(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクブレーキのためのエキスパンダ機構であって、前記エキスパンダ機構は、前記ブレーキのハウジング内に配置可能なピストンシャフトと、前記ピストンシャフトの外周面と前記ブレーキのハウジングの内面との間の境界面をシールするためのシールとを備え、前記シールは、
前記ハウジングの一部に固定される関係で係合するように適合された、径方向外方に配置された部分と、
前記ピストンシャフトの外周面と共に静的シールを形成するように適合された、径方向内方に配置された部分と、
前記径方向内方配置部分が、使用中に前記ピストンシャフトとの静的シール関係を保ちながら前記径方向外方配置部分に対して軸方向に前記ピストンシャフトと共に移動することを可能にするように、前記径方向外方配置部分と前記径方向内方配置部分とを相互連結する中間部分と
を含み、
前記シールの前記径方向内方配置部分は、前記シールの完全性を損なわずに、前記ピストンシャフトの長さの動作調節中の前記ピストンシャフトに対する前記シールの前記径方向内方配置部分の軸方向のスライド移動に適応するように適合され、
前記中間部分は可撓性のウェブを含む、エキスパンダ機構。
【請求項２】
前記シールの前記径方向内方配置部分は、前記シールの完全性を損なわずに、異常に強力なブレーキの使用中に前記ピストンシャフトに対する前記シールの前記径方向内方配置部分の軸方向のスライド移動に適応するように適合されている請求項１に記載のエキスパンダ機構。
【請求項３】
前記ウェブは、前記調節可能なエキスパンダ機構の未調節状態において前記ピストンシャフトが前記シールを通って配置されるときに、ベローズ状に径方向に撓むことが可能であるように適合されている請求項１に記載のエキスパンダ機構。
【請求項４】
前記ウェブは実質的に均一な厚みを有する請求項１または３に記載のエキスパンダ機構。
【請求項５】
前記ピストンシャフトが前記シールを通って挿入される前の前記中間部分の径方向内端と径方向外端との間の径方向の寸法は、使用中のエキスパンダ機構の未調節状態における前記径方向外方配置部分と前記径方向内方配置部分との間の径方向最小距離よりも大きいように選択されている請求項１〜４のいずれか一項に記載のエキスパンダ機構。
【請求項６】
前記径方向内方配置部分は、前記ピストンシャフトと前記シールとを組み立てるときに前記ピストンシャフトが前記シールを通って挿入されることを容易にするための径方向内方に配置された斜面を有する縁部を含む請求項１〜５のいずれか一項に記載のエキスパンダ機構。
【請求項７】
前記径方向外方配置部分は、前記径方向内方配置部分及び前記中間部分と一体的に形成された可撓性のある径方向内側部分と、前記径方向内側部分に接着された剛性のある径方向外側部分とを含む請求項１〜６のいずれか一項に記載のエキスパンダ機構。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のエキスパンダ機構を含むディスクブレーキ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、エキスパンダ機構のピストンシャフト、例えば、ディスクブレーキのための調節可能なピストンの形態のピストンシャフトと、前記シャフトを受け入れるブレーキのハウジングの側方内面との間の境界面をシールするためのシールに関する。
【０００２】
上記の段落に記載したタイプのシールは周知であり、これらのシールは、ピストンシャフトの外面と共にワイパーシールを形成するように適合された、横方向内方に配置された部分（横方向内方配置部分）を有する。使用において、周知のタイプのシールに挿入されるピストンシャフトは、ブレーキ動作中のピストンシャフトの通常の移動に適応し、また、ブレーキ摩擦要素の摩耗を補償するためのエキスパンダ機構の延長により生じるピストンシャフトの移動に適応するために、シールの横方向内方配置部分に対してシャフトの長手方向軸に沿って移動する。この点に関し、ピストンシャフトは、概して、例えば通常のブレーキ動作中には軸方向に約１ｍｍ〜２ｍｍ移動し、また、例えばブレーキ摩擦要素の摩耗を補償するためにエキスパンダ機構の長さを調節する際には約２０ｍｍまで移動する。
【０００３】
ワイパーシールを形成する横方向内方配置シール部分にはかなりの量の摩耗が生じる。さらに、ワイパーシールの動作条件を満たすのに好適なシール材料は、概して耐高温性が比較的小さい。これは、ディスクブレーキのエキスパンダ機構が露出される動作環境、すなわち、ブレーキ摩擦要素がエキスパンダ機構に近接しているゆえに一般に高温である動作環境において重大なことである。
【０００４】
ピストンシャフトの側方外面と係合する上記のタイプのシールは、使用において、概して第２シールの形態で設けられて、ピストン組立体のピストンヘッドと、ピストンシャフトを受け入れるブレーキハウジングとの間に概して設けられる第１のシールが欠陥を生じた場合に、ほこり及び屑がエキスパンダ機構に詰まることを防止する。
【０００５】
本発明に従えば、ディスクブレーキのためのエキスパンダ機構のピストンシャフトと、前記シャフトを受け入れるブレーキのハウジングの内面との間の境界面をシールするためのシールが提供される。このシールは、
前記ハウジングの一部に固定される関係で係合するように適合された、横方向外方に配置された部分と、
前記シャフトの面と共に静的シールを形成するように適合された、横方向内方に配置された部分と、
前記横方向内方配置部分が、使用において前記シャフトとの静的シール関係を保ちながら前記横方向外方配置部分に対して軸方向に前記シャフトと共に移動することを可能にするように、前記横方向外方配置部分と前記横方向内方配置部分とを相互連結する中間部とを含む。
【０００６】
これは、シャフトの正常なブレーキ移動に適応するためにシャフトがハウジングに対して標準的に移動する間に静的シールをシャフトにもたらすことを容易にし、また、かかる移動に適応するための慣用のワイパーシールを用いる必要をなくす。
【０００７】
本発明は、通常のブレーキ動作により生じる、ピストンシャフトに対するシールの摩耗の低減を容易にするという点で、および／または、ピストンシャフトと係合させるために慣用のワイパーシールを用いる場合よりもさらに耐高温性の材料をシールの製造のために使用することを容易にするという点で特に有利である。さらに、ピストンシャフト上の境界面を摩耗させる傾向を有する慣用のワイパーシールよりも確実なシールをピストンシャフトに設けることができる。さらにまた、ピストンシャフト外面の表面の設計に関する制約が厳しくなくなる。
【０００８】
シールの横方向内方配置部分は、また、使用においてシールの横方向内方配置部分が時折ピストンシャフトに対して軸方向にスライド移動（摺動）することに、シールの保全性を損うことなく適応する。このような軸方向のスライド移動は、例えば、摩耗するブレーキの摩擦要素の摩耗を補償するためにエキスパンダ機構を延長し、それにより、ピストンシャフトの休止位置がハウジングに対して軸方向に調節される間に生じ得る。これは、このようなスライド移動及びそれによるシールの摩耗の発生を、エキスパンダ機構の延長により生じるような大きい相対移動に限定し、かつ、通常のブレーキ使用中にピストンシャフトがもたらす多くの小さい移動においてはスライドを回避することを容易にする。本発明による幾つかのシール設計により、シールの横方向内方配置部分とピストンシャフトとの相対スライドが、非常に強度のブレーキ操作中に、すなわち、非常に多数のブレーキ操作中に経験されるピストンシャフトの移動を超える場合に生じるとも考えられよう。
【０００９】
中間部は軟質のウェブを含み得る。ウェブは、調節可能なエキスパンダ機構の未調節状態においてピストンシャフトがシールを通って配置されるときにベローズ状に横方向に屈曲する（撓む）ことが可能であるように適合され得る。
【００１０】
ウェブは、実質的に均一な厚みを有する。
【００１１】
好ましくは、中間部分の横方向寸法は、使用中のエキスパンダ機構の未調節状態において、横方向外方配置部分と横方向内方配置部分との間の横方向最小距離よりもかなり大きいように選択される。
【００１２】
横方向内方配置部分は、使用中にピストンシャフトがシールを通って挿入されることを容易にするために軸方向および横方向内方に配置された斜面（ベベル）を有する縁部を含み得る。
【００１３】
横方向外方配置部分は、比較的薄い、横方向において外側の、軸方向に延在する中間部の延長部を含み得る。前記延長部は、実質的に硬質の、横方向において最も外側の部材に接着されている。
【００１４】
本発明がより良く理解されるように、ここで本発明の実施形態を、単なる例として、添付図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
図１は、ディスクブレーキ、例えば自動車のディスクブレーキにおいて用いるための調節可能なピストン組立体を示す。ピストン組立体は、その全体が番号１で示された調節可能なピストンを含み、ピストン１は、ピストンシャフト４およびタペット２を含み、タペット２は、周方向に間隔をあけて配置されたギヤ歯３によりピストン組立体内で回転可能に駆動されることができる。タペット２は、ピストンシャフト４の内側に受け入れられるねじ付き円柱状部を有し、ピストンシャフト４の内側は、対応する雌ねじを有する。ピストンシャフト４は三葉状の外面を有し、この外面は、ピストン組立体のピストンシャフトハウジング５内の、対応して形成された開口部１７内に受け入れられる。ピストンシャフトハウジング５は、ハウジングの部分５ｂ内にブッシュ５ａを有する。ピストンヘッド６が、ピストンシャフト４の閉鎖端部に、ピストンヘッド６がピストンシャフト４に対して有意の軸方向移動を行うことを防止するように取り付けられている。
【００１６】
組立体は、ピストンヘッド６がブレーキの摩擦要素、例えば摩擦パッド（図示せず）と隣接した状態でディスクブレーキ内に配置される。そして、力が、ブレーキアクチュエータ（図示せず）によりピストン１に、図１に示された組立体の右方向から、ピストンヘッド６が摩擦要素にブレーキ力を加えるように加えられる。このブレーキ動作中にピストン１がハウジング５に対して移動することが明らかであろう。
【００１７】
ピストン１の長さを調節するために、タペット２が回転され、それにより、ピストンシャフト４とタペット２の間の相対的な軸方向移動が、嵌合するねじの作用により生じる。ピストンシャフト４の側方外面の三葉状の構造が、ハウジング５内の対応する凹部において、ピストンシャフト４のハウジング５に対する回転を防止し、それにより、タペット２の回転がピストン１を、例えばブレーキ摩擦要素の摩耗に適応するために、軸方向に延長させることを保証する。グリース７が、タペット２のピストンシャフト４に対する相対的な回転運動が妨げられずに容易に行われるように供給される。さらなるグリース８も、ピストンシャフト４とハウジング５との滑らかな相対的軸方向移動を容易にするために供給される。
【００１８】
ほこり及び屑の粒子が、ピストンシャフト４の三葉状の外面と、ハウジング５の開口部１７の対応する内面との間のスライド境界面内に入ることを防止することが重要である。このために、第１のシール９が、ピストンヘッド６とハウジング５のブッシュ５ａの一部との間に設けられる。車両における組立体の位置が、組立体をほこり及び屑の粒子の侵入に影響され易くすることがしばしばあり、また、車両におけるブレーキの安全性重視の性質により、第２のシール１０が、ほこり及び屑がピストン内に侵入することをさらに防止するために設けられる。第２シール１０の主な目的は、第１シール９が機能しない場合に第１シール９が交換されるときまで、典型的には、損傷が検知されたときに次回のパッド交換時までピストンを保護することである。
【００１９】
第２シール１０は、図３に、より詳細に示されている。シール１０は、横方向外方に配置された部分（横方向外方配置部分）１１、横方向内方に配置された部分（横方向内方配置部分）１２、および、部分１１と部分１２とを連結する中間部分１３を含む。横方向外方配置部分１１は、比較的硬質の部材１４の形態である横方向外側部分と、横方向内側部分１５とを含む。横方向内方配置部分１２、中間部分１３、および、横方向外方配置部分１１の横方向内側部分は、比較的軟質の材料からつくられた、一体的に形成された部材により設けられている。
【００２０】
図３Ａ〜３Ｄは、調節可能なピストン組立体に嵌め込まれたシール１０を示す。シール１０の横方向外方配置部分１１が、開口部１７の口に隣接したハウジング５の凹部１６に配置されている。
【００２１】
図３Ａに最良に見られるように、ピストンシャフト４を組立体に挿入する前にシール１０がハウジング５に嵌め込まれており、横方向内方配置シール部分１２は、開口部１７を画成するハウジングの内周面の横方向内方に延在している。図３Ｂに示されるように、ピストンシャフト４を、開口部１７を通してさらに挿入すると、ピストンシャフト４は、横方向内方配置部分１２の斜面(べベル)１８に突き当たり、横方向内方配置部分１２を横方向外方に押して、中間部１３をベローズ状の動作で横方向にたわませ、シャフト４を収容させる。
【００２２】
図３Ｂにおいて、ピストンシャフト４はブレーキがオフの状態において示されている。シール１０の横方向内方配置部分１２は、三葉状のシャフト４の側方外面と共に静的シールを形成する。
【００２３】
図３Ｃおよび３Ｄは、軽度のブレーキ動作中のシール１０の構造（図３Ｃ）、および、より強度のブレーキ動作中のシール１０の構造（図３Ｄ）を示す。ブレーキが摩擦パッドを締め付ける力が異なれば、ピストンシャフト４がハウジング５内で軸方向に移動する量が異なる。図３Ｃおよび３Ｄにおいて、中間シール部１３が、折り曲げられた位置から延びて、シール１０の横方向内方配置部分１２の軸方向の移動に適応している様子が見られる。したがって、部分１２は、このような限定された通常の動作による移動の間にピストンシャフト４と共に軸方向に移動し、ピストンシャフト４と共に静的シールを保持する。
【００２４】
シール１０とシャフト４の間の静的シールをこのように保持することにより、より確実なシール動作がもたらされる。さらに、シャフト４の表面仕上げは、ワイパーシールと共に用いるのに必要であるように高品質である必要はない。さらにまた、シール１０の横方向内方配置部分１２は、通常のシール移動に適応するための規則的なスライド動作に対処する必要はないため、シール１０の材料は、より高い耐温度性を有するように選択されることができる。この点に関し、ワイパーシールを製造するのに適切な材料を選択するには、摩耗と耐温度性との平衡を達成するために妥協しなければならない。
【００２５】
しかし、シール１０がシール効果を、ピストン１の長さのお決まりの動作調節中に、また、異常に強度のブレーキ使用の際にも、これらの結果生じるピストンシャフト４のハウジング５に対する軸方向移動に適応するようにピストンシャフト４上をスライド移動することにより維持できることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明の実施形態に従う第２のシールを含む、ディスクブレーキのための調節可能なピストンの形態の調節可能なエキスパンダ機構の概略図である。
【図２】  図２は、第２シールの端面図である。
【図３】  図３は、第２シールを示す長手方向の断面図であり、図３Ａ〜３Ｄは、ピストンシャフトをハウジング内に組み入れる間、および、使用における種々のブレーキ状態下でのピストンシャフトの操作中におけるシールの一部の変位を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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