(57)【要約】【課題】  液圧式ディスクブレーキにおいて、シール部材の熱膨張によるパッドクリアランスの増大を防止する。【解決手段】  シリンダボア７の内周面にシール溝９を形成し、シール溝９に長方形断面のリング状のシール部材１０を嵌合し、シール部材１０によってシリンダボア７とピストン１１との間をシールする。シール溝９のシリンダボア７の開口側の前端面１６を２つの傾斜面１６Ａ、１６Ｂによって形成して、シール部材１０との間に隙間Ｓ２を形成する。底面１７のシリンダボア７の底部側に切子分断溝１５を配置する。制動時の摩擦熱の伝達によってシール部材１０が熱膨張する際、シール部材１０が切子分断溝１５によって拘束されて、その膨張分が隙間Ｓ２に収容されるので、後端面１８側への膨張を抑制することができ、熱膨張によるピストン１１の後退を防止することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクロータをはさんで両側に配置されるブレーキパッドと、該ブレーキパッドを前記ディスクロータに押圧するためのピストンと、該ピストンが摺動可能に嵌装されるシリンダボアと、該シリンダボアの内周面に設けられたシール溝と、該シール溝に嵌合されて前記ピストンとシリンダボアとの間をシールする長方形断面のシール部材とを備えたディスクブレーキにおいて、
前記シール溝は、底面が前記シリンダボアの開口側へ向って拡径され、前記シリンダボアの開口側の端面と前記シール部材との間に隙間が形成され、前記底面の前記シリンダボアの底部側に前記シール部材を拘束する拘束部が形成されていることを特徴とするディスクブレーキ。
【請求項２】
前記シール溝は、前記シリンダボアの開口側の端面に形成された傾斜面によって前記隙間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３】
前記拘束部は、切子分断溝であることを特徴とする請求項１又は２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】
本発明は、シリンダとピストンのとの間を弾性シール部材によってシールする液圧式ディスクブレーキに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液圧式ディスクブレーキの一例について、図７を参照して説明する。図７に示すように、ディスクブレーキ１は、キャリパ浮動型ディスクブレーキであって、車輪と共に回転するディスクロータ２と、車体側に固定されるキャリア３と、キャリア３に浮動支持されるキャリパ本体４と、ディスクロータ２の両側に配置されて、キャリア３によって支持される一対のブレーキパッド５、６とを備えている。
【０００３】
キャリパ本体４には、一方のブレーキパッド５に対向してシリンダボア７が設けられ、また、ディスクロータ２を跨いで、他方のブレーキパッド６に対向する爪部８が形成されている。シリンダボア７には、その内周面にシール溝９が形成され、シール溝９に嵌合されたシール部材１０を介して、ピストン１１が摺動可能に嵌装されている。シリンダボア７とピストン１１との間には、ダストブーツ１２が設けられている。シリンダボア７の底部には、シリンダボア７にブレーキ液を供給するためのポート１３が設けられている。
【０００４】
そして、マスタシリンダ（図示せず）からポート１３を介してシリンダボア７にブレーキ液を供給すると、ピストン１１が前進して、一方のブレーキパッド５をディスクロータ２に押しつけ、その反力によってキャリパ本体４が移動し、爪部８が他方のブレーキパッド６をディスクロータ２に押しつけて制動力を発生する。マスタシリンダからのブレーキ液の液圧を解除すると、ピストン１１が後退して、ブレーキパッド５、６がディスクロータ２から離間して制動が解除される。
【０００５】
シール部材１０は、シリンダボア７とピストン１１との間をシールすると共に、いわゆるロールバック機能を有しており、制動時には、液圧によって前進するピストン１１に追従して弾性変形し、制動解除時には、その弾性によってピストン１１を一定量だけ後退させる。また、ブレーキパッド５、６に磨耗が生じた場合には、その分だけ制動時にシール部材１０とピストン１１との間に滑りが生じて、制動解除時のピストン１１の後退開始位置を調整することにより、常に一定のパッドクリアランスを維持する。
【０００６】
シール溝９及びシール部材１０について、図８を参照して、さらに詳細に説明する。シール部材１０は、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）等の弾性を有するゴム材料からなる長方形断面のリング状部材である。シール溝９は、底面がシリンダボア７の開口側に向って拡径された略台形断面を有する内周溝であり、シール部材１０よりも軸方向の寸法が大きくなっている。これにより、シール溝９に嵌合されたシール部材１０は、シール溝９底面の傾斜に沿って変形して、シール溝９のシリンダボア７の開口側の端面に当接する。
【０００７】
シール溝９の縁部には、ロールバック時のシール部材１０の弾性変形を許容するための面取り部１４が形成されている。シール溝９の底面の中央部には、Ｖ字断面の切子分断溝１５が形成されており、シール溝９を切削加工する際に、予め切子分断溝１５を切削しておくことで、シール溝９の切削時に切子を分断して排出することができ、円滑な切削加工を行うことができる。
【０００８】
ところで、上記のようなシール溝９及びシール部材１０によるシール構造では、次のような問題がある。制動時に、ディスクロータ２とブレーキパッド５、６との間で生じた摩擦熱がピストン１１を介してシール部材１０に伝達されると、シール部材１０が高温となり、図６中に仮想線で示すように、シリンダボア７の底部側のシール溝９との隙間Ｓ１へ熱膨張する。このため、非制動時において、ピストン１１が熱膨張したシール部材１０に引きずられて後退し、パッドクリアランスが広がり、制動時の応答性が低下するという問題を生じる。これは、一般的に手でブレーキ操作を行う二輪車等において、制動フィーリングを悪化させることになり、特に問題となる。
【０００９】
そこで、本出願人は、特許文献１において、シール溝の形状を改良することにより、シール部材の熱膨張による影響を軽減するようにしたディスクブレーキを提案している。
【特許文献１】特開２００４−１５６６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、シール溝の形状を最適化することにより、シール部材の熱膨張による影響を最小限にすることがきるディスクブレーキを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、ディスクロータをはさんで両側に配置されるブレーキパッドと、該ブレーキパッドを前記ディスクロータに押圧するためのピストンと、該ピストンが摺動可能に嵌装されるシリンダボアと、該シリンダボアの内周面に設けられたシール溝と、該シール溝に嵌合されて前記ピストンとシリンダボアとの間をシールする長方形断面のシール部材とを備えたディスクブレーキにおいて、
前記シール溝は、底面が前記シリンダボアの開口側へ向って拡径され、前記シリンダボアの開口側の端面と前記シール部材との間に隙間が形成され、前記底面の前記シリンダボアの底部側に前記シール部材を拘束する拘束部が形成されていることを特徴とする。
請求項２の発明に係るディスクブレーキは、上記請求項１の構成において、前記シール溝は、前記シリンダボアの開口側の端面に形成された傾斜面によって前記隙間が形成されることを特徴とする。
請求項３の発明に係るディスクブレーキは、上記請求項１又は２の構成において、前記拘束部は、切子分断溝であることを特徴とする
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明に係るディスクブレーキによれば、シール部材が熱膨張する際、拘束部によって拘束されて、シール溝の膨張分がシリンダボアの開口側の隙間に収容されるので、シール部材の熱膨張によってピストンが後退することがない。
請求項２の発明に係るディスクブレーキによれば、シール溝のシリンダボアの開口側の端面に形成された傾斜面によってシール部材との間に隙間が形成される。
請求項３の発明に係るディスクブレーキによれば、切子分断溝によってシール部材を拘束することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態は、図７及び図８に示す従来例に対して、シール溝の形状のみが異なるので、同様の部分には、同一の符号を付して、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００１４】
本発明の第１実施形態について、図１を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態に係るディスクブレーキのシール溝９では、シリンダボア７の開口側の前端面１６は、シリンダボア７の軸に垂直は平面に対して、深さＨ１までが角度θ１だけ傾斜した傾斜面１６Ａであり、深さＨ１からシール溝９の底面１７（深さＨ２）までが更に角度θ２だけ傾斜した傾斜面１６Ｂとなっており、これにより凹面状に形成されている。傾斜面１６Ａ、１６Ｂの傾斜角度θ１、θ２は、シール部材１０がシール溝９に嵌合された状態でピストン１１側の傾斜面１６Ａに接触するように設定されている。深さＨ１、Ｈ２及び傾斜角度θ１、θ２は、好ましくは、１／３・Ｈ２＜Ｈ１＜２／３・Ｈ２、０＜θ２≦θ１とするとよい。これにより、シール部材１０がシール溝９に嵌合されて底面１７に接触したとき、シール部材１０は、底面１７の傾斜によって前端面１６の傾斜面１６Ａに当接して、後端面１８との間に隙間Ｓ１が形成され、また、傾斜面１６Ｂと底面１７との角部に隙間Ｓ２が形成される。
【００１５】
シール溝９の底面１７は、上記従来例と同様、シリンダボア７の開口側に向って一定の傾斜角度で拡径されている。また、切子分断溝１５（拘束部）は、シール溝９のシリンダボア７の底部側の後端面１８に近い部位に配置されている。切子分断溝１５は、シール部材１０に接触する位置で、できるだけシリンダボア７の底部側に配置することが好ましく、前端面１６からの距離Ｌ１がシール部材１０の軸方向長さＬ２に対して、３／４・Ｌ２＜Ｌ１＜Ｌ２となるようにするとよい。
【００１６】
以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
シール部材１０がシール溝９に嵌合され、シール部材１０にピストン１１が嵌装されると、シール溝９の前端面１６の傾斜面１６Ａ及び底面１７の切子分断溝１５の付近の面圧が高まり、シリンダボア７とピストン１１との間が確実にシールされる。
【００１７】
制動時の摩擦熱の伝達によってシール部材１０が熱膨張する場合、図１中に仮想線で示すように、シール部材１０は、底面１７の傾斜によって前端面１６側の隙間Ｓ２側へ膨張するので、後端面９側の隙間Ｓ１へは殆ど膨張しない。更に、シリンダボア７の底部側に配置された切子分断溝１５によって、シール部材１０の隙間Ｓ１側への膨張が阻止される。これにより、ピストン３がシール部材１０の熱膨張によって引きずられてパッドクリアランスが拡大するのを防止することができ、制動時の応答性の低下の問題を解消することができる。
【００１８】
次に、本発明の第２実施形態について、図２を参照して説明する。
図２に示すように、本実施形態に係るディスクブレーキのシール溝９では、底面１７のシリンダボア７の底部側に２つの傾斜面１７Ａ、１７Ｂが設けられて凹部１９（拘束部）が形成されている。傾斜面１７Ａの起点Ａ、傾斜面１７Ａと傾斜面１７Ｂとが交差する頂点Ｂ及び傾斜面１７Ｂと後端面１８との交点Ｃの前端面１６からの距離をそれぞれＬ３、Ｌ４及びＬ５としたとき、これらとシール部材１０の軸方向長さＬ２との関係は、１／２・Ｌ２＜Ｌ３＜Ｌ４＜Ｌ２＜Ｌ５となっている。また、交点Ｃの径は、平坦な底面１７の延長線と後端面１８との交点Ｃ０の径よりも小さくなっている。
【００１９】
このように構成したことにより、シール部材１０が熱膨張する場合、凹部１９付近の面圧が高まることによって、シール部材１０は、前端面１６側の隙間Ｓ２へ膨張することになり、隙間Ｓ１側への膨張が阻止される。これにより、ピストン１１がシール部材１０の熱膨張によって引きずられてパッドクリアランスが拡大するのを防止することができ、制動時の応答性の低下の問題を解消することができる。
【００２０】
上記第２実施形態の変形例１として、図３に示すように、傾斜面１７Ｂの傾斜をＤ点で緩やかにして、新たな傾斜面１７Ｃを形成することもできる。この場合、傾斜面１７Ｃと後端面１８との交点Ｅの径は、上述の交点Ｃ０よりも小径となっている。また、変形例２として、図４に示しように、Ａ−Ｂ間がピストン１１の軸線に対して平行となった平行面１７Ａ´（円筒面）が形成されるようにしてもよい。さらに、変形例３として、図５に示すように、Ａ−Ｂ間がシリンダボア７の開口側に向って拡径し、底面１７の傾斜角度よりも小さい角度となるように形成されるようにしてもよい。これらの変形例１〜３においても、上記第２実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
【００２１】
次に、本発明の第３実施形態について、図４を参照して説明する。なお、第３実施形態は、上記第２実施形態に対して、シール溝９の前端面１６の形状が異なるのみであるから、同様の部分については同一の符号を付して、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００２２】
第３実施形態に係るディスクブレーキのシール溝９では、上記第１実施形態と同様、前端面１６が２つの傾斜面１６Ａ、１６Ｂからなる凹面状に形成されている。これにより、熱膨張したシール部材１０を収容する隙間Ｓ２を拡大することができ、シール部材１０の隙間Ｓ１側への膨張を効果的に抑制することができ、シール部材１０の熱膨張によるパッドクリアランスの拡大を防止することができる。また、従来のものでは、シール部材１０が熱膨張している際に、シリンダボア７にブレーキ液が供給されてブレーキ操作されると、熱膨張した状態でディスクロータ２とブレーキパッド５、６との間が所定のクリアランスとなった後、シール部材１０が冷却されて熱収縮して、ピストン１１を前進させてしまい、ブレーキパッド５がディスクロータ２に接触する、いわゆる引き摺りを発生させてしまうことになる。このような問題に対しても、隙間Ｓ２によって、シール部材１０の熱収縮による引き摺りを防止することができ、有効である。
【００２３】
なお、上記第１乃至第３実施形態では、上記従来例と同様、キャリパ浮動型ディスクブレーキについて説明しているが、本発明は、これに限らず、キャリパ固定型ディスクブレーキ等の他の形式の液圧式ディスクブレーキにも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るディスクブレーキのシール溝及びシール部材を拡大して示す縦断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係るディスクブレーキのシール溝及びシール部材を拡大して示す縦断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態の変形例１に係るディスクブレーキのシール溝及びシール部材を拡大して示す縦断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態の変形例２に係るディスクブレーキのシール溝及びシール部材を拡大して示す縦断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態の変形例３に係るディスクブレーキのシール溝及びシール部材を拡大して示す縦断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るディスクブレーキのシール溝及びシール部材を拡大して示す縦断面図である。
【図７】キャリパ浮動型ディスクブレーキの縦断面図である。
【図８】従来のディスクブレーキのシール溝及びシール部材を拡大して示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  ディスクブレーキ、２  ディスクロータ、５，６  ブレーキパッド、７  シリンダボア、９  シール溝、１０  シール部材１０  ピストン、１５  切子分断溝（拘束部）、１６  前端面、１６Ａ，１６Ｂ  傾斜面、１７  底面、１９  凹部（拘束部）、Ｓ２  隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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