JP2012188026A - 車両用液圧発生装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、運転者の操作に応じて液圧を発生させる液圧発生手段と、前記液圧発生手段と連通して反力を付与する反力付与手段(ストロークシミュレータ64)と、を備える車両用液圧発生装置において、前記反力付与手段は、前記液圧発生手段からの吐出液圧に応じて作動するシミュレータピストン68(ピストン部材)と、前記ピストン部材に当接して反力を付与する第2リターンスプリング66b(ばね部材)と、を有し、前記ばね部材は、不等ピッチであることを特徴とする。
【選択図】図4
Description
このような電動ブレーキ装置としては、運転者のブレーキ操作力で液圧を発生させる液圧発生手段(マスタシリンダ)と、運転者のブレーキ操作に応じた反力を付与する反力付与手段(ストロークシミュレータ)とを有する液圧発生装置を備えたものが知られている(例えば、特許文献1ないし3参照)。
しかしながら、従来の反力付与手段(ストロークシミュレータ)では、セット荷重を高い精度で管理することが難しく、セット荷重のバラツキを低減することが望まれている。
この車両用液圧発生装置では、ばね部材を反力付与手段にセットするために縮めると、ばね定数の大きい部分よりも先にばね定数の小さい部分が縮むこととなる。そして、この車両用液圧発生装置では、ばね定数の小さい部分による反発力として現われるセット荷重を小さく抑えることができる。つまり、ばね定数の小さい部分のセット長に対するセット荷重が小さくなるために、セット長のバラツキに対するセット荷重のバラツキが小さくなる。
また、この車両用液圧発生装置によれば、ばね部材を反力付与手段にセットした後に、ばね定数の大きい部分の反発力を利用することで、ピストン部材の戻りを良好にすることができる。
この車両用液圧発生装置では、ばね部材を反力付与手段にセットするために縮めると、前記ばね部材のピッチの大きい部分よりも先にピッチの小さい部分が縮むこととなる。そして、この車両用液圧発生装置によれば、このピッチの小さい部分による反発力として現われるセット荷重を小さく抑えることができる。つまり、ピッチの小さい部分のセット長に対するセット荷重を小さくすることで、セット長のバラツキに対するセット荷重のバラツキが小さくなる。
また、この車両用液圧発生装置によれば、ばね部材を反力付与手段にセットした後に、ピッチの大きい部分の反発力を利用することで、ピストン部材の戻りを良好にすることができる。
この車両用液圧発生装置では、ピストン部材に押されてばね部材が縮む際に、ばね部材のピッチの大きい部分は、ばね部材のピッチの小さい部分よりも変位のストロークが大きく、ばね部材の径の変動も大きくなる。その結果、ばね部材のピッチの大きい部分は、ばね部材が縮む際に、ピストン部材に支持される樹脂部材(例えば、ブッシュ)と干渉する恐れがある。
これに対して、この車両用液圧発生装置によれば、ピストン部材によってばね部材が縮められた際に、樹脂部材は、ばね部材のピッチが大きい前部側から、そのピッチが小さく径の変動が小さい後部側に向かってばね部材の内側を移動するので、ばね部材と樹脂部材との干渉を防止することができる。また、ばね部材の内側での樹脂部材とばね部材との距離(隙間)を縮小できるので、車両用液圧発生装置のコンパクト化を図ることができる。
この車両用液圧発生装置によれば、ピッチの大きいばね部材の前部を覆うばね座の周壁部の内側断面積が、ピッチの小さいばね部材の後部を覆うばね座の周壁部の内側断面積よりも大きいので、ピッチが大きく径の変動が大きい前記ばね部材の前部において、この前部とばね座との干渉を、より確実に防止することができる。
この車両用液圧発生装置によれば、ピストン部材によってばね部材が縮められ、またその後に復元する場合に、ロッド部材は、ピストン部材及びばね部材の移動を軸線方向に案内することができる。その結果、この車両用液圧発生装置によれば、ピストン部材及びばね部材の移動動作を円滑に行うことができる。
本発明の車両用液圧発生装置は、マスタシリンダ(液圧発生手段)とストロークシミュレータ(反力付与手段)とを備えて構成されており、当該ストロークシミュレータに内蔵されるばね部材が不等ピッチとなっていることを主な特徴点としている。
以下に、車両用液圧発生装置が適用された車両用ブレーキシステムについて説明した後に、車両用液圧発生装置について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る車両用液圧発生装置が適用された車両用ブレーキシステムの車両における配置構成を示す図である。なお、車両Vの前後左右の方向を図1に矢印で示す。
液圧路について説明すると、図2中の連結点A1を基準として、車両用液圧発生装置14の接続ポート20aと連結点A1とが第1配管チューブ22aによって接続され、また、モータシリンダ装置16の出力ポート24aと連結点A1とが第2配管チューブ22bによって接続され、さらに、VSA装置18の導入ポート26aと連結点A1とが第3配管チューブ22cによって接続されている。
このマスタシリンダ34のシリンダチューブ38内には、前記シリンダチューブ38の軸方向に沿って所定間隔離間する第2ピストン40a及び第1ピストン40bが摺動自在に配設される。第2ピストン40aは、ブレーキペダル12に近接して配置され、プッシュロッド42を介してブレーキペダル12と連結される。また、第1ピストン40bは、第2ピストン40aよりもブレーキペダル12から離間して配置される。
なお、第2ピストン40a及び第1ピストン40bの外周面にピストンパッキン44a、44bがそれぞれ設けられる構成であってもよい。
このストロークシミュレータ64は、特許請求の範囲にいう「反力付与手段」に相当し、マスタシリンダ34と連通して、運転者のブレーキ操作に応じた反力を付与するように構成されている。このストロークシミュレータ64の内部構造については、後に更に詳しく説明する。
第3遮断弁62におけるノーマルクローズとは、ノーマル位置(消磁(非通電)時の弁体の位置)が閉位置の状態(常時閉)となるように構成されたバルブをいう。
つまり、図示はしないが、第2ブレーキ系110aは、左側前輪及び右側前輪に設けられたディスクブレーキ機構に接続された液圧系統からなり、第1ブレーキ系110bは、左側後輪及び右側後輪に設けられたディスクブレーキ機構に接続された液圧系統であってもよい。さらに、第2ブレーキ系110aは、車体片側の右側前輪及び右側後輪に設けられたディスクブレーキ機構に接続された液圧系統からなり、第1ブレーキ系110bは、車体片側の左側前輪及び左側後輪に設けられたディスクブレーキ機構に接続された液圧系統であってもよい。また、第2ブレーキ系110aは、右側前輪及び左側前輪に設けられたディスクブレーキ機構に接続された液圧系統からなり、第1ブレーキ系110bは、右側後輪及び左側後輪に設けられたディスクブレーキ機構に接続された液圧系統であってもよい。
次に、本発明の実施形態に係る車両用液圧発生装置について更に詳しく説明する。図3は、本発明の実施形態に係る車両用液圧発生装置の構成説明図である。図4は、図3に示す車両用液圧発生装置を構成するストロークシミュレータ(反力付与手段)の部分拡大図である。
マスタシリンダ34は、車両V(図1参照)の前後方向(図1及び図3に示す前後方向)に延在すると共に、後に詳しく説明するストロークシミュレータ64と一体となるように並設されている。
ちなみに、本実施形態でのマスタシリンダ34が有するマスタシリンダハウジング34a内には、前記したように、第1及び第2ピストン40b、40aが配置されると共に、第1ピストン40bの前方には第1圧力室56bが形成され、第2ピストン40aの前方には第2圧力室56aが形成されている。このようなマスタシリンダハウジング34aは、ストロークシミュレータ64が有するシミュレータハウジング64aと一体成形(本実施形態では鋳造)されて車両用液圧発生装置14のハウジング14aを構成している。
なお、このハウジング14aの上方(図3の紙面の手前)には、マスタシリンダ34とストロークシミュレータ64との間で前後方向に延在するように、細長の外形を有する第1リザーバ36(図2参照)が配置されることとなる。
そして、ハウジング14aには、図2に示すリリーフポート52a、52b及び接続ポート20a、20bが形成されている。また、ハウジング14aの中実部には、穿設孔によって、図2に示す第1液圧路58b及び第2液圧路58a、並びに分岐液圧路58cが形成されている。
以上のような車両用液圧発生装置14は、マスタシリンダ34、ストロークシミュレータ64、液圧路に残存する空気を抜くためのエア抜き用のブリーダ(図示省略)を有することもできる。
図3に示すストロークシミュレータ64は、前記したように、運転者のブレーキ操作に応じた反力を付与するものであり、マスタシリンダ34の右側(図1の車両Vの車幅方向の外側)で横並びに配置されている。
このストロークシミュレータ64のシミュレータハウジング64a内には、その前方に液圧室65が形成されていると共に、その後方にばね室63が形成されている。液圧室65は、前記したように、マスタシリンダ34の第1圧力室56bと連通している。
そして、シミュレータハウジング64aの後端には、段付き円柱形状の空間に臨むように開口が形成され、この開口にはサークリップ69によってプラグ67が支持されている。
なお、本実施形態では、第2リターンスプリング66bが特許請求の範囲にいう「ばね部材」に相当する。但し、後に説明する他の実施形態において、不等ピッチの第1リターンスプリング66aは、特許請求の範囲にいう「ばね部材」に相当する。
ばね受け部682は、ピストン本体部681の後端に設けられて、後記する第2リターンスプリング66bの前端を受け止めて支持するようになっている。このばね受け部682の詳細については、第2リターンスプリング66b(ばね部材)と共に後に説明する。
第1ばね座631及び第2ばね座632のそれぞれは、いわゆるハット形状を呈しており、軸線方向に直交するように配置される円盤状の底板631a、632aと、この底板631a、632aの周縁から立ち上がる筒状部631b、632bと、この筒状部631b、632bの端縁から径方向の外側に延出するフランジ部631c、632cと、で構成されている。
そして、第1ばね座631及び第2ばね座632は、その底板631a、632a同士が向き合うようにばね室63内に配置されている。
そして、このばね受け部682は、フランジ部682cで第2リターンスプリング66bの前端を支持すると共に、筒状部682bが第2リターンスプリング66bの前部の内周側に配置されている。
図4に示すように、第1ばね座631は、更に詳しく説明すると、前記した筒状部631bが、底板631a寄りに形成された小径部6311と、フランジ部631c寄りに形成されてこの小径部6311よりも拡径した大径部6312とで構成される段付き筒形状となっている。そして、小径部6311内には、第2リターンスプリング66bの後部SRが配置され、大径部6312内には、第2リターンスプリング66bの前部SFが配置されている。言い換えれば、第1ばね座631の筒状部631b(周壁部)は、第2リターンスプリング66bの前部SFを覆う部分の軸線方向に直交する断面の内側断面積S2が、第2リターンスプリング66bの後部SRを覆う部分の軸線方向に直交する断面の内側断面積S1よりも大きくなっている。
なお、図4中、符号66aは第1リターンスプリング66aであり、符号68はシミュレータピストンであり、符号633はロッド部材であり、符号634は樹脂部材である。
k=G・d4/(8Na・D3) ・・・式(1)
(但し、Gは、ばね材料の横弾性係数であり、dは、ばねの線径であり、Naは、ばねの有効巻き数であり、Dは平均コイル径である)
そして、本実施形態に係る車両用液圧発生装置14を適用した車両用ブレーキシステム10は、運転者に対してこのような違和感のない良好なブレーキフィールを確実に提供するべく、従来のストロークシミュレータ(例えば、前記した特許文献1ないし3参照)と比較して、第2リターンスプリング66bのセット荷重のバラツキを低減するものである。この作用効果については、更に詳しく後に説明する。
なお、比較例でのばね部材は、従来のストロークシミュレータ(例えば、前記した特許文献1ないし3参照)に使用される、ばねの線径、ばねの有効巻き数、及び平均コイル径がそのスプリング長に亘って一定である圧縮コイルばねを想定している。これに対して、本発明の実施例でのばね部材は、本実施形態での前記した第2リターンスプリング66bであり、図4に示すその前部SFのピッチP1が比較例のばね部材と略同じに設定されると共に、その後部SRのピッチP2が前部SFよりも小さくなるように設定された不等ピッチとなっている。ちなみに、この実施例での第2リターンスプリング66bは、そのばね材料、ばねの線径及び平均コイル径が比較例でのばね部材と略同じに設定されている。
このような従来のストロークシミュレータ(比較例)で使用されるばね部材は、そのばね定数がスプリング長方向に一定であることから、そのセット長がL1に対してA2の範囲でバラツキを生じると、セット荷重は、目標のN1に対してB2の範囲でバラツキを生じることとなる。
つまり、従来のストロークシミュレータ(比較例)では、そのセット荷重がB2の範囲の下限値となってシミュレータピストンの戻りが悪くなる場合があると共に、逆にそのセット荷重がB2の範囲の上限値となって、良好なペダルフィールを実現することができない場合がある。
つまり、この第2リターンスプリング66bをストロークシミュレータ64に組み込むために縮めると、その前部SFよりも後部SRが、比較例よりも緩い勾配の図5に示す線分に沿うように、先に(優先的に)縮むこととなる。
前記実施形態では、第2リターンスプリング66bの前部SFと後部SRとで相互に異なるピッチP1、P2を形成することで、2段のばね定数を設定しているが、本発明は3以上の多段ではね定数を変更する構成であってもよい。
また、前記実施形態では、第2リターンスプリング66bのばね定数を多段に変更して構成しているが、本発明は第1リターンスプリング66aのばね定数を多段に変更して構成することもできる。この構成によれば、第1リターンスプリング66aが特許請求の範囲にいう「ばね部材」に相当する。また、本発明は、第1リターンスプリング66a及び第2リターンスプリング66bのばね定数をそれぞれ多段に変更することもできる。
また、本発明は、ばね定数を多段に設定する際に、スプリング長方向にばね定数の大きい順番で、又は小さい順番でばね定数の異なる領域を設定することもできるし、ばね定数の異なる領域をランダムに配置することもできる。
また、本発明は、ばね定数の変更を前記したピッチで行うもの以外に、ばね材料の横弾性係数(G)、ばねの線径(d)、及び平均コイル径(D)のいずれかによりばね定数を変更し、またはこれらから選択された2以上をそれぞれ変更してばね定数を変更したものであってもよい。
13 ストロークセンサ(操作量検出手段)
14 車両用液圧発生装置
16 モータシリンダ装置(電気的液圧発生手段)
34 マスタシリンダ(液圧発生手段)
64 ストロークシミュレータ(反力発生手段)
66b 第2リターンスプリング(ばね部材)
68 シミュレータピストン(ピストン部材)
631 第1ばね座(ばね座)
631b 筒状部(周壁部)
633 ロッド部材
634 樹脂部材
V 車両
Claims (5)
- 運転者の操作に応じて液圧を発生させる液圧発生手段と、
前記液圧発生手段と連通して反力を付与する反力付与手段と、
を備える車両用液圧発生装置において、
前記反力付与手段は、前記液圧発生手段からの吐出液圧に応じて作動するピストン部材と、
前記ピストン部材に当接して反力を付与するばね部材と、を有し、
前記ばね部材は、スプリング長方向にばね定数の互いに異なる複数の領域を有していることを特徴とする車両用液圧発生装置。 - 運転者の操作に応じて液圧を発生させる液圧発生手段と、
前記液圧発生手段と連通して反力を付与する反力付与手段と、
を備える車両用液圧発生装置において、
前記反力付与手段は、前記液圧発生手段からの吐出液圧に応じて作動するピストン部材と、
前記ピストン部材に当接して反力を付与するばね部材と、を有し、
前記ばね部材は、不等ピッチであることを特徴とする車両用液圧発生装置。 - 請求項2に記載の車両用液圧発生装置において、
前記ばね部材の内周側に前記ピストン部材に支持される樹脂部材を有し、
前記ばね部材は、前記ピストン部材に支持される側の前部のピッチを、これとは反対側の後部のピッチよりも大きくしたことを特徴とする車両用液圧発生装置。 - 請求項3に記載の車両用液圧発生装置において、
前記ばね部材の後端を支持する底部から立ち上がってこのばね部材の外周を覆う周壁部を有するばね座を備え、
前記ばね座の周壁部は、前記ばね部材の前部を覆う部分の軸線方向に直交する断面の内側断面積が、前記ばね部材の後部を覆う部分の内側断面積よりも大きいことを特徴とする車両用液圧発生装置。 - 請求項3又は請求項4に記載の車両用液圧発生装置において、
前記ばね座の前記底部を軸線方向に貫通するロッド部材を備え、
前記ロッド部材は、前記ばね座に対して軸線方向に相対移動可能に支持されると共に、
当該ロッド部材の前記ピストン部材側に延びる先端が、前記樹脂部材に支持されていることを特徴とする車両用液圧発生装置。
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