JP4535606B2

JP4535606B2 - ピストンカップ

Info

Publication number: JP4535606B2
Application number: JP2000370874A
Authority: JP
Inventors: 貴赤松
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2000-12-06
Filing date: 2000-12-06
Publication date: 2010-09-01
Anticipated expiration: 2020-12-06
Also published as: JP2002174345A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作動液が通る流通溝を設けてある外周部の裏側に肉盛り部を設け、流通溝により発生する薄肉部分を補充してなるピストンカップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両、特に自動車には各種の油圧装置が搭載されている。これら油圧装置は、ピストンにピストンカップを装着して、ピストンとシリンダとの間をシールすると共に作動油を流通させて、ピストンにより作動油を押圧して各種機器に送ると共に戻すことで、これらを操作するものである。一方、液体（作動油）を力の伝達に用いる液圧ブレーキシステムは、応答性に優れ、構造が簡単で設計上の自由度も高い等多くの利点を有するから、ほとんどの自動車に採用されている。そして、この液圧ブレーキシステムは、安全性の観点から、ピストンとシリンダとの間のシール性および流通性を確保するピストンカップが重要視される。
【０００３】
ピストンカップのシール性に問題があると、それはブレーキペダルを踏んでもその力がピストンにより作動油に十分伝達出来ず、液圧ブレーキを十分に作動させることができないことを意味する。一方、流通性に問題があると、それはブレーキペダルを踏むのを解除しても、ピストンがスムーズに戻らず、液圧ブレーキを十分に解除していないことを意味する。したがって、ピストンカップは、そのシール性ばかりか流通性も重要であり、同時にその耐久性も要求される。
【０００４】
従来のピストンカップ５０は、図７に示すように、シリンダ５１の内周面を摺動してピストン５２とシリンダ５１との間をシールするリップ部５３と、ピストン５２に装着するための装着部５４とを有している。そして、このピストンカップ５０のベース面５５には、その径より小さいリング５６が当てがわれ、ピストンカップ５０の剛性が確保されて、ピストンカップ５０はそのシール性が十分に確保されているのである。一方、リップ部５３とベース面５５との境界に流通溝５７が設けられて、その流通性が確保されることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したピストンカップ５０は、リップ部５３とベース面５５との境界に流通溝５７が設けられて、流通に寄与し流通性を高めることはできるが、その流通溝５７が設けられている部分が薄肉となり、この薄肉部分に応力が集中し膨らんで、破損し易くなる。また、継続使用によりリング５６の周縁部５６ａがベース面５５に当接し、磨耗し傷が付きはじめ、遂には裂け目が生じてしまうという問題がある。
【０００６】
上述のように、これら薄肉部分の破損や裂け目が生じると、そこから作動油が漏れ、液圧ブレーキを十分に作動させることができないことになり、重大事故の発生につながる虞がある。これを防ぐには、ピストンカップ５０の材質を強靱なものや磨耗しづらいものに変えたり、リング５６の周縁５６ａにＲ（アール）を付けて磨耗しづらくすることが考えられるが、このような対応をしただけでは、多少長持ちするだけで、根本的な解決とはならない。したがって、従来のピストンカップ５０は、定期的に必ず交換をする等の対応が必要となる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、流通溝に伴う薄肉部分があったり、ベース面にリングを当てがい使用しても、破損したり、傷が付いて最悪時裂け目が生じたりすることがなく、耐久性に優れたピストンカップを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであって、下記の構成からなることを特徴とするものである。
すなわち、本発明によれば、ピストンに装着して当該ピストンとシリンダとの間をシールすると共に、外周部に作動液が通る流通溝を有するピストンカップであって、前記流通溝を設けてある前記外周部の裏側に肉盛り部を設け、前記流通溝により発生する薄肉部分を補充したことを特徴とするピストンカップが提供される。
【０００９】
また、本発明によれば、前記肉盛り部が、少なくとも前記流通溝に相当する大きさに形成される上記ピストンカップが提供される。
【００１０】
また、本発明によれば、前記流通溝にこれと前記外周部との境界にＲ（アール）を設けた上記ピストンカップが提供される。
【００１１】
また、本発明によれば、前記請求項１ないし３のいずれか１項記載のピストンカップにおけるピストン側に形成したベース面にリング状溝を設け、前記ピストンカップを支持するリングの周縁部が前記リング状溝に位置するようにして、前記周縁部が前記ベース面に当接しないようにしたことを特徴とするピストンカップが提供される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施の形態を示すピストンカップが組み込まれたブレーキ用マスタシリンダの断面図、図２は本発明の実施の形態を示すピストンカップおよびその周辺の断面図、図３は本発明の実施の形態を示すピストンカップの平面図である。図において、１はタンデムタイプのブレーキ用マスタシリンダを示し、このブレーキ用マスタシリンダ１は、そのシリンダ２のボア３内に第１および第２ピストン４および５が摺動自在に嵌挿されている。第１ピストン４の一端部側とボア底６との間に第１戻りバネ７が装着され、第１ピストン４は止め具（図示せず）にて設定位置で止められている。同様に第１ピストン４の他端部側と第２ピストン５の一端部側との間に第２戻りバネ８が装着され、第２ピストン５はその他端部側がボア口９に嵌められた止め輪１０にて設定位置で止められている。
【００１３】
第１ピストン４の他端部側に第１プレッシャーカップ１１が嵌められ、シリンダ２のボア３内が第１ピストン４の領域と第２ピストン５の領域とに液密に分けられている。第２ピストン５の他端部側に第２プレッシャーカップ１２が嵌められ、第２ピストン５の領域と大気とが遮断されている。なお、第２ピストン５の他端部側にある穴１３はプッシュロッド（図示せず）が押嵌され、更に、このプッシュロッドは倍力装置等を介してブレーキペダル（図示せず）に連結している。
【００１４】
第１ピストン４の一端部側に第１ピストンカップ２０が嵌められ、この第１ピストンカップ２０を境にして、第１ピストン４の領域が第１圧力室２１と第１補給室２２とに液密に分けられる。同様に、第２ピストン５の一端部側に第２ピストンカップ２３が嵌められ、この第２ピストンカップ２３を境にして、第２ピストン５の領域が第２圧力室２４と第２補給室２５とに液密に分けられる。そして、第１圧力室２１と第１補給室２２とは、第１ピストン４に穿設された孔２６により、戻り工程時に連通するようになっている。
【００１５】
同様に、第２圧力室２４と第２補給室２５とは、第２ピストン５に穿設された孔２７により、戻り工程時に連通するようになっている。なお、第１ピストンカップ２０は止め金具２８により伝達される第１戻りバネ７の弾発力によって、同様に、第２ピストンカップ２３は止め金具２９により伝達される第２戻りバネ８の弾発力によって、戻り工程時に第１ピストン４および第２ピストン５から脱落しないようになっている。
【００１６】
更に、第１ピストン４の領域を構成するシリンダ２には第１リザーバー３０及び通路３１が設けられ、この第１リザーバー３０はポート３２および３３により第１圧力室２１および第１補給室２２につながり、通路３１は不図示の管路を通り、例えばブレーキ装置やクラッチ装置に接続している。同様に、第２ピストン５の領域を構成するシリンダ２には第２リザーバー３４および通路３５が設けられ、この第２リザーバー３４はポート３６および３７により第２圧力室２４および第１補給室２５につながっている。通路３５は、通路３１と同様に不図示の管路を通り、例えばブレーキ装置やクラッチ装置に接続している。
【００１７】
前記第１および第２ピストンカップ２０および２３は、形状および作用とも全く同じである。また、第１および第２プレッシャーカップ１１および１２は異なる形状であるが、ほぼ同じ作用をし、後述のポンピング作用をしないこと以外は第１および第２ピストンカップ２０および２３とほぼ同じ作用をする。
【００１８】
次に、第１ピストンカップ２０（以下、単にピストンカップ２０と言う）について詳述する。
このピストンカップ２０は、第１ピストン４に装着して第１ピストン４とシリンダ２との間をシールすると共に、ピストンカップ２０の第１ピストン４側に形成したベース面４０と第１ピストン４との間に、ピストンカップ２０を支持するリング４１を介在させ、更に作動液が通る流通溝４２をその外周部４３に含むものであって、流通溝４２を設けてある外周部４３の裏側に肉盛り部４４を設け、流通溝４２に起因する薄肉部分を補充したものである。
【００１９】
前記肉盛り部４４は、表面側に形成されている流通溝４２によって当該部分が薄肉になるのを補充するために形成されるものであるから、少なくとも、前記流通溝の大きさ（体積相当分）が補充されるようにされることが好ましい。
【００２０】
このピストンカップ２０は、リング状をなし、当然にシリンダ２のボア３内周面を摺動して第１ピストン４とシリンダ２との間をシールするリップ部４５を有し、更に第１ピストン４に装着するための装着部４６とを有し、この装着部４６には第１ピストン４の一端部が嵌め込まれる。そして、リップ部４５はシール作用ばかりでなく、ポンピング作用も必要とされる。このポンピング作用は、第１ピストン４が戻り工程の際、第１加圧室２１内が負圧になることがあり、その場合リップ部４５がボア３内方に撓み作動油が補給され、第１ピストン４がスムーズに戻れるようにするものである。
【００２１】
したがって、このリップ部４５のわずかなポンピング作用、すなわち、わずかな撓みでも作動油が補給されるように、ピストンカップ２０の外周部４３、正確にはリップ部４５とベース面４０との境界に前述の流通溝４２が放射状に６０度毎に計６個刻設され、これらの流通溝４２が作動油の補給を助けるようになっている。そして、流通溝４２が刻設されたことによる薄肉部分を前記肉盛り部４４により補充し、これにより破損を防いでいる。更に、この流通溝４２には、図４、５に示すように、角となる部分にＲ（アール）を付けることで、耐久性を増している。
【００２２】
一方、前記リング４１は、ピストンカップ２０における上記の両作用を支えるために必要であり、このリング４１はピストンカップ２０のベース面４０に密着して設けられている。このリング４１はピストンカップ２０と共に第１ピストン４の一端部が嵌め込まれ、リング４１面のみが第１ピストン４の大径部と中径部とでなす段差４ａに当接することになる。このため、第１圧力室２１からの圧力により、リング４１の周縁部４１ａがベース面４０に当たり磨耗させ、傷を付けたり最悪時裂け目が生じたりするから、図６に示すように、ベース面４０にリング状溝４７が設けられている。したがって、リング４１の周縁部４１ａは、このリング状溝４７により、ベース面４０に直接当たることがなくなり、磨耗させることがない。このリング４１，５６は、ステンレス等の金属あるいは硬質樹脂などの板材から形成される。また、リングの外周エッジ部によってピストンカップにキズを発生させないようにするために、リング外周部をＲ形状等の面取りをするとよい。
【００２３】
次に、上記構成になるピストンカップ２０の作用について、タンデムタイプのブレーキ用マスタシリンダ１により説明する。
図１はブレーキ用マスタシリンダ１が作動していない状態を示し、この状態から運転者がブレーキペダルを踏むと、その力は倍力装置等を介してプッシュロッドに伝えられ、図１中第２ピストン５が矢線Ａ方向に押され第１ピストン４も矢線Ａ方向に押されるから、第１および第２ピストンカップ２０および２３がポート３２、３６を越すと、第１および第２リザーバー３０および３４が遮断されて、第１および第２圧力室２１および２４内が密封され圧力が上昇して、これら圧力室２１および２４内の作動油が通路３１、３５から管路を通り、例えばブレーキ装置に送られ、以後、ブレーキペダル踏力に応じた制動作用が行われる。
【００２４】
制動が解除されると、第１および第２圧力室２１および２４内の圧力、並びに第１および第２戻りバネ７および８のバネ力により、第１および第２ピストン４および５が矢線Ｂ方向に戻される。その際、第１および第２圧力室２１および２４内に過渡的に負圧が生じるが、第１および第２リザーバー３０および３４からの加圧により、第１および第２ピストンカップ２０および２３が撓み且つ前記流通溝４２の助けも加わって、第１および第２補給室２２および２５内の作動油が孔２６および２７を通り、素早く第１および第２圧力室２１および２４に送られ負圧が解消されて、第１および第２ピストン４および５がスムーズに戻る。
【００２５】
そして、第１および第２ピストン４および５が、更に第１および第２ピストンカップ２０および２３がポート３２、３６を通過するまで戻されると、第１および第２圧力室２１および２４の密封状態が解除され、余分の作動油は第１および第２リザーバー３０および３４に戻り、ブレーキ用マスタシリンダ１は図１の状態に戻る。
【００２６】
このように、第１および第２ピストンカップ２０および２３は、ブレーキペダルが踏まれる度に、シール作用およびポンピング作用を果たしても、流通溝４２の裏側に前記肉盛り部４４があり、更に流通溝４２のＲ（アール）により膨らんだりせず、破損するようなこともなく、耐久性が増している。また、リング４１の周縁部４１ａは、このリング状溝４７があるから、第１および第２ピストンカップ２０および２３のベース面４０に直接当たることがなくなり、磨耗させることがない。
【００２７】
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体的な構成はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、適宜、変更あるいは追加または各請求項における他の組み合わせが可能であることは理解されるべきである。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１の発明によれば、流通溝を設けることにより、薄肉部分となる位置の裏側に肉盛り部を設けているから、流通溝が膨らむことがなく、応力も集中することがなくなるから、破損することもない。したがって、流通溝があっても、破損したりすることがなく、耐久性に優れたものとなる効果がある。
【００２９】
また、請求項２は、肉盛り部の大きさを規定したものであり、これによって肉盛り部の形成意義が明確になるし、請求項３における流通溝と外周部との境界のアールにより、圧力が分散して、破損しずらくなるという効果が奏されることになる。
【００３０】
また、請求項４の発明によれば、リングの周縁部がリング状溝により、ベース面に当たることがなくなり、ベース面を磨耗させ傷を付けたりすることがほぼなくなる。したがって、上記の効果の効果に加えて、ベース面にリングを当てがい使用しても、破損したり傷が付いて最悪時裂け目が生じたりすることがなく、耐久性に優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すピストンカップが組み込まれたブレーキ用マスタシリンダの断面図である。
【図２】本発明の実施の形態を示すピストンカップおよびその周辺の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態を示すピストンカップの平面図である。
【図４】本発明の実施の形態を示すピストンカップの一部を破断した断面図である。
【図５】本発明の実施の形態を示すピストンカップの一部を破断した平面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態を示すピストンカップおよびその周辺の断面図である。
【図７】従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ブレーキ用マスタシリンダ
２，５１シリンダ
３ボア
４第１ピストン
４ａ，５ａ段差
５第２ピストン
６ボア底
７第１戻りバネ
８第２戻りバネ
９ボア口
１０止め輪
１１第１プレッシャーカップ
１２第２プレッシャーカップ
１３穴
２０，５０第１ピストンカップ（ピストンカップ）
２１第１圧力室
２２第１補給室
２３第２ピストンカップ（ピストンカップ）
２４第２圧力室
２５第２補給室
２６，２７孔
２８，２９止め金具
３０第１リザーバー
３１，３５通路
３２，３３，３６，３７ポート
３４第２リザーバー
４０，５５ベース面
４１，５６リング
４１ａ，５６ａ周縁部
４２，５７流通溝
４３外周部
４４肉盛り部
４５，５３リップ部
４６，５４装着部
４７リング状溝
５２ピストン
Ａ，Ｂ矢線
Ｒアール

Claims

ピストンに装着して当該ピストンとシリンダとの間をシールすると共に、外周部に作動液が通る流通溝を有するピストンカップであって、前記流通溝を設けてある前記外周部の裏側に肉盛り部を設け、前記流通溝により発生する薄肉部分を補充したことを特徴とするピストンカップ。
前記肉盛り部が、少なくとも前記流通溝に相当する大きさに形成される請求項１記載のピストンカップ。
前記流通溝にこれと前記外周部との境界にＲ（アール）を設けた請求項１または２記載のピストンカップ。
前記請求項１または２記載のピストンカップにおけるピストン側に形成したベース面にリング状溝を設け、前記ピストンカップを支持するリングの周縁部が前記リング状溝に位置するようにして、前記周縁部が前記ベース面に当接しないようにしたことを特徴とするピストンカップ。