(57)【要約】【課題】ボールねじ機構等に軸方向とは異なる方向に力が加えられないようにでき、もって、異音の低減化、動作特性の向上等を図ることのできる電動倍力装置を提供する【解決手段】ベース係合部２３ａと第１係合部１８ｂとの相対位置、突出部係合部７と第２係合部１７ａとの相対位置、及び可動部係合部１６ａと第３係合部１８ａとの相対位置のうちのいずれか１つの相対位置は変位不能かつ回転可能で、他の２つの相対位置は変位可能となるように各部の寸法形状を設定する。好ましくは、他の２つの変位可能な相対位置のうちの少なくとも１つは、その相対位置の変位軌跡が円弧等の曲線となるようにする。【選択図】図２
2013043546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、
前記ベースに固定されたマスタシリンダ本体と該マスタシリンダ本体の一端から伸縮可能に突出してマスタシリンダ本体内を摺動するピストンに接続された突出部とを有するマスタシリンダと、
前記ベースに固定された固定部と該固定部に対して直動する可動部とを有する
電動アクチュエータと、
第１係合部、第２係合部、及び第３係合部を有するレバー部材と、
前記ベースに設けられたベース係合部と前記第１係合部とに係合して前記ベースと前記レバー部材とを係合させる第１のピンと、
前記突出部に設けられた突出部係合部と前記第２係合部とに係合して前記突出部と前記レバー部材とを係合させる第２のピンと、
前記可動部に設けられた可動部係合部と前記第３係合部とに係合して前記可動部と前記レバー部材とを係合させる第３のピンと、を備え、
前記ベース係合部と前記第１係合部との相対位置、前記突出部係合部と前記第２係合部との相対位置、及び前記可動部係合部と前記第３係合部との相対位置のうちのいずれか１つの相対位置は変位不能かつ回転可能で、他の２つの相対位置は変位可能となるように各部の寸法形状が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】
前記他の２つの相対位置のうちの少なくとも１つは、前記相対位置の変位軌跡が曲線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。
【請求項３】
前記曲線が円弧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。
【請求項４】
前記ベース係合部と前記第１係合部との相対位置の変位軌跡は直線とされ、前記突出部係合部と前記第２係合部との相対位置の変位軌跡は曲線とされ、前記可動部係合部と前記第３係合部との相対位置は変位不能とされていることを特徴とする請求項２又は３に記載の電動倍力装置。
【請求項５】
前記マスタシリンダの前記突出部の移動方向と前記電動アクチュエータの前記可動部の移動方向とが平行となるように前記マスタシリンダ本体と前記固定部は前記ベースに固定されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電動倍力装置。
【請求項６】
前記第２のピンと前記第２係合部とは、前記突出部の移動方向にて接触するようにされていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の電動倍力装置。
【請求項７】
前記第３のピンと前記第３係合部とは、前記可動部の移動方向にて接触するようにされていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の電動倍力装置。
【請求項８】
ベースと、
前記ベースに固定されたマスタシリンダ本体と該マスタシリンダ本体の一端から伸縮可能に突出して前記マスタシリンダ本体内を摺動するピストンに接続された突出部とを有するマスタシリンダと、
前記ベースに固定された固定部と該固定部に対して直動する可動部とを有する電動アクチュエータと、
前記突出部と前記可動部と前記ベースとにそれぞれ係合するレバー部材と、を備え、
前記レバー部材は、前記突出部との間で該突出部の移動方向にのみ力が加えられることを特徴とする電動倍力装置。
【請求項９】
前記レバー部材は、前記可動部との間で該可動部の可動方向にのみ力が加えられることを特徴とする請求項８に記載の電動倍力装置。
【請求項１０】
ベースと、
前記ベースに固定されたマスタシリンダ本体と、
該マスタシリンダ本体の一端から伸縮可能に突出して前記マスタシリンダ本体内を摺動するピストンに接続された突出部と、
前記ベースに固定されボールねじを回動させるアクチュエータ本体と、
前記ボールねじの回動により前記突出部の突出方向と平行に直動する可動部と、
前記突出部と前記可動部と前記ベースとにそれぞれ係合するレバー部材と、
前記ベースに対し前記突出部材の突出方向と直交する方向に移動可能に設けられると共に、前記レバー部材に相対移動不能に嵌挿された第１のピンと、
前記突出部に相対移動不能に設けられると共に、前記レバー部材に形成された曲線状の案内溝内を移動可能に遊挿された第２のピンと、
前記可動部と前記レバー部材とを相対変位不能かつ相対回転可能に連結する第３のピンと、を備えていることを特徴とする電動倍力装置。
【請求項１１】
前記曲線状の案内溝は、前記第２のピンが前記案内溝に対して前記突出部材の突出方向にのみ力が加えられるように前記第２のピンに接触する形状であることを特徴とする請求項１０に記載の電動倍力装置。
【請求項１２】
前記曲線状の案内溝は、前記マスタシリンダ本体側を中心とする円弧形状であることを特徴とする請求項１０に記載の電動倍力装置。
【請求項１３】
前記曲線状の案内溝は、前記第３のピンの中心を原点としたx-y座標系であらわすと、前記ボールねじの中心軸線と前記マスタシリンダの中心軸線との間の距離をL_1（_の次の数字は下付添字を表わす）、前記マスタシリンダ内部の油圧が大気圧と等しいときの前記第２のピンと前記第３のピンとの、前記マスタシリンダの中心軸線と同一方向の距離をL_2としたとき、レバーの傾き量θを媒介変数として、以下の式で表される形状であることを特徴とする請求項１０に記載の電動倍力装置。
2013043546.tif 000005
【請求項１４】
前記レバー部材の一側面に、前記溝部分を覆うように補強用側壁部が設けられていることを特徴とする請求項１０から１３のいずれか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、車両のブレーキ装置等に組み込むのに好適な倍力装置に係り、特に倍力源として電動モータ等のアクチュエータを用いた電動倍力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のブレーキ装置に組み込まれる電動倍力装置として、特許文献１に所載のものがある。この電動倍力装置は、電動モータと、軸方向を拘束されて前記電動モータの出力軸に連結される回転部材に軸線回りの回転を拘束された軸方向移動部材が多数のボールを介して螺合されて成るボールねじ機構とを備え、マスタシリンダの押圧入力部材にブレーキ操作部材に連なる入力レバー及び前記軸方向移動部材が連結される電動倍力装置において、電動モータ及びボールねじ機構がマスタシリンダと平行な軸線をそれぞれ有してマスタシリンダに並列配置され、入力レバー及び軸方向移動部材が、電動モータの作動に伴う軸方向移動部材の前進方向への押圧力をマスタシリンダの押圧入力部材に及ぼし、ブレーキ液圧を発生させて所望の制動力を得る。
【０００３】
そして、ブレーキペダルの操作量に対して、コントローラにより電動モータの出力を適宜調整することにより、いわゆる倍力比を変化させることができ、倍力制御、ブレーキアシスト制御、回生協調制御等の種々のブレーキ制御を実行することができる。このとき、回生協調制御等によって電動モータの出力が変動した場合でも、ブレーキペダルの操作量に対して、ストロークシミュレータによって一定の反力を付与しているので、運転者に違和感を与えることがない。
【０００４】
また、万が一、電気系統等の失陥により、電動モータが作動不能になった場合には、ブレーキペダルに連結された入力レバーによって押圧入力部材を直接押圧することで、マスタシリンダのピストンを前進させることができ、制動機能を維持できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３６１１３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に所載の電動倍力装置では、次のような解決すべき課題がある。すなわち、マスタシリンダとボールねじ機構が平行に配設される場合、マスタシリンダとボールねじ機構を繋ぐ杆に、杆を回転させるモーメントが発生し、ボールねじ機構の軸方向移動部材及びピストンに軸方向とは異なる方向に力が発生する。ボールねじ機構に軸方向と異なる方向の力が加えられると、マスタシリンダ内部でピストンが傾くことがある。このような場合には、ピストンを進退動させるために必要な力をマスタシリンダ内の油圧による力よりも大きくする必要があり、電動倍力装置の動作特性を悪化させる要因となる。
【０００７】
本発明は、上記問題を解消すべくなされたもので、その目的とするところは、動作特性の向上等を図ることのでき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】
【０００８】
上記目的を達成すべく、本発明に係る電動倍力装置は、基本的には、ベースと、前記ベースに固定されたマスタシリンダ本体と該マスタシリンダ本体の一端から伸縮可能に突出してマスタシリンダ本体内を摺動するピストンに接続された突出部とを有するマスタシリンダと、前記ベースに固定された固定部と該固定部に対して直動する可動部とを有する電動アクチュエータと、第１係合部、第２係合部、及び第３係合部とを有するレバー部材と、前記ベースに設けられたベース係合部と前記第１係合部とに係合して前記ベースと前記レバー部材とを係合させる第１のピンと、前記突出部に設けられた突出部係合部と前記第２係合部とに係合して前記突出部と前記レバー部材とを係合させる第２のピンと、前記可動部に設けられた可動部係合部と前記第３係合部とに係合して前記可動部と前記レバー部材とを係合させる第３のピンと、を備え、前記ベース係合部と前記第１係合部との相対位置、前記突出部係合部と前記第２係合部との相対位置、及び前記可動部係合部と前記第３係合部との相対位置のうちのいずれか１つの相対位置は変位不能かつ回転可能で、他の２つの相対位置は変位可能となるように各部の寸法形状が設定されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る電動倍力装置によれば、ボールねじ機構等を有する電動アクチュエータに軸方向とは異なる方向に力が加えられないようにでき、そのため、異音の低減化、動作特性の向上等を図ることができる。
上記した以外の、課題、構成、及び効果は、以下の実施形態により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る電動倍力装置の一実施形態（第１実施例）を、それが適用された車両のブレーキ装置の一例と共に示す概略構成図。
【図２】第１実施例の電動倍力装置の主要部概略側面図。
【図３】第１実施例の電動倍力装置の主要部概略斜視図。
【図４】第１実施例における押圧入力部材の斜視図。
【図５】第１実施例のレバー形状の説明に供される図。
【図６】第１実施例におけるピストン推力及びナット推力とナットストロークの関係の説明に供される図。
【図７】第１実施例におけるレバー形状と力点位置の関係説明図。
【図８】第１実施例におけるレバー形状と力点位置の関係説明図。
【図９】第１実施例におけるレバー形状と支点位置の関係説明図。
【図１０】第１実施例におけるレバー形状と支点位置の関係説明図。
【図１１】第１実施例におけるレバー形状とナットストロークの関係説明図。
【図１２】第１実施例におけるレバー形状とナットストロークの関係説明図。
【図１３】第１実施例におけるレバー形状とマスタシリンダ〜ボールねじ機構の距離の関係説明図。
【図１４】第１実施例におけるレバー形状とマスタシリンダ〜ボールねじ機構の距離の関係説明図。
【図１５】第２実施例のレバー形状の説明に供される図。
【図１６】第３実施例のレバー形状の説明に供される図。
【図１７】第４実施例のレバーを示す斜視図。
【図１８】比較例としての第１実施例のレバーを示す斜視図。
【図１９】第１実施例のレバーの応力解析結果の説明に供される図。
【図２０】第４実施例のレバーの応力解析結果の説明に供される図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。
本実施形態の電動倍力装置は、上記特許文献１に所載の電動倍力装置では、次のような課題を解決するものである。すなわち、マスタシリンダとボールねじ機構が平行に配設される場合、マスタシリンダとボールねじ機構を繋ぐ杆に、杆を回転させるモーメントが発生し、ボールねじ機構の軸方向移動部材及びピストンに軸方向とは異なる方向に力が発生する。ボールねじ機構に軸方向と異なる方向の力が加えられると、マスタシリンダ内部でピストンが傾くことがある。このような場合には、ピストンを進退動させるために必要な力をマスタシリンダ内の油圧による力よりも大きくする必要があり、電動倍力装置の動作特性を悪化させる要因となる。
【００１２】
このような課題を解消すべく、本実施形態においては、ボールねじ機構等を有する電動アクチュエータに軸方向とは異なる方向に力が加えられないようにして、動作特性の向上を図るものとなっている。
【００１３】
また、上記特許文献１に所載の電動倍力装置のように、ピストンに軸方向と異なる方向の力が加えられる場合、次のような課題もあり、本実施形態の電動倍力装置は、これを解決するものである。ボールねじ機構に軸方向と異なる方向の力が加えられると、ボールと軸及びボールとナットの接触力が局部的に高くなり、局部摩耗や異音発生の要因となる場合がある。
【００１４】
このような課題を解消すべく、本実施形態においては、ボールねじ機構等を有する電動アクチュエータに軸方向とは異なる方向に力が加えられないようにして、異音の低減化を図るものとなっている。
【００１５】
＜第１実施例＞
図１は、電動倍力装置の一実施形態（第１実施例）を、それが適用された車両のブレーキ装置の一例と共に示す概略構成図である。本実施例の電動倍力装置１００は、車両のブレーキ制御系１のマスタシリンダ２に結合される。マスタシリンダ２はタンデム型であり、プライマリ及びセカンダリの二つの液圧ポート３，４を有し、液圧ポート３，４には２系統の液圧回路を有する液圧制御ユニット５を介して、４つの車輪にそれぞれ設けられた液圧式のブレーキ装置６が接続されている。ブレーキ装置６は、液圧によって制動力を発生するディスクブレーキあるいはドラムブレーキ等で構成される。
【００１６】
なお、以下の説明において、前、後、左、右は、特に断りがない限り当該電動倍力装置１００付きのブレーキ制御系１を備えた車両の前、後、左、右を指すものとする。
【００１７】
タンデム型のマスタシリンダ２には、直列に配置されたプライマリ及びセカンダリの一対のピストン７（プライマリ側のみが図２に示されている）が挿入され、これらのピストン７の前進により、２つの液圧ポート３，４から同じ液圧を供給し、ピストン７の後退時には、ブレーキパッドの摩耗などに応じてリザーバ８から適宜ブレーキ液を補充する。そして、万一、２系統の液圧回路の一方が失陥した場合でも、他方の液圧回路に液圧が供給されるので、制動機能を維持することができる。
【００１８】
液圧制御ユニット５は、液圧源である電動ポンプ及び増圧弁、減圧弁等の電磁制御弁を備え、各車輪のブレーキ装置６に供給する液圧を減圧する減圧モード、保持する保持モード及び増圧する増圧モードを適宜実行して以下の制御を行う。
【００１９】
（１）各車輪の制動力を制御することにより、制動時に設置荷重などに応じて各車輪に適切に制動力を配分する制動力配分制御。
（２）制動時に各車輪の横滑りを検知して各車輪に適宜自動的に制動力を付与することにより、アンダーステア及びオーバーステアを抑制して車両の挙動を安定させる車両安定制御。
【００２０】
（３）走行中の車輪の横滑りを検知して各車輪に適宜自動的に制動力を付与することにより、アンダーステア及びオーバーステアを抑制して車両の挙動を安定させる車両安定性制御。
（４）坂道（特に上り坂）において制動状態を保持して発進を補助する坂道発進補助制御。
【００２１】
（５）発進時等において車輪の空転を防止するトラクション制御。
（６）先行車両に対して一定の車間を保持する車両追従制御、走行車線を保持する車線逸脱回避制御。
（７）障害物との衝突を回避する障害物回避制御。
【００２２】
電動倍力装置１００は、エンジンルームと車室とを区画する隔壁であるダッシュパネル９を貫通して、マスタシリンダ２側がエンジンルーム内に、その反対側の入力ロッド１０側が車室内に位置するようにスタッドボルト１１によってダッシュパネル９に固定されている。入力ロッド１０には、クレビス１２を介しブレーキペダル１３が連結されている。
【００２３】
図２、図３は、それぞれ本実施例の電動倍力装置１００の回転‐直動機構１Ａの側面図、斜視図である。本実施例の回転‐直動機構１Ａは、ねじ送り機構を構成するボールねじ機構１６及び電動モータ１４を有し、該ボールねじ機構１６及び電動モータ１４の中心軸線がマスタシリンダ２の中心軸線と平行に配置されている。ボールねじ機構１６は、電動モータ１４により歯車列１５（歯車１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）を介して回転駆動されるがその軸方向移動は阻止されている雄ねじ部材１６ｂと、該雄ねじ部材１６ｂに多数のボールを介して螺合せしめられた可動ナット部材１６ａとからなっており、電動モータ１４の回転に伴って可動ナット部材１６ａが雄ねじ部材１６ｂのねじ送りにより前後方向に往復運動する。
【００２４】
ボールねじ機構１６の可動ナット部材１６ａの往復運動は、左右一対のレバー１８、１８及び押圧入力部材１７を介してピストン７に伝達され、ピストン７がマスタシリンダ２内部を往復運動する。本実施例ではボールねじ機構１６の可動ナット部材１６ａを挟むように左右一対のレバー１８、１８を配置したが、一つのレバー１８で本機構を構成してもかまわない。電動モータ１４は、例えば公知のＤＣモータ、ＤＣブラシレスモータ、ＡＣモータ等とすることができるが、電気部品の簡略化の観点から、本実施例ではＤＣモータを採用している。なお、電動モータ１４はモータ以外のアクチュエータに代替しても同等の機能とすることができる。
【００２５】
図４は、押圧入力部材１７の外観を示す斜視図である。押圧入力部材１７は、ピストン押圧部１７ｃ、入力ロッド１０の受け部１７ｂ、レバー１８の案内溝１８ｃ（後述）内を移動するローラ１７ａで構成されている。本実施例では、左右一対のレバー１８、１８に対応して押圧入力部材１７の左右両端にそれぞれローラ１７ａが配置されている。そして、左右のローラ１７ａ-１７ａを結ぶ直線が、ピストン押圧部１７ｃと入力ロッド１０の受け部１７ｂを結ぶ直線と直交するように、ローラ（ピン）１７ａ、１７ａが配置されている。かかる構成とすることでローラ１７ａ-１７ａを結ぶ直線とマスタシリンダ２の中心軸線とが直交するため、押圧入力部材１７はマスタシリンダ２の軸方向にピストン７を押動することができる。なお、本実施例では押圧入力部材１７をピストン７と別部材としているが、押圧入力部材１７とピストン７を一体化してもよい。
【００２６】
上記レバー１８は、図２、図５等を参照すればよくわかるように、その一端側に、ボールねじ機構１６の可動ナット部材１６ａに設けられたピン１６ｄを回転自在に支持する転がり軸受１８ａが設けられ、その他端側にローラ（ピン）１８ｂが設けられ、レバー１８上には、上記転がり軸受１８ａ（又はピン１６ｄ）で構成される力点Ｑと、上記ローラ（ピン）１８ｂで構成される可動支点Ｒと、案内溝１８ｃ内を相対移動する押圧入力部材１７のローラ（ピン）１７ａで構成される作用点Ｐとが存在する。
【００２７】
そして、ローラ１８ｂ（可動支点Ｒ）は、回転‐直動機構１Ａに設けられ、マスタシリンダ２の中心軸線と直交する平面上である、固定部材２３の転動面２３ａを転動する。本実施例では、電動モータ１４を固定する部品が固定部材２３と同一され、その一部にローラ１８ｂの転動面２３ａが形成されている。なお、図示例では、可動ナット部材１６ａ側にピン１６ｄが設けられ、レバー１８側に軸受１８ａが設けられているが、それとは逆に、可動ナット部材１６ａ側に軸受を設け、レバー１８側にピンを設けてもよい。また、レバー１８に、固定部材２３に設けたローラが転動する溝、長穴等を設けてもよい。
【００２８】
次に、レバー１８の案内溝１８ｃの形状について説明する。レバー１８はボールねじ機構１６の可動ナット部材１６ａの推進力をピストン７に伝達すると同時に、マスタシリンダ２で発生する油圧をボールねじ機構１６の可動ナット部材１６ａに伝達する。ボールねじ機構１６の可動ナット部材１６ａに力を伝達するとき、力のベクトル方向をボールねじ機構１６の軸方向のみとしなければ、ボールねじ機構１６の信頼性が低下する要因やボールねじ機構１６での異音の発生要因となる。したがって、押圧入力部材１７のローラ１７ａとレバー１８の案内溝１８ｃの接触により形成される力の方向をマスタシリンダ２の中心軸線と平行にしなければならない。
【００２９】
図５は、上記条件を満たすレバー１８の案内溝１８ｃの形状を、ボールねじ機構１６の可動ナット部材１６ａとの連結部を原点とした二次元座標系で示した図である。ピストン７及びボールねじ機構１６の可動ナット部材１６ａが上死点の位置にあり、ピストン７及びボールねじ機構１６に力が発生しない状態において、マスタシリンダ２の中心軸線とボールねじ機構１６の雄ねじ部材１６ｂの距離をL_1（_の次の数字は下付添字を表わす）、可動支点Ｒの位置のｘ座標をL_2、力点に対する作用点の軸方向（マスタシリンダ２の軸方向）位置をL_３、力点に対する可動支点Ｒのｙ方向（マスタシリンダ２の軸方向）のシフト量をL_4とすると、作用点の軌跡は媒介変数θを用いて次の式であらわされ、押圧入力部材１７のローラ１７ａの直径を併せて考慮することでレバー１８の案内溝１８ｃの形状を決定できる。
【００３０】
2013043546.tif 000003
【００３１】
また、ピストン７のストロークδ１、ボールねじ機構１６の可動ナット部材１６ａのストロークδ２は媒介変数θを用いて次の式であらわされる。
【００３２】
2013043546.tif 000004
【００３３】
図６は、以上の式を用いて作成した回転‐直動機構における、ピストン７の推力及び可動ナット部材１６ａの推力とボールねじ機構１６の可動ナット部材１６ａのストロークの関係である。本例のレバー１８は、ボールねじ機構１６の可動ナット部材１６ａが移動すると可動支点Ｒがマスタシリンダ２の中心軸に近づく構造であるため、ボールねじ機構１６の可動ナット部材１６ａの位置により、可動支点Ｒ〜力点Ｑ距離と可動支点Ｒ〜作用点Ｐ距離の比(可動支点Ｒ〜力点Ｑ距離÷可動支点Ｒ〜作用点距離)であらわされるてこ比が変化する。
【００３４】
そして、ボールねじ機構１６の可動ナット部材１６ａが上死点から移動するにつれて、てこ比が大きくなる特性がある。したがって、ピストン７に負荷する推力はてこ比が一定の場合と比べて大きくなる。また、ボールねじ機構１６の可動ナット部材１６ａに負荷する可動ナット部材１６ａ推力は極大値を持ち、極大値を超えると、ピストン７推力が増加するにもかかわらず、可動ナット部材１６ａの推力が下がる特性を持つ。
【００３５】
次に、寸法パラメータとてこ形状の関係について説明する。図７及び図８は力点Ｑ位置に対する可動支点Ｒ位置のシフト量を変化させ、マスタシリンダ２に対する可動ナット部材１６ａの動作開始位置を変化させた場合のレバー１８の形状変化を示した図である。図７は、ピストン７が上死点にあるときであり、図８はピストン７が下死点にあるときである。なお、図中において、レバー１８を重ねて描くことでレバー１８の形状変化を示してあり、レバー１８を重ねる順序は図７と図８で同一である。図７及び図８を見ると、力点Ｑの動作開始位置がマスタシリンダ２から離れるほど、可動支点Ｒの動作範囲が短くなることが分かる。また、力点Ｑの動作開始位置がマスタシリンダ２から離れるほど、レバー１８が大型化することが分かる。
【００３６】
図９及び図１０は、力点Ｑ位置に対する可動支点Ｒ位置のシフト量を変化させ、マスタシリンダ２に対する可動支点Ｒの位置を変化させた場合のレバー１８の形状変化を示した図である。図９はピストン７が上死点にあるときであり、図１０はピストン７が下死点にあるときである。図中において、レバー１８を重ねて描くことでレバー１８の形状変化を示してあり、レバー１８を重ねる順序は図９と図１０で同一である。図９及び図１０を見ると、可動支点Ｒの位置〜作用点Ｐの位置の軸方向距離が少ないほど、可動支点Ｒの動作範囲が長くなることが分かる。
【００３７】
図１１及び図１２はボールねじ機構１６の可動ナット部材１６ａのストロークを変化させた場合のレバー１８の形状変化を示した図である。図１１はピストン７が上死点のときであり、図１２はピストン７が下死点のときである。図中において、レバー１８を重ねて描くことでレバー１８の形状変化を示してあり、レバー１８を重ねる順序は図１１と図１２で同一である。図１１及び図１２を見ると、ボールねじ機構１６の可動ナット部材１６ａストロークが増加すると、レバー１８の可動支点Ｒ付近の形状が変化し、レバー１８が大型化することが分かる。
【００３８】
図１３及び図１４はマスタシリンダ２〜ボールねじ機構１６の軸の距離を変化させた場合のレバー１８の形状変化を示した図である。図１３はピストン７が上死点にあるときであり、図１４はピストン７が下死点にあるときである。図中において、レバー１８を重ねて描くことでレバー１８の形状変化を示してあり、レバー１８を重ねる順序は図１３と図１４で同一である。なお、ボールねじ機構１６の軸は、マスタシリンダ２〜ボールねじ機構１６の軸の距離が最も狭い場合のみ図示してある。図１３及び図１４を見ると、マスタシリンダ２〜ボールねじ機構１６の軸の距離が増加すると可動支点Ｒの移動距離が増加することが分かる。一方、レバー１８の外形はマスタシリンダ２〜ボールねじ機構１６の軸の距離が増加してもあまり変化しないことが分かる。
【００３９】
以上より、図６によりレバー１８の案内溝１８ｃの形状を決定し、図７〜図１４を用いて、回転‐直動機構１Ａに使用できる空間容積を満足するレバー１８の外形を決定した。また、使用する電動モータ１４と図６を勘案することで、電動モータ１４とボールねじ機構１６を繋ぐ歯車列１５を構成する歯車１５ａ、歯車１５ｂ、歯車１５ｃの径を決定した。
【００４０】
以上のように構成した本実施例の動作及び作用効果について説明する。
通常の制動時には、図１に示すように、運転者により、ブレーキペダル１３が操作されると、その操作量をセンサ３６によって検出し、コントローラにより、ブレーキペダル１３の操作量に応じて、出力を監視しながら、電動モータ１４の回転駆動を制御する。そして、電動モータ１４によって歯車列１５を介してボールねじ機構１６を駆動し、レバー１８を介して、押圧入力部材１７によってピストン７を押圧してマスタシリンダ２に液圧を発生させ、液圧制御ユニット５を介して各車輪のブレーキ装置６に液圧を供給して制動力を発生させる。
【００４１】
このとき、ブレーキペダル１３には、その操作量に応じてストロークシミュレータの反力バネのバネ力による一定の反力が付与されるので、運転者は、ブレーキペダル１３の操作量を調整することにより、所望の制動力を発生させることができる。
【００４２】
また、コントローラが、ブレーキペダル１３の操作量に対する電動モータ１４の制御量を変化させることにより、ハイブリッド自動車や電気自動車において減速時に車輪の回転によって発電機を駆動して、運動エネルギーを電力として回収する回生制動時に回生制動分だけマスタシリンダ２の液圧を減圧して所望の制動力を得る回生協調制御を実行することができる。この場合にも、ブレーキペダル１３には、その操作量に応じてストロークシミュレータの反力バネのバネ力による一定の反力が付与されるので、運転者に違和感を与えることがない。
【００４３】
また、ボールねじ機構１６に負荷される力は軸方向のみとなり、ボールねじ機構１６で異音を発生することなく、また長期信頼性を満足する。
【００４４】
＜第２実施例＞
本第２実施例では、第１実施例と異なる形態のレバー１８を使用した回転‐直動機構の例を説明する。
【００４５】
図１５は、第２実施例の回転‐直動機構１Ｂを示す構成例を示す。図１の電動倍力装置１００のうち、既に説明した図１に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。本第２実施例では、レバー１８はボールねじ機構１６の可動ナット部材１６ａと連結される転がり軸受１８ａで構成される力点Ｑと、ローラ１８ｂで構成される可動支点Ｒと、作用点Ｐとなる押圧入力部材１７のローラ１７ａが摺動回転自在に嵌挿される案内溝１８ｃとを備える。また、電動モータ(図示せず)はレバー１８に挟まれた状態でボールねじ機構１６の隣に設置されている。また、レバー１８の案内溝１８ｃの形状は実施例１と同様の手法により算出し、押圧入力部材１７のローラ１７ａとレバー１８の案内溝１８ｃの接触により形成される力のベクトル方向をマスタシリンダ２の中心軸と平行となるようにされている。
以上の構成により、第１実施例と同様な作用効果を得ることができる。
【００４６】
＜第３実施例＞
本第３実施例では、レバー１８の案内溝１８ｃの形状を実施例１と異なるものとした例を説明する。
【００４７】
図１６は、本第３実施例におけるレバー１８の案内溝１８ｃの形状を示している。前述した図１に示される各部と同一の機能を有する部分については、説明を省略する。本第３実施例では、第１実施例で計算された案内溝１８ｃの形状を近似した円弧により形成した例である。案内溝１８ｃの形状を近似曲線で形成する場合、第１実施例で計算された案内溝１８ｃの形状とのずれが大きいほど、ボールねじ機構１６に径方向の力が作用し、異音の発生要因や信頼性の低下要因となる。また、可動ナット部材１６ａのストローク位置が小さいほどボールねじ機構１６に加わる力は小さくなり、ボールねじ機構１６の径方向に作用する分力は小さくなる。また、可動ナット部材１６ａのストローク位置が大きいほどボールねじ機構１６に加わる力は大きくなり、ボールねじ機構１６の径方向に作用する分力は大きくなる。
【００４８】
したがって、第１実施例のレバー１８の案内溝１８ｃの形状を近似曲線で形成するためには、可動ナット部材１６ａのストローク位置が大きいほど高精度に近似すれば良い。図１６は実施例１の案内溝１８ｃの形状を円弧で近似した例であり、ピストン７が上死点にあるときの作用点位置が、実施例１の案内溝１８ｃの形状からのずれ量が大きくなっている。しかし、ピストン７が上死点のときの押圧入力部材１７のローラ１７ａとレバー１８の案内溝１８ｃの接触位置とマスタシリンダ２の中心軸のずれ量は１度程度であり、ボールねじ機構１６の径方向に作用する分力は非常に小さい。
【００４９】
以上のレバー１８の案内溝１８ｃの形状を用いた回転‐直動機構１Ｃにより構成される本第３実施例の電動倍力装置においても、第１実施例と略同様な作用効果が得られる。なお、本実施例では円弧によりレバー１８の案内溝１８ｃの形状を近似したが、二次曲線等の高次の曲線で近似しても同等の作用効果が得られる。
【００５０】
＜第４実施例＞
本第４実施例では、実施例１と異なる形態のレバー１８を使用した回転‐直動機構の例を説明する。
【００５１】
図１７は、第４実施例におけるレバー１８の斜視図である。前述した図１に示される各部と同一の機能を有する部分については、説明を省略する。本第４実施例では、第１実施例で計算された案内溝１８ｃの形状を有するレバー１８を補強した例である。
【００５２】
図１８に、比較のため、第１実施例のレバー１８を示す。第１実施例のレバー１８においては、案内溝１８ｃの位置によっては肉厚が薄くなる部分が生じる。図１９は、第１実施例のレバー１８が最大負荷の位置で、マスタシリンダ２内部の圧力が24.5MPaの場合に相当する負荷を受けた場合の応力解析結果である。図１９に示されるように、レバー１８の肉厚の薄い部分に最大応力が発生することがわかる。したがって、レバー１８の肉厚の薄い部分の最大応力が疲労限以下となるようにレバー１８の形状を決めなければならない。
【００５３】
図１７に示される本第４実施例のレバー１８では、レバー１８の一側面に、案内溝１８ｃ部分を覆うように補強用側壁部１８ｄを設け、レバー１８に発生する応力を低減した。図２０は、側壁部１８ｄの厚さを2mmとし、図１９と同じ条件で強度解析した結果である。第１実施例の場合の最大応力が850MPa程度である一方で、本第４実施例の場合の最大応力は300MPa程度であり、応力が半分以下に低減されていることがわかる。
【００５４】
補強されたレバー１８を用いた回転‐直動機構１Ｄにより構成される電動倍力装置においては、レバー１８に用いる材料を低強度のものとすることができ、低コスト化を図れる。なお、本実施例では底板１８ｄを一体で設けているが、底板１８ｄをレバー１８と別体とし、ボルト等によりレバー１８に締結する構造としても同等とすることができる。
【符号の説明】
【００５５】
１００  電動倍力装置
２      マスタシリンダ
３      液圧ポート
４      液圧ポート
５      液圧制御ユニット
６      ブレーキ装置
７      ピストン
８      リザーバ
９      ダッシュパネル
１３    ブレーキペダル
１４    電動モータ
１５    歯車列
１６    ボールねじ機構
１７    押圧入力部材
１８    レバー
１８ｃ  案内溝
Ｐ      作用点
Ｑ      力点
Ｒ      支点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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