(57)【要約】ホイールフランジに一体成形されており、ブレーキディスク（１）を取り付けるためのネック区分（１７）を備えた、ブレーキディスクを取り付けるためのホイールハブ、特に商用車用のホイールハブは、ネック区分（１７）の、ブレーキディスクを被せ嵌めるための領域に続く軸方向領域に、周辺環境への熱放出を増大する表面構造、有利にはリブが設けられているという点において優れている。
2004521012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキディスクを取り付けるためのホイールハブ、特に商用車用のホイールハブであって、ホイールフランジに一体成形されたハブボディを有しており、該ハブボディが、ブレーキディスク（１）を取り付けるために設計されたネック区分（１７）を有している形式のものにおいて、
ネック区分（１７）の、ブレーキディスクを被せ嵌めるための領域に続く軸方向領域に、有利には円筒面に対して相対的に周辺環境への熱放出を増大する表面構造が設けられていることを特徴とするホイールハブ。
【請求項２】
ネック区分（１７）の、ブレーキディスクを被せ嵌めるための領域に続く軸方向領域に、複数のリブ（４３）が設けられている、請求項１記載のホイールハブ。
【請求項３】
リブ（４３）が、ネック区分（１７）の外周面でほぼ軸方向に延びている、請求項１又は２記載のホイールハブ。
【請求項４】
軸方向のリブ（４３）が、周方向で延びる別のリブと互いに結合されている、請求項３記載のホイールハブ。
【請求項５】
ネック区分（１７）の外周面に設けられたリブ（４３）が、ホイール軸線に対して傾斜して延びている、請求項１又は２記載のホイールハブ。
【請求項６】
リブ（４３）の間に通路（３５，３７）が形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のホイールハブ。
【請求項７】
リブ（４３）及び通路（３７，３９）が、ネック区分（１７）に一体成形されたホイールフランジ（１１）まで延びている、請求項１から６までのいずれか１項記載のホイールハブ。
【請求項８】
通路（３７，３９）が少なくとも部分的に、ホイールフランジ（１１）に設けられた、該ホイールフランジを貫通する開口（４１，４５）に開口している、請求項１から７までのいずれか１項記載のホイールハブ。
【請求項９】
全ての通路（３７，３９）が開口（４１，４５）に開口している、請求項１から８までのいずれか１項記載のホイールハブ。
【請求項１０】
ホイールハブ（３）が軽金属製である、請求項１から９までのいずれか１項記載のホイールハブ。
【請求項１１】
ホイールハブ（３）が鋳鉄製又は鋼製である、請求項１から１０までのいずれか１項記載のホイールハブ。
【請求項１２】
ネック区分（１７）が、軸を取り付けるために設計されたホイール軸受け装置（１９）に被せ嵌めるために形成されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のホイールハブ。
【請求項１３】
ネック区分（１７）の外周面の、ホイールフランジ（１１）とは反対側の端部に突出部（２１）が設けられており、これらの突出部が、有利にはそれぞれその外周域の一方の軸方向端部に、ブレーキディスク（１）を軸方向で位置固定するための各１つのカラー（２３）を有している、請求項１から１２までのいずれか１項記載のホイールハブ。
【請求項１４】
リブ（４３）が軸方向でホイールハブ（３）の突出部（２１）に一体成形されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載のホイールハブ。
【請求項１５】
ネック区分（１７）の領域の突出部（２１）に各２つのリブ（４３）が一体成形されており、これらのリブが、本来の突出部（２１）とホイールフランジ（１１）との間の領域にわたって延びており、しかも、リブ（４３）の間に通路（３９）が形成されている、請求項１から１４までのいずれか１項記載のホイールハブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキディスクを取り付けるためのホイールハブ、特に商用車用のホイールハブであって、ホイールフランジに一体成形されたハブボディを有しており、該ハブボディが、ブレーキディスクを取り付けるために設計されたネック区分を有している形式のものに関する。
【０００２】
このような形式のホイールハブは、ディスクブレーキを備えた道路車両、特に商用車の被駆動軸及び非被駆動軸において使用される。
【０００３】
このようなホイールハブの問題は、ホイール軸受けにおける発熱及び場合によってはブレーキディスクのハブボディに対する熱伝達に基づくホイール軸受け及び潤滑剤の熱負荷である。
【０００４】
車両の高負荷においては、軸受け内で発生する摩擦に基づいて、必然的に著しい発熱がホイール軸受け内で生ぜしめられる。増大する恐れがあるのは、制動時のブレーキディスクの加熱による発熱である。ブレーキディスクは、制動モーメントを伝達するためにホイールハブと機械的に（一部又は複数部分を）結合されているので、ブレーキディスクで発生した熱の一部はホイールハブに伝達される。ホイール軸受け内での発熱も、やはりブレーキディスク内での発熱と同様に、車両若しくは各ホイールの負荷状態にほぼ比例する。例えば山岳地帯における走行等の、ブレーキの激しい走行法に関連した車両の高負荷においては、発生するホイールハブの熱負荷は比較的高い恐れがある。
【０００５】
ブレーキディスクの構成形式及びハブの結合形式に応じて、ホイールハブの熱負荷及び冷却に関する様々な条件が生じる。
【０００６】
図８〜図１１には、様々なホイールハブ／ブレーキディスクコンビネーションが図示されている。
【０００７】
図８に示したホイールハブ／ブレーキディスクコンビネーションでは、ブレーキディスクが、ホイールハブに対する固定の目的でネックとフランジとを備えており、このフランジを介して、やはりホイールハブに車輪を固定するために役立つホイールピンによってホイールハブに結合されている。この構成形式では、ブレーキディスクからホイールハブの軸受け領域への直接的な熱伝導により、僅かな熱伝達しか生ぜしめられていない。それというのも、ホイールハブに対するブレーキディスクの固定延いてはこれに関連した熱伝導接触が、ホイールハブの外周部で行われるからである。これに対してあまり最適ではないのが、ブレーキディスクによるハブボディの被覆である。この被覆は、一方ではブレーキディスクネックからハブボディの表面に対する熱流を結果的に伴い、他方ではホイール軸受け内で発生する摩擦熱の周辺環境への排出を妨げている。
【０００８】
図９に示した類似のハブ／ブレーキディスクコンビネーションでは、ブレーキディスクは別個のねじ付きフランジによってホイールハブに固定されている。熱伝達比及び熱導出比は、図８に示した構成とほぼ同じである。
【０００９】
図１０に示した別の２部構成のホイールハブ／ブレーキディスクコンビネーションでは、ホイールハブが、ホイール軸受けを収容するハブ部分（ネック区分）と、車輪を支持するホイールフランジとに分割されており、ネックと、内側に向かって引き抜かれたリングフランジとを装備したブレーキディスクが、ハブ部分とホイールフランジとの間に、該ハブ部分とホイールフランジとをねじ締結することによって締め込まれている。この構成形式の場合、ブレーキディスクネックによる被覆に基づく、ハブ外周面を介した制限された放熱だけでなく、ハブ部分がホイールフランジから、これらの間で緊締されたブレーキディスクによって隔離されており、これにより、ホイールフランジの熱導出容量がハブのために使用されないという問題が生じる。
【００１０】
図１１に示した、冒頭で述べた形式のホイールハブ／ブレーキディスクコンビネーションでは、ベンチレーテッドブレーキディスクが２つの摩擦リングを以て、内径に沿って形成された、例えば歯列等の非円形の成形部を介して、ほぼ正反対に構成されたホイールハブの周面輪郭に係合している。ホイールハブに対するブレーキディスクの熱伝導接触は、ホイールハブの熱負荷を減少するために、有利には断熱中間部材によって遮られる。この場合、ブレーキディスクはハブボディに解離可能に結合されているか、又は解離不能に、例えば結合鋳造法でホイールハブに接合されていてもよい。断熱中間部材に基づき、ブレーキディスクからはホイールハブを介して僅かな放熱しか行われないので、このようなブレーキディスクは、前記のネック・ポット型ブレーキディスクよりもやや高い運転温度を有している。逆に、存在しないブレーキディスクネックによるハブボディの被覆はないので、ホイールハブからのより良好な放熱が可能である。
【００１１】
既に満足のゆくこの熱導出構造に対して、本発明の課題は、周辺環境への熱放出が、特にブレーキ時に改善されるようにホイールハブを構成することである。
【００１２】
本発明は、この課題を請求項１記載の構成手段によって解決する。
【００１３】
有利な構成は、請求項２以下に記載されている。
【００１４】
本発明では、ネック区分の、ブレーキディスクを被せ嵌めるための領域に続く軸方向領域に、有利には一様な又はテーパした又は拡径する円筒面に対して相対的に周辺環境への熱放出を増大する表面構造が設けられている。この簡単且つ廉価な手段により、周辺空気に対するホイールハブの熱放出は効果的に増大され得る。本発明は、ブレーキディスクがホイールハブに被せ嵌められる、ブレーキディスク及びホイールハブの２部構成に特に適している。要するに本発明は、露出したホイールハブ表面が、ホイールハブ及びブレーキディスクからの改善された放熱の目的で使用される、歯結合された平らなブレーキディスクを備えたホイールハブ／ブレーキディスクコンビネーションのためのホイールハブをを実現する。このようにして、ホイールハブの熱的な過負荷が効果的に防止される。
【００１５】
有利には、ネック区分の、ブレーキディスクを被せ嵌めるための領域に続く軸方向領域に、複数のリブが設けられている。これらの「冷却リブ」は、製作技術的に鋳造ハブにおいて簡単に実現され得、良好な放熱のために働く。ホイールハブの冷却を更に改善するためには、有利には軸方向で延びるリブ間に通路が形成されており、これらの通路内では、軸に沿ってホイールハブが回転すると空気流が形成される。有利には、前記リブと通路とはネック区分に一体成形されたホイールフランジまで延びている。
【００１６】
有利には、リブはネック区分の外周面でほぼ軸方向に延びているので、通気作用が最適化される。簡単にホイールハブの剛性を高め、延いては軽金属の使用を更に簡単にするためには、軸方向のリブを、周方向で延びる別のリブと互いに結合することも考えられる。周方向で延びるリブは、場合によってはやはりこれらのリブを貫通する開口を、空気供給改善のために有していてよい。
【００１７】
車輪の外側から冷たい新鮮空気を以てハブボディを強制的に通気することにより、ホイールハブからの著しい放熱及び付加的にブレーキディスクの冷却が得られる。これにより、ブレーキディスクのホイールハブへの熱伝達作用が補償されるだけでなく、ホイール軸受け内で発生する摩擦熱もホイールハブから効果的に導出され、これにより、ホイール軸受けが著しく加熱されることはなくなる。それどころか、ホイールハブの冷却に基づき、ホイールハブ材料として軽量材料を使用することが考えられる。本発明により特に、軽金属等の軽量材料をホイールハブの製作に使用することが可能である。それというのも、ホイールハブは著しくは加熱されないからである。選択されたリブ構造によりハブボディが補強され、このことは、補足的に軽量材料の使用を容易にする。しかしまた、鋳鉄又は鋼から成るホイールハブも考えられる。
【００１８】
特に有利には、通路の少なくとも一部はホイールフランジを貫通するホイールフランジの開口に開口している。これらの空気通流開口は、ホイールハブにおける空気流を簡単に増大させ且つホイールハブの回転時に前記通路を介して周辺空気を「吸い込む」。
【００１９】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００２０】
図１に示したベンチレーテッドブレーキディスク１は、ウェブ９を介して互いに結合された２つの摩擦リング５，７を有している。
【００２１】
これに対して図１〜図５に示したハブボディ１６を備えたホイールハブ３は、ピン（図示せず）用の複数の孔１３を備えた、組み込まれたホイールフランジ１１を有しており、前記ピンにより、ホイールハブ３をホイールディスク１５にねじ締結することができる。ホイールフランジ１１には、このホイールフランジ１１と一体に結合された、ここではややテーパしている中空円筒形のネック区分１７が続いており、このネック区分１７の、ホイールフランジ１１とは反対側の端部の内周面は、ホイール軸受け装置１９に被せ嵌められており、このホイール軸受け装置１９も、やはり所定の軸（図示せず）に被嵌め可能である。ネック区分１７の外周面の、ホイールフランジとは反対の側の端部は、この端部にブレーキディスク１が被せ嵌められるように形成されている。このためには、ネック区分１７は外周面に複数の突出部２１を有しており、これらの突出部２１は、それぞれ一方の軸方向端部の外周面域に各１つのカラー２３を有している。
【００２２】
更に、ブレーキディスク１は摩擦リングの内周面に、半径方向内側に突出した複数の歯２５を有しており、これらの歯２５は、ホイールハブ３の突出部２１の間に係合しているので、突出部２１と歯２５との周方向での協働が、ブレーキディスク１とホイールハブ３との間の制動力の支持を保証している。一方の軸方向で、カラー２３はホイールハブ３の突出部２１におけるブレーキディスク１のための位置固定部材として働く。他方の軸方向では、ブレーキディスク１は例えばホイールハブの環状溝２８に挿入可能なスナップリング２７によって、又はピンによって且つ／又はブレーキディスクとホイールハブとの間の熱伝達を減少させるための中間部材３０によっても位置固定されていてよい。
【００２３】
ブレーキディスク１を冷却するためには、内部通気設計の他に、ブレーキディスクの内周面における空気供給が役立つ。このためには、ブレーキディスクは複数の空気通路２９を有しており、これらの空気通路２９は、殊に半径方向で見て、内側から歯２５を貫通して摩擦リング５，７間の空気通路３１に延びている。空気通路２９に開口する歯２５の軸方向の開口３３（図５）は、空気供給を更に最適にすることができる。更に、ホイールハブ３の突出部２１は、ブレーキディスク１の空気通路３１への空気供給を改善するために複数の切欠き／通路３５を有しており、これらの切欠き／通路３５は、軸方向で見て突出部２１の側に向かって開いており且つ外部に向かって若しくは半径方向外側でブレーキディスク１の空気通路３１に開口しており、このこともやはり、ベンチレーテッドブレーキディスク内への、ハブの突出部２１を介した周辺環境からの空気供給を改善する。
【００２４】
ホイールハブ３の冷却を改善するためには、ホイールハブのジオメトリがいくつもの点に関して最適化された。即ち、表面積を拡大するため延いては周辺空気に対するエネルギ放出を増大させるために、ホイールハブ３の外周面の表面積が、特にネック区分１７の範囲の、特にホイールハブ３の突出部２１に続くネック区分の軸方向領域、特にホイールハブ３の突出部２１とホイールフランジ１１との間のネック区分１７の領域内で拡大された。
【００２５】
即ち、ネック区分は軸方向で延びる複数の通路３７，３９を有しており、この場合、通路３７はそれぞれホイールハブ３の突出部２１間に設けられ且つ溝状に軸方向で、引き続くネック区分１７の外周面に沿って延びている。通路３７は、ホイールハブ３の領域への空気供給を最適にする、ホイールフランジを貫通する開口４１に開口している。
【００２６】
突出部２１のネック区分１７の領域には各２つのリブ４３が一体成形されており、これらのリブ４３は本来の突出部２１とホイールハブ３との間の範囲にわたって延びており、この場合、リブ４３の間には通路３９が形成されている。これらの通路３９も、ホイールフランジ１１を貫通する開口４５に開口している。補足的／択一的に、開いた通路３９の代わりに、ホイールフランジを通って外部に延びる複数の孔をネック区分１７に形成することも考えられる（図示せず）。
【００２７】
これにより、露出したホイールハブ表面が、ホイールハブ３及びブレーキディスク１からの改善された放熱のために使用される、歯結合された平らなブレーキディスク１を備えたホイールハブ／ブレーキディスクコンビネーションが得られる。このようにして、簡単にホイールハブ３の熱負荷が減少されて、熱的な過負荷が防止される。更に、ホイールハブ温度の低下に基づき、軽量材料をホイールハブ材料として使用することが可能になる。
【００２８】
冷却空気流は、図２において矢印Ｌによって概略的に示されている。特に、開口４１と開口４５とを通ってリブ４３を通過してブレーキディスク１に向かう空気流が得られ、このことは、ホイールハブ３の冷却を生ぜしめる一方で、更に、少なくともブレーキディスク１のホイールディスク１５に面した側のブレーキディスク表面の付加的な冷却をも生ぜしめる。加熱された空気の一部は、ホイールディスクに設けられた別の開口４７を介して、ホイールハブ３の周囲の空間から再び流出可能である。
【００２９】
図１〜図７では、リブ４３又はウェブは、回転するホイールハブ３において、ラジアルファンの意味での空気循環を生ぜしめるように配置され且つ構成されている。更に、空気流は、空気流入開口及びリブ又はウェブ間に形成された空気通路の構成に基づいて、車輪の周辺環境からの新鮮空気が、ホイールフランジ１１の外側から空気流入開口４１，４５を通って、リブ４３又はウェブ間の領域に流入し、流入空気がリブ４３によって、回転するホイールハブ３において半径方向外側に向かって運ばれ、次いで、半径方向で流出する空気がブレーキディスク面上を流れ、最後に車輪のホイールディスク１５の開口４７を通って外部に流出し且つ／又はブレーキディスク外径を介して車輪の内側に運ばれるようにガイドされる。
【００３０】
通路３７，３９をほぼ軸方向で方向付ける代わりに、例えば車輪軸線に対して斜めに若しくは傾斜して方向付けてもよい（図示せず）。
【００３１】
図６及び図７にはホイールハブの１変化態様が示してあり、この変化態様では、ホイールフランジがブレーキディスクの歯２５の後ろの空気通路３７に開口する空気流入開口４１だけを有しており、突出部２１の後ろの通路３９に開口する別の空気流入開口４５は有していない。この構成は、特にホイールフランジの高い負荷能力を得ようとする所で有利であってよい。
【００３２】
ハブボディの構成を選択することにより、図４に示した構造では存在するハブの歯の後ろのアンダカットが省かれるので、鋳造部品を製作する際に寄せ中子若しくはサイドローダが省かれ、これにより、ハブボディ（主としてネック区分１７）が簡単且つ廉価に製作され得る。
【００３３】
ハブボディは、例えば球状黒鉛鋳鉄等の、ホイールハブにとっては汎用の鋳鉄材料から製作され得る。補強形状及び良好な冷却条件に基づき、軽量材料の使用も考えられる。
【００３４】
軽量材料としては、有利には熱硬化されたアルミニウム鋳造合金が使用可能である（有利にはGK AI Si 7Mg wa又はGK AI Si 10 Mg wa）。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明によるホイールハブの側面図である。
【００３６】
【図２】図１に示したホイールハブの断面図並びにホイールディスク、ホイールリム及びブレーキディスクの部分断面図である。
【００３７】
【図３】図１に示したホイールハブの斜視図である。
【００３８】
【図４】図１に示したホイールハブの、図３とは異なる斜視図である。
【００３９】
【図５】図１に示したホイールハブの斜視図並びに該ホイールハブに載置されたブレーキディスクを示した図である。
【００４０】
【図６】本発明による別のホイールハブの側面図である。
【００４１】
【図７】図６に示したホイールハブ及び所属のブレーキディスクの断面図である。
【００４２】
【図８】従来技術に基づくホイールハブ及びブレーキディスクを示した図である。
【００４３】
【図９】従来技術に基づくホイールハブ及びブレーキディスクを示した図である。
【００４４】
【図１０】従来技術に基づくホイールハブ及びブレーキディスクを示した図である。
【００４５】
【図１１】従来技術に基づくホイールハブ及びブレーキディスクを示した図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  ブレーキディスク、  ３  ホイールハブ、  ５，７  摩擦リング、  ９  ウェブ、  １１  ホイールフランジ、  １３  孔、  １５  ホイールディスク、  １６  ハブボディ、  １７  ネック区分、  １９  ホイール軸受け装置、  ２１  突出部、  ２３  カラー、  ２５  歯、  ２７  スナップリング、  ２８  環状溝、  ２９，３１  空気通路、  ３０  中間部材、  ３３，４１，４５，４７  開口、  ３５  切欠き／通路、  ３７，３９  通路、  ４３  リブ
【国際公開パンフレット】
2004521012.tif 000003
2004521012.tif 000004
2004521012.tif 000005
2004521012.tif 000006
2004521012.tif 000007
2004521012.tif 000008
2004521012.tif 000009
2004521012.tif 000010
2004521012.tif 000011
2004521012.tif 000012
2004521012.tif 000013
2004521012.tif 000014
2004521012.tif 000015
2004521012.tif 000016
2004521012.tif 000017
2004521012.tif 000018
2004521012.tif 000019
2004521012.tif 000020
2004521012.tif 000021
2004521012.tif 000022
2004521012.tif 000023
2004521012.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成15年10月27日(2003.10.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキディスクを取り付けるためのホイールハブ、特に商用車用のホイールハブであって、ホイールフランジに一体成形されたハブボディを有しており、該ハブボディが、ブレーキディスク（１）を取り付けるために設計されたネック区分（１７）を有している形式のものにおいて、ネック区分（１７）の、ブレーキディスクを被せ嵌めるための領域に続く軸方向領域に、複数のリブが設けられており、これらのリブ（４３）が、ネック区分（１７）の外周面でほぼ軸方向に延びており、リブ（４３）の間に通路（３７，３９）が形成されている形式のものにおいて、
ネック区分（１７）の外周面の、ホイールフランジ（１１）とは反対側の端部に突出部（２１）が設けられており、これらの突出部が、それぞれその外周域の一方の軸方向端部に、ブレーキディスク（１）を軸方向で位置固定するための各１つのカラー（２３）を有しており、ネック区分（１７）の領域の突出部（２１）に各２つのリブ（４３）が一体成形されており、これらのリブが、本来の突出部（２１）とホイールフランジ（１１）との間の領域にわたって延びており、しかも、ホイールハブ（３）の突出部（２１）の間に通路（３７）の一部が形成されていることを特徴とするホイールハブ。
【請求項２】
軸方向のリブ（４３）が、周方向で延びるリブと互いに結合されている、請求項１記載のホイールハブ。
【請求項３】
ネック区分（１７）の外周面に設けられたリブ（４３）が、ホイール軸線に対して傾斜して延びている、請求項１又は２記載のホイールハブ。
【請求項４】
リブ（４３）及び通路（３７，３９）が、ネック区分（１７）に一体成形されたホイールフランジ（１１）まで延びている、請求項１から３までのいずれか１項記載のホイールハブ。
【請求項５】
リブ（４３）の間の通路（３７，３９）が少なくとも部分的に、ホイールフランジを貫通する開口（４５）に開口している、請求項１から４までのいずれか１項記載のホイールハブ。
【請求項６】
全ての通路（３７，３９）が開口（４１，４５）に開口している、請求項１から５までのいずれか１項記載のホイールハブ。
【請求項７】
ホイールハブ（３）が軽金属製である、請求項１から６までのいずれか１項記載のホイールハブ。
【請求項８】
ホイールハブ（３）が鋳鉄製又は鋼製である、請求項１から７までのいずれか１項記載のホイールハブ。
【請求項９】
ネック区分（１７）が、軸を取り付けるために設計されたホイール軸受け装置（１９）に被せ嵌めるために形成されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のホイールハブ。
【国際調査報告】
2004521012.tif 000025
2004521012.tif 000026
2004521012.tif 000027
2004521012.tif 000028