JPH06183330A - 電動アシスト式ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】例えばエンジンを有しない電気自動車等であっ
ても容易に制動アシスト力を発生させて軽快なブレーキ
操作を実現でき、しかも、基本的なメカニズムを変更す
ることなく種々の用途に適用できるようにする。 【構成】マスタシリンダ２のピストンに直動力を付与可
能な電動モータ１１を設けるとともに、ブレーキペダル
３の踏力を検出する踏力センサ８を設け、その踏力セン
サ８の検出結果に応じて、コントローラ１０が電動モー
タ１１を駆動する構成とする。そして、マスタシリンダ
２及びブレーキペダル３間は、機械的には切り離された
状態とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、マスタシリンダが発
生する作動液圧によって制動力を得る液圧式ブレーキ装
置に関し、特に、エンジンの吸入負圧を利用しなくても
アシスト力を得ることができ、メカニズムの大幅な変更
や追加を必要とすることなく例えばアンチロックブレー
キシステム等の機能を容易に導入することができ、さら
に、ブレーキを操作する位置とブレーキが作動する位置
とが度々切り離されるような車両であっても大きな制約
を受けることがないようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の液圧式ブレーキ装置は、エンジン
を有する通常の車両に対応して開発されており、ブレー
キのアシスト力は、エンジンの吸入負圧を利用して発生
させるものが主であった。また、このような従来のアシ
スト力を発生させる構成では、それだけで独立した装置
であったため、例えばアンチロックブレーキシステム等
を導入するには、それに応じた別系統の装置を付加する
必要があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】確かにエンジンを有す
る通常の車両であればエンジンの吸入負圧を利用して容
易にブレーキのアシスト力を得ることができるが、エン
ジンを有しない電気自動車には容易に応用することがで
きなかった。即ち、負圧によってブレーキのアシスト力
を得る構成を電気自動車に適用するには、例えば電気モ
ータでバキュームポンプを駆動させて負圧を蓄積するな
どしなければならず、装置の大型化を招いてしまう。

【０００４】また、上述したように、従来のアシスト力
を発生させる構成では、他の機能を追加するためには、
それに応じた別系統の装置を付加しなければならず、装
置が複雑且つ高価になるという不具合もある。さらに、
従来の液圧式ブレーキ装置は、ブレーキペダルに直結さ
れたマスタシリンダによって発生した液圧を各制動輪に
分配する構成であるため、その用途は作動液圧を伝達す
る配管等によって制約を受けるという問題点もある。

【０００５】本発明は、このような従来の技術が有する
未解決の課題に着目してなされたものであって、エンジ
ンを有しない車両であっても容易にブレーキのアシスト
力を得ることができ、他の機能を容易に導入することが
可能で、しかも広い用途に容易に対応できる液圧式ブレ
ーキ装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ブレーキの作動液圧を発生するマスタシ
リンダと、制動アシスト力を発生する電動モータと、こ
の電動モータの回転力を前記マスタシリンダのピストン
の直動力に変換する回転力変換手段と、ブレーキ操作部
のブレーキ操作状況を検出する操作状況検出手段と、こ
の操作状況検出手段の検出結果に応じて前記電動モータ
を駆動させるコントローラと、を備え、前記マスタシリ
ンダを前記ブレーキ操作部から機械的には切り離した。

【０００７】

【作用】操作状況検出手段が、ブレーキ操作部（例え
ば、ブレーキペダル）の操作状況（例えば、ブレーキペ
ダルの踏力）を検出すると、その検出された操作状況に
応じて、コントローラが電動モータを駆動させるため、
電動モータにはブレーキ操作部の操作状況に応じた回転
力が発生する。

【０００８】そして、その回転力が回転力変換手段によ
ってマスタシリンダのピストンの直動力に変換されるか
ら、マスタシリンダによってブレーキの作動液圧が発生
し、ここに制動力が発生する。さらに、マスタシリンダ
がブレーキ操作部から機械的には切り離されているた
め、例えば牽引車両においてブレーキを操作して被牽引
車両の車輪に制動力を付与するような用途に適用した場
合、牽引車両と被牽引車両とを繋ぐ際及び切り離す際に
は、電気的コネクタの接続又は切り離しによりブレーキ
系統に対する処置が完了する。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１及び図２は本発明の一実施例を示す図であ
って、図１は電動アシスト式ブレーキ装置１の全体を表
す図、図２はマスタシリンダ２の構造を示す縦断面図で
ある。

【００１０】先ず構成を説明すると、マスタシリンダ２
は、ブレーキ操作部としてのブレーキペダル３の踏力
を、ブレーキディスク４を締め付けるブレーキパッド，
ホイールシリンダ等を含んで構成されたブレーキユニッ
ト５の作動液圧に変換する装置であり、マスタシリンダ
２及びブレーキユニット５間は配管６によって液圧が伝
達される。

【００１１】また、ブレーキペダル３を車体に支持する
腕部分の中途には軸方向に進退自在なシャフト７の一端
が結合され、このシャフト７の他端は車体に揺動可能に
連結されている。ここで、ブレーキペダル３の踏力をマ
スタシリンダ２に直接伝達する例えばリンクや油圧配管
等の機械的な手段は本実施例には存在しない。シャフト
７の中途部分には、ブレーキペダル３の操作状況として
の踏力を検出する操作状況検出手段としての踏力センサ
８が設けられている。この踏力センサ８は、例えばシャ
フト７に生じる軸方向の応力に基づいてブレーキペダル
３の踏力を検出する。

【００１２】そして、踏力センサ８が検出したブレーキ
ペダル３の踏力は、マイクロコンピュータ，インタフェ
ース回路，駆動回路等を含んで構成されるコントローラ
１０に供給される。一方、マスタシリンダ２と平行に電
動モータ１１が配設されていて、かかる電動モータ１１
は、コントローラ１０によって制御され、後述のように
制動アシスト力を発生する。

【００１３】マスタシリンダ２は、図２に示すように、
図中左右方向に進退するピストン１２を有していて、そ
のピストン１２の先端に形成されたプライマリカップ１
２ａとハウジング２ａとで画成される液圧室２ｂが、配
管６を介して、ブレーキユニット５に通じている。液圧
室２ｂ内には、ピストン１２を元の位置に復帰させるた
めのリターンスプリング１３が配設されている。

【００１４】ピストン１２の他端側にはセカンダリカッ
プ１２ｂが形成されていて、このセカンダリカップ１２
ｂの図中右方には、右端側が開口した中空の円筒部１２
ｃが一体に形成されている。さらに、ハウジング２ａ内
には、ベアリング１６ａ，１６ｂにより、回転は自在で
あるが軸方向への移動が防止されたボールねじのねじ軸
１５が配設されていて、そのねじ軸１５の先端は、円筒
部１２ｃ内に入り込んでいる。

【００１５】そして、円筒部１２ｃの端部には、ねじ軸
１５に螺合するボールねじのナット１７が同軸に固定さ
れている。このナット１７の外周面には、径方向に突出
する凸部１７ａが形成され、この凸部１７ａがハウジン
グ２ａ内に形成され且つ軸方向に長い案内溝２ｃに嵌ま
り込んでいて、これにより、ナット１７の軸方向への移
動を規制することなく回転のみを防止している。

【００１６】また、ねじ軸１５には大歯車１８Ａが外嵌
しており、この大歯車１８Ａには、ハウジング２ａ内に
回転自在に支持された小歯車１８Ｂ及び電動モータ１１
の出力軸１１ａに固定された小歯車１８Ｃを介して、電
動モータ１１の回転力が伝達されるようになっている。
また、ピストン１２が内在する部分の直上部には、ハウ
ジング２ａと一体にリザーバタンク１９が配設されてい
て、かかるリザーバタンク１９内には、ブレーキオイル
が封入されている。

【００１７】そして、このリザーバタンク１９と液圧室
２ｂとの間が、リリーフポート２０を介して連通可能に
なっている。なお、プライマリカップ１２ａ及びセカン
ダリカップ１２ｂによって画成される空間も通路２１を
介してリザーバタンク１９内に連通している。次に、本
実施例の動作を説明する。

【００１８】操縦者がブレーキペダル３を踏むと、その
踏力に応じてシャフト７が軸方向に撓むため、ブレーキ
ペダル３の踏力が踏力センサ８によって検出され、コン
トローラ１０がその踏力に応じて電動モータ１１を回転
駆動するから、電動モータ１１に回転力が発生するが、
その回転力は、小歯車１８Ｃ，１８Ｂ及び大歯車１８Ａ
を介して減速されつつ、ねじ軸１５に伝達される。

【００１９】そして、ねじ軸１５は回転は自在であるが
軸方向への移動が不可能であり、ナット１７は軸方向へ
の移動は可能であるが回転は規制されているため、ねじ
軸１５が回転すると、これに螺合したナット１７が軸方
向に進退することになる。つまり、電動モータ１１の回
転力は、小歯車１８Ｃ，１８Ｂ，大歯車１８Ａ，ねじ軸
１５及びナット１７を介して、ピストン１２の直動力に
変換される。ここで、本実施例にあっては、案内溝２
ｃ，ねじ軸１５，ベアリング１６ａ，１６ｂ，ナット１
７，凸部１７ａ，大歯車１８Ａ及び小歯車１８Ｂ，１８
Ｃによって、回転力変換手段が構成される。

【００２０】すると、ナット１７と一体のピストン１２
も左方に移動し、プライマリカップ１２ａがリリーフポ
ート２０よりも図２左方に移動した時点で液圧室２ｂが
リザーバタンク１９から切り離されて密封状態となり、
それ以降はピストン１２の押力に応じた液圧が液圧室２
ｂ内に生じる。液圧室２ｂ内の液圧は、配管６を通じて
ブレーキユニット５に伝達されるから、ホイールシリン
ダが作動してブレーキパッドがブレーキディスク４に押
し付けられ、ここに制動力が発生する。

【００２１】このように、結果的には操縦者がブレーキ
ペダル３を踏むことにより制動力が発生するのである
が、ブレーキペダル３の踏力を踏力センサ８により電気
的な信号に変換し、その信号に応じてコントローラ１０
が電動モータ１１を駆動させ、その電動モータ１１の回
転力をピストン１２の直動力に変換して制動力が発生す
るのであるから、電動モータ１１によって発生する力が
ブレーキペダル３の踏力よりも大きくなるようにコント
ローラ１０の制御内容及び大歯車１８Ａ，小歯車１８
Ｂ，１８Ｃの歯数比を決定すれば、電動モータ１１によ
って制動アシスト力が発生したことになり、操縦者の負
担が軽減され、軽快なブレーキ操作で充分な制動力を得
ることができる。

【００２２】なお、操縦者によるブレーキペダル３の踏
力が解除されれば、液圧室２ｂ内の液圧及びリターンス
プリング１３の付勢力によってピストン１２が押し戻さ
れ、プライマリカップ１２ａがリリーフポート２０より
も図２右方に移動した時点で液圧室２ｂが開放状態とな
り制動力がなくなる。このように、本実施例の構成であ
れば、電動モータ１１によって、液圧式ブレーキ装置に
制動アシスト力を付与することができるから、例えばエ
ンジンを有しない電気自動車であっても容易に適用する
ことができる。

【００２３】そして、例えば制動輪の回転を検出するセ
ンサと、そのセンサの検出結果に応じて制動時の車輪の
ロック状態を判断し一時的にブレーキを緩めるような制
御をコントローラ１０において実行させれば、他の構造
を変更することなく、いわゆるアンチロックブレーキシ
ステムを導入することができる。つまり、本実施例の構
成であれば、必要なセンサを設けるとともに、その検出
結果に応じて適宜コントローラ１０において制御を実行
するように例えばコントローラ１０内に記憶されるプロ
グラムを変更するだけで、種々の機能を追加することが
できる。

【００２４】例えば、一つの終減速装置により駆動され
る二輪各々に対応してマスタシリンダ２を設けるととも
に、各車輪の回転数を検出して一方の車輪がスリップ状
態にあるか否かを判定し、スリップ状態にある一方の車
輪に対してのみブレーキをかけるようにコントローラ１
０内のプログラムを変更すれば、スリップ状態にない他
方の車輪に大きなトルクを発生させることができるいわ
ゆるノンスリップデフ装置を構成することができる。

【００２５】さらに、外部からの制御信号によりブレー
キを操作する機能をコントローラ１０に与えれば、例え
ば前車との距離を均等に保って自律走行するシステム等
にも容易に応用することができる。この場合には、外部
で制御信号を発する装置及び車両においてその信号を受
信する装置によって、ブレーキペダル３に代わるブレー
キ操作部が構成されることになる。

【００２６】そして、本実施例にあっては、実際に操縦
者が操作するブレーキペダル３とブレーキの作動液圧を
発生するマスタシリンダ２との間が機械的には切り離さ
れた構造であるため、例えば、トレーラのように牽引車
両及び被牽引車両を常時繋いだり切り離したりする車両
のその被牽引車両のブレーキ装置に好適に利用すること
ができる。即ち、コントローラ１０側を牽引車側に搭載
し、マスタシリンダ２側を被牽引車側に搭載する構成と
すれば、牽引車両及び被牽引車両を繋ぐ場合並びに切り
離す場合には、コントローラ１０及び電動モータ１１間
を繋ぐケーブルを電気的コネクタによって接続又は切り
離すことによって、ブレーキ系統に対する処置が完了す
るからである。

【００２７】因みに、従来の液圧式ブレーキ装置である
と、ブレーキペダル３及びマスタシリンダ２間を機械的
に接続する必要があるため、配管６の制約を受けてしま
いトレーラのような車両には好適に利用できないのであ
る。なお、トレーラのような車両に本実施例の電動アシ
スト式ブレーキ装置１を適用した場合、牽引車側のブレ
ーキ装置の形式は特に限定されるものではなく、本実施
例と同様の構成であってもよいし、従来の構造であって
もよい。ただし、牽引車側のブレーキ装置を従来の構造
とする場合には、その牽引車側のブレーキ装置に踏力セ
ンサ８を設ける必要がある。

【００２８】このように、本実施例の構成であれば、エ
ンジンを有しない電気自動車のブレーキ装置として好適
に利用できるばかりでなく、基本的なメカニズムを何等
変更することなく種々の用途に容易に利用することが可
能となる。なお、図１には制動輪を一つしか示していな
いが、本発明の適用対象は当然に２輪車，４輪車或いは
それ以上の車輪を有する車両であってもよい。

【００２９】また、上記実施例では、ブレーキ操作部と
して踏み込み式のブレーキペダル３を用いた場合を説明
しているが、コントローラ１０の制御内容及び大歯車１
８Ａ，小歯車１８Ｂ，１８Ｃの歯数比を適宜設定すれ
ば、ブレーキ操作部を手で操作する例えばレバーのよう
なものとすることも可能である。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ブレーキ操作部の操作状況に応じて電動モータを駆動さ
せて制動アシスト力を発生させるとともに、ブレーキ操
作部とマスタシリンダとの間を機械的には切り離した構
成としたため、例えばエンジンを有しない電気自動車で
あっても容易に制動アシスト力を発生させて軽快なブレ
ーキ操作を実現することができ、しかも、基本的なメカ
ニズムを変更することなく種々の機能を追加したり多く
の用途に適用することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のシステム全体を示す図であ
る。

【図２】マスタシリンダの縦断面図である。

【符号の説明】

１ 電動アシスト式ブレーキ装置 ２ マスタシリンダ ３ ブレーキペダル（ブレーキ操作部） ５ ブレーキユニット ８ 踏力センサ（操作状況検出手段） １０ コントローラ １１ 電動モータ １２ ピストン １５ ねじ軸 １６ａ，１６ｂ ベアリング １７ ナット １８Ａ 大歯車 １８Ｂ，１８Ｃ 小歯車 ２０ リリーフポート

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブレーキの作動液圧を発生するマスタシ
   リンダと、制動アシスト力を発生する電動モータと、こ
   の電動モータの回転力を前記マスタシリンダのピストン
   の直動力に変換する回転力変換手段と、ブレーキ操作部
   のブレーキ操作状況を検出する操作状況検出手段と、こ
   の操作状況検出手段の検出結果に応じて前記電動モータ
   を駆動させるコントローラと、を備え、前記マスタシリ
   ンダを前記ブレーキ操作部から機械的には切り離したこ
   とを特徴とする電動アシスト式ブレーキ装置。