JPH04125326A - ブレーキ鳴き防止用減衰パッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の利用分野） 本発明はブレーキの鳴き防止用減衰パッドに関するもの
であり、特にブレーキ鳴きの防止効果の向上に関するも
のである。

（従来の技術） 従来のブレーキ特にディスクブレーキにおいては、制動
時にブレーキシューとディスクロータとの摺接によりロ
ータとブレーキシューか振動し、それによってブレーキ
シューを固着した金属板か振動するとともにキャリパ等
の他のディスクブレーキ構成部材か振動して不快な異音
（鳴き）か発生することかある。このような鳴きを防止
するために、従来においては実開昭６１−２００９３６
号公報に示されるように、ブレーキパッドの金属板に粘
弾性体を貼りつけて振動を減衰させてブレーキ鳴きの抑
制を試みたものかあるか、減衰か有効に作用するのは限
られた領域においてのみ可能であり、減衰特性を十分に
発揮できるものてはなかった。

（発明か解決しようとする課題） 本発明者等はブレーキ鳴きの原因を詳細に究明しつつ効
果的な低減方法について検討を重ねた。

その結果、従来のブレーキパッドかブレーキ鳴きを防止
できなかったのは、ブし−キの作動する温度領域につい
て全く考慮されていないことか原因であることかわかっ
た。

つまりブレーキは使用される条件によって温度変化を生
し、寒冷地での始動直後であれば前記粘弾性体は外気温
と同程度の０℃以下の温度となる場合もあるし、高速走
行からの急激なブレーキングであれば前記粘弾性体は１
００℃を越える温度となる場合もある。

ところか従来のブレーキパッドでは、粘弾性体の損失係
数か高く効果的に振動を減衰できるのは、第４図に示す
ように極めて狭い限られた温度範囲てあり、ブレーキの
作動する広い温度範囲において減衰性能を維持すること
は不可能てあり、振動の減衰か不足する温度領域か必ず
残されるため、ブレーキ鳴きの発生を防止てきないとい
う問題があった。

本発明の目的は、上述のような従来のブレーキパッドの
問題点を解決し、ブレーキ鳴きの発生する作動条件の広
い範囲にわたりブレーキ鳴きを防止することのできるブ
レーキパッドを提供する二とにある。

（課題を解決するための手段） 本発明のブレーキ鳴き防止用減衰バットは、一面にブレ
ーキシューを固着した第１の金属板と、該第１の金属板
の他の面と第２の金属板の一面との間に挟着された５０
℃〜１００℃の温度領域において損失係数の最大値を有
する高温用の粘弾性体から成る第１の減衰層と、前記第
２の金属板の他の面と第３の金属板の一面との間に挟着
された０℃〜３０℃の温度領域において損失係数の最大
値を有する低温用の粘弾性体から成る第２の減衰層とか
ら構成されている。

（作用・効果） このように構成された本発明のブレーキ鳴き防止用減衰
パッドは、ブレーキシューかディスクロータに摺接して
発熱し高温となった状態で振動し、その熱及び振動か第
１の金属板に伝達されても、前記第１の金属板と他の第
２の金属板との間に挟着された第１の減衰層は５０℃−
１００℃の高い温度領域において損失係数の最大値を有
する高温用の粘弾性体で構成されているため、該粘弾性
体の温度を減衰性能の扁い温度領域に保つことができる
。更に粘弾性体は熱伝導か少ないため、ブレーキか作動
しブレーキシューかディスクロータに摺接して発熱し高
温となっても、前記第２の金属板は低い温度に保たれ、
該第２の金属板と第３の金属板との間に挟着された第２
の減衰層も低い温度に保たれるため、０℃〜３０℃の低
い温度領域において損失係数の最大値を有する低温用の
粘弾性体で構成されている該第２の減衰層は、該粘弾性
体の温度を減衰性能の高い温度領域に保つことかでき、
該第２の減衰層の減衰性能か充分に発揮され、ブレーキ
鳴きを効果的に防止することかできる。

きる。

この様に、減衰性能の良好な温度領域か異なる減衰材を
適切に選択し、配置することによって広い温度領域にお
いてブレーキ鳴きの発生を抑制することかできる。

（本発明のその他の発明の説明） 本発明の第２発明は、前記本発明の構成の特徴に加えて
、２０℃〜７５℃の温度領域において損失係数か０．０
５以上であることを特徴とする。

これによって２０℃〜７５℃の温度領域において確実に
ブレーキ鳴きを防止することかできる。

本発明の第３発明は、前記本発明の構成の特徴に加えて
、０℃〜３０℃の温度領域における損失係数の極大とな
る温度と、５０℃〜１００℃の温度領域における損失係
数の極大となる温度との差が４５℃程度であることを特
徴とする。

これによって、０℃〜３０℃の低温側の損失係数の極大
となる温度と５０℃〜１００℃の高温側の損失係数の極
大となる温度との間の温度差を適切に保つことかでき、
低温側と高温側との中間の温度領域における損失係数の
過大な低下を防止することによって効果的にブレーキ鳴
きを防止することができる。

本発明の第４発明は、前記本発明の構成の特徴に加え、
２５℃近傍および７０℃近傍において損失係数が極大値
を持ち、５０℃近傍において損失係数か極小値を持つこ
とを特徴とする。

これによって、低温側では２５℃１高温側では７０℃に
極大値を持ち、この２つの極大値の温度差か４５℃程度
であり、この温度差か比較的小さいため両極天領の間の
極小値を０．０５以上とすることができ、効果的にブレ
ーキ鳴きを防止することかできる。

本発明の第５発明は、前記本発明の構成の特徴に加え、
０℃〜３０℃の温度領域における損失係数の極大値が、
５０℃〜１００″Ｃの温度領域における損失係数の極大
値より大きいことを特徴とする。

る。

これによって低温側でのブレーキ鳴きを効果的に防止す
ることができる。

本発明の第６発明は、前記本発明の構成の特徴に加え、
第１の金属板に対する第２の金属板および第３の金属板
の板厚の比が０．１１以上０．１９以下であることを特
徴とする。

これによってブレーキパッド全体での損失係数を０．０
５以上に保つとともに、第２及び第３の金属板の板厚を
変形に対する強度を確保しつつ、厚さを最小限にするこ
とかできる。

本発明の第７発明は、前記本発明の構成の特徴に加え、
第１の金属板に対する第２の金属板および第３の金属板
の板厚の比か０．１６であることを特徴とする。

これによってブレーキパッド全体での損失係数を０．０
５以上に保つとともに、第２及び第３の金属板の板厚を
変形に対する強度を確保しつつ、厚さを最小限にするこ
とかできる。

本発明の第８発明は、前記本発明の構成の特徴に加え、
第１の減衰層は、材料単体の損失係数の最大値か１．０
を越えるフェノール樹脂とアクリロニトリル−ブタジェ
ン樹脂とを主成分とする粘弾性材料から成り、また第２
の減衰層は材料単体の損失係数の最大値が１．０を越え
るアクリル樹脂を主成分とする粘弾性材料から成ること
を特徴とする。

これによってブレーキの作動によって発生する摩擦熱に
よって温度か上昇しやすい第１の減衰材の耐熱性を高め
ることかできるとともに、第２の減衰材への熱の伝達を
減少することができるため、第２の減衰材を熱から保護
し減衰性能を劣化させることかない。

また、低温用の減衰材はアクリル樹脂を主成分とするも
のであり、低温用としては比較的熱に強く、性質・特性
の劣化か少なく、かつ充分な減衰特性をも有する。

本発明の第９発明は、前記本発明の構成の特徴に加え、
第１の減衰層か、微小な気泡を混入していることを特徴
とする。

この高温用の減衰材中に混入させた微小な気泡によって
熱の伝達をより効果的に防止でき、第２の減衰材への熱
の伝達を減少することかできるため、第２の減衰材を熱
から保護し減衰性能を劣化させることかなく、高温から
低温までの広い温度領域にわたってブレーキ鳴きを効果
的に低減できる。

（実施例） 本発明の実施例を第１図に基づいて説明する。

本実施例のブレーキパッドは、第１図に示すようにブレ
ーキシュー７を固着した第１の金属板と、該第１の金属
板と同一な面形状を有する第２および第３の金属板と、
それらの金属板間に挟着され温度特性の違う粘弾性体か
ら成る２つの減衰層を挟持し積層した構成となっている
。

本実施例においては第１の金属板６の板厚は約５ｍｍで
、第２の金属板２及び第３の金属板４の板厚はそれぞれ
約０．８ｍｍである。第１の減衰材１及び第２の減衰材
３の板厚は約０．１３ｍｍである。

前記第２及び第３の金属板の板厚は第７図に示すように
、第１の金属板６の板厚の０．６倍よりも薄い場合にお
いては、より厚い方か損失係数は大きくなるが、実際の
ブレーキに用いる場合にはブレーキ装置の小型化のため
に、前記金属板の厚さを必要最小限にする必要かある。

また逆に減衰層を構成する粘弾性体は、薄い方が損失係
数は高くなるか、実用的には減衰材の強度、及び実際に
製作可能であるかどうか等を考慮すると、Ｏ，１３ｍｍ
程度の厚さとなる。

本発明者等か行なったブレーキ鳴きの発生頻度について
の車両試験の結果に基ついて、ブレーキパッドの曲げ変
形振動時の減衰材の剪断変形による減衰機構を利用する
場合のブレーキパッド全体の必要とされる最小の損失係
数と、ブレーキ鳴きの発生率との関係を表したのが第３
図である。

実験は第１の金属板の第１の減衰層ｌ側の温度か２０℃
〜７５℃である条件下において、損失係数の異なるブレ
ーキパッドを用いて行なった。

その結果第３図に示すように、ブレーキパッド８全体の
最小の損失係数に対して、ブレーキペダルを作動させた
作動回数に対するブレーキ鳴きの発生回数の比を表す鳴
き発生率は、前記損失係数か０．０５を越えると急激に
減少していることがわかる。

このことから前記損失係数を０．０５以上にすることに
より、ブレーキ鳴きの発生率を下げることかでき、ブレ
ーキ鳴き防止を効果的に行うことかできることがわかる
。

第１の減衰材１は高温用の減衰材てあり、５０℃〜１０
０℃の温度領域中において減衰性能か高く、かつ該減衰
性能か最大となる７０℃における材料単体の損失係数か
１．０を越えるフェノール樹脂とアクリロニトリル−ブ
タジェン樹脂とを主成分とする粘弾性材料から成り、ま
た第２の減衰材３は低温用の減衰材てあり、０℃〜３０
℃の温度領域中において減衰性能が高く、かつ該減衰性
能か最大となる２５℃における材料単体の損失係数が１
．０を越えるアクリル樹脂を主成分とする粘弾性材料で
ある。

これらの粘弾性体は比較的広い温度領域で高い損失係数
を維持し、７０℃と２５℃のほぼ中央である５０℃に本
実施例の損失係数の極小値が存在する。

第２図は本実施例のブレーキパッドを装着したブレーキ
装置である。

図示しない回転軸の周りに回転するディスクロータ１０
の両端面に対向して本発明のプレーキノ々ッドから成る
インナパッド８及びアウタパッド１４か配設されるとと
もに、キャリパ本体１６はディスクロータ１０の回転軸
に平行な方向に移動可能に、図示しない取り付は部材に
よって車両本体に取り付けられている。アウタパッド１
４は図示しないパッド支持体によって前記キャリパ本体
に固定されているため、ディスクロータｌＯの回転軸に
平行な方向に移動可能に保持されている。インナバッド
８は、図示しないパッド支持体によってピストン２０に
取り付けられている。ピストン２０はキャリパ本体に内
設されたシリンダ１８に嵌装され、液室３２への油圧の
供給によってディスクロータ１０の回転軸に平行な方向
に移動可能に保持されている。

図示しないブレーキペダルが踏み込まれてシリンダ１８
の液圧室３２に液圧か供給されると、ピストン２０が前
進してインナバッド８をディスクロータ１０に押しつけ
る一方、その反力で爪部２２かアウタバッド１４をディ
スクロータｌＯに押しつけることによってディスクロー
タ１０の回転か抑制される。

インナバッド８及びアウタパット１４は、本実施例のブ
レーキパッドで構成されている。

ブレーキペダルか踏み込まれてインナバッド８及びアウ
タパッド１４かディスクロータ１０に押しつけられた場
合、ディスクロータ１０との摺接によりディスクロータ
１０とブレーキシュー７．３０とが、スティックスリッ
プ現象を起こす。このスティックスリップ現象とは、固
体摩擦か起きている場合にその摩擦面で、２つの固体（
ロータとブレーキシュー）が引っかかったり滑ったりを
周期的に繰り返す現象であり、この現象か加振源となっ
て振動か発生し、この振動の周波数かロータの固有振動
数あるいはキャリパーの固有振動数と一致すると振動の
振幅が急激に増大し発散するため、ブレーキ鳴きを発生
させる。

ブレーキ鳴きか発生しているとき、ディスクロータ１０
は鳴き音の周波数、即ち振動の周波数に応じて、いくつ
かのディスクロータ１ｏの直径に沿って振動の節を持ち
、ディスクロータ１０の回転軸に平行な方向に変位する
曲げ変形モードて振動しており、またインナパッド８及
びアウタパッド１４も周波数に応じた曲げ変形モードで
振動している。

この変形モードにおける減衰機構を第５図を使って説明
する。

ブレーキパッドか曲げ変形振動をしているとき、第２の
金属板に相当する基板４３と第３の金属板に相当する拘
束層４１は、第５図に示す通りに曲げ変形を起こす。減
衰層４２の両面はそれぞれ拘束層４１及び基板４３に接
着拘束されており、これらの曲げ変形に伴い、減衰層４
２は破線と実線との差で示されるようなずれを生じ、剪
断変形をすることになる。このような剪断変形が作用し
た場合、粘弾性体から成る減衰層４２は減衰特性を発揮
し、前記剪断変形を減少させロータとブレーキシューの
振動の振幅の増大を防止するため、ブレーキ鳴きを抑制
できる。

この実施例の各温度におけるブレーキパッド８全体の損
失係数の変化を第６図に示している。この時の振動の周
波数は約８．５　ｋ　Ｈｚ、振動モードは３節曲げのモ
ードの時の損失係数である。７０℃近傍の損失係数の極
大値は第１の減衰材１によるものてあり、２５℃近傍の
損失係数の極大値は第２の減衰材３によるものである。

また、損失係数の極大値は２５℃近傍の方か７０℃近傍
の極大値に比べ若干高くなっている。

これらの粘弾性体の材料単体の損失係数は、最大値で１
．０を越えるものであるか、本実施例に適用した場合に
これらの減衰材を含むブレーキパッド全体の損失係数の
最大値は０．１程度になっている。

本実施例においては、低温側では２５℃１高温側で７０
℃に極大値を持ち、この２つの極大値の温度差が４５℃
程度であり、この温度差か比較的小さいため両極天領の
間の極小値を０．０５以上とすることかてき、０℃〜９
０℃の温度領域で損失係数は０．０５を越えていること
から、０℃〜９０℃の広い温度領域でブレーキ鳴きを防
止できることが分かる。

とが分かる。

第７図は、０℃〜９０℃の温度領域の代表的な温度とし
て５０℃におけるブレーキパッド８全体の損失係数を示
すものてあり、横軸は前記第３の金属板４の前記第１の
金属板６に対する板厚比を表しており、パラメータｔ　
２／ｌ　１は前記第２の金属板２の前記第１の金属板６
に対する板厚比を示している。

また第２の金属板２と第３の金属板４とか同一の板厚の
場合の損失係数を破線で示す。

前述のようにブレーキ鳴きを防止するためにはブレーキ
パッド全体ての損失係数を０．０５以上に保つ必要があ
り、かつ、第３の金属板４とピストン２との接触面にお
ける前記第３の金属板４の変形に対する強度を確保する
必要かある。さらにブレーキパッドの厚さを最小限にす
ることも必要となる。

これ等の要求を満足する板厚比としては、第１の金属板
に対する第２及び第３の金属板の板厚の比か０．１１以
上０．１９以下であることか必要である。本実施例にお
いては第１の金属板に対する第２および第３の金属板の
板厚比をどちらも０．１６とした。

本実施例と従来技術との効果の違いを比較するため、本
実施例の２つの減衰材のうち１つたけて構成される比較
例を用いて、本実施例とのブレーキ鳴き防止の効果の違
いを比較した。

この場合のブレーキパッド全体での損失係数の粘弾性体
の温度に対する変化とブレーキ鳴き発生率を比較する。

比較例は、本実施例の第１の減衰材１と第２の金属板２
を取り除き、第２の減衰材である低温用の粘弾性体３を
残した構成となっており、この場合の損失係数は、２５
℃近傍で０．１を越えるものとなっており、約５０℃以
上では損失係数は０．０５を下回る値となっていて、ブ
レーキ鳴きの発生状況を調べてみると、高温側でブレー
キ鳴きか発生しやすいことが確認された。

同様に第２の減衰材３と第３の金属板４を取り除き、第
１の減衰材である高温用の粘弾性体を残したものを作製
し実験を行なうと、約５０℃以下の温度領域で損失係数
は０．０５を下回っており、その温度領域でのブレーキ
鳴き発生率か高くなっていることか確認された。

以上のことから、広い温度領域にわたってブレーキ鳴き
を防止するためには、低温側、高温側の両方の減衰材か
必要であることかわかる。

更に、本実施例の特徴的な構成である高温用の粘弾性体
と低温用の粘弾性体との配置の効果を明確にするために
、本実施例の高温用の粘弾性体と低温用の粘弾性体との
配置を入れ替えたものを比較例とする。

つまり、比較例はブレーキシューに近い第１の減衰層１
を低い温度領域において減衰性能の高い粘弾性体によっ
て構成され、ブレーキシューから遠い第２の減衰層３を
高い温度領域において減衰性能の高い粘弾性体によって
構成される。

この比較例の損失係数と温度の関係を第６図に破線で示
す。第６図に示されるように、比較例の損失係数は２５
℃付近では本実施例と同様の損失係数を有するか、７０
℃付近の損失係数は本実施例に比へて非常に低く、０．
０５を下回っているため比較例においては温度の高い領
域においてブレーキ鳴きを防止できないことか分かる。

これはブレーキシューに近い第１の減衰層か低温で減衰
係数の高い粘弾性体で構成されているため、高温におい
ては該粘弾性体か軟化し、減衰性能か著しく低下するた
め、第１の金属板は振動をあまり減衰されないまま振動
を続けることか原因である。

このように、本実施例のブレーキバットにおいては、ブ
レーキの作動する温度条件を十分にカバーできる温度領
域において良好な減衰性能を有する粘弾性体であること
か必要とされるか、それに加えてピストン２０からパッ
ドに加わるブレーキを作動させる圧力やブレーキ作動時
に発生する熱による温度変化等の使用条件に対して、構
造強度的な耐久性及び熱的な耐久性を有する材料でなけ
ればならない。特に低温用の減衰材は、熱源となる摩擦
面から、高温用の減衰材よりも離れた所に位置している
か、使用状況によっては一時的てはあっても、高温に曝
される可能性か存在するため、その高温によって性質・
特性か大きく劣化するものであってはならない。

また当然ながら、高温用の減衰材はより高温に曝される
ため、より耐久性を要求される。本実施例で用いている
減衰材は、前述のように高温用はフェノール樹脂とアク
リロニトリル−ブタジェン樹脂とを主成分とする粘弾性
材料から成っているため、ブレーキの作動によって発生
する摩擦熱によって温度か上昇しやすい第１の減衰材の
耐熱性を高めることかてきるとともに、第２の減衰材へ
の熱の伝達を減少することかできるため、第２の減衰材
を熱から保護し減衰性能を劣化させる事かない。

また、低温用の減衰材はアクリル樹脂を主成分とするも
のであり、低温用としては比較的熱に強く、性質・特性
の劣化か少なく、かつ充分な減衰特性をも有する。

さらに本実施例は、第１の減衰層を構成する高温用の減
衰材中に微小な気泡を混入させた構成となっている。

この高温用の減衰材中に混入させた微小な気泡によって
熱の伝達をより効果的に防止でき、第２の減衰材への熱
の伝達を減少することかできるため、第２の減衰材を熱
から保護し減衰性能を劣化させる事かなく、高温から低
温までの広い温度領域にわたってブレーキ鳴きを効果的
に低減てきる。

また、本実施例において、５０℃付近で損失係数か極大
値をボすような第３の減衰材を、前記実施例の第１の減
衰材と第２の減衰材との間に設け、それぞれの減衰材の
間に金属板を設けることもてきる。

前述のように、本実施例に使用された粘弾性体は、２５
℃と７０℃近傍て損失係数の極大値を持つか、これらの
粘弾性体に代えて２０℃〜７５℃の範囲外で極大を示す
ような粘弾性体を用いた場合、その中間に存在する極小
値かより小さくなるため、該極小値ての減衰係数を向上
させる必要かある。

ある。

この場合、５０℃付近で損失係数か極大値を示すような
第３の減衰材を用いることによって損失係数をより広い
温度範囲において大きくすることか可能であり、ブレー
キ鳴きを効果的に低減できる。

また前記の温度範囲の中央近辺に近接して２つの極大値
を持つ場合も、温度範囲の端の境界付近て損失係数か小
さくなってしまうため、これも温度範囲の端の境界付近
で減衰係数を向上させる粘弾性体を選択する必要かある
。

また、１００℃以上の高温域でもブレーキ鳴きを防止す
る必要がある場合には、更に高温側で損失係数の高い粘
弾性体を付加することも可能である。

更に、本実施例においては、各金属板は耐蝕性のあるス
テンレスで構成するか、あるいは鋼板て構成し大気に露
出される部分は防錆用の塗料で被覆するのが好ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の斜視図、第２図は本発明の実
施例を装着したディスクブレーキの断面図、第３図は鳴
き発生率と損失係数の関係を表す線図、第４図は従来の
粘弾性材料単体の損失係数と温度の関係を表す線図、第
５図は本発明の振動減衰機構を示す断面図、第６図は本
発明の実施例の損失係数と温度の関係を表す線図、第７
図は本発明の実施例の損失係数と板厚比の関係を表す線
図。 １・・・第１の減衰材　　２・ ３・・・第２の減衰材　　４・ ５・・・裏板　　　　　　６・ ７・・・ブレーキシュー　８・ ・・第２の金属板 ・・第３の金属板 ・・第１の金属板 ・・ブレーキバッド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一面にブレーキシューを固着した第１の金属板と
   、該第１の金属板の他の面と第２の金属板の一面との間
   に挟着された５０℃〜１００℃の温度領域において損失
   係数の最大値を有する高温用の粘弾性体から成る第１の
   減衰層と、前記第２の金属板の他の面と第３の金属板の
   一面との間に挟着された０℃〜３０℃の温度領域におい
   て損失係数の最大値を有する低温用の粘弾性体から成る
   第２の減衰層とから成ることを特徴とするブレーキ鳴き
   防止用減衰パッド。