JP3947702B2

JP3947702B2 - センタバルブ型車両用液圧マスタシリンダのピストン製造方法

Info

Publication number: JP3947702B2
Application number: JP2002314283A
Authority: JP
Inventors: 日出光春原; 敦金井; 剛樋村; 功和田; 良明横島
Original assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Priority date: 2002-04-16
Filing date: 2002-10-29
Publication date: 2007-07-25
Anticipated expiration: 2022-10-29
Also published as: JP2004001676A; CN1263645C; CN1477006A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の液圧式ブレーキや液圧式クラッチの液圧発生源として用いられるセンタバルブ型液圧マスタシリンダの合成樹脂製のピストン製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
四輪自動車等の液圧式ブレーキや液圧式クラッチに用いられるセンタバルブ型液圧マスタシリンダのピストンとして、例えば図５及び図６に示されるものがある。
【０００３】
図５は、センタバルブ型液圧マスタシリンダに用いられるピストンの斜視図を、また図６はこのピストンを装着したセンタバルブ型液圧マスタシリンダの断面図をそれぞれ示しており、ピストン１は、液圧マスタシリンダ２に穿設された有底のシリンダ孔３に、ピストンシール４ａ，４ｂを介して液密かつ移動可能に内挿されている。ピストン１の中間軸部１ａには、長円形のガイド孔５が半径方向に貫通して設けられ、その前後部外側に摺動フランジ１ｂ，１ｃとシール溝６ａ，６ｂ，小径軸部１ｄ，１ｅとが形成されるとともに、前記ガイド孔５とピストン１の先端側面との間の中心軸上に、弁室７ａとステム孔７ｂとからなるバルブ収容孔８が設けられている。
【０００４】
このピストン１をシリンダ孔３に内挿する際には、シール溝６ａ，６ｂに前記ピストンシール４ａ，４ｂを装着し、ガイド孔５にシリンダ孔３を交差して架設されるガイドピン１０を挿通し、バルブ収容孔８にセンタバルブ１１を摺動可能に収容する。ピストン１とシリンダ孔３の底壁との間には液圧室１２が、また中間軸部１ａ外周の摺動フランジ１ｂ，１ｃ間には補給油室１３がそれぞれ画成される。
【０００５】
ガイド孔５に挿通されたガイドピン１０は、シリンダ孔３を往復動するピストン１の周方向の回動を阻止するほか、ピストン１がシリンダ孔開口部側の後退限に位置した液圧マスタシリンダ２の非作動状態（図６の状態）にあっては、センタバルブ１１のバルブステム１１ｂの先端を支承し、センタバルブ１１頭部のバルブシール１１ａを弁室７ａ底壁の弁座１４から離間させて、液圧室１２と補給油室１３とをバルブ収容孔８を介して連通させ、また、ピストン１が液圧室側に前進する液圧マスタシリンダ２の作動状態にあっては、センタバルブ１１のバルブシール１１ａを弁座１４に着座させて、液圧室１２と補給油室１３との連通を遮断し、液圧室１２内部の作動液を昇圧して、液圧式ブレーキまたはクラッチへ供給するようになっている。
【０００６】
上記ピストン１は、図７に示す成形型２０を用いてその全体が合成樹脂によって一体成形される。この成形型２０は、左右型２１，２２及び注湯ノズル２３と、バルブ収容孔用中子２４及びガイド孔用中子２５とからなっており、これらを突き合わせて、その内部にピストン１の中心軸が縦方向となるようキャビティ２６を画成し、該キャビティ２６の略中央に、前記ガイド孔５を形成するためのガイド孔用中子２５を配置したのち、注湯ノズル２３のランナー２７と注入ゲート２８よりキャビティ２６へ溶湯樹脂を注入することにより、図６に示すごとき、前記中間軸部１ａや摺動フランジ１ｂ，１ｃ，小径軸部１ｄ，１ｅ，ガイド孔５，シール溝６ａ，６ｂ，バルブ収容孔８の弁室７ａやステム孔７ｂを一体に有するピストン１が成形される（上記の合成樹脂製ピストンが記載される先行技術として、例えば特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１５９０８８公報（第２〜３頁，図１，図２）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のようにしてピストン１を成形する場合に、注湯ノズル２３の注入ゲート２８とキャビティ２６内部のガイド孔用中子２５とは上下関係に位置するため、注入ゲート２８からキャビティ２６内部に注入された溶湯樹脂は、図７の矢印に示すようにガイド孔用中子２５の左右に一旦分岐し、該ガイド孔用中子２５の両側を流下したのち、ガイド孔用中子２５の下端で合流する。
【０００９】
合流した溶湯樹脂は、さらに下側に位置する小径軸部１ｄを成形するために下方へ流れるため、ガイド孔用中子２５直下の合流面が下方向に引っ張られ、図５に示すような湯境２９の発生を招く。このような湯境２９の発生は、製品の圧縮強度を低下させることとなるため、センタバルブからの応力が作用するピストン１にも極力避けたい。
【００１０】
本発明は、このような実情を背景にしてなされたもので、その目的とするところは、成形による湯境の発生を極力抑えて、軸方向の剛性を充分に確保することのできるセンタバルブ型車両用液圧マスタシリンダのピストン製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の目的にしたがって、第１発明は、成形型内のキャビティに溶湯樹脂を充填して、液圧マスタシリンダのシリンダ孔に移動可能に内挿される合成樹脂製のピストンを成形する方法であって、前記成形型に一体に突設したガイド孔用中子を前記キャビティに突出配置し、前記ピストンの中間部に、前記シリンダ孔を交差してシリンダ孔に架設されるガイドピン挿通用のガイド孔をピストン半径方向へ貫通形成するセンタバルブ型車両用液圧マスタシリンダのピストンを製造する方法において、前記キャビティを、ピストン中心軸が横向きとなるよう配設し、前記ガイド孔用中子の内部にピストン中心軸方向の横ランナーを形成するとともに、前記成形型の外面から前記横ランナーに延びる縦ランナーを形成し、該ガイド孔用中子のピストン軸方向の端面に注入ゲートを開設し、前記縦ランナーから前記横ランナーへ導入された溶湯樹脂を前記注入ゲートから前記キャビティに注入することを特徴としている。
【００１２】
第２発明は、前記注入ゲートを、前記ガイド孔用中子のピストン中心軸方向両端部に配設したことを特徴とし、第３発明は前記注入ゲートの少なくとも１つを、ピストン中心軸上に配設したことを特徴としている。
【００１３】
第４発明は、前記キャビティのピストン中心軸方向に、センタバルブを収容するためのバルブ収容孔を形成するバルブ収容孔用中子を配設し、該バルブ収容孔用中子の先端側を、前記ガイド孔用中子のピストン中心軸方向一端部から該ガイド孔用中子の内部に突出配置したことを特徴とし、第５発明は、前記ガイド孔用中子のピストン中心軸方向一端部に前記注入ゲートを形成するとともに、該注入ゲートを、前記バルブ収容孔用中子の半径方向に離間して設けたことを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各形態例を、図１〜図４に基づいて説明する。
図１〜図３は、第１形態例を示すもので、センタバルブ型車両用液圧マスタシリンダに用いられるピストン４０は、外側に、円柱状の中間軸部４０ａと大径の摺動フランジ４０ｂ，４０ｃと小径軸部４０ｄ，４０ｅと周状のシール溝４１ａ，４１ｂとを備え、ピストン中心軸ＣＬ上に、ガイド孔４２とバルブ収容孔４３と肉盗み凹部４４とを備えている。
【００１６】
ガイド孔４２は、中間軸部４０ａの内側で、ピストン中心軸ＣＬ方向へ中間軸部４０ａと略同一長さの長円形に形成され、かつ中間軸部４０ａをピストン半径方向に貫通して、両側部を中間軸部４０ａの外周面に開口させている。ガイド孔４２の両端部は半円形に形成され、各端部のそれぞれに凹溝４５がピストン半径方向に形成されている。バルブ収容孔４３は、一方の小径軸部４０ｄの内側に連続する大径の弁室４６ａと小径のステム孔４６ｂとからなり、弁室４６ａは小径軸部４０ｄの外端面に開口し、ステム孔４６ｂは一方の凹溝４５に開口している。
【００１７】
ピストン４０は、合成樹脂を材料に図１及び図２に示す成形型５０にて一体成形される。成形型５０は、上型５１及び下型５２と、バルブ収容孔用中子５３及び右型５４とからなり、これらを突き合わせた内部にピストン成型用のキャビティ５５を画成している。キャビティ５５は、ピストン中心軸ＣＬが横方向となるように設定されており、前記ピストン４０は、このキャビティ５５の内部でガイド孔４２の開口を上下方向に向けた横向きに成形される。
【００１８】
上型５１と下型５２には、ガイド孔用中子５１ａ，５２ａが一体に突設されており、上型５１とガイド孔用中子５１ａとの内部には縦ランナー５６が穿設されている。ガイド孔用中子５１ａ，５２ａは、前記ガイド孔４２を上半部と下半部とに二分した形状に形成されており、ピストン４０の成形時に、双方のガイド孔用中子５１ａ，５２ａをキャビティ５５内に上下から突出させて突き合わせることにより、ピストン４０の中間軸部４０ａにガイド孔４２を形成する。ガイド孔用中子５１ａ，５２ａを突き合わせした際に、これらの内部ピストン中心軸ＣＬ上に空間部が画成され、この空間部を横ランナー５７となしている。
【００１９】
横ランナー５７の上部中央には、前記縦ランナー５６が連通し、また横ランナー５７の両端部中央部、ピストン４０から見ると、ガイド孔用中子５１ａ，５２ａのピストン中心軸方向の両端部に位置する凹溝４５，４５の中央部を注入ゲートＧ１，Ｇ１，Ｇ２となしており、縦ランナー５６から横ランナー５７へ導入された溶湯樹脂を注入ゲートＧ１，Ｇ１，Ｇ２からキャビティ５５の内部へ供給するようになっている。
【００２０】
ステム孔４６ｂを成形するバルブ収容孔用中子５３の先端側は、成形後のステム孔４６ｂとガイド孔４２とを連通させるべく、ステム孔４６ｂよりもやや長く設定されており、かつ横ランナー５７よりも若干細く形成されている。したがって、ピストン４０を成形する際には、バルブ収容孔用中子５３の先端側が、キャビティ５５の内の所定位置に突出したガイド孔用中子５１ａ，５２ａのピストン中心軸方向一端部から、該ガイド孔用中子５１ａ，５２ａの内部に突出する。このため、ガイド孔用中子５１ａ，５２ａのピストン中心軸方向一端部では、２つの注入ゲートＧ１，Ｇ１がバルブ収容孔用中子５３の先端側上下に位置しているのに対し、このような中子５３の突出がないガイド孔用中子５１ａ，５２ａのピストン中心軸方向他端部では、１つの注入ゲートＧ２がピストン中心軸ＣＬ上に位置する。
【００２１】
本形態例は以上のように構成されており、上型５１と下型５２，バルブ収容孔用中子５３，右型５４とを突き合わせることにより、その内部にキャビティ５５を横向きに画成する。これと同時に、キャビティ５５の内部所定位置にガイド孔用中子５１ａ，５２ａとバルブ収容孔用中子５３とが突出し、バルブ収容孔用中子５３の先端は、ガイド孔用中子５１ａ，５２ａ内部の横ランナー５７に突出する。そして、縦ランナー５６と横ランナー５７とが注入ゲートＧ１，Ｇ１，Ｇ２を通してキャビティ５５の内部と連通する。
【００２２】
縦ランナー５６へ注入された溶湯樹脂は、横ランナー５７の中央部に入って左右に分岐し、ガイド孔用中子５１ａ，５２ａのピストン中心軸方向両端部の注入ゲートＧ１，Ｇ１，Ｇ２よりキャビティ５５に入ってキャビティ５５の全体に充填されて行く。キャビティ５５内の溶湯樹脂の流れは、中間軸部４０ａのいずれかの部分で合流するが、ここでの溶湯樹脂の合流は、特定の形状を持たず、かつ合流した溶湯樹脂はその他の部分へ流れない対面合流であるため、湯境の発生はない。
【００２３】
このようにしてキャビティ５５に充填された溶湯樹脂は、前記した中間軸部４０ａや摺動フランジ４０ｂ，４０ｃ，ガイド孔４２，バルブ収容孔４３，凹溝４５等を一体に持つ製品としてのピストン４０となり、また、縦ランナー５６と横ランナー５７の内部に連続して残存する溶湯樹脂が余剰材４０ｆとなる。ピストン４０と余剰材４０ｆとは、凹溝４５，４５の注入ゲートＧ１，Ｇ１，Ｇ２の部分でつながっており、ピストン４０は、余剰材４０ｆをつけたまま成形型５０から取り出される。そして、ピストン４０と余剰材４０ｆとのつながり部分である凹溝４５，４５に沿って加工刃をいれることにより余剰材４０ｆが分離され、バルブ収容孔４３のステム孔４６ｂとガイド孔４２とが連通する。
【００２４】
本形態例はこのように、成形型５０のキャビティ５５でピストン４０を横向きに成形し、該キャビティ５５内へ突出してピストン４０のガイド孔４２を成形するガイド孔用中子５１ａ，５２ａに縦横のランナー５６，５７を設け、さらにランナー５７の両端部に注入ゲートＧ１，Ｇ１，Ｇ２を設けてピストン４０を成形するようにしたから、ピストン４０には湯境が発生しない。したがって、このように成形されたピストン４０には、センタバルブからの大きな応力にも充分に堪え得る圧縮強度を充分に確保することができる。
【００２５】
さらに、ガイド孔用中子５１ａ，５２ａのピストン中心軸方向両端部に注入ゲートＧ１，Ｇ１，Ｇ２を配設したことにより、溶湯樹脂が長円柱形状のキャビティ５５の隅々に速やかに極力時間差なく行き渡るようになるので、安定した品質のピストン４０が得られる。また、横ランナー他端部側の注入ゲートＧ２を、ピストン中心軸ＣＬ上に配置したことにより、注入ゲートＧ２から注入される溶湯樹脂が断面円形の中間軸部４０ａや摺動フランジ４０ｃの各所へ放射状に等量・等速度で拡がるので、凝固時の収縮が均一化する。したがって、真円度が高く品質精度のよいピストン４０が得られるようになる。
【００２６】
しかも本形態例は、ピストン４０の成形時に、バルブ収容孔用中子５３の先端を、ガイド孔用中子５１ａ，５２ａ内部の横ランナー５７に突出配置したことにより、ピストン成形後の余剰材４０ｆの切り落としによって、ステム孔４６ｂとガイド孔４２とが連通する。したがって、ピストン成形後に、ステム孔４６ｂとガイド孔４２とを連通させる専用の孔開け作業が不要となる。
【００２７】
次に、本発明の第２形態例を図４に基づいて説明する。なお、前述の第１形態例と同一構成部分については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２８】
本形態例は、上記第１形態例と同一形状のピストン４０を、第１形態例とは異なる成形型６０によって形成する場合を示しており、成形型６０は、上型６１及び下型６２と、バルブ収容孔用中子６３及び右型６４とから構成されている。上型６１と下型６２には、第１形態例と同様に、ガイド孔用中子６１ａ，６２ａが一体に突設され、さらに上型６１とガイド孔６１ａとの内部に縦ランナー６６を有しており、ガイド孔用中子６１ａ，６２ａを突き合わせしてピストン中心軸ＣＬ上に画成される空間部を横ランナー６７となしている。
【００２９】
横ランナー６７の上部中央には、前記縦ランナー６６が連通している。横ランナー６７の一端部側は、先細り状の上下２つの傾斜ランナー６７ａ，６７ｂに分岐しており、該傾斜ランナー６７ａ，６７ｂの先端を、ガイド孔用中子６１ａ，６２ａのピストン中心軸方向一側部に開口させて注入ゲートＧ３，Ｇ３となし、また横ランナー６７の他端部を、ピストン中心軸ＣＬ上でガイド孔用中子６１ａ，６２ａのピストン中心軸方向他側部に開口させて注入ゲートＧ４となしており、縦ランナー６６から横ランナー６７へ導入された溶湯樹脂を、注入ゲートＧ３，Ｇ３，Ｇ４からキャビティ５５の内部へ供給する。
【００３０】
ステム孔４６ｂを成形するバルブ収容孔用中子６３の先端側は、キャビティ５５内の所定位置に突出配置したガイド孔用中子６１ａ，６２ａのピストン中心軸方向一端部から、該ガイド孔用中子６１ａ，６２ａの内部に突出しており、ガイド孔用中子６１ａ，６２ａのピストン中心軸方向一端部に開口する前記２つの注入ゲートＧ３，Ｇ３は、このバルブ収容孔用中子６３の先端側から外側に離間して位置している。
【００３１】
本形態例は、注入ゲートＧ３，Ｇ３，Ｇ４からキャビティ５５に溶湯樹脂を充填して、キャビティ５５内にピストン４０を成形し、また、縦ランナー６６と横ランナー６７の内部に連続して残存する溶湯樹脂が余剰材４０ｇとなる。ピストン４０と余剰材４０ｇとは、注入ゲートＧ３，Ｇ３，Ｇ４の部分でつながっており、ガイド孔４２の両端部に沿って加工刃をいれることによってピストン４０から余剰材４０ｇが切り落とされる。なお、バルブ収容孔４３のステム孔４６ｂとガイド孔４２とは離型と同時に連通する。
【００３２】
余剰材４０ｇを切り落とした注入ゲートＧ３，Ｇ３の痕には若干のバリが残るが、注入ゲートＧ３，Ｇ３は、ステム孔４６ｂの開口部外側に離間しているため、ステム孔４６ｂにセンタバルブのステム（図示せず）を挿通して、ピストン４０を実際の使用に供した場合に、注入ゲートＧ３，Ｇ３のバリがセンタバルブの摺動を妨げることはない。
【００３３】
なお、ピストンとキャビティの形状は、上記形態例以外のものでもよいことはもちろんである。また、溶湯樹脂注入用の注入ゲートは、ガイド孔用中子のピストン中心軸上以外の部分、例えばガイド孔用中子の側面等の任意に設定することが可能である。さらに、この注入ゲートは、少なくとも１つ以上あれば足りるが、ピストン形状がピストン軸方向に長い形状であることを勘案すれば、ピストン形状に応じて注入ゲートを複数個設定することにより、溶湯樹脂がキャビティの隅々に短時間で行き渡らせることができ、高品質のピストンが得られるようになる。
【００３４】
さらに、キャビティを横置きにして、ランナーと注入ゲートとをガイド孔形成用の中子に設ける本発明は、注入ゲート数を任意に設定できて、高品質のピストンを短時間で簡便に成形できることも効果の一つである。また、上述の形態例では、ガイド孔用中子を上型や下型と一体型としたが、本発明は、ガイド孔用中子を単独に設定してもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ピストンに湯境が生じなくなるので、センタバルブからの大きな応力にも充分に堪え得る圧縮強度を持ったピストンが得られる。また、キャビティのピストン中心軸上に注入ゲートを設けることにより、溶湯樹脂がキャビティの各所へ放射状に等量・等速度で拡がるので、凝固時の収縮が均一化し、真円度が高く精度の高いピストンが得られる。
【００３６】
さらに、ピストンの成形時に、バルブ収容孔用中子の先端側を、キャビティの内部に位置するガイド孔用中子のピストン軸方向一端部から該ガイド孔用中子の内部に突出配置して、ピストンの成形後にガイド孔内部の余剰材を切り落とすことにより、ステム孔とガイド孔とが連通するので、専用の孔開け作業を不要にできる。
【００３７】
また、ピストンの成形時に、バルブ収容孔用中子の先端側を、キャビティの内部に位置するガイド孔用中子のピストン軸方向一端部から該ガイド孔用中子の内部に突出配置し、ガイド孔用中子のピストン軸方向一端部に注入ゲートを設けるとともに、該注入ゲートを、バルブ収容孔の外側に離間して配設することにより、注入ゲート痕にバリが残ることがあっても、このバリによってセンタバルブの摺動性を損なうことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１形態例を示すピストンの成形状態の断面平面図
【図２】本発明の第１形態例を示すピストンの断面正面図
【図３】本発明の第１形態例を示すピストンの斜視図
【図４】本発明の第２形態例を示すピストンの成形状態の断面平面図
【図５】従来のピストンの斜視図
【図６】ピストンを装着したセンタバルブ型液圧マスタシリンダの断面図
【図７】従来のピストンの成形状態を示す断面正面図
【符号の説明】
４０…ピストン、４０ａ…中間軸部、４０ｂ，４０ｃ…摺動フランジ、４０ｄ，４０ｅ…小径軸部、４０ｆ，４０ｇ…余剰材、４１ａ，４１ｂ…シール溝、４２…ガイド孔、４３…バルブ収容孔、４４…肉盗み凹部、４５…凹溝、４６ａ…弁室、４６ｂ…ステム孔、５０，６０…成形型、５１，６１…上型、５２，６２…下型、５１ａ，５２ａ，６１ａ，６２ａ…ガイド孔用中子、５３，６３…バルブ収容孔用中子、５４，６４…右型、５５…キャビティ、５６，６６…縦ランナー、５７，６７…横ランナー、ＣＬ…ピストン中心軸、Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４…注入ゲート

Claims

成形型内のキャビティに溶湯樹脂を充填して、液圧マスタシリンダのシリンダ孔に移動可能に内挿される合成樹脂製のピストンを成形する方法であって、前記成形型に一体に突設したガイド孔用中子を前記キャビティに突出配置し、前記ピストンの中間部に、前記シリンダ孔を交差してシリンダ孔に架設されるガイドピン挿通用のガイド孔をピストン半径方向へ貫通形成するセンタバルブ型車両用液圧マスタシリンダのピストンを製造する方法において、前記キャビティを、ピストン中心軸が横向きとなるよう配設し、前記ガイド孔用中子の内部にピストン中心軸方向の横ランナーを形成するとともに、前記成形型の外面から前記横ランナーに延びる縦ランナーを形成し、該ガイド孔用中子のピストン軸方向の端面に注入ゲートを開設し、前記縦ランナーから前記横ランナーへ導入された溶湯樹脂を前記注入ゲートから前記キャビティに注入することを特徴とするセンタバルブ型車両用液圧マスタシリンダのピストン製造方法。
前記注入ゲートを、前記ガイド孔用中子のピストン中心軸方向両端部に配設したことを特徴とする請求項１に記載のセンタバルブ型車両用液圧マスタシリンダのピストン製造方法。
前記注入ゲートの少なくとも１つを、ピストン中心軸上に配設したことを特徴とする請求項１または２に記載のセンタバルブ型車両用液圧マスタシリンダのピストン製造方法。
前記キャビティのピストン中心軸方向に、センタバルブを収容するためのバルブ収容孔を形成するバルブ収容孔用中子を配設し、該バルブ収容孔用中子の先端側を、前記ガイド孔用中子のピストン中心軸方向一端部から該ガイド孔用中子の内部に突出配置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のセンタバルブ型車両用液圧マスタシリンダのピストン製造方法。
前記ガイド孔用中子のピストン中心軸方向一端部に前記注入ゲートを形成するとともに、該注入ゲートを、前記バルブ収容孔用中子の半径方向に離間して設けたことを特徴とする請求項４に記載のセンタバルブ型車両用液圧マスタシリンダのピストン製造方法。