JPS5939629B2 - 密封組立体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ディスクブレーキのような装置においては、ライニング
がピストンによってブレーキディスクと接触する位置へ
動かされるが、このピストンを元の位置へ戻すのにばね
を使用するのが普通である。

しかしながら、ばねが所期の機能を果さない場合があり
、その結果、ピストンに圧力が加えられていないときで
もライニングがブレーキディスクに摩擦係合したままに
なる。

本発明は、ライニングがブレーキディスクと接触したま
まにとどめられるのを防止するのに十分な所定の距離だ
けピストンを後退させる密封リングを設けることによっ
て上記の問題を解決するものである。

米国特許第４０５８０８４号に記載された構成において
は、密封リングを収容するための特殊な溝を必要とし、
その溝内に密封リングと共にばねが装着されている。

これに対して、本発明の密封リングは、標準的な溝内に
嵌めることができるように企図されており、更に、戻し
ばねとしての追加の機能をも果す。

また、米国特許第３７７１８０１号に開示されている密
封部材は、本発明の密封部材に外見的には類似している
が、本質的に相異するものである。

略述すれば、本発明の密封組立体は、変形自在の弾性プ
ラスチック材製の環状密封リングと、それと嵌合する裏
当てリングとから成る。

密封リングは、組立体の圧力側に露呈され４粗方向の側
面と、３つの区分された部分によって画定される内周表
面を有している。

第１の部分は、密封リングの軸線に対して３°〜１０°
のテーパ角で上記側面に向って収斂している。

第２の部分は、第１部分に連接しており、密封リングの
半径に対して２０°〜４０°傾斜した表面である。

第３部分は、第２部分に連接しており、該密封リングの
外周に隣接し軸方向に突出したフランジである。

裏当てリングは、第３部分の半径方向内側に配設される
ものであり、半径方向の両側面を有している。

本発明の目的は、密封部材としての役割と、戻しばねと
しての役割との二重の役割を果す密封リングを備えた密
封組立体を提供することである。

本発明の他の目的は、慣用の密封部材収容溝に嵌めるこ
とができるように構成されており、ピストンに対する圧
力が解放されたとき該ピストンを僅かな距離だけ後退さ
せることができる密封組立体を供給することである。

本発明の他の目的は、ブレーキの引きずりに随伴する問
題を克服する新規な、構造が簡単で信頼性の高い密封組
立体を提供することである。

本発明の叙上およびその他の目的、特徴ならびに利点は
、添付図を参照して記述した以下の説明から一層明瞭に
なろう。

第１図には本発明の密封組立体を組込むことができる代
表的な適用分野であるディスクブレーキ１０が示されて
いる。

ブレーキ１０は、慣用のものであり、それ自体は本発明
の部分を構成するものではない。

ブレーキ１０は、ハウジング１２と、該ハウジング内に
装着され、１対のライニング１６と１８の間に挾まれた
ブレーキディスク１４を備えている。

ライニング１６．１８は、それぞれピストン２０．２２
に衝接されている。

各ピストンには、圧力が解除されたとき各ピストンおよ
びそれに組合わされたライニングを引込めるための引込
め用の戻しばねを装備してもよいが、本発明による場合
そのようなばねは不必要である。

流体圧は、ハウジング壁に設けられた流体通路２４を通
してピストン３０の左端およびピストン２２の右端に加
えることができる。

本発明の密封組立体２６．２８は、それぞれピストン２
０．２２の外周面に密封接触するようにハウジング１２
の静止部分に装着する。

密封組立体２６と２８は同じものであるから、組立体２
８についてのみ詳細に説明する。

第２図を参照して説明すると、ハウジング１２は、標準
の密封部材収容溝即ちグランド３０を備えている。

本発明の密封組立体２８はこの溝内に装着する。

密封組立体２８は、密封リング３２と、裏当てリング３
４とから成る。

密封リング３２は、圧力側に半径方向の側面３６を有し
ている。

即ち、表面３６は、ピストン２２に加えられる圧力に露
呈される面である。

リング３２の内周面（半径方向でみて内側の周面）は、
３つの連接した表面３８．４０，４２によって画定され
ている。

表面３８は、リング３２の軸線に対して３°〜１０゜の
角度で延長し、側面３６に向って収斂している（側面３
６に対して鋭角をなすように延長している）。

表面３８の好ましいテーパ角範囲は４°〜６°である。

テーパ角を３°よユ」・さくすると、密封リング３２の
ピストン２２に対する十分な把持力が得られないので望
ましくないことが判明した。

逆に、ｌθ°を越えるテーパ角は、密封リングをピスト
ンに実際上粘着させてしまうことになるので望ましくな
いことが判明している。

表面３８と４０の交差部には第２図に示されるように丸
味をつける。

表面４０は、リング３２の半径に対して２０°〜４０°
の角度で延長している。

表面４０の好ましい傾斜角は２８°−３２゜の範囲であ
る。

表面４２は、密封リング３２の軸方向に突出したフラン
ジ４３の内周面を画定する。

密封組立体２８の軸方向の厚み（幅）は、溝３０の幅よ
り小さいので、溝３０の圧力側に空間４４が残される。

所望ならば、溝３０の底部隅角に丸味をつけることがで
き、リング３２のフランジ４３の丸味つき角部と溝３０
の、丸味つき隅部とが僅かな不整合をなし、それらの間
に三日月形空間４６が残されるようにすることができる
。

裏当てリング３４は、半径方向の側面４８．５０を有し
ている。

組立体２８の内周には側面５０と表面４０とによって三
角形の断面形状の空間５２が画定される。

この三角形の空間５２と隣接するリング３４の外周角部
は、湾曲表面５４によって画定する。

また、リング３１の表面４０と４２との交差部も湾曲表
面５６によって画定する。

表面５４と５６の曲率半径は同じであるが、曲率中心は
ずれているので、三角形の空間５２の頂点のところで表
面５４と５６の間に湾曲したしっぽ状の空間が画定され
る。

密封リング３２の内径は、関連するピストン２２の外径
より小さい。

ピストン２２が密封リング３２によって囲繞され該リン
グと同軸をなすように移動されると、密封リング３２は
、第３図に示される形状に変形する。

即ち、第３図の位置では、リング３２は、その半径方向
表面３６を空間４４内へ膨出させるように変形されてい
る。

また、表面４０も、空間５２を小さくさせるように、し
かし、空間の総体的な形状を変えない程度に変形されて
いる。

リング３２の好ましい圧縮範囲は１１〜２１チである。

ピストン２２に圧力が加えられると、ピストン２２は第
３，４図でみて右から左へ移動され、密封リング３２は
第４図に示される形状に変形する。

空間５２および４６は消失し、空間４４が相当に拡大さ
れている。

ピストンに対する圧力が解除されると、密封リング３２
は第３図に示される形状をとり、ピストン２２を左から
右へ引込める（後退させる）。

密封リング３２によって後退せしめられるピストン２２
の後退距離は、ピストンに加えられていた流体圧力の関
数である。

第５図に示されるように、密封リング３２がピストン２
２を後退させる距離は、加えられた圧力が５０ ｐｓｉ
（３，５２ゆ肩）である場合の０．０１０１ｎ（０，２
５４１ｆｔ′ＩＩｔ）から、圧力が４００ ｐｓｉ （
２８，１２に９／ｃｒｔｔ ）である場合の０．０２２
ｉｎ （０，５５９ｍｍ）にまで変化するが、驚くべ
きことに、圧力を４００ｐｓｉから６００ ｐｓｉ （
４２，１８ｋｇ１薗）またはそれ以上に増大させても、
リング３２によってもたらされピストン２２の後退距離
には何の効果も与えないことである。

上記の各数値は、断面寸法０．２２０ｉｎ （５，５８
８ｍｍ） （公称断面寸法’ｉｎ）の特６ 定サイズの密封組立体に関して実測した結果である。

密封リング３２のための好ましい素材としては、自動車
のブレーキ液に対して適合性を有するエチレン−プロピ
レン系のゴムコンパウンドがある。

その他の弾性ゴム材も、使用されるブレーキ流体や、温
度条件などに鑑みて使用することができる。

重要なことは、できるだけ圧縮永久歪特性の小さい、弾
性に富んだゴムコンパウンドを選択することである。

裏当てリング３４は、例えば１−ＮＹＬＡＴＲＯＮｊ
という商標名で市販されている材料から射出成形また
は機械加工によって所定の形状に形成することにより製
造するのが好ましＧ）。

裏当てリング３４は、使用条件に応じてＴＦＥ（テフロ
ン）、ナイロン、フェノール樹脂、金属等の他の慣用の
裏当て材によって製造することもできる。

空間４４は、最高作動温度のもとての密封組立体の熱膨
張を許容するのに十分な大きさとすべきである。

組立操作を容易にすることと、密封リング３２の変形を
容易にするために、空間４４の軸方向の幅は、溝３０の
軸方向の幅５〜１５チとすることが好ましい。

密封リング３２の好ましい１実施形態として、公称外径
３．１４３ｉｎ（７９，８３龍）を有し、公称０．２１
５ｉｎ （５，４６１ｘｍ）の半径方向寸法の表面３６
を有する密封リング３２を製造し、この密封リングをピ
ストン２２によって第３図に示されるように半径方向外
方に変形させたところ、表面３６は、半径方向にほぼ０
．０２５〜０．０３０ ｉｎ（０，６３５〜０．７６２
ｍｍ）だけ圧縮された。

即ち、表面３６の半径方向の寸法は、ピストン２２によ
って第２図の状態から第３図の状態に変形されることに
より約８〜１４係減少される。

本発明に従って構成した密封リングは、圧力が解除され
たときライニング１６．１８がディスク１４に接触した
ままになるのを防止するのに十分な距離だけ繰返しピス
トンを引戻すことができることが認められた。

従って、本発明による場合、ピストンを戻すための別個
の戻しばねを必要とせず、溝３０も標準のシール収容溝
でよく、特別な機械加工や賦形を必要としない。

湾曲表面５４．５６は、密封リング３２が第４図に示さ
れる位置をとったとき、応力集中が生じるのを防止する
。

裏浩てリング３４の内径は、ピストンの最大外径に等し
いか、それより大きくしなければならない。

リング３４の軸方向の厚みは、溝３０の軸方向の幅の１
５〜２５係の範囲とすることができる。

本発明の密封組立体は、それを収容する溝が静止状態に
保持されたものである限り、雄部材であっても雌部材で
あってもよい。

以上、本発明を実施例に関連して説明したが、本発明は
、ここに例示した実施例の構造および形態に限定される
ものではなく、本発明の精神および範囲から逸脱するこ
となく、いろいろな実施形態が可能であり、いろいろな
変更および改変を加えることができることは当業者には
明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を組入れることができる代表的なブレー
キの断面図、第２図は本発明の密封組立体の拡大詳細図
であり、溝内に嵌めこまれた密封組立体がピストンに接
触せしめられる前の状態を示す。 第３図は、第２図と同様の図であるが、密封リングの内
周面がピストンの外周面に接触したときの各部品の状態
を示す。 第４図は第３図と同様の図であるが、ピストンに圧力が
加えられたときの各部品の状態を示す。 第５図はピストンに加えられた圧力と密封リングの跳ね
戻り距離との関係を示すグラフである。 １２：ハウジング、２０，２２：ピストン、２６：２８
：密封組立体、３０：密封部材収容溝、３２：密封リン
グ、３４：裏当てリング、３６二半径方向の側面、３８
，４０，４２：内周表面、４４：空間、４８ 、５０
：側面、５２：三角形状の空間、５４．５６：湾曲表面
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 密封組立体において、変形自在の弾性プラスチック
   材製の環状密封リングと、該密封リングに嵌合する裏当
   てリングとから成り、該密封リングは、該組立体の圧力
   側を画定する半径方向の側面と、３つの連接した部分に
   よって固定される内周面を有しており、該内周面の第１
   部分は密封リングの軸線に対して３°〜１０°のテーパ
   角で前記側面に向って収斂しており、内周面の第２部分
   は、密封リングの半径に対して２０°〜４０°の角度で
   第１部分から半径方向外方に延長する傾斜表面であり、
   内周面の第３部分は、密封リングの外周面に隣接して軸
   方向に突出したフランジであり、前記裏当てリングは、
   前記第３部分の半径方向内方に配設され、半径方向の両
   側面を有しており、裏当てリングの一方の側面と、前記
   第２部分とが協同して該組立体の内周側に、半径方向外
   方に頂点を有する断面はぼ三角形状の空間を画定するよ
   うに構成した密封組立体。 ２ 前記第２部分と第３部分の交差部を湾曲表面によっ
   て画定し、該交差部に隣接する前記裏当てリングの角部
   を該湾曲表面と同様な湾曲表面によって画定した特許請
   求の範囲第１項記載の密封組立体。 ３ 前記密封リングは無負荷時において前記裏当てリン
   グの内径より小さい内径を有している特許請求の範囲第
   １項記載の密封組立体。 ４ 密封リングと裏当てリングとから成り、内周側に断
   面はぼ三角形状の空間を有する環状の密封組立体を準備
   し、該密封組立体をその軸方向の幅より大きい軸方向の
   幅を有する静止構内に配設して該溝の高圧側に空所を画
   定するようにし、前記密封リングのテーパ表面を無負荷
   時における該テーパ表面の内径より大きい外径を有する
   ピストンに接触させることにより密封リングを半径方向
   外方へ変形させ、前記ピストンおよび空所に圧力をかけ
   て前記密封リングを変形させ該リングが前記三角形状の
   空間を占有するようにし、該ピストンおよび密封組立体
   に対する圧力を解除し、その結果、該ピストンの外周面
   によって変形された前記元の断面形状に復帰する密封リ
   ングを戻しばねとして利用して該ピストンを所定距離だ
   け後退させることから成るピストン密封方法。 ５ 前記ピストンを前記密封リングによって０．０１０
   １ｎ（０，２５４ｍｍ）〜０．０２２ ｉｎ（０，５５
   ９朋）だけ後退させることを特徴とする特許請求の範囲
   第４項記載の密封方法。