JP5112784B2 - 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。ブレーキペダルあるいは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。

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。

このカップシールとして径方向断面がＥ字状に形成されたカップシールを用いたマスタシリンダが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載のＥ型カップシールは、円環状の基部と、この基部の内周側から突出する内周リップ部と、基部の外周側から突出する外周リップ部と、内周リップ部と外周リップ部との間の基部から突出する中間リップ部とを有している。

これらの内周リップ部、外周リップ部、および中間リップ部は、いずれも連続した円環状に形成されている。また、中間リップ部の先端側に複数の切り欠き溝が周方向に間隔を置いて形成されている。そして、マスタシリンダの空気抜き時に作動液をマスタシリンダに充填する際に、これらの複数の切り欠き溝を通して作動液を流動させることで、作動液を充分に補給させることができる。
特開２００６−１２３８７９号公報。

しかしながら、特許文献１に記載のカップシールでは、中間リップ部が全周にわたって連続的に設けられている。このため、中間リップ部がリブ効果を発揮し、カップシールの基部の腰が比較的強くなっている。その場合、中間リップ部の先端部には複数の切り欠き溝が形成されているが、これらの切り欠き溝が形成されても、カップシールの基部の腰はほとんど変わらず強いものとなっている。このように基部の腰が強いと、基部は弾性変形し難くなる。したがって、マスタシリンダへの作動液の補給時に、基部はほとんど弾性変形しなく、基部はマスタシリンダのカップシールを収容する収容凹部の側壁から大きく離間しない。このため、のカップシールの基部と収容凹部との間に大きな隙間が形成されず、十分大きな流路面積の液通路を形成することは難しいものとなっている。したがって、中間リップ部の先端部に切り欠き溝を形成したとしても、作動液の補給に限度があり、十分な量の作動液の補給にはある程度の時間を要す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、ベース部を効果的に弾性変形可能にしてベース部と収容される凹部との間により一層大きな流路面積の流通路を形成す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、請求項１に係る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、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とを少なくとも備えるカップシールにおいて、前記ベース部は、弾性変形容易部分と弾性変形困難部分とを有し、前記弾性変形容易部分は、前記弾性変形困難部分に比して軸方向に容易に弾性変形する部分であり、更に、前記弾性変形困難部分は、前記弾性変形容易部分よりは軸方向に弾性変形し難い弾性変形困難部分であって、前記中間リップ部は、複数のリップ部がそれぞれ周方向に所定間隔を設定するリップ部のない部分を介して、円環状にかつ断続的に配設されており、前記複数のリップ部のうち、前記ベース部の前記弾性変形容易部分に配設される中間リップ部は、軸方向の長さおよび厚さの少なくとも１つが前記ベース部の前記弾性変形困難部分に配設される中間リップ部よりも小さく設定されていることを特徴としている。

また、請求項２に係る発明のカップシールは、前記ベース部の前記弾性変形容易部分に配設される中間リップ部と前記ベース部の前記弾性変形困難部分に配設される中間リップ部とが前記リップ部のない部分を介して、互いに交互に配設されていることを特徴としている。

更に、請求項３に係る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、前記シール部材が請求項１また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、前記ベース部は、弾性変形容易部分と弾性変形困難部分とを有し、前記弾性変形容易部分は、前記弾性変形困難部分に比して軸方向に容易に弾性変形する部分であり、更に、前記弾性変形困難部分は、前記弾性変形容易部分よりは軸方向に弾性変形し難い弾性変形困難部分であって、前記中間リップ部は、複数のリップ部がそれぞれ周方向に所定間隔を設定するリップ部のない部分を介して、円環状にかつ断続的に配設されており、前記複数のリップ部のうち、前記ベース部の前記弾性変形容易部分に配設される中間リップ部は、軸方向の長さおよび厚さの少なくとも１つが前記ベース部の前記弾性変形困難部分に配設される中間リップ部よりも小さく設定されているので、凹部に収容されたカップシールのベース部の背面側からカップシールのアウターリップ部の外周を通ってカップシールの前面側に作動液を流動させる際、カップシールの前後の圧力差でベース部を軸方向に容易に弾性変形させることができる。

したがって、このようにカップシールの後面側から前面側に作動液を流動させる際に、ベース部の弾性変形容易部分が弾性変形して凹部の側壁から容易に離間して、ベース部の側壁への張り付きを防止できるとともに、カップシールの有する逆止弁機能における開弁を確実にすることができる。そして、ベース部の側壁への張り付きを防止できることから、ベース部と収容される凹部との間により一層大きな流路面積の流通路を形成することができる。

また、本発明のマスタシリンダによれば、その液圧室への作動液補給時に、カップシールのベース部の弾性変形容易部分が容易に弾性変形することで、大きな流路面積の作動液流通路を形成することができる。これにより、作動液補給時に、多量の作動液を液圧室に補給することができ、液補給性を向上することができる。

更に、カップシールにより液圧室への多量の作動液が補給できることから、作動解除におけるピストンの後退をスムーズにかつ迅速に行うことができる。したがって、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、本発明に係るマスタシリンダによれば、作動時の液圧室内の圧力を高度に確保しつつ作動解除時の応答性を向上することができ、しかも良好な液補給性を得ることができる。

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、円環状の第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）ないし（ｄ）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の左面側から軸方向左方に延設された中間リップ部２１ｄとを有している。

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は弾性的に撓み易くされていて、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の長さとほぼ等しく形成されている。このアウターリップ部２１ｃの先端部外周面は凹部２０の底壁２０ａに当接することでこの底壁２０ａとの間をシールするシール部２１ｃ₁が形成されている。

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、シール部２１ｃ₁が凹部２０の底面２０ａに当接する。

中間リップ部２１ｄは、第１中間リップ部２１ｄ₁と第２中間リップ部２１ｄ₂とからなる所定数（図示例では１２個）の中間リップ部が周方向に所定の間隔を置いて円環状に配設されている。その場合、第１および第２中間リップ部２１ｄ₁,２１ｄ₂は周方向に交互にかつ断続的に配置されている。互いに隣接する第１および第２中間リップ部２１ｄ₁,２１ｄ₂の間の周方向間隔（リップなし部）により、中間リップ部２１ｄの内外周側を連通する連通路２１ｄ₃が形成されている。したがって、第１中間リップ部２１ｄ₁、連通路２１ｄ₃、第２中間リップ部２１ｄ₂、連通路２１ｄ₃がこれらの順で周方向にサイクル的に配置されている。

したがって、図２（ｂ）に示すように第１カップシール２１は、連通路２１ｄ₃における径方向断面が略逆Ｕ字状（略コ字状）に形成されている。また、図２（ｃ）および（ｄ）に示すように第１カップシール２１は、第１および第２中間リップ部２１ｄ₁,２１ｄ₂における径方向断面がそれぞれ略逆Ｅ字状に形成されている。その場合、

第２中間リップ部２１ｄ₂の長さ（高さ）Ｌ₂は、第１カップシール２１の自由状態で第１中間リップ部２１ｄ₁の軸方向の長さ（高さ）Ｌ₁より所定量短く設定されている（Ｌ₂ ＜ Ｌ₁）。なお、第１および第２中間リップ部２１ｄ₁,２１ｄ₂の各厚さは互いに等しいかあるいはほぼ等しく設定されている。

図３（ｂ）に示すように、第１カップシール２１が凹部２０内へ組み込まれた状態では、各第１中間リップ部２１ｄ₁は、それらの先端が凹部２０の第１側壁２０ｃから若干離れて配設されている。そして、この状態で、第１カップシール２１のベース部２１ａの右面側（背面側）に所定以上の圧力が加えられたとき、第１カップシール２１が軸方向前方に移動して、各第１中間リップ部２１ｄ₁の先端が凹部２０の第１側壁２０ｃに当接されるようになっている。各先端が第１側壁２０ｃに当接することで、第１カップシール２１の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。

また、第１カップシール２１が凹部２０内へ組み込まれかつそのベース部２１ａの右面（背面）に圧力が加えられない状態では、各第２中間リップ部２１ｄ₂は、それらの先端が凹部２０の第１側壁２０ｃから各第１中間リップ部２１ｄ₁の先端より大きく離れて配設されている。

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２１ａの右面に常時連通している。

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のベース部の右面（第１カップシール２１のベース部２１ａの右面と同じ）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３（ａ）および（ｂ）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、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、ベース部２１ａ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のシール部２１ｃ₁が凹部２０の底壁２０ａに密着される。そして、シール部２１ｃ₁は凹部２０の底壁２０ａとの間をシールする。すなわち、ベース部２１ａおよびシール部２１ｃ₁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、仮にシール部２１ｃ₁のシール面圧が部分的に小さく、第１液圧室６のブレーキ液がシール部２１ｃ₁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、シール部２１ｃ₁を漏出したブレーキ液は、ベース部２１ａと凹部２０の第２側壁２０ｂとの間のシール部分で遮断され、軸方向通路２２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シール部２１ｃ₁とベース部２１ａとによる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のベース部およびシール部による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。また、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。したがって、ベース部２１ａの前面側と後面側で圧力差が生じ、この圧力差でベース部２１ａが前方に押圧される。このため、図３（ｃ）および（ｄ）に示しようにベース部２１ａが前方に弾性的に撓んで、ベース部２１ａの後端面と凹部２０の第２側壁２０ｂとの間に間隙が生じるとともに、第２中間リップ部２１ｄ₂の先端が第１側壁２０ｃに当接する。また、アウターリップ部２１ｃの先端側が内側に弾性的に撓むとともに、第１および第２中間リップ部２１ｄ₁,２１ｄ₂が内側に弾性的に撓むのでベース部２１ａ全体が若干前方に移動し、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。

その場合、この例の第１カップシール２１では、第２中間リップ部２１ｄ₂の長さＬ₂が第１中間リップ部２１ｄ₁の長さＬ₁より短く設定されかつ第２中間リップ部２１ｄ₂の両端側にリップ部のない連通路２１ｄ₃が形成されているので、第２中間リップ部２１ｄ₂によるリブ効果が効果的に小さくなっている。すなわち、第２中間リップ部２１ｄ₂およびその両端側のリップ部のない連通路２１ｄ₃が配置されているベース部２１ａの部分の腰が第１中間リップ部２１ｄ₁が配置されているベース部２１ａの部分の腰より弱くなっている。特に、第２中間リップ部２１ｄ₂の両端側にリップ部のない連通路２１ｄ₃が形成されることで、第２中間リップ部２１ｄ₂および連通路２１ｄ₃が配置されているベース部２１ａの部分の腰が前述の特許文献１に記載のカップシールに比べて効果的に弱くなっている。このため、第２中間リップ部２１ｄ₂および連通路２１ｄ₃のあるベース部２１ａの部分は、容易にかつ効果的に弾性変形可能となっている。すなわち、第２中間リップ部２１ｄ₂および連通路２１ｄ₃のあるベース部２１ａの部分は弾性変形容易部分となっているとともに、第１中間リップ部２１ｄ₁のあるベース部２１ａの部分は弾性変形困難部分となっている。

したがって、図３（ｃ）および（ｄ）に示すように第２中間リップ部２１ｄ₂のあるベース部２１ａの部分は前方に大きく撓んで、ベース部２１ａの後端面と凹部２０の第２側壁２０ｂとの間隙が最も大きくなる。したがって、ベース部２１ａの後端面と凹部２０の第２側壁２０ｂとの間には、大きな流路面積のブレーキ液流通路が形成される。これにより、多量のブレーキ液が流動可能となる。

更に、このブレーキ液は第１中間リップ部２１ｄ₁を内側に撓ませて第１液圧室６内に流入するとともに、第２中間リップ部２１ｄ₂の先端と凹部２０の第１側壁２０ｃとの間の隙間および連通路２１ｄ₃を通って第１液圧室６内に流入する。

このように、ベース部およびシール部２１ｃ₁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の多量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、円環状に配置される中間リップ部２１ｄを、長さの高い第１中間リップ部２１ｄ₁、リップなし部である連通路２１ｄ₃、長さの短い第２中間リップ部２１ｄ₂、およびリップなし部である連通路２１ｄ₃のサイクル的配置で構成しているので、第１および第２カップシール２１,２３のベース部２１ａの、長さの短い第２中間リップ部２１ｄ₂が配置される部分およびこの部分の両端側に位置するリップなし部の連通路２１ｄ₃が配置される部分を、容易に弾性変形可能にすることができる。

したがって、第２中間リップ部２１ｄ₂が配置される部分およびリップなし部の連通路２１ｄ₃により、ベース部２１ａに、容易に弾性変形可能である弾性変形容易部分とこの弾性変形容易部分よりは弾性変形が容易でない弾性変形困難部分とを形成することができる。これにより、ブレーキ液がベース部２１ａの後面と凹部２０の第２側壁２０ｂの前面との間およびアウタシール部２１ｃの外周面と凹部２０の底壁２０ａとの間を通って第１および第２カップシール２１,２３の後面から前面に流動する際に、ベース部２１ａの弾性変形容易部分が弾性変形して凹部２０の第２側壁２０ｂから容易に離間して、ベース部２１ａの第２側壁２０ｂへの張り付きを防止できるとともに、第１および第２カップシール２１,２３の有する逆止弁機能における開弁を確実にすることができる。そして、ベース部２１ａの第２側壁２０ｂへの張り付きを防止できることから、より大きな流路面積の流通路を形成することができる。

また、この例のマスタシリンダ１によれば、マスタシリンダ１の第１および第２液圧室６,７へのブレーキ液補給時に、第１および第２カップシール２１,２３のベース部２１ａの、第２中間リップ部２１ｄ₂が配置される部分が容易に弾性変形することで、大きな流路面積のブレーキ液流通路を形成することができる。これにより、ブレーキ液補給時に、多量のブレーキ液を第１および第２液圧室６,７に補給することができ、液補給性を向上することができる。

更に、第１および第２カップシール２１,２３により第１および第２液圧室６,７への多量のブレーキ液が補給できることから、作動解除におけるプライマリピストン４およびセカンダリピストン５の後退をスムーズにかつ迅速に行うことができる。したがって、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、作動時の第１および第２液圧室６,７内の圧力を高度に確保しつつ作動解除時の応答性を向上することができ、しかも良好な液補給性を得ることができる。

図４（ａ）ないし（ｄ）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）ないし（ｄ）と同様の図である。なお、前述の例と同じ構成要素には同じ符号を付すことにより、その詳細な説明は省略する。

前述の図２（ａ）ないし（ｄ）に示す例の第１カップシール２１は、中間リップ部２１ｄを構成する第２中間リップ部２１ｄ₂の長さＬ₂が第１中間リップ部２１ｄ₁の長さＬ₁より小さくして、ベース部２１ａの、第２中間リップ部２１ｄ₂が形成される部分を容易に弾性変形可能にしている。これに対して、図４（ａ）ないし（ｄ）に示すように、この例の第１カップシール２１は、中間リップ部２１ｄを構成する第４中間リップ部２１ｄ₅の厚さｔ₂が第３中間リップ部２１ｄ₄の厚さｔ₁より小さく（ｔ₂ ＜ｔ₁)設定されていて、ベース部２１ａの、第４中間リップ部２１ｄ₅が形成される部分を容易に弾性変形可能にしている。その場合、第３および第４中間リップ部２１ｄ₄,２１ｄ₅の各軸方向の長さは互いに等しいかあるいはほぼ等しく設定されている。

この例の第１カップシール２１でも、第３中間リップ部２１ｄ₄,連通路２１ｄ₃,第４中間リップ部２１ｄ₅,連通路２１ｄ₃がこれらの順で周方向にサイクル的に配置されている。この例の第２カップシール２３も、この例の第１カップシール２１とまったく同じに構成されている。その場合、ベース部２１ａの、第４中間リップ部２１ｄ₅が配置される部分は、容易に弾性変形可能である弾性変形容易部分であるとともに、ベース部２１ａの、第３中間リップ部２１ｄ₄が配置される部分は、弾性変形容易部分よりは弾性変形が容易でない弾性変形困難部分である。

この例の第１および第２カップシール２１,２３においても、前述の例の第１および第２カップシール２１,２３と同様に、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、マスタシリンダ１の作動時には、第１および第２カップシール２１,２３が後方に移動して、ベース部２１ａの後面が凹部２０の第２側壁２０ｂに当接するとともに、アウターリップ２１ｃのシール部２１ｃ₁が凹部２０の底壁２０ａに当接する。また、図５（ｃ）および（ｄ）に示すように、マスタシリンダ１の液補給時には、第１および第２カップシール２１,２３が前方に移動して、ベース部２１ａの後面が凹部２０の第２側壁２０ｂから離間するとともに、ベース部２１ａの、第４中間リップ部２１ｄ₅が配置される部分が大きく弾性変形して、大きな流路面積のブレーキ液流通路が形成される。
この例の第１および第２カップシール２１,２３およびマシタシリンダ１のそれぞれの他の構成とそれぞれの他の作用効果は、いずれも、前述の例の第１および第２カップシール２１,２３およびマシタシリンダ１と同じである。

なお、前述の例では、第１および第２中間リップ部２１ｄ₁,２１ｄ₂、あるいは第３および第４中間リップ部２１ｄ₄,２１ｄ₅を、１つずつ規則的に交互にかつ連通路２１ｄ₃を介して配置しているが、第１および第２中間リップ部２１ｄ₁,２１ｄ₂、あるいは第３および第４中間リップ部２１ｄ₄,２１ｄ₅は、不規則的に交互にかつ連通路２１ｄ₃を介して配置することもできる。すなわち、第１および第２中間リップ部２１ｄ₁,２１ｄ₂、あるいは第３および第４中間リップ部２１ｄ₄,２１ｄ₅の数および配置順は、例えば互いに異なる数および不規則な配置順等、任意に設定することができる。

また、図４に示す例で、第４中間リップ部２１ｄ₅の軸方向長さを第３中間リップ部２１ｄ₄の軸方向長さより短くすることもできる。つまり、第３および第４中間リップ部２１ｄ₄,２１ｄ₅の軸方向長さおよび厚さをともに互いに異ならせることもできる。

更に、図２に示す例の第１中間リップ部２１ｄ₁および第２中間リップ部２１ｄ₂、図４に示す例の第３中間リップ部２１ｄ₄および第４中間リップ部２１ｄ₅を、円環状に混在させて配設することもできる。

更に、前述の各例では、第１中間リップ部２１ｄ₁と第２中間リップ部２１ｄ₂の各周方向の長さ、あるいは第３中間リップ部２１ｄ₄と第４中間リップ部２１ｄ₅の各周方向の長さをいずれも等しく設定しているが、第２中間リップ部２１ｄ₂の周方向長さを第１中間リップ部２１ｄ₁の周方向長さより短く、あるいは第４中間リップ部２１ｄ₅の周方向長さを第３中間リップ部２１ｄ₄の周方向長さより短くすることができる。

更に、前述の例では、第１および第２カップシール２１,２３が、いずれも、アウターリップのシール部とベース部とによる２重シールとしているが、シールはベース部では行わず、アウターリップのシール部のみにすることもできる。この場合には、例えば、ベース部の後面に、インナーリップ側からアウターリップ側に連通する所定数の径方向の溝を周方向の所定の間隔を置いて形成することで、これらの溝によりブレーキ液の補給性を向上することができる。

更に、前述の例では第１カップシール２１が収容される凹部２０の第１側壁２０ｃがシリンダ３の軸方向に直交する平面とされているが、図１（ｂ）に二点鎖線で示すように凹部２０の第１側壁２０ｃの開口端部を開口端に向かって前方へ傾斜するテーパ面２０ｃ′とすることもできる。

更に、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。

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dearu. （ａ）および（ｂ）は図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実施の形態の一例を示す図である。 （ａ）はマスタシリンダの作動時における図２に示す例のカップシールの挙動を示す図、（ｂ）は（ａ）におけるIIIＢ−IIIＢ線に沿う断面図、（ｃ）はマスタシリンダの液補給時における図２に示す例のカップシールの挙動を示す図、（ｄ）は（ｃ）におけるIIIＤ−IIIＤ線に沿う断面図である。 （ａ）および（ｂ）は図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実施の形態の他の例を示す図である。 （ａ）はマスタシリンダの作動時における図４に示す例のカップシールの挙動を示す図、（ｂ）は（ａ）におけるVＢ−VＢ線に沿う断面図、（ｃ）はマスタシリンダの液補給時における図４に示す例のカップシールの挙動を示す図、（ｄ）は（ｃ）におけるVＤ−VＤ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、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、２１ｃ₁…シール部、２１ｄ…中間リップ部、２１ｄ₁…第１中間リップ部、２１ｄ₂…第２中間リップ部、２１ｄ₃…連通路、２１ｄ₄…第３中間リップ部、２１ｄ₅…第４中間リップ部、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、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とを少なくとも備えるカップシールにおいて、前記ベース部は、弾性変形容易部分と弾性変形困難部分とを有し、前記弾性変形容易部分は、前記弾性変形困難部分に比して軸方向に容易に弾性変形する部分であり、更に、前記弾性変形困難部分は、前記弾性変形容易部分よりは軸方向に弾性変形し難い弾性変形困難部分であって、前記中間リップ部は、複数のリップ部がそれぞれ周方向に所定間隔を設定するリップ部のない部分を介して、円環状にかつ断続的に配設されており、前記複数のリップ部のうち、前記ベース部の前記弾性変形容易部分に配設される中間リップ部は、軸方向の長さおよび厚さの少なくとも１つが前記ベース部の前記弾性変形困難部分に配設される中間リップ部よりも小さく設定されていることを特徴とするカップシール。
2. 前記ベース部の前記弾性変形容易部分に配設される中間リップ部と前記ベース部の前記弾性変形困難部分に配設される中間リップ部とが前記リップ部のない部分を介して、互いに交互に配設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. 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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