JP4563343B2

JP4563343B2 - マスタシリンダ

Info

Publication number: JP4563343B2
Application number: JP2006151517A
Authority: JP
Inventors: 泰敏永露; 友紀毛利; 貴人荻原; 泰彦甘利
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2006-05-31
Filing date: 2006-05-31
Publication date: 2010-10-13
Anticipated expiration: 2026-05-31
Also published as: JP2007320395A

Description

この発明は、車両用ブレーキ装置等の液圧発生部として用いられるマスタシリンダに関するものである。

マスタシリンダは作動液が導入されるシリンダ本体にピストンが摺動自在に嵌合され、このピストンがブレーキペダル等から推力を受けて液圧を発生する。そして、ピストンによってシリンダ本体内に隔成される圧力室には、ピストンに戻り方向の反力を付与するためのリターンスプリングが収容されている。
リターンスプリングは、その両端部をスプリングリテーナで支持された状態でシリンダ本体内に組み付けられるが、近年、このときの組付け性を良好にするために、リターンスプリングとスプリングリテーナを予め一体に組付け、スプリグユニットとしてシリンダ本体内に組み付けるようにしたマスタシリンダが案出されている（例えば、特許文献１参照）。

このマスタシリンダは、スプリングリテーナが軸方向に進退可能に組み付けられた一対の分割ピースで構成され、各分割ピースに、リターンスプリングの内周部をガイドする略円筒状のガイド筒と、このガイド筒の一端でリターンスプリングの端部を支持するフランジ部が設けられている。そして、両分割ピースは、各ガイド筒の他端がリターンスプリングの内周部に相反方向から挿入され、その状態において、両ガイド筒が軸方向に相対変位可能に組み付けられるとともに、各ガイド筒の他端部に形成されたストッパによってガイド筒相互の抜け方向の変位が規制されている。
したがって、両分割ピースに組み付けられたリターンスプリングは、両端部が各分割ピースのフランジ部で支持されるとともに、ガイド筒相互の軸方向の変位によってその伸縮が許容されることになる。

ところが、このマスタシリンダの場合、スプリングリテーナが略円筒状の分割ピースで構成されているため、シリンダ本体への作動液の充填時に内部からエアが抜けにくくなることが懸念される。

このため、これに対処するものとしてスプリングリテーナのガイド筒とフランジ部にエア抜き構造を設けたものが開発されている（例えば、特許文献２参照）。

この従来のマスタシリンダは、ガイド筒からフランジ部の外周端面に向かって放射状にエア抜き用のスリットが形成され、ガイド筒の内部のエアがこのスリットを通ってスプリングリテーナの外部に抜けるように工夫されている。
特開２００６−１５８０１号公報国際公開第２００５−００１３０６号パンフレット

しかし、この従来のマスタシリンダにおいては、スプリングリテーナ内のエアを確実に外部に排出できるようになるものの、エア抜き用のスリットがフランジ部の外周端面に達するように形成されているために、フランジ部が変形し易くなり、フランジ部に変形が生じると、リターンスプリングの一部が径方向外側に膨らむ可能性がある。そして、このリターンスプリングの膨らみが生じると、膨らみ部分がマスタシリンダの組付時に周囲の部材、例えば、ピストンの凹状のスプリング収容部の内周面等と干渉し、組付け性が悪化することが懸念される。

そこでこの発明は、リターンスプリングを支持するフランジ部の変形を招くことなくスプリングリテーナ内のエアを確実に外部に排出できるようにして、エアの排出性能の向上と組付け性の向上を図ることのできるマスタシリンダを提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、作動液が導入される有底筒状のシリンダ本体と、このシリンダ本体に摺動自在に嵌合されて同シリンダ本体の内側に圧力室を隔成するピストンと、前記圧力室内に配置されて前記ピストンに戻り方向の反力を付与するリターンスプリングと、このリターンスプリングの伸縮を許容しつつ同リターンスプリングの両端部を支持する樹脂製のスプリングリテーナと、を備えたマスタシリンダにおいて、前記スプリングリテーナが、軸方向に進退可能に組み付けられた一対の分割ピースを備え、この各分割ピースに、前記リターンスプリングの内周側に挿入されて同リターンスプリングをガイドする略円筒状のガイド筒と、このガイド筒の一端側で前記リターンスプリングの端部を支持し前記シリンダ本体の底壁または前記ピストンの端面に突き当てられるフランジ部が設けられ、このフランジ部に、同フランジ部の外周端面に達しない範囲で、前記ガイド筒との連接部から径方向外側に向かって延出して前記ガイド筒内と前記スプリングリテーナの外部とを連通する孔が前記フランジ部の周方向に沿って複数設けられるようにした。
これにより、スプリングリテーナ内のエアはフランジ部のガイド筒との連接部から径方向外側に向かって延出する孔を通って外部に沿って排出されるようになる。また、孔はフランジ部の外周端面に達しない範囲で設けられているため、フランジ部は外周縁部が環状に繋がることになり、全体の変形強度が高まる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記孔は、前記連接部から前記ガイド筒の軸方向へも延出して設けられるようにした。

請求項１，２に記載の発明によれば、フランジ部に複数設けられ、フランジ部のガイド筒との連接部から径方向外側に向かって延出して前記ガイド筒内と前記スプリングリテーナの外部とを連通する孔によってスプリングリテーナ内のエアを外部に確実に排出でき、しかも、フランジ部の外周縁部が孔によって円周方向で完全に分断されずにフランジ部全体の変形強度が高く維持されるため、フランジ部の変形に起因するリターンスプリングの変形を未然に防止することができる。したがって、この発明を採用した場合には、エアの排出性能の向上と組付け性の向上を両立させることができる。
また、スプリングリテーナの周方向の設置角度に拘らず、複数の孔のいずれかからより有利にエアを外部に排出することができる。

以下、この発明の一実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。
図１において、１は、この発明に係るマスタシリンダであり、２は、このマスシリンダ１の上部に取付けられたリザーバタンクである。この実施形態のマスタシリンダ１は車両のブレーキ装置に用いられ、運転席のブレーキペダル操作に連動してブレーキ回路に作動液を給排する。なお、リザーバタンク２は、大型でフロート機構を有するメインタンクと小型のサブタンクが相互に配管接続された分離タイプのものであり、図１では、マスタシリンダ１に直結されるサブタンクのみを示す。なお、リザーバタンク２は分離タイプに限るものではなく、フロート機構を有する単独のタンクをマスタシリンダ１１に直結するようにしても良い。

マスタシリンダ１は、有底円筒状のシリンダ本体３内にプライマリピストン４とセカンダリピストン５が直列に配置されたタンデム型のマスタシリンダであり、シリンダ本体３内の両ピストン４，５によって隔成される第１，第２圧力室６，７が夫々図示しない給排ポートを介して車両の異なるブレーキ配管系（例えば、前輪側のブレーキ配管系と後輪側のブレーキ配管系）に接続されている。

プライマリピストン４は、シリンダ本体３の開口側（図１中右側）に摺動自在に嵌合され、シリンダ本体３から突出する基端部が図示しないブースタを介してブレーキペダルの操作ロッドに連結されている。セカンダリピストン５は、シリンダ本体３に摺動自在に嵌合され、プライマリピストン４との間に第１圧力室６を形成するとともに、シリンダ本体３の底部との間に第２圧力室７を形成している。各圧力室６，７内には、プライマリピストン４とセカンダリピストン５に戻り方向の操作反力を付与するためのリターンスプリング８が設けられている。各リターンスプリング８は、後述するスプリングリテーナ９に一体に組み付けられ、スプリングユニット１０として各圧力室６，７内に配置されている。

また、シリンダ本体３の上面には、リザーバタンク２を取り付けるためのボス部１１が設けられ、このボス部１１にリザーバタンク２の給排口１２ａ，１２ｂが接続されている。そして、ボス部１１には、リザーバタンク２の一方の給排口１２ａと第１圧力室６とを接続する第１給排孔１３ａが形成されるとともに、他方の給排口１２ｂと第２圧力室７とを接続する第２給排孔１３ｂが形成されている。
シリンダ本体３の軸方向に離間した２位置には環状溝１４ａ，１４ｂが形成され、この各環状溝１４ａ，１４ｂに給排孔１３ａ，１３ｂが夫々導通している。各環状溝１４ａ，１４ｂは、夫々プライマリピストン４とセカンダリピストン５の外周面に臨む位置に形成され、各ピストン４，５の内外に設けられた後述する２系統の通路を通して対応する圧力室５，６に接続されるようになっている。また、シリンダ本体３の内周面の各環状溝１４ａ，１４ｂの軸方向の前後位置にはコ字状断面のシールリング１５，１６が装着され、これらのシールリング１５，１６によってシリンダ本体３と各ピストン４，５の摺動隙間が液密にシールされている。

プライマリ・セカンダリの各ピストン４，５には夫々前方側（図１中左側）の第１圧力室６と第２圧力室７に臨む円筒壁４ａ，５ａが設けられ、各円筒壁４ａ，５ａには径方向に貫通する戻し孔１７が形成されている。この各戻し孔１７は、各ピストン４，５が最大に後退した初期位置にあるときに、圧力室６，７と各対応する環状溝１４ａ，１４ｂとを導通させ、ブレーキ配管から戻った作動液に余剰分があればそれをリザーバタンク２に戻すように機能する。この各戻し孔１７は、環状溝１４ａ，１４ｂと圧力室５，６を接続する前述の２系統の通路のうちの一方を形成している。

また、シリンダ本体３の内周面のうちの環状溝１４ａ，１４ｂの各前方側（図１中左側）には、環状溝１４ａ，１４ｂと圧力室６，７を夫々接続する導通溝１８ａ，１８ｂが形成されている。各導通溝１８ａ，１８ｂは、シリンダ本体３の軸方向に沿って形成されているが、この各導通溝１８ａ，１８ｂの延出方向の途中には前述の一方のシールリング１５が介在されている。シールリング１５は、コ字状断面の開口が前方側（図１中左側）に向くように設置され、内周壁が各ピストン４，５の外周面に摺動自在に密接するようになっている。また、シールリング１５は、前方側の圧力室６，７の圧力が後方側の環状溝１４ａ，１４ｂの圧力よりも低くなった場合に、外周壁が撓み変形することによって導通溝１８ａ，１８ｂを開き、環状溝１４ａ，１４ｂ（リザーバタンク２）から対応する圧力室６，７への作動液の流通（作動液の補充）を許容する。各導通溝１８ａ，１８ｂは、環状溝１４ａ，１４ｂと圧力室５，６を接続する前述の２系統の通路のうちの他方を形成している。

したがって、各ピストン４，５が初期位置にあるときには、リザーバタンク２と各圧力室６，７がピストン４，５の戻し孔１７を介して導通し、この状態から各ピストン４，５が前方側に移動して戻し孔１７が環状溝１４ａ，１４ｂに臨む位置から前方側にずれると、戻し孔１７がシリンダ本体３の内周面によって閉塞され、リザーバタンク２と各圧力室６，７との導通が遮断される。このとき、各ピストン４，５の前進作動に応じて各圧力室６，７内の圧力が高まり、作動液がブレーキ配管に供給されるようになる。なお、この作動液の供給時には各圧力室６，７内の圧力が高まるため、シールリング１５は導通溝１８ａ，１８ｂを閉塞している。
また、この状態から各ピストン４，５がリターンスプリング８の力を受けて後退すると、ブレーキ配管から各圧力室６，７内に作動液が戻される。そして、このとき各圧力室６，７内の圧力が一時的にリザーバタンク２内の圧力よりも低くなると、前述のようにシールリング１５が導通溝１８ａ，１８ｂを開き、各圧力室６，７内での不足分の作動液がリザーバタンク２から補充される。

ここで、図２〜図５に詳細に示すスプリングユニット１０について説明する。
スプリングユニット１０は、コイルばねから成るリターンスプリング８と、このリターンスプリング８の伸縮をガイドしつつ同スプリング８の両端部を支持する樹脂製のスプリングリテーナ９とを備え、スプリングリテーナ９は、略筒状の一対の分割ピース９Ａ，９Ｂによって構成されている。

今、一方の分割ピース９Ａを第１の分割ピース９Ａと呼び、他方の分割ピース９Ｂを第２の分割ピース９Ｂと呼ぶものとすると、第１の分割ピース９Ａと第２の分割ピース９Ｂは略円筒状のガイド筒２０Ａ，２０Ｂを有し、第１の分割ピース９Ａのガイド筒２０Ａが第２の分割ピース９Ｂのガイド筒２０Ｂよりも小径に形成されている。両分割ピース９Ａ，９Ｂのガイド筒２０Ａ，２０Ｂの一端側には径方向外側に延出する係止フランジ（フランジ部）２１Ａ，２１Ｂが一体に形成され、この係止フランジ２１Ａ，２１Ｂのガイド筒２０Ａ，２０Ｂの外周面に臨む側の面がリターンスプリング８の各端部に当接する座面とされている。

第１の分割ピース９Ａのガイド筒２０Ａの他端には、径方向外向きの環状突起２２が一体に形成され、第２の分割ピース９Ｂのガイド筒２０Ｂの他端には、軸方向に沿うスリット２３が円周方向等間隔に複数形成されるとともに、このスリット２３によって分離された各分割片の端部に径方向内向きのストッパ突起２４が一体に形成されている。第１の分割ピース９Ａと第２の分割ピース９Ｂは、ガイド筒２０Ａ，２０Ｂの他端部同士を向かい合わせるようにして組み付けられ、第１の分割ピース９Ａのガイド筒２０Ａの外側に第２の分割ピース９Ｂのガイド筒２０Ｂが摺動自在に嵌合される。この組付時には、ストッパ突起２４が環状突起２２を乗り越え、乗り越えた後には、ストッパ突起２４と環状突起２２の背面同士が当接することによって分割ピース９Ａ，９Ｂの軸方向の抜けが阻止される。

そして、両分割ピース９Ａ，９Ｂの組付時には、両者のガイド筒２０Ａ，２０Ｂの他端がリターンスプリング８の内周部に両側から挿入され、リターンスプリング８を所定量押し縮めた状態で両ガイド筒２０Ａ，２０Ｂの他端がストッパ突起２４と環状突起２２によって相互に係合される。こうして両分割ピース９Ａ，９Ｂが組み付けられると、スプリングユニット１０が完成し、リターンスプリング８の両端部が係止フランジ２１Ａ，２１Ｂに係止されるとともに、両分割ピース９Ａ，９Ｂの軸方向の相対変位によりリターンスプリング８の伸縮が許容されることになる。

また、この実施形態の場合、両分割ピース９Ａ，９Ｂの係止フランジ２１Ａ，２１Ｂには、ガイド筒２０Ａ，２０Ｂ側に突出する円環状のボス部２５が形成され、このボス部２０によってリターンスプリング８の位置ずれが防止されている。そして、各係止フランジ２１Ａ，２１Ｂのボス部２５の背面側位置には、係止フランジ２１Ａ，２１Ｂの肉厚を均一にする製造上の理由によって円環状の凹部２６が形成されている。

ところで、スプリングリテーナ９を構成する各分割ピース９Ａ，９Ｂには、ガイド筒２０Ａ，２０Ｂの一端側の縁部から係止フランジ２１Ａ，２１Ｂに連続する長孔状のエア抜き孔２７（孔）が周方向等間隔に複数形成されている。この各エア抜き孔２７は、ガイド筒２０Ａ，２０Ｂの係止フランジ２１Ａ，２１Ｂ側の縁部に軸方向に沿って形成され、ガイド筒２０Ａ，２０Ｂと係止フランジ２１Ａ，２１Ｂの連接コーナを跨いで係止フランジ２１Ａ，２１Ｂの外周側に向かって延出し、係止フランジ２１Ａ，２１Ｂのボス部２５を若干超えたところで止まっている。つまり、各エア抜き孔２７は、ガイド筒２０Ａ，２０Ｂの縁部から係止フランジ２１Ａ，２１Ｂの外周端に達しない範囲に亙って形成され、係止フランジ２１Ａ，２１Ｂの外周端はエア抜き孔２７によって分断されずに環状に連なっている。

このマスタシリンダ１は、各圧力室６，７に配置されるスプリングユニット１０が上述のような構成とされているため、車両に対する初期組付時やメンテナンス時に各圧力室６，７に作動液を充填する際にはスプリングリテーナ９内のエアを、エア抜き孔２７を通して確実に外部に排出することができる。つまり、スプリングユニット１０は、図２，図３に示すように各分割ピース９Ａ，９Ｂの係止フランジ２１Ａ，２１Ｂをシリンダ本体３の底壁３ａやピストン４，５の端面に突き当てた状態でシリンダ本体３内にセットされるため、スプリングリテーナ９内のエアは係止フランジ２１Ａ，２１Ｂの近傍に滞留し易くなるが、エア抜き孔２７がガイド筒２０Ａ，２０Ｂの縁部から係止フランジ２１Ａ，２１Ｂにかけて形成されているため、この部分に集まったエアを、エア抜き孔２７を通して効率良く外部に排出することができる。

また、この実施形態においては、エア抜き孔２７がスプリングリテーナ９の周方向に複数形成されているため、スプリングリテーナ９の円周方向の設置角度に拘らず、より確実にエアを外部に排出することができる。

そして、このマスタシリンダ１で採用するスプリングユニット１０の場合、エア抜き孔２７が、ガイド筒２０Ａ，２０Ｂの縁部から係止フランジ２１Ａ，２１Ｂの外周端に達しない範囲に亙って形成されているため、係止フランジ２１Ａ，２１Ｂの変形強度を高く維持することができる。したがって、係止フランジ２１Ａ，２１Ｂがリターンスプリング８から反力を受けても座面に変形を来たすことがなく、この座面の変形に起因したリターンスプリング８の外側への膨らみを防止することができる。この結果、スプリングユニット１０をシリンダ本体３に組付ける際にリターンスプリング８の膨らみが周囲の部材と干渉する不具合を無くすことができ、組付け作業性が確実に向上する。
特に、この実施形態のように係止フランジ２１Ａ，２１Ｂのボス部２５の背面側に凹部２６が形成されている場合には、ボス部２５付近に径方向外側に向かう応力が作用して座面の変形を招き易くなるが、このスプリングユニット１０においては、係止フランジ２１Ａ，２１Ｂの外周端が環状に連なっているためにこのような変形を有効に防止することができる。

さらに、この実施形態においては、エア抜き孔２７が係止フランジ２１Ａ，２１Ｂのボス部２５を若干超えた位置まで延出しているため、凹部２６に滞留するエアを確実に外部に排出することができる。

図６，図７は、参考例を示すものである。
この参考例のマスタシリンダは、全体の構成は上記の実施形態とほぼ同様であるが、スプリングユニット１１０のうちの、スプリングリーナ１０９の分割ピース１０９Ａ，１０９Ｂの構造が若干異なっている。したがって、以下では上記の実施形態と異なる部分についてのみ詳述し、上記の実施形態と同一部部に同一符号を付して重複する説明を省略するものとする。

各分割ピース１０９Ａ，１０９Ｂには、第１の実施形態と同様に、ガイド筒２０Ａ，２０Ｂの一端側に係止フランジ２１Ａ，２１Ｂが一体に形成されているが、各係止フランジ２１Ａ，２１Ｂには、表裏を貫通するエア抜き孔ではなく、半径方向に沿うように複数のエア抜き溝３０が形成されている。このエア抜き溝３０（溝）は、係止フランジ２１Ａ，２１Ｂのうちの、スプリング座面と反対側の面（シリンダ本体３の外壁３ａやピストン４，５の端面に当接する面）に設けられ、ボス部２５の背面側の凹部２６と係止フランジ２１Ａ，２１Ｂの外周端面とを連通させるようになっている。

したがって、このスプリングユニット１１０の場合、シリンダ本体への作動液の充填時にはスプリングリテーナ１０９内のエアが、係止フランジ２１Ａ，２１Ｂの背面側のエア抜き溝３０を通して外部に排出される。

また、この参考例の場合も、各分割ピース１０９Ａ，１０９Ｂの係止フランジ２１Ａ，２１Ｂの外周端がエア抜き溝３０によって円周方向に分断されずに環状に連続した構造となっているため、リターンスプリング１１０の反力を受けて係止フランジ２１Ａ，２１Ｂが変形する不具合は生じない。したがって、この場合にも、スプリングユニット１１０の組付作業性を向上させることができる。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

この発明の一実施形態を示す断面図。同実施形態を示すスプリングユニットの部分断面側面図。同実施形態を示すスプリングユニットの縦断面図。同実施形態を示す図３のＡ矢視図。同実施形態を示す図３のＢ矢視図。参考例を示すスプリングユニットの部分断面側面図。参考例を示すスプリングユニットの縦断面図。

１…マスタシリンダ
３…シリンダ本体
４…プライマリピストン（ピストン）
５…セカンダリピストン（ピストン）
６…第１圧力室（圧力室）
７…第２圧力室
８…リターンスプリング
９…スプリングリテーナ
９Ａ，９Ｂ…分割ピース
２０Ａ，２０Ｂ…ガイド筒
２１Ａ，２１Ｂ…係止フランジ（フランジ部）
２７…エア抜き孔（孔）

Claims

作動液が導入される有底筒状のシリンダ本体と、
このシリンダ本体に摺動自在に嵌合されて同シリンダ本体の内側に圧力室を隔成するピストンと、
前記圧力室内に配置されて前記ピストンに戻り方向の反力を付与するリターンスプリングと、
このリターンスプリングの伸縮を許容しつつ同リターンスプリングの両端部を支持する樹脂製のスプリングリテーナと、を備えたマスタシリンダにおいて、
前記スプリングリテーナが、軸方向に進退可能に組み付けられた一対の分割ピースを備え、
この各分割ピースに、前記リターンスプリングの内周側に挿入されて同リターンスプリングをガイドする略円筒状のガイド筒と、このガイド筒の一端側で前記リターンスプリングの端部を支持し前記シリンダ本体の底壁または前記ピストンの端面に突き当てられるフランジ部が設けられ、
このフランジ部に、同フランジ部の外周端面に達しない範囲で、前記ガイド筒との連接部から径方向外側に向かって延出して前記ガイド筒内と前記スプリングリテーナの外部とを連通する孔が前記フランジ部の周方向に沿って複数設けられていることを特徴とするマスタシリンダ。
前記孔は、前記連接部から前記ガイド筒の軸方向へも延出して設けられ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。