JP2009204021A - 摩擦体、及び摩擦体を備えるブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駐車時、特に車両販売前の保管時における錆の発生を抑制できる摩擦体、及び摩擦体を備えるブレーキ装置を提供すること。
【解決手段】車輪と共に回転する回転体１１に接離される摩擦体２０において、回転体１１に接離される接離面２３に網状の第１溝部２４を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、車輪と共に回転する回転体に接離される摩擦体、及び摩擦体を備えるブレーキ装置に関する。

従来から、車輪と共に回転する回転体に接離される摩擦体において、回転体に接離される接離面に一方向に延びるスリットを穿設することによってブレーキ鳴きや偏摩耗を防止すると共に、スリットの底面に防水層を形成することによって非接離面側の鋳鉄製のバックプレートでの錆の発生を防止する摩擦体が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−２２０６７８号公報

しかしながら、上記従来の構成の摩擦体では、摩擦体と回転体との離間距離が短く、その隙間に水が浸入すると、表面張力によって水膜が形成される。水膜は、制動時の摩擦熱によって蒸発されるが、駐車時、特に車両販売前の保管時には長期間に渡り維持され、回転体を錆びさせることがある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、駐車時、特に車両販売前の保管時における錆の発生を抑制できる摩擦体、及び摩擦体を備えるブレーキ装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、第１の発明は、車輪と共に回転する回転体に接離される摩擦体において、
前記回転体に接離される接離面に網状の第１溝部を備える。

第２の発明は、第１の発明に係る摩擦体であって、前記第１溝部の底面から前記接離面とは反対側に向かって前記接離面に対して垂直に延びる網状部が、前記網状部で囲まれる複数のブロック部より熱膨張係数の高い材料で成形される。

第３の発明は、第２の発明に係る摩擦体であって、前記網状部は、前記ブロック部との熱膨張係数の差が５×１０^−４／℃以上、１×１０^−３／℃以下である。

第４の発明は、第２又は３の発明に係る摩擦体であって、前記網状部に選択的に研磨材を含ませる。

第５の発明は、第２〜第４のいずれか１つの発明に係る摩擦体であって、前記網状部は、前記接離面から所定距離以上離れた部位が顔料を含む。

第６の発明は、車輪と共に回転する回転体と、前記回転体に接離される摩擦体とを備えるブレーキ装置において、
前記摩擦体は、前記回転体に接離される接離面に網状の第１溝部を備える。

第７の発明は、第６の発明に係るブレーキ装置であって、前記回転体は、前記摩擦体の接離面に対向する対向面に網状の第２溝部を備える。

第１の発明によれば、車輪と共に回転する回転体に接離される摩擦体において、回転体に接離される接離面に網状の第１溝部を備えるので、駐車時における回転体と摩擦体との間隙を接離面の全領域に亘り部分的に広げることができ、毛管現象による水膜の形成を抑制することができる。この結果、駐車時における回転体での錆の発生を抑制できる。

第２〜第３の発明によれば、第１溝部の底面から接離面とは反対側に向けて接離面に対して垂直に延びる網状部が網状部で囲まれるブロック部より熱膨張係数の高い材料で成形されるので、車両制動時には摩擦熱によって網状部が回転体の摺動面まで膨出でき、安定して制動力を発現させることができる。また、駐車時には冷却されて、接離面から網状部が陥没するので、接離面が摩耗した場合であっても、防錆効果を維持することができる。

第４の発明によれば、網状部に選択的に研磨材を含ませるので、制動時に摩擦熱によって研磨材を含む網状部が回転体の摺動面まで膨出し、回転体の摺動面に凝着される摩耗粉の皮膜を研削することができる。また、空転時に空冷されると、接離面から研磨材を含む網状部が陥没する。したがって、空転時における回転体と摩擦体との引き摺りによる回転体の異常摩耗を抑制することができ、回転体の肉厚差に起因するブレーキジャダー現象の発生を抑制できる。

第５の発明によれば、網状部は接離面から所定距離以上離れた部位が顔料を含むので、網状部の残部が所定量になると、網状部に含まれる顔料が回転体の摺動面に付着する。したがって、ユーザが摩擦体の摩耗度を視認できる。

第６の発明によれば、車輪と共に回転する回転体と、回転体に接離される摩擦体とを備えるブレーキ装置において、摩擦体が回転体に接離される接離面に網状の第１溝部を備えるので、駐車時における回転体と摩擦体との間隙を接離面の全領域に亘り部分的に広げることができ、毛管現象による水膜の形成を抑制することができる。この結果、駐車時における回転体での錆の発生を抑制できる。

第７の発明によれば、回転体は、摩擦体の接離面に対向する対向面に網状の第２溝部を備えるので、駐車時における回転体と摩擦体との間隙をさらに部分的に広げることができ、毛管現象による水膜の形成を抑制することができる。この結果、駐車時における回転体の接離面の錆の発生を抑制できる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

図１は、第１実施例のブレーキ装置の構成の要部を示した断面図である。図２は、図１のブレーキ装置に搭載される摩擦体の構成を示す概略図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ａ−Ａから見た断面図である。

第１実施例のブレーキ装置１０は、ディスクブレーキ装置であって、車輪と共に回転する円盤状の回転体（ディスクロータ）１１と、回転体１１に接離される左右一対の摩擦体（ブレーキパッド）２０ａ、２０ｂとを備える。ディスクブレーキ装置１０は、左右一対の摩擦体２０ａ、２０ｂで回転体１１の左右の摺動面１２ａ、１２ｂを押圧挟持して、摩擦力により制動力を発現する装置である。

ディスクブレーキ装置１０は、例えば、図１に示すように、浮動型のキャリパ１３を備える。運転者がブレーキペダルを踏み込むと、マスタシリンダによって踏力が油圧に変換される。この油圧によって、ピストン１４に連結されたインナ側の摩擦体２０ａが矢印Ｒ方向に押し出される。摩擦体２０ａが回転体１１の摺動面１２ａに当接すると、反力によって浮動型のキャリパ１３が矢印Ｌ方向に移動する。これに伴い、キャリパ１３に支持されたアウタ側の摩擦体２０ｂが矢印Ｌ方向に移動して、回転体１１の摺動面１２ｂに当接する。このようにして、左右一対の摩擦体２０ａ、２０ｂで回転体１１の左右の摺動面１２ａ、１２ｂを押圧挟持する。

また、ブレーキペダルの踏み込みが解除され、油圧が低下すると、ピストン１４の側壁と液圧室１５の側壁とを連結するゴムシール（図示せず）の変形を元に戻そうとする復元力によって、ピストン１４が初期位置に戻される。これに伴って、ピストン１４に連結されたインナ側の摩擦体２０ａが回転体１１の摺動面１２ａから離間する。そうすると、回転体１１の面振れにより、アウタ側の摩擦体２０ｂ及びキャリパ１３が初期位置に戻される。この結果、左右一対の摩擦体２０ａ、２０ｂが回転体１１の左右の摺動面１２ａ、１２ｂから離間される。

回転体（ディスクロータ）１１と、摩擦体（ブレーキパッド）２０との間隙距離は、通常、非制動時（空転時や駐車時）の状態で１００μｍ以下に設定される。間隙距離がこれ以上長くなると、制動開始までの時間が遅くなり、制動距離が長くなる。この狭い間隙に水が浸入すると、毛管現象によって水膜が形成される。

回転体１１は、耐熱性、耐摩耗性に優れた鋳鉄等の鉄鋼材料で成形される。したがって、回転体１１と摩擦体２０との隙間に水膜が形成されると、回転体１１が錆びることがある。この錆は、研磨剤となって回転体１１を異常摩耗させる原因等になることがある。また、寒冷地では、回転体１１と摩擦体２０との隙間に水膜が形成されると、回転体１１と摩擦体２０とが凍結することがある。

摩擦体２０は、図１に示すように、回転体１１に接離される摩擦部２１と、摩擦部２１を支持するバックプレート２２とを含み構成される。

摩擦部２１は、その特徴的な構成として、図２に示すように、回転体１１に接離される接離面２３に網状の第１溝部２４を備える。この第１溝部２４は、接離面２３の全領域に亘り網状に穿設されている。

図３は、第１溝部２４の作用を説明するための断面図であり、（ａ）は第１溝部２４の穿設前における水膜の形成状態の一例を示した図であり、（ｂ）は第１溝部２４の穿設後における水膜の形成状態の一例を示した図である。

第１溝部２４は、上述したように、接離面２３の全領域に亘り網状に穿設されている。したがって、図３に示すように、回転体１１と摩擦体２０との間隙を接離面２３の全領域に亘り部分的に広げることができ、毛管現象による水膜Ｗの形成を抑制することができる。また、図３に示すように、水膜Ｗが網目状の小さな水滴に分割されるので、水膜Ｗの表面積を増やすことができ、自然乾燥を促進することができる。この結果、駐車時、特に車両販売前の保管時における回転体１１での錆の発生を抑制できる。また、寒冷地では、回転体１１と摩擦体２０との凍結を抑制できる。

また、第１溝部２４は、接離面２３の全領域に亘り網状に穿設されているので、空転時における回転体１１と摩擦体２０との引き摺りを抑制することができる。この結果、燃費を向上できる。つまり、燃料の消費量を低減できる。

さらに、第１溝部２４は、接離面２３の全領域に亘り網状に穿設されているので、回転体１１で発生した錆を制動開始時に掻き込み、掻き込んだ錆を徐々に摩滅させる。このため、塊状の錆が研磨材となって回転体１１を異常摩耗させることを抑制できる。

次に、摩擦体２０のその他の特徴的な構成について説明する。摩擦体２０は、第１溝部２４の底面２４ａから接離面２３とは反対側に向かって接離面２３に対して垂直に延びる網状部２５が、網状部２５で囲まれる複数のブロック部２６より熱膨張係数が高い材料で成形されてよい。この網状部２５は、例えば、図２に示すように、摩擦部２１に貫設され、第１溝部２４の底面２４ａからバックプレート２２まで延設されている。

図４は、網状部２５の作用を説明するための断面図であり、（ａ）は制動時の状態の一例を示した図であり、（ｂ）は駐車時の状態の一例を示した図である。網状部２５は、制動時には、摩擦熱によって高温状態になる。高温状態になると、網状部２５は、ブロック部２６より熱膨張係数が高いので、図４（ａ）に示すように、回転体１１の摺動面１２ａ、１２ｂまで膨出する。このため、安定した制動力を発現することができる。

また、網状部２５は、駐車時には空冷されて低温状態になる。低温状態になると、図４（ｂ）に示すように、接離面２３から網状部２５が陥没する。したがって、摩擦によって接離面２３が摩耗した場合であっても、防錆効果が持続される。

また、上述したように、低温状態では、接離面２３から網状部２５が陥没するので、冷間制動時の回転体１１と摩擦体２０との接触面積が低減される。この結果、冷間制動時の摩擦係数の増加によるブレーキ鳴きを抑制できる。

網状部２５とブロック部２６との熱膨張係数の差は、２×１０^−４／℃以上、２×１０^−３／℃以下が好ましく、特に５×１０^−４／℃以上、１×１０^−３／℃以下が好ましい。熱膨張差が２×１０^−４／℃未満であると、低温状態における網状部２５とブロック部２６との段差が小さ過ぎ、防錆効果が十分に発現されない。また、熱膨張差が２×１０^−３／℃超であると、低温状態における網状部２５とブロック部２６との段差が大き過ぎ、応力によってクラックが発生することがある。

例えば、網状部２５とブロック部２６との熱膨張係数の差が５×１０^−４／℃以上、１×１０^−３／℃以下、摩擦部２１の厚みが一般的な１０ｍｍである場合、摩擦部２１の温度が通常使用温度の１００〜１５０℃から室温に低下すると、網状部２５とブロック部２６との段差は、約０．５〜１．５ｍｍになる。

網状部２５及びブロック部２６は、従来と同様に複数の無機、有機材料を含み構成される。例えば、網状部２５及びブロック部２６は、フェノール、クレゾール、ジメチルフェノール等の合成樹脂と、スチレン・ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）やブタジエンアクリロニトリル共重合体（ＮＢＲ）等のゴムと、空孔とから構成される。複数の無機、有機材料の種類、及び配合比を適宜選択することによって、網状部２５とブロック部２６との熱膨張差を所定範囲内にすることができる。

また、網状部２５に選択的に研磨材を含ませてよい。研磨材には、公知の材料が用いられる。制動時に摩擦熱により高温状態になると、研磨材を含む網状部２５が回転体１１の摺動面１２ａ、１２ｂまで膨出するので、回転体１１の摺動面１２ａ、１２ｂに凝着される摩耗粉の皮膜を研削することができる。また、空転時に空冷により低温状態になると、接離面２３から研磨材を含む網状部２５が陥没する。したがって、空転時における回転体１１と摩擦体２０との引き摺りによる回転体１１の異常摩耗を抑制することができ、回転体１１の肉厚差に起因するブレーキジャダー現象の発生を抑制できる。

また、網状部２５は、接離面２３から所定距離以上離れた部位が顔料を含み構成されてよい。顔料には、公知の材料が用いられる。摩耗によって網状部２５の残量が所定量になると、顔料の摩耗粉が回転体１１の摺動面１２ａ、１２ｂに凝着する。したがって、ユーザが摩擦体２０の摩耗度を視認できる。

この摩擦体２０は、従来と同様に製造される。例えば、まずは、複数のブロック部２６を、原料の混合粉末から加圧・加熱により成形する。次に、プレス装置の型枠内にバックプレート２２を設置し、バックプレート２２上に複数のブロック部２６を配列させる。この状態で、網状部２５の原料粉末を型枠内に投入し、プレス装置で加圧、加熱成形する。これにより、バックプレート２２に網状部２５及び複数のブロック部２６からなる摩擦部２１が貼り付けられた摩擦体２０が得られる。この摩擦部２１の表面を研削し、研削熱を放熱させると、研削面２３から網状部２５が陥没する。このようにして、研削面２３に網状の第１溝部２４が形成された摩擦体２０が得られる。

図５は、図１のブレーキ装置に搭載される回転体の構成を示す概略図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ａ−Ａから見た断面図、（ｃ）は（ｂ）の領域Ｘの拡大図である。回転体（ディスクロータ）１１は、図５に示すように、摩擦体２０の接離面２３に対向する対向面１２ａ、１２ｂに網状の第２溝部１６を備えてよい。これにより、回転体１１と摩擦体２０との間隙をさらに部分的に広げることができ、毛管現象による水膜の形成を抑制することができる。この結果、駐車時、特に車両販売前の保管時における回転体１１での錆の発生をさらに抑制することができる。

また、第２溝部１６は、車両搭載状態でホイールの窓を介して外部から視認可能であり、高級感をユーザに与えることができる。

図６は、第２実施例のブレーキ装置の構成の要部を示した概略図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）の矢視Ａ−Ａから見た断面図である。以下、図６のブレーキ装置３０の構成について説明するが、図１のブレーキ装置１０と同一の構成、作用・効果については、説明を省略する。

第２実施例のブレーキ装置３０は、ドラムブレーキ装置であって、車輪と共に回転する円筒状の回転体（ブレーキドラム）３１と、回転体３１の内周面３２に接離される左右一対の半月状の摩擦体（ブレーキシュー）４０ａ、４０ｂとを備える。ドラムブレーキ装置３０は、ブレーキペダルの踏力に応じた油圧によって、半月状の摩擦体４０ａ、４０ｂを回転体３１の内周面３２に押し付け、摩擦力により制動力を発現する装置である。摩擦体４０は、油圧が低下すると、リターンスプリング（図示せず）によって、回転体３１から離間される。

摩擦体４０は、円弧状の曲面形状の摩擦部（ライニング）４１を備える。摩擦部４１は、回転体３１の内周面３２と対面している。

摩擦部４１は、その特徴的な構成として、図６に示すように、回転体３１に接離される接離面４３に網状の第１溝部４４を備える。この第１溝部４４は、接離面４３の全領域に亘り網状に穿設されている。

第１溝部４４の作用・機能は、上述の第１溝部２４の作用・機能と同一であるので、説明を省略するが、駐車時、特に車両販売前の保管時における回転体３１での錆の発生を抑制できる。

また、摩擦体４０は、上述の摩擦体２０と同様に、第１溝部４４の底面４４ａから接離面４３とは反対側に向かって接離面４３に対して垂直に延びる網状部４５が、網状部４５で囲まれる複数のブロック部４６より熱膨張係数が高い材料で成形されてよい。また、回転体３１は、上述の回転体１１と同様に、摩擦体４０の接離面４３に対向する対向面３２に網状の第２溝部３６を備えてよい。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、本実施例の網状部２５（４５）とブロック部２６（４６）とは、一体的に押圧・加熱成形されるとしたが、網状部２５（４５）とブロック部２６（４６）とが摺接可能な構成であってよい。

第１実施例のブレーキ装置の構成の要部を示した断面図である。 図１のブレーキ装置に搭載される摩擦体の構成を示す概略図である。 第１溝部２４の作用を説明するための断面図である。 網状部２５の作用を説明するための断面図である。 図１のブレーキ装置に搭載される回転体の構成を示す概略図である。 第２実施例のブレーキ装置の構成の要部を示した概略図である。

符号の説明

１０、３０ ブレーキ装置
１１、３１ 回転体
１２、３２ 対向面
１６、３６ 第２溝部
２０、４０ 摩擦体
２３、４３ 接離面
２４、４４ 第１溝部
２４ａ、４４ａ 底面
２５、４５ 網状部
２６、４６ ブロック部

Claims (7)

1. 車輪と共に回転する回転体に接離される摩擦体において、
   前記回転体に接離される接離面に網状の第１溝部を備える摩擦体。
2. 前記第１溝部の底面から前記接離面とは反対側に向かって前記接離面に対して垂直に延びる網状部が、前記網状部で囲まれる複数のブロック部より熱膨張係数の高い材料で成形される請求項１記載の摩擦体。
3. 前記網状部は、前記ブロック部との熱膨張係数の差が５×１０^−４／℃以上、１×１０^−３／℃以下である請求項２記載の摩擦体。
4. 前記網状部に選択的に研磨材を含ませる請求項２又は３記載の摩擦体。
5. 前記網状部は、前記接離面から所定距離以上離れた部位が顔料を含む請求項２〜４いずれか一項記載の摩擦体。
6. 車輪と共に回転する回転体と、前記回転体に接離される摩擦体とを備えるブレーキ装置において、
   前記摩擦体は、前記回転体に接離される接離面に網状の第１溝部を備えるブレーキ装置。
7. 前記回転体は、前記摩擦体の接離面に対向する対向面に網状の第２溝部を備える請求項６記載のブレーキ装置。