JP2006200579A - Braking device with hydraulic operated piston - Google Patents
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Description
本発明は、ブレーキハウジングに形成したシリンダ孔に、外周にシールを有したピストンが内挿され、該ピストンの一端部とブレーキハウジングとで形成した液圧室の液圧によりピストンを作動して摩擦部材をロータに押圧して制動する液圧作動ピストンを備えた制動装置に関する。 According to the present invention, a piston having a seal on the outer periphery is inserted into a cylinder hole formed in a brake housing, and the piston is operated by a hydraulic pressure of a hydraulic chamber formed by one end of the piston and the brake housing to cause friction. The present invention relates to a braking device including a hydraulically operated piston that presses a member against a rotor to brake the member.
従来、外周にシールを有したピストンがシリンダ孔に内挿された液圧作動ピストンを備えた制動装置において、ピストンの外周部に形成されたシール溝にシールを収納したものが知られている。(例えば、特許文献1参照)。図6(a)はこのような従来の液圧作動ピストンを備えたディスクブレーキの断面図を示したもので、図6(b)、(c)はシールの制動作用前後の拡大動作説明図である。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a braking device including a hydraulically operated piston in which a piston having a seal on the outer periphery is inserted into a cylinder hole, a seal is housed in a seal groove formed on the outer periphery of the piston. (For example, refer to Patent Document 1). FIG. 6 (a) is a sectional view of a disc brake having such a conventional hydraulically operated piston, and FIGS. 6 (b) and 6 (c) are enlarged operation explanatory views before and after the braking action of the seal. is there.
図6(a)に示すように、ロータ1の左右両側にはそれぞれブレーキパッド3,3が対向配置され、これらブレーキパッド3,3はキャリパ本体5に形成したシリンダ孔7に内挿したピストン9の作動により押圧され、ロータ1を圧接して制動作用を行うように構成され、ピストン9の作動は、ピストン9の一端部とキャリパ本体5とで形成されるシリンダ孔7内の液圧室11に液圧を導入することにより行われる。
As shown in FIG. 6 (a), brake pads 3, 3 are arranged opposite to each other on the left and right sides of the rotor 1, and these brake pads 3, 3 are
図6(b)に示すように、ピストン9の外周面には断面コ字状のシール溝13が形設され、このシール溝13内にシール15が収納されている。ピストン9が作動する前の非制動時には、シール15はその内周面15bがシール溝13の反ロータ側(液圧室側)に、外周面15aがロータ側に偏倚する略平行四辺形の断面形状を有しており、シール15のロータ側の側面15dとシール溝13のロータ側の壁面13dとの間に空隙部Aが形成されている。そして液圧室11に液圧が導入される制動時には、図6(c)に示すように、シール15の内周部近傍がシール溝13のロータ側の壁面13d側に押圧され、シール内方部の空移動が生じて上記空隙部Aはなくなり、シール15の反ロータ側の側面15cとシール溝13の反ロータ側の壁面13cとの間に空隙部Bが形成され、シール15に復元力が生じる。
As shown in FIG. 6B, a
その後、液圧の増大によりピストン9がロータ側へ移動するので、空隙Bが減少し、シール15の復元力はさらに大きくなる。制動が解除されると、シール内周部に蓄積された弾性復元力によりロールバック作用が起こり、ピストン9は元の位置に戻され、シール15も再び図(b)に示した位置に戻り、空隙部Aが再形成される。この現象は断面略平行四辺形のシールに限らず断面矩形状のものであってもほぼ同じことが起きる。
Thereafter, since the
上記したように、シール15によりピストン9にロールバック作用を与えるためには、非制動時においてシール溝13内に空隙部Aを形成し、制動時に空隙部Bが形成されることが必要であり、又、ピストン9組付け時のシール15の変形による余裕代が必要で、シール溝13の溝幅はシール15の幅よりも大きく形設されている。しかしながら、この空隙部Aが存在するために、制動初期において、シール15の内周部近傍がシール溝13のロータ側の壁面13d側まで押圧されて空隙部Aがなくなるまで余分なブレーキ液を導入しなければならず、ブレーキ液を導入しているにもかかわらずブレーキ圧の上昇に時間を要し、ブレーキのフィーリング特性として好ましいものではなかった。
As described above, in order to give a rollback action to the
また、ブレーキ液がピストン9に適用されると、シール15は撓み変形するが、その撓み変形量はシールの剛性により変化する。そしてシール15の剛性はピストン9等からの摩擦熱の温度により影響を受け、その温度の高低によりシール15の撓み量が変わるため、ブレーキパッド3,3の摩耗によるピストン9の追従性とブレーキ液圧解除時のピストン9の戻り性能が安定せず、シールアジャスト性が一定に保てない恐れもあった。
Further, when the brake fluid is applied to the
本発明は、このような問題点に着目して成されたもので、ロールバック作用を確保すると同時に、制動初期におけるブレーキのフィーリング特性を向上させ、しかもシールアジャスト性を一定に確保することができる液圧作動ピストンを備えた制動装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to such problems, and it is possible to ensure the rollback action, improve the brake feeling characteristics at the initial stage of braking, and ensure a constant seal adjustability. The object is to provide a braking device with a hydraulically actuable piston.
上記課題を解決するために、本発明の請求項1に記載の液圧作動ピストンを備えた制動装置は、ブレーキハウジングに形成したシリンダ孔に、外周にシールを有したピストンが内挿され、該ピストンの一端部とブレーキハウジングとで形成した液圧室の液圧によりピストンを作動して摩擦部材をロータに押圧して制動する液圧作動ピストンを備えた制動装置において、前記シールは外周部がシリンダ孔と摺接し、内周部がピストンに形成したシール溝に収納され、該シール溝の反ロータ側壁面外方部に前記シールの反ロータ側の側面外方部と当接する突起が設けられている。 In order to solve the above-mentioned problem, a braking device including a hydraulically operated piston according to claim 1 of the present invention is configured such that a piston having a seal on the outer periphery is inserted into a cylinder hole formed in a brake housing, In a braking device including a hydraulically operated piston that operates a piston by hydraulic pressure in a hydraulic chamber formed by one end of the piston and a brake housing and presses a friction member against a rotor to brake, the seal has an outer peripheral portion. A sliding contact with the cylinder hole is accommodated in a seal groove formed on the piston, and a protrusion is provided on the outer side of the side wall of the seal groove opposite to the rotor side surface. ing.
本発明の請求項2に記載の液圧作動ピストンを備えた制動装置は、前記突起の内方部を構成するシール溝の反ロータ側壁面凹部はブレーキ液圧室に連なる連通部を有している。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a braking device including a hydraulically actuated piston, wherein the recess on the opposite side wall of the rotor surface of the seal groove that forms the inner portion of the protrusion has a communicating portion that communicates with the brake hydraulic pressure chamber. Yes.
本発明の請求項3に記載の液圧作動ピストンを備えた制動装置は、前記連通部はシール溝の反ロータ側壁面外周部に形設した複数の外方が開口した切欠きである。 In the braking device provided with the hydraulically operated piston according to claim 3 of the present invention, the communicating portion is a plurality of cutouts formed on the outer peripheral portion of the seal groove on the side opposite to the rotor side wall.
本発明の請求項4に記載の液圧作動ピストンを備えた制動装置は、前記連通部はシール溝の反ロータ側壁面外周部近傍に形設した複数の連通孔である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the braking device including the hydraulically operated piston, the communication portion is a plurality of communication holes formed in the vicinity of the outer peripheral portion of the seal groove on the side opposite to the rotor side wall.
本発明の請求項1に記載の発明によれば、シール溝の反ロータ側壁面外方部にシールの反ロータ側の側面外方部と当接する突起が設けられているので、シールはシール溝のロータ側に当接し、ブレーキ初期において、液圧室に液圧が導入されると、ピストンは該液圧に応動して作動し、シールは突起と当接する部分より内方の部分は撓み変形せず、シールの突起と当接する部分より外方の部分が撓み変形する。したがって、シールの空移動のための余分なブレーキ液を導入させる必要がなく、ブレーキのフィーリング特性を向上させることができ、しかも撓み変形するところがシールの外方部分のみであるから、摩擦熱の温度によって影響を受けるシールの撓み剛性の変化も部分的にとどまりシールアジャスト性も安定する。 According to the first aspect of the present invention, the seal is provided in the seal groove because the protrusion on the side opposite to the rotor on the side opposite to the rotor of the seal is provided on the outer side on the side opposite to the rotor side of the seal groove. When the hydraulic pressure is introduced into the hydraulic pressure chamber in the initial stage of braking, the piston operates in response to the hydraulic pressure, and the seal is flexed and deformed at the inner portion of the seal against the protrusion. Instead, the outer portion of the portion that contacts the protrusion of the seal is bent and deformed. Therefore, it is not necessary to introduce extra brake fluid for the idle movement of the seal, the feeling of the brake can be improved, and only the outer portion of the seal is deformed and deformed. The change in the flexural rigidity of the seal affected by the temperature is partially limited, and the seal adjustability is stabilized.
本発明の請求項2に記載の発明によれば、シール溝内方の反ロータ側壁面凹部はブレーキ液圧室に連なる連通部を有しているので、ブレーキ液の初期注入時におけるエアー抜け性がよく、更にシールをシール溝に収納するときにシール溝内方のエアーがブレーキ液圧室側に排出され、シールの装着を容易に行える。 According to the second aspect of the present invention, since the recess on the side wall of the anti-rotor wall inside the seal groove has a communicating portion that communicates with the brake fluid pressure chamber, air bleedability at the time of initial injection of brake fluid. Further, when the seal is stored in the seal groove, the air inside the seal groove is discharged to the brake hydraulic pressure chamber side, so that the seal can be easily attached.
本発明の請求項3に記載の発明によれば、シール溝の反ロータ側壁面凹部のブレーキ液圧室と連なる連通部がシール溝の反ロータ側壁面外周部に形設した複数の外方が開口した切欠きであるので、連通部の形成が容易にできる。 According to the invention described in claim 3 of the present invention, there are a plurality of outer sides in which the communicating portion connected to the brake hydraulic pressure chamber of the recess on the side wall surface of the non-rotor side wall of the seal groove is formed on the outer periphery of the side wall surface of the anti-rotor side wall of the seal groove. Since the notch is opened, the communication portion can be easily formed.
本発明の請求項4に記載の発明によれば、シール溝の反ロータ側壁面凹部のブレーキ液圧室と連なる連通部が連通孔であるので、反ロータ側壁面の剛性が高くなり、又、シールの撓み変形時に、シール側面がシール溝の反ロータ側壁面外周部で荷重を均一に受けることができ、シールの撓み剛性が安定する。 According to the invention described in claim 4 of the present invention, since the communicating portion that communicates with the brake hydraulic pressure chamber in the recess on the anti-rotor side wall surface of the seal groove is a communication hole, the rigidity of the anti-rotor side wall surface is increased, When the seal is bent and deformed, the seal side surface can receive a load uniformly at the outer peripheral portion of the anti-rotor side wall surface of the seal groove, and the flexure rigidity of the seal is stabilized.
本発明の実施例を以下に説明する。 Examples of the present invention will be described below.
本発明の実施例1を図1ないし図4に基づいて説明する。図1は本発明の実施例1の液圧作動ピストンを備えたディスクブレーキの断面図、図2は図1のX部の要部拡大図であって、(a)は制動作用前のピストンとシールの関係を示す液圧作動ピストンの部分断面図、(b)は制動作用時のピストンとシールの関係を示す液圧作動ピストンの部分断面図、図3は液圧作動ピストンの斜視図、図4は突起が設けられたシ−ル溝を有する実施例1の液圧作動ピストンと、シール溝に突起が設けられていない従来の液圧作動ピストンに対する液量と液圧の関係を示すグラフである。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a cross-sectional view of a disc brake equipped with a hydraulically operated piston according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the X portion of FIG. 1, and FIG. FIG. 3B is a partial sectional view of the hydraulically operated piston showing the relationship between the seals, FIG. 3B is a partial sectional view of the hydraulically operated piston showing the relationship between the piston and the seal during braking, and FIG. 3 is a perspective view of the hydraulically operated piston. 4 is a graph showing the relationship between the hydraulic pressure and the hydraulic pressure of the hydraulically operated piston of Example 1 having a seal groove provided with a protrusion and the conventional hydraulically operated piston having no seal groove provided with a protrusion. is there.
図1に示すように、ディスクロータ21を挟んでキャリパボディ23の両側には、それぞれ3対のシリンダ孔25が形成され、それぞれのシリンダ孔25にはピストン27が内挿されている。ピストン27は底部27aと円筒部27bとを有する円筒ピストンから成り、ピストン底部27aとシリンダ孔25とでブレーキ液圧室29が構成されている。
As shown in FIG. 1, three pairs of
各ブレーキ液圧室29はキャリパボディ23に形成した連通路31及び両側に配置したシリンダ孔25を連絡する連通パイプ33により連通し、常に等しい液圧が掛かるように構成されている。そしてキャリパボディ23の両側に設けた連通路31に通じる導入口(図示せず)にはマスターシリンダに繋がれたブレーキ配管(図示せず)が接続し、マスターシリンダからの液圧がすべてのブレーキ液圧室29に作用する。
Each brake
ブレーキ液圧室29にマスターシリンダからの液圧が掛かると、各シリンダ孔25に内挿された液圧作動ピストン27(以下、単に「ピストン」ということもある)は摺動して摩擦パッド37,39をディスクロータ21に対し挟持するように押圧してディスクロータ21に制動作用を施し、マスターシリンダからの液圧がかからなくなると、ピストン27はシール41のロールバック力により後退し、制動作用が解除される。
When the hydraulic pressure from the master cylinder is applied to the brake
シール41を収納するシール溝43(図2参照)はピストン27の底部27a近傍に設けられており、円筒部27bには複数の貫通孔27cが複数ランダムに形設されている。シール41がピストン27の底部27a近傍にあり、摩擦パッド37,39から離れた位置にあるので、摩擦熱の熱影響を受け難く、その耐久性が向上する。
A seal groove 43 (see FIG. 2) for storing the
複数の貫通孔27cは制動作用によって生じた摩擦熱が摩擦パッド37,39を介してブレーキ液圧室29に伝達するのを制限している。即ちピストン27の円筒部27bに断面積が減少する領域として貫通孔27cが形設されているため、ブレーキ液側に熱が伝わるピストン断面積が減り、ブレーキ液温の上昇が緩和される。
The plurality of through
図2(a)に示すように、シール41の外周部41aはシリンダ孔25と摺接し、内周部41bはピストン27に形成したシール溝43に収納され、このシール溝43の反ロータ側壁面43a外方部にシール41の反ロータ側の側面41A外方部と当接する突起27Aが設けられている。そしてシール41のロータ側の側面41Bはシール溝43のロータ側壁面43bと外周部を除いてほぼ全面で当接している。
As shown in FIG. 2A, the outer
シール溝43の反ロータ側壁面43a外方部に突起27Aが設けられているため、シール41がシール溝43に収納されたとき、突起の内方部は空隙部43cが構成される。そして図3に示すように、シール溝43の反ロータ側壁面43aを構成するピストン27の底部27a外周に複数の外方が開口した切欠き27Bが周方向に設けられており、空隙部43cがこれら切欠き27Bを介してブレーキ液圧室29と連通している。このように空隙部43cがブレーキ液圧室29と連通することで、ブレーキ液の初期注入時における空隙部43cのエアー抜け性が良く、更にシール41をシール溝43に収納するときにシール溝43内方のエアーが圧縮されることなくブレーキ液圧室29側に排出され、シール41の装着を容易に行うことができる。また、切欠き27Bは外方より内方に向かって切り欠けばよいので、切欠き27Bの形成が容易に行える。
Since the
図2(a)は制動作用前のピストンとシールの関係を示したもので、液圧室29に液圧が導入されていないときは、シール41の反ロータ側の側面41Aは突起27Aの先端部と当接しており、シール41のロータ側の側面41Bはシール溝43のロータ側壁面43bと当接している。
FIG. 2A shows the relationship between the piston and the seal before the braking action, and when the hydraulic pressure is not introduced into the
液圧室29に液圧が導入されると、図2(b)に示すように、シール41の内方部の空移動を伴うことなくピストン27は直ちにロータ側に摺動し、シール41は突起27Aに押圧されながら、突起27Aの当接部より外方部分において撓み変形する。このシール41の撓み変形が、ブレーキ解除時にロールバック作用をし、ピストン27をブレーキ初期位置に戻す。摩擦パッド37,39が摩耗してブレーキ間隙が規定値以上ある場合には、シール41は撓み変形した状態でその外周部41aがシリンダ孔25を摺動しながらピストン27と共にロータ側に移動し、ブレーキ解除時にシール41のロールバック作用で、ブレーキ間隙が規定値になる量だけピストン27が戻される。このように、撓み変形するところがシールの外方部分のみであるから、摩擦熱の温度によって影響を受けるシールの撓み剛性の変化も部分的にとどまりシールアジャスト性も安定する。
When the hydraulic pressure is introduced into the
図4はシール溝に突起が設けられていない従来の液圧作動ピストンと、突起が設けられた実施例1のピストン27とにブレーキ液圧を適用した場合の液量と液圧の関係のテスト結果をグラフにしたもので、図から解るように、制動初期において、従来のピストンは実施例1のピストンに比べ、同じ液圧を受けるのに余分な液量を要している。このように、従来のものは制動初期において液量を供給しているにもかかわらず、制動力が伝わりにくくブレーキのフィーリング特性が劣っていることが分かる。
FIG. 4 shows a test of the relationship between the fluid volume and the fluid pressure when the brake fluid pressure is applied to the conventional hydraulically operated piston having no protrusion in the seal groove and the
図5(a)は実施例2に係る液圧作動ピストンの斜視図であり、(b)は同じく実施例2に係る液圧作動ピストンの部分断面図である。本実施例2においても、シール51の外周部はシリンダ孔25と摺接し、シール51の内周部はピストン57に形成したシール溝53に収納され、このシール溝53の反ロータ側壁面外方部にシール51の反ロータ側の側面51A外方部と当接する突起57Aが設けられている。
FIG. 5A is a perspective view of a hydraulically operated piston according to the second embodiment, and FIG. 5B is a partial cross-sectional view of the hydraulically operated piston according to the second embodiment. Also in the second embodiment, the outer peripheral portion of the
シール51がシール溝53に収納されたとき、突起57Aの内方部は空隙部53cが構成される。シール溝53の反ロータ側壁面を構成するピストン57の底部57aには空隙部53cと連通する連通孔57Bが形成されている。本実施例2は実施例1に対して、切欠き27Bの外周部同志をブリッジ58でつなぎ、連通孔57Bを設ける。これによりブレーキ液の初期注入時における空隙部53cのエアー抜け性が良く、更にシール51をシール溝53に収納するときにシール溝53内方のエアーが圧縮されることなくブレーキ液圧室29側に排出され、シール51の装着を容易に行うことができる。しかも実施例1の発明の切欠きと違って、ピストン57の底部57a外周部が切り欠かれていないので、反ロータ側壁面53aの剛性が高くなり、又、シール51の撓み変形時に、シール側面がシール溝53の反ロータ側壁面外周部で荷重を均一に受けることができ、シールの撓み剛性を安定させることができる。
When the
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、例えば本実施例では、制動装置としてディスクブレーキで説明したが、ドラムブレーキに対しても適用可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。 As described above, the embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to these embodiments. For example, in this embodiment, the disc brake is described as the braking device. Even if there is a change or addition within a range not departing from the gist of the present invention, it is included in the present invention.
また、突起がシール側面と当接する位置は、あまり低い位置にすると摩擦熱の温度の影響を受け撓み剛性の変化が大きくなり、又、ピストン組付け性にも支障があるので、シール高さの略1/2以上が好ましい。 In addition, if the position where the protrusion abuts on the side of the seal is too low, the change in flexural rigidity will increase due to the effect of frictional heat temperature, and the piston assembly will be hindered. About 1/2 or more is preferable.
21・・・ロータ
23・・・キャリパボディ(ブレーキハウジング)
25・・・シリンダ孔
27・・・ピストン(液圧作動ピストン)
27a・・・底部
27b・・・円筒部
27c・・・貫通孔
27A・・・突起
27B・・・切欠き
29・・・ブレーキ液圧室
31・・・連通路
33・・・連通パイプ
37,39・・・摩擦パッド
41・・・シール
41a・・・外周部
41b・・・内周部
41A・・・反ロータ側の側面
41B・・・ロータ側の側面
43・・・シール溝
43a・・・反ロータ側壁面
43b・・・ロータ側壁面
43c・・・空隙部
51・・・シール
51A・・・反ロータ側の側面
53・・・シール溝
53a・・・反ロータ側壁面
53c・・・空隙部
57・・・ピストン
57a・・・底部
57A・・・突起
57B・・・連通孔
21 ...
25 ...
27a ... Bottom 27b ...
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