JP2016142298A - 車両用ディスクブレーキ - Google Patents

Abstract

【課題】 制動時に発生する高温の制動熱によってピストンシールが膨張しても、制動解除時にピストンシールでピストンを適正にロールバックさせることができる車両用ディスクブレーキを提供する。【解決手段】 ピストンシール溝９の底壁９ｃを、シリンダ孔開口側に向けて溝の深さが漸次深くなる放物線状の断面形状に形成する。ピストンシール１１をピストンシール溝９のシリンダ孔開口側壁９ａに当接させて配置し、少なくとも、ピストンシール溝９のシリンダ孔底部側壁９ｂとピストンシール１１との間と、ピストンシール溝９の底壁９ｃのシリンダ孔開口側とピストンシール１１との間に、ピストンシール１１の熱膨張を許容する空間部Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３が設けられる。【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用ディスクブレーキに関し、詳しくは、キャリパボディの作用部に形成したシリンダ孔に、ピストンシール溝を周設し、該ピストンシール溝に嵌着したピストンシールを介してピストンをシリンダ孔に内挿した車両用ディスクブレーキに関する。

従来、シリンダ孔にピストンシールを介してピストンを内挿した車両用ディスクブレーキでは、制動時に発生する高温の制動熱がピストンを介してピストンシールに伝達されることがあり、ピストンシールがピストンシール溝内で膨張すると、制動解除時にピストンを所定量以上に液圧室方向に引き摺って移動させてしまい、次の制動時のピストンのストロークが増大してブレーキフィーリングが悪化する虞があった。

このため、ピストンシール溝の底壁に、シリンダ孔開口側に向けて拡径する拡径部と、該拡径部よりもシリンダ孔底部側に位置し、拡径部よりも傾斜角度の小さい周面部とを設け、ピストンシールが熱膨張した際に、ピストンシールの容積変化を周面部で吸収させてピストンのロールバック量を調整するもの（例えば、特許文献１参照。）や、ピストンシールをピストンシール溝よりも幅の狭い断面円形、乃至は、長円形に形成し、該ピストンシールとピストンシール溝との間に熱膨張を吸収する空間部を画成したもの（例えば、特許文献２参照。）があった。

特許第４１２６４２８号公報 特開平１１−１２５２８４号公報

しかし、上述の特許文献１のものでは、ピストンシールが熱膨張した際に、容積変化は周面部が形成されたシリンダ孔底部側に集中し、制動解除時にピストンを液圧室方向に所定量以上に引き摺って移動させる虞があった。さらに、拡径部と周面部との間に角部が形成されてしまうことから、ピストンシールが膨張する際に部分的に著しく変形する箇所が生じ、ピストンシールの耐久性を低下することがあった。また、上述の特許文献２のものでは、ピストンシールを断面円形、乃至は、長円形に形成していることから、角シールに比べてピストンとの接触面積が少なくなり、ピストンを確実にロールバックできない虞があった。

そこで本発明は、制動時に発生する高温の制動熱によってピストンシールが膨張しても、制動解除時にピストンシールでピストンを適正にロールバックさせることができる車両用ディスクブレーキを提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の車両用ディスクブレーキは、キャリパボディの作用部にシリンダ孔をディスクロータ側に開口して設け、前記シリンダ孔にピストンシール溝を周設し、該ピストンシール溝に角シールで形成されたピストンシールを嵌着し、該ピストンシールを介してピストンをシリンダ孔に内挿した車両用ディスクブレーキにおいて、前記ピストンシール溝は、シリンダ孔開口側壁と、シリンダ孔底部側壁と、該シリンダ孔底部側壁と前記シリンダ孔開口側壁とを繋ぐ底壁とを備え、前記底壁は、シリンダ孔開口側に向けて溝の深さが漸次深くなる放物線状の断面形状を有する湾曲部を備え、熱膨張していない初期状態の前記ピストンシールは、少なくとも、前記ピストンシール溝のシリンダ孔底部側壁と前記ピストンシールとの間と、前記ピストンシール溝の底壁のシリンダ孔開口側と前記ピストンシールとの間に、前記ピストンシールの熱膨張を許容する空間部が設けられることを特徴としている。

また、前記キャリパボディの作用部にシリンダ孔をディスクロータ側に開口して設け、前記シリンダ孔にピストンシール溝を周設し、該ピストンシール溝に角シールで形成されたピストンシールを嵌着し、該ピストンシールを介してピストンをシリンダ孔に内挿した車両用ディスクブレーキにおいて、前記ピストンシール溝は、シリンダ孔開口側壁と、シリンダ孔底部側壁と、該シリンダ孔底部側壁と前記シリンダ孔開口側壁とを繋ぐ底壁とを備え、前記底壁は、断面形状が突状の円弧形状、又は、シリンダ孔開口側に向けて溝の深さが漸次深くなる、曲率の異なる複数の突状の円弧が連続した形状を有する湾曲部を備え、熱膨張していない初期状態の前記ピストンシールは、少なくとも、前記ピストンシール溝のシリンダ孔底部側壁と前記ピストンシールとの間と、前記ピストンシール溝の底壁のシリンダ孔開口側と前記ピストンシールとの間に、前記ピストンシールの熱膨張を許容する空間部が設けられることを特徴としている。

さらに前記曲率の異なる複数の突状の円弧は、シリンダ孔開口側に配置される円弧ほど曲率が小さくなると好ましい。また、前記底壁は、前記湾曲部のシリンダ孔底部側に、断面形状がシリンダ軸と平行、又は、シリンダ孔底部側に向けて前記ピストンシール溝の深さが漸次深くなる直線部を備えていてもよく、さらに、シリンダ孔底部側に向けて前記ピストンシール溝の深さが漸次深くなる底部側湾曲部を備えていてもよい。

本発明の車両用ディスクブレーキによれば、角シールで形成されたピストンシールの熱膨張を許容する空間部が、少なくとも、ピストンシール溝のシリンダ孔底部側壁とピストンシールとの間と、ピストンシール溝の底壁のシリンダ孔開口側とピストンシールとの間に設けられていることから、ピストンシールの熱膨張をピストンシール溝のシリンダ孔底部側とシリンダ孔開口側とで吸収させることができ、従来のように、ピストンシールが膨張する際にシリンダ孔底部側のみが著しく変形することがない。これにより、制動解除時にピストンを液圧室方向に所定量以上に引き摺って移動させてしまうことを防止でき、次の制動時のピストンのストロークが増大する虞がなく、ブレーキフィーリングを良好に保つことができる。

さらに、ピストンシール溝の底壁に、シリンダ孔開口側に向けて溝の深さが漸次深くなる放物線状の断面形状を有する湾曲部や、断面形状が突状の円弧形状、又は、シリンダ孔開口側に向けて溝の深さが漸次深くなる、曲率の異なる複数の突状の円弧が連続した形状を有する湾曲部が形成されることにより、ピストンシールが膨張する際に部分的に著しく変形する箇所が生じにくいことから、ピストンのロールバック量を適正に保つことができるとともに、ピストンシールの耐久性を向上させることができる。

また、ピストンシール溝の深さは、シリンダ孔底部側が浅くなっていることから、ピストンシールのシリンダ孔底部側の緊迫力が大きくなり、ピストンシールのピストンシール溝内での位置を保持することができることから、ピストンシール溝のシリンダ孔底部側壁とピストンシールとの間の空間部を良好に保つことができる。

さらに、湾曲部のシリンダ孔底部側に、断面形状がシリンダ軸と平行、又は、シリンダ孔底部側に向けて前記ピストンシール溝の深さが漸次深くなる直線部や、シリンダ孔底部側に向けて前記ピストンシール溝の深さが漸次深くなる底部側湾曲部を設けたことにより、ピストンシールが膨張する際に部分的に著しく変形させることなく、ピストンシール溝のシリンダ孔底部側壁とピストンシールとの間の空間部の容積を確保することができる。

本発明の第１形態例を示す車両用ディスクブレーキの要部拡大断面図である。 同じくピストンシール溝を示す拡大断面図である。 同じく車両用ディスクブレーキの断面図である。 本発明の第２形態例を示す車両用ディスクブレーキの要部拡大断面図である。

図１乃至図３は本発明の車両用ディスクブレーキの第１形態例を示す図である。本形態例の車両用ディスクブレーキ１は、ディスクロータ２の一側部に配設される作用部３ａとディスクロータ２の他側部に配設される反作用部３ｂと、これらをディスクロータ２の外側を跨いで連結するブリッジ部３ｃとを有するキャリパボディ３をスライドピン（図示せず）及びキャリパブラケット４を介して車体に固設している。

前記ディスクロータ２の両側部に対向配置される一対の摩擦パッド５，５は、ディスクロータ２の側面に摺接するライニング５ａと、キャリパボディ３に保持される裏板５ｂとで形成されており、ブリッジ部３ｃの内側で作用部３ａと反作用部３ｂとの間にディスクロータ２を挟んでディスク軸方向へ移動可能に設けられている。

キャリパボディ３の作用部３ａには、ディスクロータ２側が開口した有底のシリンダ孔６が設けられており、該シリンダ孔６内に、コップ状のピストン７が液密かつ移動可能に内挿されている。このピストン７は、ピストン７とシリンダ孔６底部との間に画成された液圧室８に供給される作動液により、シリンダ孔６内をディスクロータ方向へ移動して作用部側の摩擦パッド５をディスクロータ２の一側面に向けて押動する。また、反作用部３ｂには、反作用部側の摩擦パッド５をディスクロータ２の他側面に向けて押動する反力爪３ｄが設けられている。

シリンダ孔６の内周面には、シリンダ軸方向中間部に環状のピストンシール溝９が周設されるとともに、該ピストンシール溝９よりもシリンダ孔開口側に環状のダストシール溝１０が周設されている。ピストンシール溝９には、ピストン７の外周面に液密かつ移動可能に摺接するピストンシール１１が嵌着され、ダストシール溝１０には、シリンダ孔内への塵埃の侵入を防止するダストシール１２の一端が嵌着され、ダストシール１２の他端は、ピストン７の先端部外周面に周設された嵌着溝７ａに嵌着されている。

ピストンシール溝９は、シリンダ孔開口側壁９ａと、シリンダ孔底部側壁９ｂと、シリンダ孔底部側壁９ｂとシリンダ孔開口側壁９ａとを繋ぐ底壁９ｃとを有している。シリンダ孔開口側壁９ａは、溝開口側に、溝開口端に向けてシリンダ孔開口側に漸次傾斜する第１円錐面９ｄと、該第１円錐面９ｄの溝底部側に設けられ、シリンダ軸ＣＬ１に直交する平面部９ｅと、該平面部９ｅの溝底部側に設けられ、溝底部に向けてシリンダ孔開口側に漸次傾斜する第２円錐面９ｆとを備えている。シリンダ孔底部側壁９ｂは、シリンダ軸ＣＬ１に直交して形成され、溝開口側に、溝開口端に向けてシリンダ孔底部側に漸次傾斜する第３円錐面９ｇが設けられている。

底壁９ｃは、放物線状の断面形状に形成され、シリンダ孔底部側壁９ｂの近傍に放物線の頂点Ｐ１が設けられ、頂点Ｐ１からシリンダ孔開口側壁９ａに向けて溝の深さが漸次深くなる湾曲部９ｈが形成されるとともに、頂点Ｐ１からシリンダ孔底部側壁９ｂに向けて溝の深さが漸次深くなる底部側湾曲部９ｉが形成されている。

ピストンシール１１は、角シールとも呼ばれる断面が四角形状を有するものであって、シリンダ孔開口側面１１ｂをピストンシール溝９のシリンダ孔開口側壁９ａの平面部９ｅに当接させ、シリンダ孔底部側の角部１１ｃを底壁９ｃの頂点Ｐ１の位置に配置してピストンシール溝９に嵌着され、ピストンシール溝９のシリンダ孔底部側壁９ｂとピストンシール１１との間に空間部Ｅ１が、第２円錐面９ｆとピストンシール１１との間に空間部Ｅ２が、湾曲部９ｈのシリンダ孔開口側とピストンシール１１との間に空間部Ｅ３がそれぞれ形成されている。

上述のように形成された本形態例の車両用ディスクブレーキ１は、運転者の制動操作によってキャリパボディ３の液圧室８に昇圧した作動液が供給されると、ピストン７がシリンダ孔６内をディスクロータ方向へ前進し、作用部側の摩擦パッド５をディスクロータ２の方向に押動し、該摩擦パッド５のライニング５ａをディスクロータ２の一側面へ押圧する。次に、この反作用部により、キャリパボディ３がスライドピンの案内にて作用部３ａ方向へ移動し、反作用部３ｂの反力爪３ｄが反作用部側の摩擦パッド５を押動し、該摩擦パッド５のライニング５ａをディスクロータ２の他側面へ押圧する。これにより、ディスクロータ２の制動力が作用する。

制動時に、ピストンシール１１は、ピストン７の前進によって内周面１１ａがピストン７の外周面７ｂに引き摺られ、第１円錐面９ｄ側に変形する。また、制動時に発生する高温の制動熱がピストン７を介してピストンシール１１に伝達され、ピストンシール１１がピストンシール溝９内で熱膨張すると、膨張したピストンシール１１の容積は、ピストンシール溝９のシリンダ孔開口側とシリンダ孔底部側とにそれぞれ形成された空間部Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３に吸収される。このとき、ピストンシール溝９の底壁９ｃが、シリンダ孔開口側に向けて溝の深さが漸次深くなるとともに、放物線状の断面形状を有することから、ピストンシール１１が部分的に著しく変形する箇所が生じにくい。

また、制動操作の解除によって液圧室８の圧力が低下すると、ピストンシール１１が元の状態に復帰する復元力によって、ピストン７が所定量ロールバックする。このとき、本形態例では、従来のように、ピストンシール１１が膨張する際にシリンダ孔底部側のみが著しく変形することがないことから、制動解除時にピストン７を液圧室方向に所定量以上に引き摺って移動させてしまうことを防止でき、次の制動時のピストン７のストロークが増大する虞がなく、ブレーキフィーリングを良好に保つことができる。また、ピストンシール溝９の深さは、シリンダ孔底部側が浅くなっていることから、ピストンシール１１のシリンダ孔底部側の緊迫力が大きくなり、ピストンシール１１のピストンシール溝９内での位置を保持することができ、空間部Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３を良好に保つことができる。さらに、ピストンシール１１が熱膨張する際に、部分的に著しく変形する箇所が生じにくいことから、ピストンシール１１の耐久性を向上させることができる。

図４は、本発明の第２形態例を示し、第１形態例と同様の構成要素を示すものには、同一の符号をそれぞれ付して、その詳細な説明は省略する。本形態例のピストンシール溝９の底壁９ｊは、断面形状が突状の円弧形状に形成され、シリンダ孔底部側壁９ａの近傍に頂点Ｐ２が設けられ、頂点Ｐ２からシリンダ孔開口側壁９ａに向けて溝の深さが漸次深くなる湾曲部９ｋが形成されるとともに、頂点Ｐ２からシリンダ孔底部側壁９ｂに向けて溝の深さが漸次深くなる底部側湾曲部９ｍが形成されている。

なお、本発明は上述の形態例に限るものではなく、ピストンシール溝の底壁は、曲率の異なる複数の突状の円弧が連続した断面形状を有する湾曲部を備えたものであってもよく、この場合、曲率の異なる複数の突状の円弧は、シリンダ孔開口側に配置される円弧ほど曲率が小さいと好ましい。また、ピストンシール溝の底壁の放物線状の断面形状を有する湾曲部や、曲率の異なる複数の突状の円弧が連続した断面形状を有する湾曲部のシリンダ孔底部側に、断面形状がシリンダ軸と平行、又は、シリンダ孔底部側に向けて前記ピストンシール溝の深さが漸次深くなる直線部を設けたものでもよい。また、本発明は、上述の形態例のようにピンスライドタイプのディスクブレーキに適用されるものに限らず、ピストン対向型のディスクブレーキにも適用することができる。

１…車両用ディスクブレーキ、２…ディスクロータ、３…キャリパボディ、３ａ…作用部、３ｂ…反作用部、３ｃ…ブリッジ部、３ｄ…反力爪、４…キャリパブラケット、５…摩擦パッド、５ａ…ライニング、５ｂ…裏板、６…シリンダ孔、７…ピストン、７ａ…嵌着溝、７ｂ…外周面、８…液圧室、９…ピストンシール溝、９ａ…シリンダ孔開口側壁、９ｂ…シリンダ孔底部側壁、９ｃ…底壁、９ｄ…第１円錐面、９ｅ…平面部、９ｆ…第２円錐面、９ｇ…第３円錐面、９ｈ…湾曲部、９ｉ…底部側湾曲部、９ｊ…底壁、９ｋ…湾曲部、９ｍ…底部側湾曲部、１０…ダストシール溝、１１…ピストンシール、１１ａ…内周面、１１ｂ…シリンダ孔開口側面、１１ｃ…角部、１２…ダストシール

Claims (5)

1. キャリパボディの作用部にシリンダ孔をディスクロータ側に開口して設け、前記シリンダ孔にピストンシール溝を周設し、該ピストンシール溝に角シールで形成されたピストンシールを嵌着し、該ピストンシールを介してピストンをシリンダ孔に内挿した車両用ディスクブレーキにおいて、
   前記ピストンシール溝は、シリンダ孔開口側壁と、シリンダ孔底部側壁と、該シリンダ孔底部側壁と前記シリンダ孔開口側壁とを繋ぐ底壁とを備え、前記底壁は、シリンダ孔開口側に向けて溝の深さが漸次深くなる放物線状の断面形状を有する湾曲部を備え、
   熱膨張していない初期状態の前記ピストンシールは、少なくとも、前記ピストンシール溝のシリンダ孔底部側壁と前記ピストンシールとの間と、前記ピストンシール溝の底壁のシリンダ孔開口側と前記ピストンシールとの間に、前記ピストンシールの熱膨張を許容する空間部が設けられることを特徴とする車両用ディスクブレーキ。
2. キャリパボディの作用部にシリンダ孔をディスクロータ側に開口して設け、前記シリンダ孔にピストンシール溝を周設し、該ピストンシール溝に角シールで形成されたピストンシールを嵌着し、該ピストンシールを介してピストンをシリンダ孔に内挿した車両用ディスクブレーキにおいて、
   前記ピストンシール溝は、シリンダ孔開口側壁と、シリンダ孔底部側壁と、該シリンダ孔底部側壁と前記シリンダ孔開口側壁とを繋ぐ底壁とを備え、前記底壁は、断面形状が突状の円弧形状、又は、シリンダ孔開口側に向けて溝の深さが漸次深くなる、曲率の異なる複数の突状の円弧が連続した形状を有する湾曲部を備え、
   熱膨張していない初期状態の前記ピストンシールは、少なくとも、前記ピストンシール溝のシリンダ孔底部側壁と前記ピストンシールとの間と、前記ピストンシール溝の底壁のシリンダ孔開口側と前記ピストンシールとの間に、前記ピストンシールの熱膨張を許容する空間部が設けられることを特徴とする車両用ディスクブレーキ。
3. 前記曲率の異なる複数の突状の円弧は、シリンダ孔開口側に配置される円弧ほど曲率が小さくなることを特徴とする請求項２記載の車両用ディスクブレーキ。
4. 前記底壁は、前記湾曲部のシリンダ孔底部側に、断面形状がシリンダ軸と平行、又は、シリンダ孔底部側に向けて前記ピストンシール溝の深さが漸次深くなる直線部を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の車両用ディスクブレーキ。
5. 前記底壁は、前記湾曲部のシリンダ孔底部側に、シリンダ孔底部側に向けて前記ピストンシール溝の深さが漸次深くなる底部側湾曲部を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の車両用ディスクブレーキ。

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