JP7611986B2 - ディスクブレーキ - Google Patents

Description

本発明は、ディスクブレーキに関する。
本願は、２０１８年５月２９日に、日本に出願された特願２０１８－１０２３１５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

シリンダボアと、シリンダボアに摺動可能に嵌装されたピストンとの間にブレーキ液圧を導入し、ピストンを前進させて、ブレーキパッドをディスクロータに押圧するディスクブレーキがある（例えば、特許文献１～３参照）。

特開２０１０－１７５０４１号公報 特開２０１１－２１４６２３号公報 米国特許第６２４４３９３号明細書

ディスクブレーキにおいては、制動解除後もブレーキパッドがディスクに接触し続けてしまう、いわゆる引き摺りを生じることがある。このような引き摺りの抑制が望まれている。

本発明は、引き摺りの抑制が可能となるディスクブレーキを提供する。

本発明の一態様によれば、ディスクブレーキは、ディスクロータを挟んで両側に配置される一対のブレーキパッドと、前記一対のブレーキパッドの少なくとも一方を、前記ディスクロータに向かって押し付けるピストンと、前記ピストンが収容された筒状のシリンダボアであって、前記一対のブレーキパッドの少なくとも一方に向かって開口したシリンダボア開口部と、前記シリンダボア開口部と対向する位置に設けられたシリンダボア底部と、前記ピストンが前記シリンダボア内を移動するときに前記ピストンの外周面が摺動するシリンダボア内周面と、を有した前記シリンダボアと、前記シリンダボア内で前記ピストンが移動する方向に直交する断面において、前記シリンダボアの中心を通り、前記ピストンが移動する方向と平行な軸線を中心軸線としたとき、前記シリンダボア内周面よりも前記中心軸線から離れる方向に凹んだ環状のシール溝と、前記シール溝に設けられ、前記ピストンと前記シリンダボアとの間をシールし、前記中心軸線で切ったときの断面が方形状のシール部材と、を備え、前記シール溝は、前記中心軸線の方向において、前記シリンダボア開口部に近づくほど、前記シリンダボア内周面からの距離が遠くなるように形成された底面部と、前記中心軸線の方向において、前記シリンダボア開口部に近い前記底面部から、前記中心軸線に対する径方向において、前記シリンダボア内周面に向かって延びた側面部と、前記シリンダボア開口部に近い前記側面部から前記シリンダボア開口部に向かって、丸く曲がった丸み部と、前記中心軸線の方向において、前記シリンダボア開口部に近い前記丸み部から前記シリンダボア開口部に向かって延びた円筒面部と、前記中心軸線の方向において、前記シリンダボア開口部に近い前記円筒面部から、前記中心軸線に対する径方向において、前記中心軸線に直交して前記シリンダボア内周面へ延びて前記シリンダボア内周面と繋がった平面部と、を備え、前記円筒面部と前記平面部とにより段差部を構成し、前記シリンダボア内周面は前記段差部の端部と繋がっていて、前記円筒面部は前記中心軸線に対する内径が一定径であり、前記側面部と前記平面部とは、前記中心軸線に対する径方向の幅が、前記側面部より前記平面部の方が小さく形成されている、構成とした。

上記したディスクブレーキによれば、引き摺りの抑制が可能となる。

本発明の第１実施形態のディスクブレーキを示す平面図である。 本発明の第１実施形態のディスクブレーキを示す側断面図である。 本発明の第１実施形態のディスクブレーキのシール部材を示す部分断面図である。 本発明の第１実施形態のディスクブレーキのシール溝の組み付け前の状態を示す部分断面図である。 ディスクブレーキの比較例１のシール溝を示す部分断面図である。 ディスクブレーキの比較例２のシール溝を示す部分断面図である。 本発明の第１，第２実施形態および比較例１，２のブレーキ液圧に対するピストン戻り量を示す特性線図である。 本発明の第２実施形態のディスクブレーキのシール溝を示す部分断面図である。

「第１実施形態」
第１実施形態を図１～図５を参照して以下に説明する。

図１，図２に、第１実施形態のディスクブレーキ１０を示す。このディスクブレーキ１０は、自動車等の車両用に制動力を付与する。ディスクブレーキ１０は、具体的には四輪自動車の制動用である。ディスクブレーキ１０は、図示略の車輪と共に回転するディスクロータ１１の回転を止めることで車両を制動する。以下、ディスクロータ１１の中心軸線の方向をディスク軸方向、ディスクロータ１１の径方向をディスク径方向、ディスクの円周方向（回転方向）をディスク周方向と称す。

ディスクブレーキ１０は、キャリア１２と、図２に示す一対のブレーキパッド１３，１４と、キャリパ１５と、図１に示す一対のブーツ１６とを備えている。キャリア１２は、ディスクロータ１１の外周側を跨いで配置されて車両の非回転部に固定される。一対のブレーキパッド１３，１４は、ディスクロータ１１を挟んで両側に配置されて、キャリア１２に、ディスク軸方向に移動可能となるように支持されている。キャリパ１５は、キャリア１２にディスク軸方向に移動可能となるように支持されている。キャリパ１５は、一対のブレーキパッド１３，１４を挟持してこれらをディスクロータ１１の両面に押圧する。

キャリパ１５は、キャリパボディ２０と、ピストン２１と、シール部材２２と、ブーツ部材２３と、図１に示す一対のスライドピン２４とを有している。

キャリパボディ２０は、鋳造により一体成形された金属素材に加工を施すことにより形成される。キャリパボディ２０は、ディスクロータ１１のディスク軸方向の一側に配置されるシリンダ２６と、シリンダ２６のディスク径方向外側からディスクロータ１１の外周を跨ぐように延出するブリッジ部２７と、ブリッジ部２７のシリンダ２６とは反対側からディスク径方向内方に延出してディスクロータ１１のディスク軸方向の他側に配置される爪部２８と、シリンダ２６からディスク周方向の両側に延出する図１に示す一対の腕部２９と、を有している。キャリパボディ２０は、一対の腕部２９に取り付けられたスライドピン２４においてキャリア１２に移動可能に支持される。一対のブーツ１６はスライドピン２４を覆っている。

図２に示すように、シリンダ２６には、爪部２８側に向けて一端が開口しディスク軸方向のディスクロータ１１とは反対側に向けて凹む形状のシリンダボア３５が形成されている。爪部２８側に向けて開口するシリンダボア３５が形成されることにより、シリンダ２６は、爪部２８とは反対側に、シリンダボア３５の内底部３８を含むシリンダ底部３９を有しており、シリンダ底部３９から爪部２８側に延出して、シリンダボア３５の内壁部４１を含むシリンダ胴部４２を有している。シリンダボア３５は、シリンダ胴部４２のシリンダ底部３９とは反対側に開口４３を有している。シリンダボア３５のシリンダ底部３９側をボア底側と称し、シリンダボア３５の開口４３側をボア開口側と称す。

シリンダボア３５には、ピストン２１がディスク軸方向に摺動可能となるように嵌装されている。シリンダボア３５の内壁部４１は、ピストン２１の移動を案内する、全長にわたって一定内径の円筒面であるガイド内周面５１（内周面）を有している。このガイド内周面５１の中心軸線が、シリンダボア３５の中心軸線である。この中心軸線をボア軸と称す。また、この中心軸線に直交する方向をボア径方向と称し、この中心軸線を中心とする円周方向をボア周方向と称す。

シリンダボア３５の内壁部４１は、ガイド内周面５１よりもボア底側に、ガイド内周面５１よりもボア径方向の外方に凹む円環状の大径溝５２を有している。大径溝５２は、ボア軸を中心とした円環状であり、溝底径が、ガイド内周面５１よりも大径となっている。

シリンダボア３５の内壁部４１は、ガイド内周面５１のボア開口側の中間位置に、ガイド内周面５１よりもボア径方向の外方に凹む円環状のシール溝５５を有している。シール溝５５は、シリンダボア３５の内壁部４１にガイド内周面５１から凹んで設けられた、ボア軸を中心とした円環状の環状溝である。シール溝５５の溝底径は、ガイド内周面５１よりも大径となっている。

シリンダボア３５の内壁部４１には、シール溝５５よりもボア開口側に、ガイド内周面５１よりもボア径方向の外方に凹む円環状のブーツ嵌合溝５８が形成されている。ブーツ嵌合溝５８は、ボア軸を中心とした円環状であり、その溝底径がガイド内周面５１よりも大径となっている。

シリンダボア３５の内壁部４１には、ブーツ嵌合溝５８よりもボア開口側に、ボア軸を中心としたテーパ状であってブーツ嵌合溝５８から離れるほど大径となるブーツ配置穴５９が形成されている。ブーツ配置穴５９のシリンダ底部３９とは反対側の端部がシリンダボア３５の開口４３となっている。大径溝５２およびこれに繋がる内底部３８は、キャリパボディ２０の素材の鋳造時に鋳出しされている。ガイド内周面５１、シール溝５５、ブーツ嵌合溝５８およびブーツ配置穴５９は、キャリパボディ２０の素材に切削加工を施すことによって形成されている。

シリンダ底部３９には、シリンダボア３５内に開口するように、ボア軸方向に沿って貫通する配管穴６８が形成されている。配管穴６８は、キャリパボディ２０の素材に切削加工を施すことによって形成されている。配管穴６８には、図示略のブレーキ配管が接続される。

ピストン２１は、円板状のピストン底部７１と円筒状のピストン胴部７２とを備えている。ピストン２１は、ピストン胴部７２のピストン底部７１とは反対側の端部が開口された有底筒状に形成されている。ピストン胴部７２には、その軸方向のピストン底部７１と反対側に、円筒面からなる外径面７４よりも径方向内方に凹む円環状の嵌合溝７５が形成されている。ピストン２１は、ピストン底部７１がシリンダボア３５内でボア底側に位置するようにシリンダボア３５に収容されており、この状態で、爪部２８側の先端がシリンダボア３５よりも爪部２８側に突出する。ピストン２１には、このようにシリンダボア３５よりも突出する先端側に嵌合溝７５が形成されている。

シール部材２２は、弾性材料製、具体的にはゴム製である。シール部材２２は、シリンダボア３５のシール溝５５に締め代をもって嵌合されている。このシール部材２２の内周側にピストン２１が締め代をもって嵌合されている。シール部材２２は、径方向に弾性変形してピストン２１およびシール溝５５に密着してシリンダ２６のシリンダボア３５とピストン２１との間をシールする。また、シール部材２２は、シリンダボア３５のガイド内周面５１とでピストン２１の外径面７４をボア軸方向に移動可能に支持する。シール部材２２は、シリンダボア３５およびピストン２１とで液圧室６９を形成する。配管穴６８に接続されたブレーキ配管を介して、この液圧室６９に対するブレーキ液の給排が行われる。

ブーツ部材２３は、伸縮可能な蛇腹状の筒状体である。ブーツ部材２３は、シリンダ２６のブーツ嵌合溝５８に一端が嵌合し、他端がピストン２１の嵌合溝７５に嵌合する。ブーツ部材２３は、ピストン２１の嵌合溝７５よりもピストン底部７１側の外径面７４のシリンダボア３５から露出する部分を覆っている。ブーツ部材２３は、ピストン２１のシリンダボア３５に対する移動に伴って伸縮する。

ディスクブレーキ１０は、図示略のブレーキペダルが操作されると、配管穴６８に連結された図示略のブレーキ配管を介して液圧室６９にブレーキ液が導入される。すると、ピストン２１のピストン底部７１にシリンダ底部３９から離れる方向にブレーキ液圧が作用する。その結果、ピストン２１が、シリンダボア３５に対しディスクロータ１１側に前進し、ピストン２１とディスクロータ１１との間に配置されたブレーキパッド１３をディスクロータ１１に向かって押圧する。これにより、このブレーキパッド１３が移動してディスクロータ１１に接触する。ピストン２１は、このようにシリンダボア３５に対しディスクロータ１１側に前進する際に、シール溝５５に収容されているシール部材２２の接触部分を、摩擦によって一体に移動させるようにシール部材２２の内周側を弾性変形させる。

また、ブレーキパッド１３をディスクロータ１１に押圧する反力で、キャリパボディ２０が、一対のスライドピン２４においてキャリア１２に対して摺動し、爪部２８が、爪部２８とディスクロータ１１との間に配置されたブレーキパッド１４をディスクロータ１１に向かって押圧する。これにより、このブレーキパッド１４が、ディスクロータ１１に接触する。このようにして、キャリパ１５は、ピストン２１の作動により、ピストン２１と爪部２８とで一対のブレーキパッド１３，１４を両側から挟持してディスクロータ１１の両面に押圧する。その結果、キャリパ１５は、ディスクロータ１１に摩擦抵抗を付与して、制動力を発生させる。ピストン２１は、ブレーキ液圧によって、両側のブレーキパッド１３，１４をディスクロータ１１に押圧する。

この状態から、図示略のブレーキペダルが緩められると、液圧室６９の液圧が下がり、ピストン２１は、上記のように弾性変形させていたシール部材２２に加えていた力が減少する。すると、シール部材２２は、自身の弾性で変形状態から戻る。その際に、ピストン２１を摩擦でボア底側に後退させる、いわゆるロールバックを行って、ピストン２１とブレーキパッド１３との間に隙間を形成する。すると、ディスクロータ１１の振れによって、ブレーキパッド１３，１４および爪部２８がディスクロータ１１からディスク軸方向に離れる方向に移動する。

図３Ａに示すように、弾性材料からなるシール部材２２は、シール溝５５に嵌合される前の自然状態で円形に形状が整えられると、円筒面からなる外周面９１と、外周面９１よりも小径の円筒面からなる内周面９２と、外周面９１および内周面９２に直交してこれらの軸方向の一端縁部同士を結ぶ平坦な端面９３と、外周面９１および内周面９２に直交してこれらの軸方向の他端縁部同士を結ぶ平坦な端面９４とを有している。言い換えれば、シール部材２２は、シール溝５５に嵌合される前の自然状態で円形に形状が整えられると、その中心軸線を含む面で断面としたときの断面形状が、中心軸線に平行な長辺を有する長方形をなしている。

シール溝５５は、ボア軸を中心とした円環状であり、ボア軸方向において、ボア底側（図３Ｂに示すＢＢＳ）から順に、ボア底側面取部１０１と、ボア底側側面部１０２と、溝底面部１０３（底面部）と、ボア開口側側面部１０４（側面部）と、ボア開口側面取部１０５（面取部）と、軸方向延在面部１０６と、径方向延在面部１０７とを有している。シール溝５５は、その小径側が、ボア軸に向いて開口する溝開口１０８となっている。

ボア底側面取部１０１は、円筒面であるガイド内周面５１から、ボア径方向の外方に延出しボア径方向の外側ほどボア開口側（図３Ｂに示すＢＯＳ）に位置するように傾斜する、ボア軸を中心としたテーパ面である。ボア底側面取部１０１は、ボア周方向の全周にわたって小径側が一定径であり大径側も一定径の円環状となっている。

ボア底側側面部１０２は、ボア底側面取部１０１の大径側の端縁部からボア軸に直交してボア径方向の外側に広がる、ボア軸を中心とした円環状の平面である。ボア底側側面部１０２は、ボア周方向の全周にわたって小径側が一定径であり大径側も一定径の円環状となっている。

溝底面部１０３は、ボア底側から順に、第１テーパ面部１１１と、第２テーパ面部１１２と、凹面部１１３と、第３テーパ面部１１４と、第４テーパ面部１１５とを有している。

第１テーパ面部１１１は、ボア底側側面部１０２の大径側の端縁部から、ボア開口側に延出しボア開口側ほどボア径方向の外方に位置するように傾斜する、ボア軸を中心としたテーパ面である。第１テーパ面部１１１は、テーパがボア底側面取部１０１よりも小さい。第１テーパ面部１１１は、ボア周方向の全周にわたって小径側が一定径であり大径側も一定径の円環状となっている。

第２テーパ面部１１２は、第１テーパ面部１１１のボア開口側の端縁部から、ボア開口側に延出しボア開口側ほどボア径方向の外方に位置するように傾斜する、ボア軸を中心としたテーパ面である。第２テーパ面部１１２は、テーパが第１テーパ面部１１１よりも小さい。第２テーパ面部１１２は、ボア周方向の全周にわたって小径側が一定径であり大径側も一定径の円環状となっている。

凹面部１１３は、第２テーパ面部１１２のボア開口側の端縁部から、ボア開口側に延出しボア開口側ほどボア径方向の外方に位置するように傾斜した後、ボア開口側ほどボア径方向の内方に位置するように傾斜する湾曲面である。凹面部１１３は、ボア軸を中心とした円環状である。
凹面部１１３は、ボア軸を含む面での断面がボア径方向内側に中心を有する円弧状をなしている。凹面部１１３は、この断面がボア周方向の全周にわたって一定の形状をなしている。

第３テーパ面部１１４は、凹面部１１３のボア開口側の端縁部から、ボア開口側に延出しボア開口側ほどボア径方向の外方に位置するように傾斜する、ボア軸を中心としたテーパ面である。第３テーパ面部１１４は、テーパが第２テーパ面部１１２と同等であり、第２テーパ面部１１２と同一のテーパ面に配置されている。第３テーパ面部１１４は、ボア周方向の全周にわたって小径側が一定径であり、大径側も一定径の円環状となっている。同一のテーパ面に配置される第２テーパ面部１１２および第３テーパ面部１１４に対し、凹面部１１３は、ボア径方向の外方に凹んでおり、シール溝５５の溝底面部１０３に形成された円環状の底溝１１８を構成する。

第４テーパ面部１１５は、第３テーパ面部１１４のボア開口側の端縁部から、ボア開口側に延出しボア開口側ほどボア径方向の内方に位置するように傾斜する、ボア軸を中心としたテーパ面である。第４テーパ面部１１５は、ボア周方向の全周にわたって大径側が一定径であり小径側も一定径の円環状となっている。

第１テーパ面部１１１と第２テーパ面部１１２と凹面部１１３と第３テーパ面部１１４と第４テーパ面部１１５とを有する溝底面部１０３は、全体的には、ボア開口側に向かって拡径する方向に傾斜している。ボア軸方向の第１テーパ面部１１１側が小径側となっており、第４テーパ面部１１５側が大径側となっている。

ボア開口側側面部１０４は、第４テーパ面部１１５のボア開口側の端縁部から、ボア軸に直交してボア径方向の内側に広がる、ボア軸を中心とした円環状の平面である。言い換えれば、ボア開口側側面部１０４は、溝底面部１０３の大径側からシール溝５５の溝開口１０８側へ延びている。ボア開口側側面部１０４は、ボア周方向の全周にわたって大径側が一定径であり小径側も一定径の円環状となっている。

ボア開口側面取部１０５は、ボア開口側側面部１０４と、ガイド内周面５１のシール溝５５よりもボア開口側の部分との間に設けられている。ボア開口側面取部１０５は、ボア開口側側面部１０４の小径側の端縁部から、ボア径方向の内方に延出しボア径方向の内側ほどボア開口側に位置するように傾斜する湾曲面である。ボア開口側面取部１０５は、ボア軸を中心とした円環状である。言い換えれば、ボア開口側面取部１０５は、ボア開口側側面部１０４の小径側の端縁部から、シール溝５５の溝開口１０８をボア軸に拡大するように形成されている。ボア開口側面取部１０５は、ボア周方向の全周にわたって大径側が一定径であり小径側も一定径の円環状となっている。ボア開口側面取部１０５は、ボア開口側側面部１０４よりもボア径方向の幅が小さくされている。

ボア開口側面取部１０５は、２種類の曲率半径を有する湾曲面である。すなわち、ボア開口側面取部１０５は、シール溝５５の溝底面部１０３側に形成された湾曲面からなる第一の曲率半径部１２１と、第一の曲率半径部１２１よりもシリンダボア３５のガイド内周面５１側に形成された湾曲面からなる第二の曲率半径部１２２と、を有している。

第一の曲率半径部１２１は、ボア開口側側面部１０４の小径側の端縁部から、ボア径方向の内方に延出しボア径方向の内側ほどボア開口側に位置するように傾斜する湾曲面である。第一の曲率半径部１２１は、ボア軸を中心とした円環状をなす。第一の曲率半径部１２１は、ボア軸を含む面での断面が、シリンダ２６のこの第一の曲率半径部１２１を形成する実部側に中心を有する一定の曲率半径ｒ１の円弧状をなしている。第一の曲率半径部１２１は、ボア軸を含む面での断面において、曲率半径ｒ１の中心が、ボア開口側側面部１０４と軸方向延在面部１０６とのなす角の二等分線よりもボア径方向の内側に配置されている。言い換えれば、第一の曲率半径部１２１は、ボア軸方向よりもボア径方向に近い角度で傾斜している。第一の曲率半径部１２１は、この断面がボア周方向の全周にわたって一定の形状をなしている。
第一の曲率半径部１２１は、ボア周方向の全周にわたって大径側が一定径であり小径側も一定径の円環状となっている。

第二の曲率半径部１２２は、第一の曲率半径部１２１の小径側の端縁部から、ボア径方向の内方に延出しボア径方向の内側ほどボア開口側に位置するように傾斜する湾曲面である。第二の曲率半径部１２２は、ボア軸を中心とした円環状をなす。第二の曲率半径部１２２は、ボア軸を含む面での断面が、シリンダ２６のこの第二の曲率半径部１２２を形成する実部側に中心を有する一定の曲率半径ｒ２の円弧状をなしている。第二の曲率半径部１２２は、この断面がボア周方向の全周にわたって一定の形状をなしている。第二の曲率半径部１２２は、ボア周方向の全周にわたって大径側が一定径であり小径側も一定径の円環状となっている。第二の曲率半径部１２２の曲率半径ｒ２は、第一の曲率半径部１２１の曲率半径ｒ１よりも小さい。言い換えれば、第二の曲率半径部１２２は、第一の曲率半径部１２１よりも曲率半径が小さくなっている。また、第二の曲率半径部１２２は、第一の曲率半径部１２１よりもボア径方向の幅が小さくなっている。

軸方向延在面部１０６は、ボア開口側面取部１０５の第二の曲率半径部１２２の小径側の端縁部からボア開口側に延出する、ボア軸を中心とした円筒面である。軸方向延在面部１０６は、内径が、全長にわたって一定径であり、ガイド内周面５１よりの内径よりも大径となっている。

径方向延在面部１０７は、軸方向延在面部１０６のボア開口側の端縁部からボア軸に直交してボア径方向の内側に広がる、ボア軸を中心とした円環状の平面である。径方向延在面部１０７は、ボア周方向の全周にわたって小径側が一定径であり大径側も一定径の円環状となっている。径方向延在面部１０７は、小径側がガイド内周面５１のシール溝５５よりもボア開口側の部分に繋がっている。

軸方向延在面部１０６および径方向延在面部１０７は、シール溝５５のボア開口側かつ溝開口１０８側の端部でボア径方向外方に凹むように段差状をなす段差部１２５を構成している。言い換えれば、シール溝５５は、そのボア開口側かつ溝開口１０８側の端部にボア径方向外方に凹むように段差状をなす段差部１２５を有している。

上記した特許文献１～３に記載のディスクブレーキは、シリンダボアと、シリンダボアに摺動可能に嵌装されたピストンとの間にブレーキ液圧を導入し、ピストンを前進させて、ブレーキパッドをディスクロータに押圧する。このようなディスクブレーキでは、シリンダボアとピストンとの隙間をシールするためのシール部材が設けられている。このシール部材は、ブレーキ液圧の解除時にピストンをシリンダ底部側に戻すロールバックを行う。

ところで、燃費性能向上のため、制動解除後もブレーキパッドがディスクに接触し続けてしまう、いわゆる引き摺りを抑制することが望まれている。特にブレーキ液圧が高いときにシール部材によるピストンの液圧解除時の戻り量を大きくすることで引き摺り抑制の効果が得られる。しかしながら、シール部材によるピストンの液圧解除時の戻り量を大きくすると、ブレーキ液圧が低いときのピストンの移動に対するシール部材の抵抗力が大きくなって、ピストンの応答性が低下し、ペダルフィーリングが悪化してしまう。

これに対して、第１実施形態のディスクブレーキ１０は、シール溝５５が、ボア開口側に向かって拡径する方向に傾斜する溝底面部１０３と、溝底面部１０３の大径側からシール溝５５の溝開口１０８側へ延びるボア開口側側面部１０４と、ボア開口側側面部１０４とシリンダボア３５のガイド内周面５１との間に設けられて溝開口１０８をボア軸方向に拡大するように形成されたボア開口側面取部１０５と、を有している。このボア開口側面取部１０５が、２種類の曲率半径ｒ１，ｒ２とを有している。

具体的には、ボア開口側面取部１０５が、溝底面部１０３側の曲率半径ｒ１の第一の曲率半径部１２１と、第一の曲率半径部１２１よりもガイド内周面５１側に形成された、第一の曲率半径部１２１よりも小さな曲率半径ｒ２の第二の曲率半径部１２２とを有する。
このため、ピストン２１の前進時にピストン２１への接触側である内周面９２側がピストン２１とともに移動するシール部材２２は、ブレーキ液圧の低圧時には、ボア開口側の端面９３が、第一の曲率半径部１２１に倣って大きな曲率半径ｒ１で変形し、変形の支点が徐々に変化してバネ定数が低い状態で滑らかに増加する。他方、ブレーキ液圧の高圧時には、端面９３が、第一の曲率半径部１２１に続いて第二の曲率半径部１２２に倣って小さな曲率半径ｒ２で変形することで、変形の支点が徐々に変化してバネ定数が高い状態で滑らかに増加する。

これにより、ブレーキ液圧が低いときにピストン２１の応答性を低下させることなく、ブレーキ液圧が高いときにシール部材２２によるピストン２１の液圧解除時の戻り量を大きくすることで引き摺り抑制の効果が得られる。加えて、ボア開口側面取部１０５が湾曲面であるため、シール部材２２への変形時の負荷を低減することができ、シール部材２２の耐久性を向上させることができる。

また、曲率半径ｒ２を有する第二の曲率半径部１２２よりも溝底面部１０３側に、第二の曲率半径部１２２より大きい曲率半径ｒ１の第一の曲率半径部１２１を設けている。この第一の曲率半径部１２１は、ボア軸を含む面での断面において、曲率半径ｒ１の中心が、ボア開口側側面部１０４と軸方向延在面部１０６とのなす角の二等分線よりもボア径方向の内側に配置されている。このため、ボア開口側面取部１０５のボア径方向外側部分の位置をボア底側に寄せることができる。これにより、ブレーキ液圧が低圧時のシール部材２２の撓み空間を狭くすることができ、ブレーキ液圧でシール部材２２を圧縮することになって、ロールバックを補助することができる。

また、シール部材２２の変形の支点となる第一の曲率半径部１２１のボア開口側側面部１０４との境界位置を適正化することにより、シール部材２２の復元に対する応力分布を均一化することができる。

また、シール溝５５のボア開口側かつ溝開口１０８側に段差部１２５を設けたため、シール部材２２の内周面９２側がピストン２１とともにボア開口側に移動するように変形する際に、第二の曲率半径部１２２を越えて、段差部１２５とピストン２１との隙間の部分への変形が許容され、大きく変形できる。

ここで、第１実施形態のディスクブレーキ１０と、比較例１として、図４Ａに示すように、シール溝５５が一つのテーパ面からなるボア開口側面取部１０５Ａを有する従来と同様の構成のディスクブレーキと、図４Ｂに示すように、シール溝５５が一つの一定の曲率半径のボア開口側面取部１０５Ｂを有するディスクブレーキとについて、ブレーキ液圧に対するピストン２１の液圧解除時の戻り量（以下、ピストン戻り量と称す）を実験的に求めた。その結果を、図５に示す。図５のグラフは、横軸をブレーキ液圧Ｐとし、縦軸をピストン戻し量Ｌとして、第１実施形態及び比較例１，２の測定結果を折れ線で表している。

図５に実線Ｘ１に示すように、第１実施形態のディスクブレーキ１０は、図５に一点鎖線Ｘ２で示す従来構造の比較例１と同様に、ブレーキ液圧が低いときのピストン戻り量を低く抑えたまま、比較例１と比べてブレーキ液圧が高いときのピストン戻り量を大きくできる。言い換えれば、第１実施形態のディスクブレーキ１０は、ブレーキ液圧の単位上昇に対するピストン戻り量の増加率を、従来構造の比較例１と比べて大きくできる。

ここで、図５に破線Ｘ３に示す比較例２では、従来構造の比較例１と比べてブレーキ液圧が高いときのピストン戻り量を大きくできて、引き摺り抑制の効果が得られるものの、ブレーキ液圧が低いときのピストン戻り量も大きくなって、ピストンの移動に対するシール部材の抵抗力が大きくなって、ピストンの応答性が低下してしまう。

以上のように、第１実施形態のディスクブレーキ１０は、ブレーキ液圧が低いときにピストン２１の応答性を低下させることなく、ブレーキ液圧が高いときにシール部材２２によるピストン２１の戻り量を大きくすることによって引き摺り抑制の効果が得られる。

「第２実施形態」
次に、第２実施形態を主に図５，図６に基づいて第１実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第１実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。

図６に示すように、第２実施形態においては、シール溝５５が、第１実施形態と同様の、ボア底側面取部１０１と、ボア底側側面部１０２と、ボア開口側側面部１０４と、ボア開口側面取部１０５と、軸方向延在面部１０６と、径方向延在面部１０７とを有している。ボア底側側面部１０２とボア開口側側面部１０４との間に、第１実施形態の溝底面部１０３とは一部異なる溝底面部２０３（底面部）を有している。

溝底面部２０３は、第１実施形態と同様の、第１テーパ面部１１１と、凹面部１１３と、第４テーパ面部１１５とを有しており、第１テーパ面部１１１と凹面部１１３との間に、第１実施形態の第２テーパ面部１１２とは異なる第１湾曲面部２１２（第一の湾曲面）を有し、凹面部１１３と第４テーパ面部１１５との間に第１実施形態の第３テーパ面部１１４とは異なる第２湾曲面部２１４（第二の湾曲面）を有している。

第１湾曲面部２１２は、第１テーパ面部１１１のボア開口側（図６に示すＢＯＳ）の端縁部から、ボア開口側に延出しボア開口側ほどボア径方向の外方に位置するように傾斜する湾曲面であって、ボア軸を中心とした円環状をなす。第１湾曲面部２１２は、ボア軸を含む面での断面がボア径方向の外側に中心を有する円弧状をなしている。第１湾曲面部２１２は、第１テーパ面部１１１のボア開口側の端縁部と第４テーパ面部１１５のボア底側の端縁部とを結ぶテーパ面に対し、ボア軸方向においてボア開口側ほどボア径方向の内側に大きく離間する。第１湾曲面部２１２は、ボア周方向の全周にわたって小径側が一定径であり大径側も一定径の円環状となっている。

第２湾曲面部２１４は、第１湾曲面部２１２よりもボア開口側に配置されている。第２湾曲面部２１４は、凹面部１１３のボア開口側の端縁部から、ボア開口側に延出しボア開口側ほどボア径方向の外方に位置するように傾斜する湾曲面であって、ボア軸を中心とした円環状をなす。第２湾曲面部２１４は、ボア軸を含む面での断面がボア径方向外側に中心を有する円弧状をなしている。第２湾曲面部２１４のこの断面は第１湾曲面部２１２の同断面と同一の円弧に配置されている。第２湾曲面部２１４は、第１テーパ面部１１１のボア開口側の端縁部と第４テーパ面部１１５のボア底側（図６に示すＢＢＳ）の端縁部とを結ぶテーパ面に対し、ボア軸方向においてボア底側ほどボア径方向の内側に大きく離間する。第２湾曲面部２１４は、ボア周方向の全周にわたって小径側が一定径であり大径側も一定径の円環状となっている。

第１湾曲面部２１２および第２湾曲面部２１４は、ボア軸方向において、ボア底側ほど縮径し、第１湾曲面部２１２は、第２湾曲面部２１４よりも縮径率が小さく、緩やかに縮径する。言い換えれば、第１湾曲面部２１２および第２湾曲面部２１４は、ボア軸方向において、ボア開口側ほど拡径する。第１湾曲面部２１２は、第２湾曲面部２１４よりも拡径率が小さく、緩やかに拡径する。

第１湾曲面部２１２および第２湾曲面部２１４は、第１テーパ面部１１１のボア開口側の端縁部と第４テーパ面部１１５のボア底側の端縁部とを結ぶテーパ面と比べて径方向内方に膨出する凸Ｒ形状をなしている。第１湾曲面部２１２と第２湾曲面部２１４との間に、ボア径方向外方に凹む環状の凹面部１１３、すなわち環状の底溝１１８が形成されている。溝底面部２０３は、ボア開口側ほどボア径方向の外方に位置するように拡径する第１湾曲面部２１２と、第１湾曲面部２１２よりもボア開口側に配置されてボア開口側ほどボア径方向の外方に位置するように拡径し、第１湾曲面部２１２よりも拡径率が大きい第２湾曲面部２１４とを備えている。

第２実施形態によれば、溝底面部２０３がボア径方向の内方に膨出する形状であるため、シール部材２２の撓みが、シール部材２２のボア軸方向のクリアランス内での移動によっても妨げられにくくなる。また、溝底面部２０３の膨出形状でシール部材２２の締め代が大きくなるため、ピストン２１の液圧解除時の戻り量を増やすことができる。

第２実施形態によれば、図５に二点鎖線Ｘ４に示すように、液圧の単位上昇に対するピストン戻り量の増加率を第１実施形態とほぼ同様にしたまま、低圧から高圧まで、ピストン戻り量を増やすことができる。

ここで、実施形態のディスクブレーキ１０は、キャリパ１５がディスクロータ１１に対してディスク軸方向に移動可能なフローティングタイプであるため、ディスクロータ１１の一側に配置されたピストン２１が両側のブレーキパッド１３，１４をディスクロータ１１に押圧するように作用する。これに対し、キャリパがディスクロータに対してディスク軸方向に移動不可な固定タイプのキャリパの場合、ピストンは、ディスクロータとの間にある一側のブレーキパッドのみを押圧する。このような固定タイプのキャリパにも上記したシール溝５５の形状を適用することができる。すなわち、少なくとも一側のブレーキパッドをディスクロータに押圧するためのピストンを有するディスクブレーキに対して、上記したシール溝５５の形状を適用することができる。

また、シール部材２２は、自然状態で円形に形状が整えられると、中心軸線を含む面で断面としたときの断面形状が、中心軸線に平行な長辺を有する長方形をなす場合を例にとり説明したが、この中心軸線を含む面で断面としたときの断面形状が、中心軸線に平行な二辺を有する正方形をなしていても良い。すなわち、シール部材２２は、この中心軸線を含む面で断面としたときの断面形状が方形状であれば良い。

以上に述べた実施形態のディスクブレーキの第１の態様によれば、ディスクブレーキは、ディスクロータを挟んで両側に配置されるブレーキパッドと、少なくとも一側の該ブレーキパッドを前記ディスクロータに押圧するためのピストンと、該ピストンが摺動可能に嵌装されるシリンダボアと、該シリンダボアに内周面から凹む環状溝として設けられたシール溝と、該シール溝に嵌合されて前記ピストンと前記シリンダボアとの間をシールする断面方形状のシール部材とを備える。前記シール溝は、前記シリンダボアの開口側に向かって拡径する方向に傾斜する底面部と、該底面部の大径側から前記シール溝の開口側へ延びる側面部と、該側面部と前記シリンダボアの前記内周面との間に設けられて前記シール溝の開口を前記シリンダボアの軸方向に拡大するように形成された面取部と、を有する。前記面取部は、２種類の曲率半径を有することを特徴とする。これにより、引き摺りの抑制が可能となる。

また、第２の態様は、第１の態様において、前記面取部は、前記シール溝の底面部側に形成された第一の曲率半径部と、該第一の曲率半径部よりも前記シリンダボアの前記内周面側に形成された、前記第一の曲率半径部よりも小さな曲率半径を有する第二の曲率半径部と、を備えることを特徴とする。

また、第３の態様は、第１または第２の態様において、前記底面部は、前記シリンダボアの開口側ほど前記シリンダボアの径方向の外方に位置するように拡径する第一の湾曲面と、該第一の湾曲面よりも前記シリンダボアの開口側に配置され、該第一の湾曲面よりも拡径率が大きい第二の湾曲面とを備えることを特徴とする。

上記したディスクブレーキによれば、引き摺りの抑制が可能となる。

１０ ディスクブレーキ
１１ ディスクロータ
１３，１４ ブレーキパッド
２１ ピストン
２２ シール部材
３５ シリンダボア
５１ ガイド内周面（内周面）
５５ シール溝
６０ 開口（シリンダボアの開口）
１０３，２０３ 溝底面部（底面部）
１０４ ボア開口側側面部（側面部）
１０５ ボア開口側面取部（面取部）
１０８ 溝開口（シール溝の開口）
１２１ 第一の曲率半径部
１２２ 第二の曲率半径部
２１２ 第１湾曲面部（第一の湾曲面）
２１４ 第２湾曲面部（第二の湾曲面）
ｒ１，ｒ２ 曲率半径

Claims (2)

1. ディスクロータを挟んで両側に配置される一対のブレーキパッドと、
   前記一対のブレーキパッドの少なくとも一方を、前記ディスクロータに向かって押し付けるピストンと、
   前記ピストンが収容された筒状のシリンダボアであって、前記一対のブレーキパッドの少なくとも一方に向かって開口したシリンダボア開口部と、前記シリンダボア開口部と対向する位置に設けられたシリンダボア底部と、前記ピストンが前記シリンダボア内を移動するときに前記ピストンの外周面が摺動するシリンダボア内周面と、を有した前記シリンダボアと、
   前記シリンダボア内で前記ピストンが移動する方向に直交する断面において、前記シリンダボアの中心を通り、前記ピストンが移動する方向と平行な軸線を中心軸線としたとき、前記シリンダボア内周面よりも前記中心軸線から離れる方向に凹んだ環状のシール溝と、
   前記シール溝に設けられ、前記ピストンと前記シリンダボアとの間をシールし、前記中心軸線で切ったときの断面が方形状のシール部材と、
   を備え、
   前記シール溝は、
   前記中心軸線の方向において、前記シリンダボア開口部に近づくほど、前記シリンダボア内周面からの距離が遠くなるように形成された底面部と、
   前記中心軸線の方向において、前記シリンダボア開口部に近い前記底面部から、前記中心軸線に対する径方向において、前記シリンダボア内周面に向かって延びた側面部と、
   前記シリンダボア開口部に近い前記側面部から前記シリンダボア開口部に向かって、丸く曲がった丸み部と、
   前記中心軸線の方向において、前記シリンダボア開口部に近い前記丸み部から前記シリンダボア開口部に向かって延びた円筒面部と、
   前記中心軸線の方向において、前記シリンダボア開口部に近い前記円筒面部から、前記中心軸線に対する径方向において、前記中心軸線に直交して前記シリンダボア内周面へ延びて前記シリンダボア内周面と繋がった平面部と、を備え、
   前記円筒面部と前記平面部とにより段差部を構成し、
   前記シリンダボア内周面は前記段差部の端部と繋がっていて、
   前記円筒面部は前記中心軸線に対する内径が一定径であり、
   前記側面部と前記平面部とは、前記中心軸線に対する径方向の幅が、前記側面部より前記平面部の方が小さく形成されている
   ディスクブレーキ。
2. 請求項１に記載のディスクブレーキにおいて、
   前記シール溝は、
   前記中心軸線の方向において、前記シリンダボア底部に近い前記底面部から、前記中心軸線に対する径方向において、前記シリンダボア内周面に向かって延びたボア底側側面部を備え、
   前記ボア底側側面部と前記底面部とは面取り部を介して繋がっている
   ディスクブレーキ。

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