JPH04500190A - 多板ブレーキに使用するドラム駆動装置 - 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】 多板ブレーキに使用するドラム駆動装置本発明は、一般的に多板ブレーキのロー タ板を回転車輪に取付ける機構に関し、詳しくはロータ板を航空機車輪に取付け る機構に関する。

車輪フランジ間に大きい幅を有するラジアルタイヤ用大径航空機車輪、及び半径 方向の大負荷要件についての最近の要求により、航空機車輪の変形すなわち楕円 化の量が増大してきた。その結果、スタントン（Ｓｔａｎｔｏｎ）の米国特許第 ３．９５８．８３３号に示されたような、現行の車輪駆動キー装置を有する車輪 の楕円化は、半径方向の集中荷重をロータ板に及ぼし、この荷重がロータ板を傷 付けることがある。これは、ロータ板がカーボン材料で作られるときに、特に問 題である。スタントン（Ｓｔａｎｔｏｎ）の米国特許第３．９５８．８３３号に 示されたような、車輪駆動キー装置は、外径を介して構造的荷重を伝達するため にロータ板の外径に係合することにより作動する。車輪のキーは、連結ボルト領 域と内側フランジ領域の両方で車輪に取付けられる（第１図参照）。内側フラン ジ領域は最も大きい車輪変形すなわち楕円化が起こるところなので、完全に回転 する間に車輪が半径方向内方及び外方に変形するとき、車輪のキーは半径方向に 移動する。次いで、部分的な車輪の楕円化により、半径方向荷重はロータ板周囲 のインサートに伝達される。１フータ及びロータ駆動機構の損傷は、車輪楕円化 の結果起こり、これがブレーキ寿命の低下をもたらす。更に、ブレーキ寿命の低 下は、ステータ及びロータ板の早期交換と、ブレーキ着陸コスト当たり高Ｇ′１ ニフストをもたらす。

幾つかの重要な目的を達成するために、ロータ駆動装置を単純化することが非常 に好ましい。第１に、現行の車輪駆動キー装置は、駆（キー、インサート、リベ ット、及び据え付けに必要なｔの他を含む、幾つかのハードウェア部品を必要と する。航空機の車輪・ブレーキ組立体に現在使用中のロータ駆動キー装置は、２ ７０はどの部品を必要とする。単一部品の）＼−ドウエアからなり、この単一部 品のハードウェアが部品・組立コストを相当減じるロータ駆動装置を提供するこ とは非常に有利である。他の重要な目的は、ブレーキの全有効寿命を増大させる ことである。、第２図及び第３図に示すように、ブレーキ板が相当摩耗した後、 駆動インサートリベットが互いに接触すると、車輪キー装置はブレーキ寿命を減 じる。リベット間の接触は、ブレーキの早期交換をもたらす。円板の周囲に配置 された駆動インサート（駆動インサートはリベットで所定位置に保持されている ）をなくすことにより、ブレーキ板を更に摩耗させることができ、従ってブレー キの有効寿命を増大させブレーキ着陸毎のコストを低減することができる。

他の重要な目的は、ブレーキ板の再研磨工程を単純化することにある。ブレーキ 板の再研磨工程は、摩耗したとき使い捨てる以前の状態よりも個々のブレーキ板 の寿命を伸ばすことができる。現行のロータ駆動装置は、再研磨前のロータノー −ドウエアの分解と、再研磨後の再組立を必要とする。多数のノー−ドウエアを なくすロータ駆動装置は、再研磨の時間とコストを相当減じるだろう。他の重要 な目的は、車輪への直接の熱伝導を減じることである。航空機ブレーキにおける カーボン板の使用の増大により、周囲の車輪・ブレーキ構造物に厳しい温度要件 臂課し、ている。従−２で、車輪への直接の熱伝導を減じるロータ駆動装置を提 供することが望まし、い。

本発明は、多板ブレーキを取り囲む市軸用のドラム駆動装置を提供することによ り、上記目的を満たずものであり、このドラム駆動装置は前記車輪の軸方内聞「 コ部内に実質的１．′″配置れ軸方向に延びる軸方向長さを有し、ドラム駆動装 置は更に、軸方向両端で軸方向に延びる内部開口部と連通ずる開口端を有するほ ぼ環状のドラムを備え、一方の開口端は複数の取付手段を有する取付部によって 構成され、取付手段はドラムを車輪と連結する連結手段を受け入れ、更に前記ド ラムの内部開口部内に半径方向内力に延びる複数の円周方向に間隔を隔てた軸方 向に延びる駆動手段を備え、該駆動手段は関連した円板をドラム及び車輪と連結 するために関連した円板の関連した受け入れ手段に係合し、更に、ドラムの軸方 向長さの大部分が、ドラムと車輪間の半径方向間隔が前記ブレーキ板に作用する 車輪変形の半径方向荷重を最小にするように、車輪からほぼ半径方向内方に間隔 を隔てている。

本発明を実施する一例を実施例を示す図面を参照！７で以下１ご詳細に説明する 。

第１図は、先行技術の車輪駆動キー装置の断面図である。

第２図は、ステータと、ロータ駆動イ〕・・ザートとそのまわりのりベントラ有 する一対のロータとを示す概略図である。

第：３図は、摩耗後の第２図のステータと［ュータの概略図である。

第４図は、車輪に取付られた本発明のドラム駆動装置と多板ブレーキの係合［ュ ータの断面図である。

第５図；よ、第４図の線５−５における断面図である。

第６図は、本発明のドラム駆動装置の別の実施例で、ちる。

第７図は、第６図のドラム駆動装置の側面図である。

第８図は、第７図の線８−８における断面図ｒある。

第９図は、ベイｒスプライクイヤ（ｂｉａｓ−ｐｌｙ　ｔｉｒｅ＞　についての ドラノ・駆動装置の突形を示す図である。

第１（）図は、ラジアルブライタイヤ（ｒａｄｉａｌ　ｐｌｙ　ｔｉｒｅ）につ し）でのドラム駆動装置の変形を示す図である。

第１図−第３図は、多板ブレーキを有する先行技術の車輪を示しでおり、ここで ロータ板はその周囲に配置されたロータインづ一トを持っている。第１図は、ビ ーム車輪キー・ロータインサート組立体として知られるものを示す。個々の車輪 キー１０は、連結ボルト領域２０と内側フランジ領域３０で車輪に各々連結され る。内側フランジ領域：３０は、キー・ボルト４０用の複数の開口部を有する。

第２図は挟み込み円板を示ｊ〜、Ｊｌ−てｌ〕−夕板７０は、リベット６０によ ってロータの周囲に取付けられたｉｌ−タ駆動インサート５０を有する。この形 式のロータ駆動装置は、１つのブレーキ組立体に総計２７０の別々の部品を必要 ２〜する。加え−で、キーポル）　、１０を受け入れる内側フランジａｔ＊３ｏ の孔は、車輪の高い応力領域にある。かかる車輪のフランジ応力は、ラジアルタ イヤの使用で更に大きくなる。航空機の車輪が完全に回転するとき、車輪フラン ジの変形すなわち楕円化が起こる。！ｆ輪キーの変形はまた、車輪フランジ領域 ３０におけるキーの取付により起こる。車輪キーの変形は、車輪キーが車輪のフ ランジよりも軸方向外方に延びるので、車輪フランジの変形よりも大きい。その 結果、半径方向内方の車輪キーの移動は、車輪から強度の低いカーボンロータへ 大きい年中荷重を加える。カーボンロー・−夕すなわち駆動装置構成部品の損傷 は、ブレーキ寿命を１．＋７、ブｌ／−キー着陸コスト当たりのコストを高めて しｔう５．加えで、第２図及び第３図に示すように、（″ｌ−タ７０とステータ ８０の摩耗により、リベノ１−６０が隣接する１〕−夕のリベットに接触する０ 、リベットの接触は、駆動装置の構成部品を慣（Ｓさ「、その結果、ブレーキ装 置の構成部品を早期に変換するこ、Ｊ−＋１−なる。

本発明は、第４図に示すドラム駆動装置１００を提供″′４−ることにより、上 述した問題をなくすものである。ドラム駆動装置１００は、参照番号１３０で全 体的に示す車輪の内側ハーフ１４０内に受け入れられる。車輪ハーフ１４０は、 連結ボルト１５０付近の領域から内側フランジ１４２まで延びる。車輪は、適当 な軸受手段によって車軸１６０に取付けられる。駆動装Ｍ１００は複数のドラム 部品からなり、このドラム部品は環状形ドラトを形成するために、締結手段すな わち溶接によって互いに結合されている。

変形例として１、ドラム駆動装置１００は単一の一体部品（第８図参照）であ□ ても良い。第４図のドラム駆動装置１００は、内側端１０２と外側端１０４の間 を軸方向に延びる。ドラト駆動装置１００はほぼ環状形のドラムであり、端１０ ２が内側開口部ずなわち開１］端１１２を構成し、端１０４が外側開口部ずなわ ぢ開口端１１４を構成する半径方向内、プ１１ご延びたフランジ１０８を有する １、半径方向に延びたフランジ１０８は、ドラム駆動装置１００を車輪１４０に 取付ける糾結ｆ段すなわち連結ボルト１５０用の複数の開口部１１８を有する。

ドラム駆動装ν１００は軸方向に延びた内部量［ｊ詔１２２唆構成１９、Ｓ二の 開Ｅｊ部に複数の円周方向１：４間隔を隔て、軸す向に延びるスプラインすなわ ち駆動子役１２８が延び、′り。、軸左向に延びるスプライン１２８は、内部量 ＤＱＩ２２に半径方向内力に延び、第５図でいっそう明らん・１にわかるよ〉に 、ｒｉ　−夕！　７０　Ｇ　ｔ−’　５　Ｌ　駆ｉ　１　四１００　ｃ！、：　 ＩＩＴ’１転７ｉ５能；こ連結−」るた、Ｙｊｌ；相補汁２の開口部１７８　Ｎ −５け入れられる１、スプライ、・パ１、′８は第５図に断面が小さい１−１の と１．て承され◇ブ）＜　＋、スブ弓イン１２３１が円周〕υ向に広い幅（第７ ′図参照）を有し、ｔ〕−り内の相補３ｆ１２　’Ｊ旧」部に一受；ｉ入れられ るごとを理解すべきである。ドラ・′、駆動装置１００は、複数の４′径方向に 延びる熱フラン７辷すｌよりちベーン１４４を備え、このベーンは車輪＾−フ１ ４０の内側開口部付近に配置され、か′つ構造ベーン１４（ｉを有する。

熱シールド１５５が、ドラム駆動装置１００のまわりに配置され、車輪ハーフ１ ４０の内面の内方に位置する。熱シールド１５５は、熱が隣接する車輪ハーフ１ ４０とそのまわりに配置されたタイヤに放散するのを阻止する。駆動装置１００ は、熱シールド１５５がドラム駆動装置の外側に軸方向に延びる単一の熱シール ド（第６図参照）からなるように、熱ベーン１４４及び構造ベーン１４６を備え なくても良い。

ドラム駆動装置１００は、車輪ハーフ１４０の端フランジ１４２の半径方向内方 に配置される。ドラム駆動装置はその軸方向長さに沿って車輪ハーフ１４０との 連結部を実質的に有さない。従って、ロータ１７０及びステータ１８０によって 発生した熱エネルギーの車輪ハーフ１４０への直接伝達が阻止される。更にこれ は、車輪ハーフ１４０のまわりに配置されたタイヤへの車輪ハーフ１４０による 熱伝達を阻止する。更に、ドラム駆動装置１００は車輪ハーフ１４０の軸方向全 長と実質的に直接連結しないので、車輪ハーフ１４０が半径方向内方に変形する とき、車輪ハーフは、駆動装置１００の外側と車輪ハーフ１４０の内面との間に 位置する隙間内に変形する。車輪ハーフ１４０の楕円化により生じる変形は、ド ラム駆動装置１００の変形を引き起こすことがなく、従ってＴ−１−り駆動装置 の損傷を引き起こさない。ドラム駆動装置１００は１、連結ボルト領域で車輪１ ３０に取イ」けられＺ：Ｊ　ドラムが構造的に強く剛性のある車輪の連結ボルト 領域で固定され、車輪１ランジ領域と独立であるので、ドラム駆動装置は、車輪 の変形で引き起こされる半径方向荷重のカーボンロータへの伝達をなくす。ドラ ト駆動装置１００は、車輪の全回転に亘り、円形を維持する。ドラム駆動装置は また、車輪キー／インサート装置の特徴ではない、より均一な駆動荷重分布を維 持する。ドラム駆動装置１００は、車輪の楕円化＋；：、Ａり生じろロータの非 係合の可能性を減じるために、車輪フランジ領域から独立であるように設計され て）。車輪キー／インサー・１・装置において普通である非係合は、残りの係合 キーに高い不均一荷重を発生し、この荷重はローフインサー・ト、リベット、及 びイカ−ボン軸受の表面に疲労を引き起こす。

第６０〜・第８図は、ドラム駆動装置の別の実施例を示す。同様の構造を１００ づつ増した同じ参照番号で示す。駆動装置２００は、車輪２３０内に位置し、ボ ルト２５０で取付けられる◎スブ）イン２２８は、ロータ２７０をドラム駆動装 置及び車輪と回転可能に連結するために軸方向に延びる内部開口部２２２に半径 方向に延びる。スプライン２１２８は、スブラ・１′ンが開口部２７８であるの で、スプライン１２８よりも広い。ドラム駆動装Ｎ２００は、単一＝−の軸方向 に延びる熱シールド２５５をまわりに有する単一の一体構造物である。シールド ２５５は、内側車輪ビード座領域がブド−手板積層体で発生した熱からいっそう 効果的に遮蔽されろように、内側フランジ２４２を通り越１．て軸方向内方に延 びる。

本発明のドラム駆動装置は、実質的に改良したロー々駆動装置を提供Ｖる重要な 目的を達成する。第１に、ドラム駆動装置は、ロータがもはやインサ・−ト及び そのまわりのリベットを必要としないので、１リベツトの接触」問題がなくなる 結果、ブｌ、・−÷の長寿命化の可能性を提供する。、Ｌ】−タインサート及び リベットがなくなるこ、とにＪ′す、ブＬ−−キ板はリベットが接触することな く更に摩耗することかできる。・インサート及びリベットなしに、カーボンロー タの非対称摩耗による干渉の可能性が排除される。第２に、本発明のドラム駆動 装置は、重一部品の設計でも良い。ドラム駆動装置が互いに連結された幾つかの 部品で作られようと、或いは単一の一体ドラムであろうと、ドラムを内側の車輪 ハーフ内に容易に挿入することができる。先行技術の車輪キー／インサート装置 は、１つのブレーキ組立体に２７０部品はどのバードウｙ、アを必要とする。本 発明は、組立のコスト及び時間を著しく減じ、これは相当のレーバーコスｉ・の 節約となる。加えて、ロータのリペア）孔と車輪フランジに近いボルト孔の排除 はまた、ロータ及び車輪の総合強度を増大し、加工コストを減じる。本発明のド ラム駆動装置は、先行の駆動装置よりも大きい捩じり強度を示す。高エネルギー ＲＴ○（Ｒｅｊｅｃｔｅｄ　ｔａｋｅ−ｏｆｆ）停止試験は、ドラム駆動装置の 大きい捩じり強度を示し、試験後の分析はドラムの損傷が起きていないが、車輪 キーの変形及びロータインサートの溶融はその形式の装置において大きいことを 示した。ドラム駆動装置は、重輪放熱能力をいっそう効率的に利用する。内側車 輪ビード座領域への熱の伝導経路は、ドラム駆動装置で非常に減少する。なぜな ら、第１図に示したキーボルトによる車輪フランジ、タイヤビード、及び高温摩 擦構成部品の間の直接経路が排除されるからである。本発明のドラム駆動装置は 、外側車輪ハーフへの直接伝熱通路を備える。内側車輪フランジ及びビード座領 域の温度の減少（これはタイヤ発火の可能性を最小にする）、及び車輪ハブ温度 の減少が、適当な熱シールドを有する本発明を使用して実現することができる。

本発明は、１００％ドライのりジェクトデイクオフ（ｒｅｊｅｃｆ、ｅｄ　ｔａ ｋｅ−ｏｆｆ）のような多くの航空機仕様においてタイヤの発火を防止すること ができる。４９　、　６　ｍｆｔ−ｐｏｕｎｄのブレーキ運動エネルギー試験で は、タイヤの発火はなかった。

本発明のドラム駆動装置の有効車輪変形を評価するために行われた構造解析は、 バイアスブライタイヤ及びラジアルブライタイヤの両方の動的試験及び静的試験 を含んでいた。この試験結果は、最も厳しい条件で、半径方向内方のドラム変形 （曲線Ａ）は、バイアスブライタイヤとラジアルブライタイヤのそれぞれについ て、車輪変形（曲線Ｂ）の１０から３０％と５３から５８％であった（第９図及 び篤１０図参照）。試験は、車輪・ブレーキ構造物の全体に亘って温度の大きな 上昇がないことを示した。一層の温度低減を改良した熱シールド設計で予想する ことができる。ドラム駆動装置はまた、ブレーキの高運動エネルギーＲＴＯ停止 の後、構造的一体性を維持することができる。ＲＴＯ試験の結論で、ドラムスプ ラインやドラムのバレル形状に構造的な損傷が生じていないことが観察された。

典型的には、先行設計の車輪キーは同様のＲＴＯ試験の後、しばしば変形した。

ブレーキからドラム駆動装置を分解するのに困難はない。逆に、ブレーキから車 輪キー／インサート装置を分解するには、変形したキーと溶融したインサートの ため相当の努力を必要とする。

ロータインサートの排除は、ブレーキ板の再研磨プログラムを単純化する。先行 の手順では、再研磨前に使用したロータからインサートを分解し、再研磨の後に リベット孔の再加工とインサートの再組立を必要とした。相当なコスト及び時間 の節約が、カーボンロータ板を有するドラム駆動装置にロータ板再研磨プログラ ムを適用することにより実現するだろう。

Ｉ輪ＥＸユ体／ドラム駆動装置 バイアスブライタイヤについてのｉ形比数号ノ１ルタイヤ・ニー）いての変杉比 夕平成　年　月　日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．多板ブレーキを有するシングル車輪用のドラム駆動装置であって、該ドラム 駆動装置（２００）は前記車輪（２３０）の軸方向開口部内に実質的に配置きれ 軸方向に延びる軸方同長さを有し、ドラム駆動装置（２００）は更に、軸方向両 端（２０２、２０４）で軸方向に延びる内部開口部（２２２）と連通する開口端 （２１２、２１４）を有するほぼ環状のドラム（２００）を備え、一方の開口端 （２１４）は複数の取付手段（２１８）を有する取付部（２０８）によって構成 され、取付手段はドラム（２００）を車輪（２３０）と連結する連結手段（２５ ０）を受け入れ、ドラム（２００）の他方の軸方向端（２０２）は、半径方向外 方に延びるフランジ（２０２）を有し、更に、前記ドラム（２００）の内部開口 部（２２２）内に半径方向内方に延びる複数の円周方向に間隔を隔てた軸方向に 延びる駆動手段（２２８）を備え、該駆動手段（２２８）は関連した円板（２７ ０）をドラム（２００）及び車輪（２３０）と連結するために関連した円板（２ ７０）の関連した受け入れ手段（２７８）に係合し、更に、ドラム（２００）の 軸方向長さの大部分が、ドラム（２００）と車輪（２３０）の間の半径方向間隔 が前記ブレーキの円板（２７０、２８０）に作用する車輪変形の半径方同荷重を 最小にするように、車輪（２３０）からほぼ半径方向内方に間隔を隔てており、 シングル車輪（２３０）は連結手段（２５０）で互いに保持された２つの車輪部 品（２４０）からなり、更に、ドラム（２００）の外側に配置され、前記車輪（ ２３０）内に軸方向に延びる連続の環状熱シールド手段（２５５）を備え、該シ ールド手段は軸方向に延び、一端でフランジ（２０２）に当接し、他端でドラム （２００）により支持される、ことを特徴とするドラム駆動装置。 ２．ドラム（２００）は、前記車輪（２３０）と連結した単一の一体部材からな る、請求の範囲第１項に記載のドラム駆動装置。 ３．ドラム（２００）は、前記環状ドラム（２００）を形成するように互いに取 付けられた複数のドラム部分からなる、請求の範囲第１項に記載のドラム駆動装 置。 ４．関連した円板（２７０）の受け入れ手段（２７８）は、前記駆動手段（２２ ８）と相補的に形作られた円板開口部（２７８）からなる、請求の範囲第１項に 記載のドラム駆動装置。 ５．車輪（２３０）は航空機車輪であり、円板はカーボン板である、請求の範囲 第１項に記載のドラム駆動装置。