(57)【要約】【課題】  ブレーキ組立体の作動中に発生する熱によりブート型シールが膨張して破壊され、塵埃、小屑片および他の汚染物質が侵入してしまうことを防止できるブート型シールを提供することにある。【解決手段】  シールおよび弁を有するブート型シール。シールは、第一表面とシール係合するように構成された第一シール部材と、第二表面とシール係合するように構成された第二シール部材とを有している。弁はシールに連結されていて、弁を通る流体連通を防止する第一状態、および弁を通る流体連通を許容する第二状態で作動できる。弁の状態は、シールの一方の側に作用する、所定の閾圧力を超える流体圧力に応答して第一状態から第二状態に変化する。このブート型シールが組込まれたブレーキ組立体も提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンボアを形成するキャリパ本体と、
ピストンボア内に少なくとも一部が配置されたキャリパピストンと、
キャリパ本体およびキャリパピストンと協働してキャビティを形成するピストンブートとを有し、該ピストンブートは第一シール部材と、第二シール部材と、ベントとを備え、第一シール部材はキャリパピストンとシール係合し、第二シール部材はキャリパ本体とシール係合し、
ベントはキャビティと流体連通しておりかつ弁要素を備え、該弁要素はキャビティと大気との流体連通を防止するシール状態で作動でき、弁要素はまた非シール状態で作動してキャビティ内の流体の少なくとも一部を大気に通気させ、弁要素は、常時シール状態に維持されているが、所定の閾圧力を超えるキャビティ内の流体圧力に応答して非シール状態に変化することを特徴とするブレーキ組立体。
【請求項２】
前記ピストンブートは、第一シール部材と第二シール部材とを相互連結するベローズを有していることを特徴とする請求項１記載のブレーキ組立体。
【請求項３】
前記シールおよびベントは一体に形成されていることを特徴とする請求項１記載のブレーキ組立体。
【請求項４】
前記第一シール部材は半径方向補強部材を有していることを特徴とする請求項１記載のブレーキ組立体。
【請求項５】
前記弁は、第一シール部材および第二シール部材の一方と一体に形成されていることを特徴とする請求項１記載のブレーキ組立体。
【請求項６】
前記弁は、第一シール部材および第二シール部材の一方を通って形成されたチャネルを有していることを特徴とする請求項５記載のブレーキ組立体。
【請求項７】
前記弁は、弁がシール状態にあるときにチャネルを閉鎖する可動リップ要素を有していることを特徴とする請求項６記載のブレーキ組立体。
【請求項８】
前記キャリパ本体は、第二シールリップをを受入れる溝を有していることを特徴とする請求項１記載のブレーキ組立体。
【請求項９】
第一表面と第二表面との結合部をシールするブート型シールにおいて、
第一シール部材および第二シール部材を備えたシールを有し、第一シール部材は第一表面とシール係合でき、第二シール部材は第二表面とシール係合でき、
前記シールに連結された弁を有し、該弁はこれを通る流体連通を防止する第一状態で作動し、前記弁はまた、これを通る流体連通を許容する第二状態で作動し、
弁の状態は、シールの一方の側に作用する、所定の閾圧力を超える流体圧力に応答して第一状態から第二状態に変化することを特徴とするブート型シール。
【請求項１０】
前記シールは、第一シール部材と第二シール部材とを相互連結するベローズを有していることを特徴とする請求項９記載のブート型シール。
【請求項１１】
前記シールおよびベントは一体に形成されていることを特徴とする請求項９記載のブート型シール。
【請求項１２】
前記第一シール部材は半径方向補強部材を有していることを特徴とする請求項９記載のブート型シール。
【請求項１３】
前記弁は、第一シール部材および第二シール部材の一方と一体に形成されていることを特徴とする請求項９記載のブート型シール。
【請求項１４】
前記弁は、第一シール部材および第二シール部材の一方を通って形成されたチャネルを有していることを特徴とする請求項１３記載のブート型シール。
【請求項１５】
前記弁は、弁が第一状態にあるときにチャネルを閉鎖する可動リップ要素を有していることを特徴とする請求項１４記載のブート型シール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広くはブート型シールに関し、より詳しくはブレーキ組立体に使用するのに特に適した圧力抜きブート型シール（pressure-bleeding boot-type seal）に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用の一般的なブレーキ組立体は、キャリパ組立体と、１つ以上のブレーキパッドを有している。キャリパ組立体は、車両の構造体に取付けられるフレームすなわち本体と、キャリパピストンとを有している。キャリパピストンは、ブレーキパッドと選択的に係合できるようにキャリパ本体に対して移動可能に取付けられており、ブレーキパッドを車両のロータ等のブレーキ要素と摩擦的に係合させて、車両を減速または停止させる。
【０００３】
キャリパ本体はピストンを受入れるためのピストンボアを有している。一般に、水分、塵埃、小屑片および他の汚染物質がピストンボア内に侵入してキャリパ本体および／またはキャリパピストンに損傷を与える可能性を防止するため、ピストンボアおよびキャリパピストンの両者の周囲をシールするブート型シールが使用されている。このようなブート型シールは広く使用されているが、幾つかの欠点が知られており、従ってこのようなブート型シールは改善を必要としている。文献公知発明に係るものではないため、記載すべき先行技術文献情報はない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような１つの欠点は、ブート型シール内に流体圧力が発生することである。当業者ならば理解されようが、ブレーキ組立体の作動中に発生される熱は、ブート型シールにより捕捉された空気を膨張させる。特に酷い場合には、ブート型シールが膨張してブレーキ組立体の他の部分と有害的に接触し、高温の熱循環の結果としてブート型シールが燃焼し、溶融しまたは有効寿命が損なわれる等の問題が生じている。また、酷い場合には、このような損傷のためブート型シールが破壊され、塵埃、小屑片および他の汚染物質が侵入してしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
好ましい一形態では、本発明は、第一表面と第二表面との結合部をシールするブート型シールを提供する。本発明のブート型シールは、第一表面とシール係合できる第一シール部材と、第二表面とシール係合できる第二シール部材とを備えたシールを有している。ブート型シールはまた、シールに連結された弁を有している。弁は、これを通る流体連通を防止する第一状態、および弁を通る流体連通を許容する第二状態で作動できる。弁の状態は、シールの一方の側に作用する、所定の閾圧力を超える流体圧力に応答して第一状態から第二状態に変化する。
【０００６】
他の好ましい形態では、本発明は、キャリパ本体と、キャリパピストンと、ブートシールとを有するブレーキ組立体を提供する。キャリパピストンは、キャリパ本体に形成されたピストンボア内に少なくとも一部が配置されている。ブートシールは、キャリパ本体およびキャリパピストンと協働してキャビティを形成している。ピストンブートは、ピストンとシール係合する第一シール部材と、キャリパ本体とシール係合する第二シール部材と、キャビティと流体連通するベントとを備えている。ベントは弁要素を有し、該弁要素は、キャビティと大気との流体連通をしておりかつ弁要素を有し、該弁要素はキャビティと大気との流体連通を防止するシール状態で作動できる。弁要素はまた、非シール状態で作動してキャビティ内の流体の少なくとも一部を大気に通気させる。弁要素は、常時シール状態に維持されているが、所定の閾圧力を超えるキャビティ内の流体圧力に応答して非シール状態に変化する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の他の適用領域は、以下に述べる詳細な説明から明らかになるであろう。以下の詳細な説明および特定例は、本発明の好ましい実施例を示すものであるが、単なる例示を目的とするものであって、本発明の範囲を制限するものではないことは理解されよう。
【０００８】
本発明は、以下の詳細な説明および添付図面からより完全に理解されよう。
【実施例１】
【０００９】
図１および図２に示すように、ブレーキ組立体１０は、キャリパ本体１２と、キャリパピストン１６と、本発明の技術に従って構成されたブート型シール２０とを有している。ブレーキ組立体１０は、自動車に一般的に使用されている形式のものが示されているが、当業者ならば、本発明のブート型シール２０が他の用途も有していることが理解されよう。従って当業者ならば、本願に示す例は、いかなる意味においても本発明の範囲を制限するものではないことが理解されよう。
【００１０】
図示の例では、キャリパ本体１２は、慣用的に、キャリパピストン１６を摺動可能に受入れるサイズをもつピストンボア１４と、環状高圧ピストンシール１８を受入れるサイズをもつ環状シール溝１５とを有している。高圧ピストンシール１８は、キャリパ本体１２およびキャリパピストン１６の両方と慣用的態様でシール係合し、キャリパ本体１２に対してキャリパピストン１６を直線運動させるのに使用される油圧流体（図示せず）の損失を防止する。
【００１１】
キャリパピストン１６の外周面は、該キャリパピストンの移動範囲に亘って、キャリパピストン１６と高圧ピストンシール１８との間の必要レベルのシーリングが得られるように高精度に仕上げられている。必要レベルのシーリングの達成には、キャリパピストン１６の外径に対するピストンボア１４の厳格すなわち精密な公差も寄与する。
【００１２】
図２および図３に示すように、ブート型シール２０は、キャリパ本体１２とキャリパピストン１６との交会部（intersection）により形成されるジョイントを保護し、かつ高圧ピストンシール１８の外部にあるキャリパピストン１６を保護する。ブート型シール２０は、図示のように、シール部分２０ａと、該シール部分２０ａに連結された弁２０ｂとを有している。シール部分２０ａは、第一シール部材２２と、第二シール部材２４と、これらの第一および第二シール部材２２、２４を相互連結するベローズ３０とを有している。第一および第二シール部材２２、２４、ベローズ３０および弁２０ｂは、例えばシリコーンゴムのような適当な材料から一体成形することができる。
【００１３】
図示の例では、第一シール部材２２は、ピストンボア１４と同心状にキャリパ本体１２内に形成された座ぐり１２ｂの壁１２ａに当接しかつシール係合する。一方、第二シール部材２４は、キャリパピストン１６の外周面に形成された環状溝２８内に配置されかつ該環状溝２８とシール係合する。第一シール部材２２を補強しかつ該第一シール部材２２をキャリパ本体１２に対して押圧してキャリパ本体１２とシール係合させるため、ばね鋼のような適当な材料で形成された環状補強部材２６を使用することができる。
【００１４】
ベローズ３０は１つ以上の回旋部３０ａを有し、前述のように、第一および第二シール部材２２を相互連結する機能を有する。回旋部３０ａは、キャリパピストン１５の移動範囲に亘って、第一および第二シール部材２２、２４がそれぞれキャリパピストン１６およびキャリパ本体１２とシール係合した状態を維持できる程度の可撓性を有している。このため、回旋部３０ａは、ピストンボア１４内でのキャリパピストン１６の直線運動に応答して撓む（すなわち、折畳まれまたは折畳みが開かれる）。
【００１５】
弁２０ｂは、シール部分２０ａを通って形成されたベントチャネル３４と、該ベントチャネル３４をシールするのに使用される弁要素３８とを有している。図示の例では、ベントチャネル３４は全体としてＬ型であり、第一シール部材２２の後面から前方に向かって延び、次に、第一シール部材２２の外周面を通って半径方向外方に向かって延びている。弁要素３８は、第一シール部材２２に弾性的連結された環状リップである。弁要素３８の遠位端は、座ぐり１２ｂと同心状の環状スポット面１２ｃと係合して、ベントチャネル３４の出口を閉じる。
【００１６】
図４に示すように、座ぐり１２ｂ、ブート型シール２０およびキャリパピストン１６により形成される空間すなわちキャビティ３２内に捕捉されたガス４０の圧力は、ブレーキ組立体１０の作動中に、熱により増大される。シール部分２０ａを貫通してベントチャネル３４が延びているので、ガス４０が弁要素３８に直接力を作用する。ガス４０の圧力が所定閾値まで増大すると、弁要素３８に作用する力は、スポット面１２ｃと接触している弁要素３８をスポット面１２ｃから持上げるのに充分な大きさとなり、キャビティ３２と大気４２との連通を可能にする。これにより、キャビティ３２内に捕捉されているガス４０の一部が、矢印Ａで示すように弁２０ｂを通って放出され、これによりキャビティ３２内に残留しているガス４０の圧力が低下する。キャビティ３２内の残留ガス４０の圧力が通気（ベンチング）作動により低下されると、弁要素３８は、スポット面１２ｃに当接してベントチャネル３４をシールするように戻ることができる。
【実施例２】
【００１７】
図５および図６を参照すると他のブレーキ組立体１１０が示されており、該ブレーキ組立体１１０は、キャリパ本体１１２と、キャリパピストン１１６と、本発明の技術に従って構成された第二ブート型シール１２０とを有している。キャリパ本体１１２およびキャリパピストン１１６は、全体として図２のキャリパ本体１２およびキャリパピストン１６と同様であり、従って、ブート型シール１２０に関連するもの以外は詳細に説明することを避け、ブート型シール１２０について以下に詳細に説明する。
【００１８】
図示のように、ブート型シール１２０はシール部分１２０ａと、該シール部分１２０に連結された弁１２０ｂとを有している。シール部分１２０ａは、第一シール部材１２２と、第二シール部材１２４と、ベローズ１３０と、補助シール部材１２５とを有しており、該補助シール部材１２５は、第一シール部材１２２から延びておりかつキャリパピストン１１６とシール係合する。
【００１９】
第一シール部材１２２は、キャリパ本体１１２に形成された環状溝１２７内に配置されかつキャリパ本体１１２とシール係合する。第二シール部材１２４は、キャリパピストン１１６の環状溝１２８内に配置されかつキャリパピストン１１６とシール係合する。ベローズ１３０は複数の回旋部１３０ａを有しかつ第一および第二部材１２２、１２４を相互連結する。
【００２０】
弁１２０ｂはシール部分１２０ａを通って形成されたベントチャネル１３４と、該ベントチャネル１３４のシールに使用される弁要素１３８とを有している。図示の例では、ベントチャネル１３４は、全体としてＺ型をなしており、第二シール部材１２４の後面から前方に向かって延び、次に半径方向内方に進み、その後第二シール部材１２４の前方を通って外方に進む。弁要素１３８は、第二シール部材１２４に弾性的に連結された環状リップである。弁要素１３８の遠位端はキャリパピストン１１６の外周面と係合する。
【００２１】
ブート型シール１２０およびキャリパピストン１１６により形成されたキャビティ１３２内に捕捉されたガス１４０の圧力は、ブレーキ組立体１１０の作動中に熱により増大される。ベントチャネル１３４はシール部分１２０ａを通って延びているので、ガス１４０は弁要素１３８に直接力を加える。ガス１４０の圧力が所定閾値まで増大すると、弁要素１３８に作用する力は、キャリパピストン１１６と接触している弁要素１３８をキャリパピストン１１６から持上げるのに充分な大きさとなり（持上げられた状態が破線で示されている）、キャビティ１３２と大気４２との連通を可能にする。これにより、キャビティ１３２内に捕捉されているガス１４０の一部が、弁１２０ｂを通って大気４２中に放出され、これによりキャビティ１３２内に残留しているガス１４０の圧力が低下する。キャビティ１３２内の残留ガス１４０の圧力が通気作動により低下されると、弁要素１３８に作用する力が低下し、このため弁要素１３８はキャリパピストン１１６に当接してベントチャネル１３４をシールするように戻ることができる。
【実施例３】
【００２２】
図７および図８には、第三ブレーキ組立体２１０が示されている。ブレーキ組立体２１０は、キャリパピストン２１６およびブート型シール２２０の弁２２０ｂの構造を除き、図５および図６のブレーキ組立体と全体的に同様である。より詳しくは、キャリパピストン２１６には、第二シール部材２２４を受入れるための環状溝２２８と、１つ以上の溝２５０（図示の特定例では、全体としてＬ型に示されている）とが形成されている。
【００２３】
弁２２０ｂは、シール部分２２０ａを通って形成された弁チャネル２３４と、該弁チャネル２３４をシールするのに使用される弁要素２３８とを有している。図示の例では、弁チャネル２３４は、第二シール部材２２４からキャリパピストン２１６に向かって半径方向外方に延び、かつ第二シール部材２２４の後方の位置に終端している。弁要素２３８は第二シール部材２２４に弾性的に連結された環状リップである。弁要素２３８の遠位端はキャリパピストン２１６の外周面と係合することにより、ベントチャネル２３４の入口を閉じる。
【００２４】
ブート型シール２２０およびキャリパピストン２１６により形成されたキャビティ１３２内に捕捉されたガス２４０の圧力は、ブレーキ組立体２１０の作動中に熱により増大される。ガス２４０の圧力が所定閾値まで増大すると、弁要素２３８に作用する力は、キャリパピストン２１６と接触している弁要素２３８をキャリパピストン２１６から持上げるのに充分な大きさとなり（持上げられた状態が破線で示されている）、弁要素２３８を通ってベントチャネル２３４内に流入する流体の連通を可能にする。キャビティ１３２を出てベントチャネル２３４内に流入するガスも、ベント溝２５０を通って大気中に流入できる。これにより、キャビティ１３２内に捕捉されているガス２４０の一部が、弁２２０ｂを通って大気４２中に放出され、これによりキャビティ１３２内に残留しているガス２４０の圧力が低下する。キャビティ１３２内の残留ガス２４０の圧力が通気作動により低下されると、弁要素２３８に作用する力が低下し、このため弁要素２３８はキャリパピストン２１６に当接してベントチャネル２３４をシールするように戻ることができる。
【実施例４】
【００２５】
図９には、第四ブレーキ組立体３１０が示されている。このブレーキ組立体３１０は、キャリパピストン３１６およびブート型シール３２０の弁３２０ｂの構造を除き、図５および図６のブレーキ組立体１１０と全体的に同様である。より詳しくは、キャリパピストン３１６には、第二シール部材３２４を受入れるための第一環状溝３２８と、該第一環状溝３２８の後方に配置された第二環状溝３５０とが形成されている。
【００２６】
弁３２０ｂは、シール部分３２０ａを通って形成されたベントチャネル３３４と、該ベントチャネル３３４をシールするのに使用される弁要素３３８とを有している。図示の例では、ベントチャネル３３４は、第二シール部材３２４からキャリパピストン２１６に向かって半径方向外方に延び、かつここから第二シール部材３２４を通って、第二シール部材３２４の前方の位置で半径方向内方に延びている。弁要素３３８は、第二シール部材３２４に弾性的に連結された環状リップである。弁要素３３８の遠位端は第二環状溝３５０の外周面と係合して、ベントチャネル３３４の入口を閉じている。ブート型シール３２０の作動は、ガス３４０が弁チャネル３３４を通って直接大気４２に通気される点を除き、上記ブート型シール２２０の弁２２０ｂの作動とほぼ同様である。
【００２７】
図１０には、第五ブレーキ組立体４１０が示されている。このブレーキ組立体４１０は、キャリパピストン４１６およびブート型シール４２０の弁４２０ｂの構造を除き、図９のブレーキ組立体３１０と全体的に同様である。より詳しくは、キャリパピストン４１６には第二シール部材４２４を受入れるための単一の環状溝４２８が形成されており、一方、弁要素４３８は、該環状溝４２８の後面４３８ａとシール係合して、ベントチャネル４３４の入口を閉じている。ブート型シール４２０の弁４２０ｂの作動は、上記ブート型シール３２０の弁３２０ｂの作動とほぼ同様である。
【００２８】
本発明の上記説明は本質の単なる例示であり、従って、本発明の要旨から逸脱しない変更を本発明の範囲内で考えることができる。このような変更は、本発明の精神および範囲から逸脱するものと考えるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の技術に従って構成されたブレーキ組立体を示す後面図である。
【図２】図１の２−２線に沿う断面図である。
【図３】図２の部分拡大図である。
【図４】図３と同様な拡大図であり、弁が、シールを通気させる開状態にあるところを示すものである。
【図５】図３と同様な断面図であり、本発明の教示に従って構成された第二ブレーキ組立体およびブート型シールを示すものである。
【図６】図５の６−６線に沿う断面図である。
【図７】図３と同様な断面図であり、本発明の教示に従って構成された第三ブレーキ組立体およびブート型シールを示すものである。
【図８】図７の８−８線に沿う断面図である。
【図９】図３と同様な断面図であり、本発明の教示に従って構成された第四ブレーキ組立体およびブート型シールを示すものである。
【図１０】図３と同様な断面図であり、本発明の教示に従って構成された第五ブレーキ組立体およびブート型シールを示すものである。
【符号の説明】
【００３０】
１０    ブレーキ組立体
１２    キャリパ本体
１６    キャリパピストン
１８    高圧ピストンシール
２０    ブート型シール
２２    第一シール部材
２４    第二シール部材
３０    ベローズ
３４    ベントチャネル
３８    弁要素
【図１】
2004225913.tif 000003
【図２】
2004225913.tif 000004
【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】
2004225913.tif 000009
【図８】
2004225913.tif 000010
【図９】
2004225913.tif 000011
【図１０】
2004225913.tif 000012
【外国語明細書】
2004225913000001.pdf