JPH0727154A - ブレーキパッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制動時の異音の発生を抑制する。 【構成】 ディスクブレーキのブレーキ摩擦材１８と、
その裏面にある裏金２０との間に加熱コイル２２を設置
する。また、裏金２０にはブレーキパッド１６の振動を
検出する加速度センサ２４と、ブレーキ摩擦材１２の温
度を検出する温度センサ２６が設置されている。加速度
センサ２４はブレーキパッド１６の振動を常に検出し、
制動時にその振動から異音判定装置３２が異音の発生を
検出すると、制御装置３４は、温度センサ２６から温度
信号を受けて、ブレーキ摩擦材１８が所定状態であると
判断したら、加熱コイル２２を作動させ、ブレーキ摩擦
材１８を加熱する。そして、ブレーキ摩擦材１８が所定
温度に達したら、加熱を停止する。これによって摩擦材
１８の有機系材料をディスクロータに付着させないよう
に変性させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両のブレーキパッド
に関し、詳しくは、ブレーキ制動時に発生する異音の発
生を抑制するブレーキパッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から制動時に、乗員に不快なブレー
キの異音が発生するという問題がある。例えばディスク
ブレーキの場合、ブレーキの異音は、図２に示すディス
クロータ１２を、その外周部近傍に設置された一対のブ
レーキパッド（ブレーキ摩擦材１８と裏金２０から構成
される）１６が高面圧で摩擦する時、ブレーキ摩擦材１
８がディスクロータ１２に固着し、滑る現象、所謂、ス
ティックスリップ現象により発生する。

【０００３】このスティックスリップ現象は、ディスク
ロータ１２とブレーキパッド１６の自励振動である。図
５の制動時におけるブレーキパッドの回転方向の「加速
度−時間」特性に示すように、異音発生領域Ａでは大き
な正の加速度が発生し、その後に負の加速度が短時間に
集中して発生している。この大きな正の加速度の変化
は、ブレーキパッドのブレーキ摩擦材がディスクロータ
に固着し静摩擦で制動する時の状態で、ブレーキパッド
がディスクロータを挟持し両者が一体となり、ブレーキ
パッドがディスクロータの回転方向に引きずられた時の
固着（スティック現象）に相当する。この固着は、ブレ
ーキ摩擦材の表面近傍の有機系材料が制動時の摩擦熱で
軟化したり熱分解したりして、ディスクロータ表面に付
着し、粘性のある被膜を形成するため発生する。

【０００４】負の加速度の集中的な発生は、ブレーキ摩
擦材がディスクロータへの固着の限界を越えて動摩擦で
制動する時の状態で、ブレーキパッドがディスクロータ
を挟持し、引きずられた後に瞬間的に元の位置に戻ると
きの滑り（スリップ現象）に相当する。この滑りは、図
５の特性にも見られるように、負の加速度の大きさが集
中的に変化しているので、滑らかでない状態である。こ
の滑りによって、ブレーキパッドは振動するので、振動
が異音となって発生する。

【０００５】また、スティックスリップ現象は、ディス
クロータ表面に形成された被膜が、制動時にブレーキ摩
擦材との摩擦により被膜の一部が削り落とされ、ディス
クロータ表面の被膜厚さが不均一となるために滑らかな
摩擦とならないことにより、更に振動（異音）の発生が
増長される。

【０００６】従来、この異音を防止する技術が種々提案
されているが、その一例として、特開平４−６０２２５
号公報の「ブレーキパッド」がある。この従来技術は、
スティックスリップ現象の原因であるディスクロータの
被膜形成を抑制するため、ブレーキ摩擦材の組成材料に
おいて、研磨無機材、潤滑無機材を付加した物である。
この材料を付加することによって、ディスクロータ表面
の付着した粘性の被膜が均一に削り落とされ、ディスク
ロータとブレーキ摩擦材が滑りやすくなるので、スティ
ックスリップ現象を抑えることが可能となり、異音の発
生が抑制される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ブレー
キ摩擦材に研磨無機材や潤滑無機材を付加しても、ブレ
ーキ摩擦材には、組成としての有機系材料は欠くことが
できないものであり、依然、有機系材料が含まれている
ため、制動時の摩擦熱によってブレーキパッドの有機系
材料がディスクロータ表面に付着して異音が発生する恐
れがある。

【０００８】そこで本発明は、ブレーキ摩擦材を加熱す
ることで、ブレーキ摩擦材の有機系材料をディスクロー
タに付着させないように変性させ、ディスクロータ表面
に被膜が形成されるのを抑制し、ブレーキの異音の発生
を抑制することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明におけるブレーキパッドは、ブレーキ摩擦材
と、該ブレーキ摩擦材裏面に接合された裏金と、から成
るブレーキパッドにおいて、前記ブレーキ摩擦材と前記
裏金の間に設置され前記ブレーキ摩擦材を加熱する加熱
手段と、ブレーキに異音が発生したことを検出する異音
検出手段と、前記裏金に設置されブレーキパッドの温度
を検出する温度検出手段と、前記異音検出手段からの異
音検出信号と前記温度検出手段からの温度信号によって
前記加熱手段を制御する制御手段と、を備えたことを特
徴とする。

【００１０】

【作用】本発明におけるブレーキパッドは、制動時、異
音検出手段がブレーキの異音を検出したら、制御手段に
異音検出信号を送る。制御手段は、異音検出信号を受
け、温度検出手段からの温度信号でブレーキ摩擦材が所
定状態であることを認識したら、加熱手段を作動させ、
ブレーキ摩擦材を加熱させる。そして、ブレーキ摩擦材
の温度が所定温度に達したら、加熱制御を停止する。

【００１１】

【実施例】次に、本発明の実施例について図１から図５
に基づいて説明する。なお、図５の「加速度−時間」特
性の波形は、５０ヘルツのハイパスフィルタを使用して
得られたものである。

【００１２】図１は、一般的なディスクブレーキ１０の
全体を示した斜視図である。ディスクブレーキ１０は、
タイヤ（図示省略）と一体的に回動する円板状のディス
クロータ１２と、その外周部近傍に設置されたブレーキ
キャリパ１４とから構成されている。ブレーキキャリパ
１４は、図２に示すように油圧ピストン２８で作用しデ
ィスクロータ１２を介して対向する位置に設置された一
対のブレーキパッド１６と、ブレーキパッド１６を保持
するハウジング３０から構成されている。さらに、ブレ
ーキパッド１６は、ブレーキ摩擦材（以下、摩擦材と呼
ぶ）１８と、摩擦材１８の裏面が接合している裏金２０
から構成されている。

【００１３】また、摩擦材１８と裏金２０の間には加熱
手段である加熱コイル２２が設置され、裏金２０には温
度検出手段である温度センサ２６と、異音検出手段であ
る加速度センサ２４が設置されている。加速度センサ２
４は異音検出手段である異音判定装置３２につながって
おり、加熱コイル２２、温度センサ２６及び異音判定装
置３２は制御手段である制御装置３４に接続されてい
る。

【００１４】摩擦材１８は、制動時の摩擦力を効率良く
発生するための高摩擦係数、摩擦熱に対する摩擦係数の
変化の抑制、ディスクロータを挟持する時の機械的、熱
的強度、長寿命性、異音抑止性等を考慮して、その組成
材料が選ばれるが、本実施例では、基材として非アスベ
スト系のアラミド繊維等を用い、結合剤として有機系材
料のフェノール樹脂、摩擦磨耗調整剤としてグラファイ
ト、銅、セラミック等から構成されている。摩擦材１８
の形状は、図３の破線で示すように、ディスクロータの
回転方向に沿った曲線部１８ａを有する略長方形の板体
である。摩擦材１８の裏面には裏金２０が接合されてい
る。

【００１５】裏金２０は、前記摩擦材１８と同様に、デ
ィスクロータの回転方向に沿った曲線部２０ａを有する
略長方形の板体である。

【００１６】前述の摩擦材１８と裏金２０の間には、電
熱線型の加熱コイル２２が摩擦材１８の裏面全体にジグ
ザグ状に設置されている。これによって、加熱時、熱が
摩擦材１８に伝導する。裏金２０に設置された摩擦材の
温度を検出する温度センサ２６は、加熱コイル２２によ
る加熱温度を監視する機能を備え、常時、温度情報を制
御装置３４に送っている。また、裏金２０には、加速度
センサ２４が設置されており、制動時のディスクロータ
１２の回転方向に対応したブレーキパッド１６の加速度
変化を検出して、ブレーキパッド１６の振動を検出し、
常時、振動信号を異音判定装置３２に送っている。

【００１７】異音判定装置３２は、加速度センサ２４の
振動信号、例えば、図５に示す「加速度−時間」特性に
基づいて、制動中に異音発生領域Ａ及びＣに示すような
異音が発生する所定の加速度（振動）の変化を検出した
ら、制御装置３４に異音の発生を表す異音発生信号を送
る。また、制御装置３４は、後述するフローチャトに基
づいてブレーキパッドの加熱制御を行う。

【００１８】次に、図２、図３に示す構成を参考にし
て、本実施例の摩擦材１８を加熱制御する方法につい
て、図４のフローチャートに基づいて説明する。ステッ
プ１００では、ディスクブレーキに発生する異音を検出
する。異音検出は、裏金２０に設置された加速度センサ
２４が制動時のブレーキパッド１６の加速度を常時検出
することで、ブレーキパッド１６の振動を検出する。異
音判定装置３２は加速度センサ２４からの振動信号を受
け、予め記憶した異音発生時の振動パターンと比較し
て、異音が発生したか否かを判断する。そして、異音が
発生していると判断したら、異音判定装置３２から制御
装置３４に異音発生信号が送られる。

【００１９】ステップ１０２では、加熱制御を開始する
前に、制動が頻繁に行われている状態、例えば山道等の
下り坂で制動が頻繁に行われているか否かを判断する。
本実施例では、裏金２０に設置された温度センサ２６で
摩擦材１８の温度を検出し、温度が所定温度、例えば１
５０度以上であるかどうかでこの状態を判断する。１５
０度以上の温度であれば、制動が頻繁であると判断し、
この制御を終了し、１５０度未満であれば、通常の市街
地走行の状態と判断して、ステップ１０４に進む。

【００２０】ステップ１０４では、制動が頻繁に行われ
ていないことを受けて、制御装置３４が非制動時に摩擦
材１８と裏金２０の間に設置された加熱コイル１６を作
用させ、摩擦材１８の加熱を開始する。摩擦材１８は、
加熱コイル２２によって全体を均等に加熱される。

【００２１】ステップ１０６では、加熱により摩擦材１
８の有機系材料が変性する状態となっているかを判断す
る。本実施例では、温度センサ２６で摩擦材１８の温度
が所定温度、例えば２００度以上かどうかでこの状態を
判断する。２００度以下であれば、摩擦材１８の加熱を
継続し、２００度以上であれば次のステップ１０８に進
む。ステップ１０８では、摩擦材１８の温度が２００度
以上に達した温度信号を受けて、制御装置３４が加熱コ
イル２２による加熱を停止させる。

【００２２】上記のように、本実施例では、異音発生後
に上記の加熱制御により摩擦材を加熱することによっ
て、摩擦材の有機系材料をディスクロータに付着させな
いように変性させるので、ディスクロータ表面に被膜が
形成されるのが抑制でき、ブレーキの異音を抑制するこ
とができる。

【００２３】以上、本実施例について説明したが、摩擦
材と裏金の間に設置した加熱手段は、その構造、設置位
置を限定するものではなく、摩擦材を所定温度に加熱し
て有機系材料によるディスクロータへの被膜形成を抑制
する構成であればよい。

【００２４】また、図４のフローチャートにおけるステ
ップ１０２及びステップ１０６の所定温度の数値は、ブ
レーキパッドの材料に合わせて変更することが望まし
い。ステップ１０２では加熱を開始する前に所定温度に
よってディスクブレーキの状態を判断したが、所定時間
内におけるブレーキペダルの踏み込み回数または踏み込
み時間によって判断してもよい。さらに、ブレーキ摩擦
材の加熱制御は、車両の停止時（エンジン停止時も含
む）に行ってもよく、基本的に制動時にフェード現象が
発生しないように加熱すればよい。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明におけるブ
レーキパッドは、異音の発生を検出したらブレーキ摩擦
材を加熱させ、ブレーキ摩擦材の有機系材料をディスク
ロータに付着させないように変性させるので、ディスク
ロータ表面に被膜が形成されるのを抑えることが可能と
なり、ブレーキの異音を効果的に抑制することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるディスクブレーキ全体
の斜視図。

【図２】本発明の実施例におけるディスクブレーキのブ
ロック図。

【図３】本発明の実施例におけるブレーキパッド主要部
の構成を示す斜視図。

【図４】本発明の実施例における加熱を制御するフロー
チャート。

【図５】制動時のブレーキパッドの「加速度−時間」特
性を示す特性図。

【符号の説明】

１０ ・・・ ディスクブレーキ １２ ・・・ ディスクロータ １６ ・・・ ブレーキパッド １８ ・・・ ブレーキ摩擦材 ２０ ・・・ 裏金 ２２ ・・・ 加熱コイル（加熱手段） ２４ ・・・ 加速度センサ（異音検出手段） ２６ ・・・ 温度センサ（温度検出手段） ３２ ・・・ 異音判定装置（異音検出手段） ３４ ・・・ 制御装置（制御手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブレーキ摩擦材と、該ブレーキ摩擦材裏
   面に接合された裏金と、から成るブレーキパッドにおい
   て、前記ブレーキ摩擦材と前記裏金の間に設置され前記
   ブレーキ摩擦材を加熱する加熱手段と、ブレーキに異音
   が発生したことを検出する異音検出手段と、前記裏金に
   設置されブレーキパッドの温度を検出する温度検出手段
   と、前記異音検出手段からの異音検出信号と前記温度検
   出手段からの温度信号によって前記加熱手段を制御する
   制御手段と、を備えたことを特徴とするブレーキパッ
   ド。