JP4600022B2

JP4600022B2 - マスタシリンダ

Info

Publication number: JP4600022B2
Application number: JP2004360310A
Authority: JP
Inventors: 坪内　　薫; 英明飯島
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2004-12-13
Filing date: 2004-12-13
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2024-12-13
Also published as: JP2006168429A

Description

この発明は、車両用液圧ブレーキ装置に採用するプランジャ型マスタシリンダ、特に、自動ブレーキ制御でのブレーキ液のインライン吸い込みに対応し、良好な吸い込み性と自動ブレーキ実行時の安定作動を両立させた、生産性にも優れる構造を持つマスタシリンダに関する。

なお、プランジャ型マスタシリンダとは、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ものを言い、カップ内径摺動型マスタシリンダ或いは貫通型マスタシリンダとも称される。

近年の車両用液圧ブレーキ装置は、機能が進化し、運転者がブレーキ操作を行っていないときに電子制御装置の判断でトラクションコントロール（ＴＲＣ）や姿勢制御（いわゆるＥＳＣ）などの自動ブレーキ制御を行うものが増えてきた。

この自動ブレーキ機能をもつ車両用液圧ブレーキ装置の中に、自動ブレーキ時に要求されるブレーキ液をマスタシリンダの圧力室を経由してリザーバから汲み上げるインライン吸い込み方式のものがある。また、この方式の車両用液圧ブレーキ装置に採用されるプランジャ型マスタシリンダの従来技術として、例えば下記特許文献１に開示されるものがある。

プランジャ型マスタシリンダは、作動状態、すなわち圧力室がリザーバから遮断されている状態で自動ブレーキ制御が実行されてホイールシリンダにつながる液圧回路から高液圧が逆流してくると、ピストンの外周をシールしたプライマリカップがその逆流圧を受けて変形する。プライマリカップはシリンダボディに設けた溝に装着されており、底部分が本体の壁に支えられる。プライマリカップの底部を支えるシリンダボディの壁とピストンとの間にはブレーキ液の通路となる隙間があり、逆流圧を受けたプライマリカップは、ベース部がその隙間に入り込んで後方に伸びるように変形する。このときのプライマリカップの後方への伸びは、変形したカップによって圧力室をリザーバに連通させる通路が閉ざされないようにする（圧力室に対する圧力の封じ込め現象をなくする）必要があるので、初期のポートアイドル（遊びストローク、特許文献１は不作動距離と称している）以下でなければならない。

そこで、特許文献１のマスタシリンダは、非作動時にリザーバと圧力室を連通させる第1ポートと、この第1ポートよりも断面積の小さい第2ポートをピストンに設け、逆流圧によってプライマリカップが変形しても第２ポートを介して再供給通路に圧力室が連通する構造にしており、実質ポートアイドルを大きくせずにリザーバから圧力室へのブレーキ液の再供給速度を高めることが可能になっている。

しかしながら、同文献のマスタシリンダは、断面積の小さい第2ポートをピストンの外周から内部に貫通させて設けているので、この第２ポートの加工が困難である。
また、第２ポートにオリフィス機能を付与することができれば、専用のバルブを設けずにブレーキペダルの踏み込みの初期に抵抗を発生させて運転者に与える無効ストローク感を和らげることができるが、特許文献１が開示している第２ポートは貫通路であり、断面積の小さい細孔の加工が困難なために十分な絞り効果を期待できない。従って、特許文献１の構造では、ブレーキペダルの踏み込み初期の無効ストローク感を経済的に緩和するのも難しい。
特表２００４−５２１０２５号公報

この発明は、自動ブレーキ時のインライン吸い込みに対応したコンパクトで車両への搭載性に優れるプランジャ型マスタシリンダの逆流圧対策を、簡素で生産性に優れる構造によって実現することを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、シリンダボディに設けた内周溝にカップを収納し、さらに、ピストンとの間に環状隙間を有する環状壁をシリンダボディに設けてその環状壁でプライマリカップの背面を支え、このプライマリカップを含むカップの内周をピストンが摺動して圧力室のブレーキ液を加圧するマスタシリンダにおいて、非作動位置で前記プライマリカップによる閉塞が解かれて前記圧力室とリザーバを連通させる連通孔を前記ピストンに設け、さらに、その連通孔に繋がって連通孔の位置から後方に延びる、前記連通孔の直径よりも溝幅の小さい有底溝を前記ピストンの外周に設けた。

このマスタシリンダは、前記連通孔の後端を前記環状隙間の内側に配置し、さらに、前記有底溝の後端を前記環状壁の背後に形成してリザーバに連通させた環状通路の内側に配置したものや、プライマリカップの後部内周にコーナのエッジを除去するテーパ面を設け、さらに、前記環状壁の後面もテーパ面にしたものが好ましい構造として考えられる。

なお、前記有底溝は、円周方向に間隔をあけて複数個設けられる前記連通孔の設置数と同数である必要はない。連通孔の設置数よりも少なくてもよい。

作動状態で自動ブレーキ制御が実行されてホイールシリンダにつながる液圧回路から圧力が逆流してくると、プライマリカップが逆流圧を受けて変形する。その変形により、本来なら連通孔が開く位置までピストンが押し戻されても連通孔が閉ざされたままになったり、連通孔の開き具合が不十分になったりすることがあるが、そのような状況になっても、この発明のマスタシリンダは、ピストンの外周に設けた有底溝を介して圧力室がリザーバに連通するので圧力の封じ込めが起こらず、逆流圧の逃げやリザーバから圧力室へのブレーキ液の再供給が妨げられることがない。

また、ピストンの外周に設けた有底溝は、深さを変えて通路面積を変化させることができ、絞り効果の高いものを簡単に形成することができる。
マスタシリンダの作動初期には、ピストンの前進により、圧力室のブレーキ液がピストンに設けた連通孔を通ってリザーバに逃げるが、連通孔の後端がプライマリカップによる封鎖点に達するとそれ以降のブレーキ液はその絞り効果の高い有底溝を通って逃げることになるので、有底溝による通路が開いていてもブレーキペダルの踏み込みの初期に抵抗を発生させて運転者に与える無効ストローク感を和らげることができ、有底溝の設置によるポートアイドルの実質的増加も起こらない。

以下、図１乃至図３に基づいてこの発明のマスタシリンダの実施形態を説明する。図１の１はシリンダボディ、２はシリンダボディ１に摺動案内される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２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（これもシリンダボディ１に摺動案内される）、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５の復帰スプリング、８はプライマリピストン２に設けたピストンポート、９はセカンダリピストン５に設けたピストンポート、１０はリザーバである。ピストンポート８、９は、この発明で言う連通孔であり、非作動時にはこれらのポートが開いて第１圧力室３と第２圧力室６をそれぞれリザーバ１０に連通させる。

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、及びセカ
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１０との間を遮断するプレッシ
ャカップ１４を配置している。

プライマリカップ１１、１３、セカンダリカップ１２、プレッシャカップ１４は、いず
れも、シリンダボディ１に内周溝１５を設けてその内周溝１５の中に組み込んでいる。プライマリカップ１１、１３は同一構造であるので、片方のプライマリカップ１１のみについて説明を行う。

図２に示すように、プライマリカップ１１は、基本形状部が、内周部１１ａ、環状壁部１１ｂ、外周部１１ｃからなる。このプライマリカップ１１の内周側には、複数の突起１１ｆが内周部１１ａと環状壁部１１ｂに連なる状態にして設けてあり、その突起１１ｆの前端が内周溝１５の前側の壁面に当接する。このプライマリカップ１１には、さらに、後端内周にテーパ面１１ｅを設けている。

また、図１に示すように、プライマリカップ１１の背後（図中右側）に、シリンダボディ１と一体の環状壁１６を形成してこの壁でプライマリカップ１１の背面を支えるようにしている。プライマリカップ１３も同様に、環状壁１７を背後に設けてその環状壁１７で背面を支えるようにしている。

環状壁１６は、図２に示すように、後面１６ａをテーパ面にしている。また、環状壁１６は、その内径をプライマリピストン２の外径よりも大きくし、プライマリピストン２との間にブレーキ液の通路になる環状隙間１８を設けている。その環状隙間１８は、環状壁１６の背後に形成した環状通路１９につながっている。環状壁１７も同様の構造であり、セカンダリピストン５との間に形成される環状隙間１８が環状壁１７の背後に形成した環状通路２０につながっている。

また、プライマリピストン２の外周には、ピストンポート８の位置から後方に延びだす有底溝２１（図２、図３参照）を設けている。セカンダリピストン５にも同様の有底溝２１（図１参照）を設けている。この有底溝２１は、全部のピストンポート８、９に対応させてピストンポート８、９と同数設けてもよいし、ピストンポート８、９の数よりも少なくてもよい。ピストンポート８、９は、一般に１０〜１４個程度設けられるが、有底溝２１は最低１個あればよい。この有底溝２１は、深さを一定させた溝、後ろ側に向かって浅くした溝のどちらでもよく、どちらも、エンドミルによる加工や放電加工などで形成することができる。底のある深さの浅い溝でよいので、特許文献１が開示している細孔の第２ポートと違って加工が容易である。

ピストンポート８は、図２に示すように、後端８ａを環状隙間１８の内側に配置している。また、有底溝２１は断面積を制御した溝にしてその後端を環状通路１９の内側に配置している。セカンダリピストン５の側も同様の構造であり、ピストンポート９の後端が環状隙間１８の内側にある。また、有底溝２１の後端は環状通路２０の内側にある。

このように構成したこの発明のマスタシリンダは、プライマリピストン２の側とセカンダリピストン５の側の作動状況がほぼ同じになる。従って、以下の説明は、プライマリピストン２の側の動作のみについて行う。

非作動状態、すなわち、プライマリピストン２が原位置に復帰している状態では、そのときの自動ブレーキ制御で要求されるブレーキ液が、リザーバ１０からシリンダボディ１に設けた連通路２２、２３、環状通路１９、環状壁１６の内側の環状隙間１８を通り、さらに、ピストンポート８を通って第１圧力室３に供給される。

また、ブレーキペダルが踏み込まれてプライマリピストン２が前進すると、第１圧力室３内のブレーキ液がピストンポート８を通ってリザーバ１０に逃げるが、ピストンポート８の後端８ａが図２に示すプライマリカップ１１の内周後端１１ｄに達すると、それ以降、第１圧力室３がリザーバ１０から完全に遮断されるまでの間は、リザーバ１０に向かって逃げるブレーキ液がオリフィスとして機能する絞り効果の高い有底溝２１によって絞られる。そのために、運転者に与える無効ストローク感が軽減され、有底溝２１の設置によるポートアイドルの実質的増加が起こらない。

次に、プライマリピストン２が前進した位置から急速に戻される急戻し行程では、第１圧力室３が負圧になるため、プライマリカップ１１の外周側が前面と背面に受ける圧力の差で変形し、リザーバ１０からのブレーキ液がプライマリカップ１１の外側を通り、さらに、シリンダボディ１に設けた通路２５を通って第１圧力室３に吸い込まれる。

さらに、マスタシリンダが作動しているときにＴＲＣやＥＳＣなどの自動ブレーキ制御が実行されてホイールシリンダにつながる液圧回路から第１圧力室３に高液圧が逆流してきた場合には、その逆流圧を受けてプライマリカップ１１のベース部が変形する。その変形は、カップのベース部（テーパ面１１ｅの近傍部）が環状隙間１８の内側に食い込むように起こる。そのために、有底溝２１がなければプライマリピストン２とセカンダリピストン５が復帰終点まで押し戻されてもピストンポート８が変形したカップに塞がれて開かない事態が起こり得る。しかしながら、この発明のマスタシリンダは、プライマリピストン２の復帰終点でカップの変形が大きくなっても、有底溝２１の後端がプライマリカップ１１の変形したベース部の後端より後方に位置することができ、ピストンポート８が開放されてブレーキ液の再供給が妨げられることがない。この作用はセカンダリピストン５の側も同様となる。

なお、この発明の効果は、この発明をシングルピストンのマスタシリンダに適用した場合にも得られる。

この発明のマスタシリンダの一例を示す断面図プライマリカップとピストンポートと有底溝の詳細を示す拡大断面図ピストンポートと有底溝の一例を示す拡大平面図

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、９ピストンポート
８ａピストンポートの後端
１０リザーバ
１１、１３プライマリカップ
１１ａ内周部
１１ｂ環状壁部
１１ｃ外周部
１１ｄ内周後端
１１ｅテーパ面
１１ｆ突起
１２セカンダリカップ
１４プレッシャカップ
１５内周溝
１６、１７環状壁
１８環状隙間
１９、２０環状通路
２１有底溝
２２〜２４連通路
２５通路

Claims

シリンダボディに設けた内周溝にカップを収納し、さらに、ピストンとの間に環状隙間を有する環状壁をシリンダボディに設けてその環状壁でプライマリカップの背面を支え、このプライマリカップを含むカップの内周をピストンが摺動して圧力室のブレーキ液を加圧するマスタシリンダにおいて、非作動位置で前記プライマリカップによる閉塞が解かれて前記圧力室とリザーバを連通させる連通孔を前記ピストンに設け、さらに、その連通孔に繋がって連通孔の位置から後方に延びる、前記連通孔の直径よりも溝幅の小さい有底溝を前記ピストンの外周に設けたことを特徴とするマスタシリンダ。
前記連通孔の後端を前記環状隙間の内側に配置し、さらに、前記有底溝の後端を前記環状壁の背後に形成してリザーバに連通させた環状通路の内側に配置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。
前記プライマリカップの後部内周にコーナのエッジを除去するテーパ面を設け、さらに、前記環状壁の後面もテーパ面にしたことを特徴とする請求項２に記載のマスタシリンダ。
前記有底溝の設置数を、円周方向に間隔をあけて複数個設けられる前記連通孔の設置数よりも少なくしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のマスタシリンダ。