ブレーキパッド
【課題】軽量化を図りつつ、裏板の変形を抑制することができるブレーキパッドを提供する。
【解決手段】制動時に一面側がディスクロータに当接する摩擦材４０と、摩擦材４０の他面側に設けられてキャリパのピストンにより押圧される裏板４１と、を備え、裏板４１が、熱硬化性樹脂を主体としており、ピストンの押圧領域に厚肉部５３が形成されている。厚肉部５３を、ピストンの押圧領域に沿って形成したり、裏板４１の長手方向に沿ってピストン対向面５８側に形成したり、裏板４１の長手方向に沿って摩擦材保持面５０側に形成したりする。
【解決手段】制動時に一面側がディスクロータに当接する摩擦材４０と、摩擦材４０の他面側に設けられてキャリパのピストンにより押圧される裏板４１と、を備え、裏板４１が、熱硬化性樹脂を主体としており、ピストンの押圧領域に厚肉部５３が形成されている。厚肉部５３を、ピストンの押圧領域に沿って形成したり、裏板４１の長手方向に沿ってピストン対向面５８側に形成したり、裏板４１の長手方向に沿って摩擦材保持面５０側に形成したりする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキパッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
ブレーキパッドの裏板を合成樹脂で形成するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１８０２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のブレーキパッドにおいては、裏板を合成樹脂で形成して軽量化を図っているが、合成樹脂は金属に比べて変形しやすいため、ピストンによる押圧時に変形し、摩擦材に亀裂を生じさせてしまう可能性がある。
【０００５】
したがって、本発明は、軽量化を図りつつ、裏板の変形を抑制することができるブレーキパッドの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、裏板が、熱硬化性樹脂を主体としており、ピストンの押圧領域に厚肉部が形成されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、軽量化を図りつつ、裏板の変形を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るブレーキパッドが用いられるディスクブレーキを示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るブレーキパッドを示す背面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るブレーキパッドを示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るブレーキパッドを示す背面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るブレーキパッドを示す断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るブレーキパッドを示す背面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係るブレーキパッドを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
「第１実施形態」
本発明の第１実施形態に係るブレーキパッドを図１〜図３を参照して以下に説明する。
【００１０】
図１は、第１実施形態に係るブレーキパッド１０が用いられるディスクブレーキ１１を示すものである。このディスクブレーキ１１は、自動車等の車両制動用のもので、キャリア１２と、２つのブレーキパッド１０，１３と、キャリパ１４とを備えている。
【００１１】
キャリア１２は、制動対象となる図示略の車輪とともに回転するディスクロータ１５の外径側を跨ぐように配置されて車両の非回転部に固定される。２つのブレーキパッド１０，１３は、ディスクロータ１５の両面に対向配置された状態でディスクロータ１５の軸線方向に摺動可能となるようにキャリア１２に支持される。キャリパ１４は、ディスクロータ１５の外径側を跨いだ状態でディスクロータ１５の軸線方向に摺動可能となるようにキャリア１２に支持されてブレーキパッド１０，１３をディスクロータ１５に押圧することによりディスクロータ１５に摩擦抵抗を付与する。なお、以下においては、ディスクロータ１５の半径方向をディスク半径方向と称し、ディスクロータ１５の軸線方向をディスク軸線方向と称し、ディスクロータ１５の回転方向をディスク回転方向と称す。
【００１２】
キャリパ１４は、ディスクロータ１５を跨いだ状態でキャリア１２に支持されるキャリパボディ２０と、キャリパボディ２０内に保持されてディスクロータ１５の一面側に対向するように配置されるピストン２１とを有している。
【００１３】
キャリパボディ２０は、シリンダ部２５と、ブリッジ部２６と、爪部２７とを有して一体的に構成されている。
【００１４】
シリンダ部２５は、ディスクロータ１５側に開口するようにディスク軸線方向に沿うボア３０が形成された有底筒状をなしており、ディスクロータ１５の一方の面側に対向配置されている。ピストン２１は、ボア３０内に摺動可能に挿入されている。ブリッジ部２６は、ディスクロータ１５を跨ぐためにシリンダ部２５の径方向外方でディスクロータ１５の軸方向へ延びて形成されている。爪部２７は、ブリッジ部２６のシリンダ部２５と反対側からディスク半径方向内方に延出してディスクロータ１５の他方の面側に対向するようになっている。
【００１５】
シリンダ部２５の底部には、図示略のブレーキ配管に接続される配管接続穴３１が形成されている。そして、キャリパ１４は、ボア３０内にブレーキ配管を介して導入される液圧によりピストン２１をディスクロータ１５側に前進させ、ピストン２１でインナ側のブレーキパッド１０を押圧してディスクロータ１５に接触させる。また、キャリパ１４は、ピストン２１の押圧反力でキャリア１２に対してシリンダ部２５をディスクロータ１５から離す方向に摺動して、爪部２７でアウタ側のブレーキパッド１３を押圧してディスクロータ１５に接触させる。このようにして、ピストン２１と爪部２７とで両側のブレーキパッド１０，１３を挟持してディスクロータ１５に押圧して摩擦抵抗を発生させ、制動力を発生させる。
【００１６】
なお、ボア３０の軸線方向における中間位置には、ピストン２１との隙間をシールするピストンシール３３が保持されており、ボア３０の軸線方向における最も開口部側には、ピストン２１との間に円環状のブーツ３４が介装されている。
【００１７】
ピストン２１は、円筒状部３６と、この円筒状部３６の軸方向の一端側を閉塞する底部３７とを有している。ピストン２１は、円筒状部３６の底部３７とは反対の開口側を爪部２７に対向させる向きで、その外周面においてシリンダ部２５のボア３０内に摺動可能に挿入されている。円筒状部３６の開口側の端面３８は、ピストン２１の軸直交方向に沿っており、径方向の幅が一定の円環状をなしている。
【００１８】
ブレーキパッド１０は、制動時に一面側がディスクロータ１５に当接する摩擦材４０と、この摩擦材４０の他面側に設けられキャリア１２に摺動可能に支持されてキャリパ１４のピストン２１により押圧される裏板４１とからなっている。
【００１９】
ブレーキパッド１３も、制動時に一面側がディスクロータ１５に当接する摩擦材４２と、この摩擦材４２の他面側に設けられキャリア１２に摺動可能に支持されてキャリパ１４のキャリパボディ２０の爪部２７により押圧される裏板４３とからなっている。
【００２０】
以下、本実施形態に係るブレーキパッド１０についてさらに説明する。
【００２１】
ブレーキパッド１０の摩擦材４０は、熱硬化性樹脂であるフェノール樹脂を結合材として構成されている。摩擦材４０は、フェノール樹脂と、銅繊維、チタン酸カリウム繊維、ロックウール、アラミド繊維、ＮＢＲ粉末、カシューダスト、黒鉛、ジルコン粉および硫酸バリウム等とからなる摩擦材用配合材料を所定の混合比で混合し加熱圧縮成形することで形成される。摩擦材４０は、ディスクロータ１５に当接する当接面４５と裏板４１に貼付される貼付面４６とが平行に形成されている。摩擦材４０は裏板４１にエポキシ−フェノール樹脂等の接着剤で貼付される。
【００２２】
裏板４１は、摩擦材４０よりも一回り大きく形成されて摩擦材４０を保持する。裏板４１は、図２に示すように一方向に長い形状に形成されており、その長手方向をディスク回転方向に沿わせ、高さ方向をディスク半径方向に沿わせた姿勢で長手方向の両端部にて図１に示すキャリア１２に支持される。裏板４１は、熱硬化性樹脂であるフェノール樹脂を主体する一様な材料からなっており、フェノール樹脂と、ガラス繊維およびその他の無機充填材等とからなる裏板用配合材料を所定の混合比で混合し加熱圧縮成形することで形成される。
【００２３】
裏板４１は、図３に示すように、摩擦材４０を保持する平坦な表面部（摩擦材保持面）５０と、摩擦材４０とは反対側の平坦な裏面部５１とが平行をなしており、裏面部５１側の中央には、表面部５０と反対側に裏面部５１から突出する厚肉部５３が形成されている。厚肉部５３は、図２に示すように、裏板４１の板厚方向に沿う方向から見たときに略円環状をなして形成されている。厚肉部５３は、その外径が裏板４１のディスク回転方向中心を通るディスク径方向（図２の上下方向）の長さよりも大きくなっており、円環の外周側の１８０度異なる位置を切り欠いた形状をなしている。
【００２４】
図３に示すように、厚肉部５３は、裏面部５１から一定高さ、例えば、裏板４１の板厚の０．５から０．９倍の高さで突出しており、先端の頂面部５４が裏面部５１と平行をなしている。厚肉部５３は、頂面部５４側ほど小径となって裏面部５１と頂面部５４の外周縁部とを結ぶテーパ状の外側面部５５と、頂面部５４側ほど大径となって裏面部５１と頂面部５４の内周縁部とを結ぶ内側面部５６とを有している。上記したように厚肉部５３が円環を一部切り欠いた形状をなしていることにより外側面部５５は二分割され、頂面部５４は径方向に一定幅の円環が一部切り欠かれた形状をなしている。また、内側面部５６は切り欠かれることのないテーパ状をなしている。裏板４１は、裏面部５１と外側面部５５と頂面部５４と内側面部５６とがピストン２１に対向するピストン対向面５８を構成しており、よって、このピストン対向面５８側に厚肉部５３が形成されている。
【００２５】
ここで、厚肉部５３は、ピストン２１の図２にハッチングで示す押圧領域Ａに対応して形成されており、詳しくは押圧領域Ａに沿って形成され、より詳しくは頂面部５４がピストン２１の押圧領域Ａにディスク半径方向およびディスク回転方向の位置を重ね合わせるように形成されている。この押圧領域Ａは、ピストン２１のブレーキパッド１０を押圧する押圧面となる端面３８を、ピストン２１の軸方向に投影した投影面のうちのブレーキパッド１０に重なる部分となっている。
【００２６】
以上に述べた第１実施形態に係るブレーキパッド１０によれば、裏板４１が熱硬化性樹脂を主体として形成されているため、軽量化を図ることができる。
【００２７】
また、裏板４１には、ピストン２１の押圧領域Ａの全体に、他の部分より肉厚が厚い厚肉部５３が形成されているため、裏板４１の変形を抑制することができる。これにより、摩擦材４０の亀裂の発生を抑制することができると共に、摩擦材４０の偏摩耗、特にピストン２１の押圧領域Ａの偏った摩耗が抑制できるため、ブレーキ開放時の摩擦材４０とディスクロータ１５との接触、いわゆる引きずりを抑制できることになり、燃費を向上させることができる。
【００２８】
また、厚肉部５３が、ピストン２１の押圧領域Ａに沿って形成されており、全体的に押圧領域Ａに重なるようになっているため、最小限の重量増で効率的に強度を向上することができる。
【００２９】
「第２実施形態」
本発明の第２実施形態に係るブレーキパッドを主に図４および図５を参照して第１実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第１実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。
【００３０】
第２実施形態に係るブレーキパッド１０ａは、第１実施形態のブレーキパッド１０の裏板４１に対して形状が一部相違する図４および図５に示す裏板４１ａを有している。
【００３１】
裏板４１ａは、図５に示すように、摩擦材４０を保持する平坦な表面部（摩擦材保持面）５０ａと、これに平行をなす反対側の平坦な裏面部５１ａとを有しており、この裏面部５１ａ側の中央に、裏面部５１ａよりも表面部５０ａとは反対側に突出する厚肉部５３ａが形成されている。この厚肉部５３ａは、図４に示すように、裏板４１ａの板厚方向に沿って見たときに円形状をなしている。厚肉部５３ａは、その外径が裏板４１ａの高さ方向（図４の上下方向）の長さよりも小さくなっており、円形の外周側の１８０度異なる位置を切り欠いた形状をなしている。
【００３２】
図５に示すように、厚肉部５３ａは、裏面部５１ａから一定高さで突出しており、先端の頂面部５４ａが裏面部５１ａと平行をなしている。厚肉部５３ａは、頂面部５４ａ側ほど小径となって裏面部５１ａと頂面部５４ａの外周縁部とを結ぶテーパ状の外側面部５５ａを有している。
【００３３】
また、裏板４１ａは、その長手方向の厚肉部５３ａの両側に、裏面部５１ａよりも表面部５０ａとは反対側に突出する複数の厚肉部６０ａが形成されている。これら厚肉部６０ａは、裏板４１ａの板厚方向に沿って見たときに厚肉部５３ａの外側面部５５ａから裏板４１ａの長手方向に沿って直線状に延出しており、裏板４１ａの高さ方向に間隔をあけて形成されている。すべての厚肉部６０ａは、裏面部５１ａから同じ一定高さで突出しており、先端の頂面部６１ａが裏面部５１ａと平行をなし厚肉部５３ａの頂面部５４ａと連続して同一平面に配置されている。厚肉部６０ａは、頂面部６１ａとその両側の一対の側面部６２ａとを有している。側面部６２ａは、頂面部６１ａおよび裏面部５１ａに直交している。
【００３４】
裏板４１ａは、裏面部５１ａと外側面部５５ａと頂面部５４ａとすべての頂面部６１ａとすべての側面部６２ａとがピストン２１に対向するピストン対向面５８ａを構成しており、このピストン対向面５８ａ側にすべての厚肉部６０ａが裏板４１ａの長手方向に沿って形成されている。
【００３５】
ここで、すべての厚肉部６０ａには、それぞれの厚肉部５３ａ側に、ピストン２１の図４にハッチングで示す押圧領域Ａがディスク半径方向およびディスク回転方向の位置を重ね合わせている。
【００３６】
以上に述べた第２実施形態に係るブレーキパッド１０ａによれば、裏板４１ａには、ピストン２１の押圧領域Ａに、他の部分より肉厚が厚い複数の厚肉部６０ａが形成されているため、裏板４１ａの変形を抑制することができる。
【００３７】
また、厚肉部６０ａが、裏板４１ａの長手方向に沿ってピストン対向面５８ａ側に形成されているため、ブレーキパッド１０ａの放熱性能を高めることができると共に、ピストン２１への接触面積を減らすことができる。したがって、ピストン２１に伝わる熱を低減することができ、ベーパーロックの抑制が図れる。
【００３８】
「第３実施形態」
本発明の第３実施形態に係るブレーキパッドを主に図６および図７を参照して第１実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第１実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。
【００３９】
第３実施形態に係るブレーキパッド１０ｂは、第１実施形態のブレーキパッド１０の裏板４１および摩擦材４０に対して形状が一部相違する図６および図７に示す裏板４１ｂおよび摩擦材４０ｂを有している。
【００４０】
裏板４１ｂは、図７に示すように、摩擦材４０ｂ側の平坦な表面部５０ｂと、これに平行をなしてピストン２１に対向する平坦な裏面部（ピストン対向面）５１ｂとを有しており、裏面部５１ｂ側には肉厚部は形成されていない。そして、表面部５０ｂ側、すなわち、裏面部５１ｂと反対側に表面部５０ｂから突出する複数の厚肉部７０ｂが形成されている。これら厚肉部７０ｂは、裏板４１ｂの板厚方向に沿って見たときに裏板４１ｂの長手方向に沿って直線状に延在しており、裏板４１ｂの高さ方向（図６の上下方向）に間隔をあけて形成されている。すべての厚肉部７０ｂは、表面部５０ｂから同じ一定高さで突出しており、先端の頂面部７１ｂが表面部５０ｂと平行をなしている。厚肉部７０ｂは、頂面部７１ｂと、その一方の両側の一対の側面部７２ｂと、その他方の両側の一対の端面部７３ｂとを有している。
【００４１】
裏板４１ｂは、表面部５０ｂとすべての頂面部７１ｂとすべての側面部７２ｂとすべての端面部７３ｂとが摩擦材４０ｂを保持する摩擦材保持面７５ｂを構成しており、この摩擦材保持面７５ｂ側にすべての厚肉部７０ｂが裏板４１ｂの長手方向に沿って形成されている。
【００４２】
そして、摩擦材保持面７５ｂに保持される摩擦材４０ｂは、貼付面４６ｂ側に貼付面４６ｂよりも凹んで厚肉部７０ｂと嵌合する形状の複数の溝部７７ｂが形成されている。
【００４３】
ここで、すべての厚肉部７０ｂに、ピストン２１の図６にハッチングで示す押圧領域Ａがディスク半径方向およびディスク回転方向の位置を重ね合わせるように形成されている。
【００４４】
以上に述べた第３実施形態に係るブレーキパッド１０ｂによれば、裏板４１ｂには、ピストン２１の押圧領域Ａに、他の部分よりも肉厚が厚い複数の厚肉部７０ｂが形成されているため、裏板４１ｂの変形を抑制することができる。
【００４５】
また、厚肉部７０ｂが、裏板４１ｂの長手方向に沿って摩擦材保持面７５ｂ側に形成されているため、摩擦材４０ｂが厚肉部７０ｂに嵌合するように成形されることになる。よって、裏板４１ｂからの摩擦材４０ｂの脱落を抑制することができる。
【００４６】
さらに、本第３の実施形態に係るブレーキパッド１０ｂによれば、摩擦材保持面７５ｂ側に厚肉部７０ｂが形成されているので、上記第３の実施形態に係るブレーキパッドのように裏面部側に肉厚部が形成されたブレーキパッドに比べて、ブレーキパッド全体の厚みの増大を抑えてブレーキパッドを構成することができる。したがって、キャリパボディ２０のシリンダ部２５と爪部２７との間隔を大きくする必要がなく、キャリパの小型化を図ることができる。
【００４７】
なお、上記第３の実施形態においては、厚肉部７０ｂは、裏板４１ｂの板厚方向に沿って見たときに裏板４１ｂの長手方向に沿って直線状に延在するように形成したが、これに限ることなく、長手方向に沿って延在していれば、曲線状やジグザグ状に形成してもよい。また、複数設けられる厚肉部７０ｂそれぞれの幅（ディスク径方向寸法）、長さ（ディスク回転方向寸法）、及び間隔は、それぞれ、一定のものでなく、不定で寸法設定するようしてもよい。
【００４８】
また、上記第１〜３実施形態は、それぞれ個別に肉厚部を形成するようにしてもよいが、上記第１〜３実施形態のうちのいずれか２つの肉厚部を組み合わせたり、全ての実施形態の肉厚部を組み合わせて構成するようにしてもよい。
【実施例】
【００４９】
裏板４１，４１ａ，４１ｂ形成用の金型に、フェノール樹脂とガラス繊維およびその他の無機充填材等とからなる裏板用配合材料を投入し、金型温度１８０℃、成形圧力４０ＭＰａ、成形時間１０分で加熱圧縮成形した。その後、成形品を金型より取り出し、１８０℃〜２２０℃で３６０分間保持して熱処理し、裏板４１，４１ａ，４１ｂを得た。裏板４１，４１ａの表面部５０，裏板４１ｂの摩擦材保持面７５ｂにエポキシ−フェノール樹脂の接着剤を塗布し、８０℃にて３０分乾燥した。
【００５０】
また、他方で、フェノール樹脂と、銅繊維、チタン酸カリウム繊維、ロックウール、アラミド繊維、ＮＢＲ粉末、カシューダスト、黒鉛、ジルコン粉および硫酸バリウム等とからなる摩擦材用配合材料各種を秤量し、レーディゲミキサを用いて混合し、混合粉を得た。この混合粉を摩擦材４０，４０ｂの１つ当たりに必要な量を測り取り、予備成形型に投入し、室温にて加圧成形して予備成形品を作製した。上記のように接着剤を乾燥塗布した裏板４１，４１ａ，４１ｂと予備成形品とを１５０℃に加熱した成形型に投入し、成形圧力４０ＭＰａ、成形時間４分で加熱圧縮成形した後、恒温槽にて２２０℃に昇温し放置冷却して、合計８時間の熱処理を実施した。その後、塗装および当接面４５の研磨等を行い、ブレーキパッド１０，１０ａ，１０ｂを得た。
【００５１】
完成したブレーキパッド１０，１０ａ，１０ｂをブレーキダイナモ試験装置にて一般的な普通乗用車の条件である、ピストン面積２５ｃｍ２のキャリパを用い、イナーシャ７０ｋｇｆ・ｍにてトルク破壊強度試験を、自動車規格ＪＡＳＯ Ｃ４１９「乗用車常用ブレーキ装置強度ダイナモメータ試験方法」に準拠して行った。
【００５２】
トルク破壊強度試験は、乗用車にて発生する最大の減速度７．８ｍ／ｓ２相当のトルクから１．９５ｍ／ｓ２相当のトルク間隔で徐々にトルクを増加させ、８０℃、５０ｋｍ／ｈから各減速度で各５回制動する試験であり、安全率３倍をかけた減速度２３．５ｍ／ｓ２相当のトルクにてブレーキパッド１０，１０ａ，１０ｂに異常がないかを評価する試験である。
【００５３】
試験の結果、ブレーキパッド１０，１０ａ，１０ｂの実施例は、減速度２３．５ｍ／ｓ２相当のトルクにおいても、ブレーキパッド１０，１０ａ，１０ｂに異常が起こることはなかった。
【００５４】
なお、上記の比較例として、厚肉部５３，５３ａ，６０ａ，７０ｂのない、摩擦材保持面およびピストン対向面が共に平坦な裏板を実施例と同様に作製し、同様の試験を実施したところ、裏板に損傷はなかったが、摩擦材の当接面側に亀裂が生じた。
【符号の説明】
【００５５】
１０，１０ａ，１０ｂ ブレーキパッド
１４ キャリパ
１５ ディスクロータ
２１ ピストン
４０，４０ｂ 摩擦材
４１，４１ａ，４１ｂ 裏板
５０，５０ａ 表面部（摩擦材保持面）
５１ｂ 裏面部（ピストン対向面）
５３，５３ａ，６０ａ，７０ｂ 厚肉部
５８，５８ａ ピストン対向面
７５ｂ 摩擦材保持面
Ａ 押圧領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキパッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
ブレーキパッドの裏板を合成樹脂で形成するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１８０２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のブレーキパッドにおいては、裏板を合成樹脂で形成して軽量化を図っているが、合成樹脂は金属に比べて変形しやすいため、ピストンによる押圧時に変形し、摩擦材に亀裂を生じさせてしまう可能性がある。
【０００５】
したがって、本発明は、軽量化を図りつつ、裏板の変形を抑制することができるブレーキパッドの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、裏板が、熱硬化性樹脂を主体としており、ピストンの押圧領域に厚肉部が形成されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、軽量化を図りつつ、裏板の変形を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るブレーキパッドが用いられるディスクブレーキを示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るブレーキパッドを示す背面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るブレーキパッドを示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るブレーキパッドを示す背面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るブレーキパッドを示す断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るブレーキパッドを示す背面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係るブレーキパッドを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
「第１実施形態」
本発明の第１実施形態に係るブレーキパッドを図１〜図３を参照して以下に説明する。
【００１０】
図１は、第１実施形態に係るブレーキパッド１０が用いられるディスクブレーキ１１を示すものである。このディスクブレーキ１１は、自動車等の車両制動用のもので、キャリア１２と、２つのブレーキパッド１０，１３と、キャリパ１４とを備えている。
【００１１】
キャリア１２は、制動対象となる図示略の車輪とともに回転するディスクロータ１５の外径側を跨ぐように配置されて車両の非回転部に固定される。２つのブレーキパッド１０，１３は、ディスクロータ１５の両面に対向配置された状態でディスクロータ１５の軸線方向に摺動可能となるようにキャリア１２に支持される。キャリパ１４は、ディスクロータ１５の外径側を跨いだ状態でディスクロータ１５の軸線方向に摺動可能となるようにキャリア１２に支持されてブレーキパッド１０，１３をディスクロータ１５に押圧することによりディスクロータ１５に摩擦抵抗を付与する。なお、以下においては、ディスクロータ１５の半径方向をディスク半径方向と称し、ディスクロータ１５の軸線方向をディスク軸線方向と称し、ディスクロータ１５の回転方向をディスク回転方向と称す。
【００１２】
キャリパ１４は、ディスクロータ１５を跨いだ状態でキャリア１２に支持されるキャリパボディ２０と、キャリパボディ２０内に保持されてディスクロータ１５の一面側に対向するように配置されるピストン２１とを有している。
【００１３】
キャリパボディ２０は、シリンダ部２５と、ブリッジ部２６と、爪部２７とを有して一体的に構成されている。
【００１４】
シリンダ部２５は、ディスクロータ１５側に開口するようにディスク軸線方向に沿うボア３０が形成された有底筒状をなしており、ディスクロータ１５の一方の面側に対向配置されている。ピストン２１は、ボア３０内に摺動可能に挿入されている。ブリッジ部２６は、ディスクロータ１５を跨ぐためにシリンダ部２５の径方向外方でディスクロータ１５の軸方向へ延びて形成されている。爪部２７は、ブリッジ部２６のシリンダ部２５と反対側からディスク半径方向内方に延出してディスクロータ１５の他方の面側に対向するようになっている。
【００１５】
シリンダ部２５の底部には、図示略のブレーキ配管に接続される配管接続穴３１が形成されている。そして、キャリパ１４は、ボア３０内にブレーキ配管を介して導入される液圧によりピストン２１をディスクロータ１５側に前進させ、ピストン２１でインナ側のブレーキパッド１０を押圧してディスクロータ１５に接触させる。また、キャリパ１４は、ピストン２１の押圧反力でキャリア１２に対してシリンダ部２５をディスクロータ１５から離す方向に摺動して、爪部２７でアウタ側のブレーキパッド１３を押圧してディスクロータ１５に接触させる。このようにして、ピストン２１と爪部２７とで両側のブレーキパッド１０，１３を挟持してディスクロータ１５に押圧して摩擦抵抗を発生させ、制動力を発生させる。
【００１６】
なお、ボア３０の軸線方向における中間位置には、ピストン２１との隙間をシールするピストンシール３３が保持されており、ボア３０の軸線方向における最も開口部側には、ピストン２１との間に円環状のブーツ３４が介装されている。
【００１７】
ピストン２１は、円筒状部３６と、この円筒状部３６の軸方向の一端側を閉塞する底部３７とを有している。ピストン２１は、円筒状部３６の底部３７とは反対の開口側を爪部２７に対向させる向きで、その外周面においてシリンダ部２５のボア３０内に摺動可能に挿入されている。円筒状部３６の開口側の端面３８は、ピストン２１の軸直交方向に沿っており、径方向の幅が一定の円環状をなしている。
【００１８】
ブレーキパッド１０は、制動時に一面側がディスクロータ１５に当接する摩擦材４０と、この摩擦材４０の他面側に設けられキャリア１２に摺動可能に支持されてキャリパ１４のピストン２１により押圧される裏板４１とからなっている。
【００１９】
ブレーキパッド１３も、制動時に一面側がディスクロータ１５に当接する摩擦材４２と、この摩擦材４２の他面側に設けられキャリア１２に摺動可能に支持されてキャリパ１４のキャリパボディ２０の爪部２７により押圧される裏板４３とからなっている。
【００２０】
以下、本実施形態に係るブレーキパッド１０についてさらに説明する。
【００２１】
ブレーキパッド１０の摩擦材４０は、熱硬化性樹脂であるフェノール樹脂を結合材として構成されている。摩擦材４０は、フェノール樹脂と、銅繊維、チタン酸カリウム繊維、ロックウール、アラミド繊維、ＮＢＲ粉末、カシューダスト、黒鉛、ジルコン粉および硫酸バリウム等とからなる摩擦材用配合材料を所定の混合比で混合し加熱圧縮成形することで形成される。摩擦材４０は、ディスクロータ１５に当接する当接面４５と裏板４１に貼付される貼付面４６とが平行に形成されている。摩擦材４０は裏板４１にエポキシ−フェノール樹脂等の接着剤で貼付される。
【００２２】
裏板４１は、摩擦材４０よりも一回り大きく形成されて摩擦材４０を保持する。裏板４１は、図２に示すように一方向に長い形状に形成されており、その長手方向をディスク回転方向に沿わせ、高さ方向をディスク半径方向に沿わせた姿勢で長手方向の両端部にて図１に示すキャリア１２に支持される。裏板４１は、熱硬化性樹脂であるフェノール樹脂を主体する一様な材料からなっており、フェノール樹脂と、ガラス繊維およびその他の無機充填材等とからなる裏板用配合材料を所定の混合比で混合し加熱圧縮成形することで形成される。
【００２３】
裏板４１は、図３に示すように、摩擦材４０を保持する平坦な表面部（摩擦材保持面）５０と、摩擦材４０とは反対側の平坦な裏面部５１とが平行をなしており、裏面部５１側の中央には、表面部５０と反対側に裏面部５１から突出する厚肉部５３が形成されている。厚肉部５３は、図２に示すように、裏板４１の板厚方向に沿う方向から見たときに略円環状をなして形成されている。厚肉部５３は、その外径が裏板４１のディスク回転方向中心を通るディスク径方向（図２の上下方向）の長さよりも大きくなっており、円環の外周側の１８０度異なる位置を切り欠いた形状をなしている。
【００２４】
図３に示すように、厚肉部５３は、裏面部５１から一定高さ、例えば、裏板４１の板厚の０．５から０．９倍の高さで突出しており、先端の頂面部５４が裏面部５１と平行をなしている。厚肉部５３は、頂面部５４側ほど小径となって裏面部５１と頂面部５４の外周縁部とを結ぶテーパ状の外側面部５５と、頂面部５４側ほど大径となって裏面部５１と頂面部５４の内周縁部とを結ぶ内側面部５６とを有している。上記したように厚肉部５３が円環を一部切り欠いた形状をなしていることにより外側面部５５は二分割され、頂面部５４は径方向に一定幅の円環が一部切り欠かれた形状をなしている。また、内側面部５６は切り欠かれることのないテーパ状をなしている。裏板４１は、裏面部５１と外側面部５５と頂面部５４と内側面部５６とがピストン２１に対向するピストン対向面５８を構成しており、よって、このピストン対向面５８側に厚肉部５３が形成されている。
【００２５】
ここで、厚肉部５３は、ピストン２１の図２にハッチングで示す押圧領域Ａに対応して形成されており、詳しくは押圧領域Ａに沿って形成され、より詳しくは頂面部５４がピストン２１の押圧領域Ａにディスク半径方向およびディスク回転方向の位置を重ね合わせるように形成されている。この押圧領域Ａは、ピストン２１のブレーキパッド１０を押圧する押圧面となる端面３８を、ピストン２１の軸方向に投影した投影面のうちのブレーキパッド１０に重なる部分となっている。
【００２６】
以上に述べた第１実施形態に係るブレーキパッド１０によれば、裏板４１が熱硬化性樹脂を主体として形成されているため、軽量化を図ることができる。
【００２７】
また、裏板４１には、ピストン２１の押圧領域Ａの全体に、他の部分より肉厚が厚い厚肉部５３が形成されているため、裏板４１の変形を抑制することができる。これにより、摩擦材４０の亀裂の発生を抑制することができると共に、摩擦材４０の偏摩耗、特にピストン２１の押圧領域Ａの偏った摩耗が抑制できるため、ブレーキ開放時の摩擦材４０とディスクロータ１５との接触、いわゆる引きずりを抑制できることになり、燃費を向上させることができる。
【００２８】
また、厚肉部５３が、ピストン２１の押圧領域Ａに沿って形成されており、全体的に押圧領域Ａに重なるようになっているため、最小限の重量増で効率的に強度を向上することができる。
【００２９】
「第２実施形態」
本発明の第２実施形態に係るブレーキパッドを主に図４および図５を参照して第１実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第１実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。
【００３０】
第２実施形態に係るブレーキパッド１０ａは、第１実施形態のブレーキパッド１０の裏板４１に対して形状が一部相違する図４および図５に示す裏板４１ａを有している。
【００３１】
裏板４１ａは、図５に示すように、摩擦材４０を保持する平坦な表面部（摩擦材保持面）５０ａと、これに平行をなす反対側の平坦な裏面部５１ａとを有しており、この裏面部５１ａ側の中央に、裏面部５１ａよりも表面部５０ａとは反対側に突出する厚肉部５３ａが形成されている。この厚肉部５３ａは、図４に示すように、裏板４１ａの板厚方向に沿って見たときに円形状をなしている。厚肉部５３ａは、その外径が裏板４１ａの高さ方向（図４の上下方向）の長さよりも小さくなっており、円形の外周側の１８０度異なる位置を切り欠いた形状をなしている。
【００３２】
図５に示すように、厚肉部５３ａは、裏面部５１ａから一定高さで突出しており、先端の頂面部５４ａが裏面部５１ａと平行をなしている。厚肉部５３ａは、頂面部５４ａ側ほど小径となって裏面部５１ａと頂面部５４ａの外周縁部とを結ぶテーパ状の外側面部５５ａを有している。
【００３３】
また、裏板４１ａは、その長手方向の厚肉部５３ａの両側に、裏面部５１ａよりも表面部５０ａとは反対側に突出する複数の厚肉部６０ａが形成されている。これら厚肉部６０ａは、裏板４１ａの板厚方向に沿って見たときに厚肉部５３ａの外側面部５５ａから裏板４１ａの長手方向に沿って直線状に延出しており、裏板４１ａの高さ方向に間隔をあけて形成されている。すべての厚肉部６０ａは、裏面部５１ａから同じ一定高さで突出しており、先端の頂面部６１ａが裏面部５１ａと平行をなし厚肉部５３ａの頂面部５４ａと連続して同一平面に配置されている。厚肉部６０ａは、頂面部６１ａとその両側の一対の側面部６２ａとを有している。側面部６２ａは、頂面部６１ａおよび裏面部５１ａに直交している。
【００３４】
裏板４１ａは、裏面部５１ａと外側面部５５ａと頂面部５４ａとすべての頂面部６１ａとすべての側面部６２ａとがピストン２１に対向するピストン対向面５８ａを構成しており、このピストン対向面５８ａ側にすべての厚肉部６０ａが裏板４１ａの長手方向に沿って形成されている。
【００３５】
ここで、すべての厚肉部６０ａには、それぞれの厚肉部５３ａ側に、ピストン２１の図４にハッチングで示す押圧領域Ａがディスク半径方向およびディスク回転方向の位置を重ね合わせている。
【００３６】
以上に述べた第２実施形態に係るブレーキパッド１０ａによれば、裏板４１ａには、ピストン２１の押圧領域Ａに、他の部分より肉厚が厚い複数の厚肉部６０ａが形成されているため、裏板４１ａの変形を抑制することができる。
【００３７】
また、厚肉部６０ａが、裏板４１ａの長手方向に沿ってピストン対向面５８ａ側に形成されているため、ブレーキパッド１０ａの放熱性能を高めることができると共に、ピストン２１への接触面積を減らすことができる。したがって、ピストン２１に伝わる熱を低減することができ、ベーパーロックの抑制が図れる。
【００３８】
「第３実施形態」
本発明の第３実施形態に係るブレーキパッドを主に図６および図７を参照して第１実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第１実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。
【００３９】
第３実施形態に係るブレーキパッド１０ｂは、第１実施形態のブレーキパッド１０の裏板４１および摩擦材４０に対して形状が一部相違する図６および図７に示す裏板４１ｂおよび摩擦材４０ｂを有している。
【００４０】
裏板４１ｂは、図７に示すように、摩擦材４０ｂ側の平坦な表面部５０ｂと、これに平行をなしてピストン２１に対向する平坦な裏面部（ピストン対向面）５１ｂとを有しており、裏面部５１ｂ側には肉厚部は形成されていない。そして、表面部５０ｂ側、すなわち、裏面部５１ｂと反対側に表面部５０ｂから突出する複数の厚肉部７０ｂが形成されている。これら厚肉部７０ｂは、裏板４１ｂの板厚方向に沿って見たときに裏板４１ｂの長手方向に沿って直線状に延在しており、裏板４１ｂの高さ方向（図６の上下方向）に間隔をあけて形成されている。すべての厚肉部７０ｂは、表面部５０ｂから同じ一定高さで突出しており、先端の頂面部７１ｂが表面部５０ｂと平行をなしている。厚肉部７０ｂは、頂面部７１ｂと、その一方の両側の一対の側面部７２ｂと、その他方の両側の一対の端面部７３ｂとを有している。
【００４１】
裏板４１ｂは、表面部５０ｂとすべての頂面部７１ｂとすべての側面部７２ｂとすべての端面部７３ｂとが摩擦材４０ｂを保持する摩擦材保持面７５ｂを構成しており、この摩擦材保持面７５ｂ側にすべての厚肉部７０ｂが裏板４１ｂの長手方向に沿って形成されている。
【００４２】
そして、摩擦材保持面７５ｂに保持される摩擦材４０ｂは、貼付面４６ｂ側に貼付面４６ｂよりも凹んで厚肉部７０ｂと嵌合する形状の複数の溝部７７ｂが形成されている。
【００４３】
ここで、すべての厚肉部７０ｂに、ピストン２１の図６にハッチングで示す押圧領域Ａがディスク半径方向およびディスク回転方向の位置を重ね合わせるように形成されている。
【００４４】
以上に述べた第３実施形態に係るブレーキパッド１０ｂによれば、裏板４１ｂには、ピストン２１の押圧領域Ａに、他の部分よりも肉厚が厚い複数の厚肉部７０ｂが形成されているため、裏板４１ｂの変形を抑制することができる。
【００４５】
また、厚肉部７０ｂが、裏板４１ｂの長手方向に沿って摩擦材保持面７５ｂ側に形成されているため、摩擦材４０ｂが厚肉部７０ｂに嵌合するように成形されることになる。よって、裏板４１ｂからの摩擦材４０ｂの脱落を抑制することができる。
【００４６】
さらに、本第３の実施形態に係るブレーキパッド１０ｂによれば、摩擦材保持面７５ｂ側に厚肉部７０ｂが形成されているので、上記第３の実施形態に係るブレーキパッドのように裏面部側に肉厚部が形成されたブレーキパッドに比べて、ブレーキパッド全体の厚みの増大を抑えてブレーキパッドを構成することができる。したがって、キャリパボディ２０のシリンダ部２５と爪部２７との間隔を大きくする必要がなく、キャリパの小型化を図ることができる。
【００４７】
なお、上記第３の実施形態においては、厚肉部７０ｂは、裏板４１ｂの板厚方向に沿って見たときに裏板４１ｂの長手方向に沿って直線状に延在するように形成したが、これに限ることなく、長手方向に沿って延在していれば、曲線状やジグザグ状に形成してもよい。また、複数設けられる厚肉部７０ｂそれぞれの幅（ディスク径方向寸法）、長さ（ディスク回転方向寸法）、及び間隔は、それぞれ、一定のものでなく、不定で寸法設定するようしてもよい。
【００４８】
また、上記第１〜３実施形態は、それぞれ個別に肉厚部を形成するようにしてもよいが、上記第１〜３実施形態のうちのいずれか２つの肉厚部を組み合わせたり、全ての実施形態の肉厚部を組み合わせて構成するようにしてもよい。
【実施例】
【００４９】
裏板４１，４１ａ，４１ｂ形成用の金型に、フェノール樹脂とガラス繊維およびその他の無機充填材等とからなる裏板用配合材料を投入し、金型温度１８０℃、成形圧力４０ＭＰａ、成形時間１０分で加熱圧縮成形した。その後、成形品を金型より取り出し、１８０℃〜２２０℃で３６０分間保持して熱処理し、裏板４１，４１ａ，４１ｂを得た。裏板４１，４１ａの表面部５０，裏板４１ｂの摩擦材保持面７５ｂにエポキシ−フェノール樹脂の接着剤を塗布し、８０℃にて３０分乾燥した。
【００５０】
また、他方で、フェノール樹脂と、銅繊維、チタン酸カリウム繊維、ロックウール、アラミド繊維、ＮＢＲ粉末、カシューダスト、黒鉛、ジルコン粉および硫酸バリウム等とからなる摩擦材用配合材料各種を秤量し、レーディゲミキサを用いて混合し、混合粉を得た。この混合粉を摩擦材４０，４０ｂの１つ当たりに必要な量を測り取り、予備成形型に投入し、室温にて加圧成形して予備成形品を作製した。上記のように接着剤を乾燥塗布した裏板４１，４１ａ，４１ｂと予備成形品とを１５０℃に加熱した成形型に投入し、成形圧力４０ＭＰａ、成形時間４分で加熱圧縮成形した後、恒温槽にて２２０℃に昇温し放置冷却して、合計８時間の熱処理を実施した。その後、塗装および当接面４５の研磨等を行い、ブレーキパッド１０，１０ａ，１０ｂを得た。
【００５１】
完成したブレーキパッド１０，１０ａ，１０ｂをブレーキダイナモ試験装置にて一般的な普通乗用車の条件である、ピストン面積２５ｃｍ２のキャリパを用い、イナーシャ７０ｋｇｆ・ｍにてトルク破壊強度試験を、自動車規格ＪＡＳＯ Ｃ４１９「乗用車常用ブレーキ装置強度ダイナモメータ試験方法」に準拠して行った。
【００５２】
トルク破壊強度試験は、乗用車にて発生する最大の減速度７．８ｍ／ｓ２相当のトルクから１．９５ｍ／ｓ２相当のトルク間隔で徐々にトルクを増加させ、８０℃、５０ｋｍ／ｈから各減速度で各５回制動する試験であり、安全率３倍をかけた減速度２３．５ｍ／ｓ２相当のトルクにてブレーキパッド１０，１０ａ，１０ｂに異常がないかを評価する試験である。
【００５３】
試験の結果、ブレーキパッド１０，１０ａ，１０ｂの実施例は、減速度２３．５ｍ／ｓ２相当のトルクにおいても、ブレーキパッド１０，１０ａ，１０ｂに異常が起こることはなかった。
【００５４】
なお、上記の比較例として、厚肉部５３，５３ａ，６０ａ，７０ｂのない、摩擦材保持面およびピストン対向面が共に平坦な裏板を実施例と同様に作製し、同様の試験を実施したところ、裏板に損傷はなかったが、摩擦材の当接面側に亀裂が生じた。
【符号の説明】
【００５５】
１０，１０ａ，１０ｂ ブレーキパッド
１４ キャリパ
１５ ディスクロータ
２１ ピストン
４０，４０ｂ 摩擦材
４１，４１ａ，４１ｂ 裏板
５０，５０ａ 表面部（摩擦材保持面）
５１ｂ 裏面部（ピストン対向面）
５３，５３ａ，６０ａ，７０ｂ 厚肉部
５８，５８ａ ピストン対向面
７５ｂ 摩擦材保持面
Ａ 押圧領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制動時に一面側がディスクロータに当接する摩擦材と、該摩擦材の他面側に設けられてキャリパのピストンにより押圧される裏板と、を備えてなるブレーキパッドにおいて、
前記裏板は、熱硬化性樹脂を主体としており、前記ピストンの押圧領域に厚肉部が形成されていることを特徴とするブレーキパッド。
【請求項２】
前記厚肉部は、前記ピストンの押圧領域に沿って形成されていることを特徴とする請求項１に記載のブレーキパッド。
【請求項３】
前記厚肉部は、前記裏板の長手方向に沿ってピストン対向面側に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のブレーキパッド。
【請求項４】
前記厚肉部は、前記裏板の長手方向に沿って摩擦材保持面側に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のブレーキパッド。
【請求項１】
制動時に一面側がディスクロータに当接する摩擦材と、該摩擦材の他面側に設けられてキャリパのピストンにより押圧される裏板と、を備えてなるブレーキパッドにおいて、
前記裏板は、熱硬化性樹脂を主体としており、前記ピストンの押圧領域に厚肉部が形成されていることを特徴とするブレーキパッド。
【請求項２】
前記厚肉部は、前記ピストンの押圧領域に沿って形成されていることを特徴とする請求項１に記載のブレーキパッド。
【請求項３】
前記厚肉部は、前記裏板の長手方向に沿ってピストン対向面側に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のブレーキパッド。
【請求項４】
前記厚肉部は、前記裏板の長手方向に沿って摩擦材保持面側に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のブレーキパッド。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１１３３３４（Ｐ２０１３−１１３３３４Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５７８２８（Ｐ２０１１−２５７８２８）
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
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