JP4149515B2 - ディスクブレーキ用ディスク―ハブ接続装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求の範囲第１項の前文に記載するディスク−／ハブ接続装置に関する。
自動車のディスクブレーキに使用するディスク−／ハブ接続装置は、先行技術では、ワンピースで、すなわちディスクおよびハブユニットが例えば１個の鋳造物からなるか、または、例えばＤＥ ３４４１３０４に記載されているように、ツーピースで設計されている。ワンピース構造は、ブレーキの際にディスクが強く加熱されるために膨脹および亀裂の問題があるので、軽量の自動車に適している。しかし最近では、ディスクブレーキを重量のある実用車にも使用する傾向が益々強くなっているので、重量のある実用車のブレーキ時に発生する高度の負荷にも確実に耐えられるディスク構造が必要とされている。最近では、亀裂が発生する傾向が少ないためにツーピース変形が好まれており、ＤＥ ３４４１３０４から公知の技術（通気および冷却性が悪いという問題がある）を実用車の分野に応用する最初の試みが、ＷＯ９３／１４９４７から公知である。しかし、そこに開示されているディスクは、仕上げ技術の点で、比較的高い経費をかけないと実用化できない。
亀裂安定性が強く要求されることに加えて、実用車用のディスク−／ハブ接続装置では、利用可能な取付け空間を切り詰める必要がある、すなわち、ツーピース構造は、対応するワンピース型よりも大きな取付け空間を必要としないのが理想的である。
本発明の目的は、ハブとディスクの間で動力を確実に伝達し、限られた組立て空間内に簡単に取り付けられるディスク−／ハブ接続装置を提供することにある。
本発明は、この目的を請求の範囲第１項の装置により達成するものである。本発明は、前進および後退走行からブレーキをかける際にディスクとハブの間で回転モーメントが常に確実に伝達され、ディスクとハブを引き離してある結果、ブレーキ過程におけるディスクの加熱による亀裂形成が確実に阻止されるディスク−／ハブ接続装置を提供する。その上、構成部品を高精度の仕上げ公差なしに製造することができ、簡単で迅速に組立てられる、コスト的に有利なディスク−／ハブ接続装置を提供する。本発明の別の利点は、これによって、ディスク−／ハブ機構の組込み容積がワンピース型と比較して大きくならないことにある。
確かに、ブレーキディスクとブレーキハブの間の回転モーメント伝達にも貢献する追加部品をディスクとハブの間に使用することは基本的には公知である（例えば、鉄道車輌に関するドイツ特許公開第３８１４６１４号から）。鉄道車輌技術の分野では、車輪とレールの間にかかる力が明らかに小さいためにブレーキモーメントが実用車におけるよりもはるかに小さいので、ハブとディスクの多部品構造で、ディスクとハブを接続しているボルトも回転モーメントの伝達に貢献し得る。特に、この理由から、ドイツ特許公開第３８１４６１４号のブレーキディスクでは、３個の滑り中間部品しか使用していない。これに対して本発明では、ハブのカムが中間部品の中に入り込むために、より大きな回転モーメントを確実に、破損の危険性なしに伝達することができる。中間部品により、適切な形状および力のかかり具合が達成され、ブレーキ過程中に生じる力およびモーメントがディスクとハブの間で確実に伝達される。
本発明の好ましい実施態様では、中間部品が支持部品の中に入り込み、周方向で支持部品の形状に適合する。本発明のこの実施態様により、ハブからディスクへの回転モーメント伝達が最適化され、同時に、カム、中間部品および車輪ハブが互いの中に特に空間を節約するように入り込むので、必要な組込み空間が最小に抑えられる。
本発明の別の、特に好ましい実施態様では、中間部品が、軸方向で支持部品を支持する側方の突出部を備えている。それによって支持部品は、半径方向で回転モーメントを伝達する課題に加えて、ディスクをハブ上で軸方向に固定する必要性も満たしている。
本発明の別の利点は、中間部品により、ハブおよびディスクを異なった材料から製造することができ、これによって重量およびコストがさらに節約されることである。
本発明のその他の有利な変形は、他の従属請求の範囲に記載されている。
以下に、図面を参照しながら本発明をより詳細に説明する。
図１は、本発明のディスク−／ハブ接続装置の上面図であり、
図２は、図１の線Ｂ−Ｂに沿った断面図であり、
図３は、図２の部分拡大図であり、
図４は、図１の線Ａ−Ａに沿った断面図であり、
図５は、本発明の別の実施態様の、図４に対応する断面図であり、
図６ａ−ｃは、本発明の別の実施態様の上面図および断面図である。
最初に図１の実施例に関して説明する。
図１は、実用車ディスクブレーキ（図には示していない）用の、ブレーキディスク２をハブ３に接続するための本発明のディスク−／ハブ接続装置１を示す。
図２に示すように、ブレーキディスク２はウェブ４を介して互いに接続された２個の摩擦面５、６を備えており、その際、図１および４に示すように摩擦面５、６の内周区域に、内側に向かう支持部品７の対が形成されている。
ディスクハブ３（ここでは円筒形の管状部分であり、その一端にディスク２を取り付け、他端は本来の車輪ハブに捩じ込めるようになっている）は、外周部にそれぞれ放射状に外に向かって突き出たカム８を備え、そのカム８は、中間部品ないし動力伝達部品９の中に入り込んでいる。他方、中間部品９は、両方の周方向で、それぞれ１対の支持部品７に形状が適合して支持されており、両方の回転方向でディスクから中間部品９を経由してハブ３に回転モーメントを確実に伝達する。特に、前進走行からブレーキをかける際にも、後退走行からブレーキをかける際にも、回転モーメントは確実に伝達される。支持部品７のカム８に面した側面は、ディスクの半径に対して平行に整列しているのに対し、カムと反対方向にある外側は、破損に対する安全性を強化するために、半径に対して大きく傾斜している。図１の実施例では、互いに７２°の間隔で配置された合計５組の対の支持部品７および５個のカム８を備えている。
軸方向で固定するために、中間部品には側方に突出部１０、１１が形成されており、これらの突出部が、摩擦面５、６の周方向でそれぞれ対になった支持部品７の間に入り込んでいるので、ハブ３とディスク２の間の接続の安全性は、両軸方向でも、先行技術より明らかに改良されている。
組立てに際しては、まず中間部品９を内側から半径方向で外に向けてディスク２の中に押し込む。次いで、ハブ３のカム８が中間部品９の中に入り込むように、そのように製造したディスク２を横方向にハブ３の上に設置する。軸方向で固定するために、カム８および実質的にＵ字形の中間部品９をそれぞれネジボルト１２で互いに接続する。これによって、支持部品７は、中間部品９に対して半径方向で外に向かってのみずらすことができ、その際、支持部品７と中間部品９の間の支持区域は平面形に形成されている。中間部品９は対応して、その内側区域で支持面を有し、その支持面に、ハブ３のカム８が周方向で支持される。中間部品９が、ディスク２に対して半径方向で移動できるので、ディスク２の亀裂形成は確実に阻止される。
中間部品９は、高い強度を有し、熱伝導性の低い材料（例えばセラミックまたは熱伝導性があまり良くない鋼）で製造するのが好ましい。中間部品は構造が簡単なので、所定の輪郭を有する棒の断片として製造することもできる。
図５に示す本発明の別の実施態様では、中間部品９の支持面がテーパー形状を有し、過酷な条件下で長時間運転した後も確実に解体できる。
図６は、ハブ３が安価な深絞り部品として設計されている、本発明の別の実施態様を示す。ここでは本発明の別の本質的な利点を示すが、これにより、ディスク２およびハブ３を、通常のねずみ鋳鉄ではなく、様々な材料で製造することができる。これは特に、非弾性の中間部品（例えば高強度鋼から製造する部品）により、低価格材料（例えばハブの）から高価な材料（この場合はディスクの）への橋渡しができるように、動力伝達に必要な面を設計することができるので、可能である。ハブ３およびボルト１２を接続するため、ならびに場合によりハブ３をさらに支持するために、図６ａ−ｃの実施例では、ハブ３の中に追加の挿入物１３を設置してある。深絞りしたハブの利点は、ねずみ鋼よりコストおよび重量をさらに節約できることにある。

Claims (13)

1. ディスクブレーキのための、ブレーキディスク（２）をハブ（３）と接続するためのディスク−ハブ接続装置（１）であって、
   ａ）前記ブレーキディスク（２）が内周区域に、前記ブレーキディスクの内周から半径方向で内側に向かって前記内周に沿って略等間隔に突き出た複数の支持部品（７）を備え、該複数の支持部品（７）が、周方向の対および軸方向の対で二重の対を複数組形成し、該二重の対の複数組の互いに隣接する組同士の間で前記ハブと前記ブレーキディスクの間に間隙を有し、
   ｂ）前記ハブ（３）が外周区域に、半径方向で外側に向かって突き出たカム（８）を備え、
   ｃ）前記ハブ（３）のカム（８）から前記ブレーキディスク（２）の前記支持部品（７）に回転モーメントおよび動力を伝達するための中間部品（９）が、前記ハブ（３）の前記カム（８）が前記中間部品（９）の中に入り込むように形成され、該中間部品（９）が、前記二重の対の支持部品（７）により軸方向および周方向において取り囲まれていることを特徴とするディスク−ハブ接続装置。
2. 前記中間部品（９）が前記支持部品（７）の中に入り込み、周方向で前記支持部品（７）に対して形状が適合するように支持されている、請求の範囲第１項に記載のディスク−ハブ接続装置。
3. 前記中間部品（９）が側方に突出部（１０、１１）を備え、前記突出部が軸方向で前記支持部品（７）に対して支持されている、請求の範囲第１〜２項のいずれか１項に記載のディスク−ハブ接続装置。
4. 前記支持部品（７）が半径方向で、前記中間部品（９）に対して移動できる、請求の範囲第１〜３項のいずれか１項に記載のディスク−ハブ接続装置。
5. 前記中間部品（９）が略Ｕ字形の形状を有する、請求の範囲第１〜４項のいずれか１項に記載のディスク−ハブ接続装置。
6. 前記中間部品（９）が、半径方向で内側から外側に向かって、前記ブレーキディスクの内側区域に挿入できるように形成されている、請求の範囲第１〜５項のいずれか１項に記載のディスク−ハブ接続装置。
7. 前記支持部品（７）と前記中間部品（９）の間の支持区域が略平面形状に形成されている、請求の範囲第１〜６項のいずれか１項に記載のディスク−ハブ接続装置。
8. 前記中間部品（９）が内側区域に支持面を有し、前記支持面に対して、前記ハブ（３）の前記カム（８）が周方向で支持されている、請求の範囲第１〜７項のいずれか１項に記載のディスク−ハブ接続装置。
9. 前記中間部品（９）の支持面がテーパー状に伸びている、請求の範囲第１〜８項のいずれか１項に記載のディスク−ハブ接続装置。
10. 前記中間部品が、セラミックからなる、請求の範囲第１〜９項のいずれか１項に記載のディスク−ハブ接続装置。
11. 前記中間部品（９）が、鋼からなる、請求の範囲第１〜１０項のいずれか１項に記載のディスク−ハブ接続装置。
12. 前記ハブ（３）および前記ブレーキディスク（２）が異なった材料からなる、請求の範囲第１〜１１項のいずれか１項に記載のディスク−ハブ接続装置。
13. 前記ハブ（３）が深絞り部品として形成されている、請求の範囲第１〜１２項のいずれか１項に記載のディスク−ハブ接続装置。

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