JP2010120480A - マスタシリンダ - Google Patents

Abstract

【課題】繁雑な製造工程を必要としないピストン摺動時のカップの移動、反転を防止するマスタシリンダを提供することを目的とするものである。
【解決手段】 シリンダボディ１１と、シリンダボディ１１に内挿されたピストン２１と、径方向へ突出する凸部４１を有し、ピストン２１の外周面を内周面が摺動可能に当接する環状のカップ３３と、シリンダボディ１１に設けられ、凸部４１と係合可能な凹部１６を有し、カップ３３を収納する収納溝１５とからなるマスタシリンダとする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、シリンダボディに内挿されたピストンがシリンダボディ内を摺動して圧力室のブレーキ液を加圧するマスタシリンダに関するものである。

上記のマスタシリンダは、ブレーキの非作動時において、シリンダボディとこれに内挿されたピストンで構成される圧力室が、ブレーキ液を貯蔵するリザーバと連通している。ここで、シリンダボディには、ゴム製の環状のカップがシリンダボディ内に設けられた収納溝に収納されており、このカップの内周面がピストンの外周面を摺動可能に当接するとともに、シリンダボディとピストンの間のシール性を確保している。
続いて、マスタシリンダの動作について説明する。運転者がブレーキペダルを踏むと、ピストンは圧力室の容積が縮小する方向へ摺動し、ピストンが所定位置にくるとカップによってリザーバと圧力室の連通が遮断され、圧力室内のブレーキ液の加圧が始まる。加圧されたブレーキ液は、ホイールシリンダへ供給され、ホイールシリンダ内のピストンがタイヤと連動しているロータを押圧し、制動する。次に、運転者がブレーキペダルを解除すると、ピストンは、圧力室の容積が増大する方向、つまりブレーキ非作動時における位置へ摺動する。そして、ピストンが所定位置までくると圧力室とリザーバが連通し、圧力室内のブレーキ液は非作動時における圧力まで減圧され、ロータの制動が解除される。
カップはブレーキの作動状況に応じて、圧力室とリザーバの連通を遮断する必要があるため、カップはピストンをシールするのに十分な力でピストン外周面を押圧するように設計されている。そのため、ピストンが摺動すると、ピストンの外周面とカップの内周面との摩擦力が生じ、カップには摺動方向へ引きずる力が働く。そして、この引きずる力によって、収納溝内でカップが反転し、ピストンの外周面とカップの内周面の間のシール性が確保されないなどの問題が生じる場合がある。この問題を解決するものとして、特許文献１，２では、カップにピストン摺動方向へ突出する凸部を設け、この凸部を収納構内に形成した凹部に係合することでカップの反転を防ぐ技術が開示されている。
実開平２−９６２５７号 実開昭６３−５３８６２号

特許文献１では、リザーバと連通する連通路をシリンダボディに形成し、この連通路内にブッシュ部材を挿し込んでカップを収納する収納溝を形成している。このブッシュ部材の端面にカップに設けた凸部に係合する凹部を形成し、カップの反転を防止している。
この構造によると、カップ組付けのために軸方向の隙間の設定が必要であるため、ピストンが軸方向に長くなる。また、カップがピストンの摺動方向へ移動すると、カップの凸部と収納溝の凹部が係合する係合部分が少なくなり、カップの反転を防止する効果が小さくなる。
また、特許文献１では、ブッシュ部材を作製し、これらをシリンダに内挿する工程が必要になる。一方、この収納溝をシリンダボディのピストンを収納する穴と一体に形成しようとすると、非常に複雑な切削加工が必要となる。
特許文献２では、リザーバと連通する連通路をシリンダボディに形成し、ピストンガイドとピストンガイドの軸方向に対向する別部材をシリンダボディ内に挿し込んでカップを収納する収納溝を形成している。このピストンガイドは、その端面にカップに設けた凸部に係合する凹部が形成され、カップの反転を防止している。また別部材は、ピストンガイドとともにカップの摺動方向の移動を規制している。従って、特許文献２では、収納溝を形成するピストンガイドと別部材を別途作製し、それぞれシリンダに内挿する工程が必要であった。

本発明は、従来技術の有する上記問題に鑑みなされたものであって、簡易な製造工程で、カップとピストンの間のシール性を確実に確保するマスタシリンダを提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、請求項１にかかる発明では、シリンダボディと、シリンダボディに内挿されたピストンと、径方向へ突出する凸部を有し、ピストンの外周面を内周面で摺動可能に当接する環状のカップと、シリンダボディに設けられ、凸部と係合可能な凹部を有し、カップを収納する収納溝とからなるマスタシリンダとした。

本発明では、径方向へ突出する凸部を有したカップとこのカップを収納する収納溝をシリンダボディに設けるとともに、収納溝には凸部に係合可能な凹部を設けたことで、カップにピストン摺動時に摺動方向へ引きずる力が働いた場合に、凸部が収納溝に設けた凹部に係止され、カップが摺動方向へ移動すること及び収納構内で反転することを防止し得る。

また、全周に亘って、カップの凸部と収納溝に凸部と係合可能な凹部を設けることによって、より確実にカップの移動、反転を防止し得る。

また、一端がシリンダボディに内挿されたピストンのシリンダボディへの挿入部分に配置されたカップに径方向に突出する凸部を設けることが好ましい。このカップは、通常、シリンダボディの外部の大気とシリンダボディの内部に形成されたリザーバとの連通路の連通を常時遮断している。そして、この連通路は、ブレーキの作動状態によらず、常にシリンダボディの外部と同じ圧力である。一方で、他の場所に配置されたカップには、圧力室内のブレーキ液が加圧されることにより、圧力差が生じ、カップを移動、反転するのを防止する力が生じる。したがって、一端がシリンダボディに内挿されたピストンのシリンダボディへの挿入部分に配置されたカップは、他の場所に配置されたカップより、移動や反転する可能性が高いため、このカップに凸部を設けることによって、より高い移動防止および反転防止効果が見込める。

径方向へ突出する凸部を有したカップと凸部に係合しカップを収納する収納溝をシリンダボディに設けたことで、ピストンの摺動時にカップが摺動方向へ移動することや反転することを防止することができる。更に、ピストン設計時にカップが移動することを考慮する必要が無くなる。つまり、軸方向におけるピストンのカップとのシール位置が、より精度よく設定することが可能となる。
また、収納溝にカップの径方向に突出する凸部と係合可能な凹部はシリンダの径方向に形成されるものであり、その加工は非常に容易である。よって、工程を簡略し、製造時間を短縮することができ、製造コストも安価とすることができる。

また、カップ全周に凸部を設けたり、一端がシリンダボディに内挿されたピストンのシリンダボディへの挿入部分に配置されたカップに径方向に突出する凸部を設けたりすることにより、シリンダの径方向全周に亘り効果的にカップの移動、反転を防止できる。

以下、本発明の実施形態を添付の図面に基づいて説明する。
第１の実施形態
本発明を適用した第１の実施形態を図１、２、３を用いて説明する。図１は、マスタシリンダ全体の断面図であり、図２は、セカンダリカップ３３周辺の拡大図、図３は、プライマリカップ３１周辺の拡大図である。
図１、図３は、ブレーキ非作動時におけるピストンの位置（以下、初期位置とする）を示している。
図１に示されるように、シリンダボディ１１には、リザーバ（図示省略）と第１圧力室５５を連通する連通路５１と、リザーバと第２圧力室５７を連通する連通路５３がそれぞれ形成されている。また、第１圧力室５５は、シリンダボディ１１、第１ピストン２１、第２ピストン２３で囲われており、第２圧力室５７は、シリンダボディ１１と第２ピストン２３で囲われている。
第１圧力室５５内には復帰スプリング７５、第２圧力室５７には復帰スプリング７７が設けられており、第１ピストン２１、第２ピストン２３に初期位置へ復帰させる力（図１における右方向の力）を付与している。

また、シリンダボディ１１には、ゴム製で環状のプライマリカップ３１、３５、セカンダリカップ３３、プレッシャカップ３７が収納されている収納溝１３、１７、１５、１９が形成されている。
プライマリカップ３１、３５が収納されている収納溝１３、１７の前方（図１における左方向）には、収納溝１３と第１圧力室を連通する溝６１、収納溝１７と第２圧力室を連通する溝６３が周方向に複数形成されている。また、プレッシャカップ３７が収納されている収納溝１９の後方（図１における右方向）には、収納溝１９と第１圧力室５５を連通する溝６５が周方向に複数形成されている。

第１ピストン２１はその一端がシリンダボディ１１に内挿され、他端はシリンダボディ１１の外部に突出しており、第２ピストン２３は全体がシリンダボディ１１に内挿されている。第１ピストン２１、第２ピストン２３には、径方向に貫通する第１ピストンポート２５、第２ピストンポート２７がそれぞれ形成されている。この第１ピストンポート２５、第２ピストンポート２７は、周方向に複数形成されている。図１および図３に示すように、第１ピストン２１、第２ピストン２３の初期位置において、第１ピストンポート２５、第２ピストンポート２７は、連通路５１、５３と第１圧力室５５、第２圧力室５７を連通する位置にある。

次に、プライマリカップ３１、３５、セカンダリカップ３３、プレッシャカップ３７に説明する。プライマリカップ３１は、第１ピストン２１の外周をシールし、プライマリカップ３５は、第２ピストン２３の外周をシールしている。セカンダリカップ３３は、第１ピストン２３のシリンダボディ１１の挿入部分においてシリンダボディ１１の外部の大気とシリンダボディ１１の内部を遮断している。また、プレッシャカップ３７は、第２ピストン２３の外周において、第１圧力室５５と連通路５３を遮断している。

本実施形態では、図２に拡大図を示すように、セカンダリカップ３３に、径方向に突出する凸部４１が径方向に複数設けられ、セカンダリカップ３３を収納する収納溝１５には、凸部４１と係合している凹部１６が凸部４１と同数形成されている。

ここで、マスタシリンダの動作について説明すると、運転者がブレーキペダルを踏むと、第１ピストン２１が初期位置から前方(図１における左方向)へ摺動する。これにより、ピストンの初期位置において、連通路５１と第１圧力室５５を連通する第１ピストンポート２５がプライマリカップ３１よりも前方へ移動し、リザーバと第１圧力室５５の連通が遮断され、第１圧力室５５内のブレーキ液の加圧が始まる。第１圧力室５５内のブレーキ液が加圧されると、第２ピストン２３は、その圧力により前方に移動し、第１圧力室５５と同様にして第２圧力室５７内のブレーキ液の加圧される。

プライマリカップ３１、３５、セカンダリカップ３３、プレッシャカップ３７は、第１ピストン２１または第２ピストン２３の外周をシールしている。以下、図２に拡大図を示したセカンダリカップ３３を例にとって説明すると、セカンダリカップ３３の内周面４３は、第１ピストン２１の外周面２９を径内方向（図２における下方向）に押圧することでシールしている。
従って、運転者がブレーキペダルを踏み、第１ピストン２１が前方（図１における左方向）へ摺動すると、セカンダリカップ３３には、内周面４３と第１ピストン２１の外周面２９との間の摩擦により、ピストンの摺動方向（図１における左方向）へ引きずる力が働く。

図２に示すように、本実施形態においてセカンダリカップ３３には、径方向外側へ突出する凸部４１が設けられ、収納溝１５には、凸部４１と係合する凹部１６が形成されている。第１ピストン２１が摺動すると、セカンダリカップ３３には、摺動方向へ引きずる力が働くが、凸部４１が凹部１６に係合している為、セカンダリカップ３３が摺動方向へ移動したり、収納溝１５内で反転したりすることを防止できる。

続いて、第１ピストン２１の摺動時にプライマリカップ３１に作用する力について説明する。
図３の拡大図を示すように、プライマリカップ３１は、第１圧力室と連通している溝６１に向かって開口する断面がコの字形状をしている。
第１ピストン２１が前進し、第１圧力室５５内のブレーキ液が加圧されると、第１圧力室５５と連通している溝６１内のブレーキ液の圧力も上がる。その結果、プライマリカップ３１により遮断されている溝６１とリザーバの液圧がかかる連通路５１には、圧力差が生じる。
この圧力差により、プライマリカップ３１の背面３２は、背面３２が当接する後方壁４９に押し当てられる。
プライマリカップ３１は、背面３２が後方壁４９に押し当てられる力がプライマリカップ３１が移動、反転を防止するのに有効に働くようにプライマリカップ３１の断面は、押し当てられる力が作用する方向、つまり第１圧力室に連通する溝６１に向かって開口するコの字形状となっている。
また、より確実にプライマリカップ３１の移動、反転を防止する為には、セカンダリカップ３３と収納溝１５との構成のように、プライマリカップ３１の径方向に突出する凸部、収納溝１３に凸部と係合可能な凹部を設けることができる。
同様な理由で、第２ピストン２３の外周をシールするプライマリピストン３５の断面は、第２圧力室と連通している溝６３に向かって開口するコの形状とし、プレッシャカップ３７の断面は、第１圧力室と連通している溝６５に向かって開口するコの字形状としているため、詳細な説明は省略する。

ここで、セカンダリカップ３３は、シリンダボディ１１の外部とリザーバからの液圧がかかるの連通路５１をシールしているため、作動状況によらず、常に圧力差に変化が生じない。よって、セカンダリカップ３３は、プライマリカップ３１、３５およびプレッシャカップ３７のように圧力室からの圧力を受けることがなく、最も移動、反転する可能性は高い。
したがって、セカンダリカップ３３に優先的に径方向に突出する凸部４１を設け、収納溝１５に凸部４１と係合可能な凹部１６を形成することは移動防止や反転防止の効果が大きい。

本実施形態では、収納溝１５の周方向に凹部１６を複数形成し、凸部４１も凹部１６と同数設けた。
凸部４１もセカンダリカップ３３の全周に亘り設け、凹部１６を収納溝３３の全周に亘り形成してもよい。凸部および凹部を全周に設けると、カップの移動、反転を全周に亘り防止することができるため、部分的に設けるよりも効果的である。

以上により、本発明によれば、煩雑な製造工程を必要としないピストン摺動時のカップの移動や収納溝内での反転を防止するマスタシリンダを得ることができる。また、カップの移動によるシール位置の変化がなく、カップのシール性が精度よく得られる。

本発明の第１の実施形態を適応したマスタシリンダの断面図。 図１のセカンダリカップ周辺を拡大して示す図。 図１のプライマリカップ周辺を拡大して示す図。

符号の説明

１１…シリンダボディ １３、１５、１７、１９…収納溝
１６…凹部 ２１…第１ピストン ２３…第２ピストン
２９…外周面 ３１、３５…プライマリカップ ３３…セカンダリカップ
３５…プレッシャカップ ４１…凸部 ４３…内周面

Claims (4)

1. シリンダボディと、
   前記シリンダボディに内挿されたピストンと、
   径方向へ突出する凸部を有し、前記ピストンの外周面を内周面で摺動可能に当接する環状のカップと、
   前記シリンダボディに設けられ、前記凸部と係合可能な凹部を有し、前記カップを収納する収納溝と
   からなるマスタシリンダ。
2. 前記凸部が前記カップの全周に設けられたことを特徴とする請求項１記載のマスタシリンダ。
3. 前記ピストンは一端が前記シリンダボディに内挿されており、前記カップは前記ピストンの前記シリンダボディへの挿入部分に配置されたことを特徴とする請求項１または２記載のマスタシリンダ。
4. シリンダボディに内挿されたピストンの外周を環状カップの内周でシールするとともに、前記環状カップの外周側に径方向の凸部を有し、前記凸部と係合可能にシリンダボディのカップを収納する収納溝の径方向に凹部を構成したことからなるマスタシリンダ。