JP2002349616A - 乗物車輪用ディスクブレーキ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内側ケーシングと外側ケーシングの接触領域
が熱負荷を受けにくいブレーキディスクを有する乗物の
車輪用ディスクブレーキユニットを提供する。 【解決手段】 ディスクブレーキユニットは、ハブ（3
0）及びハブにしっかりと連結されているが、回転軸線
（28）の方向には摺動できるブレーキディスク（20）を
有する。ハブ（30）は、その外側ケーシング（36）に外
側回り止めを備え、ブレーキディスク（20）は、外側ケ
ーシング（36）と接触状態にあり、内側回り止めを備え
た内側ケーシング（34）を有する。ブレーキディスク
（20）は、外側リング（22）及び内側リング（24）を備
え、内側リング（24）は、内側回り止め付き内側ケーシ
ング（34）だけを形成し、内側リング（24）と外側リン
グ（22）は、互いに回転不能に連結され、外側リング
（22）だけが摩擦リングを備え、熱が摩擦リングから内
側ケーシング（34）に伝わらないようにする手段が設け
られ、この手段は、摩擦リングと内側ケーシング（34）
の間に配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、乗物の車輪のディ
スクブレーキユニットに関し、その改良としての乗物車
輪用ベアリング付きディスクブレーキユニットに関す
る。本発明は、回転軸線を備えたハブ及び回転軸線の方
向に摺動自在であるが、円周方向と半径方向の両方にお
いてはハブにしっかりと連結されたブレーキディスクを
有する乗物車輪用ディスクブレーキユニットであって、
ハブが、この目的のためにその外側ケーシングに外側回
り止めを備え、ブレーキディスクが、外側ケーシングと
接触状態にあり、内側回り止めを備えた内側ケーシング
を有しているディスクブレーキユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のベアリング付きディスクブレー
キユニットは、国際出願公開ＷＯ９８／２５８０４の要
旨をなしている。このベアリング付きディスクブレーキ
ユニットの外側ケーシングには、少なくとも部分的に噛
み合い形表面特徴部が設けられている。これら特徴部
は、外側回り止めを形成している。これら特徴部は、外
側回り止めを形成する。これに対応した噛み合い形表面
特徴部を備える内側ケーシングを有する２つのブレーキ
ディスクが設けられ、これらブレーキディスクは、、ブ
レーキディスクを１つずつ回転軸線の方向にハブに対し
てシフトさせることができるが、円周方向又は半径方向
においてはハブに対して動かすことができないような仕
方で内側ケーシングを介してハブと協働する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ブレーキが働くと、高
温状態がブレーキディスクの摩擦リング上に生じ、その
結果、ブレーキディスク全体が非常に高温状態になる。
これは、ブレーキディスクの内側ケーシングが膨張し、
それによりハブの外側ケーシングの歯との接触の度合い
が減少することを意味している。この結果、円周方向と
半径方向の両方においてブレーキディスクとハブとの間
に隙間が生じることがある。

【０００４】かかる隙間が生じるの防止するため、国際
出願公開ＷＯ９８／２５８０４のリング付きディスクブ
レーキユニットは、内側ケーシングと外側ケーシングと
の間において円周上でずれた３つの比較的強力な板ばね
を備えており、これら板ばねは、弾性付勢力をもたら
す。しかしながら、これら板ばねは、ハブに対するブレ
ーキディスクの軸方向摺動性を減少させる。さらに、板
ばねには高い要求が課せられるので、これら板ばねは、
高い熱負荷に耐えなければならない。１つのハブの３つ
の板ばねは、十分に協調しなければならない。板ばね
は、劣化することなく、比較的長い有効寿命にわたって
機能を発揮し続けなければならない。したがって、従来
型装置では、ブレーキディスクの内側ケーシングとハブ
の外側ケーシングとの間の移行部は、多くの要件を満た
さなければならない。かかる機械的連結は、たとえ高温
であっても、軸方向に容易に摺動できるが、弾性付勢力
により円周方向及び半径方向には機械的に非常にしっか
りとしているのでガタガタ又はガチャガチャし、或いは
任意他の種類の遊びが生じないようにしたままの状態に
する。

【０００５】上述の形式のディスクブレーキユニットに
鑑みて、本発明の目的は、内側ケーシングと外側ケーシ
ングとの間の接触領域が熱負荷を受けにくく、この領域
では弾性手段を用いなくても済むことができるようなブ
レーキディスクを開発することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の形式のディスクブ
レーキユニットに鑑みて、この目的は、外側リング及び
内側リングを備え、内側リングだけが、内側回り止めを
備えた内側ケーシングを形成し、内側リングと外側リン
グは、回転不能に結合され、外側リングだけが、摩擦リ
ングを備え、熱が摩擦リングから内側ケーシングに伝わ
らないようにする手段が設けられ、この手段は、摩擦リ
ングと内側ケーシングとの間に配置されていることを特
徴とするブレーキディスクを提供することによって達成
される。

【０００７】本発明によれば、ブレーキディスクの摩擦
リングに生じた熱は、ブレーキディスクの内側ケーシン
グには直接的には伝えられず、内側ケーシングに向かう
熱の流れを大幅に制限する手段が摩擦リングと内側ケー
シングとの間に設けられている。ハブ及びこれと関連し
た部品からは熱負荷が除去される。内側ケーシングと外
側ケーシングとの間の協働関係が単純化され、２つのケ
ーシング相互間の係合の正確さが向上する。この場合、
弾性手段を用いなくても済ますことができる。かくし
て、ハブに対するブレーキディスクの滑動はそれ以上邪
魔されることはない。

【０００８】内側リングは、摺動リングとも呼ばれてい
る。その機能は、ハブと協働することにある。内側リン
グは、円周方向及び半径方向において可能な限り最小の
遊びでハブと協働するが、軸方向には容易に摺動できる
よう設計されている。外側リングは実質的には、摩擦リ
ングによって形成されている。この外側リングは、内側
リングに適当に連結されている。それにより上述の手段
は、内側リングと外側リングとの間の連結領域内に設け
られるが、これら手段も又、内側リングの材料、例えば
内側リングのセラミック材料で構成されたものであるの
がよい。

【０００９】本発明によれば、外側リングをセラミック
スで作るのがよい。内側リングを任意の他の材料で作る
ことができる。リングは内側リングと外側リングに分割
されるので、各々がリングに加わる特定の要求を満たす
種々の材料を利用することができる。これは、本発明の
一つの大きな利点である。

【００１０】本発明により、摩擦リングからディスクブ
レーキユニットの他の部品への熱の伝達をかなり減少さ
せることができる。これにより、摩耗も又、減少する。
沸点の低いブレーキ流体を利用することができる。熱膨
張及び熱収縮によって繰り返し生じる種々の部品相互間
の相対運動の度合いが減少する。

【００１１】本発明の好ましい実施形態では、リング、
例えば内側リングは、半径方向に延びるフィンガを備え
ている。他のリング、例えば外側リングは、半径方向に
接近可能であり、フィンガが嵌まり込むポケットを有し
ている。フィンガとポケットとの間の運動は半径方向に
のみ可能である。フィンガとポケットが互いに噛み合っ
ている（嵌まり合っている）ので、円周方向及び軸方向
における運動は行うことができない。しかしながら、内
側リングと外側リングとの間の十分に寸法決めされた機
械的連結を可能にするいくつかのフィンガ及びいくつか
のポケットが必要である。その結果、内側リングと外側
リングの接触は、非常に僅かな数の接触表面に削減され
る。これは又、外側リングから内側リングへの熱の伝達
が大幅に制限されるということを意味している。

【００１２】別の実施形態では、内側リングは、熱伝導
率が非常に低い金属、より具体的にはセラミックスで作
られる。内側リングが摩擦リングの機械的要件を満足す
る必要はなく、この内側リングに必要なのは、摩擦リン
グに十分に連結され、軸方向に運動できることだけであ
る。したがって、内側リングに適するセラミックスは、
例えば外側リングに適するセラミックスとは異なる。ま
た、外側リングをセラミックスで作り、その低い熱伝導
率を利用することも可能であり、この場合、内側リング
は、金属又は別のセラミック材料で作られる。

【００１３】別の好ましい実施形態では、外側リング
は、外側リングと内側リングが半径方向に互いに向かっ
て動くことができるような仕方で連結領域において内側
リングに連結される。熱膨張の範囲内では、外側リング
は、内側リングから半径方向に遠ざかることができる。
しかしながら、外側リングと内側リングとの間の運動
は、軸方向には可能ではなく、円周方向においても可能
ではない。熱的な断絶に加え、外側リングと内側リング
の相対運動はこのようにして可能になり、この運動は、
外側リングの温度による膨張を考慮に入れている。外側
リングと内側リングの連結は、温度による半径方向膨張
が可能になるような仕方で構成されている。一構成例が
上記においてすでに与えられており、フィンガとポケッ
トの相互噛み合いが、熱的断絶をもたらすだけでなく半
径方向の運動を可能にする。

【００１４】別の好ましい実施形態では、少なくとも２
つのブレーキディスクが設けられ、ハブは、少なくとも
２つのハブ部分から成っている。各ブレーキディスクに
は１つのハブ部分が割り当てられる。ハブ部分は、一つ
のハブ全体を形成するよう互いにしっかりと連結され
る。ハブ部分の状態への分割により、ハブの製造が容易
になる。例えばプレス加工又は打抜き加工によりハブ部
分を製作することができ、このプレス加工は、ハブ全体
について行うには容易ではない。

【００１５】内側ケーシング及びこれと嵌合する外側ケ
ーシングには好ましくは、一工程の旋盤による切削加工
で得ることができる形状が与えられ、これにより２つの
部品相互間の高精度の加工が可能になる。この種の旋盤
切削加工は、例えば欧州特許ＥＰ９７３４６Ｂに記載さ
れている。

【００１６】変形例では、ディスクブレーキユニット
は、ベアリング付きディスクブレーキユニット内に挿入
される。このユニットは、少なくとも上側保持装置及び
下側保持装置によって連結されたドラグベアリングを有
している。ドラグベアリングは、ピストンシリンダユニ
ットの一体形シリンダを構成している。これにより、製
造及び取付け工程が省かれる。加うるに、そして次に組
立を行っても、シリンダの軸線は回転軸線と平行であ
り、正確さは、ドラグベアリングの製造精度によっての
み決まる。

【００１７】別の変形例では、ベアリング付きディスク
ブレーキユニットは、少なくとも１つの摩擦リングの各
側に配置されたブレーキパッドを有している。ブレーキ
パッドは、ピストンシリンダユニットのピストンによっ
て作動される。ブレーキパッドは、その保持及び案内の
ための案内手段を有している。これらは、回転軸線と平
行に配置され、案内路に沿って摺動できる。案内路は、
ドラグベアリングと一体に構成された案内アーム上に設
けられている。この案内アームは、ドラグベアリングの
回転軸線の方向に突出していて、少なくとも１つのブレ
ーキディスク上に延びており、このブレーキディスクの
外面は、この案内アームによって覆われている。ブレー
キパッドは、その案内路上で摺動自在に保持される。

【００１８】案内アームと残りのドラグベアリングの一
体連結により、製造及び組立を簡単にすることができ、
シリンダの軸線及び回転軸線に対する案内路の平行な向
きの度合いが向上し、ブレーキ作用の反力は、ドラグベ
アリング中に良好に向けられる。保守もまた容易にな
る。摩耗したブレーキパッドの交換が一層容易であり、
新品のブレーキパッドの取付けが容易である。

【００１９】別の改造例では、ブレーキパッドに対して
組立工程を行うためには、ねじを弛めて、案内アームの
自由端部に着脱自在に取り付けられているエンドピース
を外す必要があるだけである。エンドピースは、ピスト
ンシリンダユニットのピストンの力伝達経路内に直接配
置される。エンドピースは、ブレーキ作用の反力を案内
アームに伝える。本発明の別の利点及び特徴は、特許請
求の範囲の記載及び２つの例示の実施形態についての以
下の説明から明らかになろう。なお、これら実施形態
は、本発明の範囲を限定するものではなく、図面を参照
してこれら実施形態につき詳細に説明する。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１〜図５に示すベアリング付き
ディスクブレーキニットは、同一の原理に従って構成さ
れた２つのブレーキディスク２０，２１を有している。
これらブレーキディスクは各々、外側リング２２及び内
側リング２４で構成されている。外側リング２２は実質
的に摩擦リングとして構成されており、図示の実施形態
では、これは金属で作られている。なお、別の材料を使
用してもよい。外側リングは、その内面に複数のポケッ
ト２６を有し、これらポケットは、内側に向かって開口
していて、半径方向に延びている。半径方向とは、図面
に一点鎖線で示した回転軸線２８に対するものである。
これは、ハブ３０に取り付けることができる図示してい
ない車輪の回転軸線であり、ハブ３０はこの目的のた
め、車輪スタッドの受入れ穴を備えている。「軸方
向」、「半径方向」及び「円周方向」という用語は、こ
の回転軸線２８を基準にした場合の方向である。

【００２１】フィンガ３２が、内側リング２４から半径
方向外方に突出している。これらフィンガ３２は、ポケ
ット２６と嵌まり合うように寸法決めされている。これ
らフィンガは、横断面で見るとポケットを完全に満たし
ている。その結果、内側リング２４と外側リング２２
は、円周方向と軸方向の両方においてしっかりと互いに
結合される。半径方向においては、外側リング２２は、
内側リング２４から遠ざかることができる。外側リング
２２がブレーキングによって加熱されて外方に膨張した
ときこの状態が生じる。欧州特許出願公開ＥＰ０１１０
２３１４．０の開示内容を本明細書の一部を形成するも
のとしてここに引用する。

【００２２】内側リング２４は、非円形の内側ケーシン
グを形成している。図示の実施形態では、内側ケーシン
グは、実質的にシリンダによって境界付けられており、
このシリンダは更に、８つの半円形凹部を有している。
これら凹部は、内側回り止めを構成している。

【００２３】ハブ３０は、外側ケーシング３６を有し、
この外側ケーシングは、軸方向に見て内部ケーシング３
４と同一の形状をしており、これは、外側回り止めを有
している。その結果、内側リング２４は、ハブ３０と正
確に嵌まり合う。内側リング２４を、ハブ３０に対して
軸方向に変位させることができるが、円周方向又は半径
方向に運動させることは可能ではない。車輪ベアリング
３８が、ハブ３０と同一の軸線上でそのすぐ近くに配置
されている。ユニットの組立状態では、この車輪ベアリ
ングは、外側継手４２の支承面４０に着座する。この継
手は、支承面４０に対して軸方向にずれたトロコイド形
断面を備えた非円形領域４４を有している。ハブ３０の
内側凹部は、これと嵌まり合う断面を有している。この
ように、ハブは、外側継手４２に回転不能に連結されて
いる。欧州特許出願公開ＥＰ０１１０１２４７．３の開
示内容を本明細書の一部を形成するものとしてここに引
用する。

【００２４】ドラグベアリング４６が、ホイールキャリ
ヤ４８を形成しており、図３は、ホイールベアリング３
８を組立状態で示している。ドラグベアリングは、その
取付けのための数個の保持装置５０を有している。ドラ
グベアリング４６は、上記ベアリングと一体に形成され
た部分又は領域を更に有し、この領域にピストンシリン
ダユニットのシリンダ５２が配置される。シリンダの軸
線５４は、回転軸線２８と平行である。ピストン５６
が、シリンダ５２内を摺動自在に案内される。

【００２５】案内アーム５８が、ピストンのすぐ近くで
且つ回転軸線２８から遠ざかる方向に向けられたその側
でドラグベアリング５６から一体となって突き出てい
る。この案内アームは、その組立状態では、ブレーキデ
ィスク２０，２１をカバーする。これついては、図３を
参照されたい。案内アームは、その内側で互いに向かい
合う２つの案内路６０を形成し、これら案内路は、ほぼ
円形の断面を有しているが、互いに向かい合った側では
開いている。

【００２６】案内アーム５８は、自由端部を備えてい
る。組立状態では、エンドピース６５がこの自由端部に
取り付けられる。エンドピースはこの自由端部に、２つ
の側方スタッドによって連結され、これらスタッドは、
案内アーム５８のねじ山付き盲穴（図示せず）にねじ込
まれている。ねじ山付き盲穴は、回転軸線２８に平行に
向いている。

【００２７】全部で３つのブレーキパッド６４が設けら
れ、これらブレーキパッドは、これらの間にブレーキデ
ィスク２０，２１の外側リング２２を受け入れている。
ブレーキパッド６４は、各々が互いに逆方向に向いた突
起として構成されている２つの案内手段６６を有してい
る。これら案内手段は、案内路６０に嵌まり込む。ブレ
ーキパッド６４は案内手段６６によって保持され、これ
らブレーキパッド６４を回転軸線２８と平行に案内路６
０内で変位させることができる。

【００２８】図６は、セラミックスで作られた内側リン
グ２４の略図である。この内側リングは、その外側領域
から半径方向内方に延びるポケット２６を有している。
外側リング２２は、複合鋳造（composite casting meth
od）によって金属で作られる。その結果、そのフィンガ
３２は、ポケット２６を完全に満たす。内側リングは、
ハブ３０の接触表面を減少させる凹部を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】ベアリング付きディスクブレーキユニットの分
解斜視図である。

【図２】ベアリング付きディスクブレーキユニットの別
の方向から見た組立斜視図である。

【図３】ハブの回転軸線及びピストンシリンダユニット
のシリンダの軸線を通る切断面で見た断面斜視図であ
る。

【図４】２つのブレーキディスク、１つのハブ、１つの
車輪でリング及び１つの外側継手を示したユニット一式
から取った部分詳細分解斜視図である。

【図５】ドラグベアリングの断面斜視図であり、この場
合も又、ハブの回転軸線及びピストンシリンダユニット
のシリンダの軸線を通る切断面で見た断面斜視図であ
る。

【図６】ハブを備えたブレーキディスクの第２の実施形
態の放射（半径方向）平面で見た断面図である。

【符号の説明】

２０ ブレーキディスク ２１ ブレーキディスク ２２ 外側リング ２４ 内側リング ２８ 回転軸線 ３０ ハブ ３６ 外側ケーシング ４２ 継手 ４６ ドラグベアリング ４８ 車輪キャリヤ ５２ シリンダ ５４ シリンダ軸線 ５６ ピストン ５８ 案内アーム ６０ 案内路 ６２ エンドピース又は端部品 ６４ ブレーキパッド ６６ 案内手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス エル スフェンソン ドイツ連邦共和国 50939 コログネ ペ テルスベルクシュトラッセ １ Ｆターム(参考） 3J058 AA48 AA53 AA62 AA77 AA87 BA32 CB12 CB15 CB17 CB23 CC03 DD10 FA01

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸線（28）を備えたハブ（30）と、
   回転軸線（28）の方向に摺動自在であるが、円周方向と
   半径方向の両方においてはハブ（30）にしっかりと連結
   されたブレーキディスク（20）とを有する乗物車輪用デ
   ィスクブレーキユニットであって、 ハブ（30）が、この目的のためにその外側ケーシング
   （36）に外側回り止めを備え、ブレーキディスク（20）
   が、外側ケーシング（36）と接触状態にあり、内側回り
   止めを備えた内側ケーシング（34）を有しているディス
   クブレーキユニットにおいて、 ブレーキディスク（20）は、外側リング（22）及び内側
   リング（24）を備え、 内側リング（24）だけが、内側回り止めを備えた内側ケ
   ーシング（34）を形成し、内側リング（24）と外側リン
   グ（22）は、回転不能に結合され、外側リング（22）だ
   けが、摩擦リングを備え、熱が摩擦リングから内側ケー
   シングに伝わらないようにする手段が設けられ、該手段
   は、摩擦リングと内側ケーシングとの間に設けられてい
   ること、を特徴とするディスクブレーキユニット。