ディスクブレーキ・パッド、パッド用裏金、及びパッド用裏金の製造方法
【課題】板厚を厚くすることなく大きな剪断力に耐えることができ、かつ、摩擦部材との接着強度を大幅に向上させることのできるパッド用裏金及びその製造方法を提供する。
【解決手段】一方の平面に摩擦部材９を取り付けるための摩擦部材取付面１０ａを備えた、ディスクブレーキ・パッドに使用されるパッド用裏金であって、前記摩擦部材取付面１０ａに前記摩擦部材側に突出する複数の突起１２を形成した。
【解決手段】一方の平面に摩擦部材９を取り付けるための摩擦部材取付面１０ａを備えた、ディスクブレーキ・パッドに使用されるパッド用裏金であって、前記摩擦部材取付面１０ａに前記摩擦部材側に突出する複数の突起１２を形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、鉄道車両、産業用機械などの制動に用いられるディスクブレーキに組み込まれたディスクブレーキ・パッドに関する。
また、ディスクブレーキ・パッドの摩擦部材を支持するパッド用裏金、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等に使用されている一般的なディスクブレーキは、回転する車軸側に取り付けられて車軸と共に回転する円板状のブレーキディスクと、車両本体側に取り付けられてブレーキディスクの周縁部をその両側面から挟み込むキャリパーとを備えている。このキャリパーには、ブレーキディスクを挟んで隙間を空けて対向配置される一対のディスクブレーキ・パッドが設けられている。このディスクブレーキ・パッドは、平板形状のパッド用裏金と、摩擦部材とを備えて成り、このパッド用裏金の一方の平面がキャリパー側に取り付けられ、パッド用裏金の他方の平面には有機系複合材からなる摩擦部材が接着剤を介して取り付けられている。
【０００３】
上述のキャリパーは、運転者がブレーキペダルを踏み込むと、油圧によってブレーキディスクをその両側から挟み込むようになっている。これにより、摩擦部材が回転するブレーキディスクを挟圧し、ブレーキディスクの回転運動エネルギーを摩擦熱に変換し、ブレーキディスクの回転数、すなわち、車軸の回転数を減少させることになる。
【０００４】
このようなディスクブレーキでは、ブレーキの制動力がディスクブレーキ・パッドに直接作用することになる。より詳細には、ブレーキディスクと摩擦部材の摺動により生じる制動力は、パッド用裏金の板厚方向に剪断力として作用すると共に、パッド用裏金から摩擦部材を剥離させる方向にも作用する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
自動車等の制動特性は、摩擦部材の摩擦性能の向上によって年々高くなっており、パッド用裏金に作用する剪断力も大きくなる。パッド用裏金の強度を増すために、例えばパッド用裏金の板厚を厚くすると、厚みが増す分だけ材料費が嵩み、重量も重くなり、ディスクブレーキも大型化する。
一方、ディスクブレーキ・パッドは、自動車等において重要保安部品であるため、特にパッド用裏金と摩擦部材の接着強度は十分に確保する必要がある。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、板厚を厚くすることなく大きな剪断力に耐え得ることができ、かつ、摩擦部材との接着強度を向上させることのできるパッド用裏金及びそのパッド用裏金の製造方法を提供することを目的とする。また、このパッド用裏金を用いたディスクブレーキ・パッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、一方の平面に摩擦部材を取り付けるための摩擦部材取付面を備えた、ディスクブレーキ・パッドに使用されるパッド用裏金であって、前記摩擦部材取付面に前記摩擦部材側に突出する複数の突起を形成したことを特徴とする。
この構成によれば、複数の突起によってパッド用裏金の板厚方向に対する断面係数を大きくすることができると共に、前記摩擦部材の内方に入り込む複数の突起が摩擦部材とかみ合って摩擦部材を剥離させようとする制動力に対抗することができる。
【０００８】
また、前記突起は、前記摩擦部材取付面の反対側の面を押圧部材で押圧して、摩擦部材取付面側に押し出して形成してもよい。
この構成によれば、一般プレス加工等によって突起を形成することができる。
【０００９】
この場合において、前記突起は、ファインブランキングプレスによる順送り加工によって形成することができる。
この構成によれば、パッド用裏金の摩擦部材取付面に凹凸やバリ等を発生させることがない。
【００１０】
また、前記突起の頂部には、前記突起の突出方向と反対方向に窪む凹部が形成することができる。
この構成によれば、凹部に摩擦部材を入り込ませることができる。
【００１１】
さらに、一方の平面に摩擦部材を取り付けるための摩擦部材取付面を備えた、ディスクブレーキ・パッドに使用されるパッド用裏金の製造方法であって、前記摩擦部材取付面の反対側の面を押圧部材で押圧して、前記摩擦部材取付面に前記摩擦部材側に突出する複数の突起を形成することを特徴とする。
この製造方法によれば、例えばプレスによる順送り加工によって、摩擦部材取付面に複数の突起を簡単に形成することができる。
【００１２】
また、前記突起は、ファインブランキングプレスによる順送り加工によって形成することもできる。
この製造方法によれば、摩擦部材取付面に凹凸やバリ等を発生させずに複数の突起を形成することができる。
【００１３】
他方、一方の平面が摩擦部材を取り付けるための摩擦部材取付面として使用されるパッド用裏金を備えたディスクブレーキ・パッドであって、前記摩擦部材取付面の反対側の面を押圧部材で押圧して、前記摩擦部材取付面に前記摩擦部材側に突出する複数の突起を形成し、前記摩擦部材取付面に前記摩擦部材を取り付けたことを特徴とする。
この構成によれば、摩擦部材取付面に摩擦部材を取り付けた状態において、突起が摩擦部材の内方に位置するようにディスクブレーキ・パッドを構成することができる。
【００１４】
さらに、前記突起は、ファインブランキングプレスによる順送り加工によって形成されていてもよい。
この構成によれば、取り付けられる摩擦部材の取付平面とパッド用裏金の摩擦部材取付面の平面とを密着させ、接着強度の高いディスクブレーキ・パッドを構成することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、パッド用裏金の摩擦部材取付面の反対側の面を押圧部材で押圧して、前記摩擦部材取付面に前記摩擦部材側に突出する複数の突起を形成しているので、以下の効果を有する。
（１）パッド用裏金の板厚方向に対する断面係数が大きくなり、パッド用裏金に作用する剪断応力に十分に対抗することができる。
（２）複数の突起を押圧部材によって押し出すことにより、パッド用裏金の強度が大幅に強くなる。これにより、大きな剪断応力に対抗することができるので、パッド用裏金の板厚を厚くすることが必要なく、パッド用裏金の材料費を低減させることができる。また、パッド用裏金の板厚を厚くすることで問題となるディスクブレーキの大型化を防ぐことができる。
（３）摩擦部材を摩擦部材取付面に接着する際に、摩擦部材の内方に複数の突起が入り込むようになるので、この複数の突起が摩擦部材とかみ合って摩擦部材を剥離させようとする制動力に対抗することができる。
（４）摩擦部材とパッド用裏金との接着面積を広くすることができるので、接着強度を高めることができる。また、雨水等の進入等によって錆などの腐食が生じた場合であっても、接着強度をできるだけ高い状態で維持することができる。
（５）複数の突起の体積の分だけ摩擦部材の使用量を少なくすることができる。そのため、摩擦部材の材料費を低減させることができる。
【００１６】
また、複数の突起は、ファインブランキングによる順送り加工によって形成されているので、突起を設けるための加工によって、摩擦部材取付面に凹凸やバリ等を発生させることがない。そのため、摩擦部材取付面の平面度を高めることができ、摩擦部材の取付面の平面と隙間なく密着することができる。そのため、摩擦部材取付面と摩擦部材とを接着剤等でより強く接着することができ、摩擦部材を剥離させようとする制動力に対抗することができる。
また、突起の頂部には、前記突起の突出方向と反対側の方向に窪む凹部が形成されているので、摩擦部材を摩擦部材取付面に溶着させる際に、摩擦部材がこの凹部に入り込むことになる。そのため、この凹部とこの凹部に入り込んだ摩擦部材が、摩擦部材を剥離させようとする制動力に対してさらに対抗することができるようになる。
【００１７】
一方、パッド用裏金の製造方法において、前記摩擦部材取付面の反対側の面を押圧部材で押圧するときに、ファインブランキングによる順送り加工によって前記摩擦部材取付面の平面を拘束しながら前記摩擦部材取付面に突部を形成することができるので、摩擦部材取付面に凹凸やバリ等を発生させることがなく、摩擦部材取付面の平面度を高めることができる。これにより、摩擦部材取付面の平面に摩擦部材の平面とを隙間なく密着させることができ、摩擦部材取付面と摩擦部材とを接着剤等でより強く接着することができる。その結果、摩擦部材を剥離させようとする制動力に対抗することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態に係るパッド用裏金について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るパッド用裏金を使用したディスクブレーキの概要図である。
【００１９】
自動車等に用いられるディスクブレーキ１は、図１に示すように、車軸５と共に回転可能なブレーキディスク２と、このブレーキディスク２の周縁部に配置されたキャリパー３とを備えている。
ブレーキディスク２は、図１に示すように、中央部にハブ２ｃを有する円板状に形成されており、この円板の外周縁部に後述する摩擦部材が摺動するための２つの平面部２ａ，２ｂを備えている。このブレーキディスク２の中央部のハブ２ｃには、板厚方向に貫通する４つの取付孔４が設けられており、この取付孔４が車軸５側から突出する４本のスタッド６に挿通されている。これにより、ブレーキディスク２は、車軸５と共に回転するようになっている。
キャリパー３は、図１に示すように、ブレーキディスク２の平面部２ａ，２ｂを外側から挟むように構成されており、その内側（平面部２ａ，２ｂと対向する側）には、ディスクブレーキ・パッド７がそれぞれ取り付けられている。また、キャリパー３の外側には、ディスクブレーキ・パッド７をブレーキディスク２の板厚方向へ移動可能に案内するためのブラケット８が設けられている。
【００２０】
また、上述のキャリパー３には、油圧等で移動する図示しないピストンが設けられている。このピストンは、運転者がブレーキペダルを踏み込んだときに、ディスクブレーキ・パッド７をブレーキディスク２に向けて押圧するようになっており、押圧されたディスクブレーキ・パッド７は、ブラケット８によって案内されてそれぞれの平面部２ａ，２ｂとそれぞれ当接することになる。
【００２１】
図２（ａ）はディスクブレーキ・パッド７の正面図、図２（ｂ）はディスクブレーキ・パッド７の下側面図であって、その一部を断面で示した図、図２（ｃ）は図２（ｂ）の断面の一部拡大図である。このディスクブレーキ・パッド７は、摩擦部材９と、この摩擦部材９が取り付けられるパッド用裏金１０とで構成されている。このディスクブレーキ・パッド７は、図２（ａ）に示すように、ブレーキディスク２の外周縁部の外形形状に合わせて湾曲した弓形形状に形成されている。
【００２２】
摩擦部材９は、図２（ｂ）に示すように、摺動平面９ａ及びこの摺動平面９ａと反対側の面である取付面９ｂを有する平板状に形成されており、この摺動平面９ａがブレーキディスク２の平面部２ａまたは２ｂに押圧されて摺動するようになっている。
【００２３】
図３（ａ）はディスクブレーキ・パッド７に使用されるパッド用裏金１０の正面図、図３（ｂ）はパッド用裏金１０の下側面図であって、その一部を断面で示した図、図３（ｃ）は図３（ｂ）の断面の一部拡大図である。
パッド用裏金１０は、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、摩擦部材取付面１０ａ及びこの摩擦部材取付面１０ａと反対側の面である取付面１０ｂを有する平板状に形成されており、この摩擦部材取付面１０ａには、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、摩擦部材９の取付面９ｂが接着剤等を用いて接着されている。一方、パッド用裏金１０の取付面１０ｂは、キャリパー３に取付られている。
【００２４】
このパッド用裏金１０には、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、板厚方向に貫通する４つのモールド孔１１と、摩擦部材取付面１０ａから摩擦部材９の内方に向けて突出する複数の突起１２とが形成されている。モールド孔１１の内部には、図２（ｂ）に示すように、モールドされる摩擦部材９が入り込むようになっている。
【００２５】
突起１２の外形形状は、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示すように、平面視において丸形状であり、突起１２の側面側から見て、略矩形形状を成している。この突起１２の角部は、Ｃ面取り又はＲ面取りを施していてもよく、故意に角張らせていてもよい。また、突起１２は、この突起１２の先端に向かって徐々に径が小さくなるように形成してあってもよい。この突起１２は、詳細は後述するが、取付面１０ｂの側から板厚方向に向けて打ち込まれるピン（押圧部材）によって形成されており、取付面１０ｂには、このピンを打ち込むことにより形成される溝部１３がある。この溝部１３の凹んだ部分の体積と突起１２の突出した部分の体積とは、ほぼ同じ体積になるように形成されている。なお、突起１２の寸法としては、パッド用裏金１０の大きさや板厚にもよるが、突起１２の直径が４ｍｍ程度、突出長さが２ｍｍ〜５ｍｍ程度であることが好ましい。
【００２６】
また、突起１２の頂部には、詳細を図２（ｃ）に示すように、摩擦部材取付面１０ａとほぼ平行な平面がそれぞれ形成されており、この頂部の平面には、突起１２が突出する方向と反対側に向けて窪んだ凹部１２ａがそれぞれ形成されている。この凹部１２ａの角部は、Ｃ面取り又はＲ面取りを施していてもよく、故意に角張らせていてもよい。この凹部１２ａは、詳細は後述するが、突起１２と同じ工程で同時に加工されている。
【００２７】
このような突起１２及び凹部１２ａの形状により、突起１２は、摩擦部材９の内方に向けて入り込む（食い込む）ようになる。より詳細には、この摩擦部材９は、加熱されて摩擦部材取付面１０ａにモールドされており、パッド用裏金１０の突起１２に摩擦部材９が焼き付けられることにより、突起１２と作用し、周辺にかかる圧力により、突起１２が摩擦部材９に入り込み、摩擦部材９と突起１２が強固に接着される。このことにより、パッド用裏金１０と摩擦部材９が噛み合い、接着効果が拡大される。また、パッド用裏金１０と摩擦部材９との接触面積が広くなり、剥離を防止することができる。
【００２８】
一方、パッド用裏金は、図４及び図５に示すように、モールド孔１１を設けずにディスクブレーキ・パッドに使用することができる。ここで、図４（ａ）はモールド孔を設けていないディスクブレーキ・パッド７の正面図、図４（ｂ）はディスクブレーキ・パッド７の下側面図であって、その一部を断面で示した図である。また、図５（ａ）はディスクブレーキ・パッド７に使用されるパッド用裏金１０の正面図、図５（ｂ）はパッド用裏金１０の下側面図であって、その一部を断面で示した図である。
【００２９】
このようにパッド用裏金１０の摩擦材取付面１０ａに突起１２を設けることにより、パッド用裏金１０全体の剛性が向上する。また、モールド孔１１を設けないことにより、モールド孔１１の断面に発生する錆の問題もなくなる。
【００３０】
次に、パッド用裏金１０を製造するための製造装置、および製造方法について説明する。図６（ａ）はファインブランキングプレスによる順送り加工に使用する製造装置（金型）の正面図、図６（ｂ）は（ａ）の断面図である。また、図７（ａ）、（ｂ）は、ファインブランキングプレスによる順送り加工における製造工程を示す概要図である。
【００３１】
パッド用裏金１０に形成されたモールド孔１１、突起１２、および凹部１２ａは、ファインブランキングプレスによる順送り加工によって形成されている。
ここで、ファインブランキングプレスによる順送り加工について簡単に説明する。この加工方法は、被加工材を高精度で打抜くことで部品を一気に仕上げることができるものであり、このファインブランキングプレスによる順送り加工によれば、通常のプレス加工による部品に必要な外枠や孔部分への切削加工やフライス加工などの二次加工をなくすことができる。
より詳細には、通常のプレス加工は、パンチとダイの組み合わせによって打抜きを行うものであり、パンチが下降しダイ上の材料に接触し加圧されると、材料は曲げを受けて変形し、次に剪断過程を経て破断を生じ、パンチが材料を通り抜けないうちに打抜きが完了する。そのため、「ダレ・かえり（バリ）が大きい」、「破断面が多く、剪断面が少ない」、「切断面が材料面に対して垂直でない」「抜いた製品の平面が平らでなく、湾曲している」などの問題点を有しており、多くの場合二次加工が必要になる。
これに対し、ファインブランキングプレスによる順送り加工は、打抜きされる材料の、剪断部分における材料の流れの制御を行って打抜く加工方法であり、クリアランスの極端に小さいパンチとダイにより、材料の内部に高い圧縮応力を生じさせ、材料の延性を高めて割れの発生を防ぎ、破断のない垂直で美しい剪断面を得ることができる。
【００３２】
ファインブランキングプレスによる順送り加工の製造装置５０は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、上型５１と下型５２とを備えて成り、この上型５１と下型５２との間を、図６（ａ）の紙面左側から右側に矢印Ｘの方向に向けてコイル材５３が順次送られてゆくようになっている。なお、上型５１は固定されており、下型５２は上下方向に移動可能になっている。また、コイル材５３の上側面５３ａが、パッド用裏金１０の摩擦部材取付面１０ａとなる。
【００３３】
この製造装置５０は、図６（ｂ）に示すように、主に以下の部品を備えている。
（１）突起１２を形成する部品
・下型５２側に設けられて、コイル材５３を押し出すためのダボパンチ５４（ピン）。
・上型５１側に設けられて、ダボパンチ５４を受けるためのダボ受け５５。
【００３４】
（２）モールド孔１１を形成する部品
・上型５１側に設けられて、コイル材５３を打ち抜くためのピアスパンチ５７。
・下型５２側に設けられて、コイル材５３から打ち抜いた後のスクラップを押し出すためのイジェクターパンチ５８。
・下型５２側に設けられて、打ち抜いた後のスクラップを押し出す圧力をかけるためのピアスプレッシャーピン５９。
【００３５】
（３）コイル材５３の位置決めをする部品
・下型５２側に設けられ、打ち抜いたモールド孔１１でコイル材５３の送り方向をガイドし、モールド孔１１のバリを潰すためのパイロット部材５６。
【００３６】
（４）パッド用裏金１０の外形を形成する部品
・上型５１側に設けられ、パッド用裏金１０の外形を打ち抜くためのメインパンチ６０。
・下型５２側に設けられ、打ち抜いたパッド用裏金１０を押し出す逆押さえ部材６１。
・下型５２側に設けられ、打ち抜いたパッド用裏金１０を押し出す圧力をかけるためのカウンタープレッシャーピン６２。
【００３７】
（５）その他の部品
・コイル材５３をガイドするための入り口ガイド部材６３、及び出口ガイド部材６４。
・上型５１側の各パンチを位置決めするための上パンチプレート６５。
・打ち抜いた部材を型から引き剥がすためのストリッパプレート６６。
・製品加工を行うためのダイプレート６７。
・イジェクターパンチの止め板である下パンチプレート６８。
・下型５２の移動を案内するガイドポスト６９。
【００３８】
パッド用裏金１０は、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、全部で３つの工程Ａ，Ｂ，Ｃによって完成する。
第１工程Ａでは、下型５２が上方に向けて移動して、ダボパンチ５４（ピン）及びダボ受け５５によって突起１２が形成されると共に、ピアスパンチ５７によってモールド孔１１が打ち抜かれる。この工程では、コイル材の上側面５３ａ（摩擦部材取付面１０ａ）が上型５１によってその平面を拘束された状態で加工が行われることになる。これにより、上側面５３ａには、その平面の加工によって凹凸やバリなどが生じないことになる。また、突起１２を形成する際に、凹部１２ａも同時に形成している。
【００３９】
第２工程Ｂでは、コイル材５３が１工程分送られた後に、モールド孔１１に位置決め用のパイロット部材５６が挿入され、コイル材５３の位置が定められる。これは、順送りされたコイル材５３の位置を精度良く決定するためのものである。なお、パッド用裏金１０にモールド孔１１を設けない場合には、コイル材５３の位置決め用として、コイル材５３における、パッド用裏金１０の打ち抜き予定部の外側に孔（図示せず）を設け、この孔に挿入される、別のパイロット部材（図示せず）を下型５２側に設け、この別のパイロット部材を上記孔に挿入して、コイル材５３を位置決めすればよい。
【００４０】
第３工程では、コイル材５３がさらに１工程分送られた後に、第２工程におけるパイロット部材５６でコイル材５３の位置が定められ、その後、メインパンチ６０及びダイプレート６７と逆押さえ部材６１とによってパッド用裏金１０の外形がコイル材５３から打ち抜かれる。
【００４１】
次に、本発明の実施の形態に係るパッド用裏金１０の強度試験結果について、図８（ａ）〜図８（ｈ）を用いて説明する。なお、この試験では、パッド用裏金１０の代わりに、図８に示す矩形形状（縦方向長さ６０ｍｍ、横方向長さ１９０ｍｍ、板厚５．５ｍｍ）の試験片２００ａ〜２００ｈを用いている。試験内容としては、試験片２００ａ〜２００ｈの横方向の両側を下側から支持した状態で、試験片２００ａ〜２００ｈの中央部に上側から荷重をかけ、この中央部が下側に４ｍｍ撓むときの荷重Ｆａ〜Ｆｈを測定したものである。この試験における支持点は、横方向の両端部をその全長に亘って下側から支持しており、この支持点のピッチは、１３６ｍｍである。
【００４２】
図８（ａ）に示す試験片２００ａには、モールド孔１１が横方向に４つ並べて設けられており、かつ、突起１２は設けられていない。この試験片２００ａでの測定結果は、荷重Ｆａ＝４７４ｋｇｆであった。
図８（ｂ）に示す試験片２００ｂには、モールド孔１１が中央部から遠い位置に２つ設けられており、かつ、突起１２は設けられていない。この試験片２００ｂでの測定結果は、荷重Ｆｂ＝５２６ｋｇｆであった。
図８（ｃ）に示す試験片２００ｃには、モールド孔１１が中央部から近い位置に２つ設けられており、かつ、突起１２は設けられていない。この試験片２００ｃでの測定結果は、荷重Ｆｃ＝４８９ｋｇｆであった。
図８（ｄ）に示す試験片２００ｄには、モールド孔１１及び突起１２が設けられていない。この試験片２００ｄでの測定結果は、荷重Ｆｄ＝５３４ｋｇｆであった。
【００４３】
図８（ｅ）に示す試験片２００ｅには、モールド孔１１が横方向に４つ並べて設けられており、かつ、複数の突起１２も設けられている。すなわち、試験片２００ａに複数の突起１２を設けたものである。この試験片２００ｅでの測定結果は、荷重Ｆｅ＝６６３ｋｇｆであった。
図８（ｆ）に示す試験片２００ｆには、モールド孔１１が中央部から遠い位置に２つ設けられており、かつ、複数の突起１２も設けられている。すなわち、試験片２００ｂに複数の突起１２を設けたものである。この試験片２００ｆでの測定結果は、荷重Ｆｆ＝６８９ｋｇｆであった。
図８（ｇ）に示す試験片２００ｇには、モールド孔１１が中央部から近い位置に２つ設けられており、かつ、複数の突起１２も設けられている。すなわち、試験片２００ｃに複数の突起１２を設けたものである。この試験片２００ｇでの測定結果は、荷重Ｆｇ＝６７０ｋｇｆであった。
図８（ｈ）に示す試験片２００ｈには、モールド孔１１は設けられていないが、複数の突起１２は設けられている。すなわち、試験片２００ｄに複数の突起１２を設けたものである。この試験片２００ｈでの測定結果は、荷重Ｆｈ＝６９５ｋｇｆであった。
【００４４】
これらの測定結果から、以下のことが判明した。
（１）突起１２を設けることによる剛性の向上
複数の突起１２を設けた場合と設けなかった場合とを比較すると、
（Ａ）Ｆｅ−Ｆａ＝＋１８９ｋｇｆ（図８（ａ）と図８（ｅ）参照）
（Ｂ）Ｆｆ−Ｆｂ＝＋１６３ｋｇｆ（図８（ｂ）と図８（ｆ）参照）
（Ｃ）Ｆｇ−Ｆｃ＝＋１８１ｋｇｆ（図８（ｃ）と図８（ｇ）参照）
（Ｄ）Ｆｈ−Ｆｄ＝＋１６１ｋｇｆ（図８（ｄ）と図８（ｈ）参照）
となり、突起１２を設けた方が全体的に強度が向上することが判明した。
【００４５】
（２）モールド孔１１をなくすことによる剛性の向上
モールド孔１１のない場合とモールド孔１１を４つにした場合とを比較すると、
（Ａ）Ｆｄ＞Ｆｂ＞Ｆｃ＞Ｆａ（図８（ａ）〜図８（ｄ）参照）
Ｆｄ−Ｆａ＝＋６０ｋｇｆ
Ｆｃ−Ｆａ＝＋１５ｋｇｆ
Ｆｂ−Ｆａ＝＋５２ｋｇｆ
（Ｂ）Ｆｈ＞Ｆｆ＞Ｆｇ＞Ｆｅ（図８（ｅ）〜図８（ｈ）参照）
Ｆｈ−Ｆｅ＝＋３２ｋｇｆ
Ｆｇ−Ｆｅ＝＋ ７ｋｇｆ
Ｆｆ−Ｆｅ＝＋２６ｋｇｆ
となり、モールド孔１１が少ない方が全体的に強度が向上することが判明した。
【００４６】
（３）モールド孔１１の位置と剛性との関係
中心線に対して対称に２つのモールド孔１１を設ける場合であって、モールド孔１１のピッチが大きい場合と小さい場合とを比較すると、上記（２）の（Ａ），（Ｂ）より、モールド孔１１が中央部から遠い位置（モールド孔１１のピッチが大きくなる位置）にある方が強度が高いことが判明した。
【００４７】
上述の結果から、パッド用裏金１０の剛性を高めたい場合には、（１）突起１２を設けること、（２）モールド孔１１をなくすこと、（３）モールド孔１１を設ける場合には、ピッチを大きくすること、が好ましいことが明確になった。
【００４８】
本発明の実施の形態に係るパッド用裏金１０によれば、複数の突起１２を形成することにより、この複数の突起１２が摩擦部材９とかみ合って摩擦部材９を剥離させようとする制動力に対抗することができる。
また、摩擦部材９とパッド用裏金１０との接着面積を広くすることができるので、接着強度を高めることができる。これにより、雨水等の進入等によって錆などの腐食が生じた場合であっても、接着強度をできるだけ高い状態で維持することができる。
さらに、パッド用裏金１０の板厚方向に対する断面係数が大きくなり、パッド用裏金１０に作用する剪断応力に十分に対抗することができる。
本実施の形態では、パッド用裏金１０の板厚を厚くする必要がないため、板厚を厚くして強度アップを図ったものに比べて、パッド用裏金１０の材料費を約３０％以上大幅に削減することができ、軽量化が図れる。
さらにまた、複数の突起１２の体積分だけ摩擦部材９の使用量を少なくすることができるので、摩擦部材９のコストを低減させることができる。
【００４９】
複数の突起１２は、ファインブランキングプレスによる順送り加工によって摩擦部材取付面１０ａの平面を拘束しながら塑性変形させることにより形成されているので、突起１２を設けるための加工によって、摩擦部材取付面１０ａに湾曲、凹凸、バリ等を発生させることがなく、加工前の平面の平面度をそのまま維持することができる。
さらに、複数の突起１２の頂部には、突起１２の突出方向と反対側の方向に窪む凹部１２ａが形成されているので、摩擦部材９を摩擦部材取付面１０ａに焼き付ける際に、摩擦部材９がこの凹部１２ａに入り込み、摩擦部材９と突起１２とが噛み合うことにより、剥離させようとする制動力に対してさらに対抗することができる。
また、ファインブランキングプレスによる順送り加工によって突起１２と凹部１２ａとを一つの工程で形成することができる。
さらにまた、モールド孔１１を設けないことにより、モールド孔１１の断面に発生する錆の問題をなくすことができる。
【００５０】
以上、本発明を実施するための最良の形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。
本実施の形態では、突起１２が平面視において丸形状であったが、これに限定されず、それ以外の形状、例えば三角等の多角形、矩形、楕円形、台形、ひょうたん形等であってもよい。また、押圧部材で押圧する手段は、ファインブランキングプレスによる順送り加工に限定されず、例えば冷間プレス、熱間プレス等、一般プレス成形であってもよい。さらには、鍛造プレス加工などによって突起１２を形成してもよい。プレス成形の場合には、いずれの場合も、パッド用裏金１０に形成される突起１２及び溝部１３の各中心線が一致している。ただし、この実施の形態に限定されず、溝部１３の中心線と突起１２の中心線とがずれる形態であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態に係るパッド用裏金を使用したディスクブレーキの概要図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るパッド用裏金を使用したブレーキ・パッドであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は一部を断面で表した下側面図、（ｃ）は（ｂ）の突起を拡大して示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るパッド用裏金であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は一部を断面で表した下側面図、（ｃ）は（ｂ）の突起を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るパッド用裏金を使用したブレーキ・パッドであって、図２のモールド孔を設けていないものを示しており、（ａ）は正面図、（ｂ）は一部を断面で表した下側面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るパッド用裏金であって、図３のモールド孔を設けていないものを示しており、（ａ）は正面図、（ｂ）は一部を断面で表した下側面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るパッド用裏金をファインブランキングによる順送り加工によって製造するための金型の概要図であって、（ａ）は製造装置の正面図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るパッド用裏金をファインブランキングによる順送り加工によって製造したときのコイル材の概要図であって、（ａ）はコイル材が工程毎に加工されている状態を示す正面図、（ｃ）は（ｂ）の断面図である。
【図８】本発明の実施の形態に係るパッド用裏金の試験を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ ディスクブレーキ
２ ブレーキディスク
２ａ，２ｂ 平面部
３ キャリパー
４ 取付孔
５ 車軸
６ スタッド
７ ディスクブレーキ・パッド
８ ブラケット
９ 摩擦部材
９ａ 摺動平面
９ｂ 取付面
１０ パッド用裏金
１０ａ 摩擦部材取付面
１０ｂ 取付面
１１ モールド孔
１２ 突起
１２ａ 凹部
１３ 溝部
５０ 製造装置
５１ 上型
５２ 下型
５３ コイル材
５３ａ コイル材の上側面
５４ ダボパンチ（押圧部材）
５５ ダボ受け
５６ パイロット部材
５７ ピアスパンチ
５８ エジェクターパンチ
５９ ピアスプレッシャーピン
６０ メインパンチ
６１ 逆押さえ部材
６２ カウンタープレッシャーピン
６３ 入り口ガイド部材
６４ 出口ガイド部材
６５ 上パンチプレート
６６ ストリッパプレート
６７ ダイプレート
６８ 下パンチプレート
６９ ガイドポスト
２００ａ〜２００ｈ 試験片
Ａ 第１工程
Ｂ 第２工程
Ｃ 第３工程
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、鉄道車両、産業用機械などの制動に用いられるディスクブレーキに組み込まれたディスクブレーキ・パッドに関する。
また、ディスクブレーキ・パッドの摩擦部材を支持するパッド用裏金、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等に使用されている一般的なディスクブレーキは、回転する車軸側に取り付けられて車軸と共に回転する円板状のブレーキディスクと、車両本体側に取り付けられてブレーキディスクの周縁部をその両側面から挟み込むキャリパーとを備えている。このキャリパーには、ブレーキディスクを挟んで隙間を空けて対向配置される一対のディスクブレーキ・パッドが設けられている。このディスクブレーキ・パッドは、平板形状のパッド用裏金と、摩擦部材とを備えて成り、このパッド用裏金の一方の平面がキャリパー側に取り付けられ、パッド用裏金の他方の平面には有機系複合材からなる摩擦部材が接着剤を介して取り付けられている。
【０００３】
上述のキャリパーは、運転者がブレーキペダルを踏み込むと、油圧によってブレーキディスクをその両側から挟み込むようになっている。これにより、摩擦部材が回転するブレーキディスクを挟圧し、ブレーキディスクの回転運動エネルギーを摩擦熱に変換し、ブレーキディスクの回転数、すなわち、車軸の回転数を減少させることになる。
【０００４】
このようなディスクブレーキでは、ブレーキの制動力がディスクブレーキ・パッドに直接作用することになる。より詳細には、ブレーキディスクと摩擦部材の摺動により生じる制動力は、パッド用裏金の板厚方向に剪断力として作用すると共に、パッド用裏金から摩擦部材を剥離させる方向にも作用する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
自動車等の制動特性は、摩擦部材の摩擦性能の向上によって年々高くなっており、パッド用裏金に作用する剪断力も大きくなる。パッド用裏金の強度を増すために、例えばパッド用裏金の板厚を厚くすると、厚みが増す分だけ材料費が嵩み、重量も重くなり、ディスクブレーキも大型化する。
一方、ディスクブレーキ・パッドは、自動車等において重要保安部品であるため、特にパッド用裏金と摩擦部材の接着強度は十分に確保する必要がある。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、板厚を厚くすることなく大きな剪断力に耐え得ることができ、かつ、摩擦部材との接着強度を向上させることのできるパッド用裏金及びそのパッド用裏金の製造方法を提供することを目的とする。また、このパッド用裏金を用いたディスクブレーキ・パッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、一方の平面に摩擦部材を取り付けるための摩擦部材取付面を備えた、ディスクブレーキ・パッドに使用されるパッド用裏金であって、前記摩擦部材取付面に前記摩擦部材側に突出する複数の突起を形成したことを特徴とする。
この構成によれば、複数の突起によってパッド用裏金の板厚方向に対する断面係数を大きくすることができると共に、前記摩擦部材の内方に入り込む複数の突起が摩擦部材とかみ合って摩擦部材を剥離させようとする制動力に対抗することができる。
【０００８】
また、前記突起は、前記摩擦部材取付面の反対側の面を押圧部材で押圧して、摩擦部材取付面側に押し出して形成してもよい。
この構成によれば、一般プレス加工等によって突起を形成することができる。
【０００９】
この場合において、前記突起は、ファインブランキングプレスによる順送り加工によって形成することができる。
この構成によれば、パッド用裏金の摩擦部材取付面に凹凸やバリ等を発生させることがない。
【００１０】
また、前記突起の頂部には、前記突起の突出方向と反対方向に窪む凹部が形成することができる。
この構成によれば、凹部に摩擦部材を入り込ませることができる。
【００１１】
さらに、一方の平面に摩擦部材を取り付けるための摩擦部材取付面を備えた、ディスクブレーキ・パッドに使用されるパッド用裏金の製造方法であって、前記摩擦部材取付面の反対側の面を押圧部材で押圧して、前記摩擦部材取付面に前記摩擦部材側に突出する複数の突起を形成することを特徴とする。
この製造方法によれば、例えばプレスによる順送り加工によって、摩擦部材取付面に複数の突起を簡単に形成することができる。
【００１２】
また、前記突起は、ファインブランキングプレスによる順送り加工によって形成することもできる。
この製造方法によれば、摩擦部材取付面に凹凸やバリ等を発生させずに複数の突起を形成することができる。
【００１３】
他方、一方の平面が摩擦部材を取り付けるための摩擦部材取付面として使用されるパッド用裏金を備えたディスクブレーキ・パッドであって、前記摩擦部材取付面の反対側の面を押圧部材で押圧して、前記摩擦部材取付面に前記摩擦部材側に突出する複数の突起を形成し、前記摩擦部材取付面に前記摩擦部材を取り付けたことを特徴とする。
この構成によれば、摩擦部材取付面に摩擦部材を取り付けた状態において、突起が摩擦部材の内方に位置するようにディスクブレーキ・パッドを構成することができる。
【００１４】
さらに、前記突起は、ファインブランキングプレスによる順送り加工によって形成されていてもよい。
この構成によれば、取り付けられる摩擦部材の取付平面とパッド用裏金の摩擦部材取付面の平面とを密着させ、接着強度の高いディスクブレーキ・パッドを構成することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、パッド用裏金の摩擦部材取付面の反対側の面を押圧部材で押圧して、前記摩擦部材取付面に前記摩擦部材側に突出する複数の突起を形成しているので、以下の効果を有する。
（１）パッド用裏金の板厚方向に対する断面係数が大きくなり、パッド用裏金に作用する剪断応力に十分に対抗することができる。
（２）複数の突起を押圧部材によって押し出すことにより、パッド用裏金の強度が大幅に強くなる。これにより、大きな剪断応力に対抗することができるので、パッド用裏金の板厚を厚くすることが必要なく、パッド用裏金の材料費を低減させることができる。また、パッド用裏金の板厚を厚くすることで問題となるディスクブレーキの大型化を防ぐことができる。
（３）摩擦部材を摩擦部材取付面に接着する際に、摩擦部材の内方に複数の突起が入り込むようになるので、この複数の突起が摩擦部材とかみ合って摩擦部材を剥離させようとする制動力に対抗することができる。
（４）摩擦部材とパッド用裏金との接着面積を広くすることができるので、接着強度を高めることができる。また、雨水等の進入等によって錆などの腐食が生じた場合であっても、接着強度をできるだけ高い状態で維持することができる。
（５）複数の突起の体積の分だけ摩擦部材の使用量を少なくすることができる。そのため、摩擦部材の材料費を低減させることができる。
【００１６】
また、複数の突起は、ファインブランキングによる順送り加工によって形成されているので、突起を設けるための加工によって、摩擦部材取付面に凹凸やバリ等を発生させることがない。そのため、摩擦部材取付面の平面度を高めることができ、摩擦部材の取付面の平面と隙間なく密着することができる。そのため、摩擦部材取付面と摩擦部材とを接着剤等でより強く接着することができ、摩擦部材を剥離させようとする制動力に対抗することができる。
また、突起の頂部には、前記突起の突出方向と反対側の方向に窪む凹部が形成されているので、摩擦部材を摩擦部材取付面に溶着させる際に、摩擦部材がこの凹部に入り込むことになる。そのため、この凹部とこの凹部に入り込んだ摩擦部材が、摩擦部材を剥離させようとする制動力に対してさらに対抗することができるようになる。
【００１７】
一方、パッド用裏金の製造方法において、前記摩擦部材取付面の反対側の面を押圧部材で押圧するときに、ファインブランキングによる順送り加工によって前記摩擦部材取付面の平面を拘束しながら前記摩擦部材取付面に突部を形成することができるので、摩擦部材取付面に凹凸やバリ等を発生させることがなく、摩擦部材取付面の平面度を高めることができる。これにより、摩擦部材取付面の平面に摩擦部材の平面とを隙間なく密着させることができ、摩擦部材取付面と摩擦部材とを接着剤等でより強く接着することができる。その結果、摩擦部材を剥離させようとする制動力に対抗することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態に係るパッド用裏金について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るパッド用裏金を使用したディスクブレーキの概要図である。
【００１９】
自動車等に用いられるディスクブレーキ１は、図１に示すように、車軸５と共に回転可能なブレーキディスク２と、このブレーキディスク２の周縁部に配置されたキャリパー３とを備えている。
ブレーキディスク２は、図１に示すように、中央部にハブ２ｃを有する円板状に形成されており、この円板の外周縁部に後述する摩擦部材が摺動するための２つの平面部２ａ，２ｂを備えている。このブレーキディスク２の中央部のハブ２ｃには、板厚方向に貫通する４つの取付孔４が設けられており、この取付孔４が車軸５側から突出する４本のスタッド６に挿通されている。これにより、ブレーキディスク２は、車軸５と共に回転するようになっている。
キャリパー３は、図１に示すように、ブレーキディスク２の平面部２ａ，２ｂを外側から挟むように構成されており、その内側（平面部２ａ，２ｂと対向する側）には、ディスクブレーキ・パッド７がそれぞれ取り付けられている。また、キャリパー３の外側には、ディスクブレーキ・パッド７をブレーキディスク２の板厚方向へ移動可能に案内するためのブラケット８が設けられている。
【００２０】
また、上述のキャリパー３には、油圧等で移動する図示しないピストンが設けられている。このピストンは、運転者がブレーキペダルを踏み込んだときに、ディスクブレーキ・パッド７をブレーキディスク２に向けて押圧するようになっており、押圧されたディスクブレーキ・パッド７は、ブラケット８によって案内されてそれぞれの平面部２ａ，２ｂとそれぞれ当接することになる。
【００２１】
図２（ａ）はディスクブレーキ・パッド７の正面図、図２（ｂ）はディスクブレーキ・パッド７の下側面図であって、その一部を断面で示した図、図２（ｃ）は図２（ｂ）の断面の一部拡大図である。このディスクブレーキ・パッド７は、摩擦部材９と、この摩擦部材９が取り付けられるパッド用裏金１０とで構成されている。このディスクブレーキ・パッド７は、図２（ａ）に示すように、ブレーキディスク２の外周縁部の外形形状に合わせて湾曲した弓形形状に形成されている。
【００２２】
摩擦部材９は、図２（ｂ）に示すように、摺動平面９ａ及びこの摺動平面９ａと反対側の面である取付面９ｂを有する平板状に形成されており、この摺動平面９ａがブレーキディスク２の平面部２ａまたは２ｂに押圧されて摺動するようになっている。
【００２３】
図３（ａ）はディスクブレーキ・パッド７に使用されるパッド用裏金１０の正面図、図３（ｂ）はパッド用裏金１０の下側面図であって、その一部を断面で示した図、図３（ｃ）は図３（ｂ）の断面の一部拡大図である。
パッド用裏金１０は、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、摩擦部材取付面１０ａ及びこの摩擦部材取付面１０ａと反対側の面である取付面１０ｂを有する平板状に形成されており、この摩擦部材取付面１０ａには、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、摩擦部材９の取付面９ｂが接着剤等を用いて接着されている。一方、パッド用裏金１０の取付面１０ｂは、キャリパー３に取付られている。
【００２４】
このパッド用裏金１０には、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、板厚方向に貫通する４つのモールド孔１１と、摩擦部材取付面１０ａから摩擦部材９の内方に向けて突出する複数の突起１２とが形成されている。モールド孔１１の内部には、図２（ｂ）に示すように、モールドされる摩擦部材９が入り込むようになっている。
【００２５】
突起１２の外形形状は、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示すように、平面視において丸形状であり、突起１２の側面側から見て、略矩形形状を成している。この突起１２の角部は、Ｃ面取り又はＲ面取りを施していてもよく、故意に角張らせていてもよい。また、突起１２は、この突起１２の先端に向かって徐々に径が小さくなるように形成してあってもよい。この突起１２は、詳細は後述するが、取付面１０ｂの側から板厚方向に向けて打ち込まれるピン（押圧部材）によって形成されており、取付面１０ｂには、このピンを打ち込むことにより形成される溝部１３がある。この溝部１３の凹んだ部分の体積と突起１２の突出した部分の体積とは、ほぼ同じ体積になるように形成されている。なお、突起１２の寸法としては、パッド用裏金１０の大きさや板厚にもよるが、突起１２の直径が４ｍｍ程度、突出長さが２ｍｍ〜５ｍｍ程度であることが好ましい。
【００２６】
また、突起１２の頂部には、詳細を図２（ｃ）に示すように、摩擦部材取付面１０ａとほぼ平行な平面がそれぞれ形成されており、この頂部の平面には、突起１２が突出する方向と反対側に向けて窪んだ凹部１２ａがそれぞれ形成されている。この凹部１２ａの角部は、Ｃ面取り又はＲ面取りを施していてもよく、故意に角張らせていてもよい。この凹部１２ａは、詳細は後述するが、突起１２と同じ工程で同時に加工されている。
【００２７】
このような突起１２及び凹部１２ａの形状により、突起１２は、摩擦部材９の内方に向けて入り込む（食い込む）ようになる。より詳細には、この摩擦部材９は、加熱されて摩擦部材取付面１０ａにモールドされており、パッド用裏金１０の突起１２に摩擦部材９が焼き付けられることにより、突起１２と作用し、周辺にかかる圧力により、突起１２が摩擦部材９に入り込み、摩擦部材９と突起１２が強固に接着される。このことにより、パッド用裏金１０と摩擦部材９が噛み合い、接着効果が拡大される。また、パッド用裏金１０と摩擦部材９との接触面積が広くなり、剥離を防止することができる。
【００２８】
一方、パッド用裏金は、図４及び図５に示すように、モールド孔１１を設けずにディスクブレーキ・パッドに使用することができる。ここで、図４（ａ）はモールド孔を設けていないディスクブレーキ・パッド７の正面図、図４（ｂ）はディスクブレーキ・パッド７の下側面図であって、その一部を断面で示した図である。また、図５（ａ）はディスクブレーキ・パッド７に使用されるパッド用裏金１０の正面図、図５（ｂ）はパッド用裏金１０の下側面図であって、その一部を断面で示した図である。
【００２９】
このようにパッド用裏金１０の摩擦材取付面１０ａに突起１２を設けることにより、パッド用裏金１０全体の剛性が向上する。また、モールド孔１１を設けないことにより、モールド孔１１の断面に発生する錆の問題もなくなる。
【００３０】
次に、パッド用裏金１０を製造するための製造装置、および製造方法について説明する。図６（ａ）はファインブランキングプレスによる順送り加工に使用する製造装置（金型）の正面図、図６（ｂ）は（ａ）の断面図である。また、図７（ａ）、（ｂ）は、ファインブランキングプレスによる順送り加工における製造工程を示す概要図である。
【００３１】
パッド用裏金１０に形成されたモールド孔１１、突起１２、および凹部１２ａは、ファインブランキングプレスによる順送り加工によって形成されている。
ここで、ファインブランキングプレスによる順送り加工について簡単に説明する。この加工方法は、被加工材を高精度で打抜くことで部品を一気に仕上げることができるものであり、このファインブランキングプレスによる順送り加工によれば、通常のプレス加工による部品に必要な外枠や孔部分への切削加工やフライス加工などの二次加工をなくすことができる。
より詳細には、通常のプレス加工は、パンチとダイの組み合わせによって打抜きを行うものであり、パンチが下降しダイ上の材料に接触し加圧されると、材料は曲げを受けて変形し、次に剪断過程を経て破断を生じ、パンチが材料を通り抜けないうちに打抜きが完了する。そのため、「ダレ・かえり（バリ）が大きい」、「破断面が多く、剪断面が少ない」、「切断面が材料面に対して垂直でない」「抜いた製品の平面が平らでなく、湾曲している」などの問題点を有しており、多くの場合二次加工が必要になる。
これに対し、ファインブランキングプレスによる順送り加工は、打抜きされる材料の、剪断部分における材料の流れの制御を行って打抜く加工方法であり、クリアランスの極端に小さいパンチとダイにより、材料の内部に高い圧縮応力を生じさせ、材料の延性を高めて割れの発生を防ぎ、破断のない垂直で美しい剪断面を得ることができる。
【００３２】
ファインブランキングプレスによる順送り加工の製造装置５０は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、上型５１と下型５２とを備えて成り、この上型５１と下型５２との間を、図６（ａ）の紙面左側から右側に矢印Ｘの方向に向けてコイル材５３が順次送られてゆくようになっている。なお、上型５１は固定されており、下型５２は上下方向に移動可能になっている。また、コイル材５３の上側面５３ａが、パッド用裏金１０の摩擦部材取付面１０ａとなる。
【００３３】
この製造装置５０は、図６（ｂ）に示すように、主に以下の部品を備えている。
（１）突起１２を形成する部品
・下型５２側に設けられて、コイル材５３を押し出すためのダボパンチ５４（ピン）。
・上型５１側に設けられて、ダボパンチ５４を受けるためのダボ受け５５。
【００３４】
（２）モールド孔１１を形成する部品
・上型５１側に設けられて、コイル材５３を打ち抜くためのピアスパンチ５７。
・下型５２側に設けられて、コイル材５３から打ち抜いた後のスクラップを押し出すためのイジェクターパンチ５８。
・下型５２側に設けられて、打ち抜いた後のスクラップを押し出す圧力をかけるためのピアスプレッシャーピン５９。
【００３５】
（３）コイル材５３の位置決めをする部品
・下型５２側に設けられ、打ち抜いたモールド孔１１でコイル材５３の送り方向をガイドし、モールド孔１１のバリを潰すためのパイロット部材５６。
【００３６】
（４）パッド用裏金１０の外形を形成する部品
・上型５１側に設けられ、パッド用裏金１０の外形を打ち抜くためのメインパンチ６０。
・下型５２側に設けられ、打ち抜いたパッド用裏金１０を押し出す逆押さえ部材６１。
・下型５２側に設けられ、打ち抜いたパッド用裏金１０を押し出す圧力をかけるためのカウンタープレッシャーピン６２。
【００３７】
（５）その他の部品
・コイル材５３をガイドするための入り口ガイド部材６３、及び出口ガイド部材６４。
・上型５１側の各パンチを位置決めするための上パンチプレート６５。
・打ち抜いた部材を型から引き剥がすためのストリッパプレート６６。
・製品加工を行うためのダイプレート６７。
・イジェクターパンチの止め板である下パンチプレート６８。
・下型５２の移動を案内するガイドポスト６９。
【００３８】
パッド用裏金１０は、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、全部で３つの工程Ａ，Ｂ，Ｃによって完成する。
第１工程Ａでは、下型５２が上方に向けて移動して、ダボパンチ５４（ピン）及びダボ受け５５によって突起１２が形成されると共に、ピアスパンチ５７によってモールド孔１１が打ち抜かれる。この工程では、コイル材の上側面５３ａ（摩擦部材取付面１０ａ）が上型５１によってその平面を拘束された状態で加工が行われることになる。これにより、上側面５３ａには、その平面の加工によって凹凸やバリなどが生じないことになる。また、突起１２を形成する際に、凹部１２ａも同時に形成している。
【００３９】
第２工程Ｂでは、コイル材５３が１工程分送られた後に、モールド孔１１に位置決め用のパイロット部材５６が挿入され、コイル材５３の位置が定められる。これは、順送りされたコイル材５３の位置を精度良く決定するためのものである。なお、パッド用裏金１０にモールド孔１１を設けない場合には、コイル材５３の位置決め用として、コイル材５３における、パッド用裏金１０の打ち抜き予定部の外側に孔（図示せず）を設け、この孔に挿入される、別のパイロット部材（図示せず）を下型５２側に設け、この別のパイロット部材を上記孔に挿入して、コイル材５３を位置決めすればよい。
【００４０】
第３工程では、コイル材５３がさらに１工程分送られた後に、第２工程におけるパイロット部材５６でコイル材５３の位置が定められ、その後、メインパンチ６０及びダイプレート６７と逆押さえ部材６１とによってパッド用裏金１０の外形がコイル材５３から打ち抜かれる。
【００４１】
次に、本発明の実施の形態に係るパッド用裏金１０の強度試験結果について、図８（ａ）〜図８（ｈ）を用いて説明する。なお、この試験では、パッド用裏金１０の代わりに、図８に示す矩形形状（縦方向長さ６０ｍｍ、横方向長さ１９０ｍｍ、板厚５．５ｍｍ）の試験片２００ａ〜２００ｈを用いている。試験内容としては、試験片２００ａ〜２００ｈの横方向の両側を下側から支持した状態で、試験片２００ａ〜２００ｈの中央部に上側から荷重をかけ、この中央部が下側に４ｍｍ撓むときの荷重Ｆａ〜Ｆｈを測定したものである。この試験における支持点は、横方向の両端部をその全長に亘って下側から支持しており、この支持点のピッチは、１３６ｍｍである。
【００４２】
図８（ａ）に示す試験片２００ａには、モールド孔１１が横方向に４つ並べて設けられており、かつ、突起１２は設けられていない。この試験片２００ａでの測定結果は、荷重Ｆａ＝４７４ｋｇｆであった。
図８（ｂ）に示す試験片２００ｂには、モールド孔１１が中央部から遠い位置に２つ設けられており、かつ、突起１２は設けられていない。この試験片２００ｂでの測定結果は、荷重Ｆｂ＝５２６ｋｇｆであった。
図８（ｃ）に示す試験片２００ｃには、モールド孔１１が中央部から近い位置に２つ設けられており、かつ、突起１２は設けられていない。この試験片２００ｃでの測定結果は、荷重Ｆｃ＝４８９ｋｇｆであった。
図８（ｄ）に示す試験片２００ｄには、モールド孔１１及び突起１２が設けられていない。この試験片２００ｄでの測定結果は、荷重Ｆｄ＝５３４ｋｇｆであった。
【００４３】
図８（ｅ）に示す試験片２００ｅには、モールド孔１１が横方向に４つ並べて設けられており、かつ、複数の突起１２も設けられている。すなわち、試験片２００ａに複数の突起１２を設けたものである。この試験片２００ｅでの測定結果は、荷重Ｆｅ＝６６３ｋｇｆであった。
図８（ｆ）に示す試験片２００ｆには、モールド孔１１が中央部から遠い位置に２つ設けられており、かつ、複数の突起１２も設けられている。すなわち、試験片２００ｂに複数の突起１２を設けたものである。この試験片２００ｆでの測定結果は、荷重Ｆｆ＝６８９ｋｇｆであった。
図８（ｇ）に示す試験片２００ｇには、モールド孔１１が中央部から近い位置に２つ設けられており、かつ、複数の突起１２も設けられている。すなわち、試験片２００ｃに複数の突起１２を設けたものである。この試験片２００ｇでの測定結果は、荷重Ｆｇ＝６７０ｋｇｆであった。
図８（ｈ）に示す試験片２００ｈには、モールド孔１１は設けられていないが、複数の突起１２は設けられている。すなわち、試験片２００ｄに複数の突起１２を設けたものである。この試験片２００ｈでの測定結果は、荷重Ｆｈ＝６９５ｋｇｆであった。
【００４４】
これらの測定結果から、以下のことが判明した。
（１）突起１２を設けることによる剛性の向上
複数の突起１２を設けた場合と設けなかった場合とを比較すると、
（Ａ）Ｆｅ−Ｆａ＝＋１８９ｋｇｆ（図８（ａ）と図８（ｅ）参照）
（Ｂ）Ｆｆ−Ｆｂ＝＋１６３ｋｇｆ（図８（ｂ）と図８（ｆ）参照）
（Ｃ）Ｆｇ−Ｆｃ＝＋１８１ｋｇｆ（図８（ｃ）と図８（ｇ）参照）
（Ｄ）Ｆｈ−Ｆｄ＝＋１６１ｋｇｆ（図８（ｄ）と図８（ｈ）参照）
となり、突起１２を設けた方が全体的に強度が向上することが判明した。
【００４５】
（２）モールド孔１１をなくすことによる剛性の向上
モールド孔１１のない場合とモールド孔１１を４つにした場合とを比較すると、
（Ａ）Ｆｄ＞Ｆｂ＞Ｆｃ＞Ｆａ（図８（ａ）〜図８（ｄ）参照）
Ｆｄ−Ｆａ＝＋６０ｋｇｆ
Ｆｃ−Ｆａ＝＋１５ｋｇｆ
Ｆｂ−Ｆａ＝＋５２ｋｇｆ
（Ｂ）Ｆｈ＞Ｆｆ＞Ｆｇ＞Ｆｅ（図８（ｅ）〜図８（ｈ）参照）
Ｆｈ−Ｆｅ＝＋３２ｋｇｆ
Ｆｇ−Ｆｅ＝＋ ７ｋｇｆ
Ｆｆ−Ｆｅ＝＋２６ｋｇｆ
となり、モールド孔１１が少ない方が全体的に強度が向上することが判明した。
【００４６】
（３）モールド孔１１の位置と剛性との関係
中心線に対して対称に２つのモールド孔１１を設ける場合であって、モールド孔１１のピッチが大きい場合と小さい場合とを比較すると、上記（２）の（Ａ），（Ｂ）より、モールド孔１１が中央部から遠い位置（モールド孔１１のピッチが大きくなる位置）にある方が強度が高いことが判明した。
【００４７】
上述の結果から、パッド用裏金１０の剛性を高めたい場合には、（１）突起１２を設けること、（２）モールド孔１１をなくすこと、（３）モールド孔１１を設ける場合には、ピッチを大きくすること、が好ましいことが明確になった。
【００４８】
本発明の実施の形態に係るパッド用裏金１０によれば、複数の突起１２を形成することにより、この複数の突起１２が摩擦部材９とかみ合って摩擦部材９を剥離させようとする制動力に対抗することができる。
また、摩擦部材９とパッド用裏金１０との接着面積を広くすることができるので、接着強度を高めることができる。これにより、雨水等の進入等によって錆などの腐食が生じた場合であっても、接着強度をできるだけ高い状態で維持することができる。
さらに、パッド用裏金１０の板厚方向に対する断面係数が大きくなり、パッド用裏金１０に作用する剪断応力に十分に対抗することができる。
本実施の形態では、パッド用裏金１０の板厚を厚くする必要がないため、板厚を厚くして強度アップを図ったものに比べて、パッド用裏金１０の材料費を約３０％以上大幅に削減することができ、軽量化が図れる。
さらにまた、複数の突起１２の体積分だけ摩擦部材９の使用量を少なくすることができるので、摩擦部材９のコストを低減させることができる。
【００４９】
複数の突起１２は、ファインブランキングプレスによる順送り加工によって摩擦部材取付面１０ａの平面を拘束しながら塑性変形させることにより形成されているので、突起１２を設けるための加工によって、摩擦部材取付面１０ａに湾曲、凹凸、バリ等を発生させることがなく、加工前の平面の平面度をそのまま維持することができる。
さらに、複数の突起１２の頂部には、突起１２の突出方向と反対側の方向に窪む凹部１２ａが形成されているので、摩擦部材９を摩擦部材取付面１０ａに焼き付ける際に、摩擦部材９がこの凹部１２ａに入り込み、摩擦部材９と突起１２とが噛み合うことにより、剥離させようとする制動力に対してさらに対抗することができる。
また、ファインブランキングプレスによる順送り加工によって突起１２と凹部１２ａとを一つの工程で形成することができる。
さらにまた、モールド孔１１を設けないことにより、モールド孔１１の断面に発生する錆の問題をなくすことができる。
【００５０】
以上、本発明を実施するための最良の形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。
本実施の形態では、突起１２が平面視において丸形状であったが、これに限定されず、それ以外の形状、例えば三角等の多角形、矩形、楕円形、台形、ひょうたん形等であってもよい。また、押圧部材で押圧する手段は、ファインブランキングプレスによる順送り加工に限定されず、例えば冷間プレス、熱間プレス等、一般プレス成形であってもよい。さらには、鍛造プレス加工などによって突起１２を形成してもよい。プレス成形の場合には、いずれの場合も、パッド用裏金１０に形成される突起１２及び溝部１３の各中心線が一致している。ただし、この実施の形態に限定されず、溝部１３の中心線と突起１２の中心線とがずれる形態であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態に係るパッド用裏金を使用したディスクブレーキの概要図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るパッド用裏金を使用したブレーキ・パッドであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は一部を断面で表した下側面図、（ｃ）は（ｂ）の突起を拡大して示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るパッド用裏金であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は一部を断面で表した下側面図、（ｃ）は（ｂ）の突起を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るパッド用裏金を使用したブレーキ・パッドであって、図２のモールド孔を設けていないものを示しており、（ａ）は正面図、（ｂ）は一部を断面で表した下側面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るパッド用裏金であって、図３のモールド孔を設けていないものを示しており、（ａ）は正面図、（ｂ）は一部を断面で表した下側面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るパッド用裏金をファインブランキングによる順送り加工によって製造するための金型の概要図であって、（ａ）は製造装置の正面図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るパッド用裏金をファインブランキングによる順送り加工によって製造したときのコイル材の概要図であって、（ａ）はコイル材が工程毎に加工されている状態を示す正面図、（ｃ）は（ｂ）の断面図である。
【図８】本発明の実施の形態に係るパッド用裏金の試験を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ ディスクブレーキ
２ ブレーキディスク
２ａ，２ｂ 平面部
３ キャリパー
４ 取付孔
５ 車軸
６ スタッド
７ ディスクブレーキ・パッド
８ ブラケット
９ 摩擦部材
９ａ 摺動平面
９ｂ 取付面
１０ パッド用裏金
１０ａ 摩擦部材取付面
１０ｂ 取付面
１１ モールド孔
１２ 突起
１２ａ 凹部
１３ 溝部
５０ 製造装置
５１ 上型
５２ 下型
５３ コイル材
５３ａ コイル材の上側面
５４ ダボパンチ（押圧部材）
５５ ダボ受け
５６ パイロット部材
５７ ピアスパンチ
５８ エジェクターパンチ
５９ ピアスプレッシャーピン
６０ メインパンチ
６１ 逆押さえ部材
６２ カウンタープレッシャーピン
６３ 入り口ガイド部材
６４ 出口ガイド部材
６５ 上パンチプレート
６６ ストリッパプレート
６７ ダイプレート
６８ 下パンチプレート
６９ ガイドポスト
２００ａ〜２００ｈ 試験片
Ａ 第１工程
Ｂ 第２工程
Ｃ 第３工程
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の平面に摩擦部材を取り付けるための摩擦部材取付面を備えた、ディスクブレーキ・パッドに使用されるパッド用裏金であって、前記摩擦部材取付面に前記摩擦部材側に突出する複数の突起を形成したことを特徴とするパッド用裏金。
【請求項２】
前記突起は、前記摩擦部材取付面の反対側の面を押圧部材で押圧して、摩擦部材取付面側に押し出して形成したことを特徴とする請求項１に記載のパッド用裏金。
【請求項３】
前記突起は、ファインブランキングプレスによる順送り加工によって形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパッド用裏金。
【請求項４】
前記突起の頂部には、前記突起の突出方向と反対方向に窪む凹部が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のパッド用裏金。
【請求項５】
一方の平面に摩擦部材を取り付けるための摩擦部材取付面を備えた、ディスクブレーキ・パッドに使用されるパッド用裏金の製造方法であって、前記摩擦部材取付面の反対側の面を押圧部材で押圧して、前記摩擦部材取付面に前記摩擦部材側に突出する複数の突起を形成することを特徴とするパッド用裏金の製造方法。
【請求項６】
前記突起は、ファインブランキングプレスによる順送り加工によって形成されることを特徴とする請求項５に記載のパッド用裏金の製造方法。
【請求項７】
一方の平面が摩擦部材を取り付けるための摩擦部材取付面として使用されるパッド用裏金を備えたディスクブレーキ・パッドであって、前記摩擦部材取付面の反対側の面を押圧部材で押圧して、前記摩擦部材取付面に前記摩擦部材側に突出する複数の突起を形成し、これら突起を形成した前記摩擦部材取付面に前記摩擦部材を取り付けたことを特徴とするディスクブレーキ・パッド。
【請求項８】
前記突起は、ファインブランキングプレスによる順送り加工によって形成されていることを特徴とする請求項７に記載のディスクブレーキ・パッド。
【請求項１】
一方の平面に摩擦部材を取り付けるための摩擦部材取付面を備えた、ディスクブレーキ・パッドに使用されるパッド用裏金であって、前記摩擦部材取付面に前記摩擦部材側に突出する複数の突起を形成したことを特徴とするパッド用裏金。
【請求項２】
前記突起は、前記摩擦部材取付面の反対側の面を押圧部材で押圧して、摩擦部材取付面側に押し出して形成したことを特徴とする請求項１に記載のパッド用裏金。
【請求項３】
前記突起は、ファインブランキングプレスによる順送り加工によって形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパッド用裏金。
【請求項４】
前記突起の頂部には、前記突起の突出方向と反対方向に窪む凹部が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のパッド用裏金。
【請求項５】
一方の平面に摩擦部材を取り付けるための摩擦部材取付面を備えた、ディスクブレーキ・パッドに使用されるパッド用裏金の製造方法であって、前記摩擦部材取付面の反対側の面を押圧部材で押圧して、前記摩擦部材取付面に前記摩擦部材側に突出する複数の突起を形成することを特徴とするパッド用裏金の製造方法。
【請求項６】
前記突起は、ファインブランキングプレスによる順送り加工によって形成されることを特徴とする請求項５に記載のパッド用裏金の製造方法。
【請求項７】
一方の平面が摩擦部材を取り付けるための摩擦部材取付面として使用されるパッド用裏金を備えたディスクブレーキ・パッドであって、前記摩擦部材取付面の反対側の面を押圧部材で押圧して、前記摩擦部材取付面に前記摩擦部材側に突出する複数の突起を形成し、これら突起を形成した前記摩擦部材取付面に前記摩擦部材を取り付けたことを特徴とするディスクブレーキ・パッド。
【請求項８】
前記突起は、ファインブランキングプレスによる順送り加工によって形成されていることを特徴とする請求項７に記載のディスクブレーキ・パッド。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−１９８４８１（Ｐ２００７−１９８４８１Ａ）
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１７０５８（Ｐ２００６−１７０５８）
【出願日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【特許番号】特許第３８５７３００号（Ｐ３８５７３００）
【特許公報発行日】平成１８年１２月１３日（２００６．１２．１３）
【出願人】（５０６０２９９３４）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【特許番号】特許第３８５７３００号（Ｐ３８５７３００）
【特許公報発行日】平成１８年１２月１３日（２００６．１２．１３）
【出願人】（５０６０２９９３４）
【Ｆターム（参考）】
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