JP2014070651A - Brake pad - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用のディスクブレーキに用いられる、ブレーキパッドに関する。 The present invention relates to a brake pad used in a disc brake for a vehicle.
一般に、ブレーキパッドは、ディスクロータと当接する摩擦材と、摩擦材を支持し押圧部による押圧を受ける裏板と、を有し、略扇形に形成される。車両に用いられるディスクブレーキは、ディスクブレーキに備えられたディスクロータとブレーキパッドの摩擦材との接触により、車両の運動エネルギーを熱エネルギーに変換し制動力とするものである。 In general, the brake pad has a friction material that comes into contact with the disk rotor, and a back plate that supports the friction material and receives pressure from the pressing portion, and is formed in a substantially sector shape. A disc brake used in a vehicle converts a vehicle's kinetic energy into thermal energy to generate a braking force by contact between a disc rotor provided in the disc brake and a friction material of a brake pad.
ところで、ディスクブレーキにおいて制動時に発生する熱によってブレーキパッドが湾曲する現象（いわゆる熱反り）がある。ディスクブレーキは、制動力発生時にブレーキパッドの摩擦材とディスクロータとの接触により、運動エネルギーが熱エネルギーに変換され摩擦熱が発生する。該摩擦熱は摩擦材側から発生するので、ブレーキパッドには摩擦材から裏板へ厚み方向の温度差が生じ、ブレーキパッドはディスクロータの周縁に沿う長手方向の中央部が両端部よりディスクロータ側へ凸状に湾曲する。また、ブレーキパッドの裏板と摩擦材とは、線膨張係数に差がある。上記摩擦熱により、線膨張係数の高い摩擦材が線膨張係数の低い裏板よりも膨張するため、厚み方向の温度差による湾曲と相互に作用してブレーキパッドは裏板側に湾曲する。 By the way, there is a phenomenon (so-called thermal warpage) in which the brake pad is bent by heat generated during braking in the disc brake. In the disc brake, when the braking force is generated, the kinetic energy is converted into thermal energy by the contact between the friction material of the brake pad and the disc rotor, and frictional heat is generated. Since the frictional heat is generated from the friction material side, the brake pad has a temperature difference in the thickness direction from the friction material to the back plate, and the brake pad has a central portion in the longitudinal direction along the periphery of the disk rotor from both ends. Curved convex to the side. Further, the back plate of the brake pad and the friction material have a difference in linear expansion coefficient. Due to the frictional heat, the friction material having a high linear expansion coefficient expands more than the back plate having a low linear expansion coefficient, so that the brake pad bends to the back plate side by interacting with the bending due to the temperature difference in the thickness direction.
すると、この湾曲によって押圧が不安定になると共にブレーキパッド及びディスクロータが偏摩耗を引き起こし、ディスクブレーキに振動が発生し鳴きや異音につながる。さらに、該振動が車両のハンドルやフロアに伝わるジャダーと呼ばれる現象を引き起こす。 Then, the pressure becomes unstable due to this curvature, and the brake pad and the disc rotor cause uneven wear, and the disc brake vibrates, leading to noise and abnormal noise. Furthermore, the vibration causes a phenomenon called judder that is transmitted to the steering wheel or floor of the vehicle.
このような現象を回避するため、例えば、特許文献１に記載のブレーキパッドは、摩擦材の摩擦面に２本の溝（望ましくは互いに平行な溝）を有している。２本の平行な溝はブレーキパッドがディスクロータに接触した際の熱による裏板側への湾曲を抑制している。２本の平行な溝によって、その剛性を損なうことなく、ブレーキパッドの湾曲を抑制することで、鳴きや異音を抑制し得ると共に、ジャダーの発生を防止する。 In order to avoid such a phenomenon, for example, the brake pad described in Patent Document 1 has two grooves (preferably grooves parallel to each other) on the friction surface of the friction material. The two parallel grooves suppress the bending toward the back plate due to heat when the brake pad contacts the disk rotor. By suppressing the bending of the brake pad by two parallel grooves without impairing the rigidity, it is possible to suppress squeal and abnormal noise and to prevent the occurrence of judder.
より詳細には、特許文献１に記載のブレーキパッドは、摩擦材の摩擦面に２本の溝を備え、両溝が、ディスクロータの回転に対応する方向を摩擦材の横幅方向として、その横幅中心から左右に配置してある。横幅寸法をＬとしたときに、少なくとも一方の溝が横幅中心からＬ／４の位置よりも外側に設けてあり、且つ一方及び他方の溝の間隔をＬ／２よりも大きく設置する。また、各溝が摩擦材の横幅方向に対して９０度から４５度の範囲の角度に沿って形成してあることを特徴としている。該溝をブレーキパッドに構成することによって制動時の熱によるブレーキパッドの湾曲を抑制することで、ブレーキの鳴きや異音、ジャダーの抑制を図っている。 More specifically, the brake pad described in Patent Document 1 includes two grooves on the friction surface of the friction material, and both grooves have a width corresponding to the direction of the rotation of the disk rotor as a width direction of the friction material. It is arranged on the left and right from the center. When the width dimension is L, at least one groove is provided outside the position of L / 4 from the center of the width, and the distance between the one and the other groove is set larger than L / 2. Each groove is formed along an angle in the range of 90 to 45 degrees with respect to the lateral width direction of the friction material. By configuring the groove as a brake pad, curving of the brake pad due to heat during braking is suppressed, thereby suppressing brake noise, abnormal noise, and judder.
しかしながら、上記特許文献１に記載のブレーキパッドは、ブレーキパッドが略扇形の形状であるとき、平行である該溝によってブレーキパッドの湾曲は抑制されるものの、ディスクロータの内周側、外周側の各半径位置におけるブレーキパッドの湾曲量が異なるため、ディスクロータに当接する際の面圧が不均一になる。これは、ディスクロータの各半径位置におけるディスクロータとブレーキパッドとの相対速度が、内周から外周へ進むにしたがって増加しており、各半径位置で発生する摩擦材の仕事量が変化するためである。また、扇形の形状に関して、中央部が両端部より凸状に湾曲させられた際に内周側が外周側よりも湾曲量が大きくなることが知られている。これらのことから、該溝が平行であると、ブレーキパッドは内周側、外周側で湾曲量に差が生じて面圧が不均一になる。そのため、ブレーキの鳴き及び異音、振動によるジャダーを発生させる可能性がある。 However, in the brake pad described in Patent Document 1, when the brake pad has a substantially fan shape, the curvature of the brake pad is suppressed by the parallel grooves, but the inner side and the outer side of the disc rotor are suppressed. Since the amount of bending of the brake pad at each radial position is different, the surface pressure when abutting against the disk rotor becomes non-uniform. This is because the relative speed between the disc rotor and the brake pad at each radial position of the disc rotor increases from the inner circumference to the outer circumference, and the work of the friction material generated at each radial position changes. is there. In addition, regarding the fan-shaped shape, it is known that when the central portion is bent in a convex shape from both end portions, the amount of bending on the inner peripheral side is larger than that on the outer peripheral side. From these facts, if the grooves are parallel, the brake pad has a difference in bending amount between the inner peripheral side and the outer peripheral side, and the surface pressure becomes non-uniform. Therefore, there is a possibility of generating judder due to brake noise, abnormal noise, and vibration.
本発明は、上記のような摩擦熱による制動性能の変化に対応するディスクブレーキ用ブレーキパッドを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a brake pad for a disc brake that can cope with a change in braking performance due to frictional heat as described above.
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、当該ブレーキパッドにおいて、摩擦材が、ディスクロータと当接する摩擦面に２本の溝を有し、２本の溝は、各溝と摩擦材の外周縁との交点であり、摩擦材の長手方向の寸法をＬとしたとき、互いの間隔がＬ／２よりも小さい外周縁端点と、各溝と摩擦材の内周縁との交点である内周縁端点と、を有し、外周縁端点から内周縁端点に進むに連れて互いに接近することに特徴がある。 In order to solve the above-mentioned problems, according to the first aspect of the present invention, in the brake pad, the friction material has two grooves on a friction surface in contact with the disk rotor, and the two grooves are in friction with each groove. It is an intersection with the outer periphery of the material, and when the dimension in the longitudinal direction of the friction material is L, it is an intersection of the outer periphery end point whose distance from each other is less than L / 2 and each groove and the inner periphery of the friction material. It has a certain inner peripheral edge point, and is characterized by approaching each other as it advances from the outer peripheral edge point to the inner peripheral edge point.
ディスクブレーキでは、制動時に押圧部によってブレーキパッドはディスクロータと接触する。ディスクロータと接触したブレーキパッドは運動エネルギーを熱エネルギーへと変換する。発生した熱により、ブレーキパッドの摩擦材及び裏板はそれぞれの線膨張係数に応じて膨張する。ブレーキパッドは押圧部によりディスクロータ側へと付勢されている。そのため、ブレーキパッドはディスクロータの周縁に沿う長手方向の中央部が両端部よりディスクロータ側へ凸状に湾曲するように膨張する。また、前述したように、略扇形の形状を有しているブレーキパッドの場合、熱によりブレーキパッドに湾曲が生じた際に、ブレーキパッド内周側がブレーキパッド外周側と比較して湾曲する。 In the disc brake, the brake pad comes into contact with the disc rotor by the pressing portion during braking. Brake pads in contact with the disk rotor convert kinetic energy into thermal energy. Due to the generated heat, the friction material and the back plate of the brake pad expand according to the respective linear expansion coefficients. The brake pad is urged toward the disc rotor by the pressing portion. Therefore, the brake pad expands so that the central portion in the longitudinal direction along the periphery of the disc rotor is curved in a convex shape from both ends toward the disc rotor. Further, as described above, in the case of a brake pad having a substantially fan shape, when the brake pad is bent due to heat, the brake pad inner circumferential side is curved compared to the brake pad outer circumferential side.
請求項１の発明に係るブレーキパッドによれば、ブレーキパッドの湾曲を抑制し、且つ内外周での湾曲量の差を無くすために２本の溝を配置した。これによれば、摩擦材の外周縁から内周縁に２本の溝を内周縁に進むに連れて互いに接近するように設けることで摩擦材を分け、熱による膨張によって摩擦材にかかる膨張の力を分散させることができる。そのため、面圧の不均衡が抑制され、ブレーキの鳴き及び異音、振動によるジャダーの抑制が可能となる。 According to the brake pad of the first aspect of the present invention, the two grooves are arranged in order to suppress the bending of the brake pad and eliminate the difference in the amount of bending at the inner and outer circumferences. According to this, the friction material is divided by providing two grooves from the outer peripheral edge to the inner peripheral edge of the friction material so as to approach each other as it goes to the inner peripheral edge, and the expansion force applied to the friction material by the expansion due to heat. Can be dispersed. Therefore, the imbalance of the surface pressure is suppressed, and judder can be suppressed due to the squeaking, abnormal noise, and vibration of the brake.
また、摩擦材の溝が２本であるので、摩擦材の剛性を損ねない。摩擦材の加工に関しても従来の溝と同様であり、容易に加工をおこなうことができる。 Further, since the friction material has two grooves, the rigidity of the friction material is not impaired. The processing of the friction material is the same as that of the conventional groove, and the processing can be easily performed.
請求項２の発明に係るブレーキパッドにおいては、２本の溝は、押圧部の押力の中心点から等距離に外周縁端点を有する。 In the brake pad according to the invention of claim 2, the two grooves have outer peripheral end points at an equal distance from the center point of the pressing force of the pressing portion.
請求項２の発明に係るブレーキパッドによれば、溝の位置は押圧部の押力の中心点に基づいて決定され、押圧部の押力に対して２本の溝が作用することで、効果的に摩擦材にかかる膨張の力を分散できる。これにより、上記の請求項１に記載した発明の効果を効果的に得られる。 According to the brake pad of the second aspect of the invention, the position of the groove is determined based on the center point of the pressing force of the pressing portion, and the effect of the two grooves acting on the pressing force of the pressing portion is the effect. Thus, the expansion force applied to the friction material can be dispersed. Thereby, the effect of the invention described in claim 1 can be effectively obtained.
請求項３の発明に係るブレーキパッドにおいては、摩擦材は、２点の外周縁端点を結ぶ線分の垂直二等分線を中心線とし、該中心線に対して左右対称に２本の溝を有する。 In the brake pad according to the invention of claim 3, the friction material has two grooves symmetrically with respect to the center line with a vertical bisector connecting the two outer peripheral edge points as the center line. Have
請求項３の発明に係るブレーキパッドによれば、２点の外周縁端点を結ぶ線分の垂直二等分線から左右対称に溝を設けることで、効果的に摩擦材にかかる膨張の力を分散できる。これにより、上記の請求項２に記載した発明の効果を、より効果的に得ることができる。 According to the brake pad of the invention of claim 3, by providing the grooves symmetrically from the vertical bisector connecting the two outer peripheral edge points, the expansion force applied to the friction material can be effectively increased. Can be distributed. Thereby, the effect of the invention described in claim 2 can be obtained more effectively.
請求項４の発明に係るブレーキパッドにおいては、摩擦材は、押圧部の押力の中心点を通りブレーキパッド長手方向に対して直交する線を中心線とし、該中心線に対して左右対称に外周縁端点及び内周縁端点を結んだ直線上に２本の溝を有する。 In the brake pad according to the invention of claim 4, the friction material has a line passing through the center point of the pressing force of the pressing portion and orthogonal to the longitudinal direction of the brake pad as a center line, and symmetrical with respect to the center line. Two grooves are formed on a straight line connecting the outer peripheral end point and the inner peripheral end point.
請求項４の発明に係るブレーキパッドによれば、押圧部の押力の中心点を通りブレーキパッド長手方向に対して直交する線から左右対称に溝を設けることで、効果的に摩擦材にかかる膨張の力を分散できる。これにより、上記の請求項１に記載した発明の効果を、より効果的に得ることができる。 According to the brake pad of the invention of claim 4, the friction material is effectively applied by providing the groove symmetrically from the line passing through the center point of the pressing force of the pressing portion and orthogonal to the longitudinal direction of the brake pad. The power of expansion can be dispersed. Thereby, the effect of the invention described in claim 1 can be obtained more effectively.
請求項５の発明に係るブレーキパッドにおいては、２本の溝は、内周縁端点で一点に交わる。 In the brake pad according to the invention of claim 5, the two grooves intersect at one point at the inner peripheral edge point.
請求項５の発明に係るブレーキパッドによれば、２本の溝は、略Ｖ字形状を構成する。略Ｖ字形状の溝を構成することで、上記の請求項３又は４に記載した発明の効果を、より効果的に得ることができる。摩擦材の内周及び外周の湾曲量の差を一層抑制することができ、面圧の不均一化を防ぐ事ができる。 According to the brake pad of the fifth aspect of the invention, the two grooves form a substantially V shape. By configuring the substantially V-shaped groove, the effect of the invention described in claim 3 or 4 can be obtained more effectively. The difference in the amount of curvature between the inner and outer circumferences of the friction material can be further suppressed, and the surface pressure can be prevented from becoming uneven.
請求項６の発明に係るブレーキパッドにおいては、外周縁端点の間隔は、Ｌ／６である。 In the brake pad according to the invention of claim 6, the interval between the outer peripheral edge points is L / 6.
請求項６の発明に係るブレーキパッドによれば、外周縁端点の間隔をＬ／６とすることで、上記の請求項５に記載した発明の効果を、より効果的に得ることができる。 According to the brake pad of the invention of claim 6, the effect of the invention described in claim 5 can be obtained more effectively by setting the distance between the outer peripheral edge points to L / 6.
請求項７の発明に係るブレーキパッドにおいては、２本の溝は、摩擦材の厚さをＴとして、摩擦材の摩擦面から４Ｔ／５以上となる溝の深さを有する。 In the brake pad according to the seventh aspect of the present invention, the two grooves have a groove depth of 4T / 5 or more from the friction surface of the friction material, where T is the thickness of the friction material.
請求項７の発明に係るブレーキパッドによれば、各溝は摩擦材の厚さをＴとして、溝の深さは、摩擦材の摩擦面から４Ｔ／５以上とされる。上記請求項１で説明したように、溝の存在によって摩擦材にかかる熱による膨張の力が変化し、溝の無い場所では熱による膨張の力が変化しないため、溝の深さは一定の数値以上である必要がある。上記のように溝の深さを定義することで、摩耗した場合にも熱による湾曲による面圧の不均衡を抑制することができるため、上記請求項１から６に記載した効果を、持続してより効果的に得ることができる。 According to the brake pad of the seventh aspect of the present invention, each groove has a thickness T of the friction material, and the depth of the groove is 4T / 5 or more from the friction surface of the friction material. As described in the first aspect, since the expansion force due to heat applied to the friction material changes due to the presence of the groove, and the expansion force due to heat does not change in a place where there is no groove, the depth of the groove is a constant numerical value. It is necessary to be above. By defining the depth of the groove as described above, it is possible to suppress an imbalance of surface pressure due to bending due to heat even when worn, and thus the effects described in claims 1 to 6 can be sustained. Can be obtained more effectively.
本発明によれば、ブレーキパッドの摩擦材のディスクロータ当接面に外周縁から内周縁に向けて互いに接近する２本の溝を形成することで、ブレーキパッドの面圧の不均衡を抑制し、ブレーキの鳴き及び異音、振動によるジャダーの抑制が可能となる。 According to the present invention, by forming the two grooves approaching from the outer peripheral edge toward the inner peripheral edge on the disk rotor contact surface of the friction material of the brake pad, the imbalance of the surface pressure of the brake pad is suppressed. It is possible to suppress judder due to brake noise, abnormal noise, and vibration.
以下、本発明の実施形態により具体的に説明するが、本発明はその趣旨を超えない限り、以下の実施形態によって限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of embodiments, but the present invention is not limited by the following embodiments unless it exceeds the gist of the present invention.
本発明の一実施形態を添付した図を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態において、ブレーキパッド１は、図示しないキャリパーの押圧部４と当接する裏板２と、裏板２に支持されディスクロータと当接する摩擦材３と、を備える。制動時には図示しないキャリパーの押圧部４（例えば、ピストン及び爪部）により一対のブレーキパッド１が押圧を受けディスクロータを挟持する。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIG. 1, in this embodiment, the brake pad 1 includes a back plate 2 that comes into contact with a pressing portion 4 of a caliper (not shown), and a friction material 3 that is supported by the back plate 2 and comes into contact with a disk rotor. . During braking, a pair of brake pads 1 are pressed by a pressing portion 4 (for example, a piston and a claw portion) of a caliper (not shown) to hold the disc rotor.
摩擦材３のディスクロータと当接する摩擦面には、ブレーキパッド１の中心線８に対して左右対称に２本の溝５を設けている。ここで、２本の溝５の位置は押圧部４の位置によって決定することができる。図１においては、押圧部４の押力の中心点Ａが摩擦材３の長手方向の中心にあり、中心点Ａを通り長手方向に対し直交するように中心線８を設けている。そして、該中心線８に対して左右対称に２本の溝５が設けられる。なお、後述するように、該中心線８は押圧部４の押圧位置により移動してもよく、該移動に従い２本の溝５も移動する。 Two grooves 5 are provided symmetrically with respect to the center line 8 of the brake pad 1 on the friction surface of the friction material 3 that contacts the disk rotor. Here, the position of the two grooves 5 can be determined by the position of the pressing portion 4. In FIG. 1, the center point A of the pressing force of the pressing portion 4 is at the center in the longitudinal direction of the friction material 3, and the center line 8 is provided so as to pass through the center point A and to be orthogonal to the longitudinal direction. Two grooves 5 are provided symmetrically with respect to the center line 8. As will be described later, the center line 8 may move depending on the pressing position of the pressing portion 4, and the two grooves 5 also move according to the movement.
溝５と摩擦材３の外周縁との交点を外周縁端点６、溝５と摩擦材３の内周縁との交点を内周縁端点７とする。摩擦材３の長手方向の寸法をＬとしたとき、外周縁端点６の間隔がＬ／２よりも小さく、かつ２本の溝５は外周縁から内周縁に進むに連れて互いに接近し、その間隔が外周縁から内周縁に進むに連れ小さくなっている。また、図１では内周縁端点７の間隔がゼロ、すなわち２本の溝５が内周縁端点７で一点に交わる場合を図示している。 An intersection point between the groove 5 and the outer peripheral edge of the friction material 3 is defined as an outer peripheral edge point 6, and an intersection point between the groove 5 and the inner peripheral edge of the friction material 3 is defined as an inner peripheral edge point 7. When the longitudinal dimension of the friction material 3 is L, the interval between the outer peripheral edge points 6 is smaller than L / 2, and the two grooves 5 approach each other as they proceed from the outer peripheral edge to the inner peripheral edge. The interval decreases as the distance from the outer periphery to the inner periphery increases. Further, FIG. 1 illustrates a case where the interval between the inner peripheral edge points 7 is zero, that is, the two grooves 5 intersect at one point at the inner peripheral edge point 7.
続いて、本実施形態の変形例を説明する。押圧部４の押力の中心点Ａは、摩擦材３の長手方向の中心からオフセットして設けられる場合もある。前述したように、溝５の位置の基準となる中心線８は、押圧部４の押圧位置により移動することができる。以下では、本実施形態の変形例１、２として、中心線８が押圧部４の押圧位置により移動し、該移動に従い２本の溝５が移動する場合を説明する。 Then, the modification of this embodiment is demonstrated. The center point A of the pressing force of the pressing part 4 may be provided offset from the longitudinal center of the friction material 3. As described above, the center line 8 serving as a reference for the position of the groove 5 can be moved by the pressing position of the pressing portion 4. Hereinafter, as modifications 1 and 2 of the present embodiment, a case will be described in which the center line 8 moves according to the pressing position of the pressing portion 4 and the two grooves 5 move according to the movement.
図２は図１に示した本実施形態の変形例１である。図２に示すように、摩擦材３は、押圧部４の押力の中心点Ａから等距離に２点の外周縁端点６を設けている。２本の溝５は２点の外周縁端点６を結ぶ線分の垂直二等分線である中心線８に対して互いに対称である。また、図２では内周縁端点７の間隔がゼロ、すなわち２本の溝５が内周縁端点７で一点に交わる場合を図示している。 FIG. 2 shows a first modification of the present embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 2, the friction material 3 is provided with two outer peripheral edge points 6 equidistant from the center point A of the pressing force of the pressing portion 4. The two grooves 5 are symmetrical to each other with respect to a center line 8 which is a perpendicular bisector connecting two outer peripheral end points 6. FIG. 2 shows a case where the interval between the inner peripheral edge points 7 is zero, that is, the two grooves 5 intersect at one point at the inner peripheral edge point 7.
また、図３は図１に示した本実施形態の変形例２である。図３に示すように、摩擦材３は、押圧部４の押力の中心点Ａを通り長手方向に対し直交するように中心線８を設けている。２本の溝５及びその延長線は中心線８に対して対称である。また、図３では内周縁端点７の間隔がゼロ、すなわち２本の溝５が内周縁端点７で一点に交わる場合を図示している。 FIG. 3 shows a second modification of the present embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 3, the friction material 3 has a center line 8 that passes through the center point A of the pressing force of the pressing portion 4 and is orthogonal to the longitudinal direction. The two grooves 5 and their extension lines are symmetric with respect to the center line 8. Further, FIG. 3 illustrates a case where the interval between the inner peripheral edge points 7 is zero, that is, the two grooves 5 intersect at one point at the inner peripheral edge point 7.
以上の構成からなる本実施形態においては、押圧部４による押圧がブレーキパッド１の裏板２をディスクロータ軸方向に押し出し、裏板２に支持される摩擦材３をディスクロータに押圧することで制動力が発生する。 In the present embodiment configured as described above, the pressing by the pressing portion 4 pushes the back plate 2 of the brake pad 1 in the disc rotor axial direction, and presses the friction material 3 supported by the back plate 2 against the disc rotor. A braking force is generated.
ところで、制動力発生時にブレーキパッド１の摩擦材３のディスクロータとの接触により、運動エネルギーが熱エネルギーに変換され摩擦熱が発生する。該摩擦熱は摩擦材３側から発生するので、ブレーキパッド１には摩擦材３から裏板２へ厚み方向の温度差が生じ、ブレーキパッド１はディスクロータの周縁に沿う長手方向の中央部が両端部よりディスクロータ側へ凸状に湾曲する。 By the way, when the braking force is generated, the kinetic energy is converted into thermal energy by the contact of the friction material 3 of the brake pad 1 with the disk rotor, and frictional heat is generated. Since the frictional heat is generated from the friction material 3 side, a temperature difference in the thickness direction occurs in the brake pad 1 from the friction material 3 to the back plate 2, and the brake pad 1 has a central portion in the longitudinal direction along the periphery of the disk rotor. Curved in a convex shape from both ends toward the disk rotor.
また、ブレーキパッド１に使用される裏板２と摩擦材３とには線膨張係数の差がある。一般的に線膨張係数は各種繊維や樹脂等で構成される摩擦材３と、金属で構成される裏板２とでは、摩擦材３のほうが高いことが周知である。制動時に発生する熱により、線膨張係数の高い摩擦材３が線膨張係数の低い裏板２よりも膨張する。発生した該膨張の力はブレーキパッド１の周縁方向に向かう。ブレーキパッド１が押圧部４により受ける押力と、裏板２と摩擦材３との該膨張の力の差とが、厚み方向の温度差による湾曲と相互に作用してブレーキパッド１は裏板２側に湾曲する。 Further, the back plate 2 used for the brake pad 1 and the friction material 3 have a difference in linear expansion coefficient. In general, it is well known that the friction material 3 has a higher coefficient of linear expansion between the friction material 3 made of various fibers and resins, and the back plate 2 made of metal. Due to the heat generated during braking, the friction material 3 having a high linear expansion coefficient expands more than the back plate 2 having a low linear expansion coefficient. The generated expansion force is directed toward the peripheral edge of the brake pad 1. The brake pad 1 receives the back force by the pressing portion 4 and the difference in expansion force between the back plate 2 and the friction material 3 interacts with the curvature due to the temperature difference in the thickness direction. Curves to 2 sides.
また、一般に扇形形状の物体を長手方向の中央部が凸となるように湾曲させると、内周のほうが外周に比べて湾曲の曲がり具合が大きくなる。従って、ブレーキパッド１（摩擦材３）が略扇形の形状をしている場合、内周と外周とでは湾曲量に差が現れる。そのため、該湾曲によりブレーキパッド１のディスクロータに対する当接面が変化し、面圧の不均一化を引き起こす。 In general, when a fan-shaped object is curved so that the central portion in the longitudinal direction is convex, the inner circumference becomes more curved than the outer circumference. Therefore, when the brake pad 1 (friction material 3) has a substantially sector shape, a difference in the amount of curvature appears between the inner periphery and the outer periphery. Therefore, the contact surface of the brake pad 1 with respect to the disk rotor changes due to the curvature, causing nonuniform surface pressure.
本実施形態においては、摩擦材３に前述のような２本の溝５を設けてある。該溝５によって、摩擦材３にかかる膨張の力を周縁方向だけでなく、溝５方向に分散させることができる。以下では、ブレーキパッド１の湾曲を抑制し、且つ内外周での湾曲量の差を無くすための溝５の配置について実験的に検証した結果を説明する。溝５の有無や形状を変えて、熱による湾曲量を計測した結果（実機及びシミュレーション）を図４に示した。図４において、白抜きのグラフは実機（実パッド）による計測結果であり、ハッチングのグラフはシミュレーション（簡易形状モデル）による解析結果である。 In the present embodiment, the friction material 3 is provided with the two grooves 5 as described above. The groove 5 allows the expansion force applied to the friction material 3 to be dispersed not only in the peripheral direction but also in the groove 5 direction. Below, the result of having experimentally verified about arrangement | positioning of the groove | channel 5 for suppressing the curvature of the brake pad 1 and eliminating the difference in the amount of curvatures in inner and outer periphery is demonstrated. The result (actual machine and simulation) of measuring the amount of bending due to heat by changing the presence or absence and shape of the groove 5 is shown in FIG. In FIG. 4, a white graph is a measurement result by an actual machine (actual pad), and a hatching graph is an analysis result by simulation (simple shape model).
図４は、図１で説明した本実施形態（摩擦材３の長手方向の寸法Ｌに対して外周縁端点６の間隔はＬ／６）の他、比較例として、摩擦材３に溝５が無い場合、及び、摩擦材３に間隔Ｌ／６、Ｌ／２、２Ｌ／３の平行な溝５をそれぞれ設けた場合の結果を示す。各々の場合について、ブレーキパッド１の外周及び内周の湾曲量を計測した結果が示されている。ここで、ハッチングで示されたシミュレーションによる解析結果については、外周及び内周の湾曲量の差がほとんど表れていない。これは、簡易形状モデルを用いたものであることによる。従って、内外周の湾曲量の差については、白抜きで示された実機による計測結果を参照する。 FIG. 4 shows a groove 5 in the friction material 3 as a comparative example in addition to the present embodiment described in FIG. 1 (the distance between the outer peripheral edge points 6 is L / 6 with respect to the length L in the longitudinal direction of the friction material 3). The results are shown when there is no groove and when the parallel grooves 5 with intervals L / 6, L / 2, and 2L / 3 are provided in the friction material 3, respectively. In each case, the results of measuring the amount of bending of the outer periphery and inner periphery of the brake pad 1 are shown. Here, in the analysis result by the simulation indicated by hatching, the difference in the amount of bending between the outer periphery and the inner periphery hardly appears. This is because a simple shape model is used. Therefore, for the difference in the amount of bending between the inner and outer circumferences, reference is made to the measurement results obtained by the actual machine shown in white.
図４から明らかなように、溝５が平行である場合には、溝５が無い場合に対して、それぞれの間隔においてブレーキパッド１の湾曲を抑制することができる。しかし、内周と外周の湾曲量の差は溝５が無い場合と比較して同等もしくは悪化する。一方、図１で説明した本実施形態のように、外周縁端点６の間隔をＬ／６とし、溝５が内周縁端点７で一点に交わる略Ｖ字の形状を取ることで、ブレーキパッド１の湾曲を抑制し、且つ内外周での湾曲量の差についても抑制することができる。これは、Ｖ字形状によって内周、外周のそれぞれの部位に発生する膨張の力を効果的に分散させているからである。その結果、面圧の不均一化を防ぐことができる。これにより、鳴きや異音、ジャダーの抑制につながる。 As is clear from FIG. 4, when the grooves 5 are parallel, the bending of the brake pad 1 can be suppressed at each interval compared to the case where the grooves 5 are not present. However, the difference in the amount of curvature between the inner periphery and the outer periphery is equal or worse than that in the case where there is no groove 5. On the other hand, as in the present embodiment described with reference to FIG. 1, the interval between the outer peripheral edge points 6 is set to L / 6, and the groove 5 takes a substantially V shape where the inner peripheral edge point 7 intersects at one point. And the difference in the amount of bending at the inner and outer circumferences can also be suppressed. This is because the expansion force generated at the inner and outer portions is effectively dispersed by the V-shape. As a result, nonuniform surface pressure can be prevented. This leads to suppression of noise, abnormal noise, and judder.
続いて、ブレーキパッド１の摩擦材３の溝５の深さについて実験的に検証した結果を説明する。図５は、溝５の深さによる湾曲への影響についてみるために、摩擦材３の厚さをＴとして、溝５の深さを０（溝無し）からＴ／５、２Ｔ／５、３Ｔ／５、４Ｔ／５、５Ｔ／５と変えて、その湾曲量を測定した結果を示す。溝５の深さによる効果を確認するために、摩擦材３の長手方向の中心に垂直に幅２ｍｍの一本の溝５を設け、外周及び内周の湾曲量を測定した。 Subsequently, a result of experimental verification of the depth of the groove 5 of the friction material 3 of the brake pad 1 will be described. FIG. 5 shows the effect of the depth of the groove 5 on the curvature, where the thickness of the friction material 3 is T, and the depth of the groove 5 is from 0 (no groove) to T / 5, 2T / 5, 3T. / 5, 4T / 5, and 5T / 5, the results of measuring the amount of bending are shown. In order to confirm the effect of the depth of the groove 5, a single groove 5 having a width of 2 mm was provided perpendicularly to the center in the longitudinal direction of the friction material 3, and the bending amounts of the outer periphery and the inner periphery were measured.
図５から明らかなように、溝５を深くするほど湾曲が抑制されていることがわかる。これは、摩擦材３における溝５の達していない部分において、膨張の力が分散する場所が摩擦材周縁側のみとなるために、溝５の達していない部分において、溝５の無いブレーキパッド１と同様にして、線膨張係数の違いによる湾曲が生じることによる。その結果、溝５が深いほど湾曲量は減少し、特に、溝５の深さは摩擦材３の摩擦面から４Ｔ／５以上の深さであることが好ましい。 As is clear from FIG. 5, it is understood that the curvature is suppressed as the groove 5 is deepened. This is because, in the portion where the groove 5 does not reach in the friction material 3, the place where the expansion force is dispersed is only on the peripheral side of the friction material. Therefore, in the portion where the groove 5 does not reach, the brake pad 1 without the groove 5. In the same manner as above, the bending due to the difference in linear expansion coefficient occurs. As a result, as the groove 5 becomes deeper, the amount of bending decreases. In particular, the depth of the groove 5 is preferably 4T / 5 or more from the friction surface of the friction material 3.
次に、本実施形態の作用、効果についてまとめる。ディスクブレーキは、制動力発生時に運動エネルギーが熱エネルギーに変換され、摩擦熱が発生する。その際、裏板と摩擦材の線膨張係数の違いにより発生する膨張の力の差によってブレーキパッドが湾曲する現象（熱反り）があった。また、略扇形の形状を有しているブレーキパッドの場合、熱によりブレーキパッドに湾曲が生じた際に、ブレーキパッド内周側がブレーキパッド外周側と比較して湾曲する。この問題を解決しようと、本実施形態においてブレーキパッド１の湾曲を抑制し、且つ内外周での湾曲量の差を無くすための溝５の配置について、摩擦材３に各種の溝５を設けて実験的に検証した。その結果、溝５が２本の平行な溝であると、湾曲は抑制されるがブレーキパッド１の内周及び外周の湾曲量の差は溝５が無い場合と比較して同等もしくは悪化し、面圧が不均一になる。これは、ブレーキパッド１（摩擦材３）が略扇形の形状を有している場合、湾曲した際に内周が外周と比較して、曲がり方が大きくなるという扇形の形態的特徴に主として起因するものである。すなわち、従来のブレーキパッドでは十分に摩擦材の内周及び外周の湾曲量の差に対応することができず、ブレーキパッドが湾曲し、面圧が不均衡となる結果、ブレーキの鳴きや異音、ジャダーを引き起こしていた。 Next, actions and effects of this embodiment will be summarized. In the disc brake, kinetic energy is converted into thermal energy when braking force is generated, and frictional heat is generated. At that time, there was a phenomenon (thermal warping) in which the brake pad was bent due to a difference in expansion force generated by a difference in linear expansion coefficient between the back plate and the friction material. In the case of a brake pad having a substantially sector shape, when the brake pad is bent by heat, the inner peripheral side of the brake pad is bent compared to the outer peripheral side of the brake pad. In order to solve this problem, in the present embodiment, various grooves 5 are provided in the friction material 3 with respect to the arrangement of the grooves 5 for suppressing the bending of the brake pad 1 and eliminating the difference in the amount of bending at the inner and outer circumferences. Experimentally verified. As a result, if the groove 5 is two parallel grooves, the bending is suppressed, but the difference in the amount of bending between the inner periphery and the outer periphery of the brake pad 1 is equal to or worse than that without the groove 5, The surface pressure becomes uneven. This is mainly due to the fan-shaped morphological feature that, when the brake pad 1 (friction material 3) has a substantially fan-shaped shape, the inner periphery is bent more than the outer periphery when it is curved. To do. That is, the conventional brake pad cannot sufficiently cope with the difference between the bending amount of the inner and outer periphery of the friction material, and the brake pad is bent and the surface pressure becomes unbalanced. Was causing judder.
しかし、本実施形態では制動時に発生する熱によってブレーキパッド１に湾曲が発生しても、中心線８に対して左右対称な２本の溝５を、摩擦材３の外周縁から内周縁に進むに連れて互いに接近するように持つことで、内周及び外周の湾曲量の差を抑え、面圧を均一化することができる。特に、溝５の形状を両溝５が内周縁端点７で一点に交わるＶ字の形状とし、外周縁端点６の間隔を摩擦材３の長手方向の寸法Ｌに対してＬ／６とした時にその効果は顕著に現れる。その効果は、溝５の無いときに比べると、熱による湾曲量を約７０％低減し、かつ内周及び外周の湾曲量の差を約８０％低減することができる（図４参照）。すなわち、２本の溝５が略Ｖ字形状を構成することで、より確実にブレーキパッド１の湾曲及び内周、外周の湾曲量の差を抑えることができ、面圧を均一化する結果、ブレーキの鳴きや異音、振動によるジャダーを抑制することができる。 However, in this embodiment, even if the brake pad 1 is curved due to heat generated during braking, the two grooves 5 that are symmetrical with respect to the center line 8 are advanced from the outer peripheral edge of the friction material 3 to the inner peripheral edge. Accordingly, the difference in the amount of bending between the inner periphery and the outer periphery can be suppressed, and the surface pressure can be made uniform. In particular, when the groove 5 has a V shape where both grooves 5 intersect at one point at the inner peripheral edge point 7 and the interval between the outer peripheral edge points 6 is L / 6 with respect to the longitudinal dimension L of the friction material 3. The effect is prominent. The effect is that the amount of bending due to heat can be reduced by about 70% and the difference in the amount of bending between the inner periphery and the outer periphery can be reduced by about 80% compared to the case without the groove 5 (see FIG. 4). That is, as the two grooves 5 are formed in a substantially V shape, it is possible to more reliably suppress the difference in the amount of curvature of the brake pad 1 and the curvature of the inner and outer circumferences, and uniformizing the surface pressure. It is possible to suppress judder due to brake noise, abnormal noise, and vibration.
＜その他の実施形態の説明＞
図６を参照して他の実施形態のブレーキパッド１について説明する。前述した実施形態においては、内周縁端点７の間隔がゼロ、すなわち２本の溝５が内周縁端点７で一点に交わり略Ｖ字形状を構成する場合を説明した。しかし、本発明において、２本の溝５が略Ｖ字形状を構成することは必須ではない。外周縁端点６の間隔が摩擦材３の長手方向の寸法Ｌに対してＬ／２よりも小さく、かつ２本の溝５が外周縁から内周縁に進むに連れて互いに接近し、その間隔が外周縁から内周縁に進むに連れ小さくなっていればよい。
<Description of other embodiments>
With reference to FIG. 6, the brake pad 1 of other embodiment is demonstrated. In the above-described embodiment, the case where the interval between the inner peripheral edge points 7 is zero, that is, the two grooves 5 intersect at one point at the inner peripheral edge point 7 to form a substantially V shape has been described. However, in the present invention, it is not essential that the two grooves 5 form a substantially V shape. The distance between the outer peripheral edge points 6 is smaller than L / 2 with respect to the dimension L in the longitudinal direction of the friction material 3, and the two grooves 5 approach each other as they move from the outer peripheral edge to the inner peripheral edge. What is necessary is just to become small as it progresses from an outer periphery to an inner periphery.
従って、例えば、図６に示すように、２本の溝５が交わらず、各内周縁端点７が離れていてもよい。図６に示す実施形態によっても、熱による膨張によって摩擦材にかかる膨張の力を分散させることができる。図６において、２本の溝５は摩擦材３及び裏板２の湾曲を抑制し、且つ摩擦材３の内周及び外周における湾曲量の差を抑える。そのため、ブレーキパッド１の面圧を均一化し、ブレーキの鳴きや異音、振動によるジャダーを抑制することができる。 Therefore, for example, as shown in FIG. 6, the inner peripheral edge points 7 may be separated without the two grooves 5 intersecting. Also in the embodiment shown in FIG. 6, the expansion force applied to the friction material by the expansion due to heat can be dispersed. In FIG. 6, the two grooves 5 suppress the bending of the friction material 3 and the back plate 2, and suppress the difference in bending amount between the inner periphery and the outer periphery of the friction material 3. Therefore, the surface pressure of the brake pad 1 can be made uniform, and judder due to brake noise, abnormal noise, and vibration can be suppressed.
１ ブレーキパッド、２ 裏板、３ 摩擦材、４ 押圧部、５ 溝、６ 外周縁端点、７ 内周縁端点、８ 中心線、Ａ 中心点 1 Brake pad, 2 Back plate, 3 Friction material, 4 Pressing part, 5 Groove, 6 Outer peripheral edge point, 7 Inner peripheral edge point, 8 Center line, A Center point
Claims (7)
前記摩擦材は、
前記ディスクロータと当接する摩擦面に２本の溝を有し、
２本の該溝は、
各溝と前記摩擦材の外周縁との交点であり、前記摩擦材の長手方向の寸法をＬとしたとき、互いの間隔がＬ／２よりも小さい外周縁端点と、
各溝と前記摩擦材の内周縁との交点である内周縁端点と、を有し、
前記外周縁端点から前記内周縁端点に進むに連れて互いに接近することを特徴とするブレーキパッド。 In a substantially sector brake pad having a friction material in contact with the disk rotor, and a back plate that has a linear expansion coefficient different from that of the friction material and supports the friction material and receives pressure by the pressing portion,
The friction material is
Having two grooves on the friction surface in contact with the disk rotor;
The two grooves are
It is an intersection of each groove and the outer peripheral edge of the friction material, and when the dimension in the longitudinal direction of the friction material is L, the outer peripheral edge point whose distance from each other is smaller than L / 2,
An inner peripheral edge point that is an intersection of each groove and the inner peripheral edge of the friction material,
Brake pads that approach each other as they proceed from the outer peripheral edge point to the inner peripheral edge point.
前記押圧部の押力の中心点から等距離に前記外周縁端点を有することを特徴とする請求項１に記載のブレーキパッド。 The two grooves are
2. The brake pad according to claim 1, wherein the outer peripheral edge point is equidistant from a center point of the pressing force of the pressing portion.
２点の前記外周縁端点を結ぶ線分の垂直二等分線を中心線とし、該中心線に対して左右対称に２本の前記溝を有することを特徴とする請求項２に記載のブレーキパッド。 The friction material is
3. The brake according to claim 2, wherein a vertical bisector of a line segment connecting the two outer peripheral end points is a center line, and the two grooves are symmetric with respect to the center line. 4. pad.
前記押圧部の押力の中心点を通りブレーキパッド長手方向に対して直交する線を中心線とし、該中心線に対して左右対称に前記外周縁端点及び内周縁端点を結んだ直線上に２本の前記溝を有することを特徴とする請求項１に記載のブレーキパッド。 The friction material is
A line passing through the center point of the pressing force of the pressing portion and orthogonal to the longitudinal direction of the brake pad is defined as a center line, and 2 on a straight line connecting the outer peripheral edge point and the inner peripheral edge point symmetrically with respect to the center line. The brake pad according to claim 1, wherein the brake pad has a groove.
前記内周縁端点で一点に交わることを特徴とする請求項３又は４に記載のブレーキパッド。 The two grooves are
The brake pad according to claim 3, wherein the brake pad intersects at one point at the inner peripheral edge point.
前記摩擦材の厚さをＴとしたとき、前記摩擦材の前記摩擦面から４Ｔ／５以上の深さであることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のブレーキパッド。 The two grooves are
The brake pad according to any one of claims 1 to 6, wherein when the thickness of the friction material is T, the depth is 4T / 5 or more from the friction surface of the friction material.
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