JP2005133942A

JP2005133942A - ブレーキ用摩擦材料およびその製造方法

Info

Publication number: JP2005133942A
Application number: JP2004301625A
Authority: JP
Inventors: Xinming Shao; シャオシンミン; Sunil Kesavan; ケサバンサニル
Original assignee: Akebono Corp North America
Current assignee: Akebono Brake Corp
Priority date: 2003-10-30
Filing date: 2004-10-15
Publication date: 2005-05-26
Also published as: US7097009B2; EP1528280A3; EP1528280A2; US20050092562A1

Abstract

【課題】
摩擦材料の有利な属性は最高に発揮され、同じ摩擦材料の最適属性の低下は最小限に留められるように構成したブレーキパッドおよびその製造方法を提供することにある。
【解決手段】
ブレーキパッドすなわちシューは、非アスベスト有機材料のような第一摩擦材料と、セミメタリック材料のような第二摩擦材料とを有している。摩擦材料は別個のボタン形状または他の適当な形状に構成され、かつ互いに間隔を隔てた形態でブレーキパッドの構造的バッキングに連結される。第一摩擦材料は構造的バッキングのアウトボード側位置に配置され、第二摩擦材料はインボード側位置に配置される。２つの摩擦材料の使用により、単一の摩擦材料を用いたものに比べて優れた性能が得られる。摩擦材料を別個のボタンのように構成することにより、構造的バッキングとは独立して摩擦材料を作ることができ、このため複雑さおよびコストを低減できる。
【選択図】図２

Description

本発明はブレーキ用摩擦材料に関し、より詳しくは、ディスクブレーキおよびドラムブレーキに使用される摩擦材料の構成および製造方法に関する。

自動車用ブレーキシステムは、快適性、耐久性および合理的なコスト等の消費者の多くの期待を満たさなくてはならない。これらの期待は、高くて安定した摩擦係数、所定限度内の振動およびノイズ特性、および摩擦材料および相手ロータの摩耗速度が低いこと等の多くの特別な要求に換言される。これらの全ての要求は、合理的コストで同時に達成されなくてはならない。特に、温度、湿度、速度および偶発的または多発的停止時の減速度等における種々の極端な適用条件下で安定した性能が得られなくてはならない。

摩擦材料は、車両および機械の加速および減速を制御すべく種々の態様で作用する。摩擦材料は、アスベスト、金属繊維または他の有機または無機繊維との組合せに基いた樹脂またはゴム結合複合体で構成される。また、摩擦材料は一般に、バインダ、補強体および充填材からなる。

ブレーキライニングおよびクラッチフェーシングは、移動する車両または機械部品の運動エネルギを熱に変換して運動エネルギを除去しかつ車両または機械部品の運動を助けるのに使用される摩擦材料を有している。一般に、摩擦材料は熱を吸収して、該熱を徐々に大気中に放散させる。摩擦材料は、長い使用期間に亘って摩耗屑およびガスに変換される、ディスクブレーキパッドの消耗部分であると考えられる。

摩擦材料の強度を増大させること、および摩耗抵抗、放熱、温度安定性および／または高温および低温摩擦性能の度合いを変化させること等の所定特性を高めるため、摩擦材料の配合を変えることが頻繁に行なわれている。

摩擦材料に擦り減らし性すなわち摩滅性（abrasive attribute）を付与するのに、他の配合を使用することもできる。摩擦材料の摩滅性の大きさは、ブレーキシステムの多くの性能および摩耗特性を定める。極端な摩滅性は優れた性能をもたらすが、ブレーキ部品の過剰摩耗を生じさせる。摩滅性の不足はブレーキ部品を保護するが、制動特性はかなり低下する。
米国特許第４，３５１，４２１号明細書（出願日：１９８０年７月１８日、発明の名称：ディスクブレーキ）米国特許第５，９６４，３２４号明細書（出願日：１９９７年１０月１７日、発明の名称：ドラムブレーキ）米国特許第５，０７３，０９９号明細書（出願日：１９９０年４月１８日、発明の名称：ディスクパッドを熱成形するためのホットプレス）米国特許出願第０９／７３５，６２５号明細書（出願日：２０００年１２月１４日、発明の名称：摩擦材料）米国特許出願第０９／７３９，２９１号明細書（出願日：２０００年１２月１９日、発明の名称：摩擦材料）米国特許出願第１０／３５３，８９７号明細書（出願日：２００３年１月２９日、発明の名称：摩擦材料製品に基いた純鉄繊維） Peter J. Blau著「摩擦ブレーキ材料およびこれらの添加物の塑性変形、機能および試験（Compositions, Functions, and Testing of Friction Brake Materials and their Additives）」（Oak Ridge National Laboratory刊行、文書番号ORNL/TM-2001.64）

幾つかの摩擦材料配合の有利な属性は最高にするが、同じ配合の最適属性の低下は最小限に留めることが望まれている。また、多配合物の最適属性の低下を最小限に留めることにより、同じ多配合物の有利な属性を最高にするように多配合物を使用することが望まれている。また、ディスクパッド上への同じ取付け方法を用いて、多数の摩擦材料配合をもつ多数の摩擦材料部材を製造することが望まれている。

本発明は、構造的バッキング（裏当て材）を備えたブレーキパッドまたはシュー、およびこれらの製造方法を提供する。ブレーキパッドまたはシューは、第一摩擦材料要素として構成された第一摩擦材料を有している。ディスクブレーキパッドはまた、第二摩擦要素として構成された第二摩擦材料を有している。第一摩擦要素は第二摩擦要素から間隔を隔てて配置されかつ構造的バッキングに連結されている。

本発明の好ましい形態では、第一摩擦材料は非アスベスト有機材料であり、第二摩擦材料はセミメタリック材料である。第一摩擦材料は構造的バッキングのアウトボード側位置に配置され、第二摩擦材料は構造的バッキングのインボード側位置に配置される。

本発明の他の適用領域は、以下に述べる詳細な説明から明らかになるであろう。詳細な説明および特定の例は本発明の好ましい実施形態を示すものであるが、単なる例示を目的とするものであって、本発明の範囲を限定するものではない。

本発明は、以下の詳細な説明、特許請求の範囲の記載および添付図面からより完全に理解されよう。

図１には、本発明の好ましい実施形態が、簡単化した例示の車両用ディスクブレーキシステム１０に関連して示されている。ディスクブレーキシステム１０は、ロータ１２と、キャリパ１４と、ハブ１６とを有している。ディスクブレーキシステム１０はまた、１対のアウトボード側およびインボード側ブレーキ要素１８ａ、１８ｂを有しており、以後、これらはそれぞれ単にブレーキ要素、パッドまたはシュー１８と呼ぶ。ブレーキ要素１８はキャリパ１４に取付けられている。当業者ならば、ブレーキシステム１０が簡単化された形態で示されていることが容易に理解されよう。いずれにせよ、ディスクブレーキシステムの一例のより詳細な説明は、本件出願人に一般譲渡された上記特許文献１（この特許文献１の全開示は本願に援用する）に開示されている。本発明はドラムブレーキにも適用できることは理解されよう。それはそれとして、ドラムブレーキシステムの一例のより詳細な説明は、本件出願人に一般譲渡された上記特許文献２（この特許文献２の全開示は本願に援用する）に開示されている。

ブレーキ要素１８は、構造的バッキング２０と、該バッキング２０に取付けられた複数の摩擦部材２２とを有している。摩擦部材２２は、摩擦材料部材２２、摩擦要素２２、または摩擦材料要素２２とも呼ぶことに留意されたい。摩擦部材２２をブレーキ要素１８の構造的バッキング２０に取付けるには多くの方法があることは理解されよう。それらの幾つかの取付け方法については後述する。いずれにせよ、取付け方法の一例は、本件出願人に一般譲渡された上記特許文献３（この特許文献３の全開示は本願に援用する）に開示されている。

ブレーキ要素１８はロータ１２を押圧して該ロータ１２の回転を低下させ、車両（図示せず）を所望速度に低下させる。ドラムブレーキに適用する場合（図示しないが、当業者には知られている）には、ブレーキ要素はブレーキドラムに押付けられて車両の速度を低下させる。ブレーキ要素１８または構造的バッキング２０は、用途または工業界によって、一般にブレーキパッド、ブレーキシュー、またはブレーキライニングとも呼ばれている。前述のように、複数の摩擦部材２２がロータ１２に接触すると摩擦が発生する。これにより、ブレーキ要素１８の摩擦部材２２が加熱され、最終的に摩耗する。

図２および図３に示すように、複数の摩擦部材２２は、バインダと、充填材と補強体とからなり、これらは、例えばスラリ形態で混合され、適当な形状に加圧またはモールディングされる。適当な形状として小さい矩形部材または小さい円形ディスクがあるが、これらに限定されるものではない。本発明では、複数の摩擦部材２２が、ボタンと同様な小さい円形ディスク（但し、形状および材料は明らかにボタンとは異なる）として作られる。複数の摩擦部材２２は任意の適当な形状に構成され、かつ多くの異なる方法で構造的バッキング２０に連結されることは理解されよう。複数の摩擦部材２２はボタン状に構成できるが、本発明を作動不能にすることがなく、最適性能を低下させまたはコストおよび複雑さを増大させることがない他の形状を用いることもできる。

本発明では、複数の摩擦部材２２が互いに間隔を隔てた形態で構造的バッキング２０上に配置されている。複数の摩擦部材２２は、各摩擦部材２２の直径３０が構造的バッキング２０の最短寸法２８の約９５％となるようにサイズを定めることができる。数ある特徴のうち、互いに間隔を隔てた形態は、空気が複数の摩擦部材２２の回りで循環するので、構造的バッキングに取付けられる従来の摩擦材料部材に比べて優れた冷却効果が得られる。摩擦部材２２は多くの異なるサイズに構成できかつ構造的バッキング２０上の種々の位置に配置できることは理解されよう。図２には４つの摩擦部材２２が示されているが、複数の摩擦部材２２の数は４より大きくできることも理解されよう。

図３に示すように、複数の摩擦部材２２は、互いにほぼ等間隔に配置できる。摩擦部材２２は、弧３２（破線で示す）に沿って構造的バッキング２０に連結できることは理解されよう。弧３２はハブ１６（図１）からの半径方向距離がほぼ等しい線を表し、弧３２に沿って個々の摩擦部材３２を配置することにより、摩擦部材２２をロータ１２（図１）のハブ１６からほぼ等しい距離に位置決めできる。摩擦部材２２は必ずしも弧３２に沿って配置または等間隔に配置する必要はなく、車両または摩擦材料用途の個々の判断に基いて任意の適当な形態に配置できることも理解されよう。

図４を参照すると、ここには、摩擦部材２２が、本発明の他の実施形態に従って、互いに間隔を隔てておりかつ構造的バッキング２０からも間隔を隔てているところが示されている。構造的バッキング２０と各摩擦部材２２との間に、任意であるがスペーサ３４を導入することにより、空気が各摩擦部材２２の周囲および背後で移動できるので優れた冷却が促進される。スペーサ３４は摩擦部材２２と同じ材料で構成できかつ摩擦部材２２と一体部材として構成できることは理解されよう。また、スペーサ３４は種々の適当な材料で作ることができかつブレーキ要素１８の組立て時に各摩擦部材２２と組合せることができることも理解されよう。複数の摩擦部材２２は、接着および機械的取付けを含む多くの接合形態で構造的バッキング２０に取付けることができるが、これらに限定されるものではない。

図５Ａおよび図５Ｂには、本発明の他の実施形態によるブレーキシューの全体が参照番号５４で示されている。複数の摩擦部材２２は、互いに間隔を隔てておりかつ構造的バッキング２０に取付けられているところが示されており、これは、ドラムブレーキに使用するブレーキシュー５４の一部として構成されたものである。図５Ａおよび図５Ｂは、それぞれ、８個および６個の摩擦部材２２が構造的バッキング２０に取付けられている非制限的な例を示すものである。インボード側位置を占める摩擦部材２２は参照番号２４で示され、アウトボード側位置を占める摩擦部材は参照番号２６で示されている。図５Ａに示す摩擦部材２２は、図５Ｂに示す摩擦部材２２より個数は多いがサイズは小さい。図５Ａに示す形態または図５Ｂに示す形態のいずれを使用するかは、車両の荷重、ブレーキ仕様または製造上の問題により決定される。

図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃおよび図６Ｄには、本発明の他の実施形態によるトラック用ブレーキパッドの全体が参照番号５６で示されている。複数の摩擦部材２２は、互いに間隔を隔てておりかつ構造的バッキング２０に取付けられているところが示されており、これは、トラック用ブレーキパッド５６の一部として構成されたものである。このトラック用ブレーキパッド５６はトラック用のみに限定されるものではなく、一般に重い車両重量に適応するあらゆるディスクブレーキ用途で実施できる。

図６Ａおよび図６Ｂは、５個の摩擦部材２２が構造的バッキング２０に取付けられている非制限的な例を示すものである。図６Ａの例では、複数の摩擦部材２２がほぼ水平な列内に整合されている。これに対し図６Ｂの例は、破線で示す弧３２に沿って配置された複数の摩擦部材２２を示している。弧３２はハブ１６（図１）からほぼ等しい半径方向距離の線を示し、この場合、個々の摩擦部材を弧３２に沿って配置することにより、摩擦部材２２を、ロータ１２（図１）のハブ１６からほぼ等距離に位置決めできる。図６Ｃおよび図６Ｄは、それぞれ図６Ａおよび図６Ｂと同様な図面であるが６個の摩擦部材２２を有しており、これらの摩擦部材２２は、図６Ａおよび図６Ｂに示す摩擦部材と比較して直径は小さいが、摩擦部材同士の間隔は大きい。

インボード側位置を占める摩擦部材２２は参照番号２４で示され、アウトボード側位置を占める摩擦部材は参照番号２６で示されている。どの形態の摩擦部材２２を実施するかは、車両の荷重、ブレーキ仕様または製造上の問題により決定される。これまでの全図面に示された摩擦部材２２は、構造的バッキング２０に固定されるものが示されている。しかしながら、本発明の更に別の実施形態では、複数の摩擦部材２２は、構造的バッキング２０に対して着脱可能に取付けられるものを構成できる。いずれにせよ、個々の摩擦部材２２は、例えばオートクロスまたは他の特殊車両のパフォーマンスマーケットのような或るニッチマーケットまたは消費者のニーズ（但し、これらに限定されるものではない）に適合できるように、構造的バッキング２０の回りで移動できる。この目的のため、消費者は、他の個々の摩擦部材２２を付加し、取外しまたは置換することにより、複数の摩擦部材の位置、数量または配合を変えることができる。

本発明の他の実施形態によれば、複数の摩擦部材２２は、供給者の印（indicia of source）に一致する形状に形成できる。より詳しく言うと、個々の摩擦部材２２は、よく知られたロゴ及びデザインの形状にすることができるが、それでも尚ブレーキ要素１８内で使用されるのである。例えば、摩擦部材は、Blue Oval^（Ｒ）のようなFord^（Ｒ）のロゴや、Chevrolet、HondaまたはAkebonoなどのロゴに似せることができる。個々の摩擦部材が様々なロゴの形に形成、又はロゴの形に型押しされ、消費者の願望が叶うことが理解されよう。

本発明では、複数の摩擦部材２２は少なくとも２つの材料形態を有している。より詳しくは、構造的バッキング２０上でアウトボード側位置２６を占める摩擦部材２２は、第一材料形態を有している。インボード側位置２４を占める摩擦部材２２は、第二材料形態を有している。これらの形態はインボード側位置２４からアウトボード側位置２６へと変化するが、摩擦部材２２は、材料形態にかかわらずほぼ同じ寸法で構成される。第一材料形態および第二材料形態はほぼ同じ硬度を有することは理解されよう。

本発明ではアウトボード側位置２６に擦り減らし性（摩滅性）の小さい摩擦材料が使用され、一方、インボード側位置２４に摩滅性の大きい摩擦材料が使用される。摩滅性の小さい材料は、例えば非アスベスト有機（non-asbestos organic：ＮＡＯ）摩擦材料であり、摩滅性の大きい摩擦材料は例えばセミメタリックまたは低スチール（low steel）摩擦材料である。多くの摩擦材料形態を利用できかつ種々の用途には１種類以上の材料形態を必要とするものがある。また、或る用途では、構造的バッキング２０上に３種類以上の材料形態を必要とするものがある。

後述のＮＡＯ摩擦材料およびセミメタリック摩擦材料の例示形態を同じ構造的バッキング２０上に使用すれば、両形態の所望特性の長所が得られると同時に、これらの好ましくない特性が現われることを低減できる。ＮＡＯ摩擦材料の幾つかの所望の例示特性は、全部がセミメタリック形態であるものと比較して、ロータの摩滅性、ノイズクリープ、うなり音および摩擦振動を全体的に低減できることである。これに対しセミメタリック形態は、全部がＮＡＯ摩擦材料であるものと比較して、高温耐性が高くかつ所与の圧力での摩擦が大きいことである。

同じ構造的バッキング上にＮＡＯ摩擦材料およびセミメタリック摩擦材料の両方を使用すると、ＮＡＯ摩擦材料またはセミメタリック摩擦材料のいずれか一方のみを使用する場合と比較して、優れた摩擦材料を得ることができる。ＮＡＯ摩擦材料をアウトボード側位置２６に配置しかつセミメタリック摩擦材料をインボード側位置２４にに配置した場合の実験データは、この結果を証明している。上記のように構成された摩擦材料を使用すると、ディスク厚偏差は殆どみられなかった。しかしながら、セミメタリック配合のみを用いた摩擦材料は、２００時間の試験後に３０μｍ以上のディスク厚偏差がみられた。

ディスク厚偏差（disc thickness variation：ＤＴＶ）とは、ディスクロータの不均一厚さをいう。ＤＴＶは多くの異なる事象により引起こされ、これらの事象の１つとして、ブレーキ要素がロータから完全に離れないことにより、キャリパが係合しないとき（ブレーキペダルが踏み込まれないとき）にブレーキ要素とロータとの間に生じる間欠的摩擦がある。ディスク厚偏差のあるロータは、ブレーキ要素が間欠的にロータと接触するため、パルシング感覚を伝達する。

ＮＡＯ摩擦材料がアウトボード側位置２６に配置されかつセミメタリック摩擦材料がインボード側位置２４に配置されているときに得られる他の実験結果は、ノイズの発生が小さいことを示唆している。この形態では、自動車技術者協会（Society of Automotive Engineers）のＪ２５２１試験と同様なノイズ試験を行なったところ、約９７ｄＢの最大ノイズで約４％のノイズが記録された。ＮＡＯ摩擦材料をインボード側位置２４に移しかつセミメタリック摩擦材料をアウトボード側位置に移したところ、同じ試験により、約１２５ｄＢの最大ノイズで約２５％のノイズを記録した。

それぞれ４％および２５％のノイズとは、試験により発生されるノイズが所定のノイズ閾値を超えた場合の試験結果の概算百分率をいうことは理解されよう。上記試験では、ノイズ閾値は約７０ｄＢであった。従って、１００回の試験を行なった場合に、それぞれ例えば４回または２５回の試験で、例示の７０ｄＢノイズ閾値を超えるのに充分なノイズが発生したということになる。

表１には、例示ＮＡＯ摩擦材料の好ましい例示組成が示されており、「全重量の好ましい例示百分率」と記された欄に見られる値は、例示ＮＡＯ摩擦材料の各成分の全重量百分率である。

表２は、例示セミメタリック摩擦材料の好ましい例示組成を示し、この表２において、「全重量の好ましい例示百分率」と記された欄に見られる値は、例示セミメタリック摩擦材料の各成分の全重量百分率である。表１および表２に示された値は例示値であり、本発明の範囲を制限するものではない。

本発明では、摩擦材料のバインダはフェノール樹脂である。摩擦材料成分は、フェノール樹脂による表面処理を受ける。このような表面処理を受ける物質は、摩擦材料２２が製造されるときに他の材料と容易に混合されるという長所を有している。本発明の他の実施形態では、フェノール樹脂の代わりにシランカップリング剤を使用できる。フェノール樹脂、シランカップリング剤または他の適当なバインダの使用および代用品に関する更なる詳細は、本件出願人に一般譲渡された上記特許文献４（この特許文献４の全開示は本願に援用する）に開示されている。

本発明では、摩擦材料の他の成分は充填材である。例示充填材として、数ある中で、酸化防止剤、アスベスト、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、カシューナットオイル、カシュー摩擦ダスト、綿、混合酸化物の繊維、石灰、チタン酸カリウム、ジエンゴム、ニトリルゴム、スクラップゴム、シーコール（sea coal）、酸化亜鉛がある。当業者ならば、広範囲の適当な充填材を利用できることは明らかであろう。可能性ある例示充填材のより詳細なリストが、上記非特許文献１（この非特許文献１の全開示は本願に援用する）に開示されている。

当業者ならば、多くの業者が、摩擦材料２２としての使用に適したアラミド（Aramid^（Ｒ））のような種々の商業的に入手できる有機繊維を供給していることは容易に理解されよう。本発明では、数ある中の１つのこのような例示有機繊維として、デュポン（DuPont）社（Jefferson Davis Hwy, Richmond,バージニア州23234）から市販されているケブラー（Kevlar^（Ｒ））繊維を使用した。

当業者ならば、多くの業者が、摩擦材料２２としての使用に適した種々の商業的に入手できるセラミック繊維を供給していることは容易に理解されよう。本発明では、数ある中の１つのこのような例示鉱物繊維として、Thermal Ceramics社（P.O. Box 923, Dept. 167, Augasta,ジョージア州30903）から市販されているスーパーウッド（Superwood^（Ｒ））繊維を使用した。

当業者ならば、多くの業者が、摩擦材料２２としての使用に適した種々の商業的に入手できる硫酸バリウムの成形品を供給していることは容易に理解されよう。本発明では、数ある中の１つのこのような硫酸バリウムの例示品として、Cimbar Performance Materials社（25 Old River Road, SE, Cartersville, ジョージア州30120）から市販されているCIMBAR^（Ｒ）３２５）繊維を使用した。

当業者ならば、多くの業者が、摩擦材料２２としての使用に適した種々の商業的に入手できるチタン酸カリウムの成形品を供給していることは容易に理解されよう。チタン酸カリウム成形品の組成、使用法、製造は、前掲の特許文献４に開示されている。フレーク状または粉末状のチタン酸カリウムの組成は、本件出願人に一般譲渡された上記特許文献５（この特許文献５の全開示は本願に援用する）に開示されている。

当業者ならば、多くの業者が、摩擦材料２２としての使用に適した種々の商業的に入手できる鉱物繊維を供給していることは容易に理解されよう。本発明では、数ある中の１つのこのような例示鉱物繊維として、Lapinus Fibers B.V.社（6040 KD Roermond, オランダ国）からRoxul^（Ｒ）1000の商標で市販されているLapinus^（Ｒ）繊維を使用した。

当業者ならば、多くの業者が、摩擦材料２２としての使用に適した種々の商業的に入手できるマイカ、ジルコン、水酸化カルシウム、酸化マグネシウムおよび硫化アンチモン成形品を供給していることは容易に理解されよう。ジルコンはジルコニウム珪酸塩であることは理解されよう。これらの種々の商品は、Universal Minerals,Inc.社（4620 S. Coach Drive, Tucson, アリゾナ州）またはDomfer Metal Powders, Ltd.社（1550, Boulevard de Maisonneuve Ouest, モントリオール、GC H3G 1N2）から商業的に入手できる。

当業者ならば、多くの業者が、摩擦材料２２としての使用に適した種々の商業的に入手できるグラファイトまたはコークス成形品を供給していることは容易に理解されよう。本発明では、数ある中の１つのこのような例示供給者として、Asbury Carbons, Inc.社（405 Old Main Street, Asbury, ニュージャージ州、08802）またはSuperior Graphite Co.社（10 S. Riverside Plaza, Chicago イリノイ州60606）から商業的に入手できる適当なグラファイトまたはコークスを使用した。

当業者ならば、多くの業者が、摩擦材料２２としての使用に適した種々の商業的に入手できる鉄繊維成形品を供給していることは容易に理解されよう。本発明では、数ある中の１つのこのような例示鉄繊維として、Sunny Metal Inc.社（01, Jinxin Road, Nancun-Yuangang Panyu, Guangzhou,中国、511442）からAnnealed Vibration Cutting Iron Fiberの商品名で商業的に入手できる適当な鉄繊維を使用した。例示鉄繊維のより詳細な説明は、本件出願人に一般譲渡された上記特許文献６（この特許文献６の全開示は本願に援用する）に開示されている。

複数の摩擦部材２２は、小さい矩形部材または小さい円形ディスクを含む多くの適当な形状に製造できるが、これらの形状に限定されるものではない。本発明では、複数の摩擦部材２２は、ボタンの形状に似た小さい円形ディスクとして製造されているが、もちろんその形状および材料の点でボタンとは異なっていることは明白である。各摩擦部材２２の製造は多くの方法で行なわれる。選択される製造方法の如何にかかわらず、製造方法は、構造的バッキング２０の形状とは独立していることは明白である。より詳しくは、摩擦部材２２を製造する工具の形状は、摩擦部材２２が後で取付けられるときに構造的バッキング２０のサイズまたは形式を考慮に入れる必要はない。すなわち、摩擦部材２２の製造およびそのための工具は構造的バッキングとは独立しており、このため工具の複雑さおよびコストが低減される。

摩擦部材２２は、冷間成形または熱間成形またはホットプレス法を用いて製造できる。摩擦部材は、均一形状に押出成形し、次に適当サイズの要素に切断することもできる。摩擦部材はまた、大きいシート材料から適当形状に切断することもできる。また、摩擦部材は種々の方法を組合せて製造することもできる。摩擦部材２２の製造に使用される方法の如何にかかわらず、製造方法は、構造的バッキング２０の製造に必要な工具とは独立している。

上記方法によるか、改善された慣用方法によるかにかかわらず、ひとたび摩擦部材２２が製造されたならば、摩擦部材２２は構造的バッキング２０に取付けられる。摩擦部材２２は、機械的固定具、適当な接着剤または任意の適当な改善された慣用取付け方法を用いて取付けられる。また、摩擦部材２２は種々の方法を組合せて連結できる。複数の摩擦部材２２を構造的バッキング２０に取付けるのに選択される方法の如何にかかわらず、製造方法は、構造的バッキング２０の形状または任意の他の適当な取付け位置とは無関係である。

本発明の上記説明は本質の単なる例示であり、従って本発明の本質から逸脱しない種々の変更は本発明の範囲内に包含される。このような変更は、本発明の精神および範囲から逸脱しないと考えるべきである。

本発明の教示に従って構成されたディスクブレーキシステムを示す断面図である。複数の摩擦材料部材を示す図１のブレーキ要素の斜視図である。図２のブレーキ要素を示す正面図である。本発明の他の実施形態に従って構成されたブレーキ要素の側面図であり、複数の摩擦部材の他の構成を示すものである。本発明の更に別の実施形態に従って構成されたブレーキ要素の側面図であり、複数の摩擦部材の他の構成を示すものである。図５Ａのブレーキ要素斜視図であり、ブレーキシューに取付けられた複数の摩擦材料の他の例示構成を示すものである。本発明の更に別の実施形態に従って構成されたブレーキ要素の正面図であり、トラックのブレーキパッドに取付けられた複数の摩擦材料の例示構成を示すものである。図６Ａのブレーキ要素の正面図であり、トラックのブレーキパッドに取付けられた複数の摩擦材料の例示構成を示すものである。図６Ａのブレーキ要素の正面図であり、トラックのブレーキパッドに取付けられた複数の摩擦材料の他の例示構成を示すものである。図６Ａのブレーキ要素の正面図であり、トラックのブレーキパッドに取付けられた複数の摩擦材料の更に別の例示構成を示すものである。

符号の説明

１０ディスクブレーキシステム
１２ロータ
１４キャリパ
１８ブレーキ要素（パッド、シュー）
２０構造的バッキング
２２摩擦部材（摩擦材料部材、摩擦要素、摩擦材料要素）
２４アウトボード側摩擦部材
２６インボード側摩擦部材

Claims

第一摩擦材料から形成された少なくとも１つの第一摩擦要素と、
第二摩擦材料から形成された少なくとも１つの別個の第二摩擦要素とを有し、前記少なくとも１つの第一摩擦要素は前記少なくとも１つの別個の第二摩擦要素から間隔を隔てており、両摩擦要素はバッキング部材に連結されてディスクブレーキパッドを形成することを特徴とするバッキング部材を備えたブレーキパッド。
前記第一摩擦材料は非アスベスト有機材料であることを特徴とする請求項１記載のブレーキパッド。
前記第二摩擦材料はセミメタリック材料であることを特徴とする請求項２記載のブレーキパッド。
前記少なくとも１つの第一摩擦要素および少なくとも１つの第二摩擦要素は、ディスク状要素として構成されかつほぼ同じ直径を有していることを特徴とする請求項１記載のブレーキパッド。
前記少なくとも１つの第一摩擦要素はバッキング部材のアウトボード側位置に連結され、前記少なくとも１つの第二摩擦要素はバッキング部材のインボード側位置に連結されていることを特徴とする請求項３記載のブレーキパッド。
前記非アスベスト有機材料は、フェノール樹脂、シランカップリング剤、カシュー摩擦ダスト、ゴム、有機繊維、銅粉末、銅繊維、セラミック繊維、硫酸バリウム、チタン酸カリウム、鉱物繊維、水酸化カルシウム、マイカ、ジルコン、酸化マグネシウム、硫化アンチモン、グラファイト、コークス、およびこれらの組合せのうちの少なくとも１つからなることを特徴とする請求項２記載のブレーキパッド。
前記セミメタリック材料は、フェノール樹脂、シランカップリング剤、カシュー摩擦ダスト、ゴム、有機繊維、金属酸化物、鉄粉、硫酸バリウム、グラファイト、コークス、およびこれらの組合せのうちの少なくとも１つからなることを特徴とする請求項３記載のブレーキパッド。
前記第一摩擦材料は、前記第二摩擦材料とほぼ同じ硬度を有することを特徴とする請求項１記載のブレーキパッド。
前記少なくとも１つの第一摩擦要素は少なくとも１つの第二摩擦要素から間隔を隔てており、各摩擦要素の周囲の空気流を促進することを特徴とする請求項１記載のブレーキパッド。
前記少なくとも１つの第一摩擦要素および少なくとも１つの第二摩擦要素は、バッキング部材から間隔を隔ててバッキング部材に固定され、各摩擦要素の背後の空気流を促進することを特徴とする請求項１記載のブレーキパッド。
前記少なくとも１つの第一摩擦要素および少なくとも１つの第二摩擦要素は着脱可能にバッキング部材に取付けられ、摩擦要素の再構成を可能にすることを特徴とする請求項１記載のブレーキパッド。
前記少なくとも１つの第一摩擦要素および少なくとも１つの第二摩擦要素は、供給者の印（indicia of source）に似た構成を有することを特徴とする請求項１記載のブレーキパッド。
複数の別個の摩擦部材を作る段階と、
該複数の摩擦材料を、構造的バッキング上で互いに間隔を隔てた形態に連結する段階とを有することを特徴とするブレーキパッドすなわちブレーキシューの製造方法。
前記複数の摩擦部材は、第一材料形態を備えた少なくとも１つの第一摩擦部材と、第二材料形態を備えた少なくとも１つの第二摩擦部材とを有することを特徴とする請求項１３記載の製造方法。
前記第一材料形態は非アスベスト有機材料であることを特徴とする請求項１４記載の製造方法。
前記第二材料形態はセミメタリック材料であることを特徴とする請求項１５記載の製造方法。
前記複数の摩擦材料はディスク状部材として構成されていることを特徴とする請求項１３記載の製造方法。
前記摩擦部材はほぼ同じ直径を有することを特徴とする請求項１７記載の製造方法。
前記複数の摩擦部材は矩形部材として構成されていることを特徴とする請求項１３記載の製造方法。
前記摩擦部材はほぼ同じ寸法を有することを特徴とする請求項１９記載の製造方法。
前記少なくとも１つの第一摩擦部材を、構造的バッキングのアウトボード側位置に連結する段階を更に有することを特徴とする請求項１４記載の製造方法。
前記少なくとも１つの第二摩擦部材を、構造的バッキングのインボード側位置に連結する段階を更に有することを特徴とする請求項２１記載の製造方法。
前記各摩擦部材の周囲の空気流を促進させるように前記複数の摩擦部材を配置する段階を更に有することを特徴とする請求項１３記載の製造方法。
前記複数の摩擦部材を、供給者の印（indicia of source）に似せて構成する段階を更に有することを特徴とする請求項１３記載の製造方法。
バッキング部材に取付けられた別個の第一摩擦部材と、
該第一摩擦部材に対して間隔を隔てた形態をなしている別個の第二摩擦部材とを有し、該第二摩擦部材がバッキング部材に取付けられていることを特徴とするブレーキライニングのバッキング部材に取付けられた摩擦材料の構造。
第一材料形態をもつ少なくとも１つの第一摩擦部材を設ける段階と、
第二材料形態をもつ少なくとも１つの第二摩擦部材を設ける段階と、
構造的バッキングを設ける段階と、
少なくとも１つの第一摩擦部材および少なくとも１つの第二摩擦部材を、互いに間隔を隔てた別個の形態で構造的バッキング上に連結する段階と、
構造的バッキングのアウトボード側位置に配置された少なくとも１つの第一摩擦部材と、構造的バッキングのインボード側位置に配置された少なくとも１つの第二摩擦部材とを備えたブレーキパッドを形成する段階とを有することを特徴とする、構造的バッキングを備えたブレーキパッドを製造する方法。
前記第一材料形態を非アスベスト有機材料として構成する段階を更に有することを特徴とする請求項２６記載の製造方法。
前記第２材料形態をセミメタリック材料として構成する段階を更に有することを特徴とする請求項２７記載の製造方法。