JP5201648B2 - 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のシリンダとこのシリンダ内にその軸方向に相対移動可能に配設される摺動部材とからなるシリンダ装置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。

特許文献１に開示の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。

図６（ａ）および（ｂ）に示すように、このカップシールａは、径方向に延びる円環状のベース部ｂと、このベース部ｂの内周側端部から軸方向に延びるインナーリップ部ｃと、ベース部ｂの外周側端部から軸方向の延びるアウターリップ部ｄ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ｃ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ｄがこのカップシールａが収容される凹部の底壁に密着されることにより、カップシールａ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、液圧の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ｃ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ｄ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。

ところで、特許文献１に開示のマスタシリンダでは、カップシールのインナーリップ部ｃにシール機能のみを持たせ、アウターリップ部ｄにシール機能とポンピング機能とを持たせている。このようにアウターリップ部ｄだけにポンピング機能を持たせた場合には、ベース部ｂの内周側と外周側との間の液の十分な流れを確保する必要がある。

そこで、特許文献１に開示のマスタシリンダのカップシールでは、ベース部ｂに、このベース部ｂの内周側と外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ｅが周方向に等間隔に設けられている。更に、このマスタシリンダでは、アウターリップ部ｄの外周面にもアウターリップ側溝ｆがベース部側溝ｅと同数でかつベース部側溝ｅに連通するようにして周方向に等間隔に設けられている。

更に、このカップシールａには、アウターリップ部ｄの先端部外周面に環状のシール部ｇが設けられている。このシール部ｇは、シリンダの凹部の底壁（内周面）に当接することで、シリンダ内周面に対して液密にシールしてマスタシリンダの液圧室からリザーバへ液の流れを阻止する。
特開２００３−２６１０２０号公報。

ところで、シリンダ内周面の凹部に対するシール部ｇのシール面圧を均一でかつ所定の大きさに確保されないと、マスタシリンダの液圧室に液圧が発生したとき、液圧はシール面圧の小さい部分から漏出するおそれが考えられる。そこで、カップシールのアウターリップ部ｄの肉厚を大きくして弾性係数を大きくすると、シール面圧を均一でかつ所定の大きさに確保することが可能であるが、このようにアウターリップ部ｄの肉厚を単純に大きくしたのでは、アウターリップ部ｄのポンプ機能が十分に発揮されなくなってしまうという問題がある。

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、ベース部およびアウターリップ部にポンピング機能を十分に持たせつつ、十分な補給量を確保することができ、しかも良好なシール機能を持たせることの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、本発明のカップシールは、凹部に収容され、径方向に延設される環状のベース部と、このベース部にその内周側端部から軸方向に延設される環状のインナーリップ部と、前記ベース部にその外周側端部から軸方向に延設されかつ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とを少なくとも備えるカップシールにおいて、前記アウターリップ部に第１シール部が設けられており、この第１シール部は、前記アウターリップ部の外周において、前記アウターリップ部の方から前記ベース部の方への作動液の流れに対して前記凹部の底壁に密着してこの底壁との間をシールするとともに、前記ベース部の方から前記アウターリップ部の方への作動液の流れに対して前記凹部の底壁から離間してこの底壁との間に間隙を形成するシール部であり、更に、前記ベース部に第２シール部が設けられており、この第２シール部が、前記アウターリップ部の外周において、前記アウターリップ部の方から前記ベース部の方への作動液の流れに対して前記アウターリップ部の先端が対向する前記凹部の第１側壁と反対側の凹部の第２側壁に密着してこの第２側壁との間をシールするとともに、前記ベース部の方から前記アウターリップ部の方への作動液の流れに対して前記凹部の第２側壁から離間してこの第２側壁との間に間隙を形成するシール部であり、前記カップシールが、前記ベース部に前記インナーリップ部と前記アウターリップ部との間に位置して軸方向に延設された中間リップ部を備えていて、前記ベース部、前記インナーリップ部、前記アウターリップ部、および前記中間リップ部により、断面が略Ｅ字状に形成されており、前記中間リップ部が所定数周方向に所定の間隔を置いて配設されていて、互いに周方向に隣接する中間リップ部の間に前記中間リップ部の内外周側を連通する連通路が形成されていることを特徴としている。

また、本発明のカップシールは、前記中間リップ部のそれぞれの先端に凹溝が形成されていることを特徴としている。

更に、本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、作動液を蓄える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、前記シール部材が前述の本発明のカップシールのいずれか１つで構成されていることを特徴としている。

このように構成された本発明に係るカップシールによれば、アウターリップ部の外周においてアウターリップ部の方からベース部の方への作動液の流れに対して、アウターリップ部の第１シール部が凹部の底壁に密着してこの底壁との間をシールするととともに、ベース部の第２シール部がアウターリップ部の先端が対向する凹部の第１側壁と反対側の凹部の第２側壁に密着してこの第２側壁との間をシールするようになるので、アウターリップ部の方からベース部の方への作動液の流れに対して直列に配設された２重のシール部を構成することができる。これにより、カップシールのシール性が向上し、カップシールのアウターリップ部の第１シール部より、アウターリップ部の方からベース部の方への作動液の流れにおける上流側の液圧を高度に確保することができる。

また、アウターリップ部の外周においてベース部の方からアウターリップ部の方への作動液の流れに対して、アウターリップ部の第１シール部が凹部の底壁から離間してこの底壁との間に間隙を形成するととともに、ベース部の第２シール部が凹部の第２側壁から離間してこの第２側壁との間に間隙を形成するようになるので、カップシールのベース部の第２シール部より、ベース部の方からアウターリップ部の方への作動液の流れにおける上流側に向かう作動液の流れをスムーズにすることができる。

更に、所定数の中間リップ部を周方向に所定の大きな間隔を置いて円環状にかつ間欠的に配設して、隣接する中間リップ部間の部分に中間リップ部が存在しないようにすることで、アウターリップ部をその径方向内側へ撓み易くさせることができる。これにより、アウターリップ部の外周側において、作動液のベース部側からアウターリップ部側への流れをより一層スムーズかつより一層容易にすることができる。

一方、本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、アウターリップ部の第１シール部が凹部の底壁に密着しかつベース部の第２シール部が凹部の第２側壁に密着するようになるので、液圧室からリザーバに向かうブレーキ液の流れに対して直列に配設された２重のシール部を構成することができる。これにより、カップシールによるシール性が向上し、液圧室の液圧を高度に確保することができる。

また、作動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第１シール部が凹部の底壁から離間してこの底壁との間に間隙を形成し、かつベース部の第２シール部が凹部の第２側壁から離間してこの第２側壁との間に間隙を形成するので、リザーバから液圧室に向かう作動液の流れをスムーズにすることができる。これにより、アウターリップ部およびベース部にポンピング機能を発揮させることができる。このポンピング機能によりリザーバの作動液を液圧室に液補給を十分に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。したがって、カップシールに第２シール部を設けてもカップシールの液補給性を良好に確保することができ、ピストンの後退時の応答性を向上することができる。

このように、本発明のマスタシリンダによれば、カップシールのアウターリップ部およびベース部にポンピング機能を十分に持たせつつ、良好なシール機能も持たせることができる。

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（ａ）は本発明に係るカップシールを備えるマスタシリンダの実施の形態の一例を示す縦断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）における第１カップシール部の部分拡大図、図２（ａ）および（ｂ）はこのマスタシリンダに用いられているカップシールを示す図である。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（ａ）に示すように、プランジャ型マスタシリンダ１はブレーキシステムのマスタシリンダとして用いられており、シリンダ本体２を備えている。このシリンダ本体２内には、シリンダ孔３が形成されている。

シリンダ孔３内には、プライマリピストン４と、セカンダリピストン５とが摺動可能に挿入されている。プライマリピストン４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４およびセカンダリピストン５により、シリンダ孔３内には、第１液圧室６がプライマリピストン４とセカンダリピストン５との間に区画形成され、また第２液圧室７がセカンダリピストン５とシリンダ孔３の底部３ａとの間に区画形成されている。

第１液圧室６には第１軸部材８が設されており、この第１軸部材８には左右一対の第１および第２リテーナ９,１０が設けられている。第１リテーナ９は第１軸部材８に固定されているが、第２リテーナ１０は第１軸部材８に摺動可能とされている。その場合、第２リテーナ１０が第１軸部材８の右端に形成されたフランジ８ａに当接することで、第１および第２リテーナ９,１０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９,１０の間には、第１リターンスプリング１１が縮設されている。第１リテーナ９はセカンダリピストン５に常時当接されるととも第２リテーナ１０はプライマリピストン４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４とセカンダリピストン５は最大に離間した状態に設定される。

また、第２液圧室７には第２軸部材１２が配設されており、この第２軸部材１２に第３リテーナ１３が摺動可能に嵌合されている。その場合、第３リテーナ１３は第２軸部材１２の右端に形成されたフランジ１２ａに当接することで、第３リテーナ１３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。第２軸部材１２の左端に形成されたフランジ１２ｂと第３リテーナ１３との間には、第２リターンスプリング１４が縮設されている。第３リテーナ１３はセカンダリピストン５に常時当接されるとともに、第２軸部材１２はシリンダ孔３の底部３ａ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、セカンダリピストン５は底部３ａから最大に離間した状態に設定される。

シリンダ本体２には、作動液であるブレーキ液を蓄えるリザーバ１５が設けられている。このリザーバ１５は、第１連通路１６およびプライマリピストン４に形成され第１液圧室６に常時連通する第１リリーフポート１７を介して第１液圧室６に連通可能にされている。第１リリーフポート１７は、プライマリピストン４の左端側筒状部４ａに穿設されてプライマリピストン４の内周側の第１液圧室６と外周側の第１連通路１６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１５は、第２連通路１８およびセカンダリピストン５に形成された第２リリーフポート１９を介して第２液圧室７に連通可能にされている。第１リリーフポート１７と同様に、第２リリーフポート１９も、セカンダリピストン５の筒状部５ａに穿設されてセカンダリピストン５の内周側の第２液圧室７と外周側の第２連通路１８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４が配設されるシリンダ孔３の内周面には凹部２０が形成されている。図１（ｂ）に示すようにこの凹部２０には、環状の第１カップシール２１が収容されているとともに、プライマリピストン４がこの第１カップシール２１を液密にかつ摺動可能に貫通している。

図２（ａ）,（ｂ）および図３に示すように、この環状の第１カップシール２１は、径方向に延設されかつプライマリピストン４が摺動可能に貫通する円環状のベース部２１ａ、このベース部２１ａ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４が摺動可能に貫通する環状のインナーリップ部２１ｂと、ベース部２１ａの外周側端部から軸方向に延設されかつ凹部２０の底壁２０ａに離間可能に当接する環状のアウターリップ部２１ｃと、インナーリップ部２１ｂとアウターリップ部２１ｃとの径方向中間に位置してベース部２１ａの内周側端部から軸方向に延設された中間リップ部２１ｄとから構成されている。

その場合、アウターリップ部２１ｃの先端が凹部２０の前方側の第１側壁２０ｃに対向している。また、アウターリップ部２１ｃはその先端側が弾性的に撓み易い肉厚にされていて、リザーバ１５からのブレーキ液を吸込み易くされている。更に、アウターリップ部２１ｃの軸方向長さはインナーリップ部２１ｂの長さより長く形成されているが、中間リップ部２１ｄの長さより短く形成されている。このアウターリップ部２１ｃの先端部外周面に環状突起状の第１シール部２１ｅが形成されている。

また、ベース部２１ａの外周端部側後面に、環状突起状の第２シール部２１ｆが形成されている。この第２シール部２１ｆは、凹部２０の第１側壁２０ｃと反対側の凹部２０の後方側の第２側壁２０ｂに対向している。更に、ベース部２１ａの後面には、第２シール部２１ｆより内周側に位置して、ベース部２１ａの内周縁から径方向に延びかつ後方に開口する所定数のベース部側溝２１ｇが周方向の等間隔に設けられている。

中間リップ部２１ｄは、所定数（図示例では５個）の中間リップ部２１ｄが周方向に所定の大きな間隔を置いて円環状に配設されている。これにより、第１カップシール２１は、中間リップ部２１ｄの部分では軸方向断面が略Ｅ字状に形成されるとともに、中間リップ部２１ｄのない部分、つまり連通路２１ｈの部分では軸方向断面がコ字状に形成される。また、互いに周方向に隣接する中間リップ部２１ｄ,２１ｄの間に中間リップ部２１ｄの内外周側を連通する連通路２１ｈが形成されている。これらの中間リップ部２１ｄは、それらの先端が凹部２０の第１側壁２０ｃに当接可能とされているとともにこの第１側壁２０ｃに当接することでそれ以上の軸方向前方の移動が阻止されるようになっている。その場合、各中間リップ部２１ｄの先端には凹溝２１ｄ₁が形成されており、この凹溝２１ｄ₁の部分は凹部２０の第１側壁２０ｃに当接しない。

そして、図１（ａ）および（ｂ）に示すように第１カップシール２１が凹部２０内に収容された状態でマスタシリンダ１の非作動時には、第１シール部２１ｅが凹部２０の底面２０ａに当接するとともに、第２シール部２１ｆが凹部２０の第２側壁２０ｂに当接するようになっている。また、同様にマスタシリンダ１の非作動時には、各中間リップ部２１ｄが凹部２０の第１側壁２０ｃに形成されたテーパ面２０ｃ′に当接するようになっている。

シリンダ本体２には、第１カップシール２１の後方近傍に位置して、第１リリーフポート１７と第１連通路１６とを連通する軸方向通路２２が設けられている。この軸方向通路２２は第１カップシール２１のベース部側溝２１ｇにも常時連通している。

セカンダリピストン５が配設されるシリンダ孔３の内周面にも、前述の凹部２０と同じ凹部（符号省略）が形成されている。この凹部には、環状の第２カップシール２３が収容されているとともに、セカンダリピストン５がこの第２カップシール２３を液密にかつ摺動可能に貫通している。この第２カップシール２３は第１カップシール２１とまったく同じに形成されている。したがって、その詳細な説明は省略する。

更に、図１（ａ）には明りょうに示されないが、この第２カップシール２３の後方近傍にも、第２連通路１８と第２リリーフポート１９とを連通する、軸方向通路２２とまったく同じ軸方向通路が形成されている。そして、この軸方向通路も第２カップシール２３のベース部側溝（第１カップシール２１のベース部側溝２１ｇとまったく同じ）に常時連通している。

第１液圧室６は第１出力ポート２４に連通されているとともに、この第１出力ポート２４を介して図示しない２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７は第２出力ポート２５に連通されているとともに、この第２出力ポート２５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。

シリンダ本体２のシリンダ孔３の後端部内周にはカップシール２６が設けられており、このカップシール２６をプライマリピストン４が摺動可能に貫通している。カップシール２６は前述の第１および第２カップシール２１,２３と異なる従来公知のカップシールからなり、シリンダ本体２のシリンダ孔３の内周面とプライマリピストン４の外周面との間の液密を確保している。これにより、第１連通路１６のブレーキ液がシリンダ本体２から外部に漏出するのが防止されている。

同様に、シリンダ本体２のシリンダ孔３の、第２連通路１８より後方近傍部にはカップシール２７が設けられており、このカップシール２７をセカンダリピストン５が摺動可能に貫通している。カップシール２７も前述の第１および第２カップシール２１,２３と異なる従来公知のカップシールからなり、シリンダ本体２のシリンダ孔３の内周面とセカンダリピストン４の外周面との間の液密を確保している。これにより、第１液圧室６の液圧が保持される。

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）に示すブレーキ非作動状態では、プライマリピストン４およびセカンダリピストン５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４,５の後退限位置となっている。プライマリピストン４の後退限位置では、その第１リリーフポート１７の後端側の一部が第１カップシール２１のベース部２１ａの後端より後方に位置して所定の間隙α（図１（ｂ）に図示）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１７と第１連通路１６とが軸方向通路２２を介して連通する。したがって、第１液圧室６がリザーバ１５に連通し、第１液圧室６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５の後退限位置では、第２液圧室７がリザーバ１５に連通し、第２液圧室７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４が前進すると、第１リリーフポート１７の全体が第１カップシール２１のベース部２１ａおよびインナーリップ部２１ｂによって閉塞される。このため、第１リリーフポート１７と第１連通路１６とが遮断されて第１液圧室６がリザーバ１５から遮断され、第１液圧室６に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４の前進による第１リターンスプリング１１を介して伝達されるペダル踏力によってセカンダリピストン５が前進し、同様にして、第２液圧室７がリザーバ１５から遮断され、第２液圧室７内に液圧が発生する。

そして、図４（ａ）に示すように、第１液圧室６内の液圧により、第１カップシール２１が凹部２０内で後方に押圧され、第２シール部２１ｆおよびベース部２１ａの後端面が凹部２０の第２側壁２０ｂに密着される。そして、第２シール部２１ｆは凹部２０の第２側壁２０ｂとの間をシールする。また、第１カップシール２１のインナーリップ部２１ｂがプライマリピストン４の外周面に密着されるとともに、第１カップシール２１のアウターリップ部２１ｃの第１シール部２１ｅが凹部２０の底壁２０ａに密着される。そして、第１シール部２１ｅは凹部２０の底壁２０ａとの間をシールする。すなわち、第１および第２シール部２１ｅ,２１ｆは、アウターリップ部２１ｃの外周面と凹部２０の底壁２０ａとの間およびベース部２１ａの後端面と凹部２０の第２側壁２０ｂとの間を通して第１液圧室６からリザーバ１５に向かうブレーキ液の流れに対して直列に配設されて２重のシール部を構成する。このとき、中間リップ部２１ｄの先端は、凹部２０のテーパ面２０ｃ′から離間する。

これにより、第１液圧室６はリザーバ１５から密封され、第１液圧室６のブレーキ液がリザーバ１５へ漏出しなく、第１液圧室６の液圧が確保される。このとき、仮に第１シール部２１ｅのシール面圧が部分的に小さく、図４（ａ）に矢印で示すように第１液圧室６のブレーキ液が第１シール部２１ｅと凹部２０の底壁２０ａとの間のシール部分のうち、このシール面圧の小さい部分から漏出したとする。しかし、第１シール部２１ｅを漏出したブレーキ液は、第２シール部２１ｆと凹部２０の第２側壁２０ｂとの間のシール部分で遮断され、ベース部側溝２１ｇの方へ漏出しない。

このように、ブレーキ液の流れ方向に直列に配設された第１および第２シール部２１ｅ,２１ｆによる２重シールにより、第１液圧室６のブレーキ液の漏出が確実に防止されて、第１液圧室６の液圧が高度に確保される。
プライマリピストン４が更に前進すると、第１液圧室６の液圧が上昇する。この第１液圧室６の液圧は、第１出力ポート２４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。

セカンダリピストン５が前進すると、第２液圧室７に液圧が発生する。同様にして、第２カップシール２３の第１および第２シール部による２重シールにより、第２液圧室７のブレーキ液の漏出が確実に防止されて、第２液圧室７の液圧が高度に確保される。
セカンダリピストン５が更に前進すると、第２液圧室７の液圧が上昇する。この第２液圧室７の液圧は、第２出力ポート２５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４が第１リターンスプリング１１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６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２１ｃの後端側がリザーバ１５に連通していて大気圧となっているため、図４（ｂ）に示すように第１カップシール２１が凹部２０内で前方へ移動して、第１カップシール２１の後端面および第２シール部２１ｆと凹部２０の第２側壁２０ｂとの間に間隙が形成される。このとき、中間リップ２１ｄがテーパ面２０ｃ′に当接する。また、第１液圧室６の液圧が瞬間的に負圧ぎみになることで、アウターリップ部２１ｃの先端側が内側に撓んで、凹部２０の底壁２０ａとアウターリップ部２１ｃの第１シール部２１ｅとの間に間隙が形成されるとともに、ベース部２１ａの外周端部側が前方に撓んで、ベース部２１ａの後端面と凹部２０の第２側壁２０ｂとの間隙が大きくなる。

これにより、リザーバ１５のブレーキ液が第１連通路１６、軸方向通路２２、ベース部側溝２１ｇ、ベース部２１ａの後端面と凹部２０の第２側壁２０ｂとの間の間隙、および底壁２０ａとアウターリップ部２１ｃとの間の間隙を通って第１カップシール２１の前側に流入する。更に、このブレーキ液は中間リップ２１ｄを内側に撓ませて第１液圧室６内に流入する。このように、第１および第２シール部２１ｅ,２１ｆは、リザーバ１５から第１液圧室６への作動液の流れに対して、それぞれ凹部２０の底壁２０ａおよび第２側壁２０ｂから離間してこれらの底壁２０ａおよび第２側壁２０ｂとの間に間隙を形成するシール部を構成している。これにより、リザーバ１５からブレーキ液が第１液圧室６に確実に補給され、第１液圧室６の液圧が低下し、プライマリピストン４は第１リターンスプリング１１の付勢力でスムーズにかつ迅速に後退する。

プライマリピストン４の後退および第１液圧室６の液圧の低下により、セカンダリピストン５が第２リターンスプリング１４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６と同様に、第２液圧室７にリザーバ１５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５もスムーズにかつ迅速に後退し、第２液圧室７の液圧が低下する。

プライマリピストン４が後退して、図１（ａ）および（ｂ）に示すように第１リリーフポート１７の後端側の一部が第１カップシール２１のベース部２１ａの後端より後方に位置すると、第１リリーフポート１７と第１連通路１６とが軸方向通路２２およびベース部側溝２１ｇを介して連通する。これにより、第１液圧室６のブレーキ液が第１リリーフポート１７および第１連通路１６を通ってリザーバ１５に排出され、第１液圧室６の液圧が更に低下する。

同様にして、セカンダリピストン５が後退することで、第２リリーフポート１９と第２連通路１８とが連通し、第２液圧室７のブレーキ液が第２リリーフポート１９および第２連通路１８を通ってリザーバ１５に排出され、第２液圧室７の液圧が更に低下する。

両ピストン４,５が図１（ａ）に示す後退限位置になると、両ピストン４,５が停止し、第１および第２液圧室６,７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。

このように、この例の第１および第２カップシール２１,２３によれば、アウターリップ部２１ｃの外周においてアウターリップ部２１ｃの方からベース部２１ａの方へのブレーキ液（作動液）の流れに対して、アウターリップ部２１ｃの第１シール部２１ｅが凹部２０の底壁２０ａに密着してこの底壁２０ａとの間をシールするととともに、ベース部２１ａの第２シール部２１ｆが対向する凹部２０の第２側壁２０ｂに密着してこの第２側壁２０ｂとの間をシールするようになるので、アウターリップ部２１ｃの方からベース部２１ａの方へのブレーキ液の流れに対して直列に配設された２重のシール部を構成することができる。これにより、第１および第２カップシール２１,２３のシール性が向上し、第１および第２カップシール２１,２３のアウターリップ部２１ｃの第１シール部２１ｅより、アウターリップ部２１ｃの方からベース部２１ａの方へのブレーキ液の流れにおける上流側の液圧（つまり、第１および第２液圧室６,７の液圧）を高度に確保することができる。

また、アウターリップ部２１ｃの外周においてベース部２１ａの方からアウターリップ部２１ｃの方へのブレーキ液の流れに対して、アウターリップ部２１ｃの第１シール部２１ｅが凹部２０の底壁２０ａから離間してこの底壁２０ａとの間に間隙を形成するととともに、ベース部２１ａの第２シール部２１ｆが凹部２０の第２側壁２０ｂから離間してこの第２側壁２０ｂとの間に間隙を形成するようになるので、第１および第２カップシール２１,２３のベース部２１ａの第２シール部２１ｆより、ベース部の方からアウターリップ部の方へのブレーキ液の流れにおける上流側に向かうブレーキ液の流れ（つまり、リザーバ１５から第１および第２液圧室６,７に向かうブレーキ液の流れ）をスムーズにすることができる。

更に、所定数の中間リップ部２１ｄを周方向に所定の大きな間隔を置いて円環状にかつ間欠的に配設して、隣接する中間リップ部２１ｄ間の部分（つまり、連通路２１ｈの部分）に中間リップ部２１ｄが存在しないようにすることで、アウターリップ部２１ｃをその径方向内側へ撓み易くさせることができる。これにより、アウターリップ部２１ｃの外周側において、ブレーキ液のベース部２１ａ側からアウターリップ部２１ｃ側への流れをより一層スムーズかつより一層容易にすることができる。なお、このアウターリップ部２１ｃの径方向内側への撓み易さ性は、第２シール部２１ｆが設けられない従来公知の横断面Ｅ字状のカップシールでも得ることができる。

一方、この例のマスタシリンダ１によれば、作動時、第１液圧室６に発生した液圧により、第１カップシール２１のインナーリップ部２１ｂがプライマリピストン４の外周面に密着するとともに、アウターリップ部２１ｃの第１シール部２１ｅが凹部２０の底壁２０ａに密着し、更に、ベース部２１ａの第２シール部２１ｆが凹部２０の第２側壁２０ｂに密着するようにしているので、ブレーキ液の流れ方向に直列に配設された第１および第２シール部２１ｅ,２１ｆによる２重シールにより、第１液圧室６のブレーキ液の漏出を防止でき、第１液圧室６の液圧を高度に確保することができる。また同様にして、第２カップシール部材２３の第１および第２シール部による２重シールにより、第２液圧室７のブレーキ液の漏出を防止でき、第２液圧室７の液圧を高度に確保することができる。これにより、第１および第２カップシール２１,２３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４の後退開始時には、第１カップシール２１のベース部２１ａおよびアウターリップ部２１ｃの各ポンピング機能によりリザーバ１５のブレーキ液を第１液圧室６に補給しているので、プライマリピストン４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。同様にして、セカンダリピストン５の後退時には、第２カップシール２３のベース部およびアウターリップ部の各ポンピング機能によりリザーバ１５のブレーキ液を第２液圧室７に補給しているので、セカンダリピストン５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カップシール２１,２３のブレーキ液補給性を向上することができ、これにより両ピストン４,５の後退時の応答性を向上することができる。

このように、この例のマスタシリンダ１によれば、第１および第２カップシール２１,２３の各アウターリップ部および各ベース部にポンピング機能を十分に持たせつつ、良好なシール機能も持たせることができる。

なお、前述の例では、所定数の中間リップ部２１ｄを周方向に所定の間隔を置いて配設しているが、本発明はこれに限定されることはなく、中間リップ部２１ｄを１つの連続した環状のリップとして形成することもできる。

図５（ａ）および（ｂ）は、前述の例のマスタシリンダに用いられるカップシールの他の例を示す、それぞれ、図２（ａ）および（ｂ）と同様の図である。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２（ａ）および（ｂ）に示す例のカップシール２１は、中間リップ部２１ｄを有する断面Ｅ字状に形成されているが、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、この例のカップシール２１は中間リップ部２１ｄを有さず、インナーリップ部２１ｂとアウターリップ部２１ｃとから断面コ字状に形成されている。
この例のマスタシリンダ１および第１、第２カップシール２１,２３の他の構成および作用効果は、前述の例と同じである。

なお、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に限定されることはなく、シリンダとこのシリンダ内にその軸方向に相対移動可能に配設される摺動部材とからなるシリンダ装置で、カップシールの軸方向一側から軸方向他側への作動液の流れを阻止しかつカップシールの軸方向他側から軸方向一側への作動液の流れを許容するようになっているシリンダ装置であれば、どのようなシリンダ装置にも用いることができる。

また、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。

本発明に係るマスタシリンダは、カップシールを備え、ピストンの前進時に液圧室に液圧を発生し、かつピストンの後退時に液圧室に作動ブレーキ液を補給するプランジャ型のマスタシリンダに好適に利用可能である。特に、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に好適に利用可能である。

（ａ）は本発明に係るカップシールを備えるマスタシリンダの実施の形態の一例を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）における第１カップシール部の部分拡大図である。 図１に示す例のマスタシリンダに用いられているカップシールの一例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるIIB−IIB線に沿う断面図である。 図２（ａ）の下面図である。 図２に示す例のカップシールの挙動を示し、（ａ）はカップシールのシール性を説明する図、（ｂ）はカップシールの液補給性を説明する図である。 図１に示す例のマスタシリンダに用いられているカップシールの他の例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるVB−VB線に沿う断面図である。 従来のマスタシリンダに用いられているカップシールの一例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるVIB−VIB線に沿う断面図である。

符号の説明

１…マスタシリンダ、２…シリンダ本体、３…シリンダ孔、４…プライマリピストン、５…セカンダリピストン、６…第１液圧室、７…第２液圧室、１５…リザーバ、１６…第１連通路、１７…第１リリーフポート、１８…第２連通路、１９…第２リリーフポート、２０…凹部、２０ａ…底壁、２０ｂ…第２側壁、２０ｃ…第１側壁、２０ｃ′…テーパ面、２１…第１カップシール、２１ａ…ベース部、２１ｂ…インナーリップ部、２１ｃ…アウターリップ部、２１ｅ…第１シール部、２１ｆ…第２シール部、２１ｇ…ベース部側溝、２３…第２カップシール、２４…第１出力ポート、２５…第２出力ポート

Claims (3)

1. 凹部に収容され、径方向に延設される環状のベース部と、このベース部にその内周側端部から軸方向に延設される環状のインナーリップ部と、前記ベース部にその外周側端部から軸方向に延設されかつ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とを少なくとも備えるカップシールにおいて、
   前記アウターリップ部に第１シール部が設けられており、この第１シール部は、前記アウターリップ部の外周において、前記アウターリップ部の方から前記ベース部の方への作動液の流れに対して前記凹部の底壁に密着してこの底壁との間をシールするとともに、前記ベース部の方から前記アウターリップ部の方への作動液の流れに対して前記凹部の底壁から離間してこの底壁との間に間隙を形成するシール部であり、
   更に、前記ベース部に第２シール部が設けられており、この第２シール部は、前記アウターリップ部の外周において、前記アウターリップ部の方から前記ベース部の方への作動液の流れに対して前記アウターリップ部の先端が対向する前記凹部の第１側壁と反対側の凹部の第２側壁に密着してこの第２側壁との間をシールするとともに、前記ベース部の方から前記アウターリップ部の方への作動液の流れに対して前記凹部の第２側壁から離間してこの第２側壁との間に間隙を形成するシール部であり、
   前記カップシールは、前記ベース部に前記インナーリップ部と前記アウターリップ部との間に位置して軸方向に延設された中間リップ部を備えていて、前記ベース部、前記インナーリップ部、前記アウターリップ部、および前記中間リップ部により、断面が略Ｅ字状に形成されており、
   前記中間リップ部が所定数周方向に所定の間隔を置いて配設されていて、互いに周方向に隣接する中間リップ部の間に前記中間リップ部の内外周側を連通する連通路が形成されていることを特徴とするカップシール。
2. 前記中間リップ部のそれぞれの先端に凹溝が形成されていることを請求項１に記載の特徴とするカップシール。
3. 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、作動液を蓄える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、
   前記シール部材は請求項１または２に記載のカップシールで構成されていることを特徴とするマスタシリンダ。

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