JPH11280805A

JPH11280805A - ディスクブレーキ

Info

Publication number: JPH11280805A
Application number: JP10079140A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Okada; 裕樹岡田; Keiichi Gamo; 慶一蒲生
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-03-26
Filing date: 1998-03-26
Publication date: 1999-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】ピストンを元の位置に確実に戻すことができ
るディスクブレーキを提供する。【解決手段】反液圧側壁面部９ａの壁面が、環状溝９
の底部から開口部にわたって断面視、曲率が連続して変
化する曲面群で構成されている。液圧室５にブレーキ液
が供給されて、ピストン３が前進するとき、液圧の高低
にかかわらず、シール部材１０がその外周側部分を含め
て全体にわたって反液圧側壁面部９ａに沿いつつ変形す
る。このため、変形による剪断歪みエネルギをシール部
材１０の内部に全体にわたって蓄えられ、従来技術で惹
起する虞のある「ピストンの外周壁とシール部材の接触
部の間に生じる滑り作動」を招くことがなく、滑りによ
る剪断歪みエネルギの放出を最小限に抑えられ、ひいて
は、シール部材１０の弾性変形に基づく復元力がその
分、大きくなり、ピストン３を元の位置に確実に引き戻
すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車に設けられ
るディスクブレーキに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のディスクブレーキの一例として、
図７に示すものがある。図７において、自動車の固定部
（図示省略）に設けたキャリア１には、図７左右方向に
移動可能にキャリパ２が支持されている。キャリパ２に
は、ピストン３を摺動自在に収納するシリンダ４が形成
されている。

【０００３】シリンダ４の底面部とピストン３との間の
液圧室５にブレーキ液が供給されることにより、ピスト
ン３が前進（図７左方向への移動）してインナパッド６
ａをブレーキロータ７に押圧し、その反作用でキャリパ
２が図７右方向に移動してキャリパ２の爪部８がアウタ
パッド６ｂをブレーキロータ７に押圧し、これにより制
動力を発生させるようにしている。シリンダ４の内壁に
は、環状溝９が形成されている。環状溝９には、前記シ
リンダ４と前記ピストン３との間を液封入するリング状
のシール部材１０が嵌装されている。環状溝９の反液圧
側（図７左側の壁面部）の縁部には面取り１１が設けら
れている。

【０００４】このディスクブレーキでは、液圧室５にブ
レーキ液が供給される加圧時には、図８に示すようにシ
ール部材１０がピストン３に引き摺られてその一部が、
環状溝９の反液圧側壁面部９ａ（図８左側の壁面部）に
設けた面取り１１で形成される逃げ空間Ｔに逃げるよう
に弾性変形する。そして、除圧時には、図９に示すよう
に、シール部材１０の弾性変形に基づく復元力によりピ
ストン３が元の位置に向かって（図９右方向に）引き戻
される。

【０００５】このディスクブレーキでは、反液圧側壁面
部９ａに面取り１１を設けており、反液圧側壁面部９ａ
には図８及び図９に示すように折れ点９ｂ（全体として
は環状線となっている）が形成され、反液圧側壁面部９
ａが折れ点９ｂを境にして面取り１１とシール部材１０
の外周側部分（環状溝９の底部側）を支持（拘束する）
する反液圧側壁面部本体９ｃとに分離されている。そし
て、液圧室５にブレーキ液が供給される加圧時には、シ
ール部材１０を組付けた際のシール部材１０における折
れ点９ｂに対応する部分より内周側部分（環状溝９の開
口側部分）がピストン３に引き摺られて変形する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術では、シール部材１０が変形する部分が上述
したように内周側部分に限定されることにより、液圧が
大きい値の領域（高液圧領域）では、シール変形による
剪断歪みエネルギをシール部材１０の内周側部分に蓄え
きれなくなると、ピストン３の外周壁に対してシール部
材１０が滑って剪断歪みエネルギを放出してしまうこと
が起こり得る。このため、除圧時にピストン３を元の位
置に引き戻すために必要なシール部材１０の弾性復元力
が足りなくなり、場合によってはピストン３に対する復
元力が不足し、ピストン３を元の位置に戻し切れないこ
とが起こり得た。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、ピストンを元の位置に確実に戻すことができるディ
スクブレーキを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
ピストンを収納するキャリパのシリンダの内壁に環状溝
を形成し、該環状溝に前記シリンダと前記ピストンとの
間を液封入するリング状のシール部材を嵌装し、ピスト
ンの加圧時に生じる前記シール部材の弾性変形に基づく
復元力により除圧時に前記ピストンを引き戻させるピス
トン戻し機構を有するディスクブレーキにおいて、前記
環状溝の反液圧側壁面部は、ピストン側開口が液圧の作
用方向に傾斜していることを特徴とする。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の構
成において、前記環状溝の反液圧側壁面部の壁面の傾斜
は、前記環状溝の底部から開口部にわたって曲率が連続
して変化する曲面群で構成したことを特徴とする。

【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１または２
に記載の構成において、前記シール部材に比して小さい
硬度のリング部材を環状溝の反液圧側壁面部とシール部
材との間に介装したことを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
を図１及び図２に基づいて説明する。なお、図７ないし
図９に示す部分、部材と同等の部分、部材についての図
示及び説明は、適宜省略する。図１及び図２において、
環状溝９における反液圧側壁面部９ａ（図１左側の壁面
部）の壁面は、大略、断面視、外方に凸となる略円弧状
とされ〔すなわち、環状溝９の反液圧側壁面部９ａは、
ピストン側開口が液圧の作用方向（図１左方向）に傾斜
し〕ている。この場合、この反液圧側壁面部９ａは次の
ように構成されており、その壁面が、環状溝９の底部か
ら開口部にわたって断面視、曲率が連続して変化する曲
面群で構成された〔環状溝９の反液圧側壁面部９ａの壁
面の傾斜は、環状溝９の底部から開口部にわたって曲率
が連続して変化する曲面群で構成した〕ものになってい
る。

【００１２】反液圧側壁面部９ａについて、以下に説明
する。図２の断面図において、点Ａ（全体としては環状
線をなしている。）は反液圧側壁面部９ａと環状溝９の
底部とが交わった部分であり、シール部材１０の組付時
における環状溝９の底部のシール部分に相当する。Ｃ
は、図２の断面図において、点Ａからピストン３の外周
壁に降ろした垂線がこの外周壁に交差する部分を示す仮
想点である。Ｓはピストン３のストロークを示す。点Ｂ
は、シール部材１０を組み付けた際における組付ピスト
ン３の外周壁の前記点ＣからストロークＳだけ離れた部
分を示す仮想点である。

【００１３】ここで、ピストン３の軸方向をＺ座標軸の
方向とし、ピストン３の径方向をｒ座標軸とした場合、
反液圧側壁面部９ａの点Ａないし点Ｂの曲面は、Ｆ
（ｒ，Ｚ）＝０の汎関数で示される形状にされている。
このとき、反液圧側壁面部９ａの点Ａないし点Ｂの曲面
は、点Ａ近傍で次式（１）〔接線条件〕に示すようにな
っており、かつ点Ｂ近傍で次式（２）〔接線条件〕に示
すようになっており、さらに、点Ａ（環状溝９の底部）
ないし点Ｂ（環状溝９の開口側部分）までは、曲率が連
続して変化する曲面群で構成されている。

【００１４】

【数１】

【００１５】

【数２】

【００１６】また、反液圧側壁面部９ａの底部（点Ａに
相当する。）から開口部（点Ｃに相当する。）までの長
さ（環状溝９の深さ）Ｌは、ストロークＳより大きい
（Ｌ＞Ｓ）寸法に設定されている。

【００１７】上述したように構成したディスクブレーキ
では、液圧室５にブレーキ液が供給されて、ピストン３
が前進（図１左方向への移動）するとき、シール部材１
０と反液圧側壁面部９ａとの間に形成された空間部Ｋを
埋める方向にシール部材１０が変形し、この変形がピス
トン３がストロークＳ分、移動する間（すなわち、ピス
トン３のストロークＳの範囲にわたって）継続される。

【００１８】そして、本実施の形態では、反液圧側壁面
部９ａの壁面が、環状溝９の底部から開口部にわたって
断面視、曲率が連続して変化する曲面群で構成されたも
のになっているので、液圧室５にブレーキ液が供給され
て、ピストン３が前進（図１左方向への移動）すると
き、液圧の高低にかかわらず、シール部材１０が反液圧
側壁面部９ａに沿いつつ変形し、シール部材１０がその
外周側部分を含めて全体にわたって変形する。このた
め、変形による剪断歪みエネルギをシール部材１０の内
部に全体にわたって蓄えることが可能となり、従来技術
で惹起する虞があった「ピストン３の外周壁とシール部
材の接触部の間に生じる滑り作動」を招くことが抑制さ
れ、前記滑りによる剪断歪みエネルギの放出を最小限に
抑えることができ、ひいては、シール部材１０の弾性変
形に基づく復元力がその分、大きくなり、ピストン３を
元の位置に確実に引き戻すことができる。

【００１９】また、このようにピストン３を元の位置に
確実に引き戻すことができることにより、インナパッド
６ａ及びアウタパッド６ｂ（図７参照）の長寿命化が図
れ、かつブレーキロータ７（図７参照）の音振性能の向
上を図ることができる。さらに、高負荷時において剪断
歪みエネルギが放出されてしまうタイプの従来技術で
は、高負荷時に戻り量が不足してしまう分、低負荷時に
おいてはピストンストロークが増加してしまうことにな
りブレーキ操作性が劣ったものになるが、本実施の形態
では、上述したようにピストン３を元の位置に確実に引
き戻すことができるので、前記従来技術が有する問題点
の改善を図ることができる。

【００２０】なお、上記実施の形態では、反液圧側壁面
部９ａの底部側部分に面取り部を設けていない場合を例
にしたが、これに代えて、図３に示すように反液圧側壁
面部９ａの底部側部分に環状溝９の深さ寸法Ｌに比して
径方向寸法ｎを極めて小さく設定した面取り部２０を設
けるようにしてもよい。この場合、反液圧側壁面部９ａ
における面取り部２０と交差する部分Ａ₁ ないし点Ｂ
（環状溝の開口側部分）までは、曲率が連続して変化す
る曲面群で構成されている。なお、図３に示すものは、
環状溝９の径寸法を反液圧側になるに従って大きくなる
ようにしており、環状溝９の底部が軸方向と一致しない
ものになっている。

【００２１】また、図１及び図２に示す実施の形態に比
して、図４に示すように、環状溝９の深さを深くするよ
うに環状溝９に比して深さ寸法が短い補助環状溝９Ｈを
追加的に形成し、補助環状溝９Ｈ（環状溝９を含む。）
にシール部材１０を締め代を持って嵌合させるようにし
てもよい。図４中Ｅ，Ｆは補助環状溝９Ｈの底部におけ
る反液圧側部分の角部、液圧側部分の角部をそれぞれ示
す点である。図４に示すディスクブレーキでは、反液圧
側壁面部９ａの点Ａないし点Ｂの部分が、曲率が連続し
て変化する曲面群で構成されている。

【００２２】このディスクブレーキでは、反液圧側壁面
部９ａの壁面が、点Ａから点Ｂにわたって断面視、曲率
が連続して変化する曲面群で構成されたものになってい
るので、液圧室５（図１参照）にブレーキ液が供給され
て、ピストン３が前進（図４左方向への移動）すると
き、液圧の高低にかかわらず、シール部材１０が反液圧
側壁面部９ａに沿いつつ変形し、シール部材１０がその
外周側部分を含めて全体にわたって変形する。このた
め、変形による剪断歪みエネルギをシール部材１０の内
部に全体にわたって蓄えることが可能となり、ピストン
３の外周壁とシール部材の接触部の間に滑り作動を招く
ことが抑制され、前記滑りによる剪断歪みエネルギの放
出を最小限に抑えることができ、ひいては、シール部材
１０の弾性変形に基づく復元力がその分、大きくなり、
ピストン３を元の位置に確実に引き戻すことができる。

【００２３】次に、本発明の第２の実施の形態を図５に
基づいて説明する。図５において、反液圧側壁面部９ａ
には、液圧側から反液圧側になるに従って径寸法が小さ
くなる複数の補助環状溝９Ｊが連続的に形成されてお
り、断面視、階段状になっている。この場合、複数の補
助環状溝９Ｊの包絡線３０で形成される仮想面が、点Ａ
から点Ｂにわたって断面視、曲率が連続して変化する曲
面群で構成されたものになっている。

【００２４】このディスクブレーキでは、複数の補助環
状溝９Ｊの包絡線３０で形成される仮想面が、点Ａから
点Ｂにわたって断面視、曲率が連続して変化する曲面群
で構成されたものになっているので、液圧室５（図１参
照）にブレーキ液が供給されて、ピストン３が前進（図
５左方向への移動）するとき、液圧の高低にかかわら
ず、シール部材１０が前記包絡線３０で形成される仮想
面を含む反液圧側壁面部９ａに沿いつつ変形し、シール
部材１０がその外周側部分を含めて略全体にわたって変
形する。このため、変形による剪断歪みエネルギをシー
ル部材１０の内部に全体にわたって蓄えることが可能と
なり、ピストン３の外周壁とシール部材１０の接触部の
間に滑り作動を招くことが抑制され、前記滑りによる剪
断歪みエネルギの放出を最小限に抑えることができ、ひ
いては、シール部材１０の弾性変形に基づく復元力がそ
の分、大きくなり、ピストン３を元の位置に確実に引き
戻すことができる。また、この第２の実施の形態では、
反液圧側壁面部９ａを曲面形状にしておらず、その分、
複数の補助環状溝９Ｊを含む環状溝９を形成しやすい。

【００２５】次に、本発明の第３の実施の形態を図６に
基づいて説明する。この第３の実施の形態は、図１及び
図２に示す第１の実施の形態に比して、反液圧側壁面部
９ａとシール部材１０との間にシール部材１０より小さ
い硬度のリング部材４０を介装したことが異なってい
る。この場合、シール部材１０とリング部材４０との間
に逃げ空間４１が形成され、反液圧側壁面部９ａとリン
グ部材４０との間に逃げ空間４２が形成されている。

【００２６】この第３の実施の形態によれば、液圧室５
にブレーキ液が供給されて、ピストン３が前進（図６左
方向への移動）するとき、シール部材１０が逃げ空間４
１に入り込むように変形する。そして、反液圧側壁面部
９ａの壁面が、環状溝９の底部から開口部にわたって断
面視、曲率が連続して変化する曲面群で構成されたもの
になっていることにより、さらに、液圧が作用すること
により、リング部材４０及びシール部材１０が逃げ空間
４２を埋めるようにシール部材１０がリング部材４０を
介して反液圧側壁面部９ａに沿いつつ変形し、シール部
材１０がその外周側部分を含めて全体にわたって変形す
る。

【００２７】このため、変形による剪断歪みエネルギを
シール部材１０の内部に全体にわたって蓄えることが可
能となり、従来技術で惹起する虞があった「ピストンの
外周壁とシール部材の接触部の間に生じる滑り作動」を
招くことが抑制され、前記滑りによる剪断歪みエネルギ
の放出を最小限に抑えることができ、ひいては、シール
部材１０の弾性変形に基づく復元力がその分、大きくな
り、ピストン３を元の位置に確実に引き戻すことができ
る。また、この第３の実施の形態では、反液圧側壁面部
９ａとシール部材１０との間にシール部材１０より小さ
い硬度のリング部材４０を介装したので、リング部材４
０に復元力の一部を蓄えさせることが可能であり、その
分、設計自由度が高いものになる。

【００２８】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、環状溝の反液圧
側壁面部のピストン側開口が液圧の作用方向に傾斜して
いるので、加圧時にピストンが前進するとき、液圧の高
低にかかわらず、シール部材が反液圧側壁面部に沿いつ
つ容易に変形しその外周側部分を含めて全体にわたって
変形する。このため、変形による剪断歪みエネルギをシ
ール部材の内部に全体にわたって蓄えることが可能とな
り、従来技術で惹起する虞があった「ピストンの外周壁
とシール部材の接触部の間に生じる滑り作動」を招くこ
とが抑制され、前記滑りによる剪断歪みエネルギの放出
を最小限に抑えることができ、ひいては、シール部材の
弾性変形に基づく復元力がその分、大きくなり、ピスト
ンを元の位置に確実に引き戻すことができる。ピストン
を元の位置に確実に引き戻すことができることにより、
パッドの長寿命化が図れ、かつブレーキロータの音振性
能の向上を図ることができる。また、高負荷時において
剪断歪みエネルギが放出されてしまうタイプの従来技術
では、高負荷時に戻り量が不足してしまう分、低負荷時
においてはピストンストロークが増加してしまうことに
なりブレーキ操作性が劣ったものになるが、本発明で
は、上述したようにピストンを元の位置に確実に引き戻
すことができるので、前記従来技術が有する問題点の改
善を図ることができる。

【００２９】請求項２記載の発明は、環状溝の反液圧側
壁面部の壁面の傾斜は、前記環状溝の底部から開口部に
わたって曲率が連続して変化する曲面群で構成したの
で、加圧時に、液圧の高低にかかわらずシール部材が外
周側部分を含めて全体にわたって反液圧側壁面部に沿い
つつ容易に変形するので、変形による剪断歪みエネルギ
をシール部材の内部に全体にわたって蓄えて復元力を十
分大きな値にすることができ、ひいてはピストンを元の
位置に確実に引き戻すことができる。

【００３０】請求項３記載の発明は、シール部材に比し
て小さい硬度のリング部材を環状溝の反液圧側壁面部と
シール部材との間に介装したので、リング部材に復元力
の一部を蓄えさせることが可能であり、その分、設計自
由度が高いものになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す断面図であ
る。

【図２】図１の部分拡大図である。

【図３】反液圧側壁面部の底部側に面取り部を設けた例
を示す断面図である。

【図４】補助環状溝を設けた例を示す断面図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態を示す断面図であ
る。

【図６】本発明の第３の実施の形態を示す断面図であ
る。

【図７】従来のディスクブレーキの一例を示す断面図で
ある。

【図８】図７のディスクブレーキの加圧時の状態を示す
断面図である。

【図９】図７のディスクブレーキの除圧時の状態を示す
断面図である。

【符号の説明】

２キャリパ３ピストン４シリンダ９環状溝９ａ反液圧側壁面部１０シール部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ピストンを収納するキャリパのシリンダ
の内壁に環状溝を形成し、該環状溝に前記シリンダと前
記ピストンとの間を液封入するリング状のシール部材を
嵌装し、ピストンの加圧時に生じる前記シール部材の弾
性変形に基づく復元力により除圧時に前記ピストンを引
き戻させるピストン戻し機構を有するディスクブレーキ
において、前記環状溝の反液圧側壁面部は、ピストン側開口が液圧
の作用方向に傾斜していることを特徴とするディスクブ
レーキ。
【請求項２】前記環状溝の反液圧側壁面部の壁面の傾
斜は、前記環状溝の底部から開口部にわたって曲率が連
続して変化する曲面群で構成したことを特徴とする請求
項１記載のディスクブレーキ。
【請求項３】前記シール部材に比して小さい硬度のリ
ング部材を環状溝の反液圧側壁面部とシール部材との間
に介装したことを特徴とする請求項１または２記載のデ
ィスクブレーキ。