(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ孔及びこのシリンダ孔の内周壁に開口を有し作動液リザーバに連絡されるリリーフポートを形成したシリンダ本体と、前記シリンダ孔に移動自在に挿入されてその内方に液圧発生室を区画するピストンと、このピストンに接触する内周リップ部、前記シリンダ孔の内周壁に摺接する外周リップ部、及び両リップ部が連接するベース部とを有し、前記両リップ部の先端が前記ピストンの作動位置方向に向けて配置され、前記ピストンが作動位置方向へ移動することに応じて、前記外周リップ部が前記リリーフポートの開口を通過することにより、前記リリーフポートを介して前記液圧発生室と前記作動液リザーバとの連通を遮断するカップシールとを備えたマスタシリンダにおいて、
前記ピストンが作動位置方向へ移動する際には、前記カップシールは前記シリンダ孔に対して回動せずに前記ピストンと共に摺動し、前記ピストンが非作動位置方向へ移動する際には、前記カップシールは前記シリンダ孔に対して回動しながら摺動することを特徴とするマスタシリンダ。
【請求項２】
前記ピストンは回動可能に前記シリンダ孔内に挿入され、且つ前記ピストンには巻きばねの一端が係合され、この巻きばねにより非作動位置方向に付勢されており、前記ピストンが作動位置方向に移動する際には、前記ピストンは前記巻きばねを圧縮させるのに伴いこの巻きばねの巻き線方向に回動し、且つ前記外周リップ部と前記シリンダ孔の内周壁との接触圧が、前記内周リップ部と前記ピストンとの接触圧より大となることにより、前記カップシールは前記シリンダ孔に対して回動せずに前記ピストンと共に摺動し、前記ピストンが非作動位置方向へ移動する際には、前記ピストンは前記巻きばねの復元に伴ってこの巻きばねの巻き線方向と逆方向に回動し、且つ前記内周リップ部と前記ピストンとの接触圧が、前記外周リップ部と前記シリンダ孔の内周壁との接触圧より大となることにより、前記カップシールは前記ピストンと共に前記シリンダ孔に対して回動しながら摺動することを特徴とする請求項１に記載のマスタシリンダ。
【請求項３】
前記内周リップ部、外周リップ部、及びベース部により区画される空間内に、前記ピストンを非作動方向に付勢するばねの一端が係合する係止部材が前記内周リップの一部に微小隙間を有しながら重なり合って装着されており、その重なり合う量は、前記カップシールの前記ピストンからの脱落を防ぐべく所望の面積であり、且つ、その重なり合う位置が均等に配置され、更に前記空間内に侵入する前記係合部材の先端が前記ベース部に接していないことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のマスタシリンダ。
【請求項４】
前記重なり合う量は前記内周リップの１／２以上の面積であることを特徴とする請求項３記載のマスタシリンダ。
【請求項５】
前記係止部材には、前記ばねが係合するばね係合部と、前記ばねと反対側に全周にわたり屈曲し、前記内周リップに対向する対向部とを備えている請求項３又は請求項４に記載のマスタシリンダ。
【請求項６】
前記係止部材の先端である前記対向部と前記ベース部との間には前記ピストンが非作動位置にあるとき、所望の隙間を有しており、この隙間は、前記ピストンが作動位置から非作動位置に戻る過程で前記液圧発生室が負圧ぎみになったとき前記外周リップ部の傾動に伴って詰められる請求項３から請求項５何れか１つに記載のマスタシリンダ。
【請求項７】
当該マスタシリンダは、少なくともセカンダリ側がコンベンショナル型のタンデムマスタシリンダであって、前記係止部材は、少なくともセカンダリ側に設けられるとともに、各々のピストンを非作動方向に付勢するばねの巻き線方向が同一方向である請求項３から請求項６何れか１つに記載のマスタシリンダ。
【請求項８】
前記カップシールの前記ベース部の背面側に、その円周方向に沿って当該カップシールの軸直線に対して傾斜する翼状面を複数形成した請求項１から請求項７何れか１つに記載のマスタシリンダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両等のブレーキシステムに用いられ、特にホイールシリンダ側の作動液を加圧還流させるポンプを含んだアンチスキッド液圧制御（ＡＢＳ）装置を備えたブレーキシステムに好適となる、コンベンショナルタイプのマスタシリンダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、マスタシリンダの一種として、シリンダ孔及びこのシリンダ孔の内周壁に開口を有し作動液リザーバに連絡されるリリーフポートを形成したシリンダ本体と、前記シリンダ孔に移動自在に挿入されてその内方に液圧発生室を区画するピストンと、このピストンに接触する内周リップ部、前記シリンダ孔の内周壁に摺接する外周リップ部、及び両リップ部が連接するベース部とを有し、両リップ部の先端が前記ピストンの作動位置方向に向けて配置されたカップシールとを備え、前記ピストンが作動位置方向へ移動することに応じて、前記外周リップ部が前記リリーフポートの開口を通過することにより、前記リリーフポートを介して前記液圧発生室と前記作動液リザーバとの連通を遮断するコンベンショナルタイプと呼ばれるものがよく知られている。（例えば、実公昭６２−３２１２７号公報，実公平８−８９３１号公報等参照）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このコンベンショナルタイプのマスタシリンダは、センタバルブタイプのマスタシリンダに比べ構造的に簡素である反面、上記カップシールに損傷が発生し易いという不利な点がある。
【０００４】
つまり、コンベンショナルタイプのマスタシリンダにあっては、その作動時、上記カップシールの外周リップ部ないしはベース部の外周がリリーフポートの開口にかかった位置で、カップシールが液圧発生室側からの高い液圧を受ける状態になると、カップシールの外周が局部的にリリーフポート内に押し込まれるという現象が起きることが分かっている。そして、そのような現象が、特にカップシール外周の同一箇所に対して、繰返し発生すれば、カップシールはその外周の一部分をかじりとられる“喰われ”といった損傷を受け、その損傷が大きくなればシール不良に至るということも分かっている。
【０００５】
なお、上述したカップシールの損傷の発生は、ホイールシリンダ側からマスタシリンダ側に作動液を加圧して戻すポンプを含んだアンチスキッド制御装置（ＡＢＳ装置）を備えたブレーキシステム（このシステムについては例えば特開平８−１５０９１５号公報参照）において、そのＡＢＳ装置作動時にカップシールがポンプからの高圧で脈動する液圧を受ける場合や、ＡＢＳ装置の作動によらずとも、マスタシリンダ自体の急作動に伴い液圧発生室内の液圧が急峻に立上る場合に顕著となる傾向にある。
【０００６】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、カップシールの局部集中的な損傷発生を有効に防いで、シールの長寿命化を図ることを課題とし、耐久性に富むマスタシリンダを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１では、ピストンが作動位置方向へ移動する際には、カップシールはシリンダ孔に対して回動せずにピストンと共に摺動し、ピストンが非作動位置方向へ移動する際には、カップシールはシリンダ孔に対して回動しながら摺動する。
【０００８】
本発明の請求項２では、ピストンは回動可能にシリンダ孔内に挿入され、且つピストンには巻きばねの一端が係合され、この巻きばねにより非作動位置方向に付勢されており、ピストンが作動位置方向に移動する際には、ピストンは巻きばねを圧縮させるのに伴いこの巻きばねの巻き線方向に回動し、且つ外周リップ部とシリンダ孔の内周壁との接触圧が、内周リップ部とピストンとの接触圧より大となることにより、カップシールはシリンダ孔に対して回動せずにピストンと共に摺動し、ピストンが非作動位置方向へ移動する際には、ピストンは巻きばねの復元に伴ってこの巻きばねの巻き線方向と逆方向に回 動し、且つ内周リップ部とピストンとの接触圧が、外周リップ部とシリンダ孔の内周壁との接触圧より大となることにより、カップシールはピストンと共にシリンダ孔に対して回動しながら摺動する。すなわち、ピストンは非作動位置方向への戻り動作時には、作動位置方向への移動時と逆方向に回動して、結局、シリンダ孔の内周壁に対して周方向の位置を変化させないが、カップシールはピストンの戻り動作時のみに回動するのでピストンが往復するごとにシリンダ孔の内周壁 に対して周方向の位置を変化させる。
【０００９】
また、本発明の請求項３では、カップシールの、内周リップ部、外周リップ部、及びベース部により区画される空間内に、ピストンを非作動方向に付勢するばねの一端が係合する係止部材が内周リップの一部に微小隙間を有しながら重なり合って装着されており、その重なり合う量は、カップシールのピストンからの脱落を防ぐべく所望の面積であり、且つ、その重なり合う位置が均等に配置され、更に前記空間内に侵入する係合部材の先端がベース部に接していない。
【００１０】
すなわち、ピストンの作動位置方向への移動時に、カップシールは係止部材によってピストンとの密着性を高めるような作用を受けておらず、カップシールがピストンと共に回動してしまうのを抑制している。そして、ピストンの非作動位置への戻り動作時に外周リップ部とシリンダ孔の内周壁との接触圧が減じられるので、カップシールは、このピストンの戻り動作時のみに回動し易い状態となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明の第１の実施形態によるマスタシリンダを示している。本実施の形態によるマスタシリンダ１は、そのシリンダ本体２のシリンダ孔３にプライマリピストン４及びセカンダリピストン５（以下、これらを単にピストンと表記する。）が移動自在に挿入されることにより２つの液圧発生室６、７が区画されて、各々の液圧発生室６、７から図示しないホイールシリンダへブレーキ液圧が供給されるタンデム式ブレーキマスタシリンダとして構成される。
【００１３】
ピストン４、５の外周部には、ゴム材料より成る環状のカップシール８，９及び１０、１１が装着され、両ピストン４、５の間に一方の液圧発生室６が、ピストン５とシリンダ孔３の閉塞端３ａとの間に他方の液圧発生室７がそれぞれ区画される。
【００１４】
カップシール８は、液圧発生室６と液補給室２２とを区画する。このカップシール８はピストン４に形成されたフランジ部４ａと、巻きばね１８の一端を支持する係止部材２５との間で位置決めされ保持されている。巻きばね１８の他端は、ピストン４に結合されたボルト部材２６の頭部に係合するリテーナ２７により支持されている。この巻きばね１８により、ピストン４は、図示するマスタシリンダ１の非作動状態において右方へと付勢され、液圧発生室６はリリーフポート１２を介して作動液リザーバの内部と連絡される。
【００１５】
次に、図１の要部拡大図である図２を参照して、液圧発生室７と液補給室２３とを区画するセカンダリ側のカップシール１０について説明する。
【００１６】
カップシール１０は、液圧発生室７側に向かって延びる外周リップ部３１と、同じく液圧発生室７側に向かって延びる内周リップ部３２と、これら外周リップ部３１と内周リップ部３２とを連接するベース部３０とが一体的に形成されて成る。外周リップ部３１の外周面の一部分はシリンダ孔３の内周壁に弾接し、内周リップ部３２及びベース部３０の内周面はピストン５の軸部５ａの外周面に弾接している。また、ベース部３０はその背面の外縁部側をピストン５のフランジ部５ｂに当接させて支持されている。なお、プライマリ側のカップシール８についても上述したカップシール１０と同じ構成である。
【００１７】
ピストン５の軸部５ａには、カップシール１０のピストン５からの脱落を防止するための係止部材４０が装着されている。図３に係止部材４０の斜視図を示す。係止部材４０は、後述する巻きばね１９が係合するばね係合部として機能する環状面４０ａと、その環状面４０ａと反対側に全周にわたって屈曲し、カップシール１０の内周リップ部３２に対向する対向部４０ｂとを有するカップ形状を呈している。
【００１８】
図１に示すように、係止部材４０の環状面４０ａには巻きばね１９の一端が圧接し、巻きばね１９の他端はシリンダ孔３の閉塞端３ａに支持され、この巻きばね１９により、ピストン５は、図示するマスタシリンダ１の非作動状態において右方へと付勢され、液圧発生室７はリリーフポート１３を介して作動液リザーバの内部と連絡される。また、巻きばね１９の一端はその内周面をピストン５の軸部５ａの外周面に当接させて係合している。
【００１９】
図２に示すように、係止部材４０はその対向部４０ｂを、カップシール１０の内周リップ部３２、外周リップ部３１、及びベース部３０により区画される空間ｓ内に侵入させてピストン５の軸部５ａに装着されている。対向部４０ｂは、内周リップ部３２と微小隙間を形成して重なり合っている。両者の重なり合う量は、対向部４０ｂの先端がベース部３０に接しないように、且つ内周リップ部３２の径外方側の面３２ａの面積の１／２以上の面積でもって重なり合っている。この重なり量であれば、カップシール１０のピストン５からの脱落を確実に防止できる。また、係止部材４０の、ばね係合部を構成する環状面４０ａと反対側の環状面４０ｃには内周リップ部３２の先端が当接しており、カップシール１０の軸方向の動きを規制している。
【００２０】
以上のように構成される本実施の形態のマスタシリンダ１について、次にその作用について説明する。
【００２１】
各液圧発生室６、７は、図１で示すマスタシリンダの非作動状態において、それぞれリリーフポート１２、１３を介して、シリンダ本体２のボス部１４、１５に結合された作動液リザーバ（ニップル部１６、１７のみ図示。）の内部と連通しているが、図示しないブレーキペダルの踏み込みによりブレーキ操作が行われると、ピストン４は、その内部に形成された凹所４ｂに当接する倍力装置（図示せず）の出力軸３５で押されて図中左方へ移動し、このピストン４の移動により、巻きばね１８を介してピストン４と連結されたピストン５も図中左方へ移動する。このとき、シリンダ孔３の内周壁に摺接するカップシール８、１０の外周リップ部がリリーフポート１２、１３の開口を通過することにより液圧発生室６、７と作動液リザーバとの間の液連通が遮断される。そして、各ピストン４、５の更なる移動により、各液圧発生室６、７にてブレーキ液圧が発生する。
【００２２】
本実施の形態では、ブレーキシステムとして、図示せずとも、マスタシリンダ１と上記ホイールシリンダとの間にアンチスキッド液圧制御装置（ＡＢＳ装置）が備えられており、既によく知られているように、車輪のロックを防止すべくＡＢＳ装置が作動したときには、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た作動液を加圧して液圧発生室６、７側に戻す構成となっている。
【００２３】
上記ブレーキペダルの踏み込み操作を解除あるいは弱めた際には、巻きばね１８、１９の付勢力によりピストン４、５は図示する非作動位置に向け移動される。そして、ピストン４、５の戻り動作に伴い、液圧発生室６、７内の液圧が一時的に大気圧（作動液リザーバ側の圧力）よりも低くなる圧力差を生じると、それによりカップシール８、１０の外周リップ部がシリンダ孔３の内周壁から離れるように径内方側へ傾動され（撓まされ）、補給孔２０、２１を介して作動液リザーバと常時連通するピストン４、５の胴部外周の補給室２２、２３から液圧発生室６、７へと作動液が補給される。
【００２４】
上述した一連の動作について、特にセカンダリ側に関して更に詳しく説明すると、ピストン５が作動位置方向へ移動すると巻きばね１９を圧縮させる。このとき、巻きばね１９の圧縮に伴って、ピストン５は巻きばね１９の巻き線方向にわずかに回動する（周方向に関してわずかに位置をずらす程度である）。一方、ピストン５に装着されているカップシール１０は、ピストン５の作動位置方向への移動によって液圧発生室７に液圧が発生するので、外周リップ部３１がその液圧を受けて径外方へ押し広げられシリンダ孔３の内周壁に大きな接触圧でもって弾接する。このとき、係止部材４０の対向部４０ｂは、内周リップ部３２及びベース部３０と隙間を形成させており、カップシール１０をピストン５に密着させるようなことはしていない。従って、内周リップ部３２とピストン５の軸部５ａ外周面との間の接触圧より、外周リップ部３１とシリンダ孔３の内周壁との間の接触圧の方が大きいため、カップシール１０はピストン５の回動に追従しないで、周方向に関する位置を変えずにシリンダ孔３の内周壁を摺接する。なお、ピストン５は、シリンダ孔３内で、両巻きばね１８、１９で挟持された状態で配設されているので、シリンダ孔３の内周壁に対して回動可能な状態にある。
【００２５】
ピストン５の非作動位置方向への戻り時には、巻きばね１９の復元に伴ってピストン５は巻きばね１９の巻き線方向とは逆方向に回動する。すなわち、作動方向への移動時に回動していた分が戻される。このとき、カップシール１０の外周リップ部３１は上述したように径内方に傾動して、外周リップ部３１の外周面とシリンダ孔３の内周壁との間を通って補給室２３から液圧発生室７に作動液が流れる。従って、外周リップ部３１とシリンダ孔３の内周壁との間の接触圧より、内周リップ部３２とピストン５との間の接触圧の方が大きくなって、カップシール１０はピストン５と共に、巻きばね１９の巻き線方向と逆方向に回動する。
【００２６】
発明者らが行った試験では、室温でピストン５の往復を所定回数繰り返したところ、カップシール１０は同一方向に１０度〜３０度回動したという結果を得た。なお、室温より高い温度で同様な試験を行った場合にはより大きな回動角度が得られた。
【００２７】
このようなカップシール１０の回動は、マスタシリンダ１の作動と作動解除の繰返しに応じて、ピストン５の戻り動作の度に起こり、外周リップ部３１の外周面においてリリーフポート１３の開口と対向する箇所が逐次変化することになる。従って、外周リップ部３１ないしはベース部３０の同一箇所が、マスタシリンダ１の作動時、液圧発生室７内の液圧によりリリーフポート１３の開口内に押し込まれる頻度が少なくなり、カップシール１０外周における同一箇所の集中的な損傷発生を防ぐことができる。
【００２８】
なお、プライマリ側のピストン４にも、巻きばね１８の圧縮及び復元に伴って同様な回動が生じるが、プライマリ側は、カップシール８のベース部が係止部材２５の対向部２５ａとピストン４のフランジ部４ａとの間で狭圧された構成となっているため、カップシール８とピストン４との密着性がセカンダリ側より高くされている。このため、カップシール８はピストン４の作動時にも共に回動しやすく、そして戻り時には逆方向に回動されるので、結局、カップシール８はシリンダ孔３の内周壁に対して周方向の位置が変わらないことになってしまう。
【００２９】
本実施の形態のように、プライマリ側、セカンダリ側を共にコンベンショナルタイプとしたとマスタシリンダにあっては、セカンダリ側のカップシール１０がそれに対応するリリーフポート１３の間近で急峻に立ち上がる液圧やＡＢＳ装置による脈動圧を受け易い状態、すなわちリリーフポート１３内へ押し込まれ易い状態となることが顕著となる傾向にあることがわかっており、本実施の形態ではセカンダリ側のみに上述した係止部材４０とカップシール１０との配置関係を適用した。また、両巻きばね１８、１９の巻き線方向を揃えれば、回動しやすくなることが試験で得られている。
【００３０】
更に、図５で示すように、係止部材４０の対向部４０ｂの先端と、ベース部３０の前面との間の隙間を小さくして、ピストン５の戻り動作に伴ってカップシール１０の外周リップ部３１が傾動したとき（この状態を一点鎖線で示す）、ベース部３０の前面と係止部材４０の対向部４０ｂの先端とが接触するようにすれば、ピストン５に対するカップシール１０の接触圧をより高めることができ、ピストン５の戻り動作時に共に回動しやすくなる。
【００３１】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施の形態が上記第１の実施の形態と異なるのは、カップシール１０に代えて、図４に示すカップシール５０をピストン５に装着させた点である。
【００３２】
カップシール５０は、カップシール１０と同様、液圧発生室７側に向かって延びる外周リップ部と、同じく液圧発生室７側に向かって延びる内周リップ部と、これら両リップ部を連接するベース部とが一体的に形成されて成る。
【００３３】
そして、図４に示すように、カップシール５０のベース部５０ａの背面には、各々図において時計周りにみてベース部５０ａの前面側に傾斜していく翼状面５１が互いに段部で接続されて円周方向に沿って複数（８個）形成されている。
【００３４】
従って、前述したブレーキ液圧発生後、ブレーキ操作解除に伴うピストン５の戻り動作に際して、液圧発生室７と補給室２３との圧力差によりカップシール５０の外周リップ部はシリンダ孔３の内周壁から離れるようにして径内方側へ傾動され、補給室２３から作動液が、ピストン５のフランジ部５ｂとシリンダ孔３の内周壁との間及び外周リップ部とシリンダ孔３の内周壁との間を通って液圧発生室７へと補給されるが、このとき補給室２３からの作動液の一部が、外周リップ部の傾動に伴って生じるカップシール５０の背面の翼状面５１側にも流れ込む。そして、この作動液の流れが各翼状面５１に作用して、カップシール５０に回動力を与えることとなる。
【００３５】
上記第１の実施の形態と同様、このようなカップシール５０の回動は、マスタシリンダ１の作動と作動解除の繰返しに応じて、ピストン５の戻り動作の度に起こり、外周リップ部の外周面においてリリーフポート１３の開口と対向する箇所が逐次変化することになる。従って、外周リップ部ないしはベース部における同一箇所が、マスタシリンダ１の作動時、液圧発生室７内の液圧によりリリーフポート１３の開口内に押し込まれる頻度が少なくなり、カップシール５０外周における同一箇所の集中的な損傷発生を防ぐことができる。
【００３６】
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００３７】
上記各実施の形態の係止部材４０は、その対向部４０ｂを全周にわたって連続的に形成したが、周方向に関して部分的に形成してもよい。この場合、対向部４０ｂは周方向に関して均等的配置関係で形成するようにする。これは、対向部４０ｂはその側面で液圧発生室７に発生する液圧を受けるので、周方向に関して均等的な配置関係となっていないと、ピストン５の作動位置方向への移動時に係止部材４０が揺動して内周リップ部３２と接触してカップシール１０をピストン５に押さえ付けてしまうおそれがあるためである。
【００３８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、カップシール外周のリリーフポートと対向する箇所を変化させることにより、外周の特定箇所に損傷が発生することを防止して、カップシールの寿命を大幅に延ばすことができ、もって耐久性に優れたマスタシリンダを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態によるマスタシリンダを示す側断面図である。
【図２】図１における要部の拡大図である。
【図３】本発明に係る係止部材の斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施形態によるカップシールの背面側から見た斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施形態によるマスタシリンダにおいて、外周リップ部の傾動作用を説明するための要部拡大断面図である。
【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      液圧発生室
７      液圧発生室
８      カップシール
１０    カップシール
１２    リリーフポート
１３    リリーフポート
１８    巻きばね
１９    巻きばね
３０    ベース部
３１    外周リップ部
３２    内周リップ部
４０    係止部材
４０ａ  ばね係合部
４０ｂ  対向部
５０    カップシール
５１    翼状面
【図１】
0004499951.tif 000002
【図２】
0004499951.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004499951.tif 000005
【図５】
0004499951.tif 000006