２つのプーリ７２、７４間に掛け回されたベルト（タイミングベルト）７５とからなっている。第２プーリ７４は第１プーリ７２に比べて大径となっており、これにより電動モータ６４の回転は減速してボールねじ機構６５のナット部材６８に伝達される。また、アンギュラコンタクト軸受６７には、ナット部材６８にねじ込んだナット７６により第２プーリ７３およびカラー７７を介して与圧がかけられている。なお、回転伝達機構６６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。
【００２０】
上記ボールねじ機構６５を構成する中空のねじ軸７０の前端部にはフランジ部材７８が、その後端部には筒状ガイド７９がそれぞれ嵌合固定されている。フランジ部材７８および筒状ガイド７９は前記入力ピストン５８を摺動案内するガイドとして機能するようにそれぞれの内径が設定されている。前記フランジ部材７８は、ねじ軸７０の、図中、左方向への前進に応じて前記ブースタピストン５２の後端に当接するようになっており、これに応じてブースタピストン５２も前進する。また、ハウジング５４を構成する第２筒体５７の内部には、該第２筒体５７の内面に形成した環状突起８０に一端が係止され、他端が前記フランジ部材７８に衝合する戻しばね８１が配設されており、ねじ軸７０は、ブレーキ非作動時にこの戻しばね８１により図示の原位置に位置決めされる。
【００２１】
しかして、入力ピストン５８とブースタピストン５２との相互間には、環状空間８２が画成されており、この環状空間８２には、入力ピストン５８に設けたフランジ部８３に一端が係止され、かつブースタピストン５２の隔壁５９とブースタピストン５２の後端部に形成されたフランジ８４とにそれぞれ他端が係止された一対のばね（付勢手段）８５（８５Ａ、８５Ｂ）が配設されている。この一対のばね８５は、ブレーキ非作動時に入力ピストン５８とブースタピストン５２とを相対移動の中立位置に保持する役割をなすものである。
【００２２】
ここで、本第１の実施形態においては、電動倍力装置５０の非作動状態において、フランジ部８３がブースタピストン５２に対する入力ピストン５８の移動範囲の中心位置Ｃからブレーキペダル８側にずれた位置に配置されるようになっており、この位置が中立位置となっている。また、電動倍力装置５０の非作動状態において、一対のばね８５のばね長は、マスタシリンダ２側のばね８５Ａよりもブレーキペダル８側のばね８５Ｂの方が短くなっている。
また、フランジ部８３の両側には、入力ピストン５８の径寸法よりも大径の大径部（規制部）８３Ａ，８３Ｂが形成されている。これら大径部８３Ａ，８３Ｂのうち、大径部８３Ａはブースタピストン５２に対して入力ピストン５８が前進するときにブースタピストン５２の隔壁５９に当接するようになって入力ピストン５８の移動が規制される。また、大径部８３Ｂはブースタピストン５２に対して入力ピストン５８が後退するときにブースタピストン５２のフランジ８４に当接するようになって入力ピストン５８の移動が規制される。
電動倍力装置５０の非作動時における大径部８３Ａと隔壁５９との間隔ＬＡは、大径部８３Ｂとフランジ８４との間隔ＬＢよりも大きく設定されている。
これらの構成により、電動アクチュエータ５３がフェイルしたときに、マスタシリンダ２の圧力室１３内に入力ピストン５８を挿入する体積が大きくなり、その分大きな液圧を発生させることができ、電動アクチュエータ５３のフェイル時において比較的軽い踏力でブレーキをかけることができる。
【００２３】
車室内には車体に対する入力ピストン５８の絶対変位を検出するポテンショメータ８６が配設されている。このポテンショメータ８６は、抵抗体を内蔵した本体部８７と、本体部８７から入力ピストン５８と平行に車室内に延ばされたセンサロッド８８とからなっており、ハウジング５４の取付部材５５の穴部５５ｂに入力ピストン５８と平行をなすように取付けられている。センサロッド８８は本体部８７に内蔵したばねにより、常に伸長方向へ付勢され、前記入力ピストン５８の後端部に固定されたブラケット９０に先端を当接させている。一方、前記電動モータ６４は、ここではＤＣブラシレスモータからなっており、これには、回転制御のために磁極位置を検出するレゾルバ９１が内蔵されている。このレゾルバ９１は、モータの回転変位を検出してこれに基づき車体に対するブースタピストン５２の絶対変位を検出する回転検出手段としての機能も兼ね備えている。これらポテンショメータ８６とレゾルバ９１とは、入力ピストン５８とブースタピストン５２との相対変位量を検出する変位検出手段を構成しており、これらの検出信号は、コントローラ（制御手段）９２に送出されるようになっている。なお、回転検出手段としては、レゾルバに限らず、絶対変位（角度）を検出できる回転型のポテンショメータ等であってもよい。
【００２４】
以下、上記のように構成された電動倍力装置５０の作用を説明する。
ブレーキペダル８が操作されると、入力ピストン５８が前進し、その動きがポテンショメータ８６により検出される。すると、ポテンショメータ８６からの信号を受けてコントローラ９２が電動モータ６４に起動指令を出力し、これにより電動モータ６４が回転して、その回転が回転伝達機構６６を介してボールねじ機構６５に伝達され、ねじ軸７０が前進してその動きにブースタピストン５２が追従する。すなわち、入力ピストン５８とブースタピストン５２とが一体的に前進し、ブレーキペダルから入力ピストン５８に付与される入力推力と電動アクチュエータ５３からブースタピストン５２に付与されるブースタ推力とに応じたブレーキ液圧がタンデムマスタシリンダ２内の圧力室１３、１４に発生する。
【００２５】
このとき、ポテンショメータ８６とレゾルバ９１との検出信号に基づき、入力ピストン５８の絶対変位とブースタピストン５２との絶対変位との差により両ピストンの相対変位量が分かる。そこで、入力ピストン５８とブースタピストン５２との間に相対変位が生じないように電動モータ６４の回転を制御すると、両ピストン５８と５２との間に介装した一対のばね８５（８５Ａ、８５Ｂ）が中立位置を維持する。このときの倍力比は、相対変位量ΔＸが０であることから、ブースタピストン５２の受圧面積と入力ピストン５８の受圧面積との面積比で一義的に定まり、汎用の真空倍力装置と同様となる。
【００２６】
一方、中立位置からブースタ推力により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５２を相対変位させると（ΔＸが負の所定値）、倍力比が大きくなり、電動アクチュエータ５３が倍力源として働いて、ペダル踏力（ペダル入力）の大きな低減を図ることができるようになる。また、この場合、ブースタピストン５２の相対変位に応じて、後側のばね８５Ｂの付勢力が増大し、この付勢力によって入力ピストン５８に伝わるブレーキ液圧の反力が付勢力の分だけ相殺されることも、第１の実施形態と同様であり、これによりペダル踏力（入力）に対して倍力比を十分に大きくすることができる。逆に、中立位置からブースタ推力により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５２を相対変位させると（ΔＸが正の所定値）、このブースタピストン５２の相対変位に応じて前側のばね８５Ａ（第２のばね）の付勢力が増大する。この付勢力によって入力ピストン５８に伝わる反力が強まり、ペダル踏力（入力）に対して倍力比を小さくすることができる。
【００２７】
本第１の実施形態においては、特に、ブースタピストン５２を駆動する電動モータ６４の回転が、ボールねじ機構６５により運動変換してブースタピストン５２に伝達されるので、電動アクチュエータ５３からブースタピストン５２への駆動伝達は円滑となり、ブースタ推力の付与は安定する。また、ボールねじ機構６５の採用により、ブースタピストン５２から電動モータ６４にモーメントが作用することがなくなるので、その分、電動モータ６４にかかる負荷も低減する。また、本第２の実施形態では、ポテンショメータ８６、レゾルバ９１を絶対変位検出手段として用いているので、ポテンショメータ８６の本体部８７、レゾルバ９１をそれぞれハウジング５４や取付部材５５等の移動しない部材に取付けることができる。これにより、信号を送信するための電気ケーブルの取り回しが楽になると共に、ポテンショメータ８６の本体部８７、レゾルバ９１およびこれらの電気ケーブルを固定しておけるので、振動等に対する耐久性を向上させることができる。
【００２８】
さらに、本第１の実施形態では、車両に対する入力ピストン５８、ブースタピストン５２の絶対変位を検出するポテンショメータ８６、レゾルバ９１を設けているので、入力ピストンのストロークや踏み込み速度に応じたブレーキアシスト制御、回生協調制御、車両追従（ＡＣＣ）制御等にこれらの検出結果を有効に活用できる。
【００２９】
すなわち、図２の模式図に示すように、マスタシリンダ２の圧力室１３、１４とこれに連通する配管やディスクブレーキなど全ての負荷側要素の剛性（液量対発生液圧）との関係を、マスタシリンダ圧力室２Ａの断面積（Ａｉ＋Ａｂ）に等しい断面積を有するピストン２Ｂの変位Ｘｍとそれに取付けられたばね要素２Ｃのばね定数ｋｍとに置換えて考察する。この場合、前記入力ピストン５８およびブースタピストン５２の変位（ストローク）をそれぞれＸｉ，Ｘｂ、最終的にマスタシリンダ圧力室２Ａに面している部分での入力ピストン５８の発生力（入力推力）およびブースタピストン５２の発生力（ブースタ推力）をそれぞれＦｉ，Ｆｂとすると、力の釣合いから下記（５）式の関係が得られる。
【００３０】
Ｆｉ＋Ｆｂ＝（Ａｂ×Ｘｂ＋Ａｉ×Ｘｉ）／（Ａｂ＋Ａｉ）×ｋｍ  …（１）
ここで、Ｆｂ＝Ａｂ／Ａｉ×Ｆｉだから、この（１）式は、下記（２）式のようになる。
【００３１】
Ｆｉ＝（Ａｂ×Ｘｂ＋Ａｉ×Ｘｉ）／（Ａｂ＋Ａｉ）2×Ａｉ×ｋｍ  …（２）
一方、ブレーキペダル８からの入力（ペダル入力）をＦｉBとし、入力ピストン５８とブースタピストン５２との間に介装したばね８５のばね定数をｋｓとすると、ＦｉBは以下の（３）式で与えられるので、上記（１）式とこの（２）式との関係から、下記（４）式が得られる。
ＦｉB＝Ｆｉ-ｋｓ×（Ｘｂ-Ｘｉ）                              …（３）
ＦｉB＝（Ａｂ×Ｘｂ＋Ａｉ×Ｘｉ）／（Ａｂ＋Ａｉ）2×Ａｉ×ｋｍ-ｋｓ×（Ｘｂ-Ｘｉ）                                                      …（４）
【００３２】
ここで、Ｘｂ＝Ｘｉ（相対変位なし）とすると、（４）式は次の（５）式となり、倍力比をαとしたペダルフィーリング（ペダル入力とストロークの関係）が得られる。
ＦｉB＝Ａｉ／（Ａｂ＋Ａｉ）×Ｘｉ×ｋｍ                      …（５）
一方、倍力比を変えるために、入力ピストン５８とブースタピストン５２との相対変位（Ｘｂ-Ｘｉ）を与えるようにブースタピストン５２を制御すると、（５）式より負荷側のばね定数ｋｍとばね８５のばね定数ｋｓとによりペダルフィーリングが変化することがわかる。
【００３３】
図３は、ペダル入力ＦｉBを一定速度で増加させ、その途中で電動モータ６４によるブレーキアシストを作動させたときの推力Ｆの変化を、図４は、そのときの入力ピストン５８のストローク（ペダルストローク）Ｘｉの変化をそれぞれみたものである。これより、入力ピストン５８とブースタピストン５２との間に介装したばね８５のばね定数ｋｓが大きいとブレーキペダル８は前に進み（図４（ａ））、従来のブレーキアシストが作動したときのペダルフィーリングを実現できる。これに対し、ばね定数ｋｓが小さいとブレーキペダル８は逆に戻され（図４（ｂ））、緊急時にブレーキアシストを作動させつつブレーキペダル８のショートストローク化が可能になる。一方、ばね定数ｋｓを適当な大きさに設定すると、入力ピストン５８は連続的に変化し（図４（ｃ））、ブレーキアシストを作動させてもブレーキペダル８への影響はほとんどなくなる。すなわち、ブレーキアシストの作動（ブースタピストン５２の前方への移動）によりマスタシリンダ圧力室９５から入力ピストン５８にかかる液圧反力が増加しても、その増加分の液圧反力と相対変位により入力ピストン５８を前方に付勢するばね８５のばね力とがほぼ等しくなり、増加分の液圧反力がばね力によってほぼ完全に相殺され、ブレーキペダル８への影響を解消することが可能になる。
【００３４】
ここで、ブレーキペダル８への影響をなくするために要求されるばね８５のばね定数ｋｓは、上記（４）式を下記（６）式とするために必要な大きさであり、（１１）式のように決めることができる。
【００３５】
ＦｉB＝Ａｉ／（Ａｂ＋Ａｉ）×Ｘｉ×ｋｍ                    …（６）
ｋｓ＝（Ａｂ×Ａｉ）／（Ａｂ＋Ａｉ）2×ｋｍ                …（７）
【００３６】
一方、ブレーキ液圧Ｐｍ、マスタシリンダ圧力室７１の液量Ｖｍは、下記（８）式、（９）式のように表わされる。
Ｐｍ＝（Ａｂ×Ｘｂ＋Ａｉ×Ｘｉ）／（Ａｂ＋Ａｉ）2×ｋｍ    …（８）
Ｖｍ＝Ａｂ×Ｘｂ＋Ａｉ×Ｘｉ                              …（９）
よって、ＰｍとＶｍとは、下記（１０）式の関係となり、これを変換すると下記（１１）式が得られる。
Ｐｍ＝Ｖｍ／（Ａｂ＋Ａｉ）2×ｋｍ                          …（１０）
ｋｍ＝Ｐｍ／Ｖｍ×（Ａｂ＋Ａｉ）2                          …（１１）
したがって、このｋｍを上記（７）式に代入すれば、下記（１２）式が得られる。
ｋｓ＝Ａｉ×Ａｂ×Ｐｍ／Ｖｍ                                …（１２）
【００３７】
すなわち、入力ピストン５８とブースタピストン５２との間に介装されるばね（付勢手段）８５のばね定数ｋｓを、マスタシリンダの圧力室２Ａに臨む入力ピストン５８およびブースタピストン５２の受圧面積Ａｉ、Ａｂと、マスタシリンダのブレーキ液圧Ｐｍおよび液量Ｖｍとに基づいて決定することが可能になる。すなわち、入力ピストン５８およびブースタピストン５２の受圧面積Ａｉ、Ａｂは既知であり、また、マスタシリンダの液量Ｖｍの増減に伴うブレーキ液圧Ｐｍの増減の比率は適用車両によって決まっているので、これらから求まる設定値とばね定数ｋｓとが一致するようにすれば、図４の（ｃ）の関係とすることができる。つまり、ブレーキアシストの作動（ブースタピストン５２の前方への移動）によりマスタシリンダ圧力室９５から入力ピストン５８にかかる液圧反力の増加分と、ブースタピストン５２と入力ピストン５８との相対変位により入力ピストン５８を前方に付勢するばね８５のばね力とをほぼ等しくすることが可能になる。なお、ばね定数ｋｓが上記設定値よりも大きい場合には図４の（ａ）の関係となり、逆に、ばね定数ｋｓが上記設定値よりも小さい場合には図４の（ｂ）の関係となる。
【００３８】
なお、ブースタピストン５２とボールねじ機構６５のねじ軸（直動部材）７０とは、フランジ部材７８を介して当接しているだけであるので、万一、電動モータ６４が故障（失陥）した場合には、ブレーキペダル８の踏込みに応じて前進する入力ピストン５８の動きにばね８５を介してブースタピストン５２が追従し、これによって入力ピストン５８とブースタピストン５２とが一体的に前進して所定の制動力が得られるようになる。
【００３９】
ここで、特許文献１、２に記載された従来の電動倍力装置によれば、入力ピストンよりもブースタピストンを大きく移動させると、ブースタピストンにより上昇したマスタシリンダ内の液圧の反力が入力ピストンにかかり、その反力がブレーキペダルから運転者に伝わって運転者に違和感を与えたり、あるいはブレーキペダルの重さからブレーキペダルの踏込みを困難にするなど、ペダルフィーリングに影響を及ぼすという問題があった。
【００４０】
これに対し、本第１の実施形態においては、電動アクチュエータを作動させても、ペダルフィーリングに影響を及ぼすことがないようにし、もって信頼性の向上に大きく寄与する電動倍力装置とすることができる。具体的には、入力ピストン（軸部材）５８とブースタピストン（筒状部材）５２との相対変位に応じて入力ピストン５８へ伝達される液圧反力の増減分がばね（付勢手段）８５によって相殺されるので、電動アクチュエータ５３によるブレーキ操作が行われても、ブレーキペダル８が影響を受けることがなくなる。そして、上記ばね８５のばね定数は、マスタシリンダ２の圧力室に臨む入力ピストン５８およびブースタピストン５２の受圧面積と、前記マスタシリンダ２の液圧および液量とに基いて決定することで、簡単かつ適正にばね定数を決定することができる。
【００４１】
すなわち、本第１の実施形態の電動倍力装置によれば、電動アクチュエータによるブレーキ操作が行われても、ブレーキペダルが影響を受けることがないので、良好なペダルフィーリングが維持され、ブレーキアシストシステムへの適用において装置に対する信頼性が向上する。また、入力ピストン５８およびブースタピストン５２との間に所定のばね定数を有するばね８５を介装するだけなので、構造が複雑大型になることはなく、コスト面並びに車両搭載性の面での利点も大きい。
【００４２】
つぎに、図５は、本発明に係る電動倍力装置の第２の実施形態を示したものである。本第２の実施形態としての電動倍力装置１００は、上記第１の実施形態の電動倍力装置５０とほぼ同様の構成を有しており、上記第１の実施形態に対して異なっているのは、入力ピストン１５８のフランジ部１８３の位置と、このフランジ部１８３の両側に形成される大径部１８３Ａ，１８３Ｂの長さとである。
【００４３】
本第２の実施形態においては、電動倍力装置１００の非作動状態において、入力ピストン１５８のフランジ部１８３が、ブースタピストン５２に対する入力ピストン１５８の移動範囲の中心位置Ｃからマスタシリンダ２側にずれた位置に配置されるようになっており、この位置が中立位置となっている。電動倍力装置１００の非作動状態において、一対のばね１８５のばね長は、マスタシリンダ２側のばね１８５Ａよりもブレーキペダル８側のばね１８５Ｂの方が長くなっている。
また、フランジ部１８３の両側には、入力ピストン１５８の径寸法よりも大径の大径部（規制部）１８３Ａ，１８３Ｂが形成されている。これら大径部１８３Ａ，１８３Ｂのうち、大径部１８３Ａはブースタピストン５２に対して入力ピストン５８が前進するときにブースタピストン５２の隔壁５９に当接するようになって入力ピストン１５８の移動が規制される。また、大径部１８３Ｂはブースタピストン５２に対して入力ピストン１５８が後退するときにブースタピストン５２のフランジ８４に当接するようになって入力ピストン１５８の移動が規制される。
電動倍力装置１００の非作動時における大径部１８３Ｂとフランジ８４との間隔ＬＢは、大径部１８３Ａと隔壁５９との間隔ＬＡよりも大きく設定されている。
これらの構成により、液圧を発生させるためのブースタピストン５２と入力ピストン１５８との相対変位を大きくとることができるため、ブレーキアシストをより大きな制動領域まで行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施形態としての電動倍力装置を含む車両ブレーキ機構の概略構造を示す模式図である。
【図２】第１の実施形態としての電動倍力装置の基本概念を示す模式図である。
【図３】第１の実施形態としての電動倍力装置におけるブレーキアシスト作動時の入力、出力特性の経時変化を示すグラフである。
【図４】第１の実施形態としての電動倍力装置におけるブレーキアシスト作動時のペダルストロークの経時変化を示すグラフである。
【図５】本発明の第２の実施形態としての電動倍力装置を含む車両ブレーキ機構の概略構造を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４５】
５０、１００    電動倍力装置
２    タンデムマスタシリンダ
５５    ハウジング（支持部材）
８    ブレーキペダル
９    入力ロッド
５２    ブースタピストン（筒状部材）
５８    入力ピストン（軸部材）
８５（８５Ａ、８５Ｂ）    ばね（付勢手段）
５３    電動アクチュエータ
６４    電動モータ
８６    ポテンショメータ
９１    回転検出手段としてのレゾルバ
【図１】
2008100563.tif 000003
【図２】
2008100563.tif 000004
【図３】
2008100563.tif 000005
【図４】
2008100563.tif 000006
【図５】
2008100563.tif 000007