JPH08210398A - ディスクブレーキ装置用ブレーキパッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 昇温時及び降温時のいずれにおいてもブレー
キ鳴きの発生を防止する。 【構成】 ブレーキパッド３２の裏金３４は、形状記憶
合金によって形成されている。このため、昇温過程及び
降温過程のいずれにおいても、高温域になると裏金３４
がディスクロータに対して凸形状となる。このため、摩
擦材３６も凸形状となり、中央部のみがディスクロータ
に圧接される。この結果、ブレーキ鳴きの発生を防止す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車輪と共に回転するデ
ィスクロータに対して接離可能に配置され、摩擦材と裏
金とを含んで構成されるディスクブレーキ装置用ブレー
キパッドに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】車両の
ブレーキ装置として多用されているディスクブレーキ装
置では、車輪と共に回転するディスクロータに一対のブ
レーキパッドを圧接させ、これにより制動トルクを発生
させている。このとき、ブレーキパッドとディスクロー
タとの間で所謂ブレーキ鳴きが発生することがあり、こ
れを如何に防止するかについて種々の構成が案出されて
いる。その一例が実開昭６４−４１７３５号公報に開示
されており、以下にこの構成について簡単に説明する。

【０００３】図７にはブレーキパッド１００の平面図が
示されており、又図８にはブレーキパッド１００の正面
図が示されている。これらの図に示されるように、この
ブレーキパッド１００では、摩擦材１０２を図示しない
ディスクロータに押圧させる裏金１０４が、第１プレー
ト１０６と第２プレート１０８とに分割されている。さ
らに、摩擦材１０２が固着される第１プレート１０６と
ピストン１１０によって押圧される第２プレート１０８
との間には所定の隙間１１２が設けられており、この隙
間１１２には第１介装部材１１４と第２介装部材１１６
とが介装されている。第１介装部材１１４はディスクロ
ータの回転方向に対しリーディング側に配置されてお
り、熱膨張係数が小さい材料によって製作されている。
これに対し、第２介装部材１１６はディスクロータの回
転方向に対してトレーリング側に配置されており、熱膨
張係数が大きい材料によって製作されている。

【０００４】上記構成によれば、ブレーキ作動時、ブレ
ーキパッド１００の摩擦材１０２がディスクロータに摺
接することによる摩擦熱によってディスクロータが高温
になると、このときの摩擦熱が第１介装部材１１４及び
第２介装部材１１６に伝達される。この場合、両者の熱
膨張係数の相違により、トレーリング側に配置された第
２介装部材１１６の方がリーディング側に配置された第
１介装部材１１４よりも大きく膨張する。従って、摩擦
材１０２のトレーリング側の端部の方がリーディング側
の端部よりもディスクロータに強く押される。

【０００５】ところで、上述したブレーキ鳴きは、摩擦
材１０２の偏摩耗によって生じることが知られている。
すなわち、一般に摩擦材１０２のリーディング側の端部
の面圧の方がトレーリング側の端部の面圧よりも大きく
なるため、摩擦材１０２のリーディング側の端部の方が
早期に摩耗して偏摩耗が生じる。このため、所謂スティ
ックスリップ現象等が誘発され、これに起因してブレー
キ鳴きが発生するといわれている。

【０００６】従って、上記の如く、面圧が高くなる方の
リーディング側の端部を第１介装部材１１４で弱く押圧
し、逆に面圧が低くなる方のトレーリング側の端部を第
２介装部材１１６で強く押圧することにより、面圧のア
ンバランスが相殺されて均一な面圧が得られる。

【０００７】しかしながら、上記構成による場合、昇温
時にしかブレーキ鳴きの発生を防止することができず、
降温時にはブレーキ鳴きが発生するという不具合が生じ
る。

【０００８】一般に、ディスクロータに摺接される摩擦
材１０２は裏金である第１プレート１０６よりも熱膨張
係数が大きく、しかも、摩擦材１０２の温度が上昇する
昇温時になると、摩擦材１０２の温度が第１プレート１
０６の温度よりも大きくなるため、摩擦材１０２の熱膨
張量の方が第１プレート１０６の熱膨張量よりも大きく
なる。さらに、第１プレート１０６と摩擦材１０２とは
摩擦材１０２の全面に亘って固着されているので、前述
した熱膨張量の差は摩擦材１０２のディスクロータ側へ
突出した凸形状となって表れ、よって摩擦材１０２の中
央部がディスクロータに強く押圧される。このため、摩
擦材１０２の中央部が特に摩耗することになる。

【０００９】その後、ブレーキ力が弱まり、ディスクロ
ータの温度が下降する降温時になると、摩擦材１０２の
温度も下がっていく。このため、摩擦材１０２と第１プ
レート１０６との温度差が小さくなってくると、双方の
熱膨張量がほぼ等しくなり、摩擦材１０２は平らな元の
形状に復帰する。ところが、摩擦材１０２が平らな元の
形状に復帰するといっても、昇温時に既に中央部が摩耗
していることから、結果的には摩擦材１０２はディスク
ロータに対して凹形状となる。このことと、摩擦材１０
２の温度が下がり始めた領域では摩擦材１０２は依然と
して高温状態（２５０°Ｃ程度から１００°Ｃ程度）に
あり摩擦係数が高いことから、当該領域では凹形状の摩
擦材１０２の両端部の面圧が中間部の面圧よりもかなり
高くなる。この結果、当該領域においてスティックスリ
ップ現象が生じ、ブレーキ鳴きが発生し易くなる。

【００１０】本発明は上記事実を考慮し、昇温時及び降
温時のいずれにおいてもブレーキ鳴きの発生を防止する
ことができるディスクブレーキ装置用ブレーキパッドを
得ることが目的である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、車輪と共に回
転するディスクロータに対して接離可能に配置され、デ
ィスクロータに対向状態で配置される摩擦材と、この摩
擦材が固着され当該摩擦材をディスクロータに圧接させ
る裏金と、を含んで構成されるディスクブレーキ装置用
ブレーキパッドであって、降温過程における所定の高温
域で、摩擦材及び裏金の少なくとも一方の熱変形によ
り、摩擦材のロータ回転方向側の両端部をディスクロー
タから離間する方向へ変形させる、ことを特徴としてい
る。

【００１２】

【作用】以下に、本発明の作用を説明する。

【００１３】通常であれば、昇温過程で摩擦材が凸形状
となるため、中央部がディスクロータに圧接され中央部
が摩耗する。このため、降温過程になって摩擦材の表面
温度が下がることにより摩擦材が元の平坦な形状に復元
したとしても、先の中央部の摩耗により摩擦材は凹形状
となっている。従って、この凹形状の摩擦材のロータ回
転方向側の両端部がディスクロータに圧接されることに
なる。この場合、降温過程における高温域では摩擦材の
摩擦係数が大きいことから、この高温域でスティックス
リップ現象が起こりブレーキ鳴きが発生する。

【００１４】ところが、本発明によれば、降温過程の高
温域では、摩擦材及び裏金の少なくとも一方の熱変形に
より、摩擦材のロータ回転方向側の両端部がディスクロ
ータから離間する方向へ強制的に変形されている状態と
なる。すなわち、摩擦材は本来的には前述した如く凹形
状に近づいていこうとするが、これを摩擦材及び裏金の
少なくとも一方を熱変形させることで、摩擦材のロータ
回転方向側の両端部はディスクロータから離間する方向
へ強制的に変形される。このため、摩擦材の中央部がデ
ィスクロータに圧接されることになり、両端部がディス
クロータに圧接されることによるスティックスリップ現
象は起こらない。従って、ブレーキ鳴きも発生しない。

【００１５】

【実施例】以下、図１〜図４を用いて、本発明の一実施
例について説明する。

【００１６】図２には本実施例に係るディスクブレーキ
装置１０が斜視図にて示されており、又図３にはディス
クキャリパ１２が正面図にて示されている。これらの図
に示されるように、車輪と共に回転する円板状のディス
クロータ１４の外周部には、浮動型のディスクキャリパ
１２が配設されている。ディスクキャリパ１２は図示し
ないボルトによって車体側に固定される略コ字形のトル
クメンバ１６を備えており、このトルクメンバ１６の中
央部にシリンダボディー１８が配置されている。

【００１７】シリンダボディー１８の内部には、ブレー
キ作動時に油入口２０に接続された図示しないブレーキ
ホースを介してブレーキ液が供給されることにより、デ
ィスクロータ１４側へ移動するピストン２２が収容され
ている。また、シリンダボディー１８には、ディスクロ
ータ１４に対して平行にかつ互いに反対方向へ延出され
た一対の腕部２４が形成されている。これらの腕部２４
の先端部にはボルト２６が螺入されることにより、スラ
イドピン２８がそれぞれ固定されている。なお、スライ
ドピン２８の軸線方向は、ディスクロータ１４の面直交
方向とされている。これらのスライドピン２８は、トル
クメンバ１６に形成された一対のガイド孔内へ軸方向移
動可能にそれぞれ挿入されている。これにより、シリン
ダボディー１８は、スライドピン２８の軸線方向に沿っ
て移動可能に支持されている。さらに、シリンダボディ
ー１８には略Ｃ字状のブリッジ部３０が一体に形成され
ており、このブリッジ部３０の端部（爪部）はディスク
ロータ１４のアウタ側に位置されている。

【００１８】上述したディスクキャリパ１２内には、デ
ィスクロータ１４を挟んで一対のブレーキパッド３２が
配設されている。図１（Ａ）〜（Ｃ）に示されるよう
に、ブレーキパッド３２は、ピストン２２によって押圧
される金属製の裏金３４と、この裏金３４におけるディ
スクロータ１４側の面に固着される摩擦材３６と、を含
んで構成されている。摩擦材３６とディスクロータ１４
との間には、所定のクリアランスが設定されている。ま
た、裏金３４は摩擦材３６よりも長手方向（ロータ回転
方向〔図３の矢印Ａ方向〕）に長く形成されており、そ
の長手方向両端部にはトルクメンバ１６のトルク受け部
に対向して配置されるトルク伝達部３８が一体形成され
ている。

【００１９】ここで、本実施例におけるブレーキパッド
３２では、その裏金３４が形状記憶合金によって製作さ
れている。従って、図１（Ｃ）に示される如く、摩擦材
３６の表面温度が所定の高温域（２００°Ｃ程度）にな
ると、裏金３４はディスクロータ１４側へ凸形状に変形
する構成である。

【００２０】以下に、本実施例の作用を説明する。ブレ
ーキ非作動時においては、ブレーキ液が供給されないの
で、シリンダボディー１８内の油室は縮小されている。
このため、インナ側及びアウタ側のブレーキパッド３２
の摩擦材３６は、共にディスクロータ１４から離間して
いる。

【００２１】この状態から、図示しないブレーキペダル
が操作されてブレーキ作動時になると、図示しないブレ
ーキホースを介して油入口２０から油室内へブレーキ油
が供給される。このため、ピストン２２が押圧されてデ
ィスクロータ１４側へ移動する。従って、インナ側のブ
レーキパッド３２の裏金３４がピストン２２によって押
圧されて、摩擦材３６がディスクロータ１４に圧接され
る。これにより、インナ側の摩擦材３６とディスクロー
タ１４との接触面に摩擦力が発生する。その一方で、ピ
ストン２２の移動と同時に、シリンダボディー１８自体
がディスクロータ１４から離間する方向へ移動される。
このため、ブリッジ部３０を介してその爪部がディスク
ロータ１４側へ移動する。従って、アウタ側のブレーキ
パッド３２の裏金３４が押圧されてディスクロータ１４
側へ移動し、摩擦材３６がディスクロータ１４に圧接さ
れる。これにより、アウタ側の摩擦材３６とディスクロ
ータ１４との接触面に摩擦力が発生する。

【００２２】ここで、上記の一連の過程における摩擦材
３６の性状について考察すると以下の如くとなる。図４
には横軸に摩擦材３６の表面温度Ｔを取り、縦軸に摩擦
材３６の摩擦係数μを取ったグラフが示されている。略
２５０°Ｃを境にして及びで示される領域が昇温過
程であり、及びで示される領域が降温過程である。
初期状態では、ブレーキパッド３２は、平坦な形状にな
っている（図１（Ｂ）参照）。この状態から、摩擦材３
６の表面温度が上昇すると、本実施例のブレーキパッド
３２では裏金３４が形状記憶合金製とされているため、
略２００°Ｃに達した時点で裏金３４は元の凸形状に復
元される（図１（Ｃ）参照）。このため、裏金３４に固
着されている摩擦材３６もディスクロータ１４に対して
凸形状となる。なお、の領域（昇温過程の低温域）で
は摩擦材３６の摩擦係数μは小さく、の領域（昇温過
程の高温域）では摩擦材３６の摩擦係数μは大きい。上
記の場合、摩擦材３６のロータ回転方向側の中央部がデ
ィスクロータ１４に圧接されるため、別言すれば摩擦材
３６のロータ回転方向側の両端部がディスクロータ１４
から強制的に離間されるため、スティックスリップ現象
は起こらず、この為ブレーキ鳴きも発生しない。

【００２３】その後、降温過程になると、摩擦材３６の
表面温度が低下していき裏金３４との温度差が小さくな
るため、凸形状であった摩擦材３６は徐々に平坦な形状
に復元しようとする。しかし、降温過程における高温域
（の領域）においては、摩擦材３６の表面温度が２０
０°Ｃ程度と高ければ、形状記憶合金製である裏金３４
の性質によりブレーキパッド３２は依然として凸形状を
保持する。このため、降温過程の高温域では摩擦材３６
の摩擦係数は大きいにも拘わらず、摩擦材３６の中央部
がディスクロータ１４に圧接されることになるため、ス
ティックスリップ現象は起こらず、この為ブレーキ鳴き
も発生しない。なお、の領域（降温過程の低温域）で
は、摩擦材３６の摩擦係数が小さいため、ブレーキ鳴き
は生じない。

【００２４】このように本実施例では、裏金３４を形状
記憶合金製として、所定の高温域（略２００°Ｃ程度）
になるとディスクロータ１４側へ凸形状となるように構
成したので、降温過程における高温域において摩擦材３
６のロータ回転方向側の両端部がディスクロータ１４に
強く圧接されることによるスティックスリップ現象の発
生を防止することができ、ひいてはブレーキ鳴きの発生
を防止することができる。

【００２５】また、本実施例では、昇温過程及び降温過
程のすべての温度領域でブレーキパッド３２がディスク
ロータ１４に対して凸接触状態となるので、ブレーキ作
動時にブレーキの効きダレ感やフェード現象が生じるの
を防止することができる。すなわち、高温域でブレーキ
を作動させると、制動後期に温度上昇に伴う摩擦材３６
の原材料のガス化による摩擦面の圧力低下をきたし、ブ
レーキの効きダレ感が生じることがある。さらに、温度
上昇が急激な場合にはフェード現象が生じることがあ
る。しかし、本実施例によれば、昇温過程及び降温過程
のすべての温度領域でブレーキパッド３２がディスクロ
ータ１４に対して凸接触状態となるので、ガスが摩擦面
から抜け易くなり、ブレーキの効きダレ感やフェード現
象が発生するのを防止することができる。

【００２６】なお、本実施例では、裏金３４を形状記憶
合金製とすることでブレーキパッド３２の摩擦材３６を
降温過程の高温域で強制的に凸形状に変形させる構成を
採ったが、これに限らず、種々の構成を採ることが可能
であり、以下に説明する。

【００２７】図５（Ａ）、（Ｂ）に示されるブレーキパ
ッド４０では、ロータ回転方向側の中央部に配置されか
つ高熱膨張係数の材料によって形成された第１摩擦部４
２Ａ（実線包囲部）と、第１摩擦部４２Ａの外側に配置
されかつ低熱膨張係数の材料によって形成された第２摩
擦部４２Ｂと、によって摩擦材４２が構成されている。
なお、裏金４４自体は、通常の板金が用いられている。

【００２８】上記構成によれば、昇温過程の高温域及び
降温過程の高温域のいずれにおいても、第１摩擦部４２
Ａと第２摩擦部４２Ｂとの熱膨張係数の差によって、第
１摩擦部４２Ａの方が第２摩擦材４２Ｂよりも大きくデ
ィスクロータ１４側へ膨出する。すなわち、ブレーキパ
ッド４０は凸形状となる。このため、第１摩擦部４２Ａ
がディスクロータ１４に圧接され、第２摩擦部４２Ｂは
ディスクロータ１４から強制的に離間される。従って、
この例においても、前述した実施例と同様にスティック
スリップ現象は起こらず、ブレーキ鳴きも生じない。ま
た、この例においても、前述した実施例と同様の理由
で、ブレーキの効きダレ感やフェード現象が発生するの
を防止することができる。さらに、この例によれば、摩
擦材４２の第２摩擦部４２Ｂが低熱膨張係数化されてお
り、裏金４４の熱膨張係数との差が小さいため、超高温
時（４００°Ｃ以上）における摩擦材４２及び裏金４４
間の熱応力が小さくなる。このため、摩擦材４２の両端
部（第２摩擦部４２Ｂ）に熱クラックが発生するのを抑
えることができる。

【００２９】また、図６（Ａ）、（Ｂ）に示されるブレ
ーキパッド４６では、裏金４８がバイメタル構造によっ
て構成されている。すなわち、摩擦材５０が固着される
第１裏金４８Ａの熱膨張係数の方が、第１裏金４８Ａが
圧着される第２裏金４８Ｂの熱膨張係数よりも高く設定
されている。さらに、この例では、摩擦材５０における
ロータ回転方向側の中央部５０Ａがその周囲５０Ｂより
も低摩擦係数の材料によって形成されている。このた
め、昇温過程及び降温過程のいずれにおいても、高温域
になると裏金４８が凸形状に変形する。このため、摩擦
材５０も凸形状に変形し、その中央部５０Ａがディスク
ロータ１４に圧接され、周囲５０Ｂはディスクロータ１
４から離間される。従って、この例においても、前述し
た実施例と同様にスティックスリップ現象は起こらず、
ブレーキ鳴きも生じない。なお、裏金４８をバイメタル
構造にするだけでも、ブレーキ鳴きの発生を十分に防止
することが可能であるが、更にこの例では摩擦材５０の
中央部５０Ａが低摩擦係数化されているため、この点に
おいてもより一層ブレーキ鳴きの発生を防止することが
できるというメリットがある。また、この例において
も、前述した実施例と同様の理由で、ブレーキの効きダ
レ感やフェード現象が発生するのを防止することができ
る。

【００３０】なお、上述した図１に示される実施例で
は、裏金３４を形状記憶合金製にする構成を採ったが、
これに限らず、摩擦材３６を形状記憶合金製としてもよ
く、更には双方を形状記憶合金製にしてもよい。

【００３１】また、図５に示される例では、摩擦材４２
に高熱膨張係数部である第１摩擦部４２Ａと低熱膨張係
数部である第２摩擦部４２Ｂとを設けたが、これに限ら
ず、裏金４４に同様の配置区分で高熱膨張係数部と低熱
膨張係数部とを設ける構成にしてもよく、更には双方に
高熱膨張係数部と低熱膨張係数部とを設ける構成にして
もよい。

【００３２】さらに、図６に示される例では、裏金４８
をバイメタル構造としたが、これに限らず、摩擦材５０
をバイメタル的な二層構造としてもよく、更には双方を
バイメタル構造としてもよい。

【００３３】また、請求項１記載の本発明の特徴を、
「摩擦材及び裏金の少なくとも一方に熱膨張係数が小さ
い第１変形部（「第２摩擦部４２Ｂ」、「周囲５０Ｂ」
がこれに相当）と熱膨張係数が大きい第２変形部（第１
摩擦部４２Ａ」、「中央部５０Ａ」がこれに相当）とを
設け、第１変形部と第２変形部との熱膨張量の差によっ
て、降温過程における所定の高温域で摩擦材のロータ回
転方向側の両端部をディスクロータから離間させる方向
へ変形させる、」ことを特徴とした場合には、図５及び
図６に示されるブレーキパッド４０、４６に対応し、上
述したような作用、効果が得られる。

【００３４】さらに、請求項１記載の本発明の特徴を、
「摩擦材及び裏金の少なくとも一方を形状記憶合金によ
って形成することで、降温過程における所定の高温域で
摩擦材のロータ回転方向側の両端部をディスクロータか
ら離間する方向へ変形させる、」ことを特徴とした場合
には、図１に示されるブレーキパッド３２の構成に対応
し、実施例で説明したような作用、効果が得られる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るディス
クブレーキ装置用ブレーキパッドは、降温過程における
所定の高温域で、摩擦材及び裏金の少なくとも一方の熱
変形により、摩擦材のロータ回転方向側の両端部をディ
スクロータから離間する方向へ変形させる構成としたの
で、昇温時及び降温時のいずれにおいてもブレーキ鳴き
の発生を防止することができるという優れた効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本実施例に係るブレーキパッドをディ
スクロータ側から見た正面図であり、（Ｂ）は初期状態
におけるブレーキパッドの状態を示す平面図であり、
（Ｃ）は高温域におけるブレーキパッドの状態を示す平
面図である。

【図２】図１に示されるブレーキパッドを備えたディス
クブレーキ装置を示す斜視図である。

【図３】図２に示されるディスクキャリパを示す正面図
である。

【図４】本実施例の作用を説明するためのグラフであ
る。

【図５】変形例に係り、（Ａ）はブレーキパッドのディ
スクロータ側から見た正面図であり、（Ｂ）は高温域に
おけるブレーキパッドの状態を示す平面図である。

【図６】別の変形例に係り、（Ａ）はブレーキパッドの
ディスクロータ側から見た正面図であり、（Ｂ）は高温
域におけるブレーキパッドの状態を示す平面図である。

【図７】従来例に係るブレーキパッドの平面図である。

【図８】図７に示されるブレーキパッドの正面図であ
る。

【符号の説明】

１０ ディスクブレーキ装置 １４ ディスクロータ ３２ ブレーキパッド ３４ 裏金 ３６ 摩擦材 ４０ ブレーキパッド ４２ 摩擦材 ４４ 裏金 ４６ ブレーキパッド ４８ 裏金 ５０ 摩擦材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪と共に回転するディスクロータに対
   して接離可能に配置され、ディスクロータに対向状態で
   配置される摩擦材と、この摩擦材が固着され当該摩擦材
   をディスクロータに圧接させる裏金と、を含んで構成さ
   れるディスクブレーキ装置用ブレーキパッドであって、 降温過程における所定の高温域で、摩擦材及び裏金の少
   なくとも一方の熱変形により、摩擦材のロータ回転方向
   側の両端部をディスクロータから離間する方向へ変形さ
   せる、 ことを特徴とするディスクブレーキ装置用ブレーキパッ
   ド。