JP2007283982A - ブレーキ装置の液圧モジュレータ - Google Patents

Abstract

【課題】構成部品の配置および内部構造を工夫することで小型化を可能としたブレーキ装置の液圧モジュレータを提供する。
【解決手段】パワーピストン３５を摺動可能に支持し、その摺動に伴ってブレーキキャリパ８０と連通する油圧室６５の容積を変動させるシリンダ６４と、動力伝達手段を介してパワーピストン３５を摺動させる電動モータ６３とを備えた液圧モジュレータ６０において、シリンダ６４と回転軸７３とが平行をなすように配置すると共に、電動モータ６３の回転運動を回転軸７３と平行な軸上の直線運動に変換するように構成する。動力伝達手段は、ボールねじナット７７とボール７８とボールねじシャフト７９からなるボールねじ機構によって、電動モータ６３の回転運動をプッシュスライダ６８の直線運動に変換する。プッシュスライダ６８とパワーピストン３５とは、ヘッド部６８ａにおいて球面接触される。
【選択図】図４

Description

本発明は、ブレーキ装置の液圧モジュレータに係り、特に、構成部品の配置および内部構造を工夫することで小型化を可能としたブレーキ装置の液圧モジュレータに関する。

従来から、油圧式ブレーキを作動させて車両を減速させる際に、ブレーキキャリパを作動させる油圧をアクチュエータの駆動力によって得ることで、乗員のブレーキ操作を補助するブレーキシステムが知られている。このようなシステムに適用され、アクチュエータの駆動力で油圧を発生する装置を、以下では、液圧モジュレータと総称する。アクチュエータの電子制御によって微細な油圧制御を可能とする液圧モジュレータは、ブレーキキャリパに生じている油圧を断続的に減圧することで制動時の車輪のロックを回避するアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）や、車速等の走行状態に合わせて前後ブレーキの作動配分を自動的に行う前後連動ブレーキシステム等の構築に好適である。

特許文献１には、ブレーキキャリパにブレーキ液を圧送するためのシリンダ内に摺動可能に保持されたピストンを、電動モータの回転軸上にねじ機構を介して連結するようにした液圧モジュレータの構成が開示されている。該構成によれば、電動モータの駆動によって前記ピストンを摺動させて、ブレーキキャリパの作動に必要な油圧を発生させることが可能となる。

また、特許文献２には、電動モータの回転軸と、ブレーキキャリパにブレーキ液を圧送するためのシリンダとを互いに直交させて配設すると共に、電動モータの駆動力を揺動アームが取り付けられた他の回転軸に減速機構を介して伝達し、前記揺動アームの揺動動作によって前記シリンダ内に保持されたピストンを摺動させるようにした液圧モジュレータの構成が開示されている。
特開平１−２６２２４４号公報 特開２００５−２１２６８０号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、電動モータの回転軸上にピストンが配設されているので、電動モータの回転軸方向に液圧モジュレータが長尺化しやすいという課題があった。また、特許文献２の技術では、長尺な構成部品である電動モータとシリンダとが互いに直交するように配設されているので、電動モータとシリンダとの間に不要な空間が生じて液圧モジュレータ全体が大型化しやすいという課題があった。上記したような液圧モジュレータでは、余剰空間の少ない自動二輪車において設置スペースの確保が難しくなり、自動二輪車への搭載に適した小型かつ不要な空間の少ない液圧モジュレータの構成には、工夫の余地が残されていた。

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、構成部品の配置および内部構造を工夫することで小型化を可能としたブレーキ装置の液圧モジュレータを提供することにある。

前記した目的を達成するために、本発明は、ピストンを摺動可能に支持し、前記ピストンの摺動に伴ってブレーキキャリパと連通する油圧室の容積を変動させるシリンダと、動力伝達手段を介して前記ピストンを摺動させるモータとを備えたブレーキ装置の液圧モジュレータにおいて、前記動力伝達手段は、前記シリンダと前記モータの回転軸とが平行をなすように配置されており、前記モータの回転運動を前記回転軸と平行な軸上の直線運動に変換するように構成されている点に第１の特徴がある。

また、前記動力伝達手段は、前記ピストンを押圧するプッシュスライダを備え、前記ピストンと前記プッシュスライダとが球面接触するように構成されており、さらに、出没可能に支持されるセンサロッドによって前記プッシュスライダの位置を検知するストロークセンサを備え、前記ストロークセンサは、前記センサロッドが前記シリンダと平行をなすように配置されている点に第２の特徴がある。

また、前記シリンダおよび前記ストロークセンサが、前記モータの回転軸方向の寸法内に収まるように配置されている点に第３の特徴がある。

さらに、前記動力伝達手段は、ボールねじ機構によって回転運動を直線運動に変換するように構成されている点に第４の特徴がある。

第１の発明によれば、モータの回転運動を、回転軸と平行な軸上の直線運動に変換する動力伝達手段を備えると共に、シリンダとモータの回転軸とが平行をなすように配置したので、モータの回転軸の延長線上にシリンダを設置したり、長尺部品であるモータとシリンダとを直交させて配置することで不要な空間が形成される従来の構成に比して、自動二輪車への搭載に適した小型な液圧モジュレータを得ることが可能となる。

第２の発明によれば、ピストンを押圧するプッシュスライダとピストンとが球面接触するようにしたので、寸法公差等によって発生する部品同士の傾きや芯ずれが接触面で吸収されて、フリクションおよびこれに伴う押圧力の伝達ロスを低減することが可能となる。また、プッシュスライダの位置を検知するストロークセンサを、そのセンサロッドがシリンダと平行をなすように配置したので、長尺部品であるストロークセンサが液圧モジュレータから突出することを防ぎ、液圧モジュレータの一層の小型化が可能となる。

第３の発明によれば、シリンダおよびストロークセンサの寸法が、モータの回転軸方向の寸法内に収まるようにしたので、液圧モジュレータの一層の小型化が可能となる。

第４の発明によれば、動力伝達手段が、摩擦損失が少なく高精度な位置決めを可能とするボールねじ機構によって回転運動を直線運動に変換するように構成されているので、モータへの駆動制御に応じた高精度の油圧制御が可能となる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るブレーキ装置の液圧モジュレータが適用された自動二輪車１の側面図である。自動二輪車１の車体フレーム２の前端部には、左右一対の操向ハンドル６，６によって操舵可能な左右一対のフロントフォーク３，３が回動可能に軸支されており、該フロントフォーク３，３の下端部には、前輪ＷＦが回転自在に軸支されている。車体フレーム２の下方には、駆動源としてのエンジン８が懸架されており、その後方には、駆動輪としての後輪ＷＲを回転自在に軸支するスイングアーム９が揺動自在に取り付けられている。

自動二輪車１の前輪ＷＦおよび後輪ＷＲには、車体を減速させるための油圧式ブレーキシステムがそれぞれに備えられている。車幅方向右側の操向ハンドル６には、主に前輪ＷＦに制動力を発生させる際に乗員が操作するブレーキレバー２１および該ブレーキレバー２１を軸支するマスターシリンダ２０が取り付けられている。前輪ＷＦのホイール５には、該ホイール５と一体的に回転する左右一対の円盤状のブレーキディスク４，４が結合されている。フロントフォーク３，３に取り付けられている左右一対のブレーキキャリパ８０，８０には、ブレーキディスク４，４を挟む開口部が形成されると共に、ブレーキディスク４，４の回転軸と直交する方向に摺動可能な油圧ピストン（図６参照）が内蔵されている。この油圧ピストンは、膨張率の低いホース等で形成される油路２３の内圧が高められるとブレーキディスク４，４に接する方向に摺動するように構成されており、これによって、油圧ピストンとブレーキディスク４，４との間に配設されているブレーキパッド（図６参照）がブレーキディスク４，４の表面に押しつけられて、両者間に生じる摩擦によって前輪ＷＦに制動力が与えられることになる。

一方、車体フレーム２の後方側には、主に後輪ＷＲに制動力を発生させる際に乗員が操作するブレーキペダル１０および該ブレーキペダル１０と連結されたマスターシリンダ１１が取り付けられている。後輪ＷＲのホイール１５には、該ホイール１５と一体的に回転するブレーキディスク１４が結合されている。スイングアーム９に取り付けられたブレーキキャリパ１３には、油路１２の内圧が高められるとブレーキディスク１４に接する方向に摺動する油圧ピストン（不図示）が内蔵されており、この油圧ピストンに押しつけられたブレーキパッド（不図示）とブレーキディスク１４との間に生じる摩擦によって後輪ＷＲに制動力が与えられるように構成されている。

本実施形態においては、乗員がブレーキレバー２１に入力する力によってマスターシリンダ２０に生じる油圧が、ブレーキキャリパ８０，８０に直接伝達されるのではなく、油路２２を介して油路切替装置４０に入力されるように構成されている。油路切替装置４０には、ブレーキキャリパ８０，８０に接続された油路２３が接続されていると共に、油路２５を介して液圧モジュレータ６０が接続されている。この液圧モジュレータ６０は、アクチュエータとしての電動モータの駆動力によって油圧を発生する装置であり、本実施形態に係るブレーキシステムでは、ブレーキキャリパ８０，８０を作動させる油圧の発生源を、マスターシリンダ２０と液圧モジュレータ６０との間で切り替えることができるように構成されている。なお、油路切替装置４０および液圧モジュレータ６０の配設箇所は、図示したような燃料タンク７の近傍の車体内部に限られず、例えば、車体フレーム２の前方側等、任意の箇所とすることができる。また、液圧モジュレータを含む上記したようなブレーキシステムは、後輪ＷＲ側にも同様に適用することが可能である。

図２は、本発明の一実施形態に係るブレーキシステムの構成を示すブロック図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。本実施形態に係るブレーキシステムは、通常走行時にブレーキキャリパ８０、８０を作動させる油圧を、すべて液圧モジュレータ６０から供給するように構成されており、乗員がマスターシリンダ２０に発生させた油圧でブレーキキャリパ８０，８０を直接作動させるのは、メインスイッチがオフの場合およびブレーキシステムに何らかの不具合が発生した場合のみとされている。

油路切替装置４０は、各油路の経路を切り替える切替バルブ装置４１と、該切替バルブ装置４１と油路４８で接続された液損シミュレータ５５とから構成されている。マスターシリンダ２０には、乗員のブレーキ操作を検知するポジションセンサ２４が取り付けられており、制御ユニット５３は、該ポジションセンサ２４からの情報に基づいて、切替バルブ装置４１および液圧モジュレータ６０を駆動させる信号を発信する。液圧モジュレータ６０は、制御ユニット５３からの駆動信号に応じた油圧を発生させて切替バルブ装置４１に供給する。そして、切替バルブ装置４１は、制御ユニット５３からの駆動信号を受け取ると、油路２２と油路４８とを連通させることでマスターシリンダ２０からの油圧を液損シミュレータ５５に供給すると共に、油路２５と油路２３とを連通させることで液圧モジュレータ６０からの油圧をブレーキキャリパ８０，８０に供給する。上記したような構成によって、通常走行時に乗員がブレーキレバー２１を操作すると、液圧モジュレータ６０が発生する油圧によって前輪ＷＦに制動力が与えられ、一方、マスターシリンダ２０によって発生された油圧は、乗員にブレーキ操作の手応え感を擬似的に与えるための液損シミュレータ５５で使用されることになる。

本実施形態に係る切替バルブ装置４１は、破線矢印で示す油路の連結状態、すなわち、マスターシリンダ２０とブレーキキャリパ８０とが直結される状態をデフォルト（初期状態）とし、実線矢印で示す油路に切り替えられるのは、ブレーキ操作が検知されて制御ユニット５３から駆動信号が発信されている間のみとされる。したがって、万一、走行中に制御ユニット５３に不具合が生じて駆動信号が発信されなくなっても、マスターシリンダ２０とブレーキキャリパ８０，８０とが直結されているため、通常のブレーキシステムと同様の減速を行うことができる。また、制御ユニット５３は、切替バルブ装置４１に内蔵される電磁バルブからの応答信号や、液圧モジュレータ６０に取り付けられたストロークセンサ６６の出力信号によってブレーキシステム各部の状態を常に監視しており、その一部に不具合が発生した場合にも、切替バルブ装置４１への駆動信号が停止されるように構成されている。

図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、本発明の一実施形態に係る液圧モジュレータ６０の側面図である。液圧モジュレータ６０は、円筒状の電動モータ６３と、油圧の発生部である円筒状のシリンダ６４とを、ケーシング６１の一側面に隣接して取り付けた構成とされている。シリンダ６４の端部には、油路２５を取り付けるためのオイルボルト孔６４ａが形成されている。ベース部６４ｂと一体的に形成されるシリンダ６４は、３本の取付ボルト６４ｃによってケーシング６１に結合されている。また、ベース部６４ｂには、シリンダ６４の内部に摺動可能に保持されるパワーピストン（図４参照）の位置および摺動速度を検知するためのストロークセンサ６６が取り付けられている。また、ベース部６４ｂに結合するための延出ステー６６ａが一体的に形成されたストロークセンサ６６の一端部には、センサ情報を制御ユニット５３に伝達するための配線コード６７が取り付けられている。ケーシング６１の上部には、電動モータ６３に外部から駆動電力を供給するためのコネクタ６２が形成されている。

図３（ｂ）は、ケーシング６１から、シリンダ６４およびストロークセンサ６６を取り外した状態を示す。シリンダ６４の底部近傍には、前記パワーピストンを押圧するためのプッシュスライダ６８と、該プッシュスライダ６８に結合されてストロークセンサ６６のセンサロッド（図４参照）を押圧するプッシュプレート７０と、該プッシュプレート７０をプッシュスライダ６８に締結するカムフォロア６９とが配設されている。また、プッシュスライダ６８には、略球面で形成されたヘッド部６８ａが形成されている。該ヘッド部６８ａは、シリンダ６４を取り付けた際に、前記パワーピストンの底部中央に当接するように配設されている。また、プッシュスライダ６８の一端部には、ケーシング６１ａに形成されたガイド溝６１ａに係合することでプッシュスライダ６８を所定の角度に保持するためのガイド突起６８ｂが形成されている。

図４は、図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。ケーシング６１の側面に突出するように取り付けられる電動モータ６３は、モータカバー７１の内壁に結合されたステータ７２と、出力軸である回転軸７３に結合されたロータ７４とから構成されており、制御ユニット５３からの駆動信号に基づいて、任意の回転方向および回転速度で駆動することが可能である。制御ユニット５３は、ブレーキレバー２１の操作状態を検知するポジションセンサ２４のほか、車速やエンジン回転数、ギヤポジション等を検知するセンサからの出力を考慮した駆動信号を発信することができる。なお、コネクタ６２の内部には、電動モータ６３に駆動電力を供給する配線コード（不図示）と連結される極板６２ａが配設されている。

回転軸７３の一端部には、スプライン嵌合によって駆動歯車７５が結合されており、該駆動歯車７５には従動歯車７６が噛合している。従動歯車７６の径方向内側には、螺旋状のボール溝が形成されたボールねじナット７７が一体的に結合されている。ボールねじナット７７は、ボール溝が形成されたボールねじシャフト７９と複数のボール７８を介して螺合されており、これにより、ボールねじナット７７に入力される回転運動がボールねじシャフト７９の軸方向の直線運動に変換されることになる。ボールねじシャフト７９の一端部は、電動モータ６３に駆動力が伝達されないデフォルト時には、背面カバー６１ａに当接する所定の位置に保持されている。上記したようなボールねじ機構は、摩擦損失が少なく高精度な位置決め制御を可能とする機構であるので、電動モータ６３への駆動制御を、高い精度で油圧制御へ変換することができるようになる。

ボールねじシャフト７９の他端部には、ヘッド部６８ａが形成されたプッシュスライダ６８が一体的に結合されている。ヘッド部６８ａは、シリンダ６４の内部に摺動可能に保持されたパワーピストン３５の底部中央に当接しており、前記回転軸７３を時計方向または反時計方向に回転駆動させると、ヘッド部６８ａがパワーピストン３５を図示右方向に押圧して、油圧室６５を満たしているブレーキ液を加圧することとなる。なお、シリンダ６４の内部には、パワーピストン３５に図示左方向への付勢力を与える戻りばね３５ａが収納されているので、パワーピストン３５は、常にプッシュスライダ６８に押しつけられている。したがって、プッシュスライダ６８への押圧力が断続的に入力される場合等でも、ヘッド部６８ａとパワーピストン３５との間に隙間が発生して再入力時の油圧上昇時間に遅れが生じるようなことがない。また、ヘッド部６８ａとパワーピストン３５の底部との接触面が球面形状とされているので、寸法公差等によって発生する部品同士の傾きや芯ずれ等が吸収されて、フリクションおよびこれに伴う押圧力の伝達ロスを低減することが可能となる。

プッシュスライダ６８にプッシュプレート７０を固定しているカムフォロア６９は、ボールねじシャフト７９と平行に設けられた溝（不図示）に係合されることで、ボールねじシャフト７９の回転を防止すると共に、ボールねじシャフト７９を軸方向に直線運動させるガイドの機能を有している。また、プッシュスライダ６８の動きを検知することでパワーピストン３５の摺動量や摺動速度を検知するストロークセンサ６６は、その本体から一方向に出没自在に取り付けられるセンサロッド３６が、シリンダ６４と平行をなすように配設されている。なお、センサロッド３６には、ばね等によって常に突出する方向への付勢力が与えられており、プッシュスライダ６８の往復運動に伴って出没動作を繰り返すことが可能である。

上記したような液圧モジュレータ６０によれば、ボールねじ機構を使用することで、電動モータ６３の回転軸７３とシリンダ６４とが平行をなすように配置するので、回転軸７３を短く形成できると共に、電動モータ６３とシリンダ６４との間の不要な空間を圧縮することが可能となり、電動モータの回転軸上にシリンダを設置したり電動モータとシリンダとを直交させて配置するような従来の構成に比して、自動二輪車への搭載に適した小型な液圧モジュレータ６０を得ることが可能となる。また、摩擦損失が少なく高精度な位置決めを可能とするボールねじ機構を使用するので、電動モータ３６への駆動制御に応じた精度の高い油圧制御が可能となる。さらに、パワーピストン３５の摺動位置や摺動速度を検知するストロークセンサ６６も、センサロッド３６の出没方向となる長手方向を前記シリンダ６４と平行をなすように配置し、シリンダ６４およびストロークセンサ６６が、電動モータ６３の回転軸方向の寸法内、すなわち、該図では、電動モータ６３の右端部の内側に収まるようにしたので、液圧モジュレータ６０の一層の小型化が可能となる。

図５は、マスターシリンダ２０および油路切替装置４０の断面図である。マスターシリンダ２０は、乗員によるブレーキレバー２１の操作力でブレーキ液に油圧を発生させる油圧発生器である。ブレーキレバー２１は、本体部２８にピボット軸２９を介して回転自在に軸支されている。そして、乗員がブレーキレバー２１を操作すると、その一端部に形成されている押圧突起３０が、シリンダ２８ａの内部に摺動可能に保持されているピストン３３を図示左方に摺動させることで、油路２２を満たしているブレーキ液に油圧が発生することとなる。

シリンダ２８ａの内部でピストン３３に当接するように配設されている戻りばね２８ｂは、ブレーキレバー２１の非操作時に、ピストン３３を図示右方に押し戻す付勢力を与えるものである。また、本体部２８には、ブレーキレバー２１の操作量および操作速度を検知するポジションセンサ２４が取り付けられており、ブレーキレバー２１の押圧突起３０の近傍には、ポジションセンサ２４のセンサロッド２７を押圧するための延出部３１が形成されている。延出部３１およびセンサロッド３６は、大きなストロークを確保して乗員の操作状態を細かく検知できるように構成されており、ポジションセンサ２４の出力信号は、配線コード２６を介して制御ユニット５３（図２参照）に伝達される。なお、本体部２８の上部には、後述するブレーキパッドの摩耗によって油路内に要するブレーキ液の量が増えた場合に、これを順次補充するための予備のブレーキ液を蓄え、大気開放されたリザーバタンク３２が設けられている。

マスターシリンダ２０から圧送されたブレーキ液は、液損シミュレータ５５および切替バルブ装置４１から構成されている油路切替装置４０に入力される。切替バルブ装置４１のボディ４１ａには、複数の油路が形成されると共に、制御ユニット５３からの駆動信号に基づいて開閉状態を切り替える３本の電磁切替弁（第１電磁切替弁４３、第２電磁切替弁４５、第３電磁切替弁４６）が配設されている。第１電磁切替弁４３は油路４８，４９の開閉を行い、また、第２電磁切替弁４５は油路４９，５０の開閉を行い、さらに、第３電磁切替弁４６は油路５０，５１，５２の間の経路を切り替えるように構成されている。また、油路４９に入力側圧力センサ４４が配設されると共に、油路５２には、出力側圧力センサ４７が配設されている。

３本の電磁切替弁のうち、第１電磁切替弁４３および第３電磁切替弁４６は、デフォルト時において閉状態とされており、これに対し、第２電磁切替弁４５は、デフォルト時において開状態とされている。該構成により、デフォルト時の油路は、マスターシリンダ２０から、油路２２→油路４９→油路５０→油路５２→油路２３と経由して、ブレーキキャリパ８０に接続されることとなる。これに対して、ブレーキ操作が行われて制御ユニット５３から駆動信号が発信されると、第１電磁切替弁４３および第３電磁切替弁４６が開くと共に、第２電磁切替弁４５が閉じられる。これによって、油路４９と油路５０とが遮断されると共に、油路４９と油路４８とが連通して、マスターシリンダ２０からの油圧が液損シミュレータ５５に入力されることになる。そして、油路５１と油路５２とが連通するので、前記液圧モジュレータ６０（図４参照）から油路２５を介して油路切替装置４０に入力される油圧が、油路２３から出力される状態となる。なお、前記制御ユニット５３は、各電磁切替弁や圧力センサからの信号によって油路切替装置４０の状態を常に監視しており、不具合等を即座に検知することが可能である。

前記したように、液損シミュレータ５５は、ブレーキキャリパ８０の作動が液圧モジュレータ６０の油圧で行われている間に、マスターシリンダ２０から入力される油圧によって、乗員にブレーキ操作の手応え感を擬似的に与える装置である。シリンダ５６には、油路４８から入力される油圧に伴って摺動可能なセカンドピストン５７が保持されている。セカンドピストン５７の図示右方には、その一端部に異形樹脂反発部材５８が結合されたセカンドピストンロッド５８ａが配設されている。セカンドピストン５７とセカンドピストンロッド５８ａとの間には、お互いを離間させる方向の付勢力を与えるセットスプリング（図７参照）が配設されており、油路４８から油圧が入力されない場合には、両部品間に所定の隙間５７ａが形成されるように構成されている。

図６は、ブレーキキャリパ８０，８０の断面図である。マスターシリンダ２０または液圧モジュレータ６０から油路２３を介して伝達された油圧は、鋼管で形成される油路８８によって左右に振り分けられ、油路８７，８７を介して左右のブレーキキャリパ８０，８０に供給される。ブレーキキャリパ８０の本体部８１には、ブレーキディスク４を挟む方向に摺動する油圧ピストン８２，８２が保持されている。そして、油路８７からの油圧が油圧ピストン８２，８２に伝達されると、焼結メタル等からなるブレーキパッド８３，８３がステンレス鋼材からなるブレーキディスク４に押しつけられて、両者の間に摩擦力を発生させることになる。また、前記前輪ＷＦには、自動二輪車の車速を検知する車速センサ８４が取り付けられている。この車速センサ８４は、前輪ＷＦと一体的に回転する大径のパルサリング８５を被検出体としており、前輪ＷＦの回転状況を微細な回転角度毎に検出することが可能である。

図７は、液損シミュレータ５５の作動時の状態を示す断面図である。前記したように、マスターシリンダ２０からの油圧によってセカンドピストン５７の摺動が開始されると、セカンドピストンロッド５８ａに当接する位置までは、ブレーキレバー２１には、セットスプリング５７ｂによる反発力のみが発生する。そして、セカンドピストンロッド５８ａと当接した後は、弾性体である異形樹脂反発部材５８を図示のように変形させなければ摺動できないように構成されている。これにより、ブレーキレバー２１の握り始めの初期段階では軽く、握り量を増すに従って二次曲線的に強くなる、通常のブレーキシステムに似た手応え感を得ることが可能となる。なお、膨張係数が低くかつ湾曲可能なホースで形成される油路２２の端部には、金属製の連結部材２２ａがカシメ結合されており、該連結部材２２ａにオイルボルト５９を貫通させ、密閉用のワッシャ５９ａを介してボディ４１ａに締結することで、油路２２と油路４９とが連通することとなる。

図８は、液圧モジュレータ６０の作動時の状態を示す断面図である。前記と同一符号は、前記と同一または同等部分を示す。この図では、電動モータ６３の駆動力によってパワーピストン３５が最大ストローク位置に摺動されて、液圧モジュレータ６０による最大油圧が発揮される状態を示している。ボールねじナット７７によって図示右方向に送り出されたプッシュプレート６８は、図示右側の端面がシリンダ６４の端部に形成されたストッパ面６４ｄに当接した時点が最大ストローク位置となるように構成されている。これにより、万一、電動モータ６３への駆動信号に不具合等が発生した場合でも、所定値を超える油圧が油圧室６５に発生することを防ぐことが可能となる。

シリンダ６４の端部には、膨張係数が低くかつ湾曲可能な合成樹脂等で形成される油路２５とカシメ結合された連結部材２５ａが、オイルボルト２５ｂによって締結されている。そして、パワーピストン３５によって得られた油圧は、油路２５を介して油路切替装置４０に伝達されることになる。本実施形態に係る液圧モジュレータ６０は、油路に発生している油圧を断続的に減圧することで制動時の車輪ロックを回避するアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）と組み合わせての使用に好適である。すなわち、前輪ＷＦに取り付けられた車速センサ８４によって車輪のロックが検知された場合には、電動モータ６３を逆回転させることで油路の減圧を行うことが可能となるので、油路に設けられた減圧用バルブを作動させて減圧する方式に比して、減圧用バルブや専用の油路等を不要としてブレーキシステム全体を簡単な構成によって構築することが可能となる。また、ＡＢＳ作動時の断続的な減圧による脈動がマスターシリンダ２０に伝達されないので、前記脈動による振動をブレーキレバー２１に生じさせないブレーキシステムが得られるようになる。なお、上記したようなＡＢＳの構成は、後輪ＷＲにも同様に適用することができる。

また、本実施形態に係る液圧モジュレータ６０は、車速等の走行状態に合わせて前後輪の制動力配分を自動的に行う前後連動ブレーキと組み合わせての使用にも好適である。前輪用の液圧モジュレータと後輪用の液圧モジュレータとを配設すれば、前後輪に発生させる制動力を個別に制御することができるので、例えば、ブレーキレバーのみの操作で前後輪に最適な比率の制動力を発生させたり、車速に応じて制動力比率を変化させたりすることが容易に実行できるようになる。

なお、上記したようなＡＢＳおよび前後連動ブレーキは、同時に適用することが可能である。この場合においても、専用のブレーキキャリパや配管等を配設することなく、本発明に係る液圧モジュレータおよび油路切替装置を通常のブレーキシステムの油路に割り込ませることで構築することが可能である。

なお、液圧モジュレータに使用されるボールねじの形態や、電動モータの回転軸とボールねじシャフトとの間の動力伝達機構の形態、プッシュスライダおよびパワーピストンの形状等が、上記した実施形態に限られず、種々の変形を可能とすることは勿論である。

図９は、プランジャ式液圧モジュレータ１１０を適用したブレーキシステムの構成を示すブロック図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。該ブレーキシステムにおいては、通常走行時にブレーキキャリパ８０、８０を作動させる油圧を、すべてプランジャ式液圧モジュレータ１１０から供給するように構成されている。油路切替装置９０は、各油路の経路を切り替える切替バルブ装置９２と、該切替バルブ装置９２と油路９９によって接続された液損シミュレータ５５とから構成されている。マスターシリンダ２０には、乗員のブレーキ操作を検知するポジションセンサ２４が取り付けられており、制御ユニット５３は、該ポジションセンサ２４等からの情報に基づいて、切替バルブ装置９２、調圧ユニット１０１、プランジャ式液圧モジュレータ１１０をそれぞれ駆動させる信号を発信する。プランジャ式液圧モジュレータ１１０は、制御ユニット５３からの駆動信号に応じて必要な油圧を調圧ユニット１０１に順次供給している。そして、切替バルブ装置９２は、制御ユニット５３からの駆動信号を受け取ると、油路９１と油路９９とを連通させてマスターシリンダ２０からの油圧を液損シミュレータ５５に供給する。一方、調圧ユニット１０１は、油路１２２を介してプランジャ式液圧モジュレータ１１０から供給される油圧を、ブレーキキャリパ８０に供給する。なお、該ブレーキシステムにおいても、破線矢印で示す油路の連結状態、すなわち、マスターシリンダ２０とブレーキキャリパ８０とが直結される状態をデフォルトとし、ブレーキ操作が行われて制御ユニット５３から駆動信号が発信されている間のみ実線矢印で示す油路に切り替えられるように構成されるのは、前記実施形態と同様である。

図１０は、マスターシリンダ２０および油路切替装置９０の断面図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。マスターシリンダ２０は、乗員のブレーキレバー２１の操作によってブレーキ液に油圧を発生させる油圧発生器であり、その構成は前記実施形態と同一である。マスターシリンダ２０から伝達された油圧は、液損シミュレータ５５と切替バルブ装置９２とから構成されている油路切替装置９０に入力される。切替バルブ装置９２のボディ９３には、複数の油路が形成されると共に、制御ユニット５３からの駆動信号に基づいて開閉状態を切り替える第１電磁切替弁９４および第２電磁切替弁９６が配設されている。第１電磁切替弁９４は油路９７，９８の開閉を行い、第２電磁切替弁９６は油路９８，９９の開閉を行うように構成されている。また、油路９８には、入力側圧力センサ９５が配設されている。

ブレーキ操作が行われないデフォルト時においては、第１電磁切替弁９４が開状態とされ、第２電磁切替弁９６は閉状態とされている。該構成によって、デフォルト時の油路は、マスターシリンダ２０から、油路９１→油路９８→油路９７→油路１００と経由して、調圧ユニット１０１に接続されることとなる。これに対して、ブレーキ操作が行われて制御ユニット５３から駆動信号が発信されると、第１電磁切替弁９４が閉じると共に、第２電磁切替弁９６が開かれる。これによって、油路９７と油路９８とが遮断されると共に、油路９３と油路９９とが連通して、マスターシリンダ２０からの油圧が液損シミュレータ５５に入力されることになる。

図１１は、プランジャ式液圧モジュレータ１１０および調圧ユニット１０１の断面図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。電動モータ１１１は、モータカバー１１１ａの内壁に結合されたステータ１１４と、回転軸１１２に結合されたロータ１１３とから構成されており、制御ユニット５３からの駆動信号に基づいて任意の回転速度で駆動される。ケーシング１３５の内部には、往復運動されることでブレーキ液を断続的に圧送するプランジャ式ポンプ１１６，１１７，１１８が備えられている。また、電動モータ１１１の回転軸１１２には、３つのカム山が形成された偏心カム１１５が取り付けられている。

偏心カム１１５のそれぞれのカム山にはニードルベアリング等によるころ軸受１１６ａ，１１７ａ，１１８ａが嵌合されており、これにより、各プランジャ式ポンプ１１６，１１７，１１８とカム面とを直接摺動させず、駆動力の伝達ロスを低減している。また、プランジャ式ポンプ１１６，１１７，１１８は、偏心カム１１５と垂直方向に３本が平行をなすように配設されており、前記３つのカム山は、回転軸１１２が３６０度回転する間に、各ポンプが１２０度間隔毎に１回ずつ作動するように形成されている。なお、偏心カム１１５の下端のカム山を他の２つのカム山より小径化することで、ころ軸受１１６ａをころ軸受１１７ａ，１１８ａより小径化しているのは、ケーシング１３５の図示上方から偏心カム１１５を挿入する際の組み付け作業を容易にするためである。

上記したような構成によれば、偏心カムが１回転する毎に１本のプランジャ式ポンプを１回作動させる方式に比して、油路に生じる油圧脈動を大幅に低減することが可能となる。なお、回転軸が１２０度回転する毎に３本のプランジャ式ポンプを順番に作動させる方法としては、３本のプランジャ式ポンプを１つの偏心カムに対して１２０度間隔で放射状に配設する構成が考えられるが、該構成に比しては、油路を直線的な構成として簡略化を図ることができると共に、放射状に配設されたポンプ同士の間に生じる余剰スペースを圧縮して自動二輪車への搭載に適した小型なプランジャ式液圧モジュレータ１１０を得ることが可能となる。

プランジャ式液圧モジュレータ１１０には、戻りばね１２１による付勢力が与えられたピストン１２０を収納するアキュムレータ１５０が備えられている。プランジャ式ポンプ１１６，１１７，１１８によって圧送されたブレーキ液は、逆止弁を有する油路１１９からアキュムレータ１５０に供給され、アキュムレータ１５０の内部と、調圧ユニット１０１に連通する油路１２２には、常に所定の油圧が保たれている。アキュムレータ１５０は、電動モータ１１１に駆動信号が入力されてからブレーキキャリパ８０に油圧が伝達されるまでの時間に遅れが生じないよう、この所定の油圧を直ちに供給可能に蓄積しておくものである。なお、略円筒状のアキュムレータ１５０は、電動モータ１１１の回転軸１１２と平行をなすように配設されており、これにより、プランジャ式液圧モジュレータ１１０のさらなる小型化が実現されている。

プランジャ式液圧モジュレータ１１０から伝達される油圧は、油路１２２を介して調圧ユニット１０１に伝達される。調圧ユニット１０１のボディ１０１ａには、複数の油路が形成されると共に、制御ユニット５３からの駆動信号に基づいた設定圧力を維持するように作動する圧力調整弁としての第１電磁式線形圧力調整弁１０２および第２電磁式線形圧力調整弁１０４が配設されている。第１電磁式線形圧力調整弁１０２は油路１０６，１３１の間で圧力調整を行い、第２電磁式線形圧力調整弁１０４は油路１０６，１０７の間で圧力調整を行うように構成されている。また、第１電磁式線形圧力調整弁１０２と第２電磁式線形圧力調整弁１０４油路との間には油路１０６の圧力を検知する油圧センサ１０３が配設され、油路１０７には出力側圧力センサ１０５が配設されている。

ブレーキ操作がされないデフォルト時においては、第１電磁式線形圧力調整弁１０２において調圧制御が行われ、第２電磁式線形圧力調整弁１０４は閉状態とされている。該構成によって、デフォルト時の油路は、マスターシリンダ２０から、油路１００→油路２３を介してブレーキキャリパ８０に接続されることとなる。また、プランジャ式液圧モジュレータ１１０が発生する油圧は、アキュムレータ１５０から、油路１２２を介して油路１０６までが第１電磁式線形圧力調整弁１０２の調圧制御によって所定の油圧に保たれている。なお、アキュムレータ１５０の油圧を保つために電動モータ１１１が作動すると、大気開放されたリザーブタンク１３０から油路１３２を介して順次ブレーキ液が補充される。

一方、ブレーキ操作が行われて制御ユニット５３から駆動信号が発信されると、第１電磁式線形圧力調整弁１０２が閉じると共に、第２電磁式線形圧力調整弁１０４の調圧制御によって、ブレーキキャリパ８０に所定の油圧が伝達されることになる。なお、油路１０７を経由して伝達される油圧は、油路１００とマスターシリンダ２０の間が第１電磁切替弁９４（図１０参照）によって遮断されているため、油路２３を介してブレーキキャリパ８０のみに伝達されることになる。

図１２は、図１１のＢ−Ｂ線断面図である。偏心カム１１５には、複数のニードル１４０と外輪１４１とから構成されるころ軸受１１７ａが嵌合されている。円筒状のプランジャ式ポンプ１１７の外筒部には、偏心カム１１５の軸方向と垂直方向に往復運動可能なスプール弁１４２が収納されている。このスプール弁１４２には、戻りばね１４４によって偏心カム１１５に接する方向への付勢力が与えられており、電動モータ１１１の回転駆動に伴って往復運動を行うことで、油路１３２と連通する吸入口１４５から吸入されたブレーキ液を、ボール弁１４３の作用によって、油路１１９と連通する吐出口１４６から断続的に圧送するように構成されている。

上記したようなプランジャ式液圧モジュレータによれば、３本のプランジャ式ポンプを吐出タイミングの異なる３つのカム山を有する偏心カムで駆動することによって、油圧脈動の少ないプランジャ式液圧モジュレータを得ることが可能となる。また、３本のプランジャ式ポンプを、電動モータの回転軸と垂直方向にそれぞれが平行をなすように配設したので、プランジャ式液圧モジュレータの前面投影面積を低減させて小型化を図ると共に、本体内部に形成される油路を簡略化して生産工程を低減することが可能となる。なお、上記したようなプランジャ式液圧モジュレータも、前記液圧モジュレータ６０と同様に、ＡＢＳや前後連動ブレーキと組み合わせたブレーキシステムの構築に好適である。

本発明の一実施形態に係る自動二輪車の側面図である。 本発明の一実施形態に係るブレーキシステムの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る液損モジュレータ６０の側面図である。 図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の一実施形態に係るマスターシリンダおよび油路切替装置の断面図である。 本発明の一実施形態に係るブレーキキャリパの断面図である。 液損シミュレータの作動時の状態を示す断面図である。 液圧モジュレータの作動時の状態を示す断面図である。 プランジャ式液圧モジュレータを使用したブレーキシステムの構成を示すブロック図である。 マスターシリンダおよび油路切替装置の断面図である。 プランジャ式液圧モジュレータおよび調圧ユニットの断面図である。 図１１のＢ−Ｂ線断面図である。

符号の説明

６０…液圧モジュレータ、６１…ケーシング、６３…電動モータ、６４…シリンダ、６５…油圧室、６６…ストロークセンサ、６８…プッシュスライダ、６８ａ…ヘッド部、６９…カムフォロア、７０…プッシュプレート、７３…回転軸、７５…駆動歯車、７６…従動歯車、７７…ボールねじナット、７８…ボール、７９…ボールねじシャフト、３５…パワーピストン（ピストン）、３５ａ…戻りばね、３６…センサロッド

Claims (4)

1. ピストンを摺動可能に支持し、前記ピストンの摺動に伴ってブレーキキャリパと連通する油圧室の容積を変動させるシリンダと、
   動力伝達手段を介して前記ピストンを摺動させるモータとを備えたブレーキ装置の液圧モジュレータにおいて、
   前記動力伝達手段は、前記シリンダと前記モータの回転軸とが平行をなすように配置されており、
   前記モータの回転運動を前記回転軸と平行な軸上の直線運動に変換するように構成されていることを特徴とするブレーキ装置の液圧モジュレータ。
2. 前記動力伝達手段は、前記ピストンを押圧するプッシュスライダを備え、
   前記ピストンと前記プッシュスライダとが球面接触するように構成されており、
   さらに、出没可能に支持されるセンサロッドによって前記プッシュスライダの位置を検知するストロークセンサを備え、
   前記ストロークセンサは、前記センサロッドが前記シリンダと平行をなすように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ装置の液圧モジュレータ。
3. 前記シリンダおよび前記ストロークセンサが、前記モータの回転軸方向の寸法内に収まるように配置されていることを特徴とする請求項２に記載のブレーキ装置の液圧モジュレータ。
4. 前記動力伝達手段は、ボールねじ機構によって回転運動を直線運動に変換するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のブレーキ装置の液圧モジュレータ。

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