JPH11159549A - 自動車用ディスクブレーキの摩擦パッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決すべき課題】急ブレーキ時に生じる異常音（鳴
き）や騒音の発生を軽減することができる自動車用ディ
スクブレーキの摩擦パッドを開示する。 【課題の解決手段】摩擦材１ｂ、５ｂと該摩擦材を一体
保持する裏板１ａ、５ａとによって構成され、自動車の
ディスクブレーキ装置２０にディスクローター１０を挟
んで対向状態で装着される一対の摩擦パッド１、５にお
いて、該一対の摩擦パッドのうち、一方の摩擦パッドを
構成する摩擦材１ｂと、他方の摩擦パッドを構成する摩
擦材５ｂとが、その組成を異にするように構成されてい
ることを特徴とする自動車用ディスクブレーキの摩擦パ
ッド。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用ディスク
ブレーキに装着される摩擦パッドに関するものである。

【０００２】

【従来技術】ディスクブレーキは、車輪と一体回転する
ディスクローターを、一対の摩擦パッドによって、両側
から圧接して、運動エネルギーを熱エネルギーに変換し
て、車両を制動するものである。しかしながら、制動時
には、摩擦パッドは、高速で回転するディスクローター
に押し付けられた際に、摩擦パッドの摩擦材とディスク
ローターとの間に、摩擦振動が生じる。この摩擦振動
が、摩擦パッドの固有振動と一致したときには、摩擦パ
ッド自体が共振して、鋭い不快音を発生すると共に、こ
の振動は、摩擦パッドを移動自在に保持する保持部材に
も伝達して、これらを振動させて共鳴させ、耳障りな大
きな騒音（いわゆる鳴き）となる。

【０００３】このような騒音を防止するために、従来か
ら、摩擦パッドに発生した振動が、その保持部材側へ伝
達されるのを防止するために、摩擦パッドとこれをディ
スクローターへ押し付ける押圧部材との間に、ブレーキ
ノイズ防止用のシムを介装して、摩擦振動を吸収させる
方法が行われている。そして、シムの効果をさらに高め
るべく、金属製薄板に樹脂やゴムなどをコーティングし
たシムなども採用されているが、それらの効果は、必ず
しも満足すべき水準には、まだ到達していないのが現状
である。

【０００４】又、現在一般乗用車等に用いられている摩
擦材は、特殊な用途の車両を除いては、有機マトリック
スを持つものによって占められている。これは耐熱性樹
脂やゴムなどとそれを補強する繊維基材とによって構成
されており、従来は、樹脂成分として、フェノール樹脂
とアスベストを用いたものが殆どであったが、アスベス
トの発癌性が指摘されるに及んで、アスベストに代わる
各種の繊維素材が、用いられている。例えば、摩擦材の
マトリックスを構成する補強繊維成分として、スチール
繊維などの金属繊維、アラミド繊維などの耐熱性有機繊
維、ガラス繊維、セラミック繊維などの無機質繊維など
が、要求される摩擦性能に応じて、適宜選択され、適当
な比率で併用される。

【０００５】例えば、スチール繊維を主体とするもの
（セミメタリック系摩擦材）や、比較的少量のスチール
繊維と他の数種類の無機及び有機繊維を併用するもの
（ロースチール系摩擦材）、スチール繊維を用いないで
数種類の繊維でアスベスト繊維に匹敵する性能を出そう
とするもの（ノンスチール系摩擦材（ＮＡＯ材））など
が、工夫されている。

【０００６】これらの摩擦材は、夫々の組成に応じて、
特有の摩擦材性能を発揮する。例えば、スチール繊維を
主体とするマトリックス構造を持つセミメタリック系摩
擦材は、耐摩耗性や強度には、優れるものの、熱伝導率
が高いことから、べーパーロック等を防止するために、
ブレーキキャリパ側への熱伝導を遮断するための断熱構
造を必要とする。更に、摩擦係数（μ）の安定性や、ロ
ータへの攻撃性、ブレーキ騒音（鳴き）の抑制の点で十
分でなく、摩擦材が構造的に複雑となり、ブレーキペダ
ルの踏み付け力とそれに対する制動効果発現の応答性
（ブレーキ操作のフィーリング）が十分でない欠点があ
る。一方、ノンスチール系摩擦材は、鳴きの抑制効果や
相手材（ディスクローター）への攻撃性などでは優れる
ものの、強度や耐摩耗性では劣るなど、夫々に長所、短
所があり、現在は、これらの繊維素材や潤滑材などの配
合を工夫して、摩擦材の性能を理想に近づけるべく、様
々な配合の摩擦材が提案されている。しかしながら、あ
くまで、ディスクローターを挾む一対の摩擦パッドは、
同一の構成のものを用いることが、前提となっている。

【０００７】

【解決すべき課題】本発明の第１の目的は、急ブレーキ
操作をした場合などに生じる異常音（鳴き）や騒音の発
生を軽減することができる自動車用ディスクブレーキの
摩擦パッドを開示することにある。本発明の第２の目的
は、ブレーキ性能を損なうことなく、摩擦材の特性を発
揮させることができる自動車用ディスクブレーキの摩擦
パッドを開示することにある。本発明の第３の目的は、
ブレーキペダルの踏み付け力に応じて、所望の制動効果
を発現する、いわゆるブレーキ操作におけるフィーリン
グに優れた摩擦パッドを開示することにある。

【０００８】

【課題の解決手段】本発明の第一の要旨は、摩擦材と該
摩擦材を一体保持する裏板とによって構成され、自動車
のディスクブレーキ装置にディスクローターを挟んで対
向状態で装着される一対の摩擦パッドにおいて、該一対
の摩擦パッドのうち、一方の摩擦パッドと、他方の摩擦
パッドとが、その構成を異にするように組み合わされて
いることを特徴とする自動車用ディスクブレーキの摩擦
パッドにある。

【０００９】上記第一要旨に係る発明において、一対の
摩擦パッドがその構成を異にする場合としては、摩擦材
組成は同一で、裏板の材質や形状が異なる場合と、裏板
の構造が同一で摩擦材の組成が相互に異なる場合と、裏
板と摩擦材の両者が、互いにその構造、組成を異にする
場合とがある。尚、本願において、組成には、摩擦材を
構成する各素材が均一に混在する場合と、不均一に構成
されている場合（特定の素材が一側に偏在する場合）と
が含まれるものとする。

【００１０】上記第一要旨に係る一対の摩擦パッドは、
例えば、インナー摩擦パッドとアウター摩擦パッドの裏
板の構造や摩擦材組成物の組成が異なっていることによ
り、夫々の摩擦パッドの固有振動数や波形が互いに異な
り、それによって、共鳴現象が抑制されて、異常音の発
生が減少し、騒音も軽減される。これらの組み合わせ
は、試行錯誤によって、達成される。例えば、ブレーキ
オイルの昇温に、より多く影響するインナー摩擦パッド
として、断熱性能の高い摩擦パッドを採用し、アウター
摩擦パッドには、摩擦係数の優れた組成を持つ摩擦パッ
ドを採用することにより、鳴きの抑制効果やブレーキ操
作のフィーリング改善効果を保持しつつ、耐べーパーロ
ック性や耐フェード性を改善することが可能になる。

【００１１】本発明の第二の要旨は、上記第一要旨によ
って規定される自動車用ディスクブレーキの摩擦パッド
において、同一のディスクローターの両側に装着される
インナー摩擦パッドとアウター摩擦パッドとを識別する
ための識別手段が設けられていることを特徴とする自動
車用ディスクブレーキの摩擦パッドにある。

【００１２】上記第二要旨に係る摩擦パッドは、本願摩
擦パッドの誤用を防止すると共に、使用者の便を考慮し
たものであり、識別手段としては、例えば、同一のディ
スクローターに装着されるべき一対の摩擦パッドを構成
する摩擦材の側面、及び／又は、裏板に識別色を塗着す
ること、或いは、文字を刻設すること等である。これに
よって、断熱性に富むインナー摩擦パッドを、外側に装
着してしまうといった作業ミスを防止し、ブレーキ交換
作業等を確実に素早く行うことができる。

【００１３】

【発明の実施形態】図１は、本願摩擦パッドをフローテ
ィング式ブレーキキャリパ２０に装着した状態を示すも
のである。図１において、車輪と一体回転するディスク
ローター１０の両側に、一対の摩擦パッド１、５が、ロ
ーター１０との間に若干の透き間を空けて、ディスクロ
ーターを介して対向状態で装着されている。アウター摩
擦パッド１は、鋼製の裏板１ａと該裏板１ａの一側の面
に接着により一体的に設けられた摩擦材１ｂとによって
構成されており、後記ピストンカップ２３に連動して摩
擦パッド１をディスクローター１０に押圧するパッド押
えアーム２１によって、ディスクローター側へ往復動自
在に支持されている。

【００１４】一方、インナー摩擦パッド５は、アウター
摩擦パッドの構成と同様に、鋼製の裏板５ａと、該裏板
の一側の面に、一体的に設けられた摩擦材５ｂとによっ
て、構成され、キャリパ２０中に設けられたシリンダ２
２中を往復動自在なピストンカップ２３の一端に当接し
て、往復動自在に保持されている。このような摩擦パッ
ドの支持構造は、従来の場合と何ら変わりはない。本願
摩擦パッド１，５の特徴は、摩擦材１ｂと５ｂとの組成
の差にある。

【００１５】インナー摩擦パッド５の摩擦材５ｂの組成
は、スチール繊維を６０重量％、変性フェノール樹脂と
ゴムとによって構成される有機マトリックスが１５重量
％、潤滑剤が５重量％、金属粉が５重量％、その他の充
填材を１５重量％含むセミメタリック系摩擦材によって
形成されている。一方、アウター摩擦パッド５の摩擦材
５ｂは、スチール繊維５重量％、アラミド繊維２５重量
％、ガラス繊維５重量％、フェノール樹脂を主体とする
有機マトリックス２０％、潤滑材１５重量％、金属粉１
０重量％、その他充填材２０％の構成を備えている。

【００１６】これら一対の摩擦パッド１、５は、アウタ
ー摩擦パッド１の裏板１ａの側面１ｃと摩擦材１ｂの側
面１ｄを赤色の塗料を塗ることにより、着色されてい
る。又、インナー摩擦パッド５の裏板５ａの側面及び摩
擦材５ｂの側面は、同様に、黄色の塗料によって着色さ
れることにより、修理作業やブレーキ装置点検時におい
て、その装着場所を間違えることが無いように、意図さ
れている。このような目的で、裏板の摩擦材が形成され
ている面と反対の面に、プレス加工等によって装着場所
を支持する文字を刻設しておいてもよい。

【００１７】上記実施態様に係る一対の摩擦パッド１、
５は、アウター摩擦パッド１が、耐摩耗性や強度に優れ
るものの、耐フェード性や耐べーパーロック性に劣るセ
ミメタリック系摩擦パッドを、ピストンカップとはディ
スクローターに関して反対側に装着することにより、そ
の欠点による影響を軽減すると共に、インナー摩擦パッ
ド５としては、耐フェード性や断熱性において、セミメ
タリック系摩擦パッドより勝れており、高速域における
摩擦係数の安定性が高く、相手材（ローター）への攻撃
性が小さくて、ブレーキフィーリングのよいロースチー
ル系摩擦パッドを装着することにより、べーパーロック
等の虞れがなく、互いの欠点を補完する効果が得られ
る。

【００１８】更に、左右一対の摩擦パッド１、５は、そ
の組成の相違によって、固有振動数が異なること、比重
や摩擦係数が異なることによって、ディスクローターか
ら受ける力も異なってくること等により、緊急ブレーキ
操作時に発生する「鳴き」の改善効果が顕著で、ブレー
キフィーリングも改善される効果がある。これらの効果
は、左右摩擦パッドの振動数が異なることから、互いに
振動エネルギーが打ち消しあう事により、生じるものと
推定される。

【００１９】上記実施態様では、摩擦材の組成をインナ
ー及びアウターの両パッドにおいて、変えた事例を示し
たが、これは、裏板の厚さや形状（例えば裏板の一面に
突条や凹部を形成するなど）を変えたり、或いは、イン
ナー摩擦パッドの裏板の一面に薄い断熱層を形成するな
どの方法によって、一対の摩擦パッドの構成が異なる場
合であってもよい。

【００２０】

【効果】従来の摩擦パッドは、インナー摩擦パッドとア
ウター摩擦パッドとの組成や構造を同一にしておき、必
要なブレーキ特性は、あくまで、インナー及びアウター
の両摩擦パッドを同時に同一仕様で変更することによ
り、対応していたため、自ずから、その限界があった
が、本願摩擦パッドは、その一対の摩擦パッドを夫々別
の組成や構成をもつものを、組み合わせることにより、
より、広範囲な特性をもつ、摩擦パッドを提供する事が
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様をブレーキ装置に組み込ん
だ状態で示す説明図である。

【符号の説明】

１ インナー摩擦パッド １ａ 裏板 １ｂ 摩擦材 ５ アウター摩擦パッド ５ａ 裏板 ５ｂ 摩擦材 ２０ ブレーキキャリパ ２１ パッド押えアーム ２３ ピストン

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】摩擦材と該摩擦材を一体保持する裏板とに
   よって構成され、自動車のディスクブレーキ装置にディ
   スクローターを挟んで対向状態で装着される一対の摩擦
   パッドにおいて、該一対の摩擦パッドのうち、一方の摩
   擦パッドと、他方の摩擦パッドが、その構成を異にする
   ように構成されていることを特徴とする自動車用ディス
   クブレーキの摩擦パッド。
2. 【請求項２】摩擦材と該摩擦材を一体保持する裏板とに
   よって構成され、自動車のディスクブレーキ装置にディ
   スクローターを挟んで対向状態で装着される一対の摩擦
   パッドにおいて、該一対の摩擦パッドのうち、一方の摩
   擦パッドを構成する摩擦材と、他方の摩擦パッドを構成
   する摩擦材とが、その組成を異にするように構成されて
   いることを特徴とする自動車用ディスクブレーキの摩擦
   パッド。
3. 【請求項３】同一のディスクローターの両側に装着され
   る一対の摩擦パッドにおいて、インナー摩擦パッドとア
   ウター摩擦パッドとを識別するための識別手段が設けら
   れていることを特徴とする請求項１又は２の自動車用デ
   ィスクブレーキの摩擦パッド。
4. 【請求項４】識別手段が、一対の摩擦パッドを構成する
   摩擦材の側面、及び／又は、裏板に塗着された識別色で
   あることを特徴とする請求項３に記載の自動車用ディス
   クブレーキの摩擦パッド。