JP2012197065A - マスタシリンダ - Google Patents

Abstract

【課題】ファーストフィルを行う構成の簡素なマスタシリンダを提供すること。
【解決手段】マスタシリンダ１は、段付シリンダ３と当該段付シリンダ３に摺動するプライマリピストン７とによって、大径与圧室１０と第１小径液圧室９を形成している。また、大径与圧室１０と第１小径液圧室９とを区画するとともに、大径液圧室から第１小径液圧室へのブレーキ液の流れを許容する第３カップシールが小径シリンダに設けられており、大径与圧室１０と大気側とを区画するとともに、大径液圧室から大気側へのブレーキ液の流れを許容する第４カップシールが大径ピストン部７ｂに設けられている。プライマリピストン７の前進に伴い、大径与圧室１０のブレーキ液は第１小径液圧室９に送られ、プライマリピストン７がさらに前進し、大径与圧室１０内のブレーキ液圧が第４カップシール２０の開放圧以上になると、大径与圧室１０のブレーキ液はリザーバ２側へ流れる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のブレーキ装置などにブレーキ液を供給するマスタシリンダに関する。

ディスクブレーキやドラムブレーキのブレーキ装置に対してブレーキ液を供給する際、作動初期に大容量のブレーキ液を供給する、いわゆるファーストフィルを行うことでストローク初期の無効液量分を補い、その結果、ペダルストロークを短縮可能なマスタシリンダがある。

特開２００２−３２１６０９

このマスタシリンダは大径シリンダ部及び小径シリンダ部を有する段付シリンダと、当該段付シリンダの大径シリンダ部内に摺動可能に挿入される大径ピストン部及び小径シリンダ部内に摺動可能に挿入される小径ピストン部を有した段付ピストンとを備えている。段付シリンダ内の小径シリンダ部には、大径ピストン側の大径与圧室と小径ピストン側の小径液圧室とに区画するとともに、大径与圧室内のブレーキ液圧が所定圧以上に達すると大径与圧室側から小径液圧室側へブレーキ液を開放するカップシールを備えている。

上記構成により段付ピストンの小径液圧室側への摺動による大径与圧室の体積減少により、カップシールを開放し大径与圧室から小径液圧室へブレーキ液の液補給を行うことによって、上述したファーストフィルを行うようになっている。

このマスタシリンダには、小径液圧室と大径与圧室とに連通するリリーフ弁が設けてあり、小径液圧室内のブレーキ液圧が所定圧以上になったとき、当該小径液圧室内のブレーキ液圧と大径与圧室内のブレーキ液圧の差を利用してリリーフ弁を開弁させる。リリーフ弁が開弁することで大径与圧室内のブレーキ液をリザーバに逃がすことができ、これにより小径液圧室の所定圧以下における無効液量の低減と、所定圧以上でのブレーキ踏力の低減とを両立させている。

しかしながら、このマスタシリンダは、マスタシリンダにリリーフ弁を設けることとなるため、小径液圧室及び大径与圧室からリリーフ弁につながるバイパス通路をマスタシリンダに追加する必要がある。そのため、バイパス通路の加工やリリーフ弁の追加のためマスタシリンダの生産性が悪化してしまう問題がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、ファーストフィルを行う構成の簡素なマスタシリンダを提供することが課題である。

請求項１に記載の発明は、大径シリンダ部及び大径シリンダ部の前方に設けられる小径シリンダ部を有した段付シリンダと、大径シリンダ部に摺動する大径ピストン部及び小径シリンダ部に摺動する小径ピストン部を有するとともに、段付シリンダ内で大径ピストン部の前方に大径与圧室を形成し、小径ピストン部の前方にホイールシリンダに連通するとともに大径与圧室内のブレーキ液圧が所定値に達するまでは大径与圧室からブレーキ液が送られる小径液圧室を形成する段付ピストンと、小径シリンダ部に設けられ、大径与圧室と小径液圧室とを区画するとともに、大径与圧室から小径液圧室へのブレーキ液の流れを許容する小径受圧カップと、大径シリンダ部に設けられ、大径与圧室と大気室とを区画するとともに、大径与圧室内のブレーキ液圧が所定圧以上のとき大径与圧室から大気室へブレーキ液の流れを許容する大径受圧カップとを備えていることを特徴とする。

上記の構成によると、上記構成のマスタシリンダは、段付ピストンが前方に進むことで大径与圧室及び小径液圧室のブレーキ液圧は上昇する。段付ピストンの前進に伴い大径与圧室内のブレーキ液は小径液圧室に送られ、小径液圧室内のブレーキ液はホイールシリンダに送られる。大径与圧室のブレーキ液圧が所定圧に達するまでは大径与圧室のブレーキ液が小径液圧室に送られ、大径与圧室のブレーキ液が所定圧に達すると、大径与圧室のブレーキ液が大気室へ流れる。この時、小径受圧カップにより小径液圧室のブレーキ液は大径与圧室へ流れないため、大径与圧室のブレーキ液のみ大気室へ流れる。ここで、前方とは段付シリンダに段付ピストンが挿入される方向である。

上記構成により、ピストンの初期ストローク時には、大径ピストン部によって大径与圧室内のブレーキ液が小径液圧室を介してホイールシリンダに送られ、上述のファーストフィルを行うことができる。大径与圧室のブレーキ液圧が所定圧に達すると、大径与圧室のブレーキ液が大気室へ開放されるため、新たに大径与圧室のブレーキ液を大気室へ開放させる機構を設けなくても良く、従来のマスタシリンダより簡素な構造になる。

請求項２に記載の発明は、大径受圧カップの開口側が段付ピストンの開口側を向いていることを特徴とする。

上記の構成によると、大径与圧室内のブレーキ液圧が所定圧になると大径与圧室のブレーキ液を大気室へ開放する。

本発明のマスタシリンダを表した図

本発明のマスタシリンダ１を図１に示す。本発明のマスタシリンダ１には、当該マスタシリンダ１に供給されるブレーキ液を貯蓄するリザーバ２と図示しないブレーキブースタとが接続されている。マスタシリンダ１は、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入力に応じてブレーキ液圧を発生させ、ブレーキ液を図示しないホイールシリンダ側に送り出すように構成されている。

マスタシリンダ１は有底筒状の段付シリンダ３を有しており、当該段付シリンダ３の底部４側には小径シリンダ部３ａが形成され、当該小径シリンダ部３ａよりもシリンダ径の大きい大径シリンダ部３ｂが、小径シリンダ部３ａに隣接して開口部５側に形成されている。

段付シリンダ３内には、小径シリンダ部３ａに摺動するセカンダリピストン６と、小径シリンダ部３ａ及び大径シリンダ部３ｂに摺動するプライマリピストン７とが設けられている。運転者のブレーキペダルによる入力に伴い、プライマリピストン７及びセカンダリピストン６は、段付シリンダ３内を摺動する。

セカンダリピストン６は段付シリンダ３内の底部４側に設けられ、小径シリンダ部３ａに摺動する。ここで、段付シリンダ３の底部４とセカンダリピストン６とに区画されて第２小径液圧室８が形成されている。

プライマリピストン７は小径ピストン部７ａと大径ピストン部７ｂとが形成された段付ピストンであり、セカンダリピストン６よりも開口部５側に設けられる。プライマリピストン７の小径ピストン部７ａは段付シリンダ３内の小径シリンダ部３ａに摺動し、大径ピストン部７ｂは大径シリンダ部３ｂに摺動する。ここで、セカンダリピストン６とプライマリピストン７とに区画されて第１小径液圧室９が形成され、段付シリンダ３の小径シリンダ部３ａの開口部５側とプライマリピストン７の大径ピストン部７ｂの底部４側とで区画されて大径与圧室１０が形成されている。

段付シリンダ３の底部４側には第２連通路１１が設けられ、セカンダリピストン６に設けられたセカンダリピストンポート１３を介して、リザーバ２と第２小径液圧室８とが連通されている。また、段付シリンダ３の開口部５側には第１連通路１２が設けられ、プライマリピストン７の大径ピストン部７ｂの底部４側の外周に設けられたスリット１４を介して、リザーバ２と大径与圧室１０とが連通されている。さらに、プライマリピストン７の小径ピストン部７ａの底部４側に設けられたプライマリピストンポート１５を介して、大径与圧室１０と第１小径液圧室９とが連通されている。

第１小径液圧室９及び第２小径液圧室８には車両に設けられているホイールシリンダに連通するホイールシリンダポート１６が設けられており、ブレーキペダルの入力に応じて第１小径液圧室９及び第２小径液圧室８のブレーキ液がホイールシリンダ側に送られる。

セカンダリピストン６と段付シリンダ３の小径シリンダ部３ａとの間には、第１カップシール１７及び第２カップシール１８が設けられている。第１カップシール１７は第２連通路１１よりも底部４側に設けられており、第２小径液圧室８と第２連通路１１との連通を遮断可能な構成とし、第２連通路１１から第２小径液圧室８へのブレーキ液の流れのみを許容している。第２カップシール１８は第２連通路１１よりも開口部５側に設けられており、第１小径液圧室９と第２連通路１１との連通を遮断している。
ここで、第１カップシール１７はプライマリカップを使用し、底部４側を向くように設置され、第２カップシール１８はプレッシャカップを使用し、開口部５側を向くように配置される。

プライマリピストン７の小径ピストン部７ａと段付シリンダ３の小径シリンダ部３ａとの間には、第３カップシール１９が設けられている。第３カップシールは大径与圧室１０と第１小径液圧室９との連通を遮断可能な構成とし、大径与圧室１０から第１小径液圧室９へのブレーキ液の流れのみを許容している。大径与圧室１０内のブレーキ液圧が第３カップシール１９の開放圧以上に達すると、大径与圧室１０のブレーキ液が第１小径液圧室９に流れる。
ここで第３カップシール１９はプライマリカップを使用し、底部４側を向くように設置される。

プライマリピストン７の大径ピストン部７ｂと段付シリンダ３の大径シリンダ部３ｂとの間には、第４カップシール２０及び第５カップシール２１が設けられている。第４カップシール２０は第１連通路１２よりも底部４側に設けられており、大径与圧室１０と第１連通路１２との連通を遮断可能な構成としている。第５カップシール２１は第１連通路１２よりも開口部５側に設けられており、第１連通路１２とマスタシリンダ１の外部との連通を遮断している。大径与圧室１０内のブレーキ液圧が第４カップシール２０の開放圧に達すると、大径与圧室１０のブレーキ液が第１連通路に流れる。この時、第４カップシール２０の開放圧は第３カップシール１９の開放圧よりも高く設定される。
ここで、第４カップシール２０はプレッシャカップを使用し、開口部５側を向くように設置し、第５カップシール２１はセカンダリカップを使用し、底部４側を向くように配置する。

なお、第１カップシール１７〜第５カップシール２１に用いられるそれぞれのカップシールは有底筒上の部材であり、カップシールが底部４側を向くということは、カップシールの開口部がマスタシリンダ１の底部４側に、カップシールの底部がマスタシリンダ１の開口部５側に設けられることである。同様に、カップシールが開口部５側を向くことは、カップシールの底部がマスタシリンダ１の底部４側に、カップシールの開口部がマスタシリンダ１の開口部５側に設けられることである。
さらに、カップシールの開放圧とは、カップシールが撓むことでブレーキ液の流れを許容するカップシールの剛性のことで、カップシールの開放圧が高いということは、カップシールの剛性が高いということである。

第２小径液圧室８には、セカンダリピストン６を開口部５側へ付勢するセカンダリスプリング２２が設けられており、第２ストッパ２３を介してセカンダリピストン６と段付シリンダ３の底部４との間に配設されている。セカンダリスプリング２２は、運転者のブレーキペダル入力がない場合にセカンダリピストン６の初期位置を定めている。

第１小径液圧室９には、セカンダリピストン６及びプライマリピストン７を相反方向に付勢するプライマリスプリング２４が設けられており、第１ストッパ２５を介してセカンダリピストン６とプライマリピストン７との間に配設されている。運転者のブレーキペダル入力がない場合にプライマリピストン７の初期位置を定めている。

初期位置において、セカンダリピストン６のセカンダリピストンポート１３は第１カップシール１７よりも開口部５側且つ、第２カップシール１８よりも底部４側になるように配置され、第２小径液圧室８は第２連通路１１を介してリザーバ２と連通している。

また、初期位置においてプライマリピストン７のプライマリピストンポート１５は、第３カップシール１９よりも開口部５側に配置されるとともに、スリット１４は第４カップシール２０よりも開口部５側且つ、第５カップシール２１よりも底部４側になるように配置され、第１小径液圧室９は第１連通路１２及び大径与圧室１０を介してリザーバ２と連通している。

次に、上記構成のマスタシリンダの作動を説明する。
運転者のブレーキペダル操作が行われると、ブレーキペダルに連結されたブレーキブースタを介して、プライマリピストン７が底部４側に押動される。プライマリピストン７が押動されることによりプライマリスプリング２４を介してセカンダリピストン６も同時に底部４側へ押動される。

プライマリピストン７の底部４側への押動により、プライマリピストン７のスリット１４の位置が第４カップシール２０よりも底部４側に移動され、プライマリピストン７のプライマリピストンポート１５の位置が第３カップシール１９よりも底部４側に移動されると、第４カップシール２０及び第３カップシール１９によって大径与圧室１０が密閉される。

大径与圧室１０が密閉された後さらにプライマリピストン７が底部４側に押動されると、大径与圧室１０内のブレーキ液圧が上昇する。大径与圧室１０内のブレーキ液圧が第３カップシール１９の開放圧以上に達すると、プライマリピストン７の押動による大径与圧室１０の体積減少に伴い、大径与圧室１０内のブレーキ液が第３カップシール１９及びプライマリピストンポート１５を通過して第１小径液圧室９へ送られる。第１小径液圧室９内のブレーキ液はホイールシリンダへ送られ、図示しないブレーキパッドを図示しないディスクロータに向けて押動させる。

プライマリピストンポート１５が第３カップシール１９よりも底部４側に移動されると、第１小径液圧室９が密閉され、その後さらにプライマリピストン７が押動されると第１小径液圧室９内のブレーキ液圧が上昇する。

同様に、セカンダリピストン６の底部４側への押動により、セカンダリピストン６のスリット１３の位置が第１カップシール１７よりも底部４側に移動されると第２小径液圧室８が密閉され、その後さらにセカンダリピストン６が押動されると第２小径液圧室８内のブレーキ液圧が上昇する。

その後、プライマリピストン７の押動により第１小径液圧室９の液量不足を補うため、大径与圧室１０から第１小径液圧室９にブレーキ液が送り込まれつつ、第１小径液圧室９及び大径与圧室１０のブレーキ液圧が上昇する。

第１小径液圧室９及び大径与圧室１０のブレーキ液圧が第４カップシール２０の開放圧に達すると、大径与圧室１０のブレーキ液がスリット１４及び第４カップシール２０を通過してリザーバ２側へ流れる。この時、第３カップシール１９は大径与圧室１０から第１小径液圧室９へのブレーキ液の流れのみを許容しており、第１小径液圧室９内のブレーキ液は大径与圧室１０へは流れないため、第４カップシール２０開放後プライマリピストン７が押動されると第１小径液圧室９のブレーキ液圧は上昇する。

以上により、本発明のマスタシリンダ１は、大径与圧室１０のブレーキ液圧が第４カップシール２０の開放圧以上になると大径与圧室１０のブレーキ液をリザーバ２へ逃がす第４カップシール２０を有しているため、プライマリピストン７の底部４側への押動による大径与圧室１０の体積減少により第３カップシール１９を開いて大径与圧室１０から第１小径液圧室９へ液補給、すなわち、ファーストフィルを行うことができる。

大径与圧室１０内のブレーキ液圧が第４カップシール２０の開放圧以上になると、第４カップシール２０が開放し、大径与圧室１０のブレーキ液がリザーバ２側へ流れることとなる。以上により、大径与圧室１０のブレーキ液圧の解除を第４カップシール２０で行うことができるため、従来の大径与圧室１０の開放を行う制御弁を設ける必要が無く、マスタシリンダ１にバイパス通路の加工をする必要がないため、簡素な構成のマスタシリンダになる。また、従来の制御弁が移動する際の液量消費が無いため、第４カップシール２０の開放時にプライマリピストン７が奥入りせず、そのため第４カップシール２０開放時のペダルフィーリング悪化を改善することができる。

マスタシリンダ・・・１
リザーバ・・・２
段付シリンダ・・・３
小径シリンダ部・・・３ａ
大径シリンダ部・・・３ｂ
底部・・・４
開口部・・・５
セカンダリピストン・・・６
プライマリピストン・・・７
小径ピストン部・・・７ａ
大径ピストン部・・・７ｂ
第２小径液圧室・・・８
第１小径液圧室・・・９
大径与圧室・・・１０
第２連通路・・・１１
第１連通路・・・１２
セカンダリピストンポート・・・１３
スリット・・・１４
プライマリピストンポート・・・１５
ホイールシリンダポート・・・１６
第１カップシール・・・１７
第２カップシール・・・１８
第３カップシール・・・１９
第４カップシール・・・２０
第５カップシール・・・２１
セカンダリスプリング・・・２２
第２ストッパ・・・２３
プライマリスプリング・・・２４
第１ストッパ・・・２５

Claims (2)

1. 大径シリンダ部及び前記大径シリンダ部の前方に設けられる小径シリンダ部を有した段付シリンダと、
   前記大径シリンダ部に摺動する大径ピストン部及び前記小径シリンダ部に摺動する小径ピストン部を有するとともに、前記段付シリンダ内で前記大径ピストン部の前方に大径与圧室を形成し、前記小径ピストン部の前方にホイールシリンダに連通するとともに前記大径与圧室内のブレーキ液圧が所定値に達するまでは前記大径与圧室からブレーキ液が送られる小径液圧室を形成する段付ピストンと、
   前記小径シリンダ部に設けられ、前記大径与圧室と前記小径液圧室とを区画するとともに、前記大径与圧室から前記小径液圧室へのブレーキ液の流れを許容する小径受圧カップと、
   前記大径シリンダ部に設けられ、前記大径与圧室と大気室とを区画するとともに、前記大径与圧室内のブレーキ液圧が所定圧以上のとき前記大径与圧室から前記大気室へブレーキ液の流れを許容する大径受圧カップとを備えていることを特徴とするマスタシリンダ。
2. 前記大径受圧カップの開口側が前記段付ピストンの後方側を向い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。