CN101050800A - 具有钛衬板的自行车转子轮盘刹车垫 - Google Patents
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Abstract
一种自行车刹车垫包括由钛形成的衬板，以及通过扩散层结合在该衬板上的摩擦构件。该扩散层至少部分地通过将铜热喷涂在该衬板上而形成。一种构造该刹车垫的方法包括步骤：将铜热喷涂在由钛形成的衬板上以在该衬板上形成铜层，以及通过与该铜层形成扩散层将摩擦构件结合在该铜层上。
Description
技术领域
本发明涉及自行车，尤其涉及一种自行车转子轮盘刹车垫。
背景技术
转子轮盘刹车垫通常为了刹住车轮而夹住顺着车轮旋转的转子轮盘的刹车转子。传统转子轮盘刹车垫的示例是树脂垫。例如，这种刹车垫说明于日本未经审查的专利申请(Kokai)6-74267中。如该参考文件中所述，树脂垫可以包括衬板和通过粘合剂固定于衬板的摩擦构件。摩擦构件可以包括通过合成树脂粘合剂结合起来的、间或包含黄铜的几种粉状成份。其中的摩擦构件是由烧结材料形成的转子轮盘刹车垫的形成也是已知的。例如，通常用于由铁、铸铁或不锈钢制成的转子的烧结摩擦构件可以包括混合有锡、锌粉末、石墨、二硫化钼(MOS2)铜铁粉末的基底，以及诸如二氧化硅(SiO2)与/或三氧化二铝(Al2O3)的硬质材料。通常用于由钛或钛合金制成的转子的烧结摩擦构件公开于美国专利第5,922,452号中。该摩擦构件包括钛或钛合金粉末的基底，诸如铝、镍、钴、铁、锰、铜、钒或锆的抗磨损的粉末，固体润滑剂，以及诸如多铝红柱石的硬质材料纤维。这种刹车垫相对于由铜或铁基底形成的烧结垫改进了抗热性和抗磨损性。
摩擦构件经常通过铜涂层层压在由诸如不锈钢的金属制成的金属衬板上。然而，形成衬板的金属通常相对较重。使用诸如钛的较轻金属来用于衬板是优选的，但是，即使是使用了传统的铜涂层，摩擦构件仍趋于从衬板上剥落。
发明内容
本发明涉及一种自行车转子轮盘刹车垫的多种特征。在一个实施例中，一种自行车刹车垫包括由钛形成的衬板，以及通过扩散层结合在该衬板上的摩擦构件。该扩散层至少部分地通过将铜热喷涂在该衬板上进行形成。一种构造该刹车垫的方法包括步骤：将铜热喷涂在由钛形成的衬板上以在该衬板上形成铜层；以及，通过与该铜层形成扩散层将摩擦构件结合在该铜层上。另外的发明特征通过下面的说明将变得明显，且这些特征可以和上述的特征进行结合从而提供另外的好处。
附图说明
图1是具有转子轮盘刹车设备的具体实施例的自行车的侧面图；
图2是转子轮盘刹车设备的侧面图；
图3是刹车卡钳组件的分解示意图；
图4是刹车操作装置的具体实施例的平面图；
图5是用于转子轮盘刹车设备的液压电路的具体实施例的示意图；
图6是刹车垫的具体实施例的平面图；
图7是沿着图6中的VII-VII线的截面图；
图8A至图8C显示了刹车垫在制作期间的结构；以及
图9是构造刹车垫的方法的流程图。
具体实施方式
图1是具有整个转子轮盘刹车设备12的具体实施例的自行车10的侧面图。自行车10是具有支撑着手把15的车架14，前叉件与后叉件16(仅示出了前叉件)，前车轮与后车轮17(仅示出了前车轮)，以及包括链齿轮和链条(未示出)的驱动装置的传统自行车。由于这种传统自行车的结构在本领域内是已知的，在此省略了其结构的其它说明。
转子轮盘刹车设备12包括安装在前叉件16上的刹车卡钳件21，为便于其与前车轮17整体旋转而固定在前车轮17的轮毂17a上的刹车转子22，以及刹车操作机构23。刹车卡钳件21固定在接近刹车转子22的前叉件16上，且刹车卡钳件21响应刹车操作机构23的操作而对刹车转子22施加摩擦力从而停止刹车转子22和前车轮17的旋转。刹车转子22包括固定在轮毂17a上的中心设置的轮毂安装构件22a和用于接触刹车垫76的环形转子构件22b。
如图2和图3所示，刹车卡钳件21包括壳体50和活塞单元51。壳体50由诸如铝合金的导热材料构造成，且壳体50包括以传统方式用螺栓固定在一起以形成容纳其间的刹车转子22的槽的第一壳体构件52a和第二壳体构件52b。除了用于刹车操作机构23的液压管道86是连接于第二壳体构件52b以给壳体构件52a和52b两者供给刹车油之外，壳体构件52a和52b实质上具有相同的形状。第二壳体构件52b也具有向外延伸的法兰，该法兰形成将刹车卡钳件21用螺栓固定在前叉件16上的附件54。
如图3所示，活塞单元51包括四个活塞74和一对刹车垫76。活塞74滑动地配合在形成于壳体构件52a和52b内的圆形气缸57a和57b内，以便在刹车释放位置和刹车位置之间移动。刹车垫76与活塞74整体性地移动。因而，当活塞74从刹车释放位置移动到刹车位置时，刹车垫76也从刹车释放位置移动到刹车位置。当处于刹车位置时，刹车垫76压住刹车转子22并给刹车转子22施加摩擦力以因此减少或停止刹车转子22与前车轮17的旋转。当处于刹车释放位置时，刹车垫76从刹车转子22隔离开，因而允许刹车转子22与前车轮17自由旋转。
如图4和图5所示，刹车操作机构23固定在手把15上。刹车操作机构23包括刹车杠杆组件80、主81、活塞82和工作流体箱83。刹车杠杆组件80包括安装在手把15上的支架84和可枢轴转动地安装在支架84上的杠杆部件85。支架84与主缸81形成一体，且活塞82和工作流体箱83由支架84支撑。活塞82滑动地设置在主缸81内，而工作流体箱83与主缸81流体性地连通。活塞82一端连接于杠杆部件85以便活塞82响应杠杆部件85的拉紧和释放而在主缸81内往复运动。拉紧杠杆部件85促使加压油通过连接于刹车卡钳件21的液压管道86进行移动，加压油通过液压通道58a和58b行进并使活塞74移动，刹车垫76接触刹车转子22并对刹车转子22施加摩擦力，且前车轮17被刹住。
在该实施例中，刹车垫76是铜基垫。如图6和图7所示，摩擦构件78借助扩散层79安装(例如粘结)在钛衬板77上，扩散层79至少部分地在制造期间通过将铜热喷涂在衬板77上进行形成。衬板77可以包括厚度范围为约1.5毫米(mm)至约1.8mm的钛薄片。衬板77包括钩形棘爪77a和圆形支撑件77b，其均由第一壳体构件52a和第二壳体构件52b滑动地进行支撑。衬板77还具有以连续突起形式的凸起件77c，该连续突起向摩擦构件78突出并沿着衬板77的外围延伸。
在该实施例中，摩擦构件78包括诸如铜的金属粉末以及石墨等。摩擦构件78的表面接触转子轮盘转子22以刹住前车轮17。摩擦构件78的厚度范围可以是约2.0mm至约2.5mm。摩擦构件78包括以连续凹部形式的凹槽63，该连续凹部接合衬板77中的凸起件77c以增强摩擦构件78和衬板77之间的连结，从而进一步减少摩擦构件78从衬板77上剥离的可能性。
在该实施例中，摩擦构件78是表1中所示的组分的混合物。
| 成份 | 重量(Wt)％ | 体积(Vol.)％ |
| 铜 | 60.3 | 37.4 |
| 锌 | 7.0 | 5.4 |
| 锡 | 2.3 | 1.8 |
| 铬 | 7.5 | 5.8 |
| SiO2 | 5.0 | 10.4 |
| 石墨 | 12.7 | 32.1 |
| 二氟化钙(CaF2) | 3.5 | 6.0 |
表1
图8A至图8C显示了该刹车垫76在制作期间的结构，图9是构造刹车垫76的方法的具体实施例的流程图。在图8A和图9的步骤S1中，将铜热喷涂在衬板77上以形成厚度约为15微米(μm)的铜层79a。其后，如图8B和图9的步骤S2中所示，将衬板77(连同热喷涂形成的铜层79a)放置于模具100内，而诸如表1中所示那样的粉末固结的板片102，举例来说，是放置于模具100内的铜层79a上。最后，如图8C和图9的步骤S3中所示，通过施压构件104施加约2千克/平方厘米(kg/cm2)至约4kg/cm2(例如，3kg/cm2)的压力给粉末固结的板片102，而同时以约850℃至约1000℃(例如，900℃)的温度加热粉末固结的板片102。这促使对粉末固结的板片的烧结以形成摩擦构件78。同时，钛和铜扩散到铜层79a内并/或自铜层79a扩散出来以形成扩散层79，从而在衬板77和摩擦构件78之间形成固体结合。
尽管以上所述是发明特征的多种实施例的说明，仍然可以不偏离本发明的精神和范围地进行其它更改。例如，各种部件的尺寸、形状、位置或定位可以根据需要改变。显示为互相直接连接或接触的部件可以具有设置在它们之间的中间结构。一个元件的功能可以由两个元件执行，反之亦然。一个实施例的结构和功能可以在其它实施例中采用。不必将所有的优点同时呈现在具体的实施例中。独特于现有技术的每个特征，单独或与其它特征相结合地，还应该被认为是申请人的包括由这些特征所体现的结构与/或功能的概念的进一步发明的单独说明。因而，本发明的范围不应由所说明的具体结构或特定的结构或特征的表面上地最初的焦点所限定。
Claims (13)
1.一种自行车刹车垫，包括：
由钛形成的衬板；和
通过扩散层结合在所述衬板上的摩擦构件；
其中所述扩散层至少部分地通过将热铜喷涂在所述衬板上而形成。
2.根据权利要求1所述的刹车垫，其特征在于：所述摩擦构件包括烧结材料。
3.根据权利要求2所述的刹车垫，其特征在于：所述摩擦构件包括铜。
4.一种构造自行车刹车垫的方法，包括步骤：
将铜热喷涂在由钛形成的衬板上以在所述衬板上形成铜层；以及
通过与所述铜层形成扩散层将摩擦构件结合在所述铜层上。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：进一步包括烧结所述摩擦构件的步骤。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述结合步骤和所述烧结步骤是同时进行的。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述烧结步骤包括步骤：
在铜层上放置粉末状的金属；以及
施加压力给所述粉末状的金属。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述粉末状的金属包括铜。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述烧结步骤包括步骤：
在铜层上放置粉末状的金属；以及
加热所述粉末状的金属。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述粉末状的金属包括铜。
11.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述结合步骤和所述烧结步骤共同包括步骤：
在铜层上放置粉末状的金属；以及
同时对所述粉末状的金属施加压力并加热以形成所述扩散层。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：所述对粉末状的金属施加压力并加热的步骤包括对所述粉末状的金属施加电流的步骤。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：所述粉末状的金属包括铜。
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