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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Scheibenbremse.
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Es wird die Priorität aus der
Japanischen Patentanmeldung Nr. 2018-102315 beansprucht, die am 29. Mai 2018 eingereicht wurde und deren Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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[Technischer Hintergrund]
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Es gibt Scheibenbremsen, bei denen ein Bremsflüssigkeitsdruck zwischen einer Zylinderbohrung und einem Kolben eingeleitet wird, der verschiebbar in die Zylinderbohrung eingesetzt ist und ein Bremsbelag durch Vorschieben des Kolbens gegen einen Scheibenrotor gedrückt wird (siehe z.B. Patentliteratur 1 bis 3).
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[Auflistung der Literaturstellen]
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[Patentliteratur]
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- [Patentliteratur 1] Ungeprüfte Japanische Patentanmeldung, erste Veröffentlichungsnr. 2010-175041
- [Patentliteratur 2] Ungeprüfte Japanische Patentanmeldung, erste Veröffentlichungsnr. 2011-214623
- [Patentliteratur 3] US-Patent Nr. 6,244,393
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[Zusammenfassung der Erfindung]
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[Technisches Problem]
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Bei einer Scheibenbremse kann es zu so genannten Schleifen kommen, bei dem ein Bremsbelag auch nach dem Lösen der Bremse ständig in Kontakt mit der Scheibe ist. Die Unterbindung solchen Schleifens ist erwünscht.
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Die vorliegende Erfindung stellt eine Scheibenbremse zur Verfügung, die in der Lage ist, Schleifen zu unterbinden.
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[Lösung des Problems]
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Gemäß einer Scheibenbremse eines Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst eine Dichtungsnut, die in einer Zylinderbohrung als Ringnut vorgesehen ist, welche von einer Innenumfangsfläche ausgespart ist, einen Bodenflächenabschnitt, der in einer Richtung geneigt ist, in der sich ein Durchmesser hiervon zu einer Öffnungsseite der Zylinderbohrung hin aufweitet, einen Seitenflächenabschnitt, der sich von einer Seite großen Durchmessers des Bodenflächenabschnitts zur Öffnungsseite der Dichtungsnut erstreckt, und einen abgefasten Abschnitt, der zwischen dem Seitenflächenabschnitt und der Innenumfangsfläche der Zylinderbohrung vorgesehen und so gebildet ist, dass sich eine Öffnung der Dichtungsnut in einer Axialrichtung der Zylinderbohrung aufweitet. Der abgefaste Abschnitt hat zwei Arten von Krümmungsradien.
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[Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung]
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Gemäß dem vorstehend Beschriebenen kann ein Schleifen unterbunden werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Draufsicht, die eine Scheibenbremse nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 2 ist eine Seitenquerschnittansicht, die die Scheibenbremse nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 3A ist eine Teilquerschnittansicht, die ein Dichtungselement der Scheibenbremse nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 3B ist eine Teilquerschnittansicht, die den Zustand zeigt, bevor eine Dichtungsnut der Scheibenbremse nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bestückt wird.
- 4A ist eine Teilquerschnittansicht, die eine Dichtungsnut nach einem Vergleichsbeispiel 1 der Scheibenbremse zeigt.
- 4B ist eine Teilquerschnittansicht, die eine Dichtungsnut nach einem Vergleichsbeispiel 2 der Scheibenbremse zeigt.
- 5 ist ein Kennfeld, das einen Rücklaufbetrag eines Kolbens im Hinblick auf einen Bremsflüssigkeitsdruck in der ersten Ausführungsform und einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 zeigt.
- 6 ist eine Teilquerschnittansicht, die eine Dichtungsnut einer Scheibenbremse nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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[Beschreibung der Ausführungsformen]
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[Erste Ausführungsform]
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Nachstehend wird eine erste Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben.
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Die 1 und 2 zeigen eine Scheibenbremse 10 gemäß der ersten Ausführungsform. Die Scheibenbremse 10 stellt eine Bremskraft für ein Fahrzeug wie z.B. ein Automobil zur Verfügung. Die Scheibenbremse 10 ist speziell zum Bremsen eines vierrädrigen Fahrzeugs bestimmt. Die Scheibenbremse 10 bremst das Fahrzeug, indem sie die Drehung eines Scheibenrotors 11 stoppt, der sich zusammen mit einem Rad (nicht dargestellt) dreht. Im Folgenden wird eine Richtung einer Mittelachse des Scheibenrotors 11 als Scheibenaxialrichtung, eine Radialrichtung des Scheibenrotors 11 als Scheibenradialrichtung und eine Umfangsrichtung (eine Rotationsrichtung) der Scheibe als Scheibenumfangsrichtung bezeichnet.
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Die Scheibenbremse 10 umfasst einen Träger 12, ein Paar Bremsbeläge 13 und 14, die in 2 gezeigt sind, einen Bremssattel 15 und ein Paar Faltenbälge 16, die in 1 gezeigt sind. Der Träger 12 ist so angeordnet, dass er die Außenumfangsseite des Scheibenrotors 11 übergreift und an einem nicht rotierenden Abschnitt des Fahrzeugs befestigt ist. Die beiden Bremsbeläge 13 und 14 sind beidseits des Scheibenrotors 11 angeordnet und durch den Träger 12 so gelagert, dass sie in Scheibenaxialrichtung bewegbar sind. Der Bremssattel 15 ist durch den Träger 12 so gelagert, dass er in der Scheibenaxialrichtung bewegbar ist. Der Bremssattel 15 nimmt die beiden Bremsbeläge 13 und 14 sandwichartig auf und drückt sie gegen beide Seiten des Scheibenrotors 11.
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Der Bremssattel 15 umfasst einen Bremssattelkörper 20, einen Kolben 21, ein Dichtungselement 22, ein Faltenbalgelement 23 und ein Paar Gleitstifte 24, die in 1 dargestellt sind.
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Der Bremssattelkörper 20 wird durch maschinelle Bearbeitung eines Metallwerkstoffs gebildet, der durch Gießen einstückig geformt wird. Der Bremssattelkörper 20 weist einen Zylinder 26 auf, der in Scheibenaxialrichtung auf einer Seite des Scheibenrotors 11 angeordnet ist, einen Brückenabschnitt 27, der sich von außerhalb des Zylinders 26 in Scheibenradialrichtung erstreckt und den Außenumfang des Scheibenrotors 11 übergreift, einen Klauenabschnitt 28, der sich von der zum Zylinder 26 entgegengesetzten Seite des Brückenabschnitts 27 in Scheibenradialrichtung nach innen erstreckt und in Scheibenaxialrichtung auf der anderen Seite des Scheibenrotors 11 angeordnet ist, und ein Paar in 1 gezeigte Arme 29, die vom Zylinder 26 in der Scheibenumfangsrichtung beidseits abstehen. Der Bremssattelkörper 20 ist bewegbar auf dem Träger 12 gelagert, wobei die Gleitstifte 24 in den beiden Armen 29 sitzen. Die beiden Faltenbälge 16 bedecken die Gleitstifte 24.
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Wie in 2 dargestellt, ist im Zylinder 26 eine Zylinderbohrung 35 mit einer Form gebildet, bei der sich ein Ende zur Seite des Klauenabschnitts 28 hin öffnet und zu der dem Scheibenrotor 11 gegenüberliegenden Seite in Scheibenaxialrichtung ausgespart ist. Da die Zylinderbohrung 35 so gebildet ist, dass sie sich zur Seite des Klauenabschnitts 28 hin öffnet, hat der Zylinder 26 einen Zylinderbodenabschnitt 39 mit einem inneren Bodenabschnitt 38 der Zylinderbohrung 35 auf der dem Klauenabschnitt 28 entgegengesetzten Seite, und außerdem einen Zylinderkörperabschnitt 42, der sich vom Zylinderbodenabschnitt 39 zur Seite des Klauenabschnitts 28 erstreckt und einen Innenwandabschnitt 41 der Zylinderbohrung 35 aufweist. Die Zylinderbohrung 35 hat eine Öffnung 43 auf der dem Zylinderbodenabschnitt 39 entgegengesetzten Seite des Zylinderkörperabschnitts 42. Die Seite des Zylinderbodenabschnitts 39 der Zylinderbohrung 35 wird als Bohrungsbodenseite bezeichnet, und die Seite der Öffnung 43 der Zylinderbohrung 35 wird als Bohrungsöffnungsseite bezeichnet.
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Der Kolben 21 ist in die Zylinderbohrung 35 in Scheibenaxialrichtung verschiebbar eingesetzt. Der Innenwandabschnitt 41 der Zylinderbohrung 35 hat eine Innenumfangs-Führungsfläche 51 (eine Innenumfangsfläche),die eine zylindrische Fläche mit einem über die gesamte Länge konstanten Innendurchmesser zur Führung der Bewegung des Kolbens 21 ist. Eine Mittelachse der Innenumfangs-Führungsfläche 51 ist eine Mittelachse der Zylinderbohrung 35. Diese Mittelachse wird als Bohrungsachse bezeichnet. Darüber hinaus wird eine zur Mittelachse orthogonale Richtung als Bohrungsradialrichtung und eine um die Mittelachse verlaufende Umfangsrichtung als Bohrungsumfangsrichtung bezeichnet.
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Der Innenwandabschnitt 41 der Zylinderbohrung 35 hat eine ringförmige Nut 52 mit großem Durchmesser, die hinsichtlich der Innenumfangs-Führungsfläche 51 in der Bohrungsradialrichtung nach außen ausgespart ist, und zwar auf der Bohrungsbodenseite im Hinblick auf die Innenumfangs-Führungsfläche 51. Die Nut 52 mit großem Durchmesser hat eine auf die Bohrungsachse zentrierte Ringform, und ein Nutgrunddurchmesser hiervon ist größer als ein Durchmesser der Innenumfangs-Führungsfläche 51.
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Der Innenwandabschnitt 41 der Zylinderbohrung 35 hat eine ringförmige Dichtungsnut 55, die im Hinblick auf die Innenumfangs-Führungsfläche 51 an einer Zwischenposition der Innenumfangs-Führungsfläche 51 auf der Bohrungsöffnungsseite nach außen in Bohrungsradialrichtung ausgespart ist. Die Dichtungsnut 55 ist eine auf die Bohrungsachse zentrierte Ringnut, die ausgehend von der Innenumfangs-Führungsfläche 51 im Innenwandabschnitt 41 der Zylinderbohrung 35 ausgespart ist. Der Nutgrunddurchmesser der Dichtungsnut 55 ist größer als der Durchmesser der Innenumfangs-Führungsfläche 51.
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Im Innenwandabschnitt 41 der Zylinderbohrung 35 ist auf der Bohrungsöffnungsseite im Hinblick auf die Dichtungsnut 55 eine ringförmige Faltenbalg-Einsetznut 58 gebildet, die in Bohrungsradialrichtung im Hinblick auf die Innenumfangs-Führungsfläche 51 nach außen ausgespart ist. Die Faltenbalg-Einsetznut 58 hat eine Ringform, die auf die Bohrungsachse zentriert ist, und ihr Nutgrunddurchmesser ist größer als der Durchmesser der Innenumfangs-Führungsfläche 51.
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Im Innenwandabschnitt 41 der Zylinderbohrung 35 ist auf der Bohrungsöffnungsseite im Hinblick auf die Faltenbalg-Einsetznut 58 eine Faltenbalg-Anordnungsbohrung 59 gebildet, die eine konische, auf die Bohrungsachse zentrierte Form hat und mit größer werdendem Abstand von der Faltenbalg-Einsetznut 58 einen immer größeren Durchmesser aufweist. Ein Endabschnitt der Faltenbalg-Anordnungsbohrung 59 auf der dem Zylinderbodenabschnitt 39 entgegengesetzten Seite dient als Öffnung 43 der Zylinderbohrung 35. Die Nut 52 mit großem Durchmesser und der innere Bodenabschnitt 38, der mit der Nut 52 mit großem Durchmesser verbunden ist, werden durch Gießen gebildet, wenn ein Material des Bremssattelkörpers 20 gegossen wird. Die Innenumfangs-Führungsfläche 51, die Dichtungsnut 55, die Faltenbalg-Einsetznut 58 und die Faltenbalg-Anordnungsbohrung 59 werden durch spanende Bearbeitung des Materials des Bremssattelkörpers 20 gebildet.
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Eine Leitungsbohrung 68, die in der Bohrungsaxialrichtung durch den Zylinderbodenabschnitt 39 verläuft, ist im Zylinderbodenabschnitt 39 so gebildet, um in die Zylinderbohrung 35 zu münden. Die Leitungsbohrung 68 wird durch spanende Bearbeitung des Materials des Bremssattelkörpers 20 gebildet. An die Leitungsbohrung 68 wird eine Bremsleitung (nicht gezeigt) angeschlossen.
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Der Kolben 21 weist einen scheibenförmigen Kolbenbodenabschnitt 71 und einen zylindrischen Kolbenkörperabschnitt 72 auf. Der Kolben 21 ist in einer mit Boden versehenen Rohrform gebildet, bei der ein zum Kolbenbodenabschnitt 71 entgegengesetzter Endabschnitt des Kolbenkörperabschnitts 72 offen ist. Eine ringförmige Einsetznut 75, die im Hinblick auf eine aus einer zylindrischen Fläche gebildete Außendurchmesserfläche 74 in Radialrichtung nach innen ausgespart ist, ist in dem Kolbenkörperabschnitt 72 auf der in Axialrichtung zum Kolbenbodenabschnitt 71 entgegengesetzten Seite ausgebildet. Der Kolben 21 ist in der Zylinderbohrung 35 so aufgenommen, dass sich der Kolbenbodenabschnitt 71 auf der Bohrungsbodenseite in der Zylinderbohrung 35 befindet und in diesem Zustand ein Spitzenende von ihm auf der Seite des Klauenabschnitts 28 zur Seite des Klauenabschnitts 28 im Hinblick auf die Zylinderbohrung 35 vorsteht. Auf diese Weise ist im Kolben 21 die Einsetznut 75 auf der Seite des Spitzenendes gebildet, das aus der Zylinderbohrung 35 hervorsteht.
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Das Dichtungselement 22 besteht aus einem elastischen Material, insbesondere aus einem Gummimaterial. Das Dichtungselement 22 wird mit einem Spannspielraum in die Dichtungsnut 55 der Zylinderbohrung 35 eingesetzt. Der Kolben 21 wird mit einem Spannspielraum in die Innenumfangsseite des Dichtungselements 22 eingesetzt. Das Dichtungselement 22 verformt sich in Radialrichtung elastisch und kommt in engen Kontakt mit dem Kolben 21 und der Dichtungsnut 55, um zwischen der Zylinderbohrung 35 des Zylinders 26 und dem Kolben 21 abzudichten. Des Weiteren stützt das Dichtungselement 22 die Außendurchmesserfläche 74 des Kolbens 21 ab, um in Bohrungsaxialrichtung mit der Innenumfangs-Führungsfläche 51 der Zylinderbohrung 35 bewegbar zu sein. Das Dichtungselement 22 bildet mit der Zylinderbohrung 35 und dem Kolben 21 eine Hydraulikkammer 69. Über eine Bremsleitung, die an die Leitungsbohrung 68 angeschlossen ist, wird der Hydraulikkammer 69 Bremsflüssigkeit zugeführt bzw. von dieser abgeführt.
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Das Faltenbalgelement 23 ist ein dehnbarer balgförmiger Rohrkörper. Ein Ende des Faltenbalgelements 23 ist in die Faltenbalg-Einsetznut 58 des Zylinders 26 eingesetzt, und das andere Ende in die Einsetznut 75 des Kolbens 21 eingesetzt. Das Faltenbalgelement 23 bedeckt einen Teil der Außendurchmesserfläche 74, die von der Zylinderbohrung 35 freigelegt ist, auf der Seite des Kolbenbodenabschnitts 71 im Hinblick auf die Einsetznut 75 des Kolbens 21. Das Faltenbalgelement 23 dehnt sich aus und zieht sich zusammen, wenn sich der Kolben 21 im Hinblick auf die Zylinderbohrung 35 bewegt.
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Bei Betätigung eines Bremspedals (nicht gezeigt) wird bei der Scheibenbremse 10 die Bremsflüssigkeit über die an die Leitungsbohrung 68 angeschlossene Bremsleitung (nicht gezeigt) in die Hydraulikkammer 69 eingeleitet. Dann wirkt ein Bremsflüssigkeitsdruck auf den Kolbenbodenabschnitt 71 des Kolbens 21 in einer vom Zylinderbodenabschnitt 39 wegführenden Richtung. Dadurch rückt der Kolben 21 im Hinblick auf die Zylinderbohrung 35 zur Seite des Scheibenrotors 11 vor und drückt den zwischen Kolben 21 und Scheibenrotor 11 angeordneten Bremsbelag 13 gegen den Scheibenrotor 11. Dadurch bewegt sich der Bremsbelag 13 und kommt mit dem Scheibenrotor 11 in Kontakt. Wenn der Kolben 21 auf diese Weise zur Seite des Scheibenrotors 11 im Hinblick auf die Zylinderbohrung 35 vorrückt, wird durch den Kolben 21 die Innenumfangsseite des Dichtungselementes 22 elastisch verformt, so dass ein in der Dichtungsnut 55 aufgenommener Kontaktabschnitt des Dichtungselements 22 durch Reibung integral bewegt wird.
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Ferner gleitet aufgrund einer Reaktionskraft, die den Bremsbelag 13 gegen den Scheibenrotor 11 drückt, der Bremssattelkörper 20 im Hinblick auf den Träger 12 auf den beiden Gleitstiften 24, und der Klauenabschnitt 28 drückt den zwischen dem Klauenabschnitt 28 und dem Scheibenrotor 11 angeordneten Bremsbelag 14 gegen den Scheibenrotor 11. Dadurch kommt der Bremsbelag 14 mit dem Scheibenrotor 11 in Kontakt. Auf diese Weise umschließt der Bremssattel 15 die beiden Bremsbeläge 13 und 14 sandwichartig von beiden Seiten mit dem Kolben 21 und dem Klauenabschnitt 28 und drückt sie durch die Betätigung des Kolbens 21 gegen beide Seiten des Scheibenrotors 11. Dadurch verleiht der Bremssattel 15 dem Scheibenrotor 11 einen Reibungswiderstand zur Erzeugung der Bremskraft. Der Kolben 21 drückt durch den Bremsflüssigkeitsdruck die Bremsbeläge 13 und 14 auf beiden Seiten gegen den Scheibenrotor 11.
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Aus diesem Zustand heraus nimmt beim Lösen des Bremspedals (nicht gezeigt) ein Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer 69 ab und eine auf das wie oben beschrieben durch den Kolben 21 elastisch verformte Dichtungselement 22 ausgeübte Kraft nimmt ab. Dann kehrt das Dichtungselement 22 aufgrund seiner Eigenelastizität aus dem verformten Zustand zurück. Zu diesem Zeitpunkt kommt es zu einem so genannten Rollback oder Zurückdrängen, bei dem der Kolben 21 durch Reibung zur Bohrungsbodenseite zurückgezogen wird und ein Spalt zwischen dem Kolben 21 und dem Bremsbelag 13 entsteht. Dann bewegen sich die Bremsbeläge 13 und 14 und der Klauenabschnitt 28 durch Vibrationen des Scheibenrotors 11 in Scheibenaxialrichtung vom Scheibenrotor 11 weg.
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Wie in 3A dargestellt, umfasst, wenn eine Form des Dichtungselements 22 aus einem elastischen Material in einem natürlichen Zustand als Kreisform geformt ist, bevor das Dichtungselement 22 in die Dichtungsnut 55 eingesetzt wird, das Dichtungselement 22 eine Außenumfangsfläche 91, die aus einer zylindrischen Fläche gebildet ist, eine Innenumfangsfläche 92, die aus einer zylindrischen Fläche mit einem Durchmesser gebildet ist, der kleiner ist als derjenige der Außenumfangsfläche 91, eine flache Endfläche 93, die orthogonal zur Außenumfangsfläche 91 und Innenumfangsfläche 92 verläuft und die einen Endkantenabschnitte von diesen in Axialrichtung miteinander verbindet, und eine flache Endfläche 94, die orthogonal zur Außenumfangsfläche 91 und Innenumfangsfläche 92 verläuft und die anderen Endkantenabschnitte von diesen in Axialrichtung miteinander verbindet. Mit anderen Worten, wenn die Form des Dichtungselements 22 im natürlichen Zustand als Kreisform ausgebildet ist, bevor das Dichtungselement 22 in die Dichtungsnut 55 eingesetzt wird, ist eine Querschnittsform des Dichtungselements 22, wenn ein Querschnitt davon aus einer Ebene genommen wird, die die Mittelachse enthält, ein Rechteck mit einer langen Seite parallel zur Mittelachse.
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Die Dichtungsnut 55 hat eine Ringform, die auf die Bohrungsachse zentriert ist, und umfasst einen abgefasten Abschnitt 101 an der Bohrungsbodenseite, einen Lateralflächenabschnitt 102 an der Bohrungsbodenseite, einen Nut-/Bodenflächenabschnitt 103 (ein Bodenflächenabschnitt), einen Lateralflächenabschnitt 104 an der Bohrungsöffnungsseite (ein Seitenflächenabschnitt), einen abgefasten Abschnitt 105 an der Bohrungsöffnungsseite (ein abgefaster Abschnitt), einen sich axial erstreckenden Flächenabschnitt 106 und einen sich radial erstreckenden Flächenabschnitt 107 in der Reihenfolge ausgehend von der Bohrungsbodenseite (BBS, gezeigt in 3B) in Bohrungsaxialrichtung. Die Seite des kleinen Durchmessers der Dichtungsnut 55 dient als Nutöffnung 108, die sich zur Bohrungsachse hin öffnet.
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Der abgefaste Abschnitt 101 an der Bohrungsbodenseite ist eine auf die Bohrungsachse zentrierte Kegelfläche, die sich in Bohrungsradialrichtung von der Innenumfangs-Führungsfläche 51, die eine zylindrische Fläche ist, nach außen erstreckt und geneigt ist, um sich auf der Bohrungsöffnungsseite (BOS, gezeigt in 3B) zu befinden, wenn sie in Bohrungsradialrichtung nach außen verläuft. Der abgefaste Abschnitt 101 an der Bohrungsbodenseite ist über den gesamten Umfang in Bohrungsumfangsrichtung ringförmig ausgebildet mit einem konstanten Durchmesser auf der Seite des kleinen Durchmessers und einem konstanten Durchmesser auf der Seite des großen Durchmessers.
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Der Lateralflächenabschnitt 102 an der Bohrungsbodenseite ist eine ringförmige, ebene Fläche, die auf die Bohrungsachse zentriert ist und sich in der Bohrungsradialrichtung von einem Endkantenabschnitt des abgefasten Abschnitts 101 an der Bohrungsbodenseite auf der Seite des großen Durchmessers senkrecht zur Bohrungsachse nach außen erstreckt. Der Lateralflächenabschnitt 102 an der Bohrungsbodenseite hat über den gesamten Umfang in der Bohrungsumfangsrichtung eine Ringform mit einem konstanten Durchmesser auf der Seite des kleinen Durchmessers und einem konstanten Durchmesser auf der Seite des großen Durchmessers.
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Der Nut-/Bodenflächenabschnitt 103 umfasst einen ersten Kegelflächenabschnitt 111, einen zweiten Kegelflächenabschnitt 112, einen konkaven Flächenabschnitt 113, einen dritten Kegelflächenabschnitt 114 und einen vierten Kegelflächenabschnitt 115 in der Reihenfolge ausgehend von der Bohrungsbodenseite.
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Der erste Kegelflächenabschnitt 111 ist eine auf die Bohrungsachse zentrierte Kegelfläche, die sich von einem Endkantenabschnitt des Lateralflächenabschnitts 102 an der Bohrungsbodenseite auf der Seite des großen Durchmessers zur Bohrungsöffnungsseite erstreckt und so geneigt ist, dass sie bei Annäherung an die Bohrungsöffnungsseite in Bohrungsradialrichtung weiter wird. Eine Konizität des ersten Kegelflächenabschnitts 111 ist kleiner als die des abgefasten Abschnitts 101 an der Bohrungsbodenseite. Der erste Kegelflächenabschnitt 111 hat über den gesamten Umfang in der Bohrungsumfangsrichtung eine Ringform mit einem konstanten Durchmesser auf der Seite des kleinen Durchmessers und einem konstanten Durchmesser auf der Seite des großen Durchmessers.
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Der zweite Kegelflächenabschnitt 112 ist eine auf die Bohrungsachse zentrierte Kegelfläche, die sich von einem Endkantenabschnitt des ersten Kegelflächenabschnitts 111 auf der Bohrungsöffnungsseite zur Bohrungsöffnungsseite erstreckt und so geneigt ist, dass sie bei Annäherung an die Bohrungsöffnungsseite in Bohrungsradialrichtung weiter wird. Eine Konizität des zweiten Kegelflächenabschnitts 112 ist kleiner als die des ersten Kegelflächenabschnitts 111. Der zweite Kegelflächenabschnitt 112 hat über den gesamten Umfang in der Bohrungsumfangsrichtung eine Ringform mit einem konstanten Durchmesser auf der Seite des kleinen Durchmessers und einem konstanten Durchmesser auf der Seite des großen Durchmessers.
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Der konkave Flächenabschnitt 113 ist eine Krümmungsfläche, die sich von einem Endkantenabschnitt des zweiten Kegelflächenabschnitts 112 auf der Bohrungsöffnungsseite zur Bohrungsöffnungsseite erstreckt und so geneigt ist, dass sie bei Annäherung an die Bohrungsöffnungsseite in Bohrungsradialrichtung weiter wird, und danach so geneigt ist, dass sie bei Annäherung an die Bohrungsöffnungsseite in Bohrungsradialrichtung enger wird. Der konkave Flächenabschnitt 113 hat eine ringförmige Form, die auf die Bohrungsachse zentriert ist.
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Der konkave Flächenabschnitt 113 hat eine Bogenform, deren Querschnitt in einer Ebene, die die Bohrungsachse enthält, einen in Bohrungsradialrichtung innenliegenden Mittelpunkt hat. Im konkaven Flächenabschnitt 113 hat der Querschnitt über den gesamten Umfang in der Bohrungsumfangsrichtung eine konstante Form.
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Der dritte Kegelflächenabschnitt 114 ist eine auf die Bohrungsachse zentrierte Kegelfläche, die sich von einem Endkantenabschnitt des konkaven Flächenabschnitts 113 auf der Bohrungsöffnungsseite zur Bohrungsöffnungsseite erstreckt und so geneigt ist, dass sie bei Annäherung an die Bohrungsöffnungsseite in Bohrungsradialrichtung weiter wird. Der dritte Kegelflächenabschnitt 114 hat die gleiche Konizität wie der zweite Kegelflächenabschnitt 112 und ist auf derselben Kegelfläche wie der zweite Kegelflächenabschnitt 112 angeordnet. Der dritte Kegelflächenabschnitt 114 hat über den gesamten Umfang in der Bohrungsumfangsrichtung eine Ringform mit einem konstanten Durchmesser auf der Seite des kleinen Durchmessers und einem konstanten Durchmesser auf der Seite des großen Durchmessers. Der konkave Flächenabschnitt 113 ist in der Bohrungsradialrichtung im Hinblick auf den zweiten Kegelflächenabschnitt 112 und den dritten Kegelflächenabschnitt 114, die auf derselben Kegelfläche angeordnet sind, nach außen ausgespart und bildet eine ringförmige Bodennut 118, die im Nut-/Bodenflächenabschnitt 103 der Dichtungsnut 55 ausgebildet ist.
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Der vierte Kegelflächenabschnitt 115 ist eine auf die Bohrungsachse zentrierte Kegelfläche, die sich von einem Endkantenabschnitt des dritten Kegelflächenabschnitts 114 auf der Bohrungsöffnungsseite zur Bohrungsöffnungsseite erstreckt und so geneigt ist, dass sie bei Annäherung an die Bohrungsöffnungsseite in Bohrungsradialrichtung enger wird. Der vierte Kegelflächenabschnitt 115 hat über den gesamten Umfang in der Bohrungsumfangsrichtung eine Ringform mit einem konstanten Durchmesser auf der Seite des großen Durchmessers und einem konstanten Durchmesser auf der Seite des kleinen Durchmessers.
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Der Nut-/Bodenflächenabschnitt 103 mit dem ersten Kegelflächenabschnitt 111, dem zweiten Kegelflächenabschnitt 112, dem konkaven Flächenabschnitt 113, dem dritten Kegelflächenabschnitt 114 und dem vierten Kegelflächenabschnitt 115 ist insgesamt in einer Richtung geneigt, in der sich sein Durchmesser zur Bohrungsöffnungsseite hin weitet. Seine in Bohrungsaxialrichtung dem ersten Kegelflächenabschnitt 111 zugehörige Seite ist die kleine Durchmesserseite, und seine dem vierten Kegelflächenabschnitt 115 zugehörige Seite ist die große Durchmesserseite.
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Der Lateralflächenabschnitt 104 an der Bohrungsöffnungsseite ist eine ringförmige ebene Fläche, die auf die Bohrungsachse zentriert ist und sich von einem Endkantenabschnitt des vierten Kegelflächenabschnitts 115 auf der Bohrungsöffnungsseite in Bohrungsradialrichtung so nach innen erstreckt, dass sie orthogonal zur Bohrungsachse verläuft. Mit anderen Worten, der Lateralflächenabschnitt 104 an der Bohrungsöffnungsseite erstreckt sich von der Seite großen Durchmessers des Nut-/Bodenflächenabschnitts 103 bis zu der der Nutöffnung 108 zugehörigen Seite der Dichtungsnut 55. Der Lateralflächenabschnitt 104 an der Bohrungsöffnungsseite hat über den gesamten Umfang in der Bohrungsumfangsrichtung eine Ringform mit einem konstanten Durchmesser auf der Seite des großen Durchmessers und einem konstanten Durchmesser auf der Seite des kleinen Durchmessers.
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Der Flächenabschnitt 105 an der Bohrungsöffnungsseite ist zwischen dem Lateralflächenabschnitt 104 an der Bohrungsöffnungsseite und einem Teil der Innenumfangs-Führungsfläche 51 auf der Bohrungsöffnungsseite im Hinblick auf die Dichtungsnut 55 vorgesehen. Der abgefaste Abschnitt 105 an der Bohrungsöffnungsseite ist eine Krümmungsfläche, die sich vom Endkantenabschnitt des Lateralflächenabschnitts 104 an der Bohrungsöffnungsseite auf der Seite des kleinen Durchmessers in der Bohrungsradialrichtung nach innen erstreckt und so geneigt ist, dass sie sich auf der Bohrungsöffnungsseite befindet, wenn sie in Bohrungsradialrichtung nach innen verläuft. Der abgefaste Abschnitt 105 an der Bohrungsöffnungsseite ist eine Ringform, die auf die Bohrungsachse zentriert ist. Mit anderen Worten, der abgefaste Abschnitt 105 an der Bohrungsöffnungsseite ist so geformt, dass er die Nutöffnung 108 der Dichtungsnut 55 ausgehend vom Endkantenabschnitt des Lateralflächenabschnitts 104 an der Bohrungsöffnungsseite auf der Seite des kleinen Durchmessers zur Bohrungsachse hin erweitert. Der abgefaste Abschnitt 105 an der Bohrungsöffnungsseite hat über den gesamten Umfang in der Bohrungsumfangsrichtung eine Ringform mit einem konstanten Durchmesser auf der Seite des großen Durchmessers und einem konstanten Durchmesser auf der Seite des kleinen Durchmessers. Die Breite des abgefasten Abschnitts 105 an der Bohrungsöffnungsseite in Bohrungsradialrichtung ist kleiner als die des Lateralflächenabschnitts 104 an der Bohrungsöffnungsseite.
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Der abgefaste Abschnitt 105 an der Bohrungsöffnungsseite ist eine Krümmungsfläche mit zwei Arten von Krümmungsradien. Das heißt, der abgefaste Abschnitt 105 an der Bohrungsöffnungsseite enthält einen ersten Krümmungsradiusabschnitt 121, der aus einer Krümmungsfläche besteht, die aufseiten des Nut-/Bodenflächenabschnitts 103 der Dichtungsnut 55 gebildet ist, und einen zweiten Krümmungsradiusabschnitt 122, der aus einer Krümmungsfläche besteht, die aufseiten der Innenumfangs-Führungsfläche 51 der Zylinderbohrung 35 im Hinblick auf den ersten Krümmungsradiusabschnitt 121 gebildet ist.
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Der erste Krümmungsradiusabschnitt 121 ist eine Krümmungsfläche, die sich vom Endkantenabschnitt des Lateralflächenabschnitts 104 an der Bohrungsöffnungsseite auf der Seite des kleinen Durchmessers in Bohrungsradialrichtung nach innen erstreckt und so geneigt ist, dass sie auf der Bohrungsöffnungsseite liegt, wenn sie in Bohrungsradialrichtung nach innen verläuft. Der erste Krümmungsradiusabschnitt 121 hat eine auf die Bohrungsachse zentrierte Ringform. Der erste Krümmungsradiusabschnitt 121 hat eine Bogenform mit einem konstanten Krümmungsradius r1, bei dem ein Querschnitt von ihm in einer Ebene, die die Bohrungsachse enthält, einen Mittelpunkt auf der Seite des massiven Abschnitts des Zylinders 26 hat, der den ersten Krümmungsradiusabschnitt 121 bildet. Im Querschnitt des ersten Krümmungsradiusabschnitts 121 in der Ebene, die die Bohrungsachse enthält, ist der Mittelpunkt des Krümmungsradius r1 in der Bohrungsradialrichtung nach innen im Hinblick auf eine Winkelhalbierende eines Winkels angeordnet, der durch den Lateralflächenabschnitt 104 an der Bohrungsöffnungsseite und den sich axial erstreckenden Flächenabschnitt 106 gebildet wird. Mit anderen Worten, der erste Krümmungsradiusabschnitt 121 ist unter einem Winkel geneigt, der näher an der Bohrungsradialrichtung als an der Bohrungsaxialrichtung liegt. Der Querschnitt des ersten Krümmungsradiusabschnitts 121 hat über den gesamten Umfang in der Bohrungsumfangsrichtung eine konstante Form.
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Der erste Krümmungsradiusabschnitt 121 hat über den gesamten Umfang in der Bohrungsumfangsrichtung eine Ringform mit einem konstanten Durchmesser auf der Seite des großen Durchmessers und einem konstanten Durchmesser auf der Seite des kleinen Durchmessers.
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Der zweite Krümmungsradiusabschnitt 122 ist eine Krümmungsfläche, die sich von einem Endkantenabschnitt des ersten Krümmungsradiusabschnitts 121 auf der Seite des kleinen Durchmessers in Bohrungsradialrichtung nach innen erstreckt und so geneigt ist, dass sie auf der Bohrungsöffnungsseite liegt, wenn sie in Bohrungsradialrichtung nach innen verläuft. Der zweite Krümmungsradiusabschnitt 122 hat eine auf die Bohrungsachse zentrierte Ringform. Der zweite Krümmungsradiusabschnitt 122 hat eine Bogenform mit einem konstanten Krümmungsradius r2, bei dem ein Querschnitt davon in einer Ebene, die die Bohrungsachse enthält, einen Mittelpunkt auf der Seite des massiven Teils des Zylinders 26 hat, der den zweiten Krümmungsradiusabschnitt 122 bildet. Der Querschnitt des zweiten Krümmungsradiusabschnitts 122 hat eine konstante Form über den gesamten Umfang in der Bohrungsumfangsrichtung. Der zweite Krümmungsradiusabschnitt 122 hat über den gesamten Umfang in der Bohrungsumfangsrichtung eine Ringform mit einem konstanten Durchmesser auf der Seite des großen Durchmessers und einem konstanten Durchmesser auf der Seite des kleinen Durchmessers. Der Krümmungsradius r2 des zweiten Krümmungsradiusabschnitts 122 ist kleiner als der Krümmungsradius r1 des ersten Krümmungsradiusabschnitts 121. Mit anderen Worten, der zweite Krümmungsradiusabschnitt 122 hat einen kleineren Krümmungsradius als der erste Krümmungsradiusabschnitt 121. Ferner ist eine Breite des zweiten Krümmungsradiusabschnitts 122 in Bohrungsradialrichtung kleiner als diejenige des ersten Krümmungsradiusabschnitts 121.
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Der axial verlaufende Flächenabschnitt 106 ist eine auf die Bohrungsachse zentrierte zylindrische Fläche, die sich von einem Endkantenabschnitt des abgefasten Abschnitts 105 an der Bohrungsöffnungsseite auf der Seite des kleinen Durchmessers des zweiten Krümmungsradiusabschnitts 122 zur Bohrungsöffnungsseite erstreckt. Ein Innendurchmesser des axial verlaufenden Flächenabschnitts 106 hat über die gesamte Länge einen konstanten Durchmesser und ist größer als ein Innendurchmesser der Innenumfangs-Führungsfläche 51.
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Der radial verlaufende Flächenabschnitt 107 ist eine ringförmige ebene Fläche, die auf die Bohrungsachse zentriert ist und sich von einem Endkantenabschnitt des axial verlaufenden Flächenabschnitts 106 auf der Bohrungsöffnungsseite in Bohrungsradialrichtung nach innen senkrecht zur Bohrungsachse erstreckt. Der radial verlaufende Flächenabschnitt 107 hat über den gesamten Umfang in der Bohrungsumfangsrichtung eine Ringform mit einem konstanten Durchmesser auf der Seite des kleinen Durchmessers und einem konstanten Durchmesser auf der Seite des großen Durchmessers. Die kleine Durchmesserseite des radial verlaufenden Flächenabschnitts 107 ist mit einem Teil der Innenumfangs-Führungsfläche 51 auf der Bohrungsöffnungsseite im Hinblick auf die Dichtungsnut 55 verbunden.
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Der sich axial erstreckende Flächenabschnitt 106 und der sich radial erstreckende Flächenabschnitt 107 bilden einen Stufenabschnitt 125 mit einer abgestuften Form, um an einem Endabschnitt der Dichtungsnut 55 auf der Bohrungsöffnungsseite und aufseiten der Nutöffnung 108 in Bohrungsradialrichtung nach außen ausgespart zu sein. Mit anderen Worten, die Dichtungsnut 55 hat einen Stufenabschnitt 125 mit einer abgestuften Form, um an ihrem Endabschnitt auf der Bohrungsöffnungsseite und aufseiten der Nutöffnung 108 in Bohrungsradialrichtung nach außen ausgespart zu sein.
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Bei den vorstehend in der Patentliteratur 1 bis 3 beschriebenen Scheibenbremsen wird ein Bremsflüssigkeitsdruck zwischen die Zylinderbohrung und den in die Zylinderbohrung verschiebbar eingesetzten Kolben eingeleitet, um den Kolben vorzuschieben und den Bremsbelag gegen den Scheibenrotor zu drücken. In einer solchen Scheibenbremse ist ein Dichtungselement zur Abdichtung eines Spaltes zwischen der Zylinderbohrung und dem Kolben vorgesehen. Das Dichtungselement führt ein Zurückdrängen durch, bei dem der Kolben bei Nachlassen des Bremsflüssigkeitsdrucks zur Bodenseite des Zylinders zurückgeführt wird.
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Um die Kraftstoffeffizienz zu verbessern, ist es übrigens erwünscht, das so genannte Schleifen zu unterbinden, bei dem der Bremsbelag auch nach dem Lösen der Bremse ständig in Kontakt mit der Scheibe ist. Insbesondere in dem Fall, in dem der Bremsflüssigkeitsdruck hoch ist, kann durch das Dichtungselement ein Effekt der Unterbindung des Schleifens durch eine Erhöhung des Rücklaufbetrags des Kolbens bei Nachlassen des Hydraulikdrucks erreicht werden. Wenn jedoch der Rücklaufbetrag des Kolbens bei Nachlassen des Hydraulikdrucks durch das Dichtungselement erhöht wird, erhöht sich der Widerstand des Dichtungselements gegenüber einer Bewegung des Kolbens bei niedrigem Bremsflüssigkeitsdruck, die Reaktionsfähigkeit des Kolbens nimmt ab und das Pedalgefühl verschlechtert sich.
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Bei der Scheibenbremse 10 nach der ersten Ausführungsform umfasst die Dichtungsnut 55 dagegen den Nut-/Bodenflächenabschnitt 103, der in einer Richtung geneigt ist, in der sich der Durchmesser der Dichtungsnut 55 zur Bohrungsöffnungsseite hin erweitert, die Lateralfläche 104 der Bohrungsöffnungsseite, die sich von der Seite des großen Durchmessers des Nut-/Bodenflächenabschnitts 103 zu der der Nutöffnung 108 zugehörigen Seite der Dichtungsnut 55 erstreckt, und den abgefasten Abschnitt 105 an der Bohrungsöffnungsseite, der zwischen dem Lateralflächenabschnitt 104 an der Bohrungsöffnungsseite und der Innenumfangs-Führungsfläche 51 der Zylinderbohrung 35 vorgesehen und so gebildet ist, dass er die Nutöffnung 108 in der Bohrungsaxialrichtung erweitert. Der abgefaste Abschnitt 105 an der Bohrungsöffnungsseite hat zwei Arten von Krümmungsradien r1 und r2.
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Im Einzelnen umfasst der abgefaste Abschnitt 105 an der Bohrungsöffnungsseite den ersten Krümmungsradiusabschnitt 121 mit dem Krümmungsradius r1 aufseiten des Nut-/Bodenflächenabschnitts 103 und den zweiten Krümmungsradiusabschnitt 122, der aufseiten der Innenumfangs-Führungsfläche 51 im Hinblick auf den ersten Krümmungsradiusabschnitt 121 ausgebildet ist und einen Krümmungsradius r2 hat, der kleiner als der des ersten Krümmungsradiusabschnitts 121 ist.
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So wird am Dichtungselement 22, dessen der Innenumfangsfläche 92 zugehörige Seite im Hinblick auf den Kolben 21 die Kontaktseite ist und sich beim Vorschub des Kolbens 21 mit dem Kolben 21 mitbewegt, bei niedrigem Bremsflüssigkeitsdruck die Endfläche 93 auf der Bohrungsöffnungsseite mit dem großen Krümmungsradius r1 entlang des ersten Krümmungsradiusabschnitts 121 verformt, und ein Drehpunkt der Verformung ändert sich allmählich und die Verformung nimmt in einem Zustand, in dem eine Federkonstante niedrig ist, gleichmäßig zu. Andererseits wird bei hohem Bremsflüssigkeitsdruck die Endfläche 93 mit dem kleinen Krümmungsradius r2 entlang des sich an den ersten Krümmungsradiusabschnitt 121 anschließenden zweiten Krümmungsradiusabschnitts 122 verformt, und ein Drehpunkt der Verformung ändert sich allmählich und die Verformung nimmt in einem Zustand mit hoher Federkonstante gleichmäßig zu.
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Dementsprechend wird eine Wirkung der Unterbindung des Schleifens erzielt, indem der Rücklaufbetrag des Kolbens 21 erhöht wird, wenn der Hydraulikdruck durch das Dichtungselement 22 bei hohem Bremsflüssigkeitsdruck abgebaut wird, ohne die Ansprechempfindlichkeit des Kolbens 21 bei niedrigem Bremsflüssigkeitsdruck zu verringern. Da es sich bei dem abgefasten Abschnitt 105 an der Bohrungsöffnungsseite um eine Krümmungsfläche handelt, ist es außerdem möglich, eine auf das Dichtungselement 22 bei dessen Verformung ausgeübte Belastung zu verringern, und es ist möglich, die Haltbarkeit des Dichtungselements 22 zu verbessern.
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Ferner ist der erste Krümmungsradiusabschnitt 121, der den Krümmungsradius r1 hat, welcher größer als der des zweiten Krümmungsradiusabschnitts 122 ist, aufseiten des Nut-/Bodenflächenabschnitts 103 im Hinblick auf den zweiten Krümmungsradiusabschnitt 122 vorgesehen, der den Krümmungsradius r2 hat. Im Querschnitt des ersten Krümmungsradiusabschnitts 121 in der Ebene, die die Bohrungsachse enthält, ist der Mittelpunkt des Krümmungsradius r1 nach innen in Bohrungsradialrichtung im Hinblick auf die Winkelhalbierende des Winkels angeordnet, der durch den Lateralflächenabschnitt 104 an der Bohrungsöffnungsseite und den sich axial erstreckenden Flächenabschnitt 106 gebildet wird. Daher kann die Position eines Außenabschnitts des abgefasten Abschnitts 105 an der Bohrungsöffnungsseite in der Bohrungsradialrichtung zur Bohrungsbodenseite hin verschoben werden. Dadurch kann ein Biegungsraum des Dichtungselements 22 bei niedrigem Bremsflüssigkeitsdruck verengt werden, das Dichtungselement 22 wird durch den Bremsflüssigkeitsdruck zusammengedrückt, und folglich kann das Zurückdrängen unterstützt werden.
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Weiterhin kann eine Spannungsverteilung zur Zurückführung des Dichtungselements 22 gleichmäßig gemacht werden, indem eine Grenzposition zwischen dem ersten Krümmungsradiusabschnitt 121, der den Drehpunkt der Verformung des Dichtungselementes 22 bildet, und dem Lateralflächenabschnitt 104 an der Bohrungsöffnungsseite optimiert wird.
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Da der Stufenabschnitt 125 auf der Bohrungsöffnungsseite und aufseiten der Nutöffnung 108 der Dichtungsnut 55 vorgesehen ist, kann das Dichtungselement 22, wenn die der Innenumfangsfläche 92 zugehörige Seite des Dichtungselements 22 verformt wird, um sich zusammen mit dem Kolben 21 zur Bohrungsöffnungsseite zu bewegen, bis zu einem Teil eines Spalts zwischen dem Stufenabschnitt 125 und dem Kolben 21 über den zweiten Krümmungsradiusabschnitt 122 hinaus verformt und dabei stark deformiert werden.
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Hierbei wurde, wie in der Scheibenbremse 10 der ersten Ausführungsform und in 4A als Vergleichsbeispiel 1 gezeigt, für eine Scheibenbremse mit derselben Konfiguration wie die konventionelle, bei der die Dichtungsnut 55 einen abgefasten Abschnitt 105A an der Bohrungsöffnungsseite mit einer einzigen Kegelfläche hat, und für eine Scheibenbremse, bei der die Dichtungsnut 55 einen einzigen abgefasten Abschnitt 105B an der Bohrungsöffnungsseite mit einem konstanten Krümmungsradius hat, wie in 4B gezeigt, der Rücklaufbetrag des Kolbens 21 im Hinblick auf den Bremsflüssigkeitsdruck (im Folgenden Kolbenrücklaufbetrag genannt) beim Nachlassen des Hydraulikdrucks experimentell untersucht. Die Ergebnisse sind in 5 dargestellt. In dem Diagramm von 5 ist eine horizontale Achse der Bremsflüssigkeitsdruck P, eine vertikale Achse ist der Kolbenrücklaufbetrag L, und die Messergebnisse der ersten Ausführungsform und der Vergleichsbeispiele 1 und 2 sind durch Polygonlinien dargestellt.
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Wie durch eine durchgezogene Linie X1 in 5 dargestellt, kann bei der Scheibenbremse 10 gemäß der ersten Ausführungsform bei hohem Bremsflüssigkeitsdruck den Kolbenrücklaufbetrag höher ausfallen als bei Vergleichsbeispiel 1, während der Kolbenrücklaufbetrag bei geringem Bremsflüssigkeitsdruck niedrig gehalten wird, wie auch beim Vergleichsbeispiel 1 der konventionellen Struktur, das durch sich abwechselnde lange und kurze Strichlinien X2 in 5 dargestellt ist. Mit anderen Worten, die Scheibenbremse 10 der ersten Ausführungsform kann im Hinblick auf eine Einheitserhöhung des Bremsflüssigkeitsdrucks eine Erhöhungsrate des Kolbenrücklaufbetrags im Vergleich zum Vergleichsbeispiel 1 der konventionellen Struktur erhöhen.
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Hierbei erhöht sich bei Vergleichsbeispiel 2, das durch die gestrichelte Linie X3 in 5 dargestellt ist, obwohl der Kolbenrücklaufbetrag bei hohem Bremsflüssigkeitsdruck im Vergleich zum Vergleichsbeispiel 1 der konventionellen Struktur erhöht und die Wirkung der Unterbindung des Schleifens erzielt werden kann, der Kolbenrücklaufbetrag jedoch auch bei niedrigem Bremsflüssigkeitsdruck, der Widerstand des Dichtungselements gegenüber der Bewegung des Kolbens nimmt zu, womit die Ansprechempfindlichkeit des Kolbens abnimmt.
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Wie oben beschrieben, kann die Scheibenbremse 10 der ersten Ausführungsform die Wirkung der Unterbindung des Schleifens durch Erhöhung des Rücklaufbetrags des Kolbens 21 durch das Dichtungselement 22 bei hohem Bremsflüssigkeitsdruck erzielen, ohne die Ansprechempfindlichkeit des Kolbens 21 bei niedrigem Bremsflüssigkeitsdruck zu verringern.
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„Zweite Ausführungsform“
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Als Nächstes wird eine zweite Ausführungsform hauptsächlich auf Grundlage der 5 und 6 beschrieben, wobei das Augenmerk auf den Unterschieden zur ersten Ausführungsform liegt. Diejenigen Teile, die auch in der ersten Ausführungsform enthalten sind, sind mit denselben Bezeichnungen und denselben Bezugszahlen dargestellt.
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Wie in 6 gezeigt, enthält die Dichtungsnut 55 in der zweiten Ausführungsform einen abgefasten Abschnitt 101 an der Bohrungsbodenseite, einen Lateralflächenabschnitt 102 an der Bohrungsbodenseite, einen Lateralflächenabschnitt 104 an der Bohrungsöffnungsseite, einen abgefasten Abschnitt 105 an der Bohrungsöffnungsseite, einen axial verlaufenden Flächenabschnitt 106 und einen radial verlaufenden Flächenabschnitt 107, die denen der ersten Ausführungsform entsprechen. Ein Nut-/Bodenflächenabschnitt 203 (ein Bodenflächenabschnitt), der sich teilweise vom Nut-/Bodenflächenabschnitt 103 der ersten Ausführungsform unterscheidet, ist zwischen dem Lateralflächenabschnitt 102 an der Bohrungsbodenseite und dem Lateralflächenabschnitt 104 an der Bohrungsöffnungsseite vorgesehen.
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Der Nut-/Bodenflächenabschnitt 203 enthält einen ersten Kegelflächenabschnitt 111, einen konkaven Flächenabschnitt 113 und einen vierten Kegelflächenabschnitt 115, die dieselben sind wie in der ersten Ausführungsform, enthält einen ersten Krümmungsflächenabschnitt 212 (eine erste Krümmungsfläche), der sich vom zweiten Kegelflächenabschnitt 112 der ersten Ausführungsform zwischen dem ersten Kegelflächenabschnitt 111 und dem konkaven Flächenabschnitt 113 unterscheidet, und enthält einen zweiten Krümmungsflächenabschnitt 214 (einen zweiten Krümmungsflächenabschnitt), der sich von dem dritten Kegelflächenabschnitt 114 der ersten Ausführungsform zwischen dem konkaven Flächenabschnitt 113 und dem vierten Kegelflächenabschnitt 115 unterscheidet.
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Der erste Krümmungsflächenabschnitt 212 ist eine ringförmige, auf die Bohrungsachse zentrierte Krümmungsfläche, die sich von einem Endkantenabschnitt des ersten Kegelflächenabschnitts 111 auf der Bohrungsöffnungsseite (BOS, in 6 dargestellt) zur Bohrungsöffnungsseite erstreckt und so geneigt ist, dass sie sich bei Annäherung an die Bohrungsöffnungsseite in Bohrungsradialrichtung nach außen weitet. Der erste Krümmungsflächenabschnitt 212 hat eine Bogenform, deren Querschnitt in einer Ebene, die die Bohrungsachse enthält, einen Mittelpunkt auf der Außenseite in Bohrungsradialrichtung hat. Der erste Krümmungsflächenabschnitt 212 ist von der Kegelfläche, die den Endkantenabschnitt des ersten Kegelflächenabschnitts 111 auf der Bohrungsöffnungsseite mit dem Endkantenabschnitt des vierten Kegelflächenabschnitts 115 auf der Bohrungsbodenseite verbindet, in Bohrungsradialrichtung bei Annäherung an die Bohrungsöffnungsseite in der Bohrungsaxialrichtung weitgehend nach innen abgesetzt. Der erste Krümmungsflächenabschnitt 212 hat über den gesamten Umfang in der Bohrungsumfangsrichtung eine Ringform mit einem konstanten Durchmesser auf der Seite des kleinen Durchmessers und einem konstanten Durchmesser auf der Seite des großen Durchmessers.
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Der zweite Krümmungsflächenabschnitt 214 ist im Hinblick auf den ersten Krümmungsflächenabschnitt 212 auf der Bohrungsöffnungsseite angeordnet. Der zweite Krümmungsflächenabschnitt 214 ist eine auf die Bohrungsachse zentrierte ringförmige Krümmungsfläche, die sich von einem Endkantenabschnitt des konkaven Flächenabschnitts 113 auf der Bohrungsöffnungsseite zur Bohrungsöffnungsseite erstreckt und so geneigt ist, dass sie bei Annäherung an die Bohrungsöffnungsseite weiter wird. Der zweite Krümmungsflächenabschnitt 214 hat eine Bogenform, deren Querschnitt in einer die Bohrungsachse enthaltenden Ebene einen Mittelpunkt auf der Außenseite in Bohrungsradialrichtung hat. Der Querschnitt des zweiten Krümmungsflächenabschnitts 214 ist in demselben Bogen angeordnet wie der desselben Querschnitts des ersten Krümmungsflächenabschnitts 212. Der zweite Krümmungsflächenabschnitt 214 ist von der Kegelfläche, die den Endkantenabschnitt des ersten Kegelflächenabschnitts 111 auf der Bohrungsöffnungsseite mit dem Endkantenabschnitt des vierten Kegelflächenabschnitts 115 auf der Bohrungsbodenseite (BBS, in 6 dargestellt) verbindet, in der Bohrungsradialrichtung bei Annäherung an die Bohrungsbodenseite in der Bohrungsaxialrichtung weitgehend nach innen abgesetzt. Der zweite Krümmungsflächenabschnitt 214 hat über den gesamten Umfang in der Bohrungsumfangsrichtung eine Ringform mit einem konstanten Durchmesser auf der Seite des kleinen Durchmessers und einem konstanten Durchmesser auf der Seite des großen Durchmessers.
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Der Durchmesser des ersten Krümmungsflächenabschnitts 212 und des zweiten Krümmungsflächenabschnitts 214 reduziert sich jeweils in Bohrungsaxialrichtung zur Bohrungsbodenseite hin, und eine Reduktionsrate des Durchmessers des ersten Krümmungsflächenabschnitts 212 ist kleiner als die des zweiten Krümmungsflächenabschnitts 214, und dessen Durchmesser verringert sich allmählich. Mit anderen Worten, der Durchmesser des ersten Krümmungsflächenabschnitts 212 und des zweiten Krümmungsflächenabschnitts 214 weitet sich jeweils zur Bohrungsöffnungsseite hin in Bohrungsaxialrichtung aus. Eine Aufweitungsrate des Durchmessers des ersten Krümmungsflächenabschnitts 212 ist kleiner als diejenige des zweiten Krümmungsflächenabschnitts 214, und dessen Durchmesser weitet sich allmählich auf.
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Sowohl der erste Krümmungsflächenabschnitt 212 als auch der zweite Krümmungsflächenabschnitt 214 haben eine konvexe R-Form, die sich in der Radialrichtung nach innen wölbt, verglichen mit der Kegelfläche, die den Endkantenabschnitt des ersten Kegelflächenabschnitts 111 auf der Bohrungsöffnungsseite mit dem Endkantenabschnitt des vierten Kegelflächenabschnitts 115 auf der Bohrungsbodenseite verbindet. Ein ringförmiger konkaver Flächenabschnitt 113, der in Bohrungsradialrichtung nach außen ausgespart ist, d.h. eine ringförmige Bodennut 118 ist zwischen dem ersten Krümmungsflächenabschnitt 212 und zweiten Krümmungsflächenabschnitt 214 gebildet. Der Nut-/Bodenflächenabschnitt 203 umfasst den ersten Krümmungsflächenabschnitt 212, dessen Durchmesser bei Annäherung an die Bohrungsöffnungsseite in Bohrungsradialrichtung weiter wird, und den zweiten Krümmungsflächenabschnitt 214, der im Hinblick auf den ersten Krümmungsflächenabschnitt 212 auf der Bohrungsöffnungsseite angeordnet ist, einen Durchmesser aufweist, der bei Annäherung an die Bohrungsöffnungsseite in Bohrungsradialrichtung weiter wird und eine größere Aufweitungsrate des Durchmessers aufweist als der erste Krümmungsflächenabschnitt 212.
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Da der Nut-/Bodenflächenabschnitt 203 gemäß der zweiten Ausführungsform eine Form hat, die sich in Bohrungsradialrichtung nach innen ausbaucht, wird eine Verbiegung des Dichtungselementes 22 bei Bewegung des Dichtungselementes 22 innerhalb eines Spiels in Bohrungsaxialrichtung weniger behindert. Da der Spannspielraum des Dichtungselementes 22 durch die ausgebauchte Form des Nut-/Bodenflächenabschnitts 203 erhöht ist, kann der Rücklaufbetrag des Kolbens 21 bei Nachlassen des Hydraulikdrucks größer ausfallen.
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Gemäß der zweiten Ausführungsform, die in 5 durch eine abwechselnd lange und kurze Strichlinie X4 dargestellt ist, kann der Kolbenrücklaufbetrag über einen Bereich von einem niedrigen Druck bis zu einem hohen Druck erhöht werden, wobei die Steigerungsrate des Kolbenrücklaufbetrags im Hinblick auf die Einheitserhöhung des Hydraulikdrucks im Wesentlichen so ist wie in der ersten Ausführungsform.
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Da es sich in der Scheibenbremse 10 der Ausführungsform bei dem Bremssattel 15 um eine schwimmende Bauart handelt, die sich in Axialrichtung im Hinblick auf den Scheibenrotor 11 bewegen kann, wirkt der auf einer Seite des Scheibenrotors 11 angeordnete Kolben 21 so, dass die Bremsbeläge 13 und 14 auf beiden Seiten gegen den Scheibenrotor 11 gedrückt werden. Ist der Bremssattel dagegen ein fester Bremssattel, der sich nicht in Axialrichtung im Hinblick auf den Scheibenrotor bewegen kann, drückt der Kolben nur gegen einen Bremsbelag, der sich zwischen dem Kolben und dem Scheibenrotor befindet. Die oben beschriebene Form der Dichtungsnut 55 kann auf einen solchen festen Bremssattel angewendet werden. Das heißt, die oben beschriebene Form der Dichtungsnut 55 kann auf eine Scheibenbremse mit einem Kolben angewendet werden, der zumindest einen Bremsbelag gegen den Scheibenrotor drückt.
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Ferner wurde zwar das Beispiel beschrieben, bei dem, wenn die Form des Dichtungselements 22 im natürlichen Zustand kreisförmig gestaltet ist, dessen Querschnittsform, wenn der Querschnitt aus der die Mittelachse enthaltenden Ebene genommen wird, ein Rechteck mit einer langen Seite parallel zur Mittelachse ist, doch kann die Querschnittsform, wenn der Querschnitt die Ebene mit der Mittelachse ist, ein Quadrat mit zwei Seiten parallel zur Mittelachse sein. Das heißt, dass das Dichtungselement 22 eine rechteckige Querschnittsform haben kann, wenn der Querschnitt aus der Ebene genommen wird, die die Mittelachse enthält.
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Nach einem ersten Aspekt der Scheibenbremse der oben beschriebenen Ausführungsform umfasst die Scheibenbremse Bremsbeläge, die an beiden Seiten eines Scheibenrotors angeordnet sind, einen Kolben, der so konfiguriert ist, dass er zumindest einen der Bremsbeläge auf zumindest einer Seite gegen den Scheibenrotor drückt, eine Zylinderbohrung, in die der Kolben verschiebbar eingesetzt ist, eine Dichtungsnut, die in der Zylinderbohrung als Ringnut vorgesehen ist, welche von einer Innenumfangsfläche ausgespart ist, und ein Dichtungselement mit einer rechteckigen Querschnittsform, das in die Dichtungsnut eingesetzt ist und einen Raum zwischen dem Kolben und der Zylinderbohrung abdichtet. Die Dichtungsnut weist einen Bodenflächenabschnitt auf, der in einer Richtung geneigt ist, in der sich ein Durchmesser hiervon zur Öffnungsseite der Zylinderbohrung hin aufweitet, einen Seitenflächenabschnitt, der sich von der Seite großen Durchmessers des Bodenflächenabschnitts zur Öffnungsseite der Dichtungsnut erstreckt, und einen abgefasten Abschnitt, der zwischen dem Seitenflächenabschnitt und der Innenumfangsfläche der Zylinderbohrung vorgesehen und so gebildet ist, dass sich eine Öffnung der Dichtungsnut in einer Axialrichtung der Zylinderbohrung aufweitet. Der abgefaste Abschnitt ist dadurch gekennzeichnet, dass er zwei Arten von Krümmungsradien hat. Dadurch ist es möglich, Schleifen zu unterbinden.
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Weiterhin umfasst der abgefaste Abschnitt nach einem zweiten Aspekt im ersten Aspekt einen ersten Krümmungsradiusabschnitt, der aufseiten des Bodenflächenabschnitts der Dichtungsnut gebildet ist, und einen zweiten Krümmungsradiusabschnitt mit einem Krümmungsradius, der kleiner als derjenige des ersten Krümmungsradiusabschnitts ist und im Hinblick auf den ersten Krümmungsradiusabschnitt aufseiten der Innenumfangsfläche der Zylinderbohrung gebildet ist.
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Ferner umfasst der Bodenflächenabschnitt gemäß einem dritten Aspekt im ersten oder zweiten Aspekt eine erste Krümmungsfläche, deren Durchmesser sich so aufweitet, dass sie bei Annäherung an die Öffnungsseite der Zylinderbohrung in einer Radialrichtung der Zylinderbohrung weiter wird, und eine zweite Krümmungsfläche, die im Hinblick auf die erste Krümmungsfläche auf der Öffnungsseite der Zylinderbohrung angeordnet ist und eine größere Durchmesseraufweitungsrate als die erste Krümmungsfläche hat.
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[Industrielle Anwendbarkeit]
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Gemäß der vorstehend beschriebenen Scheibenbremse ist es möglich, Schleifen zu unterbinden.
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Bezugszeichenliste
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- [0073] 10
- Scheibenbremse
- 11
- Scheibenrotor
- 13, 14
- Bremsbelag
- 21
- Kolben
- 22
- Dichtungselement
- 35
- Zylinderbohrung
- 51
- Innenumfangs-Führungsfläche (Innenumfangsfläche)
- 55
- Dichtungsnut
- 60
- Öffnung (Öffnung der Zylinderbohrung)
- 103,
- 203 Nut-/Bodenflächenabschnitt (Bodenflächenabschnitt)
- 104
- Lateralflächenabschnitt an der Bohrungsöffnungsseite
- 105
- (Seitenflächenabschnitt) Abgefaster Abschnitt an der Bohrungsöffnungsseite (abgefaster Abschnitt)
- 108
- Nutöffnung (Öffnung der Dichtungsnut)
- 121
- Erster Krümmungsradiusabschnitt
- 122
- Zweiter Krümmungsradiusabschnitt
- 212
- Erster Krümmungsflächenabschnitt (erste Krümmungsfläche)
- 214
- Zweiter Krümmungsflächenabschnitt (zweite Krümmungsfläche)
- r1, r2
- Krümmungsradius
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2018102315 [0002]
- JP 2010175041 [0003]
- JP 2011214623 [0003]
- US 6244393 [0003]
