JP2006062493A - マスタシリンダ - Google Patents

Abstract

【課題】トラクションコントロールや走行安定性制御などの自動ブレーキ制御が実行されるときに要求される作動液を圧力室経由でリザーバから汲み上げる方式のマスタシリンダであって、リザーバから圧力室への作動液供給性能が高く、また、作動初期に作動液がリザーバに逆流する現象を効果的に抑制してブレーキの良好な操作フィーリングも確保した
簡素でしかも生産性に優れるマスタシリンダを提供する。
【解決手段】ブレーキ液圧を発生させる第１、第２圧力室への連通孔（図は片方の連通孔２３のみを開示）をリザーバ本体に設けてその連通孔に弁体２５を設置する。その弁体２５は、平板部２５ａと、その平板部から連通孔の上方に向かって伸びる弾性変形可能な延長部２５ｂと、この延長部の上部を段差のある平面部８ｃに係止させる係止部２５ｃとを有するものにし、シリンダ作動時に発生する作動液のリザーバ８への流動圧で弁体２５が上方に動いて円錐面８ｂと２５ｄ間の連通路を遮断し、この連通路遮断時に作動してリザーバと圧力室とを連通させる絞り通路２８を設けた。
【選択図】図２

Description

この発明は、車両用液圧ブレーキ装置に採用されるマスタシリンダに関する。

最近の車両用液圧ブレーキ装置は、トラクションコントロール（ＴＲＣ）や走行安定性制御（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作動液（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。

この方式の液圧ブレーキ装置に採用するマスタシリンダは、非作動時には作動液がリザーバから圧力室へ抵抗なく流れ、また、ブレーキ操作の初期に起こる圧力室からリザーバへの作動液の流動（以下では逆流と言う）は制限されるようにしたものが望まれる。下記特許文献１は、その要求に応えたマスタシリンダを開示している。

この特許文献１が提案している構造のひとつを図５に示す。特許文献１の図９に示されているこの構造は、リザーバと圧力室との間に設けた液通路の途中に弁室３７を形成し、その弁室３７に浮動弁体３８を備える絞り弁機構３５を設けており、圧力室がリザーバ内圧よりも低圧になったときにこの絞り弁機構３５が開弁してリザーバから圧力室への作動液の流れ（図中実線矢印方向の流れ）を許容する。

また、圧力室からリザーバへの逆流が起こるときには浮動弁体３８が引張りばね３６の力で弁座４０に着座して絞り弁機構３５が閉弁し、作動液は浮動弁体３８に設けた絞り通路３９を通って絞りこまれるようになっている。

これにより、非作動時のリザーバから圧力室への作動液の流動性を良くしたマスタシリンダでも、作動初期のいわゆる空ストロークが小さく抑えられる効果があり、また、絞り効果により入力側に適度な反力が加えられるため、負圧式ブースタと組み合わせて使用する際に反力が小さいことが原因となって起こるブースタの作動初期の自励振動、異音などが発生せず、滑らかなブレーキ操作フィーリングが得られる。

なお、浮動弁体３８は、引張りばね３６を利用してリザーバに取り付けており、リザーバと一緒に取り扱える利点がある。また、浮動弁体３８をリザーバに取り付けると、リザーバに設けた弁座４０との相対位置が正確に定まり、絞り弁機構の作動安定性も高まる。
特開２０００−１４２３６５号公報

上述した図５の構造は、浮動弁体３８がリザーバに組み付けられているので、絞り弁機構３５の開弁圧が引張りばね３６の力によって設定され、そのために、リザーバから圧力室に作動液を吸い込むときの吸い込み抵抗が大きくなり、また、絞り弁機構３５が開くまでは絞り通路の流路抵抗も作用し、ばね力を加えていないものに比べて吸い込み性能が悪くなる欠点がある。

また、引張りばね３６の取り付けの手間が増加するので、生産性にも悪影響がでる。加えて、この構造は、絞り弁機構３５が常時は閉弁状態になるので、フィルタを透過してリザーバ内に混入した微小異物が浮動弁体３８上に堆積し易くなる。堆積した異物が万一浮動弁体３８と弁座４０との間に入り込むと、シール面間に絞り通路３９の通路面積に匹敵するような隙間ができて作動液逆流時の絞り効果が十分に発揮されない。

そこで、この発明は、リザーバから圧力室への作動液の吸い込み性能を良くして自動ブレーキ制御などの応答性を向上させ、また、マスタシリンダ作動時に作動液が低圧でリザーバに逆流する現象を効果的に抑制してブレーキの操作フィーリングを向上させ、これらのことを簡素で組み付け性に優れる弁機構を用いて実現した生産性に優れる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、ブレーキ液圧を発生させる圧力室への連通孔をリザーバ本体に設けてその連通孔に弁体を設置し、その弁体は、リザーバ本体に設けた下方突出部の下面に接離して下方突出部との間の連通路を開閉する平板部と、その平板部から前記連通孔の上方に向かって伸びる弾性変形可能な延長部と、この延長部の上部をリザーバ本体の段部に係止させる係止部とを有し、シリンダ作動時に発生する作動液のリザーバへの流動圧で前記弁体が上方に動いて前記連通路を遮断し、この連通路遮断時に作動してリザーバと圧力室とを連通させる絞り通路を設けたマスタシリンダを提供する。

前記絞り通路は、前記弁体の平板部に小孔を設けてその小孔で形成したもの、前記下方突出部と前記平板部の接離面に下方突出部の外端から内端に至る溝を設けてその溝で形成したもののどちらであってもよい。

また、この発明のマスタシリンダは、前記下方突出部の下部と前記平板部の外周上部に対応した円錐面を形成し、この円錐面をシール面にして前記連通路を開閉する構造にすると好ましい。前記弁体を作動液よりも比重の大きい材料で形成するのも好ましく、また、前記弁体の下面に、作動液のリザーバへの流動圧を受ける窪みを設けるのも好ましい。

弁体に形成した延長部を弾性変形させてリザーバ本体に設けた連通孔に挿入し、その延長部の上部をリザーバ本体の段部に係止させて弁体をリザーバに取り付けるので、リザーバ本体に設ける連通孔を単純な形状にして成形型で成形することができ、弁体の組み付けも簡単になる。加えて、弁体も、平板部に延長部を連ならせた簡素な形状であるため型で成形することができ、従って、極めて生産性がよい。

また、弁体の動き代が平板部から係止部までの距離によって決まるので、弁体のストロークを一定させて弁の作動安定を高めることもできる。

このほか、弁体の平板部に小孔を設けてその小孔で絞り通路を構成するものは、絞り通路を加工し易い。

また、前記下方突出部の下部と前記平板部の外周上部に対応した円錐面を形成し、この円錐面をシール面にして前記連通路を開閉する構造にしたものは、円錐面がテーパ嵌合するので逆流圧が弱くても高いシール面圧が得られ、小型の弁体でも確実なシールがなされる。シール面が傾斜することによってその面に対する異物の堆積も起こり難くなり、異物の噛み込みによるシール不良、それによる、ブレーキの操作フィーリングの悪化なども低減することが可能になる。

さらに、弁体を作動液よりも比重の大きい材料で形成したものは、リザーバとの間の連通路が弁体の自重で開いて常時開弁の状態が保持されるので、リザーバから圧力室への作動液の吸い込みがより円滑になされる。

また、弁体の下面に作動液のリザーバへの流動圧を受ける窪みを設けたものは、逆流圧を弁体に効果的に作用させて閉弁の応答性を高めることができる。

以下、この発明のマスタシリンダの実施形態を添付図面の図１〜図４に基づいて説明する。図１の符号１はシリンダボディ、２はシリンダボディに組み込まれたプライマリピストン、３は内部の作動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は内部の作動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。プライマリピストン２とセカンダリピストン５は、シリンダボディ１に案内される。第１圧力室３と第２圧力室６は発生した液圧を吐出する出力ポートＰ１、Ｐ２を備えている。

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おり、シリンダボディ１による保持がなされる。

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、マスタシリンダが非作動状態にあるときに各環状壁１５、１６の後部に設けた環状通路１７、１８にそれぞれ連通するピストンポート９、１０を設けている。そのピストンポート９、１０は、同一円周上に複数ある。また、シリンダボディ１には、環状通路１７、１８をリザーバ８に連通させる環状溝１９、液通路２０、２１、および孔２２を設けている。液通路２０は、シリンダボディ１の上部に、そのシリンダボディ１の軸線と略平行に設けられている。

図示のマスタシリンダは、リザーバ８の本体に第１、第２圧力室３、６への連通孔２３、２４を設けて各連通孔２３、２４にそれぞれ弁体２５、２６を装着している。連通孔２３、２４は、リザーバ本体に円筒状の下方突出部８ａを２つ設けて各下方突出部８ａの中心の孔を連通孔となしている。なお、連通孔２３、２４は同一構造であり、連通孔２３に組み付けた弁体２５と連通孔２４に組み付けた弁体２６も同一構造であるので、以下の説明は片側の連通孔と弁体を例に挙げて行う。

リザーバ８は、下方突出部８ａとシリンダボディ１との間にシール部材２７を介在してシリンダボディ１に気密に結合させている。図２に示すように、下方突出部８ａの下部には、円錐面８ｂを設けており、また、下方突出部８ａの中心の孔（連通孔２３）とリザーバ８の内室との間には連通孔２３に対して段差を生じた平面部８ｃが存在する。

連通孔２３に装着した弁体２５は、図３に示すように、平板部２５ａと、その平板部２５ａの外端よりも中心側に偏った位置から連通孔２３の上方に向かって伸びる延長部２５ｂと、各延長部の上部外周に張り出させて設けた係止部（図のそれは逆止爪）２５ｃとを有している。平板部２５ａの中央部には、絞り通路２８となる小孔が設けられ、また、平板部２５ａの外周上部には、前記円錐面８ｂに対応させた円錐面２５ｄが設けられ、さらに平板部２５ａの下面には窪み部２５ｅが設けられている。また、延長部２５ｂの下側部分は拡径したガイド部２５ｆにして孔面に対するガイド効果が得られるようにしている。

延長部２５ｂは複数個ある。この延長部２５ｂを連通孔２３に下側から挿入して弁体２５を図２に示すように、リザーバ８に取り付ける。延長部２５ｂは弾性変形可能であり、連通孔２３への挿入時に各延長部２５ｂが弾性変形して係止部２５ｃが連通孔２３を通り抜け、その後、延長部２５ｂが弾性復元して係止部２５ｃが平面部８ｃに係止し、弁体２５の保持がなされる。そして、この状態で、シール面となる円錐面２５ｄが弁座となる円錐面８ｂから離れて双方の円錐面間に第１圧力室３をリザーバ８に連通させる連通路が作り出される。

例示の弁体２５は、作動液よりも比重の大きい例えばナイロン系材料で形成される。この弁体２５は射出成形したものでよい。作動液よりも比重の大きい材料で形成した弁体２５は常時開弁の状態になる。この状態で、ブレーキが操作されてマスタシリンダが作動すると、図１のピストンポート９、１０が閉じられるまでは圧力室から作動液が逆流してきて弁体２５を押し上げ、円錐面２５ｄが円錐面８ｂに当接して両面間の連通路が遮断され
、逆流する作動液が絞り通路２８によって絞り込まれ、それにより、滑らかで適切なブレーキ操作フィーリングが得られる。また、作動液よりも比重の大きい材料で形成した弁体２５が常時開弁の状態になるので、自動ブレーキ実行時などの圧力室へのリザーバからの作動液吸い込みも抵抗が小さい状態でスムーズになされる。

なお、面８ｂと２５ｄは、図示の円錐面が異物の堆積が起こり難いが、簡単な構成の平面に置き換えてもよい。また、弁体２５に設けた窪み部２５ｅは、逆流圧が発生したときに弁体２５が逆流圧を効率良く受けられるようにするために設けたが、必要に応じて設置すればよく、省略することもありうる。さらに、絞り通路２８は、連通路を開閉するシール面、たとえば、円錐面２５ｄ、又は円錐面８のどちらかに下方突出部８ａの外端から内端に至る細い溝を設けてその溝で構成してもよい。溝で構成される絞り通路２８の一例を図４に示す。

この発明のマスタシリンダの一例を示す断面図 弁体装着部を拡大して示す断面図 弁体の外観を示す斜視図 絞り通路の他の例を示す要部の拡大断面図 特許文献１が開示している絞り弁の断面図

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
８ａ 下方突出部
８ｂ 円錐面
８ｃ 平面部
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 環状溝
２０、２１ 液通路
２２ 孔
２３、２４ 連通孔
２５、２６ 弁体
２５ａ 平板部
２５ｂ 延長部
２５ｃ 係止部
２５ｄ 円錐面
２５ｅ 窪み部
２５ｆ ガイド部
２７ シール部材
２８ 絞り通路
Ｐ１、Ｐ２ 出力ポート

Claims (6)

1. ブレーキ液圧を発生させる圧力室への連通孔をリザーバ本体に設けてその連通孔に弁体を設置し、その弁体は、リザーバ本体に設けた下方突出部の下面に接離して下方突出部との間の連通路を開閉する平板部と、その平板部から前記連通孔の上方に向かって伸びる弾性変形可能な延長部と、この延長部の上部をリザーバ本体の段部に係止させる係止部とを有し、シリンダ作動時に発生する作動液のリザーバへの流動圧で前記弁体が上方に動いて前記連通路を遮断し、この連通路遮断時に作動してリザーバと圧力室とを連通させる絞り通路を設けたことを特徴とするマスタシリンダ。
2. 前記弁体の平板部に小孔を設けてその小孔を前記絞り通路とな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. 前記下方突出部と前記平板部の接離面に下方突出部の外端から内端に至る溝を設けてその溝を前記絞り通路とな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。
4. 前記下方突出部の下部と前記平板部の外周上部に円錐面を対応させて形成し、この円錐面をシール面にして前記連通路を開閉するように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。
5. 前記弁体を作動液よりも比重の大きい材料で形成し、前記連通路が弁体の自重で開くようにしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のマスタシリンダ。
6. 前記弁体の下面に、作動液のリザーバへの流動圧を受ける窪みを設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のマスタシリンダ。

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