JP2002321609A - マスタシリンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ペダルストロークを短縮可能であるととも
に、大径与圧室の液圧を解除する際に生じるペダルフィ
ーリング上の違和感を低減できるマスタシリンダを提供
する。 【解決手段】 大径与圧室５６の液圧を、小径液圧室４
９の液圧上昇に応じて徐々に低下させるようにリザーバ
１２側に逃がすことが可能な制御弁８６を設けることに
より、段付ピストン１６の小径液圧室４９側への摺動に
よる大径与圧室５６の体積減少により逆止開閉部６１を
開いて大径与圧室５６側から小径液圧室４９側へ液補給
すなわちファーストフィルを行い、大径与圧室５６の液
圧が上昇すると制御弁８６が大径与圧室５６の液圧を、
小径液圧室４９の液圧上昇に応じて徐々に低下させるよ
うにリザーバ１２に逃がす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のブレーキ
装置等にブレーキ液を供給するマスタシリンダに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のマスタシリンダとして、実願昭５
５−１５２６０２号（実開昭５７−７３２４８号）のマ
イクロフィルムに記載されているように、ディスクブレ
ーキやドラムブレーキ等のブレーキ装置に対してブレー
キ液を供給する際、作動初期に大容量のブレーキ液を供
給する、いわゆるファーストフィルを行うことで、スト
ローク初期の無効液量分を補い、その結果、ペダルスト
ロークを短縮可能なものがある。

【０００３】このマスタシリンダは、大径シリンダ部お
よび小径シリンダ部を有する段付シリンダと、該段付シ
リンダの大径シリンダ部内に摺動可能に挿入される大径
ピストン部および小径シリンダ内に摺動可能に挿入され
る小径ピストン部を有する段付ピストンと、段付シリン
ダ内を大径ピストン側の大径与圧室と小径ピストン側の
小径液圧室とに区画するとともに大径与圧室側から小径
液圧室側へのブレーキ液の流れのみを許容するカップシ
ールとを備え、段付ピストンの小径液圧室側への摺動に
よる大径与圧室の体積減少によりカップシールを開いて
大径与圧室側から小径液圧室側へ液補給を行うようにな
っている。

【０００４】このマスタシリンダは、大径与圧室の内圧
が予め設定された値以上となったとき、該大径与圧室か
らリザーバにブレーキ液を逃がすリリーフ弁を備えてお
り、該リリーフ弁に、大径与圧室を常時リザーバに連通
させるべく切欠を設け、この切欠によるごく小径の連通
路によって、大径与圧室にリザーバから液を補給するよ
うになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のマスタ
シリンダには、以下の問題があった。上記マスタシリン
ダでは、切欠を設けているため、低昇圧時に大径与圧室
の液がリザーバに流入してしまうため、ファーストフィ
ルを充分に行えないという問題があった。また、上記マ
スタシリンダでは、大径与圧室の内圧が予め設定された
値以上となったとき、リリーフ弁が開いて該大径与圧室
からリザーバにブレーキ液を一気に逃がすようになって
いるため、高昇圧時すなわちブレーキペダルを比較的速
い速度で踏圧する操作時では、大径与圧室の液圧が所定
圧まで上昇すると、大径与圧室の液圧がリリーフ弁の開
作動で一気に解除されるため、ペダル反力が伴わずにペ
ダルストロークが伸びて小径液圧室側に移動することに
なり、軽く踏み抜けたような感じで車速のみが減少する
といったペダルフィーリング上の違和感を生じていた。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、ペダルストロークを短縮
可能であるとともに、大径与圧室の液圧を解除する際に
生じるペダルフィーリング上の違和感を低減できるマス
タシリンダを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のマスタシリンダは、大径シリンダ部および
小径シリンダ部を有する段付シリンダと、該段付シリン
ダの前記大径シリンダ部内に摺動可能に挿入される大径
ピストン部および前記小径シリンダ部内に摺動可能に挿
入される小径ピストン部を有する段付ピストンと、前記
段付シリンダ内を前記大径ピストン部側の大径与圧室と
前記小径ピストン部側の小径液圧室とに区画するととも
に前記大径与圧室側から前記小径液圧室側へのブレーキ
液の流れのみを許容する逆止開閉部とを備え、前記段付
ピストンの前記小径液圧室側への摺動による前記大径与
圧室の体積減少により前記逆止開閉部を開いて前記大径
与圧室側から前記小径液圧室側へ液補給を行うマスタシ
リンダにおいて、前記大径与圧室の液圧を、小径液圧室
の液圧上昇に応じて徐々に低下させるようにリザーバ側
に逃がす制御弁を有することを特徴としている。

【０００８】そして、前記制御弁は、バルブシリンダ内
にバルブピストンと該バルブピストンを付勢するバルブ
スプリングとを有しており、前記バルブピストンは、前
記小径液圧室の液圧により生じる推進力と前記大径与圧
室の液圧により生じる推進力とを加算した力が前記バル
ブスプリングによる付勢力を越えると、前記大径与圧室
の液圧を逃がすことを特徴とする構成とすることができ
る。

【０００９】さらに、前記制御弁は、前記バルブピスト
ンの外周に少なくとも２つのリングシールが設けられ、
該２つのリングシール間に前記小径液圧室とバルブシリ
ンダとが連通する流路が位置し、前記バルブピストンの
一端側に前記バルブスプリングが設けられるとともに、
前記バルブピストンの他端側外周に前記リザーバと連通
するリリーフ室が設けられ、該リリーフ室と前記大径与
圧室に連通された流路との間を連通遮断する開閉弁機構
を有していることを特徴とする構成とすることができ
る。

【００１０】このように、大径与圧室の液圧を、小径液
圧室の液圧上昇に応じて徐々に低下させるようにリザー
バ側に逃がすことが可能な制御弁を有するため、段付ピ
ストンの小径液圧室側への摺動による大径与圧室の体積
減少により逆止開閉部を開いて大径与圧室側から小径液
圧室側へ液補給すなわちファーストフィルを行い、大径
与圧室の液圧が上昇すると制御弁が大径与圧室の液圧
を、小径液圧室の液圧上昇に応じて徐々に低下させるよ
うにリザーバに逃がすことになる。よって、ファースト
フィルの効果によりペダルストロークを短縮可能である
とともに、大径与圧室の液圧を解除する際に、大径与圧
室の液圧が一気に下がることなく徐々に低下することに
なる。

【００１１】加えて、前記バルブピストンに、一端側が
前記リリーフ室に開口するとともに、他端側が前記バル
ブシリンダと前記バルブピストンの前記リリーフ室に対
し反対側との間のダンパ室に開口する通路が形成されて
いることを特徴とする構成とすることができる。

【００１２】これにより、通路を介してダンパ室とリリ
ーフ室とが連通しているため、開閉弁機構のバルブピス
トンが大径与圧室の液圧を小径液圧室の液圧上昇に応じ
て徐々に低下させるようにリザーバ側に逃がす際に高速
で微小振動すると、ダンパ室の容積が微小増減を繰り返
すことになり、その結果、通路を介してダンパ室とリリ
ーフ室との間でブレーキ液が行き来することになり、こ
の通路が液流通抵抗となってダンパ効果が得られる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態のマスタシ
リンダを図１〜図６を参照して説明する。

【００１４】図１は、第１実施形態のマスタシリンダを
示すもので、図１中、符号１１は図示せぬブースタを介
して導入されるブレーキペダルの入力に応じてブレーキ
液圧を発生させるマスタシリンダ本体を、符号１２は該
マスタシリンダ本体１１の上部に取り付けられて該マス
タシリンダ本体１１に対しブレーキ液を給排するリザー
バをそれぞれ示している。

【００１５】マスタシリンダ本体１１は、横方向に沿う
略有底筒状の段付シリンダ１５と、該段付シリンダ１５
の開口部側（図における右側）に摺動可能に嵌合された
プライマリピストン（段付ピストン）１６と、段付シリ
ンダ１５のプライマリピストン１６より底部１５ａ側
（図における左側）に摺動自在に嵌合されたセカンダリ
ピストン１７とを有している。

【００１６】段付シリンダ１５は、該段付シリンダ１５
の底部１５ａが形成されるとともに横方向に沿って穴部
２０が形成された有底円筒状の第１部材２１と、該第１
部材２１の穴部２０内に底部１５ａ側から順次嵌合され
る略円筒状の第２部材２２、第３部材２３、第４部材２
４および第５部材２５と、第５部材２５の底部１５ａに
対し反対側に該第５部材２５を覆うように設けられる第
６部材２６と、該第６部材２６の底部１５ａに対し反対
側に設けられるとともに第１部材２１に螺合されて第２
部材２２〜第６部材２６を第１部材２１内に保持する第
７部材２７とを有している。

【００１７】第２部材２２の内側に、上記セカンダリピ
ストン１７が摺動可能に嵌合されている。セカンダリピ
ストン１７は一端側から穴部３０が形成された有底円筒
状をなしており、該穴部３０を第１部材２１の底部１５
ａに対向させるようにして第２部材２２に嵌合されてい
る。

【００１８】ここで、第１部材２１の底部１５ａ側とセ
カンダリピストン１７の底部１５ａ側すなわち穴部３０
側とで囲まれた部分が、セカンダリ側小径液圧室３２と
なっている。

【００１９】第２部材２２には、一端側が該第２部材２
２の径方向における内周面に開口するとともに他端側が
第１部材２１の流路３３を介してリザーバ１２に常時連
通するポート３４が形成されており、セカンダリピスト
ン１７には、上記ポート３４とセカンダリ側小径液圧室
３２とを連通可能なリリーフポート３５が形成されてい
る。

【００２０】第２部材２２と第１部材２１との間には、
セカンダリ側小径液圧室３２とポート３４との連通を遮
断可能なカップシール３６が設けられている。このカッ
プシール３６はセカンダリ側小径液圧室３２の液圧がリ
ザーバ１２側の液圧以上の場合にこれらの連通を遮断す
るもので、セカンダリ側小径液圧室３２の液圧がリザー
バ１２側の液圧より低い場合にはこれらを連通させ液補
給を可能とする。

【００２１】セカンダリピストン１７の穴部３０と第１
部材２１の底部１５ａとの間には、図示せぬブレーキペ
ダル側（図における右側）から入力がない初期状態（こ
のときの各部の位置を初期位置と以下称す）でこれらの
間隔を決めるセカンダリピストンスプリング３８が設け
られている。この初期位置にあるとき、セカンダリピス
トン１７は、リリーフポート３５をポート３４に連通さ
せており、その結果、セカンダリ側小径液圧室３２をリ
ザーバ１２に連通させている。

【００２２】この状態からセカンダリピストン１７が第
１部材２１の底部１５ａ側に移動すると、セカンダリ側
小径液圧室３２の液圧がリザーバ１２側の液圧以上の状
態においては、該セカンダリピストン１７はそのリリー
フポート３５がカップシール３６で閉塞されてポート３
４との連通が遮断され、その結果、セカンダリ側小径液
圧室３２とリザーバ１２との連通が遮断されることにな
り、これにより、さらにセカンダリピストン１７が底部
１５ａ側に移動することでセカンダリ側小径液圧室３２
からブレーキ装置にブレーキ液を供給する。

【００２３】第４部材２４は、第１部材２１の底部１５
ａ側の小径シリンダ部４０および第１部材２１の底部１
５ａに対し反対側の、小径シリンダ部４０より大径の大
径シリンダ部４１とを有する段付形状をなしており、小
径シリンダ部４０の内側に、上記プライマリピストン１
６が摺動可能に嵌合されている。

【００２４】プライマリピストン１６は一端側に、セカ
ンダリピストン１７に対向配置される穴部４３が形成さ
れるとともに他端側にも図示せぬブースタのロッドが挿
入される穴部４４が形成されており、第４部材２４の小
径シリンダ部４０に摺動可能に挿入される小径ピストン
部４６と、第４部材２４の大径シリンダ部４１に摺動可
能に挿入される大径ピストン部４７とを有している。こ
の大径ピストン部４７は、第５部材２５にも摺動可能に
挿入されている。

【００２５】セカンダリピストン１７の底部１５ａに対
し反対側と、プライマリピストン１６の底部１５ａ側す
なわち穴部４３側と第３部材２３とで囲まれた部分が、
プライマリ側小径液圧室（小径液圧室）４９となってい
る。

【００２６】ここで、第３部材２３には、第１部材２１
との間に、穴部５０を介してプライマリ側小径液圧室４
９に常時連通する小径液圧室連通流路５１が形成されて
いる。

【００２７】第２部材２２と第３部材２３とセカンダリ
ピストン１７との間には、プライマリ側小径液圧室４９
と流路３３及びポート３４との連通を遮断するカップシ
ール５３が設けられている。

【００２８】また、第３部材２３の小径液圧室連通流路
５１より底部１５ａ側と第１部材２１との間には、小径
液圧室連通流路５１と流路３３及びポート３４との連通
を常時遮断するＯリング５４が設けられている。

【００２９】プライマリピストン１６と第４部材２４の
大径シリンダ部４１側とで囲まれた部分が、大径与圧室
５６となっている。

【００３０】第４部材２４には、一端側が小径シリンダ
部４０の径方向の内周面に開口するとともに他端側が大
径与圧室５６に常時連通するポート５７が形成されてお
り、プライマリピストン１６の小径ピストン部４６に
は、上記ポート５７と穴部４３すなわちプライマリ側小
径液圧室４９とを連通可能なリリーフポート５８が形成
されている。なお、ポート５７は、第３部材２３と第４
部材２４との間の与圧室連通流路５９にも常時連通して
いる。

【００３１】第３部材２３と第４部材２４とプライマリ
ピストン１６の小径ピストン部４６との間には、プライ
マリ側小径液圧室４９と大径与圧室５６側との連通を遮
断可能なカップシール（逆止開閉部）６１が設けられて
いる。このカップシール６１は、プライマリ側小径液圧
室４９の液圧が大径与圧室５６の液圧以上の場合にこれ
らの連通を遮断するもので、逆に大径与圧室５６の液圧
がプライマリ側液圧室４９の液圧より高い場合にはこれ
らを連通可能とする。このカップシール６１は、言い換
えれば、段付シリンダ１５内を大径ピストン部４７側の
大径与圧室５６と小径ピストン部４６側のプライマリ側
小径液圧室４９とに区画するとともに大径与圧室５６側
からプライマリ小径液圧室４９側へのブレーキ液の流れ
のみを許容するものである。

【００３２】第３部材２３の小径液圧室連通流路５１よ
り底部１５ａに対し反対側と第１部材２１との間には、
小径液圧室連通流路５１と大径与圧室５６側との連通を
常時遮断するＯリング６２が設けられている。

【００３３】セカンダリピストン１７とプライマリピス
トン１６との間には、図示せぬブレーキペダル側（図１
における右側）から入力がない初期状態でこれらの間隔
を決めるプライマリ初期位置決機構６４が設けられてい
る。このプライマリ初期位置決機構６４は、セカンダリ
ピストン１７に当接する当接部材６５と、プライマリピ
ストン１６側に延出するように該当接部材６５に固定さ
れた軸部材６６と、該軸部材６６を所定の範囲で移動可
能に保持するとともにプライマリピストン１６の穴部４
３の底に当接する当接部材６７と、当接部材６５，６７
同士を相反方向に付勢するプライマリピストンスプリン
グ６８とを有している。

【００３４】プライマリ初期位置決機構６４がプライマ
リピストンスプリング６８の付勢力で当接部材６５，６
７同士を軸部材６６で規定される最も離れた位置に位置
させるとき、プライマリピストン１６は、初期位置に配
置され、このとき、リリーフポート５８をポート５７に
連通させており、プライマリ側小径液圧室４９を大径与
圧室５６に連通させている。

【００３５】初期状態から底部１５ａ側に移動すると、
プライマリ側小径液圧室４９の液圧が大径与圧室５６の
液圧以上の場合に、プライマリピストン１６は、そのリ
リーフポート５８がカップシール６１で閉塞されてポー
ト５７との連通が遮断され、プライマリ側小径液圧室４
９と大径与圧室５６側との該リリーフポート５８を介し
ての連通を遮断することになり、この状態からさらに底
部１５ａ側に移動すると、プライマリ側小径液圧室４９
からブレーキ装置にブレーキ液を供給する。なお、リリ
ーフポート５８を閉塞させた状態であっても大径与圧室
５６の液圧がプライマリ側小径液圧室４９の液圧以上の
ときは、カップシール６１を介して大径与圧室５６のブ
レーキ液がプライマリ側小径液圧室４９に流れるように
なっている。

【００３６】第４部材２４は、第１部材２１との間に、
第１部材２１の流路７０を介してリザーバ１２に常時連
通する大気圧の液補給室７１を形成している。この第４
部材２４の液補給室７１より底部１５ａ側と第１部材２
１との間には、大径側与圧室５６と液補給室７１との連
通を常時遮断するＯリング７２が設けられている。

【００３７】第５部材２５には、一端側が径方向におけ
る内周面に開口するとともに他端側が液補給室７１に常
時連通するポート７４が形成されており、プライマリピ
ストン１６には、一端側が大径ピストン部４７の径方向
における外周面に開口することでポート７４すなわち液
補給室７１に連通可能であるとともに他端側が大径ピス
トン部４７と小径ピストン部４６との境界の段部７５す
なわち大径与圧室５６に常時連通するリリーフポート７
６が形成されている。

【００３８】第４部材２４と第５部材２５とプライマリ
ピストン１６の大径ピストン部４７との間には、大径与
圧室５６と液補給室７１との連通を遮断可能なカップシ
ール７８が設けられている。このカップシール７８は、
大径与圧室５６の液圧が液補給室７１の液圧以上の場合
にこれらの連通を遮断するもので、逆に液補給室７１の
液圧が大径与圧室５６の液圧より高い場合にはこれらを
連通させて液補給を行う。

【００３９】初期位置にあるとき、プライマリピストン
１６は、リリーフポート７６をポート７４に連通させて
おり、大径与圧室５６を液補給室７１に連通させてい
る。そして、プライマリピストン１６が、初期状態から
底部１５ａ側すなわちプライマリ側小径液圧室４９側に
摺動すると、大径与圧室５６側の液圧が液補給室７１の
液圧以上の場合、そのリリーフポート７６がカップシー
ル７８で閉塞されてポート７４との連通が遮断され、大
径与圧室５６と液補給室７１との該リリーフポート７６
を介しての連通を遮断することになり、さらにプライマ
リ側小径液圧室４９側に摺動すると、プライマリピスト
ン１６は大径ピストン部４７が大径与圧室５６の体積を
減少させることで、大径与圧室５６の液圧を高め、該大
径与圧室５６とプライマリ側小径液圧室４９との間に設
けられたカップシール６１を開いて、大径与圧室５６側
からプライマリ側小径液圧室４９へ液補給を行うことに
なる。

【００４０】第５部材２５と第６部材２６とプライマリ
ピストン１６の大径ピストン部４７との間には、カップ
シール７９が設けられ、第１部材２１と第６部材２６と
の間にはＯリング８０が設けられている。

【００４１】なお、リリーフポート３５，５８，７６
は、液流通抵抗を抑えるためすべて直径がφ２と大きく
されかつそれぞれ数箇所設けられている。また、セカン
ダリピストン１７のリリーフポート３５近傍のカップシ
ール３６と接触する周囲部分、およびプライマリピスト
ン１６のリリーフポート７６近傍のカップシール７８と
接触する周囲部分には、本出願人が先に出願を行った特
願平１０−２９４５０２号に記載されたテーパ面が形成
されている。これらにより、トラクションコントロール
装置と組み合わせ、該トラクションコントロール装置が
プライマリ側小径液圧室４９およびセカンダリ側小径液
圧室３２から強制的にブレーキ液を吸入する際に、ブレ
ーキ液をトラクションコントロール装置に大きな流量で
流すことができるようになっている。

【００４２】そして、第１実施形態では、第１部材２１
に、小径液圧室連通流路５１を介してプライマリ側小径
液圧室４９に常時連通する小径液圧室連通ポート８２
と、与圧室連通流路５９を介して大径与圧室５６に常時
連通する与圧室連通ポート８３と、液補給室７１に常時
連通する液補給室連通ポート８４とが形成されており、
これらポート８２，８３，８４には、それぞれ外部配管
からなる連結流路８５ａ〜８５ｃを介して該マスタシリ
ンダ本体１１とは別体の制御弁８６が連結されている。

【００４３】制御弁８６は、有底円筒状のバルブシリン
ダ本体８７と、該バルブシリンダ本体８７内に摺動可能
に嵌合されるバルブピストン８８と、該バルブピストン
８８の一端側に設けられて該バルブピストン８８をバル
ブシリンダ本体８７の底部８７ａ方向に押圧するバルブ
スプリング８９と、バルブシリンダ本体８７の開口側を
閉塞させるとともにバルブピストン８８との間にバルブ
スプリング８９を保持する蓋部材９０と、バルブシリン
ダ本体８７に蓋部材９０を固定するＣリング９１とを有
している。なお、バルブシリンダ本体８７と蓋部材９０
とでバルブシリンダ９２が構成されている。

【００４４】バルブピストン８８は、先端側に第１軸部
９３が形成され、該第１軸部９３に隣り合ってこれより
大径の第２軸部９４が形成され、また、該第２軸部９４
に隣り合ってこれより小径の第３軸部９５が形成され、
さらに、該第３軸部９５に隣り合って第２軸部９４より
大径の第４軸部９６が形成され、最後に、該第４軸部９
６に隣り合ってこれより小径でバルブスプリング８９内
に挿入される第５軸部９７が形成されている。そして、
第１軸部９３の先端にはシール部材９９が設けられてい
る。また、第２軸部９４と第４軸部９６とには、バルブ
シリンダ本体８７の内面との隙間を常時シールする２つ
のＯリング（リングシール）１００，１０１が設けられ
ている。

【００４５】バルブシリンダ本体８７の底部８７ａに
は、バルブピストン８８のシール部材９９で開閉される
ポート１０２が形成されており、該ポート１０２が連結
流路（大径与圧室５６に連通された流路）８５ｂを介し
て与圧室連通ポート８３に連通されている。また、バル
ブシリンダ本体８７の側部８７ｂの底部８７ａ側には、
バルブシリンダ本体８７、バルブピストン８８のバルブ
スプリング８９に対し反対側外周を形成する第１軸部９
３、第２軸部９４およびシール部材１００で囲まれた液
室（リリーフ室）１０４に常時連通するポート１０５が
形成されており、該ポート１０５が連結流路８５ｃを介
して液補給室連通ポート８４に連通されている。さら
に、バルブシリンダ本体８７の側部８７ｂには、バルブ
シリンダ本体８７、バルブピストン８８の第２軸部９
４、第３軸部９５、第４軸部９６、シール部材１００お
よびシール部材１０１で囲まれた液室（小径液圧室４９
とバルブシリンダ９２とが連通する流路）１０６に常時
連通するポート１０７が形成されており、該ポート１０
７が連結流路（小径液圧室４９とバルブシリンダ９２と
が連通する流路）８５ａを介して小径液圧室連通ポート
８２に連通されている。ここで、バルブピストン８８の
シール部材９９とバルブシリンダ本体８７のポート１０
２とが、液室１０４と大径与圧室５６に連通された連結
流路８５ｂとの間を連通遮断する開閉弁機構１０８を構
成している。

【００４６】そして、制御弁８６は、バルブピストン８
８を、ポート１０２に導入される大径与圧室５６の液圧
と液室１０６に導入されるプライマリ側小径液圧室４９
の液圧とバルブスプリング８９の付勢力でバランスさせ
る。このときのバランスは次式で表される。

【００４７】すなわち、図２に示すように、Ｏリング１
０１によるシール断面積をＡ１、Ｏリング１００による
シール断面積をＡ２（ただし、Ａ２＜Ａ１）、シール部
材９９によるシール断面積をＡ３とし、プライマリ側小
径液圧室４９の液圧をＰａ、大径与圧室５６の液圧をＰ
ｂ、バルブスプリング８９のセット荷重をＦとすると、 Ｐａ×（Ａ１−Ａ２）＋Ｐｂ×Ａ３＝Ｆ となる。

【００４８】そして、図３に示すように、大径与圧室５
６の液圧が上昇を開始すると（ｐ１点）、プライマリ側
小径液圧室４９もカップシール６１が開かれることで該
大径与圧室５６の液圧と同圧で上昇する（ｐ１点〜ｐ２
点）。そして、Ｐａ×（Ａ１−Ａ２）＋Ｐｂ×Ａ３＞Ｆ
となると（ｐ２点。この点の液圧を与圧室解除液圧と称
す）、制御弁８６のバルブピストン８８がバルブスプリ
ング８９の付勢力に抗して微小に移動してポート１０２
を微小に開き、大径与圧室５６の液圧解除を開始させ
る。このとき、Ｐａ×（Ａ１−Ａ２）＋Ｐｂ×Ａ３＝Ｆ
の式を満足させるようにプライマリ側小径液圧室４９の
液圧Ｐａの上昇に応じて徐々に大径与圧室５６の液圧Ｐ
ｂが下がるように、言い換えれば、プライマリ側小径液
圧室４９の液圧上昇に相関して大径与圧室５６の液圧Ｐ
ｂが低下するように、大径与圧室５６の液圧Ｐｂを液補
給室７１を介してリザーバ１２側に逃がすことになる
（ｐ２点〜ｐ３点）。

【００４９】ここで、高昇圧時すなわちブレーキペダル
を比較的速い速度で踏圧する操作時においては、ブレー
キブースタからの入力はリニアに上昇することになり、
プライマリ側小径液圧室４９の液圧Ｐａは一定割合で上
昇することになるため、制御弁８６は、大径与圧室５６
の液圧Ｐｂを設定した勾配に沿って徐々に低下するよう
にリザーバ１２側に逃がすことになる。この勾配は任意
に設定可能であり、車両に合わせたチューニングが可能
である。

【００５０】そして、大径与圧室５６の液圧が解除され
大気圧になると（ｐ３点以降）、バランス式は、 Ｐａ×（Ａ１−Ａ２）＞Ｆ となり、制御弁８６は開状態が維持されるため、プライ
マリ側小径液圧室４９のみでブレーキ液圧を制御するこ
とになる。

【００５１】次に、上記第１実施形態のマスタシリンダ
の作動について説明する。ブレーキペダルに連結された
ブースタのロッドによりプライマリピストン１６が底部
１５ａ方向に押されると、プライマリピストンスプリン
グ６８を介してセカンダリピストン１７も同時に移動す
る。そして、プライマリピストン１６のリリーフポート
５８がカップシール６１により閉じられた時点で大径与
圧室５６が液圧を上昇させ、セカンダリピストン１７の
リリーフポート３５がカップシール３６により閉じられ
た時点でセカンダリ側小径液圧室３２が液圧を上昇させ
る。プライマリ側小径液圧室４９については、リリーフ
ポート５８，７６のいずれか一方が閉じた時点で液圧を
上昇させることになる（設計上は、リリーフポート５
８，７６は同時に閉じられるようになっているが、寸法
バラツキ等により前後することがある）。

【００５２】そして、液圧が上昇すると、プライマリ側
小径液圧室４９については、プライマリピストン１６の
ストローク量×（大径与圧室５６の外径−プライマリ側
小径液圧室４９の外径）分の液量が、カップシール６１
を押し開いて大径与圧室５６からプライマリ側小径液圧
室４９に送り込まれ、ストローク初期の無効液量分（主
にキャリパロールバック分）を補う。その後、プライマ
リ側小径液圧室４９の小径化に伴う液量不足を補うた
め、大径与圧室５６からプライマリ側小径液圧室４９に
ブレーキ液が送り込まれつつ、大径与圧室５６とプライ
マリ側小径液圧室４９とが同圧で与圧室解除液圧まで上
昇する（ｐ１点〜ｐ２点）。

【００５３】そして、与圧室解除液圧まで上昇すると、
制御弁８６が大径与圧室５６の液圧を解除する。このと
き、制御弁８６は、上記したようにプライマリ側小径液
圧室４９の液圧Ｐａの上昇に応じて徐々に大径与圧室５
６の液圧Ｐｂが下がるように、大径与圧室５６の液圧Ｐ
ｂを液補給室７１を介してリザーバ１２側に逃がすこと
になる（ｐ２点〜ｐ３点）。

【００５４】そして、大径与圧室５６の液圧が解除され
大気圧になると、制御弁８６は開状態が維持され、プラ
イマリ側小径液圧室４９のみでブレーキ液圧を制御する
ことになる。

【００５５】以上に述べた第１実施形態によれば、一旦
上昇させた大径与圧室５６の液圧を、プライマリ側小径
液圧室４９の液圧上昇に応じて徐々に低下させるように
リザーバ１２側に逃がすことが可能な制御弁８６を有す
るため、段付のプライマリピストン１６のプライマリ側
小径液圧室４９側への摺動による大径与圧室５６の体積
減少によりカップシール６１を開いて大径与圧室５６側
からプライマリ側小径液圧室４９側へ液補給すなわちフ
ァーストフィルを行い、大径与圧室５６の液圧が上昇す
ると制御弁８６が大径与圧室５６の液圧を、プライマリ
側小径液圧室４９の液圧上昇に応じて徐々に低下させる
ようにリザーバ１２に逃がすことになる。

【００５６】したがって、ファーストフィルの効果によ
りペダルストロークを短縮可能であるとともに、大径与
圧室５６の液圧を解除する際に、大径与圧室５６の液圧
が一気に下がることなく徐々に低下するため、ペダル反
力が一気に下がることがなく、ペダル踏力が伴わずにペ
ダルストロークが伸びてプライマリ側小径液圧室４９側
に移動することが防止され、その結果、軽く踏み抜けた
ような感じで車速のみが減少するといったペダルフィー
リング上の違和感を低減できる。

【００５７】すなわち、図４に示すように、ペダルスト
ロークに対する液圧上昇の特性を見てみると、上記第１
実施形態は、ストレートタイプのマスタシリンダに対し
大径でありストローク短縮が可能な大径与圧室５６と、
ストレートタイプのマスタシリンダに対し小径でありス
トロークが伸びるプライマリ側小径液圧室４９とを組み
合わせて使用することで、結果として、図４にＸ１で示
すように、ストレートタイプで設定した場合（図４にＸ
２で示す）に対し同じ液圧を発生させるのに必要なペダ
ルストロークを短くできる。

【００５８】ここで、図４にＸ３で示すものは、大径与
圧室５６のみのストレートタイプとした場合の特性を、
図４にＸ４で示すものは、プライマリ側小径液圧室４９
のみのストレートタイプとした場合の特性を、それぞれ
示しており、また、Ａは、第１実施形態のマスタシリン
ダの、ストレートタイプで設定した場合のマスタシリン
ダに対するペダルストロークの短縮量を、Ｂは、小径の
みのストレートタイプとした場合に対するペダルストロ
ークの短縮量をそれぞれ示している。

【００５９】また、従来のマスタシリンダは、大径与圧
室５６の液圧を解除する際に大径与圧室５６の液圧が一
気に下がってしまうことで、図５（ａ）にＹ１で示すよ
うにペダル踏力を伴わずに液圧が上昇してしまうことに
なるが、第１実施形態のマスタシリンダでは、制御弁８
６を設けることで、大径与圧室５６の液圧が徐々に低下
するため、ペダル反力が一気に下がることがなく、図５
（ｂ）にＹ２で示すようにペダル踏力が伴って液圧が上
昇することになり、その結果、軽く踏み抜けたような感
じで車速のみが減少するといったペダルフィーリング上
の違和感を低減できるのである。

【００６０】加えて、ペダル比をストレートタイプで設
定した場合のマスタシリンダと同一で使うため、小径と
同サイズのロングストロークタイプのマスタシリンダに
対しペダル比分の発生液圧の向上が可能となる。

【００６１】なお、以上の第１実施形態のマスタシリン
ダでは、マスタシリンダ本体１１に対し制御弁８６を別
体に設ける場合を例にとり説明したが、図６に示すよう
に、マスタシリンダ本体１１の例えば第１部材２１内に
連結管体８５ａ〜８５ｃとともに制御弁８６を一体に設
けることも可能である。この場合、同軸に配置されるプ
ライマリピストン１６およびセカンダリピストン１７に
対し、制御弁８６のバルブピストン８８の軸を並列にし
かも軸方向に重ね合わせて配置しており、マスタシリン
ダの軸方向長の増大を防止している。

【００６２】また、上述した第１実施形態のマスタシリ
ンダでは、段付シリンダ１５内を大径ピストン部４７側
の大径与圧室５６と小径ピストン部４６側のプライマリ
側小径液圧室４９とに区画し、かつ大径与圧室５６から
プライマリ側小径液圧室４９へのブレーキ流の流れのみ
を許容するカップシール６１を設けた例について説明し
たが、これに限られることなく、カップシール６１に替
わってシール性のある逆止弁（逆止開閉部）を設けても
良い。

【００６３】次に、本発明の第２実施形態のマスタシリ
ンダを主に図７を参照して、第１実施形態との相違部分
を中心に以下に説明する。なお、第１実施形態と同様の
部分には同一の符号を付しその説明は略す。

【００６４】第２実施形態のマスタシリンダにおいて
は、第１実施形態に対し制御弁８６の構成が相違してい
る。すなわち、第２実施形態の制御弁８６のバルブピス
トン８８には、第１軸部９３の外径側すなわち液室１０
４に一端側が開口するとともに、他端側が第５軸部９７
の端面に開口する絞り通路１１０が形成されている。

【００６５】また、第２実施形態の制御弁８６の蓋部材
９０は、バルブシリンダ本体８７に螺合されており、こ
れらの間にはこれらの隙間をシールするＯリング（リン
グシール）１１１が設けられている。これにより、バル
ブシリンダ９２と、バルブピストン８８の液室１０４に
対し反対側との間が、バルブスプリング８９が配置され
るダンパ室１１２となっている。このダンパ室１１２は
絞り通路１１０を介して液室１０４に連通している（言
い換えれば、絞り通路１１０は液室１０４に対し反対と
なる他端側がダンパ室１１２に開口している）。

【００６６】次に、上記第２実施形態のマスタシリンダ
の作動について説明する。ブレーキペダルに連結された
ブースタのロッドによりプライマリピストン１６が底部
１５ａ方向に押されると、大径与圧室５６とプライマリ
側小径液圧室４９とが与圧室解除液圧まで上昇するまで
（図３に示すｐ１点〜ｐ２点）、第１実施形態と同様に
作動する。

【００６７】そして、与圧室解除液圧まで上昇すると、
制御弁８６が大径与圧室５６の液圧を解除する。このと
き、制御弁８６は、第１実施例とほぼ同様にプライマリ
側小径液圧室４９の液圧Ｐａの上昇に応じて徐々に大径
与圧室５６の液圧Ｐｂが下がるように、大径与圧室５６
の液圧Ｐｂを液補給室７１を介してリザーバ１２側に逃
がすことになる（図３に示すｐ２点〜ｐ３点）。

【００６８】この間において、バルブピストン８８は高
速で微小振動することによりポート１０２を微小開閉し
て、連結流路８５ｂを介して導入される大径与圧室５６
の液圧Ｐｂを液室１０４から連結流路８５ｃ、さらには
液補給室７１を介してリザーバ１２側に逃がすことにな
るが、絞り通路１１０を介してダンパ室１１２と液室１
０４とが連通しているため、バルブピストン８８が高速
で微小振動すると、ダンパ室１１２の容積が微小増減を
繰り返すことになり、その結果、絞り通路１１０を介し
てダンパ室１１２と液室１０４との間でブレーキ液が行
き来することになり、この絞り通路１１０が液流通抵抗
となってダンパ効果が得られる。その結果、バルブピス
トン８８の高速の微小振動を減衰させることになり、バ
ルブピストン８８の高速の微小振動による異音の発生を
防止できる。

【００６９】なお、絞り通路１１０により生じる液流通
抵抗は、通常の作動速度では作動の障害とならない程度
であり、かつバルブピストン８８が異音を生じるような
上記高速の微小振動には追従できない程度に設定されて
おり、結果的にバルブピストン８８の高速の微小振動を
減衰させる。

【００７０】そして、大径与圧室５６の液圧が解除され
大気圧になると、第１実施形態と同様、制御弁８６は開
状態が維持され、プライマリ側小径液圧室４９のみでブ
レーキ液圧を制御することになる。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のマスタシ
リンダによれば、大径与圧室の液圧を、小径液圧室の液
圧上昇に応じて徐々に低下させるようにリザーバ側に逃
がすことが可能な制御弁を有するため、段付ピストンの
小径液圧室側への摺動による大径与圧室の体積減少によ
り逆止開閉部を開いて大径与圧室側から小径液圧室側へ
液補給すなわちファーストフィルを行い、大径与圧室の
液圧が上昇すると制御弁が大径与圧室の液圧を、小径液
圧室の液圧上昇に応じて徐々に低下させるようにリザー
バに逃がすことになる。

【００７２】したがって、ファーストフィルの効果によ
りペダルストロークを短縮可能であるとともに、大径与
圧室の液圧を解除する際に、大径与圧室の液圧が一気に
下がることなく徐々に低下するため、ペダル反力が一気
に下がることがなく、ペダル踏力が伴わずにペダルスト
ロークが伸びて小径液圧室側に移動することが防止さ
れ、その結果、軽く踏み抜けたような感じで車速のみが
減少するといったペダルフィーリング上の違和感を低減
できる。また、ペダルによる昇圧速度の影響を受けない
ため、どのような昇圧動作時にも安定してファーストフ
ィルを行うことができる。

【００７３】また、バルブピストンに形成された通路を
介してダンパ室とリリーフ室とを連通させることによ
り、開閉弁機構のバルブピストンが大径与圧室の液圧を
小径液圧室の液圧上昇に応じて徐々に低下させるように
リザーバ側に逃がす際に高速で微小振動すると、ダンパ
室の容積が微小増減を繰り返すことになり、その結果、
通路を介してダンパ室とリリーフ室との間でブレーキ液
が行き来することになり、この通路が液流通抵抗となっ
てダンパ効果が得られる。したがって、バルブピストン
の微小振動を減衰させることになり、バルブピストンの
高速の微小振動による異音の発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態のマスタシリンダの構
成を示す側断面図である。

【図２】 本発明の第１実施形態のマスタシリンダの制
御弁のバルブピストンのシール部分の断面積を示す断面
図である。

【図３】 本発明の第１実施形態のマスタシリンダのプ
ライマリ側小径液圧室の液圧と大径与圧室の液圧との関
係を示す特性線図である。

【図４】 本発明の第１実施形態のマスタシリンダのペ
ダルストロークと液圧との関係を示す特性線図である。

【図５】 従来のマスタシリンダのペダル踏力と液圧と
の関係を示す特性線図（ａ）と、本発明の第１実施形態
のマスタシリンダのペダル踏力と液圧との関係を示す特
性線図（ｂ）である。

【図６】 本発明の第１実施形態のマスタシリンダの構
成を示す変形例の複数の断面をとった断面図である。

【図７】 本発明の第２実施形態のマスタシリンダの制
御弁を示す断面図である。

【符号の説明】

１１ マスタシリンダ本体 １２ リザーバ １５ 段付シリンダ １６ プライマリピストン（段付ピストン） ４０ 小径シリンダ部 ４１ 大径シリンダ部 ４６ 小径ピストン部 ４７ 大径ピストン部 ４９ プライマリ側小径液圧室（小径液圧室） ５６ 大径与圧室 ６１ カップシール（逆止開閉部） ８５ａ 連結流路（小径液圧室とバルブシリンダとが連
通する流路） ８５ｂ 連結流路（大径与圧室に連通された流路） ８６ 制御弁 ８８ バルブピストン ８９ バルブスプリング ９２ バルブシリンダ １００，１０１ Ｏリング（リングシール） １０４ 液室（リリーフ室） １０６ 液室（小径液圧室とバルブシリンダとが連通す
る流路） １０８ 開閉弁機構 １１０ 絞り通路 １１２ ダンパ室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 輿水 長典 山梨県中巨摩郡櫛形町吉田1000番地 トキ コ株式会社山梨工場内 (72)発明者 安藤 博美 山梨県中巨摩郡櫛形町吉田1000番地 トキ コ株式会社山梨工場内 Ｆターム(参考） 3D047 BB11 CC14 CC20 CC22 CC28 CC32 GG03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 大径シリンダ部および小径シリンダ部を
   有する段付シリンダと、 該段付シリンダの前記大径シリンダ部内に摺動可能に挿
   入される大径ピストン部および前記小径シリンダ部内に
   摺動可能に挿入される小径ピストン部を有する段付ピス
   トンと、 前記段付シリンダ内を前記大径ピストン部側の大径与圧
   室と前記小径ピストン部側の小径液圧室とに区画すると
   ともに前記大径与圧室側から前記小径液圧室側へのブレ
   ーキ液の流れのみを許容する逆止開閉部とを備え、 前記段付ピストンの前記小径液圧室側への摺動による前
   記大径与圧室の体積減少により前記逆止開閉部を開いて
   前記大径与圧室側から前記小径液圧室側へ液補給を行う
   マスタシリンダにおいて、 前記大径与圧室の液圧を、小径液圧室の液圧上昇に応じ
   て徐々に低下させるようにリザーバ側に逃がす制御弁を
   有することを特徴とするマスタシリンダ。
2. 【請求項２】 前記制御弁は、バルブシリンダ内にバル
   ブピストンと該バルブピストンを付勢するバルブスプリ
   ングとを有しており、前記バルブピストンは、前記小径
   液圧室の液圧により生じる推進力と前記大径与圧室の液
   圧により生じる推進力とを加算した力が前記バルブスプ
   リングによる付勢力を越えると、前記大径与圧室の液圧
   を逃がすことを特徴とする請求項１記載のマスタシリン
   ダ。
3. 【請求項３】 前記制御弁は、前記バルブピストンの外
   周に少なくとも２つのリングシールが設けられ、該２つ
   のリングシール間に前記小径液圧室とバルブシリンダと
   が連通する流路が位置し、前記バルブピストンの一端側
   に前記バルブスプリングが設けられるとともに、前記バ
   ルブピストンの他端側外周に前記リザーバと連通するリ
   リーフ室が設けられ、該リリーフ室と前記大径与圧室に
   連通された流路との間を連通遮断する開閉弁機構を有し
   ていることを特徴とする請求項２記載のマスタシリン
   ダ。
4. 【請求項４】 前記バルブピストンには、一端側が前記
   リリーフ室に開口するとともに、他端側が前記バルブシ
   リンダと前記バルブピストンの前記リリーフ室に対し反
   対側との間のダンパ室に開口する通路が形成されている
   ことを特徴とする請求項３記載のマスタシリンダ。