JP4672716B2 - ブレーキ - Google Patents

Description

この発明は、自動車等の車両に設けられるブレーキに関するものである。

近年、自動車等の車両用ブレーキの液圧を制御するブレーキ液圧制御装置として、外部液圧供給源を備えたものが知られている。
具体的には、ブレーキペダルの操作量に基づき発生するマスターシリンダ圧に応じて外部液圧供給源とホイールシリンダとの間に設けられた液圧制御弁のスプールをソレノイドによって増圧側へ変位させることにより、外部液圧供給源からのブレーキ液圧をホイールシリンダへ作用させるシステムである。
ところで、この種のブレーキには、ブレーキペダルを踏んだ際に、ブレーキの踏み込み感覚を与えるために、マスターシリンダ圧を逃がすアキュームレータからなるストロークシュミレータが設けられている。

しかしながら、上記の装置にあっては、マスターシリンダの液圧を直接ホイールシリンダへ作用させる一般的なメカ式ブレーキと比較して、ブレーキペダルの踏み心地に若干食い違いが生じるため、ドライバーに違和感を与えてしまうという問題があった。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ブレーキ作動時において、ドライバーに違和感を与えることのないブレーキを提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、請求項１記載のブレーキは、先端部にペダル板が設けられたブレーキペダルと、該ブレーキペダルの踏力を検出する踏力センサとを有し、該踏力センサからの検出信号に応じて車輪への制動力を生じさせるブレーキであって、前記ペダル板の踏力が伝達される部位には、前記踏力センサと、弾性を有するゴムからなる緩衝材を内包する緩衝機構とが設けられ、該緩衝機構は、前記緩衝材を内包し、該緩衝材の一の端面に対向する面を有するシリンダ部と、該シリンダ部に摺動可能に配設され前記緩衝材の他の端面に対向する面を有するピストン部とからなり、前記シリンダ部の対向面または前記ピストン部の対向面と前記緩衝材との間には空間部が形成されていることを特徴としている。

本発明のブレーキによれば、下記の効果を得ることができる。
検出した踏力に応じて車輪への制動力を生じさせるブレーキにおいて、ドライバーがブレーキペダルを踏み込んだ際に、その踏力を緩衝材によって吸収して所定のストロークを生じさせることができるので、マスターシリンダからホイールシリンダへ直接液圧を作用させるメカ式ブレーキのブレーキ感覚に近づけることができ、これにより、ブレーキの作動時におけるドライバーの違和感を最小限に低減することができる。

以下、第１参考技術のブレーキを説明する。
図１に示すものは、ブレーキの液圧を制御するブレーキ液圧制御装置である。
図において、符号１は、ブレーキペダルであり、このブレーキペダル１の踏み込みによってマスターシリンダ２が液圧を発生するようになっている。また、符号３は、液圧によって各車輪に制動力を生じさせるホイールシリンダである。

また、符号４は、外部液圧供給源である。この外部液圧供給源４は、モータ５ａによって駆動されて液圧を発生する液圧ポンプ５を有するもので、この液圧ポンプ５の出力側には、アキュームレータ６が接続され、発生した高い液圧を貯えるようになっている。
また、液圧ポンプ５は、リザーバ７から吸い上げたブレーキ液を加圧して各車輪のそれぞれの液圧制御弁８に供給するようになっている。
液圧制御弁８は、前記外部液圧供給源４からホイールシリンダ３に作用する圧力を調整するもので、コントローラＥＣＵ１１によって駆動が制御されるようになっている。この液圧制御弁８のボディー９の内部には、スプール１２がその軸方向に移動可能に設けられており、このスプール１２が移動することにより、ホイールシリンダ３に接続された管路３１を、外部液圧供給源４の液圧ポンプ５からの管路３２あるいはリザーバ７へつながる管路３３のいずれかに連通させるようになっている。

また、この液圧制御弁８には、スプール１２を移動させるソレノイド１３が設けられており、前記コントローラＥＣＵ１１から駆動電流が出力されることにより、スプール１２を増圧側（図中左方向）へ移動させて外部液圧供給源４の液圧ポンプ５からの管路３２を、ホイールシリンダ３に接続された管路３１に連通させるようになっている。
また、液圧制御弁８のスプール１２は、ソレノイド１３と反対側に設けられた例えばスプリング１０によって付勢されてソレノイド１３に駆動電流が出力されていないときには、減圧側（図中右方向）へ移動され、これにより、リザーバ７へつながる管路３３が、ホイールシリンダ３に接続された管路３１に連通されるようになっている。

そして、前記外部液圧供給源４のアキュームレータ６と上記構造の液圧制御弁８との間の管路３２には、コントローラＥＣＵ１１からの信号によって開閉駆動される液圧通路開閉弁２９が設けられている。即ち、この液圧通路開閉弁２９によって、外部液圧供給源４から液圧制御弁８への液圧の供給路が開閉されるようになっている。
また、符号２１は、フェールセーフ弁である。このフェールセーフ弁２１は、第１参考技術の例の場合、マスターシリンダ２と前記管路３１とを接続する管路３４に設けられたものである。

このフェールセーフ弁２１には、管路３１から分岐された管路２７が接続されており、この管路２７を介して液圧制御弁８からの液圧が加わったときに駆動して、マスターシリンダ２からの管路３４とホイールシリンダ３との連通を遮断するとともに、液圧制御弁８からの管路３１をホイールシリンダ３に連通し、管路３１からの液圧をホイールシリンダ３へ作用させるようになっている。また、ブレーキ作動時に何らかの原因にて液圧制御弁８からの液圧が低下した場合には、管路２７からフェールセーフ弁２１へ液圧が加わらなくなるため、フェールセーフ弁２１はバネ等の付勢手段によって、液圧制御弁８からの管路３１とホイールシリンダ３との連通を遮断するとともに、マスターシリンダ２からの管路３４をホイールシリンダ３に連通するようになっている。この場合には、マスターシリンダ２からの液圧がホイールシリンダ３へ直接作用して、制動力を発生させるようになっている。

なお、符号２４は、マスターシリンダ圧を検出する圧力センサ（踏力センサ）、符号２５は、ホイールシリンダ３へ作用される液圧を検出する圧力センサ、符号２６は、車輪の回転速度を検出する車輪速センサ、符号２８は外部液圧供給源４の液圧を検出する圧力センサであり、これら圧力センサ２４、２５、２８及び車輪速センサ２６からの検出信号に基づいてコントローラＥＣＵ１１が外部液圧供給源４及び液圧制御弁８の駆動を制御するようになっている。

そして、上記構成のブレーキ液圧制御装置によれば、ブレーキペダル１が踏まれてマスターシリンダ圧が上がったことが圧力センサ２４によって検出されると、この検出データに基づいてコントローラＥＣＵ１１から液圧通路開閉弁２９のソレノイドと液圧制御弁８のソレノイド１３へ駆動電流が出力される。
これにより、液圧通路開閉弁２９が開いて、外部液圧供給源４と液圧制御弁８との管路３２が連通される。それとともに、液圧制御弁８のスプール１２が増圧側（図中左方向）へ移動して、外部液圧供給源４からの液圧が、管路３１へ供給され、これにより、フェールセーフ弁２１が駆動して、この管路３１とホイールシリンダ３とが連通し、液圧制御弁８からの液圧がホイールシリンダ３へ加わり、車輪に制動力が働き、車両が制動される。

また、このとき、コントローラＥＣＵ１１は、車輪速センサ２６からのそれぞれの車輪の回転速度のデータに基づいて、これら車輪の内でロックしそうな車輪を検出し、検出した車輪に対応した液圧制御弁８のソレノイド１３への駆動電流の供給を制限して、ホイールシリンダ３への液圧を制御することでその車輪の制動を弛めてロックを回避する。即ち、いわゆるアンチロックシステムが働いて各車輪のロックが防止される。

次に、上記構成のブレーキ液圧制御装置に設けられたブレーキペダル１について説明する。
図２に示すように、このブレーキペダル１は、先端部にペダル板４１が設けられた弾性ペダル（弾性体部）４２と、この弾性ペダル４２の基端部が一端部に連結固定された剛性ペダル（剛性体部）４３とを有するもので、これら弾性ペダル４２と剛性ペダル４３のそれぞれの連結箇所が車体Ｓに支持され、その支持部４４を中心として回動可能とされている。この弾性ペダル４２としては、例えば、ゴム等の弾性材料やバネ鋼等の金属材料から形成されている。また、弾性ペダル４２は、ペダル板４１が設けられた先端部側が、剛性ペダル４３に対して間隔があくように、互いに所定の角度をつけて連結固定されている。そして、上記構成のブレーキペダル１を構成する剛性ペダル４３の中間部にマスターシリンダ２のロッド４５が回動可能に連結されている。
なお、図中符号４６は、ブレーキ作動時にＯＮ状態となり、車両外部後方のブレーキランプを点灯させるためのブレーキランプスイッチであり、符号２ａはリザーバである。

そして、上記の構造のブレーキペダル１によれば、ドライバーによってペダル板４１が踏み込まれると、図３に示すように、弾性ペダル４２が弾性変形する。
その後、弾性ペダル４２の弾性変形量が大きくなると、この弾性ペダル４２が剛性ペダル４３と接触して弾性ペダル４２のさらなる弾性変形が規制され、その後は、ドライバーの踏力が剛性ペダル４３を介してマスターシリンダ２のロッド４５に直接伝達されてマスターシリンダ圧が上昇する。つまり、図４に示すように、ペダル板４１の踏み始めは、踏力が加わるにしたがってペダルストロークが上昇し、弾性ペダル４２が剛性ペダル４３に当接した後は、ペダルストロークの増加が規制され踏力のみが増加することとなる。
即ち、ドライバーがブレーキを作動させた際に、まず、弾性ペダル４２が弾性変形することにより、ドライバーの踏力が吸収されるので、ブレーキ作動時の感覚を、マスターシリンダ圧によってホイールシリンダ３を直接作動させる従来からの直接型のメカ式ブレーキのブレーキ感覚に近づけることができ、違和感を解消することができる。

しかも、弾性ペダル４２の弾性係数や弾性ペダル４２と剛性ペダル４３との間隔を任意に設定することができるので、様々なペダルフィーリングを得ることができる。

次に、第２参考技術のブレーキについて説明する。
図５に示すように、このブレーキペダル１は、先端部にペダル板４１が設けられた通常用いられるペダル５１を有するもので、このペダル５１の中間部に連結されたマスターシリンダ２のロッド４５に緩衝装置５２が設けられている。
この緩衝装置５２は、ペダル５１側のロッド４５ａの先端部に設けられたフランジ５３と、マスターシリンダ２側のロッド４５ｂの中間部に設けられたフランジ５４と、これらフランジ５３、５４同士の間に支持されたスプリング（第１の緩衝材）５５と、マスターシリンダ２側のロッド４５ｂの先端部に設けられたゴム等の弾性材料からなる緩衝材（第２の緩衝材）５６とを有するものである。
また、マスターシリンダ２側のロッド４５ｂには、踏力センサ５７が設けられており、このロッド４５ｂに加わる踏力を検出するようになっている。

そして、上記の構造の緩衝装置５２が設けられたブレーキによれば、ドライバーがペダル板４１を踏み込んでブレーキを作動させた際に、まず、緩衝装置５２のスプリング５５が弾性変形して収縮することにより、ドライバーの踏力が吸収され、さらにペダル板４１を踏み込むことにより、マスターシリンダ２側のロッド４５ｂの先端部に設けられた緩衝材５６がこのロッド４５ｂとフランジ５３とに挟持されて弾性変形する。つまり、図６に示すように、ペダル板４１の踏み始めはスプリング５５によって踏力が吸収され、さらにペダル板４１が踏み込まれると緩衝材５６が弾性変形することにより踏力が吸収される。

即ち、ドライバーがブレーキを作動させた際に、ブレーキ作動時の感覚を、マスターシリンダ圧によってホイールシリンダ３を直接作動させる従来からの直接型のメカ式ブレーキのブレーキ感覚に近づけることができ、違和感を解消することができる。しかもスプリング５５によって踏力を吸収した後は、緩衝材５６が引き続いて踏力を吸収するものであるので、踏力に対するペダルストロークの増加を滑らかにすることができ、さらなる良好なブレーキフィーリングを得ることができる。
また、このブレーキには、マスターシリンダ２側のロッド４５ｂに設けられた踏力センサ５７からの検出信号に基づいて、前記液圧制御弁８を制御することができる。つまり、マスターシリンダ圧及び踏力の２つの検出値にてホイールシリンダ３への液圧を制御することができる。
なお、図７に示すものは、ペダル５１側のロッド４５ａのフランジ５３に緩衝材５６を設けたものであり、この場合もスプリング５５に引き続いて緩衝材５６によってドライバーの踏力を吸収することができる。

また、それぞれのロッド４５ａ、４５ｂに設けられたフランジ５３、５４間のスプリング５５として、圧縮されるにしたがって次第に大きな圧縮力を必要とする（ペダル５１のストロークに対して必要な踏力の割合がペダル５１の踏み込みに応じて次第に大きくなる）非線形特性を有するものを用いることにより、踏力の吸収がさらに自然に行われ、これにより、ブレーキのフィーリングのさらなる向上を図ることができる。また、図８に示すように、非線形スプリング５５ａとともに、マスターシリンダ２側のロッド４５ｂとペダル５１側のフランジ５３との間に緩衝材５６を設けても良く、この場合、前述したように、非線形スプリング５５ａによる踏力の吸収後に、緩衝材５６による踏力の吸収が行われ、図９に示すように、ペダルストロークの増加を、極めて自然に近い曲線とすることができ、さらに良好なブレーキフィーリングを得ることができる。

なお、上記構造のブレーキの場合も、スプリング５５、非線形スプリング５５ａ及び緩衝材５６の弾性係数あるいはスプリング５５、非線形スプリング５５ａの収縮距離等を調整することにより、様々なブレーキフィーリングを得ることができる。

（第１の実施の形態）
次いで、第１の実施の形態のブレーキを説明する。
図１０に示すように、このブレーキに設けられた緩衝装置６０は、マスターシリンダ２側のロッド４５ｂの先端部に設けられたシリンダ部６１と、ブレーキペダル５１側のロッド４５ａの先端部に、前記シリンダ部６１に摺動可能に配設されたピストン部６２と、これらシリンダ部６１とピストン部６２との間に設けられたゴム等の弾性材料からなる緩衝材６３とを有するものである。また、シリンダ部６１の底部及びピストン部６２の端面には、それぞれ凹所６４が形成されている。なお、ブレーキペダル５１側のロッド４５ａには、踏力センサ５７が設けられており、この踏力センサ５７からの検出信号に基づいて、コントローラＥＣＵ１１が液圧制御弁８の駆動を制御するようになっている。

そして、この緩衝装置６０によれば、ドライバーがブレーキを作動させると、その踏力によってピストン部６２がシリンダ部６１内へ押し込まれ、シリンダ部６１内に配設されていた緩衝材６３が圧縮されて弾性変形して収縮するとともにシリンダ部６１の底部及びピストン部６２の端面に形成された凹所６４へ入り込む。これにより、ドライバーからの踏力がこの緩衝装置６０によって吸収され、ブレーキ作動時の感覚を、マスターシリンダ圧によってホイールシリンダ３を直接作動させる直接型のメカ式ブレーキのブレーキ感覚に近づけることができ、違和感を解消することができる。

また、この緩衝装置６０においても、緩衝材６３の弾性係数、大きさあるいはシリンダ部６１の底部及びピストン部６２の端面に形成した凹所６４の大きさ等を変更することにより、様々なペダルフィーリングを得ることができる。
なお、前記凹所６４を、シリンダ部６１の底部のみあるいはピストン部６２の端面のみ（図１１参照）としても良い。
また、図１２に示すように、ブレーキペダル５１側のロッド４５ａにシリンダ部６１を設けるとともにマスターシリンダ２側のロッド４５ｂをピストン部６２としたり、前記凹所６４に代えて凸部６５を設けることにより、空間を形成しても良い。

また、図１３に示すものは、ロッド４５ａの先端部に緩衝材６３を直接取り付け、この緩衝材６３を、シリンダ部６１内に嵌合させ、さらにシリンダ部６１の底部に凹所６４を形成したものである。そして、この緩衝装置６０の場合、ドライバーからの踏力を、緩衝材６３の軸方向つまり剪断方向への弾性変形によって吸収するようになっている。

また、図１４に示すものは、上記の図１０に示した緩衝装置６０をペダル板４１とペダル５１との間に設けたものであり、この場合も、ドライバーからの踏力を直接吸収することができる。なお、上記第１の実施の形態にて示した緩衝装置６０のいずれもペダル板４１とペダル５１との間に配設することができるのは勿論である。

次に、第３参考技術のブレーキを説明する。
図１５から図１７に示すように、このブレーキペダル１には、ペダル５１とロッド４５との連結箇所に緩衝装置７１が設けられている。
この緩衝装置７１は、ペダル５１の途中に設けられたゴム等の弾性材料からなる環状の緩衝材（弾性体部）７２と、この緩衝材７２に、ピン７３によって回動可能に連結されたコ字状のブラケット７４とを有するもので、このブラケット７４がマスターシリンダ２からのロッド４５の先端部に固定されている。なお、緩衝装置７１を構成する環状の緩衝材７２は、ペダル５１の中間部に形成された環状ブラケット（剛性体部）７５に嵌合されている。また、この緩衝材７２には、その中心に前記ピン７３の径よりも内径が大きな円筒材７６が設けられており、この円筒材７６内に前記ピン７３が挿通されている。

そして、この緩衝装置７１を有するブレーキペダル１によれば、ドライバーがペダル板４１を踏み込み、ペダル５１を支持部４４を中心として回動させると、このペダル５１とマスターシリンダ２のロッド４５との連結箇所の緩衝装置７１を構成する緩衝材７２が弾性変形することにより、ドライバーからの踏力が吸収される。
即ち、ドライバーがブレーキを作動させた際に、ブレーキ作動時の感覚を、マスターシリンダ圧によってホイールシリンダ３を直接作動させる従来からの直接型のメカ式ブレーキのブレーキ感覚に近づけることができ、違和感を解消することができる。
また、この緩衝装置７１は、ペダル５１とロッド４５との連結箇所に設けられるので、スペースの確保がしずらい場合でも、容易に設けることができる。

また、図１８及び図１９に示すものは、ペダル５１の支点である支持部４４に緩衝装置７１を設けたものである。
つまり、この緩衝装置７１は、ペダル５１の基端部に環状ブラケット７５が形成されており、この基端部に形成された環状ブラケット７５に、緩衝材７２が嵌合されている。そして、この緩衝材７２が、車体Ｓに固定されたブラケット７７にボルトからなるピン７３によって回動可能に連結されている。
そして、このように緩衝装置７１をペダル５１と車体Ｓとの連結箇所に設けたブレーキペダル１によれば、ドライバーがペダル板４１を踏み込むと、ペダル５１が支持部４４を中心として回動され、この支持部４４に設けられた緩衝装置７１の緩衝材７２が弾性変形することにより、ドライバーからの踏力が吸収され、これにより、ブレーキ作動時の感覚を、上記と同様に、マスターシリンダ圧によってホイールシリンダ３を直接作動させる従来からの直接型のメカ式ブレーキのブレーキ感覚に近づけることができ、違和感を解消することができる。
そして、この参考技術のブレーキにおいても、環状の緩衝材７２の弾性係数、大きさ等を変更することにより、様々なペダルフィーリングを得ることができる。

以上、説明したように、上記第１の実施の形態のブレーキによれば、ドライバーがペダル板４１を踏み込んだ際に、その踏力を吸収して所定のストロークを生じさせることができるので、マスターシリンダ２からホイールシリンダ３へ直接液圧を作用させるメカ式ブレーキのブレーキ感覚に近づけることができ、これにより、ブレーキの作動時におけるドライバーの違和感を最小限に低減することができる。

第１参考技術のブレーキの全体構成を説明するブレーキの液圧系統図である。 第１参考技術のブレーキペダルの構造を説明するブレーキペダルの概略側面図である。 第１参考技術のブレーキペダルの動きを説明するブレーキペダルの概略側面図である。 第１参考技術のブレーキペダルの踏力とペダルストロークとの関係を示すグラフ図である。 第２参考技術のブレーキペダルの構成を説明するブレーキペダルの概略側面図である。 第２参考技術のブレーキペダルの踏力とペダルストロークとの関係を示すグラフ図である。 第２参考技術のブレーキペダルの他の構造を説明するブレーキペダルの概略側面図である。 第２参考技術のブレーキペダルの他の構造を説明するブレーキペダルの概略側面図である。 第２参考技術の他の構造のブレーキペダルの踏力とペダルストロークとの関係を示すグラフ図である。 本発明の第１の実施の形態のブレーキペダルの構造を説明するブレーキペダルの一部を断面視した概略側面図である。 本発明の第１の実施の形態のブレーキペダルの他の構造を説明するブレーキペダルの一部の断面図である。 本発明の第１の実施の形態のブレーキペダルの他の構造を説明するブレーキペダルの一部の断面図である。 本発明の第１の実施の形態のブレーキペダルの他の構造を説明するブレーキペダルの一部の断面図である。 本発明の第１の実施の形態のブレーキペダルの他の構造を説明するブレーキペダルの一部の断面図である。 第３参考技術のブレーキペダルの構造を説明するブレーキペダルの概略側面図である。 第３参考技術のブレーキペダルの構造を説明する緩衝装置の断面図である。 第３参考技術のブレーキペダルの構造を説明する緩衝装置の側断面図である。 第３参考技術のブレーキペダルの他の構造を説明するブレーキペダルの概略側面図である。 第３参考技術のブレーキペダルの他の構造を説明する緩衝装置の断面図である。

符号の説明

４１ ペダル板
５１ ブレーキペダル
５７ 踏力センサ
６０ 緩衝機構
６１ シリンダ部
６２ ピストン部
６３ 緩衝材

Claims (1)

1. 先端部にペダル板が設けられたブレーキペダルと、該ブレーキペダルの踏力を検出する踏力センサとを有し、該踏力センサからの検出信号に応じて車輪への制動力を生じさせるブレーキであって、
   前記ペダル板の踏力が伝達される部位には、前記踏力センサと、弾性を有するゴムからなる緩衝材を内包する緩衝機構とが設けられ、
   該緩衝機構は、前記緩衝材を内包し、該緩衝材の一の端面に対向する面を有するシリンダ部と、該シリンダ部に摺動可能に配設され前記緩衝材の他の端面に対向する面を有するピストン部とからなり、前記シリンダ部の対向面または前記ピストン部の対向面と前記緩衝材との間には空間部が形成されていることを特徴とするブレーキ。

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