JP2004299546A - マスタシリンダ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マスタシリンダを大型化することなく、ストロークシミュレータの円滑な作動とマスタシリンダ自体の円滑な作動とを保証する。
【解決手段】ホイールシリンダに対してフェイルセーフ弁を介して接続されるタンデム型マスタシリンダ４のシリンダ本体１０に、マスタシリンダ４内の液圧室１３のブレーキ液を導入して、ブレーキペダルの必要なストロークを確保するストロークシミュレータ５を外付けしたマスタシリンダ装置１において、液圧室１３とストロークシミュレータ５とを連通する通液路６を、後退位置にあるセカンダリピストン１２に対するピストンシール１９の近傍に設定し、通液路６内に配設したチルトバルブ７の作動ロッド７２を前記セカンダリピストン１２に接離させて通液路６を開き、制御系の失陥時には、作動ロッド７からセカンダリピストン１２の端部を離脱させて、チルトバルブ７により液通路６を閉じる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のブレーキ系統に係り、特にホイールシリンダへ供給する液圧を電気的に制御するブレーキ制御装置に用いられるマスタシリンダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のブレーキ制御装置に用いられるマスタシリンダ装置は、ホイールシリンダに対してフェイルセーフ弁を介して接続されるマスタシリンダと該マスタシリンダ内のブレーキ液を導入してブレーキペダルの必要なストロークを確保するストロークシミュレータとを備えており、制御系の失陥時には、前記フェイルセーフ弁が開かれて、マスタシリンダの発生液圧がホイールシリンダへ供給されるようになっている。
【０００３】
そして従来、このようなマスタシリンダ装置としては、特許文献１に記載されるものがあった。このものは、タンデム型マスタシリンダのシリンダ本体にシミュレータシリンダを外付けしてなっており、マスタシリンダ内のプライマリピストンとセカンダリピストンとの間に画成される液圧室と、ストロークシミュレータとを連通する通液路が、後退位置にあるセカンダリピストンに対するピストンシール位置よりもプライマリピストン側に設定されている。
そして、その１つの実施形態（特許文献１の図２、３）では、セカンダリピストンの延長端部（ランド）にシール部材を支持させると共に、シリンダ本体のボア内面に、セカンダリピストンが後退位置にあるときに前記シール部材に対向して配置される環状溝を形成し、制御系の正常時には、前記シール部材を前記環状溝に対向させて液圧室内のブレーキ液をストロークシミュレータへ導き、制御系の失陥時には、セカンダリピストンの前進に応じて前記シール部材を前記環状溝を超えて移動させ、ストロークシミュレータへのブレーキ液導入を遮断するようにしている。
また、他の実施形態では（特許文献１の図４、５）では、セカンダリピストンの延長部に設けた軸方向孔にプランジャを摺動可能に嵌装し、該プランジャをスプール弁として機能させ（図４）、あるいは前記孔内に嵌装したシール部材に接離可能とし（図５）、制御系の正常時には、前記プランジャにより流路を開いて液圧室内のブレーキ液をストロークシミュレータへ導き、制御系の失陥時には、前記プランジャをセカンダリピストンと相対移動させて、ストロークシミュレータへのブレーキ液導入を遮断するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特表２００１−５２６１５０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載のマスタシリンダ装置によれば、何れの実施形態ともに、マスタシリンダ内のセカンダリピストンに延長部を設けて、この延長部にストロークシミュレータに対するブレーキ液の導入および導入遮断を行う機構を配設しているため、セカンダリピストンの全長ひいてはマスタシリンダの全長が長くなり、車両への搭載性が悪化する。
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、マスタシリンダの全長を長くすることなく、ストロークシミュレータの円滑な作動とマスタシリンダ自体の円滑な作動とを保証し、もって車両への搭載性の向上に寄与するマスタシリンダ装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、ホイールシリンダに対してフェイルセーフ弁を介して接続されるタンデム型マスタシリンダと、該マスタシリンダ内のプライマリピストンとセカンダリピストンとの間に画成される液圧室のブレーキ液を導入して、ブレーキペダルの必要なストロークを確保するストロークシミュレータとを備え、前記ストロークシミュレータが前記マスタシリンダのシリンダ本体に外付けされるマスタシリンダ装置において、前記マスタシリンダ内の液圧室と前記ストロークシミュレータとを連通する通液路を前記シリンダ本体に設け、後退位置にあるセカンダリピストンに当接して前記通液路を開き、かつ前記セカンダリピストンの後退位置からの前進に応じて前記通液路を閉じる弁機構を、前記シリンダ本体の前記通液路内に配設したことを特徴とする。
このように構成したマスタシリンダ装置においては、シリンダ本体の通液路内に配設した弁機構をセカンダリピストンに接離させて通液路の開閉を行うので、セカンダリピストンに延長部を設ける必要はなくなる。
本発明において、上記弁機構が、ばねにより閉弁方向へ付勢される弁体と、シリンダ本体にその軸線方向に移動可能に支持され、セカンダリピストンの動きに応じてこれに接離し、前記弁体を開閉動作させる作動ロッドとを備えている構成とすることができる。この場合は、良好なシール性を確保できることはもちろん、シール部材を用いる場合のように損傷する危険もなくなる。
本発明において、上記弁機構は、前記弁機構が、チルトバルブである構成とすることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１および２は、本発明に係るマスタシリンダ装置１の全体的構造を示したものである。本マスタシリンダ装置１は、ホイールシリンダ（図示略）に対してフェイルセーフ弁２Ａ、２Ｂを介して接続され、ブレーキペダル３の踏力に応じた液圧を発生するタンデム型マスタシリンダ４と、マスタシリンダ４のシリンダ本体１０に外付けされ、マスタシリンダ４内のプライマリピストン１１とセカンダリピストン１２との間に画成される液圧室（第１液圧室）１３のブレーキ液を導入して、ブレーキペダル３の必要なストロークを確保するストロークシミュレータ５と、前記第１液圧室１３とストロークシミュレータ５内とを連通し、前記シリンダ本体１０に設けられた通液路６内に配設されたチルトバルブ（弁機構）７とから概略構成されている。なお、ブレーキ制御装置は、本マスタシリンダ装置１以外に液圧源、液圧制御弁、電子制御ユニット等を含む液圧制御手段を備えており、常時はマスタシリンダ４の発生液圧やブレ−ォペダル３の操作力または操作量等に基づいて前記液圧制御手段がホイールシリンダへ供給する液圧を制御するようになっている。
【０００８】
本マスタシリンダ装置１を構成するシリンダ本体１０は有底筒状をなし、そのボア１４内に、前記プライマリピストン１１と前記セカンダリピストン１２とが摺動可能に収納されている。プライマリピストン１１は、ピストン部１１ａとこのピストン部１１ａに連接された軸部１１ｂとからなっており、その軸部１１ｂが、ボア１４の開口端部に液密に装着したピストンガイド１６をカップシール１７を介して摺動可能に挿通してシリンダ本体１０の後方へ延ばされている。また、ピストン部１１ａには、ボア１４の内面との間をシールするカップシール（ピストンシール）１８が装着されており、前記第１液圧室１３は、このピストンシール１８により外部から遮断されている。
【０００９】
一方、セカンダリピストン１２の両端部には、ボア１４の内面との間をシールするカップシール（ピストンシール）１９、２０が装着されている。前記第１液圧室１３は、このセカンダリピストン１２の一端側に装着したピストンシール１９と前記プライマリピストン１１上のピストンシール１８とにより密閉室として区画されている。また、ボア１４の内底側は、前記セカンダリピストン１２の他端側に装着したピストンシール２０により液圧室（第２液圧室）２１として区画されている。なお、シリンダ本体１０には、前記第１、第２液圧室１３、２１内を前記フェイルセーフ弁２Ａ、２Ｂに各独立に連通するポート２１Ａ、２１Ｂ（図２）が設けられている。
【００１０】
上記プライマリピストン１１とセカンダリピストン１２との間には第１戻しばね２１が、セカンダリピストン１２とボア１４の内底との間には第２戻しばね２２がそれぞれ介装されている。プライマリピストン１１には、前記ピストンガイド１６に添設したストッパプレート２３に当接可能なストッパ環２４が外嵌されており、プライマリピストン１１はそのストッパ環２４をストッパプレート２３に当接させる位置が戻り位置となっている。また、セカンダリピストン１２は、その中間部に貫設した軸径方向孔（長孔）２５に挿入されたストッパピン２６により戻り端が規制されている。ストッパピン２６は、図３に示すようにボア１４を横断して延ばされ、その基端部がシリンダ本体１０の壁に螺着されている。なお、第１戻しばね２１の一端はプライマリピストン１１に装着したリテーナ２７Ａに、第２戻しばね２２の一端はセカンダリピストン１２に装着したリテーナ２７Ｂに係止されている。
【００１１】
プライマリピストン１１のピストン部１１ａの背面とピストンガイド１６との間には、軸部１１ｂを囲む環状の給油室（プライマリ側給油室）２８が形成されている。このプライマリ側給油室２８は、シリンダ本体１０に設けた通液路２９によりリザーバ（図示略）に連通される一方で、前記軸部１１ｂに貫設した軸径方向孔（長孔）３０と前記ピストン部１１ａに貫設した軸方向孔３１とにより第１液圧室１３に連通されている。
【００１２】
ここで、第１液圧室１３に面するプライマリピストン１１の端部には前記軸方向孔３１が開口する凹部３２が形成されており、この凹部３２内には、該軸方向孔３１を開閉するセンターバルブ３３が配設されている。このセンターバルブ３３は、前記リテーナ２７Ａに一端が係止された弁ばね３４により前記軸方向孔３１を閉じる方向へ付勢された弁体３５とこの弁体３５から軸方向孔３１を挿通して前記軸径方向孔３０内まで延ばされたバルブステム３６とを備えている。前記軸径方向孔３０には、前記ストッパ環２４に両端部が支持されたストッパピン３７が配置されており、プライマリピストン１１が戻り位置にあるときには、このストッパピン３７にバルブステム３６が当接することで、弁体３５が軸方向孔３１を開く位置に移動し、これにより第１液圧室１３が前記リザーバに対して開放される。一方、ストッパ環２４は、ばね３８によりピストンガイド１６側へ付勢されており、プライマリピストン１１が前記戻り位置から前進すると、図５に示すようにストッパ環２４と一体にストッパピン３７がピストンガイド１６側へ相対移動し、センターバルブ３３の弁体３５が軸方向孔３１を閉じるようになる。
【００１３】
また、セカンダリピストン１２の中間部は小径部となっており、この小径部の周りは、環状の給油室（セカンダリ側給油室）３９として区画されている。このセカンダリ側給油室３９は、シリンダ本体１０に設けた通液路４０により図示を略すリザーバに連通される一方で、セカンダリピストン１２に貫設した前記軸径方向孔２５とセカンダリピストン１２の前端部に貫設した軸方向孔４１とにより前記第２液圧室２１に連通されている。
【００１４】
ここで、第２液圧室２１に面するセカンダリピストン１２の端部には前記軸方向孔４１が開口する凹部４２が形成されており、この凹部４２内には該軸方向孔４１を開閉するセンターバルブ４３が配設されている。このセンターバルブ４３は、前記リテーナ２７Ｂに一端が係止された弁ばね４４により軸方向孔４１を閉じる方向へ付勢された弁体４５とこの弁体４５から軸方向孔４１を挿通して前記軸径方向孔２５内まで延ばされたバルブステム４６とを備えている。セカンダリピストン１２が戻り位置にあるときには、前記ストッパピン２６にバルブステム４６が当接することで、弁体４５が軸方向孔４１を開く位置に移動し、これにより第２液圧室２１が前記リザーバに対して開放される。一方、セカンダリピストン１２が前進すると、これと相対にストッパピン２６が移動し、センターバルブ４３の弁体４５が軸方向孔４１を閉じるようになる。
【００１５】
上記ストロークシミュレータ５は、特開平１１−３３４５７７号公報に記載されたアキュムレータと実質同じものであり、小径ボア５０と大径ボア５１とを環状のストッパ壁５２を介して連接してなる有底のシリンダ本体５３を備えている。このストロークシミュレータ５は、そのシリンダ本体５３の一端に突設したボス部５４を上記マスタシリンダ４側のシリンダ本体１０に設けられた通液路６に螺合させることにより該シリンダ本体１０に直結（外付け）されている。
【００１６】
上記シリンダ本体５３の小径ボア５０内には、円筒状の大径ピストン５５と小径ピストン５６とが同心に配設されている。大径ピストン５５には小径ボア５０の内面との間をシールするカップシール（ピストンシール）５７が、小径ピストン５６には大径ピストン５５の内面との間をシールするカップシール（ピストンシール）５８がそれぞれ設けられており、両ピストン５５および５６と小径ボア５０の内底との間には密閉の圧力室５９が画成されている。また、前記シリンダ本体５３のボス部５４には、上記マスタシリンダ４側の通液路６に対して前記圧力室５９を連通させるポート６０が設けられている（図４）。
【００１７】
一方、シリンダ本体５３の大径ボア５１内には、可動ばね受け６１が配設されている。この可動ばね受け６１は、大径ボア５１の底面との間に介装した大径の第１ばね６２により常時は小径ボア５０側へ付勢され、その先端部に設けた円筒部６１ａを小径ボア５０内に臨ませている。また、この可動ばね受け６１の円筒部６１ａの底面と前記小径ピストン５６との間には、前記第１ばね６２よりもばね力の小さい小径の第２ばね６３が介装されており、小径ピストン５６は、常時はこの第２ばね６３により、その先端肩部を大径ピストン５５の開口端の内方フランジ５５ａ（図４）に当接させる前進端に位置決めされている。なお、大径ボア５１内は、前記マスタシリンダ４内の、リザーバと連通するセカンダリ側給油室３９に対して配管６４により接続されている。
【００１８】
このようなストロークシミュレータ５において、圧力室５９内の液圧が上昇すると、先ず、大径ピストン５５および小径ピストン５６が第２ばね６３のばね力に抗して一体に後退し、大径ピストン５２がストッパ壁５２に当接した後は、小径ピストン５６のみが第２ばね６３のばね力に抗して後退する。そして、その後、さらに液圧が上昇すると、小径ピストン５６が可動ばね受け６１に当接して、小径ピストン５６と可動ばね受け６１とが第１ばね６２のばね力に抗して一体となって後退する。
【００１９】
上記マスタシリンダ４とストロークシミュレータ５とを連通する通液路６は、図４および図５によく示されるように、後退位置にあるセカンダリピストン１２に対するピストンシール１９の位置よりもプライマリピストン１１側であって、該ピストンシール１９に隣接する部位にその開口部６ａが設定されている。この通液路６に挿入された、ストロークシミュレータ５側のボス部５４の先端部には凹部５４ａが形成されており、この凹部５４ａの底には、前記ポート６０を囲む弁座７０が形成されている。また、ボス部５４の先端側外周部はおねじ部５４ｂが形成されており、通液路６に形成されためねじ部６ｂに螺合することで、ストロークシミュレータ９５がマスタシリンダ４に固定される。
【００２０】
上記チルトバルブ７は、前記弁座７０に離着座する弁体７１と、この弁体７１に一端部が係止され、他端部が前記開口部６ａを挿通してマスタシリンダ４内の第１液圧室１３内に延出された作動ロッド（駆動部材）７２と、通液路６内でボス部５４に嵌合したスリーブ７３に嵌着され、前記作動ロッド７２を支持する弾性支持体７４と、ボス部５４に一端が係止され、前記弁体７１を常時は弁座７０に着座する閉弁方向へ付勢する弁ばね７５とからなっている。
弾性支持体７４は、図５に示されるように、周辺の固定部７６と、前記作動ロッド７２を支持する中心の支持部７７と、前記固定部７６と支持部７７とを連接するスクロール状のブリッジ部７８とを備えており、例えば、ポリアミド樹脂により一体成形されている。
このようなチルトバルブ７において、上記作動ロッド７２は、セカンダリピストン１２が後退位置にあるとき、該セカンダリピストン１２の後端部（端部）８０に当接してプライマリピストン１１側へ移動するようになっており、これに応じて弁体７１が傾動し、ストロークシミュレータ５側のポート６０がマスタシリンダ４内の第１液圧室１３へ開放される。
【００２１】
以下、上記のように構成したマスタシリンダ装置の作用を図６も参照して説明する。
先ず、ブレーキ制御装置の制御系が正常に作動している場合について説明する。この場合は、フェイルセーフ弁２Ａ、２Ｂが閉鎖されており、ブレーキペダル３の踏込みに応じてプライマリピストン１１が、同図の左方向へ前進し、プライマリピストン１１上のストッパ環２４と一体にストッパピン２６が図１の右方向へ相対移動する。これにより、センターバルブ３３の弁体３５が弁ばね３４のばね力で同図の右方向へ移動し、プライマリピストン１１内の軸方向孔３１が閉じられ、第１液圧室１３と図示を略すリザーバとの連通が遮断される。この結果、第１液圧室１３内にブレーキペダル３の入力に応じた液圧が発生し、このとき、後退位置にあるセカンダリピストン１２の後端部８０との係合によりチルトバルブ７の弁体７１が開いているので、第１液圧室１３内のブレーキ液は、通液路６からポート６０を経てストロークシミュレータ５内の圧力室５９に導入される。ここで、プライマリピストン１１の前進により第１液圧室１３内の圧力上昇し、この圧力がセカンダリピストン１２に伝達され、セカンダリピストン１２も前進するが、このセカンダリピストン１２と相対にストッパピン２６が後退するので、その前面のセンターバルブ４３が閉弁動作し、これによりセカンダリピストン１２はわずか前進して停止し、この結果、チルトバルブ７の開弁状態が維持される。
【００２２】
一方、ストロークシミュレータ５の圧力室５９にブレーキ液が導入されると、先ず、大径ピストン５５および小径ピストン５６が第２ばね６３のばね力に抗して一体に後退し、これにより圧力室５９が急速に拡大し、ブレーキペダル３の適切な初期ストロークが確保される。そして、大径ピストン５２がストッパ壁５２に当接することで、小径ピストン５６のみが第２ばね６３のばね力に抗して後退し、この間、ブレーキペダル３のストロークに対する反力が適当に高まり、良好なブレーキ操作感（ペダルフィーリング性）が得られる。その後、さらにブレーキペダル３が踏込まれると、小径ピストン５６が可動ばね受け６１に当接して、小径ピストン５６と可動ばね受け６１とが第１ばね６２のばね力に抗して一体となって後退する。これにより、ブレーキペダル３のストロークに対する反力がさらに高まり、いわゆる踏み応えが生じて、ペダルフィーリング性は理想の状態となる。なお、このとき、ストロークシミュレータ５内の大径ボア５１内は前記マスタシリンダ４内のセカンダリ側給油室３９を経由してリザーバと連通されているので、可動ばね受け６１の円滑な移動が保証される。
【００２３】
次に、ブレーキ制御装置の制御系が失陥した場合について説明する。この場合は、フェイルセーフ弁２Ａ、２Ｂが切換わってマスタシリンダ４がホイールシリンダへ接続され、プライマリピストン１１の前進により第１液圧室１３に発生した液圧は、フェイルセーフ弁２Ａを通って対応するホールシリンダへ供給される。一方、このプライマリピストン１１の前進によりセカンダリピストン１２も前進し、これにより第２液圧室２１にも液圧が発生し、この液圧はフェイルセーフ弁２Ｂを通って対応するホイールシリンダへ供給される。しかして、このセカンダリピストン１２がが前進すると、図６に示すように、その後端部８０とチルトバルブ７の作動ロッド７２との当接が外れ、弁体７１が弁ばね７５の付勢力により起立姿勢となる。すると、マスタシリンダ４とストロークシミュレータ５とを連通するポート６０が閉じられ、これによりストロークシミュレータ５へのブレーキ液供給は停止する。この結果、ストロークシミュレータ５でブレーキ液が消費されることがなくなり、各ホイールシリンダに対して必要なブレーキ液が供給され、マニュアルのブレーキとして作動する。
【００２４】
このように本マスタシリンダ装置１によれば、マスタシリンダ４のシリンダ本体１０に設けた通液路６内に弁機構としてのチルトバルブ７を配置し、このチルトバルブ７の作動ロッド７２をセカンダリピストン１２の端部８０に接離させて該通液路６の連通遮断を行うので、従来のようにセカンダリピストン１２に延長部を設ける必要はなくなり、結果として車両への搭載性が向上する。
また、本実施の形態では、弁機構としてチルトバルブ７を用いているので、良好なシール性を確保できることはもちろん、シール部材を用いる場合のように損傷する危険もなくなり、装置の耐久信頼性は向上する。また、チルトバルブ７は、弾性支持体７４に作動ロッド７２を支持させる構造となっているので、その円滑な作動が保証される。
なお、この弁機構は、チルトバルブに限らず、セカンダリピストンに当接するものであれば、スライド弁、スプール弁等を用いてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係るマスタシリンダ装置によれば、セカンダリピストンの端部と係脱する弁機構の作動によりマスタシリンダからストロークシミュレータへの液通路を連通遮断するので、セカンダリピストンひいてはマスタシリンダの全長が長くなることはなくなり、車両への搭載性が向上する。
また、弁機構としてチルトバルブを用いているので、良好なシール性を確保できることはもちろん、シール部材を用いる場合のように損傷の危険もなく、装置の耐久信頼性は向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るマスタシリンダ装置の全体的構造を示す断面図である。
【図２】本マスタシリンダ装置の全体的構造を示す斜視図である。
【図３】本マスタシリンダ装置を構成するマスタシリンダの一部を拡大して示す断面図である。
【図４】本マスタシリンダ装置を構成する弁機構の構造と使用態様とを示す断面図である。
【図５】弁機構を構成する弾性支持体の形状を示す平面図である。
【図６】本マスタシリンダ装置の、制御系失陥時における作動状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ マスタシリンダ装置
２Ａ、２Ｂ フェイルセーフ弁
３ ブレーキベダル
４ マスタシリンダ
５ ストロークシミュレータ
６ 通液路
７ チルトバルブ（弁機構）
１１ プライマリピストン
１２ セカンダリピストン
１３ 第１液圧室（液圧室）
５５ ストロークシミュレータの大径ピストン
５６ ストロークシミュレータの小径ピストン
５９ ストロークシミュレータの圧力室
７１ 弁機構の弁体
７２ 弁機構の作動ロッド
７４ 弁機構の弾性支持体
７５ 弁機構の弁ばね

Claims (3)

1. ホイールシリンダに対してフェイルセーフ弁を介して接続されるタンデム型マスタシリンダと、該マスタシリンダ内のプライマリピストンとセカンダリピストンとの間に画成される液圧室のブレーキ液を導入して、ブレーキペダルの必要なストロークを確保するストロークシミュレータとを備え、前記ストロークシミュレータが前記マスタシリンダのシリンダ本体に外付けされるマスタシリンダ装置において、前記マスタシリンダ内の液圧室と前記ストロークシミュレータとを連通する通液路を前記シリンダ本体に設け、後退位置にあるセカンダリピストンに当接して前記通液路を開き、かつ前記セカンダリピストンの後退位置からの前進に応じて前記通液路を閉じる弁機構を、前記シリンダ本体の前記通液路内に配設したことを特徴とするマスタシリンダ装置。
2. 前記弁機構が、ばねにより閉弁方向へ付勢される弁体と、シリンダ本体にその軸線方向に移動可能に支持され、セカンダリピストンの動きに応じてこれに接離し、前記弁体を開閉動作させる作動ロッドとを備えていることを特徴とする請求項１に記載のマスタシリンダ装置。
3. 前記弁機構が、チルトバルブであることを特徴とする請求項１または２に記載のマスタシリンダ装置。

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