(57)【要約】【課題】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。【解決手段】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。【選択図】図２
2020020345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ディスクブレーキに関する。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【０００３】
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。
【０００４】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１４２２９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。
【発明の効果】
【００１０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】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２】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３】図１に示すディスクブレーキのピストンの斜視図。
【図４】図１に示すディスクブレーキの直動機構の斜視図。
【図５】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６】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。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【符号の説明】
【００６９】
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
【図１】
2020020345.tif 000003
【図２】
2020020345.tif 000004
【図３】
2020020345.tif 000005
【図４】
2020020345.tif 000006
【図５】
2020020345.tif 000007
【図６】
2020020345.tif 000008