(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリパボディと、シリンダと、ピストンと、ピストンシールと、ダストブーツとを少なくとも具えるディスクキャリパにおいて、少なくとも、前記シリンダの内側面に設けられているピストンシール取り付け用溝と当該溝に取付けるピストンシールとの間、前記ダストブーツの外側側面とキャリパボディとの間、前記ダストブーツの内側側面とピストンとの間、及び、前記ダストブーツと、キャリパボディと、ピストンと、ピストシールとで画成される空間にグリースを十分に介在させた事を特徴とするディスクキャリパ。
【請求項２】
請求項１に記載のディスクキャリパにおいて、前記ダストブーツと前記ピストンとの接触面、及び、前記ダストブーツと前記キャリパボディとの接触面にもグリースを介在させたことを特徴とするディスクキャリパ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のディスクキャリパの組立方法において、前記ピストンを前記キャリパボディ内に組み込む際に、ピストン外周面のうち挿入側端部から少なくとも半分に前記グリースを塗布しておき、当該外周面にグリースを付着させたピストンをキャリパボディ内に圧入する事によって、前記ダストブーツと、キャリパボディと、ピストンと、ピストシールとで画成される空間にグリースを介在させるようにしたことを特徴とするディスクキャリパの組立方法。
【請求項４】
請求項３に記載のディスクキャリパの組立方法において、前記ピストンを前記シリンダ内に組み込む際に、前記ピストンを前記ピストンシールのピストン先端側端部から先へ若干押し込んだ後、前記ピストンを一担抜き取り再度グリースを塗布してキャリパボディ内へ圧入するようにしたことを特徴とするディスクキャリパの組立方法。
【請求項５】
請求項４に記載の制動装置において、前記ピストンの抜き取りおよび押し込み作用を複数回繰り返してピストンを組み込むようにした事を特徴とするディスクキャリパの組立方法。
【請求項６】
キャリパボディと、シリンダと、ピストンと、ピストンシールと、ダストブーツとを少なくとも具えるディスクキャリパにおいて、前記キャリパボディの内側側面の前記ピストンシールの組込み用の溝と前記ダストブーツ組込み用の溝との間に切り欠きを設け、少なくとも、前記シリンダの内側面に設けられているピストンシール取り付け用溝と当該溝に取付けるピストンシールとの間、前記ダストブーツの外側側面とキャリパボディとの間、前記ダストブーツの内側側面とピストンとの間、及び、前記ダストブーツと、キャリパボディと、ピストンと、ピストシールとで画成される空間にグリースを十分に介在させた事を特徴とするディスクキャリパ。
【請求項７】
前記切り欠きが、前記ピストンシール組込み用の溝のダストブーツ側角部に設けられている事を特徴とする請求項６に記載のディスクキャリパ。
【請求項８】
前記切り欠きが、前記ピストンシール組込み用の溝とダストブーツ組込み用の溝との間に設けられている事を特徴とする請求項６に記載のディスクキャリパ。
【請求項９】
請求項６、７または８に記載のディスクキャリパの組立方法において、前記ピストンを前記キャリパボディ内に組み込む際に、ピストン外周面のうち挿入側端部から少なくとも半分に前記グリースを塗布しておき、当該外周面にグリースを付着させたピストンをキャリパボディ内に圧入する事によって、前記ダストブーツと、キャリパボディと、ピストンと、ピストシールとで画成される空間にグリースを介在させるようにしたことを特徴とするディスクキャリパの組立方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のディスクキャリパの組立方法において、前記ピストンを前記シリンダ内に組み込む際に、前記ピストンを前記ピストンシールのピストン先端側端部から先へ若干押し込んだ後、前記ピストンを一担抜き取り再度グリースを塗布してキャリパボディ内へ圧入するようにしたことを特徴とするディスクキャリパの組立方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の制動装置において、前記ピストンの抜き取りおよび押し込み作用を複数回繰り返してピストンを組み込むようにした事を特徴とするディスクキャリパの組立方法。
【請求項１２】
シリンダボディと、シリンダボディ内に組み込むピストンと、前記シリンダボディとピストンとの間に設けたカップシールと、前記シリンダボディとピストンとを覆うダストブーツとを少なくとも具えるホイールシリンダにおいて、少なくとも、前記ピストンとカップシールとの間、及び、前記ピストンと、シリンダボディと、ダストブーツとで画成される空間内に十分にグリースを介在させたことを特徴とする制動装置に用いるホイールシリンダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車、航空機、列車等の制動装置に使用する油圧式ディスクキャリパ、ホイールシリンダ及びその組立方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車、航空機、列車等の制動装置には油圧式のものがごく一般的に用いられている。この油圧式の制動装置は、大別して、ディスクブレーキとドラムブレーキとがあり、いずれの装置においても、運転者がブレーキ装置を動作させることによって、マスタシリンダが作動し、マスタシリンダ内のブレーキフルードが加圧され、ディスクブレーキの場合はディスクキャリパに、ドラムブレーキの場合はホイールシリンダに送られ、ディスクキャリパあるいはホイールシリンダ内でブレーキフルードの圧力に応じてピストンが作動することによって制動動作が行われるように構成されている。
【０００３】
ここで、シリンダ内部にピストンを密着させてブレーキフルードの漏れを防ぎ、ピストンをスムーズに作動させるために、ディスクブレーキの場合はディスクキャリパの内部に、ピストンシールが、ドラムブレーキの場合はホイールシリンダの内側にピストンカップが設けられている。ディスクブレーキではキャリパボディの内側に溝が設けられており、この溝の中にピストンシールが組み込まれている。一方、ドラムブレーキの場合は、ピストンにピストンカップ組み付け用の溝が設けられておりこの溝にピストンカップを組み込むタイプ（一体型）と、ピストンに特に溝が設けられておらず、ピストンカップがピストンの外周に接しているだけのタイプ（分離型）とがある。これらのピストンシールまたはピストンカップは、ブレーキフルードの圧力を受けた時に、ピストンを介してパッドまたはライニングを作動させて、制動力を発生させる働きをする。
【０００４】
このようなディスクキャリパあるいはホイールシリンダを組み立てる場合、組み付けを容易にするために油性の物質で表面処理をしたピストンシールあるいはピストンカップを用いるようにしている。このとき、組立作業者がグリースを用いて組み立てることもあるが、ここでは、ピストンシールあるいはピストンカップの組み付けを容易にするだけの目的でグリースを塗布するものであり、使用するグリースの量は極めて少量である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のディスクキャリパあるいはホイールシリンダには、以下に述べるような問題がある。
ディスクブレーキに用いるディスクキャリパでは、ブレーキペダルが踏まれて油圧が生じると、この油圧によってピストンが押されると同時に、ピストンシールも押され、ピストンシールはよじれた状態になる。一方、油圧が開放されるとピストンシールのよじれが復元して、この復元力を利用してピストンが元の位置に戻るように構成されている。このように構成されたディスクキャリパは、ある期間使用していると、外気の気温変化や、走行時の温度変化、あるいは錆、ピストンシールから生じるダスト等によって、ピストンとピストンシールとの接触部分が正常に作動しなくなり、ピストンの戻りが悪くなる。ピストンとピストンシールとの接触部分が正常に作動しないと、ピストン自体にいわゆる首振り現象が生じ、シリンダの内壁を傷つけてしまう事もある。このように、ピストンが正しく動作しないと、いわゆる「引き摺り」やオイル漏れが生じ、制動装置の制動力自体が低下するといった問題が生じる。この引き摺りが生じることによって、ディスクパットの摩耗が激しくなって、制動時にこのパットから多量の粉塵が生じ、大気中にまきちらされることになる。この粉塵は人体への影響が大きいと共に、ホイール等に付着すると容易に除去する事ができない。
【０００６】
ドラムブレーキに用いられているホイールシリンダも同様であり、従来のホイールシリンダでは、ピストンカップの組み付けを容易にするためだけに、ごく少量のグリースを使用していただけであり、長期間使用するとピストンカップとシリンダボディとの間に摩擦が生じてピストン動作がうまくいかなくという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するべく成されたものであり、本発明にかかるディスクキャリパは、キャリパボディと、シリンダと、ピストンと、ピストンシールと、ダストブーツとを少なくとも具えるディスクキャリパにおいて、少なくとも、前記シリンダの内側面に設けられているピストンシール取り付け用溝と当該溝に取付けるピストンシールとの間、前記ダストブーツの外側側面とキャリパボディとの間、及び、前記ダストブーツの内側側面とピストンとの間、及び前記ダストブーツと、キャリパボディと、ピストンと、ピストンシールとで画成される空間にグリースを十分に介在させた事を特徴とする。
【０００８】
このように構成することによって、ディスクブレーキのディスクキャリパ内のピストンシールとピストンが接する部分のうち、ピストンシールの内側はブレーキフルードによって、外側（ダストブーツ側）はグリースによって油膜が作られる事になり、この部分に高熱が発生したり、錆やダスト等の不純物でディスクキャリパに動作不良が生じる事をこの油膜によって防ぐ事ができる。したがって、ピストンシールとピストンの動作を最良の状態に保つことができる。このように本発明にかかるディスクキャリパにおいてはピストンが常に正常に作動するので、また、ピストンとピストンシールとの接する部分にはマスターシリンダから送られてくるブレーキフルードの圧力だけがかかることになり、ピストンの力がディスクパットに無理なく伝達される。
【０００９】
また、本発明のディスクキャリパは、前記キャリパボディの内側側面の前記ピストンシールの組込み用の溝と前記ダストブーツ組込み用の溝との間に切り欠きを設けることが好ましい。この切り欠き部分にグリースが溜まりやすくなり、必要な部分に容易にグリースを保持する事ができるためである。
【００１０】
さらに、本発明にかかるホイールシリンダにおいては、シリンダボディと、シリンダボディ内に組み込むピストンと、前記シリンダボディとピストンとの間に設けたカップシールと、前記シリンダボディとピストンとを覆うダストブーツとを少なくとも具えるホイールシリンダにおいて、少なくとも、前記ピストンとカップシールとの間、および前記ピストンとシリンダボディとダストブーツとの間に画成される空間内に十分にグリースを介在させたことを特徴とする。
【００１１】
このように、ドラムブレーキにおいては、ピストンとカップシールとの間、及び、ピストンとシリンダボディとダストブーツとの間に画成される空間内にグリースを十分に介在させることによって、ホイールシリンダの動作不良が生じることがなくなり、ピストンが長期間安定して完全な働きをする。
【００１２】
更に、ディスクブレーキに用いるディスクキャリパを組み立てる際には、前記ピストンを前記キャリパボディ内に組み込む際に、ピストン外周面のうち挿入側端部から少なくとも半分に前記グリースを塗布しておき、当該外周面にグリースを付着させたピストンをキャリパボディ内に圧入する事によって、前記ダストブーツの内側側面とピストンとの間、及び前記ダストブーツと、キャリパボディと、ピストンと、ピストシールとで画成される空間にグリースを介在させるようにするのが好ましい。
【００１３】
この方法によれば、所望の位置、すなわち、ピストンとピストンシールとダストブーツで形成される空間内に、容易かつ十分にグリースを介在させる事が可能である。
【００１４】
さらに、ディスクキャリパの組立においては、前記ピストンを前記シリンダ内に組み込む際に、前記ピストンを前記ピストンシールのピストン先端側端部から先へ若干押し込んだ後、前記ピストンを一担抜き取り再度グリースを付けてキャリパボディ内へ圧入することが好ましい。ピストンとピストンシールとの初期のなじみが良くなるためである。
【００１５】
また、ディスクキャリパの組立においては、前記ピストンの抜き取りおよび押し込み作用を複数回繰り返してピストンを組み込むと、よりなじみが良くなると共に、所望の箇所により容易に十分にグリースを介在させる事ができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明にかかる第１の実施の形態の構成を示す図であり、ディスクブレーキに用いるディスクキャリパの部分的断面図である。図１において、符号１はキャリパボディ、２はピストン、３はピストンシール、４はダストブーツである。キャリパボディ１にはピストンシール組込み用の溝１ａ及びダストブーツ取付け用の溝１ｂが、また、ピストン２にはダストブーツ取付け用の溝２ａが設けられている。
【００１７】
図１に示すように、本発明では、キャリパボディ１のピストンシール組込み用溝１ａの内側面およびこの溝１ａに対向するピストンシールの面との間；  ダストブーツ４の外周面４ａとキャリパボディ１のダストブーツ取付用溝１ｂとの間；  ダストブーツ４の内周面４ｂとピストン２のダストブーツ取付用溝２ａとの間；  ダストブーツ４のピストンシール側の凹部４ｃと、キャリパボディ１と、ピストン２と、ピストンシール３のダストブーツ側側面とで画成する空間Ｓ１とに、グリースが十分に介在している。
【００１８】
これらの空間にグリースを介在させる事によって、ピストンとキャリパボディ（シリンダ）とが対向する面のうち、ピストンシールのダストブーツ側はグリースで満たされ、ダストブーツの反対側（図１における下側）はブレーキフルードで満たされることになるので、ピストンシールの動作が滑らかになり、ピストンの首振り現象を防ぐ事ができる。また、キャリパ内部に錆やダストが発生しないため、ディスクキャリパのピストンの動作が非常に安定したものになり、ひいては、制動装置全体の引きずり現象を押さえる事ができる。
【００１９】
以上、ディスクブレーキに付いて述べたが、ドラムブレーキに用いるホイールシリンダについても同様のことが言える。
図４は、本発明にかかるドラムブレーキに用いられるホイールシリンダの断面図である。図４において、符号１１はシリンダボディ、１２はピストン、１３はカップシール、１４はダストブーツである。本例では、シリンダボディ１１にカップシール組込み用の溝１１ａが設けられている。図４に示すように、本発明にかかるホイールシリンダでは、シリンダボディ１１に設けたカップシール組込み用の溝１１ａとカップシールとの間、及び、シリンダボディ１１とピストン１２とダストブーツ１４とで画成される空間Ｓ２内に十分にグリースを介在させるようにしている。
【００２０】
このように構成する事によって、シリンダボディ１１の内部は、カップシール１３から内側はブレーキフルードで、外側はグリースで満たされることになるので、ピストン１２は常にグリースあるいはブレーキフルードに接触している。したがって、長期間使用してもピストンの首振りが生じることがなく、シリンダ内に錆やダストが発生しないので、制動時のレスポンスを正常な状態に長く保つ事ができる。
【００２１】
なお、図４に示す実施の形態では、ピストンにカップシール組み付け用溝を設けたホイールシリンダの例を説明したが、溝を設ける事なく、カップシールをピストンとシリンダボディとの間に載せた分離型のホイールシリンダも同様である。
【００２２】
以下に、本発明にかかるディスクキャリパの組立方法を説明する。
まず、ディスクキャリパ１のピストンシール組み込み用の溝１ａの内側面全面に満遍なくグリースを塗布すると共に、ピストンシール３にも全面にグリースを塗って溝１ａにピストンシールを組み付ける。このように、ピストンシール溝１ａとピストンシール３との間にグリースを介在させる事によって、溝１内でのピストンシール３の密着度が高くなり、制動動作を行った際のピストンシールの動きが滑らかになる。
ピストンシール溝１ａにピストンシールを組み入れると、ディスクキャリパのシリンダ面よりピストンシールの内側面の位置が高くなって段差ができるが、この段差を埋めるようにピストンシールの周囲に更に十分にグリースを塗布する。
【００２３】
次いで、ピストン２の周囲に、ピストン先端（キャリパ１にピストンを挿入する際の挿入側の端部）からピストン全体の約半分程度の位置までピストンの外周全体にグリースを塗布して、ピストンの先端をピストンシールの内側（ダストブーツの反対側）約５−７ｍｍの位置までキャリパ１に挿入した後、一旦ピストンを抜き取り、ピストンの先端（グリースがなくなっている）に再度グリースを塗って挿入し、この動作を好ましくは２，３回繰り返して最終的にピストンをキャリパ１内に組み入れるようにする。このようにすることによって、ピストンの外周に塗布したグリースが、ピストンの挿入に伴ってダストブーツ側に押し上げられてピストン全体を挿入した時に、ピストンシール３のダストブーツ側の空間にグリースが十分に存在する事になる。ここで、ピストン２の出し入れを複数回行うのは、ピストンとキャリパボディとの初期なじみをよくするためである。
【００２４】
ついで、ダストブーツ４の側面４ａ及び４ｂ、すなわちピストン２の溝２ａに対向する側面４ｂと、キャリパボディに設けた溝１ｂに対向する側面４ａとにグリースを十分に塗布し、さらに、ダストブーツの内側（ピストンシール側）の凹部にグリースを十分に塗布してダストブーツ４をキャリパ１内に取り付ける。なお、図３に示す例では、ダストブーツ４の内側に凹部は設けられていないが、この場合は、ダストブーツの内側面に十分にグリースを付けるようにする。
【００２５】
このようにして、ディスクキャリパを組み立てると、上述した必要な箇所に十分にグリースが行き渡り、制動動作を行う際のピストン２およびピストンシール３の動きがスムーズに行われ、ピストンの首振り、ひいては、ピストンの戻り動作の不良によって生じる引きずり現象を防ぐ事ができる。
【００２６】
図２は、本発明にかかるディスクキャリパの変形例の構成を示す図であり、同じくディスクブレーキに用いるディスクキャリパの断面図である。なお、本例、及び図３に示す変形例において、図１に記したディスクキャリパと同じ構成要素に付いては、同じ符号を用いてその説明は省略する。図３に明らかな通り、本変形例では、キャリパボディ１のピストンシール組み付け用溝１ａのダストブーツ側の角部が切り欠かれている。このように溝１ａのダストブーツ側の角部に切り欠きを設けることによって、上述した組立方法によって、ディスクキャリパを組み立てた際に、この切り欠き部分を介して必要な部分、すなわち、空間Ｓ１にグリースが溜まりやすくなり、本発明の目的をより一層容易に達成する事ができる。
【００２７】
図３は、本発明にかかるディスクキャリパの他の変形例の構成を示す図である。本実施の形態では、キャリパボディ１の側面のピストンシール組み付け用溝１ａとダストブーツ組み付け用の溝１ｂとの間に凹部１ｃを設けている。図３に示す変形例と同様に、上述した組立方法によって、ディスクキャリパを組み立てた際に、この凹部１ｃにグリースが溜まりやすくなり、本発明の目的をより一層容易に達成することができる。なお、凹部１ｃの形状は、本実施の形態では断面半円形の溝としたが、この形に限定されるものではない。
【００２８】
本発明に使用するグリースは、一般的に車両の組立、修理に使用されているものであれば、種類は問わない。ただし、発明者の実験によれば、（株）大阪造船所ニチモリ事業部製のＮＩＣＨＩＭＯＲＹ  ＦＸ２３００  を使用する事によって、より一層の効果が上がることがわかっている。以下に、このＮＩＣＨＩＭＯＲＹ  ＦＸ２３００を用いた実施例を説明する。なお、グリースの塗布は、手を使用したり、あるいはスプレー式のものを利用するようにしても良い。
【００２９】
【実施例】
図５は、従来のディスクキャリパが用いられている制動装置と本発明を適用して組み立てたディスクキャリパを用いた制動装置との引きずりの生じる度合いを比較したグラフである。図５において、横軸に、制動装置の使用年数を、縦軸に引きずりの度合いを示す。例１は、従来のディスクキャリパが用いられている制動装置に生じた引きずりの具合を示すグラフであり、使用年数が増す毎に引きずりが強くなっていることがわかる。例２は、新車の状態から使用開始後４年目半ばにおいて、ディスクキャリパを修理して本発明を適用し、ＮＩＣＨＩＭＯＲＹＦＸ２３００のグリースを必要箇所に介在させた例である。修理の時期を境に引きずりの度合いが大幅に減少していることがわかる。また、例３は、新車の製造時に本発明を適用したディスクキャリパを採用し、ＮＩＣＨＩＭＯＲＹ  ＦＸ２３００のグリースを必要箇所に介在させた制動装置の例である。使用開始後７年を経ても、引きずりの度合いは悪くなっていない。
【００３０】
又、図６は、製造メーカの異なる国産車及び外車について、使用途中で、本発明を適用してディスクキャリパを修理してＮＩＣＨＩＭＯＲＹ  ＦＸ２３００のグリースを必要箇所に介在させた制動装置において、修理前と修理後の一輪あたりの引きずりの度合いを比較したグラフである。図６から、自動車のメーカーを問わず、また、国産車、外車の例を問わず、各車ともに引きずりの度合いが減少している事がわかる。
【００３１】
なお、上述した実施の形態においては、ディスクキャリパに付いてはフローティングタイプのものを例にとって説明したが、浮動ヨークタイプのキャリパや固定キャリパタイプのものにも本発明を適用することができる。また、ホイールシリンダに付いても、上述の実施の形態では、リーディングトレーリングタイプのものを説明したが、ツーリーディングタイプのホイールシリンダにも本発明を適用できることは言うまでもない。
【００３２】
【発明の効果】
上述した通り、本発明にかかるディスクキャリパまたはホイールシリンダにおいては、必要箇所に十分にグリースを介在させることによって、ピストンの往復動作が常に正常に行われるようになり、ピストンの首振り現象を押さえて、制動装置の引きずり現象の発生を長期にわたって押さえることができる。また、キャリパ（シリンダ）内に錆やダストが非常に発生しにくくなり、パットの摩耗によるダストを粉塵として外部に撒き散らすことがない。更に、キャリパ（シリンダ）内のピストンシール（カップシール）とピストンが接触して摺動するときの摩擦抵抗を小さく押さることができるので、キャリパ（シリンダ）内の温度およびパットの温度を常時低く保つことができ、ディスクに付着した粉塵等を、水洗いによって容易に洗い落とす事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の構成を示す図である。
【図３】本発明のディスクキャリパの変形例の構成を示す図である。
【図４】本発明のディスクキャリパの他の変形例の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施例を説明するためのグラフである。
【図６】本発明の実施例を説明するためのグラフである。
【符号の説明】
１    キャリパボディ
２    ピストン
３    ピストンシール
４    ダストブーツ
４ｄ、４ｅ    切り欠き
１１  シリンダボディ
１２  ピストン
１３  カップシール
１４  ダストブーツ
【図１】
0003985914.tif 000002
【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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