JPH0158370B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はデイスクブレーキ、詳しくは、デイス
クロータの防錆効果を改善しつつその作動特性を
改良したデイスクブレーキに関する。

（従来技術） 一般に、自動車その他の車両が海外へ輸出され
るときは、船舶により輸出相手国に輸送さること
が多い。この場合、工場で出来上がつた車両はま
ず積出港近くの置場に保管され、次に輸送船舶に
船積されて輸出相手国迄航海を続け、さらに相手
国の積上港近くの置き場に再び保管され、それか
ら相手国のユーザーに引き渡されることになる。

しかしながら、このような車両がデイスクブレ
ーキを採用している場合、そのデイスクブレーキ
のデイスクロータは通常鉄系材料により形成され
ていること、積出港近くの置き場の空気は多量の
塩分を含んでいること、輸送船舶内は高温多湿で
ある場合が多いこと、さらに積出港および積上港
近くの置き場での保管期間および相手国までの航
海期間の合計がまれに予期せざる外的要因により
場合によつては数ケ月に及ぶこと等のために、前
記デイスクロータは錆を発生することがある。こ
のような従来のデイスクブレーキとしては、「ニ
ツサンローレルサービス周報」第162頁（昭和55
年11月、日産自動車株式会社発行、第429号）に
記載されたものがある。デイスクロータに錆が発
生した場合、デイスクロータの裏表のパツドに近
接する部分とその他の部分とでは錆の程度が異な
る。このようにデイスクロータに程度の異なる錆
が発生すると、車両を走行させてデイスクブレー
キを作動させた場合に制動トルクのトルク変動を
生ずる。これはジヤダー現象と呼ばれ、乗員の円
滑な制動感覚を阻害する好ましくない現象であ
る。このような錆の発生に対しては、デイスクロ
ータの表面に通常の車体塗装の下地に防錆用に用
いられるリン酸塩を主体とする化合物層を形成す
ることが考えられる。

しかしながら、デイスクロータの表面にこのよ
うな化合物層を形成しただけでは、パツドでデイ
スクロータを挾圧して摺接した際にこの化合物が
粉末となつて脱落し、この粉末がパツドとデイス
クロータとの間に挾持されるため、オフライン後
の初期制動（約50回前後）で摩擦係数μの低下が
甚だしかつたり、あるいはその低下後に所定の基
準摩擦係数μに回復するまでの制動回数が著しく
大きくなつていまうおそれがある。そして、防錆
目的を完了してユーザーに車両が渡るときまでに
所定の制動機能を回復することができないおそれ
があつた。

（発明の目的） そこで本発明は、デイスクロータの表面にリン
酸塩を主体とする化合物層を形成するとともに、
パツドの表面にパツドがデイスクロータを挾圧す
る際にデイスクロータの表面から脱落した前記化
合物の粉末が一時集積するような溝筋を形成し、
この溝筋の軌道を前記パツドがデイスクロータを
挾圧する際にこの溝筋から前記粉末が排出し易く
して前記デイスクロータとパツドとの間の摩擦係
数を低下せしめないような方向に形成することに
より、保管期間中等における錆の発生を防止して
前記ジヤダー現象を防止することともに、オフラ
イン後の初期制動で摩擦係数μの低下が少ないこ
と、その低下した摩擦係数μが所定の基準値に回
復するまでに必要とする制動回数が少ないこと、
防錆目的を完了してユーザーに車両が渡るときま
でに所定の制動機能を回復できること、等を目的
とする。

（発明の構成） 本発明に係るデイスクブレーキは、車輪側部材
に固定され鉄系材料により形成されたデイスクロ
ータと、車体側部材に係合し前記デイスクロータ
を挾圧することにより前記車輪を制動する一対の
パツドと、を備え、前記デイスクロータの表面に
リン酸塩例えばFe−Me−Ｐ系を主体とする化合
物層を形成し、前記パツドの表面にパツドがデイ
スクロータを挾圧する際にデイスクロータの表面
から脱落した前記化合物の粉末が一時集積するよ
うな溝筋を形成し、この溝筋の軌道を前記パツド
がデイスクロータを挾圧する際にこの溝筋から前
記粉末が排出し易くして前記デイスクロータとパ
ツドとの間の摩擦係数を低下せしめないような方
向に形成したことを構成としている。

このような構成すなわち技術的手段によれば、
デイスクロータの表面にリン酸塩を主体とする化
合物層を形成したために、車両の保管期間中にお
けるデイスクロータの錆の発生を防止して前記ジ
ヤダー現象を防止することができる。また、パツ
ドの表面に前記溝筋を形成したため、デイスクロ
ータから脱落した前記化合物の粉末をその溝筋内
に一時集積させた後外部へ排出させることができ
る。このように、前記粉末がデイスクロータとパ
ツドとの間に挾持されて（こびりついて）その相
互間の摩擦係数を低下させることを防止できるた
め、前記の（発明の目的）に記載したジヤダー現
象の防止以外の目的を達成することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。第１図、第２図は、本発明に係るデイスクブ
レーキの一実施例を示す図である。

まず、構成を説明すると、第１図において、１
はデイスクブレーキであり、２は図外の車輪側部
材に固定されて図中下方にその軸線を有し、鉄系
材料により形成されたデイスクロータである。デ
イスクロータ２の裏面両側の摺動面２ａの近傍に
は一対のパツド３が配置されている。パツド３の
一方はキヤリパ４の一端部に形成された液圧手段
５を構成するピストン７のデイスクロータ２側端
に固定されており、パツド３の他方はキヤリパ４
の他端部に形成されたアーム８に係合支持されて
いる。キヤリパ４は図外の車体に係合支持されて
おり、デイスクブレーキ１が作動していないとき
には一対のパツド３がデイスクロータ２の摺動面
２ａと略等間隔で離隔し、デイスクブレーキ１が
作動しているときには一対のパツド３が摺動面２
ａに等圧力で当接してデイスクロータ２を挾圧で
きるようになつている。一対のパツド３がデイス
クロータ２を挾圧することにより、車輪を制動、
すなわち車両を制動することができる。第２図に
示すように、デイスクロータ２の表面にはリン酸
塩を主体とする化合物層が形成されており、デイ
スクロータ２との境界面には厚さｔのリン酸鉄化
合物層、さらにその上には厚さ（Ｔ−ｔ）のリン
酸化合物層が形成されている。このようなリン酸
塩を主体とする化合物層をデイスクロータ２の表
面に形成するための処理方法としては、別表に示
すように、以下のようなものが考えられる。

まず、ケイ酸ソーダを主成分とするPH12以上の
強アルカリクリーナ（たとえば日本パーカライジ
ング社の「FC−4360」、濃度20ｇ／）中におい
て50〜70℃の温度で10分間「脱脂」を行う。次に
室温で0.5分間「水洗」をした後、濃度10〜20％
のHCl溶液（Fe30ｇ／含有）中に室温で0.5分
間「酸洗」を行う。次に室温でで0.5分間「水洗」
をした後、コロイド状チタン塩を主成分とする表
面調整剤（たとえば日本パーカライジング社の
「パーコレンＺ」、濃度３ｇ／、チタン濃度50〜
100PPM）中において室温で0.5分間「表面調整」
を行う。その後、亜鉛、リン酸を主成分としエツ
チング剤としてニツケルを少々含む化成処理液
（たとえば日本パーカライジング社の「パーカ210
番」、濃度TA13〜14Pt、Fe3.5ｇ／ｌ含有）中に
おいて、95〜99℃の温度で５分間「被膜化成」を
行い、デイスクロータ２の表面にリン酸鉄亜鉛を
含むリン酸亜鉛化合物層が形成される。「被膜形
成」の次は、室温で0.5分間「水洗」をした後、
さらに、80℃の温度で0.5分間「湯洗」を行う。

かかる処理により、化合物層（リン酸塩被膜
層）を６〜8μに、この化合物層中の鉄化合物層
の厚さを1.7μ以上とした。

また、第３図、第４図に示すように、パツド３
のデイスクロータ２の摺動面２ａに摺接する摺接
面３ａには溝筋３ｂが形成されており、この溝筋
３ｂにはパツド３がデイスクロータ２を挾圧する
際にデイスクロータ２の表面から脱落した前記化
合物の粉末が一時集積するようになつている。溝
筋３ｂの軌道は第３図に示すように略水平方向に
形成されているため、デイスクロータ２の回転方
向と溝筋３ｂの軌道方向とが一致することなくそ
れらは互いに適当にずれている。摺接面３ａの表
面粗さ、すなわち溝筋３ｂの深さは60〜100μの
範囲内に収められている。

次に作用を説明する。デイスクロータ２の表面
にリン酸塩を主体とする化合物層を形成すること
により外観錆（赤錆）の発生は十分防止すること
ができる。このため、前記ジヤダー現象をも有効
に防止することができる。

また、パツド３の表面、すなわち摺接面３ａに
溝筋３ｂを形成したために、後に詳述するよう
に、デイスクブレーキの作動によりデイスクロー
タ２の摺動面２ａから脱落した前記化合物の粉末
をその溝筋３ｂ内に落とし込んで一時集積させ、
その後に粉末をデイスクブレーキの外部へ排出さ
せることができる。デイスクロータ２から脱落し
た化合物の粉末を溝筋３ｂ内に集積させて吸収し
きれないと、粉末はデイスクロータ２とパツド３
との間に挾持されて（こびり付いて排出し難くな
る）その間の摩擦係数μが著しく低下し、デイス
クブレーキの制動機能を損なう。しかし、本発明
によれば摺接面３ａの溝筋３ｂの深さは（表面粗
さ）は60〜100μであり、デイスクロータ２から
脱落した粉末を溝筋３ｂ内に十分吸収できる。な
ぜならば、この値（60〜100μ）は、次式により
求められたものであり、理論的にも十分裏付けら
れている。

（表面粗さ）＝２×（化合物層厚）×（ロータ片側摺動
面積／パツド片側摺動面積）、 この式においては、（化合物層厚さ）は6μと
し、（ロータ片側摺動面積／パツド片側摺動面積）
は、第５図に示すように、通常のデイスクブレー
キにおいて６〜８の間にある。この値を代入する
と表面粗さは72〜96μとなるが、本発明において
は少し幅をとつて60〜100μとした。

さらに、溝筋３ｂの深さがこれ以上大きいと
（表面粗さが粗すぎると）デイスクロータ２から
の化合物層の脱落が大きすぎ、リン酸鉄亜鉛まで
削り込むことになつて耐食性の低下を招くことに
なるため、これ以上大きくすることはできない。

また、前述のように、デイスクロータ２の回転
方向と溝筋３ｂの軌道方向が一致することなくそ
れらが互いに適度にずれているため、溝筋３ｂに
一時集積された粉末はデイスクロータ２とパツド
３とが摺接する際に随時排出され、また、その排
出の際にその粉末がデイスクロータ２とパツド３
との間に挾持されてその相互間の摩擦係数を低下
せしめることを防止することができる。このよう
に、溝筋３ｂの軌道方向は溝筋３ｂから粉末が排
出される場合の難易に大きな関係があり、次のよ
うな実験結果が出ている。第６図ａ〜ｈはパツド
３の摺接面３ａに形成した溝筋３ｂの軌道の種類
を示す図である。このような各種の軌道のパツド
３について各々デイスクロータ２との間の摩擦係
数μを調べ、それぞれの摩擦係数μの低下の程度
を調査した。第６図ａのパツド３の軌道は略水平
方向、同図ｂのパツド３の軌道はデイスクロータ
２との同一接触点を基準にしてデイスクロータ２
の回転半径よりも大きな半径の円弧方向、同図ｃ
のパツド３の軌道はやはりデイスクロータ２の回
転半径よりも大きな半径の円弧方向であるがその
中心がデイスクロータ２と反対側にあり、同図ｄ
の軌道はデイスクロータ２の回転半径よりも小さ
な半径の円弧方向、同図ｅの軌道はやはりデイス
クロータ２の回転半径よりも小さな半径の円弧方
向であるがその中心がデイスクロータ２と反対側
にあり、同図ｆの軌道はデイスクロータ２の回転
半径と同じでその中心もデイスクロータ２と同じ
側にあり、同図ｇの軌道は鉛直方向、同図ｈの軌
道はデイスクロータ２と同じ側を中心とする放射
方向に形成さている。これらのパツド３のうち同
図ａ〜ｃのような軌道が形成されたものは、第７
図に示すように、デイスクブレーキの初期制動時
に摩擦係数μが低下しても0.2以下にまで下げる
ことはない。これに対し、第６図ｄ，ｅ，ｇ，ｈ
のような軌道が形成されたパツド３においては、
第８図に示すように、デイスクブレーキの初期制
動時に摩擦係数μが0.2以下にまで低下する場合
が多い。これは、第６図ａ〜ｃに示すような軌道
はデイスクロータ２の回転方向と適度にずれた方
向を有しているため、溝筋３ｂから前記化合物の
粉末が排出し易くなり、デイスクロータ２とパツ
ド３との間の摩擦係数μの低下を防止できること
による。また、同図ｄ，ｅ，ｇ，ｈに示すような
軌道はデイスクロータ２の回転方向と大きな角度
で交差する部分が生じ、溝筋３ｂの粉末がデイス
クロータ２とパツド３との接触面に入り込んで挾
持され易くなるため、溝筋３ｂから粉末が排出し
難くなり、デイスクロータ２とパツド３との間の
摩擦係数μを大きく低下させることによる。第６
図ｆに示す軌道は、デイスクロータ２の回転半径
と同じために、デイスクロータ２とパツド３とが
しだいに溝筋３ｂの断面の凹凸なりに互いに密着
して摺動することになる。これではデイスクロー
タ２とパツド３とが互いに平面同士で接触するの
とあまり変わらないことになり、パツド３に溝筋
３ｂを形成した意味がなくなつて摩擦係数μはや
はり大きく低下することになる。このような実験
結果に基づき、本発明によりパツド３の溝筋３ｂ
の軌道はパツド３がデイスクロータ２を挾圧する
際に溝筋３ｂから一時集積された粉末が排出し易
くなるような方向を考慮して形成される。このよ
うに粉末が溝筋３ｂから排出し易くなることによ
り、デイスクロータ２とパツド３との間の摩擦係
数μの低下を少なくすることができるとともにそ
の低下した摩擦係数μの回復の早期化を図ること
ができる。そしてさらに、デイスクロータ２とパ
ツド３との間に粉末が挾持されてつまることによ
りデイスクロータ２表面からの化合物層の脱落程
度が鈍つて、ユーザーに車両が渡るときまでに所
定の制動機能を回復することができない、という
事態を防止することができる。

なお、デイスクロータ２の表面にリン酸塩を主
体とする化合物層を形成できる方法であれば、本
発明が採用した前記方法に限定する必要はない。

それから、前記リン酸亜鉛化合物層を形成する
ための処理方法として、最後の「湯洗」の次に防
錆剤（たとえば日本パーカライジング社の「Ｐ−
4555」）をうすめて（10〜30％くらいに）塗布し
てもよい。このことにより摩擦係数μは制動回数
が最初の10回くらいの間で多少低下するがそれほ
どは変わらず、他方、防錆剤無しの場合よりも赤
錆が発生するまでの時間が倍くらい長くなる。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明によれば、車
両の保管期間中等車両がユーザーに渡るまでにデ
イスクロータに錆が発生して前記ジヤダー現象が
生ずるのを防止することができるとともに、オフ
ライン後の初期制動で摩擦係数μの低下を少なく
し、さらに、その低下した摩擦係数μが所定の基
準値まで回復するまでに必要とする制動回数を少
なくして早期回復を図ることができる。また、防
錆目的を完了してユーザーに車両が渡るときまで
に所定の制動機能を回復させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るデイスクブレーキの断面
側面図、第２図は第１図におけるＡ部の部分拡大
断面図、第３図は第１図におけるパツドの−
矢視図、第４図は第３図における−部分断面
図、第５図は通常のデイスクブレーキのデイスク
ロータの摺動面積とパツドの面積との関係を示す
グラフ、第６図は本発明による各種の軌道方向の
溝筋を有するパツドの正面図、第７図は本発明の
目的を達成する軌道方向を有するパツドについて
の摩擦係数μと制動回数との関係を示すグラフ、
第８図は本発明の目的を達成するために好ましく
ない軌道方向を有するパツドについての摩擦係数
μと制動回数との関係を示すグラフである。 １……デイスクブレーキ、２……デイスクロー
タ、３……パツド、３ｂ……溝筋。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 車輪側部材に固定され鉄系部材により形成さ
   れたデイスクロータと、車体側部材に係合し前記
   デイスクロータを挟圧することにより前記車輪を
   制動する一対のパツドと、を備えたデイスクブレ
   ーキにおいて、前記デイスクロータの表面にリン
   酸塩を主体とする化合物層を形成し、前記パツド
   の表面にパツドがデイスクロータを挟圧する際に
   デイスクロータの表面から脱落した前記化合物の
   粉末が一時集積するような深さ60〜100μの溝筋
   を多数形成し、これら溝筋の軌道をデイスクロー
   タの回転方向とずらせて、前記パツドがデイスク
   ロータを挟圧する際にこれら溝筋から前記粉末が
   排出し易くして前記デイスクロータとパツドとの
   間の摩擦係数を低下せしめないような方向に形成
   したことを特徴とするデイスクブレーキ。