專利名稱:具有鈦襯板的自行車轉子輪盤剎車墊的制作方法
技術領域:
本發明涉及自行車,尤其涉及一種自行車轉子輪盤剎車墊。
背景技術:
轉子輪盤剎車墊通常為了剎住車輪而夾住順著車輪旋轉的轉子輪盤的剎車轉子。傳統轉子輪盤剎車墊的示例是樹脂墊。例如,這種剎車墊說明于日本未經審查的專利申請(Kokai)6-74267中。如該參考文件中所述,樹脂墊可以包括襯板和通過粘合劑固定于襯板的摩擦構件。摩擦構件可以包括通過合成樹脂粘合劑結合起來的、間或包含黃銅的幾種粉狀成份。其中的摩擦構件是由燒結材料形成的轉子輪盤剎車墊的形成也是已知的。例如,通常用于由鐵、鑄鐵或不銹鋼制成的轉子的燒結摩擦構件可以包括混合有錫、鋅粉末、石墨、二硫化鉬(MOS2)銅鐵粉末的基底,以及諸如二氧化硅(SiO2)與/或三氧化二鋁(Al2O3)的硬質材料。通常用于由鈦或鈦合金制成的轉子的燒結摩擦構件公開于美國專利第5,922,452號中。該摩擦構件包括鈦或鈦合金粉末的基底,諸如鋁、鎳、鈷、鐵、錳、銅、釩或鋯的抗磨損的粉末,固體潤滑劑,以及諸如多鋁紅柱石的硬質材料纖維。這種剎車墊相對于由銅或鐵基底形成的燒結墊改進了抗熱性和抗磨損性。
摩擦構件經常通過銅涂層層壓在由諸如不銹鋼的金屬制成的金屬襯板上。然而,形成襯板的金屬通常相對較重。使用諸如鈦的較輕金屬來用于襯板是優選的,但是,即使是使用了傳統的銅涂層,摩擦構件仍趨于從襯板上剝落。
發明內容
本發明涉及一種自行車轉子輪盤剎車墊的多種特征。在一個實施例中,一種自行車剎車墊包括由鈦形成的襯板,以及通過擴散層結合在該襯板上的摩擦構件。該擴散層至少部分地通過將銅熱噴涂在該襯板上進行形成。一種構造該剎車墊的方法包括步驟將銅熱噴涂在由鈦形成的襯板上以在該襯板上形成銅層;以及,通過與該銅層形成擴散層將摩擦構件結合在該銅層上。另外的發明特征通過下面的說明將變得明顯,且這些特征可以和上述的特征進行結合從而提供另外的好處。
圖1是具有轉子輪盤剎車設備的具體實施例的自行車的側面圖;圖2是轉子輪盤剎車設備的側面圖;圖3是剎車卡鉗組件的分解示意圖;圖4是剎車操作裝置的具體實施例的平面圖;圖5是用于轉子輪盤剎車設備的液壓電路的具體實施例的示意圖;圖6是剎車墊的具體實施例的平面圖;圖7是沿著圖6中的VII-VII線的截面圖;圖8A至圖8C顯示了剎車墊在制作期間的結構;以及圖9是構造剎車墊的方法的流程圖。
具體實施例方式
圖1是具有整個轉子輪盤剎車設備12的具體實施例的自行車10的側面圖。自行車10是具有支撐著手把15的車架14,前叉件與后叉件16(僅示出了前叉件),前車輪與后車輪17(僅示出了前車輪),以及包括鏈齒輪和鏈條(未示出)的驅動裝置的傳統自行車。由于這種傳統自行車的結構在本領域內是已知的,在此省略了其結構的其它說明。
轉子輪盤剎車設備12包括安裝在前叉件16上的剎車卡鉗件21,為便于其與前車輪17整體旋轉而固定在前車輪17的輪轂17a上的剎車轉子22,以及剎車操作機構23。剎車卡鉗件21固定在接近剎車轉子22的前叉件16上,且剎車卡鉗件21響應剎車操作機構23的操作而對剎車轉子22施加摩擦力從而停止剎車轉子22和前車輪17的旋轉。剎車轉子22包括固定在輪轂17a上的中心設置的輪轂安裝構件22a和用于接觸剎車墊76的環形轉子構件22b。
如圖2和圖3所示,剎車卡鉗件21包括殼體50和活塞單元51。殼體50由諸如鋁合金的導熱材料構造成,且殼體50包括以傳統方式用螺栓固定在一起以形成容納其間的剎車轉子22的槽的第一殼體構件52a和第二殼體構件52b。除了用于剎車操作機構23的液壓管道86是連接于第二殼體構件52b以給殼體構件52a和52b兩者供給剎車油之外,殼體構件52a和52b實質上具有相同的形狀。第二殼體構件52b也具有向外延伸的法蘭,該法蘭形成將剎車卡鉗件21用螺栓固定在前叉件16上的附件54。
如圖3所示,活塞單元51包括四個活塞74和一對剎車墊76。活塞74滑動地配合在形成于殼體構件52a和52b內的圓形氣缸57a和57b內,以便在剎車釋放位置和剎車位置之間移動。剎車墊76與活塞74整體性地移動。因而,當活塞74從剎車釋放位置移動到剎車位置時,剎車墊76也從剎車釋放位置移動到剎車位置。當處于剎車位置時,剎車墊76壓住剎車轉子22并給剎車轉子22施加摩擦力以因此減少或停止剎車轉子22與前車輪17的旋轉。當處于剎車釋放位置時,剎車墊76從剎車轉子22隔離開,因而允許剎車轉子22與前車輪17自由旋轉。
如圖4和圖5所示,剎車操作機構23固定在手把15上。剎車操作機構23包括剎車杠桿組件80、主81、活塞82和工作流體箱83。剎車杠桿組件80包括安裝在手把15上的支架84和可樞軸轉動地安裝在支架84上的杠桿部件85。支架84與主缸81形成一體,且活塞82和工作流體箱83由支架84支撐。活塞82滑動地設置在主缸81內,而工作流體箱83與主缸81流體性地連通。活塞82一端連接于杠桿部件85以便活塞82響應杠桿部件85的拉緊和釋放而在主缸81內往復運動。拉緊杠桿部件85促使加壓油通過連接于剎車卡鉗件21的液壓管道86進行移動,加壓油通過液壓通道58a和58b行進并使活塞74移動,剎車墊76接觸剎車轉子22并對剎車轉子22施加摩擦力,且前車輪17被剎住。
在該實施例中,剎車墊76是銅基墊。如圖6和圖7所示,摩擦構件78借助擴散層79安裝(例如粘結)在鈦襯板77上,擴散層79至少部分地在制造期間通過將銅熱噴涂在襯板77上進行形成。襯板77可以包括厚度范圍為約1.5毫米(mm)至約1.8mm的鈦薄片。襯板77包括鉤形棘爪77a和圓形支撐件77b,其均由第一殼體構件52a和第二殼體構件52b滑動地進行支撐。襯板77還具有以連續突起形式的凸起件77c,該連續突起向摩擦構件78突出并沿著襯板77的外圍延伸。
在該實施例中,摩擦構件78包括諸如銅的金屬粉末以及石墨等。摩擦構件78的表面接觸轉子輪盤轉子22以剎住前車輪17。摩擦構件78的厚度范圍可以是約2.0mm至約2.5mm。摩擦構件78包括以連續凹部形式的凹槽63,該連續凹部接合襯板77中的凸起件77c以增強摩擦構件78和襯板77之間的連結,從而進一步減少摩擦構件78從襯板77上剝離的可能性。
在該實施例中,摩擦構件78是表1中所示的組分的混合物。
表1圖8A至圖8C顯示了該剎車墊76在制作期間的結構,圖9是構造剎車墊76的方法的具體實施例的流程圖。在圖8A和圖9的步驟S1中,將銅熱噴涂在襯板77上以形成厚度約為15微米(μm)的銅層79a。其后,如圖8B和圖9的步驟S2中所示,將襯板77(連同熱噴涂形成的銅層79a)放置于模具100內,而諸如表1中所示那樣的粉末固結的板片102,舉例來說,是放置于模具100內的銅層79a上。最后,如圖8C和圖9的步驟S3中所示,通過施壓構件104施加約2千克/平方厘米(kg/cm2)至約4kg/cm2(例如,3kg/cm2)的壓力給粉末固結的板片102,而同時以約850℃至約1000℃(例如,900℃)的溫度加熱粉末固結的板片102。這促使對粉末固結的板片的燒結以形成摩擦構件78。同時,鈦和銅擴散到銅層79a內并/或自銅層79a擴散出來以形成擴散層79,從而在襯板77和摩擦構件78之間形成固體結合。
盡管以上所述是發明特征的多種實施例的說明,仍然可以不偏離本發明的精神和范圍地進行其它更改。例如,各種部件的尺寸、形狀、位置或定位可以根據需要改變。顯示為互相直接連接或接觸的部件可以具有設置在它們之間的中間結構。一個元件的功能可以由兩個元件執行,反之亦然。一個實施例的結構和功能可以在其它實施例中采用。不必將所有的優點同時呈現在具體的實施例中。獨特于現有技術的每個特征,單獨或與其它特征相結合地,還應該被認為是申請人的包括由這些特征所體現的結構與/或功能的概念的進一步發明的單獨說明。因而,本發明的范圍不應由所說明的具體結構或特定的結構或特征的表面上地最初的焦點所限定。
權利要求
1.一種自行車剎車墊,包括由鈦形成的襯板;和通過擴散層結合在所述襯板上的摩擦構件;其中所述擴散層至少部分地通過將熱銅噴涂在所述襯板上而形成。
2.根據權利要求1所述的剎車墊,其特征在于所述摩擦構件包括燒結材料。
3.根據權利要求2所述的剎車墊,其特征在于所述摩擦構件包括銅。
4.一種構造自行車剎車墊的方法,包括步驟將銅熱噴涂在由鈦形成的襯板上以在所述襯板上形成銅層;以及通過與所述銅層形成擴散層將摩擦構件結合在所述銅層上。
5.根據權利要求4所述的方法,其特征在于進一步包括燒結所述摩擦構件的步驟。
6.根據權利要求5所述的方法,其特征在于所述結合步驟和所述燒結步驟是同時進行的。
7.根據權利要求5所述的方法,其特征在于所述燒結步驟包括步驟在銅層上放置粉末狀的金屬;以及施加壓力給所述粉末狀的金屬。
8.根據權利要求7所述的方法,其特征在于所述粉末狀的金屬包括銅。
9.根據權利要求5所述的方法,其特征在于所述燒結步驟包括步驟在銅層上放置粉末狀的金屬;以及加熱所述粉末狀的金屬。
10.根據權利要求9所述的方法,其特征在于所述粉末狀的金屬包括銅。
11.根據權利要求5所述的方法,其特征在于所述結合步驟和所述燒結步驟共同包括步驟在銅層上放置粉末狀的金屬;以及同時對所述粉末狀的金屬施加壓力并加熱以形成所述擴散層。
12.根據權利要求11所述的方法,其特征在于所述對粉末狀的金屬施加壓力并加熱的步驟包括對所述粉末狀的金屬施加電流的步驟。
13.根據權利要求11所述的方法,其特征在于所述粉末狀的金屬包括銅。
全文摘要
一種自行車剎車墊包括由鈦形成的襯板,以及通過擴散層結合在該襯板上的摩擦構件。該擴散層至少部分地通過將銅熱噴涂在該襯板上而形成。一種構造該剎車墊的方法包括步驟將銅熱噴涂在由鈦形成的襯板上以在該襯板上形成銅層,以及通過與該銅層形成擴散層將摩擦構件結合在該銅層上。
文檔編號F16D69/02GK101050800SQ20071009369
公開日2007年10月10日 申請日期2007年4月2日 優先權日2006年4月4日
發明者原正明, 巖井亨, 藤谷隆司, 福田宰 申請人:株式會社島野