JP4693208B2 - 繊維複合材料からなるブレーキディスク - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、
組み立てられた２個の摩擦リングを備え、この摩擦リングが内側にリブを備え、両摩擦リングが、少なくとも幾つかのリブを介して互いに支持されている、繊維複合材料からなるブレーキディスクであって、その際、支持するために使用される幾つかの上記リブが、端面側に、右側および左側の連結面を備え、上記連結面が、回転方向に交互に配置されている様式の上記ブレーキディスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第４４４５２２６号公報により、炭素のグループの材料からなるディスクブレーキ用ブレーキディスクが既に知られている。一実施形では、それぞれ一つの摩擦リングに半径方向のリブが成形されるように、ブレーキディスクが半分ずつ製作されている。摩擦リングの連結は適当に形成されたリブの端面を介して行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、技術水準と比べて、このような端面を適切に形成することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この課題は本発明に従い、請求項１および２に記載の特徴によって解決される。本発明では、連結面（１５）が、それぞれに、一貫して傾斜した平らな面であることが提案される。
この場合、一回転方向だけの摩擦リングの連結は、軸方向の支持に付加して、例えば一方の摩擦リングを他方の摩擦リングに対して右回転するときにのみリブが互いに連結され、左回転する際にはリブが互いに連結解除されることを意味する。リブの連結面が交互に配置されていることにより、両摩擦リングは両回転方向において互いに連結されている。この構造の特別な利点は、一回転方向にのみ作用する連結面をきわめて簡単に製作できることにある。特に、使用される材料によって、摩擦リングの成形プロセスで既にそれ以降の後加工無しにこのような連結面を製作することができる。連結面は好ましくは、傾斜した平らな面または片側に段を有する面として形成可能である。
【０００５】
本発明の有利な実施形が従属請求項に記載されている。
【０００６】
連結面に付加して、回転方向において摩擦リングを連結しない支持面を設けることが提案される。特に平らに形成可能な支持面の場合には、１つだけの製作寸法、すなわち高さだけが重要であるので、成形プロセスまたは加工プロセスにおける支持面の製作は、連結面の製作よりもはるかに簡単である。それによって、連結面の数は、一方の摩擦リングから他方の摩擦リングへのトルクの伝達のために必要な数に低減することができる。
【０００７】
傾斜した面は簡単に製作することができるが、段付きの面は、例えば摩擦パッドによって発生するような軸方向に加えられる力が周方向に反力を生じないという利点がある。成形プロセスと関連して更に、連結面を傾斜した波状の面として形成すると有利である。このような面は成形プロセスに適している。なぜなら、この面が鋭いエッジを備えていないからである。同時に、周方向の反力を生じないで、軸方向の力を伝達することができるように、面の輪郭を形成することができる。
【０００８】
連結面の上記の形状は、半径方向に配置されたリブや接線方向に配置されたリブにも伸開線状に湾曲配置されたリブにも適している。更に、連結面を有するリブと支持面を有するリブに付加して、半リブを設けることができる。この半リブはそれぞれ、摩擦リングの内面に互いに向き合うように配置されている。この半リブは、連結面を有するリブと支持面を有するリブによって摩擦リングの間に形成れた冷却通路内に、ブレーキディスクからそれを通過する冷却空気への熱伝達を改善するための付加的な表面を形成する。
【０００９】
ブレーキ湿潤状態と冷却空気への伝熱を更に改善するために、摩擦リングに穴を設けることができる。この穴は好ましくは、摩擦リングの成形プロセスの過程で形成される。
【００１０】
このブレーキディスクの製作に関して、軸方向における両摩擦リングの固定は充分である。なぜなら、摩擦リングが連結面の形成によりブレーキング時に加えられる締付け力の作用の下で、回転方向において互いに連結されるからである。ブレーキング時に発生するトルクが１個または両摩擦リングを介して鉢状部材等に伝達されるようにするだけでよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、図に示した実施の形態に基づいて本発明を詳しく説明する。
【００１２】
繊維複合材料、ここでは炭素をベースとした繊維複合材料からなるベンチレーテッドブレーキディスク１は実質的に、摩擦リング２，３と、鉢状部材４とからなっている。摩擦リング２，３はそれぞれリブ５，６と７，８を備えている。このリブは互いに接触する。リブ５〜８の間には、ブレーキディスク１を冷却するための空気通路９が形成されている。摩擦リング２，３には、貫通する穴１０をいろいろな配置構造で設けることができる。更に、リブ５〜８の間に半リブ（半分のリブ）１１を配置することができる。この半リブは空気通路６内で互いに接触しないで向き合っている。
【００１３】
摩擦リング２，３の製作はそれぞれ、後加工を行わない成形法で行われる。鉢状部材４は任意の方法で、例えば金属材料から作ることができる。摩擦リング３と鉢状部材４はトルクを伝達するために、ボルト、リベット等のような連結要素１２によって連結されている。この場合、連結要素１２はリブ５に形成された穴１３に係合している。更に、鉢状部材４から離れた側の摩擦リング２のリブ６の端側に、このような穴１３を設け、鉢状部材４を両摩擦リング２，３に連結することができる。
【００１４】
ブレーキディスク１の外周部の概略的な展開図である図３は、リブ５〜８の形状を示している。リブ７，８は支持リブとして形成され、端面１４を備えている。この端面は周方向Ｕに対して平行に延びている。端面１４は軸方向Ａの力だけを伝達することができる。
【００１５】
これに対して、連結リブとして形成されたリブ５，６は、連結面として形成された端面１５を備えている。この端面は軸方向Ａと周方向Ｕにおいて摩擦リング２，３を連結する（これに関して、図３において、左側の摩擦リング３が固定され、右側の摩擦リング２が周方向Ｕに動くと仮定する）。他の対の連結リブ５′，６′は、連結が反対の周方向Ｕ′に行われるように配置されている。周方向Ｕに作用する連結リブ５，６と、反対の周方向Ｕ′に作用する連結リブ５′，６′は、交互に配置されている。連結リブ５，６，５′，６′の間にはそれぞれ１つまたは複数の支持リブ７，８を配置することができる。
【００１６】
連結面１５は図３の第１に実施の形態では段の形に形成されている。この場合、連結面１５が、成形プロセスの際の離型方向に一致する軸方向Ａに対して平行でないと、成形プロセスにとって有利である。従って、連結面１５には摩擦リング２，３に対して直角に配置された部分が形成されないで、摩擦リング２，３に対して平行に配置された２つの部分が傾斜面を介して互いに接続されている。
【００１７】
図４は、傾斜した平らな面として形成された連結面１５の代替的な形状を示している。
【００１８】
図５に示すように、他の代替的な形状では、連結面１５は波状に形成可能であり、ここではほぼＳ状に形成されている。
【００１９】
リブ５，６，７，８，１１の伸開線状に湾曲した配置構造の代わりに、リブは図６に示すように半径方向に配置してもよいし、図７に示すように接線方向に配置してもよい。
【００２０】
繊維補強されたカーボン−炭化珪素−材料（C/C-SiC-材料）からなる摩擦リング２，３が最終状態では非常に加工しにくいので、連結面１５、支持面１４および場合によって穴１０は、成形体を炭素繊維補強の炭素、いわゆる圧粉体から作る際に、既に形成されている。これは特に成形プロセスの範囲内で行うことができるがしかし、勿論機械的な加工も可能である。続いて、第２のステップで液状の珪素が成形体に浸入し、第３のステップで成形体が熱処理される。この場合、珪素は炭素と共にＳｉＣに変換される。このステップが摩擦リング２，３の外形をもはや変更しないので、連結面１５と支持面１４（および場合によっては穴１０）を後加工する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ブレーキディスクの平面図である。
【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿ったブレーキディスクの断面図である。
【図３】 第１の実施の形態によるブレーキディスクの外周部の概略展開図である。
【図４】 第２の実施の形態の、図３と同様な図である。
【図５】 第３の実施の形態の、図３と同様な図である。
【図６】 リブの第１の代替的な配置方向を示す図である。
【図７】 リブの第２の代替的な配置方向を示す図である。
【符号の説明】
１ ブレーキディスク
２，３ 摩擦リング
５，６，７，８ リブ
１０ 穴
１１ 半リブ
１４ 支持面
１５ 連結面

Claims (9)

1. 組み立てられた２個の摩擦リング（２，３）を備え、この摩擦リングが内側に、それらリブの間でブレーキディスク（１）を冷却するための空気通路（９）が形成される該リブ（５，６；５′，６′；７，８）を備え、上記両摩擦リング（２，３）が、単に上記リブだけを介して互いに支持されており、
   その際、一方の摩擦リング（２）に備えられた上記リブ（６、６′、８）と、他方の摩擦リング（３）に備えられた上記リブ（５、５′、７）とが、相互に補完的な形状を有している様式の繊維複合材料からなるブレーキディスクにおいて、
   上記リブが、軸方向（Ａ）の力および周方向（Ｕ）の力に対して支持するリブ（５，６；５′，６′）と、軸方向（Ａ）の力に対してのみ支持するリブ（７，８）から成っており、
   上記軸方向（Ａ）の力および周方向（Ｕ）の力に対して支持するリブ（５，６；５′，６′）が、端面側に、それぞれに周方向および反対の周方向に、一貫して傾斜した平らな連結面（１５）を備え、その際、
   上記周方向に一貫して傾斜した平らな連結面を有するリブ（５，６）と、上記反対の周方向に一貫して傾斜した平らな連結面を有するリブ（５′，６′）が、周方向に交互に配置されており、このことにより、両摩擦リング（２、３）が両回転方向において互いに連結されていること、
   上記軸方向（Ａ）の力に対してのみ支持するリブ（７，８）が、端面側に、周方向（Ｕ）に対して一貫して平行な平らな、両回転方向において両摩擦リング（２、３）を連結しない支持面（１４）を備え、その際、
   上記周方向に交互に配置された、軸方向（Ａ）の力および周方向（Ｕ）の力に対して支持するリブ（５，６；５′，６′）の間に、それぞれ１つまたは複数の、上記軸方向（Ａ）の力に対してのみ支持するリブ（７，８）が配置されていること、
   を特徴とするブレーキディスク。
2. 組み立てられた２個の摩擦リング（２，３）を備え、この摩擦リングが内側に、それらリブの間でブレーキディスク（１）を冷却するための空気通路（９）が形成される該リブ（５，６；５′，６′；７，８）を備え、上記両摩擦リング（２，３）が、単に上記リブだけを介して互いに支持されており、
   その際、一方の摩擦リング（２）に備えられた上記リブ（６、６′、８）と、他方の摩擦リング（３）に備えられた上記リブ（５、５′、７）とが、相互に補完的な形状を有している様式の繊維複合材料からなるブレーキディスクにおいて、
   上記リブが、軸方向（Ａ）の力および周方向（Ｕ）の力に対して支持するリブ（５，６；５′，６′）と、軸方向（Ａ）の力に対してのみ支持するリブ（７，８）から成っており、
   上記軸方向（Ａ）の力および周方向（Ｕ）の力に対して支持するリブ（５，６；５′，６′）が、端面側に、それぞれに周方向および反対の周方向に、傾斜した波状の連結面（１５）を備え、その際、
   上記周方向に傾斜した波状の連結面を有するリブ（５，６）と、上記反対の周方向に傾斜した波状の連結面を有するリブ（５′，６′）が、周方向に交互に配置されており、このことにより、両摩擦リング（２、３）が両回転方向において互いに連結されていること、上記軸方向（Ａ）の力に対してのみ支持するリブ（７，８）が、端面側に、周方向（Ｕ）に対して一貫して平行な平らな、両回転方向において両摩擦リング（２、３）を連結しない支持面（１４）を備え、その際、
   上記周方向に交互に配置された、軸方向（Ａ）の力および周方向（Ｕ）の力に対して支持するリブ（５，６；５′，６′）の間に、それぞれ１つまたは複数の、上記軸方向（Ａ）の力に対してのみ支持するリブ（７，８）が配置されていること、
   を特徴とするブレーキディスク。
3. 連結面（１５）と支持面（１４）が後加工無しの成形プロセスで製作されてい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。
4. リブ（５，６，７，８）が半径方向に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のブレーキディスク。
5. リブ（５，６，７，８）が、ほぼ接線方向に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のブレーキディスク。
6. リブ（５，６，７，８）が伸開線状に湾曲して配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のブレーキディスク。
7. 摩擦リング（２，３）の内面に半リブ（１１）が付加的に設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のブレーキディスク。
8. 摩擦リングに穴（１０）が付加的に設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のブレーキディスク。
9. 穴（１０）が、機械的な後加工無しの成形プロセスによって形成されていることを特徴とする請求項８に記載のブレーキディスク。

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