特許 6670402 油圧ブレーキ用のスチールブレーキピストン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6670402

(24)【登録日】2020年3月3日

(45)【発行日】2020年3月18日

(54)【発明の名称】油圧ブレーキ用のスチールブレーキピストン

(51)【国際特許分類】

   F16D 65/16 20060101AFI20200309BHJP

   F16J 1/00 20060101ALI20200309BHJP

   B21K 1/18 20060101ALI20200309BHJP

   F16D 121/04 20120101ALN20200309BHJP

   F16D 125/06 20120101ALN20200309BHJP

【ＦＩ】

   F16D65/16

   F16J1/00

   B21K1/18 Z

   F16D121:04

   F16D125:06 A

   F16D125:06 Z

【請求項の数】8

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2018-563592(P2018-563592)

(86)(22)【出願日】2017年4月27日

(65)【公表番号】特表2019-518913(P2019-518913A)

(43)【公表日】2019年7月4日

(86)【国際出願番号】EP2017060109

(87)【国際公開番号】WO2017215826

(87)【国際公開日】20171221

【審査請求日】2018年11月29日

(31)【優先権主張番号】102016210817.4

(32)【優先日】2016年6月16日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】399023800

【氏名又は名称】コンティネンタル・テーベス・アクチエンゲゼルシヤフト・ウント・コンパニー・オッフェネ・ハンデルスゲゼルシヤフト

(73)【特許権者】

【識別番号】518424257

【氏名又は名称】エルトリヒ・ウムフォルムテヒニク・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング

(74)【代理人】

【識別番号】100069556

【弁理士】

【氏名又は名称】江崎 光史

(74)【代理人】

【識別番号】100111486

【弁理士】

【氏名又は名称】鍛冶澤 實

(74)【代理人】

【識別番号】100173521

【弁理士】

【氏名又は名称】篠原 淳司

(72)【発明者】

【氏名】シュミット・トビアス

(72)【発明者】

【氏名】ヴュルツ・マティアス

(72)【発明者】

【氏名】ライデッカー・ノルベルト

(72)【発明者】

【氏名】クラツィク・マルティン

(72)【発明者】

【氏名】ミュラー・マティアス

(72)【発明者】

【氏名】ツァイビヒ・ウーヴェ

(72)【発明者】

【氏名】ローレンツ・ウルリヒ

(72)【発明者】

【氏名】バウアースフェルト・リコ

【審査官】 山田 康孝

(56)【参考文献】

【文献】 特表平０４−５０６５５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５２０９３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｄ ６５／１６

Ｆ１６Ｊ １／００

Ｂ２１Ｋ １／１８

Ｆ１６Ｄ １２１／０４

Ｆ１６Ｄ １２５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

底（２）と内壁（４）及び外壁（５）を含む壁（３）とを有する片側が開放したポットとして構成された、油圧ディスクブレーキ用の冷間成形されたスチールブレーキピストン（１）であって、
実質的に一定で、ピストン縦軸Ａに対して実質的に回転対称に整向されたピストン外径Ｄと、内径ｄ_ｉの異なる変化に伴って部分的に変化するピストン肉厚ｓを有し、ピストン縦軸Ａに対して実質的に平行に延在するように整向して形成された壁部分（９，１０）が、ピストン縦軸Ａに対して直交直角に形成された底（２）に接続し、外壁（５）が、終端側の壁部分（１０）に、半径方向内方へ向かってロール加工で入れた溝（６）を有し、この溝が、半径方向外方へ向かって開放しており、半径方向内側に溝ビード突部（７）を形成し、ポットの開放側が、摩擦パッドバックプレート用の支持部として終了し、この支持部が、平坦なピストン端面（８）としてピストン縦軸Ａに対して直交直角に延在し、ａ）摩擦パッドとスチールブレーキピストン（１）の間を固定するため及びｂ）摩擦パッドを弾性的に支持するための支持軸受として使用される一体化されたインターフェースを有する、
ものにおいて、
終端側の壁部分（１０）が、底側の壁部分（９）よりも小さいピストン内径ｄ_ｉを有し、溝ビード突部（７）が、最小ピストン内径ｄ_ｉｍｉｎを規定すること、及び、最小ピストン内径ｄ_ｉｍｉｎが、ピストン端面（８）から始まりピストン肉厚ｓの数倍分だけ底（２）の方向に軸方向に後退させられていること、を特徴とする冷間成形されたスチールブレーキピストン（１）。

【請求項2】

軸方向ａｘに見た最小ピストン内径ｄ_ｉｍｉｎが、ピストン端面（８）に対して、半径方向内側に位置すること、を特徴とする請求項１に記載の冷間成形されたスチールブレーキピストン（１）。

【請求項3】

溝ビード突部（７）が、異なるように段付けされかつシリンダ状に形成された２つの壁部分（９，１０）を互いに結合すること、を特徴とする請求項１に記載の冷間成形されたスチールブレーキピストン（１）。

【請求項4】

底側の壁部分（９）が、終端側の壁部分（１０）に比して縮小されたピストン肉厚ｓを有すること、を特徴とする請求項１に記載の冷間成形されたスチールブレーキピストン（１）。

【請求項5】

最小ピストン内径ｄ_ｉｍｉｎと最大ピストン内径ｄ_ｉｍａｘの間の直径差が、少なくとも約２ｍｍであること、を特徴とする請求項１に記載の冷間成形されたスチールブレーキピストン（１）。

【請求項6】

終端側の壁部分（１０）の延在する長さが、少なくとも約５ｍｍであること、を特徴とする請求項１に記載の冷間成形されたスチールブレーキピストン（１）。

【請求項7】

底側の壁部分（９）が、半径方向外方へ整向された溝（１３）を有し、この溝が、溝ビード突部（７）に対して軸方向に間隔を置いて設けられていること、を特徴とする請求項１に記載の冷間成形されたスチールブレーキピストン（１）。

【請求項8】

規定されたピストン肉厚比、即ち底（２）のピストン肉厚ｓ_ｂと底側の壁部分（９）の最小ピストン肉厚ｓ_ｍｉｎの商つまりｓ_ｂ／ｓ_ｍｉｎが、１．４〜２．１で与えられていること、を特徴とする請求項１〜７の１項に記載の冷間成形されたスチールブレーキピストン（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、底２と内壁及び外壁４，５を含む壁３とを有する片側が開放したポットとして構成された、油圧ディスクブレーキ１２用の冷間成形されたスチールブレーキピストン１に関する。ピストン外径Ｄは、実質的に一定で、ピストン縦軸Ａに対して回転対称に整向されている。ピストン肉厚ｓ及びピストン径Ｄ，ｄは、壁部分９，１０にわたって部分的に変化しており、ピストン縦軸Ａに対して実質的に平行に延在するように整向して形成されている。この場合、壁部分１０は、開放端に、即ち終端側に配置され、壁部分９が、底２の隣に存在する。換言すれば、壁部分９に、ピストン縦軸Ａに対して直交直角に形成された底２を有する移行部が接続する。外壁５は、終端側に、半径方向内方へ向かって陥入させた溝６を有し、この溝が、半径方向外方へ向かって開放しており、半径方向内側に溝ビード突部７を形成し、ポットの開放側が、摩擦パッドバックプレート１１用の支持部として終了し、この支持部が、平坦なピストン端面８としてピストン縦軸Ａに対して直交直角に延在し、ａ）バックプレート１１とスチールブレーキピストン１の間を固定するため及びｂ）摩擦パッドを弾性的に支持するための支持軸受として使用される一体化されたインターフェースを有する。

【背景技術】

【0002】

一般的で安価に、容易に及び安定的に冷間成形技術で形成されたスチールブレーキピストンは、模範的に欧州特許第０ ８７７ ８７１号明細書からわかる。一般的なスチールブレーキピストンは、ディスクブレーキパッドに対して複数の協働インターフェースを提供する。これには、開放端においては、ディスクブレーキパッドバックプレートとピストン端面の間の最適化された当接のための特別な端面側の支持部が含まれる。ピストン内室は、摩擦パッド弾性支持部と協働している２つの刻設されたショルダを相並んで提供し、ディスクブレーキパッドとスチールブレーキピストンの間の固定が可能にされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】欧州特許第０ ８７７ ８７１号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

それに対して、本発明の課題は、重量を低減しつつその異なったインターフェースの経済的な改善を含む取付け費用の継続的な低減を可能にする更に改善された新世代のスチールブレーキピストンを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

課題は、本発明によれば、最小ピストン内径ｄ_ｉｍｉｎが、少なくとも最小ピストン肉厚ｓ_ｍｉｎの数倍分だけ底２の方向に後退させられており、最小ピストン内径ｄ_ｉｍｉｎが、溝ビード突部７によって構成されていることによって解決される。特に有利には、規定されたピストン肉厚比、即ち底の肉厚ｓ_ｂと最小ピストン肉厚ｓ_ｍｉｎの商つまりｓ_ｂ／ｓ_ｍｉｎが、１．４〜２．１で与えられている。

【0006】

本発明の更に有利な特徴、作用及び形態は、詳細な図面による以下の説明からわかる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明によるスチールブレーキピストンの断面図

【図2】スチールブレーキピストン１と保持バネ脚１４の間の一体的なインターフェースを明らかにするための、溝ビード突部７と底側の壁部分９の間に付加的に半径方向内側から導入された溝１３を有する他のバリエーションの拡大した終端側の部分の部分的に拡大した半断面図（互いに直径上で対向して配置された２つのバネ脚の一方だけが図示されている）

【図3】半径方向バネ脚１５に対する一体的なインターフェースを明らかにするための、図２のバリエーションの断面図（但し周方向に９０°だけ位置ズレしている）

【図4】左から見た図１のスチールブレーキピストン

【発明を実施するための形態】

【0008】

本発明は、開放端にアンダーカットを形成するための半径方向内方へ曲げられた周縁弧（カラー）を廃止し、実質的にその切削後加工も廃止する。その代りに、比較的粗く形成された成形許容差もしくは深絞りプロセス時に生じる粗く設定された許容差域と関係した、厳重ではないフォールトトレラントに形成された構造的な構成が行なわれる。新たに改善されたインターフェース周辺部により、標準化された幾何学形状の冷間成形された、重量及び剛性を最適化されたスチールブレーキピストン１が提供され、加えて、このスチールブレーキピストンは、異なる精度で許容差設定された摩擦パッドを備える拡大された互換性を有する。従って、異なって形成された又は寸法の許容差設定された摩擦パッドとペアリングするための周辺の自由度が拡大されている。従って、本発明によるデザインは、特に、パッド保持バネの挿入深さもしくはバックプレート１１の厚さを顧慮したバネ脚もしくは寸法バリエーションに関するバリエーションもしくはデザイン変化を可能にする。換言すれば、本発明によるインターフェースデザインは、周辺の部品と協働して、特に異なった距離まで入り込むパッド保持バネのバネ脚１４，１５の挿入深さのようなより大きい多様性が許容されているように構成されている。その結果、安価な交換設置が、等級的に異なる、特に粗く許容差設定されたようなピストン周辺の部品と関係して容易化される。

【0009】

特に有利なインターフェースデザインは、最小ピストン内径ｄ_ｉｍｉｎの軸方向の投影が半径方向Ｒで見て半径方向内方へ位置ズレされて、即ちピストン端面８外に位置決めされて設けられていることによって得られる。

【0010】

特に合理的で安定した構成は、溝ビード突部７が、最小ピストン内径ｄ_ｉｍｉｎを規定することによって得られる。溝ビードは、チューブ状−シリンダ状の同軸に配置された２つの壁部分９，１０を互いに結合し、これら壁部分は、異なった内径ｄ_ｉ，ｄ_ｉｍａｘでも均一の外径Ｄを有するので、これら内径は、ある程度互いに段付けされている。この場合、終端側に割り当てられた壁部分１０は、最大ピストン内径ｄ_ｉｍａｘを有する底側に割り当てられた壁部分９に比して小さいピストン内径ｄ_ｉを有する。これに関連して、ｓ_ｍｉｎを有する底側の壁部分９が、肉厚ｓ_ｍａｘを有する終端側の壁部分１０に比して最小の肉厚を有することが、論理的に規定されている。両壁部分９，１０の外径は、ほぼ同一で共通の直線内に設けられている。その結果、底２から始まり、続く底側の壁部分９、最後に終端側の壁部分１０である肉厚の順序は、厚い−薄い−厚いの順序で形成されている。

【0011】

より有利なインターフェース形成における特に効率的な材料利用は、異なる壁部分９，１０の前記直径差がそれぞれ少なくとも約２ｍｍであり、終端側の壁部分のチューブ状−平滑な長さが、少なくとも約５ｍｍである。

【0012】

材料蓄積の点で並びに摩擦パッドでのバネ脚１４，１５との更に改善された協働のために、基本的に、底側の壁部分９が、付加的に半径方向内側から半径方向外方へ整向されて刻設された溝１３を有し、この溝が、溝ビード突部７に対して明らかに小さい軸方向の間隔を置いて、即ち底２の方向に位置ズレされて、設けられている。

【0013】

ピストン周辺部形成の特別なやり方は、初めて、パッド保持バネの特に許容差に鈍感な収容を可能にする。ピストン壁−特に内壁４−の特別な形状により、パッド保持バネの収容部を有する確実なインターフェースが保証され、しかも広範囲にわたる制限内で、どれだけ正確にバネ脚１４，１５が形成されているか又はどのような厚さでバックプレート１１が個々に許容差設定されて形成されているかに依存していない。特に、本発明は、特に場合によっては使用される減衰プレート（シム）の厚さのバリエーション及びピストン端面８がバックプレート１１上に位置する時の許容面圧への要求のような異なるバックプレートの形成を顧慮して、最大の自由度を可能にする。

【0014】

本発明によれば、スチールブレーキピストン１の開放側の端面側の円形環状面（ピストン接触面）は、ピストン底面の約３０％で設計されている。従って、呼びピストン径Ｄの仕様書の下で、選択すべきピストン内径ｄ_ｉは、前記仕様書の底面とピストン端面８の間の面積比から直接的に推測できる。全てのブレーキピストン径バリエーション（モジュラーシステム）にわたってパッド保持バネの常に適切な軸方向の位置決めを可能にするために、軸方向の最小長にわたる、即ち少なくとも約５ｍｍの長さにわたる、一定に保たれるパッド保持バネのクランプ領域内のピストン内径（即ちクランプ径）ｄ_ｉがある。ピストン径ｄ_ｉのこのシリンダ状の長さに続いて、溝ビード突部７によるアンダーカットが、以下で最大に規定されたピストン内径ｄ_ｉｍａｘで設定されている。この場合、突部は、溝ビード突部７によっていわば寄生的に形成されている。溝ビード突部７に続いて、底側の壁部分９が存在し、この壁部分は、明らかに拡大された内径ｄ_ｉｍａｘを有する。この場合、直径差は、少なくとも約２．５ｍｍである。

【0015】

底側の拡大された即ち大きい、切削なしで成形されて得られたピストン内径ｄ_ｉｍａｘは、直径がピストン底２への移行部までほぼ一定であり、ピストン質量を同時に低減しつつスチールブレーキピストン１の必要な剛性が存在するように寸法設定されている。

【0016】

溝ビード突部７が、二重機能（（ａ）加工硬化された補強リング（ｂ）壁突部）を担うことにより、溝ビード突部７でのパッド保持バネの準寄生的なクランプが可能にされる。これは、特別なカラー状に曲げられた周縁弧もしくは溝１３の作成を廃止できるとの利点を有する。

【0017】

本発明により冷間成形されたスチールブレーキピストン、特にスチールプレートブレーキピストン１は、外壁５（外径加工部）以外にそのピストン端面８を切削加工すべきである。

【0018】

本発明の基本的に重要な核心は、以下の通りである：

【0019】

１．ピストン端面は、ピストン底面の約３０％に過ぎない。

【0020】

２．ピストン内径ｄ_ｉは、５ｍｍ超の軸方向−シリンダ状に規定された長さにわたる。

【0021】

３．ピストン内部で、壁部分１０にアンダーカットが発生させられ、このアンダーカットは、溝ビード突部７によって構成され、この溝ビード突部は、終端側のクランプ径ｄ_ｉに接続する。溝ビード突部７は、壁部分１０を、溝ビード突部７に比して明らかに拡大された（＋最低２．５ｍｍ大きい）ピストン内径ｄ_ｉｍａｘを有する壁部分９と結合する。

【0022】

４．最大ピストン内径ｄ_ｉｍａｘは、ピストン呼び径Ｄが与えられると、成形度及び加工硬化を考慮して剛性及び肉厚ｓが未だ十分である時に、同時に低減されたスチールブレーキピストン１の重量を得るために強制的に必要であるような厚さに、その肉厚ｓが正確に寸法設定されて形成されている。この場合、底側の壁部分９内では、底２への移行部内に拡大された肉厚ｓを有する漸次の移行部分が接続するまで、内径ｄ_ｉｍａｘと肉厚ｓ_ｍｉｎの両方が、実質的に一定に規定されている。

【符号の説明】

【0023】

１ スチールブレーキピストン
２ 底
３ 壁
４ 内壁
５ 外壁
６ 溝
７ 溝ビード突部
８ ピストン端面
９ 壁部分
１０ 壁部分
１１ バックプレート
１２ ディスクブレーキ
１３ 溝
１４ バネ脚
１５ バネ脚
Ａ ピストン縦軸
Ｄ （ピストン）呼び径
ｄ_ｉｍｉｎ 最小内径
ｄ_ｉｍａｘ 最大内径
ｄ_ｉ 内径
ｓ ピストン肉厚
ｓ_ｍｉｎ 最小肉厚
ｓ_ｍａｘ 最大肉厚
ｓ_ｂ 底の肉厚
Ａｘ 軸方向
Ｒ 半径方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】