(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開構造のブレーキシリンダ（８）とこのブレーキシリンダ内に軸方向に可動に配置されたブレーキピストン（９）とを有する少なくとも１の液圧作動装置（７）を備え、この作動装置は、開構造のブレーキシリンダ（８）の内側に設けられた周方向環状溝（１１）内に装着されかつブレーキピストン（９）の外周面（２３）と摩擦係合する弾性シールリング（１０）を有し、この環状溝（１１）の溝壁部（１４，１５）はブレーキピストンの軸線に対してほぼ垂直であり、これらの溝壁部の少なくとも一方は、ブレーキシリンダ（８）の円筒状面（１２）と環状溝（１１）の溝壁部（１４）との間の遷移領域に周方向凹部（１６）を有し、シールリング（１０）は、ブレーキが作動されたときに軸方向に移動されるブレーキピストン（９）により、この凹部（１６）内に弾力的に付勢されるディスクブレーキキャリパであって、
前記周方向凹部（１６）は、その断面形状を規定する輪郭線（１７）が、前記凹部（１６）に近接する環状溝（１１）の溝壁部（１４）から始まり、凸状湾曲部（１８）から凹状湾曲部（１９）に至り、異なる曲率半径を有する輪郭線（１７）の部分が、互いに接線方向に接続されることを特徴とするディスクブレーキャリパ（１）。
【請求項２】
周方向凹部（１６）は、ブレーキシリンダ（８）の開口端に最も近接した環状溝（１１）の溝壁部（１４）に配置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キャリパ（１）。
【請求項３】
輪郭線（１７）は、少なくとも一部に、直線部（２１）を有す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キャリパ。
【請求項４】
ブレーキシリンダ（８）の円筒状面（１２）内で終端する凹部（１６）は、その輪郭線（１７）と円筒状面（１２）との間に、直角を形成する請求項１から３のいずれか１に記載のディスクブレーキキャリパ。
【請求項５】
凹部（１６）の断面を規定する輪郭線（１７）は、半径方向立上がり部（２５）を有し、輪郭線（１７）とブレーキピストンの周面（２３）との間の自由スペースを縮小することを特徴とする請求項１から４のいずれか１に記載のディスクブレーキキャリパ（１）。
【発明の詳細な説明】
本発明は、請求項１の前段部分に記載のディスクブレーキキャリパに関する。
通常のディスクブレーキキャリパは、ドイツ特許出願第4202927号に記載されている。この従来技術によるディスクブレーキキャリパは、開構造のブレーキシリンダとこのブレーキシリンダ内に軸方向に摺動可能に配置されたブレーキピストンとを有する液圧作動装置を備える。ブレーキピストンとブレーキシリンダとは互いにシールリングでシールされており、このシールリングは、ブレーキシリンダの内面に形成された周方向環状溝内に装着され、ブレーキピストンの外周面に摩擦係合してシールする。シールリングの目的は、ブレーキシリンダの内部をシールすることだけではない。更に、シールリングは、ブレーキ作動後、その弾性により、ブレーキシューとブレーキディスクの摩擦面との間の間隙を調整する作用を支援する。
ブレーキを作動すると、ブレーキピストンに液圧が作用し、ブレーキピストンをブレーキシリンダから軸方向に沿って外方に移動させる。ブレーキピストンが軸方向に移動すると、このブレーキピストンの外面に当接するシールリングが、シールリングとブレーキピストンとの間の摩擦（主として静止摩擦）により、弾性変形する。ブレーキ作動を終了した後、すなわち、液圧ブレーキシステムの負荷が解除されたときに、弾性シールリングがその元の形状に戻り、ブレーキピストンをブレーキシリンダ内に僅かに移動する。ブレーキピストンに当接しているブレーキシューがブレーキピストンの軸方向移動に追従し、その摩擦面をブレーキディスクから離隔させ、これにより、ブレーキシューとブレーキディスクとの間の間隙が調整される。
調整された間隙の大きさは、シールリングおよびこのシールリングを収容する環状溝、特に環状溝の断面形状にしたがう。また、ブレーキ作動中にブレーキシリンダ内に作用する液圧にしたがうという望ましくない関係も存在する。すなわち、液圧が高くなるほど、シールリングの変形量が大きくなる。発生する液圧に係わらず、ブレーキの作動毎に、間隙を均一な一定の大きさに保持する試みがなされている。この目的を達成するため、環状溝に対する種々の断面形状が提案されてきているが、しかし、いずれの断面形状も、液圧の大きさに係わらずに間隙を均一な一定の大きさに保持することはできない。
例えば、ドイツ特許出願第4202927号に記載のディスクブレーキキャリパでは、環状溝の壁部とシリンダ面との間に、隣接した周部円錐状面あるいはトーラス状面で形成される遷移領域が設けられる。シールリングは、ブレーキ作動中に、少なくともその一部がこの遷移領域に付勢される。しかし、この実施形態は、圧力から独立した間隙を確保するものではない。更に、特に高い液圧が作用したときに、シールリングを損傷させる可能性があり、これは、この場合に、鋭角状に傾斜した遷移領域内へ大きく変形するためである。これは、この形式のシールリングの使用寿命を大きく減少する。
本発明の目的は、一般的なディスクブレーキキャリパの間隙を改善することである。特別な目的は、作用する液圧の大きさに係わらず、間隙を均一な一定の大きさとすることである。
この目的は、請求項１の後段部分を組合わせることで達成される。ブレーキシリンダの円筒状面と、ブレーキピストンの軸線に対してほぼ垂直に配置された環状溝の溝壁部との間の遷移領域に、周方向凹部が配置される。この凹部の断面形状を規定する輪郭線（contour line）は、溝壁部から凸状曲線で始まり、凹状曲線で終わる。作用する液圧にしたがって、周方向凹部内へのシールリングの対応した弾性変形が可能となる。また、弾性シールリングの材料に対する損傷を最小とするため、異なる曲率半径を有する輪郭線の部分が、互いに接線方向に接続される。
周方向凹部は、ブレーキシリンダの開口端に最も近接する溝壁部にほとんどの部分が配置される。
凹部の形成は、周方向の円錐状面の一部で、この凹部の少なくとも一部を形成することにより、簡略化される。
凹部の断面の好ましい観点では、輪郭線およびブレーキシリンダ面は、直角を形成するのが好ましい。これは、特に液圧が高い状態でのシールリングの摩耗を減少する。
凹部の断面の他の好ましい観点は、輪郭線に半径方向の立上がり部を設けることにより得られ、シールリングの弾性変形に利用可能な自由スペースが狭められる。これは、中程度の大きさの液圧が作用したときに、シールリングが凹部内に過度に変形するのを防止する。
本発明の実施形態について、添付図面に示す７つの図面を参照しつつ、以下に詳細に説明する。
図中、
図１は、本発明によるディスクブレーキキャリパの概略的な断面図、
図２は、図１のＡ部の拡大図、
図３は、凹部を有する環状溝の拡大断面図、
図４から図７は、環状溝の凹部における種々の実施形態の拡大断面図である。
図１に示すディスクブレーキキャリパ１は、ブレーキディスク２の外側縁部と、このブレーキディスク２の両側に配置されたブレーキシュー３，４とを跨いで配置されている。ディスクブレーキキャリバ１は、軸方向内側脚部５と軸方向外側脚部６とを有し、この外側脚部は軸方向外側ブレーキシュー３を直接支えている。キャリパの内側脚部５には、ブレーキシリンダ８とブレーキピストン９とを有する液圧作動装置７が設けられている。ブレーキピストン９は、ブレーキシリンダ８内を軸方向に摺動することができる。ブレーキピストン９は、開構造のブレーキシリンダ８から突出したその端部で、内側ブレーキシュー４に当接する。ブレーキピストン９は、弾性シールリング１０により、ブレーキシリンダ８に対してシールされている。シールリング１０は、ブレーキシリンダ８の内側に設けられた周方向環状溝１１内に収容される。この溝１１は、ブレーキシリンダ８の円筒状面１２内に凹設されている。環状溝１１は、円筒状面１２に対して横方向に延びる溝底部１３と、ブレーキシリンダ軸線に対してほぼ垂直に配置された２つの溝壁部１４，１５とを有する。液圧をシールすることとは別に、シールリング１０は、ブレーキ作動の終了時すなわち液圧が低下したときに、可能であればその初期位置まで、ブレーキピストン９を、これに結合されたブレーキシュー４と共に引込める作用をなす。これは、ブレーキシュー４とブレーキディスク２との間の間隙を調整する。このため、環状溝１１の円筒状面１２と溝壁部１４との間の遷移領域に、周方向凹部１６が設けられる。ブレーキを掛けたときに、ブレーキピストン９と摩擦係合しているシールリング１０が、軸方向に移動するブレーキピストン９と共に移動され、したがって、凹部１６内に弾性変形する。
図３に示す実施形態は、隣接する凹部１６と共に環状溝１１の拡大図を示す。凹部の断面を規定する輪郭線１７は、溝壁部１４から始まり、最初は凸状湾曲部１８で開始し、凹状湾曲部１９となる。周方向凹部１６は、ブレーキシリンダ８の開口端に最も近接した環状溝１１の溝壁部１４に配置される。ブレーキが低い液圧で作動されると、シールリング１０は、凸状湾曲部１８により、僅かな程度でのみ凹部１６内に弾力的に変形する。更に、凹部１６は、輪郭線１７の凹状湾曲部１９の領域内に十分なスペースを有し、これは、高い液圧が作用したときに、シールリング１０の弾性変形に対応するために設けられたものである。これは、圧力に係わらず均一な一定の間隙（unchangingly constant clearane）を調整可能とする。
図４から図７は、環状溝１１における周方向溝１６の他の実施形態を拡大して示し、凹部の断面を規定する輪郭線１７の経路すなわち形状が異なる。図４には、ほぼＳ字状の輪郭線１７の経路（course）が記載してあり、この経路は、輪郭線１７が溝壁部１４から開始し、凸状に湾曲した部分１８を通過して凹状に湾曲した部分１９に至ることにより形成されることが認められる。輪郭線１７の部分的に異なる曲率半径は、接線方向の移行部を有し、これにより、シールリング１０の材料の摩耗が減少する。ブレーキが低い液圧で作動されたときに、シールリング１０の一部のみが、凹部１６のほぼ凸状湾曲部１８で形成された領域内に変形する。ブレーキ作動時にブレーキシステム内に極めて高い液圧が作用したときにのみ、弾性シールリング１０が凹部１６の全断面部内に移動し、係止面２０に当接することにより弾性変形が停止する。好ましくは全ての実施形態における凹部１６の係止面２０は、ブレーキシリンダへの直接隣接する遷移領域でシリンダ面１２に対して直角（好ましくは）であり、軸方向におけるシールリング１０の弾性変形を制限する。これは、結局、シールリング１０の過度の摩耗を防止する。ブレーキシステムの液圧が低下すると、シールリング１０はその初期位置まで軸方向に変形し（好適な弾性特性を有する材料を選択した場合）、その周面で摩擦係合することにより、ブレーキピストン９も移動する。この全体的な作動態様は、異なる形状を有する図５から図７の変形例にも当てはめることができる。
図５では、環状溝１１の溝壁部１４に近接する輪郭線１７の領域は、簡単に製造できるようにするために直線部２１を有する。この輪郭線１７は、少なくとも一部が直線等の簡単な幾何学形状の輪郭線で形成された部分を有し、したがって、機械加工により、凹部を形成することができる点で好ましい。特に、溝壁部１４に直接隣接し、溝壁部に対して僅かな角度を有する直線部２１は、ブレーキシステム内に低い圧力が作用したときに、シールリング１０に対する係止面２２を形成する特別な目的を有する。このような作動状態では、シールリング１０は、弾力的に変形し、当接面２２に接触し、更に、内部スペース内に延び、ブレーキピストンの周面２３に接触し（図４から図７の鎖線参照）、図５から図７にシールリングの外形２４で示すように、凹部１６内に僅かな量のみ移動する。かなり高い液圧が作用したときにのみ、凹部１６が弾性変形したシールリング１０により、大きく満たされる。これは、極めて広い圧力範囲にわたって均一な一定の間隙の調節を可能とする。
図６および図７に示す変形例は、圧力に係わらず一定の間隙を達成するための他の試みを示す。凹部１６の断面を規定する輪郭線１７は、図６および図７に示す環状溝１１に近接するその右側に半径方向の立上がり部２５を有する。輪郭線１７とブレーキピストンの周面２３との間の自由距離は、この半径方向立上がり部２５により、狭められている。これは、特に中間の大きさの液圧でブレーキが作動されたときに凹部１６内に弾力的に移動するシールリング１０に対する障害物を形成する。更に圧力が上昇したときにのみ、シールリング１０は輪郭線１７とブレーキピストンの周面２３との間の縮小部を越える位置に達し、縮小部の軸方向の背部に配置された凹部１６の左側領域（図６および図７参照）を満たす。これにより、より広範囲の液圧にわたって均一な一定の間隙を調整することができる。
輪郭線１７が少なくとも一部に直線部２１を含むことにより、図６および図７の変形例は製造を更に簡略化することができる。これは、特に、図７における凸状湾曲部１８と凹状湾曲部１９との間の接続部から明らかである。
【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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