CN104956111A - 制动片和卡钳装置 - Google Patents
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Abstract
制动片(10)是能够制动旋转的圆盘状的圆盘(200)的制动片(10)，其特征在于，具备摩擦材料(12)和接合于摩擦材料(12)的背板(11)，背板(11)的圆盘(200)的中心侧的边缘部的背板(11)的厚度大于背板(11)的圆盘(200)的外周侧的边缘部的背板(11)的厚度。将背板(11)的圆盘(200)的中心侧的边缘部的背板(11)的最小厚度设为h2[mm]、将背板(11)的圆盘(200)的外周侧的边缘部的背板(11)的最大厚度设为h1[mm]时，优选满足h2－h1＜3的关系。
Description
技术领域
本发明涉及制动片和卡钳装置。
背景技术
圆盘制动器用的制动片一般由用于制动圆盘的衬片(摩擦材料)和支撑该衬片的背板(back plate)构成。该背板为了支撑衬片，要求耐热性、耐制动性和在高温气氛中的高机械强度。因此，以往一直使用陶瓷制的板、金属制的板。但是，陶瓷制的板、金属制的板在重量大的方面、加工耗费时间的方面和成本高的方面等存在问题。
因此，最近，出于轻型化、低成本化的目的，研究了背板采用使用了纤维混合成的合成树脂形成的板作为金属制的板的代替品。
作为关于这样的背板的技术，专利文献1中公开了使用了碳纤维强化塑料板的背板。
然而，圆盘制动器的圆盘一般呈圆盘状。而且，通过将制动片的衬片压接于该圆盘(圆盘的表面)，利用在制动片与圆盘之间产生的摩擦力制动圆盘的旋转。圆盘旋转时，对于圆盘的中心侧和圆盘的外周侧而言，外周侧相对于制动片的相对速度更大。因此，制动圆盘的旋转时，制动片(衬片)的圆盘的外周侧的区域需要比圆盘的中心侧的区域更高的摩擦力(制动力)。
然而，对于现有的制动片，衬片和背板分别以几乎均匀的厚度形成。如果持续使用这样的制动片，则产生衬片的圆盘的外周侧的区域比圆盘的中心侧的区域更快地损耗的现象(偏磨损)，如果其程度增大，则有时背板的一部分区域露出。如果这样背板的一部分区域露出，则存在制动片的制动力下降这样的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-48387号公报
发明内容
本发明提供一种即便在摩擦材料发生偏磨损的情况下也能够抑制制动器的制动力下降的制动片和具备该制动片的卡钳装置。
这样的目的通过下述(1)～(9)记载的本发明来实现。
(1)一种制动片，其特征在于，制动旋转的圆盘状的圆盘，
具备摩擦材料和接合于上述摩擦材料的背板，
上述背板的上述圆盘的中心侧的边缘部的厚度大于上述背板的上述圆盘的外周侧的边缘部的厚度。
(2)根据上述(1)所述的制动片，其中，将上述背板的上述圆盘的中心侧的边缘部的厚度的最小值设为h2[mm]、将上述背板的上述圆盘的外周侧的边缘部的厚度的最大值设为h1[mm]时，满足h2-h1＜3的关系。
(3)根据上述(1)或(2)所述的制动片，其中，上述背板的上述圆盘的外周侧的边缘部的厚度的最大值为3mm～5mm。
(4)根据上述(1)～(3)中任1项所述的制动片，其中，上述背板的上述圆盘的中心侧的边缘部的厚度的最小值为4mm～7mm。
(5)根据上述(1)～(4)中任1项所述的制动片，其中，上述背板的厚度从上述圆盘的外周侧的边缘部向中心侧的边缘部连续渐增。
(6)根据上述(1)～(5)中任1项所述的制动片，其中，上述背板由含有树脂和多根纤维的背板用组合物构成。
(7)根据上述(1)～(6)中任1项所述的制动片，其中，上述纤维为玻璃纤维。
(8)根据上述(1)～(7)中任1项所述的制动片，其中，上述树脂含有选自酚醛树脂、环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、苯并嗪树脂、不饱和聚酯树脂中的至少1种。
(9)一种卡钳装置，其特征在于，具备上述(1)～(8)中任1项所述的上述制动片、向圆盘按压上述制动片的活塞和可移动地收纳上述活塞的卡钳。
根据本发明，能够提供即便摩擦材料产生偏磨损时也能够抑制制动器的制动力下降的制动片和具备该制动片的卡钳装置。
附图说明
图1是表示卡钳装置的一个例子的截面图。
图2是表示卡钳装置的一个例子的截面图。
图3是表示本发明的制动片的第1实施方式的俯视图。
图4是表示本发明的制动片的第1实施方式的沿圆盘的径向的截面图。
图5是用于表示将本发明的制动片配置于圆盘的状态的图。
图6是表示本发明的制动片的第2实施方式的沿圆盘的径向的截面图。
具体实施方式
以下，基于附图所示的优选的实施方式对本发明的制动片和卡钳装置进行详细说明。
首先，对本发明的卡钳装置进行详细说明。
[卡钳装置]
图1和图2分别是表示本发明的卡钳装置的一个例子的截面图。图1和图2分别是表示将卡钳装置配置于圆盘的状态的图。其中，图1是用于表示解除了圆盘的制动的图，图2是用于表示利用卡钳装置制动圆盘的状态的图。
应予说明，以下的说明中，将图1中的上侧称为“上”，将下侧称为“下”。
如图1和图2所示的卡钳装置100用于制动旋转(转动)的圆盘状的圆盘200。圆盘200如图1和图2所示，以旋转轴210为旋转的中心轴，向箭头A的方向旋转。
卡钳装置100设置于圆盘200的附近。该卡钳装置100具有卡钳50、活塞30和制动片10。
卡钳50相当于收纳活塞30的外壳，如图1和图2所示，在下侧具有开放的空间40和与空间40连通的流路51。空间40呈圆柱状，在该空间40收纳有活塞30。
在规定空间40的卡钳50的内周面设置有环状的槽55。在该槽55内设置有由弹性材料构成的环状的密封部件60。另外，密封部件60以该活塞30能够滑动的方式压接在活塞30的外周面。
应予说明，在本实施方式中，在空间40内设置了1个密封部件60，但密封部件的个数并不局限于此。例如，在空间40内，可以沿图1中的上下方并列设置2个以上的密封部件。应予说明，密封部件的个数根据卡钳装置100的用途、所要求的性能等适当地设定即可。
另外，由这样的密封部件60形成的密封结构当然也不限于图示的结构。
活塞30具有向圆盘200按压制动片10的功能。
如上所述，在空间40内收纳有活塞30，密封部件60压接在活塞30的外周面。因此，空间40被密封部件60以液密的方式密封。
空间40内被制动液填满。卡钳装置100可以利用未图示的液压装置，将制动液经由流路51向空间40内供给、或者向空间40外流出。通过设置密封部件60，能够防止制动液向空间40外部漏出、异物进入空间40。
制动片10具有如下功能：在制动时压接于圆盘200，利用与圆盘200间产生的摩擦力，控制圆盘200的旋转(降低旋转速度)。
制动片10设置于活塞30与圆盘200之间。制动片10由背板11与摩擦材料12接合成的接合体构成。背板11位于活塞30侧，摩擦材料12位于圆盘200侧。背板11的上表面与活塞30的下表面抵接。应予说明，两者可以接合，也可以不接合。另外，摩擦材料12的下表面与圆盘200的上表面相对。
本发明的卡钳装置采用对向式的装置、浮动式的装置均可。
虽未图示，但在对向式的卡钳装置的情况下，与具备上述的空间40、活塞30和制动片10的控制机构相同构成的控制机构隔着圆盘200的中心线220对向配置(呈镜像关系的配置)在圆盘的下侧。即，为对向式的卡钳装置时，隔着圆盘200设置具备空间、活塞和制动片的一对控制机构。在该构成的对向式的卡钳装置中，一对制动片双方相对于卡钳50可动，以夹持圆盘200的方式制动圆盘200的旋转。另外，这样的控制机构的组数(对数)并不局限于1组，例如，可以为2组、3组等多组。
另一方面，虽未图示，但在浮动式的卡钳装置的情况下，与上述的制动片10相同构成的制动片隔着圆盘200的中心线220配置在圆盘200的下侧，在该位置被固定于卡钳50。即，隔着圆盘设置了相对于卡钳50可动的制动片10和被固定于卡钳50的制动片这样一对制动片。另外，制动片的组数(对数)并不局限于1组，例如，可以为2组、3组等多组。
接下来对卡钳装置100的动作进行说明。
卡钳装置100在非制动时(初始状态)，摩擦材料12的下表面与圆盘200的上表面隔着少许缝隙而分离。
为了从该状态制动旋转的圆盘200，利用上述液压装置，经由流路51向空间40内供给制动液。由此，空间40内的制动液对活塞30的压力(液压)上升，活塞30向圆盘200侧移动。然后，伴随移动的活塞30，制动片10也向图1中的下方移动，该摩擦材料12如图2所示压接于圆盘200。其结果，利用在制动片10的摩擦材料12与圆盘200间产生的摩擦力抑制圆盘200的旋转。
应予说明，在由于空间40内的制动液的液压的上升使活塞30向圆盘侧移动的状态下，密封部件60的压接于活塞30的部分被向圆盘200侧拉动，密封部件60发生弹性变形。
另一方面，为了解除圆盘200的制动，停止利用上述液压装置向空间40内供给制动液、或者将制动液从空间40经由流路51向上述液压装置抽出。由此，空间40内的制动液的一部分经由流路51向空间40外流出，制动液对活塞30的压力(液压)下降。因此，向圆盘200侧按压活塞30的力减少，密封部件60凭借其复原力复原成非制动时的状态。由此，活塞30向远离圆盘200的方向(上方)移动。然后，摩擦材料12的下表面与圆盘200的上表面分离或者摩擦材料12的下表面对圆盘200的上表面的压接力减少。其结果，圆盘200的制动被解除。
本发明的卡钳装置为对向式的情况下，隔着圆盘200的中心线220对向配置的活塞和制动片各自在制动时和解除制动时均作出与上述的动作相同的动作。为对向式的卡钳装置时，在制动时由至少1对制动片将圆盘200从其两面侧夹持，因此得到更大的制动力。
另外，为浮动式的情况下，由相对于卡钳50可动的制动片10和被固定于卡钳50的制动片夹持圆盘200而进行制动。即，向圆盘200按压可动的制动片10时，卡钳50利用其反作用力，向远离圆盘200的方向(上方)移动。随着该卡钳50向上方移动，与制动片10对向配置且被固定于卡钳50的制动片(未图示)向上方、即向接近圆盘200的方向移动，被按压于圆盘200。其结果，由可动的制动片10和固定的制动片夹持圆盘200而进行制动。
本发明的卡钳装置的用途没有特别限定，例如，可用于飞机、汽车(车辆)、摩托车、自行车、火车、电梯、机器人、建筑机械、农业机械、其它工业机械等。
[制动片的第1实施方式]
接下来，对本发明的卡钳装置所具备的制动片的第1实施方式进行说明。
图3是表示本发明的制动片的第1实施方式的俯视图，图4是表示本发明的制动片的第1实施方式的沿圆盘的径向的截面图，图5是用于表示将本发明的制动片配置于圆盘的状态的图。
本发明的制动片在制动时压接于圆盘，能够利用与圆盘之间产生的摩擦力控制圆盘的旋转。
如上所述，制动片10由背板11与摩擦材料12接合成的接合体构成。
本实施方式中，如图4所示，背板11的圆盘200的中心侧的端(边缘部)的厚度(图中，h2表示的厚度)大于圆盘200的外周侧的端(边缘部)的厚度(图中，h1表示的厚度)。
换言之，背板11的与接合摩擦材料12的面(接合面)相反的一侧的面(与活塞30抵接的面)由大致平坦面构成。另外，背板11的接合面由倾斜面构成，该倾斜面以其一端(圆盘200的中心侧的端)比另一端(圆盘200的外周侧的端)更靠近圆盘200的方式倾斜。
另一方面，摩擦材料12如图4所示，圆盘200的外周侧的端(边缘部)的厚度大于圆盘200的中心侧的端(边缘部)的厚度。换言之，摩擦材料12的与接合背板11的面(接合面)相反的一侧的面(与圆盘200抵接的面)由大致平坦面构成。另外，摩擦材料12的接合面对应背板11的接合面的形状而由倾斜面构成，该倾斜面以其一端(圆盘200的外周侧的端)比另一端(圆盘200的中心侧的端)更靠近活塞30的方式倾斜。
通过成为这样的构成，即便产生摩擦材料12的圆盘200的外周侧的区域比圆盘200的中心侧的区域更快损耗的现象(偏磨损)时，也能够抑制在产生偏磨损的区域背板11露出。其结果，能够防止制动器的制动力下降。
另外，在本实施方式中，如图4所示，背板11以其厚度从圆盘200的外周侧的端(边缘部)向中心侧的端(边缘部)连续渐增而构成。通过成为这样的构成，即便摩擦材料12产生偏磨损时，也能够更有效地抑制在产生偏磨损的部位背板11露出。另外，能够使背板11的弯曲刚性优异。
另外，将背板11的圆盘200的中心侧的边缘部的厚度的最小值设为h2[mm]、将背板11的圆盘200的外周侧的边缘部的厚度的最大值设为h1[mm]时，优选满足h2－h1＜3的关系，更优选满足1＜h2－h1＜3的关系。通过满足这样的关系，即便摩擦材料12产生偏磨损时，也能够更高效地抑制在产生偏磨损的部位背板11露出。与此相对，如果h2－h1超过上述上限值，根据制动片10的大小等，可能无法充分增加圆盘200的中心侧的边缘部的摩擦材料12的厚度。
另外，背板11的圆盘200的外周侧的边缘部的厚度的最大值优选为3mm～5mm，更优选为4mm～5mm。由此，能够实现制动片10的轻型化，并且能够提高背板11的耐久性。
另外，背板11的圆盘200的中心侧的边缘部的厚度的最小值优选为4mm～7mm，更优选为5mm～6mm。由此，能够实现制动片10的轻型化，并且能够进一步提高背板11的弯曲刚性。
另外，在本实施方式中，制动片10(摩擦材料12和背板11)的平面形状如图3所示呈大致四边形。而且，俯视时，摩擦材料12为比背板11小的尺寸，俯视时位于被背板11包含的位置。
应予说明，在本实施方式中，摩擦材料12和背板11的平面形状分别呈大致四边形，但并不局限于此。摩擦材料12和背板11的平面形状例如可以呈大致圆形、多边形等。另外，这些平面形状可以分别呈不同的形状。应予说明，这些平面形状根据制动片10的用途适当地设定即可。
以下，对构成制动片10的摩擦材料12、构成背板11的材料进行详细说明。
＜摩擦材料12＞
摩擦材料12具有如下功能：在制动时与圆盘200抵接，利用该抵接产生的摩擦抑制圆盘200的旋转功能。
摩擦材料12在制动时与圆盘200抵接，利用与圆盘200间产生的摩擦而产生摩擦热。因此，为了能够应对制动时的摩擦热，优选摩擦材料12的构成材料的耐热性优异。作为其具体的构成材料，没有特别限定，例如，可举出含有岩棉、芳纶纤维、铜纤维这样的纤维材料，树脂这样的结合材料以及硫酸钡、硅酸锆、腰果壳油摩擦粉(cashew dust)、石墨这样的填充材料的混合物。
另外，摩擦材料12的平均厚度没有特别限定，优选为3mm～15mm，更优选为5mm～12mm。摩擦材料12的平均厚度低于上述下限值时，因构成摩擦材料12的材料等导致其机械强度下降，因此有时容易发生破损，寿命变短。另外，摩擦材料12的平均厚度超过上述上限值时，具备摩擦材料12的卡钳装置100整体有时略显大型化。
背板11硬质且具有高的机械强度。因此，背板11不易变形，能够可靠地支撑摩擦材料12，并且制动时能够将活塞的按压力均匀地传递到摩擦材料12。另外，背板11能够使制动时摩擦材料12与圆盘200滑动接触而产生的摩擦热、振动不易传到活塞。
背板11优选由含有树脂和多根纤维的背板用组合物构成，特别优选由含有树脂、多根第1纤维和多根第2纤维的背板用组合物构成。
以下，对构成背板11的背板用组合物进行详细说明。
《背板用组合物》
以下，对构成背板用组合物的各材料进行详细说明。
(i)树脂
本实施方式中，背板用组合物含有树脂。
应予说明，在本实施方式中，树脂在室温下可以为固体状、液体状、半固体状等任何形态。
作为树脂，可举出热固化性树脂、光固化性树脂、反应固化性树脂以及厌氧固化性树脂等固化性树脂。其中，为了使固化后的线膨胀率、弹性模量等机械特性优异，特别优选热固化性树脂。
作为热固化性树脂，例如可举出酚醛树脂、环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、脲(尿素)树脂、三聚氰胺树脂、聚氨酯树脂、氰酸酯树脂、有机硅树脂、氧杂环丁烷树脂、(甲基)丙烯酸酯树脂、不饱和聚酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、聚酰亚胺树脂、苯并嗪树脂等，可以使用其中的1种或者组合2种以上使用。其中，作为热固化性树脂，特别优选酚醛树脂、环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、苯并嗪树脂、不饱和聚酯树脂，更优选酚醛树脂。由此，背板11对摩擦材料12在制动时与圆盘200抵接而产生的摩擦热能够发挥特别优异的耐热性。
作为酚醛树脂，例如可举出苯酚酚醛清漆树脂、甲酚酚醛清漆树脂、双酚A酚醛清漆树脂、芳基亚烷基型酚醛清漆树脂等酚醛清漆型酚醛树脂；未改性的甲阶酚醛树脂，被桐油、亚麻子油、核桃油等改性的油改性甲阶酚醛树脂等甲阶型酚醛树脂等，可以使用其中的1种或者组合2种以上使用。其中，作为酚醛树脂，特别优选苯酚酚醛清漆树脂。由此，能够以低成本且高尺寸精度制造背板11，并且得到的背板11能够发挥特别优异的耐热性。
酚醛树脂的重均分子量没有特别限定，优选为1000～15000左右。如果重均分子量低于上述下限值，则树脂的粘度过低，有时难以制备背板用组合物，如果超过上述上限值，由于树脂的熔融粘度变高，所以背板用组合物的成型性有时下降。酚醛树脂的重均分子量可以用例如凝胶渗透色谱(GPC)测定，规定为聚苯乙烯换算的重量分子量。
作为环氧树脂，可举出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚AD型环氧树脂等双酚型环氧树脂；苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂等酚醛清漆型环氧树脂；溴化双酚A型环氧树脂、溴化苯酚酚醛清漆型环氧树脂等溴化型环氧树脂；联苯型环氧树脂；萘型环氧树脂；三(羟苯基)甲烷型环氧树脂等，可以使用其中的1种或者组合2种以上使用。其中，作为环氧树脂，特别优选分子量较低的双酚A型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂。由此，能够提高背板用组合物的流动性，因此在制造背板11时能够使背板用组合物的操作性、成型性更好。另外，从进一步提高背板11的耐热性的观点考虑，作为环氧树脂，优选苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂，特别优选三(羟苯基)甲烷型环氧树脂。
作为双马来酰亚胺树脂，只要为在分子链的两末端分别具有马来酰亚胺基的树脂，就没有特别限定，更优选具有苯基的树脂。具体而言，作为双马来酰亚胺树脂，例如，可以使用下述式(1)表示的树脂。其中，双马来酰亚胺树脂可以具有在其分子链的两末端以外的位置键合的马来酰亚胺基。
式(1)中，R1～R4为氢或者碳原子数1～4的取代或无取代的烃基，R5为取代或无取代的有机基团。这里，有机基团是指可含有不同种类原子的烃基，作为不同种类原子，可举出O、S、N等。R5优选为具有亚甲基、芳香环和醚键(-O-)按任意的顺序键合成的主链的烃基，更优选为主链中按任意的顺序键合的亚甲基、芳香环和醚键的合计数为15个以下的烃基。应予说明，可以在主链的中间键合取代基和/或侧链，作为其具体例，例如可举出碳原子数为3个以下的烃基、马来酰亚胺基、苯基等。
具体而言，作为双马来酰亚胺树脂，例如可举出N,N’-(4,4’-二苯基甲烷)双马来酰亚胺、双(3-乙基-5-甲基-4-马来酰亚胺基苯基)甲烷、2,2-双[4-(4-马来酰亚胺基苯氧基)苯基]丙烷、间亚苯基双马来酰亚胺、对亚苯基双马来酰亚胺、4-甲基-1,3-亚苯基双马来酰亚胺、N,N’-亚乙基二马来酰亚胺、N,N’-六亚甲基二马来酰亚胺等，可以使用其中的1种或者组合2种以上使用。
背板用组合物中的树脂的含有率没有特别限定，优选为20质量％～80质量％，更优选为30质量％～50质量％。
树脂的含有率低于上述下限值时，根据树脂的种类，有时不能充分得到与构成背板用组合物的其它材料(特别是第1纤维、第2纤维)的粘结强度。另外，树脂的含有率超过上述上限值时，后述的第1纤维和第2纤维的量相对减少，有时不能充分发挥含有第1纤维和第2纤维而得的效果。
(ii)纤维
本实施方式中，背板用组合物含有多根纤维，作为多根纤维，优选含有多根第1纤维，更优选含有多根第1纤维和多根第2纤维。
即，背板用组合物优选含有作为多根纤维的集合体的纤维组，更优选至少含有作为多根第1纤维的集合物的第1纤维组，更优选含有第1纤维组和作为多根第2纤维的集合物的第2纤维组。
属于第1纤维组的第1纤维的平均长度比属于第2纤维组的第2纤维的平均长度长(换言之，属于第2纤维组的第2纤维的平均长度比属于第1纤维组的第1纤维的平均长度短)。这样，背板用组合物通过含有不同平均长度的2种纤维，其成型度(成型的容易性)提高，成型的背板11的机械强度高。
以下，对上述的第1纤维和第2纤维进行详细说明。
将第1纤维的平均长度设为L1[μm]、将第2纤维的平均长度设为L2[μm]时，L2/L1优选满足0.001～0.5的关系，更优选满足0.01～0.4的关系，进一步优选满足0.015～0.3的关系。如果第1纤维的平均长度L1与第2纤维的平均长度L2的比率L2/L1为上述范围内，则背板用组合物的成型性进一步提高，背板11的尺寸精度和机械强度特别高。
比较平均长度不同的2种纤维，纤维长度比第2纤维长的第1纤维主要有助于确保背板11的机械强度和背板11的形状稳定性。
另一方面，纤维的长度短的第2纤维也有助于背板11的形状稳定性，但只要承担填满(内插)纤维长度较长的第1纤维彼此间的作用。即，第2纤维通过进入第1纤维的缝隙，从而发挥增大不存在第1纤维的部分的背板11的机械强度、即增强由第1纤维产生的效果的作用(增强作用)。详细而言，第1纤维因其长度沿背板11的面方向取向的趋势大。与此相对，第2纤维进入第1纤维，但第2纤维显示沿背板11的面方向取向，并且沿与背板11的面方向不同的方向也取向的趋势。这样，由于第1纤维与第2纤维的取向状态不同，所以第1纤维、第2纤维均以少量就能够对背板11赋予充分的机械强度和形状稳定性。
如果上述L2/L1为上述范围内，则特别显著地发挥如上的功能。并且，第1纤维和第2纤维由相同或者同种的材料构成时，该趋势表现得更明显。
第1纤维的平均长度L1优选为5mm～50mm，更优选为8mm～12mm。第1纤维的平均长度L1低于上述下限值时，根据第1纤维的构成材料、其含有率，有时不能充分得到背板11的形状稳定性。另外，第1纤维的平均长度L1超过上述上限值时，在背板11成型时，有时不能充分得到背板用组合物的流动性。
另外，第2纤维的平均长度L2优选为50μm～10mm，更优选为150μm～5mm，进一步优选为200μm～3mm。第2纤维的平均长度L2低于上述下限值时，例如，第1纤维的含有率少时，为了增大由第1纤维产生的效果的增强作用，有时需要使背板用组合物中的第2纤维的含有率较多。另外，第2纤维的平均长度L2超过上述上限值时，第1纤维的含有率多时，第2纤维进入第1纤维的缝隙的比例下降。
第1纤维的平均直径D1优选为5μm～20μm，更优选为6μm～18μm，进一步优选为7μm～16μm。第1纤维的平均直径D1低于上述下限值时，根据第1纤维的构成材料、含有率，在背板11成型时第1纤维容易破损。另外，第1纤维的平均直径D1超过上述上限值时，有时在背板11内出现第1纤维较多和较少的地方，强度产生不均。
另外，第2纤维的平均直径D2优选为5μm～20μm，更优选为6μm～18μm，进一步优选为7μm～16μm。第2纤维的平均直径D2低于上述下限值时，根据第1纤维和第2纤维的构成材料、含有率，在背板11成型时第2纤维容易破损。另外，第2纤维的平均直径D2超过上述上限值时，根据第1纤维的含有率，第2纤维难以进入第1纤维的缝隙。
第1纤维的截面形状没有特别限定，可以为圆形和椭圆形等大致圆形等，三角形、四边形和六边形等多边形，扁平形、星形等异形等任意形状。其中，第1纤维的截面形状特别优选为大致圆形或者扁平形。由此，能够提高背板11的表面的平滑性。
第2纤维的截面形状没有特别限定，可以为圆形和椭圆形等大致圆形等，三角形和四边形等多边形，扁平形、星形等异形等任意形状。其中，第2纤维的截面形状特别优选为大致圆形或者扁平形。由此，背板用组合物在成型时的操作性更高，其成型性更好。
第1纤维在背板用组合物中，可以以单体存在，也可以以几根第1纤维致密地一体化而成的纤维束的形式存在。第1纤维形成为纤维束时，其纤维束可以为捻线状、直线状、网眼状等任意状态。第2纤维也与其相同。
作为第1纤维和第2纤维，例如可分别举出芳纶纤维、丙烯酸纤维、尼龙纤维(脂肪族聚酰胺纤维)和酚醛纤维等有机纤维，玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维、岩棉、钛酸钾纤维和玄武岩纤维等无机纤维，不锈钢纤维、钢纤维、铝纤维、铜纤维、黄铜纤维和青铜纤维等金属纤维等，可以使用其中的1种或者组合2种以上使用。其中，作为第1纤维和第2纤维，各自特别优选芳纶纤维、碳纤维、玻璃纤维，更优选第1纤维和第2纤维中至少一方为玻璃纤维。
使用玻璃纤维时，每单位体积的背板用组合物的均匀性提高，背板用组合物的成型性特别好。并且，由于背板用组合物的均匀性提高，所以形成的背板11的内部应力的均匀性提高，结果背板11的起伏变小。另外，能够进一步提高背板11在高载荷下的耐磨损性。另外，使用碳纤维或者芳纶纤维时，能够进一步提高背板11的机械强度，并且能够使背板11更轻型化。
作为构成玻璃纤维的玻璃的具体例，例如可举出E玻璃、C玻璃、A玻璃、S玻璃、D玻璃、NE玻璃、T玻璃、H玻璃。其中，作为构成玻璃纤维的玻璃，特别优选E玻璃、T玻璃或者S玻璃。通过使用这样的玻璃纤维，能够实现第1纤维和/或第2纤维的高弹性化，还能够减小其热膨胀系数。
另外，作为碳纤维的具体例，例如，可举出拉伸强度为3500MPa以上的高强度的碳纤维、弹性模量为230GPa以上的高弹性模量的碳纤维。碳纤维可以为聚丙烯腈(PAN)系的碳纤维、沥青系的碳纤维中的任一种，为了使拉伸强度高，优选聚丙烯腈系的碳纤维。
另外，构成芳纶纤维的芳纶树脂可以具有间位型结构和对位型结构中的任一结构。
第1纤维和第2纤维可以分别由不同的材料构成，但优选由相同或者同种的材料构成。通过使用相同或者同种的材料作为第1纤维和第2纤维的构成材料，使得第1纤维和第2纤维彼此的机械强度接近，调整背板用组合物时的操作性提高。
这里，本说明书中，同种例如是指如果第1纤维为玻璃纤维，则第2纤维也为玻璃纤维，E玻璃、C玻璃等玻璃的种类不同也包含在“同种”的范围。
]另外，本说明书中，相同例如是指如果第1纤维和第2纤维均为玻璃纤维且第1纤维为由E玻璃构成的纤维，则第2纤维也为由E玻璃构成的纤维。
第1纤维和第2纤维由同种材料构成时，第1纤维和第2纤维特别优选为芳纶纤维、碳纤维、玻璃纤维，更优选为玻璃纤维。第1纤维和第2纤维均为玻璃纤维时，彼此的机械强度接近，调整背板用组合物时的操作性更好。并且，第1纤维和第2纤维这两者均能够享受上述的玻璃纤维的优点，因此背板用组合物的流动性进一步提高，其成型性特别好。
另外，第1纤维和第2纤维均为玻璃纤维且这两者由相同的玻璃构成时，其玻璃的种类特别优选为E玻璃。由此，上述的效果更显著。
优选第1纤维和第2纤维中至少一方预先被实施表面处理。
通过预先实施表面处理，能够提高第1纤维和/或第2纤维在其背板用组合物中的分散性、提高与树脂的密合力等。
作为这样的表面处理的方法，例如，可举出偶联剂处理、氧化处理、臭氧处理、等离子体处理、电晕处理以及喷击(blast)处理，可以使用其中的1种或者组合2种以上使用。其中，作为表面处理的方法，特别优选偶联剂处理。
偶联剂处理中使用的偶联剂没有特别限定，可根据树脂的种类适当地选择。
作为偶联剂，可举出硅烷系偶联剂、钛系偶联剂、铝系偶联剂，可以使用其中的1种或者组合2种以上使用。其中，作为偶联剂，特别优选硅烷系偶联剂。由此，第1纤维和第2纤维与树脂的密合性特别优异。
作为硅烷系偶联剂，可举出环氧硅烷偶联剂、阳离子硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂、乙烯基硅烷偶联剂、巯基硅烷偶联剂、甲基丙烯酸硅烷偶联剂、氯硅烷偶联剂、丙烯酸硅烷偶联剂等。
背板11中，第1纤维和第2纤维可以分别沿例如背板11的厚度方向取向，可以沿背板11的面方向取向，也可以相对于背板11的厚度方向或面方向以规定的角度倾斜取向，或者可以不取向(无取向)。其中，优选第1纤维和第2纤维中的至少第1纤维沿背板11的面方向取向。由此，能够进一步减少背板11沿面方向的尺寸变化。其结果，能够更可靠地抑制或者防止背板11的弯曲等变形。应予说明，第1纤维和第2纤维沿背板11的面方向取向是指第1纤维或者第2纤维相对于背板11的面大致平行地取向的状态。
并且，第1纤维和/或第2纤维沿背板11的面方向取向时，如图5所示，在将背板11配置于圆盘200的状态下，第1纤维和/或第2纤维可以在面内朝向任意方向，可以沿圆盘200的径向取向，可以沿圆盘200的行进方向A取向，也可以沿它们中间的方向(规定的方向)取向。其中，第1纤维和第2纤维中的至少第1纤维在面内朝向任意方向时，背板11的弯曲强度、压缩强度在面内的全部方向均匀度变高。另外，至少第1纤维沿制动片10所制动的圆盘200的行进方向A取向时，能够选择性地增大背板11在旋转的圆盘200的行进方向A的弯曲强度、压缩强度。其结果，具备背板11的卡钳装置100对圆盘200的制动性能特别好。应予说明，简单表达为“第1纤维或者第2纤维沿圆盘200的行进方向A取向”时，是指第1纤维或者第2纤维沿背板11的面方向取向，并且沿圆盘200的行进方向A大致平行地取向。
背板用组合物中的第1纤维和第2纤维的合计的含有率优选为20质量％～80质量％，更优选为30质量％～70质量％。第1纤维和第2纤维的合计的含有率低于上述下限值时，根据第1纤维和第2纤维的材料，背板11的机械强度有时下降。另外，第1纤维和第2纤维的合计的含有率超过上述上限值时，在背板11成型时，背板用组合物的流动性有时下降。
将第1纤维的含有率设为X1[质量％]、将第2纤维的含有率设为X2[质量％]时，X2/X1优选满足0.05～1的关系，更优选满足0.1～0.25的关系。第1纤维的含有率和第2纤维的含有率的比率X2/X1低于上述下限值时，如果第1纤维的长度较长，则在制造背板11时，第1纤维容易发生破损等。另外，第1纤维的含有率和第2纤维的含有率的比率X2/X1超过上述上限值时，如果第1纤维的长度较短，则背板11的机械强度有时下降。并且，第1纤维和第2纤维由相同或者同种的材料构成时，这些趋势表现得更明显。
第1纤维的含有率优选为35质量％～80质量％，更优选为40质量％～75质量％，进一步优选为50质量％～65质量％。第1纤维的含有率低于上述下限值时，根据第1纤维的长度、第2纤维的含有率，背板11成型时的收缩率有时稍大。第1纤维的含有率超过上述上限值时，根据第1纤维的长度、第2纤维的含有率，则在制造背板11时，第1纤维有时容易发生破损等。
第2纤维的含有率优选为2质量％～40质量％，更优选为3质量％～35质量％，进一步优选为5质量％～30质量％。第2纤维的含有率低于上述下限值时，根据第2纤维的长度、第1纤维的含量，有时不能充分得到背板11的机械特性。另外，第2纤维的含有率超过上述上限值时，在背板11成型时，有时不能充分得到背板用组合物的流动性。
应予说明，背板用组合物除含有如上所述的多根第1纤维(第1纤维组)和多根第2纤维(第2纤维组)以外，还可以含有1根或者多根第3纤维等。
背板用组合物根据需要可以进一步含有固化剂、固化助剂、填充剂、脱模剂、颜料、敏化剂、酸增殖剂、增塑剂、阻燃剂、稳定剂、抗氧化剂和抗静电剂等。
固化剂根据树脂的种类等可适当地选择使用，不限于特定的化合物。
例如使用酚醛树脂作为树脂时，作为固化剂，可以从2官能以上的环氧系化合物、异氰酸酯类和六亚甲基四胺等中选择使用。
另外，使用环氧树脂作为树脂时，作为固化剂，可以从脂肪族多胺、芳香族多胺、二氰二胺(ジシアミンジアミド)等胺化合物，脂环族酸酐、芳香族酸酐等酸酐，酚醛清漆型酚醛树脂等多酚化合物，咪唑化合物等中选择使用。其中，从操作作业性、环境方面考虑，作为固化剂，优选选择酚醛清漆型酚醛树脂。
特别是使用苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、三(羟苯基)甲烷型环氧树脂作为环氧树脂时，作为固化剂，优选选择使用酚醛清漆型酚醛树脂。由此，能够提高背板用组合物的固化物(背板11)的耐热性。
使用固化剂时，背板用组合物中的固化剂的含有率根据使用的固化剂、树脂的种类等适当地设定，例如，优选为0.1质量％～30质量％。由此，能够容易地将背板11形成为任意的形状。
另外，作为固化助剂，没有特别限定，例如，可以使用咪唑化合物、叔胺化合物、有机磷化合物等。
使用固化助剂时，背板用组合物中的固化助剂的含有率根据使用的固化助剂、固化剂的种类等适当地设定，例如，优选为0.001质量％～10质量％。由此，能够使背板用组合物更容易固化，因此能够容易地成型背板11。
另外，作为填充材料，没有特别限定，可举出无机填充材料、有机填充材料等。作为无机填充材料，例如可举出碳酸钙、粘土、二氧化硅、云母、滑石、硅灰石、玻璃珠、磨碎碳、石墨等，可以使用其中的1种或者组合2种以上使用。另外，作为有机填充材料，例如可举出聚乙烯醇缩丁醛、丙烯腈丁二烯橡胶、纸浆、木粉等，可以使用其中的1种或者组合2种以上使用。其中，从进一步增大提高背板11(成型品)的韧性的效果的观点考虑，特别优选使用丙烯腈丁二烯橡胶作为填充材料(有机填充材料)。
使用填充材料时，背板用组合物中的填充材料的含有率没有特别限定，优选为1质量％～30质量％。由此，能够进一步提高背板11的机械强度。
另外，作为脱模剂，没有特别限定，可以使用硬脂酸锌、硬脂酸钙等。
使用脱模剂时，背板用组合物中的脱模剂的含有率没有特别限定，优选为0.01质量％～5.0质量％。由此，能够容易地将背板11形成为任意的形状。
背板11的平均厚度没有特别限定，优选为2mm～12mm，更优选为3mm～10mm，进一步优选为4mm～8mm。如果背板11的厚度低于上述下限值，则根据树脂的种类，背板11对制动时产生的摩擦热的耐热性有时稍有降低。另外，如果背板11的厚度超过上述上限值，则具备制动片10的卡钳装置100整体稍显大型化。
作为制备背板用组合物的方法，例如，按照日本特表2002-509199号公报的记载可以采用使用粗纱的粉体含浸法。
使用粗纱的粉体含浸法是指利用流动床技术并且通过干式法涂布第1纤维和第2纤维的方法。具体而言，首先，将第1纤维和第2纤维以外的构成背板用组合物的其它材料不经过预先混炼而从流动床直接被覆于第1纤维和第2纤维。接下来经过短时间的加热，使其它材料固定于第1纤维和第2纤维。然后，使这样涂布过的第1纤维和第2纤维通过由冷却装置和视情况而定的加热装置构成的状态调节区域。其后，取出被冷却且被涂布过的第1纤维和第2纤维，利用股线切割机(StrandCutter)，分别切割成所希望的长度。其后，通过将这样切断的第1纤维和第2纤维混合，能够制备背板用组合物。
另外，作为形成背板11的方法，例如可举出压缩成型、传递成型和注射成型。
通过压缩成型，能够减弱成型时的第1纤维和/或第2纤维的取向度。因此，针对强度分布、成型收缩、线膨胀等物性，能够减少背板11中的各向异性。另外，压缩成型可适用于成型厚的背板11。另外，采用压缩成型，能够在背板11中更稳定地维持背板用组合物中所含的第1纤维和第2纤维各自的长度。另外，还能够减少成型时的背板用组合物的损耗。
另一方面，通过传递成型，能够以更高精度控制成型的背板11的尺寸。因此，传递成型可适用于制造复杂形状的背板11、需要高尺寸精度的背板11。另外，传递成型还可适用于嵌入成型。
另外，通过注射成型，能够进一步缩短背板11的成型周期。因此，能够提高背板11的量产性。另外，注射成型还可适用于复杂形状的背板11。另外，以高速注射背板用组合物时，能够提高背板11中的第1纤维和第2纤维的取向度等，能够以更高的精度进行背板11中的第1纤维和第2纤维的取向状态的控制。
另外，作为制动片10的制造方法，没有特别限定，例如可举出在形成背板11后与摩擦材料12贴合的方、将背板11与摩擦材料12一体成型的方法等。
[制动片的第2实施方式]
接下来，对本发明的制动片的第2实施方式进行说明。
图6是表示本发明的制动片的第2实施方式的沿圆盘的径向的截面图。
以下，对第2实施方式进行说明，以与上述的第1实施方式不同的点为中心进行说明，对于相同的事项省略其说明。应予说明，对与上述的第1实施方式相同的构成标注相同的符号。
本实施方式的制动片10中，背板11如图6所示，其厚度沿圆盘200的径向从圆盘200的外周侧的端(边缘部)向中心侧的端(边缘部)阶段性增加。
更具体而言，背板11具有3个第1区域和2个第2区域，该第1区域沿圆盘200的径向具有几乎恒定的厚度，但彼此厚度不同；该第2区域沿圆盘200的径向设置于第1区域彼此之间，厚度从圆盘200的外周侧向中心侧渐增。这点与上述的第1实施方式不同。
上述构成的背板11中，其刚性沿圆盘200的径向阶段性变化。由此，能够防止背板11沿圆盘200的径向的刚性急剧变化。其结果，能够进一步提高制动片10的弯曲刚性，实现其耐久性的提高。
以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述的实施方式。
另外，上述的实施方式中，说明了制动片由背板和摩擦材料构成的情况，但制动片的构成并不局限于此。例如，背板可以为多层结构，摩擦材料可以为多层结构，背板、摩擦材料这两者可以为多层结构。
产业上的可利用性
根据本发明，提供制动旋转的圆盘状的圆盘的制动片。通过该制动片构成为具备摩擦材料和接合于摩擦材料的背板，并且背板的圆盘的中心侧的边缘部的厚度大于背板的圆盘的外周侧的边缘部的厚度，从而能够提供即便摩擦材料产生偏磨损时也能够抑制制动器的制动力下降的制动片和具备该制动片的卡钳装置。因此，本发明具有产业上的可利用性。
Claims (9)
1.一种制动片，其特征在于，制动旋转的圆盘状的圆盘，
具备摩擦材料和接合于所述摩擦材料的背板，
所述背板的所述圆盘的中心侧的边缘部的厚度大于所述背板的所述圆盘的外周侧的边缘部的厚度。
2.根据权利要求1所述的制动片，其中，将所述背板的所述圆盘的中心侧的边缘部的厚度的最小值设为h2[mm]、将所述背板的所述圆盘的外周侧的边缘部的厚度的最大值设为h1[mm]时，满足h2－h1＜3的关系。
3.根据权利要求1或2所述的制动片，其中，所述背板的所述圆盘的外周侧的边缘部的厚度的最大值为3mm～5mm。
4.根据权利要求1～3中任1项所述的制动片，其中，所述背板的所述圆盘的中心侧的边缘部的厚度的最小值为4mm～7mm。
5.根据权利要求1～4中任1项所述的制动片，其中，所述背板的厚度从所述圆盘的外周侧的边缘部向中心侧的边缘部连续渐增。
6.根据权利要求1～5中任1项所述的制动片，其中，所述背板由含有树脂和多根纤维的背板用组合物构成。
7.根据权利要求1～6中任1项所述的制动片，其中，所述纤维为玻璃纤维。
8.根据权利要求1～7中任1项所述的制动片，其中，所述树脂含有选自酚醛树脂、环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、苯并嗪树脂、不饱和聚酯树脂中的至少1种。
9.一种卡钳装置，其特征在于，具备权利要求1～8中任1项所述的制动片、向圆盘按压所述制动片的活塞和可移动地收纳所述活塞的卡钳。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150930 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |