JP2004286210A - 鳴き防止用シム及びその取り付け構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 鋼板の錆びの発生を抑え、より長寿命の鳴き防止用シムを提供する。
【解決手段】 ディスクブレーキにおいてブレーキパッドをディスクロータに押圧する押圧部材と前記ブレーキパッドの裏金との間に介在されるディスクブレーキの鳴き防止用シムであって、メッキ鋼板の少なくとも片面にゴム層を固着した鳴き防止用シム。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車等に使用されているディスクブレーキにおいて、ブレーキパッドをディスクロータに押圧する押圧部材とブレーキパッドの裏金との間に介在されるディスクブレーキの鳴き防止用シムに関する。

自動車等において広く使用されているディスクブレーキは、車輪と一体に回転するディスクロータの両側に配設されたブレーキパッドを押圧部材により押すことにより、ディスクロータをブレーキパッドにより両側から押圧する構造となっている。ところが、ブレーキパッドがディスクロータに押圧されたとき、ブレーキパッドの裏金と押圧部材とが相対移動したり、ブレーキパッドとディスクロータとの間に生じる摩擦振動等によりブレーキ各部が加振され、一般に「鳴き」と称せられている異音が発生することがある。

そのため、このような「鳴き」の発生を防止するために、図７に示すように、冷間圧延板のような薄い鉄板等からなる芯金１ａの両面にゴム層２を固着した構造の鳴き防止用シムを、ブレーキパッドと押圧部材との間に介装して静音化することが広く行われている（例えば、特許文献１参照）。

特開平６−９４０５７号公報

鳴き防止用シムの経時的な鳴き防止効果の低下は避けられないが、これは、経時的にゴム層２が摩耗して芯金１ａが露出するようになり、そこへ水が作用して錆びが生じ、錆びの進行とともにゴム層２の剥離や強度低下が起こることが原因である。また、このような経時的な鳴き防止効果の低下は、特に、冬季に融雪剤を撒く地域で顕著になっている。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、芯金の錆びの発生を抑え、より長寿命の鳴き防止用シムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、以下の鳴き防止用シム並びに鳴き防止用シムの取り付け構造を提供する。
（１）ディスクブレーキにおいてブレーキパッドをディスクロータに押圧する押圧部材と前記ブレーキパッドの裏金との間に介在されるディスクブレーキの鳴き防止用シムであって、
メッキ鋼板の少なくとも片面にゴム層を固着してなることを特徴とする鳴き防止用シム。
（２）ディスクブレーキにおいてブレーキパッドをディスクロータに押圧する押圧部材と前記ブレーキパッドの裏金との間に介在されるディスクブレーキの鳴き防止用シムであって、
メッキ鋼板の一方の面にゴム層を固着し、かつ他方の面に接着層を形成してなることを特徴とする鳴き防止用シム。
（３）ディスクブレーキにおいてブレーキパッドをディスクロータに押圧する押圧部材と前記ブレーキパッドの裏金との間に介在されるディスクブレーキの鳴き防止用シムであって、
メッキ鋼板の両面にゴム層を固着してなり、かつ一方のゴム層の表面に接着層を形成してなることを特徴とする鳴き防止用シム。
（４）前記メッキ鋼板が電気亜鉛合金メッキ鋼板であることを特徴とする上記（１）〜（３）の何れか１項に記載の鳴き防止用シム。
（５）上記（１）に記載の鳴き防止用シムを、潤滑剤を介させてディスクパッドの裏金に取り付けることを特徴とする鳴き防止用シムの取り付け構造。

本発明によれば、メッキ鋼板を用いることにより、ゴム層が摩耗して水と接触しても錆びの発生が抑えられ、鳴き防止効果が長期にわたり発現する長寿命の鳴き防止用シムが得られる。

以下、本発明に関して図面を参照して詳細に説明する。
（第１の鳴き防止用シム）
図１は、本発明に係る第１の鳴き防止用シムを示す断面図である。図示されるように、鳴き防止用シムは、メッキ鋼板１の両面に、ゴム層２を固着して構成される。一般にメッキ鋼板には、ニッケルメッキ鋼板等の鉄よりも腐食し難い金属をメッキをしたものと、亜鉛メッキ鋼板やアルミメッキ鋼板等の鉄よりも腐食し易い金属をメッキしたものの２種類がある。前者のメッキ鋼板は、鉄と空気や水分との接触を防ぐことで耐食性を向上させている。また、後者のメッキ鋼板は、メッキ層の金属が鉄の代わりに犠牲的に腐食されて鉄の腐食を防いでいる（以下、この効果を「犠牲腐食防食効果」という）。従って、鋼板端部のメッキされていない部分が直接空気や水分と接触し難い用途に使用される製品や部材には、前者のメッキ鋼板が有効である。しかしながら、ブレーキシムのようにメッキされていない端面が容易に空気や水分と接触する場合、前者のメッキ鋼板では端部から腐食が進行する問題が生じる。ところが、後者のメッキ鋼板では、メッキされていない端部もメッキ層の犠牲防食効果により鉄の腐食を防ぐことが可能になる。また、後者のメッキ鋼板には、亜鉛メッキ鋼板やアルミメッキ鋼板があるが、アルミメッキ鋼板では数年以上の長期にわたって使用される部品には適さない。故に、本発明ではメッキ鋼板１として、亜鉛を主に使用したメッキ鋼板を使用することが好ましい。このようなメッキ鋼板１としては、電気亜鉛メッキ鋼板、電気亜鉛合金メッキ鋼板、溶融亜鉛メッキ鋼板、溶融亜鉛合金メッキ鋼板、鉛−錫合金メッキ鋼板等を好適に使用できる。中でも、耐食性を維持する上で、電気亜鉛合金メッキ鋼板及び溶融亜鉛合金メッキ鋼板が好ましい。これら亜鉛合金メッキ中の亜鉛以外の含有成分としては、コバルト、モリブデン、アルミニウム等が好ましい。これらメッキ鋼板１は、ステンレス鋼板に比べて安価であるという利点を有する。 また、メッキ鋼板１は、耐食性を更に向上させる目的で、クロム処理やリン酸処理等の表面処理が施されていてもよい。

ゴム層２を形成するゴム材には制限がなく、従来より鳴き防止用シムに使用されているゴム材を使用することができる。例えば、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素化アクリロニトリルブタジエンゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、スチレンーブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレンープロピレンゴム（ＥＰＤＭ）等に加硫を施して得られたゴム、あるいはフッ素ゴム、シリコーンゴム等を好適に使用できる。中でも、一般的なブレーキシステムに適したゴム材としては、汎用性、耐油性、耐熱性等を考えるとＮＢＲが最も適している。また、加硫には、加硫促進剤を併用すると加硫状態が安定する。加硫促進剤としては、ジチオカルバミン酸塩系またはジチオカルバメート系の加硫促進剤が好ましい。また、耐熱性や耐クリープ性等の機械特性を高めるために、補強材を配合してもよい。例えば、ロックウール、アラミド繊維、炭素繊維、チタン酸カリウム繊維、セラミック繊維、バーミキュライト繊維等の繊維材料や、カーボンブラック、酸化マグネシウム、硫酸バリウム、黒鉛等の充填剤を単独もしくは混合して配合することができる。

メッキ鋼板１とゴム層２との固着方法には制限が無く、耐熱性の接着剤を使用して行ってもよく、焼付であってもよい。例えば、フェノール系接着剤またはエポキシ系接着剤を使用するのが好ましく、耐熱性が要求される場合にはポリアミドイミド等の樹脂を接着剤として使用することもできる。また、メッキ鋼板１にゴム材を直接コーティングすることも可能である。

また、第１の鳴き防止用シムは、図示される構成の他に、ゴム層２をメッキ鋼板１の片面のみに固着してもよい。

（第２の鳴き防止用シム）
図２は第２の鳴き防止用シムを示す断面図であるが、メッキ鋼板１の片面にゴム層２を固着し、他方の面に接着層２０を設けたものである。メッキ鋼板１及びゴム層２は第１の鳴き防止用シムと同様である。

接着層２０は、ディスクパッドの裏金（図示せず）への接着部となる。接着層２０は粘着剤や接着剤からなり、例えばアクリル系、ウレタン系、シリコーン系の各粘着剤や、熱硬化性樹脂系、熱可塑性樹脂系、エラストマー系、ホットメルト系の各接着剤を使用することができる。例えば、粘着剤には、コストパフォーマンスや接着性に優れるアクリル系粘着剤が好ましく、接着剤には、コストパフォーマンスや耐熱性、接着性に優れるフェノール系樹脂が好ましい。また、接着層２０の表面には、保管時の保護のために剥離シートを添着させてもよい。

（第３の鳴き防止用シム）
図３は第３の鳴き防止用シムを示す断面図であるが、図１に示した第１の鳴き防止用シムの一方のゴム層２に、接着層２０を設けたものである。接着層２０は第２の鳴き防止用シムの接着層２０と同様であり、この接着層２０を介してブレーキパッドの裏金に接着される。

上記したように、第２及び第３の鳴き防止用シムは、それぞれ接着層２０によりブレーキパッドの裏金に接着される。また、第１の鳴き防止用シムについては、図４に示すように、接着剤や粘着剤（図示せず）を別途用いてブレーキパッドの裏金１０に取り付けてもよいし、あるいは接着剤や粘着剤を用いることなくブレーキパッドの裏金１０に直接取り付けることもできる。後者の場合は、例えば、図示は省略するが、ブレーキパッドの裏金１０の周縁で鳴き防止用シムの周縁を把持する構成とすることができる。

また、図５に示すように、第１の鳴き防止用シムは、潤滑剤３０を介してブレーキパッドの裏金１０に取り付けることもできる。潤滑剤３０によりゴム層２の摩耗が抑制され、鳴き防止効果がより長期に維持される。潤滑剤３０の種類には制限がなく、一般的な潤滑油やグリースを使用することができるが、耐熱性や耐水性に優れるブレーキシム専用のグリースを使用することが好ましい。

以上、本発明の鳴き防止用シムについて説明したが、メッキ鋼板１の板厚、ゴム層２や接着層２０の厚さ、潤滑剤３０の適用量は、ブレーキシステムの仕様等に応じて適宜選択される。例えば、メッキ鋼板１の板厚は０．４〜１．０ｍｍが好ましく、これは０．４ｍｍより薄いと強度不足となり、１．０ｍｍを越えると、厚すぎてシムをキャリパとパッドとの間に挿入できなくなるためである。また、ゴム層２と接着層２０の厚さは、それぞれ０．０５〜０．２ｍｍが好ましく、これは０．０５ｍｍよりも薄いと必要な鳴き防止効果が得られず、０．２ｍｍを越えると圧縮クリープしやすくなり、耐久性に問題が出てくるためである。また、潤滑剤３０の適用量は０．３〜０．６ｇが好ましく、これは０．３ｇよりも少ないと潤滑剤３０がシム全面に十分に行きわたらなくなり、潤滑性が低下しまい、０．６ｇを越えると潤滑剤３０がシムからはみ出てロータ等の他部品に付着し、プレーキング性を低下させるおそれがあるためである。

以下、実施例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。

（１）耐塩水噴霧試験
厚さ０．４ｍｍの電気亜鉛合金メッキ鋼板（東洋鋼鈑（株）製「シルバートップ」）の両面に、補強材としてカーボンブラックを混入したＮＢＲからなる厚さ０．１ｍｍのゴム層を固着して図１に示す構造の試験シムＡを作製した。また、同電気亜鉛合金メッキ鋼板の片面に同様のＮＢＲからなるゴム層を固着し、他方の面にアクリル系粘着剤からなる厚さ０．１ｍｍの接着層を設けて図２に示す構造の試験シムＢを作製した。また、同電気亜鉛合金メッキ鋼板の両面に同様のＮＢＲからなるゴム層を固着し、更に一方のゴム層の表面に同様のアクリル系接着層を設けて図３に示す構造の試験シムＣを作製した。更に、比較のために、冷間圧延鉄板の両面に同様のＮＢＲからなるゴム層を固着して試験シムＤを作製した（図７参照）。

そして、試験シムＡ〜Ｄについて、ＪＩＳ Ｋ５４００．９．１に従って耐塩水噴霧試験を行い、７２時間後における錆の発生状況を目視にて評価した。結果を表１に示すが、本発明に従いメッキ鋼板を用いた試験シムＡ、試験シムＢ及び試験シムＣは錆びの発生が見られなかったのに対し、メッキ鋼板を用いない試験シムＤでは赤錆が発生していた。

（２）鳴き発生率測定−１
測定には、実車で発生するブレーキの鳴きに近づけるため、様々なブレーキング条件を実現できることから、ブレーキ鳴きダイナモ試験機を用いた。そして、比較的鳴きの発生し易いディスクパッド及びロータ、並びに上記の耐塩水噴霧試験を終了した試験シムＡまたは試験シムＤを組み込み、タイヤを５０ｋｍ／ｈｒにて回転させ、その間にブレーキパッド温度を５０〜２５０℃の範囲で５０℃刻みで変化させ、そのときの温度に対応してブレーキ油圧を：０．２〜３．５ＭＰａの範囲で複数変化させてブレーキをかけ、鳴きが発生した場合を鳴き１回発生とした。ブレーキは合計で２６８８回かけ、鳴きの総発生回数をブレーキ回数（２６８８回）で除して鳴き発生率とした。また、比較のために、作製直後の試験シムＡ及び試験シムＤについても、同様にして鳴き発生率を測定した。

結果を表２に示すが、試験シムＤでは耐塩水噴霧試験後に鳴き発生率が大きく増加しており、錆び発生に由来する鳴き防止効果の低下が見られる。これに対し、本発明に従う試験シムＡは、耐塩水噴霧試験を行った後でも鳴き発生率が増加せず、鳴き防止効果が維持されている。

（３）鳴き発生率測定−２
上記の耐塩水噴霧試験後の試験シムＢ及び試験シムＣについて、上記の（２）鳴き発生率測定−１と同様にして鳴き発生率を測定した。結果を図６にグラフ化して示す。尚、同図には試験シムＡの結果も併記するが、何れも試験シムＡ以上に鳴き発生率が低くなっている。

以上の結果から、本発明に従いメッキ鋼板を用いることにより、錆びの発生が抑えられ、鳴き防止効果が長期間維持されることがわかる。

本発明に係る第１の鳴き防止用シムを示す断面図である。 本発明に係る第２の鳴き防止用シムを示す断面図である。 本発明に係る第３の鳴き防止用シムを示す断面図である。 本発明の鳴き防止用シムのディスクパッドの裏金への取り付け構造の一例（第１のシムを例示）を示す断面図である。 本発明の鳴き防止用シムのディスクパッドの裏金への取り付け構造の他の例を示す断面図である。 実施例において、鳴き発生率試験−２の結果を示すグラフである。 従来の鳴き防止用シムの一例を示す断面図である。

符号の説明

１ メッキ鋼板
２ ゴム層
１０ ディスクパッドの裏金
２０ 接着層
３０ 潤滑剤
１ａ 芯金

Claims (5)

1. ディスクブレーキにおいてブレーキパッドをディスクロータに押圧する押圧部材と前記ブレーキパッドの裏金との間に介在されるディスクブレーキの鳴き防止用シムであって、
   メッキ鋼板の少なくとも片面にゴム層を固着してなることを特徴とする鳴き防止用シム。
2. ディスクブレーキにおいてブレーキパッドをディスクロータに押圧する押圧部材と前記ブレーキパッドの裏金との間に介在されるディスクブレーキの鳴き防止用シムであって、
   メッキ鋼板の一方の面にゴム層を固着し、かつ他方の面に接着層を形成してなることを特徴とする鳴き防止用シム。
3. ディスクブレーキにおいてブレーキパッドをディスクロータに押圧する押圧部材と前記ブレーキパッドの裏金との間に介在されるディスクブレーキの鳴き防止用シムであって、
   メッキ鋼板の両面にゴム層を固着してなり、かつ一方のゴム層の表面に接着層を形成してなることを特徴とする鳴き防止用シム。
4. 前記メッキ鋼板が電気亜鉛合金メッキ鋼板であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の鳴き防止用シム。
5. 請求項１に記載の鳴き防止用シムを、潤滑剤を介させてディスクパッドの裏金に取り付けることを特徴とする鳴き防止用シムの取り付け構造。

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