JPS6328821B2 - - 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、特に作動時ピストンスト
ロークを減ずる目的から圧力室に作動液を急速に
供給するようにした所謂フアーストフイル（fast
fill）型マスターシリンダの改良に関するもので
ある。

デイスクブレーキにおいては、そのブレーキデ
イスクと、これを挟圧するブレーキパツドとの間
隔を小さくする場合、ブレーキパツドがブレーキ
デイスクに引摺られ、パツドの異常摩耗や動力損
失、さらには異音の発生を生じ、最悪の場合、ベ
ーパーロツクによる制動不能を惹起する。そこ
で、上記間隔はある程度大きくする必要がある
が、この場合ブレーキ系のロスストロークが大き
くなり、ブレーキペダルの踏代増大で、操作フイ
ーリングの悪化を避けられない。

フアーストフイル型マスターシリンダは、例え
ばこのようなブレーキ系に用い、ピストンストロ
ークの減少分で上記大きなロスストロークを相殺
し、結果としてブレーキペダルの踏代を小さく保
つのに有用である。

この種マスターシリンダは例えば米国特許第
4133178号明細書に記載の通り周知である。この
米国特許明細書に開示されたものに代表される従
来のこの種マスターシリンダは段付ピストンを具
え、その大径部および小径部間にサプライ室を画
成すると共に、該サプライ室から遠い前記小径部
の端面を圧力室に臨ませ、リザーバタンクとサプ
ライ室との間に、サプライ室内の一定以上の圧力
に応動して開く差圧バルブを設けると共に、サプ
ライ室からリザーバタンクへの作動液流を阻止す
るチエツクバルブを設け、前記段付ピストンを、
その小径部がリザーバタンク及び圧力室間を連絡
しているリリーフポートを閉じるよう圧力室に向
け押込んで該圧力室内に出力液圧を発生させるた
めのピストン押込ストローク中、該段付ピストン
がサプライ室の容積減少により前記差圧バルブの
作用下でサプライ室内に設定圧を生ぜしめて段付
ピストン小径部上のピストンカツプを開弁させる
ことにより、サプライ室から圧力室に作動液を送
り込むように構成される。又、段付ピストンの戻
り工程にあつては、容積増大するサプライ室に上
記チエツクバルブを経てリザーバタンク内の作動
液を供給して、サプライ室内の作動液量補正を行
なう。この構成によれば、段付ピストンの押込ス
トローク中に行なわれる圧力室への作動液供給分
でピストンストローク、すなわちマスターシリン
ダ操作量を減ずることができる。

そして、従来のフアーストフイル型マスターシ
リンダではブレーキ系の組付完了後これに作動液
をリザーバタンクより注入しつつ、段付ピストン
の繰返し押込みによりエヤ抜きしながら充填し得
るよう前記米国特許明細書に示されているよう
に、差圧バルブをマスターシリンダの非作動時開
いておき、ここからエヤ抜きができる所謂常開型
式に構成していた。しかしこのように差圧バルブ
を開いておくと、差圧バルブが閉じる迄の段付ピ
ストンの押込みストローク初期においてサプライ
室の作動液が常開の差圧バルブからリザーバタン
クに逃げ、サプライ室から圧力室への作動液の送
り込みを行なえず、この間フアーストフイル機能
がえられないことから操作フイーリングに悪影響
がおよぶ。したがつて、差圧バルブはサプライ室
の内圧に応動して開く以外は、閉じておくのが好
ましい。

そこで従来、実開昭56−40062号公報における
如く差圧バルブをサプライ室の内圧に応動して開
く以外は、マスターシリンダの非作動中も閉じて
おく所謂常閉型に構成したマスターシリンダが提
案された。そしてこのマスターシリンダでは、常
閉型としたことで生ずるエヤ抜きの問題を解決す
るために、段付ピストンの戻りストローク中サプ
ライ室に生ずる負圧でチエツクバルブを開き、こ
れを経てリザーバタンクからサプライ室に作動液
を供給し得るようにし、段付ピストンの押込みス
トロークによる作動液の順送で混入エヤをブレー
キ系端末のエヤ抜きバルブより排除し得るように
なす。

しかして従来の常閉型マスターシリンダでは、
段付ピストンの押込時その小径部で塞がれるリリ
ーフポートがマスターシリンダの非作動状態でリ
ザーバタンク及び圧力室間を直接連通させるた
め、マスターシリンダの非作動状態で圧力室を大
気圧にする。一方、サプライ室は段付ピストンの
戻りストローク中、チエツクバルブを経てリザー
バタンクより作動液を供給されると雖もチエツク
バルブの開弁圧分だけ大気圧より低い負圧にさ
れ、マスターシリンダの非作動中この負圧を保
つ。従つて、次の段付ピストンの押込みストロー
ク開始当初、サプライ室が当該負圧から圧力室内
における大気圧以上の正圧になる迄のピストンス
トーク中は、サプライ室からピストンカツプを経
て圧力室に至る作動液流が発生せず、フアースト
フイル機能を得られない。その分、ペダルストロ
ークが長くなつて操作フイーリングの悪化を招く
し、ピストン押込みストロークに対する作動液の
充填効率、従つてエヤ抜き効率が悪くて、エヤ抜
きに長時間を要する。

本発明は常閉型マスターシリンダにおけるこの
問題を解決するために、リリーフポートをサプラ
イ室に通じてリリーフポートがチエツクバルブを
介しリザーバタンク及び圧力室間を連絡するよう
構成したものである。

かかる本願の構成によれは、マスターシリンダ
の非作動状態でリリーフポートが圧力室とサプラ
イ室とを同圧にすることとなり、段付ピストンの
押込み開始と同時に両空間に差圧を発生させ、サ
プライ室からピストンカツプを経て圧力室へ至る
作動液流を発生させることができる。このため、
フアーストフイル機能の開始が段付ピストンの押
込み開始と同時であり、ペダルストロークが長く
なつて操作フイーリングを悪化させるようなこと
がないと共に、ピストン押込みストロークに対す
る作動液の充填効率、従つてエヤ抜き効率が悪く
なつてエヤ抜き時間が長くなるようなこともな
い。

以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。

第１図は本発明マスターシリンダをタンデムマ
スターシリンダとして構成した一例を示し、図中
１はシリンダ本体、２はリザーバタンク、３はシ
リンダ本体１内に嵌め込んだプライマリピスト
ン、４は同じくシリンダ本体１内に嵌め込んだセ
カンダリピストンである。

プライマリピストン３を段付とし、その大径部
３ａをリツプシール５による液密封止下でシリン
ダ本体１の開口端に近い大径孔１ａ内に嵌め合わ
せ、小径部３ｂをシリンダ本体１の閉塞端に近い
小径孔１ｂ内に嵌合して大径部３ａおよび小径部
３ｂ間にサプライ室１０を画成すると共に、小径
部３ｂに連通孔６を形成する。段付プライマリピ
ストン３の図中右端面には、ブレーキペダルと連
動してその踏込み時図中左方に移動するプツシユ
ロツド８の先端が侵入する窪み３ｃを形成する。

プツシユロツド８から遠いプライマリピストン
３の端部にピストンカツプ９を設け、その外周リ
ツプ部を小径孔１ｂの内周面に摺接させて連通孔
６を塞ぐが、このピストンカツプはサプライ室１
０から連通孔６を経て流出する作動液流を許容
し、逆向きの作動液流に対してこれを阻止する向
きに配置する。プツシユロツド８から遠いプライ
マリピストン３の端面にビス１１を植設し、その
軸部により一対のばね座１２，１３をガイドする
と共に、これらばね座間にばね１４を縮設して、
ばね座１２，１３を最も相互に離間した図示の位
置に保つ。また、ばね座１３に係合するようスト
ツパーピン７をシリンダ本体１に螺入し、これに
よりばね座１３、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。

セカンダリピストン４は両端ランド部４ａ，４
ｂを小径孔１ｂに嵌め込み、ランド部４ａと小径
孔１ｂの内周面との間にリツプシール１５を設け
て両者間のシールを行なうと共に、ランド部４ｂ
には連通孔２１を形成し、この連通孔２１を塞ぐ
ピストンカツプ２２をセカンダリピストン４に設
ける。かくて、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が画成され、セ
カンダリピストン４とシリンダ本体１の閉塞端と
の間に圧力室１７が画成される。これら圧力室１
６，１７に通ずる液圧出口ポート１８，１９をシ
リンダ本体１に形成し、これらポートを経て出力
液圧の取出しを可能とする。なお、ピストンカツ
プ２２はその外周リツプ部を小径部１ｂの内周面
に摺接させて連通孔２１を塞ぐが、このピストン
カツプは連通孔２１から圧力室１７に向う作動液
流を許容し、逆向きの作動液流を阻止する向きに
配置する。

セカンダリピストン４とシリンダ本体１の閉塞
端との間にリターンスプリング２０を縮設し、こ
れによりセカンダリピストン４をばね座１３に当
接した図示の原位置に、またプライマリピストン
３をばね座１３がストツパーピン７と係合した図
示の原位置に抑止する。

シリンダ本体１には、ランド部４ｂおよびピス
トンカツプ２２を挟んでその両側に配置したセカ
ンダリピストン４用のサプライポート２３および
リリーフポート２４を形成し、これらポートに通
ずる作動液入口部２５を設けると共に、小径部３
ｂおよびピストンカツプ９を挟んでその両側に配
置したプライマリピストン３用のサプライポート
２６およびリリーフポート２７を形成し、これら
ポートに通ずる作動液入口部２８を設ける。作動
液入口部２５，２８内にグロメツト２９，３０を
介してリザーバタンク２の対応する液圧出口部２
ａ，２ｂを夫々嵌め込み、これによりリザーバタ
ンク２からシリンダ本体１への作動液の供給を可
能とする。

本発明においては、段付ピストン３の非押込位
置で圧力室１６に開口するリリーフポート２７を
入口部２８、サプライポート２６を経てサプライ
室１０に通じさせる。

リザーバタンク２の作動液出口部２ｂに一体に
弁外匣３１を形成し、この弁外匣３１はポート２
６，２７に向け開口する有底筒形にすると共に、
その開口端に弁座３２を設け、底部に作動液通過
用のスリツト３１ａを形成する。弁外匣３１内に
ダツクビル型のバルブ３３を配設し、このバルブ
と弁外匣３１の底部との間にばね３４を縮設し
て、バルブ３３を弁座３２に着座させた位置に抑
止する。

ダツクビル型のバルブ３３は周知のものである
が、本例では特にその中心を一方向にのみほとん
ど抵抗なく（開弁圧０〜0.05Kg／cm²）液体が流通
するよう構成し、逆方向の液流に対しては通常通
りこれを阻止するチエツクバルブの用をなし、か
かるダツクビル型バルブ３３を図中矢印ａで示す
如くリザーバタンク２からサプライポート２６に
向け作動液が通流し得る向きに配置する。かく
て、ダツクビル型バルブ３３はは上述の如くばね
３４で弁座３２に着座させるから、矢ａで示す液
流のみを許容する常閉のチエツクバルブを構成す
る。また、バルブ３３の外径を弁外匣３１の内径
より若干小さくして、両者間に環状通路３５を設
定し、これによりチエツクバルブとしてのダツク
ビル型バルブ３３が弁座３２およびばね３４と共
に常閉の差圧バルブ３６を構成し得るようにす
る。

上記実施例の作用を次に説明する。

第１図に示す非作動状態で、プツシユロツド８
を図中左行させ、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を閉
じ、このポートを圧力室１６から隔絶して、圧力
室１６を密閉させる。又、プライマリピストン３
の上記左行はサプライ室１０内の容積減少を惹起
し、その分サプライ室１０内の作動液を差圧バル
ブ３６の上述した閉止下で、ピストンカツプ９の
外周リツプ部を小径孔１ｂの内周面から離れる方
向へ弾性変形させながら圧力室１６内に送り込
む。

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
レーキ系に供給され、この系統のブレーキユニツ
トのロスストロークを吸収させる。このロススト
ローク吸収後圧力室１６内に送り込まれる作動液
はセカンダリピストン４を同じく第１図中左行せ
しめ、この時ピストンカツプ２２がリリーフポー
ト２４を閉じることから、圧力室１７からポート
１９を経てこれに接続したブレーキ系に作動液が
送り出され、この系統のブレーキユニツトのロス
ストロークを吸収させる。

ところで、このロスストローク吸収作動は、上
述の如くサプライ室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、その分プラ
イマリピストン３の押込み量、すなわちペダル操
作量が少なくなり、操作フイーリングが向上す
る。なお、この作用に先立ち、マスターシリンダ
の非作動状態においてリリーフポート２７が圧力
室１６とサプライ室１０とを連通し同圧にしてい
るため、段付ピストン３の押込みストローク当初
より両室１０，１６間に差圧が生じてサプライ室
１０から圧力室１６への作動液の送り込みを行な
え、フアーストフイル機能が段付ピストンの押込
みと同時に得られ、ペダルストロークが長くなる
のを防止できる。当該作用中サプライ室１０内が
高圧になると、この圧力はダツクビル型バルブ３
３をばね３４に抗し押動して弁座３２から離し、
これらで構成される常閉の差圧バルブ３６を開く
ため、一部がサプライポート２６、弁座３２の弁
孔、環状通路３３およびスリツト３１ａを経てリ
ザーバタンク２に逃がされ、サプライ室１０内は
ばね３４のばね力で決まる設定圧に保たれる。

両系統のブレーキユニツトのロスストロークの
吸収が完了すると、圧力室１６，１７内に同時に
同じ値の液圧が発生し、これらがポート１８，１
９より夫々対応するブレーキ系に出力され、ブレ
ーキ装置の作動により制動が開始される。

ペダル踏力を解除すると、両ピストン３，４は
リターンスプリング２０により上述した押込み位
置から第１図に示す原位置に向け戻される。この
際圧力室１７への作動液の補給は、リザーバタン
ク２から入口部２５およびサプライポート２３を
経て連通孔２１に達した作動液がピストンカツプ
２２の外周リツプ部を小径孔１ｂの周面から離す
よう変形させて圧力室１７内に流入することで行
なわれる。また、サプライ室１０への作動液の補
給は、この時図示の如く自閉している差圧バルブ
３６の弁体を構成するダツクビル型バルブ３３が
矢ａで示す方向の作動液流を許容するため、リザ
ーバタンク２内の作動液がスツリト３１ａ、ダツ
クビル型バルブ３３およびサプライポート２６を
経てサプライ室１０内に流入することで可能であ
る。さらに、このようにサプライ室１０内に補給
された作動液はピストンカツプ９の外周リツプ部
を小径孔１ｂの内周面から離す方向へ変形させて
圧力室１６にも達し、この圧力室への作動液補給
も可能である。このように作動液を各室１０，１
６，１７に補給されることで、マスターシリンダ
は図示の非作動状態に復帰し、各圧力室１６，１
７とリザーバタンク２およびサプライ室１０とが
リリーフポート２４，２７を介して通じること
で、各圧力室の液圧を夫々非作動時の状態に復帰
させ、次の作動に備えることができる。

ところで本例においては、チエツクバルブ開弁
圧がほとんど零に近いダツクビル型バルブ３３で
構成したから、プライマリピストン３の戻りスト
ローク中サプライ室１０内に生ずる負圧でダツク
ビル型バルブ３３は開かれてリザーバタンクの作
動液をサプライ室に供給することができる。これ
がため、プライマリピストン３の繰返し押込みに
より作動液を順送し、エヤ抜きニツプルからエヤ
抜きしながら作動液を充填することができ、作動
液の充填に際し、自動車等の組立工場にしかない
特殊な真空式又は圧送式充填装置を用いなくて
も、この作業が可能である。又、リリーフポート
２７の配置に起因して前記の通りフアーストフイ
ル機能の開始遅れがないことから、当該エヤ抜き
しながらの作動液充填を速やかに完了させること
ができる。

また、同様の理由から、前述したペダル踏力解
除時の作用中行なわれるべきサプライ室１０およ
び圧力室１６への作動液補給がスムーズに行なわ
れ、これがため所謂ダブルブレーキ時、すなわち
ブレーキペダルを一度踏込んでも十分なブレーキ
力が得られなかつたために、再度ブレーキペダル
を踏込んで制動する時の制動効果を確実かつ十分
なものとなし得る。

なお、上述した例ではチエツクバルブをダツク
ビル型バルブ３３で構成したが、チエツクバルブ
として逆止機能を確実に果たし、開弁圧がほとん
ど零に近いような弁であれば任意の構成のものを
使用可能である。第２図乃至第４図はチエツクバ
ルブの別の構成例を示し、本例でもチエツクバル
ブ４０を前述した例と同様第２図の如く差圧バル
ブ３６の弁体として用い、両バルブを一体化する
が、チエツクバルブ４０は第３図および第４図に
示す特殊な構成とする。

すなわち、チエツクバルブ４０は１個の板状弁
体４１と、弁座本体４２とで構成する。弁体４１
はマスターシリンダで使用する作動液より比重の
軽い樹脂等の材料で板状に造つてこの作動液中で
浮くようなものとなし、その両側に配置して弁座
本体４２に、一対の弁座４２ａ，４２ｂを形成す
る。弁座４２ａ，４２ｂ間の間隔を弁体４１の厚
さより大きくして、該弁体がいずれか一方の弁座
４２ａまたは４２ｂに着座し得るようにし、また
弁体４１の外周縁と弁座本体４２との間に環状通
路４３を設定する。更に、弁座４２ｂにはその弁
座面に開口するスリツト４２b′を形成する。

かかる本例の構成において、通常は弁体４１が
第３図のごとく浮いて弁座４２ａに着座し、又弁
座本体４２がばね３４のばね力を受けて第２図及
び第４図の如く弁座３２に着座ているため、チエ
ツクバルブ４０は前述した例と同様常閉のチエツ
クバルブとして機能し、サプライ室１０内の圧力
が高くなる時、サプライ室１０からリザーバタン
ク２に向かう作動液流を阻止し、所定の逆止機能
を発揮する。かくて、サプライ室１０内の圧力は
チエツクバルブ４０をばね３４に抗して第３図の
如く移動させることにより弁座３２から離し、こ
れらで構成される差圧バルブ３６を開くことがで
きる。また、リザーバタンク２からサプライ室１
０に作動液が補給される際は、第４図の如く弁体
４１が弁座４２ｂに着座しても、スリツト４２
b′が作動液の補給経路を断たず、サプライ室１０
への作動液の補給が可能である。しかもこの時弁
体４１は作動液中を浮遊する軽さであり、その移
動を何等の抵抗もなく行なえるため、チエツクバ
ルブ４０はその開弁圧が零となり、前述した例に
おけると同様の作用効果を奏し得る。

かくして本発明マスターシリンダは、リリーフ
ポート２７をサプライ室１０に通じてリリーフポ
ート２７がチエツクバルブ３３，４０を介しリザ
ーバタンク２及び圧力室１６間を連絡するよう構
成したから、マスターシリンダの非作動状態にお
いて圧力室１６及びサプライ室１０が同圧にされ
ることとなり、段付ピストン３の押込みと同時に
両室１０，１６間に差圧を発生させて作動液流を
サプライ室１０からピストンカツプ９を経て圧力
室１６に供給することができる。よつて、フアー
ストフイル機能の遅れがなく、ペダルストローク
が長くなるような操作フイーリングの悪化や、エ
ヤ抜きしながらの作動液充填効率の悪化でエヤ抜
き作業に時間がかかるといつた問題をなくすこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明マスターシリンダの一実施例を
示す縦断側面図、第２図は本発明の他の例を示す
要部断面図、第３図および第４図は夫々第２図に
示す本発明マスターシリンダの作用説明図であ
る。 １……シリンダ本体、２……リザーバタンク、
３……段付プライマリピストン、３ａ……大径
部、３ｂ……小径部、４……セカンダリピスト
ン、５，１５……リツプシール、６，２１……連
通孔、７……ストツパピン、８……プツシユロツ
ド、９，２２……ピストンカツプ、１０……サプ
ライ室、１１……ビス、１２，１３……ばね座、
１４……ばね、１６，１７……圧力室、１８，１
９……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、２
４，２７……リリーフポート、２９，３０……グ
ロメツト、３１……弁外匣、３１ａ……スリツ
ト、３２……弁座、３３……ダツクビル型チエツ
クバルブ、３４……ばね、３５……環状通路、３
６……差圧バルブ、４０……チエツクバルブ、４
１……板状浮遊弁体、４２……弁座本体、４２
ａ，４２ｂ……弁座、４２b′……スリツト、４３
……環状通路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 段付ピストンを具え、その大径部および小径
   部間にサプライ室を画成すると共に、該サプライ
   室から遠い前記小径部の端面を圧力室に臨ませ、
   リザーバタンクとサプライ室との間に、サプライ
   室内の一定以上の圧力に応動して開く常閉の差圧
   バルブを設けると共に、サプライ室からリザーバ
   タンクへの作動液流を阻止するチエツクバルブを
   設け、前記段付ピストンをその小径部がリザーバ
   タンクおよび圧力室間を連絡しているリリーフポ
   ートを閉じるよう圧力室に向け押込んで該圧力室
   内に出力液圧を発生させるためのピストンストロ
   ーク中、該段付ピストンがサプライ室の容積減少
   により前記差圧バルブの作用下でサプライ室内に
   設定圧を生ぜしめて段付ピストン小径部上のピス
   トンカツプを開弁させることにより、サプライ室
   から圧力室に作動液を送り込むようにし、段付ピ
   ストンの戻りストローク中サプライ室内に生じた
   負圧で前記チエツクバルブを開くことによりリザ
   ーバタンクからサプライ室へ作動液を供給可能と
   してピストンの繰返し押込みによるエア抜きしな
   がらの作動液充填を行なえるようにしたマスター
   シリングにおいて、 前記リリーフポートをサプライ室に通じてマス
   ターシリンダの非作動中リリーフポートがサプラ
   イ室及び圧力室間に連絡するよう構成したことを
   特徴とするマスターシリング。 ２ 前記チエツクバルブがダツクビル型バルブで
   ある特許請求の範囲第１項記載のマスターシリン
   ダ。 ３ 前記ダツクビル型バルブを前記差圧バルブの
   弁体として使用し、チエツクバルブと差圧バルブ
   とを一体化した特許請求の範囲第２項記載のマス
   ターシリンダ。 ４ 前記チエツクバルブが１個の浮遊弁体とその
   両側に配した一対の弁座とよりなり、該弁体がサ
   プライ室からリザーバタンクに向う作動液流に応
   動して一方の弁座に着座する時弁孔を塞ぎ、弁体
   がリザーバタンクからサプライ室に向う作動液流
   に応動して他方の弁座に着座する時弁孔を開いた
   ままにする構成を持つものである特許請求の範囲
   第１項記載のマスターシリンダ。 ５ 前記一対の弁座を構成する弁座本体を前記差
   圧バルブの弁体として用い、チエツクバルブと差
   圧バルブとを一体化した特許請求の範囲第４項記
   載のマスターシリンダ。