(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ孔（２２）を有するとともに該シリンダ孔（２２）の半径方向に沿うピン（４０）が固定されるシリンダ体（１１）と、前記ピン（４０）を貫通させる貫通孔（４１）を軸方向中間部に有して前記シリンダ孔（２２）に摺動自在に嵌合される樹脂ピストン（２４）とを備えるシリンダ装置において、前記樹脂ピストン（２４）は、前記貫通孔（４１）の内面の少なくとも一部を内周面で形成する無端状のインサート部材（４５）が、合成樹脂により型成形されるピストン本体（４６）に埋め込まれて成ることを特徴とするシリンダ装置。
【請求項２】
前記インサート部材（４５）が合成樹脂から成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】
前記インサート部材（４５）に、前記ピストン本体（４６）に食い込む突起（４５ａ）が設けられることを特徴とする請求項１または２記載のシリンダ装置。
【請求項４】
前記突起（４５ａ）が、前記ピストン本体（２４）を型成形するための金型（５０，５１）に接触して該金型（５０，５１）内での前記ピストン本体（４６）の半径方向に沿う前記インサート部材（４５）の位置決めを果たすようにして、前記インサート部材（４５）に設けられることを特徴とする請求項３記載のシリンダ装置。
【請求項５】
前記シリンダ孔（２２）内には、前記樹脂ピストン（２４）の前端を臨ませる液圧室（２３）が形成され、前記ピストン本体（４６）の型成形時に該ピストン本体（４６）に形成されるピストン本体側通路（４７）と、ピストン本体（４６）の型成形前に前記インサート部材（４５）に予め設けられたインサート部材側通路（４８）とが同軸に連通して成る軸方向通路（３７）が前記樹脂ピストン（２４）に設けられ、該軸方向通路（３７）に挿通されて前記ピン（４０）に当接するバルブステム（４２）を有するセンターバルブ（３５）が、前記樹脂ピストン（２４）が後退限となるのに応じて開弁して前記液圧室（２３）および前記貫通孔（４１）間を連通するようにして前記樹脂ピストン（２４）に装着されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のシリンダ装置。
【請求項６】
前記貫通孔（４１）は前記シリンダ孔（２２）の軸方向に長い長孔状に形成され、択一的に選択されて前記軸方向通路（３７）の一部を構成する一対の前記インサート部材側通路（４８）が、ピストン本体（４６）の型成形前に前記インサート部材（４５）に予め同軸に設けられることを特徴とする請求項５記載のシリンダ装置。
【請求項７】
前記請求項１〜６のいずれかに記載の樹脂ピストン（２４）を製造するにあたり、ピストン本体（４６）を、その軸方向を上下方向とするとともに軸方向一方側に注入ゲート（５７）が配置されるキャビティ（４９）で型成形することを特徴とする樹脂ピストンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダ孔を有するとともに該シリンダ孔の半径方向に沿うピンが固定されるシリンダ体と、前記ピンを貫通させる貫通孔を軸方向中間部に有して前記シリンダ孔に摺動自在に嵌合される樹脂ピストンとを備えるシリンダ装置に関し、特に樹脂ピストンの構造および製造方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、かかるシリンダ装置は、たとえば特開２０００−１５９０８８号公報等で既に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、樹脂ピストンはその軸方向中間部に径方向の貫通孔を有しているので、樹脂ピストンの型成形時に溶融樹脂が、樹脂ピストンの軸線に沿う貫通孔の一側で分流するとともに他側で合流することになる。しかるに上記従来のものでは、貫通孔の内面を金属製の金型で形成しており、合流点に達するまでに溶融樹脂が金型に接触して冷却されることに起因して合流点で完全に溶融せずに湯境が生じる可能性があり、その湯境は貫通孔の内面に臨んで形成されることになる。このため、シリンダ装置の作動時に樹脂ピストンに作用する軸方向の圧縮力に耐える強度を前記湯境が生じた箇所に持たせる必要があるものの、上記従来のものには、そのような配慮がなされていない。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、樹脂ピストンの強度を充分に向上したシリンダ装置を提供することを第１の目的とし、そのような樹脂ピストンを製造するのに最適な樹脂ピストンの製造方法を提供することを第２の目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、シリンダ孔を有するとともに該シリンダ孔の半径方向に沿うピンが固定されるシリンダ体と、前記ピンを貫通させる貫通孔を軸方向中間部に有して前記シリンダ孔に摺動自在に嵌合される樹脂ピストンとを備えるシリンダ装置において、前記樹脂ピストンは、前記貫通孔の内面の少なくとも一部を内周面で形成する無端状のインサート部材が、合成樹脂により型成形されるピストン本体に埋め込まれて成ることを特徴とする。
【０００６】
このような請求項１記載の発明の構成によれば、インサート部材を金型で保持した状態でピストン本体を型成形することになり、インサート部材の熱伝導率が高いものであったとしてもインサート部材および金型間の空隙により金型側への熱引きを極力抑えることが可能であり、合流点に達するまでの溶融樹脂の温度低下を極力避けることにより合流点での完全溶融を達成することで湯境が生じる可能性を排除することができ、しかも貫通孔の内面の少なくとも一部をインサート部材の内周面で形成することにより、インサート部材で貫通孔の周囲が補強されるようにして樹脂ピストンの強度を向上することができる。
【０００７】
また請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明の構成に加えて、前記インサート部材が合成樹脂から成ることを特徴とし、かかる構成によれば、インサート部材の熱伝導率を低くすることで、ピストン本体の型成形時に金型側への熱引きを効果的に抑えることが可能であり、湯境が生じることをより一層確実に防止することができる。
【０００８】
請求項３記載の発明は、上記請求項１または２記載の発明の構成に加えて、前記インサート部材に、前記ピストン本体に食い込む突起が設けられることを特徴とし、かかる構成によれば、インサート部材およびピストン本体の結合を確実なものとすることができる。
【０００９】
請求項４記載の発明は、上記請求項３記載の発明の構成に加えて、前記突起が、前記ピストン本体を型成形するための金型に接触して該金型内での前記ピストン本体の半径方向に沿う前記インサート部材の位置決めを果たすようにして、前記インサート部材に設けられることを特徴とし、かかる構成によれば、ピストン本体の型成形時に、位置決めのための専用部品を用いることなく、ピストン本体の半径方向に沿うインサート部材の位置を正確に定めることができる。
【００１０】
請求項５記載の発明は、上記請求項１〜４のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記シリンダ孔内には、前記樹脂ピストンの前端を臨ませる液圧室が形成され、前記ピストン本体の型成形時に該ピストン本体に形成されるピストン本体側通路と、ピストン本体の型成形前に前記インサート部材に予め設けられたインサート部材側通路とが同軸に連通して成る軸方向通路が前記樹脂ピストンに設けられ、該軸方向通路に挿通されて前記ピンに当接するバルブステムを有するセンターバルブが、前記樹脂ピストンの後退限で開弁して前記液圧室および前記貫通孔間を連通するようにして前記樹脂ピストンに装着されることを特徴とする。
【００１１】
このような請求項５記載の発明の構成によれば、バルブステムを挿通せしめる軸方向通路を、樹脂ピストンの成形完了後に後加工することを不要として形成することができ、しかもインサート部材側通路をピストン本体の成形時にインサート部材の位置決めに用いることができ、成形性および生産性を向上することができる。
【００１２】
請求項６記載の発明は、上記請求項５記載の発明の構成に加えて、前記貫通孔は前記シリンダ孔の軸方向に長い長孔状に形成され、択一的に選択されて前記軸方向通路の一部を構成する一対の前記インサート部材側通路が、ピストン本体の型成形前に前記インサート部材に予め同軸に設けられることを特徴とし、かかる構成によれば、ピストン本体の型成形時においてインサート部材の金型内での姿勢を定める操作が不要であり、生産性をさらに向上することができる。
【００１３】
上記第２の目的を達成するために、請求項７記載の発明は、前記請求項１〜６のいずれかに記載の樹脂ピストンを製造するにあたり、ピストン本体を、その軸方向を上下方向とするとともに軸方向一方側に注入ゲートが配置されるキャビティで型成形することを特徴とする。
【００１４】
このような請求項７記載の発明の構成によれば、ピストン本体の型成形時に樹脂ピストンの側面で溶融樹脂の合流が生じることがないようにして、樹脂ピストンの側面強度が損なわれることを防止しつつ、請求項１〜５のいずれかの樹脂ピストンを最適に形成することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
【００１６】
図１〜図７は本発明の一実施例を示すものであり、図１はマスタシリンダの縦断面図、図２は前部樹脂ピストンの側面図、図３は図２の３ー３線断面図、図４は図２の４−４線断面図、図５はインサート部材の斜視図、図６は前部樹脂ピストンを形成するための金型装置の縦断面図、図７は図６の７−７線断面図である。
【００１７】
先ず図１において、シリンダ装置であるタンデム型のマスタシリンダＭが備えるシリンダ体１１の上部には、円筒状に形成される前部ボス１２および後部ボス１３がシリンダ体１１の軸線方向に間隔をあけた位置で上方に突出するようにして一体に設けられるとともに、両ボス１２，１３間の中間部で上方に突出する平板状の連結突部１４が一体に設けられる。
【００１８】
このマスタシリンダＭには、合成樹脂から成るリザーバＲが取付られるものであり、該リザーバＲの下部には、前記シリンダ体１１の前部および後部ボス１２，１３にグロメット１５，１６を介してそれぞれ嵌合される円筒状の前部および後部補給筒１７，１８と、前記シリンダ体１１の連結突部１４にその側方で当接する平板状の連結腕１９とが一体に設けられ、連結腕１９は連結突部１４にボルト２０によって締着される。
【００１９】
シリンダ体１１には、前端を端壁２１で閉じたシリンダ孔２２が設けられており、前記端壁２１との間に前部液圧室２３を形成する前部樹脂ピストン２４と、該前部樹脂ピストン２４との間に後部液圧室２５を形成する後部ピストン２６とがシリンダ孔２２に摺動可能に嵌合される。またシリンダ体１１には、前部液圧室２３に通じる前部出力ポート２７と、後部液圧室２５に通じる後部出力ポート２８とが設けられる。さらに前部液圧室２３には前部樹脂ピストン２４を後方側に付勢する前部戻しばね２９が収納され、後部液圧室２５で前部樹脂ピストン２４および後部ピストン２６間には後部ピストン２６をその後方側に向けて付勢する戻しばね３０が縮設される。
【００２０】
前部樹脂ピストン２４は、前後一対のピストン部２４ａ，２４ｂが小径連結部２４ｃを介して一体に連設されて成るものであり、前方側のピストン部２４ａには、前部液圧室２３側への作動液の流入を許容してシリンダ孔２２の内面に摺接するカップシール３１が装着され、後方側のピストン部２４ｂにはシリンダ孔２２の内面に摺接するカップシール３２が装着される。
【００２１】
前部樹脂ピストン２４の外周およびシリンダ孔２２の内面間で前後一対のピストン部２４ａ，２４ｂ間には補給液室３３が環状に形成されており、この補給液室３３に常時通じて前部ボス１２内に開口する補給ポート３４がシリンダ体１１に穿設され、リザーバＲの前部補給筒１７から補給される作動液が補給液室３３に供給されることになる。
【００２２】
前部樹脂ピストン２４には、該前部樹脂ピストン２４が後退限位置に戻ったときに前部液圧室２３および補給液室３３間を連通させるセンターバルブ３５が装着される。
【００２３】
このセンターバルブ３５は、前部樹脂ピストン２４の前端部に同軸に装着される弁函３６と、補給液室３３に通じて前部樹脂ピストン２４のピストン部２４ａに同軸に穿設されるとともに弁函３６内で前記ピストン部２４ａの前端部に開口する軸方向通路３７と、軸方向通路３７の前端開口部を閉鎖可能として弁函３６内に前後動可能に収納される弁体３８と、弁体３８を後方すなわち軸方向通路３７の閉鎖方向に付勢するばね力を発揮して弁函３６内に収納される弁ばね３９と、前部樹脂ピストン２４が後退限にあるときには弁体３８を弁ばね３９のばね付勢力に抗して前進位置に保持するが前部樹脂ピストン２４の前進時には弁ばね３９による弁体３８の後退動作すなわち閉弁動作を許容するストッパピン４０とを備える。
【００２４】
前部樹脂ピストン２４の小径連結部２４ｃには、該小径連結部２４ｃの軸方向に長い長孔状の貫通孔４１がシリンダ孔２２の半径方向に沿うようにして設けられ、該貫通孔４１の両端は補給液室３３に連通される。ストッパピン４０は、前部樹脂ピストン２４の後退限を規制する機能をも果すものであり、シリンダ体１１に固定されて貫通孔４１を貫通しており、弁体３８に連設されて軸方向通路３７に挿通されるバルブステム４２の後端がストッパピン４０に当接される。
【００２５】
このようなセンターバルブ３５によれば、前部樹脂ピストン２４が後退限にあるときにはストッパピン４０でバルブステム４２が押圧されることにより弁体３８が軸方向通路３７を開放する位置となって開弁して前部液圧室２３および貫通孔４１間を連通し、補給液室３３からの補給液を前部液圧室２３に補給可能となる。また前部樹脂ピストン２４が後退限から前進すると、ストッパピン４０が貫通孔４１内の後方に位置するように前部樹脂ピストン２４に対して相対移動することにより、弁体３８が弁ばね３９のばね力により軸方向通路３７を閉鎖する位置まで移動し、補給液室３３および前部液圧室２３間が遮断される。
【００２６】
図２〜図５を併せて参照して、前部樹脂ピストン２４は、シリンダ孔２２の半径方向に沿う前記貫通孔４１の内面の少なくとも一部（この実施例では大部分）を内周面で形成するようにして無端状に形成される合成樹脂製のインサート部材４５が、合成樹脂により型成形されるピストン本体４６に埋め込まれて成るものであり、前記インサート部材４５は、長孔状である貫通孔４１に対応した楕円形状に形成される。しかもインサート部材４５の軸方向両端には、ピストン本体４６に食い込むようにして三角形状に形成される突起４５ａ…が、たとえば４つずつ設けられる。
【００２７】
またセンターバルブ３５が備えるバルブステム４２を挿通させるべく前部樹脂ピストン２４に設けられる軸方向通路３７は、ピストン本体４６の型成形時に該ピストン本体４６に形成されるピストン本体側通路４７と、ピストン本体４６の型成形前にインサート部材４５に予め設けられたインサート部材側通路４８とが同軸に連通して成るものである。
【００２８】
このような前部樹脂ピストン２４は、たとえば図６および図７で示す金型装置により形成されるものであり、軸線を上下方向としたピストン本体４６の外形形状に対応したキャビティ４９が、ピストン本体４６の側面に対応した左右一対の金型５０，５１と、ピストン本体４６の前端部に対応して下方に配置される金型５２と、ピストン本体４６の後端部に対応した上方に配置される金型５３とで形成される。
【００２９】
また金型５０，５１には、キャビティ４９内に配置されるインサート部材４５を協働して保持するスライド型５４，５５がスライド可能に支持されており、下方の金型５２には、インサート部材４５に予め設けられたインサート部材側通路４８に挿通されるピン５６が、ピストン本体４６のピストン本体側通路４７を形成するようにして設けられる。
【００３０】
しかもインサート部材４５の軸方向両端にたとえば４つずつ設けられる突起４５ａ…は、ピストン本体２４を型成形する際に該ピストン本体２４の側面を形成する左右一対の金型５０，５１に図６で示すように接触し、該金型５０，５１内でのピストン本体４６の半径方向に沿うインサート部材４５の位置決めを果たすように形成される。
【００３１】
さらに上方の金型５３には、キャビティ４９内に溶融樹脂を注入するための注入ゲート５７が設けられる。すなわちピストン本体４６を、その軸方向を上下方向とするとともに軸方向一方側である後方側に注入ゲート５７が配置されるキャビティ４９で型成形することになる。
【００３２】
再び図１において、後部ピストン２６には、シリンダ体１１の後端部に嵌着された軸受部材５８で摺動自在に支承されるピストンロッド５９が同軸にかつ一体に連設される。而して後部ピストン２６と軸受部材５８との間には環状の補給液室６０が画成される。一方、補給液室６０よりも前方位置で後部ピストン２６の外周には補給液室６０から後部液圧室２５への作動液の流通を許容するカップシール６１が装着される。またシリンダ体１１には、補給液室６０に常時通じて後部ボス１３内に開口する補給ポート６２が穿設されており、リザーバＲの後部補給筒１８から補給される作動液が補給液室６０に供給されることになる。
【００３３】
さらに後部ボス１３内に開口するリリーフポート６３が、後部ピストン２６が図示のように後退限にあるときに後部液圧室２５に通じるようにしてシリンダ体１１に穿設される。
【００３４】
前部樹脂ピストン２４および後部ピストン２６間にはそれらのピストン２４，２６間の最大間隔を規制する最大間隔規制手段６４が設けられ、前部樹脂ピストン２４がストッパピン４０によって後退限に規制されるときには、後部ピストン２６も後退限となる。
【００３５】
次にこの実施例の作用について説明すると、前部樹脂ピストン２４は、シリンダ孔２２の半径方向に沿う貫通孔４１の内面の少なくとも一部（この実施例では大部分）を内周面で形成する無端状のインサート部材４５が、合成樹脂により型成形されるピストン本体４６に埋め込まれて成るものであり、インサート部材４５をスライド型５４，５５で保持した状態でピストン本体４６を型成形することになる。このため、インサート部材４５およびスライド型５４，５５間の空隙によりスライド型５４，５５側への熱引きを極力抑えることが可能である。したがって注入ゲート５７からキャビティ４９に注入された溶融樹脂が貫通孔４１の周囲を流れる間に温度が低下することを極力避けることが可能であり、溶融樹脂の合流点での完全溶融を達成することで湯境が生じる可能性を排除することができる。しかもインサート部材４５が合成樹脂から成るものであるので、インサート部材４５の熱伝導率を低くし、スライド型５４，５５側への熱引きを効果的に抑えることが可能であり、湯境が生じることをより一層確実に防止することができる。
【００３６】
また貫通孔４１の内面の少なくとも一部をインサート部材４５の内周面で形成することにより、インサート部材４５で貫通孔４１の周囲が補強されるようにして前部樹脂ピストン２４の強度を向上することができる。
【００３７】
しかもピストン本体４６に食い込む突起４５ａ…がインサート部材４５に設けられているので、インサート部材４５およびピストン本体４５の結合を確実なものとすることができ、各突起４５ａ…は、ピストン本体２４を型成形するための金型５０，５１に接触して該金型５０，５１内でのピストン本体４６の半径方向に沿うインサート部材４５の位置決めを果たすので、ピストン本体４６の型成形時に、位置決めのための専用部品を用いることなく、ピストン本体４６の半径方向に沿うインサート部材４５の位置を正確に定めることができる。
【００３８】
また前部樹脂ピストン２４に装着されるセンターバルブ３５のバルブステム４２を挿通させるべく前部樹脂ピストン２４に設けられる軸方向通路３７は、ピストン本体４６の型成形時に該ピストン本体４６に形成されるピストン本体側通路４７と、ピストン本体４６の型成形前にインサート部材４５に予め設けられたインサート部材側通路４８とが同軸に連通して成るものである。したがって軸方向通路３７を、前部樹脂ピストン２４の成形完了後に後加工することを不要として形成することができ、しかもインサート部材側通路４８を、ピストン本体４６の成形時にピン５６を挿通することでインサート部材４５の位置決めに利用することができ、成形性および生産性を向上することができる。
【００３９】
さらにピストン本体４６を、その軸方向を上下方向とするとともに軸方向一方側である後方側に注入ゲート５７が配置されるキャビティ４９で型成形するようにしたので、ピストン本体４６の型成形時に前部樹脂ピストン２４の側面で溶融樹脂の合流が生じることがないようにして、前部樹脂ピストン２４の側面強度が損なわれることを防止することができる。
【００４０】
本発明の他の実施例として、図３の鎖線で示すように、択一的に選択されて軸方向通路３７の一部を構成する一対のインサート部材側通路４８…が、ピストン本体４６の型成形前にインサート部材４５に予め同軸に設けられていてもよく、このようにすれば、ピストン本体４６の型成形時においてインサート部材４５の金型５０〜５４内での姿勢を定める操作が不要であり、生産性をさらに向上することができる。
【００４１】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例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。
【００４２】
たとえば上記実施例では、インサート部材４５が合成樹脂から成るものであったが、金属から成るものであってもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の発明によれば、湯境が生じる可能性を排除することができ、しかもインサート部材で貫通孔の周囲が補強されるようにして樹脂ピストンの強度を向上することができる。
【００４４】
また請求項２記載の発明によれば、インサート部材の熱伝導率を低くすることで、湯境が生じることをより一層確実に防止することができる。
【００４５】
請求項３記載の発明によれば、インサート部材およびピストン本体の結合を確実なものとすることができる。
【００４６】
請求項４記載の発明によれば、ピストン本体の型成形時に、位置決めのための専用部品を用いることなく、ピストン本体の半径方向に沿うインサート部材の位置を正確に定めることができる。
【００４７】
請求項５記載の発明によれば、バルブステムを挿通せしめる軸方向通路を、樹脂ピストンの成形完了後に後加工することを不要として形成することができるとともに、成形性および生産性を向上することができる。
【００４８】
請求項６記載の発明によれば、生産性をさらに向上することができる。
【００４９】
さらに請求項７記載の発明によれば、ピストン本体の型成形時に樹脂ピストンの側面で溶融樹脂の合流が生じることがないようにして、樹脂ピストンの側面強度が損なわれることを防止しつつ、請求項１〜６のいずれかの樹脂ピストンを最適に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】マスタシリンダの縦断面図である。
【図２】前部樹脂ピストンの側面図である。
【図３】図２の３ー３線断面図である。
【図４】図２の４−４線断面図である。
【図５】インサート部材の斜視図である。
【図６】前部樹脂ピストンを形成するための金型装置の縦断面図である。
【図７】図６の７−７線断面図である。
【符号の説明】
１１・・・シリンダ体
２２・・・シリンダ孔
２３・・・前部液圧室
２４・・・樹脂ピストン
３５・・・センターバルブ
３７・・・軸方向通路
４０・・・ピン
４１・・・貫通孔
４２・・・バルブステム
４５・・・インサート部材
４５ａ・・・突起
４６・・・ピストン本体
４７・・・ピストン本体側通路
４８・・・インサート部材側通路
４９・・・キャビティ
５７・・・注入ゲート
Ｍ・・・シリンダ装置としてのマスタシリンダ
【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】
0003914054.tif 000008