JP4703867B2

JP4703867B2 - マスタシリンダ

Info

Publication number: JP4703867B2
Application number: JP2001051128A
Authority: JP
Inventors: 貴人荻原; 健次佐野; 長典輿水
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2001-02-26
Filing date: 2001-02-26
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2021-02-26
Also published as: JP2002249040A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のブレーキ装置等にブレーキ液を供給するマスタシリンダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のマスタシリンダとして、実願昭５５−１５２６０２号（実開昭５７−７３２４８号）のマイクロフィルムに記載されているように、ディスクブレーキやドラムブレーキ等のブレーキ装置に対してブレーキ液を供給する際、作動初期に大容量のブレーキ液を供給する、いわゆるファーストフィルを行うことで、ストローク初期の無効液量分を補い、その結果、ペダルストロークを短縮可能なものがある。
【０００３】
この種のマスタシリンダは、大径シリンダ部および小径シリンダ部を有する段付シリンダと、該段付シリンダの大径シリンダ部内に摺動可能に挿入される大径ピストン部および小径シリンダ部内に摺動可能に挿入される小径ピストン部を有する段付ピストンと、段付シリンダ内を大径ピストン部側の大径与圧室と小径ピストン部側の小径液圧室とに区画するとともに大径与圧室側から小径液圧室側へのブレーキ液の流れのみを許容する逆止開閉部と、段付ピストンの小径液圧室側への摺動により閉じられて大径与圧室とリザーバとの連通を遮断する大径与圧室側遮断部と、段付ピストンの小径液圧室側への摺動により閉じられて大径与圧室と小径液圧室との連通を遮断する小径液圧室側遮断部とを備えている。
【０００４】
そして、ブレーキペダルの入力により段付ピストンが小径液圧室側へ摺動すると、段付ピストンの小径液圧室側への摺動による大径与圧室の体積減少により逆止開閉部を開いて大径与圧室側から小径液圧室側へ液補給を行うことで、上記ファーストフィルを行うようになっている。
【０００５】
ところで、上記したファーストフィルの性能を高めるためには、小径液圧室側遮断部および大径与圧室側遮断部が閉状態となるまでの段付ピストンの無効ストロークを可能な限り短くする必要がある。単に無効ストロークを短く設定すると、小径液圧室側遮断部および大径与圧室側遮断部の流路断面積を狭めてしまうことになる。このように、流路断面積を狭めてしまうと、トラクションコントロール装置と組み合わせて使用される場合、トラクションコントロール装置がブレーキ装置を作動させるためにマスタシリンダを介してリザーバから強制的にブレーキ液を吸引する際に、十分な流量すなわちハイフローでブレーキ液を流すことができないという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このため、本出願人は、小径液圧室側遮断部および大径与圧室側遮断部に、先に出願を行った特願平１０−２９４５０２号の構造を適用することを考えた。この構造は、ピストンの外周部に開口するポートをピストンの摺動によりカップシールで閉塞する構造であって、ピストンの外周部のポートの開口部より後側に、前側が小径となる制御テーパ面を形成することで、ピストンの摺動時にカップシール全体が完全にポートを越えなくても、カップシールの後端部が制御テーパ面に乗り上げることで面圧を高めてポートを閉塞させるようになっており、ハイフローに対応した上で、ピストンの無効ストロークを短くすることができるようになっている。
【０００７】
しかしながら、上記構造を小径液圧室側遮断部および大径与圧室側遮断部に適用すると、両方に制御テーパ面を形成しなければならず、また、両方のポートの位置精度を厳しく管理する必要があるため、コストが増大してしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ファーストフィルの性能およびハイフローの性能を確保した上で、コストを低減することが可能なマスタシリンダを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明のマスタシリンダは、大径シリンダ部および小径シリンダ部を有する段付シリンダと、該段付シリンダの前記大径シリンダ部内に摺動可能に挿入される大径ピストン部および前記小径シリンダ部内に摺動可能に挿入される小径ピストン部を有する段付ピストンと、前記段付シリンダ内を前記大径ピストン部側の大径与圧室と前記小径ピストン部側の小径液圧室とに区画するとともに前記大径与圧室側から前記小径液圧室側へのブレーキ液の流れのみを許容する逆止開閉部と、前記段付ピストンの前記小径液圧室側への摺動により閉じられて前記大径与圧室とリザーバとの連通を遮断する大径与圧室側遮断部と、前記段付ピストンの前記小径液圧室側への摺動により閉じられて前記大径与圧室と前記小径液圧室との連通を遮断する小径液圧室側遮断部と、前記大径与圧室の液圧を前記小径液圧室の液圧上昇に応じて徐々に低下させる制御弁とを備え、前記段付ピストンの前記小径液圧室側への摺動による前記大径与圧室の体積減少により前記逆止開閉部を開いて前記大径与圧室側から前記小径液圧室側へ液補給を行うマスタシリンダにおいて、前記小径液圧室側遮断部が閉状態となるまでの前記段付ピストンの無効ストロークが、前記大径与圧室側遮断部が閉状態となるまでの前記段付ピストンの無効ストロークに対し長くされており、前記制御弁は、バルブシリンダ内にバルブピストンと該バルブピストンを付勢するバルブスプリングとを有しており、前記バルブピストンは前記小径液圧室の液圧により生じる推進力と前記大径与圧室の液圧により生じる推進力とが前記バルブスプリングによる付勢力を越えると、前記大径与圧室の液圧を低下させ、前記制御弁は、前記バルブシリンダ内を画成すべく前記バルブシリンダと前記バルブピストンとの間に少なくとも２つのリングシールが設けられ、該リングシール間に形成される室と前記小径液圧室とが連通しており、前記バルブピストンの一側に前記バルブスプリングが配置され、前記バルブピストンの他側には、前記リザーバと前記大径与圧室とへ連通するリリーフ室が配設され、前記制御弁は、該リリーフ室と前記大径与圧室とを連通遮断する開閉弁機構を有していることを特徴としている。
【００１０】
このように、小径液圧室側遮断部が閉状態となるまでの段付ピストンの無効ストロークが、大径与圧室側遮断部が閉状態となるまでの段付ピストンの無効ストロークに対し長くされているため、例えば、大径与圧室側遮断部を、ハイフローに対応しかつ無効ストロークが短くファーストフィルに対応した遮断構造とし、小径液圧室側遮断部をハイフローに対応した無効ストロークの長い低コストなタイプの遮断構造にできる。そして、このようにしても、大径与圧室から小径液圧室への液補給の際には、無効ストロークが長い小径液圧室側遮断部が閉状態となっていなくても、無効ストロークが短い大径与圧室側遮断部が閉状態になっていれば、段付ピストンの小径液圧室側への摺動による大径与圧室の体積減少により生じるブレーキ液の流れは、小径液圧室側遮断部を介するものは大径与圧室側から小径液圧室側へであり、逆止開閉部を介しての大径与圧室側から小径液圧室側へ液補給と同じ流れになるため、上記ファーストフィル性能を低下させることがない。
また、請求項２の発明のマスタシリンダは、前記段付ピストンの前記大径ピストン部の前記小径ピストン部側の端部には、前記段付ピストンが初期位置にあるとき、前記大径与圧室と前記リザーバとを連通する溝部が前記段付ピストンの軸方向に沿って形成されていることを特徴としている。
請求項３の発明のマスタシリンダは、前記溝部の後端部には円環状の溝が形成されていることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態のマスタシリンダを図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態のマスタシリンダを示すもので、図１中、符号１１は図示せぬブースタを介して導入されるブレーキペダルの入力に応じてブレーキ液圧を発生させるマスタシリンダ本体を、符号１２は該マスタシリンダ本体１１の上部に取り付けられて該マスタシリンダ本体１１に対しブレーキ液を給排するリザーバをそれぞれ示している。
【００１３】
マスタシリンダ本体１１は、横方向に沿う略有底筒状の段付シリンダ１５と、該段付シリンダ１５の開口部側（図における右側）に摺動可能に嵌合されたプライマリピストン（段付ピストン）１６と、段付シリンダ１５のプライマリピストン１６より底部１５ａ側（図における左側）に摺動自在に嵌合されたセカンダリピストン１７とを有している。
【００１４】
段付シリンダ１５は、該段付シリンダ１５の底部１５ａが形成されるとともに横方向に沿って穴部２０が形成された有底円筒状の第１部材２１と、該第１部材２１の穴部２０内に底部１５ａ側から順次嵌合される略円筒状の第２部材２２、第３部材２３、第４部材２４および第５部材２５と、第５部材２５の底部１５ａに対し反対側に該第５部材２５を覆うように設けられる第６部材２６と、該第６部材２６の底部１５ａに対し反対側に設けられるとともに第１部材２１に螺合されて第２部材２２〜第６部材２６を第１部材２１に保持する第７部材２７とを有している。
【００１５】
第２部材２２の内側に、上記セカンダリピストン１７が摺動可能に嵌合されている。セカンダリピストン１７は一端側から穴部３０が形成された有底円筒状をなしており、該穴部３０を第１部材２１の底部１５ａに対向させるようにして第２部材２２に嵌合されている。
【００１６】
ここで、第１部材２１の底部１５ａ側とセカンダリピストン１７の底部１５ａ側すなわち穴部３０側とで囲まれた部分が、セカンダリ側小径液圧室３２となっている。
【００１７】
第２部材２２には、一端側が該第２部材２２の径方向における内周面に開口するとともに他端側が第１部材２１の流路３３を介してリザーバ１２に常時連通するポート３４が形成されており、セカンダリピストン１７には、上記ポート３４とセカンダリ側小径液圧室３２とを連通可能なリリーフポート３５が形成されている。
【００１８】
第２部材２２と第１部材２１との間には、セカンダリ側小径液圧室３２とポート３４との連通を遮断可能なカップシール３６が設けられている。このカップシール３６はセカンダリ側小径液圧室３２の液圧がリザーバ１２側の液圧以上の場合にこれらの連通を遮断するもので、セカンダリ側小径液圧室３２の液圧がリザーバ１２側の液圧より低い場合にはこれらを連通させ液補給を可能とする。
【００１９】
セカンダリピストン１７の穴部３０と第１部材２１の底部１５ａとの間には、図示せぬブレーキペダル側（図における右側）から入力がない初期状態（このときの各部の位置を初期位置と以下称す）でこれらの間隔を決めるセカンダリピストンスプリング３８が設けられている。この初期位置にあるとき、セカンダリピストン１７は、リリーフポート３５をポート３４に連通させており、その結果、セカンダリ側小径液圧室３２をリザーバ１２に連通させている。
【００２０】
この状態からセカンダリピストン１７が第１部材２１の底部１５ａ側に移動すると、セカンダリ側小径液圧室３２の液圧がリザーバ１２側の液圧以上の状態においては、該セカンダリピストン１７はそのリリーフポート３５がカップシール３６で閉塞されてポート３４との連通が遮断され、その結果、セカンダリ側小径液圧室３２とリザーバ１２との連通が遮断されることになり、これにより、さらにセカンダリピストン１７が底部１５ａ側に移動することでセカンダリ側小径液圧室３２からブレーキ装置にブレーキ液を供給する。
【００２１】
ここで、リリーフポート３５を含むセカンダリピストン１７とカップシール３６とが、セカンダリピストン１７のセカンダリ側小径液圧室３２側への摺動により閉じられるセカンダリ側遮断部２００となっている。
【００２２】
第４部材２４は、底部１５ａ側の小径シリンダ部４０と、底部１５ａに対し反対側の、小径シリンダ部４０より大径の大径シリンダ部４１とを有する段付形状をなしており、これら小径シリンダ部４０および大径シリンダ部４１の内側に、上記プライマリピストン１６が摺動可能に嵌合されている。
【００２３】
プライマリピストン１６は一端側に、セカンダリピストン１７に対向配置される穴部４３が形成されるとともに他端側にも図示せぬブースタのロッドが挿入される穴部４４が形成されており、第４部材２４の小径シリンダ部４０に摺動可能に挿入される小径ピストン部４６と、第４部材２４の大径シリンダ部４１に摺動可能に挿入される大径ピストン部４７とを有している。この大径ピストン部４７は、第５部材２５にも摺動可能に挿入されている。
【００２４】
セカンダリピストン１７の底部１５ａに対し反対側と、プライマリピストン１６の底部１５ａ側すなわち穴部４３側と第３部材２３とで囲まれた部分が、プライマリ側小径液圧室（小径液圧室）４９となっている。
【００２５】
ここで、第３部材２３には、第１部材２１との間に、穴部５０を介してプライマリ側小径液圧室４９に常時連通する小径液圧室連通流路５１が形成されている。
【００２６】
第２部材２２と第３部材２３とセカンダリピストン１７との間には、プライマリ側小径液圧室４９と流路３３及びポート３４との連通を遮断可能なカップシール５３が設けられている。
【００２７】
また、第３部材２３の小径液圧室連通流路５１より底部１５ａ側と第１部材２１との間には、小径液圧室連通流路５１と流路３３及びポート３４との連通を常時遮断するＯリング５４が設けられている。
【００２８】
プライマリピストン１６と第４部材２４の大径シリンダ部４１側とで囲まれた部分が、大径与圧室５６となっている。
【００２９】
第４部材２４には、一端側が小径シリンダ部４０の径方向の内周面に開口するとともに他端側が大径与圧室５６に常時連通するポート５７が形成されており、プライマリピストン１６の小径ピストン部４６には、上記ポート５７と穴部４３すなわちプライマリ側小径液圧室４９とを連通可能なリリーフポート５８が形成されている。なお、ポート５７は、第３部材２３と第４部材２４との間の与圧室連通流路５９にも常時連通している。
【００３０】
第３部材２３と第４部材２４とプライマリピストン１６の小径ピストン部４６との間には、プライマリ側小径液圧室４９と大径与圧室５６側との連通を遮断可能なカップシール（逆止開閉部）６１が設けられている。このカップシール６１は、プライマリ側小径液圧室４９の液圧が大径与圧室５６の液圧以上の場合にこれらの連通を遮断するもので、逆に大径与圧室５６の液圧がプライマリ側液圧室４９の液圧より高い場合には、第３部材２３とプライマリピストン１６の小径ピストン部４６との間であってカップシール６１の変形により生じた流路を介して、これらを連通可能とする。このカップシール６１は、言い換えれば、段付シリンダ１５内を大径ピストン部４７側の大径与圧室５６と小径ピストン部４６側のプライマリ側小径液圧室４９とに区画するとともに大径与圧室５６側からプライマリ小径液圧室４９側へのブレーキ液の流れのみを許容するものである。
【００３１】
第３部材２３の小径液圧室連通流路５１より底部１５ａに対し反対側と第１部材２１との間には、小径液圧室連通流路５１と大径与圧室５６側との連通を常時遮断するＯリング６２が設けられている。
【００３２】
セカンダリピストン１７とプライマリピストン１６との間には、図示せぬブレーキペダル側（図１における右側）から入力がない初期状態でこれらの間隔を決めるプライマリ初期位置決機構６４が設けられている。このプライマリ初期位置決機構６４は、セカンダリピストン１７に当接する当接部材６５と、プライマリピストン１６側に延出するように該当接部材６５に固定された軸部材６６と、該軸部材６６を所定の範囲で移動可能に保持するとともにプライマリピストン１６の穴部４３の底側に突き当てられる当接部材６７と、当接部材６５，６７同士を相反方向に付勢するプライマリピストンスプリング６８とを有している。
【００３３】
プライマリ初期位置決機構６４がプライマリピストンスプリング６８の付勢力で当接部材６５，６７同士を軸部材６６で規定される最も離れた位置に位置させるとき、プライマリピストン１６は、初期位置に配置され、このとき、リリーフポート５８をポート５７に連通させており、プライマリ側小径液圧室４９を大径与圧室５６に連通させている。
【００３４】
初期状態から底部１５ａ側に移動すると、プライマリ側小径液圧室４９の液圧が大径与圧室５６の液圧以上の場合に、プライマリピストン１６は、そのリリーフポート５８がカップシール６１で閉塞されてポート５７との連通が遮断され、プライマリ側小径液圧室４９と大径与圧室５６側との該リリーフポート５８を介しての連通を遮断することになり、この状態からさらに底部１５ａ側に移動すると、プライマリ側小径液圧室４９からブレーキ装置にブレーキ液を供給する。なお、リリーフポート５８を閉塞させた状態であっても大径与圧室５６の液圧がプライマリ側小径液圧室４９の液圧より大きいときは、カップシール６１を介して大径与圧室５６のブレーキ液がプライマリ側小径液圧室４９に流れるようになっている。
【００３５】
ここで、リリーフポート５８を含む小径ピストン部４６とカップシール６１とが、プライマリピストン１６のプライマリ側小径液圧室４９側への摺動により閉じられて大径与圧室５６とプライマリ側小径液圧室４９との連通を遮断する小径液圧室側遮断部２０１となっている。
【００３６】
第４部材２４は、第１部材２１との間に、第１部材２１の流路７０を介してリザーバ１２に常時連通する大気圧の液補給室７１を形成している。この第４部材２４の液補給室７１より底部１５ａ側と第１部材２１との間には、大径側与圧室５６と液補給室７１との連通を常時遮断するＯリング７２が設けられている。
【００３７】
第５部材２５には、一端側が径方向における内周面に開口するとともに他端側が液補給室７１に常時連通するポート７４が形成されており、プライマリピストン１６には、一端側が大径ピストン部４７の径方向における外周面に開口することでポート７４すなわち液補給室７１に連通可能であるとともに他端側が大径ピストン部４７と小径ピストン部４６との境界の段部７５すなわち大径与圧室５６に常時連通するリリーフポート７６が形成されている。
【００３８】
第４部材２４と第５部材２５とプライマリピストン１６の大径ピストン部４７との間には、大径与圧室５６と液補給室７１との連通を遮断可能なカップシール７８が設けられている。このカップシール７８は、大径与圧室５６の液圧が液補給室７１の液圧以上の場合にこれらの連通を遮断するもので、逆に液補給室７１の液圧が大径与圧室５６の液圧より高い場合にはこれらを連通させて液補給を行う。
【００３９】
ここで、初期位置にあるとき、プライマリピストン１６は、リリーフポート７６をポート７４に連通させており、大径与圧室５６を液補給室７１に連通させている。そして、プライマリピストン１６が、初期状態から底部１５ａ側すなわちプライマリ側小径液圧室４９側に摺動すると、大径与圧室５６側の液圧が液補給室７１の液圧以上の場合、そのリリーフポート７６がカップシール７８で閉塞されてポート７４との連通が遮断され、大径与圧室５６と液補給室７１との該リリーフポート７６を介しての連通を遮断することになり、さらにプライマリ側小径液圧室４９側に摺動すると、プライマリピストン１６は大径ピストン部４７が大径与圧室５６の体積を減少させることで、大径与圧室５６の液圧を高め、該大径与圧室５６とプライマリ側小径液圧室４９との間に設けられたカップシール６１を開いて、大径与圧室５６側からプライマリ側小径液圧室４９へ液補給を行うことになる。
【００４０】
ここで、リリーフポート７６を含む大径ピストン部４７とカップシール７８とが、プライマリピストン１６のプライマリ側小径液圧室４９側への摺動により閉じられて大径与圧室５６と液補給室７１すなわちリザーバ１２との連通を遮断する大径与圧室側遮断部２０２となっている。
【００４１】
第５部材２５と第６部材２６とプライマリピストン１６の大径ピストン部４７との間には、カップシール７９が設けられ、第１部材２１と第６部材２６との間にはＯリング８０が設けられている。
【００４２】
なお、リリーフポート３５，５８，７６は、液流通抵抗を抑えるためすべて直径がφ２（ｍｍ）と大きくされかつそれぞれ数箇所設けられている。
【００４３】
そして、本実施形態においては、小径液圧室側遮断部２０１が閉状態となるまでのプライマリピストン１６の無効ストロークが、大径与圧室側遮断部２０２が閉状態となるまでのプライマリピストン１６の無効ストロークに対し長くされており、具体的には、大径与圧室側遮断部２０２を、ハイフローに対応しかつ無効ストロークが短くファーストフィルに対応した遮断構造とし、小径液圧室側遮断部２０１をハイフローに対応した無効ストロークの長い低コストなタイプの遮断構造にしている。
【００４４】
小径液圧室側遮断部２０１は、図２に示す構造をなしており、大径与圧室側遮断部２０２は、図３に示す構造をなしている。
【００４５】
ここで、小径液圧室側遮断部２０１および大径与圧室側遮断部２０２に用いられるカップシール６１，７８は、大きさは異なるものの、ともに、略有孔円板状の底部２０５と、該底部２０５の内周側から一側に突出する環状のインナリップ部２０６と、底部２０５の外周側からインナリップ部２０６と同側に突出する環状のアウタリップ部２０７とを有しており、外力を受けない自由状態でインナリップ部２０６が突出先端側の径が小さくなるように若干傾斜しており、自由状態でアウタリップ部２０７が突出先端側の径が大きくなるように若干傾斜している。
【００４６】
大径与圧室側遮断部２０２について説明する。
セカンダリピストン１７の大径ピストン部４７は、底側１５ａ側（図３における左側）すなわち先側の外周部がストレート形状の小径外径部２１０とされる一方、底側１５ａに対し反対側の外周部が小径外径部２０１よりも大径のストレート形状の大径外径部２１１とされ、さらにこれら小径外径部２１０と大径外径部２１１との間は、これらを連続させるように傾斜するテーパ外径部２１２とされている。なお、小径外径部２１０よりもさらに底部１５ａ側の先端部は、第４部材２４の大径シリンダ部４１に摺動案内されるため小径外径部２１０よりも大径の先端外径部２１３とされている。
【００４７】
そして、上記リリーフポート７６が、その開口部７６ａを小径外径部２１０のテーパ外径部２１２側の一部からテーパ外径部２１２の小径外径部２１０側の一部に開口させている。そして、カップシール７８は、初期位置において、小径外径部２１０の外径側に位置しており、開口部７６ａに若干重なり合っている。
【００４８】
このような大径与圧室側遮断部２０２は、プライマリピストン１６が初期位置から摺動するとカップシール７８の後端部が開口部７６ａより大径外径部２１１側のテーパ外径部２１２に載り上げることでカップシール７８が拡径されて、プライマリピストン１６に対する締代すなわち緊迫力を部分的に大きくし、プライマリピストン１６との間に部分的にピークを有するように面圧を発生させることになる。その結果、カップシール７８が、リリーフポート７６を介しての大径与圧室５６と液補給室７１すなわちリザーバ１２との連通を遮断する。
【００４９】
さらに、プライマリピストン１６が前進し、カップシール７８の後端部がテーパ外径部２１２と大径外径部２１１との境界の角部に載り上げると、カップシール７８はプライマリピストン１６に対し角部で線接触することになり、面圧のピークをこの線接触部分に位置させることになる。これにより、カップシール７８が、リリーフポート７６を介しての大径与圧室５６と液補給室７１すなわちリザーバ１２との連通を遮断し続けることになる。
【００５０】
そして、さらなるプライマリピストン１６の前進中、この角部にカップシール７８が接触している間は、この角部の位置で面圧のピークを保ち、リリーフポート７８を介しての大径与圧室５６と液補給室７１すなわちリザーバ１２との連通を遮断し続け、最終的に、カップシール７８が全体として大径外径部２１１に載り上げると、カップシール７８の底部１５ａ側すなわち前部に面圧のピークが移動し、この部分でリリーフポート７６を介しての大径与圧室５６と液補給室７１すなわちリザーバ１２との連通を遮断し続ける。
【００５１】
これにより、大径与圧室側遮断部２０２が閉状態となるまでのプライマリピストン１６の無効ストロークは、カップシール７８の後端部が開口部７６ａより後側のテーパ外径部２１２に載り上げるまでであり、図３にＸ１で示すように短くなる。しかも、初期位置においてリリーフポート７６の開口部７６ａは大きく開口しているため、ハイフロー性能も確保される。すなわち、トラクションコントロール装置と組み合わせ、該トラクションコントロール装置がプライマリ側小径液圧室４９、大径与圧室５６および液補給室７１を介してリザーバ１２から強制的にブレーキ液を吸入する際に、ブレーキ液をトラクションコントロール装置に大きな流量で流すことができるようになっている。
【００５２】
次に、小径液圧室側遮断部２０１について説明する。
セカンダリピストン１７の小径ピストン部４６は、ストレート形状をなしており、リリーフポート５８が、その開口部５８ａをストレート形状の外周面に開口させている。そして、カップシール６１は、初期位置において、開口部５８ａよりも全体として底部１５ａ側（図２における左側）に設けられている。
【００５３】
このような小径液圧室側遮断部２０１は、カップシール６１が同一外径の外周面上を移動することから、カップシール６１の底部１５ａ側すなわち前部に面圧のピークが位置するため、カップシール６１がリリーフポート５８の開口部５８ａを越えた時点で、面圧ピーク部分すなわち前部でリリーフポート５８を介しての大径与圧室５６とプライマリ側小径液圧室４９との連通を遮断する。
【００５４】
これにより、小径液圧室側遮断部２０１が閉状態となるまでのプライマリピストン１６の無効ストロークは、カップシール５８の前部が開口部５８ａより後側に位置するまでであり、図２にＸ２で示すように長くなる（Ｘ２＞Ｘ１）。ただし、初期位置においてリリーフポート５８の開口部５８ａはカップシール６１に重なり合うことなく大きく開口しているため、ハイフロー性能は確保される。
【００５５】
なお、セカンダリ側遮断部２００も、大径与圧室側遮断部２０２と同様の構成となっており、ハイフロー性能が確保されている。
【００５６】
第１部材２１には、小径液圧室連通流路５１を介してプライマリ側小径液圧室４９に常時連通する小径液圧室連通ポート８２と、与圧室連通流路５９を介して大径与圧室５６に常時連通する与圧室連通ポート８３と、液補給室７１に常時連通する液補給室連通ポート８４とが形成されており、これらポート８２，８３，８４には、それぞれ外部配管からなる連結流路８５ａ〜８５ｃを介して該マスタシリンダ本体１１とは別体の制御弁８６が連結されている。
【００５７】
制御弁８６は、有底円筒状のバルブシリンダ８７と、該バルブシリンダ８７内に摺動可能に嵌合されるバルブピストン８８と、該バルブピストン８８をバルブシリンダ８７の底部８７ａ方向に押圧するバルブスプリング８９と、バルブシリンダ８７の開口側を閉塞させるとともにバルブピストン８８との間にバルブスプリング８９を保持する蓋部材９０と、バルブシリンダ８７に蓋部材９０を固定するＣリング９１とを有している。
【００５８】
バルブピストン８８は、先端側に第１軸部９３が形成され、該第１軸部９３に隣り合ってこれより大径の第２軸部９４が形成され、また、該第２軸部９４に隣り合ってこれより小径の第３軸部９５が形成され、さらに、該第３軸部９５に隣り合って第２軸部９４より大径の第４軸部９６が形成され、最後に、該第４軸部９６に隣り合ってこれより小径でバルブスプリング８９内に挿入される第５軸部９７が形成されている。そして、第１軸部９３の先端にはシール部材９９が設けられている。また、第２軸部９４と第４軸部９６とには、バルブシリンダ８７の内面との隙間を常時シールするＯリング１００，１０１が設けられている。
【００５９】
バルブシリンダ８７の底部８７ａには、バルブピストン８８のシール部材９９で開閉されるポート１０２が形成されており、該ポート１０２が連結流路８５ｂを介して与圧室連通ポート８３に連通されている。また、バルブシリンダ８７の側部８７ｂの底部８７ａ側には、バルブシリンダ８７、バルブピストン８８の第１軸部９３、第２軸部９４およびシール部材１００で囲まれた液室１０４に常時連通するポート１０５が形成されており、該ポート１０５が連結流路８５ｃを介して液補給室連通ポート８４に連通されている。さらに、バルブシリンダ８７の側部８７ｂには、バルブシリンダ８７、バルブピストン８８の第２軸部９４、第３軸部９５、第４軸部９６、シール部材１００およびシール部材１０１で囲まれた液室１０６に常時連通するポート１０７が形成されており、該ポート１０７が連結流路８５ａを介して小径液圧室連通ポート８２に連通されている。
【００６０】
そして、制御弁８６は、バルブピストン８８を、ポート１０２に導入される大径与圧室５６の液圧と液室１０６に導入されるプライマリ側小径液圧室４９の液圧とバルブスプリング８９の付勢力でバランスさせる。このときのバランスは次式で表される。
【００６１】
すなわち、図４に示すように、Ｏリング１０１によるシール断面積をＡ１、Ｏリング１００によるシール断面積をＡ２（ただし、Ａ２＜Ａ１）、シール部材９９によるシール断面積をＡ３とし、プライマリ側小径液圧室４９の液圧をＰａ、大径与圧室５６の液圧をＰｂ、バルブスプリング８９のセット荷重をＦとすると、
Ｐａ×（Ａ１−Ａ２）＋Ｐｂ×Ａ３＝Ｆ
となる。
【００６２】
そして、図４に示すように、大径与圧室５６の液圧が上昇を開始すると（ｐ１点）、プライマリ側小径液圧室４９もカップシール６１が開かれることで該大径与圧室５６の液圧と同圧で上昇する（ｐ１点〜ｐ２点）。そして、Ｐａ×（Ａ１−Ａ２）＋Ｐｂ×Ａ３＞Ｆとなると（ｐ２点。この点の液圧を与圧室解除液圧と称す）、制御弁８６のバルブピストン８８がバルブスプリング８９の付勢力に抗して微小に移動してポート１０２を微小に開き、大径与圧室５６の液圧解除を開始させる。このとき、Ｐａ×（Ａ１−Ａ２）＋Ｐｂ×Ａ３＝Ｆの式を満足させるようにプライマリ側小径液圧室４９の液圧Ｐａの上昇に応じて徐々に大径与圧室５６の液圧Ｐｂが下がるように、言い換えれば、プライマリ側小径液圧室４９の液圧上昇に相関して大径与圧室５６の液圧Ｐｂが低下するように、大径与圧室５６の液圧Ｐｂを液補給室７１を介してリザーバ１２側に逃がすことになる（ｐ２点〜ｐ３点）。
【００６３】
ここで、高昇圧時すなわちブレーキペダルを比較的速い速度で踏圧する操作時においては、ブレーキブースタからの入力はリニアに上昇することになり、プライマリ側小径液圧室４９の液圧Ｐａは一定割合で上昇することになるため、制御弁８６は、大径与圧室５６の液圧Ｐｂを設定した勾配に沿って徐々に低下するようにリザーバ１２側に逃がすことになる。この勾配は任意に設定可能であり、車両に合わせたチューニングが可能である。
【００６４】
そして、大径与圧室５６の液圧が解除され大気圧になると（ｐ３点以降）、バランス式は、
Ｐａ×（Ａ１−Ａ２）＞Ｆ
となり、制御弁８６は開状態が維持されるため、プライマリ側小径液圧室４９のみでブレーキ液圧を制御することになる。
【００６５】
次に、上記マスタシリンダの作動について説明する。
ブレーキペダルに連結されたブースタのロッドによりプライマリピストン１６が底部１５ａ方向に押されると、プライマリピストンスプリング６８を介してセカンダリピストン１７も同時に移動する。そして、プライマリピストン１６側については、無効ストロークの短い大径与圧室側遮断部２０２がそのカップシール７８でリリーフポート７６を閉じた時点で大径与圧室５６が液圧を上昇させ、カップシール６１を介してプライマリ側小径液圧室４９に液補給を行う。このとき、無効ストロークの長い小径液圧室側遮断部２０１が閉じきっていなくても、大径与圧室５６側からプライマリ側小径液圧室４９側に液が小径液圧室側遮断部２０１を介して補給されるだけであり、カップシール６１による液補給と同様であるため問題はない。セカンダリピストン１７についても、セカンダリ側遮断部２００のリリーフポート３５がカップシール３６により閉じられた時点でセカンダリ側小径液圧室３２が液圧を上昇させる。
【００６６】
そして、液圧が上昇すると、プライマリ側小径液圧室４９については、プライマリピストン１６のストローク量×（大径与圧室５６の外径−プライマリ側小径液圧室４９の外径）分の液量が、主に第３部材２３とプライマリピストン１６との間のカップシール６１の変形により生じた流路を介して、大径与圧室５６からプライマリ側小径液圧室４９に送り込まれ、ストローク初期の無効液量分（主にキャリパロールバック分）を補う。その後、プライマリ側小径液圧室４９の小径化に伴う液量不足を補うため、大径与圧室５６からプライマリ側小径液圧室４９にブレーキ液が送り込まれつつ、大径与圧室５６とプライマリ側小径液圧室４９とが同圧で与圧室解除液圧まで上昇する（ｐ１点〜ｐ２点）。
【００６７】
そして、与圧室解除液圧まで上昇すると、制御弁８６が大径与圧室５６の液圧を解除する。このとき、制御弁８６は、上記したようにプライマリ側小径液圧室４９の液圧Ｐａの上昇に応じて徐々に大径与圧室５６の液圧Ｐｂが下がるように、大径与圧室５６の液圧Ｐｂを液補給室７１を介してリザーバ１２側に逃がすことになる（ｐ２点〜ｐ３点）。
【００６８】
そして、大径与圧室５６の液圧が解除され大気圧になると、制御弁８６は開状態が維持され、プライマリ側小径液圧室４９のみでブレーキ液圧を制御することになる。
【００６９】
以上に述べた実施形態によれば、小径液圧室側遮断部２０１が閉状態となるまでのプライマリピストン１６の無効ストロークが、大径与圧室側遮断部２０２が閉状態となるまでのプライマリピストン１６の無効ストロークに対し長くされているため、上記のように大径与圧室側遮断部２０２を、ハイフローに対応しかつ無効ストロークが短くファーストフィルに対応した遮断構造とし、小径液圧室側遮断部２０１をハイフローに対応した無効ストロークの長い低コストなタイプの遮断構造にできる。そして、このようにしても、大径与圧室５６からプライマリ側小径液圧室４９への液補給の際には、無効ストロークが長い小径液圧室側遮断部２０１が閉状態となっていなくても、無効ストロークが短い大径与圧室側遮断部２０２が閉状態になっていれば、プライマリピストン１６のプライマリ側小径液圧室４９側への摺動による大径与圧室５６の体積減少により生じるブレーキ液の流れは、小径液圧室側遮断部２０１を介するものは大径与圧室５６側からプライマリ側小径液圧室４９側へであり、カップシール６１を介しての大径与圧室５６側からプライマリ側小径液圧室４９側へ液補給と同じ流れになるため、ファーストフィル性能を低下させることがない。
【００７０】
したがって、ファーストフィルの性能およびハイフローの性能を確保した上で、一方の小径液圧室側遮断部２０１に低コストなタイプの遮断構造を採用できるため、コストを低減することができる。
【００７１】
なお、以上に述べた実施形態を以下のように変更することもできる。
図６および図７に示すように、プライマリピストン１６に形成された穴状のリリーフポート７６をやめて、大径ピストン部４７のテーパ外径部２１２よりも底部１５ａ側（図６における左側）に、軸線方向に沿って底部１５ａ側に貫通するストレート形状の溝部２１５を円周方向に複数設け（例えば円周を３６等分する位置に設ける）、この溝部２１５を介してポート７４と大径与圧室５６とを連通可能とするのである。
【００７２】
そして、プライマリピストン１６が初期位置にあるとき、テーパ外径部２１２に当接しないカップシール７８が溝部２１５を介してポート７４と大径与圧室５６とを連通させ、プライマリピストン１６がプライマリ側小径液圧室４９側に摺動しカップシール７８がテーパ外径部２１２に載り上げると、カップシール７８が溝部２１５を介してのポート７４と大径与圧室５６との連通を遮断するのである。この場合、全ての溝部２１５とカップシール７８との間の隙間の流路断面積は、φ４（ｍｍ）相当以上とされる。ここで、溝部２１５は、図７に示すＶ字溝以外に、Ｕ字溝および四角溝のいずれでもよい。そして、溝部２１５の後端部には、公差が厳しくても対応可能な円環状のＶ字溝２１６が形成されている。
【００７３】
以上のように構成すれば、複雑なポートを形成する必要がなくなるとともに、溝部２１５は転造や鍛造により容易に成形可能であるため、加工時間の短縮およびそれに伴うコストの低減が可能になる。また、溝部２１５の深さを深くすることで容易に流路断面積を拡大でき、ハイフロー性能の向上にも効果がある。
【００７４】
上述した実施形態のマスタシリンダでは、段付シリンダ１５内を大径ピストン部４７側の大径与圧室５６と小径ピストン部４６側のプライマリ側小径液圧室４９とに区画し、かつ大径与圧室５６からプライマリ側小径液圧室４９へのブレーキ流の流れのみを許容するカップシール６１を設けた例について説明したが、これに限られることなく、カップシール６１に替わってシール性のある弁体移動型の逆止弁（逆止開閉部）を設けても良い。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のマスタシリンダによれば、小径液圧室側遮断部が閉状態となるまでの段付ピストンの無効ストロークが、大径与圧室側遮断部が閉状態となるまでの段付ピストンの無効ストロークに対し長くされているため、例えば、大径与圧室側遮断部を、ハイフローに対応しかつ無効ストロークが短くファーストフィルに対応した遮断構造とし、小径液圧室側遮断部をハイフローに対応した無効ストロークの長い低コストなタイプの遮断構造にできる。そして、このようにしても、大径与圧室から小径液圧室への液補給の際には、無効ストロークが長い小径液圧室側遮断部が閉状態となっていなくても、無効ストロークが短い大径与圧室側遮断部が閉状態になっていれば、段付ピストンの小径液圧室側への摺動による大径与圧室の体積減少により生じるブレーキ液の流れは、小径液圧室側遮断部を介するものは大径与圧室側から小径液圧室側へであり、逆止開閉部を介しての大径与圧室側から小径液圧室側へ液補給と同じ流れになるため、上記ファーストフィル性能を低下させることがない。
【００７６】
したがって、ファーストフィルの性能およびハイフローの性能を確保した上で、一方に低コストなタイプの遮断構造を採用可能であるため、コストを低減することが可能となる。
また、ペダルによる昇圧速度の影響を受けないため、どのような昇圧動作時にも安定してファーストフィルを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のマスタシリンダの構成を示す側断面図である。
【図２】本発明の一実施形態のマスタシリンダの図１におけるＡ部詳細図である。
【図３】本発明の一実施形態のマスタシリンダの図１におけるＢ部詳細図である。
【図４】本発明の一実施形態のマスタシリンダの制御弁のバルブピストンのシール部分の断面積を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態のマスタシリンダのプライマリ側小径液圧室の液圧と大径与圧室の液圧との関係を示す特性線図である。
【図６】本発明の一実施形態のマスタシリンダの変形例のプライマリピストンの部分断面図である。
【図７】本発明の一実施形態のマスタシリンダの変形例の図６のＣ矢視図である。
【符号の説明】
１１マスタシリンダ本体
１２リザーバ
１５段付シリンダ
１６プライマリピストン（段付ピストン）
４０小径シリンダ部
４１大径シリンダ部
４６小径ピストン部
４７大径ピストン部
４９プライマリ側小径液圧室（小径液圧室）
５６大径与圧室
６１カップシール（逆止開閉部）
２０１小径液圧室側遮断部
２０２大径与圧室側遮断部

Claims

大径シリンダ部および小径シリンダ部を有する段付シリンダと、
該段付シリンダの前記大径シリンダ部内に摺動可能に挿入される大径ピストン部および前記小径シリンダ部内に摺動可能に挿入される小径ピストン部を有する段付ピストンと、
前記段付シリンダ内を前記大径ピストン部側の大径与圧室と前記小径ピストン部側の小径液圧室とに区画するとともに前記大径与圧室側から前記小径液圧室側へのブレーキ液の流れのみを許容する逆止開閉部と、
前記段付ピストンの前記小径液圧室側への摺動により閉じられて前記大径与圧室とリザーバとの連通を遮断する大径与圧室側遮断部と、
前記段付ピストンの前記小径液圧室側への摺動により閉じられて前記大径与圧室と前記小径液圧室との連通を遮断する小径液圧室側遮断部と、
前記大径与圧室の液圧を前記小径液圧室の液圧上昇に応じて徐々に低下させる制御弁とを備え、
前記段付ピストンの前記小径液圧室側への摺動による前記大径与圧室の体積減少により前記逆止開閉部を開いて前記大径与圧室側から前記小径液圧室側へ液補給を行うマスタシリンダにおいて、
前記小径液圧室側遮断部が閉状態となるまでの前記段付ピストンの無効ストロークが、前記大径与圧室側遮断部が閉状態となるまでの前記段付ピストンの無効ストロークに対し長くされており、
前記制御弁は、バルブシリンダ内にバルブピストンと該バルブピストンを付勢するバルブスプリングとを有しており、前記バルブピストンは前記小径液圧室の液圧により生じる推進力と前記大径与圧室の液圧により生じる推進力とが前記バルブスプリングによる付勢力を越えると、前記大径与圧室の液圧を低下させ、
前記制御弁は、前記バルブシリンダ内を画成すべく前記バルブシリンダと前記バルブピストンとの間に少なくとも２つのリングシールが設けられ、該リングシール間に形成される室と前記小径液圧室とが連通しており、
前記バルブピストンの一側に前記バルブスプリングが配置され、前記バルブピストンの他側には、前記リザーバと前記大径与圧室とへ連通するリリーフ室が配設され、前記制御弁は、該リリーフ室と前記大径与圧室とを連通遮断する開閉弁機構を有していることを特徴とするマスタシリンダ。
前記段付ピストンの前記大径ピストン部の前記小径ピストン部側の端部には、前記段付ピストンが初期位置にあるとき、前記大径与圧室と前記リザーバとを連通する溝部が前記段付ピストンの軸方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１に記載のマスタシリンダ。
前記溝部の後端部には円環状の溝が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のマスタシリンダ。