JPS6361673A - マスタシリンダの高速充填バルブ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、マスタシリンダ、特に長さが短くてコンパク
トな構造をもったマスタシリンダのための高速充填バル
ブ機構に関する。

従来技術のマスタシリンダは通常、作動開始期間を必要
とし、この作動開始期間により油圧が生じて流体の排出
が起き、この流体の排出によりホイールブレーキを制動
開始のための所定位置に置く。言い換えれば、単にピス
トン及び関連したブレーキ装置を制動開始のための所定
位置に置くために、マスタシリンダによって一定量の油
圧流体をンステムを通して排出しなければならない。ブ
レーキが直ちに制動開始に備えるように、作動されたと
きに、関連した制動用管路及びブレーキ装置の迅速な充
填、すなわち「高速充填」を行うマスタシリンダ構造を
設けることが非常に望ましい。

高速充填構造により、ブレーキ装置内の流体の排出を行
うのにストロークのより長いブレーキペダルが必要であ
るという問題が解消されるので、その結果もっとクイッ
クに応答するブレーキ装置を実現することができる。ブ
レーキ装置の「高速充填」を備えた在来のマスタシリン
ダ構造は、通常、ボール弁及びその他の類似装置を備え
ている。ブレーキのゆっくりした作動によりバルブ機構
を通して流体が洩れ、かくして制動用流体をブレーキ装
置へ望む通りに効率的に伝えることができないので、こ
れらの構造は作動速度に敏感である。また、これらの構
造では通常、作動サイクルの所与時点で高速充填機能が
終了するようにマスタシリンダの高速充填機能を制限す
ることができない。

米国特許第４．５５９．７８１号には、高速充填機能を
有するマスタンリンダのためのある型式の可撓性シール
が開示されている。上記問題を解決し且つ組立てが容易
で在来の高速充填マスタシリンダ構造より安価で長さの
短いマスタシリンダに対しては、高速充填機構を設ける
ことが望ましい。

本発明は、軸線方向に延びた内孔を有するマスタシリン
ダハウジングと、上記内孔に流体を供給するリザーバと
、上記ハウジングに関連した一対のピストンとを備え、
上記ハウジングの一端には支持部材が取り付けられ、上
記ハウジングの一端は上記内孔内にスリーブ部材を保持
し、上記一対のピストンのうちの一方は上記支持部材の
開口部を貫通して延びているマスタシリンダにおいて、
上記一方のピストンは、そのピストン端と上記スリーブ
部材との間に、高速充填シールと、ばね部材と、ランド
部材とを備え、上記高速充填シールは複数の貫通口と上
記ランド部材に係合するシールとを有し、上記ランド部
材は上記貫通口とそれぞれ連通しこれらに隣接した複数
のポケットを有し、上記ポケットは通路手段を有し、上
記ばね部材は上記高速充填シールと該シールに係合する
上記ランド部材との間に位置決めされ、上記一方のピス
トンの変位により、上記マスタシリンダの関連した圧力
室内の圧力を増大させ、上記ばね部材を所定圧力下の上
記ポケットの中へ延ばし、上記室内の圧力を、上記貫通
口、上記ポケット及び上記通路手段を介して連通させる
ことを特徴とする。

実施例を示した図面を参照して、本発明を実施する一例
を以下に詳細に説明する。

本発明のマスタシリンダが、第１図に参照番号１０で全
体的に示されている。マスタシリンダ１０は、開放端１
６をもつ長手方向内孔１４を有するハウジングを備えて
いる。開放端１６には、スリーブ部材２０を内孔１４内
に位置決めする支持部材１８がねじ込まれている。支持
部材１８は端２４で半径方向内方に延びて、第１の、す
なわちプライマリピストン３０の貫通する開口部２６を
作っている。第１のピストン３０は、ばね５５を備えた
シルクハツト状の構造体５０によって第２のピストン４
０から間隔をへだでている。第２のピストン４０は、ば
ね５６を備えたンルク／％ット状の構造体５１によって
内孔端１５から間隔をへだでている。リザーバ７０がハ
ウジング１２の上部に取り付けられ、リザーバの流体レ
ベルレバー７２及び参照のために引用した米国特許出願
第７４０、６６８号に記載されたセンサ７３を備えてい
る。

支持部材１８は、参照のために引用した米国特許第４．
４７４．００５号に既に記載されているように、支持部
材１８の内面とスリーブ部材２０との間に長手方向溝、
すなわち通路１９を備えている。リザーバ７０内に収容
された油圧流体は、リザーバ開口部７４、ハウジング開
口部７６及び通路１９に通じている。リザーバ開口部７
５により、油圧流体がハウジング開口部７７を介して内
孔１４に連通している。第２のピストン４０の一端４１
には、内孔１４の内面に係合する可撓性シール４２と、
ハウジング開口部７７及びリザーバ開口部７５に連通す
る半径方向開口部４４を備えたリテーナ４３と、内孔１
４の内側に係合するシール部材４５とを備えている。内
孔１４、第２のピストン４０、シール４２、リテーナ４
３及びシール４５は、出口４９と連通ずる第２の圧力チ
ャンバ４８を構造する。

支持部材１８はハウジング端１６に螺合し、更にシール
１７を備えている。プライマリピストン３０は、ピスト
ン端３２に位置決めされた段状に径が減じられた、すな
わち小径部３１を備えている。リテーナ８０が支持部材
端２４とピストン３０との間に位置決めされ、通路１９
と連通した半径方向開口部８２を有する。リテーナ８０
は、リング部材１００によって所定位置に軸線方向に保
持された可撓性シール９０に当接しこれを位置決めして
いる。リング部材１００は、スリーブ２０に配置された
長手方向溝２２の肩部２１に当接している。かくして、
リング部材１００は、リテーナ８０が可撓性シール９０
を支持部材１８の端２４に軸線方向に位置決めするのを
助けている。

ピストン端３２には、参照番号１１０で全体的に示され
た高速充填バルブ機構が配置されている。

高速充填バルブ機構１１０は、環状の可撓性アーム１２
２及び複数の貫通口１２３を有する環状部材である高速
充填シール１２０を備えている（第４ａ図参照）。貫通
口１２３は、インサート１２５内に位置決めされた開口
部１２４と整列している。シール１２０がランド部材１
３０の端１３１に当接している。ランド部材１３０は、
軸線方向通路１３３と整列した複数の軸線方向ポケット
１３２を有し且つ長手方向に延びた環状部材である。軸
線方向通路１３３は、軸線方向溝１３４と整列している
。当接シール１２０とランド部材１３０との間には、第
２図に示した高速充填ばね部材、すなわち弾性部材１４
０が閉じ込められている。高速充填ばね部材１４０は、
１４２において互いに重なり合う割り端を有する環状部
材からなる。かくして、ばね部材は両端が互いに分離す
ることなく円周方向に伸びることができる。

ピストン３０の小径部３１は、ピストン３０の端３２に
スナップ止めされたりテーナ１５０と協働する肩部３３
を構成する。高速充填シール１２０、高速充填ばね部材
１４０及びランド部材１３０は、リテーナ１５０及び肩
部３３との間に位置決めされている。ランド部材１３０
、可撓性シール９０、スリーブ表面２３及びスリーブ部
材２３の肩部２１は、補助チャンバ１７０を構成する。

マスタシリンダが第４ａ図に示した解放位！、すなわち
非作動位置にあるとき、補助チャンバ１７０は、通路１
９と自由に連通することができる。なぜなら、油圧流体
が、軸線方向溝　１３４を介して可撓性シール９０の内
径部の周囲からＮ部３３を通過し、リテーナ８０の内径
部とピストン３０の外面との開の僅かな隙間を、更に半
径方向開口部８２を貫流できるからである。同様に、補
助チャンバ１７０は、第２のピストン４０の後方部分、
スリーブ部材２０、高速充填バルブ機構１１０及びピス
トン３０によって構成された一次圧力チャンパ８８と自
由に連通ずることができる。流体は、チャンバ８８から
シール１２０の可撓性アーム１２２を過ぎ、ランド部材
１３０の端のまわり及び溝２２を通して補助チャンバ１
７０へ流れる。

第３図を参照すると、ランド部材１３０は軸線方向通路
１３３と連通した複数のポケット１３２を備えている。

高速充填ばね部材１４０がポケット１３２上に配置され
ると、高速充填ばね部材は流体が開口部１２３を介して
ポケット１３２と連通しないようにする。高速充填ばね
部材は分割されて重なり合った端１４２を作り、その端
１４２はポケット１３２上に配置された高速充填シール
１２０の連続的な支持を確実にする。高速充填シール１
２０は、インサート１２５に当接したりチーす部１５０
によって所定の位置に保持されている。リテーナ部１５
０は、ピストン３０の端３２の一体部品からなる。

マスタシリンダ１０は、次の段階に従って作動する。第
４ａ図は、伴止位置にあって、構造部品が制動サイクル
の終了時の完全解放位置へ戻ったときのマスタシリンダ
を示している。可撓性アーム１２２を過ぎ溝２２を通し
てチャンバ１７０へ、リテーナ８０の内径部とピストン
３０の外面との間及び軸線方向溝１３４を通して半径方
向開口部８２へ、自由に連通及び排出されることに注目
しなければならない。プライマリピストン３０に連結さ
れた押ロッド（図示せず）を作動して制動サイクルを開
始すると、第４ｂ図に示したようにピストン３０が内孔
１４の内方へ移動する。肩部３３は可撓性シール９０の
内径部を過ぎて軸線方向に移動して半径方向開口部８２
を通る補償流れ、すなわち排出流を遮断し、可撓性アー
ム１２２は溝２２から外れてアーム１２２の周囲で流体
流れを終わらせる。ピストン圧力の有効断面積は、高速
充填シール１２０の外径断面積である。更にピストン３
０が更に移動して、ピストン３０の外径部によって通常
排出されるより大量の油圧流体が排出される。この付加
的な移動中、高速充填シール１２０と可撓性シール９０
との間の容積、すなわちチャンバ１７０の容積が増大す
る。流体が、シール９０の可撓性アーム９３の吸込み能
力、すなわち半径方向内方への移動および通路１９によ
って、リザーバからチャンバ１７０の中へ引き込まれる
。第４ｂ図に示したように、流体は矢印に従って補助チ
ャンバ１７０の中へ流れ込む。可撓性アーム９３はスリ
ーブ部材２０の内面２３に対して着座された一方向バル
ブを備えているので、流体がリザーバ７０に戻ることは
ない。従って、マスタシリンダの作動中、ピストンの行
程速度にかかわらず、在来−のマスタシリンダで起きた
ようなリザーバ７０に対する流体損失（特に、高速充填
流体容積）はない。高速充填流体容積が洩れてリザーバ
の方へ戻り、かくして高速充填機構の目的を損なうので
、在来のマスタシリンダは速度、すなわち作動速度に敏
感になりがちである。本発明の装置は、速度、すなわち
作動速度に敏感でない。ピストンは非常に遅い速度でも
作動し、高速充填バルブ機構は効率的に働く。

ピストン３０及び４０の作動中にチャンバ８８及びチャ
ンバ４８内の圧力が増大すると、チャンバ８８内の流体
圧力により高速充填バルブ機構ばね部材１４０がシール
１２０の表面１２７からポケット１３２の中へ付勢され
る。かくして、チャンバ８８内の流体圧力が開口部１２
３を通して高速充填バルブ機構ばね部材１４０の半径方
向縁部を過ぎ、ポケット１３２及び通路１３３を通して
チャンバ１７０へ洩れることができる（第４Ｃ図参照）
。マスタシリンダの高速充填手順が成し遂げられたら、
高い制動圧力ではブレーキペダルに対する反力を低い水
準に保つことが望ましいので、高速充填流体圧力の一部
を排出するのが望ましい。

チャンバ１７０内の圧力は、高速充填圧力の軽減値にほ
ぼ等しい量だけチャンバ８８内の圧力より小さい。最近
の在来の高速充填マスタシリンダで使用される通常圧力
は、約７．０３ｋｇ／ｃｕｔ　（１００ｐｓｉ）である
。この約７．０３　ｋｇ／　Ｃｒ１（１００ｐｓｉ）の
圧力は、高速充填ばね部材１４０をランド部材１３０の
ポケット１３２の中へ押し込む、すなわち曲げ込む圧力
であり、その結果チャンバ８８内の流体は補助チャンバ
１７０へ流れる。

本発明はまた、高速充填機能を発揮できる範囲に制限を
設けている。スリーブ部材２０は、出口ボート８９から
支持部材１８の方へ延びた長手方向溝２８を有する。シ
ール１２０の可撓性アーム１２２が溝２８の中へ入る程
の範囲までピストン３０を変位させると、シール１２０
はもはや密封作用を果たさず、チャンバ８８内の圧力だ
けがピストン３０の外径部によって影響される圧力であ
る。ピストン３０の有効断面積を僅かにその外径断面積
まで減少させることによって、ブレーキに対する圧力出
力を増大させることができる。このマスタシリンダの作
動時点では、ブレーキペダルはほとんど完全に踏みこま
れた位置にあり、車両操縦者が望む程度に高い圧力を発
揮することができるのが望ましい。これはピストン３０
の有効断面積を僅かにその外径断面積まで減少させるこ
とによって成し遂げられる。

ピストン３０及び４０が第４ａ図に示した停止位置の方
へ戻るように押ロッド（図示せず）を解放すると、補助
チャンバ１７０の容積が減少するにつれて、高速充填シ
ール１２０と可撓性シール９０との間に収容された流体
容積は減少する。同時に、圧力チャンバ８８の容積は増
大する。第４ｄ図に示したように、流体は軸線方向通路
１３３及びポケット１３２を通り、そして僅かにばね部
材１４０の半径方向端のまわりから開口部１２３を通過
し、更に補助チャンバ１７０から長手方向溝　２２を介
してシール１２０の可撓性アーム１２２を通過して流れ
ることもできる。各構造部品が第４ａ図に示した停止位
置に達すると、全圧力が排出され高速充填流体の超過分
はリザーバ７０の方へ排出される。

以上の説明より明らかなように、高速充填ばね部材１４
０は、その周囲方向移動及び軸線方向撓みを許容する割
りリングである。約７．０３　ｋｇ／ｑｄ（１００ｐｓ
ｉ）の圧力の解放が、高速充填ばね部材１４０の撓み率
によって決定される。貫通口１２３の寸法が、部材１４
０を撓ませる力に影響を及ぼす。シール１２０の固さ及
びインサート１２５とばね部材１４０との間のシール１
２０の厚さもまた、ばね部材１４０がシール１２０の表
面１２７から離れるのに必要な撓み量に影響を及ぼす。

当業者にとって、本発明の上述の実施例についての様々
な変更が明らかである。本発明の技術的範囲を逸脱する
ことな（、上記変更をすることができることを理解すべ
きである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のマスタシリンダの断面図であり、 第２図は、高速充填ばね部材を説明する面であり、 第３図は、ランド機構の端面図であり、第４ａ図乃至第
４ｄ図は、完全に解放された、すなわち停止位置から再
び解放位置へ戻る間に行われる排出まで、高速充填バル
ブ機構の動作を順次説明する図である。 １２・・・・マスタシリンダハウジング、１４・・・・
内孔、　　１６・・・・ハウジングの一端、１８・・・
・支持部材、　２０・・・・スリーブ部材、２６・・・
・開口部、 ３０．４０・・・・一対のピストン、 ３２・・・・ピストン端、　　７０・・・・リザーバ、
１２０・・・・高速充填シール、 １２３・・・・貫通口、　　１３０・・・・ランド部材
、１３２・・・・ポケット、１３３・・・・通路、１４
０・・・・弾性部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）軸線方向に延びた内孔（１４）を有するマスタシ
   リンダハウジング（１２）と、 上記内孔（１４）に流体を供給するリザーバ（７０）と
   、 上記ハウジング（１２）に関連した一対の ピストン（３０、４０）とを備え、 上記ハウジングの一端（１６）には支持部材（１８）が
   取り付けられ、上記ハウジングの一端（１６）は上記内
   孔（１４）内にスリーブ部材（２０）を保持し、 上記一対のピストンのうちの一方（３０）は上記支持部
   材（１８）の開口部（２６）を貫通して延びているマス
   タシリンダにおいて、 上記一方のピストン（３０）は、そのピストン端（３２
   ）と上記スリーブ部材（２０）との間に、高速充填シー
   ル（１２０）と、弾性部材（１４０）と、ランド部材（
   １３０）とを備え、上記高速充填シール（１２０）は、
   上記ランド部材（１３０）のポケット（１３２）に連通
   した貫通口（１２３）を有し、 上記ポケット（１３２）は、上記ランド部材（１３０）
   の通路（１３３）に連通し、 上記弾性部材（１４０）は、上記高速充填シール（１２
   ０）と上記ランド部材（１３０）との間に位置決めされ
   、 上記ピストン（３０）の変位により、上記内孔（１４）
   内の圧力を増大させ、上記弾性部材（１４０）を所定圧
   力下の上記ポケット （１３２）の中へ変形させ、上記内孔（１４）内の圧力
   を貫通口（１３２）、上記弾性部材（１４０）の周囲、
   更に上記ポケット　（１３２）及び上記通路（１３３）
   を介して連通させることを特徴とするマスタシリンダ。 （２）上記スリーブ部材（２０）の一端には長手方向溝
   （２８）を有し、 上記一方のピストン（３０）の変位により上記シール（
   １２０）が移動して上記溝（２８）に整列し、流体が上
   記高速充填シール（１２０）を流通することを特徴とす
   る特許請求の範囲第（１）項に記載のマスタシリンダ。 （３）上記ランド部材（１３０）は、上記スリーブ部材
   （２０）に係合する可撓性シール（９０）と上記ピスト
   ン端（３２）との間に配置されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項に記載のマスタシリンダ。 （４）上記ピストン端（３２）とスリーブ部材（２０）
   との間に配置されたリテーナ（８０）を備え、 上記リテーナ（８０）は、流体が貫流する貫通口（８２
   ）を有することを特徴とする特許請求の範囲第（３）項
   に記載のマスタシリンダ。 （５）上記一対のピストン（３０、４０）のうちの他方
   （４０）の周囲に配置されたリテーナ （４３）を備え、 上記リテーナ（４３）は、流体をリザーバ （７０）に連通させる貫通口（４４）を有することを特
   徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載のマスタシリ
   ンダ。 （６）上記スリーブ部材（２０）の内部で且つ一方のピ
   ストン（３０）の端（３２）の周囲に配置されたリング
   部材（１００）を備え、 上記リング部材（１００）は上記可撓性シール（９０）
   の一部に係合していることを特徴とする特許請求の範囲
   第（３）項に記載のマスタシリンダ。 （７）上記スリーブ部材（２０）の他端に溝（２２）を
   備え、 上記溝（２２）の一端は上記高速充填シール（１２０）
   の可撓性部分（１２２）に係合し、上記溝（２２）の他
   端は上記リング部材 （１００）に当接する肩部（２１）を有することを特徴
   とする特許請求の範囲第（６）項に記載のマスタシリン
   ダ。 （８）上記スリーブ部材（２０）の一端、可撓性シール
   （９０）及びランド部材（１３０）は、補助チャンバ（
   １７０）を構造することを特徴とする特許請求の範囲第
   （６）項に記載のマスタシリンダ。