JP4493506B2 - リップ状シール部材及び該リップ状シール部材を用いた車両用液圧マスタシリンダ - Google Patents

Description

本発明は、リップ状シール部材及び該リップ状シール部材を用いた車両用液圧マスタシリンダに関する。

リップ状シール部材は、無端状に突出形成されたリップ部を有する、一般にゴムを主成分とするゴム組成物によって成形されている。例えば、自動車などの車両のブレーキやクラッチを液圧で作動する車両用液圧マスタシリンダには、ピストンとシリンダ孔の内周壁との間にリップ状シール部材としてカップシールが用いられている（例えば、特許文献１参照）。

車両用液圧マスタシリンダはシリンダ孔の底部とピストンとの間に画成された液圧室を有し、ピストンはピストンのフランジ部に装着されたカップシールによってシリンダ孔内周面に対し液密に摺動する。このピストンが液圧室側へ前進すると、カップシールのリップ部は、液圧室内に発生した液圧によって開く方向に力を受け、シリンダ孔内周面に押し付けられながら摺動する。また、車両用液圧マスタシリンダはピストンの小径軸部外周に画成された補給油室を有し、ピストンが液圧室と反対方向へ戻る（後退）際に、カップシールのリップ部が変形して、補給油室内の作動液を液圧室へ補給する。

したがって、車両用液圧マスタシリンダのカップシールは、シリンダ孔の内周壁とピストンとを液密的に移動可能な状態で密接させることができ、かつピストンの後退時にはリップ部が変形可能な柔軟性が必要とされる。特に、カップシールは、高温時における柔軟性が要求される。

また、シリンダ孔の内周壁には貯油室との連通路の開口部が形成されており、ピストンの進退時にカップシールが開口部を通過する。カップシールは、この開口部に食い込み、いわゆるクワレに起因する傷等が発生すると、シール不良となる。そのため、カップシールは、クワレを発生させないために強さが必要とされていた。

さらに、リップ状シール部材としては、例えば自動車のアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）のプランジャポンプにおいて、プランジャの溝に装着され、ポンプハウジング内の油圧路内周面に摺動自在に接触する断面Ｘ字状のＸシールがある（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３−９５０８２号公報 特開２００４−３０８８３７号公報

本発明の目的は、柔軟性と強さを備えたリップ状シール部材及び該リップ状シール部材を用いた車両用液圧マスタシリンダを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明にかかるリップ状シール部材は、ベース部と、該ベース部から無端状に突出形成されたリップ部と、を有し、
前記リップ部を被シール面に対して液密にかつ摺動可能に押圧するリップ状シール部材であって、
前記リップ状シール部材は、エチレン・プロピレンゴム１００重量部に対し、平均粒径４０〜５００ｎｍのカーボンブラック６０〜２５０重量部を添加したゴム組成物を架橋成形して得られ、
前記エチレン・プロピレンゴムは、プロピレン含有量が３５〜６０重量％であり、未架橋体における、パルス法ＮＭＲを用いてハーンエコー法によって観測核が ^１ Ｈ、１５０℃で測定した、第２成分の成分分率（ｆｎｎ）が０．１８以上であり、かつ反転回復法もしくは飽和回復法によって観測核が ^１ Ｈ、１５０℃で測定したスピン−格子緩和時間（Ｔ１）が３００ｍｓｅｃ以上であり、
前記リップ状シール部材は、パルス法ＮＭＲを用いてハーンエコー法によって観測核が ^１ Ｈ、１５０℃で測定した、第２成分の成分分率（ｆｎｎ）が０．１５以上であり、かつ反転回復法もしくは飽和回復法によって１５０℃で測定したスピン−格子緩和時間（Ｔ１）が２６０ｍｓｅｃ以上であることを特徴とする。

本発明にかかるリップ状シール部材によれば、比較的大径のカーボンブラックを大量に用いたことによって、カーボンブラックの周りに形成されるバウンドラバー（拘束成分）を減少させることができ、高温における柔軟性、特に耐ヘタリ性が向上すると共に、強さが向上してクワレの発生を抑えることができる。リップ状シール部材の耐ヘタリ性は、高温における圧縮永久歪試験によって判断することができる。リップ状シール部材の強さは、動的弾性率（貯蔵弾性率）によって判断することができる。さらに、プロピレンの含有量を３５〜６０重量％と多くしたことで、リップ状シール部材の柔軟性を向上させることができる。

ここで、本発明にかかるリップ状シール部材において、
前記ゴム組成物は、エチレン・プロピレンゴム１００重量部に対し、前記カーボンブラック９０〜１８０重量部を添加することができる。

このような構成とすることで、柔軟性を維持しながら、耐クワレ性に優れた好ましい強さとしたリップ状シール部材とすることができる。

ここで、本発明にかかるリップ状シール部材において、
前記カーボンブラックは、窒素吸着比表面積が８０ｍ^２／ｇ以下とすることができる。

このような構成とすることで、柔軟性を維持しながら、耐クワレ性をに優れた好ましい強さとしたリップ状シール部材とすることができる。

ここで、本発明にかかるリップ状シール部材は、１０Ｈｚ、３０℃及び１５０℃における動的弾性率がいずれも１２ＭＰａ以上とすることができる。

このような構成とすることで、高温においても柔軟でありながら所望の強さを持ったリップ状シール部材とすることができる。

ここで、本発明にかかるリップ状シール部材は、３０℃から１５０℃への温度上昇に伴う動的弾性率の変化率が±２５％以内とすることができる。

このような構成とすることで、常温から高温までの温度範囲において柔軟性を維持したまま所望の強さを持ったリップ状シール部材とすることができる。

また、本発明にかかるリップ状シール部材は、カップシールまたはＸシールとすることができる。

本発明にかかる車両用液圧マスタシリンダは、このようなリップ状シール部材からなるカップシールを装着されたピストンと、
前記ピストンが挿入されるシリンダ孔を有するシリンダボディと、
前記ピストンと前記シリンダ孔の底部との間に画成された液圧室と、
前記ピストンが前記底部に対して後退した際に、前記液圧室と貯液室とを連通する連通路と、を含み、
前記連通路は、前記シリンダ孔の内周壁に開口部を有し、
前記リップ状シール部材は、前記ピストンの移動によって、前記連通路の開口部を通過して前記シリンダ孔の内周壁に対し摺動することを特徴とする。

このような構成とすることで、耐ヘタリ性を持ち、かつ補給油路の開口部におけるクワレを抑える所望の強さのリップ状シール部材を有する車両用液圧マスタシリンダとすることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態にかかるリップ状シール部材としてのカップシール８２ａ，８２ｂ，９２ａ，９２ｂを含む車両用の液圧マスタシリンダ７３を模式的に示す断面図である。図２は、液圧マスタシリンダ７３のカップシール８２ａの部分拡大断面図である。図３は、本発明の一実施の形態にかかるリップ状シール部材としてのＸシール１０を含むプランジャポンプ１を模式的に示す断面図である。

本実施の形態にかかるリップ状シール部材（カップシール８２ａ，８２ｂ，９２ａ，９２ｂ、Ｘシール１０）は、ベース部８２１と、該ベース部８２１から無端状に突出形成されたリップ部８２２と、を有し、前記リップ部８２２を被シール面に対して液密にかつ摺動可能に押圧するリップ状シール部材であって、前記リップ状シール部材は、エチレン・プロピレンゴム１００重量部に対し、平均粒径４０〜５００ｎｍのカーボンブラック６０〜２５０重量部を添加したゴム組成物を架橋成形して得られ、前記エチレン・プロピレンゴムは、プロピレン含有量が３５〜６０重量％であり、未架橋体における、パルス法ＮＭＲを用いてハーンエコー法によって観測核が ^１ Ｈ、１５０℃で測定した、第２成分の成分分率（ｆｎｎ）が０．１８以上であり、かつ反転回復法もしくは飽和回復法によって観測核が ^１ Ｈ、１５０℃で測定したスピン−格子緩和時間（Ｔ１）が３００ｍｓｅｃ以上であり、前記リップ状シール部材は、パルス法ＮＭＲを用いてハーンエコー法によって観測核が ^１ Ｈ、１５０℃で測定した、第２成分の成分分率（ｆｎｎ）が０．１５以上であり、かつ反転回復法もしくは飽和回復法によって１５０℃で測定したスピン−格子緩和時間（Ｔ１）が２６０ｍｓｅｃ以上である。

また、本実施の形態にかかる車両用液圧マスタシリンダ７３は、前記リップ状シール部材からなるカップシール８２ａ，８２ｂ，９２ａ，９２ｂを装着されたピストン８１と、前記ピストン８１が挿入されるシリンダ孔７７を有するシリンダボディ７６と、前記ピストン８１と前記シリンダ孔７７の底部７６ｂとの間に画成された液圧室８３と、前記ピストン８１が前記底部７６ｂに対して後退した際に、前記液圧室８３と貯液室としてのリザーバ７８とを連通する連通路７９、８９と、を含み、前記連通路７９，８９は、前記シリンダ孔の内周壁に開口部７９ａ，８９ａを有し、前記リップ状シール部材は、前記ピストン８１の移動によって、前記連通路の開口部７９ａ，８９ａを通過して前記シリンダ孔７７の内周壁に対し摺動する。

１．液圧マスタシリンダ
本実施の形態にかかる液圧マスタシリンダ７３は、例えば四輪車両用のブレーキ装置であり、液圧式ブレーキ装置７１の一部を構成する。この液圧式ブレーキ装置７１は、液圧マスタシリンダ７３および液圧式ブレーキ（図示せず）を含む。図１においては、液圧式ブレーキ装置７１のうち液圧マスタシリンダ７３の部分のみが示されている。液圧マスタシリンダ７３には、負圧ブースタ（図示せず）を介してブレーキペダル（図示せず）が取り付けられている。また、液圧マスタシリンダ７３と液圧式ブレーキとは、液圧配管７５（矢印を用いて省略して示す）によって連結されている。

図１に示すように、この液圧式ブレーキ装置７１においては、図示せぬブレーキペダルの踏み込みによるブレーキ操作によって、液圧マスタシリンダ７３内で発生した液圧を、液圧配管７５を介して液圧式ブレーキ（図示せず）に供給することにより、車輪の制動を行なう。

液圧マスタシリンダ７３は、シリンダボディ７６の内部が、隔壁７６ａによってシリンダ孔７７と作動液のリザーバ７８とに仕切られている。カップシール８２ａ，８２ｂ，９２ａ，９２ｂを装着されたピストン８１，９１は、このシリンダ孔７７の内周壁に対し摺動して移動可能である。本実施の形態において、ピストン８１，９１に装着された環状のカップシール８２ａ，８２ｂ，９２ａ，９２ｂが、リップ状シール部材である。ピストン８１とシリンダ孔７７の底部７６ｂとの間に画成された液圧室８３と、シリンダ孔７７およびピストン８１，９１とによって画成された液圧室９３と、を含み、各々の液圧室８３，９３から液圧式ブレーキに液圧が供給される。

各液圧室８３，９３は、液圧マスタシリンダ７３が作動していない状態（図１参照）において、それぞれ連通路としてのリリーフポート７９，８９を介して、リザーバ７８と連絡している。すなわち、リリーフポート７９は、開口部７９ａを含み、液圧マスタシリンダ７３が作動していない状態において、開口部７９ａを介してリザーバ７８とシリンダ孔７７とを連絡している。また、リリーフポート８９は、開口部８９ａを含み、液圧マスタシリンダ７３が作動していない状態において、開口部８９ａを介してリザーバ７８とシリンダ孔７７とを連絡している。開口部７９ａ，８９ａは、シリンダ孔７７の内周壁に設置されている。

リザーバ７８によって貯留される作動液は、リリーフポート７９，８９およびサプライポート８０，９０を通してシリンダ孔７７に直接供給される。

ピストン８１，９１の外周部には、それぞれ無端状のカップシール８２ａ，８２ｂおよびカップシール９２ａ，９２ｂが装着されている。すなわち、カップシール８２ａはピストン８１のうち液圧室８３に面している側に設けられ、カップシール８２ｂはピストン８１を挟んでカップシール８２ａと反対側に設けられている。また、カップシール９２ａはピストン９１のうち液圧室９３に面している側に設けられ、カップシール９２ｂはピストン９１を挟んでカップシール９２ａと反対側に設けられている。

図２に示すように、カップシール８２ａ（カップシール８２ｂ，９２ａ，９２ｂも同様の構成であるので説明は省略する）は、ピストン８１に装着固定される環状のベース部８２１と、ベース部８２１から突出し、シリンダ孔７７の内周壁に向かってテーパ状に拡径するリップ部８２２と、を有している。したがって、カップシール８２ａの縦断面は、略Ｕ字状であり、リップ部８２１が被シール面であるシリンダ孔７７の内周壁に液密かつ摺動可能に押圧されている。

本実施の形態にかかる液圧マスタシリンダ７３においては、ブレーキペタルの踏み込みによって、ブレーキ操作が行なわれると、プッシュロッド１００によって各ピストン８１，９１はともに底部７６ｂの方向（図１中左方）に移動することにより、シリンダ孔７７の内周壁に摺接するカップシール８２ａ，９２ａのリップ部８２２がそれぞれ、リリーフポート７９，８９の開口部７９ａ，８９ａを通過する。これにより、開口部７９ａ，８９ａを介した液圧室８３，９３とリザーバ７８との間の作動液の連絡が遮断される。そして、各ピストン８１，９１がさらに移動することにより、各液圧室８３，９３にて液圧が発生する。ここで発生した液圧は、液圧配管７５を介して液圧式ブレーキに供給される。このようにピストン８１，９１が液圧室８３，９３側へ前進する間、カップシール８２ａ，９２ａのリップ部８２２は、液圧室内８３，９３に発生した液圧によってリップ部８２２が開く方向に力を受け、シリンダ孔７７内周壁に押し付けられながら摺動する。

また、各液圧室８３，９３にはそれぞれ、ばね８８，９８が設けられている。ブレーキペダルの踏み込み動作を解除または弱めた場合、これらのばね８８，９８の勢いによって、ピストン８１，９１は、図２に示す設置位置に戻るべく移動する。そして、このピストン８１，９１の戻り動作に伴い、液圧室８３，９３内の液圧が、一時的にリザーバ７８内の作動液の圧力よりも低くなる。これにより、カップシール８２ａ，９２ａのリップ部８２２がシリンダ孔７７の内周壁から離れるように変形し、開口部７９ａ，８９ａを介してリザーバ７８と常時連絡しているサプライポート８０，９０から液圧室８３，９３へと作動液が補給される。

したがって、本実施の形態にかかるカップシール８２ａ，８２ｂ，９２ａ，９２ｂのリップ部８２２は、ピストン８１，９１の動作に迅速に応答して、シリンダ孔７７内周壁に対して密着（シール）・離間する柔軟性を有している。また、本実施の形態にかかるカップシール８２ａ，９２ａのリップ部は、シリンダ孔７７内周壁を摺動し、開口部７９ａ，８９ａを通過するため、いわゆるクワレなどによる損傷を受けにくい強さも有している。

また、本実施の形態にかかる液圧マスタシリンダ７３を、ＡＢＳ装置（図示せず）を備えたブレーキシステムに適用することができる。この場合、本実施の形態の液圧マスタシリンダ７３は、車輪のロックを防止するためにＡＢＳ装置が作動したときには、作動液はＡＢＳ装置に含まれるポンプによってホイールシリンダから圧力を弛めて排出され、加圧された後、液圧室８３，９３を介してリザーバ７８に戻される。

２．プランジャポンプについて
本実施の形態にかかるプランジャポンプ１は、アルミニウム製のポンプハウジング２内に形成された円筒状のカム室３と、カム室３と連通して延びる円筒状のシリンダ孔９と、を含む。カム室３には図示せぬ電動モータの出力軸４が突出し、出力軸４に取り付けられた偏心カム軸４１と、その偏心カム軸４１の外周にボールベアリングを有するカム４２が配置されている。シリンダ孔９は、一方をカム室３に開口し、他方を蓋状の出力室体７によって閉鎖され、プランジャ５が摺動可能に配置されている。そして、プランジャ５に配置された吸入弁２０と、ポンプ室体６に配置された吐出弁２２とによってポンプ室４４が形成される。

プランジャポンプ１は、図示せぬ電動モータを回転させることで、カム４２を偏心状態で回転させ、カム４２に接触するプランジャ５を回転軸４に対して進退させることで流体の吐出を行う。プランジャ５の後退移動によって、入口室４３から導入した作動液を、吸入弁２０からポンプ室４４へと導き、さらにプランジャ５の前進移動によって、作動液を吐出弁２２から出口室４６を通って吐出ポート４５へと吐出させる。

プランジャ５は、シリンダ孔９に案内されて進退駆動する際、シリンダ孔９の内壁面とプランジャ５の外壁面との間で液密状態を維持させるため、プランジャ５の外周溝に無端状のシール部材１０、１２を装着している。シール部材１０の断面形状は、図３の部分拡大図に示されている。シール部材１０は、ベース部８２１から四方に突出形成されたリップ部８２２が環状に形成された無端状であり、断面がＸ字状であることからＸシール１０と呼ばれる。Ｘシール１０は、シリンダ孔９の内壁面に狭圧されてリップ部８２２が変形し、シリンダ孔９の内壁面との密着状態を維持し、液密にシールすることができる。シリンダ孔９内をプランジャ５が進退駆動すると、リップ部８２２は、シリンダ孔９の内壁面に対して摺動する。

したがって、本実施の形態にかかるＸシール１０のリップ部８２２は、プランジャ５の高速往復動作の間、シリンダ孔９の内壁面に対して摺動し、シールする柔軟性と耐久性を有している。

３．リップ状シール部材について
本実施の形態にかかるリップ状シール部材は、例えばカップシール８２ａ，８２ｂ，９２ａ，９２ｂ、Ｘシール１０であり、エチレン・プロピレンゴム１００重量部に対し、平均粒径４０〜５００ｎｍのカーボンブラック６０〜２５０重量部を添加したゴム組成物によって成形され、前記エチレン・プロピレンゴムは、プロピレン含有量が３５〜６０重量％である。プロピレン含有量が３５重量％未満ではエチレン成分が多すぎてゴム組成物が剛直になり、柔軟性が低くなるため好ましくない。また、プロピレン含有量が６０重量％を超えると、柔らかすぎてシール部材として使用できない。

（エチレン・ピロピレンゴム）
本実施の形態に用いられるエチレン・ピロピレンゴムは、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン・共重合体）、ＥＰＭ（エチレン・プロピレン共重合体）等を用いることができるが、ＥＰＤＭが好ましい。

本実施の形態に用いられるエチレン・プロピレンゴムは、プロピレン含有量が３５〜６０重量％が好ましく、さらに好ましくは３７〜５５％である。プロピレン含有量が３５重量％未満ではエチレン成分が多すぎてゴム組成物が剛直になり、柔軟性が低くなるため好ましくない。また、プロピレン含有量が６０重量％を超えると、柔らかすぎてシール部材として使用できない。

また、本実施の形態に用いられるエチレン・ピロピレンゴムの柔軟性は、パルス法ＮＭＲを用いてハーンエコー法、反転回復法もしくは飽和磁化回復法による測定を行うことで判定できる。

パルス法ＮＭＲを用いた反転回復法もしくは飽和回復法（飽和磁化回復法）により測定されたスピン−格子緩和時間（Ｔ１）は、スピン−スピン緩和時間（Ｔ２）とともに物質の分子運動性を表す尺度である。具体的には、エチレン・ピロピレンゴムのスピン−格子緩和時間が短いほど分子運動性が低く、エチレン・ピロピレンゴムは固いといえ、そしてスピン−格子緩和時間が長いほど分子運動性が高く、エチレン・ピロピレンゴムは柔らかいといえる。

また、パルス法ＮＭＲを用いたハーンエコー法によって得られるスピン−スピン緩和時間は、物質の分子運動性を表す尺度である。具体的には、パルス法ＮＭＲを用いたハーンエコー法によりエラストマーのスピン−スピン緩和時間を測定すると、緩和時間の短い第１のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎ）を有する第１の成分と、緩和時間のより長い第２のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎｎ）を有する第２の成分とが検出される。第１の成分は高分子のネットワーク成分（骨格分子）に相当し、第２の成分は高分子の非ネットワーク成分（末端鎖などの枝葉の成分）に相当する。第２のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎｎ）を有する第２の成分の成分分率（ｆｎｎ）が小さくなることによって、エチレン・ピロピレンゴムの分子運動性が高く、柔軟性が高いといえる。

本実施の形態に用いられるエチレン・プロピレンゴムは、未架橋体における、パルス法ＮＭＲを用いてハーンエコー法によって観測核が ^１ Ｈ、１５０℃で測定した、第２成分の成分分率（ｆｎｎ）が０．１８以上であり、かつ反転回復法もしくは飽和磁化回復法によって観測核が ^１ Ｈ、１５０℃で測定したスピン−格子緩和時間（Ｔ１）が３００ｍｓｅｃであることが好ましい。このようなエチレン・ピロピレンゴムを用いることで、架橋成形後のリップ状シール部材においても強く柔軟なゴム組成物とすることができる。

（カーボンブラック）
本実施の形態に用いられるカーボンブラックは、カップシールなどのリップ状シール部材に必要な柔軟性を持たせながら必要な強さを得るため、平均粒径４０〜５００ｎｍが好ましく、さらに好ましくは４３〜３００ｎｍである。平均粒径が４０ｎｍ以上の比較的大きいカーボンブラックを用いることで、ＥＰＤＭとの混練によってカーボンブラックの周囲に形成されるバウンドラバー（拘束成分）の量を少なくすることができる。また、平均粒径が５００ｎｍを超えるカーボンブラックでは、補強効果が得られず不適当である。

カーボンブラックの周囲に形成されるバウンドラバーは、カーボンブラックを含むゴム組成物の柔軟性を阻害し、高温における弾性率や強度を低下させる。カーボンブラックの粒径を大きくすることで、バウンドラバーの量を少なくすることができ、ゴム組成物の柔軟性や特に高温における動的弾性率の低下を防ぐことができる。

カーボンブラックの大きさは、窒素吸着比表面積で表すこともできる。本実施の形態に用いられるカーボンブラックは、窒素吸着比表面積が８０ｍ^２／ｇ以下であることが好ましい。窒素吸着比表面積が８０ｍ^２／ｇ以下のカーボンブラックを用いることで、ゴム組成物中におけるバウンドラバーの量を少なくすることができ、ゴム組成物に柔軟性を持たせながら高温においても充分な強さを得ることができる。

本実施の形態にかかるゴム組成物は、エチレン・プロピレンゴム１００重量部に対し、のカーボンブラック６０〜２５０重量部を添加することが好ましく、さらに好ましくは９０〜１８０重量部である。カーボンブラックの添加量が６０重量部より少ないとリップ状シール部材の強さが不足し、２５０重量部を超えるとゴム組成物の加工が難しい。特に、本実施の形態にかかるリップ状シール部材を液圧マスタシリンダのカップシールとして用いてＡＢＳ作動した際には、カーボンブラックの添加量が９０〜１８０重量部において高温における柔軟性も強さも望ましい範囲となる。

（ゴム組成物）
本実施の形態にかかるゴム組成物の製造方法としては、エチレン・プロピレンゴム１００重量部と、カーボンブラック６０〜２５０重量部をオープンロール、単軸あるいは２軸の押出機、バンバリーミキサー、ニーダーなど公知の混合機に供給して混練て得られる。通常、この混練の際に、カーボンブラックと同量程度のプロセスオイルが使用されるが、本発明のゴム組成物の製造過程では使用しないことが望ましい。プロセスオイルを用いて製造されたリップ状シール部材を用いた液圧マスタシリンダは、プロセスオイルが作動液中に溶け出し、作動液の性能の経時変化や耐熱性の変化の原因となるからである。

本実施の形態にかかるゴム組成物を混練する際に添加する架橋剤としては、１，１−ビス（第３ブチルペルオキシン）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、２,５−ジメチル−２,５−ジ(第３ブチルペルオキシ)ヘキサン、２,５−ジメチル−２,５−ジ(第３ブチルペルオキシ)ヘキシン−３第３ブチルクミルペルオキシド、ジ(第３ブチルペルオキシ)−ｍ−ジイソプロピルベンゼン、ジ第３ブチルペルオキシド、１，３−ジ(第３ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン、ベンゾイルペルオキシドなどの有機過酸化物、及びトリアリルイソシアネート、エチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリアリルシアヌレート、キノンジオキシム、イオウ化合物、１，２−ポリブタジエンなどの共架橋剤を用いることができる。

（リップ状シール部材の特性）
混練されたゴム組成物は、リップ状シール部材に押出成形もしくは射出成形され、架橋成形される。架橋成形されたリップ状シール部材は、１０Ｈｚ、３０℃及び１５０℃における動的弾性率がいずれも１２ＭＰａ以上である。また、このリップ状シール部材は、３０℃から１５０℃への温度上昇に伴う動的弾性率の変化率が±２５％以内である。リップ状シール部材としては、大きな圧力変動に耐えるためには高温においても高い動的弾性率を安定して維持することが好ましく、特に、本実施の形態にかかる液圧マスタシリンダのカップシールとして用いた場合、望ましいクワレ耐久性を有するためには動的弾性率が１２ＭＰａ以上であることが好ましい。また、本実施の形態にかかる液圧マスタシリンダのカップシールとして用いた場合、３０℃から１５０℃への温度上昇に伴う動的弾性率の変化率が±２５％以内であると、高温においても望ましいクワレ耐久性を有する。

また、架橋成形されたリップ状シール部材は、パルス法ＮＭＲを用いてハーンエコー法によって観測核が ^１ Ｈ、１５０℃で測定した、第２成分の成分分率（ｆｎｎ）が０．１５以上であり、かつ反転回復法もしくは飽和回復法によって観測核が ^１ Ｈ、１５０℃で測定したスピン−格子緩和時間（Ｔ１）が２６０ｍｓｅｃ以上である。このように架橋成形後のリップ状シール部材であっても充分な柔軟性を有している。

本実施の形態にかかるリップ状シール部材を車両用液圧マスタシリンダのカップシールとして用いると、常温から高温における柔軟性と強さを備え、耐ヘタリ性及び耐クワレ耐久性が向上することができる。

本実施の形態にかかるリップ状シール部材をプランジャポンプのＸシールとして用いると、常温から高温における柔軟性と強さを備え、高速往復動作に対する耐久性が向上する。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の形態に変形可能である。

以下、本発明の実施例について述べるが、本発明はこれらに限定されるものではない。

本発明の実施例１として、プロピレン含有量４１重量％のＥＰＤＭ（以下、ＥＰＤＭ−Ａ）１００重量部に対して、ＳＲＦ−ＨＳグレードのカーボンブラック（以下、ＳＲＦカーボンブラック）６０重量部、パーオキサイド２重量部を混練してゴム組成物を得て、このゴム組成物を用いて射出成形によりカップシールを成形し、架橋した。

ＥＰＤＭ−Ａは、プロピレン含有量４１重量％、パルス法ＮＭＲを用いてハーンエコー法によって１５０℃で測定した第２成分の成分分率（ｆｎｎ）が０．３２、反転回復法によって１５０℃で測定したスピン−格子緩和時間（Ｔ１）が３４０ｍｓｅｃであった。

また、ＳＲＦカーボンブラックは、平均粒径７２ｎｍ、窒素吸着比表面積が２９ｍ^２／ｇであった。

本発明の実施例２は、上記実施例１のＳＲＦカーボンブラックの量だけ９０重量部として他は同様にしてカップシールを得た。

本発明の実施例３は、上記実施例１のＳＲＦカーボンブラックの量だけ１８０重量部として他は同様にしてカップシールを得た。

本発明の実施例４は、上記実施例１のＳＲＦカーボンブラックをＦＥＦ−ＨＳグレードのカーボンブラック（以下、ＦＥＦカーボンブラック）９０重量部として他は同様にしてカップシールを得た。なお、ＦＥＦカーボンブラックは、平均粒径４３ｎｍ、窒素吸着比表面積が４２ｍ^２／ｇであった。

本発明の実施例５として、プロピレン含有量３７重量％のＥＰＤＭ（以下、ＥＰＤＭ−Ｂ）１００重量部に対して、ＳＲＦカーボンブラック９０重量部、パーオキサイド２重量部を混練してゴム組成物を得て、このゴム組成物を用いて射出成形によりカップシールを成形し、架橋した。

ＥＰＤＭ−Ｂは、プロピレン含有量３７重量％、パルス法ＮＭＲを用いてハーンエコー法によって１５０℃で測定した第２成分の成分分率（ｆｎｎ）が０．２１、反転回復法によって１５０℃で測定したスピン−格子緩和時間（Ｔ１）が３４５ｍｓｅｃであった。

本発明の実施例６は、上記実施例５のＳＲＦカーボンブラックをＦＥＦカーボンブラック９０重量部として他は同様にしてカップシールを得た。

［比較例１］
本発明の比較例１は、上記実施例１のＳＲＦカーボンブラックの量だけ４０重量部として他は同様にしてカップシールを得た。

［比較例２］
本発明の比較例２は、上記実施例１のＳＲＦカーボンブラックをＨＡＦ−ＨＳグレードのカーボンブラック（以下、ＨＡＦカーボンブラック）９０重量部として他は同様にしてカップシールを得た。なお、ＨＡＦカーボンブラックは、平均粒径２７ｎｍ、窒素吸着比表面積が８２ｍ^２／ｇであった。

［比較例３］
本発明の比較例３は、上記実施例２のＥＰＤＭ−Ａをプロピレン含有量３０重量％のＥＰＤＭ（以下、ＥＰＤＭ−Ｃ）として他は同様にしてカップシールを得た。

［比較例４］
本発明の比較例４は、上記実施例１のＳＲＦカーボンブラックの量だけ３００重量部として同様にしてカップシールを成形したが成形不良だった。

（評価試験）
以上のようにして得られた実施例１〜６及び比較例１〜３のカップシールを用いて以下の評価試験を行なった。

（１）静的物性の測定
各カップシールのサンプルについて、ゴム硬度（ＪＩＳＡ）、引張強度（ＴＢ）および切断伸び（ＥＢ）を測定した。ゴム硬度（ＪＩＳＡ）については、ＪＩＳ Ｋ ６２５３によって測定した。ＴＢ及びＥＢについては、ＪＩＳ Ｋ ６５２１−１９９３によって測定した。これらの結果を表１に示す。

（２）動的物性の測定
各カップシールのサンプルについて、３０℃及び１５０℃におけるＥ’（動的粘弾性率）をＪＩＳ Ｋ ６５２１−１９９３によって測定した。さらに、３０℃と１５０℃のＥ’変化率（％）を計算した。これらの結果を表１に示す。

（３）パルス法ＮＭＲを用いた柔軟性の測定
各カップシールサンプルについて、パルス法ＮＭＲを用いてハーンエコー法及び反復法による測定を行った。この測定は、日本電子（株）製「ＪＭＮ−ＭＵ２５」を用いて行った。測定は、観測核が^１Ｈ、共鳴周波数が２５ＭＨｚ、９０゜パルス幅が２μｓｅｃの条件で行い、ハーンエコー法のパルスシーケンス（９０゜ｘ−Ｐｉ−１８０゜ｘ）にて、Ｐｉをいろいろ変えて減衰曲線を測定した。また、サンプルは、磁場の適正範囲までサンプル管に挿入して測定した。測定温度は１５０℃であった。この測定によって、サンプルのスピン−格子緩和時間（Ｔ１）と、第２のスピン−スピン緩和時間を有する成分の成分分率（ｆｎｎ）と、を求めた。これらの結果を表１に示す。

（４）耐久性の測定
各カップシールサンプルについて、圧縮永久歪（ＪＩＳ Ｋ６２６２）、高温定荷重疲労、クワレ耐久性を測定した。

具体的には、圧縮永久歪は、１５０℃、７０時間、２５％圧縮の条件で行なった。圧縮永久歪は、カップシールのいわゆる耐ヘタリ性について評価した。この結果を表１に示す。

高温定荷重疲労は、１５０℃、２ＭＰａの荷重を繰り返し与え、破断した回数を求めた。この結果を表１に示す。

クワレ耐久性は、液圧マスタシリンダのピストンに各カップシールサンプルを装着し、リザーバを満タンにした状態で、ＡＢＳ作動を行なった。具体的な条件は、室温、ＡＢＳ開始圧２．４５ＭＰａ、キックバック圧１４．７〜１７．６ＭＰａ、リザーバ液残しのフル減モード、１分間に１サイクルを５０サイクル行い、クワレによる損傷の有無を観察した。これらの観察結果を表１にしめす。なお、表１において、「○」は損傷が見られなかったものを示し、「×」は損傷がみられたものを示す。

表１に示すように、実施例１〜６のカップシールは、ハーンエコー法によるｆｎｎが０．１５以上、反回復法によるＴ１が２６０ｍｓｅｃ以上であり、高い柔軟性を示し、動的弾性率も高く十分な強さを示した。その結果、ヘタリ（圧縮永久歪）が小さく、高温定荷重では破断しにくく、クワレによる損傷はなかった。

これに対してカーボンブラックの粒径が小さい比較例２のカップシールは、常温と高温における動的弾性率の変化が大きく、柔軟性が低いため、ヘタリ（圧縮永久歪）が大きく、高温定荷重では少ない回数で破断し、クワレによる損傷が認められた。また、プロピレンの含有量の少ないＥＰＤＭ−Ｃの比較例３のカップシールは、柔軟性が低いため、高温定荷重では少ない回数で破断し、クワレによる損傷が認められた。

また、比較例１のカップシールは、カーボンブラックによる補強が足りないため、高温定荷重では少ない回数で破断し、クワレによる損傷が確認された。

表１の評価から、エチレン・プロピレンゴム１００重量部に対し、実施例１〜６のリップ状シール部材は、高い柔軟性と強さを備え、耐ヘタリ性とクワレ耐久性の性能評価において優れていることが判った。

なお、本発明は、本実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の形態に変形可能である。

本発明の実施の形態に係るカップシールを含む液圧マスタシリンダを模式的に示す断面図である。 本発明の実施の形態に係るカップシールの拡大断面図である。 本発明の実施の形態にかかるＸシールを含むプランジャポンプを模式的に示す断面図である。

符号の説明

１ プランジャポンプ
２ ポンプハウジング
３ カム室
５ プランジャ
９ シリンダ孔
１０ Ｘシール
７１ 液圧式ブレーキ装置
７３ 液圧マスタシリンダ
７５ 液圧配管
７６ シリンダボディ
７６ａ 隔壁
７６ｂ 底部
７７ シリンダ孔
７８ リザーバ
７９，８９ リリーフポート
７９ａ，８９ａ 開口部
８０，９０ サプライポート
８１，９１ ピストン
８２ａ，８２ｂ，９２ａ，９２ｂ カップシール
８３，９３ 液圧室
８８，９８ ばね

Claims (7)

1. ベース部と、該ベース部から無端状に突出形成されたリップ部と、を有し、
   前記リップ部を被シール面に対して液密にかつ摺動可能に押圧するリップ状シール部材であって、
   前記リップ状シール部材は、エチレン・プロピレンゴム１００重量部に対し、平均粒径４０〜５００ｎｍのカーボンブラック６０〜２５０重量部を添加したゴム組成物を架橋成形して得られ、
   前記エチレン・プロピレンゴムは、プロピレン含有量が３５〜６０重量％であり、未架橋体における、パルス法ＮＭＲを用いてハーンエコー法によって観測核が ^１ Ｈ、１５０℃で測定した、第２成分の成分分率（ｆｎｎ）が０．１８以上であり、かつ反転回復法もしくは飽和回復法によって観測核が ^１ Ｈ、１５０℃で測定したスピン−格子緩和時間（Ｔ１）が３００ｍｓｅｃ以上であり、
   前記リップ状シール部材は、パルス法ＮＭＲを用いてハーンエコー法によって観測核が ^１ Ｈ、１５０℃で測定した、第２成分の成分分率（ｆｎｎ）が０．１５以上であり、かつ反転回復法もしくは飽和回復法によって１５０℃で測定したスピン−格子緩和時間（Ｔ１）が２６０ｍｓｅｃ以上である、リップ状シール部材。
2. 請求項１において、
   前記ゴム組成物は、エチレン・プロピレンゴム１００重量部に対し、前記カーボンブラック９０〜１８０重量部を添加した、リップ状シール部材。
3. 請求項１または２において、
   前記カーボンブラックは、窒素吸着比表面積が８０ｍ^２／ｇ以下である、リップ状シール部材。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、
   前記リップ状シール部材は、１０Ｈｚ、３０℃及び１５０℃における動的弾性率がいずれも１２ＭＰａ以上である、リップ状シール部材。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、
   前記リップ状シール部材は、３０℃から１５０℃への温度上昇に伴う動的弾性率の変化率が±２５％以内である、リップ状シール部材。
6. 請求項１〜５のいずれかにおいて、
   前記リップ状シール部材は、カップシールまたはＸシールである、リップ状シール部材。
7. 請求項１〜６記載のいずれかのリップ状シール部材からなるカップシールを装着されたピストンと、
   前記ピストンが挿入されるシリンダ孔を有するシリンダボディと、
   前記ピストンと前記シリンダ孔の底部との間に画成された液圧室と、
   前記ピストンが前記底部に対して後退した際に、前記液圧室と貯液室とを連通する連通路と、を含み、
   前記連通路は、前記シリンダ孔の内周壁に開口部を有し、
   前記リップ状シール部材は、前記ピストンの移動によって、前記連通路の開口部を通過して前記シリンダ孔の内周壁に対し摺動する、車両用液圧マスタシリンダ。

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