JP2003063377A

JP2003063377A - マスタシリンダ

Info

Publication number: JP2003063377A
Application number: JP2001256214A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Hattori; 恭明服部; Toshiyuki Nakamura; 俊之中村
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2001-08-27
Filing date: 2001-08-27
Publication date: 2003-03-05
Anticipated expiration: 2021-08-27
Also published as: JP4561016B2; DE10239324A1; DE10239324B4

Abstract

(57)【要約】【課題】ハウジングの圧力室に内部応力が集中しない
構成とし、ハウジングの圧力室を強固な構成とする。【解決手段】マスタシリンダ１のピストン６が摺動す
るハウジング内における圧力室１０の内壁の軸方向に、
径方向内部に突出してピストン６をガイドする複数の突
起部２ｅと、隣り合う突起部２ｅ間に形成された複数の
凹部２ｆとを有し、ハウジング２の周方向における凹部
２ｆの周方向長さＬ１を突起部２ｅの周方向長さＬ２よ
りも大きくした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両のクラッチあ
るいはブレーキに使用されるマスタシリンダに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年では、車両の油圧式クラッチやブレ
ーキ分野で使用されるマスタシリンダにおいては、低コ
スト化および軽量化の面から、樹脂から成るハウジング
が採用されている。従来のマスタシリンダは、ハウジン
グ内において軸方向に摺動可能なピストンと、ピストン
を支持してガイドするガイドスリーブとを備え、スペー
サディスクを間に挟んで、軸方向両側の２ヶ所に２つの
環状のシール部材が配設され、ポートと圧力室とをシー
ル部材のシールリップの変形によって、連通または遮断
するようにしたものが、例えば、特開２０００−１９２
９９０号公報において開示されている。

【０００３】この様な構成のマスタシリンダにおいてエ
ア抜き作業を行なう場合、ピストンロッドの押圧によっ
てピストンを軸方向に摺動させる。そこで、圧力室から
作動油が流出する経路（例えば、上記公報では圧力接続
部）を塞いだ状態にし、ピストンを戻すことによって、
圧力室に負圧を生じさせる。圧力室が負圧になると作動
油がリザーバから圧力室に流入する経路（例えば、上記
公報では流入接続部）の間にはシール部材が配設されて
いるが、このシール部材のシールリップを負圧によって
内径側に撓ませる。これによって、リザーバ内の作動油
を圧力室内に充填され、マスタシリンダのエア抜き作業
が行なわれる。

【０００４】また、上記公報では、樹脂から成るハウジ
ングの圧力室の内周面にシール部材と作動油を外部に流
出する圧力接続部とを結ぶように軸方向の隙間が設けら
れ、ピストンはハウジングの内径にガイドされて摺動を
行うようになっている。この隙間は、例えば、マスタシ
リンダのエア抜きが行える様に、図３に示す如く、樹脂
から成るハウジング内部に形成される圧力室の周方向の
一部に凹部が形成され、それが軸方向に延在する。

【０００５】

【本発明が解決しようとする課題】しかしながら、この
ように樹脂より成るハウジングの圧力室に対して、周方
向において部分的に軸方向に延在する溝部を形成した場
合、ピストンが軸方向に移動して圧力室の内部容積が変
化して、圧力室内部に圧力が発生すると、その溝部の内
側に応力が集中してしまう。このため、ハウジングが樹
脂より成る場合には、内部応力の集中によって、樹脂か
ら成るハウジングの強度面においての対策が必要にな
る。

【０００６】よって、本発明は上記の問題点に鑑みてな
されたものであり、ハウジングの圧力室に内部応力が集
中しない構成とすること、ハウジングの圧力室を強固な
構成とすることを技術的課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の技術的課題を解決
するために講じた技術的手段は、一端が開口し他端が閉
塞する有底筒状を呈するとともに、有底筒状における筒
状内部から径方向に向けて開口する第１ポートと該第１
ポートよりも他端側で筒状内部から径方向に向けて開口
する第２ポートを有し、樹脂より成るハウジングと、該
ハウジングの筒状内部に摺動可能に嵌装され、前記筒状
内部とともに圧力室を区画するピストンと、該ピストン
に取り付けられ、前記ピストンを軸方向に移動可能な押
圧部材と、前記圧力室の他端側で前記ピストンの外周面
に沿って形成され、前記ピストンの軸方向の作動をガイ
ドするガイド部材と、前記第１ポートと前記第２ポート
との間に設けられ、前記ピストンの位置に応じて前記第
１ポートと前記第２ポートとを連通・遮断可能なシール
部材と、前記ハウジングの内周面と前記ピストンの外周
面との間に設けられ、前記シール部材の軸方向への移動
を規制する規制部材とを備えたマスタシリンダにおい
て、前記圧力室を区画する前記筒状内部の内周面には、
前記ピストンの摺動をガイドする複数の突起部と、該複
数の突起部間で前記突起部よりも径方向外側に形成され
る複数の凹部とを有し、前記凹部の周方向長さは前記突
起部の周方向長さよりも大きくしたことである。

【０００８】上記手段によれば、圧力室を区画する筒状
内部の内周面に、ピストンの摺動をガイドする複数の突
起部と、突起部間で突起部よりも径方向外側に形成され
る複数の凹部とを有し、凹部の周方向長さを突起部の周
方向長さよりも大きくしたので、圧力室内部で圧力がか
かる部分の表面積が従来に比べて増加する。これによ
り、圧力室に内部応力が発生しても広い面積で受けるこ
とができ、その内部応力が分散され、特定部位における
内部応力の集中が防止され、均一化が図れる。

【０００９】この場合、複数の突起部が筒状内部の周方
向に関して等間隔で形成されるようにすれば、内部応力
がより均一化されて好適である。

【００１０】また、凹部が、ハウジングの他端側に向か
うにつれて突起部との径方向距離が短くなるようにすれ
ば、圧力室における閉塞端と側面との間の応力集中を抑
えることが可能となる。

【００１１】更に、ハウジングの筒状内部の外周面に
は、円周状のリブが軸方向に関して複数形成されるよう
にすれば、軸方向に設けられた円周状のリブによりハウ
ジングの圧力室が補強され、強固な構造となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、図面を参照して説明する。尚、以下に本実施形態を
説明するに当たり、図１において、ハウジング側を前
方、ロッド側を後方、ピストンの移動方向（前方および
後方に移動する方向）を軸方向、出力ポート側を上部、
それと反対側を下部と定義する。

【００１３】図１はマスタシリンダ１の構成図である。
マスタシリンダ１は、樹脂より成るハウジング２を有し
ている。ハウジング２は後方が開口２ｇとなった有底筒
状を呈し、その筒状内部には後述するピストン６とによ
って液密的に形成される圧力室１０が区画される。ハウ
ジング２の圧力室後方の開口２ｇは、段状に大径となっ
ている。また、ハウジング２には上部に向かってポート
部２ａが突出しており、そこに圧力室１０により昇圧さ
れた作動油が吐出するポート（出力ポート）８が設けら
れている。更に、ハウジング２には、段状となった後部
の上方には孔部２ｂが設けられ、孔部２ｂはリザーバか
ら作動油が導入されるポート（入力ポート）１１となっ
ている。ハウジング２の後方には、マスタシリンダ１が
車両に締結部材によって取り付けられる際のフランジ部
２ｃが設けられている。

【００１４】ポート８は、ハウジング２の前方にて圧力
室１０に径方向に延在する連通孔２ａａを介して連通
し、図示しないクラッチ操作シリンダに連結されてお
り、ポート８から供給される作動油の圧力により、図示
しないクラッチを切ることができるようになっている。
一方、孔部２ｂに形成されるポート１１は、圧力室１０
に径方向に延在する連通孔２ｂａを介して連通してい
る。孔部２ｂには、樹脂から成るユニオン２０が圧入さ
れ、超音波溶着によって、ユニオン２０はハウジング２
に固定される。ユニオン２０は内部に通孔２０ａおよび
通孔２０ａの内径より若干大きいリザーバポート９が設
けられ、作動油を内部に蓄えることができる図示しない
リザーバに接続されている。これにより、リザーバに蓄
えられた作動油は、ユニオン２０の通孔２０ａ、リザー
バポート９を通り、孔部２ｂ内のポート１１へと導か
れ、連通孔２ｂａを通って、圧力室１０へと導くことが
可能である。

【００１５】ハウジング２には連通孔２ｂａの前方に内
径と外径にリップ４ｂを有する環状のシール部材４を備
え、後方には環状のシール部材５を備える。シール部材
４，５は、圧力室１０に対して軸方向に摺動可能な状態
で配設される円筒状のピストン６の外周に配設される。

【００１６】ピストン６は、図１に示す状態において、
前方は径方向に段部を有する中空台形状のサポートリン
グ１２に支持され、後方は有底円筒状のガイドスリーブ
３に支持される。ガイドスリーブ３はピストン６の外周
面を摺動できるよう、ピストン６および圧力室１０の内
径と同軸で配設される。ハウジング２とガイドスリーブ
３との間にはサポートリング１２が設けられ、サポート
リング１２もピストン６と同軸で配設される。この状態
で、ハウジング２の開口２ｇに対して、サポートリング
１２は外形の段部１２ｂに嵌った環状のゴムから成るシ
ール部材２４により、ハウジング２の内径とサポートリ
ング１２の外径はシールされる。また、ハウジング２と
サポートリング１２とは、ハウジング２の数箇所に設け
られた孔およびサポートリング１２の外径に設けられた
溝に固定ピン１３が挿入され、固定ピン１３により、ハ
ウジング２とサポートリング１２は一体で固定される。

【００１７】サポートリング１２の後方段部における内
径の一部には溝部１２ａが設けられ、この溝部１２ａに
ガイドスリーブ３の前方から後方に向けてガイドスリー
ブ３に一体で形成された爪部３ａが嵌着する。この爪部
３ａの溝部１２ａの嵌着により、サポートリング１２に
よってガイドスリーブ３の軸方向の移動が規制される。
従って、ハウジング２に対して、サポートリング１２は
固定ピン１３により固定され、ガイドスリーブ３は爪部
３ａにより固定されるので、ハウジング２に対して、サ
ポートリング１２およびガイドスリーブ３は一体で固定
されるものとなる。

【００１８】一方、ハウジング２の後方端面には、ハウ
ジング２の開口２ｇを覆うようにして、後方に凸部が突
出したダストブーツ２２がピストン６と同軸で設けられ
る。ダストブーツ２２は前方にフランジ部２２ａを有す
る。マスタシリンダ１がエンジンルーム内から車両のボ
ディに固定される場合、ハウジング２のフランジ部２ｃ
の後方からダストブーツ２２のフランジ部２２ａが車両
のボディに挟まれて固定される。これによって、マスタ
シリンダ１が車両に固定される。

【００１９】圧力室１０の容積が可変となるように摺動
するピストン６は、前方の端部に開口部６ａが設けられ
ている。この開口部６ａの径方向において、ピストン外
径から開口部６ａ内に連通する小径孔６ｂが周方向に等
間隔で複数個（例えば、４個）設けられている。この小
径孔６ｂにより、ピストン６の初期位置において、圧力
室１０と連通孔２ｂａはサポートリング１２の径方向に
複数設けられた連通孔１２ｃを介して連通し、初期位置
での圧力室内に残圧が発生しないようになっている。ま
た、ピストン６の後方の軸方向端面にも開口部６ｅが設
けられる。開口部６ｅの底はすり鉢状６ｃを呈し、そこ
にロッド７の半球状となった先端７ａが当接した状態で
配設される。半球状となった先端７ａの後方にはフラン
ジ部７ｂが設けられており、フランジ部７ｂの後方端面
がピストン６の開口部に設けられた溝部６ｄに嵌着され
たスナップリング２３により規制され、ロッド７はピス
トン６に対して軸方向に抜けないようになっている。こ
の場合、ロッド７は、ガイドスリーブ３の後方端面に設
けられた孔３ｂおよびダストブーツ２２の後方端面に設
けられた孔２２ｂに挿通され、フランジ部７ｂを中心と
してロッド７は所定角度だけ揺動できる。

【００２０】この様な構成において、シール部材４は連
通孔２ｂａと小径孔６ｂとを、図１に示す初期状態（ロ
ッド７に外力が作用していない状態）では連通させるよ
うに機能するが、ロッド７に対して、図示しないクラッ
チペダルが踏まれ、それに基づく外力がロッド７に作用
して、ピストン６が圧力室１０の容積の縮小を行なう前
方に移動した場合には、連通孔２ｂａと圧力室１０との
連通を遮断する機能を有する。また、シール部材５は、
圧力室１０からピストン６の後方およびサポートリング
１２とガイドスリーブ３との間を通って作動油が流れ出
るのを遮断する機能を有する。

【００２１】次に、マスタシリンダ１の作動について説
明する。図１はクラッチペダルを踏み込んでいない非操
作状態（即ち、クラッチが完全係合した状態）を示す。
この状態でのピストン６の位置においては、小径孔６ｂ
の軸方向における位置がシール部材４の内径に形成され
たリップより後方の状態となり、この状態では連通孔２
ｂａと小径孔６ｂは連通する。その結果、圧力室１０は
ポート１１と連通し、圧力が作用しない無圧状態とな
る。

【００２２】この状態から、図示しないクラッチペダル
を踏み込むと、クラッチペダルに接続されるロッド７の
軸方向の移動により、ピストン６がロッド７に押圧され
て、軸方向前方に移動する。すると、ピストンの小径孔
６ｂがシール部材４のリップ４ｂの内径を通過して、連
通孔２ｂａと小径孔６ｂとの連通が遮断される。その結
果、圧力室１０はポート１１との連通が絶たれ、ピスト
ン６の前方への移動に伴い圧力室１０の容積が縮小され
て昇圧が開始される。無圧状態で圧力室１０に存在して
いた作動油は、ピストン６の前方への移動により連通孔
２ａａを介してポート８から吐出され、その吐出された
圧力によって、ポート８に接続されるクラッチ操作シリ
ンダにその作動油が導入されて、クラッチの断操作が行
われる。

【００２３】この場合、ピストン６が軸方向に移動した
状態では、圧力室１０にはクラッチ反力相当の内圧が発
生し、シール部材４の受圧面積相当の荷重がサポートリ
ング１２をハウジング１から脱落する方向に作用する
が、本実施形態においては、サポートリング１２は固定
ピン１３によって、ハウジング２と一体で固定している
ので、シール部材５およびガイドスリーブ３に対して、
この荷重は作用しない。

【００２４】次に、本発明について、詳細に説明する。

【００２５】樹脂より成るハウジング１の圧力室１０を
区画する筒状内部の内周面には、ピストン６が摺動を行
なう際にピストン６をガイドする複数の突起部２ｅと、
マスタシリンダ１の作動初期（例えば、マスタシリンダ
１を最初に車両に組み付けた状態あるいはリザーバに蓄
えられる作動油を入れ替えた場合等）におけるエア抜き
作業時に、リザーバからユニオン２０、ポート１１を介
して、圧力室１０に作動油を導入すべく突起部２ｅより
も径方向外側に形成される複数の凹部２ｆとを周方向に
おいて交互に等間隔で複数個有している。

【００２６】そこで、図２にハウジング２の圧力室１０
における内壁の形状を示す。圧力室１０の内壁には、軸
方向において、ピストン６の外径と径の大きさが一致す
る複数の突起部２ｅと、隣り合う突起部２ｅ間に形成さ
れた複数の凹部２ｆが、周方向に等間隔で形成され、凹
部２ｆの周方向長さＬ１は突起部２ｅの周方向長さＬ２
よりも大きくなっている。この図２においては、突起部
２ｅと凹部２ｆは共に８個づつハウジング２に一体で形
成されている。この様に、ハウジング２に設けられた圧
力室１０の周方向において、突起部２ｅと凹部２ｆが交
互に等間隔になっているので、圧力室１０の内壁が単に
円周状になっている場合に比べて、圧力室１０での内壁
の表面積を大きく確保することができる。このため、圧
力室１０の内部に内部応力が発生しても、内部応力を内
壁全体に分散できるので、圧力室内の特定部位に内部応
力が集中することがなくなる。

【００２７】ハウジング２の内壁に形成される突起部２
ｅは、ピストン６が摺動する場合にピストン６の外径と
突起先端の内径の大きさが一致することから、ピストン
６のガイドとして機能する。一方、周方向において隣り
合う突起部２ｅの間に設けられる凹部２ｆは、圧力室１
０の内部をピストン６が摺動する場合でも、凹部２ｆと
ピストン６の外径との間に軸方向において隙間が形成さ
れるものとなる。凹部２ｆの形成によって、ピストン６
が連通孔２ａａの内径に当接する閉塞端いっぱいまで移
動した場合でも、圧力室１０とシール部材４との間で作
動油が流れる流路を確実に確保できる。

【００２８】このため、マスタシリンダ１のエア抜きを
行なう場合、ピストン６を、例えば、閉塞端いっぱいま
で前方に移動させた後、ポート８を塞ぎ、ポート８を塞
いだ状態でピストン６を初期状態まで戻す作業を行なう
が、この場合、圧力室１０はピストン６の後方への移動
に従い負圧となる。この際、圧力室１０およびポート８
につながる流路においてエアが存在する場合には、ピス
トン６を前方へ移動させた際に、図示しないクラッチ操
作シリンダのエア抜き栓から排出される。更に、ピスト
ン６の後方への移動による負圧発生で、リザーバから作
動油が圧力室１０の内部に導入され、エア抜きが行なえ
る。負圧になった圧力室１０では、圧力室１０の凹部２
ｆとピストン６の外径との間には周方向において軸方向
に延在した隙間が凹部２ｆにより複数できるので、その
凹部２ｆによる複数の隙間を通って、作動油が圧力室１
０へと導かれるために、効率良くマスタシリンダ１の初
期のエア抜きを行なうことができる。

【００２９】更に、別の請求項として、マスタシリンダ
１の圧力室１０が設けられるハウジング２の外径には、
軸方向において等間隔で複数の環状のリブ２ｄが設けら
れている。ピストン６が移動する際、圧力室１０の内壁
にはピストン６により昇圧された圧力が内部応力として
作用するが、軸方向には複数のリブ２ｄが設けられてい
るので、この内部応力による圧力室１０の膨張を防止す
ることができる。これにより、圧力室１０が破壊されな
いよう補強できる構成となる。

【００３０】本実施形態において、凹部２ｆの幅Ｌ１は
圧力室１０の内径全周長さの１／２以上であれば、ピス
トン６が摺動する場合にピストン６のガイドを損なわな
いようにすることができる。また、突起部２ｅは周方向
において、３ヶ所以上設ければ、ピストン６のガイド機
能を十分に果たすことができる。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、圧力室を区画する筒状
内部の内周面に、ピストンの摺動をガイドする複数の突
起部と、突起部間で突起部よりも径方向外側に形成され
る複数の凹部とを有し、凹部の周方向長さを突起部の周
方向長さよりも大きくしたので、圧力室内部で圧力がか
かる部分の表面積が従来に比べて増加する。これによ
り、圧力室に内部応力が発生しても広い面積で受けるこ
とができ、その内部応力が分散され、特定部位における
内部応力の集中が防止され、均一化が図れる。

【００３２】この場合、複数の突起部が筒状内部の周方
向に関して等間隔で形成されるようにすれば、内部応力
がより均一化されて好適である。

【００３３】また、凹部が、ハウジングの他端側に向か
うにつれて突起部との径方向距離が短くなるようにすれ
ば、圧力室における閉塞端と側面との間の応力集中を抑
えることが可能となる。

【００３４】更に、ハウジングの筒状内部の外周面に
は、円周状のリブが軸方向に関して複数形成されるよう
にすれば、軸方向に設けられた円周状のリブによりハウ
ジングの圧力室が補強され、強固な構造となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態におけるマスタシリンダの
構成を示す断面図である。

【図２】図１に示すＡ−Ａ断面図である。

【図３】従来のハウジング内に形成される圧力室の断面
図である。

【符号の説明】

１マスタシリンダ２ハウジング２ｄリブ２ｅ突起部２ｆ凹部３ガイドスリーブ（ガイド部材）４シール部材５シール部材６ピストン７プッシュロッド（押圧部材）８ポート（第２ポート）１０圧力室１１ポート（第１ポート）１２サポートリング（規制部材）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一端が開口し他端が閉塞する有底筒状を
呈するとともに、有底筒状における筒状内部から径方向
に向けて開口する第１ポートと該第１ポートよりも他端
側で筒状内部から径方向に向けて開口する第２ポートを
有し、樹脂より成るハウジングと、該ハウジングの筒状内部に摺動可能に嵌装され、前記筒
状内部とともに圧力室を区画するピストンと、該ピストンに取り付けられ、前記ピストンを軸方向に移
動可能な押圧部材と、前記圧力室の他端側で前記ピストンの外周面に沿って形
成され、前記ピストンの軸方向の作動をガイドするガイ
ド部材と、前記第１ポートと前記第２ポートとの間に設けられ、前
記ピストンの位置に応じて前記第１ポートと前記第２ポ
ートとを連通・遮断可能なシール部材と、前記ハウジングの内周面と前記ピストンの外周面との間
に設けられ、前記シール部材の軸方向への移動を規制す
る規制部材と、を備えたマスタシリンダにおいて、前記圧力室を区画する前記筒状内部の内周面には、前記
ピストンの摺動をガイドする複数の突起部と、該複数の
突起部間で前記突起部よりも径方向外側に形成される複
数の凹部とを有し、前記凹部の周方向長さは前記突起部
の周方向長さよりも大きいことを特徴とするマスタシリ
ンダ。
【請求項２】前記複数の突起部は、前記筒状内部の周
方向に関して等間隔で形成され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】前記凹部は、前記ハウジングの他端側に
向かうにつれて前記突起部との径方向距離が短くなるこ
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４】前記ハウジングの前記筒状内部の外周面
には、円周状のリブが軸方向に関して複数形成されるこ
とを特徴とする請求項１に記載のマスタシリンダ。