JP2615764B2 - 低トルク摩擦ブレーキ - 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。

（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。

（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。

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。

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。

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。

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。

（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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

【図面の簡単な説明】

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

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【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。