JP4780722B2 - 液圧マスタシリンダの取付け装置 - Google Patents

Description

この発明は、仕切り板に対し液圧マスタシリンダを取り付ける上で有用な取付け装置に関し、特には、いわゆるツイスト・ロック手段を含み、簡単かつ迅速に取り付けることができる技術に関する。

一般に、自動車のクラッチやブレーキを操作するため、液圧マスタシリンダが用いられる。この液圧マスタシリンダは、運転席を含む客室とエンジンルームとを隔てる仕切り板（通常、トーボードという）に取り付けられ、運転席側のペダルの踏込みによって作動される。

ツイスト・ロック手段を含む取付け装置は、複数のボルトを用いる従来一般のものに比べて、液圧マスタシリンダを仕切り板に対し簡単かつ迅速に取り付けることができる。ツイスト・ロック手段によれば、取り付けるべき液圧マスタシリンダのシリンダ本体を仕切り板の孔に差し入れた後、軸線回りに回転する（あるいは、ねじる）ことにより、シリンダ本体を仕切り板に自ずと固定することができる。いわば、ワンタッチでの取付けが可能である。

たとえば、特許文献１が、そのようなツイスト・ロック手段を含む取付け装置を示している。ツイスト・ロック手段は、通常、シリンダ本体を軸線回りに回転することに伴って、シリンダ本体を仕切り板に対し軸線方向に押し付ける力を生じ、その力によってガスケットを弾性変形させることにより、取付けのための固定力を得る。ここで、軸線方向に押し付ける力は、シリンダ本体と一体になった部分と仕切り板との間のカム作用による。特許文献１も示すように、ツイスト・ロック手段を適用した液圧マスタシリンダは今まで専ら樹脂成形によって構成されていた。
実公平１−１８８９９号公報（米国特許第４，４８８，７０１号公報に対応）

今までの樹脂製の液圧マスタシリンダは、ツイスト・ロック手段による取付けに対して有効である。強度部材である仕切り板が金属製であるのに対し、シリンダ本体およびそれと一体のカム構成部分が樹脂製であるため、金属と樹脂との接触によりカム作用が円滑となり、しかも、樹脂の変形により有効な固定力を得ることができるからである。

しかし、樹脂成形によるマスタシリンダは、耐圧および耐熱などの耐性の点で金属（一般的には、アルミニウムあるいはその合金）製のものに劣る。

そこで、発明者は、耐性にすぐれた金属の良さを生かしつつ、ツイスト・ロック手段を有効に適用することができないか、という発想を抱いた。すなわち、この発明は、金属による良さと樹脂による良さとを併せもつ、液圧マスタシリンダの取付け技術を提供することを目的とする。
この発明のその他の目的については、今後の説明から明らかになるであろう。

この発明では、液圧マスタシリンダのシリンダ本体を金属、一般的には、アルミニウムあるいはその合金で構成する。これは、金属が樹脂に比べて耐性にすぐれているからである。シリンダ本体は、内部にピストンを入れ液圧室を区画するものであり、耐圧性や耐熱性が求められるハウジング部材である。この金属製のシリンダ本体は、樹脂製のそれに比べて耐性がすぐれているため、液圧マスタシリンダの耐久性（特に、高温での耐久性）を充分なものとする。

シリンダ本体は、仕切り板の取付け孔（角形の孔）よりも大径なフランジを一体に備える。フランジは、仕切り板の第１面に対向するリング面をもち、取付け状態において、そのフランジのリング面と仕切り板の第１面との間にガスケットを挟み込む。ガスケットは、シール機能と押さえ機能とを得るための部品であり、ゴムなどの弾性変形が可能な材料から構成される。

ツイスト・ロック手段は、取付け状態において、仕切り板の第１面とは反対側の第２面側に位置し、液圧マスタシリンダのシリンダ本体を軸線回りに回転するとき、仕切り板に対し軸線方向に向かう力を与えるものである。また、ツイスト・ロック手段は、自らが生じる力によりガスケットを弾性変形させ、そのガスケットの弾性変形と相俟ってシリンダ本体を仕切り板に固定するものである。ここでは、そのようなツイスト・ロック手段のうち、少なくとも仕切り板に当たり、その仕切り板に対しシリンダ本体の軸線方向に向かう力を与える部分を樹脂で構成する。仕切り板に当たる部分が樹脂製であることから、樹脂製マスタシリンダの場合と同様、金属と樹脂との接触によりカム作用が円滑となり、しかも、樹脂の変形により有効な固定力を得ることができる。

好適な実施態様において、ツイスト・ロック手段は、液圧マスタシリンダのシリンダ本体上、シリンダ本体と一体のフランジから軸線方向に所定距離隔てた部分に位置し、やはりシリンダ本体と一体のストッパと、そのストッパによって軸線方向の位置が規制され、そのストッパとフランジとの間に装着される樹脂製のスペーサとを備える。スペーサは、仕切り板の第２面（第１面と反対側の面）に当たり、軸線回りの回転に伴って仕切り板に対しシリンダ本体の軸線方向に向かう力を与えるカム面を含む。カム面については、周方向に複数（たとえば、３〜５個）を分布させることによって、仕切り板を一様に押さえるようにするのが良い。なお、ストッパは、一周にわたるフランジ形態にすることもできるし、周方向に等間隔に分布させた複数の突起を用いることもできる。

樹脂製のスペーサは、シリンダ本体上、フランジとストッパとの間に装着するため、完全に二つに分割した二分割構造、あるいはヒンジで結合した二分割構造にする。いずれの二分割構造をとったとしても、二分割した第１スペーサと第２スペーサとをシリンダ本体上に保持し（それら第１スペーサと第２スペーサとをシリンダ本体に組み付けたとき、それらがシリンダ本体から脱落しないように保持）、しかも、シリンダ本体に対し軸線回りに回転しないように保持する。スペーサの脱落を防止するため、第１スペーサと第２スペーサとを凹凸結合させ、また、スペーサの回転を制限するため、シリンダ本体に回転止め用の二面幅、あるいは凹凸結合部分（ピンと穴など）を設ける。

ガスケットとの関係から好ましいスペーサは、カム面を含むスペーサ本体部分と、軸線方向上そのスペーサ本体部分に隣り合うリング部分とを備え、そのリング部分の外周にガスケットを装着するようになっている。また、シリンダ本体に対するスペーサの逆組み（つまり、組付けの方向を誤って組み付けること）を防止するため、スペーサとシリンダ本体との凹凸結合を軸方向および径方向にオフセットさせるようにするのが好ましい。また、スペーサについては、フランジとストッパとによって軸線方向の両方向を位置規制することもできるが、ガスケット側のフランジによる位置規制をしない形態（たとえば、スペーサの厚さをフランジとストッパとの間の距離よりも小さくした形態）にすることもできる。

樹脂製のスペーサは自らの結合による保持力をもつが、ツイスト・ロック手段によってシリンダ本体を仕切り板に固定することによって、シリンダ本体に対するスペーサの保持力はさらに一層大きくなる。そのため、スペーサはシリンダ本体と別体の部品ではあるが、ツイスト・ロック手段による取付けが完了した後ではシリンダ本体に一体化したものと同様になる。

図１は、この発明の取付け装置を適用したクラッチ用の液圧マスタシリンダの一実施例を示す断面図である。クラッチ用の液圧マスタシリンダ１０は、アルミニウムの成形品からなるシリンダ本体１２を備える。シリンダ本体１２には、軸線に沿って伸びるシリンダ孔１２０がある。シリンダ孔１２０の中には、ピストン２０があり、シリンダ本体１２の内部に液圧室３０を区画している。ピストン２０は、ボトム側の一端にリターンスプリング２２の力を受け、また、ヘッド側の他端にプランジャ２４を通してクラッチペダルからの操作力を受ける。シリンダ本体１２は、リザーバ（図示しない）に連絡する連絡通路１４およびリリーフポート１６を含む。これら連絡通路１４およびリリーフポート１６の部分は、樹脂製の継ぎ手１８およびそれに接続されるホースを通して別置きのリザーバに連絡する。勿論、リザーバは、シリンダ本体１２と一体にすることもできる。

ピストン２０は前後にシールリング２０２，２０４を携えている。周知のように、クラッチペダルの操作力がプランジャ２４を通してピストン２０に加わり、ピストン２０の外周のシールリング２０２がリリーフポート１６を閉じると、液圧室３０に所定の液圧が発生する。液圧室３０は、ボトム部分の出力ポート３２から配管を通してクラッチ作動シリンダ（図示しない）に連絡する。液圧マスタシリンダ１０からの液圧を受け、クラッチ作動シリンダは、クラッチの切断を行う。

このような液圧マスタシリンダ１０は、運転席とエンジンルームとを隔てる仕切り板５０に取り付ける。仕切り板５０には、クラッチマスタシリンダ１０以外にブレーキ作動用のブレーキマスタシリンダなども取り付ける。そのため、仕切り板５０は、一般に、強度部材である金属で構成される。

液圧マスタシリンダ１０は、自らを仕切り板５０に取り付けるため、正確には、仕切り板５０に設けた角形の孔内に通して仕切り板５０に固定するため、ツイスト・ロック手段を含む取付け装置７０を備える。ツイスト・ロック手段は、仕切り板５０の一方の面である第１面５０１側に位置するガスケット６０に対し、仕切り板の５０の他方の第２面５０２に当たる部材が、シリンダ本体１２を軸線回りに回転することに応じて、仕切り板５０に軸線方向に向かう力を与え、結果的に、仕切り板５０を挟み付けて固定力を得る。

ガスケット６０はゴム製のリング部材であって、たとえば、厚さが２〜３ｍｍほど、ゴム硬度がＨｓ５０ほどであり、その表裏面にそれぞれ同心円状に配置したリング形の複数の突起がある。このガスケット６０は、一方の面が仕切り板５０の第１面５０１に当たり、他方の面はシリンダ本体１２に設けた外向きフランジ１２６に当たり支えられる。外向きフランジ１２６は、シリンダ本体１２の外周を一周にわたって取り囲み、仕切り板５０に臨む側が平坦なリング面になっている。外向きフランジ１２６およびそれに支持されるガスケット６０の各外径は、仕切り板５０の孔の内径よりも大きい。それによって、ガスケット６０は、仕切り板５０に押し付けられるとき、仕切り板５０の孔の外周をシールすることになる。

取付け装置７０では、仕切り板５０の他方の第２面５０２に当たる部材（あるいは部分）を樹脂製のスペーサ８０で構成する。スペーサ８０は、樹脂の特性をもつと同時に、液圧マスタシリンダ１０を支えるだけの強度も求められる。好ましい材料は、ガラス繊維で強化した樹脂、たとえば繊維強化６６ナイロンである。

図２〜図５がスペーサ８０の形態を明らかにしている。スペーサ８０は、二分割構造であり、互いに結合可能な第１スペーサと８０１と第２スペーサ８０２とを備える。第１スペーサと８０１と第２スペーサ８０２とは、点対称の形状であり、上下二つの接合部分が上下で異なる位置にある。一方の接合部分８２０が中心部に位置するのに対し、他方の接合部分８１０は中心部からずれた所に位置する。第１および第２の両スペーサの上下の接合部分を共に中心部に配置することもできるが、図示例のように一方と他方とをずらすことによって、組付け上の利点を得る。上下の両接合部分８１０，８２０は、対となる相手方の接合凸部８０１ａ，８０２ａ；８０１ｂ，８０２ｂを乗り越えるようにして互いに凹凸結合する（図４および図５参照）。後で述べるように、両スペーサ８０１，８０２の各厚さは、それらがはまり合うべきシリンダ本体１２の外周の溝幅にほぼ適う大きさであるため、凹凸結合にはある程度の結合力を必要とする。しかも、その結合力は、結合した後での両スペーサ８０１，８０２の保持力になる。したがって、保持力を脱落しにくい過剰な大きさにすると、スペーサ８０をシリンダ本体１２に組み付けにくくするおそれがある。その点、図示した第１スペーサ８０１と第２スペーサ８０２との上下の接合部分がずれているため、両接合部分８１０，８２０の結合を一瞬の間ずらした形態で行うことができる。そのため、「パチン」という上下の結合力を分散させることができ、結合をしやすくしつつ、脱落しないだけの充分な大きさの保持力を設定することができる。

また、第１スペーサと８０１と第２スペーサ８０２とは、シリンダ本体１２に組み付けたとき、シリンダ本体１２と一体的に回転可能にしなければならない。その要求に応えるため、シリンダ本体１２の外周に二面幅の互いに平行な溝部分１２３，１２５を設け（図１参照）、スペーサ８０には、それら溝部分１２３，１２５にはまり合う突出し部８２３，８２５を設けるようにしている。これらの突出し部８２３，８２５を、スペーサ８０がはまり合うべき溝に対し、軸線方向にずらしオフセットさせることによって、スペーサ８０の軸線方向の組付けをフールプルーフに行うことができる。

さらに、スペーサ８０は、仕切り板５０に設けた孔５５の形に適う外形であり（図６および図７参照）、おおむね四角形である。四角形の４つの各コーナ部分には、カムを構成するカム部８８がある。各カム部８８は、周方向に沿う回転に応じて軸線方向の厚さが次第に増減するカム面８８ｓを含む。ここで、カム部８８によるカム作用を有効にするため、シリンダ本体１２上、外向きフランジ１２６から軸線方向に所定距離（図示例の場合、この距離はスペーサ８０の厚さ相当分である）隔てた部分にストッパとしての第２のフランジ１２８がある（図１参照）。第２のフランジ１２８は、スペーサ８０の背面を支持しつつ、スペーサ８０の軸線方向の位置を規制する。

シリンダ本体１２にスペーサ８０を組み付けた後、スペーサ８０のカム面８８ｓ側にガスケット６０を組み付ける。スペーサ８０は、カム部８８を含むスペーサ本体部分と、軸線方向上そのスペーサ本体部分に隣り合う小径なリング部分とを備える。ガスケット６０は、ある程度弾性変形するので、スペーサ本体部分を乗り越えるようにして小径なリング部分に組み付けることができる。

スペーサ８０およびガスケット６０を組み付けた後、シリンダ本体１２のヘッド側を仕切り板５０の角形の孔５５を貫通させる。それにより、図６に示すように、スペーサ８０の本体部分を孔５５から出し仕切り板５０の第２面５０２側に配置させつつ、小径なリング部分の外周のガスケット６０を仕切り板５０の第１面５０１側に配置する。そして、シリンダ本体１２を図６において時計方向に回転させる。カム面８８ｓに隣り合う軸線方向の壁面の径が回転に応じて大きくなるように設定されているため、シリンダ本体１２の回転は、４５°ほどで制限される。シリンダ本体１２の回転に伴って、カム部８８のカム面８８ｓが仕切り板５０の第２面５０２を軸線方向に押し付け、しかもまた、スペーサ８０による押付けによって、ガスケット６０が弾性変形する。その結果、シリンダ本体１２は、仕切り板５０に対し、しっかりと固定される。

この発明を適用した液圧マスタシリンダの一実施例を示す断面図である。 この発明の取付け装置で用いるスペーサの一例を示す正面図である。 図２の３−３線に沿う断面図である。 図２のスペーサを上から見た図である。 図２のスペーサを下から見た図である。 仕切り板に対する取付けの途中状態を示す模式図である。 仕切り板に対する取付けを完了した状態を示す模式図である。

符号の説明

１０ 液圧マスタシリンダ
１２ シリンダ本体
１２６ 外向きフランジ
１２８ ストッパ
２０ ピストン
３０ 液圧室
５０ 仕切り板
５０１ 第１面
５０２ 第２面
５５ 孔
６０ ガスケット
７０ 取付け装置
８０ スペーサ
８０１ 第１スペーサ
８０２ 第２スペーサ
８８ カム部
８８ｓ カム面

Claims (5)

1. 角形の孔をもつ仕切り板に対し、内部に液圧室を含む液圧マスタシリンダを取り付けるためのものであって、前記液圧マスタシリンダのシリンダ本体と一体であり、前記仕切り板の孔よりも大径であり、しかも、取付け状態において、前記仕切り板の第１面に対向するリング面をもつフランジと、そのフランジと前記仕切り板の第１面との間に位置する、弾性変形可能なガスケットと、前記液圧マスタシリンダのシリンダ本体と一体的に回転可能であり、前記取付け状態において、前記仕切り板の前記第１面とは反対側の第２面側に位置し、前記液圧マスタシリンダのシリンダ本体の軸線回りに回転するとき、前記仕切り板に対し前記シリンダ本体の軸線方向に向かう力を与え、前記ガスケットの弾性変形と相俟って前記シリンダ本体を前記仕切り板に固定するツイスト・ロック手段とを備え、さらに、次の各特徴がある、液圧マスタシリンダの取付け装置。
   （Ａ）前記液圧マスタシリンダのシリンダ本体が金属製である
   （Ｂ）前記ツイスト・ロック手段のうち、少なくとも前記仕切り板に当たり、その仕切り板に対し前記シリンダ本体の軸線方向に向かう力を与える部分が樹脂製である
2. 前記ツイスト・ロック手段は、前記液圧マスタシリンダのシリンダ本体上、前記フランジから軸線方向に所定距離隔てた部分に位置し、前記シリンダ本体と一体のストッパと、そのストッパによって軸線方向の位置が規制され、そのストッパと前記フランジとの間に装着される樹脂製のスペーサとを備え、そのスペーサが、前記仕切り板に当たり前記軸線回りの回転に伴って前記仕切り板に対し前記シリンダ本体の軸線方向に向かう力を与えるカム面を含む、請求項１の取付け装置。
3. 前記スペーサは、第１スペーサと第２スペーサとの二分割構造であり、前記液圧マスタシリンダのシリンダ本体上に装着するとき、第１スペーサと第２スペーサとが互いに凹凸結合し、しかも、前記シリンダ本体の軸線回りの回転が制限されつつ前記シリンダ本体に保持される、請求項２の取付け装置。
4. 前記スペーサは、前記カム面を含むスペーサ本体部分と、軸線方向上そのスペーサ本体部分に隣り合うリング部分とを備え、そのリング部分の外周に前記ガスケットが装着される、請求項３の取付け装置。
5. 前記ツイスト・ロック手段によって前記シリンダ本体を前記仕切り板に固定するとき、前記シリンダ本体に対する前記スペーサの保持力がスペーサ自体の結合による保持力よりも大きくなる、請求項４の取付け装置。

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