JP6100549B2

JP6100549B2 - 車両用液圧マスタシリンダ

Info

Publication number: JP6100549B2
Application number: JP2013023138A
Authority: JP
Inventors: 一宏小杉; 酒井　剛; 剛酒井
Original assignee: VEONEER NISSIN BRAKE SYSTEMS JAPAN CO.LTD.; Autoliv Nissin Brake Systems Japan Co Ltd
Current assignee: VEONEER NISSIN BRAKE SYSTEMS JAPAN CO.LTD.; Autoliv Nissin Brake Systems Japan Co Ltd
Priority date: 2013-02-08
Filing date: 2013-02-08
Publication date: 2017-03-22
Anticipated expiration: 2033-02-08
Also published as: JP2014151768A

Description

本発明は、車両のブレーキを液圧で作動させる車両用液圧マスタシリンダに係り、詳しくは、シリンダ孔の内周に設けたカップシールを介して、シリンダ孔にプランジャを摺動可能に内挿した車両用液圧マスタシリンダのシリンダ孔開口側に配置されるカップシールの構造に関する。

車両用液圧マスタシリンダとして、プランジャを移動可能に内挿したシリンダ孔の内周面に環状のシール溝を形成し、該シール溝に、シリンダ孔とプランジャとの間を摺動可能にシールするカップシールを嵌着することが広く行われている。シリンダ孔開口側に配置されるカップシールは、シリンダ孔開口側壁とシリンダ孔底部側壁と該シリンダ孔底部側壁と前記シリンダ孔開口側壁とを繋ぐ外周側壁とを有する環状のシール溝に嵌着され、液圧室側に大気が浸入することを防止すると共に、防塵の役割を果たし、シール溝のシリンダ孔開口側壁に沿って配置される基部と、該基部の内周側からシリンダ孔底部側に向けて延出する内周リップ部と、基部の外周側からシリンダ孔底部側に向けて延出する外周リップ部とを備えたものが用いられている（例えば、特許文献１及び２参照。）。

ＷＯ２０１２／０８０２５３Ａ１特許第４４０６３３８号

しかし、上述のカップシールでは、カップシールの外周リップ部とシール溝の外周側壁との当接箇所が一箇所であることから、例えば、図７に示すように、大気側から異物Ｂが侵入してカップシール２１の外周リップ部２１ａとシール溝２２の外周側壁２２ａとの当接箇所に付着すると、外周リップ部２１ａと外周側壁２２ａとの間に隙間が生じ、シール性が低下する虞があった。

そこで本発明は、シリンダ孔開口側に配置されるカップシールのシール性を確保した車両用液圧マスタシリンダを提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の車両用液圧マスタシリンダは、シリンダ本体に形成した有底のシリンダ孔と、該シリンダ孔の内周壁に形成される環状の複数のシール溝と、各シール溝にそれぞれ嵌着されるカップシールと、該カップシールを介して、シリンダ孔に摺動可能に内挿されるプランジャとを備え、前記シール溝は、シリンダ孔開口側壁と、シリンダ孔底部側壁と、該シリンダ孔底部側壁と前記シリンダ孔開口側壁とを繋ぐ外周側壁とを有する車両用液圧マスタシリンダにおいて、シリンダ孔開口側に配置される前記カップシールは、シリンダ孔開口側に形成される前記シール溝の前記シリンダ孔開口側壁に沿って配置される基部と、該基部の内周側からシリンダ孔底部側に向けて延出し、内周面が前記プランジャの外周面に摺動可能に当接する内周リップ部と、前記基部の外周側からシリンダ孔底部側に向けて、前記外周側壁に沿って延出する外周リップ部とを備え、該外周リップ部のシリンダ孔底部側外周部に、非作動状態で前記外周側壁に当接する第１当接部を、前記基部の外周部に、非作動状態で前記外周側壁に当接する第２当接部をそれぞれ設け、シリンダ孔開口側に配置される前記カップシールは、作動時に、前記第２当接部が前記外周側壁に当接した状態を保持したまま、前記内周リップ部の先端部が前記シリンダ孔底部側壁に当接することを特徴としている。

また、シリンダ孔開口側に配置される前記カップシールは、前記第１当接部と前記第２当接部との間に、前記第１当接部及び前記第２当接部よりも小径で、前記外周側壁との間に隙間を形成する環状の窪み部を備えていると好ましい。

また、前記外周リップ部と前記内周リップ部とは、シリンダ軸方向の長さが、同一又は近似した長さに形成され、作動時に、前記外周リップ部の先端部と前記内周リップ部の先端部が、前記シリンダ孔底部側壁にそれぞれ当接すると好ましく、さらに、前記内周リップ部の先端に、該内周リップ部の内外を連通させる切欠き溝が形成されていると好適である。

本発明の車両用液圧マスタシリンダによれば、非作動状態で、カップシールはシール溝の外周側壁に、第１当接部と第２当接部の２箇所で当接していることから、第１当接部と第２当接部のいずれか一方に異物が付着することがあっても、他方の当接部でシール性を確保することができる。また、カップシールは、外周リップ部側に設けられる第１当接部及び第２当接部と、内周リップ部側に設けられるプランジャとの当接部との３点で保持されることから、カップシールをシール溝に安定して保持させることができシール性の向上を図ることができる。

さらに、第１当接部と第２当接部との間に環状の窪み部を備けたことにより、第１当接部と第２当接部との間の距離を確保でき、外周リップ部の撓み力を向上させることができ、第１当接部と第２当接部と確実にシール溝の外周側壁に当接させることができる。また、作動時にシリンダ孔開口側に配置されるカップシールは、第２当接部が外周側壁に当接した状態を保持したまま、内周リップ部の先端部がシリンダ孔底部側壁に当接することにより、第２当接部が外周側壁から離れようとする力を抑えることができ、作動時のシール性を確保することができる。また、外周リップ部と内周リップ部のシリンダ軸方向の長さを、同一又は近似した長さに形成したことにより、作動時にカップシールの倒れを抑制し、シール性を確保することができる。さらに、内周リップ部の先端に、該内周リップ部の内外を連通させる切欠き溝を形成したことにより、内周リップ部がシリンダ孔底部側壁に当接した際に、シリンダ孔底部側壁に張り付くことを防止できる。

本発明の一形態例を示す非作動時のカップシールの説明図である。同じく非作動時に異物が侵入した際のカップシールの説明図である。同じく作動時のカップシールの説明図である。同じくカップシールの断面図である。同じくカップシールの一部断面斜視図である。同じく車両用液圧マスタシリンダの断面図である。非作動時に異物が侵入した際の従来のカップシールの説明図である。

図１乃至図６は、本発明の一形態例を示すもので、図６に示されるように、この液圧マスタシリンダ１は、シリンダ本体２に有底のシリンダ孔２ａが形成され、シリンダ孔２ａの底部２ｂの上部外側にはユニオンボス部２ｃが突設され、該ユニオンボス部２ｃにユニオン孔２ｄが形成されている。シリンダ本体２の上部には、シリンダ孔２ａに連通する液通孔２ｅを備えたボス部２ｆが突設され、該ボス部２ｆには、シール材３を介してリザーバに連結されるコネクタ４が取り付けられる。さらに、シリンダ本体２の下部には、車体取付用の取付けブラケット２ｇ，２ｇが突設されると共に、シリンダ孔開口側には、プッシュロッド５の先端側が挿入される大径筒部２ｈが連設されている。

シリンダ孔２ａには、プランジャ６が、シリンダ孔底部側に配置された第１カップシール７とシリンダ孔開口部側に配置された第２カップシール８（本発明のシリンダ孔開口側に配置されるカップシール）とを介して摺動可能に内挿され、第１カップシール７は、前記液通孔２ｅよりもシリンダ孔底部側のシリンダ孔２ａの内周面に形成される第１シール溝２ｉに、第２カップシール８は、液通孔２ｅよりもシリンダ孔開口側のシリンダ孔２ａの内周面に形成される第２シール溝９にそれぞれ嵌着されている。また、第１シール溝２ｉと第２シール溝９との間のシリンダ孔２ａの内周面には、前記液通孔２ｅに連通する補給油室２ｋが形成されている。

プランジャ６は、シリンダ孔底部側に開口する凹部６ａを有する有底円筒状に形成され、前記凹部６ａとシリンダ孔２ａの底部２ｂとの間に液圧室１０が画成されている。また、凹部６ａの底面とシリンダ孔２ａの底面との間には、非作動状態のプランジャ６を初期位置に復帰させるリターンスプリング１１が配置されている。また、プランジャ６のシリンダ孔開口側の外面には、プランジャ６を押動させる前記プッシュロッド５が当接する球状凹部６ｂが形成されている。さらに、凹部６ａの周壁には、該周壁の内外を貫通し、非作動状態の初期位置で、液圧室１０と補給油室２ｋとを連通する小径の連通ポート６ｃが周方向に複数形成されている。プッシュロッド５は、前記球状凹部６ｂに当接する半球状の大径頭部５ａが、シリンダ孔２ａ内へ差し込まれ、大径筒部２ｈの内周に形成した係着溝に係着した止め輪１２とリテーナ１３とで抜け止めされている。

シリンダ孔開口側の前記第２シール溝９は、シリンダ孔開口側壁９ａと、シリンダ孔底部側壁９ｂと、シリンダ孔底部側壁９ｂとシリンダ孔開口側壁９ａとを繋ぐ外周側壁９ｃとを有する環状に形成されている。シリンダ孔開口側壁９ａは、シリンダ孔２ａの中心軸に対して略直角となるように形成され、シリンダ孔底部側壁９ｂは、外周側壁９ｃ側からシール溝開口側に向けてシリンダ孔底部側に漸次傾斜した円錐面に形成され、外周側壁９ｃは、シリンダ孔内周面に対して略平行となるように形成されている。

第２カップシール８は、第２シール溝９のシリンダ孔開口側壁９ａに沿って配置される基部８ａと、基部８ａの内周側からシリンダ孔底部側に向けて延出し、内周面がプランジャ６の外周面に摺動可能に当接する内周リップ部８ｂと、基部８ａの外周側からシリンダ孔底部側に向けて、外周側壁９ｃに沿って延出する外周リップ部８ｃとを備えている。内周リップ部８ｂと外周リップ部８ｃのシリンダ軸方向の長さは、同一の長さに形成されるとともに、作動時に、外周リップ部８ｃの先端部と内周リップ部８ｂの先端部が、シリンダ孔底部側壁９ｂにそれぞれ当接可能な長さに形成されている。また、外周リップ部８ｃのシリンダ軸方向中間部には、外周側壁９ｃとの間に隙間を形成する環状の窪み部８ｄが設けられ、外周リップ部８ｃの、窪み部８ｄよりもシリンダ孔底部側外周部には、非作動状態で外周側壁９ｃに当接する第１当接部Ｅ１が、窪み部８ｄよりもシリンダ孔開口側に配置される基部８ａの外周部には、非作動状態で外周側壁９ｃに当接する第２当接部Ｅ２がそれぞれ設けられ、内周リップ部８ｂのシリンダ孔底部側内周部には、非作動状態でプランジャ６に当接する第３当接部Ｅ３が設けられている。さらに、内周リップ部８ｂと外周リップ部８ｃの先端には、内周リップ部８ｂと外周リップ部８ｃの内外を連通させる切欠き溝８ｅが複数箇所にそれぞれ形成されると共に、基部８ａのシリンダ孔開口側端面にも切欠き溝８ｆが複数箇所に形成されている。

なお、第１カップシール７及び第１シール溝２ｉは、周知のカップシール及びシール溝であり、その詳細な説明は省略する。

上述のように形成された車両用液圧マスタシリンダ１は、非作動時には、リターンスプリング１１の弾発力によって、プランジャ６の連通ポート６ｃが第１カップシール７よりもシリンダ孔開口側に位置する初期位置に保持され、連通ポート６ｃを介して液圧室１０と補給油室２ｋとが連通し、リザーバと液圧室１０との間を、液通孔２ｅ，補給油室２ｋ及び複数の連通ポート６ｃを介して作動液が流通可能な状態となっている。

このとき、第２カップシール８は、第１当接部Ｅ１が第２シール溝９の外周側壁９ｃのシリンダ孔底部側に、第２当接部Ｅ２が外周側壁９ｃのシリンダ孔開口部側にそれぞれ当接し、大気がシリンダ孔内に浸入したり、作動液が外部に漏れ出すことを防止している。また、第３当接部Ｅ３がプランジャ６の外周面に当接していることにより、第１当接部Ｅ１と第２当接部Ｅ２と第３当接部Ｅ３の三点で第２カップシール８が支持されていることから、第２カップシール８を安定した状態で第２シール溝９に保持させることができる。

また、図２ａ及び図２ｂに示されるように、非作動状態で大気側（シリンダ孔開口側）から第２シール溝９内に異物Ｂが侵入することがあっても、図２ａに示されるように、第１当接部Ｅ１に異物が付着した際には、第２当接部Ｅ２が、図２ｂに示されるように、第２当接部Ｅ２に異物が付着した際には、第１当接部Ｅ１がそれぞれ外周側壁９ｃに当接し、シール状態を確保していることから、従来のように、外周リップ部８ｃと外周側壁９ｃとの間に隙間が形成されることがなく、大気がシリンダ孔内に浸入したり、作動液が外部に漏れ出すことを確実に防止できる。

制動時にプッシュロッド５がプランジャ６をシリンダ孔底部側に押動すると、プランジャ６がリターンスプリング１１を圧縮しながらシリンダ孔２ａ内をシリンダ孔底部方向へ前進し、連通ポート６ｃが第１カップシール７を通過し、液圧室１０と補給油室２ｋとの連通状態が遮断された時点から液圧室１０に液圧が発生し始め、昇圧された作動液は、ユニオン孔２ｄを通ってブレーキ系統へ供給される。

このとき、第２カップシール８は、内周リップ部８ｂがプランジャ６に引き摺られてシリンダ孔底部側に移動し、第２当接部Ｅ２が外周側壁９ｃに当接した状態を保持したまま、内周リップ部８ｂの先端部がシリンダ孔底部側壁９ｂに当接する。これにより、第２当接部Ｅ２が外周側壁９ｃから離れようとする力を抑えることができ、作動時のシール性を確保することができる。また、外周リップ部８ｃと内周リップ部８ｂのシリンダ軸方向の長さを、同一又は近似した長さに形成すると共に、第２シール溝９のシリンダ軸方向の長さよりも僅かに短く形成したことにより、作動時に外周リップ部８ｃと内周リップ部８ｂの先端部が、シール溝９のシリンダ孔底部側壁９ｂに当接することにより、第２カップシール８の倒れを抑制し、シール性を確保することができる。尚、近似した長さとは、本形態例のようなシール溝の場合、外周リップ部が内周リップ部の９５％以上１００％未満の長さであることが望ましい。さらに、内周リップ部８ｂの先端と外周リップ部８ｃの先端及び基部８ａのシリンダ孔開口側端面に切欠き溝８ｅ，８ｆが形成されていることにより、第２カップシール８が第２シール溝９に張り付くことを防止できる。

尚、本発明は上述の形態例に限るものではなく、タンデムタイプの車両用液圧マスタシリンダの、最もシリンダ孔開口側に配置されるカップシールを、上述の形態例の第２カップシールの構造としたものでも良い。また、内周リップ部のシリンダ軸方向の長さが、外周リップ部のシリンダ軸方向の長さよりも短くても差し支えない。さらに、切欠き溝は、少なくとも内周リップ部の先端に設けていれば良く、外周リップ部や基部に切り欠き溝を設けていなくても良い。また、シール溝の形状が変われば、外周リップ部と内周リップ部との近似した長さの範囲も適宜変更される。この場合、制動時に、内周リップ部と外周リップ部とがシリンダ孔底部側壁に当接するような長さとすることが望ましい。

１…液圧マスタシリンダ、２…シリンダ本体、２ａ…シリンダ孔、２ｂ…底部、２ｃ…ユニオンボス部、２ｄ…ユニオン孔、２ｅ…液通孔、２ｆ…ボス部、２ｇ…取付けブラケット、２ｈ…大径筒部、２ｉ…第１シール溝、２ｋ…補給油室、３…シール材、４…コネクタ、５…プッシュロッド、６…プランジャ、６ａ…凹部、６ｂ…球状凹部、６ｃ…連通ポート、７…第１カップシール、８…第２カップシール、８ａ…基部、８ｂ…内周リップ部、８ｃ…外周リップ部、８ｄ…窪み部、８ｅ，８ｆ…切欠き溝、９…第２シール溝、９ａ…シリンダ孔開口側壁、９ｂ…シリンダ孔底部側壁、９ｃ…外周側壁、１０…液圧室、１１…リターンスプリング、１２…止め輪、１３…リテーナ

Claims

シリンダ本体に形成した有底のシリンダ孔と、該シリンダ孔の内周壁に形成される環状の複数のシール溝と、各シール溝にそれぞれ嵌着されるカップシールと、該カップシールを介して、シリンダ孔に摺動可能に内挿されるプランジャとを備え、前記シール溝は、シリンダ孔開口側壁と、シリンダ孔底部側壁と、該シリンダ孔底部側壁と前記シリンダ孔開口側壁とを繋ぐ外周側壁とを有する車両用液圧マスタシリンダにおいて、
シリンダ孔開口側に配置される前記カップシールは、シリンダ孔開口側に形成される前記シール溝の前記シリンダ孔開口側壁に沿って配置される基部と、該基部の内周側からシリンダ孔底部側に向けて延出し、内周面が前記プランジャの外周面に摺動可能に当接する内周リップ部と、前記基部の外周側からシリンダ孔底部側に向けて、前記外周側壁に沿って延出する外周リップ部とを備え、
該外周リップ部のシリンダ孔底部側外周部に、非作動状態で前記外周側壁に当接する第１当接部を、前記基部の外周部に、非作動状態で前記外周側壁に当接する第２当接部をそれぞれ設け、
シリンダ孔開口側に配置される前記カップシールは、作動時に、前記第２当接部が前記外周側壁に当接した状態を保持したまま、前記内周リップ部の先端部が前記シリンダ孔底部側壁に当接すること
を特徴とする車両用液圧マスタシリンダ。
シリンダ孔開口側に配置される前記カップシールは、前記第１当接部と前記第２当接部との間に、前記第１当接部及び前記第２当接部よりも小径で、前記外周側壁との間に隙間を形成する環状の窪み部を備えていることを特徴とする請求項１記載の車両用液圧マスタシリンダ。
前記外周リップ部と前記内周リップ部とは、シリンダ軸方向の長さが、同一又は近似した長さに形成され、作動時に、前記外周リップ部の先端部と前記内周リップ部の先端部が、前記シリンダ孔底部側壁にそれぞれ当接することを特徴とする請求項１又は２記載の車両用液圧マスタシリンダ。
前記内周リップ部の先端に、該内周リップ部の内外を連通させる切欠き溝が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の車両用液圧マスタシリンダ。