JP6214307B2

JP6214307B2 - 電動倍力装置

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Publication number: JP6214307B2
Application number: JP2013205670A
Authority: JP
Inventors: 大地野村; 中野　和彦; 和彦中野; 洋平河野
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2017-10-18
Anticipated expiration: 2033-09-30
Also published as: JP2015067240A

Description

本発明は、自動車等の車両のブレーキ装置に設けられ、倍力源として電動モータを使用する電動倍力装置に関するものである。

自動車等の車両のブレーキ装置に設けられて、ブレーキペダルの操作力を軽減する倍力装置において、倍力源として電動モータを使用する電動倍力装置が公知である。電動倍力装置は、例えば特許文献１に記載されているように、センサによって検出したブレーキペダルの操作量に基づき、コントローラによって電動モータの作動を制御し、電動モータの回転運動を回転−直動変換機構によって直線運動に変換して、マスタシリンダのピストンを推進してブレーキ液圧を発生させる。そして、各車輪の液圧式ブレーキにブレーキ液圧を供給して所望の制動力を発生させる。

特開２０１３−１５４８４２号公報

この種の電動倍力装置においては、車両への搭載性の観点から小型化の要求がある一方で、電動モータ及びコントローラの放熱性を確保する必要がある。このため、電動倍力装置においては、小型、軽量化及び放熱性を両立するマスタシリンダ、電動モータ及びコントローラのレイアウトが求められている。

これに対して、特許文献１に記載されたものでは、回転−直動変換機構を収容するハウジングの上部でマスタシリンダの中心軸線からオフセットした位置に電動モータを配置し、ハウジングの上部に、コントローラがマスタシリンダの中心軸線に垂直になるように配置している。

このようなレイアウトでは、電動モータ及びコントローラの放熱性には有利であるが、コントローラがマスタシリンダの中心軸線に対して垂直に配置されているので、電動倍力装置の径方向の寸法が大きくなり、小型化の要求に合致しない。

本発明は、小型化及び放熱性の要求を両立するようにした電動倍力装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、マスタシリンダに結合されるハウジングと、該ハウジングに配設される電動モータと、前記ハウジング内に収容されて前記電動モータの出力を伝達して前記マスタシリンダのピストンを推進する伝達機構と、前記電動モータの作動を制御する制御基板と、を備えた電動倍力装置において、前記ハウジングには、前記マスタシリンダの軸線から離れた位置で前記電動モータの中心軸線が前記マスタシリンダの軸線に沿うように前記電動モータを配置して保持するモータ保持部と、前記マスタシリンダの軸線及び前記電動モータの中心軸線に面して前記制御基板を配置して保持する制御基板保持部と、が設けられ、前記制御基板保持部は、前記ハウジング及び前記モータ保持部から前記マスタシリンダの軸線及び鉛直面に沿って延ばされて前記制御基板が取付けられる部分の反対側となる外面を有し、前記電動モータは、該電動モータの中心軸線と前記制御基板保持部の前記外面との距離が、前記制御基板保持部の前記外面から前記マスタシリンダの軸線までの距離以上に離間する位置となり、前記電動モータの外周面が前記制御基板保持部の前記外面から離れた位置となるように前記モータ保持部に保持されていることを特徴とする。

本発明に係る電動倍力装置によれば、小型化及び放熱性の要求を両立することができる。

本発明の一実施形態に係る電動倍力装置の縦断面図である。図１に示す電動倍力装置の斜視図である。図１に示す電動倍力装置の平面図である。図１に示す電動倍力装置の正面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１乃至図４に示すように、本実施形態に係る電動倍力装置１は、ブレーキ液圧を発生させるマスタシリンダ２に一体に結合されて、マスタシリンダ２のプラマリピストン７２（ピストン）を推進する。電動倍力装置１は、図示せぬブレーキペダルが結合される入力部材３１と、電動モータ３３と、電動モータ３３の出力をプライマリピストン７２に伝達する伝達機構であるボールネジ機構３４と、これらを収容するハウジング３２と、ハウジング３２に一体的に取付けられたコントローラ１３０とを備えている。ハウジング３２は、アルミニウム合金等で形成され、マスタシリンダ２側のフロントハウジング３５と、入力ロッド２１に連結されるブレーキペダル側のリアハウジング３６と、これらの間に結合される中間ハウジング３７とを有する３分割構造となっている。以下の説明において、中間ハウジング３７の構成について、図１に示す内部構造との関係で概略を説明し、その詳細については後述する。

フロントハウジング３５は、略有底円筒状で、底部に設けられた開口部３５ａにマスタシリンダ２の開口側の端部が挿入されている。中間ハウジング３７の一端部には、フロントハウジング３５が結合されている。中間ハウジング３７には、フロントハウジング３５の側面にその一部が面するように配置された電動モータ３３が結合されている。また、中間ハウジング３７には、その内部に、直径方向に配置された一対のスルーボルト４８の基端部が圧入、固定され、このスルーボルト４８をフロントハウジング３５の底部及びマスタシリンダ２の取付部２ａに挿通してナット４９を螺着することにより、中間ハウジング３７、フロントハウジング３５及びマスタシリンダ２が一体に結合されるようになっている。中間ハウジング３７の他端部には、リアハウジング３６が結合されている。リアハウジング３６は、その後端部が、車両のエンジンルームと車室との隔壁であるダッシュパネル（図示せず）に固定される。リアハウジング３６の後端部には、円筒部３６ａが突出され、円筒部３６ａはダッシュパネルを貫通して車室内に延ばされる。円筒部３６ａには、略有底円筒状のリアカバー１１０がボルト１１１によって取付けられている。

ハウジング３２の内部には、リアハウジング３６の円筒部３６ａに取付けられたリアカバー１１０の外方からマスタシリンダ２にかけて軸方向に延びる入力部材３１が挿入されている。入力部材３１は、入力ロッド２１、プランジャロッド９０及び入力ピストン９３を備えている。入力ロッド２１は、その基端部に取付けられたクレビス２１ａによってブレーキペダルに連結される。

プランジャロッド９０の基端部と入力ロッド２１の先端部とは、ボールジョイント３９によって連結されている。ボールジョイント３９は、プランジャロッド９０の基端部に形成されたボールソケット３９ａに、入力ロッド２１の先端部に形成されたボール３９ｂが嵌合することにより、プランジャロッド２０と入力ロッド２１とを枢着（ピボット結合）して、これらの傾きを許容するようになっている。入力ピストン９３は、その基端部がプランジャロッド９０の先端部に当接し、先端部がサブピストン９２を貫通してマスタシリンダ２内に挿入されている。

サブピストン９２は、前端側の大径のバネ受部９２ａと後端側の小径のピストン部９２ｂとを有する段付円筒状で、ピストン部９２ｂ内に入力ピストン９３の先端の小径部９３ｄが摺動可能かつ液密的に挿通されている。また、サブピストン９２は、バネ受部９２ａがマスタシリンダ２内に配置され、ピストン部９２ｂがマスタシリンダ２の円筒状のプライマリピストン７２内に液密的かつ摺動可能に挿入され、バネ受部９２ａとピストン部９２ｂとの間の段部９２ｃにプラマリピストン７２の先端部が当接している。

略有底円筒状のリアカバー１１０は、二重筒構造で底部の中央部に軸方向に沿って小径の円筒状の案内部１１０ａが一体に形成されている。案内部１１０ａの先端部は、リアカバー１１０の円筒状の側壁の開口端から突出して延びている。リアカバー１１０がボルト１１１によってリアハウジング３６の円筒部３６ａに取付けられた状態で、案内部１１０ａは、円筒部３６ａを通ってハウジング３２の内部まで延びている。

プランジャロッド９０は、リアカバー１１０の案内部１１０ａに挿通され、案内部１１０ａによって軸方向に沿って摺動可能に案内されて、径方向に移動及び傾きを生じないように支持されている。プランジャロッド９０の案内部１１０ａとの摺動面には、複数の外周溝９０ａが形成されて、プランジャロッド９０と案内部１１０ａとの間のシール性及び摺動性を高めている。プランジャロッド９０は、中間部に形成された大径のフランジ部９０ｂが案内部１１０ａの先端部に当接して後退位置が規定される。入力ピストン９３は、先端側の小径部９３ｄ、基端側の中径部９３ａ及び中径部９３ａに形成された大径のフランジ部９３ｂを有する段付形状となっており、小径部９３ｄと中径部９３ａとの間の段部９３ｅがサブピストン９２の後端部に当接可能になっている。また、サブピストン９２の後端部とフランジ部９３ｂとの間には、圧縮コイルバネである反力調整バネ１００が介装されている。この反力調整バネ１００は、入力ピストン９３とサブピストン９２とが相対変位した際のブレーキペダルへの反力を調整するものである。

電動モータ３３は、コントローラ１３０からの制御電流によって作動するブラシレスＤＣモータであり、ベルト等の回転伝動機構５３を介してボールネジ機構３４を駆動する。電動モータ３３の回転は、レゾルバ、ロータリエンコーダ、ホール素子等の回転検出器（図示せず）によって検出されて、検出信号としてコントローラ１３０に入力される。また、電動モータ３３は、本実施形態のブラシレスＤＣモータのほか、ブラシ付ＤＣモータ、ＡＣモータ等とすることができるが、制御性や静粛性や耐久性等の観点からはＤＣブラシレスモータが望ましい。本実施形態においては、回転伝動機構５３とボールネジ機構３４とにより、電動モータの出力を伝達してマスタシリンダのピストンを推進する伝達機構が構成されている。

ボールネジ機構３４は、マスタシリンダ２のプライマリピストン７２と同軸上に配置された円筒状の直動部材５５と、直動部材５５が挿入された円筒状の回転部材５７と、これらの間に形成された螺旋状のネジ溝５５ａに装填された複数の転動体であるボール５６（鋼球）とを備えている。直動部材５５は、リアハウジング３６の円筒部３６ａ及び円筒部３６ａに取付けられたリアカバー１１０内に挿入されてハウジング３２内で軸方向に沿って移動可能、かつ、軸回りに回転しないように支持されている。回転部材５７は、ハウジング３２内で一対のベアリング５１によって軸回りに回転可能かつ軸方向に移動しないように支持されている。そして、ボールネジ機構３４は、電動モータ３３の駆動力によって回転伝動機構５３を介して回転部材５７を回転させることにより、ネジ溝５５ａ内をボール５６が転動して直動部材５５が軸方向に移動するようになっている。

直動部材５５の前端部には、フロントハウジング３５内に配置されたバネ受６１がＣリング６３によって結合されている。バネ受６１は、大径部６１Ａ及び小径部６１Ｂを有し、これらの間に段部６１Ｃが形成された段付円筒状で、大径部６１Ａの外周部に直径方向に突出する一対の案内部６４が一体に形成されている。バネ受６１は、小径部６１Ｂに直動部材５５の前端部を挿通して、その先端にＣリング６３を装着することによって直動部材５５に軸方向に固定される。また、バネ受６１は、小径部６１Ｂと直動部材５５の前端部との係合により、直動部材５５に対して軸回りに回転しないように結合されている。バネ受６１と直動部材５５との軸回りの回り止めとしては、凹凸嵌合、スプライン、キー、二面取り等の公知の回り止め手段を用いることができる。バネ受６１は、一対の案内部６４に軸方向に沿って貫通された案内穴６４Ａにスルーボルト４８が摺動可能に挿通されて、ハウジング３２に対して軸方向に沿って移動可能、かつ、軸回りに回転しないように支持されている。これにより、直動部材５５は、バネ受６１を介してハウジング３２に対して軸方向に沿って移動可能、かつ、軸回りに回転しないように支持されている。

フロントハウジング３５の底部とバネ受６１との間に圧縮コイルバネである戻しバネ６２が介装されている。直動部材５５の後退位置は、戻しバネ６２のバネ力によってバネ受６１の段部６１Ｃが中間ハウジング３７に当接することにより規定されている。直動部材５５は、電動モータ３３による駆動力が作用しない状態では、戻しバネ６２のバネ力によって後退位置に復帰するようになっている。直動部材５５内には、入力部材３１のプランジャロッド９０及び入力ピストン９３が移動可能に配置されている。

電動モータ３３の回転伝動機構５３として、歯付ベルト、Ｖベルト、金属ベルト、樹脂ベルト等のベルト伝動機構、又は、歯車伝動機構、チェーン伝動機構等の他の公知の伝動機構を用いることができる。また、ベルト伝動機構に、歯車減速機構等の減速機構を組み合わせて減速比を調整するようにしてもよい。さらに、ベルト伝動機構に、歯車減速機構等の他の伝動機構を併設して設けて、ベルトが切断した際等のバックアップとしてもよい。

マスタシリンダ２は、タンデム型であり、有底筒状に形成されたシリンダ本体７３の内部のシリンダボア７４内に、円筒状のプライマリピストン７２及び有底円筒状のセカンダリピストン７１が軸方向に直列に配置されている。シリンダボア７４内における、プライマリピストン７２とセカンダリピストン７１との間には、プライマリ室７６が形成され、また、セカンダリピストン７１とシリンダ本体７３の底部との間には、セカンダリ室７５が形成されている。プラマリピストン７２には、サブピストン９２が摺動可能かつ液密的に挿入され、サブピストン９２には、入力ピストン９３の小径部９３ｄが摺動可能かつ液密的に挿入されている。サブピストン９２のバネ受部９２ａとピストン部９２ｂとの間の段部９２ｃにプライマリピストン７２の前端部が当接している。バネ受部９２ａの外周部とシリンダボア７４との間には隙間が形成されている。

シリンダ本体７３の側壁の上部には、プライマリ室７６及びセカンダリ室７５にそれぞれ連通するリザーバポート（図示せず）が設けられている。これらのリザーバポートには、ブレーキ液を貯留するリザーバ７７が接続されている。シリンダ本体７３のシリンダボア７４には、その軸方向において各リザーバポートを挟むように一対のピストンシール８１、８２及び７９、８０が設けられている。ピストンシール８１、８２及び７９、８０は、シリンダボア７４とプライマリ及びセカンダリピストン７２、７１との間をシールしている。プライマリピストン７２の側壁及びセカンダリピストン７１の円筒部の側壁には、それぞれ径方向に貫通するピストンポート７１ａが形成されている。

プライマリピストン７２に形成された内周溝には、軸方向においてピストンポート７２ａを挟むように一対のピストンシール９６、９７が装着されて、サブピストン９２との間をシールしている。サブピストン９２の側壁には、径方向に貫通するピストンポート９５ｂが形成されている。サブピストン９２の内周部には、ピストンシール１０３が装着されてサブピストン９２と入力ピストン９３の小径部９３ｄとの間をシールしている。ピストンシール１０３は、ピストンポート９５ｂに対してサブピストン９２の後端側に配置されている。ピストンポート９５ｂは、入力ピストン９３の位置にかかわらず、プライマリ室７６に常時連通するようになっている。

プライマリ室７６内には、セカンダリピストン７１とサブピストン９２との間に介装された圧縮コイルバネである戻しバネ９９が設けられている。戻しバネ９９は、そのバネ力により、プライマリピストン７２及びサブピストン９２を後退位置へ向けて付勢しており、サブピストン９２の段部９２ｃをプライマリピストン７２の前端部に当接させている。戻しバネ９９には伸縮可能なリテーナ１０２が挿入され、リテーナ１０２によって戻しバネ９９が所定の圧縮状態で保持され、そのバネ力に抗して圧縮可能となっている。また、セカンダリ室７５には、シリンダ本体７３の底部とセカンダリピストン７１との間に介装された戻しバネ１０６が設けられている。戻しバネ１０６は、そのバネ力により、セカンダリピストン７１を後退位置へ向けて付勢している。戻しバネ１０６には、伸縮可能なリテーナ１０２ａが挿入され、リテーナ１０２ａによって戻しバネ１０６が所定の圧縮状態で保持され、そのバネ力に抗して圧縮可能となっている。

そして、プライマリ及びセカンダリピストン７２、７１、並びに、サブピストン９２が後退位置にあるとき、プライマリピストン７２のピストンポート７２ａは一対のピストンシール８１、８２の間に配置され、サブピストン９２のピストンポート７２ｂは一対のピストンシール９６、９７の間に配置される。このとき、リザーバ７７とプライマリ室７６とがリザーバポートを介して連通される。また、セカンダリピストン７１のピストンポート７１ａは、一対のピストンシール７９、８０の間に配置される。このとき、リザーバ７７とセカンダリ室７５とがリザーバポート及びピストンポート７１ａを介して連通される。これにより、ブレーキパッドの摩耗等に対して、リザーバ７７からプライマリ室７６及びセカンダリ室７５に適宜ブレーキ液を供給して、各ホイールシリンダ（図示せず）にブレーキ液を補充する。

プライマリピストン７２及びサブピストン９２が前進してプライマリピストン７２ピストンポート７２ａが一方のピストンシール８２を越えて前進し、セカンダリピストン７１が前進してそのピストンポート７１ａが一方のピストンシール７９を越えて移動すると、リザーバポートとピストンポート７２ａ、７１ａとの間が、それぞれピストンシール８２、７９によって遮断される。これにより、プライマリ室７６及びセカンダリ室７５がリザーバ７７から遮断されて、プライマリ及びセカンダリピストン７２、７１の前進に伴って、プライマリ室７６及びセカンダリ室７５が加圧される。

また、プライマリピストン７２が後退位置にあり、サブピストン９２が入力ピストン９３と共に前進し、サブピストン９２のピストンポート９５ｂがプライマリピストン７２の一方のピストンシール９６を越えて移動すると、ピストンシール９６によりプライマリピストン７２のピストンポート７２ａがプライマリ室７６から遮断される。これにより、プライマリ室７２とリザーバ７７との連通が遮断されて、入力ピストン９３及びサブピストン９２の前進によりプライマリ室７６が加圧される。

プライマリ室７６に対して、プライマリピストン７２の受圧面積Ａは、外周側のピストンシール８２と内周側のピストンシール９６とによって規定される。サブピストン９２の受圧面積Ｂは、外周側のピストンシール９６と内周側のピストンシール１０３によって規定される。また、入力ピストン９３の受圧面積Ｃは、外周側のピストンシール１０３によって規定される。そして、プライマリピストン７２、サブピストン９２及び入力ピストン９３の受圧面積Ａ、Ｂ及びＣの関係はＡ＞Ｂ＞Ｃとなっている。

プライマリ室７６及びセカンダリ室７５Ｂは、２系統の液圧回路によって各車輪の液圧ブレーキ装置のホイールシリンダに接続されている。このように２系統の液圧回路を用いることにより、万一、一方が失陥した場合でも、他方の液圧回路によって制動機能を維持することができる。

電動倍力装置１には、ブレーキペダルの操作量を検出するストロークセンサ（図示せず）、電動モータ３３の回転を検出する回転検出器、電動モータ３３に流れる電流（モータ電流）を計測する電流センサ（図示せず）及びマスタシリンダ２のブレーキ液圧を検出する液圧センサ（図示せず）を含む各種センサが設けられている。コントローラ１３０及び車載コントローラは、上述の各種センサの検出に基づき、車両電源からの電力供給を受けて電動モータ３３を制御する。

次に、電動倍力１の作動について説明する。
なお、マスタシリンダ２では、プライマリ室７５の加圧により、セカンダリピストン７１を介してセカンダリ室７６も同様に加圧されるので、以下の説明においては、プライマリ室７５側の作動についてのみ説明する。

（非制動状態時）
非制動状態では、図１に示すように、プライマリピストン７２は、戻しバネ６２のバネ力によりボールネジ機構３４の直動部材５５と共に後退位置にある。また、サブピストン９２は、戻しバネ９９、１０６のバネ力により、段部９２ｃがプライマリピストン７２の前端部に当接して位置決めされる後退位置にある。そして、入力ピストン９３は、反力調整バネ１００のバネ力によりプランジャロッド９０に当接し、プランジャロッド９０のフランジ部９０ｂがリアカバー１１０の案内部１１０ａに当接して位置決めされる後退位置にある。この非制動状態においては、リザーバ７７とプライマリ室７６とがリザーバポート及びピストンポート７２ａ、９５ｂを介して連通されているので、プライマリ室７６は大気圧状態となっている。

（通常制動時）
ブレーキペダルが操作されて入力ロッド２１及びプランジャロッド９０を介して入力ピストン９３が前進すると、これらの変位がストロークセンサによって検出される。この検出信号を受けたコントローラ１３０は、入力部材３１の変位に基づく目標位置にプライマリピストン７２を到達させるために電動モータ３３を駆動し、回転検出器の検出に応じて電動モータ３３の回転をフィードバック制御する。なお、回転検出器に代えて、直動部材５５の位置を検出する図示しない変位センサ、あるいは、マスタシリンダ２の液圧を検出する液圧センサ等の検出に基づいて電動モータ３３を制御するようにしてもよい。

電動モータ３３の回転により、回転伝動機構５３を介してボールネジ機構３４の回転部材５７が回転駆動されて直動部材５５が前進することで、プライマリピストン７２を推進する。このとき、サブピストン９２は、その段部９２ｃがプライマリピストン７２の前端部に当接しているので、プライマリピストン７２と共に前進する。これにより、マスタシリンダ２のプライマリ室７６は、入力ピストン９３（受圧面積Ｃ）、プライマリピストン７２（受圧面積Ａ）及びサブピストン９２（受圧面積Ｂ）によって加圧される。マスタシリンダ２で発生したブレーキ液圧は、２系統の管路によって液圧制御ユニット５に供給され、更に、各車輪のホイールシリンダ４に供給されて制動力を発生させる。

マスタシリンダ２のプライマリ室７６の液圧は、入力ピストン９３（受圧面積Ｃ）を介してブレーキペダル２２に反力としてフィードバックされる。この反力がフィードバックされることにより、プライマリピストン７２、サブピストン９２及び入力ピストン９３の受圧面積Ａ、Ｂ及びＣの合計面積に対する入力ピストン９３の受圧面積Ｃの比率に基づき電動倍力装置１の基本的な入出力特性が決定される。また、入力ピストン９３とプライマリピストン７２及びサブピストン９２との相対位置を調整することにより、反力調整バネ１００のバネ力により入力ピストン９３（すなわちブレーキペダル２２）に対する反力を加減して入出力特性を制御することができる。このとき、入力ピストン９３に対して、プライマリピストン７２の位置を前方に調整することにより入力に対する出力の度合いが大きくなり、後方に調整することにより入力に対する出力の度合いが小さくなる。これにより、倍力制御、ブレーキアシスト制御、車間車両安定性制御、車間制御、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。

ブレーキペダル２２の踏込みを解除すると、入力ピストン９３、プライマリピストン７２、及びサブピストン９２が後退位置に後退して、マスタシリンダ２のブレーキ液圧が解除され、ホイールシリンダ４の液圧が解除されて制動が解除される。

（回生制動時）
回生協調制御では、制動時に車輪の回転により発電機を駆動して、運動エネルギを電力に変換して回収する回生制動を行ない、コントローラ１３０により電動モータ３３を制御して回生制動分だけマスタシリンダ２のブレーキ液圧を減圧することにより、ブレーキペダル２２の操作量に応じた所望の制動力を得る。詳細には、回生制動時にコントローラ１３０は、通常制動時に比して、マスタシリンダ２の液圧を減圧する分だけ電動モータ３３によるプライマリピストン７２の前進量を小さく、すなわち、プライマリピストン７２の目標位置を通常制動時の目標位置よりも後退側（ブレーキペダル２２側）に設定して電動モータ３３を制御する。このとき、通常制動時に比べてサブピストン９２の後端部とフランジ部９３ｂとの間隔が小さくなるので、通常制動時に比べて入力ピストン９３への反力調整バネ１００のバネ力が大きくなり、マスタシリンダ２の減圧により減少する液圧反力を補完してブレーキペダル２２の操作力を適正化する。

（倍力失陥時）
コントローラ１３０、電動モータ３３、あるいは、ボールネジ機構３４等の失陥によりボールネジ機構３４の直動部材５５が後退位置から前進できなくなった場合、すなわち、倍力失陥時について説明する。操作者のブレーキペダル２２の操作により、先ず、入力ロッド２１、プランジャロッド９０及び入力ピストン９３が前進する。この場合、電動モータ３３は作動することができず、ボールネジ機構３４の直動部材５５は前進せず、プライマリピストン７２及びサブピストン９２も前進しない。このとき、入力ピストン９３の段部９３ｅがサブピストン９２の後端部に当接するまでは、マスタシリンダ２のプライマリ室７６が、ピストンポート７２ａ、９５ｂを介してリザーバ７７に連通されたままとなっているので、マスタシリンダ２はブレーキ液圧を発生しない。入力部材３１の前進が続いて入力ピストン９３の段部９３ｅがサブピストン９２の後端部に当接すると、サブピストン９２が、入力ピストン９３と共に移動する。これにより、段部９２ｃがプライマリピストン７２の前端部から離間してサブピストン９２がプライマリピストン７２から独立して前進する。そして、入力部材３１の前進により、サブピストン９２のピストンポート９５ｂがピストンシール９６を越える位置までサブピストン９２が移動すると、プライマリ室７６がリザーバ７７から遮断され、プライマリ室７６は、入力ピストン９３及びサブピストン９２によって加圧される。

このようにして、倍力失陥時においてもブレーキペダル２２の操作、すなわち、操作者の踏力により、ブレーキ液圧を発生させることができ、制動機能を維持することができる。このとき、入力ピストン９３とサブピストン９２が、入力ピストン９３の受圧面積Ｃとサブピストン９２の受圧面積Ｂとの合計面積（Ｂ＋Ｃ）でプライマリ室７６を加圧してブレーキ液圧を発生させる。したがって、従来の受圧面積の小さい入力ピストン（例えば、本実施形態における受圧面積Ｃ）のみによりブレーキ液圧を発生させる場合、あるいは、入力ピストン及びプライマリピストンによってマスタシリンダの全断面積を受圧面積としてブレーキ液圧を発生させる場合に比して、適度な受圧面積によってブレーキ液圧を発生させることができる。このため、ブレーキペダル２２の操作力及びストロークを好適に行うことができる。

なお、プライマリピストン７２、サブピストン９２及び入力ピストン９３の受圧面積Ａ、Ｂ及びＣの関係は、必ずしもＡ＞Ｂ＞Ｃでなくてもよく、通常制動時において所望の倍力を得ることができ、また、失陥時においてブレーキペダル２２の操作力及びストロークを適正化できるように、適宜設定すればよい。

次に、電動倍力装置１の各部のレイアウトについて、主に図２乃至図４を参照して説明する。
電動倍力装置１のハウジング３２には、電動モータ３３が取付けられるモータ保持部１２０と、コントローラ１３０の主要部である制御基板１３１（図３参照）が取付けられる制御装置保持部である基板保持部１２１と、前記ボールネジ機構３４が収容される伝達部材収容部１２５とが一体成形されて設けられている。なお、基板保持部１２１は、ハウジング３２として一体成形することができ、あるいは、別体としてボルト等のファスナによって結合するようにしてもよい。制御基板１３１は、パワー半導体素子が実装された制御回路を有している。このパワー半導体素子は、電動モータ３３に供給するための交流電力を発生するインバータ回路を構成している。また、制御基板１３１は、各種センサ、車両内に設けられた車載コントローラ等からの入力信号及び電力をコネクタ１３２（後述）に接続されるハーネスを介して授受して、制御電流を電動モータ３３に供給する。

モータ保持部１２０は、リアハウジング３６からマスタシリンダ２の軸線Ｌに垂直な平面に沿って上方に延ばされ、前部（マスタシリンダ２側）に電動モータ３３が結合されて、電動モータ３３の回転軸及び回転伝動機構５３のプーリやベルトを収容する空間が形成されている。

伝達部材収容部１２５は、モータ保持部１２０の図中下側となる位置に形成され、マスタシリンダ２の軸線Ｌと同じ軸線を有するボールネジ機構３４が収容される空間が形成されている。

基板保持部１２１は、リアハウジング３６及びモータ保持部１２０からマスタシリンダ２の軸線Ｌ及び鉛直面にほぼ平行に延ばされた外面１２１ａを有して、モータ保持部１２０、伝達部材収容部１２５の側面からマスタシリンダ２の突出方向に向かってフロントハウジング３５の側部に達する位置まで延出している。基板保持部１２１は、内部にコントローラ１３０の制御基板１３１（図３参照）を収容する空間を有して開口する略直方体の箱体として形成されている。基板保持部１２１の制御基板１３１が取付けられる内底部の反対側となる外面１２１ａと電動モータ３３の外周面４１との間には、隙間Ｃ１が形成されている。

基板保持部１２１の外面１２１ａには、隙間Ｃ１を電動モータ３３の外周面４１側に向って延びる複数の放熱フィン１２２が形成されている。放熱フィン１２２は、それぞれ鉛直方向に沿って延び、その先端部が電動モータ３３の外周面４１に接触しないように、円筒状の外周面４１に沿った円弧状に形成されている。

基板保持部１２１の放熱フィン１２２が形成された底部とは反対側の開口部は、蓋体１２３が取付けられて閉止されている。蓋体１２３には、制御基板１３１に電力及び制御電流を供給する導線を接続するためのコネクタ１３２が突出するようになっている。なお、上記実施形態においては、基板保持部１２１を直方体の箱体として形成し、その開口部を蓋体１２３で閉止しているが、これに限ることなく、基板保持部を板状に形成して制御基板１３１を取付け、一面が開口した直方体の箱体の蓋部材により前記制御基板１３１を覆うようにしてもよい。

そして、電動モータ３３と基板保持部１２１との位置関係を詳細に説明する。本実施形態においては、ハウジング３２内に収容されたボールネジ機構３４及び入力部材３１は、マスタシリンダ２の軸線Ｌに対して同軸上に配置されている。そして、電動モータ３３は、マスタシリンダ２の軸線Ｌから離れた位置で電動モータ３３の中心軸線Ｍ（出力軸の中心）がマスタシリンダの軸線Ｌに沿うように配置されている。本実施形態においては、電動モータ３３の中心軸線Ｍがマスタシリンダの軸線Ｌに平行になるように、かつ、マスタシリンダ２の上部に取付けられたリザーバ７７の後方となる位置に電動モータ３３が、ハウジング３２に取付けられている。

また、電動モータ３３は、電動モータ３３の中心軸線Ｍがマスタシリンダの軸線Ｌ以上に離れた位置となるように、モータ保持部１２０に保持されている。また、電動モータ３３は、電動モータ３３の外周面４１が基板保持部１２１の外面１２１ａから離れた位置となるように、モータ保持部１２０に保持されている。本実施形態において、電動モータ３３は、中心軸線Ｍが車両の左右方向において、マスタシリンダ２の軸線Ｌ上、又は、マスタシリンダ２の軸線Ｌ上から基板保持部１２１の反対側に距離Ｄ１だけオフセットして配置されている。なお、電動モータ３３の中心軸線Ｍがマスタシリンダ２の軸線Ｌ上に配置されている場合、距離Ｄ１＝０である。なお、特に図４に示すように、本実施形態において、基板保持部１２１の外面１２１ａを鉛直方向に沿って形成しているが、これに限ることなく、鉛直方向に対して外面１２１ａが斜めになるように、基板保持部１２１を形成するようにしてもよい。

これにより、電動モータ３３及びコントローラ１３０を効率よく配置することができ、マスタシリンダ２の軸線Ｌ回りの径方向の寸法を小さくして、電動倍力装置１を小型化することができる。また、パワー半導体が実装された制御基板１３１が取付けられる基板保持部１２１と電動モータ３３の外周面４１との間に隙間Ｃ１を設け、更に、基板保持部１２１に放熱フィン１２２を設けたことにより、発熱量の大きい制御基板１３１と電動モータ３３との間の熱交換を抑制すると共に、隙間Ｃが放熱経路となり、放熱フィン１２２による放熱効果と相まって冷却効率を高めることができる。

なお、本発明に係る電動倍力装置は、上述の形式に限らず、電動モータを駆動源として、マスタシリンダのピストンを推進するものであれば、他の形式のものにも適用することができ、上述のようなマスタシリンダ、電動モータ及びコントローラのレイアウトを採用することにより、上述の作用効果を奏することができる。

上記実施形態においては、マスタシリンダに結合されるハウジングと、該ハウジングに配設される電動モータと、前記ハウジング内に収容されて前記電動モータの出力を伝達して前記マスタシリンダのピストンを推進する伝達機構と、前記電動モータの作動を制御する制御基板と、を備えた電動倍力装置において、前記ハウジングには、前記マスタシリンダの軸線から離れた位置で前記電動モータの中心軸線が前記マスタシリンダの軸線に沿うように前記電動モータを配置して保持するモータ保持部と、前記マスタシリンダの軸線及び前記電動モータの中心軸線に面して前記制御基板を配置して保持する制御基板保持部と、が設けられ、前記制御基板保持部は、前記ハウジング及び前記モータ保持部から前記マスタシリンダの軸線及び鉛直面に沿って延ばされて前記制御基板が取付けられる部分の反対側となる外面を有し、前記電動モータは、該電動モータの中心軸線と前記制御基板保持部の前記外面との距離が、前記制御基板保持部の前記外面から前記マスタシリンダの軸線までの距離以上に離間する位置となり、前記電動モータの外周面が前記制御基板保持部の前記外面から離れた位置となるように前記モータ保持部に保持されている構造となっている。これにより、電動倍力装置における小型化及び放熱性の要求を両立することが可能となる。

上記実施形態において、前記制御基板には、前記電動モータに供給する交流電力を発生する半導体素子が実装され、前記制御基板は、前記制御基板保持部に前記半導体素子が面するように配置される構造となっている。このため、制御基板で発生する熱を効率的に制御基板保持部に伝達して、電動倍力装置の放熱性を向上させることができる。

上記実施形態において、前記制御装置保持部には、前記電動モータの外周面へ向けて延びる放熱フィンが設けられている。このため、電動倍力装置の放熱性を向上させることができる。

１…電動倍力装置、２…マスタシリンダ、３２…ハウジング、３３…電動モータ、３４…ボールネジ機構（伝達機構）、７２…プライマリピストン（ピストン）、１３１…制御基板（制御装置）、１２０…モータ保持部、１２１…基板保持部（制御装置保持部）、Ｃ１…隙間、Ｌ…軸線、Ｍ…中心軸線

Claims

マスタシリンダに結合されるハウジングと、
該ハウジングに配設される電動モータと、
前記ハウジング内に収容されて前記電動モータの出力を伝達して前記マスタシリンダのピストンを推進する伝達機構と、
前記電動モータの作動を制御する制御基板と、を備えた電動倍力装置において、
前記ハウジングには、前記マスタシリンダの軸線から離れた位置で前記電動モータの中心軸線が前記マスタシリンダの軸線に沿うように前記電動モータを配置して保持するモータ保持部と、
前記マスタシリンダの軸線及び前記電動モータの中心軸線に面して前記制御基板を配置して保持する制御基板保持部と、が設けられ、
前記制御基板保持部は、前記ハウジング及び前記モータ保持部から前記マスタシリンダの軸線及び鉛直面に沿って延ばされて前記制御基板が取付けられる部分の反対側となる外面を有し、
前記電動モータは、該電動モータの中心軸線と前記制御基板保持部の前記外面との距離が、前記制御基板保持部の前記外面から前記マスタシリンダの軸線までの距離以上に離間する位置となり、前記電動モータの外周面が前記制御基板保持部の前記外面から離れた位置となるように前記モータ保持部に保持されていることを特徴とする電動倍力装置。
前記制御基板には、前記電動モータに供給する交流電力を発生する半導体素子が実装され、
前記制御基板は、前記制御基板保持部に前記半導体素子が面するように配置されることを特徴とする請求項１に記載の電動倍力装置。
前記制御装置保持部には、前記電動モータの外周面へ向けて延びる放熱フィンが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の電動倍力装置。