JP2010164141A

JP2010164141A - ロールバックシール

Info

Publication number: JP2010164141A
Application number: JP2009007164A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nakamura; 孝史中村; Sho Okouchi; 翔大河内
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2009-01-16
Filing date: 2009-01-16
Publication date: 2010-07-29
Anticipated expiration: 2029-01-16
Also published as: EP2208907B1; EP2208907A1; JP5327703B2; US20100181733A1; ATE512317T1

Abstract

【課題】本発明は、油圧ブレーキシステム全体の軽量化を図ると共に、低温時においても十分なロールバック量が確保でき、ピストンをブレーキ位置から解放位置へ確実に戻し得る機能を発揮すると共に、長期間安定したシール性能を発揮出来するロールバックシールを提供する。
【解決手段】車輪に一体的装着されたディスクロータを挟んで前記車輪を制動する油圧ブレーキのピストンとハウジングとの間隙に使用され、前記ハウジングに設けた環状溝内に配置され、断面略矩形状であって、前記ピストンに油圧が作用する側の端面に環状の窪みを設けたロールバックシールにおいて、前記窪みを設けた側と反対側の端面の前記ピストン側角部に面取り部を形成した構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロールバックシールに関する。
また、本発明は、自転車ブレーキ用のロールバックシールに関する。
より詳しくは、本発明は、長期間に亘って高いシール特性を維持しつつ、ブレーキ位置から解放位置へピストンを確実に戻すことが可能なロールバックシールに関する。

自転車は、輸送手段としてばかりではなく、レクレーションの形態としても急速に人気が高まってきている。
そして、この自動車部品のうちで、その機能が重要視され、繰り返し設計変更されてきている部品の一つとして、ブレーキシステムが存在する。
特に、ブレーキシステムにおける制動力は、その安全性確保の上から非常に大切な部品である。

現在、数種の自転車ブレーキ装置が存在する。
一般的な自転車ブレーキ装置のタイプとしては、リムブレーキ、キャリパーブレーキ、及びディスクブレーキが例示される。
高性能なブレーキシステムを望む場合は、ディスクブレーキシステムが選択される。
ディスクブレーキシステムは、ブレーキレバーに付加される操作力に対して大きな制動力を提供する。
さらに、ディスクブレーキシステムは、天候や走行条件に拘わらず、高い制動性能が期待できる。

一般的に、ディスクブレーキは、ハウジングに対し、移動自在に装着された一対のブレーキパッドを備えている。
ブレーキパッドは、ディスクロータの回転、即ち、車輪の回転を停止させるべく、該車輪に固着されたディスクロータに押圧される。
ブレーキパッドは、油圧的によって機械的に、ディスクへ向けて押動される。

この種油圧ブレーキシステムにおいては、ピストンをブレーキ位置から解放位置へ戻す為に、スプリング手段を用いている。
しかし、この種スプリング手段を用いた場合は、構造が複雑になるばかりでなく、油圧ブレーキシステム全体の重量が増大する問題を惹起した。
特に、競技用自転車においては、自転車全体の総重量が増すことは致命的欠陥であった。

そこで、図６〜図８に示すロールバックシール４００が提案された（特許文献１）。
すなわち、この種油圧ブレーキシステムにおけるロールバックシール４００は、車輪１に一体的装着されたディスクロータ２を挟んで車輪１を制動する油圧ブレーキ３のピストン３１とハウジング３２との間隙に使用され、ハウジング３２に設けた環状溝３３内に配置されている。
そして、ロールバックシール４００の断面形状は、略矩形状であって、ピストン３１に油圧が作用する側の端面４１に環状の窪み４２０が設けてある。
一方、環状溝３３には、油圧が作用する側と反対側（図上左側）に、切欠き部３４０が設けられている。

図７に示す様に、ピストン３１に油圧が作用し、ピストン３１が制動位置に移動すると、ロールバックシール４００の内周面とピストン３１外周面との間の摩擦抵抗が高いため、ロールバックシール４００の内周面側はピストン３１と共に図上左側に移動し、ロールバックシール４００全体は、油圧の加圧力により図上左側に押し付けられる。
この際の、ロールバックシール４００の図上左側への移動を許容する為に、環状溝３３の一方の側面には、切欠き部３４０が設けられている。
そして、油圧が開放されると、ロールバックシール４００の元の形状に戻ろうとする力により、ピストン３１は、図６に示す様な、制動が掛からない状態へと復帰する。

ここで使用されるロールバックシール４００は、図８に示す様に矩形断面を呈している。しかし、この種ロールバックシール４００では、低温時に十分なロールバック（変形量）が確保出来ない問題を惹起した。
更に、ロールバックシール４００の内周角部が、ピストン３１とハウジング３２の間
に食込み、ロールバックシール４００が損傷する問題も招来した。

特開２００２−３１１７４号公報特開２００５−２４９１９０号公報

本発明は、油圧ブレーキシステム全体の軽量化を図ると共に、低温時においても十分なロールバック量が確保でき、ピストンをブレーキ位置から解放位置へ確実に戻し得る機能を発揮すると共に、長期間安定したシール性能を発揮出来するロールバックシールを提供することである。

本発明のロールバックシールは、車輪に一体的装着されたディスクロータを挟んで前記車輪を制動する油圧ブレーキのピストンとハウジングとの間隙に使用され、前記ハウジングに設けた環状溝内に配置され、断面略矩形状であって、前記ピストンに油圧が作用する側の端面に環状の窪みを設けたロールバックシールにおいて、前記窪みを設けた側と反対側の端面の前記ピストン側角部に面取り部を形成した構成とした。

本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。
請求項１記載の発明のロールバックシールによれば、低温時においても十分なロールバック量が確保でき、ピストンをブレーキ位置から解放位置へ確実に戻し得る機能を発揮する。
請求項２記載の発明のロールバックシールによれば、ロールバックシールとピストンとの間の十分な摩擦抵抗を維持しつつ、十分なロールバック量が確保出来る。

請求項３記載の発明のロールバックシールによれば、ロールバックシールとピストンとの間に油が浸入することを、より確実に阻止出来る。
請求項４記載の発明のロールバックシールによれば、幅広い温度領域おいて、より十分なロールバック量が確保出来る。

請求項５記載の発明のロールバックシールによれば、より耐熱性が要求される用途において、良好な機能を発揮する。

本発明の第１の形態のロールバックシールが油圧ブレーキシステムに組み込まれた状態を示す断面図である。図１で使用されているロールバックシール単体の断面図である。図１に示したものに、油圧が作用し、制動状態となった図である。図３の部分拡大図である。本発明の第２の形態のロールバックシール単体の断面図である。従来の油圧ブレーキシステムが車輪に取付けられた状態を示す断面図である。従来のロールバックシールが油圧ブレーキシステムに組み込まれた状態を示す断面図である。図７に使用されているロールバックシール単体の断面図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１乃至図５に基づき発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の形態のロールバックシールが油圧ブレーキシステムに組み込まれた状態を示す断面図である。
図２は、図１で使用されているロールバックシール単体の断面図である。
図３は、図１に示したものに、油圧が作用し、制動状態となった図である。
図４は、図３の部分拡大図である。
図５は、本発明の第２の形態のロールバックシール単体の断面図である。
尚、油圧ブレーキシステム全体は、従来技術の説明で使用した、図６を使用する。

図１、図２及び図６において、本発明のロールバックシール４は、車輪１に一体的装着されたディスクロータ２を挟んで車輪１を制動する油圧ブレーキ３のピストン３１とハウジング３２との間隙に使用されるもので、このハウジング３２に設けた環状溝３３内に配置されている。
ロールバックシール４の断面形状は、略矩形状であって、ピストン３１に油圧が作用する側の端面４１（図上右側）に、環状の窪み４２を設けている。
更に、この窪み４２を設けた側と反対側であって、端面４３のピストン３１側角部４４には、面取り部４５が形成されている。

そして、この面取り部４５は、端面４３の径方向幅の略中央の位置から端面４３に対し、１０〜３０°の傾斜、好ましくは１５〜２５°の傾斜で径方向内方に伸びている。
この傾斜角度が３０°より大きくなると、ロールバックシール４とピストン３１との間の接触面積が少なく成り、ロールバックシール４とピストン３１との間で、十分な摩擦抵抗が得られず、ロールバックシール４とピストン３１との間で滑りが発生する。
一方、傾斜角度が１５°より小さいと、十分なロールバック量が得られない。

また、環状溝３３の形状は、ロールバックシール４の面取り部４５に対向する箇所に、切欠き部３４が設けられると共に、その周面３５は油圧が作用する側（図上右側）に向って狭くなるテーパー面となっている。
そして、この切欠き部３４が存在することにより、面取り部４５の存在と相俟って、ロールバック量（ロールバックシール４がピストン３１と共にディスクロータ２側（図上右側）に移動できる距離）をより多く確保できる。
すなわち、図３及び図４に示す様に、油圧がピストン３１に作用して、ピストン３１が制動状態（図上左側への移動）となっても、ロールバックシール４と環状溝３３の切欠き部３４との間に、間隙５が残存する。
このため、低温時においても、十分なロールバック量が確保出来ると共に、ロールバックシール４の内周角部が、ピストン３１とハウジング３２の間に食込み、ロールバックシール４が損傷する問題も回避出来る。

更に、環状溝３３の周面３５は、油圧が作用する側（図上右側）に向って狭くなるテーパー面となっているため、ロールバックシール４は油圧が作用する側（図上右側）に移動することを効果的に阻止出来るため、確実なロールバック機能を発揮出来る。
また、環状溝３３の周面３５の油圧が作用する側と反対側（図上左側）に、図上左側に向って狭くなるテーパー面を設けた場合は、油圧が作用した際に、ロールバックシール４がピストン３１側により強く押し付けられ、ロールバックシール４とピストン３１との間の摩擦抵抗を増大できる。

また、ロールバックシール４の材質は、フッ素ゴム材の他、ＮＢＲ、ＨＮＢＲ等のゴム状弾性材が使用出来るが、より耐熱性が要求される用途にはフッ素ゴム材が好ましいが、使用温度範囲の広い、低温用フッ素ゴム等のゴム材料がより好ましい。
また、ロールバックシール４のピストン３１外周面と接する内周面４７の面粗さは、接触抵抗を増大させる意味合いから、小さい方が望ましい。

ついで、図５に基づき本発明の第２の形態を説明する。
先に説明した、本発明の第１の形態と相違する点は、端面４１の内周側に補助リップ４６を設けた点である。
このことにより、ロールバックシール４とピストン３１との間に油が浸入することを、より確実に阻止出来る為、ロールバックシール４とピストン３１との間で滑りを生じることを回避できる。

この様な態様のロールバックシールは、常温においてはもちろんのこと、−１０℃の低温時においても、従来のロールバックシールに対し、約４０％程度多いロールバック量が確保出来る。
このため、ディスクブレーキの摩擦材が摩耗し、ピストンの移動距離が増大した際にも有効に機能できる。

また、本発明は上述の発明を実施するための最良の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１車輪
２ディスクロータ
３油圧ブレーキ
４ロールバックシール
５間隙
３１ピストン
３２ハウジング
３３環状溝
３４切欠き部
４１端面
４２窪み
４３端面
４４角部
４５面取り部
４６補助リップ
４７内周面

Claims

車輪（１）に一体的装着されたディスクロータ（２）を挟んで前記車輪（１）を制動する油圧ブレーキ（３）のピストン（３１）とハウジング（３２）との間隙に使用され、前記ハウジング（３２）に設けた環状溝（３３）内に配置され、断面略矩形状であって、前記ピストン（３１）に油圧が作用する側の端面（４１）に環状の窪み（４２）を設けたロールバックシール（４）において、前記窪み（４２）を設けた側と反対側の端面（４３）の前記ピストン（３１）側角部（４４）に面取り部（４５）を形成したことを特徴とするロールバックシール。
前記面取り部（４５）が、前記端面（４３）の径方向幅の略中央の位置から前記端面（４３）に対し、１０〜３０°の傾斜で径方向内方に伸びていることを特徴とする請求項１記載のロールバックシール。
前記ロールバックシール（４）の前記端面（４１）に、前記ピストン（３１）外周面と密接する補助リップ（４６）を設けたことを特徴とする請求項１または２記載のロールバックシール。
前記環状溝（３３）の前記面取り部（４５）に対向する箇所に、切欠き部（３４）が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のロールバックシール。
前記ロールバックシール（４）の材質が、フッ素ゴム材であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のロールバックシール。