JP6575108B2 - マスタシリンダ - Google Patents

Description

本発明は、制動装置のマスタシリンダ、特に、シリンダ本体と、シリンダ本体に挿通されるピストンと、ピストンの外周に設けられ、シリンダ本体の内部を外気から遮断する環状のシール部材とを備えたマスタシリンダに関する。

上述のようなマスタシリンダが採用された制動装置では、制動装置の非作動時には、シリンダ本体とピストンとで構成される圧力室と、ブレーキ液を貯留するリザーバとが連通している。ピストンの外周に設けられたシール部材は、ピストンの外周と摺接し、シリンダ本体を外気から遮断するシール性を有している。

ブレーキペダルを操作して制動力を生じさせる際には、ブレーキペダルに加えられた踏力がピストンに伝達され、ピストンが軸方向に圧力室の容積を圧縮する側に移動する。このとき、シール部材のピストンとの摺接面にはピストンの移動に伴う摩擦力が生じる。この摩擦力により、シール部材が反転し、シール性を確保できなくなるおそれがある。

このような問題点を解決するために、例えば、特許文献１には、カップシールのベース部の背面に形成された凹部にＯリングを埋設することが開示されている。特許文献１のマスタシリンダでは、Ｏリングによってカップシールの変形が抑制される。

特開２０１２−７１７５３号公報

しかしながら、特許文献１のマスタシリンダでは、カップシールに別部材のＯリングを埋設する必要があるため、例えばコストの観点から問題がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、簡素な構造でシリンダ本体をシールするシール部材の反転を防止するマスタシリンダを提供することを目的とする。

本発明に係るマスタシリンダは、有底筒状のシリンダ本体と、前記シリンダ本体の内周面に全周にわたって設けられた溝部と、前記シリンダ本体に内挿されるとともに、制動操作時に制動操作部材により前記シリンダ本体の軸方向にシリンダ本体底部側へと押圧されるピストンと、前記溝部に収容されつつ前記ピストンの外周と摺接し、前記シリンダ本体の内部を外気から遮断する環状のシール部材と、を備え、前記シール部材は、環状のベース部と、前記ベース部の内周側からシリンダ本体底部側に延びる内側リップと、前記ベース部の外周側からシリンダ本体底部側に延びる外側リップと、を備え、前記溝部は、前記シール部材の前記外側リップと当接する底面と、前記底面のシリンダ本体開口側の端部から径方向内側に延在する後壁面と、前記底面のシリンダ本体底部側の端部から径方向内側に延在する第１前壁面と、前記第１前壁面と接続し、径方向内側ほどシリンダ本体底部側に傾斜する傾斜壁面と、前記第１前壁面とは逆側で前記傾斜壁面に接続し、径方向内側に延在し、軸方向に垂直な第２前壁面とを備え、制動操作がされていない状態において、内側リップのシリンダ本体底部側の先端が軸方向で第２前壁面と対向する。また、本発明に係るマスタシリンダは、第１前壁面とは逆側で傾斜壁面に接続する第２前壁面が、前記傾斜壁面よりも傾斜していない状態で、径方向内側に延在し、内側リップは、シリンダ本体底部側へピストンの移動する行程において、ピストン外周とシール部材との摩擦係数が小さいときには、第２前壁面に当接し、摩擦係数が大きいときには、傾斜壁面に当接するよう構成してもよい。

この構成によれば、ピストンが押圧されてシリンダ本体底部側に移動する行程において、ピストンとシール部材間の摩擦係数がシール部材の反転に至らない程度の大きさであるときは、シール部材の内側リップのシリンダ本体底部側の端部は溝部の第２前壁面に当接する。径方向内側に延在する第２前壁面で荷重を受けることで、ピストンとシール部材間の摺動抵抗が増加するのを抑制することができる。一方、ピストンとシール部材間の摩擦係数がシール部材の反転に至る程度の大きさであるときは、シール部材の内側リップのシリンダ本体底部側の端部は溝部の傾斜壁面に当接する。径方向内側ほどシリンダ本体底部側に傾斜する傾斜壁面で荷重を受けることで、摩擦力によるシール部材の反転を確実に抑制することができる。本発明によれば、段付溝という簡素な構造でシリンダ本体をシールするシール部材の反転を防止することができる。

本発明に係るマスタシリンダの断面図である。 制動装置が作動していない状態における本発明に係るマスタシリンダのセカンダリカップの断面図である。 制動装置が作動している状態における本発明に係るマスタシリンダのセカンダリカップの断面図（その１）である。 制動装置が作動している状態における本発明に係るマスタシリンダのセカンダリカップの断面図（その２）である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は、制動装置が作動していない状態（以下、初期状態と称する）におけるマスタシリンダの断面図である。なお、本実施形態のマスタシリンダはタンデム型に構成されている。

図１に示すように、シリンダ本体１１の内部には第１ピストン２１（本発明のピストン）、第２ピストン２３が備えられている。第１ピストン２１の一端（図中左側、シリンダ本体底部側）がシリンダ本体１１に内挿され、他の一端（図中右側、シリンダ本体開口側）はシリンダ本体１１の外に突出している。この第１ピストン２１のシリンダ本体１１から突出している端部側にはブレーキペダルの操作に応じて第１ピストン２１に対して図中左方向への押圧力を作用させる制動操作部材（図示せず）が接続されている。一方、第２ピストン２３は全体がシリンダ本体１１に内挿されている。

シリンダ本体１１、第１ピストン２１および第２ピストン２３により囲まれた空間が第１圧力室５５を構成している。また、シリンダ本体１１および第２ピストン２３により囲まれた空間が第２圧力室５７を構成している。したがって、ブレーキペダルが操作されて、第１ピストン２１を押圧する力が加えられると、第１圧力室５５および第２圧力室５７は圧縮、加圧されることとなる。

第１圧力室５５の内部には復帰スプリング７５が備えられ、第２圧力室５７の内部には復帰スプリング７７が備えられている。復帰スプリング７５、７７はそれぞれ第１ピストン２１および第２ピストン２３に対してシリンダ本体開口側方向への付勢力を作用させている。

第１圧力室５５はシリンダ本体１１に形成された連通路５１を介してリザーバ（図示せず）と連通している。一方、第２圧力室５７はシリンダ本体１１に形成された連通路５３を介してリザーバと連通している。

第１ピストン２１、第２ピストン２３にはそれぞれ径方向に貫通する第１ピストンポート２５、第２ピストンポート２７が形成されている。なお、第１ピストンポート２５、第２ピストンポート２７は周方向において複数形成されている。図１に示すように、初期状態においては、第１ピストンポート２５は連通路５１に対して開口しているため、第１圧力室５５はリザーバと連通状態となっている。同様に、第２ピストンポート２７は連通路５３に対して開口しているため、第２圧力室５７はリザーバと連通状態となっている。

第１ピストン２１の外周には、第１ピストン２１の外周面と摺接するようにゴム等の弾性体で形成された環状のプライマリカップ３１およびセカンダリカップ３３（本発明のシール部材）が備えられている。このプライマリカップ３１は第１ピストン２１の外周をシールしている。一方、セカンダリカップ３３は第１ピストン２１のシリンダ本体１１への挿入部分において、シリンダ本体１１の内部を外部の大気から遮断している。

一方、第２ピストン２３の外周には、第２ピストン２３の外周面と摺接するようにゴム等の弾性体で形成された環状のプライマリカップ３５およびプレッシャカップ３７が備えられている。このプライマリカップ３５は第２ピストン２３の外周をシールしている。一方、プレッシャカップ３７は第２ピストン２３の外周において、第１圧力室５５と連通路５３とを遮断している。

シリンダ本体１１には、プライマリカップ３１、３５、セカンダリカップ３３、プレッシャカップ３７を収納するための収納溝１３、１７、１５、１９（収納溝１５が本発明の溝部）が形成されている。収納溝１３のシリンダ本体底部側には、収納溝１３と第１圧力室５５とを連通する溝６１が形成されている。同様に、収納溝１７のシリンダ本体底部側には、収納溝１７と第２圧力室５７とを連通する溝６３が形成されている。一方、収納溝１９のシリンダ本体開口側には、収納溝１９と第１圧力室５５とを連通する溝６５が形成されている。これらの溝６１、６３、６５は周方向において複数形成されている。

上述したように、制動装置を作動させるためにブレーキペダルに踏力を加えると、その踏力が制動操作部材を介して、第１ピストン２１に対してシリンダ本体底部側方向の押圧力を加える。この力によって第１ピストン２１はシリンダ本体底部側方向に移動する。第１ピストン２１の移動によって、第１ピストンポート２５がプライマリカップ３１よりもシリンダ本体底部側方向に移動すると、リザーバと第１圧力室５５との連通が遮断される。その後、第１ピストン２１がシリンダ本体底部側方向に移動すると、第１圧力室５５内のブレーキ液が加圧される。

同時に、復帰スプリング７５の付勢力により第２ピストン２３もシリンダ本体底部側方向に移動を開始する。第２ピストン２３の移動によって、第２ピストンポート２７がプライマリカップ３５よりもシリンダ本体底部側方向に移動すると、リザーバと第２圧力室５７との連通が遮断され、第２圧力室５７内のブレーキ液が加圧される。この第１圧力室５５および第２圧力室５７内の加圧されたブレーキ液によって制動装置を作動させることができる。

上述したように、セカンダリカップ３３は第１ピストン２１の外周面と摺接するように備えられている。したがって、第１ピストン２１が移動すると、第１ピストン２１の外周面と摺接するセカンダリカップ３３の面に摩擦力が作用し、セカンダリカップ３３は第１ピストン２１の移動方向に引きずられることがある。

本発明のマスタシリンダでは、第１ピストン２１の移動に起因するセカンダリカップ３３の反転を防止するために、図２〜図４に示すような形状の収納溝１５を採用している。

図２〜図４は、本実施形態におけるセカンダリカップ３３の断面図である。なお、図２は初期状態における形状であり、図３、図４は制動装置が作動し、第１ピストン２１がシリンダ本体底部側に移動した際の形状である。図３は第１ピストン２１とセカンダリカップ３３間の摩擦係数がセカンダリカップ３３の反転に至らない程度の大きさである状態に対応し、図４は第１ピストン２１とセカンダリカップ３３間の摩擦係数がセカンダリカップ３３の反転に至る程度の大きさである状態に対応する。

図に示すように、セカンダリカップ３３は、第１ピストン２１と摺接する内側リップ３３ａと、内側リップ３３ａよりも外径側に設けられた外側リップ３３ｂとを備えている。内側リップ３３ａと外側リップ３３ｂとは、それぞれのシリンダ本体開口側の端部において環状のベース部３３ｃにより接続されている。そのため、セカンダリカップ３３の断面形状は略コの字状になっている。

一方、セカンダリカップ３３を収納する収納溝１５はシリンダ本体１１の内周面全周にわたって形成されており、図２に示すように、第１ピストン２１側に開口している。収納溝１５の径方向外側（図中上側）の底面１５ａは外側リップ３３ｂの径方向外側の面と当接している。収納溝１５のシリンダ本体開口側（図中右側）の壁面である後壁面１５ｂは底面１５ａのシリンダ本体開口側の端部から径方向内側（図中下側）に延在する。後壁面１５ｂは加工上、ピストン移動方向に対して垂直に形成されている。

収納溝１５のシリンダ本体底部側（図中左側）の壁面は、第１前壁面１５ｃ、傾斜壁面１５ｄ、第２前壁面１５ｅで構成される。第１前壁面１５ｃは底面１５ａのシリンダ本体底部側の端部から径方向内側に延在する。第１前壁面１５ｃは収納溝１５がセカンダリカップ３３に対して軸方向に締め代を有さない範囲で傾斜していてもよい。傾斜壁面１５ｄは第１前壁面１５ｃと接続し、径方向内側ほどシリンダ本体底部側に傾斜する。第２前壁面１５ｅは第１前壁面１５ｃとは逆側で傾斜壁面１５ｄに接続し、径方向内側に延在する。なお、図２から明らかなように、初期状態において内側リップ３３ａの端部は第２前壁面１５ｅおよび傾斜壁面１５ｄとは当接していない。

セカンダリカップ３３に対してシリンダ本体底部側方向への摩擦力が生じると、内側リップ３３ａが同方向へ引きずられる。ここで、第１ピストン２１とセカンダリカップ３３間の摩擦係数は、第１ピストン２１表面の乾燥状態等によって変化する。第１ピストン２１とセカンダリカップ３３間の摩擦係数がセカンダリカップ３３の反転に至らない程度の大きさである状態では、図３に示すように、内側リップ３３ａの端部が第２前壁面１５ｅに当接する。この場合、径方向内側に延在する第２前壁面１５ｅで荷重を受けるため、第２前壁面１５ｅからの反力が図３矢印の向きに作用する結果、第１ピストン２１とセカンダリカップ３３間の摺動抵抗が増加するのを抑制することができる。

一方、第１ピストン２１とセカンダリカップ３３間の摩擦係数がセカンダリカップ３３の反転に至る程度の大きさである状態では、図４に示すように、内側リップ３３ａの端部が傾斜壁面１５ｄに当接する。この場合、径方向内側ほどシリンダ本体底部側に傾斜する傾斜壁面１５ｄで荷重を受けるため、傾斜壁面１５ｄからの反力が図４矢印の向きに作用する結果、摩擦力によってセカンダリカップ３３が回転しようとするのを抑制する力が大きくなり、反転を確実に抑制することができる。

以上、説明したように、本実施形態によれば、収納溝１５を段付溝にするという簡素な構造でセカンダリカップ３３の反転を防止することができる。また、第１ピストン２１とセカンダリカップ３３間の摩擦係数がセカンダリカップ３３の反転に至らない程度の大きさである状態では、摺動抵抗の増加を抑制することができる。

１１ シリンダ本体
１５ 収納溝（溝部）
１５ａ 底面
１５ｂ 後壁面
１５ｃ 第１前壁面
１５ｄ 傾斜壁面
１５ｅ 第２前壁面
２１ 第１ピストン（ピストン）
３３ セカンダリカップ（シール部材）
３３ａ 内側リップ
３３ｂ 外側リップ
３３ｃ ベース部

Claims (2)

1. 有底筒状のシリンダ本体と、
   前記シリンダ本体の内周面に全周にわたって設けられた溝部と、
   前記シリンダ本体に内挿されるとともに、制動操作時に制動操作部材により前記シリンダ本体の軸方向にシリンダ本体底部側へと押圧されるピストンと、
   前記溝部に収容されつつ前記ピストンの外周と摺接し、前記シリンダ本体の内部を外気
   から遮断する環状のシール部材と、を備え、
   前記シール部材は、
   環状のベース部と、
   前記ベース部の内周側からシリンダ本体底部側に延びる内側リップと、
   前記ベース部の外周側からシリンダ本体底部側に延びる外側リップと、を備え、
   前記溝部は、
   前記シール部材の前記外側リップと当接する底面と、
   前記底面のシリンダ本体開口側の端部から径方向内側に延在する後壁面と、
   前記底面のシリンダ本体底部側の端部から径方向内側に延在する第１前壁面と、
   前記第１前壁面と接続し、径方向内側ほどシリンダ本体底部側に傾斜する傾斜壁面と、
   前記第１前壁面とは逆側で前記傾斜壁面に接続し、径方向内側に延在し、前記軸方向に垂直な第２前壁面とを備え、
   制動装置が作動していない状態において、前記内側リップの前記シリンダ本体底部側の先端が前記軸方向で前記第２前壁面と対向するマスタシリンダ。
2. 有底筒状のシリンダ本体と、
   前記シリンダ本体の内周面に全周にわたって設けられた溝部と、
   前記シリンダ本体に内挿されるとともに、制動操作時に制動操作部材により前記シリンダ本体の軸方向にシリンダ本体底部側へと押圧されるピストンと、
   前記溝部に収容されつつ前記ピストンの外周と摺接し、前記シリンダ本体の内部を外気
   から遮断する環状のシール部材と、を備え、
   前記シール部材は、
   環状のベース部と、
   前記ベース部の内周側からシリンダ本体底部側に延びる内側リップと、
   前記ベース部の外周側からシリンダ本体底部側に延びる外側リップと、を備え、
   前記溝部は、
   前記シール部材の前記外側リップと当接する底面と、
   前記底面のシリンダ本体開口側の端部から径方向内側に延在する後壁面と、
   前記底面のシリンダ本体底部側の端部から径方向内側に延在する第１前壁面と、
   前記第１前壁面と接続し、径方向内側ほどシリンダ本体底部側に傾斜する傾斜壁面と、
   前記第１前壁面とは逆側で前記傾斜壁面に接続し、前記傾斜壁面よりも傾斜していない状態で径方向内側に延在する第２前壁面とを備え、
   前記シリンダ本体底部側へ前記ピストンの移動する行程において、前記内側リップは、前記ピストン外周と前記シール部材との摩擦係数が小さいときには第２前壁面に当接し、摩擦係数が大きいときには前記傾斜壁面に当接するマスタシリンダ。