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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben und eine Scheibenbremse, die denselben verwendet.
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Die Priorität der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-121130 , eingereicht am 16. Juni 2015, wird beansprucht, auf die in diesem Dokument in ihrer Gesamtheit verwiesen wird.
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[Stand der Technik]
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Als Scheibenbremsenkolben ist ein Kolben bekannt, der ein Außenelement und ein Innenelement umfasst und eine vorspringende Form aufweist, in der eine Mitte eines Bodenteils der Elemente nach außen vorspringt (siehe beispielsweise Patentliteratur 1).
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[Entgegenhaltungsliste]
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[Patentliteratur]
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[Patentliteratur 1]
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Japanische nicht geprüfte Patentanmeldung, erste Veröffentlichung Nr. H10-122280
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[Kurzdarstellung der Erfindung]
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[Technische Aufgabe]
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Obgleich der Bodenteil des Kolbens eine Form mit hoher Festigkeit gegenüber einer Last (Druck der Bremsflüssigkeit) von außen aufweist, gibt es die Möglichkeit einer Gewichtszunahme.
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Die vorliegende Erfindung stellt einen hochfesten Kolben und eine Scheibenbremse, die denselben verwendet, bereit, in denen eine Gewichtszunahme unterdrückt ist.
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[Technische Lösung]
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Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Bodenteil eines Kolbens einen ersten ringförmigen Bereich, der auf einer Innenseite eines Wandabschnitts in einer radialen Richtung vorgesehen ist, um durchgängig mit dem Wandabschnitt zu sein, und einen zweiten Bereich, der auf der Innenseite des ersten Bereichs in der radialen Richtung vorgesehen ist und eine ausgesparte Form in der axialen Richtung aufweist. Der zweite Bereich weist einen variablen Dickenbereich auf, in dem eine Dicke in einer axialen Richtung hin zu einer Innenseite in der radialen Richtung dünner wird.
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[Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung]
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Gemäß dem zuvor erwähnten Kolben und der Scheibenbremse, die denselben verwendet, ist es möglich, hohe Festigkeit zu erzielen, während eine Gesichtszunahme unterdrückt wird.
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[Kurzbeschreibung der Zeichnungen]
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1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Scheibenbremse unter Verwendung eines Kolbens einer ersten Ausführungsform zeigt.
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2 ist eine Querschnittsansicht des Kolbens der ersten Ausführungsform.
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3 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht des Kolbens der ersten Ausführungsform.
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4A ist ein Spannungsverteilungsdiagramm des Kolbens der ersten Ausführungsform.
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4B ist ein Spannungsverteilungsdiagramm eines anderen Kolbens.
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5 ist eine Querschnittsansicht eines Kolbens einer zweiten Ausführungsform.
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6 ist eine Querschnittsansicht eines Kolbens einer dritten Ausführungsform.
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7 ist eine Querschnittsansicht eines Kolbens einer vierten Ausführungsform.
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[Beschreibung der Ausführungsformen]
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„Erste Ausführungsform”
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Die erste Ausführungsform wird nachfolgend mit Bezug auf 1 bis 4B beschrieben. 1 zeigt eine Scheibenbremse 11 unter Verwendung eines Kolbens 10 gemäß der ersten Ausführungsform. Die Scheibenbremse 11 ist für ein Fahrzeug wie ein Automobil vorgesehen, insbesondere ein Vierrad-Automobil, und umfasst einen Träger 12, ein Paar von Bremsklötzen 13 und einen Bremssattel 14. Die Scheibenbremse 11 stoppt die Drehung einer Scheibe 15, die zusammen mit den Rädern (nicht gezeigt) dreht, die zu bremsen sind, um das Fahrzeug zu bremsen.
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Der Träger 12 ist angeordnet, eine äußere Durchmesserseite der Scheibe 15 zu überspannen und ist an einem nicht drehenden Teil des Fahrzeugs befestigt. Das Paar von Bremsklötzen 13 ist an dem Träger 12 abgestützt, um in einer axialen Richtung der Scheibe 15 in einem Zustand verschiebbar zu sein, in dem es angeordnet ist, beiden Flächen der Scheibe 15 zugewandt zu sein. Der Bremssattel 14 ist an dem Träger 12 abgestützt, um in der axialen Richtung der Scheibe 15 verschiebbar zu sein, während er die äußere Durchmesserseite der Scheibe 15 überspannt.
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Der Bremssattel 14 stoppt die Drehung der Scheibe 15, indem er das Paar von Bremsklötzen 13 gegen die Scheibe 15 drückt. Der Bremssattel 14 weist einen Bremssattelkörper 20 auf, der von dem Träger 12 in dem Zustand gestützt wird, in dem er die Scheibe 15 überspannt, und einen Kolben 10 der ersten Ausführungsform, der in dem Bremssattelkörper 20 gehalten wird, und ist angeordnet, einer Flächenseite der Scheibe 15 zugewandt zu sein.
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Der Bremssattelkörper 20 ist einstückig gebildet, und weist einen Zylinder 25, einen Brückenabschnitt 26 und einen Klauenteil 27 auf.
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Der Zylinder 25 ist angeordnet, der Fläche auf der Innenseite (einer Innenseite in einer Fahrzeugbreitenrichtung) der Scheibe 15 in der axialen Richtung zugewandt zu sein. Der Zylinder 25 ist in einer mit Boden versehenen röhrenförmigen Form gebildet, die einen röhrenförmigen Zylinderwandabschnitt 31 aufweist, der sich zu der Seite der Scheibe 15 öffnet, und einen Zylinderbodenteil 32, der eine Seite des Zylinderwandabschnitts 31 schließt, der der Scheibe 15 gegenüberliegt.
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Die Innenseiten des Zylinderwandabschnitts 31 und der Zylinderbodenteil 32 des Zylinders 25 dienen als Aufnahmebohrung 33. Die Aufnahmebohrung 33 öffnet sich zur Seite der Scheibe 15 und erstreckt sich in der axialen Richtung der Scheibe 15. Der Kolben 10 ist in die Aufnahmebohrung 33 eingesetzt, um verschiebbar zu sein. Der Brückenabschnitt 26 ist derart gebildet, dass er sich von dem Zylinder 25 in der axialen Richtung der Scheibe 15 erstreckt, um die Scheibe 15 zu überspannen. Der Klauenteil 27 erstreckt sich von der Seite des Brückenabschnitts 26 gegenüber dem Zylinder 25, um dem Zylinder 25 zugewandt zu sein, und ist angeordnet, der Fläche der Außenseite (Außenseite in der Fahrzeugbreitenrichtung) der Scheibe 15 zugewandt zu sein.
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An dem Zylinderbodenteil 32 ist eine Rohranschlussbohrung 35, die an eine Bremsleitung (nicht gezeigt) angeschlossen ist, an einer Mittelachse der Aufnahmebohrung 33 gebildet. Der Bremssattel 14 schiebt den Kolben 10 durch den Druck der Bremsflüssigkeit, die in die Aufnahmebohrung 33 eingeführt wird, über die Rohranschlussbohrung 35 zu der Scheibe 15 vor, und drückt den inneren Bremsklotz 13 mit dem Kolben 10, sodass sie in Kontakt mit der Scheibe 15 kommen. Überdies verschiebt sich der Bremssattel 14 in eine Richtung, in der sich der Zylinder 25 durch die Druckreaktionskraft des Kolbens 10 in Bezug auf den Träger 12 von der Scheibe 15 trennt, und drückt den Bremsklotz 13 auf der äußeren Seite mit dem Klauenteil 27, um in Kontakt mit der Scheibe 15 zu kommen. Auf diese Weise werden die Bremsklötze 13 an beiden Seiten sandwichartig von dem Kolben 10 und dem Klauenteil 27 umfasst und gegen die Scheibe 15 gedrückt, um Reibungswiderstand zu erzeugen, wodurch eine Bremskraft erzeugt wird.
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Eine ringförmige Dichtungsnut 37, die in der radialen Richtung nach außen ausgespart ist, ist an einer Zwischenposition auf der Öffnungsseite in der axialen Richtung der inneren Umfangsfläche des Zylinderwandabschnitts 31 gebildet, der die Aufnahmebohrung 33 bildet. Eine ringförmige Manschettennut 38, die in der radialen Richtung nach außen ausgespart ist, ist an einer Seite der inneren Umfangsfläche des Zylinderwandabschnitts 31 näher zu der Öffnung als die Dichtungsnut 37 gebildet. Eine ringförmige Kolbendichtung 39 zum Abdichten eines Spalts zwischen der Dichtungsnut 37 und dem Kolben 10 ist an der Dichtungsnut 37 eingebaut. Ein Ende einer ringförmigen Manschette 40, die zwischen dem Zylinderwandabschnitt 31 und dem Kolben 10 eingesetzt ist, ist auf der Öffnungsseite des Zylinderwandabschnitts 31 eingebaut.
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Nachfolgend wird der Kolben 10 der ersten Ausführungsform beschrieben. Wie in 2 gezeigt, ist der Kolben 10 in einer zylindrischen Form mit Boden gebildet, die einen röhrenförmigen Kolbenwandabschnitt 52 (Wandabschnitt), der an einem Ende in der axialen Richtung einen Öffnungsabschnitt 51 aufweist, und einen Kolbenbodenabschnitt 53 (Bodenabschnitt) zum Schließen des anderen Endes des Kolbenwandabschnitts 52 in der axialen Richtung aufweist.
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Der Kolbenwandabschnitt 52 weist einen Wandhauptkörperteil 61 und einen inneren Flanschabschnitt 62 auf, der sich in der radialen Richtung von dem gesamten Umfang an dem Ende des Wandhauptkörperteils 61 gegenüber dem Kolbenbodenabschnitt 53 nach innen erstreckt. Die Innenseite des inneren Flanschabschnitts 62 in der radialen Richtung ist ein Öffnungsabschnitt 51. An dem Wandhauptkörperteil 61 ist eine Manschettennut 64, die in der radialen Richtung von der zylindrischen Außenumfangshauptfläche 63 nach innen ausgespart ist, auf der Seite des Öffnungsabschnitts 51 in der axialen Richtung gebildet. Ein Wölbungsabschnitt 66, der von der zylindrischen Innenumfangshauptfläche 65 radial nach innen gewölbt ist, ist an dem Wandhauptkörperteil 61 gebildet, um die Position in der axialen Richtung mit der Manschettennut 64 abzustimmen. Die Manschettennut 64 ist durch Drücken der zylindrischen Außenumfangshauptfläche 63 des Wandhauptkörperteils 61 in der radialen Richtung nach innen gebildet, um den Wandhauptkörperteil 61 plastisch zu verformen, und die zu dieser Zeit erzeugte übermäßige Wanddicke ist der Wölbungsabschnitt 66.
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Der Kolbenbodenabschnitt 53 weist einen ringförmigen ersten Bereich 71 auf, der auf der Innenseite des Kolbenwandabschnitts 52 in der radialen Richtung vorgesehen ist, um durchgängig mit dem Kolbenwandabschnitt 52 zu sein, und einen ringförmigen zweiten Bereich 72, der sich über die gesamte Innenseite des ersten Bereichs 71 in der radialen Richtung ausbreitet, um durchgängig mit dem ersten Bereich 71 auf der Innenseite des ersten Bereichs 71 in der radialen Richtung zu sein.
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Die Innenbodenfläche 75 des Kolbenbodenabschnitts 53 auf der Seite des Öffnungsabschnitts 51 in der axialen Richtung ist durch einen Innenbodenflächenabschnitt 76 gebildet, der in dem ersten Bereich 71 vorgesehen ist, und einen Innenbodenflächenabschnitt 77, der in dem zweiten Bereich 72 vorgesehen ist. Der Innenbodenflächenabschnitt 76, der in dem ersten Bereich 71 vorgesehen ist, weist einen radialen ringförmigen Außenflächenabschnitt 81 und einen radialen ringförmigen Innenflächenabschnitt 82 auf. Der Flächenabschnitt 81 erstreckt sich von dem Endkantenteil auf der Seite der zylindrischen Innenumfangshauptfläche 65 des Wandhauptkörperteils 61 gegenüber dem Öffnungsabschnitt 51, während sein Durchmesser von dem Öffnungsabschnitt 51 entfernt verringert ist. Der Flächenabschnitt 82 erstreckt sich in der radialen Richtung von dem Innenumfangskantenteil auf der Seite des Flächenabschnitts 81 gegenüber dem Öffnungsabschnitt 51 nach innen. Der Flächenabschnitt 82 ist eine Ebene orthogonal zu einer Mittelachsenlinie des Kolbens 10.
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Der Innenbodenflächenabschnitt 77, der in dem zweiten Bereich 72 vorgesehen ist, weist einen radialen ringförmigen Außenflächenabschnitt 83 und einen radialen kreisförmigen Innenflächenabschnitt 84 auf. Der Flächenabschnitt 83 ist eine sich verjüngende Fläche, die sich in der radialen Richtung von dem Innenumfangskantenteil auf der radialen Innenseite des Flächenabschnitts 82 des Bodenflächenabschnitts 76 nach innen erstreckt, um von dem Öffnungsabschnitt 51 in der axialen Richtung getrennt zu sein, wenn er hin zur Innenseite der radialen Richtung verläuft, und der Flächenabschnitt 84 breitet sich über die gesamte Innenseite des Flächenabschnitts 83 in der radialen Richtung aus, um mit dem Innenumfangskantenteil des Flächenabschnitts 83 durchgängig zu sein. Der Flächenabschnitt 84 ist eine flache Fläche orthogonal zu einer Mittelachsenlinie des Kolbens 10.
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Die Außenbodenfläche 91 des Kolbenbodenabschnitts 53 auf der Seite gegenüber dem Öffnungsabschnitt 51 in der axialen Richtung ist von einem Außenbodenflächenabschnitt 92 gebildet, der in dem ersten Bereich 71 vorgesehen ist, und einem Außenbodenflächenabschnitt 93, der in dem zweiten Bereich 72 vorgesehen ist. Der Außenbodenflächenabschnitt 92, der in dem ersten Bereich 71 vorgesehen ist, ist eine Ebene orthogonal zur Mittelachse des Kolbens und ist auf der gleichen Ebene wie die Fläche 95 auf der Seite gegenüber dem Öffnungsabschnitt 51 in der axialen Richtung des Kolbenwandabschnitts 52 angeordnet.
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Der Außenbodenflächenabschnitt 93, der in dem zweiten Bereich 72 vorgesehen ist, weist einen Flächenabschnitt 98 auf der radialen Außenseite und einen Flächenabschnitt 99 auf der radialen Innenseite auf. Der Flächenabschnitt 98 ist eine sich verjüngende Fläche, die sich in der radialen Richtung von dem Innenumfangskantenteil auf der radialen Innenseite des Außenbodenflächenabschnitts 92 nach innen erstreckt, um von dem Öffnungsabschnitt 51 in der axialen Richtung getrennt zu sein, wenn er hin zur Innenseite in der radialen Richtung verläuft, und ein Flächenabschnitt 99 breitet sich über die gesamte Innenseite des Flächenabschnitts 98 in der radialen Richtung aus, um mit dem Innenumfangskantenteil des Flächenabschnitts 98 durchgängig zu sein. Der Flächenabschnitt 99 ist eine flache Fläche orthogonal zu der Mittelachsenlinie des Kolbens 10.
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Der Außenbodenflächenabschnitt 92, der in dem ersten Bereich 71 vorgesehen ist, überlappt den Flächenabschnitt 81 des Innenbodenflächenabschnitts 76, der in dem ersten Bereich 71 an der Position in der radialen Richtung vorgesehen ist. Der Außenbodenflächenabschnitt 92 ist eine flache Fläche orthogonal zur Mittelachsenlinie des Kolbens 10, und der Flächenabschnitt 81 weist eine Form auf, in der der Durchmesser abnimmt, wenn der Flächenabschnitt 81 von dem Öffnungsabschnitt 51 getrennt ist. Daher weist ein Teil zwischen dem Außenbodenflächenabschnitt 92 und dem Flächenabschnitt 81 eine Dicke in der axialen Richtung auf, die hin zur Innenseite in der radialen Richtung dünner ist. Der Teil zwischen dem Außenbodenflächenabschnitt 92 und dem Flächenabschnitt 81 ist ein erster variabler Dickenbereich 101, der in dem ersten Bereich 71 vorgesehen ist, und weist eine Dicke in der axialen Richtung auf, die hin zur Innenseite in der radialen Richtung dünner ist.
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Der Außenbodenflächenabschnitt 92, der in dem ersten Bereich 71 vorgesehen ist, überlappt auch den Flächenabschnitt 82 des Innenbodenflächenabschnitts 76, der in dem ersten Bereich 71 an der Position in der radialen Richtung vorgesehen ist. Der Außenbodenflächenabschnitt 92 ist eine flache Fläche orthogonal zur Mittelachsenlinie des Kolbens 10, und der Flächenabschnitt 82 ist ebenfalls eine flache Fläche orthogonal zur Mittelachsenlinie des Kolbens 10. Daher weist der Teil zwischen dem Außenbodenflächenabschnitt 92 und dem Flächenabschnitt 82 eine Dicke in der axialen Richtung auf, die ungeachtet der Position in der radialen Richtung konstant ist. Der Teil zwischen dem Außenbodenflächenabschnitt 92 und dem Flächenabschnitt 82 ist ein erster Bereich konstanter Dicke 102 (konstanter Dickenbereich), der in dem ersten Bereich 71 vorgesehen ist, und in dem die Dicke in der axialen Richtung ungeachtet der Position in der radialen Richtung konstant ist.
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Der Flächenabschnitt 83 des Innenbodenflächenabschnitts 77, der in dem zweiten Bereich 72 vorgesehen ist, überlappt den Flächenabschnitt 98 des Außenbodenflächenabschnitts 93, der in dem zweiten Bereich 72 an der Position in der radialen Richtung vorgesehen ist. Der Flächenabschnitt 83 ist eine sich verjüngende Fläche, die sich von dem Öffnungsabschnitt 51 in der axialen Richtung trennt, wenn sie hin zur Innenseite in der radialen Richtung verläuft. Der Flächenabschnitt 98 ist ebenfalls eine sich verjüngende Fläche, die sich von dem Öffnungsabschnitt 51 in der axialen Richtung trennt, wenn sie hin zur Innenseite in der radialen Richtung verläuft. Wie in 3 gezeigt, ist ein Winkel θa, der zwischen dem Flächenabschnitt 82, der eine Fläche orthogonal zur Mittelachse des Kolbens 10 ist, und einer verlängerten Linie des Flächenabschnitts 83 gebildet ist, größer als ein Winkel θb, der zwischen einer verlängerten Linie des Flächenabschnitts 99, die eine Fläche orthogonal zur Mittelachse des Kolbens 10 ist, und dem Flächenabschnitt 98 gebildet ist. Mit anderen Worten ist ein Verjüngungsverhältnis des Flächenabschnitts 83 (Verhältnis, das durch Teilen einer Durchmesserdifferenz durch den Abstand in der axialen Richtung erhalten wird) kleiner als ein Verjüngungsverhältnis des Flächenabschnitts 98. Daher wird in dem Teil zwischen dem Flächenabschnitt 83 und dem Flächenabschnitt 98 die Dicke in der axialen Richtung hin zur Innenseite in der radialen Richtung dünner. Ein Teil zwischen dem Flächenabschnitt 83 und dem Flächenabschnitt 98 ist ein zweiter Bereich variabler Dicke 103 (variabler Dickenbereich), der in dem zweiten Bereich 72 vorgesehen ist, und in dem die Dicke in der axialen Richtung hin zur Innenseite in der radialen Richtung dünner wird.
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Der Flächenabschnitt 84 des Innenbodenflächenabschnitts 77, der in dem zweiten Bereich 72 vorgesehen ist, überlappt den Flächenabschnitt 99 des Außenbodenflächenabschnitts 93, der in dem zweiten Bereich 72 an der Position in der radialen Richtung vorgesehen ist. Der Flächenabschnitt 84 ist eine flache Fläche orthogonal zur Mittelachsenlinie des Kolbens 10, und der Flächenabschnitt 99 ist ebenfalls eine flache Fläche orthogonal zur Mittelachsenlinie des Kolbens 10. Daher weist ein Teil zwischen dem Flächenabschnitt 84 und dem Flächenabschnitt 99 eine Dicke in der axialen Richtung auf, die ungeachtet der Position in der radialen Richtung konstant ist. Der Teil zwischen dem Flächenabschnitt 84 und dem Flächenabschnitt 99 ist ein zweiter konstanter Dickenbereich 104 (dritter Bereich), der in dem zweiten Bereich 72 vorgesehen ist, und in dem die Dicke in der axialen Richtung ungeachtet der Position in der radialen Richtung konstant ist. Der zweite konstante Dickenbereich 104 ist ein Teilabschnitt auf der Innenseite des zweiten Bereichs 72 in der radialen Richtung.
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Wie in 3 gezeigt, ist in dem ersten konstanten Dickenbereich 102 und dem zweiten konstanten Dickenbereich 104, die über den zweiten variablen Dickenbereich 103 angeordnet sind, in dem die Dicke in der axialen Richtung hin zur Innenseite in der radialen Richtung dünner wird, eine Dicke t2 des zweiten konstanten Dickenbereichs 104 in der axialen Richtung dünner als eine Dicke t1 des ersten konstanten Dickenbereichs 102 in der axialen Richtung.
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Wie in 2 gezeigt, ist in dem Innenbodenflächenabschnitt 77 des zweiten Bereichs 72 der Flächenabschnitt 83 auf der radialen Außenseite eine sich verjüngende Fläche, die sich von dem Öffnungsabschnitt 51 in der axialen Richtung trennt, wenn sie hin zu der Innenseite in der radialen Richtung verläuft. Der Flächenabschnitt 84 auf der radialen Innenseite ist eine flache Fläche orthogonal zu der Mittelachse des Kolbens 10. In dem zweiten Bereich 72 weist folglich die Seite des Innenbodenflächenabschnitts 77, die dem Öffnungsabschnitt 51 zugewandt ist, in der axialen Richtung eine ausgesparte Form auf.
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In dem Außenbodenflächenabschnitt 93 des zweiten Bereichs 72 ist der Flächenabschnitt 98 auf der radialen Außenseite eine sich verjüngende Fläche, die sich von dem Öffnungsabschnitt 51 in der axialen Richtung trennt, wenn sie hin zur Innenseite in der radialen Richtung verläuft. Der Flächenabschnitt 99 auf der radialen Innenseite ist eine flache Fläche orthogonal zu der Mittelachsenlinie des Kolbens 10. Der zweite Bereich 72 ist folglich in einer vorspringenden Form gebildet, in der die Seite des Außenbodenflächenabschnitts 93, die der Richtung gegenüber dem Öffnungsabschnitt 51 zugewandt ist, in der axialen Richtung durch eine Vorsprungsmenge h vorspringt, gezeigt in 3. Der zweite variable Dickenbereich 103, in dem die Dicke in der axialen Richtung hin zur Innenseite in der radialen Richtung dünner wird, ist in der Lage, den Winkel θa, der zwischen dem Flächenabschnitt 83 und der Fläche orthogonal zu der Mittelachse des Kolbens 10 gebildet ist, zu vergrößern, während eine Zunahme der Vorsprungsmenge h unterdrückt wird.
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Wie in 1 gezeigt, wird der Kolben 10 in die Aufnahmebohrung 33 in dem Zylinderwandabschnitt 31 mit dem Kolbenbodenabschnitt 53 am Kopf eingesetzt. Der Kolbenbodenabschnitt 53 des Kolbens 10 ist somit nahe dem Zylinderbodenteil 32, und der Öffnungsabschnitt 51 ist auf der Seite gegenüber dem Zylinderbodenteil 32 angeordnet. Zu diesem Zeitpunkt ist der Kolben 10 in eine Kolbendichtung 39 eingepasst, die in einer Dichtungsnut 37 des Zylinderwandabschnitts 31 angeordnet ist, und wird von der Kolbendichtung 39 und der inneren Umfangsfläche des Zylinderwandabschnitts 31 gestützt. Überdies wird das andere Ende der Manschette 40 in die Manschettennut 64 des Kolbens 10 eingepasst.
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Der in Patentliteratur 1 beschriebene Scheibenbremsenkolben umfasst ein Außenelement und ein Innenelement, deren Unterabschnitte eine vorspringende Form aufweisen, die leicht gebogen ist und vorspringt, um sich auf der Außenseite in der axialen Richtung zu befinden, wenn sie hin zur Mittelseite verläuft, und die Unterabschnitte weisen eine Form mit hoher Festigkeit gegenüber der Last (Druck von Bremsflüssigkeit) von außen auf. Da der Scheibenbremsenkolben das Außenelement und das Innenelement umfasst, besteht jedoch die Möglichkeit einer Gewichtszunahme. Da der Scheibenbremsenkolben das Außenelement und das Innenelement umfasst, nehmen die Kosten überdies zu und die Herstellung wird kompliziert.
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Im Gegensatz dazu weist in dem Kolben 10 der ersten Ausführungsform der Kolbenbodenabschnitt 53 einen ringförmigen ersten Bereich 71 auf, der auf der Innenseite des Kolbenwandabschnitts 52 in der radialen Richtung vorgesehen ist, um durchgängig mit dem Kolbenwandabschnitt 52 zu sein, und einen zweiten Bereich 72, der auf der Innenseite des ersten Bereichs 71 in der radialen Richtung vorgesehen ist und in dem die Innenseite in der axialen Richtung in einer ausgesparten Form gebildet ist, und die Außenseite in der axialen Richtung in einer vorspringenden Form gebildet ist. Daher weist der Kolben 10 eine hochfeste Form auf, die in der Lage ist, die Spannung gegenüber der Last (Druck der Bremsflüssigkeit) von außen zu verringern. Da der zweite Bereich 72 den zweiten variablen Dickenbereich 103 aufweist, in dem die Dicke in der axialen Richtung hin zur Innenseite in der radialen Richtung dünner wird, wird zusätzlich die Mittelseite dünner, und es ist möglich, eine Gewichtszunahme zu unterdrücken. Da der Kolben 10 aus einem Teilabschnitt gebildet ist, ist es zusätzlich möglich, eine Zunahme der Kosten zu unterdrücken, und die Herstellung ist auch einfach.
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Der zweite variable Dickenbereich 103, in dem die Dicke in der axialen Richtung hin zur Innenseite in der radialen Richtung dünner wird, ist in der Lage, einen Winkel θa, der zwischen dem Flächenabschnitt 83 und der Fläche orthogonal zu der Mittelachse des Kolbens 10 gebildet ist, zu vergrößern, während eine Zunahme der Vorsprungsmenge h des zweiten Bereichs 72 unterdrückt wird. Daher ist es insbesondere möglich, die Spannung auf der Seite der Innenbodenfläche 75 des Kolbenbodenabschnitts 53 zu verringern.
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Der erste Bereich 71 weist einen ersten konstanten Dickenbereich 102 auf, in dem die Dicke in der axialen Richtung ungeachtet der Position in der radialen Richtung konstant ist, und der zweite Bereich 72 weist ebenfalls einen konstanten Dickenbereich 104 auf, in dem die Dicke in der axialen Richtung ungeachtet der Position in der radialen Richtung konstant ist. Daher ist es möglich, die Gewichtszunahme des Kolbenbodenabschnitt 53 weiter zu unterdrücken.
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Da die Gewichtszunahme des Kolbenbodenabschnitt 53 unterdrückt werden kann, nimmt überdies auch die Gesamtmasse des Kolbens 10 ab, die Eigenfrequenz nimmt zu und die Bremsgeräuschunterdrückungswirkung nimmt zu.
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Da die Gewichtszunahme des Kolbenbodenabschnitts 53 aus Kolbenwandabschnitt 52 und dem Kolbenbodenabschnitt 53 unterdrückt werden kann, kann die Position des Schwerpunkts des Kolbens 10 in die Nähe des Öffnungsabschnitts 51 gebracht werden und er kann sich der Kolbendichtung 39 nähern. Daher wird die Position des Schwerpunkts des Kolbens 10 in die Nähe der Kolbendichtung 39 gebracht, die die Hauptstützposition des Kolbens 10 ist, und die Bremsgeräuschunterdrückungswirkung wird verbessert.
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Wenn die Bremsflüssigkeit von der Rohranschlussbohrung 35 in den Zylinder 25 eingebracht wird, wie in 1 gezeigt, wird hier der Druck der Bremsflüssigkeit, wie durch den Pfeil in 4A gezeigt, auf den Kolbenwandabschnitt 52 und den Kolbenbodenabschnitt 53 des Kolbens 10 beaufschlagt. 4A zeigt ein Simulationsergebnis der Spannungsverteilung des Kolbens 10, wenn ein solcher Druck einer Bremsflüssigkeit beaufschlagt wird. Ein Teil, der in 4A in Schwarz gezeigt ist, zeigt einen Bereich an, in dem eine Druckspannung erzeugt wird, und ein Teil, der in 4A in Weiß gezeigt ist, zeigt einen Bereich an, in dem eine Zugspannung auftritt. In dem Kolben 10 der ersten Ausführungsform, der in 4A gezeigt ist, ist im Vergleich zu einem anderen Kolben, der in 4B gezeigt ist, insbesondere die Spannungsverteilung des zweiten Bereichs 72 des Kolbenbodenabschnitts 53 hauptsächlich eine Druckspannung, anstatt einer Zugspannung. Daher ist es möglich, zu verstehen, dass der Kolben 10 der ersten Ausführungsform eine hochfeste Form gegenüber dem Druck der Bremsflüssigkeit aufweist.
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In der Scheibenbremse 11, umfassend den Kolben 10, ist die Zuverlässigkeit durch hohe Festigkeit des Kolbens 10 verbessert, und die Kostenverringerung des Kolbens 10 führt zu einer Verringerung der Gesamtkosten, und die Gewichtsverringerung des Kolbens 10 führt zu einer Verringerung des Gesamtgewichts.
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„Zweite Ausführungsform”
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Die zweite Ausführungsform wird hauptsächlich mit Bezug auf 5 beschrieben, wobei der Fokus auf Unterschieden von der ersten Ausführungsform liegt. Die Teile, die der ersten Ausführungsform gemein sind, sind durch die gleichen Namen und die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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In einem Kolben 10A der zweiten Ausführungsform weist ein Kolbenbodenabschnitt 53A einen ersten Bereich 71 auf, der ähnlich der ersten Ausführungsform ist, und einen zweiten Bereich 72A, der eine Form aufweist, die teilweise von dem zweiten Bereich 72 der ersten Ausführungsform unterschiedlich ist, der sich über die gesamte Innenseite in der radialen Richtung ausbreitet. In dem zweiten Bereich 72A sind der zweite konstante Dickenbereich 104 und der Flächenabschnitt 84 und der Flächenabschnitt 99 an beiden Seiten davon der ersten Ausführungsform nicht vorgesehen. Überdies weist der zweite Bereich 72A eine Form auf, in der der zweite variable Dickenbereich 103 der ersten Ausführungsform zur Mittelachse des Kolbens 10A in einer konischen Form verlängert ist. Das heißt, der zweite Bereich 72A ist ein variabler Dickenbereich, in dem die Dicke in der axialen Richtung hin zur Innenseite in der radialen Richtung insgesamt dünner wird.
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Der zweite Bereich 72A weist einen Innenbodenflächenabschnitt 77A auf, der eine Form aufweist, in der sich der Flächenabschnitt 83 der ersten Ausführungsform zur Mittelachsenlinie des Kolbens 10A in einer konischen Form erstreckt, und einen Außenbodenflächenabschnitt 93A, der eine Form aufweist, in der sich der Flächenabschnitt 98 der ersten Ausführungsform zur Mittelachsenlinie des Kolbens 10A in einer konischen Form erstreckt. Mit anderen Worten breitet sich der Innenbodenflächenabschnitt 77A über die gesamte Innenseite des Flächenabschnitts 82 in der radialen Richtung aus, um durchgängig mit dem Innenumfangskantenteil des Flächenabschnitts 82 des Innenbodenflächenabschnitts 76 zu sein. Der Außenbodenflächenabschnitt 93A breitet sich über die gesamte Innenseite des Außenbodenflächenabschnitts 92 in der radialen Richtung aus, um durchgängig mit dem Innenumfangskantenteil des Außenbodenflächenabschnitts 92 zu sein. Daher weist der Kolbenbodenabschnitt 53A eine Innenbodenfläche 75A auf, die von dem Innenbodenflächenabschnitt 76 und dem Innenbodenflächenabschnitt 77A gebildet ist, und eine Außenbodenfläche 91A, die von dem Außenbodenflächenabschnitt 92 und dem Außenbodenflächenabschnitt 93A gebildet ist. Der zweite Bereich 72A umfasst einen Innenbodenflächenabschnitt 77A und einen Außenbodenflächenabschnitt 93A, die konische Flächen sind, in denen Scheitelpunkte auf der Mittelachsenlinie des Kolbenbodenabschnitts 53A angeordnet sind.
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Die gleichen Wirkungen, wie die der ersten Ausführungsform, können auch in der zweiten Ausführungsform erhalten werden.
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„Dritte Ausführungsform“
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Die dritte Ausführungsform wird hauptsächlich mit Bezug auf 6 beschrieben, wobei die Konzentration auf Unterschieden von der ersten Ausführungsform liegt. Die Teilabschnitte, die der ersten Ausführungsform gemein sind, sind durch die gleichen Namen und die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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In einem Kolben 10B der dritten Ausführungsform weist ein Kolbenbodenabschnitt 53B einen ersten Bereich 71 auf, dessen Form ähnlich der ersten Ausführungsform ist, und einen zweiten Bereich 72B, der eine Form aufweist, die von dem zweiten Bereich 72 der ersten Ausführungsform unterschiedlich ist, der sich über die gesamte Innenseite in der radialen Richtung ausbreitet. Der zweite Bereich 72B umfasst einen Innenbodenflächenabschnitt 77B, der sich über die gesamte Innenseite des Flächenabschnitts 82 in der radialen Richtung ausbreitet, um durchgängig mit dem Innenumfangskantenteil des Flächenabschnitts 82 des Innenbodenflächenabschnitts 76 zu sein, und einen Außenbodenflächenabschnitt 93B, der sich über die gesamte Innenseite des Außenumfangsflächenabschnitts 92 in der radialen Richtung ausbreitet, um durchgängig mit dem Innenumfangskantenteil des Außenbodenflächenabschnitts 92 zu sein.
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Sowohl der Innenbodenflächenabschnitt 77B als auch der Außenbodenflächenabschnitt 93B sind sphärische Flächen, die auf der Mittelachse des Kolbens 10B und des Kolbenbodenabschnitts 53B zentriert sind, und ein sphärischer Durchmesser des Innenbodenflächenabschnitts 77B ist kleiner als ein sphärischer Durchmesser des Außenbodenflächenabschnitts 93B. Folglich ist der zweite Bereich 72B zwischen dem Innenbodenflächenabschnitt 77B und dem Außenbodenflächenabschnitt 93B ein variabler Dickenbereich, in dem die gesamte axiale Dicke hin zur Innenseite in der radialen Richtung dünner wird. Daher weist der Kolbenbodenabschnitt 53B eine Innenbodenfläche 75B auf, umfassend einen Innenbodenflächenabschnitt 76 und einen Innenbodenflächenabschnitt 77B und eine Außenbodenfläche 91B, umfassend einen Außenbodenflächenabschnitt 92 und einen Außenbodenflächenabschnitt 93B.
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Die gleichen Wirkungen, wie die der ersten Ausführungsform, werden auch in der dritten Ausführungsform erhalten.
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„Vierte Ausführungsform“
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Die vierte Ausführungsform wird hauptsächlich mit Bezug auf 7 beschrieben, wobei die Konzentration auf Unterschieden von der ersten Ausführungsform liegt. Die Teilabschnitte, die der ersten Ausführungsform gemein sind, sind durch die gleichen Namen und die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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In einem Kolben 10C der vierten Ausführungsform sind in einer Grenzposition zwischen dem Kolbenwandabschnitt 52 und dem Kolbenbodenabschnitt 53 eine Vielzahl von Vorsprungsteilen 111 in Intervallen in der Umfangsrichtung des Kolbens 10C gebildet. Die Vorsprungsteile 111 springen zu einer gegenüberliegenden Seite zu dem Öffnungsabschnitt 51 in der axialen Richtung von dem Außenbodenflächenabschnitt 92 des Kolbenbodenabschnitts 53 vor. Die Vorsprungsteile 111 springen in sphärischen Formen vor und weisen sich verjüngende Formen auf. Die Vorsprungshöhe der Vorsprungsteile 111 von dem Außenbodenflächenabschnitt 92 ist größer als die Höhe von dem Außenbodenflächenabschnitt 92 zum Flächenabschnitt 99. Entsprechend regelt der Kolben 10C, wenn der Kolben 10C in dem Zylinder 25 des Bremssattels 14 angeordnet ist, der in 1 gezeigt ist, den Flächenabschnitt 99, um die Rohranschlussbohrung 35 zu blockieren. Folglich kann, wenn die Bremsflüssigkeit zwischen dem Bremssattel 14 und dem Kolben 10C durch Saugen gefüllt wird, der Kolben 10C ein Hindern des Flusses von Bremsflüssigkeit von der Rohranschlussbohrung 35 verhindern und Bremsflüssigkeit kann stabil zugeführt werden. Ein solcher Vorsprungsteil 111 kann in den Kolben der ersten bis dritten Ausführungsform vorgesehen sein. Überdies ist die Position der Rohranschlussbohrung 35 nicht auf die erste Position begrenzt und kann eine Position sein, die von der Mitte des Kolbens abweicht. Überdies kann die Position des Vorsprungsteils 111 bei einer beliebigen Position auf der Außenbodenfläche 91 eingestellt sein, solange es eine Position gibt, an der es möglich ist, den Kolbenbodenabschnitt 53 zu regeln, um die Rohranschlussbohrung 35 zu blockieren, und seine Form kann ebenfalls willkürlich eingestellt werden.
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In einem Kolben basierend auf den zuvor beschriebenen Ausführungsformen sind beispielsweise die nachfolgenden Gesichtspunkte denkbar. Gemäß einem ersten Gesichtspunkt des Kolbens, ist ein Scheibenbremsenkolben vorgesehen, der einen röhrenförmigen Wandabschnitt, der einen Öffnungsabschnitt an einem Ende in einer axialen Richtung aufweist und einen Bodenabschnitt, der das andere Ende des Wandabschnitts in der axialen Richtung schließt, aufweist, wobei der Bodenabschnitt einen ersten ringförmigen Bereich umfasst, der auf einer Innenseite des Wandabschnitts in einer radialen Richtung vorgesehen ist, um durchgängig mit dem Wandabschnitt zu sein, und einen zweiten Bereich, der auf der Innenseite des ersten Bereichs in der radialen Richtung vorgesehen ist und in einer ausgesparten Form in der axialen Richtung vorgesehen ist, und der zweite Bereich weist einen variablen Dickenbereich auf, in dem eine Dicke in der axialen Richtung hin zur Innenseite in der radialen Richtung dünner wird. Daher ist, da der zweite Bereich vorgesehen ist, der in der ausgesparten Form in der axialen Richtung gebildet ist, eine Form mit hoher Festigkeit gegenüber der Last von außen vorgesehen. Außerdem kann, da der zweite Bereich einen variablen Dickenbereich aufweist, in dem die Dicke in der axialen Richtung hin zur Innenseite in der radialen Richtung dünner wird, eine Gewichtszunahme unterdrückt werden.
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Überdies kann gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der erste Bereich im ersten Gesichtspunkt einen konstanten Dickenbereich aufweisen, in dem die Dicke in der axialen Richtung ungeachtet zu der Position in der radialen Richtung konstant ist. Gemäß dem zweiten Gesichtspunkt kann die Gewichtszunahme des Kolbens unterdrückt werden.
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Gemäß einem dritten Gesichtspunkt kann der zweite Bereich in einem beliebigen des ersten oder zweiten Gesichtspunkts einen dritten Bereich auf der radialen Innenseite umfassen, in dem die Dicke der axialen Richtung ungeachtet der Position in der radialen Richtung konstant ist.
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Gemäß einem vierten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung kann der zweite Bereich in einem des ersten Gesichtspunkts und zweiten Gesichtspunkts eine konische Fläche umfassen, in der ein Scheitelpunkt auf einer Mittelachse des Bodenabschnitts angeordnet ist.
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Überdies kann gemäß einem fünften Gesichtspunkt in einem beliebigen des ersten Gesichtspunkts oder des zweiten Gesichtspunkts der zweite Bereich eine sphärische Fläche umfassen, die auf der Mittelachse des Bodenabschnitts zentriert ist.
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Überdies umfasst der Scheibenbremsenkolben gemäß einem sechsten Gesichtspunkt in einem beliebigen des ersten bis fünften Gesichtspunkts überdies eine Vielzahl von Vorsprungsabteilen, die zu einer gegenüberliegenden Seite zu einem Öffnungsabschnitt in der axialen Richtung, auf der Außenbodenfläche des Bodenabschnitts vorspringen.
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Überdies wird als siebter Gesichtspunkt eine Scheibenbremse, umfassend den Kolben gemäß einem beliebigen des ersten bis fünften Gesichtspunkts berücksichtigt. Gemäß dem siebten Gesichtspunkt ist die Zuverlässigkeit durch größere Stärke des Kolbens verbessert, und die Unterdrückung der Gewichtszunahme des Kolbens führt zur Unterdrückung der Gewichtszunahme insgesamt.
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Es muss nicht gesagt werden, dass der zuvor erwähnte Kolben nicht auf die Scheibenbremse von 1 beschränkt ist, sondern auch auf einen festen Bremssatteltyp (gegenüberliegender Kolbentyp), einen Zweikolbentyp-Schwimmsatteltyp oder Ähnliches angewandt werden kann.
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[Gewerbliche Anwendbarkeit]
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Gemäß dem obigen Kolben und der Scheibenbremse, die denselben verwendet, ist es möglich, hohe Festigkeit zu erzielen, während eine Gesichtszunahme unterdrückt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10, 10A, 10B, 10C
- Kolben
- 11
- Scheibenbremse
- 51
- Öffnungsabschnitt
- 52
- Kolbenwandabschnitt (Wandabschnitt)
- 53, 53A, 53B
- Kolbenbodenabschnitt (Bodenabschnitt)
- 71
- Erster Bereich
- 72
- Zweiter Bereich
- 72A, 72B
- Zweiter Bereich (variabler Dickenbereich)
- 102
- Erster Bereich konstanter Dicke (konstanter Dickenbereich)
- 103
- Zweiter Bereich variabler Dicke (variabler Dickenbereich)
