JP2012121404A - Cylinder, and hydraulic system provided with the cylinder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等の車両におけるブレーキやクラッチのシリンダ、およびこのシリンダを備えた液圧システムの各技術分野に関するものである。 The present invention relates to a technical field of a brake or clutch cylinder in a vehicle such as an automobile, and a hydraulic system including the cylinder.
従来、自動車の液圧ブレーキシステムや液圧クラッチシステムにおいては、ブレーキ装置やクラッチ装置を作動させるために、ブレーキペダルあるいはクラッチペダルの踏力に応じた液圧を発生するマスタシリンダが用いられている。このマスタシリンダとして、シリンダ孔を有するシリンダ本体と、前記シリンダ内孔を摺動可能に挿入し液圧室を区画するピストンと、前記シリンダ本体に設けられリザーバタンク内に連通する連通路と、前記ピストンに形成され連通路と前記液圧室とを連通する連通孔と、前記シリンダ本体の前記シリンダ内孔周面の凹部に収容されるとともに前記ピストンが摺動可能に貫通して、前記シリンダ内孔周面と前記ピストン外周面との間をシールするシール部材とを備えたマスタシリンダが知られている。なお、前記連通孔は、比較的小径で前記ピストンの所定位置・所定間隔に複数配置されている。(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a hydraulic brake system or a hydraulic clutch system of an automobile, a master cylinder that generates a hydraulic pressure corresponding to a pedal force of a brake pedal or a clutch pedal is used to operate the brake device or the clutch device. As the master cylinder, a cylinder main body having a cylinder hole, a piston that slidably inserts the cylinder inner hole to define a hydraulic pressure chamber, a communication path that is provided in the cylinder main body and communicates with a reservoir tank, A communication hole formed in the piston and communicating with the communication passage and the hydraulic chamber, and is accommodated in a recess in the peripheral surface of the cylinder inner hole of the cylinder body, and the piston slidably penetrates, A master cylinder provided with a seal member that seals between a hole peripheral surface and the piston outer peripheral surface is known. The communication holes have a relatively small diameter and are arranged at a predetermined position and a predetermined interval of the piston. (For example, refer to Patent Document 1).
特許文献1に記載のシリンダ、およびこのシリンダを備えた液圧システムでは、次の点が懸念される。
運転手により前記ブレーキペダルが踏み込まれることによって、前記マスタシリンダの前記液圧室内に配置されたリターンスプリングの力に抗して、前記ピストンが非作動位置から作動位置に摺動し、前記連通孔が前記シール部材を通過することで、前記液圧室内に液圧が発生し、この液圧がブレーキ装置に伝達され、車両に対して制動力が発生する。
その後、運転手が前記ブレーキペダルの踏み込みを開放した時は、前記リターンスプリングの力により、前記ピストンが作動位置から非作動位置に戻ろうとする。この時、前記液圧室内は負圧気味であり、前記ピストンが前記シール部材を通過し前記連通孔を通じて前記リザーバタンク内と連通した直後に、前記リザーバタンク内の作動液が、前記連通孔を介して、前記液圧室側に勢いよく流れ込もうとする。
この時の作動液の流れの運動エネルギーが液圧室内で急激な圧力上昇を起こすことにより圧力波(振動)が発生し、その振動が前記シリンダ本体に伝達され、このシリンダ本体が装着されているボンネット内、あるいはキャビン内まで異音(振動音)が伝達し、運転手は、この異音により不快感を招くとともに、キャビン内の静粛性を確保することが困難であるという問題が考えられる。
In the cylinder described in
When the brake pedal is depressed by the driver, the piston slides from the non-operating position to the operating position against the force of a return spring disposed in the hydraulic chamber of the master cylinder, and the communication hole As a result of passing through the seal member, a hydraulic pressure is generated in the hydraulic pressure chamber, the hydraulic pressure is transmitted to the brake device, and a braking force is generated on the vehicle.
Thereafter, when the driver releases the depression of the brake pedal, the piston tries to return from the operating position to the non-operating position by the force of the return spring. At this time, the hydraulic pressure chamber has a negative pressure, and immediately after the piston passes through the seal member and communicates with the inside of the reservoir tank through the communication hole, the hydraulic fluid in the reservoir tank passes through the communication hole. Through the fluid pressure chamber side.
At this time, the kinetic energy of the flow of the hydraulic fluid causes a sudden pressure rise in the hydraulic chamber, thereby generating a pressure wave (vibration), which is transmitted to the cylinder body, and this cylinder body is mounted. An abnormal sound (vibration sound) is transmitted to the inside of the bonnet or the cabin, and it is considered that the driver causes discomfort due to the abnormal sound and it is difficult to ensure quietness in the cabin.
本発明はこのような事情を鑑みてなされたものであって、その目的は、上記異音の発生を防止あるいは抑制をすることで、上記問題点を解決することができるシリンダ、およびこのシリンダを備えた液圧システムを提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a cylinder capable of solving the above-described problems by preventing or suppressing the generation of the abnormal noise, and the cylinder. A hydraulic system is provided.
上記の課題を解決するために、本発明のシリンダは、シリンダ孔内を摺動可能に嵌入され、所望位置に内周側と外周側とを連通する連通孔が形成されて、入力に応じて非作動位置から作動位置に摺動するピストンと、このピストンが前記入力を受け、前記連通孔がシリンダ孔の所望位置に配置されたシール部材を通過することで、前記シリンダ孔内に液圧室が区画され、更に前記入力を受けることで前記液圧室内圧が上昇するシリンダ装置において、前記連通孔の形状は、前記ピストンが作動位置から非作動位置に戻る際に、その開口面積が暫時増大する形状に成形されていることを特徴としている。 In order to solve the above problems, the cylinder of the present invention is slidably inserted into the cylinder hole, and a communication hole is formed at the desired position to connect the inner peripheral side and the outer peripheral side. A piston that slides from the non-operating position to the operating position, and the piston receives the input, and the communication hole passes through a seal member that is disposed at a desired position of the cylinder hole. In the cylinder device in which the hydraulic chamber pressure is increased by receiving the input, the shape of the communication hole increases when the piston returns from the operating position to the non-operating position. It is characterized by being formed into a shape to make.
また、本発明のシリンダは、前記連通孔は、複数形成されており、また、その配置はほぼ均等配置であり、更にその形状はほぼ同一形状であることを特徴としている。 Further, the cylinder of the present invention is characterized in that a plurality of the communication holes are formed, the arrangement is substantially equal, and the shape is substantially the same.
更に、本発明の液圧システムは、作動液を貯留するリザーバタンクと、前記リザーバタンク内の作動液が供給されるとともに作動時に作動液圧を発生するマスタシリンダと、前記マスタシリンダからの液圧で作動するアクチュエータとを少なくとも備え、前記マスタシリンダが上述の本発明のシリンダのいずれか1つであることを特徴としている。 Furthermore, the hydraulic system of the present invention includes a reservoir tank that stores hydraulic fluid, a master cylinder that is supplied with hydraulic fluid in the reservoir tank and generates hydraulic fluid pressure during operation, and hydraulic pressure from the master cylinder. And the master cylinder is any one of the above-described cylinders of the present invention.
更に、本発明の液圧システムは、ブレーキシステム、あるいはクラッチシステムであることを特徴としている。 Furthermore, the hydraulic system according to the present invention is a brake system or a clutch system.
このように構成された本発明のシリンダによれば、シリンダ孔内を摺動可能に嵌入され、所望位置に内周側と外周側とを連通する連通孔が形成されて、入力に応じて非作動位置から作動位置に摺動するピストンと、このピストンが前記入力を受け、前記連通孔がシリンダ孔の所望位置に配置されたシール部材を通過することで、前記シリンダ孔内に液圧室が区画され、更に前記入力を受けることで前記液圧室内圧が上昇するシリンダ装置において、前記連通孔の形状は、前記ピストンが作動位置から非作動位置に戻る際に、その開口面積が暫時増大する形状に成形されている。したがって、前記リザーバタンクと前記液圧室内とが前記連通孔により連通した直後に、前記リザーバタンク内から前記液圧室に流入する作動液は、徐々に増加することになり、前記液圧室内に作動液が一気に供給されることを抑制する(流量を絞ることができる)。これにより、異音の発生を防止、あるいは抑制することができ、上記異音により不快感を招くことがなく、キャビン内の静粛性を確保することができる、あるいは抑制することができる。 According to the cylinder of the present invention configured as described above, the inside of the cylinder hole is slidably inserted, and the communication hole that connects the inner peripheral side and the outer peripheral side is formed at a desired position. A piston that slides from the operating position to the operating position, and the piston receives the input, and the communication hole passes through a seal member disposed at a desired position of the cylinder hole, so that a hydraulic chamber is formed in the cylinder hole. In the cylinder device that is partitioned and further receives the input, the hydraulic chamber pressure rises. When the piston returns from the operating position to the non-operating position, the opening area of the communicating hole increases for a while. It is molded into a shape. Therefore, immediately after the reservoir tank and the hydraulic chamber communicate with each other through the communication hole, the hydraulic fluid flowing into the hydraulic chamber from the reservoir tank gradually increases, Suppressing supply of hydraulic fluid at a stretch (the flow rate can be reduced). Thereby, generation | occurrence | production of abnormal noise can be prevented or suppressed, and the quietness in a cabin can be ensured or suppressed, without causing discomfort by the said abnormal noise.
また、前記連通孔は、複数形成されており、また、その配置はほぼ均等配置であり、更にその形状はほぼ同一形状である。したがって、確実に前記連通孔の機能を果たしつつ、上記効果も得ることができる。 Further, a plurality of the communication holes are formed, the arrangement is substantially equal, and the shape is substantially the same. Therefore, the above-mentioned effect can be obtained while the function of the communication hole is surely achieved.
更に、本発明のシリンダを用いた液圧システムによれば、作動液を貯留するリザーバタンクと、前記リザーバタンク内の作動液が供給されるとともに作動時に作動液圧を発生するマスタシリンダと、前記マスタシリンダからの液圧で作動するアクチュエータとを少なくとも備え、前記マスタシリンダが上述の本発明のシリンダのいずれか1つであり、異音の発生を防止、あるいは抑制することができ、上記異音により不快感を招くことがなく、キャビン内の静粛性を確保することができる、あるいは抑制することができる。 Further, according to the hydraulic system using the cylinder of the present invention, a reservoir tank that stores hydraulic fluid, a master cylinder that supplies hydraulic fluid in the reservoir tank and generates hydraulic fluid pressure during operation, At least an actuator that operates with hydraulic pressure from the master cylinder, and the master cylinder is any one of the above-described cylinders of the present invention, and can prevent or suppress the generation of abnormal noise. As a result, no uncomfortable feeling is caused, and the quietness in the cabin can be ensured or suppressed.
以下、図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。
図1は本発明にかかるシリンダの実施の形態の一例を備える液圧システムを模式的に示す図である。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a hydraulic system including an example of an embodiment of a cylinder according to the present invention.
図1に示すように、この例の液圧ブレーキ装置1は、基本的には従来公知の一般的な2系統の液圧ブレーキ装置と同じである。すなわち、液圧ブレーキ装置1は、ブレーキペダル2、倍力装置3、マスタシリンダ4、リザーバタンク5、およびブレーキアクチュエータ6を備えている。リザーバタンク5は車体に固定されたマスタシリンダ4に取り付けられる。この場合、リザーバタンク5は、その長手方向が車両の前後方向またはほぼ車両前後方向となるように取り付けられる。
また、車両の構造上やレイアウトの都合で、リザーバタンク5は、直接、車体に取り付けられ、リザーバタンク5からホース等でマスタシリンダ4と接続される場合もある。
As shown in FIG. 1, the
Further, the
更に、マスタシリンダ4とブレーキアクチュエータ6との間には、液圧制御装置15が介在しており、マスタシリンダ4と液圧制御装置15との間、および液圧制御装置15とブレーキアクチュエータ6との間は、各々のブレーキ配管16、17で接続されている。
Further, a fluid
運転手がブレーキペダル2を踏み込むと、倍力装置3が作動してペダル踏力を所定のサーボ比で倍力して出力する。この倍力装置3の出力でマスタシリンダ4のプライマリピストン4aが作動してプライマリ液圧室4bの作動液をプライマリ側出力口22、ブレーキ配管16、液圧制御装置15、ブレーキ配管17を介して一方の系統のブレーキアクチュエータ6に送給するとともに、セカンダリピストン4cが作動してセカンダリ液圧室4dの作動液をセカンダリ側出力口23、ブレーキ配管16、液圧制御装置15、ブレーキ配管17を介して一方の系統のブレーキアクチュエータ6他方の系統のブレーキアクチュエータ6に送給する。各ブレーキ系統のロスストロークが消滅すると、マスタシリンダ4が液圧を発生する。このマスタシリンダ4の液圧が各ブレーキアクチュエータ6に伝達され、各ブレーキアクチュエータ6がブレーキ力を発生して、各車輪7にブレーキがかけられる。
When the driver depresses the brake pedal 2, the booster 3 is activated to boost and output the pedal effort with a predetermined servo ratio. The
図2は、本発明にかかるシリンダの実施の形態の一例の断面図である。図2に示すように、マスタシリンダ4はプランジャ型マスタシリンダであって、シリンダ本体41を備えている。このシリンダ本体41内にはシリンダ孔42が形成されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view of an example of an embodiment of a cylinder according to the present invention. As shown in FIG. 2, the
シリンダ孔42内には、プライマリピストン4aとセカンダリピストン4cとが摺動可能に嵌入されている。プライマリピストン4aは、ブレーキペダル2あるいはこのブレーキペダル踏力を倍力して出力するブレーキ倍力装置3によって、図中左右方向に摺動可能になっている。これらのプライマリピストン4aおよびセカンダリピストン4cにより、シリンダ孔42内には、プライマリ液圧室4bがプライマリピストン4aとセカンダリピストン4cとの間に区画形成され、またセカンダリ液圧室4dがセカンダリピストン4cとシリンダ孔42の底部43との間に区画形成されている。
In the
プライマリ液圧室4bには第1リターンスプリング機構10が設けられており、この第1リターンスプリング機構10は、第1軸部材8と、この第1軸部材8の外周を取り巻き縮設されているコイル状の第1スプリング13と、この第1スプリング13の軸線方向の両側に配置された第1リテーナ30と第2リテーナ31により構成されている。なお、第1軸部材8の図中左側端部は、第2リテーナ31を貫通し、プライマリピストン4aに常時固定され、第1軸部材8の図中右側端部は、プライマリピストン4aが非作動状態にあるときは第1リテーナ30に係止されており、プライマリピストン4aが作動状態にあるときは、前記係止が解消される。
A primary
また、セカンダリ液圧室4dには第2リターンスプリング機構11が設けられており、この第2リターンスプリング機構11は、縮設されているコイル状の第2スプリング14と、この第2スプリング14の内周に配置されるとともに、第2スプリング14の一方端が着座する第3リテーナ32と、第2スプリング14の他方端が着座する第4リテーナ33とにより構成されている。
この第3リテーナ32と第4リテーナ33とは、嵌合しあっており、第4リテーナ44はシリンダ孔42の底部43に常時当接されるとともに、第3リテーナ32の内側に嵌合した状態を呈している。そして、セカンダリピストン4cが非作動状態にあるときは、第3リテーナ32と第4リテーナ33とは係合状態を維持し、セカンダリピストン4cが作動状態にあるときは、前記係合状態が解消される。
なお、上記説明では、プライマリ液圧室4b内に第1リターンスプリング機構11が設けられているとの説明をしたが、第2リターンスプリング機構12をプライマリ液圧室4b内に設けることでも良い。
Further, the secondary
The
In the above description, it has been described that the first
シリンダ本体41の直上には、作動液であるブレーキ液を蓄えるリザーバタンク5が設けられている。このリザーバタンク5は、第1連絡路20とプライマリピストン4aに形成された第1連通孔20aとを介してプライマリ液圧室4bに連通可能にされている。
第1連通孔20aは、プライマリピストン4aの図中左端側筒状部4eに穿設されてプライマリピストン4aの内周側のプライマリ液圧室4bと外周側の第1連通路20とを連通する径方向の孔により構成されている。また、リザーバタンク5は第2連通路21とセカンダリピストン4cに形成された第2連通孔21aとを介してセカンダリ液圧室4dに連通可能にされている。第1連通孔20aと同様に、第2連通孔21aも、セカンダリピストン4cの筒状部4fに穿設されてセカンダリピストン4cの内周側のセカンダリ液圧室4dと外周側の第2連通路21とを連通する径方向の孔により構成されている。
A
The
なお、シリンダ孔42の内周壁の所望箇所には、凹部44が形成されており、この凹部44には、シール部材45が配設されており、第1および第2連通孔20a,21aがシール部材45を通過することで、リザーバタンク5とプライマリ液圧室4aの間、およびリザーバタンク5とセカンダリ液圧室4cとの間で、作動液の流動が遮断され、更にプライマリピストン4a、およびセカンダリピストン4cが、図中左側に移動することで、プライマリ液圧室4a、およびセカンダリ液圧室4c内の液圧が上昇する。
A
そして、運転手によるブレーキ踏み込み操作を止めることで、第1および第2リターンスプリング13,14のばね力によりプライマリピストン4a、およびセカンダリピストン4cは、非作動位置方向に戻される。
Then, by stopping the brake depressing operation by the driver, the
次に図3(a)は、図2に記載されたプライマリピストン4aの単体の断面図である。この図面から判るように、第1連通孔20aは、筒状部4eにほぼ均等に径方向に複数個の穿設されており、その1つずつの形状もほぼ同じである。なお、上記説明では、プライマリピストン4aに対して説明したが、セカンダリピストン4cにも同様に第2連通孔21aが形成されている。
図3(b)では、上述の図3(a)に記載された第1連通孔20aの1つを拡大したものであって、図中右側につれて第1連通孔20aの面積が増大するように成形されている。
Next, FIG. 3A is a cross-sectional view of a single
3 (b) is an enlarged view of one of the
具体的には、図3(b)では、同図中、頂点が右側に向く三角形を呈している。この構造であれば、プライマリピストン4aが、第1リターンスプリング機構10の第1スプリング13のばね力により作動位置方向から非作動位置方向に戻ろうとした場合、真っ先に頂点部分により第1連通路20と第1第2連通孔20aとが連通し、更にプライマリピストン4aが非作動位置方向に移動することで、徐々に第1連通孔20aの開口面積が増大するように成形されている。
Specifically, FIG. 3B shows a triangle whose vertex is directed to the right side in FIG. With this structure, when the
これは、第1連通孔20aが第1連通路20に連通し、遮断されていたリザーバタンク5とプライマリ液圧室4aとの間が連通した直後は、プライマリ液圧室4aの内圧が負圧気味であることから、その圧力差により一気にリザーバタンク5内の作動液がプライマリ液圧室4aに流入することを抑制するために前記開口面積を絞り、更にプライマリピストン4aが、前記非作動位置方向に戻る際は、プライマリピストン4aの戻り遅れ防止(ブレーキの引き摺り防止)を図ることができる。
This is because the internal pressure of the primary
次に図4(a)は、他の例のプライマリピストン4aにおける連通孔の部分断面図であり、更に図(b)は、更に他の例のプライマリピストン4aにおける連通孔の部分断面図である。なお、便宜上、図4(a)および(b)は、いずれもプライマリ側ピストンにおける他の例の連通孔を用いて説明するが、この連通孔の形状についても、セカンダリピストン4cにも適用可能である。
Next, FIG. 4A is a partial cross-sectional view of the communication hole in the
この図から判るように、第1連通孔120a、220aの形状も、プライマリピストン4aが、第1リターンスプリング機構10の第1スプリング13のばね力により作動方向から非作動位置方向に戻ろうとした場合、真っ先に、第1連通孔120a、220aの開口面積の狭い部分が第1連通路20と連通し、更にプライマリピストン4aが非作動位置に移動することで、徐々に第1連通孔120a、220aの開口面積が増大するように成形されている。
As can be seen from this figure, the shape of the
この場合でも、上述の通り、プライマリ液圧室4aとリザーバ5との圧力差により一気にリザーバ5内の作動液がプライマリ液圧室4aに流入することを抑制し、更にプライマリピストン4aが、前記非作動方向に戻る際は、プライマリピストン4aの戻り遅れ防止(ブレーキの引き摺り防止)を図ることができる。
Even in this case, as described above, the hydraulic fluid in the
本発明のシリンダおよびこのシリンダを備えた液圧システムでは、タンデムマスタシリンダを用いているが、これに限られるものではなく、例えば、シングルマスタシリンダであっても良い。また、上述の本発明を実施するための形態では、ブレーキシステムを用いた説明であるが、これに限られるものではなく、クラッチシステムであっても良い。 In the cylinder of the present invention and the hydraulic system including the cylinder, a tandem master cylinder is used. However, the invention is not limited to this. For example, a single master cylinder may be used. Moreover, although the above-described embodiment for carrying out the present invention is an explanation using a brake system, the present invention is not limited to this and a clutch system may be used.
本発明にかかるシリンダは、ピストンの前進時に液圧室に液圧を発生し、かつ、ピストンの後退時に液圧室に作動液を供給するプランジャ型のマスタシリンダに好適に利用可能である。特に、自動車等の車両におけるブレーキやクラッチのマスタシリンダに好適に利用可能である。
また、このシリンダを備えた液圧システムは、特に、自動車等の車両におけるブレーキシステムやクラッチシステムに好適に利用可能である。
The cylinder according to the present invention can be suitably used for a plunger-type master cylinder that generates hydraulic pressure in the hydraulic pressure chamber when the piston moves forward and supplies hydraulic fluid to the hydraulic pressure chamber when the piston moves backward. In particular, it can be suitably used for a master cylinder of a brake or a clutch in a vehicle such as an automobile.
Moreover, the hydraulic system provided with this cylinder can be suitably used particularly for a brake system and a clutch system in a vehicle such as an automobile.
1…液圧ブレーキ装置、2…ブレーキペダル、3…倍力装置、4…マスタシリンダ、4a…プライマリピストン、4b…プライマリ液圧室、4c…セカンダリリピストン、4d…セカンダリ液圧室、5…リザーバタンク、6…アクチュエータ、7…車輪、13…第1リターンスプリング、14…第2リターンスプリング、20…第1連通路、20a…第1連通孔、21…第2連通路、21a…第2連通孔、41…シリンダ本体、42…シリンダ孔、43…底部、44…凹部、45…シール部材
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記連通孔の形状は、前記ピストンが作動位置から非作動位置に戻る際に、その開口面積が暫時増大する形状に成形されていることを特徴とするシリンダ。 A piston that is slidably inserted into the cylinder hole and has a communication hole that connects the inner peripheral side and the outer peripheral side at a desired position. The piston slides from the non-operating position to the operating position in response to an input, and the piston. Receives the input, and the communication hole passes through a seal member disposed at a desired position of the cylinder hole, so that a hydraulic chamber is defined in the cylinder hole. In the cylinder where the pressure rises,
The cylinder is characterized in that the shape of the communication hole is formed such that the opening area of the piston increases for a while when the piston returns from the operating position to the non-operating position.
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