WO2020026530A1 - ディスクブレーキ - Google Patents

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WO2020026530A1
WO2020026530A1 PCT/JP2019/015360 JP2019015360W WO2020026530A1 WO 2020026530 A1 WO2020026530 A1 WO 2020026530A1 JP 2019015360 W JP2019015360 W JP 2019015360W WO 2020026530 A1 WO2020026530 A1 WO 2020026530A1
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brake
piston
wall
bottom wall
peripheral surface
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幸平 松下
芦田　喜章
谷江　尚史
裕介 西野
一元 佐野
竜壮 芦沢
Original Assignee
日立オートモティブシステムズ株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to a disc brake.
  • Patent Document 1 Conventionally, an invention relating to a vehicle disk brake is known (see Patent Document 1 below).
  • the disc brake for a vehicle described in Patent Literature 1 is provided with a cylinder hole in the working portion of the caliper body so as to open to the disc rotor side, a piston seal groove is provided in the cylinder hole, and a square seal is provided in the piston seal groove. Is fitted, and the piston is inserted into the cylinder hole via the piston seal.
  • This conventional vehicle disk brake is characterized by having the following configuration (see the same document, claim 1 and the like).
  • the piston seal groove includes a cylinder hole opening side wall, a cylinder hole bottom side wall, and a bottom wall connecting the cylinder hole bottom side wall and the cylinder hole opening side wall.
  • the bottom wall of the piston seal groove includes a curved portion having a parabolic cross-sectional shape in which the depth of the groove gradually increases toward the cylinder hole opening side.
  • the piston seal in the initial state that is not thermally expanded has at least a piston between the piston seal groove and the bottom side wall of the cylinder hole and the piston seal, and a piston seal groove between the cylinder hole opening side of the bottom wall of the piston seal groove and the piston seal. A space is provided to allow thermal expansion of the seal.
  • thermal expansion of the piston seal can be absorbed by the cylinder hole bottom side and the cylinder hole opening side of the piston seal groove, and when the piston seal expands, only the cylinder hole bottom side is markedly remarkable. No deformation.
  • the depth of the groove gradually increases toward the opening of the cylinder hole because the bottom wall of the piston seal groove has a curved portion.
  • the bottom wall of the piston seal groove gradually becomes shallower from the cylinder hole opening side toward the cylinder hole bottom side. Therefore, after the piston is moved from the bottom of the cylinder hole toward the opening of the cylinder hole, the friction pad is pressed against the disk rotor to apply a brake, and when the brake is released, the return of the piston may be hindered by the piston seal. is there.
  • the piston tends to move from the cylinder hole opening side to the cylinder hole bottom side.
  • the outer peripheral surface of the piston slides against the inner peripheral surface of the piston seal, and a frictional force acts on the inner peripheral surface of the piston seal toward the bottom of the cylinder hole.
  • the portion of the piston seal on the cylinder hole bottom side is compressed between the shallow bottom wall of the piston seal groove and the outer peripheral surface of the piston, It is strongly pressed against the outer peripheral surface of the piston.
  • the frictional force between the piston seal and the piston increases, and the movement of the piston toward the bottom of the cylinder hole may be hindered.
  • the present disclosure provides a disc brake that can make the piston easier to return than before when the brake is released from the state where the brake is applied.
  • One embodiment of the present disclosure provides a brake rotor, a brake pad facing the brake rotor, a piston for moving the brake pad, a cylinder for accommodating the piston movably in the axial direction, and an inner peripheral surface of the cylinder.
  • a disc groove provided with a seal groove provided in a circumferential direction of the piston, a piston seal disposed in the seal groove and sealing a liquid-tight seal between an outer peripheral surface of the piston and an inner peripheral surface of the cylinder,
  • the seal groove is a front wall, a rear wall that is more distant from the brake rotor in the axial direction than the front wall, and a bottom wall that extends along the axial direction between the rear wall and the front wall.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a disc brake according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view near a seal groove of the disc brake shown in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a perspective view of a piston of the disc brake shown in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a perspective view of a linear motion mechanism of the disc brake shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view corresponding to FIG. 2 showing a first modification of the disc brake shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view corresponding to FIG. 2 and showing a second modification of the disc brake shown in FIG. 1.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a disc brake 100 according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a portion II shown in FIG. 1, and is an enlarged sectional view near the seal groove 5 of the disc brake 100.
  • the disc brake 100 of the present embodiment is a vehicular disc brake mounted on, for example, an automobile, and mainly has the following configuration.
  • the disc brake 100 includes the brake rotor 1, the brake pads 2A and 2B, the piston 3, the seal groove 5, the cylinder 42, and the piston seal 6.
  • the brake pads 2A, 2B are arranged to face the brake rotor 1.
  • the piston 3 moves the brake pad 2A in the axial direction D1 along the central axis 3a.
  • the cylinder 42 houses the piston 3 movably in the axial direction D1 along the center axis 3a.
  • the seal groove 5 is provided in the circumferential direction of the inner peripheral surface 42a of the cylinder 42.
  • the piston seal 6 is disposed in the seal groove 5 and seals between the outer peripheral surface 3b of the piston 3 and the inner peripheral surface 42a of the cylinder 42 in a liquid-tight manner.
  • the seal groove 5 includes a front wall 51, a rear wall 52 that is more distant from the brake rotor 1 in the axial direction D1 than the front wall 51, and a bottom extending along the axial direction D1 between the rear wall 52 and the front wall 51. And a wall 53.
  • the bottom wall 53 has a front bottom wall 53a adjacent to the front wall 51 and a rear bottom wall 53b adjacent to the rear wall 52.
  • the rear bottom wall 53b has a depth d2 from the inner peripheral surface 42a of the cylinder 42 larger than the dimension d3 of the non-compressed piston seal 6 in the direction of the depth d2, and the inner peripheral surface 42a of the cylinder 42. From the depth d1 of the front bottom wall 53a.
  • the disc brake 100 includes, for example, a caliper 4 and a linear motion mechanism 7 in addition to the above-described brake rotor 1, brake pads 2A and 2B, a piston 3, a seal groove 5, and a piston seal 6. ing.
  • the brake rotor 1 is, for example, a metal disk-shaped member that is attached to a hub unit of a vehicle and rotates with wheels of the vehicle.
  • the rotation axis of the brake rotor 1 is substantially perpendicular to the rotation surface 1a of the brake rotor 1 facing the brake pads 2A and 2B.
  • the rotation surface 1a of the brake rotor 1 facing the brake pads 2A and 2B does not interfere with the operation of the disc brake 100 with respect to a surface perpendicular to the rotation axis of the brake rotor 1. It may be slightly inclined as far as possible.
  • the brake pads 2 ⁇ / b> A and 2 ⁇ / b> B are supported by, for example, the caliper 4, and are arranged on both sides in the direction along the rotation axis of the brake rotor 1 so as to sandwich the brake rotor 1.
  • One brake pad 2A is disposed, for example, inside the brake rotor 1 in the vehicle width direction, and is moved in the axial direction D1 by moving the piston 3 in the axial direction D1 along the central axis 3a. It is a pad.
  • the brake pad 2A has a projection 21 that engages with the recess 31 of the piston 3 to prevent the piston 3 from rotating around the central axis 3a.
  • the other brake pad 2B is an outer brake pad disposed outside the brake rotor 1 in the vehicle width direction.
  • the caliper 4 is supported, for example, by a bracket fixed to a component constituting a vehicle body of the vehicle.
  • the caliper 4 includes a caliper claw 41 and a cylinder 42, has a U-shaped cross-sectional shape that straddles the outer edge of the brake rotor 1, and supports brake pads 2 ⁇ / b> A and 2 ⁇ / b> B on both sides of the brake rotor 1.
  • the caliper claw 41 is provided, for example, at the outer end of the caliper 4 in the vehicle width direction, and extends along the rotation surface 1a of the brake rotor 1 from the outer edge of the brake rotor 1 toward the center.
  • the caliper claw portion 41 is provided such that a flat inner surface 41 a facing the rotation surface 1 a of the brake rotor 1 is substantially orthogonal to the center axis 4 a of the cylinder 42 and the center axis 3 a of the piston 3.
  • the cylinder 42 is a bottomed cylindrical recess provided in the caliper 4, has a center axis 4 a substantially parallel to the rotation axis of the brake rotor 1, opens toward the brake rotor 1, and It is accommodated so as to be movable in the axial direction D1 along 3a.
  • the cylinder 42 has a through hole 42b at the bottom. The rotating shaft 71 of the linear motion mechanism 7 is inserted through the through hole 42b.
  • the space defined by the cylinder 42, the piston 3 and the linear motion mechanism 7 and sealed by the piston seal 6 inside the cylinder 42 is filled with brake fluid.
  • the cylinder 42 is connected to, for example, a pipeline for brake fluid, so that the pressure of the brake fluid in the cylinder 42 can be increased and decreased.
  • FIG. 3 is a perspective view of the piston 3 of the disc brake 100 shown in FIG.
  • the piston 3 is provided in a cylindrical shape with a bottom, and is inserted into the cylinder 42 with the opening 3c facing the bottom of the cylinder 42 so that the central axis 3a substantially coincides with the central axis 4a of the cylinder 42.
  • the piston 3 is provided movably in the axial direction D1 along the central axis 3a with the piston seal 6 in contact with the outer peripheral surface 3b.
  • the piston 3 has a flat front end surface 3d, which is the outer surface of the bottom wall, provided so as to be substantially perpendicular to the central axis 3a, and faces the brake pad 2A.
  • the piston 3 has a concave portion 31 on the outer edge of the front end face 3d for engaging the projection 21 of the brake pad 2A.
  • the front end surface 3d of the piston 3 faces the inner surface 41a of the caliper claw portion 41 via the brake pad 2A, the brake rotor 1, and the brake pad 2B.
  • the front end of the linear motion mechanism 7 is housed inside the piston 3.
  • the seal groove 5 is an annular groove continuously provided in the circumferential direction of the inner peripheral surface of the cylinder 42 of the caliper 4, and as described above, the front wall 51, the rear wall 52, and the bottom wall 53 Have.
  • the front wall 51 is provided at the front end of the seal groove 5, that is, at the end on the brake rotor 1 side.
  • the front wall 51 has, for example, a flat surface that is substantially parallel to the radial direction of the cylinder 42, and is always in contact with the piston seal 6 regardless of whether the brake is applied or the brake is released.
  • the rear wall 52 is provided at the rear end of the seal groove 5 farther from the brake rotor 1 in the axial direction D1 than the front wall 51.
  • the rear wall 52 has, for example, a flat surface that is substantially parallel in the radial direction of the cylinder 42 and always has a gap between the rear wall 52 and the piston seal 6 regardless of whether the brake is applied or the brake is released. I have.
  • the bottom wall 53 extends along the axial direction D1 between the rear wall 52 and the front wall 51.
  • the bottom wall 53 has a front bottom wall 53a adjacent to the front wall 51 and a rear bottom wall 53b adjacent to the rear wall 52.
  • the front bottom wall 53a has, for example, a cylindrical surface parallel to the axial direction D1, and is always in contact with the outer peripheral surface 6b of the piston seal 6 regardless of whether the brake is applied or the brake is released.
  • the depth d1 from the inner peripheral surface 42a of the cylinder 42 to the front bottom wall 53a is smaller than the dimension d3 of the uncompressed piston seal 6 in the direction of the depth d1, that is, in the radial direction of the cylinder 42.
  • the distance d4 from the outer peripheral surface 3b of the piston 3 to the front bottom wall 53a is also smaller than the dimension d3 of the piston seal 6.
  • the rear bottom wall 53b has, for example, a cylindrical surface parallel to the axial direction D1, and always has a gap with the outer peripheral surface 6b of the piston seal 6 regardless of whether the brake is applied or the brake is released. are doing.
  • the depth d2 from the inner peripheral surface 42a of the cylinder 42 to the rear bottom wall 53b is larger than the dimension d3 of the uncompressed piston seal 6 in the direction of the depth d2, that is, in the radial direction of the cylinder 42.
  • the depth d2 from the inner peripheral surface 42a of the cylinder 42 to the rear bottom wall 53b is deeper than the depth d1 from the inner peripheral surface 42a of the cylinder 42 to the front bottom wall 53a.
  • a step is formed between the front bottom wall 53a and the rear bottom wall 53b in the radial direction of the cylinder 42, that is, in the depth direction of the seal groove 5.
  • the seal groove 5 has a shallow groove portion 54 in front of the front wall 51, that is, on the brake rotor 1 side.
  • the depth d5 from the inner peripheral surface 42a of the cylinder 42 to the bottom wall 54a of the shallow groove portion 54 is smaller than the depth d1 from the inner peripheral surface 42a of the cylinder 42 to the front bottom wall 53a.
  • the shallow groove 54 forms a space for the piston seal 6 to elastically deform toward the brake rotor 1.
  • the bottom wall 54a of the shallow groove 54 and the front wall 51 are connected via a smooth curved surface 54b.
  • the piston seal 6 is an elastic body made of resin such as rubber, for example, and is arranged in the seal groove 5.
  • the piston seal 6 is, for example, an annular member having a substantially rectangular cross-sectional shape.
  • the piston seal 6 is compressed in the radial direction and elastically deformed in a state where the piston 3 is disposed inside the seal groove 5 and the piston 3 is disposed inside.
  • the inner peripheral surface 6a is in contact with the outer peripheral surface 3b of the piston 3 and the outer peripheral surface 6b is in contact with the front bottom wall 53a of the seal groove 5, so that the outer peripheral surface 3b of the piston 3 and the inner peripheral surface 42a of the cylinder 42 Is sealed in a liquid-tight manner.
  • the front end face 6c on the brake rotor 1 side is in contact with the front wall 51 of the seal groove 5 in the axial direction D1 along the center axis 4a of the cylinder 42, and the piston seal 6 is in contact with the rear end face 6d on the bottom side of the cylinder 42.
  • the piston seal 6 has a rear end portion, that is, a rear wall 52 side portion of the outer peripheral surface 6b of the piston seal 6 in a depth direction of the seal groove 5, that is, a radial direction of the cylinder 42. And a gap between them.
  • the disc seal 100 of the present embodiment has the piston seal 6 with the front bottom wall in a state where the piston 3 advances in the axial direction D1 toward the brake rotor 1 and the brake pad 2A is in contact with the brake rotor 1, for example. It has a configuration in which a gap is formed between the piston seal 6 and the rear bottom wall 53b in contact with the outer peripheral surface 3b of the piston 3 and the piston 53.
  • the disc brake 100 of the present embodiment has the piston seal 6 and the rear wall 52 in a state where the piston 3 advances in the axial direction D1 toward the brake rotor 1 and the brake pad 2A is in contact with the brake rotor 1. And a gap is formed between them.
  • Such a configuration is to perform a three-dimensional simulation on a computer based on, for example, the shape, size, and coefficient of friction of the seal groove 5 and the elastic coefficient, shape, size, and coefficient of friction of the piston seal 6. It can be realized by.
  • FIG. 4 is a perspective view of the linear motion mechanism 7 of the disc brake 100 shown in FIG. FIG. 4 shows a state in which the nut roller 77 of the linear motion mechanism 7 has been removed to facilitate understanding of the internal structure of the linear motion mechanism 7.
  • the linear motion mechanism 7 includes, for example, a rotating shaft 71, a rear end plate 72, a shaft roller 73, a front end plate 74, a cage roller 75, a roller 76, and a nut roller 77.
  • the rotating shaft 71 has a rear end inserted into the through hole 42b of the caliper 4 and is connected to a rotating shaft of a motor via, for example, a gear unit, and rotates about an axis that coincides with the central axis 4a of the cylinder 42.
  • the rotating shaft 71 extends from the rear end to the bottom of the piston 3 in the axial direction D1 along the central axis 4a of the cylinder 42.
  • the rotary shaft 71 has a flange portion 71a facing the rear end plate 72 inside the cylinder 42, and a male screw portion 71b provided on the outer peripheral surface at a front end side of the flange portion 71a.
  • the rear end plate 72 is a disk-shaped member having a through hole through which the rotating shaft 71 is inserted, and is disposed at the bottom of the cylinder 42 and is fixed to the bottom of the cylinder 42 by, for example, a pin (not shown).
  • the rear end plate 72 faces the flange 71a of the rotating shaft 71 via a thrust bearing 72a, and rotatably supports the rotating shaft 71.
  • the shaft roller 73 is a cylindrical member whose front end portion is larger in diameter than its rear end portion, has a female screw portion 73a screwed into the male screw portion 71b of the rotating shaft 71 on the inner peripheral surface, and has a peripheral portion on the outer peripheral surface. It has an annular uneven portion 73b formed in the direction.
  • the front end of the shaft roller 73 supports a front end plate 74 via a thrust bearing 73c.
  • the front end plate 74 is supported by the front end of the shaft roller 73 via a thrust bearing 73c, and faces the bottom of the piston 3. That is, even if the shaft roller 73 rotates, the front end plate 74 is in contact with the bottom of the piston 3 without rotating.
  • the cage roller 75 is a cylindrical member whose front end is larger in diameter than its rear end, and is disposed on the outer periphery of the shaft roller 73 on the rear end side.
  • the cage roller 75 has a plurality of elongated holes 75a at intervals in the circumferential direction.
  • the opening 75a extends in the axial direction D1 along the center axis 4a of the cylinder 42 from the rear end to the front end of the cage roller 75.
  • the cage roller 75 has a spring 75b at the front end. The spring 75b is engaged with the front end of the shaft roller 73 and urges the cage roller 75 toward the bottom of the cylinder 42.
  • the roller 76 is a columnar member having an annular concavo-convex portion 76a formed in the circumferential direction of the outer peripheral surface, and is disposed at the opening 75a of the cage roller 75 so as to be rotatable about a central axis.
  • the annular uneven portion 76 a on the outer peripheral surface of the roller 76 is engaged with the annular uneven portion 73 b on the outer peripheral surface of the shaft roller 73 and the female screw portion 77 a on the inner peripheral surface of the nut roller 77.
  • the rollers 76 are respectively disposed in a plurality of openings 75 a provided at intervals in the circumferential direction of the cage roller 75.
  • the roller 76 receives a force in the direction toward the bottom of the piston 3 from the opening 75a of the cage roller 75 urged toward the bottom of the piston 3 by the spring 75b.
  • the nut roller 77 is a cylindrical member whose rear end is larger in diameter than the front end, and the rear end plate 72 is held and fixed inside the rear end.
  • the nut roller 77 has a female screw portion 77a on the inner peripheral surface on the tip side of the rear end portion for engaging the annular uneven portion 76a on the outer peripheral surface of the roller 76.
  • the disc brake 100 can apply a brake by increasing the pressure of the brake fluid in the cylinder 42, and can release the brake by a decrease in the pressure of the brake fluid in the cylinder 42. More specifically, when the pressure of the brake fluid in the cylinder 42 increases during hydraulic braking using hydraulic pressure, the piston 3 advances in the axial direction D1 toward the brake rotor 1 and the brake pad 2A Pressed to.
  • the brake rotor 1 is sandwiched between the brake pad 2A and the brake pad 2B to generate frictional heat, and kinetic energy is converted into heat energy to apply a brake.
  • the piston seal 6 is moved by the increase in the pressure of the brake fluid. It is elastically deformed toward 1.
  • the disc brake 100 can be braked or released by the operation of the linear motion mechanism 7. More specifically, the motor is rotated by an electronic control unit (ECU) of the vehicle, and the rotation shaft 71 of the linear motion mechanism 7 is rotated via the gear unit. Then, the shaft roller 73 having the female screw portion 73a screwed to the male screw portion 71b of the rotating shaft 71 advances in the axial direction D1 toward the bottom of the piston 3. Then, a front end plate 74 supported at the front end of the shaft roller 73 via a thrust bearing 73c applies a force toward the brake rotor 1 to the bottom of the piston 3.
  • ECU electronice control unit
  • the piston 3 advances in the axial direction D1 toward the brake rotor 1, and the brake pad 2A is pressed against the brake rotor 1.
  • the brake rotor 1 is sandwiched between the brake pad 2A and the brake pad 2B to generate frictional heat, and kinetic energy is converted into heat energy to apply a brake.
  • the outer peripheral surface 3b of the piston 3 advancing toward the brake rotor 1 slides against the inner peripheral surface 6a of the piston seal 6, so that the piston seal 6 is elastically deformed toward the brake rotor 1.
  • the motor is rotated by the ECU, and the rotation shaft 71 of the linear motion mechanism 7 is rotated via the gear unit in a direction opposite to the rotation direction when the brake is applied.
  • the shaft roller 73 having the female screw portion 73a screwed to the male screw portion 71b of the rotating shaft 71 is retracted in the axial direction D1 toward the bottom of the cylinder 42, and the piston 3 is moved by the elastic force of the elastic deformation of the piston seal 6 into the cylinder. 42, it retreats in the axial direction D1 toward the bottom of 42. Thereby, the brake pads 2A and 2B separate from the brake rotor 1, and the brake is released.
  • the disc brake 100 includes the brake rotor 1, the brake pad 2A facing the brake rotor 1, the piston 3 for moving the brake pad 2A, and the piston 3 A cylinder 42 movably accommodated in the axial direction D1, a seal groove 5 provided in a circumferential direction of an inner peripheral surface 42a of the cylinder 42, an outer peripheral surface 3b of the piston 3 disposed in the seal groove 5 and a cylinder 42 And a piston seal 6 for sealing the gap between the inner peripheral surface 42a and the inner peripheral surface 42a in a liquid-tight manner.
  • the seal groove 5 includes a front wall 51, a rear wall 52 that is more distant from the brake rotor 1 in the axial direction D1 than the front wall 51, and a bottom extending along the axial direction D1 between the rear wall 52 and the front wall 51. And a wall 53.
  • the bottom wall 53 has a front bottom wall 53a adjacent to the front wall 51 and a rear bottom wall 53b adjacent to the rear wall 52.
  • the rear bottom wall 53b has a depth d2 from the inner peripheral surface 42a of the cylinder 42 larger than the dimension d3 of the uncompressed piston seal 6 in the direction of the depth d2, and the cylinder of the front bottom wall 53a 42 is deeper than the depth d1 from the inner peripheral surface 42a.
  • the disc brake 100 which can make the piston 3 return more easily than before, when the brake is released from the state where the brake is applied by the linear motion mechanism 7. As a result, it is possible to prevent the brake pad 2A from coming into contact with the brake rotor 1 after releasing the brake, thereby preventing the fuel efficiency of the vehicle from deteriorating.
  • the disc brake 100 has a configuration in which the piston 3 moves forward in the axial direction D1 toward the brake rotor 1 and the brake pad 2A is in contact with the brake rotor 1, and the piston seal 6 and the seal groove 5 An air gap is formed between the wall 52 and the wall 52. That is, a gap is formed between the piston seal 6 and the rear wall 52 of the seal groove 5 immediately after the brake is released from the state where the brake is applied.
  • the piston seal 6 does not receive a reaction force from the bottom wall 53 of the seal groove 5, and the piston seal 6 elastically deformed toward the brake rotor 1 is easily restored toward the bottom of the cylinder 42. Can be. Therefore, the piston 3 can be more easily returned toward the bottom of the cylinder 42.
  • the piston seal 6 is in front of the seal groove 5 in a state where the piston 3 advances in the axial direction D1 toward the brake rotor 1 and the brake pad 2A is in contact with the brake rotor 1.
  • a gap is formed between the piston seal 6 and the rear bottom wall 53b of the seal groove 5 in contact with the bottom wall 53a and the outer peripheral surface 3b of the piston 3. That is, immediately after the brake is applied and the brake is released, the piston seal 6 contacts the front bottom wall 53a of the seal groove 5 and the outer peripheral surface 3b of the piston 3, and the piston seal 6 and the rear bottom wall 53b of the seal groove 5 Is formed between them.
  • the piston seal 6 comes into contact with the front bottom wall 53a of the seal groove 5 and the outer peripheral surface 3b of the piston 3 when the brake is applied, so that the outer peripheral surface 3b of the piston 3 and the inner peripheral surface 42a of the cylinder 42 are connected.
  • the space is sealed by a piston seal 6 in a liquid-tight manner.
  • the piston seal 6 since a gap is formed between the piston seal 6 and the rear bottom wall 53b of the seal groove 5, the piston seal 6 does not receive a reaction force from the rear bottom wall 53b of the seal groove 5.
  • the piston seal 6 elastically deformed toward the brake rotor 1 can be easily restored toward the bottom of the cylinder 42, and the piston 3 can be more easily returned toward the bottom of the cylinder 42.
  • the rotation surface 1a of the brake rotor 1 facing the brake pads 2A and 2B is inclined with respect to a surface perpendicular to the rotation axis of the brake rotor 1.
  • the rotation of the brake rotor 1 causes the rotational surface 1a to shake in the axial direction D1.
  • the rotation of the brake rotor 1 causes the rotation surface 1a of the brake rotor 1 facing the brake pad 2A to swing such that it reciprocates in the axial direction D1.
  • the brake pad 2A is pushed by the rotating surface 1a away from the brake rotor 1, and the piston 3 is directed toward the bottom of the cylinder 42 by the brake pad 2A. Pushed. This makes it easier for the piston 3 to return toward the bottom of the cylinder 42.
  • the disc brake 100 capable of returning the piston 3 more easily than before when the brake is released from the state where the brake is applied.
  • the disc brake according to the present disclosure is not limited to the configuration of the disc brake 100 described in the present embodiment.
  • some modified examples of the disc brake 100 of the present embodiment will be described.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view corresponding to FIG. 2 and showing Modification 1 of the disc brake 100 according to the above-described embodiment.
  • the front bottom wall 53a of the seal groove 5 extends in the axial direction so that the depth d1 from the inner peripheral surface 42a of the cylinder 42 gradually increases from the front wall 51 to the rear wall 52. It is inclined with respect to D1.
  • the elastic deformation of the piston seal 6 in the radial direction of the cylinder 42 is reduced from the front wall 51 toward the rear wall 52, and the gap between the inner peripheral surface 6a of the piston seal 6 and the outer peripheral surface 3b of the piston 3 is reduced.
  • the surface pressure can be reduced from the front wall 51 toward the rear wall 52.
  • the frictional force acting between the front end of the inner peripheral surface 6a of the piston seal 6 on the front wall 51 side and the outer peripheral surface 3b of the piston 3 can be reduced.
  • the piston seal 6 elastically deformed toward the brake rotor 1 is more easily restored toward the bottom of the cylinder 42. Therefore, according to the present modification, it is possible to provide a disk brake capable of making the piston 3 more easily return when the brake is released from the state where the brake is applied by the linear motion mechanism 7.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view corresponding to FIG. 2 and showing Modification 2 of the disc brake 100 according to the above-described embodiment.
  • the bottom wall 53 of the seal groove 5 has an inclined surface 53c between the front bottom wall 53a and the rear bottom wall 53b. With this configuration, the angle of the corner between the front bottom wall 53a and the inclined surface 53c can be made obtuse, and damage to the piston seal 6 can be prevented.

Landscapes

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Abstract

本開示は、ブレーキをかけた状態からブレーキを解除するときに、従来よりもピストンを戻りやすくすることが可能なディスクブレーキを提供する。ディスクブレーキにおいて、シール溝５は、前壁５１と、その前壁５１よりもブレーキロータから軸方向Ｄ１に離れた後壁５２と、その後壁５２と前壁５１との間で軸方向Ｄ１に沿って延びる底壁５３と、を有する。底壁５３は、前壁５１に隣接する前底壁５３ａと、後壁５２に隣接する後底壁５３ｂとを有する。後底壁５３ｂは、シリンダ４２の内周面４２ａからの深さｄ２が、その深さｄ２の方向における非圧縮状態のピストンシール６の寸法ｄ３よりも大きくかつ前底壁５３ａのシリンダ４２の内周面４２ａからの深さｄ１よりも深い。

Description

ディスクブレーキ
　本開示は、ディスクブレーキに関する。
　従来から車両用ディスクブレーキに関する発明が知られている（下記特許文献１を参照）。特許文献１に記載された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、そのシリンダ孔にピストンシール溝を周設し、その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、その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ている。この従来の車両用ディスクブレーキは、以下の構成を備えることを特徴としている（同文献、請求項１等を参照）。
　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、これらシリンダ孔底部側壁とシリンダ孔開口側壁とを繋ぐ底壁とを備えている。ピストンシール溝の底壁は、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ている。熱膨張していない初期状態のピストンシールは、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、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。
　この車両用ディスクブレーキによれば、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、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（同文献、第００１０段落等を参照）。
特開２０１６－１４２２９８号公報
　前記従来の車両用ディスクブレーキは、ピストンシール溝の底壁が湾曲部を備えることで、シリンダ孔開口側に向けて溝の深さが漸次深くなる。換言すると、ピストンシール溝の底壁は、シリンダ孔開口側からシリンダ孔底部側に向けて漸次浅くなる。そのため、ピストンをシリンダ孔底部側からシリンダ孔開口側に向けて移動させることで摩擦パッドをディスクロータに押しつけてブレーキをかけた後、ブレーキを緩めるときにピストンの戻りがピストンシールによって妨げられるおそれがある。
　より詳細には、ブレーキをかけた状態からブレーキを解除するときに、ピストンはシリンダ孔開口側からシリンダ孔底部側へ移動しようとする。このとき、ピストンの外周面がピストンシールの内周面に対して摺動し、ピストンシールの内周面にシリンダ孔底部側へ向かう摩擦力が作用する。すると、ピストンシールがシリンダ孔底部側へ向けて変形するだけでなく、ピストンシールのシリンダ孔底部側の部分が、ピストンシール溝の浅くなった底壁とピストンの外周面との間で圧縮され、ピストンの外周面に強く押し付けられる。これにより、ピストンシールとピストンとの間の摩擦力が増大し、ピストンのシリンダ孔底部側への移動が妨げられるおそれがある。
　本開示は、ブレーキをかけた状態からブレーキを解除するときに、従来よりもピストンを戻りやすくすることが可能なディスクブレーキを提供する。
　本開示の一態様は、ブレーキロータと、該ブレーキロータに対向するブレーキパッドと、該ブレーキパッドを移動させるピストンと、該ピストンを軸方向に移動可能に収容するシリンダと、該シリンダの内周面の周方向に設けられたシール溝と、該シール溝に配置され前記ピストンの外周面と前記シリンダの内周面との間を液密にシールするピストンシールと、備えたディスクブレーキであって、前記シール溝は、前壁と、該前壁よりも前記ブレーキロータから前記軸方向に離れた後壁と、該後壁と前記前壁との間で前記軸方向に沿って延びる底壁と、を有し、前記底壁は、前記前壁に隣接する前底壁と、前記後壁に隣接する後底壁とを有し、前記後底壁は、前記内周面からの深さが、該深さの方向における非圧縮状態の前記ピストンシールの寸法よりも大きくかつ前記前底壁の前記内周面からの深さよりも深いことを特徴とするディスクブレーキである。
　本開示によれば、ブレーキをかけた状態からブレーキを解除するときに、従来よりもピストンを戻りやすくすることが可能なディスクブレーキを提供することができる。
本開示の実施形態に係るディスクブレーキの模式的な断面図。 図１に示すディスクブレーキのシール溝の近傍の拡大断面図。 図１に示すディスクブレーキのピストンの斜視図。 図１に示すディスクブレーキの直動機構の斜視図。 図１に示すディスクブレーキの変形例１を示す図２に相当する拡大断面図。 図１に示すディスクブレーキの変形例２を示す図２に相当する拡大断面図。
　以下、図面を参照して本開示に係るディスクブレーキの実施形態を説明する。
　図１は、本開示の実施形態に係るディスクブレーキ１００の概略構成を示す模式的な断面図である。図２は、図１に示すII部の拡大図であり、ディスクブレーキ１００のシール溝５の近傍の拡大断面図である。本実施形態のディスクブレーキ１００は、たとえば自動車に搭載される車両用ディスクブレーキであり、主に、次の構成を特徴としている。
　ディスクブレーキ１００は、ブレーキロータ１と、ブレーキパッド２Ａ，２Ｂと、ピストン３と、シール溝５と、シリンダ４２と、ピストンシール６と、を備えている。ブレーキパッド２Ａ，２Ｂは、ブレーキロータ１に対向して配置されている。ピストン３は、中心軸３ａに沿う軸方向Ｄ１にブレーキパッド２Ａを移動させる。シリンダ４２は、ピストン３をその中心軸３ａに沿う軸方向Ｄ１に移動可能に収容している。シール溝５は、シリンダ４２の内周面４２ａの周方向に設けられている。ピストンシール６は、シール溝５に配置され、ピストン３の外周面３ｂとシリンダ４２の内周面４２ａとの間を液密にシールしている。
　シール溝５は、前壁５１と、その前壁５１よりもブレーキロータ１から軸方向Ｄ１に離れた後壁５２と、その後壁５２と前壁５１との間で軸方向Ｄ１に沿って延びる底壁５３と、を有している。底壁５３は、前壁５１に隣接する前底壁５３ａと、後壁５２に隣接する後底壁５３ｂとを有している。後底壁５３ｂは、シリンダ４２の内周面４２ａからの深さｄ２が、その深さｄ２の方向における非圧縮状態のピストンシール６の寸法ｄ３よりも大きく、かつ、シリンダ４２の内周面４２ａからの前底壁５３ａの深さｄ１よりも深い。
　以下、本実施形態のディスクブレーキ１００の各部をより詳細に説明する。ディスクブレーキ１００は、前述のブレーキロータ１と、ブレーキパッド２Ａ，２Ｂと、ピストン３と、シール溝５と、ピストンシール６とに加えて、たとえば、キャリパ４と、直動機構７と、を備えている。
　ブレーキロータ１は、たとえば車両のハブユニットに取り付けられ、車両の車輪とともに回転する金属製の円板状の部材である。ブレーキロータ１の回転軸は、ブレーキパッド２Ａ，２Ｂに対向するブレーキロータ１の回転面１ａにおおむね垂直である。なお、本実施形態のディスクブレーキ１００において、ブレーキロータ１のブレーキパッド２Ａ，２Ｂに対向する回転面１ａは、ブレーキロータ１の回転軸に垂直な面に対して、ディスクブレーキ１００の動作に支障がない範囲で、わずかに傾斜していてもよい。
　ブレーキパッド２Ａ，２Ｂは、たとえばキャリパ４に支持され、ブレーキロータ１を挟むように、ブレーキロータ１の回転軸に沿う方向の両側に配置されている。一方のブレーキパッド２Ａは、たとえば、ブレーキロータ１に対し、車幅方向の内側に配置され、ピストン３が中心軸３ａに沿う軸方向Ｄ１に移動することによって、軸方向Ｄ１に移動されるインナーブレーキパッドである。ブレーキパッド２Ａは、ピストン３の凹部３１に係合してピストン３の中心軸３ａ周りの回転を防止する突起部２１を有している。他方のブレーキパッド２Ｂは、ブレーキロータ１に対し、車幅方向における外側に配置されたアウターブレーキパッドである。
　キャリパ４は、たとえば車両の車体を構成する部品に固定されたブラケットによって支持されている。キャリパ４は、キャリパ爪部４１とシリンダ４２とを備え、ブレーキロータ１の外縁部を跨ぐＵ字状の断面形状を有し、ブレーキロータ１の両側にブレーキパッド２Ａ，２Ｂを支持している。
　キャリパ爪部４１は、たとえば車幅方向におけるキャリパ４の外側の端部に設けられ、ブレーキロータ１の外縁部から中心方向へ向けてブレーキロータ１の回転面１ａに沿って延びている。キャリパ爪部４１は、ブレーキロータ１の回転面１ａに対向する平坦な内側面４１ａが、シリンダ４２の中心軸４ａおよびピストン３の中心軸３ａとおおむね直交するように設けられている。
　シリンダ４２は、キャリパ４に設けられた有底円筒状の凹部であり、ブレーキロータ１の回転軸におおむね平行な中心軸４ａを有し、ブレーキロータ１に向けて開口し、ピストン３を中心軸３ａに沿う軸方向Ｄ１に移動可能に収容している。シリンダ４２は、底部に貫通孔４２ｂを有している。貫通孔４２ｂは、直動機構７の回転軸７１を挿通させている。
　シリンダ４２とピストン３と直動機構７によって画定され、ピストンシール６によって封止されたシリンダ４２の内側の空間には、ブレーキ液が満たされている。シリンダ４２には、たとえばブレーキ液の管路が接続され、シリンダ４２内のブレーキ液の圧力を上昇および降下させることができるようになっている。
　図３は、図１に示すディスクブレーキ１００のピストン３の斜視図である。ピストン３は、有底円筒状に設けられ、中心軸３ａがシリンダ４２の中心軸４ａとおおむね一致するように、開口部３ｃをシリンダ４２の底部に向けて、シリンダ４２の内部に挿入されている。ピストン３は、外周面３ｂにピストンシール６が接した状態で、中心軸３ａに沿う軸方向Ｄ１に移動可能に設けられている。
　ピストン３は、底壁の外表面である平坦な前端面３ｄが、中心軸３ａにおおむね直交するように設けられ、ブレーキパッド２Ａに対向している。ピストン３は、前端面３ｄの外縁部に、ブレーキパッド２Ａの突起部２１を係合させる凹部３１を有している。ピストン３の前端面３ｄは、ブレーキパッド２Ａ、ブレーキロータ１、およびブレーキパッド２Ｂを介して、キャリパ爪部４１の内側面４１ａに対向している。ピストン３の内側には、直動機構７の前端部が収容されている。
　シール溝５は、キャリパ４のシリンダ４２の内周面の周方向に連続的に設けられた環状溝であり、前述のように、前壁５１と、後壁５２と、底壁５３と、を有している。
　前壁５１は、シール溝５の前端部、すなわちブレーキロータ１側の端部に設けられている。前壁５１は、たとえば、シリンダ４２の径方向におおむね平行な平坦な面を有し、ブレーキがかかった状態でもブレーキが解除された状態でも、常にピストンシール６に接している。
　後壁５２は、前壁５１よりもブレーキロータ１から軸方向Ｄ１に離れたシール溝５の後端部に設けられている。後壁５２は、たとえば、シリンダ４２の径方向におおむね平行な平坦な面を有し、ブレーキがかかった状態でもブレーキが解除された状態でも、常にピストンシール６との間に空隙を有している。
　底壁５３は、その後壁５２と前壁５１との間で軸方向Ｄ１に沿って延びている。底壁５３は、前壁５１に隣接する前底壁５３ａと、後壁５２に隣接する後底壁５３ｂとを有している。
　前底壁５３ａは、たとえば軸方向Ｄ１に平行な円筒状の面を有し、ブレーキがかかった状態でもブレーキが解除された状態でも、常にピストンシール６の外周面６ｂに接している。シリンダ４２の内周面４２ａから前底壁５３ａまでの深さｄ１は、その深さｄ１の方向、すなわちシリンダ４２の径方向における非圧縮状態のピストンシール６の寸法ｄ３よりも小さい。また、ピストン３の外周面３ｂから前底壁５３ａまでの距離ｄ４も、ピストンシール６の寸法ｄ３よりも小さい。
　後底壁５３ｂは、たとえば軸方向Ｄ１に平行な円筒状の面を有し、ブレーキがかかった状態でもブレーキが解除された状態でも、常にピストンシール６の外周面６ｂとの間に空隙を有している。シリンダ４２の内周面４２ａから後底壁５３ｂまでの深さｄ２は、その深さｄ２の方向、すなわちシリンダ４２の径方向における非圧縮状態のピストンシール６の寸法ｄ３よりも大きい。
　また、シリンダ４２の内周面４２ａから後底壁５３ｂまでの深さｄ２は、シリンダ４２の内周面４２ａから前底壁５３ａまでの深さｄ１よりも深い。これにより、前底壁５３ａと後底壁５３ｂとの間に、シリンダ４２の径方向すなわちシール溝５の深さ方向の段差が形成されている。
　シール溝５は、前壁５１よりも前方すなわちブレーキロータ１側に、浅溝部５４を有している。シリンダ４２の内周面４２ａから浅溝部５４の底壁５４ａまでの深さｄ５は、シリンダ４２の内周面４２ａから前底壁５３ａまでの深さｄ１よりも浅い。浅溝部５４は、ピストンシール６がブレーキロータ１に向けて弾性変形するためのスペースを形成している。また、浅溝部５４の底壁５４ａと前壁５１とは、滑らかな曲面５４ｂを介して接続されている。
　ピストンシール６は、たとえばゴムなどの樹脂製の弾性体であり、シール溝５に配置されている。ピストンシール６は、たとえば、おおむね矩形の断面形状を有する円環状の部材である。ピストンシール６は、シール溝５に配置されて内側にピストン３が配置された状態で、径方向に圧縮されて弾性変形している。ピストンシール６は、内周面６ａがピストン３の外周面３ｂに接し、外周面６ｂがシール溝５の前底壁５３ａに接することで、ピストン３の外周面３ｂとシリンダ４２の内周面４２ａとの間を液密に封止している。
　また、ピストンシール６は、シリンダ４２の中心軸４ａに沿う軸方向Ｄ１において、ブレーキロータ１側の前端面６ｃがシール溝５の前壁５１に接し、シリンダ４２の底部側の後端面６ｄとシール溝５の後壁５２との間に空隙を有している。また、ピストンシール６は、シール溝５の深さ方向すなわちシリンダ４２の径方向において、ピストンシール６の外周面６ｂの後端部すなわち後壁５２側の部分と、シール溝５の後底壁５３ｂとの間に空隙を有している。
　すなわち、本実施形態のディスクブレーキ１００は、たとえば、ピストン３がブレーキロータ１に向けて軸方向Ｄ１に前進してブレーキパッド２Ａがブレーキロータ１に接している状態で、ピストンシール６が前底壁５３ａおよびピストン３の外周面３ｂに接し、ピストンシール６と後底壁５３ｂとの間に空隙が形成される構成を有している。
　また、本実施形態のディスクブレーキ１００は、たとえば、ピストン３がブレーキロータ１に向けて軸方向Ｄ１に前進してブレーキパッド２Ａがブレーキロータ１に接している状態で、ピストンシール６と後壁５２との間に空隙が形成される構成を有している。
　このような構成は、たとえば、シール溝５の形状、寸法および摩擦係数、ならびに、ピストンシール６の弾性係数、形状、寸法、摩擦係数等に基づいて、コンピュータ上で３次元的にシミュレーションを行うことによって実現することができる。
　図４は、図１に示すディスクブレーキ１００の直動機構７の斜視図である。なお、図４は、直動機構７の内部構造の理解を容易にするため、直動機構７のナットローラ７７を取り外した状態を示している。直動機構７は、たとえば、回転軸７１と、後端プレート７２と、シャフトローラ７３と、前端プレート７４と、ケージローラ７５と、ローラ７６と、ナットローラ７７と、を備えている。
　回転軸７１は、後端部がキャリパ４の貫通孔４２ｂに挿通され、たとえばギヤユニットを介してモータの回転軸に接続され、シリンダ４２の中心軸４ａに一致する軸線を中心に回転する。回転軸７１は、後端部からシリンダ４２の中心軸４ａに沿う軸方向Ｄ１にピストン３の底部へ向けて延びている。回転軸７１は、シリンダ４２の内部で後端プレート７２に対向するフランジ部７１ａと、そのフランジ部７１ａよりも前端側で外周面に設けられた雄ねじ部７１ｂを有している。
　後端プレート７２は、回転軸７１を挿通させる貫通孔を有する円板状の部材であり、シリンダ４２の底部に配置され、たとえば、図示を省略するピンによってシリンダ４２の底部に固定されている。後端プレート７２は、スラスト軸受７２ａを介して回転軸７１のフランジ部７１ａに対向し、回転軸７１を回転可能に支持している。
　シャフトローラ７３は、後端部よりも先端部が拡径された円筒状の部材であり、内周面に回転軸７１の雄ねじ部７１ｂに螺合する雌ねじ部７３ａを有し、外周面の周方向に形成された環状凹凸部７３ｂを有している。シャフトローラ７３の前端部は、スラスト軸受７３ｃを介して前端プレート７４を支持している。
　前端プレート７４は、シャフトローラ７３の前端部にスラスト軸受７３ｃを介して支持され、ピストン３の底部に対向している。すなわち、前端プレート７４は、シャフトローラ７３が回転しても、回転することなくピストン３の底部に接するようになっている。
　ケージローラ７５は、後端部よりも前端部が拡径された円筒状の部材であり、シャフトローラ７３の後端側の部分の外周に配置されている。ケージローラ７５は、周方向に間隔をあけて複数の長孔状の開口部７５ａを有している。開口部７５ａは、ケージローラ７５の後端部から前端部へ向けて、シリンダ４２の中心軸４ａに沿う軸方向Ｄ１に延びている。ケージローラ７５は、前端部にスプリング７５ｂを有している。スプリング７５ｂは、シャフトローラ７３の前端部に係合し、ケージローラ７５をシリンダ４２の底部へ向けて付勢している。
　ローラ７６は、外周面の周方向に形成された環状凹凸部７６ａを有する円柱状の部材であり、中心軸を中心として回転可能にケージローラ７５の開口部７５ａに配置されている。ローラ７６の外周面の環状凹凸部７６ａは、シャフトローラ７３の外周面の環状凹凸部７３ｂと、ナットローラ７７の内周面の雌ねじ部７７ａに係合している。
　ローラ７６は、ケージローラ７５の周方向に間隔をあけて設けられた複数の開口部７５ａに、それぞれ配置されている。ローラ７６は、スプリング７５ｂによってピストン３の底部へ向けて付勢されたケージローラ７５の開口部７５ａから、ピストン３の底部へ向かう方向の力を受ける。
　ナットローラ７７は、先端部よりも後端部が拡径された円筒状の部材であり、後端部の内側に後端プレート７２が保持されて固定されている。ナットローラ７７は、後端部よりも先端側の内周面に、ローラ７６の外周面の環状凹凸部７６ａを係合させる雌ねじ部７７ａを有している。
　次に、本実施形態のディスクブレーキ１００の動作を説明する。
　ディスクブレーキ１００は、シリンダ４２内のブレーキ液の圧力の上昇によってブレーキをかけ、シリンダ４２内のブレーキ液の圧力の降下によってブレーキを解除することができる。より詳細には、液圧を用いた液圧ブレーキ時に、シリンダ４２内のブレーキ液の圧力が上昇すると、ピストン３がブレーキロータ１に向けて軸方向Ｄ１に前進し、ブレーキパッド２Ａがブレーキロータ１に押し付けられる。
　これにより、ブレーキロータ１がブレーキパッド２Ａとブレーキパッド２Ｂとの間に挟まれて摩擦熱が発生し、運動エネルギーが熱エネルギーに変換されてブレーキがかかる。このとき、ブレーキロータ１に向けて前進するピストン３の外周面３ｂがピストンシール６の内周面６ａに対して摺動することに加え、ブレーキ液の圧力の上昇により、ピストンシール６がブレーキロータ１に向けて弾性変形した状態になる。
　その後、シリンダ４２内のブレーキ液の圧力が降下すると、ピストン３がシリンダ４２の底部へ向けて軸方向Ｄ１に後退し、ブレーキパッド２Ａ，２Ｂがブレーキロータ１から離れ、ブレーキが解除される。このとき、シリンダ４２の底部へ向けて後退するピストン３の外周面３ｂがピストンシール６の内周面６ａに対して摺動することに加え、ブレーキ液の圧力の降下により、ピストンシール６の弾性変形が復元し、ピストンシール６がブレーキをかける前の位置に戻る。
　また、ディスクブレーキ１００は、直動機構７の動作によって、ブレーキをかけたり、解除したりすることができる。より詳細には、車両の電子制御装置（ＥＣＵ）によってモータを回転させ、ギヤユニットを介して直動機構７の回転軸７１を回転させる。すると、回転軸７１の雄ねじ部７１ｂに螺合した雌ねじ部７３ａを有するシャフトローラ７３がピストン３の底部へ向けて軸方向Ｄ１に前進する。そして、シャフトローラ７３の前端部にスラスト軸受７３ｃを介して支持された前端プレート７４がピストン３の底部に対しブレーキロータ１に向かう力を加える。
　これにより、ピストン３がブレーキロータ１へ向けて軸方向Ｄ１に前進し、ブレーキパッド２Ａがブレーキロータ１に押し付けられる。その結果、ブレーキロータ１がブレーキパッド２Ａとブレーキパッド２Ｂとの間に挟まれて摩擦熱が発生し、運動エネルギーが熱エネルギーに変換されてブレーキがかかる。このとき、ブレーキロータ１に向けて前進するピストン３の外周面３ｂがピストンシール６の内周面６ａに対して摺動することで、ピストンシール６がブレーキロータ１に向けて弾性変形した状態になる。
　その後、ＥＣＵによってモータを回転させ、ギヤユニットを介して直動機構７の回転軸７１を、ブレーキをかけるときの回転方向と逆方向に回転させる。すると、回転軸７１の雄ねじ部７１ｂに螺合した雌ねじ部７３ａを有するシャフトローラ７３がシリンダ４２の底部へ向けて軸方向Ｄ１に後退し、ピストン３がピストンシール６の弾性変形による弾性力によってシリンダ４２の底部へ向けて軸方向Ｄ１に後退する。これにより、ブレーキパッド２Ａ，２Ｂがブレーキロータ１から離れ、ブレーキが解除される。
　このように、直動機構７によってブレーキをかけ、その後、ブレーキを解除する場合、ブレーキ液の液圧を用いた液圧ブレーキ時と異なり、液圧の降下によるピストンシール６の弾性変形の復元効果が得られない。そのため、直動機構を用いた従来のディスクブレーキでは、ブレーキを解除した後もピストンが十分に後退せず、ブレーキパッドがブレーキロータに接した状態になり、車両の燃費が悪化するおそれがある。
　これに対し、本実施形態のディスクブレーキ１００は、前述のように、ブレーキロータ１と、そのブレーキロータ１に対向するブレーキパッド２Ａと、そのブレーキパッド２Ａを移動させるピストン３と、そのピストン３を軸方向Ｄ１に移動可能に収容するシリンダ４２と、そのシリンダ４２の内周面４２ａの周方向に設けられたシール溝５と、そのシール溝５に配置されてピストン３の外周面３ｂとシリンダ４２の内周面４２ａとの間を液密にシールするピストンシール６と、を備えている。シール溝５は、前壁５１と、その前壁５１よりもブレーキロータ１から軸方向Ｄ１に離れた後壁５２と、その後壁５２と前壁５１との間で軸方向Ｄ１に沿って延びる底壁５３と、を有している。底壁５３は、前壁５１に隣接する前底壁５３ａと、後壁５２に隣接する後底壁５３ｂとを有している。そして、後底壁５３ｂは、シリンダ４２の内周面４２ａからの深さｄ２が、その深さｄ２の方向における非圧縮状態のピストンシール６の寸法ｄ３よりも大きく、かつ前底壁５３ａのシリンダ４２の内周面４２ａからの深さｄ１よりも深い。
　この構成により、ピストンシール６の後端部すなわちシリンダ４２の底部側の端部が、シリンダ４２の径方向に弾性変形するのを抑制することが可能になる。そのため、ピストンシール６の内周面６ａの後端部とピストン３の外周面３ｂとの間の面圧を低減し、ピストンシール６の内周面６ａの後端部とピストン３の外周面３ｂとの間に作用する摩擦力を低減することができる。これにより、ブレーキロータ１に向けて弾性変形したピストンシール６が、シリンダ４２の底部へ向けて復元しやすくなる。したがって、本実施形態によれば、直動機構７によってブレーキをかけた状態からブレーキを解除するときに、従来よりもピストン３を戻りやすくすることが可能なディスクブレーキ１００を提供することができる。その結果、ブレーキを解除した後にブレーキパッド２Ａがブレーキロータ１に接した状態になるのを防止して、車両の燃費が悪化するのを防止することができる。
　また、本実施形態のディスクブレーキ１００は、ピストン３がブレーキロータ１に向けて軸方向Ｄ１に前進してブレーキパッド２Ａがブレーキロータ１に接している状態で、ピストンシール６とシール溝５の後壁５２との間に空隙が形成されている。すなわち、ブレーキをかけた状態から、ブレーキを解除した直後に、ピストンシール６とシール溝５の後壁５２との間に空隙が形成されている。
　この構成により、ピストンシール６がシール溝５の底壁５３から反力を受けることがなくなり、ブレーキロータ１に向けて弾性変形したピストンシール６を、シリンダ４２の底部へ向けて復元しやすくすることができる。したがって、ピストン３をシリンダ４２の底部へ向けてより戻りやすくすることができる。
　また、本実施形態のディスクブレーキ１００は、ピストン３がブレーキロータ１に向けて軸方向Ｄ１に前進してブレーキパッド２Ａがブレーキロータ１に接している状態で、ピストンシール６がシール溝５の前底壁５３ａおよびピストン３の外周面３ｂに接し、ピストンシール６とシール溝５の後底壁５３ｂとの間に空隙が形成されている。すなわち、ブレーキをかけた状態から、ブレーキを解除した直後に、ピストンシール６がシール溝５の前底壁５３ａおよびピストン３の外周面３ｂに接し、ピストンシール６とシール溝５の後底壁５３ｂとの間に空隙が形成されている。
　この構成により、ブレーキをかけた状態でピストンシール６がシール溝５の前底壁５３ａおよびピストン３の外周面３ｂに接することで、ピストン３の外周面３ｂとシリンダ４２の内周面４２ａとの間がピストンシール６によって液密にシールされる。この状態からブレーキを解除すると、ピストンシール６の復元力によってピストン３がシリンダ４２の底部へ向けて後退する。
　このとき、ピストンシール６とシール溝５の後底壁５３ｂとの間に空隙が形成されているので、ピストンシール６がシール溝５の後底壁５３ｂから反力を受けることがない。これにより、ブレーキロータ１に向けて弾性変形したピストンシール６を、シリンダ４２の底部へ向けて復元しやすくすることができ、ピストン３をシリンダ４２の底部へ向けてより戻りやすくすることができる。
　また、本実施形態のディスクブレーキ１００において、ブレーキロータ１のブレーキパッド２Ａ，２Ｂに対向する回転面１ａが、ブレーキロータ１の回転軸に垂直な面に対して傾斜している場合を想定する。この場合、ブレーキロータ１の回転により、回転面１ａに軸方向Ｄ１のぶれが生じる。
　より具体的には、上記の場合、ブレーキロータ１の回転により、ブレーキパッド２Ａに対向するブレーキロータ１の回転面１ａが、軸方向Ｄ１方向に往復するようなぶれが発生する。このブレーキロータ１の回転面１ａのぶれにより、ブレーキを解除した直後に、回転面１ａによってブレーキパッド２Ａがブレーキロータ１から遠ざかる方に押され、ブレーキパッド２Ａによってピストン３がシリンダ４２の底部へ向けて押し込まれる。これにより、ピストン３をシリンダ４２の底部へ向けてより戻りやすくすることができる。
　以上説明したように、本実施形態によれば、ブレーキをかけた状態からブレーキを解除するときに、従来よりもピストン３を戻りやすくすることが可能なディスクブレーキ１００を提供することができる。なお、本開示に係るディスクブレーキは、本実施形態において説明したディスクブレーキ１００の構成に限定されない。以下、本実施形態のディスクブレーキ１００のいくつかの変形例について説明する。
　図５は、前述の実施形態に係るディスクブレーキ１００の変形例１を示す図２に相当する拡大断面図である。本変形例に係るディスクブレーキにおいて、シール溝５の前底壁５３ａは、前壁５１から後壁５２へ向けてシリンダ４２の内周面４２ａからの深さｄ１が漸次増加するように、軸方向Ｄ１に対して傾斜している。
　この構成により、シリンダ４２の径方向におけるピストンシール６の弾性変形を、前壁５１から後壁５２へ向けて減少させ、ピストンシール６の内周面６ａとピストン３の外周面３ｂとの間の面圧を、前壁５１から後壁５２へ向けて減少させることができる。これにより、ピストンシール６の内周面６ａの前壁５１側の前端部とピストン３の外周面３ｂとの間に作用する摩擦力を低減することができる。また、ブレーキロータ１に向けて弾性変形したピストンシール６が、シリンダ４２の底部へ向けてより復元しやすくなる。したがって、本変形例によれば、直動機構７によってブレーキをかけた状態からブレーキを解除するときに、ピストン３をより戻りやすくすることが可能なディスクブレーキを提供することができる。
　図６は、前述の実施形態に係るディスクブレーキ１００の変形例２を示す図２に相当する拡大断面図である。本変形例に係るディスクブレーキにおいて、シール溝５の底壁５３は、前底壁５３ａと後底壁５３ｂとの間に傾斜面５３ｃを有している。この構成により、前底壁５３ａと傾斜面５３ｃとの間の角部の角度を鈍角にすることができ、ピストンシール６の損傷を防止することができる。
　以上、図面を用いて本開示に係るディスクブレーキの実施形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本開示に含まれるものである。
１　　　ブレーキロータ
１ａ　　回転面（ブレーキパッドに対向する面）
２Ａ　　ブレーキパッド
３　　　ピストン
３ｂ　　外周面
４２　　シリンダ
４２ａ　内周面
５　　　シール溝
５１　　前壁
５２　　後壁
５３　　底壁
５３ａ　前底壁
５３ｂ　後底壁
６　　　ピストンシール
１００　ディスクブレーキ
Ｄ１　　軸方向
ｄ１　　前底壁の深さ
ｄ２　　後底壁の深さ
ｄ３　　ピストンシールの寸法

Claims (5)

  1. 　ブレーキロータと、該ブレーキロータに対向するブレーキパッドと、該ブレーキパッドを移動させるピストンと、該ピストンを軸方向に移動可能に収容するシリンダと、該シリンダの内周面の周方向に設けられたシール溝と、該シール溝に配置され前記ピストンの外周面と前記シリンダの内周面との間を液密にシールするピストンシールと、備えたディスクブレーキであって、
    　前記シール溝は、前壁と、該前壁よりも前記ブレーキロータから前記軸方向に離れた後壁と、該後壁と前記前壁との間で前記軸方向に沿って延びる底壁と、を有し、
    　前記底壁は、前記前壁に隣接する前底壁と、前記後壁に隣接する後底壁とを有し、
    　前記後底壁は、前記内周面からの深さが、該深さの方向における非圧縮状態の前記ピストンシールの寸法よりも大きくかつ前記前底壁の前記内周面からの深さよりも深いことを特徴とするディスクブレーキ。
  2. 　前記前底壁は、前記前壁から前記後壁へ向けて前記内周面からの深さが漸次増加するように前記軸方向に対して傾斜し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. 　前記ピストンが前記ブレーキロータに向けて前記軸方向に前進して前記ブレーキパッドが前記ブレーキロータに接している状態で、前記ピストンシールと前記後壁との間に空隙が形成され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。
  4. 　前記ピストンが前記ブレーキロータに向けて前記軸方向に前進して前記ブレーキパッドが前記ブレーキロータに接している状態で、前記ピストンシールが前記前底壁および前記ピストンの外周面に接し、前記ピストンシールと前記後底壁との間に空隙が形成され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。
  5. 　前記ブレーキロータの前記ブレーキパッドに対向する面は、前記ブレーキロータの回転軸に垂直な面に対して傾斜し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。
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