JP3050805B2 - 自動制御ブレーキシステムおよびそれに用いるタンデムマスタシリンダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、トラクションコ
ントロールをはじめとして、安定走行や追突防止等のた
めに、ブレーキ液圧を人的操作によらず自動的に制御可
能なブレーキシステムに関し、特に、そうした自動制御
ブレーキシステムに好適なタンデムマスタシリンダに関
する。

【０００２】

【発明の背景】車両等のブレーキシステムでは、安全性
を確保するため、互いに独立した２系統以上の配管系が
適用される。タンデムマスタシリンダは、それに用いる
液圧発生装置である。そうしたタンデムマスタシリンダ
は、一般に、開口側の一端から軸線方向に延びるシリン
ダ孔を含むシリンダ本体と、そのシリンダ本体の内部の
シリンダ孔の中に、第１液圧室および第２液圧室を区画
する第１ピストンおよび第２ピストンと、それらのピス
トンを移動させることによって、第１および第２の各液
圧室にブレーキ液圧を発生させるブレーキ操作手段とを
備える。通常のブレーキ操作手段は、ペダルおよびそれ
に連動するプッシュロッドである。運転者がペダルを踏
み込むと、プッシュロッドが第１ピストンを移動させて
第１液圧室に液圧を発生させ、しかもまた、その第１ピ
ストンの移動に応じて第２ピストンをも移動させ第２液
圧室にも液圧を発生させる。

【０００３】一方、ブレーキシステムにおけるさらなる
安全性の確保のため、ブレーキ操作手段による人的なブ
レーキ操作を行わずに（つまりは、人的なブレーキ操作
とは無関係にあるいは独立に）、ブレーキ液圧を自動的
に生じさせる自動制御を行うことが望まれる。２系統以
上のブレーキシステムの中に、人的なブレーキ制御と自
動制御との２制御形態を可能とする場合、液圧発生装置
を共通化する意味から、運転者に操作されるブレーキ操
作手段を含むタンデムマスタシリンダを、自動制御のた
めの液圧発生装置としても利用することになろう。タン
デムマスタシリンダは、自動制御の形態では、ブレーキ
操作手段が非操作位置にあるため、外部のポンプ装置か
ら圧液を供給することが必要となる。その場合、各系統
ごとにポンプ装置を装備したのでは、装置および配管の
構成が複雑になり、システムのコスト高を招いてしま
う。そこで、人的なブレーキ操作手段が単一であるよう
に、ポンプ装置を単一化する考えが出る。

【０００４】特開平７−１７２２８０号の公報は、そう
したポンプ装置を単一化する考えを明らかにしている。
そこでは、第１液圧室に対し、外部のポンプ装置による
吐出圧液を導入することによって第１液圧室に液圧を発
生させ、しかもまた、その発生液圧で第２ピストンを移
動させ、第２液圧室にも液圧を発生させるようにしてい
る。ところで、自動制御の形態のとき、人的なブレーキ
制御のときとは異なり、第１ピストンは非作動位置にあ
る。移動しない第１ピストンは、第１液圧室とリザーバ
との間を遮断することができない。そのため、前記の公
報の技術では、第１液圧室とリザーバとの間を連通する
通路途中に、電磁弁からなる開閉弁を設けるようにして
いる。その開閉弁は、通常は開であり、自動ブレーキ時
には電子制御回路からの制御信号を受けて閉となるよう
に制御される。

【０００５】

【解決しようとする課題】しかし、自動制御時に第１液
圧室をリザーバ側から遮断する手段として、そうした電
磁開閉弁を介在させる方法を適用した場合には、次のよ
うな問題を生じてしまう。第１の問題は、電磁開閉弁自
体が、コイルを含むため一般の機械的な弁に比べて大型
であり、しかも、電子制御回路との電気的な接続が必要
であるという不都合があることである。そうした不都合
は、リザーバとシリンダ本体の第１および第２の液圧室
とを配管を用いて連絡する場合でも、配管を用いないで
連絡する場合のいずれでも生じる。しかし、その不都合
は、リザーバ一体型のマスタシリンダにおいて、特に顕
在化し、第２の問題を生じる。タンデムマスタシリンダ
の多くは、ピストンをはめ込んだシリンダ本体の上部に
あるボス部を介して、リザーバがシリンダ本体に対して
直接結合され、リザーバとシリンダ本体とがかなり接近
した形態である。そのため、電磁開閉弁をシリンダ本体
に一体的に設けることは困難である。無理に一体化しよ
うとすると、第１液圧室−リザーバ間の通路形成が複雑
化したり、液密なシールを必要とする接続個所が増えた
りして、リザーバを含むマスタシリンダの構造を大幅に
変更せざるを得なくなってしまう。また、より小型の電
磁開閉弁を用いたとしても、リザーバ−シリンダ本体間
の接続部周辺が大型化することは必至であり、マスタシ
リンダ自体のコンパクト化を図る上での障害が残る。

【０００６】この発明は、以上の背景を考慮してなされ
たものであり、人的なブレーキ制御と自動制御との２制
御形態に対応しうる新たなブレーキシステム、特に、そ
の中のタンデムマスタシリンダの周辺を簡単にし、シス
テムのコストを有効に低減することができる技術を提供
することを目的とする。また、この発明は、そうしたブ
レーキシステムに適したタンデムマスタシリンダを提供
することを他の目的とする。さらに、この発明は、そう
した２制御形態に対応するためのマスタシリンダとし
て、リザーバ一体型のコンパクトなタンデムマスタシリ
ンダを提供することをも目的とする。

【０００７】

【発明の手段】この発明では、実施例に対応する添付
図、特に図１および図３に示すように、リザーバ３０と
シリンダ本体２２の中の第１液圧室７１との間を連通す
る第１通路８１に、第１液圧室７１の中の液圧上昇に応
答して開状態から閉状態へと切り換わる開閉弁５００を
備える。その開閉弁５００は機械的な構成要素だけから
なり、たとえば、その弁体５７が液圧を受けて弾性変形
可能であり、その弾性変形を利用することによって、弁
の開閉を行う。したがって、弁は電磁的なコイルを含ま
ず、しかも、電子制御手段との間の接続も不要である。
また、開閉弁５００には、リザーバ３０側から第１液圧
室７１側に向かう液移動を許す一方向弁７００を並列接
続する。その一方向弁７００によって、ブレーキ弛め時
に、負圧傾向になる第１液圧室７１に対し、リザーバ３
０側から液を補給することができる。そのような開閉弁
５００および一方向弁７００については、第１液圧室７
１とリザーバ３０側とを連通する、シリンダ本体２２上
部のボス部４１の内部に配置するようにすると良い。そ
うすれば、配管を簡略化できるだけでなく、そのボス部
４１の内部の構成を一部変えるだけで対応できるからで
ある。その点、シリンダ本体２２と一体の弁座側に小さ
な溝状の隙間通路５７９５を設け、その隙間通路５７９
５を被うようにゴム等の弾性材料からなる弁体５７を配
置することによって弁を構成することが好ましい。弁体
５７は、第１液圧室７１が昇圧しない段階では、隙間通
路５７９５を閉じることがないが、第１液圧室７１の中
にポンプ装置９０から吐出圧液が導入され、第１液圧室
７１の液圧が上がると、その液圧を受けて溝状の隙間通
路５７９５を閉じるように弾性変形する。それによっ
て、開閉弁５００は、自らの変形により、開状態から閉
状態へと切り換わる。弾性変形する弁体５７は、開閉弁
５００の弁体としてだけでなく、一方向弁７００の弁体
としても用いることができ、それだけ弁の構成は簡単で
あり、弁を配置するためのスペースも小さくなる。

【０００８】さらに、シリンダ本体２２の中の第１液圧
室７１に対し、ポンプ装置９０から過剰な圧液が導入さ
れることを避けるため、前記の開閉弁５００および一方
向弁７００と並列にリリーフ弁９００を設けることがで
きる。リリーフ弁９００は、常時には閉じているが、第
１液圧室７１の中の液圧がブレーキ作動に供する液圧値
に比べて過剰に高くなったとき、第１液圧室７１からリ
ザーバ３０側に向かう液移動を許し、過剰な分を解放す
る。そのリリーフ弁９００自体は、たとえばボールから
なる弁体９０７と、そのボール弁体９０７を弁座に押し
つけるバネ部材９０５とによって構成することができ
る。したがって、開閉弁５００の弁体と一方向弁７００
の弁体とを共通にした弁構成に加えて、その共通弁体を
保持する弁本体に対し、リリーフ弁９００の構成要素を
も保持させるようにすることによって、リリーフ弁９０
０を含む３つの弁をすべて、前記したシリンダ本体２２
上部のボス部４１の内部に配置するようにすることもで
きる。

【０００９】

【好適な実施例】図１は、この発明によるブレーキシス
テム１０の全体的な配管系統を示している。ブレーキシ
ステム１０は、液圧発生装置としてタンデムマスタシリ
ンダ２０を備えている。マスタシリンダ２０は、シリン
ダ本体２２の上部にリザーバ３０を一体に支持したリザ
ーバ一体型のものである。シリンダ本体２２自体は、シ
リンダヘッド２２ｈ側に開口２３があり、内部にはその
開口２３から口が閉じたシリンダボトム２２ｂ側までシ
リンダ孔２４が軸線方向に延びている。また、シリンダ
本体２２の外部には、軸線方向に互いに離れた個所に内
部中空の第１および第２のボス部４１，４２がそれぞれ
ある。これらのボス部は、リザーバ３０の接続部３１，
３２をグロメットシール５１，５２を介してはめ込み、
リザーバ３０をシリンダ本体２２に支持するものであ
り、また、リザーバ３０の内部とシリンダ本体２２の内
部（正確には、内部に区画される第１液圧室７１および
第２液圧室７２）とを連通するものでもある。

【００１０】リザーバ本体２２のシリンダ孔２４の中に
は、開口２３に近い側に第１ピストン６１、その奥に第
２ピストン６２が軸線を一にして順次配置され、シリン
ダボトム２２ｂと第２ピストン６２との間に第２液圧室
７２、第２ピストン６２と第１ピストン６１との間に第
１液圧室７１をそれぞれ区画している。公知のように、
第１ピストン６１の開口２３側の端部に、ペダルの踏込
みに連動するプッシュロッドからの力が加わる。そし
て、その力は、第１ピストン６１をシリンダボトム２２
ｂ側に向けて移動させ第１液圧室７１に液圧を発生させ
るとともに、その第１ピストン６１の移動に応じて第２
ピストン６２をもシリンダボトム２２ｂ側に移動させ第
２液圧室７２にも液圧を発生させる。第１および第２の
各液圧室７１，７２は、第１および第２の各ピストン６
１，６２の動きがないブレーキ非作動時には、各ピスト
ン６１，６２に設けたセンターバルブ６１ｃ，６２ｃが
開いているため、第１および第２の各ボス部４１，４２
の内部を介する第１通路８１および第２通路８２を通し
てリザーバ３０側に連通している。しかし、各ピストン
６１，６２が動いた後では、各ピストン６１，６２の動
きに伴ってセンターバルブ６１ｃ，６２ｃが閉じ、前記
の第１通路８１および第２通路８２は遮断状態となる。

【００１１】ブレーキシステム１０におけるブレーキ配
管は前後型であり、第１液圧室７１は、ブレーキ配管１
０１およびアンチスキッド液圧制御装置２０１を通して
前輪側の左右の第１ホイールシリンダ３０１Ｌ，３０１
Ｒに連絡し、また、第２液圧室７２は、同様に、ブレー
キ配管１０２およびアンチスキッド液圧制御装置２０２
を通して後輪側の左右の第２ホイールシリンダ３０２
Ｌ，３０２Ｒに連絡している。各アンチスキッド液圧制
御装置２０１，２０２は、前輪、後輪について同じ構成
であり、図２に示すように、アンチスキッド制御用のポ
ンプ装置２０３のほか、保持、弛めあるいは込めの各状
態を得る２つの２位置電磁弁２０４，２０５、弛められ
た作動液を貯える低圧リザーバ２０６、さらに液圧解放
用チェックバルブ２０７等を含む。こうしたアンチスキ
ッド液圧制御装置２０１，２０２は、ペダルによる人的
なブレーキ操作が行われたとき、車輪の状態を監視する
電子コントロールユニット（図示しない）の指令に基づ
き作動してブレーキ液圧を制御する。また、トラクショ
ンコントロールを含む自動ブレーキ制御が行われると
き、同じ液圧制御装置２０１，２０２は、電子コントロ
ールユニットから指令を受け、ポンプ装置９０の駆動に
より各ホイールシリンダ３０１Ｌ，３０１Ｒ；３０２
Ｌ，３０２Ｒに供給する液圧を制御する機能をも果た
す。アンチスキッド液圧制御装置については、２位置電
磁弁を用いたもののほか、３位置電磁弁を用いたものな
ど、他のものを適用することができる。また、ブレーキ
配管についても、前後型だけでなく、Ｘ型などの他の配
管形式を適用することができるのは勿論である。

【００１２】そうした人的なブレーキ制御に対し、自動
的なブレーキ制御のときには、ペダルを含むブレーキ操
作手段による操作がないため、第１ピストン６１は、非
作動位置を保つ。そのため、第１液圧室７１は、第１ボ
ス部４１および接続部３１の各内部を含む第１通路８１
を通してリザーバ３０側に連通し、解放状態のままであ
る。そこで、自動的なブレーキ制御を可能とするために
は、第１ピストン６１の動きがない状態で、第１通路８
１を遮断し、しかも、第１液圧室７１の内部に圧液を導
入することが必要である。タンデムマスタシリンダ２０
は、第１液圧室７１に外部から圧液を導入するため、第
３通路８３を備える。第３通路８３は、第２ボス部４２
に設けた吸引用接続ポート８３ｓに端を発し、配管８３
１を通して第１液圧室７１に臨む吐出用接続ポート８３
ｅに達する通路である（図１のほか、図４および図５を
参照）。この第３通路８３の配管８３１の途中には、電
気モータを駆動源としたポンプ装置９０およびポンプ装
置９０の吐出側に逆止弁９１が配置される。

【００１３】また、タンデムマスタシリンダ２０は、第
１ボス部４１の内周部分に、第１通路８１を開閉するた
めの開閉弁５００のほか、リザーバ３０側から第１液圧
室７１側に向かう液移動を許す一方向弁７００、さら
に、ポンプ装置９０による過剰な圧液を第１液圧室７１
からリザーバ３０側へと逃がすリリーフ弁９００をそれ
ぞれ備える。図３の拡大断面図が第１ボス部４１の部分
を明確に示している。図３に示すように、第１ボス部４
１の内周は、複数にわたる段差をもつ形状であり、その
開口部分に内向きフランジ４０２および外向きフランジ
４０４を含む筒部材４００が支持されている。筒部材４
００は、外向きフランジ４０４に隣り合う個所にＯリン
グ４０６を保持しつつ、第１ボス部４１にはめ込まれ、
スプリングピン部材４０８によって抜止めされている。
リザーバ３０側の第１接続部３１は、そうした筒部材４
００の内周にグロメットシール５１を介してはめ込まれ
る。なお、筒部材４００は、第１ボス部４１の内周にね
じ結合して固定することもできる。

【００１４】筒部材４００は、前記した３つの弁を含む
弁ユニット５７９を第１ボス部４１の内部に保持する部
材でもある。弁ユニット５７９は、外周にテーパ部５７
９ｔ、中央を貫通する中心孔５７９ｃおよび中心孔５７
９ｃの周囲に位置する他の貫通孔５７９ｈをもつ弁本体
５７９０と、その弁本体５７９０に組み込んだゴム製の
板形状の弁体５７およびボール弁体９０７、さらに、ボ
ール弁体９０７にリリーフ圧を与える板バネ９０５およ
び板バネ９０５を支持するキャップ部材９０３とを備え
る。弁ユニット５７９はユニットとして取り扱うことが
でき、テーパ部５７９ｔにＯリング５７９６を押さえつ
つ、第１ボス部４１の内部に固定される。

【００１５】ここで、板形状の弁体５７が当たる弁本体
５７９０の弁座の部分に注目されたい。その弁座部分に
は、溝状の隙間通路５７９５がある。弁体５７は、第１
液圧室７１に液圧が生じない状態のとき、貫通孔５７９
ｈをふさいではいるが、隙間通路５７９５をふさぐこと
はできない。そのため、第１液圧室７１は、その隙間通
路５７９５を通してリザーバ３０側に連通している。し
かし、ポンプ装置９０からの吐出圧液が第１液圧室７１
に導入され、その第１液圧室７１の液圧が上がると、ゴ
ムからなる弁体５７は、その液圧を受けて隙間通路５７
９５をふさぐように弾性変形する。すなわち、弁体５７
は、第１通路８１を開閉するための開閉弁５００の弁体
として機能する。また、この弁体５７は、周囲の貫通孔
５７９ｈをふさいではいるが、ブレーキの弛め時に第１
液圧室７１側が負圧状態になると、弁体５７の前後にお
ける差圧によって弁体５７をたわめ、リザーバ３０側か
ら第１液圧室７１側に作動液を補給することができる。
弁体５７は、リザーバ３０側から第１液圧室７１側に向
かう液移動を許す一方向弁７００の弁体としても機能す
るわけである。

【００１６】以上のように、ブレーキシステム１０にお
けるタンデムマスタシリンダ２０は、第１ボス部４１の
内部に複数の弁機能を配置し、しかも、ポンプ装置９０
を含む第３通路８３の配管接続ポートをシリンダ本体２
０に設けるなど、配管接続を集約化している。そのた
め、システム全体の配管構成を有効に簡略化することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるブレーキシステムの一実施例を
示す配管系統図である。

【図２】図１の中の具体的な回路構成の一例を示す回路
図である。

【図３】図１の要部の拡大詳細図であり、ａは縦断面
図、ｂはａにおける３ｂ−３ｂ線に沿う横断面図であ
る。

【図４】図１の４−４線に沿う部分の断面図である。

【図５】図１の５−５線に沿う部分の断面図である。

【符号の説明】

１０ ブレーキシステム ２０ タンデムマスタシリンダ ２２ シリンダ本体 ２４ シリンダ孔 ３０ リザーバ ３１，３２ 接続部 ４１ 第１ボス部 ４２ 第２ボス部 ６１ 第１ピストン ６２ 第２ピストン ７１ 第１液圧室 ７２ 第２液圧室 ８１ 第１通路 ８２ 第２通路 ８３ 第３通路 ５００ 開閉弁 ５７ 弁体 ７００ 一方向弁 ９００ リリーフ弁 ５２０ 第２の支持部

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１ピストンと第２ピストンとがシリン
   ダ本体の内部に第１液圧室および第２液圧室を区画する
   タンデムマスタシリンダと、このタンデムマスタシリン
   ダの第１および第２の各液圧室にそれぞれ第１および第
   ２の通路を通して連通するリザーバと、前記第１液圧室
   に第１液圧制御回路を通して連絡する第１ホイールシリ
   ンダ、および前記第２液圧室に第２液圧制御回路を通し
   て連絡する第２ホイールシリンダと、前記第１液圧室に
   第３通路を通して連通するポンプ装置とを備え、前記タ
   ンデムマスタシリンダは、運転者が操作するブレーキ操
   作手段をさらに含み、その操作手段によるブレーキ操作
   に応じ、前記第１および第２の各ピストンが前記第１お
   よび第２の各通路を連通状態から遮断状態に変化させ、
   それによってブレーキ液圧を生じさせる人的なブレーキ
   制御と、前記ブレーキ操作手段による操作を行わずに、
   前記第１通路を遮断状態にし、前記ポンプ装置による圧
   液を前記第１液圧室に供給することによって、ブレーキ
   液圧を自動的に生じさせる自動制御との２制御形態に応
   じるブレーキシステムであって、前記自動制御の形態の
   とき、前記第１液圧室と前記リザーバとの間を遮断する
   ために、前記第１通路に、機械的な構成要素だけからな
   り、前記第１液圧室の中の液圧上昇に応答して開状態か
   ら閉状態へと切り換わる開閉弁を備えることを特徴とす
   る自動制御ブレーキシステム。
2. 【請求項２】 前記開閉弁に対し、前記リザーバ側から
   前記第１液圧室側に向かう液移動を許す一方向弁を並列
   接続した、請求項１のブレーキシステム。
3. 【請求項３】 前記開閉弁は、液圧を受けて弾性変形す
   る弁体を含み、その弁体の弾性変形を利用することによ
   って、その開閉弁の開閉を行う、請求項１あるいは２の
   ブレーキスステム。
4. 【請求項４】 一端に開口があり内部に軸線方向に延び
   るシリンダ孔、外部に軸線方向に互いに離れた個所に内
   部中空の第１および第２のボス部がそれぞれあり、それ
   ら両ボス部を利用して前記シリンダ孔の内部とリザーバ
   側との連通を図るようになっているシリンダ本体と、こ
   のシリンダ本体の内部のシリンダ孔の中に前記軸線方向
   に沿って順次配置され、前記開口に近い側に第１液圧
   室、開口から遠い側に第２液圧室を区画する第１ピスト
   ンおよび第２ピストンと、前記開口側から第１ピストン
   を移動させ第１液圧室に液圧を発生させるとともに、そ
   の第１ピストンの移動に応じて第２ピストンも移動させ
   第２液圧室にも液圧を発生させるブレーキ操作手段とを
   備えたタンデムマスタシリンダであって、前記第１およ
   び第２の各液圧室は、そこに発生する各液圧をそれぞれ
   外部のブレーキ回路に供給するよう接続し、しかも、第
   １液圧室には、外部のポンプ装置による吐出圧液を導入
   可能として、前記ブレーキ操作手段による人的なブレー
   キ制御と、そのブレーキ操作手段によらない自動的なブ
   レーキ制御との両方に用いるものにおいて、前記第１液
   圧室と前記リザーバの側とを連通する前記第１ボス部の
   内部に、次のＡおよびＢの２つの弁を設けたことを特徴
   とするタンデムマスタシリンダ。 Ａ 前記自動的なブレーキ制御のときであって、前記第
   １ピストンが非作動時の位置にあるとき、前記第１液圧
   室の中の液圧上昇に応答して開状態から閉状態へと切り
   換わる開閉弁。 Ｂ 前記開閉弁に対し並列接続した弁であり、前記リザ
   ーバ側から前記第１液圧室側に向かう液移動を許す一方
   向弁。
5. 【請求項５】 前記シリンダ本体には、前記第１および
   第２の各液圧室の液圧を配管を通して外部のブレーキ回
   路に供給するための第１および第２の接続ポートに加え
   て、前記第１液圧室を配管を通して前記ポンプ装置の吐
   出側に連絡するための第３の接続ポートがある、請求項
   ４のタンデムマスタシリンダ。
6. 【請求項６】 前記開閉弁および一方向弁は弁体を共通
   にし、その弁体が板形状の弾性部材からなる、請求項４
   のタンデムマスタシリンダ。
7. 【請求項７】 前記ＡおよびＢの２つの弁と並列に、前
   記第１ピストンが非作動位置にあるときに第１液圧室の
   中の液圧が所定値以上になると開弁し、第１液圧室から
   リザーバ側に向かう液移動を許すリリーフ弁をさらに備
   える、請求項４のタンデムマスタシリンダ。
8. 【請求項８】 前記シリンダ本体の第１および第２の両
   ボス部に、前記リザーバの接続部をはめ込み、リザーバ
   をシリンダ本体に一体化した、請求項４のタンデムマス
   タシリンダ。
9. 【請求項９】 前記ポンプ装置の吸引側を接続するため
   の接続ポートは、前記シリンダ本体の第２のボス部に位
   置している、請求項４のタンデムマスタシリンダ。