(57)【要約】【課題】ブレーキシステムにおいて、ブレーキパッドをブレーキディスクに押し付ける圧力の検出に関する欠点を克服すること。【解決手段】鳴き防止シム（１００）は、少なくとも第１金属層（１０１）と、第１金属層（１０１）に接着されたエラストマー層（１０３）とを備える。少なくとも第１金属層（１０１）は、抵抗測定システム（１２０）への電気接続のための第１電極として構成されており、エラストマー層（１０３）は、エラストマー層（１０３）に対して垂直な方向に機械力（Ｆ）を受けると、前記エラストマー層（１０３）が減少した厚さを持つことを可能とする構造的・空間的特徴を有するように構成されている。【選択図】図１（ｅ）
2020159554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１金属層（１０１）と、
前記第１金属層（１０１）に接着されたエラストマー層（１０３）とを備え、
前記少なくとも第１金属層（１０１）は、抵抗測定システム（１２０）への電気接続のための第１電極として構成されており、
前記エラストマー層（１０３）は、前記エラストマー層（１０３）に対して垂直な方向に機械力（Ｆ）を受けると、前記エラストマー層（１０３）が減少した厚さ（Ｔ１）を持つことを可能とする構造的・空間的特徴（１１０、１１１）を有するように構成されていることを特徴とする鳴き防止シム（１００）。
【請求項２】
前記構造的・空間的特徴（１１０）は、前記エラストマー層（１０３）上に外面テクスチャ（１１０）を有することを特徴とする請求項１に記載の鳴き防止シム（１００）。
【請求項３】
前記外面テクスチャは、鋸歯テクスチャ、矩形波テクスチャ及び正弦波テクスチャのいずれかを有することを特徴とする請求項２に記載の鳴き防止シム（１００）。
【請求項４】
前記構造的・空間的特徴（１１１）は、前記エラストマー層（１０３）内に分布する複数の空洞（１１１）を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の鳴き防止シム（１００）。
【請求項５】
前記空洞（１１１）は、蒸発した液体の残留物であるガスを有することを特徴とする請求項４に記載の鳴き防止シム（１００）。
【請求項６】
前記空洞（１１１）は、固体材料を有することを特徴とする請求項４に記載の鳴き防止シム（１００）。
【請求項７】
前記空洞（１１１）内の前記固体材料は、前記エラストマー層（１０３）よりも小さなポアソン比を有することを特徴とする請求項６に記載の鳴き防止シム（１００）。
【請求項８】
前記空洞（１１１）内の前記固体材料は、前記エラストマー層（１０３）よりも小さな弾性率を有することを特徴とする請求項６又は７に記載の鳴き防止シム（１００）。
【請求項９】
前記空洞（１１１）は、ポリマー材料製の微小球を有することを特徴とする請求項４に記載の鳴き防止シム（１００）。
【請求項１０】
前記エラストマー層（１０３）と前記少なくとも第１金属層（１０１）との間に化学結合を提供する接着剤を有する少なくとも一つの接着層（１０４）を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の鳴き防止シム（１００）。
【請求項１１】
前記エラストマー層（１０３）に接着された少なくとも第２金属層（１０２）を備え、
これにより前記エラストマー層（１０３）は、第１及び第２金属層（１０１、１０２）の間に挟持され、
第２金属層（１０２）は、前記抵抗測定システム（１２０）への電気接続のための第２電極として構成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の鳴き防止シム（１００）。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の鳴き防止シムの製造方法であって、
エラストマー混合物を製造し（７０１）、
前記エラストマー混合物から、構造的・空間的特徴を有するエラストマーシートを製造し（７０３）、
金属シートを製造し（７０２）、
前記金属シートと前記エラストマーシートとを接合し（７０７）、
前記接合された金属とエラストマーとのシートを、金属層（１０１）とエラストマー層（１０３）とを備える個別の鳴き防止シムに分割する（７１１）ステップを有し、
各シムの前記金属層（１０１）が、抵抗測定システム（１２０）への電気接続のための電極として構成されていることを特徴とする製造方法。
【請求項１３】
ブレーキパッド（２０１）と少なくとも一つの請求項１〜１１のいずれかに記載の鳴き防止シム（１００）とを備えることを特徴とするブレーキパッドアセンブリ（２００）。
【請求項１４】
少なくとも一つのキャリパー（４０１）と、少なくとも一つのブレーキディスク（４１０）と、少なくとも一つの請求項１３に記載のブレーキパッドアセンブリ（２００）とを備えることを特徴とするブレーキシステム（４００）。
【請求項１５】
請求項１４に記載のブレーキシステム（４００）においてブレーキパッド（２０１）とブレーキディスク（４１０）との間の圧力を測定する方法であって、
前記ブレーキパッドアセンブリ（２００）に備えられた少なくとも一つの鳴き防止シム（１００）と抵抗測定システム（１２０）との間に電気接続を設け、
前記鳴き防止シム（１００）を介して前記ブレーキパッド（２０１）へと力を伝達するように配置された前記ブレーキシステム（４００）の少なくとも一部（４０３、４０４）と前記抵抗測定システム（１２０）との間に電気接続を設け、
前記少なくとも一つのブレーキパッド（２０１）が前記ブレーキディスク（４０１）に当接するように、前記少なくとも一つのブレーキパッドアセンブリ（２００）の動作を制御し、
前記抵抗測定システム（１２０）において抵抗値を検出するステップを有することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示における実施形態は、鳴き防止シム、そのようなシムの製造方法及びそのようなシムをブレーキシステムにおいて使用する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの機械システム、単純なシステム又はより複雑なシステムには、例えば二つの対向するユニットの間の圧力を測定することが望ましい又は必要となる位置がある。例えば、このような圧力検出の対象となる状況としては、動作中の第２ユニットの動作を低下又は停止させるために、第１ユニットを第２ユニットに対して押し付ける圧力を制御することが望ましい状況がある。このような状況の例としては、例えば車両におけるブレーキシステムのブレーキングがあり、ブレーキングではブレーキディスクの回転速度が制御される。すなわち、ブレーキシステムにおいては、ブレーキパッドをブレーキディスクに押し付ける圧力を測定することが望ましい場合がある。
【０００３】
様々な種類の圧力検出装置が先行技術において数多く開示されているものの、これらの装置は、典型的にはそれぞれ非常に狭い用途のために設計されているといえる。これは、多くの場合、圧力検出装置は、かなり複雑な構造を有しているので、特定の用途に合わせてカスタマイズする必要があるためである。ブレーキシステムにおける圧力検出のという特定の状況において、ブレーキパッドをブレーキディスクに押し付ける圧力をどのように測定するかを説明する先行技術の例には、多かれ少なかれ間接的な方法や理論上の方法さえもが含まれる。例えば、キャリパーにおけるブレーキシリンダー内のブレーキフルードの圧力を測定することによって、ブレーキピストンがブレーキディスクを押し付ける力の尺度を推定しうる。しかしこのような方法は、特に間接的方法であるため、決して信頼もできなければ正確でもない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記に鑑み、本開示の目的は、ブレーキシステムにおいて、ブレーキパッドをブレーキディスクに押し付ける圧力の検出に関する欠点を克服することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的は、第１の態様においては、鳴き防止シムによって実現される。このような鳴き防止シムは、少なくとも第１金属層と、第１金属層に接着されたエラストマー層とを備える。少なくとも第１金属層は、抵抗測定システムへの電気接続のための第１電極として構成されており、エラストマー層は、エラストマー層に対して垂直な方向に機械力を受けると、エラストマー層が減少した厚さを持つことを可能とする構造的・空間的特徴を有するように構成されている。
【０００６】
後述するように、ブレーキパッドに関わる様々な状況においてこのような鳴き防止シムを配置してもよい。ブレーキパッドに関する様々な状況では、例えばキャリパーとブレーキパッドとの間に発生する圧力のリアルタイム測定値を得ることに関心がもたれる。適切な化学的及び機械的特性の組み合わせと、適切な寸法とを有するエラストマー層並びに抵抗測定システムにおいて適切に適応させた電圧及びその他の電気パラメータを使用することによって、エラストマー層側で押し付けを行っている構造に接続された第２電極と第１電極との間で、エラストマー層の厚さの変化に起因する抵抗変化を測定できることが分かった。例えば、製造時にカーボンブラックをエラストマーに混合することによって、適切な導電性の尺度が得られる。エラストマーが０．５に近いポアソン比を有しているため圧縮に対して一般的に抵抗することを想起すると、エラストマー層が構造的・空間的特徴を備えることによって、厚さの減少が容易となる。厚さの減少は、圧力の上昇に関連しているため、加えられた力の上昇にも関連している。以下に示すように、このようなシムの実施形態は、複雑で高価な先行技術の装置に対して、より単純な構造を有するためより安価に製造できる。
【０００７】
尚、第１電極として構成されている層の材料としては、金属が適切であるが、問題とされる状況において必要とされる構造的強度が得られ、少なくとも金属と同様の電気特性を有する任意の同様の材料も使用できる。
【０００８】
様々な実施形態において、構造的・空間的特徴は、エラストマー層上に外面テクスチャを有してもよい。いくつかの実施形態においては、構造的・空間的特徴は、エラストマー層内に分布する複数の空洞を有してもよい。例えば、このような空洞は、蒸発した液体の残留物であるガス又はであ固体材料であってもよい。いくつかの実施形態において、このような固体材料は、エラストマー層よりも小さなポアソン比を有していてもよく、いくつかの実施形態では、エラストマー層よりも小さな弾性率を有していてもよい。いくつかの実施形態では、空洞は、ポリマー材料製の微小球を有してもよい。
【０００９】
即ち、エラストマー層上又は内に適切な構造を設けることによって、エラストマー層が様々な大きさの圧力に対して厚さの変化という観点で反応するように設計できる。これにより、様々な状況において、例えば物理尺度の観点で圧力を検出することが可能となる。
【００１０】
様々な実施形態において、接着剤を有する少なくとも一つの接着層によって、エラストマー層と少なくとも第１金属層とが接着される。
【００１１】
いくつかの実施形態において、少なくとも第２金属層は、エラストマー層に接着され、これによりエラストマー層は、第１及び第２金属層の間に挟持される。そして、このような第２金属層は、抵抗測定システムへの電気接続のための第２電極として構成されている。
【００１２】
ブレーキアセンブリのブレーキパッドは、ブレーキキャリパーの構造、例えば「フィンガー」によって、回転するブレーキディスクに当接させられ、ブレーキディスクの回転が減速又は停止されるように設計されている。言うまでもなく、このような工程では、ブレーキパッドとディスクとの間の力、ひいては圧力は相当なもので、回転するディスクの減速率を制御するために関連する力を制御すること又はブレーキパッドとディスクとの間の力のばらつきによって発生する振動を検出し測定することはしばしば望ましい。パッドとキャリパーとの間にここに記載するような鳴き防止シムを設け、金属層の第１電極を抵抗測定システムに接続し、第２電極を例えばキャリパーと抵抗測定システムとの間に接続することによって、非常に簡単且つ信頼性の高い方法でブレーキパッドとディスクとの間の圧力、つまり力を測定できる。
【００１３】
例えば、ここに記載したような鳴き防止シムを備えたブレーキパッドアセンブリを用いて電動パーキングブレーキ（ＥＰＢ）を構成することよって、ＥＰＢの信頼性向上と、ＥＰＢへのダメージの危険性の低減とを実現できる。従来のブレーキパッドアセンブリを用いて構成されたＥＰＢは、典型的には、冷却によって引き起こされる予想されるブレーキ部品の空間的寸法の減少を補うために、過剰な量の力をブレーキパッドアセンブリに加える。このような減少を補うための過剰な力は、必然的にブレーキ部品のダメージ又は故障の危険性を増加させる。これに対し、ここに記載したようなシムを用いて構成されたブレーキパッドアセンブリを利用することによって、ブレーキパッドアセンブリからの力フィードバックを有するＥＰＢを構成できる。このため、ＥＰＢは、ブレーキ部品への機械的応力を最小化しつつブレーキ効果を確保するのにちょうど十分な動的力を加えることが可能となる。
【００１４】
ブレーキパッドアセンブリが関わる別の状況としては、電子論理回路がブレーキディスクに対するブレーキパッドの動きを制御する電気機械ブレーキステム（例えば、いわゆる「ブレーキ・バイ・ワイヤ」システム）がある。このようなブレーキ制御を行うために、電気機械ブレーキステムは、例えばブレーキシステムのセンサからのフィードバック情報や、電気機械ブレーキシステムが作動している車両の動きに関するその他の情報を使用する。このようなシステムでは、圧力ひいてはブレーキパッドをブレーキディスクに押し付ける力という形のフィードバック情報は重要な情報である。また、現代の多くの車両は、車両をブレーキングによって操舵するスピン防止機能、トラクションコントロール機能及び緊急操舵機能を有しており、このような機能は全てブレーキングシステムからフィードバックされる情報の恩恵を受けられる。ここに記載されたように構成された鳴き防止シムは、このような電気機械ブレーキシステムにとって重要な情報を提供できる。
【００１５】
ブレーキパッドがブレーキディスクに対して加える力の制御に関するさらに別の状況としては、急速に普及しているバッテリ駆動式の電気自動車（電気モータとバッテリとによって部分的に駆動されるいわゆるハイブリッド車両も含む）がある。バッテリ駆動式電気自動車は、典型的には、ブレーキパッド及びブレーキディスクからなる機械的システムと、電気モータを発電機として逆に機能させることによって車両の車輪の回転を減速させると同時にバッテリを充電するように制御する電気ブレーキシステムとの両方を備えた電気機械ブレーキシステムを有するように構成されている。このような電気自動車は、あまり頻繁に機械的ブレーキシステムを作動させることなく、このため、バッテリ駆動型電気自動車のブレーキディスクはよく腐食し、そこには、錆び、その他の酸化物、埃、オイルの厚い層又は車両の使用中に拾い上げられた或は堆積したその他の望ましくない皮膜が多かれ少なかれ形成されてしまうことが知られている。ここに記載されたような鳴き防止シムをこのような電気機械ブレーキシステムに設けることにより、ブレーキディスクからこのような錆びの層を取り除く制御されたプロセス、すなわち「コンディショニング・プロセス」を実行でき、これによりバッテリ駆動型電気自動車の安全な利用に貢献できる。
【００１６】
別の態様では、ここに記載されたような鳴き防止シムの製造法が提供される。このような方法は、エラストマー混合物を製造し、エラストマー混合物から、構造的・空間的特徴を有するエラストマーシートを製造することを有する。金属シートを製造し、金属シートとエラストマーシートとを接合する。接合された金属とエラストマーとのシートを個別の鳴き防止シムに分割し、各シムの金属層を、抵抗測定システムへの電気接続のための電極として構成する。
【００１７】
さらに別の態様では、ブレーキパッドと少なくとも一つのここに記載されたような鳴き防止シムとを備えるブレーキパッドアセンブリが提供される。
【００１８】
更に別の態様では、少なくとも一つのキャリパーと、少なくとも一つのブレーキディスクと、少なくとも一つの上述したようなブレーキパッドアセンブリとを備えるブレーキシステムが提供される。
【００１９】
更に別の態様では、ブレーキシステムにおいてブレーキパッドとブレーキディスクとの間の圧力を測定する方法が提供される。この方法は、ブレーキパッドアセンブリに備えられた少なくとも一つの鳴き防止シムと抵抗測定システムとの間に電気接続を設けるステップを有する。また、鳴き防止シムを介してブレーキパッドへと力を伝達するように配置されたキャリパーの少なくとも一部と抵抗測定システムとの間にも電気接続を設ける。少なくとも一つのブレーキパッドがブレーキディスクに当接するように、少なくとも一つのブレーキパッドアセンブリの動作を制御し、抵抗測定システムにおいて抵抗値を検出する。
【００２０】
これらのさらなる態様の効果と利点は、第１の態様に関して上に要約したものと対応する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１（ａ）】図１（ａ）は、外面構造を有するエラストマー層を備えたシムを模式的に図示している側面図である。
【図１（ｂ）】図１（ｂ）は、外面構造を有するエラストマー層を備えたシムを模式的に図示している上面図である。
【図１（ｃ）】図１（ｃ）は、内部に分布した空洞を有するエラストマー層を備えたシムを模式的に図示している側面図である。
【図１（ｄ）】図１（ｄ）は、外面構造と内部に分布した空洞とを有するエラストマー層を備えたシムを模式的に図示している側面図である。
【図１（ｅ）】図１（ｅ）は、機械力を受けたシムを模式的に図示している側面図である。
【図２（ａ）】図２（ａ）は、接着層を備えたシムを模式的に図示している側面図である。
【図２（ｂ）】図２（ｂ）は、接着層を備えたシムを模式的に図示している側面図である。
【図３】図３は、２つの金属層を備えたシムを模式的に図示している側面図である。
【図４】図４は、ブレーキシステムを模式的に図示している。
【図５（ａ）】図５（ａ）は、ブレーキパッドアセンブリを模式的に図示している側面図である。
【図５（ｂ）】図５（ｂ）は、ブレーキパッドアセンブリを模式的に図示している側面図である。
【図６（ａ）】図６（ａ）は、シムを模式的に図示している上面図である。
【図６（ｂ）】図６（ｂ）は、シムを模式的に図示している上面図である。
【図７】図７は、鳴き防止シムの製造方法のフローチャートである。
【図８】図８は、鳴き防止シムを用いた圧力測定方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１（ａ）〜図１（ｅ）を参照すると、鳴き防止シム１００は、少なくとも第１金属層１０１と、第１金属層１０１に接着されたエラストマー層１０３とを備える。少なくとも第１金属層１０１は、抵抗測定システム１２０へ電気接続のための第１電極として構成されており、エラストマー層１０３は、エラストマー層１０３に対して垂直な方向に機械力Ｆを受けるとエラストマー層１０３が減少した厚さＴ１を持つことを可能とする構造的・空間的特徴１１０、１１１を有するように構成されている。
【００２３】
エラストマー層１０３に適するエラストマー材の例としては、ゴム（ニトリルゴム、シリコーンゴム、天然ゴム等及びこれらの組み合わせ）、フッ素エラストマー、粘弾性ポリマー（（メタ）アクリル酸系ポリマー、（メタ）アクリレート系ポリマー等及びこれらの組み合わせ）、粘弾性接着剤（アクリル酸、アクリル変性、シリコーン、又はゴム系の感圧接着剤（ＰＳＡ）等）及びプラスチックが挙げられる。粘弾性ゴム材の具体例としては、アクリルゴム（ＡＣＭ）、エチレンアクリルエラストマー（ＡＥＭ）、臭素化ブチルゴム（ＢＩＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、塩素化ブチルゴム（ＣＩＩＲ）、塩素化ポリエチレンゴム（ＣＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）、エピクロロヒドリンゴム（ＥＣＯ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、フッ素ゴム（ＦＰＭ）、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、フロロシリコーンゴム（ＭＦＱ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、プロピレンオキシドゴム（ＰＯ）、シリコーンゴム（Ｑ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）及びウレタンゴム（Ｕ）が挙げられる。
【００２４】
いずれの場合においても、適切なエラストマー材では、エラストマー層１０３の機械特性と電気特性との間の関係が、エラストマー層の材料が圧迫されると材料の粒子が互いに接近することによって、電流に対する抵抗に変化をもたらすような関係である。例えば、製造時にエラストマーに適切な量のカーボンブラックを混合することによってこのような特徴を得ることができる。
【００２５】
上述のように、第１電極として構成された層１０１の材料としては、金属が適切であるが、問題とされる状況において必要とされる構造的強度が得られ、少なくとも金属と同様の電気特性を有する任意の同様の材料も使用できる。有用な金属の例としては、ステンレス鋼、溶融亜鉛めっき（ＨＤＧ）鋼、炭素鋼及びアルミニウム等が挙げられる。その他の材料としては、炭素含有材（カーボンファイバー、グラファイト及びカーボンブラック等）及びケイ素含有材が挙げられる。
【００２６】
図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｄ）、図１（ｅ）、図２（ａ）及び図２（ｂ）で模式的に例示するように、構造的・空間的特徴１１０は、エラストマー層１０３上に外面テクスチャ１１０を有していてもよい。この外面テクスチャ１１０は、製造方法と共に後に詳述するように、例えば、インプリント、エングレーブ、エッチング、研削加工又はその他の適切な任意の加工技術によって得られる鋸歯テクスチャ、矩形波テクスチャ、正弦波テクスチャ又はその他の多かれ少なかれ規則的な又は擬似不規則的な任意の構造のいずれかを有していてもよい。図１（ａ）の側面図と図１（ｂ）の上面図とは、外面テクスチャ１１０が、その内部にマトリックス状に分布する複数の鋸歯テクスチャユニット１０５を有する鋸歯テクスチャである鳴き防止シム１００を例示している。
【００２７】
言うまでもなく「側」面図及び「上」面図というという表記は限定的な意味で解釈されるべきではない。これは当業者ならば、使用時のシムの姿勢が大きく変化する可能性があり、「上」又は「側」という概念が実際の使用状況によって決まるものだと気づくためである。
【００２８】
図１（ｃ）及び図１（ｄ）に模式に図示するように、構造的・空間的特徴１１１は、上述のテクスチャに加え又は上述のテクスチャの代わりに、エラストマー層１０３内に分布する複数の空洞１１１を備えていてもよい。このような空洞１１１は、蒸発した液体の残留物である気体であってもよい。このようなガスを有する空洞１１１は、製造方法と共に後に詳述するように製造中に重炭酸ソーダ等の実績のある物質をエラストマーに混合することによって得てもよい。いくつかの実施形態において、空洞１１１は固体材料を備えていてもよい。固体材料は、エラストマー層１０３のエラストマー材よりも小さいポアソン比を有する及び／又はエラストマー層１０３のエラストマー材よりも小さい弾性率を有する。このような材料の例としては、コルクが挙げられる。このような空洞の固体材料は、後に例示するように製造工程中にエラストマー層１０３内に導入されてもよい。また、いくつかの実施形態において、空洞は、ポリマー材料製の微小球を有していてもよい。このような微小球は、後述するようにエラストマー層１０３の製造工程中に混合されることによって、エラストマー層に導入されてもよい。
【００２９】
図１（ｅ）は、エラストマー層１０３が、加力装置１３０によってエラストマー層１０３に対して垂直な方向に加えられた機械力Ｆを受けた際、どのようにして減少した厚さＴ１を持ちうるかを模式的に図示している。力Ｆが加えられると、テクスチャユニット１０５が圧縮され、上述のように、抵抗測定システム１２０によって減少した抵抗が特定されうる。
【００３０】
抵抗測定システム１２０へ電気接続のための第１電極として構成された第１金属層１０１に関して、図１（ａ）〜図１（ｅ）には簡単な構成が図示されており、図中では電気接続部１１５が、例えば任意の適切な接続手段を介して抵抗測定システム１２０に接続されている。
【００３１】
抵抗測定システム１２０について、当業者ならば、図１（ｄ）の回路１２１に例示されているような電圧及び電流を特定できるいかなる回路であってもよいと気づくだろう。抵抗測定システム１２０は、シム１００の金属層１０１と加力装置１３０とにそれぞれ接続部１１５、１１６を介して接続される。すなわち、接続部１１６が、エラストマー層１０３に当接する加力装置１３０の導電部と抵抗測定システム１２０とを接続する閉じた電気回路が形成される。
【００３２】
なお、本開示に記載する実施形態は、抵抗測定システム１２０の代わりにより一般的なインピーダンス測定システムを使用してもよい。例えば、エラストマー層１０３は、機械力が加えられることによって厚さが減少すると静電容量が変化する。よって、インピーダンス測定システムでは、抵抗の代わりに、容量性インピーダンスを力の尺度として使用してもよい。なお、エラストマー層１０３に適するエラストマー材は、加えられた力と抵抗との間の関係が、材料の粒子が互いに接近することによって電流の抵抗に変化をもたらす状況に類似するようなピエゾ抵抗特性を有する。
【００３３】
図２（ａ）に例示するように、接着剤を有する少なくとも一つの接着層１０４によって、エラストマー層１０３と少なくとも第１金属層１０１とが接着されてもよい。このような接着層１０４における材料の適切な例としては、フェノール、ポリマー及びカーボンブラックの混合物が挙げられる。なお、接着層１０４は非常に薄くてもよく、実際に典型的な厚さの例としては、１〜１０μｍの範囲であってもよい。接着層１０４において使用に適している材料の具体例としては、ロード・コーポレーションによって商標Ｃｈｅｍｌｏｋ（登録商標）として提供されている材料やダウ・ケミカルによって商標Ｔｈｉｘｏｎ（登録商標）及びＭｅｇｕｍ（登録商標）として提供されている材料が挙げられる。
【００３４】
また、図２（ａ）は、厚さｔを有する外面テクスチャ１１０の空間寸法の例を図示する一方、外面テクスチャ１１０の全厚さはＴ０である。さらに、図２（ａ）は、外面テクスチャ１１０が、図１（ａ）及び図１（ｂ）の例におけるテクスチャユニット１０５と同様の鋸歯状のテクスチャユニット１０５を多数有することを図示している。
【００３５】
図２（ｂ）に例示するように、エラストマー層１０３の外面テクスチャ１１０は、矩形波テクスチャの形であってもよい。この例では、矩形波テクスチャは、空間１０６によって離隔された複数のテクスチャユニット１０５を有し、テクスチャユニット１０５は、外面テクスチャ１１０の全厚さＴ０と同じ厚さｔを有する。言い換えると、図２（ｂ）に例示した鳴き防止シム１００のテクスチャユニット１０５は、小さな独立した「島」をそれぞれ形成し、各「島」は一つの接着層１０４によって個別に金属層１０１へと接着される。図示は省略するものの、テクスチャユニット１０５は、例えば三角形、角錐台等のその他の断面形状を有していてもよい。
【００３６】
当業者ならば、図２（ａ）及び図２（ｂ）の側面図に模式的に図示された鳴き防止シム１００の実施形態の上面図は、図１（ｂ）の上面図に模式的に図示された鳴き防止シム１００の実施形態の上面図に対応することに気づくだろう。すなわち、図２（ａ）及び図２（ｂ）に図示されたシムの上面図では、テクスチャユニット１０５が、外面テクスチャ１１０内にマトリックス状に分布するように図示されることとなる。
【００３７】
図３に例示するように、鳴き防止シム１００は、エラストマー層１０３に接着された少なくとも第２金属層１０２を備えていてもよく、これによりエラストマー層１０３は、第１及び第２金属層１０１、１０２の間に挟持される。このような第２金属層１０２は、第２金属層１０２に接続された第２接続部１１６によって示されるように、抵抗測定システム１２０への電気接続のための第２電極として構成されてもよい。図３では、空洞を有する層としてエラストマー層１０３を例示しているが、図３に図示されているような挟持型のシム１００の様々な実施形態は、外面テクスチャ１１０及び／又は複数の空洞１１１を有するエラストマー層１０３を備えていてもよいと理解すべきである。
【００３８】
図３に例示したようなシム１００の実施形態は、図１（ｅ）に例示した場合と異なり、加力装置が電流を抵抗測定システム１２０へと通す能力を有していない場合に使用してもよい。
【００３９】
次に図４、図５（ａ）及び図５（ｂ）を参照して、ブレーキパッドアセンブリ２００とブレーキシステム４００と共に、鳴き防止シム１００の使用について説明する。このようなブレーキパッドアセンブリ２００は、ここで説明するようにブレーキパッド２０１と少なくとも一つの鳴き防止シム１００とを備える。
【００４０】
ブレーキシステム４００は、少なくとも一つのキャリパー４０１と、少なくとも一つのブレーキディスク４１０と、ここに説明したように鳴き防止シム１００を備えた少なくとも一つのブレーキパッドアセンブリ２００とを備える。キャリパー４０１は、ブレーキディスク４１０に作用するブレーキパッドアセンブリ２００に備えられたシム１００にブレーキ力を加えるための加力装置として構成されたフィンガー４０３とピストン４０４とを備える。当業者ならば、図４に例示されたキャリパー４００は、ブレーキ力が、ブレーキフルードによってブレーキライン４０５を介してピストン４０４へと供給されるため、いわゆるフローティングキャリパーであると気づくだろう。しかし、ここに例示した鳴き防止シム１００は、対向するピストンで構成されたいわゆる固定式キャリパーにおいても使用されうる。当業者ならば、ブレーキシステム４００はブレーキシステムの一例に過ぎず、ブレーキシステムのその他の例には、例えば、ブレーキシステムが配置される車両の大きさや種類に応じて異なった数のフィンガーやピストンを備えたブレーキシステムが含まれることに気づくだろう。また、ブレーキシステムのその他の例では、ピストンが、油圧ブレーキラインによってではなく、電気機械的なアクチュエータによって作動するように構成されている。
【００４１】
図４には、抵抗測定システム１２０が模式的に示されており、電気接続部１２２が示されている。電気接続部１２２は、キャリパー４０１に対して適切に配置され、シム１００と加力装置とを抵抗測定システム１２０に接続する。このような配置は、例えば、キャリパー４０１の構造内において適切に構成されたケーブルを使用することによって実現できる。配置の詳細は、本開示の範囲外である。
【００４２】
図５（ａ）は、ブレーキパッド２０１と鳴き防止シム１００とを備えるブレーキパッドアセンブリ２００を模式的に図示している側面図である。シム１００は、折り曲げタブやリベット等の多かれ少なかれ単純な機械的手段と、典型的には接着剤又は感圧接着剤（ＰＳＡ）とを併用することによってブレーキパッド２０１に取り付けられる。また、図５（ａ）には、例えば図４に図示したようなキャリパーのフィンガーであってもよい加力装置４０２の一部が示されている。抵抗測定システム１２０は模式的に示されており、電気接続部１１５、１１６は、シム１００と加力装置４０２とをそれぞれ抵抗測定システム１２０に接続している。
【００４３】
図５（ｂ）は、ブレーキパッド２０１と二つの鳴き防止シム１００とを備えるブレーキパッドアセンブリ２００を模式的に図示している側面図である。シム１００は、折り曲げタブやリベット等の多かれ少なかれ単純な機械的手段と、典型的には接着剤又は感圧接着剤（ＰＳＡ）とを併用することによってブレーキパッド２０１に取り付けられる。また、図５（ｂ）には、例えば図４に図示したようなキャリパーのフィンガーであってもよい加力装置４０３の一部が示されている。抵抗測定システム１２０は模式的に示されており、電気接続部１１５、１１６、１１７は、シム１００と加力装置４０３とをそれぞれ抵抗測定システム１２０に接続している。このようにブレーキパッド２０１に並列に配置された二つのシム１００を備えるブレーキパッドアセンブリ２００によって、抵抗値のばらつきの測定が可能となるので、ブレーキパッド２０１に対するそれぞれのシム１００の位置に対応するブレーキパッド２０１の２つの異なる領域での力のばらつきの測定が可能となる。これには、ブレーキパッドアセンブリ２００と相互作用するブレーキディスクにとって有害な影響をもたらしうる、アセンブリ２００における振動を直接測定する方法を提供するという利点がある。
【００４４】
図６（ａ）は、例えば図１〜３に関連して上述したようにエラストマー層１０３に接着され隙間１０５によって離隔された二つの金属層１０１を備えた鳴き防止シム１００を模式的に図示する上面図である。金属層１０１は、それぞれ金属タブ１２５、１２７によって示されるように、抵抗測定システム（図６（ａ）では不図示）への電気接続のための電極として構成されてもよい。なお、図６（ａ）における上方から見た場合の金属層１０１の二次元的空間範囲は、図示のものと異なっていてもよい。例えば、二つ金属層１０１の空間範囲は、金属層１０１が、その間の電気絶縁のための非常に小さな隙間１０５のみを残して、エラストマー層１０３の全空間範囲を覆うようなものであってもよい。このようなシム１００は、例えば、図５（ｂ）に関連して例示したようにブレーキパッドアセンブリ２００と共に使用されてもよい。そして金属タブ１２５、１２７は、金属層１０１を電気接続部１１５、１１７にそれぞれ接続することによって、シム１００を抵抗測定システム（図６（ａ）では不図示）に接続してもよい。
【００４５】
図６（ｂ）は、例えば図１〜３に関連して上述したようにエラストマー層１０３に接着され隙間１３６によって離隔された二つの金属層１０１及び１３７を備えた鳴き防止シム１００を模式的に図示する上面図である。金属層１０１、１３７は、金属タブ１３５、１３９によって示されるように、抵抗測定システム（図６（ｂ）では不図示）への電気接続のための電極として構成されてもよい。このようなシム１００は、例えば、図５（ａ）及び５（ｂ）に関連して上述したアセンブリと同様のブレーキパッドアセンブリ２００と共に使用されてもよく、この場合、ブレーキキャリパーのピストン４０４又はフィンガー４０３がシム１００の金属層１３７を含まない部分に力を加える。このような配置は以下のさらなる利点を提供する。シム１００の加力の対象ではない部分に対応する抵抗値も検出する抵抗測定システムに、金属層１３７をタブ１３９を介して接続し、このような抵抗値を、金属層１０１を介して測定される抵抗値の校正に使用してもよい。例えば、ブレーキパッドアセンブリの場合には、温度の大きなばらつきがある可能性があり、そのような状況では、加力の対象ではない金属層１３７を介して得られた抵抗値は、温度補正抵抗値とみなしうるので、より正確に加えられた力を測定できる。また、様々な場合において、ブレーキパッドアセンブリにおいてと同様に、温度についての知識を有することに関心が持たれうる。
【００４６】
なお、図６（ａ）の例と同様に、図６（ｂ）における上方から見た場合の金属層１０１、１３７の二次元的空間範囲は、図示のものと異なっていてもよい。例えば、２つの金属層１０１、１３７の空間範囲は、金属層１０１、１３７が、その間の電気絶縁のための非常に小さな隙間１３６のみを残して、エラストマー層１０３の全空間範囲を覆うようなものであってもよい。
【００４７】
次は図７を参照して、鳴き防止シム、例えば、図１〜６に関連して上述及び例示したシム１００の製造方法について詳細に説明する。製造方法は以下のステップを有する。
【００４８】
ステップ７０１
エラストマーの成分が混合されることによって、ここに記載されたエラストマー層１０３となるエラストマーが製造される。熱処理又は加硫中に気体で満たされた空洞を形成する重炭酸ソーダ等の実績のある物質を混合物に加えることによって、上述したような複数の空洞１１１の形の構造的・空間的特徴をこのステップにおいて形成してもよい。また、エラストマー層１０３のエラストマー材よりも小さいポアソン比を有する及び／又はエラストマー層１０３のエラストマー材よりも小さい弾性率を有する固体材料を混合物に加えることによって、上述したような固体材料を有する複数の空洞１１１の形の構造的・空間的特徴をこのステップにおいて形成してもよい。
【００４９】
ステップ７０３
そして、ステップ７０１において製造されたエラストマー混合物からエラストマーのシートが製造される。シートは様々な方法で製造することができる。例えば、エラストマー混合物に対してカレンダー処理を施し、任意でロール状に巻いてもよい。また、エラストマー混合物を溶剤に溶解させ、その後、続くステップ７０７において、金属シート上に直接塗布してもよい。また、ステップ７０１において作られたエラストマー混合物を粒子に分解し、金属シート上に塗布し、続くステップ７０７において圧縮成形してもよい。
【００５０】
個体材料を有する空洞を製造する別の方法としては、ステップ７０３に続き、固体材料の小片をエラストマーのシートに散布する方法がある。この固体材料の小片は、ステップ７０７においてエラストマー層に取り込まれる。
【００５１】
ステップ７０５
このオプションのステップにおいて、上述したような外面テクスチャの形の構造的・空間的特徴１１０を形成してもよい。例えば、外面テクスチャは、ストラクチャードロール又はその他の表面を用いてエラストマーシートにインプリント加工を施すことによって形成されてもよい。また、テクスチャは、例えば、レーザーによるエングレーブ、研削、フライス加工等によって形成されてもよい。
【００５２】
ステップ７０２
金属シートを形成する。このステップは、ステップ７０１から７０５におけるエラストマーシートを製造するステップと同時に又は独立して行われてもよい。
【００５３】
ステップ７０４
このオプションのステップでは、金属シートを接着剤で被覆する。
【００５４】
ステップ７０７
そして、金属シートとエラストマーのシートとが、熱及び／又は圧力を伴いうる工程によって互いに接着される。例えば、上述のように圧縮成形が行われてもよく、エラストマーが金属に接着されるこのステップにおいてエラストマーの加硫が行われてもよい。上述のように、いくつかの実施形態では、このステップにおいて加硫の前に固体材料の小片をエラストマーに散布してもよい。このように散布された小片は、その後エラストマー層に取り込まれることによって、上述のように固体材料で満たされた空洞を形成する。
【００５５】
ステップ７０９
このオプションのステップでは、オプションのステップ７０５と同様に、上述のような外面テクスチャの形の構造的・空間的特徴１１０を形成してもよい。
【００５６】
ステップ７１１
そして、金属とエラストマーシートとの接着されたシートは、上述のように金属層とエラストマー層とを備えた個別のシムに分割される。例えば、この分割ステップにおいて、抵抗測定システムへの電気接続のための電極を有する空間形状に金属層を、例えばプレス加工、切削、レーザーカット、フライス加工又は鋸引きしてもよい。
【００５７】
外面テクスチャを有するエラストマーシートを製造するオプションの方法としては、所望のテクスチャを有する内面であって、成形工程中にエラストマーシートの表面に所望のテクスチャをインプリント加工する内面を備えたモールドを用いてエラストマー材を射出成形又は圧縮成形する方法がある。
【００５８】
ここに記載した製造方法は、金属シートが個別の部品に分割された後、それぞれの部品が、射出成形又は圧縮成形によってエラストマー層１０３に覆われる一連の代替ステップを有していてもよい。
【００５９】
次に、引き続き図４及び図５（ａ）を参照しつつ、図８を参照して、ブレーキシステム４００のブレーキディスク４１０とブレーキパッドアセンブリ２００との間の圧力を測定する方法を詳細に説明する。この方法は以下のステップを有する。
【００６０】
ステップ８０１
ブレーキパッドアセンブリ２００が備える少なくとも一つの鳴き防止シム１００と抵抗測定システム１２０との間に電気的接続を設ける。
【００６１】
ステップ８０３
ブレーキシステム４００の少なくとも一部と抵抗測定システム１２０との間に電気接続を設ける。ブレーキシステムの少なくとも一部は、鳴き防止シム１００を介してブレーキパッド２０１に力を伝達するように配置されている。例えば、ブレーキシステム４００の少なくとも一部は、ピストン４０４又はフィンガー４０３であってもよい。
【００６２】
ステップ８０５
少なくとも一つのブレーキパッド２０１がブレーキディスク４０１に当接するように、少なくとも一つのブレーキパッドアセンブリ２００の動作を制御する。
【００６３】
ステップ８０７
ブレーキパッドアセンブリ２００の制御された動作中に、抵抗測定システム１２０において抵抗値を検出する。
【００６４】
そして、ステップ８０７において得られた抵抗値又は値を、ブレーキパッドをディスク４１０に押し付ける力の尺度として使用してもよい。このような力の尺度を記録し、後の分析、例えばブレーキシステム４００の動的特徴の分析に利用してもよい。だだし、このような利用法の説明は、本開示の範囲外である。
【図１（ａ）】
2020159554.tif 000003
【図１（ｂ）】
2020159554.tif 000004
【図１（ｃ）】
2020159554.tif 000005
【図１（ｄ）】
2020159554.tif 000006
【図１（ｅ）】
2020159554.tif 000007
【図２（ａ）】
2020159554.tif 000008
【図２（ｂ）】
2020159554.tif 000009
【図３】
2020159554.tif 000010
【図４】
2020159554.tif 000011
【図５（ａ）】
2020159554.tif 000012
【図５（ｂ）】
2020159554.tif 000013
【図６（ａ）】
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【図６（ｂ）】
2020159554.tif 000015
【図７】
2020159554.tif 000016
【図８】
2020159554.tif 000017
【外国語明細書】
2020159554000001.pdf