JP2004509300A - 自動車のディスクブレーキ用のブレーキディスク／ハブ・アセンブリ - Google Patents

Abstract

本発明は、ハブ（２）と、ねじれ防止がなされるようにハブ上に配置されたブレーキディスク（１）とを備えた、車両のディスクブレーキ用のブレーキディスク／ハブ・アセンブリに関する。ブレーキディスク（１）は多数のばね部材（４）によって加えられる弾性応力に抗して軸方向に変位できるように、ハブの軸方向に配置されている。その目的のため、各ばね部材（４）は、それをハブ（２）に固定するための保持部（４１）を有している。各ばね部材（４）は更に、基本的にハブ（２）とブレーキディスク（１）との間に配置された少なくとも１つの付随する中間部材（３）に支持された少なくとも１つのばね部（４２）を備えている。本発明の設計は、ばね部材（４）がブレーキディスク（１）と直には接触しないことで、ばね部材（４）が過剰な熱応力にさらされることを効果的に防止するという利点がある。このように、ばね部材（４）の機能的な信頼性を長期間にわたって保持することができる。

Description

【０００１】
［技術分野］
本発明は特許請求の範囲第１項の前文に記載の、特に実用車用の車両ディスクブレーキ用のブレーキディスク／ハブ・アセンブリに関する。
【０００２】
［背景技術］
このような種類の車両ディスクブレーキは特に、良好なドージングで均一なブレーキ効果を達成すべき場合に利用される。そのためにブレーキディスクは通常は、車両のホイール・ハブを兼ねることが多いブレーキディスク・ハブ上に軸方向に載せられ、固定される。そのためにハブはその外周面に、円形ではなく、好適には歯形の輪郭を備えた断面形状で形成されている。ブレーキディスクはその連結路の開口の領域に相補的に形成されているので、これらの部品の相互のねじれが不能で、それによってひいてはブレーキトルクがブレーキディスクからハブへと伝達されるような閉鎖形の形状が生ずる。
【０００３】
このようなディスクブレーキをハブ上で軸方向に固定させることは様々な方法によって可能である。例えばドイツ特許第１９８３９８４４Ａ１号はブレーキディスクが軸方向に移動しないようにねじによってハブに連結されるブレーキディスクと、付随する車軸ハブとを開示している。しかし、このような構造上極めて簡単で確実な構造には、公差を補償できないという欠点がある。このことは、ブレーキ状態、並びにブレーキ部材とベアリングとの寿命に悪影響を及ぼす。
【０００４】
ドイツ特許第１９８３９７６３Ａ１によれば、別の構造のブレーキディスク／ハブ・アセンブリが公知である。この場合もブレーキディスクはハブの上に固定的に載せられ、ハブのカムには、ブレーキディスクの軸方向のストッパの役割を果たす外側に突起したフランジが形成されている。更に、補足的な中間部材がハブとブレーキディスクとの間に半径方向に、またはハブのカムとブレーキディスクの支持部材との間の周囲側に配置されており、これを介してブレーキ動作の際に回転トルクと力とが伝達される。フランジから離れた側でブレーキディスクを軸方向に固定することは、ハブの環状溝内に装入され、ブレーキディスクが軸方向に固定的に保持されるように半径方向外側に突起した安全リングによって行われる。その際に通常はブレーキディスクには軸方向にわずかな遊隙が与えられるので、この方向への補償移動が可能である。しかし、それによって衝撃応力、および程度の差こそあれブレーキディスクの制御された動きが生ずることがあり、これも部品の寿命に悪影響を及ぼす。
【０００５】
更にＷＯ９７／４８９１９号によれば、ブレーキディスクが片側では安全リングの形状の固定ストッパによって、また別の側ではばね弾性安全リングによって軸方向に固定されるブレーキディスク／ハブ・アセンブリが公知である。この場合、ばね弾性安全リングは完全に回転式に形成され、ハブとねじ止めされている。この安全リングは、周囲側に配分され、ブレーキディスクの側面と接触する多数の接触面を有している。このばね弾性安全リングをホイール・ハブに固定する際は、この構造ではブレーキディスクの接触面から所望の大きな間隔を隔てて行われるので、所定の、少なからぬばねピッチ、すなわちブレーキディスクの軸方向の移動可能性が生ずる。従って、ブレーキディスクの軸方向移動はこのばね力に抗してしか可能ではなく、従って衝撃負荷はばねの搭載で緩衝される。
【０００６】
この構造にも勿論欠点がある。すなわち、極度の衝撃負荷があり、または通常位置から大きく逸れると、ばね弾性安全リングはその弾性変形領域を超え、破壊されることがある。その上、ばね弾性安全リンクはブレーキ動作中に非常に加熱されたブレーキ・ディスクに起因する極めて大きい熱応力に弱い。この熱応力によってばね弾性安全リングの材料特性、特にばね特性が変化することがある。従って、この領域での状態、すなわち場合によっては存在するブレーキディスクの軸方向の遊隙がブレーキ動作中に熱の影響によって変化することがあるので、ブレーキ装置の予測性と信頼性が低下する。従って、このばね弾性安全リングの寿命は比較的短い。
【０００７】
従って、本発明の目的は、冒頭に述べた種類の車両、特に実用車のディスクブレーキ用のブレーキディスク／ハブ・アセンブリを改良して、ばね装置への負荷を最小限にし、ひいては車両のディスクブレーキの信頼性を高めるようにすることにある。
【０００８】
（発明の開示）
上記の目的は請求項１の特徴を有するブレーキディスク／ハブ・アセンブリによって達成される。
【０００９】
従って、本発明に基づいて、ハブとばね部材との間に周囲側に配分されてそれぞれ半径方向に配置される多数の中間部材が配置され、かつばね装置は多数のばね部材を備え、各々のばね部材は、これをハブに固定するための保持部と、少なくとも１つの関連する中間部材に支持された少なくとも１つのばね部を備えている。本発明に基づき、それによってばね装置の部材がブレーキディスクに直に支持されるのではなく、中間部材に支持されることが初めて達成される。それによって、ばね装置の熱応力を明確に低減できる。同時に、負荷がかからない状態でブレーキディスクをハブに遊びなく連結することを達成でき、軸方向への力は場合によっては弾力的に吸収されるので、衝撃負荷を避けることができる。
【００１０】
ばね装置は多数のばね部材を備えているので、製造公差等をより良好に補償することが可能であり、各々のばね部材はそれ自体で作用し、隣接するばね部材による影響を受けない。場合によって外的な影響によりばね部材が損傷した場合でも、別のばね部材はそれによって影響を受けない。すなわち損傷は通常は隣接する部材に拡がらない。従って、装置の動作の安全性が高まり、故障しにくくなる。
【００１１】
従って本発明に基づく簡単な構造のブレーキディスク／ハブ・アセンブリの特徴は、特にばね装置が熱応力および機械的応力からより安全に保護され、従って寿命が長くなることにある。
【００１２】
本発明の有利な実施形態は従属クレームの特徴から明らかにされる。
【００１３】
すなわちブレーキディスクの片側にばね装置が配置され、一方、他の側には固定ストッパが設けられる。それによって特に、個別部材の数が少なく、片側からの組立てが可能であるので、本発明に基づくブレーキディスク／ハブ・アセンブリの組立てが簡単になる。しかし、代替例として、ブレーキディスクの両側にばね装置を備えることも可能である。
【００１４】
ブレーキディスクの軸方向へのずれがストッパ装置によって所定範囲に制限されれば、ばね装置が機械的に過負荷状態になること、すなわち弾性変形限度を超えて変形することを有効に防止できる。それによって装置の信頼性は更に高まる。
【００１５】
その場合、ストッパ装置を各々のばね部材の保持部によって形成可能であるので、補助的な部品は必要なくなる。それにより特に組立てが更に簡単になる。その際に軸方向に生ずる力は、保持部をハブに固定するための固定装置によって吸収される。
【００１６】
このように各々のばね部材の保持部は例えばねじによってハブのそれぞれのカムに固定することができ、それによって、公知の手段で確実に連結され、ひいては低コストで実現できる。
【００１７】
各々のばね部材が、紛失しないように事前組み立てされたユニットを製造するためのねじがねじ込まれる、雌ねじ付きの貫通穴を備え、また各々のカムがハブの軸方向に雌ねじおよび、ねじが貫通する長さの溝を設けると更に有利であり、ねじはねじ山なしのシャフト部と、ばね部材の材料の厚みを含む溝の長さよりも短い長さのねじ山部とを備えている。それによって、ばね部材とねじを事前組立てすることができるので、本発明に基づくブレーキディスク／ハブ・アセンブリの本組立てが大幅に簡略化される。その場合、ねじのねじ山部を所定の長さに限定して、ばね部材をブレーキディスクの中間部材の所望の位置に取付けることができるようにし、かつその後で初めてカムをねじ止めするようにすれば更に有利である。従って、ばね部材を固定されるまえに位置決めすることができる。
【００１８】
その上、各々のばね部材は保持部から離れて反対方向に延在する２つのばね部を備えることができ、それによって保持部には片側の負荷が発生することはない。更に、それによって、同時に２つの位置でばね弾性支持を供給することができるという別の利点が達成される。それによって部品数を削減でき、従って組立て経費も節減される。
【００１９】
その上、各々のばね部材はブレーキディスクに半径方向に支持される支持部を備えることができる。それによって、ねじ等を回す際にばね部材がねじれることが防止される。このことは、ねじとばね部材とが、請求項６に記載のように紛失防止用に事前組立てされたユニットとして供給されれば特に有利である。
【００２０】
（発明を実施する最良の形態）
次に本発明の実施例を図面を参照してより詳細に説明する。
【００２１】
図１に示すように、車両のディスクブレーキ用のブレーキディスク／ハブ・アセンブリ装置はハブ２上に軸方向に載せることができる内部換気されたブレーキディスク１を備えている。この場合、ブレーキディスク１は公知の構造において、複数個のウェブ１１を介して連結された摩擦リング１２および１３を備えている。ブレーキディスク１は更に貫通穴の周囲領域に周囲側に均一間隔をおいて配置された多数の支持部材１４を備えている。これは、ハブ２の外周に均一間隔をおいて配置されたカム２１と連動する。
【００２２】
組立て状態で、カム２１はブレーキトルクの伝達が可能となるように支持部材１４と連動する。その際に、ブレーキディスク１とハブ２との間に半径方向に中間部材３が配置されている。更に、ねじ５によってハブ２と連結されたばね部材４が備えられている。装置の組立て状態は図２および図５に示されている。
【００２３】
特に図１から図３に示すように、中間部材３は、主要部３１がカム２１と支持部材１４との間の周囲側に位置し、一方、アングル部３２がブレーキディスク１の片側に当接するような角度をもって形成されている。
【００２４】
各々のばね部材４は、特に図３に示すように、保持部４１と、該保持部４１から離れて反対方向に延在する２つのばね部４２とを備えている。ばね作用を高め、明確に規定された押圧面を形成するため、ばね部４２は湾曲した中間部材４３を介して保持部４１と連結されている。同時に押圧面の外径がそれによって制限されることで、場合によって加熱したブレーキディスクからの熱伝達が制限される。このように、ばね部材４はブレーキディスク１を中間部材３を介してハブ２のストッパ２２の方向に支持する。
【００２５】
ブレーキディスク１の受容領域のハブ２の形状は特に図１および図４に示されている。図示のように、各々のカム２１はストッパ２２の他に、ねじ５をねじ止めする雌ねじ２３を備えている。カム２１は更に、ブレーキディスク１の摩擦リング１２と１３の間の排熱を向上させる通気溝２４を備えている。
【００２６】
更に図４に示すように、ブレーキディスク１はカム２１の領域に他のストッパ１５および１６を備えており、ストッパ１５はブレーキディスク１に軸方向の力がかからない場合、ハブ２のストッパ２２に当接する。同時にストッパ１６は、主要部４１の向き合った主要面から所定距離ｓだけ離間している。この距離は、ばね部材４のばね力を超える軸方向の力が加わらない限りは、ばね部材４のばね弾性応力を保持する。
【００２７】
しかし、そのような軸方向の力が発生すると、それはばね部材４によって弾力的に吸収される。しかし、この場合は特に主要部４１の衝撃負荷が防止される。主要部４１とストッパ１６との間の距離ｓを超えて始めて、軸方向の力はもはやばね部４２によってではなくねじ５によって吸収される。しかし、この場合は、軸方向の力は、主要部４１とねじ５とを介して支持される前に、ばね部材４２のばね力によって緩衝される。このような支持によって、ばね部４２の過度の伸張が確実に防止される。
【００２８】
更に図４に示すように、各々のばね部材４は、ねじ５のねじ山部５１がねじ込まれる雌ねじ４４を備えている。その他にねじ５は、ねじ頭５３とねじ山部５１との間に位置するシャフト部５２を備えている。シャフト部５２はねじ部材４内の雌ねじ４４の最小直径よりも小さい直径を有している。更に、ねじ山部５１は、ハブ２内の通気溝２４の長さＬ_２ プラスばね部材４の保持部４１の厚みに相当する長さＬ_３の長さであるＬ_１を有している。それによって、ばね部材４とねじ５とは、図１に示すように事前組立てユニットとして共に供給可能である。それによって、ねじ５をハブ２の雌ねじ２３にねじ込まずに、事前組立てされたユニットをハブ２の所定位置に取り付けることができるので、組立てが簡単になる。ねじ５のねじ込みはばね部材４の位置合わせの後に行うことができる。同時に、ばね部材４とねじ５とはこの構造では紛失しないように互いに連結されている。
【００２９】
図５に示した側面図から、ブレーキディスク１をハブ２に固定するために多数のばね部材４、この場合、１０個の部材が配置されていることが更に分かる。更に、特に図６の詳細図から、簡単な薄板湾曲部として実装されたばね部材４が更に、ブレーキディスク１の貫通穴の周囲面に支持され、ばね部材４のねじれを防止する支持部４５を備えていることが分かる。
【００３０】
本発明はここに説明した実施形態以外の別の形状でも実施可能である。
【００３１】
すなわち、ハブ２の固定ストッパ２２の代わりに、例えば構造に応じてばね部材４を設けて形成された別のばね装置を配設することが可能である。それによって、ブレーキディスク１をハブ２に両側から弾力的に支持することが実現され、双方の軸方向での終端止めはばねピッチを超えた後で初めて達成される。
【００３２】
更に、保持部４１がばねピッチを制限するためのストッパとしての役割を果たす必要はない。その代わりには、他のストッパ部材を、例えばねじ止めによって連結し、または、発生した軸方向の力がばね部材４によって確実に吸収される限りは、このようなストッパを完全に省くこともできる。
【００３３】
バネ部材４をねじ５の代わりにリベット、ボルト連結等でハブ２と連結してもよい。
【００３４】
更に、ねじ５が前述のような特殊な形状を備えている必要もない。特にばね部材４はねじ５から分離して、すなわち事前組立てされた部品ユニットとしてではなく供給してもよい。
【００３５】
修正した構造では、各々のばね部材４が、場合によっては適応する中間部材に支持される１つのばね部だけを有していることも可能であろう。場合によっては、更に、ばね部材４のねじれが他の方法で阻止されれば、もしくは機能損失が伴わない限りは、支持部４５を省くことも可能である。
【００３６】
このように本発明は、ハブ２と、その上にねじれないように配置されたブレーキディスク１とを有する車両ディスクブレーキ用のブレーキディスク／ハブ・アセンブリを製造するものであり、ブレーキディスク１はハブ２の軸方向に、多数のばね部材４によってもたらされるばね弾性応力に抗して軸方向に移動することができるように配置されている。その際に各々のばね部材４は、これをハブ２に固定するための保持部４１を備えている。各々のばね部材４は更に、基本的にハブ２とブレーキディスク１との間に配置されている、少なくとも１つの付随する中間部材３に支持される少なくとも１つのばね部４２を含んでいる。本発明に基づく構造は特に、ばね部材４がブレーキディスク１と直に接触しないので、ばね部材４の熱応力の過剰を有効に防止することができるという利点を持つ。従って、ばね部材４の機能の確実性は持続的に保持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に基づくブレーキディスク／ハブ・アセンブリの分解図である。
【図２】
本発明に基づくブレーキディスク／ハブ・アセンブリの組立て状態での側面図であり、ブレーキディスクの周囲領域は省いてある。
【図３】
図２に示した図面の詳細図である。
【図４】
図３に示した図面のねじ軸に沿った横断面図である。
【図５】
本発明に基づくブレーキディスク／ハブ・アセンブリの前面図である。
【図６】
図５に示した図面の詳細図である。
【符号の説明】
１　ブレーキディスク
２　ハブ
３　中間部材
４　ばね部材
５　ねじ
１１　ウェブ
１２　摩擦リング
１３　摩擦リング
１４　支持部材
１５　ストッパ
１６　ストッパ
２１　カム
２２　ストッパ
２３　雌ねじ
２４　通気溝
３１　主要部
３２　アングル部
４１　保持部
４２　ばね部
４３　湾曲した中間部
４４　雌ねじ
４５　支持部材
５１　ねじ山部
５２　シャフト部
５３　ねじ頭

Claims (8)

1. 特に実用車の車両ディスクブレーキ用の、ハブ（２）およびこの上にねじれないように配置したブレーキディスク（１）を有するブレーキディスク／ハブ・アセンブリであって、前記ブレーキディスク（１）は前記ハブ（２）の軸方向に、ばね装置によって生ずる弾性応力に抗して軸方向に移動可能に保持され、複数個の中間部材（３）が配置され、該中間部材（３）は前記ハブ（２）と前記ブレーキディスク（１）との間に周囲側に配分されてそれぞれ半径方向に配置されると共に、前記ばね装置は複数個のばね部材（４）を備え、各々の該ばね部材（４）は、これを前記ハブ（２）に固定するための保持部（４１）と、少なくとも１つの関連する前記中間部材（３）に支持された少なくとも１つのばね部（４２）を備えることを特徴とするブレーキディスク／ハブ・アセンブリ。
2. 前記ブレーキディスク（１）の片側にばね装置が配置され、かつ他方の側に固定ストッパ（２２）を設けることを特徴とする請求項１に記載のブレーキディスク／ハブ・アセンブリ。
3. 前記ブレーキディスク（１）の軸方向への移動はストッパ装置によって所定量（ｓ）に制限されることを特徴とする請求項１または２に記載のブレーキディスク／ハブ・アセンブリ。
4. 前記ストッパ装置は前記ばね部材（４）の前記保持部（４１）によって形成されることを特徴とする請求項３に記載のブレーキディスク／ハブ・アセンブリ。
5. 各々の前記ばね部材（４）の前記保持部（４１）はねじ（５）によって前記ハブ（２）のそれぞれのカム（２１）に固定されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のブレーキディスク／ハブ・アセンブリ。
6. 各々の前記ばね部材（４）は、紛失しないように事前組立てされたユニットを製造するためのねじ（５）を止めるための雌ねじ（４４）を備え、かつ各々の前記カム（２１）は前記ハブ（２）の軸方向に雌ねじ（２３）および、前記ねじ（５２）が通る長さ（Ｌ_２）の溝（２４）を設け、前記ねじ（５）はねじ山がないシャフト部（５２）並びに前記ばね部材（４）の材料の厚み（Ｌ_３）を含めて、前記溝（２４）の長さ（Ｌ_２）よりも短い長さ（Ｌ_１）を有するねじ山部（５１）を備えることを特徴とする請求項５に記載のブレーキディスク／ハブ・アセンブリ。
7. 各々の前記ばね部材（４）は、前記保持部（４１）から離れて反対方向に延在する２個のばね部（４２）を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のブレーキディスク／ハブ・アセンブリ。
8. 各々の前記ばね部材（４）は前記ブレーキディスク（１）に半径方向に支持された支持部（４５）を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のブレーキディスク／ハブ・アセンブリ。