JP2010173555A

JP2010173555A - マスタシリンダ

Info

Publication number: JP2010173555A
Application number: JP2009020270A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Sano; 裕和佐野; Tomonori Mori; 友紀毛利
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2009-01-30
Filing date: 2009-01-30
Publication date: 2010-08-12

Abstract

【課題】リターンスプリングの末端部のエッジがピストンの内壁に接触するのを防止するマスタシリンダの提供。
【解決手段】リターンスプリング６２の末端部６２ａ側は、軸方向に直交する平面部９７が形成されるとともに、径方向の形状が、リターンスプリング６２の末端部６２ａを通る外径寸法Ｙが末端部６２ａを通る外径寸法Ｙの線分と直交する方向の外径寸法Ｘよりも短い形状であり、リターンスプリング６２は、その末端部６２ａ側の外周でピストンの内壁に対して固定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、液圧を発生するマスタシリンダに関する。

マスタシリンダには、ピストンをシリンダ本体の開口側へ付勢するリターンスプリングを有するものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−２９１９３３号公報

リターンスプリングはコイル状であるため、その末端部の寸法精度によって末端部のエッジがピストンの内壁に接触してしまう可能性があった。

したがって、本発明は、リターンスプリングの末端部のエッジがピストンの内壁に接触するのを抑制し得るマスタシリンダの提供を目的とする。

本発明は、リターンスプリングの末端部側の径方向の形状が、前記リターンスプリングの末端部を通る外径寸法が該末端部を通る外径寸法の線分と直交する方向の外径寸法よりも短い形状とした。

本発明によれば、リターンスプリングの末端部のエッジがピストンの内壁に接触するのを防止することができる。

本発明の一実施形態に係るマスタシリンダを示す断面図である。本発明の一実施形態に係るマスタシリンダのリターンスプリングを示す正面図である。リターンスプリングの変形例を示す正面図である。リターンスプリングの変形例を示す正面図である。

本発明の一実施形態に係るマスタシリンダについて図面を参照して以下に説明する。

図１中符号１１は、図示せぬブレーキブースタを介して導入されるブレーキペダルの操作量に応じた力でブレーキ液圧を発生させる本実施形態に係るマスタシリンダを示しており、このマスタシリンダ１１には、その重力方向上側にブレーキ液を貯留するリザーバ１２が取り付けられている。

マスタシリンダ１１は、底部１３と筒部１４とを有する有底筒状に一つの素材から加工されて形成されるとともに横方向に沿う姿勢で車両に配置されるシリンダ本体１５と、このシリンダ本体１５の開口部１６側に摺動可能に挿入されるプライマリピストン１８と、シリンダ本体１５のプライマリピストン１８よりも底部１３側に摺動可能に挿入されるセカンダリピストン１９とを有するタンデムタイプのものである。なお、プライマリピストン１８およびセカンダリピストン１９は、シリンダ本体１５の筒部１４の軸線（以下、シリンダ軸と称す）に直交する断面が円形状の摺動内径部２０に摺動可能に案内される。なお、シリンダ本体１５の筒部１４の摺動内径部２０のセカンダリピストン１９を嵌合させる範囲よりもセカンダリピストン１９の先端側には、摺動内径部２０よりも大径の大径部２８が形成されている。また、シリンダ本体１５の筒部１４の摺動内径部２０のプライマリピストン１８を嵌合させる範囲よりもプライマリピストン１８の先端側には、摺動内径部２０よりも大径の大径部２９が形成されている。

シリンダ本体１５には、筒部１４の径方向（以下、シリンダ径方向と称す）の外側に突出する取付台部２１が筒部１４の円周方向（以下、シリンダ円周方向と称す）における所定位置に一体に形成されており、取付台部２１にリザーバ１２を取り付けるための取付穴２４，２５が、互いにシリンダ円周方向における位置を一致させた状態で形成されている。

シリンダ本体１５の筒部１４の取付台部２１が形成される側には、ブレーキ液を図示せぬディスクブレーキキャリパ等のブレーキ装置に供給するための図示せぬブレーキ配管が取り付けられるセカンダリ吐出路２６およびプライマリ吐出路２７が形成されている。なお、これらセカンダリ吐出路２６およびプライマリ吐出路２７は、互いにシリンダ円周方向における位置を一致させた状態でシリンダ軸方向における位置をずらして形成されている。

シリンダ本体１５の摺動内径部２０には、シリンダ軸方向における位置をずらして複数具体的には４カ所のシール溝３０、シール溝３１、シール溝３２およびシール溝３３が底部１３側から順に形成されている。これらシール溝３０〜３３は、シリンダ円周方向に環状をなしてシリンダ径方向外側に凹む形状をなしている。

最も底部１３側にあるシール溝３０は、底部１３側の取付穴２４の近傍に形成されており、このシール溝３０に円環状のカップシール３５が嵌合状態で格納されている。

シリンダ本体１５におけるシール溝３０よりも開口部１６側には、底部１３側の取付穴２４から穿設される連通穴３６を筒部１４内に開口させるように、筒部１４の摺動内径部２０からシリンダ径方向外側に凹む環状の開口溝３７が形成されている。ここで、この開口溝３７および連通穴３６は、リザーバ１２に常時連通して筒部１４内とリザーバ１２とを連通可能に結んでいる。

シリンダ本体１５には、シリンダ軸線方向における上記開口溝３７のシール溝３０に対し反対側つまり開口部１６側に、上記したシール溝３１が形成されており、このシール溝３１に、円環状の区画シール４２が嵌合状態で格納されている。

シリンダ本体１５のシール溝３１よりも開口部１６側であって開口部１６側の取付穴２５の近傍に、上記したシール溝３２が形成されており、このシール溝３２に円環状のカップシール４５が嵌合状態で格納されている。

シリンダ本体１５におけるこのシール溝３２の開口部１６側には、開口部１６側の取付穴２５から穿設される連通穴４６を筒部１４内に開口させるように、筒部１４の摺動内径部２０からシリンダ径方向外側に凹む環状の開口溝４７が形成されている。ここで、この開口溝４７および連通穴４６は、リザーバ１２に常時連通して筒部１４内とリザーバ１２とを連通可能に結んでいる。

シリンダ本体１５における上記開口溝４７のシール溝３２に対し反対側つまり開口部１６側に上記したシール溝３３が形成されており、このシール溝３３に円環状の区画シール５２が嵌合状態で格納されている。

シリンダ本体１５の底部１３側に嵌合されるセカンダリピストン１９は、円筒部５５と、円筒部５５の軸線方向における一側に形成された軸直交方向に沿う底部５６とを有する有底円筒状（カップ状）をなしており、その円筒部５５をシリンダ本体１５の底部１３側に配置した状態でシリンダ本体１５の摺動内径部２０に摺動可能に嵌合されている。円筒部５５の底部５６に対し反対側の端部には、シリンダ径方向に貫通するポート６０が複数放射状に形成されている。

セカンダリピストン１９とシリンダ本体１５の底部１３との間には、縮長状態でセカンダリピストン１９をシリンダ本体１５の開口部１６側へ付勢するコイル状のセカンダリリターンスプリング６２を含むバネ組立体６３が円筒部５５内に挿入された状態で設けられている。このバネ組立体６３は、シリンダ本体１５の底部１３に当接する軸線方向長さの長い部材６４と、セカンダリピストン１９の底部５６に当接する軸線方向長さの短い部材６５と、これら一対の部材６４，６５を連結する軸部材６６とからなるリテーナ６７を有している。軸部材６６は、長さの短い部材６５に一端部が固定されるとともに長さの長い部材６４を所定範囲内でのみ摺動自在に支持するもので、セカンダリリターンスプリング６２は、リテーナ６７の両側の相対移動可能に連結された部材６４，６５間に縮長可能に介装されており、リテーナ６７で最大長が規制されている。図示せぬブレーキペダル側（図１における右側）から入力がない初期状態のセカンダリピストン１９とシリンダ本体１５の底部１３との間隔は、バネ組立体６３によって決められる。

ここで、カップシール３５および区画シール４２はセカンダリピストン１９の外周に当接している。そして、シリンダ本体１５の底部１３および筒部１４の底部１３側とセカンダリピストン１９とで囲まれた部分が、カップシール３５により画成されてセカンダリ吐出路２６に液圧を供給するセカンダリ圧力室６８となっている。このセカンダリ圧力室６８は、セカンダリピストン１９がポート６０を開口溝３７に開口させる位置にあるとき（ブレーキペダルが操作されていない非制動時）、リザーバ１２に連通する。一方、シリンダ本体１５の底部１３側のシール溝３０に設けられたカップシール３５は、内周がセカンダリピストン１９の外周側に摺接することになり、セカンダリピストン１９がポート６０をカップシール３５よりも底部１３側に位置させた状態では、リザーバ１２とセカンダリ圧力室６８との間の連通を遮断可能となっている。この状態で、セカンダリピストン１９が、シリンダ本体１５の摺動内径部２０およびシリンダ本体１５に保持されたカップシール３５および区画シール４２の内周で摺動する。これによって、セカンダリ圧力室６８内のブレーキ液を加圧して液圧を発生させ、この液圧がセカンダリ吐出路２６からブレーキ装置に供給されることになる。

シリンダ本体１５の開口部１６側に嵌合されるプライマリピストン１８は、内側円筒部７１と、内側円筒部７１の軸線方向における一側に形成された軸直交方向に沿う底部７２と、底部７２の内側円筒部７１に対し反対側に形成された外側円筒部７３とを有する有底筒状をなしており、その内側円筒部７１をシリンダ本体１５内のセカンダリピストン１９側に配置した状態でシリンダ本体１５に挿入されている。ここで、外側円筒部７３の内側には図示せぬブレーキブースタの出力軸が挿入され、この出力軸が底部７２を押圧する。

内側円筒部７１の底部７２に対し反対側の端部には、径方向に貫通するポート７６が複数放射状に形成されている。

セカンダリピストン１９とプライマリピストン１８との間には、縮長状態でプライマリピストン１８をシリンダ本体１５の開口部１６側へ付勢するコイル状のプライマリリターンスプリング７８を含むバネ組立体７９が内側円筒部７１に挿入された状態で設けられている。このバネ組立体７９は、セカンダリピストン１９の底部５６に当接する軸線方向長さの長い部材８１と、プライマリピストン１８の底部７２に当接する軸線方向長さの短い部材８２と、これら一対の部材８１，８２を連結する軸部材８３とからなるリテーナ８４を有している。軸部材８３は、長さの短い部材８２に一端部が固定されるとともに長さの長い部材８１を所定範囲内でのみ摺動自在に支持するもので、プライマリリターンスプリング７８は、リテーナ８４の両側の相対移動可能に連結された部材８１，８２間に縮長可能に介装されており、リテーナ８４で最大長が規制されている。図示せぬブレーキペダル側（図１における右側）から入力がない初期状態のセカンダリピストン１９とプライマリピストン１８との間隔はバネ組立体７９によって決められる。

ここで、カップシール４５および区画シール５２はプライマリピストン１８の外周に当接している。そして、シリンダ本体１５の筒部１４とプライマリピストン１８とセカンダリピストン１９とで囲まれた部分が、区画シール４２およびカップシール４５により画成されてプライマリ吐出路２７に液圧を供給するプライマリ圧力室８５となっている。このプライマリ圧力室８５は、プライマリピストン１８がポート７６を開口溝４７に開口させる位置にあるとき（ブレーキペダルが操作されていない非制動時）、リザーバ１２に連通する。一方、シリンダ本体１５のシール溝３２に設けられたカップシール４５は、内周がプライマリピストン１８の外周側に摺接することになり、プライマリピストン１８がポート７６をカップシール４５よりも底部１３側に位置させた状態では、リザーバ１２とプライマリ圧力室８５との間の連通を遮断可能となっている。この状態で、プライマリピストン１８が、シリンダ本体１５の摺動内径部２０およびシリンダ本体１５に保持されたカップシール４５および区画シール５２の内周で摺動する。これによって、プライマリ圧力室８５内のブレーキ液を加圧して液圧を発生させ、この液圧がプライマリ吐出路２７からブレーキ装置に供給されることになる。

シリンダ本体１５の開口部１６側には、開口部１６から突出するプライマリピストン１８を覆うようにカバー８６が取り付けられている。

上記したセカンダリ側のバネ組立体６３において、セカンダリピストン１９の円筒部５５内に収容される部分に設けられる端部の部材６５は、軸線方向に貫通する結合穴９１が中央に形成された平板状の円板部９２と、この円板部９２の外周縁部から軸線方向一側に突出する略円筒状の中間部９３と、中間部９３の円板部９２とは反対側の端縁部から径方向外方に延出する円環状の当接部９４とを有している。当接部９４には、軸方向の円板部９２とは反対側に突出する凸部９５が複数形成されており、これら凸部９５は、円板部９２とは反対側の端面が、軸方向に直交する同一平面内に配置されている。

この部材６５は、結合穴９１において軸部材６６に結合されることになり、中間部９３をセカンダリリターンスプリング６２の軸方向の端部に挿入し、セカンダリリターンスプリング６２の軸方向端部を当接部９４に当接させることで、セカンダリリターンスプリング６２の軸方向の端部を係止する。ここで、セカンダリリターンスプリング６２の軸方向の端部には、軸方向に直交して平坦となっている平面部９７が形成されており、この平面部９７が、リテーナ６７の軸方向端部にある部材６５の当接部９４に面接触で当接する。なお、この平面部９７は、研磨や圧縮等により平面に成形されている。

セカンダリピストン１９の円筒部５５には、底部５６側に最も内径が小さい円筒面からなる内壁９８が形成されており、この内壁９８内に、部材６５およびセカンダリリターンスプリング６２の軸方向の端部が嵌合され、部材６５が当接部９４の凸部９５の外端面において底部５６に面接触で当接する。

ここで、セカンダリリターンスプリング６２およびプライマリリターンスプリング７８の開口部１６側の端部は略同様の形状をなしており、図２〜図４は、セカンダリリターンスプリング６２およびプライマリリターンスプリング７８を開口部１６側から見た図である。図２〜図４において、セカンダリリターンスプリング６２に関する構成の符号は括弧外に、プライマリリターンスプリング７８に関する構成の符号を括弧内に示している。

図１および図２に示すように、セカンダリリターンスプリング６２の部材６５に当接する末端部６２ａ側は、径方向の形状が、セカンダリリターンスプリング６２の末端部６２ａを通る外径寸法Ｙが、末端部６２ａを通る外径寸法Ｙの線分と直交する方向の外径寸法Ｘよりも短いオーバル形状となっている。

具体的には、末端部６２ａから始まる一巻き分の一巻部９９のうち、末端部６２ａから始まる略４分の１巻きの部分が、末端部６２ａから離れるほど一定比率でスプリング中心Ｏからの半径が拡径する略円弧状の円弧状部１００とされ、この円弧状部１００と隣り合う略２分の１巻きの部分が、スプリング中心Ｏからの半径が円弧状部１００の最大半径と同半径の円弧状の円弧状部１０１とされ、残りの略４分の１巻きの部分が、円弧状部１０１から離れるほど一定比率で半径が縮径する略円弧状の円弧状部１０２とされている。このとき、末端部６２ａと円周方向の位置が合う円弧状部１０２の円弧状部１０１とは反対の端部（つまり一巻部９９の基端部）の外周部までのスプリング中心Ｏからの距離が、末端部６２ａの外周部までのスプリング中心Ｏからの距離以上となるようにし、好ましくは、図２に示すように、一巻部９９の基端部の外周部までのスプリング中心Ｏからの距離が、末端部６２ａの外周部までのスプリング中心Ｏからの距離より大きくなるようにする。

ここで、末端部６２ａとは９０度位相が異なる方向の外径寸法Ｘは、セカンダリピストン１９の円筒部５５の内壁９８の内径よりも大きくなっており、セカンダリリターンスプリング６２は、主に、その末端部６２ａ側の外周である、この外径寸法Ｘの部分が内壁９８で押圧されて径方向に圧縮されることにより生じる付勢力で、セカンダリピストン１９の内壁９８に固定される。

同様に、上記したプライマリ側のバネ組立体７９において、プライマリピストン１８の内側円筒部７１内に収容される部分に設けられる端部の部材８２は、軸線方向に貫通する結合穴１１１が中央に形成された平板状の円板部１１２と、この円板部１１２の外周縁部から軸線方向一側に突出する略円筒状の中間部１１３と、中間部１１３の円板部１１２とは反対側の端縁部から径方向外方に延出する円環状の平坦な当接部１１４とを有している。

この部材８２は、結合穴１１１において軸部材８３に結合されることになり、中間部１１３をプライマリリターンスプリング７８の軸方向の端部の内側に挿入し、プライマリリターンスプリング７８の軸方向端部を当接部１１４に当接させることで、プライマリリターンスプリング７８の軸方向の端部を係止する。ここで、プライマリリターンスプリング７８の軸方向の端部には、軸方向に直交して平坦となっている平面部１１７が形成されており、この平面部１１７がリテーナ８４の軸方向端部にある部材８２の当接部１１４に面接触で当接する。なお、この平面部９７は、研磨や圧縮等により平面に成形されている。

プライマリピストン１８の内側円筒部７１には、底部７２側に最も内径が小さい円筒面からなる内壁１１８が形成されており、この内壁１１８内に、部材８２およびプライマリリターンスプリング７８の軸方向の端部が嵌合され、部材８２が当接部１１４において底部７２に面接触で当接する。

プライマリリターンスプリング７８の部材８２に当接する側の末端部７８ａ側は、径方向の形状が、プライマリリターンスプリング７８の末端部７８ａを通る外径寸法Ｙが、末端部７８ａを通る外径寸法Ｙの線分と直交する方向の外径寸法Ｘよりも短いオーバル形状となっている。

具体的には、末端部７８ａから始まる一巻き分の一巻部１１９のうち、末端部７８ａから始まる略４分の１巻きの部分が、末端部７８ａから離れるほど一定比率でスプリング中心Ｏからの半径が拡径する略円弧状の円弧状部１２０とされ、この円弧状部１２０と隣り合う略２分の１巻きの部分が、スプリング中心Ｏからの半径が円弧状部１２０の最大半径と同半径の円弧状の円弧状部１２１とされ、残りの略４分の１巻きの部分が、円弧状部１２１から離れるほど一定比率で半径が縮径する略円弧状の円弧状部１２２とされている。このとき、末端部７８ａと円周方向の位置が合う円弧状部１２２の円弧状部１２１とは反対の端部（つまり一巻部１１９の基端部）の外周部までのスプリング中心Ｏからの距離が、末端部７８ａの外周部までのスプリング中心Ｏからの距離以上となるようにし、好ましくは、図２に示すように、一巻部１１９の基端部の外周部までのスプリング中心Ｏからの距離が、末端部７８ａの外周部までのスプリング中心Ｏからの距離より大きくなるようにする。

ここで、末端部７８ａとは９０度位相が異なる方向の外径寸法Ｘは、プライマリピストン１８の内側円筒部７１の内壁１１８の内径よりも大きくなっており、プライマリリターンスプリング７８は、主に、その末端部７８ａ側の外周である、この外径寸法Ｘの部分が内壁１１８で押圧されて径方向に圧縮されることにより生じる付勢力で、プライマリピストン１８の内壁１１８に固定される。これにより、末端部７８ａと円周方向の位置が合う円弧状部１２２の円弧状部１２１とは反対の端部が末端部７８ａよりも径方向外側に位置することになる。

以上に述べた本実施形態に係るマスタシリンダ１０によれば、セカンダリリターンスプリング６２は、その末端部６２ａ側の外周でセカンダリピストン１９の内壁９８に対して固定されるものであり、しかも、末端部６２ａ側の径方向の形状が、末端部６２ａを通る外径寸法Ｙがこの外径寸法Ｙの方向の線分と直交する方向の外径寸法Ｘよりも短い形状であるため、末端部６２ａの外径側のエッジがセカンダリピストン１９の内壁９８に接触するのを防止することができる。よって、バネ組立体６３をセカンダリピストン１９に組み付ける際に斜めに組み付いてしまうことが防止されることになり、セカンダリピストン１９を異音等発生させることなく円滑にシリンダ本体１５に対して摺動させることができる。また、バネ組立体６３をセカンダリピストン１９に組み付ける際に挿入が容易となるとともに、セカンダリピストン１９に傷が付くことを防止できる。

同様に、プライマリリターンスプリング７８は、その末端部７８ａ側の外周でプライマリピストン１８の内壁１１８に対して固定されるものであり、しかも、末端部７８ａ側の径方向の形状が、末端部７８ａを通る外径寸法Ｙがこの外径寸法Ｙの方向の線分と直交する方向の外径寸法Ｘよりも短い形状であるため、末端部７８ａの外径側のエッジがプライマリピストン１８の内壁１１８に接触するのを防止することができる。よって、バネ組立体７９をプライマリピストン１８に組み付ける際に斜めに組み付いてしまうことが防止されることになり、プライマリピストン１８を異音等発生させることなく円滑にシリンダ本体１５に対して摺動させることができる。また、バネ組立体７９をプライマリピストン１８に組み付ける際に挿入が容易となるとともに、プライマリピストン１８に傷が付くことを防止できる。

なお、リターンスプリング６２，７８の末端部６２ａ，７８ａ側の径方向の形状を、末端部６２ａ，７８ａを通る外径寸法Ｙが末端部６２ａ，７８ａを通る外径寸法Ｙの線分と直交する方向の外径寸法Ｘよりも短いオーバル形状とするために、上記以外にも、例えば、図３に示すように、円弧状部１０１，１２１と同径で末端部６２ａ，７８ａまで形成した一巻部９９，１１９のうち末端部６２ａ，７８ａを含む一部を内側（中心側）に曲げて曲部１２３を形成しても良い。この場合も、スプリング中心Ｏから末端部６２ａ，７８ａの外周部までの距離（半径）が、スプリング中心Ｏから一巻部９９，１１９の基端部の外周部までの距離（半径）に対して同距離以下（好ましくは同距離より小）となるようにする。

また、上記のオーバル形状を、図４に示すように、円弧状部１０１，１２１と同径で末端部６２ａ，７８ａまで形成した一巻部９９，１１９のうち末端部６２ａ，７８ａを含む一部の外周側の除去部Ｚ（図４のハッチング部分）を削り取ることで形成しても良い。この場合も、スプリング中心Ｏから末端部６２ａ，７８ａの外周部までの距離（半径）が、スプリング中心Ｏから一巻部９９，１１９の基端部の外周部までの距離（半径）に対して同距離以下（好ましくは同距離より小）となるようにする。

なお、上記実施形態においては、リターンスプリング６２，７８の軸方向の端部に平面部９７，１１７を形成しているが、軸方向に直交して平坦となっていれば、平面とする必要はなく、線径を残したままで、リテーナ６７，８４の軸方向端部にある部材６５，８２の当接部９４，１１４にコイル径の２分の１より大きい範囲で線接触で当接するように平坦部を形成しても良い。

１０マスタシリンダ
１５シリンダ本体
１８プライマリピストン
１９セカンダリピストン
６２セカンダリリターンスプリング
６２ａ，７８ａ末端部
６４，６５，８１，８２部材
６７，８４リテーナ
７８プライマリリターンスプリング
９４，１１４当接部
９７，１１７平面部
９８，１１８内壁

Claims

有底筒状のシリンダ本体と、
該シリンダ本体に挿入され、移動に伴って前記シリンダ本体内で液圧を発生させる筒状のピストンと、
該ピストンを前記シリンダ本体の開口側へ付勢するコイル状のリターンスプリングと、からなり、
前記リターンスプリングの末端部側は、軸方向に直交する平坦部が形成されるとともに、径方向の形状が、前記リターンスプリングの前記末端部を通る外径寸法が該末端部を通る外径寸法の線分と直交する方向の外径寸法よりも短い形状であり、
前記リターンスプリングは、その前記末端部側の外周で前記ピストンの内壁に対して固定されることを特徴とするマスタシリンダ。
前記リターンスプリングは、該リターンスプリングを縮小可能となるように互いに連結された一対の部材を有して前記リターンスプリングの最大長を規制するリテーナに設けられ、該リテーナの軸方向端部には、前記リターンスプリングの前記平面部が当接するとともに前記ピストンの底部に当接する当接部が設けら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。