JP6025990B2 - マスタシリンダ - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両用の液圧ブレーキシステムに用いられるマスタシリンダに関する。

従来、このマスタシリンダは、シリンダ孔を有するシリンダ本体と、シリンダ孔内に摺動可能に挿入された液圧室を区画するピストンと、シリンダ本体に設けられリザーバに連通する連通路と、ピストンに形成されて連通路と液圧室とを連通するリリーフポートと、シリンダ本体のシリンダ孔内周面の凹部に収容されるとともにピストンが摺動可能に貫通して、シリンダ孔内周面と前記ピストンの外周面との間をシールするシール部材とを備え、非作動時に連通路とリリーフポートとが連通し、作動時にピストンが移動してシール部材により連通路とリリーフポートとが遮断されるようになっている。

上記リリーフポートは、上記シール部材の通過前において上記液圧室からリザーバへ向かう作動液の流れを抑制する絞りとしての機能を有し、これによりブレーキペダル踏み込みの初期段階でのブレーキ応答性を確保しているが、急激なブレーキ操作の解除時に生じる液圧室内の負圧化傾向によってリザーバ側から液圧室側へ向かう作動液の急速な液流が生じた際に、上記リリーフポートによる絞り効果により液圧室への迅速な液供給が阻害され、これによりピストンの戻り遅れ、あるいはブレーキの弛め遅れが生じる恐れがある。更に近年、車両のブレーキ制御として、運転手のブレーキ操作以外に、走行中の車両の状態を検知し、この検出結果に基づいて各車輪に自動的に所定のブレーキ力を与える自動ブレーキシステムがある。この場合、液圧ポンプにより連通路及び液圧室を経由して作動液を吸引加圧して車両のブレーキ装置側に供給するが、上記リリーフポートによる絞り効果により作動液の吸引作用が十分に行われないおそれがある。

この課題を解決するために、リリーフポートに比して相対的に流路面積を小さく設定された小通路による制限流路を連通路に形成する第１の状態と、小通路をバイパスするバイパス流路を連通路に形成する第２の状態を有し、作動液の流れを受けて連通路内で変形または移動することで第１の状態と第２の状態とを切り替える流路制御手段を有するものがある。
（特許文献１を参照）。

特開２００１−１８０４７１号公報

しかしながら、作動時において、リリーフポートがシール部材の通過前において液圧室からリザーバへ向かう作動液の流れを小通路が抑制する効果はあるが作動と同時に強いブレーキ応答性を確保することができない。また、作動液の熱膨張や、自動ブレーキシステム作動後のマスタシリンダへの作動液の還流により液圧室内に残圧が発生する場合に、速やかにリリーフポートを開放して、残圧を開放することができない。

本発明は、ブレーキ作動時における応答性の更なる確保と、ブレーキ解除時の弛め遅れの改善、自動ブレーキ時の応答性の確保、液圧室内の残圧を速やかに開放できるマスタシリンダを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、特許請求の範囲に記載した発明が構成される。
本願の第１の発明は、シリンダ孔を有するシリンダ本体と、前記シリンダ孔内に摺動可能に挿入された液圧室を区画するピストンと、前記シリンダ本体に設けられリザーバに連通する連通路と、前記ピストンに形成されて前記連通路と前記液圧室とを連通するリリーフポートと、前記シリンダ本体のシリンダ孔内周面の凹部に収容されるとともに前記ピストンが摺動可能に貫通して、前記シリンダ孔内周面と前記ピストンの外周面との間をシールするシール部材とを備え、非作動時に前記連通路と前記リリーフポートとが連通し、作動時に前記ピストンが移動して前記シール部材により前記連通路とリリーフポートとが遮断されるようになっているマスタシリンダにおいて、前記リリーフポートの前記液圧室側にリリーフポートを開閉可能な流路制御部材を備えることを特徴とするマスタシリンダである。
この構成によれば、ブレーキ作動時における応答性の更なる確保と、ブレーキ解除時の弛め遅れの改善、自動ブレーキ時の応答性の確保、液圧室内の残圧を速やかに開放できる。

本願の第２の発明は、前記流路制御部材は、作動時にリリーフポートを閉鎖する弁機構を備える請求項１に記載のマスタシリンダである。
この構成によれば、ブレーキ作動時における応答性の更なる確保が簡単な構造でできる。

本願の第３の発明は、前記流路制御部材は、非作動時で液圧室の圧力よりも連通路の圧力が高い時にリリーフポートを開放する弁機構を備える請求項１に記載のマスタシリンダである。
この構成によれば、自動ブレーキ時の応答性の確保が簡単な構造でできる。

本願の第４の発明は、非作動時で連通路の圧力よりも液圧室の圧力が高い時に前記流路制御部材がリリーフポートを開放するよう前記ピストンの軸方向に移動可能とするばね部材をピストン内に備える請求項１から請求項３のいずれかに記載のマスタシリンダである。
この構成によれば、ブレーキ解除時の弛め遅れの改善、液圧室内の残圧を速やかに開放することが簡単な構造でできる。

本願の第５の発明は、前記流路制御部材は、リリーフポートに対応した開口部を有する弁座と、弾性変形可能な前記開口部を開閉するフラップ部を有する請求項１から請求項４のいずれかに記載のマスタシリンダである。
この構成によれば、ブレーキ作動時における応答性の更なる確保と、ブレーキ解除時の弛め遅れの改善、自動ブレーキ時の応答性の確保、液圧室内の残圧を速やかに開放することが簡単な構造でできる。

本発明に係るマスタシリンダの一実施形態の全体を示す断面図である。 図１におけるプライマリピストン側の要部を示す拡大断面図であり、マスタシリンダが非作動時で第１液圧室と第１連通路の圧力が均衡している状態を示している。 図１におけるプライマリピストン側の要部を示す拡大断面図であり、マスタシリンダが非作動時に自動ブレーキが作動し第１液圧室内のブレーキ液圧が低下してきた時の状態を示している。 図１におけるプライマリピストン側の要部を示す拡大断面図であり、ブレーキ操作が解除されたあとプライマリピストンが非作動位置にもどり、まだ第１液圧室内に残圧が残っている状態を示している。

以下、本願発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明に係るマスタシリンダの一実施形態の全体を示している。図１に示すように、プランジャ型マスタシリンダ１はシリンダ本体２を備え、シリンダ本体２にはシリンダ孔３が形成されている。

シリンダ孔３内には、本発明のピストンの一例としてプライマリピストン５と、同様に本発明のピストンの一例としてのセカンダリピストン７とが摺動可能に挿入されている。プライマリピストン５は、図示しないブレーキペダルあるいはこのブレーキペダルの踏力を倍力して出力するブレーキ倍力装置によって左方へ移動するようになっている。これらのプライマリピストン５及びセカンダリピストン７により、シリンダ孔３内には、第１液圧室１０がプライマリピストン５とセカンダリピストン７との間に区画形成され、また第２液圧室１１がセカンダリピストン７とシリンダ孔３の底部４との間に区画形成されている。

第１液圧室１０には第１軸部材１２がプライマリピストン５の軸中心に位置する柱部６にねじ止め配設されており、この第１軸部材１２には左右一対の第１及び第２リテーナ１４，１５が設けられている。第１リテーナ１４は第１軸部材１２に固定されているが、第２リテーナ１５は第１軸部材１２に摺動可能とされている。第２リテーナ１５は第１軸部材１２の左端に形成された掛止部３５に当接することで、第１及び第２リテーナ１４,１５は互いに図１に示す最大に離間した状態に設定される。これらの第１及び第２リテーナ１４,１５の間には、第１リターンスプリング１６が縮設されている。第１リテーナ１４はプライマリピストン５に常時当接されるとともに第２リテーナ１５はセカンダリピストン７に常時当接されており、図１に示すプランジャ型マスタシリンダ１の非作動時には、プライマリピストン５とセカンダリピストン７は最大に離間した状態に設定される。

また、第２液圧室１１には第２軸部材１３がセカンダリピストン７の軸中心に位置する柱部６にねじ止め配設されており、この第２軸部材１３には左右一対の第３及び第４リテーナ１７，１８が設けられている。第３リテーナ１７は第２軸部材１３に固定されているが、第４リテーナ１８は第２軸部材１３に摺動可能とされている。第４リテーナ１８は第２軸部材１３の左端に形成された掛止部３５に当接することで、第３及び第４リテーナ１７,１８は互いに図１に示す最大に離間した状態に設定される。これらの第３及び第４リテーナ１７,１８の間には、第２リターンスプリング１９が縮設されている。第３リテーナ１７はセカンダリピストン７に常時当接されるとともに第４リテーナ１８は常時当接されており、図１に示すプランジャ型マスタシリンダ１の非作動時には、底部４とセカンダリピストン７は最大に離間した状態に設定される。

シリンダ本体２にはリザーバ２０が設けられている。このリザーバ２０は、第１連通路２１及びプライマリピストン５に形成され第１液圧室１０に常時連通する第１リリーフポート２２を介して第１液圧室１０に連通可能にされている。第１リリーフポート２２は、プライマリピストン５の筒状部３６に穿設されてプライマリピストン５の内周側の第１液圧室１０と外周側の第１連通路２１とを連通する径方向の連通孔から構成されている。また、リザーバ２０は、第２連通路２３及びセカンダリピストン７に形成された第２リリーフポート２４を介して第２液圧室１１に連通可能にされている。第１リリーフポート２２と同様に、第２リリーフポート２４も、セカンダリピストン７の筒状部３６に穿設されてセカンダリピストン７の内周側の第２液圧室１１と外周側の第２連通路２３とを連通する径方向の連通孔から構成されている。

プライマリピストン５が配設されるシリンダ孔３の第１凹部２５には、例えば、環状で断面略Ｅ字状のカップシールである第１シール部材２６が収容され、プライマリピストン５がこの第１シール部材２６を液密にかつ摺動可能に貫通している。

第１液圧室１０は第１出力ポート２９に連通されているとともに、この第１出力ポート２９を介して図示しない二つのブレーキ系統のうち、一方のブレーキ系統の車輪のホイールシリンダに接続されている。また、第２液圧室１１は第２出力ポート３０に連通されているとともに、この第２出力ポート３０を介して図示しない二つのブレーキ系統のうち、他方のブレーキ系統の車輪のホイールシリンダに接続されている。

また、プライマリピストン５が配設されるシリンダ本体２のシリンダ孔３の内周には第１密閉シール用凹部３１が設けられ、第１密閉シール用凹部３１には、第１密閉シール３２が備えられている。この第１密閉シール３２をプライマリピストン５が摺動可能に貫通している。第１密閉シール３２のカップシールは前述の第１シール部材２６のカップシールと異なり、従来公知のカップシールからなり、シリンダ本体２のシリンダ孔３の内周面とプライマリピストン５の外周面との間の液密を確保している。

なお、セカンダリピストン７が配設されるシリンダ孔３の第２凹部２７には、例えば、環状の第２シール部材２８が収容されているとともに、第２密閉シール用凹部３３には、第２密閉シール３４が備えられ、セカンダリピストン７がこの第２シール部材２８及び第２密閉シール３４を液密にかつ摺動可能に貫通している。この第２凹部２７、第２シール部材２８、第２密閉シール用凹部３３及び第２密閉シール３４は図２に示す第１凹部２５、第１シール部材２６、第１密閉シール用凹部３１及び第１密閉シール３２とまったく同じもので構成されている。したがって、第２凹部２７、第２シール部材２８、第２密閉シール用凹部３３及び第２密閉シール３４の詳細な説明は省略する。

図２は、図１におけるプライマリピストン５側の要部を示す拡大断面図であり、プランジャ型マスタシリンダ１が非作動時で第１液圧室１０と第１連通路２１の圧力が均衡している状態を示している。

第１リリーフポート２２の内周には流路制御部材４０が配設されている。流路制御部材４０は、第１リリーフポート２２の内周面に摺動可能で第１リリーフポート２２に対向する位置に開口部４１を有する第１円環部４２と、プライマリピストン５の軸中心に位置する柱部６と摺動可能な第２円環部４３と、両円環部を連結する円盤部４４と、第１円環部４２の開口部４１を開閉可能なフラップ弁４５からなる。この流路制御部材４０は、プライマリピストン５の柱部６外周に取り付けられたスプリング４６が円盤部４４を押すことにより第１リテーナ１４に当接されている。また第１円環部４２にはフラップ弁４５が取り付けられている。プランジャ型マスタシリンダ１が非作動時で第１液圧室１０と第１連通路２１の圧力が均衡している状態では、このように流路制御部材４０は第１リテーナ１４に当接すると共にフラップ弁４５は第１リリーフポート２２を塞いでおり第１液圧室１０内のブレーキ液は密封されている。

ここでブレーキペダル踏み込みが行われると、プライマリピストン５は左方向に移動する。第１リリーフポート２２は流路制御部材４０のフラップ弁４５により塞がれているため、プライマリピストン５の移動と同時に第１液圧室１０内のブレーキ液は加圧されブレーキが迅速に効き始める。

図３は、図１におけるプライマリピストン５側の要部を示す拡大断面図であり、プランジャ型マスタシリンダ１が非作動時に自動ブレーキの一種である例えば横滑り防止装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）が作動し第１液圧室１０内のブレーキ液圧が低下してきた時の状態を示している。

自動ブレーキ作動の制御が始まると、図示しない液圧ユニットの液圧ポンプが作動を始める。液圧ポンプは、リザーバ２０内の作動液を第１液圧室１０に吸引し液圧配管を経由して各車輪のブレーキ装置に供給する。その時、第１液圧室１０内が負圧になり、図示するように流路制御部材４０のフラップ弁４５が径内方に弾性変形し、リザーバ２０内の作動液が第１液圧室１０に供給される。

図４は、図１におけるプライマリピストン５側の要部を示す拡大断面図であり、ブレーキ操作が解除されたあとプライマリピストン５が非作動位置にもどり、まだ第１液圧室１０内に残圧が残っている状態を示している。

第１液圧室１０内の残圧は、流路制御部材４０の右側からスプリング４６を圧縮する方向に働き、流路制御部材４０を右側に移動させ、第１リリーフポート２２を第１液圧室１０と連通するよう開放する。これにより残圧は減少するとともに流路制御部材４０は所定の非作動時の位置（図２）に戻る。

なお、図２、図３、図４ではプライマリピストン５側の作動を説明したが、セカンダリピストン７側の作動もプライマリピストン５側に連動して同様に作動する。

Claims (4)

1. シリンダ孔を有するシリンダ本体と、前記シリンダ孔内に摺動可能に挿入された液圧室を区画するピストンと、前記シリンダ本体に設けられリザーバに連通する連通路と、前記ピストンに形成されて前記連通路と前記液圧室とを連通するリリーフポートと、前記シリンダ本体のシリンダ孔内周面の凹部に収容されるとともに前記ピストンが摺動可能に貫通して、前記シリンダ孔内周面と前記ピストンの外周面との間をシールするシール部材とを備え、非作動時に前記連通路と前記リリーフポートとが連通し、作動時に前記ピストンが移動して前記シール部材により前記連通路とリリーフポートとが遮断されるようになっているマスタシリンダにおいて、
   前記リリーフポートの前記液圧室側にリリーフポートを開閉可能な流路制御部材を備え、
   非作動時で連通路の圧力よりも液圧室の圧力が高い時に前記流路制御部材がリリーフポートを開放するよう前記ピストンの軸方向に移動可能とするばね部材をピストン内に備える
   ことを特徴とするマスタシリンダ。
2. 前記流路制御部材は、作動時にリリーフポートを閉鎖する弁機構を備える請求項１に記載のマスタシリンダ。
3. 前記流路制御部材は、非作動時で液圧室の圧力よりも連通路の圧力が高い時にリリーフポートを開放する弁機構を備える請求項１に記載のマスタシリンダ。
4. 前記流路制御部材は、リリーフポートに対応した開口部を有する弁座と、弾性変形可能な前記開口部を開閉するフラップ部とを有する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のマスタシリンダ。