JP2005239064A - マスタシリンダ - Google Patents

Abstract

【課題】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プランジャ型マスタシリンダの自動ブレーキ実行時のリザーバから圧力室へのブレーキ液供給能力を高め、さらに、ポートアイドルを正確に決定し、カップの信頼性維持も図れるようにする。
【解決手段】シリンダボディ１のカップ背面を支える位置に、内径がプライマリピストン２、セカンダリピストン５の外径よりも大きな環状壁１５、１６を設け、さらに、プライマリピストン２、セカンダリピストン５の外周の円周上に、連絡溝２２、２３と、この連絡溝２２、２３からピストン内に貫通する複数のピストンポート９、１０をそれぞれ設け、ピストン非作動時に、連絡溝２２、２３が環状壁１５、１６の内側に位置して環状壁１５、１６の内側に通路面積の大きな環状隙間Ｃが形成され、その環状隙間Ｃを介して第１圧力室３と第２圧力室６がそれぞれリザーバ８に連通するようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両用液圧ブレーキ装置に採用するプランジャ型マスタシリンダに関する。

ここで言うプランジャ型マスタシリンダとは、ピストンがシリンダボディの内周の溝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ものである。

最近の車両用液圧ブレーキ装置は、機能が進化してトラクションコントロール（ＴＲＣ）や車両安定性制御（いわゆるＥＳＣ）などの自動ブレーキ機能をもつものが増えてきている。

この自動ブレーキ機能をもつ車両用液圧ブレーキ装置の中に自動ブレーキ時に要求されるブレーキ液をマスタシリンダの圧力室を経由してリザーバから汲み上げる方式のものがある。また、この方式の車両用液圧ブレーキ装置に採用されるプランジャ型のマスタシリンダの従来技術として、例えば下記特許文献１、２に示されるものがある。

特許文献１に開示されたプランジャ型マスタシリンダは、一端がピストンの外周面に、他端が圧力室に各々開口するピストンポート（リリーフポート）をピストンに設け、さらに、ピストン外周に、前記ピストンポートよりも後方に制御テーパ面を有する溝を設けている。制御テーパ面を有する溝は、溝幅がピストンポートの直径よりも大きく、この溝に前記ピストンポートの一端が開口している。

この特許文献１のマスタシリンダは、カップ内周の後端とピストンポートの後端とでポートアイドルを決定する構造であるが、カップとピストンの接触部の面圧を高める目的で設けた制御テーパ面がピストンポートよりも後方にあり、ピストンポートの閉塞終点がなだらかな斜面部で決まるため、その閉塞終点の位置が安定せず、ポートアイドルを正確に決定できないと言う問題がある。

これに加え、制御テーパ面を有する溝は、カップの締め代との関係で深さが制限され、しかも、ピストン非作動時にその溝にカップの内周部が入り込むため、溝による吸い込み通路の拡大効果もほとんど望めない。

また、特許文献２に開示されたプランジャ型マスタシリンダは、ピストンに複数のピストンポートとそのピストンポートに通じる環状溝を設け、環状溝を各ピストンポートの連絡通路として機能させるようにしているが、環状溝の幅をピストンポートの直径よりも小さくしているため、環状溝による連絡通路の拡大効果が不十分であり、自動ブレーキが実行されるときに高い吸い込み性能を要求される液圧ブレーキ装置に採用すると、ブレーキ液の補給が遅れてブレーキの応答性を悪化させる。
特開２０００−１０８８７８号公報 特開２００３−１７０８２４号公報

この発明は、自動ブレーキ実行時のリザーバから圧力室へのブレーキ液供給能力を高めることができ、また、ポートアイドルを正確に決定でき、カップの信頼性も維持されるプランジャ型マスタシリンダを提供す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、シリンダボディの内周に設けた溝にカップを収納し、ピストンが前記カップの内周を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のカップ背面を支える位置に、内径が前記ピストンの外径よりも大きな環状壁を設け、前記ピストンの外周の円周上に、連絡溝と、この連絡溝からピストン内に貫通する複数のピストンポートをそれぞれ設け、
ピストン非作動時に、前記連絡溝が前記環状壁の内側に位置し、前記環状壁と前記連絡溝間に形成される環状隙間と前記ピストンポートとを介して前記圧力室がリザーバに連通するようにした。

このマスタシリンダは、前記ピストンポートの後端位置と前記連絡溝の後端位置を一致させ（ポートアイドルの決定に影響を及ぼさない範囲の位置ずれは一致とみなす）、前記連絡溝の前端は前記ピストンポートの前端に対応する位置またはピストンポートの前端よりも前方に配置すると好ましい。

また、前記連絡溝の溝幅を、前記カップの内周部が前記ピストンに対して接触する幅よりも小さくしたり、前記連絡溝の両端を前記ピストンの外周面と鋭角をなす方向に傾斜させたりするのも好ましい。

この発明のマスタシリンダは、シリンダボディの内周の環状壁とピストン外周との間に形成される隙間と、ピストン外周に設けた連絡溝とによってピストンポートとの間の連絡通路が形成されるので、優れた吸い込み性能を確保できる。

また、環状壁とピストンとの間の隙間とピストン外周の連絡溝とで連絡通路を構成するので、環状壁とピストンとの間の隙間及び連絡溝の深さをさほど大きくする必要がない。従って、環状壁とピストンとの間の隙間が主要因となるカップのいわゆるカジレを抑制することができる。また、連絡溝が深すぎることによる、ピストン前進時のカップの挙動の不安定さやピストンの強度低下も小さく抑えることができる。

なお、ピストンポートの後端位置と連絡溝の後端位置を一致させたものは、カップによるピストンポートの閉塞終点位置が不安定にならず、ポートアイドルが正確に定まる。また、連絡溝の前端をピストンポートの前端と同じ位置あるいはそれよりも前方に配置したものは連絡溝による通路面積の拡大効果を十分に引き出すことができる。

また、連絡溝の溝幅をカップの内周部のピストンとの接触幅よりも小さくしたものは、ピストン前進時にカップが連絡溝に完全に落ち込むことがなく、ピストン作動時にもカップが安定してシール機能を発揮する。

このほか、連絡溝の両端をピストンの外周面と鋭角をなす方向に傾斜させたものは、面取り効果が生じて溝縁によるカップの傷つきが抑制される。

以下、この発明のマスタシリンダの実施形態を図１乃至図７に基づいて説明する。図中１はシリンダボディ、２はシリンダボディ１に案内される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２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５の復帰スプリング、８はリザーバである。

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を配置している。プライマリカップ１１、１３、セカンダリカップ１２、プレッシャカップ１４は、いずれもシリンダボディ１の内周に溝を設けてその溝に収納している。

また、各プライマリカップ１１、１３の背後（図中右側）に、シリンダボディ１と一体の環状壁１５、１６を形成してこれらの壁でプライマリカップ１１、１３の背面を個別に受け支えるようにしている。

環状壁１５、１６は、その内径をプライマリピストン２、セカンダリピストン５の外径よりも大きくし、各環状壁１５、１６と、プライマリピストン２、セカンダリピストン５との間に隙間を設けている。

また、プライマリピストン２とセカンダリピストン５には、外周の円周上に配置する環状の連絡溝２２、２３と、その連絡溝２２、２３からピストン内に貫通するピストンポート（ピストンポート）９、１０を設けている。ピストンポート９、１０は、円周上に複数設けている。

連絡溝２２、２３は、ピストン非作動時（マスタシリンダ非作動時）に環状壁１５、１６の内側に位置し、この位置で環状壁１５とプライマリピストン２との間の隙間に連絡溝２２が、また、環状壁１６とセカンダリピストン５との間の隙間に連絡溝２３がそれぞれつながって環状壁１５、１６の内側に拡大された環状隙間Ｃが形成されるようにしている。

プライマリピストン２の外周に形成される環状隙間Ｃを図３に拡大して示す。この環状隙間Ｃを形成する構造は、セカンダリピストン５の側も同じである。

各環状壁１５、１６の後部には環状通路１７、１８を設けており、マスタシリンダ非作動時の制御で要求されるブレーキ液が、リザーバ８からシリンダボディ１に設けた連通路２１、２０、１９と環状通路１７、１８を通って環状壁１５、１６の内側に形成される前述の環状隙間Ｃに流入し、さらに、連絡溝２２、２３内に設けたピストンポート９、１０から第１圧力室３、第２圧力室６に流入していく。

図４に、連絡溝２２の後端がプライマリカップ１１の内周の後端に到達する位置までプライマリピストン２が前進した状態を示す。この位置で、ピストンポート９が完全に塞がれて第１圧力室３とリザーバ８の連通が断たれ、以後、プライマリピストン２の更なる前進によって第１圧力室３にブレーキ液圧が発生する。これは、セカンダリピストン５の側も同様である。

図１の２４、２５は、プライマリカップ１１、１３の前方のシリンダ内面（ピストンの摺動案内部）に設けた連通溝である。この連通溝２４、２５は、ピストン急戻し時のブレーキ液通路となる。連通溝２４の断面形状を図２に示す。図１の連通溝２５も、連通溝２４と同様の形状である。

なお、環状壁１５とプライマリピストン２の外径との間に設ける隙間及び環状壁１６とセカンダリピストン５の外径との間に設ける隙間は、カップのカジレ抑制とマスタシリンダ非作動時の吸い込み性を考えると、直径で０．２ｍｍ〜０．６ｍｍ（片側で０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ）程度にするのが好ましい。連絡溝２２、２３の溝深さも、基本的には必要な面積をもった環状通路が環状壁１５とプライマリピストン２及び環状壁１６とセカンダリピストン５との間に形成されるように決定するが、小型化や軽量化のためにピストンの肉厚を薄くしている場合には、ピストンとの径差で０．２ｍｍ〜０．６ｍｍ（片側で０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ）程度にするのが好ましい。

また、連絡溝２２の後端とピストンポート９の後端及び連絡溝２３の後端とピストンポート１０の後端は、それぞれ多少位置ずれしていてもよいが、できれば位置を一致させるのがよい。連絡溝２２、２３の前端は、ピストンポート９、１０の前端とほぼ同じ位置に配置してもよく、また、図５に示すようにピストンポート９、１０の前端よりも前方に配置しても構わないが、連絡溝２２、２３の溝幅（図３、図５に示すＷ）は、カップのシール安定性を保つために、ピストンに対するプライマリカップ１１、１３の内周部の接触幅Ｗ１よりも小さいことが好ましい。

このほか、連絡溝２２、２３は、両端をピストン外周面とのなす角αあるいはβが鋭角になる方向に傾斜させてプライマリカップ保護のためのエッジの面取り効果を発生させるのがよい。その面取り効果は、図７に示すように、連絡溝２２、２３の両側を緩やかに湾曲させて与えることもできるが、図３や図５に示すテーパ形状の方が連絡溝２２、２３の断面積を確保し易い。また、図６に示すように、多段テーパの溝形状にしてもよい。

なお、この発明の適用範囲は、例示のタンデム型マスタシリンダに限定されない。シングルピストンのマスタシリンダに適用してもこの発明の効果が得られる。

この発明のマスタシリンダの一例を示す断面図 図１のII−II線部の断面図 図１のプライマリピストン側吸い込み部の拡大断面図 ピストンポートの閉じきり状態を示す断面図 連通溝の前端をピストンポートの前端よりも前方に配置した例を示す断面図 ピストンポートの変形例を示す断面図 ピストンポートの他の変形例を示す断面図

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 ピストンポート
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
１５、１６ 環状壁
１７、１８ 環状通路
１９〜２１ 連通路
２２、２３ 連絡溝
２４、２５ 連通溝

Claims (4)

1. シリンダボディの内周に設けた溝にカップを収納し、ピストンが前記カップの内周を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のカップ背面を支える位置に、内径が前記ピストンの外径よりも大きな環状壁を設け、前記ピストンの外周の円周上に、連絡溝と、この連絡溝からピストン内に貫通する複数のピストンポートをそれぞれ設け、
   ピストン非作動時に、前記連絡溝が前記環状壁の内側に位置し、前記環状壁と前記連絡溝間に形成される環状隙間と前記ピストンポートとを介して前記圧力室がリザーバに連通するようにしたことを特徴とするマスタシリンダ。
2. 前記ピストンポートの後端位置と前記連絡溝の後端位置を一致させ、前記連絡溝の前端は前記ピストンポートの前端に対応する位置またはピストンポートの前端よりも前方に配置したことを特徴とする請求項１に記載のマスタシリンダ。
3. 前記連絡溝の溝幅を、前記カップの内周部が前記ピストンに対して接触する幅よりも小さくした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。
4. 前記連絡溝の両端を前記ピストンの外周面と鋭角をなす方向に傾斜させ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。

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