JP2002520549A - 特に自動車用のブレーキディスク - Google Patents

特に自動車用のブレーキディスク

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JP2002520549A JP2000559356A JP2000559356A JP2002520549A JP 2002520549 A JP2002520549 A JP 2002520549A JP 2000559356 A JP2000559356 A JP 2000559356A JP 2000559356 A JP2000559356 A JP 2000559356A JP 2002520549 A JP2002520549 A JP 2002520549A
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disc chamber
brake
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ケック・フォルケル
ゾコロウスキイ・デトレフ
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ダイムラークライスラー・アクチェンゲゼルシャフト
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Abstract

(57)【要約】 壁領域と底領域とを有するボウル状のブレーキディスクチャンバーと、前記ブレーキディスクチャンバーを共通の中心軸に関して同心状に取り囲むディスク状の摩擦リングと、を備え、摩擦リングは、その内周面に凹部分を有し、この凹部分には、ブレーキディスクチャンバーの壁領域に形成された凸部分が係合して、摩擦リングに作用するトルクがブレーキディスクチャンバーに遊び無く伝達される、特に自動車用のブレーキディスクである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、請求項１記載の前提部分に記載した、特に自動車用のブレーキディ
スクに関する。
【０００２】 この種のブレーキディスクは、既に公知であり、特にレース用の自動車におい
て、ブレーキ装置の構成要素として使用される。その際、炭素繊維を強化した炭
素材料(Ｃ/Ｃ)からなる摩擦リングが、幾つかの連結要素によって、重量感のあ
る鋼鉄製のブレーキディスクチャンバーと連結される。ねじ、スリーブ、ナット
、すべり止め、座金、その他の連結要素は、発生するトルクを伝達し、そして、
ブレーキディスクチャンバーと摩擦リングの異なる熱膨張を調節するのに役立つ
。この浮上式軸受け構造により、熱によって一層膨張するブレーキディスクチャ
ンバーによって摩擦リングが(傘のように)変形したり、機械的応力を受けたりす
ることが回避される。この構造における短所は、レーシングカーの構造分野にお
いて避けられないことだが、連結要素(例えば、スリーブ、あるいは、すべり止
め)の数が多く、部分的に製造困難であることにより、コストが高くなり、コス
ト上の理由から、大量生産の車両への実現が不可能なことである。
【０００３】 更に、従来のねずみ鋳鉄のブレーキディスクに比べて、摩擦リング材料Ｃ/Ｃ
で達成することができる重量の点における長所が、多くの連結要素と重量感のあ
る重いブレーキディスクチャンバーを使用することによって、少なくとも部分的
にはキャンセルされてしまう。
【０００４】 ドイツ特許ＤＥ−ＯＳ１ ７７５ ６８５からは、ハブ部分と摩擦リングから
構成されるブレーキディスクが公知である。このブレーキディスクにおいて、摩
擦リングとディスク・ハブが、延長部及び/又は凹部分を有しており、この延長
部と凹部分が係合し、その際、摩擦リングとハブは、例えば、ねじ止め、リベッ
ト止め、ボルト締め、またはその他の軸方向に延びる結合要素によって、固定さ
れている。また、この構成によれば、ねじ止め、リベット止めまたはボルト締め
を使うことが、必要であると考えられているが、これは、ブレーキディスクの重
量全体を増やすことにつながる。
【０００５】 ドイツ特許ＤＥ３５ １５ ５１２ Ａ１からは、特にディスクブレーキある
いはドラムブレーキ用の摩擦リングが公知であり、この摩擦リングは、完全にセ
ラミックから製造されている。この摩擦リングを使用しているドラムブレーキに
おいて、摩擦リングとブレーキシールド間での強い回り止め結合を達成するため
に、ブレーキシールドの内周面上に凹状突起を設け、摩擦リングの外周面上に凸
状窪みを設けることを意図しており、その際、突起と窪みが係合する。互いの両
部品を軸方向に固定するために、ボウル状のハブの外側の端部にフランジを備え
ることが意図されており、このフランジには環状溝があり、その環状溝の中に摩
擦リングが延びている。この種のフランジ付きハブを形成し、フランジの環状溝
の中へ摩擦リングを精確に導入することは、非常にコストがかかると考えられる
。
【０００６】 米国特許ＵＳ−ＰＳ５,００７，５０８からは、下記のブレーキディスクシス
テムが公知である。つまり、このブレーキディスクシステムにおいて、ブレーキ
ディスクに内側の固定リングがあり、このリングの内側の円周上に凹部分が形成
されている。このブレーキディスクは、軸方向に浮上する方法で、ブレーキディ
スクチャンバーに固定可能である。この固定を確実にするために、凹部分の中に
配置可能な４分円部分と、ブレース手段としてのねじが備えられている。この配
置には部品が多く用いられ、また、例えば、それぞれの部品を固定するために、
ねじを使用することによって、重量が増す。
【０００７】 本発明の課題は、可能な限り少ない部品で、簡単に且つ低コストで製造可能で
、且つ、その際、可能な限り重量が少ない、特に自動車用のブレーキディスクを
提供することにある。
【０００８】 この課題は、請求項１の特徴を有するブレーキディスクによって、解決される
。
【０００９】 本発明によれば、従来のブレーキディスクに比べ、本質的に少ない部品と、軽
い重量のブレーキディスクを提供できる。ブレーキディスクチャンバーに摩擦リ
ングを固定するための、組立てコストは、従来のブレーキディスクに比べ、本質
的に少ないが、これは、ねじ結合が全く設けられていないためである。凹部分と
凸部分は、簡単な方法で、寸法決めすることができるため、径方向及び軸方向の
熱膨張が、摩擦リングに対して妨害することなく、例えば板金製のブレーキディ
スクチャンバーが達成され、そのため、摩擦リングの浮上式の軸受け構造が実現
される。
【００１０】 本発明によるブレーキディスクの好ましい形態が、従属請求項の対象となって
いる。
【００１１】 本発明によるブレーキディスクの好ましい形態によれば、弾性的に変形可能な
部分がブレーキディスクチャンバーの壁領域に形成されており、これにより、ブ
レーキディスクチャンバーに対して軸方向に摩擦リングが固定される。この種の
部分は、簡単な方法で、例えば、打ち抜きによって、ブレーキディスクチャンバ
ーの壁領域から形成可能である。その際、ブレーキディスクチャンバーと摩擦リ
ングの間の、所望の軸方向の遊び(共通の中心軸に関して)を設けることが、簡単
な方法で可能である。この種の変形可能な部分を形成することによって、例えば
、ねじ又はボルトなど、追加的な軸方向の固定手段を廃止することができる。
【００１２】 便宜的な方法で、前記凸部分と前記部分は、ブレーキディスクチャンバーの壁
の部分の打ち抜きあるいは切断、そして、それに引き続く曲げによって、形成さ
れたタブの形状をなす。この種のタブは、非常に低コストで簡単な方法で製造可
能である。従って、軸方向の固定は、ブレーキディスクチャンバーの壁から形成
されている、単にタブの変形によってなされる。
【００１３】 更なる好ましい形態によれば、摩擦リングの中に形成された凹部分には、その
底領域に、スロット状の延長部分がある。凸部分またはタブが、このスロット状
の延長部分に係合する時、摩擦リングとブレーキディスクチャンバーの間に特に
効果的なトルクの伝達が達成可能となる。これは、タブと、摩擦リングのそれに
相当する凹部分の間における、遊びの自由度が、非常に簡単な方法で設けること
ができることに因る。これは、延長部分の幅(スロットの幅)が、タブの公差の少
ない板金の厚みに合わせて選択可能だからである。延長部分の径方向の長さを、
該延長部分にかみ合うタブより、いくらか長くすることによって、過熱下で、タ
ブの径方向の膨張が妨げられないように確保される。
【００１４】 更なる好ましい実施例によれば、凸部分が、ブレーキディスクチャンバーの壁
領域の中で形成された歯状の輪郭の形状をなしている。特に長方形に形成された
歯を有するこの種の歯状の輪郭は、ブレーキディスクチャンバーの機械的な安定
性を損なうことなく、簡単な方法で、ブレーキディスクチャンバーの壁領域でプ
レス可能である。
【００１５】 便宜的な方法で、ブレーキディスクチャンバーの壁領域の、前記歯状の輪郭の
下及び／又は上の位置でプレスされた突起またはエンボスによって、摩擦リング
が軸方向に固定される。この手段により、ブレーキディスクチャンバーと摩擦リ
ングの間の軸方向の遊びの大きさが、簡単な方法で、選択可能である。また、こ
こでも、突起に成形されたブレーキディスクチャンバーの壁の部分によってのみ
、摩擦リングがブレーキディスクチャンバーに軸方向で固定される。
【００１６】 有利な方法で、摩擦リングが、非金属材料から製造され、ブレーキディスクチ
ャンバーが金属材料から製造されている。摩擦リング用材料は、炭素繊維を強化
した炭素材料(Ｃ/Ｃ)、またはシリコン・カーバイド(Ｃ/Ｃ−ＳｉＣ)をベースと
した繊維強化合成セラミックスが好ましい。この種の材料は、例えば、従来のね
ずみ鋳鉄合金より、本質的に軽い。ブレーキディスクチャンバーは、好ましくは
ステンレス鋼板からできているとよく、このステンレス鋼板には、比較的少ない
重量で良好な機械的安定性がある。
【００１７】 以下に図面を参照しつつ、本発明によるブレーキディスクの好ましい実施形態
を詳細に説明して行く。
【００１８】 図７及び図８には、従来技術から公知であり、また、例えば、レーシングで所
謂カーボンブレーキディスクとして使用されるようなブレーキディスク１１０を
図式的に示している。公知のブレーキディスク１１０は、重量感のある鋼鉄から
なるブレーキディスクチャンバー１１２と、チャンバー１１２の円周に固定され
た、炭素材料からなる摩擦リング１１４とを包含する。摩擦リング１１４は、ス
リーブ１１６と、摩擦リングの中のそれに相応した穿孔によって、また、スリー
ブ１１６に差し込まれると共に、六角ナット１２２とワッシャ１２０を使い固定
される六角ねじ１１８によって、ブレーキディスクチャンバー１１２の、それに
相当する凹部分に固定されている。この際、スリーブ１１６は、チャンバー１１
２の凹部分の中で径方向に滑ることができるため、スリーブ１１６と摩擦リング
１１４の間の軸の遊びと共に、摩擦リング１１４の浮上式軸受け構造が実現され
ている。
【００１９】 図１及び図２は、本発明の第１実施形態を示す。その際、図２ではブレーキデ
ィスクチャンバー１２と摩擦リング１４の部品は、別々に、つまり、取り付けの
前の状態が示されている。
【００２０】 ブレーキディスク１０は、ステンレス鋼板製のブレーキディスクチャンバー１
２と、繊維強化炭素材料、あるいは、好ましくは繊維強化合成セラミックからで
きた摩擦リング１４を包含する。摩擦リング１４は、共通の中心軸３０に関して
、ブレーキディスクチャンバーを同心的に取り囲む。ブレーキディスクチャンバ
ーは、壁１２aと底１２bを有している。ブレーキディスクチャンバー１２は、そ
の壁１２aに、切断あるいは打ち抜き、そして、それに引き続く曲げによって形
成されたタブまたは舌部１１、１３を有し、これらの舌部は、ブレーキディスク
の組み立ての際に、摩擦リング１４の内径側にあり、対応する凹部分１６の中に
導入可能である。導入するために、タブまたは舌部１１、１３は、ブレーキディ
スクチャンバーの円周方向に対して約９０°曲がった位置になければならない。
この状態は、図１で下側のタブ１１に関して示されている。
【００２１】 ブレーキディスクチャンバー１２と摩擦リング１４を組み合わせた後、上側の
タブ１３が、再び外側に曲げられ、または、後ろに曲げられて、これによって、
摩擦リングは小さな遊びを持って軸方向に固定される。タブ１３のこの状態は、
図１で示されている。
【００２２】 ブレーキ動作中に摩擦リング１４に作用するトルクは、凹部分１６の係合面ま
たは壁を経て、舌部１１へ伝達され、これによって、ブレーキディスクチャンバ
ー１２に、遊び無く確実に伝達される。舌部端部と凹部分１６の底の間に隙間１
７が残るように、舌部１１は寸法決めされている。これによって、ブレーキディ
スクチャンバー１２の、径方向の熱膨張が、摩擦リング１４に対して妨害するこ
とはない。その際、舌部１１固有の弾性によって、部品の仕上げの際に生じるこ
とがあるピッチエラーやまたは寸法公差が万一あったとしても、摩擦リングの凹
部分１６の係合面に、確実にすべての舌部が均等に密着するようになる。破線で
示した換気溝１５が、凹部分１６の中の入口と共に形成されているため、最適な
冷却換気が達成される。
【００２３】 図３及び図４に、本発明によるブレーキディスクの第２実施形態が示されてい
る。この実施形態は、本質的には第１実施形態に相当するが、但し、追加的にス
ロット１７が摩擦リング１４の凹部分１６の延長部分として形成されている。舌
部またはタブ１１は、その際、このスロット１７の中に係合するように形成され
ている。その際、簡単な方法で、スロットの幅をタブ１１の公差の少ない板金の
厚みに適合させることができるため、摩擦リング１４とブレーキディスクチャン
バー１２との間で最適なトルク伝達を行うために、タブ１１と摩擦リングに形成
された凹部分との間で必要不可欠な遊びが、非常に簡単な方法で確保される、と
いう長所を有することがわかる。スロット１７は、曲がった舌部１１より多少長
く形成されているため、スロット１７の底領域に隙間が残り、これによって、過
熱下で、摩擦リングに対してブレーキディスクチャンバーの径方向の膨張が妨げ
られないように確保される。
【００２４】 図５及び図６に、本発明によるブレーキディスクの第３の実施形態が示されて
いる。その際、ここでも、図６ではブレーキディスクチャンバー２２と摩擦リン
グ２４の部品は、取り付けの前の状態が示されている。
【００２５】 この実施形態の中で、ブレーキディスク２０には、第１実施形態及び第２実施
形態に相当するように、上記の材料からなる、摩擦リング２４と、チャンバーの
壁２２ａと底２２ｂを有するブレーキディスクチャンバー２２とを有している。
【００２６】 ブレーキディスクチャンバー２２は、そのチャンバーの壁２２ａ上に、例えば
、ローリングまたはプレスによって製造された、規則的に閉じた、長方形の断面
を有する歯状輪郭２６を有している。この歯状輪郭２６は、摩擦リング２４の内
径側のそれに相応し形成された凹部分１６に係合するため、ブレーキディスクチ
ャンバー２２と摩擦リング２４との間で遊びの無い確実なトルクの伝達が保証さ
れる。歯状の輪郭２６と、摩擦リング２４の凹部分１６のそれぞれの底との間の
隙間即ちスロット２７によって、摩擦リング２４に対して、ブレーキディスクチ
ャンバー２２が径方向の膨張が妨害とならないようにできる。
【００２７】 ブレーキディスクチャンバー２２に対する摩擦リング２４の軸方向の固定は、
所謂突起またはエンボス２８によって確保され、この突起は、ブレーキディスク
チャンバー２２の歯状輪郭の隙間の中に導入される。その際、突起２８は、その
取り付けで配置された、摩擦リング２４の下及び上で、ブレーキディスクチャン
バー２２の中にプレスされる。図６では、突起２８が認識され、この突起は、機
能的な方法で、ブレーキディスクチャンバー２２と摩擦リング２４の組み立ての
前に、ブレーキディスクチャンバー２２の歯状輪郭の間の中に導入される。摩擦
リング２４が突起２８の上に載置されるようにして、部品２２，２４を組み立て
た後、摩擦リング２４の上のブレーキディスクチャンバー２２の中に、更なる突
起２８がプレスされるため、摩擦リング２４は軸方向の遊びを有する。これらの
更なる突起２８は、図６の取り付け状態に基づき、この図には示されていない。
【００２８】 図５は、ブレーキディスクチャンバー２２と摩擦リング２４が組み立てられた
状態を示しており、この図の中では、これらの更なる突起２８が示されており、
これらの突起は摩擦リング２４(図６では上の方に示してある)を固定している。
摩擦リングの軸方向の遊びは、このように、突起２８の位置づけによって、簡単
な方法で調節可能である。
【００２９】 換気の溝２５は、これもまた同様に、破線で示されている。この換気の溝は、
摩擦リングの凹部分の入口とそれに相当するチャンバーの歯の外側面の突破口２
９と共に、形成されており、これにより、冷却換気が換気の溝２５の中へ流入す
ることが確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるブレーキディスクの第１実施形態の平面図である。
【図２】 図１の２−２線に沿った断面図であり、その際、摩擦リングとブレーキディス
クチャンバーが、まだ組み合わせられていない状態で図示されている。
【図３】 本発明によるブレーキディスクの第２実施形態の平面図である。
【図４】 図３の４−４線に沿った断面図で、その際、摩擦リングとブレーキディスクチ
ャンバーが、まだ組み合わせられていない状態で図示されている。
【図５】 本発明によるブレーキディスクの第３実施形態の平面図である。
【図６】 図５の６−６線に沿った断面図で、その際、摩擦リングとブレーキディスクチ
ャンバーが、まだ組み合わせられていない状態で図示されている。
【図７】 従来技術によるブレーキディスクの平面図である。
【図８】 図７の８−８線に沿った部分的な断面図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年６月３０日（２０００．６．３０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 壁領域（１２ａ、２２ａ）と底領域（１２ｂ、２２ｂ）とを有
    するボウル状のブレーキディスクチャンバー（１２，２２）と、 前記ブレーキディスクチャンバー（１２，２２）を共通の中心軸（３０）に関
    して同心状に取り囲むディスク状の摩擦リング（１４，２４）と、 を備えた特に自動車用のブレーキディスクにおいて、 摩擦リング(１４，２４)は、その内周面に凹部分(１６)を有し、この凹部分に
    、ブレーキディスクチャンバー(１２，２２)の壁領域(１２ａ、２２ａ)に形成さ
    れた凸部分(１１，２６)が係合して、摩擦リング（１４，２４）に作用するトル
    クがブレーキディスクチャンバー（１２，２２）に遊び無く伝達されることを特
    徴とする特に自動車用のブレーキディスク。
  2. 【請求項２】 弾性的に変形可能な部分（１３，２８）がブレーキディスクチ
    ャンバー（１２，２２）の壁領域（１２ａ、２２ａ）に形成されており、これに
    よって、ブレーキディスクチャンバー（１２，２２）に対して軸方向に摩擦リン
    グ（１４，２４）が固定されることを特徴とする請求項１記載のブレーキディス
    ク。
  3. 【請求項３】 前記凸部分（１１）及び前記部分（１３）が、ブレーキディスク
    チャンバー（１２）の壁（１２ａ）部分から打ち抜かれまたは切断されて、その
    後に曲げられることにより形成されたタブの形状をなすことを特徴とする請求項
    １または２記載のブレーキディスク。
  4. 【請求項４】 摩擦リング(１４，２４)の中に形成された凹部分(１６)には、そ
    の底領域に、スロット状の延長部分(１７)があることを特徴とする先行する請求
    項のいずれか１項に記載のブレーキディスク。
  5. 【請求項５】 凸部分(２６)が、ブレーキディスクチャンバー(２２)の壁領域(
    ２２ａ)の中でプレスされた歯状の輪郭の形状をなすことを特徴とする請求項１
    または２記載のブレーキディスク。
  6. 【請求項６】 ブレーキディスクチャンバー(２２)の壁領域(２２ａ)の中にある
    、前記歯状の輪郭の下及び／又は上の位置においてプレスされた突起（２８）に
    よって、摩擦リング（２４）が軸方向に固定されることを特徴とする請求項５記
    載のブレーキディスク。
  7. 【請求項７】 摩擦リング（１４，２４）が非金属材料からなり、ブレーキディ
    スクチャンバー（１２，２２）が金属材料からなることを特徴とする先行する請
    求項のいずれか１項に記載のブレーキディスク。
JP2000559356A 1998-07-09 1999-06-15 特に自動車用のブレーキディスク Pending JP2002520549A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19830669.5 1998-07-09
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