JP2016055734A - 車両用液圧マスタシリンダ - Google Patents

Abstract

【課題】ブレーキ操作の初期段階の操作フィーリングを良好に保ちながら、ブレーキ操作の初期段階から液圧を速やかに上昇させることができる車両用液圧マスタシリンダを提供する。【解決手段】第１シール溝１４ｂは、シリンダ軸に交差する平面で形成されたシリンダ孔開口側面１４ｇとシリンダ孔底部側面１４ｅと、シリンダ軸に平行なシール溝底面１４ｈとを有する。プライマリカップ１６は、基部１６ａと内周リップ部１６ｂと外周リップ部１６ｃとを備え、外周リップ部１６ｃは、先端側外周面に、頂部がシリンダ孔内周面に当接する環状の***部１６ｅを備える。組み付け時に、***部１６ｅの基部側の端部１６ｆから基部１６ａまでの外周面１６ｇは、漸次大径となる傾斜面となると共に、シリンダ孔内周面１１ｄとピストン１４の外周面との間のクリアランスＥ１は、基部１６ａの外周面とシリンダ孔内周面１１ｄとの間のクリアランスＥ２よりも小さくなる。【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用液圧マスタシリンダに関し、詳しくは、シリンダ孔内にカップシールを介してピストンを移動可能に内挿した車両用液圧マスタシリンダに関する。

従来、車両用液圧マスタシリンダでは、ピストンに形成したシール溝にカップシールを嵌着し、該カップシールを介してピストンをシリンダ孔に移動可能に内挿したものがあり、シール溝にカップシールの弾性変形を許容する逃げ部を形成したり、カップシールに傾斜面を設けたりすることにより、操作フィーリングの向上を図ったものがあった（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１０−６１５９号公報

しかし、上述の特許文献１のものでは、ブレーキ操作開始時に、カップシールとシリンダ孔との接触面の摩擦力により摺動抵抗が大きくなることから、ブレーキ操作開始時の操作フィーリングが良くなかった。また、ブレーキ操作時に、カップシールがリザーバと液圧室とに連通するリリーフポートを通過し、該リリーフポートを遮断した後には、カップシールの外周リップ部がシール溝に形成した逃げ部側に弾性変形しながら液圧を上昇させることから、液圧の上昇が緩やかになり、穏やかな操作フィーリングとなっていた。このため、このような液圧マスタシリンダは、ブレーキ操作子の操作に応じて、ブレーキ操作の開始時から液圧を速やかに上昇させることが望まれた車種には適さなかった。

そこで本発明は、ブレーキ操作の初期段階の操作フィーリングを良好に保ちながら、ブレーキ操作の初期段階から液圧を速やかに上昇させることができる車両用液圧マスタシリンダを提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の車両用液圧マスタシリンダは、シリンダ孔に内挿されるピストンにシール溝を形成し、該シール溝に前記シリンダ孔に摺接するカップシールを嵌着した液圧マスタシリンダにおいて、前記シール溝は、シリンダ軸に交差するシリンダ孔底部側面と、シリンダ軸に交差する平面状のシリンダ孔開口側面と、該シリンダ孔底部側面と前記シリンダ孔開口側面との間に形成されるシリンダ軸に平行なシール溝底面とを有し、前記カップシールは、前記シール溝のシリンダ孔開口側面に沿って配置される基部と、前記シール溝底面に沿って配置される内周リップ部と、前記基部の外周側から前記シリンダ孔の内周面に沿って延出する外周リップ部とを備え、該外周リップ部は、先端側外周面に、頂部が前記シリンダ孔内周面に当接する環状の***部を備え、前記カップシールを前記シール溝に組み付けた際に、前記***部の前記基部側の端部から前記基部までの外周面は、漸次大径となる傾斜面となると共に、前記シリンダ孔の内周面と前記ピストンの外周面との間に形成されるクリアランスは、前記基部の外周面と前記シリンダ孔の内周面との間に形成されるクリアランスよりも小さくなることを特徴としている。

また、前記カップシールの前記基部のシリンダ孔底部側面を、内周側が外周側よりもシリンダ孔底部側に突出する段付き形状とすると共に、前記内周リップ部を前記外周リップ部よりも肉厚に形成すると好ましい。

さらに、前記カップシールの前記内周リップ部は、先端部に突部を備え、該突部が前記シール溝の前記シリンダ孔底部側面に当接すると好適である。

本発明の車両用液圧マスタシリンダによれば、ブレーキ操作開始時に、カップシールは、外周リップ部に形成された***部の頂部とシリンダ孔の内周面とが当接した状態で摺動することから、カップシールとシリンダ孔の内周面との接触面積を小さくして摺動抵抗を低くすることができ、ブレーキ操作子の操作フィーリングを良好に保つことができる。また、カップシールは、***部の基部側の基端部から基部までの外周面が、漸次大径となる傾斜面となっていることにより、ブレーキ操作時に、カップシールの***部の頂部がリザーバと液圧室とに連通するリリーフポートを通過し、液圧室に液圧が発生すると、外周リップ部が外周側に弾性変形し、基部側から***部側に向けて、順次、カップシールの外周面とシリンダ孔の内周面とが接触していくことから、液圧室の液圧を良好に上昇させることができる。さらに、シール溝のシリンダ孔開口側面が、シリンダ軸に交差する平面で形成されていると共に、シリンダ孔の内周面とピストンの外周面との間に形成されるクリアランスが、基部の外周面とシリンダ孔の内周面との間に形成されるクリアランスよりも小さく設定されていることから、カップシールが液圧を受けても、基部や外周リップ部がピストンの外周面とシリンダ孔の内周面との間に逃げることがなく、液圧室の液圧を速やかに上昇させることができる。

また、ブレーキ操作を解除すると、外周リップ部が内周側に撓むと共にカップシール全体がシリンダ孔底部側に向けて拝んだ状態となって、外周リップ部の外周面とシリンダ孔内周面との間を通って、作動液が液圧室に戻るが、カップシールの基部のシリンダ孔底部側面を、内周側が外周側よりもシリンダ孔底部側に突出する段付き形状とすると共に、内周リップ部を外周リップ部よりも肉厚に形成したことにより、作動液が液圧室に戻る際に、カップシールがシリンダ孔底部側に向けて拝んだ状態となることを極力抑制し、カップシールを速やかに初期状態に戻して次のブレーキ操作時に備えることができる。

さらに、内周リップ部の先端部に突部を備え、突部をシール溝のシリンダ孔底部側面に当接させることにより、カップシールが位置決めされ、ピストンの後退時など、液圧室が負圧気味になることがあっても、カップシールが液圧室側に引き込まれることを防止することができる。

本発明の一形態例を示す車両用液圧マスタシリンダの要部拡大断面図である。 同じくブレーキ操作開始時からブレーキ操作解除時までのカップシールの状態を示した説明図である。 同じく車両用液圧マスタシリンダの断面図である。 従来の液圧マスタシリンダのストローク液圧特性と本形態例の液圧マスタシリンダのストローク液圧特性との比較図である。

図１乃至図４は本発明の車両用液圧マスタシリンダの一形態例を示す図で、本形態例の液圧マスタシリンダ１１は、図３に示されるように自動二輪車のブレーキ用の液圧マスタシリンダ装置１に適用される。液圧マスタシリンダ装置１は、車体前部で図示しない前輪を操向するハンドルバー２に取り付けられる前記液圧マスタシリンダ１１と、該液圧マスタシリンダ１１に付設される操作レバー３（本発明のブレーキ操作子）と、これらの間に介装されるプッシュロッド４とを備えている。

液圧マスタシリンダ１１は、周知の縦置き型のマスタシリンダで、シリンダボディ１１ａは有底のシリンダ孔１１ｂを備え、シリンダボディ１１ａと一体のブラケット半体１１ｃと、別途の半割体ブラケット１２とでハンドルバー２の端部を包持し、これらをボルト１３，１３で締結することによって、ハンドルバー２に取り付けられている。また、シリンダボディ１１ａのシリンダ孔開口部側には、前記操作レバー３が回動可能に軸着され、該操作レバー３とシリンダ孔１１ｂに内挿されるピストン１４との間には、前記プッシュロッド４が介装されている。プッシュロッド４は、軸部の先端に球状部４ａを有し、該球状部４ａがピストン１４の後端に形成された球状係合孔１４ａに回動可能に連結されると共に、基端部が駒部材１５を介して操作レバー３に回動可能に連結される。

ピストン１４は、シリンダ孔底部側の外周に第１シール溝１４ｂ（本発明のシール溝）が、シリンダ孔開口部側の外周に第２シール溝１４ｃがそれぞれ形成され、第１シール溝１４ｂにプライマリカップ１６（本発明のカップシール）が、第２シール溝１４ｃにセカンダリカップ１７がそれぞれ嵌着され、プライマリカップ１６とシリンダ孔底部との間に液圧室１８が画成される。ピストン１４とシリンダ孔底部との間にはリターンスプリング１９が縮設され、該リターンスプリング１９の弾発力によって、ピストン１４がシリンダ孔開口部側に付勢され、プッシュロッド４との当接により後退限が規制され、シリンダ孔１１ｂの開口部にはピストン抜止め用のリング２０が装着されている。また、シリンダボディ１１ａの周壁には、リリーフポート２１とサプライポート２２とがシリンダ孔１１ｂに連通して設けられている。両ポート２１，２２は、連通部２３からホースを介してリザーバ（図示せず）に接続されており、シリンダ孔１１ｂとリザーバとの間に作動液が流通するようになっている。

第１シール溝１４ｂは、ピストン１４の先端に設けられた小径軸部１４ｄに形成されたシリンダ孔底部側面１４ｅと、小径軸部１４ｄよりもシリンダ孔開口部側に設けられた大径フランジ部１４ｆに形成されたシリンダ孔開口側面１４ｇと、シリンダ孔開口側面１４ｇとシリンダ孔底部側面１４ｅとの間に形成されたシール溝底面１４ｈとで形成されている。シリンダ孔底部側面１４ｅは、外周側端部と内周側端部とに傾斜面をそれぞれ備え、シリンダ孔開口側面１４ｇは、シリンダ軸ＣＬ１に直交する平面状に、シール溝底面１４ｈは、シリンダ軸ＣＬ１に平行なリング状にそれぞれ形成されている。

プライマリカップ１６は、第１シール溝１４ｂのシリンダ孔開口側面１４ｇに沿って配置される基部１６ａと、シール溝底面１４ｈに沿って配置される内周リップ部１６ｂと、基部１６ａからシリンダ孔内周面１１ｄに沿って延出する外周リップ部１６ｃとを備えた環状に形成され、基部１６ａをシリンダ孔開口側面１４ｇに、内周リップ部１６ｂをシール溝底面１４ｈにそれぞれ圧着させて、第１シール溝１４ｂに組み付けられる。

外周リップ部１６ｃは、先端側外周面に、頂部１６ｄがシリンダ孔内周面に当接する環状の***部１６ｅを備え、プライマリカップ１６を第１シール溝１４ｂに組み付けた際に、***部１６ｅの頂部１６ｄがシリンダ孔内周面１１ｄに当接すると共に、***部１６ｅの基部側の基端部１６ｆから基部１６ａまでの外周面１６ｇが、漸次大径となる傾斜面となる。さらに、シリンダ孔内周面１１ｄと大径フランジ部１４ｆの外周面との間に形成されるクリアランスＥ１は、基部１６ａの外周面１６ｇとシリンダ孔内周面１１ｄとの間に形成されるクリアランスＥ２よりも小さくなっている。また、基部１６ａのシリンダ孔底部側面１６ｈは、内周側が外周側よりもシリンダ孔底部側に突出する段付き形状となっている。内周リップ部１６ｂは、外周リップ部よりも肉厚に形成され先端部外周側に突部１６ｉが設けられ、第１シール溝１４ｂに組み付けた際に、突部１６ｉが第１シール溝１４ｂのシリンダ孔底部側面１４ｅに当接する。

なお、第２シール溝１４ｃ及びセカンダリカップ１７は、周知のカップシール及びシール溝であり、その詳細な説明は省略する。

上述のように形成された液圧マスタシリンダ１１は、非作動時では、ピストン１４は、リターンスプリング１９の弾発力によって、図３に示される位置に配置され、リリーフポート２１とサプライポート２２とを介して液圧室１８とリザーバとが連通している。この状態では、プライマリカップ１６は、基部１６ａと内周リップ部１６ｂとが、第１シール溝１４ｂのシリンダ孔開口側面１４ｇとシール溝底面１４ｈとにそれぞれ圧着し、***部１６ｅの頂部１６ｄがシリンダ孔内周面１１ｄに当接し、***部１６ｅの基部側の基端部１６ｆから基部１６ａまでの外周面１６ｇとシリンダ孔内周面１１ｄとの間には、クリアランスＥ２が設けられている。また、内周リップ部１６ｂは、突部１６ｉが第１シール溝１４ｂのシリンダ孔底部側面１４ｅに当接している。

ブレーキ操作が開始されると、プッシュロッド４の球状部４ａがピストン１４の球状係合孔１４ａをシリンダ孔底部側へ押圧して、ピストン１４をシリンダ孔底部側へ移動させ、プライマリカップ１６がリリーフポート２１を通過すると液圧室１８の液圧が昇圧し始める。このブレーキ操作開始段階では、プライマリカップ１６の外周リップ部１６ｃは、***部１６ｅの頂部１６ｄとシリンダ孔内周面１１ｄとが当接した状態で摺動することから、プライマリカップ１６とシリンダ孔内周面１１ｄとの接触面積を小さくして摺動抵抗を低くすることができ、操作レバー３の操作フィーリングを良好に保つことができる。

液圧室１８の液圧が上昇し始めると、プライマリカップ１６は液圧を受けて弾性変形するが、図２（Ａ）に示されるように、***部１６ｅの基部側の基端部１６ｆから基部１６ａまでの外周面１６ｇが漸次大径となる傾斜面となっていることにより、外周面１６ｇが基部側から***部側に向けて、順次、シリンダ孔内周面１１ｄと接触してクリアランスＥ２を埋めて行くことにより、液圧室１８の液圧を良好に上昇させることができる。さらに、第１シール溝１４ｂのシリンダ孔開口側面１４ｇが平面で形成されていると共に、シリンダ孔内周面１１ｄと大径フランジ部１４ｆの外周面との間に形成されるクリアランスＥ１が、基部１６ａの外周面１６ｇとシリンダ孔内周面１１ｄとの間に形成されるクリアランスＥ２よりも小さく設定されていることから、プライマリカップ１６が液圧を受けて弾性変形しても、大径フランジ部１４ｆの外周面とシリンダ孔内周面１１ｄとの間に逃げることがなく、液圧室１８の液圧を速やかに上昇させることができる。

また、ブレーキ操作が解除され、ピストン１４が後退し始めると、図２（Ｂ）に示されるように、作動液がリリーフポート２１及びサプライポート２２を介して液圧室１８に戻されるが、サプライポート２２から液圧室１８に導入される作動液は、サプライポート２２から、シリンダ孔内周面１１ｄとピストン１４の外周面との間を通り、プライマリカップ１６の外周リップ部１６ｃを内周側に撓ませると共に、プライマリカップ全体をシリンダ孔底部側に向けて拝んだ状態とさせながら液圧室１８に戻る。このとき、プライマリカップ１６の基部１６ａのシリンダ孔底部側面１６ｈが、外周側よりも内周側がシリンダ孔底部側に突出した段付き形状に形成されていると共に、内周リップ部１６ｂが外周リップ部１６ｃよりも肉厚に形成されていることから、作動液が液圧室１８に戻る際に、プライマリカップ１６がシリンダ孔底部側に向けて拝んだ状態となることを極力抑制しながら作動液を液圧室１８に戻し、図２（Ｃ）に示されるように、プライマリカップ１６を速やかに初期状態に戻し、次のブレーキ操作に備えることができる。

さらに、内周リップ部１６ｂの先端部に設けた突部１６ｉが、第１シール溝１４ｂのシリンダ孔底部側面１４ｅに当接していることにより、プライマリカップ１６が位置決めされ、ピストン１４の後退時など、液圧室１８が負圧気味になることがあっても、プライマリカップ１６が液圧室側に引き込まれることを防止できる。

上述のように形成された液圧マスタシリンダ１１のレバー入力点ストローク（ｍｍ）に対する発生液圧（Ｍｐａ）の関係を図４のグラフＢに示し、従来の液圧マスタシリンダのレバー入力点ストローク（ｍｍ）に対する発生液圧（Ｍｐａ）の関係を図４のグラフＡに示した。図４により、本形態例の液圧マスタシリンダ１１は、従来のものに比べて、レバー入力点ストロークに対して、速やかに液圧を上げることができることが分かる。これにより、レバー入力点ストロークに応じてブレーキが速やかに反応するブレーキ操作フィーリングを得ることが出来る。

なお、本発明の液圧マスタシリンダは、上述の形態例のように縦型の液圧マスタシリンダに用いられるものに限らず、横型の液圧マスタシリンダに用いることもでき、自動車のブレーキ等各種の液圧マスタシリンダに適用できるもので、タンデムタイプの液圧マスタシリンダにも用いることができる。また、シール溝のシリンダ孔開口側面は、シリンダ軸に直交する平面に限らず、シリンダ軸に対して角度を有した平面であってもよい。

１…液圧マスタシリンダ装置、２…ハンドルバー、３…操作レバー、４…プッシュロッド、４ａ…球状部、１１…液圧マスタシリンダ、１１ａ…シリンダボディ、１１ｂ…シリンダ孔、１１ｃ…ブラケット半体、１１ｄ…シリンダ孔内周面、１２…半割体ブラケット、１３…ボルト、１４…ピストン、１４ａ…球状係合孔、１４ｂ…第１シール溝、１４ｃ…第２シール溝、１４ｄ…小径軸部、１４ｅ…シリンダ孔底部側面、１４ｆ…大径フランジ部、１４ｇ…シリンダ孔開口側面、１４ｈ…シール溝底面、１５…駒部材、１６…プライマリカップ、１６ａ…基部、１６ｂ…内周リップ部、１６ｃ…外周リップ部、１６ｄ…頂部、１６ｅ…***部、１６ｆ…基端部、１６ｇ…外周面、１６ｈ…シリンダ孔底部側面、１６ｉ…突部、１７…セカンダリカップ、１８…液圧室、１９…リターンスプリング、２０…リング、２１…リリーフポート、２２…サプライポート

Claims (3)

1. シリンダ孔に内挿されるピストンにシール溝を形成し、該シール溝に前記シリンダ孔に摺接するカップシールを嵌着した液圧マスタシリンダにおいて、
   前記シール溝は、シリンダ軸に交差するシリンダ孔底部側面と、シリンダ軸に交差する平面状のシリンダ孔開口側面と、該シリンダ孔底部側面と前記シリンダ孔開口側面との間に形成されるシリンダ軸に平行なシール溝底面とを有し、
   前記カップシールは、前記シール溝のシリンダ孔開口側面に沿って配置される基部と、前記シール溝底面に沿って配置される内周リップ部と、前記基部の外周側から前記シリンダ孔の内周面に沿って延出する外周リップ部とを備え、
   該外周リップ部は、先端側外周面に、頂部が前記シリンダ孔内周面に当接する環状の***部を備え、
   前記カップシールを前記シール溝に組み付けた際に、前記***部の前記基部側の端部から前記基部までの外周面は、漸次大径となる傾斜面となると共に、前記シリンダ孔の内周面と前記ピストンの外周面との間に形成されるクリアランスは、前記基部の外周面と前記シリンダ孔の内周面との間に形成されるクリアランスよりも小さくなることを特徴とする車両用液圧マスタシリンダ。
2. 前記カップシールの前記基部のシリンダ孔底部側面を、内周側が外周側よりもシリンダ孔底部側に突出する段付き形状とすると共に、前記内周リップ部を前記外周リップ部よりも肉厚に形成することを特徴とする請求項１記載の車両用液圧マスタシリンダ。
3. 前記カップシールの前記内周リップ部は、先端部に突部を備え、該突部が前記シール溝の前記シリンダ孔底部側面に当接することを特徴とする請求項１又は２記載の車両用液圧マスタシリンダ。

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