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活塞以及使用该活塞的盘式制动

阅读:945发布:2020-05-12

专利汇可以提供活塞以及使用该活塞的盘式制动专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 的 活塞 具有:在轴线方向一端具有开口部(51)的筒状的壁部(52)、以及将壁部(52)的轴线方向另一端堵塞的底部(53),底部(53)具有:与壁部(52)相连地设置在壁部(52)的径向内侧的环状的第一区域(71)、以及设置在第一区域(71)的径向内侧并在轴线方向上形成为凹状的第二区域(72),第二区域(72)具有越到径向内侧轴线方向厚度越薄的厚度变化区域(103)。,下面是活塞以及使用该活塞的盘式制动专利的具体信息内容。

1.一种活塞,是盘式制动器用的活塞,所述活塞具有:
在轴线方向一端具有开口部的筒状的壁部;以及
将所述壁部的轴线方向另一端堵塞的底部,
所述活塞的特征在于,
所述底部具有:
与该壁部相连地设置在所述壁部的径向内侧的环状的第一区域;以及设置在所述第一区域的径向内侧并在轴线方向上形成为凹状的第二区域,所述第二区域具有越到径向内侧轴线方向厚度越薄的厚度变化区域。
2.如权利要求1所述的活塞,其特征在于,
所述第一区域具有不论径向位置如何轴线方向厚度都恒定的厚度恒定区域。
3.如权利要求1或2所述的活塞,其特征在于,
所述第二区域在径向内侧包括不论径向位置如何轴线方向厚度都恒定的第三区域。
4.如权利要求1或2所述的活塞,其特征在于,
所述第二区域包括在所述底部的中心轴线上设置顶点的圆锥面。
5.如权利要求1或2所述的活塞,其特征在于,
所述第二区域包括在所述底部的中心轴线上设置中心的球面。
6.如权利要求1~5中任一项所述的活塞,其特征在于,
所述活塞具有所述底部的外底面上的、向与轴线方向的开口部相反的一侧突出的多个突出部。
7.一种盘式制动器,其特征在于,包括权利要求1~6中任一项所述的活塞。

说明书全文

活塞以及使用该活塞的盘式制动

技术领域

[0001] 本发明涉及活塞以及使用该活塞的盘式制动器
[0002] 本申请基于2015年6月16日在日本提出的日本特愿2015-121130号要求优先权,在此引用其内容。

背景技术

[0003] 作为盘式制动器用活塞,有如下的凸形活塞,该活塞由外侧部件和内侧部件构成,上述外侧部件和内侧部件的底部的中央向外侧突出(例如参照专利文献1)。
[0004] 在先技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1:日本特开平10-122280号公报

发明内容

[0007] 发明要解决的课题
[0008] 上述活塞的底部成为针对来自外侧的负荷(制动液压)具有高强度的形状,但有可能导致重量增加。
[0009] 本发明提供一种抑制重量增加并且具有高强度的活塞以及使用该活塞的盘式制动器。
[0010] 用于解决课题的方案
[0011] 根据本发明的第一方案,活塞的底部具有:与该壁部相连地设置在壁部的径向内侧的环状的第一区域、以及设置在所述第一区域的径向内侧并在轴线方向上形成凹状的第二区域。所述第二区域具有越到径向内侧轴线方向厚度越薄的厚度变化区域。
[0012] 发明的效果
[0013] 根据上述活塞以及使用该活塞的盘式制动器,可以抑制重量增加并且谋求高强度化。附图说明
[0014] 图1是表示使用第一实施方式的活塞的盘式制动器的剖视图。
[0015] 图2是第一实施方式的活塞的剖视图。
[0016] 图3是第一实施方式的活塞的局部放大剖视图。
[0017] 图4A是第一实施方式的活塞的应分布图。
[0018] 图4B是其他活塞的应力分布图。
[0019] 图5是第二实施方式的活塞的剖视图。
[0020] 图6是第三实施方式的活塞的剖视图。
[0021] 图7是第四实施方式的活塞的剖视图。

具体实施方式

[0022] “第一实施方式”
[0023] 以下,参照图1~图4B说明第一实施方式。图1表示使用第一实施方式的活塞10的盘式制动器11。该盘式制动器11是汽车等车辆用的盘式制动器,具体而言是四轮汽车用的盘式制动器,具有支架12、一对制动13、以及制动钳14。盘式制动器11使与作为制动对象的省略图示的车轮一同旋转的制动盘15的旋转停止来对车辆进行制动。
[0024] 支架12配置成跨过制动盘15的外径侧并固定于车辆的非旋转部。一对制动块13以与制动盘15的两面相向配置的状态在制动盘15的轴线方向上能够滑动地支承于支架12。制动钳14以跨过制动盘15的外径侧的状态在制动盘15的轴线方向上能够滑动地支承于支架12。
[0025] 制动钳14通过将一对制动块13推压于制动盘15来使制动盘15的旋转停止。制动钳14具有:以跨过制动盘15的状态支承于支架12的制动钳本体20、以及保持在制动钳本体20内并与制动盘15的一面侧相向地配置的第一实施方式的活塞10。
[0026] 制动钳本体20具有缸25、桥接部26以及爪部27而一体地构成。
[0027] 缸25与制动盘15的轴线方向的内侧(车宽度方向内侧)的面相向配置。缸25形成为具有筒状的缸壁部31和缸底部32的有底筒状,所述缸壁部31在制动盘15侧开口,所述缸底部32将缸壁部31的与制动盘15相反的一侧堵塞。
[0028] 缸25的上述缸壁部31以及缸底部32的内侧成为收容孔33。收容孔33在制动盘15侧开口并沿着制动盘15的轴线方向。活塞10能够滑动地插入到收容孔33内。桥接部26为了跨过制动盘15而从缸25向制动盘15的轴线方向延伸而形成。爪部27从桥接部26的与缸25相反的一侧与缸25相向地伸出,并与制动盘15的外侧(车宽度方向外侧)的面相向配置。
[0029] 在缸底部32,在收容孔33的中心轴线上形成有与省略图示的制动器配管连接的配管连接孔35。制动钳14借助经由配管连接孔35被导入收容孔33内的制动液压使活塞10向制动盘15侧前进,利用活塞10推压内侧的制动块13使其与制动盘15接触。另外,制动钳14利用活塞10的推压反作用力相对于支架12在使缸25从制动盘15离开的方向上滑动,从而利用爪部27推压外侧的制动块13使其与制动盘15接触。这样一来,利用活塞10和爪部27夹持两侧的制动块13并将其推压于制动盘15而产生摩擦阻力,从而产生制动力。
[0030] 另外,在形成收容孔33的缸壁部31的内周面的轴线方向上的开口侧的中间位置,形成有向径向外侧凹陷的圆环状的密封槽37。在缸壁部31的内周面的相比密封槽37靠开口侧的位置,形成有向径向外侧凹陷的圆环状的保护罩(boots)槽38。在密封槽37中嵌合有将其与活塞10之间的间隙密封的圆环状的活塞密封圈39。在缸壁部31的开口侧嵌合有被夹设在该缸壁部31与活塞10之间的圆环状的保护罩40的一端。
[0031] 以下,说明第一实施方式的活塞10。如图2所示,活塞10形成为具有筒状的活塞壁部52(壁部)和活塞底部53(底部)的有底筒状,所述活塞壁部52在轴线方向一端具有开口部51,所述活塞底部53将活塞壁部52的轴线方向另一端堵塞。
[0032] 活塞壁部52具有壁本体部61和从壁本体部61的与活塞底部53相反的一端的整周向径向内侧伸出的内凸缘部62。内凸缘部62的径向内侧成为开口部51。在壁本体部61,在轴线方向的开口部51侧形成有相比该壁本体部61的圆筒面状的外周主表面63向径向内侧凹陷的保护罩槽64。在壁本体部61,相比该壁本体部61的圆筒面状的内周主表面65向径向内侧鼓出的鼓出部66以在轴线方向上的位置与保护罩槽64相匹配的方式形成。通过将壁本体部61的圆筒面状的外周主表面63向径向内侧推压使壁本体部61塑性变形而形成保护罩槽64,此时生成的余料成为鼓出部66。
[0033] 活塞底部53具有:与活塞壁部52相连地设置在活塞壁部52的径向内侧的圆环状的第一区域71、以及在第一区域71的径向内侧与第一区域71相连并向第一区域71的整个径向内侧扩展的圆形的第二区域72。
[0034] 活塞底部53的轴线方向的开口部51侧的内底面75由设置于第一区域71的内底面部76和设置于第二区域72的内底面部77形成。设置于第一区域71的内底面部76具有径向外侧的圆环状的面部81和径向内侧的圆环状的面部82。面部81从壁本体部61的圆筒状的内周主表面65的与开口部51相反的一侧的端缘部向远离开口部51的方向缩径并伸出。面部82从面部81的与开口部51相反的一侧的内周缘部向径向内侧伸出。面部82成为与活塞10的中心轴线正交的平面。
[0035] 设置于第二区域72的内底面部77具有径向外侧的圆环状的面部83和径向内侧的圆形的面部84。面部83是从内底面部76的面部82的径向内侧的内周缘部到径向内侧以越到径向内侧则在轴线方向上越远离开口部51的方式伸出的锥面,面部84与面部83的内周缘部相连地向面部83的整个径向内侧扩展。面部84成为与活塞10的中心轴线正交的平坦面。
[0036] 活塞底部53的与轴线方向的开口部51相反的一侧的外底面91由设置于第一区域71的外底面部92和设置于第二区域72的外底面部93形成。设置于第一区域71的外底面部92成为与活塞的中心轴线正交的平面,与活塞壁部52的轴线方向上的开口部51的相反侧的面
95配置在同一平面。
[0037] 设置于第二区域72的外底面部93具有径向外侧的面部98和径向内侧的面部99。面部98是从外底面部92的径向内侧的内周缘部到径向内侧以越到径向内侧则在轴线方向上越远离开口部51的方式伸出的锥面,面部99与面部98的内周缘部相连地向面部98的整个径向内侧扩展。面部99成为与活塞10的中心轴线正交的平坦面。
[0038] 设置于第一区域71的外底面部92使径向上的位置与设置于第一区域71的内底面部76的面部81重叠。外底面部92是与活塞10的中心轴线正交的平坦面,面部81具有越远离开口部51直径越小的形状。因此,外底面部92和面部81之间的部分的轴线方向厚度越到径向内侧越薄。外底面部92和面部81之间的部分成为设置于第一区域71且轴线方向厚度越到径向内侧越薄的第一厚度变化区域101。
[0039] 设置于第一区域71的外底面部92使径向上的位置也与设置于第一区域71的内底面部76的面部82重叠。外底面部92是与活塞10的中心轴线正交的平坦面,面部82也是与活塞10的中心轴线正交的平坦面。因此,外底面部92和面部82之间的部分的轴线方向厚度不论径向位置如何都恒定。外底面部92和面部82之间的部分成为设置于第一区域71且轴线方向厚度不论径向位置如何都恒定的第一厚度恒定区域102(厚度恒定区域)。
[0040] 设置于第二区域72的内底面部77的面部83使径向上的位置与设置于第二区域72的外底面部93的面部98重叠。面部83是越到径向内侧在轴线方向上越远离开口部51的锥面。面部98也是越到径向内侧在轴线方向上越远离开口部51的锥面。如图3所示,与活塞10的中心轴线正交的面即面部82和面部83的延长线形成的度θa,比与活塞10的中心轴线正交的面即面部99的延长线和面部98形成的角度θb大。换言之,面部83的斜率(用轴线方向距离除以径差而得到)比面部98的斜率小。因此,面部83和面部98之间的部分的轴线方向厚度越到径向内侧越薄。面部83和面部98之间的部分成为设置于第二区域72且轴线方向厚度越到径向内侧越薄的第二厚度变化区域103(厚度变化区域)。
[0041] 设置于第二区域72的内底面部77的面部84使径向上的位置与设置于第二区域72的外底面部93的面部99重叠。面部84是与活塞10的中心轴线正交的平坦面,面部99也是与活塞10的中心轴线正交的平坦面。因此,面部84和面部99之间的部分的轴线方向厚度不论径向位置如何都恒定。面部84和面部99之间的部分成为包含在第二区域72中而设置且轴线方向厚度不论径向位置如何都恒定的第二厚度恒定区域104(第三区域)。第二厚度恒定区域104是第二区域72的径向内侧的一部分。
[0042] 隔着轴线方向厚度越到径向内侧越薄的第二厚度变化区域103配置的第一厚度恒定区域102和第二厚度恒定区域104如图3所示,第二厚度恒定区域104在轴线方向上的厚度t2比第一厚度恒定区域102在轴线方向上的厚度t1薄。
[0043] 如图2所示,在第二区域72的内底面部77,径向外侧的面部83是越到径向内侧在轴线方向上越远离开口部51的锥面。径向内侧的面部84是与活塞10的中心轴线正交的平坦面。由此,第二区域72的朝向开口部51的内底面部77侧在轴线方向上呈凹状。
[0044] 在第二区域72的外底面部93,径向外侧的面部98是越到径向内侧在轴线方向上越远离开口部51的锥面。径向内侧的面部99是与活塞10的中心轴线正交的平坦面。由此,第二区域72的朝向与开口部51相反的方向的外底面部93侧形成为在轴线方向上以图3所示的突出量h突出的凸状。轴线方向厚度越到径向内侧越薄的第二厚度变化区域103可以抑制突出量h增大,并且可以增大面部83和与活塞10的中心轴线正交的面形成的角度θa。
[0045] 如图1所示,活塞10使活塞底部53处于前头地被插入到缸壁部31内的收容孔33。由此,活塞10的活塞底部53与缸底部32接近,开口部51配置在与缸底部32相反的一侧。此时,活塞10嵌合于在缸壁部31的密封槽37中配置的活塞密封圈39,被该活塞密封圈39和缸壁部31的内周面支承。另外,保护罩40的另一端嵌合在活塞10的保护罩槽64中。
[0046] 专利文献1中记载的盘式制动器用活塞由外侧部件和内侧部件构成,外侧部件和内侧部件的底部具有以越到中心侧越位于轴线方向外侧的方式平滑地弯曲而突出的凸形,底部具有针对来自外侧的负荷(制动液压)具有高强度的形状。但是,由于由外侧部件和内侧部件构成,因此,有可能导致重量增加。另外,由于由外侧部件和内侧部件构成,因此,成本增大,并且,制造变得复杂。
[0047] 相比之下,第一实施方式的活塞10的活塞底部53具有:与活塞壁部52相连地设置在活塞壁部52的径向内侧的环状的第一区域71、以及设置在第一区域71的径向内侧且轴线方向内侧形成为凹状并且轴线方向外侧形成为凸状的第二区域72。因此,活塞10具有针对来自外侧的负荷(制动液压)能够降低应力的高强度的形状。而且,第二区域72具有越到径向内侧轴线方向厚度越薄的第二厚度变化区域103,因此,中心侧变薄,可以抑制重量增加。此外,活塞10由一个部件形成,因此,可以抑制成本增加,制造也变得容易。
[0048] 另外,轴线方向厚度越到径向内侧越薄的第二厚度变化区域103可以抑制第二区域72的突出量h增大,并且,可以增大面部83和与活塞10的中心轴线正交的面形成的角度θa。因此,尤其能够降低活塞底部53的内底面75侧的应力。
[0049] 另外,第一区域71具有轴线方向厚度不论径向位置如何都恒定的第一厚度恒定区域102,第二区域72也具有轴线方向厚度不论径向位置如何都恒定的第二厚度恒定区域104。因此,可以进一步抑制活塞底部53的重量增加。
[0050] 另外,由于可以抑制活塞底部53的重量增加,因此,作为活塞10的整体,质量也减轻,固有振动频率增高,制动器振鸣抑制效果增强。
[0051] 另外,由于可以抑制活塞壁部52以及活塞底部53中的活塞底部53的重量增加,所以,可以使活塞10的重心位置与开口部51接近,可以使其与活塞密封圈39接近。因此,使活塞10的重心位置与活塞10的主体支承位置即活塞密封圈39接近,制动器振鸣抑制效果增强。
[0052] 在此,在从配管连接孔35将制动液导入到图1所示的缸25中的情况下,如图4A中箭头所示那样的制动液压施加于活塞10的活塞壁部52以及活塞底部53。图4A表示上述那样的制动液压施加的情况下的活塞10的应力分布的模拟结果。图4A中黑色表示的部分表示产生压缩应力的范围,图4A中白色表示的部分表示产生拉伸应力的范围。图4A所示的第一实施方式的活塞10与图4B所示的其他活塞相比,活塞底部53的尤其是第二区域72的应力分布并非是拉伸应力,压缩应力成为主体。因此,可知第一实施方式的活塞10成为针对制动液压具有高强度的形状。
[0053] 包括活塞10的盘式制动器11的可靠性借助活塞10的高强度化而提高,活塞10的低成本化与整体的低成本化相关联,活塞10的轻量化与整体的轻量化相关联。
[0054] “第二实施方式”
[0055] 主要参照图5以与第一实施方式的不同部分为中心对第二实施方式进行说明。另外,对与第一实施方式通用的部位,以相同的称呼、相同的附图标记表示。
[0056] 第二实施方式的活塞10A的活塞底部53A具有:与第一实施方式相同的第一区域71、以及向第一区域71的整个径向内侧扩展且形状与第一实施方式的第二区域72局部不同的第二区域72A。第二区域72A未设置有第一实施方式的第二厚度恒定区域104以及其两侧的面部84及面部99。而且,第二区域72A成为使第一实施方式的第二厚度变化区域103呈圆锥状地延伸至活塞10A的中心轴线的形状。即,第二区域72A整体成为越到径向内侧轴线方向厚度越薄的厚度变化区域。
[0057] 第二区域72A具有:使第一实施方式的面部83呈圆锥状地延伸至活塞10A的中心轴线这种形状的内底面部77A、以及使第一实施方式的面部98呈圆锥状地延伸至活塞10A的中心轴线这种形状的外底面部93A。换言之,内底面部77A与内底面部76的面部82的内周缘部相连地向面部82的整个径向内侧扩展。外底面部93A与外底面部92的内周缘部相连地向外底面部92的整个径向内侧扩展。因此,活塞底部53A具有:由内底面部76和内底面部77A形成的内底面75A、以及由外底面部92和外底面部93A形成的外底面91A。第二区域72A包括在活塞底部53A的中心轴线上设置顶点的圆锥面即内底面部77A以及外底面部93A。
[0058] 在这样的第二实施方式中也起到与第一实施方式相同的效果。
[0059] “第三实施方式”
[0060] 以下,主要参照图6以与第一实施方式的不同部分为中心对第三实施方式进行说明。另外,对与第一实施方式通用的部位,以相同的称呼、相同的附图标记表示。
[0061] 第三实施方式的活塞10B的活塞底部53B具有:与第一实施方式相同的第一区域71、以及向第一区域71的整个径向内侧扩展且形状与第一实施方式的第二区域72不同的第二区域72B。第二区域72B具有:与内底面部76的面部82的内周缘部相连地向面部82的整个径向内侧扩展的内底面部77B、以及与外底面部92的内周缘部相连地向外底面部92的整个径向内侧扩展的外底面部93B。
[0062] 内底面部77B以及外底面部93B都是在活塞10B以及活塞底部53B的中心轴线上设置中心的球面,内底面部77B的球径比外底面部93B的球径小。由此,内底面部77B和外底面部93B之间的第二区域72B整体成为越到径向内侧轴线方向厚度越薄的厚度变化区域。因此,活塞底部53B具有:由内底面部76和内底面部77B构成的内底面75B、以及由外底面部92和外底面部93B构成的外底面91B。
[0063] 在这样的第三实施方式中也起到与第一实施方式相同的效果。
[0064] “第四实施方式”
[0065] 以下,主要参照图7以与第一实施方式的不同部分为中心对第四实施方式进行说明。另外,对与第一实施方式通用的部位,以相同的称呼、相同的附图标记表示。
[0066] 第四实施方式的活塞10C在其活塞壁部52和活塞底部53的边界位置,在活塞10C的周向上隔开间隔地形成有多个突出部111,所述突出部111相比活塞底部53的外底面部92向轴线方向的与开口部51相反的一侧突出。突出部111呈球面状突出,并具有尖细的形状。突出部111自外底面部92突出的突出高度比从外底面部92到面部99的高度高。由此,活塞10C在被配置在图1所示的制动钳14的缸25内时,对面部99将配管连接孔35堵塞这种情形进行限制。其结果是,在通过抽真空而将制动液填充到制动钳14和活塞10C之间时,可以防止活塞10C阻碍来自配管连接孔35的制动液的流动,可以实现制动液的稳定供给。也可以将如上所述的突出部111设置于第一至第三实施方式的活塞。另外,配管连接孔35的位置并不限于图1的位置,也可以处于从活塞的中心偏移的位置。并且,突出部111的位置只要是能够对活塞底部53将配管连接孔35堵塞这种情形进行限制的位置即可,可以设定在外底面91的任意位置,其形状也可以任意设定。
[0067] 作为基于以上所述的实施方式的活塞,例如可考虑以下所述的方案的活塞。在活塞的第一方案中,是盘式制动器用的活塞,所述活塞具有:在轴线方向一端具有开口部的筒状的壁部;以及将所述壁部的轴线方向另一端堵塞的底部,所述活塞的特征在于,所述底部具有:与该壁部相连地设置在所述壁部的径向内侧的环状的第一区域;以及设置在所述第一区域的径向内侧并在轴线方向上形成为凹状的第二区域,所述第二区域具有越到径向内侧轴线方向厚度越薄的厚度变化区域。由此,由于具有在轴线方向上形成为凹状的第二区域,因此,成为针对来自外侧的负荷具有高强度的形状。而且,由于第二区域具有越到径向内侧轴线方向厚度越薄的厚度变化区域,因此,可以抑制重量增加。
[0068] 另外,在第二方案中,在第一方案的基础上,所述第一区域具有不论径向位置如何轴线方向厚度都恒定的厚度恒定区域。根据上述第二方案,可以抑制活塞的重量增加。
[0069] 另外,在第三方案中,在所述第一方案或第二方案的基础上,所述第二区域在径向内侧包括不论径向位置如何轴线方向厚度都恒定的第三区域。
[0070] 另外,在第四方案中,在所述第一方案或第二方案的基础上,所述第二区域包括在所述底部的中心轴线上设置顶点的圆锥面。
[0071] 另外,在第五方案中,在所述第一方案或第二方案的基础上,所述第二区域包括在所述底部的中心轴线上设置中心的球面。
[0072] 另外,在第六方案中,在所述第一方案至第五方案中的任一方案的基础上,所述活塞具有所述底部的外底面上的、向与轴线方向的开口部相反的一侧突出的多个突出部。
[0073] 另外,作为第七方案,可考虑包括所述第一方案至第五方案中的任一方案的活塞的盘式制动器。根据上述第七方案,可靠性借助活塞的高强度化而提高,活塞的重量增加抑制与整体的重量增加抑制相关联。
[0074] 另外,上述活塞并不限于图1的盘式制动器,不言而喻也可以应用于固定制动钳型(相向活塞型)、双活塞式的浮动制动钳型等。
[0076] 根据上述活塞以及使用该活塞的盘式制动器,可以抑制重量增加并且谋求高强度化。
[0077] 附图标记说明
[0078] 10、10A、10B、10C 活塞
[0079] 11 盘式制动器
[0080] 51 开口部
[0081] 52 活塞壁部(壁部)
[0082] 53、53A、53B 活塞底部(底部)
[0083] 71 第一区域
[0084] 72 第二区域
[0085] 72A、72B 第二区域(厚度变化区域)
[0086] 102 第一厚度恒定区域(厚度恒定区域)
[0087] 103 第二厚度变化区域(厚度变化区域)
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