TW201923247A - 碟式剎車轉子 - Google Patents

Abstract

提供了一種碟式刹車轉子，其可繞一旋轉軸線旋轉。該碟式刹車轉子包括一第一部分及一第二部分。該第一部分係由一第一材料製成，且該第二部分係由不同於該第一材料之一第二材料製成。該第二部分在非平行於該旋轉軸線之一連接方向上連接至該第一部分。

Description

碟式剎車轉子

近年來，一些高效能的小型車輛(詳言之，腳踏車)已具備碟式刹車系統以提高刹車效能。此等碟式刹車系統使用液壓致動或電纜致動之活塞將摩擦力施加至附接至車輛之輪轂的轉子。

為了使碟式刹車對車輛(且詳言之小型車輛，諸如腳踏車)有效，轉子應為輕量的，且有效地耗散摩擦熱。亦期望容易地且經濟地製造轉子。本文中所描述的本發明之碟式刹車轉子之例示性實施例解決此等需要中之一或多項。舉例而言，例示性實施例提供了一種由兩種材料製成之碟式刹車轉子以便提高冷卻效率及/或使製造容易且經濟。

根據本發明之第一態樣，提供了一種碟式刹車轉子，其可繞一旋轉軸線旋轉。該碟式刹車轉子包括一第一部分及一第二部分。該第一部分係由一第一材料製成，且該第二部分係由不同於該第一材料之一第二材料製成。該第二部分在非平行於該旋轉軸線之一連接方向上連接至該第一部分。

在根據第一態樣之碟式刹車轉子之情況下，藉由使用兩種不同材料，有可能使一種材料之強度及重量與另一種材料之冷卻效率平衡以達成強度、重量及冷卻有效性之所要平衡。此外，因為第二部分在非平行於旋轉軸線之連接方向上連接至第一部分，所以碟式刹車轉子可容易地及/或經濟地由兩種材料製成而不必重疊該兩種材料。

根據本發明之第二態樣，根據第一態樣之碟式刹車轉子經組態以使得該連接方向垂直於該旋轉軸線。

在根據第二態樣之碟式刹車轉子之情況下，因為連接方向垂直於旋轉軸線，所以碟式刹車轉子可容易地及/或經濟地由兩種材料製成而不必重疊該兩種材料。

根據本發明之一第三態樣，根據第一態樣或第二態樣之碟式刹車轉子經組態以使得該碟式刹車轉子進一步包含一外部部分及一內部部分。該外部部分具有至少一個摩擦表面。該內部部分位於該外部部分之徑向內部以便附接至一輪之一轂。

在根據第三態樣之碟式刹車轉子之情況下，摩擦表面有可能設置成緊鄰刹車設備之活塞之襯墊，且在碟式刹車轉子由內部部分連接至輪轂之狀態中，摩擦表面有效地耗散摩擦熱。

根據本發明之第四態樣，根據第三態樣之碟式刹車轉子經組態以使得該碟式刹車轉子進一步包含一連接部分，該連接部分在該連接方向上設置於該第一部分與該第二部分之間以便將該第一部分連接至該第二部分。

在根據第四態樣之碟式刹車轉子之情況下，因為連接部分在連接方向上將第二部分連接至第一部分，所以碟式刹車轉子可容易地及/或經濟地由兩種材料製成而不必重疊該兩種材料。

根據本發明之第五態樣，根據第四態樣之碟式刹車轉子經組態以使得該第一部分、該第二部分及該連接部分至少部分地以該摩擦表面之部分之形式提供。

在根據第五態樣之碟式刹車轉子之情況下，第一部分、第二部分及連接部分之冷卻、強度、輕量及不重疊態樣可有益於碟式刹車轉子之摩擦表面。

根據本發明之第六態樣，根據第四態樣或第五態樣之碟式刹車轉子經組態以使得該第一部分、該第二部分及該連接部分經組態以至少在該摩擦表面上具有相同之一高度，如自垂直於該旋轉軸線之一方向所檢視。

在根據第六態樣之碟式刹車轉子之情況下，碟式刹車轉子可容易地及/或經濟地由兩種材料製成而不必重疊該兩種材料，且提供光滑表面以接觸附接至刹車設備之活塞的襯墊。

根據本發明之第七態樣，根據第四態樣至第六態樣中任一項之碟式刹車轉子經組態以使得該連接部分為藉由將該第一部分與該第二部分焊接至彼此而形成之一焊接件。

在根據第七態樣之碟式刹車轉子之情況下，第一部分及第二部分可可靠地連接，且碟式刹車轉子可容易地及/或經濟地由兩種材料製成而不必重疊該兩種材料。

根據本發明之第八態樣，根據第七態樣之碟式刹車轉子經組態以使得該焊接為雷射焊接或摩擦攪拌焊接中之一者。

在根據第八態樣之碟式刹車轉子之情況下，焊接過程不需要額外的填充物材料。因而，可減少或消除對在焊接之後自摩擦表面移除過量焊接材料之需求。

根據本發明之第九態樣，根據第七態樣或第八態樣之碟式刹車轉子經組態以使得至少該連接部分、該第一部分之一部分及該第二部分之一部分在該焊接之後接地。

在根據第九態樣之碟式刹車轉子之情況下，可消除由焊接造成之任何不均勻以提供光滑且平坦的摩擦表面。

根據本發明之第十態樣，根據第三態樣至第九態樣中任一項之碟式刹車轉子經組態以使得該外部部分包括在該外部部分之一徑向內部邊緣及該外部部分之一徑向外部邊緣中之至少一者上的一冷卻片。

在根據第十態樣之碟式刹車轉子之情況下，可增加碟式刹車轉子之冷卻有效性。

根據本發明之第十一態樣，根據第十態樣之碟式刹車轉子經組態以使得該外部部分包括在該徑向內部邊緣上之該冷卻片。

在根據第十一態樣之碟式刹車轉子之情況下，可增加碟式刹車轉子之冷卻有效性。

根據本發明之第十二態樣，根據第三態樣至第十一態樣中任一項之碟式刹車轉子經組態以使得該外部部分藉由至少一個鉚釘連接至該內部部分。

在根據第十二態樣之碟式刹車轉子之情況下，外部部分可可靠地連接至內部部分。

根據本發明之第十三態樣，根據第十二態樣之碟式刹車轉子經組態以使得該內部部分包括經組態以附接至該輪之一附接部分。至少一個臂部分自該附接部分徑向向外延伸。該至少一個鉚釘中之每一者分別位於該至少一個臂中之每一者的一徑向外部末端處。

在根據第十三態樣之碟式刹車轉子之情況下，外部部分可可靠地連接至內部部分，同時保持碟式刹車轉子之總重量較低。

根據本發明之第十四態樣，根據第一態樣至第十三態樣中任一項之碟式刹車轉子經組態以使得該第二部分包括一開口。

在根據第十四態樣之碟式刹車轉子之情況下，藉由提供開口，碟式刹車轉子可減少第二部分之總重量。

根據本發明之第十五態樣，根據第一態樣至第十四態樣中任一項之碟式刹車轉子經組態以使得該第一部分在橫截面上僅由該第一材料之一單層構成，且該第二部分在橫截面上僅由該第二材料之一單層構成。

在根據第十五態樣之碟式刹車轉子之情況下，碟式刹車轉子可容易地及/或經濟地由兩種材料製成而不必重疊該兩種材料。

根據本發明之第十六態樣，根據第一態樣至第十五態樣中任一項之碟式刹車轉子經組態以使得該第二材料為鋁或鋁合金。

在根據第十六態樣之碟式刹車轉子之情況下，第二材料可有效地耗散摩擦熱。

根據本發明之第十七態樣，根據第一態樣至第十六態樣中任一項之碟式刹車轉子經組態以使得該第一材料為鐵或鋼。

在根據第十七態樣之碟式刹車轉子之情況下，第一材料對於實體影響具有高強度。

根據本發明之第十八態樣，根據第一態樣至第十七態樣中任一項之碟式刹車轉子經組態以使得該第二部分以一多邊形之形狀組態，如在該旋轉軸線之一軸向方向上所檢視。

在根據第十八態樣之碟式刹車轉子之情況下，第二部分之周長足夠長以實現至第一部分之強連接。

根據本發明之第十九態樣，根據第十八態樣之碟式刹車轉子經組態以使得該第二部分具有至少五個側，如在該軸向方向上所檢視。

在根據第十九態樣之碟式刹車轉子之情況下，第二部分之周長足夠長以實現至第一部分之強連接，同時避免可能使第一部分與第二部分之間的連接複雜化或減少該連接之強度的任何小角度拐角。

熟習此項技術者將自以下詳細描述變得顯而易見此等及其他物件、特徵、態樣及優點，結合隨附圖式之詳細描述揭示了某些例示性實施例之細節。

熟習小型車輛領域(且詳言之腳踏車領域)之技術人員將自本發明顯而易見，例示性實施例之以下描述僅作為實例而提供，且無需限制本文中所描述或包括於隨附申請專利範圍中之廣泛發明原理。

圖1至圖5描繪碟式刹車轉子10之例示性實施例。在使用中，碟式刹車轉子10通常附接至小型車輛之輪轂。藉助於實例，在圖1中，碟式刹車轉子10展示為附接至設置於腳踏車上之前輪W之轂HB。碟式刹車轉子10因此在此例示性實施例中為腳踏車碟式刹車轉子。當將施加刹車力時，安裝於腳踏車之前叉F上的碟式刹車鉗C之襯墊接觸碟式刹車轉子10。如圖2及圖4中所展示，碟式刹車轉子10包括第一部分12及第二部分14。第一部分12係由第一材料製成。在此例示性實施例中，第一材料為鐵或鋼。更具體言之，在此例示性實施例中，第一材料為不鏽鋼。但在必要及/或需要時，在抵抗熱或機械變形方面有效的任何其他材料可用作第一材料。第二部分14係由不同於第一材料之第二材料製成。在此例示性實施例中，第二材料為鋁或鋁合金。更具體言之，第二材料為對摩擦熱具有相對較高穩定性之鋁合金。但在耗散摩擦熱方面有效的任何其他材料可用作第二材料。第二部分14在非平行於旋轉軸線A之連接方向上連接至第一部分12。因此，如圖2及圖4中所展示，碟式刹車轉子10包括連接部分16，連接部分16在連接方向上設置於第一部分12與第二部分14之間以便將第一部分12連接至第二部分14。如圖2及圖3中所展示，旋轉軸線A對應於碟式刹車轉子10之中心軸線，在碟式刹車轉子10安裝至腳踏車輪W之安裝狀態中，旋轉軸線A亦為轂HB之中心軸線。

根據此例示性實施例，連接方向為徑向平面P內垂直於旋轉軸線A之任何方向(參見圖3)。換言之，連接方向垂直於旋轉軸線A。但連接方向亦可為非平行於旋轉軸線A之其他方向。

如圖2中所展示，碟式刹車轉子10包括外部部分20及內部部分22。碟式刹車鉗C之襯墊將接觸外部部分20之至少一部分。襯墊將接觸的外部部分20之表面之部分被視為摩擦表面。因此，外部部分20具有至少一個摩擦表面。在此例示性實施例中，碟式刹車鉗C經組態以藉由兩個襯墊夾緊碟式刹車轉子10。因此，外部部分20具有第一摩擦表面20a及沿旋轉軸線A相對於第一摩擦表面20a面向相反方向之第二摩擦表面20b。第一部分12、第二部分14及連接部分16至少部分地以摩擦表面(在此例示性實施例中為第一摩擦表面20a及第二摩擦表面20b)之部分之形式提供。內部部分22在外部部分20之徑向內部以便附接至輪W之轂HB。

連接部分16可為藉由將第一部分12與第二部分14焊接(諸如藉由雷射焊接或摩擦攪拌焊接)至彼此而形成之焊接件。藉由使用此等焊接技術中之一項，第二部分14可置放成鄰近於第一部分12且連接至第一部分12，而第一部分12或第二部分14中之任一者不必如其他連接技術所需一般彼此重疊。此外，作為此類焊接之結果取決於所使用之焊接類型及/或焊接技術，第二部分14之表面可相對光滑。在此例示性實施例中，連接部分16係藉由攪拌焊接形成。此外，在此例示性實施例中，在焊接以移除可能由焊接造成之任何不均勻之後，至少連接部分16、第一部分12之一部分及第二部分14之一部分接地。較佳地，第一摩擦表面20a及第二摩擦表面20b完全接地。替代地，連接部分16可藉由其他連接技術形成，該等技術諸如膠合、擴散接合等等。

如圖2及圖5中所展示，內部部分22係以來自外部部分20之單獨構件之形式提供。外部部分20藉由鉚釘27連接至內部部分22。在此例示性實施例中，使用五個鉚釘27將外部部分20連接至內部部分22。然而，鉚釘27之數目可取決於內部部分22及外部部分20之特定組態而改變。如圖2中所展示，內部部分22包括經組態以附接至輪W之轂HB的附接部分26。至少一個臂部分28自附接部分26徑向向外延伸，且鉚釘27位於每一臂部分28之末端處。在此例示性實施例中，五個臂部分28自附接部分26延伸。然而，臂部分28之數目可取決於內部部分22及外部部分20之特定組態而改變。

如圖2及圖3中所展示，外部部分20包括在外部部分20之徑向內部邊緣21a及外部部分20之鉚釘27中之至少一者上的冷卻片24。在此例示性實施例中，外部部分20包括在外部部分20之徑向內部邊緣21a上的冷卻片24。冷卻片24可為複數個冷卻片24中之一者。在此例示性實施例中，五個冷卻片24設置於徑向內部邊緣21a上。冷卻片24之數目與內部部分22之臂部分28之數目對應或相關。然而，此等冷卻片24無需存在。替代地或另外，冷卻片24可設置於外部部分20之徑向外部邊緣21b上。

如圖2及圖4中所展示，第二部分14包括開口30以減少重量。在此例示性實施例中，十個第二部分14設置於外部部分20上。更詳細地，兩個第二部分14設置於每一臂部分28之徑向外側處。在此例示性實施例中，每一第二部分14具有開口30。然而，開口30無需為第二部分14之部分。第一部分包括開口31以減少重量。在此例示性實施例中，三個開口31位於兩個第二部分14之間。因此，十五個開口31全部設置於第一部分12上。換言之，複數個開口31設置於第一部分12上、兩個第二部分14之間。然而，開口31無需為第一部分12之部分。並且，如圖2中所展示，第二部分14以多邊形之形狀組態，如在旋轉軸線A之軸向方向上所檢視。較佳地，第二部分14中之至少一者具有至少五個側，如在旋轉軸線A之軸向方向上所檢視。在此例示性實施例中，五個第二部分14具有五個側，且另外五個第二部分14具有四個側，如在旋轉軸線A之軸向方向上所檢視。然而，在其他實施例中，可使用非多邊形形狀之開口。

如圖5中所展示，第一部分12在橫截面上僅由第一材料之單層構成。亦即，如在看起來垂直於旋轉軸線A (例如，圖5)之橫截面中所檢視，第一部分12僅包括第一材料之單層。換言之，在橫截面中，在第一部分12內，第一材料上方或下方不存在其他材料。類似地，第二部分14在橫截面上僅由第二材料之單層構成。亦即，如在看起來垂直於旋轉軸線A (例如，圖5)之橫截面中所檢視，第二部分14僅包括第二材料之單層-在橫截面中，在第一部分12內，第二材料上方或下方不存在其他材料。此外，如圖5中所展示，自垂直於旋轉軸線A之方向檢視，第一部分12、第二部分14及連接部分16至少在摩擦表面上具有相同高度H。

在以上描述及隨附申請專利範圍中，術語「包含」及其派生詞意欲為指定陳述特徵、元件、組件、群組、整數及/或步驟之存在但不排除其他未陳述特徵、元件、組件、群組、整數及/或步驟之存在的開放式術語。此概念亦適用於類似含義之詞語，例如術語「具有」、「包括」及其派生詞。諸如「大體」或「大體上」之任何程度術語意欲在最終結果或預期影響未顯著改變之限度內賦予合理的偏差量。此外，如本文中所使用，諸如「前」及其派生詞之方向性術語係指如自小型車輛之騎乘者坐在車輛之車座上或處於駕駛位置且面朝把手之狀態中所檢視的方向。術語「內部」、「外部」、「軸向」及「徑向」係指相對於旋轉軸線A之方向。如本文中所使用，術語「小型車輛」係指電動及非電動車輛而不論其輪之數目，但不包括具有內燃發動機作為電源以驅動輪之四輪式車輛(例如，汽車或卡車)，或需要駕照以在公路上操作之四輪式車輛。

雖然已描述了例示性實施例以解釋發明原理，但熟習此項技術者將顯而易見，在不脫離廣泛發明原理之情況下，可在本文中進行各種變化及修改。舉例而言，各種組件之大小、形狀、位置或定向可根據需要及/或期望而改變。展示為彼此直接連接或接觸之組件可具有安置於其間之中間結構。一個元件之功能可由兩個元件執行，且反之亦然。本文中所描述之所有優點不必同時藉由一特定實施例來達成。因此，例示性實施例之前述描述無需限制隨附申請專利範圍，除非明確地敍述於其中。

4‧‧‧線/區域

10‧‧‧碟式刹車轉子

12‧‧‧第一部分

14‧‧‧第二部分

16‧‧‧連接部分

20‧‧‧外部部分

20A‧‧‧第一摩擦表面

20B‧‧‧第二摩擦表面

21A‧‧‧徑向內部邊緣

21B‧‧‧徑向外部邊緣

22‧‧‧內部部分

24‧‧‧冷卻片

26‧‧‧附接部分

27‧‧‧鉚釘

28‧‧‧臂部分

30‧‧‧開口

31‧‧‧開口

A‧‧‧旋轉軸線

C‧‧‧碟式刹車鉗

F‧‧‧前叉

H‧‧‧高度

HB‧‧‧轂

P‧‧‧徑向平面

W‧‧‧輪

在下文參考以下圖式描述例示性實施例：

圖1描繪安裝至腳踏車之前輪之轂的碟式刹車轉子之例示性實施例；

圖2描繪沿旋轉軸線檢視之處於未安裝狀態中之碟式刹車轉子的例示性實施例；

圖3描繪沿垂直於旋轉軸線之方向檢視之處於未安裝狀態中之碟式刹車轉子的例示性實施例；

圖4為圖2中之區域4之放大圖；且

圖5為沿圖2中之線5截取且在垂直於碟式刹車轉子之旋轉軸線之方向上檢視的碟式刹車轉子之例示性實施例的橫截面圖。

Claims (19)

1. 一種碟式刹車轉子，其可繞一旋轉軸線旋轉，該碟式刹車轉子包含： 第一部分，其由第一材料製成；及 第二部分，其由不同於該第一材料之第二材料製成，該第二部分在非平行於該旋轉軸線之一連接方向上連接至該第一部分。
2. 如請求項1之碟式刹車轉子，其中： 該連接方向垂直於該旋轉軸線。
3. 如請求項1或2之碟式刹車轉子，其進一步包含： 一外部部分，其具有至少一個摩擦表面；及 一內部部分，其在該外部部分之徑向內部以便附接至一輪之一轂。
4. 如請求項3之碟式刹車轉子，其進一步包含： 一連接部分，其在該連接方向上設置於該第一部分與該第二部分之間以便將該第一部分連接至該第二部分。
5. 如請求項4之碟式刹車轉子，其中： 該第一部分、該第二部分及該連接部分至少部分地以該摩擦表面之部分之形式提供。
6. 如請求項4之碟式刹車轉子，其中： 該第一部分、該第二部分及該連接部分經組態以至少在該摩擦表面上具有相同之一高度，如自垂直於該旋轉軸線之一方向所檢視。
7. 如請求項4之碟式刹車轉子，其中： 該連接部分為藉由將該第一部分與該第二部分焊接至彼此而形成之一焊接件。
8. 如請求項7之碟式刹車轉子，其中： 該焊接為雷射焊接或摩擦攪拌焊接中之一者。
9. 如請求項7之碟式刹車轉子，其中： 至少該連接部分、該第一部分之一部分及該第二部分之一部分在該焊接之後接地。
10. 如請求項3之碟式刹車轉子，其中： 該外部部分包括在該外部部分之一徑向內部邊緣及該外部部分之一徑向外部邊緣中之至少一者上的一冷卻片。
11. 如請求項10之碟式刹車轉子，其中： 該外部部分包括在該徑向內部邊緣上之該冷卻片。
12. 如請求項3之碟式刹車轉子，其中： 該外部部分藉由至少一個鉚釘連接至該內部部分。
13. 如請求項12之碟式刹車轉子，其中： 該內部部分包括經組態以附接至該輪之一附接部分； 至少一個臂部分自該附接部分徑向向外延伸；且 該至少一個鉚釘中之每一者分別位於該至少一個臂中之每一者的一徑向外部末端處。
14. 如請求項1或2之碟式刹車轉子，其中： 該第二部分包括開口。
15. 如請求項1或2之碟式刹車轉子，其中： 該第一部分在橫截面上僅由該第一材料之一單層構成，且 該第二部分在橫截面上僅由該第二材料之一單層構成。
16. 如請求項1或2之碟式刹車轉子，其中： 該第二材料為鋁或鋁合金。
17. 如請求項1或2之碟式刹車轉子，其中： 該第一材料為鐵或鋼。
18. 如請求項1或2之碟式刹車轉子，其中： 該第二部分以一多邊形之形狀組態，如在該旋轉軸線之一軸向方向上所檢視。
19. 如請求項18之碟式刹車轉子，其中： 該第二部分具有至少五個側，如在該軸向方向上所檢視。