JPH04224324A - バックプレート及びその製造方法 - Google Patents
バックプレート及びその製造方法Info
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- JPH04224324A JPH04224324A JP40446390A JP40446390A JPH04224324A JP H04224324 A JPH04224324 A JP H04224324A JP 40446390 A JP40446390 A JP 40446390A JP 40446390 A JP40446390 A JP 40446390A JP H04224324 A JPH04224324 A JP H04224324A
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Landscapes
- Braking Arrangements (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は主に自動車用ディスクブ
レーキのバックプレート及びその製造方法に関するもの
であり、従来の鉄製バックプレートよりすぐれた特性を
有するセラミックス複合材料から構成されたバックプレ
ートに関する。
レーキのバックプレート及びその製造方法に関するもの
であり、従来の鉄製バックプレートよりすぐれた特性を
有するセラミックス複合材料から構成されたバックプレ
ートに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車のディスクブレーキを構成
するバックプレートは、車の種類や目的により様々なも
のがあるが、その形は慨ね図８のようなものであり、そ
の素材は、鉄製のものであった。図８は鉄製バックプレ
ート１１に摩擦材１３を接合したディスクパッド１０を
示し、バックプレート１１には穴１２を穿設してある。 図９は摩擦材１３を示し、鉄製バックプレート１１の孔
１２に嵌入する突起１４を接合面から突設している。こ
のバックプレートには摩擦材を接着剤により接合し、デ
ィスクパッドを構成している。
するバックプレートは、車の種類や目的により様々なも
のがあるが、その形は慨ね図８のようなものであり、そ
の素材は、鉄製のものであった。図８は鉄製バックプレ
ート１１に摩擦材１３を接合したディスクパッド１０を
示し、バックプレート１１には穴１２を穿設してある。 図９は摩擦材１３を示し、鉄製バックプレート１１の孔
１２に嵌入する突起１４を接合面から突設している。こ
のバックプレートには摩擦材を接着剤により接合し、デ
ィスクパッドを構成している。
【０００３】従来、摩擦材１３とバックプレート１１の
接合強度は、接着剤による接合のみでは、繰返しブレー
キ制動力によって剥離するため、バックプレート１１に
数個の穴をあけ摩擦材１３に突起１４を設け、その噛み
合わせにより接合強度を維持している。バックプレート
に穴をあけて、摩擦材の突起により高強度化を図っても
、実際には摩擦材の突起は、せん断応力に弱く折れてし
まうことがある。このため接合強度が十分ではなかった
。また、鉄は錆びることと重いことが大きな欠点となっ
ていた。特に錆の発生はブレーキ材、ロータ等に悪影響
を及ぼしていた。またバックプレートは耐衝撃性を必要
とし、靭性の大きいものが望まれていた。
接合強度は、接着剤による接合のみでは、繰返しブレー
キ制動力によって剥離するため、バックプレート１１に
数個の穴をあけ摩擦材１３に突起１４を設け、その噛み
合わせにより接合強度を維持している。バックプレート
に穴をあけて、摩擦材の突起により高強度化を図っても
、実際には摩擦材の突起は、せん断応力に弱く折れてし
まうことがある。このため接合強度が十分ではなかった
。また、鉄は錆びることと重いことが大きな欠点となっ
ていた。特に錆の発生はブレーキ材、ロータ等に悪影響
を及ぼしていた。またバックプレートは耐衝撃性を必要
とし、靭性の大きいものが望まれていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のバックプレート
は、鉄に穴をあける必要があり、又穴をあけることによ
り鉄製バックプレートの曲り、反りに対する剛性が小さ
くなることから、その厚さを厚くする必要があった。す
なわち、バックプレートには、油圧機構（キャリパー）
より、制動のため大きな圧力がかかるため、ブレーキ材
料（摩擦材）を保持するバックプレートの曲り、反り等
は最も大きな問題である。また、摩擦材の脱落は、安全
上、最も注意しなければならない問題である。
は、鉄に穴をあける必要があり、又穴をあけることによ
り鉄製バックプレートの曲り、反りに対する剛性が小さ
くなることから、その厚さを厚くする必要があった。す
なわち、バックプレートには、油圧機構（キャリパー）
より、制動のため大きな圧力がかかるため、ブレーキ材
料（摩擦材）を保持するバックプレートの曲り、反り等
は最も大きな問題である。また、摩擦材の脱落は、安全
上、最も注意しなければならない問題である。
【０００５】また、穴の中に摩擦材の突起を入れて成形
する場合、予備成形段階で突起のプレス成形をする必要
があり、金型の製作費その他のコストがかか る。ま
た、成形にも高度な技術が必要であった。 次に、バ
ックプレートの錆は、ブレーキ機構周辺の機器に悪影響
を与えるばかりでなくブレーキの制動力にも影響してい
た。
する場合、予備成形段階で突起のプレス成形をする必要
があり、金型の製作費その他のコストがかか る。ま
た、成形にも高度な技術が必要であった。 次に、バ
ックプレートの錆は、ブレーキ機構周辺の機器に悪影響
を与えるばかりでなくブレーキの制動力にも影響してい
た。
【０００６】
【課題を解決するための手段】これらの欠点を解決する
ために、摩擦材とバックプレートとの接着強度が高く、
軽量で強度が大きく、靭性に富むと共に錆びない新規な
バックプレートを開発した。このバックプレートは摩擦
材の接合面積を大きくとり、しかも接合性の良好な接着
剤を用いることが最良である。
ために、摩擦材とバックプレートとの接着強度が高く、
軽量で強度が大きく、靭性に富むと共に錆びない新規な
バックプレートを開発した。このバックプレートは摩擦
材の接合面積を大きくとり、しかも接合性の良好な接着
剤を用いることが最良である。
【０００７】本発明ではバックプレートの材質にウイス
カー分散型のセラミックス複合材料を用い、そのディス
クパッドとの接合面に網目形状の凹凸を模様づけするこ
とにより約１．３〜２倍の接合面積を得た。ここに網目
形状とは、角錐形、角錐台形、角柱形、球面などの凹部
が表面上に縦横に密に形成されている形状をいう。この
ような表面形状はウイスカー分散セラミックス複合材料
から成るバックプレートの製造工程において、プレスに
より簡単に形成することができる。凹部の大小、配列も
任意に定めることができる。このような凹凸面の形成に
より接合強度は平面比し５０％〜１００％増加した。
カー分散型のセラミックス複合材料を用い、そのディス
クパッドとの接合面に網目形状の凹凸を模様づけするこ
とにより約１．３〜２倍の接合面積を得た。ここに網目
形状とは、角錐形、角錐台形、角柱形、球面などの凹部
が表面上に縦横に密に形成されている形状をいう。この
ような表面形状はウイスカー分散セラミックス複合材料
から成るバックプレートの製造工程において、プレスに
より簡単に形成することができる。凹部の大小、配列も
任意に定めることができる。このような凹凸面の形成に
より接合強度は平面比し５０％〜１００％増加した。
【０００８】バックプレートは高強度、高靭性材料であ
るウイスカー分散複合材料とする。従来のセラミックス
単一材料、又は粒子分散型のセラミックス複合材料では
、材料の靭性強度は７．５が最大値であった。現用のメ
タル材料の靭性値は、この値にくらべると、はるかに大
きく、セラミックス材料では、この靭性値を向上するこ
とが求められている。本発明は、ウイスカーを分散した
新規な素材によりバックプレートを製造することにより
、従来品より性能の良好なバックプレートを提供するも
のである。ウイスカー分散セラミックス複合材料はマト
リックス素材を、アルミナ、窒化珪素から選ばれた１種
とし、これに混入分散させるウイスカー素材を炭化珪素
、窒化珪素の中から選ばれる１種とすれば極めて好適で
ある。また、好ましいウイスカー分散セラミックス複合
材料はウイスカー分散量を５〜４０重量％とし、１５０
０〜１９００℃で焼結して製造することができる。
るウイスカー分散複合材料とする。従来のセラミックス
単一材料、又は粒子分散型のセラミックス複合材料では
、材料の靭性強度は７．５が最大値であった。現用のメ
タル材料の靭性値は、この値にくらべると、はるかに大
きく、セラミックス材料では、この靭性値を向上するこ
とが求められている。本発明は、ウイスカーを分散した
新規な素材によりバックプレートを製造することにより
、従来品より性能の良好なバックプレートを提供するも
のである。ウイスカー分散セラミックス複合材料はマト
リックス素材を、アルミナ、窒化珪素から選ばれた１種
とし、これに混入分散させるウイスカー素材を炭化珪素
、窒化珪素の中から選ばれる１種とすれば極めて好適で
ある。また、好ましいウイスカー分散セラミックス複合
材料はウイスカー分散量を５〜４０重量％とし、１５０
０〜１９００℃で焼結して製造することができる。
【０００９】
【作用】本発明では、バックプレートの材質を適切に選
定すると共に、ディスクパットとの接合力を維持するた
めバックプレートの接合面を凹凸面に加工することによ
り面積の増加を図る。接着強度は面積に比例するため、
容易に接着強度を増すことが可能である。表面の凹凸加
工は、ウイスカー分散セラミックス複合材料から成るブ
レーキパッドの製造工程中にプレス法により容易に行う
ことができる。
定すると共に、ディスクパットとの接合力を維持するた
めバックプレートの接合面を凹凸面に加工することによ
り面積の増加を図る。接着強度は面積に比例するため、
容易に接着強度を増すことが可能である。表面の凹凸加
工は、ウイスカー分散セラミックス複合材料から成るブ
レーキパッドの製造工程中にプレス法により容易に行う
ことができる。
【００１０】ウイスカー分散セラミックス複合材料は、
さびない材料で特に、鉄に比較して軽量でしかも熱伝導
性が悪い点がバックプレートとして好ましい。ウイスカ
ー分散セラミックス複合材料の焼結品は鉄（比重７．８
〜８）に比べて、比重が小さく、Ａｌ２ Ｏ３ ：３．
９、Ｓｉ３ Ｎ４ ：３．２、ＳｉＣ：３．２と軽量な
マトリックスにウイスカーを分散させるので重量が増加
することはほとんどない。
さびない材料で特に、鉄に比較して軽量でしかも熱伝導
性が悪い点がバックプレートとして好ましい。ウイスカ
ー分散セラミックス複合材料の焼結品は鉄（比重７．８
〜８）に比べて、比重が小さく、Ａｌ２ Ｏ３ ：３．
９、Ｓｉ３ Ｎ４ ：３．２、ＳｉＣ：３．２と軽量な
マトリックスにウイスカーを分散させるので重量が増加
することはほとんどない。
【００１１】ウイスカーの分散量は５〜４０重量とし、
最適には１３〜３０重量％である。５重量％未満では、
靭性向上効果が小さく、４０重量％を越えると、マトリ
ックス粒子とウイスカーとの分散混合が、むつかしく、
焼結による効果も期待できない。焼結温度は１５００℃
〜１９００℃でＨＰ法、ＨＩＰ法、常圧法、雰囲気焼結
等各種のものがある。１５００℃以下では、焼結が不十
分であり、１９００℃以上では焼結が困難である。
最適には１３〜３０重量％である。５重量％未満では、
靭性向上効果が小さく、４０重量％を越えると、マトリ
ックス粒子とウイスカーとの分散混合が、むつかしく、
焼結による効果も期待できない。焼結温度は１５００℃
〜１９００℃でＨＰ法、ＨＩＰ法、常圧法、雰囲気焼結
等各種のものがある。１５００℃以下では、焼結が不十
分であり、１９００℃以上では焼結が困難である。
【００１２】Ａｌ２ Ｏ３ 、Ｓｉ３ Ｎ、ＳｉＣのセ
ラミックスは高強度、高靭性の構造セラミックス材料で
あり、これにウイスカーを加えるもので強度上の問題は
なく、靭性が著しく向上する。ウイスカー分散セラミッ
クス複合材料の熱伝導性は、鉄に比べて小さく、このた
めブレーキの摩擦熱をブレーキ機構に伝えない利点があ
る。熱膨張率が小さいため、摩擦材との加熱接合に剥離
などの問題が生じない。
ラミックスは高強度、高靭性の構造セラミックス材料で
あり、これにウイスカーを加えるもので強度上の問題は
なく、靭性が著しく向上する。ウイスカー分散セラミッ
クス複合材料の熱伝導性は、鉄に比べて小さく、このた
めブレーキの摩擦熱をブレーキ機構に伝えない利点があ
る。熱膨張率が小さいため、摩擦材との加熱接合に剥離
などの問題が生じない。
【００１３】デイスクパッド用バックプレートは高靭性
が要求されており、本発明のウイスカー分散セラミック
ス複合材料は靭性に富み、靭性強度（ねばり強さ）は単
一のセラミックスに比し著しく大きく高性能であり、繰
返しの過酷な使用条件下でもなんら問題なく使用するこ
とができる。また、鉄に比較して熱膨張率が小さいため
、製造時の加熱工程等においても摩擦材との剥離現象が
生じない。
が要求されており、本発明のウイスカー分散セラミック
ス複合材料は靭性に富み、靭性強度（ねばり強さ）は単
一のセラミックスに比し著しく大きく高性能であり、繰
返しの過酷な使用条件下でもなんら問題なく使用するこ
とができる。また、鉄に比較して熱膨張率が小さいため
、製造時の加熱工程等においても摩擦材との剥離現象が
生じない。
【００１４】バックプレートの摩擦材との接合面に設け
る網目状の凹凸模様は、図１〜図３に示す角錐形の凹部
２を多数設けたもの、図４の斜視図及び図５の断面図に
示す半球状の凹部３を多数設けたもの、又は図６の斜視
図及び図６の断面図に示すスリット状の凹部４を並列し
たものでもよい。
る網目状の凹凸模様は、図１〜図３に示す角錐形の凹部
２を多数設けたもの、図４の斜視図及び図５の断面図に
示す半球状の凹部３を多数設けたもの、又は図６の斜視
図及び図６の断面図に示すスリット状の凹部４を並列し
たものでもよい。
【００１５】
【実施例】表１に示す材質のセラミックスバックプレー
トに図１に示す網目状の凸凹模様をつけたディスクパッ
ドを製作した。網目状の凹部２は図２に斜視図を示し、
図３に図１の断面図を示したようなものである。凹部２
の寸法は約３ｍｍ角で深さは１．５ｍｍである。これに
より、接着面積は約１．４倍となった。ウイスカー分散
セラミックス複合材料のバックプレートのサイズは約１
００ｍｍ×５０ｍｍ×８ｍｍである。ウイスカー分散セ
ラミックス複合材料の素材として、Ａｌ２ Ｏ３ マト
リックス−ＳｉＣウイスカー、Ａｌ２ Ｏ３ マトリッ
クス−Ｓｉ３ Ｎ４ ウイスカーの２種の組合せを用い
た。比較例としてＡｌ２ Ｏ３、ＳｉＣの単独セラミッ
クスのバックプレートとして１００ｍｍ×５０ｍｍ×５
ｍｍのものを用いた。これらの実施例、比較例の接着強
度を測定した。 またバックプレートについては曲げ強度と破壊靭性を測
定した。
トに図１に示す網目状の凸凹模様をつけたディスクパッ
ドを製作した。網目状の凹部２は図２に斜視図を示し、
図３に図１の断面図を示したようなものである。凹部２
の寸法は約３ｍｍ角で深さは１．５ｍｍである。これに
より、接着面積は約１．４倍となった。ウイスカー分散
セラミックス複合材料のバックプレートのサイズは約１
００ｍｍ×５０ｍｍ×８ｍｍである。ウイスカー分散セ
ラミックス複合材料の素材として、Ａｌ２ Ｏ３ マト
リックス−ＳｉＣウイスカー、Ａｌ２ Ｏ３ マトリッ
クス−Ｓｉ３ Ｎ４ ウイスカーの２種の組合せを用い
た。比較例としてＡｌ２ Ｏ３、ＳｉＣの単独セラミッ
クスのバックプレートとして１００ｍｍ×５０ｍｍ×５
ｍｍのものを用いた。これらの実施例、比較例の接着強
度を測定した。 またバックプレートについては曲げ強度と破壊靭性を測
定した。
【００１６】試験後、実施例Ｎｏ．１〜３、比較例Ｎｏ
．４〜５共ディスクパッドのせん断面が摩擦材とバック
プレート面から剥離しているのではなく、摩擦材自身が
破断していたので、接着面の改良が実証された。さらに
、実施例Ｎｏ．１〜３ではバックプレートの曲げ強度及
び靭性がすぐれ、極めて好ましい成績を示した。
．４〜５共ディスクパッドのせん断面が摩擦材とバック
プレート面から剥離しているのではなく、摩擦材自身が
破断していたので、接着面の改良が実証された。さらに
、実施例Ｎｏ．１〜３ではバックプレートの曲げ強度及
び靭性がすぐれ、極めて好ましい成績を示した。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【発明の効果】本発明のバックプレートは摩擦材との接
合強度が高く、曲げ強度、靭性が大きく、軽量で錆びな
い。また、ウイスカー分散セラミックス複合材料は鉄に
比べて熱伝導性が小さく、ブレーキの制動時の摩擦熱が
バックプレートに伝わりにくいので好ましい。
合強度が高く、曲げ強度、靭性が大きく、軽量で錆びな
い。また、ウイスカー分散セラミックス複合材料は鉄に
比べて熱伝導性が小さく、ブレーキの制動時の摩擦熱が
バックプレートに伝わりにくいので好ましい。
【図１】本発明の実施例のバックプレートの表面形状を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図２】図１の凹部形状の斜視図である。
【図３】図１の断面図である。
【図４】別の実施例の斜視図である。
【図５】図４の断面図である。
【図６】さらに別の実施例の斜視図である。
【図７】図６の断面図である。
【図８】従来例のディスクパッドの斜視図である。
【図９】従来の摩擦材の斜視図である。
１ バックプレート
２ 凹部
３ 凹部
４ 凹部
１０ ディスクパッド
１１ バックプレート
１２ 穴
１３ 摩擦材
１４ 突起
Claims (3)
- 【請求項１】 ウイスカー分散セラミックス複合材料
から成り、摩擦材接合面の全面に凸凹模様を設けたこと
を特徴とするディスクパッド用バックプレート。 - 【請求項２】 ウイスカー分散セラミックス複合材料
は、マトリックス素材をアルミナ、窒化珪素から選ばれ
た１種とし、これに混入分散させるウイスカー素材を炭
化珪素又は窒化珪素ウイスカーとし、その分散量を５〜
４０重量％としたことを特徴とする請求項１記載のバッ
クプレート。 - 【請求項３】 請求項２記載のウイスカー分散セラミ
ックス複合材料を焼結温度１５００〜１９００℃で焼結
することを特徴とするバックプレートの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40446390A JPH04224324A (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | バックプレート及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40446390A JPH04224324A (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | バックプレート及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04224324A true JPH04224324A (ja) | 1992-08-13 |
Family
ID=18514132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40446390A Withdrawn JPH04224324A (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | バックプレート及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04224324A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10299798A (ja) * | 1997-04-24 | 1998-11-10 | Hitachi Chem Co Ltd | ディスクパッド |
| US6390251B1 (en) | 2000-08-23 | 2002-05-21 | Tsutomu Hasegawa | Back plate attached to the disk brake pad, and method of manufacturing the same |
-
1990
- 1990-12-20 JP JP40446390A patent/JPH04224324A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10299798A (ja) * | 1997-04-24 | 1998-11-10 | Hitachi Chem Co Ltd | ディスクパッド |
| US6390251B1 (en) | 2000-08-23 | 2002-05-21 | Tsutomu Hasegawa | Back plate attached to the disk brake pad, and method of manufacturing the same |
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