JP2001090841A - 密封装置及びこれを有するマスタシリンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 摺動部材の偏摩耗が生じない密封装置及びこ
れを有するマスタシリンダを提供すること。 【解決手段】 プライマリピストン４に形成される環状
溝４２の深さが液圧室側（高圧側）から液補給室側（大
気圧側）に向かうにつれて深くなるように底面４２ａを
テーパー状に形成し、ピストンの非摺動時には、弾性部
材２８の摺動部材３２に対して発生する最大押圧力の位
置Ｌを摺動部材３２の軸方向における中心ｍより予め液
圧室側へずらしておき、ピストンを摺動した時に初めて
最大押圧力の位置Ｌ’が摺動部材３２の軸方向において
略中心ｍになるようにすることで、摺動部材３２のシリ
ンダ本体３の摺動面に押圧する押圧力が、摺動部材３２
の摺動方向で略均等になり、摺動部材３２の偏摩耗を抑
制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液圧機器に組み込
まれる密封装置、及び車両の液圧ブレーキシステムに用
いられるマスタシリンダに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の技術としては、実公昭６２−３
０６２０号公報がある。この公報には、ピストン機構部
におけるシール構造に関するもので、シリンダ本体の内
周面に、ピストンに向けて開口を有する環状溝を形成
し、この環状溝内に摺動部材と弾性部材とを装着した密
封装置が記載されている。上記摺動部材は合成樹脂製で
あり環状溝内にピストンの外周面と密接して摺動し、上
記弾性部材は摺動部材と環状溝の底面との間に配置され
摺動部材をピストン側へ押圧している。この摺動部材と
弾性部材は、その軸方向の長さにおいて摺動部材の方が
長く形成されいる。環状溝は、その深さが大気圧側（低
圧側）から、ピストンの摺動により液圧が発生し得る圧
力室側（高圧側）に向かうにつれて深くなるように底面
が略テーパー状に形成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上のように構成され
る上記公報に記載の密封装置では、ピストンを高圧側へ
摺動させた時に生じる圧力により、弾性部材が環状溝の
テーパー状の底面に沿って低圧側へ移動する。弾性部材
は低圧側へ移動するにつれてその変形量が増大し、この
増大した変形量による弾性力で、且つ環状溝内の最も低
圧側の位置で摺動部材を押圧する。従ってこの時、摺動
部材もピストンに対し低圧側が最も高くなるような押圧
力で押圧し、且つこの押圧力が高くなる位置は常に低圧
側であり続けるため、ピストンの摺動の繰り返しにより
摺動部材の摺動面における低圧側の摩耗が他の領域に比
べて早く、結果として摺動部材に偏摩耗が生じることに
なる。

【０００４】摺動部材に偏摩耗が生じると、摺動部材の
ピストンに対する圧接面積及び押圧力は小さくなり、低
圧側から摺動部材とピストンの間を通って液が漏れ出す
おそれがある。

【０００５】このような構成の密封装置を車両の液圧ブ
レーキシステムに用いられるマスタシリンダの構成要素
として用いた場合、摺動部材の偏摩耗によりシール力が
低下し、液圧の立ち上がりの遅れやピーク圧の低下等を
引き起こし、本来必要とする大きさのブレーキ力を迅速
に発生させることができなくなるおそれがある。

【０００６】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、上記
環状溝に装着されている摺動部材が高圧側からの圧力を
受圧し低圧側に押圧される際、摺動部材の偏摩耗が生じ
ない密封装置及びこれを有するマスタシリンダを提供す
ることを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】相対的に摺動する２部材
間に設けられ、一方の部材に他方の部材に向けて開口を
形成した環状溝に、前記他方の部材の摺動面に対向して
設けられる合成樹脂製の摺動部材と、前記摺動部材と前
記環状溝の底面との間に弾性変形して装着された弾性部
材とが配置され、前記弾性部材の弾性力により前記摺動
部材を前記他方の部材の摺動面に押圧するとともに、前
記２部材が相対的に摺動することにより生じる高圧側か
らの圧力を受圧することで前記摺動部材及び弾性部材が
低圧側に押圧され、前記高圧側と前記低圧側との間の連
通を遮断する密封装置において、前記底面には、前記環
状溝の深さが前記高圧側から前記低圧側に向かうにつれ
て深くなるテーパー面が形成されており、前記摺動部材
及び弾性部材の高圧側側周面に前記高圧側の圧力が作用
した時、前記摺動部材の前記他方の部材の摺動面に押圧
する押圧力が、前記摺動部材の摺動方向で略均等になる
ようにしたことを特徴とする密封装置、によって解決さ
れる。

【０００８】また以上の課題は、内部にシリンダ孔を有
するシリンダ本体と、前記シリンダ孔に摺動自在に嵌入
し、前記シリンダ孔内に液圧室を区画するピストンと、
前記シリンダ孔又はピストンのいずれか一方に形成され
た環状溝に装着され、他方に形成され大気圧に連絡する
連絡孔を遮断する密封装置とを備え、前記密封装置は、
前記環状溝の底面に装着される弾性材料からなる弾性部
材と、前記弾性部材の外周に装着され、前記弾性部材の
弾性力により前記連絡孔が形成されている側に接触する
摺動部材からなるマスタシリンダにおいて、前記底面に
は、前記環状溝の深さが前記液圧室側から前記大気圧側
に向かうにつれて深くなるテーパー面が形成されてお
り、前記ピストンが摺動し、前記液圧室側の圧力が前記
摺動部材及び弾性部材に作用した時、前記摺動部材の前
記連絡孔が形成されている側に押圧する押圧力が、前記
摺動部材の摺動方向で略均等になるようにしたことを特
徴とするマスタシリンダ、によって解決される。

【０００９】以上の密封装置及びマスタシリンダの構成
において、上記一方の部材をピストンとし、他方の部材
をシリンダ本体とすると、ピストンの非摺動時には、ピ
ストンに形成された上記環状溝底面のテーパー状の形状
により、上記弾性部材の上記摺動部材に対して発生する
最大押圧力の位置を摺動部材の軸方向における中心より
予めずらしておき、ピストンを摺動した時に初めて上記
最大押圧力の位置が摺動部材の軸方向において略中心に
なるようにすることで、摺動部材のシリンダ本体の摺動
面に押圧する押圧力が、摺動部材の摺動方向で略均等に
なるようにしている。これにより、摺動部材の摺動面の
偏摩耗を抑制することができ、このような密封装置をマ
スタシリンダに用いれば、液圧の立ち上がりの遅れやピ
ーク圧の低下を抑制し、迅速なる所定の大きさのブレー
キ力の発生を確保することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１１】図１は本発明の実施の形態によるマスタシ
リンダ及びこれに取り付けられたリザーバを示し、その
全体をマスタシリンダは１、リザーバは２で示す。リザ
ーバ２は、公知のように構成され、作動液を大気圧下で
貯蔵するリザーバ本体２ａと、この上端部に液注入口と
して形成された開口を覆うキャップ２ｂとからなる。

【００１２】マスタシリンダ１のシリンダ本体３にはボ
ス部１８、１９が形成されており、これら両ボス部にリ
ザーバ２のニップル部５０、５１がグロメットシール３
０、３１を介して嵌合されている。シリンダ孔４０には
プライマリピストン４及びセカンダリピストン５が摺動
自在に嵌入されている。これら２つのピストン４、５の
間にプライマリ液圧室１０が区画され、セカンダリピス
トン５とシリンダ端部３ａとの間にセカンダリ液圧室１
１が区画されている。また、プライマリピストン４の一
方のフランジ部４ａに装着された密封装置Ｓと、他方の
フランジ部４ｂに装着されたシール部材２７との間に液
補給室３５が区画され、セカンダリピストン５の一方の
フランジ部５ａに装着された密封装置Ｓと、他方のフラ
ンジ部５ｂに装着されたシール部材２９との間に液補給
室３６が区画されている。

【００１３】プライマリピストン４のフランジ部４ａに
は軸方向に複数の液通路１２が形成され、またシリンダ
本体３には径方向に連絡孔１４及び連通孔１６が形成さ
れている。これら連絡孔１４及び連通孔１６は、ニップ
ル部液通路５２を介してリザーバ２の内部と連通し、連
絡孔１４はプライマリ液圧室１０に、連通孔１６は液補
給室３５にそれぞれ連通しているので、図１に示す非作
動状態でプライマリ液圧室１０及び液補給室３５は大気
圧となっている。同様にセカンダリピストン５のフラン
ジ部５ａには軸方向に複数の液通路１３が形成され、シ
リンダ本体３には径方向に連絡孔１５及び連通孔１７が
形成されている。これら連絡孔１５及び連通孔１７はニ
ップル部液通路５３を介してリザーバ２の内部と連通
し、連絡孔１５はセカンダリ液圧室１１に、連通孔１７
は液補給室３６にそれぞれ連通しているので、図１に示
す非作動状態でセカンダリ液圧室１１及び液補給室３６
は大気圧となっている。

【００１４】プライマリピストン４とセカンダリピスト
ン５の間には戻しばね２０が予負荷状態で設けられてお
り、その一端はプライマリピストン４に当接させたばね
受け２２に、他端はセカンダリピストン５に当接させた
ばね受け２４にそれぞれ支持されている。ばね受け２４
は、プライマリピストン４に螺着固定された連結部材と
してのボルト部材２５に対して相対的に移動可能となっ
ており、またボルト部材２５の頭部２５ａと係合可能と
なっている。

【００１５】同様に、セカンダリピストン５とシリンダ
端部３ａの間には戻しばね２１が予負荷状態で設けられ
ており、その一端はセカンダリピストン５に当接させた
ばね受け２３に、他端はシリンダ端部３ａにそれぞれ支
持されている。

【００１６】次に本発明に係る密封装置Ｓについて図２
を参照して説明する。図２は、図１において円Ａで囲ん
だ部分を拡大して示したものである。プライマリピスト
ン４の一方のフランジ部４ａの全周にわたってシリンダ
本体３に向けて開口を形成した環状溝４２が形成されて
いる。この環状溝４２内に、非装着時（自由状態）に断
面が円形であり弾性材料からなる弾性部材としてのＯリ
ング２８、及びこのＯリング２８の外周に装着されシリ
ンダ孔４０の内周面に圧接する摺動部材としての合成樹
脂製のシールリング３２が装着されている。これらＯリ
ング２８及びシールリング３２は図示するように軸方向
の長さにおいて環状溝４２の長さより短い。

【００１７】環状溝４２の底面４２ａは図３Ａ、Ｂに明
示するように、プライマリ液圧室１０側から液補給室３
５側に向かうにつれて深くなるテーパー状に形成されて
いる。

【００１８】ここで本実施の形態では後述するように、
ブレーキ非作動時において、シリンダ本体３に対し、Ｏ
リング２８の弾性力によるシールリング３２の押圧力が
その摺動面内においてプライマリ液圧室１０側に偏倚
し、ブレーキ作動時にプライマリ液圧室１０からの圧力
を受けて、シールリング３２の押圧力が液補給室３５側
に移動し、結果的にシリンダ本体３に対する押圧力がシ
ールリング３２の摺動面内において摺動方向で略均等に
なるように、環状溝底面４２ａのテーパーの角度が設定
されている。

【００１９】図２を参照して、プライマリピストン４の
フランジ部４ａには液通路１２と連通した軸方向環状溝
４４がプライマリピストン４の軸心を中心として形成さ
れており、この軸方向環状溝４４内に複数の孔６０ａが
形成された環状のプレート６０が嵌着されており、更に
当該溝４４内にカップシール２６がそのリップの向きを
プライマリ液圧室１０側に向けてプレート６０を挟んで
装着されている。

【００２０】なお、セカンダリピストン５のフランジ部
５ａ周辺の構成も、プライマリピストン４のフランジ部
４ａと同様に構成されているので、その説明は省略す
る。

【００２１】なお、本実施の形態では図１に示すよう
に、プライマリピストン４は金属製で、セカンダリピス
トン５は合成樹脂製である。プライマリ側のピストン４
だけが金属製である理由は、プライマリピストン４の凹
部４ｃには図示しないプッシュロッドが嵌合しており、
後述するようにブレーキ作動時には、プライマリピスト
ン４はプライマリ液圧室１０から液圧力を受け、且つプ
ッシュロッドにより押されるためその押圧力に対する強
度が必要になるからである。

【００２２】以上のように構成されるマスタシリンダ１
の作用について説明する。

【００２３】図１に示される状態、すなわち非作動時の
状態においては、上述したように、プライマリ液圧室１
０及び液補給室３５は大気圧であるので両室間に圧力差
はない。この時の密封装置Ｓの状態を図３Ａに示す。シ
ールリング３２の軸方向長さｈの垂直二等分線をｍ（以
下、中心線と呼ぶ。）とすると、Ｏリング２８のシール
リング３２に対する押圧力ａの最大値は矢印Ｌで表さ
れ、プライマリ液圧室１０側から液補給室３５側に向か
うにつれて深くなるテーパー状の環状溝底面４２ａによ
り、予め中心線ｍに対してプライマリ液圧室１０側にず
れている。従って、シールリング３２のシリンダ３に対
する押圧力ｂにおいて最大値を示す矢印Ｎも中心線ｍに
対してプライマリ液圧室１０側にずれている。

【００２４】そして図１を参照して、図示しないブレー
キペダルを踏み込むと、プッシュロッドの力により、プ
ライマリピストン４は図に示す非作動位置から戻しばね
２０のばね力に抗して図中左方に移動する。そして密封
装置Ｓが連絡孔１４を通過してプライマリ液圧室１０と
リザーバ２との間の液連通を遮断する。プライマリピス
トン４の更なる左方への移動によりプライマリ液圧室１
０に液圧が発生し、図示しないブレーキ装置に供給され
る。またプライマリピストン４の移動と共にセカンダリ
ピストン５も戻しばね２１のばね力に抗して図中左方に
移動し、セカンダリピストン５におけるフランジ部５ａ
の密封装置Ｓが連絡孔１５を通過してセカンダリ液圧室
１１とリザーバ２との間の液連通が遮断され、セカンダ
リピストン５の更なる左方への移動によりプライマリ液
圧室１１に液圧が発生し、図示しないブレーキ装置に供
給される。これにより全車輪にブレーキがかけられる。

【００２５】このブレーキ作動状態の時、図３Ｂに示す
ように、シールリング３２及びＯリング２８は、図２に
示すプライマリ液圧室１０からの圧力を受けて液補給室
３５側へ押圧され、且つＯリングは弾性変形してプライ
マリピストン４の摺動方向に縮められた分、シールリン
グ３２に対して発生する押圧力は増加する。また、プラ
イマリ液圧室１０側から液補給室３５側に向かうにつれ
て深くなるテーパー状の環状溝底面４２ａにより、Ｏリ
ング２８のシールリング３２に対する押圧力ａ’の最大
値を示す矢印Ｌ’は図示するようにほぼ中心線ｍ上に来
る。従ってこの時シールリング３２のシリンダ３に対す
る押圧力ｂ’において最大値を示す矢印Ｎ’も中心線上
ｍにあり、このシールリング３２のシリンダ３に対する
押圧力ｂ’はシールリング３２の摺動方向で略均等にな
る。これによりシールリング３２の摺動面全体でシリン
ダ本体３を押圧することになる。

【００２６】また、セカンダリピストン５側の密封装置
Ｓについてもプライマリピストン４側の密封装置Ｓと同
様な作用により、シールリングのシリンダ３に対する押
圧力はシールリングの摺動方向で略均等になる。

【００２７】そして図１を参照して、ブレーキペダルの
踏力を解除すると、プライマリピストン４は戻しばね２
０のばね力により図中右方に移動し、これと共にセカン
ダリピストン５が戻しばね２１のばね力により右方に移
動する。この時、図２を参照して、公知のようにカップ
シール２６の外周部２６ａが径内方向に撓み、液補給室
３５の液が液通路１２、プレート６０の孔６０ａ、及び
ばね受け２２の孔２２ａを通してプライマリ液圧室１０
に送られ、両ピストン４、５がスムーズに復帰位置に移
動する。

【００２８】以上の作用により、シールリング３２の摺
動時における摺動面の偏摩耗を抑制することができるの
で、シールリング３２のシリンダ本体３に対する押圧力
の低下を防止することができ、プライマリ液圧室１０側
からの液漏れを防止することができる。従って、液圧の
立ち上がりの遅れやピーク圧の低下を抑制し、迅速なる
所定の大きさのブレーキ力の発生を確保することができ
る。

【００２９】また、セカンダリピストン５側の密封装置
Ｓについてもプライマリピストン４側の密封装置Ｓと同
様の効果を得ることができる。

【００３０】また、ブレーキ作動時（図３Ｂ）におい
て、Ｏリング２８の軸方向長さがシールリング３２の軸
方向長さｈに略等しくなるように、Ｏリング２８は弾性
変形するが、この時Ｏリング２８の弾性力がシールリン
グ３２の軸方向全域に作用するので、Ｏリング２８のシ
ールリング３２に対する押圧力が均等になり、シールリ
ング３２のシリンダ本体３に対する押圧力の均等化に寄
与している。

【００３１】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発
明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

【００３２】例えば以上の本発明の実施の形態では、Ｏ
リング２８は非装着時に断面が円形であるものを用いた
が、これに代えて、断面が矩形である角リングを用いて
もよい。

【００３３】また、以上の実施の形態では、プライマリ
ピストン４は金属製、セカンダリピストン５は合成樹脂
製としたが、図１に示すプライマリピストン４が所望の
強度を得られるのであれば、プライマリピストン４もセ
カンダリピストン５と同様に合成樹脂製としてもよい。

【００３４】また、以上の実施の形態では、プライマリ
ピストン４及びセカンダリピストン５に環状溝４２を形
成し、シールリング３２及びＯリング２８を装着した
が、シリンダ本体３に液圧室側から液補給室側に向かう
につれて深くなるテーパー状の底面を有する環状溝を形
成して、弾性部材としてのＯリング、及びこのＯリング
の外周に装着されシリンダ孔の内周面に圧接する摺動部
材としてのシールリングを装着してもよい。

【００３５】更に以上の実施の形態では、本発明に係る
密封装置を液圧ブレーキシステムに用いられるマスタシ
リンダに適用した例について説明したが、これに限ら
ず、クラッチシステムに用いられるマスタシリンダにお
いても本発明は適用可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の密封装置に
よれば、摺動を繰り返し行っても摺動部材に偏摩耗が生
じるおそれはなく、高圧側から低圧側へ液が漏れ出すお
それはない。

【００３７】また、本発明の密封装置を車両の液圧ブレ
ーキシステムに用いられるマスタシリンダの構成要素と
して用いた場合、液圧の立ち上がりの遅れやピーク圧の
低下等を抑制することができるので、本来必要とする大
きさのブレーキ力を迅速に発生させることができ、車両
制動上の安全性が確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による密封装置を備えたマ
スタシリンダ全体の部分破断断面図である。

【図２】図１におけるプライマリピストンの一方のフラ
ンジ部の拡大断面図である。

【図３】図２におけるシールリング３２及びＯリング２
８の部分を更に拡大した断面図であり、両リングの作用
を模式的に説明するための図で、Ａはブレーキの非作動
時、Ｂはブレーキの作動時を示す。

【符号の説明】

１ マスタシリンダ ２ リザーバ ３ シリンダ本体 ４ プライマリピストン ５ セカンダリピストン １０ プライマリ液圧室 １１ セカンダリ液圧室 １４ 連絡孔 １５ 連絡孔 ２８ Ｏリング ２９ Ｏリング ３２ シールリング ３３ シールリング ４２ 環状溝 ４２ａ 環状溝底面 Ｓ 密封装置

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相対的に摺動する２部材間に設けられ、
   一方の部材に他方の部材に向けて開口を形成した環状溝
   に、前記他方の部材の摺動面に対向して設けられる合成
   樹脂製の摺動部材と、前記摺動部材と前記環状溝の底面
   との間に弾性変形して装着された弾性部材とが配置さ
   れ、前記弾性部材の弾性力により前記摺動部材を前記他
   方の部材の摺動面に押圧するとともに、前記２部材が相
   対的に摺動することにより生じる高圧側からの圧力を受
   圧することで前記摺動部材及び弾性部材が低圧側に押圧
   され、前記高圧側と前記低圧側との間の連通を遮断する
   密封装置において、前記底面には、前記環状溝の深さが
   前記高圧側から前記低圧側に向かうにつれて深くなるテ
   ーパー面が形成されており、前記摺動部材及び弾性部材
   の高圧側側周面に前記高圧側の圧力が作用した時、前記
   摺動部材の前記他方の部材の摺動面に押圧する押圧力
   が、前記摺動部材の摺動方向で略均等になるようにした
   ことを特徴とする密封装置。
2. 【請求項２】 前記摺動部材の軸方向長さが前記環状溝
   の開口よりも小さいとともに、前記弾性部材は、前記高
   圧側の圧力を受圧することにより弾性変形を起こし、前
   記摺動部材の高圧側側周面と略面一となる請求項１に記
   載の密封装置。
3. 【請求項３】 前記弾性部材は、非装着時に断面が円形
   であるＯリング、又は断面が矩形である角リングである
   請求項１又は請求項２に記載の密封装置。
4. 【請求項４】 内部にシリンダ孔を有するシリンダ本体
   と、前記シリンダ孔に摺動自在に嵌入し、前記シリンダ
   孔内に液圧室を区画するピストンと、前記シリンダ孔又
   はピストンのいずれか一方に形成された環状溝に装着さ
   れ、他方に形成され大気圧に連絡する連絡孔を遮断する
   密封装置とを備え、前記密封装置は、前記環状溝の底面
   に装着される弾性材料からなる弾性部材と、前記弾性部
   材の外周に装着され、前記弾性部材の弾性力により前記
   連絡孔が形成されている側に接触する摺動部材からなる
   マスタシリンダにおいて、前記底面には、前記環状溝の
   深さが前記液圧室側から前記大気圧側に向かうにつれて
   深くなるテーパー面が形成されており、前記ピストンが
   摺動し、前記液圧室側の圧力が前記摺動部材及び弾性部
   材に作用した時、前記摺動部材の前記連絡孔が形成され
   ている側に押圧する押圧力が、前記摺動部材の摺動方向
   で略均等になるようにしたことを特徴とするマスタシリ
   ンダ。
5. 【請求項５】 前記摺動部材の軸方向長さが前記環状溝
   の開口よりも小さいとともに、前記弾性部材は、前記液
   圧室の圧力を受圧することにより弾性変形を起こし、前
   記摺動部材の液圧室側側周面と略面一となる請求項４に
   記載のマスタシリンダ。
6. 【請求項６】 前記弾性部材は、非装着時に断面が円形
   であるＯリング、又は断面が矩形である角リングである
   請求項４又は請求項５に記載のマスタシリンダ。
7. 【請求項７】 前記ピストンは合成樹脂製の樹脂ピスト
   ンであり、前記環状溝は前記樹脂ピストン側に、前記連
   絡孔は前記シリンダ本体側にそれぞれ形成され、前記大
   気圧側は作動液が蓄えられている作動液リザーバに連絡
   しており、前記液圧室は前記密封装置が前記連絡孔を通
   過することにより、前記液圧室との連絡を断ち、液圧を
   発生させる請求項４に記載のマスタシリンダ。