特開 2022-187513 シール部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022187513

(43)【公開日】2022-12-20

(54)【発明の名称】シール部材

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/3232 20160101AFI20221213BHJP

   F16J 15/3236 20160101ALI20221213BHJP

【ＦＩ】

F16J15/3232 101

F16J15/3236

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021095525

(22)【出願日】2021-06-08

(71)【出願人】

【識別番号】000158840

【氏名又は名称】鬼怒川ゴム工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100086232

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 博通

(74)【代理人】

【識別番号】100092613

【弁理士】

【氏名又は名称】富岡 潔

(74)【代理人】

【識別番号】100205682

【弁理士】

【氏名又は名称】高嶋 一彰

(72)【発明者】

【氏名】須川 一太

【テーマコード（参考）】

3J006

【Ｆターム（参考）】

3J006AB02

3J006AE15

3J006AE41

3J006CA01

(57)【要約】

【課題】シール部材の反転を抑制してシール性能を向上させる。
【解決手段】シール部材としての第１セカンダリカップシール４ｂは、環状で矩形断面の基部１１と、基部１１の上面から第１セカンダリカップシール４ｂ径方向の外側に向かって傾いて突出形成されたアウタリップ１２と、基部１１の上面から第１セカンダリカップシール４ｂ径方向の内側に向かって傾いて突出形成されたインナリップ１３と、を有している。基部１１の内周面１１ａには、複数の円形の第１凹部１４が形成されている。インナリップ１３の内周面１３ａには、複数の第２凹部１５が形成されている。第１セカンダリカップシール４ｂは、プライマリピストンとの接触面積を低減することができ、プライマリピストンの動きに引きずられて反転することを抑制することができる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ピストンとシリンダとの間をシールする環状のシール部材において、
上記シリンダに取り付けられる環状の基部と、上記基部の外周縁から突出して上記シリンダに接触するアウタリップと、上記基部の内周縁から突出して上記ピストンに接触するインナリップと、を有し、
上記基部の内周面には、複数の第１凹部が形成されていることを特徴とするシール部材。

【請求項2】

上記インナリップの根元側の内周面には、複数の第２凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシール部材。

【請求項3】

上記第１凹部及び上記第２凹部には、グリスが保持されていることを特徴とする請求項２に記載のシール部材。

【請求項4】

自身の軸方向に沿って細長い断面形状となるように、シール部材軸方向に沿った寸法がシール部材径方向に沿った寸法よりも大きくなるよう形成されていることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のシール部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シール部材に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１には、シリンダに形成された溝に収容されたシール部材により、シリンダと当該シリンダに往復動可能に収容されたピストンとの間をシールする構造が開示されている。

【0003】

この特許文献１においては、シール部材の反転を防止するために、ピストンに接触する内側のリップの先端に突出部を設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２－２１０９０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、突出部によるシール部材の姿勢保持は確実ではなく、内側のリップの剛性不足により内側リップが変形すると、シール部材が反転（１８０度回転）する虞がある。

【0006】

つまり、シール部材の反転（１８０度回転）を防止するためには、更なる改善の余地がある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明のシール部材は、ピストンとシリンダとの間をシールする環状のシール部材であって、上記シリンダに取り付けられる環状の基部と、上記基部の外周縁から突出して上記シリンダに接触するアウタリップと、上記基部の内周縁から突出して上記ピストンに接触するインナリップと、を有し、上記基部の内周面には、複数の第１凹部が形成されていることを特徴としている。

【0008】

シール部材は、上記インナリップの根元側の内周面に複数の第２凹部が形成されていてもよい。

【0009】

シール部材は、上記第１凹部及び上記第２凹部にグリスが保持されていてもよい。

【0010】

またシール部材は、自身の軸方向に沿って細長い断面形状となるように、シール部材軸方向に沿った寸法がシール部材径方向に沿った寸法よりも大きくなるよう形成されていてもよい。

【発明の効果】

【0011】

本発明のシール部材は、複数の第１凹部を形成したことによりピストンとの接触面積を低減することができ、ピストンの動きに引きずられて反転することを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明に係るシール部材が適用されたマスタシリンダの要部の概略構成を示す説明図。

【図2】本発明の第１実施例におけるシール部材の斜視図。

【図3】本発明の第１実施例におけるシール部材を模式的に示した説明図。

【図4】比較例のシール部材を模式的に示した説明図。

【図5】比較例のシール部材の挙動を時系列に並べて示した説明図。

【図6】本発明のその他の例におけるシール部材の断面図。

【図7】本発明の第２実施例におけるシール部材を模式的に示した説明図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

【0014】

図１は、本発明に係るシール部材が適用されたマスタシリンダ１の要部の概略構成を模式的に示した説明図である。換言すると、図１は、本発明の第１実施例のシール部材としての第１セカンダリカップシール４ｂが適用されたマスタシリンダ１の要部の断面を模式的に示した説明図である。

【0015】

マスタシリンダ１は、例えば液圧を利用して制動力を発生させる液圧式ブレーキに用いられる。マスタシリンダ１は、有底筒状のシリンダボディ２と、シリンダボディ２の内周面２ａに直列に挿入される円柱形状のピストン３（３ａ、３ｂ）と、ピストン３とシリンダボディ２の内周面２ａとの間をシールする環状のカップシール４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）と、を有している。プライマリピストン３ａは、ブレーキペダルの踏み込み時に図示外のプッシュロッド等からの力を受けて図１の左方向に押し出される。

【0016】

プライマリピストン３ａとセカンダリピストン３ｂとの間には、第１液圧室５が形成されている。シリンダボディ２の内側底面２ｂとセカンダリピストン３ｂの間には第２液圧室６が形成されている。これらの第１、第２液圧室５、６はスプリング収容部を兼ねている。第１液圧室５には、圧縮コイルスプリングである第１リターンスプリング７が収容されている。第２液圧室６には、第２リターンスプリング８が収容されている。プライマリピストン３ａは、第１リターンスプリング７によって図１の右方向に付勢されている。セカンダリピストン３ｂは、第２リターンスプリング８によって図１の右方向に付勢されている。

【0017】

マスタシリンダ１は、例えば２系統のブレーキ系統を操作する場合、第１液圧室５が図示外の出力ポートを介して一方のブレーキ系統のホイールシリンダに接続され、第２液圧室６が図示外の出力ポートを介して他方のブレーキ系統のホイールシリンダに接続される。

【0018】

シリンダボディ２の内周面２ａには、図示せぬ第１補給孔及び第２補給孔がそれぞれ開口形成されている。これらの第１、第２補給孔は、図示外のリザーバタンクに連通可能となっている。マスタシリンダ１は、図１の状態から各ピストン３ａ、３ｂが後退したブレーキの非制動状態、すなわち各ピストン３ａ、３ｂが後退限位置にある状態で、第１補給孔が第１液圧室５に連通し、第２補給孔が第２液圧室６にそれぞれ連通するように設定されている。

【0019】

マスタシリンダ１は、ブレーキペダルの踏み込み操作により、第１、第２リターンスプリング７、８の付勢力に対抗してプライマリピストン３ａが図１の左方向に押し出されると、第１液圧室５が密閉空間となって内部圧力が上昇する。マスタシリンダ１は、第１液圧室５の内部圧力が上昇すると、一方のブレーキ系統に制動力を発生させる。

【0020】

マスタシリンダ１は、ブレーキペダルの踏み込み操作により、第２リターンスプリング８の付勢力に対抗してセカンダリピストン３ｂが図１の左方向に押し出されると、第２液圧室６が密閉空間となって内部圧力が上昇する。マスタシリンダ１は、第２液圧室６の内部圧力が上昇すると、他方のブレーキ系統に制動力を発生させる。

【0021】

マスタシリンダ１は、ブレーキペダルの踏み込みが解除されると、制動状態から非制動状態へと復帰するべく、プライマリピストン３ａ及びセカンダリピストン３ｂが第１、第２リターンスプリング７、８のばね力により図１の右方向に移動する。

【0022】

シリンダボディ２は、内周面２ａにカップシール４が収容される溝部９が複数形成されている。溝部９は、シリンダボディ２の内周面２ａ周方向に沿って連続する無端の溝であって、例えばシリンダボディ２軸方向（シリンダ軸方向）に沿った長さがカップシール４の長さ（カップシール４のカップシール４軸方向長さ）よりも長くなるよう形成されている。

【0023】

溝部９は、シリンダボディ２径方向（シリンダ径方向）に沿った互いに対向する一対の側壁面９ａと、これら側壁面９ａに挟まれてシリンダボディ２軸方向に沿った底壁面９ｂと、を有している。

【0024】

シリンダボディ２の内周面２ａとプライマリピストン３ａの外周面との間は、第１プライマリカップシール４ａとシール部材としての第１セカンダリカップシール４ｂとによってシールされている。シリンダボディ２の内周面２ａとセカンダリピストン３ｂの外周面との間は、第２プライマリカップシール４ｃと第２セカンダリカップシール４ｄとによってシールされている。

【0025】

第１プライマリカップシール４ａが収容される溝部９と第１セカンダリカップシール４ｂが収容される溝部９との間には、上述した第１補給孔が形成されている。第２プライマリカップシール４ｃが収容される溝部９と第２セカンダリカップシール４ｄが収容される溝部９との間には、上述した第２補給孔が形成されている。

【0026】

第１液圧室５と第２液圧室６は、これらカップシール４ａ～４ｄのシール機能により隔離形成され、両者の独立性が確保されている。これらカップシール４ａ～４ｄは、断面Ｕ字形状を呈し、例えばＥＰＤＭ等のソリッドゴムからなっている。

【0027】

カップシール４ａ～４ｄは、シリンダボディ２の溝部９に取り付けられて内周側がピストン３の外周面に対して摺動するいわゆる内径摺動タイプである。

【0028】

第１プライマリカップシール４ａ及び第１セカンダリカップシール４ｂは、Ｕ字の開口が第１液圧室５側を向いた状態で溝部９に取り付けられている。第２プライマリカップシール４ｃは、Ｕ字の開口が第２液圧室６側を向いた状態で溝部９に取り付けられている。第２セカンダリカップシール４ｄは、Ｕ字の開口がシリンダボディ２のシリンダ開口側を向いた状態で溝部９に取り付けられている。

【0029】

第１プライマリカップシール４ａ、第２プライマリカップシール４ｃ及び第２セカンダリカップシール４ｄは、マスタシリンダ１の構成上、常に液中にあるため、ピストン３の移動に伴う摩擦力が作用しにくく、溝部９内で反転する虞がない。一方、第１セカンダリカップシール４ｂは、マスタシリンダ１の構成上、シリンダボディ２のシリンダ開口側が大気に接しているため、プライマリピストン３ａの移動に伴う摩擦力が作用した際に、溝部９内で反転する虞がある。

【0030】

図２及び図３は、本発明の第１実施例におけるシール部材を示している。すなわち、図２は、第１実施例における第１セカンダリカップシール４ｂの斜視図である。図３は、第１実施例における第１セカンダリカップシール４ｂを模式的に示した説明図である。

【0031】

第１セカンダリカップシール４ｂは、シリンダボディ２内部を外気（大気）からシールするものである。第１セカンダリカップシール４ｂは、環状で矩形断面の基部１１と、基部１１の上面から第１セカンダリカップシール４ｂ径方向の外側に向かって傾いて突出形成されたアウタリップ１２と、基部１１の上面から第１セカンダリカップシール４ｂ径方向の内側に向かって傾いて突出形成されたインナリップ１３と、を有している。

【0032】

第１セカンダリカップシール４ｂは、シリンダボディ２軸方向に沿って細長い断面形状となるように、シリンダボディ２軸方向に沿った寸法がシリンダボディ２径方向に沿った寸法よりも大きくなるよう形成されている。換言すると、第１セカンダリカップシール４ｂは、第１セカンダリカップシール４ｂ軸方向（シール部材軸方向）に沿った寸法が第１セカンダリカップシール４ｂ径方向（シール部材径方向）に沿った寸法よりも、大きくなるよう形成されている。第１セカンダリカップシール４ｂ軸方向は、所期の収容状態で第１セカンダリカップシール４ｂがシリンダボディ２の溝部９に収容されていれば、シリンダボディ２軸方向と一致する。第１セカンダリカップシール４ｂ径方向は、所期の収容状態で第１セカンダリカップシール４ｂがシリンダボディ２の溝部９に収容されていれば、シリンダボディ２径方向と一致する。

【0033】

基部１１は、第１セカンダリカップシール４ｂ軸方向に沿った厚みが比較的厚肉となるよう形成されている。基部１１の内周面１１ａには、複数の円形の第１凹部１４が形成されている。詳述すると、複数の第１凹部１４は、基部１１の内周面１１ａの全周に、第１セカンダリカップシール４ｂ周方向に沿って並んで形成されている。なお、図４中の符号１１ｂは、基部１１の底面である。

【0034】

アウタリップ１２は、基部１１の外周縁から突出して第１セカンダリカップシール４ｂ外周側がシリンダボディ２の内周面２ａに形成された溝部９の底壁面９ｂに接触する。

【0035】

インナリップ１３は、基部１１の内周縁から突出してカップシール４内周側の内周面１３ａがプライマリピストン３ａの外周面に摺動可能に接触する。インナリップ１３の内周面１３ａには、複数の第２凹部１５が形成されている。複数の第２凹部１５は、例えば基部１１に隣接するインナリップ１３の根元側に形成されている。複数の第２凹部１５は、インナリップ１３の内周面１３ａの全周に、第１セカンダリカップシール４ｂ周方向に沿って並んで形成されている。

【0036】

第１セカンダリカップシール４ｂは、溝部９に組み付ける際に、プライマリピストン３ａとの摺動性を向上させる目的で、基部１１の内周面１１ａやインナリップ１３の内周面１３ａにグリスが塗布される。そのため、第１凹部１４及び第２凹部１５は、組み付け時、グリスが保持（充填）された状態となる。

【0037】

なお、第１プライマリカップシール４ａ、第２プライマリカップシール４ｃ及び第２セカンダリカップシール４ｄは、第１セカンダリカップシール４ｂと略同一構成となっているが、基部１１の内周面１１ａや、インナリップ１３の内周面１３ａに第１凹部１４、第２凹部１５に相当する凹部が形成されておらず、後述する比較例のカップシール２１により近い構成となっている。

【0038】

図４は、比較例のシール部材であるカップシール２１を模式的に示した説明図である。なお、説明の便宜上、上述した第１実施例のカップシール４と同一の構成要素に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。比較例のカップシール２１は、上述した第１実施例の第１セカンダリカップシール４ｂと略同一構成となっているが、基部１１の内周面１１ａやインナリップ１３の内周面１３ａに、第１実施例の第１凹部１４及び第２凹部１５に相当する凹部が形成されていない。そのため、比較例のカップシール２１は、第１実施例の第１セカンダリカップシール４ｂに比べて、グリスの保持性能が低くなり、ピストン３に対する摩擦抵抗が大きくなる。また、比較例のカップシール２１は、第１実施例の第１セカンダリカップシール４ｂに比べて、ピストン３に対する接触面積が広くなり、摺動抵抗が高くなる。

【0039】

図５は、比較例のシール部材であるカップシール２１の挙動を時系列に並べて示した説明図である。詳述すると、図５は、比較例のカップシール２１を大気に接する状態で溝部９に配置した際に、当該カップシール２１が溝部９内で反転する様子を時系列に並べて示した説明図である。図５における時系列は、時間が早いものから図５の（ａ）、図５の（ｂ）、図５の（ｃ）、図５の（ｄ）の順である。

【0040】

図５の（ａ）は、ピストン３が静止している状態を示している。図５の（ｂ）は、ピストン３が動き出してカップシール２１が図５の左方向に引きずられた状態を示している。図５の（ｃ）は、ピストン３がさらに動いてカップシール２１が基部１１の底面１１ｂの内周縁を回転中心として回転し始めた状態を示している。図５の（ｄ）は、カップシール２１が溝部９内で反転した状態を示している。

【0041】

比較例のカップシール２１は、図５に示すように、ピストン３の移動に伴う摩擦力が作用した結果、溝部９内でまくれ上がり、基部１１の底面１１ｂの内周縁を回転中心として溝部９内で反転（回転）し、シール性能が悪化する虞がある。

【0042】

一方、上述した第１実施例の第１セカンダリカップシール４ｂは、プライマリピストン３ａと対向する内周面に第１凹部１４及び第２凹部１５が形成されている。

【0043】

そのため、第１実施例の第１セカンダリカップシール４ｂは、プライマリピストン３ａとの接触面積を低減することができ、シリンダボディ２内をプライマリピストン３ａが摺動した際に、プライマリピストン３ａの動きに引きずられて反転することを抑制することができる。

【0044】

また、第１実施例の第１セカンダリカップシール４ｂは、第１凹部１４及び第２凹部１５にグリスが保持されているので、ピストン３をシリンダボディ２に組み付ける（挿入する）際の抵抗を低減できるとともに、ピストン３に対する摩擦抵抗低減によりピストン３の動きに追従しにくくなって溝部９内での反転を一層抑制することができる。

【0045】

また、第１実施例の第１セカンダリカップシール４ｂは、シリンダボディ２軸方向に沿って細長い断面形状となるように形成されている。換言すれば、第１実施例の第１セカンダリカップシール４ｂは、第１セカンダリカップシール４ｂ軸方向に沿って細長い断面形状となるように形成されている。

【0046】

そのため、第１実施例の第１セカンダリカップシール４ｂは、シリンダボディ２内をピストン３が摺動した際に、プライマリピストン３ａの動きに引きずられて反転しにくくなっている。

【0047】

シリンダボディ２軸方向に沿って細長い断面形状となるよう形成された第１セカンダリカップシール４ｂは、基部１１の底面１１ｂを含む平面からアウタリップ１２のシールポイントまでの距離であるシール高さがリップ幅よりも長くなる。換言すれば、第１セカンダリカップシール４ｂ軸方向に沿って細長い断面形状となるよう形成された第１セカンダリカップシール４ｂは、基部１１の底面１１ｂを含む平面からアウタリップ１２のシールポイントまでの距離であるシール高さがリップ幅よりも長くなる。

【0048】

第１セカンダリカップシール４ｂは、シールポイントまでの高さ（シール高さ）がリップ幅に比べて長くなるほど反転しようとする際に溝部９の底壁面９ｂからの垂直抗力が大きくなる。つまり、第１セカンダリカップシール４ｂは、シールポイントまでの高さ（シール高さ）がリップ幅に比べて長くなるほど溝部９で反転しにくくなる。

【0049】

従って、第１セカンダリカップシール４ｂは、例えば図６に示す第１セカンダリカップシール３１のように、シールポイントまでの高さ（シール高さ）がリップ幅に比べて第１実施例のカップシール４よりも長くなるよう、シリンダボディ２軸方向に沿って一層細長い断面形状に形成してもよい。

【0050】

以下、本発明の他の実施例について説明するが、上述した第１実施例と同一の構成要素には、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0051】

図７を用いて本発明の第２実施例を説明する。図７は、本発明の第２実施例におけるシール部材である第１セカンダリカップシール４１を模式的に示した説明図である。

【0052】

第２実施例の第１セカンダリカップシール４１は、上述した第１実施例の第１セカンダリカップシール４ｂと略同一構成となっているが、第１凹部１４及び第２凹部１５が楕円形となっている。

【0053】

第１凹部１４及び第２凹部１５は、長軸が第１セカンダリカップシール４１周方向と平行となり、短軸が第１セカンダリカップシール４１軸方向と平行となるよう形成されている。

【0054】

このような第２実施例の第１セカンダリカップシール４１は、上述した第１実施例の第１セカンダリカップシール４ｂと略同様の作用効果を奏することができる。

【0055】

以上、本発明の具体的な実施例を説明してきたが、本発明は、上述した各実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0056】

例えば、第１凹部１４及び第２凹部１５の形状は、円形及び楕円形以外の形状とすることも可能である。

【0057】

また、第２凹部１５は、所期のシール性能を確保できる範囲内であれば、インナリップ１３の根元側に加えてそれ以外の部分（インナリップ１３の根元側以外の内周面１３ａ）にも形成してよい。

【符号の説明】

【0058】

１…マスタシリンダ
２…シリンダボディ
２ａ…内周面
２ｂ…内側底面
３…ピストン
３ａ…プライマリピストン
３ｂ…セカンダリピストン
４ｂ…第１セカンダリカップシール
５…第１液圧室
６…第２液圧室
７…第１リターンスプリング
８…第２リターンスプリング
９…溝部
９ａ…側壁面
９ｂ…底壁面
１１…基部
１１ａ…内周面
１１ｂ…底面
１２…アウタリップ
１３…インナリップ
１３ａ…内周面
１４…第１凹部
１５…第２凹部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】