JP2005041367A

JP2005041367A - マスタシリンダ

Info

Publication number: JP2005041367A
Application number: JP2003278389A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Tsubouchi; 坪内　　薫; Katsuhiro Mita; 克宏三田; Koji Suzuki; 宏治鈴木
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2003-07-23
Filing date: 2003-07-23
Publication date: 2005-02-17
Also published as: US7032380B2; DE102004035825A1; US20050016174A1

Abstract

【課題】リザーバから圧力室へのブレーキ液の吸い込み性能を、簡素でしかもプライマリカップの傷つき防止効果が得られる構造で、ポートアイドルを大きくしないで向上させる。
【解決手段】ピストンがシリンダボディに保持されたカップの内周で摺動して圧力室のブレーキ液を加圧するタイプのマスタシリンダにおいて、
シリンダボディ１に形成されるプライマリカップ後方壁即ちピストンガイド部II、Ｖの内周部に複数の溝１６、１９を設け、さらに、その溝の後方部にリザーバ８に連通する連通路２２、２４を設け、プライマリピストン２とセカンダリピストン５には半径方向の貫通孔２６、２７を連通路２２、２４に対応させて設け、各ピストンが復帰終点にあるときに第１圧力室３、第２圧力室６が、貫通孔２６、２７、溝１６、１９及び連通路２２、２４を介してリザーバ８と連通するようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、ピストンをシリンダボディで保持したカップの内周側に接触させて摺動させる、いわゆるカップ内径摺動型のマスタシリンダに関する。

車両用液圧式ブレーキ装置に採用されるマスタシリンダは、プライマリカップを経由してリザーバから圧力室にブレーキ液を吸い込むと、吸い込み抵抗が大きくなる。電子制御装置を用いてブレーキ液圧を制御するブレーキ装置の中には、マスタシリンダの圧力室経由でリザーバからブレーキ回路にブレーキ液を吸い込むものがあり、このようなブレーキ装置に採用するマスタシリンダは特に、吸い込み抵抗の小さなものが望まれる。

ところで、首記のカップ内径摺動型マスタシリンダで上記の吸い込み抵抗が小さい構造をもつものとして、下記特許文献１、２に示されるものがある。
特表平１０−５１３４１３号公報特開２００２−１０４１６２号公報

上記特許文献１は、ピストンに環状溝とその環状溝に開口する横穴（半径方向の貫通孔）を設け、非作動時にピストンの外面に形成した前記環状溝がプライマリカップの後端部からリザーバへの連通路部にまたがった位置にきて圧力室が前記横穴、前記環状溝経由でリザーバに通じるようにしており、このようにして吸い込み抵抗の小さい構造を形成している。

また、上記特許文献２は、プライマリカップの後部にスペーサを配置してそのスペーサの後部にリザーバへの連通路を形成し、そのスペーサに対応させたポート（半径方向の貫通孔）をピストンに設け、ブレーキ液の吸い込み作用時にプライマリカップと前記スペーサが前方に移動して前記連通路とこの連通路に対する前記ポートの開口度合いが大きくなるようにして吸い込み抵抗の小さい構造を形成している。

上記特許文献１が開示しているマスタシリンダは、構造は簡素であるが、ピストンのプライマリカップとの摺動面に環状溝があり、ピストンが摺動するときにプライマリカップが環状溝の縁によって傷つけられて早期にシール不良になる虞がある。

また、ピストンの外面に設けた環状溝の幅を横穴の径よりも大きくしているため、応答性等に影響を与える初期のシール位置（ポートアイドル）が大きくなる欠点もある。

これに対し、上記特許文献２が開示しているマスタシリンダは、ピストンの外面に環状溝が無いためプライマリカップの傷つきやポートアイドルの大きさ増の問題は起こらないが、スペーサとこのスペーサの後部に配置するガイドを必要とし、さらに、ガイド設置部にリザーバとの連通路を構成する複雑な構造を必要とする。スペーサとガイドを組み込むためにシリンダボディを分割する必要もあり、構造が複雑になることを避けられない。

このように、従来のマスタシリンダは、構造を簡素化しようとするとプライマリカップの損傷、ポートアイドルの大きさ増等の問題が発生し、また、これらの問題を無くそうとすると部品数増や構造の複雑化を招くと言う問題があった。

この発明は、簡素な構造でポートアイドルを大きくせずに、かつ、プライマリカップの傷つきの可能性を高めずに吸い込み性能を向上させることを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、ピストンがシリンダボディに保持されたカップの内周で摺動して圧力室のブレーキ液を加圧するタイプのマスタシリンダにおいて、
前記シリンダボディに形成されるプライマリカップ後方壁の内周部に複数の溝を設け、さらに、その溝の後方部にリザーバに連通する連通路を設け、
前記ピストンには半径方向の貫通孔を前記溝に対応させて設け、前記ピストンが復帰終点にあるときに圧力室が、前記貫通孔、前記溝、及び前記連通路を介してリザーバと連通するようにした。

ここで言うピストンは、プライマリピストンに限定されない。すなわち、この構造は、第１圧力室のブレーキ液を加圧するプライマリピストンと、第１圧力室の液圧を背面に受けて第２圧力室のブレーキ液を加圧するセカンダリピストンとを備えるタンデム型マスタシリンダにおいては、プライマリピストンとセカンダリピストンの双方に適用することができる。

前記連通路は、シリンダボディの内周に環状溝を設けてその環状溝で構成すると好ましい。

また、プライマリカップ後方壁の内周部に設ける前記溝の数とピストンに設ける前記貫通孔の数を倍数関係にならないように設定し、さらにその溝と貫通孔の位置、大きさを、ピストンが回転しても前記貫通孔のどれかが前記溝のどれかと連通するように設定するのも好ましい。

さらに、前記シリンダボディに設けたピストンガイド部でピストンを直接摺動案内するマスタシリンダについては、セカンダリカップの前方部のピストンガイド部Ｉからプライマリカップの前方部のピストンガイド部III にわたって、またはプレッシャカップの前方部のピストンガイド部IVからプライマリカップの前方部のピストンガイド部VIにわたって前記シリンダボディにピストンの軸線と並行な溝を設け、その溝をプライマリカップ後方壁の内周部に設ける前記溝として併用するのも好ましい。

この発明では、ピストンが復帰終点にあるときに圧力室がピストンに設けた貫通孔と、プライマリカップ後方壁の内周部に設けた溝と、この溝の後方部に設けた連通路を介してリザーバと連通するようにしたので、簡素で部品数も少ないマスタシリンダを得ることができる。

また、このような構造としたことで、プライマリカップの損傷を抑えてブレーキ液圧が電子制御装置によって制御されるときの吸い込み要求に対応可能な吸い込み性能を付与することができる。

なお、シリンダボディの内周に環状溝を設けてその環状溝をリザーバとの連通路となしたものは、連通路を加工し易い。また、環状溝を連通路にするとピストンの貫通孔との連通状態を確実に維持でき、連通路とリザーバとの間に設ける連通孔のレイアウトの自由度、加工の自由度なども高まる。

また、プライマリカップ後方壁の内周部に設ける溝とピストンに設ける貫通孔の数を倍数関係にならないように設定し、かつその溝と貫通孔の位置、大きさを、ピストンが回転しても貫通孔のどれかが溝のどれかと連通するように設定したものは、貫通孔と溝の連通が断たれることがなく良好な吸い込み性能を常に維持できる。

溝の数と貫通孔の数を適切に設定して常時必要個数の溝と貫通孔が連通するようにしておけばピストンに設ける貫通孔を大きくせずに済み、ポートアイドルを大きくせずに吸い込み性を向上させることが可能になる。

以下、この発明の実施の形態を図１乃至図３に基づいて説明する。図中１はシリンダボディ、２はプライマリピストン、３は内部のブレーキ液をプライマリピストン２で加圧してブレーキ液圧を発生させる第１圧力室、４はプライマリピストンの復帰スプリング、５はプライマリピストン２の前方に配置したセカンダリピストン、６は内部のブレーキ液をセカンダリピストン５で加圧してブレーキ液圧を発生させる第２圧力室、７はセカンダリピストンの復帰スプリング、８はリザーバ、９は第１圧力室３の出力ポート、１０は第２圧力室６の出力ポートである。

シリンダボディ１の内部には、プライマリピストン２の外周をシールするプライマリカップ１１、プライマリピストン２の外周においてシリンダと大気間を遮断するセカンダリカップ１２、セカンダリピストン５の外周をシールするプライマリカップ１３、セカンダリピストン５の外周において第１圧力室３とリザーバ８との間を遮断するプレッシャカップ１４が組付けられている。

また、シリンダボディ１の内径部には、プライマリピストン２を案内するピストンガイド部Ｉ、II、III と、セカンダリピストン５を案内するピストンガイド部IV、Ｖ、VIが形成されている。これらのピストンガイド部Ｉ〜VIは、その内径がピストンの外径よりもわずかに大きく、ピストンの摺動を案内する。

シリンダ入口側（図中右側）のピストンガイド部Ｉはセカンダリカップ１２の前方にあり、また、ピストンガイド部II、III は、プライマリカップ１１を間に挟んだ前後にある。ここで言う前は図中左側、後ろは図中右側である（以下も同様）。

さらに、ピストンガイド部IVはプレッシャカップ１４の前方にあり、ピストンガイド部Ｖ、VIはプライマリカップ１３の前後にある。

なお、プライマリカップ１１、１３の後部のピストンガイド部II、Ｖは、リザーバ８からのブレーキ液の汲み込み性を良くするために、内径を他のピストンガイド部の内径よりも若干大きくする（例えば、０．１ｍｍ程度大きくする）ことがあり、これらのピストンガイド部II、Ｖに対してはピストンが接触摺動しないことがある。

各ピストンガイド部Ｉ〜VIの内径面には、溝１５〜２０が設けられている。その溝１５〜２０は、図２に示すように複数個が円周方向に等間隔で設けられている。また、これらの溝１５〜２０は、その数と円周方向の位置を揃えてあり、同一位置にある溝はシリンダの軸線と平行な線上に並んでいる。

シリンダ入口側のピストンガイド部Ｉに設けられた溝１５は、溝底部の口径がシリンダ入口部２１の口径と同等またはそれよりも小さく、ピストンガイド部II、III の溝１６、１７の溝底の口径と同じかそれよりも大きくなっている。

また、ピストンガイド部II〜VIの溝１６〜２０は、いずれもシリンダの軸線と平行なストレート溝で、大きさ、形状の同じ溝になっている。

なお、ピストンガイド部Ｉの溝１５は、機械加工やシリンダボディ１を鋳造する際に中子で鋳抜くなどの方法で形成される。また、他のピストンガイド部の溝１６〜２０はブローチなどの工具を使用して加工される。

ピストンガイド部II、IV、Ｖの溝１６、１８、１９は、一般的にはカップのゴム硬さが７５〜９０Ｈｓ程度であるので、プライマリカップ１１、１３、プレッシャカップ１４の耐久性を考えて溝深さを０．３ｍｍ〜０．８ｍｍ程度、溝幅を０．５ｍｍ〜１．２ｍｍ程度にしており、この程度の溝であれば、プライマリカップ１１、１３、プレッシャカップ１４の損傷を実用に耐える範囲に抑えることができる。

次に、この発明ではピストンガイド部II、Ｖをプライマリカップ後方壁と言うが、このプライマリカップ後方壁（ピストンガイド部II、Ｖ）の内周部に上述した溝１６、１９を設け、さらに、溝１６の後方部において、前後のピストンガイド部Ｉ、IIの溝１５、１６に連通するリザーバ８への連通路２２（図のそれはシリンダの内面に形成した環状溝によって構成されている）を形成し、この連通路２２をシリンダボディ１に設けた連通孔２３を介してリザーバ８に連通させている。また、溝１９の後方部にも前後のピストンガイド部IV、Ｖの溝１８、１９に連通する連通路２４（これも環状溝で構成されている）を形成し、この連通路２４をシリンダボディ１に設けた連通孔２５を介してリザーバ８に連通させている。

また、プライマリピストン２には、溝１６に対応させた半径方向の貫通孔２６を円周方向に定ピッチで複数個設け、セカンダリピストン５にも同様に溝１９に対応させた半径方向の貫通孔２７を複数個設け、各ピストン２、５が復帰終点にあって静止している図１の初期状態（非作動状態）において、貫通孔２６が溝１６に、また、貫通孔２７が溝１９に各々連通するようにしている。さらに、貫通孔２６は後部が連通路２２の前部と直接連通し、貫通孔２７も後部が連通路２４の前部と直接連通するようにしている。貫通孔２６、２７は、プライマリカップ１１、１３を傷つけにくくて加工も容易な円形孔が好ましい。

この貫通孔２６、２７をリザーバ８に連通させる連通路２２、２４は、必ずしも図示の環状溝である必要はないが、環状溝の連通路は加工し易く、また、ピストンが回転して貫通孔２６、２７の位置が変わってもその孔との連通状態を維持でき、連通孔２３、２５のレイアウトの自由度や加工性なども高め易い。

貫通孔２６と溝１６の数、位置、大きさは、プライマリピストン２が回転しても貫通孔２６のどれかが溝１６のどれかと連通するように設定している。この設定にあたって、例えば貫通孔２６の数を８個、溝１６の数を１６個にしてそれぞれを定ピッチで配置した場合、溝１６と貫通孔２６の大きさにもよるが、プライマリピストン２が回転した際にそのピストンの回転位置によっては貫通孔２６と溝１６の連通が断たれることがあるので、貫通孔２６の数と溝１６の数は倍数関係にならないようにするのが好ましい。また、プライマリカップ１１の損傷防止および貫通孔２６と溝１６との連通確保を考慮すると、溝１６の溝幅を小さくし、例えば貫通孔２６の径より小さくし、貫通孔２６の数よりも溝１６の数を多くした方が好ましい。

セカンダリピストン５に設ける貫通孔２７とピストンガイド部Ｖに設ける溝１９についても同じことが言える。

ピストンガイド部Ｉ〜III にわたって設けた溝１５〜１７と、ピストンガイド部IV〜VIにわたって設けた溝１８〜２０は、ブレーキ液をピストンの外周を通して汲み込むときの通路を形成する。図示のマスタシリンダは、ピストンガイド部IIの溝１６とピストンガイド部Ｖの溝１９を貫通孔２６、２７経由でブレーキ液を吸い込むときの通路として兼用するものになっており、非作動時に電子制御による液圧制御が実行されてブレーキ液の吸い込みがなされた場合、連通路２２、２４、溝１６、１９、貫通孔２６、２７を経由してリザーバ８から第１圧力室３と第２圧力室６にブレーキ液が供給される。従って、簡単な構造でポートアイドルを大きくせずに、また、ピストン外周にカップを損傷させる虞のある環状溝を設けずにリザーバからのブレーキ液の吸い込み性を向上させることができる。

この発明のマスタシリンダの実施形態を示す断面図図１のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図ピストンに設けた貫通孔と環状溝の連通路を拡大して示す断面図

符号の説明

１シリンダボディ
２プライマリピストン
３第１圧力室
４、７復帰スプリング
５セカンダリピストン
６第２圧力室
８リザーバ
９、１０出力ポート
１１、１３プライマリカップ
１２セカンダリカップ
１４プレッシャカップ
Ｉ〜IV ピストンガイド部
１５〜２０溝
２１シリンダ入口部
２２、２４連通路
２３、２５連通孔
２６、２７貫通孔

Claims

ピストンがシリンダボディに保持されたカップの内周で摺動して圧力室のブレーキ液を加圧するタイプのマスタシリンダにおいて、
前記シリンダボディに形成されるプライマリカップ後方壁の内周部に複数の溝を設け、さらに、その溝の後方部にリザーバに連通する連通路を設け、
前記ピストンには半径方向の貫通孔を前記溝に対応させて設け、前記ピストンが復帰終点にあるときに圧力室が、前記貫通孔、前記溝、及び前記連通路を介してリザーバと連通するようにしたことを特徴とするマスタシリンダ。
前記連通路がシリンダボディの内周に形成された環状溝によって構成され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。
プライマリカップ後方壁の内周部に設ける前記溝の数とピストンに設ける前記貫通孔の数を倍数関係にならないように設定し、さらにその溝と貫通孔の位置、大きさを、ピストンが回転しても前記貫通孔のどれかが前記溝のどれかと連通するように設定したことを特徴とする請求項１又は２に記載のマスタシリンダ。
前記シリンダボディがピストンを直接摺動案内するピストンガイド部を有し、セカンダリカップの前方部のピストンガイド部Ｉからプライマリカップの前方部のピストンガイド部III にわたって、または、プレッシャカップの前方部のピストンガイド部IVからプライマリカップの前方部のピストンガイド部VIにわたって前記シリンダボディにピストンの軸線と並行な溝が設けられ、その溝をプライマリカップ後方壁の内周部に設ける前記溝として併用したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のマスタシリンダ。