JP3448765B2 - センタバルブ型のマスタシリンダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【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、またはクラッチに用いるセンタバルブ型のマ
スタシリンダに関し、特に、弾性材料製の環状シール部
材の喰われを防止するための技術に関する。

【０００２】

【発明の背景】一般に、センタバルブ型のマスタシリン
ダは、ピストンの外周部にバルブを有するコンベンショ
ナル型のものに比べて、ゴムを主体としたシール部材の
損傷が少ないという利点をもつ。しかし、センタバルブ
型であっても、弁体が弁座からわずかに離れた状態で液
圧室側から作動液リザーバ側に向かう液流が生じるとき
などに、シール部材の先端がピストンの中心部の孔内に
吸い込まれる、いわゆる喰われが生じやすい。

【０００３】そうしたセンタバルブにおける喰われを防
止する技術として、弾性材料製の環状シール部材の内周
側を、シール部材の弾性材料よりも剛性の大きい材料か
らなる筒状のリテーナで支持する技術が知られている
（たとえば、特開平９−１５０７２８号、特開平１０−
９５３２８号、あるいは特開平１１−５９３９３号）。
これらの技術において、環状シール部材の液圧室側の先
端部は、有効なバルブの開閉機能を得るために、内周の
リテーナの先端部に比べて液圧室により近いところに位
置している。また、環状シール部材に対し、内外周およ
び軸線方向の前後から拘束することにより、その姿勢を
一定状態に保持するようにしている。なお、特開平１１
−５９３９３号の図２が示すように、環状シール部材に
対する前方からの拘束、つまり液圧室側からの拘束につ
いては、シール部材の無用な変形を避けるためなどか
ら、拘束をなくす形態になっている。また、特開平１０
−９５３２８号の図３が示すように、環状シール部材の
後端部の外周に膨出部を設けることにより、シール部材
とピストンの凹所の側周壁との間をシールするようにし
ている。

【０００４】

【発明の解決すべき課題】ところで、このようなセンタ
バルブ型のマスタシリンダは、運転者のペダル操作に基
づく通常のブレーキにおける液圧発生源として利用され
るほか、運転者のペダル操作とは無関係な自動ブレー
キ、たとえば車両の姿勢を検出して、その検出結果に基
づき外部のポンプなどの加圧手段を作動させてシリンダ
内部の液圧室に圧液を供給する自動ブレーキシステムに
も利用される。そのため、センタバルブにおける環状シ
ール部材は、広範囲な液圧下にさらされる。したがっ
て、液圧室で発生する液圧によっては、環状シール部材
の液圧室に臨む先端部に対し、その先端部の外周とピス
トンの凹所の側周壁との間に液圧が伝播し、伝播した液
圧が環状シール部材の先端部を径方向内側に傾けるよう
に作用することが考えられる。そうした作用力を受けた
環状シール部材に対し、弁体のヘッド部が着座すると
き、弁座となる環状シール部材の一部分を挟み込み、傷
付けるおそれがある。

【０００５】この発明の第１の目的は、そのような環状
シール部材の先端部の外周への液圧伝播を考慮し、その
液圧伝播を最小限にし、環状シール部材の喰われを有効
に防止することにある。また、この発明の第２の目的
は、環状シール部材の先端部を径方向内外からしっかり
と支持し、その先端部を液圧室側から拘束することを不
要にすることにある。

【０００６】

【発明の解決手段】この発明では、ピストンの凹所の側
周壁と環状シール部材との間に、液圧室から凹所の底部
側への液圧伝播を阻止する液圧シールを設けるに際し、
その液圧シールを環状シール部材の液圧室側先端部近傍
に、特に、環状シール部材の先端部の肉の厚さに比べて
液圧室により近いところに設ける。それにより、環状シ
ール部材の先端部がリテーナの先端部よりも液圧室側に
突き出た形態であるにもかかわらず、液圧室側に突出し
た環状シール部材の先端部の部分が、液圧に起因する力
によって径方向内側に傾くことが有効に防止される。な
ぜなら、支持点までの長さがその物の厚さに比べて小さ
いとき、その物の先端部にその物を傾けようとする力が
加わったとしても、その物が支持点を中心に傾くことは
通常ないからである。

【０００７】液圧シールについては、環状シール部材の
形状、リテーナの形状あるいは材料を変えることによ
り、次のようないくつかの形態で得ることができる。勿
論、それらの形態の中の一つを単独で適用することもで
きるし、複数の形態を併せて適用することもできる。ゴ
ム材料からなる環状シール部材に比べて、より剛性の高
い金属材料からなるリテーナはより加工しやすいので、
リテーナを加工する形態の方が実施上は好ましい。 ａ．環状シール部材の外周に、自由状態においてピスト
ン側の凹所の側周壁内径よりも大きな外形の膨出部を設
ける形態 ｂ．環状シール部材の先端部にリップを設ける形態 ｃ．リテーナの液圧室に臨む先端部を、その外周に位置
する環状シール部材に対し、径方向外側に向かう付勢力
を生じるような構成にした形態：この形態は、たとえ
ば、リテーナの先端部の外径をそれに隣り合う部分より
も部分的に大きくしたり、あるいはリテーナをばね材料
製とし、リテーナの先端部に予負荷を与えたりすること
によって、実施することができる。なお、ｃの形態で
も、コストの点からすると、リテーナの形状を変える前
者の方が好ましい。

【０００８】この発明は、また、リテーナの外周に位置
する環状シール部材の先端部近傍を径方向内外から挟み
込むように支持する考え方としてとらえることもでき
る。この支持形態によれば、リテーナの先端部に比べて
より液圧室側に突き出た環状シール部材の先端部をしっ
かりと保持することができる。そのために、環状シール
部材の先端部の端面を液圧室側から拘束することは不要
になる。したがって、センタバルブの組み付けが容易に
なり、しかもまた、拘束に伴う不具合、たとえば、拘束
の程度によって、環状シール部材側の弁座の位置が変化
するといった問題を未然に回避することができる。

【０００９】この発明のセンタバルブ型のマスタシリン
ダは、シングルあるいはタンデムの各タイプ、さらに
は、各種のブレーキシステム、たとえば前後型あるいは
Ｘ型の配管、また、アンチロック、アンチスリップなど
のブレーキ制御装置を含むもの、あるいは含まないもの
などに広範囲に適用することができる。

【００１０】

【第１の実施例】図１は、この発明の第１の実施例であ
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。また、図２は、センタバルブの部分を拡
大して示す拡大断面図、図３は、環状シール部材の部品
図である。なお、図１がブレーキ非操作状態であり、セ
ンタバルブが開の状態を示しているのに対し、図２はブ
レーキ操作状態であり、センタバルブが閉の状態を示し
ている。

【００１１】まず、図１を参照しながら、タンデム型の
ブレーキマスタシリンダ１０の全体的な構造を見よう。
マスタシリンダ１０は、軸線方向に沿って、第１のセン
タバルブを含むプライマリ部分１０Ｐと、第１のセンタ
バルブと同じ構成の第２のセンタバルブを含むセカンダ
リ部分１０Ｓとを備える。プライマリ部分１０Ｐは、前
輪ブレーキ装置に対するものであり、セカンダリ部分１
０Ｓは、アンチロックブレーキ機能付きの後輪ブレーキ
装置に対するものである。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のためのリターンスプリン
グ１６２、セカンダリピストン２０２、プライマリピス
トンのためのリターンスプリング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。

【００１２】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
リップシール部材３１ａ，３１ｂ；３２ａ，３２ｂがあ
る。これらの各リップシール部材は、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、セカンダリピストン２０２とプライ
マリピストン２０１との間に第１の液圧室４１を区画し
ている。プライマリ側およびセカンダリ側の各センタバ
ルブ５０は、シリンダ孔１２の内部の第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（図示しない）との間を連通、遮断するも
のである。

【００１３】次に、図１に加えて図２をも参照しなが
ら、センタバルブ５０の部分を見よう。各液圧室４１，
４２に臨む各ピストン２０１，２０２の端部に、それぞ
れ凹所３００がある。凹所３００は、各液圧室４１，４
２に開口し、その開口した部分からシリンダ本体１４の
軸線に沿って各ピストン２０１，２０２の内部に延びて
いる。凹所３００は、開口に近い側がその奥の部分より
も少し大径である。凹所３００の底部は、各ピストン２
０１，２０２の中心孔３０２およびそれに続くピストン
ガイド孔３０４、さらに各ピストン２０１，２０２外周
の側周孔３０６等を通して、シリンダ本体１４の上部の
図示しない作動液リザーバの内部へと通じている。な
お、ピストンガイド孔３０４は、開弁手段としてのスト
ッパ部材３０８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。

【００１４】こうした凹所３００の中に、プライマリ側
およびセカンダリ側の各センタバルブ５０の各構成部品
が位置する。中心にあるポペット型の弁体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が各ピストン２０１，
２０２の中心孔３０２にはまり、軸線に沿う方向に移動
可能である。弁体５２のヘッド部５２ｈに弁ばね５３が
当たり、弁体５２をストッパ部材３０８に向けて押して
いる。弁ばね５３の一方のばね受けは、弁体５２のヘッ
ド部５２ｈ自体であり、弁ばね５３の他方のばね受け
は、凹所３００の開口部にはまり合ったストッパリング
７０である。ストッパリング７０自体は、Ｃ型リング７
２によって抜け止めされつつ、Ｃ型リング７２よりも凹
所３００の開口により近いところに位置する。ストッパ
リング７０は、凹所３００の内部へ組み付ける際には、
凹所３００の中途の段部３００ｓによって挿入位置を規
制され、また、組み付けた後には、Ｃ型リング７２によ
って位置規制されることになる。

【００１５】弁ばね５３に押される弁体５２は、ブレー
キ操作のない通常時には、ロッド部５２ｒの後方端がス
トッパ部材３０８によって動きを制限され、ヘッド部５
２ｈ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１
４の前端１４ｆの側に移動するとき、弁体５２は、スト
ッパ部材３０８からの制限を解除されて弁座に着座する
ことになり、それによって閉弁状態になる。ポペット型
の弁体５２が着離座するとき、弁体５２はわずかながら
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８４をそれぞれ
含む。

【００１６】弁体５２のヘッド部５２ｈが着離座する弁
座を構成するための部品は、凹所３００の中途の段部３
００ｓよりも奥の部分、つまり、凹所３００の中の小径
な部分に位置する。弁座の構成部品は、ガイド部材８０
に隣り合う筒状のリテーナ９０と、リテーナ９０の外周
に位置する環状シール部材１００である。

【００１７】筒状のリテーナ９０は、金属製であり、ガ
イド部材８０に接する後方端に外向きの大径フランジ９
２、ガイド部材８０から最も離れた前方の先端部には、
隣り合う部分よりも部分的に肉が厚くなり、外径が少し
大きくなった厚肉部分９４、さらに、それら厚肉部分９
４と大径フランジ９２の間に外向きの小径フランジ９６
をそれぞれ含む。大径フランジ９２は凹所３００の内周
にほぼはまり合う大きさである。リテーナ９２は、その
大径フランジ９２の外周が凹所３００の内周にはまり合
い、しかも、その後方の端面がガイド部材８０に支えら
れつつ、凹所３００の中で自らの姿勢を保持することが
できる。リテーナ９０は、環状シール部材１００を一体
に支持し、それを凹所３００の中の所定位置に保持する
ための部品である。大径フランジ９２と小径フランジ９
６とは、両者が相俟ってそれらの間に環状シール部材１
００の後方部分１１０を装着する装着溝９２６を区画す
る。また、リテーナ９２の先端部の厚肉部分９４は、環
状シール部材１００の前方部分１２０を凹所３００の側
周壁に押し付けるようにしてその前方部分１２０を支持
する。なお、リテーナ９２の先端部の端面は、内周側に
比べて外周側が液圧室４１，４２側に突き出ており、そ
れにより、リテーナ９０の内周縁９０ｉが第２の弁座を
構成する。このリテーナ９０側の第２の弁座９０ｉは、
ポペット型の弁体５２が環状シール部材１００の先端部
の第１の弁座１００ｉに着座した直後に着座する弁座で
ある。第２の弁座９０ｉは、ポペット型の弁体５２の着
座姿勢を安定させることにより、第１の弁座１００ｉの
部分の遮断機能を確実にさせることができる。

【００１８】第１の弁座１００ｉを含む環状シール部材
１００は、弾性変形するゴム製であり、凹所３００に組
み付けるときには、予めリテーナ９０に装着され、リテ
ーナ９０と一体に凹所３００の中に挿入される。環状シ
ール部材１００は、全長が６ｍｍほどであり、内周の真
中部分に一周にわたる溝１０２があり、その溝１０２を
境に前方部分１２０と後方部分１１０とに前後にほぼ二
分されている。第１の弁座１００ｉのある前方部分１２
０および外周に０．２〜０．３ｍｍほどの膨出部１１２
を設けた後方部分１１０の各厚さはともに２ｍｍ弱でほ
ぼ同じであるが、各部分１２０，１１０の内径は、リテ
ーナ９０の対応する部分の径に合わせて互いに大きさが
少し異なる。しかし、前方および後方の各部分１２０，
１１０の内径は、それぞれ軸線方向に一様である。環状
シール部材１００は、膨出部１１２を設けた後方部分１
１０をリテーナ９０の装着溝９２６の中に入れ、したが
って、自らの溝１０２の中にリテーナ９０の小径フラン
ジ９６を入れた状態でリテーナ９０の外周にセットされ
る。環状シール部材１００の後方部分１１０は、凹所３
００の側周壁とリテーナ９０の装着溝９２６部分の外周
との隙間の大きさに比べて、膨出部１１２がある分だけ
厚くなっている。そこで、リテーナ９０にセットした環
状シール部材１００を凹所３００の中に組み入れたと
き、図２から分かるように、環状シール部材１００の後
方部分１１０は、膨出部１１２を弾性変形させて装着溝
９２６の部分にしっかりと保持される。また、環状シー
ル部材１００の前方部分１２０も、溝１０２に近い部分
はリテーナ９０から押し付けられはしないが、厚肉部分
９４にはまる部分が、リテーナ９０側から径方向外側に
向かう付勢力を受け、後方部分１１０と同様にしっかり
と保持される。

【００１９】さて、環状シール部材１００の前方部分１
２０の端部、つまり、各液圧室４１，４２に臨む先端部
に注目されたい。先端部は、リテーナ９０の端の厚肉部
分９４よりも各液圧室４１，４２側に１ｍｍほど突き出
ており、リテーナ９０からは自由になっている。その突
き出た部分の長さは、環状シール部材１００の前方部分
１２０の厚さに比べて小さい。こうした先端部には、そ
の径方向内方に断面形状が円弧状の部分１１４があり、
その部分１１４の一部が第１の弁座１００ｉとなる。他
方、先端部の径方向外方には、液圧室４１，４２側に延
びるリップ１１６がある。リップ１１６の長さは１ｍｍ
弱であり、凹所３００の中へ挿入する前（図２に破線で
示す状態および図３に示す状態）には、前方部分１２０
の膨出部１１２と同様、環状シール部材１００の他の部
分に比べて外径が大きい。しかし、凹所３００の中で
は、環状シール部材１００の他の部分と同様な径とな
り、凹所３００の側周壁を密封する。すなわち、リップ
１１６は、液圧室４１，４２から凹所３００の底部側へ
の液圧伝播を阻止する液圧シールを構成することにな
る。リップ１１６は、自らの弾性変形に伴う力に加え
て、液圧室４１，４２の液圧による押付け力を受けるの
で、確実にシール機能を発揮する。したがって、環状シ
ール部材１００の先端部は、液圧室４１，４２の液圧の
変化があっても一定の姿勢を示すことになり、センタバ
ルブ５０における喰われが有効に防止されるようにな
る。

【００２０】

【第２の実施例】図４は、この発明の第２の実施例を示
すものであり、前記した第１の実施例の図２に相当する
部分的な拡大断面図である。第１の実施例では、環状シ
ール部材１００の先端部の端面に設けたリップ１１６に
より液圧シールを構成しているが、この第２の実施例で
は、環状シール部材１００の前方部分１２０の外周に、
後方部分１１０における膨出部１１２と同様の膨出部１
２２を設け、その膨出部１２２により液圧シールを構成
するようにしている。前方部分１２０の膨出部１２２
は、後方部分１１０の膨出部１１２に比べて小さいが、
リテーナ９０の厚肉部分９４の丁度径方向外側に位置す
るため、膨出部１２２自体の弾性変形に伴う力と厚肉部
分９４が生じる押付け力とが相俟って、確実なシール機
能を生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の第１の実施例を示すマスタシリン
ダの全体的な断面構造図である。

【図２】 第１の実施例のマスタシリンダにおけるセン
タバルブの部分を拡大して示す拡大断面図である。

【図３】 第１の実施例で用いる環状シール部材の断面
図である。

【図４】 この発明の第２の実施例を示す図であり、セ
ンタバルブの部分を拡大して示す拡大断面図である。

【符号の説明】

１０ マスタシリンダ １４ シリンダ本体 ２０１，２０２ ピストン ３００ 凹所 ４１，４２ 液圧室 ５０ センタバルブ ５２ 弁体 ８０ ガイド部材 ９０ リテーナ １００ 環状シール部材 １１６ リップ １２２ 膨出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−95328（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−208446（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−59393（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60T 11/00 - 11/34

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ孔を有するシリンダ本体と、こ
   のシリンダ孔に摺動自在にはまり合いその内部に液圧室
   を区画するピストンと、このピストンが前記シリンダ孔
   内を摺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、遮断するセンタバルブとを備えるセンタ
   バルブ型のマスタシリンダであって、 このセンタバルブは、前記液圧室を前記作動液リザーバ
   側に連通させる貫通孔を含み、前記ピストンの前記液圧
   室側端部に区画した凹所内に配置されるリテーナと、弾
   性材料から形成され前記リテーナの外周と前記凹所の側
   周壁とにより支持される環状シール部材と、前記リテー
   ナの前記液圧室側先端部よりも前記液圧室側に位置する
   前記環状シール部材の端部に着離座するヘッド部、およ
   びこのヘッド部と一体であり、前記貫通孔内に隙間をも
   ってはまり合うロッド部を含む弁体とを有するマスタシ
   リンダにおいて、 前記凹所の側周壁と前記環状シール部材との間に、前記
   液圧室から前記凹所の底部側への液圧伝播を阻止する液
   圧シールがあり、その液圧シールは、前記環状シール部
   材の前記液圧室側先端部近傍に位置し、しかも、その液
   圧シ−ルの位置から前記環状シ−ル部材の液圧室側先端
   部の端までの距離が、前記環状シール部材の先端部の径
   方向の肉の厚さの大きさに比べて小さいことを特徴とす
   る、センタバルブ型のマスタシリンダ。
2. 【請求項２】 前記液圧シールは、前記環状シール部材
   の外周に、自由状態において前記凹所の側周壁内径より
   も大きな外径の膨出部を設けることにより構成される、
   請求項１のマスタシリンダ。
3. 【請求項３】 前記液圧シールは、前記環状シール部材
   の先端部に設けたリップにより構成される、請求項１の
   マスタシリンダ。
4. 【請求項４】 前記リテーナの前記液圧室に臨む先端部
   が、その外周に位置する前記環状シール部材に対し、径
   方向外側に向かう付勢力を生じるように構成されてい
   る、請求項１〜３のマスタシリンダ。
5. 【請求項５】 前記弁体のヘッド部は、前記環状シール
   部材の端部に着座するとき、前記リテーナの前記液圧室
   側先端部の内周縁にも着座する、請求項１のマスタシリ
   ンダ。
6. 【請求項６】 前記環状シール部材の前記液圧室側先端
   部の端面は、外周側に比べて内周側が前記液圧室側に突
   き出ているのに対し、前記リテーナの前記液圧室側先端
   部の端面は、内周側に比べて外周側が前記液圧室側に突
   き出ている、請求項１のマスタシリンダ。
7. 【請求項７】 前記凹所の底部側には、前記弁体のロッ
   ド部をガイドするガイド部材があり、そのガイド部材は
   環状であり、中心部分に前記ロッド部が入り込むガイド
   孔、そのガイド孔の径方向外側に、作動液の流路となる
   液通路をそれぞれ含む、請求項１のマスタシリンダ。