盘式制动装置的制作方法

本发明涉及一种汽车等当中设置的盘式制动装置。

背景技术

用于汽车等的盘式制动装置是借助液压等使配置在制动钳的孔(缸体)内的活塞工作而将制动衬片(制动衬块)推压至摩擦环(制动盘)来获得制动力。活塞在孔内滑动。在供活塞滑动的孔内的内周面的一部分形成有槽，在该槽内配置有防止压力介质泄漏的密封圈。

在使制动工作而使活塞朝制动衬片的方向移动时，密封圈跟随活塞而变形。在解除了制动时，活塞被变形后的密封圈复原的力回拉，伴随于此，制动衬片朝离开摩擦环的方向移动。

为了提高回拉活塞的作用，有向着活塞的推压方向与缸体的中心轴(孔轴)接近的方式使槽的槽底部倾斜的技术。作为这样的技术，提出有专利文献1记载的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特表2009-535587号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

然而，在专利文献1记载的技术中，虽然变形后的密封圈会因复原的力而回到原来的位置，但在复原时，会与形成于制动衬片(制动衬块)的相反侧的槽的侧面碰撞而限制密封圈的移动，导致活塞处于未充分返回完的状态。结果，制动衬片(制动衬块)未充分离开摩擦环(制动盘)，在制动的非工作时制动衬片与摩擦环也保持接触而发生拖拽，从而存在导致燃油效率变差这一问题。

本发明的目的在于解决上述问题、提供一种抑制活塞与活塞密封件界面上的滑动、减少了拖拽的盘式制动装置。

解决问题的技术手段

为了达成上述目的，本发明为一种盘式制动装置，其具备：缸体；活塞，其收容在所述缸体内；以及内制动衬块，其设置在所述活塞的一端侧，与制动盘相对,所述盘式制动装置特征在于，具备：内周槽，其形成于所述缸体的内周；以及活塞密封件，其配备在所述内周槽内，与所述活塞接触,所述内周槽具备所述内制动衬块侧的壁、与所述内制动衬块相反的相反侧的壁、连结所述内制动衬块侧的壁与所述相反侧的壁的底壁、以及在所述相反侧的壁上扩展所述内周槽的曲面，所述底壁形成为从所述内制动衬块侧的壁朝向所述相反侧的壁而与所述活塞的距离逐渐增大，所述曲面具备靠近所述活塞密封件的一侧的曲率起点和隔着所述曲面而与所述曲率起点相反的相反侧的曲率终点，所述曲率终点相较于所述缸体的内周而言位于外侧。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种抑制活塞与活塞密封件界面上的滑动、减少了拖拽的盘式制动装置。

附图说明

图1为本发明的第1实施例的盘式制动装置的截面图。

图2为本发明的第1实施例的盘式制动装置的旋转直动转换机构部的立体图。

图3为本发明的第1实施例的盘式制动装置的活塞的立体图。

图4A为本发明的第1实施例的盘式制动装置的活塞密封件、缸体的内周槽以及活塞的截面图。

图4B为图4A中的A部放大图。

图5A为本发明的第2实施例的盘式制动装置的活塞密封件、缸体的内周槽以及活塞的截面图。

图5B为图5A中的A部放大图。

图6A为本发明的第3实施例的盘式制动装置的活塞密封件、缸体的内周槽以及活塞的截面图。

图6B为图6A中的A部放大图。

图7A为本发明的第4实施例的盘式制动装置的活塞密封件、缸体的内周槽以及活塞的截面图。

图7B为图7A中的A部放大图。

图8A为本发明的第5实施例的盘式制动装置的活塞密封件、缸体的内周槽以及活塞的截面图。

图8B为图8A中的A部放大图。

图9A为本发明的第6实施例的盘式制动装置的活塞密封件、缸体的内周槽以及活塞的截面图。

图9B为图9A中的A部放大图。

图10A为本发明的第7实施例的盘式制动装置的活塞密封件、缸体的内周槽以及活塞的截面图。

图10B为图10A中的A部放大图。

具体实施方式

下面，根据附图，对本发明的实施例进行详细说明。

实施例1

使用图1～3，对本实施例的盘式制动装置的基本构成进行说明。图1为本发明的第1实施例的盘式制动装置的截面图。再者，卡钳主体8是以简化后的结构来展示的。图2为本发明的第1实施例的盘式制动装置的旋转直动转换机构部的立体图。再者，为了说明旋转直动转换机构11的内部结构，没有显示螺帽辊34。图3为本发明的第1实施例的盘式制动装置的活塞的立体图。

如图1所示，盘式制动装置1中配备有一对内制动衬块2及外制动衬块3、卡钳主体8、以及旋转直动转换机构11，所述一对内制动衬块2及外制动衬块3夹着安装在车辆的旋转部的制动盘12而配置在轴向两侧。一对内制动衬块2及外制动衬块3和卡钳主体8以可在制动盘12的轴向上移动的方式支承在托架上，所述托架固定在车辆的非旋转部上。在内制动衬块2的一端侧(制动盘相反侧)设置有突起部26。突起部26具有与设置在活塞18的另一端侧面的凹部24卡合而进行活塞18的止转的功能。

以下，为方便说明，将图的右方(卡钳爪部的相反侧)表示为一端侧，将左方(卡钳爪部侧)表示为另一端侧，将下方表示为开放侧，将上方表示为根部侧。

卡钳主体8具有缸体6、卡钳爪部4以及制动盘通过部(跨立部)5，所述缸体6配置在内制动衬块2侧(一端侧)，所述卡钳爪部4配置在外制动衬块3侧(另一端侧)，所述制动盘通过部(跨立部)5位于缸体6与卡钳爪部4之间。

缸体6上形成有朝内制动衬块2侧开口的孔口部9，在位于一端侧的孔口部9的底壁6b上设置有孔部10。活塞18收容在孔口部9的内周面。内制动衬块2配备在活塞18的一端侧。

制动盘通过部5位于缸体6的根部侧，沿主轴75的旋转轴线70方向朝另一端侧(卡钳爪部4侧)延伸设置，跨过制动盘12将缸体6与卡钳爪部4连接在一起。即，卡钳爪部4由制动盘通过部5呈悬臂梁状支承在缸体6上。卡钳爪部4位于制动盘通过部5的与缸体6侧相反的那一侧，沿与旋转轴线70垂直的方向延伸而与外制动衬块3相对。也就是说，卡钳爪部4相对于制动盘12而言设置在与活塞18相反的相反侧，卡钳爪部4的内面(缸体对置面)7与缸体6的内面(卡钳爪部对置面)6a隔着外制动衬块3、制动盘12以及内制动衬块2而相对。卡钳爪部4的内面7呈平面状，与旋转轴线70正交。此外，卡钳爪部4的内面7隔着外制动衬块3、制动盘12以及内制动衬块2与活塞18的平面部22a相对。

在盘式制动装置1中，在平常的使液压制动工作的情况下，借助供给至孔口部9内的液压室21的制动液使活塞18朝制动盘12侧前进，利用该活塞18推压内制动衬块2，与外制动衬块3一起将制动盘12夹住，由此产生作为制动力的推力。

活塞18以可在旋转轴线70方向上滑动的方式插入在缸体6的孔口部9内，如图1所示，配置成底部22与内制动衬块2的一端侧的表面相对。如图1及3所示，活塞18形成为由底部22和圆筒部23构成的有底杯状。在活塞18朝制动盘12侧前进时，在形成于缸体6内壁(缸体内周51)的内周槽44内装填的活塞密封件43与活塞18接触，在与活塞18的界面的摩擦和液压下发生弹性变形而跟随活塞18。在解除液压制动的情况下，活塞密封件43的弹性变形得以解除，活塞18在活塞密封件43的复原力下回到液压制动起作用之前的位置。制动盘12、内制动衬块2以及外制动衬块3之间产生间隙，制动力得以解除。

活塞底部22的另一端侧的平面部(端面部)22a与旋转轴线70正交，是与制动盘12平行地扩大的平面。另一方面，活塞底部22的一端侧的平面部(端面部)25也就是与旋转直动转换机构11相对的平面部25像图1所示那样呈相对于旋转轴线70而倾斜的形状，底部22的厚度朝开放侧增厚。在本实施例中，以相对于与旋转轴线70正交的线而朝开放侧张开的方式倾斜3°(θ＝3°)。此外，如图3所示，在活塞底部22的、与内制动衬块2相对的另一端面的外周侧设置有1处凹部24。该凹部24卡合至内制动衬块2的突起部26而进行活塞18的旋转方向止转及定位。凹部24的周向的位置设置在活塞底部22最薄的部位。如图1所示，活塞18的周向的设置位置以凹部24成为根部侧的方式加以设置。在该情况下，活塞内面的平面部25以开放侧朝缸体侧(即一端侧)靠近的方式倾斜。即，活塞内面的平面部25以开放侧相对于根部侧而言朝旋转直动转换机构11或活塞18的开口侧靠近的方式倾斜。

接着，对旋转直动转换机构11进行说明。本实施例中展示的旋转直动转换机构11的特征在于使用滚柱42，以下称为滚柱式机构。

旋转直动转换机构11将未图示的电动马达的旋转转换为直线方向的运动(以下称为直动)而对活塞18赋予推力，将活塞18保持在制动位置。旋转直动转换机构11收纳在缸体6的底壁6b与活塞内面的平面部25之间。即，旋转直动转换机构11与活塞18一起支承在卡钳主体8的缸体6中。下面，对构成零件进行说明。

板座31由未图示的销杆固定在缸体6的底壁6b上，相对于螺帽辊34而言是被止转的。板座31形成为圆板状，在其径向中心设有供主轴75设置的孔部31a。

主轴75构成为传递电动马达的旋转的旋转传递构件，可旋转地支承在缸体6及板座31上，经由未图示的齿轮单元被传递来自电动马达的旋转运动。在主轴75的另一端侧的外周面形成有螺纹部76，与在内周面形成有螺纹部35a的轴辊35螺纹嵌合。主轴75朝应用方向旋转，由此，螺纹嵌合在一起的轴辊35朝另一端侧方向前进。

主轴75的一端侧形成有多边形部77。该部分与未图示的齿轮单元连接，由此能传递电动马达的转矩。

滚柱42呈圆环山状，在其圆环山部,嵌合至轴辊35的外周面的圆环槽部而可旋转地保持在轴向上。此外，滚柱42在圆环山部嵌合至螺帽辊34的内周面的螺纹部而可旋转地保持在轴向上。滚柱42在轴辊35的外周面的周向上配置有多个。

螺帽辊34在径向上与板座31嵌合，是被止转的。对螺帽辊34的内面施有螺纹加工，在该螺纹部上保持滚柱42。笼形辊36配置在轴辊35的外周面，具有多个长孔部36a。滚柱42设置在该长孔部36a内。长孔部36a的另一端侧端面与滚柱42的端面相接触，将后文叙述的弹簧荷载传递至滚柱42。长孔部36a在周向上与滚柱42的外形部接触。

笼形辊36的另一端侧端面与板簧37滑动。板簧37的左端面与弹簧38接触，右端面与笼形辊36接触。板簧37具有将弹簧38的预压传递至笼形辊36的功能。弹簧38位于轴辊35的外周面(外周侧)，在轴向上将预压施加至笼形辊36。

轴辊35在内面部有螺纹加工，在外周部施有圆环槽加工。此处，内面部与主轴75螺纹嵌合在一起，外周部的圆环槽与滚柱42的圆环山部嵌合在一起。在轴辊35的另一端侧形成有滚珠止推件用槽部，在滚珠止推件用槽部与平板止推件41之间保持护圈止推件40和滚珠止推件39。利用圆环槽沿轴向保持滚柱42而使其能够旋动，应用时，将来自滚珠槽部的轴力传递至滚柱42，释放时，将来自滚柱42的反力传递至螺纹部。

上述滚柱42的圆环山部以环状的山部(凸部)的形式形成于滚柱42的外周面，上述轴辊35的圆环槽以环状的槽部(凹部)的形式形成于轴辊35的外周面。滚柱42的圆环山部和轴辊35的圆环槽具有能相互卡合的宽度和间隔。

一端侧滚珠止推件32位于主轴75的滚珠槽部75a与板座31之间，将来自主轴75的轴力在旋转的情况下传递至板座31。另一端侧滚珠止推件39位于平板止推件41与轴辊35之间，使轴辊35旋转。此外，具有将来自平板止推件41的推力传递至轴辊35侧的功能。

一端侧护圈止推件33设置在滚珠槽部75a与板座31之间，保持一端侧滚珠止推件32。另一端侧护圈止推件40位于滚珠槽部与平板止推件41之间，保持另一端侧滚珠止推件39。

接着，使用图1，对使电动制动装置工作时的动作机构进行说明。

在使用电动马达来施加(应用)制动的情况下，ECU使电动马达驱动而使各种齿轮旋转。通过该齿轮的旋转将电动马达的旋转传递至主轴75。接着，主轴75向应用方向的旋转使得轴辊35沿旋转轴线70的方向朝活塞18的内面侧(底部22侧)前进。结果，另一端侧滚珠止推件39、顶端侧护圈止推件40以及平板止推件41成为一体而沿旋转轴线70的方向朝活塞18的内面部前进，平板止推件41的推挤部41a抵接至活塞18的内面部。该抵接使得活塞18前进，活塞18的另一端侧的平面部(端面部)22a抵接至内制动衬块2。

进而，当电动马达继续向应用方向旋转驱动时，活塞18通过轴辊35的移动来推挤内制动衬块2而与外制动衬块3一起将制动盘12夹住，由此产生作为制动力的推力。在活塞18前进时，装填在缸体6的内周槽44内的活塞密封件43因与活塞18的界面的摩擦而发生弹性变形而跟随活塞18。

在液压制动被解除的情况下，活塞密封件43的弹性变形得以解除，活塞18返回至液压制动起作用之前的位置。与液压制动的情况相比，在电动制动的情况下，不会对活塞密封件43作用液压，所以活塞密封件43难以跟随活塞18，从而难以发生弹性变形。与液压制动解除后相比，电动制动在电动制动解除后，从活塞密封件43对活塞18产生的复原力小，难以回到制动起作用之前的位置。结果，制动盘12、内制动衬块2以及外制动衬块3之间产生的间隙减小。当这些间隙较窄时，制动盘12与内制动衬块2、外制动衬块3会在接触的状态下发生拖拽，从而存在导致燃油效率变差这一问题。使用图4，对解决这一问题的手段进行说明。

图4A为本发明的第1实施例的盘式制动装置的活塞密封件、缸体的内周槽以及活塞的截面图。图4B为图4A中的A部放大图。

盘式制动装置具有：缸体6；活塞18，其收容在缸体6内；以及内制动衬块2和外制动衬块3，它们设置在活塞18的一端侧，与制动盘12相对。

在缸体6内壁(缸体内周51)的与活塞18的交界面设置有内周槽44。内周槽44内收容有缠绕在活塞18上而朝外制动衬块3的相反侧对活塞18施力的活塞密封件43。内周槽44具有内制动衬块侧的壁45、与内制动衬块相反的相反侧(缸体孔口底侧)的壁46以及底壁47。

底壁47形成为从内制动衬块侧的壁45向与内制动衬块相反的相反侧的壁46而与活塞18(缸体内周51)的距离逐渐增大。反言之，形成为从与内制动衬块相反的相反侧的壁46向内制动衬块侧的壁45而与活塞18(缸体内周51)的距离逐渐减小。

在与内制动衬块相反的相反侧(缸体孔口底侧)的壁46上具有扩展缸体内周槽44的曲面50。

曲面50具备靠近活塞密封件43的一侧的曲率起点48和隔着曲面50而与曲率起点48相反的相反侧的曲率终点49，形成为曲率终点49相较于缸体内周51而言位于外侧(外周侧)。

在电动制动正在工作时，活塞密封件43与活塞18的界面上产生的摩擦力使得活塞密封件43一边剪切变形一边以朝内制动衬块侧的壁45靠近的方式移动。由于底壁47形成为从与内制动衬块相反的相反侧的壁46向内制动衬块侧的壁45而与缸体内周51的距离逐渐减小，所以活塞密封件43越往壁45移动，活塞密封件43的径向上产生的压缩力便越是增大，摩擦力就越是增大，因此活塞密封件43容易跟随活塞18。

根据第1实施例，活塞密封件43变得容易跟随活塞18，所以电动制动解除后也能使从活塞密封件43对活塞18产生的复原力增加，活塞18容易回到制动起作用之前的位置。

此外，根据第1实施例，具备靠近活塞密封件43的一侧的曲率起点48和隔着曲面50而与曲率起点48相反的相反侧的曲率终点49，形成为曲率终点49相较于缸体内周51而言位于外周侧，所以电动制动解除后活塞密封件43朝相反侧的壁46复原时的变形量增加(活塞密封件43超过相反侧的壁46的位置)，所以活塞18更容易回到制动起作用之前的位置。

以上，根据第1实施例，能够提供一种控制活塞密封件的弹性变形而抑制活塞与活塞密封件界面上的滑动、减少了拖拽的盘式制动器。

实施例2

接着，使用图5，对本发明的第2实施例进行说明。图5A为本发明的第2实施例的盘式制动装置的活塞密封件、缸体的内周槽以及活塞的截面图。

图5B为图5A中的A部放大图。对与第1实施例相同的构成标注同一符号并省略其详细说明。

第2实施例除了第1实施例的构成以外还以如下方式构成。在像图5B所示那样以截面来观察活塞密封件43时，是以活塞18的外径与底壁47的平均直径的差分的一半比活塞密封件43的径向的自然长度小10％以上的方式来倾斜地形成底壁47。

若形成为活塞18的外径与底壁47的平均直径的差分的一半比活塞密封件43的径向的自然长度小10％以上，则能使活塞密封件43的径向上产生的压缩力以指数函数方式增大。因此，根据第2实施例，活塞18与活塞密封件43的摩擦力保持得较高，能使得活塞密封件43容易跟随活塞18。

实施例3

接着，使用图6，对本发明的第3实施例进行说明。图6A为本发明的第3实施例的盘式制动装置的活塞密封件、缸体的内周槽以及活塞的截面图。

图6B为图6A中的A部放大图。对与第1实施例及第2实施例相同的构成标注同一符号并省略其详细说明。

第3实施例除了第1实施例及第2实施例的构成以外还以底壁47与缸体内周51所成的角度达2度以上的方式形成。

根据第3实施例，由于以底壁47与缸体内周51所成的角度达2度以上的方式来形成，所以在电动制动工作时，活塞密封件43越往内制动衬块侧的壁45移动，便越能高效地增加压缩力，能使得活塞密封件43容易跟随活塞18。

实施例4

使用图7，对本发明的第4实施例进行说明。图7A为本发明的第4实施例的盘式制动装置的活塞密封件、缸体的内周槽以及活塞的截面图。图7B为图7A中的A部放大图。对与第1实施例至第3实施例相同的构成标注同一符号并省略其详细说明。

第4实施例除了第1实施例至第3实施例的构成以外还以由曲率终点49和活塞18的最外周形成的距离成为底壁47的最大半径与活塞18的最外周的半径的差的0.3倍以上的方式形成。

根据第4实施例，由于以由曲率终点49和活塞18的最外周形成的距离成为底壁47的最大半径与活塞18的最外周的半径的差的0.3倍以上的方式来形成，所以电动制动解除后活塞密封件43朝相反侧的壁46复原时的变形量增加，进而能使得活塞18容易更高效地回到制动起作用之前的位置。

实施例5

接着，使用图8，对本发明的第5实施例进行说明。图8A为本发明的第5实施例的盘式制动装置的活塞密封件、缸体的内周槽以及活塞的截面图。

图8B为图8A中的A部放大图。对与第1实施例至第4实施例相同的构成标注同一符号并省略其详细说明。

第5实施例除了第1实施例至第4实施例的构成以外还以曲面50的R达0.2mm以上的方式形成。

根据第5实施例，由于是以曲面50的R达0.2mm以上的方式来形成，所以能抑制活塞密封件43与曲面50接触时出现应力集中这一情况，能使得电动制动解除后活塞18容易更高效地回到制动起作用之前的位置。

实施例6

接着，使用图9，对本发明的第6实施例进行说明。图9A为本发明的第6实施例的盘式制动装置的活塞密封件、缸体的内周槽以及活塞的截面图。

图9B为图9A中的A部放大图。对与第1实施例至第5实施例相同的构成标注同一符号并省略其详细说明。

第6实施例除了第1实施例至第5实施例的构成以外还在内制动衬块侧的壁45与缸体内周51之间形成锥形的开口部52。开口部52以从内周槽44的壁45到缸体内周51而朝内制动衬块侧扩大的方式倾斜。

根据第6实施例，由于在内制动衬块侧的壁45与缸体内周51之间形成有锥形的开口部52，所以对内制动衬块侧追加了活塞密封件43的变形量，能使得在电动制动正在工作时活塞密封件43容易跟随活塞。

实施例7

接着，使用图10，对本发明的第7实施例进行说明。图10A为本发明的第7实施例的盘式制动装置的活塞密封件、缸体的内周槽以及活塞的截面图。图10B为图10A中的A部放大图。对与第1实施例至第5实施例相同的构成标注同一符号并省略其详细说明。

第7实施例除了第1实施例至第5实施例以外还在内制动衬块侧的壁45与缸体内周51之间形成扩展内周槽44的曲面53。曲面53以从内周槽44的壁45到缸体内周51而朝内制动衬块侧扩大的方式弯曲。

根据第7实施例，由于在内制动衬块侧的壁45与缸体内周51之间形成有扩展内周槽44的曲面53，所以对内制动衬块侧追加了活塞密封件43的变形量，因此能使得在电动制动正在工作时活塞密封件43容易跟随活塞。进而，根据第7实施例，能够抑制在活塞密封件43与曲面53接触时出现应力集中这一情况。

符号说明

1…盘式制动装置、2…内制动衬块、3…外制动衬块、4…卡钳爪部、5…制动盘通过部、6…缸体、7…卡钳爪部的内面、8…卡钳主体、9…孔口部、10…孔部、11…旋转直动转换机构、12…制动盘、18…活塞、19…孔口部、21…液压室、22…底部、23…圆筒部、24…凹部、25…平面部、26…突起部、27…活塞内周槽、28…突起部、31…板座、32…一端侧滚珠止推件、33…一端侧护圈止推件、34…螺帽辊、35…轴辊、36…笼形辊、37…板簧、38…弹簧、39…滚珠止推件、40…护圈止推件、41…平板止推件、42…滚柱、43…活塞密封件、44…内周槽、45…壁、46…壁、47…底壁、48…曲率起点、49…曲率终点、50…曲面、51…缸体内周、52…开口部、53…曲面、70…旋转轴线、75…主轴、76…螺纹部、77…多边形部。