JPS599384B2 - マスタ−シリンダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動車の液圧ブレーキ装置等に用いられるマ
スターシリンダ、特に作動時におけるピストンストロー
クを減少させるために圧力室に作動液を急速に供給する
ようにしたマスターシリンダに関するものである。

ディスクブレーキのブレーキディスクとブレーキパッド
との間のすきまが小さ過ぎると、非作動時にもブレーキ
パッドがブレーキディスクに接触し、ブレーキパッドの
異常摩耗、動力損失及び異音の発生といった不具合を生
じ、最悪の場合には、ペーパーロックを発生して制動不
能になるという事態をひき起こす。

従って、上記すきまはある程度大きくしなければならな
いが、すきまが大きいと、ブレーキユニットのロススト
ロークが大きくなってブレーキペダルの踏代が増大する
ため、操作フィーリングが悪化することになる。

この対策として、ロスストロークを減少させるようにし
た、いわゆるファーストフィル型（ ｆａｓｔ ｆｉ
ｌｌ ）型マスターシリンダが米国特許第４１３３１７
８号明細書に記載されている。

この米国特許明細書に開示されたものに代表される従来
のファーストフィル型マスターシリンダは、大径穴及び
小径穴から成るシリンダ穴を有するシリンダ本体と、シ
リンダ本体の大径穴及び小径穴にしゆう動自在に装入さ
れる大径部及び小径部を有する段付ピストンと、段付ピ
ストンの大径部と小径部との間に区画されるサプライ室
から段付ピス１・ン小径部前方に区画される圧力室への
液流を許容する向きに設けられた圧力室用逆止弁と、作
動液を蓄えるリザーバクンクと、サプライ室とリザーバ
クンクとを連通させる通路と、この通路内にリザーバタ
ンクからサプライ室への液流を許容する向きに設けられ
たサプライ室用逆止弁と、サプライ室が一定以上の圧力
になるとサプライ室からリザーバタンクへの液流を許容
するように上記通路内にサプライ室用逆止弁と並列に設
けられた差圧弁と、サプライ室とリザーバタンクとを常
に連通させる絞り通路と、を有しており、上記差圧弁は
、上記通路に形成した弁座と、弁座に着座可能な可動弁
部材と、可動弁部材を弁座に押圧する弁ばねとから構成
されている。

このような構成によれば、段付ピストンの押込ストロー
ク中にサプライ室から圧力室へ作動液が供給されるので
、ピストンストロークヲ減少させることかできる。

しかしながら、このような従来のマスターシリンダにお
いては、一般に可動弁部材を弁座より硬い材料から形成
して耐久性を持たせると同時に、弁座を可動弁部材によ
りある程度変形させて可動弁部材との当りを出してシー
ル性を確保するようにしているので、例えばサプライ室
とリザーバタンクとを常に連通させる絞り通路を形成す
る切り欠き又はみぞを設けたアルミ合金等の軽合金製又
は樹脂製の弁座に鋼製の可動弁部材が衝撃的に着座した
場合、弁座の切り欠き又はみぞが次第に変形してつぶれ
ていき、絞り通路の面積が非常に小さくなってしまい、
ブレーキがゆるまなくなったり、作動効率が低下したり
するという問題点があった。

本発明は上記のような従来のマスターシリンダの問題点
に着目してなされたものであり、絞り通路を可動弁部材
上に形成することにより、上記問題点を解消することを
目的としている。

以下、本発明をその実施例を示す添付図面の第１〜４図
に基づいて詳細に説明する。

第１図に、本発明をタンデムマスターシリンダに適用し
た実施例を示す。

シリンダ本体１の上部にはリザーバタンク２が設けられ
ており、またシリンダ本体１のシリンダ穴内にはプライ
マリピストン３及びセカンダリピストン４が直列に装入
してある。

プライマリピス１・ン３は大径部３ａ及び小径部３ｂを
有しており、大径部３ａはシリンダ本体１の開口端部側
に設けた大径穴１ａ内にはめ合せてあり、小径部３ｂは
シリンダ本体１の閉鎖端部側に設けた小径穴１ｂ内には
め合せてあり、これによって大径部３ａと小径部３ｂと
の間にサプライ室１０が区画されている。

なお、大径部３ａと大径穴１ａとの間及び小径部３ｂと
小径穴１ｂとの間はそれぞれリツプシール５及びピス１
・ンカツプ９によって密封されている。

また小径部３ｂにはサプライ室１０をピストンカツプ９
の裏側に連通させる連通穴６が設けてある。

これによって、圧力室用逆止弁が構成されており、サプ
ライ室１０から小径部前方の圧力室１６への液流は許容
されるが、これと逆方向の液流は許容されないようにし
てある。

プライマリピストン３の図中右端面には、図示していな
いブレーキペダルを踏込んだときに図中左方に移動する
プッシュロツド８の先端を受け止めるくぼみ３ｃが形成
されている。

プライマリピストン３の小径部３ｂ側端面にビス１１を
ねじ込み、その軸部によって１対のばね座１２及び１３
を案内し、ばね座１２及び１３間にばね１４を設けて、
ばね座１２及び１３を相互に最も離れた図示の位置に保
持する。

また、ばね座１３に係合するようス１・ツパピン７をシ
リンダ本体１にねじ込み、これによってばね座１３及び
ビス１１を介してプライマリピストン３の抜け止めを行
なう。

シリ゛ンダ本体１の閉鎖端部に近い側に配置されたセカ
ンダリピストン４はその両端ランド部４ａ及び４ｂを小
径穴１ｂにはめ込まれている。

これによって両ランド部４ａ及び４ｂ間に室４３が区画
され、また、プライマリピストン３とセカンダリピスト
ン４との間に圧力室１６が区画され、セカンダリピスト
ン４とシリンダ本体１の閉鎖端部との間に圧力室１７が
区画される。

ランド部４ａと小径穴１ｂとの間及びランド部４ｂと小
径穴１ｂとの間はそれぞれリツプシール１５及びピスト
ンカツプ２２によって密封されている。

また、ランド部４ｂには室４３をピストンカツプ２２の
裏側に連通させる連通穴２１を形成し、これによって、
室４３から圧力室１７の液流は許容されるが、これと逆
方向の液流は許容されないようにしてある。

シリンダ本体１には、それぞれ圧力室１６及び１７に連
通ずる液圧出ロポート１８及び１９を形成し、ポート１
８及び１９によって出力液圧の取出しを可能としてある
。

セカンダリピストン４とシリンダ本体１の閉鎖端部との
間にリターンスプリング２０を設け、これによってセカ
ンダリピストン４をばね座１３に向けて押圧している。

シリンダ本体１には、図示位置にあるセカンダリピスト
ン４のランド部４ｂ及びピストンカツプ２２の両側に位
置するようにそれぞれ配置したサブライポート２３及び
ＩＪ ＩＪ−フポート２４を設けると共に両ポート２３
及び２４に通じる作動液入口部２５が形成してある。

またシリンダ本体１には、図示位置にあるプライマリピ
ストン３の小径部３ｂ及びピストンカツプ９の両側に位
置するようにそれぞれサブライポート２６及びリリーフ
ポート２７を設けると共に、両ポート２６及び２７に通
じる作動液入口部２８が形成してある。

作動液入口部２５及び２８内にそれぞれグロメット２９
及び３０を介してリザーバタンク２の対応する液出口部
２ａ及び２ｂをはめ込み、これによってリザーバタンク
２からシリンダ本体１への作動液の供給を可能としてあ
る。

作動液入口部２８内には弁装置３１が設けてあるが、こ
の弁装置３１は、第２図に詳細に示すように差圧弁３２
及びサプライ室用逆止弁３３から成っている。

中心に弁穴３４ａを有すると共にこの弁穴３４ａと同心
の同一円周上に等間隔に配した複数個の貫通穴３４ｂを
有する弁座部材３４が作動液入口部２８内に設けてある
。

弁座部材３４の外周と作動液入口部２８の内径部との間
はリツプシール４１によって密封してある。

弾性材料製のリツプシール４１の内周リップ部４１ａは
弁座部材３４の貫通穴３４ｂの下部まで伸びており、こ
のリップ部４１ａと貫通穴３４ｂとによってサプライ室
用逆止弁３３が形成されている。

弁座部材３４の弁穴３４ａの上部には円すい穴状の弁座
３４ｃが形成してあり、この弁座３４ｃに、弁座部材３
４に取り付けたばね座３８によって支持されたばね３７
により下方向へ力を受ける可動弁部材３６が押し付けら
れている。

可動弁部材３６の下端部は略球状に形成してあり、この
球状部分３６ａには、第３図に示すように、円周方向に
等分配された複数個（図示実施例では４個）のみぞ３６
ｂが設けてある。

ばね座３８はスナップリング４２によって拘束されてお
り、これによって弁座部材３４等が上方に抜け出さない
ようにしてある。

可動弁部材３６の上端部のテーパ状拡径部３６ｃは、ば
ね座３８の開口３８ａから上方へ突出しているが、可動
弁部材３６が弁座３４ｃに押し付けられた図示の状態に
おいて拡径部３６ｃの最大外径部が開口３８ａに対応す
るようにしてある。

このような構成の弁座３４Ｃ１可動弁部材３６、ばね３
７及びばね座３８によって差圧弁３２が形成されている
。

次に、上記のような構成を有する本発明によるマスター
シリンダの作用を説明する。

第１図に示す非作動状態から、プッシュロツド８を左行
させて、プライマリピストン３を押込むと、ピストンカ
ツプ９がリリーフポート２７を通過する。

このため、リリーフポート２７と圧力室１６との連通は
絶たれて、圧力室１６は密閉される。

同時に、プライマリピストン３の左行によってサプライ
室１０内の容積が減少するので、サプライ室１０内の圧
力が上昇する。

しかしながら、この時点では、圧力室１６は密閉されて
はいるがまだブレーキユニットのロスストローク中であ
るので圧力室１６内に液圧が発生していない。

従って、プライマリピストン３の押込みによってサプラ
イ室１０内に生じた圧力と圧力室１６内の圧力との圧力
差によって、ピストンカツプ９の外周リップ部は小径穴
１ｂの内周面から離れる方向へ弾性変形され、これによ
って生じたすきまを経てサプライ室１０の連通穴６から
圧力室１６内に作動液が送り込まれる。

圧力室１６内に送り込まれた作動液は、この圧力室１６
からポート１８を経てこれに接続したブレーキユニット
（図示していない）に供給され、ブレーキユニットのロ
スストロークが吸収される。

また、これと同時にセカンダリピストン４がはね１４に
より押されてプライマリピストン３と一体に左行する。

このためピストンカツプ２２はリリーフポート２４を通
過し、圧力室１７が密閉されるので、圧力室１７からポ
ート１９を経てこれに接続したブレーキユニット（前述
のポート１８に接続されたブレーキユニットとは別系統
にしてある）に作動液が送り出され、このブレーキユニ
ットのロスストロークが吸収される。

このようなロスストローク吸収作動は、上記のようにサ
プライ室１０から圧力室１６内に作動液を送り込みなが
ら行なわれるため、ブライマリピストン３の押込み量（
すなわち、ペダル踏込み量）が少なくなり、操作フィー
リングが向上する。

なお、この操作中、サプライ室１０内に生ずる液圧は、
ばね３７のばね力で決まる差圧弁３２の開弁圧力に達す
ると、可動弁部材３６をばね３７に抗して押上げて差圧
弁３２を開く。

差圧弁３２が開かれると、サプライ室１０内の液の一部
がサブライポート２６、室３５、弁穴３４ａ１弁座３４
ｃと可動弁部材３６の球状部分３６ａとの間のすきま、
室３９及びばね座３８の開口３８ａと可動弁部材３６の
拡径部３６ｃとの間のすきまを経てリザーバタンク２に
逃げ、サプライ室１０内は差圧弁３２の開弁圧力に保持
され、これ以上の圧力になることはない。

両系統のブレーキユニットのロスストロークの吸収が完
了すると、圧力室１６及び１７内に同時に同じ値の液圧
が発生し、この液圧がポート１８及び１９からそれぞれ
対応するブレーキユニットに出力され、ブレーキ装置が
作動して制動が開始される。

なお、このようにして圧力室１６及び１７内に液圧が生
じてサプライ室１０内の液圧との間の圧力差がなくなる
と、サプライ室１０から圧力室１６への作動液の供給は
行なわれなくなるが、この場合も差圧弁３２が前記と同
様に作用するので、サプライ室１０内が差圧弁３２の開
弁圧力以上になることは防止されペダル踏力が過大にな
ることはない。

ペダル踏力を解除すると、両ピストン３及び４は、リタ
ーンスプリング２０によって、上述した押込み位置から
第１図に示す初期位置に押し戻される。

この際、圧力室１７への作動液の補給は、リザーバクン
ク２から作動液入口部２５、サブライポート２３及び室
４３を経て連通穴２１に達した作動液がピストンカツプ
２２の外周リップ部を小径穴１ｂの内周面から離すよう
に変形させて圧力室１７内に流入することにより行なわ
れる。

また、サプライ室１０及び圧力室１６への作動液の補給
は次のようにして行なわれる。

プライマリピストン３が押し戻されると、サプライ室１
０の容積が増大してその内部が負圧になり、この負圧と
リザーバタンク２内の大気圧との圧力差によってリツプ
シール４１のリップ部４１ｂが第２図に示す位置から貫
通穴３４ｂが開かれるよう弾性変形されるため、リザー
バクンク２内の作動液がばね座３８の開口３８ａと可動
弁部材３６の拡径部３６ｃとのすきま、室３９、貫通穴
３４ｂ１室３５及びサプライポート２６を経てサプライ
室１０内に流入する。

更に、サプライ室１０内に補給された作動液は、ピスト
ンカツプ９の外周リップ部を小径穴１ｂの内周面から離
す方向へ変形させて圧力室１６にも進入する。

このようにして作動液がサプライ室１０及び圧力室１６
，１７に補給され、両ピストン３及び４は図示の非作動
状態に復帰する。

なお、可動弁部材３６のみぞ３６ｂは温度変化に伴なう
作動液の膨張・収縮を補償する作用、圧力室１６側に空
気が入った場合にこれをリザーバ２側へ逃す作用、及び
制動中サプライ室１０内の液圧を徐々に逃してペダル踏
力を低減することによってブレーキフィーリングを向上
させる作用を行なう。

また、可動弁部材３６の拡径部３６ｃと開口３８ａとは
オリフイスを形成し７ており、急制動時に差圧弁３２が
直ちに開弁じても、サプライ室１０内の作動液がリザー
バタンク２側へ多量に流れ込んで圧力室１６へ送り込ま
れる液量か不足することがないようにしてある。

また、上記オリフイスは可動弁部材３６が上方に移動す
るのに応じて通路面積が大きくなるようにしてあるから
、急制動の度合に応じてリザーバタンク２へ流れ込む液
量が変化し、サプライ室１０内が極めて高圧になること
は防止され、フィーリングが悪化することはない。

本実施例にあっては、絞り通路を弁座より硬い材質の可
動弁部材３６に設けたみぞ３６ｂにより形成したので、
長期使用しても絞り通路の面積が変わることはない。

なお、上記実施例では、可動弁部材３６にみぞ３６ｂを
設けることによって絞り通路を形成したが、第４図に示
すように、可動弁部材３６′に穴３６ｂ′を設けること
により絞り通路を形成しても同様の作用、効果が得られ
ることは明らかである。

また、この場合、第２図の実施例に比べて若干価格が高
くなるが、弁座と可動弁部材とがなじみ易く、シール性
が向上する。

以上説明したように可動弁部材３６，３６’はサプライ
室１０が所定の圧力以上にならないように調圧作用を行
なうが、その際に弁座部材３４の弁座３４ｃに衝撃的に
着座する場合が多い。

しかし、本発明では弁座部材３４よりも硬い材料、例え
ば鋼製の可動弁部材３ ６ ， ３ ６’上に絞り通路
（みぞ３６ｂ１穴３６ｂ’）が形成してあるので、衝撃
的着座が行なわれても、絞り通路が次第につぶれていく
ということはなく、常に所定どおりの絞り通路を確保す
ることができる。

また、みぞを用いる場合には、可動弁部材３６のみぞ３
６ｂを等間隔に形成すれば、液が流れる際に可動弁部材
３６に作用する力が常に均等に作用するようになるので
、可動弁部材の倒れを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例であるマスターシリンダの縦
断側面図、第２図は第１図に示すマスターシリンダの弁
装置の拡大断面図、第３図は第２図に示す弁装置の可動
弁部材の底面図、第４図は本発明の他の実施例の弁装置
の断面図である。 １・・・・・・シリンダ本体、１ａ・・・・・・大径穴
、１ｂ・・・・・・小径穴、２・・・・・・リザーバタ
ンク、２ａ，２ｂ・・・・・・液圧出口部、３・・・・
・・プライマリピストン、３ａ・・・・・・大径部、３
ｂ・・・・・・小径部、３ｃ・・・・・・くほみ、４・
・・・・・セカンダリピストン、４ａ，４ｂ・・・・・
・ランド部、５，１５・・・・・・リツプシール、６，
２１・・・・・・連通穴、７・・・・・・ストツパピン
、８・・・・・・プッシュロツド、９，２２・・・・・
・ピストンカツプ、１０・・・・・・サプライ室、１１
・・・・・・ビス、１２，１３・・・・・・ばね座、１
４・・・・・・ばね、１６，１７・・・・・・圧力室、
１８，１９・・・・・・出力液圧出口ポート、２０・・
・・・・リターンスプリング、２３，２６・・・・・・
サプライポート、２４，２７・・・・・・リリーフポー
ト、２５，２８・・・・・・作動液入口部、２９，３０
・・・・・・グロメット、３１・・・・・・弁装置、３
２・・・・・・差圧弁、３３・・・・・・サプライ室用
逆止弁、３４・・・・・・弁座部材、３４ａ・・・・・
・弁穴、３４ｂ・・・・・・貫通穴、３５・・・・・・
室、３４ｃ・・・・・・弁座、３６・・・・・・可動弁
部材、３６ａ・・・・・・球状部分、３６ｂ・・・・・
・みぞ、３６ｃ・・・・・・拡径部、３７・・・・・・
ばね、３８・・・・・・ばね座、３８ａ・・・・・・開
口、３９・・・・・・室、４１・・・・・・リツプシー
ル、４１ａ・・・・・・リッフ部、４２・・・・・・ス
ナップリング、４３・・・・・・室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 大径穴及び小径穴から成るシリンダ穴を有するシリ
   ンダ本体と、シリンダ本体の大径穴及び小径穴にしゆう
   動自在に装入される大径部及び小径部を有する段付ピス
   トンと、段付ピストンの大径部と小径部との間に区画さ
   れるサプライ室から段付ピストン小径部前方に区画され
   る圧力室への液流を許容する向きに設けられた圧力室用
   逆止弁と、作動液を蓄えるリザーバタン夕と、サプライ
   室とリザーバタンクとを連通させる通路と、この通路内
   にリザーバタンクからサプライ室への液流を許容する向
   きに設けられたサプライ室用逆止弁と、サプライ室が一
   定以上の圧力となるとサプライ室からリザーバタンクへ
   の液流を許容するように上記通路内にサプライ室用逆止
   弁と並列に設けられた差圧弁と、サプライ室とリザーバ
   タンクとを常に連通させる絞り通路と、を有し、前記差
   圧弁が、前記通路に形成した弁座と、弁座に着座可能で
   あると共に弁座より硬い材料から成る可動弁部材と、可
   動弁部材を弁座に押圧する弁ばねとから構成されるマス
   ターシリンダにおいて、 前記絞り通路を可動弁部材に形成したことを特徴とする
   マスターシリンダ。 ２ 前記絞り通路は、可動弁部材の着座部分に形成した
   みそである特許請求の範囲第１項記載のマスターシリン
   ダ。 ３ 前記みぞが等間隔に配置されている特許請求の範囲
   第２項記載のマスターシリンダ。 ４ 前記絞り通路は、可動弁部材を貫通する穴である特
   許請求の範囲第１項記載のマスターシリンダ。