JP2010255773A - ディスクブレーキ用パッドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】合成樹脂製プレッシャプレートを用いたディスクブレーキ用パッドにおいて、強度向上、耐摩耗性確保、音振向上、軽量化、ブレーキ鳴き抑制、低コスト化を実現する。
【解決手段】摩擦部材と、前記摩擦部材の裏面にプレッシャプレートとを備えるディスクブレーキ用パッドであって、
前記プレッシャプレートは、合成樹脂製であり、車体本体に固定されたトルク受け部材との係合部を具備し、かつ、少なくとも前記係合部の内部に補強材が埋設されたことを特徴とするディスクブレーキ用パッド。
【選択図】図４

Description

本発明は、自動車などの車両のディスクブレーキ装置に用いられるディスクブレーキ用パッドに関し、特に合成樹脂製のプレッシャプレートを有するディスクブレーキ用パッドに関する。

ディスクブレーキ用パッドにおいては、環境問題に配慮した開発が急務となっている。特に、二酸化炭素の排出規制対策として車両の軽量化が効果的であるため、音振向上、軽量化、低コスト化が求められている。プレッシャプレートの原材料には従来から、銅や鋳鉄等の金属製のものが多く使用されているが、軽量化、低コスト化の観点から合成樹脂等が代替されている。しかし、合成樹脂製プレッシャプレートには強度確保、耐摩耗性確保が困難となっており、その対策が求められている。また、製造工程においても、単純化した成形方法が求められている。さらに、合成樹脂製のプレッシャプレートは金属との密度などの材料特性の違いから、パッドの固有振動数が変化することで相手材やキャリパ等の振動系が共振し、ブレーキ鳴きが発生しやすい場合がある。そのため、鳴きが発生しにくいような合成樹脂製パッドが求められている。

プレッシャプレートの強度を上げる試みとして、特許文献１〜２が開示されている。特許文献１に記載の従来技術は、摩擦部材が固着されるプレッシャプレートとして、摩擦部材が固着される部位には金属板が、その他の部位には合成樹脂が用いられるパッドを開示している。

特許文献２は、合成樹脂製のプレッシャプレートに鉄系繊維、鉄粉を添加することを開示している。

特開２００７−１２０６９９号公報 特開２００２−９８１７７号公報

しかし、特許文献１のものでは金属板が摩擦部材の固着される部位のみであり、プレッシャプレートの摩擦部材が固着される部位以外の強度強化が行われていない。また、特許文献２において鉄系繊維、鉄粉を添加したものは、材料の一部の特性を変化させているにすぎず、プレッシャプレートの強度を確保し、また鳴きを抑制することには不十分ある。
本発明は上記課題を解消することに係り、強度向上、耐摩耗性確保、音振向上、軽量化、ブレーキ鳴き抑制、低コスト化を実現することのできるディスクブレーキ用パッドを提供することを目的とする。また、簡単化された製造工程を実現することを目的とする。

＜１＞ 摩擦部材と、前記摩擦部材の裏面にプレッシャプレートとを備えるディスクブレーキ用パッドであって、
前記プレッシャプレートは、合成樹脂製であり、車体本体に固定されたトルク受け部材との係合部を具備し、かつ、少なくとも前記係合部の内部に補強材が埋設されたことを特徴とするディスクブレーキ用パッド。
＜２＞ 前記係合部は、車体本体に固定されたトルク受け部材の凹部に係合する凸状であって、前記摩擦部材の外方に突出していることを特徴とする上記＜１＞に記載のディスクブレーキ用パッド。
＜３＞ 前記プレッシャプレート内部の全域にわたって補強材が埋設されていることを特徴とする上記＜１＞または＜２＞に記載のディスクブレーキ用パッド。
＜４＞ 前記補強材は少なくとも２以上が積層されている多層構造であることを特徴とする上記＜１＞〜＜３＞のいずれか１に記載のディスクブレーキ用パッド。
＜５＞ 合成樹脂材の内部に板状の補強材を埋設させた状態で前記合成樹脂材を下型内に準備する工程と、
前記合成樹脂材上の摩擦部材位置に摩擦材攪拌物を配置する工程と、
前記下型内の前記合成樹脂材および前記摩擦材攪拌物を上型で加圧するとともに加熱する工程とを有することを特徴とするディスクブレーキ用パッドの製造方法。
＜６＞ 前記合成樹脂材と摩擦材攪拌物との間に中間層を配置する工程をさらに有することを特徴とする、上記＜５＞に記載のディスクブレーキ用パッドの製造方法。

後述するように、本発明の一実施例に従うディスクブレーキ用パッドは、プレッシャプレートの内部の所定の位置に補強材を埋設することにより、強度向上、耐摩耗性確保、音振向上、軽量化、ブレーキ鳴き抑制、低コスト化を実現できる。また、後述するように、本発明の一実施例に従うディスクブレーキ用パッドの製造方法により、成形時でのプレッシャプレートの成形と摩擦材攪拌物の成形を同時に行う同時成形の実現などによる単純化、強度向上、耐久性向上などを実現できた。

本発明のディスクブレーキ用パッドが使用されるディスクブレーキ１０を表した斜視図である。 本発明のディスクブレーキ用パッドが使用されるディスクブレーキ１０を表した断面図である。 本発明に従う図２のパッド２０の面における断面図である。 本発明の一実施例に従うパッド２０の平面図（ａ）および側面図（ｂ）である。 本発明の一実施例に従うパッド２０の平面図（ａ）および側面図（ｂ）である。 本発明の一実施例に従うパッド２０の平面図（ａ）および側面図（ｂ）である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施例に従ってパッド２０を製造する方法を示す図である。

図１は、本発明のディスクブレーキ用パッドが適用されるディスクブレーキ１０を表した斜視図である。ディスクブレーキ１０は、キャリパ１４とトルク受け部材１６を備え、トルク受け部材１６は車体本体（図示せず）に固定されている。ディスクロータ１２は車輪（図示せず）に固定されており、車両の走行に伴い回転する。

図２は、本発明のディスクブレーキ用パッド２０が使用されるディスクブレーキ１０を表した断面図である。車輪とともに回転するディスクロータ１２の両面側には一対のパッド２０ａ、２０ｂが配置されている。パッド２０ａ、２０ｂは合成樹脂製のプレッシャプレート２２ａ、２２ｂと、摩擦部材２６ａ、２６ｂとからなる。キャリパ１４は２つのパッド２０ａ、２０ｂを包囲するように配置され、一方のパッド２０ａの背面側にピストン２７備え、ピストン２７の作動によって車軸方向に移動可動となっている。

油圧でピストン２７が押されると、図面上の左側のパッド２０ａを右方向へ押してディスクロータ１２に当接すると、その反力で、キャリパ１４全体が左方向に移動し、２つのパッド２０間の距離を狭めることにより、２つのパッド２０ａ、２０ｂがほぼ均等な力でディスクロータ１２を押さえつける。パッド２０ａ、２０ｂは後述するプレッシャプレート２２の係合部３４（図３参照）がトルク受け部材１６に形成された凹部３６に係合して車軸方向に移動可能にキャリパ１４に取り付けられている。

図３は、図２の一つのパッド２０の面における断面図である。図４は、本発明の一実施例に従うパッド２０の平面図および側面図である。
ディスクロータ１２は車輪に連結しており車輪とともに回転する。パッド２０は、図４に示すように摩擦材２４と中間層２５が一体化した摩擦部材２６とプレッシャプレート２２とからなる。接着強度確保およびＮＶＨ確保の観点からプレッシャプレート２２と摩擦材２４の間に中間層２５を設けることが好ましい。プレッシャプレート２２は略扇形状に形成され、ピストン２７からの力を摩擦部材に伝える役割を果たす。プレッシャプレート２２は、パッド２０と摩擦部材２６とが固着される摩擦部材固着部３２の外方である両端部位置に、トルク受け部材１６の凹部３６と係合する凸状の係合部３４が突出している。

係合部３４の一部の面が凹部３６の内面の一部に当接することによりロータ回転方向の動きが規制される。従って、プレッシャプレート２２の係合部３４ないしは係合部周辺には大きな力が加わり、大きな機械的強度が求められる。すなわち、係合部３４ないしは係合部周辺の機械的強度が不足すると、合成樹脂製のパッド２０が破損する虞がある。

パッド２０は、プレッシャプレート２２の内部であって、両端の係合部３４および摩擦部材固着部３２に入った領域に、補強材４０が埋設されている。補強材４０は、プレッシャプレート２２と同等以上の強度を有する材料からなり、例えば鉄鋼、ステンレス、チタン等の金属系材料からなる金属製補強材や、セラミックス系材料からなるセラミックス製補強材であることが好ましく、金属板、織金鋼、タフクリーン、パンチングメタル等が挙げられる。合成樹脂の中に補強材４０を埋設することにより、プレッシャプレート２２の強度が向上する。また、金属が合成樹脂よりも密度が高い等の理由でプレッシャプレート２２の高周波振動が抑えられて、鳴きが抑制されるという効果が発生する。なお、補強材４０は、少なくとも２以上を積層して多層構造としてもよい。

このように、補強材４０が効果を発揮するためには、その厚さは１００μｍ以上が好ましく、０．５ｍｍ以上であることがより好ましい。ここで、補強材の厚さとは、１枚を埋設する場合はその補強材の厚さを意味し、２以上を積層する場合は各補強材の厚さを総計した厚さを意味する。厚さが１００μｍ以上であれば強度を確保することができるため好ましい。また、補強材４０の厚さは０．５ｃｍ以下がよく、０．３ｃｍ以下がより好ましい。厚さが０．５ｃｍ以下であれば、補強材の上下を十分な合成樹脂で被うことができ、強度を確保できるため好ましい。

プレッシャプレートに用いられる合成樹脂材は、摩擦部材２６との接着を良好にする機能性材料を用いることが好ましい。これにより、摩擦部材２６とプレッシャプレートの間に別途接着層を設けずとも両者を接着することができ、製造工程上有利となる。具体的には、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂などの熱硬化性樹脂を好ましく用いることができる。

図５は、本発明の更なる一実施例に従うパッド２０の平面図および側面図である。パッド２０は、プレッシャプレート２２の内部の全域にわたって、一体となった補強材４０が埋設されている。補強材４０は実際にはプレッシャプレート２２の縁部分の下には埋設されていないが、本発明に関連して、このような場合も「プレッシャプレートの内部の全域にわたって埋設されている」と表現するものとする。

図６は、本発明の更なる一実施例に従うパッド２０の平面図および側面図である。パッド２０は、プレッシャプレート２２の内部であって、両端の係合部３４および両端の係合部３４の間の摩擦部材固着部３２の領域にて、１片の補強材４０が埋設されている。これにより、プレッシャプレート２２の中央部分を補強材４０で補強することができ、両端の係合部３４の間の伸張応力および縮小応力に対して、補強することができる。

図７（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施例に従ってパッド２０を製造する方法を示す図である。この方法は、熱成形する際に、摩擦部材２６と合成樹脂製プレッシャプレート２２を同時に成形させるものである。工程（ａ）にて、プレッシャプレート２２の原料となる合成樹脂材の内部に板状の補強材４０を埋設させた状態で前記合成樹脂材を下型１１２内に準備する。次に工程（ｂ）にて、前記合成樹脂材上の摩擦部材固着部位置に摩擦材攪拌物１２４を配置する。中間層１２５を設ける場合は、工程（ｂ）にて、中間層の原材料となる繊維基材、結合材、摩擦調整材、金属粉等の混合物を、前記合成樹脂材と摩擦材攪拌物１２４の間に配置する。その後、工程（ｃ）にて、前記下型１１２内の前記合成樹脂材および中間層１２５および前記摩擦材攪拌物１２４を上型１２６で加圧するとともに、加熱処理して成形硬化させ、前記摩擦材攪拌物を含む前記中間層を前記合成樹脂材と一体に成形接合する。加圧処理は１２０〜２５０℃、３０秒〜３０分の範囲、加熱処理は１８０〜３００℃、５分〜２４時間の範囲で行うことが好ましい。

１０ ディスクブレーキ
１２ ディスクロータ
１４ キャリパ
１６ トルク受け部材
２０ パッド
２２ プレッシャプレート
２４ 摩擦材
２５ 中間層
２６ 摩擦部材
２７ ピストン
３２ 摩擦部材固着部
３４ 係合部
３６ 凹部
４０ 補強材
１１２ 下型
１２４ 摩擦材攪拌物
１２５ 中間層
１２６ 上型

Claims (6)

1. 摩擦部材と、前記摩擦部材の裏面にプレッシャプレートとを備えるディスクブレーキ用パッドであって、
   前記プレッシャプレートは、合成樹脂製であり、車体本体に固定されたトルク受け部材との係合部を具備し、かつ、少なくとも前記係合部の内部に補強材が埋設されたことを特徴とするディスクブレーキ用パッド。
2. 前記係合部は、車体本体に固定されたトルク受け部材の凹部に係合する凸状であって、前記摩擦部材の外方に突出していることを特徴とする請求項１に記載のディスクブレーキ用パッド。
3. 前記プレッシャプレート内部の全域にわたって補強材が埋設されていることを特徴とする請求項１または２に記載のディスクブレーキ用パッド。
4. 前記補強材は少なくとも２以上が積層されている多層構造であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のディスクブレーキ用パッド。
5. 合成樹脂材の内部に板状の補強材を埋設させた状態で前記合成樹脂材を下型内に準備する工程と、
   前記合成樹脂材上の摩擦部材位置に摩擦材攪拌物を配置する工程と、
   前記下型内の前記合成樹脂材および前記摩擦材攪拌物を上型で加圧するとともに加熱する工程とを有することを特徴とするディスクブレーキ用パッドの製造方法。
6. 前記合成樹脂材と摩擦材攪拌物との間に中間層を配置する工程をさらに有することを特徴とする、請求項５に記載のディスクブレーキ用パッドの製造方法。

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