JP2615764B2 - Low torque friction brake - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.発明の目的 （１） 産業上の利用分野 本発明は、摩擦ブレーキに関し、特に、プレートディ
スクに摩擦材を摺接させて低トルクの制動力を受ける摩
擦ブレーキに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Object of the Invention (1) Field of the Invention The present invention relates to a friction brake, and more particularly, to a friction brake in which a friction material slides on a plate disk to receive a low torque braking force. .

（２） 従来の技術 従来の摩擦ブレーキは、回転する金属製プレートディ
スクの表面に、レジン、アスベスト、焼結金属等で形成
した摩擦材を、皿ばね、コイルばね等のスプリングによ
って押圧し、プレートディスクと摩擦材間に作用する摩
擦抵抗によって所定の制動力を得ていた。(2) Conventional technology A conventional friction brake presses a friction material formed of resin, asbestos, sintered metal, or the like on the surface of a rotating metal plate disk with a spring such as a disc spring or a coil spring, and presses the plate. A predetermined braking force is obtained by frictional resistance acting between the disk and the friction material.

（３） 発明が解決しようとする課題 しかしながら、前記従来の摩擦ブレーキは、スプリン
グによって摺動部の面圧を発生させているので、低トル
クを得るための微弱な面圧を発生させるには、ばね定数
の極弱いスプリングを用いる必要があった。このため
に、安定したトルクを得ることが困難であるだけでな
く、その微調整が難しいという問題点を有していた。(3) Problems to be Solved by the Invention However, in the conventional friction brake, since the surface pressure of the sliding portion is generated by a spring, in order to generate a weak surface pressure for obtaining low torque, It was necessary to use an extremely weak spring constant spring. For this reason, not only is it difficult to obtain a stable torque, but also it is difficult to finely adjust the torque.

しかも、スプリングによって摺動部の面圧を得ること
から、プレートディスクの全周面で一定の低圧力分布を
保つことが困難であり、これがトルク変動の原因となる
ばかりか、油分、水分、温度等の外的要因によっても摺
動部の摩擦係数が変化し、このために一定のトルクを得
ることが困難であった。Moreover, since the surface pressure of the sliding portion is obtained by the spring, it is difficult to maintain a constant low pressure distribution on the entire peripheral surface of the plate disk, which not only causes torque fluctuation but also causes oil, moisture, and temperature fluctuations. The friction coefficient of the sliding portion also changes due to external factors such as the above, and it is difficult to obtain a constant torque.

更に、従来の摩擦ブレーキに用いられていた摩擦材
は、静止摩擦係数と動摩擦係数の大きいために、作動時
のブレークアウトトルクが大きいという問題点を有して
いた。Further, the friction material used in the conventional friction brake has a problem that the breakout torque at the time of operation is large because the coefficient of static friction and the coefficient of dynamic friction are large.

本発明は、前述の事情に鑑みてなされたもので、外的
要因による変動を受けない安定した低トルクを得ること
が可能であるだけでなく、そのトルクの大きさを容易に
調整することが可能な低トルク摩擦ブレーキを提供する
ことを目的とる。The present invention has been made in view of the above circumstances, and not only can obtain a stable low torque that is not affected by external factors, but also can easily adjust the magnitude of the torque. The aim is to provide a possible low torque friction brake.

B.発明の構成 （１） 課題を解決するための手段 前記課題を解決するために、本発明の低トルク摩擦ブ
レーキは、中心軸まわりに回転するプレートディスクの
両側面に該中心軸と同心の円周溝を有する一対のリテー
ナを対峙させ、前記円周溝内にプレートディスクの表面
に摺接する摩擦材よりなる内側ブレーキエレメントと、
この内側ブレーキエレメントをプレートディスクに圧接
するための弾性材よりなる外側ブレーキエレメントを装
着し、プレートディスクの中心軸まわりの回転に伴うプ
レートディスクと内側ブレーキエレメント間に作用する
摩擦力によって所定の制動トルクを得ることを特徴とす
る。B. Configuration of the Invention (1) Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, a low-torque friction brake according to the present invention is provided on both sides of a plate disk rotating around a central axis. An inner brake element made of a friction material that slides on a surface of the plate disk in the circumferential groove, with a pair of retainers having a circumferential groove facing each other;
An outer brake element made of an elastic material is attached to press the inner brake element against the plate disk, and a predetermined braking torque is generated by a frictional force acting between the plate disk and the inner brake element as the plate disk rotates around the central axis. It is characterized by obtaining.

（２） 作用 前述の構成を備えた本発明の低トルク摩擦ブレーキ
は、一対のルテーナに形成した円周溝内に装着された外
側ブレーキエレメントの弾発力によって、同溝内に装着
された低摩擦材よりなる内側ブレーキエレメントがプレ
ートディスクの両側面に圧接される。従って、プレート
ディスクが中心軸まわりに回転すると、このプレートデ
ィスクと内側ブレーキエレメント間に作用する摩擦力に
よって所定の制動力が発生する。(2) Operation The low-torque friction brake of the present invention having the above-described configuration is provided with a low-friction friction brake mounted in a circumferential groove formed in a pair of retainers by the elastic force of an outer brake element mounted in the groove. An inner brake element made of friction material is pressed against both side surfaces of the plate disk. Therefore, when the plate disk rotates around the central axis, a predetermined braking force is generated by the frictional force acting between the plate disk and the inner brake element.

（３） 実施例 以下、図面に基づいて本発明による低トルク摩擦ブレ
ーキの一実施例について説明する。(3) Example An example of a low torque friction brake according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

第５図は、ラダー１を有する飛行機の垂直安定板２を
示すものであって、同図のVI−Ｉ線による断面図である
第６図から明らかなように、垂直安定板２にヒンジ３で
枢支されたラダー１の後縁には、このラダー１の角度を
微調整して機体の方向安定を保つためのトリムタブ４が
ヒンジ５によって枢支されている。そして、ラダー１の
内部に設けられたアクチュエータ６に連結されたロッド
７は前記トリムタブ４に固着したホーン８の先端に枢支
されており、操縦席の図示せぬトリムレバーに接続する
ワイヤー9,9によって前記アクチュエータ６のロッド７
を進退させると、トリムタブ４はヒンジ５まわりに揺動
する。すると、このトリムタブ４に作用する空気力によ
ってラダー１はヒンジ３まわりに反対方向に揺動し、機
体の方向安定の微調整が行われる。FIG. 5 shows a vertical stabilizer 2 of an airplane having a rudder 1, and as is apparent from FIG. 6, which is a cross-sectional view taken along the line VI-I of FIG. A trim tab 4 for finely adjusting the angle of the rudder 1 and maintaining the directional stability of the fuselage is pivotally supported by a hinge 5 at the rear edge of the rudder 1 pivoted at the position. A rod 7, which is connected to an actuator 6 provided inside the rudder 1, is pivotally supported at the tip of a horn 8 fixed to the trim tab 4, and is connected to a trim lever (not shown) of the cockpit. 9, the rod 7 of the actuator 6
Is moved back and forth, the trim tab 4 swings around the hinge 5. Then, the rudder 1 swings around the hinge 3 in the opposite direction by the air force acting on the trim tab 4, and fine adjustment of the directional stability of the body is performed.

第１図は前述のアクチュエータ６の断面図であり、第
２図はその斜視図である。これ等の図から明らかなよう
に、フレーム10にフランジ11aを介して取付けられたケ
ーシング11の後端部はカバープレート12で閉塞されてお
り、このカバープレート12の中心孔12aとケーシング11
の中心孔11b間には、雄ネジ13aが刻設されたネジ軸13の
両端部が挿通され、ナット14によってケーシング11に固
着されている。FIG. 1 is a sectional view of the aforementioned actuator 6, and FIG. 2 is a perspective view thereof. As is clear from these figures, the rear end of the casing 11 attached to the frame 10 via the flange 11a is closed by a cover plate 12, and the center hole 12a of the cover plate 12 and the casing 11
Both ends of a screw shaft 13 on which a male screw 13a is engraved are inserted between the center holes 11b, and are fixed to the casing 11 by nuts 14.

前記ネジ軸13の外周には、インナードラム15が両端を
ニードルベアリング16,16で回転自在に支持されてお
り、その雌ネジ15aは前記ネジ軸13の雄ネジ13aに螺合し
ている。前記インナードラム15の外周にはアウタードラ
ム17が支持されており、インナードラム15に形成したス
プライン15bをアウタードラム17に形成したスプライン1
7aに係合させることによって、両ドラム15,17は一体に
回転できるようになっている。更に、アウタードラム17
の両端部には、リング状のストッパー18,19が固着され
ており、このストッパー18,19の内面を前記インナード
ラム15の両端部に当接させることによって、両ドラム1
5,17のネジ軸13方向の相対移動が規制されている。そし
て、アウタードラム17の外周面には螺旋溝17bが形成さ
れており、この螺旋溝17bに前述の駆動用のワイヤー９
が巻き付けられている。On the outer periphery of the screw shaft 13, an inner drum 15 is rotatably supported at both ends by needle bearings 16, 16, and its female screw 15a is screwed with the male screw 13a of the screw shaft 13. An outer drum 17 is supported on the outer periphery of the inner drum 15, and a spline 1b formed on the outer drum 17 is replaced with a spline 15b formed on the inner drum 15.
By engaging with 7a, both drums 15, 17 can rotate integrally. Furthermore, the outer drum 17
Ring-shaped stoppers 18 and 19 are fixed to both ends of the inner drum 15. By contacting the inner surfaces of the stoppers 18 and 19 with the both ends of the inner drum 15,
The relative movement in the direction of the screw shaft 13 of 5, 17 is regulated. A spiral groove 17b is formed on the outer peripheral surface of the outer drum 17, and the above-described driving wire 9b is formed in the spiral groove 17b.
Is wrapped around.

前記アウタードラム17の両端部外周には一対のボール
ベアリング20,20によって円筒状のボディ21が相対回転
自在に支持されており、このボディ21の後端（第１図
中、右端）上下部から突出する一対のロッド支持部21a,
21aは、前記ケーシング11に形成した開口部11cから後方
に延出している。更に、ボディ21の前端部には、後述す
るアウターリテーナ22とインナーリテーナ23が重ね合わ
された状態で案内ボルト24,24によって固着されてい
る。そして、ボディ21の後端内側部に形成された段部21
bとボディ21の前端部に固着された前記インナーリテー
ナ23とをボールベアリング20,20の外側面に係合させる
ことによってボディ21とアウタードラム17のネジ軸13の
方向の相対移動を規制するとともに、第３図に最も明瞭
に示すように、ケーシング11にボルト25で回動自在に支
持されたプーリ26の溝26aに前記案内ボルト24を係合さ
せることによって、ボディ21とアウタードラム17の共回
りが規制されている。従って、アウタードラム17が回転
しながらネジ軸13に沿って移動すると、ボディ21はその
ままの姿勢を保ってアウタードラム17と一体でネジ軸13
に沿って移動することになる。A cylindrical body 21 is rotatably supported on the outer periphery of both ends of the outer drum 17 by a pair of ball bearings 20, 20. The rear end (the right end in FIG. 1) of the body 21 extends from the upper and lower portions. A pair of projecting rod support portions 21a,
21a extends rearward from an opening 11c formed in the casing 11. Further, an outer retainer 22 and an inner retainer 23, which will be described later, are fixed to the front end of the body 21 by guide bolts 24, 24 in a state of being overlapped. Then, a step portion 21 formed inside the rear end of the body 21
By engaging b and the inner retainer 23 fixed to the front end of the body 21 with the outer surfaces of the ball bearings 20, 20, the relative movement of the body 21 and the outer drum 17 in the direction of the screw shaft 13 is restricted. 3, the guide bolt 24 is engaged with a groove 26a of a pulley 26 rotatably supported by the casing 11 with a bolt 25 so that the body 21 and the outer drum 17 can be shared. The circumference is regulated. Accordingly, when the outer drum 17 moves along the screw shaft 13 while rotating, the body 21 maintains the same posture and the screw shaft 13 is integrated with the outer drum 17.
Will move along.

第４図は、第１図のIVの拡大図であって、同図から明
らかなように、アウタードラム17の一端部外周の複数箇
所には、円筒状のスペーサ28を介して前記ストッパー18
がネジ27により固定されており、このスペーサ28には円
盤状のステンレス製プレートディスク29がネジ軸13方向
の自由度を持って遊嵌されている。一方、、ボディ21に
固着された前記アウターリテーナ22とインナーリテーナ
23には前記ネジ軸13と同心の円周溝22aと23aとが対向し
て削設されている。前記円周溝22a,23a内には、テフロ
ン製のリング状内側ブレーキエレメント30と、シリコン
ゴム製のＯリングよりなる外側ブレーキエレメント31と
が装着されており、この内側ブレーキエレメント30によ
って前記プレートディスク29の両側面が挟持されてい
る。そして、インナーリテーナ23の円周溝23aの底部に
は微小な厚さを有するシム32が装着されており、内側ブ
レーキエレメント30のプレートディスク29に対する圧接
力を調整している。FIG. 4 is an enlarged view of IV in FIG. 1, and as is apparent from FIG. 4, the stopper 18 is provided at a plurality of locations on the outer periphery of one end of the outer drum 17 via a cylindrical spacer 28.
Are fixed by screws 27, and a disk-shaped stainless steel plate disk 29 is loosely fitted to the spacer 28 with a degree of freedom in the direction of the screw shaft 13. On the other hand, the outer retainer 22 fixed to the body 21 and the inner retainer
23 is provided with circumferential grooves 22a and 23a concentric with the screw shaft 13 so as to face each other. A ring-shaped inner brake element 30 made of Teflon and an outer brake element 31 made of an O-ring made of silicone rubber are mounted in the circumferential grooves 22a and 23a. 29 sides are pinched. A shim 32 having a small thickness is mounted on the bottom of the circumferential groove 23a of the inner retainer 23, and adjusts the pressing force of the inner brake element 30 against the plate disk 29.

第１図に戻って、ケーシング11とボディ21の両端間に
は、一対のベローズ33,33が固定部材34,35によって支持
されており、プレートディスク29及び両ブレーキエレメ
ント30,31部へのダスクの侵入を防止するようになって
いる。Returning to FIG. 1, between the two ends of the casing 11 and the body 21, a pair of bellows 33, 33 are supported by fixing members 34, 35. It is designed to prevent intrusion.

次に、前述の構成を備えた本発明による低トルク摩擦
ブレーキの一実施例の作用について説明する。Next, the operation of one embodiment of the low torque friction brake according to the present invention having the above-described configuration will be described.

飛行機の偏揺れのトリムを取るためにパイロットが図
示せぬトリムレバーを操作すると、ワイヤー９が一方向
に引かれ、このワイヤー９の中間部が巻き付けられたア
ウタードラム17が回転する。すると、このアウタードラ
ム17にスプライン17a,スプライン15bを介して係合する
インナードラム15は、ニードルベアリング16,16に支持
されてネジ軸13まわりに回転する。このとき、前記イン
ナードラム15の内周に形成した雌ネジ15aが、ネジ軸13
の外周に形成した雄ネジ13aに係合することによって、
インナードラム15とアウタードラム17は一体にネジ軸13
に沿って回転しながら移動する。そして、前記アウター
ドラム17にボールベアリング20,20によって支持された
ボディ21は、その案内ボルト24,24の一方が前記ケーシ
ング11に支持されたプーリ26に拘束されていることによ
り、ネジ軸13回りに回転することなく前記ドラム15,17
と一緒にネジ軸13に沿って移動する。このようにして、
ボディ21が移動すると、そのロッド支持部21aに支持さ
れた前述のロッド７が押し引きされ、その動きはホーン
８を介してトリムタブ４に伝達される。When the pilot operates a trim lever (not shown) to trim the yaw of the airplane, the wire 9 is pulled in one direction, and the outer drum 17 around which the intermediate portion of the wire 9 is wound rotates. Then, the inner drum 15 that engages with the outer drum 17 via the splines 17a and 15b is supported by the needle bearings 16 and 16 and rotates around the screw shaft 13. At this time, the female screw 15a formed on the inner circumference of the inner drum 15 is
By engaging with the external thread 13a formed on the outer circumference of
The inner drum 15 and the outer drum 17 are integrated with the screw shaft 13
It moves while rotating along. The body 21 supported on the outer drum 17 by the ball bearings 20, 20 is rotated around the screw shaft 13 by one of the guide bolts 24, 24 being restrained by the pulley 26 supported by the casing 11. Without rotating the drums 15, 17
Along with the screw axis 13. In this way,
When the body 21 moves, the aforementioned rod 7 supported by the rod support portion 21a is pushed and pulled, and the movement is transmitted to the trim tab 4 via the horn 8.

上述のような、トリムタブ４の操舵過程において、ワ
イヤー９によってアウタードラム17がネジ軸13まわりに
回転駆動されると、その端面にスペーサ28を介して支持
されたプレートディスク29も一体に回転する。このと
き、該プレートディスク29の両側面には、外側ブレーキ
エレメント31によって押圧力を付与された内側ブレーキ
エレメント30が摺接しているので、プレートディスク29
と内側ブレーキエレメント30間に生じる微小な摩擦力に
よって、ドラム15,17には低トルクのブレーキ力が作用
する。従って、パイロットはトリムレバーを操作する際
に、適度な負荷による好ましい操舵感覚を得ることがで
きる。そして、このブレーキ力の大きさは、外側ブレー
キエレメント31のシリコンゴムの硬度を変えたり、イン
ナーリテーナ23の円周溝23a内に装着したシム32の厚さ
を変えて、内側ブレーキエレメント30のプレートディス
ク29に対する面圧を調整することにより、任意に設定す
ることができる。また、プレートディスク29をその中心
軸の方向に自由度を持たせて支持しておけば、該プレー
トディスク29の両側面における面圧が均一化され、トル
クの変動をより小さくすることができる。When the outer drum 17 is driven to rotate around the screw shaft 13 by the wire 9 during the steering process of the trim tab 4 as described above, the plate disk 29 supported on the end face thereof via the spacer 28 also rotates integrally. At this time, since the inner brake element 30 to which the pressing force is applied by the outer brake element 31 is in sliding contact with both side surfaces of the plate disk 29,
A low frictional force acts on the drums 15 and 17 due to the minute frictional force generated between the inner and lower brake elements 30. Therefore, when operating the trim lever, the pilot can obtain a favorable steering feeling with an appropriate load. The magnitude of this braking force depends on the hardness of the silicone rubber of the outer brake element 31 or the thickness of the shim 32 mounted in the circumferential groove 23a of the inner retainer 23, thereby changing the plate of the inner brake element 30. It can be set arbitrarily by adjusting the surface pressure on the disk 29. If the plate disk 29 is supported with a degree of freedom in the direction of its central axis, the surface pressure on both side surfaces of the plate disk 29 is made uniform, and the fluctuation of torque can be further reduced.

以上、本発明による低トルク摩擦ブレーキの実施例を
詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるもので
はなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱する
ことなく、種々の小設計変更を行うことが可能である。Although the embodiments of the low-torque friction brake according to the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the present invention described in the appended claims. It is possible to make small design changes.

例えば、この低トルク摩擦ブレーキの使用場所は飛行
機の操舵用アクチュエータに限ることなく、小さい制動
トルクを径の大きい部分で得る場合に好適である。その
一例として、ハンドルの回転を大減速比で減速して他軸
に伝達する場合、このハンドルに本発明の摩擦ブレーキ
を装着しておけば、他軸側からの逆方向の回転力の伝達
を効果的に阻止することができる。For example, the use place of the low-torque friction brake is not limited to the actuator for steering an airplane, and is suitable for a case where a small braking torque is obtained in a portion having a large diameter. As an example, when the rotation of the steering wheel is transmitted to another shaft while being reduced at a large reduction ratio, if the friction brake of the present invention is attached to this handle, the transmission of the rotational force in the opposite direction from the other shaft side is performed. It can be effectively blocked.

また、内側ブレーキエレメントの材質として、テフロ
ン以外の適宜の低摩擦材を用いることができ、外側ブレ
ーキエレメントの材質として、シリコンゴム以外の適宜
の弾性材を用いることができる。更に、プレートディス
クを固定軸に回転自在に支持された部材に取付ける代わ
りに、回転軸に直接取付けることができる。Also, a suitable low friction material other than Teflon can be used as the material of the inner brake element, and a suitable elastic material other than silicone rubber can be used as the material of the outer brake element. Further, instead of mounting the plate disk on a member rotatably supported on the fixed shaft, it can be mounted directly on the rotating shaft.

C.発明の効果 前述の本発明の低トルク摩擦ブレーキによれば、回転
するプレートディスクの両側面に配置した一対のリテー
ナの内面に削設した円周溝内に、弾性材よりなる外側ブ
レーキエレメントと低摩擦材よりなる内側ブレーキエレ
メントを装着し、前記外側ブレーキエレメトの弾発力に
よって内側ブレーキエレメントをプレートディスクの表
面に圧接するようにしたので、構造が簡略化されて狭い
スペースに装備できるだけでなく、低摩擦材による微弱
な制動トルクを安定した状態で得ることができる。C. Effects of the Invention According to the low-torque friction brake of the present invention described above, an outer brake element made of an elastic material is provided in a circumferential groove cut into the inner surfaces of a pair of retainers disposed on both side surfaces of a rotating plate disk. And the inner brake element made of low friction material is attached, and the inner brake element is pressed against the surface of the plate disc by the elastic force of the outer brake element, so the structure is simplified and it can be installed in a narrow space. Instead, a weak braking torque by the low friction material can be obtained in a stable state.

また、外側ブレーキエレメントの材質を変えたり、リ
テーナの円周溝内に厚さを調節したシムを挿入したりす
ることにより、内側ブレーキエレメントのプレートディ
スクに対する面圧を容易に調整することができる。これ
により、ブレーキ力の大きさを任意に設定することがで
きる。Further, by changing the material of the outer brake element, or by inserting a shim having an adjusted thickness into the circumferential groove of the retainer, the surface pressure of the inner brake element against the plate disk can be easily adjusted. Thereby, the magnitude of the braking force can be set arbitrarily.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図は本発明による低トルク摩擦ブレーキの一実施例
の断面図、第２図は同じく斜視図、第３図は第１図のII
I−III線による断面図、第４図は第１図のIV部の拡大
図、第５図は飛行機の尾部を示す図、第６図は第５図の
VI−VI線による断面図である。 13……ネジ軸、22……アウターリテーナ、23……インナ
ーリテーナ、22a,23a……円周溝、29……プレートディ
スク、30……内側ブレーキエレメント、31……外側ブレ
ーキエレメント、32……シムFIG. 1 is a sectional view of one embodiment of a low torque friction brake according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the same, FIG. 3 is II in FIG.
FIG. 4 is an enlarged view of the section IV in FIG. 1, FIG. 5 is a view showing the tail of the airplane, and FIG.
It is sectional drawing by the VI-VI line. 13 ... screw shaft, 22 ... outer retainer, 23 ... inner retainer, 22a, 23a ... circumferential groove, 29 ... plate disc, 30 ... inner brake element, 31 ... outer brake element, 32 ... Sim

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】中心軸まわりに回転するプレートディスク
の両側面に該中心軸と同心の円周溝を有する一対のリテ
ーナを対峙させ、前記円周溝内にプレートディスクの表
面に摺接する摩擦材よりなる内側ブレーキエレメント
と、この内側ブレーキエレメントをプレートディスクに
圧接するための弾性材よりなる外側ブレーキエレメント
を装着し、プレートディスクの中心軸まわりの回転に伴
うプレートディスクと内側ブレーキエレメント間に作用
する摩擦力によって所定の制動トルクを得る低トルク摩
擦ブレーキ。1. A friction material which has a pair of retainers each having a circumferential groove concentric with the central axis on both sides of a plate disk rotating about a central axis and slidingly contacting the surface of the plate disk in the circumferential groove. And an outer brake element made of an elastic material for pressing the inner brake element against the plate disk, and acts between the plate disk and the inner brake element as the plate disk rotates around the central axis. A low-torque friction brake that obtains a predetermined braking torque by frictional force.