JPS598929Y2

JPS598929Y2 - タンデムマスタシリンダ装置

Info

Publication number: JPS598929Y2
Application number: JP6872077U
Authority: JP
Inventors: 知宏藤田
Original assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Current assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Priority date: 1977-05-28
Filing date: 1977-05-28
Publication date: 1984-03-21
Also published as: JPS53163486U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は単一のシリンダ内に駆動ピストンと浮動ピスト
ンとを嵌装して、これらの間に形或される第１液室と浮
動ピストンとシリンダ端壁との間に形戊される第２液室
とから、２系統のブレーキ出力部へ圧液を供給するため
の液圧ブレーキにおけるタンデムマスタシリンダ装置に
関し、特に前記駆動ピストンを互いに摺動可能の内外１
対のピストンをもって構或し、外側ピストンを真空倍力
装置のパワーピストンによって直接駆動するとともに、
内側ピストンを踏力によって駆動するようにし、マスク
シリンダの液室に発生する液圧を直接利用して倍力装置
による入力と踏力による入力との負担の分配を行なうよ
うにしたものである。

従来の真空倍力装置（ブースタ）を備えた液圧ブレーキ
は、ブースタとマスクシリンダ装置とが別体の構或とな
っているので軸方向の長さが長く、ブースタのパワーピ
ストンの先端は大気に露出し基端は真空室内に臨んでい
るのでブレーキ解除時パワーピストンを戻す力を得るた
めの戻しばねを必要とし、さらに一方のブレーキ出力系
統に故障が生じた場合の他方のブレーキ出力系統の人力
に対する出力の倍率が通常の（ブレーキ故障のない）場
合と比べて変化がなくなり大きな倍率の出力を得ること
ができないなどの問題点がある。

本考案の目的はこのような問題を解決するために、タン
デムマスタシリンダ装置における駆動ピストンを互いに
摺動可能に嵌合する外側ピストンと内側ピストンとをも
って構成し、外側ピストンを倍力装置のパワーピストン
によって作動させ、内側ピストンを踏力によって作動さ
せるよう構或したことにより、駆動ピストンの真空圧と
踏力との負担の分配を設定しうるようにしたタンテ゛ム
マスタシリンダ装置を提供することにある。

本考案の第２の目的は駆動ピストンを倍力装置のパワー
ピストンによって駆動される外側ピストンと踏力によっ
て作動される内側ピストンとを互いに摺動可能に嵌合し
て構或する一方、浮動ピス１・ンを外側ピストンと内側
ピストンとを互いに摺動可能に嵌合して構或し、駆動ピ
ストンにおける外側ピストンと内側ピストンとの有効面
積比と、浮動ピストンにおける外側ピストンと内側ピス
トンとの有効面積比とを適当な値に設定することによっ
て、第１ブレーキ出力系統の故障時、浮動ピストン側に
より高い倍力比を得ることができるようにしたタンデム
マスタシリンダ装置を提供することにある。

本考案の第３の目的はタンデムマスタシリンダ本体の基
端部分と倍力装置のパワーピストンとを、密閉された空
間内において互い係摺動可能に結合し、前記空間を常時
大気圧に維持し、かつ該空間の断面積と、パワーピスト
ンの倍力装置から外部に突出する部分の断面積とを等し
くすることにより、パワーピストンの戻しばねを倍力装
置内部に設けなくてよいタンテ゛ムマスタシリンダ装置
を提供することにある。

本考案の第４の目的は倍力装置のダイアフラムによって
区画される真空圧作動室と大気作動室とを互いに連通し
または遮断するための弁体が、弁座に対して踏力を伝達
するロツドをはさみかつ弁座に衝合する中央部分と弁体
に衝合する先端部分とを有する線ばねによって開位置に
付勢されるように構或したタンデムマスタシリンダ装置
を提供することにある。

上記目的を達戒するため、本考案の構或は一端が閉鎖さ
れるシリンダ本体の内部に、互いに摺動可能かつ同心に
配される内外１対の駆動ピストン３９．２３と、第１
、第２の液室を区画する互いに摺動可能かつ同心に配さ
れる内外１対の浮動ピストン３７，５とを嵌合し、前記
シリンダ本体の閉鎖端壁と浮動ピストンとの間の第２液
室に収容した戻しばね２の一端を前記内側浮動ピストン
に衝合するとともに、浮動ピストンと駆動ピストンとに
よって仕切られる第ｌ液室に収容した戻しばね２０の一
端をばね座を介して前記内外１対の駆動ピストンに衝合
し、他端を前記外側浮動ピストンに衝合し、前記外側駆
動ピストンを真空倍力装置のパワーピストンによって駆
動し、前記内側駆動ピストンを踏力によって駆動するよ
うにしたものである。

以下本考案の構或を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図に示すように本考案によるタンデムマスタシリン
ダ装置は先端が端壁１によって閉鎖される直円筒部４３
を備えるシリンダ本体４５からなっており、該シリンダ
本体４５の基端側外周にフランジ４５ａが一体に形或
され、該フランジに設けた複数個の孔に挿通されるボヌ
ト１３によってシリンダ本体４５が真空倍力装置（ブー
スタ）と一緒に車体側に固定される。

このフランジ４５ａと先端部との間に位置して、シリ
ンダ本体４５の上部周壁部に互いに隣接する液溜４，３
１からなる液槽６が一体に形或される。

液溜４の底壁には円筒部４３すなわち液室４８に通じる
細い入口通路３と、後述するピストンの摺動部を潤滑す
るための太い通路４１とが設けられ、同様に液溜３１の
底壁には入口通路１２が設けられる。

円筒部４３には浮動ピストンと駆動ピストンとが嵌装さ
れ、円筒部４３内に液室４８と液室４９とを区画する。

浮動ピストンは円筒部４３に嵌合する筒状の外側ピスト
ン５と、該外側ピストン５に摺動可能に嵌合する内側ピ
ストン３７とからなり、内側ピストン３７の端部とシリ
ンダ本体の端壁１との間に戻しばね２が介装される。

一方、駆動ピストンは円筒部４３に部分的に嵌合する筒
状の外側ピストン２３と、該外側ピストン２３に摺動可
能に嵌合する内側ピストン３９とからなり、これらのピ
ストン２３．３９の先端に衝合するばね座１８と前述
した外側ピストン５の右端部との間に戻しばね２０が介
装される。

戻しばね２と戻しばね２０との平衡位置に、ピストン５
，３７からなる浮動ピストンは静止している。

このため内側ピストン３７の右端部分には小径部分が一
体に形威され、外側ピストン５の中央空部と右端側小径
空部との段部に衝合されている。

外側ピストン５の中央部分には円筒部４３との摺動部の
液密を得るためのシールリング４２が、また右端部には
カップ状のシールリング７がそれぞれ嵌装される。

シールリング４２の両側に幅の広い環状溝３２，３０
が削設され、環状溝３２は通路４１を介して常時液溜４
に連通し、環状溝３０は通路１２を経て常時液溜３１に
連通ずる。

環状溝３０に連なる径方向の通路１４が外側ピストン５
に設けられ、該通路１４と連通ずる径方向通路部分と軸
方向通路部分とからなる通路２９が内側ピストン３７に
一体に備えられ、前記径方向通路部分の両側に位置して
１対のシールリング３３．２８が内側ピストン３７の
外周に嵌装される。

通路２９は外側ピストン５の右端部に備えられる内空部
に連通し、さらに外側ピストン５の径方向通路８を経て
液室４９に連通する。

゜内側ピストン３７の左端部には円筒部４３と
の摺動部の液密を得るためのカップ状のシールリング２
５が介装され、かつピストン３７の左端部から延びる小
径のロツド３７ａに嵌装したばね座３５を介しばね２
の力によって外側ピストン５の左端面に押付けられてい
る。

このシールリング２５は浮動ピストンの左方向運動に対
して、ラッパ状に拡開して円筒部４３との液密を達或す
る一方、浮動ピストンの右方向運動に対しては径内方に
萎んで円筒部４３との摺動部分に隙間を生じ、液室４８
をこの摺動部の隙間から外側ピストン５の軸方向通路３
４、環状溝３２、通路４１を経て液溜４に連通させる。

駆動ピストンを構或する外側ピストン２３はこの左端部
がシールリング２４を介して円筒部４３に嵌合し、右端
部が後述する真空倍力装置のパワーピストンの円筒部５
０Ｃの内端部に衝合する。

内側ピストン３９はシールリング１７を介して外側ピス
トン２３に嵌合し、この左端部は弁体１９の右端部を案
内する円筒部４０を一体に備えそいる。

この円筒部４０は内側ピストン３９の右端部よりも小径
となっており、外側ピストン２３との相対運動を制限さ
れる。

弁体１９は右端部がばね座１８に摺動可能であってかつ
外れないように支持され、左端部が外側ピストン５の右
端空部に臨み、第３図に示すように圧縮ばね４７の力に
よって弾性材料からなる弁座１９ａが通路２９を閉じ
るよう付勢されている。

しかし、通常ばね４７よりも強い戻しばね２０の力を受
けるばね座１８によって弁体１９は引き戻され、通路２
９を開いている。

真空倍力装置は互いに突合せ結合される１対のカップ状
体５２，５５からなるケーシングの前記結合部分に、
ベロフラム５４の周縁部を固定して、ケーシング内部を
真空圧作動室Ａと大気室Ｂとに区画してなり、前記カッ
プ状体５２がボルト１３をもってマスクシリンダ本体の
フランジ４５ａに結合される。

真空圧作動室Ａは入口１０に取付けた図示していないホ
ースを介してエンジンの吸気マニホールドに結合される
。

ベロフラム５４の一面に前述したパワーピストン５０の
中央部に設けたフランジ５０ａが接合され、室Ａと室
Ｂとの差圧によって駆動されるようになっており、前述
した円筒部５０Ｃはマスクシリンダ４５の基端部外周
にシールリング７５を介して摺動可能に支持される。

パワーピストン５０はフランジ５０ａの右端側にも円
筒部５０ｂを備えており、前記カップ状体５５と一体に
形或した円筒部にシールリング６８を介して摺動可能に
支持され、円筒部５０ｂの外周部は、前記カップ状体
５５の円筒部とパワーピストンの円筒部５０ｂの右端
部とに係止した可撓性材料からなる防塵ブーツ６１によ
って覆われる。

パワーピストン５０の円筒部５０Ｃと５０ｂとの間
に小径の弁室５０ｄが設けられ、この内部にシールリ
ング２２を有する中空ピストン１５が嵌装される。

前記ピストン３９と衝合するピストン１５の左端面には
径方向の溝があり、円筒部５０Ｃを円筒部５０ｂに
常時連通させている。

ピストン１５の右端部は環状溝５６を備えており、これ
より右端側は弁室５０ｄの内径よりも小さくなってい
る。

この環状溝５６はパワーピストン５０に設けた径方向の
通路６９を介して大気室Ｂに常時連通する一方、弁座５
０ｄの右端縁が形戊する弁座と弁体５９との隙間を通り
、パワーピストン５０を傾めに横切る通路８０を経て真
空圧作動室Ａに連なるようになっている。

前記環状溝５６に第２図に示すようなＵ字状の線ばね２
１の両端がピストン１５を抱持するように係合し、一方
線ばね２１の湾曲部が通路６９内係あって、ピストン１
５を左方向に付勢している。

前記弁体５９は軸方向に伸縮可能であって、この右端部
を円筒部５０ｂに圧大したばね座６５をもって締結さ
れ、左半部は円筒状のばね座６７に補強され、かつぱね
座６７．６５間に介装した圧縮ばね６０の力によって
前記ピストン１５の右端面に衝合される。

次に以上の構戒となっている本考案装置の作動について
説明すると、ブレーキ作用時ロツド６３により内側ピス
トン３９が左方向に押動されると、円筒部４０の外周段
部が外側ピストン２３に衝合して外側ピストン２３を押
動する。

この時初めてピストン１５がばね２１の力によって左方
向に移動し、ばね６０の力を受ける弁体５９が弁室５０
ｄの右端面に衝合して通路８０を環状溝５６から遮断
する。

従つて、室Ａに入口１０から真空圧が供給され、一方室
Ｂに円筒部５０ｂ、環状溝５６，、通路６９を経て大気
圧が供給される。

室Ａ，Ｂの圧力を受けるフウンジ５０ａがパワーピ
ストン５０とともに外側ピストン２３を駆動する。

このようにして、外側ピストン２３は真空倍力装置によ
り、内側ピストン３９はロツド６３によりそれぞれ駆動
され、その有効断面積比に応じた力を液室４９に及ぼす
。

同時に外側ピストン２３はばね２０を押し縮めながら外
側ピストン５を左方向に押動する。

するとばね４７の力を受ける弁体１９の座１９ａが内
側ピストン３７の右端面に衝合し、通路２９を閉じる。

この時液室４９の液が出口通路３６からブレーキ出力部
に圧送される。

また、内側ピストン３７はこの右端部に形或した段部の
ところで外側ピストン５と衝合しており、外側ピストン
５の左方向運動に伴って戻しばね２を押し縮めながら移
動し、液室４８の液を出口通路３８からブレーキ出力部
へ圧送する。

ブレーキ作用を解除すると、戻しばね２の力によって内
側ピストン３７と一緒に外側ピストン５が押し戻され、
また戻しばね２０によって外側ピストン２３が押し戻さ
れる。

そして外側ピストン５と外側ピストン２３とが所定間隔
以上になった時、ばね座１８によって弁体１９が右方向
に引き戻され、通路２９を開く。

また、ブレーキ作用の解除と同時に、内側ピストン３９
は室４９の液圧により押戻され、ピストン１４を押戻し
、弁体５９を弁室５０ｄの右端面から押し離す。

従って室Ａが通路８０、環状溝５６、通路６９を経て室
Ｂと連通し、パワーピストン５０もまた外側ピストン２
３と一緒に第１図に示す状態に戻る。

ブレーキ作用時液室４８（第２系統）からのブレーキ出
力部に液洩れなどの失陥が生じた場合、ピストン５，３
７は一体的に作動し、ロッド３７ａが端壁１に当って
停止し、続くピストン２３，３９の駆動により、液室
４９（第１系統）がらの圧液がブレーキ作用に有効に働
く。

逆に、液室４９（第１系統）がらのブレーキ出力部に失
陥が生じた場合、ばね２０が押し縮められてピストン２
３が直接ピストン５を押動し、同時に円筒部４０の内端
壁に当る弁体１９を介してピストン３９がピストン３７
を押動し、液室４８（第２系統）からの圧液がブレーキ
作用に有効に働く。

この場合各ピストン２３，３９，５，３７の有効
断面積をそれぞれＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４とし、これら
の寸法をＡ１／Ａ２＜Ａｓ／Ａ４なる関係に設定しておけば、通常のブレーキペダル操作
で、通常よりも高い液圧を液室４８（第２系統）に発生
させることができる。

すなわち、（ａ）通常時液室４８内の圧力をＰエとすると、Ａ１×Ｐ１＝ＦＢＡ２×Ｐ１＝ｆＤ・・・・・・・・・（１）ただし、Ｆ
Ｂ：パワーピストンの力ｆＤ：ブレーキペダルの力したがって、入力に対する倍力の関係は、Ａ１／Ａ２
＝ＦＢ／ｆＤＦＢ一（ＡＩ／Ａ２）ｆＤペダル入力十倍力＝マスタシリンダの全入力であるから
、（Ａ１＋Ａ２）Ｐ１−ｆＤ十ＦＢ＝ＦＬ・・・・・・・
・・（２）マスクシリンダの全人力ＦＬに対するペダル
人力ｆＤの関係は（１），（２）式から、ＦＬ／ｆ
Ｄ＝（ｆＤ＋ＦＢ）／ｆＤ一（Ａ１＋Ａ２）
Ｐ１／Ａ２・Ｐ１＝（ＡＩ＋Ａ２）／Ａ２一般的倍率はこれをいう。

（ｂ）失陥時（ａ）の状態で、液室４８に失陥により液圧が発生しな
いとき、ブースタの倍力を受けるピストン２３はピスト
ン５と一体的になり、またペダル入力を伝えるピストン
３９は弁体１９を介しピストン３７と一体的になる。

したがって、液室４８に面するピストンはそれぞれピス
トン５と３７になり、これらの面積をＡ３，Ａ４、液室
４９内の圧力をＰ２とすると、Ａ３×Ｐ２＝Ｆ′８Ａ４×Ｐ２−ｆＤ′ 倍力ＦＢ′／ペダル人力ｆＤ′ 一Ａ３・Ｐ２／Ａ４・Ｐ２＝Ａ３／Ａ４となる。

ＦＢ ’ 一（Ａ３／Ａ４）ｆ’ｏ（Ａ３＋Ａ４）Ｐ２＝ｆ ’Ｄ十Ｆ ’Ｂ＝ＦＬ
’とすると、マスクシリンダの全入力／ペダル人力 ”Ｆｔ’／ｆＤ’ ＝（Ａ３＋Ａ４）Ｐ２／Ａ４・Ｐ２＝（Ａ３＋Ａ４）／Ａ４したがって、（ｂ）の場合に（ａ）の場合よりも倍力比
を上げるようにするには、（ＡＩ＋Ａ２）／Ａ２＜（Ａ３＋Ａ４）／Ａ４すな
わち、Ａｘ／Ａ２＜Ａ３／Ａ４の関係に設定すればよい。

本考案によるマスクシリンダ装置は以上の構或であるか
ら、次のような優れた効果を奏する。

（１）真空倍力装置によって液室４９に発生される
液圧が、ピストン３９を経てブレーキペダルにより操作
されるプッシュロッド６３に作用し、操縦者はこの反力
に応じてブレーキカを加減することができる。

（２）第１系統のブレーキ出力部の失陥時、通常の倍率
よりも大きなブレーキ出力が第２系統のブレーキ出力部
に加えられる。

（３）マスクシリンダ装置内に装着した戻しばねによっ
てパワーピストン５０が直接戻されるので、真空倍力装
置内にベロフラムを戻すための戻しばねを必要としない
。

（４）真空圧作動室Ａを密閉または開放するための弁部
分ないしピストン１５をばね２１により閉じる方向に付
勢するようにしたので応答性が優れている。

（５）パワーピストン５０の内部に駆動ピストン（プラ
イマリピストン）２３を収容したので装置全体の長さが
縮小される。

（６）パワーピストンの円筒部５０Ｃの内部を大気圧
としたから、ピストン５０，２３の摺動部（シールリ
ング２４，７５の部分）に作用するマスクシリンダの
液室と真空倍力装置の真空圧作動室との圧力差を緩和し
、作動液が真空圧作動室へ吸出されるのを防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】第１図は本考案に係るマスクシリンダ装置の縦断面図、
第２図は同装置に用いられる線ばねの正面図、第３図は
同装置の要部拡大断面図である。２・・・ばね、３・・・入口通路、５・・・筒状ピスト
ン、６・・・液槽、１０・・・入口通路、１２・・・入
口通路、１５・・・ピストン、１９・・・弁体、２０・
・・ばね、２１・・・ばね、２３・・・筒状ピストン、
３６・・・出口通路、３７・・・ピストン、３８・・・
出口通路、３９・・・ピストン、４５・・・シリンダ本
体、４８・・・液室、４９・・・液室、５０・・・パワ
ーピストン、５４・・・ベロフラム、５９・・・弁体、
６０・・・ばね、６３・・・ロツド。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

（１）一端が閉鎖されるシリンダ本体内部に、互いに摺
動可能かつ同心に配される内外１対の駆動ピストン３９
．２３と第１、第２の液室を区画する互いに摺動可能
かつ同心に配される内外１対の浮動ピストン３７，５と
を嵌合し、前記シリンダ本体の閉鎖端壁と浮動ピストン
との間の第２液室に収容した戻しばね２の一端を前記内
側浮動ピストンに衝合するとともに、浮動ピストンと駆
動ピストンとによって仕切られる第１液室に収容した戻
しばね２０の一端をばね座を介して前記内外１対の駆動
ピストンに衝合し、他端を前記外側浮動ピストンに衝合
し、前記外側駆動ピストンを真空倍力装置のパワーピス
トンによって駆動し、前記内側駆動ピストンを踏力によ
って駆動するよう構威したことを特徴とするタンテ゛ム
マスタシリンダ装置。
（２）シリンダ本体の基端と真空倍力装置のパワーピス
トンとの結合部に大気室を設け、該大気室の断面積Ａ５
と真空倍力装置から外部に突出するパワーピストンの円
筒部５０ｂの断面積Ａ６とを等しくしたことを特徴と
する実用新案登録請求の範囲（１）に記載のタンデムマ
スタシリンダ装置。