JP4269823B2 - マスタシリンダ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、ピストンをシリンダボディで保持したカップの内周側に接触させて摺動させる、いわゆるカップ内径摺動型のマスタシリンダに関する。
【0002】
【従来の技術】
首記のカップ内径摺動型マスタシリンダは、ピストン外周とシリンダ内径との間をシールするカップの前後に、ピストンを直接摺動案内するピストンガイド部を有している。そのピストンガイド部には、リザーバから圧力室にブレーキ液を汲み込む必要上、ブレーキ液の通路となる溝が設けられる。すなわち、圧力室とリザーバとの間をシールするカップがシリンダボディの環状溝に収容されている場合、カップの後方から前方へのブレーキ液の汲み込みのために、カップの前後のシリンダボディの壁に溝が設けられる。
【0003】
その溝として、下記特許文献1はストレート溝と螺旋溝を示している。また、下記特許文献2は、偶数個のストレート溝を円周方向の等分点に配置している。
【0004】
【特許文献1】
FR 2820387
【特許文献2】
U.S.P 4,524,585
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献1は、ピストン外径よりわずかに大きい内径を有し、ピストンの摺動を案内するピストンガイド部を設け、さらにそのピストンガイド部の内径面に溝を設けているが、その溝の溝底部の口径をシリンダ入口部の口径よりも大きくしているため、各ピストンガイド部の溝を全て機械加工して設ける必要があり、生産性を高めにくい。螺旋の溝は特に加工が難しく、生産性を大きく低下させる。
【0006】
上記特許文献2に示されるマスタシリンダも溝底部の口径をシリンダの内径よりも大きくしており、溝の加工法が機械加工に限定されて生産性が高まらない。
【0007】
この発明は、ブレーキ液を通す目的でピストンガイド部に設ける溝を簡単に加工できるようにして生産性を高めることを課題としている。また、単に加工しやすいだけでなく、溝縁がピストンに擦りつけられてもピストンに摺動傷がつきにくい溝を併せて提供することも課題としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明においては、ピストンをシリンダボディで直接摺動案内する構造にしたマスタシリンダにおいて、プライマリピストンを摺動案内するピストンガイド部、即ち、プライマリピストンの外周においてシリンダと大気間を遮断するセカンダリカップの前方のピストンガイド部I、プライマリピストン用プライマリカップの後方のピストンガイド部II及び前記プライマリカップの前方のピストンガイド部IIIの内径面に、前記ピストンガイド部IからIIIにわたってシリンダの軸線と並行な溝を設け、前記ピストンガイド部 I に設ける溝の溝幅を、シリンダ入口側よりもシリンダの内部側で小さくした。
【0009】
前記ピストンガイドIに設ける溝は、溝底部の口径をシリンダ入口部の口径と同じ又はシリンダ入口部の口径よりも小さくしておくのがよい。また、このピストンガイド部Iに設ける溝の寸法(溝幅、溝深さ)は、前記ピストンガイド部IIに設ける溝の寸法よりも大きくしておくのがよい。
【0010】
また、前記圧力室の前方にその圧力室の液圧を背面に受けて第2圧力室内のブレーキ液を加圧するセカンダリピストンを備えたタンデムマスタシリンダにこの発明を適用する場合には、セカンダリピストンの外周をシールするプレッシャカップの前方部とセカンダリピストン用プライマリカップの前後の各ピストンガイド部IV〜VIの内径面に設ける溝の寸法を、前記ピストンガイド部IIまたはIIIの溝の寸法と同じかまたはそれよりはやや小さくし、その溝を前記ピストンガイド部Iの溝と円周方向の位置を揃えて設けるのがよい。
【0011】
その他の好ましい構成を以下に列挙する。
1)セカンダリカップの前方部のピストンガイド部Iとプライマリカップの後方部のピストンガイド部IIとの間、または、プレッシャカップの前方部のピストンガイド部IVとプライマリカップの後方部のピストンガイド部Vとの間に環状溝を形成し、前後のピストンガイド部の各溝に連通するその環状溝の外径部をリザーバとの連通孔に連通させる。
2)プライマリカップの後方部のピストンガイド部IIおよびVの内径を、他のピストンガイド部の内径よりやや大きくする。
【0012】
【作用】
各ピストンガイド部に設ける溝は、シリンダ入口部から奥に向かって直線的であって形状が単純で加工し易い。ピストンガイド部Iに設ける溝の溝底部の口径をシリンダ入口部の口径と同じ又はシリンダ入口部の口径よりも小さくしたものは、ピストンガイド部Iに設ける溝をシリンダボディを鋳造するときに中子を使って成形することができ、また、他のピストンガイド部に設ける溝は、ブローチなどを用いて簡単に効率良く加工することができ、生産性に優れる。
【0013】
ピストンガイド部Iに設ける溝の寸法をピストンガイド部IIに設ける溝の寸法よりも大きくしたものは、ピストンガイド部Iの溝が成形溝であってもブローチ等の工具を確実にシリンダに挿入することができ、工具とシリンダボディの干渉による加工規制を受けない。
【0014】
また、ピストンガイド部Iの溝の溝幅をシリンダの入口側よりもシリンダの内部側で小さくしたものは、プライマリピストンの摺動傷が減少する。
【0015】
例えば、タンデムマスタシリンダは、入力が加わるときにプライマリピストンが偏荷重を受けやすい。そのプライマリピストンが偏荷重を受けて傾くと前記ピストンガイド部Iの内径面に当たる。このときにピストンの外周面が溝縁にきつく擦りつけられるとプライマリピストンの外周面に摺動痕がつくが、ピストンガイド部Iに設ける溝の幅を変化させておくと、溝縁にプライマリピストンが擦り付けられて摺動痕がつく場合にも摺動痕の発生領域が溝の変化幅をもって分散される。従って、傷は軽微となり、実質的にピストンの機能に障害となる摺動痕は発生しない。
【0016】
なお、プライマリピストンのガイドはピストンガイド部Iによってもなされるため、プライマリピストンが偏荷重を受けて傾いたときのピストンガイド部II、IIIによるプライマリピストンの拘束力は弱く、従って、ピストンガイド部II、IIIに設ける溝はシリンダの軸線と平行なストレート溝であっても特に問題はない。
【0017】
また、液圧差で動くセカンダリピストンは偏荷重を受けにくいため、セカンダリピストン用のピストンガイド部に設ける溝も、ピストンガイド部II、IIIの溝と同様のストレート溝でよく、そのストレート溝にしてもセカンダリピストンには擦り傷がつかない。
【0018】
このほか、同一ピストンガイド部に設ける溝の数を奇数の複数個にしてその溝を円周方向の等分点に配置すると、ピストンガイド部の断面視において中心対称位置に溝が配置されることがなくなる。これにより、ピストンが偏荷重を受けて傾いたときに少なくとも片側のピストンガイド部ではピストンが溝の無い位置の内径面に線接触し、仮に他側のピストンガイド部で溝縁に接触することがあってもその接触部における拘束力が弱くなるためピストンの傷つきがより少なくなる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を、図1乃至図3に基づいて説明する。図中1はシリンダボディ、2はプライマリピストン、3は内部のブレーキ液をプライマリピストン2で加圧してブレーキ液圧を発生させる第1圧力室、4はプライマリピストンの復帰スプリング、5はプライマリピストン2の前方に配置したセカンダリピストン、6は内部のブレーキ液をセカンダリピストン5で加圧してブレーキ液圧を発生させる第2圧力室、7はセカンダリピストンの復帰スプリング、8はリザーバ、9は第1圧力室3の出力ポート、10は第2圧力室6の出力ポートである。
【0020】
シリンダボディ1の内部には、プライマリピストン2の外周をシールするプライマリカップ11、プライマリピストン2の外周においてシリンダと大気間を遮断するセカンダリカップ12、セカンダリピストン5の外周をシールするプライマリカップ13、セカンダリピストン5の外周において第1圧力室3とリザーバ8との間を遮断するプレッシャカップ14が組付けられている。
【0021】
また、シリンダボディ1の内径部には、プライマリピストン2を案内するピストンガイド部I、II、IIIと、セカンダリピストン5を案内するピストンガイド部IV、V、VIが形成されている。これらのピストンガイド部I〜VIは、その内径がピストンの外径よりわずかに大きく、ピストンの摺動を案内する。
【0022】
シリンダ入口側(図中右側)のピストンガイド部Iはセカンダリカップ12の前方にあり、また、ピストンガイド部II、IIIは、プライマリカップ11を間に挟んだ前後にある。ここでいう前は図中左側、後ろは図中右側である(以下も同様)。
【0023】
さらに、ピストンガイド部IVはプレッシャカップ14の前方にあり、ピストンガイド部V、VIはプライマリカップ13の前後にある。
【0024】
なお、プライマリカップ11、13の後部のピストンガイド部II、Vは、リザーバ8からのブレーキ液の汲み込み性を良くするために内径を他のピストンガイド部の内径よりも若干大きくする(例えば、0.1mm程度大きくする)ことがあり、これらのピストンガイド部II、Vに対してはピストンが接触摺動しないことがある。
【0025】
各ピストンガイド部I〜VIの内径面には、この発明を特徴づける溝15〜20が設けられている。
【0026】
その溝15〜20は、図2に示すように、複数個、かつ奇数個(図は9個)が円周方向に等間隔で設けられている。また、これらの溝15〜20は、その数と円周方向の位置を揃えてあり、同一位置にある溝はシリンダの軸線と平行な線上に直列に並んでいる。
【0027】
シリンダ入口側のピストンガイド部Iに設けられた溝15は、図3に示すように、両側縁が相反する方向に傾いて前側で溝幅が狭くなっている。また、この溝15は、溝底部の口径がシリンダ入り口部21の口径と同等またそれよりも小さく、ピストンガイド部II、IIIの溝16、17の溝底の口径よりは大きくなっている。
【0028】
また、ピストンガイド部II〜VIの溝16〜20は、いずれもシリンダの軸線と平行なストレート溝になっている。
【0029】
なお、溝15の最小溝幅w(図3参照)は、溝16〜20の溝幅と同等ないしそれよりもやや大きい。
【0030】
また、ピストンガイド部I、II間のシリンダ内径面に前後のピストンガイド部I、IIの溝15、16に連通する環状溝22を形成し、この環状溝22の外径部をリザーバへの連通孔23に連通させている。ピストンガイド部IV、V間のシリンダ内径面にも同様の環状溝24を形成し、その環状溝24の外径部をリザーバへの連通孔25に連通させている。
【0031】
このほか、ピストンガイド部II、IV、Vの溝16、18、19は、一般的にはカップのゴム硬さが75〜90Hs程度であるので、プライマリカップ11、13、プレッシャカップ14の耐久性を考えて溝深さを0.3mm〜0.8mm程度に、溝幅を0.5mm〜1.2mm程度にしており、この範囲の溝であれば、プライマリカップ11、13、プレッシャカップ14の損傷を実用に耐える範囲に抑えることができる。
【0032】
このように構成したこの発明のマスタシリンダは、シリンダ入口側とシリンダ内部側での溝15の幅に差をつけたので、プライマリピストン2が偏荷重を受けて傾いたときに溝縁に擦りつけられる領域が広くなり、それによってプライマリピストン2の外周面に加わる負荷が軽減され、ピストンにつく傷が軽微になる。
【0033】
例示のマスタシリンダは、各ピストンガイド部I〜VIに設ける溝の数を奇数の複数個にして円周方向の等分位置に配置しているので、ピストン2、5が偏荷重を受けて傾いて溝縁に当たっても接触部に働く拘束力は弱く、ピストンの傷つき抑制効果がより顕著に発揮される。
【0034】
また、この発明のマスタシリンダは、シリンダボディ1を鋳造する際に溝15を中子で鋳抜いて形成することができ、溝15の機械加工工程を省略することが可能である。溝15は機械加工することも勿論可能であり、機械加工する場合も、シリンダ入口部から奥に向かって直線的であって構造が単純であるので加工は簡単である。
【0035】
他の溝16〜20は、溝幅が溝15の最小幅wと同じかそれよりは小さくなっており、かつ、同一ピストンガイド部に設ける溝の数と位置が揃っているので、ブローチなどによる加工で効率良く形成することができる。これらの溝16〜20は、溝幅と溝深さを等しくしたが、加工上の都合により溝18、19、20の幅や深さを溝16、17の幅、深さよりも若干小さくしてもよい。
【0036】
このほか、図1に示す環状溝22、24を設けてその環状溝22、24の外径部をリザーバの連通孔23、25に連通させると、連通孔23、25のレイアウトの自由度と、加工の自由度が高まり、生産性がさらによくなる。
【0037】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明のマスタシリンダは、シリンダ入口側のピストンガイド部Iからプライマリカップの前方のピストンガイド部IIIにわたる部分の内径面にシリンダの軸線と並行する溝を設けたので、各ピストンガイド部の溝の加工が簡単になる。ピストンガイド部Iの溝の溝底部の口径をシリンダの入口部の口径と同じまたはそれよりは小さくしたものは、ピストンガイド部Iに設ける溝を鋳抜き成形することができ、また、他のピストンガイド部の溝もブローチなどで簡単に時間をかけずに加工することができ、生産性の向上が図れる。
【0038】
ピストンガイド部Iに設ける溝の寸法を、前記ピストンガイド部IIに設ける溝の寸法よりも大きくしたものや、タンデムマスタシリンダのセカンダリピストンをガイドするピストンガイド部の溝をピストンガイド部Iの溝の寸法と同じかまたはそれよりはやや小さくしたものはブローチ等の工具を確実にシリンダに挿入することができ、加工がより容易になる。
【0039】
また、ピストンガイド部Iの溝の溝幅を、シリンダ入口側よりもシリンダの内部側で小さくしたものは、プライマリピストンの摺動痕の発生領域が溝の変化幅をもって分散され、実質的にピストンの機能に障害となる摺動痕が発生しない。
【0040】
溝の数を奇数の複数個とし、その溝を周方向の等分点に配置したものも、負荷の軽減によりピストンの傷つきが減少する。
【0041】
このほか、セカンダリカップの前方部のピストンガイド部とプライマリカップの後方部のピストンガイド部との間に環状溝を形成してこの環状溝の外径部をリザーバへの連通孔に連通させたものは、連通孔のレイアウトの自由度と加工の自由度が高まり、生産性がさらによくなる。
【0042】
また、プライマリカップの後方部に位置するピストンガイド部の溝を、深さ:0.3mm〜0.8mm、溝幅:0.5〜1.2mmの大きさにしたものはプライマリカップやプレッシャカップの耐久性が実用に支障のない範囲に維持される。
【0043】
従って、この発明によれば、生産性の向上とピストンの傷つき防止を両立させることも可能になる。
【0044】
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のマスタシリンダの実施例を示す断面図
【図2】図1のA−A線に沿った拡大断面図
【図3】図1のB−B線に沿った拡大断面図
【符号の説明】
1 シリンダボディ
2 プライマリピストン
3 第1圧力室
4、7 復帰スプリング
5 セカンダリピストン
6 第2圧力室
8 リザーバ
9、10 出力ポート
11、13 プライマリカップ
12 セカンダリカップ
14 プレッシャカップ
I〜VI ピストンガイド部
15〜20 溝
21 シリンダ入口部
22、24 環状溝
23、25 連通孔
Claims (7)
- ピストンがシリンダボディに保持されたカップの内周で摺動して圧力室のブレーキ液を加圧するタイプのマスタシリンダにおいて、
前記ピストンを前記シリンダボディで直接摺動案内する構造にし、プライマリピストンの外周においてシリンダと大気間を遮断するセカンダリカップの前方のピストンガイド部I、プライマリピストン用プライマリカップの後方のピストンガイド部II、及び前記プライマリカップの前方のピストンガイド部IIIの内径面にシリンダの軸線と並行な溝を設け、前記ピストンガイド部 I に設ける溝の溝幅を、シリンダ入口側よりもシリンダの内部側で小さくしたことを特徴とするマスタシリンダ。 - 前記ピストンガイド部Iに設ける溝の溝底部の口径をシリンダ入口部の口径と同じ又はシリンダ入口部の口径よりも小さくしたことを特徴とする請求項1に記載のマスタシリンダ。
- 前記ピストンガイド部Iに設ける溝の溝幅を、前記ピストンガイド部IIに設ける溝の溝幅よりも大きくしたことを特徴とする請求項1又は2に記載のマスタシリンダ。
- 前記ピストンガイド部 I に設ける溝の溝幅、溝深さを、前記ピストンガイド部 II に設ける溝の溝幅、溝深さよりも大きくしたことを特徴とする請求項1又は2に記載のマスタシリンダ。
- 前記圧力室の前方にその圧力室の液圧を背面に受けて第2圧力室内のブレーキ液を加圧するセカンダリピストンを設け、そのセカンダリピストンの外周をシールするプレッシャカップの前方部とセカンダリピストン用プライマリカップの前後のピストンガイド部IV〜VIの内径面に、前記ピストンガイド部IIまたはIIIの溝と寸法が同じかまたはそれよりはやや小さい溝を、前記ピストンガイド部Iの溝と円周方向の位置を揃えて設けたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のマスタシリンダ。
- セカンダリカップの前方部のピストンガイド部Iとプライマリカップの後方部のピストンガイド部IIとの間、または、プレッシャカップの前方部のピストンガイド部IVとプライマリカップの後方部のピストンガイド部Vとの間に環状溝を形成し、この環状溝が前後のピストンガイド部の各溝に連通し、かつ、この環状溝の外径部がリザーバへの連通孔に連通していることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のマスタシリンダ。
- プライマリカップの後方部のピストンガイド部IIおよびVの内径は、他のピストンガイド部の内径よりやや大きいことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のマスタシリンダ。
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