JP2011202726A - Shim for disc brake, and vibration-proof material used for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等のディスクブレーキで用いられるディスクブレーキ用シムおよびそこで用いられる防振材に関し、特にディスクブレーキ作動時に発生するブレーキ鳴きを防止させるために好適なディスクブレーキ用シムとそこで用いる防振材に関する。
BACKGROUND OF THE
自動車等において広く使用されているディスクブレーキは、一般に、車輪と一体に回転するディスクローターを、ピストン(押圧部材)の作動で移動するブレーキパッドにより両側から押圧する構造となっている。ディスクブレーキにおいて、制動時、すなわちブレーキパッドがディスクローターに押圧されたとき、一般に「鳴き」と称せられている異音が発生することがある。鳴きが発生しても制動性能に影響はないが、ドライバーや同乗者にとっては不快な音として聞こえることから、解決策が模索されている。 A disc brake widely used in an automobile or the like generally has a structure in which a disc rotor that rotates integrally with a wheel is pressed from both sides by a brake pad that is moved by the operation of a piston (pressing member). In the disc brake, when braking, that is, when the brake pad is pressed against the disc rotor, an abnormal noise generally called “squeal” may occur. Even if a squeal occurs, it does not affect the braking performance, but it can be heard as an unpleasant sound for the driver and passengers.
ブレーキの鳴きは、ディスクローターとブレーキパッド間の摩擦振動が起振源となり、その振動がブレーキの構成部材や車体と共振して発生するものと考えられており、ブレーキシステムの設計によりある程度は改善される。しかし、起振源であるディスクローターとブレーキパッドの摩擦状態は経時で変化しており、さらに、構造的な振動も組み合わさって、複雑な現象となっていることから、決定的な対策方法は見つかっていない。 The squealing of the brake is considered to be caused by frictional vibration between the disc rotor and the brake pad, which is generated by resonance with the brake components and the vehicle body, and is improved to some extent by the design of the brake system. Is done. However, the frictional state of the disk rotor, which is the source of vibration, and the brake pad change over time, and it is a complex phenomenon that combines structural vibrations. Not found.
ブレーキシステムの構造や制動特性にあまり影響を与えないで、鳴きを防止することのできる1つの有効な対策として、ブレーキパッドとピストン(押圧部材)の間に、振動減衰性の高いシムを装着することが行われており、そのようなシムの例が、特許文献1または特許文献2に記載されている。
One effective measure that can prevent squealing without significantly affecting the structure and braking characteristics of the brake system is to install a shim with high vibration damping between the brake pad and the piston (pressing member). Examples of such shims are described in
特許文献1では、シムは、制振鋼板とグリース層とが積層した構成となっており、グリース層側をブレーキパッドに面した状態で、ブレーキパッドとピストン(押圧部材)の間に装着するようになっている。特許文献2に記載のディスクブレーキ用シムは、金属薄板の片面または両面に、摩擦係数0.2以下の低摩擦材料からなる焼結被膜を形成した構成を備えている。
In
特許文献1に記載のように、制振鋼板とグリースとが積層した構成のシムは、グリースが高い減衰性を備えると共に、単に制振鋼板のみの場合と比較して、ブレーキパッドとピストンの当たりを調整できる利点を備えている。しかし、グリースを制振鋼板に塗布しかつそこに保持しておくことがやや困難であり、より高性能のディスクブレーキを開発する上で、なお解決すべき余地がある。
As described in
特許文献2に記載のディスクブレーキ用シムは、金属薄板の片面または両面に低摩擦材料からなる焼結被膜を形成するものであるが、その製造工程がやや困難となっている。
The disc brake shim described in
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、製造が容易であり、かつグリースの保持性も良好であり、振動減衰率も良好であって、ブレーキ鳴きの発生を大きく抑制することのできるディスクブレーキ用シム、およびそこで用いられる防振材を開示することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, is easy to manufacture, has good grease retention, has a good vibration damping rate, and greatly suppresses the occurrence of brake squeal. DISCLOSURE OF THE INVENTION DISCLOSURE OF DISK BRAKE SHIM CAN
本発明によるディスクブレーキ用シムに用いられる防振材は、フッ素系樹脂膜とそこに塗布されたグリース層とからなるフィルム状積層体を少なくとも含むことを特徴とする。 The vibration-proof material used in the disc brake shim according to the present invention includes at least a film-like laminate including a fluorine-based resin film and a grease layer applied thereto.
本発明によるディスクブレーキ用シムに用いられる防振材において、好ましくは、前記フッ素系樹脂膜の膜厚は5〜20μmである。 In the vibration isolator used in the disc brake shim according to the present invention, preferably, the film thickness of the fluororesin film is 5 to 20 μm.
本発明によるディスクブレーキ用シムに用いられる防振材において、好ましくは、防振材は、4〜10層の前記フィルム状積層体が積層されてなる構成を含む。 In the vibration isolating material used in the disc brake shim according to the present invention, preferably, the vibration isolating material includes a configuration in which the film-like laminate of 4 to 10 layers is laminated.
また、本発明によるディスクブレーキ用シムは、上記したいずれかの防振材が金属薄板の上に積層した構成を少なくとも備えることを特徴とする。 Further, the disc brake shim according to the present invention is characterized in that it has at least a structure in which any of the above-mentioned vibration-proofing materials is laminated on a thin metal plate.
上記した本発明によるディスクブレーキ用シムに用いられる防振材は、基材シートとしてのフッ素系樹脂膜の上にグリースを塗布して形成されたフィルム状積層体構成であり、基材シートとして高い耐熱性を備えたフッ素系樹脂膜を備えることにより、200℃〜300℃程度の高い耐熱性を備えると共に、グリース層単独の場合と比較して、防振材としての取り扱い性も向上する。それにより、ディスクブレーキ用シムとして組み付けるときの作業も容易となる。また、グリースとして、耐熱性の低い一般機械用のグリースをそのまま用いることもできるようになる。 The vibration-proof material used in the disc brake shim according to the present invention described above is a film-like laminate structure formed by applying grease on a fluorine-based resin film as a base sheet, and is high as a base sheet. By providing the fluororesin film having heat resistance, it has high heat resistance of about 200 ° C. to 300 ° C., and handling properties as a vibration-proof material are improved as compared with the case of the grease layer alone. This facilitates the work when assembling as a disc brake shim. In addition, grease for general machinery having low heat resistance can be used as it is.
また、後の実施例に示すように、本発明による防振材は高い振動減衰率を備えており、本発明による防振材を備えてなるディスクブレーキ用シムを用いてディスクブレーキを構築した場合、ブレーキの鳴きも確実に抑制される。 Further, as shown in the following examples, the vibration isolator according to the present invention has a high vibration damping rate, and the disc brake is constructed using the disc brake shim including the vibration isolator according to the present invention. The brake squeal is also reliably suppressed.
前記したように、本発明によるディスクブレーキ用シムに用いられる防振材において、フッ素系樹脂膜の膜厚は5〜20μmの範囲であることが好適である。膜厚が5μm未満であると機械的強度が不足して、防振材の取り扱いが不自由になる。また、耐熱性にも不足する。20μmを超えるものは、強度および耐熱性の双方においてオーバースペックであって、コスト高となる。 As described above, in the vibration isolator used in the disc brake shim according to the present invention, it is preferable that the film thickness of the fluororesin film is in the range of 5 to 20 μm. If the film thickness is less than 5 μm, the mechanical strength is insufficient and handling of the vibration isolator becomes inconvenient. Also, the heat resistance is insufficient. Those exceeding 20 μm are over-spec in both strength and heat resistance, resulting in high costs.
前記したように、本発明によるディスクブレーキ用シムに用いられる防振材において、前記フィルム状積層体は1層であってもよいが、好ましくは、4〜10層のフィルム状積層体が積層されて構成される。後の実施例に示すように、4層未満の場合には、防振材として十分な振動減衰率が得られない。10層を超える場合には、振動減衰率が向上するが防振材としての厚みが大きくなり、ディスクブレーキ用シムとして構築した場合に、ブレーキパッドとピストン(押圧部材)との間の隙間に挿入できない場合が起こり得る。 As described above, in the vibration isolator used in the disc brake shim according to the present invention, the film-like laminate may be a single layer, but preferably 4-10 layers of the film-like laminate are laminated. Configured. As shown in the following examples, when there are less than four layers, a vibration damping rate sufficient as a vibration isolating material cannot be obtained. If it exceeds 10 layers, the vibration damping rate will improve, but the thickness as a vibration isolator will increase, and when constructed as a disc brake shim, it will be inserted into the gap between the brake pad and piston (pressing member) There are cases where it is impossible.
本発明によるディスクブレーキ用シムに用いられる防振材において、用いるグリースに特に制限はなく、従来知られた、基油と増ちょう剤と適宜の添加剤とからなるグリースを適宜用いることができる。一例として、表1に示すようなグリースが挙げられる。 In the vibration isolator used in the disc brake shim according to the present invention, the grease to be used is not particularly limited, and a conventionally known grease comprising a base oil, a thickener and an appropriate additive can be appropriately used. As an example, grease as shown in Table 1 can be mentioned.
後の実施例に示すように、基油が鉱油である一般機械用の潤滑用グリースであっても、フッ素系樹脂膜にそれを塗布して用いたことで、高い振動減衰率を上げることができ、耐熱性および機械的強度の点でも満足できる防振材を得ることができた。グリースのちょう度は従来のブレーキ鳴き防止用のグリースのちょう度と同じであってよく、250〜350程度であってよい。 As shown in the examples below, even when lubricating grease for general machinery whose base oil is mineral oil, it can be applied to a fluororesin film to increase the vibration damping rate. It was possible to obtain an anti-vibration material that was satisfactory in terms of heat resistance and mechanical strength. The consistency of the grease may be the same as that of the conventional brake squealing grease, and may be about 250 to 350.
塗布するグリース層の厚みは、目標とする振動減衰率の程度にもよるが、本発明者らの実験によれば10μm前後の厚さであれば、実用上で有意の振動減衰率を備えた防振材を得ることができた。 Although the thickness of the grease layer to be applied depends on the degree of the target vibration attenuation rate, according to the experiments by the present inventors, if the thickness is around 10 μm, a practically significant vibration attenuation rate is provided. An anti-vibration material could be obtained.
本発明によれば、製造が容易であり、かつグリース層の保持性も良好であり、振動減衰率も良好であって、ブレーキ鳴きの発生を大きく抑制することのできるディスクブレーキ用シム、およびそこで用いられるフィルム状積層体である防振材を得ることができる。 According to the present invention, a disc brake shim that is easy to manufacture, has a good grease layer retention, has a good vibration damping rate, and can greatly suppress the occurrence of brake squeal, and there An anti-vibration material that is a film-like laminate used can be obtained.
以下、本発明を実施の形態に基づき説明する。図1は、本発明によるディスクブレーキ用シム10に用いられる防振材1の一例を示す模式図である。
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments. FIG. 1 is a schematic view showing an example of a
防振材1は、図1(a)に示すように、基材シートとして機能するフッ素系樹脂膜2と、その上に塗布されたグリース層3との積層体からなるフィルム状積層体4で基本的に構成される。フッ素系樹脂膜2の厚さは機械的強度などを考慮して、通常は、厚さが5〜20μm程度である。グリース層3の厚さは、当該防振材1を用いるディスクブレーキ用シム10に求められる振動減衰率などを勘案して実験的に定められるが、通常は、5〜20μm程度である。フッ素系樹脂膜2に対するグリース層3の塗布は、従来知られた薄膜への粘ちょう剤の塗布手段によればよく、一例として、へら塗り等が挙げられる。
As shown in FIG. 1A, the
図1(b)は、防振材1の他の実施の形態を示しており、図1(a)に示したフィルム状積層体4におけるグリース層3の上に、さらにフッ素系樹脂膜2を積層して構成されている。
FIG. 1 (b) shows another embodiment of the
図1(c)は、防振材1のさらに他の実施の形態を示しており、ここでは、図1(a)に示したフィルム状積層体4の4層を積層し、最上位のフィルム状積層体4におけるグリース層3の上に、さらにフッ素系樹脂膜2を積層して構成している。
FIG. 1 (c) shows still another embodiment of the
なお、本発明によるディスクブレーキ用シム10に用いられる防振材1は、図1(a)に示すように、フッ素系樹脂膜2とそこに塗布されたグリース層3とからなるフィルム状積層体4の構成を少なくても備えていればよく、図1(b)に示す形態や図1(c)に示す形態に加えて、図示しないが、フッ素系樹脂膜2の両面にグリース層3を形成したもの、図1(a)に示したフィルム状積層体4の複数層を積層しただけのもの、すなわち、図1(c)に示した形態のものから最上位のフッ素系樹脂膜2を除去した形態のもの、なども本発明による防振材1の範囲である。また、フィルム状積層体4の積層数は4〜10層程度が好適である。
The
図2は、本発明によるディスクブレーキ用シム10のいくつかの例を示している。図2(a)に示す実施の形態では、図1に示したいずれかの防振材1が金属薄板11の一方の面上に積層されている。図2(b)に示す実施の形態では、金属薄板11の両面に、図1に示したいずれかの防振材1、1が金属薄板11の上に積層されている。また、図2(c)に示す実施の形態では、図1に示したいずれかの防振材1の両面に金属薄板11、11が積層されている。
FIG. 2 shows several examples of a
なお、金属薄板11は、従来知られたディスクブレーキ用シムで用いられている金属薄板を任意に用いることができ、めっき鋼板、鉄板、ステンレス鋼板などを例示できる。
In addition, the metal
本発明によるディスクブレーキ用シム10は、図示しないが、従来のディスクブレーキ用シムと同様に、ディスクブレーキのブレーキパッドと該ブレーキパッドをディスクローターに押圧するピストン(押圧部材)との間に配置して用いられる。
Although not shown, the
以下、本発明を実施例と比較例により説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples and comparative examples.
[実施例1〜4]
[試験体の製造]
フッ素樹脂膜の片面にグリースを塗布してフィルム状積層体とした。塗布したグリース層の上にフッ素樹脂膜を積層し、その上にグリースを塗布する工程を繰り返して、フィルム状積層体が1、4、5、8、10層の積層体を作った。各積層体における最上位のフィルム状積層体の上に同じフッ素樹脂膜をさらに積層することで、5種類の試験体とした。
[Examples 1 to 4]
[Manufacture of specimens]
Grease was applied to one side of the fluororesin film to form a film-like laminate. The process of laminating a fluororesin film on the applied grease layer and applying the grease thereon was repeated to form a laminate having 1, 4, 5, 8, 10 layers as film laminates. Five types of test bodies were obtained by further laminating the same fluororesin film on the uppermost film-like laminate in each laminate.
なお、用いたフッ素樹脂膜は、厚さ10μmのポリテトラフルオロエチレン膜であり、塗布したグリースは、一般機械用に主に用いられている、基油が鉱油(動粘度:100mm2/s@40℃)であり、添加剤として酸化防止剤(ビンダードフェノール系酸化防止剤)を含み、ちょう度は280のものである。 The fluororesin film used is a polytetrafluoroethylene film having a thickness of 10 μm, and the applied grease is mainly used for general machinery. The base oil is mineral oil (kinematic viscosity: 100 mm 2 / s @ 40 ° C.), which contains an antioxidant (bindered phenolic antioxidant) as an additive, and has a consistency of 280.
塗布した各グリース層の層厚は技術的に可能な限り均一となるようにした。各積層体でのフィルム状積層体1枚当たりの層厚は、平均して20μmであった。 The thickness of each applied grease layer was made as uniform as possible technically. The average layer thickness per film laminate in each laminate was 20 μm.
[試験方法]
上記した5種類の試験体の震動減衰率を試験した。試験は、ボール落下法で行った。すなわち、鋼板200×150×1.6mmに、50×50×0.5mmの大きさに裁断した試験体を貼付し、70mmの高さから試験体の上に鋼球(直径12.7mm)を落下させ、音圧レベル(A)をピックアップセンサーで測定した。また、鋼板のみの音圧レベル(B)を同様にして測定した。そして、減衰率を下記の式により求めた。
式:減衰率(%)=100(A−B)/B
[Test method]
The vibration attenuation rate of the above five types of specimens was tested. The test was conducted by the ball drop method. That is, a test body cut to a size of 50 × 50 × 0.5 mm is pasted on a steel plate 200 × 150 × 1.6 mm, and a steel ball (diameter 12.7 mm) is placed on the test body from a height of 70 mm. The sound pressure level (A) was measured with a pickup sensor. Further, the sound pressure level (B) of only the steel plate was measured in the same manner. And the attenuation factor was calculated | required by the following formula.
Formula: Damping rate (%) = 100 (A−B) / B
[判定基準]
減衰率の評価基準を下記のように設定して、△+以上を合格とした。その結果を表2に示した。
◎:減衰率80%以上、
○:減衰率60〜80%未満、
△+:減衰率50〜60%未満、
△−:減衰率30〜50%未満、
×:減衰率30%未満。
[Criteria]
The evaluation criteria for the attenuation rate were set as follows, and Δ + or higher was regarded as acceptable. The results are shown in Table 2.
A: Attenuation rate of 80% or more,
○: Attenuation rate 60 to less than 80%,
Δ +: attenuation rate of 50 to less than 60%,
Δ-: attenuation rate of 30 to less than 50%,
X: Attenuation rate is less than 30%.
[比較例1]
実施例で使用した鋼板のみの音圧レベルを実施例と同様にして測定した。この値は、実施例での鋼板のみの音圧レベル(B)に相当する。評価を表3に示した。
[Comparative Example 1]
The sound pressure level of only the steel plates used in the examples was measured in the same manner as in the examples. This value corresponds to the sound pressure level (B) of only the steel plate in the example. The evaluation is shown in Table 3.
[比較例2]
実施例で使用した鋼板に、フッ素樹脂膜を配置することなく、グリース層のみを実施例と同じようにして1層だけ塗布した。そして、実施例1と同じようにして減衰率を測定し評価した。評価を表3に示した。
[Comparative Example 2]
Only one grease layer was applied to the steel plate used in the example in the same manner as in the example without disposing a fluororesin film. Then, the attenuation rate was measured and evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation is shown in Table 3.
[比較例3]
実施例で使用した鋼板に、実施例で用いたフッ素樹脂膜のみを実施例と同じようにして5層に積層した。実施例1と同じようにして減衰率を測定し評価した。評価を表3に示した。
[Comparative Example 3]
Only the fluororesin film | membrane used in the Example was laminated | stacked on the steel plate used in the Example in five layers like the Example. The attenuation rate was measured and evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation is shown in Table 3.
[比較例4]
実施例で使用した鋼板に、実施例で用いたフッ素樹脂膜のみを実施例と同じようにして1層だけ積層した。実施例1と同じようにして減衰率を測定し評価した。評価を表3に示した。
[Comparative Example 4]
Only one fluororesin film used in the example was laminated on the steel plate used in the example in the same manner as in the example. The attenuation rate was measured and evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation is shown in Table 3.
なお、表2および表3において、評価は、(良)◎>○>△+>△−>×(悪)、である。 In Tables 2 and 3, the evaluation is (good) ◎> ◯> Δ +> Δ−> × (bad).
[評価]
上記実施例および比較例での試験方法において、使用した「鋼板200×150×1.6mm」は、従来の単に鋼板からなるディスクブレーキ用シムに相当するものとみなすことができる。したがって、該鋼板と比較して音圧レベルが高くなっている試験体、すなわち前記減衰率が大きい試験体は、それをディスクブレーキ用シムとして用いた場合に、鋼板単体の場合と比較して、ブレーキ鳴きを抑制できるものと類推することができる。
[Evaluation]
In the test methods in the above Examples and Comparative Examples, the “steel plate 200 × 150 × 1.6 mm” used can be regarded as corresponding to a conventional disc brake shim made of a simple steel plate. Therefore, the test body having a high sound pressure level compared to the steel sheet, that is, the test body having a large damping rate, when using it as a disc brake shim, compared to the case of a single steel sheet, It can be analogized that the brake squeal can be suppressed.
その観点から、実施例1〜5のものは、比較例1のものと比較して、減衰率が50以上となっており、本発明によるフッ素系樹脂膜とそこに塗布されたグリース層とからなるフィルム状積層体からなる防振材は、ブレーキ鳴きの抑制に有効であるが示される。特に、実施例2では減衰率60〜80%未満、実施例3〜5では減衰率80%以上であり、本発明によるフィルム状積層体の4層以上からなる防振材は、有効であることが示される。 From that point of view, those of Examples 1 to 5 have an attenuation factor of 50 or more compared with those of Comparative Example 1, and the fluorine resin film according to the present invention and the grease layer applied thereto are used. It is shown that the anti-vibration material comprising the film-like laminate is effective in suppressing brake noise. In particular, in Example 2, the attenuation rate is 60 to less than 80%, in Examples 3 to 5 the attenuation rate is 80% or more, and the vibration-damping material composed of four or more layers of the film-like laminate according to the present invention is effective. Is shown.
比較例2のようにグリース層のみでも、比較例3のようにフッ素系樹脂膜でも、比較例1と比較して高い減衰率を得ることができず、このことからも本発明の優位性がわかる。 Even in the case of only the grease layer as in Comparative Example 2 or the fluorine resin film as in Comparative Example 3, a high attenuation rate cannot be obtained as compared with Comparative Example 1, and this is also advantageous of the present invention. Recognize.
1…ディスクブレーキ用シムに用いられる防振材、
2…フッ素系樹脂膜、
3…グリース層、
4…フィルム状積層体、
10…ディスクブレーキ用シム、
11…金属薄板。
1 ... Anti-vibration material used for shims for disc brake
2… Fluorine resin film,
3 ... grease layer,
4 ... Film-like laminate
10 ... Shim for disc brake,
11 ... Metal thin plate.
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