本发明涉及一种用于盘式制动器组件的绝热体。更具体地说，本发明 涉及一种绝热体，其设置在一活塞和一摩擦元件之间，以减少从摩擦元 件向盘式制动器组件液压流体的热传递。

骑自行车已经成为越来越流行的休闲方式和一种交通的手段。另外， 骑自行车已经成为一种非常流行的竞技体育。无论自行车被用于休闲、 交通或竞赛，自行车工业一直在改进其部件。自行车的一个特定的部件 是自行车的制动系统，多年来它已经被反复进行了再设计。更具体地说， 制动系统的制动力一直在增加。

当前在市场上有多种类型的自行车制动装置。普通自行车制动装置 的一些类型的例子包括轮圈制动，夹钳制动和盘式制动。如果骑行者需 要一很高性能的制动系统，则骑行者典型地要一盘式制动系统。相对于 施加在制动杆上的制动力的量，盘式制动系统提供了一很大的制动力。 另外，在所有的气候和骑行条件下，盘式制动系统典型地提供了一高水 平的一致性。当然，骑行者一直要求盘式制动系统有更好的性能，即， 要求有更大制动力的盘式制动系统。

通常，一盘式制动器包括一夹钳壳体，其有一个或多个活塞，和一对 制动片，一或两个制动片可移动地安装在夹钳壳体上。制动片被压靠在 固定于车轮上的一转动盘或转动件上，以停止转动盘和车轮的转动。制 动片液压地或机械地例如通过一凸轮机构向转动盘移动。 在所有的气候和骑行条件下，液压的盘式制动系统典型地提供了一高水 平的一致性。然而，液压致动的一个问题是液压或致动流体能变得过热， 以致于发生气锁(vapor-lock)。换句话说，由制动产生的热量使液压流 体的体积增加，从而即使制动杆在释放位置时，也能使制动片与制动盘 接合。当气锁发生时，自行车车轮能锁住而将骑行者从自行车上摔出。

在先有技术的盘式制动系统中，已经采用了各种方法以避免气锁。例 如，能将夹钳壳体作的更大，以吸收更多的热量。另一种方法是制造一 更大的制动盘，其有一更宽的表面面积。并且，通过使用高质量的液压 流体能抑制气锁。另一种避免气锁的方法是使用不象普通摩擦片那样容 易向制动壳体传递热量的制动或摩擦片。还有一种避免气锁的方法是在 活塞和摩擦片之间采用一绝热体。这些先有技术的避免气锁的方法有许 多问题。一个特定的问题是这些方案在制造上常常是昂贵的。并且，一 些先有技术的方案不是完全有效的。

由于上述原因，就需要有一种盘式制动系统的绝热体，其克服了先有 技术的上述问题。本发明满足了先有技术的这种需要，和其他需要，从 下面的描述中，本领域技术人员将会更加清楚。

本发明的一个目的是提供一绝热体，其可散发从摩擦元件传递到盘式 制动器组件致动流体中的热量。

本发明的另一目的是提供一绝热体，其是通用的，并能用于现有的盘 式制动器组件，以散发传递到致动流体中的热量。

本发明的又一目的是提供一绝热体，其较为简单，并能便宜地制造。

本发明提供了一种具有绝热体的盘式制动器组件，其包括一夹钳壳 体，连接于夹钳壳体的第一和第二摩擦元件，一活塞和绝热体。第一和 第二摩擦元件之间形成一转动件接受槽。至少第一摩擦元件可移动地连 接于夹钳壳体。活塞可移动地连接于夹钳壳体使第一摩擦元件在一释放 位置和一制动位置之间移动。活塞有一内凹部绝热体设置在活塞和第一 摩擦元件之间。绝热体有一有第一端面的第一端，其容纳在活塞凹部中， 一有与第一端面隔开的第二端面的第二端，和在第一端面和第二端面之 间延伸的侧壁。第二端部分地容纳在活塞的凹部中，侧壁有在其上延伸 的突起，使绝热体与活塞间隔。

本发明还提供了一有变型绝热体的盘式制动器组件。盘式制动器组件 包括一夹钳壳体，一连接于夹钳壳体的第一和第二摩擦元件，一活塞和 绝热体。第一和第二摩擦元件之间形成一转动件接收槽。至少第一摩擦 元件可移动地连接于夹钳壳体。活塞可移动地连接于夹钳壳体，使第一 摩擦元件在一释放位置和一制动位置之间移动。活塞有一内凹部。绝热 体设置在活塞和第一摩擦元件之间。绝热体有一有第一端面的第一端， 容纳在活塞的凹部中，一有与第一端面隔开的第二端面的第二端，和一 在第一和第二端面之间延伸的侧壁。第二端部分地容纳在活塞的凹部中， 和第二端面有一形成在其上的槽。

下面通过实施例并参照附图对本发明进行描述。

图1根据本发明一个实施例的有前盘式制动器组件和后盘式制动器 组件的自行车的侧视图；

图2是前盘式制动器组件的示意图，其连接于图1中所示的自行车 的前叉和前盘式制动器操作机构；

图3是后盘式制动器组件的示意图，其连接于图1中所示的自行车 的后叉和后盘式制动器操作机构；

图4是图2中所示的前盘式制动器组件放大的侧视图，为了显示去 掉了自行车架；

图5是图1所示自行车一个车轮的轮毂和盘式制动器转动件的部分 剖视图；

图6是图2和4所示前盘式制动器组件的部分分解图；

图7是图2，4，7中沿图4的剖面线7-7的前盘式制动器组件的放 大的部分剖视图，显示了在一释放位置的反转密封件和活塞；

图8是如图2，4，6和7中盘式制动器组件一个活塞的放大透视图；

图9是图8所示活塞的顶视图；

图10是图8-9中沿图9的10-10线的活塞的剖视图；

图11是图2，4，6和7中所示盘式制动器组件一个绝热体的放大侧 视图；

图12是图11中所示绝热体的顶视图；

图13是图11和12中沿图12中13-13线的绝热体的剖视图；

图14是图11和12中沿图12中14-14线的绝热体的剖视图；

图15是图8-10中所示活塞和11-14中所示绝热体的剖视图，显 示了绝热体由一保持环装设在活塞的一个凹部中；

图16是根据本发明第二实施例的盘式制动器组件的放大的部分剖视 图；

图17是图16中所示盘式制动器组件绝热体的放大的侧视图；

图18是图17中所示绝热体的顶视图；

图19是图17和18中沿图18中19-19线的绝热体的剖视图；

图20是图8-10中活塞和图17-19中绝热体的剖视图，显示了用 一保持环设置在活塞凹部中的绝热体。

最佳实施例

最先参见图1-7，其中显示了一自行车10，其有根据本发明最佳实 施例的前盘式制动器组件12和后盘式制动器组件14。前和后盘式制动器 组件12和14是固定连接于车架13的普通的流体操作的盘式制动器。所 以，在这里对盘式制动器组件12和14不进行详细的描述和图示，只在 下面对本发明最佳实施例的变化进行描述。

更具体地说，前盘式制动器组件12固定连接于车架13的前叉15， 后盘式制动器组件14固定地连接于车架13的后叉17。车架13包括一车 把19，其安装在前叉15上用于自行车19的转向。自行车10包括一对车 轮16，它们可转动地连接于车架13上。一个车轮16连接于前叉15，一 个车轮16连接于后叉17。各车轮16有一盘式制动器转动件18，其以普 通方式固定连接于车轮。

自行车10和其部件是普通的。所以，这里不对自行车10和其部件 进行详细的描述和图示，只是根据本发明最佳实施例对与前和后盘式制 动器组件12和14有关的部件进行描述。另外，前和后盘式制动器组件12 和14基本上是相同的。所以，这里只对前盘式制动器组件12进行详细 的描述或图示。然而，对本领域技术人员很清楚，对前盘式制动器组件12 的描述也适于于后盘式制动器组件14。

前盘式制动器组件12基本上包括一夹钳壳体20，一对摩擦元件22， 一组活塞24，和一组绝热体26和一制动操作机构28。前盘式制动器组 件12可操作地连接于制动操作机构28a(图2中所示，如下面的详细描 述)。夹钳壳体20以普通的方式通过螺旋紧固件固定地连接于前叉15。 第一和第二摩擦元件22连接于夹钳壳体20，在其之间形成一转动件接收 槽。至少一个摩擦元件22可相对于夹钳壳体20移动，最好两个摩擦元 件22可相对于夹钳壳体20移动。至少一个活塞可移动地连接于夹钳壳 体20。最好，各活塞24可移动地连接于夹钳壳体20。各绝热体26最好 设置在活塞24和摩擦元件22之一之间，以散发从摩擦元件22传递到活 塞24上的热量。

夹钳壳体20最好由硬的金属材料如铸铝制造。夹钳壳体20由一第 一夹钳壳体部30a和第二夹钳壳体部30b构成。第一和第二夹钳壳体部30a 和30b通过一组螺栓固定地连接在一起。第一夹钳壳体部30a有一第一 螺纹孔32，其用于接收一流体连接单元33。第二夹钳壳体部30b包括一 第二螺纹孔34，用于接收一排出阀35。夹钳壳体20最好有4个开口或 活塞容纳孔36(仅示出2个)。更具体地说，各第一和第二夹钳壳体部30a 和30b最好有一对活塞容纳孔36，其形成在该处用于接收一对活塞24。 各对形成在一个夹钳壳体部30a或30b之一的活塞容纳孔36布置成与形 成在另一夹钳壳体部30a或30b上的一对活塞容纳孔36相对。各对活塞 24(即安装在夹钳壳体部30a或30b中之一的)布置成能使摩擦元件22 之一向盘式制动器转动件18移动。

活塞容纳孔36通过流体通道37的网络与流体连接单元33和排出阀 35流体连通。于是，当致动流体通过流体连接单元33供应到夹钳壳体20 中时，致动流体经通道37的网络流入活塞容纳孔36。各活塞容纳孔36 最好是一环形开口，其尺寸和结构适于在其中容纳一个活塞。另外，各 活塞容纳孔36有一圆周槽38用于容纳一返回密封环或弹簧反转密封件 39。

弹簧反转密封件39是一环形元件，其由弹性材料例如橡胶或柔性塑 料制造。当活塞24装设在活塞容纳孔36中时，各弹簧反转密封件39从 夹钳壳体20外部在周面密封活塞容纳孔36之一的内部区域。所以，当 致动流体供应到活塞容纳孔36中时，活塞24向转动件18移动。所以， 摩擦元件22也向盘式制动器转动件18移动，在转动件18和车轮16上 产生一制动作用。

夹钳壳体20最好有两个摩擦元件22可移动地连接于其上，如上所 述。另外，摩擦元件22最好可移动地连接于夹钳壳体20，从而在其之间 形成一转动件接收槽。各摩擦元件22基本包括一板40，摩擦材料42以 一普通的方式固定连接于其上。各板最好由刚性金属材料以普通方式形 成。各板40包括一安装孔44用于可滑动地接收一安装销46。安装销46 的一端部分有螺纹，另一端有固定元件47，以将摩擦元件22以一普通的 方式固定在夹钳壳体20上。

一弹簧片或板簧41布置在摩擦元件22之间，使摩擦元件22相互分 离。板簧41与各板40接触。所以，当致动流体从活塞容纳孔36中排出 时，板簧41作用使摩擦元件22从制动位置返回到释放位置，和反转密 封件39作用使活塞24从制动位置返回到释放位置。所以，能实现活塞24 和摩擦元件22的可靠移动。

现在参见图8-10，各活塞24最好是一环形件，其由硬的金属材料 例如铸铝制造。各活塞24最好可移动地连接于夹钳壳体20，在来自致动 流体的压力下从使摩擦元件22之一在一释放位置和一制动位置之间移 动。弹簧反转密封件39摩擦地将活塞24保持在活塞容纳孔36中。如上 所述，通过向活塞容纳孔36提供致动流体使活塞24从释放位置移动到 制动位置。当致动流体从活塞容纳孔36中排出时，活塞24通过弹簧反 转密封件39从制动位置返回到释放位置。各活塞最好包括一内凹部50， 其朝向各摩擦元件22之一。

更具体地说，各活塞24基本包括一端壁部分51，和一从端壁部分51 延伸的环形侧壁部分53，以形成一凹部50。各侧壁部分53有一环形内 表面54，其从端壁部分51的内端壁表面52延伸到凹部50的开口。所以， 各内凹部50基本由一内部端壁表面52和一个环形内部表面54构成。

最好，各内凹部50是一环形凹部有一可变化的直径。更具体地说， 各内表面54最好包括一环形较宽部分54a，一环形的第一锥部54b，一 环形较窄部分54c和一环形第二锥部54d。一环形弯曲部分连接各较宽部 分54a与各端壁表面52。较宽部分54a与内端壁表面52相邻，并作为环 形的第一部分。第一锥部54b在较宽部分54a和较窄部分54c之间延伸。 较窄部分54c与内凹部50的开口端相邻，并作为环形第二部分。第二锥 部54d从较窄部分54c延伸到内表面54的自由边缘。换句话说，各较宽 部分54a比各较窄部分54c有一更大的直径。另外，各内凹部50的尺寸 和结构最好能在其中接受一个绝热体26。

参照图11-15，各绝热体26最好是一硬质的环形元件，其由有低导 热系数的塑料材料制造。特别是，各绝热体26最好由苯酚塑料材料制造。 绝热体26最好由注塑或其他合适的制造工艺形成。如上所述，各绝热体 26设置在一个活塞24和一个摩擦元件22之间，以散发从摩擦元件22传 递到活塞24的热量，所以，使传递到致动流体的热量最小。

各绝热体26有一第一端60，其有一第一端面61，和一第二端62， 其有第二端面63，和一侧壁64，其在第一端面61和第二端面63之间延 伸。各绝热体26最好包括一组其从侧壁64上延伸的突起66，和一从第 一端面61延伸到第二端面63的通孔68。

各绝热体26的各第一端60的尺寸和结构能容纳在一个活塞24内凹 部50中。最好，各绝热体26的第二端62部分地容纳在一个活塞24的 内凹部50中。所以，各绝热体26最好延伸到活塞24之外，如图15所 示。所以，绝热体26被布置以接触摩擦元件22，和在活塞24和摩擦元 件22之间保持间隔。各侧壁64包括一将第一端60与第二端62分开的 保持槽70。

最好，各绝热体26的第一端60有一第一直径，第二端62有一第二 直径，其小于所述第一直径。第一端60的第一直径基本上等于内表面54 的较窄部分54c的直径。一保持环72设置在保持槽70中以使绝热体26 保持在活塞24的内凹部50中。更具体地说，绝热体26的形状使保持环 72与凹部50内表面54的第一锥面54b接触。另一方面，当被装设在保 持槽70中之后，保持环72径向延伸到绝热体26的第一端60的直径之 外。

侧壁64最好有4个从其上延伸的突起66。突起66最好沿圆周相互 以相等间隔布置。另外，一组突起66最好布置在绝热体26的第二端62， 以在绝热体26和活塞24的内凹部50之间提供一空气间隔。一组突起66 布置在第二端62，并径向向外延伸到一与第一端60的第一直径相等的第 三直径，如图12和14中所示。一组突起66的轴向长度最好小于绝热体 26第二端62的轴向长度。另外，当绝热体26位于活塞24的凹部50中 时，突起66与凹部50的内表面54的较窄部分54c接触。于是，绝热体 26固定地位于凹部50中。

通孔68从第一端面61延伸到第二端面63，并最好是一中心通孔。 通孔68包括一第一锥部68a，一中央六角形部分68b，和一第二锥部68c。 第一锥部68a是一较大的与第一端面61相邻的并延伸到中央六角形部分 68b的锥面。六角形部分68b从锥部68a延伸到第二锥部68c。第二锥部 68c与第二端面63相邻。最好，通孔68的直径为第二端62直径的至少 25％，第一锥部68a的最大直径是第一端部60的直径的大约50％。这样 的直径减少了绝热体26与活塞(即第一端面61)和摩擦元件22(即第 二端面63)的接触面积。

第二端面63最好有一对在圆周方向间隔的槽74。各槽74从通孔68 径向向外延伸到侧壁64，与外部空气形成流体连通。最好，槽74沿圆周 布置并相互等距离间隔，如图12所示。所以，通孔68通过槽74与外部 空气流体连通。另外，侧壁64由于有突起66而与外部空气流体连通。 所以，绝热体26有一内部空气空间和一外部空气空间。

如上所述，活塞24最好由铝制造。铝的导热系数是大约164。绝热 体26最好由苯酚塑料制造，如上所述。苯酚塑料的导热系数为大约 0.13-0.25。然而，空气有一甚至更低的大约为0.02的导热系数。所以， 其最好在活塞24和绝热体26之间和绝热体26和摩擦元件22之间提供 空气空间，以减少从摩擦元件22向活塞24的热量传递。所以，能减少 传递到致动流体或液压流体上的热量。

再参见图1-3，显示了一对制动操作机构28a和28b，它们是普通 的盘式制动器操作机构。所以，这里不对制动操作机构28a和28b作详 细的描述和图示。制动操作机构28a和28b被提供以控制盘式制动器组 件12和14。制动操作机构28a和28b最好固定地安装在车把19上，与 车把19的手柄部分相邻。所以，制动操作机构28a和28b被以普通的方 式操作，从而，盘式制动器组件12和14使摩擦元件22从车轮16和盘 式制动器转动件18能自由转动的释放位置移动到一制动位置。在制动位 置，盘式制动器组件12和14在盘式制动器转动件18上施加一个制动力， 使自行车车轮16和盘式制动器转动件18的转动停止。

现在更详细地描述制动操作机构28a和28b。基本上，制动操作机构 28a和28b被设计以普通的方式使盘式制动器组件12和14动作，以在盘 式制动器转动件18上施加一个强有力的夹紧作用，使车轮16之一的转 动停止。制动操作机构28b操作后盘式制动器组件14，和制动操作机构 28a操作前盘式制动器组件12。制动操作机构28b制动操作机构28a相 同，只是制动操作机构28b是制动操作机构28a的对称结构。制动操作 机构28a和28b基本上各包括一制动杆80，一液压或主动油缸81，一液 压或主动活塞82，和一致动流体箱83。最好，各制动操作机构28a和28b 为安装在车把19上的单一单元。

特别是，参见制动操作机构28a和28b中任何一个，制动杆80包括 一安装部分84和一杆部85。安装部分84被设计为以一普通的方式夹在 手柄19上。安装部分84与主动油缸81整体成形，从而，主动油缸81， 主动活塞82和致动流体箱83都支承在制动杆80的安装部分84上。杆 部85可转动地连接于安装部分84，以在一释放位置和一制动位置之间移 动，通常，杆部84以一普通的方式保持在释放位置。

主动活塞82以一普通的方式可移动地安装在主动油缸81中。更具 体地说，致动流体箱83安装在主动油缸81上并与主动油缸81的内孔流 体连通，以向其提供致动流体。主动活塞82一端连接于杆部85用于使 主动活塞82在主动油缸81中轴向移动。所以，杆部85的作用使主动活 塞82在主动油缸81中轴向移动。主动活塞82在主动油缸81中的移动 通过液压线路86传导流体压力，液压线路通过流体连接单元33与盘式 制动器组件12和14之一连接。于是，压力致动流体使活塞24和摩擦元 件22移动，从而与盘式制动器转动件18接合，而使车轮16的转动停止。

第二实施例

现在参见图16-20，其中显示了有根据本发明第二实施例的一组绝 热体126的变形的盘式制动器组件112。本发明的第二实施例基本与第一 实施例相同，只是在第一实施例中的绝热体26已在第二实施例中改变了。 特别是，在本发明的第二实施例中，绝热体26已由变化了的绝热体126 代替了。盘式制动器组件112的其他部分与第一实施例(即，盘式制动 器组件12)的部分相同。所以，在这里对这些部分不进行详细的描述和 图示。另外，在第二实施例中，与第一实施例相同的部件标以相同的标 号。

各绝热体126最好是一硬质的环形元件，其由有低导热系数的塑料 材料制造。特别是，各绝热体126最好由苯酚塑料材料制造。绝热体126 最好通过注塑或其他合适的制造工艺制造。各绝热体126设置在一个活 塞24和一个摩擦元件22之间，以散发从摩擦元件22向活塞24的热量 传递，和向致动流体的热量传递。各绝热体126有一第一端160，其有一 第一端面161，和一第二端162，其有一第二端面163，和一在所述第一 端面161和第二端面163之间延伸的侧壁164。侧壁164不包括第一实施 例中的一组突起66。绝热体126包括一通孔168，其从第一端面161延 伸到第二端面163。

各绝热体126的第一端160的尺寸和形状适于容纳在活塞24的内凹 部50中之一。最好，绝热体126的第二端162被部分地容纳在活塞24 的内凹部50中。所以，绝热体126最好延伸到活塞24之外，如图20所 示。各侧壁164包括一保持槽170，其使第一端160与第二端162分开。

最好，绝热体126的第一端160和一第一直径，和第二端162有一 与第一直径相等的第二直径。各第一端160的直径基本上等于各活塞内 表面54的较窄部分54c的直径。一保持环72设置在保持槽170中，使 绝热体126保持在活塞24的内凹部50中。更具体地说，绝热体126的 形状使保持环72与凹部50内表面54的第一锥面54b接触。换句话说， 当保持环72设置在保持槽170中时，保持环72径向延伸到绝热体126 的第一端160的直径之外。

通孔168从第一端面161延伸到第二端面163，并且其最好是一中央 通孔。通孔168最好包括一第一锥部168a，一中央部分168b，和一第二 锥部168c。通孔168的直径最好大于绝热体126最大直径的大约25％。 更具体地说，通孔168的直径大约为绝热体126最大直径的大约40％。 这样的直径减少了绝热体126与活塞24(即，第一端面161)和摩擦元 件22(即，第二端面163)的接触面积。

绝热体126的第二端面163最好包括一组在其上形成的槽174。最好， 各槽174径向从通孔168向外延伸到侧壁164。更具体地说，一组槽174 最好沿周向相互以相等间隔设置，以与外部空气提供流体连通。最好， 第二端面163包括4个相互以90度布置的槽174。

上面使用的程度术语例如“基本上“，“大致“和“大约“表示修 定术语的偏差的合理量，以致最后的结果不会有大的改变。如果不否定 这些修定术语的意义，其应当被构成包括修定术语的±25％的偏差量。

本发明有许多变形，都在本发明的精神范围之中。