JP2008240780A - Pulsation absorption device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、たとえば自動車におけるクラッチシステムの液圧回路の途中位置に設けられ、作動流体の脈動を抑える脈動吸収装置に関する。なかでもこの発明は、脈動を抑える媒体に可撓性の板状部材である脈動吸収板を用いた脈動吸収装置に関し、その脈動吸収板の液圧室側に配置したシール材の損傷を防止する上で有効な技術に関する。 The present invention relates to a pulsation absorbing device that is provided at an intermediate position of a hydraulic circuit of a clutch system in an automobile, for example, and suppresses pulsation of a working fluid. In particular, the present invention relates to a pulsation absorbing device using a pulsation absorbing plate, which is a flexible plate member, as a medium for suppressing pulsation, and prevents damage to a sealing material disposed on the hydraulic chamber side of the pulsating absorbing plate. It relates to the technology effective above.
自動車に設けられるクラッチシステムは、運転手のペダル操作によって液圧を発生するマスタシリンダと、このマスタシリンダで発生した液圧により作動し、クラッチ装置を断続させるスレーブシリンダとを備える。これらマスタシリンダとスレーブシリンダとを接続する流路の途中位置に、脈動吸収装置が設けられる。脈動吸収装置は、クラッチ装置で発生して配管を介して伝達される脈動を抑えるものであり、その脈動がペダルを振動させて運転手に与える不快感をなくすものである。こうした脈動吸収装置には、脈動を抑える媒体にゴムスプリング等の弾性部材を用いたもの(例えば、特許文献1を参照)と脈動吸収板として金属ダイヤフラムを用いたもの(例えば、特許文献2を参照)とがある。これらの媒体は、脈動を抑えるものであると同時に、作動流体の液圧を受けるものでもある。この点、金属ダイヤフラムはゴムスプリングに比べて液圧を受けたときの変形量が小さい。このことから、金属ダイヤフラム等の脈動吸収板を用いた脈動吸収装置は、ゴムスプリング等の弾性部材を用いたものに比べて、液圧損失が少ないという利点をもつ。
このような脈動吸収装置の金属ダイヤフラムは、例えば特許文献2が示すように、ハウジングの取付穴内に配置された一様厚さの平坦な板状部材であり、その取付穴の内奥側に圧力流体が流れる流路の一部となる液圧室を区画している。この金属ダイヤフラムは、液圧室側の一方の面の外周部がハウジングに形成した段部に当接するとともに、他方の面の外周部がリング状の支持部材により支持されている。この支持部材は、断面が円形状で、金属ダイヤフラムが振動するときの支点となるものである。こうした構造によって金属ダイヤフラムは、上記ハウジングの段部と支持部材とによって、その面と垂直な方向で挟持されている。金属ダイヤフラムの液圧室側には、作動流体の漏れを防ぐ円環状のシール材を配置している。このシール材は、上記ハウジングの段部よりも内径側に配され、軸方向に弾性圧縮変形した状態で取付穴内のシール面および金属ダイヤフラムに密着している。 A metal diaphragm of such a pulsation absorbing device is a flat plate member having a uniform thickness disposed in a mounting hole of a housing as shown in, for example, Patent Document 2, and a pressure is applied to the inner side of the mounting hole. A hydraulic chamber that is part of the flow path through which the fluid flows is defined. In this metal diaphragm, the outer peripheral portion of one surface on the hydraulic chamber side is in contact with a step portion formed in the housing, and the outer peripheral portion of the other surface is supported by a ring-shaped support member. This support member has a circular cross section and serves as a fulcrum when the metal diaphragm vibrates. With this structure, the metal diaphragm is sandwiched between the step of the housing and the support member in a direction perpendicular to the surface. An annular sealing material that prevents leakage of the working fluid is disposed on the hydraulic chamber side of the metal diaphragm. This sealing material is disposed on the inner diameter side of the step portion of the housing, and is in close contact with the sealing surface in the mounting hole and the metal diaphragm in a state of being elastically compressed and deformed in the axial direction.
こうした脈動吸収装置は、液圧室の昇圧によって金属ダイヤフラムが支持部材との接触部分を支点にして撓むとき、この金属ダイヤフラムとハウジングの段部との間に空隙を生じる。このとき、その段部の内側に位置するシール材は、液圧室の圧力を受けてこの空隙へ向けて押圧される。これによって、シール材の外周縁部がその空隙にくい込むことがある。その後、金属ダイヤフラムが元の平坦形状に復帰するとき、その空隙が無くなろうとすることで、シール材の外周縁部が金属ダイヤフラムとハウジングの段部との間にかみ込まれる状態(いわゆる、シール材の食われ)を生じる。このような現象が繰り返されることで、シール材の早期損傷を招いてしまう。 In such a pulsation absorbing device, when the metal diaphragm is bent with the contact portion with the support member as a fulcrum by the pressure increase of the hydraulic chamber, a gap is generated between the metal diaphragm and the step portion of the housing. At this time, the sealing material located inside the stepped portion receives pressure from the hydraulic chamber and is pressed toward the gap. As a result, the outer peripheral edge of the sealing material may be less likely to enter the gap. After that, when the metal diaphragm returns to its original flat shape, the outer peripheral edge portion of the sealing material is bitten between the metal diaphragm and the stepped portion of the housing (so-called seal). Erosion of the material). By repeating such a phenomenon, the seal material is damaged early.
本発明は、金属ダイヤフラム等の脈動吸収板を用いた脈動吸収装置において、その脈動吸収板の液圧室側に配置したシール材の早期損傷を防止する上で有効な技術を提供すること目的とする。この発明のさらにその他の目的については、以下の説明から明らかになるであろう。 An object of the present invention is to provide a technique effective in preventing early damage of a sealing material disposed on a hydraulic pressure chamber side of a pulsation absorbing plate in a pulsation absorbing device using a pulsation absorbing plate such as a metal diaphragm. To do. Other objects of the present invention will become clear from the following description.
本発明の脈動吸収装置における特徴の一つは、ハウジングの取付穴内に配置される部材のうち、その内奥側から開口側へ向けて並ぶシール材、脈動吸収板および支持部材のそれぞれの配置構成にある。本発明では、それらシール材、脈動吸収板および支持部材は、ハウジングの取付穴内に形成された筒状内周壁にそれぞれ外周側から支持されている。この取付穴内に形成された筒状内周壁は、同一径で軸心方向に延びており、その内側に前記シール材、脈動吸収板および支持部材を支持しているものである。支持部材に対して取付穴の開口側には、この支持部材を開口側から保持するための保持部材が設けられている。この保持部材は、取付穴内に配置されたそれらシール材、脈動吸収板および支持部材がその取付穴から抜け出ることを防止する。 One of the features of the pulsation absorbing device according to the present invention is that each of the members arranged in the mounting hole of the housing is configured to arrange each of the sealing material, the pulsation absorbing plate, and the supporting member arranged from the inner back side toward the opening side. It is in. In the present invention, the sealing material, the pulsation absorbing plate, and the support member are respectively supported from the outer peripheral side by a cylindrical inner peripheral wall formed in the mounting hole of the housing. The cylindrical inner peripheral wall formed in the mounting hole has the same diameter and extends in the axial direction, and supports the sealing material, the pulsation absorbing plate, and the support member inside thereof. A holding member for holding the support member from the opening side is provided on the opening side of the mounting hole with respect to the support member. This holding member prevents the sealing material, the pulsation absorbing plate and the support member arranged in the mounting hole from coming out of the mounting hole.
本発明の脈動吸収装置において、脈動吸収板は、液圧室側の一方の面の外周部がシール材により支持されるとともに、他方の面の外周部が支持部材により支持され、これによってシール材と支持部材とによりその面と垂直な方向で挟持される。この構成によれば、液圧室の昇圧により脈動吸収板が撓み変形するとき、その脈動吸収板とハウジングとの間に新たな空隙が生じない。したがって、撓み変形した脈動吸収板とハウジングとの間に生じた空隙にシール材がかみ込むような事態を避けることができ、そうしたかみ込みによるシール材の早期損傷を防ぐことができる。また、この脈動吸収板は支持部材との接触部分を支点にして撓み変形するので、この支持部材との間で脈動吸収板を挟持するように設けたシール材は、撓み変形する脈動吸収板の中でも最も変形量が少ない部分に接することになる。したがって、シール材の変形量を最小限に抑えることができ、このことからもシール材の早期損傷を防ぐことができる。 In the pulsation absorbing device of the present invention, the pulsation absorbing plate is supported by the sealing material on the outer peripheral portion of one surface on the hydraulic chamber side and supported by the supporting member on the outer peripheral portion of the other surface. And the support member in a direction perpendicular to the surface. According to this configuration, when the pulsation absorbing plate is bent and deformed by increasing the pressure in the hydraulic chamber, no new gap is generated between the pulsation absorbing plate and the housing. Therefore, it is possible to avoid a situation in which the sealing material bites into the gap formed between the pulsation absorbing plate that has been bent and deformed and the housing, and it is possible to prevent early damage to the sealing material due to such biting. In addition, since this pulsation absorbing plate is bent and deformed with the contact portion with the support member as a fulcrum, the sealing material provided so as to sandwich the pulsation absorbing plate between the support member and the pulsation absorbing plate In particular, it will be in contact with the portion with the least amount of deformation. Therefore, the deformation amount of the sealing material can be minimized, and this also prevents early damage to the sealing material.
本発明における支持部材は、振動吸収板が振動するときの支点となるものであって、例えば断面円形のリング状部材を使用することができる。この場合、支持部材は一般的に市販の鋼製線材で構成することができる。また、振動吸収板を断面が円形をした線材の頂部で支えることができ、極めて狭い部分を支点とすることが可能となり、振動吸収板を反応性よく支持することができる。また、本発明において、取付穴内に配された保持部材と支持部材との間に、取付穴を閉鎖する蓋部材を介在させることができる。この場合、蓋部材が振動吸収板を外気から遮断できるので、振動吸収板を水や粉塵から隔離して錆等の腐食を防ぐことができる。 The support member in the present invention serves as a fulcrum when the vibration absorbing plate vibrates. For example, a ring-shaped member having a circular cross section can be used. In this case, the support member can be generally composed of a commercially available steel wire. Further, the vibration absorbing plate can be supported by the top of the wire having a circular cross section, and an extremely narrow portion can be used as a fulcrum, and the vibration absorbing plate can be supported with high reactivity. Moreover, in this invention, the cover member which closes an attachment hole can be interposed between the holding member and support member which were distribute | arranged in the attachment hole. In this case, since the lid member can block the vibration absorbing plate from the outside air, the vibration absorbing plate can be isolated from water and dust to prevent corrosion such as rust.
さらに、本発明の脈動吸収装置において、上記支持部材を取付穴の開口側から保持する保持部材は、拡縮径方向に弾性変形可能なC型止め輪を使用することができる。このC型止め輪は、取付穴内の開口付近に形成した周方向に延びる溝部に挿入されるものである。こうした構成の脈動吸収装置によれば、取付穴内に各構成部品を設置した後、保持部材を弾発力に抗して縮径方向に縮めた状態で取付穴の開口を通し、弾発力によって拡径する保持部材の外周部を取付穴の溝部に挿入することで、組立てが完了する。したがって、その組立ては比較的簡単である。また、一般的に市販されているC型止め輪を使用することができるので、コストの低廉化を図ることができる。 Further, in the pulsation absorbing device of the present invention, a C-type retaining ring that can be elastically deformed in the expansion / contraction diameter direction can be used as the holding member that holds the support member from the opening side of the mounting hole. The C-type retaining ring is inserted into a circumferentially extending groove formed near the opening in the mounting hole. According to the pulsation absorbing device having such a configuration, after each component is installed in the mounting hole, the holding member is passed through the opening of the mounting hole in a state of being contracted in the diameter reducing direction against the elastic force, and by the elastic force The assembly is completed by inserting the outer peripheral portion of the holding member to be expanded into the groove portion of the mounting hole. Therefore, its assembly is relatively simple. Further, since a commercially available C-type retaining ring can be used, the cost can be reduced.
さらに、本発明の脈動吸収装置において、上記シール材は、前記取付穴内のシール面と脈動吸収板との間に弾性支持されるカップシールを使用することができる。このカップシールは、取付穴内のシール面に弾性的に接する第一のリップ部と、脈動吸収板に弾性的に接する第二のリップ部と、これら第一および第二のリップ部の後端部をつないで取付穴の筒状内周壁に接するベース部とを含む。シール材にカップシールを使用すれば、例えばシール材にO−リングのようなほとんど二部材間での挟圧力のみによって密封作用を得るものを使用した場合に比べ、各リップ部が自身の弾力および液圧室からの圧力によって密封作用を発生するため、脈動吸収板の撓み変形により追従することができる。 Furthermore, in the pulsation absorbing device of the present invention, the sealing material may be a cup seal that is elastically supported between the sealing surface in the mounting hole and the pulsation absorbing plate. The cup seal includes a first lip portion that elastically contacts the sealing surface in the mounting hole, a second lip portion that elastically contacts the pulsation absorbing plate, and rear end portions of the first and second lip portions. And a base portion that contacts the cylindrical inner peripheral wall of the mounting hole. If a cup seal is used as the sealing material, for example, each lip portion has its own elasticity and strength compared to the case where a sealing material is used that obtains a sealing action only by the clamping force between two members, such as an O-ring. Since the sealing action is generated by the pressure from the hydraulic chamber, it can be followed by the bending deformation of the pulsation absorbing plate.
図1は、本発明の第1の実施例による脈動吸収装置100であって、軸心方向に切断した断面構造を示している。脈動吸収装置100の本体となるハウジング90は、脈動吸収板としての金属ダイヤフラム10等を設けるための取付穴98を有し、この取付穴98の内奥側に圧力流体が流れる流路の一部となる液圧室94を形成している。また、このハウジング90は、マスタシリンダ200に連絡する第1の連絡口92と、スレーブシリンダ300に連絡する第2の連絡口93とを備える。これら第1および第2の連絡口92,93の間を連絡するように、前記液圧室94は設けられている。この液圧室94内の作動流体中に発生した脈動を抑えるはたらきをするのが、この液圧室94を区画するように設けた金属ダイヤフラム(脈動吸収板)10である。この金属ダイヤフラム10は、その一方の面11で液圧室94を区画するとともに、他方の面12で定圧室95を区画している。
FIG. 1 is a
この実施例での金属ダイヤフラム10は、厚さを約0.5〜1.0mmとする一様厚さの平坦な板状部材である。こうした金属ダイヤフラム10は、液圧室94側の一方の面11の外周部がシール材80により支持され、他方の面12の外周部が支持部材70により支持される。これにより、金属ダイヤフラム10は、シール材80と支持部材70とによって、その面11(12)と垂直な方向で挟持されている。
The
シール材80は、取付穴98の段部に形成されるシール面97と金属ダイヤフラム10との間に弾性支持されており、金属ダイヤフラム10が液圧を受けて定圧室95側に撓んで変形したときでも、常にその面で接触するだけの弾性変形を有している。こうしたシール材80が液圧室94内の圧力流体の漏れを防止している。なお、図1に示すこの一実施例でのシール材は、弾性変形なしの状態で断面が矩形上のものを採用しており、弾性変形によって内周側に膨らんだ状態が示されている。
The
金属ダイヤフラム10に対して定圧室95側に配された支持部材70は、断面が円形の金属製のリング状部材で、金属ダイヤフラム10の外周部分を一周にわたり線状に接触して支持している。こうした支持部材70は、金属ダイヤフラム10が振動するときの支点となるものである。
The
取付穴98の開口91付近には、蓋部材60を介在して支持部材70を保持するための保持部材50が設けられている。この保持部材50は、取付穴98内に配された金属ダイヤフラム10等の各部材がその取付穴98から抜け出ることを防止する。ここでの保持部材50は、図2に示す脈動吸収装置100の底面図から理解できるように、拡縮径方向に弾性変形可能なほぼ円弧状のC側止め輪であって、取付穴98内の開口91付近に設けた周方向に延びる溝部96に挿入されるものである。この保持部材50の両端部には、装着用の小孔52,53が形成され、これら小孔52,53に工具を挿入して保持部材50自身の弾発力に抗して縮径させることができる。こうした保持部材50によれば、取付穴98内に金属ダイヤフラム10等の各構成部材を配した後、保持部材50を弾発力に抗して縮径させた状態で取付穴98の開口91を通し、弾発力によって拡径する保持部材50の外周部59を溝部96に挿入することで、簡単に組立てが完了する。
In the vicinity of the
支持部材70と保持部材50との間に介在させた蓋部材60は、取付孔98を閉鎖するものである。この蓋部材60を設けることによって、金属ダイヤフラム10を外気から遮断することができ、金属ダイヤフラム10を水や粉塵から隔離して錆等の腐食を防ぐことができる。
The
さて、取付穴98内で内奥方から開口91へ向けて順に並ぶこれらシール材80、金属ダイヤフラム10および支持部材70は、取付穴98内に形成された筒状内周壁99に外周側から支持されている。筒状内周壁99は、シール材80が接する内奥方のシール面97から定圧室95に達する位置まで、同一径で延びている。シール材80および支持部材70は、筒状内周壁99内に収まる範囲内で、その外径の大きさが筒状内周壁99の内径の大きさとほぼ同じである。他方、金属ダイヤフラム10は、筒状内周壁99内で撓み変形できるように、その撓み変形に要する空間が確保できる範囲内で、その外径の大きさが筒状内周壁99の内径の大きさよりも小さく設計されている。つまり、金属ダイヤフラム10の外周端部19(支持部材70による支持点17よりも外周に位置する部分)は、金属ダイヤフラム10が液圧を受けて撓み変形したときでも、筒状内周壁99に接触することでその撓み変形を阻害しないようになっている。
Now, the sealing
こうした脈動吸収装置100では、金属ダイヤフラム10がシール材80と支持部材70とによって軸心方向に挟持されているので、液圧を受けた金属ダイヤフラム10が撓み変形するときでも、この金属ダイヤフラム10とハウジング90との間にシール材80のかみ込みを招くような新たな空隙を生じない。また、シール材80は、撓み変形の支点となる支持部材70との間で金属ダイヤフラム10を挟持するように設けられることで、その撓み変形する金属ダイヤフラム10の中でも最も変形量が少ない部分に接するものである。こうした構成によって、この脈動吸収装置100は、金属ダイヤフラム10の撓み変形に伴ってシール材80がかみ込まれることを防止するともに、金属ダイヤフラム10の撓み変形に伴うシール材80の変形量を最小限に抑えることで、シール材80の早期損傷を防いでいるものである。
In such a
図3は、本発明の別の実施例であって、第2の実施例による脈動吸収装置500の断面構造を示している。この脈動吸収装置500は、前述の第1の実施例における脈動吸収装置100の断面矩形状のシール材80を、カップシール型のシール材580に代えたものである。このシール材580を除く他の構成要素およびそれによる作用効果は、前述の脈動吸収装置100と基本的に同じである。したがって、その基本的に同じ構成要素については、ここでの詳細な説明を省略する。この脈動吸収装置500のシール材(カップシール)580は、取付穴98内のシール面97と金属ダイヤフラム(脈動吸収板)10との間に弾性支持されている。このカップシール580は、取付穴98内のシール面97に弾性的に接する第1のリップ部589と、金属ダイヤフラム10に弾性的に接する第2のリップ部581と、これら第1のリップ部589と第2のリップ部581との後端部同士をつないで取付穴98の筒状内周壁99に接するベース部588とを含む。カップシール580は、各リップ部589,581が自身の弾力および液圧室からの圧力によって密封作用を発生するため、金属ダイヤフラム10の撓み変形により追従することができるものである。
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention, and shows a cross-sectional structure of a
図4は、また別の実施例であって、第3の実施例による脈動吸収装置600の断面構造を示している。この脈動吸収装置600は、前述の第1の実施例における脈動吸収装置100のシール材80と金属ダイヤフラム10との間に、プレート80を挿入したものである。このプレート80を除く他の構成要素およびそれによる作用効果は、前述の脈動吸収装置100と基本的に同じである。したがって、その基本的に同じ構成要素については、ここでの詳細な説明を省略する。前述のように、金属ダイヤフラム10は、筒状内周壁99内で撓み変形できるように、その外形の大きさが筒状内周壁99の内径の大きさよりも小さく設計されている。第1の実施低における脈動吸収装置100では、金属ダイヤフラム10の外周縁と筒状内周壁99との間の径方向の空隙に、シール材80の金属ダイヤフラム10側の外周縁部がくい込まれる可能性を有している。これに対し、プレート20を備えた脈動吸収装置600では、プレート20の外径の大きさが筒状内周壁99の内径の大きさとほぼ同じであるため、そうしたシール材80のくい込みを防ぐことができる。このプレート20は、金属ダイヤフラム10による脈動吸収作用を阻害しないように、例えば樹脂材料から形成され、金属ダイヤフラム10に比べて薄くかつ撓みやすく構成されている。
FIG. 4 shows still another embodiment, and shows a cross-sectional structure of a
10 脈動吸収板(金属ダイヤフラム)
50 保持部材(C型止め輪)
70 支持部材(リング状部材)
80 シール材
90 ハウジング
94 液圧室
100 脈動吸収装置
500 脈動吸収装置
580 シール材(カップシール)
10 Pulsation absorbing plate (metal diaphragm)
50 Holding member (C-type retaining ring)
70 Support member (ring-shaped member)
80
Claims (3)
外方へ開口した取付穴を有し、該取付穴の内奥側に前記圧力流体が流れる流路の一部となる液圧室を形成するハウジングと、
前記液圧室を区画するように前記取付穴内に配置され、前記圧力室に伝わった脈動により振動することでその脈動を吸収する脈動吸収板と、
該振動吸収板に対して前記取付穴の内奥側に配置され、該脈動吸収板と前記取付穴内のシール面との間に弾性支持されて前記液圧室内の圧力流体の漏れを防止するシール材と、
前記取付穴内で前記脈動吸収板に対して前記開口側に配置され、前記脈動吸収板の外周部に当接することで前記脈動吸収板が振動するときの支点となる支持部材と、
該支持部材に対して前記開口側に配置され、前記支持部材を前記開口側から保持するための保持部材と、
を備えた脈動吸収装置において、
前記ハウジングの取付穴内に配置される部材のうち、その前記内奥側から前記開口側へ向けて並ぶ前記シール材、前記脈動吸収板および前記支持部材は、前記取付穴内に形成された同一径で軸方向に延びる筒状内周壁にそれぞれの外周側から支持されていることを特徴とする、脈動吸収装置。 A pulsation absorbing device for suppressing pulsation of pressure fluid,
A housing that has a mounting hole that opens outward, and forms a hydraulic chamber that is part of a flow path through which the pressure fluid flows on the inner back side of the mounting hole;
A pulsation absorbing plate that is disposed in the mounting hole so as to partition the hydraulic pressure chamber, and absorbs the pulsation by vibrating due to the pulsation transmitted to the pressure chamber;
A seal that is disposed on the inner side of the mounting hole with respect to the vibration absorbing plate and is elastically supported between the pulsation absorbing plate and a sealing surface in the mounting hole to prevent leakage of pressure fluid in the hydraulic chamber. Material,
A support member that is disposed on the opening side with respect to the pulsation absorbing plate in the mounting hole and serves as a fulcrum when the pulsation absorbing plate vibrates by contacting the outer peripheral portion of the pulsation absorbing plate;
A holding member that is disposed on the opening side with respect to the supporting member and holds the supporting member from the opening side;
In the pulsation absorbing device comprising
Of the members disposed in the mounting hole of the housing, the sealing material, the pulsation absorbing plate, and the support member arranged from the inner back side toward the opening side have the same diameter formed in the mounting hole. A pulsation absorbing device, characterized in that the pulsation absorbing device is supported by a cylindrical inner peripheral wall extending in the axial direction from each outer peripheral side.
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