特許 7212567 電動式倍力装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-17

(45)【発行日】2023-01-25

(54)【発明の名称】電動式倍力装置

(51)【国際特許分類】

   B60T 13/74 20060101AFI20230118BHJP

   F16D 41/18 20060101ALI20230118BHJP

   F16D 43/202 20060101ALI20230118BHJP

   F16D 65/18 20060101ALI20230118BHJP

   F16D 125/50 20120101ALN20230118BHJP

【ＦＩ】

B60T13/74 D

F16D41/18 A

F16D43/202

F16D65/18

F16D125:50

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019062698

(22)【出願日】2019-03-28

(65)【公開番号】P2020158078

(43)【公開日】2020-10-01

【審査請求日】2022-03-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000003333

【氏名又は名称】ボッシュ株式会社

(72)【発明者】

【氏名】中 譲治

【審査官】羽鳥 公一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１９４１０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０２４３８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５２－１１３４６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｔ １３／００－１３／７４

Ｆ１６Ｄ ４１／００－４７／０６

Ｆ１６Ｄ ４９／００－７１／０４

Ｆ１６Ｄ １２５／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動モータ（２１）と、前記電動モータ（２１）の回転運動を直進運動に変換して出力軸（１３）に伝達するアシスト機構（５０）と、前記出力軸を後退させる戻しバネ（１７）とを備え、ブレーキ操作の入力を倍力して前記出力軸（１３）から出力させる電動式倍力装置（１）において、
前記アシスト機構（５０）は、
前記電動モータ（２１）のモータ軸（２３）に設けられたピニオンギヤ（２５）と、
前記ピニオンギヤ（２５）を介して前記電動モータ（２１）の出力トルクを受けて軸方向移動する第１のギヤ（６１）と、
前記第１のギヤ（６１）と同軸上に設けられ、前記第１のギヤ（６１）の軸方向移動に伴って前記第１のギヤ（６１）と連結可能な第２のギヤ（６５）とを含み、
前記第１のギヤ（６１）及び前記第２のギヤ（６５）は、
前記電動モータ（２１）の出力トルクが所定値以上のときに連結される一方、前記電動モータ（２１）の出力トルクが前記所定値未満のときに連結が解放される
ことを特徴とする電動式倍力装置。

【請求項2】

前記第１のギヤ（６１）及び前記第２のギヤ（６５）は、
同一の回転軸部材（６９）に支持され、
前記第１のギヤ（６１）は、
前記回転軸部材（６９）に対して軸方向に相対移動可能に支持されるとともに、前記第２のギヤ（６５）側とは反対側に付勢され、前記電動モータ（２１）のモータ軸（２３）に固定されたピニオンギヤ（２５）と噛み合う
ことを特徴とする請求項１に記載の電動式倍力装置。

【請求項3】

前記第１のギヤ（６１）と前記回転軸部材（６９）との間に付勢部材（６８）を備え、
当該付勢部材（６８）により、前記第１のギヤ（６１）が前記第２のギヤ（６５）側とは反対側に付勢される
ことを特徴とする請求項２に記載の電動式倍力装置。

【請求項4】

前記第１のギヤ（６１）が、ヘリカルギヤである、
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の電動式倍力装置。

【請求項5】

前記第１のギヤ（６１）及び前記第２のギヤ（６５）は、
それぞれ互いに対向する軸方向端面に係合部（６３，６７）を備える
ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の電動式倍力装置。

【請求項6】

前記アシスト機構（５０）は、
スピンドル（５３）及びスピンドルナット（５１）を含み、
前記第２のギヤ（６５）が、
前記スピンドルナット（５１）に設けられたハブギヤ（５９）に噛み合う
ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の電動式倍力装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動式倍力装置に関する。

【背景技術】

【0002】

乗用車等の自動車のブレーキシステムにおいて、運転者によるブレーキ操作の入力を所定のサーボ比で倍力して大きな出力を発生する電動式倍力装置が用いられている。電動式倍力装置は、運転者によるブレーキ操作の入力を入力軸で受け、かかる入力を電動モータの出力により倍力して出力軸から出力させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特表２０１５－５０２８８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電動式倍力装置は、出力軸を初期位置に復帰させるための戻しバネを備える。戻しバネには、少なくとも電動モータのコギングトルクに抗して出力軸を初期位置に復帰させるために必要な荷重を有することが求められる。このため、戻しバネの外形が比較的大きくなって、電動式倍力装置を小型化することが困難である。

【0005】

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、戻しバネの荷重を低減可能な負圧式電動式倍力装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、電動モータと、電動モータの回転運動を直進運動に変換して出力軸に伝達するアシスト機構と、出力軸を後退させる戻しバネとを備え、ブレーキ操作の入力を倍力して出力軸から出力させる電動式倍力装置において、アシスト機構は、電動モータのモータ軸に設けられたピニオンギヤと、ピニオンギヤを介して電動モータの出力トルクを受けて軸方向移動する第１のギヤと、第１のギヤと同軸上に設けられ、第１のギヤの軸方向移動に伴って第１のギヤと連結可能な第２のギヤとを含み、第１のギヤ及び第２のギヤは、電動モータの出力トルクが所定値以上のときに連結される一方、電動モータの出力トルクが所定値未満のときに連結が解放される電動式倍力装置電動式倍力装置が提供される。

【発明の効果】

【0007】

以上説明したように本発明によれば、電動式倍力装置の戻しバネの荷重を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施の形態に係る電動式倍力装置の全体構成例を示す模式図である。

【図2】同実施形態に係る電動式倍力装置のアシスト機構の構成例を示す模式図である。

【図3】アシスト機構の第１のギヤ及び第２のギヤを示す模式図である。

【図4】ブレーキペダルの踏み込み量と電動モータの出力トルクとの関係を示す説明図である。

【図5】電動モータの出力トルクの増大時のアシスト機構の動作を示す説明図である。

【図6】電動モータの出力トルクの減少時のアシスト機構の動作を示す説明図である。

【図7】スピンドルが非作動位置に戻る直前のアシスト機構の動作を示す説明図である。

【図8】ブレーキペダルの踏力とブレーキ圧との関係を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0010】

本明細書において、「前」とは、出力軸が配置された側つまりマスタシリンダに近い側を意味し、各図の左側に相当する。「後」とは、入力軸が配置された側つまりブレーキペダルに近い側を意味し、各図の右側に相当する。

【0011】

＜電動式倍力装置の全体構成＞
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る電動式倍力装置（以下単に「倍力装置」ともいう。）の全体構成例について簡単に説明する。図１は、電動式倍力装置１の一例を模式的に示す部分断面図である。図１において、一部の部材は、断面ではなく側面が示されている。

【0012】

倍力装置１は、ハウジング５、入力軸１１、出力軸１３、バルブボディ１５、電動モータ２１、アシスト機構５０及び戻しバネ１７を備える。

【0013】

ハウジング５は、フロントハウジング５ａ及びリアハウジング５ｂを有する。フロントハウジング５ａ内には、出力軸１３、電動モータ２１、アシスト機構５０及び戻しバネ１７が収容される。

【0014】

リアハウジング５ｂの後方には取付プレート７が固定される。取付プレート７には倍力装置１を車体に固定するためのタイロッド９ａ，９ｂが貫通する。ただし、倍力装置１を車体に固定するための手段はタイロッド９ａ，９ｂを用いる例に限られない。

【0015】

入力軸１１は、図示しないブレーキペダルに連結されて運転者によるペダル操作の入力を受けて軸方向に移動する。入力軸１１の前端は、ボールジョイントを介してアシスト機構５０のプランジャ５７の後部に連結される。

【0016】

電動モータ２１は、例えば固定素子としてのステータ及び可動素子としてのロータを含むＤＣＤＣモータであってよい。電動モータ２１は、図示しない電子制御装置により制御される電力（電流）供給を受けて作動する。

【0017】

ロータから延び又はロータに連結された電動モータ２１のモータ軸２３は、図示しない軸受部材を介してハウジング５に回転可能に支持される。モータ軸２３は、軸方向に移動不能にハウジング５に支持される。

【0018】

アシスト機構５０は、電動モータ２１の作動を受けてバルブボディ１５及び出力軸１３をマスタシリンダ４０側に移動させる。アシスト機構５０は、ピニオンギヤ２５、第１のギヤ６１、第２のギヤ６５、スピンドルナット５１、スピンドル５３及びプランジャ５７を含む。

【0019】

ピニオンギヤ２５は、電動モータ２１のモータ軸２３に同軸に固定される。モータ軸２３は、回転自在かつ軸方向移動不能にハウジング５等に支持される。ピニオンギヤ２５は、軸方向移動不能にモータ軸２３に固定される。

【0020】

第１のギヤ６１及び第２のギヤ６５は、ともに同一の回転軸部材６９に支持される。回転軸部材６９は、図示しない軸受部材により軸回転可能かつ軸方向移動不能にハウジング５等に支持される。

【0021】

第１のギヤ６１は、軸方向移動可能に回転軸部材６９に支持される。第２のギヤ６５は、軸方向移動不能に回転軸部材６９に固定支持される。第１のギヤ６１は、軸方向移動により第２のギヤ６５に連結され又は切り離しされる。

【0022】

第１のギヤ６１は、ピニオンギヤ２５に噛み合う。第２のギヤ６５は、スピンドルナット５１の外周に固定されたハブギヤ５９に噛み合う。ピニオンギヤ２５と第１のギヤ６１とのギヤ比は、所定の減速比に設定される。第２のギヤ６５とハブギヤ５９とのギヤ比は、所定の減速比に設定される。電動モータ２１のモータ軸２３の回転は、減速されてスピンドルナット５１に伝達される。

【0023】

スピンドルナット５１の内周孔にはネジ溝５１ａが形成される。スピンドルナット５１の内周孔にはスピンドル５３が配設される。スピンドル５３の外周面にはネジ山５３ａが形成される。

【0024】

スピンドルナット５１のネジ溝５１ａとスピンドル５３のネジ山５３ａとは噛み合い、スピンドルナット５１の回転により、スピンドル５３はスピンドルナット５１に対して軸方向に相対的に移動可能になっている。

【0025】

なお、スピンドルナット５１の回転によりスピンドル５３を軸方向移動させる構成は、スピンドルナット５１の内周孔及びスピンドル５３の外周面にそれぞれネジ溝が形成され、対向するネジ溝内に転動体としての複数のボールが配置されるボールねじ機構であってもよい。

【0026】

スピンドル５３は、軸方向の両端に開口する軸方向孔を有する中空状に形成される。スピンドル５３の軸方向孔には、プランジャ５７が軸方向に摺動可能に配置される。プランジャ５７は、入力軸１１を介して運転者によるブレーキペダルの操作入力を受けてスピンドル５３に対して相対的に変位可能になっている。

【0027】

バルブボディ１５は、支持部材３１に支持される。支持部材３１は、タイロッド９ａ，９ｂに対して摺動移動可能に取り付けられた摺動支持部材３３に支持される。これにより、バルブボディ１５は軸方向移動可能となっている。支持部材３１は、スピンドル５３の前進に伴って前進し、バルブボディ１５を前進方向に移動させる。

【0028】

バルブボディ１５の内周孔には、入力受け部材７１がバルブボディ１５に対して軸方向に相対移動可能に嵌合される。入力受け部材７１には、プランジャ５７の前端が軸方向に相対移動可能に連結される。

【0029】

バルブボディ１５の前面の内周孔には、出力軸１３の後端が軸方向に相対移動可能に嵌合されている。出力軸１３は、バルブボディ１５に取り付けられたリテーナ７３により保持される。

【0030】

出力軸１３は、電動モータ２１の作動により前進してマスタシリンダ４０のプライマリピストン４３を作動する。出力軸１３の後端とバルブボディ１５の前面との間には、ゴム等の弾性部材からなるリアクションディスク７５が配置される。リアクションディスク７５の後面には、微小な間隙を介して入力受け部材７１の前面が対向する。

【0031】

バルブボディ１５の後面とアシスト機構５０のスピンドルナット５１の前面との間にはキー部材８７が配置される。キー部材８７は、プランジャ５７に固定されてプランジャ５７と一体的に軸方向に移動する。キー部材８７によって、バルブボディ１５に対するプランジャ５７及び入力受け部材７１の移動範囲が規定される。

【0032】

フロントハウジング５ａとバルブボディ１５との間には、戻しバネ１７が圧縮状態で配置される。戻しバネ１７は、バルブボディ１５を常時非作動方向に付勢する。バルブボディ１５が非作動方向に後退する際に、出力軸１３及びリアクションディスク７５がともに後退する。

【0033】

スピンドル５３と入力軸１１との間には、戻しバネ１９が圧縮状態で配置される。戻しバネ１９は、入力軸１１をスピンドル５３に対して常時非作動方向に付勢する。バルブボディ１５を支持する支持部材３１がスピンドルナット５１の前面に当接することにより、バルブボディ１５及び出力軸１３の非作動位置が規定される。

【0034】

フロントハウジング５ａの前側には、タンデム型のマスタシリンダ４０が連結されている。マスタシリンダ４０の上部には、マスタシリンダ４０にブレーキ液を供給する図示しないリザーバが取り付けられる。

【0035】

マスタシリンダ４０は、有底のシリンダボア４１内に軸方向移動可能に配置されたプライマリピストン４３及びセカンダリピストン４４を備える。プライマリピストン４３が出力軸１３に近い側に配置され、セカンダリピストン４４が出力軸１３から遠い側に配置される。

【0036】

プライマリピストン４３及びセカンダリピストン４４は、それぞれ円筒状に形成される。セカンダリピストン４４の全体がシリンダボア４１内に配置され、プライマリピストン４３の一部がシリンダボア４１内に配置される。

【0037】

プライマリピストン４３とセカンダリピストン４４との間にはプライマリ室４７が形成され、セカンダリピストン４４とシリンダボア４１の底部との間にはセカンダリ室４８が形成される。

【0038】

プライマリ室４７及びセカンダリ室４８にはそれぞれリザーバに連通する図示しないリザーバポートが形成され、プライマリ室４７及びセカンダリ室４８にはブレーキ液が供給される。

【0039】

プライマリピストン４３とセカンダリピストン４４との間には、第１のバネ４５が配置される。セカンダリピストン４４とシリンダボア４１の底部との間には、第２のバネ４６が配置される。

【0040】

プライマリピストン４３には、電動モータ２１の出力により前進してプライマリピストン４３を軸方向に移動させる出力軸１３の一端が当接する。プライマリピストン４３の軸方向移動によりセカンダリピストン４４も軸方向移動する。

【0041】

また、倍力装置１は、相対変位検出センサ８０を備える。相対変位検出センサ８０は、バルブボディ１５に一体に設けられたホール素子等の磁気センサ８５と、キー部材８７に一体に設けられたマグネット８１とを有する。

【0042】

磁気センサ８５は、バルブボディ１５に対する、キー部材８７つまりプランジャ５７及び入力受け部材７１の相対変位を検出し電子制御装置に対してセンサ信号を出力する。

【0043】

具体的には、バルブボディ１５に対する、プランジャ５７及び入力受け部材７１の相対変位により、キー部材８７に設けられたマグネット８１が磁気センサ８５に対して相対移動することで、磁気センサ８５がマグネット８１からの磁界の変動に応じた電流を電子制御装置に出力する。

【0044】

電子制御装置は、磁気センサ８５から入力される電流の大きさに基づいてバルブボディ１５に対するプランジャ５７及び入力受け部材７１の相対変位を判定する。倍力装置１の非作動状態で、バルブボディ１５に対するプランジャ５７及び入力受け部材７１の相対変位はゼロと規定される。

【0045】

電子制御装置では、倍力装置１の非作動状態でマグネット８１の磁界により発生する磁気センサ８５の電流が基準値としてゼロに設定される。このとき、電子制御装置は、電動モータ２１のステータに電力（電流）を供給しない。

【0046】

一方、運転者によりブレーキペダルが踏み込まれると、戻しバネ１９が撓んで入力軸１１が前進する。これに伴い、入力受け部材７１が前進し、バルブボディ１５に対してプランジャ５７及び入力受け部材７１が相対的に変位する。

【0047】

これにより、磁気センサ８５に対するマグネット８１の磁界が変動し、磁気センサ８５は電流を発生して電子制御装置に出力する。電子制御装置は、電動モータ２１のステータに電力（電流）を供給する。

【0048】

＜アシスト機構＞
本実施形態に係る倍力装置１に備えられたアシスト機構５０を詳細に説明する。図２及び図３は、アシスト機構５０を説明するための模式図である。図２は電動モータ２１及びアシスト機構５０の構成例を示す模式図であり、図３は第１のギヤ６１及び第２のギヤ６５の軸方向断面を示す模式図である。

【0049】

アシスト機構５０は、電動モータ２１の出力をピニオンギヤ２５、第１のギヤ６１、第２のギヤ６５及びハブギヤ５９を介してスピンドルナット５１に伝達することにより、戻しバネ１７の付勢力に抗してスピンドル５３を前進させてバルブボディ１５及び出力軸１３を前進させる。

【0050】

ピニオンギヤ２５、第１のギヤ６１、第２のギヤ６５及びハブギヤ５９は、それぞれヘリカルギヤとして構成される。本実施形態において、少なくともピニオンギヤ２５及び第１のギヤ６１がヘリカルギヤであればよく、第２のギヤ６５及びハブギヤ５９はヘリカルギヤでなくてもよい。

【0051】

第１のギヤ６１及び第２のギヤ６５は、同一の回転軸部材６９に支持される。第２のギヤ６５は、軸受部材６６を介して回転軸部材６９に対して相対回転可能かつ軸方向移動不能に支持される。

【0052】

第１のギヤ６１は、連結部材６２を介して、回転軸部材６９に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に支持される。例えば、連結部材６２の内周面及び回転軸部材６９の外周面にそれぞれスプライン溝が形成され、第１のギヤ６１が回転軸部材６９に対してスプライン結合される。第１のギヤ６１と回転軸部材６９とは接合されることなく、第１のギヤ６１が回転軸部材６９に対して軸方向に相対変位可能にされる。

【0053】

第１のギヤ６１は、第２のギヤ６５側に開口する内部孔６１ａを有する。第２のギヤ６５は、第１のギヤ６１側に開口する内部孔６５ａを有する。回転軸部材６９は、外周部に鍔部６９ａを有する。図３に示した例では、回転軸部材６９は第２のギヤ６５の内部孔６５ａ内の位置に鍔部６９ａを有する。

【0054】

第１のギヤ６１と回転軸部材６９の鍔部６９ａとの間にはバネ６８が設けられる。バネ６８は、第１のギヤ６１を常時第２のギヤ６５から離れる方向に付勢する。

【0055】

ピニオンギヤ２５及び第１のギヤ６１はヘリカルギヤとして構成されている。電動モータ２１の出力トルクが所定の基準値を超える場合に、バネ６８の付勢力に抗して第１のギヤ６１が第２のギヤ６５に近づくように回転軸部材６９に対して相対的に軸方向移動するようになっている。

【0056】

第１のギヤ６１は、第２のギヤ６５側を向く面に第１の係合部６３を有する。第２のギヤ６５は、第１のギヤ６１側を向く面に第１の係合部６３と係合可能な第２の係合部６７を有する。

【0057】

電動モータ２１の出力トルクが小さく、第１のギヤ６１と第２のギヤ６５とが所定以上離れている状態では、第１の係合部６３と第２の係合部６７とは係合しない。この場合、ピニオンギヤ２５を介してモータ軸２３の回転が伝達される第１のギヤ６１が、回転軸部材６９上で空転する。

【0058】

電動モータ２１の出力トルクが大きくなると、第１のギヤ６１が回転しながら軸方向に移動して、第１の係合部６３と第２の係合部６７とが係合する。この場合、ピニオンギヤ２５を介してモータ軸２３の回転が伝達される第１のギヤ６１により第２のギヤ６５が回転され、さらにハブギヤ５９を介してスピンドルナット５１が回転される。

【0059】

＜アシスト機構の動作＞
図４～図７を参照して、本実施形態に係る倍力装置１のアシスト機構５０の動作を説明する。

【0060】

図４は、ブレーキペダルの踏み込み量St_brkの変化に伴う、電動モータ２１の回転角θ_mtr及び出力トルクTq_mtr並びにスピンドル５３の前進量St_spdの変化を示す。図５～図７は、それぞれ図４中の時刻ｔ３，ｔ６，ｔ８におけるアシスト機構５０の作動状態を示す。

【0061】

時刻ｔ１において、運転者がブレーキペダルを踏み始めると、電動モータ２１の出力トルクTq_mtrが増大し、電動モータ２１が回転し始める。

【0062】

時刻ｔ２において、電動モータ２１の出力トルクTq_mtrが増大して所定の基準値Tq_mtr_threに到達すると、ピニオンギヤ２５から第１のギヤ６１に伝達される回転力の一部は軸方向への推力に変換され、第１のギヤ６１がバネ６８の付勢力に抗して第２のギヤ６５側に移動し始める。

【0063】

模式的には、ヘリカルギヤである第１のギヤ６１のねじれ角度（軸方向に対する傾き）に電動モータ２１の出力トルクTq_mtr（Tq_mtr_thre）を乗じた値がバネ６８の付勢力を上回ったときに、第１のギヤ６１は軸方向移動する。これにより、図５に示すように、第１のギヤ６１の第１の係合部６３が第２のギヤ６５の第２の係合部６７と係合する。

【0064】

このため、第２のギヤ６５が回転し、ハブギヤ５９及びスピンドルナット５１に回転トルクが伝達される。したがって、時刻ｔ２からブレーキペダルの踏み込み動作が終了する時刻ｔ４までの間、バルブボディ及び出力軸を後側に付勢する戻しバネ１７の付勢力に抗してスピンドル５３が前進する。

【0065】

時刻ｔ５において、運転者がブレーキペダルの解放動作を開始すると、電動モータ２１の回転角θ_mtrが減少し、電動モータ２１の出力トルクTq_mtrが減少し始める。これにより、図示しないバルブボディ及び出力軸を後側に付勢する戻しバネ１７の付勢力によりスピンドル５３が後退し始める。

【0066】

電動モータ２１の出力トルクTq_mtrが基準値Tq_mtr_threを上回っている時刻ｔ５から時刻ｔ７までの間、第１のギヤ６１と第２のギヤ６５との係合状態が維持される。このため、図６に示すように、スピンドル５３には電動モータ２１の作動による前進方向への推力が作用する。

【0067】

スピンドル５３が前進した状態においては、戻しバネ１７の圧縮度合いが比較的大きく、戻しバネ１７の付勢力が大きい。このため、スピンドル５３に電動モータ２１の出力トルクTq_mtrが作用している状態であっても、スピンドル５３は比較的スムーズに後退する。

【0068】

ただし、スピンドル５３が後退して非作動位置に近づくと、戻しバネ１７の圧縮度合いが小さくなって、戻しバネ１７の付勢力が小さくなる。この場合、スピンドル５３が非作動位置に戻る直前の後退速度が遅くなるおそれがある。

【0069】

このため、スピンドル５３を非作動位置までスムーズに後退させるには、付勢力が比較的大きい戻しバネ１７を用いる必要があり、倍力装置１の外形が大きくなる要因となっていた。

【0070】

これに対して、本実施形態に係る倍力装置１のアシスト機構５０では、電動モータ２１の出力トルクTq_mtrがさらに減少して基準値Tq_mtr_threまで低下する時刻ｔ７以降、第１のギヤ６１の軸方向への推力が低下して、バネ６８の付勢力により第１のギヤ６１が第２のギヤ６５から離れる方向に移動する。

【0071】

このため、図７に示すように、第１のギヤ６１の第１の係合部６３と第２のギヤ６５の第２の係合部６７との係合が解放され、第１のギヤ６１が空転状態になる。これにより、第２のギヤ６５、ハブギヤ５９及びスピンドルナット５１に電動モータ２１の出力トルクTq_mtrが作用しない状態となる。

【0072】

したがって戻しバネ１７の圧縮度合いが小さくなって戻しバネ１７の付勢力が小さくなった場合であってもスピンドル５３をスムーズに後退させることができる。

【0073】

＜アシスト機構の作用＞
スピンドル５３が非作動位置に後退する直前の戻しバネ１７に必要な付勢力F_rsは以下の式（１）で示される。

【0074】

F_rs＞Eff_sn×（Friction_Torque_gr＋Turning_Torque_mtr）
＋Axial_Friction_bp+Cutin_sp ・・・ （１）
F_rs：戻しバネ１７の付勢力
Eff_sn：スピンドル５３を押し戻す力をスピンドルナット５１の回転力に変換する変換効率
Friction_Torque_gr：アシスト機構５０の抵抗トルク
Turning_Torque_mtr：電動モータ２７の回転抵抗トルク（コギングトルク）
Axial_Friction_bp：ブッシュ３３とプランジャ５７の軸方向抵抗
Cut_in_sp：戻しバネ１９による抵抗トルク

【0075】

つまり第１のギヤ６１と第２のギヤ６５とが係合した状態では電動モータ２７の回転抵抗トルクTurning_Torque_mtrが戻しバネ１７の付勢力F_rsに対向する力として作用する。

【0076】

しかしながら本実施形態に係る倍力装置１のアシスト機構５０では電動モータ２１の出力トルクTq_mtrが基準値Tq_mtr_threを下回ると第１のギヤ６１と第２のギヤ６５との係合状態が解放される。

【0077】

このため戻しバネ１７の付勢力F_rsが小さくなる状態において電動モータ２７の回転抵抗トルクTurning_Torque_mtrをゼロにすることができ、戻しバネ１７の荷重を小さくしてもスピンドル５３を非作動位置までスムーズに後退させることができる。

【0078】

＜倍力装置の効果＞
以上説明したように本実施形態に係る倍力装置１によれば比較的荷重の小さい戻しバネ１７を利用することができる。このため倍力装置１の外形を小型化することができる。

【0079】

また比較的荷重の小さい戻しバネ１７を利用できることから、例えば電動モータ２１又はアシスト機構５０が失陥した場合において運転者によるブレーキペダルの必要な踏力を小さくすることができる。

【0080】

図８は電動モータ２１又はアシスト機構５０が失陥した場合におけるブレーキペダルの踏力F_pdlに対するブレーキ圧P_brkを示す。図８において破線９３が荷重の大きい戻しバネ１７を用いた例を示し、実線９１が荷重の小さい戻しバネ１７を用いた例を示す。

【0081】

戻しバネ１７の荷重が小さい場合には戻しバネ１７の荷重が大きい場合に比べて相対的に小さい踏力でブレーキ力を発生し始めることができる。またブレーキ力が発生した後においても踏力の増加に対してブレーキ力を効率よく増大させることができる。

【0082】

このように本実施形態に係る倍力装置１によれば電動モータ２１又はアシスト機構５０の失陥時においても運転者によるブレーキ操作が比較的容易になる。

【0083】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【0084】

例えば電動モータの出力トルクによって連結又は解放される第１のギヤ及び第２のギヤの構成あるいは回転軸部材に対する第１のギヤ及び第２のギヤの支持方法は上記の例に限られない。

【符号の説明】

【0085】

１・・・電動式倍力装置、１３・・・出力軸、１７・・・戻しバネ、２１・・・電動モータ、２３・・・モータ軸、２５・・・ピニオンギヤ、５０・・・アシスト機構、５１・・・スピンドルナット、５３・・・スピンドル、５９・・・ハブギヤ、６１・・・第１のギヤ、６３・・・第１の係合部、６５・・・第２のギヤ、６７・・・第２の係合部、６８・・・バネ（付勢部材）、６９・・・回転軸部材、

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】