JP2005155657A - ディスクブレーキのブレーキパッド - Google Patents

Abstract

【課題】異音の大きさを低減できるディスクブレーキのブレーキパッドを提供する。
【解決手段】本願発明のブレーキパッド１a、１ｂは、ディスクロータに当接する当接部２１ａ、２１ｂを備えている。この当接部２１ａ、２１ｂは、小面積当接部２１ａと、小面積当接部２１ａよりもディスクロータに当接する面積の大きい大面積当接部２１ｂとの二つから構成されている。又、これらの小面積当接部２１ａと大面積当接部２１ｂとは、面積比が１：１．３〜１：２．７になるようにして、細溝状のスリット２２を介して分離して形成されている。
【選択図】 図１

Description

本願発明は、自動車等の車両に装備されるディスクブレーキに使用されるディスクブレーキのブレーキパッドに関するものである。

例えば自動車には、制動装置としてディスクブレーキが広く利用されている。このディスクブレーキは、ホイールハブに取付けられホイールハブと共に回転するディスクロータと、ディスクロータの内側面及び外側面の両側面に夫々当接し得るように配設されたブレーキパッドとを備えている。そして、これらのブレーキパッドに形成された当接部を、ピストン等によってディスクロータの内側面、外側面の夫々に当接させて押し付ける。これにより、ディスクロータとブレーキパッドとの間に摩擦力を発生させてディスクロータを制動させ、車輪を制動できるようにしたものである。

しかしながら、ディスクブレーキのブレーキパッドとディスクロータとが摺動する際、「鳴き」と呼ばれる異音が発生する。そこで、この異音を抑えるものとして従来から、例えば図７Ａ、図７Ｂに示すようなディスクブレーキのブレーキパッドａが提案されている。このものは、ブレーキパッドａの当接部ｂに、ディスクロータの径大部側に当接する径大当接端部ｄからディスクロータのその径大部より径の小さい径小部側に当接する径小当接端部ｅにかけて漸次深さの傾斜するスリットｃを、当接部ｂの面積を二等分するように設け、このスリットｃによってウェット走行でブレーキに絶えず水がかかるような状態で摩擦係数の低下を防止すると共に、異音の発生率を低下できるようにしたものである。

しかし、スリットｃを、径大当接端部ｄから径小当接端部ｅに漸次深さの傾斜するように形成するのは、加工が面倒で製作に時間を要する。

又、このものにおいては、スリットｃによって異音の発生率を低下させることができたとしても、スリットｃによって発生する異音の大きさを低減できるか否かについては明らかにされておらず、発生する異音の大きさを低減できるというものではない。
特開平１０−９３１１号公報

本願発明は、異音の大きさを低減できるディスクブレーキのブレーキパッドを提供することを目的とする。

本願発明は、次の特徴を有するディスクブレーキのブレーキパッドを提供することにより、上記課題を解決する。

本願の請求項１記載の発明は、車両に回転可能に設けられたディスクロータに当接して制動させるディスクブレーキのブレーキパッドであって、ディスクロータに当接する当接部を備え、この当接部は、小面積当接部と、小面積当接部よりもディスクロータに当接する面積が大きくなるように形成されるととともに、ディスクロータと当接不能に形成された非当接部を介して小面積当接部から分離して形成された大面積当接部との二つから構成されたものであることを特徴とするディスクブレーキのブレーキパッドである。

本願の請求項２記載の発明は、上記小面積当接部と大面積当接部との面積の比が、１：１．３〜１：２．７であることを特徴とするディスクブレーキのブレーキパッドである。

本願の請求項３記載の発明は、上記非当接部が、細溝状のスリットからなるものであることを特徴とするディスクブレーキのブレーキパッドである。

本願の請求項１記載の発明は、小面積当接部と大面積当接部との二つの当接部から構成しているため、ブレーキパッドとディスクロータとが摺動する際に発生する異音を低減できる。

本願の請求項２記載の発明は、ブレーキパッドとディスクロータとが摺動する際に発生する異音を、確実且つ効率的に低減できる。

本願の請求項３記載の発明は、小面積当接部と大面積当接部とが細溝状のスリットによって分離して形成されているため、ブレーキパッドとディスクロータとが摺動する際に生じる磨耗粉をスリットから排出できる。これにより、ブレーキパッドとディスクロータとの間に磨耗粉が介在することによって異音が助長されるようなことを防止できる。又、一つの当接部から構成した従来のブレーキパッドと全体を同じ大きさに形成した場合でも、ディスクロータに当接する小面積当接部と大面積当接部との合計面積を、一つの当接部から構成した場合の当接部の面積に比して減小量を小さくでき、摩擦力の減少を極力抑えることができる。

図１は、本願発明のディスクブレーキのブレーキパッドの一実施の形態の側面図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。又、図３は、ブレーキパッドを有するディスクブレーキの一実施の形態の要部を断面にした説明図である。

本願発明のディスクブレーキのブレーキパッドは、自動車等の車両に装備されるディスクブレーキに使用される。以下、このブレーキパッドを有するディスクブレーキ１００を、左車輪に使用される左車輪用のものを例示して説明する。この実施形態で用いるディスクブレーキ１００は、図３に示すようにディスクロータ１０１と、キャリパ１０２と、ブレーキパッド１a、１ｂとを備えている。

ディスクロータ１０１は、外側面と内側面との夫々に、外摺動面１０１ａ、内摺動面１０１ｂを備えている。そして、このディスクロータ１０１は、ホイールハブ（図示せず）に固定されホイールハブと共に回転可能とされている。

キャリパ１０２は、車体に固設されたブラケット（図示せず）にディスクロータ１０１の軸方向（Ｙ−Ｙ方向）に移動可能に支持されたキャリパボディ１０２ａを備えている。又、キャリパボディ１０２ａには、シリンダ１０２ｂが形成されている。また、そのシリンダ１０２ｂ内には、ピストン１０２ｃがディスクロータ１０１の軸方向に移動可能に配設されている。

ブレーキパッドは、ディスクロータ１０１の外摺動面１０１ａに当接するアウター用のブレーキパッド１aと、ディスクロータ１０１の内摺動面１０１ｂに当接するインナー用のブレーキパッド１ｂとの二つからなる。

アウター用のブレーキパッド１aは、図1、図２に示すように、パッド部２と、パッド部２を支持した金属製の裏金３とを備えている。この実施形態では、ブレーキパッド１aの全体における径方向の長さＬ1が、６３．５ｍｍ程度、その径方向と直交する方向の長さＬ２が、１５６．０ｍｍ程度のものから構成されている。又、パッド部２の厚さは、１２ｍｍ程度で、裏金３の厚さは、６．６ｍｍ程度である。

パッド部２は、金属繊維、アラミド繊維等を基材とし、これに真鍮、銅、アルミニウム等の金属粉、カシュー樹脂粉末等の摩擦調節剤、及び、フェノール樹脂等の結合材を包含したものから構成されている。パッド部２の内側面には、ディスクロータ１０１の外摺動面１０１ａに当接する当接部２１ａ、２１ｂを備えている。

この当接部は、小面積当接部２１ａと、小面積当接部２１ａよりもディスクロータ１０１の外摺動面１０１ａに当接する面積の大きい大面積当接部２１ｂとの二つから構成されている。又、これらの小面積当接部２１ａと大面積当接部２１ｂとは、ディスクロータ１０１と当接不能に形成された非当接部としてのスリット２２を介して互いに分離されている。

この実施形態のスリット２２は、パッド部２におけるディスクロータ１０１の径小部側に当接する径小当接端部２４をスリット２２の第1端２２ａとするとともに、ディスクロータ１０１のその径小部より径の大きい径大部側に当接するパッド部２の径大当接端部２３をスリット２２の第２端２２ｂとし、この第1端２２ａから第２端２２ｂにかけて直線状に形成されている。又、スリット２２は、ディスクロータ１０１の回転の中心から半径方向に、スリット２２の中央点（スリット２２の長手方向及び幅方向の中央点）を通るように伸ばした基準線Ｐに対して傾斜するように形成されている。また、その基準線Ｐに対するスリット２２の傾斜は、車両の前進に際してディスクロータ１０１が回転する方向（以下、ディスクロータ１０１の主回転方向、図１図示のＸ方向）側にほぼ３０°傾斜した傾斜角αを有するものに形成されている。従って、この実施形態におけるスリット２２の第２端２２ｂは、第1端２２ａに対して、ディスクロータ１０１の主回転方向の前方側に配位されている。

又、この実施形態のスリット２２は、当接部２１ａ、２１ｂからの深さが１０ｍｍ程度で、幅が３．５ｍｍ程度の細溝状のものに形成されている。尚、このスリット２２の幅は、この形態のものに限らず、適宜変更できる。好ましくは、２ｍｍ〜５ｍｍ程度である。

このようなスリット２２によって分離された小面積当接部２１ａと大面積当接部２１ｂとの面積の比は、１：１．３〜１：２．７になるようにしておくのが好ましい。大面積当接部２１ｂの面積が小面積当接部２１ａの面積に対して１．３倍未満になると、異音の低減の効果が少なくなってしまう。一方、大面積当接部２１ｂの面積が小面積当接部２１ａの面積に対して２．７倍を超えると、小面積当接部２１ａが破損する恐れが生じるとともに、異音の低減の効果が少なくなってしまう。より好ましくは、小面積当接部２１ａと大面積当接部２１ｂとの面積比が、１：１．４〜１：２．０となる範囲である。この図１に示す実施形態では、小面積当接部２１ａと大面積当接部２１ｂとの面積比が、１：２．５になるように形成されている。

パッド部２の外側面は、裏金３に接着剤等の固着手段によって固着されている。これにより、パッド部２は、裏金３に、当接面２１ａ、２１ｂと反対側から支持されている。

このように構成されたアウター用のブレーキパッド１aは、裏金３に設けられた支持部３１、３１がブラケット（図示せず）に支持されることにより、図３に示すようにディスクロータ１０１とキャリパ１０２に設けられた爪部１０２ｄとの間に、ブレーキパッド１aの当接部２１ａ、２１ｂとディスクロータ１０１の外摺動面１０１ａとが対向して当接可能に配設されている。又、スリット２２は、ディスクロータ１０１の主回転方向（図１のＸ方向）の前方側に配位され、アウター用のブレーキパッド１aにおける小面積当接部２１ａは、大面積当接部２１ｂに対し、ディスクロータ１０１の主回転方向の前方側となる位置に配位される。

インナー用のブレーキパッド１ｂは、この実施形態では、上述のアウター用のブレーキパッド１aと同一構成を採っている。この実施形態においては、一種類のブレーキパッドを製作し、その一種類のブレーキパッドを、アウター用のブレーキパッド１aとして使用するとともに、インナー用のブレーキパッド１ｂとして使用するようにしている。

そして、このインナー用のブレーキパッド１ｂは、裏金３に設けられた支持部３１、３１がブラケット（図示せず）に支持されることにより、図３に示すようにディスクロータ１０１とピストン１０２ｃとの間に、ブレーキパッド１ｂの当接部２１ａ、２１ｂとディスクロータ１０１の内摺動面１０１ｂとが対向して当接し得るように配設されている。

この状態で、インナー用のブレーキパッド１ｂの当接部２１ａ、２１ｂに対するディスクロータ１０１の主回転方向は、アウター用のブレーキパッド１ａの当接部２１ａ、２１ｂに対するディスクロータ１０１の主回転方向と反対方向になる。従って、インナー用のブレーキパッド１ｂの小面積当接部２１ａは、大面積当接部２１ｂに対し、ディスクロータ１０１の主回転方向の後方側となる位置に配位される。

尚、この実施形態では、図示しない右車輪用のディスクブレーキのアウター用のブレーキパッド及びインナー用のブレーキパッドにも、図１に示すブレーキパッドを使用するようにしている。従って、右車輪用のディスクブレーキにおいては、アウター用のブレーキパッドの小面積当接部は、大面積当接部に対し、ディスクロータ１０１の主回転方向の後方側となる位置に配位され、右車輪用のディスクブレーキのインナー用のブレーキパッドの小面積当接部は、大面積当接部に対し、ディスクロータ１０１の主回転方向の前方側となる位置に配位される。

このようにしてディスクブレーキ１００に組み付けられたブレーキパッド１a、１ｂは、車両に設けられたブレーキペダル（図示せず）が踏み込み操作されると、シリンダ１０２ｂ内に充填された液の圧によって、ピストン１０２ｃがディスクロータ１０１側に移動する。その移動により、インナー用のブレーキパッド１ｂの当接部２１ａ、２１ｂがディスクロータ１０１の内摺動面１０１ｂに当接して押圧する。又、この押圧に伴なって、キャリパ１０２の爪部１０２ｄを介してアウター用のブレーキパッド１ａの当接部２１ａ、２１ｂがディスクロータ１０１の外摺動面１０１ａに当接して押圧する。これにより、各ブレーキパッド１a、１ｂの当接部２１ａ、２１ｂとディスクロータ１０１の内摺動面１０１ｂ、外摺動面１０１ａとの間に摩擦力を発生させて制動させることができる。

又、その制動に際して、アウター用のブレーキパッド１a及びインナー用のブレーキパッド１ｂとディスクロータ１０１との摺動に際し、各ブレーキパッド１a、１ｂの当接部２１ａ、２１ｂを、大面積当接部２１ｂと小面積当接部２１aとの二つから構成しているため、異音を低減できる。その理由は、必ずしも明らかでないが、本発明者は、ディスクロータ１０１と大面積当接部２１ｂとが接することにより発する周波と、ディスクロータ１０１と小面積当接部２１aとが接することにより発する周波とが、互いの音域を打ち消しあうためであると推測する。

ここで、異音に関する試験を行ったので、以下に説明する。この試験は、本願発明品と比較例との異音の大きさを比較することにより行なった。本願発明品のブレーキパッドとして、上記基準線Ｐに対してほぼ３０°の傾斜角αを有し且つ溝幅３．５ｍｍ、深さ１０ｍｍのスリット２２によって、小面積当接部２１ａが大面積当接部２１ｂに対してディスクロータ１０１の主回転方向（図１のＸ方向）の前方側になるように形成するとともに、小面積当接部２１aと大面積当接部２１ｂとの面積比が１：１．５になるように形成し、それを、左車輪用および右車輪用のディスクブレーキ夫々のアウター用のブレーキパッド１a及びインナー用のブレーキパッド１ｂとして用いた。

従って、左車輪用のディスクブレーキにおけるアウター用のブレーキパッド１ａは、小面積当接部２１ａが大面積当接部２１ｂに対してディスクロータ１０１の主回転方向の前方側に配位されている。一方、インナー用のブレーキパッド１ｂは、小面積当接部２１ａが大面積当接部２１ｂに対してディスクロータ１０１の主回転方向の後方側に配位されている。又、右車輪用のディスクブレーキにおけるアウター用のブレーキパッド１ａは、小面積当接部２１ａが大面積当接部２１ｂに対してディスクロータ１０１の主回転方向の後方側に配位され、インナー用のブレーキパッド１ｂは、小面積当接部２１ａが大面積当接部２１ｂに対してディスクロータ１０１の主回転方向の前方側に配位されている。

比較例のブレーキパッドとして、図７Ａに示すものと同様に、基準線と同方向に延設し基準線に対して傾斜角の有しないスリットによって面積の等しい二つの当接部からなるものを用いた。ただし、この比較例のスリットは、図７Ａに示すもののように深さが漸次傾斜したものではなく、全長に渡って深さがほぼ一定なものである。

又、この試験に用いた車両は、車種がメルセデスベンツ（商標）ＷＤＢ２０１０２４−１Ｆ７２９２８９、年式が平成２年９月登録、走行距離が１４８３６７ｋｍであるものを使用した。

また、試験に用いたディスクロータ１０１は、使用距離が１８０００ｋｍであるものを使用した。

又、ブレーキパッドは、車両に装着後、ごく一般的な使用状況で、約４０００ｋｍ弱を走行し２５％程度磨耗した状態で行った。

そして、測定は、時速６０ｋｍで走行し、ブレーキングを開始したブレーキ開始地点から１０ｍだけ進んだＡ地点、ブレーキ開始地点から３０ｍだけ進んだＢ地点、及びブレーキ開始地点から５０ｍだけ進んだＣ地点の三つの地点における音を、夫々、三回ずつ、測定することによって行なった。又、この測定は、ＯＮＯ製・集音マイクを前輪の両外側、約８ｃｍの位置に吸盤で固定し、この集音マイクによって左右の両車輪における音の平均値を採ることによって行った。尚、測定値には、エンジン音又はタイヤの摩擦音等も含まれている。

試験の結果は、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、Ａ地点では、本願発明品と比較例とはほぼ同じ値（本願発明品の平均値が５９．０ｄｂ（デシベル）、比較例の平均値が５８．３ｄｂ）であった。Ｂ地点では、本願発明品と比較例との両者共に、Ａ地点より小さくなり（本願発明品の平均値が４３．７ｄｂ、比較例の平均値が２７．３ｄｂ）、比較例は本願発明品よりもやや小さくなった。一方、Ｃ地点では、本願発明品の平均値は２８．３ｄｂであり、Ａ地点のほぼ半分に減じた。これに対し、比較例の平均値は１２１．７ｄｂであり、Ａ地点のほぼ２倍の値になり、本願発明品に比べてほぼ４．３倍の値になった。

以上、本願発明品は、面積の等しい二つの当接部から構成した比較例に比し、ディスクロータ１０１が高速回転から低速回転になった際におけるディスクロータ１０１とブレーキパッド１との摺動による異音を低減することができた。

尚、上記実施形態では、アウター用のブレーキパッド１aとインナー用のブレーキパッド１ｂとを同じものから構成しているが、この形態のものに限らず、適宜変更できる。例えば左車輪用のディスクブレーキのアウター用のブレーキパッド１aとして図1に示すものを用い、インナー用のブレーキパッド１ｂとして、図５に示すようにスリット２２をディスクロータ１０１の主回転方向（Ｘ方向）の前方側となる位置に形成し、小面積当接部２１ａが大面積当接部２１ｂに対してディスクロータ１０１の主回転方向の前方側となる位置に配位させる。又、これとともに、右車輪用のディスクブレーキのアウター用のブレーキパッドとして図５に示すものを用い、インナー用のブレーキパッドとして、図１に示すものを用い、小面積当接部２１ａが大面積当接部２１ｂに対してディスクロータ１０１の主回転方向の前方側となる位置に配位させるようにしても良い。このようにして、全てのブレーキパッドを、小面積当接部２１ａが大面積当接部２１ｂに対してディスクロータ１０１の主回転方向の前方側となる位置に配位させるようにしておくと、より好ましい。

又、上記実施形態では、非当接部を溝幅が２ｍｍ〜５ｍｍ程度の細溝状のスリット２２から構成しているが、例えば溝幅が５ｍｍを超える太幅状の溝から構成し、或いは径大当接部２３から径小当接部２４にかけて漸次幅が細く又は太くなる溝から構成しても良い。ただし、例えば太い幅の溝から構成すると、小面積当接部２１aと大面積当接部２１ｂとの合計面積を確保して摩擦力を減じないようにするためには、ブレーキパッドの全体の大きさを大きくしなければならなくなってしまうため、上記実施形態のように細溝状のスリット２２から構成しておくのが、より好ましい。

また、上記実施形態では、スリット２２を、上記基準線Ｐに対してほぼ３０°の傾斜角αを有する傾斜状のものから構成しているが、この形態のものに限らず、例えば上記基準線Ｐに一致する方向に延ばして形成したもの、或いは上記基準線Ｐに直交する方向に延ばして形成したものでも良く、適宜変更し得る。好ましくは、上記基準線Ｐに対して傾斜角αが３０°〜４５°程度となるように形成する。

又、スリット２２は、直線状のものに限らず、湾曲状のものであっても良い。例えば、図６Ａに示すように、パッド部２の径小当接端部２４をスリットの第１端２２ａとするとともに、その第１端２２ａよりもディスクロータ１０１の主回転方向の前方側に位置するパッド部２の径大当接端部２３をスリットの第２端２２ｂとし、第１端２２ａから第２端２２ｂまでの範囲に渡って、ディスクロータ１０１の主回転方向と反対方向側に膨らむ、変曲点を有しない湾曲状に形成する。また、この場合において、図６Ａでは湾曲状のものとして円弧状のものを示したが、例えば楕円形状のもの等、適宜変更し得る。スリット２２を、このような湾曲状に形成することにより、パッド部２とディスクロータ１０１との摺動により生じる磨耗粉を、より効率良く排出でき、磨耗粉が介在することによって異音が助長されるようなことを確実に防止できる等による消音の効果を奏する。尚、変曲点を有しない湾曲状に形成する場合において、膨らむ方向や位置等は限定されない。

或いは、図６Ｂに示すように、パッド部２の径小当接端部２４をスリットの第１端２２ａにするとともに、その第１端２２ａよりもディスクロータ１０１の主回転方向の前方側に位置するパッド部２の径大当接端部２３をスリットの第２端２２ｂとし、第１端２２ａから第２端２２ｂまでの範囲に渡って、ディスクロータ１０１の主回転方向に膨らむ第１湾曲部２２ｃと、主回転方向と反対側に膨らむ第２湾曲部２２ｄとを有し側面視略Ｓ字状を呈する変曲点を有する湾曲状に形成する。スリット２２を、このような変曲点を有する湾曲状に形成した場合も、同様にパッド部２とディスクロータ１０１との摺動により生じる磨耗粉を、より効率良く排出でき、磨耗粉が介在することによって異音が助長されるようなことを確実に防止できる等による消音の効果を奏する。尚、このように変曲点を有する湾曲状に形成する場合において、変曲点の数を二又は三以上設けるようにしても良く、或いは膨らむ方向や位置等も適宜変更し得る。

本願発明のブレーキパッドの一実施の形態の側面図である。 図1のII―II線断面図である。 ブレーキパッドを有するディスクブレーキの要部を断面にした説明図である。 図４Ａは、比較試験における異音の測定データを示す図表、図４Ｂは、その測定データに基いて作成した折れ線グラフである。 ブレーキパッドの他の実施形態の側面図である。 図６Ａは、ブレーキパッドの更に他の実施形態の側面図、図６Ｂは、ブレーキパッドの更に他のもう一つの実施形態の側面図である。 従来例に係り、図７Ａは、その側面図、図７Ｂは、その正面図である。

符号の説明

１a、１ｂ ブレーキパッド
２ パッド部
２１a 小面積当接部
２１ｂ 大面積当接部
２２ スリット
１０１ ディスクロータ
特許出願人 株式会社クランツ
特許出願人 株式会社アイ・アンド・エム

出願人代理人 弁理士 田川 幸一

Claims (3)

1. 車両に回転可能に設けられたディスクロータに当接して制動させるディスクブレーキのブレーキパッドであって、
   ディスクロータに当接する当接部を備え、
   この当接部は、小面積当接部と、小面積当接部よりもディスクロータに当接する面積が大きくなるように形成されるととともに、ディスクロータと当接不能に形成された非当接部を介して小面積当接部から分離して形成された大面積当接部との二つから構成されたものであることを特徴とするディスクブレーキのブレーキパッド。
2. 上記小面積当接部と大面積当接部との面積の比が、１：１．３〜１：２．７であることを特徴とする請求項１記載のディスクブレーキのブレーキパッド。
3. 上記非当接部は、細溝状のスリットからなるものであることを特徴とする請求項１又は２記載のディスクブレーキのブレーキパッド。
   

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