JPS6048655B2 - 摩擦デイスク組立体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特にブレーキ及びクラッチに用いられる摩擦デ
ィスク組立体に関するものてある。

特に高性能の航空機用ディスクブレーキの摩擦ディスク
はブレーキ作動中エネルギ変換により生する極めわて大
きい熱負荷を受け、摩擦テイスクの作動温度は危険な高
温度に接近し又はこれを超えることとなり得る。従来で
は、摩擦ディスク全体あるいは少なくともその要部は鋼
で形成されており、達し得る最大作動温度のもとては、
好ましくない構造的ひずみ又は破損を生ずることなく作
動することはできなかつた。ディスクブレーキの比較的
最近の開発により、カーボン又はカーボンベースの材料
を用いて摩擦ディスクを製造することが提案されており
、この材料は、構造的ひずみを生ずることなく鋼よりも
相当高い作動温度に耐え得る能力を有する。

しかし、このカーボン又はカーボンベースの摩擦ディス
クは引張り及び剪断に対して弱いという特性を有してお
り、又高作動温度のもとてはテイスクの非摩擦接触部分
を酸化され易く、テイスクの好ましくない物理的ひずみ
を生ずるという欠点がある。本発明の主たる目的は、カ
ーボン又はカーボンベースの摩擦ディスクが引張り及び
剪断における島い集中応力を受けることのないように、
又摩擦ディスクの酸化が最大限に阻止されるようにする
ことにある。

この目的を達成するために、本発明は、摩擦接独部分、
２つの半径方向に間隔を離れた円周端縁の一方に隣接す
る非摩擦接触部分及び上記一方の円周端縁に形成された
複数個の円周方向に間隔を離れたスロットを有する少な
くとも１個のカーボン又はカーボンベーズの実質的に環
状の摩擦ディスクを包含する組立体において、上記一方
の円周．端縁に隣接して配置された上記環状摩擦ディス
クと同心の環状の金属製リングと、上記リング上に形成
され、各々が同リングから半径方向に延びて対応する上
記スロットと係合している複数個の間隔を離れた突起部
材と、上記リング上に形成され、上記ディスクの一方の
円周端縁から離れる方向に同リングから半径方向に延び
ている複数個の間隔を離れた力伝達部材と、上記リング
に固定され、同リングから延びて上記非摩擦接触部分の
大部分を覆う第１及び第２の軸線方向に間隔を離れた環
状板部材とを設け、上記リング及び上記両環状板部材が
上記スロットを包囲してシールドを形成すると共に、上
記円周方向に間隔を離れた突起部材の数か上記力伝達部
材の数よりも多く引張り及び剪断における高い集中応力
を生じさせないようにしていることを特徴とする摩擦デ
ィスク組立体を提案するものてある。

上記構成によると、金属製のリング及び環状板部材から
成るシールドが摩擦ディスクの非摩擦接触部分を実質的
に覆つて、酸素欠乏状態を生じさせることにより非摩擦
接触部分の酸化を阻止できると共に、摩擦ディスクが互
いに係合する多数の突起部材及びスロットを介してリン
グと組合わされているので、ディスクに伝達されるトル
クが突起部材間て分配されて摩擦ディスクの応力集中を
阻止し、テイスクの構造的ひずみ又は破損を防止てきる
のである。

本発明は又、摩擦接触部分、２つの半径方向に間隔を離
れた円周端縁の一方に隣接する非摩擦接触部分及ひ上記
一方の円周端縁に形成された複数 ：個の円周方向に間
隔を離れたスロットを各々が有している複数個のカーボ
ン又はカーボンベースの実質的に環状の摩擦ディスクを
包含し、上記複数個の環状摩擦ディスクが軸線方向に整
合して重ね合わされている組立体において、各上記環状
摩擦 フデイスクに、上記一方の円周端縁に隣接して配
置された対応する上記環状摩擦ディスクと同心の環状の
金属製リングと、上記リング上に形成され、各々が同リ
ングから半径方向に延びて対応する上記スロットと係合
している複数個の間隔を離れた突起部材と、上記リング
上に形成され、上記ディスクの一方の円周端縁から離れ
る方向に同リングから半径方向に延びている複数個の間
隔を離れた力伝達部材と、上記リングに固定され、同リ
ングから延びて上記非摩擦接触部分の大部分を覆う第１
及び第２の軸線方向に間隔を離れた環状板部材とを設け
、上記リング及び上記両環状板部材が上記スロットを包
囲してシールドを形成すると共に、上記円周方向に間隔
を離れた突起部材の数が上記力伝達部材の数よりも多く
引張り及び剪断における高い集中応力を生じさせないよ
うにし、更に、上記複数個の環状摩擦ディスクの第１摩
擦ディスクの上記第１環状板部材が対応する上記リング
に固定された半径方向に延びている環状壁と、隣接する
第２摩擦ディスクに対し半径方向に間隔を離れて同環状
壁から突出した軸線方向に延びている円筒状壁とを具え
、第３摩擦ディスクの上記第２環状板部材が対応する上
記リングに固定された半径方向に延びている環状壁と、
上記第２摩擦ディスクに対し半径方向に間隔を離れて同
環状壁から突出して、上記第１環状板部材の上記円筒状
壁と抜差し自在に係合する円筒状壁とを具えていること
を特徴とする摩擦ディスク組立体を提案している。

この構成は、上述した効果を奏するはかりでなく、第１
及ひ第３摩擦ディスク例えは回転ディスクの抜差し自在
に係合する円筒状壁がシールドを形成し、両ディスク間
に配置される第２摩擦ディスク例えば静止ディスクへの
空気流れに抵Ｊ抗しその円周端縁の酸化を更に阻止する
と共に、水、油又は塵埃の侵入を阻止して特に航空機用
ブレーキにおけるカーボン又はカーボンベースの摩擦デ
ィスクが湿気等によつて悪影響を受けることを防止てき
るのてある。； 以下、本発明の実施例について添付図
面を参照して詳細に説明する。

図面において、符号２０はディスクブレーキを収容する
車輪の一部を示しており、ディスクブレーキは回転自在
な環状回転摩擦ディスク２２（第フ１図参照）と非回転
的な環状静止摩擦ディスク２４（第３図参照）とを含み
、摩擦ディスク２２と２４はカーボン又はカーボンベー
スの材料から形成され、第５図に示すように押圧される
ことによつて互いに摩擦係合せしめられて車輪２０の回
転に抵抗する。

普通の航空機用ディスクブレーキは多数の摩擦ディスク
を用いており、この場合複数個の回転摩擦ディスク２２
と静止摩擦ディスク２４が交互に軸線方向に整合して重
ね合わされ、図示しない適宜の力発生装置によつて軸線
方向に係合せしめられてブレーキ効果を発揮する。第２
図に示す回転摩擦ディスク２２は、その半径方向最外端
部を、複数個の円周方向に間隔を離れ半径方向外方に延
びた部分２８を具えている連続した環状の金属製（好ま
しくは鋼製）リング２Ｊ６によつて囲まれており、各部
分２８は切欠いてあつて、リング２６の力伝達部材をな
すスロット３０を形成する。

各スロット３０は車輪２０に固定された細長い駆動キー
部材３２を摺動自在に収容して、ディスク２２を回転さ
せるように車輪２０をディスク２２に駆動的に連結する
と共に、車輪２０に対するディスク２２の軸線方向移動
を許容してブレーキを係合及び解放できるようにしてい
る。第１図の矢印で示されている車輪２０の回転方向に
おけるブレーキ作動時、キー部材３２はスロット３０の
端部壁３４に係合し、端部壁３４は円周方向に延ひてい
る一体形成の支持リブ３６を具えている。車輪２０の反
対回転方向におけるフルーキ作動時、キー部材３２はス
ロット３０の端部壁３８に係合し、端部壁３８は、端部
壁３４と同様に、一体形成の支持リブ３６によつて接線
方向に支持されている。第２図に示すように、リブ３６
はリング２６の両軸線方向端縁間の中間に位置され、又
連続してはいるが端部壁３４と３８間て可変の半径方向
深さを有していることが望ま．しい。しかし、必要なら
、単一のリブ３６の代りに、複数個の軸線方向に間隔を
離れ円周方向に延びたリブ又は壁、（図示しない）を設
けてもよい。リング２６は、回転摩擦ディスク２２の適
合す！る切欠き又はスロット４２と係合する複数個の円
周方向に間隔を離れ半径方向に延びたキー又は突起部材
４０を含む。

突起部材４０と係合するスロット４２の数はキー部材３
２と係合するスロット３０の数よりも相当多い。車輪２
０の停止又は減く速回転時において車輪２０とディスク
２２との間ｊ”で伝達される全トルクは、比較的少ない
キー部材３２間で分配されて、車輪２０の回転方向に応
じてリング２６の端部壁３４又は３８に比較的大きｊい
力を負荷する。しかし、鋼製のキー部材３２及びリブ３
６によつて支持された端部壁３４又は３８の強度特性は
、この大きい力に十分耐え得る。従つて、使用されるキ
ー部材３２の数を最小にして、キー部材３２を介する回
転摩擦ディスク２２から車輪２０への熱伝達を最小限に
抑えることができる。又、リング２６からディスク２２
に伝達される全トルクは多数の突起部材４０間で分配さ
れ、突起部材４０はキー部材３２よりも遥かに低いトル
ク分配量を受けて、突起部材４０に係合するスロット４
２の端部壁に負荷される力を大巾に減少させることがで
きる。リング２６は軸線方向に間隔を離れた金属製（好
ましくは鋼製）環状板部材４４と４６を具えており、板
部材４４と４６はいリベット４８のような適宜の締着装
置によつてリング２６に固定され、各リベット４８は板
部材４４と４６の開口５０と５２及び突起部材４０の開
口５４を貫通している。

リベット４８は適当にすえ込みされて板部材４４と４６
をリング２６に対して固定し、リングを板部材間に挾持
する。板部材４４と４６はディスク２２の隣接面に重な
り、リング２６に対して半径方向内方に延びてスロット
４２を覆う。板部材４４と４６は、隣接する静止摩擦デ
ィスク２４と摩擦係合するディスク２２の摩擦接触部分
から半径方向外方に位置されている。第１図において、
板部材４４は円周方向の一部分を破断して示されている
。このように、カーボン製のディスク２２の半径方向最
外端部の非摩擦接触部分はブレーキ作動時ディスク２２
の高作動温度状態のもとで激しく酸化される傾向があり
、ディスク２２の酸化はその強度特性に悪影響を及ほす
のて好ましくないが、リング２６と板部材４４と４６は
ディスク２２の非摩擦接触部分のためのシールドとして
作用している。このディスク２２の非摩擦接触部分のた
めのシールドは、酸素欠乏状態を生じさせて非摩擦接触
部分の酸化を軽減させるのてある。第３図において、静
止摩擦ディスク２４が、同ディスクに固定されるように
変更された環状の金属製リング５６と共に示されている
。

このリング５６は複数個の円周方向に間隔を離れ半径方
向内方に延びたキー又は突起部５８を具えており、突起
部５８は、固定トルク管６２に形成されている軸線方向
に延びたスプライン又は溝６０と係合し、リング５６の
力伝達部材をなしている。複数個の円周方向に間隔を離
れ半径方向外方に延びたキー又は突起部材６４は、静止
摩擦ディスク２４の適合する切欠き又はスロット６６と
係合する。リング５６は、リング２６と同様に、軸線方
向に間隔を離れた鋼製環状板部材６８と７０を具えてお
り、板部材６８は第３図において円周方向の一部分を破
断して示されている。板部材６８と７０はリベット７２
のような適宜の締着装置によつてリング５６に固定され
、各リベット７２は板部材６８と７０の開口及ひ突起部
材６４の開口を貫通し、すえ込みされて板部材６８と７
０をリング５６に対して固定する。板部材６８と７０は
リング５６の連続した半径方向最外端部に対して支持さ
れ、そこから半径方向外方に延びてスロット６６を覆い
、回転摩擦ディスク２２を保護するリング２６及ひ板部
材４４と４６と同じ態様及び理由で、カーホン製の静止
摩擦ディスク２４の半径方向最内端部の非摩擦接触部分
を遮蔽する。第５図は、静止摩擦ディスク２４の外周端
縁の酸化を阻止するようにした環状板部材４４と４６の
変更例を示している。

各環状板部材４４，４６は半径方向に延ひている環状壁
７４と、同壁に対して垂直な軸線方向に延びている円筒
状壁７６とを具えている。環状壁７４は突起部材４０を
貫通しているリベット４８によつてリング２６に固定さ
れる。円筒状壁７６は回転摩擦ディスク２２から、同デ
ィスクと同心の隣接する静止摩擦ディスク２４の外周端
縁を部分的に越えて、軸線方向に突出している。或る回
転摩擦ディスク２２の板部材４４の円筒状壁７６は隣接
する他の回転摩擦ディスク２２の板部材４６の反対方向
に延ひた円筒状壁７６と抜差し自在あるいは摺動自在に
係合して、２個の隣接するディスク２２間に位置された
静止摩擦テイスク２４の外周端縁を完全に覆う。全回転
摩擦ディスク２２は一体的に回転して、抜差し自在な円
筒状壁７６の相対回転を阻止している。円筒状壁７６の
抜差し自在な構成は、回転及び静止摩擦ディスク２２と
２４の摩擦係合面の摩 フ耗によつて２個の隣接する回
転摩擦ディスク２２間の軸線方向空間が減少することを
補償している。従つて、板部材４４と４６の抜差し自在
な円筒状壁７６間の伸縮範囲は、静止摩擦ディスク２４
又は回転摩擦ディスク２２の摩耗寿命又は両ディスクの
漸増的摩耗を補償するように選択されることが理解でき
よう。同様に、静止摩擦ディスク２４の板部材６８と７
０は第５図の壁７６と類似した円筒状壁（図示しない）
を具えるように変更されてよい。

この場合、円筒状壁は、回転摩擦ディスク２２の内周端
縁を越えて軸線方向に延ひて、隣接する静止摩擦ディス
ク２４の円筒状壁と抜差し自在に係合し、ディスク２４
間に位置される回転摩擦ディスク２２の内周端縁を完全
に覆う。このように、回転摩擦ディスク２２の内周端縁
は、第５図の静止摩擦ディスク２４の外周端縁と同じ態
様て、過度の酸化に対して保護されることとなる。必要
なら、リング２６と５６は、端部当接関係で配置されて
実質的に連続した環状のリングを形成する複数の円弧状
扇形部分（図示しない）から形成されていてもよい。

又、環状板部材４４，４６，６８と７０は連続したもの
であつても、又端部当接関係で配置された複数の円弧状
扇形部分（図示しない）から形成されているものでもよ
く、もし扇形部分から形成される場合には、板部材はリ
ングと板部材との堅固な組立体を形成するように連続し
たリング又は円弧状扇形部分から形成されたリングに適
宜固定される。上述した変更例では、抜差し自在な円筒
状壁７６は、回転又は静止摩擦ディスクへの空気流れに
抵抗して同ディスクの円周端縁の酸化を更に阻止すると
共に、水、油又は塵埃がディスクの摩擦接’触部分に侵
入するのを防止するシールドを形成している。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明による環状回転摩擦ディスクの一部分の
正面図、第２図は第１図の線２−２に沿・つた断面図、
３図は本発明による環状静止摩擦ディスクの一部分の正
面図、第４図は第３図の線４−４に沿つた断面図、第５
図は本発明の変更例を示す断面図てある。 ２０・・・・・・車輪、２２・・・・・・環状回転摩擦
ディス；ク、２４・・・・・・環状静止摩擦ディスク、
２６，５６・・・・・・リング、３０，４２，６６・・
・・・・スロット、３２・・・・・・キー部材、３４，
３８・・・・・・端部壁、３６・・・・・・支持リブ、
４０，６４・・・・・・突起部材、４４，４６，６８，
７０・・・・・・環状板部材、４８，７２・・・・・・
リベット、５８・・・・・・突起部、６０・・・・・・
溝、６２・・・・・・トルク管、７４・・・・・・環状
壁、７６・・・・・・円筒状壁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 摩擦接触部分、２つの半径方向に間隔を離れた円周
   端縁の一方に隣接する非摩擦接触部分及び上記一方の円
   周端縁に形成された複数個の円周方向に間隔を離れたス
   ロット４２，６６を有する少なくとも１個のカーボン又
   はカーボンベースの実質的に環状の摩擦デイスクを包含
   する組立体において、上記一方の円周端縁に隣接して配
   置された上記環状摩擦ディスク２２，２４と同心の環状
   の金属製リング２６，５６と、上記リング２６，５６上
   に形成され、各々が同リングから半径方向に延びて対応
   する上記スロットと係合している複数個の間隔を離れた
   突起部材４０，６４と、上記リング上に形成され、上記
   ディスクの一方の円周端縁から離れる方向に同リングか
   ら半径方向に延びている複数個の間隔を離れた力伝達部
   材３０，５８と、上記リングに固定され、同リングから
   延びて上記非摩擦接触部分の大部分を覆う第１及び第２
   の軸線方向に間隔を離れた環状板部材４４，４６，６８
   ，７０とを設け、上記リング２６，５６及び上記両環状
   板部材４４，４６，６８，７０が上記スロット４２，６
   ６を包囲してシールドを形成すると共に、上記円周方向
   に間隔を離れた突起部材４０，６４の数が上記力伝達部
   材３０，５８の数よりも多く引張り及び剪断における高
   い集中応力を生じさせないようにしていることを特徴と
   する摩擦ディスク組立体。 ２ 上記第１及び第２環状板部材４４，４６，６８，７
   ０が同板部材及びそれらの間に締着される上記突起部材
   を貫通する複数個の締着装置４８，７２によつて上記リ
   ングに固定されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の摩擦ディスク組立体。 ３ 上記環状摩擦ディスクが車輪２０によつて駆動され
   るように連結された回転ディスク２２であり、上記リン
   グが上記回転ディスクを囲み、上記複数個の突起部材４
   ０が上記リングから半径方向内方に延びて上記回転ディ
   スクの上記スロット４２と係合し、上記力伝達部材が上
   記リング２６に対して半径方向外方に延びて上記車輪２
   ０と作動的に係合していることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載の摩擦ディスク組立体。 ４ 上記環状摩擦ディスクが回転的に固定のトルク管６
   ２に連結された静止デイスク２４であり、上記リング５
   ６が上記静止ディスクによつて囲まれ、上記複数個の突
   起部材６４が上記リング５６から半径方向外方に延びて
   上記静止ディスク２４の上記スロット６６と係合し、上
   記力伝達部材が上記リングから半径方向内方に延びて上
   記トルク管と作動的に係合していることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項又は第２項記載の摩擦ディスク組立
   体。 ５ 上記リングが端部当接関係で配置された複数の円弧
   状扇形部分から形成されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項ないし第４項のいずれか１項に記載の摩
   擦ディスク組立体。 ６ 金属製の上記第１及び第２環状板部材の各々が端部
   当接関係で配置され且つ締着装置によつて互いに固定さ
   れる複数の円弧状扇形部分から形成されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか
   １項に記載の摩擦ディスク組立体。 ７ 上記力伝達部材の各々が上記車輪２０に固定された
   キー部材３２を収容する半径方向に延びているスロット
   ３０から成り、上記スロットが間隔を離れた端部壁３４
   ，３８を有し、各上記端部壁が上記リング２６に沿つて
   円周方向に延びている同リングと一体形成の少なくとも
   １個の支持リブ３６によつて支持されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第３項記載の摩擦ディスク組立体
   。 ８ 摩擦接触部分、２つの半径方向に間隔を離れた円周
   端縁の一方に隣接する非摩擦接触部分及び上記一方の円
   周端縁に形成された複数個の円周方向に間隔を離れたス
   ロット４２，６６を各々が有している複数個のカーボン
   又はカーボンベースの実質的に環状の摩擦ディスクを包
   含し、上記複数個の環状摩擦ディスクが軸線方向に整合
   して重ね合わされている組立体において、各上記環状摩
   擦ディスク２２，２４に、上記一方の円周端縁に隣接し
   て配置された対応する上記環状摩擦ディスクと同心の環
   状の金属製リング２６，５６と、上記リング２６，５６
   上に形成され、各々が同リングから半径方向に延びて対
   応する上記スロットと係合している複数個の間隔を離れ
   た突起部材４０，６４と、上記リング上に形成され、上
   記ディスクの一方の円周端縁から離れる方向に同リング
   から半径方向に延びている複数個の間隔を離れた力伝達
   部材３０，５８と、上記リングに固定され、同リングか
   ら延びて上記非摩擦接触部分の大部分を覆う第１及び第
   ２の軸線方向に間隔を離れた環状板部材４４，４６，６
   ８，７０とを設け、上記リング２６，５６及び上記両環
   状板部材４４，４６，６８，７０が上記スロット４２，
   ６６を包囲してシールドを形成すると共に、上記円周方
   向に間隔を離れた突起部材４０，６４の数が上記力伝達
   部材３０，５８の数よりも多く引張り及び剪断における
   高い集中応力を生じさせないようにし、更に、上記複数
   個の環状摩擦ディスクの第１摩擦ディスクの上記第１環
   状板部材が対応する上記リングに固定された半径方向に
   延びている環状壁７４と、隣接する第２摩擦ディスクに
   対し半径方向に間隔を離れて同環状壁から突出した軸線
   方向に延びている円筒状壁７６とを具え、第３摩擦ディ
   スクの上記第２環状板部材が対応する上記リングに固定
   された半径方向に延びている環状壁７４と、上記第２摩
   擦ディスクに対し半径方向に間隔を離れて同環状壁から
   突出して、上記第１環状板部材の上記円筒状壁と抜差し
   自在に係合する円筒状壁７６とを具えていることを特徴
   とする摩擦ディスク組立体。