JPH07269614A - 高エネルギー制動用複合材ディスク - Google Patents

高エネルギー制動用複合材ディスク

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JPH07269614A
JPH07269614A JP7066065A JP6606595A JPH07269614A JP H07269614 A JPH07269614 A JP H07269614A JP 7066065 A JP7066065 A JP 7066065A JP 6606595 A JP6606595 A JP 6606595A JP H07269614 A JPH07269614 A JP H07269614A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、セラミック材を使用した高
エネルギー制動用複合材ディスクを提案することであ
る。 【構成】 本発明の高エネルギー制動用複合材ディスク
（２１）は、少なくとも１つのセラミックまたはサーメ
ット系のコーティングを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は摩擦材ならびに制動装置
におけるその利用に関するもので、より詳細には高エネ
ルギー制動用複合材ディスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】高速列車の制動系を構成する摩擦材の最
適化は、散逸させるエネルギーレベルがきわめて高いた
めますます難しくなってきている。このようにきわめて
進歩の速い状況下にあっては、例えば鉄−銅焼結金属製
ライニングと組み合わせた大西洋高速列車（ＴＧＶ−
Ａ）用の制動ディスクのような従来の方法はその限界に
達しており、乗客の輸送のための運行速度を３００ｋｍ
／ｈに制限しているのは、一部には、現状では充分に性
能が優れた制動システムを設計することができないとい
う理由による。超高速では、摩擦ブレーキのみが列車を
停止することができる。
【０００３】現行技術による制動装置は例えば、通常車
軸に取り付けた制動ディスクの使用を必要とするクラン
プ装置に依るものである。
【０００４】このような装置内では、ブレーキパッドが
ディスクそのものの両側をはさむ状態になる。
【０００５】高速列車または高重量車両の制動装置の幾
つかの部分を構成する摩擦材の最適化は、散逸させるエ
ネルギーレベルがきわめて高いためますます難しくなっ
てきている。これらのエネルギーは速度の２乗と運動質
量に比例する。
【０００６】制動頻度が高い時も、散逸すべきエネルギ
ーが多くなる。地下鉄の場合がこれに相当する。
【０００７】例えばＴＧＶ−Ａ用の制動ディスクと鉄−
銅焼結金属製ライニングを利用する先行技術による制動
装置は、現在その限界に達している。
【０００８】例えば、高速列車に取り付けられた先行技
術による制動装置は、３００ｋｍ／ｈ程度の速度から制
動が行われた時、それぞれのディスク上で１４ＭＪ程度
のエネルギーを散逸する。散逸可能な最大エネルギーは
１９ＭＪ程度である。
【０００９】制動の分野における現在の目標は、４００
ｋｍ／ｈ程度の速度から制動が行われた時、それぞれの
ディスク上で２５ＭＪ程度のエネルギーを散逸すること
である。
【００１０】セラミックブレーキは有効な代案となって
いる。一般的に、セラミック材は高温における比熱およ
び機械強度が高く、摩擦特性も良好で、種類によっては
熱衝撃強度も優れている。しかしながらむくのセラミッ
クは非常にもろく、単一材質の制動ディスクでは信頼性
の高い方法を考案することはできない。反対に、セラミ
ック被覆またはセラミックインサートという案は、信頼
性の観点からもコストの点からもより現実的であると思
われる。このように、熱吹き付けによってディスク上に
形成されたセラミック被覆または焼結セラミック製ライ
ニングを備える数個の組付けフランジで構成されるディ
スクというような複合材実施方法の実施が可能である。
この技術は当初、鉄道の分野（ＴＧＶ、頻繁停止車
両．．．）で開発されたものであるが、制動形態また
は、安定した摩擦係数と摩耗の少ない摩擦材が必要とさ
れるようなその他のあらゆる制動状態において、多量の
エネルギーを散逸する可能性のある他の種類の車両につ
いても開発することが可能である。
【００１１】制動時には排熱の問題が生じる。車輪のハ
ブの近辺において制動によって生じる熱は、熱の影響を
受け易い車輪の軸受に伝達されてはならない。集中して
放出されると車輪が車軸にクランプされてしまうことが
ある。セラミックまたはサーメット（セラミック−金
属）の被覆またはインサートは、車軸中の熱の伝播を制
限することと、高温における安定した摩擦特性を確保し
つつディスク／ライニング対の耐摩耗性と熱疲労強度と
を向上させることとを目的とするもので、それにより新
しい種類のライニングが開発された。
【００１２】英国特許UK 2 268 511号は、少なくとも一
つのセラミックまたはサーメット型の被覆とニッケル系
の熱障壁とを含む制動ディスクについて記載している。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はまた、
セラミック材を使用した高速列車用の高エネルギー制動
複合材ディスクを提案することである。本発明の変形は
専ら、現行技術において説明されているようないずれの
場合もセラミックライニングと共に作用するディスクを
対象とする。
【００１４】本発明の別の目的は、制動ディスク内で使
用できかつ、車軸内の熱の伝播を制限することが可能な
摩擦材を提案することである。
【００１５】本発明の別の目的は、制動ディスク内で使
用できかつ、ディスク／ライニング対の耐摩耗性を向上
させることが可能な摩擦材を提案することである。
【００１６】本発明の別の目的は、制動ディスク内で使
用できかつ、高温における安定した摩擦特性を確保しつ
つディスクの熱疲労強度を向上させることが可能な摩擦
材を提案することである。
【００１７】本明細書におけるサーメットという用語は
セラミック／金属の略語であり、セラミック−金属複合
材を意味する。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明は、セラミック製
のむくのブレーキライニング（３７）に組み合わされる
ことを特徴とする、少なくとも一つのセラミック系また
はサーメット系の被覆を含む高エネルギー制動用複合材
ディスクを対象とする。
【００１９】本発明によれば、複合材ディスクは以下の
特徴の一つを満たす。
【００２０】−被覆のうちの一つが炭化クロム系のセラ
ミック−金属複合材の外側被覆である。
【００２１】−セラミック−金属複合材の摩擦外側被覆
がニッケル−クロム／炭化クロム系である。
【００２２】−ディスクが、ＮｉＣｒＡｌＹ−ジルコニ
ア（ＮｉＣｒＡｌＹ−ｚｉｒｃｏｎｅ）系のセラミック
−金属複合材製、イットリウムを含むジルコニア（ｚｉ
ｒｃｏｎｅ ｙｔｔｒｉｅｅ）製または断熱性酸化物セ
ラミック製の熱障壁を含む。
【００２３】−ディスクが順に、基板、前記熱障壁、摩
擦外側被覆で構成される。
【００２４】−接続層が前記基板上に配設されている。
【００２５】−接続層がＮｉＣｒＡｌＹである。
【００２６】−被覆のうちの少なくとも一つがファイバ
によって強化されている。
【００２７】−ブレーキライニングがチタン酸アルミニ
ウムまたはその他のセラミック材のスタッドを含む。
【００２８】−ブレーキライニングのスタッドの組成の
重量比が、アルミナがおおむね５４％、酸化チタンがお
おむね３３％、ケイ素がおおむね３％、酸化マグネシウ
ムがおおむね２．５％である。
【００２９】小型ディスク上での高エネルギー制動シミ
ュレーションにより、チタン酸アルミニウムのライニン
グとニッケル−クロム／炭化クロムサーメットが被覆さ
れたディスクを組み合わせることは、制動時における制
動係数の観点からも摩耗の観点からも有利な性能を発揮
する材料対となることが明らかになった。同様に、熱障
壁を挿入することにより、ディスクの厚みにおいてかな
りの温度利得が生じた。
【００３０】本発明のその他の目的、特徴および利点
は、添付図を参照しながら高エネルギー複合材ディスク
の好ましい実施様態の説明を読むことにより明らかにな
ろう。
【００３１】
【実施例】本発明による第一の実施例は専ら「被覆」
（ｒｅｖｅｔｅｍｅｎｔ）の側面のみを考慮したもので
あり、吹き付けディスクすなわち熱吹き付けにより実現
された被覆を備えるディスクに関する。
【００３２】被吹き付け対象素材の種類と希望する層の
厚みを考慮し、さらに実施方法の経済的側面を考慮の
上、種々の薄膜形成技術の中から大気プラズマ吹き付け
（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｐｌａｓｍａ ａｔｍｏｓｐ
ｈｅｒｉｑｕｅ）方法が採用された。プラズマ熱吹き付
け（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｔｈｅｒｍｉｑｕｅ ｐｌ
ａｓｍａ）方法は、プラズマジェットに固形粒子を注入
し、基板に衝突する前に同粒子を溶解させ、基板に薄膜
構造をもつ層を形成させるものである。
【００３３】被覆をディスクに適合させることは、コー
ティングが完全に基板に密着しその機能を果たすように
するという限りにおいては容易なことではない。主な困
難さは、セラミックと基板との間の化学結合の性質、セ
ラミックの本質的脆弱性、ならびに付着膜と基板との間
のヤング率および膨張係数の違いに起因する。吹き付け
作業中に、液状または半液状粒子が基板の上に展開され
る。吹き付けられた液状粒子が基材または既存粒子の凹
凸部に侵入し、基板側に熱が伝達され、粒子の収縮によ
り急速な冷却および凝固が行われる。
【００３４】プラズマ吹き付けによって実現されるコー
ティングの場合、被膜の付着力および粘着力は本質的に
力学的なものであり、基板の調製が被膜の固定を左右す
る重要な段階の一つである。我々の実施の場合、吹き付
け前のディスクについてグレード１６のコランダムによ
るサンドブラスト（アルミナ酸化物、平均粒子径１ｍ
ｍ、サンドブラスト圧６ｂａｒ、Ｒａ＝６μｍ）により
適当な粗度が得られる。
【００３５】溝加工、放電加工、レーザー法、さらには
化学的酸洗いにより、さらに高い粗度を得たり表面の変
更を行うことも可能であるが、酸化の危険性を制限する
ためこれらの処理は吹き付けの数分前に実施しなければ
ならない。
【００３６】開発に使用される吹き付け装置は図１に示
されている。複合材ディスク１１は、回転手段１３によ
り回転軸Ｙを中心として一定の速度で回転する。他方、
トーチ１２はディスクから距離Ｄｔのところに設置さ
れ、一定のコーティング厚みが得られるようディスク１
１の半径に応じて制御された移動速度で移動し、二方向
矢印１５によって符号化されている、軸ｘに平行な往復
運動を行う。残留応力を最小化するため、吹き付け中は
冷却手段１４により、必ず吹き付けパラメータとディス
ク１１の冷却とを完全に制御する必要がある。
【００３７】前述の機能を満たすため三層コーティング
２１が採用された。その結果、基板２２には、ＮｉＣｒ
ＡｌＹからなる接続層２３、熱障壁２４の役割を果たす
“イットリウムを含むジルコニア−ＮｉＣｒＡｌＹ”複
合層、さらには炭化クロムベースのサーメットからなる
摩擦層２５が付着された。
【００３８】三層コーティングをともなった複合材ディ
スク（２１）のそのような構造は例えば図２に示されて
いる。
【００３９】図２において提案されている構造は鋼製基
板２２に関するものであり、その場合に吹き付けられる
粉末の組成は表１に示されている。
【００４０】
【表１】
【００４１】あらゆる種類の鋳鉄または鋼の基板２２に
コーティングを実施することが可能である。
【００４２】高エネルギー制動の実施例の場合、アルミ
ニウム合金はある温度以上になると機械特性が大きく減
少するという使用限界温度があるため、これを基板２２
として使用することは検討に値しない。反対に実施例
が、より小エネルギーの制動に関するものであり摩擦の
側面（摩擦係数および摩耗）をこの技術の中で追及する
ならば、アルミ合金に熱障壁を挿入する場合もしない場
合もニッケル／クロム−炭化クロムサーメットの吹き付
けを実施することは可能である。その場合、膨張係数の
違いを軽減するために適切な膨脹係数を有する固定層２
３を設ける必要がある。後記する第二の実施様態はアル
ミ合金の軽量性を活用し車軸の重量の大幅な軽量化を可
能にするものである。
【００４３】高エネルギー制動の実施例の場合、基板２
２としてファイバ（炭化物または酸化物）強化アルミニ
ウムマトリックス複合材を使用することが可能である。
これらの素材はさらに高温でもその機械特性を維持す
る。
【００４４】固定底層２３はなくてはならないというも
のではないが、基板２２および上部層２４に対する接着
力を増加させることが可能である。固定底層２３がない
場合は接着力は主に機械的なものであるが、固定底層２
３がある場合には小範囲の分散部分が認められる。固定
用合金は耐酸化性および耐腐食性の高い素材であるの
で、制動時の加熱の際に発生するおそれのある熱酸化を
制限することが可能である。この接続層によりまた、基
板２２と例えば熱障壁２４のような吹き付けされた第二
層との間の膨張係数の違いを最小化することも可能とな
る。また接続層として例えばニッケルアルミニウムのよ
うなその他の合金を使用することも可能であるが、接続
層としてより広く使用されているＭＣｒＡｌＹ（ここで
Ｍとはニッケルまたはコバルト）型の合金と比べると酸
化防止の障壁効果は減少する。
【００４５】ジルコニア系の被膜は熱伝導性が低く熱膨
張係数が比較的高いため、熱障壁として産業界で最も一
般的に使用されている。しかしながら制動形態における
実験から、基板への良好な付着力およびより強い粘着力
を示す複合被膜がより優れた信頼性をもつことが明らか
にされた。すなわちジルコニアの力学的特性よりも優れ
た力学的特性をもちつつ熱衝撃に対する感応度が低く
「熱障壁効果」がほぼ同一であるＮｉＣｒＡｌＹ−ジル
コニア系「金属−セラミック」複合材のことであるが、
純粋なイットリウムを含むジルコニアまたはその他のあ
らゆる断熱性酸化物セラミック（チタン酸アルミニウ
ム、アルミナ．．．）の使用も可能である。被膜の厚み
を増加させると熱ストレスに対する強度が低下すること
になるため、想定される制動形態に応じて熱断熱性／強
度の最良の妥協点を見い出す必要がある。この見解は、
目的とする制動が行われることによって発生する基本的
に熱に関する応力に応じて厚みが最適化される摩擦層２
５に対しても有効である。表１に示されている粒子の大
きさは一例でしかない。実施例に応じて、より粒度が細
かいまたは粗い粉末を使用することは極めて有効となる
ことがある。大径の粒子を使用すると残留応力率が低下
し多孔性が上昇する。多孔性が高いと熱衝撃強度に対し
ては好都合であるが腐食要素の侵入を容易にすることに
なり、熱サイクルの作用により基板の腐食および酸化が
発生するため、ここでもやはり、想定される実施例に応
じて最良の妥協点を見い出す必要がある。
【００４６】コーティングの実施に関しては、大気型ま
たはその他の形態（低圧プラズマ、大気圧プラズマ、大
気および温度制御−プラズマ）のプラズマトーチ以外に
も、他の火炎熱吹き付け技術（とくに超および極超高周
波ガン）さらにはレーザ方法を利用することが可能であ
る。また、種々の被膜技術を組み合わせて様々な層を実
現しようとすることも可能である。極超高周波吹き付け
はプラズマよりも密な層を得ることが可能であり、摩耗
率の低い摩擦層を得る上では有利であることがあるが、
この実施方法では熱障壁層の実現が困難である。逆説的
だが、付着力の点について言えば、各層間の酸化を制限
し各吹き付け材の特性の違いを軽減するため、連続的か
つ漸進的に各層を形成させることにより（したがって複
数の粉末分配器が必要）最良の結果が得られる。同観点
から見れば、諸方法を組み合わせるよりも、吹き付け後
処理を実施するという方法による方が好ましいと思われ
る。
【００４７】特にきわめて高いエネルギーを発生する制
動時においては装置の寿命を改善させるため、いくらか
の吹き付け後処理が必要となることがある。残留応力を
除去するため不活性雰囲気下で熱処理（拡散処理）を実
施することにより、底層／基板の界面、および多層コー
ティングの場合には各界面において拡散領域が生じ付着
力を向上させることが可能である。レーザによる表面処
理は、すでに付着させた被膜を再度溶融させるのに実施
することが可能である。また、緻密化された層の内部に
種類の異なる粒子を挿入することにより再溶融を行うこ
とができることについても留意する必要があり、それに
より表面において異なった特性（例えば摩擦係数がもっ
と高いとか低いといった）を得ることが可能となる。こ
の処理により層のミクロ構造が変化しより緻密になり、
残留応力がより微細になる状態を得ることができる。レ
ーザによる表面再溶融により、表面において緻密で平滑
な被膜であって、微細かつ均質なミクロ構造をもち、良
好な熱力学的特性をもつ被膜を得ることが可能である。
およそ１００ないし２００μｍの厚さのこの層の下部で
は、プラズマ吹き付け後に得られたままの層が残留して
いる。「ブラズマのみ」の層と比較した場合、同処理が
もたらすものは、耐摩耗性の向上と耐熱衝撃強度の向上
である。
【００４８】また、特に層の耐熱衝撃強度を向上させる
ため、層の形成時にファイバ（炭化物または酸化物）に
より層を強化することが可能であることについて留意す
る必要がある。
【００４９】高速列車において実施するため、参考とし
てＴＧＶ−Ａ車両に使用されている素材Ｊｕｒｉｄ７２
１型鉄−銅焼結ライニングと組み合わせた２８ＣＤＶ５
−０．８鋼製小型ディスクで制動シミュレーションが行
われた。コーティング（０．１ｍｍの底層＋０．５ｍｍ
の熱障壁＋０．５ｍｍの摩擦層）を施したディスク上で
実施された同一の試験では非常に一定した摩擦係数が得
られている。熱障壁を挿入することにより当然のことな
がらディスク内部の温度は低下するが、ライニング内部
の温度は上昇し、ライニングは過酷な摩耗を示す。この
ように制動ディスクの最適化はライニングの最適化と切
り離して考えることはできない。熱障壁付き制動ディス
クはライニングへの熱移動が増加するため、新世代のラ
イニングの開発が必要となる。セラミックは高温におい
て一定した熱力学的特性を示し、表面にニッケル−クロ
ム／炭化クロムサーメットが被覆されたディスクと組み
合わせてチタン酸アルミニウムのライニングを使用する
ことにより、想定速度または出力の大小にかかわらず、
常時非常に安定した摩擦係数が得られるとともに、界面
で発生する熱をより公正に分布させることが可能とな
る。
【００５０】焼結鉄−銅金属製の円筒形スタッドで構成
されるライニングを備えた高速列車における実施を想定
して、アイソスタティックプレスによりチタン酸アルミ
ニウム製のスタッドが造られた。参考までに、スタッド
の組成は基本的に、アルミナ５４％、酸化チタン３３
％、ケイ素３％、酸化マグネシウム２．５％である。こ
の化学組成は摩擦挙動を調整するため変更することがで
きる。セラミック製スタッドは焼結金属製スタッドと比
べより軽量であり、製造費もはるかに安価である。
【００５１】また、これらの摩擦材は、現在使用されて
いる「２８ＣＤＶ５／鉄−銅焼結ライニング」対に比べ
制動時における摩耗がより少なく、またより規則的であ
る。セラミックの場合、破片の飛散による摩耗機構に引
き続いて、厚みが１ミクロン程度の非常に硬い表面層が
形成される高温グレイジング現象がよく発生する。実用
面の観点から見れば、グレイジングは「ニッケル−クロ
ム／炭化クロムサーメットとチタン酸アルミニウム」対
に良好な耐摩耗性と一定した摩擦係数をもたらす。
【００５２】チタン酸アルミニウムの熱伝導率は極めて
低いため、このようなライニングを使用すると、出力が
同じである場合、当然のことながらディスクの表面温度
は上昇する。基板と摩擦層との間に熱障壁を付加するこ
とにより表面温度はさらに若干上昇するが、熱障壁の効
果により基板内部においてはより低い温度を実現するこ
とが可能である。実施例に応じて熱障壁の厚みを変え
て、ディスクとライニングとの間の制動による熱を良好
に分布させることが必要である。この場合の表面温度の
上昇は、熱障壁が摩擦表面に非常に近い位置にあること
によるものでもあることに留意する必要がある。後記す
る第二の実施様態はまさにこの不利な条件の解消を可能
にするものである。
【００５３】チタン酸アルミニウムの他にも、アイソス
タティックプレスまたはその他の方法（一軸プレス、鋳
造、注入による押し出しまたはモールディング）による
セラミック材は、制動形態における摩擦特性の実験を経
た上であれば適当なものとなろう。
【００５４】本技術は表面に別の金属を付着させること
を内容とするものであるので、想定される摩擦ディスク
の種類（ＴＧＶかそれ以外のものであるか）にかかわら
ず、コーティングを施しても設計理念を変更するもので
はない。
【００５５】ＴＧＶ−Ａのライニングの現状のスタッド
は焙焼内で焼結され、ついで金属底板に溶接されるが、
金属底板そのものも支持板に溶接される。セラミック製
スタッドの場合、それを固定するため溶接手段を直接使
用することはもはや不可能である。
【００５６】図３はライニング３０におけるスタッド３
１の固定の可能性を示す図である。スタッド３１は焼結
後、テーパ状の基部を得るために従来の方法で加工され
る。溝３２、３６内に設置された中心合わせ足部３３に
よりスタッドの回転を固定することが可能である。例え
ばステンレス製のリング３４は下部がテーパ面を呈して
いる。前記リング３４はスタッド３１に組付けられ、つ
いで、ライニング装着装置（図示せず）に合わせたあり
ほぞ３７に固定された支持板３５に溶接され、スタッド
３１の固定を可能にする。
【００５７】前述の技術的貢献に加え、本技術の経済的
利点も評価に値する。想定される鉄道車両あるいはその
他の車両の如何にかかわらず、現状の制動ディスクはコ
ストが比較的高い。例えばＴＧＶ−Ａ型ディスクは高弾
性限界合金鋼28 CDV 5-0.8鋼であり、走路上硬度が３７
０ＨＢになるよう処理が施されるため、かなりのコスト
がかかる。
【００５８】本方法の経済的利点は、一つは、必要な部
位のみに高価な素材を使用し全体としては中程度の特性
の鋼を使用することにあり、もう一つは特殊な工具（例
えばコーティングを施した工具）を用いて変質した層を
除去し、そのようにして改修されたディスクに再度材料
の吹き付けを行うことにより、コーティングを施された
ディスクが再利用できることにある。ただし摩擦層のみ
を除去することは難しいことと、再度全面的にコーティ
ングを施す方が信頼性が高いことに留意すべきである。
【００５９】本発明による第二の実施様態は、前述の如
く、熱移動において第一の実施様態の技術的諸利点を組
み合わせさらにはこれらを向上させることができ、摩擦
ディスクの重量を顕著に軽減できるような組み合わせデ
ィスクに関する。この設計は、鋼製のむくのディスクと
比べ、１ディスクあたり４０％程度の重量の軽減をもた
らすものと思われる。
【００６０】この第二の実施様態は組付けた複数のフラ
ンジから成るディスクを考案するということを内容とす
る。制動にアルミ合金を使用する場合には、例えファイ
バ強化アルミマトリックス複合材の場合であっても力学
的特性を温存させるため、必然的に適切な温度に留めて
おく必要がある。
【００６１】図４に示すように、複合材ディスク（４
０）は４つの部分から成る。
【００６２】中央フランジ４１は直接車軸に接続されて
いる。中間フランジ４２は熱障壁の役割を果たし、温度
を大幅に下げ、アルミ合金製の中央ディスク４１の使用
を可能にする。これら断熱フランジ４２は焼結ジルコニ
ア製でありしたがって重量が大きい。
【００６３】従来の方法（一軸プレス、鋳造、注入さら
には押し出しによるモールディング）によってつくられ
る類似のセラミック材（アルミナ、チタン酸化物）も適
当なものとなろう。また、アルミナファイバと有機結合
剤から成る混合物で構成される複合材を使用することも
可能であり、この複合材は従来方法による重量のあるセ
ラミックと同様、加工が難しくなく、セラミックと比較
した場合、同等の耐熱衝撃強度と熱力学的特性をもちつ
つ熱伝導率ははるかに低い。
【００６４】外側フランジ４３は１つの面にコーティン
グが施された鋼製の基板４４と、場合によっては底層に
付着されるニッケル−クロム／炭化クロムサーメット４
５から成る。この外側フランジ４３はチタン酸アルミニ
ウム製のライニング（図示せず）と組み合わせることに
より、第一の実施様態に記載されている摩擦特性上の利
点（摩擦係数の安定性、軽微で規則的な摩耗、摩擦係数
の値の調整が可能なこと）の恩恵をうけることが可能で
ある。
【００６５】界面からもっと遠くに熱障壁を配設するこ
とにより、第一の実施様態と比較して、摩擦面の温度上
昇を制限することができ、その結果拮抗する素材の摩耗
を制限することができる。中間フランジ４２およびコー
ティングが施されていない外側フランジ４３の厚みは、
目的とする制動の実施例に応じて最適化する必要があ
る。要は、摩擦面における温度を最低限に保ちつつアル
ミ合金の使用を可能にするため、４２／４１の界面にお
いて充分に大きな温度下降を得ることである。
【００６６】被膜形成方法によりアルミ合金製の中央フ
ランジ５１に熱障壁５２を設けることにより、二種類の
フランジを使用するという変形も実施が可能である。前
述のように、１つの面にコーティング（５５）を含む基
板（５４）から成る外側フランジ（５３）がある。この
ような複合材ディスク（５０）は図５に示されている。
【００６７】第一の実施様態に記載されているように熱
障壁の厚みには限度がある。高エネルギー制動の実施例
においては、このようにして実現された熱障壁の厚みで
は不充分となることがあるが、その場合、中央フランジ
６１上に第一熱障壁６２Ａを設けた後、外側フランジ６
３上に第二熱障壁６２Ｂを設けることが可能である。こ
のような複合材ディスク（６０）の実施例が図６に示さ
れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による吹き付け複合材ディスクの実現の
ための吹き付け装置を示す図である。
【図２】本発明による、基板と三重被覆から成る吹き付
け複合材ディスクの部分横断面図である。
【図３】ライニングのセラミックスタッドの固定の可能
性を示す図である。
【図４】本発明による組み合わせ複合材ディスクの部分
横断面図である。
【図５】本発明による組み合わせ複合材ディスクの変形
の部分横断面図である。
【図６】追加熱障壁を含む図５の組み合わせ複合材ディ
スクの部分横断面図である。
【符号の説明】
１１ ディスク １２ トーチ １３ 回転手段 １４ 冷却手段 ２２ 基板 ２３ 接続層 ２４ 熱障壁 ２５ 摩擦層

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 セラミック製のむくのブレーキライニン
    グ（３７）に組み合わされることを特徴とする、少なく
    とも一つのセラミック系またはサーメット系の被覆を含
    む高エネルギー制動用複合材ディスク（２１）。
  2. 【請求項２】 被覆のうちの一つが炭化クロム系のセラ
    ミック−金属複合材の外側被覆であることを特徴とす
    る、請求項１に記載の複合材ディスク。
  3. 【請求項３】 セラミック−金属複合材の摩擦外側被覆
    （２５）がニッケル−クロム／炭化クロム系であること
    を特徴とする、請求項２に記載の複合材ディスク。
  4. 【請求項４】 ＮｉＣｒＡｌＹ−ジルコニア系のセラミ
    ック−金属複合素材製、イットリウムを含むジルコニア
    製または断熱性酸化物セラミック製、熱障壁（２４）を
    含むことを特徴とする、請求項の１から３のいずれか一
    項に記載の複合材ディスク。
  5. 【請求項５】 順に、基板（２２）、前記熱障壁（２
    ４）、摩擦外側被覆（２５）で構成されることを特徴と
    する、請求項１から４のいずれか一項に記載の複合材デ
    ィスク。
  6. 【請求項６】 前記基板（２２）上に配設された接続層
    （２３）を含むことを特徴とする、請求項１から５のい
    ずれか一項に記載の複合材ディスク。
  7. 【請求項７】 前記基板（２２）上に配設された接続層
    （２３）がＮｉＣｒＡｌＹからなることを特徴とする、
    請求項６に記載の複合材ディスク。
  8. 【請求項８】 被覆のうちの少なくとも一つがファイバ
    によって強化されていることを特徴とする、請求項１か
    ら７のいずれか一項に記載の複合材ディスク。
  9. 【請求項９】 チタン酸アルミニウムまたはその他のセ
    ラミック材のスタッド（３１）を含むブレーキライニン
    グと組み合わされることを特徴とする、請求項１から８
    のいずれか一項に記載の複合材ディスク。
  10. 【請求項１０】 ブレーキライニングのスタッドの組成
    の重量比が、アルミナがおおむね５４％、酸化チタンが
    おおむね３３％、ケイ素がおおむね３％、酸化マグネシ
    ウムがおおむね２．５％であることを特徴とする、請求
    項９に記載の複合材ディスク。
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