JPH01150030A - ディスクブレーキ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ａ０発明の目的 （産業上の利用分舒） この発明に係るディスクブレーキは、航空機や高速鉄道
車両の車輪部分に組み込み、高速で走行する航空機や鉄
道車両の制動を安定して行ない、しかも摩擦材の摩耗量
が徒に多くなる事を防止するものである。

（従来の技術） ディスクブレーキはドラムブレーキに比べて放熱性が良
く、安定した制動力を得られる為、自動車だけでなく、
航空機用或は鉄道車両用のブレーキとして多く使用され
る様になって来た。

、ところが、航空機や高速鉄道車両に使用するブレーキ
の場合、制動時に要求される条件が厳しく、特に制動時
に摩擦材の表面が高温になる事が避けられず、乗用車等
に使用される通常のディスクブレーキの様に、アスベス
トや焼結金属を摩擦材として使用した場合、制動時に摩
擦材表面の変質に伴なって、摩擦材とロータとの間の摩
擦係数が極端に低下し、十分な制動力を得られなくなっ
てしまう。

この為、炭素繊維をフィラーとし、炭素をマトリックス
とした高強度の複合材料である炭素／炭素複合材料（ｃ
／ｃ　Ｃａｍｐ、）を摩擦材として使用したディスクブ
レーキが、コンコルド（ＳＳＴ）の様な一部の航空機の
制動に使用されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、炭素／炭素複合材料を使用して造られた摩擦
材の場合、耐熱性に優れ、高温時にも十分な制動力を得
られる反面、次に述べる様な不都合を生じる。

即ち、炭素／炭素複合材料を制動に伴なう高温に曝し、
しかも周囲に酸素を存在させた場合、炭素が酸化し、二
酸化炭素や一酸化炭素として周囲に飛散する事により、
摩擦材を構成する炭素／炭素複合材料の摩耗が促進され
て、摩擦材の交換を短期間の間に行なわなければならな
くなってしまう。

本発明のディスクブレーキは、上述の様な不都合を解消
するものである。

ｂ０発明の構成 （問題を解決するための手段） 本発明のディスクブレーキは、従来からのディスクブレ
ーキと同様に、車輪と共に回転するロータと、ボデーに
対して固定のキャリパに内蔵されたピストンの押し出し
に伴なって上記ロータの側面に押圧される押圧部材とか
ら成り、ロータと押圧部材との互いに対向する面の間に
、炭素／炭素複合材料製の摩擦材を設けている。

更に、本発明のディスクブレーキに於いては、上記摩擦
材が存在する空間部分を外気から遮断し、この空間部分
内に不活性ガスを充填したり、或はこの空間部分内を真
空或は低圧状態とする事で、この空間部分内を低酸素状
態（無酸素状態を含む。）に保持している。

（作　　　用） 上述の様に構成される本発明のディスクブレーキの制動
時に於ける作用自体は、従来のディスクブレーキの場合
と同様である。

即ち、制動を行なう場合には、キャリパに内蔵したピス
トンの押し出しに基づぎ、押圧部材をロータの側面に押
し付け、この押圧部材とロータとを、摩擦材を介して摩
擦係合させて、ロータを固定した車輪を制動する。

但し、本発明のディスクブレーキの場合、摩擦材が存在
する空間部分を外気から遮断し、この空間部分内を低酸
素状態に保持している為、制動に伴なって摩擦材が高温
になった場合に於いても、この摩擦材を構成する炭素／
炭素複合材料が酸化する事がなく、摩擦材の摩耗が徒に
促進される事がなくなる。

（実施例） 次に図示の実施例を説明しつつ本発明を更に詳しく説明
する。

第１〜３図は本発明のディスクブレーキの実施例を示し
ており、第１図は部分断面図、第２〜３図は第１図のＡ
−Ａ断面に相当する図である。

この実施例は、本発明を液冷式のディスクブレーキに通
用したものである。

自動車のアクスル軸等の被制動軸１の外周面には２枚の
円輪状のロータ２．２が、セレーション部３を互いに係
合させる事で、軸方向（第１図の左右方向）に亘る若干
の移動のみを自在に、且つ互いに間隔をあけて装着され
ている。各ロータ２、・２は、円輪状で金属製の基板２
ａの両側面に、炭素／炭素複合材料製の摩擦材２ｂ、２
ｂを添着する事で構成されている。

上記被制動軸１の近傍に於いて車体に固定された支持ブ
ラケット４には、ボルト５によって、内周側が開口した
略コ字形断面を有し、被制動軸１の全周を囲む環状に形
成されたキャリパ６を、上記２枚のロータ２．２を囲む
状態で固定している。

このキャリパ６には、上記ロータ２．２を挟む状態で第
一、第二の円輪状壁７．８を形成しており、この内のイ
ンチ側（インナ側とは車両に装着した場合に中央寄りと
なる側を言い、第１図に於いて右側となる。）に存在す
る厚肉の第一の円輪状壁７には、この円輪状壁７の内面
に開口するシリンダ９を、円周方向に亘って複数個（第
１図には１個のみ示す。）、等間隔で設けており、制動
時に給油口１０からシリンダ９内への圧油の供給に基づ
き、ロータ２に向けて突出するピストン１１を、各シリ
ンダ９内に嵌装している。

上記第一の円輪状壁７の内周縁には、円環状のスペーサ
１２を介してバッキング１３を設け、このバッキング１
３の内周面を、被制動軸１の外周面に当接させている。

又、第二の円輪状壁８の内周面には、直接バッキング１
３を装着し、このバッキング１３の内周縁をアクスル軸
１の外周面に当接させている。１４．１４は、各バッキ
ング１３．１３を補強する為の、針金状のリングである
。

上述の様に、第一、第二の同円輪状壁７．８の内周縁に
、それぞれバッキング１３．１３ａ装着し、各バッキン
グ１３．１３の内周縁をアクスル軸１の外周面に当接さ
せている為、キャリパ６の外周壁１６の内周面と、第一
、第二の同円輪状壁７．８の内側面と、アクスル軸１の
外周面とによって回りを囲まれる円輪状の空間部分１５
は、外気から遮断された状態となる。

この様に外気から遮断された空間部分１５内には、窒素
ガス等の不活性ガスを充填して、この空間部分１５内に
、摩擦材２ｂを構成する炭素／炭素複合材料を酸化させ
る酸素が存在しない様にしている。

一方、外周壁１６を介して第一の円輪状壁７と連続した
第二の円輪状壁８の外側面（第１図の左側面）には、こ
の円輪状壁８の全周に亘って凹部１７を形成し、円輪状
の蓋板１８によりこの凹部１７の開口部を塞ぐ事で、第
二の円輪状壁８を中空に構成している。上記蓋板１８に
は給液口１９と排液口２０とを設けてわら、この内の給
液口１９には給液ホース２１の一端を、排液口２０には
排液ホース２２の一端を、それぞれ接続して、蓋板１８
で塞がれた凹部１７内に冷却液を循環自在としている。

上記第一の円輪状壁７のシリンダ９に嵌装したピストン
１１の端面１１ａと、このピストン１１寄りのロータ２
との間、２枚のロータ２．２同士の間には、全体が円輪
状で、内側に冷却液を循環させる流路２３を有する２枚
のステータ２４．２４を設けている。

上記各ステータ２４．２４の内側には、第２図或は第３
図に示す様に、両端をステータ２４．２４の外周面に開
口させる口字形の流路２３ａ、２３ａを間欠的に設けて
いる。一方、前記第一、第二の同円輪状壁７．８の外周
縁同士を連続させ、上記各ステータ２４．２４の外周縁
を内嵌させる短円筒状の外周壁１６の内周面には、複数
の凹部２５．２５を間欠的に形成する事により、上記複
数の流路２３ａ、２３ａの内、隣り合う流路２３ａ、２
３ａの端部開口同士を連続させている。但し、隣り合う
流路２３ａ、２３ａの端部間口同士を連続させるのは、
第３図に示す様な、ステータ２４の外周面に螺着したプ
ラグ２６により行なっても良い。

尚、外周壁１６の内周面に凹部２５．２５を形成した場
合は、上記外周壁１６の内周面の内、各凹部２５．２５
の開口周縁部に位置する部分、及び各ステータ２４．２
４の外周面でこの部分龜整合する部分を平坦に形成する
と共に、画部分の間に０リング２７．２７を装着して、
上記各流路２３ａ、２３ａと凹部２５．２５との連続部
の液密保持を図る。

各ステータ２４．２４に形成したそれぞれ複数の流路２
３ａ、２３ａと、外周壁１６の内周面に形成した複数の
凹部２５．２５とを互いに直列に連続させてなる流路２
３の両端部は、上記外周壁１６に設けた冷却液入口２８
と冷却液出口２９とに液密に接続して、各ステータ２４
．２４の内側の流路２３．２３に冷却液を循環自在とし
ている。

即ち、第１〜２図に示した様に、外周壁１６の内周面に
凹部２５．２５を形成した構造の場合、外周壁１６の外
周面側端部開口にそれぞれ給液ホース３０、排液ホース
３１を接続した漏却液入口２８と冷却液出口２９との、
外周壁１６の内周面側端部開口を、上記流路２３の両端
間すに整合させ、両開口の間の液密を、外周壁１６の内
周面とステータ２４の外周面との間に挟持し゛た０リン
グ３２．３２により保持する。

又、第３図に示した様に、プラグ２６を使用する構造の
場合は、ステータ２４に形成した流路２３の両端開口部
と、可撓性を有するホース３３．３３との端部を直接接
続する。

尚、第１図に於いてピストン１１の端面１１ａとステー
タ２４との間に挟持した板状の部材３４は断熱材により
造られており、制動時に昇温したステータ２４の熱がシ
リンダ９内のブレーキオイルに迄伝わるのを防止する。

又、第２〜３図に示す様に、ステータ２４の外周面に形
成した凹部３５．３５と外周壁１６の内周面に形成した
凸部３６．３６とを互いに嵌合させる事で、外周壁１６
の内側でステータ２４が、軸方向に若干移動するが、回
転はしない様にしている。

更に、外周壁１６の内周面で、２枚のステータ２４．２
４の間部分にはストッパ３７を装着して、アウタ側（車
両の外側。第１図の左側。）のステータ２４のインナ側
への移動を制限している。

上述の様に構成される本発明のディスクブレーキにより
制動を行なう為、第一の円輪状壁７のシリンダ９に圧油
を送り込んで、このシリンダ９内に嵌装したピストン１
１をロータ２．２に向け、第１図の左方に突出させると
、ピストン１１の端面１１ａと第二の円輪状壁８との間
隔が挟まり、２枚のロータ２．２０両側面に添着された
摩擦材２ｂ、２ｂと、抑圧部材である２枚のステータ２
４．２４の側面及び第二の円輪状壁８の内側面とが互い
に強く摩擦し合って制動が行なわれる。

この際、摩擦材２ｂ、２ｂと、ステータ２４．２４の側
面及び第二の円輪状壁８の内側面との摩擦に伴なって摩
擦面（摩擦材２ｂ、２ｂの表面。

ステータ２４．２４の側面。第二の円輪状壁８の内側面
。）の温度が上昇するが、この熱は直ちにステータ２４
．２４の内側に形成した流路２３．２３内、或は第二の
円輪状壁８の凹部１７内を流れる冷却液に奪われる為、
ロータ２．２、ステータ２４．２４、及び第二の円輪状
壁８の摩擦面の温度が、正常な制動を行なえない程迄上
昇する事がない。

更に本発明のディスクブレーキの場合、キャリパ６の外
周壁１６の内周面と第一、第二の両円輪状壁７．８の内
側面と被制動軸１の外周面とによって回りを囲まれ、摩
擦材２ｂ、２ｂを設けたロータ２．２が存在する空間部
分１５が外気から遮断され、しかもこの空間部分１５内
に不活性な窒素ガスが充填されている為、制動に伴なっ
て摩擦材２ｂ、２ｂの温度が上昇した場合に於いても、
この摩擦材２ｂ、２ｂを構成する炭素／炭素複合材料が
酸化する事はなく、酸化に基づいて各摩擦材２ｂ、２ｂ
が著しく摩耗する事を有効に防止出来る。

非制動時に於いては、ピストン１１がシリンダ９内に引
き込まれ、このピストン１１の端面１１ａと第二の円輪
状壁８との間隔が拡がって、各ロータ２．２の摩擦材２
ｂ、２ｂの表面と、ステータ２４．２４の側面及び第二
の円輪状壁８の内側面との間に微小な間隙が形成され、
ロータ２．２が自由に回転する。

尚、上述の実施例に於いては、空間部分１５の低酸素状
態として、窒素ガス雰囲気を示したが、低酸素状態を得
る為には、他の不活性ガス雰囲気としたり、或は空間部
分１５を真空ポンプに通じさせ、この空間部分１５内を
低圧乃至は真空状態とする事も出来る。但し、空間部分
１５を低圧乃至は真空状態とする場合、バッキング１３
．１３として、空間部分１５内外の圧力差に耐えられる
程度に、十分な剛性を有するものを用いる。

Ｃ０発明の効果 本発明のディスクブレーキは、以上に述べた通り構成さ
れ作用する為、耐熱性の優れた炭素／炭素複合材料製の
摩擦材を使用した場合に於いて、この摩擦材の酸化を有
効に防止して、酸化に基づく摩擦材の摩耗を防止し、摩
擦材の寿命を延長する事が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明のディスクブレーキの実施例を示し
ており、第１図は部分断面図、第２〜３図は第１図のＡ
−Ａ断面に相当する図である。 １：被制動軸、２：ロータ、２ａ：基板、２ｂ：摩擦材
、３：セレーション部、４：支持ブラケット、５：ボル
ト、６：キャリパ、７：第一の円輪状壁、８：第二の円
輪状壁、９ニジリンダ、１０：給油口、１１：ピストン
、１１ａ：端面、１２ニスペーサ、１３：パッキング、
１４：リング、１５：空間部分、１６：外周壁、１７：
凹部、１８：蓋板、１９：給液口、２０：排液口、２１
：給液ホース、２２：排液ホース、２３．２３ａ：流路
、２４：ステータ、２５；凹部、２６：プラグ、２７：
０リング、２８：冷却液入口、２９：冷却液出口、３０
：給液ホース、３１：排液ホース、３２：Ｏリング、３
３：ホース、３４：部材、３５：凹部、３６：凸部、３
７：ストツバ。 特許出願人　　株式会社曙ブレーキ中央技術研究所代　
理　人　　小　　山　　欽　　造（ばか１名）第１図 ム

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）車輪と共に回転するロータと、ボデーに対して固
   定のキャリパに内蔵されたピストンの押し出しに伴な■
   ■■ロータの側面に押圧される押圧部材とから成り、ロ
   ータと押圧部材との互いに対向する面の間に、炭素／炭
   素複合材料製の摩擦材を設けたディスクブレーキに於い
   て、上記摩擦材が存在する空間部分を外気から遮断し、
   この空間部分内を、低酸素状態にした事を特徴とするデ
   ィスクブレーキ。
2. （２）低酸素状態が不活性ガス雰囲気である、特許請求
   の範囲第１項に記載のディスクブレーキ。
3. （３）低酸素状態が真空乃至は低圧状態である、特許請
   求の範囲第１項に記載のディスクブレーキ。