JPH023717A - 高負荷用ディスクブレーキ - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、大型自動車、高速自動車、車輪走行の高速鉄
道等の大型車両の制動に適した高負荷用ディスクブレー
キに関する。

（従来の技術） ブレーキシステムに対する要求は、交通、運輸手段の高
速化、大型化に伴い、その安全性を確保するためにます
ます厳しいものになっているが、最近では、ｆ）制動力
の安定性、２）ブレーキ配分の安定性、３）耐熱性、４
）軽量なこと、５）ジャダ、鳴き等の騒音が少ないこと
等からディスクブレーキが多用されるようになっている
。

このディスクブレーキは、徐々、に制動力を高めて車両
を停止させることができるという特性を持っていること
から、壊れやすいとか、機械的ショックを嫌う荷物の搬
送には非常に優れたものであリ、このような荷物を搬送
する機会の多い大型車両に、ディスクブレーキを搭載す
ることはきわめて意義のあることである。

しかして、大型車両または高速で走行している車両をデ
ィスクブレーキにより停止させるには、車両の有する大
きな運動エネルギーを、短時間に熱エネルギーに変換し
て大気中に放散しなければならないが、そのときのエネ
ルギー変換速度は非常に大きく、ブレーキ操作時の摩擦
面での発熱速度は電力にして数百キロワットの大きさに
達する。

このような急激な摩擦熱の発生はブレーキの摩°擦面で
起きるから、ブレーキ用摩擦材料は優れた摩擦摩耗特性
の他に、その急激な熱発生に耐える特性をも持たなけれ
ばならない。さらに、このようにして発生した熱エネル
ギーは、−旦ブレーキ内に蓄えられ、その後ゆっくりと
ブレーキ外に放散されることになるが、陸上車両用ブレ
ーキのように、操作頻度の大きいものにあっては、大気
中ｌ＼の熱の放散能力が問題になる。

従来、陸上用車両に用いられているディスクブレーキは
、ディスクパッド形のものであるが、この形のブレーキ
では、ロータディスクに鋳鉄、鋳鋼等の金属材料が使用
され、ライニングの材料としては、有機系摩擦材または
セミメタリック系摩擦材のような、摩擦特性の優れたも
のが使用されている。

つまり、この高負荷用ディスクブレーキは、ブレーキ操
作時に発生する熱エネルギーは、主としてロータディス
クに吸収させ、ライニング材は、摩擦特性の優れたもの
であればよいとするものである。

しかし、今日のように、車両の高速化、大型化に伴ない
ブレーキが吸収しなければならない熱エネルギー量が著
しく増大している状況下では、このような設計思想では
、高負荷用ディスクブレーキに対する種々の要求を全て
満足するものを得ることはきわめて困難である。

ブレーキは、車両の持っている運動エネルギーを短時間
の間に熱エネルギーに変換し、それを外部に放出するた
めのものである。前述した従来のディスクブレーキでは
、熱エネルギーを吸収する役割を鋳鉄等のロータディス
クに負わせることになっている。そのために高負荷用に
なるほど、ディスクの肉厚を大きくしてその重量を増し
、熱容量を大きくする方法がとられている。

ところで、一般に金属材料の比熱は小さく、０．１にｃ
ａｌ／　ｋｔ”ｃ程度のものである。熱吸収量あたりの
材料所要重量は材料の比熱と逆比例の関係にあるから、
ブレーキ負荷容量の増大を金属製ロータディスクに負わ
しめようとすれば、その重量増は当然非常に大きなもの
ならざるをえない。ブレーキ装置の重量が嵩めば自動車
等の燃費は悪くなる。しかも車両の省エネルギーという
観点からすれば、ローターディスクの重量増は、実重量
の増加のみでなく、慣性重量の増加としても効いて来る
ので二重の負担になる。

ローターディスクの厚さを大きくする方法のもう一つの
問題は、ブレーキ操作時に発生する大きな熱歪みで、あ
る。前述したようにブレーキ操作時の熱発生速度はきわ
めて大きい。摩擦面でこのように急激に発生する熱をデ
ィスク内に急激に拡散させることにより摩擦面での異常
な温度上昇を避けるには、ローターディスクとして大き
な熱伝導度の材料を用いる必要がある。しかしブレーキ
の負荷容量が大きくなり、ディスクの厚さが大きくなる
と、鋳鉄や鋳鋼のような金属材料を用いたとしても、こ
の熱歪みによる材料の割れや、永久歪みの発生が問題に
なって来る。そのためにこの方法で採用できるディスク
の厚さには限界があり、従ってブレーキの吸収できる熱
エネルギーの大きさにも限度がある。

ディスクパッド形のブレーキでは、前記のようにロータ
ディスクを熱吸収材料として機能させるが、そのロータ
ディスクは大部分が大気中に露出していて、ディスク内
に一時的に蓄えられた熱エネルギーがその表面から直接
大気中に放散させられるようになっている。従って摩擦
面そのものが、熱放散面として用いられることになり、
冷却構造としては優れている。

ところで負荷容量が増大するとそれに応じて、冷却面積
を増大させる必要がある。しかし、この形式のブレーキ
では、ロータディスクの径や厚さを大きくして、冷却面
積を増大することは、その構造上非常に困難である。そ
の対策として高負荷用ブレーキではローターディスクに
通気用の穴を開け、空気との接触面積を増やすとともに
、ローターディスクの回転による遠心力効果で通気空気
量を増やす工夫が取られているが、このような方法によ
り増加できる冷却面積には限界がある。また車両が１０
０　ｋｍ／　ｈ程度で走ったとしても車輪の回転に伴う
遠心効果はそれほど大きくなく、いずれも満足の行くも
のとはなっていない。

また、ディスクブレーキには、ライニングを取付けた円
盤状のロータをそれを囲むステータに押しつけるように
したもの（自動車工学全書、第１２巻、「タイヤ、ブレ
ーキ」の第１８８頁参照）あるいは密閉した箱の中にク
ラッチ型の圧力板を２枚入れ、これを両側に押し広げて
箱の内面を押しつけるようにしたもの（自動車選書、「
ブレーキ」、山海堂の第２５ページ参照）等の全周加圧
式のものもある。

この全周加圧式のものは、クラッチタイプデスクブレー
キと呼ばれるもので、摩擦材の接触面積が大きいために
、高頻度の制動に対しても優れた制動力を発揮するとい
われている。

しかし、構造が複雑なことからコストが高く、広く用い
られるには至っていない。また、摺動部が密閉された箱
の中に収納されているので、その冷却効果を高めるため
に箱の外部にヒレを取付ける等の工夫がなされてはいる
ものの、冷却能力には限度があって高負荷用のブレーキ
に適した構造とは言えない。

そこで、このようなディスクブレーキにおける熱エネル
ギの吸収をその材質を変えることにより行なうことも考
えられる。このディスクブレーキ用材料としては、最近
注目されている炭素質材料がある。

この炭素質材料は、工業的に使用できる材料の中で耐熱
温度が最も高く、しかもその比熱が耐熱性材料の内で最
も大きいものに属することから、熱容量の大きいことが
強く要求される高負荷用ブレーキ材料としては理想的な
特性を持っている。

しかし、この材料は、工業的に使用され始めて日が浅く
、構造材料として十分信頼性の高い設計が出来る段階に
至っていない。

しかも、高負荷用ブレーキ材料としての炭素質材料には
、耐酸化消耗性等、種々の点で問題が残っている。高温
度における耐酸化性について言えば、炭素質材料は元来
燃料として用いられる材料であり、高温で酸素雰囲気に
さらされると、酸化減耗するのは当然である。その点デ
ィスクバット方式のブレーキは摩擦面を大気中に露出さ
せる構造になっていて、炭素質材料にとって大変不利で
ある。例えば、ディスクとパッドいずれも炭素質材料を
使用したディスクブレーキが競争自動車用として使用さ
れているが、この場合ブレーキ操作による温度上昇が大
きく、短時間に材料が劣化するので、この種のブレーキ
は消耗品としてレースのたびに取り替えられているのが
実情である。

この材料の耐酸化性を増す方法としては、耐熱性の材料
を塗布または含浸させる等いろいろな工夫が提案されて
いる。しかし、末に十分信頼の置ける効果を期待できる
段階には至っていない。事実、この材料を広く使用して
いる航空機用ブレーキでも、摩擦に関係のない、ディス
クの内外周辺部にのみ酸化防止剤が塗布されているに過
ぎず、十分な耐酸化対策かさなされているとは言えない
。

炭素質材料を酸化減耗から護る最良の方法は材料を酸素
雰囲気から遮断して使用することである（たとえば、特
開昭６２−１６５．０３７号公報等参照）。

この特開昭６２−１６５，０３７号公報に開示されたも
のは、自動車の湿式クラッチ用として炭素−炭素複合材
料を使用するものであるが、炭素−炭素複合材料に潤滑
油を含浸させて、しがも密閉した系で使用されるように
なっている。しかしクラッチとは異なり大量の摩擦熱が
発生するブレーキに、この方法を使用することは当然の
ことながら不可能である。

そこで、本発明者等は、高負荷用のディスクブレーキに
ついては、上述した窄擦機構に関する一般的な設計理論
のみでな（、その冷却構造自体も考慮して改良しなけれ
ば、現在のように車両が高速化、大型化し、ブレーキの
吸収エネルギ量が大きくなっている状況の下では、所望
のブレーキを得ることができないと考え、鋭意研究した
結果、従来のディスクブレーキの最大の問題点は、この
熱エネルギを吸収する役割の大部分をロータディスクに
負わしめている点にあると考えた。

そこで、高負荷用ディスクブレーキを設計するに当って
の基本的な設計理論を、ブレーキ操作により発生する大
きな熱エネルギをロータディスクとステータライニング
との両者協同してこれを速やかに吸収出来るようにする
点におき、しかもブレーキとしての機能に種々の長所を
有する全周加圧式のディスクブレーキの特徴を生かすと
ともに炭素質材料を使用することにより、ブレーキ操作
後の放熱能力を高めるようにした高負荷用ディスクブレ
ーキを開発し、かつ提案するに至った。

つまり、この高負荷用ディスクブレーキは、全周加圧式
のディスクブレーキであって、ロータディスク又はステ
ータライニングのいずれか一方を金属製とし、他方を炭
素質材料により構成したものであり、特に、この炭素質
材料は、炭素−炭素複合材料であり、その繊維を厚さ方
向に配向したものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、この高負荷用ディスクブレーキは、ロー
タディスク又はステータのいずれか一方に金属を使用し
たものであるので、摩擦面における最高到達許容温度が
、使用する金属材料の耐熱温度により制約される虞れが
ある。

例えば、この高負荷用ディスクブレーキを、１回のブレ
ーキ操作当りの熱吸収量が特に大きな車両用のものとし
て使用する場合とか、急激なブレーキ操作の要求される
車両用のブレーキとして使用する場合には、摩擦面の温
度上昇が大きくなり、金属材料では使用に耐えなくなる
虞れが生じる。

そこで、本発明者等は、さらに研錯を重ねた結果、摩擦
材ならびに摩擦相手材の両者に、工業材料の中で最も耐
熱温度が高い炭素材を、牽擦摩耗特性を損なうことなく
用いることを可能にする方法を見出し、本発明を完成さ
せるに至ったのである。

本発明の目的は、上述した従来技術に伴う欠点、問題点
を解決し、摩擦面における最高到達許容温度が高く、耐
熱温度により制約される虞れのない、熱吸収容量の大き
い、摩耗量の少ない、軽量で、放熱性の高い、高負荷用
ディスクブレーキを提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するためになされたもので、
１枚の円盤状のロータディスクと、このロータディスク
の少なくとも一面全周にわたり接離するステータとを備
えたディスクブレーキにおいて、前記ステータは、炭素
質のステータライニングを金属製のステータプレートに
、また前記ロータディスクは、炭素質のロータライニン
グを金属製のロータプレートにそれぞれ取付けることに
より構成したことを特徴としている。

本発明で使用する炭素質材料は、ロータライニングの硬
度がステータライニングの硬度より高いことを特徴とし
ている。

また、本発明は、前記ステータプレー１・に放熱フィン
を設けることによって上記目的を達成したものである。

さらに、本発明は、前記ロータディスクとステータライ
ニングの周りに不活性ガスを導くことによって上記目的
を達成したものである。

（作用） 本発明は、上述のように、ステータ及びロータの各ライ
ニングを共に高熱伝導度の炭素質材料としたので、摩擦
面の上昇許容限界温度、つまり、ブレーキ時の許容負荷
容皿を高めることができ、また、ブレーキ操作時の異常
な温度上昇からも構造材料として使用している金属製ロ
ータプレートを保護し、この金属製ロータプレートの実
質的使用限界をも高めることができる。

この場合、ロータライニング用の炭素質材料の硬度がス
テータライニングの炭素質材料の硬度より高いものを使
用すれば、同一特性の炭素質材料を使用する場合に比し
、材料の摩耗量を大巾に小さく押えることができる。

また、このディスクブレーキもステータライニングが円
盤状のロータディスクの全周に摺接する全周加圧式のデ
ィスクブレーキを採用し、不活性ガスを摩擦面外周部に
導くようにしているので、摩擦面積が大きく、耐酸化性
のある、高頻度の制動を行なう高負荷車両用ディスクブ
レーキとしても十分信頼できる優れたブレーキ性能をも
つものが得られる。

さらに、ステータプレートに放熱フィンを設けると、吸
収した熱の放散性までも向上することになる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例の概略を示す正面図、第２図
は第１図の■−■線に沿う断面図である。

第１．２図のディスクブレーキ１は、いわゆるフローテ
ィング式のものであり、第２図に示す車軸２とホイール
ディスク３を介して連結されたロータディスク４を有し
ている。

このロータディスク４は、炭素質材料からなるロータラ
イニング４ａを金属製のロータプレート４ｂにそれぞれ
取付けることにより、１枚の円盤に仕上げたものであり
、このロータプレート４ｂは前記ホイールディスク３と
複数本のボルト５により連結されている。

このロータディスク４の両側面にはそれぞれステータ６
が設けられているが、このステータ６は、前記ロータデ
ィスク４の両面と全周に亘り摺接する環状をした炭素質
のステータライニング６ａを金属製のステータプレート
６ｂに圧接又は嵌合により収付けられたものである。

このステータ６はキャリパ９内に抱持された状態となっ
ているが、このキャリパ９の端部にはビン１０（第１図
参照）が設けられ、このピン１０によりキャリパ９は可
動に支持されている。このキャリパ９の一側には、金属
製のブーツ１１を介して一対の加圧手段１２が設けられ
ている。この加圧手段１２は、前記キャリパ９内に設け
られたピストン１３をプラグ１４を介して供給された油
圧により前記キャリパ９内で進退させ、該ピストン１３
の先端が前記ステータプレート６ｂの一方を加圧するよ
うにしたものである。

このディスクブレーキ１は、フローティング式であるの
で、前記ピストン１３が作動することにより加えられた
加圧力の反力が前記キャリパ９を介して他のステータプ
レート８に伝達され、一対のステータライニング７が協
同して金属製ロータディスク４の両面を挟圧するように
なっている。

ただし、この挟圧力をさらに高める必要があれば、前記
加圧手段１２の設置個数をふやせばよい。

本実施例では、ステータライニング６ａ及びロータライ
ニング４ａを炭素質材料により構成しているが、この炭
素質材料は、（１）高温下での耐摩耗性に優れ、（２）
高温下でも摩擦係数の低下が殆んどなく、摩擦係数が安
定し、（３）熱伝導性が高く、（４）熱吸収能力が大き
い、という特性を有している。

したがって、車両にブレーキをかけ、大きな運動エネル
ギが短時間の内に熱エネルギに変換される場合、この熱
エネルギを素早く吸収する材料としては最適なものであ
る。

しかも、特に、本実施例では、このロータライニング４
ａを構成する炭素質材料の硬度を前記ステータライニン
グ６ａの炭素質材料の硬度より高くしている。

一般に、炭素−炭素複合材料を用いたマルチディスクク
ラッチシステムあるいはマルチディスクシステムにおい
ては、ステータ、ロータの両者に同一の材料が使用され
ている。

しかし、このような同一材料を組合わせて使用する場合
よりも低硬度材料と高硬度材料とを組合わせて使用すれ
ば、低硬度材料の摩耗量のみでなく高硬度材料の摩耗量
も遥かに低く押えることができることが判明した。

例えば、熱処理温度を変えることにより硬度を異ならし
めた試料Ａ、Ｂ、Ｃを適宜組合わせて、１００回当りの
摩耗量を調べた結果、第３図に示すような測定値を得な
。これによれば、同一材料を組合わせて使用する場合よ
りも低硬度材料と高硬度材料とを組合わせて使用する方
が、摩耗量が遥かに少ないことが分る。

従って、高硬度材料をロータライニングとして使用する
ことにすれば、同一特性の炭素質材料を用いる場合に比
し、ロータライニングの寿命を大幅に伸ばすことができ
、炭素質材料同志の組合せで全周型のディスクブレーキ
を構成することが可能となる。

このため、本実施例では、ロータライニング４ａを構成
する炭素質材料の硬度が前記ステータライニング６ａの
炭素質材料の硬度より高くし、両ライニングの摩耗量の
低減を図っている。

このような硬度差のある炭素質材料を形成するには、そ
の炭素質材料の黒鉛化度を調節すればよい。

一般に、炭素材料は、熱処理温度によって黒鉛化度が変
り、その物性が広い範囲で調整され得ることも知られて
おり、その黒鉛化度が進むに従って硬度が低くなり、同
時に熱伝導度が高くなる。

したがって、黒鉛化度の低い、つまり硬度が高く熱伝導
度の低い材料をロータライニング４ａに使用し、このロ
ータライニング４ａの硬度より低い材料をステータライ
ニング６ａに用いている。

このようにすれば、摩擦面の温度上昇が金属材料の耐熱
温度を超過する条件であっても、金属材料であるロータ
プレート４ｂの異常な温度上昇を避けることができるこ
とになる。

このことは、ブレーキ操作によって異常な温度上昇をす
るのは摩擦面においてであって、その反対側、すなわち
ロータプレート４ｂあるいはステータプレート６ｂの側
の温度はブレーキ操作の初期温度から緩やかに上昇して
材料の平均到達温度に達するものであり、その間に温度
のピークを示すことがないという事実から明らかである
（第４図参照）。この第４図では、ブレーキ操作時に摩
擦側のグラフはピークを示すものの、冷却側はなだらか
な曲線で推移している。

さらに言えば、ロータライニング４ｂの炭素材料を、ス
テータライニング用炭素質材料に比し硬度の高い炭素質
材料（硬度が高いということは、黒鉛化度が比較的低く
、熱伝導率が比較的小さいことを意味する）を使用すれ
ば、摩擦面で発生する急激、かつ異状に大きい温度上昇
は炭素質材料に分担させ、ブレーキ操作時のごく短時間
に生じる異常な温度上昇から金属製のロータプレート４
ｂ及びステータプレート６ｂを保護し、当該金属材料の
実質的な使用限界温度を高めることにもなる。

これは、構造材料として一般に使用されている金属材料
が、高負荷用ブレーキのロータプレート４ｂとして十分
安全に使用することができることを意味する。したがっ
て、このように構造すると、ロータプレート４ｂの温度
上昇限界を低く押えることができ、ブレーキトルクを車
軸に伝えるというロータプレート本来の役割を果すに必
要な強度を確保するが簡単にできることになり、構造林
料として一般に用いられている普通の金属材料によって
これを構成することも可能となる。

さらに、本実施例では、前記ディスクブレーキの基本的
な設計理論を、［ロータディスク４とステータ６の両者
が協同してブレーキ操作時の摩擦熱を吸収するようにし
た点」に置いているので、前記摩擦熱は、ロータディス
ク４とステータライニング７の両者に分配されることに
なり、摩擦面における温度上昇を低く抑えることができ
、負荷容量が大きくなっても、十分使用に耐えるものと
なる。

ブレーキ操作時に生じる熱は、熱伝導性の高い材料であ
るロータライニング４ａとステータライニング６ａの両
者に伝わり、両者とも熱を吸収することになる。

特に、炭素質材料は、所定重量あたり熱吸収能力が金属
材料の数倍に達し、その耐熱温度も非常に高いことから
、ブレーキシステム全体としての使用可能温度、つまり
熱吸収能力を、さらに高くすることが可能になる。

このようにロータライニング４ａ及びステータライニン
グ６ａを熱吸収材料として用いるとき、材料が有する比
熱と使用可能温度とが重要な問題であるが、これらにも
増して重要な特性が熱伝導度である。前記炭素質材料は
、−ｍ金属材料に比べて熱伝導度も優れている。

ブレーキ操作時に材料内部に発生する、急激なしかも非
定常の温度分布を正確に測定することは事実上不可能な
ため、これをシュミレーションにより明らかにすれば、
第４．５図のようになる。

第４図は、ブレーキ操作時にディスクパッド型ブレーキ
のロータディスク４の厚さ方向に生じる温度分布をシュ
ミレートした結果を示すもので、−時的に極めて大きな
温度分布の生じる様子が分る。また、第５図は同ブレー
キ操作時にロータディスクの摩擦面における最高到達温
度に対する材料の熱伝導度及び厚さの影響を見たもので
ある。

ディスク外径一定とすれば、負荷容量即ち材料の厚さＤ
の増加に伴なって、摩擦面の最高到達温度が急激に大き
くなる点が分る。

これらの図から明らかなように、ブレーキ操作時に材料
内部に発生する温度分布は、材料の熱伝導度並びに厚さ
によって極めて大きく変化する。

したがって、ロータディスク４ａとステータライニング
６ａとを高熱伝導度の材料である炭素質材料により構成
すれば、ブレーキ操作時にブレーキ材料内に発生する温
度勾配を小さくすることができ、さらに、ステータプレ
ート６ｂの外表面（摩擦面の反対側）から大気中に熱を
効果的に放散させることができることになる。

一方、ステータライニング６ａ等についてであるが、摩
擦材料の摩耗量は単位面積当りの負荷（エナジーローデ
ィング）によって大きく支配され、それがある大きさを
越えると急激に増加することが判明している。全周加圧
式のブレーキにあっては、当然そのエナジーローディン
グが従来のパッド型のブレーキに比べて小さくなるから
、材料の摩耗量についても非常に有利になる。

また、ステータライニング６ａ等の厚さにも余裕を持た
せることは比較的容易であるから、仮にステータライニ
ングの摩耗量が従来の有機系、セミメタリック系の材料
に比べて、若干大きい場合であってもメンテナンス頻度
は少ないものとなる。

このように熱吸収能力が高く、熱伝導性の優れたもので
あれば、ステータライニング６ａをロータライニング４
ａと全周に亘り当接する全周加圧式のディスクブレーキ
とすることも可能となる。

ところが、炭素質材料をブレーキの熱吸収剤として用い
る場合の最大の問題点は、その耐酸化性にある。ある材
料を摩擦材として使用する場合、その材料に摩耗量ゼロ
を期待することは事実上不可能であり、スタテックな状
態で炭素質材料の耐酸化性を改善する方法が、仮に完成
したとしても、ブレーキとしてそれを実際に使用する場
合、材料本体である炭素部分が表面に露出して来るのを
避ける事は出来ない。

このため、本実施例では、炭素質材料を実質的に酸素雰
囲気から遮断するようにしている。つまり、キャリパ９
の頂部に、不活性ガスをステータライニング６ａとロー
タライニング４ａとの間に不活性ガスを供給するガス供
給手段１６を設けるとともにステータライニング６ａと
ロータライニング４ａの両者を、ステータプレート４ｂ
により包み込むような構造とし、両者の摩擦面に空気の
侵入を防ぎつつ、外部から不活性のガスを導入している
。

この不活性ガスとしては、窒素や二酸化炭素ガスがある
が、そのほかにエンジンの排気ガスを利用することも可
能である。

このようにすれば、ステータライニング６ａ等の摩擦面
が、ブレーキ操作中に大気と接触することがなく、ステ
ータライニング６ａ等の酸化は防止されることになる。

ブレーキ操作後、ステータライニング６ａがロータライ
ニング４ａから解放されて、両者間に隙間が出来た状態
における大気の遮断は、ライニング材の内外周部を耐熱
性繊維材料や金属製バンドで覆うことにより、前記不活
性ガスの導入効果をさらに高めることができる。また、
このときの隙間は非常に小さいものであるから、ごく代
かのガス量で十分な効果を得ることができる。このよう
にして酸化雰囲気から保護するようにしてはじめて炭素
質材料の熱吸収材としての特性が有効に利用できるよう
になる。

実験によれば、炭素−炭素複合材料の摩擦摩耗特性は酸
化雰囲気中で試験した場合と、非酸化雰囲気中で試験し
た場合とでは、まったく違った特性を示し、後者の方が
摩耗量が少なく、摩擦係数も非常に安定したものになる
ことが判明している。

したがって、材料を酸化性雰囲気から遮断することは、
単に材料の酸化消耗を押えるばかりでなくその摩擦摩耗
特性を大幅に改善することにもなる。

第６図は、本発明の他の実施例を示すもので、前記ステ
ータプレート６ｂの外周面に、放熱フィン１７を設けた
ものである。このようにすれば、ブレーキ操作によって
発生した熱エネルギの大部分をステータプレート６ｂの
外表面から効率良く大気中に放散させることができ、放
熱性が向上するのみでなく、負荷容量の増大に応じて冷
却面績を増やすこともきわめて容易となる。

（発明の効果） 以−り述べたように、本発明によれば、炭素質のステー
タライニングを金属製のステータプレートに、また炭素
質のロータライニングを金属製のロータプレー１−にそ
れぞれ取付けたため、ブレーキ操作時の熱エネルギを速
やかにロータディスクとステータライニングの両者協同
して吸収することができ、熱吸収容量の大きい、摩耗量
の少ない、軽量で、耐熱性のある高負荷車両用のディス
クブレーキとすることができる。

また、ステータプレートに放熱フィンを設ければ、放熱
性の優れたものとなり、さらに、ロータディスクとステ
ータライニングの周りに不活性ガスを導けば、ステータ
ライニングを酸化雰囲気から保護でき、ブレーキ頻度の
高い陸上車両用のブレーキとしても十分使用が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す正面図、第２図は、
第１図の■−■線に沿う断面図、第３図は、摩擦試験結
果を示す表、第４．５図は、ブレーキ操作時における温
度特性を示す説明図、第６図は、本発明の池の実施例を
示す要部断面図である。 １・・・ディスクブレーキ、 ４・・・ロータディスク、 ４ａ・・・ロータライニング、 ４ｂ・・・ロータプレート、 ６・・・ステータ、 ６ａ・・・ステータライニング、 ６ｂ・・・ステータプレート、 ９・・・キャリパ、 １２・・・加圧手段、 １６・・・ガス供給手段、 １７・・・フィン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）１枚の円盤状のロータディスクと、このロータディ
   スクの少なくとも一面全周にわたり接離するステータと
   を備えたディスクブレーキにおいて、前記ステータは、
   炭素質のステータライニングを金属製のステータプレー
   トに、また前記ロータディスクは、炭素質のロータライ
   ニングを金属製のロータプレートにそれぞれ取付けたこ
   とを特徴とする高負荷用ディスクブレーキ。 ２）前記炭素質のロータライニングの硬度が前記炭素質
   のステータライニングの硬度より高いことを特徴とする
   請求項１に記載の高負荷用ディスクブレーキ。 ３）前記ステータプレートに放熱フィンを設けたことを
   特徴とする請求項１又は２に記載の高負荷用ディスクブ
   レーキ。 ４）前記ロータディスクとステータライニングの周りに
   不活性ガスを導くようにしたことを特徴とする請求項１
   乃至３に記載の高負荷用ディスクブレーキ。