JP3894629B2

JP3894629B2 - ディスクブレーキ用ディスクロータ

Info

Publication number: JP3894629B2
Application number: JP28985097A
Authority: JP
Inventors: 雄士半田
Original assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Priority date: 1997-10-22
Filing date: 1997-10-22
Publication date: 2007-03-22
Anticipated expiration: 2017-10-22
Also published as: JPH11125283A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車、自動二輪車等に装備されるディスクブレーキに用いるディスクロータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のディスクロータは、全体を鋳鉄製としたもの（例えば、特開平４−１５３２８号公報参照）や、軽金属又は軽合金鋳物からなるディスクロータ本体の表面に、その表面より常時突出する金属製摩擦部材を埋設してなるもの（特開昭５８−１５２９４５号公報参照）が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の何れのものも、早朝時など、車両の発進直後の制動時に、ディスクロータの摩擦面に付着した水分による効力異常（モーニングエフェクト）や鳴きが生ずることがある。特に、ディスクロータの摩擦面に圧接する摩擦パッドの低温時（５０°Ｃ以下）では、パッド成分が溶けず、ディスクロータの摩擦面への移着が少ないため、制動効力が低下することがある。
【０００４】
本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたもので、低温から異常高温の広範な温度領域において常に正常な制動効力を発揮すると共に、鳴きの発生を防止し得る、ディスクブレーキ用ディスクロータを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、金属製のディスクロータ本体の、摩擦パッドが摺擦する摩擦面に保持孔を開口し、この保持孔に、ディスクロータ本体に比して熱膨張率が小であり、且つ摩擦係数が大である摩擦部材を保持させ、この摩擦部材を、これがディスクロータ本体の低温時にはその摩擦面より突出し、通常使用温度時にはディスクロータ本体の摩擦面と略面一となり、異常高温時にはディスクロータ本体の摩擦面に没入するように構成して、低温での制動時には、摩擦パッドが摩擦部材に摺擦し、通常使用温度での制動時には、摩擦パッドがディスクロータ本体の摩擦面及び摩擦部材に摺擦し、異常高温での制動時には、摩擦パッドがディスクロータ本体の摩擦面のみと摺擦するようにしたことを第１の特徴とする。
【０００６】
而して、ディスクロータ本体の低温状態（５０°Ｃ未満）では、ディスクロータ本体と摩擦部材との熱膨脹率の差により、摩擦部材は、ディスクロータ本体の摩擦面から所定量突出した状態となるので、制動時、摩擦パッドは摩擦部材との摺擦となる。この摩擦部材は、ディスクロータ本体の摩擦面よりも摩擦係数が大であるから、早朝時など、その表面に水分が付着していても、比較的安定した摩擦特性を発揮することができ、したがって、ディスクロータ本体の摩擦面に付着した水分に起因する効力異常や鳴きの発生を防ぐことができる。
【０００７】
ディスクロータ本体の通常使用温度状態（５０〜２００°Ｃ未満）では、ディスクロータ本体が摩擦部材より大きく熱膨脹することにより、その摩擦面と摩擦部材の表面とが略面一となる。その結果、摩擦パッドはディスクロータ本体と摩擦部材との摺擦となり、通常通りの制動効力を発揮することができる。しかも、摩擦部材はディスクロータ本体により過剰摩耗が阻止される。
【０００８】
ディスクロータ本体の異常高温状態（２００°Ｃ以上）では、ディスクロータ本体の更なる熱膨脹により、摩擦部材の表面は、ディスクロータ本体の保持孔内に没入するため、摩擦パッドはディスクロータ本体の摩擦面のみとの摺擦となる。その結果、保持孔の開口縁により摩擦パッドの摩擦面の引っ掻き作用により、該摩擦面を正常に保ち、フェード現象による制動効力の低下を回避することができる。その上、摩擦部材を高温摩擦より保護することができる。
【０００９】
また本発明は、上記特徴に加えて、前記摩擦部材を、フェノール樹脂を基材として成形したことを第２の特徴とする。
【００１０】
而して、フェノール樹脂を基材とした摩擦部材は、その比重が金属製のディスクロータ本体より遙かに小さいから、この摩擦部材をディスクロータ本体に多数埋設することにより、ディスクロータの軽量化を図ることができる。しかも、この摩擦部材は、ディスクロータ本体と固有振動数を異にするので、制動時、ディスクロータ本体に対する制振効果を発揮することができる。
【００１１】
さらに本発明は、第１の特徴に加えて、前記保持孔を、これがディスクロータ本体を貫通してその両摩擦面に等しく開口するように形成すると共に、この保持孔の内周面に係止溝を設け、前記摩擦部材を、これが前記係止溝に入り込むように前記保持孔に充填したことを第３の特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、添付図面に示す本発明の実施例に基づいて以下に説明する。
【００１３】
先ず、図１ないし図５により本発明の第１実施例について説明する。
【００１４】
図１は車両用ディスクブレーキの平面図、図２は図１の２−２線断面図、図３はディスクロータの低温状態での縦断面図、図４はディスクロータの通常温度状態での縦断面図、図５ディスクロータの高温状態での縦断面図である。
【００１５】
図１及び図２において、キャリパボディＣａは、図示しない車輪と共に回転するディスクロータＤを間に置いて対向する左右一対の第１及び第２腕部１₁，１₂と、ディスクロータＤを跨いで両腕部１₁，１₂の両端同士を一体に連結する前後一対の第１及び第２ブリッジ部２₁，２₂とからなっている。その第１腕部１₁には、ディスクロータＤの中心側へ延出する支持腕４が一体に形成されており、この腕部４が車輪支持部材（図示せず）にボルトで固着される。
【００１６】
両ブリッジ部２₁，２₂間には窓孔３が画成され、この窓孔３を通して第１及び第２摩擦パッドＰ₁，Ｐ₂が第１及び第２腕１₁，１₂とディスクロータＤとの各間に挿入される。これら摩擦パッドＰ₁，Ｐ₂の各裏板５の前後両端を支承するトルク支承部６ａ，６ｂが両腕部１₁，１₂にそれぞれ設けられる。また両腕部１₁，１₂の上面には、ピン孔８を有するボス７₁，７₂が突設され、またこれらに対応して両摩擦パッドＰ₁，Ｐ₂の各裏板５にもピン孔１０を有するボス９が形成されており、これらボス７₁，７₂，９のピン孔８，１０に挿通されるハンガーピン１１により、摩擦パッドＰ₁，Ｐ₂はディスクロータＤの軸方向へ摺動自在に支持される。ハンガーピン１１は、その一端に形成された膨大頭部１１ａと、他端に装着される割ピン１２とにより上記ピン孔８，１０からの抜止めが図られる。
【００１７】
第１及び第２腕部１₁，１₂には、ディスクロータＤの周方向に並ぶ各一対の第１及び第２油圧シリンダ１４₁，１４₁；１４₂，１４₂が各腕部１₁，１₂の内側面に開口するように設けられ、これらに第１及び第２摩擦パッドＰ₁，Ｐ₂の各裏板５を押圧し得る第１及び第２ピストン１５₁，１５₁；１５₂，１５₂がそれぞれ摺動自在に装着される。対をなす油圧シリンダ１４₁，１４₁；１４₂，１４₂は、それらの底部において連通孔１８を介してそれぞれ互いに連通される。また第１ブリッジ部２₁側の第１及び第２油圧シリンダの１４₁，１４₂は、第１ブリッジ部２₁に穿設された連通油路２２を介して互いに連通される。
【００１８】
キャリパボディＣａは、第１及び第２ブリッジ部２₁，２₂の中央部でディスクロータＤの回転面と平行な分割面２０をもって、第１腕部１₁側の第１キャリパ半体Ｃ₁と第２腕部１₂側の第２キャリパ半体Ｃ₂とに分割される。そして、両キャリパ半体Ｃ₁，Ｃ₂は、第１及び第２ブリッジ２₁，２₂において分割面２０を貫通する第１及び第２連結ボルト２１₁，２１₂により互いに結合される。こうしてブレーキキャリパＣが構成される。
【００１９】
また両キャリパ半体Ｃ₁には、油圧シリンダ１４₁に連なる入力ポート２３が設けられ、これに図示しないマスタシリンダの出力ポートから延出する油圧導管が接続される。
【００２０】
図２ないし図５に示すように、ディスクロータＤは、図示しない車輪に固着される取付けボス部２５ａと、前記第１及び第２摩擦パッドＰ₁，Ｐ₂間に挿入されるディスク部２５ｂとを一体に鋳造してなる鋳鉄製のディスクロータ本体２５を備え、そのディスク部２５ｂの左右両摩擦面２６，２６は、第１及び第２摩擦パッドＰ₁，Ｐ₂と摺擦するようになっている。そのディスク部２５ｂには、それを軸方向に貫通する多数の保持孔２７が穿設される。これら保持孔２７は、ディスク部２５ｂの半径線に対し適当角度傾斜した多数の線上に沿って複数宛（図示例では３個宛）配列される。またこれら保持孔２７は、その内周面に環状の係止溝２７ａを持っている。そして各保持孔２７には、それを充填するようにして、摩擦部材２８が保持され、その一部が前記係止溝２７ａに入り込むことにより、摩擦部材２８の保持孔２７からの離脱が阻止される。
【００２１】
各摩擦部材２８は、基材であるフェノール樹脂に、少なくともアラミドファイバ、セラミックファイバ、金属ファイバを配合してなる摩擦材に、少なくとも硫酸バリウム、水酸化カルシウム、カシュウダストを含む充填材を複合して成形したものであって、その熱膨脹率は、ディスクロータ本体２５のそれより小さく設定される。而して、各摩擦部材２８は、ディスク部２５ｂの低温時（５０°Ｃ未満）には、その摩擦面２６より突出し、通常使用温度時（５０〜２００°Ｃ未満）には、ディスク部２５ｂの摩擦面２６と略面一となり、異常高温時（２００°Ｃ以上）には、ディスク部２５ｂの摩擦面２６に没入するようになっているディスク部２５ｂの低温時、その摩擦面２６からの摩擦部材２８の突出量は、３０〜５０μｍと設定することが望ましい。
【００２２】
次に、この実施例の作用について説明する。
【００２３】
図示しないマスタシリンダを作動してブレーキキャリパＣの入力ポート２３に油圧を供給すると、その油圧は第１油圧シリンダ１４₁，１４₁に伝達すると同時に、連通油路２２を経て第２油圧シリンダ１４₁，１４₂にも伝達し、第１及び第２ピストン１５₁，１５₁；１５₂，１５₂を前進させて第１及び第２摩擦パッドＰ₁，Ｐ₂を、図示しない車輪と共に回転するディスクロータＤに圧接させるので、その間に生じる摩擦力によりディスクロータＤ、したがって車輪を制動することができる。
【００２４】
ところで、ディスクロータ本体２５のディスク部２５ｂの低温時（５０°Ｃ未満）では、前述のディスクロータ本体２５と摩擦部材２８との熱膨脹率の差により、摩擦部材２８は、ディスク部２５ｂの摩擦面から所定量突出した状態となるので、制動時、摩擦パッドＰ₁，Ｐ₂は摩擦部材２８との摺擦となる。この摩擦部材２８は、鋳鉄製ディスクロータ本体２５の摩擦面２６よりも摩擦係数が大であるから、早朝時など、その表面に水分が付着していても、比較的安定した摩擦特性を発揮することができ、したがって、ディスク部２５ｂの摩擦面に付着した水分に起因する効力異常や鳴きの発生を防ぐことができる。
【００２５】
制動の繰返しにより、ディスクロータ本体２５のディスク部２５ｂが通常使用温度（５０〜２００°Ｃ未満）まで昇温すると、ディスク部２５ｂが摩擦部材２８より大きく熱膨脹することにより、その摩擦面２６と摩擦部材２８の表面とが略面一となる。その結果、摩擦パッドＰ₁，Ｐ₂はディスク部２５ｂと摩擦部材２８との摺擦となり、通常通りの制動効力を発揮することができる。しかも、摩擦部材２８はディスク部２５ｂにより過剰摩耗が阻止されるので、その耐久性を維持することができる。
【００２６】
ディスクロータ本体２５のディスク部２５ｂが異常高温（２００°Ｃ以上）の状態まで更に昇温すると、ディスク部２５ｂの更なる熱膨脹により、摩擦部材２８の表面は、ディスク部２５ｂの保持孔２７に没入して、その摩擦面２６より低くなるため、摩擦パッドＰ₁，Ｐ₂はディスク部２５ｂの摩擦面２６のみとの摺擦となる。その結果、保持孔２７の開口縁により摩擦パッドＰ₁，Ｐ₂の摩擦面の引っ掻き作用により、該摩擦面を正常に保ち、フェード現象による制動効力の低下を回避することができる。その上、摩擦部材２８を高温摩擦より保護して、その耐久性を維持することができる。
【００２７】
また、摩擦部材２８はフェノール樹脂を基材としたもので、その比重はディスクロータ本体２５のそれより遙かに小さいから、この摩擦部材２８をディスク部２５ｂに多数埋設することにより、ディスクロータＤの軽量化に大いに寄与し得る。さらに、この摩擦部材２８は、ディスクロータ本体２５と固有振動数を異にするので、制動時、ディスクロータ本体２５に対する制振効果を発揮することができ、これによって鳴きの防止を更に図ることができる。
【００２８】
図６は、本発明の第２実施例を示すもので、ディスク部２５ｂに形成される保持孔２７を、ディスク部２５ｂの周方向に延びる長孔とし、これに同形の摩擦部材２８を嵌合保持させた点を除けば、前実施例と同様の構成であり、図中、前実施例との対応部には、同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
【００２９】
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、ディスク部２５ｂの各摩擦面２６に、保持孔２７としての凹部を形成し、これに摩擦部材２８を嵌合保持させることもできる。また本発明は、ブレーキキャリパを車輪支持部材に摺動自在に取付けた反力式ディスクブレーキに適用し得ることは勿論である。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明の第１の特徴によれば、金属製のディスクロータ本体の、摩擦パッドが摺擦する摩擦面に保持孔を開口し、この保持孔に、ディスクロータ本体に比して熱膨張率が小であり、且つ摩擦係数が大である摩擦部材を保持させ、この摩擦部材を、これがディスクロータ本体の低温時にはその摩擦面より突出し、通常使用温度時にはディスクロータ本体の摩擦面と略面一となり、異常高温時にはディスクロータ本体の摩擦面に没入するように構成して、低温での制動時には、摩擦パッドが摩擦部材に摺擦し、通常使用温度での制動時には、摩擦パッドがディスクロータ本体の摩擦面及び摩擦部材に摺擦し、異常高温での制動時には、摩擦パッドがディスクロータ本体の摩擦面のみと摺擦するようにしたので、ディスクロータ本体の低温状態での制動時には、摩擦パッドが摩擦係数の大なる摩擦部材との摺擦となり、早朝時など、その表面に水分が付着していても、比較的安定した摩擦特性を発揮して、効力異常や鳴きの発生を防ぐことができる。またディスクロータ本体の通常使用温度時には、ディスクロータ本体の摩擦面と摩擦部材の表面とが略面一となることにより、摩擦パッドがディスクロータ本体及び摩擦部材の両者との摺擦となり、通常通りの制動効力を発揮することができ、しかも、摩擦部材の過剰摩耗をディスクロータ本体の摩擦面により阻止し、その耐久性を維持することができる。さらに、ディスクロータ本体の異常高温時には、摩擦部材の表面が、ディスクロータ本体の保持孔内に没入することにより、保持孔の開口縁による摩擦パッドの摩擦面の引っ掻き作用により、該摩擦面を正常に保ち、フェード現象による制動効力の低下を回避することができる。その上、摩擦部材を高温摩擦より保護して、その耐久性を維持することができる。
【００３１】
また本発明の第２の特徴によれば、前記摩擦部材を、フェノール樹脂を基材として成形したので、摩擦部材の比重は金属製のディスクロータ本体より遙かに小さく、これをディスクロータ本体に多数埋設することにより、ディスクロータの軽量化を図ることができる。しかも、この摩擦部材は、ディスクロータ本体と固有振動数を異にするので、制動時、ディスクロータ本体に対する制振効果を発揮して、鳴きの防止を更に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係るディスクロータを備えたディスクブレーキの一部縦断平面図。
【図２】図１の２−２線断面図。
【図３】図２の３−３線断面図で、ディスクロータの低温状態を示す。
【図４】図３と同様の断面図で、ディスクロータの通常使用温度状態を示す。
【図５】図３と同様の断面図で、ディスクロータの異常高温状態を示す。
【図６】本発明の第２実施例に係るディスクロータを備えたディスクブレーキの一部縦断平面図。
【符号の説明】
Ｄ・・・・・ディスクロータ
Ｐ₁，Ｐ₂・・・摩擦パッド
２５・・・・ディスクロータ本体
２６・・・・摩擦面
２７・・・・保持孔
２８・・・・摩擦部材

Claims

金属製のディスクロータ本体（２５）の、摩擦パッド（Ｐ₁，Ｐ₂）が摺擦する摩擦面（２６）に保持孔（２７）を開口し、この保持孔（２７）に、ディスクロータ本体（２５）に比して熱膨張率が小であり、且つ摩擦係数が大である摩擦部材（２８）を保持させ、この摩擦部材（２８）を、これがディスクロータ本体（２５）の低温時にはその摩擦面（２６）より突出し、通常使用温度時にはディスクロータ本体（２５）の摩擦面と略面一となり、異常高温時にはディスクロータ本体（２５）の摩擦面（２６）に没入するように構成して、低温での制動時には、摩擦パッド（Ｐ ₁ ，Ｐ ₂ ）が摩擦部材（２８）に摺擦し、通常使用温度での制動時には、摩擦パッド（Ｐ ₁ ，Ｐ ₂ ）がディスクロータ本体（２５）の摩擦面（２６）及び摩擦部材（２８）に摺擦し、異常高温での制動時には、摩擦パッド（Ｐ ₁ ，Ｐ ₂ ）がディスクロータ本体（２５）の摩擦面（２６）のみと摺擦するようにしたことを特徴とする、ディスクブレーキ用ディスクロータ。
請求項１記載のものにおいて、
前記摩擦部材（２８）を、フェノール樹脂を基材として成形したことを特徴とする、ディスクブレーキ用ディスクロータ。
請求項１記載のものにおいて、
前記保持孔（２７）を、これがディスクロータ本体（２５）を貫通してその両摩擦面（２６）に等しく開口するように形成すると共に、この保持孔（２７）の内周面に係止溝（２７ａ）を設け、前記摩擦部材（２８）を、これが前記係止溝（２７ａ）に入り込むように前記保持孔（２７）に充填したことを特徴とする、ディスクブレーキ用ディスクロータ。