(57)【要約】【課題】  制動効果が急激に低下するのを防止する。【解決手段】  この自転車用ディスクブレーキロータは、第１ロータ部材９０と、第２ロータ部材９１ａと、第３ロータ部材９１ｂとを備え、第１ロータ部材９０は、第２ロータ部材９１ａと第３ロータ部材９１ｂとの間に装着されている。第２ロータ部材９１ａの厚みは第３ロータ部材９１ｂの厚みとは異なっている。【選択図】      図１３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ロータ部材と、
第２ロータ部材と、
第３ロータ部材とを備え、
前記第１ロータ部材は前記第２ロータ部材と前記第３ロータ部材との間に装着されており、
前記第２ロータ部材の厚みは前記第３ロータ部材の厚みとは異なる、
自転車用ディスクブレーキロータ。
【請求項２】
前記第２ロータ部材及び第３ロータ部材は各々前記第１ロータ部材よりも高い耐摩耗性を有する材料で形成されている、請求項１に記載の自転車用ディスクブレーキロータ。
【請求項３】
前記第１ロータ部材は前記第２ロータ部材及び第３ロータ部材よりも高い熱伝導率を有している、請求項１又は２に記載の自転車用ディスクブレーキロータ。
【請求項４】
前記第１ロータ部材はアルミニウムから成り、前記第２ロータ部材及び第３ロータ部材は各々ステンレス鋼から成る、請求項１又は２に記載の自転車用ディスクブレーキロータ。
【請求項５】
第２ロータ部材及び第３ロータ部材は各々硬化処理により形成されている、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記第２ロータ部材及び第３ロータ部材は前記第１ロータ部材に圧接されている、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第２ロータ部材及び第３ロータ部材は前記熱間圧延により前記第１ロータ部材に接合されている、請求項５に記載の自転車用ディスクブレーキロータ。
【請求項８】
前記第２ロータ部材及び第３ロータ部材は鍛接により前記第１ロータ部材に接合されている、請求項５に記載の自転車用ディスクブレーキロータ。
【請求項９】
前記第１ロータ部材は約０．５ミリメートルから約１．５ミリメートルの厚みを有し、前記第２ロータ部材及び第３ロータ部材は各々約０．２ミリメートルから約０．８ミリメートルの厚みを有している、請求項１又は２に記載の自転車用ディスクブレーキロータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自転車用ディスクブレーキロータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の自転車用ディスクブレーキ装置は、自転車の車輪と共に回転するディスクロータと、ディスクロータに当接して摩擦力を加え車輪を低速化または停止させるブレーキパッドとを備えている。ディスクロータは、車輪のハブに取り付けられる取付部材と、取付部材に固定された環状ロータ部材とを備えた金属製の部材である。自転車は人力により推進されるので、多くの自転車製造業者にとって、自転車用部品の重量を減らすことが重要な目的になっている。このため、ディスクブレーキ装置の重量の低減も望まれている。また他方では、ブレーキパッドとの摩擦によるロータの摩耗を、適切に熱を放散させながら防ぐことが望ましい。
【０００３】
自動車産業で使用されている積層部分を備えたディスクロータの一例が、特許第２６７９１６２号公報に開示されている。このディスクロータは、１対のステンレス製環状第２ロータ部材の間に挟まれたアルミニウム製環状第１ロータ部材を有している。ステンレス製の第２ロータ部材は摩耗に対する耐性を与える一方、アルミニウム製の第１ロータ部材は熱を放散させる。
【特許文献１】特許第２６７９１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１に、従来の技術であるとは限らないが、前記公報に示されたディスクロータに類似する周知のディスクロータ１を示している。このロータは、１対の第２ロータ部材３に挟まれた第１ロータ部材２を備え、ロータの使用中、１対のブレーキパッド４が対応する第２ロータ部材３の外面に当接する。１対の第２ロータ部材３は、製造が簡単になるように同じ厚みｔ２を有している。その結果、図２に示すように、第２ロータ部材３は、使用中に均等に磨耗する。そして、結局は、図３に示すように、ブレーキパッド４が第２ロータ部材３を完全に磨耗させる。この時点では、制動の効果が著しく減少している。乗り手は、そのような制動効果の減少に容易に気付き、交換等を行う。
【０００５】
しかし、このような従来の構造では、両側の第２ロータ部材３がほぼ同時に摩耗してなくなってしまうので、急激に制動効果がなくなってしまうという問題がある。
【０００６】
本発明の課題は、急激に制動効果がなくなってしまうのを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る自転車用ディスクブレーキロータは、第１ロータ部材と、第２ロータ部材と、第３ロータ部材とを備え、第１ロータ部材は第２ロータ部材と第３ロータ部材との間に装着されている。そして、第２ロータ部材の厚みは第３ロータ部材の厚みとは異なっている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、第１ロータ部材の両側に設けられた第２及び第３ロータ部材が同時に摩耗してなくなることがないので、乗り手は、制動効果の減少に気付き、制動効果が容認できないほど悪化する前にロータ部材を交換することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図４は本発明の一実施形態によるディスクブレーキ装置１２が装着された自転車１０を示し、図５はディスクブレーキ装置１２の側面図を示す。自転車１０は、ハンドルバー１５を支持するフレーム１４と、フロント及びリアフォーク１６（フロントフォークのみ図示）と、前輪及び後輪１７（前輪のみ図示）と、スプロケット及びチェーンから成る駆動装置（図示せず）とを備えた従来の自転車である。このような従来型自転車の構造については、当該技術において周知であるので、その構造に関して、詳細な説明は省略する。
【００１０】
ディスクブレーキ装置１２は、フロントフォーク１６に取り付けられたブレーキキャリパー２１と、前輪１７と一体で回転するように、前輪１７のハブ１７ａに装着されたブレーキロータ２２と、ブレーキ操作機構２３とを備えている。ブレーキキャリパー２１は、ブレーキロータ２２に近い位置でフロントフォーク１６に装着され、ブレーキ操作機構２３の動作に応じて、ブレーキロータ２２及び前輪１７の回転を停止させるよう、摩擦力をブレーキロータ２２に加えることができる。
【００１１】
図５及び図６に示すように、ブレーキキャリパー２１は、ハウジング５０と、ピストン装置５１とを備えている。ハウジング５０は、アルミニウム合金などの熱伝導材料で構成されており、ブレーキロータ２２を受け取るスロットを間に形成するように、ボルトにより連結された第１ハウジング部材５２ａと第２ハウジング部材５２ｂとを備えている。ハウジング部材５２ａ及びハウジング部材５２ｂは、ブレーキオイルを両方のハウジング部材５２ａ，５２ｂに供給するよう、ブレーキ操作機構２３の油圧管８６が第２ハウジング部材５２ｂに接続されている点を除き、ほぼ同一の形状を有している。また、第２ハウジング部材５２ｂは、ブレーキキャリパー２１をフロントフォーク１６にボルトで装着するための装着部材５４を形成する、外側に向かって延びるフランジも有している。
【００１２】
図６に示すように、ピストン装置５１は、４個のピストン７４と、１対のブレーキパッド７６とを備えている。ピストン７４は、ブレーキ開放位置と、制動位置との間で移動するよう、ハウジング部材５２ａ，５２ｂに形成された円形シリンダ５７ａ，５７ｂの内部に摺動自在にはめ込まれている。ブレーキパッド７６は、ピストン７４と一体で移動する。したがって、ピストン７４がブレーキ開放位置から制動位置へと移動すると、ブレーキパッド７６もブレーキ開放位置から制動位置へと移動する。ブレーキパッド７６は、制動位置にある際、ブレーキロータ２２に当接して摩擦力を加え、それによって、ブレーキロータ２２及び前輪１７の回転を低速化させるか、または停止させる。ブレーキパッド７６は、ブレーキ開放位置にある際、ブレーキロータ２２から間隔を置いて離されるので、ブレーキロータ２２及び前輪１７が自由に回転可能になる。
【００１３】
図７及び図８に示すように、ブレーキ操作機構２３はハンドルバー１５に装着される。ブレーキ操作機構２３は、ブレーキレバーアセンブリ８０と、マスタシリンダ８１と、ピストン８２と、作動液タンク８３とを備えている。ブレーキレバーアセンブリ８０は、ハンドルバー上に取り付けられたブラケット８４と、ブラケット８４上に回動自在に取り付けられたレバー部品８５とを備えている。ブラケット８４は、マスタシリンダ８１と一体に形成され、ピストン８２と、作動液タンク８３とは、ブラケット８４によって支持される。ピストン８２は、マスタシリンダ８１の内部に摺動自在に配置され、作動液タンク８３とマスタシリンダ８１と液体を介して接続される。レバー部品８５が引っ張られるか、または開放される動作に応じて、ピストン８２がマスタシリンダ８１内で往復するように、ピストン８２の一端はレバー部品８５に接続される。レバー部品８５が引っ張られると、その結果、圧縮油がブレーキキャリパー２１に接続された油圧管８６を通って移動し、続いて圧縮油はピストン７４を移動させ、ブレーキパッド７６がブレーキロータ２２に当接して摩擦力を加え、前輪１７にブレーキが掛けられる。
【００１４】
図５に示すように、ブレーキロータ２２は、ハブ１７ａに装着された中央配置ハブ取付部材２２ａと、ブレーキパッド７６に当接する環状ロータ部材２２ｂと、ロータ部材２２ｂをハブ取付部材２２ａに固定する複数の固定ピン２２ｃとを備えている。本実施形態によるハブ取付部材２２ａは、アルミニウム合金で構成されており、中央配置円筒形ハブ装着部分４０と、ロータ装着部分４１とを備えている。ハブ装着部分４０は、スプライン付き部分４０ａを介してハブ１７ａに装着され、ロータ装着部分４１は、ハブ装着部分４０から半径方向外側に向かって延びている。さらに具体的には、ロータ装着部分４１は、ハブ装着部分４０から半径方向外側に向かって延びる５本のアーム部分４１ａを有している。各アーム部分４１ａの先端部には、ロータ装着部分４１をロータ部材２２ｂに固定するための固定孔４１ｂが形成されている。
【００１５】
図１０に示すように、ロータ部材２２ｂは、第２ロータ部材９１ａと、第３ロータ部材９１ｂとの間に挟まれた第１ロータ部材９０を有する積層構造を備えている。第１ロータ部材９０は比較的高い熱伝導率を有するアルミニウムで形成されており、第２ロータ部材９１ａ及び第３ロータ部材９１ｂは、アルミニウムよりも高い耐摩耗性を備える一方、熱伝導率はアルミニウムよりも低いステンレス鋼で形成されている。本実施形態による第２及び第３ロータ部材９１ａ及び９１ｂは、各々第１ロータ部材９０の両側面に圧接されている。
【００１６】
本実施形態では、第１ロータ部材９０の厚みｔ１は、約０．５ｍｍから約１．５ｍｍであり、第２ロータ部材９１ａ及び第３ロータ部材９１ｂの厚みｔ２及びｔ３は、各々約０．２ｍｍから約０．８ｍｍである。ロータ部材９０，９１ａ，９１ｂの各々の厚みをこれらの範囲に設定する結果、強度を保ちながら軽量化に貢献する比較的厚い中央配置第１ロータ部材９０と、強度及び耐摩耗性を保ちながら軽量化に貢献する比較的薄い第２及び第３ロータ部材９１ａ，９１ｂとを得ることができる。ただし、従来の技術とは異なり、本実施形態による第２及び第３ロータ部材９１ａ，９１ｂの厚みｔ２及びｔ３は異なっている。さらに具体的には、第２ロータ部材９１ａの厚みｔ２は、第３ロータ部材９１ｂの厚みｔ３よりも薄くなっている。
【００１７】
図９Ａは第１ロータ部材９０の平面図を示し、図９Ｂは第２ロータ部材９１ａの平面図を示す。第３ロータ部材９１ｂは、第２ロータ部材９１ａと同一の構造を有するので、ここでは、第３ロータ部材９１ｂに関する別個の説明は省略する。図９Ａに示すように、第１ロータ部材９０は、通気及び軽量化のための、周上に配置された複数の孔９０ｃを備えた環状部９０ａを有している。また、第１ロータ部材９０は、周上に配置されて、半径方向内側に向かって延びる複数の固定部９０ｂを備え、各々の固定部９０ｂは、対応する固定孔９０ｄを有している。図９Ｂに示すように、第２ロータ部材９１ａは、円周上に配置された複数の孔９１ｄを備えた環状部９１ｃと、周上に配置されて、半径方向内側に向かって延びる複数の第２固定部９１ｅとを備え、各々の第２固定部９１ｅは、対応する固定孔９１ｆを有している。図１０に示すように、第１ロータ部材９０の各々の固定孔９０ｄは、この固定孔９０ｄに固定ピン２２ｃが貫通して支持されるように、第２ロータ部材９１ａの対応する１個の固定孔９１ｆと、第３ロータ部材９１ｂの対応する１個の固定孔９１ｇとに整列するように形成されている。各固定ピン２２ｃは、例えばアルミニウムで形成され、前述のように、ロータ部材２２ｂをハブ取付部材２２ａに固定するために使用される。
【００１８】
図１１は、ロータ部材２２ｂの製造過程を表すフローチャートを示す。一般に、ロータ部材２２ｂは、１対のステンレス鋼板の間にアルミニウム板を挟んで積層成形した後、形成された積層構造を打ち抜き加工することにより製造可能である。さらに具体的には、第１ロータ部材９０を形成するアルミニウム板と、第２及び第３ロータ部材９１ａ，９１ｂを形成するステンレス鋼板がステップＳ１で準備される。続いて、ステップＳ２では、アルミニウム板が１対のステンレス鋼板の間に挟まれて、これらの板金が熱間圧延（ホットローリング）法または鍛接法によって圧接されて、積層構造すなわちクラッド構造を生成する。なお、この圧延又は鍛接工程において第２及び第３ロータ部材９１ａ，９１ｂは硬化処理が施される。もちろん、ステップＳ１の準備工程において、第２及び第３ロータ部材９１ａ，９１ｂに対して予め硬化処理を施しておいてもよい。ステップＳ３では、希望の形状を有するロータ部材２２ｂが形成されるように、結果として生じた積層構造がプレスで打ち抜かれる。ステップＳ４では、結果として生じたロータ材料に歪みが生じた場合は、それが修正されてロータ部材２２ｂが仕上げられる。
【００１９】
前記の製造過程によって、第１ロータ部材９０が第２及び第３ロータ部材９１ａ，９１ｂと接合されて、簡単な方法でロータ部材２２ｂ全体を形成するのを可能にするが、ここで、各々のロータ部材は、異なる材料で形成されてもよい。次に、結果として生じたロータ部材２２ｂをハブ取付部材２２ａに固定することで、製造過程を簡略化してもよい。また、ロータ部材２２ｂをハブ取付部材２２ａに固定する方法によって、ロータ部材９１がロータ部材９０から分離されるのを防ぐことができる。
【００２０】
図１２は、部分的に磨耗した状態のロータ部材２２ｂの概略図を示す。ブレーキパッド７６は、第２及び第３ロータ部材９１ａ，９１ｂを均等に磨耗させるが、第２ロータ部材９１ａの元の厚みｔ２は、第３ロータ部材９１ｂの元の厚みよりも薄いので、第２ロータ部材９１ａの残り部分は、第３ロータ部材９１ｂの残り部分よりも少なくなっている。図１３は、さらに使用された後のロータ部材２２ｂの概略図を示す。より薄い第２ロータ部材９１ａが使用され、ブレーキパッド７６により均等に摩耗が進むことにより、第２ロータ部材９１ａが完全に磨耗する一方で、第３ロータ部材９１ｂに幾分かの厚みが残るという結果が生じる。この場合にも制動効果は減少するが、第２及び第３ロータ部材９１ａ，９１ｂの両方が完全に磨耗する場合ほど急激な減少ではない。乗り手は、制動効果の減少に気付き、制動効果が容認できないほど悪化する前にロータ部材２２ｂを交換することができる。
【００２１】
上記説明では、本発明の様々な実施形態を説明しているが、本発明の意図または範囲から離れることなく、さらなる修正を加えることはできる。例えば、上記実施形態による第１ロータ部材９０はアルミニウムで構成し、第２及び第３ロータ部材９１ａ，９１ｂはステンレス鋼で構成したが、その他の材料を使用してもよい。より優れた軽量化及び熱放散性を確保するためには、第２及び第３ロータ部材９１ａ，９１ｂが第１ロータ部材９０よりも高い耐摩耗性を備え、第１ロータ部材９０が第２及び第３ロータ部材９１ａ，９１ｂよりも軽量であり、かつ高い熱伝導性を備えるのが、必ずしも必要ではないが望ましい。例えば、第１ロータ部材９０を軽量の炭素繊維強化樹脂または炭素黒鉛で構成し、第２及び第３ロータ部材９１ａ，９１ｂをセラミックで構成してもよい。また、第１ロータ部材９０をチタンまたはマグネシウム合金で構成してもよい。
【００２２】
前述の実施形態では、ロータ部材２２ｂを他のハブ部品に固定するために、ねじ付き六角ボルト及び固定ピンが使用されたが、突合せ容着、プレスボンディング、溶接などを含む、その他の固定方法が利用されてもよい。
【００２３】
第１、第２、第３ロータ部材９０，９１は、圧接された後に、一体でハブ取付部材２２ａに装着されたが、このような圧接は必ずしも必要ではない。その代わりに、各々のロータ部材を個別にハブ取付部材２２ａに取り付けてもよい。
【００２４】
様々な部品の大きさ、形状、位置、方向などを希望に応じて変更してもよい。互いに直結または接触したように示されている部品は、それらの間に中間構造を備えても構わない。１つの要素の機能を２つの要素で実行するか、又はその逆を行ってもよい。１つの実施形態による構造及び機能が、その他の実施形態に適用されてもよい。特定の実施形態によるすべての利点が同時に存在する必要もない。従来の技術とは異なる独特な機能は、単独または他の機能との組合せのいずれであっても、そのような機能によって具体化された構造または機能（あるいは両方）の概念を含め、すべて出願者による独自の発明と見なされるべきである。したがって、本発明の範囲は、開示された特定の構造、あるいは特別な構造又は機能に関する最初の焦点または強調点のみに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】周知のディスクロータ装置の概略図。
【図２】外側制動層が部分的に磨耗した、図１に示されたディスクロータ装置の概略図。
【図３】外側制動層が完全に磨耗した、図１に示されたディスクロータ装置の概略図。
【図４】本発明の一実施形態によるディスクブレーキ装置が装着された自転車の側面図。
【図５】ディスクブレーキ装置の側面図。
【図６】ブレーキキャリパーアセンブリの分解概略図。
【図７】ブレーキ操作装置の分解概略図。
【図８】前記実施形態によるディスクブレーキ装置用油圧回路の概略図。
【図９Ａ】第１ロータ部材の平面図。
【図９Ｂ】第２ロータ部材の平面図。
【図１０】ブレーキロータの一部分の断面図。
【図１１】ブレーキロータの生産過程のフローチャート。
【図１２】部分的に磨耗した状態を示す、図１０のディスクロータ装置の概略図。
【図１３】第２ロータ部材が完全に磨耗した状態を示す、図１０のディスクロータ装置の概略図。
【符号の説明】
【００２６】
９０  第１ロータ部材
９１ａ  第２ロータ部材
９１ｂ  第３ロータ部材
【図１】
2006057843.tif 000003
【図２】
2006057843.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
2006057843.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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