JP4531289B2 - リングモールド型ダストブーツ、その製造方法及び成形型 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、金属リングを弾性体に埋設したリングモールド型ダストブーツ、その製造方法及び成形型に関するものであり、リングモールド型のダストブーツの製造に欠くことができない金属リングの支え部をダストブーツ成形後に取り除くと弾性体には金属リングを部分的に露出する切欠きが生じるが、その切欠きをダストブーツ使用状態で外気に露出させないことにより、接着剤を用いることなく金属リングを弾性体内に埋設状態に製作し、金属リングに錆が発生するのを防止することができるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ブレーキ、特にディスクブレーキにおいて、ブレーキ作動機構を構成するシリンダとそのシリンダ穴内に嵌合するピストンとの間の隙間や、キャリパを固定のサポートに対して摺動可能に支持する摺動ピンとその摺動ピンが嵌合するピン穴との隙間に、塵埃や水分等が侵入するのを防止するため、シリンダとピストンとの間、又は摺動ピンとサポートとの間に跨がって、ダストブーツが用いられている（例えば、特開平８−１４２８８号公報、実公昭６３−２５３８４号公報）。このようなダストブーツは、可撓性ベローズの一方端に形成される内側ビード部がピストンや摺動ピンに形成された周溝に装着されると共に、可撓性ベローズの他方端に形成される肉厚部がシリンダ穴やピン穴のような嵌合穴の開口を取り囲む環状段部に摩擦係合している。ダストブーツは、環状段部への摩擦嵌合を確実にするため、接着剤を塗布した金属リングを肉厚部に一体的に取り付けることにより、リング付きダストブーツとされる。肉厚部において金属リングが露出している場合、環状段部への圧入に工具や機械が必要となり、組付けが複雑化・困難化するという問題がある。
しかしながら、金属リングとゴムとを一体化させるのに接着剤を使用すると、接着剤の材料費や塗布工程に伴う作業費等、ダストブーツのコストが上昇する。そのため、接着剤を使用しないダストブーツが案出されているが、その場合、ダストブーツは金属リングの周囲をゴム等の弾性体で覆ったモールド型ダストブーツとなる。弾性材料は、金属リングに形成した複数の貫通孔に流入することで金属リングと更に一体化される。しかしながら、金属リングの周囲すべてをゴムで覆ったモールド型ダストブーツを製作するには、金属リングを弾性材料が注入される成形型内でインサートとして浮かせた状態で支持しておき、その状態で弾性材料を注入しなくてはならない。そのため、金属リングは、通常、複数の支持ピンによって何箇所かで成形型に対して支持される。
金属リングを両側から挟む支持ピンによって成形型に支持すると、弾性材料の注入後に成形型と支持ピンとを取り外したときに、弾性体には支持ピンが存在していた部分を通して外部から金属リングに通じる孔が生じる。また、ゴム等の弾性体は加硫後にゴムが収縮し、弾性体と金属リングとの間に隙間が発生する。従って、支持ピンが存在していた部分に生じた孔と弾性体と金属リングとの間の隙間とを通して、外部からダストブーツで封じるべき空間に水が侵入する虞がある。このような場合、ブーツの密封が不完全となることになり、本来、奏すべき防水性が確保できない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明が解決すべき課題は、金属リングを埋設したモールド型のダストブーツでは、金属リングを成形型のキャビティ内に支持する支え手段が欠くことができないが、ダストブーツ成形後に成形型と共に支え手段を取り除いた後に弾性体に金属リングを露出させる切欠きが生じても、外部の塵埃や水分等の異物が防塵すべき内部に侵入しないように、接着剤なしで防塵・防水性を損ねることのないモールド型ダストブーツの構造を工夫することである。また、このようなモールド型ダストブーツの製造において、支え手段を介した金属リングの成形型内での支持を工夫して、成形型内に注入される弾性材料の圧力を金属リングの成形型内での位置決めに利用することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題解決のために講じた手段は、リングモールド型ダストブーツとして、金属リングが弾性体に埋設されたリングモールド型ダストブーツにおいて、前記弾性体は塵埃や水分等の異物が侵入するのを防止するための少なくとも二つの環状シールを備えており、二つの前記環状シールによって両サイドが挟まれた環状帯領域にはダストブーツ製造時に前記金属リングを支持する支え部を取り去った空所として該金属リングに連通し、前記金属リングが部分的に露出する切欠きが形成されていることを特徴とし、このリングモールド型ダストブーツは、金属リングを支持した成形型内に溶融した弾性材料を注入することで、接着剤を用いることなく製作され、金属リングを支持する支え部を取り除いた後に金属リングを露出させる切欠きが生じることが避けられないが、切欠きは、二つの環状シールで挟まれた環状帯領域に位置しているので、外気との連通が防止され、防水性が保たれる。また、加硫後に弾性体が収縮することによって金属リングと弾性体との間に隙間が生じても、隙間は外気と貫通しないので、防水性が確保される。このリングモールド型ダストブーツにおいて、前記二つの環状シールは、外周面又は内周面に形成された断面円弧状の形状を有する環状凸部シールと、前記外周面又は内周面に交差する環状端面に形成された環状リップシールであり、環状凸部シールは、キャリパの座ぐりやピンスリーブに対応した形状に形成される環状溝に押し込まれることで容易に組付けられ、また、環状リップシールを設けることによって、環状凸部シールとのダブルシールで摺動部への防水性が向上し、環状凸部シールの劣化が生じても、環状リップシールで防水性が確保される。又は環状リップシールの劣化が生じても、環状凸部シールで防水性が確保される。また、前記リングモールド型ダストブーツは、前記二つの環状シールを、ブレーキのピストンが摺動するシリンダボディのシリンダ穴開口部を取り囲む環状段部、又はキャリパを固定のサポートに対してスライドさせるために摺動ピンが案内されるピンスリーブに形成されている環状段部に配置することでディスクブレーキに適用されている。ダストブーツが、シリンダボディとピストンとの間、又はキャリパを支持するサポートと摺動ピンとの間を封鎖する態様で配設されるように、ディスクブレーキに適用される場合、環状段部に保持されるブーツ端部は金属リングが弾性体に埋設されたモールド型の構成であり、金属リングによって環状段部への取付けが確実となる。
【０００５】
また、上記課題解決のために講じた手段は、リングモールド型ダストブーツの製造方法として、成形型で形成されるキャビティ内に金属リングを配置し、前記キャビティ内に溶融した弾性材料を注入することにより前記金属リングが埋設されたダストブーツを製造するリングモールド型ダストブーツの製造方法において、前記金属リングは、その軸方向一側端面と径方向外周面とに当接する複数の支え部を介して前記成形型に位置決めされ、前記溶融した弾性材料は、その圧力によって前記金属リングに作用する押さえ力が前記支え部で受け止められる方向に、前記金属リングに向かって注入されることを特徴としている。従って、金属リングを接着剤によることなく弾性体に保持させることが可能となり、モールド型ダストブーツの製造について工程数等の観点から安価に製造することができる。溶融した弾性材料を注入するときに弾性材料の圧力によって金属リングに作用する押さえ力は、金属リングの軸方向一側端面と径方向外周面とに当接する支え部で受け止められる。溶融した弾性材料の注入時の圧力は、金属リングに対して軸方向他側から軸方向一側に向かって且つ径方向内側から径方向外側に向かって作用し、金属リングをその複数の支え部に向かって押し付けるので、金属リングは安定的に位置決めされる。特に、弾性材料が金属リングを内周又は外周から押す圧力に差が生じても、高い圧力がかかった方向の支え部に金属リングの径方向外周面が押し付けられて、成形型内での位置決めが安定する。また、金属リングの剛性が低い場合でも、金属リングを変形させず、安定的に位置決めできるので、シールの精度が確保される。
【０００６】
更に、上記課題解決のために講じた手段は、リングモールド型ダストブーツの成形型として、金属リングが配置されるキャビティを形成すると共に溶融した弾性材料が注入される注入口を備えた成形型、及び前記金属リングを位置決め状態に支持し且つ前記注入口から注入された前記弾性材料の圧力によって前記金属リングに作用する押さえ力を受け止めるため、前記成形型に設けられ且つ前記金属リングの軸方向一側端面と当接する支え面と径方向外周面とに当接する支え面とから成る複数の支え部から成ることを特徴としている。このリングモールド型ダストブーツの成形型において、前記支え部は、前記金属リングの前記軸方向一側端面に当接する支え面と、前記金属リングの前記径方向外周面とに当接する支え面とが、互いに対をなして設けられている。リングモールド型ダストブーツの成形型によれば、成形型としての構造が簡素化される。支え部は、成形型の一部として一体的に形成するのが好ましい。即ち、金属リングの片側だけに配置した支持ピンで金属リングを支持することも考えられるが、そのような構造では、弾性材料の高い注入圧力に起因して金属リングに作用する力が大きくなり、支持ピンが座屈を起こすことがある。座屈したピンで金属リングを支えている状態で成形されたブーツの品質は低下して歩留りが低下し、更には成形型のメンテナンス等の対処も必要となり、製造コストが高くなる。支え部を成形型の一部として一体的に形成することにより、支え部は座屈を起こすことなく金属リングを安定して支持し、成形型のメンテナンスが容易になる。
【０００７】
【実施例】
次いで、図面を参照しながらこの発明の実施例を説明する。図１はこの発明によるダストブーツの一実施例を示す一部断面図である。図１に示されたダストブーツは、ディスクブレーキの作動機構であるピストン２０とキャリパのシリンダボディ３０との間に配設されるピストンブーツ１として適用されている。ピストンブーツ１は、全体として環状の形状を有しているが、図ではその一部を切断して示している。筒状のピストン２０はシリンダボディ３０のシリンダ穴３１内において、図示しないシリンダ室内に供給される油圧の圧力作用により、図中の矢印Ａで示す方向に摺動する。シリンダボディ３０には、シリンダ穴３１が開口する開口部３３の周囲に環状端面３５と内側に面した周面３６とを有する環状段部３４が形成されている。周面３６には、断面円弧状の環状凹部３７が形成されている。ピストン２０は、シリンダ穴３１内に外周面２２で嵌合する嵌合部２１よりも小径の先端部２３を備えており、先端部２３の外周面には断面矩形の環状溝２４が形成されている。
ピストンブーツ１は、全体的には環状の形状を有しており、外周側に形成されていてシリンダボディ３０の環状段部３４に係合する第１端部２、内周側に形成されていてピストン２０の環状溝２４に係合する第２端部３、及び第１端部２と第２端部３とを一体的に接続し且つ自在に変形して第１端部２と第２端部３との相対的な動きを許容する蛇腹部４から成り、後述する金属リング５以外はゴム等の弾性材料から形成されている。ピストンブーツ１は、ピストン２０の環状溝２４とシリンダボディ３０の環状段部３４との間に跨がって設けられることにより、シリンダ穴３１とピストン２０との摺動面に塵埃や水分等が侵入するのを防止している。第２端部３及び蛇腹部４は、従来のピストンブーツのものと同じ構造でよい。第１端部２は、その内部に金属リング５が芯金として埋設されたリングモールド端部であり、金属リング５は、第１端部２の形を保持し、シリンダボディ３０の環状段部３４に第１端部２を確実に嵌合させる機能を奏する。金属リング５は、切欠き１０を通じて外側に露出している。
ピストンブーツ１は第１端部２の外周にシールを有する形式のものであり、第１端部２の外周面６には、断面円弧状の環状凸部７が形成されている。環状凸部７は、シリンダボディ３０の周面３６に形成されている環状凹部３７に弾性体の弾性力を以て嵌合し、塵埃や水分等が外部から第１端部２を通過してブーツ内部へ侵入するのを防止する環状凸部シール１１を形成している。また、第１端部２の環状端面８には、環状リップ部９が一体的に形成されている。環状リップ部９は、シリンダボディ３０の環状端面３５に当接することにより、環状凸部シール１１の内側で塵埃や水分等が第１端部２を通過するブーツ内部へ侵入するのを防止する環状リップシール１２を形成している。金属リング５が露出する切欠き１０は、環状凸部シール１１と環状リップシール１２とで両サイドが挟まれた環状帯領域１３内で開口しており、環状凸部シール１１が健在であれば、切欠き１０を通じて塵埃や水分等が金属リング５に侵入することはない。第１端部２は、金属リング５が埋設された肉厚に形成されているので、ゴムの弾性によって、締め代の吸収ができると共に組付け時の環状段部３４への圧入が容易になり手作業での圧入も可能となる。切欠き１０は環状凸部７の端に掛からない位置に形成されているので、切欠き１０は、防水性を悪くしない。また、環状リップ部９は、外方に傾斜しており、環状段部３４への組付け時の捩じれを防止することができる。
【０００８】
図２は、この発明によるダストブーツの別の実施例を示す断面図である。図２に示されたダストブーツは、ディスクブレーキのキャリパの摺動機構である摺動ピン６０と固定のサポート（又はキャリパ）７０との間に配設されるピンブーツ４０として適用されている。ピンブーツ４０は、詳細を後述するように、図１におけるピストン２０及びシリンダボディ３０に相当するものとして、それぞれ摺動ピン６０又はサポート７０としたものであり、リングモールド部である第１端部４２はその内周にシールを有する形式のものである。摺動ピン６０はサポート７０のスライド穴７１内において、キャリパを図中の矢印Ｂで示す方向に摺動案内する。スライド穴７１が開口するサポート７０の開口部７２の近傍に筒状部７３が突出して形成されている。サポート７０には、筒状部７３に近接した環状端面７５と外側に面した周面７６とを有する環状段部７４が形成されている。周面７６には、断面円弧状の環状凹部７７が形成されている。また、摺動ピン６０は、スライド穴７１内に嵌合する嵌合部６１よりも大径の先端部６２を備えており、先端部６２には断面矩形の環状溝６３が形成されている。
ピンブーツ４０は、サポート７０の環状段部７４に係合する第１端部４２、摺動ピン６０の環状溝６３に係合する第２端部４３、及び第１端部４２と第２端部４３とを一体的に接続し且つ自在に変形して第１端部４２と第２端部４３との相対的な動きを許容する蛇腹部４４から成り、後述する金属リング４５以外はゴム等の弾性材料から形成されている。第２端部４３及び蛇腹部４４は、従来のピンブーツのものと同じ構造でよい。第１端部４２はその内部に金属リング４５が芯金として埋設されたリングモールド端部であり、金属リング４５は第１端部４２の形を保持し、サポート７０の環状段部７４に第１端部４２を確実に嵌合させるように機能する。金属リング４５は、切欠き５０を通じて外側に露出している。
ピンブーツ４０は、第１端部４２の内周にシールを有する形式のものである。第１端部４２の環状端面４８には、環状リップ部４９が一体的に形成されている。環状リップ部４９は、サポート７０の環状端面７５に当接することにより、塵埃や水分等が外部から第１端部４２を通過してブーツ内部へ侵入するのを防止する環状リップシール５１を形成している。また、第１端部４２の内周面４６には環状凸部４７が形成されている。環状凸部４７は、サポート７０の周面７６に形成されている環状凹部７７に弾性体の弾性力を以て嵌合し、環状リップシール５１の内側で第１端部４２を通過してブーツ内部へ侵入するのを防止する環状凸部シール５２を形成している。切欠き５０は、環状リップシール５１と環状凸部シール５２とで両サイドが挟まれた環状帯領域５３内で開口しており、環状リップシール５１が健在であれば、切欠き５０を通じて塵埃や水分等が金属リング４５に侵入することはない。加硫後にゴム等の弾性体が収縮して金属リング４５の周りに隙間が生じたときでも、その隙間は外気と連通しないので、防水性が確保される。切欠き５０は環状凸部４７の端に掛からないように形成されているので、切欠き５０は防水性を悪くしない。また、環状リップ部４９は外方に傾斜しており、環状段部７４への組付け時の捩じれを防止することができる。
【０００９】
次に、図３〜図７を参照して、この発明によるダストブーツの製造方法を説明する。図３はこの発明によるダストブーツの製造方法の一例を示す断面図、図４は図３に示す製造方法で用いられる成形型の中型、下型を示す平面図、図５は図４に示す成形型の中型を示す斜視図である。図３〜図７に示す例は、ピストンブーツ１の製造を説明する図であり、成形型８０は、下型８１、下型８１に対応した上型８２、及び下型８１と上型８２との間で且つ外周側に配置された中型８３から構成されている。下型８１、上型８２及び中型８３は、組み合わされた状態では、互いに対向する面によって、成形すべきピストンブーツ１の自然状態に応じた形状のキャビティ８４を形成している。キャビティ８４は、第１端部２に対応したキャビティ部分８４ａ、第２端部３に対応したキャビティ部分８４ｂ、及び蛇腹部４に対応したキャビティ部分８４ｃから成っている。ピストンブーツ１の第１端部２については、リップ部の一部を含む内周面は下型８１によって定められ、軸方向の一端面は中型８３によって定められている。第１端部２の環状凸部７を含む外周面、軸方向の他端面、及びリップ部の他の部分は、上型８２、中型８３によって定められている。金属リング５は、中型８３の６等分された位置において、中型８３から一体的に上方且つ径方向内方に向かって突出して形成された支え部８５によって、キャビティ８４内に保持されている。即ち、金属リング５は、各支え部８５において、軸方向一側端面（下側端面）１５の外側部分が棚状の支え面８６によって、また外周面１６の下側部分が周壁状の支え面８７によって支持されている。上型８２には、溶融した弾性材料を注入するため、キャビティ８４の最も内周側、即ち第２端部３に対応した部分に連通する複数の注入口８８が、支え部８５に対応した６等分された位置に形成されている。
注入口８８から注入された溶融弾性材料は、第２端部３に対応したキャビティ部分８４ｂから蛇腹部４に対応したキャビティ部分８４ｃを経て、注入状態を示す説明図である図６に示すように、第１端部２に対応したキャビティ部分８４ａに流入する。キャビティ部分８４ａに流入した溶融弾性材料の圧力は、大部分が、金属リング５の内周面１７と軸方向他側端面（上側端面）１８に強く作用して金属リング５を支持する各支え面８６，８７に押し付ける。溶融ゴムの圧力は、金属リング５を回り込んで外周面１６と軸方向一側端面（下側端面）１５に弱く作用する。従って、金属リング５は、多少、支え部８５にガタ８９（図６）を伴って支持されていても、溶融弾性材料の圧力によってガタのない支え部８５に押し付けられる方向に力を受け、位置決めが安定する。これに対して、図７に示すように、金属リング５の支え部８５による支持が、金属リング５を軸方向一側端面（下側端面）１５の内側部分と内周面１７の下側部分とで支持するように構成されている場合には、溶融弾性材料の圧力は金属リング５を支え部８５から外す方向に作用し、位置決め安定性が悪くなる。また、金属リング５の剛性が低い場合は、溶融弾性材料の圧力に差が生じると、高圧側では金属リング５を外周側に押し、反対の低圧側では内周側の支え部に支持される。その場合、金属リング５は変形を起こし易くなり、シールの寸法精度が悪くなる。上記の例では、ピストンブーツ１の製造例を示したが、ピンブーツ４０の場合も金属リングはその軸方向一側端面と径方向内周面とに当接する支え部により同様に製造される。
【００１０】
【発明の効果】
以上のとおり、ダストブーツの肉厚端部を金属リングが弾性体内に埋設されたモールド型構造とする場合、製造に際して成形型に金属リングを支持する支え部を欠くことができないために、弾性体には支え部を取り去った空所として金属リングに連通する切欠きが生じるのが避けられないが、切欠きを二つの環状シールで両サイドで挟まれた環状領域に設けることで、切欠きは外部との間を環状シールで遮られるので、金属リングを接着剤なしでモールドによって弾性体に保持したダストブーツを得ることができる。従って、金属リングの防水性が確保され、錆びにくくしている。また、ダストブーツの製造方法においては、金属リングは支え部において下側端面と径方向外周面又は内周面とに支持されるので、溶融した弾性材料が金属リングに作用する圧力を、金属リングを支え部に安定的に保持する方向に作用させる力として利用することができる。従って、金属リングの剛性が低くても、金属リングをブーツの肉厚端部内に安定的に位置決めして、シールの寸法精度を確保することができる。更に、ダストブーツの成形型においては、支え部を成形型の一部として構成することができ、成形型の構造が簡単になると共に、メンテナンスが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるダストブーツの一実施例を示す一部断面図である。
【図２】この発明によるダストブーツの別の実施例を示す断面図である。
【図３】この発明によるダストブーツの製造方法の一例を示す断面図である。
【図４】図３に示す製造方法で用いられる成形型の中型、下型を示す平面図である。
【図５】図４に示す成形型の中型を示す斜視図である。
【図６】溶融した弾性材料の注入状態を示す説明図である。
【図７】金属リングを内周面で支えた例を示す説明図である。
【符号の説明】
１・・・ピストンブーツ（リングモールド型ダストブーツ）
２，４２・・・第１端部
３，４３・・・第２端部
４，４４・・・蛇腹部
５，４５・・・金属リング
６・・・外周面
７，４７・・・環状凸部
８，４８・・・環状端面
１０，５０・・・切欠き
１１，５２・・・環状凸部シール（環状シール）
１２，５１・・・環状リップシール
１３，５３・・・環状帯領域
１５・・・軸方向一側端面
１６・・・径方向外周面
２０・・・ピストン
３０・・・シリンダボディ
３１・・・シリンダ穴
３３・・・開口部
３４・・・環状段部
４０・・・ピンブーツ（リングモールド型ダストブーツ）
４６・・・内周面
６０・・・摺動ピン
７０・・・サポート（ピンスリーブ）
７４・・・環状段部
８０・・・成形型
８４・・・キャビティ
８５・・・支え部
８６，８７・・・支え面
８８・・・注入口

Claims (6)

1. 金属リングが弾性体に埋設されたリングモールド型ダストブーツにおいて、前記弾性体は塵埃や水分等の異物が侵入するのを防止するための少なくとも二つの環状シールを備えており、二つの前記環状シールによって両サイドが挟まれた環状帯領域にはダストブーツ製造時に前記金属リングを支持する支え部を取り去った空所として該金属リングに連通し、前記金属リングが部分的に露出する切欠きが形成されていることを特徴とするリングモールド型ダストブーツ。
2. 前記二つの環状シールは、外周面又は内周面に形成された断面円弧状の形状を有する環状凸部シールと、前記外周面又は内周面より突出する環状端面に形成された環状リップシールであることを特徴とする請求項１記載のリングモールド型ダストブーツ。
3. 前記リングモールド型ダストブーツは、前記二つの環状シールを、ブレーキのピストンが摺動するシリンダのシリンダ穴開口部を取り囲む環状段部、又はキャリパを固定のサポートに対してスライドさせるために摺動ピンが案内されるピンスリーブに形成されている環状段部に配置することでディスクブレーキに適用されていることを特徴とする請求項１又は２記載のリングモールド型ダストブーツ。
4. 成形型で形成されるキャビティ内に金属リングを配置し、前記キャビティ内に溶融した弾性材料を注入することにより前記金属リングが埋設されたダストブーツを製造するリングモールド型ダストブーツの製造方法において、前記金属リングは、その軸方向一側端面と径方向外周面とに当接する複数の支え部を介して前記成形型に位置決めされ、前記溶融した弾性材料は、その圧力によって前記金属リングに作用する押さえ力が前記支え部で受け止められる方向に、前記金属リングに向かって注入されることを特徴とするリングモールド型ダストブーツの製造方法。
5. 金属リングが配置されるキャビティを形成すると共に溶融した弾性材料が注入される注入口を備えた成形型、及び前記金属リングを位置決め状態に支持し且つ前記注入口から注入された前記弾性材料の圧力によって前記金属リングに作用する押さえ力を受け止めるため、前記成形型に設けられ且つ前記金属リングの軸方向一側端面と当接する支え面と径方向外周面とに当接する支え面とから成る複数の支え部から成ることを特徴とするリングモールド型ダストブーツの成形型。
6. 前記支え部は、前記金属リングの前記軸方向一側端面に当接する支え面と、前記金属リングの前記径方向外周面とに当接する支え面とが、互いに対をなして設けられていることを特徴とする請求項５記載のリングモールド型ダストブーツの成形型。

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