シリンダ装置
【課題】簡単な構造で無効ストロークを短縮できるとともに、操作フィーリングが良好なシリンダ装置を提供する。
【解決手段】カップシール２１は、シール溝のシリンダ孔開口部側に配置される基部２１ａと、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ピストン（プランジャ）の外周面に摺動可能に当接する内周リップ部２１ｂと、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シール溝底面に当接する外周リップ部２１ｃとを備える。カップシール２１をシール溝に嵌着してプランジャをシリンダ孔に内挿した状態で、基部２１ａの内周面部分のシリンダ孔開口部側端部に、プランジャへの当接力がカップシール２１の内周面内で極大となる当接力極大部２１ｍを設ける。
【解決手段】カップシール２１は、シール溝のシリンダ孔開口部側に配置される基部２１ａと、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ピストン（プランジャ）の外周面に摺動可能に当接する内周リップ部２１ｂと、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シール溝底面に当接する外周リップ部２１ｃとを備える。カップシール２１をシール溝に嵌着してプランジャをシリンダ孔に内挿した状態で、基部２１ａの内周面部分のシリンダ孔開口部側端部に、プランジャへの当接力がカップシール２１の内周面内で極大となる当接力極大部２１ｍを設ける。
【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ピストン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、ピストンを移動可能に内挿したシリンダ孔の内周面に環状のシール溝を形成し、該シール溝に、シリンダ孔とピストン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、ピストン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、内周面がピストン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。このような形状を有するカップシールにおけるシール構造としては、前記内周リップ部の先端側を内周に突出させて内周リップ部の先端内周面をピストンに当接させるもの（例えば、特許文献１参照。）や、前記内周リップ部の内周面をピストン外周面と平行に形成して内周面全体をピストンに当接させるもの（例えば、特許文献２参照。）が知られている。
【特許文献１】ＷＯ２００４／０９４２０８号公報
【特許文献２】特開２００５−１８６９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載されているように、内周リップ部の先端をピストンに当接させてシールするものでは、無効ストロークを短縮させるためには、ピストンに設けられているリリーフポートを内周リップ部の先端に近い部分に位置させることになるが、ピストンの非作動時に液圧室とリザーバとの間の連通を維持するための縮径部をピストンの外周に設けるなどして作動液の流路を確保しなければならず、シリンダ装置の構成が複雑になるという問題がある。
【０００４】
また、特許文献２に記載されているように、内周リップ部の内周面全体をピストンに当接させるものでは、ピストンの作動開始時に昇圧が始まる地点を決めるシール位置が不明確になって無効ストロークが不安定な状態になることがある。この場合、内周リップ部のピストンへの当接力を強くすることによって前記シール位置は明確にできるものの、ピストンの摺動抵抗が増加して操作フィーリングが悪化してしまうという問題がある。
【０００５】
そこで本発明は、簡単な構造で無効ストロークを短縮できるとともに、操作フィーリングが良好な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ピストンとを備えたシリンダ装置において、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、ピストン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ピストンの外周面に摺動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、前記カップシールを前記シール溝に嵌着して前記ピストンを前記シリンダ孔に内挿した状態で、前記カップシールの内周面における前記基部側に、ピストンへの当接力が該カップシールの内周面内で極大となる当接力極大部を設けたことを特徴としている。
【０００７】
前記当接力極大部は、前記基部の内周面に設けられていることが好ましく、前記シリンダ孔の内周面及び前記ピストンの外周面の少なくともいずれか一方の面に対して平行に形成された円筒面に設けられていることが好ましい。また、前記円筒面よりシリンダ孔底部側のカップシールの内周面は、該内周面が前記ピストンに当接していない状態で、前記当接力極大部を設けた円筒面に対してシリンダ孔底部に向かって漸次縮径する円錐面で形成されていることが好ましい。
【０００８】
さらに、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面に対向する前記基部の基端面に、該基端面からシリンダ孔開口部に向けて突出し、突出端が前記シリンダ孔開口部側面に当接する当接部を有するとともに、該当接部よりも内周側の前記基端面に、該シリンダ装置の非作動状態で前記シリンダ孔開口部側面の内周側と非接触状態となり、該シリンダ装置の作動状態で前記シリンダ孔開口部側面の内周側に圧接状態となる面圧調整部を有していると好適であり、前記面圧調整部は、前記当接部から内周側に向かって前記シリンダ孔開口部側面から漸次離れる方向で、シリンダ孔の径方向の面に対して鋭角に交差する円錐面で形成されている個とが好ましい。
【０００９】
また、前記シリンダ装置は、車両用液圧マスタシリンダに最適である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のシリンダ装置によれば、カップシールの内周面における基部側に当接力極大部を設けたことにより、ピストンが作動を開始して作動液の昇圧が始まる地点を確実に設定することができる。特に、当接力極大部を基部の内周面に設けることにより、ピストンに設けられている連通ポートが基部の内周面を通過した時点で作動液の昇圧が始まるので、無効ストロークを短縮させることができる。また、内周面全体の当接力を強くする場合に比べてカップシール全体としてのピストンの摺動抵抗の増加を最小限に抑えることができ、良好な操作フィーリングが得られる。
【００１１】
特に、当接力極大部をシリンダ孔の内周面やピストンの外周面に対して平行な円筒面の範囲内に設けることにより、径方向に配置される基部との協働によって当接力の安定化が図れるとともに、内周面に大きな凹凸を設ける場合に比べて内周リップ部の形状を簡略化できる。さらに、当接力極大部よりシリンダ孔底部側の内周面をシリンダ孔底部側に向かって漸次縮径する円錐面とすることにより、内周リップ部先端側の弾性によって液圧上昇時のシール性を安定して確保することができる。また、基部の基端面内周側に、好ましくはシリンダ孔の径方向の面に対して鋭角に交差する円錐面で形成した面圧調整部を設けることにより、液圧上昇時に当接力極大部をより確実にピストンに押し付けることができる。
【００１２】
したがって、シール性の向上や無効ストロークの安定化を図れることから、例えば、ブレーキ制御機構を備えたブレーキシステムの車両用液圧マスタシリンダに本発明のシリンダ装置を適用することにより、良好な操作フィーリングが得られるとともに、確実なブレーキ制御を安定して得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１乃至図５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に適用した一形態例を示すもので、図１はカップシールの断面図、図２はカップシールの一部切欠き斜視図、図３は液圧マスタシリンダの断面図、図４は液圧マスタシリンダの要部拡大断面図、図５はピストン（プランジャ）の作動開始時の状態を示す説明図である。
【００１４】
まず、図３に示すように、液圧マスタシリンダ１０は、シリンダ本体１１に有底のシリンダ孔１２が形成されるとともに、前記シリンダ本体１１には、シリンダ孔１２のシリンダ軸方向中間部に開口する第１出力ポート１３と、シリンダ孔１２の底部側に開口する第２出力ポート１４とが形成されている。また、シリンダ本体１１は、上部に一対のボス部１１ａ，１１ａが突設され、両ボス部１１ａ，１１ａには、シリンダ孔１２に連通する第１液通孔１５と第２液通孔１６とがそれぞれ設けられ、該ボス部１１ａ，１１ａには、グロメットシール１７，１７を介してリザーバ１８が取り付けられる。
【００１５】
シリンダ孔１２には、第１プランジャ１９（ピストン）が第１カップシール２０，第２カップシール２１を介して摺動可能に内挿されるとともに、第２プランジャ２２（ピストン）が第３カップシール２３，第４カップシール２４を介して摺動可能に内挿される。第１カップシール２０は第１液通孔１５のシリンダ孔開口部側に形成された第１シール溝２５に、第２カップシール２１は第１液通孔１５のシリンダ孔底部側に形成された第２シール溝２６にそれぞれ嵌着され、第３カップシール２３は第２液通孔１６のシリンダ孔開口部側に形成された第３シール溝２７に、第４カップシール２４は第２液通孔１６のシリンダ孔底部側に形成された第４シール溝２８にそれぞれ嵌着される。
【００１６】
各プランジャ１９，２２には、シリンダ孔開口部側に第１凹部１９ａ，２２ａが、シリンダ孔底部側に第２凹部１９ｂ，２２ｂがそれぞれ形成されている。第１プランジャ１９の第１凹部１９ａにはプッシュロッド２９が挿入され、第１プランジャ１９の第２凹部１９ｂと第２プランジャ２２の第１凹部２２ａとの間には、シリンダ軸方向中間部に設けた第１出力ポート１３と前記第１液通孔１５とに通じる第１液圧室３０が、第２プランジャ２２の第２凹部２２ｂとシリンダ孔１２の底壁１２ａとの間には、シリンダ孔底部側に設けた第２出力ポート１４と前記第２液通孔１６とに通じる第２液圧室３１がそれぞれ画成される。また、第１プランジャ１９には、非作動状態で第２カップシール２１よりもシリンダ孔開口部側に第１プランジャ１９の内外を貫通する小径の連通ポート１９ｃが周方向に１個以上穿設され、第２プランジャ２２にも同様に、非作動状態で第４カップシール２４よりもシリンダ孔開口部側に第２プランジャ２２の内外を貫通する小径の連通ポート２２ｃが周方向に１個以上穿設されている。
【００１７】
前記第１液圧室３０には、略円筒状の第１リテーナ３２と、該第１リテーナ３２内に挿通され、頭部３３ａを第１リテーナ３２の先端部に係止し、基部を第１係着板３４に係着させる第１ガイドピン３３と、第１プランジャ１９をシリンダ孔開口部側に付勢する第１リターンスプリング３５とを備えた第１スプリング機構３６が配設される。また、第２液圧室３１にも、第１液圧室３０に配設した第１スプリング機構３６と同様に、略円筒状の第２リテーナ３７と、該第２リテーナ３７内に挿通され、頭部３８ａを第２リテーナ３７の先端部に係止し、基部を第２係着板３９に係着させる第２ガイドピン３８と、第２プランジャ２２をシリンダ孔開口部側に付勢する第２リターンスプリング４０とを備えた第２スプリング機構４１が配設される。
【００１８】
シリンダ孔１２は、第２シール溝２６及び第４シール溝２８の各シリンダ孔底部側に小径シリンダ部１２ｂ，１２ｃがそれぞれ形成されるとともに、第２シール溝２６及び第４シール溝２８の各シリンダ孔開口部側には、第１液通孔１５及び連通ポート１９ｃに連通する大径シリンダ部１２ｄと、第２液通孔１６及び連通ポート２２ｃに連通する大径シリンダ部１２ｅとがそれぞれ形成されている。第１シール溝２５及び第３シール溝２７は、周知の環状シール溝であり、第１カップシール２０及び第３カップシール２３も周知のカップシールが用いられている。
【００１９】
第２シール溝２６に嵌着される第２カップシール２１及び第４シール溝２８に嵌着される第４カップシール２４は、本発明を適用したもので、同一の構造を有することから、以下の説明では、図１，図２，図４及び図５を参照して第２シール溝２６及び第２カップシール２１について説明し、第４シール溝２８及び第４カップシール２４の詳細な説明及び図示は省略する。
【００２０】
第２シール溝２６は、周方向のシール溝底面２６ａと、シリンダ孔底部側面２６ｂと、シリンダ孔開口部側面２６ｃと、第１プランジャ１９側に開口したシール溝開口２６ｄとを有する環状溝であって、シリンダ孔底部側面２６ｂは、シリンダ孔開口部側面２６ｃからのシリンダ孔軸方向の長さ寸法が内周側に向けて漸次長くなり、シリンダ孔１２の径方向の面に対して内周側がシリンダ孔底部側に向かって傾斜した円錐面状に形成されている。
【００２１】
第２カップシール２１は、第２シール溝２６のシリンダ孔開口部側に配置される基部２１ａと、該基部２１ａの内周側からシリンダ孔１２の底部に向かってシール溝開口２６ｄを塞ぐようにして先端がシリンダ孔底部側面２６ｂに当接するように延設され、その内周面が第１プランジャ１９の外周面に摺接する内周リップ部２１ｂと、基部２１ａの外周側からシリンダ孔１２の底部に向かって延設され、その外周面が第２シール溝２６のシール溝底面２６ａに当接する外周リップ部２１ｃとを備えている。内周リップ部２１ｂの径方向の寸法は、外周リップ部２１ｃの径方向の寸法より肉厚に形成されており、内周リップ部２１ｂの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２１ｄが一定の間隔を空けて周方向に等間隔で突設されている。
【００２２】
さらに、第２シール溝２６のシリンダ孔開口部側面２６ｃに対向する前記基部２１ａの基端面２１ｅは、該基端面２１ｅの外周側の径方向約１／２がシリンダ孔開口部側に向けて突出しており、第２カップシール２１を第２シール溝２６に嵌着したときに、シリンダ孔開口部側面２６ｃの外周側であるシール溝底面２６ａ側の部分に面接触する当接面２１ｆとなっている。一方、基端面２１ｅの内周側であるシール溝開口２６ｄ側の径方向約１／２は、当接面２１ｆから内周に向かうに従ってシリンダ孔開口部側面２６ｃから漸次離れる方向で、シリンダ孔１２の径方向の面に対して鋭角に交差する円錐面からなる面圧調整部（面圧調整面）２１ｇとなっている。この面圧調整面２１ｇは、液圧マスタシリンダ１０の非作動状態で、前記シリンダ孔開口部側面２６ｃの内周側約１／２と、前記基端面２１ｅの内周側約１／２とを非接触状態として隙間を形成し、液圧マスタシリンダ１０の作動状態では、第１液圧室３０の液圧上昇に伴って基部２１ａが変形することにより、前記シリンダ孔開口部側面２６ｃの内周側約１／２と、前記基端面２１ｅの内周側約１／２とが圧接した状態になるように形成されている。
【００２３】
また、前記当接面２１ｆから外周リップ部２１ｃの基部側外周面にわたっては、基部２１ａの内周側と外周側とを連通させる複数の連通溝２１ｈが形成されている。さらに、前記当接面２１ｆから前記弾性突片２１ｄの先端部までの長さ寸法は、第２シール溝２６の軸方向の長さ寸法よりも大きく形成され、第２カップシール２１を第２シール溝２６に嵌着した際に、弾性突片２１ｄの先端部がプランジャ側に撓んだ状態で第２シール溝２６のシリンダ孔底部側面２６ｂに当接する。
【００２４】
第２カップシール２１を第２シール溝２６に嵌着していない状態において、第２カップシール２１の内周面における基部２１ａ側は、シリンダ孔１２の内周面及び第１プランジャ１９の外周面の双方の面に対して平行な円筒面２１ｉとなっており、該円筒面２１ｉより先端側、すなわち、図１に示すように、シリンダ孔軸方向中間部の点Ｐよりシリンダ孔底部側の内周面は、前記円筒面２１ｉに対して直交する面Ｓに対して角度θでシリンダ孔底部に向かって漸次縮径する円錐面２１ｊとなっている。この円錐面２１ｊは、第２カップシール２１を第２シール溝２６に嵌着してシリンダ孔１２に第１プランジャ１９を内挿したときに、円錐面２１ｊの先端部が第１プランジャ１９の外周面に当接して内周リップ部２１ｂの先端側が外周方向に僅かに弾性変形するとともに、内周リップ部２１ｂの復元力によって円錐面２１ｊの先端部が第１プランジャ１９の外周面に確実に当接するように形成されている。また、円錐面２１ｊの基部２１ａ側には、第１プランジャ１９との摺動抵抗を低減するための複数の環状溝２１ｋが周方向に並設されている。
【００２５】
そして、円筒面２１ｉの基部側で、基部２１ａの内周面部分のシリンダ孔開口部側端部には、第２カップシール２１を第２シール溝２６に嵌着して第１プランジャ１９をシリンダ孔１２に内挿したときに、基部２１ａによって外周側への変形が抑えられることで、第１プランジャ１９の外周面への当接力が、第２カップシール２１の内周面内で極大となる当接力極大部２１ｍが設けられている。
【００２６】
上述のように形成された液圧マスタシリンダ１０は、非作動時には、第１プランジャ１９と第２プランジャ２２とが第１，第２リターンスプリング３５，４０の弾発力によって、図３に示される位置に配設され、リザーバ１８と第１液圧室３０との間が、第１液通孔１５から大径シリンダ部１２ｄ及び連通ポート１９ｃを介して作動液が流通可能な状態となるとともに、リザーバ１８と第２液圧室３１との間が、第２液通孔１６から大径シリンダ部１２ｅ及び連通ポート２２ｃを介して作動液が流通可能な状態となっている。また、第２シール溝２６と第４シール溝２８との間の距離と、第１プランジャ１９の連通ポート１９ｃと第２プランジャ２２の連通ポート２２ｃとの間の距離は、同じ距離になるように設定されている。さらに、面圧調整面２１ｇは、前記シリンダ孔開口部側面２６ｃの内周側約１／２から離れた状態になっている。
【００２７】
作動時に、プッシュロッド２９が第１プランジャ１９をシリンダ孔底部側に押動すると、第１プランジャ１９が第１液圧室３０内の第１リターンスプリング３５を圧縮しながらシリンダ孔１２内を底部方向へ前進し、これと同時に第２プランジャ２２がシリンダ孔底部方向への前進を開始する。第１液圧室３０側では、第１プランジャ１９が非作動状態から前進し、連通ポート１９ｃのシリンダ孔開口部側端部が第２カップシール２１の内周面のシリンダ孔開口部側端部を通過し、第１液圧室３０とリザーバ１８との連通が遮断された時点から第１液圧室３０に液圧が発生し始め、昇圧された作動液は、第１出力ポート１３を介して一方のブレーキ系統に供給される（図５（Ａ）参照）。
【００２８】
このとき、第２カップシール２１の内周面部分のシリンダ孔開口部側端部に前記当接力極大部２１ｍが設けられていることから、連通ポート１９ｃのシリンダ孔開口部側端部が当接力極大部２１ｍを通過した時点で当接力極大部２１ｍが第１プランジャ１９の外周面に確実に当接した状態となり、第１液圧室３０とリザーバ１８との連通を確実に遮断することができるので、この時点で液圧を確実に発生させることができる。
【００２９】
さらに、第１液圧室３０に液圧が発生し始めたとき、発生した液圧により、第２カップシール２１には、該第２カップシール２１の基部２１ａ、内周リップ部２１ｂ及び外周リップ部２１ｃを内側から押し広げ、基部２１ａをシリンダ孔開口部側面２６ｃに、内周リップ部２１ｂを第１プランジャ１９の外周面に、外周リップ部２１ｃをシール溝底面２６ａに、それぞれ押し付ける方向の力が作用する。これにより、基部２１ａの外周部分は、当接面２１ｆがシリンダ孔開口部側面２６ｃに強く圧接され、基部２１ａの内周部分は、面圧調整面２１ｇとシリンダ孔開口部側面２６ｃとの間の隙間を埋めるように変形し、面圧調整面２１ｇがシリンダ孔開口部側面２６ｃに圧接される状態になる。このとき、基部２１ａの内周部分は、基部２１ａの内周面を、第１プランジャ１９の外周面に向けて押圧するように変形する（図５（Ｂ）参照）。
【００３０】
ここで、第１液圧室３０に液圧が発生し始める時点では、面圧調整面２１ｇがシリンダ孔開口部側面２６ｃには接していないため、両面２１ｇ，２６ｃ間には面圧は発生しておらず、その後、第１液圧室３０の液圧が上昇するのに伴う基部２１ａの内周部分の弾性変形により面圧調整面２１ｇがシリンダ孔開口部側面２６ｃに圧接して両面２１ｇ，２６ｃ間に面圧が発生する。この両面２１ｇ，２６ｃ間の面圧は、液圧発生前からシリンダ孔開口部側面２６ｃに当接している当接面２１ｆとシリンダ孔開口部側面２６ｃとの間の面圧より小さくなるので、液圧によって圧接された両面２１ｇ，２６ｃ間に発生する面圧によって生じる両面２１ｇ，２６ｃ間の摺動抵抗を小さくでき、前述の基部２１ａの内周部分が径方向に伸長するような変形が、両面２１ｇ，２６ｃ間の摺動抵抗によって阻害されることはない。
【００３１】
したがって、第１プランジャ１９が前進して連通ポート１９ｃを遮断し、作動液が昇圧し始めた時点から、基部２１ａの内周面に設けられている当接力極大部２１ｍを対向する第１プランジャ１９の外周面にスムーズに押し付けることができ、第２カップシール２１と第１プランジャ１９との間の面圧を適正化し、確実なシール力を安定して得ることができる。これにより、第１プランジャ１９の前進速度が遅いときでも、無効ストロークが大きくなることを防止でき、良好な操作フィーリングが得られる。また、第１プランジャ１９の前進による第１液圧室３０の液圧の上昇に伴い、内周リップ部２１ｂの先端側に設けられている円錐面２１ｊも第１プランジャ１９の外周面に押し付けられるので、第２カップシール２１によるシール性を十分に確保することができる（図５（Ｃ）参照）。
【００３２】
さらに、第２カップシール２１に形成した弾性突片２１ｄの先端部が、第１プランジャ１９側に撓んだ状態で第２シール溝２６のシリンダ孔底部側面２６ｂに当接していることから、第２カップシール２１のシリンダ軸方向の移動が規制され、無効ストロークが大きくなったり、ばらついたりすることが防止される。また、内周リップ部２１ｂは、弾性突片２１ｄが第１プランジャ側に撓んだ状態で第２シール溝２６に嵌着されることから、この撓みに対する反力によって、内周リップ部２１ｂが常に第１プランジャ側に付勢された状態となり、内周リップ部２１ｂと第１プランジャ１９とのシール性を確保することができる。また、内周リップ部２１ｂの径方向の寸法を、外周リップ部２１ｃの径方向の寸法より肉厚に形成し、内周リップ部２１ｂの外周側先端から弾性突片２１ｄを突出させていることから、内周リップ部２１ｂの剛性を向上させることができ、安定したシール性を確保できるとともに、外周リップ部２１ｃを内周リップ部２１ｂと同程度の通常の肉厚にしたものに比べて、弾性突片２１ｄが第１プランジャ方向に撓むスペースを大きく取ることができる。
【００３３】
また、第２シール溝２６のシリンダ孔底部側面２６ｂを、シリンダ孔開口部側面２６ｃからの軸方向の長さ寸法が内周側に向けて漸次長くなる円錐面状に形成していることにより、弾性突片２１ｄの撓みに対する反力のうち、内周方向に作用する分力が大きくなるので、より確実に内周リップ部２１ｂを第１プランジャ側に付勢させることができるとともに、第２シール溝２６は、シール溝開口２６ｄ側が拡開した形状となっているので、第２カップシール２１の第２シール溝２６への組み付け性を向上させることができ、弾性突片２１ｄの先端部を容易に第１プランジャ方向へ撓ませることができる。
【００３４】
さらに、第１プランジャ１９が初期位置まで後退する際には、弾性突片２１ｄが一定の間隔を空けて設けられ、隣り合う弾性突片２１ｄとの間には隙間が形成されていることから、この隙間と前記連通溝２１ｈとを介して、作動液がリザーバ１８側から第１液圧室３０に良好に流入することができ、第２カップシール２１を無理に変形させることがない。
【００３５】
また、非作動時における連通ポート１９ｃの位置を第２カップシール２１の基部２１ａよりもシリンダ孔開口部側に配置できるので、連通ポート１９ｃを通過する作動液の流れを円滑にすることができ、例えば、ブレーキ制御機構を備えたブレーキシステムの車両用液圧マスタシリンダに本発明のシリンダ装置を適用した場合、ブレーキ制御機構の作動による作動液の流れを妨げることがない。さらに、内周リップ部２１ｂの内周面全体を第１プランジャ側に強く押し付ける場合に比べてカップシール全体としての摺動抵抗増加を最小限に抑えることができるので、良好な操作フィーリングが得られる。
【００３６】
前記当接力極大部２１ｍは、任意の形状、構造で形成することができ、例えば、内周リップ部２１ｂの周方向に適宜な凹凸を形成することによって当接力極大部とすることもできるが、無効ストロークの短縮や、非作動時における連通ポートの液流れの向上のために、カップシールの内周面における基部側に設けることが好ましく、さらに、径方向寸法が大きな基部２１ａの内周面部分に設けることによって当接力極大部２１ｍを容易に形成することができるとともに、当接力極大部２１ｍを設ける部分を、シリンダ孔１２の内周面やピストン（第１プランジャ１９，第２プランジャ２２）の外周面に対して略平行な円筒面２１ｉとすることにより、カップシール２１，２４の形状を簡略化することができる。また、内周リップ部２１ｂの先端内周面は、当接力極大部と同じような円筒面とすることもできるが、前述のような円錐面２１ｊとすることによって液圧室側の液圧が上昇したときのシール性を高めることができる。
【００３７】
さらに、前記当接面２１ｆと面圧調整面２１ｇとの境界の位置は、径方向において、前記内周リップ部２１ｂの延設基端部よりも外周側、すなわち、内周リップ部２１ｂの外周側の面を延長して基端面２１ｅと交わった位置より外周側に設定することにより、境界が基部内周に近い位置にある場合に比べて基部２１ａの変形量及び第１プランジャ１９に向けての押圧力を十分に確保することができる。さらに、前記境界の位置は、前記外周リップ部２１ｃの延設基端部よりも内周側、すなわち、外周リップ部２１ｃの内周側の面を延長して基端面２１ｅと交わった位置より内周側に設定することが好ましく、境界が基部外周に近い位置にあると、基部２１ａの変形量が大きくなりすぎて安定性が損なわれるおそれがある。また、面圧調整面２１ｇの形状は、前述の円錐面に限らず、球面状に形成することも可能である。
【００３８】
第２液圧室３１側においても、前述の第１液圧室３０側と同様に、第２プランジャ２２が非作動状態から前進し、連通ポート２２ｃのシリンダ孔開口部側端部が第４カップシール２４の基部２４ａを通過し、当接力極大部によって第２液圧室３１とリザーバ１８との連通が遮断される時点から第２液圧室３１に液圧が発生し始め、昇圧された作動液は、第２出力ポート１４を介して、他方のブレーキ系統に供給される。
【００３９】
なお、本形態例では、シリンダ孔底部側の内周面を円錐面として液圧上昇時のシール性を向上させているが、円筒面や凹凸面としてもよい。また、面圧調整部を設けることで当接力極大部をより確実にピストンに押し付けられるようにしているが、面圧調整部を設けなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明のシリンダ装置に用いるカップシールの一形態例を示す断面図である。
【図２】同じくカップシールの一部切欠き斜視図である。
【図３】本発明のシリンダ装置を適用した液圧マスタシリンダの断面図である。
【図４】同じく液圧マスタシリンダの要部拡大断面図である。
【図５】ピストンの作動開始時の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０…液圧マスタシリンダ、１１…シリンダ本体、１１ａ…ボス部、１２…シリンダ孔、１２ａ…底壁、１２ｂ，１２ｃ…小径シリンダ部、１２ｄ，１２ｅ…大径シリンダ部、１３…第１出力ポート、１４…第２出力ポート、１５…第１液通孔、１６…第２液通孔、１７…グロメットシール、１８…リザーバ、１９…第１プランジャ、１９ａ…第１凹部、１９ｂ…第２凹部、１９ｃ…連通ポート、２０…第１カップシール、２１…第２カップシール、２１ａ…基部、２１ｂ…内周リップ部、２１ｃ…外周リップ部、２１ｄ…弾性突片、２１ｅ…基端面、２１ｆ…当接面、２１ｇ…面圧調整面、２１ｈ…連通溝、２１ｉ…円筒面、２１ｊ…円錐面、２１ｋ…環状溝、２１ｍ…当接力極大部、２２…第２プランジャ、２２ａ…第１凹部、２２ｂ…第２凹部、２２ｃ…連通ポート、２３…第３カップシール、２４…第４カップシール、２５…第１シール溝、２６…第２シール溝、２６ａ…シール溝底面、２６ｂ…シリンダ孔底部側面、２６ｃ…シリンダ孔開口部側面、２６ｄ…シール溝開口、２７…第３シール溝、２８…第４シール溝、２９…プッシュロッド、３０…第１液圧室、３１…第２液圧室、３２…第１リテーナ、３３…第１ガイドピン、３３ａ…頭部、３４…第１係着板、３５…第１リターンスプリング、３６…第１スプリング機構、３７…第２リテーナ、３８…第２ガイドピン、３８ａ…頭部、３９…第２係着板、４０…第２リターンスプリング、４１…第２スプリング機構
【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ピストン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、ピストンを移動可能に内挿したシリンダ孔の内周面に環状のシール溝を形成し、該シール溝に、シリンダ孔とピストン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、ピストン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、内周面がピストン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。このような形状を有するカップシールにおけるシール構造としては、前記内周リップ部の先端側を内周に突出させて内周リップ部の先端内周面をピストンに当接させるもの（例えば、特許文献１参照。）や、前記内周リップ部の内周面をピストン外周面と平行に形成して内周面全体をピストンに当接させるもの（例えば、特許文献２参照。）が知られている。
【特許文献１】ＷＯ２００４／０９４２０８号公報
【特許文献２】特開２００５−１８６９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載されているように、内周リップ部の先端をピストンに当接させてシールするものでは、無効ストロークを短縮させるためには、ピストンに設けられているリリーフポートを内周リップ部の先端に近い部分に位置させることになるが、ピストンの非作動時に液圧室とリザーバとの間の連通を維持するための縮径部をピストンの外周に設けるなどして作動液の流路を確保しなければならず、シリンダ装置の構成が複雑になるという問題がある。
【０００４】
また、特許文献２に記載されているように、内周リップ部の内周面全体をピストンに当接させるものでは、ピストンの作動開始時に昇圧が始まる地点を決めるシール位置が不明確になって無効ストロークが不安定な状態になることがある。この場合、内周リップ部のピストンへの当接力を強くすることによって前記シール位置は明確にできるものの、ピストンの摺動抵抗が増加して操作フィーリングが悪化してしまうという問題がある。
【０００５】
そこで本発明は、簡単な構造で無効ストロークを短縮できるとともに、操作フィーリングが良好な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ピストンとを備えたシリンダ装置において、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、ピストン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ピストンの外周面に摺動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、前記カップシールを前記シール溝に嵌着して前記ピストンを前記シリンダ孔に内挿した状態で、前記カップシールの内周面における前記基部側に、ピストンへの当接力が該カップシールの内周面内で極大となる当接力極大部を設けたことを特徴としている。
【０００７】
前記当接力極大部は、前記基部の内周面に設けられていることが好ましく、前記シリンダ孔の内周面及び前記ピストンの外周面の少なくともいずれか一方の面に対して平行に形成された円筒面に設けられていることが好ましい。また、前記円筒面よりシリンダ孔底部側のカップシールの内周面は、該内周面が前記ピストンに当接していない状態で、前記当接力極大部を設けた円筒面に対してシリンダ孔底部に向かって漸次縮径する円錐面で形成されていることが好ましい。
【０００８】
さらに、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面に対向する前記基部の基端面に、該基端面からシリンダ孔開口部に向けて突出し、突出端が前記シリンダ孔開口部側面に当接する当接部を有するとともに、該当接部よりも内周側の前記基端面に、該シリンダ装置の非作動状態で前記シリンダ孔開口部側面の内周側と非接触状態となり、該シリンダ装置の作動状態で前記シリンダ孔開口部側面の内周側に圧接状態となる面圧調整部を有していると好適であり、前記面圧調整部は、前記当接部から内周側に向かって前記シリンダ孔開口部側面から漸次離れる方向で、シリンダ孔の径方向の面に対して鋭角に交差する円錐面で形成されている個とが好ましい。
【０００９】
また、前記シリンダ装置は、車両用液圧マスタシリンダに最適である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のシリンダ装置によれば、カップシールの内周面における基部側に当接力極大部を設けたことにより、ピストンが作動を開始して作動液の昇圧が始まる地点を確実に設定することができる。特に、当接力極大部を基部の内周面に設けることにより、ピストンに設けられている連通ポートが基部の内周面を通過した時点で作動液の昇圧が始まるので、無効ストロークを短縮させることができる。また、内周面全体の当接力を強くする場合に比べてカップシール全体としてのピストンの摺動抵抗の増加を最小限に抑えることができ、良好な操作フィーリングが得られる。
【００１１】
特に、当接力極大部をシリンダ孔の内周面やピストンの外周面に対して平行な円筒面の範囲内に設けることにより、径方向に配置される基部との協働によって当接力の安定化が図れるとともに、内周面に大きな凹凸を設ける場合に比べて内周リップ部の形状を簡略化できる。さらに、当接力極大部よりシリンダ孔底部側の内周面をシリンダ孔底部側に向かって漸次縮径する円錐面とすることにより、内周リップ部先端側の弾性によって液圧上昇時のシール性を安定して確保することができる。また、基部の基端面内周側に、好ましくはシリンダ孔の径方向の面に対して鋭角に交差する円錐面で形成した面圧調整部を設けることにより、液圧上昇時に当接力極大部をより確実にピストンに押し付けることができる。
【００１２】
したがって、シール性の向上や無効ストロークの安定化を図れることから、例えば、ブレーキ制御機構を備えたブレーキシステムの車両用液圧マスタシリンダに本発明のシリンダ装置を適用することにより、良好な操作フィーリングが得られるとともに、確実なブレーキ制御を安定して得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１乃至図５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に適用した一形態例を示すもので、図１はカップシールの断面図、図２はカップシールの一部切欠き斜視図、図３は液圧マスタシリンダの断面図、図４は液圧マスタシリンダの要部拡大断面図、図５はピストン（プランジャ）の作動開始時の状態を示す説明図である。
【００１４】
まず、図３に示すように、液圧マスタシリンダ１０は、シリンダ本体１１に有底のシリンダ孔１２が形成されるとともに、前記シリンダ本体１１には、シリンダ孔１２のシリンダ軸方向中間部に開口する第１出力ポート１３と、シリンダ孔１２の底部側に開口する第２出力ポート１４とが形成されている。また、シリンダ本体１１は、上部に一対のボス部１１ａ，１１ａが突設され、両ボス部１１ａ，１１ａには、シリンダ孔１２に連通する第１液通孔１５と第２液通孔１６とがそれぞれ設けられ、該ボス部１１ａ，１１ａには、グロメットシール１７，１７を介してリザーバ１８が取り付けられる。
【００１５】
シリンダ孔１２には、第１プランジャ１９（ピストン）が第１カップシール２０，第２カップシール２１を介して摺動可能に内挿されるとともに、第２プランジャ２２（ピストン）が第３カップシール２３，第４カップシール２４を介して摺動可能に内挿される。第１カップシール２０は第１液通孔１５のシリンダ孔開口部側に形成された第１シール溝２５に、第２カップシール２１は第１液通孔１５のシリンダ孔底部側に形成された第２シール溝２６にそれぞれ嵌着され、第３カップシール２３は第２液通孔１６のシリンダ孔開口部側に形成された第３シール溝２７に、第４カップシール２４は第２液通孔１６のシリンダ孔底部側に形成された第４シール溝２８にそれぞれ嵌着される。
【００１６】
各プランジャ１９，２２には、シリンダ孔開口部側に第１凹部１９ａ，２２ａが、シリンダ孔底部側に第２凹部１９ｂ，２２ｂがそれぞれ形成されている。第１プランジャ１９の第１凹部１９ａにはプッシュロッド２９が挿入され、第１プランジャ１９の第２凹部１９ｂと第２プランジャ２２の第１凹部２２ａとの間には、シリンダ軸方向中間部に設けた第１出力ポート１３と前記第１液通孔１５とに通じる第１液圧室３０が、第２プランジャ２２の第２凹部２２ｂとシリンダ孔１２の底壁１２ａとの間には、シリンダ孔底部側に設けた第２出力ポート１４と前記第２液通孔１６とに通じる第２液圧室３１がそれぞれ画成される。また、第１プランジャ１９には、非作動状態で第２カップシール２１よりもシリンダ孔開口部側に第１プランジャ１９の内外を貫通する小径の連通ポート１９ｃが周方向に１個以上穿設され、第２プランジャ２２にも同様に、非作動状態で第４カップシール２４よりもシリンダ孔開口部側に第２プランジャ２２の内外を貫通する小径の連通ポート２２ｃが周方向に１個以上穿設されている。
【００１７】
前記第１液圧室３０には、略円筒状の第１リテーナ３２と、該第１リテーナ３２内に挿通され、頭部３３ａを第１リテーナ３２の先端部に係止し、基部を第１係着板３４に係着させる第１ガイドピン３３と、第１プランジャ１９をシリンダ孔開口部側に付勢する第１リターンスプリング３５とを備えた第１スプリング機構３６が配設される。また、第２液圧室３１にも、第１液圧室３０に配設した第１スプリング機構３６と同様に、略円筒状の第２リテーナ３７と、該第２リテーナ３７内に挿通され、頭部３８ａを第２リテーナ３７の先端部に係止し、基部を第２係着板３９に係着させる第２ガイドピン３８と、第２プランジャ２２をシリンダ孔開口部側に付勢する第２リターンスプリング４０とを備えた第２スプリング機構４１が配設される。
【００１８】
シリンダ孔１２は、第２シール溝２６及び第４シール溝２８の各シリンダ孔底部側に小径シリンダ部１２ｂ，１２ｃがそれぞれ形成されるとともに、第２シール溝２６及び第４シール溝２８の各シリンダ孔開口部側には、第１液通孔１５及び連通ポート１９ｃに連通する大径シリンダ部１２ｄと、第２液通孔１６及び連通ポート２２ｃに連通する大径シリンダ部１２ｅとがそれぞれ形成されている。第１シール溝２５及び第３シール溝２７は、周知の環状シール溝であり、第１カップシール２０及び第３カップシール２３も周知のカップシールが用いられている。
【００１９】
第２シール溝２６に嵌着される第２カップシール２１及び第４シール溝２８に嵌着される第４カップシール２４は、本発明を適用したもので、同一の構造を有することから、以下の説明では、図１，図２，図４及び図５を参照して第２シール溝２６及び第２カップシール２１について説明し、第４シール溝２８及び第４カップシール２４の詳細な説明及び図示は省略する。
【００２０】
第２シール溝２６は、周方向のシール溝底面２６ａと、シリンダ孔底部側面２６ｂと、シリンダ孔開口部側面２６ｃと、第１プランジャ１９側に開口したシール溝開口２６ｄとを有する環状溝であって、シリンダ孔底部側面２６ｂは、シリンダ孔開口部側面２６ｃからのシリンダ孔軸方向の長さ寸法が内周側に向けて漸次長くなり、シリンダ孔１２の径方向の面に対して内周側がシリンダ孔底部側に向かって傾斜した円錐面状に形成されている。
【００２１】
第２カップシール２１は、第２シール溝２６のシリンダ孔開口部側に配置される基部２１ａと、該基部２１ａの内周側からシリンダ孔１２の底部に向かってシール溝開口２６ｄを塞ぐようにして先端がシリンダ孔底部側面２６ｂに当接するように延設され、その内周面が第１プランジャ１９の外周面に摺接する内周リップ部２１ｂと、基部２１ａの外周側からシリンダ孔１２の底部に向かって延設され、その外周面が第２シール溝２６のシール溝底面２６ａに当接する外周リップ部２１ｃとを備えている。内周リップ部２１ｂの径方向の寸法は、外周リップ部２１ｃの径方向の寸法より肉厚に形成されており、内周リップ部２１ｂの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２１ｄが一定の間隔を空けて周方向に等間隔で突設されている。
【００２２】
さらに、第２シール溝２６のシリンダ孔開口部側面２６ｃに対向する前記基部２１ａの基端面２１ｅは、該基端面２１ｅの外周側の径方向約１／２がシリンダ孔開口部側に向けて突出しており、第２カップシール２１を第２シール溝２６に嵌着したときに、シリンダ孔開口部側面２６ｃの外周側であるシール溝底面２６ａ側の部分に面接触する当接面２１ｆとなっている。一方、基端面２１ｅの内周側であるシール溝開口２６ｄ側の径方向約１／２は、当接面２１ｆから内周に向かうに従ってシリンダ孔開口部側面２６ｃから漸次離れる方向で、シリンダ孔１２の径方向の面に対して鋭角に交差する円錐面からなる面圧調整部（面圧調整面）２１ｇとなっている。この面圧調整面２１ｇは、液圧マスタシリンダ１０の非作動状態で、前記シリンダ孔開口部側面２６ｃの内周側約１／２と、前記基端面２１ｅの内周側約１／２とを非接触状態として隙間を形成し、液圧マスタシリンダ１０の作動状態では、第１液圧室３０の液圧上昇に伴って基部２１ａが変形することにより、前記シリンダ孔開口部側面２６ｃの内周側約１／２と、前記基端面２１ｅの内周側約１／２とが圧接した状態になるように形成されている。
【００２３】
また、前記当接面２１ｆから外周リップ部２１ｃの基部側外周面にわたっては、基部２１ａの内周側と外周側とを連通させる複数の連通溝２１ｈが形成されている。さらに、前記当接面２１ｆから前記弾性突片２１ｄの先端部までの長さ寸法は、第２シール溝２６の軸方向の長さ寸法よりも大きく形成され、第２カップシール２１を第２シール溝２６に嵌着した際に、弾性突片２１ｄの先端部がプランジャ側に撓んだ状態で第２シール溝２６のシリンダ孔底部側面２６ｂに当接する。
【００２４】
第２カップシール２１を第２シール溝２６に嵌着していない状態において、第２カップシール２１の内周面における基部２１ａ側は、シリンダ孔１２の内周面及び第１プランジャ１９の外周面の双方の面に対して平行な円筒面２１ｉとなっており、該円筒面２１ｉより先端側、すなわち、図１に示すように、シリンダ孔軸方向中間部の点Ｐよりシリンダ孔底部側の内周面は、前記円筒面２１ｉに対して直交する面Ｓに対して角度θでシリンダ孔底部に向かって漸次縮径する円錐面２１ｊとなっている。この円錐面２１ｊは、第２カップシール２１を第２シール溝２６に嵌着してシリンダ孔１２に第１プランジャ１９を内挿したときに、円錐面２１ｊの先端部が第１プランジャ１９の外周面に当接して内周リップ部２１ｂの先端側が外周方向に僅かに弾性変形するとともに、内周リップ部２１ｂの復元力によって円錐面２１ｊの先端部が第１プランジャ１９の外周面に確実に当接するように形成されている。また、円錐面２１ｊの基部２１ａ側には、第１プランジャ１９との摺動抵抗を低減するための複数の環状溝２１ｋが周方向に並設されている。
【００２５】
そして、円筒面２１ｉの基部側で、基部２１ａの内周面部分のシリンダ孔開口部側端部には、第２カップシール２１を第２シール溝２６に嵌着して第１プランジャ１９をシリンダ孔１２に内挿したときに、基部２１ａによって外周側への変形が抑えられることで、第１プランジャ１９の外周面への当接力が、第２カップシール２１の内周面内で極大となる当接力極大部２１ｍが設けられている。
【００２６】
上述のように形成された液圧マスタシリンダ１０は、非作動時には、第１プランジャ１９と第２プランジャ２２とが第１，第２リターンスプリング３５，４０の弾発力によって、図３に示される位置に配設され、リザーバ１８と第１液圧室３０との間が、第１液通孔１５から大径シリンダ部１２ｄ及び連通ポート１９ｃを介して作動液が流通可能な状態となるとともに、リザーバ１８と第２液圧室３１との間が、第２液通孔１６から大径シリンダ部１２ｅ及び連通ポート２２ｃを介して作動液が流通可能な状態となっている。また、第２シール溝２６と第４シール溝２８との間の距離と、第１プランジャ１９の連通ポート１９ｃと第２プランジャ２２の連通ポート２２ｃとの間の距離は、同じ距離になるように設定されている。さらに、面圧調整面２１ｇは、前記シリンダ孔開口部側面２６ｃの内周側約１／２から離れた状態になっている。
【００２７】
作動時に、プッシュロッド２９が第１プランジャ１９をシリンダ孔底部側に押動すると、第１プランジャ１９が第１液圧室３０内の第１リターンスプリング３５を圧縮しながらシリンダ孔１２内を底部方向へ前進し、これと同時に第２プランジャ２２がシリンダ孔底部方向への前進を開始する。第１液圧室３０側では、第１プランジャ１９が非作動状態から前進し、連通ポート１９ｃのシリンダ孔開口部側端部が第２カップシール２１の内周面のシリンダ孔開口部側端部を通過し、第１液圧室３０とリザーバ１８との連通が遮断された時点から第１液圧室３０に液圧が発生し始め、昇圧された作動液は、第１出力ポート１３を介して一方のブレーキ系統に供給される（図５（Ａ）参照）。
【００２８】
このとき、第２カップシール２１の内周面部分のシリンダ孔開口部側端部に前記当接力極大部２１ｍが設けられていることから、連通ポート１９ｃのシリンダ孔開口部側端部が当接力極大部２１ｍを通過した時点で当接力極大部２１ｍが第１プランジャ１９の外周面に確実に当接した状態となり、第１液圧室３０とリザーバ１８との連通を確実に遮断することができるので、この時点で液圧を確実に発生させることができる。
【００２９】
さらに、第１液圧室３０に液圧が発生し始めたとき、発生した液圧により、第２カップシール２１には、該第２カップシール２１の基部２１ａ、内周リップ部２１ｂ及び外周リップ部２１ｃを内側から押し広げ、基部２１ａをシリンダ孔開口部側面２６ｃに、内周リップ部２１ｂを第１プランジャ１９の外周面に、外周リップ部２１ｃをシール溝底面２６ａに、それぞれ押し付ける方向の力が作用する。これにより、基部２１ａの外周部分は、当接面２１ｆがシリンダ孔開口部側面２６ｃに強く圧接され、基部２１ａの内周部分は、面圧調整面２１ｇとシリンダ孔開口部側面２６ｃとの間の隙間を埋めるように変形し、面圧調整面２１ｇがシリンダ孔開口部側面２６ｃに圧接される状態になる。このとき、基部２１ａの内周部分は、基部２１ａの内周面を、第１プランジャ１９の外周面に向けて押圧するように変形する（図５（Ｂ）参照）。
【００３０】
ここで、第１液圧室３０に液圧が発生し始める時点では、面圧調整面２１ｇがシリンダ孔開口部側面２６ｃには接していないため、両面２１ｇ，２６ｃ間には面圧は発生しておらず、その後、第１液圧室３０の液圧が上昇するのに伴う基部２１ａの内周部分の弾性変形により面圧調整面２１ｇがシリンダ孔開口部側面２６ｃに圧接して両面２１ｇ，２６ｃ間に面圧が発生する。この両面２１ｇ，２６ｃ間の面圧は、液圧発生前からシリンダ孔開口部側面２６ｃに当接している当接面２１ｆとシリンダ孔開口部側面２６ｃとの間の面圧より小さくなるので、液圧によって圧接された両面２１ｇ，２６ｃ間に発生する面圧によって生じる両面２１ｇ，２６ｃ間の摺動抵抗を小さくでき、前述の基部２１ａの内周部分が径方向に伸長するような変形が、両面２１ｇ，２６ｃ間の摺動抵抗によって阻害されることはない。
【００３１】
したがって、第１プランジャ１９が前進して連通ポート１９ｃを遮断し、作動液が昇圧し始めた時点から、基部２１ａの内周面に設けられている当接力極大部２１ｍを対向する第１プランジャ１９の外周面にスムーズに押し付けることができ、第２カップシール２１と第１プランジャ１９との間の面圧を適正化し、確実なシール力を安定して得ることができる。これにより、第１プランジャ１９の前進速度が遅いときでも、無効ストロークが大きくなることを防止でき、良好な操作フィーリングが得られる。また、第１プランジャ１９の前進による第１液圧室３０の液圧の上昇に伴い、内周リップ部２１ｂの先端側に設けられている円錐面２１ｊも第１プランジャ１９の外周面に押し付けられるので、第２カップシール２１によるシール性を十分に確保することができる（図５（Ｃ）参照）。
【００３２】
さらに、第２カップシール２１に形成した弾性突片２１ｄの先端部が、第１プランジャ１９側に撓んだ状態で第２シール溝２６のシリンダ孔底部側面２６ｂに当接していることから、第２カップシール２１のシリンダ軸方向の移動が規制され、無効ストロークが大きくなったり、ばらついたりすることが防止される。また、内周リップ部２１ｂは、弾性突片２１ｄが第１プランジャ側に撓んだ状態で第２シール溝２６に嵌着されることから、この撓みに対する反力によって、内周リップ部２１ｂが常に第１プランジャ側に付勢された状態となり、内周リップ部２１ｂと第１プランジャ１９とのシール性を確保することができる。また、内周リップ部２１ｂの径方向の寸法を、外周リップ部２１ｃの径方向の寸法より肉厚に形成し、内周リップ部２１ｂの外周側先端から弾性突片２１ｄを突出させていることから、内周リップ部２１ｂの剛性を向上させることができ、安定したシール性を確保できるとともに、外周リップ部２１ｃを内周リップ部２１ｂと同程度の通常の肉厚にしたものに比べて、弾性突片２１ｄが第１プランジャ方向に撓むスペースを大きく取ることができる。
【００３３】
また、第２シール溝２６のシリンダ孔底部側面２６ｂを、シリンダ孔開口部側面２６ｃからの軸方向の長さ寸法が内周側に向けて漸次長くなる円錐面状に形成していることにより、弾性突片２１ｄの撓みに対する反力のうち、内周方向に作用する分力が大きくなるので、より確実に内周リップ部２１ｂを第１プランジャ側に付勢させることができるとともに、第２シール溝２６は、シール溝開口２６ｄ側が拡開した形状となっているので、第２カップシール２１の第２シール溝２６への組み付け性を向上させることができ、弾性突片２１ｄの先端部を容易に第１プランジャ方向へ撓ませることができる。
【００３４】
さらに、第１プランジャ１９が初期位置まで後退する際には、弾性突片２１ｄが一定の間隔を空けて設けられ、隣り合う弾性突片２１ｄとの間には隙間が形成されていることから、この隙間と前記連通溝２１ｈとを介して、作動液がリザーバ１８側から第１液圧室３０に良好に流入することができ、第２カップシール２１を無理に変形させることがない。
【００３５】
また、非作動時における連通ポート１９ｃの位置を第２カップシール２１の基部２１ａよりもシリンダ孔開口部側に配置できるので、連通ポート１９ｃを通過する作動液の流れを円滑にすることができ、例えば、ブレーキ制御機構を備えたブレーキシステムの車両用液圧マスタシリンダに本発明のシリンダ装置を適用した場合、ブレーキ制御機構の作動による作動液の流れを妨げることがない。さらに、内周リップ部２１ｂの内周面全体を第１プランジャ側に強く押し付ける場合に比べてカップシール全体としての摺動抵抗増加を最小限に抑えることができるので、良好な操作フィーリングが得られる。
【００３６】
前記当接力極大部２１ｍは、任意の形状、構造で形成することができ、例えば、内周リップ部２１ｂの周方向に適宜な凹凸を形成することによって当接力極大部とすることもできるが、無効ストロークの短縮や、非作動時における連通ポートの液流れの向上のために、カップシールの内周面における基部側に設けることが好ましく、さらに、径方向寸法が大きな基部２１ａの内周面部分に設けることによって当接力極大部２１ｍを容易に形成することができるとともに、当接力極大部２１ｍを設ける部分を、シリンダ孔１２の内周面やピストン（第１プランジャ１９，第２プランジャ２２）の外周面に対して略平行な円筒面２１ｉとすることにより、カップシール２１，２４の形状を簡略化することができる。また、内周リップ部２１ｂの先端内周面は、当接力極大部と同じような円筒面とすることもできるが、前述のような円錐面２１ｊとすることによって液圧室側の液圧が上昇したときのシール性を高めることができる。
【００３７】
さらに、前記当接面２１ｆと面圧調整面２１ｇとの境界の位置は、径方向において、前記内周リップ部２１ｂの延設基端部よりも外周側、すなわち、内周リップ部２１ｂの外周側の面を延長して基端面２１ｅと交わった位置より外周側に設定することにより、境界が基部内周に近い位置にある場合に比べて基部２１ａの変形量及び第１プランジャ１９に向けての押圧力を十分に確保することができる。さらに、前記境界の位置は、前記外周リップ部２１ｃの延設基端部よりも内周側、すなわち、外周リップ部２１ｃの内周側の面を延長して基端面２１ｅと交わった位置より内周側に設定することが好ましく、境界が基部外周に近い位置にあると、基部２１ａの変形量が大きくなりすぎて安定性が損なわれるおそれがある。また、面圧調整面２１ｇの形状は、前述の円錐面に限らず、球面状に形成することも可能である。
【００３８】
第２液圧室３１側においても、前述の第１液圧室３０側と同様に、第２プランジャ２２が非作動状態から前進し、連通ポート２２ｃのシリンダ孔開口部側端部が第４カップシール２４の基部２４ａを通過し、当接力極大部によって第２液圧室３１とリザーバ１８との連通が遮断される時点から第２液圧室３１に液圧が発生し始め、昇圧された作動液は、第２出力ポート１４を介して、他方のブレーキ系統に供給される。
【００３９】
なお、本形態例では、シリンダ孔底部側の内周面を円錐面として液圧上昇時のシール性を向上させているが、円筒面や凹凸面としてもよい。また、面圧調整部を設けることで当接力極大部をより確実にピストンに押し付けられるようにしているが、面圧調整部を設けなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明のシリンダ装置に用いるカップシールの一形態例を示す断面図である。
【図２】同じくカップシールの一部切欠き斜視図である。
【図３】本発明のシリンダ装置を適用した液圧マスタシリンダの断面図である。
【図４】同じく液圧マスタシリンダの要部拡大断面図である。
【図５】ピストンの作動開始時の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０…液圧マスタシリンダ、１１…シリンダ本体、１１ａ…ボス部、１２…シリンダ孔、１２ａ…底壁、１２ｂ，１２ｃ…小径シリンダ部、１２ｄ，１２ｅ…大径シリンダ部、１３…第１出力ポート、１４…第２出力ポート、１５…第１液通孔、１６…第２液通孔、１７…グロメットシール、１８…リザーバ、１９…第１プランジャ、１９ａ…第１凹部、１９ｂ…第２凹部、１９ｃ…連通ポート、２０…第１カップシール、２１…第２カップシール、２１ａ…基部、２１ｂ…内周リップ部、２１ｃ…外周リップ部、２１ｄ…弾性突片、２１ｅ…基端面、２１ｆ…当接面、２１ｇ…面圧調整面、２１ｈ…連通溝、２１ｉ…円筒面、２１ｊ…円錐面、２１ｋ…環状溝、２１ｍ…当接力極大部、２２…第２プランジャ、２２ａ…第１凹部、２２ｂ…第２凹部、２２ｃ…連通ポート、２３…第３カップシール、２４…第４カップシール、２５…第１シール溝、２６…第２シール溝、２６ａ…シール溝底面、２６ｂ…シリンダ孔底部側面、２６ｃ…シリンダ孔開口部側面、２６ｄ…シール溝開口、２７…第３シール溝、２８…第４シール溝、２９…プッシュロッド、３０…第１液圧室、３１…第２液圧室、３２…第１リテーナ、３３…第１ガイドピン、３３ａ…頭部、３４…第１係着板、３５…第１リターンスプリング、３６…第１スプリング機構、３７…第２リテーナ、３８…第２ガイドピン、３８ａ…頭部、３９…第２係着板、４０…第２リターンスプリング、４１…第２スプリング機構
【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ピストンとを備えたシリンダ装置において、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、ピストン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ピストンの外周面に摺動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、前記カップシールを前記シール溝に嵌着して前記ピストンを前記シリンダ孔に内挿した状態で、前記カップシールの内周面における前記基部側に、ピストンへの当接力が該カップシールの内周面内で極大となる当接力極大部を設けたことを特徴とするシリンダ装置。
【請求項２】
前記当接力極大部は、前記基部の内周面に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】
前記当接力極大部は、前記シリンダ孔の内周面及び前記ピストンの外周面の少なくともいずれか一方の面に対して平行に形成された円筒面に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のシリンダ装置。
【請求項４】
前記円筒面よりシリンダ孔底部側のカップシールの内周面は、該内周面が前記ピストンに当接していない状態で、前記当接力極大部を設けた円筒面に対してシリンダ孔底部に向かって漸次縮径する円錐面で形成されてい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】
前記カップシールは、前記シール溝のシリンダ孔開口部側面に対向する前記基部の基端面に、該基端面からシリンダ孔開口部に向けて突出し、突出端が前記シリンダ孔開口部側面に当接する当接部を有するとともに、該当接部よりも内周側の前記基端面に、該シリンダ装置の非作動状態で前記シリンダ孔開口部側面の内周側と非接触状態となり、該シリンダ装置の作動状態で前記シリンダ孔開口部側面の内周側に圧接状態となる面圧調整部を有していることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載のシリンダ装置。
【請求項６】
前記面圧調整部は、前記当接部から内周側に向かって前記シリンダ孔開口部側面から漸次離れる方向で、シリンダ孔の径方向の面に対して鋭角に交差する円錐面で形成されてい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】
前記シリンダ装置が、車両用液圧マスタシリンダであることを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項記載のシリンダ装置。
【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ピストンとを備えたシリンダ装置において、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、ピストン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ピストンの外周面に摺動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、前記カップシールを前記シール溝に嵌着して前記ピストンを前記シリンダ孔に内挿した状態で、前記カップシールの内周面における前記基部側に、ピストンへの当接力が該カップシールの内周面内で極大となる当接力極大部を設けたことを特徴とするシリンダ装置。
【請求項２】
前記当接力極大部は、前記基部の内周面に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】
前記当接力極大部は、前記シリンダ孔の内周面及び前記ピストンの外周面の少なくともいずれか一方の面に対して平行に形成された円筒面に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のシリンダ装置。
【請求項４】
前記円筒面よりシリンダ孔底部側のカップシールの内周面は、該内周面が前記ピストンに当接していない状態で、前記当接力極大部を設けた円筒面に対してシリンダ孔底部に向かって漸次縮径する円錐面で形成されてい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】
前記カップシールは、前記シール溝のシリンダ孔開口部側面に対向する前記基部の基端面に、該基端面からシリンダ孔開口部に向けて突出し、突出端が前記シリンダ孔開口部側面に当接する当接部を有するとともに、該当接部よりも内周側の前記基端面に、該シリンダ装置の非作動状態で前記シリンダ孔開口部側面の内周側と非接触状態となり、該シリンダ装置の作動状態で前記シリンダ孔開口部側面の内周側に圧接状態となる面圧調整部を有していることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載のシリンダ装置。
【請求項６】
前記面圧調整部は、前記当接部から内周側に向かって前記シリンダ孔開口部側面から漸次離れる方向で、シリンダ孔の径方向の面に対して鋭角に交差する円錐面で形成されてい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】
前記シリンダ装置が、車両用液圧マスタシリンダであることを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項記載のシリンダ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−７１４０６（Ｐ２０１０−７１４０６Ａ）
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４０５３６（Ｐ２００８−２４０５３６）
【出願日】平成２０年９月１９日（２００８．９．１９）
【出願人】（０００２２６６７７）日信工業株式会社 (840)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１９日（２００８．９．１９）
【出願人】（０００２２６６７７）日信工業株式会社 (840)
【Ｆターム（参考）】
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