JP4100951B2 - ブレーキ用マスターシリンダ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動二輪車や自動四輪車などの車両に装備されるブレーキ用マスターシリンダ装置に関し、詳しくは、ディスクロータをブレーキパッドで挟持するキャリパの開閉操作において操作力を倍加して円滑に行えるようにするための、ブレーキ用マスターシリンダ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば自動二輪車のリヤブレーキ用マスターシリンダ装置は、一般に作動油（液）補給用リザーブタンクとマスターシリンダ本体とからそれぞれ別個に構成されており、リザーブタンクとマスターシリンダ本体とがゴム製ブレーキホースにより接続されている。この種の先行技術に特許第２５４５２２４号がある。
【０００３】
とくにフロントブレーキ用マスターシリンダ装置では、たとえば実開平３−２９６２号公報や特開平１０−２３６３７４号公報に記載のように、横長のマスターシリンダ本体の上部にサブタンクが一体に備えられ、運転者によって操作されるブレーキレバーによってマスターシリンダ本体内のピストンが水平方向に移動される。なお、マスターシリンダ本体はブレーキレバーとともに、ハンドルバーに水平に取り付けられる。
【０００４】
その他の先行技術に、特開２０００−２５５４０９号公報に記載のマスターシリンダ装置がある。この装置は、マスターシリンダ本体部にブレーキ用作動油補給用のリザーブタンクが一体に設けられ、またリザーブタンクは縦長形状に形成され、その長軸方向が前記マスターシリンダ本体部の長軸方向と略平行になるようにして配設されている。また、リザーブタンク内には、縦長袋状のダイアフラムと、複数の小孔通路を有するオイルセパレーターとが配設され、ダイアフラムは、その内部を大気に連通させてリザーブタンク内の加圧力に応じて膨張・収縮するように構成されている。さらに、この装置は、略円筒状のリザーバを備えているが、ダイヤフラムとオイルセパレータとが一体になった構成であるので、ダイヤフラムが軸方向に膨張しにくく、このためダイヤフラムの追従性が劣っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のマスターシリンダ装置および上記各公報に記載のマスターシリンダ装置には、次のような点で改良すべき余地がある。
【０００６】
1) マスターシリンダ本体とリザーブタンクを別個に設けて両者間をゴム製ブレーキホースを介して接続する装置は、部品点数が多いうえに、車体への取付箇所が分散されるなど、まとまりにくくて広い取付スペースを要する。
【０００７】
2) 前者（公報）のフロントブレーキ用は、たとえばリヤブレーキ用に実施するために車体に対し垂直方向に取り付けようとする場合は、作動油補給口が側方に位置するので、補給口の位置を上端に変えるなど構造を変更しなければ実施できない。
【０００８】
3) 後者（公報）の装置は、四方に嵩張ることがなくなり、その構造の簡単化とスリム化および省スペース化とが図られているが、縦長円筒状のリザーブ３タンク内に装填するダイヤフラムをタンク形状に合わせて縦長袋状の特殊な構造にするとともに、車両走行時の振動等によって発生する気泡がマスターシリンダ本体部内に入り込むのを防止するために、複数の小孔通路を有するオイルセパレータを配設しなければならず、内部部品の構造が複雑になる。
【０００９】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、主に自動二輪車のリヤブレーキに好適で、従来の装置に比べて部品点数が少なく省スペース化が図れ、しかも装填用の内部部品も特殊なものが不要な、ブレーキ用マスターシリンダ装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明に係るブレーキ用マスターシリンダ装置は、a)マスターシリンダ本体に、ブレーキ用作動油補給用のリザーブタンクが一体に設けられたブレーキ用マスターシリンダ装置において、b)前記リザーブタンクを横長形状に形成するとともに、その長手方向Ｌ（図４参照）が前記マスターシリンダ本体の中心軸Ｓ（図４参照）と略直交するようにして前記リザーブタンクの底部が前記マスターシリンダ本体の上端部を構成するように形成し（いいかえれば、リザーブタンクの底部で前記マスターシリンダ本体の上端部を形成し）、c)前記リザーブタンクの底面に注出口を開口し、この注出口の下方に連通する連通路をマスターシリンダ本体とほぼ平行に、かつ前記マスターシリンダ本体および前記リザーブタンクとともに一体に設け、前記リザーブタンクと前記マスターシリンダ本体とを前記連通路を介して接続し、d)前記リザーブタンクの上端開口部に、袋体状ダイアフラムを下向きに装着した蓋体を着脱自在に取り付けて閉塞し、前記ダイヤフラムの内部を大気に連通させるとともに、e)前記注出口の周囲にリング状膨出部を突設し、この膨出部に周方向に間隔をあけて半径方向に複数の溝を形成し、f)前記注出口の開口面積は前記リザーブタンクの開口横断面積に比べて小さくし、かつその注出口の下方に連通する前記連通路の口径も前記リザーブタンクの開口横断面積に比べて小さくしてマスターシリンダ本体の上下方向の中間位置付近まで設けたことを特徴としている。
【００１１】
上記の構成を有するマスターシリンダ装置によれば、上記構成a)によりマスターシリンダ本体とリザーブタンクとを一体にしたことでコンパクトになりかつ部品点数が減少し、省スペース化が図れる。また上記構成b)によりリザーブタンクの長手方向をマスターシリンダ本体の幅に合わせ車体の前後方向に向けて取り付けることができるから、取付スペースを削減でき、しかもリザーブタンクの容量を必要に応じてタンク深さを変えることで容易に変更でき、さらに上記構成c)によりリザーブタンク底面の注出口で開口断面が急激に絞られることによって、仮にリザーブタンク内で振動等により気泡が発生してもその気泡が注出口から連通路内に入り込むことがほとんどなく、したがって連通路を通ってマスターシリンダ本体内まで気泡が入り込むことがない。とくに構成f)により注出口および連通路の口径を小さく絞ることによって、気泡は連通路内に一層入り込みにくくなる。仮に連通路内に入り込んでもすぐに上昇し、リザーブタンク内に戻るので、連通路をとおってマスターシリンダ本体内に入り込むことはない。つまり、注出口および連通路が一種のオイルセパレータとして機能するから、オイルセパレータを別個に備える必要がない。
【００１３】
本発明のマスターシリンダ装置の上記構成c)によれば、装置全体を鋳造等により一体に形成できるので、部品点数が大幅に削減され、取付スペースもさらに縮小される。
【００１４】
【００１５】
本発明のマスターシリンダ装置の上記構成d)によれば、摩擦パッドの摩耗等によってリザーバタンク内の作動油が減ってもダイヤフラムが追従し、作動油の泡立ちや作動油の量の変化によって作動油に作用する圧力の変動を抑える。これに対し、上記した特開２０００−２５５４０９号公報に記載の装置におけるダイヤフラムの場合はダイヤフラムの追従性が劣るので、作動油の泡立ちや作用する圧力変動を生じ易い。また、ブレーキ操作の開始時にマスターシリンダ本体内の作動油が連通路を通してリザーブタンク内へ押し戻されるが、ダイヤフラムが収縮することによって吸収されるので、操作開始時のブレーキ初期作動が緩慢になって衝撃が抑えられる。一方、マスターシリンダ本体内の作動油がキャリパ側へ送り出され、リザーブタンク内の作動油がマスターシリンダ本体側へ補給されると、ダイヤフラムが膨張して作動油の注出による容積減少分を埋める。このように、リザーブタンク内の作動油の増減に対応してダイヤフラムが逐次膨張・収縮を繰り返すことにより衝撃が吸収され、円滑なブレーキ操作を可能にする。
【００１６】
【００１７】
本発明のマスターシリンダ装置の上記構成e)によれば、リザーブタンク内の作動油がマスターシリンダ本体側へ注出されてダイヤフラムが膨張したときに、ダイヤフラムによって注出口が閉塞されるのが防止される。すなわち、ダイヤフラムが膨張して注出口を閉塞しようとしてダイヤフラムがリング状膨出部に密着した場合においても、膨出部に設けられた半径方向の複数の溝を通って作動油が注出口から連通路へ注出されるから、リザーブタンク内の作動油の注出が妨げられることがない。また、リザーブタンク内のダイヤフラムが膨張した状態で、マスターシリンダ本体内から作動油が押し戻されたときにも、注出口からリザーブタンク内に確実に作動油が流入するから、ダイヤフラムが収縮される。
【００１８】
請求項２に記載のように、前記リザーブタンクの側壁面に覗き窓を設けることができる。なお、覗き窓には透明な遮蔽板等が装着される。
【００１９】
請求項２記載のマスターシリンダ装置によれば、リザーブタンク内の作動油やダイヤフラムの状態が覗き窓から確認できる。
また請求項３に記載のように、前記連通路の口径を、上下方向の全長にわたって前記注 出口の口径と同一にしたり、さらに請求項４に記載のように、自動二輪車に取り付けた状態で、前記リザーブタンクの上面が水平になるように前記マスターシリンダ本体に対し前記リザーブタンクを傾斜させて一体に形成したりすることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るブレーキ用マスターシリンダ装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は実施例に係るマスターシリンダ装置を備えたリヤディスクブレーキを自動二輪車のリヤ側に装着した状態を示す右側面図、図２（ａ）・（ｂ）はマスターシリンダ装置の実施例を示す中央縦断面図およびその一部縦断面図、図３（ａ）・（ｂ）は図２のリザーブタンク３の平面図および蓋を取り外した状態の平面図、図４は図２のＡ方向矢視図である。
【００２２】
図２〜図４に示すように、本実施例のマスターシリンダ装置１はマスターシリンダ本体２、リザーブタンク３および連通路４が一体に形成されている。マスターシリンダ本体２は下端が開放された円筒形で、この上端部に作動油の吐出口部２ａが横向きに（側方に向いて）一体に形設されている。マスターシリンダ本体２内には、ピストン５が上下方向（長軸方向）に摺動自在に嵌挿され、同ピストン５の上方に装填されたコイルスプリング６により下方に付勢されている。その下端開口部２ｂは上方のマスターシリンダ本体２におけるシリンダ孔２Ａの内径に比べて口径を拡大し、段差部２ｃが形成されている。
【００２３】
ピストン５の下端部は半球形凹状部５ａに形成され、その凹状部５ａに嵌り合う半球形頭部７ａを備えたロッド７がピストン５の下端に連接されている。すなわち、ロッド７の頭部７ａをピストン５の下端凹状部５ａに揺動自在に当接させた状態で、ロッド７にこの後退限を規制する金属製の円環状ストッパープレート８の中央穴８ａを嵌め込んで頭部７ａの下面を支持し、円環状ストッパープレート８を開口部２ｂ内の段差部２ｃにスナップリング９にて止着している。またロッド７の周囲にはブーツ１０を嵌めている。このブーツ１０は略円筒体で、ブーツ１０の上端開口周縁１０ａを開口部２ｂ内のスナップリング９の下に、またブーツ１０の下端開口周縁１０ｂをロッド７の下部周囲に設けられた環状溝１１に嵌合して固定している。さらにロッド７の下端には、二股状の支持金具１２がロックナット１３で取着されている。
【００２４】
リザーブタンク３は図３のように四隅の角部をなくして丸みをつけた横長形状で、マスターシリンダ本体２の上端側に吐出口部２ａの反対側にリザーブタンク３の一部を張り出させて一体に配設されている。この状態で、図４のようにリザーブタンク３の長手方向Ｌがマスターシリンダ本体２の中心軸Ｓに対しほぼ直交する。リザーブタンク３は上端３ａを開口し、この上端開口部を作動油の補給口３ａに構成している。リザーブタンク３の底面のほぼ中央部に注出口３ｂが開口され、この注出口３ｂの下方に連通路４がマスターシリンダ本体２の上下方向のほぼ中間位置付近までマスターシリンダ本体２とほぼ平行に一体に設けられている。そして、注出口３ｂの周囲にはリング状膨出部３ｄが突設されるが、この膨出部３ｄには周方向に９０°の間隔で半径方向に溝３ｅが切り欠かれている。
【００２５】
また、連通路４の下部においてマスターシリンダ本体２との間の隔壁に、口径の小さなリリーフポート１４およびこのリリーフポート１４に比べて口径を大きくしたサプライポート１５が上から順にそれぞれ横向きに穿設され、マスターシリンダ本体２内と連通路４内とが二つのポート１４・１５を介して連通されている。これらのポート１４・１５の加工は、連通路４の側壁の外方から横向きにドリル等で穿設し、側壁の孔を盲蓋にて閉塞するものである。なお、リリーフポート１４とサプライポート１５の位置は、前記ピストン５の常態で上部シール部材５ａが二つのポート１４・１５の間にくるように設定されている。
【００２６】
リザーブタンク３内には、図２（ａ）のように下向きにやや尖った略四角錐形の袋体状ダイヤフラム１６が、その上端の外向きの周縁部１６ａを上蓋１７とタンク３周壁上端壁とで挟むように固定されて装填されている。また、上蓋１７とダイヤフラム１６の周縁部１６ａとの間には大気との連通部（図示せず）が設けられ、ダイヤフラム１６内を大気に連通させている。なお、図２（ａ）中の符号１８は、上蓋固定用のボルトである。
【００２７】
さらに、リザーブタンク３の一側壁には、図２（ｂ）のように覗き窓２０を設けて、透明なプラスチック製の遮蔽板（図示せず）を嵌着している。このため、外部からリザーブタンク３内の作動油の量やダイヤフラム１６の膨張・収縮の状態が確認できる。
【００２８】
以上のようにして、本例のマスターシリンダ装置１が構成されるが、この装置１は、本例では図１に示すように自動二輪車３１において、後輪（図示せず）の車軸３２と一体回転するブレーキロータ（ブレーキディスク）３３を両側からブレーキパッド（図示せず）にて挟持するキャリパ３４に作動油を送るように、キャリパ３４と組み合わせて使用される。キャリパ３４はブレーキロータ３３を挟むように跨って、後輪（図示せず）を回転自在に軸支するスイングアーム３５の後端寄りに配設される。スイングアーム３５の前端部はフレーム３６にピボット軸３７にて枢着され、スイングアーム３５の後端側が上下に揺動可能に支持される。
【００２９】
マスターシリンダ装置１は、マスターシリンダ本体２の上下方向に間隔をあけて前方へ一体に突設された一対のボルトフランジ１９にて、フレーム３６の後端縁に沿って溶接により一体に固定されたブラケット３８に対し、ボルト３９により上下方向にやや上端のリザーブタンク３側を後方へ傾斜させかつリザーブタンク３の長手方向Ｌを自動二輪車３１の前後方向に向けて取り付けられている。この取付状態で、マスターシリンダ本体２の長軸方向（中心軸Ｓの方向）が後方へ傾斜しリザーブタンク３の上面が前方へやや下向きに傾斜するので、この傾斜状態でリザーブタンク３の上面が水平になるように傾斜させている。また、ピボット軸３７のすぐ下方においてフレーム３６の後端縁に、ブレーキペダルアーム４０の後端部がブラケット４１およびピボットボルト４２を介して回転自在に支持されている。ブレーキペダルアーム４０には操作片４３が後方へ向けて一体に突設され、その操作片４３に前記支持金具１２の下端部が連結ピン４４にて枢着されている。これにより、ブレーキペダルアーム４０を運転者が踏み込むと、ロッド７が押し上げられる。
【００３０】
マスターシリンダ装置１の自動二輪車３１への取付状態において、マスターシリンダ本体２の吐出口２ａが前方を向くので、図１に示すようにゴム製のブレーキホース４５の一端がバンジョウボルト４６等を介して吐出口２ａに接続されたのち、ブレーキホース４５は円弧状に屈曲され、スイングアーム３５に沿ってガイド４７により固定されて後方のキャリパ３４に導かれている。こうして、ブレーキホース４５の他端はキャリパ３４の接続口３４ａに接続されている。
【００３１】
以上のようにして、自動二輪車３１に本例のマスターシリンダ装置１を備えたディスクブレーキ機構が構成される。このディスクブレーキ機構によれば、ブレーキペダルアーム４０の前端側ペダル（図示せず）を運転者が踏み込み、ブレーキ操作を開始することによりロッド７が押し上げられると、マスターシリンダ本体２内のピストン５がコイルスプリング６のバネ力に抗して上方へ移動する。作動時に、ピストン５に設けられたカップシール５ｃがリリーフポート１４を通過すると、ピストン５の先端とシリンダ孔２Ａの底部との間に液密に画成された液圧室２Ｂがリリーフポート１４を通じて接続されるリザーブタンク３との連通が遮断され、液圧室２Ｂの容積が収縮されることで、作動圧が発生する。この結果、マスターシリンダ本体２内の作動油は加圧され、吐出口２ａより大部分の作動油がキャリパ３４へ送り出される。これにより、サブタンク３内のダイヤフラムが収縮され、作動油の押し戻し力が吸収される。マスターシリンダ本体２とキャリパ３４との間において作動油の圧力が下がった場合に、カップシール５ｃが拝むことで、サプライポート１５からカップシール５ｃの背面を通過してマスターシリンダ本体２内に作動油が供給される。一方、キャリパ３４へ送り出された作動油によってキャリパ３４が閉じられ、ブレーキロータ３３をブレーキパッド（図示せず）が両側から挟み込むので、ブレーキが働く。しかし、上記したとおり、ブレーキ操作の開始時には、マスターシリンダ本体２内の作動油の一部はリザーブタンク３側へ送り出されるので、キャリパ３４の急激な作動が防止されるためにブレーキはゆっくりと働く。
【００３２】
摩擦パッド（図示せず）の摩耗等によってリザーブタンク３内の作動油が減っても、ダイヤフラム１６が作動油の液面に確実に追従するので、車体の振動等による作動油の泡立ちや作動油の量の変化によって作動油に作用する圧力の変化を抑えることができる。
【００３３】
ところで、自動二輪車３１の走行時に車体の振動等によってリザーブタンク３内の作動油が空気を吸い込んで泡立つことがあるが、リザーブタンク３内の作動油中に気泡が生じた場合にも、タンク底面中央の注出口３ｂの開口面積がリザーブタンク３の開口横断面積に比べて極めて小さく、しかもその注出口３ｂの下方に連通する連通路４の口径も小さいことから、気泡は連通路４内に入り込みにくく、仮に連通路４内に入り込んでもすぐに上昇し、リザーブタンク３内に戻るので、連通路４をとおってマスターシリンダ本体２内に入り込むことはない。つまり、注出口３ｂおよび連通路４が一種のオイルセパレータとして機能するから、オイルセパレータを別個に備える必要がない。
【００３４】
また、気泡の連通路４内への浸入を防止するために注出口３ｂの口径を小さく絞っているので、通常はダイヤフラム１６が膨張した際に注出口３ｂを塞ぐおそれがあるが、注出口３ｂの周囲にリング状膨出部３ｄを設けて周方向に間隔をあけて複数の溝３ｅを形成し、それらの溝３ｅより作動油が出入りするようにしているので、注出口３ｂが完全に閉塞されることがない。
【００３５】
さらに、図２から明らかなように、マスターシリンダ装置１の上端にリザーブタンク３を配置しているので、キャリパ３４との関係で作動油のタンク容量の増減を図る必要がある場合には、リザーブタンク３の深さを変更することで容易に対応できる。
【００３６】
上記に本発明のマスターシリンダ装置の一実施例を説明したが、下記のように実施することができる。
【００３８】
・ 上実施例では、リヤ側のディスクブレーキに使用したが、フロント側にも適用できる。
【００３９】
・ リザーブタンク３の形状はマスターシリンダ本体２と幅をほぼ同一にした楕円形であってもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明に係るブレーキ用マスターシリンダ装置には、次のような優れた効果がある。
【００４１】
（１）従来の装置に比べて部品点数が少なく、コンパクトになりかつ部品点数が減少し、省スペース化が図れる。また、リザーブタンクの容量を必要に応じてタンク深さを変えることで容易に変更でき、さらにリザーブタンク底部の注出口で開口断面が急激に絞られることによって、仮にリザーブタンク内で振動等により気泡が発生してもその気泡が注出口から連通路内に入り込むことがほとんどないため、オイルセパレータを用いなくても連通路を通ってマスターシリンダ本体内まで気泡が入り込むことがない。
【００４２】
（２）本発明のマスターシリンダ装置では、部品点数が大幅に削減され、取付スペースもさらに縮小される。
【００４３】
（３）本発明のマスターシリンダ装置では、ブレーキ操作の開始時にマスターシリンダ本体内の作動油が連通路を通してリザーブタンク内へ押し戻されるが、ダイヤフラムが収縮することによって吸収されるので、操作開始時の初期作動が緩慢になって衝撃が抑えられる。一方、マスターシリンダ本体内の作動油がキャリパ側へ送り出され、リザーブタンク内の作動油がマスターシリンダ本体側へ移動すると、ダイヤフラムが膨張して作動油の注出による容積減少分を埋める。したがって、リザーブタンク内の作動油の増減に対応してダイヤフラムが逐次膨張・収縮を繰り返すことにより衝撃を吸収し、円滑なブレーキ操作を可能にする。
【００４４】
また、摩擦パッドの摩耗等によってリザーブタンク内の作動油が減っても、ダイヤフラムが作動油の液面に確実に追従するので、車体の振動等による作動油の泡立ちや作動油の量の変化によって作動油に作用する圧力の変化を抑えることができる。
【００４５】
（４）本発明のマスターシリンダ装置は、リザーブタンク内の作動油がマスターシリンダ本体側へ注出されてダイヤフラムが膨張したときに、ダイヤフラムによって注出口が閉塞されるのが防止されるから、リザーブタンク内の作動油の注出が妨げられることがない。また、リザーブタンク内のダイヤフラムが膨張した状態で、マスターシリンダ本体内から作動油が押し戻されたときにも、注出口からリザーブタンク内に作動油が流入するから、ダイヤフラムが収縮して衝撃を吸収する。
【００４６】
（５）請求項２記載のマスターシリンダ装置では、リザーブタンク内の作動油やダイヤフラムの状態が覗き窓から確認できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るマスターシリンダ装置を備えたリヤディスクブレーキを自動二輪車のリヤ側に装着した状態を示す、一部を省略した右側面図である。
【図２】図２（ａ）は本発明のマスターシリンダ装置の実施例を示す中央縦断面図、図２（ｂ）は蓋を取り外した状態のリザーブタンク３付近の縦断面図である。
【図３】図３（ａ）は図２のリザーブタンク３の平面図、図３（ｂ）は蓋を取り外した状態の平面図である。
【図４】図２のＡ方向矢視図である。
【符号の説明】
１ マスターシリンダ装置
２ マスターシリンダ本体
２Ａシリンダ孔
２Ｂ液圧室
２ａ吐出口部
２ｂ下端開口部
３ リザーブタンク
３ｂ注出口
３ｄリング状膨出部
３ｅ溝
４ 連通路
５ ピストン
５ａ下端凹状部
７ ロッド
７ａ半球形凹状部
８ 円環状ストッパープレート
１０ ブーツ
１２ 支持金具
１４ リリーフポート
１５ サプライポート
１６ ダイヤフラム
１７ 上蓋
１９ 覗き窓
３０ 自動二輪車
３１ 後輪
３３ ブレーキロータ（ブレーキディスク）
３４ キャリパ
４５ ブレーキホース
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動二輪車や自動四輪車などの車両に装備されるブレーキ用マスターシリンダ装置に関し、詳しくは、ディスクロータをブレーキパッドで挟持するキャリパの開閉操作において操作力を倍加して円滑に行えるようにするための、ブレーキ用マスターシリンダ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば自動二輪車のリヤブレーキ用マスターシリンダ装置は、一般に作動油（液）補給用リザーブタンクとマスターシリンダ本体とからそれぞれ別個に構成されており、リザーブタンクとマスターシリンダ本体とがゴム製ブレーキホースにより接続されている。この種の先行技術に特許第２５４５２２４号がある。
【０００３】
とくにフロントブレーキ用マスターシリンダ装置では、たとえば実開平３−２９６２号公報や特開平１０−２３６３７４号公報に記載のように、横長のマスターシリンダ本体の上部にサブタンクが一体に備えられ、運転者によって操作されるブレーキレバーによってマスターシリンダ本体内のピストンが水平方向に移動される。なお、マスターシリンダ本体はブレーキレバーとともに、ハンドルバーに水平に取り付けられる。
【０００４】
その他の先行技術に、特開２０００−２５５４０９号公報に記載のマスターシリンダ装置がある。この装置は、マスターシリンダ本体部にブレーキ用作動油補給用のリザーブタンクが一体に設けられ、またリザーブタンクは縦長形状に形成され、その長軸方向が前記マスターシリンダ本体部の長軸方向と略平行になるようにして配設されている。また、リザーブタンク内には、縦長袋状のダイアフラムと、複数の小孔通路を有するオイルセパレーターとが配設され、ダイアフラムは、その内部を大気に連通させてリザーブタンク内の加圧力に応じて膨張・収縮するように構成されている。さらに、この装置は、略円筒状のリザーバを備えているが、ダイヤフラムとオイルセパレータとが一体になった構成であるので、ダイヤフラムが軸方向に膨張しにくく、このためダイヤフラムの追従性が劣っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のマスターシリンダ装置および上記各公報に記載のマスターシリンダ装置には、次のような点で改良すべき余地がある。
【０００６】
1) マスターシリンダ本体とリザーブタンクを別個に設けて両者間をゴム製ブレーキホースを介して接続する装置は、部品点数が多いうえに、車体への取付箇所が分散されるなど、まとまりにくくて広い取付スペースを要する。
【０００７】
2) 前者（公報）のフロントブレーキ用は、たとえばリヤブレーキ用に実施するために車体に対し垂直方向に取り付けようとする場合は、作動油補給口が側方に位置するので、補給口の位置を上端に変えるなど構造を変更しなければ実施できない。
【０００８】
3) 後者（公報）の装置は、四方に嵩張ることがなくなり、その構造の簡単化とスリム化および省スペース化とが図られているが、縦長円筒状のリザーブ３タンク内に装填するダイヤフラムをタンク形状に合わせて縦長袋状の特殊な構造にするとともに、車両走行時の振動等によって発生する気泡がマスターシリンダ本体部内に入り込むのを防止するために、複数の小孔通路を有するオイルセパレータを配設しなければならず、内部部品の構造が複雑になる。
【０００９】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、主に自動二輪車のリヤブレーキに好適で、従来の装置に比べて部品点数が少なく省スペース化が図れ、しかも装填用の内部部品も特殊なものが不要な、ブレーキ用マスターシリンダ装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明に係るブレーキ用マスターシリンダ装置は、a)マスターシリンダ本体に、ブレーキ用作動油補給用のリザーブタンクが一体に設けられたブレーキ用マスターシリンダ装置において、b)前記リザーブタンクを横長形状に形成するとともに、その長手方向Ｌ（図４参照）が前記マスターシリンダ本体の中心軸Ｓ（図４参照）と略直交するようにして前記リザーブタンクの底部が前記マスターシリンダ本体の上端部を構成するように形成し（いいかえれば、リザーブタンクの底部で前記マスターシリンダ本体の上端部を形成し）、c)前記リザーブタンクの底面に注出口を開口し、この注出口の下方に連通する連通路をマスターシリンダ本体とほぼ平行に、かつ前記マスターシリンダ本体および前記リザーブタンクとともに一体に設け、前記リザーブタンクと前記マスターシリンダ本体とを前記連通路を介して接続し、d)前記リザーブタンクの上端開口部に、袋体状ダイアフラムを下向きに装着した蓋体を着脱自在に取り付けて閉塞し、前記ダイヤフラムの内部を大気に連通させるとともに、e)前記注出口の周囲にリング状膨出部を突設し、この膨出部に周方向に間隔をあけて半径方向に複数の溝を形成し、f)前記注出口の開口面積は前記リザーブタンクの開口横断面積に比べて小さくし、かつその注出口の下方に連通する前記連通路の口径も前記リザーブタンクの開口横断面積に比べて小さくしてマスターシリンダ本体の上下方向の中間位置付近まで設けたことを特徴としている。
【００１１】
上記の構成を有するマスターシリンダ装置によれば、上記構成a)によりマスターシリンダ本体とリザーブタンクとを一体にしたことでコンパクトになりかつ部品点数が減少し、省スペース化が図れる。また上記構成b)によりリザーブタンクの長手方向をマスターシリンダ本体の幅に合わせ車体の前後方向に向けて取り付けることができるから、取付スペースを削減でき、しかもリザーブタンクの容量を必要に応じてタンク深さを変えることで容易に変更でき、さらに上記構成c)によりリザーブタンク底面の注出口で開口断面が急激に絞られることによって、仮にリザーブタンク内で振動等により気泡が発生してもその気泡が注出口から連通路内に入り込むことがほとんどなく、したがって連通路を通ってマスターシリンダ本体内まで気泡が入り込むことがない。とくに構成f)により注出口および連通路の口径を小さく絞ることによって、気泡は連通路内に一層入り込みにくくなる。仮に連通路内に入り込んでもすぐに上昇し、リザーブタンク内に戻るので、連通路をとおってマスターシリンダ本体内に入り込むことはない。つまり、注出口および連通路が一種のオイルセパレータとして機能するから、オイルセパレータを別個に備える必要がない。
【００１３】
本発明のマスターシリンダ装置の上記構成c)によれば、装置全体を鋳造等により一体に形成できるので、部品点数が大幅に削減され、取付スペースもさらに縮小される。
【００１４】
【００１５】
本発明のマスターシリンダ装置の上記構成d)によれば、摩擦パッドの摩耗等によってリザーバタンク内の作動油が減ってもダイヤフラムが追従し、作動油の泡立ちや作動油の量の変化によって作動油に作用する圧力の変動を抑える。これに対し、上記した特開２０００−２５５４０９号公報に記載の装置におけるダイヤフラムの場合はダイヤフラムの追従性が劣るので、作動油の泡立ちや作用する圧力変動を生じ易い。また、ブレーキ操作の開始時にマスターシリンダ本体内の作動油が連通路を通してリザーブタンク内へ押し戻されるが、ダイヤフラムが収縮することによって吸収されるので、操作開始時のブレーキ初期作動が緩慢になって衝撃が抑えられる。一方、マスターシリンダ本体内の作動油がキャリパ側へ送り出され、リザーブタンク内の作動油がマスターシリンダ本体側へ補給されると、ダイヤフラムが膨張して作動油の注出による容積減少分を埋める。このように、リザーブタンク内の作動油の増減に対応してダイヤフラムが逐次膨張・収縮を繰り返すことにより衝撃が吸収され、円滑なブレーキ操作を可能にする。
【００１６】
【００１７】
本発明のマスターシリンダ装置の上記構成e)によれば、リザーブタンク内の作動油がマスターシリンダ本体側へ注出されてダイヤフラムが膨張したときに、ダイヤフラムによって注出口が閉塞されるのが防止される。すなわち、ダイヤフラムが膨張して注出口を閉塞しようとしてダイヤフラムがリング状膨出部に密着した場合においても、膨出部に設けられた半径方向の複数の溝を通って作動油が注出口から連通路へ注出されるから、リザーブタンク内の作動油の注出が妨げられることがない。また、リザーブタンク内のダイヤフラムが膨張した状態で、マスターシリンダ本体内から作動油が押し戻されたときにも、注出口からリザーブタンク内に確実に作動油が流入するから、ダイヤフラムが収縮される。
【００１８】
請求項２に記載のように、前記リザーブタンクの側壁面に覗き窓を設けることができる。なお、覗き窓には透明な遮蔽板等が装着される。
【００１９】
請求項２記載のマスターシリンダ装置によれば、リザーブタンク内の作動油やダイヤフラムの状態が覗き窓から確認できる。
また請求項３に記載のように、前記連通路の口径を、上下方向の全長にわたって前記注 出口の口径と同一にしたり、さらに請求項４に記載のように、自動二輪車に取り付けた状態で、前記リザーブタンクの上面が水平になるように前記マスターシリンダ本体に対し前記リザーブタンクを傾斜させて一体に形成したりすることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るブレーキ用マスターシリンダ装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は実施例に係るマスターシリンダ装置を備えたリヤディスクブレーキを自動二輪車のリヤ側に装着した状態を示す右側面図、図２（ａ）・（ｂ）はマスターシリンダ装置の実施例を示す中央縦断面図およびその一部縦断面図、図３（ａ）・（ｂ）は図２のリザーブタンク３の平面図および蓋を取り外した状態の平面図、図４は図２のＡ方向矢視図である。
【００２２】
図２〜図４に示すように、本実施例のマスターシリンダ装置１はマスターシリンダ本体２、リザーブタンク３および連通路４が一体に形成されている。マスターシリンダ本体２は下端が開放された円筒形で、この上端部に作動油の吐出口部２ａが横向きに（側方に向いて）一体に形設されている。マスターシリンダ本体２内には、ピストン５が上下方向（長軸方向）に摺動自在に嵌挿され、同ピストン５の上方に装填されたコイルスプリング６により下方に付勢されている。その下端開口部２ｂは上方のマスターシリンダ本体２におけるシリンダ孔２Ａの内径に比べて口径を拡大し、段差部２ｃが形成されている。
【００２３】
ピストン５の下端部は半球形凹状部５ａに形成され、その凹状部５ａに嵌り合う半球形頭部７ａを備えたロッド７がピストン５の下端に連接されている。すなわち、ロッド７の頭部７ａをピストン５の下端凹状部５ａに揺動自在に当接させた状態で、ロッド７にこの後退限を規制する金属製の円環状ストッパープレート８の中央穴８ａを嵌め込んで頭部７ａの下面を支持し、円環状ストッパープレート８を開口部２ｂ内の段差部２ｃにスナップリング９にて止着している。またロッド７の周囲にはブーツ１０を嵌めている。このブーツ１０は略円筒体で、ブーツ１０の上端開口周縁１０ａを開口部２ｂ内のスナップリング９の下に、またブーツ１０の下端開口周縁１０ｂをロッド７の下部周囲に設けられた環状溝１１に嵌合して固定している。さらにロッド７の下端には、二股状の支持金具１２がロックナット１３で取着されている。
【００２４】
リザーブタンク３は図３のように四隅の角部をなくして丸みをつけた横長形状で、マスターシリンダ本体２の上端側に吐出口部２ａの反対側にリザーブタンク３の一部を張り出させて一体に配設されている。この状態で、図４のようにリザーブタンク３の長手方向Ｌがマスターシリンダ本体２の中心軸Ｓに対しほぼ直交する。リザーブタンク３は上端３ａを開口し、この上端開口部を作動油の補給口３ａに構成している。リザーブタンク３の底面のほぼ中央部に注出口３ｂが開口され、この注出口３ｂの下方に連通路４がマスターシリンダ本体２の上下方向のほぼ中間位置付近までマスターシリンダ本体２とほぼ平行に一体に設けられている。そして、注出口３ｂの周囲にはリング状膨出部３ｄが突設されるが、この膨出部３ｄには周方向に９０°の間隔で半径方向に溝３ｅが切り欠かれている。
【００２５】
また、連通路４の下部においてマスターシリンダ本体２との間の隔壁に、口径の小さなリリーフポート１４およびこのリリーフポート１４に比べて口径を大きくしたサプライポート１５が上から順にそれぞれ横向きに穿設され、マスターシリンダ本体２内と連通路４内とが二つのポート１４・１５を介して連通されている。これらのポート１４・１５の加工は、連通路４の側壁の外方から横向きにドリル等で穿設し、側壁の孔を盲蓋にて閉塞するものである。なお、リリーフポート１４とサプライポート１５の位置は、前記ピストン５の常態で上部シール部材５ａが二つのポート１４・１５の間にくるように設定されている。
【００２６】
リザーブタンク３内には、図２（ａ）のように下向きにやや尖った略四角錐形の袋体状ダイヤフラム１６が、その上端の外向きの周縁部１６ａを上蓋１７とタンク３周壁上端壁とで挟むように固定されて装填されている。また、上蓋１７とダイヤフラム１６の周縁部１６ａとの間には大気との連通部（図示せず）が設けられ、ダイヤフラム１６内を大気に連通させている。なお、図２（ａ）中の符号１８は、上蓋固定用のボルトである。
【００２７】
さらに、リザーブタンク３の一側壁には、図２（ｂ）のように覗き窓２０を設けて、透明なプラスチック製の遮蔽板（図示せず）を嵌着している。このため、外部からリザーブタンク３内の作動油の量やダイヤフラム１６の膨張・収縮の状態が確認できる。
【００２８】
以上のようにして、本例のマスターシリンダ装置１が構成されるが、この装置１は、本例では図１に示すように自動二輪車３１において、後輪（図示せず）の車軸３２と一体回転するブレーキロータ（ブレーキディスク）３３を両側からブレーキパッド（図示せず）にて挟持するキャリパ３４に作動油を送るように、キャリパ３４と組み合わせて使用される。キャリパ３４はブレーキロータ３３を挟むように跨って、後輪（図示せず）を回転自在に軸支するスイングアーム３５の後端寄りに配設される。スイングアーム３５の前端部はフレーム３６にピボット軸３７にて枢着され、スイングアーム３５の後端側が上下に揺動可能に支持される。
【００２９】
マスターシリンダ装置１は、マスターシリンダ本体２の上下方向に間隔をあけて前方へ一体に突設された一対のボルトフランジ１９にて、フレーム３６の後端縁に沿って溶接により一体に固定されたブラケット３８に対し、ボルト３９により上下方向にやや上端のリザーブタンク３側を後方へ傾斜させかつリザーブタンク３の長手方向Ｌを自動二輪車３１の前後方向に向けて取り付けられている。この取付状態で、マスターシリンダ本体２の長軸方向（中心軸Ｓの方向）が後方へ傾斜しリザーブタンク３の上面が前方へやや下向きに傾斜するので、この傾斜状態でリザーブタンク３の上面が水平になるように傾斜させている。また、ピボット軸３７のすぐ下方においてフレーム３６の後端縁に、ブレーキペダルアーム４０の後端部がブラケット４１およびピボットボルト４２を介して回転自在に支持されている。ブレーキペダルアーム４０には操作片４３が後方へ向けて一体に突設され、その操作片４３に前記支持金具１２の下端部が連結ピン４４にて枢着されている。これにより、ブレーキペダルアーム４０を運転者が踏み込むと、ロッド７が押し上げられる。
【００３０】
マスターシリンダ装置１の自動二輪車３１への取付状態において、マスターシリンダ本体２の吐出口２ａが前方を向くので、図１に示すようにゴム製のブレーキホース４５の一端がバンジョウボルト４６等を介して吐出口２ａに接続されたのち、ブレーキホース４５は円弧状に屈曲され、スイングアーム３５に沿ってガイド４７により固定されて後方のキャリパ３４に導かれている。こうして、ブレーキホース４５の他端はキャリパ３４の接続口３４ａに接続されている。
【００３１】
以上のようにして、自動二輪車３１に本例のマスターシリンダ装置１を備えたディスクブレーキ機構が構成される。このディスクブレーキ機構によれば、ブレーキペダルアーム４０の前端側ペダル（図示せず）を運転者が踏み込み、ブレーキ操作を開始することによりロッド７が押し上げられると、マスターシリンダ本体２内のピストン５がコイルスプリング６のバネ力に抗して上方へ移動する。作動時に、ピストン５に設けられたカップシール５ｃがリリーフポート１４を通過すると、ピストン５の先端とシリンダ孔２Ａの底部との間に液密に画成された液圧室２Ｂがリリーフポート１４を通じて接続されるリザーブタンク３との連通が遮断され、液圧室２Ｂの容積が収縮されることで、作動圧が発生する。この結果、マスターシリンダ本体２内の作動油は加圧され、吐出口２ａより大部分の作動油がキャリパ３４へ送り出される。これにより、サブタンク３内のダイヤフラムが収縮され、作動油の押し戻し力が吸収される。マスターシリンダ本体２とキャリパ３４との間において作動油の圧力が下がった場合に、カップシール５ｃが拝むことで、サプライポート１５からカップシール５ｃの背面を通過してマスターシリンダ本体２内に作動油が供給される。一方、キャリパ３４へ送り出された作動油によってキャリパ３４が閉じられ、ブレーキロータ３３をブレーキパッド（図示せず）が両側から挟み込むので、ブレーキが働く。しかし、上記したとおり、ブレーキ操作の開始時には、マスターシリンダ本体２内の作動油の一部はリザーブタンク３側へ送り出されるので、キャリパ３４の急激な作動が防止されるためにブレーキはゆっくりと働く。
【００３２】
摩擦パッド（図示せず）の摩耗等によってリザーブタンク３内の作動油が減っても、ダイヤフラム１６が作動油の液面に確実に追従するので、車体の振動等による作動油の泡立ちや作動油の量の変化によって作動油に作用する圧力の変化を抑えることができる。
【００３３】
ところで、自動二輪車３１の走行時に車体の振動等によってリザーブタンク３内の作動油が空気を吸い込んで泡立つことがあるが、リザーブタンク３内の作動油中に気泡が生じた場合にも、タンク底面中央の注出口３ｂの開口面積がリザーブタンク３の開口横断面積に比べて極めて小さく、しかもその注出口３ｂの下方に連通する連通路４の口径も小さいことから、気泡は連通路４内に入り込みにくく、仮に連通路４内に入り込んでもすぐに上昇し、リザーブタンク３内に戻るので、連通路４をとおってマスターシリンダ本体２内に入り込むことはない。つまり、注出口３ｂおよび連通路４が一種のオイルセパレータとして機能するから、オイルセパレータを別個に備える必要がない。
【００３４】
また、気泡の連通路４内への浸入を防止するために注出口３ｂの口径を小さく絞っているので、通常はダイヤフラム１６が膨張した際に注出口３ｂを塞ぐおそれがあるが、注出口３ｂの周囲にリング状膨出部３ｄを設けて周方向に間隔をあけて複数の溝３ｅを形成し、それらの溝３ｅより作動油が出入りするようにしているので、注出口３ｂが完全に閉塞されることがない。
【００３５】
さらに、図２から明らかなように、マスターシリンダ装置１の上端にリザーブタンク３を配置しているので、キャリパ３４との関係で作動油のタンク容量の増減を図る必要がある場合には、リザーブタンク３の深さを変更することで容易に対応できる。
【００３６】
上記に本発明のマスターシリンダ装置の一実施例を説明したが、下記のように実施することができる。
【００３８】
・ 上実施例では、リヤ側のディスクブレーキに使用したが、フロント側にも適用できる。
【００３９】
・ リザーブタンク３の形状はマスターシリンダ本体２と幅をほぼ同一にした楕円形であってもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明に係るブレーキ用マスターシリンダ装置には、次のような優れた効果がある。
【００４１】
（１）従来の装置に比べて部品点数が少なく、コンパクトになりかつ部品点数が減少し、省スペース化が図れる。また、リザーブタンクの容量を必要に応じてタンク深さを変えることで容易に変更でき、さらにリザーブタンク底部の注出口で開口断面が急激に絞られることによって、仮にリザーブタンク内で振動等により気泡が発生してもその気泡が注出口から連通路内に入り込むことがほとんどないため、オイルセパレータを用いなくても連通路を通ってマスターシリンダ本体内まで気泡が入り込むことがない。
【００４２】
（２）本発明のマスターシリンダ装置では、部品点数が大幅に削減され、取付スペースもさらに縮小される。
【００４３】
（３）本発明のマスターシリンダ装置では、ブレーキ操作の開始時にマスターシリンダ本体内の作動油が連通路を通してリザーブタンク内へ押し戻されるが、ダイヤフラムが収縮することによって吸収されるので、操作開始時の初期作動が緩慢になって衝撃が抑えられる。一方、マスターシリンダ本体内の作動油がキャリパ側へ送り出され、リザーブタンク内の作動油がマスターシリンダ本体側へ移動すると、ダイヤフラムが膨張して作動油の注出による容積減少分を埋める。したがって、リザーブタンク内の作動油の増減に対応してダイヤフラムが逐次膨張・収縮を繰り返すことにより衝撃を吸収し、円滑なブレーキ操作を可能にする。
【００４４】
また、摩擦パッドの摩耗等によってリザーブタンク内の作動油が減っても、ダイヤフラムが作動油の液面に確実に追従するので、車体の振動等による作動油の泡立ちや作動油の量の変化によって作動油に作用する圧力の変化を抑えることができる。
【００４５】
（４）本発明のマスターシリンダ装置は、リザーブタンク内の作動油がマスターシリンダ本体側へ注出されてダイヤフラムが膨張したときに、ダイヤフラムによって注出口が閉塞されるのが防止されるから、リザーブタンク内の作動油の注出が妨げられることがない。また、リザーブタンク内のダイヤフラムが膨張した状態で、マスターシリンダ本体内から作動油が押し戻されたときにも、注出口からリザーブタンク内に作動油が流入するから、ダイヤフラムが収縮して衝撃を吸収する。
【００４６】
（５）請求項２記載のマスターシリンダ装置では、リザーブタンク内の作動油やダイヤフラムの状態が覗き窓から確認できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るマスターシリンダ装置を備えたリヤディスクブレーキを自動二輪車のリヤ側に装着した状態を示す、一部を省略した右側面図である。
【図２】図２（ａ）は本発明のマスターシリンダ装置の実施例を示す中央縦断面図、図２（ｂ）は蓋を取り外した状態のリザーブタンク３付近の縦断面図である。
【図３】図３（ａ）は図２のリザーブタンク３の平面図、図３（ｂ）は蓋を取り外した状態の平面図である。
【図４】図２のＡ方向矢視図である。
【符号の説明】
１ マスターシリンダ装置
２ マスターシリンダ本体
２Ａシリンダ孔
２Ｂ液圧室
２ａ吐出口部
２ｂ下端開口部
３ リザーブタンク
３ｂ注出口
３ｄリング状膨出部
３ｅ溝
４ 連通路
５ ピストン
５ａ下端凹状部
７ ロッド
７ａ半球形凹状部
８ 円環状ストッパープレート
１０ ブーツ
１２ 支持金具
１４ リリーフポート
１５ サプライポート
１６ ダイヤフラム
１７ 上蓋
１９ 覗き窓
３０ 自動二輪車
３１ 後輪
３３ ブレーキロータ（ブレーキディスク）
３４ キャリパ
４５ ブレーキホース
Claims (4)
- マスターシリンダ本体に、ブレーキ用作動油補給用のリザーブタンクが一体に設けられたブレーキ用マスターシリンダ装置において、
前記リザーブタンクを横長形状に形成するとともに、その長手方向が前記マスターシリンダ本体の中心軸と略直交するようにして前記リザーブタンクの底部が前記マスターシリンダ本体の上端部を構成するように形成し、
前記リザーブタンクの底面に注出口を開口し、この注出口の下方に連通する連通路をマスターシリンダ本体とほぼ平行に、かつ前記マスターシリンダ本体および前記リザーブタンクとともに一体に設け、前記リザーブタンクと前記マスターシリンダ本体とを前記連通路を介して接続し、
前記リザーブタンクの上端開口部に、袋体状ダイアフラムを下向きに装着した蓋体を着脱自在に取り付けて閉塞し、前記ダイヤフラムの内部を大気に連通させるとともに、前記注出口の周囲にリング状膨出部を突設し、この膨出部に周方向に間隔をあけて半径方向に複数の溝を形成し、
前記注出口の開口面積は前記リザーブタンクの開口横断面積に比べて小さくし、かつその注出口の下方に連通する前記連通路の口径も前記リザーブタンクの開口横断面積に比べて小さくしてマスターシリンダ本体の上下方向の中間位置付近まで設けたこと
を特徴とするブレーキ用マスターシリンダ装置。 - 前記リザーブタンクの側壁面に覗き窓を設けたことを特徴とする請求項１記載のブレーキ用マスターシリンダ装置。
- 前記連通路の口径を、上下方向の全長にわたって前記注出口の口径と同一にしたことを特徴とする請求項１記載のブレーキ用マスターシリンダ装置。
- 自動二輪車に取り付けた状態で、前記リザーブタンクの上面が水平になるように前記マスターシリンダ本体に対し前記リザーブタンクを傾斜させて一体に形成したことを特徴とする請求項１または３記載のブレーキ用マスターシリンダ装置。
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