JP4349718B2 - センタバルブ型マスタシリンダ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両等の液圧式ブレーキ、またはクラッチシステムに用いられるセンタバルブ型マスタシリンダに関し、特に、シリンダ本体の内部の液圧室と作動液リザーバ側との連絡のための液通路を十分に確保する上で有効な技術に関する。
【０００２】
【発明の背景】
一般に、マスタシリンダには、シリンダ本体の内部の液圧室と外部の作動液リザーバとの間を連通、遮断するバルブ機構が不可欠である。センタバルブ型マスタシリンダにおいては、液圧室に臨むピストンの一端側に凹所があり、その凹所に筒型のリテーナが組み付けられ、それらリテーナおよび凹所が区画する空間の中心部にバルブ機構が位置する。バルブ機構は、通例、たとえば特開平１０−９５３２８号の公報が示すように、シリンダ本体の軸線方向に移動可能なポペット弁体と、凹所の底部側にあり、ポペット弁体が離、着座する弁座と、ポペット弁体を弁座に向けて付勢するコイルばねとを含んでいる。ここで、弁ばねであるコイルばねは、一方の端部がポペット弁体に支持されているのに対し、他方の端部は筒型のリテーナの内壁から径方向内側に突出した突出部に支持されている。
【０００３】
ところで、この種のマスタシリンダの軸線方向の長さを短縮するような場合、内部部品であるセンタバルブ機構の各構成要素も必然的に小型化される。その結果、ペダルを踏み込んだマスタシリンダの作動状態から、ペダルを急に解放しマスタシリンダを非作動状態にするようなとき、作動液リザーバから液圧室への液補給性が悪くなるという問題が生じることがある。特開平１０−２２６３２９号公報は、弁ばねであるコイルばねの巻き線間のスペースを狭めることが、その液補給性の問題の一因であるとしている。マスタシリンダの作動状態では、ポペット弁体は弁座に着座しているため、コイルばねは自然長に近い状態にあり、巻き線間には比較的充分なスペースが確保される。しかし、ペダルを解放する当初、液圧室に負圧が生じるため、ポペット弁体は、その負圧と作動液リザーバ側の大気圧との差圧によってコイルばねを圧縮するように動く。それにより、液圧室と作動液リザーバ側とを連通する通路の一部となるコイルばねの巻き線間のスペースが狭まり、液の流れの抵抗を大きくしている、と解析している。それに基づき、同公報は、コイルばねの巻き線間の通路をバイパスするバイパス通路を設ける技術を提案している。
【０００４】
【解決しようとする課題】
既提案のバイパス通路を設ける技術では、そのための新たな加工が必要であるため、より簡便な解決策が望まれる。そこで、液圧室と作動液リザーバ側との液補給性、あるいは液通路の確保についてさらに検討したところ、新たな事項が判明した。第１には、マスタシリンダを低温の環境下で使用するとき、作動液の粘性が高くなるため、そのような液補給性の問題が特に顕著であり、液通路の十分な確保が重要になることである。また第２には、コイルばねの圧縮に伴い、巻き線間のスペースが狭まるほか、ポペット弁体がリテーナ内部の液通路を塞ぐような事態が生じるおそれがあることである。第２の事項についてもう少し具体的に説明しよう。より大きな液通路を確保するため、コイルばねの他方のばね受けとなるリテーナの内部の突出部の径方向内側に大きな中心孔がある。その中心孔にポペット弁体の端部が入り込もうとし、中心孔による流路面積を小さくし、液の流れを損なうおそれがある。
【０００５】
この発明は、以上のような新たな判明事項をも考慮し、液圧室と作動液リザーバ側との連絡のための液通路を十分な大きさで確実に確保することができる技術を提供することを目的とする。
また、この発明は、既存のものをわずかに変形することにより、液圧室と作動液リザーバ側との連絡のための液通路を確保することができる技術を提供することを他の目的とする。
さらに、この発明は、弁ばねであるコイルばね自体を利用することにより、液圧室と作動液リザーバ側との連絡のための液通路を確保することができる技術を提供することをさらに他の目的とする。
【０００６】
【発明の手段】
この発明では、弁ばねであるコイルばねの特定の形態あるいは形状を利用することにより、問題の解決を図る。コイルばねの変更のみによって、液圧室と作動液リザーバ側との連絡のための液通路を有効に確保することができる。
この発明による特徴的な構成は、次のとおりである。
Ａ．前記コイルばねの他方の端部を支持する前記突出部の径方向内側に、前記液圧室と作動液リザーバ側とを連絡する連絡孔がある。
Ｂ．前記コイルばねの他方の端部に、コイルの巻き線の終端がコイルバネの径方向に横断する横断部がある。
Ｃ．前記コイルばねをたわめ、前記液圧室に臨む前記ポペット弁体の端面が、前記コイルばねの横断部に当たるとき、前記コイルばねの巻き線間に隙間が残るようになっている。
【０００７】
Ａにおける連絡孔は、加工を有利にするためには中心に一つ設けるのが好ましい。しかし、中心孔のほか、その周辺にも複数の周辺孔を設けるようにすることもできる。また、Ｂにおけるコイルばねとしては、円錐台形状、円筒形状、つつみ形状などのいろいろな形状のものを適用することができるが、ポペット弁体が安定して動くという点からすると、液圧室側に向かって径が大きくなる円錐台形状が最も好ましい。そして、コイルの巻き線の終端の横断部は、ポペット弁体の端面を完全に横断するよう、径方向に全体に横断するようにするのが好ましいが、弁座から離座し液圧室側へ移動しようとするポペット弁体に対し、ストッパとして機能し、しかも、弁ばねとしてのばね特性に悪影響を生じない限り、その終端の形状を少し短くすることもできるし、あるいは直線だけでなく曲線形状にすることもできる。
さらに、Ｃにおけるコイルばねの横断部は、ポペット弁体と連絡穴との間に挟まりスペーサとして機能し、ポペット弁体の端面の部分に確実に液の流路を確保する。そうしたスペーサ機能のほか、横断部は、ポペット弁体に対するストッパとして機能し、コイルばねの巻き線間に必要最低限の隙間（液の流路あるいはスペース）を確保することになる。
【０００８】
なお、この発明は、センタバルブ機構を含む各種のマスタシリンダに適用することができる。マスタシリンダは、クラッチ用、ブレーキ用、また、シングル型、タンデム型のいずれでも良い。タンデム型の場合、プライマリ側あるいはセカンダリ側の少なくとも一方に、この発明を適用することができる。また、この発明は、たとえば、特許第３０５０８０５号におけるような自動制御ブレーキ用、つまり、運転者がペダル操作をすることによって液圧室の液圧を立ち上げる通常のブレーキ作動に加え、そうした人的なペダル操作がない状態でポンプ装置が自動的に液圧室の液圧を立ち上げる自動ブレーキ作動を含むものにも適用することができることは勿論である。
【０００９】
【実施例】
図１は、この発明の一実施例である、タンデム型のブレーキマスタシリンダを示す全体的な断面図である。
タンデム型のマスタシリンダ１０は、プライマリ部分１００とセカンダリ部分２００との両方のバルブ機構がセンタバルブである。マスタシリンダ１０は、内径が一様なシリンダ孔１２を形成したシリンダ本体１４を含む。シリンダ本体１４の前端１４ｆは閉じ、その閉じた側からセカンダリピストン復帰ばね１６２、セカンダリピストン２０２、プライマリピストン復帰ばね１６１およびプライマリピストン２０１が順次配列されており、このプライマリピストン２０１の後方に図示しないプッシュロッドが配置される。
プライマリおよびセカンダリの各ピストン２０１，２０２には、前後方向に隔てた個所にそれぞれリップ型のシールリング３１ａ，３１ｂ；３２ａ，３２ｂがある。これらの各シールリングは、シリンダ本体１４の内周面と各ピストン２０１，２０２との間を密封しており、それにより、セカンダリピストン２０２の前方に第２の液圧室４２、プライマリピストン２０１の前方に第１の圧力室４１を区画している。
【００１０】
プライマリ側のバルブ５０機構およびセカンダリ側のバルブ機構７０は、第１あるいは第２の各液圧室４１，４２と、シリンダ本体１４の上部の作動液リザーバ（図示省略）との間を連通、遮断するものである。今、図示しないプッシュロッドを介してプライマリピストン２０１を押すと、プライマリピストン２０１のバルブ機構５０が遮断状態となり、第１の液圧室４１に液圧を発生する。すると、この第１の液圧室４１の液圧によってセカンダリピストン２０２が動き、セカンダリ側のバルブ機構７０の遮断機能により第２の液圧室４２に液圧を発生する。
【００１１】
両バルブ機構５０，７０は、各液圧室４１，４２に臨む各ピストン２０１，２０２の端部に設けた凹所３００、およびその凹所３００に組み付けた筒型のリテーナ９１，９２の内部の内部にある。図２がプライマリ側のバルブ機構５０、図３がセカンダリ側のバルブ機構７０をそれぞれ明示している。それらの図から分かるように、各バルブ機構５０，７０自体の構成は、ほぼ同じであるため、対応する構成部分に同じ符号を付ける。なお、プライマリ側のリテーナ９１は、プライマリピストン２０１とケージ部材２１０との間に挟まる外向きフランジ９１ｆを備えているのに対し、セカンダリ側のリテーナ９２は、全体が凹所３００の中に入り込んでいる。ここで、セカンダリ側のリテーナ９２に注目されたい。このリテーナ９２には、凹所３００の開口近くの複数の溝３００ｄに対応し、外周部分に爪部９２ｃがある。それら爪部９２ｃが溝３００ｄにはまり合うことによって、リテーナ９２はセカンダリピストン２０２に組み付けられる。特に、それら爪部９２ｃが溝３００ｄに適正にはまり合うとき、リテーナ９２の端面とセカンダリピストン２０２の端面とが面一になるように設定されている。そこで、たとえ、組立て時に爪部９２ｃが溝３００ｄの中に適正にはまり合っていないような場合でも、組立て後にセカンダリピストン２０２をシリンダ本体１４の前端１４ｆに底打ちさせることによって、爪部９２ｃと溝３００ｄとのはまり合いを適正化させることができる。
【００１２】
凹所３００はシリンダ本体１４の軸線に沿い、その内径は開口部の一部が大きく、他はほぼ一様である。凹所３００の底部は、ピストン２０１，２０２の中心孔３０１およびそれに続く中間孔３０３、さらにピストン２０１，２０２外周の側周孔３０５を通して、作動液リザーバの内部へと通じている。なお、中間孔３０３は、開弁手段としての軸部材を受け入れる孔であり、それ自体はピストン２０１，２０２を貫通している。セカンダリ側の軸部材３０７２が、シリンダ本体１４に固定されているのに対し、プライマリ側の軸部材３０７１は、ガイド部材を介してピストン２０１に支持されている。各軸部材３０７１，３０７２は、マスタシリンダ１０が非作動のとき、各バルブ機構５０，７０を開弁状態に保持するためのストッパとして機能することはいうまでもない。
【００１３】
さて、凹所３００の中に位置するセンタバルブ機構５０，７０の部分に着目する。ポペット弁体５２は、ヘッド部５２ｈおよびそのヘッド部５２ｈから延びるロッド部５２ｒを含み、ロッド部５２ｒがピストン２０１，２０２の中心孔３０１にはまり、軸線に沿う方向に移動可能である。ポペット弁体５２のヘッド部５２ｈに、弁ばねである円錐コイルばね５３があり、ポペット弁体５２を軸部材３０７１，３０７２に向けて押している。ピストン２０１，２０２の中心孔３０１の開口部を取り囲む部分が、ポペット弁体５２が着座する弁座６０を構成する。弁座６０は、ゴムからなる弁座スリーブ６３０の内周側の一端に位置する。弁座スリーブ６３０は、ゴムに比べて剛性の高い、たとえば金属からなる内周リテーナ６１０の外周に装着されている。
【００１４】
コイルばね５３に押されるポペット弁体５２は、ブレーキ操作のない通常時には、ロッド部５２ｒの後方端が軸部材３０７１，３０７２によって動きを制限され、ヘッド部５２ｈを弁座から離し開弁状態を保つ。また、ブレーキ操作に伴って各ピストン２０１，２０２がシリンダ本体１４の前端１４ｆの側に移動するとき、ポペット弁体５２は、軸部材３０７１，３０７２からの制限を解除されて弁座６０に着座することになり、それによって閉弁状態になる。ポペット弁体５２が着離座するとき、弁体５２は軸線方向に動くので、ロッド部５２ｒをガイドするためのガイド部材８０が凹所３００の一番奥に設けられている。ガイド部材８０は環状であり、中心部分にロッド部５２ｒが入り込むガイド孔８２、そのガイド孔８２の径方向外側に、作動液の流路となる液通路孔８４をそれぞれ含む。したがって、ポペット弁体５２のロッド部５２ｒの周りには、内周リテーナ６１０との間の環状の流路、ガイド部材８０の液通路孔８４などの十分な流路面積をもつ液通路がある。そのため、ポペット弁体５２のロッド部５２ｒの端部からヘッド部５２ｈに至る間については、作動液を常にスムーズに流すことができる。そのことは、ポペット弁体５２が、ヘッド部５２ｒが弁座６０から離れた開弁状態（図示の状態）のとき、ヘッド部５２ｒが弁座６０に着座する閉弁状態のとき、あるいはまた、前記したように、踏み込んだペダルを急に解放することに応じてポペット弁体５２がコイルばね５３を圧縮するとき、のいずれの場合でも同じである。
【００１５】
それに対し、コイルばね５３の一端を支持するヘッド部５２ｈの段部から、コイルばね５３の他端を支持するリテーナ９１，９２の突出部９３に至る間については、話しが別である。コイルばね５３は、ポペット弁体５２の動きに応じて巻き線間のスペースを変化する。今までのようにポペット弁体５２の軸線方向の動きに制限がなければ、隣り合う巻き線同士が密着し、その間のスペースをゼロにすることもありうる。その点、この発明では、図４に示すように、リテーナ９１，９２に支持される側のコイルの巻き線の終端に、コイルばね５３の径方向に横断する横断部５３８を設け、その横断部５３８によって、ポペット弁体５２の液圧室側への最大移動量を規制するようにしている。それにより、ポペット弁体５２のヘッド部５２ｒ側の端面５２８が横断部５３８に当たるとき、コイルばね５３の巻き線間に所定以上のスペースを確保するようにする。
【００１６】
コイルばね５３の横断部５３８は、コイルばね５３の一方の終端を延長した形態である。横断部５３８は、ポペット弁体５２のヘッド部５２ｒ側の端面５２８を完全に横断し、しかも、その両端部５３８ａ，５３８ｂがリテーナ９１，９２の突出部９３の上に載るようにするのが好ましい。それによって、ポペット弁体５２から力を受けるとき、横断部５３８の姿勢を軸線方向に対して常に直交状態に維持することができる。また、たとえポペット弁体５２のヘッド部５２ｒ側の端面５２８が横断部５３８に当たったとしても、ヘッド部５２ｒ側の端面５２８とリテーナ９１，９２の突出部９３との間にはコイルばね５３の線径だけの距離の隔たりがある。そのため、ポペット弁体５２のヘッド部５２ｒが突出部５３の内周の中心孔９５を塞ぐことはなく、コイルばね５３の巻き線間のスペースから中心孔９５を通る液の流路を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例であるマスタシリンダの一例を示す側断面図である。
【図２】図１の円２で囲んだ部分を拡大して示す図である。
【図３】図１のセカンダリ部分の部分拡大図である。
【図４】図３の４−４線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１０ マスタシリンダ
１２ シリンダ孔
１４ シリンダ本体
２０１，２０２ ピストン
３００ 凹所
３００ｄ 溝
４１，４２ 液圧室
５０，７０ バルブ機構
５２ ポペット弁体
５３ コイルばね（弁ばね）
５３８ 横断部
６０ 弁座
９１，９２ リテーナ
９２ｃ 爪部
９３ 突出部
９５ 中心孔（連絡孔）

Claims (6)

1. 内部に軸線方向に沿う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自在に挿入され、前記シリンダ本体と相俟って前記シリンダ孔内に液圧室を区画するピストンと、そのピストンが前記軸線方向に移動することに応じて、前記液圧室と作動液リザーバ側とを連通、遮断するバルブ機構とを備え、前記ピストンには、前記液圧室に臨む一端側に前記軸線方向に延びる凹所があり、その凹所に筒型のリテーナが組み付けられ、それらリテーナおよび凹所が区画する空間の中心部に前記バルブ機構が位置するセンタバルブ型マスタシリンダであって、
   前記バルブ機構が、前記シリンダ本体の軸線方向に移動可能なポペット弁体と、前記凹所の底部側にあり、前記ポペット弁体が離、着座する弁座と、前記ポペット弁体を前記弁座に向けて付勢するコイルばねとを含み、そのコイルばねの一方の端部は前記ポペット弁体に支持され、他方の端部は前記リテーナの内壁から径方向内側に突出した突出部に支持されたものにおいて、
   次の各構成により、前記液圧室と作動液リザーバ側との間の連絡のための液通路を確保するようにしたことを特徴とするセンタバルブ型のマスタシリンダ。
   Ａ．前記コイルばねの他方の端部を支持する前記突出部の径方向内側に、前記液圧室と作動液リザーバ側とを連絡する連絡孔がある。
   Ｂ．前記コイルばねの他方の端部に、コイルの巻き線の終端がコイルばねの径方向に横断する横断部があり、その横断部は、前記コイルばねの軸線方向の端に位置し、その上、前記ポペット弁体における前記コイルばねの一方の端部を支持する側の端面を完全に横断し、しかも、その横断部の径方向における両端部が前記突出部の上に載るようになっている。
   Ｃ．前記コイルばねをたわめ、前記液圧室に臨む前記ポペット弁体の端面が、前記コイルばねの横断部に当たるとき、前記コイルばねの巻き線間に隙間が残るようになっている。
2. 前記コイルばね自体が、前記ポペット弁体が前記弁座から離座する方向への最大移動量を制限する、請求項１のマスタシリンダ。
3. 前記ポペット弁体の端面が、前記コイルばねの横断部に当たるとき、そのポペット弁体の端面と前記連絡孔との間に、前記横断部を構成するコイルばねの線径相当だけの距離の隔たりがある、請求項２のマスタシリンダ。
4. 前記連絡孔は中心部の一つだけであり、前記液圧室側からその連絡孔を通して前記ポペット弁体側を見るとき、前記横断部がそのポペット弁体の端面を完全に横断している、請求項１のマスタシリンダ。
5. 前記ピストンの凹所の開口近く、ならびに、その凹所にはまり合う前記リテーナの外周の一方には、周方向の複数の部分に溝があり、他方には、それらの溝にはまり合う爪部があり、それら爪部と溝とのはまり合いによって、前記リテーナを前記ピストンの凹所に組み付ける、請求項１のマスタシリンダ。
6. 前記溝と爪部とが適正にはまり合うとき、前記凹所の開口端に位置する前記ピストンの端面と前記リテーナの端面とは、面一になる、請求項５のマスタシリンダ。

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