JPH11270600A - ディスクブレ―キ装置とそれに用いる角シ―ルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 角シールの形状を改善して消費液量が少な
く、且つ、リトラクション機能の安定したディスクブレ
ーキ装置とそれに用いる角シールの製造方法を提供す
る。 【解決手段】 摩擦パッド８をディスクロータ７側に押
圧するピストン３がシリンダ２内に摺動自在に収納さ
れ、シリンダ２の内径に液圧室４側より摩擦パッド８側
が大径となっている角シール溝５を設け、角シール１０
を嵌装して制動後の除圧時に角シール１０の弾性復元力
を利用してピストン３を、液圧室４方向に戻すリトラク
ション機能を有するディスクブレーキ装置において、角
シール１０の外周の面取部を角シール溝５の摩擦パッド
側の前壁５ｂの面取り５ｄと干渉しないように成形す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動二輪車や自動
車等の各種走行車両に用いられるディスクブレーキ装置
に係り、詳しくはリトラクション機能を安定させた消費
液量の少ないディスクブレーキ装置とそれに用いる角シ
ールの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディスクブレーキの形態が対向型・浮動
型のいずれであっても、又、ピストンが多数存在してい
ても、シリンダ内の液圧室の液密性を維持する手段には
共通して角シールが用いられる。

【０００３】図１１に、従来の角シール６の中心線から
半分の自由状態における断面図を示す。該角シール６
は、ブタジェンアクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）やエチ
レンプロピレン共重合体（ＥＰＤＭ）等をチューブ状に
モールドし、加硫した後カッターで略矩形断面に輪切り
したものである。

【０００４】図１２に、ピストンの中心線から半分の断
面図を用いて、従来の角シールが発揮するリトラクショ
ン機能を角シール周辺を拡大して説明する。図１２
（ａ）において角シール周辺は、キャリパボディ１に配
置されるシリンダ２内に、ピストン３が摺動自在に収納
され、液圧室４の液密性を維持するためシリンダ２に角
シール溝５を設けたところに、角シール６が嵌装され、
そして液圧室４の制動液圧の上昇に伴ってピストン３
は、ディスクロータ７側に摩擦パッド８を押圧すること
で制動力を発生させる構成になっている。

【０００５】図１２（ａ）において、角シール６を角シ
ール溝５に嵌装すると、角シール溝５の底面５ａにはα
の傾きが設けられているので、ピストン３との液圧室４
側での密着点ｂは摩擦パッド８側の密着点ａより締め代
が大きく、摩擦パッド８側での密着点ａは、リトラクシ
ョン機能を発揮させるため角シール６の弾性復元力を阻
害しない程度の締め代となっている。

【０００６】一方、角シール溝５は機械加工で形成され
るが、角シール溝５において摩擦パッド８側の前壁５ｂ
と液圧室４側の後壁５ｃとが交わる底面５ａの隅には、
加工バイトの刃先の欠けや摩耗を防ぐため、５ｄ乃至５
ｅに示す０．２〜０．５Ｃまたは０．２〜０．５Ｒの面
取りが付与されている。また、摩擦パッド８側の口元に
は、ピストン３の引戻し量を決定するβの傾きを有する
前方面取り５ｆが形成されている。

【０００７】図１２（ａ）は、液圧室４に制動液圧が発
生していない状態を示し、図１２（ｂ）は、制動液圧が
入力された直後で角シール６がｘだけ摩擦パッド８側に
移動した状態を示している。この状態では、角シール６
の摩擦パッド８側の外周コーナーは、角シール溝５の面
取り５ｄに倣って弾性変形することになるので、この移
動量ｘは、ピストン３、角シール溝５、角シール６等の
集積誤差により可成り不安定となって、消費液量やリト
ラクション機能のバラツキの要因となる。

【０００８】図１２（ｃ）は、更に制動液圧が上昇して
角シール６が、摩擦パッド８側の前壁５ｂの前方面取り
５ｆの空間にｙだけ移動した状態を示している。図１２
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）では共に、角シール６のピスト
ン３上での密着点ａは同一位置にあるが、ディスクロー
タ７に摺動している摩擦パッド８が損耗すれば、その損
耗量だけ密着点ａはピストン３上を滑ることになる。そ
して、制動後の除圧でピストン３は、角シール５の弾性
復元力により理論的にはｘ＋ｙだけ液圧室４側に引戻さ
れることになるが、実際には、図１２（ａ）で示す初期
状態に確実に復帰するのではなく、再び制動液圧が入力
された際、復帰量によっては消費液量のバラツキの要因
となる。

【０００９】その他リトラクション機能の安定化を図る
ため、特開平８−２３３００２号公報には図１３に示す
リトラクションリングが提案されている。図１３（ａ）
の断面図において、キャリパボディ１０１に配置される
シリンダ１０２内に、ピストン１０３が摺動自在に収納
され、液圧室１０４の液密性を維持するためシリンダ１
０２にリング溝１０５を設けて、リトラクションリング
１０６を嵌装する。液圧室１０４の制動液圧の上昇に伴
ってピストン１０３は、ディスクロータ１０７側に摩擦
パッド１０８を押圧することで制動力を発生させる。

【００１０】制動後の除圧により、制動中は摩擦パッド
１０８側に弾性変形していたリトラクションリング１０
６が、図１３（ａ）に示すリング溝１０５の中央に復帰
することで、ピストン１０３を液圧室１０４側に引戻し
摩擦パッド１０８とディスクロータ１０７とを離間さ
せ、所謂「引きずり」を防ぐことになる。

【００１１】この従来技術では、リング溝１０５のＶ字
型内壁に沿った形状でリトラクションリング１０６を自
由状態の形状に成形している。従って、リング溝１０５
にリトラクションリング１０６を嵌装した時、リトラク
ションリング１０６のリング溝１０５のＶ字型内壁に密
着している辺の長さＳ１及びＳ２は同等であり、ピスト
ン１０３の外周に密着しているリトラクションリング１
０６の内周の圧力分布は均一である。これにより、リト
ラクションリング１０６への応力集中が緩和され、劣化
が部分的に進行しないと共に、リトラクションリング１
０６は常にリング溝１０５の中央に復帰するから、リト
ラクション機能の安定化が図れると説明している。

【００１２】他の実施例として、リトラクションリング
１０６の周辺を拡大した図１３（ｂ）に示すようにリン
グ溝１０５の形状を、図１３（ａ）とは逆のＶ字型にし
たものや、図１３（ｃ）に示すようにリング溝１０５の
形状をＵ字型にして、リング溝１０５の形状にリトラク
ションリング１０６の自由状態の形状を成形し、リング
溝１０５に密着している辺の長さｔ１及びｔ２、ｕ１及
びｕ２を同一にして、ピストン１０３の外周に密着して
いるリトラクションリング１０６の内周の圧力分布を均
等にしている。これらはいずれも、常にリング溝１０５
の中央にリトラクションリング１０６を復帰させるとい
う着想では同一である。

【００１３】しかし、この様な構成では、リング溝１０
５の前壁１０５ａとリトラクションリング１０６の側面
との間に、空隙が有り制動液圧が入力された際、該空隙
部へのリトラクションリング１０６の変形を許すことに
なり、消費液量の増大とバラツキの原因となる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】マスターシリンダから
ディスクブレーキに至る車両の制動装置は、剛性の高い
金属製のユニットから構成されているものゝ、キャリパ
ボディ内の液圧室を含め圧力容器は、制動液圧によつて
弾性変形したり液封手段の変位によって液量を消費す
る。消費液量の増大は、マスタシリンダのペダルストロ
ークの増大を招き、制動挙動の応答性を低下させるので
好ましくない。

【００１５】なかでも、ディスクブレーキの液圧室は、
ピストンが１個だけ存在しても左右輪を制動するので２
倍の液量を消費する。ディスクブレーキの形態が対向型
でマルチポツトになっている場合は、該部の消費液量は
無視できなくなる。本発明は、図１２（ａ）に示す従来
の角シール溝に適合する形状に角シールを改善して消費
液量とバラツキの少ない、且つ、リトラクション機能の
安定したディスクブレーキ装置とそれに用いる角シール
の製造方法を提供する。

【００１６】

【課題を解決するための手段】摩擦パッドをディスクロ
ータ側に押圧するピストンがシリンダ内に摺動自在に収
納され、シリンダの内径に任意の幅員を有する摩擦パッ
ド側が大径となっている角シール溝を設け、角シール溝
の摩擦パッド側の前壁が交わる底面の隅に、０．２〜
０．５Ｃまたは０．２〜０．５Ｒの面取りを形成し、角
シール溝に角シールを嵌装して制動後の除圧時に角シー
ルの弾性復元力を利用してピストンを、液圧室方向に戻
すリトラクション機能を有するディスクブレーキ装置に
おいて、前壁と角シールが密着する際に干渉しないよう
に、角シールの外周の面取部を成形する。

【００１７】角シールの外周の面取部が両側面共に、前
壁と角シールが密着する際に干渉しないように成形すれ
ば、角シール溝に角シールを組付ける際、角シールの方
向性に留意する必要はない。

【００１８】角シールの両側面の外周側の面取部終端に
略直角のシャープエッジを設ければ、角シールの液圧室
側の外周の面取部が制動液圧の上昇に伴って弾性変形す
るのを緩和し、消費液量のバラツキを小さくできる。

【００１９】所定のゴム配合原料を外筒と芯金から構成
される金型内に充填し、加硫されたチューブ状の任意の
長さの角シール素材の外周に、あらかじめ外筒の内周に
形成されている所定ピッチ毎のＶ字又はＵ字状の窪みを
設け、カッターで所定ピッチ毎に輪切りにする角シール
の外周切断面に任意の面取部を施せば、単純な形状のカ
ッターを用いて角シールを切断しても、自動的に角シー
ルの外周切断面には任意の面取部が形成される。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１に、本発明の第１実施例の角
シール１０の中心線から半分の自由状態における断面図
を示す。そして、図２に角シール１０が角シール溝５内
に嵌装された状態を拡大して示す。従来技術の角シール
６に比較すると、図１の角シール１０には、角シール溝
５の５ｄに相当する面取り１０ａが設けられているた
め、当初から不安定な領域ｘが消滅し角シール１０は、
摩擦パッド８側の前壁５ｂのＸ−Ｘに当接しているか
ら、従来の角シール６のように制動初期に角シール６の
移動する不安定な領域ｘにおける液量は消費されない。

【００２１】制動液圧の上昇や除圧における角シール１
０の挙動は、作動液圧が作用する場合の図１２（ｂ）、
（ｃ）に示して説明した通りであるが、除圧の場合は図
１２（ａ）と異なり、第１実施例によれば、図２に示す
ように前壁５ｂのＸ−Ｘを基準に角シール１０の弾性復
元力が作用するから、消費液量やリトラクション機能の
バラツキが少ない。

【００２２】図３に、本発明の第２実施例の角シール１
１の中心線から半分の自由状態における断面図を示す。
図４に角シール１１を、角シール溝５内に嵌装した状態
を示す。第２実施例の場合は、角シール１１の面取り１
１ａ、１１ｂのいずれが角シール溝５の面取り５ｄに接
してもよく、第１実施例のように角シール１０の面取り
１０ａの方向を定めなくとも組付けられる。

【００２３】図４に、角シール１１と角シール溝５の接
触状態を拡大して示す。図４（ａ）は、制動液圧が上昇
したとき、角シール１１の面取り１１ｂに液圧ｆが作用
することを示したものである。制動液圧のレベルによっ
ては、図４（ｂ）に示すように液圧ｆによりクサビ状に
面取り１１ｂがさらに弾性変形し、長期間に亙り制動履
歴を累積すれば角シール１１のゴム材質の疲労から消費
液量のバラツキ要因となる恐れがある。この現象を防ぐ
ためには、第３実施例が有効である。

【００２４】図５に、本発明の第３実施例の角シール１
２の中心線から半分の自由状態における断面図を示す。
この角シール１２には、両側面の外周側に面取部１２
ａ、１２ｂが設けられると共に、外周側の面取部終端に
略直角のシャープエッジ１２ｃ、１２ｄが設けられてい
る。

【００２５】図６に、角シール１２と角シール溝５の接
触状態を拡大して示す。図６（ａ）は、制動液圧が上昇
したとき角シール１２の面取り１２ｂに液圧ｆが作用す
ることを示したものである。制動液圧のレベルによって
は、図６（ｂ）に示すように液圧ｆにより面取り１２ｂ
がさらに弾性変形し、一点鎖線Ｙ−Ｙのところまでクサ
ビ状に変形しようとするところを、シャープエッジ１２
ｄによりブロックされ、角シール１２の変形による消費
液量のバラツキを小さくできる。

【００２６】さらに、従来技術のリトラクションリング
１０６は大量に安価に生産するのには不適当な形状であ
るのに対し、本発明の角シール１０、１１、１２は、チ
ューブ状にモールドした角シール素材を、単純な形状の
カッターで切断することで、角シールの外周に面取り１
０ａ、１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２
ｄ等の面取部を自動的に形成した安価な角シールを生産
できる。

【００２７】図７に、角シール素材５０の成形装置４０
の概念図を示す。４１は、ゴム配合原料４２を収納する
キャビティ４１ａを有するダイである。ダイ４１の上方
からキャビティ４１ａ内のゴム配合原料４２を押出すシ
リンダ４３が、所定の圧力で矢印Ａ方向に下降する。一
方、ダイ４１の下方には、角シール素材５０の成形金型
を構成する中央の芯金４４と外筒４５が配置され、この
両者によって形成されるチューブ状の空間に倣って、ダ
イ４１に設けられる多数のインジェクション孔４６から
ゴム配合原料４２が充填される。チューブ状の空間に充
満した余剰のゴム配合原料４２は、空気と共にダイ４１
と外筒４５の当接面に設けられるバリ溝４７を通って外
部に排出される。

【００２８】この様にして充填された角シール素材５０
は、電熱コイル４８により設定される時間と所定の温度
で加熱され加硫される。その後、角シール素材５０は芯
金４４を抜き、図８の断面図に示す角シール素材５０と
して取出す。角シール素材５０の外周には、あらかじめ
外筒４５の内面に形成されていた突起によって、所定の
ピッチ毎に窪み５１が刻まれている。この窪み５１毎
に、直刃のカッターで輪切りにすれば角シールと成る。
角シール素材５０の輪切り作業は、芯金４４の代りに樹
脂等の軟質材からなるスピンドルを、角シール素材５０
の内径に対し締代を付けて挿入し、スピンドルの一端を
旋盤の回転軸にチャックし、カッターで輪切りにする。

【００２９】図９に、窪み５１の拡大した形状を示す。
図９（ａ）は、Ｖ字状の窪み５１であり、カッター５２
の幅をＢ２に選べば第１実施例（図１）の角シール１０
が得られる。カッター５２の幅をＢ１に選べば、第２実
施例（図３）の角シール１１が得られる。図９（ｂ）
は、Ｕ字状の窪み５１であり、カッター５２の幅をＢ２
に選べば第１実施例に類似した角シール１０が得られ
る。カッター５２の幅をＢ１に選べば、第２実施例に類
似した角シール１１が得られる。図９（ｃ）は、垂直部
５３を有するＶ字状の窪み５１であり、カッター５２の
幅をＢ１に選べば第３実施例（図５）のシャープエッジ
１２ｃ、１２ｄを有する角シール１２と成る。

【００３０】さらに、図９（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）に示
すように、窪み５１の底に幅Ｃに相当するフラット部分
を設ければ、カッター５２の切断ピッチ誤差を吸収する
こともできる。

【００３１】次に、従来の角シール６と第１実施例の角
シール１０を図１２に示す従来の角シール溝５に嵌装し
た際の消費液量の値とバラツキについて説明する。

【００３２】消費液量は、例えば図１０の如き装置にて
計測する。計測対象となるキャリパボディ１に配置され
るシリンダ２内に、ピストン３が摺動自在に収納され、
液圧室４の液密性を維持するためシリンダ２に設けられ
る角シール溝に角シール６、１０が嵌装されている。マ
スターシリンダ２０にて加圧された作動液は液圧室４に
至り、ピストン３を摩擦パッドを介してディスクロータ
７に押圧する。作動圧が高圧になると、オーガニック母
材の摩擦パッドは圧縮変形して液量を消費するので、金
属製のダミーパッド２１を用いるのが好ましい。

【００３３】計測の手順としては、まず、ストップバル
ブＡとＢを開弁し、ストップバルブＣを閉弁したまゝマ
スターシリンダ２０を煽って、液圧室４内の空気を完全
に排出する。この動作が終了したら、ストップバルブＢ
を閉弁する。そして、ストップバルブＣ、Ｄを開閉しな
がら場合によってはマスターシリンダ２０を操作してビ
ュレット２２の液面を零に合わせて、最終的には、スト
ップバルブＣ、Ｄは閉弁する。

【００３４】ストップバルブＢ、Ｃ、Ｄを閉弁したま
ゝ、ストップバルブＡを開弁してマスターシリンダ２０
を操作し、ブルドン管液圧ゲージ２３を監視しながら計
測液圧に到達したところでストップバルブＡを閉弁す
る。その後、ストップバルブＣを開弁してビュレット２
２の液面の上昇を読み取って、これを所定の液圧におけ
る消費液量とする。

【００３５】ブルドン管液圧ゲージ２３のように湾曲管
の撓みにより指針が動く形式のゲージは、それ自体可成
り液量を消費するので、予めストップバルブＡからＣま
での経路のゲージ液量Ｖ₀を計測しておき、見掛の液量
をＶ₁とすれば、真の液量Ｖは、Ｖ＝Ｖ₁−Ｖ₀として計
測する。

【００３６】ピストン３の直径を４８φｍｍに設定した
図２のキャリパボディ１とピストン３を１セット用意
し、２種類の角シールの試料数ｎ＝１０を対象に作動圧
３０ｋｇｆ／ｃｍ²と７０ｋｇｆ／ｃｍ²との消費液量の
値とバラツキを計測して表１に示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】表１の結果を考察すると、従来の角シール
６に比べ本発明の第１実施例の角シール１０の消費液量
の平均値は８〜１２％減少し、バラツキとなる標準偏差
３σは約４倍改善されていることが判る。

【００３９】

【発明の効果】角シール溝とピストンの外径にて形成さ
れる環状空間に、角シール溝の底面コーナーと角シール
の外周面取部を同一又は近似の形状に成形した、自由状
態で略四角断面の製造コストの安価な角シールを嵌装し
たので、角シールの外周部コーナーの無駄な弾性変形を
排除し、制動初期から角シール溝の摩擦パッド側に当接
するから、消費液量は低減されリトラクション機能も安
定する。

【００４０】また、角シールの外周面取部を両側面に設
けることで、角シール溝に対する組付け方向に留意する
必要はなく、該外周面取部終端に略直角のシャープエッ
ジを設ければ、角シールの液圧室側の外周面取り部が制
動液圧の上昇に伴って弾性変形するのを緩和し、消費液
量のバラツキを小さくできる。

【００４１】そして、角シール素材の外周に、あらかじ
め金型の外筒の内面に形成されている突起により所定ピ
ッチ毎の任意の形状のＶ字又はＵ字状の窪みを設け、こ
の窪み部分を単にカッターで所定ピッチ毎に輪切りにし
て形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の角シールの自由状態にお
ける断面図である。

【図２】本発明の第１実施例の角シールをシール溝内に
嵌装した時の断面図である。

【図３】本発明の第２実施例の角シールの自由状態にお
ける断面図である。

【図４】本発明の第２実施例の角シールの挙動を説明す
る角シール周辺の断面図である。

【図５】本発明の第３実施例の角シールの自由状態にお
ける断面図である。

【図６】本発明の第３実施例の角シールの挙動を説明す
る角シール周辺の断面図である。

【図７】本発明の角シール素材の成形装置の概念図であ
る。

【図８】本発明の角シール素材の断面図である。

【図９】本発明の角シール素材の外周面に設けられる窪
みの拡大図である。

【図１０】消費液量を測定する装置のレイアウト図であ
る。

【図１１】従来の角シールの自由状態における断面図で
ある。

【図１２】従来の角シールの挙動を説明する角シール周
辺の断面図である。

【図１３】従来のリトラクションリングの断面図であ
る。

【符号の説明】

１：キャリパボディ ２：シリンダ ３：ピストン ４：液圧室 ５：角シール溝 ５ａ：底面 ５ｂ：前壁 ５ｃ：後壁 ５ｄ、５ｅ：面取り ５ｆ：前方面取り ６、１０、１１、１２：角シール ７：ディスクロータ ８：摩擦パッド ４４：芯金 ４５：外筒 ５０：各シール素材 ５１：窪み ５２：カッター ５３：垂直部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 摩擦パッドをディスクロータ側に押圧す
   るピストンがシリンダ内に摺動自在に収納され、前記シ
   リンダの内径に任意の幅員を有する前記摩擦パッド側が
   大径となっている角シール溝を設け、前記角シール溝の
   摩擦パッド側の前壁が交わる底面の隅に、０．２〜０．
   ５Ｃまたは０．２〜０．５Ｒの面取りを形成し、前記角
   シール溝に角シールを嵌装して制動後の除圧時に前記角
   シールの弾性復元力を利用して前記ピストンを、前記液
   圧室方向に戻すリトラクション機能を有するディスクブ
   レーキ装置において、前記前壁と前記角シールが密着す
   る際に干渉しないように、前記角シールの外周に面取部
   を成形したことを特徴とするディスクブレーキ装置。
2. 【請求項２】 前記角シールの外周の面取部が両側面
   に、成形されていることを特徴とする請求項１に記載の
   ディスクブレーキ装置。
3. 【請求項３】 前記角シールの両側面の外周側の面取部
   終端に、略直角のシャープエッジを設けたことを特徴と
   する請求項２に記載のディスクブレーキ装置。
4. 【請求項４】 所定のゴム配合原料を外筒と芯金から構
   成される金型内に充填し、加硫されたチューブ状の任意
   の長さの角シール素材の外周に、あらかじめ前記外筒の
   内面に形成されている突起により所定ピッチ毎の任意形
   状のＶ字又はＵ字状の窪みを設け、この窪み部分をカッ
   ターで輪切りにし、前記角シールの外周に任意の面取部
   が形成されることを特徴とする角シールの製造方法。