CN112124486B - 自行车盘式制动器制动盘 - Google Patents

Abstract

本文描述了示例自行车盘式制动器制动盘。本文所描述的示例盘式制动器制动盘包括芯，其具有制动表面芯部和联接到制动表面芯部的单件式制动轨道。制动轨道由不锈钢构造。制动轨道包括在制动表面芯部的第一侧的第一轨道、在制动表面芯部的第二侧的第二轨道以及在第一和第二轨道之间在制动表面芯部的外围边缘上延伸的连接部分。

Description

自行车盘式制动器制动盘

技术领域

本公开总体上涉及自行车部件，更具体地，涉及自行车盘式制动器制动盘。

背景技术

自行车以及其它两轮车常常包括盘式制动器。盘式制动器包括制动盘和制动钳。制动盘通常被安装到自行车车轮上的轮毂。当制动钳被致动时，制动钳使一个或更多个制动垫块移动以与制动盘接合，这使制动盘慢下来，因此降低自行车的速度。

发明内容

本文所公开的用于自行车的示例制动盘包括芯，其具有制动表面芯部和联接到制动表面芯部的单件式制动轨道。制动轨道由不锈钢构造。制动轨道包括在制动表面芯部的第一侧的第一轨道、在制动表面芯部的第二侧的第二轨道以及在第一和第二轨道之间在制动表面芯部的外围边缘上延伸的连接部分。

本文所公开的用于自行车的另一示例制动盘包括单件式芯，其具有轮毂安装部分、制动表面芯部以及介于轮毂安装部分和制动表面芯部之间的中间部分。轮毂安装部分要被安装到自行车车轮的轮毂。示例制动盘还包括制动轨道，其具有在制动表面芯部的第一侧的第一轨道以及在制动表面芯部的第二侧的第二轨道。芯的中间部分比制动轨道宽。

本文所公开的用于自行车的另一示例制动盘包括芯，该芯具有制动表面芯部和制动轨道，该制动轨道具有在制动表面芯部的第一侧的第一轨道以及在制动表面芯部的第二侧的第二轨道。第一和第二轨道要与制动垫块接合。制动轨道具有形成在第一轨道的外表面中的第一凹陷。第一凹陷不延伸穿过第一轨道。

本文所公开的用于自行车的另一示例制动盘包括具有制动表面芯部的芯。制动表面芯部具有第一侧以及与第一侧相反的第二侧。制动表面芯部具有形成在第一侧中的第一凹陷。制动盘还包括联接到制动表面芯部的制动轨道。制动轨道包括在制动表面芯部的第一侧的第一轨道。第一轨道沿着第一凹陷的轮廓设置，使得第二凹陷形成在第一轨道的外表面中。

本文所公开的用于自行车的另一示例制动盘包括具有制动表面芯部的芯。制动表面芯部具有第一侧以及与第一侧相反的第二侧。制动表面芯部具有形成在第一侧中的第一凹陷和形成在第二侧中的第二凹陷。第一凹陷在径向方向上相对于第二凹陷偏移。制动盘还包括联接到制动表面芯部的制动轨道。制动轨道包括在制动表面芯部的第一侧的第一轨道以及在制动表面芯部的第二侧的第二轨道。

附图说明

图1是可采用根据本公开的教导构造的示例制动盘的示例自行车的侧视图。

图2是图1的自行车上可实现的示例制动盘的第一侧的侧视图。

图3是图2的示例制动盘的第二侧的透视图。

图4是图2的示例制动盘的端视图。图4中还示出示例制动钳。

图5是沿图2的线A-A截取的图2的示例制动盘的横截面图。

图6是图5中的标注的放大图。

图7示出具有替代制动轨道凹陷图案的另一示例制动盘。

图8是具有替代制动轨道凹陷图案的另一示例制动盘的第一侧的侧视图。

图9是图8的示例制动盘的第二侧的透视图。

图10是沿图8的线B-B截取的图8的示例制动盘的横截面图。

图11是图10中的标注的放大图。

图12是可结合图2、图7或图8的任何示例制动盘实现的示例制动轨道和具有开口的示例制动表面芯部的横截面图。

附图未按比例。相反，在附图中层或区域的厚度可能被放大。通常，贯穿附图和所附的书面描述将使用相同的标号来表示相同或相似的部分。如本专利中所使用的，提及任何部分(例如，层、膜、区域、区或板)以任何方式在(例如，定位在、位于、设置在、或形成在等)另一部分上是指所引用的部分与另一部分接触，或者所引用的部分在另一部分上方，一个或更多个中间部分位于二者间。连接引用(例如，附接、联接、连接和联结)应广义地解释，并且除非另外指示，否则可包括元件集合之间的中间构件以及元件之间的相对移动。因此，连接引用未必暗示两个元件直接连接并成彼此固定的关系。提及任何部分与另一部分“接触”意指两个部分之间不存在中间部分。尽管附图以清晰的线和边界示出层和区域，但是这些线和/或边界中的一些或全部可能是理想化的。事实上，边界和/或线可能不可观测、融合和/或不规则。

本文中当标识可单独地提及的多个元件或部件时使用描述符“第一”、“第二”、“第三”等。除非另外指明或基于其使用上下文来理解，否则这些描述符并非旨在赋予优先级或者时间排序的任何含义，而是仅作为用于单独地提及多个元件或部件的标签，以易于理解所公开的示例。在一些示例中，可在具体实施方式中使用描述符“第一”来提及元件，而在权利要求中可利用诸如“第二”或“第三”的不同描述符提及相同的元件。在这样的情况下，应该理解，这些描述符仅用于易于引用多个元件或部件。

具体实施方式

现代自行车上的制动器已演进到利用来自汽车制动系统的技术，例如盘式制动器。与过去使用的传统轮辋和拉线制动器相比，盘式制动器具有更大的制动力和减速控制。自行车上的前和/或后制动器可被实现为盘式制动器。

盘式制动器包括制动盘和制动钳。制动盘通常联接到自行车车轮上的轮毂并随之旋转。制动钳被安装到自行车的靠近制动盘的固定部分。当制动钳被致动时，制动钳使一个或更多个制动垫块移动以与制动盘的外表面接合。制动垫块与制动盘之间的摩擦使得制动盘慢下来，从而降低车轮的速度，因此降低自行车的速度。通常，制动盘由比制动垫块更硬的材料构造，使得任何磨损均偏向制动垫块。已知制动盘由不锈钢构造。尽管通常有效，但是不锈钢制动盘相对沉重并且增加了自行车的重量。此外，与其它金属相比，不锈钢具有相对低的热导率。因此，不锈钢制动盘在使用期间和之后往往会保持相对热，这会降低制动盘的制动能力。

本文公开了解决上述问题的用于自行车的示例制动盘。本文所公开的示例制动盘包括由导热材料(例如，铝)构造的芯以及由不同于芯材料的耐磨材料(例如，不锈钢)构造的制动轨道。制动轨道在芯的外周区域处或附近联接到芯。制动轨道形成制动盘的要由制动垫块接合的区段。通过使用铝芯，例如，制动盘比完全由不锈钢构造的已知制动盘更轻。因此，与已知不锈钢制动盘相比，示例制动盘给自行车增加的重量较少。此外，铝比不锈钢更导热。因此，铝芯充当从不锈钢制动轨道抽取热并将热消散到周围空气的散热器。通过将热从制动轨道抽离，制动器保持较低的温度，因此，对于制动而言更有效。铝芯与不锈钢制动轨道的组合提供优异的制动能力，同时还降低重量和热。

在一些示例中，芯由诸如铝的单块材料构造。芯包括轮毂安装部分、中间部分和制动表面芯部。制动轨道联接到制动表面芯部。中间部分在轮毂安装部分和制动表面芯部之间延伸。在一些示例中，芯的中间部分比制动轨道更宽(在轴向维度上)。因此，当从端部看制动盘时，芯的中间部分在一个或两个方向上比制动轨道延伸更远。这使得更多空气能够接触中间部分的表面并沿着中间部分的表面流动，以帮助散热。在一些示例中，中间部分包括多个空气动力学特征(例如，开口)，其允许气流通过制动盘的芯。开口增加芯的表面积并提供更好的散热。

在本文所公开的一些示例中，制动轨道是设置在制动表面芯部上的单件式制动轨道。制动轨道在制动表面芯部的外围边缘上延伸。例如，制动轨道具有在制动表面芯部的第一侧的第一轨道、在制动表面芯部的与第一侧相反的第二侧的第二轨道以及在第一和第二轨道之间在外围边缘上延伸的连接部分。因此，在一些这样的示例中，制动轨道具有u形或c形横截面。

在一些示例中，经由诸如火焰喷涂工艺或电弧喷涂工艺的热喷涂工艺形成制动轨道。例如，涂覆材料(例如，不锈钢)可被熔融并喷涂在制动表面芯部的外表面处。涂覆材料覆盖制动表面芯部的侧面和外围边缘。涂覆材料在制动表面芯部上硬化并形成制动轨道。

在一些示例中，(例如，经由蚀刻、经由机加工、经由形成在制动表面芯部中的凹陷的结果等)在第一和第二轨道的外表面中形成一个或更多个凹陷。当制动垫块与第一和第二轨道接触时，凹陷帮助从制动垫块清除或去除灰尘和碎屑，从而改进制动性能。在一些示例中，凹陷并不完全延伸穿过第一和第二轨道。相反，凹陷仅部分地延伸到第一和第二轨道中。另外，在一些示例中，制动盘不具有延伸穿过制动轨道或制动表面芯部的任何开口。结果，制动轨道完全覆盖芯的制动表面芯部，并且没有制动表面芯部暴露。

在一些示例中，第一和第二轨道的外表面中的凹陷通过形成在制动表面芯部中的对应凹陷来形成。例如，一个或更多个凹陷可形成在制动表面芯部的第一和第二侧。在将制动轨道材料施加到制动表面芯部时，沿着凹陷的轮廓设置制动轨道材料，这在第一和第二轨道的外表面中形成对应凹陷。在一些示例中，这导致制动轨道的厚度的变化较小，从而改进了强度和耐磨性。在一些示例中，制动表面芯部中的凹陷在径向方向上彼此偏移。另外地或另选地，凹陷可在切向和/或周向方向上偏移。这导致制动表面芯部的厚度的变化较小，从而允许制动表面芯部上的热传递和应力分布更一致。

现在转向附图，图1示出可实现本文所公开的示例制动系统和设备的人力车的一个示例。在此示例中，车辆是一种可能类型的自行车100，例如山地自行车。在所示的示例中，自行车100包括框架102以及旋转地联接到框架102的前轮104和后轮106。在所示的示例中，前轮104经由前叉108联接到框架102的前端。在一些示例中，前叉108包括一个或更多个悬架部件(例如，减震器)以吸收冲击或振动。前轮104经由前轮毂110旋转地联接到前叉108。后轮106联接到框架102以支撑框架102的后端。后轮106经由后轮毂112旋转地联接到框架102。在一些示例中，一个或更多个悬架部件可联接在后轮106和框架102之间以吸收冲击或振动。自行车100的前和/或向前骑行方向或取向由图1中的箭头A的方向指示。因此，自行车100的向前移动方向由箭头A的方向指示。自行车100被示出为在骑行表面114上骑行。骑行表面114可以是任何骑行表面，例如地面(例如，土路、人行道、街道等)、地面上的人造结构(例如，木制坡道)和/或任何其它表面。

在所示的示例中，自行车100包括座椅116，其经由座杆118联接到框架102(例如，框架102相对于向前方向A的后端附近)。自行车100还包括车把120，其联接到框架102和前叉108(例如，框架102相对于向前方向A的前端附近)以用于将自行车100转向。在所示的示例中，自行车100具有传动系统122，其包括曲柄组件124。曲柄组件124在操作时经由链条126联接到链轮组件128。链轮组件128被安装到后轮毂112。曲柄组件124包括至少一个(通常两个)曲柄臂130和踏板132，以及至少一个前链轮或齿盘134。示例自行车100可包括后齿轮变速装置(例如，变速器)和/或前齿轮变速装置以通过不同的链轮来移动链条126。

图1的示例自行车100包括根据本公开的教导构造的示例制动系统136。示例制动系统136可用于降低自行车100的速度。示例制动系统136包括用于减慢前轮104的旋转的前制动器138以及用于减慢后轮106的旋转的后制动器140。在此示例中，前制动器138和后制动器140被实现为液压盘式制动器。前制动器138包括前制动盘142(有时称为刹车盘)和前制动钳144。前制动盘142联接到前轮毂110上的前轮104并随之旋转。前制动钳144联接到与前制动盘142相邻的前叉108。当前制动钳144被致动时，前制动钳144使一个或更多个制动垫块移动以与前制动盘142接合，以使前制动盘142慢下来，因此减慢前轮104的旋转。在所示的示例中，制动系统136包括用于致动前制动钳144的前制动致动器146(例如，杆)。前制动致动器146联接到车把120。前制动致动器146经由第一流体管线148流体联接到前制动钳144。在此示例中，通过使前制动致动器146朝着车把120上的把手移动来对前制动致动器146进行致动。该致动使得制动液被推向前制动钳144，以在前制动盘142上提供制动压力。相反，通过释放或者使前制动致动器146远离把手移动来解除对前制动致动器146的致动，这解除或减小了对前制动钳144的制动压力。

类似地，后制动器140包括后制动盘150和后制动钳152。后制动盘150经由后轮毂112联接到后轮106并随之旋转。当后制动钳152被致动时，后制动钳152使一个或更多个制动垫块移动以与后制动盘150接合以使后制动盘150慢下来，因此减慢后轮106的旋转。类似于前制动致动器146，制动系统136包括联接到车把120并用于致动后制动钳152的后制动致动器(未示出)。后制动杆经由第二流体管线154流体联接到后制动钳152。后制动致动器和后制动钳152类似于前制动致动器146和前制动钳144操作。

尽管在此示例中，前制动器138和后制动器140被液压致动，但在其它示例中，前制动器138和/或后制动器140可被线缆致动。例如，前制动致动器146可经由线缆联接到前制动钳144。当前制动致动器146朝着车把120移动时，线缆被拉动以致动前制动钳144。在所示中，前制动盘142和后制动盘150设置在前轮104和后轮106的左侧(当面向方向A时)。在其它示例中，前制动盘142和/或后制动盘150可分别设置在前轮104和后轮106的右侧。

尽管图1中描绘的示例自行车100是一种山地自行车，但是本文所公开的示例制动盘可实现于其它类型的自行车上。例如，所公开的制动盘可用在公路自行车以及具有机械(例如，线缆、液压、气动等)和非机械(例如，有线、无线)驱动系统的自行车上。所公开的制动盘也可实现于其它类型的两轮、三轮和四轮人力车上。此外，示例制动盘可用在诸如机动车(例如，摩托车、汽车、卡车等)的其它类型的车辆上。本文所公开的示例制动盘可在任何公路或小路条件(例如，热、冷、潮湿、泥泞、下雪等)下使用。

图2和图3示出根据本公开的教导构造的示例制动盘200。图1的前制动盘142和/或后制动盘150可被实现为示例制动盘200。图2是示出制动盘200的第一侧202的侧视图，图3是示出制动盘200的与第一侧202相反的第二侧300的透视图。如图2和图3所示，示例制动盘200包括芯204和制动轨道206。芯204要被安装在轮毂上，例如图1的自行车100的前轮毂110或后轮毂112。制动轨道206联接到芯204的外周区段(称为制动表面芯部)。制动轨道206形成制动盘200的要与一个或更多个制动垫块接合的部分。如本文中更详细公开的，制动轨道206可由粗糙的耐磨材料构造。

如图2所示，芯204具有三个部分，包括轮毂安装部分208、中间部分210和制动表面芯部(在图2和图3中被制动轨道206覆盖，但结合图6详细示出)。轮毂安装部分208要被安装在自行车车轮的轮毂(例如，图1的前轮毂110或后轮毂112)上。轮毂安装部分208包括接纳轮毂的中心开口212以及接纳用于将制动盘200联接到轮毂的紧固件(例如，螺栓、螺钉等)的多个紧固件开口214(图2中引用了其中之一)。轮毂安装部分208可包括任何数量的紧固件开口214以与轮毂上的对应紧固件布置匹配。

芯204的中间部分210在轮毂安装部分208与制动表面芯部(示出于图6中)之间延伸。在所示的示例中，中间部分210包括从轮毂安装部分208向外延伸的多个臂216(图2中引用了其中之一)。臂216也可被称为支撑构件。中间部分210还包括区段218，其具有在制动盘200的第一侧202和第二侧300之间延伸的多个开口220(图2中引用了其中之一)。臂216在轮毂安装部分208与具有开口220的区段218之间延伸。在所示的示例中，臂216成角度或弯曲(相对于径向方向)以允许热膨胀，以避免制动表面翘曲。在一些示例中，开口220充当空气动力学特征，其改进制动盘200周围以及通过制动盘200的气流。此外，开口220允许气流通过芯204以帮助冷却。在所示的示例中，开口220不沿着与制动盘200的平面垂直的轴线延伸。相反，开口220成角度或倾斜。在一些示例中，与具有垂直于制动盘200的平面的开口相比，这种成角度或倾斜设计有助于使更多空气通过开口220。另外，这种成角度或倾斜设计增加芯204的中间部分210的表面积，这进一步改进散热。

芯204可由导热材料构造，例如铝、铝合金、金属基质铝及合金、铜和/或铜合金、和/或铍和/或铍合金。在其它示例中，芯204可由另一导热材料构造。在一些示例中，芯由非铁材料、碳基材料或陶瓷材料构造。芯可由减小重量和/或允许更高热导率的任何材料构造。在一些示例中，芯204是由单块材料构造的单件式芯。换言之，芯204可以是从轮毂安装部分208到制动表面芯部的材料的连续结构(在图6中更详细地公开)。例如，芯204可由单块铝冲压或机加工而成。因此，在一些示例中，制动盘200不包括或需要任何机械紧固件(例如，螺栓、螺钉等)。因此，制动盘200比利用紧固件将多个部分或层连接以形成芯区段的其它已知制动盘更轻。然而，在其它示例中，芯204的部分可以是(例如，经由紧固件)联接在一起的单独的部分或部件。例如，中间部分210和/或制动表面芯部可被构造成可(例如，经由紧固件)联接到轮毂安装部分208的单独部件。

在所示的示例中，制动盘200具有直径D1。直径D1可以是任何可取的直径。在一些示例中，制动盘200可按多种标准尺寸制造，例如120mm、140mm、160mm、180mm、200mm、220mm和250mm。在其它示例中，制动盘200可被制造成任何期望的直径。

如本文所公开的，制动轨道206形成制动盘200的要与制动垫块接合的区段。如图2和图3所示，制动轨道206在芯204外围边缘上延伸。制动轨道206具有第一轨道222(图2)、第二轨道302(图3)以及在第一轨道222和第二轨道302之间在芯204的外围边缘上延伸的连接部分224。第一轨道222和第二轨道302也可被称为轨道部分、区段、板、壁、腿或层。第一轨道222、第二轨道302和连接部分224形成u形或c形横截面，如结合图6更详细示出的。第一轨道222的外表面形成第一制动表面226，并且第二轨道302的外表面形成第二制动表面304。第一制动表面226和第二制动表面304要与制动垫块接合。

在此示例中，制动轨道206是单一零件或结构。制动轨道206由高耐磨材料(例如，耐磨性高于芯204的材料)构造。在一些示例中，制动轨道206由不锈钢构造。在其它示例中，制动轨道206可由其它材料构造，例如钢合金、铁合金、陶瓷、金属基质铝及合金、铁或超合金。在一些示例中，制动轨道206经由热喷涂工艺(例如，火焰喷涂工艺、电弧喷涂工艺)形成，这是利用由燃料气体与氧气的燃烧产生的热使喷射到芯204上的喷涂材料(例如，不锈钢)融化以生成材料涂层的工艺。涂覆材料可为粉末或线形式，其然后被加热至熔融或半熔融状态并朝着芯204加速(喷涂)。涂覆材料在芯204上冷却并硬化以形成制动轨道206。在其它示例中，制动轨道206可经由另一制造工艺形成。例如，制动轨道206可形成为联接到芯204并被焊接在一起的两个半部。

在一些示例中，制动轨道206包括表面特征以在制动垫块与制动盘200接合时帮助从制动垫块去除碎屑并改进制动垫块与制动盘200之间的接触。例如，如图2所示，制动轨道206具有形成在第一轨道222的第一制动表面226(外表面)中的第一组凹陷228(例如，沟槽)(图2中引用了其中之一)。第一组凹陷228是在周向方向上延伸的细长凹陷。在所示的示例中，第一组凹陷228包括较宽凹陷228a(位于中心附近)与成对的较窄凹陷228b(位于内侧和外侧附近)的重复图案。类似地，如图3所示，第二组凹陷306形成在第二轨道302的第二制动表面304(外表面)中。第二组凹陷306还包括较宽凹陷与成对的较窄凹陷的重复图案。在其它示例中，可使用凹陷的其它图案。在一些示例中，凹陷228、306可不完全是周向的。例如，在一些情况下，凹陷228、306可在周向和径向方向二者上延伸。例如，凹陷228、306可通过机加工或材料去除、激光蚀刻、材料汽化、冲压或锻造来形成。如本文中更详细示出的，第一组凹陷228不完全延伸穿过第一轨道222，并且第二组凹陷306不完全延伸穿过第二轨道302。因此，芯204在制动轨道206内的部分不暴露。尽管在所示的示例中，第一轨道222和第二轨道302各自具有18个凹陷，但在其它示例中，第一轨道222和第二轨道302可具有更多或更少的凹陷。在其它示例中，第一制动表面226和第二制动表面304可不具有任何凹陷。相反，第一制动表面226和第二制动表面304可完全平坦或平滑。

图4是制动盘200的端视图。图4中还示出示例制动钳400。例如，制动钳400可对应于图1的前制动钳144或后制动钳152。制动钳400具有第一制动垫块402和第二制动垫块404。例如，第一制动垫块402和第二制动垫块404可由有机和/或金属烧结材料构造。当制动钳400被致动(例如，液压或经由线缆)时，第一制动垫块402和第二制动垫块404移动以分别与制动轨道206的第一轨道222和第二轨道302的第一制动表面226和第二制动表面304接合。第一制动垫块402和第二制动垫块404与第一制动表面226和第二制动表面304之间的摩擦接合使制动盘200慢下来，从而使自行车100慢下来。第一制动垫块402和第二制动垫块404与第一制动表面226和第二制动表面304之间的摩擦接合还生成热，其经由芯204消散，如本文中更详细公开的。当骑手释放制动致动器时，第一制动垫块402和第二制动垫块404远离制动盘200移动并且停止摩擦相互作用。

图5是沿着图2的线A-A截取的制动盘200的横截面图。如图5所示(也可从图4理解)，芯204的厚度或宽度(即，轴向尺寸)为W1，制动轨道206的厚度或宽度为W2，小于W1。这使得芯204能够具有增加的轴向刚度和强度以抵抗高温翘曲和破裂。在一些示例中，芯204的宽度为1.7mm到2.0mm，并且制动轨道206的厚度为每侧0.05mm到0.25mm。在其它示例中，芯204和/或制动轨道206可具有不同的宽度和/或厚度。在所示的示例中，中间部分210形成芯204的最宽部分。芯204的中间部分210比制动轨道206宽。因此，中间部分210的更大面积暴露于迎面而来的气流，这有助于散热并降低制动盘200的温度。在所示的示例中，芯204的中间部分在两侧比制动轨道206更向外延伸。在其它示例中，中间部分210的一侧可与制动轨道206的一侧基本上齐平或平齐，而中间部分210的另一侧从制动轨道206的另一侧向外延伸。

图6是图5中的标注500的放大图。如图6所示，芯204具有从中间部分210径向向外延伸的制动表面芯部600。制动轨道206联接到并围绕制动表面芯部600。制动表面芯部600具有第一侧602、第二侧604以及在第一侧602和第二侧604之间的外围边缘606。外围边缘606形成芯204的外围边缘。

如图6所示，制动轨道206的第一轨道222接触并覆盖制动表面芯部600的第一侧602。第二轨道302接触并覆盖制动表面芯部600的第二侧604。连接部分224在第一轨道222和第二轨道302之间在外围边缘606上延伸(并与之接触)。第一轨道222、第二轨道302和连接部分224形成u形或c形横截面。

如本文所公开的，在一些示例中，制动轨道206使用热喷涂工艺(例如，火焰喷涂工艺、电弧喷涂工艺)来形成。例如，涂覆材料(例如，不锈钢)棒或粉末可被熔融或烧结并被喷涂在制动表面芯部600处，以在第一侧602和第二侧604以及外围边缘606上形成涂层。熔融或烧结的涂覆材料结合到第一侧602和第二侧604以及外围边缘606。涂覆材料干燥并硬化以形成制动轨道206。制动轨道206永久地联接到芯204。因此，不需要其它紧固手段(例如，螺栓、粘合剂等)以将制动轨道206联接到芯204。在其它示例中，可首先单独地形成制动轨道206，然后联接到芯204(例如，经由粘合剂、经由焊接、经由扩散结合、经由一个或更多个紧固件等)。

如上面公开的，制动轨道206与芯204直接接触，这改进了热传递。芯204由更轻的导热材料(例如，铝)构造，而制动轨道206可由耐磨材料(例如，不锈钢)构造。芯204充当将热抽离制动轨道206并将热消散到周围空气中的散热器，从而降低制动轨道206的峰值操作温度。具体地，通过制动垫块与制动轨道206之间的摩擦接合生成的热从制动轨道206传递到制动表面芯部600。热从制动表面芯部600径向向内传递到芯204的中间部分210。中间部分210暴露于空气，其将热(经由对流)消散到周围空气中以冷却制动盘200。另外，通过开口220的气流有助于进一步将热传递远离制动盘200。即使在制动器被释放之后，芯204仍继续消散来自制动轨道206的热。因此，芯204降低制动轨道206的温度，因此，改进制动轨道206的制动能力。示例制动盘200降低了制动表面温度以便于垫块-制动盘摩擦系数更一致，制动钳温度更低以便于流体压力更一致(当与液压系统一起使用时)，减少了部件/密封件损坏(例如，可受热影响的制动钳内的密封件)，并且抵抗制动液蒸气消退(液压流体沸腾)。

在所示的示例中，制动轨道206的连接部分224在第一轨道222和第二轨道302之间至少部分地倒圆或弯曲，这减小或消除了制动盘200上的尖锐边缘。在一些示例中，连接部分224倒圆或弯曲，半径是制动轨道206的厚度的一半。在其它示例中，半径可更大或更小。在所示的示例中，制动盘200的外围边缘606也倒圆或弯曲。在一些示例中，外围边缘606倒圆或弯曲，半径是制动表面芯部600的厚度的一半。在其它示例中，半径可更大或更小。例如，外围边缘可以制动轨道厚度的10％至300％范围内的半径形成。外围边缘的半径可恒定或绕边缘可变。在其它示例中，连接部分224和/或外围边缘606可不倒圆或弯曲。

在所示的示例中，芯204的第一侧608具有形成在中间部分210与制动表面芯部600之间的第一横档(ledge)610。第一轨道222向下延伸并与第一横档610接触。在此示例中，第一轨道222的厚度或宽度与第一横档610的深度相同。结果，第一轨道222的第一制动表面226与中间部分210的和第一横档610相邻的外表面对准(例如，齐平)。类似地，第二横档612形成在中间部分210与制动表面芯部600之间芯204的与第一侧608相反的第二侧614。第二轨道302向下延伸并与第二横档612接触。第二制动表面304与中间部分210的和第二横档612相邻的外表面对准(例如，齐平)。在其它示例中，第一横档610和第二横档612的深度和/或第一轨道222和第二轨道302的厚度可改变，使得第一轨道222和第二轨道302从中间部分210上的相邻表面升高或相对于中间部分210上的相邻表面凹入。

如图6所示，第一组凹陷228不延伸穿过第一轨道222，并且第二组凹陷306不延伸穿过第二轨道302。相反，凹陷228、306仅部分地(例如，25％、50％、75％等)延伸到相应第一轨道222和第二轨道302中。结果，制动表面芯部600不可见或通过制动轨道206暴露。在此示例中，制动表面芯部600和制动轨道206不具有延伸穿过的任何开口或孔。制动表面芯部600被制动轨道206完全覆盖，并且没有制动表面芯部600暴露。然而，在其它示例中，可穿过第一轨道222、第二轨道302和/或制动表面芯部600形成一个或更多个开口或孔。

作为示例制造工艺，可首先构造芯204。例如，可从诸如铝的单块材料冲压芯202。可在那块铝中机加工中心开口212、紧固件开口214、臂216、开口220以及任何其它边缘或表面。在其它示例中，可经由其它冲压、机加工、锻造或铸造技术构造包括中心开口212、紧固件开口214、臂216和/或开口220的芯204。可经由热喷涂工艺在制动表面芯部600上形成制动轨道206。在一些示例中，在芯204上形成制动轨道206之后，对制动轨道206进行机加工、成形或研磨(例如，将连接部分224倒圆)。然后，可在相应第一轨道222和第二轨道302的第一制动表面226和第二制动表面304中机加工、蚀刻、冲压、锻造或铸造第一组凹陷228和第二组凹陷306。在其它示例中，可作为制动表面芯部600中的凹陷的结果形成凹陷228、306，如结合图8至图11更详细公开的。

图7是可实现于自行车100(图1)上的另一示例制动盘700的侧视图。示例制动盘700包括芯204，其与上面结合图2至图6的制动盘200公开的芯204相同。制动盘700包括具有替代制动轨道凹陷图案的制动轨道702。类似于上面公开的制动轨道206，制动轨道702具有在制动表面芯部600(图6)的第一侧602(图6)的第一轨道704、在制动表面芯部600的相反侧的第二轨道(图7中不可见)以及在第一轨道704和第二轨道之间在外围边缘606(图6)上延伸的连接部分706。制动轨道702与上面公开的制动轨道206基本上相同。因此，上面结合制动轨道206公开的任何示例方面可同样应用于制动轨道702。

在此示例中，制动轨道702具有形成在第一轨道704的外表面中的第一组凹陷708(例如，沟槽)(图7中引用了其中之一)。凹陷708有助于在制动垫块与制动轨道702接合时从制动垫块(例如，第一制动垫块402(图4))清除灰尘和碎屑。在此示例中，各个凹陷708横跨由第一轨道704的外表面与制动垫块之间的接触区域限定的制动表面延伸。在此示例中，各个凹陷708从第一横档606延伸到连接部分706(例如，延伸到制动盘700的外径向边缘)。相反侧的第二轨道可包括凹陷的类似图案。这种类型的凹陷可被称为完全扫掠凹陷，因为凹陷708完全扫掠制动表面(即，制动轨道702的与制动垫块接合的外表面)。完全扫掠凹陷图案由制动表面上绘制的与制动盘中心轴线同心的任何尺寸的圆限定，其与制动表面上的至少一个位置中的凹陷相交。这种类型的凹陷可能是有益的，因为随着制动垫块沿着制动表面滑动，制动垫块将来自制动垫块和/或制动表面的灰尘和碎屑推到凹陷708中。在一些示例中，一个或更多个凹陷708延伸超过制动表面(例如，延伸到制动盘700的外径向边缘)，使得凹陷708中的灰尘和/或碎屑可从制动盘700排出，从而改进制动性能。在其它示例中，凹陷708可不延伸超过制动表面。在这样的示例中，灰尘或碎屑可保留在凹陷708中，直至被清洗或去除。在一些示例中，两个或更多个凹陷可扫掠制动表面。例如，第一凹陷可从制动表面的内径延伸到制动表面的中间区段，第二凹陷可从中间区段延伸到制动表面的外径。在这样的示例中，至少一个凹陷与第一轨道704的制动表面上绘制的任何尺寸的同心圆相交。在一些示例中，如图7所示，制动盘700(被制动轨道702的连接部分706覆盖)的外围边缘606(图6)具有可变外径轮廓。在此示例中，凹陷708在外径最大的位置处延伸到制动盘700的外径向边缘。在其它示例中，凹陷708可不一直延伸到外径向边缘。在一些这样的示例中，外径的变化可在周向方向上与凹陷708交叠，使得制动盘700的外围边缘也可扫掠制动垫块的一部分以去除灰尘或碎屑。因此，在一些示例中，制动表面上绘制的任何尺寸的同心圆与制动盘700的至少一个凹陷或外径向边缘(例如，连接部分706)相交。例如，凹陷708可通过机加工或材料去除、激光蚀刻、材料汽化、冲压或锻造来形成。类似于上面公开的凹陷228、306，凹陷708不完全延伸穿过第一轨道704。相反，凹陷708仅部分地(例如，25％、50％、75％等)延伸到第一轨道704中。结果，制动表面芯部600(图6)不可见或通过制动轨道702暴露。制动盘700不包括穿过制动轨道702的任何开口或孔。制动表面芯部600被制动轨道702完全覆盖。

图8和图9示出可实现于自行车100(图1)上的另一示例制动盘800。图8是示出制动盘800的第一侧802的侧视图，图9是示出制动盘800的与第一侧802相反的第二侧900的透视图。示例制动盘800包括芯204，其与上面结合图2至图6的制动盘200和图7的制动盘700公开的芯204基本上相同。然而，此示例中的芯204在制动表面芯部600中包括凹陷(结合图11更详细地公开)。制动盘800包括具有替代制动轨道凹陷图案的制动轨道804。类似于上面公开的制动轨道206和制动轨道702，制动轨道804具有在制动表面芯部600(图6)的第一侧602(图6)的第一轨道806、在制动表面芯部600的第二侧604(图6)的第二轨道902以及在第一轨道806和第二轨道902之间在外围边缘606(图6)上延伸的连接部分807。制动轨道804与上面公开的制动轨道206、702基本上相同。因此，上面结合制动轨道206、702关于材料、构造技术、相对尺寸等公开的任何示例方面可同样应用于制动轨道804。

在此示例中，制动轨道804具有形成在第一轨道806的外表面810(例如，制动表面)中的第一组凹陷808(例如，沟槽)(图8中引用了其中之一)以及形成在第二轨道902的外表面906(例如，制动表面)中的第二组凹陷904(中图9引用了其中之一)。凹陷808、904有助于在制动垫块与第一轨道806和第二轨道902接合时分别从制动垫块(例如，第一制动垫块402和第二制动垫块404(图4))清除灰尘和碎屑。在所示的示例中，凹陷808、904大致在周向方向和径向方向上延伸。在此示例中，第一轨道806上的凹陷808相对于第二轨道902上的凹陷904偏移。具体地，凹陷808和凹陷904在制动盘800的相反侧不对准。例如，图8中示出第二轨道902上的凹陷904A之一相对于第一轨道806上的凹陷808A之一的位置。如所示，第二轨道902上的凹陷904A在径向方向上相对于第一轨道806上的凹陷808A偏移。另外地或另选地，凹陷808、904可在切向和/或周向方向上偏移。例如，凹陷808、904可通过机加工或材料去除、激光蚀刻、材料汽化、冲压或锻造来形成。类似于上面公开的凹陷228、306，凹陷808、904不分别完全延伸穿过第一轨道806和第二轨道902。结果，制动表面芯部600(图6)不可见或通过制动轨道804暴露。在此示例中，制动盘800不包括穿过制动轨道804的任何开口或孔。制动表面芯部600被制动轨道804完全覆盖。

在上面公开的一些示例中，凹陷形成在制动轨道的外表面中，但是未形成在制动表面芯部中。在其它示例中，凹陷可通过形成在制动表面芯部600中的对应凹陷来形成。

图10是沿着图8的线B-B截取的制动盘800的横截面图。芯204和制动轨道804可具有与上面结合图5中的制动盘200的芯204和制动轨道206所公开相似的相对尺寸。

图11是图10中的标注1000的放大图。如图11所示，第一轨道806在制动表面芯部600的第一侧602，第二轨道902在制动表面芯部600的第二侧604。具体地，制动轨道804的第一轨道806接触并覆盖制动表面芯部600的第一侧602，制动轨道804的第二轨道902接触并覆盖制动表面芯部600的第二侧604。制动轨道804可由本文所公开的任何示例材料和/或经由任何示例方法构造。

在所示的示例中，制动表面芯部600具有形成在制动表面芯部600的第一侧602中的第一凹陷1100。第一凹陷1100不完全延伸穿过制动表面芯部600。第一轨道806沿着第一凹陷1100的轮廓设置，使得凹陷808A形成在第一轨道806的外表面810中。类似地，制动表面芯部600具有形成在制动表面芯部600的第二侧604中的第二凹陷1102。第二凹陷1102不完全延伸穿过制动表面芯部600。第二轨道902沿着第二凹陷1102的轮廓设置，使得凹陷904A形成在第二轨道902的外表面906中。如图11所示，第一凹陷1100在径向方向上相对于第二凹陷1102偏移。因此，第一轨道806中的凹陷808A在径向方向上相对于第二轨道902中的凹陷904A偏移。其它凹陷808、906(图8和图9)可类似地由形成在制动表面芯部600的第一侧602和第二侧604中的对应凹陷形成。在一些示例中，当用于形成制动轨道804的涂覆材料被喷涂到制动表面芯部600上时形成凹陷808、904。具体地，涂覆材料适形于形成在制动表面芯部600的侧面602、604中的凹陷1100、1102的形状。这使得不再需要在施加涂覆材料之后经由后机加工工艺(例如，蚀刻)形成凹陷808、904。此外，这减小了制动轨道804的厚度的变化。例如，如图11所示，制动轨道804的厚度相对恒定。这改进了强度和耐磨性。

此外，通过使形成在制动表面芯部600中的凹陷1100、1102偏移，制动表面芯部600的厚度的变化较小。这允许制动表面芯部600上的热传递和应力分布更一致。在所示的示例中，凹陷808、904不是延伸到连接部分807的完全扫掠凹陷。然而，在其它示例中，凹陷808、904可形成为横跨制动表面延伸(例如，延伸到连接部分807，类似于图7的示例制动盘700的凹陷708)的完全扫掠凹陷。

尽管在示例制动盘200、700和800中，不存在延伸穿过制动表面芯部600和对应制动轨道的开口或孔，但在其它示例中，一个或更多个开口可设置在制动盘200、700和800的制动表面芯部600和对应制动轨道中。可提供这些开口以改进气流和冷却。例如，图12是具有示例制动轨道1200的制动表面芯部600的横截面图，示例制动轨道1200可表示上面公开的示例制动轨道206、702、804中的任一个。在所示的示例中，制动表面芯部600包括在第一侧602和第二侧604之间(即，穿过制动表面芯部600的厚度)延伸的开口1202(例如，孔、缝隙、洞)。在所示的示例中，制动轨道1200覆盖限定开口1202的制动表面芯部600的内径向表面1204。因此，在此示例中，制动表面芯部600不可见或暴露。尽管仅示出一个示例开口1202，但在其它示例中，可穿过制动表面芯部600形成多个开口。

从上文，将理解，上面公开的制动盘比其它已知制动盘更轻。因此，与已知制动盘相比，示例制动盘给自行车增加的重量较小。此外，本文所公开的示例制动盘具有改进的散热。结果，示例制动盘降低了制动表面温度以便于垫块-制动盘摩擦系数更一致，制动钳温度更低以便于流体压力更一致(当与液压系统一起使用时)，减少了密封件损坏，并且抵抗制动液蒸气消退(液压流体沸腾)。这样，本文所公开的示例制动盘允许改进对车速的控制。

本文所描述的实施方式的例示旨在提供各种实施方式的结构的一般理解。这些例示并非旨在用作利用本文所描述的结构或方法的设备和系统的所有元件和特征的完整描述。对于本领域技术人员而言在查阅本公开时，许多其它实施方式可为显而易见的。可从本公开利用和推导其它实施方式，使得在不脱离本公开的范围的情况下，可进行结构和逻辑置换和改变。另外，这些例示仅是表示性的，可能未按比例绘制。例示内的某些比例可能被夸大，而其它比例可能被最小化。因此，本公开和附图应被视为例示性的，而非限制性的。

尽管本说明书包含许多细节，但这些不应被解释为对本发明或要求保护的内容的范围的限制，而应解释为本发明的特定实施方式所特定的特征的描述。在本说明书中在单独实施方式的上下文中描述的某些特征也可在单个实施方式中组合实现。相反，在单个实施方式的上下文中描述的各种特征也可在多个实施方式中单独地或按任何合适的子组合实现。此外，尽管上面特征可被描述为按某些组合作用，甚至最初如此要求保护，但是来自要求保护的组合的一个或更多个特征在一些情况下可从该组合被删除，并且要求保护的组合可涉及子组合或子组合的变型。

尽管本文中示出和描述了特定实施方式，但是应该理解，被设计为实现相同或相似目的的任何后续布置可代替所示的特定实施方式。本公开旨在涵盖各种实施方式的任何和所有后续更改或变化。对于本领域技术人员而言在查阅本说明书时，上述实施方式以及本文中未具体描述的其它实施方式的组合是显而易见的。

提供摘要，并且提交时应理解，其将不用于解释或限制权利要求的范围或含义。另外，在上述具体实施方式中，为了精简本公开，各种特征可被分组在一起或在单个实施方式中描述。本公开不应被解释为反映要求保护的实施方式需要比各个权利要求中明确叙述的特征更多的特征的意图。相反，如随附权利要求所反映的，发明主题可涉及少于所公开的任何实施方式的所有特征。因此，随附权利要求被并入具体实施方式中，各个权利要求各自单独地限定要求保护的主题。

以上详细描述旨在被视为例示性的而非限制性的，将理解，随附权利要求(包括所有等同物)旨在限定本发明的范围。权利要求不应被理解为限于所描述的顺序或元件，除非对此进行了说明。因此，作为本发明，要求保护落在随附权利要求及其等同物的范围和精神内的所有实施方式。

相关申请

本专利是2019年6月25日提交的美国专利申请No.16/451,378的部分延续案，其整体通过引用并入本文。

Claims (18)

1.一种用于自行车的制动盘，该制动盘包括：

具有制动表面芯部的芯；以及

联接到所述制动表面芯部的单件式制动轨道，该制动轨道由不锈钢构造，该制动轨道包括在所述制动表面芯部的第一侧的第一轨道、在所述制动表面芯部的第二侧的第二轨道、以及在所述第一轨道和第二轨道之间在所述制动表面芯部的外围边缘上延伸的连接部分，

其中，该制动盘还包括形成在所述第一轨道的外表面中的第一组凹陷以及形成在所述第二轨道的外表面中的第二组凹陷，其中，所述第一组凹陷不延伸穿过所述第一轨道，并且所述第二组凹陷不延伸穿过所述第二轨道。

2.根据权利要求1所述的制动盘，其中，所述芯包括轮毂安装部分和中间部分，所述轮毂安装部分要被安装到所述自行车的轮毂，所述中间部分在所述轮毂安装部分与所述制动表面芯部之间延伸。

3.根据权利要求2所述的制动盘，其中，所述芯是单块材料。

4.根据权利要求3所述的制动盘，其中，所述芯由铝构造。

5.根据权利要求3所述的制动盘，其中，在所述制动盘的轴向方向上，所述芯的所述中间部分比所述制动轨道宽。

6.根据权利要求5所述的制动盘，其中，所述中间部分包括多个开口以使得气流能够通过所述芯。

7.根据权利要求2所述的制动盘，其中，所述芯的第一侧具有形成在所述中间部分和所述制动表面芯部之间的第一横档，所述第一轨道与所述第一横档接触，使得所述第一轨道的外表面与所述中间部分的和所述第一横档相邻的外表面对准。

8.根据权利要求1所述的制动盘，其中，所述制动轨道经由热喷涂工艺形成。

9.根据权利要求1所述的制动盘，其中，所述制动轨道的所述连接部分包括在所述第一轨道和所述第二轨道之间的倒圆部分。

10.一种用于自行车的制动盘，该制动盘包括：

单件式芯，该芯具有轮毂安装部分、制动表面芯部以及介于所述轮毂安装部分和所述制动表面芯部之间的中间部分，所述轮毂安装部分要被安装到所述自行车的车轮的轮毂；以及

制动轨道，该制动轨道具有在所述制动表面芯部的第一侧的第一轨道以及在所述制动表面芯部的第二侧的第二轨道，在所述制动盘的轴向方向上，所述芯的所述中间部分比所述制动轨道宽。

11.根据权利要求10所述的制动盘，其中，所述中间部分包括多个开口以使得气流能够通过所述芯。

12.根据权利要求10所述的制动盘，其中，所述芯由铝构造，并且所述制动轨道由不锈钢构造。

13.根据权利要求10所述的制动盘，其中，所述制动轨道具有在所述第一轨道和第二轨道之间在所述制动表面芯部的外围边缘上延伸的连接部分。

14.根据权利要求13所述的制动盘，其中，所述制动轨道是单个一体件。

15.根据权利要求13所述的制动盘，其中，所述制动轨道的所述连接部分在所述第一轨道和所述第二轨道之间倒圆。

16.一种用于自行车的制动盘，该制动盘包括：

芯，该芯具有制动表面芯部；以及

制动轨道，该制动轨道具有在所述制动表面芯部的第一侧的第一轨道、在所述制动表面芯部的第二侧的第二轨道以及在所述第一轨道和所述第二轨道之间在所述制动表面芯部的外围边缘上延伸的连接部分，其中，所述第一轨道、所述第二轨道和所述连接部分通过热喷涂工艺形成为单件式制动轨道，所述第一轨道和所述第二轨道要与制动垫块接合，所述制动轨道具有形成在通过所述热喷涂工艺形成的所述第一轨道的外表面中的第一凹陷，该第一凹陷不延伸穿过所述第一轨道。

17.根据权利要求16所述的制动盘，其中，所述制动轨道具有形成在通过所述热喷涂工艺形成的所述第二轨道的外表面中的第二凹陷，该第二凹陷不延伸穿过所述第二轨道。

18.根据权利要求16所述的制动盘，其中，所述第一凹陷沿着所述第一轨道的外表面在周向方向上延伸。

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