(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機用多板ディスクブレーキ組立体の他のブレーキディスクの協働するブレーキ摩耗面と係合する平行且つ平らなブレーキ摩耗面を有し、特定の容積の相変化材料を有する高密度化カーボン複合材料から成っており、相変化材料が、ブレーキディスクの作動時に発生する熱エネルギーを吸収するようにブレーキ摩耗面間で中央コア部分内に収容されるとともに複合材料の内部に完全に閉じ込められている航空機用多板ディスクブレーキ組立体のブレーキディスクにおいて、相変化材料がディスクの中央コア部分内の複数の軸線方向に指向した空所内に保持され、各空所が相変化材料を保持する空所内に封止機構を含み、封止機構が、相変化材料を通る熱伝導を増大させる熱分解カーボンのハニカム構造形状の高伝導材料で構成され、前記相変化材料及び空所が、容積膨張を許容するとともに周辺の構造体の許容温度に適合するようブレーキディスクの熱伝導性を高めるように選択されることを特徴とする、航空機用多板ディスクブレーキ組立体のブレーキディスク。
【請求項２】
航空機用多板ディスクブレーキ組立体の他のブレーキディスクの協働するブレーキ摩耗面と係合する平行且つ平らなブレーキ摩耗面を有し、特定の容積の相変化材料を有する高密度化カーボン複合材料から成っており、相変化材料が、ブレーキディスクの作動時に発生する熱エネルギーを吸収するようにブレーキ摩耗面間で中央コア部分内に収容されるとともに複合材料の内部に完全に閉じ込められている航空機用多板ディスクブレーキ組立体のブレーキディスクにおいて、相変化材料がディスクの中央コア部分内の複数の軸線方向に指向した空所内に保持され、各空所が相変化材料を保持する空所内に封止機構を含み、前記相変化材料及び空所が、容積膨張を許容するとともに周辺の構造体の許容温度に適合するようブレーキディスクの熱伝導性を高めるように選択され、前記空所が特定の容積の微粒状相変化材料を収容する複数の小径の穿孔を有することを特徴とする、航空機用多板ディスクブレーキ組立体のブレーキディスク。
【請求項３】
航空機用多板ディスクブレーキ組立体の他のブレーキディスクの協働するブレーキ摩耗面と係合する平行且つ平らなブレーキ摩耗面を有し、特定の容積の相変化材料を有する高密度化カーボン複合材料から成っており、相変化材料が、ブレーキディスクの作動時に発生する熱エネルギーを吸収するようにブレーキ摩耗面間で中央コア部分内に収容されるとともに複合材料の内部に完全に閉じ込められている航空機用多板ディスクブレーキ組立体のブレーキディスクにおいて、相変化材料がディスクの中央コア部分内の複数の軸線方向に指向した空所内に保持され、各空所が相変化材料を保持する空所内に封止機構を含み、封止機構が相変化材料を通る熱伝導を増大させる高伝導材料で構成され、前記相変化材料及び空所が、容積膨張を許容するとともに周辺の構造体の許容温度に適合するようブレーキディスクの熱伝導性を高めるように選択され、相変化材料がディスクの平行なブレーキ摩耗面間で中央コア部分内に１０〜９５％の利用可能な容積空間を備え、相変化材料が平行なブレーキ摩耗面間で中央コア部分内の環状空所内に保持され、高伝導性熱分解カーボンから成る封止機構を介して該空所内に維持され、封止機構が空所内での相変化材料の均一分配を維持するとともに、ブレーキディスクの作動時相変化材料全体を熱浸透させることを特徴とする、航空機用多板ディスクブレーキ組立体のブレーキディスク。
【請求項４】
請求項３記載のブレーキディスクにおいて、封止機構が熱分解カーボンのハニカム構造形状をなすことを特徴とするブレーキディスク。
【請求項５】
航空機用多板ディスクブレーキ組立体の他のブレーキディスクの協働するブレーキ摩耗面と係合する平行且つ平らなブレーキ摩耗面を有し、特定の容積の相変化材料を有する高密度化カーボン複合材料から成っており、相変化材料が、ブレーキディスクの作動時に発生する熱エネルギーを吸収するようにブレーキ摩耗面間で中央コア部分内に収容されるとともに複合材料の内部に完全に閉じ込められている航空機用多板ディスクブレーキ組立体のブレーキディスクにおいて、相変化材料がディスクの中央コア部分内の複数の軸線方向に指向した空所内に保持され、各空所が相変化材料を保持する空所内に封止機構を含み、封止機構が相変化材料を通る熱伝導を増大させる高伝導材料で構成され、前記相変化材料及び空所が、容積膨張を許容するとともに周辺の構造体の許容温度に適合するようブレーキディスクの熱伝導性を高めるように選択され、相変化材料が空所の利用可能な容積のうちの４０〜９０％の容積部分にフッ化リチウム（ＬｉＦ）化合物を含有することを特徴とする、航空機用多板ディスクブレーキ組立体のブレーキディスク。
【請求項６】
高密度化カーボン複合材料の摩擦ブレーキディスクの多ディスク積重体から成り、交互の一方のディスクがトルク管と共に回転しないようにキー止めされたステータディスクであり、交互の他方のディスクが航空機車輪と共に回転するようにキー止めされたロータディスクであり、ロータ及びステータディスクがステータディスクの外径“Ｄ１”とロータディスクの内部孔径“Ｄ３”とによって限定された平らなブレーキ摩耗面の摩擦係合により車輪の制動を行うようになっている航空機用車輪及びブレーキ組立体のブレーキディスクにおいて、両ステータ及び又はロータディスクの改良が、
直径差“Ｄ１−Ｄ３”により限定された環状ブレーキ摩耗面区域内に混合配列状態で軸線方向に形成した複数の空所を有する高密度化カーボン複合材料の中央コアと、
複数の空所の各々に収容されフッ化リチウム化合物（ＬｉＦ）を含有する特定の容積の微粒状相変化材料と、
中央コア及びブレーキ摩耗面ディスクによって形成された一体型ブレーキディスク内に相変化材料を封入するように作用する中央コアの両側の高密度化カーボン複合材料のブレーキ摩耗面ディスクと
を包含することを特徴とする、航空機用車輪及びブレーキ組立体のブレーキディスクの改良。
【請求項７】
請求項６記載のブレーキディスクの改良において、相変化材料が中央コアの環状ブレーキ摩耗面区域内に１０〜９５％の利用可能な容積空間を備えていることを特徴とするブレーキディスクの改良。
【請求項８】
請求項６記載のブレーキディスクの改良において、複数の空所が中央コア内にトラス構造形状を限定する配列状態にあることを特徴とするブレーキディスクの改良。
【請求項９】
請求項８記載のブレーキディスクの改良において、各空所が空所内での相変化材料の実質的に均一な分配を維持するハニカム形状機構を収容し、この機構が相変化材料を通る熱伝導を高めるように高伝導性材料で構成されることを特徴とするブレーキディスクの改良。
【請求項１０】
請求項８記載のブレーキディスクの改良において、空所が円形、長円形及び三角形を含む複数の幾何学的形状をなし、各空所が相変化材料の実質的に均一な分配を維持する高伝導性熱分解カーボンの封止機構を有することを特徴とするブレーキディスクの改良。
【請求項１１】
請求項６記載のブレーキディスクの改良において、ディスクが軸線方向厚さ寸法“ｄ＋ｄ１”を有する第１部材と、軸線方向厚さ寸法“ｄ”を有する第２部材とを包含し、“ｄ１”が中央コアを構成し、“ｄ”がブレーキ摩耗面ディスクを構成することを特徴とするブレーキディスクの改良。
【請求項１２】
請求項６記載のブレーキディスクの改良において、ディスクが、軸線方向厚さ寸法“ｄ１”を有する第１部材と、軸線方向厚さ寸法“ｄ”をそれぞれ有する一対の第２部材とを包含し、“ｄ１”が中央コアを構成し、“ｄ”がブレーキ摩耗面ディスクを構成することを特徴とするブレーキディスクの改良。
【請求項１３】
請求項６記載のブレーキディスクの改良において、ディスクが、軸線方向厚さ寸法“ｄ＋ｄ１／２”を有する第１部材と、軸線方向厚さ寸法“ｄ＋ｄ１／２”を有する第２部材とを包含し、“ｄ１／２”が中央コアを構成し、“ｄ”がブレーキ摩耗面ディスクを構成することを特徴とするブレーキディスクの改良。
【請求項１４】
請求項６記載のブレーキディスクの改良において、複数の空所の各々が小径の穿孔を有し、該孔が中央コアのブレーキ摩耗面区域内にトラス構造形状を限定する配列状態であることを特徴とするブレーキディスクの改良。
【請求項１５】
高密度化カーボン複合材料の摩擦ブレーキディスクの多ディスク積重体から成り、交互の一方のディスクがトルク管と共に回転しないようにキー止めされたステータディスクであり、交互の他方のディスクが航空機車輪と共に回転するようにキー止めされたロータディスクであり、ロータ及びステータディスクがステータディスクの外径“Ｄ１”とロータディスクの内部孔径“Ｄ３”とによって限定された平らなブレーキ摩耗面の摩擦係合により車輪の制動を行うようになっている航空機用車輪及びブレーキ組立体のブレーキディスクにおいて、ステータ又はロータディスクのいずれかの改良が、
（ｉ）ブレーキディスクの中央軸線方向孔を限定する高密度化カーボン複合材料の内方リング、（ｉｉ）ディスクの外周範囲を限定する高密度化カーボン複合材料の外方リング、及び（ｉｉｉ）低密度高強度マトリックス材料から成る内方及び外方リング間の中間リングを包含する中央コアと、
マトリックス材料の隙間に蒸気蒸着された相変化材料と、
低密度高強度マトリックス材料及び相変化材料を封入するように作用する中央コアの両側の高密度化カーボン複合材料のブレーキ摩耗面ディスクと
を包含することを特徴とする、航空機用車輪及びブレーキ組立体のブレーキディスクの改良。
【請求項１６】
請求項１５記載のブレーキディスクの改良において、中央コアの中間リングが直径差“Ｄ１−Ｄ３”によって限定されることを特徴とするブレーキディスクの改良。
【請求項１７】
請求項１５記載のブレーキディスクの改良において、マトリックスがカーボン材料で構成されることを特徴とするブレーキディスクの改良。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、概して航空機用多板ディスクブレーキ組立体に適用されるようなブレーキディスク、特に高速回転する航空機用車輪の制動中制動エネルギー能力を高めるようにブレーキディスク積重体のロータ及びステータディスクのための構成に関する。
【０００２】
特に、本発明は、高速回転する航空機用車輪を制動する際温度の上昇を最小限にしながら大量の熱を吸収するように機能する相変化材料の特定の容積を保つ複合材料の本体内に少なくとも１つの特殊の形状の空所を有するカーボン複合材料から成るブレーキディスクを提供する。
【０００３】
車輪及びブレーキ分野において多種の進歩がなされており、これらの中には、車輪及びブレーキ組立体の車輪、タイヤ及びブレーキディスクの構成及び組成における進歩が含まれている。このような努力は、航空機性能の進歩が得られると同様に航空機産業において特に集中されている。現代の航空機はより速く飛ぶ一方で、初期のものよりもより速い速度で離着陸するようになっており、このような状況では、航空機安全性を保証するために車輪及びブレーキに関連して当業技術分野を進歩させることが必要になってきている。
【０００４】
ブレーキ分野における格別な進歩は、高度の制動を提供することを実証する一方、航空機用ブレーキ組立体の重量の大幅な軽減に寄与したカーボン複合ブレーキディスクの開発である。航空機制動中そして特に航空機の急制動時に非常に高い温度が発生するという特殊の問題が残っている。この高温度は、車輪及びブレーキ性能の情報を得るために存在する多種の電子センサ及びタイヤのみならず構造的に重要な要素をも含む車輪及びブレーキ組立体の多数の要素に影響を及ぼす。高温度による悪影響は非常に重大であるので、航空機がその非常事態のため離陸失敗を経験すると、業界は、安全性を考えて車軸を除く車輪及びブレーキ組立体の全構成要素をスクラップにすることを考慮する。
【０００５】
高熱吸込温度に適応させるため、遮蔽及び絶縁特性が車輪及びブレーキ設計に組入れられている。これらの特性は通常の常用制動状態におけるオーバーヒート及び非常制動状態における熱関連故障から重要な要素を保護する。しかし、航空機製造業者の要望は、構造的及び熱吸込みの双方において常に重量を軽減させて航空機性能及びペイロードを最大限にすることにある。本発明は一定の制動エネルギー能力に対して熱吸込重量を軽減する手段を提供し、あるいは一定の熱吸込重量に対してエネルギー吸収能力を大幅に増大させることを提供する。
【０００６】
従って、本発明の主たる様相によると、高速回転する航空機用車輪の制動中制動エネルギー能力を増大させる航空機用多板ディスクブレーキ組立体のブレーキディスクのための構成を提供することが目的である。
【０００７】
本発明の他の様相によると、制動作用中温度の上昇を伴うことなく、材料が状態を変えた際に大量の熱を吸収するように、ブレーキ摩耗面の表面間でディスク本体構造内に相変化材料を組入れている多板式ディスクブレーキ組立体のロータ及び又はステータディスクを提供することが目的である。
【０００８】
本発明の他の様相によると、外側の平らなブレーキ摩耗面間でディスクの本体内に少なくとも１つの特殊の形状の空所を有し、この空所が航空機車輪の制動中エネルギー吸収能力を増大させるように相変化材料を保持するようになっているブレーキを提供することが目的である。
【０００９】
本発明の更に他の様相によると、ディスクを含む摩擦材料の本体内に空所の形状を有し、空所の幾何学的配列がディスクの構造強さ特性を維持する構造トラス形状を限定するようなものであり、前記空所がディスクの増大したエネルギー吸収能力に対して特定の容積の相変化材料を保持するようになっているブレーキディスクを提供することが目的である。
【００１０】
本発明の更に他の様相によると、低密度、高強度のカーボン母体内に蒸気蒸着相変化材料から成る中央環状コアを有する高密度化カーボン複合材料から成り、航空機用車輪及びブレーキ組立体の多板ディスクブレーキの積重体内で制動作用を受けた時に高いエネルギー吸収特性を呈するブレーキディスクを提供することが目的である。
【００１１】
本発明の幾多の様相及び利点は、ブレーキ摩耗面の表面間で摩擦材料のコア内に閉じ込められた相変化材料を有するカーボン複合摩擦材料から成り、相変化材料がブレーキディスクの作動中に制動エネルギー能力を高めるように機能している摩擦ディスクにおいて成し遂げられている。
【００１２】
本発明は、添付図面と一緒に以下の詳細な説明を考慮することにより理解されるであろう。図面において、同一の符号が同様の部品、要素あるいは部材を示すのに用いられている。
【００１３】
図面において、図１は、本発明の要求に合うように変更されている総括的に符号１００で示したブレーキディスクの平面図である。ブレーキディスク１００は車輪及びブレーキ組立体の摩擦制動要素を形成するディスクの積重体において見られるようなステータディスクから成り、組立体の中心軸線が図においてＡｘで示されている。
【００１４】
図２は、本発明に応じて変更されている総括的に符号２００で示したブレーキディスクの平面図であり、このディスクはブレーキディスク積重体内のロータディスクから成り、ディスク１００及び２００はブレーキディスク積重体の交互の１つをなしている。
【００１５】
ブレーキディスク１００及び２００は、車輪及びブレーキ組立体の主機能部材をなすトルク管１０上又はそのまわりに保持され、トルク管は車輪及びブレーキ組立体の回転要素に対して相対的に静止するように車軸（図示しない）に対し軸線方向位置でブレーキハウジング（図示しない）に装着される。
【００１６】
慣例的に、ステータディスク１００は、多数の半径方向に延びたキー溝１４を形成された軸線方向貫通孔１２によって特徴づけられてよく、キー溝はトルク管１０の外周面に形成された同数の半径方向に延びた駆動キー１６と係合するように形づくられている。このように、ステータディスク１００はトルク管と相対的に静止状態に保たれ、すなわちこれらディスクはＡｘ軸線を中心として回転することはできない。ステータディスクはまた、外径Ｄ１がロータディスク２００の外周縁に形成した複数のキー溝２４の半径方向深よりも僅かに大きい量だけロータディスク２００の外径Ｄ２よりも小さいことで特徴づけられている。キー溝２４は、Ａｘ軸線を中心として回転運動するように装着した車輪３０の孔３２に形成した同数の駆動キー３６と係合するように形づくられている。従って、ロータディスク２００は車輪３０と共に回転し得る。ロータディスク２００はまた、貫通孔２２がトルク管の２つの対抗配置された駆動キー１６の半径方向長さ間で測った直径であるトルク管１０の直径Ｄｔよりも僅かに大きい直径Ｄ３を呈することで特徴づけられている。従って、ロータディスク２００は該ディスクとトルク管駆動キー１６との間での干渉なしにトルク管１０のまわりで回転し得る。
【００１７】
ステータディスク１００及びロータディスクの上記説明から理解し得るように、ディスクがブレーキ組立体内で交互に連続して位置されると、環状ブレーキ摩耗面区域が両ステータ及びロータディスクに共通して存在する。例えば、ステータディスク１００の環状ブレーキ摩耗面区域は直径差Ｄ１−Ｄ３すなわちディスク１００の外径Ｄ１とディスク２００の貫通孔径Ｄ３とによって限定される。ディスク２００の環状ブレーキ摩耗面区域も直径差Ｄ１−Ｄ３によって限定され、両ステータ及びロータディスク１００，２００は互いに軸線方向に整合する環状摩耗面区域を呈する。換言すると、ステータ及びロータディスクがこれら要素のブレーキディスク積重体内で交互に連続しているとき、一方のディスクの環状内向摩耗面区域がこれに隣接するディスクの環状外向摩耗面区域とブレーキ係合するように位置されるのである。
【００１８】
当業者には理解し得るように、前記説明は多板指揮ディスクブレーキ組立体のステータ及びロータディスクの装着及び係合配列に関する限り一般的なものにすぎない。例えば、駆動キー及びキー溝位置は多種の補強要素を慣例的に含んでおり、これら要素は駆動キー及びキー溝係合の区域における強度保全を維持するためにカーボンディスクの周縁に固着されてよい。このような補強材は先行技術の範囲内にあり、本発明には全く影響を及ぼさないので図示及び説明を省略する。従って、本発明は特定のキー及び又はキー溝補強材により範囲を制限されるものではなく、この補強材は本発明により変更されたステータ及び又はロータディスクのいずれにも適用されてよい。
【００１９】
図１及び図２を参照し続けると、ステータ及びロータディスク１００，２００は図面において符号４０で総括的に示した複数のポケット、凹部又は空所を含むように変更して示されている。空所４０は、直径差Ｄ１−Ｄ３であるディスクの環状ブレーキ摩耗面区域を限定する範囲内に主として位置されている。
【００２０】
空所４０は、円形４２、長円形４４及び又は三角形４６を含む多種の幾何学的形状を呈する。これらの形状はディスク構造をなすカーボン複合材料の強度保全を維持するように単独で又は多種の組合せで適用されてよい。例えば図面の図８を参照すると、この図からわかるように、ステータディスク１００の内周縁１２をディスクの外周縁１８にリンク結合するカーボン複合材料のトラス形状が存在する。同じトラス形状がロータディスク２００内に存在し、内周縁２２を外周縁２４にリンク結合する。このトラス形状は、図示のように小さい寸法の空所４０が多数あるときに適用されてよい。しかし、より大きい寸法の空所がディスク表面の連続面積範囲を覆っている場合、ディスクの強化は詳細について後述する他の手段を介して達成されてよい。いずれにしても、空所４０は、モールド成形、機械加工及び又は穴あけ技術を含む多種の周知加工方法を用いながらカーボン複合ブレーキディスクに形成されてよい。
【００２１】
空所４０は、特にディスクのブレーキ摩耗面間で且つ直径差Ｄ１−Ｄ３によって設定されたような環状面積内においてディスクのコア内に特定の量又は容積の相変化材料を封入するように機能する。相変化材料は、ステータ１００及びロータ２００が高速回転車輪の制動作用のために接触係合する際に高速回転車輪の制動により発生する高エネルギーそして熱を吸収するように機能するものである。
【００２２】
図１及び２に示すブレーキディスクは摩耗面を示していない点で完全ではないことを理解すべきである。ブレーキ摩耗面は、ディスクの環状範囲のまわりで実質的に連続する高密度化カーボン複合材料から成る。摩耗面は、空所４０の特殊の配列及び形状に関して説明を容易にするために図には示していない。
【００２３】
図３を参照すると、この断面図ではディスク１００及び２００の半分が図示されており、これらのディスクはブレーキディスク積重体において平面−平面接触係合するように配置されている。図における半径Ｒ１，Ｒ２及びＲ３は、図１及び２に示すディスク直径Ｄ１，Ｄ２及びＤ３に相当する。この図から、ブレーキ摩耗面区域は、Ｒ１−Ｒ３で表される半径の差（ここで、Ｒ１は軸中心Ａｘからディスク１００の半径限界までの距離であり、Ｒ３は軸中心Ａｘから（i）ディスク２００の貫通孔２２又は（ii）ディスク１００のキー溝１４の半径限界までの距離である）によって限定されることが認められる。もちろん及び上述の如く、ブレーキ摩耗面区域はディスク１００及び又は２００の周辺で環状である。
【００２４】
図３から、空所４０は各ディスク１００及び２００の主本体部にあり、ブレーキ摩耗面の厚さ（この寸法は図中“ｄ”で示される）内にはないことが認められる。このように、相変化材料（参照符号５０で示す）はディスクの外方摩擦摩耗面によってディスク本体のコア内に封入されることが理解される。たとえば、ステータディスク１００は外方境界側に位置する摩耗面１０２及び内方境界側に位置する摩耗面１０４を有し、ブレーキの摩耗の発生前では、各々の厚さ寸法は図に示すように“ｄ”と等しい。同様に、ロータディスク２００は外方境界側に位置する摩耗面２０２及び内方境界側に位置する摩耗面２０４を有し、ブレーキの摩耗の発生前では、これらはそれぞれ厚さ“ｄ”を有する。この点から、車輪にキー止めされたロータディスク２００のブレーキ操作が生じている際、ロータディスク２００の外方境界側摩耗面２０２がステータディスク１００の内方境界側摩耗面１０４との摩擦接触係合状態にあることが理解される。
【００２５】
ステータ及びロータディスク１００及び２００は各種の様式でかつ当分野で公知の方法及び又は技術を使用して作製される。ディスク１００及び２００は、図４，５及び６に図示されたように、ディスクコア内に一定容量の相変化材料を包含するように作製され、これはステータ又はロータディスクに関係なく行われる。
【００２６】
図４を参照すると、この部分断面図にはブレーキディスクが図示されており、その組立体は参照符号３００で示されている。このブレーキディスクは、初めに、高密度化カーボン複合材料でなり、かつブレーキ摩耗面３０４及び成形法において本体３０６内に形成した、又は公知の方法を使用して切削又は穿孔した軸方向に配向する複数個の空所４０によって特徴づけられる中心本体部分３０６を作製することによって作られる。ついで、空所４０に好適な容積の相変化材料５０を充填し、これら材料を外方ブレーキ摩耗面３０２によって本体３０６内に封入する。ディスク３０２は、一体形ブレーキディスクを形成する公知の各種の技術によって本体３０６に結合される。従って、たとえばブレーキディスク摩耗面３０２及び３０４が各々厚さ寸法“ｄ”を有し、一方、各空所４０の深さ寸法が図示の如く“ｄ１”に等しいとすると、一体形ディスク３００の全体の厚さ寸法は“２ｄ＋ｄ１”となる。
【００２７】
図５を参照すると、本発明によるブレーキディスク（参照符号４００で示される）は、この断面図に図示されたようにも構成される。ブレーキディスク４００は、常法によって厚さ寸法“ｄ１”で作製された本体部分４０６を包含する。ディスク４０６は成形、切削又は穿孔されて、複数個の貫通孔又は空所４０が形成されており、ついで、この中に好適容積の相変化材料５０が充填される。一方、一対のブレーキ摩耗面ディスク４０２及び４０４を常法で作製し、これらをディスク４０６に結合させて一体ブレーキディスク４００を形成する。ブレーキ摩耗面ディスク４０２及び４０４は各々厚さ寸法“ｄ”を有し、従って、ディスク４００の全体の厚さ寸法は“２ｄ＋ｄ１”に等しく、これは図４に関連して作製されたディスク３００に相当する。
【００２８】
次に図６を参照すると、この部分断面図には、本発明によるブレーキディスクを作製する他の方法が示されており、このブレーキディスクは参照符号５００で示される組立体でなる。ディスク５００は、各々ブレーキ摩耗面５０２及び５０４を有する同一の本体部分５０６でなり、各摩耗面は図に示す厚さ寸法“ｄ”を有する。本体部分５０６は、それぞれｄ１／２の厚さ寸法を有すると共に、空所４０によって特徴づけられるものであり、これらの空所に好適な容積の相変化材料５０が充填される。２つの本体５０６を対面関係で互いに結合させて、全体の厚さ寸法“２ｄ＋ｄ１”を有する一体ブレーキディスク５００を形成する。もちろん、２つの本体部分５０６は、空所がこれら２つの間で完全に一致することは必要でないため、同一であっても又は同一でなくてもよいことが認識されるであろう。２つの半分の本体間に充分な結合表面が存在して、一体ブレーキディスク５００を形成できることのみが必要である。
【００２９】
上述の如く、ブレーキディスク３００，４００及び５００は、ブレーキ積重体のステータ又はロータディスクとして作製され、これらは特別なブレーキ積重体のデザイン及び又は用途に応じて各種の直径及び厚さ寸法に適合するように作製される。さらに、ディスクは、ステータディスクであるかロータディスクであるかに拘らず、これらが同じブレーキディスク積重体内で可変であるため、同じ厚さ寸法を有していてもよいし又は異なっていてもよい。
【００３０】
ディスク積重体３００，４００及び又は５００の空所４０内に封入される相変化材料５０に関して、これら材料は、航空機のブレーキ操作で必要な各種の仕様に適合しなければならない。第１に、相変化材料は、高い融解熱を有し、航空機のブレーキ操作時に見れらる代表的な温度に対応できる融点を有していなければならない。たとえば、ブレーキディスクのピーク温度は通常の使用では約２６０〜８１４℃（５００〜１５００°Ｆ）であり、離陸失敗の状況下で発生する最大エネルギーに関しては１６４９℃（３０００°Ｆ）を越えることもある。ブレーキディスクがエネルギー吸収の限界に達しつつある高温時又は特殊なディスク温度時には、航空機のタイヤ及び支柱の組立体を含む周辺の車輪及びブレーキ構造体に関する温度限界を越えることを防止するため、固体から液体への相変化が一般に望まれる。一般に、このため、相変化材料として望ましい融点は、特殊な航空機の特別な作動に応じて５３８〜１６４９℃（１０００〜３０００°Ｆ）の範囲である。さらに、相変化材料５０の沸点も考慮されなければならない。これは他の相変化の推移及び伴われる大きいエネルギー吸収能力を提供する。高い蒸気圧の発生及びこれら蒸気の大気中への放出の可能性に関する配慮も必要である。蒸気の毒性（特に比較的低い沸点の相変化材料に関して）が考慮されなければならない。
【００３１】
相変化材料５０は、ブレーキディスクを形成するカーボン複合材と化学的に相容性でなければならず、あるいは各種の源からの各種の汚染が生じないようにカーボン複合体内に封入されるものでなければならない。理想的には、相変化材料は、カーボン複合材からの完全な隔離を要求することがなく、しかも航空機に関する環境で見られる各種の流体及び又は溶媒の拡散にさらされる際にも化学的に反応しないものである。航空機のブレーキ組立体がさらされる流体及び溶媒のいくつかは、氷結防止流体、洗浄用流体又は溶媒、水及び又は水蒸気、及び航空機用油圧油及びグリースである。好適なタイプの相変化材料は当分野で公知であり、これらの内のいくつかのものは融点５３８〜１６４９℃（１０００〜３０００°Ｆ）を有する。この種の用途での作動に供される特殊な相変化材料は、実質的に細かい結晶性粉末状及び高純度において、約８５０℃に融点及び約１７５０℃に沸点を有するフッ化リチウム化合物（ＬｉＦ）である。
【００３２】
相変化材料に関する知識を有する者により、材料の膨張は空所４０内において許されなければならないことが理解されるであろう。このように、図４，５及び６に示すブレーキディスク３００，４００及び５００を作製する際の相変化材料の膨張に適合できるように、全空所容量に関して余裕が存在しなければならない。さらに、存在材料の容積フラクションは好ましくは１０〜９５％の範囲であり、これは相変化材料の種類及び空所４０が他の材料を収容するか否かによって左右される。
【００３３】
（i）空所４０内における相変化材料５０の均一な分布を維持するため及び（ii）相変化材料を通しての熱伝導を増大させるため、空所４０内に封止機構を設けることもできる。この特別なタイプの機構は本発明の限定的な要因ではないが、好ましくは空所の区域におけるブレーキディスクの構造的一体性をも提供するハニカム構造体でなる。
【００３４】
図７を参照すれば、ブレーキディスクの部分斜視図が図示してあり、該ディスクは参照符号６００で示されている。ディスク６００は、環状の空所４０を有するカーボン複合材料の内方コア６０６及びブレーキ摩耗面ディスク６０２及び６０４（これらは図４，５及び６に関して説明した技術又は方法のいずれかによって提供される）を示すため一部破断されている。ブレーキディスク６００はステータディスク又はロータディスクであり、従って、いずれかのディスクと通常組合されるキー溝は図面には示されていない。空所４０がディスクコア内で環状形状を有するため、ディスクの内方及び外方リングの間にトラス様構造配置は存在しないことが認められる。この場合、環状空所形状に適合するような形状の封止機構６０が設けられる。封止機構６０は、各種の高強度カーボンマトリックス材料及び又はハニカムタイプ構造体でなり、その隙間には好適容積の相変化材料が充填される。この点から、封止機構６０により、相変化材料のより均一な分布及び正確な容積が実現されることが理解される。この機構用の特殊な材料は商標名ＧＲＡＦＯＩＬ（Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ社によって製造）として知られている熱分解グラファイトである。ＧＲＡＦＯＩＬは空所４０の各種の形状に適合するように容易に成形され、この種のブレーキ操作に必要な高い熱伝導率を提供する。
【００３５】
図９を参照すれば、図４〜６と同様の縁部の部分的な断面図によって本発明の変形例が示されており、該変形例は参照符号７００で示されるブレーキディスクを包含してなる。ディスク７００はコア部分７０６及び一対のブレーキ摩耗ディスク７０２及び７０４でなる。図４〜６に関して説明した作製技術に対して、ディスク７００は高密度化カーボン複合材料でなる内方リング７０８及び高密度化カーボン複合材料の外方リング７１０でなるコア７０６を有する。これらのリングは、マトリックスの隙間に蒸気析出された相変化材料を有する低密度高強度マトリックスでなる連続リング７２０を封入している。マトリックスリング７２０は、リング７０８及び７１０及びブレーキ摩耗面ディスク７０２及び７０４により、高密度化カーボン複合材料内に完全に封入される。このディスクの配置の利点は、空所の形成に当たり成形、切削又は穿孔操作が回避されること、及び各種のディスク寸法及び又は用途に関してコア７０６を作製するために他の繊維材料を使用できることである。
【００３６】
図１０を参照すれば、本発明のブレーキディスクの他の具体例が図示されており、ブレーキディスクは参照符号８００で示されている。ブレーキディスク８００はディスク積重体のステータ又はロータディスクであるため、これらの種類のディスクを特徴づけるキー溝は図示されておらず、ブレーキ摩耗面区域（これは両タイプのディスクに共通のものである）のみ図示してある。ブレーキ摩耗面区域は、図１及び２に関して記載した如く、直径の差（Ｄ１−Ｄ３）によって限定される。
【００３７】
ブレーキディスク８００は、複数個の貫通孔８０８によって変化された高密度化カーボン複合材料製の中心コア８０６でなる。貫通孔８０８は、好ましくはコア８０６のトラス構造配置（図８に示すものと同様である）を描くパターンで配置される。トラスパターンは、その目的の用途において、ブレーキディスクの構造的一体性を維持する。各貫通孔８０８は特定容積の相変化材料５０を保持し、この容積は貫通孔８０８の数、それらの直径及び使用する相変化材料の種類によって決定される。貫通孔８０８はすべて同一の直径であってもよく、又は異なる直径であってもよい。ただし、細かい粒状の相変化材料５０が各貫通孔内に、相変化材料粒とカーボン複合材料（キャリヤーとして作用する）との間の単なる摩擦接触によって保持されるように小さい直径であることが好ましい。
【００３８】
コア８０６はブレーキ摩耗面ディスク８０２及び８０４（これらは公知の方法及び又は技術のいずれかを介してコアに結合される）と共にブレーキディスクに仕上げられる。摩耗面ディスク８０２及び８０４は、相変化材料５０をブレーキディスクの中心コア内に封入するよう機能する。この配置では、いかなる種類の封止機構６０が不要であることが理解される。もちろん、ブレーキディスク８００は図４〜６に関して記載した技術のいずれかに従って作製されること及び貫通孔８０８が中心コア部分８０６内に成形、機械加工又は穿孔によって所望の配置及び又は幾何学的配置で形成されることが認められるであろう。
【００３９】
最後に、図１〜３を再度参照すると、ディスクコア内にディスクの軸方向及び平面方向の両方で各種の幾何学的形状をもつ空所４０を形成できることが理解される。図１及び２は軸方向における空所の各種の形状を示し、図３は平面方向における空所の各種の形状を示す。平面方向における空所の形成の利点はテーパ付き空所４０によって示され、このようなテーパ付き空所はステータディスク１００のキー溝１６及びロータディスク２００のキー溝２４の区域により多くの高密度化カーボン複合材料を残すことになる。極めて明らかなように、各種の空所の形成は、ディスクの構造的一体性を損うことなく、ディスクコア内において相変化材料の最大容積を達成するために行われるものである。さらに、適用される各種の相変化材料は、材料の融点、融解熱、表面張力、粘度、蒸気圧、膨張時の容積変化、熱膨張及びカーボン複合材料（相変化材料のための支持構造体又はキャリヤーを構成する）との化学的相容性に基いて選択される。
【００４０】
本発明を説明するため、代表的な具体例及び詳細を示したが、本発明の精神又は範囲を逸脱することなく各種の変化及び又は変更がなされることは当業者には明白であろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って変更したディスクの内部コアを示し、航空機用ブレーキ組立体をなすブレーキディスクの多ディスク積重体に適用されるステータディスクであるブレーキディスクの平面図である。
【図２】本発明に従って変更し、図１に示したステータディスクと交互に連続して装着されるロータブレーキディスクの平面図である。
【図３】ブレーキディスク積重体内で交互に連続して装着されるステータディスク及び協働するロータディスクの半部分の断面図である。
【図４】本発明に適用し得る第１の成形形状を示すブレーキディスクの縁部の部分的な縦断正面図である。
【図５】本発明に適用し得る第２の成形形状を示すブレーキディスクの縁部の部分的な縦断正面図である。
【図６】本発明に適用し得る第３の成形形状を示すブレーキディスクの縁部の部分的な縦断正面図である。
【図７】本発明に適用し得る第４の成形形状を示すブレーキディスクの一部を破断して示す部分斜視図である。
【図８】両ステータ及びロータディスクに適用し得る内部コアのトラス構造形状を示すブレーキディスクの部分平面図である。
【図９】本発明の変形例を示すブレーキディスクの縁部の部分的な縦断正面図である。
【図１０】本発明の他の実施例を示すブレーキディスクの一部を破断して示す部分平面図である。
【符号の説明】
１０    トルク管
１２    貫通孔（内周縁）
１４    キー溝
１６    駆動キー
１８，２０  外周縁
２２    貫通孔（内周縁）
２４    キー溝
３０    車輪
３２    孔
３６    駆動キー
４０    空所
４２    円形
４４    長円形
４６    三角形
５０    相変化材料
６０    封止機構
１００    ブレーキディスク
１０２    外側摩耗面
１０４    内側摩耗面
２００    ブレーキディスク
２０２    外側摩耗面
２０４    内側摩耗面
３００    ブレーキディスク
３０２    外側ブレーキ摩耗面ディスク
３０４    ブレーキ摩耗面
３０６    中央本体部分
４００    ブレーキディスク
４０２，４０４  ブレーキ摩耗面ディスク
４０６    ディスク
５００    ブレーキディスク
５０２，５０４  ブレーキ摩耗面
５０６    本体部分
６００    ブレーキディスク
６０２，６０４  ブレーキ摩耗面ディスク
６０６    カーボン複合材料
７００    ブレーキディスク
７０２，７０４  ブレーキ摩耗面ディスク
７０６    コア
７０８    内方リング
７１０    外方リング
７２０    マトリックスリング
８００    ブレーキディスク
８０２，８０４  ブレーキ摩耗面ディスク
８０６    中央コア
８０８    貫通孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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