JPH0972361A - ディスクブレーキ装置 - Google Patents
ディスクブレーキ装置Info
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- JPH0972361A JPH0972361A JP7225461A JP22546195A JPH0972361A JP H0972361 A JPH0972361 A JP H0972361A JP 7225461 A JP7225461 A JP 7225461A JP 22546195 A JP22546195 A JP 22546195A JP H0972361 A JPH0972361 A JP H0972361A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D65/00—Parts or details
- F16D65/14—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position
- F16D65/16—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake
- F16D65/18—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for drawing members together, e.g. for disc brakes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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- F16D2121/02—Fluid pressure
-
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- F16D2127/02—Release mechanisms
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ディスクブレーキの負荷液圧に応じてピスト
ン戻し量が変わり、パッドとピストンとの間の非制動時
隙間が過不足の無い大きさで常時ほぼ一定に保たれるよ
うにすることである。 【解決手段】 キャリパ２のシリンダ３内面にシール溝
５を設け、そのシール溝に納めるピストンシール１をピ
ストン４の前進時に面取り部６の範囲でピストン４に追
従させ、それによって生じる弾性復元力でピストン４を
除圧時に引き戻すリトラクション機構において、ピスト
ンシール１の硬度を８０ＩＲＨ以上とし、また、ピスト
ンシール外径部をシール溝部に隙間零もしくは締代をも
たせて固定する。これ等の技術と周知技術である面取り
部６の大きさの選択を組み合わせると、ピストンシール
１によるピストン戻し量が負荷液圧に応じたものにな
る。
ン戻し量が変わり、パッドとピストンとの間の非制動時
隙間が過不足の無い大きさで常時ほぼ一定に保たれるよ
うにすることである。 【解決手段】 キャリパ２のシリンダ３内面にシール溝
５を設け、そのシール溝に納めるピストンシール１をピ
ストン４の前進時に面取り部６の範囲でピストン４に追
従させ、それによって生じる弾性復元力でピストン４を
除圧時に引き戻すリトラクション機構において、ピスト
ンシール１の硬度を８０ＩＲＨ以上とし、また、ピスト
ンシール外径部をシール溝部に隙間零もしくは締代をも
たせて固定する。これ等の技術と周知技術である面取り
部６の大きさの選択を組み合わせると、ピストンシール
１によるピストン戻し量が負荷液圧に応じたものにな
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・二輪車等
の車両用或いは産業用のピストンリトラクション（ピス
トン戻し）機構を持ったディスクブレーキ装置に関す
る。
の車両用或いは産業用のピストンリトラクション（ピス
トン戻し）機構を持ったディスクブレーキ装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】液圧作動の一般的なディスクブレーキに
おいては、制動時に前進して摩擦パッド（以下、単にパ
ッドと云う）をディスクロータ（以下、ディスクと云
う）に押し付けたブレーキピストン（以下、ピストンと
云う）を、除圧時（制動解除時）にピストンシールと称
されるゴムリングで引き戻すピストンリトラクション機
構が設けられている。
おいては、制動時に前進して摩擦パッド（以下、単にパ
ッドと云う）をディスクロータ（以下、ディスクと云
う）に押し付けたブレーキピストン（以下、ピストンと
云う）を、除圧時（制動解除時）にピストンシールと称
されるゴムリングで引き戻すピストンリトラクション機
構が設けられている。
【０００３】この機構は、図１に示すように、キャリパ
２に加工されるシリンダ３の内面にシール溝５を設け、
この溝５にピストンシール１を納めてこのシールの内径
側をシリンダ３に挿入したピストン４の外周に圧接させ
るもので、シール溝５の反液圧側（ディスクに近い側）
の溝縁が適度に面取りされ（図１（ｂ）の６が面取り
部）、その面取りの範囲でピストンシール１の内径側が
前進するピストン４に追従して図２（ｂ）のように弾性
変形し、それによって生じる弾性復元力で除圧後にピス
トン４が図２（ｃ）のように引き戻されるようになって
いる。
２に加工されるシリンダ３の内面にシール溝５を設け、
この溝５にピストンシール１を納めてこのシールの内径
側をシリンダ３に挿入したピストン４の外周に圧接させ
るもので、シール溝５の反液圧側（ディスクに近い側）
の溝縁が適度に面取りされ（図１（ｂ）の６が面取り
部）、その面取りの範囲でピストンシール１の内径側が
前進するピストン４に追従して図２（ｂ）のように弾性
変形し、それによって生じる弾性復元力で除圧後にピス
トン４が図２（ｃ）のように引き戻されるようになって
いる。
【０００４】なお、ピストンシール１の弾性変形がシー
ル溝５の面取り部６によって制限された位置からピスト
ン４が更に押し出されるとシールとピストン間に滑りが
生じ、これにより、パッドの摩耗に対する補償がなされ
てピストンの戻しが常時、同じ条件のもとで行われるよ
うになっている。
ル溝５の面取り部６によって制限された位置からピスト
ン４が更に押し出されるとシールとピストン間に滑りが
生じ、これにより、パッドの摩耗に対する補償がなされ
てピストンの戻しが常時、同じ条件のもとで行われるよ
うになっている。
【０００５】この機構によるピストン戻し量は、後述す
る理由からディスクブレーキの仕様に合わせてそれぞれ
にその値を定める必要があるが、これまでは、上述した
シール溝の反ディスク側溝縁の面取りの大きさ（図２
（ａ）のＷ）を変える方法でその戻し量の調整を行って
いたため、下記の問題が生じていた。
る理由からディスクブレーキの仕様に合わせてそれぞれ
にその値を定める必要があるが、これまでは、上述した
シール溝の反ディスク側溝縁の面取りの大きさ（図２
（ａ）のＷ）を変える方法でその戻し量の調整を行って
いたため、下記の問題が生じていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】制動時の負荷液圧によ
るキャリパの撓み量とパッドの圧縮変形量はブレーキの
仕様によって異なる。図９に、あるブレーキにおける任
意の液圧Ｐでのパッドの圧縮変形量とキャリパの撓み量
の関係を示す。ピストン戻し量はパッドの圧縮変形量と
キャリパの撓みが大きくなればその分大きくする必要が
あるが、従来のリトラクション機構による戻し量は、線
Ｃで示すようにやや傾斜した直線或いはこれに近似した
曲線で表され、曲線Ａ（最少必要戻し量）から大きくか
け離れている。
るキャリパの撓み量とパッドの圧縮変形量はブレーキの
仕様によって異なる。図９に、あるブレーキにおける任
意の液圧Ｐでのパッドの圧縮変形量とキャリパの撓み量
の関係を示す。ピストン戻し量はパッドの圧縮変形量と
キャリパの撓みが大きくなればその分大きくする必要が
あるが、従来のリトラクション機構による戻し量は、線
Ｃで示すようにやや傾斜した直線或いはこれに近似した
曲線で表され、曲線Ａ（最少必要戻し量）から大きくか
け離れている。
【０００７】従来の機構では、ピストンの進み量がシー
ル溝の面取り量よりも小さいときにもピストンシールが
液圧に押されて面取り部による移動規制位置まで変形
し、それによりピストン戻し量が平均化（低圧域では液
圧増に応じて急増し、高圧域では殆ど増加しない、の
意。）されてしまう結果、戻し量が負荷液圧に対応しな
い。
ル溝の面取り量よりも小さいときにもピストンシールが
液圧に押されて面取り部による移動規制位置まで変形
し、それによりピストン戻し量が平均化（低圧域では液
圧増に応じて急増し、高圧域では殆ど増加しない、の
意。）されてしまう結果、戻し量が負荷液圧に対応しな
い。
【０００８】従って、今、図１中のブレーキについてピ
ストン戻し量が線Ｃに沿うように設定されているとした
ら、負荷液圧Ｐ1 時を境にして、また、設定戻し量が線
Ｃ２に沿うものである場合には負荷液圧Ｐ２ 時を境に
してそれぞれピストン戻し量が液圧大の領域で不足し、
液圧小の領域で過大になってしまう。
ストン戻し量が線Ｃに沿うように設定されているとした
ら、負荷液圧Ｐ1 時を境にして、また、設定戻し量が線
Ｃ２に沿うものである場合には負荷液圧Ｐ２ 時を境に
してそれぞれピストン戻し量が液圧大の領域で不足し、
液圧小の領域で過大になってしまう。
【０００９】このうち、戻し量不足はパッドによる引き
ずりトルク増大の原因となり、一方、戻し量過大は、パ
ッドとピストンとの間の非制動時隙間が必要以上にあい
てブレーキペダルの遊び（無効ストローク）を大きく
し、かつ、ペダルフィーリングを悪化させる原因とな
る。
ずりトルク増大の原因となり、一方、戻し量過大は、パ
ッドとピストンとの間の非制動時隙間が必要以上にあい
てブレーキペダルの遊び（無効ストローク）を大きく
し、かつ、ペダルフィーリングを悪化させる原因とな
る。
【００１０】そこで、特開平５−１３３４２９５号公
報、特開平６−２４９２７５号公報等に示されるような
改善策が考えられているが、これ等は、広い範囲でピス
トン戻り量が液圧に応じて理想的に変わるものにはなっ
ていないか、又は部品点数が増し手段が複雑である等の
問題がある。
報、特開平６−２４９２７５号公報等に示されるような
改善策が考えられているが、これ等は、広い範囲でピス
トン戻り量が液圧に応じて理想的に変わるものにはなっ
ていないか、又は部品点数が増し手段が複雑である等の
問題がある。
【００１１】本発明は、上記の問題を無くすために、ピ
ストン戻り量を簡単かつ確実に理想曲線に近づけられる
ようにすることを課題としている。
ストン戻り量を簡単かつ確実に理想曲線に近づけられる
ようにすることを課題としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明においては、ピストンシールのゴム硬度を８
０ＩＲＨ以上とする。ゴム硬度を８０〜９５ＩＲＨと
し、併せてシール溝の面取り量を０．１ｍｍ〜１．４ｍ
ｍに設定してもよい。また、もうひとつの構造として、
ピストンシールを納めるシール溝にピストンシールの外
径側（ピストンシールの径方向厚みの２５〜７０％に相
当する領域）を軸方向隙間が零又は適度な締代が生じる
状態にして固定する。この構造の場合、シールのゴム硬
度は８０ＩＲＨ以下であってもよい。
め、本発明においては、ピストンシールのゴム硬度を８
０ＩＲＨ以上とする。ゴム硬度を８０〜９５ＩＲＨと
し、併せてシール溝の面取り量を０．１ｍｍ〜１．４ｍ
ｍに設定してもよい。また、もうひとつの構造として、
ピストンシールを納めるシール溝にピストンシールの外
径側（ピストンシールの径方向厚みの２５〜７０％に相
当する領域）を軸方向隙間が零又は適度な締代が生じる
状態にして固定する。この構造の場合、シールのゴム硬
度は８０ＩＲＨ以下であってもよい。
【００１３】なお、ここで云うピストンシールの径方向
厚みとは、平均値が得られる軸方向中間点の厚みであ
る。また、適度な締代とは軸方向圧縮率が１５％程度ま
でを云う。
厚みとは、平均値が得られる軸方向中間点の厚みであ
る。また、適度な締代とは軸方向圧縮率が１５％程度ま
でを云う。
【００１４】ゴム硬度を高めるピストンシールは、全体
のゴム硬度を８０ＩＲＨ以上としてもよいし、硬度８０
ＩＲＨ以上の領域とそれよりも低い硬度（例えば従来品
と同程度の硬度）の材料で一体的に形成した領域とを併
せ持つ構造にしてもよい。後者の構造のピストンシール
は、内周部と外周部又は表層部の全域を硬度小の領域
にする形態、硬度大の領域と硬度小の領域を軸方向に
配列した形態の２通りが考えられ、の形態のものは、
さらに、異硬度領域を一端と他端に分けて配置するもの
と、同じ硬度の２つの領域間に異なる硬度の領域を挾む
ものが考えられる。なお、異硬度領域間での硬度変化
は、段階的、或いは傾斜的に生じていてもよい。
のゴム硬度を８０ＩＲＨ以上としてもよいし、硬度８０
ＩＲＨ以上の領域とそれよりも低い硬度（例えば従来品
と同程度の硬度）の材料で一体的に形成した領域とを併
せ持つ構造にしてもよい。後者の構造のピストンシール
は、内周部と外周部又は表層部の全域を硬度小の領域
にする形態、硬度大の領域と硬度小の領域を軸方向に
配列した形態の２通りが考えられ、の形態のものは、
さらに、異硬度領域を一端と他端に分けて配置するもの
と、同じ硬度の２つの領域間に異なる硬度の領域を挾む
ものが考えられる。なお、異硬度領域間での硬度変化
は、段階的、或いは傾斜的に生じていてもよい。
【００１５】このほか、外径側をシール溝に固定するピ
ストンシールは、シール外周部からシール溝との間に軸
方向隙間が生じる位置に至る空気抜き路を備えさせてお
くのが望ましい。
ストンシールは、シール外周部からシール溝との間に軸
方向隙間が生じる位置に至る空気抜き路を備えさせてお
くのが望ましい。
【００１６】
【作用】ピストン戻り量を理想曲線に近づけるために
は、従来のピストン戻し特性において、低液圧負荷時の
ピストン戻し量（イニシャル値）を低減させ、かつ、負
荷液圧に対するピストン戻し量の増加割合（図９の線Ｃ
の傾き度合）を大きくしなければならない。そこで、一
般にピストン戻し量の決定因子となるシール溝溝縁の面
取り量、ピストンシールの材料硬度、ピストン及びピス
トンシールの相互接触面の面粗度、ピストンシールの径
方向圧縮率（締め代）の４つの因子のうち、ピストン戻
し量とその戻し量の増加割合に及ぼす影響が特に大きい
ものについて調べた。図１０がその結果である。ここで
のピストン戻し量は、自動車における制動液圧を考慮
し、０〜１４０ｋｇｆ／ｃｍ2 の間でピストン戻し量及
びその変化割合を調べた。
は、従来のピストン戻し特性において、低液圧負荷時の
ピストン戻し量（イニシャル値）を低減させ、かつ、負
荷液圧に対するピストン戻し量の増加割合（図９の線Ｃ
の傾き度合）を大きくしなければならない。そこで、一
般にピストン戻し量の決定因子となるシール溝溝縁の面
取り量、ピストンシールの材料硬度、ピストン及びピス
トンシールの相互接触面の面粗度、ピストンシールの径
方向圧縮率（締め代）の４つの因子のうち、ピストン戻
し量とその戻し量の増加割合に及ぼす影響が特に大きい
ものについて調べた。図１０がその結果である。ここで
のピストン戻し量は、自動車における制動液圧を考慮
し、０〜１４０ｋｇｆ／ｃｍ2 の間でピストン戻し量及
びその変化割合を調べた。
【００１７】この試験結果から、ピストン戻し量とその
戻し量の増加割合を大きく左右するのは、シール溝の面
取り量とピストンシールの硬度であることが判る。
戻し量の増加割合を大きく左右するのは、シール溝の面
取り量とピストンシールの硬度であることが判る。
【００１８】そこで、本発明においては、ピストンシー
ルの硬度を従来シールよりも高い８０ＩＲＨ以上とし
た。これによりシールの剛性が高まり、低負荷液圧時の
液圧によるピストンシールの変形量が小さくなり、一
方、液圧に対するピストン戻し量の変化割合は大きくな
る。
ルの硬度を従来シールよりも高い８０ＩＲＨ以上とし
た。これによりシールの剛性が高まり、低負荷液圧時の
液圧によるピストンシールの変形量が小さくなり、一
方、液圧に対するピストン戻し量の変化割合は大きくな
る。
【００１９】次に、ピストンシールの硬度を高めると図
１０から判るようにピストン戻し量が小さくなってくる
が、これに対しては、従来技術であるシール溝溝縁の面
取り量を適当に選択することで、必要戻し量を広い液圧
範囲で確保することができる。
１０から判るようにピストン戻し量が小さくなってくる
が、これに対しては、従来技術であるシール溝溝縁の面
取り量を適当に選択することで、必要戻し量を広い液圧
範囲で確保することができる。
【００２０】シール溝溝縁の面取り量は、既存のブレー
キでは０．１ｍｍ〜１．４ｍｍの範囲で選択するのが望
ましかった。また、ゴム硬度は、シールとしての特性を
維持する必要上、９５ＩＲＨぐらいが限界であった。
キでは０．１ｍｍ〜１．４ｍｍの範囲で選択するのが望
ましかった。また、ゴム硬度は、シールとしての特性を
維持する必要上、９５ＩＲＨぐらいが限界であった。
【００２１】なお、シール硬度を上げると一般にゴムと
金属との接触抵抗が小さくなり、また、液封面のシール
性も低下する。接触抵抗が小さくなると、ピストンをゴ
ム弾性力で戻す時にスリップして戻り量が少なくなる恐
れがある。請求項３、４、５の構成は、この問題の対応
策として考えたものであって、ピストンシールのシール
面及びピストンと接触する面の全部又は一部のゴム硬度
を他部よりも低く（例えば従来品と同程度に）してある
ため、接触抵抗の減少、シール性の低下が起こらない。
金属との接触抵抗が小さくなり、また、液封面のシール
性も低下する。接触抵抗が小さくなると、ピストンをゴ
ム弾性力で戻す時にスリップして戻り量が少なくなる恐
れがある。請求項３、４、５の構成は、この問題の対応
策として考えたものであって、ピストンシールのシール
面及びピストンと接触する面の全部又は一部のゴム硬度
を他部よりも低く（例えば従来品と同程度に）してある
ため、接触抵抗の減少、シール性の低下が起こらない。
【００２２】次に、ピストンシールの外径側をシール溝
に（シリンダに）固定するものは、拘束点がシールの内
径面に近づくことによってゴム硬度を高めたときと同
様、シールの腰が強くなるため、ブレーキ作動時のシー
ル変形が少なくなり、「ピストンの進み量がシール溝面
取り量よりも小さいときにもシールが液圧に押されて面
取り部による移動規制位置まで変形してしまう」不具合
が改善される。また、シールの外径側が固定されている
ことでピストンをゴム弾性力で戻すときの復元スピード
が速くなり、復元位置もより確実に元の位置に戻るよう
になる。これは、速いスピードでブレーキを繰り返し踏
んだ時、ブレーキのストロークの変化が少なくなってペ
ダルフィーリングの変化が生じ難いと云う効果に結びつ
く。
に（シリンダに）固定するものは、拘束点がシールの内
径面に近づくことによってゴム硬度を高めたときと同
様、シールの腰が強くなるため、ブレーキ作動時のシー
ル変形が少なくなり、「ピストンの進み量がシール溝面
取り量よりも小さいときにもシールが液圧に押されて面
取り部による移動規制位置まで変形してしまう」不具合
が改善される。また、シールの外径側が固定されている
ことでピストンをゴム弾性力で戻すときの復元スピード
が速くなり、復元位置もより確実に元の位置に戻るよう
になる。これは、速いスピードでブレーキを繰り返し踏
んだ時、ブレーキのストロークの変化が少なくなってペ
ダルフィーリングの変化が生じ難いと云う効果に結びつ
く。
【００２３】
【発明の実施の形態】図１乃至図８を参照して本発明の
ピストンリトラクション機構付きディスクブレーキ装置
の具体例について説明する。
ピストンリトラクション機構付きディスクブレーキ装置
の具体例について説明する。
【００２４】図１は、浮動型ディスクブレーキを示して
おり、キャリパ２のインナ側に形成されるシリンダ３に
ピストン４が挿入されている。また、シリンダ３の内径
面にはシール溝５が設けられ、その溝にリング状のピス
トンシール１が納められている。そのピストンシール１
は、ピストン４の外周に締め代をもたせて嵌めてあり、
ピストン外周の液封がこのピストンシール１によって行
われる。なお、図１（ａ）の７はパッド、８はディスク
を示している。
おり、キャリパ２のインナ側に形成されるシリンダ３に
ピストン４が挿入されている。また、シリンダ３の内径
面にはシール溝５が設けられ、その溝にリング状のピス
トンシール１が納められている。そのピストンシール１
は、ピストン４の外周に締め代をもたせて嵌めてあり、
ピストン外周の液封がこのピストンシール１によって行
われる。なお、図１（ａ）の７はパッド、８はディスク
を示している。
【００２５】シール溝５の反液圧側には、溝縁を図２
（ａ）に示すＷの大きさに除去する面取り部６が設けら
れている。
（ａ）に示すＷの大きさに除去する面取り部６が設けら
れている。
【００２６】以上の構成は、従来のピストンリトラクシ
ョン機構のディスクブレーキと同じである。即ち、例示
のブレーキは、従来品との相違点として、従来６０〜７
５ＩＲＨ程度にしていたピストンシール１の硬度を８０
〜９５ＩＲＨにし、さらに、浮動型ブレーキで従来０．
５〜０．８ｍｍ程度としていた面取り量Ｗを０．８〜
１．２ｍｍにしている。但し、これはあくまでも一例で
あり、本発明の技術範囲を限界する数値ではない。
ョン機構のディスクブレーキと同じである。即ち、例示
のブレーキは、従来品との相違点として、従来６０〜７
５ＩＲＨ程度にしていたピストンシール１の硬度を８０
〜９５ＩＲＨにし、さらに、浮動型ブレーキで従来０．
５〜０．８ｍｍ程度としていた面取り量Ｗを０．８〜
１．２ｍｍにしている。但し、これはあくまでも一例で
あり、本発明の技術範囲を限界する数値ではない。
【００２７】従来の機構の場合、ピストンシールの硬度
が低い（即ち剛性が低い）ため、ピストン変位量が小さ
い低液圧負荷時にも図２（ｂ）のように、ピストンシー
ル１が面取り部６に規制される位置まで動いてしまう
が、本発明では、そのシール１のゴム硬度アップで剛性
が高まっているので液圧による変形量が小さく、ピスト
ン変位が小さければ図２（ｄ）のようにピストンシール
内径側の変形も小さく押さえられる。また、ピストン変
位とシール変位の差が大きくならないことと、シール溝
の面取り量が従来よりも大きくなっていることにより、
液圧変動巾の増加に従い、ピストン戻し量も大きくな
る。
が低い（即ち剛性が低い）ため、ピストン変位量が小さ
い低液圧負荷時にも図２（ｂ）のように、ピストンシー
ル１が面取り部６に規制される位置まで動いてしまう
が、本発明では、そのシール１のゴム硬度アップで剛性
が高まっているので液圧による変形量が小さく、ピスト
ン変位が小さければ図２（ｄ）のようにピストンシール
内径側の変形も小さく押さえられる。また、ピストン変
位とシール変位の差が大きくならないことと、シール溝
の面取り量が従来よりも大きくなっていることにより、
液圧変動巾の増加に従い、ピストン戻し量も大きくな
る。
【００２８】図３乃至図５は、ゴム硬度の上昇によるピ
ストンとの接触抵抗の低下、シール性の低下を、他の部
分と一体の低硬度領域を含めて防止したピストンシール
の具体例である。
ストンとの接触抵抗の低下、シール性の低下を、他の部
分と一体の低硬度領域を含めて防止したピストンシール
の具体例である。
【００２９】図３（ａ）のピストンシール１は、ピスト
ンに圧接する内周側とシール溝の溝底に圧接する外周側
を硬度小領域１ａとし、それ等の間を硬度大領域１ｂと
している。１ａ部のゴム硬度は＜８０ＩＲＨ、１ｂ部の
それは≧８０ＩＲＨにしてある。これは後述するピスト
ンシールも同じである。
ンに圧接する内周側とシール溝の溝底に圧接する外周側
を硬度小領域１ａとし、それ等の間を硬度大領域１ｂと
している。１ａ部のゴム硬度は＜８０ＩＲＨ、１ｂ部の
それは≧８０ＩＲＨにしてある。これは後述するピスト
ンシールも同じである。
【００３０】図３（ｂ）のピストンシール１は、表層部
の全域を硬度小領域１ａとし、芯になる内層部を硬度大
領域１ｂとしている。また、図４のピストンシール１
は、硬度小領域１ａと硬度大領域１ｂを軸方向に分けて
配列している。このタイプのピストンシールは、図５
（ａ）、（ｂ）に示すように、同じ硬度の領域が両側に
あり、その間に異なる硬度の領域が挾まれたサンドイッ
チ構造にしておくとシールの向きによる勝手違いがなく
なる。
の全域を硬度小領域１ａとし、芯になる内層部を硬度大
領域１ｂとしている。また、図４のピストンシール１
は、硬度小領域１ａと硬度大領域１ｂを軸方向に分けて
配列している。このタイプのピストンシールは、図５
（ａ）、（ｂ）に示すように、同じ硬度の領域が両側に
あり、その間に異なる硬度の領域が挾まれたサンドイッ
チ構造にしておくとシールの向きによる勝手違いがなく
なる。
【００３１】図６は、本発明のもうひとつの形態のブレ
ーキの要部を示している。このディスクブレーキは、ピ
ストンリトラクション機構を構成するシール溝５の溝底
側の幅を狭くしてその部分にピストンシール１の外径側
を、シール溝との間の軸方向隙間がほぼ零となるか又は
適度の締代が生じる状態に挿入している。これにより、
ピストンシール１の外径側がシリンダ３に固定され、低
液圧負荷時にシール内径側が必要以上に変形することが
抑制される。また、図のように、溝幅を狭くした部分と
そうでない部分に段差ｈができるため、その部分に生じ
る隙間ｇによりシールに続いてピストン４を組付ける
時、溝のエッジとピストン間にシールが挾まれて傷付く
と云う問題も解消される。なお、ピストンシール１の外
径側の固定領域は、シールの軸方向中間点における径方
向厚みＬの２５〜７０％程度とする。固定領域がそれよ
り狭いと変形抑制の効果が充分でなく、逆に広過ぎると
変形抑制の効果が過大になって負荷液圧に対するピスト
ン戻し量の増加割合を大きくするのが難しくなる。
ーキの要部を示している。このディスクブレーキは、ピ
ストンリトラクション機構を構成するシール溝５の溝底
側の幅を狭くしてその部分にピストンシール１の外径側
を、シール溝との間の軸方向隙間がほぼ零となるか又は
適度の締代が生じる状態に挿入している。これにより、
ピストンシール１の外径側がシリンダ３に固定され、低
液圧負荷時にシール内径側が必要以上に変形することが
抑制される。また、図のように、溝幅を狭くした部分と
そうでない部分に段差ｈができるため、その部分に生じ
る隙間ｇによりシールに続いてピストン４を組付ける
時、溝のエッジとピストン間にシールが挾まれて傷付く
と云う問題も解消される。なお、ピストンシール１の外
径側の固定領域は、シールの軸方向中間点における径方
向厚みＬの２５〜７０％程度とする。固定領域がそれよ
り狭いと変形抑制の効果が充分でなく、逆に広過ぎると
変形抑制の効果が過大になって負荷液圧に対するピスト
ン戻し量の増加割合を大きくするのが難しくなる。
【００３２】また、この図６のピストンシール１をシー
ル溝５に組付ける時、溝の狭幅部の入口がシールに塞が
れると溝内の空気の逃げ場がなくなってシールの組付け
に支障が出る。従って、逃げ道となる空気抜き路をピス
トンシール１に設けておくのがよく、その空気抜き路
は、図７に示すように、外径側から内径側に向かって延
びる溝９（この溝は最低ひとつあればよい）を設けて、
或いは図８に示すように、複数の突起１０を設けて作り
出すことができる。シールの外周から端面の途中に抜け
る孔を設けてそこから空気を抜くことも可能であるが、
シールの加工性を考えると、図７、８の溝や突起の方が
有利である。
ル溝５に組付ける時、溝の狭幅部の入口がシールに塞が
れると溝内の空気の逃げ場がなくなってシールの組付け
に支障が出る。従って、逃げ道となる空気抜き路をピス
トンシール１に設けておくのがよく、その空気抜き路
は、図７に示すように、外径側から内径側に向かって延
びる溝９（この溝は最低ひとつあればよい）を設けて、
或いは図８に示すように、複数の突起１０を設けて作り
出すことができる。シールの外周から端面の途中に抜け
る孔を設けてそこから空気を抜くことも可能であるが、
シールの加工性を考えると、図７、８の溝や突起の方が
有利である。
【００３３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、デ
ィスクブレーキの負荷液圧に応じてピストン戻し量が理
想的に変わるので戻し量の過不足が抑えられてパッドと
ピストンとの間の非制動時隙間が常時ほぼ一定に保た
れ、ブレーキペダルの遊び量の増加やペダルフィーリン
グの悪化を懸念することなく引きずりトルクの低減を図
ることができる。
ィスクブレーキの負荷液圧に応じてピストン戻し量が理
想的に変わるので戻し量の過不足が抑えられてパッドと
ピストンとの間の非制動時隙間が常時ほぼ一定に保た
れ、ブレーキペダルの遊び量の増加やペダルフィーリン
グの悪化を懸念することなく引きずりトルクの低減を図
ることができる。
【００３４】従って、引きずりトルクの低減による燃費
改善やブレーキペダル（或いはブレーキレバー）のフィ
ーリングが重視される自動車・二輪車用ディスクブレー
キに適用すると特に大きな効果を期待できる。
改善やブレーキペダル（或いはブレーキレバー）のフィ
ーリングが重視される自動車・二輪車用ディスクブレー
キに適用すると特に大きな効果を期待できる。
【図１】（ａ）：浮動型ディスクブレーキの断面図 （ｂ）：同上のブレーキのピストンリトラクション機構
の拡大図
の拡大図
【図２】ピストンリトラクション機構によるピストン引
戻しの原理を、 （ａ）：液圧無負荷時、（ｂ）：液圧負荷時、（ｃ）：
液圧解除時、（ｄ）本発明での低液圧負荷時の４状態に
分けて示す図
戻しの原理を、 （ａ）：液圧無負荷時、（ｂ）：液圧負荷時、（ｃ）：
液圧解除時、（ｄ）本発明での低液圧負荷時の４状態に
分けて示す図
【図３】（ａ）：内、外周を硬度小としたピストンシー
ルの断面図 （ｂ）：表層の全域を硬度小としたピストンシールの断
面図
ルの断面図 （ｂ）：表層の全域を硬度小としたピストンシールの断
面図
【図４】硬度小及び大の領域を軸方向に配列したピスト
ンシールの断面図
ンシールの断面図
【図５】（ａ）：硬度小領域で硬度大領域をサンドイッ
チにしたピストンシールの断面図 （ｂ）：硬度大領域で硬度小領域をサンドイッチにした
ピストンシールの断面図
チにしたピストンシールの断面図 （ｂ）：硬度大領域で硬度小領域をサンドイッチにした
ピストンシールの断面図
【図６】ピストンシールの外径側をシール溝に固定した
ブレーキの要部拡大断面図
ブレーキの要部拡大断面図
【図７】（ａ）：図６のピストンシールを溝付きのもの
にした状態の断面図 （ｂ）：同上の溝付きピストンシールの背面図
にした状態の断面図 （ｂ）：同上の溝付きピストンシールの背面図
【図８】（ａ）：図６のピストンシールを突起付きのも
のにした状態の断面図 （ｂ）：同上の突起付きピストンシールの背面図
のにした状態の断面図 （ｂ）：同上の突起付きピストンシールの背面図
【図９】ディスクブレーキのピストン変化量の違いと従
来の機構によるピストン戻し量を示す図表
来の機構によるピストン戻し量を示す図表
【図１０】ピストン戻し量と戻し量の変化割合に対する
変動因子の影響度合を示す図表
変動因子の影響度合を示す図表
１ ピストンシール １ａ 硬度小領域 １ｂ 硬度大領域 ２ キャリパ ３ シリンダ ４ ピストン ５ シール溝 ６ 面取り部 ７ パッド ８ ディスク ９ 溝 １０ 突起 ｈ 段差 ｇ 隙間
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年１１月１１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 ディスクブレーキ装置
【特許請求の範囲】
【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・二輪車等
の車両用或いは産業用のピストンリトラクション（ピス
トン戻し）機構を持ったディスクブレーキ装置に関す
る。
の車両用或いは産業用のピストンリトラクション（ピス
トン戻し）機構を持ったディスクブレーキ装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】液圧作動の一般的なディスクブレーキに
おいては、制動時に前進して摩擦パッド（以下、単にパ
ッドと云う）をディスクロータ（以下、ディスクと云
う）に押し付けたブレーキピストン（以下、ピストンと
云う）を、除圧時（制動解除時）にピストンシールと称
されるゴムリングで引き戻すピストンリトラクション機
構が設けられている。
おいては、制動時に前進して摩擦パッド（以下、単にパ
ッドと云う）をディスクロータ（以下、ディスクと云
う）に押し付けたブレーキピストン（以下、ピストンと
云う）を、除圧時（制動解除時）にピストンシールと称
されるゴムリングで引き戻すピストンリトラクション機
構が設けられている。
【０００３】この機構は、図１に示すように、キャリパ
２に加工されるシリンダ３の内面にシール溝５を設け、
この溝５にピストンシール１を納めてこのシールの内径
側をシリンダ３に挿入したピストン４の外周に圧接させ
るもので、シール溝５の反液圧側（ディスクに近い側）
の溝縁が適度に面取りされ（図１（ｂ）の６が面取り
部）、その面取りの範囲でピストンシール１の内径側が
前進するピストン４に追従して図２（ｂ）のように弾性
変形し、それによって生じる弾性復元力で除圧後にピス
トン４が図２（ｃ）のように引き戻されるようになって
いる。
２に加工されるシリンダ３の内面にシール溝５を設け、
この溝５にピストンシール１を納めてこのシールの内径
側をシリンダ３に挿入したピストン４の外周に圧接させ
るもので、シール溝５の反液圧側（ディスクに近い側）
の溝縁が適度に面取りされ（図１（ｂ）の６が面取り
部）、その面取りの範囲でピストンシール１の内径側が
前進するピストン４に追従して図２（ｂ）のように弾性
変形し、それによって生じる弾性復元力で除圧後にピス
トン４が図２（ｃ）のように引き戻されるようになって
いる。
【０００４】なお、ピストンシール１の弾性変形がシー
ル溝５の面取り部６によって制限された位置からピスト
ン４が更に押し出されるとシールとピストン間に滑りが
生じ、これにより、パッドの摩耗に対する補償がなされ
てピストンの戻しが常時、同じ条件のもとで行われるよ
うになっている。
ル溝５の面取り部６によって制限された位置からピスト
ン４が更に押し出されるとシールとピストン間に滑りが
生じ、これにより、パッドの摩耗に対する補償がなされ
てピストンの戻しが常時、同じ条件のもとで行われるよ
うになっている。
【０００５】この機構によるピストン戻し量は、後述す
る理由からディスクブレーキの仕様に合わせてそれぞれ
にその値を定める必要があるが、これまでは、上述した
シール溝の反ディスク側溝縁の面取りの大きさ（図２
（ａ）のＷ）を変える方法でその戻し量の調整を行って
いたため、下記の問題が生じていた。
る理由からディスクブレーキの仕様に合わせてそれぞれ
にその値を定める必要があるが、これまでは、上述した
シール溝の反ディスク側溝縁の面取りの大きさ（図２
（ａ）のＷ）を変える方法でその戻し量の調整を行って
いたため、下記の問題が生じていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】制動時の負荷液圧によ
るキャリパの撓み量とパッドの圧縮変形量はブレーキの
仕様によって異なる。図９に、あるブレーキにおける任
意の液圧Ｐでのパッドの圧縮変形量とキャリパの撓み量
の関係を示す。ピストン戻し量はパッドの圧縮変形量と
キャリパの撓みが大きくなればその分大きくする必要が
あるが、従来のリトラクション機構による戻し量は、線
Ｃ1 、Ｃ2 で示すようにやや傾斜した直線或いはこれに
近似した曲線で表され、曲線Ａ（最少必要戻し量）から
大きくかけ離れている。
るキャリパの撓み量とパッドの圧縮変形量はブレーキの
仕様によって異なる。図９に、あるブレーキにおける任
意の液圧Ｐでのパッドの圧縮変形量とキャリパの撓み量
の関係を示す。ピストン戻し量はパッドの圧縮変形量と
キャリパの撓みが大きくなればその分大きくする必要が
あるが、従来のリトラクション機構による戻し量は、線
Ｃ1 、Ｃ2 で示すようにやや傾斜した直線或いはこれに
近似した曲線で表され、曲線Ａ（最少必要戻し量）から
大きくかけ離れている。
【０００７】従来の機構では、ピストンの進み量がシー
ル溝の面取り量よりも小さいときにもピストンシールが
液圧に押されて面取り部による移動規制位置まで変形
し、それによりピストン戻し量が平均化（低圧域では液
圧増に応じて急増し、高圧域では殆ど増加しない、の
意。）されてしまう結果、戻し量が負荷液圧に対応しな
い。
ル溝の面取り量よりも小さいときにもピストンシールが
液圧に押されて面取り部による移動規制位置まで変形
し、それによりピストン戻し量が平均化（低圧域では液
圧増に応じて急増し、高圧域では殆ど増加しない、の
意。）されてしまう結果、戻し量が負荷液圧に対応しな
い。
【０００８】従って、今、図１中のブレーキについてピ
ストン戻し量が線Ｃ1 に沿うように設定されているとし
たら、負荷液圧Ｐ1 時を境にして、また、設定戻し量が
線Ｃ2 に沿うものである場合には負荷液圧Ｐ2 時を境に
してそれぞれピストン戻し量が液圧大の領域で不足し、
液圧小の領域で過大になってしまう。
ストン戻し量が線Ｃ1 に沿うように設定されているとし
たら、負荷液圧Ｐ1 時を境にして、また、設定戻し量が
線Ｃ2 に沿うものである場合には負荷液圧Ｐ2 時を境に
してそれぞれピストン戻し量が液圧大の領域で不足し、
液圧小の領域で過大になってしまう。
【０００９】このうち、戻し量不足はパッドによる引き
ずりトルク増大の原因となり、一方、戻し量過大は、パ
ッドとピストンとの間の非制動時隙間が必要以上にあい
てブレーキペダルの遊び（無効ストローク）を大きく
し、かつ、ペダルフィーリングを悪化させる原因とな
る。
ずりトルク増大の原因となり、一方、戻し量過大は、パ
ッドとピストンとの間の非制動時隙間が必要以上にあい
てブレーキペダルの遊び（無効ストローク）を大きく
し、かつ、ペダルフィーリングを悪化させる原因とな
る。
【００１０】そこで、特開平５−１３３４２９３号公
報、特開平６−２４９２７５号公報等に示されるような
改善策が考えられているが、これ等は、広い範囲でピス
トン戻り量が液圧に応じて理想的に変わるものにはなっ
ていないか、又は部品点数が増し手段が複雑である等の
問題がある。
報、特開平６−２４９２７５号公報等に示されるような
改善策が考えられているが、これ等は、広い範囲でピス
トン戻り量が液圧に応じて理想的に変わるものにはなっ
ていないか、又は部品点数が増し手段が複雑である等の
問題がある。
【００１１】本発明は、上記の問題を無くすために、ピ
ストン戻り量を簡単かつ確実に理想曲線に近づけられる
ようにすることを課題としている。
ストン戻り量を簡単かつ確実に理想曲線に近づけられる
ようにすることを課題としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明においては、ピストンシールのゴム硬度を８
０ＩＲＨ以上とする。また、もうひとつの構造として、
ピストンシールを納めるシール溝の外径側（シール溝深
さの２５〜７０％に相当する領域）でピストンシールを
シール溝との軸方向隙間が零又は適度な締代が生じる状
態にして固定する。この構造の場合、シールのゴム硬度
は８０ＩＲＨ以下であってもよい。
め、本発明においては、ピストンシールのゴム硬度を８
０ＩＲＨ以上とする。また、もうひとつの構造として、
ピストンシールを納めるシール溝の外径側（シール溝深
さの２５〜７０％に相当する領域）でピストンシールを
シール溝との軸方向隙間が零又は適度な締代が生じる状
態にして固定する。この構造の場合、シールのゴム硬度
は８０ＩＲＨ以下であってもよい。
【００１３】なお、ここで云うシール溝深さとは、シー
ル溝中間点の深さＬ（図６参照）を云う。また、適度な
締代とは軸方向圧縮率が１５％程度までを云う。
ル溝中間点の深さＬ（図６参照）を云う。また、適度な
締代とは軸方向圧縮率が１５％程度までを云う。
【００１４】ゴム硬度を高めるピストンシールは、全体
のゴム硬度を８０ＩＲＨ以上としてもよいし、硬度８０
ＩＲＨ以上の領域とそれよりも低い硬度（例えば従来品
と同程度の硬度）の材料で一体的に形成した領域とを併
せ持つ構造にしてもよい。後者の構造のピストンシール
は、内周部と外周部又は表層部の全域を硬度小の領域
にする形態、硬度大の領域と硬度小の領域を軸方向に
配列した形態の２通りが考えられ、の形態のものは、
さらに、異硬度領域を一端と他端に分けて配置するもの
と、同じ硬度の２つの領域間に異なる硬度の領域を挾む
ものが考えられる。なお、異硬度領域間での硬度変化
は、段階的、或いは傾斜的に生じていてもよい。
のゴム硬度を８０ＩＲＨ以上としてもよいし、硬度８０
ＩＲＨ以上の領域とそれよりも低い硬度（例えば従来品
と同程度の硬度）の材料で一体的に形成した領域とを併
せ持つ構造にしてもよい。後者の構造のピストンシール
は、内周部と外周部又は表層部の全域を硬度小の領域
にする形態、硬度大の領域と硬度小の領域を軸方向に
配列した形態の２通りが考えられ、の形態のものは、
さらに、異硬度領域を一端と他端に分けて配置するもの
と、同じ硬度の２つの領域間に異なる硬度の領域を挾む
ものが考えられる。なお、異硬度領域間での硬度変化
は、段階的、或いは傾斜的に生じていてもよい。
【００１５】このほか、外径側をシール溝に固定するピ
ストンシールは、シール外周部からシール溝との間に軸
方向隙間が生じる位置に至る空気抜き路を備えさせてお
くのが望ましい。
ストンシールは、シール外周部からシール溝との間に軸
方向隙間が生じる位置に至る空気抜き路を備えさせてお
くのが望ましい。
【００１６】
【作用】ピストン戻り量を理想曲線に近づけるために
は、従来のピストン戻し特性において、低液圧負荷時の
ピストン戻し量（イニシャル値）を低減させ、かつ、負
荷液圧に対するピストン戻し量の増加割合（図９の線Ｃ
1 、Ｃ2 の傾き度合）を大きくしなければならない。そ
こで、一般にピストン戻し量の決定因子となるシール溝
溝縁の面取り量、ピストンシールの材料硬度、ピストン
及びピストンシールの相互接触面の面粗度、ピストンシ
ールの径方向圧縮率（締め代）の４つの因子のうち、ピ
ストン戻し量とその戻し量の増加割合に及ぼす影響が特
に大きいものについて調べた。図１０がその結果であ
る。ここでのピストン戻し量は、自動車における制動液
圧を考慮し、０〜１４０ｋｇｆ／ｃｍ2 の間でピストン
戻し量及びその変化割合を調べた。
は、従来のピストン戻し特性において、低液圧負荷時の
ピストン戻し量（イニシャル値）を低減させ、かつ、負
荷液圧に対するピストン戻し量の増加割合（図９の線Ｃ
1 、Ｃ2 の傾き度合）を大きくしなければならない。そ
こで、一般にピストン戻し量の決定因子となるシール溝
溝縁の面取り量、ピストンシールの材料硬度、ピストン
及びピストンシールの相互接触面の面粗度、ピストンシ
ールの径方向圧縮率（締め代）の４つの因子のうち、ピ
ストン戻し量とその戻し量の増加割合に及ぼす影響が特
に大きいものについて調べた。図１０がその結果であ
る。ここでのピストン戻し量は、自動車における制動液
圧を考慮し、０〜１４０ｋｇｆ／ｃｍ2 の間でピストン
戻し量及びその変化割合を調べた。
【００１７】この試験結果から、ピストン戻し量とその
戻し量の増加割合を大きく左右するのは、シール溝の面
取り量とピストンシールの硬度であることが判る。
戻し量の増加割合を大きく左右するのは、シール溝の面
取り量とピストンシールの硬度であることが判る。
【００１８】そこで、本発明においては、ピストンシー
ルの硬度を従来シールよりも高い８０ＩＲＨ以上とし
た。これによりシールの剛性が高まり、低負荷液圧時の
液圧によるピストンシールの変形量が小さくなり、これ
により前述のピストン戻し量の平均化現象が抑えられ
て、液圧に対するピストン戻し量の変化割合が大きくな
る。
ルの硬度を従来シールよりも高い８０ＩＲＨ以上とし
た。これによりシールの剛性が高まり、低負荷液圧時の
液圧によるピストンシールの変形量が小さくなり、これ
により前述のピストン戻し量の平均化現象が抑えられ
て、液圧に対するピストン戻し量の変化割合が大きくな
る。
【００１９】次に、ピストンシールの硬度を高めると図
１０から判るようにピストン戻し量が小さくなってくる
が、これに対しては、従来技術であるシール溝溝縁の面
取り量を適当に選択することで、必要戻し量を広い液圧
範囲で確保することができる。
１０から判るようにピストン戻し量が小さくなってくる
が、これに対しては、従来技術であるシール溝溝縁の面
取り量を適当に選択することで、必要戻し量を広い液圧
範囲で確保することができる。
【００２０】なお、シール硬度を上げると一般にゴムと
金属との接触抵抗が小さくなり、また、液封面のシール
性も低下する。接触抵抗が小さくなると、ピストンをゴ
ム弾性力で戻す時にスリップして戻り量が少なくなる恐
れがある。請求項２、３、４の構成は、この問題の対応
策として考えたものであって、ピストンシールのシール
面及びピストンと接触する面の全部又は一部のゴム硬度
を他部よりも低く（例えば従来品と同程度に）してある
ため、接触抵抗の減少、シール性の低下が起こらない。
金属との接触抵抗が小さくなり、また、液封面のシール
性も低下する。接触抵抗が小さくなると、ピストンをゴ
ム弾性力で戻す時にスリップして戻り量が少なくなる恐
れがある。請求項２、３、４の構成は、この問題の対応
策として考えたものであって、ピストンシールのシール
面及びピストンと接触する面の全部又は一部のゴム硬度
を他部よりも低く（例えば従来品と同程度に）してある
ため、接触抵抗の減少、シール性の低下が起こらない。
【００２１】次に、ピストンシールの外径側をシール溝
に（シリンダに）固定するものは、拘束点がシールの内
径面に近づくことによってゴム硬度を高めたときと同
様、シールの腰が強くなるため、ブレーキ作動時のシー
ル変形が少なくなり、「ピストンの進み量がシール溝面
取り量よりも小さいときにもシールが液圧に押されて面
取り部による移動規制位置まで変形してしまう」不具合
が改善される。また、シールの外径側が固定されている
ことでピストンをゴム弾性力で戻すときの復元スピード
が速くなり、復元位置もより確実に元の位置に戻るよう
になる。これは、速いスピードでブレーキを繰り返し踏
んだ時、ブレーキのストロークの変化が少なくなってペ
ダルフィーリングの変化が生じ難いと云う効果に結びつ
く。
に（シリンダに）固定するものは、拘束点がシールの内
径面に近づくことによってゴム硬度を高めたときと同
様、シールの腰が強くなるため、ブレーキ作動時のシー
ル変形が少なくなり、「ピストンの進み量がシール溝面
取り量よりも小さいときにもシールが液圧に押されて面
取り部による移動規制位置まで変形してしまう」不具合
が改善される。また、シールの外径側が固定されている
ことでピストンをゴム弾性力で戻すときの復元スピード
が速くなり、復元位置もより確実に元の位置に戻るよう
になる。これは、速いスピードでブレーキを繰り返し踏
んだ時、ブレーキのストロークの変化が少なくなってペ
ダルフィーリングの変化が生じ難いと云う効果に結びつ
く。
【００２２】
【発明の実施の形態】図１乃至図８を参照して本発明の
ピストンリトラクション機構付きディスクブレーキ装置
の具体例について説明する。
ピストンリトラクション機構付きディスクブレーキ装置
の具体例について説明する。
【００２３】図１は、浮動型ディスクブレーキを示して
おり、キャリパ２のインナ側に形成されるシリンダ３に
ピストン４が挿入されている。また、シリンダ３の内径
面にはシール溝５が設けられ、その溝にリング状のピス
トンシール１が納められている。そのピストンシール１
は、ピストン４の外周に締め代をもたせて嵌めてあり、
ピストン外周の液封がこのピストンシール１によって行
われる。なお、図１（ａ）の７はパッド、８はディスク
を示している。
おり、キャリパ２のインナ側に形成されるシリンダ３に
ピストン４が挿入されている。また、シリンダ３の内径
面にはシール溝５が設けられ、その溝にリング状のピス
トンシール１が納められている。そのピストンシール１
は、ピストン４の外周に締め代をもたせて嵌めてあり、
ピストン外周の液封がこのピストンシール１によって行
われる。なお、図１（ａ）の７はパッド、８はディスク
を示している。
【００２４】シール溝５の反液圧側には、溝縁を図２
（ａ）に示すＷの大きさに除去する面取り部６が設けら
れている。
（ａ）に示すＷの大きさに除去する面取り部６が設けら
れている。
【００２５】以上の構成は、従来のピストンリトラクシ
ョン機構のディスクブレーキと同じである。即ち、例示
のブレーキは、従来品との相違点として、従来６０〜７
５ＩＲＨ程度にしていたピストンシール１の硬度を８０
〜９５ＩＲＨにしている。ピストンシール１の硬度は、
発明の効果を得るために従来品よりも高くしなければな
らないので、下限を８０ＩＲＨとした。上限は、シール
としての機能を維持する必要があり、これを考えると９
５ＩＲＨぐらいが限界である。
ョン機構のディスクブレーキと同じである。即ち、例示
のブレーキは、従来品との相違点として、従来６０〜７
５ＩＲＨ程度にしていたピストンシール１の硬度を８０
〜９５ＩＲＨにしている。ピストンシール１の硬度は、
発明の効果を得るために従来品よりも高くしなければな
らないので、下限を８０ＩＲＨとした。上限は、シール
としての機能を維持する必要があり、これを考えると９
５ＩＲＨぐらいが限界である。
【００２６】従来の機構の場合、ピストンシールの硬度
が低い（即ち剛性が低い）ため、ピストン変位量が小さ
い低液圧負荷時にも図２（ｂ）のように、ピストンシー
ル１が面取り部６に規制される位置まで動いてしまう
が、本発明では、そのピストンシール１のゴム硬度アッ
プで剛性が高まっているので液圧によるピストンシール
変形量が小さく、ピストン変位が小さければ図２（ｄ）
のようにピストンシール内径側の変形も小さく抑えられ
る。また、負荷液圧が高まって図２（ｄ）の位置からピ
ストン４がさらに左方に動くとピストンシール１は面取
り部６による移動規制を受けるところまで追従して変形
し、その変形が負荷液圧に対応したものになる。したが
って液圧変動巾の増加に従い、ピストン戻し量も大きく
なる。
が低い（即ち剛性が低い）ため、ピストン変位量が小さ
い低液圧負荷時にも図２（ｂ）のように、ピストンシー
ル１が面取り部６に規制される位置まで動いてしまう
が、本発明では、そのピストンシール１のゴム硬度アッ
プで剛性が高まっているので液圧によるピストンシール
変形量が小さく、ピストン変位が小さければ図２（ｄ）
のようにピストンシール内径側の変形も小さく抑えられ
る。また、負荷液圧が高まって図２（ｄ）の位置からピ
ストン４がさらに左方に動くとピストンシール１は面取
り部６による移動規制を受けるところまで追従して変形
し、その変形が負荷液圧に対応したものになる。したが
って液圧変動巾の増加に従い、ピストン戻し量も大きく
なる。
【００２７】図３乃至図５は、ゴム硬度の上昇によるピ
ストンとの接触抵抗の低下、シール性の低下を、他の部
分と一体の低硬度領域を含めて防止したピストンシール
の具体例である。
ストンとの接触抵抗の低下、シール性の低下を、他の部
分と一体の低硬度領域を含めて防止したピストンシール
の具体例である。
【００２８】図３（ａ）のピストンシール１は、ピスト
ンに圧接する内周側とシール溝の溝底に圧接する外周側
を硬度小領域１ａとし、それ等の間を硬度大領域１ｂと
している。１ａ部のゴム硬度は＜８０ＩＲＨ、１ｂ部の
それは≧８０ＩＲＨにしてある。これは後述するピスト
ンシールも同じである。
ンに圧接する内周側とシール溝の溝底に圧接する外周側
を硬度小領域１ａとし、それ等の間を硬度大領域１ｂと
している。１ａ部のゴム硬度は＜８０ＩＲＨ、１ｂ部の
それは≧８０ＩＲＨにしてある。これは後述するピスト
ンシールも同じである。
【００２９】図３（ｂ）のピストンシール１は、表層部
の全域を硬度小領域１ａとし、芯になる内層部を硬度大
領域１ｂとしている。また、図４のピストンシール１
は、硬度小領域１ａと硬度大領域１ｂを軸方向に分けて
配列している。このタイプのピストンシールは、図５
（ａ）、（ｂ）に示すように、同じ硬度の領域が両側に
あり、その間に異なる硬度の領域が挾まれたサンドイッ
チ構造にしておくとシールの向きによる勝手違いがなく
なる。
の全域を硬度小領域１ａとし、芯になる内層部を硬度大
領域１ｂとしている。また、図４のピストンシール１
は、硬度小領域１ａと硬度大領域１ｂを軸方向に分けて
配列している。このタイプのピストンシールは、図５
（ａ）、（ｂ）に示すように、同じ硬度の領域が両側に
あり、その間に異なる硬度の領域が挾まれたサンドイッ
チ構造にしておくとシールの向きによる勝手違いがなく
なる。
【００３０】図６は、本発明のもうひとつの形態のブレ
ーキの要部を示している。このディスクブレーキは、ピ
ストンリトラクション機構を構成するシール溝５の溝底
側の幅を狭くしてその部分にピストンシール１の外径側
を、シール溝との間の軸方向隙間がほぼ零となるか又は
適度の締代が生じる状態に挿入している。これにより、
ピストンシール１の外径側がキャリパ２に固定され、低
液圧負荷時にシール内径側が必要以上に変形することが
抑制される。また、図のように、溝幅を狭くした部分と
そうでない部分に段差ｈができるため、その部分に生じ
る隙間ｇによりピストンシール１に続いてピストン４を
組付ける時、溝のエッジとピストン間にシール１が挾ま
れて傷付くと云う問題も解消される。なお、ピストンシ
ール１の外径側の固定領域は、シール溝巾（軸方向）中
間点における溝深さＬの２５〜７０％程度とする。固定
領域がそれより狭いと変形抑制の効果が充分でなく、逆
に広過ぎると変形抑制の効果が過大になって負荷液圧に
対するピストン戻し量の増加割合を大きくするのが難し
くなる。
ーキの要部を示している。このディスクブレーキは、ピ
ストンリトラクション機構を構成するシール溝５の溝底
側の幅を狭くしてその部分にピストンシール１の外径側
を、シール溝との間の軸方向隙間がほぼ零となるか又は
適度の締代が生じる状態に挿入している。これにより、
ピストンシール１の外径側がキャリパ２に固定され、低
液圧負荷時にシール内径側が必要以上に変形することが
抑制される。また、図のように、溝幅を狭くした部分と
そうでない部分に段差ｈができるため、その部分に生じ
る隙間ｇによりピストンシール１に続いてピストン４を
組付ける時、溝のエッジとピストン間にシール１が挾ま
れて傷付くと云う問題も解消される。なお、ピストンシ
ール１の外径側の固定領域は、シール溝巾（軸方向）中
間点における溝深さＬの２５〜７０％程度とする。固定
領域がそれより狭いと変形抑制の効果が充分でなく、逆
に広過ぎると変形抑制の効果が過大になって負荷液圧に
対するピストン戻し量の増加割合を大きくするのが難し
くなる。
【００３１】また、この図６のピストンシール１をシー
ル溝５に組付ける時、溝の狭幅部の入口がシールに塞が
れると溝内の空気の逃げ場がなくなってシールの組付け
に支障が出る。従って、逃げ道となる空気抜き路をピス
トンシール１に設けておくのがよく、その空気抜き路
は、図７に示すように、外径側から内径側に向かって延
びる溝９（この溝は最低ひとつあればよい）を設けて、
或いは図８に示すように、複数の突起１０を設けて作り
出すことができる。シールの外周から端面の途中に抜け
る孔を設けてそこから空気を抜くことも可能であるが、
シールの加工性を考えると、図７、８の溝や突起の方が
有利である。
ル溝５に組付ける時、溝の狭幅部の入口がシールに塞が
れると溝内の空気の逃げ場がなくなってシールの組付け
に支障が出る。従って、逃げ道となる空気抜き路をピス
トンシール１に設けておくのがよく、その空気抜き路
は、図７に示すように、外径側から内径側に向かって延
びる溝９（この溝は最低ひとつあればよい）を設けて、
或いは図８に示すように、複数の突起１０を設けて作り
出すことができる。シールの外周から端面の途中に抜け
る孔を設けてそこから空気を抜くことも可能であるが、
シールの加工性を考えると、図７、８の溝や突起の方が
有利である。
【００３２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、デ
ィスクブレーキの負荷液圧に応じてピストン戻し量が理
想的に変わるので戻し量の過不足が抑えられてパッドと
ピストンとの間の非制動時隙間が常時ほぼ一定に保た
れ、ブレーキペダルの遊び量の増加やペダルフィーリン
グの悪化を懸念することなく引きずりトルクの低減を図
ることができる。
ィスクブレーキの負荷液圧に応じてピストン戻し量が理
想的に変わるので戻し量の過不足が抑えられてパッドと
ピストンとの間の非制動時隙間が常時ほぼ一定に保た
れ、ブレーキペダルの遊び量の増加やペダルフィーリン
グの悪化を懸念することなく引きずりトルクの低減を図
ることができる。
【００３３】従って、引きずりトルクの低減による燃費
改善やブレーキペダル（或いはブレーキレバー）のフィ
ーリングが重視される自動車・二輪車用ディスクブレー
キに適用すると特に大きな効果を期待できる。
改善やブレーキペダル（或いはブレーキレバー）のフィ
ーリングが重視される自動車・二輪車用ディスクブレー
キに適用すると特に大きな効果を期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）：浮動型ディスクブレーキの断面図 （ｂ）：同上のブレーキのピストンリトラクション機構
の拡大図
の拡大図
【図２】ピストンリトラクション機構によるピストン引
戻しの原理を、 （ａ）：液圧無負荷時、（ｂ）：液圧負荷時、（ｃ）：
液圧解除時、（ｄ）本発明での低液圧負荷時の４状態に
分けて示す図
戻しの原理を、 （ａ）：液圧無負荷時、（ｂ）：液圧負荷時、（ｃ）：
液圧解除時、（ｄ）本発明での低液圧負荷時の４状態に
分けて示す図
【図３】（ａ）：内、外周を硬度小としたピストンシー
ルの断面図 （ｂ）：表層の全域を硬度小としたピストンシールの断
面図
ルの断面図 （ｂ）：表層の全域を硬度小としたピストンシールの断
面図
【図４】硬度小及び大の領域を軸方向に配列したピスト
ンシールの断面図
ンシールの断面図
【図５】（ａ）：硬度小領域で硬度大領域をサンドイッ
チにしたピストンシールの断面図 （ｂ）：硬度大領域で硬度小領域をサンドイッチにした
ピストンシールの断面図
チにしたピストンシールの断面図 （ｂ）：硬度大領域で硬度小領域をサンドイッチにした
ピストンシールの断面図
【図６】ピストンシールの外径側をシール溝に固定した
ブレーキの要部拡大断面図
ブレーキの要部拡大断面図
【図７】（ａ）：図６のピストンシールを溝付きのもの
にした状態の断面図 （ｂ）：同上の溝付きピストンシールの背面図
にした状態の断面図 （ｂ）：同上の溝付きピストンシールの背面図
【図８】（ａ）：図６のピストンシールを突起付きのも
のにした状態の断面図 （ｂ）：同上の突起付きピストンシールの背面図
のにした状態の断面図 （ｂ）：同上の突起付きピストンシールの背面図
【図９】ディスクブレーキのピストン変化量の違いと従
来の機構によるピストン戻し量を示す図表
来の機構によるピストン戻し量を示す図表
【図１０】ピストン戻し量と戻し量の変化割合に対する
変動因子の影響度合を示す図表
変動因子の影響度合を示す図表
【符号の説明】 １ ピストンシール １ａ 硬度小領域 １ｂ 硬度大領域 ２ キャリパ ３ シリンダ ４ ピストン ５ シール溝 ６ 面取り部 ７ パッド ８ ディスク ９ 溝 １０ 突起 ｈ 段差 ｇ 隙間
Claims (7)
- 【請求項１】 キャリパに加工されるシリンダの内面に
反液圧側溝縁を面取りしたシール溝を設け、そのシール
溝にゴム製ピストンシールを嵌め、このピストンシール
を前記シリンダに挿入されるブレーキピストンの外周に
圧接させて前記シリンダとブレーキピストン間を液封す
ると共に、ブレーキピストンによるパッド加圧時に前記
面取り部の範囲でピストンシールの内径側をブレーキピ
ストンに追従させて弾性変形させ、シリンダの除圧時に
そのシールの弾性復元力で前記ピストンを引き戻すピス
トンリトラクション機構のディスクブレーキ装置におい
て、前記ゴム製ピストンシールの硬度を８０ＩＲＨ以上
にしたことを特徴とするディスクブレーキ装置。 - 【請求項２】 ゴム製ピストンシールの硬度を８０〜９
５ＩＲＨとし、さらに、前記シール溝の面取り量を０．
１ｍｍ〜１．４ｍｍと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装置。 - 【請求項３】 前記ゴム製ピストンシールを、硬度８０
ＩＲＨ以上の領域とそれよりも硬度の低い材料で一体的
に形成した領域を併せ持ち、シールの内周部と外周部又
は表層部の全域が硬度小の領域であるものにしたことを
特徴とする請求項１記載のディスクブレーキ装置。 - 【請求項４】 前記ゴム製ピストンシールを、硬度８０
ＩＲＨ以上の領域とそれよりも硬度の低い材料で一体的
に形成した領域を併せ持ち、その硬度大領域と硬度小領
域が軸方向に配列されているものに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装置。 - 【請求項５】 前記ピストンシールの異硬度領域の軸方
向配列が、同じ硬度の２つの領域間に異なる硬度の領域
が挾まれるように行われていることを特徴とする請求項
４記載のディスクブレーキ装置。 - 【請求項６】 キャリパに加工されるシリンダの内面に
反液圧側溝縁を面取りしたシール溝を設け、そのシール
溝にゴム製ピストンシールを嵌め、このピストンシール
を前記シリンダに挿入されるブレーキピストンの外周に
圧接させて前記シリンダとブレーキピストン間を液封す
ると共に、ブレーキピストンによるパッド加圧時に前記
面取り部の範囲でピストンシールの内径側をブレーキピ
ストンに追従させて弾性変形させ、シリンダの除圧時に
そのシールの弾性復元力で前記ピストンを引き戻すピス
トンリトラクション機構のディスクブレーキ装置におい
て、前記ピストンシールの径方向厚みの２５〜７０％に
相当する外径側領域と前記シール溝との間に、軸方向隙
間をほぼ零にするか又は適度の締代をもたせたことを特
徴とするディスクブレーキ装置。 - 【請求項７】 前記ピストンシールに、シール溝との間
に軸方向隙間が生じる位置からシール外周に至る空気抜
き路を設けたことを特徴とする請求項６記載のディスク
ブレーキ装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7225461A JPH0972361A (ja) | 1995-09-01 | 1995-09-01 | ディスクブレーキ装置 |
| US08/704,246 US5826681A (en) | 1995-09-01 | 1996-08-28 | Disk brake assembly with piston retraction seal |
| EP96113868A EP0762006B1 (en) | 1995-09-01 | 1996-08-29 | Disk brake assembly |
| DE69605875T DE69605875T2 (de) | 1995-09-01 | 1996-08-29 | Scheibenbremse |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7225461A JPH0972361A (ja) | 1995-09-01 | 1995-09-01 | ディスクブレーキ装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004330553A Division JP3976047B2 (ja) | 2004-11-15 | 2004-11-15 | ディスクブレーキ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0972361A true JPH0972361A (ja) | 1997-03-18 |
Family
ID=16829702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7225461A Pending JPH0972361A (ja) | 1995-09-01 | 1995-09-01 | ディスクブレーキ装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5826681A (ja) |
| EP (1) | EP0762006B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0972361A (ja) |
| DE (1) | DE69605875T2 (ja) |
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| WO2015033863A1 (ja) | 2013-09-04 | 2015-03-12 | Ntn株式会社 | 電動ブレーキ装置 |
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| WO2015033862A1 (ja) | 2013-09-04 | 2015-03-12 | Ntn株式会社 | 電動ブレーキ装置 |
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