本出願は、2013年3月27日に出願された米国仮出願シリアル番号第61/805,889号に対する優先権を主張し、その内容は、参照によりその全体を本明細書に組込まれる。
本発明は、ブレーキアセンブリ、特に、ホイールハットに取付けられたドラムブレーキを含む車両ブレーキに関する。
ドラムブレーキは、ほとんどの大型(heavy duty)トラック、一部の中型(medium duty)及び小型(light duty)トラック、何種類かの自動車、ダートバイク、並びにATVにおいて使用されている。一部の車両において、ドラムブレーキは、リアホイールに適用され、その理由は、停止力のほとんどが車両のフロントブレーキによって生成され、したがって、リアブレーキによって生成される熱が少ないからである。
ドラムブレーキの摩擦接触面積がブレーキの外周にあることにより、ドラムブレーキは、同じ径のディスクブレーキに比べて多くの制動力を提供することができる。ドラム上のドラムブレーキシューの摩擦接触面積の増加は、ドラムブレーキシューが、同様の寸法及び制動力のブレーキシステムにおいて使用されるディスクブレーキパッドより長く持つことを可能にする。ドラムブレーキは、熱を保持し、また、ディスクブレーキより複雑であるが、リアブレーキの低い熱発生、ドラムブレーキ自己応動的な(self−applying)性質、大きな摩擦表面接触面積、及び長寿命摩耗特性により、しばしば、リアブレーキ用途で使用するためのより経済的かつ強力なブレーキタイプである。
ドラムブレーキは、運動エネルギーを摩擦による熱に変換する。この熱の多くは、周囲空気内に消散するはずであるが、ブレーキシステム構成要素に容易に伝わる可能性がある。ブレーキドラムは、関係する大きな力に対処するため大きくなければならず、また、大量の熱を吸収し消散できなければならない。激しくまたは繰り返して制動することによって過熱が起こる可能性があり、それが、ドラムを歪ませ、制動下での振動をもたらす可能性がある。過熱の別の結果はブレーキフェード(brake fade)である。ドラムが過酷な制動によって加熱されると、ドラムの径が熱膨張によってわずかに増加するため、シューは、より遠くまで移動しなければならず、また、運転者は、ブレーキペダルをより遠くまで踏み込まなければならない。
従来のドラム設計は、不均一な熱膨張を示すことが知られており、不均一な熱膨張は、ブレーキ脈動(brake pulsation)及び不均等に分布した制動力を増加させる。ブレーキジャダ(brake judder)及び振動は頻繁に経験される。或る場合には、大型トラックドラムブレーキの高サービス要件は、増加した、また許容不能のレベルのドラムひび割れを生成する。
従来のドラムブレーキ設計に関する別の問題は、ドラムブレーキがディスクブレーキより重く、車両にかなりの重量及び対応する燃料経済性の低下を付加することに起因する。
要約すると、従来技術のブレーキドラムは、制動プロセス中に誘発される応力による摩耗、熱、及び材料疲労に伴う問題に悩まされてきた。重量を減少させる一方で、ブレーキドラムが受ける応力を減少させ、性能及び耐久性を上げることが望ましいであろう。
したがって、重量が小さいアセンブリを提供しながら、ブレーキデバイスの寿命及び信頼性を増加させるため上述した問題を減少させるか又はなくすブレーキドラム及びホイールハットアセンブリを提供する必要性が存在する。
一態様において、フローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリが提供される。フローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリは、制動表面及び取付けフランジを有するブレーキドラムと、外径及びブレーキドラムの取付けフランジに搭載するためのブレーキドラム搭載フランジを有するハットと、ブレーキドラムの取付けフランジをハットのブレーキドラム搭載フランジに連結させるための手段とを含み、連結させるための手段は、ブレーキドラムの取付けフランジの少なくとも一部分及び/又はハットのブレーキドラム搭載フランジの少なくとも一部分の径方向の熱膨張及び収縮を可能にするように構築され配置される。フローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリを作製する方法も提供される。
幾つかの実施形態において、ハットのブレーキドラム搭載フランジは複数のねじ付きブレーキドラム搭載スタッドを備え、ブレーキドラムの取付けフランジは複数の対応する穴を備える。
幾つかの実施形態において、連結させるための手段は、ねじ付きブレーキドラム搭載スタッド上にねじ込み、アセンブリを形成するための複数のねじ付きナットを備える。
幾つかの実施形態において、ブレーキドラム取付けフランジは、材料を低減し、熱膨張のための空間を設けるためにスカラップ形にされる。
幾つかの実施形態において、ハットの外径は熱膨張のための空間を設けるサイズに作られる。
幾つかの実施形態において、アセンブリは、ブレーキドラムの取付けフランジの穴内に搭載するための複数のグロメットを更に備え、複数のグロメットは、ブレーキドラムの取付けフランジとハットのブレーキドラム搭載フランジとの間に或る程度の断熱を提供するように構築され配置される。幾つかの実施形態において、複数のグロメットは、ブレーキドラムの取付けフランジの熱膨張のための更なる空間を設けるように構築され配置される。
幾つかの実施形態において、ブレーキドラムの取付けフランジは複数のブレーキドラムタブを有する。
幾つかの実施形態において、ハットのブレーキドラム搭載フランジはブレーキドラムタブに係合するための複数のハットタブを備える。
幾つかの実施形態において、ブレーキドラム搭載フランジの複数のハットタブのそれぞれは、ねじ付きホールドダウンリング搭載スタッドを更に備える。
幾つかの実施形態において、連結させるための手段はホールドダウンリングを備え、ホールドダウンリングは、ねじ付きホールドダウンリング搭載スタッドに対応する複数の穴、及び、ねじ付きホールドダウンリング搭載スタッド上にねじ込み、アセンブリを形成するための複数のねじ付きナットを有する。幾つかの実施形態において、連結させるための手段は、ねじ付きホールドダウンリング搭載スタッドの真上でかつホールドダウンリングの下に設置するための複数のスペーサであって、それにより、ブレーキドラムタブをホールドダウンリングから断熱する、複数のスペーサを更に備える。
幾つかの実施形態において、連結させるための手段は、ブレーキドラムタブ上でかつホールドダウンリングの下に設置するための複数の偏倚部材であって、それにより、ブレーキドラムタブに予荷重を付与する、複数の偏倚部材を更に備える。
幾つかの実施形態において、ブレーキドラム搭載フランジの複数のハットタブのそれぞれは、ねじ無しホールドダウンリング搭載スタッドを更に備える。
幾つかの実施形態において、連結させるための手段はホールドダウンリングを備え、ホールドダウンリングは、ねじ無しホールドダウンリング搭載スタッドに対応する複数の穴、及び、ねじ無しホールドダウンリング搭載スタッド上の溝に係合し、アセンブリを形成するための複数のロックリングを有する。
幾つかの実施形態において、連結させるための手段は、ねじ無しホールドダウンリング搭載スタッドの真上でかつホールドダウンリングの下に設置するための複数のスペーサであって、それにより、ブレーキドラムタブをホールドダウンリングから断熱する、複数のスペーサを更に備える。
幾つかの実施形態において、ブレーキドラム搭載フランジの複数のハットタブのそれぞれは、スナップリングを受取るように適合される複数のフランジ突出部を形成するため、軸方向及び径方向に延在するフランジ突出部を更に備える。
幾つかの実施形態において、スナップリングは、複数巻のスパイラルリングの形態である。
幾つかの実施形態において、各フランジ突出部は、ハットタブの周縁で軸方向に、そして、径内方向に延在し、環状アパーチャであって、スナップリングを径方向外側にかつ軸方向に向くように拘束して着座させるために適合される、環状アパーチャを提供する。
幾つかの実施形態において、各フランジ突出部は、ハットタブの周縁で軸方向に、そして、径外方向に延在し、環状アパーチャであって、スナップリングを径方向内側にかつ軸方向に向くように拘束して着座させるために適合される、環状アパーチャを提供する。
幾つかの実施形態において、スナップリングをハットに留めるための少なくとも1つのピンを更に備える。
幾つかの実施形態において、ブレーキドラムは、ホイール搭載面にオーバラップする径方向フランジ無しでハットに取付けられる。幾つかの実施形態において、ブレーキドラムは、45mm未満の径方向フランジを有するハットに取付けられる。幾つかの実施形態において、ブレーキドラムは、1つ又は複数の保持クリップ又はプレートを有するハットに取付けられる。幾つかの実施形態において、ブレーキドラムは、予荷重を付与するため、ばねリング上にテーパを持って取付けられる。
別の態様において、フローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリを作製する方法が提供される。方法は、制動表面及び取付けフランジを有するブレーキドラムを設けるステップと、外径及びブレーキドラムの取付けフランジに搭載するためのブレーキドラム搭載フランジを有するハットを設けるステップと、ブレーキドラムの取付けフランジの少なくとも一部分及び/又はハットのブレーキドラム搭載フランジの少なくとも一部分の径方向の熱膨張及び収縮を可能にするように構築され配置される連結させるための手段を設けることによって、ブレーキドラムの取付けフランジをハットのブレーキドラム搭載フランジに結合させるステップとを含む。
本発明のこれらのまた他の態様は本明細書の詳細な説明及び図面を考慮して明らかになる。
本発明は、類似する参照符号が類似する要素を指定する以下の図面に関連して述べられる。
本発明の一実施形態によるフローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリの正面平面図である。
ライン1A−1Aに沿って切取った図1Aの断面の側面図である。
図1Bのセクション1Cの拡大図である。
図1A〜1Cの実施形態の斜視図である。
本発明の別の実施形態によるフローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリの正面平面図である。
ライン3A−3Aに沿って切取った図3Aの断面の側面図である。
図3Bのセクション3Cの拡大図である。
図3A〜3Cの実施形態の斜視図である。
本発明の別の実施形態によるフローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリの正面平面図である。
ライン5A−5Aに沿って切取った図5Aの断面の側面図である。
図5Bのセクション5Cの拡大図である。
図5A〜5Cの実施形態の斜視図である。
本発明の別の実施形態によるフローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリの正面平面図である。
ライン7A−7Aに沿って切取った図7Aの断面の側面図である。
図7Bのセクション7Cの拡大図である。
図7A〜7Cの実施形態の斜視図である。
本発明の一実施形態によるフローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリの正面平面図である。
ライン9A−9Aに沿って切取った図9Aの断面の側面図である。
図9Bのセクション9Cの拡大図である。
図9A〜9Cの実施形態の斜視図である。
本発明の別の実施形態によるフローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリの正面平面図である。
ライン11A−11Aに沿って切取った図11Aの断面の側面図である。
図11Bのセクション11Cの拡大図である。
図11A〜11Cの実施形態の斜視図である。
本発明の別の実施形態によるフローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリの正面平面図である。
ライン13A−13Aに沿って切取った図13Aの断面の側面図である。
図13Bのセクション13Cの拡大図である。
図13A〜13Cの実施形態の斜視図である。
図1Aに見られるブレーキアセンブリ10は、自動車、レーシング車両、トラック、大型トラック、オートバイ、及び同様なものを含む車両上で使用するのに好ましい。本発明と共に使用するのに適した車両は、約5,000ポンド(2268kg)未満の車両総重量、約5,000ポンドから約12,000ポンドの車両総重量、及び約12,000ポンドより重い車両総重量、例えば30,000ポンドを有する車両を含む可能性がある。しかし、本明細書で論じる本発明の概念は、自動車、他のタイプの原動機付き車両、又は鉄道車両(railcar)を含む、ロータリブレーキを使用するどのタイプの応用にでも使用される可能性がある。
ここで図1A〜1C、及び2を参照すると、本発明によるフローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリ10が示される。フローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリ10は、制動表面14及び取付けフランジ16を有するブレーキドラム12を含む。フローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリ10はまた、外径20及びブレーキドラム12の取付けフランジ16に搭載するためのブレーキドラム搭載フランジ22を有するハット18を含む。ブレーキドラム12は、当業者が認識するように、鋳鉄で作ることができる。例えば、適した材料は、約35ksi(241Mpa)の引張強度(tensile strength)及び約28ksiの降伏強度(yield strength)を有するクラス35鋳鉄であることになる。ハット18は、ブレーキドラム12のように鋳鉄で作られる可能性がある、又は、所望される場合、アルミニウム等の低い硬度(hardness)を有する材料を使用することができる。
フローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリ10を形成するため、ブレーキドラムの取付けフランジをハットのブレーキドラム搭載フランジに連結させるための手段24が設けられる。図示するように、ハット18のブレーキドラム搭載フランジ22は、複数のねじ付きブレーキドラム搭載スタッド26を含む。相応して、ブレーキドラム12の取付けフランジ16は、ハット18の複数のねじ付きブレーキドラム搭載スタッド26の真上にブレーキドラム12を搭載するための複数の穴28を備える。図1A〜1C、及び2に示す実施形態において、連結させるための手段24は、ねじ付きブレーキドラム搭載スタッド26上にねじ込み、アセンブリ10を形成するための複数のねじ付きナット30を含む。
図1A〜1C、及び2並びに以下の議論の検討によって当業者によって認識されるように、連結させるための手段24は、ブレーキドラム12の取付けフランジ16の少なくとも一部分及び/又はハット18のブレーキドラム搭載フランジ22の少なくとも一部分の径方向の熱膨張及び収縮を可能にするように構築され配置される。有利には、幾つかの実施形態において、ブレーキドラム取付けフランジ16は、材料を低減し、熱膨張のための空間又はゾーンZ1を設けるため、複数のスカロップ32を備えることができる。幾つかの実施形態において、ハット18の外径20は、熱膨張のための空間又はゾーンZ2を設けるサイズに作られる。
ここで図3A〜3C、及び4を参照すると、本発明によるフローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリ100が示される。フローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリ100は、制動表面114及び取付けフランジ116を有するブレーキドラム112を含む。フローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリ100はまた、外径120及びブレーキドラム112の取付けフランジ116に搭載するためのブレーキドラム搭載フランジ122を有するハット118を含む。先に詳述したように、ブレーキドラム112は、当業者が認識するように、鋳鉄で作ることができる。例えば、適した材料は、約35ksiの引張強度及び約28ksiの降伏強度を有するクラス35鋳鉄であることになる。ハット118は、ブレーキドラム112のように鋳鉄で作られる可能性がある、又は、所望される場合、アルミニウム等の低い硬度を有する材料を使用することができる。
フローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリ100を形成するため、ブレーキドラムの取付けフランジをハットのブレーキドラム搭載フランジに連結させるための手段124が設けられる。図示するように、ハット118のブレーキドラム搭載フランジ122は、複数のねじ付きブレーキドラム搭載スタッド126を含む。相応して、ブレーキドラム112の取付けフランジ116は、ハット118の複数のねじ付きブレーキドラム搭載スタッド126の真上にブレーキドラム112を搭載するための複数の穴128を備える。図3A〜3C、及び4に示す実施形態において、連結させるための手段124は、ねじ付きブレーキドラム搭載スタッド126上にねじ込み、アセンブリ100を形成するための複数のねじ付きナット130を含む。
図3A〜3C、及び4並びに以下の議論の検討によって当業者によって認識されるように、連結させるための手段124は、ブレーキドラム112の取付けフランジ116の少なくとも一部分及び/又はハット118のブレーキドラム搭載フランジ122の少なくとも一部分の径方向の熱膨張及び収縮を可能にするように構築され配置される。有利には、幾つかの実施形態において、ブレーキドラム取付けフランジ116は、材料を低減し、熱膨張のための空間又はゾーンZ1を設けるため、複数のスカロップ132を備えることができる。幾つかの実施形態において、ハット118の外径120は、熱膨張のための空間又はゾーンZ2を設けるサイズに作られる。
図3A〜3C、及び4に示すように、アセンブリ100はまた、ブレーキドラム112の取付けフランジ116の穴128内に搭載するための複数のグロメット134を含む。幾つかの実施形態において、複数のグロメット134は、ブレーキドラム112の取付けフランジ116とハット118のブレーキドラム搭載フランジ112との間に或る程度の断熱を提供するように構築し配置することができる。幾つかの実施形態において、複数のグロメット134は、ブレーキドラム112の取付けフランジ116の熱膨張のための更なる空間又はゾーンを設けるように構築し配置することができる。グロメット134は、遭遇するサービスに応じて、鋼又はアルミニウム等の金属又はポリマー材料を含むいろいろな材料から生産することができる。
ここで図5A〜5C、及び6を参照すると、本発明によるフローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリ200が示される。フローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリ200は、制動表面214及び取付けフランジ216を有するブレーキドラム212を含む。フローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリ200はまた、外径220及びブレーキドラム212の取付けフランジ216に搭載するためのブレーキドラム搭載フランジ222を有するハット218を含む。先に詳述したように、ブレーキドラム212は、当業者が認識するように、鋳鉄で作ることができる。例えば、適した材料は、約35ksiの引張強度及び約28ksiの降伏強度を有するクラス35鋳鉄であることになる。ハット218は、ブレーキドラム212のように鋳鉄で作られる可能性がある、又は、所望される場合、アルミニウム等の低い硬度を有する材料を使用することができる。
フローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリ200を形成するため、ブレーキドラムの取付けフランジをハットのブレーキドラム搭載フランジに連結させるための手段224が設けられる。図示するように、ハット218のブレーキドラム搭載フランジ222は、複数のハットタブ236を含む。幾つかの実施形態において、各ハットタブ236は、ねじ付きホールドダウンリング搭載スタッド226を含む。相応して、ブレーキドラム212の取付けフランジ216は、ハットタブ236に係合するための複数のブレーキドラムタブ238を備える。図5A〜5C、及び6に示す実施形態において、連結させるための手段224は、ホールドダウンリング240を含み、ホールドダウンリングは、ねじ付きホールドダウンリング搭載スタッド226に対応するために離間した複数の穴246、及び、ねじ付きホールドダウンリング搭載スタッド226上にねじ込み、アセンブリ200を形成するための複数のねじ付きナット230を有する。
図5A〜5C、及び6並びに以下の議論の検討によって当業者によって認識されるように、連結させるための手段224は、ブレーキドラム212の取付けフランジ216の少なくとも一部分及び/又はハット218のブレーキドラム搭載フランジ222の少なくとも一部分の径方向の熱膨張及び収縮を可能にするように構築され配置される。
幾つかの実施形態において、連結させるための手段224は、ブレーキドラムタブ238に予荷重を付与するためブレーキドラムタブ238上に設置するための複数の偏倚部材(図示せず)を更に含むことができる。幾つかの実施形態において、ねじ付きホールドダウンリング搭載スタッド226の真上でかつホールドダウンリング240の下に設置するための複数のスペーサ(図示せず)は、ブレーキドラムタブ238をホールドダウンリング240から断熱することができる。
ここで図7A〜7C、及び8を参照すると、本発明によるフローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリ300が示される。フローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリ300は、制動表面314及び取付けフランジ316を有するブレーキドラム312を含む。フローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリ300はまた、外径320及びブレーキドラム312の取付けフランジ316に搭載するためのブレーキドラム搭載フランジ322を有するハット318を含む。先に詳述したように、ブレーキドラム312は、当業者が認識するように、鋳鉄で作ることができる。例えば、適した材料は、約35ksiの引張強度及び約28ksiの降伏強度を有するクラス35鋳鉄であることになる。ハット318は、ブレーキドラム312のように鋳鉄で作られる可能性がある、又は、所望される場合、アルミニウム等の低い硬度を有する材料を使用することができる。
フローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリ300を形成するため、ブレーキドラムの取付けフランジをハットのブレーキドラム搭載フランジに連結させるための手段324が設けられる。図示するように、ハット318のブレーキドラム搭載フランジ322は、複数のハットタブ336を含む。幾つかの実施形態において、各ハットタブ336はねじ無しホールドダウンリング搭載スタッド326を含む。相応して、ブレーキドラム312の取付けフランジ316は、ハットタブ336に係合するための複数のブレーキドラムタブ338を備える。図7A〜7C、及び8に示す実施形態において、連結させるための手段324は、ホールドダウンリング340を含み、ホールドダウンリングは、ねじ無しホールドダウンリング搭載スタッド326に対応するために離間した複数の穴346、及び、ねじ無しホールドダウンリング搭載スタッド326上の溝350に係合し、アセンブリ300を形成するための複数のロックリング330を有する。
図7A〜7C、及び8並びに以下の議論の検討によって当業者によって認識されるように、連結させるための手段324は、ブレーキドラム312の取付けフランジ316の少なくとも一部分及び/又はハット318のブレーキドラム搭載フランジ322の少なくとも一部分の径方向の熱膨張及び収縮を可能にするように構築され配置される。
幾つかの実施形態において、連結させるための手段324は、ブレーキドラムタブ338に予荷重を付与するためブレーキドラムタブ338上に設置するための複数の偏倚部材(図示せず)を更に含むことができる。幾つかの実施形態において、ねじ付きホールドダウンリング搭載スタッド326の真上でかつホールドダウンリング340の下に設置するための複数のスペーサ(図示せず)は、ブレーキドラムタブ338をホールドダウンリング340から断熱することができる。
ここで図9A〜9C、及び10を参照すると、本発明によるフローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリ400が示される。フローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリ400は、制動表面414及び取付けフランジ416を有するブレーキドラム412を含む。フローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリ400はまた、外径420及びブレーキドラム412の取付けフランジ416に搭載するためのブレーキドラム搭載フランジ422を有するハット418を含む。先に詳述したように、ブレーキドラム412は、当業者が認識するように、鋳鉄で作ることができる。例えば、適した材料は、約35ksiの引張強度及び約28ksiの降伏強度を有するクラス35鋳鉄であることになる。ハット418は、ブレーキドラム412のように鋳鉄で作られる可能性がある、又は、所望される場合、アルミニウム等の低い硬度を有する材料を使用することができる。
フローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリ400を形成するため、ブレーキドラムの取付けフランジをハットのブレーキドラム搭載フランジに連結させるための手段424が設けられる。図示するように、ハット418のブレーキドラム搭載フランジ422は、複数のハットタブ436を含む。幾つかの実施形態において、各ハットタブ436は、スナップリング454を受取るように適合される複数のフランジ突出部452を形成するため、軸方向及び径方向に延在するフランジ突出部452を含む。ブレーキドラム412の取付けフランジ416は、ハットタブ436に係合するための複数のブレーキドラムタブ438を備える。図9A〜9C、及び10に示す実施形態において、連結させるための手段424は、複数のフランジ突出部452に係合し、アセンブリ400を形成するためのスナップリング454を含む。図9A〜9C、及び10に示すように、各フランジ突出部452は、各ハットタブ436の周縁で軸方向に、そして、径内方向に延在し、環状アパーチャであって、スナップリング454を径方向外側にかつ軸方向に向くように拘束して着座させるために適合される、環状アパーチャを提供する。幾つかの実施形態において、スナップリング454は、複数巻のスパイラルリングの形態で構成される。認識されるように、この形態は、スナップリング454の2つの端が互いに隣接せず、より確実な係合を促進するようにスナップリング454が作製されることを可能にする。
図9A〜9C、及び10並びに以下の議論の検討によって当業者によって認識されるように、連結させるための手段424は、ブレーキドラム412の取付けフランジ416の少なくとも一部分及び/又はハット418のブレーキドラム搭載フランジ422の少なくとも一部分の径方向の熱膨張及び収縮を可能にするように構築され配置される。
ここで図11A〜11C、及び12を参照すると、本発明によるフローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリ500が示される。フローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリ500は、制動表面514及び取付けフランジ516を有するブレーキドラム512を含む。フローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリ500はまた、外径520及びブレーキドラム512の取付けフランジ516に搭載するためのブレーキドラム搭載フランジ522を有するハット518を含む。先に詳述したように、ブレーキドラム512は、当業者が認識するように、鋳鉄で作ることができる。例えば、適した材料は、約35ksiの引張強度及び約28ksiの降伏強度を有するクラス35鋳鉄であることになる。ハット518は、ブレーキドラム512のように鋳鉄で作られる可能性がある、又は、所望される場合、アルミニウム等の低い硬度を有する材料を使用することができる。
フローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリ500を形成するため、ブレーキドラムの取付けフランジをハットのブレーキドラム搭載フランジに連結させるための手段524が設けられる。図示するように、ハット518のブレーキドラム搭載フランジ522は、複数のハットタブ536を含む。幾つかの実施形態において、各ハットタブ536は、スナップリング554を受取るように適合される複数のフランジ突出部552を形成するため、軸方向及び径方向に延在するフランジ突出部552を含む。ブレーキドラム512の取付けフランジ516は、ハットタブ536に係合するための複数のブレーキドラムタブ538を備える。図11A〜11C、及び12に示す実施形態において、連結させるための手段524は、複数のフランジ突出部552に係合し、アセンブリ500を形成するためのスナップリング554を含む。図11A〜11C、及び12に示すように、各フランジ突出部552は、各ハットタブ536の周縁で軸方向に、そして、径内方向に延在し、環状アパーチャであって、スナップリング554を径方向外側にかつ軸方向に向くように拘束して着座させるために適合される、環状アパーチャを提供する。幾つかの実施形態において、スナップリング554は、複数巻のスパイラルリングの形態で構成される。認識されるように、この形態は、スナップリング554の2つの端が互いに隣接せず、より確実な係合を促進するようにスナップリング554が作製されることを可能にする。
図11A〜11C、及び12並びに以下の議論の検討によって当業者によって認識されるように、連結させるための手段524は、ブレーキドラム512の取付けフランジ516の少なくとも一部分及び/又はハット518のブレーキドラム搭載フランジ522の少なくとも一部分の径方向の熱膨張及び収縮を可能にするように構築され配置される。
図11A〜11C、及び12に示す実施形態において、ブレーキドラムタブ538は、テーパ付き表面556を備える。これは、スナップリング554に対してブレーキドラムタブ538に予荷重を付与するのに役立ち、緩い嵌合に伴う好ましくない騒音及びガタガタ音を減少させる。
最後に、ここで図13A〜13C及び14を参照すると、本発明によるフローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリ600が示される。フローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリ600は、制動表面614及び取付けフランジ616を有するブレーキドラム612を含む。フローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリ600はまた、外径620及びブレーキドラム612の取付けフランジ616に搭載するためのブレーキドラム搭載フランジ622を有するハット618を含む。先に詳述したように、ブレーキドラム612は、当業者が認識するように、鋳鉄で作ることができる。例えば、適した材料は、約35ksiの引張強度及び約28ksiの降伏強度を有するクラス35鋳鉄であることになる。ハット618は、ブレーキドラム612のように鋳鉄で作られる可能性がある、又は、所望される場合、アルミニウム等の低い硬度を有する材料を使用することができる。
フローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリ600を形成するため、ブレーキドラムの取付けフランジをハットのブレーキドラム搭載フランジに連結させるための手段624が設けられる。図示するように、ハット618のブレーキドラム搭載フランジ622は、複数のハットタブ636を含む。幾つかの実施形態において、各ハットタブ636は、スナップリング654を受取るように適合される複数のフランジ突出部652を形成するため、軸方向及び径方向に延在するフランジ突出部652を含む。ブレーキドラム612の取付けフランジ616は、ハットタブ636に係合するための複数のブレーキドラムタブ538を備える。図13A〜13C、及び14に示す実施形態において、連結させるための手段624は、複数のフランジ突出部652に係合し、アセンブリ600を形成するためのスナップリング654を含む。図13A〜13C、及び14に示すように、各フランジ突出部652は、各ハットタブ636の周縁で軸方向に、そして、径外方向に延在し、環状アパーチャであって、スナップリング654を径方向内側にかつ軸方向に向くように拘束して着座させるために適合される、環状アパーチャを提供する。幾つかの実施形態において、スナップリング654をハット618に留めるための少なくとも1つのピン660を設けることができる。幾つかの実施形態において、スナップリング654は、複数巻のスパイラルリングの形態で構成される。認識されるように、この形態は、スナップリング654の2つの端が互いに隣接せず、より確実な係合を促進するようにスナップリング654が作製されることを可能にする。
図13A〜13C、及び14並びに以下の議論の検討によって当業者によって認識されるように、連結させるための手段624は、ブレーキドラム612の取付けフランジ616の少なくとも一部分及び/又はハット618のブレーキドラム搭載フランジ622の少なくとも一部分の径方向の熱膨張及び収縮を可能にするように構築され配置される。
図13A〜13C、及び14に示す実施形態には示されないが、ブレーキドラムタブ638は、テーパ付き表面を備えることができる。これは、スナップリング654に対してブレーキドラムタブ638に予荷重を付与するのに役立ち、緩い嵌合に伴う好ましくない騒音及びガタガタ音を減少させる。
別の形態において、フローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリを作製する方法が提供される。方法は、制動表面及び取付けフランジを有するブレーキドラムを設けるステップと、外径及びブレーキドラムの取付けフランジに搭載するためのブレーキドラム搭載フランジを有するハットを設けるステップと、ブレーキドラムの取付けフランジの少なくとも一部分及び/又はハットのブレーキドラム搭載フランジの少なくとも一部分の径方向の熱膨張及び収縮を可能にするように構築され配置される連結させるための手段を設けることによって、ブレーキドラムの取付けフランジをハットのブレーキドラム搭載フランジに結合させるステップとを含む。
動作時、ブレーキシュー(図示せず)は、ブレーキドラムの制動表面に選択的に押付けられて、ブレーキドラムの回転を緩めるか又は停止させ、したがって、ホイールハット及び車両ホイールの回転を緩めるか又は停止させる。
本発明は、ブレーキドラムの故障率が低いという利点を提供し、ブレーキドラムの熱膨張に対処する。本明細書で開示される幾つかの実施形態において、ラットリングがなくされる。
以下の情報は、ハブ及びドラムアセンブリのためのものであるが、それでも、本発明が、顕著な重量低減をもたらし、より大きな負荷を担持するかつ/又は燃料経済性を改善する能力をもたらすことがわかる。
本明細書で開示されるドラムブレーキ及びハットアセンブリは、自動車、小型トラック、クラス4、5、6、7、及び8のトラック、全地形走行車(all terrain vehicle)及び土工機械(earth moving equipment)等の路上外走行車上で使用される可能性がある。簡潔に言えば、本発明は、いずれの電動車両にも適用される可能性がある。本発明が鉄道車両上の鉄道環境において使用される可能性があることが更に企図される。
本明細書で開示される構成要素、アセンブリ、システム及び方法は電動車両産業に適用可能である。
本明細書で使用されるとき、第1のエンティティと第2のエンティティとの間に設置される用語「及び/又は(and/or)」は、(1)第1のエンティティ、(2)第2のエンティティ、及び(3)第1のエンティティ及び第2のエンティティのうちの1つを意味する。「及び/又は」と共に挙げられる複数のエンティティは、同じように、すなわち、そのように結合される(conjoin)エンティティの「1つ又は複数(one or more)」であると解釈されるべきである。具体的に特定されたエンティティに関連しても、関連しなくても、「及び/又は」の節によって具体的に特定されるエンティティ以外の他のエンティティが、任意選択で存在する場合がある。そのため、非制限的な例として、「A及び/又はB(A and/or B)」に対する参照は、「備える(comprising)」等のオープンエンドの言語と共に使用されるとき、一実施形態において、Aだけ(任意選択で、B以外のエンティティを含む)を指す場合がある、別の実施形態において、Bだけ(任意選択で、A以外のエンティティを含む)を指す場合がある、更に別の実施形態において、AとBの両方(任意選択で、他のエンティティを含む)を指す場合がある。これらのエンティティは、要素、行為、構造、ステップ、オペレーション、値、及び同様なものを指す場合がある。
本明細書で使用されるとき、1つ又は複数のエンティティのリストを参照するときのフレーズ「少なくとも1つ(at least one)」は、エンティティのリスト内のエンティティの任意の1つ又は複数から選択される少なくとも1つのエンティティを意味するが、エンティティのリスト内で具体的に挙げられるそれぞれのまた全てのエンティティの少なくとも1つを必ずしも含まず、また、エンティティのリスト内のエンティティの任意の組合せを排除しないことが理解されるべきである。この定義はまた、具体的に特定されるエンティティに関連しても、関連しなくても、フレーズ「少なくとも1つ」が指すエンティティのリスト内で具体的に特定されるエンティティ以外のエンティティが、任意選択で存在する場合があることを許す。そのため、非制限的な例として、「A及びBの少なくとも一方(at least one of A and B)」(又は等価的に「A又はBの少なくとも一方(at least one of A or B)」又は等価的に「A及び/又はBの少なくとも一方(at least one of A and/or B)」)は、一実施形態において、Bが存在しない(また、任意選択で、B以外のエンティティを含む)状態で、少なくとも1つの(任意選択で、2つ以上を含む)Aを指す場合がある、別の実施形態において、Aが存在しない(また、任意選択で、A以外のエンティティを含む)状態で、少なくとも1つの(任意選択で、2つ以上を含む)Bを指す場合がある、更に別の実施形態において、少なくとも1つの(任意選択で、2つ以上を含む)A及び少なくとも1つの(任意選択で、2つ以上を含む)B(及び、任意選択で、他のエンティティを含む)を指す場合がある。換言すれば、フレーズ「少なくとも1つ」、「1つ又は複数」、及び「及び/又は」は、オペレーションにおいて接続的であると共に離接的であるオープンエンドの表現である。例えば、「A、B、及びCの少なくとも1つ」、「A、B、又はCの少なくとも1つ」、「A、B、及びCの1つ又は複数」、「A、B、又はCの1つ又は複数」、及び「A、B、及び/又はC」の表現のそれぞれは、Aだけ、Bだけ、Cだけ、A及びB共に、A及びC共に、B及びC共に、A、B、及びC共に、並びに、任意選択で、少なくとも1つの他のエンティティと組合せて上記のうちの任意のものを意味する場合がある。
任意の特許、特許出願、又は他の参考文献が、参照により本明細書に組込まれ、或る方法で用語を定義する、或はそうでなければ、本開示の非組込み部分又は他の組込まれる参考文献の任意の参考文献と矛盾する場合、本開示の非組込み部分が規制するものとし、また、用語又は組込まれる開示は、用語がそこで定義される、及び/又は、組込まれる開示が元々そこに存在する参考文献に関して単に規制するものとする。
本明細書で使用されるとき、用語「適合される(adapted)」及び「構成された(configured)」は、要素、構成要素、又は他の主題が、所与の機能を実施するように設計されるかつ/又は意図されることを意味する。そのため、用語「適合した」及び「構成された」の使用は、所与の要素、構成要素、又は他の主題が、単に所与の機能を実施する「ことが可能である(capable of)」ことを意味するのでなく、要素、構成要素、及び/又は他の主題が、その機能を実施するため具体的に選択され、作成され、実装され、利用され、プログラムされ、かつ/又は設計されることを意味すると解釈されるべきである。特定の機能を実施するように適合されるものとして列挙される要素、構成要素、及び/又は他の列挙される主題を、更に又は代替的に、その機能を実施するように構成されるものとして述べることができること、また、その逆が成立することも本開示の範囲内にある。
先に述べた開示が、独立した有用性を持つ複数の別個の(distinct)発明を包含すると思われる。これらの発明のそれぞれはその好ましい形態で開示されたが、本明細書で開示され例示される本発明の特定の実施形態は、多数の変形が可能であるため、制限的な意味で考えられない。本発明の主題は、本明細書で開示される種々の要素、特徴、機能、及び/又は特性の全ての新規でかつ非自明の組合せ及び部分的組合せを含む。同様に、特許請求の範囲が「或る(a)」又は「第1の(first)」要素又はその等価物を列挙する場合、こうした特許請求の範囲は、1つ又は複数のこうした要素の組込みを含み、2つ以上のこうした要素を要求もしないし、排除もしないと理解されるべきである。
本開示による構成要素、アセンブリ、システム、及び方法の例証的で非排他的な例は、列挙される以下のパラグラフに提示される。列挙される以下のパラグラフ内を含む本明細書で挙げられる方法の個々のステップを、更に又は代替的に、挙げる行為を実施する「ためのステップ(step for)」として参照することができることは本開示の範囲内にある。
A1. フローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリであって、制動表面及び取付けフランジを有するブレーキドラムと、外径及びブレーキドラムの取付けフランジに搭載するためのブレーキドラム搭載フランジを有するハットと、ブレーキドラムの取付けフランジをハットのブレーキドラム搭載フランジに連結させるための手段とを備え、連結させるための手段は、ブレーキドラムの取付けフランジの少なくとも一部分及び/又はハットのブレーキドラム搭載フランジの少なくとも一部分の径方向の熱膨張及び収縮を可能にするように構築され配置される、アセンブリ。
A2. ハットのブレーキドラム搭載フランジは複数のねじ付きブレーキドラム搭載スタッドを備え、ブレーキドラムの取付けフランジは複数の対応する穴を備える、パラグラフA1のアセンブリ。
A3. 連結させるための手段は、ねじ付きブレーキドラム搭載スタッド上にねじ込み、アセンブリを形成するための複数のねじ付きナットを備える、パラグラフA2のアセンブリ。
A4. ブレーキドラム取付けフランジは、材料を低減し、熱膨張のための空間を設けるためにスカラップ形にされる、パラグラフA2のアセンブリ。
A5. ハットの外径は熱膨張のための空間を設けるサイズに作られる、パラグラフA2のアセンブリ。
A6. ブレーキドラムの取付けフランジの穴内に搭載するための複数のグロメットを更に備え、複数のグロメットは、ブレーキドラムの取付けフランジとハットのブレーキドラム搭載フランジとの間に或る程度の断熱を提供するように構築され配置される、パラグラフA2のアセンブリ。
A7. 複数のグロメットは、ブレーキドラムの取付けフランジの熱膨張のための更なる空間を設けるように構築され配置される、パラグラフA6のアセンブリ。
A8. ブレーキドラムの取付けフランジは複数のブレーキドラムタブを有する、パラグラフA1のアセンブリ。
A9. ハットのブレーキドラム搭載フランジはブレーキドラムタブに係合するための複数のハットタブを備える、パラグラフA8のアセンブリ。
A10. ブレーキドラム搭載フランジの複数のハットタブのそれぞれは、ねじ付きホールドダウンリング搭載スタッドを更に備える、パラグラフA9のアセンブリ。
A11. 連結させるための手段はホールドダウンリングを備え、ホールドダウンリングは、ねじ付きホールドダウンリング搭載スタッドに対応する複数の穴、及び、ねじ付きホールドダウンリング搭載スタッド上にねじ込み、アセンブリを形成するための複数のねじ付きナットを有する、パラグラフA10のアセンブリ。
A12. 連結させるための手段は、ねじ付きホールドダウンリング搭載スタッドの真上でかつホールドダウンリングの下に設置するための複数のスペーサであって、それにより、ブレーキドラムタブをホールドダウンリングから断熱する、複数のスペーサを更に備える、パラグラフA11のアセンブリ。
A13. 連結させるための手段は、ブレーキドラムタブ上でかつホールドダウンリングの下に設置するための複数の偏倚部材であって、それにより、ブレーキドラムタブに予荷重を付与する、複数の偏倚部材を更に備える、パラグラフA11のアセンブリ。
A14. ブレーキドラム搭載フランジの複数のハットタブのそれぞれは、ねじ無しホールドダウンリング搭載スタッドを更に備える、パラグラフA9のアセンブリ。
A15. 連結させるための手段はホールドダウンリングを備え、ホールドダウンリングは、ねじ無しホールドダウンリング搭載スタッドに対応する複数の穴、及び、ねじ無しホールドダウンリング搭載スタッド上の溝に係合し、アセンブリを形成するための複数のロックリングを有する、パラグラフA14のアセンブリ。
A16. 連結させるための手段は、ねじ無しホールドダウンリング搭載スタッドの真上でかつホールドダウンリングの下に設置するための複数のスペーサであって、それにより、ブレーキドラムタブをホールドダウンリングから断熱する、複数のスペーサを更に備える、パラグラフA15のアセンブリ。
A17. 連結させるための手段は、ブレーキドラムタブ上でかつホールドダウンリングの下に設置するための複数の偏倚部材であって、それにより、ブレーキドラムタブに予荷重を付与する、複数の偏倚部材を更に備える、パラグラフA15のアセンブリ。
A18. ブレーキドラム搭載フランジの複数のハットタブのそれぞれは、スナップリングを受取るように適合される複数のフランジ突出部を形成するため、軸方向及び径方向に延在するフランジ突出部を更に備える、パラグラフA9のアセンブリ。
A19. 連結させるための手段は、スナップリングを備える、パラグラフA18のアセンブリ。
A20. スナップリングは、複数巻のスパイラルリングの形態である、パラグラフA19のアセンブリ。
A21. 各フランジ突出部は、ハットタブの周縁で軸方向に、そして、径内方向に延在し、環状アパーチャであって、スナップリングを径方向外側にかつ軸方向に向くように拘束して着座させるために適合される、環状アパーチャを提供する、パラグラフA19のアセンブリ。
A22. 各フランジ突出部は、ハットタブの周縁で軸方向に、そして、径外方向に延在し、環状アパーチャであって、スナップリングを径方向内側にかつ軸方向に向くように拘束して着座させるために適合される、環状アパーチャを提供する、パラグラフA19のアセンブリ。
A23. スナップリングをハットに留めるための少なくとも1つのピンを更に備える、パラグラフA22のアセンブリ。
B1. フローティング型ブレーキドラム及びハットアセンブリを作製する方法であって、制動表面及び取付けフランジを有するブレーキドラムを設けること、外径及びブレーキドラムの取付けフランジに搭載するためのブレーキドラム搭載フランジを有するハットを設けること、及び、ブレーキドラムの取付けフランジの少なくとも一部分及び/又はハットのブレーキドラム搭載フランジの少なくとも一部分の径方向の熱膨張及び収縮を可能にするように構築され配置される連結させるための手段を設けることによって、ブレーキドラムの取付けフランジをハットのブレーキドラム搭載フランジに結合させることを含む、方法。
B2. ハットのブレーキドラム搭載フランジは複数のねじ付きブレーキドラム搭載スタッドを備え、ブレーキドラムの取付けフランジは複数の対応する穴を備える、パラグラフB1の方法。
B3. 連結させるための手段は、ねじ付きブレーキドラム搭載スタッド上にねじ込み、アセンブリを形成するための複数のねじ付きナットを備える、パラグラフB2の方法。
B4. ブレーキドラム取付けフランジは、材料を低減し、熱膨張のための空間を設けるためにスカラップ形にされる、パラグラフB2の方法。
B5. ハットの外径は熱膨張のための空間を設けるサイズに作られる、パラグラフB2の方法。
B6. 連結させるための手段は、ブレーキドラムの取付けフランジの穴内に搭載するための複数のグロメットを更に備え、複数のグロメットは、ブレーキドラムの取付けフランジとハットのブレーキドラム搭載フランジとの間に或る程度の断熱を提供するように構築され配置される、パラグラフ請求項B2の方法。
B7. 複数のグロメットは、ブレーキドラムの取付けフランジの熱膨張のための更なる空間を設けるように構築され配置される、パラグラフB6の方法。
B8. ブレーキドラムの取付けフランジは複数のブレーキドラムタブを有する、パラグラフB1の方法。
B9. ハットのブレーキドラム搭載フランジはブレーキドラムタブに係合するための複数のハットタブを備える、パラグラフB8の方法。
B10. ブレーキドラム搭載フランジの複数のハットタブのそれぞれは、ねじ付きホールドダウンリング搭載スタッドを更に備える、パラグラフB9の方法。
B11. 連結させるための手段はホールドダウンリングを備え、ホールドダウンリングは、ねじ付きホールドダウンリング搭載スタッドに対応する複数の穴、及び、ねじ付きホールドダウンリング搭載スタッド上にねじ込み、アセンブリを形成するための複数のねじ付きナットを有する、パラグラフB10の方法。
B12. 連結させるための手段は、ねじ付きホールドダウンリング搭載スタッドの真上でかつホールドダウンリングの下に設置するための複数のスペーサであって、それにより、ブレーキドラムタブをホールドダウンリングから断熱する、複数のスペーサを更に備える、パラグラフB11の方法。
B13. 連結させるための手段は、ブレーキドラムタブ上でかつホールドダウンリングの下に設置するための複数の偏倚部材であって、それにより、ブレーキドラムタブに予荷重を付与する、複数の偏倚部材を更に備える、パラグラフB11の方法。
B14. ブレーキドラム搭載フランジの複数のハットタブのそれぞれは、ねじ無しホールドダウンリング搭載スタッドを更に備える、パラグラフB9の方法。
B15. 連結させるための手段はホールドダウンリングを備え、ホールドダウンリングは、ねじ無しホールドダウンリング搭載スタッドに対応する複数の穴、及び、ねじ無しホールドダウンリング搭載スタッド上の溝に係合し、アセンブリを形成するための複数のロックリングを有する、パラグラフB14の方法。
B16. 連結させるための手段は、ねじ無しホールドダウンリング搭載スタッドの真上でかつホールドダウンリングの下に設置するための複数のスペーサであって、それにより、ブレーキドラムタブをホールドダウンリングから断熱する、複数のスペーサを更に備える、パラグラフB15の方法。
B17. 連結させるための手段は、ブレーキドラムタブ上でかつホールドダウンリングの下に設置するための複数の偏倚部材であって、それにより、ブレーキドラムタブに予荷重を付与する、複数の偏倚部材を更に備える、パラグラフB15の方法。
B18. ブレーキドラム搭載フランジの複数のハットタブのそれぞれは、スナップリングを受取るように適合される複数のフランジ突出部を形成するため、軸方向及び径方向に延在するフランジ突出部を更に備える、パラグラフB9の方法。
B19. 連結させるための手段は、スナップリングを備える、パラグラフB18の方法。
B20. スナップリングは、複数巻のスパイラルリングの形態である、パラグラフB19の方法。
B21. 各フランジ突出部は、ハットタブの周縁で軸方向に、そして、径内方向に延在し、環状アパーチャであって、スナップリングを径方向外側にかつ軸方向に向くように拘束して着座させるために適合される、環状アパーチャを提供する、パラグラフB19の方法。
B22. 各フランジ突出部は、ハットタブの周縁で軸方向に、そして、径外方向に延在し、環状アパーチャであって、スナップリングを径方向内側にかつ軸方向に向くように拘束して着座させるために適合される、環状アパーチャを提供する、パラグラフB19の方法。
B23. 連結させるための手段は、スナップリングをハットに留めるための少なくとも1つのピンを更に備える、パラグラフB22の方法。
添付特許請求の範囲は、開示される本発明のうちの1つの発明を対象とし、また、新規でかつ非自明である或る組合せ及び部分的組合せを特に指摘すると思われる。特徴、機能、要素、及び/又は特性の他の組合せ及び部分的組合せにおいて具現化される発明を、本特許請求の範囲の修正或はこの又は関連する出願における新しい特許請求の範囲の提示によって特許請求することができる。こうした修正された又は新しい特許請求の範囲は、異なる発明を対象にしようと、同じ発明を対象にしようと、元々の特許請求の範囲に対して範囲が異なろうと、広かろうと、狭かろうと、同じであろうと、同様に、本開示の発明の主題内に含まれるものとみなされる。