JP2009299831A - Disc brake - Google Patents

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Seiko Tsubota
聖子 坪田
Yoichi Kumemura
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a disc brake for restraining brake noise in a slow braking by restraining uneven wear of a friction member. <P>SOLUTION: A Young's modulus on a disc rotation output side and a Young's modulus on a disc rotation input side of a brake pad 3 are adjusted, so as to minimize unevenness of a contact surface pressure in all areas of a lining 11. Thereby, wear of the brake pad 3, and unevenness of the surface pressure in all areas of the lining 11 is minimized, so as to restrain noise of a disc brake. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ディスクブレーキの改良に関する。   The present invention relates to an improvement in a disc brake.

例えば、自動車等で使用されるディスクブレーキでは、微圧時の鳴きを抑制することが技術的課題になっている。一般に、ディスクブレーキの鳴きは、ブレーキパッドの接触面圧(当たり)が不均一であることが原因の一つであると考えられている。ディスクブレーキは、制動力によってブレーキパッドにモーメントが発生する。そして、このモーメントによって、ブレーキパッドの回転入口側の接触面圧が回転出口側の接触面圧よりも高くなる。このため、回転入口側の摩耗量が最も大きくなる。このように、ディスクブレーキにおいては、ブレーキパッドの摩耗量に接触位置によるばらつきがある。その結果、制動時におけるブレーキパッドの挙動が不安定になり、特に緩制動(ディスクブレーキへの液圧付加が微圧である)時にブレーキ鳴きが発生する。   For example, in a disc brake used in an automobile or the like, it is a technical problem to suppress squeal at a low pressure. In general, it is considered that the squeal of the disc brake is one of the causes that the contact surface pressure (hit) of the brake pad is not uniform. In the disc brake, a moment is generated in the brake pad by the braking force. Then, due to this moment, the contact surface pressure on the rotation inlet side of the brake pad becomes higher than the contact surface pressure on the rotation outlet side. For this reason, the amount of wear on the rotation inlet side is the largest. As described above, in the disc brake, the wear amount of the brake pad varies depending on the contact position. As a result, the behavior of the brake pad becomes unstable during braking, and a brake squeal occurs particularly during slow braking (hydraulic pressure applied to the disc brake is a slight pressure).

そこで、特許文献1には、制動方向に対して円弧状に形成した異なる摩擦特性を有する複数の摩擦部材が交互に設けられたディスクブレーキパッドが開示されている。しかしながら、このディスクブレーキパッドにおいても、ブレーキパッドの回転入口側の接触面圧が回転出口側の接触面圧よりも高くなることに変わりなく、このため、回転入口側の摩耗量が最も大きくなる。したがって、ブレーキパッドの摩耗量に接触位置によるばらつきを生じる。その結果、制動時における挙動が不安定になり、緩制動(ディスクブレーキへの液圧付加が微圧である)時にブレーキ鳴きが発生するおそれがある。
特開平10−299802号公報
Therefore, Patent Document 1 discloses a disc brake pad in which a plurality of friction members having different friction characteristics formed in an arc shape with respect to the braking direction are alternately provided. However, also in this disc brake pad, the contact surface pressure on the rotation inlet side of the brake pad is still higher than the contact surface pressure on the rotation outlet side, and therefore, the amount of wear on the rotation inlet side is the largest. Therefore, the brake pad wear amount varies depending on the contact position. As a result, the behavior during braking becomes unstable, and there is a risk that brake squeal may occur during slow braking (the hydraulic pressure applied to the disc brake is a slight pressure).
Japanese Patent Laid-Open No. 10-299802

そこで本発明は、摩擦部材の偏摩耗を抑制することで緩制動時のブレーキ鳴きを抑制したディスクブレーキを提供することを課題とする。   Then, this invention makes it a subject to provide the disc brake which suppressed the brake squeal at the time of slow braking by suppressing the uneven wear of a friction member.

上記課題を解決するために、本発明のうち請求項1に記載のディスクブレーキは、ブレーキパッドが、ディスク回入側のヤング率とディスク回出側のヤング率とが異なる単一の摩擦部材からなることを特徴とする。   In order to solve the above problems, the disc brake according to claim 1 of the present invention is such that the brake pad is formed of a single friction member having a different Young's modulus on the disk entry side and different Young's modulus on the disc delivery side. It is characterized by becoming.

本発明によれば、単一の摩擦部材におけるディスク回入側のヤング率とディスク回出側のヤング率とが異なることにより、ブレーキパッドの接触面圧差を小さくすることができ、これにより摩擦部材の偏摩耗を抑制することで緩制動時のブレーキ鳴きを抑制したディスクブレーキを提供することができる。   According to the present invention, the difference in the Young's modulus on the disk inlet side and the disk outlet side in the single friction member makes it possible to reduce the contact surface pressure difference of the brake pad, whereby the friction member Therefore, it is possible to provide a disc brake that suppresses brake squeal during slow braking.

本発明の一実施形態を図1ないし図4に基づき説明する。
図1に示されるように、ディスクブレーキ1は、ディスクロータ2(ディスク)の内外両側(図1における左右両側)に配設された一対のブレーキパッド3(以下、必要に応じて、内側のブレーキパッドをインナパッド3a、外側のブレーキパッドをアウタパッド3bという)と、インナパッド3aに対向するピストン4と、ディスクロータ2を跨ぐように延びてアウタパッド3bに対向する爪部5とピストン4が嵌装されるシリンダ6とが配設されるキャリパ13と、車体側に取り付けられて一対のブレーキパッド3およびキャリパ13をディスクロータ2の軸方向(図1における左右方向)へ移動可能に支持するキャリア7と、を有する。なお、シリンダ6のボア8にはシール部材9が設けられる。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the disc brake 1 includes a pair of brake pads 3 (hereinafter referred to as inner brakes as required) disposed on both the inner and outer sides (the left and right sides in FIG. 1) of the disc rotor 2 (disc). The pad is referred to as the inner pad 3a, the outer brake pad is referred to as the outer pad 3b), the piston 4 facing the inner pad 3a, and the claw portion 5 and the piston 4 extending across the disk rotor 2 and facing the outer pad 3b are fitted. The caliper 13 in which the cylinder 6 is disposed, and the carrier 7 which is attached to the vehicle body side and supports the pair of brake pads 3 and the caliper 13 so as to be movable in the axial direction of the disc rotor 2 (left and right direction in FIG. 1). And having. A seal member 9 is provided in the bore 8 of the cylinder 6.

図2に示されるように、ブレーキパッド3は、ディスクロータ2の回転方向に沿うように延びる略円弧形状のパッドプレート10(裏金)を有する。パッドプレート10のライニング取付面10aには、ライニング11(摩擦部材)が一体に設けられる。そして、ディスクブレーキ1は、マスタシリンダ(図示省略)からシリンダ6のボア8へ供給される作動液の圧力によりピストン4がシリンダ6に対して図1における左方向へ移動する。これにより、ピストン4の推力によって、シリンダ6を必要に応じてディスクロータ2の軸方向(図1における左右方向)へ移動させながら、一対のブレーキパッド3をディスクロータ2に押圧させて制動力を発生する。   As shown in FIG. 2, the brake pad 3 has a substantially arc-shaped pad plate 10 (back metal) extending along the rotational direction of the disk rotor 2. A lining 11 (friction member) is integrally provided on the lining mounting surface 10 a of the pad plate 10. In the disc brake 1, the piston 4 moves to the left in FIG. 1 with respect to the cylinder 6 by the pressure of the hydraulic fluid supplied from the master cylinder (not shown) to the bore 8 of the cylinder 6. As a result, the thrust of the piston 4 causes the cylinder 6 to move in the axial direction of the disk rotor 2 (the left-right direction in FIG. 1) as needed, while pressing the pair of brake pads 3 against the disk rotor 2 to apply braking force. appear.

次に、ディスクブレーキ1のブレーキパッド3を製造する方法を説明する。
まず、ライニング11(摩擦部材)の材料(以下、ライニング材11aという)を混合装置によって均一に混合する。ここで、ライニング材11aは、例えば、結合剤、繊維状物質、充填剤、摩擦調整材等が使用される。ライニング材11aの成分および配合については制限がなく、公知の材料を適宜使用することができる。次に、図3(a)に示されるように、成形型12にセットされたパッドプレート10(裏金)のライニング取付面10a上に、前述したライニング材11aを投入する。ここでは、ライニング材11aは、パッドプレート10のディスク回出側となる側(車両前進時におけるディスクロータ2の出口側で、図3(a)における右側)の分量を、ディスク回入側となる側(車両前進時におけるディスクロータ2の入口側で、図3(a)における左側)の分量よりも多く配分して予備成形したものが投入される。
Next, a method for manufacturing the brake pad 3 of the disc brake 1 will be described.
First, the material of the lining 11 (friction member) (hereinafter referred to as the lining material 11a) is uniformly mixed by a mixing device. Here, as the lining material 11a, for example, a binder, a fibrous substance, a filler, a friction adjusting material, or the like is used. There is no restriction | limiting about the component and mixing | blending of the lining material 11a, A well-known material can be used suitably. Next, as shown in FIG. 3A, the above-described lining material 11 a is put on the lining mounting surface 10 a of the pad plate 10 (back metal) set in the mold 12. Here, the amount of the lining material 11a on the side of the pad plate 10 on the disk delivery side (the exit side of the disk rotor 2 when the vehicle moves forward, the right side in FIG. 3A) is on the disk entry side. The pre-molded material is distributed more than the amount on the side (the entrance side of the disc rotor 2 when the vehicle moves forward and the left side in FIG. 3A).

この状態で、図3(b)に示されるように、規定条件(温度、圧力、時間等)にて加熱/加圧成形する。ライニング材11aの加熱/加圧成形完了後、パッドプレート10に一体に成形されたライニング11を規定条件で焼成する。なお、ブレーキパッド3は、焼成後に冷却し、さらに、研磨装置によってライニング11が研磨される。このようにして得られたブレーキパッド3は、ディスク回出側の組織がディスク回入側の組織に対して密になることから、ディスク回出側のヤング率がディスク回入側のヤング率よりも大きくなる。すなわち、ライニング11(摩擦部材)は、ディスク回出側(図2における中央に対して右側)が高剛性領域であり、ディスク回入側(図2における中央に対して左側)が低剛性領域となる。   In this state, as shown in FIG. 3B, heating / pressure molding is performed under specified conditions (temperature, pressure, time, etc.). After the heating / pressure forming of the lining material 11a is completed, the lining 11 formed integrally with the pad plate 10 is fired under specified conditions. The brake pad 3 is cooled after firing, and the lining 11 is polished by a polishing apparatus. The brake pad 3 obtained in this way has a structure in which the disk feed-out side is denser than the disk feed-in side structure, so that the Young's modulus on the disk feed-out side is smaller than the Young's modulus on the disk feed-in side. Also grows. That is, the lining 11 (friction member) has a high rigidity region on the disk delivery side (right side with respect to the center in FIG. 2) and a low rigidity region on the disk introduction side (left side with respect to the center in FIG. 2). Become.

そして、本実施形態では、ディスク回出側のヤング率とディスク回入側のヤング率とを適宜調整することで、ブレーキパッド3におけるライニング11の接触面圧(以下、単に接触面圧という)をライニング11全域、すなわち、ディスク回出側とディスク回入側とでそれぞれ均一にして全体としての面圧差を最小限にする。これにより、ブレーキパッド3の摩耗をライニング11全域で面圧の不均一を最小に(ライニング11とディスクロータ2との接触面圧差を小さく)することができ、その結果、ディスクブレーキ1の微圧時における鳴きを抑制することができる。なお、接触面圧をライニング11全域で面圧の不均一を最小にするには、ライニング11のディスク回出側のヤング率をディスク回入側のヤング率に対して2倍程度に設定するのが最も効果的である。   In this embodiment, the contact surface pressure of the lining 11 in the brake pad 3 (hereinafter simply referred to as contact surface pressure) is adjusted by appropriately adjusting the Young's modulus on the disk delivery side and the Young's modulus on the disk delivery side. The entire surface of the lining 11, that is, the disk feeding side and the disk feeding side are made uniform to minimize the surface pressure difference as a whole. As a result, the wear of the brake pad 3 can be minimized in the entire surface of the lining 11 and the non-uniform surface pressure can be minimized (the contact surface pressure difference between the lining 11 and the disk rotor 2 can be reduced). The noise at the time can be suppressed. In order to minimize the non-uniform surface pressure over the entire area of the lining 11, the Young's modulus on the disk delivery side of the lining 11 is set to about twice the Young's modulus on the disk delivery side. Is the most effective.

この実施形態では以下の効果を奏する。
本実施形態によれば、ブレーキパッド3のライニング11(摩擦部材)におけるディスク回出側のヤング率とディスク回入側のヤング率とを調整して、ライニング11の接触面圧をライニング11全域で面圧の不均一を最小にした。これにより、ライニング11の摩耗をライニング11全域で面圧の不均一を最小に(ライニング11とディスクロータ2との接触面圧差を小さく)することができ、その結果、ディスクブレーキ1の微圧時における鳴きを効果的に抑制することができる。さらに、ライニング11の偏摩耗が抑制されることから、ブレーキパッド3の寿命を延ばすことができる。
本実施形態によれば、パッドプレート10(裏金)にライニング11(摩擦部材)を一体で成形するに際して、ライニング材11a(摩擦部材の材料)のディスク回出側の分量を、ディスク回入側の分量よりも多く配分した。これにより、パッドプレート10に一体で成形されたライニング11は、ディスク回出側のヤング率がディスク回入側のヤング率よりも大きく設定されて、接触面圧をライニング11全域で面圧の不均一を最小に(ライニング11とディスクロータ2との接触面圧差を小さく)することができる。
This embodiment has the following effects.
According to this embodiment, the contact surface pressure of the lining 11 is adjusted over the entire area of the lining 11 by adjusting the Young's modulus on the disk delivery side and the Young's modulus on the disk delivery side of the lining 11 (friction member) of the brake pad 3. The non-uniform surface pressure was minimized. As a result, the wear of the lining 11 can be minimized in the entire surface of the lining 11 and the contact pressure difference between the lining 11 and the disc rotor 2 can be minimized. Can effectively suppress squealing. Furthermore, since uneven wear of the lining 11 is suppressed, the life of the brake pad 3 can be extended.
According to the present embodiment, when the lining 11 (friction member) is integrally formed on the pad plate 10 (back metal), the amount of the lining material 11a (friction member material) on the disk delivery side is set to the amount on the disk entry side. Allocated more than the amount. As a result, the lining 11 formed integrally with the pad plate 10 has a Young's modulus on the disk delivery side larger than the Young's modulus on the disk delivery side, and the contact surface pressure is reduced over the entire area of the lining 11. Uniformity can be minimized (the contact surface pressure difference between the lining 11 and the disk rotor 2 can be reduced).

なお、実施形態は、上述した実施形態に限定されるのもではなく、例えば、次のように構成してもよい。   The embodiment is not limited to the above-described embodiment, and may be configured as follows, for example.

ライニング11(摩擦部材)のディスク回出側の気孔率を、ディスク回入側の気孔率よりも小さく設定してブレーキパッド3を構成してもよい。これにより、ブレーキパッド3の摩耗をライニング11全域で面圧の不均一を最小に(ライニング11とディスクロータ2との接触面圧差を小さく)することができ、前述したディスクブレーキ1と同等の効果を得ることができる。この場合、例えば、ライニング材11a(摩擦部材の材料)における樹脂成分の配合を調整することにより、ライニング11の気孔率を調整することができる。また、パッドプレート10(裏金)にライニング11(摩擦部材)を一体で成形するに際して、前述した実施形態のように、ライニング材11aのディスク回出側の分量をディスク回入側の分量よりも多く配分する必要は必ずしもなく、面圧の不均一を最小に配分することができる。なお、ライニング材11aにおける樹脂成分の配合を減少させることにより、ライニング11の気孔率を高めることができる。   The brake pad 3 may be configured by setting the porosity of the lining 11 (friction member) on the disk delivery side to be smaller than the porosity on the disk delivery side. As a result, the wear of the brake pad 3 can be minimized in the surface pressure non-uniformity throughout the lining 11 (the contact surface pressure difference between the lining 11 and the disk rotor 2 can be reduced), and the same effect as the above-described disk brake 1 can be achieved. Can be obtained. In this case, for example, the porosity of the lining 11 can be adjusted by adjusting the composition of the resin component in the lining material 11a (the material of the friction member). Further, when the lining 11 (friction member) is integrally formed on the pad plate 10 (back metal), the amount of the lining material 11a on the disk delivery side is larger than the amount on the disk entry side as in the above-described embodiment. It is not always necessary to distribute, and unevenness of the surface pressure can be distributed to the minimum. In addition, the porosity of the lining 11 can be raised by reducing the compounding of the resin component in the lining material 11a.

ライニング11(摩擦部材)のディスク回出側の摩擦係数を、ディスク回入側の摩擦係数よりも大きく設定してブレーキパッド3を構成してもよい。これにより、ブレーキパッド3の摩耗をライニング11全域で面圧の不均一を最小に(ライニング11とディスクロータ2との接触面圧差を小さく)することができ、前述したディスクブレーキ1と同等の効果を得ることができる。この場合、例えば、ライニング材11a(摩擦部材の材料)におけるジルコンサンド、アルミナ粉等の摩擦調整材の配合を調整することにより、ライニング11の摩擦係数を調整することができる。また、パッドプレート10(裏金)にライニング11(摩擦部材)を一体で成形するに際して、前述した実施形態のように、ライニング材11aのディスク回出側の分量をディスク回入側の分量よりも多く配分する必要は必ずしもなく、面圧の不均一を最小に配分することができる。なお、ライニング材11aにおける摩擦調整材の配合を増加させることにより、ライニング11の摩擦係数を高めることができる。   The brake pad 3 may be configured by setting the friction coefficient on the disk delivery side of the lining 11 (friction member) larger than the friction coefficient on the disk delivery side. As a result, the wear of the brake pad 3 can be minimized in the surface pressure non-uniformity throughout the lining 11 (the contact surface pressure difference between the lining 11 and the disk rotor 2 can be reduced), and the same effect as the above-described disk brake 1 can be achieved. Can be obtained. In this case, for example, the friction coefficient of the lining 11 can be adjusted by adjusting the blending of friction adjusting materials such as zircon sand and alumina powder in the lining material 11a (material of the friction member). Further, when the lining 11 (friction member) is integrally formed on the pad plate 10 (back metal), the amount of the lining material 11a on the disk delivery side is larger than the amount on the disk entry side as in the above-described embodiment. It is not always necessary to distribute, and unevenness of the surface pressure can be distributed to the minimum. Note that the friction coefficient of the lining 11 can be increased by increasing the blending of the friction modifier in the lining material 11a.

ライニング11(摩擦部材)のディスク回出側の硬度を、ディスク回入側の硬度よりも大きく設定してブレーキパッド3を構成してもよい。これにより、ブレーキパッド3の摩耗をライニング11全域で面圧の不均一を最小に(ライニング11とディスクロータ2との接触面圧差を小さく)することができ、前述したディスクブレーキ1と同等の効果を得ることができる。この場合、例えば、ライニング材11a(摩擦部材の材料)における熱硬化樹脂成分の配合を調整することにより、ライニング11の硬度を調整することができる。また、パッドプレート10(裏金)にライニング11(摩擦部材)を一体で成形するに際して、前述した実施形態のように、ライニング材11aのディスク回出側の分量をディスク回入側の分量よりも多く配分する必要は必ずしもなく、面圧の不均一を最小に配分することができる。なお、ライニング材11aにおける熱硬化樹脂成分の配合を増加させて焼成することにより、ライニング11の硬度を高めることができる。また、ライニング材11a(摩擦部材の材料)の焼成工程において、ライニング材11aのディスク回入側とディスク回出側とで加熱条件(加熱時間、加熱温度等)を変えることでも、ライニング11の硬度を調整することができる。   The brake pad 3 may be configured by setting the hardness of the lining 11 (friction member) on the disk delivery side larger than the hardness on the disk delivery side. As a result, the wear of the brake pad 3 can be minimized in the surface pressure non-uniformity throughout the lining 11 (the contact surface pressure difference between the lining 11 and the disk rotor 2 can be reduced), and the same effect as the above-described disk brake 1 can be achieved. Can be obtained. In this case, for example, the hardness of the lining 11 can be adjusted by adjusting the composition of the thermosetting resin component in the lining material 11a (the material of the friction member). Further, when the lining 11 (friction member) is integrally formed on the pad plate 10 (back metal), the amount of the lining material 11a on the disk delivery side is larger than the amount on the disk entry side as in the above-described embodiment. It is not always necessary to distribute, and unevenness of the surface pressure can be distributed to the minimum. In addition, the hardness of the lining 11 can be raised by increasing the compounding of the thermosetting resin component in the lining material 11a and baking. Further, in the firing process of the lining material 11a (material for the friction member), the hardness of the lining 11 can also be obtained by changing the heating conditions (heating time, heating temperature, etc.) between the disk inlet side and the disk outlet side of the lining material 11a. Can be adjusted.

本実施形態のディスクブレーキの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the disc brake of this embodiment. 本実施形態のディスクブレーキのブレーキパッドの平面図である。It is a top view of the brake pad of the disc brake of this embodiment. 本実施形態のディスクブレーキ製造方法の説明図である。It is explanatory drawing of the disc brake manufacturing method of this embodiment. 本実施形態の説明図であって、ブレーキパッドにおける接線方向位置と接触面圧との関係を示す図である。It is explanatory drawing of this embodiment, Comprising: It is a figure which shows the relationship between the tangential direction position and contact surface pressure in a brake pad.

符号の説明Explanation of symbols

1 ディスクブレーキ、2 ディスクロータ(ディスク)、3 ブレーキパッド、4 ピストン、6 シリンダ、8 ボア、10 パッドプレート(裏金)、11 ライニング(摩擦部材)、11a ライニング材(摩擦部材の材料)、13 キャリパ 1 disc brake, 2 disc rotor (disc), 3 brake pad, 4 piston, 6 cylinder, 8 bore, 10 pad plate (back metal), 11 lining (friction member), 11a lining material (friction member material), 13 caliper

Claims (1)

ディスクの内外両側に配設された一対のブレーキパッドと、内側の前記ブレーキパッドに対向するピストンと、前記ディスクを跨ぐように延びて外側の前記ブレーキパッドに対向する爪部と前記ピストンが嵌装されるシリンダとが配設されるキャリパと、車体側に取り付けられて一対の前記ブレーキパッドと前記キャリパとを前記ディスクの軸方向へ移動可能に支持するキャリアと、を有し、前記ピストンの推力により一対の前記ブレーキパッドを前記ディスクに押圧させることで制動力を発生するディスクブレーキであって、
前記ブレーキパッドは、ディスク回入側のヤング率とディスク回出側のヤング率とが異なる単一の摩擦部材からなることを特徴とするディスクブレーキ。
A pair of brake pads disposed on both the inner and outer sides of the disc, a piston facing the inner brake pad, a claw portion extending across the disc and facing the outer brake pad, and the piston are fitted. And a carrier that is attached to the vehicle body and supports the pair of brake pads and the caliper so as to be movable in the axial direction of the disk, and the thrust of the piston A disc brake that generates a braking force by pressing the pair of brake pads against the disc,
The disc brake according to claim 1, wherein the brake pad is formed of a single friction member having a different Young's modulus on the disc feed-in side and Young's modulus on the disc feed-out side.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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