JP5832161B2 - ディスクブレーキ - Google Patents

Description

本発明は、キャリパ本体内をピストンが移動して、ブレーキパッドをディスクロータに押圧するディスクブレーキに関するものである。

ディスクブレーキには、キャリパ本体内に、ピストンが挿入される円筒状のスリーブを取り付け、ピストンの底部の側壁に設けた外周溝と、スリーブの先端部の側壁に設けた外周壁とに、ゴム又は合成樹脂等の可撓性を有する蛇腹状のダストシール（ピストンブーツ）が嵌合して、スリーブとピストンとの間をシールする構成のものがある（特許文献１参照）。

特開２０１０−２５５６５２号公報

しかしながら、特許文献１に係る電動ディスクブレーキでは、ダストシールをキャリパ本体に組み付けるための部品点数が多く、製造効率が悪い。また、特許文献１に係る電動ディスクブレーキでは、ダストシールの一端部を、ピストンの外周に装着されたスリーブの外周溝に嵌合するために、該スリーブの外周溝とシリンダ部の内周面との間にスペースを確保する必要があり、結果的に、キャリパ本体がシリンダ部の径方向に大型化する、という懸念があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、キャリパ本体の大型化を抑制し得るディスクブレーキを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための手段として、本発明は、キャリパ本体内を移動して、ブレーキパッドをディスクロータに押圧するピストンを備えたディスクブレーキにおいて、前記キャリパ本体には、可撓性を有するピストンブーツが設けられ、前記ピストンブーツは、該ピストンブーツの一端部が、前記キャリパ本体のシリンダ部の内周面と前記ピストンの外周面との間に配置されると共に、前記ピストンブーツの他端部が、前記ピストンブーツの一端部と前記ピストンの軸方向に離れて前記ピストンの外周面に係止されており、前記ピストンブーツの一端部は、前記シリンダ部の前記ディスクロータ側端部に形成される拡径溝部に嵌合し、当該一端部のディスクロータ側の面に接触して配置されるリング部材によって固定されることを特徴とする。

本発明のディスクブレーキによれば、大型化を抑制することができる。

第１の実施形態に係るディスクブレーキを示す断面図である。 図１のＡ部拡大図である。 第２の実施形態に係るディスクブレーキの要部拡大図である。

以下、本発明を実施するための形態を図１〜図３に基づいて詳細に説明する。
まず、本発明の第１の実施形態に係る電動ディスクブレーキ１ａを、図１及び図２に基づいて説明する。
第１の実施形態に係る電動ディスクブレーキ１ａは、図１に示すように、キャリパ浮動型ディスクブレーキであって、車輪と共に回転するディスクロータＤと、サスペンション部材等の車体側の非回転部分（図示せず）に固定されるキャリア２と、ディスクロータＤの両側に配置されてキャリア２によって支持される一対のインナブレーキパッド３Ｂ及びアウタブレーキパッド３Ａと、ディスクロータＤを跨ぐように配置されてキャリア２に対してディスクロータＤの軸方向に沿って移動可能に支持されたキャリパ本体４とを備えている。

キャリパ本体４には、ディスクロータＤの一側に対向して開口する貫通穴を有する円筒状のシリンダ部５及びシリンダ部５からディスクロータＤを跨いで反対側へ延びる爪部６が一体的に形成されている。キャリパ本体４のシリンダ部５内には、ピストンユニット７及び電動モータ８が設けられている。

ピストンユニット７は、シリンダ部５に挿入されて軸方向に沿って移動可能に案内される有底円筒状のピストン９と、ピストン９の内部に収容された回転−直動変換機構であるボールランプ機構１０及び差動減速機構１１と、パッド摩耗補償機構１２とを一体化したものである。

ボールランプ機構１０は、回転ディスク１３及び直動ディスク１４の傾斜溝間に鋼球であるボール１５が介装されており、回転ディスク１３と直動ディスク１４とを相対回転させることにより、傾斜溝間でボール１５が転動して、回転ディスク１３と直動ディスク１４とを回転角度に応じて軸方向に相対移動させる。これにより、回転運動を直線運動に変換する。なお、本実施形態においては、回転−直動変換機構をボールランプ機構１０としているが、ボールネジ機構やローラランプ機構、精密ローラネジ機構等としてもよい。

差動減速機構１１は、ボールランプ機構１０と電動モータ８との間に介装され、電動モータ８のロータ１７の回転を所定の減速比で減速してボールランプ機構１０の回転ディスク１３に伝達する。パッド摩耗補償機構１２は、インナブレーキパッド３Ｂ及びアウタブレーキパッド３Ｂの摩耗（ディスクロータＤとの接触位置の変化）に対して、電動モータ８の回転時に調整スクリュ１８を回転させて前進させ、ピストンユニット７を追従させるようになっている。電動モータ８は、図示しない制御装置により、そのステータ２０のコイルへ制御電流が供給されてロータ１７の回転が制御される構成である。

図１及び図２に示すように、ピストン９の底部の外周壁と、キャリパ本体４のシリンダ部５の内周面との間には、ゴム又は合成樹脂等の可撓性を有する蛇腹状のピストンブーツ２１が配設され、キャリパ本体４のシリンダ部５とピストン９との間をシールしている。

詳しくは、図２に示すように、ピストン９の底部の外周壁に環状溝２２が形成される。一方、キャリパ本体４のシリンダ部５のディスクロータＤ側の端部の内周面には、その内径が拡径される第１拡径溝部２５と、該第１拡径溝部２５からディスクロータＤ側に連続して該第１拡径溝部２５より小径に形成される第２拡径溝部２６と、該第２拡径溝部２６からディスクロータＤ側に連続して該第２拡径溝部２６より小径に形成される第３拡径溝部２７と、該第３拡径溝部２７からディスクロータＤ側に連続してディスクロータＤ側に向かって次第に拡径するように形成される第４拡径溝部２８とが形成される。

なお、第１拡径溝部２５の内径は、後述するピストンブーツ２１の一端部となるシリンダ固定部２１Ａの外径に一致し、その軸方向の長さはピストンブーツ２１の一端部の軸方向の長さと一致する。また、第２拡径部２６の内径は、後述するリング部材３０の外径に一致し、その軸方向の長さは該リング部材３０の厚みと一致する。さらに、第３拡径溝部２７の内径は、上述したように、第２拡径溝部２６の内径より小径に形成されるので、リング部材３０の外径よりも小径となる。

ピストンブーツ２１は、図２に示すように、全体として筒状に形成され、その両端部には、断面略矩形の環状に形成され、ピストンブーツ２１の一端部となるシリンダ固定部２１Ａと、ピストンブーツ２１の他端部となるピストン固定部２１Ｂとが設けられている。これらシリンダ固定部２１Ａとピストン固定部２１Ｂとの間には、蛇腹状部２１Ｃが形成され、ピストンブーツ２１がピストン９の移動に伴って伸縮可能になっている。ピストンブーツ２１のシリンダ固定部２１Ａの内周面には内方に湾曲して環状で突設する突起部３１が形成される。この突起部３１により、ピストン９とシリンダ部５との間がシールされ、シリンダ部５内への水分や埃等の異物の侵入を防止している。また、ピストンブーツ２１のピストン固定部２１ＢのディスクロータＤ側となる面には、ディスクロータＤ側に環状に突起した係合突起３２が形成される。

上記のようなピストンブーツ２１をキャリパ本体４に組み付けるには、まず、ピストンブーツ２１の一端部となるシリンダ固定部２１Ａを、シリンダ部５の内周面における第１拡径溝部２５に嵌合させる。これにより、ピストンブーツ２１の一端部の内周面に設けた突起部３１がピストン９の外周面に密着される。続いて、リング部材３０を、ピストンブーツ２１のシリンダ固定部２１ＡのディスクロータＤ側の面に接触するように、シリンダ部５の内周面における第２拡径溝部２６と、ピストンブーツ２１のシリンダ固定部２１Ａに近い蛇腹部２１Ｃとの間に嵌合させる。この時、リング部材３０が配置される、蛇腹部２１Ｃのシリンダ固定部２１Ａに近い部位が径方向内側に弾性変形した状態となる。また、リング部材３０の外径がシリンダ部５の内周面における第３拡径溝部２７の内径よりも大径に形成されるので、リング部材３０のディスクロータＤ側への移動が規制される。

この結果、ピストンブーツ２１の一端部となるシリンダ固定部２１Ａが、シリンダ部５の内周面に設けた第１拡径溝部２５とピストン９の外周面との間にリング部材３０により固定され、しかも、シリンダ部５の内周面とピストン９の外周面との間がピストンブーツ２１の一端部の内周面に設けた突起部３１によりシールされる。なお、ピストンブーツ２１の蛇腹部２１Ｃの一部が、シリンダ部５の内周面における第４拡径溝部２８に沿うように延びる。一方、ピストンブーツ２１の他端部となるピストン固定部２１Ｂは、ピストン９の外周壁に設けた環状溝２２に嵌合され、他端部のディスクロータＤ側の面に設けた係合突起３２が、環状溝２２のディスクロータＤ側の面に係合される。

次に、上述した第１の実施形態に係るディスクブレーキ１ａの作用について説明する。運転者によるブレーキ操作に基づいて、電動モータ８に制御電流を供給してロータ１７を回転させる。ロータ１７の回転は、差動減速機構１１によって所定の減速比で減速され、ボールランプ機構１０の回転ディスク１３を回転させる。ボールランプ機構１０では、回転ディスク１３の回転を直動部材１４の直線運動に変換してピストン９を前進させる。ピストン９の前進により、インナブレーキパッド３ＢがディスクロータＤに押圧され、その反力によってキャリパ本体４が移動して、爪部６がアウタブレーキパッド３ＡをディスクロータＤに押圧して制動力を発生させる。なお、インナブレーキパッド３Ｂ及びアウタブレーキパッド３Ａが摩耗した場合には、制動時にパッド摩耗補償機構１２によって、摩耗量に応じて調整スクリュ１８を回転させて前進させ、これにより、ボールランプ機構１０を摩耗に追従して前進させて摩耗を補償する。

以上説明した本発明の第１の実施形態に係るディスクブレーキ１ａによれば、ピストンブーツ２１の一端部となるシリンダ固定部２１Ａがシリンダ部５の内周面に設けた第１拡径溝部２５とピストン９の外周面との間にリング部材３０により固定されるので、従来のように、ピストンやスリーブ等に設けたピストンブーツ２１のシリンダ固定部２１Ａが嵌合する外周溝とシリンダ部５の内周面との間にピストンブーツ２１のシリンダ固定部２１Ａを取り付けるためのスペースを確保する必要がなく、キャリパ本体４の、特に、シリンダ部５の径方向をコンパクトにすることでき、ディスクブレーキの小型化を図ることができる。

ピストンブーツ２１の取付に際しては、ピストンブーツ２１の一端部となるシリンダ固定部２１Ａを径方向に大きく押し広げることなく、第１拡径溝部２５に嵌合させてリング部材３０を嵌めるだけで取付可能であるので、ディスクブレーキの製造効率を向上させることが可能となる。また、ピストンブーツ２１の交換時には、リング部材３０を着脱するだけで交換可能であるので、着脱作業が容易となる。したがって、ディスクブレーキのメンテナンス性に優れる。しかも、ピストンブーツ２１の一端部をシリンダ部５の内周面の第１拡径溝部２５に装着すると、その一端部の内周面に設けた突起部３１がピストン９の外周面に密着されているので、従来のように、ピストンブーツ２１の他に、ピストン９の外周面とシリンダ部５の内周面との間にシール部材を設ける必要がなく、部品点数を削減することができる。

次に、第２の実施形態に係るディスクブレーキ１ｂを図３に基づいて説明する。第２の実施形態に係るディスクブレーキ１ｂを説明する際には、第１の実施形態に係るディスクブレーキ１ａとの相違点のみを説明する。

キャリパ本体４のシリンダ部５のディスクロータＤ側の端部の内周面に、その内径が拡径される第１拡径溝部２５と、該第１拡径溝部２５の内周面のディスクロータＤ寄りに設けられ、該第１拡径溝部２５の内径よりも拡径される環状溝３６と、第１拡径溝部２５から連続してディスクロータＤ側に向かって次第に拡径されるように形成される第４拡径溝部２８とが形成される。なお、第１拡径溝部２５の内径は、ピストンブーツ２１の一端部となるシリンダ固定部２１Ａの外径に一致し、その軸方向の長さはピストンブーツ２１の一端部の軸方向の長さよりも長く形成される。また、第１拡径溝部２５の内径は第１リング部材３７の外径に一致し、環状溝３６の内径が第２リング部材３８の外径に一致する。また、第２リング部材３８の内径は第１リング部材３７の外径よりも小径に形成される。第１リング部材３７の厚みと第２リング部材３８の厚みとは略同じで、第２リング部材３８の厚みと環状溝３６の幅とが一致する。

ピストンブーツ２１をキャリパ本体４に組み付けるには、まず、ピストンブーツ２１の一端部となるシリンダ固定部２１Ａをシリンダ部５の内周面における第１拡径溝部２５の電動モータ８側端部へ配置する。続いて、第１リング部材３７を第１拡径溝部２５内に挿入して、ピストンブーツ２１のシリンダ固定部２１ＡのディスクロータＤ側の面に当接させると共に、第１拡径溝部２５とピストンブーツ２１のシリンダ固定部２１Ａに近い蛇腹部２１Ｃとの間に配置する。この時、第１リング部材３７が配置される、ピストンブーツ２１の蛇腹部２１Ｃの部位が径方向内側に弾性変形した状態となる。また、ピストンブーツ２１のシリンダ固定部２１Ａの内周面に設けた突起部３１がピストン９の外周面に密着される。続いて、第２リング部材３８を第１拡径溝部２５の内周面に設けた環状溝３６に嵌合する。すると、第２リング部材３８と第１リング部材３７とが互いに接触すると共に、第２リング部材３８の内径が第１リング部材３７の外径よりも小径に形成されるので、第１リング部材３７のディスクロータＤ側への移動が規制される。この結果、ピストンブーツ２１のシリンダ固定部２１Ａが、シリンダ部５の内周面に設けた第１拡径溝部２５とピストン９の外周面との間に第１リング部材３７及び第２リング部材３８により固定される。

以上説明した第２の実施形態に係るディスクブレーキ１ｂの効果は、第１の実施形態に係るディスクブレーキ１ａの効果と略同じであるが、第２の実施形態に係るディスクブレーキ１ｂでは、第１の実施形態に係るディスクブレーキ１ａよりも、ピストンブーツ２１の一端部が固定されるシリンダ部５の内周面における溝形状を簡素化することができ、溝加工が容易となるので、ディスクブレーキの製造効率を向上させることが可能となる。

１ａ、１ｂ ディスクブレーキ，３Ａ アウタブレーキパッド，３Ｂ インナブレーキパッド，４ キャリパ本体，５ シリンダ部，８ 電動モータ，９ ピストン，１０ ボールランプ機構（回転−直動変換機構），２１ ピストンブーツ，２１Ａ シリンダ固定部（ピストンブーツの一端部），２１Ｂ ピストン固定部（ピストンブーツの他端部），２２ 環状溝，２５ 第１拡径溝部，２６ 第２拡径溝部，２７ 第３拡径溝部，２８ 第４拡径溝部，３０ リング部材，３１ 突起部，３５ 周壁，３６ 環状溝，３７ 第１リング部材，３８ 第２リング部材，Ｄ ディスクロータ

Claims (4)

1. キャリパ本体内を移動して、ブレーキパッドをディスクロータに押圧するピストンを備えたディスクブレーキにおいて、
   前記キャリパ本体には、可撓性を有するピストンブーツが設けられ、
   前記ピストンブーツは、該ピストンブーツの一端部が、前記キャリパ本体のシリンダ部の内周面と前記ピストンの外周面との間に配置されると共に、前記ピストンブーツの他端部が、前記ピストンブーツの一端部と前記ピストンの軸方向に離れて前記ピストンの外周面に係止されており、
   前記ピストンブーツの一端部は、前記シリンダ部の前記ディスクロータ側端部に形成される拡径溝部に嵌合し、当該一端部のディスクロータ側の面に接触して配置されるリング部材によって固定されることを特徴とするディスクブレーキ。
2. 前記リング部材は、前記ピストンブーツの一端部が径方向に弾性変形した状態で前記シリンダ部の内周面と前記ピストンの外周面との間に固定されていることを特徴とする請求項１に記載のディスクブレーキ。
3. 前記ピストンブーツの一端部には、前記シリンダ部内の内周面に突起部が形成され、
   前記突起部は、前記ピストンの外周面に当接し、
   前記ピストンブーツの一端部は、前記シリンダ部と前記ピストン部の間をシールすることを特徴とする請求項１または２に記載のディスクブレーキ。
4. 前記キャリパ本体内に、電動モータと、該電動モータからの回転を直線運動に変換して前記ピストンを移動させる回転−直動変換機構とを備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のディスクブレーキ。

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