JP2017101823A - ブレーキディスク - Google Patents

Abstract

【課題】ブレーキバンドの熱的・機械的性能を増加させることができ、また、全体のブレーキシステムの性能を最適化および向上させるように構成されるラウンドタイプのブレーキディスクを提供する。【解決手段】ブレーキ用摩擦部材との接触区域を画定する２つの平坦な平行な表面２を形成する厚さを有し、かつ、外側縁部４および内側縁部により範囲を定められる環状のモノリシックバンドであって、環状のバンドは、好ましくは径方向を有する複数の突出部またはリブ６を備える内側縁部５を有する環状のモノリシックバンドと、環状のバンドの内側縁部５の突出部またはリブ６に連結される、環状のバンドを支持するための要素７からなるブレーキディスク。【選択図】図１

Description

本発明は、ブレーキディスクに関する。

より詳細には、本発明は、自転車もしくは単車、または２つ以上の車輪を有する各種車両に用いられるディスクブレーキのブレーキバンドに関する。

これらの車両用ブレーキディスク（前輪および後輪用の双方）は、基本的に、
−（ブレーキをかけるための）ブレーキトルクの摩擦による伝達のためのパッドまたは摩擦シールが作用する２つの平行な平坦な表面を形成する環状のバンドと、
−環状のバンドの内側部分に連結するための手段を備え、または、環状のバンドと一体化され、かつ、ハブまたは車両の車輪のシャフトに、中心に固定されるように構成される、環状のバンドの支持体と、
からなる。

各種ブレーキディスク、つまり、
−環状のバンドと、固く共に関連付けられているまたは一体として造られている支持体と、を有するいわゆるモノリシックディスクと、
−通常、この場合も支持体およびブレーキバンドを備えるが、しかし、支持体に対する、径方向、軸方向、または双方の方向のブレーキバンドの移動を減少可能にする弾性の固定システムを備えるフローティングディスクまたはセミフローティングディスクと、
が市場において現在入手可能である。

ブレーキディスクの以下の下位分類、つまり、
−ラウンドディスク、すなわち、ブレーキバンドの円形構成を有する内側側面および外側側面を有するラウンドディスクと、
−ブレーキバンドの非円形外側または内側側面（またはその双方）を有するいわゆる「ウェーブ」または「デイジー」ディスクと、
が存在し得る。

「ウェーブ」型ブレーキディスクは、特許文献ＥＰ９７１１４７により周知である。

当該文献には、外側ブレーキバンドの起伏する軌道を生成する（厚さが等しい）内側縁部および外側縁部の複数のずれ（または「オフセット」）を備えるブレーキバンドが示されている。

さらなる分類のディスクブレーキは、自己通気性として定義されるものであり、ブレーキバンドは、通気流路または表面がブレーキバンド内部に作製されなければならないので、通常、上記出願に関する上記ディスクブレーキの種類より大きい厚さを有する。

自己通気性ディスクの外側ブレーキバンドは、モノリシックタイプであってもよく、または、トップフォームバンドと共に関連付けられる２つ以上の部品からなってもよい。

上記各種構造体に加えて、ブレーキディスクは、機械的特性および動作中の効率を向上させるために、さらなる構造体または加工を備えてもよい。

なお、ブレーキディスクの品質は、特に、
−ブレーキトルク伝達（ブレーキをかけるための）と、
−熱的・機械的応力に対する耐性と、
−ブレーキをかけることにより発生する熱の迅速な発散と、
などの特徴により評価される。

ディスクブレーキについてのこの種の特徴を維持または増加させるために、ブレーキバンドの平坦な表面に、たとえば、（質量を減少させる、排水する、熱発散を向上させて冷却を向上させる）孔またはスロット（ブランクまたは貫通）を作製することが可能である。

特許文献ＥＰ９７１１４７に示されているブレーキディスクの場合、ブレーキバンドの起伏する軌道は、ディスクの全体質量を減少させ、その冷却を向上させ、かつ、使用中に、ディスクがたとえば泥などの残留物を蓄積することを防止することを目的とする。

したがって、現在、ディスクブレーキの、特に外側ブレーキバンドのデザインは、上記の特徴の不断の向上に重点をおいており、生産コストの減少を維持し、かつ、既に路上に出ている車両に搭載のブレーキバンドを速くて簡単に交換できる可能性を有する。

しかし、現在の構成によるブレーキディスクは、すべての上記の要件を完全に満たすことができない。

たとえば、上記の「ウェーブ」モデルは、既に路上に出ている車両の元来のブレーキシステムに簡単に適合できるとは限らない。

同様に、自己通気性ディスクブレーキは、作製するのにより複雑で費用がかかり、ブレーキバンドの厚さがより大きくなることを基本的に必要とし、かつ、この場合、車両に最初から備えられた非自己通気性ディスクを交換できない。

他の種類のディスクブレーキ（円状でモノリシックでありフローティングまたはセミフローティング結合を有する）は、車両に搭載の現存するディスクを交換する可能性を有するが、しかし、高い性能を有する車両に対する（特に、極端な使用状況において）熱的・機械的限界を有するおそれがあり、かつ、極端な使用状況において安全なブレーキ条件を満たすことができる部品を必要とする。

本発明の目的は、先行技術の上記の欠点を解消するブレーキディスクを提供することにある。

より詳細には、本発明の目的は、ブレーキバンドの熱的・機械的性能を増加させることができ、また、全体のブレーキシステムの性能を最適化および向上させるように構成されるラウンドタイプのブレーキディスクを提供することにある。

本発明のさらなる目的は、ブレーキバンドの作製コストを減少することができ、既に路上に出ている車両のブレーキシステムと互換性があるようにアセンブリを可能にするようなパラメータ内にバンドの寸法を保つラウンドタイプのブレーキディスクを提供することにある。

これらの目的は添付の特許請求の範囲に特徴づけられた本発明に係るブレーキディスクにより完全に達成される。

より詳細には、ブレーキディスクは、ブレーキ用摩擦部材との接触区域を画定する２つの平坦な平行な表面を形成する厚さを有し、かつ、外側縁部および内側縁部により範囲を定められる環状のモノリシックバンドを備える。環状のバンドは、複数の径方向の突出部を備える内側縁部を有する。

また、ブレーキディスクは、環状のバンドの内側縁部の径方向の突出部と関連付けられ、または、関連付けることができる、環状のバンドを支持するための要素を備える。支持要素は、回転式要素のハブに、中心に固定されるように構成される。

本発明によれば、ブレーキディスクは、環状のバンドの少なくとも外側縁部に沿って作製される第１の複数の凹部を備える環状のバンドの少なくとも１つの接触表面を有する。

さらに、本発明によれば、各第１の凹部は、関係のある領域に、対応する接触表面に環状のバンドの外側縁部の少なくとも１つの区間を備える環状のバンドの厚さの減少を画定するように構成される。

これらの凹部（座ぐりまたはさねはぎ）の存在により、ブレーキバンドは、ブレーキバンドの同じ質量および慣性に対して、より大きい交換表面を空気の流れにさらし、かつ、熱放散能力を増加させる可能性を有する。

好ましくは、ブレーキディスクは、同じ環状のバンドの外側縁部に作製される第１のおよび第２の複数の凹部を有する環状のバンドの双方の接触表面を（車輪に装着されるとき、内部および外部に）有する。

双方の接触表面の凹部（座ぐりまたはさねはぎ）は、空気の流れにさらされる交換表面を大幅に増加させ、結果として熱放散能力が増加する。

上記特徴および他の特徴は、非限定の例として添付図面に示す、本発明の好ましい実施形態に関する以下の説明からより明らかとなろう。

本発明に係るブレーキディスクの第１の側の斜視図を示す。 本発明に係るブレーキディスクの第２の側の部分斜視図を示す。 図１のブレーキディスクの正面図を示す。 図３のブレーキディスクの側面図を示す。 図３の線Ｖ−Ｖにおける断面図である。 図５の拡大部分Ａを示す。

添付の図面、特に図１から図３を参照すれば、本発明に係るブレーキディスクは、その全体が符号１００として示され、自転車または単車などの車両、および、たとえば、三輪車両および四輪車両、ＡＴＶ、ゴーカート、超軽量車両および各種車両（図示せず）に適用可能である。

本発明に係るブレーキディスク１００は、環状のモノリシックバンド１を備える。環状のバンドは、互いに平行な２つの平坦な表面２および表面３を形成する厚さＳを有し、ブレーキをかけるためのすなわち摩擦によるトルクの伝達のための摩擦手段（図示せず）との接触区域を画定する。２つの表面は、外側縁部４および内側縁部５により範囲を定められる。

また、環状のバンド１は、内側縁部５を有する。内側縁部は、この場合、径方向にまたは好ましくは径方向を有する複数の突出部６（リブ）を備える。

ブレーキディスク１００は、環状のバンド１および突出部６を有する。環状のバンドおよび突出部は、単一の機械部品により形成され、すなわち、単一の未完成の機械部品の加工から生じる。

また、ブレーキディスク１００は、環状のバンド１を支持するための要素７を備える。

支持要素７は、環状のバンドの内側縁部５の径方向の突出部６と関連付けられ、または、関連付けることができる。

基本的に、支持要素７は、２つの異なる可能性に応じて、ブレーキバンド１に連結される。

第１は、支持要素７は、単一の本体内において環状のバンド１と一体化されてもよいというものである。

第２は、支持要素７は、環状のバンド１の内側縁部５の径方向の突出部６との接続手段８を備えてもよいというものである。

双方の場合において、支持要素７は、車両（自転車または単車、ここでは図示せず）の車輪にまたは回転式部材のハブに、中心に固定されるように構成される。

図示の場合、支持要素７（スポーク状のフレーム）は、接続手段８（ここでは一連のブッシュとして具現化される）を有する。接続手段は、ここでは例として示され、本発明の保護の範囲を限定するものではない。

本発明によれば、環状のバンド１の接触表面２または３のうちの少なくとも１つが、環状のバンド１の外側縁部４に沿って作製される第１の複数の凹部９（座ぐりまたはさねはぎ）を有する。

各第１の凹部９は、関係のある領域に、対応する接触表面２または３に環状のバンド１の外側縁部４の少なくとも１つの区間を備える環状のバンド１の厚さＳの減少を画定するように構成される（図５および図６も参照）。

なお、環状のバンドの少なくとも外側縁部に沿って形成される凹部、座ぐりまたはさねはぎを有することで、空気流れに接するより大きい熱交換表面領域を可能にするように設計される表面の不連続性が作り出される。

好ましくは、第１の複数の凹部９は、第１の表面２および第２の表面３のうちの一方の全体の外側円形縁部４を覆う。

より詳細には、凹部９は、適切に間隔をおいて配置され、および、好ましくは連続して互いに等距離に、対応する表面２、３の外側縁部４の全体の円周にわたって作製される。

好ましくは、環状のバンド１の双方の接触表面２、３は、環状のバンド１の外側縁部４に作製される第１のおよび第２の複数の凹部９、１０を有する。

双方の接触表面における凹部、座ぐりまたはさねはぎの存在により、熱交換表面を大幅に増加させることができる空力構造の画定を可能にする。

より詳細には、この、空気の流れの空気力学の相互作用は、表面２および表面３だけでなく、ディスクの外側縁部４および内側縁部５、したがって、ブレーキバンドの全体のさねはぎにより作り出される起伏形状とも相互に作用する。

好ましくは、第２の複数の凹部１０は、第１の表面２および第２の表面３のうちの他方の全体の外側円形縁部４を覆う。

特に、凹部１０は、適切に間隔をおいて配置され、および、好ましくは互いから等距離で直列に、対応する表面２、３の外側縁部４の全体の円周にわたって作製される。

これに鑑みて、環状のバンド１の２つの接触表面２、３に作製される第１のおよび第２の複数の凹部９、１０は、好ましくは、環状のバンド１の円周に沿って互いに交互に配置される。

換言すると、表面２または３のうちの１つの外側縁部４のある点において、凹部９または１０が形成される場合、反対の表面において、同じ領域が連続状になっており、逆の場合も同様である。

このように、環状のバンド１の外側縁部４の幾何学的構造体は、外側縁部４の一方の側および他方の側に、連続状に、しかし、交互になる、一連の凹部９または１０を有する。

凹部９または１０は、環状のバンド１が形成される単一の機械部品において、空気流れの交換表面を調整することができる単一の部品において、厚さＳの減少を決定する。

単一の機械部品の環状のバンドは、高度の機械的強度を得ることを可能にし、かつ、それは、設定された対象に対する精密なおよび最適なパラメータに応じて最適な厚さＳの減少を算出することを可能にする。

表面２、３に作製される各凹部９、１０は、湾曲形状（すなわち、平坦な円錐形の湾曲部分）を、好ましくは円弧形状を有し、円弧の開口部分が環状のバンド１に接する外側縁部４の区間と重なる。

この特徴によれば、直接および正面に空気の流れに対する交換表面を有することが可能になる。

第１実施形態において、各凹部９、１０は、環状のバンド１の対応する接触表面２、３に、等しい深さＰを有する。

代替的には、凹部９、１０は、環状のバンド１の対応する接触表面２、３に、異なる深さＰを有してもよい。

換言すると、後者の概念に応じたいくつかの異なる構成の組み合わせがあってもよい。すなわち、
−すべての第１のおよび第２の複数の凹部９および１０は、等しい深さＰを有する。
−第１の複数の凹部９は、第２の複数の凹部１０の深さＰよりも大きい深さＰを有し、または、逆の場合もある。
−第１のおよび第２の複数の個々の凹部９または１０は、さらには個々に互いに異なる深さＰを有してもよい。

換言すると、単一の部品における環状のバンド１は、その環状の形成に沿う凹部９または１０の存在によって区別される厚さＳを有する。

そして、存在する場合、単一の部品における環状のバンド１の厚さＳは、同じ厚さＳと溝９または１０の深さＰとの差から与えられる。

したがって、１つの部品の環状のバンド１は、環状の円弧に沿って、交互になる異なる厚さＳを提示して、多様化した厚さＳに単一の環状の区画を画定する。

この種の選択は、選ばれる技術的なデザインおよびブレーキディスクの最終の使用による。

また、好ましくは、ブレーキディスク１００は、環状のバンド１の内側縁部５に沿って作製される第３の複数の凹部１１（座ぐりまたはさねはぎ）を備える。

第３の複数の各凹部１１は、関係のある領域に、対応する接触表面２、３に環状のバンド１の内側アーチ状縁部５の少なくとも１つの区間を備える環状のバンド１の厚さＳの減少を画定するように構成される。

第１の好ましい実施形態によれば、第３の複数の凹部１１は、接触表面２、３のうちの少なくとも１つに、環状のバンド１の内側縁部４の径方向の突出部６に少なくとも部分的に作製される。

さらに、好ましい実施形態によれば、第３の複数の凹部１１は、接触表面２、３のうちの少なくとも１つに、連続する２つの径方向の突出部６により画定される内側縁部５の中間の区間または領域に作製される。

さらなる代替の実施形態において、２つの表面は、双方とも、下記第３の複数の凹部１１の２つの構成のうちの１つを有してもよい。

第３の複数の凹部１１は、湾曲形状（すなわち、平坦な円錐形の湾曲部分）を、好ましくは円弧形状を有し、円弧の開口部分が環状のバンド１に接する内側縁部４の区間と重なる。

なお、第３の複数の凹部１１は、環状のバンド１の対応する接触表面２、３に、等しい深さＰを有する。

代替的には、第３の複数の凹部１１は、環状のバンド１の対応する接触表面２、３に、異なる深さＰを有してもよい。

ブレーキディスク１００のさらなる特徴は、それが、第１の、第２のおよび第３の複数の凹部９、１０および１１と関係のない領域に、環状のバンド１の接触表面２、３に作製される第４の複数の凹部１２を備えることである。

これに鑑みて、第４の複数の各凹部１２は、関係のある対応する接触表面２、３の厚さＳの部分的な減少を画定する少なくとも１つの外側第１部分１２ａと、表面２から表面３までを通過し、外側第１部分１２ａに少なくとも部分的に作製される第２部分１２ｂと、を備える。

なお、第４の複数の凹部１２は、環状のバンド１の中間の区域に作製され、かつ、デザインの必要に応じて組み合わせの範囲を（図１から図３に示すように）有してもよい。

第４の複数の凹部１２は、双方の接触表面２、３に形成される。

第４の複数の凹部１２の存在には、環状のバンド１の熱的・機械的性能を増加させる目的および全体的としてブレーキディスクの質量を減少させる目的の二通りの目的がある。

好ましくは、第１の部分１２ａは、少なくとも半湾曲形状を、好ましくは半円形状を有し、一方で、第２部分１２ｂは、好ましくは貫通スロット形状を有し、少なくとも１つの関係する端部が第１の部分１２ａの内側中心部分に作製される。

これらの第４の凹部１２のうちの少なくとも１つは、第２部分１２ａにより接続される２つの第１の部分１２ａを備え、第２部分の対応するスロット状端部が、２つの第１の部分１２ａの対応する内側中心に作製される。

このように構築されたブレーキディスクによれば、環状のバンドの接触表面に作製される縁側凹部、座ぐりまたはさねはぎの存在により、設定された目的が達成される。

この構造体により、一連の長所が実現される。

内側および外側凹部／座ぐりまたはさねはぎの存在には、すなわち、ブレーキバンドの同じ質量および慣性に対して、より大きい交換表面を空気の流れにさらし、かつ、潜在的に、現存するディスクブレーキ解決手段と比較して熱放散能力を増加させる（特に、これらの解決手段を、自己通気性ディスクブレーキ解決手段により保証される性能に近づける）可能性がある。

この増加した熱放散能力は、すべての動作段階中の動きの円滑さおよびブレーキシステムの反応の円滑さにつながり、かつ、車輪の軸に対する慣性モーメントもディスクの質量も増加させることなく達成される。換言すると、それは、とりわけ単車の最も過酷な使用時に、フロントサスペンションの反応を変えない単車の動的な特徴を不利にすることなく、達成される。

ブレーキバンドの凹部の存在によれば、より大きい熱放散により、より低い動作温度を得ることを可能にする。それは、ブレーキパッドのより低い熱応力を意味し、そして、「フェード（ｆａｄｉｎｇ）」（すなわち、繰り返された動作の後、変わらないブレーキ力を維持する能力）に対するブレーキシステムの耐性を増加させ、ブレーキシステムのすべての部品の過熱を限定する。

凹部／座ぐりまたはさねはぎの存在によりもたらされるさらなる長所は、ブレーキバンドの視認できる表面に、ブレーキバンドの摩耗を知らせるための要素の役割を果たす凹部／座ぐりまたはさねはぎのうちの１つを作製する、たとえば、適切な深さを有し、他と異なり、必要に応じて、他と異なる色を有する凹部／座ぐりまたはさねはぎを作製する可能性による。つまり、摩耗限界が到達されるときを知らせることは、座ぐりまたはさねはぎの消失に対応する。

別の長所は、ブレーキバンドの表面の凹部、座ぐりまたはさねはぎの存在によれば、ラウンドブレーキディスクの同様のモデルに対して、摩擦シールのより大きいドレッシングがもたらされるという事実による。

さらなる長所は、たとえば、「ウェーブ」ブレーキディスクモデルに対して、このようにして得られるブレーキバンドの構造体により実現される横方向の応力に対するより大きい耐性により与えられる。

欧州特許出願公開第９７１１４７号

Claims (10)

1. ブレーキディスクであって、
   −環状のモノリシックバンド（１）であって、ブレーキ用摩擦部材との接触区域を画定する２つの平坦な平行な表面（２、３）を形成する厚さ（Ｓ）を有し、かつ、外側縁部（４）および内側縁部（５）により範囲を定められ、前記環状のバンド（１）は、複数の突出部またはリブ（６）を備える前記内側縁部（５）を有し、前記環状のモノリシックバンド（１）および前記複数の突出部またはリブ（６）は、単一の未完成の機械部品の加工から生じる環状のモノリシックバンドと、
   −前記環状のバンド（１）の前記内側縁部（５）の前記突出部またはリブ（６）と関連付けられ、または、関連付けることができる、前記環状のバンド（１）を支持するための要素（７）であって、前記支持要素（７）は、回転式要素のハブに、中心に固定されるように構成される支持要素と、
   を備え、
   前記環状のバンド（１）の少なくとも１つの接触表面（２、３）は、前記環状のバンド（１）の少なくとも前記外側縁部（４）に沿って作製される第１の複数の凹部（９）を有し、各第１の凹部（９）は、関係のある領域に、前記対応する接触表面（２、３）に前記環状のバンド（１）の前記外側縁部（４）の少なくとも１つの区間を備える前記環状のバンド（１）の前記厚さ（Ｓ）の減少を画定するように構成されることを特徴とする、ブレーキディスク。
2. 前記環状のバンド（１）の双方の前記接触表面（２、３）は、前記環状のバンド（１）自体の前記外側縁部（４）に作製される第１のおよび第２の複数の凹部（９、１０）を有する、請求項１に記載のブレーキディスク。
3. 前記環状のバンド（１）の前記２つの接触表面（２、３）に作製される前記第１のおよび前記第２の複数の凹部（９、１０）は、前記環状のバンド（１）自体の円周に沿って互いに交互に配置される、請求項２に記載のブレーキディスク。
4. 各凹部（９、１０）は、アーチ形状を有し、前記円弧の開口部分が前記環状のバンド（１）の関係のある前記外側縁部（４）の前記区間と重なる、請求項１から３のいずれか１項に記載のブレーキディスク。
5. 各凹部（９、１０）は、前記環状のバンド（１）の前記対応する接触表面（２、３）に、等しい深さ（Ｐ）を有する、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。
6. 前記凹部（９、１０）は、前記環状のバンド（１）の前記対応する接触表面（２、３）に、異なる深さ（Ｐ）を有する、請求項１から４のいずれかに記載のブレーキディスク。
7. 前記環状のバンド（１）の前記内側縁部（５）に沿って作製される第３の複数の凹部（１１）を備え、前記第３の複数の各凹部（１１）は、前記関係のある領域に、前記対応する接触表面（２、３）に前記環状のバンド（１）の前記内側アーチ状縁部（５）の少なくとも１つの区間を備える前記環状のバンド（１）の前記厚さ（Ｓ）の減少を画定するように構成される、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。
8. 前記第３の複数の凹部（１１）は、前記接触表面（２、３）のうちの少なくとも１つに、前記環状のバンド（１）の前記内側縁部（４）の前記径方向の突出部（６）に少なくとも部分的に作製される、請求項７に記載のブレーキディスク。
9. 前記第３の複数の凹部（１１）は、前記接触表面（２、３）のうちの少なくとも１つに、連続する２つの径方向の突出部（６）により画定される前記外側縁部（４）の中間の区間または区分に作製される、請求項７または８に記載のブレーキディスク。
10. 前記第１の、前記第２のおよび前記第３の複数の凹部（９、１０、１１）と関係のない領域に、前記環状のバンド（１）の前記接触表面（２、３）に作製される第４の複数の凹部（１２）を備え、前記第４の複数の各凹部（１２）は、関係のある前記対応する接触表面（２、３）の前記厚さ（Ｓ）の部分的な減少を画定する少なくとも１つの外側第１部分（１２ａ）と、表面（２）から表面（３）までを通過し、前記外側第１部分（１２ａ）に少なくとも部分的に作製される第２部分（１２ｂ）と、を備える、請求項１から９のいずれか１項に記載のブレーキディスク。

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