JPS6037432A - デイスクブレ−キ - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はディスクブレーキ、詳しくは、ディスクロータ
の防錆効果を改善しつつその作動特性を改良したディス
クブレーキに関する。

（従来技術） 一般に、自動車その他の車両が海外へ輸出されるときは
、船舶により輸出相手国に輸送さることが多い。この場
合、工場で出来上がった車両はまず積出港近くの置場に
保管され、次に輸送船舶に船積されて輸出相手国連航海
を続け、さらに相手国の積上港近くの置き場に再び保管
され、それから相手国のユーザーに引き渡されることに
なる。

しかしながら、このような車両がディスクブレーキを採
用している場合、そのディスクブレーキのディスクロー
タは通常鉄系材料により形成されていること、積出港近
くの置き場の空気は多口の塩分を含んでいること、輸送
船舶内は高温多湿である場合が多いこと、さらに積出港
および積上港近くの置き場での保管期間および相手国ま
での航海期間の合計がまれに予期せざる外的要因により
場合によっては数ケ月に及ぶこと等のために、前記ディ
スクロータは錆を発生ずることがある。このような従来
のディスクブレーキとしては、「ニラサンローレルサー
ビス周軸」第１６２頁（昭和５５年１１月、日産自動車
株式会社発行、第４２９号）に記載されたものがある。

ディスクロータに錆が発生した場合、ディスクロータの
裏表のパッドに近接する部分とその伯の部分とでは錆の
程度が異なる。

このようにディスクロータに程度の異なる錆が発生する
と、車両を走行させてディスクブレーキを作動させた場
合に制動トルクのトルク変動を生ずる。これはシャダー
現象と呼ばれ、乗員の円滑な制動感覚を阻害する好まし
くない現象である。このような錆の発生に対しては、デ
ィスクロークの表面に通常の車体塗装の下地に防錆用に
用いられるリン酸塩を主体とする化合物層を形成するこ
とが考えられる。

しかしながら、ディスクロータの表面にこのような化合
物層を形成しただけでは、バンドでディスクロータを挟
圧して摺接した際にこの化合物が粉末となって脱落し、
この粉末がバンドとディスクロータとの間に挾持される
ため、オフライン後の初期制動（約５０回前１＆）で摩
擦係数μの低下が甚だしかったり、あるいはその低下後
に所定の基準摩擦係数μに回復するまでの制動回数が著
しく大きくなっていまうおそれがある。そして、防錆目
的を完了してユーザーに車両が渡るときまでに所定の制
動機能を回復することができないおそれがあった。

（発明の目的） そこで本発明は、ディ・スフローフの表面にリン酸塩を
主体とする化合物層を形成するとともに、バンドの表面
にパッドがディスクロータを挟圧する際にディスクロー
タの表面から脱落した前記化合物の粉末が一時集積する
ような溝筋を形成し、この溝筋の軌道を前記パッドがデ
ィスクロータを挟圧する際にこの溝筋から前記粉末が排
出し易くして前記ディスクロータとパラｌ′との間の摩
擦係数を低下せしめないような方向に形成することによ
り、保管期間中等における錆の発生を防止して前記シャ
ダー現象を防止することともに、オフライン後の初期制
動で摩擦係数μの低下が少ないこと、その低下した摩擦
係数μが所定の基準値に回復するまでに必要とする制動
回数が少ないこと、防錆目的を完了してユーザーに車両
が渡るときまでに所定の制動機能を回復できること、等
を目的とする。

（発明の構成） 本発明に係るディスクブレーキは、車輪側部材に固定さ
れ鉄系材料により形成されたディスクロータと、車体側
部材に係合し前記ディスクロータを挟圧することにより
前記車輪を制動する一対のパッドと、を備え、前記ディ
スクロータの表面にリン酸塩例えばＦｅ−Ｍｅ−Ｐ系を
主体とする化合物層を形成し、前記パ・ノドの表面にパ
ッドがディスクロータを挟圧する際にディスクロータの
表面から脱落した前記化合物の粉末が一時蛯積するよう
な溝筋を形成し、この溝筋の軌道を前記パッドがディス
クロータを挟圧する際にこの溝筋から前記粉末が排出し
易くして前記ディスクロータとパッドとの間の摩擦係数
を低下せしめないような方向に形成したことを構成とし
ている。

このような構成すなわち技術的手段によれば、ディスク
ロータの表面にリン酸塩を主体とする化合物層を形成し
たために、車両の保管期間中におけるディスクロータの
錆の発生を防止して前記シャダー現象を防止することが
できる。

また、パッドの表面に前記溝筋を形成したため、ディス
クロータから脱落した前記化合物の粉末をその溝筋内に
一時集積させた後外部へ排出させることができる。この
ように、前記粉末がディスクロータとパッドとの間に挾
持されてにびりついて）その相互間の摩擦係数を低下さ
せることを防止できるため、前記の（発明の目的）に記
載したシャダー現象の防１１二以外の目的を達成するこ
とができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図、第２図は、本発明に係るディスクブレーキの一実施
例を示す図である。

まず、構成を説明すると、第１図において、１はディス
クブレーキであり、２は図外の車輪側部材に固定されて
図中下方にその軸線を有し、鉄系材料により形成された
ディスクロータである。ディスクロータ２の裏表両側の
摺動面２ａの近傍には一対のパッド３が配置されている
。

パッド３の一方はキャリパ４の一端部に形成された液圧
手段５を構成するピストン７のディスクロータ２側端に
固定されており、パッド３の他方はキャリパ４の他端部
に形成されたアーム８に保合支持されている。キャリパ
４ば図外の車体に係合支持されており、ディスクブレー
キ１が作動していないときには一対のパッド３がディス
クロータ２の摺動面２ａと略等間隔で離隔し、ディスク
ブレーキ１が作動しているときには一対のパッド３が摺
動面２ａに等圧力で当接してディスクロータ２を挟圧で
きるようになっている。一対のパッド３がディスクロー
タ２を挟圧することにより、車輪を制動、すなわち車両
を制動することができる。第２図に示すように、ディス
クロータ２の表面にはリン酸塩を主体とする化合物層が
形成されており、ディスクロータ２との境界面には厚さ
ｔのリン酸鉄化合物層、さらにその上には厚さくＴ−ｔ
）のリン酸化合物層が形成されている。このようなリン
酸塩を主体とする化合物層をディスクロータ２の表面に
形成するための処理方法としては、別表に示すように、
以下のようなものが考えられる。

まず、ケイ酸ソーダを主成分とするＰＨ１２以上の強ア
ルカリクリーナ（たとえば日本パー力うイジング社のｒ
ＦＣ−４３６０Ｊ、濃度２０ｇ／７！”）中において５
０〜７０℃の温度で１０分間［脱脂」を行う。次に室温
で０．５分間「水洗」をした後、濃度１０〜２０％のＨ
Ｃ／溶液（Ｆｅ３０ｇ／ρ含有）中に室温で０．５分間
「酸洗」を行う。

次に室温でで０．５分間「水洗」をした後、コロイド状
チタン塩を主成分とする表面調整剤（たとえば日本パー
力うイジングン１の「パーコレンＺ」、１度３ｇ／ｌ、
チタン濃度５０〜１０１００ＰＰ中において室温で０．
５分間「表面調整」を行う。その後、亜鉛、リン酸を主
成分としエツチング剤としてニッケルを少々含む化成処
理液（たとえば日本パー力うイジング社の「パー力２１
０番」、濃度ＴＡ１３〜ｌ　４Ｐ　ｔ、Ｆｅ３゜５ｇ／
Ｒ含有）中において、９５〜９９℃の温度で５分間「被
膜化成」を行い、ディスクロータ２の表面にリン酸鉄亜
鉛を含むリン酸亜鉛化合物層が形成される。「被膜形成
」の次は、室温で０．５分間「水洗」をした後、さらに
、８０℃の温度で０．５分間「湯洗」を行う。

かかる処理により、化合物層（リン酸塩被膜層）を６〜
８μに、この化合物層中の鉄化合物層の厚さを１．７μ
以上とした。

また、第３図、第４図に示すように、パッド３のディス
クロータ２の摺動面２ａに摺接する摺接面３ａには溝筋
３ｂが形成されており、この溝筋３ｂにはパッド３がデ
ィスクローク２を挟圧する際にディスクロータ２の表面
から脱落した前記化合物の粉末が一時築積するようにな
っている。溝筋３ｂの軌道は第３図に示すように略水平
方向に形成されているため、ディスクロータ２の回転方
向と溝筋３ｂの軌道方向とが一致することなくそれらは
互いに適当にずれている。摺接面３ａの表面粗さ、すな
わち溝筋３ｂの深さは６０〜１００μの範囲内に収めら
れている。

次に作用を説明する。ディスクロータ２の表面にリン酸
塩を主体とする化合物層を形成することにより外観錆（
赤錆）の発生は十分防止することができる。このため、
前記ジャダル現象をも有効に防止することができる。

また、バッド３０表面、すなわち摺接面３０ ａに溝筋３ｂを形成したために、後に詳述するように、
ディスクブレーキの作動によりディスクロータ２の摺動
面２ａから脱落した前記化合物の粉末をその溝筋３ｂ内
に落とし込んで一時１ｉｆｔさせ、その後に粉末をディ
スクブレーキの外部へ排出さ−ｌ゛ることができる。デ
ィスクロータ２から脱落した化合物の粉末を溝筋３ｂ内
に簗積させて吸収しきれないと、粉末はディスクロータ
２とパッド３との間に挾持されてにびり付いて排出し難
くなる）その間の摩擦係数μが著しく低下し、ディスク
ブレーキの制動機能を招なう。しかし、本発明によれば
摺接面３ａの溝筋３ｂの深さは（表面粗さ）は６０〜１
００μであり、ディスクロータ２から脱落した粉末を溝
筋３ｂ内に十分吸収できる。なぜならば、この値（６０
〜１００μ）は、次式によりめられたものであり、理論
的にも十分裏付けられている。

（表面粗さ）＝２Ｘ（化合物層厚さ）×（ロ−タ片側摺
動面積／パッド片側 摺動面積）、 １ この式においては、（化合物層厚さ）は６μとし、（ロ
ータ片側摺動面積／パッド片側摺動面積）は、第５図に
示すように、通常のディスクブレーキにおいて６〜８の
間にある。この値を代入すると表面粗さは７２〜９６μ
となるが、本発明においては少し幅をとって６０〜１０
０μとした。

さらに、溝筋３ｂの深さがこれ以上大きいと（表面粗さ
が粗すぎると）ディスクロータ２からの化合物層の脱落
が大きすぎ、リン酸鉄亜鉛まで削り込むことになって耐
食性の低下を招くことになるため、これ以上大きくする
ことはできない。

また、前述のように、ディスクロータ２の回転方向と溝
筋３ｂの軌道方向が一致することなくそれらが互いに適
度にずれているため、溝筋３ｂに一時策積された粉末は
ディスクロータ２とパッド３とが摺接する際に随時排出
され、また、その排出の際にその粉末がディスクロータ
２とパッド３との間に挟持されてその相互間の摩擦係数
を低下せしめることを防止すること２ ができる。このように、溝筋３ｂの軌道方向は溝筋３ｂ
から粉末が排出される場合の難易に大きな関係があり、
次のような実験結果が出ている。第６図（ａ）〜（ｈ）
はパッド３の摺接面３ａに形成した溝筋３ｂの軌道の種
類を示す図である。このような各種の軌道のパッド３に
ついて各々ディスクロータ２との間の摩擦係数μを調べ
、それぞれの摩擦係数μの低下の程度を調査した。第６
図（ａ）のパッド３の軌道は略水平方向、同図（ｂ）の
パッド３の軌道はディスクロータ２との同一接触点を基
準にしてディスクロータ２の回転半径よりも大きな半径
の円弧方向、同図（ｃ）のパッド３の軌道はやはりディ
スクロータ２の回転半径よりも大きな半径の円弧方向で
あるがその中心がディスクロータ２と反対側にあり、同
図（ｄ）の軌道はディスクロータ２の回転半径よりも小
さな半径の円弧方向、同図（ｅ）の軌道はやはりディス
クロータ２の回転半径よりも小さな半径の円弧方向であ
るがその中心がディスクロータ２と反対側に３ あり、同図（ｆ）の軌道はディスクロータ２の回転半径
と同じでその中心もディスクロータ２と同じ側にあり、
同図（ｇ）の軌道は鉛直方向、同図（ｈ）の軌道はディ
スクロータ２と同じ側を中心とする放射方向に形成さて
いる。これらのパッド３のうち同図（ａ）〜（Ｃ）のよ
うな軌道が形成されたものは、第７図に示すように、デ
ィスクブレーキの初期制動時に摩擦係数μが低下しても
０．２以下にまで下がることはない。

これに対し、第６図（ｄ）、　（θ）、（ｇ）、（ｈ）
のような軌道が形成されたパッド３においては、第８図
に示すように、ディスクブレーキの初期制動時に摩擦係
数μが０．２以下にまで低下する場合が多い。これは、
第６図（ａ）〜（Ｃ）に示すような軌道はディスクロー
タ２の回転方向と適度にずれた方向を有しているため、
溝筋３ｂから前記化合物の粉末が排出し易くなり、ディ
スクロータ２とパッド３との間の摩擦係数μの低下を防
止できることによる。また、同図（ｄ）、（６）、（ｇ
）、（ｈ）に示すよ４ うな軌道はディスクロータ２の回転方向と大きな角度で
交差する部分が生じ、溝筋３ｂ内の粉末がディスクロー
タ２とパッド３との接触面に入り込んで挾持され易くな
るため、溝筋３ｂから粉末が排出し難くなり、ディスク
ロータ２とパッド３との間の摩擦係数μを大きく低下さ
せることによる。第６図（ｆ）に示す軌道は、ディスク
ロータ２の回転半径と同じために、ディスクロータ２と
パッド３とがしだいに溝筋３ｂの断面の凹凸なりに互い
に密着して摺動することになる。これではディスクロー
タ２とパッド３とが互いに平面同士で接触するのとあま
り変わらないことになり、パッド３に溝筋３ｂを形成し
た意味がなくなって摩擦係数μはやはり大きく低下する
ことになる。このような実験結果に基づき、本発明によ
りパッド３の溝筋３ｂの軌道はパッド３がディスクロー
タ２を挟圧する際に溝筋３ｂから一時集積された粉末が
排出し易くなるような方向を考慮して形成される。この
ように粉末が溝筋３ｂから排出し易くなるこ５ とにより、ディスクロータ２とバ・ノド３との間の摩擦
係数μの低下を少なくすることができるとともにその低
下した摩擦係数μの回復の早期化を図ることができる。

そしてさらに、ディスクロータ２とパッド３との間に粉
末が挾持されてつまることによりディスクロータ２表面
からの化合物層の脱落程度が鈍って、ユーザーに車両が
渡るときまでに所定の制動機能を回復することができな
い、という事態を防止することができる。

なお、ディスクロータ２の表面にリン酸塩を主体とする
化合物層を形成できる方法であれば、本発明が採用した
前記方法に限定する必要はない。

それから、前記リン酸亜鉛化合物層を形成するための処
理方法として、最後の「湯洗」の次に防錆剤（たとえば
日本パー力うイジング社のｒＰ−４５５５Ｊ）をうずめ
て（１０〜３０％くらいに）塗布してもよい。このこと
により摩擦係数μは制動回数が最初の１０回くらいの間
で多６ 少低下するがそれほどは変わらず、他方、防多青剤無し
の場合よりも赤錆が発生するまでの時間が倍くらい長く
なる。

（発明のすＪ果） 以上説明してきたように、本発明によれば、車両の保管
期間中等車両がユーザーに渡るまでにディスクロータに
錆が発生して前記シャダー現象が生ずるのを防止するこ
とができるとともに、オフライン後の初期制動で摩擦係
数μの低下を少なくし、さらに、その低下した摩擦係数
μが所定の基準値まで回復するまでに必要とする制動回
数を少なくして早期回復を図ることができる。また、防
錆目的を完了してユーザーに車両が渡るときまでに所定
の制動機能を回復させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るディスクブレーキの断面側面図、
第２図は第１図におけるＡ部の部分拡大断面図、第３図
は第１図におけるパ・ノドの■−■矢視図、第４図は第
３図におけるＩＶ−７ ■部分断面図、第５図は通常のディスクブレーキのディ
スクロータの摺動面積とパ・ノドの面積との関係を示す
グラフ、第６図は本発明による各種の軌道方向の溝筋を
有するバンドの正面図、第７図は本発明の目的を達成す
る軌道方向を有するパッドについての摩擦係数μと制動
回数との関係を示すグラフ、第８図は本発明の目的を達
成するために好ましくない軌道方向を有するパッドにつ
いての摩擦係数μと制動回数との関係を示すグラフであ
る。 １−−−−−−ディスクブレーキ、 ２−−−−−−ディスクロータ、 ３−−−−−パッド、 ３ｂ−−−−−一溝筋。 特許出願人　日産自動車株式会社 代理人弁理士　有我軍一部 ８ −１９８− 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｆｉｌ　車輪側部材に固定され鉄系材料により形成され
   たディスクロータと、車体側部材に係合し前記ディスク
   ロータを挟圧することにより前記車輪を制動する一対の
   パッドと、を備えたディスクブレーキにおいて、前記デ
   ィスクロータの表面にリン酸塩を主体とする化合物層を
   形成し、前記パッドの表面にパッドがディスクロータを
   挟圧する際にディスクロータの表面から脱落した前記化
   合物の粉末が一時集積するような溝筋を形成し、この溝
   筋の軌道を前記パッドがディスクロータを挟圧する際に
   この溝筋から前記粉末が排出し易くして前記ディスクロ
   ータとパッドとの間の摩擦係数を低下せしめないような
   方向に形成したことを特徴とするディスクブレーキ。 （２）前記溝筋の深さを６０〜１００μとしたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のディスクブレーキ
   。