特許 6284210 大型車用縮小径ブレーキローター

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6284210

(24)【登録日】2018年2月9日

(45)【発行日】2018年2月28日

(54)【発明の名称】大型車用縮小径ブレーキローター

(51)【国際特許分類】

   F16D 65/12 20060101AFI20180215BHJP

   B60B 35/02 20060101ALI20180215BHJP

   B60B 27/02 20060101ALI20180215BHJP

   B60B 27/00 20060101ALI20180215BHJP

【ＦＩ】

   F16D65/12 P

   F16D65/12 U

   F16D65/12 X

   B60B35/02 L

   B60B27/02 F

   B60B27/00 J

【請求項の数】20

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2016-574098(P2016-574098)

(86)(22)【出願日】2015年6月19日

(65)【公表番号】特表2017-519954(P2017-519954A)

(43)【公表日】2017年7月20日

(86)【国際出願番号】US2015036620

(87)【国際公開番号】WO2015196037

(87)【国際公開日】20151223

【審査請求日】2017年2月15日

(31)【優先権主張番号】62/014,871

(32)【優先日】2014年6月20日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】510243610

【氏名又は名称】ヘンドリクソン ユーエスエイ リミテッド ライアビリティ カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】100080609

【弁理士】

【氏名又は名称】大島 正孝

(74)【代理人】

【識別番号】100109287

【弁理士】

【氏名又は名称】白石 泰三

(72)【発明者】

【氏名】ジェイ・ディー・ホワイト

【審査官】 長谷井 雅昭

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２０８７６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０２１８８７８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 実開平０５−０５０１７７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特公昭４６−００８０５８（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特公昭４４−０１０２０８（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０１５１１６７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２００２−５０２４８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５７−０８７８３８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許第０７２８１７６９（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／００４８３６１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−１０５５８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−１３８４３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２０６６６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１０３３７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／００６６２９４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００１−１６５９４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−２４９０６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０７５８７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−１５５６４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０４５４５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｄ ６５／１２

Ｂ６０Ｂ ２７／００

Ｂ６０Ｂ ２７／０２

Ｂ６０Ｂ ３５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

大型車用の縮小された径のブレーキローターであって、該ローターは、径方向に伸びるディスク、該ディスクはインボード表面、アウトボード表面および該インボード表面と該アウトボード表面の間の中実で、一定の断面とを有し；該車の車輪ハブに該ローターを取り付けるための径方向に伸びる取付けフランジ；ならびに該ディスクと該取付けフランジと一緒に合体して形成され且つそれらの間に伸びている軸方向に伸びるスリーブ、
からなる上記ブレーキローター。

【請求項2】

該スリーブから該取付けフランジへの遷移を提供する角度が付けられたベル部分をさらに有する、請求項１の大型車用縮小された径のブレーキローター。

【請求項3】

該ディスクが約３２０ｍｍ〜約３３０ｍｍの外径を有する、請求項１の大型車用縮小された径のブレーキローター。

【請求項4】

該ディスクが約３０ｍｍ〜約４５ｍｍの厚みを有する、請求項１の大型車用縮小された径のブレーキローター。

【請求項5】

該ディスクが約３４ｍｍの厚みを有する、請求項４の大型車用縮小された径のブレーキローター。

【請求項6】

該ディスクの外径の値によって該ローターの全重量を除した値が約４．２ポンド／インチである、請求項１の大型車用縮小された径のブレーキローター。

【請求項7】

該ディスクの全重量によって、１０，０００ポンドのテスト必要条件の値で除した値が最大で約２８０である、請求項１の大型車用縮小された径のブレーキローター。

【請求項8】

該ディスクの全重量によって１０，０００ポンドのテスト必要条件の値で除した値が最大で約１９０である、請求項１の大型車用縮小された径のブレーキローター。

【請求項9】

該ディスクの外径によって該取付けフランジのボルトサークルの直径を除した値が約０．７７である、請求項１の大型車用縮小された径のブレーキローター。

【請求項10】

上記取付けフランジが径方向に伸びる複数の凸起を有し、それぞれの凸起は開口と共に形成されており、そして該凸起と開口は該車の車輪端アセンブリの車輪スタッドから離れている、請求項１の大型車用縮小された径のブレーキローター。

【請求項11】

該ディスクの該アウトボード表面が切り込みを有して形成されている、請求項１の大型車用縮小された径のブレーキローター。

【請求項12】

該切込みが該ディスクの該アウトボード表面が該スリーブと出合う位置に形成されている請求項１１の大型車用縮小された径のブレーキローター。

【請求項13】

該切込みが約８ｍｍの最小深さを有する、請求項１２の大型車用縮小された径のブレーキローター。

【請求項14】

該ディスクの該インボード表面が該切り込みと反対側のリリーフ域と共に形成されている、請求項１２の大型車用縮小された径のブレーキローター。

【請求項15】

該リリーフ域は、該切り込みの深さよりも浅い深さを有する、請求項１４の大型車用縮小された径のブレーキローター。

【請求項16】

該ディスクは約２．８０重量％〜約３．２０重量％炭素の炭素含量および約１．８０重量％〜約１．９５重量％シリコンのシリコン含量を有する、請求項１の大型車用縮小された径のブレーキローター。

【請求項17】

該ディスクは約０．０５重量％〜約０．１５重量％バナジウムのバナジウム含量を有する、請求項１６の大型車用縮小された径のブレーキローター。

【請求項18】

該ローターディスクの該インボード表面に合体して形成されているトーンリングをさらに有する、請求項１の大型車用縮小された径のブレーキローター。

【請求項19】

ＡＢＳセンサを受け入れ且つ取付けるための開口と共に好ましく形成されている該ローターと結合して用いられるトルク板をさらに有し、該ＡＢＳセンサは１５０ｍｍピッチサークルを目標として約１５度の、トーンリング用の角度を付けた配向を有する、請求項１８の大型車用縮小された径のブレーキローター。

【請求項20】

該トルク板は連続溶接を備えた車軸に溶接されている、請求項１９の大型車用縮小された径のブレーキローター。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願への相互参照
本願は２０１４年６月２０日に出願された米国仮特許出願６２／０１４８７１の利益を請求する。
本発明は大型車のディスクブレーキ技術分野に関する。さらに詳しくは、本発明は大型車のディスクブレーキのローターに関する。さらに詳しくは、本発明は以下において、ブレーキローターというディスクブレーキローターに関する。このブレーキローターは縮小径車輪端形状と連結して使用するための縮小径を包含し、且つローターの最高温度を低減させ、ブレーキをかけている間にローターが円錐形になるのを低減しそして望ましくは脆化を低減させ且つローターの高温強度を改善しつつローター伝熱性能を維持するという特徴を有する。

【背景技術】

【0002】

車のディスクブレーキシステムはブレーキ技術分野でよく知られている。そのようなシステムではローターに対し一対の相対するブレーキパッドを押し付けることによって操作され、それによってパッドとローターの間に摩擦を生じさせて車を低速および／または停止させることを可能とする。詳しくは、ブレーキシステムは複数のディスクブレーキアセンブリを包含し、各集合体は車の車輪端上にまたはそれに隣接して駆動可能に取付けられている。
それぞれのディスクブレーキアセンブリはキャリアを包含し、キャリアは以下において詳しく説明するキャリパーを支え、トルク板に、典型的にはボルトの如き機械的止め具によって、取り付けられている。このトルク板は、溶接などによって、車の車軸／サスペンションシステムの車軸へと固く結合されている。トルク板はブレーキ負荷中に生じるトルクに対抗し且つキャリアとキャリパーの正常な配列を維持してブレーキアセンブリの各構成員が最適に作動するのを保証する。

【0003】

上記のとおり、キャリアはキャリパーを支えそしてキャリパーは1つまたはそれ以上のピストンとアクチュエーターを受け入れるための孔を備えて作られている。アクチュエーターは典型的にはブレーキ空気室であり、これは圧縮空気源の流体連通しており且つピストンの動きを起こさせる。キャリパーも同様にピストンの反対に配置されている反動アームを包含している。一対の相対するブレーキパッドのそれぞれはブレーキ板上に取付けられ且つキャリア中に着床されている摩擦材料を備えており、パッドの一方はピストンに隣接しており、もう一方のパッドは反動アームに隣接している。アクチュエーターにより起動されると、ピストンと反動アームはブレーキパッドの動きを制御するように作動する。
ローターはディスク部分を包含し、ディスク部分はディスクパッドの間に、それぞれのパッドの摩擦材がディスク部分のそれぞれの表面と向き合うように、配置されている。ローターも取付部分を包含し、取付部分は車のそれぞれの車輪端アセンブリに対してボルトの如き機械的止め具によって取付けるのに適合している。スリーブは、典型的には、ディスク部分とローターの取付部分と一体に形成され且つそれらの間に伸長している。この構造はローターが車輪端アセンブリに従ってそれぞれの車輪に強固に結合されることを可能とする。

【0004】

従来技術では、多くの大型車は直径２２．５インチ（５７１．５ｍｍ）の車輪を採用していた。空気ディスクブレーキシステムが２２．５インチ車輪に一緒に用いられると、ブレーキローター直径は典型的には約１６．９インチ（４３０ｍｍ）となる。荷物のために使用しうる垂直空間を増やすために大型車の床面高さを低くするために、ある大型車仕様では２２．５インチ車輪から縮小された直径を持つ車輪まで移動した。例えば、そのような縮小された径の車輪仕様では、２２．５インチ径車輪よりも１７．５インチ（４４４．５ｍｍ）径車輪が用いられた。
従来技術では、１７．５インチ径車輪についてドラムブレーキシステムを用いることが普通であった。ドラムブレーキシステムと比較したとき空気ディスクブレーキシステムが改良された性能特性を持つために、縮小径１７．５インチ車輪でもドラムブレーキシステムよりも空気ディスクブレーキシステムの使用を可能とすることが望ましい。しかしながら、１７．５インチ車輪に空気ディスクブレーキシステムを使用するには、確かな挑戦が必要とされる。

【0005】

例えば、国家高速道路安全管理局（ＮＨＴＳＡ）のクラス８トレーラーとしてクラス分けされるトレーラーを包含する大型車は、２０，０００ポンド合計車軸重量級（ＧＡＷＲ）用の連邦自動車安全標準（ＦＭＶＳＳ）−１２１ブレーキ保証書のような、確実なブレーキ保証書を保持することが望ましい。そのような級は、もっと大きい２２．５インチ径車輪に採用されている空気ディスクブレーキには典型的であるが、縮小された１７．５インチ径車輪に採用される空気ディスクブレーキにとっては挑戦が必要とされる。
さらに詳しくは、１７．５インチ径車輪に採用されている、ブレーキローターを含む、空気ディスクブレーキは、それらの外径が１７．５インチ車輪径の内に納まるように詰め込まなければならないので、それらの外径が制限される。そのような空気ディスクブレーキは、２０，０００ポンドＧＡＷＲを適切に支持するため約５インチの外径で推奨される、車軸の外径をもクリアしなければならないので、その内径もまた制限される。そのような大型車の空気ディスクブレーキシステムがブレーキローターとブレーキパッドの許容し得る性能と寿命を備えることも
望まれる。

【0006】

伝統的には、ここでは便利なために縮小された径のブレーキローターといわれる、その種の小さな空気ディスクブレーキパッケージ中の従来のローターは、２つの回転ローターディスクを互に結合する翼板またはピンを備えた当該ディスクを包含するローターである、通気ローターであった。上記外径と内径制限のために、その種の通気ローターは耐久性の問題があった。さらに詳しくは、ブレーキを掛けることから生じる摩擦力がブレーキモーターに高温サイクルを与える。ローターのピーク温度として従来技術が知られている、ローターが実際に経験した最高温度は、それぞれのローターの特定の構造と特徴によって変わる。従来技術では、縮小された径の通気ローターは、それらを速やかに消耗させ且つ適用を求める際にローター面の熱分解を経験させる、高いピーク温度を経験していた。それ故、ローターのピーク温度を低減させる構造を備えた縮小された径のブレーキローターを提供することが求められている。
さらに、ブレーキローターと車輪ハブとの間の機械的接続はローターから車輪ハブへの伝熱を可能とする。ローターが高い温度を経験すると、今度はその伝熱が車輪ハブに高温度を生み出す。車輪ハブの高温度は車輪シールとハブ中の潤滑剤を早過ぎに老化させ、それによって車輪端アセンブリのサービス間隔を望まないのに短縮することになる。結果として、車輪ハブへ伝わる熱を少なくしそして望ましくはハブシールと潤滑剤の寿命を引き延ばす、ローターのピーク温度を低くする構造を備えた、縮小された径のブレーキローターを提供することは再度望ましいことになる。

【0007】

さらにブレーキシステムの最適な機能のために、隣接するブレーキパッドの摩擦材とディスクのインボード表面と直角な均一の接触および隣接するブレーキパッドの摩擦材料とディスクのアウトボード表面と直角の均一な接触とを提供する垂直方向に、ローターのディスク部分が維持されることが望ましい。しかしながら、ローターのディスク部分に対し押付けられるブレーキパッドの摩擦で生じる熱がディスク部分を急速に膨張させることは当該技術分野でよく知られている。加えて、ローターのディスク部分に対し押付けられるブレーキパッドの摩擦で生じる熱がロータースリーブを横断する熱勾配を生じる。スリーブはローターディスク部分から離れているアウトボード域よりもローターディスク部分に隣接するインボード域の方がより熱くなっている。この熱勾配はローターディスク部分に隣接するインボード域でロータースリーブを膨張させる。ローターのディスク部分の径方向膨張とローターディスク部分に隣接するロータースリーブの膨張は、ディスク部分の外周囲を望ましい垂直方向から且つロータースリーブの方向で僅かに移動させる。それによって、ローターディスク部分はロータースリーブ方向にすなわちアウトボード方向に曲るかあるいは傾く。ブレーキによって生じる熱によるローターディスク部分のこのような傾きは、当該技術分野ではコーニング（ｃｏｎｉｎｇ）と言われる。

【0008】

ローターディスクがコーニングを経験すると、ディスクのインボード表面は、その隣接するブレーキパッドの摩擦材と接触してさえ、もはや直角ではなくなり、しかも、ディスクのアウトボード表面もその隣接するブレーキパッドの摩擦材と接触しても、もはや直角ではなくなる。インボード表面とその隣接するブレーキパッドとの間およびアウトボードとその隣接するブレーキパッドとの間のこのような不均一な接触は、ブレーキシステムの効率を下げる。さらに、そのような不均一な接触は、ブレーキパッドとインボード表面およびアウトボード表面との間の不均一接触の各ポイントでストレス域を生み出し、ローターディスクにクラックを生成し、それによってローターの寿命を短くする。インボード表面とその隣接するブレーキパッドおよびアウトボード表面とその隣接するブレーキパッドとの間のそのような不均一接触はブレーキパッドの寿命もやっかいなことに低下させる。その結果、可能性のあるコーニングを減らし、そしてブレーキパッドとロータ―の寿命を増やす、縮小された径のブレーキローター構造を提供することが望まれる。

【0009】

また、大型車のローターは、伝統的に、ブレーキ操作に必要とされる強度、硬度および安定性を示すために鋳鉄で作られてきた。従来技術では、その種のローターは、ローターがローターの熱ストレスを低減させるように熱を放散することを可能とし、それによってローターの性能と寿命を改善する、ローターディスクの熱伝導性を維持するために高炭素含量を持つもので形成されてきた。例えば、従来技術では、ローターの炭素含量は典型的には約４重量％炭素よりも多かった。そのように高い炭素含量は良好な熱伝導性を付与する一方で、それはいやなことに脆いローターを作ることになる。ローターが脆いと、高温度ストレスに抵抗する能力が殆ど無くなり、その結果、高い炭素含量を持つ従来のローターは、クラックの発生や成長をいやなことに経験することになる。さらに、そのような高炭素含量は、望ましくないことに当該技術分野でローターの高温強度（ｈｏｔ ｓｔｒｅｎｇｔｈ）の低下と言われる、高められた温度でのローターの強度を低下させる。それ故、望ましくはローターの熱伝導性を維持し、他方脆さを低減しそして従来技術の高炭素組成に伴う高温強度を改善する、冶金組成を含む縮小された径のブレーキローターを提供することが望まれる。
その結果、ローターのピーク温度を下げる構造を与え、ブレーキ付与中のローターのコーニングを抑えそして望ましくはローターの熱伝導性を維持する冶金組成を含み、他方では脆さを低減させ且つローターの高温強度を改善する大型車のための縮小された径のブレーキローターに対する要求が当該技術分野に存在する。本発明の大型車用の縮小された径のブレーキローターは、以下に詳細に記載するとおり、これらの要求を満足する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明の目的は、ローターのピーク温度を下げる構造を与える大型車用の縮小された径のブレーキローターを提供することにある。

【0011】

本発明の他の目的は、ブレーキを掛けている際のローターのコーニングを低下させる大型車用の縮小された径のブレーキローターを提供することにある。

【0012】

本発明のさらに他の目的は、望ましくは、ローターの熱伝導性を維持しつつ脆さを低減させ且つローターの高温強度を改善する冶金組成を包含する大型車用の縮小された径のブレーキローターを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

これらの目的およびその他は、本発明の大型車用の縮小された径のブレーキローターによって得られる。本発明の1つの実施態様では、ローターは、インボード表面とアウトボード表面、およびインボード表面とアウトボード表面の間の堅固な、一定の断面とを包含する径方向に伸長するディスクを包含する。径方向に伸長する取付けフランジは、車の車輪ハブにローターを取付けることを可能としそして径方向に伸長するスリーブはディスクと取付けフランジと一体に且つそれらの間に形成されている。

【0014】

出願人が本発明の原理を適用することを試みた最適の形態の例である、本発明の好ましい態様が下記記載に記述され、図面に示されそして後に記載の請求項に特別に且つ明確に指摘され且つ記載される。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】軸スピンドルに取付けられた車輪端アセンブリに取付けられた、大型車用の従来技術のディスクブレーキローターの、部分的に断面で示されている、破断側面図である。

【図2】本発明の大型車用縮小された径のブレーキローターの一実施態様のアウトボード斜視図である。

【図3】図２に示された縮小された径のブレーキローターのアウトボード正面図である。

【図4】図３の線Ｆ４−Ｆ４に沿う、縮小された径のブレーキローターのアウトボード断面図である。

【図5】図４のＦ５で示された囲われた領域の縮小された径のブレーキローターの部分の拡大された側断面図である。

【図6】図６Ａは、本発明の大型車用の縮小された径のブレーキローターの一実施態様の部分の側面の概略図である。 図６Ｂは、縮小された径のブレーキローターの一実施態様の他の部分の側面の概略図である。 図６Ｃは、縮小された径のブレーキローターの一実施態様のさらに他の部分の側面の概略図である。

【図7】図２に示された、縮小された径のブレーキローターの一実施態様のインボード正面図である。

【図8】本発明の大型車用の縮小された径のブレーキローターと一緒に用いられるトルクプレート、車軸に溶接されている、の例の破断斜視図である。

【図9】本発明の大型車用の縮小された径のブレーキローターの一実施態様および大型車用の従来の縮小された径のブレーキローターの例についての１平方インチ当たり（ｐｓｉ）８０ポンドにおけるリタデーション比率（ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ）のプロットである。

【図10】本発明の大型車用の縮小された径ブレーキローターの一実施態様および大型車用の従来の縮小された径のブレーキローターの側のそれぞれの試験片における最後と最初の停止中の減速および回復圧力のプロットである。 図面を通して同じ数字は同じ部分を示している。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の大型車用の改良されたディスクブレーキローターおよびそれが作動する環境をさらによく理解するために、従来技術の大型車用ディスクブレーキローター４０を図１に示し、以下に説明する。ローター４０の環境は１つ又はそれ以上の軸１０を包含する。軸１０は、典型的には、大型車（図示されていない）に懸垂され且つ大型車を横切って伸びている。大型車はトラックおよびトラクタートレーラーまたはセミトレーラーを含み、トラクタートレーラーまたはセミトレーラーは典型的には１つまたはそれ以上のトレーラーを備えている。便宜のため、ここでいう大型車とは、一般に、トラック、トラクタートレーラーおよびセミトレーラー並びにそれらのトレーラーを包含すると理解される。各軸１０は、両端を有し、各端には車輪端アセンブリ１２が取付けられている。便宜のためと明確にするために、軸１０の一端とその車輪端アセンブリ１２のみをここでは説明する。

【0017】

軸１０は中心管（図示されていない）を含み、軸スピンドル１４は、中心管の端に、溶接などの適切な手段で、一体に接続されている。車輪端アセンブリ１２は、インボードベアリング１６と軸スピンドル１４のアウトボード端に動かないように取付けられたアウトボードベアリング１８を有するベアリングアセンブリを包含する。スピンドルナットアセンブリ２０は、軸スピンドル１４のアウトボード端にネジ係合しそしてベアリング１６、１８をしっかりと固定している。車輪ハブ２２は、当業者によく知られた方法でインボードとアウトボードベアリング１６、１８上に回転可能に取付けられている。
ハブキャップ２４は複数のボルト２６によりハブ２２のアウトボード端に取付けられている。各ボルトはハブキャップに形成された複数の開口２８のそれぞれを通過し、ハブに形成された複数の配列したネジ開口３０のそれぞれに係合する。このようにして、ハブキャップ２４は車輪端アセンブリ１２のアウトボード端を閉鎖する。主連続シール３２は、車輪端アセンブリ１２のインボード端に回転可能に取付けられそしてアセンブリのインボード端を閉鎖する。典型的な大型車の複輪形態では、複数のネジボルト３４と係合ナット３６とは、車輪端アセンブリ１２に、特定のデザインを考慮して、１つのタイヤリムまたは一対のタイヤリム（図示されていない）を取り付けるのが普通である。一対のタイヤ（図示されていない）のそれぞれは、当該技術分野で知られているとおり、タイヤリムのそれぞれに取付けられている。

【0018】

ローター４０は、径方向に伸びる取付部すなわちフランジ４２を包含し、それはボルトの如き機械的固定具４６を受入れるための開口４４を備えて形成されている。ハブ２２は相当する開口４８を備えて形成され、それによってボルト４６が、配列されたハブ開口の1つとローターフランジ開口４４を通過するのを可能としてハブにローター４０を移動可能に固定する。この構造は、ローター４０がハブ２２を伴って回転することを可能とし、一方では修理のためハブからはずすことを可能とする。
ローター４０は、径方向に伸びるディスク部分５０を包含する。その構造を以下に詳細に記載する。ディスク部分５０は、当該技術分野で知られた方法で一対の対向するブレーキパッド（図示されていない）の間に配置されている。軸方向に伸びるロータースリーブ５２はディスク部分５０と取付けフランジ４２と共に一体に形成され且つそれらの間に伸びている。スリーブ５２は、ローターディスク部分５０が取付けフランジ４２、従って車輪端アセンブリ１２に堅固に接続されることを可能とする。

【0019】

従来のローター４０のディスク部分５０はインボードディスク５４とアウトボードディスク５６を包含し、これらは間隔を置いてお互いに離れておりそして複数の翼板５８によって相互に連結されている。さらに詳しくは、インボードディスク５４はインボード表面６０とアウトボード表面６２を有しそしてアウトボードディスク５６はインボード表面６４とアウトボード表面６６を有する。インボードディスク５４のインボード表面６０は、一対のブレーキパッド（図示されていない）のそれぞれ摩擦材と隣接しており、アウトボードディスク５６のアウトボード表面６６はブレーキパッド対の他の1つの摩擦材と隣接している。インボードディスク５４のアウトボード表面６２とアウトボードディスク５６のインボード表面６４は互に対面すなわち対向しており、そして翼板５８はこれらの表面と一体に形成され且つこれらの表面の間に伸びている。翼板５８は、インボードディスク５４の内周６８およびアウトボードディスク５６の内周７０から、それぞれ、インボードディスクの外周７２およびアウトボードディスクの外周７４まで径方向に伸びている。このように翼板５８は、翼板の間に径方向に伸びる空気通路７６を形成しつつ、インボードディスク５４とアウトボードディスク５６の間に堅固な接続を与える。

【0020】

ディスク部分５０とスリーブ５２との一体接続は屈曲７８を有する。さらに詳しくは、径方向に伸びるアウトボードディスク５６と軸方向に伸びるスリーブ５２とは９０度屈曲７８で出合う。スリーブ５２の、ディスク部分５０のアウトボードディスク５６への接続は、ディスク部分の軸方向外側に配置されているスリーブをアウトボードディスクに接続するのに便利である従来技術に特有のものである。
従来のローター４０は、典型的にはブレーキ操作中の摩擦によって生成される熱を放散させるために、ディスク部分５０の熱伝導性能を維持するため高炭素含量の鋳鉄で形成されている。例えば、従来のローター４０は約４重量％炭素よりも多い炭素含量を有している。

【0021】

その意図した目的では満足するものの、従来のローター４０は、ある欠点がある。例えば、従来のローター４０が縮小された径のブレーキローターすなわち１７．５インチ径の車輪で採用されるローターであるときには、インボードディスク５４とアウトボードディスク５６を有する従来のローターのディスク部分５０は耐久性の問題がある。さらに詳しくは、従来の縮小された径の通気ローター４０は、ブレーキ操作による摩擦力による高いピーク温度を経験する。該摩擦力は、それらを速やかに望ましくなく摩耗させ、且つインボードディスク５４のインボード表面６０とアウトボードディスク５６のアウトボード表面６６の熱分解を起す。
同様に、ローター４０と車輪ハブ２２の間の機械的接続は、ローターから車輪ハブへの高い熱移動を可能にし、車輪ハブに高い温度を作り出す。そのような高温度は主シール３２、ハブキャップ２４のシールおよびハブ２２中の潤滑油を永続的に老化させ、それによって、望ましくないことに、車輪端アセンブリの修理間隔を短くすることになる。

【0022】

さらに、ブレーキを掛けることによる発熱による、ローターディスク部分５０の径方向膨張とローターディスク部分に隣接するロータースリーブ５２の膨張は、スリーブの方向に、すなわちアウトボード方向に、ディスク部分のコーニングを引き起こす。そのようなコーニングは、インボードディスク５４とその隣接するブレーキパッドの間およびアウトボードディスク５６とその隣接するブレーキパッドとの間に望ましくない不均一接触を造り、ブレーキシステムの効率およびブレーキパッドの寿命を低下させる。そのようなコーニングは、また、望ましくなく、ブレーキパッドとそれぞれのインボードディスク５４およびアウトボードディスク５６との間の不均一接触の各ポイントでストレスを増やし、それはローターディスク部分５０にクラックが形成され、拡大しそして成長する傾向を増大させ、それによってローター４０の寿命を短くする。
さらに、従来のローター４０は約４重量％炭素よりも多い炭素含量を示す。それは良好な熱伝導性を提供する炭素含量であるか、ローターを望ましくなく脆くし、従って望ましくないことに、ローターがクラックを起しかつ成長することを可能とし且つ望ましくないことに、ローターの高温強度を低くする。
その結果として、大型車用の縮小された径のブレーキローターについての当該技術分野においては、ローターのピーク温度を低くし、ブレーキを掛けている間のコーニングを低下させそしてローターの脆さを低減し且つ高温強度を改良しつつ、ローターの熱伝導性を望ましく維持する冶金組成を包含する構造を提供する要望が存在する。本発明の大型車用縮小された径のブレーキローターは要望を満足する。以下に説明する。

【0023】

本発明の大型車用縮小された径のブレーキローターの一実施態様が図２〜７に示されており、一般に１００で示されている。図２〜４を参照すると、縮小されたブレーキローター１００は、インボード端１０２とアウトボード端１０４を包含する。アウトボード端１０４に、ローター１００は径方向に伸びる取付部分すなわちフランジ１０６を有し、それはボルトの如き機械的固定具４６（図１）を受け入れる開口１０８を備えて形成されている。車輪ハブ２２（図１）は相当する開口４８を備えて形成され、それによってローター１００をハブに除去可能に固定するために、ボルト４６がハブ開口の配列されたものとローターフランジ開口１０８を通過するのを可能とする。この構造は、ローター１００を修理のためにハブから除去することを可能にしつつ、ハブ２２と共に回転することを可能にしている。
インボード端１０２に、ローター１００は径方向に伸びるディスク１１２を有する。その構造は下記に詳しく説明する。ディスク１１２は当該技術分野で知られているように、一対の対向するブレーキパッド（図示されていない）の間に配置される。軸方向に伸びるロータースリーブ１１４は、ディスク１１２と取付けフランジ１０６と共に一体に形成され、その間に伸びている。スリーブ１１４は、ローターディスク１１２が取付けフランジ１０６に従って車輪端アセンブリ１２（図１）に堅固に接続されるのを可能にする。比較的小さな径のスリーブ１１４からより大きな径の取付けフランジ１０６への移行を提供するのは、角度ついたベルの部分１１０であり、これは取付けフランジの一部であると考えてもよい。

【0024】

特に図４を参照すると、ローター１００のディスク１１２は、インボード表面１１６とアウトボード表面１１８を有している。インボード表面１１６は一対のブレーキパッド（図示されていない）の一方の摩擦材に隣接しており、アウトボード表面１１８は一対のブレーキパッドの他方の摩擦材に隣接している。ローター１００が縮小された径のブレーキローターであるために、ディスク１１２は、好ましくは約３２０ｍｍ〜約３３０ｍｍの、１２２で示されている、外径を有している。

【0025】

本発明の特徴は、ローター１００のディスク１１２が中実（ｓｏｌｉｄ）であることである。すなわち、ローターディスク１１２は、それぞれ、インボード表面１１６とアウトボード表面１１８の間に一定の断面を有している。中実のディスク１１２を提供することによって、従来のローターディスク５４、５６（図１）の間の通気路７６が除去され、本発明のローター１００がディスク１１２の作動域に質量を加えることを可能にする。このようにして、本発明のローター１００の質量は、ローターを、１７．５インチ径車輪、および５インチ径車軸のための小さな収納形態で維持しながら、増やされている。このような質量の付加は、ローター１００の寿命を延ばしそして、ローターディスクインボード表面１１６とアウトボード表面１１８それぞれの熱分解を低減させる、ピークローター温度を低減させる。さらに、ディスク１１２の増加された質量は望ましくは、車輪端アセンブリ１２（図１）のベアリング１６、１８および主シール３２での熱伝導を減らし、それによってこれらの各要素の性能と寿命を増加させる。
ローターディスク１１２の質量をさらに増加させるために、ディスクの厚みが増加されていてもよい。図４に示されているように、ローターディスク１１２の厚みは、１２０で示される、インボード表面１１６とアウトボード表面１１８間の距離である。例えば、ローターディスク１１２が約３２０ｍｍ〜約３３０ｍｍの外径１２２を有すると、厚み１２０は約３０ｍｍ〜約４５ｍｍとなり、好ましい厚みは約３４ｍｍである。ローター１００の質量がローターディスク１１２の厚み１２０を増加させることによって増やすことは、ローターの、ブレーキ操作による熱を取り扱う能力を改善し、望ましいことに、ベアリング１６、１８および主シール３２の性能と寿命を増加させるように熱伝導を低下させる。

【0026】

比較のため、１７．５インチ径車輪（図示されていない）を採用されている、従来の縮小された径の通気ローター４０は、約４１ポンド（約１８．６ｋｇ）の重量である。約３２５ｍｍの好ましいディスク外径１１２と約３４ｍｍの好ましいディスク厚１２０を持つ本発明のローター１００については、ローターの全質量は約５３．４９ポンド（約２４．３ｋｇ）であり、従来のローター４０の約３０％増である。実施例によって、ローター１００の好ましい重量分布が図６Ａ〜６Ｃに示されている。図６Ａを参照すると、ローター１００の中実ディスク１１２は約３６．１６ポンド（約１６．４ｋｇ）の重量である。図６Ｂによって示されるように、軸スリーブ１１４は、約４．２９ポンド（約１．９５ｋｇ）の重量である。図６Ｃによって示されるように、ベル１１０と取付けフランジ１０６は約１３．０３ポンド（約５．９ｋｇ）の重量である。これは全部で、ローター１００について、約５３．４９ポンドの重量となる。

【0027】

本発明の縮小された径のブレーキローター１００の増加された質量は、比率Ｒ１として表現される。比率Ｒ１は、ローター１００の全重量を、ディスク１１２の外径１２２の値で割った値である。例えば、本発明のローター１００が約３２５ｍｍすなわち約１２．８インチの好ましいディスク外径と約３４ｍｍの好ましいディスク厚み１２０を有する場合、比率Ｒ１は５３．４９ポンドを１２．８インチで割った値であり、約４．２ポンド／インチの値となる。比率Ｒ１は、これに替えて、２４．３ｋｇを３２５ｍｍで割った値として表すことができ、この場合約０．７５ｋｇ／ｍｍの値となる。

【0028】

本発明の縮小された径のブレーキローター１００の増加された質量は、付加的または代替の比率Ｒ２としても表現される。さらに詳しくは、当該技術分野で知られているように、軸１０が２０，０００ポンド正味軸重量級（ＧＡＷＲ）を包含するとき、各車輪端アセンブリ１２（図１）は、その半分の重量級である１０，０００ポンドでテストされるのが典型的である。比率Ｒ２は１０，０００ポンドのテスト必要条件をローターディスク１１２の重量で割った値である。上記したとおり、本発明のローター１００の中実ディスク１１２は約３６.１６ポンドの重量である。ローター１００の中実ディスク１１２の質量が１０，０００ポンドのそのテスト必要条件と、テスト必要条件を重量で割って比較すると、比率Ｒ２用に得られる値は約２７７である。仮に、ローターディスク１１２に付加的質量が加えられるなら、比率Ｒ２の値は低下する。それ故、本発明のローター１００用の比率Ｒ２の好ましい値は約２８０またはそれより小さい値となる。

【0029】

他の比率Ｒ３もまた本発明の縮小された径のブレーキローター１００の増加された質量を説明する。特に、比率Ｒ３はローター１００の全重量によって１０，０００ポンドのテスト必要条件を割った値である。上記したとおり、ローター１００の全重量は約５３．４９ポンドである。５３．４９ポンドのローター１００の全重量すなわち質量を、テスト必要条件を重量で割ることによって１０，０００ポンドのそのテスト必要条件と比較すると、比率Ｒ３用に得られる値は約１８７である。上記したとおり、比率Ｒ２と同様に、仮に付加的質量がローター１００に加えられるときには、比率Ｒ３の値は低下する。結果として、本発明のローター１００のための比率Ｒ２の好ましい値は約１９０またはそれよりも小さい値である。
比率Ｒ２とＲ３のそれぞれは、そのテスト必要条件の観点からローター１００の質量を示しており、それが今度は大型車のブレーキ操作による熱スパイクに対抗する本発明のローターの望ましい能力を説明する。

【0030】

図３および４を特に参照すると、本発明のローター１００のもう一つの特徴は車輪ハブ２２（図１）に対するローター１００の大きな境界面であり、それはローターの質量をさらに増大させる。特に、上記したとおり、角度のついたベル部分１１０は、比較的小さな径のスリーブ１１４から比較的大きな径の取付けフランジ１０６への推移を提供する。取付けフランジ１０６は複数の大きな径方向外方向に伸びる凸起１２４を備えて形成され、そのそれぞれはそれぞれ１つのボルト開口１０８を備えて形成されている。凸起１２４はローター１００が大きな径のボルトサークル１２６、好ましくは堅牢な８−ボルトサークルを維持することを可能とする。ローター１００を車輪ハブ２２に結ぐために、それぞれのボルト開口１０８は、車輪ハブに形成された相当するボルト開口４８（図１）と整列し、整列した１組の開口のそれぞれはそれぞれのポルト４６を受け入れる。このようにして、取付けフランジ１０６とその凸起１２４とは、車輪ハブ２２に対してローター１００に大きな且つ堅牢な境界面を提供する。ベル部分１１０は径方向に外方向に角度がついている取付けフランジ１０６への推移を提供するために、取付けフランジは比較的大きな外径を有している。さらに、凸起１２４は径方向、外方向に伸びているため、取付けフランジ１０６の外径、そして従って車輪ハブ２２へのローター１００の境界面は一層大きくなる。

【0031】

ローター１００の車輪ハブ２２への大きな境界面は、比率Ｒ４として表現できる。比率Ｒ４はボルトサークル１２６の直径をディスク１１２の外径１２２の値によって割った値である。ローターディスク１１２が約３２５ｍｍの外径１２２を持つとき、ボルトサークル１２６の径は好ましくは約２４９．５ｍｍ直径である。ローターディスク径１２２に対するボルトサークル１２６の径の比率Ｒ４は約０．７７の値となる。車輪ハブ２２に対するこのような大きな境界面を提供することによってローター１００の質量は増加し、それはハブに対するローターの結合の安定性を増加させる。さらに、車輪ハブ２２との境界面でのローター１００の質量の増加は、好ましくは、ローターから車輪ハブへ移動する熱を低減させ、それはさらに車輪端主末端シール３２（図１）および潤滑油により経験されるピーク温度スパイクを低減させ、それによって望ましくはシール、潤滑油およびベアリング１６、１８の寿命を延ばす。
さらに、本発明のローター１００の凸起１２４とボルト開口１０８は車輪スタッド３４（図１）から分離している。車輪ハブ２２のためのボルト開口１０８が車輪スタッド３４から離れている配置を採ることによって、ハブ留めボルト４６はベアリング１６、１８から径方向に離れ且つ車輪スタッドの間に存在する。ハブ留めボルト４６をベアリング１６、１８から径方向に離れ且つ車輪スタッド３４間に位置させることによって、ハブ２２からローター１００を比較的容易に外すことができ、そして好ましくは、ハブ中の潤滑油、ベアリングおよび主シール３２へのローター１００からの熱移動を低減させる。特に、このような熱移動の低減は、熱移動点を車輪塊により近く且つベアリング１６、１８から離れるように移動させることによって達成され、そして望ましくは潤滑油、ベアリングおよびメインシール３２の寿命を延ばす。

【0032】

図４および図５について、本発明のローター１００のさらに他の特徴はローターディスク１１２のアウトボード表面１１８に形成された切り込み１２８である。上記したとおり、ブレーキパッド（図示されていない）をディスク１１２に対して押し付ける摩擦により生ずる熱がディスクを径方向に膨張させる。加えて、ディスク１１２に対してブレーキパッドを押し付ける摩擦で発生する熱は、スリーブ１１４に熱勾配を生じ、ディスクに隣接するスリーブ領域をベル部分１１０に隣接するスリーブ領域よりも熱くする。この熱勾配はロータースリーブ１１４をディスク１１２に隣接して膨張される。ディスク１１２の径方向膨張とディスクに隣接するスリーブ１１４の膨張とは、ディスクの外周１３０をその望ましい垂直方向からおよびスリーブの方向に僅かに移動させる。それによって、ディスク１１２は、スリーブ１１４の方向に角度を付けあるいは傾く。これは当該技術分野でコーニング（ｃｏｎｉｎｇ）と言われている。

【0033】

切り込み１２８は、縮小された径のブレーキローター１００本体の量をそのような制限された、縮小された径のスペースに制限し、それによってコーニングに逆らうのを助ける。さらに詳しくは、切り込み１２８は、ディスク１１２のアウトボード表面１１８がスリーブ１１４と出合う場所である点１３２でチャンネルとして形成され、約８ｍｍの最小深さ１３６を有している。さらに、ディスク１１２のインボード表面１１６には、好ましくは、切り込み１２８のすぐ反対側にリリーフ域１３４が形成されている。リリーフ域１３４はディスク１１２のインボード表面１１６の中心にあるヒートシンク遮断を提供するので、リリーフ域は切り込み１２８と一緒になってさらにコーニングに逆らうために採用される。好ましくは、リリーフ域１３４は切り込み１２８の深さ１３６よりも小さいすなわち浅い深さ１３８で形成される。

【0034】

ローター１００は、切り込み１２８と任意のリリーフ域１３４を提供することによって、ディスク１１２の径方向膨張がスリーブ１１４の角度のある膨張とバランスすることを可能とし、それによってコーニングを低減もしくは除去する。このようなコーニングの低減または除去は、インボード表面１１６とその隣接するブレーキパッド（図示されていない）間およびアウトボード表面１１８とその隣接するブレーキパッド（図示されていない）間の均一な接触を促進し、それによってブレーキシステムの効率を最適にし且つブレーキパッドの寿命を延ばす。また、このようなコーニングの低減または除去は、望ましいことに、ブレーキパッドとディスク１１２のそれぞれインボード表面１１６とアウトボード表面１１８との間のそれぞれの接触点での応力を、従来のローター４０と比較して、低減し、それはディスク中にクラックが生成される傾向を減少させ、それによってローター１００の寿命を長くする。

【0035】

本発明のローター１００のさらに別の特徴はローターの組成である。さらに詳しくは、ローター１００はねずみ鋳鉄（ｇｒｅｙ ｉｒｏｎ）の合金を採用して従来の非合金化鋳鉄よりも温熱強度機械的性質を大きくしている。鋳鉄の合金であればどれでもローター１００用に用いられると理解されるべきである。例えば、従来のローター４０は、約４重量％よりも多い高炭素含量の鋳鉄から形成されていた。このような高い炭素含量は、従来のローター４０の高い熱伝導性を維持するものの、望ましくないことに、ローターの急激なクラック開始と成長を可能としそして、ローターの温熱強度を低下させるという望ましくない脆さを生み出した。
本発明のローター１００は、好ましくは、ディスク１１２の熱伝導性を維持し、他方では脆さを低減し且つ温熱強度を改良するため、ねずみ鋳鉄の合金を包含する組成から作られる。例えば、ローター１００の組成は、ローターを形成するために用いられる炭素、珪素およびバナジウムの比を最適化して包含する。さらなる実施例によれば、本発明のローター１００は、約４％以上ではなく約２．８０〜約３．２０重量％の炭素含量を有する。このような炭素含量は、もっと多い炭素含量より付与される脆さを低下させ且つローター１００の熱強度を改良しつつ、ローターディスク１１２の硬さを維持する。ディスク１１２の熱伝導性を維持するため、本発明のローター１００は約１．８０〜約１．９５重量％の珪素含量と約０．０５〜約０．１５重量％のバナジウム含量を有する。

【0036】

別の実施例によれば、本発明のローター１００は、好ましくは、以下の付加的添加物を含有する：マンガン約０．６２〜約０．８０重量％；硫黄 最大で約０．１２重量％；リン 最大で約０．１０重量％；クロム 約０．２５〜約０．３０重量％；銅 約０．６０〜約０．７５重量％；ニッケル 最大で約０．０５重量％；モリブデン 約０．１０〜約０．１５重量％：チタン 最大で約０．０３重量％；アルミニウム 最大で約０．０１重量％；スズ 最大で約０．０８重量％；そして炭素等価物 約３．４０〜約３．９０重量％。
本発明のローター１００のこの組成、特にねずみ鋳鉄の合金および炭素含量、珪素含量およびバナジウム含量の任意の概念は、望ましくは、従来の高炭素組成と結び付く脆さを低減させつつ、ローターの熱伝導性を維持する。このような脆さの低減は、望ましいことに、ディスク１１２のクラックの急速な開始と成長を低下させてローター１００の性能と寿命を改善する。また、ローター１００の組成は、さらにその性能と寿命を改善することになる、ローターの熱強度を改善する。加えて、ローター１００の上記組成に関連した費用は、望ましいことに、従来のローターのそれよりもさらに経済的である。上記したとおり、ローター１００の上記組成は、実施例によるものであり、ねずみ鋳鉄のいかなるものでもローターに用いられると理解されるべきである。

【0037】

次に図７について、本発明のローター１００の別の特徴は、ローターディスク１１２のインボード表面１１６の中へ、アンチロック・ブレイキング・システム（ＡＢＳ）トーンリング（ｔｏｎｅ ｒｉｎｇ）１４０が合体されているところである。ディスク１１２のインボード表面１１６、すなわちローター１００中にトーンリング１４０が合体されていることによって、相当するＡＢＳセンサー（図示されていない）を保護される位置に配置することを可能とする。そのような保護された位置への配置は、望ましいことにもローター４０に別に取付けられているかあるいは別の部品として取付けられ、それによってそれらの部品を車運転中に損傷させる、従来のトーンリング（図示されていない）と比較したとき、トーンリング１４０によってもたらされる問題を低減させる。

【0038】

さらに図８を参照すると、トルクプレート１４２が車軸１０に固く結合されており、そしてローター１００を採用するディスクブレーキアセンブリのカリパス（図示されていない）に、トルクプレートが取付けられ且つサポートするのを可能とするファスナー（図示されていない）を受け入れる開口１４４を有する。トーンリング１４０と一緒になって、ローター１００と一緒に用いられるトルクプレート１４２は、好ましくは、ＡＢＳセンサ（図示されていない）を受入れ且つ取付けるための開口１４６を備えて形成される。ＡＢＳセンサ開口１４６は、１５０ｍｍピッチ円を目標とする、約１５度のトーンレングセンサ用の角度を付けた配向１５０を有する。ローターディスク１１２のインボード表面１１６中のトーンリング１４０とＡＢＳセンサ開口１４６の角度１５０のような位置は、トルクプレート１４２とＡＢＳセンササポート（図示されていない）が、トルクプレートが連続溶接１４８で車軸に溶接されるように、構築されることを可能とする。従来技術では、トーンリングとＡＢＳセンサの位置は、車軸１０へトルクプレートを取り付けるために連続溶接１４８と比較すると疲労強度が低かった、中断された溶接を使用せざるを得なかった。それ故、トーンリング１４０と角度のあるＡＢＳセンサ開口１４６の使用は、連続溶接１４８の使用を可能とし、それは従来の中断された溶接の使用と比較して車軸１０へのトルクプレート１４２の接続の疲労強度を改善する。

【0039】

本発明の縮小径のブレーキローター１００は、ブレーキローター４０（図１）と類似する従来の空気循環型縮小径ブレーキローターと動力計試験で比較された。合衆国自動車安全基準（ＦＭＶＳＳ）−１２１ブレーキ証明標準による動力試験は、車輪は試験中ブレーキを越えないことを要求していると理解される。車輪が試験に適切な所にないと、空気はローター４０、１００に直接衝突しそして車輪がブレーキを囲むときに存在しない人工的冷却を作ることを許す。そのような試験では、ブレーキシステムは、ブレーキ作動から速やかに回復することを可能としつつ、あまりにも速く衰えないことが望ましい。
ブレーキローター４０、１００は、ＰＡＮ１７システム（ＰＡＮは、ＷａｂｃｏＩＰホールディングＬＬＣの登録商標である）として当該技術分野で知られている、同じ全空気ディスクブレーキシステム機構において、Ｊｕｒｉｄ５３９−２０（ＪｕｒｉｄはＨｏｎｅｙｗｅｌｌインターナショナルＩｎｃ．の登録商標である）として当該技術分野で知られている、同じ摩擦材とともに採用され、その結果唯一違うのはローターであった。従来のローター４０は、３２５ｍｍの外径とディスク厚３４ｍｍの空気循環ローターでありそして本発明のローター１００は外径３２５ｍｍ、ディスク厚３４ｍｍの中実ディスクローターであった。

【0040】

車輪が試験中ブレーキを越えないことを要求する、ＦＭＶＳＳ−１２１標準による試験の最初のラウンドでは、従来のローター４０は、本発明の中実ローター１００と比較して熱ブレーキの減速を維持するために、より高いブレーキ圧を必要とした。空気循環ディスクを持つローター４０は超冷却デザインを提供することが当該技術分野で知られていたが、この試験では、従来のローターは、不都合なことに、中実ディスクローター１００よりも熱ブレーキの原則を維持するために、より高いブレーキ圧を必要としたことを示していた。
試験の第２ラウンドでは、車輪（図示されていない）が取付けられた。この試験では、従来のローター４０は、車輪なしで必要とされた減速レベルを維持するために、さらに高い圧力を必要とした。また、本発明のローター１００は、車輪が取付けられたときに性能の低下は無かった。

【0041】

図９と１０は性能データと試験結果を示している。図９は、８０ポンド/（インチ）^２（ｐｓｉ）におけるリタデーション比率である。リタデーション比率は、寒冷温度（ｃｏｌｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）といわれる、１６０°Ｆの温度で、ブレーキにより生成されたｇ−力の百分率（％）である。ＦＭＶＳＳ−１２１は、最低の要求をしめしたのではあるが、最低の要求を越えるある余裕を見ることは望ましいことである。プロットに見られるように、本発明のローター１００は、車輪の取付け無しに、従来のローター４０よりも、より高いリタデーション比率を有し、従来のローターよりもより良く機能することは望ましいことである。車輪を取付けると、本発明のローター１００は、再び、従来のローター４０よりも高いリタデーション比率を有し、従来のローターよりもより良く機能することは望ましいことである。従来の空気循環ローター４０に取付けられた車輪では、リタデーション比率は、望ましくないことにＦＭＶＳＳ−１２１最低要求よりもかなり低かった。

【0042】

図１０は、それぞれの試験区分において、最後と最初の停止中の減退および回復圧力のプロットである。この試験の減退および回復圧力はエネルギー吸収試験である。要求は、減退部分では１００ｐｓｉよりも小さいことであり、回復部分では８５ｐｓｉよりも小さいことであり、小さい圧力ほど良好である。図１０に見られるように、タイヤ／車輪のあるなしの本発明のローター１００について最後の停止中の減退圧力は、それぞれのローターに取付けられた車輪のない従来の空気循環ローター４０と同様であった。試験結果は、本発明のローター１００は、従来の空気循環ローター４０と比較して回復部分で良好な余裕を有していた。また、車輪の取付けは、Ｐａｎ１７ブレーキシステムの本発明の中実ディスクローター１００について、ブレーキ性能に影響を持たない様に見え、他方従来の空気循環ローターディスク４０の場合には、減退および回復圧力は、望ましくないことに、ベースラインよりも有意に高かった。

【0043】

このように、本発明の大型車用のディスクブレーキの縮径ブレーキローター１００の構造は、ローターのピーク温度を低下させる構造を提供する。さらに詳しくは、ローター１００はディスクの作動域に質量を付加する中実ディスク１１２を有し、またディスクの増加した厚みを有していてもよい。このような質量の付加は、ピークローター温度を低下させ、それはローターの寿命を延ばしそしてそれぞれ、ローターディスクのインボード表面１１６とアウトボード表面１１８の熱分解を低減させる。さらに、ディスク１１２の増加された質量は、望ましいことに、ベアリング１６、１８および車輪端アセンブリ１２のメインシール３２における熱移動を低下させ、それによってこれらの部品の性能と寿命を長くする。

【0044】

ローター１００は、同様に、車輪ハブ２２に対し大きな境界面を提供し、それはローターの質量をさらに増大させ、それはローターのハブへの接続の安定性を増大させる。加えて、車輪ハブ２２との境界面におけるローター１００の質量の増加は、望ましいことに、ローターからの熱移動を低下させ、それは車輪端メイン端部シール３２と潤滑油が経験するピーク温度スパイクを低下させ、それによって、望ましいことに、シール、潤滑油およびベアリング１６、１８の寿命を延ばす。
加えて、ローター１００は切り込み１２８および任意のリリーフ域１３４を伴って形成され、これらはディスク１１２の径方向膨張がスリーブ１１４の角度ある膨張とバランスすることを可能とし、それによってコーニングを低減あるいは除去する。コーニングのこのような低減や除去は、インボード表面１１６とその隣接するブレーキパッドおよびアウトボード表面１１８とその隣接するブレーキパッドとの間の均一な接触を促進させ、それによってブレーキシステムの効率を最適化し且つブレーキパッドの寿命を増大させる。コーニングのような低減あるいは除去は、同様に、望ましいことに、従来のローター４０と比較すると、ブレーキパッドとディスク１１２のそれぞれのインボード表面１１６とアウトボード表面１１８との間の接触の各点における応力を低下させ、ディスク中にクラックが形成される傾向を低下させ、それによってローター１００の寿命を増す。

【0045】

さらに、ローター１００は、ローターの脆さを低下させ且つ熱強度を改善しつつ、望ましいことに、ローターの熱伝導性を維持する金属組成を有する。ローター１００は、ディスク１１２のインボード表面１１６中にトーンリング１４０を合体させてＡＢＳセンサを保護された位置に配置することを可能とし且つトーンリングが経験する問題を低減させる。合体されたトーンリング１４０および角度を持つＡＢＳセンサ開口１４６の使用は連続溶接１４８の使用を可能にし、もしくは、従来の断続した溶接の使用と比較すると車軸１０へのトルク板１４２の接続の疲労強度を改善する。ローター１００と従来のローター４０の試験は、本発明のローターが、従来の空気循環ローターを超える増大したＦＭＶＳＳ−１２１に従う余裕を提供することを示している。

【0046】

本発明は同様に、本発明の大型車のために縮径ブレーキローター１００を製造する方法および使用する方法も提供する。この方法は、図２〜１０に示され且つ述べられた記述に従う工程を有する。

【0047】

本発明の大型車用の上記縮径ブレーキローター１００の構造と配置は本発明の全体の概念と操作に影響を与えないで、変更されあるいは再整理されてもよいことは理解されるべきである。加えて、本発明の大型車用縮径ブレーキローター１００は、本発明の全体の概念と操作に影響を与えないで、他の型の車軸、車輪端アセンブリ、車軸／サスペンションシステムおよび／または上記に示し且つ記載した以上のブレーキシステムを採用することができる。さらに、ここでは便宜的に大型車について一般的に記載したが、このような言及は、トラック、トラクタートレーラーおよびセミトレーラー、並びにそれらのトレーラーを含むと理解されている。
従って、本発明の大型車用縮径ブレーキローターは、簡素化され、全ての種々の目的を達成する、効果的な、安全な、経済的な且つ効率的な構造を提供し、従来の縮径ディスクブレーキローターが直面した困難を除去することを提供し且つ当該技術分野における問題を解決しそして新しい結果を得るものである。

【0048】

下記記述において、用語は、簡潔さ、明瞭さおよび理解のために使用されてきたものであるが、従来技術の要求を越えて不必要な限定は示唆されるべきではない。なぜならそのような用語は、記述する目的のために用いられ且つ広く解釈されることを意図しているからである。さらに、本発明は実施態様を参照して記述されている。この説明は実施例によるもので限定によるものではない。本発明の範囲は示され且つ記述されたままの詳細に限定されるべきではない。可能性ある改善と変更とは、この開示を読み且つ理解した人々に起こるであろう。本発明はそのような改善およびそれらの同等物の全てを包含すると理解されるべきである。
本発明の特徴・発見および原則、本発明の大型車用縮径ブレーキローターが組立てられ、整理され且つ用いられる仕方、構造と整理の特徴並びに得られる利点、新規且つ有用な結果が今や記載されたので、新規且つ有用な構造、装置、要素、配列、部品および組合せが下記請求項に記載される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】