JPH11101349A - 往復動ピストンのピストンカップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基部の基部端面、内周面をカップ嵌着溝に一
様に密着させて、加圧時の変形を小さし、長期に亘って
シール性を維持する。 【解決手段】 基部３２に外周端３２Ａ2 が内周端３２
Ａ1 よりも軸方向一側に突出した湾曲端面３２Ａを設
け、内周面を一側に均一な径方向寸法となるストレート
状内面３５Ａを有する屈曲円筒面３５とし、ストレート
状内面３５Ａの軸方向長さ寸法ａ3 を環状凹溝の溝底と
湾曲端面３２Ａとの間の軸方向長さ寸法ｂ2の３分の１
に設定している。これにより、ピストンカップ３１の装
着時には、湾曲端面３２Ａの外周端３２Ａ2 が軸方向他
側に引っ張られ、湾曲端面３２Ａが平坦になってカップ
嵌着溝に一様に密着する。また、ストレート状内面３５
Ａが径方向内向きに引っ張られ、屈曲円筒面３５がカッ
プ嵌着溝に一様に密着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば油圧式ドラ
ムブレーキのホイールシリンダ、マスタシリンダ等に用
いて好適な往復動ピストンのピストンカップに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、往復動ピストンのピストンカッ
プは、シリンダとピストンとの間を油液密にシールする
もので、例えば自動車等の車両に搭載される油圧式ドラ
ムブレーキのホイールシリンダやマスタシリンダ等に広
く適用され、また種々の形式のものが知られている。

【０００３】そこで、図４ないし図７に基づき、第１の
従来技術による往復動ピストンのピストンカップを、ホ
イールシリンダに用いた場合を例に挙げて説明する。

【０００４】１は油圧式ドラムブレーキに内蔵され、ブ
レーキシュー（いずれも図示せず）を動作させるための
ホイールシリンダで、該ホイールシリンダ１は、シリン
ダ孔２Ａが形成されたシリンダボディ２と、該シリンダ
ボディ２のシリンダ孔２Ａ内に軸方向に摺動自在に挿嵌
されたピストン部材３，３等とから大略構成され、各ピ
ストン部材３間に画成される液圧室１００には油液が充
填される。

【０００５】ここで、前記各ピストン部材３は、例えば
一の円柱状部材の削り出しによって構成され、軸方向に
順次、ブレーキシューに係合する係合溝４Ａを備えた係
合部４、後述するゴムブーツ１０が嵌合する環状のブー
ツ嵌着溝５、前記シリンダ孔２Ａ内を摺動する円柱状の
第１のランド部６、後述するピストンカップ１１が収容
される環状のカップ嵌着溝７、前記シリンダ孔２Ａ内を
摺動する円盤状の第２のランド部８、および各ピストン
部材３，３間に前記液圧室１００を確保するための当接
部９が形成されている。そして、前記ブーツ嵌着溝５の
溝径は第１のランド部６の外径よりも小径で、前記カッ
プ嵌着溝７の溝径は第１のランド部６および第２のラン
ド部８の外径よりも小径で、さらに当接部９の外径は第
２のランド部８の外径よりも小径となっている。

【０００６】ここで、前記カップ嵌着溝７は、溝底７Ａ
と、該溝底７Ａの一側に位置して第１のランド部６の端
面からなる一側側壁７Ｂと、溝底７Ａの他側に位置して
第２のランド部８の端面からなる他側側壁７Ｃとから径
方向外向きに開口する断面略コ字状の環状溝として形成
されている。

【０００７】また、第２のランド部８には、液圧室１０
０とカップ嵌着溝７とを連通する補給穴８Ａ，８Ａが形
成されており、該各補給穴８Ａは、作動中にピストンカ
ップ１１がカップ嵌着溝７の他側側壁７Ｃに吸着するの
を防ぐものである。

【０００８】そして、上記構成からなるピストン部材
３，３は、シリンダ孔２Ａ内にそれぞれの当接部９同士
を対向させて移動可能に挿嵌されている。

【０００９】また、１０，１０はシリンダボディ２のシ
リンダ孔２Ａ開口部に設けられたゴムブーツで、該各ゴ
ムブーツ１０は、外周側がシリンダボディ２のシリンダ
孔２Ａ開口部外周に形成された環状のブーツ取付溝２Ｂ
に嵌着され、内周側が前記ピストン部材３のブーツ嵌着
溝５に嵌着されている。これにより、各ゴムブーツ１０
は液圧室１００への油液の給，排に応動してピストン部
材３，３が相互に離間，近接するのを許しつつ、シリン
ダ孔２Ａ内に塵埃や水滴等が侵入するのを防止してい
る。

【００１０】１１，１１は各ピストン部材３のカップ嵌
着溝７に収容されたピストンカップで、該ピストンカッ
プ１１は、弾性を有するゴム材料等からなり、自由状態
において図５に示す断面形状となっている。

【００１１】即ち、自由状態にあるピストンカップ１１
は、軸方向の一側がカップ嵌着溝７の一側側壁７Ｂに当
接する基部端面１２Ａとなった環状の基部１２と、該基
部１２の内周側から軸方向他側に向け径方向寸法が徐々
に縮径して延びた内周側リップ部１３と、前記基部１２
の外周側から軸方向他側に向け径方向寸法が徐々に拡径
して延びた外周側リップ部１４とから断面が略コ字状に
形成されている。また、基部１２と内周側リップ部１３
の内面は内周面１５となり、基部１２と外周側リップ部
１４の外面は外周面１６となっている。さらに、内周側
リップ部１３と外周側リップ部１４との間には環状凹溝
１７が形成されている。

【００１２】ここで、基部１２の基部端面１２Ａ、内周
面１５、外周面１６、環状凹溝１７について、外縁の各
屈曲部位にＡ，Ｂ，Ｃ，…の符号を付して説明する。

【００１３】まず、基部１２の基部端面１２Ａの形状に
ついて説明するに、該基部端面１２Ａは点ＤＥ間で平坦
面として形成されている。そして、該基部端面１２Ａが
カップ嵌着溝７の一側側壁７Ｂに当接する。

【００１４】次に、内周面１５は、基部１２の内面と内
周側リップ部１３の内面とに亘って形成され、基部１２
の内面側に位置する点ＣＤ間で均一な径方向寸法をなす
ストレート状内面１５Ａと、内周側リップ部１３の内面
側に位置する点ＢＣ間で他側に向け徐々に縮径するテー
パ状内面１５Ｂとを備えている。ここで、前記ストレー
ト状内面１５Ａは、その軸方向長さ寸法ａ1 が環状凹溝
１７の溝底に位置する点Ｊと基部端面１２Ａとの間の寸
法ｂ1 と同等に設定されている。

【００１５】また、外周面１６は、基部１２の外面と外
周側リップ部１４の外面とに亘って形成され、点Ｆの位
置から他側に向け徐々に拡径している。さらに、環状凹
溝１７は、内周側リップ部１３の外面と外周側リップ部
１４の内面との間に形成され、その溝底（Ｊ）の位置で
円弧を形成している。

【００１６】次に、自由状態で上述のような形状をなす
ピストンカップ１１を、カップ嵌着溝７内に装着した場
合の形状について説明するに、この場合には、内周側リ
ップ部１３（Ｊ−Ａ−Ｂ−Ｃ）は、その先端（Ａ−Ｂ）
が基部１２側に対して外周側リップ部１４（Ｆ−Ｇ−Ｈ
−Ｉ−Ｊ）側（図中上側）に回動変位する。

【００１７】この状態では、外周側リップ部１４（Ｆ−
Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｊ）は自由状態にあるので、両リップ部１
３，１４間の環状凹溝１７（Ｉ−Ｊ−Ａ）の軸方向の溝
深さ（Ｊ−Ａ）は、内周側リップ部１３（Ｊ−Ａ−Ｂ−
Ｃ）が回動変位した分だけ深くなる。そして、これを吸
収すべく、自由状態で平坦な基部１２の基部端面１２Ａ
（Ｄ−Ｅ）は突出変形し、該基部端面１２Ａ（Ｄ−Ｅ）
は軸方向一側に向けてやや凸形状に変形する。

【００１８】次に、カップ嵌着溝７にピストンカップ１
１が装着されたピストン部材３を、シリンダボディ２の
シリンダ孔２Ａ内に挿嵌したときのピストンカップ１１
の形状について図６を参照して説明する。なお、以下の
説明で、軸方向の一側方向をＸ方向、軸方向の他側方向
をＸ′方向、径方向外向きをＺ方向、径方向内向きを
Ｚ′方向として述べる。

【００１９】まず、ピストン部材３をシリンダ孔２Ａ内
に挿嵌すると、外周側リップ部１４（Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−
Ｊ）は、基部１２側に対して、先端（Ｇ−Ｈ−Ｉ）が内
周側リップ部１３（Ｊ−Ａ−Ｂ−Ｃ）側となるＺ′方向
に回動変位する。

【００２０】この外周側リップ部１４（Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ
−Ｊ）が内周側リップ部１３（Ｊ−Ａ−Ｂ−Ｃ）側に接
近するように基部１２側に対して回動変形する際、シリ
ンダボディ２のシリンダ孔２Ａとの当接点（Ｌ−Ｇ）が
深い環状凹溝１７（Ｉ−Ｊ−Ａ）の溝底（Ｊ）より軸方
向他側に（リップ先端側）に離れて位置するので、両リ
ップ部１３，１４間の環状凹溝１７（Ｉ−Ｊ−Ａ）は、
その軸方向の溝深さ（Ｊ−Ａ）がさらに深くなるように
変形することとなり、これを吸収すべく、自由状態で平
坦な基部端面１２Ａ（Ｄ−Ｅ）は中央部（Ｋ）が軸方向
一側にさらに屈曲して突出変形する。

【００２１】これにより、基部１２の基部端面１２Ａ
（Ｄ−Ｅ）の内周側部位（Ｄ）は、カップ嵌着溝７の溝
底７Ａと一側側壁７Ｂとによって形成された角隅より浮
き上がり、基部１２の基部端面１２Ａの外周側部位（Ｋ
−Ｅ）は、カップ嵌着溝７の一側側壁７Ｂより離れてし
まうので、図６に示すような隙間Ｓ1 ，Ｓ2 が生じてし
まう。

【００２２】また、ピストン部材３の往復動によって
は、基部１２と外周側リップ部１４との中間部（Ｆ）が
Ｘ−Ｘ′方向に引っ張られるので、この中間部（Ｆ）に
応力が集中してへたりやすい。

【００２３】次に、ピストン部材３，３を互いに離間さ
せる方向に移動させるために、圧力を加えたときのピス
トンカップ１１の形状（変形状態）について、図７を参
照して説明する。

【００２４】この場合には、圧力によってピストンカッ
プ１１が変形を生じるが、該ピストンカップ１１の変形
は隙間Ｓ1 ，Ｓ2 に向けて生じ、各部の摺動によって隙
間Ｓ1 ，Ｓ2 をほぼ埋める結果となる。また、この場合
には、外周面１６とシリンダ部材２との当接点が（Ｌ−
Ｇ）から（Ｌ′−Ｇ）に増大する。

【００２５】従って、第１の従来技術によるピストンカ
ップ１１では、ホイールシリンダ１内に装着したとき
に、基部１２の基部端面１２Ａとカップ嵌着溝７の一側
側壁７Ｂとの間に隙間Ｓ1 が形成され、内周面１５のス
トレート状内面１５Ａと溝底７Ａとの間に隙間Ｓ2 が形
成される。このため、各隙間Ｓ1 ，Ｓ2 に向けて加圧時
の変形が大きくなるから、加圧時に多くの油液を必要と
する上に、各シール部分が大きく変形することにより、
シール性の低下を招く虞れがある。

【００２６】一方、第２の従来技術によるピストンカッ
プとして、図８ないし図１０に示すものが知られてい
る。

【００２７】そこで、図８ないし図１０に基づいて第２
の従来技術によるピストンカップを説明するに、第２の
従来技術では、前記第１の従来技術の課題である基部の
基部端面とカップ嵌着溝の一側側壁、内周面とカップ嵌
着溝の溝底との間に隙間が形成されるのを防止するため
に、基部の基部端面を断面がほぼ凹湾曲形状をなす湾曲
面として形成している。なお、第２の従来技術では、前
述した第１の従来技術と同一の構成要素には同一の符号
を付し、その説明を省略するものとする。

【００２８】２１は自由状態におけるピストンカップ
で、該ピストンカップ２１は、第１の従来技術によるピ
ストンカップ１１とほぼ同様に、基部２２、内周側リッ
プ部２３、外周側リップ部２４から断面が略コ字状に形
成され、内周面２５、外周面２６、環状凹溝２７を有し
ている。しかし、この第２の従来技術によるピストンカ
ップ２１は、基部２２の基部端面２２Ａが断面でほぼ凹
湾曲形状をなす湾曲面として形成されている。

【００２９】次に、上述したピストンカップ２１をピス
トン部材３のカップ嵌着溝７内に装着した場合につい
て、外縁の各屈曲部位に第１の従来技術で付したＡ，
Ｂ，Ｃ，…の符号に対応する符号を付して説明する。

【００３０】まず、ピストンカップ２１をカップ嵌着溝
７内に装着すると、内周側リップ部２３（Ｊ2 −Ａ1 −
Ａ2 −Ｂ−Ｄ）は、その先端（Ａ1 −Ａ2 −Ｂ）が基部
２２側に対して外周側リップ部２４（Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−
Ｊ1 ）側（図中上側）に回動変位する。

【００３１】この状態では、外周側リップ部２４（Ｆ−
Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｊ1 ）は自由状態にあるので、両リップ部
２３，２４間の浅い環状凹溝２７（Ｉ−Ｊ1 −Ｊ2 −Ａ
1 ）の軸方向の溝深さ（Ｊ2 −Ａ1 ）は、内周側リップ
部２３（Ｊ2 −Ａ1 −Ａ2 −Ｂ−Ｄ）が回動変位した分
だけ深くなる。そして、これを吸収すべく、自由状態で
凹湾曲形状に屈曲した基部端面２２Ａ（Ｄ−Ｅ）は突出
変形し、該基部端面２２Ａ（Ｄ−Ｅ）の屈曲度合いは小
さくなり、平坦面に近くなる。

【００３２】次に、カップ嵌着溝７にピストンカップ２
１が装着されたピストン部材３を、シリンダボディ２の
シリンダ孔２Ａ内に挿嵌すると、外周側リップ部２４
（Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｊ1 ）は、基部２２側に対して、先
端（Ｇ−Ｈ−Ｉ）が内周側リップ部２３（Ｊ2 −Ａ1 −
Ａ2 −Ｂ−Ｄ）側となるＺ′方向に回動変位する。

【００３３】この外周側リップ部２４（Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ
−Ｊ1 ）が内周側リップ部２３（Ｊ2 −Ａ1 −Ａ2 −Ｂ
−Ｄ）側に接近するように基部２２側に対して回動変形
する際、両リップ部２３，２４間の浅い環状凹溝２７
（Ｉ−Ｊ1 −Ｊ2 −Ａ1 ）の軸方向の溝深さ（Ｊ2 −Ａ
1 ）は、さらに深くなるように変形しようとする。しか
し、シリンダボディ２のシリンダ孔２Ａとの当接点（Ｌ
−Ｇ）が環状凹溝２７（Ｉ−Ｊ1 −Ｊ2 −Ａ1 ）の溝底
（Ｊ1 −Ｊ2 ）とほぼ同じ軸方向位置にあるので、環状
凹溝２７（Ｉ−Ｊ1 −Ｊ2 −Ａ1 ）の軸方向一側への深
さが延びる変形は、前記第１の従来技術のピストンカッ
プ１１の場合よりも規制され、逆に、外周側リップ部２
４（Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｊ1 ）の（Ｆ−Ｇ）間が環状凹溝
２７（Ｉ−Ｊ1 −Ｊ2 −Ａ1 ）の溝底（Ｊ1 −Ｊ2 ）に
対してＸ′方向に移動する。これに伴い、（Ｆ−Ｇ）部
に続く（Ｄ−Ｅ−Ｆ）部もＸ′方向に移動（回動）し、
基部２２の基部端面２２Ａの内周側部位（Ｄ）側は（Ｋ
−Ｄ）の位置がカップ嵌着溝７の溝底７Ａと一側側壁７
Ｂとによって形成された角隅より浮き上がり、ほぼ平坦
になっていた基部端面２２Ａ（Ｄ−Ｅ）は、外周側部位
（Ｅ）側が一側側壁７Ｂより離れ、図９に示すような、
隙間Ｓ3 ，Ｓ4 が生じてしまう。

【００３４】次に、ピストン部材３，３を互いに離間さ
せる方向に移動させるために、圧力を加えると、図１０
に示すように、圧力による変形が隙間Ｓ3 ，Ｓ4 に向け
て生じ、この隙間Ｓ3 ，Ｓ4 をほぼ埋める結果となる。

【００３５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した第
２の従来技術によるピストンカップ２１では、基部２２
の基部端面２２Ａを湾曲面として形成している。しか
し、ピストンカップ２１をシリンダボディ２のシリンダ
孔２Ａ内に装着したときには、第１の従来技術と同様
に、外周側リップ部２４の回動変位によって基部端面２
２Ａの外周側部位（Ｅ）側がＸ′方向に引っ張られ、基
部端面２２Ａとカップ嵌着溝７の一側側壁７Ｂとの間に
隙間Ｓ3 が形成されてしまう。また、内周面２５がＺ方
向に引っ張られることにより、内周面２５とカップ嵌着
溝７の溝底７Ａ、一側側壁７Ｂ間の角隅との間に隙間Ｓ
4 が形成されてしまう。

【００３６】このため、第２の従来技術でも、各隙間Ｓ
3 ，Ｓ4 によって加圧時の変形が大きくなり、加圧時の
油液の供給量が増大する上に、各シール部分が大きく変
形するから、早期のうちにシール性が低下する虞れがあ
り、信頼性が低下するという問題がある。

【００３７】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明の目的は、基部の基部端面、内周
面をカップ嵌着溝に一様に密着させて、加圧時の変形を
小さくし、長期に亘ってシール性を維持できるようにし
た往復動ピストンのピストンカップを提供することにあ
る。

【００３８】

【課題を解決するための手段】本発明による往復動ピス
トンのピストンカップは、シリンダに摺動自在に嵌合さ
れるピストンに形成されたカップ嵌着溝内に収容され、
軸方向の一側が環状をした基部となり、軸方向の他側が
該基部から延びた内周側リップ部および外周側リップ部
となった断面が略コ字状に形成されている。

【００３９】そして、上述した課題を解決するために、
請求項１による発明が採用する構成の特徴は、前記基部
は前記カップ嵌着溝の一側側壁に当接される基部端面
を、自由状態で断面が凹湾曲形状となる湾曲面として形
成し、前記カップ嵌着溝の溝底に当接される前記基部お
よび内周側リップ部の内周面は、自由状態で断面が凹屈
曲形状となる屈曲円筒面として形成したことにある。

【００４０】このように構成したことにより、カップ嵌
着溝内にピストンカップを収容したピストン部材をシリ
ンダ内に装着すると、外周側リップ部が径方向内向きに
回動変位し、基部の基部端面の外周側部位を他側に引っ
張る。しかし、基部端面の外周側部位が他側に引っ張ら
れることを見込み、該基部端面を断面が凹湾曲形状とな
る湾曲面として形成しているから、基部の基部端面は他
側に引っ張られることにより平坦になり、カップ嵌着溝
の一側側壁に一様に密着する。

【００４１】また、基部端面の外周側部位が他側に引っ
張られたことにより、基部の内周面一側部位が径方向外
向きに引っ張られる。しかし、内周面の一側部位が径方
向外向きに引っ張られることを見込み、基部および内周
側リップ部の内周面を断面が凹屈曲形状となる屈曲円筒
面として形成しているから、内周面は外向きに引っ張ら
れた状態でカップ嵌着溝の溝底に一様に密着する。これ
により、基部の基部端面および基部、内周側リップ部の
内周面とカップ嵌着溝との間に隙間が形成されるのを防
止でき、ピストンカップの加圧時の変形を小さくするこ
とができる。

【００４２】請求項２の発明は、基部の基部端面は、内
周側部位よりも外周側部位を軸方向一側に突出して形成
し、屈曲円筒面は、軸方向の一側に位置して自由状態で
均一な内径寸法をなすストレート状内面と、自由状態で
該ストレート状内面から軸方向の他側に向けて徐々に縮
径したテーパ状内面とから構成し、前記ストレート状内
面の軸方向長さ寸法は、内周側リップ部と外周側リップ
部との間に形成される環状凹溝の溝底と前記基部の基部
端面との間の軸方向長さ寸法のほぼ半分以下に設定した
ことにある。

【００４３】このように構成したことにより、外側リッ
プ部の回動変位によって基部の外周側部位が軸方向の他
側に引っ張られるが、該基部の基部端面は内周側部位よ
りも外周側部位が軸方向一側に向け突出して形成されて
いるから、外周側部位が他側に引っ張られたことにより
基部端面を平坦にすることができ、該基部端面をカップ
嵌着溝の一側側壁に一様に密着させることができる。

【００４４】また、基部端面の外周側部位が他側に引っ
張られたことによって基部の内周側が径方向外向きに引
っ張られるが、基部の内周側が外向きに引っ張られるこ
とを見込み、内周面の一側を均一な内径寸法のストレー
ト状内面とし、該ストレート状内面の軸方向長さ寸法を
環状凹溝の溝底と基部の基部端面との間の軸方向長さ寸
法のほぼ半分以下に設定しているから、このストレート
状内面を適度に変形させてカップ嵌着溝の溝底に一様に
密着させることができる。

【００４５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
往復動ピストンのピストンカップを図１ないし図３に従
って詳細に説明する。なお、本実施の形態では、前述し
た第１の従来技術と同一の構成要素には同一の符号を付
し、その説明を省略するものとする。

【００４６】３１は自由状態で示す本実施の形態による
ピストンカップで、該ピストンカップ３１は、弾性を有
するゴム材料等からなり、軸方向の一側がカップ嵌着溝
７の一側側壁７Ｂに当接する基部端面をなす湾曲端面３
２Ａとなった環状の基部３２と、該基部３２の内周側か
ら軸方向他側に向け径方向寸法が徐々に縮径して延びた
内周側リップ部３３と、前記基部３２の外周側から軸方
向他側に向け径方向寸法が徐々に拡径して延びた外周側
リップ部３４とから断面が略コ字状に形成され、基部３
２と内周側リップ部３３の内面が屈曲円筒面３５とな
り、基部３２と外周側リップ部３４の外面が外周面３６
となっている。また、内周側リップ部３３と外周側リッ
プ部３４との間には環状凹溝３７が形成されている。

【００４７】ここで、ピストンカップ３１の外形をな
す、基部３２の湾曲端面３２Ａ、屈曲円筒面３５、外周
面３６、環状凹溝３７について、外縁の各屈曲部位に第
１の従来技術で付したＡ，Ｂ，Ｃ，…の符号に対応する
符号を付して説明する。

【００４８】まず、基部３２の湾曲端面３２Ａの形状に
ついて説明するに、該湾曲端面３２Ａは、自由状態での
断面が凹湾曲形状となる湾曲面となり、点Ｄ近傍の内周
側部位となる内周端３２Ａ1 と点Ｅ近傍の外周側部位と
なる外周端３２Ａ2 との間で断面がほぼ凹円弧形状に形
成されている。また、湾曲端面３２Ａは、外周側リップ
部３４が径方向内向きに回動変位したときに外周端３２
Ａ2 側が軸方向他側に引っ張られることを見込んで、内
周端３２Ａ1 よりも外周端３２Ａ2 を軸方向の一側に寸
法ａ2 だけ突出して形成している。ここで、湾曲端面３
２Ａの形状は、基部３２を径方向に等分する線Ｏ1 −Ｏ
1 から内周側にオフセットされた線Ｏ2−Ｏ2 上に位置
する点Ｐを中心とした半径Ｒの円弧で形成されている。

【００４９】次に、屈曲円筒面３５は、基部３２の内面
と内周側リップ部３３の内面とに亘って形成され、基部
３２の内面で軸方向一側に位置する点ＣＤ間で均一な径
方向寸法をなすストレート状内面３５Ａと、基部３２の
内面から内周側リップ部３３の内面に亘る点ＢＣ間で他
側に向け徐々に縮径するテーパ状内面３５Ｂとから形成
されている。ここで、前記ストレート状内面３５Ａは、
湾曲端面３２Ａの外周端３２Ａ2 が他側に引っ張られる
ことにより、屈曲円筒面３５の軸方向一側が径方向外向
きに引っ張られることを見込んで設けられたもので、そ
の軸方向長さ寸法ａ3 は、基部３２の湾曲端面３２Ａと
環状凹溝３７の溝底（Ｊ）との間の軸方向長さ寸法ｂ2
のほぼ半分以下、例えば３分の１程度に設定されてい
る。

【００５０】また、外周面３６は、基部３２の外面と外
周側リップ部３４の外面とに亘って形成され、点Ｆの位
置で緩やかな円弧をなし、軸方向の他側に向けて徐々に
拡径している。

【００５１】さらに、環状凹溝３７は、内周側リップ部
３３の外面と外周側リップ部３４の内面との間に形成さ
れ、その溝底（Ｊ）の位置で円弧を形成している。ここ
で、溝底（Ｊ）の位置に形成された円弧は、第１の従来
技術で述べた溝底（Ｊ）、第２の従来技術で述べた溝底
（Ｊ1 −Ｊ2 ）の位置に形成された円弧に比較して大径
に形成され、これにより、各リップ部３３，３４が回動
変位したときに溝底（Ｊ）の近傍に応力が集中するのを
防止している。

【００５２】次に、自由状態で上述のような形状をなす
ピストンカップ３１を、カップ嵌着溝７内に装着した場
合の形状について説明するに、この場合には、内周側リ
ップ部３３（Ｊ−Ａ1 −Ａ2 −Ｂ−Ｃ）は、その先端
（Ａ1 −Ａ2 −Ｂ）が基部３２側に対して外周側リップ
部３４（Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｊ）側（図中上側）に回動変
位する。

【００５３】この状態では、外周側リップ部３４（Ｆ−
Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｊ）は自由状態にあるので、両リップ部３
３，３４間の浅い環状凹溝３７（Ｉ−Ｊ−Ａ1 ）の軸方
向の溝深さ（Ｊ−Ａ1 ）は、内周側リップ部３３（Ｊ−
Ａ1 −Ａ2 −Ｂ−Ｃ）が回動変位した分だけ深くなる。
そして、これを吸収すべく、自由状態で凹湾曲形状に屈
曲した基部３２の湾曲端面３２Ａ（Ｄ−Ｅ）は突出変形
し、該湾曲端面３２Ａ（Ｄ−Ｅ）の屈曲度合いは小さく
なる。

【００５４】しかし、ここで第１、第２の従来技術と異
なる点は、自由状態において、屈曲円筒面３５（Ｂ−Ｃ
−Ｄ）の一側寄りが均一内径のストレート状内面３５Ａ
（Ｃ−Ｄ）となり、基部３２の湾曲端面３２Ａが内周端
３２Ａ1 （Ｄ）よりも外周端３２Ａ2 （Ｅ）が軸方向の
一側に向けて寸法ａ2 だけ突出している点である。

【００５５】このため、ストレート状内面３５Ａ（Ｃ−
Ｄ）は、第２の従来技術よりも、カップ嵌着溝７の溝底
７Ａに強く押付けられることとなり、湾曲端面３２Ａの
内周端３２Ａ1 （Ｄ）と外周端３２Ａ2 （Ｅ）は、この
内周端３２Ａ1 （Ｄ）と外周端３２Ａ2 （Ｅ）とを直線
で接続すれば理解できるように、内周端３２Ａ1 （Ｄ）
側よりも外周端３２Ａ2 （Ｅ）側が軸方向一側に傾斜し
た傾斜面状となる。

【００５６】次に、カップ嵌着溝７にピストンカップ３
１が装着されたピストン部材３を、シリンダボディ２の
シリンダ孔２Ａ内に挿嵌したときのピストンカップ３１
の形状について図２を参照して説明する。なお、以下の
説明で、軸方向の一側方向をＸ方向、軸方向の他側方向
をＸ′方向、径方向外向きをＺ方向、径方向内向きを
Ｚ′方向として述べる。

【００５７】まず、ピストン部材３をシリンダ孔２Ａ内
に挿嵌すると、外周側リップ部３４（Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−
Ｊ）は、基部３２側に対して、先端（Ｇ−Ｈ−Ｉ）が内
周側リップ部３３（Ｊ−Ａ1 −Ａ2 −Ｂ−Ｃ）側となる
Ｚ′方向に回動変位する。

【００５８】この外周側リップ部３４（Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ
−Ｊ）が内周側リップ部３３（Ｊ−Ａ1 −Ａ2 −Ｂ−
Ｃ）側に接近するように基部３２側に対して回動変形す
る際、両リップ部３３，３４間の浅い環状凹溝３７（Ｉ
−Ｊ−Ａ1 ）の軸方向の溝深さ（Ｊ−Ａ1 ）はさらに深
くなるように変形しようとする。しかし、シリンダボデ
ィ２のシリンダ孔２Ａとの当接点（Ｇ）が環状凹溝３７
（Ｉ−Ｊ−Ａ1 ）の溝底（Ｊ）とほぼ同じ軸方向位置に
あるので、浅い環状凹溝３７（Ｉ−Ｊ−Ａ1 ）の軸方向
一側への深さが延びる変形は、第１の従来技術によるピ
ストンカップ１１の場合よりも規制され、逆に外周側リ
ップ部（Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｊ）の当接点（Ｇ）が環状凹
溝３７（Ｉ−Ｊ−Ａ1 ）の溝底（Ｊ）に対してＸ′方向
に移動し、これに伴い、（Ｆ−Ｇ）部に続く（Ｄ−Ｅ−
Ｆ）部もＸ′方向に移動（回動）する。

【００５９】これにより、ストレート状内面３５Ａ（Ｃ
−Ｄ）は、カップ嵌着溝７の溝底７Ａと一側側壁７Ｂと
によって形成された角隅より浮き上がろうとするが、ス
トレート状内面３５Ａ（Ｃ−Ｄ）は前述したように強く
カップ嵌着溝７の溝底７Ａに押付けられているので、角
隅からの浮き上がりを防止することができる。また、傾
斜面状となっていた湾曲端面３２Ａ（Ｄ−Ｅ）は外周端
３２Ａ2 （Ｅ）側がＸ′方向に引っ張られることにより
平坦になる。

【００６０】このように、ストレート状内面３５Ａ（Ｃ
−Ｄ）の軸方向長さ寸法ａ3 を、湾曲端面３２Ａと環状
凹溝３７の溝底（Ｊ）との間の寸法ｂ2 のほぼ半分以下
となる、３分の１程度に設定しているから、Ｚ方向に引
っ張られた状態でストレート状内面３５Ａをカップ嵌着
溝７の溝底７Ａに一様に密着させることができる。ま
た、湾曲端面３２Ａの外周端３２Ａ2 （Ｅ）を内周端３
２Ａ1 （Ｄ）よりも寸法ａ2 だけＸ方向に突出して形成
することにより、湾曲端面３２Ａを平坦面にしてカップ
嵌着溝７の一側側壁７Ｂに一様に密着させることができ
る。

【００６１】次に、ピストン部材３，３を互いに離間さ
せる方向に移動させるために、圧力を加えたときのピス
トンカップ３１の形状（変形状態）について、図３を参
照して説明する。

【００６２】この場合には、ピストンカップ３１に圧力
が作用するが、該ピストンカップ３１は、基部３２の湾
曲端面３２Ａがカップ嵌着溝７の一側側壁７Ｂに一様に
密着し、屈曲円筒面３５がカップ嵌着溝７の溝底７Ａに
一様に密着しているから、殆ど変形を生じることはな
く、僅かに外周面３６がＺ方向に変形して、シリンダ孔
２Ａとの当接部分が点Ｋ−Ｇ間となる。

【００６３】従って、本実施の形態によれば、ピストン
カップ３１をシリンダボディ２のシリンダ孔２Ａとカッ
プ嵌着溝７との間に装着したときには、基部３２の湾曲
端面３２Ａを平坦にしてカップ嵌着溝７の一側側壁７Ｂ
に一様に密着させることができ、また、屈曲円筒面３５
をカップ嵌着溝７の溝底７Ａに一様に密着させることが
できる。この結果、ピストン部材３，３を互いに離間さ
せる方向に移動させるべく、ピストンカップ３１を加圧
した場合でも、該ピストンカップ３１が大きく変形する
のを防止することができ、加圧のための油液の量を少な
くして、応答性を向上することができる。

【００６４】また、ピストンカップ３１の変形を小さく
することができるから、各シール部分等が繰り返しの変
形によって劣化するのを抑制でき、シール性を長期に亘
って維持して、ピストンカップ３１に対する信頼性を向
上することができる。

【００６５】さらに、内周側リップ部３３と外周側リッ
プ部３４との接続位置となる環状凹溝３７の溝底（Ｊ）
の位置を大きな円弧をもって形成しているから、内周側
リップ部３３、外周側リップ部３４の回動変位時の過度
の変形による応力が溝底（Ｊ）の近傍に集中するのを防
止できる。これにより、応力集中による損傷を防止し
て、寿命を延ばすことができる上に、使用後の変形を極
力減少させて初期形状に近い形状を維持することがで
き、長期に亘ってシール性を維持することができる。

【００６６】なお、実施の形態では、屈曲円筒面３５に
形成されたストレート状内面３５Ａの軸方向長さ寸法ａ
3 を基部３２の湾曲端面３２Ａと環状凹溝３７の溝底
（Ｊ）との間の軸方向長さ寸法ｂ2 の３分の１に設定し
た場合を例示したが、本発明はこれに限らず、例えば、
ストレート状内面３５Ａの軸方向長さ寸法ａ3 を前述し
た軸方向長さ寸法ｂ2 の２分の１または５分の２等に設
定してもよく、シリンダ孔２Ａの内径寸法、カップ嵌着
溝７の外径寸法、ピストンカップ３１の形状や材質等に
よって適宜設定されるものである。

【００６７】また、実施の形態では、ピストンカップ３
１を油圧式ドラムブレーキのホイールシリンダ１に適用
した場合を例に挙げて説明したが、これに替えて、例え
ば、自動車のマスタシリンダ等に適用してもよい。

【００６８】

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１の発明によ
れば、カップ嵌着溝内にピストンカップを収容したピス
トン部材をシリンダ内に装着した場合に、外周側リップ
部が径方向内向きに回動変位し、これに伴って基部の外
周側部位が軸方向の他側に引っ張られることを見込み、
該基部の基部端面を断面が凹湾曲形状となる湾曲面とし
て形成しているから、装着時には、基部の基部端面をカ
ップ嵌着溝の一側側壁に一様に密着させることができ
る。また、基部の内周面一側部位が径方向外向きに引っ
張られることを見込み、基部および内周側リップ部の内
面を断面が凹屈曲形状となる屈曲円筒面として形成して
いるから、装着時には、内周面をカップ嵌着溝の溝底に
一様に密着させることができる。

【００６９】従って、基部の基部端面、基部および内周
側リップ部の内周面をピストンのカップ嵌着溝に密着さ
せることができるから、ピストンを移動させるべく、ピ
ストンカップを加圧した場合でも、該ピストンカップが
大きく変形するのを防止でき、加圧時の油液の量を少な
くして、動作時の応答性を向上することができる。しか
も、各シール部分の変形を小さくすることができるか
ら、各シール部分の変形による劣化を抑制でき、信頼性
を向上することができる。

【００７０】請求項２の発明によれば、ピストンカップ
の装着時に基部の基部端面の外周側部位が他側に引っ張
られることを見込み、該基部端面の外周側部位を内周側
部位よりも軸方向の一側に突出して形成しているから、
装着時には基部端面を平坦にして、該基部端面をカップ
嵌着溝の一側側壁に一様に密着させることができる。ま
た、径方向外向きに引っ張られることを見込んで、屈曲
円筒面の一側を均一な内径寸法のストレート状内面と
し、該ストレート状内面の軸方向長さ寸法を環状凹溝の
溝底と基部の基部端面との間の軸方向長さ寸法のほぼ半
分以下に設定しているから、このストレート状内面を適
度に変形させることができ、カップ嵌着溝の溝底に一様
に密着させることができる。これにより、基部の基部端
面、基部および内周側リップ部の内周面をカップ嵌着溝
に密着させ、加圧時の変形を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるピストンカップを自由状
態で示す要部拡大断面図である。

【図２】図１のピストンカップをシリンダボディのシリ
ンダ孔とカップ嵌着溝との間に装着した状態で示す要部
拡大断面図である。

【図３】シリンダボディのシリンダ孔とカップ嵌着溝と
の間に装着されたピストンカップに圧力を加えた状態を
示す図２と同様位置の要部拡大断面図である。

【図４】第１の従来技術によるピストンカップを備えた
ホイールシリンダを示す断面図である。

【図５】図４中のピストンカップを自由状態で示す要部
拡大断面図である。

【図６】図４中の矢示ｄ部を示す要部拡大断面図であ
る。

【図７】シリンダボディのシリンダ孔とカップ嵌着溝と
の間に装着されたピストンカップに圧力を加えた状態を
示す図６と同様位置の要部拡大断面図である。

【図８】第２の従来技術によるピストンカップを自由状
態で示す要部拡大断面図である。

【図９】図８のピストンカップをシリンダボディのシリ
ンダ孔とカップ嵌着溝との間に装着した状態で示す要部
拡大断面図である。

【図１０】シリンダボディのシリンダ孔とカップ嵌着溝
との間に装着されたピストンカップに圧力を加えた状態
を示す図９と同様位置の要部拡大断面図である。

【符号の説明】

２ シリンダボディ ２Ａ シリンダ孔 ３ ピストン部材 ７ カップ嵌着溝 ７Ａ 溝底 ７Ｂ 一側側壁 ３１ ピストンカップ ３２ 基部 ３２Ａ 湾曲端面（基部端面） ３２Ａ1 内周端（内周側部位） ３２Ａ2 外周端（外周側部位） ３３ 内周側リップ部 ３４ 外周側リップ部 ３５ 屈曲円筒面（内周面） ３５Ａ ストレート状内面 ３５Ｂ テーパ状内面 ３７ 環状凹溝 ａ3 ストレート状内面の軸方向長さ寸法 ｂ2 環状凹溝の溝底と基部の湾曲端面との間の軸方向
長さ寸法

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 裕樹 神奈川県川崎市川崎区富士見１丁目６番３ 号 トキコ株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダに摺動自在に嵌合されるピスト
   ンに形成されたカップ嵌着溝内に収容され、軸方向の一
   側が環状をした基部となり、軸方向の他側が該基部から
   延びた内周側リップ部および外周側リップ部となった断
   面が略コ字状の往復動ピストンのピストンカップにおい
   て、 前記基部は前記カップ嵌着溝の一側側壁に当接される基
   部端面を、自由状態で断面が凹湾曲形状となる湾曲面と
   して形成し、前記カップ嵌着溝の溝底に当接される前記
   基部および内周側リップ部の内周面は、自由状態で断面
   が凹屈曲形状となる屈曲円筒面として形成したことを特
   徴とする往復動ピストンのピストンカップ。
2. 【請求項２】 前記基部の基部端面は、内周側部位より
   も外周側部位を軸方向一側に突出して形成し、前記屈曲
   円筒面は、軸方向の一側に位置して自由状態で均一な内
   径寸法をなすストレート状内面と、自由状態で該ストレ
   ート状内面から軸方向の他側に向けて徐々に縮径したテ
   ーパ状内面とから構成し、前記ストレート状内面の軸方
   向長さ寸法は、前記内周側リップ部と外周側リップ部と
   の間に形成される環状凹溝の溝底と前記基部の基部端面
   との間の軸方向長さ寸法のほぼ半分以下に設定してなる
   請求項１に記載の往復動ピストンのピストンカップ。