(57)【要約】【課題】樹脂製ブレーキピストンが有する緒特性を損なわずに、寸法精度に優れ、低コストにて金型を製作可能にする樹脂製ブレーキピストンを提供すること。【解決手段】  一方に閉鎖された端部を有し、前記端部外面にてキャリパーと接触する略円筒形状の樹脂製ブレーキピストンであって、前記端部外面には凸部が形成されてなる樹脂製ブレーキピストンであり、好ましくは、前記凸部は、前記端部外面に２つ以上形成されてなり、更には、前記端部外面に油溜用凹部を有している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方に閉鎖された端部を有し、前記端部外面にてキャリパーと接触する略円筒形状の樹脂製ブレーキピストンであって、前記端部外面には凸部が形成されてなる樹脂製ブレーキピストン。
【請求項２】
前記凸部は、前記端部外面に２つ以上形成されてなる請求項１に記載の樹脂製ブレーキピストン。
【請求項３】
前記凸部の面積は、前記端部外面の面積に対して２５〜５０％である請求項１または請求項２に記載の樹脂製ブレーキピストン。
【請求項４】
前記端部外面に凹部を有するものである請求項１ないし３のいずれかに記載の樹脂ブレーキピストン。
【請求項５】
前記ブレーキピストンは、フェノール樹脂成形材料により成形された成形体である請求項１ないし４のいずれかに記載の樹脂製ブレーキピストン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂製ブレーキピストンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ブレーキピストンの代表的なものとして、二輪や四輪自動車制動装置のキャリパーに組み込まれて使用されているブレーキピストンがある。このようなブレーキピストンは、その使用環境から耐熱性、耐摩耗性、耐ブレーキ液性が要求され、特に高低温雰囲気中の機械的強度が要求されることから、従来より、主として金属製ブレーキピストンが用いられてきた。しかし金属製ブレーキピストンは重量が重い、加工に時間がかかる、コストが高い等の問題がある。一方、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂にガラス繊維等の無機充填材を配合した成形材料は、耐熱性、耐摩耗性、機械的強度等、種々の点において優れており、近年、低コスト化や軽量化を目的として、自動車分野を始めとして、各種金属部品の代替材料としての需要が高まって来ている。
しかしながら、従来のフェノール樹脂等を使用した樹脂製ブレーキピストンは、金属製ブレーキピストンの形状を踏襲しているため、高度の寸法精度を確保しにくい形状（特に端部外側面）のものが多く、またそれに伴って金型製作に時間とコストがかかるという問題点があった。
現在使用されている代表的な樹脂製ブレーキピストンの形状を図２に示す。（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図２において、樹脂製ブレーキピストン１１は、一方に閉鎖された端部１２を有し、この閉鎖された端部の外面１３には、その中央部にブレーキ液により効果的にピストンを押圧するため凹部１６を有し、その外側にブレーキ液が外部と流通するための溝（通常２〜４個）１５が形成されている。他方に開口された端部１７を有し、外周面にダストブーツ溝１８を有している。このような樹脂製ブレーキピストンを成形するための金型を製作する場合、前記の溝を形成するために、金型には対応する凸部を形成することとなる。凸部の形成は金型製作上容易ではなく、その寸法精度も確保しにくいものである。
一方、樹脂製ブレーキピストン用のフェノール樹脂成形材料やその製造方法に関する検討は見られるが（例えば、特許文献１、２参照）、ブレーキピストン自体の寸法精度向上及び形状に関する検討はなされていない。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３１３３９８号公報
【特許文献２】特開２００３−２８７０６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、樹脂製ブレーキピストンにおいて、その端部形状を変更することにより、基本性能を損なうことなく、金型の製作が容易であり寸法精度に優れた樹脂製ブレーキピストンを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的は、下記（１）ないし（５）に記載の本発明により達成される。
（１）  一方に閉鎖された端部を有し、前記端部外面にてキャリパーと接触する略円筒形状の樹脂製ブレーキピストンであって、前記端部外面には凸部が形成されてなる樹脂製ブレーキピストン。
（２）  前記凸部は、前記端部外面に２つ以上形成されてなる前記（１）に記載の樹脂製ブレーキピストン。
（３）  前記凸部の面積は、前記端部外面の面積に対して２５〜５０％である前記（１）または（２）に記載の樹脂製ブレーキピストン。
（４）  前記端部外面に凹部を有するものである前記（１）ないし（３）のいずれかに記載の樹脂ブレーキピストン。
（５）  前記ブレーキピストンは、フェノール樹脂成形材料により成形された成形体である前記（１）ないし（４）のいずれかに記載の樹脂製ブレーキピストン。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の樹脂製ブレーキピストンは、一方に閉鎖された端部を有し、前記端部外面にてキャリパーと接触する略円筒形状の樹脂製ブレーキピストンであって、前記端部外面には凸部が形成されてなる樹脂製ブレーキピストンであり、かかる形状とすることにより、図２に示すような従来の樹脂製ブレーキピストンに比較して金型の製作が容易であり、このことから、優れた寸法精度を有し、種々の用途に使用できる樹脂製ブレーキピストンを提供するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の樹脂製ブレーキピストンについて説明する。
本発明は、一方に閉鎖された端部を有し、前記端部外面にてキャリパーと接触する略円筒形状の樹脂製ブレーキピストンであって、前記端部外面には凸部が形成されてなる樹脂製ブレーキピストンである。
【０００８】
図１は、本発明における樹脂製ブレーキピストンの一例を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
図１において、樹脂製ブレーキピストン１は、その一方に閉鎖された端部２を有している。この閉鎖された端部２の端部外面３にはその基部４から所定の高さを有する凸部５が形成されている。この凸部５は、樹脂製ブレーキピストン１が、キャリパー内で後退した状態でキャリパー対向面と密着するのを防止し、ブレーキ作動時にピストンの前進がスムーズに行われることを目的としている。この凸部５は、図１においては円弧状に１２０度ピッチで３個形成されているが、このような形状あるいは数に限定されない。また、凸部５は、端部外面３のいずれの位置に形成してもよい。
【０００９】
樹脂製ブレーキピストン１の形状寸法は、通常、外径が４０〜５５ｍｍ、高さ４０〜５０ｍｍである。この寸法に基づいて、凸部５の巾は、３〜７ｍｍが好ましく、更に好ましくは４〜６ｍｍである。上記下限値未満では、キャリパー底部に押し当てられた時に凸部５が受ける面圧が高くなり破損する場合があり、上記上限値を超えると密着防止効果が減少する場合がある。凸部５の高さは０．１〜１ｍｍが望ましく、更に望ましくは０．３〜０．５ｍｍである。上記下限値未満では、密着防止効果が減少することがあり、上記上限値を超えると成形時に材料より発生するガスにより充填不足を起こすことがある。
【００１０】
前記凸部５の面積は、前記端部外面３の面積に対して２５〜５０％であることが好ましい。更に好ましくは、３０〜４０％である。この値が上記下限値より小さいと凸部５が受ける面圧が高くなり破損する場合があり、上記上限値を超えると密着防止効果が減少する場合がある。
【００１１】
本発明の樹脂製ブレーキピストン１は、前記端部外面３に凹部６が設けられていてもよい。この凹部６は、ブレーキ作動時に加圧されたブレーキ液がこの凹部６に溜まり、効果的にピストンを押圧するためのものであり（以下、この凹部を油溜用凹部という）、端部外面の基部４より一段低く、通常端部外面３の中央部に設けられている。油溜用凹部６の断面形状は、略台形形状が好ましいが、特に限定されるものではなく、例えば、長方形、半円形であってもよい。
【００１２】
油溜用凹部６の寸法について、その底部の内径はブレーキピストンのもう一方の端部（開口された端部）７の内径と同じないしは３ｍｍ程度小さいことが好ましく、更に好ましくは０．５〜２ｍｍ小さいものである。底部の内径が上記開口された端部の内径より大きいかあるいは上記下限値未満では、金型より樹脂ブレーキピストン１を突き出すための突き出しピン径を確保することが難しい場合がある。一方、上記上限値を越えるとブレーキ作動時に加圧されたブレーキ液の溜まる容積が減少することにより油溜用凹部を設置する効果が低下し、また、肉厚部が大きくなりピストン全体の厚みのバランスが不十分となるため高温より急激に冷やされた場合、肉厚の部位よりクラックの発生することが懸念される。端部外面の基部４からの深さは１〜３．５ｍｍが好ましく、更に好ましくは１．５〜２．５ｍｍである。上記下限値未満ではブレーキ作動時にブレーキ液の圧力により開口部に生じる応力が高くなる傾向があり、上記上限値を超えると成形時に材料より発生するガスにより充填不足を起こすことがある。
【００１３】
本発明の樹脂製ブレーキピストンに用いられる成形材料は、特に限定されないが、樹脂製ブレーキピストン用フェノール樹脂成形材料を用いることが好ましい。樹脂製ブレーキピストン用フェノール樹脂成形材料は、ガラス繊維を主とした無機基材を含有するものであり、これにより樹脂製ブレーキピストンに必要な機械的強度や摺動による耐摩耗性を良好なものとすることができる。
【００１４】
本発明の樹脂製ブレーキピストンを製造する方法は、特に限定されず、例えば、射出成形、移送成形、圧縮成形が採用される。好ましい方法は、前記成形材料を用いて円柱形状の予備成形体を成形しておき、これを圧縮成形により成形する方法である。このような予備成形体を用いた圧縮成形法は、円柱形状に予備成形した成形材料を直接金型キャビティ内に投入して成形を行うため、射出成形、および移送成形時に見られるような材料の配向が起こりにくく、均一な材料密度を持ったブレーキピストンを成形することができるので好ましい。また、密度が高く均一な成形体を成形することができるので、過大な荷重のかかる用途の使用に耐えうるだけの機械的強度を有するブレーキピストンを得ることができる。
【実施例】
【００１５】
以下、本発明の樹脂製ブレーキピストンを実施例に基づき具体的に説明する。
使用した成形材料は、無機充填材としてガラス繊維を含有するフェノール樹脂成形材料である。成形され加工された樹脂製ブレーキピストンの形状は図１のとおりである。
樹脂製ブレーキピストン１の寸法は、外径４５ｍｍ、高さ５０ｍｍである。樹脂製ブレーキピストン１の端部外面３に周方向に沿って巾５ｍｍ、高さ０．４ｍｍの凸部５が１２０度毎に３個形成されている。また、端部外面３の中央部には、基部４より一段低く設けられた、口元部の内径２８ｍｍ、底部の内径２４ｍｍ、深さ２ｍｍの油溜用凹部６が形成されている。開口された端部７は内径２９ｍｍで、深さは３９．６ｍｍであり、更に外周にダストブーツ溝８を有している。
【００１６】
上記フェノール樹脂成形材料を使用して、以下の寸法の予備成形体を作製した。
円筒形状予備成形体の寸法：外径４０ｍｍ、高さ４２ｍｍ
この予備成形体を金型キャビティ内に置き、以下の条件にて圧縮成形した。
温度１７５℃、圧力３９．２ＭＰａ（４００ｋｇｆ／ｃｍ２）、硬化時間３分間
【００１７】
得られた樹脂製ブレーキピストンについて外観、圧縮強度を測定し評価したところ、以下に示すように良好な外観を有し、圧縮強度も優れていた。また、成形作業性も良好であった。
【００１８】
（評価方法と結果）
１．外観
成形された樹脂製ブレーキピストンを目視にて評価した。凸部５と油溜用凹部６の周囲は欠け等の損傷も無く、樹脂製ブレーキピストン全体が良好な外観を有していた。
【００１９】
２．圧縮強度
成形された樹脂製ブレーキピストンを軸方向に１ｍｍ／分の速度で加圧して圧縮強度を測定した。圧縮強度の測定結果は、以下に示すような測定結果となり、樹脂製ブレーキピストンに要求されている機械的強度（９８ｋＮ以上）を十分越えていた。
圧縮強度：１４７〜２４５ｋＮ（１５〜２５ｔ）
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明の樹脂製ブレーキピストンは、一方に閉鎖された端部を有し、前記端部外面にてキャリパーと接触する略円筒形状の樹脂製ブレーキピストンであって、前記端部外面には凸部が形成された形状とすることにより、従来の樹脂製ブレーキピストンに比較して金型の製作が容易であり、このことから、優れた寸法精度を有し、種々の用途に使用できる樹脂製ブレーキピストンを提供するものである。
また、本発明の樹脂製ブレーキピストンにおいて、予備成形体を圧縮成形する方法により成形されたものは、機械的強度に優れた樹脂製ブレーキピストンとして、従来の金属製ブレーキピストンや樹脂製ブレーキピストンに代えて種々の用途に好適に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明における樹脂製ブレーキピストンの一例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】従来の樹脂製ブレーキピストンの一例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１，１１：樹脂製ブレーキピストン
２，１２：閉鎖された端部
３，１３：端部外面
４：基部
５：凸部
１５：溝
６，１６：油溜用凹部
７，１７：開口された端部
８，１８：ダストブーツ溝
【図１】
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【図２】
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