CN102654165B - 具有中空部分的盘式制动器转子 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有中空部分的盘式制动器转子，盘式制动器转子装置包括用于安装到轮毂的环状内部构件、与环状内部构件同心并且具有相对制动表面的环状外部构件、从环状内部构件径向向外延伸到环状外部构件的第一中间构件、以及从环状内部构件径向向外延伸到环状外部构件的第二中间构件。第一中间构件至少局部地且轴向地与第二中间构件间隔开，从而在它们之间形成腔。

Description

具有中空部分的盘式制动器转子

技术领域

本发明涉及盘式制动器设备，并且更具体地涉及具有中空部分的盘式制动器转子。

背景技术

用于自行车和其他车辆的盘式制动器组件是公知的。典型的盘式制动器组件包括安装于盘支撑构件的制动盘，盘支撑构件继而安装于与车轮一起旋转的轮毂。在制动盘的边缘上安装有卡钳，其中卡钳支撑横跨制动盘的第一和第二制动衬块。在操作期间，第一和第二制动衬块摩擦地接触制动盘的相对侧以使制动盘停止旋转。

因为制动盘与第一和第二制动衬块之间的摩擦接触，所以在反复且强烈地施加制动之后，制动盘会变得极热。这种极热会导致制动盘扭曲，制动表面变光滑，并且在液压操作的盘式制动器的情况下会导致液压流体沸腾。为了防止这种不期望的效果，已经提出了通风制动盘组件。例如，US 6,079,611公开了一种通风制动盘，其中形成制动表面的一对环状板构件结合于波纹环状间隔构件。虽然波纹间隔构件通过所形成的径向朝向的开放通道提供良好的通风，但是所形成的结构是笨重的。结果，这种通风制动盘对于重量要求严格的应用来说，例如骑自行车，可能不如期望的那样，其中增加的旋转重量使骑自行车的效率降低。

发明内容

本发明涉及盘式制动器装置的各特征。在一个实施例中，盘式制动器转子装置包括用于安装到轮毂的环状内部构件、与环状内部构件同心并且具有相对制动表面的环状外部构件、从环状内部构件径向向外延伸到环状外部构件的第一中间构件、以及从环状内部构件径向向外延伸到环状外部构件的第二中间构件。第一中间构件至少局部地且轴向地与第二中间构件间隔开，从而在它们之间形成腔。其他发明特征从下面的描述将变得显而易见，并且这些特征单独地或与上述特征及其等同物组合地可以形成如在权利要求中所述的进一步发明的基础。

附图说明

图1为实施盘式制动器组件的实施例的自行车的前部的侧视图；

图2为沿着图1的线2-2剖开的盘式制动器转子的剖视立体图；

图3为表示第一和第二中间构件结合到环状内部构件的细节图；

图4为表示第一和第二中间构件结合到环状外部构件的细节图；

图5为示出盘式制动器转子的替代实施例的立体图；

图6为表示结合到外部环状构件相对侧的第一和第二中间构件的替代实施例的剖视图；

图7为表示与中间构件形成为一体的外部环状构件的替代实施例的剖视图；以及

图8为表示形成为两件的外部环状构件的替代实施例的剖视图，其中每件与中间构件形成为一体。

具体实施方式

图1是自行车10的具体实施例的侧视图。自行车10包括联接到前叉14以用于选择性地使车轮16停止旋转的盘式制动器组件12。盘式制动器组件12包括制动杆18、操作性地联接到制动杆18的盘式制动器卡钳20以及盘式制动器转子22。盘式制动器卡钳20固定地联接到自行车10的叉14，而盘式制动器转子22以公知方式固定地联接到车轮16的轮毂（未示出）。盘式制动器卡钳20利用第一和第二制动衬块（未示出）以公知方式对盘式制动器转子22施加夹持力，以使自行车轮16停止旋转。

如图1和图2所示，转子22包括用于安装到车轮轮毂的环状内部构件24、与环状内部构件24同心并且具有相对的第一和第二制动表面36和40的环状外部构件32、从环状内部构件24径向向外延伸到环状外部构件32的第一中间构件44、以及从环状内部构件24径向向外延伸到环状外部构件32的第二中间构件48。第一中间构件44至少局部地且轴向地与第二中间构件48间隔开以在它们之间形成腔52。

在该实施例中，环状内部构件24形成为一体，并且包括径向内部环状部24A和径向外部环状部24B。径向内部环状部24A的轴向宽度W1大于径向外部环状部24B的轴向宽度W2，以在降低重量的同时使与车轮轮毂的安装接触最大。径向外部环状部24B没有穿过其中的径向开口。

在该实施例中，环状外部构件32是形成为一体的实心构件，以便在制造公差条件下在第一和第二制动表面36和40之间沿轴向没有预定的空间。然而，根据期望，可以如图2所示穿过环状外部构件32形成通风开口28，以在制动期间帮助冷却环状外部构件32。

在该实施例中，第一中间构件44和第二中间构件48形成为在其侧面上没有开口的大体上环状的一体盘。如图3所示，第一中间构件44和第二中间构件48的内周边缘通过焊接或其他某种已知方法结合到环状内部构件24的径向外部环状部24B的相对轴向侧面，以便环状内部构件24的径向外部24B、第一中间构件44和第二中间构件48之间沿着环状内部构件24的径向外部24B的整个圆周的接合部没有开口。相似地，如图4所示，第一中间构件44和第二中间构件48的外周边缘通过焊接或其他某种已知方法结合到环状外部构件32的内周边缘，以便环状外部构件32的内周表面与第一中间构件44和第二中间构件48的外部之间沿着环状外部构件32的整个圆周的接合部没有开口。结果，从第一中间构件44到第二中间构件48测量的腔52的轴向宽度W3如图2所示从环状内部构件24到环状外部构件32逐渐减小。并且，因为环状内部构件24、第一中间构件44和第二中间构件48没有通向腔52的开口，所以腔52形成为密封的中空腔。

当盘式制动器转子22旋转并且环状外部构件32受到来自制动靴的摩擦力而使环状外部构件32被加热时，热量将转移到第一中间构件44和第二中间构件48的径向外部。结果，腔52的径向外部中的空气也将被加热。环状内部构件24附近的较冷且较浓的空气将由于离心力循环到腔52的径向外部，从而使得加热的空气循环到腔52的径向内部以用于进一步的冷却。因此，能够更高效地冷却环状外部构件32，而不会像现有技术冷却结构那样增加重量。

图5为示出在盘式制动器转子68中实施的替代实施例的立体图。如在第一实施例中那样，制动器转子68包括用于安装到车轮轮毂的环状内部构件24、与环状内部构件24同心并且具有相对的第一和第二制动表面36和40的环状外部构件32、以及从环状内部构件24径向向外延伸到环状外部构件32并且以与上面所述的方式相同的方式构造的环状盘形第一中间构件44。然而在该实施例中，臂构件64A-64D形式的第二中间构件结合到环状内部构件24的径向外部24B并且延伸到它们所结合的环状外部构件32的内周表面。

臂构件64A包括轴向侧壁64A’和周向侧壁64A’’。轴向侧壁64A’与第一中间构件44间隔开，并且周向侧壁64A’’互相间隔开。结果，轴向侧壁64A’、周向侧壁64A’’和第一中间构件44限定从环状内部构件24延伸到环状外部构件32的腔70。轴向侧壁64A’和周向侧壁64A’’在其中没有开口，所以腔70是密封腔。

当盘式制动器转子68旋转并且环状外部构件32受到来自制动靴的摩擦力而使环状外部构件32被加热时，热量将转移到第一中间构件44和臂构件64A的径向外部。结果，腔70的径向外部中的空气也将被加热。环状内部构件24附近的较冷且较浓的空气将由于离心力循环到腔70的径向外部，从而使得加热的空气循环到腔70的径向内部以用于进一步的冷却。因此，能够更高效地冷却环状外部构件32，而不会像现有技术冷却结构那样增加重量，尤其由于在环状内部构件24和环状外部构件32之间使用了臂构件。

臂构件64B包括轴向侧壁64B’和周向侧壁64B’’。与臂构件64A不同，轴向侧壁64B’的大部分径向内部与第一中间构件44沿轴向是连续的。轴向侧壁64B的径向外部与第一中间构件44间隔开，并且周向侧壁64B’’同样互相间隔开。结果，轴向侧壁64B’、周向侧壁64B’’和第一中间构件44限定仅局部地沿着臂构件64的径向外部延伸的腔74。轴向侧壁64B’和周向侧壁64B’’在其中没有开口，所以腔74是密封腔。

当盘式制动器转子68旋转并且环状外部构件32受到来自制动靴的摩擦力而使环状外部构件32被加热时，热量将转移到第一中间构件44和臂构件64B的径向外部。结果，腔74的径向外部中的空气也将被加热。环状内部构件24附近的较冷且较浓的空气将由于离心力循环到腔74的径向外部，从而使得加热的空气循环到腔74的径向内部以用于进一步的冷却。因此，能够更高效地冷却环状外部构件32，而不会像现有技术冷却结构那样增加重量，尤其由于在环状内部构件24和环状外部构件32之间使用了臂构件。然而，冷却效果可能没有由像臂构件64A那样构造的臂构件提供的效果高效。

臂构件64C包括轴向侧壁64C’和周向侧壁64C’’。轴向侧壁64C’与第一中间构件44间隔开，并且周向侧壁64C’’互相间隔开。结果，轴向侧壁64C’、周向侧壁64C’’和第一中间构件44限定从环状内部构件24延伸到环状外部构件32的腔78。与臂构件64A不同，轴向侧壁64A’包括通向腔78的开口82。因此，虽然腔78是基本上密封的，但是它不是完全密封的。

当盘式制动器转子68旋转并且环状外部构件32受到来自制动靴的摩擦力而使环状外部构件32被加热时，热量将转移到第一中间构件44和臂构件64C的径向外部。结果，腔78的径向外部中的空气也将被加热。环状内部构件24附近的较冷且较浓的空气将由于离心力循环到腔78的径向外部，从而使得加热的空气循环到腔78的径向内部以用于进一步的冷却。并且，开口82将允许加热的空气在腔78与外部环境之间的一些传递。因此，能够更高效地冷却环状外部构件32，而不会像现有技术冷却结构那样增加重量，尤其由于在环状内部构件24和环状外部构件32之间使用了臂构件。

臂构件64D包括轴向侧壁64D’和周向侧壁64D’’。轴向侧壁64D’与第一中间构件44间隔开，并且周向侧壁64D’’互相间隔开。结果，轴向侧壁64D’、周向侧壁64D’’和第一中间构件44限定从环状内部构件24延伸到环状外部构件32的腔86。与臂构件64A不同，一个或两个周向侧壁64D’’包括通向腔86的径向内部圆形开口90和通向腔86的径向外部矩形开口94。在该实施例中，仅一个周向侧壁64D’’如图所示包括通向腔86的圆形开口90和矩形开口94。因此，虽然腔86是基本上密封的，但是它不是完全密封的。

当盘式制动器转子68旋转并且环状外部构件32受到来自制动靴的摩擦力而使环状外部构件32被加热时，热量将转移到第一中间构件44和臂构件64D的径向外部。结果，腔86的径向外部中的空气也将被加热。环状内部构件24附近的较冷且较浓的空气将由于离心力循环到腔86的径向外部，从而使得加热的空气退出矩形开口94，这会由于盘式制动器转子68的旋转而增强，并且新鲜空气进入圆形开口90。因此，能够更高效地冷却环状外部构件32，而不会像现有技术冷却结构那样增加重量，尤其由于在环状内部构件24和环状外部构件32之间使用了臂构件。

虽然上面是发明特征的各个实施例的描述，但是在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以实施进一步的修改。例如，虽然腔52、70、74、78和86是中空的空气空间，但是也可以在如图2所示的腔内设置固体（例如完全固体或颗粒）、液体或气体冷却剂材料94。虽然在第一实施例中第一中间构件44和第二中间构件48结合到外部环状构件32的内周表面，但是第一中间构件44和第二中间构件48可以如图6所示结合到外部环状构件32的侧表面36和40。如图7所示，第一中间构件44A可以径向向外延伸以形成具有第一制动表面36A和第二制动表面40A的环状外部构件32A。结果，第一中间构件44和环状外部构件32A形成为一体。如图8所示，第一中间构件44B可以径向向外延伸以形成具有第一制动表面36B的环状外部构件44B’，并且第二中间构件48B可以径向向外延伸以形成具有第二制动表面40B的环状外部构件48B’。环状外部构件44B’和环状外部构件48B’形成组合的环状外部构件32B。

各部件的尺寸、形状、位置或朝向可以根据期望改变。术语“环状”不限于同心圆或者具有平行侧面的其他同心形状。表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。分离的部件可以被组合，反之亦然。一个元件的功能可以由两个元件执行，反之亦然。一个元件的功能可以由另一个元件执行，并且功能可以在这些元件之间互换。一个实施例的结构和功能可以在另一个实施例中采用。例如，图5中的臂64A-64D可以根据期望混合和匹配，包括所有臂具有相同的构造。不需要所有的优点同时出现在具体实施例中。对于与现有技术相比独特的每个特征，单独地或与其他特征组合，也应该被认为是申请人对进一步发明的单独描述，包括由这样的特征（或多个特征）体现的结构和/或功能概念。本文所用的程度术语例如“基本上”、“大约”和“近似”包括被修饰术语的合理偏离量，以便最终结果不被显著地改变。因此，本发明的范围不应该受到所公开的特定结构或对具体结构或特征的明显初始聚焦和强调的限制。

Claims (9)

1.一种盘式制动器转子装置，包括：

用于安装到轮毂的环状内部构件；

与所述环状内部构件同心并且具有相对制动表面的环状外部构件，并且在所述制动表面上形成有至少一个开口；

从所述环状内部构件径向向外延伸到所述环状外部构件的第一中间构件；以及

从所述环状内部构件径向向外延伸到所述环状外部构件的第二中间构件；

其中所述第一中间构件至少局部地且轴向地与所述第二中间构件间隔开，从而在它们之间形成腔，所述腔形成为密封的中空腔，

其中所述腔从所述第一中间构件到所述第二中间构件的轴向宽度从所述环状内部构件到所述环状外部构件逐渐减小，

在所述环状外部构件的所述制动表面之间沿轴向没有预定的空间，

所述盘式制动器转子装置构造成不安装轮胎。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一中间构件和所述第二中间构件在其侧面上没有开口。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述环状外部构件与所述第一中间构件形成为一体。

4.根据权利要求1所述的装置，还包括设置在所述腔中的冷却剂材料。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一中间构件或所述第二中间构件的至少一方形成为多个径向向外延伸臂。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一中间构件或所述第二中间构件的至少一方形成为大体上环状的盘。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述环状外部构件的圆周内部与所述第一中间构件和所述第二中间构件之间沿着所述环状外部构件的所述圆周内部的整个圆周的接合部没有开口。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述环状内部构件的圆周外部与所述第一中间构件和所述第二中间构件之间沿着所述环状内部构件的所述圆周外部的整个圆周的接合部没有开口。

9.根据权利要求8所述的装置，其中所述环状外部构件的圆周内部与所述第一中间构件和所述第二中间构件之间沿着所述环状外部构件的所述圆周内部的整个圆周的接合部没有开口。