JP2005059764A - 車両用液圧マスタシリンダ - Google Patents

Abstract

【課題】 リターンスプリング全体の外径を小さくすることを避けながら、作動時にピストン先端部がリターンスプリングを弾いて異音を発生させることを防止する。
【解決手段】 第２リターンスプリング２４を皷形コイルバネで形成し、大径コイル部２４ａ，２４ａの径を、セカンダリピストン１６の第２有底凹部１６ｂの内径よりも小径に形成する。第２リターンスプリング２４の軸方向中間位置に大径コイル部２４ａ，２４ａの径よりも小径の小径コイル部２４ｂを形成し、小径コイル部２４ｂから前記大径コイル部２４ａ，２４ａに向けて漸次拡径するように第２リターンスプリング２４を形成する。非作動時におけるセカンダリピストン１６の先端１６ｅ近傍に、前記小径コイル部２４ｂが配設されるように設定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車や自動二・三輪車等のブレーキやクラッチを液圧で作動させる車両用液圧マスタシリンダに係り、詳しくは、シリンダ本体に収容されたピストンを所定の位置に復帰させるためのリターンスプリングの構造に関する。

従来、液圧マスタシリンダに用いられるピストンとして、例えばプランジャ型の液圧マスタシリンダのように、ピストンの先端内周側に有底凹部を形成し、該有底凹部とシリンダ孔との間に液圧室を画成したものがある。この液圧マスタシリンダでは、リターンスプリングが、一端をピストン先端の有底凹部の奥壁に、他端を前記シリンダ孔底部にそれぞれ着座させて縮設されており、ピストンを予め設定された所定の位置に復帰させるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
実開平６−８３５２９号公報

しかし、上述のものでは、ピストンの先端部が、作動時にリターンスプリングを弾いたり、リターンスプリングと有底凹部の内周壁とが接触して異音を発生させる虞があった。これを防止するためには、スプリングの外径をピストンに形成した有底凹部の内径よりもかなり小さくする必要があるが、スプリングの外径を小さくしてばね定数を高くすると、ピストン作動時の荷重が高くなり、作動フィーリングの悪化を招く虞があった。

そこで本発明は、リターンスプリング全体の外径を小さくすることを避けながら、作動時にピストンの端部がリターンスプリングを弾いたり、リターンスプリングと有底凹部の内周壁とが接触して異音を発生させることを防止することのできるプランジャ型マスタシリンダを提供することを目的としている。

上記の目的を達成するため本発明は、シリンダ本体に形成したシリンダ孔に、ピストンを液密且つ摺動可能に収容し、該ピストンに、端部に開口する有底凹部を形成し、該有底凹部の奥壁に、前記ピストンを予め設定された所定の位置に復帰させるために縮設されるコイル状のリターンスプリングの一端を着座させた車両用液圧マスタシリンダにおいて、該リターンスプリングは、大径コイル部からなる両端と、小径コイル部からなる中間部とを有する鼓形コイルバネであって、少なくとも一方の大径コイル部は、前記有底凹部に挿入されて前記奥壁に着座可能な径に形成され、その他の部分は、作動時にピストンの先端及び有底凹部の内周壁が接触しない径に形成されていることを特徴としている。また、非作動時における前記小径コイル部は、非作動時におけるピストン端部位置の近傍に配置されているものでもよく、作動時にピストン端部が通過する位置に配置されているものでもよい。さらには、前記リターンスプリングは、前記小径コイル部を中央として軸方向に対称に形成されているものでもよい。

本発明によれば、リターンスプリングを鼓形コイルバネで形成したことにより、リターンスプリング全体の外径を小さくすることを極力避けながら、作動時にピストン先端部がリターンスプリングと当接してリターンスプリングを弾いたり、リターンスプリングと有底凹部の内周壁とが接触することを防止でき、作動時に異音を発生させる虞がない。また、スプリング全体の径が小さくなることを極力防止できるので、ピストン作動時の荷重が高くなることを防止でき、作動フィーリングが悪化することを防止できる。

以下、本発明の各形態例を図面に基づいて詳しく説明する。図１及び図２は、本発明を適用したプランジャ型のマスタシリンダの第１形態例を示している。本形態例のマスタシリンダ１のシリンダ本体２は、両端が開口した円筒状に形成され、一端に形成されるピストン挿入口２ａと、該ピストン挿入口２ａよりやや大径の小径孔２ｂと、シリンダ本体他端側に形成される中径孔２ｃと大径孔２ｄとを備えている。ピストン挿入口２ａには、係合溝に第１カップシール３が嵌着され、小径孔２ｂにはシール支持体４に支持される第２カップシール５と、第１ピストンガイド６とが装着される。小径孔２ｂと中径孔２ｃとの間にはシール支持部材７が装着され、該シール支持部材７の両側に、第３カップシール８と第４カップシール９とが支持され、中径孔２ｃと大径孔２ｄとには、スリーブ１０とプラグ１１とで構成される蓋部材１２が装着される。

スリーブ１０の内部には第２ピストンガイド１３が装着され、前記ピストン挿入口２ａ，シール支持体４，第１ピストンガイド６，シール支持部材７，第２ピストンガイド１３及びスリーブ１０の底壁１０ａとによって、シリンダ孔１４が形成される。シリンダ孔１４の内部には、プライマリピストン１５とセカンダリピストン１６とが挿入され、これらピストン１５，１６の間に第１液圧室１７が、また、セカンダリピストン１６とスリーブ１０との間に第２液圧室１８がそれぞれ画成される。

スリーブ１０は周壁と底壁１０ａとを有した有底円筒状に形成され、周壁の開口側と底壁側とにＯリング１９，１９が嵌着されている。また、周壁の中間位置には、シリンダ本体２の中径孔２ｃに穿設された吐出ポートＰに連通する出力ポート１０ｂが穿設され、該出力ポート１０ｂを介して吐出ポートＰより、図示しない車輪のブレーキ装置へ作動液が供給される。プラグ１１は外周に雄ねじを有した円筒体で、中央部には、工具を挿入する六角孔が穿設されている。スリーブ１０に内挿される第２ピストンガイド１３は、円筒状に形成され、第４カップシール９のリップ内に突出するカップ抑えと、第２液圧室１８と出力ポート１０ｂとを繋ぐ液通路を備えている。

スリーブ１０は開口側をシリンダ本体内部に向けて、シリンダ本体２の大径孔２ｄより中径孔２ｃに向けて挿入され、Ｏリング１９，１９によって中径孔２ｃとスリーブ１０とが液密にシールされる。前記大径孔２ｄには雌ねじが形成されており、スリーブ１０をシリンダ本体２に挿入後、プラグ１１の雄ねじを大径孔２ｄの雌ねじに、プラグ１１の端面がスリーブ１０の底壁１０ａに当接するまでねじ込むことによって、スリーブ１０がプラグ１１によって抜け止めされる。

プライマリピストン１５は、シリンダ孔開口側端部にプッシュロッドの収容孔１５ａが、また、シリンダ孔底部側端部に大径の有底凹部１５ｂが形成され、シリンダ本体２の先端部に取り付けたブーツ及び第１カップシール３，第２カップシール５によって、シリンダ孔１４内に液密に収容される。また、有底凹部１５ｂを内部に備えたプライマリピストン１５の周壁には、複数の通孔が穿設され、有底凹部１５ｂの内部には、プライマリピストン１５とセカンダリピストン１６とを繋ぐガイドピン２０のリテーナ２１が収容される。リテーナ２１はガイドピン２０を収容できる長さを有したコップ状に形成され、その周壁には、リテーナ内外を連通させる複数の通孔が穿設されている。

セカンダリピストン１６は、シリンダ孔開口側端部に第１有底凹部１６ａ，シリンダ孔底部側端部に第２有底凹部１６ｂがそれぞれ形成され、第３カップシール８及び第４カップシール９を介して、シリンダ孔１４に液密に収容され、第１有底凹部１６ａには、前記ガイドピン２０の先端頭部を固定したリテーナ２２が取り付けられる。プライマリピストン１５の有底凹部１５ｂとセカンダリピストン１６の第１有底凹部１６ａとの間には前記第１液圧室１７が画成される。前記リテーナ２１，２２間には、コイル状の第１リターンスプリング２３が縮設され、プライマリピストン１５は、第１リターンスプリング２３によって常にシリンダ孔開口側に付勢されている。

第２有底凹部１６ｂと、シリンダ孔１４の底部となるスリーブ１０の底壁１０ａとの間には前記第２液圧室１８が画成される。第２有底凹部１６ｂの奥部１６ｃとスリーブ１０の底壁１０ａとの間には、コイル状の第２リターンスプリング２４が縮設され、セカンダリピストン１６は、この第２リターンスプリング２４によって、常にシリンダ孔開口側に付勢されている。また、セカンダリピストン１６の第２有底凹部１６ｂを備えたシリンダ孔底部側の周壁１６ｄには複数の通孔が穿設されている。

前記第２リターンスプリング２４は、鼓形コイルバネで形成されており、両端に設けた大径コイル部２４ａ，２４ａの一方を第２有底凹部１６ｂの奥部１６ｃに、他方をスリーブ１０の底壁１０ａにそれぞれ着座させ、第２有底凹部１６ｂとスリーブ１０の底壁との間に縮設されるもので、大径コイル部２４ａ，２４ａの径は第２有底凹部１６ｂの内径よりもやや小径に形成されている。第２リターンスプリング２４の中間部には、第２有底凹部１６ｂの内径よりもかなり小径に形成した小径コイル部２４ｂが形成され、第２リターンスプリング２４は、小径コイル部２４ｂより大径コイル部２４ａ，２４ａに向けて、漸次拡径するように形成される。また、この小径コイル部２４ｂは、非作動時にセカンダリピストン１６の周壁１６ｄの先端１６ｅが位置する近傍に配設されるように設定されている。

シリンダ本体２の上部には一対のボス部が突設され、該ボス部にグロメットシールを介してリザーバ２５が設けられる。シリンダ本体２の前部側周壁には、シリンダ本体前部側に形成されたボス部の底壁と連通する液通孔２ｅが穿設され、前記シール支持体４には、液通孔２ｅとシリンダ孔１４内とに連通する連通孔４ａが穿設され、第１液圧室１７は、プライマリピストン１５に形成した通孔と、前記連通孔４ａ及び前記液通孔２ｅとを介して、リザーバ２５と連通している。また、シリンダ本体２の後部側周壁には、シリンダ本体後部側に形成されたボス部の底壁と連通する液通孔２ｆが穿設され、前記シール支持部材７には、液通孔２ｆとシリンダ孔１４内とに連通する連通孔７ａが穿設され、第２液圧室１８は、セカンダリピストン１６に形成した通孔と、前記連通孔７ａ及び前記液通孔２ｆとを介してリザーバ２５と連通している。

上述のように形成されたマスタシリンダ１では、プライマリピストン１５とセカンダリピストン１６とは、非作動時には、リターンスプリング２３，２４の弾発力によって、図２に示される位置に配設され、第１液圧室１７及び第２液圧室１８は、リザーバ２５とそれぞれ連通している。作動時にプッシュロッドがプライマリピストン１５を押動すると、プライマリピストン１５が第１液圧室１７内の第１リターンスプリング２３を圧縮しながらシリンダ孔１４を底部方向へ前進し、これと同時にセカンダリピストン１６が第２リターンスプリング２４を圧縮しながらシリンダ孔底部方向への前進を開始する。セカンダリピストン１６の通孔が第４カップシール９に塞がれると、第２液圧室１８とリザーバ２５との連通が遮断されることにより、第２液圧室１８に液圧を発生させる。昇圧された作動液は、スリーブ１０の底壁１０ａ側より、スリーブ１０の出力ポート１０ｂ及びシリンダ本体２の吐出ポートＰを介して、一方のブレーキ系統に供給される。

この前進に伴って、第２リターンスプリング２４のセット荷重と第２液圧室１８の圧力が、第１リターンスプリング２３のセット荷重をうわまわると、第１液圧室１７が圧縮されて第１液圧室１７に液圧を発生させ、この発生液圧が他方のブレーキ系統に供給される。また、操作を解除すると、プライマリピストン１５とセカンダリピストン１６とは各リターンスプリング２３，２４により初期の位置に復帰する。

このようなマスタシリンダ１では、作動時にセカンダリピストン１６が前進するのに伴って、第２リターンスプリング２４は、ばね定数の低い大径コイル部２４ａ，２４ａ側から徐々に圧縮されていくが、このとき、非作動時のセカンダリピストン１６の先端１６ｅの近傍に、小径コイル部２４ｂが形成されていることにより、ピストン前進時に先端１６ｅが第２リターンスプリング２４と接触して該第２リターンスプリング２４を弾いたり、第２リターンスプリング２４と有底凹部１６ｂの周壁１６ｄ内周とが接触して異音を発生させる虞がない。また、第２リターンスプリング２４は、１箇所を小径にするのみで、他の部分は大径コイル部２４ａ，２４ａに近づくに連れて拡径するように形成されるので、ばね定数が高くなることを極力防止でき、ピストン作動時の荷重が高くなることが抑制されるので、作動フィーリングが低下することを防止できる。

なお、第２リターンスプリング２４の、スリーブ１０の底壁１０ａに着座する大径コイル部２４ａは、第２有底凹部１６ｂの内径よりも大径に形成されていても差し支えない。さらに、第２リターンスプリング２４は、軸方向中央に小径コイル部２４ｂを形成し、該小径コイル部２４ｂを中心として軸方向に対称に形成してもよく、このように形成することによって、組み付ける際に、第２リターンスプリング２４のどちら側の大径コイル部２４ａ，２４ａをピストンの有底凹部１６ｂに着座させてもよく、組み付け性を向上させることができる。

図３は、本発明の第２形態例を示すもので、第１形態例と同様の箇所には同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。本形態例の第２リターンスプリング３０は、第１形態例の第２リターンスプリング２４と同様に、鼓形コイルバネで形成され、両端に大径コイル部３０ａ，３０ａが設けられ、中間部に第２有底凹部１６ｂの内径よりもかなり小径に形成した小径コイル部３０ｂが形成され、該小径コイル部３０ｂより大径コイル部３０ａ，３０ａに向けて、漸次拡径するように形成されている。

第２リターンスプリング３０は、一方の大径コイル部３０ａを第２有底凹部１６ｂの奥部１６ｃに、他方の大径コイル部３０ａをスリーブ１０の底壁１０ａにそれぞれ着座させて、第２有底凹部１６ｂとスリーブ１０の底壁１０ａとの間に縮設され、非作動時における小径コイル部３０ｂは、作動時のセカンダリピストン１６の先端１６ｅが通過する位置に配置されるように設定されている。

このように形成することによって、セカンダリピストン１６が作動時にフルストロークした場合でも、セカンダリピストン１６の先端１６ｅ内周側に位置する第２リターンスプリング３０の径は充分に小径で、先端１６ｅと当接することがないので、先端１６ｅが第２リターンスプリング３０を弾くことがなく、また、第２リターンスプリング３０と有底凹部１６ｂの周壁１６ｄ内周とが接触することもないので、異音を発生させる虞がない。

なお、本発明のリターンスプリングは、上述の各形態例に限らず、ピストンの形状やピストン周辺の部材の構造に応じて、タンデムタイプのマスタシリンダのプライマリピストンや、シングルタイプのピストンにも適用することができ、さらに、プランジャ型以外のどのようなタイプのマスタシリンダにも適用できる。

本発明の第１形態例を示すマスタシリンダの要部断面拡大図 本発明の第１形態例を示すマスタシリンダの断面図 本発明の第２形態例を示すマスタシリンダの要部断面拡大図

符号の説明

１…マスタシリンダ、２…シリンダ本体、１０…スリーブ、１１…プラグ、１２…蓋部材、１３…第２ピストンガイド、１４…シリンダ孔、１６…セカンダリピストン、１６ａ…第１有底凹部、１６ｂ…第２有底凹部、１６ｃ…奥部、１６ｄ…周壁、１６ｅ…先端、１７…第１液圧室、１８…第２液圧室、２３…第１リターンスプリング、２４，３０…第２リターンスプリング、２４ａ，３０ａ…大径コイル部、２４ｂ，３０ｂ…小径コイル部、２５…リザーバ

Claims (4)

1. シリンダ本体に形成したシリンダ孔に、ピストンを液密且つ摺動可能に収容し、該ピストンに、端部に開口する有底凹部を形成し、該有底凹部の奥壁に、前記ピストンを予め設定された所定の位置に復帰させるために縮設されるコイル状のリターンスプリングの一端を着座させた車両用液圧マスタシリンダにおいて、該リターンスプリングは、大径コイル部からなる両端と、小径コイル部からなる中間部とを有する鼓形コイルバネであって、少なくとも一方の大径コイル部は、前記有底凹部に挿入されて前記奥壁に着座可能な径に形成され、その他の部分は、作動時にピストンの先端及び有底凹部の内周壁が接触しない径に形成されていることを特徴とする車両用液圧マスタシリンダ。
2. 非作動時における前記小径コイル部は、非作動時におけるピストン端部位置の近傍に配置されていることを特徴とする請求項１記載の車両用液圧マスタシリンダ。
3. 非作動時における前記小径コイル部は、作動時にピストン端部が通過する位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の車両用液圧マスタシリンダ。
4. 前記リターンスプリングは、前記小径コイル部を中央として軸方向に対称に形成されていることを特徴とする請求項１記載の車両用液圧マスタシリンダ。

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