(57)【要約】【課題】  余分なバリ除去作業が不要なブレーキ受け板を提供する。【解決手段】  ブレーキ受け板１００は、ほぼ平らな金属本体を備え、摩擦対向面１２０と対向キャリパー対向面１１０とを有している。ブレーキ受け板１００は摩擦対向面１２０と対向キャリパー対向面１１０との間の厚みを有し、金属本体のエッジ部が厚みの少なくとも７５％に亘ってシェービングされている。金属本体は金属材料からスタンピングにより形成される。【選択図】  図１
2014152931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼ平らな金属本体を備えるブレーキ受け板であって、
摩擦対向面と、
対向キャリパー対向面と、
前記摩擦対向面と前記対向キャリパー対向面との間の厚みとを有し、
前記金属本体は、金属材料をスタンピングすることにより形成されて、各エッジ部が前記厚みの少なくとも７５％に亘ってシェービングされていることを特徴とするブレーキ受け板。
【請求項２】
前記金属本体は、前記対向キャリパー対向面から前記摩擦対向面へのスタンピングにより形成され、前記スタンピングは、バリ除去作業が不要なように、前記摩擦対向面よりも前に材料破壊を生じさせる請求項１に記載のブレーキ受け板。
【請求項３】
前記スタンピングは深さ０．０７ｍｍ未満のエッジ部ロールオーバーを形成する請求項１に記載のブレーキ受け板。
【請求項４】
前記スタンピングは幅１．８ｍｍ未満のエッジ部ロールオーバーを形成する請求項１に記載のブレーキ受け板。
【請求項５】
前記金属本体は完全に平坦、あるいは±０．１ｍｍの範囲内の方向平面度にスタンピングがされている請求項１に記載のブレーキ受け板。
【請求項６】
前記金属本体は連続的な金属材料からスタンピングされたものである請求項１に記載のブレーキ受け板。
【請求項７】
前記金属本体は金属材料の予め切断された被加工物からスタンピングがされたものである請求項１に記載のブレーキ受け板。
【請求項８】
形成には反対圧力が加えられて受け板を平坦化することを含む請求項１に記載のブレーキ受け板。
【請求項９】
前記ブレーキ受け板はスタンピング中に平坦化される請求項８に記載のブレーキ受け板。
【請求項１０】
前記ブレーキ受け板は前記スタンピング後に平坦化される請求項８に記載のブレーキ受け板。
【請求項１１】
前記金属材料はスチールである請求項１に記載のブレーキ受け板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスクブレーキパッドで使用するブレーキ受け板（backing plates）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現代の車両のブレーキシステムでは、車両の動きを制御された方法で減速または停止することができる。典型的な自動車または軽トラック（light truck）のブレーキシステムは、各前輪用のディスクブレーキアセンブリと、各後輪用のドラムブレーキアセンブリまたはディスクブレーキアセンブリとを備えている。これらのブレーキアセンブリは、車両の運転者がブレーキペダルを押し下げることで生じる水圧または空気圧により作動する。これらのドラムブレーキアセンブリまたはディスクブレーキアセンブリ並びにこれらのアクチュエータの構造は、当業者によく知られている。
【０００３】
典型的なディスクブレーキアセンブリは、車両のホイールと一緒に回転するためにホイールに固定されたロータを備えている。ロータは、一対の対向摩擦面（opposed friction faces）を有している。一対の対向摩擦面はキャリパーアセンブリの一部により選択的に係合される。キャリパーアセンブリは、アンカープレートに固定されたピンによってスライド可能に支持されている。アンカープレートは、車両のフレームのような、車両の非回転部品に同様に固定される。一対のブレーキパッド（シュー）は、ロータの対向する側部のキャリパーアセンブリ内に配置される。これらブレーキパッドは、ロータの対向摩擦面と間隔の空いた非ブレーキ位置と、ロータとの摩擦係合に移行するブレーキ位置との間で動作するように、１以上の油圧駆動ピストン（hydraulically actuated pistons）に動作可能に接続されている。ＷＯ２０１０／０６６０２１（特許文献１）には、従来のブレーキ受け板の一例が示されている。
【０００４】
ブレーキペダルを押し下げると、ピストンは、非ブレーキ位置からブレーキ位置にブレーキパッドを付勢し、ブレーキパッドがロータに摩擦係合することにより、車両の関連する車輪を減速しまたは停止する。
【０００５】
ブレーキパッドはキャリパーアセンブリ中でも許容誤差が厳しい。そして許容誤差の限界は、年月が経つに従い、当初の部品（original equipment）の仕様がより厳密になるにつれて、ますます厳しくなっている。
【０００６】
経時的な変化の実例として以下のものを上げることができる。
【０００７】
トヨタランドクルーザー（商標）1988−1997  −ブレーキ回転振れ限界*  0.0059
トヨタランドクルーザー（商標）1998−2007  −ブレーキ回転振れ限界  0.0028
トヨタランドクルーザー（商標）2008−2011  −ブレーキ回転振れ限界  0.0019
このような厳格な許容誤差の下では、アフターサービスのサプライヤーが、仕様を満足して当初の部品の基準に合致するようなパッドを経済的に製造することは、非常に困難になってきている。
【０００８】
ブレーキシステムの設計は変化しており、部品サプライヤーへの要求は、平面度及び臨界の寸法許容差、エッジ部の垂直度、エッジ部のロールオーバー（rollover*）の低減、及び設計の複雑さに関して増大している。多くの場合、これらの要求はブレーキ受け板サプライヤーに対して非効率性を引き起こし、サプライチェーンを通じて高価なポイントをもたらすことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】ＷＯ２０１０／０６６０２１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ブレーキパッドの金属製基部であるブレーキ受け板は、これら厳密な仕様を満足するように製造されなければならない。しかしながら、従来のスタンピング（stamping）プロセスでは、要求を充足するようなエッジ部の状態を作り出すことができない。さらに、従来のスタンピングでは、容認し難いロールオーバーが残る。さらに、従来のスタンピングでは所望の平面度を得られない。
【００１１】
ブレーキ受け板のために、ファインブランキング（fineblanking）も提案されている。ファインブランキングは、エッジ部の状態、ロールオーバー及び平面度が良好になるとして評判の良いプロセスである。しかしながら、アフターサービスのブレーキ受け板を製造するためには、生産コストが、しばしば法外なほど高額になる。さらに、ファインブランキング工具は特殊であり、値段が高く、頻繁な工具交換を必要とする。従来のスタンピング／ブランキング工具に比べて、寿命が非常に短い。
【００１２】
より従来型の工具を使用しても、ファインブランキングによるブレーキ受け板のある程度の特性を得ることが所望されている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の特徴よると、ブレーキ受け板（brake plate）はほぼ（substantially）平らな金属本体を備えている。金属本体は、摩擦対向面と、対向キャリパー対向面とを有している。金属本体は摩擦対向面と対向キャリパー対向面との間の厚みを有する。本発明では、金属本体のエッジ部が厚みの少なくとも７５％に亘って削られるまたはシェービングされる（shaved）ように、金属本体は金属材料をスタンピングすることにより形成される。
【００１４】
好ましくは、金属本体は対向キャリパー対向面から摩擦対向面へのスタンピングにより形成される。このスタンピングは、バリ除去作業が不要なように、摩擦対向面よりも前に材料破壊（material break）を生じさせる。
【００１５】
好ましくは、スタンピングは深さ０．０７ｍｍ未満のエッジ部ロールオーバーを形成する。また好ましくは、スタンピングは幅１．８ｍｍ未満のエッジ部ロールオーバーを形成する。
【００１６】
金属本体は完全に平坦、あるいは±０．１ｍｍの範囲内の方向平面度（directional flatness）にスタンピングされる。好ましくは、形成時には反対圧力が加えられて、受け板を平坦化する。一つの実施例においては、スタンピング中に受け板は平坦化される。別の方法として、受け板はスタンピングの後に平坦化される。
【００１７】
金属本体のスタンピングは、連続的な金属材料になされても、また金属材料から予め切断された被加工物（precut workpiece）に行われてもよい。金属材料としては、さまざまな金属が使用可能である。一つの実施例においては、材料はスチールである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（Ａ）乃至（Ｃ）は、ブレーキ受け板の支持端部または接合端部（abutment ends）のロールオーバーを示す図である［（Ａ）は従来のスタンピングにより形成した受け板のロールオーバーの図、（Ｂ）はファインブランキングにより形成した受け板のロールオーバーの図、（Ｃ）は本発明による受け板のロールオーバーの図である］。
【図２】（Ａ）乃至（Ｃ）は、ロールオーバー開始位置を示す支持端部または接合端部の側面図である［（Ａ）は従来のスタンピングによる受け板のロールオーバー、（Ｂ）はファインブランキングによる受け板のロールオーバー、（Ｃ）は本発明による受け板のロールオーバーである］。
【図３】本発明によるブレーキ受け板の詳細な斜視図であり、エッジ部の状態を示す。
【図４】ブレーキ板の正面図（キャリパー対向面から見た図）であり、支持端部または接合端部のエッジ部の状態を示す差込図を伴う。
【図５】キャリパーアセンブリ中に完成した［詰め込まれた（shimmed）］ブレーキ板を示す図であり（ハウジングを除いてブラケットの詳細を示してある）、キャリパーアセンブリ中のパッドとロータとの位置関係を示す差込図を伴う。
【図６】キャリパーアセンブリ中における図５の支持端部または接合端部の詳細図である。
【図７】（Ａ）乃至（Ｃ）は、パンチ及びダイによるせん断のステップを示し、（Ｄ）は、受け板の厚さに対してロールオーバー、シェービング、及び破砕（破壊）を示すせん断領域の詳細を表す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。ブレーキ受け板１００は、ほぼ平らな金属本体を備えている。金属本体は摩擦対向面１２０と、対向キャリパー対向面１１０とを有している。ブレーキ受け板１００は摩擦対向面１２０と対向キャリパー対向面１１０との間の厚み１８０を有する。ブレーキ受け板１００は、そのエッジ部が厚みの少なくとも７５％に亘ってシェービングされるように、金属材料からスタンピングにより形成されている。
【００２０】
ブレーキ受け板１００は上方エッジ部１７０、下方エッジ部１９０及び接合端部１６０を備えた側方エッジ部を有する。
【００２１】
ブレーキ受け板１００はブレーキパッド３５０の一部をなす。ブレーキ受け板１００は、摩擦材料２００［典型的には、リベット、接着剤、一体成形あるいは摩擦連結のうちの１つ若しくはこれらの組み合わせで、ブレーキ受け板に取り付けられるように成形された複合材料、例えばＮＲＳ（商標）］に取り付けられている。図示したブレーキ受け板１００はＩＭ（integral molded、一体成形）ブレーキ受け板であり、一体成形孔１３０を有している。一体成形孔１３０の中に摩擦材料が流れ込み、硬化して凝固し、摩擦対向面上に摩擦材料を保持する。当然のことながら、別法としてブレーキ受け板は中空でない（solid body）ブレーキ受け板（一体成形孔を有さない）でもよく、摩擦取り付け面のほかに特異な部分（feature）（例えば図３に示すように）を有していてもよい。その詳細は当業者に知られており、ほとんどの場合、本発明の範囲内ではない。（なお、いずれの方法においても、摩擦材料がブレーキ受け板のエッジ部の外側にまで延びているところはどこにもない。露出した隙間はブレーキ受け板の外周に維持される。）
ブレーキ受け板１００の形状及び寸法は、応用次第で広範囲に変化する。図に示した形状は、乗用車のとあるモデル用のひとつのタイプの単なる例である。しかし本発明はこのタイプ／応用に限定されるものではない。
【００２２】
ブレーキ受け板１００のための金属切断は、スタンピングあるいはブランキングとして知られる金属加工術を含む。図７（Ａ）乃至（Ｃ）の基本的な概要に示すように、せん断力（shearing force）４４０が金属シート４００に加えられる。せん断力４４０は、材料中のせん断応力が材料の最大せん断応力を超え、その点で材料が破壊され、カット位置で分離するまで加えられる。せん断力は通常、２つの工具により加えられ、ひとつは金属シートの上、ひとつは金属シートの下である（例えばパンチ４１０とダイ４２０）。せん断力４４０は素早い下方向への打撃として加えられる。パンチまたはブレードが金属シートに衝突する際、工具の間のクリアランスが、金属シートを塑性変形することを許容し、工具が材料に入り込む領域に、「ロールオーバー」２１０を形成する。上方の工具のエッジと下方の工具のエッジの間に小さなクリアランス４３０が存在し、材料の破砕（fracture）を促進する。この切断過程は、シェービング領域２６０及び破砕（または破壊）領域２７０を生じさせる。シェービング領域２６０は滑らかで平坦だが、破壊領域２７０は粗く平らでない。従って、最大の平坦且つ滑らかなエッジ部状態のためには、破壊領域２７０を最小化し、シェービング領域２６０を最大化することが所望される。エッジ部の厚みのうちシェービングされている割合は、工具の鋭さ及び工具のエッジ間のクリアランスを含む、いくつかの要因により決まる。
【００２３】
ロールオーバー領域を最小にすることが望ましい。この領域は、対向キャリパー対向面１１０の平面度とエッジ部面１４０の平面度及び垂直度とを分離す領域である。
【００２４】
ファインブランキングにおいて、ブランクは３つの別個の力により板材からせん断される。第１の力は、板の上面に加えられる下向きの保持力である。クランプシステムはガイド板を板材に対し堅固に保持する。板材はＶリング［「インピンジメントリング（impingement ring）」または「スティンガー（stinger）」とも呼ばれる］により、ブランキング位置の周囲に囲まれた位置に保持される。第２の力は板材の底面に、パンチに正対して、「クッション」により加えられる。このクッションは、ブランキング工程の間のカウンター力（counterforce）を供給し、その後ブランクを排出する。これら２つの力は板材の湾曲を減少させ、ブランクの平面度を改善する。最後の力は、ブランキングを行うパンチにより供給され、板材に衝突して、ダイ開口内にブランクをせん断する。ファインブランキングにおいては、パンチとダイとの間に使われるクリアランスは小さく、従来のスタンピングに比べるとより遅い速度でブランキングが遂行される。その結果、材料を破砕してブランク（blank）を切り離すのではなく、ブランクは流れ（flows）、板材から成形されて、より滑らかなエッジ部が得られる。しかしながら、ダイに残った部分にわずかなバリが形成される。ブレーキ受け板においては、第２の作業において、受け板からバリを取り除く必要がある。
【００２５】
ハイブリッドスタンピング方法論を用いれば、本発明によって、より精確なディスクブレーキ受け板を、ファインブランキングよりも経済的な条件の下で製造することができる。
【００２６】
図５を見ると、ブレーキパッドはブレーキアセンブリ全体の重要な部品である。ブレーキパッド３５０はロータアセンブリ３２０の両側面に対向する面を形成し、ピストン３３０により動く。パッド３５０は接合面（露出している−摩擦材料により覆われていない、ブレーキ受け板１００の端部１６０）により取り付けられている。接合端部１６０はキャリパーブラケット３００の相補的なチャネル（channels）３１０内に入れられる（slot into）。ブレーキパッド３５０は、ブレーキが円滑且つ安全に作用するために、チャネル３１０内を円滑に滑る（glide within）ことが許容されなければならない。もしも接合端部１６０がチャネル３１０の中に緩く挿入されていると（すなわち緩みすぎて合わされていると）、過剰なブレーキ雑音やガタガタ音（rattle）を生じることがある。もしもチャネル３１０の中に密接に挿入されていると（すなわちぴったり合わされていると）、パッド３５０の所望通りの動作が制約されて過度のブレーキ引きずりを生じかねない。
【００２７】
ブレーキ受け板のエッジ部状態１５０（すなわち相対的な平坦度、平滑度及び垂直度、特に各接合点（abutment）１４０の切断エッジ部の状態）も、ブレーキの性能に関し重要である。現在のキャリパーブラケットには少々のクリアランスがあり、きれいにせん断されたエッジ部を有することで、チャネル内への滑り込み、金属製品の損耗の防止、パッド製品の偏摩耗、ブレーキ引きずり、及びブレーキ・バインディング（brake binding）を改善することが重要である。
【００２８】
スタンピングプロセスを制御する（クリアランスを最小にし、特殊な鋭さ及び工具速度を使用する）ことにより、角部のロールオーバーが最小化する一方で、シェービングされたエッジ部を最大化することができる。同時に、取り除いた材料にバリは形成されない（ファインブランキングとは異なっている）。対比を図１（Ａ）乃至（Ｃ）に示す。図１（Ａ）は従来のスタンピングによるブレーキ受け板の一部を示す。広いロールオーバー領域Ａと広い破壊Ｃがある。平坦な対向キャリパー対向面１１０の一部は縮小し、きれいなせん断の側部も縮小している（ブレーキ受け板の厚みの約３０％がきれいなせん断）。これは、より大きいガタガタ音を生じさせ、及び／又はキャリパーブラケット内への適合及び円滑な挿入を阻害する。図１（Ｂ）はファインブランキングによるブレーキ受け板の一部を示す。ロールオーバー領域Ｂは従来のスタンピングによるブレーキ受け板よりも小さく、シェービングされたエッジ部も最大化されているが（ブレーキ受け板の厚みの約８０％がきれいなせん断）、除去した材料が下面である摩擦対向面１２０に好ましくないバリＤを形成し、これは派生的な（研削または切削）作業で取り除く必要がある。一方、本発明のハイブリッドスタンピング方法は、図１（Ｃ）に示すブレーキ受け板を形成ずる。ロールオーバー領域２１０は非常に小さく、シェービング領域２６０はエッジ部の厚さの７５％かそれ以上であり、破砕／破壊領域２７０は非常に小さい。これは、余分なバリ除去作業の必要を回避するので、容認できる。差込図に示すように、平坦面である対向キャリパー対向面１１０の最大領域が平坦に保たれ、さらにエッジ部１４０の最大領域も平坦に保たれるように、ロールオーバーの幅２８０と深さ２９０の両方とも最小化されている。
【００２９】
ロールオーバーを減少させるもう一つの効果は、ブレーキ受け板１００の対向キャリパー対向面１１０を利用する能力を高めることである。対向キャリパー対向面１１０はブレーキアセンブリのピストン及び／又はキャリパーに接触する部分である。完全に平坦な［あるいは位置関係的に（dimensionally）平坦な］面領域を最大として、図５に示されたシム（shim）２２０の被覆面積をより広くすることができ（タブまたはクリップ２３０が外縁に向かってさらに外側に配置でき）、またブレーキアセンブリと最大の平坦において確実に接触させることが望まれる。図２（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、これは、高くなった突起２４０のような面の特異な部分をブレーキ受け板１００の外縁に向かってさらに外側に配置する（ここならばブレーキ受け板の接触面の連続する平坦を遮断しない）ことをも可能とする。ロールオーバー２１０を減少させることで、このような特異な部分をブレーキ受け板のエッジ部のごく近くに配置することができる。従来のスタンピングによるブレーキ受け板［図２（Ａ）に示す］及びファインブランキングによるブレーキ受け板［図２（Ｂ）に示す］と比較すると、ロールオーバー２５０の始点はエッジ部により近い。
【００３０】
平面度も、ブレーキキャリパー３４０（図５）内の複数の面とパッド３５０とを正確に一致させるために重要である。これは、確実にブレーキ負荷を均等に分布させてブレーキ引きずりを防止する。もしもブレーキ受け板が平坦でなければ、負荷の下でパッドが振動するような滑らかでないブレーキングになりかねない。パッドも、ロータ及び結果として不均等な部品摩耗との不均等な接触に導かれ、キャリパー中の機械加工された面上でピボット運動をする。ブレーキ受け板の平面度を制御すれば、ロールオーバーの最小化（及び「遅れ（late start）」ロールオーバーの提供）が、ブレーキ受け板における乱れのない平坦な領域を最大にすることができる。ブレーキ受け板全ての平面度も、スタンピングプロセス（スタンピング／ブランキング段階における平面化により、あるいは分離段階の際のいずれか）において調整されうる。
【００３１】
ファインブランキング設備及びプロセスを使用しないことにより、他の効果利益−特に、材料消費、設備及び工具のコスト、製造休止時間及び維持コスト−を得られる。Ｖリング（またはスティンガー）クリアランスの必要がないので、より多くの材料をブレーキ受け板に使用でき（スクラップが少なくなる）、相互により近接して連続させることができる。ブレーキ受け板に完璧に入れ子に形成できれば（すなわちブレーキ受け板の外形の上面１７０と下面１９０とが補間の関係にあるので、金属材料をスタンピングする際に、１枚の受け板の下面１７０と次の１枚の上面１９０との間にできる間隔を小さくすることができ、無駄になる材料を少なくできる。最高でブレーキ受け板ごとの材料の厚みの３．７５倍の材料消費の節約が得られる。なおこの３．７５倍は、従来のパリや凹凸のない滑らかなエッジになるように切断するファインブランキングためのクリアランス量を表すものであり、この量を材料の厚みで表したものである。
【００３２】
上述の説明は、単に発明のひとつの好適な例を図説するものである。本発明は、上述の例に限定されない。すなわち、ここに述べた発明の教示を利用し実行することにより、改良及び変造を行うことができ、あるいは行おうとすることができることを当業者ならば認識し、理解できるだろう。請求の範囲は、例において明記された好適な実施態様により限定されるべきではなく、しかし全体としての説明に一致する最も広く意図された解釈が与えられるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明によれば、ロールオーバー領域は非常に小さく、シェービング領域はエッジ部の厚さの７５％かそれ以上であり、破砕／破壊領域は非常に小さい。その結果、余分なバリ除去作業の必要を回避することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１００  ブレーキ受け板
１１０  対向キャリパー対向面
１２０  摩擦対向面
１３０  一体成形孔
１４０  エッジ部
１６０  接合端部
１７０  上方エッジ部
１９０  下方エッジ部
２００  摩擦材料
２１０  ロールオーバー領域
２３０  クリップ
２４０  突起
２６０  シェービング領域
２７０  破壊領域
３００  キャリパーブラケット
３１０  チャネル
３２０  ロータアセンブリ
３３０  ピストン
３４０  ブレーキキャリパー
３５０  ブレーキパッド
４１０  パンチ
４２０  ダイ
４３０  クリアランス
【図１】
2014152931.tif 000003
【図２】
2014152931.tif 000004
【図３】
2014152931.tif 000005
【図４】
2014152931.tif 000006
【図５】
2014152931.tif 000007
【図６】
2014152931.tif 000008
【図７】
2014152931.tif 000009