JP6773429B2

JP6773429B2 - シリンダ装置

Info

Publication number: JP6773429B2
Application number: JP2016062316A
Authority: JP
Inventors: 一宏小杉
Original assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Priority date: 2016-03-25
Filing date: 2016-03-25
Publication date: 2020-10-21
Anticipated expiration: 2036-03-25
Also published as: JP2017171234A

Description

本発明は、シリンダボディに、一端部を閉じるとともに他端部を前記シリンダボディの外部に開口したシリンダ孔が形成され、そのシリンダ孔に摺動可能に嵌合されるピストンの外周および前記シリンダ孔の内周間に、リザーバに通じる環状液室と、前記シリンダボディの外部に通じる環状気室とが形成され、前記環状液室および前記環状気室間を液密にシールして前記ピストンの外周に弾発的に摺接するカップシールが、前記環状液室側の内側側壁、前記環状気室側の外側側壁、ならびに前記内側側壁および前記外側側壁間を結ぶ外周側壁を有して前記シリンダ孔の内周に形成される環状のシール溝に装着されるシリンダ装置に関する。

シリンダ孔の開口端側でピストンの外周に弾発的に摺接するカップシールが、外周部をシール溝の外周側壁に弾発的に接触させる基部と、その基部の外周側から延出されてシール溝の外周側壁に弾発的に接触する外周リップ部と、前記基部の内周から延出されて前記ピストンの外周に弾発的に接触する内周リップ部とを有するように形成され、カップシールがシール溝の外周側壁に軸方向に間隔をあけた２箇所で弾発的に接触することで、２箇所の一方に異物が噛み込んだとしても残りの１箇所でシール性を維持するようにした液圧マスタシリンダが、特許文献１で知られている。

特開２０１４−１５１７６８号公報

ところが上記特許文献１で開示されたものでは、内周リップ部が有してピストンの外周に対向する内周対向面の軸方向に沿うほぼ全長が、ピストンの外周に弾発的に接触しており、ピストンの摺動抵抗が大きくなる。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、カップシールおよびシリンダボディ間に異物が噛み込んだとしてもシール性を維持しつつ、ピストンの摺動抵抗を小さく抑え得るようにしたシリンダ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、シリンダボディに、一端部を閉じるとともに他端部を前記シリンダボディの外部に開口したシリンダ孔が形成され、そのシリンダ孔に摺動可能に嵌合されるピストンの外周および前記シリンダ孔の内周間に、リザーバに通じる環状液室と、前記シリンダボディの外部に通じる環状気室とが形成され、前記環状液室および前記環状気室間を液密にシールして前記ピストンの外周に弾発的に摺接するカップシールが、前記環状液室側の内側側壁、前記環状気室側の外側側壁、ならびに前記内側側壁および前記外側側壁間を結ぶ外周側壁を有して前記シリンダ孔の内周に形成される環状のシール溝に装着されるシリンダ装置において、前記カップシールが、前記ピストンの外周および前記外周側壁との間にそれぞれ環状間隙を形成する環状の基部と、前記ピストンの外周に対向する内周対向面を有して前記基部の内周側から前記内側側壁に向かって延びる環状の内周リップ部と、前記外周側壁に対向する外周対向面を有して前記基部の外周側から前記内側側壁に向かって延びる環状の外周リップ部と、前記シリンダ孔の軸線に沿う方向で前記外周リップ部とは反対側で前記基部の外周側端部から突出して前記外側側壁に弾発的に接触する環状突起とを一体に有し、前記内周リップ部が、前記内周対向面の一部のみを前記ピストンの外周に弾発的に接触させるように形成され、前記外周リップ部が、前記外周対向面の一部を前記外周側壁に弾発的に接触させるように形成され、前記内周リップ部の前記内周対向面の前記一部は、前記内周対向面に前記シリンダ孔の軸線方向に間隔をあけて形成されて前記ピストンの外周に弾発的に接触する複数の環状当接突部であり、それらの環状当接突部の間には環状凹部が形成されることを第１の特徴とする。

また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、負圧ブースタのケーシングが該ケーシング内の負圧室を前記環状気室に通じさせるようにして前記シリンダボディに結合され、前記環状突起が、前記外側側壁に近接するにつれて前記シリンダ孔の半径方向内方位置にあるようにしてリップ形状に形成されることを第２の特徴とする。

なお実施の形態の第２のピストン１０が本発明のピストンに対応し、実施の形態の第２の環状液室３３が本発明の環状液室に対応し、実施の形態の第４のカップシール４４Ａ，４４Ｂが本発明のカップシールに対応する。

本発明の第１の特徴によれば、カップシールの基部の外周側から延出される外周リップ部の外周対向面の一部がシール溝の外周側壁に弾発的に接触し、外周リップ部とは反対側で基部の外周側端部から突出される環状突起がシール溝の外側側壁に弾発的に接触するので、カップシールおよびシリンダボディ間に異物が噛み込んだとしても、外周リップ部の外周側壁への接触部、ならびに環状突起の外側側壁への接触部のいずれかでシール性を確保することができる。しかも環状の基部と、ピストンの外周および外周側壁との間に環状間隙が形成され、内周リップ部の内周対向面の一部のみがピストンの外周に接触するので、カップシールのピストンへの接触面積を小さく抑え、ピストンの摺動抵抗を小さく抑えることができる。また、内周リップ部の内周対向面の前記一部は、内周対向面にシリンダ孔の軸線方向に間隔をあけて形成されてピストンの外周に弾発的に接触する複数の環状当接突部であり、それらの環状当接突部の間には環状凹部が形成されているので、内周リップ部のピストンとの接触面積を小さくすることで摺動抵抗を小さく抑えるばかりでなく、ピストンおよびカップシール間に異物が噛み込んだとしても複数の環状当接突部相互間の環状凹部に異物を閉じ込めることができ、また１つの環状当接突部およびピストン間に異物が噛み込んだとしても、残余の環状当接突部がピストンの外周に弾発的に接触することでシール性を維持することができる。

また本発明の第２の特徴によれば、環状突起が、外側側壁に近接するにつれてシリンダ孔の半径方向内方位置にあるようにしたリップ形状を有するので、負圧ブースタの負圧室に通じる環状液室に作用する負圧によって環状突起が外側側壁への接触面積をより大きくする側に撓むことになり、シール性をより高めることができる。

第１の実施の形態を示すものであってシリンダ装置の１つである液圧マスタシリンダの縦断面図である。シリンダ孔の開口端側でシリンダボディおよびピストン間に介装されるカップシールをシール溝に装着された状態で示す縦断面図である。第２の実施の形態の図２に対応した縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面を参照しながら説明する。

本発明の第１の実施の形態について図１および図２を参照しながら説明すると、先ず図１において、シリンダ装置の１つである液圧マスタシリンダは、車両の液圧ブレーキ用のタンデム型マスタシリンダであり、そのシリンダボディ５には、該シリンダボディ５が一体に有する端壁部５ａで一端を閉じるとともに他端部を前記シリンダボディ５の外部に開口したシリンダ孔６が形成される。このシリンダ孔６には、前記端壁部５ａとの間に第１の液圧室７を形成する第１のピストン９と、第１のピストン９との間に第２の液圧室８を形成する第２のピストン１０とが摺動可能に嵌合される。また前記シリンダボディ５には、第１の液圧室７に通じる第１の出力ポート１１と、第２の液圧室８に通じる第２の出力ポート１２とが設けられる。

第１のピストン９は、第１の円筒部９ａと、第１の円筒部９ａの軸方向中間部に一体に設けられて第１の円筒部９ａ内を前後に区切る第１の区画壁部９ｂとを有するように形成され、第２のピストン１０は、第２の円筒部１０ａと、第２の円筒部１０ａの軸方向中間部に一体に設けられて第２の円筒部１０ａ内を前後に区切る第２の区画壁部１０ｂとを有するように形成される。

第１の液圧室７内で、第１のピストン９が有する第１の区画壁部９ｂには第１のリテーナ１３が当接され、前記シリンダボディ５の前記端壁部５ａには第１のストッパ１４が当接され、第１のピストン９を前記端壁部５ａから離反する側に付勢する第１の戻しばね１５が第１のリテーナ１３および第１のストッパ１４間に設けられ、第１のリテーナ１３および第１のストッパ１４間の最大間隔を規制する第１のガイドピン１６が第１のリテーナ１３および第１のストッパ１４間に配設される。

第２の液圧室８内で、第２のピストン１０が有する第２の区画壁部１０ｂには第２のリテーナ１７が当接され、第１のピストン９が有する第１の区画壁部９ｂには第２のストッパ１８が当接され、第２のピストン１０を第１のピストン９から離反する側に付勢する第２の戻しばね１９が、第２のリテーナ１７および第２のストッパ１８間に設けられ、第２のリテーナ１７および第２のストッパ１８間の最大間隔を規制する第２のガイドピン２０が第２のリテーナ１７および第２のストッパ１８間に配設される。

前記シリンダボディ５の上部には、第１および第２のボス部２３，２４が一体に突設されており、それらのボス部２３，２４には、グロメットシール２５，２６を介してリザーバ２７が取付けられる。

第１のボス部２３には、前記リザーバ２７内に通じる第１の連通孔３２が設けられ、この第１の連通孔３２の内端を開口させる第１の環状溝３１が前記シリンダ孔６の内周に設けられ、第１のピストン９が有する第１の円筒部９ａの外周および前記シリンダ孔６の内周間には、第１の環状溝３１を含む第１の環状液室３０が形成される。第２のボス部２４には、前記リザーバ２７内に通じる第２の連通孔３５が設けられ、この第２の連通孔３５の内端を開口させる第２の環状溝３４が前記シリンダ孔６の内周に設けられ、第２のピストン１０が有する第２の円筒部１０ａの外周および前記シリンダ孔６の内周間には、第２の環状溝３４を含む第２の環状液室３３が形成される。

ところで前記シリンダボディ５の他端部には、負圧ブースタＢのケーシング３６が結合される。すなわち前記シリンダボディ５の他端部には、フランジ部５ｂと、そのフランジ部５ｂから突出する円筒状突部５ｃとが一体に設けられており、前記円筒状突部５ｃを気密に嵌合させる有底の嵌合筒部３６ａを有する前記ケーシング３６が前記フランジ部５ｂに結合される。前記ケーシング３６内には負圧室３７が形成されており、第２のピストン１０が有する第２の円筒部１０ａの第２の液圧室８とは反対側の端部は、前記嵌合筒部３６ａの閉塞端に形成される円形の開口部３８を貫通して前記負圧室３７内に突入される。また前記負圧ブースタＢが備える出力ロッド３９の一端部が、第２のピストン１０における第２の区画壁１０ｂの中央部に首振り可能に当接される。

前記シリンダ孔６の内周には、第１の環状液室３０を相互間に挟む第１および第２のカップシール４１，４２が第１のピストン９における第１の円筒部９ａの外周に弾発的に接触するようにして装着されるとともに、第２の環状液室３３を相互間に挟む第３および第４のカップシール４３，４４Ａが第２のピストン１０における第２の円筒部１０ａの外周に弾発的に接触するようにして装着される。

第４のカップシール４４Ａが本発明に従って形成されるものであり、第２のピストン１０における第２の円筒部１０ａの外周および前記シリンダ孔６の内周間には、前記リザーバ２７に通じる第２の環状液室３３と、前記シリンダ孔６の内周に形成される環状のシール溝４６に装着されて第２の円筒部１０ａの外周に弾発的に接触する第４のカップシール４４Ａで第３の環状液室３３との間がシールされる環状気室４５とが形成され、環状気室４５は、前記シリンダボディ５の外部、この実施の形態ではシリンダボディ５に結合される負圧ブースタＢの前記負圧室３７に通じる。

図２において、前記シール溝４６は、第２の環状液室３３側の内側側壁４６ａと、前記環状気室４５側の外側側壁４６ｂと、前記内側側壁４６ａおよび前記外側側壁４６ｂ間を結ぶ外周側壁４６ｃとを有して環状に形成される。

第４のカップシール４４Ａは、第２のピストン１０における第２の円筒部１０ａの外周および前記外周側壁４６ｃとの間にそれぞれ環状間隙４７，４８を形成する環状の基部４９と、第２の円筒部１０ａの外周に対向する内周対向面５０ａを有して前記基部４９の内周側から前記内側側壁４６ａに向かって延びる環状の内周リップ部５０と、前記外周側壁４６ｃに対向する外周対向面５１ａを有して前記基部４９の外周側から前記内側側壁４６ａに向かって延びる環状の外周リップ部５１と、前記シリンダ孔６の軸線に沿う方向で前記外周リップ部５１とは反対側で前記基部４９の外周側端部から突出して前記外側側壁４６ｂに弾発的に接触する環状突起５２Ａとを一体に有する。

前記内周リップ部５０は、前記内周対向面５０ａの一部のみを第２のピストン１０における第２の円筒部１０ａの外周に弾発的に接触させるとともに、その先端部５０ｂを前記内側側壁４６ａに当接させるように形成される。また前記外周リップ部５１は、その先端部５１ｂを前記内側側壁４６ａに当接させるとともに、前記外周対向面５１ａの一部である突起５１ｃを前記外周側壁４６ｃに弾発的に接触させるように形成される。

しかも前記内周リップ部５０の前記内周対向面５０ａの前記一部は、前記シリンダ孔６の軸線方向に間隔をあけて配置されて第２のピストン１０における第２の円筒部１０ａの外周に弾発的に接触する複数たとえば一対の環状当接突部５３，５４であり、それらの環状当接突部５３，５４の間には環状凹部５５が形成される。

次にこの第１の実施の形態の作用について説明すると、リザーバ２７に通じる第２の環状液室３３と、前記シリンダボディ５の外部に通じる環状気室４５との間を液密にシールするようにして第２のピストン１０における第２の円筒部１０ａの外周に弾発的に接触する第４のカップシール４４Ａが装着されるようにしてシリンダ孔６の内周に形成される環状のシール溝４６が、第２の環状液室３３側の内側側壁４６ａ、前記環状気室４５側の外側側壁４６ｂ、ならびに前記内側側壁４６ａおよび前記外側側壁４６ｂ間を結ぶ外周側壁４６ｃを有して環状に形成されており、第４のカップシール４４Ａは、第２のピストン１０における第２の円筒部１０ａの外周および前記外周側壁４６ｃとの間にそれぞれ環状間隙４７，４８を形成する環状の基部４９と、第２の円筒部１０ａの外周に対向する内周対向面５０ａを有して前記基部４９の内周側から前記内側側壁４６ａに向かって延びる環状の内周リップ部５０と、前記外周側壁４６ｃに対向する外周対向面５１ａを有して前記基部４９の外周側から前記内側側壁４６ａに向かって延びる環状の外周リップ部５１と、前記シリンダ孔６の軸線に沿う方向で前記外周リップ部５１とは反対側で前記基部４９の外周側端部から突出して前記外側側壁４６ｂに弾発的に接触する環状突起５２Ａとを一体に有し、前記内周リップ部５０が、前記内周対向面５０ａの一部である一対の環状当接突部５３，５４のみを第２の円筒部１０ａの外周に弾発的に接触させるように形成され、前記外周リップ部５１が、前記外周対向面５１ａの一部である突起５１ｃを前記外周側壁４６ｃに弾発的に接触させるように形成される。

したがって第４のカップシール４４Ａの外周リップ部５１の外周対向面５１ａの突起５１ｃがシール溝４６の外周側壁４６ｃに弾発的に接触し、外周リップ部５１とは反対側で基部４９の外周側端部から突出される環状突起５２Ａがシール溝４６の外側側壁４６ｂに弾発的に接触するので、第４のカップシール４４Ａおよびシリンダボディ５間に異物が噛み込んだとしても、外周リップ部５１の前記突起５１ｃの外周側壁４６ｃへの接触部、ならびに環状突起５２Ａの前記外側側壁４６ｂへの接触部のいずれかでシール性を確保することができる。また環状の基部４９と、第２のピストン１０における第２の円筒部１０ａの外周および外周側壁４６ｃとの間に環状間隙４７，４８が形成され、内周リップ部５０における内周対向面５０ａの一部である一対の環状当接突部５３，５４のみが第２の円筒部１０ａの外周に接触するので、第４のカップシール４４Ａの第２のピストン１０への接触面積を小さく抑え、第２のピストン１０の摺動抵抗を小さく抑えることができる。

また前記内周リップ部５０の前記内周対向面５０ａの前記一部が、第２のピストン１０における第２の円筒部１０ａの外周に弾発的に接触する一対の環状当接突部５３，５４であり、それらの環状当接突部５３，５４の間には環状凹部５５が形成されるので、内周リップ部５０が有する一対の環状当接突部５３，５４のみが第２の円筒部１０ａの外周に弾発的に接触するようにして、内周リップ部５０の第２の円筒部１０ａとの接触面積を小さくすることで摺動抵抗を小さく抑えるばかりでなく、第２の円筒部１０ａおよび第４のカップシール４４Ａ間に異物が噛み込んだとしても環状当接突部５３，５４相互間の環状凹部５５に異物を閉じ込めることができ、また一対の環状当接突部５３，５４の一方および第２の円筒部１０ａ間に異物が噛み込んだとしても残余の環状当接突部が第２の円筒部１０ａの外周に弾発的に接触することでシール性を維持することができる。

本発明の第２の実施の形態について図３を参照しながら説明するが、上記第１の実施の形態に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみとし、詳細な説明は省略する。

前記リザーバ２７（第１の実施の形態参照）に通じる第２の環状液室３３と、前記負圧ブースタＢの前記負圧室３７（第１の実施の形態参照）に通じる環状気室４５を液密にシールするようにして第２の円筒部１０ａの外周に弾発的に接触する第４のカップシール４４Ｂは、第２のピストン１０における第２の円筒部１０ａの外周および前記外周側壁４６ｃとの間にそれぞれ環状間隙４７，４８を形成する環状の基部４９と、第２の円筒部１０ａの外周に対向する内周対向面５０ａを有して前記基部４９の内周側から前記内側側壁４６ａに向かって延びる環状の内周リップ部５０と、前記外周側壁４６ｃに対向する外周対向面５１ａを有して前記基部４９の外周側から前記内側側壁４６ａに向かって延びる環状の外周リップ部５１と、前記シリンダ孔６の軸線に沿う方向で前記外周リップ部５１とは反対側で前記基部４９の外周側端部から突出して前記外側側壁４６ｂに弾発的に接触する環状突起５２Ｂとを一体に有し、前記内周リップ部５０が、前記内周対向面５０ａの一部である一対の環状当接突部５３，５４のみを第２の円筒部１０ａの外周に弾発的に接触させるように形成され、前記外周リップ部５１が、前記外周対向面５１ａの一部である突起５１ｃを前記外周側壁４６ｃに弾発的に接触させるように形成され、前記環状突起５２Ｂは、前記外側側壁４６ｂに近接するにつれて前記シリンダ孔６の半径方向内方位置にあるようにしてリップ形状に形成される。

この第２の実施の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる上に、環状気室４５に作用する負圧によって環状突起５２Ｂが外側側壁４６ｂへの接触面積をより大きくする側に撓むことによってシール性をより高めることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

たとえば上述の実施の形態では、第１および第２のピストン９，１０を有するタンデム型の液圧マスタシリンダについて説明したが、単一のピストンを有する液圧マスタシリンダにも本発明を適用可能であり、またマスタシリンダ以外のシリンダ装置にも本発明を広く適用可能である。

５・・・シリンダボディ
６・・・シリンダ孔
１０・・・ピストン
２７・・・リザーバ
３３・・・環状液室
４４Ａ，４４Ｂ・・・カップシール
４５・・・環状気室
４６・・・シール溝
４６ａ・・・内側側壁
４６ｂ・・・外側側壁
４６ｃ・・・外周側壁
４７，４８・・・環状間隙
４９・・・基部
５０・・・内周リップ部
５０ａ・・・内周対向面
５１・・・外周リップ部
５１ａ・・・外周対向面
５１ｃ・・・外周対向面の一部である突起
５２Ａ，５２Ｂ・・・環状突起
５３，５４・・・環状当接突部
５５・・・環状凹部

Claims

シリンダボディ（５）に、一端部を閉じるとともに他端部を前記シリンダボディ（５）の外部に開口したシリンダ孔（６）が形成され、そのシリンダ孔（６）に摺動可能に嵌合されるピストン（１０）の外周および前記シリンダ孔（６）の内周間に、リザーバ（２７）に通じる環状液室（３３）と、前記シリンダボディ（５）の外部に通じる環状気室（４５）とが形成され、前記環状液室（３３）および前記環状気室（４５）間を液密にシールして前記ピストン（１０）の外周に弾発的に摺接するカップシール（４４Ａ，４４Ｂ）が、前記環状液室（３３）側の内側側壁（４６ａ）、前記環状気室（４５）側の外側側壁（４６ｂ）、ならびに前記内側側壁（４６ａ）および前記外側側壁（４６ｂ）間を結ぶ外周側壁（４６ｃ）を有して前記シリンダ孔（６）の内周に形成される環状のシール溝（４６）に装着されるシリンダ装置において、
前記カップシール（４４Ａ，４４Ｂ）が、前記ピストン（１０）の外周および前記外周側壁（４６ｃ）との間にそれぞれ環状間隙（４７，４８）を形成する環状の基部（４９）と、前記ピストン（１０）の外周に対向する内周対向面（５０ａ）を有して前記基部（４９）の内周側から前記内側側壁（４６ａ）に向かって延びる環状の内周リップ部（５０）と、前記外周側壁（４６ｃ）に対向する外周対向面（５１ａ）を有して前記基部（４９）の外周側から前記内側側壁（４６ａ）に向かって延びる環状の外周リップ部（５１）と、前記シリンダ孔（６）の軸線に沿う方向で前記外周リップ部（５１）とは反対側で前記基部（４９）の外周側端部から突出して前記外側側壁（４６ｂ）に弾発的に接触する環状突起（５２Ａ，５２Ｂ）とを一体に有し、
前記内周リップ部（５０）が、前記内周対向面（５０ａ）の一部のみを前記ピストン（１０）の外周に弾発的に接触させるように形成され、前記外周リップ部（５１）が、前記外周対向面（５１ａ）の一部（５１ｃ）を前記外周側壁（４６ｃ）に弾発的に接触させるように形成され、
前記内周リップ部（５０）の前記内周対向面（５０ａ）の前記一部は、前記内周対向面（５０ａ）に前記シリンダ孔（６）の軸線方向に間隔をあけて形成されて前記ピストン（１０）の外周に弾発的に接触する複数の環状当接突部（５３，５４）であり、それらの環状当接突部（５３，５４）の間に環状凹部（５５）が形成されることを特徴とするシリンダ装置。
負圧ブースタ（Ｂ）のケーシング（３６）が該ケーシング（３６）内の負圧室（３７）を前記環状気室（４５）に通じさせるようにして前記シリンダボディ（５）に結合され、前記環状突起（５２Ｂ）が、前記外側側壁（４６ｂ）に近接するにつれて前記シリンダ孔（６）の半径方向内方位置にあるようにしてリップ形状に形成されることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。