JP5011252B2 - ブレーキ装置のストロークシミュレータ - Google Patents

Description

本発明は、ブレーキ装置のストロークシミュレータの改良に関するものである。

従来のブレーキ装置のストロークシミュレータとして、ブレーキ操作部材の操作により弾性部材を押し縮めることでブレーキ操作部材に擬似的な操作感を発生させるものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−１６２１２７公報

特許文献１の図６によれば、ストロークシミュレータ１４は、有底筒状の制御ピストン９０と、この制御ピストン９０の一端部の底にコイルばね１６８を介して設けられた中間伝達部材１７１と、この中間部材１７１に一端が当てられた弾性部材１６７と、この弾性部材１６７の他端に当てられるとともにブレーキ操作部材としてのブレーキペダル側に設けられた入力ロッド１７０に連結されて制御ピストン９０に移動自在に挿入された入力ピストン１６６とからなる。
ブレーキペダルを踏めば、中間伝達部材１７１と入力ピストン１６６との間に設けられた弾性部材１６７が縮み、ブレーキペダルに擬似的な反力が発生する。

制御ピストン９０の内周面と弾性部材１６７の外周面との間には、隙間が設けられているが、例えば、ブレーキペダルの擬似的な反力を大きくして硬い操作感を得たい場合には、上記の隙間を小さくする方法がある。このようにすることで、入力ピストン１６６のストロークの早い時期から弾性部材１６７が制御ピストン９０に接触することになり、硬い操作感が得られる。

しかし、弾性部材１６７の外周面が制御ピストン９０の内周面の全体に接触した後は、弾性部材１６７は急に縮みにくくなるから、入力ピストン１６６のストローク量が小さくなり、ブレーキペダルの所定のストローク量を確保することが課題となる。

本発明の目的は、ブレーキ操作部材の操作感を適度に硬くしながら、ブレーキ操作部材のストローク量が確保できるブレーキ装置のストロークシミュレータを提供することにある。

請求項１に係る発明は、シリンダ部と、このシリンダ部内に移動自在に挿入されたピストンと、このピストンによって押圧されるゴム又は樹脂製の弾性部材とを備え、ブレーキ操作部材の操作によりマスタシリンダで発生する液圧をシリンダ部内に伝えることでピストンを介して弾性部材を変形させてブレーキ操作部材に擬似的な操作感を発生させるブレーキ装置のストロークシミュレータにおいて、弾性部材は、環状の外周の直径よりもピストンの摺動方向に長い円柱状に形成されるとともに、外周面にピストンの摺動方向に並んで環状に形成された複数の外周凹部が形成されていることを特徴とする。

作用として、弾性部材がピストンに押されると、弾性部材の外周面がシリンダ部の内周面に接触し、弾性部材は次第に圧縮される。弾性部材の外周面全体がシリンダ部の内周面に接触すると、弾性部材のばね定数が大きくなり、ブレーキ操作部材の操作感が適度に硬くなったように感じられる。この状態でも、弾性部材は、外周凹部の内面が内側に膨らむように撓むことが可能なため、弾性部材は継続して圧縮されるから、ピストンは更にストロークすることが可能なため、ブレーキ操作部材のストローク量が大きくなる。
また、環状に形成された外周凹部の内面が、周方向で均一に凹部内側に撓むから、弾性部材が圧縮されているときには弾性部材は安定して変形する。

請求項２に係る発明は、ブレーキ装置は、前輪ブレーキ装置と後輪ブレーキ装置とを備え、弾性部材は、後輪ブレーキ装置用の弾性部材の長さが前輪ブレーキ装置用の弾性部材の長さよりも小さく設定されていることを特徴とする。
作用として、後輪ブレーキ装置のブレーキペダルでは、前輪ブレーキ装置のブレーキレバーよりも硬い操作感が求められるが、ストロークシミュレータの弾性部材の全長を短くすることで、弾性部材のばね定数を大きくすることができる。

請求項３に係る発明は、弾性部材が、中空筒状に形成され、ピストンが、シリンダ部の内面と摺動する大径部と、この大径部に隣接する小径部とを備え、この小径部が弾性部材の中空部に挿入され、弾性部材のピストン端部側には、内周面に形成された環状の段部と、ピストンの小径部の外周面とで囲まれた端部凹部とが形成され、この端部凹部に弾性部材よりもばね定数の小さい小型弾性部材が収容され、外周凹部が、端部凹部の半径方向外側を除く弾性部材の外周面に形成されていることを特徴とする。

作用として、外周凹部を、端部凹部の半径方向外側を除く弾性部材の外周面に形成することで、端部凹部の径方向外側の変形を小さくでき、これにより、小型弾性部材によるブレーキ操作部材の操作感の細かい設定が可能になり、ブレーキ操作部材の所望の操作感が得られやすくなる。

請求項４に係る発明は、小型弾性部材は、前輪ブレーキ装置用のみに設けられていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、シリンダ部と、このシリンダ部内に移動自在に挿入されたピストンと、このピストンによって押圧されるゴム又は樹脂製の弾性部材とを備え、ブレーキ操作部材の操作によりマスタシリンダで発生する液圧をシリンダ部内に伝えることでピストンを介して弾性部材を変形させてブレーキ操作部材に擬似的な操作感を発生させるブレーキ装置のストロークシミュレータにおいて、弾性部材は、環状の外周の直径よりもピストンの摺動方向に長い円柱状に形成されるとともに、外周面にピストンの摺動方向に並んで環状に形成された複数の外周凹部が形成されているので、先ず、弾性部材には、その外周面に外周凹部が設けられているので、弾性部材がピストンに押圧されてシリンダ部内で拡径し、弾性部材の外周面全体がシリンダ部の内周面に接触して弾性部材のばね定数を高めるとともに、更に、外周凹部の内面が凹部内側に撓むことによって、更にピストンをストロークさせてブレーキ操作部材のストローク量を大きくすることができる。従って、ブレーキ操作部材での操作感を適度に硬くしながら、ブレーキ操作部材のストローク量を確保することができる。
また、外周凹部が、弾性部材の外周面に環状に形成された環状凹部であるので、弾性部材が周方向に均一に変形して、弾性部材のストローク特性をより安定させることができる。

請求項２に係る発明では、ブレーキ装置は、前輪ブレーキ装置と後輪ブレーキ装置とを備え、弾性部材は、後輪ブレーキ装置用の弾性部材の長さが前輪ブレーキ装置用の弾性部材の長さよりも小さく設定されているので、後輪ブレーキ装置のブレーキペダルでは、前輪ブレーキ装置のブレーキレバーよりも硬い操作感が求められるが、ストロークシミュレータの弾性部材の全長を短くすることで、弾性部材のばね定数を大きくすることができる。

請求項３に係る発明では、弾性部材が、中空筒状に形成され、ピストンが、シリンダ部の内面と摺動する大径部と、この大径部に隣接する小径部とを備え、この小径部が弾性部材の中空部に挿入され、弾性部材のピストン側端部には、内周面に形成された環状の段部と、ピストンの小径部の外周面とで囲まれた端部凹部とが形成され、この端部凹部に弾性部材よりもばね定数の小さい小型弾性部材が収容され、外周凹部が、端部凹部の半径方向外側を除く弾性部材の外周面に形成されているので、端部凹部の周囲に外周凹部を設けないようにすることで、外周凹部が小型弾性部材の変形に影響を与えないようにすることができ、ブレーキ操作部材の操作感をより細かく設定することができ、ブレーキ操作部材の所望の操作感を得ることができる。

請求項４に係る発明は、小型弾性部材は、前輪ブレーキ装置用のみに設けられている。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る自動二輪車用ブレーキ装置の系統図である。
ブレーキ装置１０は、自動二輪車の前輪を制動する前輪ブレーキ装置１１と、自動二輪車の後輪を制動する後輪ブレーキ装置１２と、これらの前輪ブレーキ装置１１及び後輪ブレーキ装置１２にそれぞれ備えるブレーキ液通路に設けられた複数の電磁バルブの開閉を制御するコントロールユニット１３と、前輪ブレーキ装置１１、後輪ブレーキ装置１２及びコントロールユニット１３に給電するバッテリ１４とからなり、前輪ブレーキ装置１１に備えるブレーキレバー２１、後輪ブレーキ装置１２に備えるブレーキペダル２２の操作量をそれぞれ電気的に検出し、これらの検出量に応じたブレーキ液圧を発生させて前輪、後輪を独立又は連動させて制動させるバイワイヤ方式のものである。

前輪ブレーキ装置１１は、ブレーキレバー２１と、このブレーキレバー２１に連結されてブレーキレバー２１の操作によりブレーキ液圧を発生させる前輪マスターシリンダ２５と、この前輪マスターシリンダ２５内に出入りするブレーキ液を貯めたリザーバタンク２６と、前輪マスターシリンダ２５にブレーキ配管２７を介して接続されたストロークシミュレータ２８と、ブレーキ配管２７の途中に設けられた第１電磁バルブ３１と、この第１電磁バルブ３１を迂回するようにブレーキ配管２７に設けられたバイパス配管３２と、このバイパス配管３２の途中に設けられた一方向弁３３と、前輪マスターシリンダ２５に接続された第１圧力センサ３５と、バイパス配管３２に接続された第２圧力センサ３６と、ブレーキ配管２７にブレーキ配管４１を介して接続された前輪ディスクブレーキ装置４２と、ブレーキ配管４１の途中に設けられた第２電磁バルブ４３と、ブレーキ配管４１にブレーキ配管４４を介して接続されたパワーユニット４６と、ブレーキ配管４４の途中に設けられた第３電磁バルブ４７と、この第３電磁バルブ４７を迂回するようにブレーキ配管４４に接続されたバイパス配管４８と、このバイパス通路４８の途中に設けられた一方向弁５１と、バイパス配管４８に接続された第３圧力センサ５２とからなる。なお、符号１４Ａ，１４Ｂはコントロールユニット１３とバッテリ１４とを接続する導線である。

ストロークシミュレータ２８は、ブレーキレバー２１の操作量に応じて前輪マスターシリンダ２５に発生した液圧により擬似的な反力を発生させて、ブレーキレバー２１を操作する運転者の手に、バイワイヤ方式でない通常の液圧式ブレーキ装置のブレーキレバーに発生する遊び等の操作感覚と同様な操作感覚を発生させるものである。

第１電磁バルブ３１は、通常は圧縮コイルばね３１ａの弾性力で閉じられている部品であり、コントロールユニット１３から出力される制御信号を導線３１Ａを介して受けることで圧縮コイルばね３１ａの弾性力に抗して開かれる。

バイパス配管３２及び一方向弁３３は、ストロークシミュレータ２８に発生したブレーキ液の残圧を逃がすものであり、一方向弁３３は、ストロークシミュレータ２８側から前輪マスターシリンダ２５側へのブレーキ液の流れのみを許容する部品である。

第１圧力センサ３５は、ブレーキ配管２７を介して前輪マスターシリンダ２５内の圧力を検出する部品であり、コントロールユニット１３に導線３５Ａで接続されている。
第２圧力センサ３６は、バイパス配管３２を介してストロークシミュレータ２８内の圧力を検出する部品であり、コントロールユニット１３に導線３６Ａで接続されている。

前輪ディスクブレーキ装置４２は、ブレーキディスク５５と、このブレーキディスク５５を制動するブレーキキャリパ５６とからなり、ブレーキキャリパ５６は上記のブレーキ配管４１に接続されている。なお、符号５８はブレーキディスク５５の回転速度を検出することで前輪の車輪速度を求めるための前輪車輪速センサであり、コントロールユニット１３に導線５８Ａで接続されている。

第２電磁バルブ４３は、通常は圧縮コイルばね４３ａの弾性力で開かれている部品であり、コントロールユニット１３から出力される制御信号を導線４３Ａを介して受けることで圧縮コイルばね４３ａの弾性力に抗して閉じられる。

パワーユニット４６は、電動モータ６０と、この電動モータ６０の回転軸６０ａに取付けられた第１ギヤ６１と、この第１ギヤ６１に噛み合う第２ギヤ６２と、この第２ギヤ６２に一体的に取付けられたナット部材６３と、このナット部材６３に複数のボール（不図示）を介してねじ結合されたねじ軸６４と、このねじ軸６４に押圧部材６６を介して当てられたパワーシリンダ装置６７とからなる。なお、符号６０Ａ，６０Ｂは電動モータ６０に通電するためにコントロールユニット１３と電動モータ６０とを接続する導線である。
上記のナット部材６３、複数のボール及びねじ軸６４は、ボールねじ機構７１を構成するものである。

パワーシリンダ装置６７は、シリンダ本体７３と、このシリンダ本体７３内に移動自在に挿入されるとともに一端に押圧部材６６が当てられたパワーピストン７４と、このパワーピストン７４の他端及びシリンダ本体７３の底のそれぞれの間に配置された圧縮コイルばね７６とからなり、シリンダ本体７４の底にブレーキ配管４４が接続されている。

第３電磁バルブ４７は、通常は圧縮コイルばね４７ａの弾性力で閉じられている部品であり、コントロールユニット１３から出力される制御信号を導線４７Ａを介して受けることで圧縮コイルばね４７ａの弾性力に抗して開かれる。

バイパス配管４８及び一方向弁５１は、パワーユニット４６のシリンダ本体７３内に発生したブレーキ液の残圧を逃がすものであり、一方向弁５１は、パワーユニット４６側からブレーキキャリパ５６側へのブレーキ液の流れのみを許容する。
第３圧力センサ５２は、シリンダ本体７３内の液圧を検出する部品であり、コントロールユニット１３に導線５２Ａで接続されている。

コントロールユニット１３は、第１圧力センサ３５、第２圧力センサ３６、第３圧力センサ５２からの圧力信号、前輪車輪速センサ５８からの前輪車輪速信号に基づいて、第１電磁バルブ３１、第２電磁バルブ４３、第３電磁バルブ４７の開閉と、電動モータ６０の駆動を制御する。

後輪ブレーキ装置１２は、基本構成としては前輪ブレーキ装置１１と同一であるが、ブレーキレバー２１に代えてブレーキペダル２２、前輪マスターシリンダ２５に代えて後輪マスターシリンダ８２、リザーバタンク２６に代えてリザーバタンク８３、ストロークシミュレータ２８に代えてストロークシミュレータ１７０、前輪ディスクブレーキ装置４２に代えて後輪ディスクブレーキ装置８４、前輪車輪速センサ５８に代えて後輪車輪速センサ８６、導線５８Ａに代えて導線８６Ａを設けたものである。後輪ブレーキ装置１２の他の構成については、前輪ブレーキ装置１１と同一符号を付けている。

後輪ディスクブレーキ装置８４は、ブレーキディスク９１と、このブレーキディスク９１を制動するブレーキキャリパ９２とからなり、ブレーキキャリパ９２はブレーキ配管４１に接続されている。
後輪車輪速センサ８６は、ブレーキディスク９１の回転速度、即ち、後輪の車輪速度を検出する部品であり、コントロールユニット１３に導線８６Ａで接続されている。

図２（ａ），（ｂ）は本発明に係る前輪ブレーキ装置用ストロークシミュレータの断面図である。
（ａ）は前輪ブレーキ装置１１（図１参照）用のストロークシミュレータ２８の全体図であり、ストロークシミュレータ２８は、シリンダ部１０１と、このシリンダ部１０１に設けられたシリンダ穴１０１ａに移動自在に挿入されたピストン１０２と、このピストン１０２に形成された小径部１０２ａの付け根側に半径方向の隙間を持って嵌められたゴム製の第１弾性部材１５３と、小径部１０２ａに嵌められるとともにシリンダ穴１０１ａ内に収納され且つ一端に形成された環状の段部１５４ａ内に第１弾性部材１５３の一部を収納する第２弾性部材１５４と、小径部１０２ａが出入りする中空部１０６ａを備えるとともにシリンダ穴１０１ａの一端側を塞ぐ端部閉塞部材１０６とからなる。

シリンダ部１０１は、一端がブレーキ配管２７に接続されるとともに他端がシリンダ穴１０１ａに通じるブレーキ液通路１０１ｃと、シリンダ穴１０１ａ内にブレーキ液を満たす際に余分なブレーキ液を逃がす逃がし通路１０１ｄとを備える。

ピストン１０２は、シリンダ穴１０１ａと摺動する大径部１０２ｂと、この大径部１０２ｂの端部に一体に形成された小径部１０２ａとからなり、大径部１０２ｂは、その外周面に、シリンダ穴１０１ａの端部とピストン１０２の端部との間に形成された液室１２１に通じる複数の軸方向に延びる軸方向溝１０２ｄと、シリンダ穴１０１ａ及び大径部１０２ｂのそれぞれの間をシールするシール部材１０８を装着する環状溝１０２ｅとが形成された部材である。

第１弾性部材１５３は、ゴム製でテーパ状の筒形に形成されたものであり、一端が大径部１０２ｂの端面１０２ｆに当てられ、他端が第２弾性部材１５４の段部１５４ａ（後述する凹部１６１）の底面１５４ｂに当てられて挟持されている。
段部１５４ａは、底面１５４ｂと内周面１５４ｃとからなる環状の部分である。

第２弾性部材１５４は、第１弾性部材１５３よりもばね定数が大きくされたゴム（ＥＰＤＭ）又は樹脂製のものであり、ピストン１０２と端部閉塞部材１０６との間に第１弾性部材１５３と直列に配置され、第２弾性部材１５４の外周面１５４ｇに複数の環状凹部１５４ｄが形成され、第２弾性部材１５４の一端に環状の段部１５４ａが形成され、また、小径部１０２ａが嵌合するための中空部１５４ｈが形成されている。

第２弾性部材１５４の段部１５４ａの内周面１５４ｃは、端部閉塞部材１０６側へ先細りとなるようにテーパ状に形成され、環状の段部１５４ａと、ピストン１０２の小径部１０２ａにおける外周面１０２ｇとは、環状の凹部１６１を形成し、この凹部１６１内に第１弾性部材１５３の一部が収納されている。

符号Ｃ１は大径部１０２ｂの端面１０２ｆと第２弾性部材１５４の一端面１５４ｅとの隙間、Ｃ２は第２弾性部材１５４の外周面１５４ｇとシリンダ穴１０１ａとの隙間、Ｃ３は小径部１０２ａの外周面１０２ｇと第２弾性部材１５４の内周面（即ち中空部１５４ｈ）との隙間である。
第２弾性部材１５４の他端面１５４ｆは、端部閉塞部材１０６の端面１０６ｃに当てられている。

端部閉塞部材１０６は、中空部１０６ａと、シリンダ部１０１の端部に形成された端部大径穴１０１ｆとの間をシールするＯリング１１３を装着するための環状のＯリング溝１０６ｄと、外部に臨む端面１０６ｅから突出させた外部突出部１０６ｆと、中空部１０６ａから外部に通じるように外部突出部１０６ｆの内側を通るように開けられた外部流通穴１０６ｇとが形成された部材である。なお、１１５は端部大径穴１０１ｆから端部閉塞部材１０６が抜けるのを防止する止め輪である。

（ｂ）は第１弾性部材１５３と第２弾性部材１５４の凹部１６１とを示す要部断面図であり、ピストン１０２の軸線１０２ｈに対する第１弾性部材１５３の外周面である雄テーパ面１５３ａの傾斜角度をθ１、ピストン１０２の軸線１０２ｈに対する第２弾性部材１５４の凹部１６１の内周面（雌テーパ面）１５４ｃの傾斜角度をθ２とすると、θ１＜θ２となる。

第１弾性部材１５３をテーパ状で筒形に形成したのは、単なる筒状の弾性部材を圧縮変形させたときに、その弾性部材反力がピストンストローク量が増すにつれて直線状に増加するのに比較して、第１弾性部材１５３では、弾性部材反力がピストンストローク量が増すにつれて非線形に増加させることが容易にできるために、ブレーキレバー２１（図１参照）やブレーキペダル２２（図１参照）での遊びの操作感覚における設計自由度を増すことができるからである。

また、第２弾性部材１５４については、第１弾性部材１５３の一部を収納するために第１弾性部材１５３のテーパ形状と同一方向に先細りとなるように凹部１６１の内周面１５４ｃをテーパ状に形成し、更に、θ１＜θ２とすることで、ピストン１０２が移動して第１弾性部材１５３が圧縮変形するときに、第１弾性部材１５３と第２弾性部材１５４の内周面１５４ｃとの間に隙間を形成されやすくすることで第１弾性部材１５３の過度の圧縮変形を防止し、耐久性を高めている。

図中の符号Ｄ１は小径部１０２ａの外径、Ｄ２は第１弾性部材１５３の一端部の外径、Ｄ３は凹部１６１の内周面１５４ｃの一端部の内径、Ｃ４は第１弾性部材１５３の一端部の内径と小径部１０２ａとの隙間、Ｃ５は凹部１６１の内周面１５４ｃにおける一端部の内径と第１弾性部材１５３の雄テーパ面１５３ａにおける一端部の外径との隙間である。

図３は本発明に係る第２弾性部材の斜視図であり、外周面１５４ｇに複数の環状凹部１５４ｄが長手方向に等間隔で並ぶように形成された第２弾性部材１５４を示している。
第２弾性部材１５４はゴム（ＥＰＤＭ）又は樹脂製で、硬度（ショア硬さ）はＨ_Ｓ９０である。

図４は本発明に係る後輪ブレーキ装置用ストロークシミュレータの断面図であり、図２に示した前輪ブレーキ装置用ストロークシミュレータ２８と同一構成については、同一符号を付け、詳細説明は省略する。
後輪ブレーキ装置１２用のストロークシミュレータ１７０は、シリンダ部１７１と、このシリンダ部１７１に設けられたシリンダ穴１７１ａに移動自在に挿入されたピストン１７２と、このピストン１７２に形成された小径部１７２ａに嵌められるとともにシリンダ穴１７１ａ内に収納された弾性部材１７４と、小径部１７２ａが出入りする中空部１７６ａを備えるとともにシリンダ穴１７１ａの一端側を塞ぐ端部閉塞部材１７６とからなる。

シリンダ部１７１は、一端がブレーキ配管２７に接続されるとともに他端がシリンダ穴１７１ａに通じるブレーキ液通路１７１ｃと、シリンダ穴１７１ａ内にブレーキ液を満たす際に余分なブレーキ液を逃がす逃がし通路１７１ｄとを備える。

ピストン１７２は、シリンダ穴１７１ａと摺動する大径部１７２ｂと、この大径部１７２ｂの端部に一体に形成された小径部１７２ａとからなり、大径部１７２ｂは、その外周面に、シリンダ穴１７１ａの端部とピストン１７２の端部との間に形成された液室１７７に通じる複数の軸方向に延びる軸方向溝１７２ｄと、シリンダ穴１７１ａ及び大径部１７２ｂのそれぞれの間をシールするシール部材１７８を装着する環状溝１７２ｅとが形成された部材である。

弾性部材１７４は、ピストン１７２と端部閉塞部材１７６との間に配置され、その外周面１７４ｇに複数の環状凹部１７４ｄが形成され、また、小径部１７２ａが嵌合するための中空部１７４ｈが形成されている。
弾性部材１７４の一端面１７４ｅは、大径部１７２ｂの端面１７２ｆに当てられ、弾性部材１７４の他端面１７４ｆは、端部閉塞部材１７６の端面１７６ｃに当てられている。

弾性部材１７４の外周面１７４ｇとシリンダ穴１７１ａとの間、及び小径部１７２ａの外周面１７２ｇと弾性部材１７４の中空部１７４ｈとの間には、それぞれ図２に示した隙間Ｃ２，Ｃ３に相当する隙間が設けられている。

弾性部材１７４は、外径及び内径が第２弾性部材１５４（図２参照）と同一であり、弾性部材１７４の全長をＬ２とすると、全長Ｌ２は、図２に示したストロークシミュレータ２８用の第２弾性部材１５４の全長Ｌ１よりも小さい（即ち、Ｌ２＜Ｌ１）。

これは、図１において、後輪ブレーキ装置１２のブレーキペダル２２では、前輪ブレーキ装置１１のブレーキレバー２１よりも硬い操作感が求められるため、図４において、ストロークシミュレータ１７０の弾性部材１７４の全長Ｌ２を短くすることで、弾性部材１７４のばね定数を大きくすることによる。

また、ストロークシミュレータ１７０に、ストロークシミュレータ２８（図２参照）のようなばね定数の小さい第１弾性部材１５３（図２参照）を使用しないのは、ブレーキペダル２２が足で操作されるので、運転者はブレーキレバー２１のときのような遊びが比較的気にならないため、操作感をそれほど細かく設定する必要が無いからである。

以上に述べたブレーキ装置１０の作用を次に説明する。
図５は本発明に係るブレーキ装置の作用を示す第１作用図である。なお、以下では、ブレーキ装置において、ブレーキ液圧が発生している部分、信号が流れている部分、通電されている部分を太線で示している。また、前輪ブレーキ装置１１と後輪ブレーキ装置１２の作用はほとんど同一であるため、以下では主に前輪ブレーキ装置１１について説明する。

車両のイグニッションスイッチがＯＦＦの場合（例えば、車両が停止しているか、又は車両が運転者によって移動されている場合）、あるいは、車両のイグニッションスイッチがＯＮで且つ前輪車輪速センサ５８で検出された前輪車輪速度がゼロ又は所定値未満（即ち、コントロールユニット１３によって車両が停止していると判断される。）の場合、第１電磁バルブ３１は閉じ、第２電磁バルブ４３は開き、第３電磁バルブ４７は閉じているから、ブレーキレバー２１を白抜き矢印で示すように操作すれば、前輪マスターシリンダ２５で液圧が発生し、この液圧が図の太線で示した経路に伝わる。なお、太線で示された導線３６Ａ，５８Ａは、イグニッションスイッチがＯＮのときのものを示している。

前輪マスターシリンダ２５で発生した液圧は、前輪ディスクブレーキ装置４２のブレーキキャリパ５６に伝わり、ブレーキキャリパ５６でブレーキディスク５５が制動されて、前輪が制動される。即ち、手動で前輪を制動させることができる。

このように、バイワイヤ方式において車両が停止と判断されるときに、手動により液圧を発生させ、この液圧で前輪を制動させるようにしたのは、パワーユニット４６により液圧を発生させて前輪を制動すると、パワーユニット４６に負担が掛かり、電力消費も多くなるので、この負担を軽減し、消費電力を抑えるためである。

図６は本発明に係るブレーキ装置の作用を示す第２作用図である。
車両が走行を開始して、前輪車輪速センサ５８で検出される前輪車輪速が所定値を超えると、この前輪車輪速信号が前輪車輪速センサ５８から導線５８Ａを介してコントロールユニット１３に出力されるため、この前輪車輪速信号に基づいてコントロールユニット１３は第１電磁バルブ３１に開弁信号を送る。この結果、第１電磁バルブ３１が開き、前輪マスターシリンダ２５とストロークシミュレータ２８とが連通するようになる。

この状態で、白抜き矢印で示すように、ブレーキレバー２１を操作すれば、前輪マスターシリンダ２５で液圧が発生し、この液圧が前輪ディスクブレーキ装置４２のブレーキキャリパ５６に伝わって前輪が制動される。ストロークシミュレータ２８内の液圧は第２圧力センサ３６で検出され、その圧力信号が導線３６Ａを介してコントロールユニット１３に出力される。

図７は本発明に係るブレーキ装置の作用を示す第３作用図である。
図６において、ブレーキレバー２１を操作して第２圧力センサ３６で検出された液圧が所定値以上になると、図７において、ストロークシミュレータ２８が作動を開始し、また、第２圧力センサ３６からの圧力信号に基づいてコントロールユニット１３から第２電磁バルブ４３に閉弁信号が送られると共に第３電磁バルブ４７に開弁信号が送られる。

この結果、第２電磁バルブ４３が閉じて前輪マスターシリンダ２５と前輪ディスクブレーキ装置４２とが接続されなくなるとともに、第３電磁バルブ４７が開いてパワーユニット４６と前輪ディスクブレーキ装置４２とが接続されるようになる。

更に、コントロールユニット１３内に備えるモータ駆動部（不図示）から電動モータ６０に給電される。この結果、電動モータ６０が作動を開始してパワーピストン７４が移動することでパワーシリンダ装置６７で液圧が発生し、この液圧が前輪ブレーキディスク装置４２のブレーキキャリパ５６に伝わり、前輪が制動される。即ち、バイワイヤによる前輪の制動が行われる。このときにもストロークシミュレータ２８は引き続き作動している。

前輪が制動されるときには、前輪ブレーキ装置１１の入力圧、即ち、第２圧力センサ３６で検出されるブレーキ液圧に基づいて図１に示した後輪ブレーキ装置１２での後輪の制動が、前輪の制動に自動的に連動して、上記した前輪ブレーキ装置１１の作用と同様にして行われる。

また、後輪が制動されるときに、上記とは反対に、後輪ブレーキ装置１２の入力圧、即ち、後輪ブレーキ装置１２側の第２圧力センサ３６で検出されるブレーキ液圧に基づいて前輪ブレーキ装置１１での前輪の制動が、後輪の制動に自動的に連動して行われる。

図８（ａ）〜（ｄ）は本発明に係るストロークシミュレータの作用を示す作用図であり、図７に示したストロークシミュレータ２８の作動状態を詳細に説明する。
（ａ）は、ストロークシミュレータ２８のシリンダ穴１０１ａ内に前輪マスターシリンダ２５（図１参照）から液圧が伝わらない状態を示している。

（ｂ）において、シリンダ穴１０１のシリンダ穴１０１ａの端部とピストン１０２の端部との間に形成された液室１２１に前輪マスターシリンダ２５（図１参照）から液圧が伝わり、液室１２１の液圧が高まって白抜き矢印の向きにピストン１０２がシリンダ穴１０１ａ内を移動すると、ばね定数の小さい第１弾性部材１５３が、第１弾性部材１５３よりもばね定数の大きい第２弾性部材１５４よりも大きく圧縮されて半径方向内側に凸状に湾曲するように変形し、やがて、ピストン１０２の大径部１０２ｂの端面１０２ｆが、第２弾性部材１５４の一端面１５４ｅに当たる。

この結果、第１弾性部材１５３の全体が凹部１６１内に収納され、第１弾性部材１５３は、この後は圧縮変形しにくくなる。このとき、凹部１６１内には第１弾性部材１５３の周囲に隙間が残っているので、第１弾性部材１５３の圧縮変形量、あるいは第１弾性部材１５３に発生する応力を所定の値に容易に抑えることができ、第１弾性部材１５３の耐久性を確保することができる。

このときのような第１弾性部材１５３の圧縮変形中は、図７に示したように、前輪用ディスクブレーキ装置４２には前輪マスターシリンダ２５が接続されていないが、ブレーキレバー２１には、ブレーキレバー操作による液圧によって前輪用ディスクブレーキ装置４２を作動させているときのような遊びの感覚が感じられる。

（ｃ）において、更に、白抜き矢印で示すように、ピストン１０２が図の左方に移動すると、第２弾性部材１５４が圧縮変形して、第２弾性部材１５４とシリンダ穴１０１ａとの隙間、即ち、図２に示した隙間Ｃ２がほとんど無くなる。
このときにも、ブレーキレバー２１には、ブレーキレバー操作による液圧で前輪用ディスクブレーキ装置４２を作動させているときのような操作感覚が得られる。

（ｄ）において、更に、白抜き矢印で示すように、ピストン１０２が図の左方に移動するときには、第２弾性部材１５４の環状凹部１５４ｄでは、その断面積が小さくなるように、即ち、環状凹部１５４ｄの内面が内側に膨らむように第２弾性部材１５４が縮むので、例えば、第２弾性部材の外周面に環状凹部がないものに比べてばね定数は急激には大きくならない、即ち、第２弾性部材１５４はシリンダ穴１０１ａに接しつつもピストン１０２を移動させやすくすることができる。従って、ブレーキレバー２１の操作感を適度に硬くしつつ、ブレーキレバー２１のストローク量を確保することができる。

以上の図１〜図３に示したように、シリンダ部１０１と、このシリンダ部１０１内に移動自在に挿入されたピストン１０２と、このピストン１０２によって押圧される弾性部材としての第２弾性部材１５４とを備え、ブレーキ操作部材としてのブレーキレバー２１の操作によりマスタシリンダとしての前輪マスターシリンダ２５で発生する液圧をシリンダ部１０１内に伝えることでピストン１０２を介して第２弾性部材１５４を変形させてブレーキレバー２１に擬似的な操作感を発生させるブレーキ装置１０のストロークシミュレータ２８において、第２弾性部材１５４には、その外周面１５４ｇに外周凹部としての環状凹部１５４ｄが設けられているので、第２弾性部材１５４がピストン１０２に押圧されてシリンダ部１０１内で拡径し、第２弾性部材１５４の外周面がシリンダ部１０１の内周面としてのシリンダ穴１０１ａに接触して第２弾性部材１５４のばね定数を高めるとともに、更に、環状凹部１５４ｄの内面が凹部内側に撓むことによって、更にピストン１０２をストロークさせてブレーキレバー２１のストローク量を大きくすることができる。従って、ブレーキレバー２１での操作感を適度に硬くしながら、ブレーキレバー２１のストローク量を確保することができる。

また、環状凹部１５４ｄが、第２弾性部材１５４の外周面１５４ｇに環状に形成されたものなので、第２弾性部材１５４が周方向に均一に変形して、第２弾性部材１５４のストローク特性をより安定させることができる。

更に、第２弾性部材１５４が、中空筒状に形成され、ピストン１０２が、シリンダ部１０１のシリンダ穴１０１ａと摺動する大径部１７２ｂと、この大径部１０２ｂに隣接する小径部１０２ａとを備え、この小径部１０２ａが第２弾性部材１５４の中空部１５４ｈに挿入され、第２弾性部材１５４のピストン１０２側の端部には、内周面に形成された環状の段部１５４ａと、ピストン１０２の小径部１０２ａの外周面１０２ｇとで囲まれた端部凹部としての凹部１６１とが形成され、この凹部１６１に第２弾性部材１５４よりもばね定数の小さい小型弾性部材としての第１弾性部材１５３が収容され、環状凹部１５４ｄが、凹部１６１の半径方向外側を除く第２弾性部材１５４の外周面１５４ｇに形成されているので、凹部１６１の周囲に環状凹部１５４ｄを設けないようにすることで、環状凹部１５４ｄが第１弾性部材１５３の変形に影響を与えないようにすることができ、ブレーキレバー２１の操作感をより細かく設定することができ、ブレーキレバー２１の所望の操作感を得ることができる。

また更に、ピストン１０２の小径部１０２ａと第２弾性部材１５４の中空部１５４ｈとの間に片側で隙間Ｃ３が設けられているので、ブレーキレバー２１を入力した後にその入力を解除した際には、ピストン１０２と第２弾性部材１５４との間の隙間Ｃ３によって第２弾性部材１５４からピストン１０２を離れやすくすることができ、ピストン１０２を戻りやすくすることができる。従って、ブレーキレバー２１の次の入力に迅速に対応することができる。

図９（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る第２弾性部材の別実施形態を示す斜視図である。
（ａ）は外周面１８１ｇに１つの幅の広い環状凹部１８１ｄが形成されたゴム（ＥＰＤＭ）又は樹脂製の第２弾性部材１８１を示している。なお、符号１８１ｈは中空部である。

（ｂ）は外周面１８２ｇに、複数の環状溝１８２ａと、軸方向に延びる複数の軸方向溝１８２ｂとが形成されたゴム（ＥＰＤＭ）又は樹脂製の第２弾性部材１８２を示している。
複数の環状溝１８２ａは、軸方向に等間隔に配置され、複数の軸方向溝１８２ｂは、周方向に等間隔に配置されている。なお、符号１８２ｈは中空部である。

（ｃ）は外周面１８３ｇに複数のディンプル（ｄｉｍｐｌｅ：くぼみ）１８３ｃが形成されたゴム（ＥＰＤＭ）又は樹脂製の第２弾性部材１８３を示している。
複数のディンプル１８３ｃは、軸方向及び周方向で等間隔に配置されている。なお、符号１８３ｈは中空部である。
また、複数のディンプル８３ｃを、外周面１８３ｇに千鳥配置してもよい。

尚、本実施形態では、図２、図３に示したように、第２弾性部材１５４の外周面１５４ｇに環状凹部１５４ｄを設けたが、これに限らず、第２弾性部材１５４の中空部１５４ｈに環状凹部を設けてもよい。また、凹部を環状としたが、これに限らず、凹部を螺旋状としてもよい。

本発明のブレーキ装置のストロークシミュレータは、自動二輪車に好適である。

本発明に係る自動二輪車用ブレーキ装置の系統図である。 本発明に係る前輪ブレーキ装置用ストロークシミュレータの断面図である。 本発明に係る第２弾性部材の斜視図である。 本発明に係る後輪ブレーキ装置用ストロークシミュレータの断面図である。 本発明に係るブレーキ装置の作用を示す第１作用図である。 本発明に係るブレーキ装置の作用を示す第２作用図である。 本発明に係るブレーキ装置の作用を示す第３作用図である。 本発明に係るストロークシミュレータの作用を示す作用図である。 本発明に係る第２弾性部材の別実施形態を示す斜視図である。

符号の説明

１０…ブレーキ装置、２１，２２…ブレーキ操作部材（ブレーキレバー、ブレーキペダル）、２５，８２…マスターシリンダ（前輪マスターシリンダ、後輪マスターシリンダ）、２８，１７０…ストロークシミュレータ、１０１，１７１…シリンダ部、１０１ａ，１７１ａ…シリンダ部の内面（シリンダ穴）、１０２，１７２…ピストン、１０２ａ，１７２ａ…小径部、１０２ｂ，１７２ｂ…大径部、１０２ｇ…外周面、１５３…小型弾性部材（第１弾性部材）、１５４，１８１，１８２，１８３…弾性部材（第２弾性部材）、１５４ａ…段部、１５４ｄ，１７４ｄ…外周凹部（環状凹部）、１５４ｇ，１７４ｇ…外周面、１５４ｈ，１７４ｈ…中空部、１６１…端部凹部（凹部）、１７４…弾性部材、Ｃ３…隙間。

Claims (4)

1. シリンダ部（１０１）と、このシリンダ部（１０１）内に移動自在に挿入されたピストン（１０２）と、このピストン（１０２）によって押圧されるゴム又は樹脂製の弾性部材とを備え、ブレーキ操作部材（２１）の操作によりマスタシリンダ（２５）で発生する液圧を前記シリンダ部（１０１）内に伝えることで前記ピストン（１０２）を介して前記弾性部材を変形させて前記ブレーキ操作部材（２１）に擬似的な操作感を発生させるブレーキ装置のストロークシミュレータにおいて、
   前記弾性部材（１５４）は、環状の外周の直径よりもピストン（１０２）の摺動方向に長い円柱状に形成されるとともに、外周面（１５４ｇ）に前記ピストン（１０２）の摺動方向に並んで環状に形成された複数の外周凹部（１５４ｄ）が形成されていることを特徴とするブレーキ装置のストロークシミュレータ。
2. 前記ブレーキ装置は、前輪ブレーキ装置（１１）と後輪ブレーキ装置（１２）とを備え、前記弾性部材は、後輪ブレーキ装置（１２）用の弾性部材（１７４）の長さが前輪ブレーキ装置（１１）用の弾性部材（１５４）の長さよりも小さく設定されていることを特徴とする請求項１記載のブレーキ装置のストロークシミュレータ。
3. 前記弾性部材（１５４）は、中空筒状に形成され、前記ピストン（１０２）は、前記シリンダ部（１０１）の内面と摺動する大径部（１０２ｂ）と、この大径部（１０２ｂ）に隣接する小径部（１０２ａ）とを備え、この小径部（１０２ａ）が前記弾性部材（１５４）の中空部（１５４ｈ）に挿入され、前記弾性部材（１５４）のピストン（１０２）端部側には、内周面に形成された環状の段部と、前記ピストンの小径部の外周面とで囲まれた端部凹部（１６１）が形成され、この端部凹部（１６１）に前記弾性部材（１５４）よりもばね定数の小さい小型弾性部材（１５３）が収容され、前記外周凹部（１５４ｄ）は、前記端部凹部（１６１）の半径方向外側を除く前記弾性部材の外周面に形成されていることを特徴とする請求項２記載のブレーキ装置のストロークシミュレータ。
4. 前記小型弾性部材（１５３）は、前輪ブレーキ装置（１１）用のみに設けられていることを特徴とする請求項３記載のブレーキ装置のストロークシミュレータ。

Images