JP6247053B2

JP6247053B2 - 車両用アクチュエータ

Info

Publication number: JP6247053B2
Application number: JP2013181433A
Authority: JP
Inventors: 阿部　秀一; 秀一阿部; 智弘土井; 酒井　剛; 剛酒井
Original assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Priority date: 2013-09-02
Filing date: 2013-09-02
Publication date: 2017-12-13
Anticipated expiration: 2033-09-02
Also published as: JP2015047975A

Description

本発明は、走行車両のブレーキやクラッチを液圧作動する液圧マスタシリンダやスレーブシリンダ，ホイールシリンダを始め、油圧シリンダやエアシリンダ等の各種アクチュエータに関し、詳しくは、シリンダ孔の内部に雨水や塵埃が侵入しないように設けられたブーツの構造に関する。

例えば、自動二輪車の後輪用のブレーキを作動するアクチュエータとして、液圧マスタシリンダが用いられている。

この液圧マスタシリンダは、縦長のシリンダボディに形成されたシリンダ孔内に、プッシュロッドの押動によってシリンダ孔内を移動するピストンが内挿されており、シリンダボディのシリンダ孔開口側と、シリンダ孔の開口部から突出するプッシュロッドの軸部との間には、シリンダ孔の内部に雨水や塵埃が侵入しないように、ブーツが取り付けられたものがあった。このブーツは、通常、シリンダ孔の開口部からプッシュロッドの軸部までを覆う伸縮可能なカバー部と、該カバー部の一端に設けられ、シリンダボディのシリンダ孔開口側に装着されるシリンダボディ装着部と、カバー部の他端に設けられ、プッシュロッドの軸部に装着されるプッシュロッド装着部とを有している（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００５−２７１８３２号公報

しかし、上述の特許文献１のものでは、カバー部はプッシュロッドがピストンを押動するのに伴って、プッシュロッド装着部がカバー部の内側に入り込み、これに伴って、カバー部のプッシュロッド装着部側が内側に折り返されることから、液圧マスタシリンダの車体への配置状態や、他の部品とのレイアウトの関係等の要因によって、プッシュロッドがシリンダ軸に対して傾いた状態で作動する場合、プッシュロッドの押動に伴って折り返されるカバー部の内周面同士が接触し、ブーツの耐久性が低下する虞があった。

そこで本発明は、プッシュロッドがシリンダ軸に対して傾いた状態で作動することがあっても、ブーツの耐久性を維持させることができる車両用アクチュエータ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、本発明の車両用アクチュエータは、シリンダボディに形成されたシリンダ孔にピストンを内挿し、該ピストンのシリンダ孔開口側端部に、該ピストンを押動するプッシュロッドを移動可能に配置し、前記シリンダボディのシリンダ孔開口側と前記シリンダ孔の開口部から突出する前記プッシュロッドの軸部との間に、伸縮可能なブーツを取り付けた車両用アクチュエータにおいて、前記ブーツは、前記シリンダ孔の開口部から前記プッシュロッドの前記軸部までを覆う伸縮可能なカバー部と、該カバー部の一端に設けられ、前記シリンダボディのシリンダ孔開口側に装着されるシリンダボディ装着部と、前記カバー部の他端に設けられ、前記プッシュロッドの前記軸部に装着されるプッシュロッド装着部とを有し、前記カバー部は、前記シリンダボディ装着部側に設けられる大径で剛性の高い高剛性部と、前記プッシュロッド装着部側に設けられ、前記高剛性部よりも小径で、且つ、前記高剛性部よりも剛性の低い低剛性部とを備え、前記高剛性部のシリンダ軸方向中間位置に、シリンダ軸と直交方向の断面が小径となる縮径部が形成され、前記高剛性部は、前記シリンダボディ装着部に連続する大径円筒部と、該大径円筒部から前記縮径部に向けて漸次小径となる第１円錐部と、前記縮径部に連続して漸次大径となる第２円錐部とを備え、前記低剛性部は、前記第２円錐部から前記プッシュロッド装着部に向けて漸次小径となる第３円錐部を備えていることを特徴としている。

また、前記シリンダボディ装着部の内周面には、内周側に突出するリブが形成されていると好ましい。

本発明の車両用アクチュエータによれば、ブーツのカバー部は、シリンダボディ側装着部側に設けられる大径の高剛性部と、プッシュロッド装着部側に設けられ、高剛性部よりも小径で、且つ、高剛性部よりも剛性の低い低剛性部とを備えていることにより、プッシュロッドがシリンダ軸に対して傾いた状態で作動することがあっても、プッシュロッドがピストンを押動する際に、プッシュロッド装着部がカバー部の内側に入り込むと、これに伴って、高剛性部が形状を保った状態で、低剛性部がカバー部の内側に入り込むように変形することから、ブーツの内周面同士の間に隙間を保つことができ、ブーツの内周面同士が接触することを抑制でき、ブーツの耐久性が低下する虞がない。

また、ブーツは、高剛性部のシリンダ軸方向中間位置に、シリンダ軸と直交方向の断面が小径となる縮径部が形成されていることから、縮径部によって折り曲げ形状が形成され、この折り曲げ形状の周辺の剛性が高くなることから、高剛性部の剛性を確保することができると共に、高剛性部を容易に形成することができる。さらに、高剛性部は、シリンダボディ装着部に連続する大径円筒部と、該大径円筒部から縮径部に向けて漸次小径となる第１円錐部と、縮径部に連続して漸次大径となる第２円錐部とを備え、低剛性部は、第２円錐部からプッシュロッド装着部に向けて漸次小径となる第３円錐部を備えていることから、形状の変化により高剛性部と低剛性部とを簡単に形成することができる。また、シリンダボディ装着部の内周面には、内周側に突出するリブが形成されていることから、ブーツが傾くことがあっても、リブは、シリンダボディのシリンダ孔開口側に当接した状態を維持することから、シリンダボディ装着部のシール性を確保することができる。

図２のI−I断面図である。本発明の一形態例を示す液圧マスタシリンダの正面図である。同じく液圧マスタシリンダの要部拡大断面図である。プッシュロッドがシリンダ軸に対して傾いた状態でピストンに当接した際の液圧マスタシリンダの要部拡大断面図である。プッシュロッドがシリンダ軸に対して傾いた状態でピストンを押動した際の液圧マスタシリンダの要部拡大断面図である。

図１乃至図５は、本発明を自動二，三輪車等のバーハンドル車両の後輪ブレーキ用液圧マスタシリンダに適用した一形態例を示すものである。後輪用の液圧マスタシリンダ１は、縦長のシリンダボディ２内の上下にシリンダ孔２ａと、該シリンダ孔２ａよりも大径の大径孔２ｂとが連設され、上部側のシリンダ孔２ａに、ピストン３が移動可能に内挿されている。シリンダ孔２ａの底壁とピストン３の先端部との間には液圧室４が画成されると共に、該液圧室４にはコイル状のリターンスプリング５が縮設され、非作動時にピストン３は、リターンスプリング５の弾発力によって大径孔２ｂ方向へ付勢されている。ピストン３の基端部には、ピストン３をシリンダ孔底部側に押圧するプッシュロッド６が設けられ、シリンダボディ２の大径孔２ｂには、プッシュロッド６の抜け止めを図る抜け止め部材７が設けられている。また、シリンダボディ２の大径孔２ｂの外周壁にはブーツ８の一端を嵌着する第１嵌着溝２ｃが形成されている。

シリンダ孔２ａには、液圧室４に連通する出力ポート２ｄ及びリリーフポート２ｅと、補給液室２ｆに連通するサプライポート２ｇとがそれぞれ設けられ、出力ポート２ｄは、ブレーキホースを介して後輪ブレーキ（いずれも図示せず）に、リリーフポート２ｅとサプライポート２ｇとは、リザーバ（図示せず）にそれぞれ接続されている。また、ピストン３は、基端部の中心軸上に、プッシュロッド６の大径頭部６ａを収容する半球状凹部３ａが形成されている。

プッシュロッド６は、ブレーキ操作子となるブレーキペダルの後端に枢支されたヨーク９に連結される軸部６ｂと、該軸部６ｂの先端に形成され、該軸部６ｂよりも大径で、前記ピストン３の半球状凹部３ａに収容される前記大径頭部６ａとを一体に備え、該大径頭部６ａの先端外面は半球状に形成されている。軸部６ｂは、中間部に大径フランジ部６ｃを備え、該大径フランジ部６ｃよりも基端側には雄ねじ部６ｄが形成されている。雄ねじ部６ｄの先端側には、外周にブーツ８の他端を嵌着する第２嵌着溝１０ａを備えたナット部材１０が螺着され、基端側には、前記ヨーク９がナット１１を用いて螺着されている。ナット部材１０は、基端側に雄ねじ部６ｄに螺合する雌ねじ孔１０ｂが、先端側に雌ねじ孔１０ｂよりも大径の大径孔１０ｃがそれぞれ形成され、該大径孔１０ｃと雌ねじ孔１０ｂとの間の段部１０ｄが前記大径フランジ部６ｃに当接することにより位置決めされている。

ブーツ８は、シリンダ孔２ａの開口部からナット部材１０までを覆う伸縮可能なカバー部８ａと、該カバー部８ａの一端に設けられ、シリンダボディ２に形成された第１嵌着溝２ｃに嵌着されるシリンダボディ装着部８ｂと、カバー部８ａの他端に設けられ、プッシュロッド６に装着されたナット部材１０に形成された第２嵌着溝１０ａに嵌着されるプッシュロッド装着部８ｃとを有している。

ブーツ８のシリンダボディ装着部８ｂ側には、大径で肉厚に形成された剛性の高い高剛性部８ｄが設けられ、プッシュロッド装着部８ｃ側には、小径で肉薄に形成され、前記高剛性部８ｄよりも剛性の低い低剛性部８ｅが設けられている。さらに、高剛性部８ｄのシリンダ軸方向中間位置には、シリンダ軸ＣＬ１と直交方向の断面が小径となる縮径部８ｆが形成されている。また、高剛性部８ｄは、シリンダボディ装着部８ｂに連続する大径円筒部８ｇと、大径円筒部８ｇから縮径部８ｆに向けて漸次小径となる第１円錐部８ｈと、縮径部８ｆに連続して漸次大径となる第２円錐部８ｉとを備え、低剛性部８ｅは、第２円錐部８ｉからプッシュロッド装着部８ｃに向けて漸次小径となる第３円錐部８ｊを備えている。

また、シリンダボディ装着部８ｂの内周面のシリンダ軸方向中間位置には、先端面が円弧面となるリブ８ｋが周設されている。プッシュロッド装着部８ｃは、第２嵌着溝１０ａの外周壁に当接する内周面８ｍと、第２嵌着溝１０ａのピストン側壁に当接する内側面８ｎと、第２嵌着溝１０ａの反ピストン側壁に当接する外側面８ｐとを有し、該外側面８ｐの外周側に環状凹部８ｑが形成され、該環状凹部８ｑを介して、プッシュロッド装着部８ｃと低剛性部８ｅとが連続している。また、プッシュロッド装着部８ｃの外径は、高剛性部８ｄの最も小径となる部分の内径よりも小径に形成されている。

この液圧マスタシリンダ１は、ブレーキペダルを操作しない非作動時には、プッシュロッド６の大径頭部６ａが抜け止め部材７に当接することでプッシュロッド６の後退限が規制されている。このとき、ブーツ８は、プッシュロッド装着部８ｃが低剛性部８ｅの内側に僅かに入り込んだ状態となっており、低剛性部８ｅの他端側が内側に折り返された状態となっている。ブレーキペダルを操作すると、プッシュロッド６が上昇し、液圧室４の作動液が徐々に昇圧され、昇圧された作動液は出力ポート２ｄからブレーキホースを介して後輪ブレーキへ送られ、該後輪ブレーキを作動させる。また、ブレーキペダルの操作を解除するとリターンスプリング５の弾発力でピストン３及びプッシュロッド６が初期位置まで後退する。このとき、ブーツ８はプッシュロッド６の移動に伴って、プッシュロッド装着部８ｃがカバー部８ａの内側を上下に移動するが、高剛性部８ｄは、シリンダボディ装着部８ｂに連続する大径円筒部８ｇと、大径円筒部８ｇから縮径部８ｆに向けて漸次小径となる第１円錐部８ｈと、縮径部８ｆに連続して漸次大径となる第２円錐部８ｉとを備え、低剛性部８ｅは、該第２円錐部８ｉからプッシュロッド装着部８ｃに向けて漸次小径となる第３円錐部８ｊを備えており、高剛性部８ｄが形状を保持していることから、低剛性部８ｅがカバー部８ａの内側に折り返されても、その内周面同士の間に隙間を保つことができ、ブーツの内周面同士が接触することを抑制でき、ブーツ８の耐久性を維持させることができる。

また、図４及び図５は、液圧マスタシリンダ１の車体への配置状態や、他の部品とのレイアウトの関係等の要因によって、プッシュロッド６がシリンダ軸ＣＬ１に対して傾いた状態で作動する場合の説明図で、作動時にプッシュロッド装着部８ｃは、カバー部８ａの内側に傾いた状態で入り込んでいき、これに伴って、低剛性部８ｅがカバー部８ａの内側に折り返されていくが、高剛性部８ｄはシリンダボディ装着部８ｂから縮径部８ｆまでの間の形状が保持され、縮径部８ｆよりも他端側が外側に向けて変形した状態で、低剛性部８ｅがカバー部８ａの内側に折り返され、つまり、高剛性部８ｄの形状を維持しつつ、低剛性部８ｅが内側に折り返されるように変形することから、その内周面同士の間に隙間を保つことができ、内周面同士が接触することを抑制できる。さらに、第１円錐部８ｈと、
縮径部８ｆと、第２円錐部８ｉとによって折り曲げ形状が形成され、この折り曲げ形状の周辺の剛性が高くなることから、高剛性部８ｄの剛性を確保することができる。

また、プッシュロッド装着部８ｃの外側面８ｐは、環状凹部８ｑを介して低剛性部８ｅと連続していることから、プッシュロッド装着部８ｃが第２嵌着溝１０ａの傾きに良く追従し、プッシュロッド装着部８ｃと第２嵌着溝１０ａとのシール性を保つことができる。さらに、シリンダボディ装着部８ｂの内周面にはリブ８ｋが形成されていることから、プッシュロッド６の傾きに伴って、ブーツ８が傾いても、シリンダボディ装着部８ｂのシール性を確保することができる。また、プッシュロッド６の軸部６ｂに雄ねじ部６ｄを設け、雄ねじ部６ｄにナット部材１０を螺着し、ナット部材１０に第２嵌着溝１０ａが形成されていることにより、第２嵌着溝１０ａ及びプッシュロッド装着部８ｃのシール面の大きさを確保することができ、シール性を向上させることができる。

なお、本発明は上述の形態例のように、縦型の液圧マスタシリンダに限らず、横型の液圧マスタシリンダにも適用できる。さらに、スレーブシリンダやホイールシリンダを始め、油圧シリンダやエアシリンダ等の各種アクチュエータに幅広く用いることができる。

１…液圧マスタシリンダ、２…シリンダボディ、２ａ…シリンダ孔、２ｂ…大径孔、２ｃ…第１嵌着溝、２ｄ…出力ポート、２ｅ…リリーフポート、２ｆ…補給油室、２ｇ…サプライポート、３…ピストン、３ａ…半球状凹部、４…液圧室、５…リターンスプリング、６…プッシュロッド、６ａ…大径頭部、６ｂ…軸部、６ｃ…大径フランジ部、６ｄ…雄ねじ部、７…抜け止め部材、８…ブーツ、８ａ…カバー部、８ｂ…シリンダボディ装着部、８ｃ…プッシュロッド装着部、８ｄ…高剛性部、８ｅ…低剛性部、８ｆ…縮径部、８ｇ…大径円筒部、８ｈ…第１円錐部、８ｉ…第２円錐部、８ｊ…第３円錐部、８ｋ…リブ、８ｍ…内周面、８ｎ…内側面、８ｐ…外側面、８ｑ…環状凹部、９…ヨーク、１０…ナット部材、１０ａ…第２嵌着溝、１０ｂ…雌ねじ孔、１０ｃ…大径孔、１０ｄ…段部

Claims

シリンダボディに形成されたシリンダ孔にピストンを内挿し、該ピストンのシリンダ孔開口側端部に、該ピストンを押動するプッシュロッドを移動可能に配置し、前記シリンダボディのシリンダ孔開口側と前記シリンダ孔の開口部から突出する前記プッシュロッドの軸部との間に、伸縮可能なブーツを取り付けた車両用アクチュエータにおいて、
前記ブーツは、前記シリンダ孔の開口部から前記プッシュロッドの前記軸部までを覆う伸縮可能なカバー部と、該カバー部の一端に設けられ、前記シリンダボディのシリンダ孔開口側に装着されるシリンダボディ装着部と、前記カバー部の他端に設けられ、前記プッシュロッドの前記軸部に装着されるプッシュロッド装着部とを有し、前記カバー部は、前記シリンダボディ装着部側に設けられる大径で剛性の高い高剛性部と、前記プッシュロッド装着部側に設けられ、前記高剛性部よりも小径で、且つ、前記高剛性部よりも剛性の低い低剛性部とを備え、
前記高剛性部のシリンダ軸方向中間位置に、シリンダ軸と直交方向の断面が小径となる縮径部が形成され、
前記高剛性部は、前記シリンダボディ装着部に連続する大径円筒部と、該大径円筒部から前記縮径部に向けて漸次小径となる第１円錐部と、前記縮径部に連続して漸次大径となる第２円錐部とを備え、
前記低剛性部は、前記第２円錐部から前記プッシュロッド装着部に向けて漸次小径となる第３円錐部を備えている
ことを特徴とする車両用アクチュエータ。
前記シリンダボディ装着部の内周面には、内周側に突出するリブが形成されていることを特徴とする請求項１記載の車両用アクチュエータ。