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技術 特にブレーキのマスターシリンダの円筒形ボアに溝を機械加工で形成するための装置

出願人 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング
発明者 トマス・レオン
出願日 2005年4月27日 (15年7ヶ月経過) 出願番号 2005-128947
公開日 2005年11月10日 (15年0ヶ月経過) 公開番号 2005-313318
状態 特許登録済
技術分野 フライス加工 ブレーキシステム(制動力伝達)
主要キーワード 円筒形工具 円筒形構成要素 軌道移動 周囲歯 軸線方向ボア 固定軸線 截頭円錐形形状 二次ピストン
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この項目の情報は公開日時点(2005年11月10日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

加工物の端部に設けられた円筒形ボアに溝を簡単に信頼性高く、経済的に機械加工で形成するための装置を提供する。

解決手段

この装置は、一連切刃部46によって周囲歯組45が形成された、加工物1のボアに軸線方向に挿入されるように設計された円筒形工具44、工具ホルダシャフト39、このシャフト39を軌道移動で駆動する手段、シャフト39をその軸線42を中心とした回転に関して不動化する手段47、48、及び加工物1及び工具ホルダシャフト39を相対的に軸線方向並進移動する手段を含む。

概要

背景

今日の技術では、タンデムマスターシリンダ等のブレーキマスターシリンダは、一次ピストン及び二次ピストンを案内するための円筒形の壁を含む軸線方向ボアが形成された本体を含む。これらの円筒形の壁は、マスターシリンダの本体に嵌め込まれ且つ一次ピストン及び二次ピストンと協働するシール用のハウジングと隣接している。ブレーキペダルを離したとき、マスターシリンダに供給するリザーバブレーキ流体を戻すことができるように、ブレーキ流体を通すための溝が円筒形の壁に形成される。

円筒形の壁の近くに嵌着されたシールにはブレーキ流体の圧力が加わる。これらのシールは、円筒形の壁の溝に押し込まれる傾向がある。溝の端部に微小バリ溶接部が存在すると、シールの劣化を早めてしまう。

これらの溝を形成するために現在使用されている機械加工装置満足のいくものではなく、溝を迅速に十分な精度で機械加工することができない。シールに加わる損傷がボア軸線と平行な直線状の溝よりも小さい螺旋状の溝を円筒形の壁に機械加工で形成することができる装置はない。

概要

加工物の端部に設けられた円筒形ボアに溝を簡単に信頼性高く、経済的に機械加工で形成するための装置を提供する。 この装置は、一連切刃部46によって周囲歯組45が形成された、加工物1のボアに軸線方向に挿入されるように設計された円筒形工具44、工具ホルダシャフト39、このシャフト39を軌道移動で駆動する手段、シャフト39をその軸線42を中心とした回転に関して不動化する手段47、48、及び加工物1及び工具ホルダシャフト39を相対的に軸線方向並進移動する手段を含む。

目的

本発明の目的は、詳細には、これらの溝を簡単に信頼性高く、経済的に機械加工するという問題点を解決することである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

加工物(1)の端部の円筒形ボアに溝(20)を機械加工するための装置において、一連切歯部(46)によって形成された周囲歯組(45)を備えた円筒形工具(44)であって、前記切歯部は前記工具軸線(42)に関して斜めに延びており、前記加工物(1)の前記ボア内に軸線方向に挿入されるように設計されている、工具(44)、前記工具(44)が一端に固定された工具ホルダシャフト(39)であって、前記工具は前記シャフト(39)の軸線方向に延びるように固定されている、工具ホルダシャフト(39)、前記シャフト(39)及び前記工具(44)の前記軸線(42)と前記工具(44)の歯組(45)の前端の点(43)で交差する固定軸線(37)を中心とした軌道移動で前記シャフト(39)を駆動する手段、前記シャフト(39)をその軸線(42)を中心とした回転において不動化する手段(47、48)、及び前記加工物(1)及び前記工具ホルダシャフト(39)を相対的に軸線方向に並進移動する手段を含む、ことを特徴とする装置。

請求項2

請求項1に記載の装置において、前記シャフト(39)を軌道移動で駆動する手段は、軸線が前記固定軸線(37)である円筒形構成要素(36)、この構成要素を固定支持体(30)の軸線(37)を中心として回転するように取り付ける手段(38)、前記工具ホルダシャフト(39)をその軸線(42)を中心として、前記構成要素(36)に関して偏心した円筒形オリフィス(40)内で回転するように取り付ける手段(41)、及び前記構成要素(36)を前記固定軸線(37)を中心として回転駆動する手段(31、34)を含む、ことを特徴とする装置。

請求項3

請求項2に記載の装置において、前記円筒形構成要素は長い円筒形ソケット(36)であり、このソケットは、その端部が、前記固定支持体(30)によって支持された外ベアリング(38)によって支持されており且つ回転するように案内されており、前記工具ホルダシャフト(39)がベアリング(41)によって支持されており且つ回転するように案内される円筒形ハウジング(40)を含む、ことを特徴とする装置。

請求項4

請求項3に記載の装置において、前記ソケット(36)の一端には、駆動ピニオン(34)と係合した外歯組(35)を含む、ことを特徴とする装置。

請求項5

請求項1乃至4のうちのいずれか一項に記載の装置において、前記工具ホルダシャフトの回転不動化手段(46、47)は、前記工具(44)を支持する端部とは反対側の前記シャフト(39)の端部を固定支持体(30)に連結する二重ユニバーサルジョントを含む、ことを特徴とする装置。

請求項6

請求項1乃至5のうちのいずれか一項に記載の装置において、前記ボアの前記円筒形の内面(64)に螺旋溝(20)を形成するため、前記加工物(1)を前記ボアの前記軸線(21)を中心として回転駆動する手段を含む、ことを特徴とする装置。

請求項7

請求項1乃至6のうちのいずれか一項に記載の装置において、前記工具(44)の前記周囲歯組(45)の外半径は、前記ボアの内半径と略等しい、ことを特徴とする装置。

請求項8

請求項1乃至7のうちのいずれか一項に記載の装置において、前記工具(44)の前記周囲歯組(45)は全体に截頭円錐形形状であるか或いは円筒形形状である、ことを特徴とする装置。

請求項9

請求項1乃至8のうちのいずれか一項に記載の装置において、前記工具の前記歯(46)の数は、機械加工されるべき溝(20)の数と等しい、ことを特徴とする装置。

請求項10

請求項1乃至9のうちのいずれか一項に記載の装置において、前記シャフト(39)を駆動する前記手段を軌道移動で回転する速度は、2500rpm乃至約5000rpmである、ことを特徴とする装置。

請求項11

請求項1乃至10のうちのいずれか一項に記載の装置において、前記加工物(1)の前記工具(44)に関する相対的軸線方向並進速度は、毎分750mm乃至約1200mmである、ことを特徴とする装置。

請求項12

自動車用ブレーキマスターシリンダの円筒形の内壁(8、9、10、11)にブレーキ流体を通すための溝(20)を機械加工で形成するための、請求項1乃至11のうちのいずれか一項に記載の装置の使用。

請求項13

ブレーキ流体を通すための溝(20)を持つ、少なくとも一つのピストンを案内するための円筒形の内壁(8、9、10、11)を含む、自動車用ブレーキマスターシリンダ(1)において、前記溝(20)は請求項1乃至11のうちのいずれか一項に記載の装置によって機械加工された、ことを特徴とする自動車用ブレーキマスターシリンダ(1)。

請求項14

請求項13に記載のマスターシリンダ(1)において、前記溝(20)は前記マスターシリンダ(1)の前記軸線(21)を中心とした螺旋をなして延びる、ことを特徴とするマスターシリンダ(1)。

技術分野

0001

本発明は、特にブレーキマスターシリンダ円筒形ボアに溝を機械加工で形成するための装置に関する。

背景技術

0002

今日の技術では、タンデムマスターシリンダ等のブレーキマスターシリンダは、一次ピストン及び二次ピストンを案内するための円筒形の壁を含む軸線方向ボアが形成された本体を含む。これらの円筒形の壁は、マスターシリンダの本体に嵌め込まれ且つ一次ピストン及び二次ピストンと協働するシール用のハウジングと隣接している。ブレーキペダルを離したとき、マスターシリンダに供給するリザーバブレーキ流体を戻すことができるように、ブレーキ流体を通すための溝が円筒形の壁に形成される。

0003

円筒形の壁の近くに嵌着されたシールにはブレーキ流体の圧力が加わる。これらのシールは、円筒形の壁の溝に押し込まれる傾向がある。溝の端部に微小バリ溶接部が存在すると、シールの劣化を早めてしまう。

0004

これらの溝を形成するために現在使用されている機械加工装置満足のいくものではなく、溝を迅速に十分な精度で機械加工することができない。シールに加わる損傷がボアの軸線と平行な直線状の溝よりも小さい螺旋状の溝を円筒形の壁に機械加工で形成することができる装置はない。

発明が解決しようとする課題

0005

本発明の目的は、詳細には、これらの溝を簡単に信頼性高く、経済的に機械加工するという問題点を解決することである。

課題を解決するための手段

0006

この目的のため、本発明は、加工物の端部から延びる円筒形のボアに溝を機械加工で形成するための装置において、
一連切刃部によって形成された周囲歯組を備えた円筒形工具であって、切刃部は工具の軸線に関して斜めに延びており、加工物のボア内に軸線方向に挿入されるように設計されている、工具、
工具が一端に固定された工具ホルダシャフトであって、工具はシャフトの軸線方向に延びるように固定されている、工具ホルダシャフト、
シャフト及び工具の軸線と工具の歯組前端の点で交差する固定軸線を中心とした軌道移動でシャフトを駆動する手段、
シャフトをその軸線を中心とした回転において不動化する手段、及び
加工物及び工具ホルダシャフトを相対的に軸線方向に並進移動する手段を含む、装置を提案する。

0007

この装置には、
円筒形の壁の全ての溝を同時に機械加工でき、
工具の軌道移動により、機械加工で同時に作用する歯が少数であるため、工具の加熱及び機械加工力が少なく、機械加工精度が向上し、
工具の軌道移動と、工具と加工物との間の相対的軸線方向変位とを組み合わせることにより、比較的長い浅い溝を機械加工でき、
工具の歯が斜めになっているため、低振幅の軌道移動を使用して比較的広幅の溝を機械加工で形成できるといった多くの重要な利点がある。

0008

本発明の別の特徴によれば、シャフトを軌道移動で駆動する手段は、軸線が前記固定軸線である円筒形構成要素、この構成要素をその軸線を中心として回転するように固定支持体に取り付ける手段、工具ホルダシャフトを、その軸線を中心として、前記構成要素に関して偏心した円筒形オリフィス内に回転するように取り付ける手段、及び構成要素を前記固定軸線を中心として回転駆動する手段を含む。

0009

本発明の好ましい実施例では、前記円筒形構成要素は、固定支持体によって支持された外ベアリングによって端部が回転自在に支持され且つ案内された長い円筒形ソケットであり、このソケットは、工具ホルダシャフトがベアリングによって回転自在に支持され且つ案内される円筒形ハウジングを有する。

0010

この形体により、工具ホルダシャフトの軌道移動を非常に正確に案内でき、これにより溝の機械加工の精度が大幅に向上する。
有利には、工具ホルダシャフトの回転不動化手段は、固定支持体を、シャフトの工具を支持する端部とは反対側の端部に連結する二重ユニバーサルジョントを含む。

0011

これらの回転不動化手段は、非常に信頼性が高く、安価であり非常に磨耗し難い。これらの手段は、工具ホルダシャフトの軌道移動を損なうことなく工具ホルダシャフトの回転を積極的に不動化する。

0012

本発明の別の特徴によれば、本装置は、ボアの円筒形の内面に螺旋状の溝を形成するため、加工物をボアの軸線を中心として回転駆動する手段を含む。
これにより、螺旋状の溝を機械加工により簡単に且つ正確に形成できる。

0013

本発明による装置は、有利には、自動車用のブレーキマスターシリンダの円筒形の内壁流体を通すための螺旋状の溝を機械加工で形成するのに使用される。
本発明は、更に、少なくとも一つのピストンを案内するための円筒形の内壁を含み、この内壁にブレーキ流体を通すための溝が形成された、自動車用のブレーキマスターシリンダにおいて、前記溝が前記装置によって機械加工されることを特徴とするブレーキマスターシリンダに関する。

0014

本発明のこの他の利点及び特徴は、単なる非限定的例として与えられた以下の説明を添付図面を参照して読むことにより明らかになるであろう。

発明を実施するための最良の形態

0015

図1において、参照番号1が自動車用制動装置のタンデムマスターシリンダに付してある。これは、ブレーキ流体のリザーバRに連結された二つの供給チャンバ2、3を有する。各チャンバ2、3は作用チャンバ4、5に液圧流体を供給し、これらのチャンバ4、5が加圧ブレーキ流体制動回路オリフィス6、7を通して供給する。

0016

第1制動回路内の流体の圧力を制御するため、一次ピストン(図示せず)が作用チャンバ4内に収容されており、第2制動回路内の流体の圧力を制御するため、二次ピストン(図示せず)が二次作用チャンバ5に収容されている。

0017

一次ピストン及び二次ピストンを案内するため、円筒形の壁8、9、10、11がマスターシリンダ1の本体の内面に形成されている。これらの壁は、シール(図示せず)を受け入れ環状ハウジング12、13、14、15と隣接しており、制動中、その中をピストンが液密をなして摺動できる。

0018

軸線方向長さが短いこの他の円筒形の壁16、17、18、19が供給チャンバ2、3の両側に、これらのチャンバとシールの環状ハウジング12、13、14、15との間に形成されている。

0019

制動動作の終了時に運転者がブレーキペダルに加えていた力を解放したときに、ブレーキ流体をチャンバ2、3を通してリザーバRに戻すことができるように、好ましくはマスターシリンダ1の軸線21に関して螺旋状の溝20が円筒状壁8、9、10、11及び16、17、18、19に形成されている。

0020

これらの溝は、図2及びそれ以降の図を参照して以下に説明する装置によって、マスターシリンダの円筒形の壁に機械加工によって形成される。
この装置は、図2垂直方向に延びるシャフト31を回転駆動する電動モータ(図示せず)が取り付けられた固定シャシー即ちフレーム30を含む。シャフトは、シャシー30に取り付けられたベアリング32、33によって中心決めされ且つ回転案内される。シャフト31の自由端には円錐形ピニオン34が一体に設けられており、このピニオンは、シャフト31に対して垂直方向に延びる長い円筒形ソケット36に設けられた一組の円錐形の歯35と係合する。ソケット36は、シャシー30に取り付けられたベアリング38によってその軸線37を中心として回転するように支持されており且つ案内される。

0021

ソケット36を通って工具ホルダシャフト39が延びている。工具ホルダシャフト39はソケットの円筒形ハウジング40に受け入れられており、このハウジング内でベアリング41によって回転自在に案内される。ハウジング40及びシャフト39の共通の軸線42はソケットの軸線37に関して傾斜しており、シャフト39の前端に配置された箇所43でソケットの軸線と交差する。

0022

この前端には切削工具44が設けられる。切削工具は、ねじ等の適当な手段によってシャフト39に固定される。工具44には周囲歯組45が設けられており、この組の個々の歯46は、シャフト39の軸線42と一致する工具の軸線に関して斜めに延びている。

0023

歯組45の前端を軸線37及び42の交差点43のところに置くため、シャフトに設けられた工具44の長さ方向位置を調節する手段が設けられている。
シャフト39の後端は、シャフト39がその軸線42を中心として回転しないようにするが、以下に詳細に説明するようにソケット36の軸線37を中心とした軌道移動を許容する回転不動化手段によってシャシー30に連結されている。

0024

図2では、回転不動化手段は、シャフト39の端部とシャフト31と平行な軸線49を中心としてシャシー30に関節連結された部品48との間に取り付けられた二重スターラップ47を含む二重ユニバーサルジョントによって形成される。

0025

スターラップ47は、軸線49及びシャフト39の軸線42に対して垂直な軸線50を中心としてシャフト39の端部に関節連結されており、軸線49及び軸線42に対して垂直な軸線51を中心として部品48に関節連結されている。

0026

部品48及びシャフト39へのスターラップ47の連結はヨーク52によって行われる。これらのヨークは、図の平面内に含まれる二つの平行な軸線53、54を中心としてスターラップに関節連結される。一方の軸線は、シャフト39への関節連結軸線50を支持し、他方の軸線は、部品48への関節連結軸線51を支持する。

0027

工具46は、図3に示す拡大図で更によくわかる。個々の切歯部46は、工具ホルダシャフト39の端部の環状部に亘って斜めに配向されており、歯組45は全体に円筒形であるか或いは截頭円錐形形状であり、その外径は、例えばその前端がその後端よりも大きく、工具44の軸線に関して僅かに角度をなしている。

0028

個々の歯部46の数は、この場合12個であり、個々の歯部46の数は、円筒形の壁に機械加工によって形成されるべき溝の数と一致する。
この装置の機能は以下の通りである。即ち、
シャフト31を電動モータによって回転駆動し、ソケット36をその軸線37を中心として2500rpm乃至約500rpmの速度で駆動する。

0029

ソケット36の回転により工具ホルダシャフト39をソケット36の軸線37を中心として軌道移動する。シャフト39の各点は、軸線37と平行な軸線上に中心を持つ円を描き、その半径は、この点と、軌道移動の振幅がゼロである軸線37及び42の交点43との間の距離、及びこの点から工具ホルダシャフト39の軸線42までの距離で決まる。

0030

軸線42を中心としたシャフト39の回転は、シャフト39の後端をシャシー30に連結する二重ユニバーサルジョント47、48によって阻止される。しかしながら、軸線42を中心として回転の阻止により、シャフト39を軸線方向に僅かに移動させる(これは、一実施例では、0.6mm程度である)。

0031

工具44の歯組45の前端での外径は、工具が機械加工によって溝を形成するボアA(即ち円筒形の壁)の内径とほぼ等しい。
ソケット36の軸線37を中心とした個々の歯部46の切断縁部60の軌道移動は、ソケット36の回転速度と等しい回転速度で行われる。この移動を図4に示す。図4では、工具44の中央位置が実線で示してあり、別の位置が破線で示してある。この別の位置は、軸線37に関する一方向での歯組45の最大傾斜(図の平面内の)と一致する。

0032

従って、工具44の軌道移動により各切断縁部60は図4に実線で示す位置を中心として揺動する。この揺動が工具44と機械加工されるべき加工物との間の相対的軸線方向変位と組み合わさり、これにより工具44はボアA内に徐々に食い込む。

0033

工具44に関する加工物の軸線方向並進速度は、例えば、毎秒750mm乃至約1200mmである。この軸線方向変位中、各切断縁部60はボアAの円筒形の内面を徐々に機械加工する。溝は、長さが切断縁部60の軸線方向変位と一致し、幅が切断縁部60の斜行の程度及び軌道移動の振幅で決まり、深さが軌道移動の振幅で決まる。

0034

この機械加工を行う方法を更に良く理解するため、切断縁部60の先端62が描く軌道61を図5に破線で示す。
歯組45の軌道移動中、12個の歯のうちの三つの歯46だけが、各瞬間に、機械加工されるべき加工物の材料と接触し、軸線37を中心とした歯組45の各回転時に12個の溝が連続的に機械加工される。

0035

軸線方向並進中に加工物を軸線37を中心として回転させると、溝は、ボアAの軸線に関して螺旋状をなして機械加工される。ボアAの軸線に関する螺旋の角度は、この軸線を中心とした加工物の回転角度と等しく、例えば、一実施例では約20°である。

0036

本発明による装置により、ボア、特にマスターシリンダのボアの内側に螺旋溝をシールのハウジングの縁部を損傷せずに機械加工で形成できる。シールのハウジングの縁部が損傷すると、早期劣化がもたらされる。

0037

更に、機械加工で少数の切刃部を同時に使用することにより、機械加工に要する力が減少し(例えば、12個の歯のうちの三つの歯が同時に作用する場合には75%減少する)、工具の切断面の潤滑が改善され、これにより切断縁部に微小な溶接部が形成されないようにするという利点が得られる。機械加工に要する力が減少することにより、工具の前進速度を上昇できる。工具の前進速度は、例えば、毎分100mmから、毎分750mm乃至1200mmに増大する。

図面の簡単な説明

0038

ブレーキ流体の通路用の溝が形成された円筒形の壁を持つマスターシリンダの軸線方向断面図である。
本発明による機械加工装置の概略断面図である。
図2に示す工具の拡大概略図である。
機械加工中の工具の機能を示す概略図である。
図4に概略に示す工具の切刃部の組の部分の拡大概略端面図である。

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