JP4925485B2 - ディスク・ブレーキ用のハブ装置、ブレーキ・ディスク、および車両 - Google Patents

Description

本発明は、添付する特許請求の範囲の請求項１の前段部分によるハブ装置に関する。

本発明はまた、添付する特許請求の範囲の請求項１２の前段部分によるブレーキ・ディスクに関する。

本発明はまた、請求項１５による車両に関する。

制動中、ディスク・ブレーキのディスクは非常に熱くなる。このため、熱が対流、伝導および放射によってディスクから周囲へ放出されるが、通常の動作条件では伝導が支配的である。すなわち、熱は伝導されてブレーキ・ディスクから離れる。ブレーキ・ディスクは車輪ハブに取り付けられるため、車輪ハブは、そのシールおよびベアリングが前記伝導による高温に曝されないように構成されなければならないが、それは通常、ディスクのネック部が中央でハブにしっかりとねじ留めされる従来のハブおよび従来のブレーキ・ディスクの場合には問題にならない。

しかし、いわゆるスプライン・ディスク、すなわちネック部のないブレーキ・ディスクは、ハブの端部の近くにハブのスプラインによって締結される。そのためハブ内に好ましくない温度分布が生じ、ベアリングの温度を上昇させる。これはもちろん望ましいことではなく、ベアリングの耐用寿命などに影響を及ぼす。

本発明の目的は、ベアリングおよびシールが現状技術のものほど熱くならないハブ装置を提供することであり、それによってハブ内の応力分布がより好ましく、またハブの冷却がより適切になり、したがって前述の問題に対する解決策を得ることができる。他の目的は、ハブ装置を一体化し、それによって比較的低コストで鋳造可能にすることである。

前述の目的は、独立請求項１および１２に記載の特徴をそれぞれ有する装置およびブレーキ・ディスク、ならびに請求項１５に記載の車両によって達成される。

他の利点は、従属請求項に記載されるものによって得られる。

本発明は、添付図面と共に読まれる以下の詳細な説明を参照することによって、より適切に理解されるであろう。添付図面では、様々な図などを通して同じ記号は同じ部品を指すことに留意されたい。

軸線方向およびブレーキ・ディスクが取り付けられる方向に見たときの、本発明によるハブ装置の第１の実施例を概略的に示す図である。 ブレーキ・ディスクが破線で示された、図１による断面Ａ−Ａを示す図である。 図１によるハブ装置を概略的に示すレリーフ図（または立体模型図）である。 組み立て前のブレーキ・ディスクおよび組み立て用取り付け部品と共に、図１によるハブ装置を概略的に示す斜視図である。 図４によるハブ装置、ブレーキ・ディスクおよび取り付け部品を概略的に示すレリーフ図である。 一部のみ示した軸線方向の断面内で見たときの、本発明によるハブ装置の第２の実施例を概略的に示す図である。

図１において参照記号１は、ディスク・ブレーキ用のブレーキ・ディスク２（図２および図４参照）のためのハブ装置を示しており、ブレーキ・ディスクは２つの反対向きの摩耗層３、３’を有し、磨耗層の上で図示されていないブレーキ片が制動するように働くことが企図されており、また摩耗層３、３’は、それらの間にベンチレーション空間４を有している。

ハブ装置は、その一端５に締結部６を有し、締結部６によって、図示されていない車輪に締結されるように適合されている。参照記号７は、ブレーキ・ディスクをハブ装置の周方向に保持するように適合された多数のリッジ（スプライン）を示し、ブレーキ・ディスクは、リッジと協働するように軸線方向に延びる溝２”を有する中心穴２’を備えている。

リッジ７はそれぞれ、締結部から離れるように自由に突出した部分８を有し、それによって、前記突出部分と、ハブ装置の（締結部によって支持された）ベアリング・ソケット１２の（締結部から離れる方向を向いた）端部１１の外殻面１０との間に隙間９がもたらされる。突出部分８はブレーキ・ディスク２を支持するように適合されている。

突出部分はそれぞれ、軸線方向および実質的に半径方向に延びる実質的に互いに平行な２つの反対向きの側面１３と、軸線方向および周方向に延びる２つの反対向きの側面１４とを備えた、ハブ装置を軸線方向に横切る実質的に長方形の断面を有し、一方、ブレーキ・ディスクは対応する溝を有し、ハブ装置のリッジに対して軸線方向に適用する（取り付ける）ことができる。

リッジは、比較的少数、例えば５つであることが好ましい。図示した実施例によれば、各リッジの自由に突出した部分は、締結部に向かって締結部まで延びるキャリア部１５によって支持され、各キャリア部は、周方向にかなりの相互間隔をあけて軸線方向に締結部まで延び、締結部で隣接するキャリア部と結合することが好ましい。

キャリア部は、そのそれぞれがベアリング・ソケットから半径方向に突出するように、また内側の陥凹部１５’（図２参照）の分だけ減少した、突出部分の半径方向の厚さに一致する半径方向の厚さを有するように構成される。

キャリア部の、突出部分への遷移部１６における周方向の幅（図４参照）は、突出部分の周方向の幅より大きく、それによって、キャリア部にブレーキ・ディスク用のエンド・ストップ１６’が形成される。キャリア部の幅は、原則的に前記遷移部から締結部に向かって徐々に大きくなることが好ましい。

図示した実施例（図２参照）によれば、ベアリング・ソケット１２は、ハブ装置の軸線方向に見て、前記リッジ内に少なくとも１つの内部ベアリング・シート１７を有している。ベアリング・ソケットが、好ましくはテーパ・ローラ・ベアリングの形のベアリングを備えた２つの内部シート１７を有することが好ましい。ハブ装置は、（１つまたは複数の）ベアリングによって、図示されていない車輪軸上に支持される。（１つまたは複数の）ベアリング・シートは、軸線方向の位置が実質的にリッジの突出部分と同じであることが好ましい。ベアリング・シートを備えた部分に加えて、ベアリング・ソケットは締結部に接続される部分もまた有しており、それによってキャリア部１５を支持するのを特に助ける。

好ましい実施例によれば、ハブ装置は、締結部、ベアリング・ソケット、リッジおよびキャリア部と一体化して鋳造され、鋳鉄で製造されることが好ましい。

やはり好ましい実施例によれば、突出部分８はベアリング・ソケットの自由端１８までは延びておらず、それぞれの部分８の自由端１９の近くにブレーキ・ディスクを支持する。摩耗層３’、すなわち締結部から遠い方の摩耗層が、少なくとも部分的にリッジの突出部分の自由端を越えたところに位置する実施例も好ましい（図２）。

本発明によるブレーキ・ディスクは、ハブ装置に対して、溝２”の数がリッジの数と一致するように、すなわち、図示したケースでは５つになるようになされている。

前記溝２”は、ブレーキ・ディスクの周方向に延びる（図４参照）内部フランジ２０であって、軸線方向においてそれぞれの摩耗層３、３’の摩耗面２２の面内に存在する２つの反対向きの側面２１を有する内部フランジ２０内に配置されることが好ましい。その結果、組み立てられた状態において、フランジ２０の一方の側面２１が、それぞれのキャリア部のエンド・ストップ１６’に対する当接面として働く。

好ましい実施例によれば、図４および図５に示すように、止めブラケット２３の形の組み立て用取り付け部品（図４参照）が、例えばねじなどの締結要素２４によって、それぞれの突出部分の自由端の端面１９’に締結されるように適合されている。それぞれの締結ブラケットは舌部２３を有するように適合されており、この舌部２３は、それぞれの突出部分の（軸線方向および実質的に半径方向に延びる）実質的に互いに平行な側面１３のそれぞれに沿って溝２”内に突出し、組み立て中は突出部分を受け入れる。締結ブラケットは、ステンレス鋼で製造されることが好ましい。

図１〜５の実施例は、主にトラックの前輪のディスク・ブレーキのためのものである。図６は、主にトラックの後輪のディスク・ブレーキのためのハブ装置に関する他の実施例を示している。この場合、図６に示すように、締結部６は、２つの内部ベアリング・シート１７を有するベアリング・ソケット１２の中央に配置され、第１のベアリング・シートは、ハブ装置の軸線方向に見て実質的に前記リッジ内に位置しており、第２のベアリング・シートは、締結部の第１のベアリング・シートから反対側に位置している。前記突出部分はまた、軸線方向に見て、ベアリング・ソケットの自由端１８を越えたところで終わっており、それぞれの突出部分の自由端１９の近くにブレーキ・ディスク２を支持する。参照記号１９’は、第１の実施例には明示されていないシールを示している。

ハブ装置の機能は、おそらく上記に実質的且つ十分に示されている。

制動中にブレーキ・ディスクに与えられる摩擦熱は、ブレーキ・ディスクからリッジへ伝えられる。リッジが自由に突出した部分を有し、突出部分とベアリング・ソケットの間に隙間を残しているので、熱は、それ以上半径方向へ、リッジ内のベアリング・ソケットに配置された（１つまたは複数の）ベアリングの方へは伝えられず、軸線方向にキャリア部の方へ伝えられ、同時にリッジは隙間で冷却される。周方向へキャリア部の拡張は、キャリア部に大きい冷却面をもたらす。リッジの数が少ないと、温度勾配が大きくなり、その結果、ハブ装置とディスクの両方の空気冷却の効率が高まる。摩耗層が少なくとも部分的にリッジの外側に位置する実施例によって、ブレーキ・ディスクからハブ装置への熱伝導が低減され、ブレーキ・ディスクの空気冷却を容易にする。またハブ装置の構成は、ハブ装置を一体的に鋳造するのにきわめて適したものにする。

これまで、本発明を好ましい実施例および実施形態の例に関して説明してきた。

もちろん、本発明の基本的な概念から逸脱することなく、他の実施例、ならびに小さい変更および追加も考えられる。

自由に突出した部分を有する、５つより多いまたは少ないリッジ、例えば４つまたは６つのリッジが考えられる。

ハブ装置およびブレーキ・ディスクは、主に重量のあるトラックのためのものであるが、もちろん他の種類の車両に用いることも可能である。

Claims (16)

1. ハブおよびブレーキ・ディスクを有する、ディスク・ブレーキ用のハブ装置であって、前記ハブが、締結部によって車輪に締結されるようになされ、また前記ブレーキ・ディスクを前記ハブの周方向に保持するようになされた多数の外部リッジを有しており、前記ブレーキ・ディスクが、前記リッジと協働するように軸線方向に延びる複数の溝を備えた中心穴を内部に有しているハブ装置において、
   前記リッジ（７）がそれぞれ、前記締結部（６）から離れるように自由に突出した複数の突出部分（８）を有し、前記ハブ装置（１）が、前記締結部によって支持されたベアリング・ソケット（１２）を有し、前記複数の突出部分（８）は、それらと、前記ベアリング・ソケット（１２）の、前記締結部から離れる方向を向いた部分（１１）の外殻面（１０）との間に隙間（９）を形成し、また前記突出部分は前記ブレーキ・ディスク（２）を支持するようになされていることを特徴とするハブ装置。
2. 前記突出部分（８）が、軸線方向および実質的に半径方向に延びる実質的に互いに平行な２つの反対向きの側面（１３）、ならびに軸線方向および実質的に周方向に延びる２つの反対向きの側面（１４）を備えた、前記ハブ装置の軸線方向を横断する実質的に長方形の断面を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記リッジ（７）が、４つから６つであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の装置。
4. 前記自由に突出した部分が、それぞれのキャリア部（１５）によって支持されており、該キャリア部は、前記締結部に向かって、周方向にかなりの相互間隔をあけて軸線方向に前記締結部まで延び、また前記締結部で互いに結合していることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３に記載の装置。
5. 前記キャリア部が、前記ベアリング・ソケットから半径方向に突出しており、且つ内側の陥凹部（１５’）の分だけ減少した材料厚さを有することを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 前記キャリア部の周方向の幅であって、前記突出部分へのその遷移部（１６）における幅が、前記突出部分の周方向の幅より大きく、それによって前記キャリア部に前記ブレーキ・ディスク用のエンド・ストップ（１６’）が提供されることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の装置。
7. 前記ベアリング・ソケットが、前記ハブ装置の軸線方向に見て実質的に前記リッジ内に少なくとも１つの内部ベアリング・シート（１７）を有することを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の装置。
8. 前記ベアリング・ソケットが、実質的に前記リッジと同じ軸線方向の位置に２つの内部ベアリング・シート（１７）を有することを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 前記突出部分は、軸線方向に見て前記ベアリング・ソケットの自由端（１８）より前または前記自由端（１８）を越えたところで終わっており、またそれぞれの前記突出部分の自由端（１９）の近くに前記ブレーキ・ディスクを支持していることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の装置。
10. 前記ハブ装置が、実質的に一体化して鋳造され、また鋳鉄で製造されることを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の装置。
11. 締結ブラケット（２３）の形の組み立て用取り付け部品が、ねじ（２４）によってそれぞれの前記突出部分の自由端面に締結され、前記各取り付け部品が、前記突出部分の、軸線方向および実質的に半径方向に延びる実質的に互いに平行な前記側面（１３）のそれぞれに沿って、前記突出部分を受け入れる溝（２”）内に挿入される舌部（２３’）を有することを特徴とする請求項２から請求項１０までのいずれか一項に記載の装置。
12. 前記溝（２”）が、周方向に延びる内部フランジ（２０）内に配置されることを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか一項に記載の装置。
13. 前記溝（２”）の数が、前記リッジの数に一致するように、４つ、５つまたは６つであることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
14. 前記フランジがそれぞれ、軸線方向に、前記ブレーキ・ディスクの２つの反対向きの摩耗層（３、３’）のそれぞれの摩耗面（２２）の面内に存在する２つの反対向きの側面（２１）を有し、該２つの反対向きの側面（２１）は、前記ブレーキ・ディスクを前記ハブ装置（１）に締結している間、前記ハブ装置の一部を形成するエンド・ストップ（１６’）に対する当接面として働くことを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の装置。
15. 請求項１から請求項１１までのいずれか一項に記載のハブ装置を有することを特徴とする車両。
16. 前記リッジ（７）が５つであることを特徴とする請求項３に記載の装置。

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