專利名稱：液壓盤式制動器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種盤式制動器裝置，特別是涉及一種活塞縮進方式的液壓盤式制動器裝置，其通過夾住不能旋轉(zhuǎn)地安裝在車輪上的盤形轉(zhuǎn)動體而對車輪進行制動，所述車輪旋轉(zhuǎn)自如地安裝在車輛的車架上。
背景技術(shù)：
對自行車等車輛進行制動的盤式制動器裝置，是通過夾住不能旋轉(zhuǎn)地安裝在車輪上的盤式轉(zhuǎn)子來對車輛進行制動的。作為這種盤式制動器裝置，以往公知的有下述活塞縮進方式的盤式制動器裝置(參照特許文獻1)，其包括夾鉗，具有壓力缸部；活塞，進退自如地安裝在壓力缸部中；彈性部件，壓接在活塞上，密封活塞和壓力缸部之間的間隙。在活塞縮進方式中，利用活塞環(huán)的彈性復(fù)原力來解除液壓而將活塞向解除方向拉回活塞。在壓力缸部的內(nèi)周面上，形成有用于安裝活塞環(huán)的環(huán)狀密封槽。在活塞縮進式的盤式制動器裝置中，在密封槽的制動方向的側(cè)面上，形成有限制活塞環(huán)向制動方向的移動的移動限制部和容許移動的移動容許部。以往的盤式制動器裝置的移動容許部由錐面構(gòu)成，所述錐面倒角成從移動限制部開始越靠近內(nèi)徑側(cè)越向制動方向傾斜。
在這樣構(gòu)成的活塞縮進方式的盤式制動器中，在活塞向制動方向移動時，隨活塞一起向移動容許部彎曲的活塞環(huán)因向內(nèi)周側(cè)的制動方向移動而產(chǎn)生彈性變形，在液壓解除時，利用該彈性變形來使活塞向解除方向移動。
特許文獻1特開平10-325432號公報在前述以往的盤式制動器裝置中，移動容許部由朝制動方向前端變細的錐面構(gòu)成。如果用這樣的錐面構(gòu)成移動容許部，則在活塞環(huán)的與活塞接觸的內(nèi)周部向移動容許部側(cè)彎曲而產(chǎn)生彈性變形時，有時會有下述情況發(fā)生活塞環(huán)與移動容許部接觸的部分和與移動容許部相背離的部分的邊界、即成為彈性變形的支點的支點位置，從移動限制部和移動容許部的邊界部分開始逐漸向中心側(cè)移動。如果支點位置如這樣發(fā)生移動，則彈性系數(shù)(彈簧常數(shù))變高，相對于位移的負載變化變大。其結(jié)果，制動解除時活塞的移動量、即閘瓦間隙發(fā)生離散，從而制動時機發(fā)生變動，制動感變差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題在于，抑制制動解除時活塞移動量的離散來維持較好的制動感。
發(fā)明1的液壓盤式制動器裝置是通過夾住不能旋轉(zhuǎn)地安裝在車輪上的盤式轉(zhuǎn)子來對車輪進行制動的裝置，所述車輪旋轉(zhuǎn)自如地安裝在車輛的車架上，盤式制動器是備有夾鉗、活塞、活塞環(huán)的制動器裝置。夾鉗安裝在車架上，以夾住盤式轉(zhuǎn)子的方式配置，具有至少一個在內(nèi)周面上具有密封槽的壓力缸部?；钊?，進退自如地安裝在壓力缸部中，可以通過液壓向制動方向移動而夾持盤式轉(zhuǎn)子，并且存在至少一個?；钊h(huán)安裝在密封槽中并密封壓力缸部和活塞之間的間隙，通過其彈性復(fù)原力使活塞向制動解除方向移動，由彈性部件構(gòu)成。壓力缸部的密封槽在制動方向的側(cè)面上具有移動限制部和移動容許部，所述移動限制部在活塞向制動方向移動時限制活塞環(huán)的移動，所述移動容許部相對于移動限制部具有階梯地凹入地形成，容許活塞環(huán)的移動。
在該液壓盤式制動器裝置中，在通過液壓而推壓活塞時，活塞在壓力缸部內(nèi)向制動方向移動而夾持盤式制動體來進行制動。此時，活塞環(huán)的與活塞相對滑動的部分在摩擦的作用下被向制動方向拉伸，活塞環(huán)的面對移動容許部的部分與活塞一起向制動方向變形。在此，移動容許部相對于移動限制部具有階梯地凹入地形成，所以在活塞環(huán)產(chǎn)生變形時，與移動容許部接觸的部分和與移動容許部背離的部分的邊界、即成為彈性變形的支點的支點位置一直位于階梯和移動限制部的交點附近。因此，支點位置難以發(fā)生變化，活塞環(huán)的彈性系數(shù)也難以變化。其結(jié)果，位移的相對于負載的離散變小，可以抑制移動解除時的活塞移動量的離散而維持較好的制動感。
發(fā)明2的液壓盤式制動器裝置是在發(fā)明1所述的裝置中，移動限制部和移動容許部由平行配置的平面構(gòu)成。該情況下，容易對移動限制部和移動容許部進行機械加工，可以降低制造成本。
發(fā)明3的液壓盤式制動器裝置是在發(fā)明1或2所述的裝置中，移動限制部和移動容許部的邊界部分的階梯的兩端被倒成了圓角。該情況下，階梯的兩端被倒成了圓角，所以即使活塞環(huán)與階梯的作為支點位置的一端接觸，也不會損傷活塞環(huán)。
發(fā)明4的液壓盤式制動器裝置是在發(fā)明3所述的裝置中，階梯的在移動限制部一側(cè)的端部的倒圓角的半徑為0.1mm～0.5mm的范圍內(nèi)。該情況下，階梯兩端的半徑較小，所以可以作成較小的階梯。
發(fā)明5的液壓盤式制動器裝置是在發(fā)明1至發(fā)明4的任一項所述的裝置中，階梯由與活塞平行的直線形成。該情況下，階梯和活塞平行，所以容易形成階梯。
發(fā)明6的液壓盤式制動器裝置是在發(fā)明1至5中的任一項所述的裝置中，密封槽的內(nèi)周面是向制動方向擴徑的錐面。該情況下，在使用矩形截面的活塞環(huán)時，活塞環(huán)的和制動方向相反的一側(cè)的內(nèi)周面與制動方向側(cè)的內(nèi)周面相比，被更強地壓接到活塞的外周面上。因此，組裝時容易插入活塞，而在組裝后密封效果提高，而且活塞環(huán)的內(nèi)周部更容易與制動方向的移動相應(yīng)地向制動方向產(chǎn)生變形。
發(fā)明7的液壓盤式制動器裝置是在發(fā)明1至6中的任一項所述的裝置中，活塞環(huán)使用含有氫化丁腈橡膠(HNBR)的丁腈橡膠(NBR)制的彈性部件。這是選擇了彈性系數(shù)(彈簧常數(shù))較低的部件。
根據(jù)本發(fā)明，在活塞環(huán)的變形時容許移動的移動容許部形成為，相對于移動限制部具有階梯地凹入，所以，活塞環(huán)的與移動容許部接觸的部分和與移動容許部背離的部分之間的邊界、即成為彈性變形的支點的支點位置，一直處于階梯和移動限制部的交點附近。因此，支點位置難以變化，活塞環(huán)的彈性系數(shù)也難以變化。其結(jié)果，相對于荷重的位移的離散變小，可以抑制制動解除時活塞移動量的離散而維持較好的制動感。


圖1是采用了本發(fā)明的一實施方式的自行車的側(cè)視圖。
圖2是其盤式制動器裝置的局部剖視圖。
圖3是表示密封槽的構(gòu)造的放大剖視圖。
圖4A是表示活塞環(huán)相對于本實施方式的密封槽的變形狀態(tài)的剖視圖。
圖4B是表示活塞環(huán)相對于本實施方式的密封槽的變形狀態(tài)的剖視圖。
圖4C是表示活塞環(huán)相對于本實施方式的密封槽的變形狀態(tài)的剖視圖。
圖4D是表示活塞環(huán)相對于本實施方式的密封槽的變形狀態(tài)的剖視圖。
圖4E是表示活塞環(huán)相對于本實施方式的密封槽的變形狀態(tài)的剖視圖。
圖5是表示活塞環(huán)的相對于負載的位移的圖表。
圖6A是表示活塞環(huán)相對于以往例的密封槽的變形狀態(tài)的剖視圖。
圖6B是表示活塞環(huán)相對于以往例的密封槽的變形狀態(tài)的剖視圖。
圖6C是表示活塞環(huán)相對于以往例的密封槽的變形狀態(tài)的剖視圖。
圖6D是表示活塞環(huán)相對于以往例的密封槽的變形狀態(tài)的剖視圖。
圖6E是表示活塞環(huán)相對于以往例的密封槽的變形狀態(tài)的剖視圖。
具體實施例方式
在圖1中，采用了本發(fā)明的一實施方式的自行車是帶有前后懸架的山地車，備有車架1，具有帶有后懸架13r的車架體2以及帶有前懸架13f的前叉3；把手部4；驅(qū)動部5，包括前后的變速裝置8、9；前輪6，安裝在前叉3上；后輪7，安裝在車架體2的后部；本發(fā)明的一實施方式的前后的盤式制動器裝置12f、12r。
車架1的車架體2是通過熔接異形方管而作成的。在車架體2上，安裝有包括車座18、驅(qū)動部5等在內(nèi)的各部件。前叉3安裝在車架體2的前部，繞傾斜的軸擺動自如。
前后盤式制動器裝置12f、12r為大致同樣的構(gòu)成，所以在以后的說明中，僅對前盤式制動器裝置12f進行說明。
前盤式制動器12f是活塞縮進式的制動器，通過夾住不能旋轉(zhuǎn)地安裝在前輪6的輪轂6a上的盤式轉(zhuǎn)子20f來對前輪6進行制動，所述前輪6旋轉(zhuǎn)自如地安裝在前叉3的前端。即，盤式轉(zhuǎn)子20f不能旋轉(zhuǎn)地安裝在前輪6的輪轂6a上，所述前輪6旋轉(zhuǎn)自如地安裝在前叉3的前端。前盤式制動器裝置12f如圖2所示，具有安裝在前叉3的中間的夾鉗21、進退自如地安裝在夾鉗21中的1對活塞22a、22b、一對活塞環(huán)23a、23b。
夾鉗21是例如一分為二的構(gòu)成的部件，在分割部分即中間部上具有槽部21a，并且，還具有1對筒狀壓力缸部30a、30b，盤式轉(zhuǎn)子20f的外周部可以進入所述槽部21a中，所述1對筒狀壓力缸部30a、30b以在槽部21a上開口并夾著盤式轉(zhuǎn)子20f的方式配置。在該壓力缸部30a、30b中分別進退自如地插入有活塞22a、22b。在夾鉗21內(nèi)部，形成有與兩個壓力缸部30a、30b連通的油路(未圖示)，壓力油與制動操作對應(yīng)地、從安裝在把手部4上的制動器桿15的油箱經(jīng)由制動器配管16而供給到右側(cè)的壓力缸部30b中。左側(cè)的壓力缸部30a由夾鉗21本身封閉，右側(cè)的壓力缸部30b由擰入到夾鉗21上的蓋部件34封閉。在壓力缸部30a、30b的內(nèi)周面上，分別形成有用于安裝活塞環(huán)23a、23b的環(huán)狀密封槽31a、31b。
活塞22a、22b是在前端具有凸緣部32a、32b的帶凸緣的圓柱狀部件。在活塞22a、22b的凸緣部32a、32b上，安裝有與盤式制動器20f的兩面接觸的制動塊33a、33b。
活塞環(huán)23a、23b分別密封壓力缸部30a與活塞22a之間的間隙和壓力缸部30b與活塞22b之間的間隙，并且用于利用彈性復(fù)原力而使得活塞22a、22b向制動接觸位置側(cè)返回。活塞環(huán)23a、23b是截面為大致矩形的環(huán)狀部件，使用例如包含氫化丁腈橡膠(HNBR)的丁腈橡膠(NBR)制的彈性部件?；钊h(huán)23a、23b以壓接在活塞22a、22b的外周面上的方式安裝在密封槽31a、31b中。
密封槽31a、31b如圖3所示，在制動方向的側(cè)面上具有移動限制部35a、35b，在活塞22a、22b向制動方向(朝向盤式轉(zhuǎn)子20f的方向)移動時限制活塞23a、23b的移動；移動容許部37a、37b，相對于移動限制部35a、35b凹入地形成，容許活塞環(huán)23a、23b的移動。又，在圖3中，只圖示了密封槽31b，密封槽31a與密封槽31b為對稱的關(guān)系，所以省略其說明。密封槽31a、31b的內(nèi)周面31c形成為朝向制動方向擴徑的錐面。如果這樣地形成內(nèi)周面31c，則在使用矩形截面的活塞環(huán)23a、23b的情況下，活塞環(huán)23a、23b的和制動方向相反的一側(cè)的內(nèi)周面與制動方向側(cè)的內(nèi)周面相比，被更強地壓接到活塞22a、22b的外周面上。因此，活塞環(huán)的內(nèi)周部更容易與制動方向的移動相應(yīng)地向制動方向產(chǎn)生變形。
移動容許部37a、37b由與活塞22a、22b的移動方向正交的平面形成。移動容許部37a、37b由和移動限制部35a、35b平行的平面構(gòu)成，相對于移動限制部35a、35b具有階梯36a、36b地凹入地形成。移動限制部35a、35b和移動容許部37a、37b的邊界部分即階梯36a、36b形成為，具有與活塞22a、22b平行的直線的圓筒形狀，其兩端的角部被倒成了圓角。移動限制部35a、35b側(cè)的角部的倒圓角部分的半徑R1在0.1mm到0.5mm的范圍內(nèi)，移動容許部37a、37b側(cè)的角部的倒圓角部分的半徑R2也是0.1mm到0.5mm的范圍內(nèi)。這樣的情況下，階梯36a、36b的兩端的半徑R1、R2較小，所以可以形成較短的小階梯36a、36b。
又，后輪用的盤式制動器裝置12r也是同樣的構(gòu)成，盤式制動器裝置12r通過夾持不能旋轉(zhuǎn)地安裝在后輪上的盤式旋轉(zhuǎn)體20r來對后輪7進行制動。
在這樣構(gòu)成的盤式制動器裝置12f中，在對制動器桿15向把手部4側(cè)進行制動操作時，壓力油供給到壓力缸部30a、30b中，活塞22a、22b向制動方向移動，制動塊33a、33b夾住盤式轉(zhuǎn)子20f而對前輪6進行制動。此時，活塞環(huán)23a、23b的內(nèi)周面隨活塞22a、22b一起而向制動方向前進，活塞環(huán)23a、23b的內(nèi)周側(cè)向移動容許部37a、37b移動。此時的支點位置一直位于階梯36a、36b的角部附近而不怎么移動。然后，在解除液壓時，活塞22a、22b在活塞環(huán)23a、23b的彈性復(fù)原力作用下而后退，制動塊33a、33b從盤式轉(zhuǎn)子20f離開。
為了確認支點位置不怎么移動這一事實而進行了模擬實驗，將由模擬實驗所得的活塞密封件的彈性變形狀態(tài)示于圖4A～圖4E(本實施方式)以及圖6A～圖6E(以往例)中，并且將歸納了其結(jié)果的圖表示于圖5中。在該模擬實驗中，將1kgf～10kgf的負載作用在活塞上，將此時的活塞環(huán)變形狀態(tài)圖示在圖4A～圖4E中以及圖6A～圖6E中，并且將其結(jié)果的負載(活塞和活塞環(huán)之間的摩擦力)與位移(活塞的移動量)之間的關(guān)系在圖5中歸納成圖表。
圖4A-圖4E以及圖6A～圖6E中示出了活塞環(huán)的變形狀態(tài)，分別是在圖5所示的圖表中的標(biāo)記4A～4E以及標(biāo)記6A～6E所示的負載下的變形狀態(tài)。在圖5中，空白三角表示安裝在本實施方式的密封槽中的活塞環(huán)23b的負載與位移的關(guān)系，黑圓表示安裝在以往例的密封槽中的活塞環(huán)的負載與位移的關(guān)系。進而，在圖5中，F(xiàn)MAX表示在所有條件下，在活塞環(huán)和活塞之間所產(chǎn)生的最大摩擦力，F(xiàn)MIN表示在所有條件下，在活塞環(huán)和活塞之間所產(chǎn)生的最小摩擦力。因此，在FMAX和FMIN之間的位移較小的活塞環(huán)可以抑制活塞的移動量(退回量)、即閘瓦間隙的離散，從而可以提高制動感。
從圖4A～圖4E可以明確，在本實施例中，因為移動容許部37b具有階梯36b而凹入地形成，所以即使負載增加，活塞環(huán)23b產(chǎn)生彈性變形的位置即由圓圈包圍的支點位置40也不會在徑向上變化，而是一直位于階梯36b附近。這樣，可以將活塞環(huán)23b的彈簧常數(shù)抑制在較小的值。而且，在0.35mm附近，活塞環(huán)與移動容許部37b解除，所以，存在位移的拐點，位移的相對于負載(摩擦)的離散變小。其結(jié)果，摩擦力FMAX和摩擦力FMIN之間的位移RB1為0.05mm左右。
另一方面，如果如以往那樣用錐面構(gòu)成移動容許部137b，則如圖6A～圖6E所示，隨著負載的增大，由圓圈所示的活塞環(huán)123b的支點位置140向徑向內(nèi)側(cè)移動。其結(jié)果，如圖5所示，活塞環(huán)123b的彈簧常數(shù)變高，在0.5mm附近負載繼續(xù)上升，并且摩擦力FMAX和摩擦力FMIN之間的位移RB2為0.18mm左右。
從這些結(jié)果可知，本實施例的制動解除時的活塞移動量的離散可以比以往例減少60～70％。
其他實施方式(a)在前述實施方式中，用與移動限制部35a、35b平行的平面構(gòu)成移動容許部37a、37b，但是移動容許部37a、37b只要是相對于移動限制部35a、35b具有階梯36a、36b地凹入地形成即可，也可以不是平行的平面。例如，移動容許部可以是錐面，也可以是曲面。
(b)在前述實施方式中，階梯36a、36b形成為具有與活塞22a、22b平行的直線的圓筒狀，但是也可以將階梯36a、36b形成為錐狀。而且，也可以不對階梯36a、36b的兩端倒圓角。
權(quán)利要求
1.一種液壓盤式制動器裝置，通過夾住不能旋轉(zhuǎn)地安裝在車輪上的盤式轉(zhuǎn)子來對前述車輪進行制動，所述車輪旋轉(zhuǎn)自如地安裝在車輛的車架上，其特征在于，備有夾鉗，安裝在前述車架上，以夾住前述盤式轉(zhuǎn)子的方式配置，具有至少一個在內(nèi)周面上具有密封槽的壓力缸部；至少一個活塞，進退自如地安裝在前述壓力缸部中，可以通過液壓向制動方向移動而夾持前述盤式轉(zhuǎn)子；活塞環(huán)，由彈性部件構(gòu)成，安裝在前述密封槽中并密封前述壓力缸部和前述活塞之間的間隙，通過其彈性復(fù)原力使前述活塞向制動解除方向移動；前述密封槽在前述制動方向的側(cè)面上具有移動限制部和移動容許部，所述移動限制部在前述活塞向前述制動方向移動時限制前述活塞環(huán)的移動，所述移動容許部相對于前述移動限制部具有階梯地凹入地形成，容許前述活塞環(huán)的移動。
2.如權(quán)利要求1所述的液壓盤式制動器裝置，前述移動限制部和前述移動容許部由平行配置的平面構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的液壓盤式制動器裝置，前述移動限制部和前述移動容許部的邊界部分的階梯的兩端被倒成圓角。
4.如權(quán)利要求3所述的液壓盤式制動器裝置，階梯的在前述移動限制部一側(cè)的端部的前述倒圓角的半徑為0.1mm～0.5mm的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1至4中的任一項所述的液壓盤式制動器裝置，前述階梯由與前述活塞平行的直線形成。
6.如權(quán)利要求1至5中的任一項所述的液壓盤式制動器裝置，前述密封槽的內(nèi)周面是朝向前述制動方向擴徑的錐面。
7.如權(quán)利要求1至6中的任一項所述的液壓盤式制動器裝置，前述活塞環(huán)使用由含有氫化丁腈橡膠(HNBR)的丁腈橡膠(NBR)制成的前述彈性部件。
全文摘要
本發(fā)明的課題在于抑制制動解除時的活塞移動量的離散而維持較好的制動感。盤式制動器裝置是備有夾鉗(21)、活塞(22a、22b)、活塞環(huán)(23a、23b)的制動器裝置。夾鉗安裝在前叉上，以夾住盤式轉(zhuǎn)子的方式配置，具有在內(nèi)周面上具有密封槽(31a、31b)的壓力缸部。活塞進退自如地安裝在壓力缸部中，可以通過液壓向制動方向移動而夾持盤式轉(zhuǎn)子，存在至少一個。活塞環(huán)，安裝在密封槽中并密封壓力缸部和活塞之間的間隙，通過其彈性復(fù)原力使活塞向制動解除方向移動。壓力缸部的密封槽在制動方向的側(cè)面上具有移動限制部(35a、35b)和移動容許部(37a、37b)，所述移動限制部在活塞向制動方向移動時限制活塞環(huán)的移動，所述移動容許部相對于移動限制部具有階梯(36a、36b)地凹入地形成，容許活塞環(huán)的移動。
文檔編號F16D65/18GK1651793SQ20051000790
公開日2005年8月10日 申請日期2005年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月5日
發(fā)明者瀧澤慎一, 渡會悅義, 松井久 申請人:株式會社島野