ブレーキ装置、ブレーキ装置用摩擦対及びブレーキパッド
【課題】摩擦性能を適正化することができるブレーキ装置、ブレーキ装置用摩擦対及びブレーキパッドを提供することを目的とする。
【解決手段】磁気を帯びた磁性体４４を含んで構成される複数の摩擦材４１を有する第１部材４と、磁気を帯びた磁性体５２を含んで構成され、複数の摩擦材４１と接触して第１部材４と相対変位可能である第２部材５と、制動要求に応じて少なくとも摩擦材４１の磁性体４４又は第２部材５の磁性体５２のいずれか一方の磁界の強さ又は向きを変更する磁力変更装置３とを備えることを特徴とする。したがって、ブレーキ装置、ブレーキ装置用摩擦対及びブレーキパッドは、摩擦性能を適正化することができる、という効果を奏する。
【解決手段】磁気を帯びた磁性体４４を含んで構成される複数の摩擦材４１を有する第１部材４と、磁気を帯びた磁性体５２を含んで構成され、複数の摩擦材４１と接触して第１部材４と相対変位可能である第２部材５と、制動要求に応じて少なくとも摩擦材４１の磁性体４４又は第２部材５の磁性体５２のいずれか一方の磁界の強さ又は向きを変更する磁力変更装置３とを備えることを特徴とする。したがって、ブレーキ装置、ブレーキ装置用摩擦対及びブレーキパッドは、摩擦性能を適正化することができる、という効果を奏する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキ装置、ブレーキ装置用摩擦対及びブレーキパッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のディスクブレーキなどのブレーキ装置として、車両に搭載され、車両の車体に回転可能に支持された車輪に制動力を付与するものがある。なお、種々の従来のブレーキ装置として、例えば、特許文献１には、常時はアーマチュア組立体を永久磁石の吸引力により永久磁石側に吸引することで入力軸からのトルクをスプラインを介して出力軸側に伝達し、電磁石が励磁したときは永久磁石の吸引力を打ち消してアーマチュア組立体を電磁石側に吸引して入力軸からのトルクを解放し出力軸にブレーキ力を付与する電磁式のクラッチ又はブレーキ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平０２−０６２１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来のディスクブレーキなどのブレーキ装置においては、例えば、摩擦性能の点でさらなる改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、摩擦性能を適正化することができるブレーキ装置、ブレーキ装置用摩擦対及び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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係るブレーキ装置は、磁気を帯びた磁性体を含んで構成される複数の摩擦材を有する第１部材と、磁気を帯びた磁性体を含んで構成され、前記複数の摩擦材と接触して前記第１部材と相対変位可能である第２部材と、制動要求に応じて少なくとも前記摩擦材の磁性体又は前記第２部材の磁性体のいずれか一方の磁界の強さ又は向きを変更する磁力変更装置とを備えることを特徴とする。
【０００７】
また、上記ブレーキ装置では、前記磁力変更装置は、少なくとも前記摩擦材の磁性体又は前記第２部材の磁性体のいずれか一方が電磁石であり、当該電磁石に流す電流を制御して磁界の強さ又は向きを変更するものとすることができる。
【０００８】
また、上記ブレーキ装置では、前記摩擦材と前記第２部材との接触面は、それぞれ硬質材によって構成されるものとすることができる。
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係るブレーキ装置用摩擦対は、磁気を帯びた磁性体を含んで構成される複数の摩擦材を有する第１部材と、磁気を帯びた磁性体を含んで構成され、前記複数の摩擦材と接触して前記第１部材と相対変位可能である第２部材とを備え、少なくとも前記摩擦材の磁性体又は前記第２部材の磁性体のいずれか一方の磁界の強さ又は向きが変更可能であることを特徴とする。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係るブレーキパッドは、磁気を帯びた磁性体を含んで構成される複数の摩擦材を備え、少なくとも前記摩擦材の磁性体又は車輪と共に回転するディスクロータを構成する磁気を帯びた磁性体のいずれか一方の磁界の強さ又は向きが変更されることで、前記摩擦材が前記ディスクロータと接触することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るブレーキ装置、ブレーキ装置用摩擦対、ブレーキパッドは、摩擦箇所の面積を安定させることで摩擦性能を適正化することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施形態に係るブレーキ装置の概略構成を示す部分断面図である。
【図２】図２は、実施形態に係るブレーキ装置の摩擦材の斜視図である。
【図３】図３は、実施形態に係るブレーキ装置の案内部材の部分斜視図である。
【図４】図４は、実施形態に係るブレーキ装置の摩擦材のクリアランス、形状について説明する模式図である。
【図５】図５は、実施形態に係るブレーキ装置の摩擦制動面について説明する模式的部分断面図である。
【図６】図６は、実施形態に係るブレーキ装置の複数の摩擦材の押圧状態について説明する模式的部分断面図である。
【図７】図７は、実施形態に係るブレーキ装置の動作について説明する模式図である。
【図８】図８は、実施形態に係るブレーキ装置の摩擦材の着力点について説明する模式的部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【００１４】
［実施形態］
図１は、実施形態に係るブレーキ装置の概略構成を示す部分断面図、図２は、実施形態に係るブレーキ装置の摩擦材の斜視図、図３は、実施形態に係るブレーキ装置の案内部材の部分斜視図、図４は、実施形態に係るブレーキ装置の摩擦材のクリアランス、形状について説明する模式図、図５は、実施形態に係るブレーキ装置の摩擦制動面について説明する模式的部分断面図、図６は、実施形態に係るブレーキ装置の複数の摩擦材の押圧状態について説明する模式的部分断面図、図７は、実施形態に係るブレーキ装置の動作について説明する模式図、図８は、実施形態に係るブレーキ装置の摩擦材の着力点について説明する模式的部分断面図である。
【００１５】
図１に示す本実施形態のブレーキ装置１は、典型的には、車両に搭載され、車両の車体に回転可能に支持された車輪に制動力を付与するものであり、ブレーキ装置用摩擦対２と、制御装置としてのＥＣＵ３とを備える。
【００１６】
ブレーキ装置用摩擦対２は、車輪に制動力を付与する際に摩擦要素間に所定の摩擦力（摩擦抵抗力）を発生させるためのものである。ブレーキ装置用摩擦対２は、硬質材を用いたいわゆる硬質フリクションペアであり、相対的に高い摩耗特性を得ることができるものである。一方で、このような硬質フリクションペアであるブレーキ装置用摩擦対２は、摩擦制動面となる接触面同士が馴染まず接触面積が不安定となり摩擦性能、制動性能が低下するおそれがある。
【００１７】
そこで、本実施形態のブレーキ装置１は、複数に分割された摩擦材４１を押圧することで、ブレーキ装置用摩擦対２を安定的に面接触させ、広い接触面積を確保し、摩擦箇所の面積を安定させ、摩擦性能を適正化することができるものである。
【００１８】
ブレーキ装置用摩擦対２は、第１部材としてのブレーキパッド４と、第２部材としてのディスクロータ（ブレーキロータ）５とを含んで構成される。ブレーキパッド４は、車輪と共に回転不能に車体側に設けられる。ブレーキパッド４は、図１では一方しか図示していないがインナパッド及びアウタパッドの一対で設けられ、ブラケット等を介して車体側に組み付けられる。ディスクロータ５は、車輪と共に一体的に回転可能に車輪側に設けられる。これにより、ブレーキパッド４とディスクロータ５とは、相対変位可能な構成となり、すなわち、ディスクロータ５の回転方向に相対回転可能な関係となる。一対のブレーキパッド４は、ディスクロータ５の両側に配置され、ディスクロータ５の両側の接触面５ａに対向する。一対のブレーキパッド４は、車輪に制動力を付与する際にはディスクロータ５の両側を挟持する。
【００１９】
そして、本実施形態のブレーキ装置１は、上述したように、ブレーキ装置用摩擦対２をなすブレーキパッド４が複数の摩擦材４１を含んで構成されることで、ブレーキパッド４とディスクロータ５とを安定的に面接触させ、広い接触面積を確保し、摩擦箇所の面積を安定させ、摩擦性能を適正化し、例えば、摩耗性能の向上と、摩擦性能、制動性能の向上との両立を図っている。
【００２０】
具体的には、ブレーキパッド４は、図１に示すように、複数個に分割された摩擦材４１と、支持部材としての裏金４２と、案内部材４３とを有する。
【００２１】
なお、この図１では、図中左右方向がブレーキパッド４とディスクロータ５との相対変位の方向、すなわち、ディスクロータ５の回転方向、さらに言えばブレーキパッド４の摺動方向である。また、図中上下方向が各摩擦材４１とディスクロータ５との押し付け方向である。
【００２２】
複数の摩擦材４１は、この摩擦材４１と摺動し摩擦力を発生する円板状のディスクロータ５の接触面５ａに対向して設けられる。摩擦材４１は、接触面５ａと対向する面が摩擦面としての接触面４１ａをなす。各摩擦材４１は、ディスクロータ５側に押し付けられた際には、各接触面４１ａがディスクロータ５の接触面５ａと接触して摺動する摩擦制動面となり、この接触面４１ａが制動力を発生させる。
【００２３】
本実施形態の摩擦材４１は、図１、図２に示すように、それぞれ、円柱状に形成され、接触面４１ａの背面側に挿入穴４１ｂが設けられる。言い換えれば、摩擦材４１は、接触面４１ａ側が閉塞した円筒状に形成され、中空部分が挿入穴４１ｂをなす。摩擦材４１は、円筒状の中心軸線に沿った方向の一端側が閉塞して接触面４１ａをなし、他端側が開口して内部に中空の挿入穴４１ｂが形成される。
【００２４】
ここでは、各摩擦材４１とディスクロータ５との接触面４１ａ、５ａは、それぞれ硬質材によって構成される。接触面４１ａ、５ａは、硬質材として、典型的には、相対的に高い耐熱性、所定以上の強度、相対的に高い硬度を有する材料、例えば、アルミナ、窒化ケイ素等によって構成される。
【００２５】
裏金４２は、板状の部材により構成され、ブレーキパッド４の基端部をなす。裏金４２は、複数の摩擦材４１を後述する案内部材４３等を介して支持する。
【００２６】
案内部材４３は、各摩擦材４１を所定の位置に位置決めするためのものである。案内部材４３は、図１、図３に示すように、板状に形成されると共に、各摩擦材４１を収容するための複数の収容孔４３ａを有する。各収容孔４３ａは、案内部材４３本体を押し付け方向に貫通する。ここでは、各収容孔４３ａは、摩擦材４１の形状に対応して、円柱状に形成される。複数の収容孔４３ａは、隣接する収容孔４３ａとほぼ等間隔で形成される。
【００２７】
案内部材４３は、各収容孔４３ａ内にそれぞれ１つずつ摩擦材４１を収容し、複数の摩擦材４１を押し付け方向に案内すると共に、この押し付け方向と交差する方向、すなわち、押し付け方向以外（典型的にはパッド面方向）への摩擦材４１の移動を規制する拘束具として機能する。各摩擦材４１は、円柱状（円筒状）の中心軸線が押し付け方向とほぼ平行になるように案内部材４３の各収容孔４３ａ内に収容される。
【００２８】
案内部材４３は、各収容孔４３ａ内に各摩擦材４１を収容した状態で不図示の周縁部が裏金４２に固定される。各摩擦材４１は、この状態で各接触面４１ａが各収容孔４３ａを介して裏金４２とは反対側に露出しディスクロータ５の接触面５ａと対向すると共に、不図示の抜け止めによって各収容孔４３ａからの脱落が防止されている。
【００２９】
そして、本実施形態の各摩擦材４１及びディスクロータ５は、それぞれ磁気を帯びた磁性体４４、５２を含んで構成される。そして、本実施形態のブレーキ装置１は、磁力変更装置としてのＥＣＵ３が、制動要求に応じて、少なくとも摩擦材４１の磁性体４４又はディスクロータ５の磁性体５２のいずれか一方の磁界の強さ又は向きを変更することで、各摩擦材４１とディスクロータ５とを押し付けて制動操作に応じた押し付け力を作用させる。
【００３０】
なお、ここでの制動要求とは、車輪に制動力を付与する要求であり、例えば、運転者によるブレーキペダルの踏み込み操作、ＥＣＵ３によるＡＢＳ制御やＶＳＣ制御等の車両挙動制御の実行等に応じて発生する。
【００３１】
磁性体４４は、複数の摩擦材４１に対応して複数設けられ、各摩擦材４１に対応して１つずつ設けられる。各磁性体４４は、棒状に構成され、各摩擦材４１の各挿入穴４１ｂにそれぞれ１つずつ挿入される。各磁性体４４は、先端がそれぞれ挿入穴４１ｂの底部４１ｃに当接する。各磁性体４４は、各摩擦材４１とディスクロータ５とを押し付ける際に、各摩擦材４１の接触面４１ａをディスクロータ５の接触面５ａに押圧する押圧部材である。
【００３２】
各磁性体４４は、先端が挿入穴４１ｂの底部４１ｃと点接触する。ここでは、磁性体４４は、先端に突起４４ａが設けられており、この突起４４ａにて底部４１ｃと点接触する。つまり、磁性体４４は、突起４４ａが底部４１ｃとの点接触部となる。一方、各磁性体４４は、基端（突起４４ａが設けられる端部とは反対側の端部）が固定されておらず、フリーな状態となっている。
【００３３】
磁性体５２は、ディスクロータ５のロータ本体５１の両側の面にそれぞれ設けられ、それぞれの表面が各摩擦材４１の接触面４１ａが接触する接触面５ａをなす。
【００３４】
そして、ブレーキ装置１は、少なくとも各摩擦材４１の磁性体４４又はディスクロータ５の磁性体５２のいずれか一方が電磁石として構成される。本実施形態のブレーキ装置１は、各摩擦材４１の磁性体４４が電磁石であるものとして説明するが、これに限らず、ディスクロータ５の磁性体５２が電磁石であってもよい。
【００３５】
電磁石である各磁性体４４は、電力を供給する電源部６に接続され、ＥＣＵ３による制御によって電源部６から供給される印加（励磁）電流が調節されることで、磁界の強さ（磁力の大きさ）、磁界の向き（磁力線の向き）が変更される。つまり、ＥＣＵ３は、電磁石である各磁性体４４に流す電流を制御して各磁性体４４で発生させる磁力を制御し、磁界の強さ又は磁界の向きを変更する。ＥＣＵ３は、例えば、電磁石である各磁性体４４に流す電流を増減することで磁界の強さを調節し、電磁石である各磁性体４４に流す電流の方向を変えることで磁極を入れ替えて磁界の向きを変更する。
【００３６】
したがって、このブレーキ装置１は、制動要求が発生し車輪に制動力を付与する場合に、ＥＣＵ３によって電磁石である各磁性体４４の磁界の向きが制御され、各磁性体４４の先端側の磁極と磁性体５２の磁極とが異なる状態（Ｎ極−Ｓ極）とされると、各磁性体４４が磁性体５２側に吸引され、各摩擦材４１に対してディスクロータ５側に向かう吸引力が作用する。これにより、ブレーキ装置１は、各磁性体４４と磁性体５２との間に位置する各摩擦材４１がディスクロータ５側に押し付けられ、各摩擦材４１の接触面４１ａをディスクロータ５の接触面５ａに接触させることができ、各摩擦材４１とディスクロータ５とを押し付けて各摩擦材４１とディスクロータ５との間に押し付け力を作用させることができる。そして、ブレーキ装置１は、各ブレーキパッド４の各摩擦材４１の接触面４１ａがディスクロータ５の各接触面５ａに当接し押し付けられてディスクロータ５を挟持することで、車輪と共に回転するディスクロータ５に対して所定の回転抵抗力が作用し、このディスクロータ５及びこれと一体で回転する車輪に制動力を付与することができる。このとき、ブレーキ装置１は、ＥＣＵ３によって、制動要求に応じて電磁石である各磁性体４４の磁界の強さが調節されることで、押し付け力の大きさが調節され、車輪に付与される制動力の大きさが制御される。
【００３７】
一方、このブレーキ装置１は、制動要求がない場合には、ＥＣＵ３によって電磁石である各磁性体４４の磁界の向きが制御され、各磁性体４４の先端側の磁極と磁性体５２の磁極とが同じ状態（Ｎ極−Ｎ極、あるいは、Ｓ極−Ｓ極）とされると、各磁性体４４が磁性体５２とは反対側に反発し、各摩擦材４１に対してディスクロータ５側から離間する反発力が作用する。これにより、ブレーキ装置１は、各摩擦材４１の接触面４１ａがディスクロータ５の接触面５ａから離れて、各摩擦材４１がディスクロータ５側から退避し、各摩擦材４１がディスクロータ５から離間し、接触面４１ａと接触面５ａとの接触を解除することができる。
【００３８】
ここで、このブレーキパッド４は、図４に示すように、摩擦材４１のモーメント長ｈ１が可能な限り小さくなるように、また、摩擦材４１の高さｈ２が可能な限り大きくなるように、クリアランス、形状等が設定されることが好ましい。これにより、このブレーキパッド４は、摩擦材４１に押し付け力（荷重）Ｗが作用し接触面４１ａがディスクロータ５の接触面５ａと接触して摩擦力Ｆを発生させた際に、摩擦材４１に作用する回転力により摩擦材４１が点接触となってしまうことを抑制している。なお、この図４中、実線で表す摩擦材４１は回転前の状態を、点線で表す摩擦材４１は回転後の状態を模式的に表している。
【００３９】
上記の摩擦材４１のモーメント長ｈ１は、図４中の点Ａから拘束点Ｂまでの押し付け方向に沿った長さに相当する。ブレーキパッド４は、このモーメント長ｈ１を相対的に小さくすることで、図４中の点Ａ周りの（左）回転方向の発生回転力Ｍ（＝Ｆ×ｈ１）を相対的に小さくすることができる。ここでの点Ａは、摩擦材４１とディスクロータ５とが接触した際の回転中心となる点に相当する。また、拘束点Ｂは、点Ａとは反対側で摩擦材４１の外面が収容孔４３ａの内面と当接し回転が拘束される点に相当する。このブレーキパッド４は、案内部材４３の収容孔４３ａの内面と摩擦材４１の外面とのクリアランス（隙間）を小さくすることで、摩擦材４１のモーメント長ｈ１を相対的に小さくすることができる。
【００４０】
また、上記の摩擦材４１の高さｈ２は、図４中に示すように、摩擦材４１の押し付け方向に沿った長さに相当する。ブレーキパッド４は、この高さｈ２を相対的に大きくし、案内部材４３によって各摩擦材４１の押し付け方向以外への移動を拘束することで、図４中の回転変位θを小さくすることができる。ここでの回転変位θ［ｄｅｇｒｅｅ］は、ｓｉｎ-1（δ／ｈ２）で表すことができる。δは、点Ａ側で摩擦材４１の外面が収容孔４３ａの内面と当接し回転が拘束される拘束点Ｃ側のクリアランス（隙間）に相当する。このブレーキパッド４は、摩擦材４１の接触面４１ａからの厚みを大きくすることで、摩擦材４１の高さｈ２を相対的に大きくすることができる。
【００４１】
上記のように構成されるブレーキ装置１は、制動要求が発生しＥＣＵ３によって各磁性体４４の先端側の磁極と磁性体５２の磁極とが異なる状態（Ｎ極−Ｓ極）とされると、各摩擦材４１の接触面４１ａとディスクロータ５の接触面５ａとが当接し、ディスクロータ５の回転に応じて各接触面４１ａと接触面５ａとが摺動する。そして、ブレーキ装置１は、各摩擦材４１の各接触面４１ａと接触面５ａとの間に生じる摩擦力（摩擦抵抗力）によって、ブレーキパッド４とディスクロータ５との相対変位、すなわち、ディスクロータ５の回転を制動する制動力を発生させることができる。ブレーキ装置１は、ブレーキパッド４とディスクロータ５とが押し付けられた状態で、ブレーキパッド４とディスクロータ５との相対変位に伴って各接触面４１ａと接触面５ａとの間に生じる摩擦力により上記相対変位を制動することができる。この結果、ブレーキ装置１は、ディスクロータ５、ひいては車輪に所定の制動力を付与することができる。
【００４２】
そして、ブレーキ装置１は、各摩擦材４１とディスクロータ５との接触面４１ａ、５ａがそれぞれ硬質材によって構成されることから、相対的に高い摩耗特性を得ることができ、例えば、接触面４１ａ、５ａの融点を相対的に高くすることができ、これにより、ブレーキ装置用摩擦対２の熱に対する許容範囲を拡大することができる。一方、この場合、各摩擦材４１とディスクロータ５とは、接触面４１ａ、５ａがそれぞれ硬質材同士であるがために、図１、図５に例示するように、摩擦制動面となる接触面４１ａと接触面５ａとが馴染まず接触面積が不安定となり小さくなるおそれがある。
【００４３】
これに対して、このブレーキ装置１は、ブレーキパッド４が全体として複数の摩擦材４１に分かれて構成され、それぞれの挿入穴４１ｂの底部４１ｃが、対応する磁性体４４によってディスクロータ５の接触面５ａに押圧されることで、図６に例示するように、各摩擦材４１の接触面４１ａを独立して接触面５ａに押圧することができる。この結果、ブレーキ装置１は、接触面４１ａを接触面５ａの微細な凹凸等形状に合わせて追従しやすくすることができ、よって、接触面４１ａ、５ａがそれぞれ硬質材同士で構成される場合であっても、接触面４１ａと接触面５ａとの接触面積を相対的に大きくすることができる。
【００４４】
より具体的にいうと、ブレーキ装置１は、例えば、図７に例示するように、ＥＣＵ３によって電磁石である各磁性体４４の先端側の磁極と磁性体５２の磁極とが異なる状態（Ｎ極−Ｓ極）とされることで、その磁力により分割された各摩擦材４１がそれぞれ独立してディスクロータ５の接触面５ａ側に移動し、各接触面４１ａと接触面５ａとがそれぞれしっかりと接触する状態となり、各接触面４１ａと接触面５ａとの間により確実に摩擦力を発生させることができる。この結果、ブレーキ装置１は、各摩擦材４１に対する押し付け力を各磁性体４４によって各摩擦材４１でほぼ均一に作用させることができるので、複数の摩擦材４１の接触面４１ａと接触面５ａとを安定的に面接触させ摩擦箇所の面積を安定化させることができ、摩擦性能を適正化し、例えば、摩耗性能の向上と、摩擦性能、制動性能の向上との両立を図ることができる。
【００４５】
また、本実施形態のブレーキ装置１は、各摩擦材４１をディスクロータ５に押し付ける際に、各磁性体４４がそれぞれ挿入穴４１ｂの底部４１ｃをディスクロータ５に向かって押圧し摩擦材４１の接触面４１ａをディスクロータ５の接触面５ａに押圧する。これにより、このブレーキ装置１は、挿入穴４１ｂにて磁性体４４の先端部を確実に位置決めすることができると共に、底部４１ｃにて接触面４１ａと接触面５ａとの接触部分のすぐ近傍に磁性体４４からの押し付け力の着力点を位置させることができ、すなわち、押し付け力の着力点と、接触面４１ａと接触面５ａとの摩擦制動面とを近接させることができる。この結果、ブレーキ装置１は、接触面４１ａと接触面５ａとを安定的に面接触させ摩擦箇所の面積を安定化させることができ、摩擦性能、制動性能をさらに向上することができる。
【００４６】
また、ブレーキ装置１は、各磁性体４４が突起４４ａにてそれぞれ挿入穴４１ｂの底部４１ｃと点接触することから、図８に例示するように、各摩擦材４１の底部４１ｃにおける磁性体４４からの押し付け力の着力点の位置を突起４４ａの一点にて安定化させることができ、例えば、着力点が底部４１ｃの中心部からずれてしまうことを抑制することができる。そして、ブレーキ装置１は、押し付け力の着力点の位置を安定化させることができることから、結果的に、接触面４１ａと接触面５ａとの摩擦制動面を安定化させることができ、摩擦性能、制動性能をさらに向上することができる。
【００４７】
また、このブレーキ装置１は、摩擦材４１のモーメント長ｈ１を小さくし、摩擦材４１の高さｈ２を大きくすることで、摩擦材４１に押し付け力（荷重）Ｗが作用し接触面４１ａにて摩擦力Ｆを発生させた際に生じる発生回転力Ｍ、及び、回転変位θを抑制することができるので、摩擦材４１に作用する回転力により摩擦材４１が点接触となってしまうことを抑制することができ、接触面４１ａと接触面５ａとの摩擦面積をより安定させることができる。さらに言えば、ブレーキ装置１は、案内部材４３が複数の摩擦材４１を押し付け方向に案内すると共にこの押し付け方向と交差する方向への移動を規制することから、摩擦材４１の倒れを規制し、より接触面積を安定化させることができる。
【００４８】
以上で説明した実施形態に係るブレーキ装置１によれば、磁気を帯びた磁性体４４を含んで構成される複数の摩擦材４１を有するブレーキパッド４と、磁気を帯びた磁性体５２を含んで構成され、複数の摩擦材４１と接触してブレーキパッド４と相対変位可能であるディスクロータ５と、制動要求に応じて少なくとも摩擦材４１の磁性体４４又はディスクロータ５の磁性体５２のいずれか一方、ここでは、磁性体４４の磁界の強さ又は向きを変更するＥＣＵ３とを備える。
【００４９】
以上で説明した実施形態に係るブレーキ装置用摩擦対２によれば、磁気を帯びた磁性体４４を含んで構成される複数の摩擦材４１を有するブレーキパッド４と、磁気を帯びた磁性体５２を含んで構成され、複数の摩擦材４１と接触してブレーキパッド４と相対変位可能であるディスクロータ５とを備え、少なくとも摩擦材４１の磁性体４４又はディスクロータ５の磁性体５２のいずれか一方、ここでは、磁性体４４の磁界の強さ又は向きを変更可能である。
【００５０】
以上で説明した実施形態に係るブレーキパッド４によれば、磁気を帯びた磁性体４４を含んで構成される複数の摩擦材４１を備え、少なくとも摩擦材４１の磁性体４４又は車輪と共に回転するディスクロータ５を構成する磁気を帯びた磁性体５２のいずれか一方、ここでは、磁性体４４の磁界の強さ又は向きが変更されることで、摩擦材４１がディスクロータ５と接触する。
【００５１】
したがって、ブレーキ装置１、ブレーキ装置用摩擦対２、ブレーキパッド４は、例えば、摩擦箇所の面積を安定させることで摩擦性能を適正化することができる。また、ブレーキ装置１、ブレーキ装置用摩擦対２、ブレーキパッド４は、複数の摩擦材４１の摩耗状態をより均一化することができる。
【００５２】
なお、上述した本発明の実施形態に係るブレーキ装置、ブレーキ装置用摩擦対及びブレーキパッドは、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。
【００５３】
以上の説明では、ブレーキパッド４が第１部材であり、ディスクロータ５が第２部材であるものとして説明したが、これに限らず、ディスクロータが第１部材、ブレーキパッドが第２部材であってもよい。
【００５４】
以上の説明では、摩擦材は、円柱状（円筒状）に形成されるものとして説明したが、これに限らず、例えば、矩形柱状（矩形筒状）に形成されてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１ ブレーキ装置
２ ブレーキ装置用摩擦対
３ ＥＣＵ（磁力変更装置）
４ ブレーキパッド（第１部材）
５ ディスクロータ（第２部材）
５ａ 接触面
６ 電源部
４１ 摩擦材
４１ａ 接触面
４１ｂ 挿入穴
４１ｃ 底部
４２ 裏金
４３ 案内部材
４３ａ 収容孔
４４ 磁性体（電磁石）
４４ａ 突起
５１ ロータ本体
５２ 磁性体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキ装置、ブレーキ装置用摩擦対及びブレーキパッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のディスクブレーキなどのブレーキ装置として、車両に搭載され、車両の車体に回転可能に支持された車輪に制動力を付与するものがある。なお、種々の従来のブレーキ装置として、例えば、特許文献１には、常時はアーマチュア組立体を永久磁石の吸引力により永久磁石側に吸引することで入力軸からのトルクをスプラインを介して出力軸側に伝達し、電磁石が励磁したときは永久磁石の吸引力を打ち消してアーマチュア組立体を電磁石側に吸引して入力軸からのトルクを解放し出力軸にブレーキ力を付与する電磁式のクラッチ又はブレーキ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平０２−０６２１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来のディスクブレーキなどのブレーキ装置においては、例えば、摩擦性能の点でさらなる改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、摩擦性能を適正化することができるブレーキ装置、ブレーキ装置用摩擦対及び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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係るブレーキ装置は、磁気を帯びた磁性体を含んで構成される複数の摩擦材を有する第１部材と、磁気を帯びた磁性体を含んで構成され、前記複数の摩擦材と接触して前記第１部材と相対変位可能である第２部材と、制動要求に応じて少なくとも前記摩擦材の磁性体又は前記第２部材の磁性体のいずれか一方の磁界の強さ又は向きを変更する磁力変更装置とを備えることを特徴とする。
【０００７】
また、上記ブレーキ装置では、前記磁力変更装置は、少なくとも前記摩擦材の磁性体又は前記第２部材の磁性体のいずれか一方が電磁石であり、当該電磁石に流す電流を制御して磁界の強さ又は向きを変更するものとすることができる。
【０００８】
また、上記ブレーキ装置では、前記摩擦材と前記第２部材との接触面は、それぞれ硬質材によって構成されるものとすることができる。
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係るブレーキ装置用摩擦対は、磁気を帯びた磁性体を含んで構成される複数の摩擦材を有する第１部材と、磁気を帯びた磁性体を含んで構成され、前記複数の摩擦材と接触して前記第１部材と相対変位可能である第２部材とを備え、少なくとも前記摩擦材の磁性体又は前記第２部材の磁性体のいずれか一方の磁界の強さ又は向きが変更可能であることを特徴とする。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係るブレーキパッドは、磁気を帯びた磁性体を含んで構成される複数の摩擦材を備え、少なくとも前記摩擦材の磁性体又は車輪と共に回転するディスクロータを構成する磁気を帯びた磁性体のいずれか一方の磁界の強さ又は向きが変更されることで、前記摩擦材が前記ディスクロータと接触することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るブレーキ装置、ブレーキ装置用摩擦対、ブレーキパッドは、摩擦箇所の面積を安定させることで摩擦性能を適正化することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施形態に係るブレーキ装置の概略構成を示す部分断面図である。
【図２】図２は、実施形態に係るブレーキ装置の摩擦材の斜視図である。
【図３】図３は、実施形態に係るブレーキ装置の案内部材の部分斜視図である。
【図４】図４は、実施形態に係るブレーキ装置の摩擦材のクリアランス、形状について説明する模式図である。
【図５】図５は、実施形態に係るブレーキ装置の摩擦制動面について説明する模式的部分断面図である。
【図６】図６は、実施形態に係るブレーキ装置の複数の摩擦材の押圧状態について説明する模式的部分断面図である。
【図７】図７は、実施形態に係るブレーキ装置の動作について説明する模式図である。
【図８】図８は、実施形態に係るブレーキ装置の摩擦材の着力点について説明する模式的部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【００１４】
［実施形態］
図１は、実施形態に係るブレーキ装置の概略構成を示す部分断面図、図２は、実施形態に係るブレーキ装置の摩擦材の斜視図、図３は、実施形態に係るブレーキ装置の案内部材の部分斜視図、図４は、実施形態に係るブレーキ装置の摩擦材のクリアランス、形状について説明する模式図、図５は、実施形態に係るブレーキ装置の摩擦制動面について説明する模式的部分断面図、図６は、実施形態に係るブレーキ装置の複数の摩擦材の押圧状態について説明する模式的部分断面図、図７は、実施形態に係るブレーキ装置の動作について説明する模式図、図８は、実施形態に係るブレーキ装置の摩擦材の着力点について説明する模式的部分断面図である。
【００１５】
図１に示す本実施形態のブレーキ装置１は、典型的には、車両に搭載され、車両の車体に回転可能に支持された車輪に制動力を付与するものであり、ブレーキ装置用摩擦対２と、制御装置としてのＥＣＵ３とを備える。
【００１６】
ブレーキ装置用摩擦対２は、車輪に制動力を付与する際に摩擦要素間に所定の摩擦力（摩擦抵抗力）を発生させるためのものである。ブレーキ装置用摩擦対２は、硬質材を用いたいわゆる硬質フリクションペアであり、相対的に高い摩耗特性を得ることができるものである。一方で、このような硬質フリクションペアであるブレーキ装置用摩擦対２は、摩擦制動面となる接触面同士が馴染まず接触面積が不安定となり摩擦性能、制動性能が低下するおそれがある。
【００１７】
そこで、本実施形態のブレーキ装置１は、複数に分割された摩擦材４１を押圧することで、ブレーキ装置用摩擦対２を安定的に面接触させ、広い接触面積を確保し、摩擦箇所の面積を安定させ、摩擦性能を適正化することができるものである。
【００１８】
ブレーキ装置用摩擦対２は、第１部材としてのブレーキパッド４と、第２部材としてのディスクロータ（ブレーキロータ）５とを含んで構成される。ブレーキパッド４は、車輪と共に回転不能に車体側に設けられる。ブレーキパッド４は、図１では一方しか図示していないがインナパッド及びアウタパッドの一対で設けられ、ブラケット等を介して車体側に組み付けられる。ディスクロータ５は、車輪と共に一体的に回転可能に車輪側に設けられる。これにより、ブレーキパッド４とディスクロータ５とは、相対変位可能な構成となり、すなわち、ディスクロータ５の回転方向に相対回転可能な関係となる。一対のブレーキパッド４は、ディスクロータ５の両側に配置され、ディスクロータ５の両側の接触面５ａに対向する。一対のブレーキパッド４は、車輪に制動力を付与する際にはディスクロータ５の両側を挟持する。
【００１９】
そして、本実施形態のブレーキ装置１は、上述したように、ブレーキ装置用摩擦対２をなすブレーキパッド４が複数の摩擦材４１を含んで構成されることで、ブレーキパッド４とディスクロータ５とを安定的に面接触させ、広い接触面積を確保し、摩擦箇所の面積を安定させ、摩擦性能を適正化し、例えば、摩耗性能の向上と、摩擦性能、制動性能の向上との両立を図っている。
【００２０】
具体的には、ブレーキパッド４は、図１に示すように、複数個に分割された摩擦材４１と、支持部材としての裏金４２と、案内部材４３とを有する。
【００２１】
なお、この図１では、図中左右方向がブレーキパッド４とディスクロータ５との相対変位の方向、すなわち、ディスクロータ５の回転方向、さらに言えばブレーキパッド４の摺動方向である。また、図中上下方向が各摩擦材４１とディスクロータ５との押し付け方向である。
【００２２】
複数の摩擦材４１は、この摩擦材４１と摺動し摩擦力を発生する円板状のディスクロータ５の接触面５ａに対向して設けられる。摩擦材４１は、接触面５ａと対向する面が摩擦面としての接触面４１ａをなす。各摩擦材４１は、ディスクロータ５側に押し付けられた際には、各接触面４１ａがディスクロータ５の接触面５ａと接触して摺動する摩擦制動面となり、この接触面４１ａが制動力を発生させる。
【００２３】
本実施形態の摩擦材４１は、図１、図２に示すように、それぞれ、円柱状に形成され、接触面４１ａの背面側に挿入穴４１ｂが設けられる。言い換えれば、摩擦材４１は、接触面４１ａ側が閉塞した円筒状に形成され、中空部分が挿入穴４１ｂをなす。摩擦材４１は、円筒状の中心軸線に沿った方向の一端側が閉塞して接触面４１ａをなし、他端側が開口して内部に中空の挿入穴４１ｂが形成される。
【００２４】
ここでは、各摩擦材４１とディスクロータ５との接触面４１ａ、５ａは、それぞれ硬質材によって構成される。接触面４１ａ、５ａは、硬質材として、典型的には、相対的に高い耐熱性、所定以上の強度、相対的に高い硬度を有する材料、例えば、アルミナ、窒化ケイ素等によって構成される。
【００２５】
裏金４２は、板状の部材により構成され、ブレーキパッド４の基端部をなす。裏金４２は、複数の摩擦材４１を後述する案内部材４３等を介して支持する。
【００２６】
案内部材４３は、各摩擦材４１を所定の位置に位置決めするためのものである。案内部材４３は、図１、図３に示すように、板状に形成されると共に、各摩擦材４１を収容するための複数の収容孔４３ａを有する。各収容孔４３ａは、案内部材４３本体を押し付け方向に貫通する。ここでは、各収容孔４３ａは、摩擦材４１の形状に対応して、円柱状に形成される。複数の収容孔４３ａは、隣接する収容孔４３ａとほぼ等間隔で形成される。
【００２７】
案内部材４３は、各収容孔４３ａ内にそれぞれ１つずつ摩擦材４１を収容し、複数の摩擦材４１を押し付け方向に案内すると共に、この押し付け方向と交差する方向、すなわち、押し付け方向以外（典型的にはパッド面方向）への摩擦材４１の移動を規制する拘束具として機能する。各摩擦材４１は、円柱状（円筒状）の中心軸線が押し付け方向とほぼ平行になるように案内部材４３の各収容孔４３ａ内に収容される。
【００２８】
案内部材４３は、各収容孔４３ａ内に各摩擦材４１を収容した状態で不図示の周縁部が裏金４２に固定される。各摩擦材４１は、この状態で各接触面４１ａが各収容孔４３ａを介して裏金４２とは反対側に露出しディスクロータ５の接触面５ａと対向すると共に、不図示の抜け止めによって各収容孔４３ａからの脱落が防止されている。
【００２９】
そして、本実施形態の各摩擦材４１及びディスクロータ５は、それぞれ磁気を帯びた磁性体４４、５２を含んで構成される。そして、本実施形態のブレーキ装置１は、磁力変更装置としてのＥＣＵ３が、制動要求に応じて、少なくとも摩擦材４１の磁性体４４又はディスクロータ５の磁性体５２のいずれか一方の磁界の強さ又は向きを変更することで、各摩擦材４１とディスクロータ５とを押し付けて制動操作に応じた押し付け力を作用させる。
【００３０】
なお、ここでの制動要求とは、車輪に制動力を付与する要求であり、例えば、運転者によるブレーキペダルの踏み込み操作、ＥＣＵ３によるＡＢＳ制御やＶＳＣ制御等の車両挙動制御の実行等に応じて発生する。
【００３１】
磁性体４４は、複数の摩擦材４１に対応して複数設けられ、各摩擦材４１に対応して１つずつ設けられる。各磁性体４４は、棒状に構成され、各摩擦材４１の各挿入穴４１ｂにそれぞれ１つずつ挿入される。各磁性体４４は、先端がそれぞれ挿入穴４１ｂの底部４１ｃに当接する。各磁性体４４は、各摩擦材４１とディスクロータ５とを押し付ける際に、各摩擦材４１の接触面４１ａをディスクロータ５の接触面５ａに押圧する押圧部材である。
【００３２】
各磁性体４４は、先端が挿入穴４１ｂの底部４１ｃと点接触する。ここでは、磁性体４４は、先端に突起４４ａが設けられており、この突起４４ａにて底部４１ｃと点接触する。つまり、磁性体４４は、突起４４ａが底部４１ｃとの点接触部となる。一方、各磁性体４４は、基端（突起４４ａが設けられる端部とは反対側の端部）が固定されておらず、フリーな状態となっている。
【００３３】
磁性体５２は、ディスクロータ５のロータ本体５１の両側の面にそれぞれ設けられ、それぞれの表面が各摩擦材４１の接触面４１ａが接触する接触面５ａをなす。
【００３４】
そして、ブレーキ装置１は、少なくとも各摩擦材４１の磁性体４４又はディスクロータ５の磁性体５２のいずれか一方が電磁石として構成される。本実施形態のブレーキ装置１は、各摩擦材４１の磁性体４４が電磁石であるものとして説明するが、これに限らず、ディスクロータ５の磁性体５２が電磁石であってもよい。
【００３５】
電磁石である各磁性体４４は、電力を供給する電源部６に接続され、ＥＣＵ３による制御によって電源部６から供給される印加（励磁）電流が調節されることで、磁界の強さ（磁力の大きさ）、磁界の向き（磁力線の向き）が変更される。つまり、ＥＣＵ３は、電磁石である各磁性体４４に流す電流を制御して各磁性体４４で発生させる磁力を制御し、磁界の強さ又は磁界の向きを変更する。ＥＣＵ３は、例えば、電磁石である各磁性体４４に流す電流を増減することで磁界の強さを調節し、電磁石である各磁性体４４に流す電流の方向を変えることで磁極を入れ替えて磁界の向きを変更する。
【００３６】
したがって、このブレーキ装置１は、制動要求が発生し車輪に制動力を付与する場合に、ＥＣＵ３によって電磁石である各磁性体４４の磁界の向きが制御され、各磁性体４４の先端側の磁極と磁性体５２の磁極とが異なる状態（Ｎ極−Ｓ極）とされると、各磁性体４４が磁性体５２側に吸引され、各摩擦材４１に対してディスクロータ５側に向かう吸引力が作用する。これにより、ブレーキ装置１は、各磁性体４４と磁性体５２との間に位置する各摩擦材４１がディスクロータ５側に押し付けられ、各摩擦材４１の接触面４１ａをディスクロータ５の接触面５ａに接触させることができ、各摩擦材４１とディスクロータ５とを押し付けて各摩擦材４１とディスクロータ５との間に押し付け力を作用させることができる。そして、ブレーキ装置１は、各ブレーキパッド４の各摩擦材４１の接触面４１ａがディスクロータ５の各接触面５ａに当接し押し付けられてディスクロータ５を挟持することで、車輪と共に回転するディスクロータ５に対して所定の回転抵抗力が作用し、このディスクロータ５及びこれと一体で回転する車輪に制動力を付与することができる。このとき、ブレーキ装置１は、ＥＣＵ３によって、制動要求に応じて電磁石である各磁性体４４の磁界の強さが調節されることで、押し付け力の大きさが調節され、車輪に付与される制動力の大きさが制御される。
【００３７】
一方、このブレーキ装置１は、制動要求がない場合には、ＥＣＵ３によって電磁石である各磁性体４４の磁界の向きが制御され、各磁性体４４の先端側の磁極と磁性体５２の磁極とが同じ状態（Ｎ極−Ｎ極、あるいは、Ｓ極−Ｓ極）とされると、各磁性体４４が磁性体５２とは反対側に反発し、各摩擦材４１に対してディスクロータ５側から離間する反発力が作用する。これにより、ブレーキ装置１は、各摩擦材４１の接触面４１ａがディスクロータ５の接触面５ａから離れて、各摩擦材４１がディスクロータ５側から退避し、各摩擦材４１がディスクロータ５から離間し、接触面４１ａと接触面５ａとの接触を解除することができる。
【００３８】
ここで、このブレーキパッド４は、図４に示すように、摩擦材４１のモーメント長ｈ１が可能な限り小さくなるように、また、摩擦材４１の高さｈ２が可能な限り大きくなるように、クリアランス、形状等が設定されることが好ましい。これにより、このブレーキパッド４は、摩擦材４１に押し付け力（荷重）Ｗが作用し接触面４１ａがディスクロータ５の接触面５ａと接触して摩擦力Ｆを発生させた際に、摩擦材４１に作用する回転力により摩擦材４１が点接触となってしまうことを抑制している。なお、この図４中、実線で表す摩擦材４１は回転前の状態を、点線で表す摩擦材４１は回転後の状態を模式的に表している。
【００３９】
上記の摩擦材４１のモーメント長ｈ１は、図４中の点Ａから拘束点Ｂまでの押し付け方向に沿った長さに相当する。ブレーキパッド４は、このモーメント長ｈ１を相対的に小さくすることで、図４中の点Ａ周りの（左）回転方向の発生回転力Ｍ（＝Ｆ×ｈ１）を相対的に小さくすることができる。ここでの点Ａは、摩擦材４１とディスクロータ５とが接触した際の回転中心となる点に相当する。また、拘束点Ｂは、点Ａとは反対側で摩擦材４１の外面が収容孔４３ａの内面と当接し回転が拘束される点に相当する。このブレーキパッド４は、案内部材４３の収容孔４３ａの内面と摩擦材４１の外面とのクリアランス（隙間）を小さくすることで、摩擦材４１のモーメント長ｈ１を相対的に小さくすることができる。
【００４０】
また、上記の摩擦材４１の高さｈ２は、図４中に示すように、摩擦材４１の押し付け方向に沿った長さに相当する。ブレーキパッド４は、この高さｈ２を相対的に大きくし、案内部材４３によって各摩擦材４１の押し付け方向以外への移動を拘束することで、図４中の回転変位θを小さくすることができる。ここでの回転変位θ［ｄｅｇｒｅｅ］は、ｓｉｎ-1（δ／ｈ２）で表すことができる。δは、点Ａ側で摩擦材４１の外面が収容孔４３ａの内面と当接し回転が拘束される拘束点Ｃ側のクリアランス（隙間）に相当する。このブレーキパッド４は、摩擦材４１の接触面４１ａからの厚みを大きくすることで、摩擦材４１の高さｈ２を相対的に大きくすることができる。
【００４１】
上記のように構成されるブレーキ装置１は、制動要求が発生しＥＣＵ３によって各磁性体４４の先端側の磁極と磁性体５２の磁極とが異なる状態（Ｎ極−Ｓ極）とされると、各摩擦材４１の接触面４１ａとディスクロータ５の接触面５ａとが当接し、ディスクロータ５の回転に応じて各接触面４１ａと接触面５ａとが摺動する。そして、ブレーキ装置１は、各摩擦材４１の各接触面４１ａと接触面５ａとの間に生じる摩擦力（摩擦抵抗力）によって、ブレーキパッド４とディスクロータ５との相対変位、すなわち、ディスクロータ５の回転を制動する制動力を発生させることができる。ブレーキ装置１は、ブレーキパッド４とディスクロータ５とが押し付けられた状態で、ブレーキパッド４とディスクロータ５との相対変位に伴って各接触面４１ａと接触面５ａとの間に生じる摩擦力により上記相対変位を制動することができる。この結果、ブレーキ装置１は、ディスクロータ５、ひいては車輪に所定の制動力を付与することができる。
【００４２】
そして、ブレーキ装置１は、各摩擦材４１とディスクロータ５との接触面４１ａ、５ａがそれぞれ硬質材によって構成されることから、相対的に高い摩耗特性を得ることができ、例えば、接触面４１ａ、５ａの融点を相対的に高くすることができ、これにより、ブレーキ装置用摩擦対２の熱に対する許容範囲を拡大することができる。一方、この場合、各摩擦材４１とディスクロータ５とは、接触面４１ａ、５ａがそれぞれ硬質材同士であるがために、図１、図５に例示するように、摩擦制動面となる接触面４１ａと接触面５ａとが馴染まず接触面積が不安定となり小さくなるおそれがある。
【００４３】
これに対して、このブレーキ装置１は、ブレーキパッド４が全体として複数の摩擦材４１に分かれて構成され、それぞれの挿入穴４１ｂの底部４１ｃが、対応する磁性体４４によってディスクロータ５の接触面５ａに押圧されることで、図６に例示するように、各摩擦材４１の接触面４１ａを独立して接触面５ａに押圧することができる。この結果、ブレーキ装置１は、接触面４１ａを接触面５ａの微細な凹凸等形状に合わせて追従しやすくすることができ、よって、接触面４１ａ、５ａがそれぞれ硬質材同士で構成される場合であっても、接触面４１ａと接触面５ａとの接触面積を相対的に大きくすることができる。
【００４４】
より具体的にいうと、ブレーキ装置１は、例えば、図７に例示するように、ＥＣＵ３によって電磁石である各磁性体４４の先端側の磁極と磁性体５２の磁極とが異なる状態（Ｎ極−Ｓ極）とされることで、その磁力により分割された各摩擦材４１がそれぞれ独立してディスクロータ５の接触面５ａ側に移動し、各接触面４１ａと接触面５ａとがそれぞれしっかりと接触する状態となり、各接触面４１ａと接触面５ａとの間により確実に摩擦力を発生させることができる。この結果、ブレーキ装置１は、各摩擦材４１に対する押し付け力を各磁性体４４によって各摩擦材４１でほぼ均一に作用させることができるので、複数の摩擦材４１の接触面４１ａと接触面５ａとを安定的に面接触させ摩擦箇所の面積を安定化させることができ、摩擦性能を適正化し、例えば、摩耗性能の向上と、摩擦性能、制動性能の向上との両立を図ることができる。
【００４５】
また、本実施形態のブレーキ装置１は、各摩擦材４１をディスクロータ５に押し付ける際に、各磁性体４４がそれぞれ挿入穴４１ｂの底部４１ｃをディスクロータ５に向かって押圧し摩擦材４１の接触面４１ａをディスクロータ５の接触面５ａに押圧する。これにより、このブレーキ装置１は、挿入穴４１ｂにて磁性体４４の先端部を確実に位置決めすることができると共に、底部４１ｃにて接触面４１ａと接触面５ａとの接触部分のすぐ近傍に磁性体４４からの押し付け力の着力点を位置させることができ、すなわち、押し付け力の着力点と、接触面４１ａと接触面５ａとの摩擦制動面とを近接させることができる。この結果、ブレーキ装置１は、接触面４１ａと接触面５ａとを安定的に面接触させ摩擦箇所の面積を安定化させることができ、摩擦性能、制動性能をさらに向上することができる。
【００４６】
また、ブレーキ装置１は、各磁性体４４が突起４４ａにてそれぞれ挿入穴４１ｂの底部４１ｃと点接触することから、図８に例示するように、各摩擦材４１の底部４１ｃにおける磁性体４４からの押し付け力の着力点の位置を突起４４ａの一点にて安定化させることができ、例えば、着力点が底部４１ｃの中心部からずれてしまうことを抑制することができる。そして、ブレーキ装置１は、押し付け力の着力点の位置を安定化させることができることから、結果的に、接触面４１ａと接触面５ａとの摩擦制動面を安定化させることができ、摩擦性能、制動性能をさらに向上することができる。
【００４７】
また、このブレーキ装置１は、摩擦材４１のモーメント長ｈ１を小さくし、摩擦材４１の高さｈ２を大きくすることで、摩擦材４１に押し付け力（荷重）Ｗが作用し接触面４１ａにて摩擦力Ｆを発生させた際に生じる発生回転力Ｍ、及び、回転変位θを抑制することができるので、摩擦材４１に作用する回転力により摩擦材４１が点接触となってしまうことを抑制することができ、接触面４１ａと接触面５ａとの摩擦面積をより安定させることができる。さらに言えば、ブレーキ装置１は、案内部材４３が複数の摩擦材４１を押し付け方向に案内すると共にこの押し付け方向と交差する方向への移動を規制することから、摩擦材４１の倒れを規制し、より接触面積を安定化させることができる。
【００４８】
以上で説明した実施形態に係るブレーキ装置１によれば、磁気を帯びた磁性体４４を含んで構成される複数の摩擦材４１を有するブレーキパッド４と、磁気を帯びた磁性体５２を含んで構成され、複数の摩擦材４１と接触してブレーキパッド４と相対変位可能であるディスクロータ５と、制動要求に応じて少なくとも摩擦材４１の磁性体４４又はディスクロータ５の磁性体５２のいずれか一方、ここでは、磁性体４４の磁界の強さ又は向きを変更するＥＣＵ３とを備える。
【００４９】
以上で説明した実施形態に係るブレーキ装置用摩擦対２によれば、磁気を帯びた磁性体４４を含んで構成される複数の摩擦材４１を有するブレーキパッド４と、磁気を帯びた磁性体５２を含んで構成され、複数の摩擦材４１と接触してブレーキパッド４と相対変位可能であるディスクロータ５とを備え、少なくとも摩擦材４１の磁性体４４又はディスクロータ５の磁性体５２のいずれか一方、ここでは、磁性体４４の磁界の強さ又は向きを変更可能である。
【００５０】
以上で説明した実施形態に係るブレーキパッド４によれば、磁気を帯びた磁性体４４を含んで構成される複数の摩擦材４１を備え、少なくとも摩擦材４１の磁性体４４又は車輪と共に回転するディスクロータ５を構成する磁気を帯びた磁性体５２のいずれか一方、ここでは、磁性体４４の磁界の強さ又は向きが変更されることで、摩擦材４１がディスクロータ５と接触する。
【００５１】
したがって、ブレーキ装置１、ブレーキ装置用摩擦対２、ブレーキパッド４は、例えば、摩擦箇所の面積を安定させることで摩擦性能を適正化することができる。また、ブレーキ装置１、ブレーキ装置用摩擦対２、ブレーキパッド４は、複数の摩擦材４１の摩耗状態をより均一化することができる。
【００５２】
なお、上述した本発明の実施形態に係るブレーキ装置、ブレーキ装置用摩擦対及びブレーキパッドは、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。
【００５３】
以上の説明では、ブレーキパッド４が第１部材であり、ディスクロータ５が第２部材であるものとして説明したが、これに限らず、ディスクロータが第１部材、ブレーキパッドが第２部材であってもよい。
【００５４】
以上の説明では、摩擦材は、円柱状（円筒状）に形成されるものとして説明したが、これに限らず、例えば、矩形柱状（矩形筒状）に形成されてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１ ブレーキ装置
２ ブレーキ装置用摩擦対
３ ＥＣＵ（磁力変更装置）
４ ブレーキパッド（第１部材）
５ ディスクロータ（第２部材）
５ａ 接触面
６ 電源部
４１ 摩擦材
４１ａ 接触面
４１ｂ 挿入穴
４１ｃ 底部
４２ 裏金
４３ 案内部材
４３ａ 収容孔
４４ 磁性体（電磁石）
４４ａ 突起
５１ ロータ本体
５２ 磁性体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気を帯びた磁性体を含んで構成される複数の摩擦材を有する第１部材と、
磁気を帯びた磁性体を含んで構成され、前記複数の摩擦材と接触して前記第１部材と相対変位可能である第２部材と、
制動要求に応じて少なくとも前記摩擦材の磁性体又は前記第２部材の磁性体のいずれか一方の磁界の強さ又は向きを変更する磁力変更装置とを備えることを特徴とする、
ブレーキ装置。
【請求項２】
前記磁力変更装置は、少なくとも前記摩擦材の磁性体又は前記第２部材の磁性体のいずれか一方が電磁石であり、当該電磁石に流す電流を制御して磁界の強さ又は向きを変更する、
請求項１に記載のブレーキ装置。
【請求項３】
前記摩擦材と前記第２部材との接触面は、それぞれ硬質材によって構成される、
請求項１又は請求項２に記載のブレーキ装置。
【請求項４】
磁気を帯びた磁性体を含んで構成される複数の摩擦材を有する第１部材と、
磁気を帯びた磁性体を含んで構成され、前記複数の摩擦材と接触して前記第１部材と相対変位可能である第２部材とを備え、
少なくとも前記摩擦材の磁性体又は前記第２部材の磁性体のいずれか一方の磁界の強さ又は向きが変更可能であることを特徴とする、
ブレーキ装置用摩擦対。
【請求項５】
磁気を帯びた磁性体を含んで構成される複数の摩擦材を備え、
少なくとも前記摩擦材の磁性体又は車輪と共に回転するディスクロータを構成する磁気を帯びた磁性体のいずれか一方の磁界の強さ又は向きが変更されることで、前記摩擦材が前記ディスクロータと接触することを特徴とする、
ブレーキパッド。
【請求項１】
磁気を帯びた磁性体を含んで構成される複数の摩擦材を有する第１部材と、
磁気を帯びた磁性体を含んで構成され、前記複数の摩擦材と接触して前記第１部材と相対変位可能である第２部材と、
制動要求に応じて少なくとも前記摩擦材の磁性体又は前記第２部材の磁性体のいずれか一方の磁界の強さ又は向きを変更する磁力変更装置とを備えることを特徴とする、
ブレーキ装置。
【請求項２】
前記磁力変更装置は、少なくとも前記摩擦材の磁性体又は前記第２部材の磁性体のいずれか一方が電磁石であり、当該電磁石に流す電流を制御して磁界の強さ又は向きを変更する、
請求項１に記載のブレーキ装置。
【請求項３】
前記摩擦材と前記第２部材との接触面は、それぞれ硬質材によって構成される、
請求項１又は請求項２に記載のブレーキ装置。
【請求項４】
磁気を帯びた磁性体を含んで構成される複数の摩擦材を有する第１部材と、
磁気を帯びた磁性体を含んで構成され、前記複数の摩擦材と接触して前記第１部材と相対変位可能である第２部材とを備え、
少なくとも前記摩擦材の磁性体又は前記第２部材の磁性体のいずれか一方の磁界の強さ又は向きが変更可能であることを特徴とする、
ブレーキ装置用摩擦対。
【請求項５】
磁気を帯びた磁性体を含んで構成される複数の摩擦材を備え、
少なくとも前記摩擦材の磁性体又は車輪と共に回転するディスクロータを構成する磁気を帯びた磁性体のいずれか一方の磁界の強さ又は向きが変更されることで、前記摩擦材が前記ディスクロータと接触することを特徴とする、
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２０１２−２２９００２（Ｐ２０１２−２２９００２Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０００４６（Ｐ２０１１−１０００４６）
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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