JP4388838B2 - カップシールおよびこれを用いたマスタシリンダ - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両におけるブレーキやクラッチのマスタシリンダ等に用いられるカップシールおよびこのカップシールを備えたプランジャ型のマスタシリンダの技術分野に関するものである。

従来、自動車の液圧ブレーキシステムや液圧クラッチシステムにおいては、ブレーキやクラッチを作動するために、ブレーキペダルあるいはクラッチペダルの踏力に応じた液圧を発生するマスタシリンダが用いられている。このマスタシリンダとして、シリンダ孔を有するシリンダ本体と、シリンダ孔内に摺動可能に挿入された液圧室を区画するピストンと、シリンダ本体に設けられリザーバに連通する連通路と、ピストンに形成されてこの連通路と液圧室とを連通するリリーフポートと、シリンダ本体のシリンダ孔内周面の凹部に収容されるとともにピストンが摺動可能に貫通して、シリンダ孔内周面とピストン外周面との間をシールするシール部材とを備えた、プランジャ型マスタシリンダが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このプランジャ型マスタシリンダは、非作動時、ピストンのリリーフポートと連通路とがシール部材で遮断されず、液圧室がリリーフポートおよび連通路を介してリザーバに連通している。したがって、非作動時、液圧室内は大気圧となっていて、液圧は発生していない。クラッチペダルの踏込みでピストンが液圧室側へ前進すると、リリーフポートと連通路とがシール部材で遮断されて、液圧室がリザーバから遮断される。これにより、ピストンの前進にともなって、液圧室には液圧が発生するようになっている。

一般に、このプランジャ型マスタシリンダに用いられているシール部材には、ピストン前進による液圧発生時に液圧が漏出するのを防止のためのシール機能と、ピストン後退時の応答性向上のためにリザーバのブレーキ液を液圧室へ補給する液補給機能であるポンピング機能とが求められる。そこで、シール部材にこれらの両機能を発揮させるために、シール部材としてカップシールが採用されている。このカップシールは、径方向に延びる円環状のベース部と、このベース部の内周側端部から軸方向に延びるインナーリップ部と、ベース部の外周側端部から軸方向に延びるアウターリップ部とから、断面コ字状に形成されている。

そして、液圧室に液圧が発生しているときは、この液圧によりインナーリップ部がピストン外周面に密着され、また、液圧によりアウターリップ部がこのシール部材が収容される凹部の底壁に密着されることにより、シール部材はピストン外周面とシリンダ孔内周面との間を液密にシールしている。

また、液圧が発生後のピストン後退時に、液圧室の容積が増大するため、液圧室が低下し負圧になろうとする。このため、インナーリップ部が外側に撓んでピストン外周面から離間して間隙が形成され、また、アウターリップ部が内側に撓んで凹部の底壁から離間して間隙が形成される。そして、これらの間隙を通して、リザーバのブレーキ液が液圧室に補給されることで、ピストンがスムーズにかつ迅速に後退するようになる。
特開２００３−１９４１００号公報。

ところで、特許文献１に開示のマスタシリンダでは、インナーリップ部およびアウターリップ部がほぼ同じ肉厚となっていることから、インナーリップ部およびアウターリップ部のいずれにも、前述のシール機能とポンピング機能とを持たせていると考えられる。しかし、ピストンが摺動するインナーリップ部に２つの機能を持たせた場合、インナーリップ部がポンピング機能を確実に発揮できるようにするためには、インナーリップ部の肉厚をそれほど厚くすることはできない。そこで、インナーリップ部の肉厚を薄くすると、インナーリップ部がピストンのリリーフポート内に侵入する噛み込みという問題が生じてしまう。このようなことから、特許文献１に開示のマスタシリンダでは、インナーリップ部のピストン摺動側にテーパ面を形成することにより、インナーリップ部のピストンへの噛み込みを抑制している。

しかしながら、インナーリップ部にテーパ面を設けたのでは、ピストンの後退時に液圧室への液補給が迅速かつ確実に行うことができなく、液補給性が良好でないという問題がある。また、インナーリップ部の肉厚を薄くすることでカップ形状が変形しやすく、しかも前述のようにテーパ面を有しているので、シールポイントがばらつきやすいという問題もある。

このような両リップ部に前述の２つの機能を持たせることによる問題を解消するために、インナーリップ部にはシール機能のみを持たせ、アウターリップ部にはシール機能とポンピング機能とを持たせることが考えられる。しかし、このようにアウターリップ部だけにポンピング機能を持たせた場合、シリンダ本体に設ける液通路が複雑な構造とならざるを得ない。特に、アウターリップ部だけで液補給を行うことからインナーリップ部での液補給分も考慮しなければならず、液補給量をある程度多く確保する必要があるので、液通路がより一層複雑な構造となる。しかも、このような複雑な構造の液通路をシリンダ本体に設けるためにはシリンダ本体を多くの部品で分割構成しなければならず、部品点数が多くなるという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、インナーリップ部には、ベース部を摺動可能に貫通する摺動部材がこのインナーリップ部より摺動部材作動側に発生する液圧をシールするシール機能のみを持たせ、アウターリップ部には、摺動部材の発生する液圧をシールするシール機能と摺動部材の作動状態から非作動側に移動するときに、アウターリップ部より摺動部材非作動側から摺動部材作動側に作動液を補給するポンピング機能とを持たせつつ、十分な液補給量を確保することができ、しかも構造が簡単で耐久性を向上できるカップシールを提供することである。
本発明の他の目的は、液圧発生が確実であり、しかもピストン後退時の応答性をより一層向上できるマスタシリンダを提供することである。

前述の課題を解決するために、請求項１の発明のカップシールは、シリンダ孔内周面の凹部に収容され、作動時に液圧を発生する摺動部材がこの摺動部材の非作動時および作動時のいずれにも摺動可能に貫通しかつ径方向に延設される環状のベース部、このベース部の内周側端部から軸方向でかつ前記摺動部材の作動方向に延設されるとともに前記摺動部材がこの摺動部材の非作動時および作動時のいずれにも摺動可能に貫通する環状のインナーリップ部、およびベース部の外周側端部から軸方向でかつ前記摺動部材の作動方向に延設されるとともに前記凹部の底壁に離間可能に当接する環状のアウターリップ部から断面コ字状に形成されており、前記アウターリップ部が、前記摺動部材の作動時に前記アウタ
ーリップ部より前記摺動部材の作動側に発生する液圧を前記凹部の底壁に密着することでシールし、また、前記摺動部材の作動状態から非作動位置への移動時に前記作動液が前記アウターリップ部と前記凹部との間に形成される間隙を通って前記アウターリップ部より前記摺動部材の非作動側から作動側に流動するようになっているカップシールにおいて、前記ベース部に、前記インナーリップ部および前記アウターリップ部の延設側と反対側に位置して、径方向に延びて前記ベース部の外周側と内周側とを連通するベース部側液通路溝が形成されており、前記アウターリップ部の軸方向長さが前記インナーリップ部の軸方向長さより短く形成されて前記インナーリップ部に前記アウターリップ部と径方向にオーバーラップしない部分が設けられており、前記アウターリップ部の軸方向先端が前記インナーリップ部の軸方向における前記リップ部側液通路溝の軸方向後端より前記摺動部材の非作動側に位置して前記インナーリップ部のオーバーラップしない部分のみに、径方向に延びかつ先端に開口するリップ部側液通路溝が形成されていることを特徴としている。

また、請求項２の発明は、前記ベース部側液通路溝の幅が、前記ベース部側液通路溝を作動液が流れる際に前記ベース部側液通路溝が潰れない程度の大きさに設定されていることを特徴としている。
更に、請求項３の発明は、前記インナーリップ部が前記アウターリップ部より厚肉に形成されていることを特徴としている。

更に、請求項４の発明のマスタシリンダは、シリンダ孔を有するシリンダ本体と、前記シリンダ孔内に摺動可能に挿入された液圧室を区画するピストンと、前記シリンダ本体に設けられリザーバに連通する連通路と、前記ピストンに形成されて前記液圧室と常時連通するとともに前記連通路と前記液圧室とを連通するリリーフポートと、前記シリンダ本体のシリンダ孔内周面の凹部に収容されるとともに前記ピストンが摺動可能に貫通して、前記シリンダ孔内周面と前記ピストンの外周面との間をシールするシール部材とを備え、非作動時に前記連通路と前記リリーフポートとが連通し、作動時に前記ピストンが移動して前記シール部材により前記連通路と前記リリーフポートとが遮断されるようになっているマスタシリンダにおいて、前記シール部材が請求項１ないし３のいずれか１記載のカップシールで構成されており、前記ベース部側液通路溝が前記連通路に連通していることを特徴としている。
更に、請求項５の発明は、前記カップシールと前記リリーフポートとの間に、非作動時に前記リリーフポートと前記連通路を前記ベース部側液通路溝を介して連通させる間隙を有することを特徴としている。

このように構成された請求項１ないし３の発明に係るカップシールによれば、シリンダ孔内周面の凹部に収容され、作動時に液圧を発生する摺動部材がこの摺動部材の非作動時および作動時のいずれにも摺動可能に貫通しかつ径方向に延設される環状のベース部、このベース部の内周側端部から軸方向でかつ前記摺動部材の作動方向に延設されるとともに前記摺動部材がこの摺動部材の非作動時および作動時のいずれにも摺動可能に貫通する環状のインナーリップ部、およびベース部の外周側端部から軸方向でかつ前記摺動部材の作動方向に延設されるとともに前記凹部の底壁に離間可能に当接する環状のアウターリップ部から断面コ字状に形成されており、前記アウターリップ部が、前記摺動部材の作動時に前記アウターリップ部より前記摺動部材の作動側に発生する液圧を前記凹部の底壁に密着することでシールし、また、前記摺動部材の作動状態から非作動位置への移動時に前記作動液が前記アウターリップ部と前記凹部との間に形成される間隙を通って前記アウターリップ部より前記摺動部材の非作動側から作動側に流動するようになっているカップシールにおいて、前記ベース部に、前記インナーリップ部および前記アウターリップ部の延設側と反対側に位置して、径方向に延びて前記ベース部の外周側と内周側とを連通するベース部側液通路溝が形成されており、前記アウターリップ部の軸方向長さが前記インナーリップ部の軸方向長さより短く形成されて前記インナーリップ部に前記アウターリップ部と径方向にオーバーラップしない部分が設けられており、前記アウターリップ部の軸方向先端が前記インナーリップ部の軸方向における前記リップ部側液通路溝の軸方向後端より前記摺動部材の非作動側に位置して前記インナーリップ部のオーバーラップしない部分のみに、径方向に延びかつ先端に開口するリップ部側液通路溝が形成されている。
したがって、摺動部材がインナーリップ部より摺動部材作動側に発生する液圧をインナーリップ部およびアウターリップ部によりシールすることができる。また、インナーリップ部の外周側の凹部内がリップ部側液通路溝を介してインナーリップ部の内周側に連通することで密封するのを防止することができる。これにより、ピストンが作動状態にあり急激な勢いで非作動状態に戻ろうとしたときに、インナーリップ部およびアウターリップ部より摺動部材作動側が負圧ぎみになり、作動液の補給が行われる時に作動液がベース部側液通路溝を流れるとともに、ベース部側液通路溝を流れてきた作動液が更にリップ部側液通路溝を流れるので、摺動部材の作動状態から非作動側に移動するときに、アウターリップ部より摺動部材非作動側から摺動部材作動側に作動液を補給することができる。したがって、必要量の作動液をより確実にかつ十分に補給することが可能となり、カップシールの液補給性を簡単な構造でより一層効果的に向上することができる。

特に、請求項２の発明によれば、ベース部側液通路溝の幅を、作動液がベース部側液通路溝を流れる際にベース部側液通路溝が潰れない程度の大きさに設定しているので、作動液のベース部側液通路溝での流れを確実にして、カップシールの液補給性をより一層向上することができる。

更に、請求項３の発明によれば、インナーリップ部をアウターリップ部より厚肉に形成しているので、摺動部材が摺動可能に貫通するインナーリップ部を厚肉に形成して、インナーリップ部にシール機能のみを持たせることができるとともに、摺動しない凹部の底壁に離間可能に当接するアウターリップ部を薄肉にして撓み易くし、作動液を吸い込み易く形成して、アウターリップ部にシール機能とポンピング機能とを持たせることができる。これにより、摺動部材との噛み込みを防止でき、カップシールの耐久性を向上できる。このように、請求項３の発明のカップシールによれば、シール機能、液補給機能および液自給機能を、作動液の流通する単純な形状の溝を設けかつインナーリップ部をアウターリップ部より厚肉に形成するだけで、従来のカップシールを大きく変更することなく簡単な構造で効果的に発揮することが可能となる。

一方、請求項４および５の発明に係るマスタシリンダによれば、作動時、液圧室に発生した液圧により、インナーリップ部がピストンの外周面に密着するとともに、アウターリップ部がそれぞれ凹部の底壁に密着するようになるので、確実なシール力を得ることができる。これにより、カップシールによるシール性が向上する。

また、ペダル操作解除におけるピストンの後退時に、液圧室内の内圧が負圧ぎみになった場合は、アウターリップ部のポンピング機能によりリザーバの作動液をベース部に形成したベース部側液通路溝を介して液圧室に液補給を行うことができるので、ピストンの後退方向の移動がスムーズにかつ迅速に行うことができる。特に、カップシールのインナーリップ部にリップ部側液通路溝を設けるとともに、ベース部にベース部側液通路溝を設けているので、リザーバの作動液をより確実にかつ十分に液圧室に補給することができる。したがって、シール部材の液補給性を向上することができ、これによりピストンの後退時の応答性を向上することができる。

更に、非作動位置にあるピストンのリリーフポートの端とカップシールの端との間で形成される間隙を所定の大きさに設定するとともに、インナーリップ部を厚肉に形成しているので、本発明のマスタシリンダを例えば自動ブレーキを備えるブレーキシステムに適用した場合、自動ブレーキが作動することで、作動液が液圧室側に吸引されたときにインナーリップ部が撓んでこの間隙が小さくなることはない。したがって、例えば自動ブレーキを備えるブレーキシステムに設けられてマスタシリンダの液圧で作動するホイールシリンダに、自動ブレーキが作動したときは、マスタシリンダの液圧室を通してリザーバの作動液を確実に供給することができる。これにより、自動ブレーキ作動時にリザーバからの作動液を液圧室を介してホイールシリンダに供給する液自給性を向上することができる。

特に、請求項５の発明によれば、マスタシリンダの非作動時にリリーフポートと連通路とを、ベース部側液通路溝を介して連通させる間隙を有しているので、例えば自動ブレーキ作動解除時やアンチロックブレーキ制御解除時等にマスタシリンダの液圧室に生じている液圧でカップシールが連通路に噛み込まれて、連通路が塞がるのを防止できる。これにより、作動液が連通路を流れるのを阻害されることはない。

以下、図面を用いて、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は本発明に係るカップシールの実施の形態の一例が適用されたプランジャ型マスタシリンダの一例を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）における部分拡大断面図である。なお、以下の説明におけるマスタシリンダの前、後は、それぞれ図面において左、右をいう。

図１および（ａ）および（ｂ）に示すように、プランジャ型マスタシリンダ１は第１シリンダ部材２を備えている。この第１シリンダ部材２内には、スリーブ３がシール部材４により第１シリンダ部材２内面に対し液密に嵌合されているとともに、第２シリンダ部材５がシール部材６,７により第１シリンダ部材２内面に対し液密に嵌合されかつ第１シリンダ部材２に螺合固定されている。これにより、スリーブ３は第１シリンダ部材２と第２シリンダ部材５とに軸方向に挟持されて固定される。これらの第１および第２シリンダ部材２,５によりシリンダ本体３２が構成されている。そして、第１シリンダ部材２の軸方向孔２ａ、スリーブ３の軸方向孔３ａ、および第２シリンダ部材５の軸方向孔５ａとにより、シリンダ孔８が形成されている。

シリンダ孔８内には、本発明の摺動部材に相当するプライマリピストン９と、同じく本発明の摺動部材に相当するセカンダリピストン１０とが摺動可能に挿入されている。プライマリピストン９は、図示しないブレーキペダルあるいはこのブレーキペダルの踏力を倍力して出力するブレーキ倍力装置によって左方へ移動するようになっている。これらのプライマリピストン９およびセカンダリピストン１０により、シリンダ孔８内には、第１液圧室１１がプライマリピストン９とセカンダリピストン１０との間に区画形成され、また第２液圧室１２がセカンダリピストン１０とシリンダ孔８の底部８ａとの間に区画形成されている。

第１液圧室１１には第１軸部材１３が配設されており、この第１軸部材１３には左右一対の第１および第２リテーナ１４,１５が設けられている。第１リテーナ１４は第１軸部材１３に固定されているが、第２リテーナ１５は第１軸部材１３に摺動可能とされている。その場合、第２リテーナ１５は第１軸部材１３の左端に形成されたフランジ１３ａに当接することで、第１および第２リテーナ１４,１５は互いに図１（ａ）に示す最大に離間した状態に設定される。これらの第１および第２リテーナ１４,１５の間には、第１リターンスプリング１６が縮設されている。第１リテーナ１４はプライマリピストン９に常時当接されるととも第２リテーナ１５はセカンダリピストン１０に常時当接されており、図１（ａ）に示すマスタシリンダ１の非作動時には、プライマリピストン９とセカンダリピストン１０は最大に離間した状態に設定される。

また、第２液圧室１２には第２軸部材１７が配設されており、この第２軸部材１７にも左右一対の第３および第４リテーナ１８,１９が設けられている。第３リテーナ１８は第２軸部材１７の右端側に固定されているが、第４リテーナ１９は第２軸部材１７に摺動可能とされている。その場合、第４リテーナ１９は第２軸部材１７の左端に形成されたフランジ１７ａに当接することで、第３および第４リテーナ１８,１９は互いに図１（ａ）に示す最大に離間した状態に設定される。これらの第３および第４リテーナ１８,１９の間には、第２リターンスプリング２０が縮設されている。第３リテーナ１８はセカンダリピストン１０に常時当接されるととも第４リテーナ１９はシリンダ孔８の底部８ａに常時当接されており、マスタシリンダ１の非作動時には、セカンダリピストン１０は底部８ａから最大に離間した状態に設定される。

第１シリンダ部材２にはリザーバ２１が設けられている。このリザーバ２１は、第１連通路２２およびプライマリピストン９に形成され第１液圧室１１に常時連通する第１リリーフポート２３を介して第１液圧室１１に連通可能にされている。第１リリーフポート２３は、プライマリピストン９の左端側筒状部９ａに穿設されてプライマリピストン９の内周側の第１液圧室１１と外周側の第１連通路２２とを連通する径方向の連通孔から構成されている。また、リザーバ２１は、第２連通路２４およびセカンダリピストン１０に形成された第２リリーフポート２５を介して第２液圧室１２に連通可能にされている。第１リリーフポート２３と同様に、第２リリーフポート２５も、セカンダリピストン１０の筒状部１０ａに穿設されてセカンダリピストン１０の内周側の第２液圧室１２と外周側の第２連通路２４とを連通する径方向の連通孔から構成されている。

プライマリピストン９が配設されるスリーブ３と第２シリンダ部材５との間の凹部２６には、カップシールで構成された環状の第１シール部材２７が収容されているとともに、プライマリピストン９がこの第１シール部材２７を液密にかつ摺動可能に貫通している。図２（ａ）ないし（ｃ）に示すように、この環状の第１シール部材２７は、径方向に延設されかつプライマリピストン９が摺動可能に貫通する円環状のベース部２７ａ、このベース部２７ａの内周側端部から軸方向に延設されかつプライマリピストン９が摺動可能に貫通する環状のインナーリップ部２７ｂ、およびベース部２７ａの外周側端部から軸方向に延設されかつ凹部２６の底壁２６ａに離間可能に当接する環状のアウターリップ部２７ｃから断面コ字状に形成されている。

その場合、アウターリップ部２７ｃは薄肉に、またインナーリップ部２７ｂはアウターリップ部２７ｃより厚くベース部２７ａとほぼ同じ厚みの厚肉に形成されている。したがって、アウターリップ部２７ｃはその先端側が撓みやすくなっていて、液を吸込み易くされている。また、アウターリップ部２７ｃの軸方向長さはインナーリップ部２７ｂの長さより短く形成されており、これにより、インナーリップ部２７ｂはアウターリップ部２７ｃと径方向にオーバーラップしない部分２７ｂ₁を有している。

インナーリップ部２７ｂの部分２７ｂ₁には、この部分２７ｂ₁の外周側と内周側とを連通しかつ先端に開口する所定数のリップ部側溝２７ｄが周方向に等間隔に設けられている。これらのリップ部側溝２７ｄは、スリーブ３の内周側に形成された軸方向溝３ｂを介して常時第１液圧室９に連通していて、凹部２６が密封しないようにしている。また、ベース部２７ａには、このベース部２７ａの外周側と内周側とを連通しかつ後方に開口する所定数のベース部側溝２７ｅが周方向に等間隔に設けられている。これらのベース部側溝２７ｅの内周側には第１連通路２２が常時連通するとともに、ベース部側溝２７ｅの外周側にはアウターリップ部２７ｃの外周側が常時連通する。

セカンダリピストン１０が配設されるスリーブ３の凹部（図には、符号を付さないが、以下の説明では便宜上、第１シール部材２７が収容される凹部と同じ符号２６を付して説明する）には、カップシールで構成された環状の第２シール部材２８が収容されているとともに、セカンダリピストン１０がこの第２シール部材２８を液密にかつ摺動可能に貫通している。この第２シール部材２８は図２（ａ）ないし（ｃ）に示す第１シール部材２７のカップシールとまったく同じもので構成されている。したがって、第２シール部材２８の詳細な説明は省略する。

なお、図２（ａ）ないし（ｃ）には、リップ部側溝２７ｄおよびベース部側溝２７ｅがともに軸方向に対向する位置に設けられかつそれらの幅（周方向の長さ）が互いに同じ大きさに設定されているが、リップ部側溝２７ｄおよびベース部側溝２７ｅとは、それらの数、それらの位置、およびそれらの幅を異ならせて互いに独立して任意に設定することができる。ただし、これらの溝２７ｄ,２７ｅの各幅は、マスタシリンダの作動後の両ピストン９,１０の戻り時にブレーキ液が流れる通路として活用されるため、最低でも両ピストン９,１０の戻り時には各溝２７ｄ,２７ｅが潰れない程度の大きさに設定することが必要である。このようにすることで、ブレーキ液のベース部側溝２７ｅでの流れを確実にして、第１シール部材２７の液補給性をより一層向上することができる。

第１液圧室１１は第１出力ポート２９に連通されているとともに、この第１出力ポート２９を介して図示しない二ブレーキ系統のうち、一方のブレーキ系統の車輪のホイールシリンダに接続されている。また、第２液圧室１２は第２出力ポート３０に連通されているとともに、この第２出力ポート３０を介して図示しない二ブレーキ系統のうち、他方のブレーキ系統の車輪のホイールシリンダに接続されている。

なお、３１は、第２シリンダ部材５の軸方向孔５ａの内周に設けられたカップシールからなる第３シール部材であり、この第３シール部材をプライマリピストン９が摺動可能に貫通している。第３シール部材のカップシールは前述の第１および第２シール部材２７,２８のカップシールと異なり、従来公知のカップシールからなり、第２シリンダ部材５の軸方向孔５ａの内周面とプライマリピストン９の外周面との間の液密を確保している。

次に、このように構成されたこの例のマスタシリンダ１の動作について説明する。
図１（ａ）および（ｂ）に示すブレーキ非作動状態では、プライマリピストン９およびセカンダリピストン１０がともに図１（ａ）に示す非作動位置に設定される。この非作動位置は両ピストン９,１０の右退限位置となっている。図１（ｂ）に示すように、プライマリピストン９の右退限位置では、その第１リリーフポート２３の右端側の一部が第１シール部材２７のベース部２７ａの右端より右側に位置して所定の間隙αが形成される。そして、この間隙αにより、第１リリーフポート２３と第１連通路２２とがベース部側溝２７ｅを介して連通する。したがって、第１液圧室１１がリザーバ２１に連通し、第１液圧室１１内は液圧が発生していなく、大気圧となっている。同様に、セカンダリピストン１０の右退限位置では、第２液圧室１２がリザーバ２１に連通し、第２液圧室１２内は液圧が発生していなく、大気圧となっている。

ブレーキペダルが踏み込まれてプライマリピストン９が前進すると、図３（ａ）に示すように第１リリーフポート２３の全体が第１シール部材２７のベース部２７ａおよびインナーリップ部２７ｂによって閉塞される。このため、第１リリーフポート２３と第１連通路２２とが遮断されて第１液圧室１１がリザーバ２１から遮断され、ペダル踏力に応じた液圧が発生する。また、プライマリピストン９の前進による第１リターンスプリング１６を介して伝達される上記踏力によってセカンダリピストン１０が前進し、同様にして、第２液圧室１２がリザーバ２１から遮断され、第２液圧室１２内に液圧が発生する。

そして、第１液圧室１１内の液圧により、第１シール部材２７のインナーリップ部２７ｂがプライマリピストン９の外周面に密着されるとともに、第１シール部材２７のアウターリップ部２７ｃが第１シール部材２７を収容する凹部２６の底壁２６ａに密着される。これにより、第１液圧室１１はリザーバ２１から密封され、第１液圧室１１の液圧がリザーバ２１へ漏出しない。プライマリピストン９が更に前進すると、第１液圧室１１の液圧が上昇する。この第１液圧室１１の液圧は、第１出力ポート２９から一方のブレーキ系統のホイールシリンダに送給され、一方のブレーキ系統のブレーキが作動する。
同様にして、第２シール部材２８により、第２液圧室１２はリザーバ２１から密封され、第２液圧室１２の液圧がリザーバ２１へ漏出しない。セカンダリピストン１０が更に前進すると、第２液圧室１２の液圧が上昇し、この液圧は第２出力ポート３０から他方のブレーキ系統のホイールシリンダに送給され、他方のブレーキ系統のブレーキが作動する。

ブレーキが作動した状態から、ブレーキペダルの踏み込みを解除すると、プライマリピストン９が第１リターンスプリング１６のばね力で後退して非作動位置に戻ろうとするので、第１液圧室１１の液圧が低下して瞬間的に負圧ぎみになる。アウターリップ部２７ｃの外周側がリザーバ２１に連通していて大気圧となっているため、図３（ｂ）に示すようにアウターリップ部２７ｃの先端側が内側に撓んで、凹部２６の底壁２６ａとアウターリップ部２７ｃの外周との間に間隙が形成される。これにより、リザーバ２１の作動液であるブレーキ液が第１連通路２２、ベース部側溝２７ｅ、および底壁２６ａとアウターリップ部２７ｃとの間の間隙を通って第１シール部材２７の左側に流入する。更に、このブレーキ液の一部はスリーブ３の外周側の軸方向溝３ｃを通って第１液圧室１１に流入するとともに、また、ブレーキ液の他部はインナーリップ部２７のリップ部側溝２７ｄを通り、スリーブ３の内周側の軸方向溝３ｂおよび第１リリーフポート２３を通って第１液圧室１１に流入する。これにより、リザーバ２１からブレーキ液が第１液圧室１１に確実に補給され、第１液圧室１１内が大気圧となり、プライマリピストン９は第１リターンスプリング１６の付勢力でスムーズにかつ迅速に後退し、第１液圧室１１の液圧が低下する。

プライマリピストン９の後退および第１液圧室１１の液圧の低下により、セカンダリピストン１０が第２リターンスプリング２０の付勢力で後退しようとする。このとき、前述の第１液圧室１１と同様に、第２液圧室１２にリザーバ２１のブレーキ液が補給される。したがって、セカンダリピストン１０もスムーズにかつ迅速に後退し、第２液圧室１２の液圧が低下する。

プライマリピストン９が後退して、図１（ｂ）に示すように第１リリーフポート２３の右端側の一部が第１シール部材２７のベース部２７ａの右端より右側に位置すると、第１リリーフポート２３と第１連通路２２とが連通する。これにより、第１液圧室１１のブレーキ液が第１リリーフポート２３および第１連通路２２を通ってリザーバ２１に排出され、第１液圧室１１の液圧が更に低下する。同様にして、セカンダリピストン１０が後退することで、第２リリーフポート２５と第２連通路２４とが連通し、第２液圧室１２のブレーキ液が第２リリーフポート２５および第２連通路２４を通ってリザーバ２１に排出され、第２液圧室１２の液圧が更に低下する。

両ピストン９,１０が図１（ａ）に示す右退限位置になると、両ピストン９,１０が停止し、第１および第２液圧室１１,１２が大気圧となり、マスタシリンダ１が非作動状態になり、ブレーキが解除される。

一方、自動ブレーキの作動により、リザーバ２１のブレーキ液は、第１連通路２２、第１リリーフポート２３の右側とベース部２７ａの右側との間の間隙α、第１リリーフポート２３、第１液圧室１１、および第１出力ポート２９を通って、図示しないポンプに吸引加圧され、一方のブレーキ系統のホイールシリンダに送られるとともに、リザーバ２１のブレーキ液は、第２連通路２４、第２リリーフポート２５、第２液圧室１２、および第２出力ポート３０を通って他方のブレーキ系統のホイールシリンダに送られる。こうして、自動ブレーキがかけられる。

このように、この例のマスタシリンダ１によれば、作動時、第１液圧室１１に発生した液圧により、第１シール部材２７のインナーリップ部２７ｂがプライマリピストン９の外周面に密着するとともに、アウターリップ部２７ｃが凹部２６の底壁２６ａに密着するようにしているので、第１シール部材２７による確実なシール力を得ることができる。また同様にして、第２シール部材２８による確実なシール力を得ることができる。これにより、第１および第２シール部材２７,２８によるシール性が向上する。

また、作動解除におけるプライマリピストン９の後退時には、アウターリップ部２７ｃのポンピング機能によりリザーバ２１のブレーキ液を第１液圧室１１に補給しているので、プライマリピストン９の後退方向の移動をスムーズにかつ迅速に行うことができる。特に、この例のマスタシリンダ１では、第１シール部材２７であるカップシールのインナーリップ部２７ｂの部分２７ｂ₁にリップ部側溝２７ｄを設けるとともに、ベース部２７ａにベース部側溝２７ｅを設けているので、リザーバ２１の必要量のブレーキ液をより確実にかつ十分に第１液圧室１１に補給することができる。同様にして、セカンダリピストン１０の後退時には、第２シール部材２８のポンピング機能によりリザーバ２１のブレーキ液を第２液圧室１２に補給しているので、リザーバ２１の必要量のブレーキ液をより確実にかつ十分に第２液圧室１２に補給することができ、セカンダリピストン１０の後退方向の移動をスムーズにかつ迅速に行うことができる。したがって、第１および第２シール部材２７,２８の液補給性を向上することができ、これにより両ピストン９,１０の後退時の応答性を向上することができる。

更に、第１シール部材２７のインナーリップ部２７ｂを厚肉に形成しているので、インナーリップ部２７ｂにシール機能のみを持たせることができるとともに、摺動しない凹部２６の底壁２６ａに離間可能に当接するアウターリップ部２７ｃを薄肉に形成しているので、アウターリップ部２７ｃにシール機能とポンピング機能とを持たせることができる。同様に、第２シール部材２８のインナーリップ部にシール機能のみを持たせることができるとともに、アウターリップ部にシール機能とポンピング機能とを持たせることができる。これにより、第１および第２シール部材２７,２８の各ピストン９,１０との噛み込みを防止でき、これらのシール部材２７,２８の耐久性を向上できる。特に、第１および第２シール部材２７,２８の各アウターリップ部を薄肉にできることから、各アウターリップ部のシール機能およびポンピング機能をより効果的に発揮させることができる。

このように、この例の第１シール部材２７によれば、シール機能、液補給機能および液自給機能を、作動液の流通する単純な形状の溝２７ｄ,２７ｅを設けるだけで、従来のカップシールを大きく変更することなく簡単な構造で効果的に発揮することが可能となる。同様に第２シール部材２８によっても、従来のカップシールを大きく変更することなく簡単な構造で効果的に発揮することが可能となる。

更に、非作動位置にある両ピストン９,１０の第１および第２リリーフポート２３,２５の端と第１および第２シール部材２７,２８の端との間で形成される間隙により、マスタシリンダ１の非作動時に第１および第２シール部材２７,２８と連通路２２,２４とを、それぞれベース部側液通路溝を介して連通させているので、例えば自動ブレーキ作動解除時やアンチロックブレーキ制御解除時等にマスタシリンダ１の第１および第２液圧室１１,１２に生じている液圧で第１および第２シール部材２８が第１および第２連通路２２,２４に噛み込まれて、これらの連通路２２,２４が塞がるのを防止できる。これにより、第１および第２連通路２２,２４でのブレーキ液の流れが阻害されることはない。

したがって、自動ブレーキ作動時にリザーバ２１のブレーキ液を確実に吸入することができるとともに、自動ブレーキ作動解除時にブレーキ液を第１および第２液圧室１１,１２からリザーバ２１へ確実に排出することができる。また、同様にアンチロックブレーキ制御解除時にも、ブレーキ液を第１および第２液圧室１１,１２からリザーバ２１へ確実に排出することができる。特に、第１および第２シール部材２７,２８の各インナーリップ部を厚肉に形成しているので、ブレーキ液の吸入時にインナーリップ部が撓んで前述の間隙αが小さくなることはない。したがって、自動ブレーキ作動時やアンチロックブレーキ制御時にリザーバ２１に対するブレーキ液の供給、排出を確実に行うことができ、液自給性を向上することができる。

図４は、本発明に係るカップシールの実施の形態の一例が適用されたプランジャ型マスタシリンダの他の例の一部をを示す部分縦断面図である。なお、同じ構成要素には同じ符号を付すことによりのその詳細な説明は省略する。
前述の図１に示す例のプランジャ型マスタシリンダ１では、シリンダ本体３２が第１シリンダ部材２と第２シリンダ部材５とから構成されるとともに、これらのシリンダ部材２,５に挟持されたスリーブ３を備えているが、図４に示すように、この例のマスタシリンダ１は、単一部材からなるシリンダ本体３２を備え、スリーブ３は備えていない。したがって、この例のマスタシリンダ１は、図１に示す例のスリーブ３の内外周に形成された軸方向溝３ｂ,３ｃも備えていない。

プライマリピストン９およびセカンダリピストン１０は、ともにシリンダ本体３２の軸方向孔３２ａ,３２ｂに摺動自在にガイド支持されている。これらの軸方向孔３２ａ,３２ｂはシリンダ孔８の一部を構成している。

図５（ａ）に拡大して示すように、第１リリーフポート２３が開口するプライマリピストン９の外周面には、環状の凹部９ｂが形成されている。この凹部９ｂは図５（ａ）に示す非作動状態では、シリンダ本体３２の内周面との間に、比較的大きな間隙βが形成されるようになっている。また、第１シール部材２７のベース２７ａに隣接するシリンダ本体３２の内周面には軸方向溝からなる第１連通路２２の一部が形成されていて、ベース部側溝２７ｅがリザーバ２１に常時連通されている。更に、第１シール部材２７のインナリップ部２７ｂのリップ部側溝２７ｄに隣接するシリンダ本体３２の内周面にも軸方向溝からなる第２連通路３２ｂが形成されていて、第１シール部材２７が配設される凹部２６が第１液圧室１１に常時連通されている。なお、シリンダ本体３２の内周面に形成される第１連通路２２の軸方向溝および第２連通路３２ｂの軸方向溝に代えて、シリンダ本体３２の内周面とプライマリピストン９の外周面との間に、ブレーキ液の流量を確保できプライマリピストン９のガイド機能を損なわない程度の隙間を設けるようにすることもできる。

このように構成されたこの例のマスタシリンダ１においては、マスタシリンダ１の作動後、プライマリピストン９が急激な勢いで非作動状態に戻ろうとしたときには、図５（ｂ）に示すように前述の例と同じく、リザーバ２１からブレーキ液がベース部側溝２７ｅおよびアウタリップ部２７ｃの外周側を通ってアウタリップ部２７ｃの左側の凹部２６内に流入する。更に、このブレーキ液は、リップ部側溝２７ｄ、凹部９ｂおよび第１リリーフポート２３を通って第１液圧室１１内に補給され、第１液圧室１１内が大気圧となる。これにより、プライマリピストン９がスムーズにかつ迅速に戻るようになる。なお、図５（ｂ）に点線で示すようにプライマリピストン９の凹部９ｂ全体が第１シール部材２７を収容する凹部２６より左方のシリンダ本体３２の内周面に位置しているときには、プライマリピストン９の戻り時、アウタリップ部２７ｃの左側の凹部２６内に流入したブレーキ液は、リップ部側溝２７ｄ、第２連通路３２ｂ、凹部９ｂおよび第１リリーフポート２３を通って第１液圧室１１内に補給されるとともに、リップ部側溝２７ｄおよび第２連通路３２ｂを通って第１液圧室１１内に補給される。

図示しないが、セカンダリピストン１０、このセカンダリピストン１０に対して設けられる第２シール部材２８およびシリンダ本体３２についても同様である。
この例のマスタシリンダ１および第１、第２シール部材２７,２８の他の構成および他の作用効果は、前述の例と同じである。

なお、前述の例では、カップシールである第１シール部材２７に、リップ部側溝２７ｄおよびベース部側溝２７ｅの両方を設けるものとしているが、本発明はこれに限定されることはなく、少なくともベース部側溝２７ｅが設けられていさえすればよい。

また、本発明のカップシールは、前述の例のようにブレーキ装置のマスタシリンダのカップシールに限定されることはなく、ベース部の内周端にインナーリップ部を有しかつベース部の外周端にアウターリップ部を有する断面コ字状の環状のカップシールであって、シーツ機能とポンピング機能とを必要とするカップシールであればどのようなカップシールにも適用することができる。

更に、本発明のマスタシリンダは、前述の例のようにブレーキ装置のマスタシリンダに限定されることはなく、クラッチ装置のマスタシリンダを始め、ピストンの前進で液圧室に液圧を発生するものであれば、どのような液圧装置にも適用することができる。また、前述の例では、２つのピストンが直列に配置されたタンデムマスタシリンダについて説明しているが、プランジャ型マスタシリンダであれば、シングルマスタシリンダを始めどのようなマスタシリンダにも、本発明のマスタシリンダを適用することができる。

本発明に係るカップシールは、シリンダ本体とこのシリンダ本体に摺動可能に挿入されるピストン等の摺動部材との間をシールするシール部材に好適に利用可能である。
また、本発明のマスタシリンダは、ピストンの前進時に液圧室に液圧を発生し、ピストンの後退時に液圧室に作動液を補給するようになっているマスタシリンダに好適に利用することができる。

本発明に係るマスタシリンダの実施の形態の一例が適用されたプランジャ型マスタシリンダを示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）における部分拡大断面図である。 図１に示すマスタシリンダに用いられた、本発明に係るカップシールの実施の形態の一例を示し、（ａ）は（ｂ）におけるIIA−IIA線に沿う断面図、（ｂ）は部分右側面図、（ｃ）は部分平面図である。 図１（ｂ）に示すマスタシリンダのシール部材の作動を説明し、（ａ）はプライマリピストンの前進時の状態を説明する図、（ｂ）はプライマリピストンの後退時の状態を説明する図である。 本発明に係るカップシールの実施の形態の一例が適用されたプランジャ型マスタシリンダの他の例の一部をを示す部分縦断面図である。 図４に示すマスタシリンダのシール部材の作動を説明し、（ａ）はプライマリピストンの非作動状態を説明する図、（ｂ）はプライマリピストンの後退時の状態を説明する図である。

符号の説明

１…マスタシリンダ、３…スリーブ、８…シリンダ孔、９…プライマリピストン、１０…セカンダリピストン、１１…第１液圧室、１２…第２液圧室、２２…第１連通路、２３…第１リリーフポート、２４…第２連通
路、２５…第２リリーフポート、２６…凹部、２６ａ…底壁、２７…第１シール部材、２７ａ…ベース部、２７ｂ…インナーリップ部、２７ｃ…アウターリップ部、２７ｄ…リップ部側溝、２７ｅ…ベース部側溝、２８…第２シール部材、２８ａ…ベース部、２８ｂ…インナーリップ部、２８ｃ…アウターリップ部、２８ｄ…リップ部側溝、２８ｅ…ベース部側溝、２９…第１出力ポート、３０…第２出力ポート

Claims (5)

1. シリンダ孔内周面の凹部に収容され、作動時に液圧を発生する摺動部材がこの摺動部材の非作動時および作動時のいずれにも摺動可能に貫通しかつ径方向に延設される環状のベース部、このベース部の内周側端部から軸方向でかつ前記摺動部材の作動方向に延設されるとともに前記摺動部材がこの摺動部材の非作動時および作動時のいずれにも摺動可能に貫通する環状のインナーリップ部、およびベース部の外周側端部から軸方向でかつ前記摺動部材の作動方向に延設されるとともに前記凹部の底壁に離間可能に当接する環状のアウターリップ部から断面コ字状に形成されており、
   前記アウターリップ部が、前記摺動部材の作動時に前記アウターリップ部より前記摺動部材の作動側に発生する液圧を前記凹部の底壁に密着することでシールし、また、前記摺動部材の作動状態から非作動位置への移動時に前記作動液が前記アウターリップ部と前記凹部との間に形成される間隙を通って前記アウターリップ部より前記摺動部材の非作動側から作動側に流動するようになっているカップシールにおいて、
   前記ベース部に、前記インナーリップ部および前記アウターリップ部の延設側と反対側に位置して、径方向に延びて前記ベース部の外周側と内周側とを連通するベース部側液通路溝が形成されており、
   前記アウターリップ部の軸方向長さが前記インナーリップ部の軸方向長さより短く形成されて前記インナーリップ部に前記アウターリップ部と径方向にオーバーラップしない部分が設けられており、
   前記アウターリップ部の軸方向先端が前記インナーリップ部の軸方向における前記リップ部側液通路溝の軸方向後端より前記摺動部材の非作動側に位置して前記インナーリップ部のオーバーラップしない部分のみに、径方向に延びかつ先端に開口するリップ部側液通路溝が形成されていることを特徴とするカップシール。
2. 前記ベース部側液通路溝の幅は、前記ベース部側液通路溝を作動液が流れる際に前記ベース部側液通路溝が潰れない程度の大きさに設定されていることを特徴とする請求項１記載のカップシール。
3. 前記インナーリップ部が前記アウターリップ部より厚肉に形成されていることを特徴と
   する請求項１または２記載のカップシール。
4. シリンダ孔を有するシリンダ本体と、前記シリンダ孔内に摺動可能に挿入された液圧室を区画するピストンと、前記シリンダ本体に設けられリザーバに連通する連通路と、前記ピストンに形成されて前記液圧室と常時連通するとともに前記連通路と前記液圧室とを連通するリリーフポートと、前記シリンダ本体のシリンダ孔内周面の凹部に収容されるとともに前記ピストンが摺動可能に貫通して、前記シリンダ孔内周面と前記ピストンの外周面との間をシールするシール部材とを備え、非作動時に前記連通路と前記リリーフポートとが連通し、作動時に前記ピストンが移動して前記シール部材により前記連通路と前記リリーフポートとが遮断されるようになっているマスタシリンダにおいて、
   前記シール部材が請求項１ないし３のいずれか１記載のカップシールで構成されており、
   前記摺動部材が前記ピストンであり、
   前記ベース部側液通路溝が前記連通路に連通していることを特徴とするマスタシリンダ。
5. 前記カップシールと前記リリーフポートとの間に、非作動時に前記リリーフポートと前記連通路を前記ベース部側液通路溝を介して連通させる間隙を有することを特徴とする請求項４記載のマスタシリンダ。

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