(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明を実施するための形態を添付図面に従って詳細に説明する。まず、本発明の第1の実施形態に係るディスクブレーキ及びピストンブーツを、
図1ないし
図7に基づいて説明する。
【0011】
図1中に示すディスク1は、例えば、車両が前進方向に走行するときに車輪(図示せず)と共に
図1中の矢示A方向に回転し、車両が後退するときには矢示B方向に回転するものである。
【0012】
第1の実施の形態に係るディスクブレーキ2は、車体側の非回転部分(図示せず)に固定される取付部材としてのキャリア3を有している。このキャリア3は、ディスク1の回転方向(周方向)に離間してディスク1の外周側を軸方向に跨いで配置され、ディスク1の軸方向に延びた一対の腕部3A,3Aと、各腕部3Aの基端側を一体化するように連結して設けられ、ディスク1の軸方向の一側であるインナ側で前記車両の非回転部分に固定される厚肉の支承部3Bとを含んで構成されている。
【0013】
また、キャリア3には、ディスク1の軸方向の他側であるアウタ側で各腕部3Aの先端側を互いに連結する補強ビーム3Cが一体に形成されている。これにより、キャリア3の各腕部3Aは、ディスク1のインナ側で支承部3Bにより一体的に連結されると共に、ディスク1のアウタ側で補強ビーム3Cにより一体的に連結されている。各腕部3Aには、ディスク1を挟む軸方向両側に、後述する摩擦パッド8,8をディスク1の軸方向にガイドする断面コ字状のパッドガイド(図示せず)が形成されている。
【0014】
キャリパ4は、キャリア3に摺動可能に支持されている。キャリパ4は、ディスク1のインナ側に設けられたインナ脚部4Aと、キャリア3の各腕部3A間でディスク1の外周側を跨ぐようにインナ脚部4Aからディスク1のアウタ側へと延設されたブリッジ部4Bと、ブリッジ部4Bの先端側であるアウタ側からディスク1の径方向内向きに延び、先端側が二又状の爪部4C1となったアウタ脚部4Cとにより構成されている。そして、キャリパ4のインナ脚部4Aには、後述するシリンダ9及びピストン11が設けられている。
【0015】
また、インナ脚部4Aには、ディスク1の回転方向に突出する一対の取付部4D,4Dが設けられている。各取付部4Dは、摺動ピン5,5を介して、キャリパ4全体をキャリア3の各腕部3Aに対して摺動可能に支持している。各摺動ピン5は、キャリパ4の各取付部4Dにそれぞれボルト6,6を用いて締結されている。各摺動ピン5の先端側は、キャリア3の各腕部3Aにディスク1の軸方向に沿って形成されたピン穴(図示せず)内に摺動可能に挿嵌されている。各腕部3Aと各摺動ピン5との間には、それぞれ保護ブーツ7,7が取付けられ、各摺動ピン5と各腕部3Aのピン穴との間に雨水等が浸入するのを防いでいる。
【0016】
摩擦パッド8,8は、ディスク1の両面(インナ側とアウタ側)に対向した状態で対をなして配置されている。これらインナ側とアウタ側の摩擦パッド8,8は、ディスク1との接触により摩擦力を受けるライニング8Aを有している。ディスクブレーキ2の作動時には、後述するシリンダ9のボア部9A内にブレーキ液圧が供給され、ピストン11がディスク1に向けて移動する。これにより、インナ側の摩擦パッド8がピストン11によりディスク1に押圧され、キャリパ4は、ピストン11からの反力によってインナ側に変位する。この結果、アウタ脚部4Cの爪部4C1が、アウタ側の摩擦パッド8をディスク1に押圧し、ディスク1の両面にインナ側とアウタ側の摩擦パッド8,8が押付けられることにより、ディスク1に制動力が付与される。
【0017】
シリンダ9は、キャリパ4のインナ脚部4Aに設けられている。シリンダ9は、有底な円形穴からなるボア部9Aを有し、ボア部9A内にはピストン11が摺動可能に挿嵌されている。シリンダ9の軸方向の一側はボア部9Aの底部9Bとなり、底部9Bの中心部には軸方向に貫通するブレーキ液通路9Cが形成されている。このブレーキ液通路9Cを通じて、シリンダ9のボア部9Aに対するブレーキ液圧の給排が行われる。シリンダ9の軸方向の他側は開口端9Dとなり、この開口端9Dを通じてピストン11がボア部9A内に挿入されている。
【0018】
シリンダ9の開口端9D側には、ボア部9Aの内径よりも大きな径寸法を有する環状の段部9Eが、ボア部9Aと同心上に形成されている。段部9Eは、底部9B側に位置する小径段部9E1と、小径段部9E1の径寸法よりも大きな径寸法を有し小径段部9E1に軸方向で隣接する大径段部9E2とにより構成されている。小径段部9E1には、後述するピストンブーツ12の大径嵌合部12Aが嵌合し、大径段部9E2には、後述するピストンブーツ12の蛇腹部12Bが収容されている。シリンダ9の段部9Eよりも底部9B側となる位置には、全周に亘って環状のシール溝9Fが形成されている。シール溝9FにはOリング10が取付けられ、このOリング10によって、シリンダ9のボア部9Aの内周面と後述するピストン11の外周面11Bとの間がシールされている。
【0019】
ピストン11は、シリンダ9のボア部9A内に軸方向に移動可能に収容されている。ピストン11は有底な円筒状に形成され、ピストン11の先端11Aはボア部9Aから突出し、摩擦パッド8に当接している。ピストン11は、シリンダ9のブレーキ液通路9Cを通じてボア部9A内にブレーキ液圧が供給されることにより、ボア部9Aから突出して摩擦パッド8をディスク1に向けて押圧する。ピストン11の先端11A側の外周面11Bには、全周に亘って環状溝11Cが形成されている。この環状溝11Cには、後述するピストンブーツ12の小径嵌合部12Cが嵌合している。
【0020】
次に、第1の実施の形態に用いられるピストンブーツについて説明する。
【0021】
図2に示すように、ピストンブーツ12は、ピストン11の先端11A側とシリンダ9の小径段部9E1との間に設けられている。ピストンブーツ12は、ピストン11の移動に伴って伸縮し、シリンダ9(ボア部9A)の内周面とピストン11の外周面11Bとの間をシールし、ダストや雨水等の異物が侵入するのを防止する役割を担っている。
図3及び
図4に示すように、ピストンブーツ12は、ゴムまたは合成樹脂等の可撓性を有する材料を用いて一体成形され、大径嵌合部12Aと、金属部材13と、蛇腹部12Bと、小径嵌合部12Cと、環状突出部12Dとを含んで構成されている。
【0022】
嵌合部としての大径嵌合部12Aは、シリンダ9の小径段部9E1に嵌合して設けられている。大径嵌合部12Aは、シリンダ9の小径段部9E1に対応する環状(円筒状)に形成され、環状の金属部材13を内包している。ここで、金属部材13は、シリンダ9のボア部9Aの内径よりも大径で小径段部9E1の径寸法よりも小径な環状体からなり、ピストンブーツ12と一体成形されている。金属部材13は、大径嵌合部12Aの剛性を増大させている。また、大径嵌合部12Aの外周面12A1には、全周に亘って環状の外周突起12A2が設けられている。外周突起12A2は、シリンダ9の小径段部9E1の内周面に形成された環状の凹陥部9Gに嵌合することにより、大径嵌合部12Aをシリンダ9の小径段部9E1に対して抜止めしている。
【0023】
蛇腹部12Bは、大径嵌合部12Aから延出し、シリンダ9の大径段部9E2内に収容されている。蛇腹部12Bは、大径嵌合部12Aからシリンダ9の開口端9D側に延び、大径嵌合部12Aの外周面12A1より径方向の外側まで拡径した延出部12B1と、延出部12B1の外周端から蛇腹状に撓みつつ径方向の内側へと折返された伸縮部12B2とを含んで構成されている。小径嵌合部12Cは、蛇腹部12Bを構成する伸縮部12B2の径方向の内側の端部に設けられている。小径嵌合部12Cは、ピストン11の環状溝11Cに嵌合し、ピストン11の移動に追従して軸方向に移動する。
【0024】
環状突出部12Dは、大径嵌合部12Aの内周面12A3に設けられている。環状突出部12Dは、金属部材13の内周側に配置され、大径嵌合部12Aの内周面12A3から全周に亘って環状に突出している。環状突出部12Dは、ピストン11の外周面11Bに当接することにより、ピストン11とピストンブーツ12との間のシール性を確保している。ここで、環状突出部12Dは、大径嵌合部12Aの内周面12A3から径方向内側に突出する突出根元部12D1と、突出根元部12D1の先端部に位置しピストン11の外周面11Bに当接する突出先端部12D2とにより、台形の断面形状を有する環状に形成されている。この場合、環状突出部12Dのうちシリンダ9の開口端9D側に位置する面は、大径嵌合部12Aの内周面12A3に対して鈍角に交わる傾斜面12Eとなり、環状突出部12Dのうちシリンダ9(ボア部9A)の底部9B側に位置する面は、大径嵌合部12Aの内周面12A3に対して直角に交わる垂直面12Fとなっている。
【0025】
図4に示すように、ピストン11の軸方向における突出根元部12D1の中心位置をP1とし、ピストン11の軸方向における突出先端部12D2の中心位置をP2とすると、突出先端部12D2の中心位置P2は、突出根元部12D1の中心位置P1よりも寸法Cだけシリンダ9のボア部9Aの底部9B側に配置されている。これにより、環状突出部12Dは、ピストン11の軸方向において、シリンダ9のボア部9Aの開口端9D側から底部9B側に向かう(
図4中の矢示D方向)力に対する剛性が、ボア部9Aの底部9Bから開口端9D側に向かう(
図4中の矢示E方向)力に対する剛性よりも小さくなっている。即ち、環状突出部12Dは、矢示D方向に沿って弾性変形し易いが、矢示E方向では弾性変形し難い形状となっている。
【0026】
第1の実施の形態によるディスクブレーキ2は、上述の如き構成を有するもので、以下、シリンダ9のボア部9A内にピストン11を組付ける作業について、
図5ないし
図7を参照して説明する。
【0027】
シリンダ9のボア部9A内にピストン11を組付ける場合には、
図5に示すように、ピストンブーツ12の大径嵌合部12Aを、シリンダ9の小径段部9E1に嵌合させ、蛇腹部12Bを大径嵌合部12A内に収容する。次に、ピストンブーツ12の小径嵌合部12C内にピストン11を挿通し、このピストン11をシリンダ9のボア部9A内に挿入する。このとき、ピストン11の外周面11Bまたはピストンブーツ12の環状突出部12Dに対し、両者間の摺動性を良好に確保するための潤滑油等を塗布する。
【0028】
この状態で、ピストン11をシリンダ9のボア部9A内にさらに挿入する。このとき、ピストン11の外周面11Bがピストンブーツ12の環状突出部12Dに当接し、この環状突出部12Dをボア部9Aの底部9B側に傾斜(弾性変形)させることにより、ピストン11は環状突出部12Dを通過して底部9Bの近傍まで挿入される。そして、ピストン11の環状溝11Cに、ピストンブーツ12の小径嵌合部12Cを嵌合させることにより、シリンダ9のボア部9A内にピストン11を組付けることができる(
図2参照)。
【0029】
ところで、従来技術によるピストンブーツの嵌合部に環状の金属部材を内包した場合には、ピストンブーツの嵌合部の剛性及び環状突出部の剛性が増大する。このため、ディスクブレーキの組立て時には、ピストンブーツの環状突出部がピストン挿入方向に十分に傾斜しない状態で、シリンダのボア部内にピストンが挿入される。これにより、シリンダのボア部内にピストンを挿入するときに、ピストンの外周面に塗布された潤滑油が、環状突出部によって削ぎ落とされてしまう。この結果、シリンダのボア部内にピストンを組付けた状態で、ピストンブーツの環状突出部とピストンの外周面との間で潤滑油が不足し、ピストンブーツに対するピストンの摺動性が低下してしまうという問題がある。
【0030】
そこで、第1の実施の形態によるピストンブーツ12の環状突出部12Dは、ピストン11の軸方向において、ボア部9Aの開口端9Dから底部9B側に向かう力に対する剛性が、ボア部9Aの底部9Bから開口端9D側に向かう力に対する剛性よりも小さく形成されている。このため、第1の実施の形態におけるピストンブーツ12の環状突出部12Dは、シリンダ9のボア部9Aに対するピストン11の組付け時(挿入時)にボア部9Aの底部9B側へと弾性変形して傾斜し易く(倒れ易く)なる。これにより、ピストン11の外周面11Bに塗布された潤滑油が、環状突出部12Dによって削ぎ落とされるのを抑えることができる。この結果、ピストンブーツ12の環状突出部12Dとピストン11の外周面11Bとの間に十分な潤滑油を確保し、ピストンブーツ12に対するピストン11の摺動性を良好に確保することができる。
【0031】
換言すると、第1の実施の形態によれば、ディスクブレーキ2の作動時におけるピストンブーツ12の環状突出部12Dとピストン11の外周面11Bとの間の摺動抵抗を抑制することができ、環状突出部12Dに対するピストン11の摺動性を良好に維持することができる。また、シリンダ9のボア部9A内にピストン11を組付けるときの作業性を高めることができる。
【0032】
次に、
図8は本発明の第2の実施の形態を示している。第2の実施の形態の特徴は、ピストンブーツに設けられた環状突出部の突出先端部が、ピストンの軸方向において突出根元部よりもボア部の底部側に片寄せて配置されていることにある。なお、第2の実施の形態では、第1の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略する。
【0033】
図8に示すピストンブーツ21は、第1の実施の形態によるピストンブーツ12と同様に、ピストン11の先端11A側とシリンダ9の小径段部9E1との間に設けられている。ピストンブーツ21は、第1の実施の形態によるピストンブーツ12と同様に、大径嵌合部21Aと、延出部21B1及び伸縮部21B2からなる蛇腹部21Bと、小径嵌合部21Cと、環状突出部21Dと、を含んで構成され、大径嵌合部21Aには金属部材13が内包されている。そして、大径嵌合部21Aの外周面21A1には、外周突起21A2が設けられ、大径嵌合部21Aの内周面21A3には、環状突出部21Dが形成されている。しかし、環状突出部21Dの形状が、第1の実施の形態によるピストンブーツ12の環状突出部12Dとは異なっている。
【0034】
ピストンブーツ21の環状突出部21Dは、金属部材13の内周側に配置され、大径嵌合部21Aの内周面21A3から全周に亘って環状に突出している。ここで、環状突出部21Dは、大径嵌合部21Aの内周面21A3から径方向内側に突出する突出根元部21D1と、突出根元部21D1の先端部に位置しピストン11の外周面11Bに当接する突出先端部21D2とにより台形の断面形状を有する環状に形成されている。この場合、突出先端部21D2のうちシリンダ9(ボア部9A)の底部9B側の端部Fは、突出根元部21D1のうちボア部9Aの底部9B側の端部Gよりも寸法Hだけ底部9B側に配置されている。
【0035】
即ち、環状突出部21Dの突出先端部21D2は、ピストン11の軸方向において、突出根元部21D1よりもボア部9Aの底部9B側に片寄せて配置されている。これにより、環状突出部21Dのうちボア部9Aの開口端9D側に位置する面は、大径嵌合部21Aの内周面21A3に対して鈍角に交わる傾斜面21Eとなり、環状突出部21Dのうちボア部9Aの底部9B側に位置する面は、大径嵌合部21Aの内周面21A3に対して鋭角に交わる傾斜面21Fとなっている。
【0036】
第2の実施の形態によるディスクブレーキは、上述の如きピストンブーツ21を有するもので、その基本的作用については第1の実施の形態によるものと格別差異はない。
【0037】
特に、第2の実施の形態によるピストンブーツ21の環状突出部21Dは、ボア部9Aの底部9B側に位置する面が、大径嵌合部21Aの内周面21A3に対して鋭角に交わった状態で、ボア部9Aの底部9B側へと傾斜する形状となっている。これにより、ボア部9Aの開口端9D側から底部9Bに向かう力に対する環状突出部21Dの剛性を、一層小さくすることができ、シリンダ9のボア部9A内にピストン11を挿入するときに、ピストン11の外周面11Bに十分な潤滑油を残すことができる。この結果、シリンダ9のボア部9A内にピストン11を組付けた状態で、環状突出部21Dとピストン11の外周面11Bとの間に十分な潤滑油を確保し、環状突出部21Dに対するピストン11の摺動性を一層良好に維持することができる。
【0038】
次に、
図9は本発明の第3の実施の形態を示している。第3の実施の形態の特徴は、ピストンブーツの環状突出部は、ボア部の底部側に位置する根元部に円環溝が形成されていることにある。なお、第3の実施の形態では、第1の実施の形態と同一の構成要素に一符号を付し、その説明を省略する。
【0039】
図9に示すピストンブーツ31は、第1の実施の形態によるピストンブーツ12と同様に、ピストン11の先端11A側とシリンダ9の小径段部9E1との間に設けられている。ピストンブーツ31は、第1の実施の形態によるピストンブーツ12と同様に、大径嵌合部31Aと、延出部31B1及び伸縮部31B2からなる蛇腹部31Bと、小径嵌合部31Cと、環状突出部31Dと、を含んで構成され、大径嵌合部31Aには金属部材13が内包されている。そして、大径嵌合部31Aの外周面31A1には、外周突起31A2が設けられている。一方で、大径嵌合部31Aの内周面31A3には、環状突出部31Dが形成されている。しかし、環状突出部31Dの形状が、第1の実施の形態によるピストンブーツ12の環状突出部12Dとは異なっている。
【0040】
ピストンブーツ31の環状突出部31Dは、金属部材13の内周側に配置され、大径嵌合部31Aの内周面31A3から全周に亘って環状に突出している。ここで、環状突出部31Dは、大径嵌合部31Aの内周面31A3から径方向内側に突出する突出根元部31D1と、突出根元部31D1の先端部に位置しピストン11の外周面11Bに当接する突出先端部31D2とにより台形の断面形状を有する環状に形成されている。この場合、環状突出部31Dのうちシリンダ9の開口端9D側に位置する面は、大径嵌合部31Aの内周面31A3に対して鈍角に交わる傾斜面31Eとなり、環状突出部31Dのうちシリンダ9(ボア部9A)の底部9B側に位置する面は、大径嵌合部31Aの内周面31A3に対して鈍角に交わる傾斜面31Fとなっている。
【0041】
そして、突出根元部31D1のうちシリンダ9のボア部9Aの底部9B側に位置する根元部31Hには、円環溝31Gが設けられている。この円環溝31Gは、全周に亘って大径嵌合部31Aの内周面31A3よりも径方向外側(外周面31A1側)に凹んだ環状の溝として形成されている。即ち、第3の実施の形態によるピストンブーツ31の環状突出部31Dは、ボア部9Aの底部9B側に位置する突出根元部31D1に円環溝31Gが形成されている。これにより、環状突出部31Dは、ピストン11の軸方向において、ボア部9Aの開口端9Dから底部9B側に向かう力に対する剛性が、ボア部9Aの底部9Bから開口端9D側に向かう力に対する剛性よりも小さくなっている。
【0042】
第3の実施の形態によるディスクブレーキは、上述の如きピストンブーツ31を有するもので、その基本的作用については第1の実施の形態によるものと格別差異はない。
【0043】
特に、第3の実施の形態によるピストンブーツ31は、突出根元部31D1のうちシリンダ9のボア部9Aの底部9B側に位置する根元部31Hに、円環溝31Gを設けることにより、ボア部9Aの開口端9D側から底部9Bに向かう力に対する環状突出部31Dの剛性を小さくすることができる。この結果、シリンダ9のボア部9A内にピストン11を挿入するときに、ピストン11の外周面11Bに十分な潤滑油を残すことができ、シリンダ9のボア部9A内にピストン11を組付けた状態で、環状突出部31Dに対するピストン11の摺動性を良好に維持することができる。
【0044】
なお、上述した各実施の形態では、1組のボア部9Aとピストン11を有するディスクブレーキ2を例に挙げて説明している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば2組のボア部とピストンとを含んで構成し、対向した前記ピストンがディスクを挟んで軸方向に配置され、両側からパッドを押し付ける対向型ディスクブレーキにも適用することができる。
【0045】
以上説明した実施の形態に基づくディスクブレーキ及びピストンブーツとして、例えば以下に述べる態様のものが考えられる。
【0046】
第1の態様としては、ピストンを該ピストンの軸方向に移動可能に収容する有底なボア部を有し、前記ピストンの先端が突出する前記ボア部の開口端側に前記ボア部の内径よりも大きな径寸法を有する環状の段部が形成されたシリンダと、ディスクの両面にそれぞれ対向する一対のパッドのうち少なくとも一つを押圧する前記ピストンと、前記ピストンの先端側と前記シリンダの段部との間に配置され、前記ピストンの移動に伴って伸縮可能な蛇腹部を有するピストンブーツとを備え、前記ピストンブーツは、前記蛇腹部に一体に形成され、環状の金属部材を内包して前記段部に嵌合する環状の嵌合部を有し、前記嵌合部の内周側には、前記ピストンの外周面に当接する環状突出部が設けられ、前記環状突出部は、前記ピストンの軸方向において前記ボア部の開口端側から前記ボア部の底部に向かう力に対する剛性が、前記ボア部の底部から前記ボア部の開口端側に向かう力に対する剛性よりも小さいことを特徴としている。
【0047】
第2の態様としては、第1の態様において、前記環状突出部は、前記嵌合部の内周面から径方向内側に突出する突出根元部と、前記突出根元部の先端に位置し前記ピストンの外周面に当接する突出先端部とからなり、前記ピストンの軸方向における前記突出先端部の中心位置が、前記ピストンの軸方向における前記突出根元部の中心位置よりも前記ボア部の底部側に配置されていることを特徴としている。
【0048】
第3の態様としては、第2の態様において、前記突出先端部は、前記ピストンの軸方向において前記突出根元部よりも前記ボア部の底部側に片寄せて配置されたことを特徴としている。
【0049】
第4の態様としては、第1の態様において、前記環状突出部は、前記ボア部の底部側に位置する根元部に円環溝が形成されたことを特徴としている。
【0050】
第5の態様としては、ピストンブーツであって、該ピストンブーツは、ディスクブレーキのキャリパに設けられた有底なボア部を有するシリンダの開口端側に形成された段部と、前記ボア部にピストンの軸方向に移動可能に収容されたピストンの先端側との間に配置されており、前記ピストンブーツは、前記ピストンの移動に伴って伸縮可能な蛇腹部を有しており、前記ピストンブーツは、前記蛇腹部に一体に形成され、環状の金属部材を内包して前記段部に嵌合する環状の嵌合部を有し、前記嵌合部の内周側には、前記ピストンの外周面に当接する環状突出部が設けられ、前記環状突出部は、前記ピストンの軸方向において前記ボア部の開口端側から前記ボア部の底部に向かう力に対する剛性が、前記ボア部の底部から前記ボア部の開口端側に向かう力に対する剛性よりも小さいことを特徴としている。
【0051】
第6の態様としては、第5の態様において、前記環状突出部は、前記嵌合部の内周面から径方向内側に突出する突出根元部と、前記突出根元部の先端に位置し前記ピストンの外周面に当接する突出先端部とからなり、前記ピストンの軸方向における前記突出先端部の中心位置が、前記ピストンの軸方向における前記突出根元部の中心位置よりも前記ボア部の底部側に配置されていることを特徴としている。
【0052】
第7の態様としては、第6の態様において、前記突出先端部は、前記ピストンの軸方向において前記突出根元部よりも前記ボア部の底部側に片寄せて配置されたことを特徴としている。
【0053】
第8の態様としては、第5の態様において、前記環状突出部は、前記ボア部の底部側に位置する根元部に円環溝が形成されていることを特徴としている。
【0054】
尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【0055】
本願は、2018年6月27日付出願の日本国特許出願第2018−121838号に基づく優先権を主張する。2018年6月27日付出願の日本国特許出願第2018−121838号の明細書、特許請求の範囲、図面、及び要約書を含む全開示内容は、参照により本願に全体として組み込まれる。