JP2001317575A - 車両用ディスクブレーキの摩擦パッド - Google Patents

車両用ディスクブレーキの摩擦パッド

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ライニング材と裏板材とを接着剤を用いるこ
となく結合でき、軽量化を実現し、しかも十分な機械的
強度を有する信頼性の高い車両用ディスクブレーキの摩
擦パッドを提供する。 【解決手段】 金属繊維4を押し固めて板状に成形され
た多孔質裏板材2にライニング材3を積層して加熱加圧
により一体形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する利用分野】本発明は、車両用ディスクブ
レーキの摩擦パッドに関する。
【0002】
【従来の技術】車両用のディスクブレーキ装置の摩擦パ
ッドには様々なものが開発され実用化されている。一般
的には、図7(a)(b)に示すように、稠密な鋼鈑よ
りなる裏板51に熱硬化性樹脂系(フェノール樹脂系な
ど)の接着剤層52を形成してライニング材53を貼付
けて加熱加圧することにより一体化して摩擦パッド54
が形成されていた。摩擦パッド54には、制動時にライ
ニング材53の摩擦方向の変形を防止し結着性を高める
べく、図8に示すように裏板51に結着孔55が形成さ
れており、該結着孔55にライニング材53の凸部53
a嵌め込まれて接着されている。
【0003】また、ディスクブレーキパッドの重量を軽
減して燃費効率の改善を図り、摩擦パッドの摩擦方向に
高弾性を有し、ピストンやシリンダーに対して熱伝導し
難くするため、裏板に有機繊維等を用いたディスクブレ
ーキパッド(特開昭57−1834号公報)が提案され
ている。また、摩擦材の機械的強度を向上させるため、
燒結摩擦材を用いて裏板と接合したり、ろう付けにより
接合しているもの(特開平4−136084号公報)
や、摩擦材の当り付けに要する時間を短縮すべくレジン
モールドで形成した摩擦材に該摩擦材よりレジン含有率
が低い表面層を形成したもの(特開平8−337661
号公報)などが提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記図7及び図8に示
す摩擦パッドは、ライニング材53と裏板51とを接着
剤層52を介して貼合わせているが、この接着作業は接
着剤の臭気や粘着性により、作業がし難いため、作業効
率が悪い。また、裏板51に接着剤層52を形成してラ
イニング材53を加熱加圧して貼合わせる際に、接着剤
の一部が気化してガスが発生するため、裏板51が稠密
な鋼鈑などが用いられているので、発生したガスの逃げ
場がなくなり、ライニング材53や接着剤層52にクラ
ックが生ずるおそれがあった。特開昭57−1834号
公報、特開平8−337661号公報に示す摩擦パッド
にも同様の課題がある。また、図7及び図8に示す摩擦
パッドは、裏板51とライニング材53との結着性を高
めるために、裏板51に結着孔55が設けられているの
で、該結着孔55より水分が侵入し易く、接着剤層が吸
湿してさびが発生する要因となるうえに、裏板51の機
械的強度が低下し易いため、板厚をある程度厚くせざる
を得ず、摩擦パッドの重量が嵩む要因となっている。特
開平4−136084号公報に示すブレーキパッドは、
金属製の燒結摩擦材と金属性のバックプレートとを溶着
させているので、摩擦パッドの重量が嵩むうえに、製造
コストが高くなる。
【0005】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決し、ライニング材と裏板材とを接着剤を用いることな
く結合でき、軽量化を実現し、しかも十分な機械的強度
を有する信頼性の高い車両用ディスクブレーキの摩擦パ
ッドを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次の構成を備える。即ち、車両用ディスク
ブレーキの摩擦パッドにおいて、金属繊維を押し固めて
板状に成形された多孔質裏板材にライニング材を積層し
て加熱加圧により一体形成されていることを特徴とす
る。また、ライニング材は、金属粒体、金属繊維を基材
とする燒結摩擦材であり、該金属粒体、金属繊維が多孔
質裏板材の金属繊維と溶着されていることを特徴とす
る。この場合、多孔質裏板材を形成する金属繊維と、燒
結摩擦材に含有される金属粒体、金属繊維は同一金属材
料が用いられているのが望ましい。また、ライニング材
は、熱硬化性樹脂を基材とするレジンモールド摩擦材で
あり、該熱硬化性樹脂が多孔質裏板材の金属繊維に含侵
して結合されていることを特徴とする。また、多孔質裏
板材は、圧縮成形により9.8×106Pa(100k
gf/cm2)以上の機械的強度を有しているのが好ま
しく、多孔質裏板材は、気孔率が15〜50%であるの
が望ましい。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる車両用ディ
スクブレーキの摩擦パッドの好適な実施の形態について
添付図面と共に詳述する。図1(a)(b)は摩擦パッ
ドの正面図及び左側面図、図2は摩擦パッドの断面説明
図、図3は摩擦パッドの拡大断面説明図、図4は多孔質
裏板材の母材破壊率と気孔率との関係を示すグラフ図、
図5(a)〜(f)は多孔質裏板材の圧縮成形工程を示
す模式説明図、図6は多孔質裏板材の材質に応じた成形
圧と破壊強度との関係を示すグラフ図である。
【0008】先ず、図1(a)(b)を参照して車両用
ディスクブレーキの摩擦パッドの概略構成について説明
する。1は摩擦パッドであり、車両用ディスクブレーキ
のピストンやキャリパ等に設けられる。摩擦パッド1
は、金属繊維を押し固めて板状に成形された多孔質裏板
材2に燒結金属材やレジンモールドによりプリフォーム
されたライニング材3を積層して加熱加圧により一体形
成されている。多孔質裏板材2は、例えばアルミ、鉄、
銅、ニッケル等の直径0.1〜0.8mm、長さ1〜4
mm程度の金属繊維を押し固めて板状に成形されてい
る。この多孔質裏板材2の破壊強度は9.8×106
a〜14.7×106Pa(100kgf/cm2〜15
0kgf/cm2)有している。尚、結着孔は形成され
ていない。
【0009】また、多孔質裏板材2は、金属繊維の圧縮
成形により9.8×106Pa(100kgf/cm2
以上の機械的強度を有しているのが好ましく、図4に示
すように気孔率が母材破壊率の80%以下となる範囲で
形成されているのが望ましく、15〜50%の気孔率を
有しているのが望ましい。これによって、ライニング材
3が多孔質裏板材2に溶着する際に生ずるガスを多孔質
裏板材2の孔より外部へ逃すことができるうえに、摩擦
パッド1を軽量化できる。
【0010】ライニング材3は、金属粒体、金属繊維を
基材とする燒結摩擦材や、フェノール樹脂などの熱硬化
性樹脂を基材とするレジンモールド摩擦材などが用いら
れる。尚、燒結摩擦材の場合、多孔質裏板材2を形成す
る金属繊維と、燒結摩擦材の基材として用いられる、金
属粒体、金属繊維は同一金属材料が用いられているのが
接合性を考慮すると望ましい。
【0011】ライニング材3の一般的な組成について例
示すると、フェノール樹脂5〜20%、繊維系5〜30
%、フリクションダスト5〜10%、金属5〜30%、
充填材10〜30%のうち任意の割合構成で形成され
る。即ち、燒結摩擦材の場合には、金属粒体、金属繊維
の含有率が高まり、レジンモールド摩擦材の場合には、
フェノール樹脂の含有率が高められる。いずれの摩擦材
においても、母材強度がおよそ4.9×106Pa〜
7.8×106Pa(50kgf/cm2〜80kgf/
cm2)に形成されているのが望ましい。
【0012】次に、多孔質裏板材2の製造工程について
図5(a)〜(f)及び図6を参照しながら説明する。
先ず、金属繊維(アルミニウム、鉄、銅、ニッケル等)
4を成形用の分量だけトレイ5に収容し(図5(a)参
照)、該トレイ5に収容された金属繊維4をプレス金型
6に投入する(図5(b)参照)。プレス金型6は、金
属繊維4の材質によって、所要のプレス荷重(例えば鉄
の場合9.8×107Pa(1tonf/cm2))程度
にてプレス成形する(図5(c)参照)。板状にプリフ
ォームされた成形品7を図5(d)に示す。プレス金型
6の成形圧は、金属繊維4の種類によって異なるが、成
形後の成形品7の必要強度9.8×106Pa(100
kgf/cm2)以上を満たす成形圧でプレス成形され
る(図6参照)。これにより、多孔質裏板材2の機械的
強度が保証され、信頼性が向上する。
【0013】次に、成形品7を冶具8により挟圧(例え
ば19.6×106Pa〜49.0×106Pa(200
kgf/cm2〜500kgf/cm2))しながら、炉
内に収容して所要の焼成温度で焼成させ(図5(e)参
照)、金属繊維4どうしが溶着して多孔質裏板材2が形
成される(図5(f)参照)。焼成温度は、金属繊維4
の材質によって異なり、例えば、アルミニウムの場合;
約400〜700℃程度、銅の場合;約700〜100
0℃程度、鉄の場合約900〜1200℃程度、ニッケ
ルの場合;約1200〜1300℃程度で焼成される。
【0014】次に、図2において、多孔質裏板材2にラ
イニング材3を積層して加熱加圧することにより、ライ
ニング材3が燒結摩擦材の場合には、金属粒体や金属繊
維が多孔質裏板材2を形成する同一材料からなる金属繊
維と溶着し、ライニング材3と多孔質裏板材2とが強固
に結合し、従来のように接着剤を使用することなく摩擦
パッド1を形成できる。また、ライニング材3がレジン
モールド摩擦材の場合には、フェノール樹脂がゲル化し
て多孔質裏板材2を形成する金属繊維に含侵して固化し
て強固に結合するため(図3参照)、従来のように接着
剤を使用することなく摩擦パッド1を形成できる。ま
た、レジンモールド摩擦材の場合、熱硬化性樹脂から発
生するガスやフェード現象によりライニング材3が高温
になったときに発生するガスを多孔質裏板材2の孔を介
して外部に放出することができるため、クラックが生じ
たりライニング材3の接着性が低下することはない。ま
た、気孔率が15〜50%を有する多孔質裏板材2を用
いることにより、ライニング材3との結合がより強固な
ものになるうえに、摩擦パッド1の軽量化が促進でき
る。
【0015】また、多孔質裏板材2を構成する金属繊維
4は同一長さ及び同一径を有するもものみを用いて単層
に形成しても良いが、長さ及び径の異なる金属繊維4を
多層に組み合わせて形成しても良い。即ち、ライニング
材3が溶着する側の金属繊維4の大きさ(長さ及び径)
よりブレーキ本体側(シリンダ側)を小さいものを用い
て、多層にプレス成形し、多孔質裏板材2の孔の大きさ
をブレーキ本体側が小さくなる(気孔率が低下する)よ
うに形成しても良い。この場合には、多孔質裏板材2の
強度を向上させると共に、ブレーキ本体側より摩擦パッ
ド1に伝わる振動を減衰させることも可能である。
【0016】以上、本発明の好適な実施例について述べ
てきたが、本発明は上述した各実施例に限定されるのも
のではなく、多孔質裏板材2やライニング材3の材質は
任意のものが用いられる。また、ライニング材3は燒結
摩擦材であってもレジンモールド摩擦材のいずれであっ
ても良い等、発明の精神を逸脱しない範囲で多くの改変
を施し得るのはもちろんである。
【0017】
【発明の効果】請求項1記載の構成によれば、ライニン
グ材が多孔質裏板材を形成する金属繊維に溶着して結合
するため、接着剤を用いることなく車両用ディスクブレ
ーキの摩擦パッドを形成できる。また、一般的な稠密な
金属材料を用いた裏板材に比べて摩擦パッドの軽量化を
図ることができる。また、ライニング材としては請求項
2の燒結摩擦材や請求項4記載のレジンモールド摩擦材
のいずれを用いることが可能である。燒結摩擦材の場
合、請求項3のように、燒結摩擦材に含有する金属粒
体、金属繊維が多孔質裏板材を形成する同一金属材料で
ある金属繊維と溶着するので強固に結合できる。また、
レジンモールド摩擦材の場合、熱硬化性樹脂から発生す
るガスやフェード現象によりライニング材が高温になっ
たときに発生するガスを多孔質裏板材の孔を介して外部
に放出することができるため、クラックが生じたりライ
ニング材の接着性が低下することはない。また、請求項
5記載のように多孔質裏板材は、圧縮成形により9.8
×106Pa(100kgf/cm2)以上の強度を有し
ていると機械的強度が保証され信頼性が向上し、請求項
6記載のように気孔率が15〜50%である場合には、
ライニング材との結合がより強固なものになるうえに、
摩擦パッドの軽量化が促進できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】摩擦パッドの正面図及び左側面図である。
【図2】摩擦パッドの断面説明図である。
【図3】摩擦パッドの拡大断面説明図である。
【図4】多孔質裏板材の母材破壊率と気孔率との関係を
示すグラフ図である。
【図5】多孔質裏板材の圧縮成形工程を示す模式説明図
である。
【図6】多孔質裏板材の材質に応じた成形圧と破壊強度
との関係を示すグラフ図である。
【図7】従来の摩擦パッドの正面図及び左側面図であ
る。
【図8】従来の摩擦パッドの断面説明図である。
【符号の説明】
1 摩擦パッド 2 多孔質裏板材 3 ライニング材 4 金属繊維 5 トレイ 6 プレス金型 7 成形品 8 冶具

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両用ディスクブレーキの摩擦パッドに
    おいて、 金属繊維を押し固めて板状に成形された多孔質裏板材に
    ライニング材を積層して加熱加圧により一体形成されて
    いることを特徴とする車両用ディスクブレーキの摩擦パ
    ッド。
  2. 【請求項2】 前記ライニング材は、金属粒体、金属繊
    維を基材とする燒結摩擦材であり、該金属粒体、金属繊
    維が前記多孔質裏板材の金属繊維に溶着されていること
    を特徴とする請求項1記載の車両用ディスクブレーキの
    摩擦パッド。
  3. 【請求項3】 前記多孔質裏板材を形成する金属繊維
    と、前記燒結摩擦材に含有される金属粒体、金属繊維と
    は同一金属材料が用いられていることを特徴とする請求
    項2記載の車両用ディスクブレーキの摩擦パッド。
  4. 【請求項4】 前記ライニング材は、熱硬化性樹脂を基
    材とするレジンモールド摩擦材であり、該熱硬化性樹脂
    が前記多孔質裏板材の金属繊維に含侵して結合されてい
    ることを特徴とする請求項1記載の車両用ディスクブレ
    ーキの摩擦パッド。
  5. 【請求項5】 前記多孔質裏板材は、圧縮成形により
    9.8×106Pa以上の強度を有していることを特徴
    とする請求項1、2、3又は4記載の車両用ディスクブ
    レーキの摩擦パッド。
  6. 【請求項6】 前記多孔質裏板材は、気孔率が15〜5
    0%であることを特徴とする請求項1、2、3、4又は
    5記載の車両用ディスクブレーキの摩擦パッド。
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