JP2020041639A - マスタシリンダ - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡単で部品点数および組付工数を減少することができるマスタシリンダを提供することにある。【解決手段】シリンダ室１１を形成されたボデー１０と、シリンダ室１１内の一端側に挿入されたリターンスプリング３０と、シリンダ室１１内の他端側にリターンスプリング３０に付勢されるように挿入されたピストン４０とを備えているマスタシリンダにおいて、リターンスプリング３０のピストン４０側端を係止するスプリングシート３４とピストン４０との間に、常時開成でピストン４０がリターンスプリング３０側方向に移動する時に閉成する開閉弁５０を介設する。【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のクラッチ装置やブレーキ装置等に使用されるマスタシリンダに関し、例えば、大型自動車のクラッチ装置に使用されるマスタシリンダに利用して有効なものに関する。

従来のこの種のマスタシリンダとしては、一端が閉塞し他端が開放したシリンダ室が形成されたボデーと、シリンダ室に挿入されたリターンスプリングおよびピストンと、ピストンに装備されたセンタバルブとを備えており、センタバルブは常時開成でクラッチペダルの踏み込みによってピストンが前進すると、閉成するように構成されているセンタバルブタイプのマスタシリンダがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−１０３３２７号公報

しかしながら、前記したセンタバルブタイプのマスタシリンダにおいては、センタバルブがピストンに装備されているので、構造が全体的に複雑になり、部品点数および組付工数が増加するという問題点があった。

本発明の目的は、構造が簡単で部品点数および組付工数を減少することができるマスタシリンダを提供することにある。

前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
シリンダ室を形成されたボデーと、前記シリンダ室内の一端側に挿入されたリターンスプリングと、前記シリンダ室内の他端側に前記リターンスプリングに付勢されるように挿入されたピストンと、前記リターンスプリングの前記ピストン側端に係止されたスプリングシートと、前記スプリングシートと前記ピストンとの間に設けられ、常時開成で前記ピストンが前記リターンスプリング側方向に移動する時に閉成する開閉弁と、を備えているマスタシリンダ。

前記した手段によれば、構造を簡単化することができ、部品点数および組付工数を減少することができる。

本発明の第一実施形態であるマスタシリンダを示す縦断面図である。 主要部の通常状態を示す縦断面図である。 主要部のクラッチ作動初期状態を示す縦断面図である。 本発明の第二実施形態であるマスタシリンダの主要部の通常状態を示す縦断面図である。 同じく主要部のクラッチ作動初期状態を示す縦断面図である。 本発明の第三実施形態であるマスタシリンダの主要部の通常状態を示す縦断面図である。 同じく主要部のクラッチ作動初期状態を示す縦断面図である。

以下、図面に即して本発明の一実施形態を説明する。

図１〜図３は本発明の第一実施形態を示している。
本実施形態において、本発明に係るマスタシリンダは大型自動車のクラッチ装置に使用されるものとして構成されている。
図１に示されているように、本実施形態に係るマスタシリンダは、ボデー１０、ダストカバー２０、リターンスプリング３０およびピストン４０を備えている。
ボデー１０には一端（以下、前端とする）が閉塞し他端（以下、後端とする）が開放した円形穴形状のシリンダ室１１が形成されている。シリンダ室１１の前端側にはリターンスプリング３０が挿入されており、シリンダ室１１の後端側にはピストン４０が摺動自在に嵌入されている。リターンスプリング３０はピストン４０を後方へ付勢しており、ピストン４０はシリンダ室１１から後方に飛び出さないようにストッパリング１８によって位置規制されている。

シリンダ室１１には押し退け室１２がピストン４０の前脇に形成されており、押し退け室１２の前端にはボデー１０に開設された流出路１３が接続されている。流出路１３はクラッチ作動器に連結されたスレーブシリンダにオイル配管によって流体的に接続される（図示せず）。
シリンダ室１１には連絡路１４がピストン４０の中間部に接する部位に開設されており、ボデー１０の連絡路１４が開設された部分にはボス部１５が径方向外向きに突設されている。ボス部１５にはリザーバ１６（一部のみ図示）がクリップ（図示せず）によって取り付けられている。連絡路１４はシリンダ室１１とリザーバ１６の貯留室１７（一部のみ図示）とを連絡している。
リザーバ１６は樹脂が使用されて貯留室１７を形成する容器形状に成形されている。図示は省略するが、リザーバ１６の上端部には注入口が開設されており、注入口にはキャップが着脱自在に被せ付けられている。キャップにはダイヤフラムが注入口を横断するように張設されており、ダイヤフラムは収縮することにより貯留室１７の内圧の変動を吸収するようになっている。

ボデー１０の後端部外周には取付溝１９が一定幅一定深さの環帯形状に形成されており、取付溝１９にはダストカバー２０が取り付けられている。ダストカバー２０はゴムまたは樹脂の弾性材が使用されて中間部の内周にシール部２１を有する円筒形状に形成されており、前端部が取付溝１９に弾性力をもって嵌着されている。ダストカバー２０のシール部２１には挿通孔２２が開設されており、挿通孔２２にはクラッチペダルに連動されるプッシュロッド２３が挿入されている。シール部２１は挿通孔２２においてプッシュロッド２３の外周面に嵌着した状態になっている。

リターンスプリング３０はコイルスプリングが使用されて形成されており、大径部３１と漸減径部３２と小径部３３とが前側から順に配設されている。大径部３１の外径はシリンダ室１１の内径よりも若干だけ小径に設定されている。漸減径部３２は径が大径部３１から小径部３３に向けて漸減している。小径部３３の外径はスプリングシート３４に着座して弾性力を確実かつ安定して付勢するように設定されている。
スプリングシート３４は小径部と大径部とを有する二段円柱形状に形成されており、小径部と大径部との段差によって座部３５が形成されている。スプリングシート３４の座部３５にはリターンスプリング３０の小径部３３が係止されている。

ピストン４０は前端部４１と中間部４２と後端部４３とを備えている。前端部４１およ
び後端部４３の外径はシリンダ室１１の内径よりも若干だけ小径に設定されており、中間部４２の外径は前端部４１および後端部４３の外径よりも小径に設定されている。つまり、中間部４２とボデー１０との間には中間室４４が形成されており、中間室４４には連絡路１４が接続されている。
前端部４１の外周にはプライマリカップ４５がシリンダ室１１との隙間を封止するように嵌着されており、後端部４３の外周にはセコンダリカップ４６がシリンダ室１１との隙間を封止するように嵌着されている。

ピストン４０には長孔４７が軸心上において径方向に貫通し、かつ、一定幅で軸心方向に長く穿設されている。長孔４７が径方向に貫通しているので、長孔４７の内側室４８は中間室４４に連通している。長孔４７にはストッパボルト４９が嵌挿されており、ストッパボルト４９はシリンダ室１１の軸心線上の所定位置（後述する弁棒５１の後端に対応する位置）においてシリンダ室１１を径方向に横断するように軸架されている。ストッパボルト４９はボデー１１の外周からシリンダ室１１の径方向に挿入され、ボデー１０に螺合されて固定されている。

図１〜図３に示されているように、スプリングシート３４とピストン４０との間には開閉弁５０が設けられており、開閉弁５０は常時開成でピストン４０が前方に移動する時に閉成するように構成されている。
開閉弁５０は弁棒５１を備えている。弁棒５１はスプリングシート３４の後端面における軸心線上において後方に突設されており、弁棒５１には押し退け室１２とピストン４０の内側室４８とを連通する弁通路５２が開設されている。弁棒５１はピストン４０の前端面における軸心線上に開設された案内孔５３に摺動自在に嵌入されており、弁棒５１の後端はピストン４０のストッパボルト４９に突合するようになっている。
ピストン４０のプライマリカップ４５の前端には円形リング形状に形成された弁体５４が前方に一体的に突設されており、弁体５４はスプリングシート３４の後端面に離着座するようになっている。すなわち、スプリングシート３４の後端面には弁体５４が離着座する弁座５５が形成されている。

前記構成に係るマスタシリンダの作用を開閉弁５０の作動について説明する。

図１および図２に示されているように、クラッチペダル（図示せず）が踏み込まれていない通常時には、スプリングシート３４に突設された弁棒５１はリターンスプリング３０の付勢力によってストッパボルト４９に押し付けられており、ピストン４０のプライマリカップ４５に一体的に形成された弁体５４がスプリングシート３４の後端面に形成された弁座５５から離れている。
したがって、開閉弁５０は通常時には開放を維持しているので、押し退け室１２は弁通路５２を通じて内側室４８、中間室４４、連絡路１４および貯留室１７に連通している。つまり、押し退け室１２と内側室４８、中間室４４、連絡路１４および貯留室１７とは圧力が等しくなっているので、ピストン４０は中立状態を維持する。

クラッチペダルの踏み込みにより、プッシュロッド２３が前進すると、ピストン４０がシリンダ室１１を前進する。
この時、スプリングシート３４に突設された弁棒５１がストッパボルト４９にリターンスプリング３０の付勢力によって押し付けられているので、図３に示されているように、弁棒５１は案内孔５３をピストン４０の前進により相対的に後退する。この弁棒５１の相対移動により、ピストン４０と一体的に前進するプライマリカップ４５に一体的に形成された弁体５４がスプリングシート３４の後端面に形成された弁座５５に着座する。
弁体５４の弁座５５への着座によって開閉弁５０が閉じられると、押し退け室１２と内側室４８および中間室４４との連通が遮断されるので、ピストン４０の前進により、ピス
トン４０の押し退け室１２の圧力は上昇する。
この圧力上昇により、クラッチ作動器が作動される。

クラッチペダルの踏み込みが解除されると、中間室４４が貯留室１７に連絡路１４を通じて連通しているので、リターンスプリング３０がピストン４０を弾性力によって後退させる。
この時、図３に示されているように、スプリングシート３４に突設された弁棒５１がストッパボルト４９から離れているので、弁棒５１は開閉弁５０を閉じたままピストン４０と一緒に後退する。
ピストン４０の後退により、弁棒５１がストッパボルト４９に突き当たると、図２に示されているように、弁棒５１が案内孔５３を摺動し、ピストン４０と一体的に後退するプライマリカップ４５に形成された弁体５４がスプリングシート３４の後端面に形成された弁座５５から相対的に離座する。
弁体５４の弁座５５への離座によって開閉弁５０が開かれると、押し退け室１２と内側室４８、中間室４４、連絡路１４および貯留室１７とが連通されるので、押し退け室１２と中間室４４とは圧力が等しくなる。
つまり、開閉弁５０は通常時の状態に戻る。

本実施形態によれば、次の効果が得られる。

（１）リターンスプリング３０のスプリングシート３４に弁棒５１を一体化し、スプリングシート３４の後端面に弁座機能を持たせることにより、開閉弁５０の構造を簡単化することができるので、部品点数および組付工数を減少させることができる。

（２）開閉弁５０の弁体５４をプライマリカップ４５に一体的に形成して機能集約することにより、部品点数を削減することができ、また、プライマリカップ４５の弾性力によって弁体５４をスプリングシート３４に形成された弁座５５に確実かつ安定して離着座させることができる。

図４および図５は本発明の第二実施形態を示している。
本実施形態が第一実施形態と異なる点は、バルブスプリング５６がストッパボルト４９の代わりに設けられている点、である。
すなわち、バルブスプリング５６は弁棒５１の後端面とピストン４０の長孔４７の内側室４８に形成されたスプリングシート部５７との間に蓄力状態で介設されており、バルブスプリング５６の荷重は次の条件（１）〜（３）を満足するように設定されている。
（１）ピストン４０のストロークが零の時（マスタシリンダ通常状態時）
リターンスプリング荷重＜バルブスプリング荷重
（２）ピストン４０のストローク時
リターンスプリング荷重＞バルブスプリング荷重
（３）ピストン４０が通常状態に戻る時
リターンスプリング荷重＜バルブスプリング荷重

第二実施形態に係るマスタシリンダの作用を開閉弁５０の作動について説明する。
クラッチペダルが踏み込まれていない通常時には、前記条件（１）により、図４に示されているように、スプリングシート３４の後端面に形成された弁座５５はピストン４０のプライマリカップ４５に一体的に形成された弁体５４から離れている。
したがって、開閉弁５０は通常時には開放を維持しているので、押し退け室１２は弁通路５２を通じて内側室４８、中間室４４、連絡路１４および貯留室１７に連通している。つまり、押し退け室１２と内側室４８、中間室４４、連絡路１４および貯留室１７とは圧力が等しくなっているので、ピストン４０は中立状態を安定的に維持する。

クラッチペダルの踏み込みにより、ピストン４０がシリンダ室１１を前進すると、前記条件（２）により、図５に示されているように、弁棒５１が案内孔５３をバルブスプリング５６の弾性力に抗して相対的に後退するので、ピストン４０と一体的に前進するプライマリカップ４５に一体的に形成された弁体５４はスプリングシート３４の後端面に形成された弁座５５に着座する。
弁体５４の弁座５５への着座によって開閉弁５０が閉じられると、押し退け室１２と内側室４８および中間室４４との連通が遮断されるので、ピストン４０の前進により、ピストン４０の押し退け室１２の圧力は上昇する。
この圧力上昇により、クラッチ作動器が作動される。

クラッチペダルの踏み込みが解除されると、中間室４４が貯留室１７に連絡路１４を通じて連通しているので、リターンスプリング３０がピストン４０を弾性力によって後退させる。
この時、前記条件（３）により、スプリングシート３４に突設された弁棒５１は案内孔５３を相対的に摺動するので、図４に示されているように、ピストン４０と一体的に後退するプライマリカップ４５に形成された弁体５４がスプリングシート３４の後端面に形成された弁座５５から相対的に離座する。
弁体５４の弁座５５への離座によって開閉弁５０が開かれると、押し退け室１２と内側室４８、中間室４４、連絡路１４および貯留室１７とが連通されるので、押し退け室１２と中間室４４とは圧力が等しくなる。
つまり、開閉弁５０は通常時の状態に戻る。

本実施形態によれば、第一実施形態の効果に加えて次の効果が得られる。

（１）ストッパボルトを廃止することにより、ストッパボルトをボデーに固定する構造を省略することができるので、加工工数および組付工数を減少させることができる。

（２）バルブスプリング５６をリターンスプリング３０のスプリングシート３４とピストン４０との間に蓄力状態で介設することにより、通常時にピストン４０をストッパリング１８に常時押し付けることができるので、ピストン４０が前後方向に遊動するのを防止することができる。

図６および図７は本発明の第三実施形態を示している。
本実施形態が第一実施形態と異なる点は、弁体５８がピストン４０の前端面に突設されている点、である。

前記構成に係るマスタシリンダの作用を開閉弁５０の作動について説明する。
図６に示されているように、クラッチペダルが踏み込まれていない通常時には、スプリングシート３４に突設された弁棒５１はリターンスプリング３０の付勢力によってストッパボルト４９に押し付けられており、ピストン４０の前端面に形成された弁体５８がスプリングシート３４の後端面に形成された弁座５５から離れている。
したがって、開閉弁５０は通常時には開放を維持しているので、押し退け室１２は弁通路５２を通じて内側室４８、中間室４４、連絡路１４および貯留室１７に連通している。つまり、押し退け室１２と内側室４８、中間室４４、連絡路１４および貯留室１７とは圧力が等しくなっているので、ピストン４０は中立状態を維持する。

クラッチペダルの踏み込みにより、プッシュロッド２３が前進すると、ピストン４０がシリンダ室１１を前進する。
この時、スプリングシート３４に突設された弁棒５１がリターンスプリング３０の付勢
力によってストッパボルト４９に押し付けられているので、図７に示されているように、弁棒５１は案内孔５３をピストン４０の前進により相対的に後退する。この弁棒５１の相対移動により、ピストン４０に形成された弁体５８がスプリングシート３４の後端面に形成された弁座５５に着座する。
弁体５８の弁座５５への着座によって開閉弁５０が閉じられると、押し退け室１２と内側室４８および中間室４４との連通が遮断されるので、ピストン４０の前進により、ピストン４０の押し退け室１２の圧力は上昇する。
この圧力上昇により、クラッチ作動器が作動される。

クラッチペダルの踏み込みが解除されると、中間室４４が貯留室１７に連絡路１４を通じて連通しているので、リターンスプリング３０がピストン４０を弾性力によって後退させる。
この時、図７に示されているように、スプリングシート３４に突設された弁棒５１はストッパボルト４９から離れているので、弁棒５１は開閉弁５０を閉じたままピストン４０と一緒に後退する。
ピストン４０の後退により、弁棒５１がストッパボルト４９に突き当たると、図６に示されているように、弁棒５１が案内孔５３を摺動し、ピストン４０に形成された弁体５８がスプリングシート３４の後端面に形成された弁座５５から相対的に離座する。
弁体５８の弁座５５への離座によって開閉弁５０が開かれると、押し退け室１２と内側室４８、中間室４４、連絡路１４および貯留室１７とが連通されるので、押し退け室１２と中間室４４とは圧力が等しくなる。
つまり、開閉弁５０は通常時の状態に戻る。

本実施形態によれば、開閉弁５０の弁体５８をピストン４０の前端面に設け、弁座５５をリターンスプリング３０のスプリングシート３４に設けることにより、開閉弁５０の構造をより簡単化することができるので、部品点数および組付工数を減少させることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の拡張や変更が可能であることはいうまでもない。

例えば、第三実施形態は第一実施形態に適用するに限らず、第二実施形態にも適用することができる。

弁体をピストン側に設け、弁座をスプリングシート側に設けて開閉弁を構成するに限らず、弁体をスプリングシート側に設け、弁座をピストン側に設けて開閉弁を構成してもよい。

マスタシリンダはクラッチ装置に使用するに限らず、ブレーキ装置にも使用してもよい。

１０…ボデー、１１…シリンダ室、１２…押し退け室、１３…流出路、１４…連絡路、１５…ボス部、１６…リザーバ、１７…貯留室、１８…ストッパリング、１９…取付溝、
２０…ダストカバー、２１…シール部、２２…挿通孔、２３…プッシュロッド、
３０…リターンスプリング、３１…大径部、３２…漸減径部、３３…小径部、
３４…スプリングシート、３５…座部、
４０…ピストン、４１…前端部、４２…中間部、４３…後端部、４４…中間室、４５…プライマリカップ、４６…セコンダリカップ、４７…長孔、４８…内側室、４９…ストッパボルト、
５０…開閉弁、５１…弁棒、５２…弁通路、５３…案内孔、５４…弁体、５５…弁座、５６…バルブスプリング、５７…スプリングシート部、
５８…弁体。

Claims (7)

1. シリンダ室を形成されたボデーと、前記シリンダ室内の一端側に挿入されたリターンスプリングと、前記シリンダ室内の他端側に前記リターンスプリングに付勢されるように挿入されたピストンと、前記リターンスプリングの前記ピストン側端に係止されたスプリングシートと、前記スプリングシートと前記ピストンとの間に設けられ、常時開成で前記ピストンが前記リターンスプリング側方向に移動する時に閉成する開閉弁と、を備えているマスタシリンダ。
2. 前記開閉弁が前記ピストン側に設けられた弁体と、前記スプリングシート側に設けられた弁座と、を備えている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のマスタシリンダ。
3. 前記開閉弁が前記ピストン側に設けられた弁座と、前記スプリングシート側に設けられた弁体と、を備えている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のマスタシリンダ。
4. 前記弁体が前記ピストンの前記スプリングシート側端部外周に前記シリンダ室との隙間を封止するように嵌着されたプライマリカップに設けられている、
   ことを特徴とする請求項２に記載のマスタシリンダ。
5. 前記弁体が前記ピストンの前記スプリングシート側端面に設けられている、
   ことを特徴とする請求項２に記載のマスタシリンダ。
6. 開閉弁は、前記スプリングシートに突設されており、前記ピストンに開設された案内孔に摺動自在に嵌入されている弁棒と、前記弁棒に開設されており、前記シリンダ室の前記リターンスプリング側に形成された押し退け室と前記シリンダ室の前記ピストン側に形成された中間室とを連通する弁通路と、前記ピストンに開設された長孔に挿入されているとともに、前記ボデーに固定されているストッパボルトと、を備えている、
   ことを特徴とする請求項１、２、３、４または５に記載のマスタシリンダ。
7. 開閉弁は、前記スプリングシートに突設されており、前記ピストンに開設された案内孔に摺動自在に嵌入されている弁棒と、前記弁棒に開設されており、前記シリンダ室の前記リターンスプリング側に形成された押し退け室と前記シリンダ室の前記ピストン側に形成された中間室とを連通する弁通路と、前記弁棒と前記ピストンに形成されたスプリングシート部との間に蓄力状態で介設されているバルブスプリングと、を備えている、
   ことを特徴とする請求項１、２、３、４または５に記載のマスタシリンダ。

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