JP2013228027A

JP2013228027A - ピストン装置

Info

Publication number: JP2013228027A
Application number: JP2012099543A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Murai; 和之村井
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2012-04-25
Filing date: 2012-04-25
Publication date: 2013-11-07
Anticipated expiration: 2032-04-25
Also published as: JP5867266B2

Abstract

【課題】ピストンとそれを挿入するシリンダとの間にゴム製シールリングと摺動リングを組み合わせたシール部材を配置し、さらに、ピストンの径方向変位を規制する樹脂製ガイドリングを前記シール部材に隣接させてピストン外周に配置するタイプのピストン装置において、前記ゴム製シールリングが、前記ガイドリングの端面にできたゲート痕に攻撃されることを、バックアップリング無しで防止できるようにすることを課題としている。
【解決手段】ガイドリング１９の端面に、射出成形金型の樹脂導入ゲートの位置に形成されるゲート痕Ｇが存在し、そのゲート痕Ｇがゴム製シールリング１７と組み合わされる摺動リング１８の端面と対面する領域内にあるようにした。
【選択図】図２

Description

この発明は、ピストンポンプなどとして用いられるピストン装置、詳しくは、摺動するピストンを射出成形された樹脂製のガイドリングでガイドしてピストンの径方向変位を規制し、さらに、シリンダとそのシリンダに挿入するピストンとの間を、ゴム製シールリングと摺動リングを組み合わせたシール部材でシールするタイプのピストン装置に関する。

車両用液圧制御装置に採用されるピストンポンプの従来例として、例えば、下記特許文献１に開示されるものがある。同公報に記載されたピストンポンプは、ピストンを、吸入弁を装着した先端をポンプ室（圧力室）に臨ませてシリンダに挿入し、そのピストンの後部側を、センタリングのためにポンプの基体（これはシリンダの一部と考えてよい）のボア孔に挿入したガイドリング（ブッシュ）で支えている。

そしてさらに、基体のボア孔の内周面とピストンの外周面との間にシール部材を介在してピストン外周のシールを行っている。

前記ガイドリングは樹脂の射出成形品である。そのガイドリングは、樹脂導入用のゲートを、リング外周の成形面の周方向途中に設けた金型や、前記ゲートを、軸方向を臨むガイド端面の成形面の一部に設けた金型を用いて成形されている。

前者の金型を用いて成形したガイドリングは、外周面にゲート痕（ゲート跡）が生じ、後者の金型で成形したガイドリングは、端面にゲート痕が生じる。外周面にゲート痕が生じたガイドリングは、それを組み付けるボア孔の中心に位置決めするために、外周面のゲート痕を成形後に除去する。

一方、後者の金型で成形したガイドリングは、ゲート痕がガイドリングのセンタリング性能とは無関係な位置にできるので、そのゲート痕の除去の手間を省くことができる。ところが、ゲート痕をそのまま残すと、そのゲート痕が、ガイドリングに接して配置されるシール部材を傷つける虞がある。

上記ガイドリングは、組み付けに方向性がなく、ゲート痕のある側がシール部材側となるように組込まれることを避けられない。そのような組込みがなされると、ゲート痕がシール部材に接触してシール部材を傷つけてしまう。

そこで、この問題の対策として、図３に示すように、ガイドリング１９とゴム製シールリング１７との間にバックアップリング２０を介在してゴム製シールリング１７を保護する方法が採られている。

特開２０１１−２１４５２０号公報

図３のように、バックアップリングを追加すると、ポンプ装置の軸方向寸法が大きくなり、コスト負担も増加する。

そこで、この発明は、ピストン外周をシールするゴム製シールリングが、端面にゲート痕のある樹脂製ピストンガイドに攻撃されることを、バックアップリング無しで防止できるようにすることを目的としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、軸方向に移動するピストンとそのピストンを挿入したシリンダを有し、前記ピストンとシリンダとの間に、ゴム製シールリング及びそのゴム製シールリングと摺動相手の前記ピストン又は前記シリンダとの間に介在される摺動リングを組み合わせたシール部材を設置し、さらに、前記ピストンの径方向への変位を規制する樹脂製のガイドリングを前記シール部材に隣接して前記ピストンの外周に配置するピストン装置を以下の通りに構成した。

即ち、前記ガイドリングの端面に、射出成形金型の樹脂導入ゲートの位置に形成されるゲート痕が存在し、そのゲート痕が前記摺動リングの端面と対面する領域内にあるものにした。

前記ゲート痕の位置は、前記摺動リングの端面の全域と対面する箇所にあってもよいし、前記摺動リングの摺動面が内径側にあるときには、摺動リングの端面の径方向外端よりも摺動リングの内径側、前記摺動面が外径側にあるときには、摺動リングの端面の径方向内端よりも摺動リングの外径側にあってもよい。

前記ガイドリングのピストン径方向厚みは、摺動リングの摺動面が内径側にあるものについては、その摺動面からガイドリングが摺動リングの端面と対面する領域の径方向外端までの距離の２倍以下、前記摺動面が外径側にあるものについては、その摺動面からガイドリングが摺動リングの端面と対面する領域の径方向内端までの距離の２倍以下に設定されていると好ましい。

また、前記ゲート痕の径方向中心が、前記ガイドリングの径方向厚み中心にあるのも好ましい。

この発明のピストン装置は、前記ピストンの先端に吸入弁を組み付け、そのピストンを、先端をポンプ室に臨ませて前記シリンダに挿入し、さらに、前記ポンプ室の出口に吐出弁を設置すれば、前記ピストンを往復運動させて流体の吸入吐出を行うピストンポンプを構成することができる。この発明は、そのピストンポンプとして構成されたピストン装置も併せて提供する。

この発明のピストン装置は、ガイドリングの端面に存在するゲート痕の位置が摺動リングの端面と接触する領域内にある。そのために、ゲート痕がシール部材側にあるようにガイドリングが組み付けられた場合には、ゲート痕は摺動リングの端面に突き合わされて隠れた状態になる。

その状況では、シール部材で封止した流体の圧力によってゴム製シールリングがガイドリング側に変形してもゲート痕に押し付けられることがない。従って、ゴム製シールリングがゲート痕に攻撃されて傷付くことがない。そのために、バックアップリングを設ける必要がなく、部品数の削減によるコスト低減、軸方向寸法短縮による装置の小型化が可能になる。

なお、ガイドリングのピストン径方向厚みを、前記摺動リングの端面と対面する領域の径方向外端又は径方向内端から、前記ピストン又はシリンダに接触する摺動リングの摺動面までの距離の２倍以下にしたものは、ピストン径方向厚みがここで指定したものよりも大きいガイドリングを採用するピストン装置に比べて、ガイドリングの径方向厚み中心からのゲート痕の偏り量が小さくなる（ゲート痕の位置がガイドリングの径方向厚み中心に近づく）。これにより、ガイドリングを射出成形する際に材料の溶融樹脂を金型のキャビティの各部に均一に流入させることが容易になり、成形の安定性が損なわれない。

前記ゲート痕の径方向中心が、前記ガイドリングの径方向厚み中心に設定されたものは、金型キャビティの各部の流動抵抗差が小さく抑えられて上記の効果が特に顕著となる。

なお、車両用ブレーキ液圧制御装置は、車両の挙動安定性を高めるための装置であるので、その車両用ブレーキ液圧制御装置に採用されるピストンポンプはより信頼性の高いものが望まれる。従って、この発明は、車両用ブレーキ液圧制御装置のピストンポンプに利用すると特に効果的である。

この発明のピストン装置の一例（ピストンポンプ）を示す断面図図１のピストン装置のガイドリングとシール部材設置部の拡大断面図バックアップリングでガイドリングのゲート痕からゴム製シールリングを保護する構造の断面図この発明のピストン装置の他の例の要部を示す断面図

以下、この発明のピストン装置の実施の形態を、添付図面の図１〜図４に基づいて説明する。図１は、この発明のピストン装置の一例として具体化したピストンポンプを示している。このピストンポンプ１は、ハウジング２に設けたシリンダ３に、偏心カム４によって駆動されるピストン５を挿入して構成されている。偏心カム４は、ポンプを駆動するモータの出力軸（図示せず）に取り付けられている。

ハウジング２のボア孔には、ハウジング２とは別体の第１シリンダ部材６と第２シリンダ部材７が組みつけられており、また、ピストン５の先端には、吸入弁８が組み付けられている。その先端を第１シリンダ部材６の内部に設けられるポンプ室９に臨ませてピストン５の組み付けがなされている。

図中、１０は吐出弁、１１はピストン５に戻り力を付与する復帰スプリング、１２は吸入口、１３は吐出口である。また、１４は、ピストン５が圧縮行程にあるときにフィード室１５にブレーキ液を吸入し、ピストン５が吸入行程にあるときにフィード室１５のブレーキ液をポンプ室９に向けて送り出す補助ピストンである。この補助ピストン１４は、ピストンポンプに自吸機能をもたせるために設けられているが、好ましい要素に過ぎない。

ハウジング２に設けたシリンダ３とそのシリンダに挿入したピストン５との間には、両者間をシールするシール部材１６とガイドリング１９が隣接させて配置されている。

シール部材１６は、Ｏリング（ゴム製シールリング）１７と摺動リング１８を組み合わせたものであって、摺動リング１８が、Ｏリング１７とピストン５との間に介在される。摺動リング１８は、摺動特性に優れたフッ素系樹脂などで形成されたリングであって、この摺動リング１８の摺動面１８ａ（図示の摺動リングは内径面）を摺動相手（このケースではピストン５）に接触させることで、Ｏリング１７の摺動摩耗を防止している。

ガイドリング１９は、ポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂を材料にして、射出成形によって形成されたものである。このガイドリング１９の端面（軸方向の一端）には、射出成形金型の樹脂導入ゲートの形状を残したゲート痕Ｇが存在する。

そのゲート痕Ｇは、摺動リング１８の端面（軸方向の一端）１８ｂと対面する領域内にある。このゲート痕Ｇは、前記端面１８ｂの全域と対面する箇所にあってもよいし、図のように、摺動面１８ａが摺動リング１８の内径側にあるときには、前記端面１８ｂの径方向外端よりも摺動リング１８の内径側（摺動面１８ａに近い側）にあってもよい。

このように、ゲート痕Ｇが、摺動リング１８の端面１８ｂと対面する領域内に設けられていると、そのゲート痕Ｇがシール部材１６の側にあるようにガイドリング１９が組み付けられたときに、ゲート痕Ｇが、摺動リング１８の端面１８ｂに突き合わされて隠され、Ｏリング１７を攻撃することがなくなる。これにより、従来使用していたバックアップリングが不要になる。

ガイドリング１９のピストン径方向厚みｔ（図２参照）は、摺動リングの摺動面１８ａから、ガイドリング１９が摺動リングの端面１８ｂと対面する領域の径方向外端までの距離ｓの２倍以下にするのがよく、例示の形態は、その条件を満たしている。

また、ゲート痕Ｇの径方向中心は、ガイドリング１９の径方向厚み中心に設定されているのがよく、例示の形態は、その条件も満たしている。

ガイドリング１９の径方向厚みについて上記の条件を満たすものは、ガイドリング１９の径方向厚み中心からのゲート痕Ｇの偏り量が小さくなり、ガイドリングの射出成形時に材料の溶融樹脂を金型のキャビティの各部に対して均一に流入させることが簡単になる。

また、ガイドリング１９のピストン径方向厚みが規制されてガイドリング１９の外径が小さくなるため、ハウジング１のガイドリング設置部外周における余剰スペースが広がり、ハウジングに対する流体通路孔などの設置の自由度も増す。

また、ゲート痕Ｇの中心がガイドリングの径方向厚み中心にあるものは、金型キャビティの各部に対する樹脂の流入が均一になされて成形不良などが発生しにくい。

なお、この発明は、シール部材１６とガイドリング１９を、図４のように、ピストン５の外周に装着するピストン装置に採用してもその有効性が発揮される。

図４の形態では、摺動面１８ａが摺動リング１８の外径側にあってその摺動面１８ａがシリンダ３の内周面に接して摺動する。このときにも、ガイドリングに形成されるゲート痕Ｇが摺動リングの端面１８ｂと対面する領域内にあるようにすることで、発明の目的を達成することができる。このケースでのゲート痕Ｇの位置は、摺動リングの端面１８ｂの全域と対面する箇所にあるか、または、端面１８ｂの径方向内端よりも摺動リング１８の外径側（このときも摺動面１８ａに近い側）にあるようにする。

このケースでも、シール部材１６とガイドリング１９をシリンダ３に取り付ける形態で述べたのと同一理由により、ガイドリング１９のピストン径方向厚みは、摺動面１８ａからガイドリング１９が摺動リングの端面１８ｂと対面する領域の径方向内端までの距離の２倍以下がよく、また、ゲート痕Ｇの径方向中心がガイドリング１９の径方向厚み中心にあるのがよい。

上記の形態では、ゴム製シールリングとしてＯリングを採用したが、これに限らず、例えば、Ｘリング、Ｄリング、Ｔリングなど、ゴム系材料よりなる環状のシール部材であれば断面形状が異なるものを採用してもよい。

１ピストンポンプ
２ハウジング
３シリンダ
４偏心カム
５ピストン
６第１シリンダ部材
７第２シリンダ部材
８吸入弁
９ポンプ室
１０吐出弁
１１復帰スプリング
１２吸入口
１３吐出口
１４補助ピストン
１５フィード室
１６シール部材
１７Ｏリング（ゴム製シールリング）
１８摺動リング
１８ａ摺動面
１８ｂ端面
１９ガイドリング
２０バックアップリング
Ｇゲート痕

Claims

軸方向に移動するピストン（５）とそのピストンを挿入したシリンダ（３）を有し、前記ピストン（５）とシリンダ（３）との間に、ゴム製シールリング（１７）及びそのゴム製シールリング（１７）と摺動相手の前記ピストン（５）又は前記シリンダ（３）との間に介在される摺動リング（１８）を組み合わせたシール部材（１６）を設置し、さらに、前記ピストン（５）の径方向への変位を規制する樹脂製のガイドリング（１９）を前記シール部材（１６）に隣接して前記ピストン（５）の外周に配置したピストン装置であって、
前記ガイドリング（１９）の端面に、射出成形金型の樹脂導入ゲートの位置に形成されるゲート痕（Ｇ）が存在し、そのゲート痕（Ｇ）が前記摺動リングの端面（１８ｂ）と対面する領域内にあるピストン装置。
前記ゲート痕（Ｇ）の位置が、前記摺動リングの端面（１８ｂ）の全域と対面する箇所、又は、前記摺動リング（１８）の摺動面（１８ａ）が内径側にあるときには前記摺動リングの端面（１８ｂ）の径方向外端よりも摺動リング（１８）の内径側、前記摺動面（１８ａ）が外径側にあるときには前記摺動リングの端面（１８ｂ）の径方向内端よりも摺動リング（１８）の外径側にある請求項１に記載のピストン装置。
前記ガイドリング（１９）のピストン径方向厚み（ｔ）が、前記摺動リング（１８）の摺動面（１８ａ）が内径側にあるものについては、その摺動面（１８ａ）から前記ガイドリング（１９）が前記摺動リングの端面（１８ｂ）と対面する領域の径方向外端までの距離（ｓ）の２倍以下、前記摺動面（１８ａ）が外径側にあるものについては、その摺動面（１８ａ）から前記ガイドリング（１９）が前記摺動リングの端面（１８ｂ）と対面する領域の径方向内端までの距離の２倍以下に設定された請求項１又は２に記載のピストン装置。
前記ゲート痕（Ｇ）の径方向中心が、前記ガイドリング（１９）の径方向厚み中心に設定された請求項１〜３のいずれかに記載のピストン装置。
前記ピストン（５）の先端に吸入弁（８）を組み付け、そのピストン（５）を、先端をポンプ室（９）に臨ませて前記シリンダ（３）に挿入し、さらに、前記ポンプ室（９）の出口に吐出弁（１０）を設置し、前記ピストン（５）を往復運動させて流体の吸入吐出を行うピストンポンプとして構成した請求項１〜４のいずれかに記載のピストン装置。