(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ本体に形成された有底のシリンダ孔と、該シリンダ孔に設けられた環状のシール溝と、該シール溝に嵌着したカップシールと、該カップシールを介して前記シリンダ孔に摺動可能に内挿されたプランジャとを備え、前記シール溝は、周方向のシール溝底面と、シリンダ孔底部側面と、シリンダ孔開口部側面と、プランジャ側に開口したシール溝開口とを有し、前記カップシールは、前記シール溝のシリンダ孔開口部側に配置され、基端面が前記シリンダ孔開口部側面に当接する基部と、該基部の内周側からシリンダ孔底部に向けて延設されて内周面が前記プランジャの外周面に摺接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に向けて延設されて外周面が前記シール溝底面に当接する外周リップ部とを備えたシリンダ装置において、前記カップシールは、前記基部の基端面から前記外周リップ部のシリンダ孔開口部側の外周面に亘って形成される外周側液通溝と、前記内周リップ部のシリンダ孔底部側に形成される内周側液通溝とを備え、該内周側液通溝と前記外周側液通溝とは、前記内周リップ部と前記外周リップ部の周方向に、それぞれ径方向に対応する位置に形成されると共に、前記外周側液通溝の作動液が通る断面積は、前記内周側液通溝の作動液が通る断面積よりも大きく形成されることを特徴とするシリンダ装置。
【請求項２】
前記基部の基端面は、外周側に前記外周側液通溝が形成されると共に、内周側に、プランジャに向かうに従って、前記シリンダ孔開口側面から漸次離れる方向に傾斜する円錐面が形成され、該円錐面の内周側端部に、前記プランジャ作動時に、該プランジャに当接してシールするシールポイントが設けられていることを特徴とする請求項１記載のシリンダ装置。
【請求項３】
前記外周側液通溝の内端部は、前記円錐面の中間部に配置され、該円錐面の前記内端部よりも内周側には、肉部が残されていることを特徴とする請求項２記載のシリンダ装置。
【請求項４】
前記シリンダ孔の内周面に前記シール溝のシリンダ孔底部側面に開口して、前記シール溝に連通する補給溝を形成し、該補給溝の作動液が通る断面積よりも、前記内周側液通溝の作動液が通る断面積が大きく形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のシリンダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダ装置に係り、詳しくは、シリンダ孔内にカップシールを介してプランジャを移動可能に内挿したシリンダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリンダ装置として、プランジャを移動可能に内挿したシリンダ孔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。一般に、前記シール溝は、周方向のシール溝底面と、シリンダ孔底部側面と、シリンダ孔開口部側面と、プランジャ側に開口したシール溝開口とを有しており、前記カップシールは、シール溝のシリンダ孔開口部側に配置され、基端面が前記シリンダ孔開口部側面に当接する基部と、該基部の内周側からシリンダ孔底部に向かって延設され、内周面がプランジャの外周面に摺動する内周リップ部と、基部の外周側から同じくシリンダ孔底部に向かって延設され、外周面が前記シール溝底面に当接する外周リップ部とを備えている。また、カップシールには、作動解除時にプランジャが戻る際に、作動液が流れる通路として、基部の外周面と内周リップ部の先端面とに液通溝を形成したものがあった（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３８８８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述のカップシールは、基部に設けられる液通溝が、基部の径方向全体に形成されていることから、作動解除時にプランジャが戻る際の変形量が多くなり、基部の内周側が、プランジャとシリンダ孔との間に噛み込む、所謂、喰われが発生し易かった。また、作動解除時にプランジャが戻る際の作動液の補給性は、基部の液通溝の作動液が通る断面積と、内周リップ部の液通溝の作動液が通る断面積との関係により大きく異なることから、双方の作動液が通る断面積の適正な設定が必要であった。
【０００５】
そこで本発明は、カップシールの喰われの防止と、作動解除時の補給性の向上を図ることができるシリンダ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明のシリンダ装置は、シリンダ本体に形成された有底のシリンダ孔と、該シリンダ孔に設けられた環状のシール溝と、該シール溝に嵌着したカップシールと、該カップシールを介して前記シリンダ孔に摺動可能に内挿されたプランジャとを備え、前記シール溝は、周方向のシール溝底面と、シリンダ孔底部側面と、シリンダ孔開口部側面と、プランジャ側に開口したシール溝開口とを有し、前記カップシールは、前記シール溝のシリンダ孔開口部側に配置され、基端面が前記シリンダ孔開口部側面に当接する基部と、該基部の内周側からシリンダ孔底部に向けて延設されて内周面が前記プランジャの外周面に摺接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に向けて延設されて外周面が前記シール溝底面に当接する外周リップ部とを備えたシリンダ装置において、前記カップシールは、前記基部の基端面から前記外周リップ部のシリンダ孔開口部側の外周面に亘って形成される外周側液通溝と、前記内周リップ部のシリンダ孔底部側に形成される内周側液通溝とを備え、該内周側液通溝と前記外周側液通溝とは、前記内周リップ部と前記外周リップ部の周方向に、それぞれ径方向に対応する位置に形成されると共に、前記外周側液通溝の作動液が通る断面積は、前記内周側液通溝の作動液が通る断面積よりも大きく形成されることを特徴としている。
【０００７】
また、前記基部の基端面は、外周側に前記外周側液通溝が形成されると共に、内周側に、プランジャに向かうに従って、前記シリンダ孔開口側面から漸次離れる方向に傾斜する円錐面が形成され、該円錐面の内周側端部に、前記プランジャ作動時に、該プランジャに当接してシールするシールポイントが設けられていると好ましい。さらに、前記外周側液通溝の内端部は、前記円錐面の中間部に配置され、該円錐面の前記内端部よりも内周側には、肉部が残されていると好適である。
【０００８】
また、前記シリンダ孔の内周面に前記シール溝のシリンダ孔底部側面に開口して、前記シール溝に連通する補給溝を形成し、該補給溝の作動液が通る断面積よりも、前記内周側液通溝の作動液が通る断面積を大きく形成すると好適である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のシリンダ装置によれば、外周側液通溝の作動液が通る断面積を、内周側液通溝の作動液が通る断面積よりも大きく形成することにより、外周側液通溝及び内周側液通溝を介して、作動解除時にプランジャが戻る際に、作動液を良好に流通させることができ、プランジャを良好に戻すことができ、さらに、内周リップ部の剛性を確保することができる。
【００１０】
また、カップシールの基部の基端面は、外周側に外周側液通溝が形成され、内周側に、プランジャに向かうに従って、前記シリンダ孔開口側面から漸次離れる方向に傾斜する円錐面が形成され、基部の内周側には外周側液通溝を形成せずに肉部が残されており、さらには、前記外周側液通溝の内端部が、前記円錐面の中間部に配置され、該円錐面の前記内端部よりも内周側には、肉部が残されていることにより、作動解除時にプランジャが戻る際のカップシールの変形を抑えることができる。さらに、該円錐面の内周側端部に、プランジャ作動時に、プランジャに当接してシールするシールポイントを設けたことにより、作動解除時にプランジャが戻る際に基部の内周側が、プランジャとシリンダ孔との間に噛み込む、喰われの発生を抑制することができる。また、前記のようにシールポイントを設けることにより、プランジャが作動し始めてから作動液が昇圧し始めるまでのプランジャのストロークを短く設定することができ、無効ストロークを小さくすることができる。
【００１１】
さらに、シリンダ孔の内周面にシール溝のシリンダ孔底部側面に開口し、シール溝に連通する補給溝を形成し、該補給溝の作動液が通る断面積よりも、前記内周側液通溝の作動液が通る断面積を大きく形成することにより、作動解除時に内周リップ部側を作動液が良好に流れることから、補給油性の向上を図れ、プランジャをスムーズに戻すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一形態例を示す液圧マスタシリンダ装置の要部断面図である。
【図２】同じく液圧マスタシリンダ装置に用いられるカップシールの正面側の斜視図である。
【図３】図５のIII-III断面図である。
【図４】図５のIV-IV断面図である。
【図５】本発明の一形態例を示すカップシールの正面図である。
【図６】同じくカップシールの背面図である。
【図７】同じくカップシールの背面側の斜視図である。
【図８】同じく液圧マスタシリンダ装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１乃至図８は、本発明のシリンダ装置をプランジャタイプの車両用液圧マスタシリンダ装置に適用した一形態例を示している。図８に示されるように、液圧マスタシリンダ装置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の底部側にはユニオンボス部２ｂが突設され、該ユニオンボス部２ｂにユニオン孔２ｃ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２ｄを備えたボス部２ｅが突設され、該ボス部２ｅには、シール部材３を介してリザーバ（図示せず）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、車体取付け用の取付ブラケット２ｆ，２ｆ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孔２ｇを備えた大径筒部２ｈが連設されている。
【００１４】
シリンダ孔２ａには、プランジャ６が図１（ａ）に示す第１カップシール７及び図１（ｂ）に示す第２カップシール８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２ｄ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９に、第２カップシール８は、液通孔２ｄ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１０にそれぞれ嵌着され、シリンダ孔２ａ底部と第１カップシール７との間に液圧室１１が画成されている。
【００１５】
第１シール溝９と、第２シール溝１０とは、周方向のシール溝底面９ａ，１０ａと、シリンダ孔底部側面９ｂ，１０ｂと、シリンダ孔開口部側面９ｃ，１０ｃと、プランジャ側に開口したシール溝開口９ｄ，１０ｄとをそれぞれ有している。また、第１シール溝９と第２シール溝１０との間のシリンダ孔２ａの内周面には、前記液通孔２ｄに連続する補給油室２ｉが形成され、また、第１シール溝９よりもシリンダ孔底部側のシリンダ孔２ａの内周面には、第１シール溝９に連通する補給溝２ｋが形成されている。さらに、第１シール溝９のシリンダ孔開口部側面９ｃの内周側は、シリンダ孔開口部側に漸次傾斜して形成され、内周側端部に、前記補給油室２ｉに連通する連通部９ｅが形成されている。
【００１６】
ユニオンボス部２ｂには、シリンダ孔底部側に開口するユニオン孔２ｃが形成され、該ユニオン孔２ｃには、可撓性の液圧配管１３の先端に固着されたバンジョー１４を固定するためのバンジョーボルト１２を螺着する雌ねじ部２ｍが形成される。バンジョー１４は、液圧配管１３の端部にかしめ固定される固定管１４ａと、バンジョーボルト１２によってユニオンボス部２ｂに固定されるリング体１４ｂと、これらを繋ぐ小径の頸部管１４ｃとから成っており、頸部管１４ｃとリング体１４ｂとに亘って液圧配管１３に連続する第１通孔１４ｄが形成されている。バンジョーボルト１２は、六角頭部１２ａから突出する軸部の先端側外周に雄ねじ部１２ｂが刻設され、軸部の内部には、液圧室１１と前記リング体１４ｂの第１通孔１４ｄとに連通する第２通孔１２ｃが形成され、液圧室１１は、ユニオン孔２ｃ，バンジョーボルト１２の第２通孔１２ｃ，バンジョー１４の第１通孔１４ｄを介して液圧配管１３と連通している。
【００１７】
プランジャ６は、シリンダ孔底部側に開口した凹部６ａを有する有底円筒状に形成され、凹部開口側の周壁には、該周壁の内外を貫通し、非作動状態の初期位置で、液圧室１１と補給油室２ｉとを連通する小径の連通ポート６ｂが周方向に複数形成されている。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の先端が当接する球状凹部６ｃが形成されている。
【００１８】
プッシュロッド５は、前記球状凹部６ｃに当接する半球状の大径頭部５ａが、前記大径孔２ｇからシリンダ孔２ａ内へ差し込まれ、大径孔２ｇに係着した止め輪１５とリテーナ１６とで抜け止めされている。
【００１９】
プランジャ６の凹部６ａの底面６ｄとシリンダ孔２ａの底面２ｎとの間には、一端をプランジャ６の底面６ｄに、他端をシリンダ孔２ａの底面２ｎにそれぞれ着座させて、非作動状態のプランジャ６を予め設定された所定の初期位置に復帰させるリターンスプリング１７が配置されている。
【００２０】
第１カップシール７は、第１シール溝９のシリンダ孔開口部側に配置され、シリンダ孔開口部側面９ｃに当接する円環状の基部７ａと、基部７ａの内周側からシリンダ孔底部に向けて延設されて内周面がプランジャ６の外周面に摺接可能に当接する円筒状の内周リップ部７ｂと、基部７ａの外周側からシリンダ孔底部に向けて延設されてシール溝底面９ａに当接する円筒状の外周リップ部７ｃとを備えている。さらに、基部７ａの基端面から外周リップ部７ｃのシリンダ孔開口部側の外周面に亘って外周側液通溝７ｄが周方向に等間隔に形成されている。また、内周リップ部７ｂは、外周側先端からシリンダ孔底部に向かって複数の弾性突片７ｅが一定の間隔を空けて周方向に等間隔で突設され、隣り合う２つの弾性突片７ｅの間に、内周側液通溝７ｆが形成されている。この内周側液通溝７ｆと外周側液通溝７ｄとは、内周リップ部７ｂと外周リップ部７ｃの周方向にそれぞれ等間隔で、且つ、径方向に対応する位置に形成されると共に、外周側液通溝７ｄの作動液が通る断面積は、内周側液通溝７ｆの作動液が通る断面積よりも大きく形成されている。さらに、内周側液通溝７ｆの作動液が通る断面積は、補給溝２ｋの作動液が通る断面積、つまり、プランジャ６の外周面６ｅと、補給溝２ｋの外周面２ｐとの間の断面積よりも大きく形成されている。
【００２１】
基部７ａは、基端面の中間部から、外周リップ部７ｃの外側面の中間部に亘って、外周側液通溝７ｄが形成され、外周側液通溝７ｄよりもプランジャ側に、プランジャ６に向かうに従って、シリンダ孔開口側面から漸次離れる方向に傾斜する円錐面７ｇが形成されている。外周側液通溝７ｄの内端部７ｊは、円錐面７ｇの中間部に配置され、円錐面７ｇの内端部７ｊよりも内周側には、肉部７ｋが残され、円錐面７ｇの内周側端部に、プランジャ６が作動し作動液が昇圧し始める時点からプランジャ６の外周面に当接するシールポイントＰ１が設けられている。さらに、内周リップ部７ｂの内周面中間部には、周方向に形成される複数の周方向溝７ｈが、内周面先端側には、シリンダ軸方向に形成される軸方向溝７ｉがそれぞれ形成されている。
【００２２】
第２カップシール８は、周知のカップシールが用いられ、径方向に延設され、かつ、プランジャ６が摺動可能に貫通する円環状の基部８ａと、該基部８ａの内周側端部からシリンダ孔底部に向けて延設され、かつ、プランジャ６が摺動可能に貫通する環状の内周リップ部８ｂと、基部８ａの外周側端部からシリンダ孔底部に向けて延設されて外周面がシール溝底面１０ａに当接する外周リップ部８ｃとを備え、外周リップ部８ｃのシリンダ軸方向の長さ寸法よりも、内周リップ部８ｂのシリンダ軸方向の長さ寸法が短く形成されている。
【００２３】
上述のように形成された車両用液圧マスタシリンダ装置１は、非作動時には、プランジャ６がリターンスプリング１７の弾発力によって、図８に示される位置に配設され、プランジャ６に設けられた連通ポート６ｂのシリンダ孔底部側の位置に、第１カップシール７の円錐面７ｇの内周側端部が配置され、補給油室２ｉと第１シール溝９と連通ポート６ｂとが連通し、コネクタ４と液圧室１１との間が、作動液が流通可能な状態となっている。
【００２４】
作動時に、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が液圧室１１内のリターンスプリング１７を圧縮しながらシリンダ孔２ａ内を底部方向へ前進し、連通ポート６ｂが第１カップシール７のシールポイントＰ１を通過し、液圧室１１と補給油室２ｉの連通が遮断された時点から液圧室１１に液圧が発生し始め、昇圧された作動液は、ユニオン孔２ｃを介してブレーキ系統へ供給される。
【００２５】
このとき、第１カップシール７の円錐面７ｇの内周側に残された肉部７ｋの内端部に、プランジャ６の外周面と当接してシールするシールポイントＰ１を設けていることにより、プランジャ６が作動し始めてから作動液が昇圧し始めるまでのプランジャ６のストロークを短く設定することができ、無効ストロークを小さくすることができる。さらに、円錐面７ｇの内周側から作動液が漏れることがないことから、プランジャ６が作動し始めてから、作動液が昇圧し始めるまでの昇圧性の安定化を図ることができる。また、第１カップシール７の内周リップ部７ｂの内周面中間部には、周方向に形成れる複数の周方向溝７ｈが、内周面先端側には、シリンダ軸方向に形成される軸方向溝７ｉがそれぞれ形成されていることから、プランジャ６との摺動抵抗を小さくすることができプランジャ６を良好に移動させることができる。
【００２６】
さらに、作動を解除するとプランジャ６がリターンスプリング１７の弾発力により、初期の位置に復帰する。プランジャ６がシリンダ孔開口部側に移動する際に、コネクタ４から作動液が、補給油室２ｉ，連通部９ｅを介して第１シール溝９に流入し、第１カップシール７を撓ませながら、第１カップシール７の外周側液通溝７ｄと内周側液通溝７ｆとを介して液圧室１１に流入する。さらに、連通ポート６ｂを介して、コネクタ４と液圧室１１との間を作動液が流通可能となる。この時、外周側液通溝７ｄの作動液が通る断面積を、内周側液通溝７ｆの作動液が通る断面積よりも大きく形成したことにより、内周リップ部７ｂの剛性を確保しながら、液通孔２ｄ，補給油室２ｉ，連通部９ｅ，外周側液通溝７ｄ及び内周側液通溝７ｆを介して、作動液を良好に流通させることができ、プランジャ６を良好に戻すことができる。
【００２７】
また、基部７ａの基端面の内周側には肉部７ｋが残されていることから、作動解除時にプランジャ６が戻る際の第１カップシール７の変形を抑えることができる。さらに、基部７ａの基端面を円錐面７ｇで形成し、第１シール溝９のシリンダ孔開口部側面９ｃの内周側は、シリンダ孔開口部側に漸次傾斜して形成されることにより、作動解除時にプランジャ６が戻る際に基部７ａの内周側が、プランジャ６とシリンダ孔２ａとの間に噛み込む、喰われの発生を抑制することができる。さらに、シリンダ孔２ａに、第１シール溝９のシリンダ孔底部側面９ｂに開口する補給溝２ｋを形成し、内周側液通溝７ｆの作動液が通る断面積を、補給溝２ｋの作動液が通る断面積よりも大きく形成することにより、作動解除時に内周リップ部側を作動液がスムーズに流れることから、供給油性の向上を図れ、プランジャ６をスムーズに戻すことができる。
【００２８】
尚、本発明は、上述の形態例のように、第１カップシールの基部に設けた円錐面の内周側端部にシールポイント設けるものに限るものではなく、さらに、基部に円錐面を設けていないものでも良い。また、シリンダ孔に、第１シール溝に連通する補給溝を備えていなくても良い。さらに、タンデム型の液圧マスタシリンダにも適用することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１…液圧マスタシリンダ装置、２…シリンダ本体、２ａ…シリンダ孔、２ｂ…ユニオンボス部、２ｃ…ユニオン孔、２ｄ…液通孔、２ｅ…ボス部、２ｆ…取付ブラケット、２ｇ…大径孔、２ｈ…大径筒部、２ｉ…補給油室、２ｋ…補給溝、２ｍ…雌ねじ部、２ｎ…底面、３…シール部材、４…コネクタ、５…プッシュロッド、５ａ…大径頭部、６…プランジャ、６ａ…凹部、６ｂ…連通ポート、６ｃ…球状凹部、６ｄ…底面、７…第１カップシール、７ａ…基部、７ｂ…内周リップ部、７ｃ…外周リップ部、７ｄ…外周側液通溝、７ｅ…弾性突片、７ｆ…内周側液通溝、７ｇ…円錐面、７ｈ…周方向溝、７ｉ…軸方向溝、７ｊ…内端部、７ｋ…肉部、８…第２カップシール、９…第１シール溝、９ａ…シール溝底面、９ｂ…シリンダ孔底部側面、９ｃ…シリンダ孔開口部側面、９ｄ…シール溝開口、９ｅ…連通部、１０…第２シール溝、１０ａ…シール溝底面、１０ｂ…シリンダ孔底部側面、１０ｃ…シリンダ孔開口部側面、１０ｄ…シール溝開口、１１…液圧室、１２…バンジョーボルト、１２ａ…六角頭部、１２ｂ…雄ねじ部、１２ｃ…第２通孔、１３…液圧配管、１４…バンジョー、１４ａ…固定管、１４ｂ…リング体、１４ｃ…頸部管、１４ｄ…第１通孔、１５…止め輪、１６…リテーナ、１７…リターンスプリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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