JP6190199B2

JP6190199B2 - シリンダ装置

Info

Publication number: JP6190199B2
Application number: JP2013158842A
Authority: JP
Inventors: 上野　修; 修上野
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: 2013-07-31
Filing date: 2013-07-31
Publication date: 2017-08-30
Anticipated expiration: 2033-07-31
Also published as: JP2015031299A

Description

本発明は、シリンダ装置に関し、より詳しくはプランジャ型の車両用液圧マスタシリンダに関する。

車両を制動させる場合、運転者がブレーキペダルを踏むと、ディスクブレーキに代表されるブレーキ機構が作動して車輪を制動状態にする。例えば、プランジャ型液圧マスタシリンダがブレーキペダルの踏力に対応した機械力を液体圧力に変換し、その圧力（液圧）がブレーキ機構に伝わることで、車輪を制動させる。

従来から、液圧マスタシリンダの構造が各種提案されてきた（例えば、特許文献１（図３、図４）参照。）。

特許文献１の図３に、液圧マスタシリンダの断面構造が示され、特許文献１の図４に図３の要部拡大図が示される。
特許文献１の図３において、基端面（２１ｅ）（括弧付き数字は、特許文献１に記載された符号を示す。以下同様）に面圧調整面（２１ｇ）が設けられていることを構造的な特徴とし、面圧調整面（２１ｇ）は、非作動状態でシール溝（２６）のシリンダ孔開口部側面（２６ｃ）の内周側に非接触状態になり、作動状態ではシリンダ孔開口部側面（２６ｃ）の内周側に接触状態になる。これにより、液圧室内の作動液が昇圧し始めたときに、基部の内周面（円筒面（２１ｉ））がプランジャ（ピストン）（１９）の外周面にスムーズに押付けられることになる。したがって、作動液の昇圧に伴って基部の内周面（２１ｉ）とピストン（１９）の外周面との面圧が適正化され、確実なシール力を安定して得ることができるようになっている。また、カップシール（２１）の基部の内周面（２１ｉ）には、基部にて外周側の変形が抑えられることで、内周面内で当接力が極大となる当接力極大部（２１ｍ）が設けられている。

加えて、特許文献１の図４に示されるように、カップシール（２１）とピストン（１９）との摺動抵抗を低減するために、内周面（２１ｉ）には複数の環状溝（２１ｋ）が設けられている。環状溝（２１ｋ）を設けることで、摺動抵抗の低減が期待できる。ただし、操作フィーリングの向上の観点から、摺動抵抗をさらに低減することが求められる。

特許第４６９５６８１号公報

本発明は、カップシールとピストンとの間に発生する摺動抵抗を、さらに低減することができる構造を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、有底のシリンダ孔に環状のシール溝が形成されたシリンダ本体と、前記シリンダ孔に軸方向移動可能に挿入され作動液を押すピストンと、前記シール溝に嵌め込まれ前記シリンダ孔と前記ピストンとの間を液密にシールするカップシールとを備えるシリンダ装置であって、
前記カップシールは、ドーナツ板状のベース部と、このベース部の内端からシリンダ孔底部側に延びて前記ピストンの外周面に当接する内周リップ部と、前記ベース部の外端からシリンダ孔底部側に延びて前記シール溝の底に当接する外周リップ部で構成され、
前記内周リップ部の内周面には、軸方向に延びる溝が複数本設けられ、これらの溝は、前記ベース部側が閉じて先端が開いている片側開口溝とされ、
前記内周リップ部は、先端に舌片状の弾性突片を備え、前記カップシールを前記シール溝に装着したときに、前記弾性突片が撓みながら前記シール溝のシリンダ孔底部側の壁面に当接し、前記片側開口溝は、前記弾性突片と重ならない部位に配置されることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、カップシールの内周リップ部の内周面に、軸方向に延びる片側開口溝を設けた。片側開口溝が設けられていないカップシールに比べて、片側開口溝が設けられているカップシールの方が、摺動抵抗を低減することができ、操作フィーリングの向上を図ることができる。

加えて、請求項１に係る発明では、弾性突片と重なる位置に片側開口溝を設けないため、弾性突片の剛性、強度が確保される。

本発明に係るシリンダ装置の断面図である。シリンダ装置の作用説明図である。図１の３部拡大図である。参考例としてのカップシールの断面図である。実施例としてのカップシールの断面図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。

図１に示すように、シリンダ装置１０は、有底のシリンダ孔１１を有し、このシリンダ孔１１に環状の第１シール溝１２ａと第２シール溝１２ｂと第３シール溝１２ｃと第４シール溝１２ｄが形成されたシリンダ本体１３と、シリンダ孔１１に軸方向移動可能に挿入される第１ピストン１５及び第２ピストン１６と、第１シール溝１２ａ及び第２シール溝１２ｂに各々嵌め込まれシリンダ孔１１と第１ピストン１５との間を液密にシールする第１カップシール２０及び第２カップシール２１と、第３シール溝１２ｃ及び第４シール溝１２ｄに各々嵌め込まれシリンダ孔１１と第２ピストン１６との間を液密にシールする第３カップシール２２及び第４カップシール２３と、作動液を貯えるリザーバ１７とを備えるタンデム型液圧マスタシリンダ装置である。

第１カップシール２０及び第３カップシール２２は、周知のものである。
第２カップシール２１及び第４カップシール２３は、本発明を適用したカップシールである。第２カップシール２１と第４カップシール２３は、同一構造であるので、実施例では、第２カップシール２１について詳しく説明し、第４カップシール２３の説明は省略する。

シリンダ本体１３には、第１シリンダ側ボス部２５及び第２シリンダ側ボス部２６が一体形成され、第１シリンダ側ボス部２５及び第２シリンダ側ボス部２６が各々第１通液孔２７と第２通液孔２８を介してシリンダ孔１１に連通される。このような第１シリンダ側ボス部２５及び第２シリンダ側ボス部２６に第１グロメット２９ａ及び第２グロメット２９ｂを介して第１リザーバ側ボス部３１及び第２リザーバ側ボス部３２が各々嵌め込まれる。
その上で、第１シリンダ側ボス部２５及び第２シリンダ側ボス部２６から第１リザーバ側ボス部３１及び第２リザーバ側ボス部３２が抜けないように、シリンダ本体１３とリザーバ１７はボルト又はピン３３で連結される。

第１ピストン１５は、シリンダ孔開口側に第１凹部１５ａを備え、シリンダ孔底部側に第２凹部１５ｂを備え、この第２凹部１５ｂの周壁に、周方向に１個以上穿設される第１連通孔３９を備える。第１凹部１５ａに図示せぬプッシュロッドが挿入される。
第２ピストン１６は、シリンダ孔開口側に第３凹部１６ａを備え、シリンダ孔底部側に第４凹部１６ｂを備え、この第４凹部１６ｂの周壁に、周方向に１個以上穿設される第２連通孔４０を備える。

第１ピストン１５の第２凹部１５ｂと第２ピストン１６の第３凹部１６ａとの間には、第１ピストン１５をシリンダ孔開口側に付勢する第１リターンスプリング３５が介設され、第２ピストン１６の第４凹部１６ｂとシリンダ孔１１の底部１１ａとの間には、第２ピストン１６をシリンダ孔開口側に付勢する第２リターンスプリング３６が介設される。
第１ピストン１５と第２ピストン１６との間に、第１液圧室１８が形成され、第２ピストン１６とシリンダ孔１１の底部１１ａとの間に、第２液圧室１９が形成される。

次に、第２カップシール２１の構造を詳しく説明する。
図３に示すように、第２カップシール２１は、第２シール溝１２ｂのシリンダ孔開口側の壁１２ｅに沿って延びドーナツ板形状を呈するベース部４１と、このベース部４１の内端からシリンダ孔底部側に延びて第１ピストン１５の外周面１５ａに当接する内周リップ部４２と、ベース部４１の外端からシリンダ孔底部側に延びて第２シール溝１２ｂの底１２ｆに当接する外周リップ部４３で構成され、断面がコ字状を呈し、このコ字断面の開口側が、昇圧された第１液圧室１８内の作動液の液圧を受けるように配置される。内周リップ部４２のシリンダ孔開口側に環状シール面４７が形成される。

参考例を示す図４に示すように、ベース部４１から延びる内周リップ部４２は、先端に舌片状の複数の弾性突片４４を備えている。第２カップシール２１を第２シール溝１２ｂに装着したときに、弾性突片４４が撓みながら第２シール溝１２ｂのシリンダ孔底部側の壁１２ｇに当接する。

さらに、図４に示すように、内周リップ部４２の内周面には、環状シール面４７からシリンダ孔底部側へ延びる溝４６が複数本設けられている。この溝４６は、ベース部４１側が閉じて先端が開いている片側開口溝である。以下、片側開口溝４６と記す。

図３に示す第１ピストン１５が前後に移動すると、片側開口溝４６に存在する作動液が、環状シール面４７を潤滑する。片側開口溝４６が設けられていないカップシールに比べて、片側開口溝４６が設けられている第２カップシール２１の方が、摺動抵抗を低減することができ、操作フィーリングの向上を図ることができる。

シリンダ装置１０の作用を更に詳しく説明する。
図２（ａ）に示すように、非作動状態では、第１リターンスプリング３５及び第２リターンスプリング３６の弾発力によって、第１ピストン１５は待機位置（後退限位置）にある。このときには第１ピストン１５に設けられる第１連通孔３９が第２カップシール２１と液通孔２７との間にあるため、リザーバ１７と第１液圧室１８とが連通状態になる。

運転者がブレーキペダルを操作することにより、図示しないプッシュロッドが第１ピストン１５をシリンダ孔底部側に押動し、第１リターンスプリング３５に抗して第１ピストン１５が前進し、第１連通孔３９が第２カップシール２１によって塞がれ、第１液圧室１８で作動液が昇圧される。この昇圧された作動液は第１ポート３７を通じてシリンダ本体１３の外へ伝達される。
並行して、第１リターンスプリング３５の反力で押されることにより、第２リターンスプリング３６に抗して第２ピストン１６が前進し、第２連通孔４０が第４カップシール２３によって塞がれ、第２液圧室１９で作動液が昇圧される。この昇圧力は第２ポート３８を通じてシリンダ本体１３の外へ伝達される。

第１ピストン１５が前進すると、図２（ｂ）に示すように、第１連通孔３９が第２カップシール２１と重なる。この状態では第１液圧室１８とリザーバ１７とは遮断状態になる。
図２（ｃ）に示すように、さらに第１ピストン１５が前進すると、第１液圧室１８で封じ込められた作動液が昇圧される。

以上に説明した第２カップシール２１の実施例を次に説明する。
図５に示すように、第２カップシール２１Ｂでは、片側開口溝４６は弾性突片４４を通過しない部位に配置される。図４と共通部位は符号を流用し説明を省略する。
弾性突片４４と重なる位置に片側開口溝４６を設けないため、弾性突片４４の剛性（曲げ剛性、撓み剛性）、強度が確保される。

尚、タンデム型液圧マスタシリンダ装置をシリンダ装置の実施例としたが、シリンダ装置は、ピストンが１個の液圧マスタシリンダ装置であってもよい。さらに、シリンダ装置は、液圧マスタシリンダの外、汎用のシリンダ装置であっても良い。

本発明のシリンダ装置は、車両に搭載するマスタシリンダに好適である。

１０…シリンダ装置、１１…シリンダ孔、１１ａ…シリンダ孔の底部、１２ｂ…シール溝（第２シール溝）、１２ｅ…シール溝のシリンダ孔開口側の壁、１２ｆ…シール溝の底、１２ｇ…シール溝のシリンダ孔底部側の壁、１３…シリンダ本体、１５…ピストン（第１ピストン）、１７…リザーバ、２１、２１Ｂ…カップシール（第２カップシール）、４１…ベース部、４２…内周リップ部、４３…外周リップ部、４４…弾性突片、４６…片側開口溝、４７…環状シール面。

Claims

有底のシリンダ孔に環状のシール溝が形成されたシリンダ本体と、前記シリンダ孔に軸方向移動可能に挿入され作動液を押すピストンと、前記シール溝に嵌め込まれ前記シリンダ孔と前記ピストンとの間を液密にシールするカップシールとを備えるシリンダ装置であって、
前記カップシールは、ドーナツ板状のベース部と、このベース部の内端からシリンダ孔底部側に延びて前記ピストンの外周面に当接する内周リップ部と、前記ベース部の外端からシリンダ孔底部側に延びて前記シール溝の底に当接する外周リップ部で構成され、
前記内周リップ部の内周面には、軸方向に延びる溝が複数本設けられ、これらの溝は、前記ベース部側が閉じて先端が開いている片側開口溝とされ、
前記内周リップ部は、先端に舌片状の弾性突片を備え、前記カップシールを前記シール溝に装着したときに、前記弾性突片が撓みながら前記シール溝のシリンダ孔底部側の壁面に当接し、前記片側開口溝は、前記弾性突片と重ならない部位に配置されることを特徴とするシリンダ装置。