(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング（２）内にピストン（６）が軸方向に摺動可能に配置されており、該ピストン（６）が、保持シェル（１０，１１）を取囲むピストン胴スリーブ（９）を備えており、前記保持シェルにピストンロッド（１６）が枢着結合されており、かつ、該ピストンロッド（１６）が、手動操作されるペダルへの連結部を形成している形式の、車両の油圧作動式クラッチ又はブレーキのためのマスターシリンダ（１）において、ピストン胴スリーブ（９）が一方の側に、閉じた底部（８）を備えており、かつ前記ピストン胴スリーブ（９）内にその内部空間を遊びなく塞ぐように少なくとも２つの保持シェル（１０，１１）が挿入されおり、該保持シェル（１０，１１）が前記ピストン胴スリーブ（９）のペダル寄り端部に、それぞれボールソケットの形状に相応した球状の凹設部（１３，１４）を形成しており、該凹設部内には、ピストンロッド（１６）のボールヘッド(１５)がスナップ締結されて摩擦係合により保持されていることを特徴とする、車両の油圧作動式クラッチ又はブレーキのためのマスターシリンダ。
【請求項２】
保持シェル（１０，１１）が球状の凹設部（１３，１４）の領域内ではピストン胴スリーブ（９）の円筒状の空間を塞ぐように形成されており、かつその他の領域内では縦ウエブ（４０）及び横ウエブ（４１）又はその何れかのウェブを介してピストン胴スリーブ（９）の内壁に接触している、請求項１記載のマスターシリンダ。
【請求項３】
保持シェル（１０，１１）が鏡面対称に形成された位置決め手段を備えている、請求項２記載のマスターシリンダ。
【請求項４】
両保持シェル（１０，１１）が、端面側又は側方でその外周面に設けられた流出成形ばりを介して互いに結合されている、請求項２記載のマスターシリンダ。
【請求項５】
球状の凹設部（１３，１４）及び／又はボールヘッド（１５）が、潤滑剤貯蔵部を形成する潤滑ポケットの形状の溝、凹設部又は袋孔を備えている、請求項２記載のマスターシリンダ。
【請求項６】
球状の凹設部（１３，１４）及び／又はボールヘツド（１５）が、ＰＴＦＥ、二硫化モリブデン又は黒鉛のような乾式潤滑材料で被覆されている、請求項２記載のマスターシリンダ。
【請求項７】
非切削成形加工の施されたピストン胴スリーブ（９）が、保持シェル（１０，１１）を挿入した後に、前記ピストン胴スリーブのペダル寄り開放側に、半径方向内向きの環状フランジ（１２）を有している、請求項１記載のマスターシリンダ。
【請求項８】
保持シェル（１０，１１）のペダル側に、球状の凹設部（１３，１４）の中央にまで達する複数の縦スリット（３９）が周方向で分配して形成されており、該縦スリットが各保持シェル（１０，１１）に少なくとも１つのセグメント（２７，２８）を形成しており、該セグメント（２７，２８）がその自由端に、ピストンロッド（１６）の外周面にまで達する半径方向内向きのスナップ係合突起（２９，３０）を有している、請求項１記載のマスターシリンダ。
【請求項９】
保持シェル（１０，１１）がセグメント（２７，２８）の領域内に環状に延びる半径方向の自由空隙部（３２）を有している、請求項８記載のマスターシリンダ。
【請求項１０】
ボールヘッド（１５）とスナップ係合突起（２９，３０）との間の半径方向の重なり度合が≧５％〜≦３０％であり、前記スナップ係合突起（２９，３０）が、ペダル寄りには環状の斜め面取り部（３３）を有しており、かつ、凹設部（１３，１４）に向いた側ではアンダーカット部の形成のためにナイフエッジ状に成形されている、請求項８記載のマスターシリンダ。
【請求項１１】
ピストン胴スリーブ（９）の外周面には圧力室（７）に面した方の端部に少なくとも１つの非切削成形加工された吸引溝（２４）が設けられている、請求項１記載のマスターシリンダ。
【請求項１２】
吸引溝（２４）の軸方向長さ（Ｌ２）がピストン（６）の不作用位置もしくは動作解除位置で、一次パッキン（１７）のシールリップ接触点から底部（８）までの距離を規定する寸法値（Ｌ１）をオーパラップしている、請求項１０記載のマスターシリンダ。
【請求項１３】
吸引溝（２４）の領域内でピストン胴スリーブ（９）の外周面への移行部が丸みを有している、請求項１２記載のマスターシリンダ。
【請求項１４】
ピストン胴スリーブ(９)の外周面に、表面処理及び被覆処理又はその何れかの処理が施されている、請求項１記載のマスターシリンダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケーシング内にピストンが軸方向摺動可能に配置されており、該ピストンが、保持シェルを取囲むピストン胴スリーブを備えており、前記保持シェルにピストンロッドがヒンジ結合されており、かつ、該ピストンロッドが、手動操作されるペダルへの連結部を形成している形式の、車両の油圧作動式クラッチ又はブレーキのためのマスターシリンダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
前記形式のマスターシリンダは、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４２１２１０７号明細書に基づいて公知である。当該明細書に開示されたマスターシリンダは、プラスチックから製作された案内スリーブを備えており、該案内スリーブはケーシング内にスナップ継手を介して保持されており、かつペダル寄りでは前記ケーシングから突出している。案内スリーブ内には、ピストン胴スリーブを有するピストンが縦方向摺動可能に挿入されており、該ピストン胴スリーブには、圧力室へ向いた方の側にピストンヘッドが設けられている。ピストン胴スリーブの底部を貫通しているピストン頚部を介して、ピストンヘッドがピストンに保持されている。ピストンヘッドから離反した方のピストン頚部端面には、ピストンロッドがボールヘッドを介して支持されており、その場合、位置固定のために、ピストン胴スリーブ内に挿入されて前記ボールヘッドを嵌合式に取り囲む２つの保持シェルが設けられている。公知の前記マスターシリンダでは、ピストンは多数の構成部分から成っており、要するに、このピストンは、個々夫々に狭い製作誤差をもつて製作すべき多数の部品から成っており、これらの部品は煩雑な組立作業を必要とし、従ってマスターシリンダの製作コストが必然的に高くなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、製作の面から見て最適化された形状を有すると共に簡単な組立を可能にするピストンを備えたマスターシリンダを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する本発明の構成手段は、特許請求の範囲の請求項１に記載した通り、薄板金から成形されたピストン胴スリーブが一方の側に閉じた底部を備えており、かつ、前記ピストン胴スリーブ内にその内部空間を遊びなく塞ぐように少なくとも２つの保持シェルが挿入されおり、該保持シェルがピストン胴スリーブのペダル寄り端部に、それぞれボールソケットの形状に相応して位置及び形状に関して合致するように配置された球状の凹設部を形成しており、該凹設部内には、ピストンロッドのボールヘッドがスナップ締結されて摩擦係合により保持されている点にある。
【０００５】
【作用】
本発明の構成により、ピストンとピストンロッドの間には、摩擦係合式の差込み継手が形成される。本発明によるピストン構成は本発明に基づくピストンロッドの枢着結合と相俟って、狭い公差で製作すべき構成部分を著しく減少させると共に、組立経費の削減を生ぜしめ、これにより、コスト上の顕著な利点が得られる。それのみならずピストン胴スリーブの底部が閉じられていることに基づき、保持シェルとピストン胴スリーブとの間のシールが不要となる。要するに本発明は、大量の個数で製作すべきマスターシリンダのためのコスト上及び製作上の格別顕著な適合化に他ならない。
【０００６】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載した本発明の有利な構成によれば、保持シェルは球状の凹設部の領域内では、ピストン胴スリーブの円筒状の空間を塞ぐように形成されており、かつその他の領域内では縦ウエブ及び横ウエブ又はその何れかのウェブを介してピストン胴スリーブの内壁に接触している。これにより、プラスチック射出成形による製作のために射出サイクルに適合した保持シェルの形状付与が可能となり、これにより材料蓄積が回避される。更に該構成手段によって、ピストン重量の削減が生じる。
【０００７】
製作コストの更なる削減のための別の手段として、請求項３に記載の構成によれば、保持シェルが鏡面対称的に形成される。このために、保持シェルの位置固定手段が鏡面対称的に形成される。従って保持シェルの構造形態がただ１つでしかない以上、保持シェルの混同のない組立が可能になるので有利である。
【０００８】
請求項４に記載の構成により、自動装置に即した組立と紛失防止とのために、両保持シェルを、外周面の端面側にか又は縦方向で側方に２つの保持シェルの間に設けられていてヒンジ作用を与える流出成形ばり（フラッシュ）を介して互いに結合しておくのが効果的である。この構成手段は、本発明の課題に即応した有利な組立簡便性を提供する。
【０００９】
ボールソケットとボールヘッドとから成るボールジョイントによるノイズ発生を回避するための有効手段として、請求項５に記載したように、２つ割り形の両方の保持シエルに、換言すれば球状の凹設部により形成されたそれぞれのボールソケット及び／又はボールヘッドに、潤滑ポケットを形成する溝、凹設部又は袋孔が設けられる。これにより、潤滑剤貯蔵部が形成され、この潤滑剤貯蔵部内に貯えられた潤滑剤がボールジョイントを永続的に潤滑する。ボールジョイントの全く効果的な潤滑により、摩擦及び摩耗が有利に軽減され、かつノイズ発生が阻止される。この潤滑剤貯蔵部に対する変化態様として請求項６に記載したように、球状の凹設部及び／又はボールヘッドを乾式潤滑材料で被覆しておくことも可能である。このためには特に、ＰＴＦＥ被覆、二硫化モリブデン被覆又はグラファイト被覆が適しており、これにより請求項５に記載したのと同等の作用効果が奏せられる。
【００１０】
請求項７に記載の構成によれば、非切削加工により薄板金から成形されたピストン胴スリーブは、閉じた底部を有しており、かつ保持シエルの挿入後に、ベダル寄りの開放側に、半径方向内向きの環状のフランジが設けられる。この構成手段は、ピストン胴スリーブ内に保持シエルを遊びなく配置することが可能になるので有利である。
【００１１】
請求項８に記載の更に別の有利な構成によれば、保持シエルはペダル寄りに、周方向に分配されていて球状の凹設部の中点にまで達する縦スリットを備えており、該縦スリットは少なくとも各保持シエルにセグメントを形成している。このセグメントの自由端には、半径方向内向きにピストンロッドの外周面にまで達するスナップ係合突起が設けられている。該スナップ係合突起は、ピストンロッドのボールヘッドに充分にカバーし、かつ確実な保持を生ぜしめる。
【００１２】
セグメントのフレキシブルな半径方向退避を得るために、請求項９に記載の構成によれば、該セグメントは半径方向の自由空隙部を備えており、これにより、ボールヘッドの押込み時にセグメントをピストン胴スリーブの内壁まで退避させるための半径方向の自由空間が生じる。
【００１３】
請求項１０に記載のように、ピストンロッドのボールヘッドと、セグメントのスナップ係合突起との間の半径方向の重なり度合は≧５％〜≦３０％であるのが効果的である。ボールヘッドを力作用下で球状の凹設部内へ簡単に挿入できるようにするために、スナップ係合突起にはペダル寄りに環状の斜め面取り部が設けられている。不慮のずれ動きを確実に防止できるようにボールヘッドを装着するために、スナップ係合突起の、球状の凹設部に面した方の側は、アンダーカット部を形成するためにナイフエッジ状に成形されている。
【００１４】
請求項１１に記載の構成によれば、ピストン胴スリーブの外周面には圧力室へ向かった端部に少なくとも１つの非切削成形加工の施された吸引溝が設けられている。これにより、ピストンの動作解除位置において該吸引溝を介してリザーバーへの連通が生じ、リザーバーから必要に応じて油圧媒体が伴流補填される。
【００１５】
請求項１２に記載の構成によれば、吸引溝の軸方向の長さが、ピストンの不作用位置もしくは動作解除位置で、ピストンの一次パッキンのシールリップ接触点からピストン胴スリーブの底部に至るまでの距離を規定する値よりも大きな寸法値を有している。
【００１６】
請求項１３に記載の構成によれば、シールリップの摩耗の軽減のために、吸引溝から外周面へのピストン胴スリーブの移行部は丸みを有している。本発明の更に有利な別の構成によれば、摩擦の軽減及びシールリップの摩耗の軽減のために、請求項１４に記載のように、ピストン胴スリーブの外周面には表面処理及び／又は被覆処理が施されている。
【００１７】
【実施例】
次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。
【００１８】
図１において縦断面図で示したマスターシリンダ１は、プラスチックから製作されたケーシング２を備えている。接続部３を介してマスターシリンダ１には油圧媒体が供給される。該油圧媒体は接続部４を介して、図１では図示を省いた従動シリンダへ流入することができる。ケーシング２内には、圧力室７を形成するために孔５が設けられており、前記圧力室内ではピストン６が案内されており、しかも該圧力室７は軸方向でピストン６の底部８と接続部４とによって制限されている。図１において作動位置で示したピストン６は、ピストン胴スリーブ９を備えており、該ピストン胴スリーブは圧力室７寄りに閉じた底部８を有し、かつピストン胴スリーブ９内には保持シェル１０，１１が挿入されており、この場合、該保持シェル１０，１１は、ピストン胴スリーブ９の内向きフランジ１２を介して遊びなく保持されている。保持シェル１０，１１は、ピストン６の、内向きフランジ１２に面した方の側に、位置と形状付与とに関して互いに合致した球状の凹設部１３，１４を、ピストンロッド１６と一体に結合されたボールヘッド１５を受容するために夫々１つ備えている。
【００１９】
ケーシング２とピストン６との間の環状隙間を効果的にシールするために、一次パッキン１７が設けられており、該一次パッキンはケーシング２内の円筒形切欠内に嵌入されており、かつパッキン支持体１８の一方の端面に支持されている。パッキン支持体１８は反対側にも円筒形切欠を有しており、該円筒形切欠内には二次パッキン１９が挿入されており、かつ案内スリーブ２０に支持されている。ケーシング２に形状嵌合式に配置された案内スリーブ２０はピストン６に対して共軸に配置された中空円筒形部分を備えており、ピストン６はその動作解除位置又は不作用位置では該中空円筒形部分に沿って案内される。
【００２０】
図１に示した実施例の部分的な拡大詳細図である図２及び図３から一層明瞭に判るように、同一構成部分は同一符号で示されているので、同一構成部分の説明については図１の説明を参照されたい。
【００２１】
図２では、不作用位置に変位したピストン６が示されている。該不作用位置では一次パッキン１７のシールリップ２１が、ピストン胴スリーブ９の底部寄り端部に接触する。油圧系の機能のために必要であるところの、接続部３を介して圧力室７内へ無圧状態で流れる油圧媒体の伴流は、図２に示したピストン位置によって可能になる。このために、接続部３に連通する対応した突切り孔２２がパッキン支持体１８に穿設されており、該突切り孔は軸方向通路２３に開口し、該軸方向通路は一次パッキン１７の方へ向かって油圧媒体を変向ガイドする。圧力室７内への油圧媒体の移流は吸引溝２４を介して行われる。丸く面取りされた移行部を有するようにピストン胴スリーブ９の外周面に非切削成形加工の施された吸引溝２４は、圧力室７の直径Ｄ１に対比して減径された基礎円直径Ｄ２を有しており、これによって油圧媒体は妨げなく通流することができる。異なった直径から生じる直径差Ｄ１−Ｄ２に基づいて吸引溝２４の深さが規定される。充分な移流を保証するためには、吸引溝２４は０．１〜０．５×Ｓ（但しＳ＝ピストン胴スリーブ９の肉厚値）のオーダー範囲の溝深さを必要とする。吸引溝２４の軸方向長さの寸法値Ｌ２は、シールリップ２１の接触領域から底部８の端面までの寸法値Ｌ１をオーバラップしている。その場合、寸法値Ｌ１はピストン胴スリーブ９の肉厚値Ｓもしくはその６倍の値に相応する。吸引溝２４の軸方向長さの寸法値Ｌ２は寸法値Ｌ１の１．１〜３倍の値にすることもできる。
【００２２】
図３に拡大図で示した、ピストンロッド１６とピストン６との連結方式によれば、保持シェル１０と１１は、互いに合致するように半円形に成形された凹設部１３，１４を備えており、両凹設部は夫々ボールソケットを形成しており、該ボールソケット内にボールヘッド１５は嵌合式に保持されかつガイドされている。摩擦嵌合式装着を得るために、保持シェル１０，１１は端面側にスリットを備えてセグメント２７，２８を形成しており、該セグメントの軸方向長さは、ボールヘッド中点からピストン胴スリーブ９の端面内壁に至るまでの寸法にほぼ等しい。セグメント２７，２８は端部側に半径方向内向きのスナップ係合突起２９，３０を備えており、該スナップ係合突起は、ピストンロッド頸部３１の円筒状の外周面の近くまで達している。保持シェル１０，１１の凹設部１３，１４によって形成された球形のボールソケット内へのボールヘッド１５の挿入を容易にするために保持シェル１０，１１の外周面の前部領域に自由空隙部３２が設けられている。この自由空隙部の存在によって、保持シェル１０，１１内へボールヘッド１５を組付ける際に、セグメント２７，２８の半径方向の退避が可能になり、次いで、ボールヘッド１５が終端位置に達すると、セグメント２７，２８のスナップ係合突起２９，３０はその固有弾性に基づいて自発的に初期位置へ跳ね戻り、これによって係合によるボールヘッド１５の確実な保持、ひいてはピストン６とピストンロッド１６との連接が保証される。また凹設部１３，１４内へのボールヘッド１５の押込みを更に簡単に行えるようにするために、スナップ係合突起２９，３０は端面側に円環状の斜め面取り部３３を備えた半径方向で内向きの自由端を有している。スナップ係合突起２９，３０は斜め面取り部３３から離反した方の側にナイフエッジ状の移行部を有しかつアンダーカット部３４を形成しており、このアンダーカット部は凹設部１３，１４からのボールヘッド１５の不都合なずれ動きを効果的に阻止する。
【００２３】
図３に基づいて、セグメント２７，２８乃至は所属のスナップ係合突起２９，３０とボールヘッド１５との間の重なり度合を看取することができる。ボールヘッド１５の部分円筒形の外周面は扁平面取り部３５を形成しており、かつボールヘッド直径ｄ３より小さい直径ｄ４を有している。扁平面取り部３５の区域内にまでセグメント２７，２８が軸方向に延在していることと、スナップ係合突起２９，３０がピストンロッド頸部３１の外周面にまで達していることとに基づいて、直径差ｄ４−ｄ２に相当する重なり度合が生じる。実験の結果、この重なり度合は≧５％〜≦３０％であるのが実際的であると判った。
【００２４】
図４に背面図で示した保持シェル１１は、凹設部１４から離反した方の領域内に複数の孔３６及び、保持シェルと一体に射出成形された複数の嵌合ピン３８とを備えている。前記の孔３６と嵌合ピン３８とは等しい軸方向間隔をとって縦軸線３７に関して対を成して対向配置されている。その場合２つの嵌合ピン３８は、組付け状態で対面する保持シェル１０の対応した孔に嵌合して、両方の保持シェル１０，１１を位置固定するように配置されている。前記孔の配置形式は保持シェル１０，１１の鏡面対称的な形状を可能にし、ひいては１種類の保持シェル構造しか必要でなくなる。更に図４には、凹設部１４の領域内に設けられた縦スリット３９が示されており、該縦スリットによって保持シェル１１の端面域は複数のセグメント２８に分割されている。
【００２５】
図５の側面図から明確に判る通り、該図５には、保持シェル１０の構造に合致した保持シェル１１の構造及び、互いに直角に配置された縦ウエブ４０と横ウエブ４１とから成るウエブユニットを備えた半円形横断面の成形体が図示されている。前記ウェブユニットの場合、両側でピストン胴スリーブ９の内壁に接触する横ウエブ４１には、自由端を介してピストン胴スリーブ９に沿ってガイドされている縦ウエブ４０が直角に配設されている。該ウエブユニットの配置は、プラスチック射出成形法による保持シェル１０，１１の製作、つまり射出サイクルに有利に作用する自由空間４２を形成するので、これによって材料蓄積を回避することが可能である。
【００２６】
図６の縦端面図で図示されている保持シェル１１は、保持シェル１１の前部領域に半径方向の自由空隙部３２を環状に設けた点を除けば、球状の凹設部１４の領域ではピストン胴スリーブ９のシリンダ室を充分に塞ぐように構成されている。凹設部１４の中点を起点として保持シェル１１の端面にまで達する縦スリット３９が図示されている。図７の平面図に基づいて、ウェブユニット、つまり縦ウエブ４０及び横ウエブ４１と凹設部１４の領域内における全壁円筒部分との間の移行ゾーンの構成が明らかになる。更に図７から保持シェル１１の端面寄り端部の分割態様つまり、該端面寄り端部には、縦スリット３９によって互いに分割されたセグメント２８が周方向で分配して設けられていることが判る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるマスターシリンダの縦断面図である。
【図２】ピストンの不作用位置もしくは動作解除位置で示した吸引溝の領域内でピストンに接触する一次パッキンの拡大図である。
【図３】ピストン内におけるピストンロッドのボールヘッドの係合式装着方式を示す拡大図である。
【図４】ピストン内に挿入される保持シェルの背面図である。
【図５】図４に示した保持シェルの側面図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ線に沿った保持シェルの縦断面図である。
【図７】図４に示した保持シェルの平面図である。
【符号の説明】
１  マスターシリンダ、  ２  ケーシング、  ３，４  接続部、  ５  孔、  ６  ピストン、  ７  圧力室、  ８  底部、  ９  ピストン胴スリーブ、  １０，１１  保持シェル、  １２  内向きフランジ、  １３，１４  凹設部、  １５ボールヘッド、  １６  ピストンロッド、  １７  一次パッキン、  １８  パッキン支持体、  １９  二次パッキン、  ２０  案内スリーブ、  ２１  シールリップ、  ２２  突切り孔、  ２３  軸方向通路、  ２４  吸引溝、  ２７，２８  セグメント、  ２９，３０  スナップ係合突起、  ３１  ピストンロッド頚部、  ３２  自由空隙部、  ３３  斜め面取り部、  ３４  アンダーカット部、３５  扁平面取り部、  ３６  孔、  ３７  縦軸線、  ３８  嵌合ピン、  ３９  縦スリット、  ４０  縦ウエブ、  ４１  横ウエブ、  ４２  自由空間
【図１】
0003735157.tif 000002
【図２】
0003735157.tif 000003
【図３】
0003735157.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003735157.tif 000006
【図６】
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【図７】
0003735157.tif 000008