(57)【要約】  本発明は、ブレーキキャリパ（１２）と、これと同軸上に配置されている摩擦リング（１４）とを備える自動車のブレーキディスク（１０）に関し、ブレーキキャリパの外面（３８）がプロファイルを有し、このプロファイルは、トルク伝達のために、摩擦リング（１４）の内面（４０）のプロファイルに相補的にかみ合い、摩擦リング（１４）が軸方向にロックされた状態でブレーキキャリパ（１２）に配置されており、ブレーキキャリパ（１２）の外面（３８）には、少なくとも１つのキャッチ（４２）が軸方向のロックのために形成されている。【選択図】図１
2012519806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキキャリパ（１２）と、これと同軸上に配置されている摩擦リング（１４）とを備え、前記ブレーキキャリパの外面（３８）がプロファイルを有し、該プロファイルは、トルク伝達のために、前記摩擦リング（１４）の内面（４０）のプロファイルに相補的にかみ合い、前記摩擦リング（１４）が軸方向にロックされた状態で前記ブレーキキャリパ（１２）に配置されている、自動車のブレーキディスク（１０）であって、
前記ブレーキキャリパ（１２）の前記外面（３８）には、少なくとも１つのキャッチ（４２）が軸方向の調整のために形成されていることを特徴とするブレーキディスク（１０）。
【請求項２】
軸方向にロックするための前記キャッチ（４２）が、前記ブレーキキャリパ（１２）の前記壁（３８）から打ち出され、曲げられていることを特徴とする、請求項１に記載のブレーキディスク（１０）。
【請求項３】
少なくとも１つの成形部分（５４）が、軸方向の調整のために前記ブレーキキャリパ（１２）の前記壁（３８）に設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のブレーキディスク（１０）。
【請求項４】
前記キャッチ（４２）が、前記摩擦リング（１４）の開口部にかみ合っているか、又は前記摩擦リング（１４）の面（１８）に接していることを特徴とする、請求項１又は２に記載のブレーキディスク（１０）。
【請求項５】
前記ブレーキキャリパ（１２）の前記外面（３８）のエッジ（４６）に、少なくとも１つの半径方向に突き出した固定エレメント（４４、５２）が形成されており、該固定エレメントは、少なくとも部分的に前記摩擦リング（１４）のエンドフェース（４０）に接していることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のブレーキディスク（１０）。
【請求項６】
前記固定エレメント（４４、５２）及び／又は前記キャッチ（４４）が、変形によって生じた弾塑性的性質を有していることを特徴とする、請求項５に記載のブレーキディスク（１０）。
【請求項７】
前記摩擦リング（１２）と前記ブレーキキャリパ（１４）との前記プロファイルが歯形として形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のブレーキディスク（１０）。
【請求項８】
前記ブレーキキャリパ（１２）の前記歯形の歯側角度が５５°〜６５°であることを特徴とする、請求項５に記載のブレーキディスク（１０）。
【請求項９】
前記摩擦リング（１２）と前記ブレーキキャリパ（１４）との間の前記歯形が、非対称的に形成されていることを特徴とする、請求項５又は６に記載のブレーキディスク（１０）。
【請求項１０】
前記摩擦リング（１４）の前記歯形の間隙幅（ｄ１）が４．５〜６ｍｍであることを特徴とする、請求項７に記載のブレーキディスク（１０）。
【請求項１１】
前記ブレーキキャリパ（１２）の前記歯形の間隙幅（ｄ２）が７．５〜９．５ｍｍであることを特徴とする、請求項７又は８に記載のブレーキディスク（１０）。
【請求項１２】
前記ブレーキキャリパ（１２）が鋼鉄から形成されていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のブレーキディスク（１０）。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載のブレーキディスク（１０）を備える自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部分に基づく自動車のブレーキディスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
摩擦リングとブレーキキャリパとが異なる材料から製造されている、いわゆる複合ブレーキディスク、すなわちブレーキディスクが一般的に知られている。そのような例は、特許文献１に公開されている。複合ブレーキディスクは、ブレーキキャリパと摩擦リングとが切り離されていることにより、これらの部品を個別に、それらの適用に応じて最適化することができるため、ますます使用されている。例えば、優れたトライボロジー特性と熱伝導特性とを有する鋳鉄から製造した摩擦リングと、金属板から製造したブレーキキャリパとを組み合わせ、ブレーキディスク全体を軽量化することにより、そのようなブレーキディスクを備えた自動車のスプリング荷重のかからない質量を軽減することが可能である。
【０００３】
ブレーキキャリパを摩擦リングに接合するため、特許文献１は、摩擦リングの内側周辺部にプロファイルを設け、ブレーキキャリパを内部高圧成形によってこのプロファイルに適合させることを教示している。
【０００４】
この内部高圧成形は、比較的高い製造コストに結びつく複雑なプロセスであることが課題となっている。ブレーキキャリパの内部高圧成形によって、半径方向にも軸方向にも摩擦リングをブレーキキャリパに遊びなく取り付けられるため、この方法で接合されるブレーキディスクには、さらに、摩擦リングとブレーキキャリパとの異なる熱膨張を補整するための遊びがないという課題を伴う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許出願公開第１９８３０６６６Ａ１明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明は、請求項１の前提部分に従い、ブレーキディスクをさらに発展させて、ブレーキディスクの製造を単純化し、摩擦リングに対するブレーキキャリパの軸方向及び半径方向のロックを形成する際に、より大きな構造的遊びを提供するという課題に基づいている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、本発明に基づき、請求項１の特徴を備えるブレーキディスクによって解決される。
【０００８】
このようなブレーキディスクは、ブレーキキャリパと、これと同軸上に配置されている摩擦リングとを有しており、ブレーキキャリパの外面がプロファイルを有し、このプロファイルは、トルク伝達のために、摩擦リング内面のプロファイルに相補的にかみ合う。さらに、ブレーキキャリパに対する、摩擦リングの軸方向のロックが設けられている。本発明に基づき、この軸方向のロックは、ブレーキキャリパの外面に取り付けられた少なくとも１つのキャッチによって提供される。
【０００９】
従って、従来技術と比べ、ブレーキキャリパのプロファイルは、半径方向のロック機能、すなわち、ブレーキキャリパと摩擦リングとの間のトルク伝達だけを引き受けている。軸方向のロックは、別のエレメント、つまりキャッチによって実施される。例えばリベット、ピン、ボルトなど、その他の知られている軸方向のロック方法と比べ、摩擦リングをブレーキキャリパに軸方向に固定するために、追加の接続エレメントは必要ない。このことが、ブレーキディスクの製造を単純化し、それによってコストが節約される。
【００１０】
もう１つの実施形態でも同様に、摩擦リングに対して、ブレーキキャリパが、ブレーキ時の温度領域に十分な容量をもつ余剰寸法と接合されることにより、軸方向にロックするための追加エレメントを省略することができる。
【００１１】
好ましい本発明の実施形態では、軸方向にロックするためのキャッチが、ブレーキキャリパの壁から打ち出され、曲げられている。有利には、このことが、適切なツールを用いることにより、唯一の作業工程で行うことができるため、本発明に基づくブレーキディスクの製造をとりわけ簡単にすることが可能である。
【００１２】
代替の方法として、このキャッチを、摩擦リングの開口部にかみ合わせるか、又は摩擦リングの面に接触させることができる。それによって、ブレーキキャリパに対して摩擦リングを軸方向に固定する場合に、ある程度の遊びを設ける、すなわち少なくとも部分的にフローティングベアリングを実現するという、構造的自由度が生じる。これによって、例えば摩擦リングとブレーキキャリパとの作動中に生じる異なる熱膨張を補整することができる。
【００１３】
代替の方法として、軸方向に向けられたストッパ機能も、同様に１つの作業工程で達成できる形成部分によって実現可能である。これによって、必要に応じて、半径方向に形成されているキャッチの場合よりも、さらに大きな軸方向の力も支持することができる。
【００１４】
本発明のもう１つの好ましい実施形態では、ブレーキキャリパ外面のエッジに、少なくとも１つの半径方向に突き出した固定エレメントが形成されており、このエレメントは、摩擦リングのエンドフェースに接している。従って、摩擦リングが補助的に軸方向に固定され、追加の接続エレメントはこの場合も不要となる。すでに述べた外面のキャッチと同様に、この固定エレメントも、簡単な単一工程の作業プロセスによって成すことができる。
【００１５】
もう１つの実施形態では、摩擦リングとブレーキキャリパとのプロファイルが歯形として形成されている。このことにより、ブレーキキャリパと摩擦リングとの間で、とりわけ良好かつ負荷の少ないトルク伝達が可能となる。
【００１６】
軸方向への膨張に対しては、さらに、部分的にのみ摩擦リングに接し、熱による摩擦リングの膨張寸法又は必要な軸方向への移動寸法をもつ間隔を中間部分に有している固定エレメントが提供される。これによって、ストッパの弾塑性的性質が保証される。キャッチと固定エレメントとの組合せでは、ブレーキキャリパと摩擦リングとの間で特に正確な形状的位置決めが行われ、この位置決めが、ブレーキディスクの好ましくない軸方向の振れを軽減する。両方の構成部品間の軸方向へのずれは、この場合、好ましくはブレーキキャリパの余剰寸法によって防止される。
【００１７】
ブレーキキャリパの歯形の歯側角度は５５°〜６５°であるのが好ましい。ここでの歯形は、好ましくは非対称的に形成され、摩擦リングの歯形の間隙幅は４．５〜６ｍｍ、ブレーキキャリパの歯形の間隙幅は７．５〜９．５ｍｍである。この種の、間隔の狭い非対称的歯形によって、特に材料を節約しながらも、ブレーキキャリパと摩擦リングとの間で最大のねじり抵抗トルクが実現可能となる。
【００１８】
好ましくは、ブレーキキャリパが鋼鉄から製造される。この場合、ブレーキキャリパと鋳鉄製の摩擦リングとの接続における電気化学的腐食が防止されるのは有利である。
【００１９】
本発明は、さらに、説明された種類のブレーキディスクを備える自動車にも関する。
【００２０】
以下に、本発明及びその実施形態を図に基づいてさらに詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に基づくブレーキディスクの実施例の斜視図である。
【図２】本発明に基づくブレーキディスクの軸方向及び半径方向のロックエレメントの詳細図である。
【図３】本発明に基づくブレーキディスクの実施例におけるブレーキキャリパと摩擦リング間の歯形の断面図である。
【図４Ａ】代替の実施形態における、本発明に基づくブレーキディスクの軸方向のロックエレメントの詳細図である。
【図４Ｂ】代替の実施形態における、本発明に基づくブレーキディスクの半径方向のロックエレメントの詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
符号１０で示されているブレーキディスク全体は、ブレーキキャリパ１２と摩擦リング１４とを含んでいる。この摩擦リングは、２つの摩擦面１６、１８を有し、これらの摩擦面は、ブレーキ作動中にブレーキシューとのトライボロジー接触を生じる。このような摩擦リング１４は、特に良好な摩擦特性の理由から、一般的に鋳鉄から、詳細にはねずみ鋳鉄から製造されている。ブレーキ作動中に生じる熱を排出するため、摩擦リング１４は、ベンチレーテッド摩擦リングとして形成されており、２つの摩擦リングハーフ２０、２２からなり、これらの摩擦リングハーフは、接続用突起２４（分かりやすくするため全部は示されていない）によって相互に接続されている。これによって、摩擦リングハーフ２０、２２の間にダクト２６が形成され、このダクトを周辺空気が流れることにより、熱を排出することができる。また、摩擦リングハーフ２０、２２には、それぞれダクト２８が取り付けられ、これらのダクトは、摩擦リング１４の空気の通過をさらに向上させるため、ダクト２６につなげられ、摩擦面１６、１８まで通じている。
【００２３】
ブレーキキャリパ１２は、ブレーキキャリパとハブとを接続するために、開口部３２、３４が取り付けられているエンドフェース３０を有している。さらに、ブレーキキャリパ１２は外壁３８を有しており、この外壁によって、ブレーキキャリパ１２が摩擦リング１４に接続されている。ブレーキキャリパ１２には、その摩擦特性に関して特に要求事項がないため、重量削減のために、鋳鉄の代わりに鋼板などの金属板から製造することが可能である。ブレーキキャリパ１２と摩擦リング１４とを互いにロックするため、ブレーキキャリパ１２の外壁３８は歯形プロファイルを有しており、この歯形プロファイルは、摩擦リング１４の内壁４０のプロファイルの中に相補的にかみ合う。これにより、ブレーキキャリパ１２に対する摩擦リング１４の半径方向のロックが達成されるため、両方の部品１２、１４間でトルクが伝達可能である。ブレーキキャリパ１２と摩擦リング１４との間で軸方向のロックを確立するため、外壁３８からキャッチ４２が打ち出されており、このキャッチは、摩擦リング１４の開口部（図には示されていない）に相補的にかみ合う。もう１つの軸方向のロックは固定エレメント４４によって行われ、これらの固定エレメントは、外壁３８のエッジ４６で半径方向に外側へ突き出し、摩擦リングハーフ２２の内面４８に接触している。代替の方法として、キャッチ４２が摩擦リングハーフ２２の支持開口部にかみ合うのではなく、第２の摩擦リングハーフ２２の摩擦面１８に接触させることもできる。キャッチ４２と固定エレメント４４との間のそれぞれの間隔によって、ブレーキキャリパ１２に取り付けられている摩擦リング１４のフローティングベアリングを達成することができるため、軸方向へのある程度の遊びが生じる。従って、例えば摩擦リング１４とブレーキキャリパ１２との異なる熱膨張を補整することができる。
【００２４】
図３から分かるように、摩擦リング１４とブレーキキャリパ１２との間の歯形は非対称的に形成され、ブレーキキャリパ１２の歯５０は、摩擦リング１４の歯５２よりも狭く実施されている。この場合、摩擦リング１４の歯形の間隙幅ｄ１は、４．５〜６ｍｍであり、ブレーキキャリパ１２の歯形の間隙幅ｄ２は７．５〜９．５ｍｍである。ブレーキキャリパの歯形の歯側角度αは５５°〜６５°である。この種の非対称的かつ間隔の狭いブレーキキャリパ１２と摩擦リング１４との歯形により、ブレーキキャリパ１２と摩擦リング１４との間で、とりわけ良好な、摩耗の少ないトルク伝達が達成される。
【００２５】
図４Ａ及びＢは、代替の実施形態を示し、この場合、ブレーキキャリパの外壁のエッジに取り付けられているキャッチ５２が摩擦リングを取り囲み、ストッパ５４によって反対方向のロックが提供される。
【符号の説明】
【００２６】
１０  ブレーキディスク
１２  ブレーキキャリパ
１４  摩擦リング
１６  摩擦面
１８  摩擦面
２０  摩擦リングハーフ
２２  摩擦リングハーフ
２４  接続用突起
２６  ダクト
２８  ダクト
３０  エンドフェース
３２  開口部
３４  開口部
３８  ブレーキキャリパの外壁（外面）
４０  摩擦リングの内壁（内面）
４２  キャッチ
４４  固定エレメント
４６  外壁のエッジ
４８  摩擦リングハーフの内面
５０  ブレーキキャリパの歯
５２  摩擦リングの歯（図３）
５２  キャッチ（図４）
５４  ストッパ
ｄ１、ｄ２  間隙幅
α  歯側角度
【図１】
2012519806.tif 000003
【図２】
2012519806.tif 000004
【図３】
2012519806.tif 000005
【図４Ａ）】
2012519806.tif 000006
【図４Ｂ）】
2012519806.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成23年11月1日(2011.11.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
この内部高圧成形は、比較的高い製造コストに結びつく複雑なプロセスであることが欠点となっている。ブレーキキャリパの内部高圧成形によって、半径方向にも軸方向にも摩擦リングをブレーキキャリパに遊びなく取り付けられるため、この方法で接合されるブレーキディスクには、さらに、摩擦リングとブレーキキャリパとの異なる熱膨張を補整するための遊びがないという欠点を伴う。
さらに、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５は、それぞれ、ブレーキキャリパの外面に半径方向に突き出して形成されている固定エレメントが設けられ、それらの固定エレメントは、少なくとも部分的に摩擦リングのエンドフェースに接し、ブレーキキャリパと摩擦リングとの間の軸方向のロックを確立するために用いられる、複合ブレーキディスクを公開している。さらに、文献２、文献３及び文献４に公開されているブレーキキャリパは、リング形の接触面を有しており、この接触面の上に摩擦リングを支持することができ、それによって、ブレーキキャリパと摩擦リングとの間に、別の軸方向のロックが提供されている。これに対して、文献５は、ブレーキキャリパと摩擦リングとの間に、ブレーキキャリパの外面に取り付けられているエンボスの形で、別の軸方向のロックを公開している。
特許文献２、特許文献３、特許文献４及び特許文献５で公開されているブレーキディスクは全て、摩擦リングとブレーキキャリパとの異なる熱膨張を補整するための遊びをもたないことが共通している。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
【特許文献１】独国特許出願公開第１９８３０６６６Ａ１明細書
【特許文献２】国際特許出願公開第９６／４１９６７Ａ１明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００７／０２８４２００Ａ１明細書
【特許文献４】英国特許出願公開第１２９８８１１Ａ明細書
【特許文献５】独国特許出願公開第４４２０７５８Ａ１明細書
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
このようなブレーキディスクは、ブレーキキャリパと、これと同軸上に配置されている摩擦リングとを有しており、ブレーキキャリパの外面がプロファイルを有し、このプロファイルは、トルク伝達のために、摩擦リング内面のプロファイルに相補的にかみ合う。さらに、ブレーキキャリパに対する、摩擦リングの軸方向のロックが設けられており、ブレーキキャリパ外面のエッジに、少なくとも１つの半径方向に突き出した固定エレメントが形成され、このエレメントは、摩擦リングのエンドフェースに接している。本発明に基づき、もう１つの軸方向のロックが、ブレーキキャリパの外面に取り付けられた少なくとも１つのキャッチによって提供されており、このキャッチと固定エレメントとの間のそれぞれの間隔によって、ブレーキキャリパに取り付けられている摩擦リングのフローティングベアリングが達成されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
従って、従来技術から部分的に知られている解決方法と比べ、ブレーキキャリパのプロファイルは、半径方向のロック機能、すなわち、ブレーキキャリパと摩擦リングとの間のトルク伝達だけを引き受けている。軸方向のロックは、別のエレメント、つまりキャッチによって実施される。例えばリベット、ピン、ボルトなど、その他の知られている軸方向のロック方法と比べ、摩擦リングをブレーキキャリパに軸方向に固定するために、追加の接続エレメントは必要ない。このことが、ブレーキディスクの製造を単純化し、それによってコストが節約される。さらに、固定エレメントによって摩擦リングが補助的に軸方向に固定され、追加の接続エレメントは不要となる。すでに述べた外面のキャッチと同様に、この固定エレメントも、簡単な単一工程の作業プロセスによって成すことができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【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】
ブレーキキャリパ（１２）と、これと同軸上に配置されている摩擦リング（１４）とを備え、前記ブレーキキャリパの外面（３８）がプロファイルを有し、該プロファイルは、トルク伝達のために、前記摩擦リング（１４）の内面（４０）のプロファイルに相補的にかみ合い、前記摩擦リング（１４）が軸方向にロックされた状態で前記ブレーキキャリパ（１２）に配置され、前記ブレーキキャリパ（１２）の前記外面（３８）のエッジ（４６）には、少なくとも１つの半径方向に突き出した固定エレメント（４４、５２）が形成されており、該固定エレメントは、少なくとも部分的に前記摩擦リング（１４）のエンドフェース（４０）に接している、自動車のブレーキディスク（１０）であって、
前記ブレーキキャリパ（１２）の前記外面（３８）には、少なくとも１つのキャッチ（４２）が軸方向の調整のために形成され、前記キャッチ（４２）と前記固定エレメント（４４、５２）との間のそれぞれの間隔によって、前記ブレーキキャリパ（１２）に取り付けられている前記摩擦リング（１４）のフローティングベアリングが達成されていることを特徴とするブレーキディスク（１０）。
【請求項２】
軸方向にロックするための前記キャッチ（４２）が、前記ブレーキキャリパ（１２）の前記壁（３８）から打ち出され、曲げられていることを特徴とする、請求項１に記載のブレーキディスク（１０）。
【請求項３】
少なくとも１つの成形部分（５４）が、軸方向の調整のために前記ブレーキキャリパ（１２）の前記壁（３８）に設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のブレーキディスク（１０）。
【請求項４】
前記キャッチ（４２）が、前記摩擦リング（１４）の開口部にかみ合っているか、又は前記摩擦リング（１４）の面（１８）に接していることを特徴とする、請求項１又は２に記載のブレーキディスク（１０）。
【請求項５】
前記固定エレメント（４４、５２）及び／又は前記キャッチ（４４）が、変形によって生じた弾塑性的性質を有していることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のブレーキディスク（１０）。
【請求項６】
前記摩擦リング（１２）と前記ブレーキキャリパ（１４）との前記プロファイルが歯形として形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のブレーキディスク（１０）。
【請求項７】
前記ブレーキキャリパ（１２）の前記歯形の歯側角度が５５°〜６５°であることを特徴とする、請求項６に記載のブレーキディスク（１０）。
【請求項８】
前記摩擦リング（１２）と前記ブレーキキャリパ（１４）との間の前記歯形が、非対称的に形成されていることを特徴とする、請求項６又は７に記載のブレーキディスク（１０）。
【請求項９】
前記摩擦リング（１４）の前記歯形の間隙幅（ｄ１）が４．５〜６ｍｍであることを特徴とする、請求項６〜８に記載のブレーキディスク（１０）。
【請求項１０】
前記ブレーキキャリパ（１２）の前記歯形の間隙幅（ｄ２）が７．５〜９．５ｍｍであることを特徴とする、請求項６〜９に記載のブレーキディスク（１０）。
【請求項１１】
前記ブレーキキャリパ（１２）が鋼鉄から形成されていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のブレーキディスク（１０）。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のブレーキディスク（１０）を備える自動車。
【国際調査報告】
2012519806.tif 000008
2012519806.tif 000009
2012519806.tif 000010
2012519806.tif 000011
2012519806.tif 000012
2012519806.tif 000013