JPS60157529A - デイスクブレーキ用デイスク - 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】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、ディスクブレーキ用ディスクに関する。こ
れは機械的圧力に耐えうるべく設計されたコアの両端に
据イ＋１けられた着脱可能な摩擦ノ（、ノドから構成し
ている。

〈従来の技術〉 高速で走っている大きな陸上の乗物にブレーキをかける
際に消費されるエネルギーは、相当なものである。最も
効率のよい従来のディスクブレーキでさえ、ディスク洞
料にかかる熱損傷を避けるのに十分な量で使用されなけ
ればならなし）。この場合かさが大きくな１）、かつ、
スプリングのなり・大きな回転体となってしよい、零物
全体の働きを制限する。

さらに、高バローブレーキ（非常プレーへ）に関しては
、従来のディスクは、それが鋳鉄であれ溶解スチールで
あれ、相当な熱圧力を受けて、こわれがちであり、除去
・取換えを要求される。ディスクの取換えは慨して困難
で高価なメインテナンス作業であり、アクセルの完全分
解を伴うことも１１ゼＩＩヂでふ７１− また、ブレーキをかける際には、高エネルギー消費は非
常なる高温度をディスクに発生させる。

この場合、実質的拡大を引き起こし、それがディスクか
らハブのアンカ地点に機械的圧力をもたらし、しばしば
こわれるはめになる。このような危険を回避するため、
製造業者らは、ごく特殊スチールに基づいた、凝った製
造手段を伴う複雑な形状の弾性ハブを通常使用している
。

摩擦と熱消費機能を、機械的圧力変換機能と分離させる
べく種々の企てがなされて外な。それ故、既述の型のデ
ィスクが既に提案されてきたわけである。フランス特許
ＦＲＡ−２３２４９４５号、２３５７７８９Ｊｐｆ、２
３５９３２１号そして２４７０２９９号はいずれも、程
度の差こそあれ、この方面ですでになされた努力の証拠
となっている。

しかしながら、従来提案されてきたシステムは必ずしも
満足のいくものではない。主たる欠点は次のように要約
される：それは、熱制限材料の使用、かさばる構造、デ
ィスクとハブ間のリンク機構の不安定さ、厄介で高価な
メインテナンスであ〈目的、構成、作用および効果〉 この発明の目的は、上述の不利を除外、しかも、現在普
通に使われているブレーキ・システム（キャリパ−１周
囲部品、アクセル連結）を容易に改良しうるような新規
ブレーキ・ディスクを提供することである。

この発明は、スポークに取囲まれたハブを備えられたデ
ィスク・コアと、放射状の案内と角度ロックを保証する
ためにスポークと共働する内側でランド部とくぼみを有
する環状セクターから成るブレーキ・パラＩＳと、該セ
クターをコアに軸方向に着脱自在に装着する弾性手段を
備え、該弾性手段は該セクターを該コアに放射状に着脱
自在に装着することを提供することにより所期の目的を
満足させる。

このようにこの発明は、摩擦と熱消費機能を、（幾械的
圧力変換機能から十分に分離する。

有利なことは、セクターを軸方向に放射状に取イリける
弾性手段は一端では、スポーク端にあって軸方向の動き
と放射方向の動外に則して斜め止めを形成すると共に、
該セクターの外側工ンジ゛の係合傾斜表面と共働する７
）夕から成り、また他端では、該コアの該ハブに取イ」
けられ、かつ、該セクターの内側の端に対応する係合傾
斜表面に対しと弾性的に押し付ける弾性リングから構成
されている。

また、有利なことには、コアの各々の側のセクターは、
互いに背中合せで軸方向に支持しでいる。

さらに有利なことには、各セクターが複数のスポークに
連らなる場合には、セクターの外側の端の斜め部分は、
いくらかの該角度ロックの該フックと一直線上に切欠か
れていて、ブレーキが作動していると外、差動拡大を自
由に起こすようにしている。

またさらに有利なことには、各セクターの内部の裏面の
ランド部とくぼみの働きは、スポークの端壁と縁に沿っ
て共働し、かつ、スロソ１の底部とスポークの平坦部と
の間の間隙をつくるのに十分深くなっている。放射状中
央スロットと、他の２つのスポークに対してＭｌ、間隙
を供え、セクター通過室の端の２つの放射状の半幅のス
ロットとの双方を含んでいる。

セクターの裏面には内部の換気のための溝が設けられて
いる。

有利なことには、コアの片面のセクターは、コアの反対
側の面の該セクターに対してセクターの半分の幅たけ周
縁部でオフセントしている。

各セクターはスポーク間の角度をなした２空間を覆って
いる。

各ディスクは合計６本もしくは８本のスポークから構成
されるのが有利である。

要約すると、この発明は次の２つを使用する。

１つは、ディスク表面に配置された環状セクター形状で
放射状にも拡張自在の摩擦パッドで、もう１つは、スポ
ークを備えた金属性コアであって、圧力をかけずに摩擦
パッドを支持し、機械的圧力を伝達し、かつ放射状に自
在に拡がって単純な構造を呈し、ハブはコアと一体とな
っている。

カーボン　−　カーボンバンドあるいはカーボン−シリ
コン−カーバイトパッドを用いることにより、従来利料
の温度限界を実質的に越えることが可能であり、かくし
て相当な重量減を可能にし、かつ前述の不利をいく分回
避することとなる。

この場合、キャリパ−ブレーキシューはディスクの摩擦
パッドに使用された祠料と同し祠料で作ることができる
。

カーボン−カーボンやカーボン−シリコン−カーバイト
の成分は今日入手しうる最強の合成物であり、高温度下
においてさえ、高摩擦係数を生しる。加うるに、これら
の合成物は他の従来のライニングよりも摩耗が少ない。

これらの物質には基本的には以下のような特徴がある。

■　非常に高い特性熱（大まかにいってスチールの２倍
）。温度上昇に伴い、低くとも１５００℃までは上昇す
る。

■　低密度（大まかにいってスチールの１７３〜１／４
）。

■　優良な機械特性およびブレーキかけの開に起るあら
ゆる温度下での高い耐変形性（屈曲力）。

■　あらゆる平面方向におけるきわめて低い拡張係数（
スチールの約１／３〜１１５）。

■　高温度ショック耐性。

■　平面の方向づけによって異なるが、調節可能な伝導
率（２５−２５０Ｗ／ｍ、’ｃ）。

■　際立った摩擦特性、すなわち平均力学係数μ≧０．
３０゜ ■　高作動温度下にあってさえ、ごく低い摩耗率、従来
の焼成セラミクパッドに比べ、１／３〜１／４程度。

〈実施例〉 添伺図面を参照し、以下、好ましい実施例の説明をする
。この発明のいくつかの特徴や有利な点がずっと容易に
理解される。

ディスクは、ハブとして働く中央リング３のまわりに等
距離離れた位置にある６本または８本の放射状アームす
なわちスポーク２から構成された金属コア１から構成さ
れている。

該スポーク２は長方形の断面を有しくすなわち、上面と
底面４と端５を有する）、　その端はフランジ６になっ
ており、そのフランジ６は二重フック形状で、ディスク
中央へ向いた先端を持ち、該ディスクはコアの両側で側
斜ベアリング７を形成している。

該スポーク２は実質的な機械的圧力に耐えられるように
なっていて、ｊ圧力を中央リングであるハブ３に伝達し
、該ハブが図示されていないが、そこに取付けられたア
クセルに圧力を伝達する。

摩擦パッドは、金属コア１のスポーク２の各面に据付け
られたセクター８から構成されている（各々のディスク
表面には３〜４個のセクターがあってよい）。第１図は
該ディスクの両面に接着された、据着状態のセクター８
を示し、その内部を示す図では、類似の２つのセクター
が別の２方向を向いていて、セクターの外側の摩擦表面
１１とセクターの内側、取付表面すなわち裏面１０が夫
々示されている。

該セクター８はスポークのフランジ６を背にスポーク２
の端付近に係合自在に取付けられており、その外側端で
放射方向にも軸方向にも７ノタで固定されている。該フ
ックのベアリング７は、ディスクの軸に関して角度をな
して傾いており、このディスクはセクター８を安全につ
かむだけでなく、セクターの取付けを容易にする。フラ
ンジ６内の該傾斜ベアリング７の表面は、片われのセク
ター８の外側端の傾斜ベアリング９の表面とそろって共
働する。

該ディスクの一表面に据付けられたセクター８は、他の
表面に据刊けられたセクターの裏面１０に対して支持し
ている。

裏側で合わさっているセクター８は、スポーク間の角度
（６０°か４５°）と等しい角度だけ、換言すれば、セ
クター８の角度幅の半分だけ、周縁部で壁膜となってい
る。

本装置は、摩擦表面１１の適当な平行のみならず、セク
ターすなわちパッド８の高い屈曲力を提供し、かつ、ブ
レーキシューがセクターの面取りされたエツジ１３（第
３図）に乱暴につき当るのを妨げる。さらに、各々を軸
受けする際には、セクター８の裏面１０はスポークであ
る支持スポーク２に非接触状態に保たれており、かくし
て金属コ　アへの熱伝導を低下させ、スポークの換気を
促進する。

事実、パッド８とスポーク２の接触は、スポークの端５
の平面上でしか起こらず、この接触は、発生した機械的
圧力を吸収するのに十分であり、一方、空気と９のレリ
ーフ１４（第４図）をスポークの一端の回りにめぐらせ
るようにする。これは、支持スポーク２のネスティング
を可能にする各パッド８のそれぞれ中央と両端のセクタ
ーすなわちパッド裏面に供えられた放射状スロワ）１．
５．１６によって達せられる。放射状スロワ）１５．１
６の深さは、支持スポークとしての換気用スポーク２の
上面すなわち外表面４全体に十分な間隙を残すように作
られている。

さらに、各パッド８は受けた摩擦力を、金属コア１の支
持スポーク２の１本にしか伝達しない。

第３図から見取られるように、バンド８の放射状スロッ
トである中央スロット１５にだけ、支持スポークとして
の巣ごもりスポーク２のｉ４５に実際接触している壁１
７がある。これは、ディスクの回転方向と関係なく、パ
ッド８を同様に圧縮作動せしめる特徴である。該支持ス
ポーク２はこのようにディスクの対向表面のディスクか
ら交互に摩擦力を吸収する。作動温度がディスクより詳
しくは金属コア自体に影響する応用については、バンド
８の裏面１０に溝や通路１８を付加することによりさら
に内部換気がよくなる。

図面に示された実施例では、各バンド８は３つものスポ
ーク７ランシ゛と放射状に接触する。この装置は無理の
ない差動拡大の要求とは必ずしも両立しない。それ故、
ブレーキかけの際に起こる温度変動にもかかわらず、フ
ランジとしてのスポーク７ランノ６とパッド８との同一
の放射方向の接触を得て保つためには、相当するスポー
ク７ランノ６の傾斜ベアリング７の表面に面したパッド
の中央（中央スロット１５と同一線上の）の傾斜ベアリ
ング９の表面はレリーフで設けられるか、その代りに、
パッドのフランジ６の傾斜ベアリング７の表面に面した
パッド８の端（放射状スロットとしての末端スロット１
６と同一線上の）の傾斜ベアリング９の表面にレリーフ
を設けている。前者の場合には、パッドの両端の２点の
放射状接触点のみが遠心力を受ける。一方、後者の場合
には、遠心力を受けるのはただ１つの中央の放射状接触
点だけである。

最後に、パッド８を軸方向に、裏面と裏面でしっかりと
十分に保持し、スポーク端の７ランノ６に容易に係合す
るようにするために、伸縮性のつまりばね状のリング１
９は、パッド８の内層間で働く先細のベアリング表面２
０に対し上支持するように導かれ、該先細り表面の角度
は、バンドが互いに対して自在に動けるように形成され
ている。

ばね状のリング１９は、金属コア１のハブ３により支持
され、ボルト２１により締伺けられている。

ばね状のリング１９は、パッド８が自在に金属コア１に
関して拡張する開、セクターを自ら中心にくるよう１′
−することにより、圧力の集積を防ぐ。

これらばね状のリングは、ボルト２１用の穴２２と、曲
りリリーフばねとして働く特殊放射フィン〃−とを供え
、この曲りリリーフは゛ねの両端は先細りベアリング表
面２０を押している。

ハブ３を含む金属コア１の単純な形状のゆえに、支持ス
ポーク２の熱レベル・コントロールと集積圧力の低さに
よって、主として支持スポークの拡張自在性のゆえに、
よく精錬された混合物を用いた溶解スチールの落し火造
りの利用および、際立った機械的特性を用いた鋳造のみ
ならずごく高度の再生産性の利用が可能となる。

ばね状のリング１９は、１５ＣＤＶ６型あるいは２８Ｃ
ＤＶＳ型の落し火造りである。ばね状のリングの再生産
性はこのように確立されている。

鉄道型ブレーキ・システムにおいて、カーボン−カーボ
ンあるいはカーボン−シリコン−カーバイトパッドを供
えたこのようなディスクを使用することにより次のよう
な利点がある。

■　従来ディスクに基づいたブレーキディスクに比べ、
約６０％の重量増加（ｕ＋ｅｉＦｉｂｔ　ｇａｉｎ）　
（減少）。

■　約５０％のスペースの節約。

■　従来のディスクに匹敵するディスクの寿命。

■　従来のディスクシューに比べ約４倍長いキャリパ−
ブレーキシューの寿命。

■　不使用時の小型乗物に比べ、メインテナンスが容易
。

■　十分な安全作動。従来のブレーキ材料ならこわれて
しまう程の極端に厳しい条件下であっても、乗物に十分
ブレーキをかけすぎることを意味する。

この発明によるディスクは、鉄道ブレーキ・システムに
、特に高速列車に使用されるのに申し分なく適している
。

また、大型実用車や建設機械や消防車やタンク車等の乗
物に使用されてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るブレーキディスクの部分的にそ
の切断面を示した斜視図、第２図はディスクコアの１つ
のスポークの軸方向の半断面図、第３図はスポークとス
ポークに直交する関連ディスク部の円形詳細断面図、第
４図は第３図の１１■線詳細断面図である。 １・・・コア、　２・・・スポーク、　３・・・ノ１ブ
、８・・・セクター。 特許出願人　ソシエテ・ユーロペーヌ・ドウ・プロブル
ジオン

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）機械的圧力に耐えうるべき設計されたコアの両端
   に取付けられた着脱可能な摩擦パッドから構成されたデ
   ィスクブレーキ用ディスクであって、 該コアはスポークに取囲まれたハブを備え、該摩擦パッ
   ドは放射状の案内と角度ロックを保証するために上記ス
   ポークと共働する裏面の内側でランド部とくぼみを有す
   る環状セクターから成り、弾性手段は該セクターを該コ
   アに着脱自在に放射状に装着するために設けられ、該弾
   性手段は該セクターを該コアに放射状に着脱自在に取付
   ける働とをするディスクブレーキ用ディスク。
2. （２）上記特許請求の範囲第１項に記載のディスクブレ
   ーキ用ディスクにおいて、 該放射方向および軸方向への取付けのための弾性手段は
   一端では、スポーク端にあって、軸方向の動きと放射方
   向の動とに対して斜め止めを形成すると共に、該セクタ
   ーの外側の端の係合傾斜面と共働するフックから放り、
   他端では、該コアの該ハブに取付けられ、がっ、該セク
   ターの内側の端に対応する係合傾斜面に対して弾性的に
   押し付ける弾性リングっまりばねリングがら成るディス
   クブレーキ用ディスク。
3. （３）上記特許請求の範囲第２項に記載のディスクブレ
   ーキ用ディスクにおいて、 上記各セクターは複数のスポークに連らなり、該セクタ
   ーの外側の端の斜め部分は、いくつかの該スポークの該
   フックと一直線上に切欠かれているディスクブレーキ用
   ディスク。
4. （４）上記特許請求の範囲第２項または第３項に記載の
   ディスクブレーキ用ディスクにおいて、該コアの各々の
   側の該セクターは互いに背中合せで軸方向に支持してい
   るディスクブレーキ用ディスク。
5. （５）上記特許請求の範囲第４項に記載のディスクブレ
   ーキ用ディスクにおいて、 各セクターの内部の裏面におけるランド部とくぼみの働
   とは、スポークの端壁と端に沿って共働し、かつ、放射
   状中央スロ・ノドと、該スポークの平坦部と底部との間
   に間隙をつくるのに十分であるスロットの深さとの両方
   を形成するディスクブレーキ用ディスク。
6. （６）上記特許請求の範囲第５項に記載のディスクブレ
   ーキ用ディスクにおいて、 各セクターの裏面における該ランド部とくぼみの働％Ｉ
   ま、他の２つの該スポークに向りまた間隙をもち、該セ
   クター通過室の端の２つの放射状の半幅のスロットを構
   成するディスクブレーキ用ディスク。
7. （７）上記特許請求の範囲第６項に記載のディスクブレ
   ーキ用ディスクにおいて、 空気溝は内部換気のための該セクターの裏面に設けられ
   ているディスクブレーキ用ディスク。
8. （８）上記特許請求の範囲第７項【こ記載のディスクブ
   レーキ用ディスクにおいて、 該コアの片面の該セクターは該コアの反対側の面の該セ
   クターに対してセクターの半分の幅だけ周縁部でオフセ
   ットしでいるディスクブレーキ用ディスク。
9. （９）上記特許請求の範囲第８項に記載のディスクブレ
   ーキ用ディスクにおいて、 それぞれの該セクターはスポーク間の角度をなした２空
   間を覆っているディスクブレーキ用ディスク。
10. （１０）上記特許請求の範囲ｆｉＳＳ項に記載のディス
    クブレーキ用ディスクにおいて、 合計６本もしくは８本のスポークを備えているディスク
    ブレーキ用ディスク。
11. （１１）上記特許請求の範囲第１０項に記載のディスク
    ブレーキ用ディスクにおいて、 該コアは金属製であり、該パッドはカーボン−カーボン
    あるいはカーボン−シリコン−カーバイトのような合成
    材料製であるディスクブレーキ用ディスク。