(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に液密的摺動自在に収容し、前方に圧力室を形成すると共に後方に駆動圧室を形成する第１のピストンと、該第１のピストンに対して相対的に移動可能で、前方を前記圧力室に連通すると共に後方を前記駆動圧室に連通する第２のピストンとを有するマスタシリンダと、少くともブレーキ操作部材の操作に応じてブレーキ液圧を発生し前記駆動圧室に供給する液圧発生手段を備え、前記第１のピストンを筒体に形成し、該筒体内に前記第２のピストンを液密的摺動自在に収容すると共に、前記第１のピストンの後端部で係合可能に配設し、前記第２のピストンの前端面が前記圧力室に露呈し、前記第２のピストンの後端面が前記駆動圧室に露呈するように配設することを特徴とする液圧ブレーキ装置。
【請求項２】
前記第２のピストンと前記ハウジングとの間に前記第２のピストンを後方に付勢する付勢手段を配設することを特徴とする請求項１記載の液圧ブレーキ装置。
【請求項３】
前記第１のピストンの中心軸と前記第２のピストンの中心軸が一致するように配設することを特徴とする請求項１又は２記載の液圧ブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液圧ブレーキ装置に関し、特に、自動車のブレーキペダルの操作に応じてブレーキ液圧を発生し、該ブレーキ液圧に応動するピストンによって、ホイールシリンダに対しブレーキ液圧を供給するマスタシリンダを備えた小型の液圧ブレーキ装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用の液圧ブレーキ装置に関しては種々の形態の装置が知られているが、ブレーキペダル操作に応じて発生するブレーキ液圧（パワー液圧）を、マスタシリンダの後方に供給し、マスタシリンダからホイールシリンダに対してブレーキ液圧を供給する装置に関し、例えば特開平３−４５４５６号公報に開示された流体圧倍力装置がある。同公報においては、出力の増加に応じて圧力室を昇圧させ、操縦者に操作感覚を与えるストロークアキュムレータに関し、改良した構造が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に記載の装置においては、マスタシリンダを構成する部分は一般的な構造であるので、パワー液圧が作用する部分に弾性シール部材を配設する程度の変更が加えられるだけである。然し乍ら、マスタシリンダは、マスタピストンとシリンダによって形成される圧力室の容積が増減されることによって、ホイールシリンダの減圧及び増圧が行なわれるものであるので、マスタピストンのストロークはホイールシリンダの容量によって決定される。このため、例えば消費液量が大きいホイールシリンダに接続されるマスタシリンダは、必要なブレーキ液の総吐出量を確保するためには、必然的に軸方向（長手方向）の全長が長くなり、装置全体として大型となるので、小型化の要請に応えることができなくなる。
【０００４】
そこで、本発明はマスタシリンダとして必要なブレーキ液の総吐出量を確保しつつ、全長を短く構成し得る液圧ブレーキ装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明の液圧ブレーキ装置は請求項１に記載のように、ハウジング内に液密的摺動自在に収容し、前方に圧力室を形成すると共に後方に駆動圧室を形成する第１のピストンと、該第１のピストンに対して相対的に移動可能で、前方を前記圧力室に連通すると共に後方を前記駆動圧室に連通する第２のピストンとを有するマスタシリンダと、少くともブレーキ操作部材の操作に応じてブレーキ液圧を発生し前記駆動圧室に供給する液圧発生手段を備え、前記第１のピストンを筒体に形成し、該筒体内に前記第２のピストンを液密的摺動自在に収容すると共に、前記第１のピストンの後端部で係合可能に配設し、前記第２のピストンの前端面が前記圧力室に露呈し、前記第２のピストンの後端面が前記駆動圧室に露呈するように配設することとしたものである。而して、例えば、一系統のホイールシリンダを前記圧力室に接続し、他系統のホイールシリンダを前記駆動圧室に接続するように構成することができるが、前記圧力室の前方に更に第３のピストンを配設して第２の圧力室を形成し、夫々の圧力室に二系統のホイールシリンダを接続することとしてもよい。
【０００７】
更に、請求項２に記載のように、前記第２のピストンと前記ハウジングとの間に前記第２のピストンを後方に付勢する付勢手段を配設するとよい。
【０００８】
前記請求項１又は２記載の液圧ブレーキ装置において、請求項３に記載のように、前記第１のピストンの中心軸と前記第２のピストンの中心軸が一致するように配設するとよい。
【０００９】
前記液圧発生手段は、リザーバのブレーキ液を所定の圧力に昇圧してパワー液圧を出力する補助液圧源と、該補助液圧源に接続すると共に前記リザーバに接続し、少くとも前記ブレーキ操作部材の操作に応じて前記補助液圧源の出力パワー液圧を所定の圧力に調圧して前記駆動圧室に供給する調圧手段とを備えたものとすることができる。尚、前記調圧手段としては、レギュレータ、液圧ブースタ、液圧サーボ、液圧助勢装置等と称呼される手段の何れでもよい。そして、前記調圧手段は、前記第１及び第２のピストンを収容するハウジングと一体としても、別体としてもよい。
【００１０】
更に、前記マスタシリンダは、前記ハウジング内に前記第１のピストン及び前記第２のピストンを並列配置し、夫々液密的摺動自在に収容すると共に、前記第２のピストンを、前記第１のピストンに対して相対的に移動可能に配設し、前記第１のピストン及び前記第２のピストンの前端面が前記圧力室に露呈し、前記第１のピストン及び第２のピストンの後端面が前記駆動圧室に露呈するように配設する構成とすることもできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の望ましい実施形態を図面を参照して説明する。図１及び図２は本発明の一実施形態の液圧ブレーキ装置を示すもので、図１は非作動状態を示し、図２は作動状態を示す。本実施形態の液圧ブレーキ装置は、ブレーキペダル３に加えられた踏力が入力ロッド３ａを介してブレーキ作動力として伝えられ、これに応じて液圧助勢装置２０によって助勢されてマスタシリンダ１０からブレーキ液圧が出力され、車両の各車輪に装着されたホイールシリンダ（図示せず）に供給されるように構成されている。本実施形態においては、ハウジング１の前方にマスタシリンダ１０が構成され、ハウジング１の後方に液圧助勢装置２０が構成されている。この液圧助勢装置２０は、液圧ブースタ、レギュレータ等、種々の名称が用いられるが、何れを用いてもよい。尚、図１及び図２は構成部品を模式的に示すもので、例えばハウジング１は、実際には、組付け等を考慮して多数の部品に分割する等の対応が必要となるが、設計的事項であるので説明の便宜上一部品としている。
【００１２】
図１において、ハウジング１内にシリンダボア１ａ，１ｂ，１ｃが形成されており、給液ポート１ｆ及び出力ポート１ｇがシリンダボア１ａに連通すると共に、入力ポート１ｄ、排出ポート１ｅ及び出力ポート１ｈがシリンダボア１ｂに連通するように形成されている。シリンダボア１ａ，１ｂ，１ｃの内径は、１ｂ，１ａ，１ｃの順に小さくなり、シリンダボア１ａ及び１ｂ内に第１のピストン１１が収容され、この第１のピストン１１内に第２のピストン１２が収容されている。そして、シリンダボア１ｂ及び１ｃ内には液圧助勢装置２０を構成するシリンダ２が収容されている。
【００１３】
先ずマスタシリンダ１０について説明すると、ハウジング１内に第１のピストン１１が液密的摺動自在に収容され、前方に圧力室Ｃ１が形成されると共に後方に駆動圧室Ｃ２が形成されている。そして、第１のピストン１１に対して相対的に移動可能で、且つ第１のピストン１１内に液密的摺動自在に第２のピストン１２が収容され、前方が圧力室Ｃ１に連通すると共に後方が駆動圧室Ｃ２に連通するように配設されている。尚、第１のピストン１１の内側と第２のピストン１２の後端面との間に拡張室Ｃ３が形成されるが、これについては後述する。
【００１４】
ハウジング１には、シリンダボア１ａ（圧力室Ｃ１）内をリザーバ４に連通する給液ポート１ｆが形成されており、その前方にカップ状のシール部材Ｓ１が前方に拡開するように配置されている。シール部材Ｓ１は図１の位置で給液ポート１ｆ側から圧力室Ｃ１側へのブレーキ液の流れを許容し、逆方向への流れを阻止し得るように構成されている。また、給液ポート１ｆの後方内側にもカップ状のシール部材Ｓ２が後方に拡開するように配置されている。第１のピストン１１は有底筒体形状で、その底部に連通孔１１ａ及び溝１１ｂが形成され、そのスカート部に連通孔１１ｃが形成されている。而して、第１のピストン１１が初期位置（非作動状態）にあるときに、連通孔１１ｃを介して圧力室Ｃ１が給液ポート１ｆ、ひいてはリザーバ４に連通するように配置されている。尚、圧力室Ｃ１は出力ポート１ｇを介して常時ホイールシリンダ（図示せず）に連通するよう構成されている。
【００１５】
本実施形態において、第１のピストン１１内に収容される第２のピストン１２は円柱状で、第１のピストン１１の中心軸と第２のピストン１２の中心軸が一致するように配設される。そして、第２のピストン１２の後端には突起１２ａが延出形成されており、第２のピストン１２が初期位置（非作動状態）にあるときには、突起１２ａが連通孔１１ａ内に位置し、突起１２ａ回りの後端面が第１のピストン１１の連通孔１１ａ回りの底壁に当接して後方への移動が阻止されるように構成されている。第２のピストン１２の外側面にはシール部材Ｓ６が配設されており、このシール部材Ｓ６を介して第１のピストン１１内に液密的摺動自在に支持されている。そして、本発明の付勢手段たるスプリング１３が、圧力室Ｃ１内のシリンダボア１ａの底部と第２のピストン１２との間に張設されており、第２のピストン１２が後方（第１のピストン１１の連通孔１１ａ方向）に付勢され、非作動時には第１のピストン１１の底壁に押接されている。
【００１６】
次に、第２のピストン１２の後方には調圧手段たる液圧助勢装置２０が構成されている。シリンダ２は、後方に小径の延出部２ａが形成され、シール部材Ｓ５を介してシリンダボア１ｃに液密的摺動自在に支持されている。シリンダ２は、初期位置（非作動状態）では図１に示すように肩部２ｓがシリンダボア１ｂの後端に当接するように配置され、後述するように、失陥時に前進可能に構成されている。シリンダ２の前端部と中間部にはランド部が形成されており、これらに夫々シール部材Ｓ３及びＳ４が配設されている。従って、シリンダボア１ｂ内のシール部材Ｓ３とＳ４の間に環状溝２ｆが形成され、この環状溝２ｆが常時入力ポート１ｄに連通するように形成されている。
【００１７】
一方、シリンダ２の内部には、シリンダボア２ｂ，２ｃ，２ｄが形成されており、シリンダボア２ｃの内径が最も小径に形成され、このシリンダボア２ｃに連通孔２ｇ及び連通孔２ｈが連通するように形成されている。連通孔２ｇの外周側は環状溝２ｆに連通し、連通孔２ｈの外周側は排出ポート１ｅ、ひいてはリザーバ４に連通するように形成されている。また、非作動状態では図１に示すように、シリンダボア２ｂは連通孔２ｅ及び第１のピストン１１の溝１１ｂを介して駆動圧室Ｃ２に連通すると共に、連通孔１１ａを介して第１のピストン１１と第２のピストン１２との間の拡張室Ｃ３に連通するように構成されている。
【００１８】
シリンダボア２ｄには、入力部材２１が摺動自在に収容され、その後方でブレーキペダル３の入力ロッド３ａに連結されている。そして、入力部材２１の前方のシリンダボア２ｂ，２ｃ内にはスプール２３が摺動自在に配設されている。本実施形態の入力部材２１は円柱状で、その前端面とスプール２３の後端面との間にスプリング２２が介装され、両者間が拡開するように構成されている。このスプリング２２は、後述するようにスプール２３による調圧作動を円滑に行なうものであるが、ブレーキペダル３に対しストローク感を与えるものということもでき、シュミレータとしての機能も有する。尚、スプリング２２に代えてゴム、空気ばね等の弾性部材を用いることとしてもよい。
【００１９】
スプール２３の外周面には環状溝２３ａが形成されると共に、前方で開口する軸方向の穴２３ｃが形成され、径方向の連通孔２３ｂを介して環状溝２３ａに連通している。また、スプール２３の前端部は拡径されて拡径部２３ｅが形成されており、この拡径部２３ｅがシリンダボア２ｂ内を移動可能に支持されるように配置されている。更に、シリンダボア２ｂ内の拡径部２３ｅの前方にスプリング２４が配設されており、このスプリング２４によってスプール２３が後方に付勢されている。従って、非作動時には図１に示すように、シリンダボア２ｂと２ｃの間の段差に拡径部２３ｅの後端が押接された状態にある。この状態では、スプール２３の環状溝２３ａが連通孔２ｈと対向しており、駆動圧室Ｃ２は連通孔２ｅ、シリンダボア２ｂ、穴２３ｃ、連通孔２３ｂ、環状溝２３ａを介して連通孔２ｈに連通している。スプール２３が前進すると、駆動圧室Ｃ２と連通孔２ｈとの連通が遮断され、環状溝２３ａが連通孔２ｇの開口部と対向し、駆動圧室Ｃ２が連通孔２ｇと連通し、ひいては環状溝２ｆ及び入力ポート１ｄを介して補助液圧源４０のアキュムレータ４４に連通する
【００２０】
補助液圧源４０は液圧助勢装置２０と共に本発明の液圧発生手段を構成するもので、電動モータ４１によって駆動される液圧ポンプ４２を備え、入力側がリザーバ４に連通接続され、出力側が逆止弁４３を介してアキュムレータ４４に連通接続されると共に入力ポート１ｄに連通接続されている。本実施形態では、補助液圧源４０が所定の出力液圧に維持されるように、アキュムレータ４４に圧力センサＰが接続されている。尚、本実施形態においてマスタシリンダ１０を構成するマスタピストンは第１及び第２のピストン１１，１２から成り、マスタシリンダとしてはシングルマスタシリンダであるが、更に前方にマスタピストンを追加してタンデムマスタシリンダを構成することとしてもよい。
【００２１】
次に、上記の構成になる液圧ブレーキ装置の作動を説明する。先ず、ブレーキペダル３が非操作状態にあるときには、マスタシリンダ１０及び液圧助勢装置２０は非作動の状態にあって各構成部品は図１に示す状態にあり、第１のピストン１１の後端面はシリンダ２の前端面に当接している。このとき、第２のピストン１２の後端面は第１のピストン１１の底壁に当接し、拡張室Ｃ３の容量は略０となっているが、第１のピストン１１の連通孔１１ａと第２のピストン１２の突起１２ａとの間の間隙を介して連通孔２ｅに連通している。圧力室Ｃ１は連通孔１１ｃ及び給液ポート１ｆを介してリザーバ４に連通しているので大気圧下にあり、駆動圧室Ｃ２も溝１１ｂ、連通孔２ｅ、シリンダボア２ｂ、穴２３ｃ、連通孔２３ｂ、環状溝２３ａ、連通孔２ｈ及び排出ポート１ｅを介してリザーバ４に連通しているので大気圧下にある。
【００２２】
一方、連通孔２ｇは、その一端が環状溝２ｆ及び入力ポート１ｄを介して補助液圧源４０のアキュムレータ４４に連通接続されているが、他端はスプール２３の外側面によって遮断されている。而して、補助液圧源４０が駆動されてもシリンダ２には環状溝２ｆ内の液圧による後方への押圧力が付与されるのみであるので、図１に示す停止位置に維持される。
【００２３】
ブレーキペダル３に踏力が付与されると、入力部材２１が前進駆動されてスプリング２２が圧縮されつつスプール２３が前進する。これにより、図２に示すように連通孔２ｈがスプール２３によって遮断され、駆動圧室Ｃ２と排出ポート１ｅとの連通が遮断されるのに対し、環状溝２３ａが連通孔２ｇの開口端と対向するので、入力ポート１ｄ、環状溝２ｆ、連通孔２ｇ、環状溝２３ａ、連通孔２３ｂ、穴２３ｃ、シリンダボア２ｂ及び連通孔２ｅを介して、駆動圧室Ｃ２及び拡張室Ｃ３に補助液圧源４０の出力パワー液圧が導入される。
【００２４】
補助液圧源４０の出力パワー液圧の導入によって駆動圧室Ｃ２及び拡張室Ｃ３内の圧力が上昇すると、スプール２３がスプリング２２の付勢力に抗して後方に押圧される。これにより、連通孔２ｇがスプール２３によって遮断され、環状溝２３ａが連通孔２ｈの開口端と対向するので、駆動圧室Ｃ２及び拡張室Ｃ３は連通孔２ｅ、シリンダボア２ｂ、穴２３ｃ、連通孔２３ｂ、環状溝２３ａ、連通孔２ｈ及び排出ポート１ｅを介してリザーバ４に連通し、減圧される。この結果、スプリング２２の付勢力が駆動圧室Ｃ２及び拡張室Ｃ３内の圧力に打ち勝つと、スプール２３が前進し、連通孔２ｈがスプール２３によって遮断されると共に、環状溝２３ａが連通孔２ｇの開口端と対向するので、駆動圧室Ｃ２及び拡張室Ｃ３に補助液圧源４０の出力パワー液圧が導入される。このようにして、駆動圧室Ｃ２及び拡張室Ｃ３内の圧力がブレーキペダル３の操作量に応じた圧力に調圧される。
【００２５】
一方、駆動圧室Ｃ２及び拡張室Ｃ３内の圧力が上昇することにより、第１及び第２のピストン１１，１２が一体となって前進し、第１のピストン１１の前端がシリンダボア１ａの底面に当接する。駆動圧室Ｃ２及び拡張室Ｃ３内の圧力が更に上昇すると、第２のピストン１２のみが前進し、拡張室Ｃ３は図２に示すように拡張される。これにより、第１のピストン１１の筒体内部に収容されたブレーキ液が、第２のピストン１２の前進作動に応じて出力ポート１ｇから吐出される。尚、図２において第１のピストン１１の外側面とシリンダ１ａの内面との間にはブレーキ液の流れを許容する空隙が存在している。
【００２６】
而して、第１のピストン１１の前方のシリンダボア１ａ内空間に収容されたブレーキ液のみでなく、第１のピストン１１の筒体内部の、第２のピストン１２の前方の空間に収容されたブレーキ液もホイールシリンダ（図示せず）に供給されるので、第１のピストン１１の筒体内部に収容されるブレーキ液の量に対応するシリンダ１ａの容積分だけ、従来装置のマスタシリンダ部分を短縮しても、必要なブレーキ液の総吐出量を確保することができ、従ってそれだけ小型となる。
【００２７】
尚、補助液圧源４０が万一失陥した場合には、環状溝２ｆにパワー液圧が供給されない。従って、ブレーキペダル３の操作に応じて入力ロッド３ａが前進駆動されると、入力部材２１がスプリング２２の付勢力に抗して前進し、シリンダ２と直接係合してシリンダ２に押圧力が伝達されると共に、スプール２３がスプリング２２によりスプリング２４の付勢力に抗して前進し、シリンダ２と係合してシリンダ２に押圧力が伝達される。その結果、第１のピストン１１が直接（流体的でなく、機械的に）押圧され、第１及び第２のピストン１１，１２が一体となって前進し、出力ポート１ｇからブレーキ液圧が出力される。
【００２８】
次に、図３は本発明の他の実施形態に係る液圧ブレーキ装置を示すもので、本発明の液圧発生手段として、前述の液圧助勢装置２０及び補助液圧源４０を含み、電磁弁（図示せず）及びこれを制御する電子制御ユニット（図示せず）等から成り、ブレーキペダル３の操作に応じた圧力に調圧されるブレーキ液圧を出力する液圧発生装置５０が構成されている。そして、ブレーキペダル３の操作量（ストローク）に応じた電気信号を出力する操作量検出装置３０が設けられ、その出力電気信号が液圧発生装置５０の電子制御ユニット（図示せず）に接続されている。尚、操作量検出装置３０にはブレーキペダル３の操作量に応じた反力を付与するシュミレータ機能を備えたものとするとよい。
【００２９】
而して、本実施形態においては、図３に示すように、ハウジング１ｘはマスタシリンダ部分のみとなるので、この部分を所望の場所に配置することができる。
更に、このマスタシリンダ部分を所望の形状に形成し、各車輪のホイールシリンダに直接装着するように構成することもできる。尚、図３では前述の実施形態と同一の部品には同一の符号を付しているが、入力ポート１ｄは駆動圧室Ｃ２に開口している。
【００３０】
更に、図示は省略するが、ハウジング内に第１のピストン及び第２のピストンを並列配置し、夫々液密的摺動自在に収容すると共に、第２のピストンを、第１のピストンに対して相対的に移動可能に配設し、第１のピストン及び第２のピストンの前端面が圧力室に露呈し、第１のピストン及び第２のピストンの後端面が駆動圧室に露呈するように配設する構成とすることもできる。これによれば、前述の第１のピストン内に第２のピストンを収容する形態とは異なる形態とすることができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、請求項１に記載のように構成した液圧ブレーキ装置によれば、マスタシリンダとして必要なブレーキ液の総吐出量を確保しつつ、全長を短くすることができるので、小型化が可能となり、前記第１及び第２のピストンを二重筒体形状に形成することができるので、容易に製造することができる。
【００３３】
また、請求項２に記載のように付勢手段を配設し、更には、請求項３に記載のように、第１のピストンの中心軸と第２のピストンの中心軸が一致するように配設することにより、円滑なピストン作動を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る液圧ブレーキ装置のブレーキ操作が行なわれていない状態を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る液圧ブレーキ装置のブレーキ操作が行なわれた状態を示す断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態における液圧ブレーキ装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  マスタシリンダ，  ２０  液圧助勢装置，  ３  ブレーキペダル，
４  リザーバ，  １１  第１のピストン，  １２  第２のピストン，
１３  スプリング，  ２１  入力部材，  ２２  スプリング，
２３  スプール，  ２４  スプリング，  Ｓ１〜Ｓ６  シール部材，
Ｃ１  圧力室，  Ｃ２  駆動圧室，  Ｃ３  拡張室
【図１】
0004604376.tif 000002
【図２】
0004604376.tif 000003
【図３】
0004604376.tif 000004