JP2006234163A - 扇形片に分割された制動ディスクを備えた車輪用ブレーキ - Google Patents

Abstract

【課題】扇形片に分割された制動ディスクを備えた車輪用ブレーキを提供する。
【解決手段】車輪に固定された要素（１３、５５）と、前記要素に接続され、かつ制動を実施するために、軌道の一部分に沿って延在するパッド（１４、５１）と協働するようにされた、環状の制動軌道（１６、５３）と、を備えたディスクを備えた車輪用ブレーキ。制動軌道は、制動軌道の周囲（２２、５６）の近くで車輪に固定された要素に接続され、かつ優先方向に扇形片の前部の縁（３０ａ、５２ａ）及び次の扇形片の後部の縁で互いに隣接した、一連の扇形片（３０、５２）から構成され、前部の縁は、半径方向に傾いており、したがって車輪が優先方向に回転する場合に、前記周囲（２２）のより近くの扇形片の一部分が、前記周囲からさらに離れた一部分よりも先に、パッドと接する。
【選択図】図１

Description

本発明は、扇形片に分割されて作られた制動ディスクを備えた、特に自動二輪車用の、車輪用ディスクブレーキに関する。

先行技術において、車輪用ディスクブレーキ内の制動ディスクが受ける、大きな熱及び機械的応力に関係する欠点が知られている。パッドとの摩擦によるディスクの高い動作温度は、実際に、ディスクの環状の制動軌道での著しい熱膨張の原因となり、これが、ブレーキを損傷し、正しく動作することを妨げる、変形、湾曲、及び内部張力の原因となり得る。

上記の欠点を克服するために、ディスク面の外側への変形を回避しつつ、熱膨張に耐えることができるようにするための、接線方向に小さい自由度を有するよう共に接続された、複数の異なる扇形片を有するディスクの制動軌道を作ることが提案されている。しかしながら、提案されている接続システムは、製造するのが非常に複雑かつ高価である。さらに、２つのブレーキパッドの間の隙間に対する扇形片の配列の狂いによる磨耗及び騒音の問題を回避するために、制動中、２つの摩擦面の間に扇形片が常に差し挟まれているよう、制動軌道全体に沿って連続して配置される、厄介なパッドを利用できるようにする必要があった。さらに、この種のブレーキは、二輪自動車の分野においては、ほとんど使用され得ず、通常、制動軌道の限られた部分にのみ延在する、それ程厄介でないパッドが使用されている。

本発明の一般的な目的は、簡単かつ安価な構造を有し、かつ大きな機械及び熱応力に持ちこたえることができる、扇形片に分割されて作られたディスクを備えた車輪用ブレーキを提供することにより、上記の欠点を克服することである。

本発明のさらなる目的は、容易に磨耗せず、かつブレーキ騒音を最小限に抑えることができる、扇形片に分割されたディスクを備えたブレーキを提供することである。

上記目的を考慮して、本発明に従って、車輪に固定された要素と、前記要素に接続され、かつ制動を達成するために軌道の一部分に沿って延在するパッドと協働するようにされた環状の制動軌道(braking track)と、を備えたディスクを備えた車輪用ブレーキであって、制動軌道が、制動軌道の周囲の近くで車輪に固定された要素に接続され、かつ優先方向に扇形片(sectors)の前部の縁及び次の扇形片の後部の縁で互いに隣接した、一連の扇形片から構成され、前部の縁が半径方向に傾いており、したがって車輪が優先方向に回転する場合に、前記周囲により近い扇形片の一部分が、前記周囲からさらに離れた一部分よりも先に、パッドと接することを特徴とする車輪用ブレーキを製造することが決定された。

以下、先行技術と比べて本発明の革新的な原理及びその利点をより明確にするために、添付図面を参照しながら、このような原理を適用することが可能な実施形態について下記に開示する。

図を参照すると、図１には、制動するようにされた車輪と一体のディスク１２と、制動中、ディスク１２の対向する面に摩擦を通じて作用するのに適した（図に破線で簡単に示されている）パッド１４とを備えた、特に自動二輪車用の、車輪用ディスクブレーキ１１が示されている。

ディスク１２は、車輪ハブ（図示せず）に固定されるのに適した第１の要素１３と、パッド１４の摩擦面と接触するようにされており、かつその内周２２の近くで要素１３に接続された環状の制動軌道１５とを備える。

制動軌道１５は、たとえば自動二輪車の前方移動に対応する、矢印７０で示されている優先方向に扇形片３０の前部の縁３０ａ及び次の扇形片３０の後部の縁３０ｂで互いに隣接した、一連の扇形片３０から構成される。

扇形片の前部の縁３０ａは、半径方向に傾いており、したがって周囲２２のより近くの扇形片の一部分（したがって要素１３との接続部）が、車輪が優先方向７０に回転する場合に、扇形片３０のより外部部分よりも先にパッド１４と接する。縁３０ａは、半径方向に少なくとも３０°傾いていることが有利であり、図の例では、縁は、約４５°〜５５°傾いている。

それぞれの扇形片３０が、接続点により近い（したがってパッド上に整列された正位置により近い）一部分から開始して、徐々にパッド１４に接触していくことにより、たとえば扇形片と、車輪と一体の要素との間の接続部の最小の遊びの存在により、たとえディスクの平面にわずかに傾いている場合にも、衝撃を与えずにパッド１４の２つの摩擦面の間の隙間内へと滑動する。完全には整列していない扇形片は、縁３０ａがパッドの間に入るにつれて、完全な整列位置へと徐々に案内される。このことにより、扇形片に対する磨耗を最小限に抑えることに加えて、制動騒音を最小限に抑えることも可能となる。

扇形片３０は、事実上その全長に渡って制動軌道１５を切断する狭いスリットにより、互いから分離される。スリット６０の存在により、騒音又はブレーキの損傷の原因となる、作業面の外側にディスクの変形又は湾曲を引き起こすことなく、制動中、扇形片３０が接線方向に熱膨張することが可能となる。

パッド１４は、接線方向の機械力をより良く分散するために、制動のすべての瞬間に、少なくとも２つの隣接した扇形片に作用するように、１つの扇形片３０によって影響を受けるより多い中心での角度分の、制動軌道の限られた部分に渡って延在する。制動中、まず扇形片３０と接するパッド１４の縁１４ａは、ディスクの中心に対して実質的に半径方向であり得る。

スリット６０は、図２の拡大図により良く示されているように、制動軌道の内周２２の近くでゼロになる傾向のある幅を有し、加熱による扇形片の接線方向の膨張は、ディスクの中心からより遠い一部分の絶対値より小さい。これとは異なり、スリット６０の大きさは、周囲２２から離れた方に動くにつれて増加する。

それぞれの扇形片３０は、シート(seats)６１内に収容され、かつその周囲２２に沿って制動軌道の外側に位置決めされた、軸方向のつめ２０により、２箇所で要素１３に接続される（図１には、ただ１つのつめ２０が示されている）。

図２に、及び図２の平面ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って作られた図３の断面図に、より良く示されているように、それぞれのシート６１の半分は、扇形片３０から延在するアーム１８内に形成された、開放された半円柱形の空洞によって形成され、他の半分は、第１の扇形片に隣接した第２の扇形片３０から延在するアーム１９内に形成された、同様の開放された空洞によって形成される。２つのアーム１８及び１９は、特に、２つの隣接した扇形片の互いの近くで止められた後部及び前部の縁から突き出ている。

アーム１８及び１９内の２つの空洞は、ディスクに対して軸方向の、円柱形のシートを形成するために、ディスクに垂直な半径方向の平面に位置決めされた、開放された一部を有して、互いに面することが有利である。

図１、図２、及び図３の実施形態においては、扇形片３０は、要素１３と同一平面上にあり、つめ２０のシートを形成するアーム１８及び１９の端部は、半円形状を有し、要素１３内に収容された円形の軸方向の穴内に収容され、この穴は、ディスク面から出ることなく、アーム１８、１９が穴内に入ることを可能にするために、扇形片に面する側に開放されている。要素１３内の穴の側壁は、アーム１８、１９の半円の端部を把持し、これにより、ディスクに対する半径方向及び接線方向の接続が確実となる。

２つの対向する端部において、つめ２０は、扇形片と要素１３との間の軸方向の接続を確実にするために、ディスクの対向する面に載った２つの頭部を有する。２つの頭部は、シートを形成し、かつ要素１３の対向する面に載った、２つのアーム１８、１９を完全に覆う。知られている技術に従って、シート内につめを挿入した後に、クリップ、シーガーサークリップリングを適用することにより、又はリベット締めを通じて、２つの頭部のうちの１つができ得る。

開示された実施形態においては、つめ２０が、それぞれの扇形片の前部の縁３０ａの近くに位置決めされ、したがって周囲２２により近い縁３０ａの一部分が、配列の狂いにより衝突することがなく、パッド１４の摩擦面の間の隙間に入るための正位置にしっかりと保たれる。

扇形片内には、知られている先行技術に従って、様々な形状を有する及び様々な数量の、重量軽減孔８０ができ得る。

図１の実施形態においては、９つのモジュール(modular)の扇形片３０があり、扇形片は、ほぼ平らであり、打ち抜きによってでき得ることが有利である。

図４には、図３と同様の断面図で、（先の開示の要素１３と同様の）車輪に固定されたディスク４１の要素との（既に開示されている扇形片３０と同一の）２つの扇形片４２、４０の接続の代替実施形態が示されている。今回は、制動軌道は、車輪に固定された要素４１に片持ち梁に取り付けられている。

扇形片４０及び４２は、扇形片３０と同一の、形状が半円である端部を有するアームを備えるが、アームの端部は、この場合、車輪に固定された要素内の穴内に収容されない。

要素４１内にできた穴は、閉じられており、扇形片から突き出ているアームによって形成されたシートと同軸であり、その側壁は、つめ４３と直接接触している。

図５には、本発明によるブレーキ５０の代替実施形態が示されている。ブレーキ５０は、車輪ハブと一体の要素５５と、パッド５１と、要素５５と同一平面上にあり、かつその内周５６の近くでこれに接続された制動軌道５３とを備える。軌道５３は、それぞれ周角の３分の１だけ延在し、かつ扇形片３０の前部の縁３０ａと同様に、優先回転方向７１に傾いた前部の縁５２ａを有する、３つのモジュールの扇形片５２から形成される。

それぞれの扇形片５２が、シート５９内に収容され、かつ２つの隣接した扇形片の間のスリットに配置され、かつ図１の実施形態について既に開示したシート６１と全く同様の、２つのつめ５７により、要素５５に接続される（同図には、そのうちの１つのみが示されている）。さらに、それぞれの扇形片５２が、シート６２内に収容された、２つのつめ５８（同図には、そのうちの１つのみが示されている）により、要素５５の別の２箇所で接続され、そのそれぞれ１つが、それぞれ扇形片５２に及び要素５５にでき、かつディスクに対して接線方向の平面に面する、２つの開放された半円筒形の空洞によって形成される。

全体的に、互いに等距離にある制動軌道の内周に沿って配置された、９つの接続つめがある。

ここにおいて、本発明の目的に如何に到達したかが明らかとなった。実際には、騒音又はブレーキの損傷の原因となり得る変形又は湾曲を受けることなく、大きな機械及び熱応力を持ちこたえることができる制動軌道を備えたディスクブレーキが供給された。

本発明によるブレーキは、簡単な構造を有し、安価に製造でき、全体的に限られた寸法を有する(has limited overall dimensions)。

さらに、制動軌道を形成する扇形片の特別な形状により、ブレーキパッドの間に隙間を有する扇形片の完全な整列が確実となり、扇形片の縁とパッドとの間の衝撃が防止され得る。

限られた数の接続つめを用いて、安価かつ構造が簡単な、扇形片の接続システムも作成された。

当然のことながら、本発明の革新的な原理を適用する、上記の実施形態の開示は、これらの原理の例として記載したものであり、したがって、本明細書に記載した範囲を限定するものと解釈してはならない。

車輪に固定された要素は、ハブにではなく、車輪の周囲に固定されることもあり、制動軌道は、車輪と一体の要素の内部に配置されることもあろう。

扇形片の数も、開示した数とは異なることもあり、図に示されているように、同一のモジュールの扇形片でないこともあろう。

それぞれの扇形片の外周プロファイルは、知られている技術に従って、円弧として形づくられることもあれば、溝を有することもあろう。

また、車輪に固定された要素に対する扇形片の接続のタイプは、開示されているものとは異なる形態で作られることもあろう。

本発明に従って製造されたブレーキを示す図である。 ディスクの扇形片を車輪ハブに固定されたディスク部分に接続するつめを示す、先の図の拡大詳細図である。 図２の平面ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って切断されたディスクの一部を示す断面図である。 ハブに固定されたディスク部分との扇形片の接続の代替実施形態を示す、先の図と同様の断面図である。 本発明によるブレーキの代替実施形態を示す図である。

符号の説明

１１ ディスクブレーキ
１２ ディスク
１３ 第１の要素
１４、５１ パッド
１４ａ 縁
１５、５３ 制動軌道
１８、１９ アーム
２０、４３、５７、５８ つめ
２２、５６ 内周
３０、４０、４２、５２ 扇形片
３０ａ、５２ａ 前部の縁
３０ｂ 後部の縁
４１ ディスク、要素
５０ ブレーキ
５５ 要素
６０ スリット
６１、５９、６２ シート
７０、７１ 優先方向
８０ 重量軽減孔

Claims (13)

1. 車輪に固定された要素（１３、５５）と、前記要素に接続され、かつ制動を実施するために軌道の一部分に沿って延在するパッド（１４、５１）と協働するようにされた、環状の制動軌道（１６、５３）と、を備えたディスクを備えた車輪用ブレーキであって、
   前記制動軌道が、前記制動軌道の周囲（２２、５６）の近くの前記車輪に固定された前記要素に接続され、かつ優先方向（７０）に扇形片の前部の縁（３０ａ、５２ａ）及び次の扇形片の後部の縁で互いに隣接した、一連の扇形片（３０、５２）から構成され、前記前部の縁が半径方向に傾いており、したがって前記車輪が前記優先方向に回転する場合に、前記周囲（２２）により近い扇形片の一部分が、前記周囲からさらに離れた一部分よりも先に、前記パッドと接することを特徴とする車輪用ブレーキ。
2. 前記扇形片の前記前部の縁（３０ａ、５２ａ）が、少なくとも３０°、前記ディスクの半径方向に傾いていることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ。
3. 前記車輪に固定された前記要素が、車輪ハブに固定され、前記制動軌道が、その内周に沿って要素に接続されることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ。
4. ２つの隣接した扇形片の互いの近くで止められた前記縁が、前記制動軌道の前記内周の近くでゼロになる傾向のある距離を有し、該制動軌道からの距離が増加するにつれて増加することを特徴とする請求項３に記載のブレーキ。
5. それぞれの扇形片（３０、５２）が、該前部の縁（３０ａ、５２ａ）の近くで前記車輪に固定された前記要素（１３、５５）に接続されることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ。
6. 前記扇形片（３０、５２）が、前記ディスクに対して軸方向にあるつめにより、前記車輪に固定された前記要素（１３、５５）に接続されることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ。
7. 扇形片（３０、５２）のそれぞれの前部及び後部の縁から、アーム（１８、１９）が、前記つめの収容シート（６１）を形成するよう、隣接した扇形片のアーム内の空洞に対応するのに適した空洞を有しつつ、延在することを特徴とする請求項６に記載のブレーキ。
8. 前記扇形片が、前記車輪に固定された前記ディスクの前記要素（１３）と同一平面上にあり、該車輪上に、開放された軸方向の穴が、前記軌道に面する側に存在し、シート（６１）を形成する２つの隣接した扇形片の前記アームの一部を把持する前記穴の側壁が、前記ディスクと同一平面の方向に接続を作ることを特徴とする請求項７に記載のブレーキ。
9. 前記空洞が、半円筒形の開放された空洞であり、軸方向の円筒形のシート（６１）を形成するよう、前記ディスクに垂直な半径方向の平面に面するようにされることを特徴とする請求項７に記載のブレーキ。
10. 前記扇形片が、前記車輪に固定された前記要素に片持ち梁で取り付けられ、該要素に、中に配置された前記つめを収容するよう、前記扇形片の前記アームによって形成された、前記シートと同軸の穴が存在することを特徴とする請求項９に記載のブレーキ。
11. 前記制動軌道の周囲に沿って互いから等距離の間隔で配置された、９つのつめがあることを特徴とする請求項６に記載のブレーキ。
12. 前記扇形片が、３つ又は９つであることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ。
13. 前記扇形片（３０、５２）が、モジュールであることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ。
    

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