JP6180111B2 - リングモールド型ブーツ - Google Patents

Description

本発明は、例えば、ディスクブレーキのキャリパーに用いられるピストンとシリンダーとの間に備えられ、外部からの塵や水分などの浸入を防止するピストンブーツ等であって、ゴム状弾性体の内部に金属リング（金属製の環状芯材）を埋設してなるリングモールド型ブーツの改良に関するものである。

リングモールド型ブーツの一例として、ピストンブーツが知られている。このピストンブーツは、ディスクブレーキのキャリパーに用いられるピストンとシリンダーの間に備えられており、塵や水分などがシリンダー内部に浸入しないように外部から遮蔽している。

このピストンブーツは、ゴム状弾性体から構成され、大径環状部（第１の環状端部）と、前記大径環状部（第１の環状端部）と同心円で小径に形成された小径環状部（第２の環状端部）と、前記大径環状部（第１の環状端部）と前記小径環状部（第２の環状端部）との間に設けられた伸縮自在の蛇腹部とが一体となっている。
そして、このピストンブーツは、前記大径環状部（第１の環状端部）をシリンダーの開口部に嵌合して装着するとともに、前記小径環状部（第２の環状端部）をピストン外周に形成された外周溝に嵌め込んで装着される。
このピストンブーツにおいては、前記大径環状部（第１の環状端部）のシリンダーの開口部への嵌合を確実にするため等の目的で、金属リング（金属製の環状芯材）が前記大径環状部（第１の環状端部）内に埋設されている。（特許文献１参照。）。

従来、このようなピストンブーツをピストンとシリンダーとの間に組み付ける際の作業性について改善の余地があった。
すなわち、前記大径環状部（第１の環状端部）を、シリンダーの開口部に嵌合する際、その内部に埋設された金属リングとこの金属リングの周囲のゴム状弾性体との間にずれが生じてしまうおそれがあった。
これは、ピストンブーツの大径環状部（第１の環状端部）をシリンダーの開口部に嵌合する際に、開口部の内周面と擦れる面がゴム状弾性体であるため、どうしても滑り難いということに起因している。
このような嵌合不全が生じると、シール性が低下するおそれがあるため、従来のピストンブーツにおいては、ピストンブーツの組み付け作業を慎重に行う場合があった。

特開２００２−３２７８４９号公報

本発明は、従来のピストンブーツが有するこのような改善の余地に鑑みなされたもので、その課題とするところは、金属リングに位置ずれ防止部を設けることにより、相手部材への嵌合の際のゴム状弾性体と金属リングとの位置ずれの発生を防止するリングモールド型ブーツを提供することにある。

上記課題を達成するために第１の発明がなした技術的手段は、金属リングがゴム状弾性体に埋設されてなるリングモールド型ブーツにおいて、
前記金属リングは、前記ゴム状弾性体との位置ずれを防止する位置ずれ防止部を備え、
前記位置ずれ防止部は、リング状の金属製線状体の両端の突合せ部の溶接部であることを特徴とするリングモールド型ブーツとしたことである。

第２の発明は、第１の発明において、前記位置ずれ防止部は、前記溶接部に形成された、前記金属リングの周面よりもへこんだへこみ部であることを特徴とするリングモールド型ブーツとしたことである。
第３の発明は、第１の発明において、前記位置ずれ防止部は、前記溶接部に形成された、前記金属リングの周面よりも膨らんだ膨らみ部であることを特徴とするリングモールド型ブーツとしたことである。
第４の発明は、第２の発明において、前記へこみ部は、前記金属リングの外周面側に形成されていることを特徴とするリングモールド型ブーツとしたことである。
第５の発明は、第３の発明において、前記膨らみ部は、前記金属リングの外周面側又は内周面側に形成されていることを特徴とするリングモールド型ブーツとしたことである。

第６の発明は、第１の発明乃至第５の発明のいずれかにおいて、ディスクブレーキのキャリパーに用いられるピストンとシリンダーとの間に備えられることを特徴とするリングモールド型ブーツとしたことである。

第７の発明は、金属リングがゴム状弾性体に埋設されてなるリングモールド型ブーツの製造方法において、
金属製線状体をリング状に加工する工程と、
リング状に加工した金属製線状体の端部同士の突合せ部を溶接によって接合して溶接部を形成する工程と、
前記金属リングをゴム状弾性体に埋設する工程とを備え、
前記溶接部が、前記ゴム状弾性体との位置ずれを防止する位置ずれ防止部となることを特徴とするリングモールド型ブーツの製造方法としたことである。

本発明によれば、金属リングに位置ずれ防止部を設けることにより、相手部材への嵌合の際のゴム状弾性体と金属リングとの位置ずれの発生を防止することができ、組み付けの際の作業性の向上を図ることができるリングモールド型ブーツを提供することができる。

本発明のリングモールド型ブーツの一実施形態における使用状態の一例を示す概略断面図である。 本発明のリングモールド型ブーツの一実施形態を、一部省略して示す概略断面図である。 本発明のリングモールド型ブーツの一実施形態を示す概略正面図である。 本発明のリングモールド型ブーツを構成する金属リングの他の実施形態の一例で、（ａ）は第二の実施形態の金属リングを一部省略して示す概略断面と周面の一部を並べて示す図、（ｂ）は第三の実施形態の金属リングを一部省略して示す概略断面と周面の一部を並べて示す図、（ｃ）は第四の実施形態の金属リングを一部省略して示す平面図である。 本発明のリングモールド型ブーツを構成する金属リングの加工方法の一例を示す図で、（ａ）は一部省略して示す線状体の概略正面図、（ｂ）は、線状体を環状（リング状）に加工する工程を示す（端部同士は溶着前で離間している状態を示す）概略正面図である。 線状体の端部同士を接合する他の方法の一例を一部省略して示す概略断面図である。 従来の金属リングの加工工程を示す概略断面図で、（ａ）は加工前の金属製の板状体の断面図で、（ｂ）は金属製の板状体をプレスで絞り加工している概略断面図で、（ｃ）はそのプレス加工後、不要部分を切断して金属リングを形成した概略断面図である。 従来の加工工程により形成された金属リングの概略図であって、（ａ）は全体概略断面図、（ｂ）は拡大断面図である。 本発明のリングモールド型ブーツを構成する金属リングのさらに別の実施形態の一例で、（ａ）は金属リングの斜視図、（ｂ）は溶接部の一例を示す模式的な部分拡大斜視図、（ｃ）は溶接部の一例を示す模式的な断面図、（ｄ）は溶接部の一例を示す模式的な平面図、（ｅ）は溶接部の他の例を示す模式的な断面図である。 本発明のリングモールド型ブーツを構成する金属リングの変形例で、（ａ）は金属リングの斜視図、（ｂ）は溶接部の一例を示す模式的な部分拡大斜視図、（ｃ）は溶接部の一例を示す模式的な断面図、（ｄ）は溶接部の一例を示す模式的な平面図、（ｅ）は溶接部の他の例を示す模式的な断面図である。

以下、本発明のリングモールド型ブーツの一実施形態について説明する。なお、本実施形態は、本発明の一実施形態にすぎず、何らこれに限定解釈されるものではなく、本発明の範囲内で任意に設計変更可能である。

図１は、本発明の実施形態に係るピストンブーツ１の使用状態を示すディスクブレーキ１５の一例を示しており、ディスクブレーキ１５を構成するキャリパー１６のシリンダー１９の開口部２０に形成した環状段部２１と、ピストン２４の外周面２５に形成された外周溝２６との間に架け渡されるようにして本実施形態のピストンブーツ１が備えられている。なお、図中１７は、ピストンシールである。

本実施形態では、図１に示すように、片側のパッド（インナーパッド）１８のみをピストン２４で押圧するキャリパーの一例を示している。なお、図面のディスクブレーキの構成において、本発明のピストンブーツ１以外の構成は、本発明の範囲内において周知構成が適用可能であるため特に詳細な説明は省略する。
ピストン２４は、シリンダー１９内に供給される油圧の圧力作用により、図中の矢印Ｙで示す方向に移動して前記パッド１８を前進させる。図１中で符号６はディスクローターを示す。

ピストンブーツ１は、弾力性の良好なゴムや樹脂等のゴム状部材によって形成されたゴム状弾性体２と、ゴム状弾性体２に埋設される金属リング（金属製の環状芯材）7とで構成され、モールド成型により全体として環状に一体的に形成されている（図２及び図３参照）。

ゴム状弾性体２は、大径環状部（第１の環状端部）３と、大径環状部３と同心円で小径に形成された小径環状部（第２の環状端部）４と、大径環状部３と小径環状部４との間に設けられた伸縮自在の蛇腹部５とが一体となって構成されている（図２及び図３参照）。

大径環状部３は、断面視略矩形状で、径方向に所定の肉厚を有して形成されており、本実施形態では、その外周面３ａには位置合わせのための曲面状の凸条部３０が形成されている。この凸条部３０は、シリンダー１９の環状段部２１に形成された曲面状の凹条部２２に嵌合される。また、本実施形態では、大径環状部３の端面には、シリンダー１９の環状段部２１の壁面２３に圧接するダストシール３ｂが設けられている。
なお、本実施形態で備えられている凸条部３０やダストシール３ｂは本発明の必須構成要素ではなく、これらを備えない形態であっても本発明の範囲内である。
凸条部３０は、凹条部２２とともに複数個設けられていてもよく、また断続的に設けられていてもよい。また、ダストシール３ｂは、複数個設けられていてもよい。
凸条部３０（及び凹条部２２）とダストシール３ｂの形状も限定されず本発明の範囲内で設計変更可能である。

小径環状部（第２の環状端部）４は、大径環状部３よりも軸方向で短尺の断面視矩形状に形成され、ピストン２４の外周面２５に形成された外周溝２６に嵌め込んで嵌合される。

蛇腹部５は、ピストン２４のＹ軸方向の動きを規制しないものであれば、特に限定されるものではなく、周知一般の構成が本発明の範囲内で適用される。
なお、大径環状部３、小径環状部４、蛇腹部５の形状などは特に限定解釈されるものではなく、ピストンブーツ１として本発明の範囲内で設計変更可能である。

金属リング７は、大径環状部３が、シリンダー１９の開口部２０へ確実に嵌合するため、モールド成形時において大径環状部（第１の環状端部）３内に一体に埋設されている（図２参照）。

金属リング７は、本実施形態では、金属製の線状体（線材）１３を圧延加工して断面視矩形状とし、後述する位置ずれ防止部を形成した後、所定長さＬ１に切断し（図５（ａ））、この切断された線状体１３をリング状に加工（図５（ｂ））した後、相対向する端部１３ａ，１３ａを、例えばスポット溶接等で固着して形成する。なお、図５においては、後述する位置ずれ防止部は図示していない。

本実施形態の金属リング７が、上述のとおり金属製の線状体（線材）１３を圧延加工して形成するものとした理由は、次の通りである。
従来の金属リングは、まず金属製の板状体Ｂ（図７（ａ）の状態）をプレスで絞り加工し（図７（ｂ）の状態）、その後、不要部分Ｒ１，Ｒ２を切断（例えば図７（ｂ）のＳ１-Ｓ１線、Ｓ２-Ｓ２線で切断）することで製造していた（図７（ａ）及び図７（ｃ）の状態）。
しかし、不要部分Ｒ１，Ｒ２を切断した際に、その切断箇所（特に角部）には、図８（ｂ）に示すようにバリＳ…が発生し易く、このバリＳ…があることによって次のような問題が生じていた。例えば、金属リングを埋設したピストンブーツをモールド成型する場合、金属リングを図示しない金型キャビティ内の所定位置にセットし、その後、ゴムや樹脂等の溶融材料をキャビティ内に充填、硬化させて成型する。このとき、切断箇所の角部にバリＳ…があると、金属リングが所定位置にセットできずに位置ずれが生じることがあり、その結果、金属リングが傾いて埋設されたり、あるいは径方向にずれた状態で埋設されたりするおそれがあった。また、そのバリＳ…によって周囲のゴム状弾性体に亀裂などの損傷を発生させるおそれもあった。
このため、従来は、金属リングの製造後、金属リングの切断箇所にバリＳが発生しているか否かを確認しなければならず、また、バリＳが生じていた場合は、その除去作業も必要となるため、製造コストの上昇等を招いていたものであった。

金属リング７には、ゴム状弾性体２との位置ずれを防止する位置ずれ防止部８が設けられている（図２参照。）。

位置ずれ防止部８は、金属リング７の外周面７ｂに周方向（環状方向）にわたって連続的に形成された曲面状の凹状部８ａと、前記凹状部８ａと相対向する内周面７ａに周方向（環状方向）にわたって連続的に形成された曲面状の凸状部８ｂとで構成されている（図２参照。）。
本実施形態によれば、ゴム状弾性体２とモールド成形により一体成形すれば、金属リング７の凹状部８ａにゴム状弾性体２が入り込み、かつ凸状部８ｂがゴム状弾性体２に食い込むように一体成形されるため、金属リング７とゴム状弾性体２とが一体化し、大径環状部３をシリンダー１９の開口部２０の環状段部２１に嵌合する際の位置ずれを防止している（図２参照。）。

この位置ずれ防止部８は、金属リング７をリング状に加工する以前に、押圧その他の周知の加工方法で形成される。例えば、所定の長さの線状体１３に切断する前の長尺状の状態で機械加工により位置ずれ防止部８を形成する。そして、所定の長さの線状体１３に切断した後、その線状体１３をリング状に加工し、端部１３ａ，１３ａ間を固着して本実施形態の金属リング７が出来上がる。

位置ずれ防止部８は、図２に示すように曲面状の凹状部８ａと凸状部８ｂに形成しているが、凹状部８ａと凸状部８ｂは曲面状に限らず、円錐状・方形状などに形成された凹状部及び凸状部であってもよく任意に設計変更可能である。
また、凹状部８ａと凸状部８ｂは、金属リング７の周方向（環状方向）に連続的に設ける必要はなく、周方向（環状方向）に所定の間隔を設けて間欠的に複数設けてもよい。
また、位置ずれ防止部８は、図２に示す形態に限定解釈されるものではなく、本発明の範囲内において適宜設計変更可能である。ここで、位置ずれ防止部８の他の実施形態の一例について図４に基づいて説明する。図４（ａ）は第二の実施形態、図４（ｂ）は第三の実施形態、図４（ｃ）は第四の実施形態を示す。

図４（ａ）は、金属リングの外周面と内周面にわたって貫通して形成されている孔部８ｃが、周方向（環状方向）にわたって所定間隔をあけて複数個形成されている実施の一例である。
本実施形態によれば、ゴム状弾性体２とモールド成形により一体成形すれば、金属リング７の複数個の孔部８ｃにゴム状弾性体２が入り込んだ状態で一体成形されるため、金属リング７とゴム状弾性体２との一体化が強固となり位置ずれ防止を図ることができる。すなわち、孔部８ｃが位置ずれ防止部８として機能している。
なお、本実施形態では、各孔部８ｃが同一の矩形状に形成されているものであるが、孔部８ｃ形状はこれに限定されず任意に設計変更可能である。また、孔部８ｃ形状は外周面７ｂ側の開口部と内周面７ａ側の開口部の大きさを同一としても異にするものとしてもよい。さらに、その配設間隔も任意で、一定間隔であっても異なる間隔であってもよい。また、各孔部８ｃの大きさを異にするものであってもよい。
また、本実施形態では、周方向（環状方向）で同一線上に孔部を設ける構成が採用されているが、千鳥状に設けるものであってもよく、またランダムに設けるものであってもよく本発明の範囲内で設計変更可能である。

図４（ｂ）は、金属リング７が、略中央位置から左右の領域８ｄ，８ｅを、内周面７ａ方向に僅かに屈曲させた形態、すなわち断面視で略ハ字形状に形成させた実施の一例である。
本実施形態によれば、ゴム状弾性体２とモールド成形により一体成形すれば、金属リング７の屈曲した左右の領域８ｄ，８ｅがゴム状弾性体２に食い込んだような状態となって一体成形されるため、金属リング７とゴム状弾性体２との一体化が強固となり位置ずれ防止を図ることができる。すなわち、左右の屈曲した領域８ｄ，８ｅが位置ずれ防止部８として機能している。
また、金属リング７が、略中央位置から左右の領域８ｄ，８ｅを、外周面７ｂ方向に僅かに屈曲させた形態、すなわち断面視で上向き略ハ字形状とすることも本発明の範囲内である。なお、左右の領域８ｄ，８ｅの屈曲程度は特に限定して解釈されるものではなく、断面視で略Ｖ字形状等に屈曲させるなど適宜変更可能である。

図４（ｃ）は、金属リング７の外周面７ｂに、複数本の溝８ｆを交差させた粗面加工（ローレット加工）を施した形態の実施の一例である。
本実施形態によれば、ゴム状弾性体２とモールド成形により一体成形すれば、金属リング７の外周面７ｂに形成した粗面加工に、ゴム状弾性体２が食い込んでいくような状態となって一体成形されるため、金属リング７とゴム状弾性体２との一体化が強固となり位置ずれ防止を図ることができる。
なお、金属リング７の内周面７ａに同様の粗面加工を施すことも可能である。
また、粗面加工は図示例のように複数個の溝８ｆを交差させてなるものに限らず、多数の細かい突起を設けて粗面にしてなるものであってもよい。

さらに、図示はしないが、金属リング７の外周面７ｂに、周方向に連続して形成される凹条溝と、前記凹条溝と相対向する内周面７ａに、周方向に連続して形成される凸条部とで構成されるものも本発明を構成する位置ずれ防止部８として機能する。内周面７ａに凹条部を外周面７ｂに凸条部を設ける形態も勿論含まれる。
また、図２及び図４に示す各位置ずれ防止部８（８ａ−８ｆ）の各形態の全て若しくは任意の組合せで構成するものであっても本発明の範囲内である。

金属リング７を構成する線状体１３は、本実施形態では、金属リング７とした場合の両側面７ｃ，７ｃが断面視矩形の金属製の線状体（平角線材）としたが、両側面７ｃ，７ｃは円弧状を有する断面視楕円形状をなすものとした方が、エッジ（角部）の発生がなく好ましい。
両側面７ｃ，７ｃを断面視楕円形状とするためには、断面視で円形の線状体を圧延加工するものとするとよい。
尚、金属リング７は、断面視形状は特に限定解釈されるものではなく、本発明の範囲内で設計変更可能である。
また、金属リング７は、側面７ｃ，７ｃを平坦状に形成するとともに、その側面７ｃと内周面７ａ及び側面７ｃと外周面７ｂとをつなぐ四隅角部の全て若しくはいずれか所定の隅角部が円弧状をなすように形成されているものであってもよく、このような形状とすることも本発明の範囲内である。

さらに、金属リング７の径方向厚さも任意であるが、薄すぎる場合、その金属リング７の側面７ｃが刃先形状に近づいてしまうため、その厚さの設定には留意する必要がある。

また、本実施の形態では、端部１３ａ，１３ａの固着に、スポット溶接を用いたものを例示したが、固着の手段は、特にスポット溶接に限定されるものではなく、本発明の範囲内で設計変更可能である。
例えば、図６に示すように、それぞれの端部１３ａ，１３ａが嵌合構造を有するように形成するものであってもよい。すなわち、例えば図６では、一方の端部（図面上向かって右側の端部）１３ａに凸部１３ｂを設け、他方の端部（図面上向かって左側の端部）１３ａには、前記凸部１３ｂが嵌る凹部１３ｃを設け、この凸部１３ｂと凹部１３ｃによる嵌合によって端部１３ａ，１３ａが固着されるものであってもよい。なお、図６に示した嵌合は一例にすぎず、本発明の範囲内で設計変更可能である。

次に、本発明のリングモールド型ブーツに使用する金属リングのさらに別の実施形態を図９に基づいて説明する。
上述した実施形態にあっては、位置ずれ防止部８は、金属リング７に形成された凹状部８ａと凸状部８ｂや、金属リング７の外周面と内周面にわたって貫通して形成された孔部８ｃ等を例示したが、本実施形態にあっては、図９（ａ）乃至（ｅ）に示すように、位置ずれ防止部８は、金属リング７を構成する線状体１３の端部１３ａ，１３ａの突合せ部を接合する溶接部１００ａで構成されている。

金属リング７は、線状体１３をリング状に加工した後、端部１３ａ，１３ａの突合せ部が、例えばスポット溶接等によって２箇所接合されている。この２箇所の溶接部１００ａは、金属リング７の外周面よりもへこんでおり、このへこみ部が位置ずれ防止部８となっている。なお、溶接部１００ａは２箇所に限られるものではなく、線状体１３の幅方向に１箇所又は３箇所等であってもよい。また、図９（ｅ）に示すように、溶接部１００ａが線状体１３を貫通し、線状体１３の内周面に膨らみ部を形成してもよく、この場合、内周面側の膨らみ部も位置ずれ防止部８として機能する。

次に、本発明のリングモールド型ブーツに使用する金属リングの変形例を図１０に基づいて説明する。
本実施形態にあっても、図１０（ａ）乃至（ｅ）に示すように、位置ずれ防止部８は、金属リング７を構成する線状体１３の端部１３ａ，１３ａの突合せ部を接合する溶接部１００ｂで構成されている。

金属リング７は、線状体１３をリング状に加工した後、端部１３ａ，１３ａの突合せ部が、例えばスポット溶接等によって２箇所接合されている。この２箇所の溶接部１００ｂは、金属リング７の外周面よりも膨らんでおり、この膨らみ部が位置ずれ防止部８となっている。なお、溶接部１００ｂは２箇所に限られるものではなく、線状体１３の幅方向に１箇所又は３箇所等であってもよい。また、図１０（ｅ）に示すように、溶接部１００ｂが線状体１３を貫通し、線状体１３の内周面にも膨らみ部を形成してもよく、この場合、内周面側の膨らみ部も位置ずれ防止部８として機能する。

これらの実施形態によれば、溶接部１００ａ（１００ｂ）のへこみ部や膨らみ部が位置ずれ防止部８として機能するため、線状体１３に機械加工による位置ずれ防止部８を形成する必要がなく、低コスト化が図れる。

以上の実施形態においては、リングモール型ブーツの一例としてピストンブーツを例示したが、本発明を他のブーツに転用できることは勿論である。

１ リングモールド型ブーツ
２ ゴム状弾性体
７ 金属リング
８ 位置ずれ防止部
１３ 線状体
１３ａ 端部
１５ ディスクブレーキ
１６ キャリパー
１８ パッド
１９ シリンダー
２４ ピストン

Claims (7)

1. 金属リングがゴム状弾性体に埋設されてなるリングモールド型ブーツにおいて、
   前記金属リングは、前記ゴム状弾性体との位置ずれを防止する位置ずれ防止部を備え、
   前記位置ずれ防止部は、リング状の金属製線状体の両端の突合せ部の溶接部であることを特徴とするリングモールド型ブーツ。
2. 前記位置ずれ防止部は、前記溶接部に形成された、前記金属リングの周面よりもへこんだへこみ部であることを特徴とする請求項１に記載のリングモールド型ブーツ。
3. 前記位置ずれ防止部は、前記溶接部に形成された、前記金属リングの周面よりも膨らんだ膨らみ部であることを特徴とする請求項１に記載のリングモールド型ブーツ。
4. 前記へこみ部は、前記金属リングの外周面側に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のリングモールド型ブーツ。
5. 前記膨らみ部は、前記金属リングの外周面側又は内周面側に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のリングモールド型ブーツ。
6. ディスクブレーキのキャリパーに用いられるピストンとシリンダーとの間に備えられることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のリングモールド型ブーツ。
7. 金属リングがゴム状弾性体に埋設されてなるリングモールド型ブーツの製造方法において、
   金属製線状体をリング状に加工する工程と、
   リング状に加工した金属製線状体の端部同士の突合せ部を溶接によって接合して溶接部を形成する工程と、
   前記金属リングをゴム状弾性体に埋設する工程とを備え、
   前記溶接部が、前記ゴム状弾性体との位置ずれを防止する位置ずれ防止部となることを特徴とするリングモールド型ブーツの製造方法。
   

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