(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の貫通孔が穿設された金属製のバックプレートの一面側に、結着材としての熱硬化性樹脂等の有機物を含有する摩擦形成材から成る摩擦材が密着状態で接合されたディスクブレーキ用摩擦パッドにおいて、
該摩擦材が密着されているバックプレートの部分の全面に亘って、前記摩擦材との密着面積に対して合計開口面積が１５〜４０％となるように、内径が８〜１３ｍｍの１０個以上の貫通孔が穿設されていると共に、前記貫通孔の各々に前記摩擦形成材の一部が、前記バックプレートの他面と同一面となるように充填され、
且つ前記バックプレートの板体部分に対応する摩擦材部分の硬度［ロックウエル硬度（ＨＲＲ）］が７０〜１００であって、
前記バックプレートの貫通孔に対応する摩擦材部分の硬度［ロックウエル硬度（ＨＲＲ）］が、前記バックプレートの板体部分に対応する摩擦材部分の硬度に対して４０〜７０％であると共に、
前記バックプレートの貫通孔に対応する摩擦材部分の密度が、前記バックプレートの板体部分に対応する摩擦材部分の密度に対して５０〜８０％であることを特徴とするディスクブレーキ用摩擦パッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はディスクブレーキ用摩擦パッドに関し、更に詳細には複数個の貫通孔が穿設された金属製のバックプレートの一面側に、結着材としての熱硬化性樹脂等の有機物を含有する摩擦形成材から成る摩擦材が密着状態で接合されたディスクブレーキ用摩擦パッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用又は二輪用のディスクブレーキに使用されている摩擦パッドは、通常、図９に示す摩擦パッドが用いられている。図９に示す摩擦パッド１００は、二個の貫通孔１０２，１０２が穿設された金属製のバックプレート１０４の一面側に、結着材としての熱硬化性樹脂等の有機物を含有する摩擦形成材から成る摩擦材１０６が密着状態で接合されているものである。かかる摩擦材１０６とバックプレート１０４とは、バックプレート１０４の一面側に塗布された熱硬化性接着材（図示せず）によって接着されている。更に、図９のＸ−Ｘにおける断面図である図１０に示す様に、バックプレート１０４に穿設された貫通孔１０２，１０２に摩擦材１０６の一部が嵌入して両者を凹凸係合している。この凹凸係合は、摩擦材１０６とバックプレート１０４との接合の完全化を図っている。
尚、バックプレート１０４の摩擦材１０６が密着された部分の外側部分に穿設された貫通孔１０３．１０３・・は、摩擦パッド１００を車両に装着する際に用いられる装着用貫通孔である。
【０００３】
この様な図９及び図１０に示す摩擦パッド１００は、バックプレート１０４の熱硬化性接着材を塗布した一面側に、結着材としての熱硬化性樹脂等の有機物を含有する摩擦形成材を所定形状に成形した予備成形品を重ね合せた後、バックプレート１０４の貫通孔１０２，１０２内に、予備成形品を形成する摩擦形成材の一部を充填しつつ、バックプレート１０４と予備成形品が硬化されて形成された摩擦材とを一体化するように、バックプレート１０４と予備成形品とを加熱・加圧処理することによって得ることができる。
かかる予備成形品としては、図１１に示す様に、バックプレート１０４の貫通孔１０２，１０２に対応する部位に、突出部１０８，１０８を形成した予備成形品１１０を用いる。
更に、この予備成形品１１０とバックプレート１０４とを挟み込み、両者に加熱・加圧処理を施す上熱金型１１３と下熱金型１１４には、上熱金型１１３のバックプレート１０４と当接する面に、バックプレート１０４の貫通孔１０２，１０２内に進入し、予備成形品１１０に形成された突出部１０８，１０８を押圧する突起部１１６，１１６が形成されている。
【０００４】
図１１に示す様に、バックプレート１０４の貫通孔１０２，１０２に対応する部位に、突出部１０８，１０８を形成した予備成形品１１０とバックプレート１０４とを上熱金型１１３と下熱金型１１４との間に挟み込み、予備成形品１１０に加熱・加圧処理を施す。その際に、バックプレート１０４の貫通孔１０２，１０２内に挿入される上熱金型１１３の突起部１１６，１１６によって、予備成形品１１０に形成された突出部１０８，１０８にも加熱・加圧処理を施すことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１１に示す製造方法によれば、バックプレート１０４の貫通孔１０２，１０２に対応する予備成形品１１０の部分にも、充分に加熱・加圧処理を施すことができるため、得られた摩擦パッド１００の摩擦材１０６の硬度及び密度を可及的に均一とすることができ、摩擦パッド１００の耐久性を良好にできる。
得られた摩擦パッド１００を用いたディスクブレーキは、一般的に、図１０に示す様に、ロータ１２０を挟んで摩擦パッド１００，１００が、その摩擦面の各々がロータ面に対向するように配設されている。
この摩擦パッド１００，１００の一方は、そのバックプレート１０４がキャリパ（図示せず）に設けられたピストン１２２によってロータ１２の方向に押圧され、ロータ１２の方向に移動したとき、他方の摩擦パッド１００もロータ１２の方向に移動し、摩擦パッド１００，１００の各摩擦材１０６の間にロータ１２０を挟み込んで制動力を発揮する。
【０００６】
ところで、摩擦パッド１００の摩擦係数（μ）について、ブーレーキダイナモメータによって検討したところ、摩擦パッド１００の制動力を発揮させる操作を繰り返し、摩擦熱によって摩擦材１０６の摩擦面を６００℃を超える高温としたとき、摩擦材１０６の摩擦係数（μ）が低下する現象が発生した。この現象は次のように考えられる。
つまり、摩擦材１０６，１０６の間にロータ１２０を挟み込んで制動力を発揮させる操作を繰り返し、ロータ面と接触する摩擦材１０６，１０６の各摩擦面が摩擦熱によって６００℃を超える高温となったとき、摩擦材１０６，１０６に含有されている熱硬化性樹脂等の有機物の熱分解によって熱分解ガスが発生する。かかる熱分解ガスは、その一部が摩擦材１０６，１０６を通過して貫通孔１０２，１０２から抜け出るものの、摩擦材１０６の密度及び硬度は可及的に均一に形成されているため、大部分はロータ１２０側に抜け出ようとする。しかし、制動中は、摩擦材１０６の摩擦面はロータ面に当接している。このため、熱分解ガスは、摩擦面から抜け出にくなっており、摩擦材１０６の摩擦面とロータ面との間に蓄積し、摩擦材１０６の摩擦係数（μ）を低下させる。
【０００７】
かかる摩擦材１０６の摩擦係数（μ）の低下割合は、摩擦材１０６に配合されている結着材としての熱硬化性樹脂等の有機物の含有量を可及的に減少することによって、少なくし得るかも知れないが、摩擦材１０６とバックプレート１０４との結着を充分とすべく、結着材としての熱硬化性樹脂等の有機物を摩擦材１０６内に配合せざる得ず、制動の際の摩擦熱による有機物の熱分解によって発生する熱分解ガスをなくすことは極めて困難である。
このため、結着材としての熱硬化性樹脂等の有機物が配合された摩擦材１０６であっても、制動力を発揮させる操作を繰り返して摩擦材１０６の摩擦面を高温としても、摩擦材１０６の摩擦係数（μ）の低下を可及的に防止し得る摩擦パッドが望まれている。
【０００８】
また、密度及び硬度は可及的に均一に形成されている摩擦材１０６を用いたディスクブレーキでは、ブレーキ操作の際にブレーキ音が発生し易く、その減少も望まれている。
そこで、本発明の課題は、結着材としての熱硬化性樹脂等の有機物が充分に配合された摩擦材であっても、その制動力を発揮させる操作を繰り返して摩擦面が高温となっても、摩擦材の呈する摩擦係数（μ）の低下を可及的に少なくでき、且つブレーキ音を可及的に減少し得るディスクブレーキ用摩擦パッドを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、前記課題を解決すべく、先ず、摩擦パッド１００の摩擦材１０６の硬度及び密度を測定したところ、バックプレート１０４の貫通孔１０２，１０２に対応する摩擦材１０６の部分は、他の摩擦材１０６の部分に比較して低硬度で且つ低密度の部分（以下、低硬度・低密度部分と称することがある）となっており、制動による摩擦熱によって摩擦材１０６の低硬度・低密度部分及びその近傍で熱分解ガスが発生しても、熱分解ガスは低硬度・低密度部分を通過して貫通孔１０６，１０６から抜け出し易い構造となっていることを知った。
一方、バックプレート１０４の板体部分に対応する摩擦材１０６の部分は、バックプレート１０４の貫通孔１０２，１０２に対応する摩擦材１０６の部分よりも高密度で且つ高硬度の部分（以下、高硬度・高密度部分と称することがある）となっており、制動による摩擦熱によって摩擦材１０６の高硬度・高密度部分及びその近傍で熱分解ガスが発生したとき、バックプレート１０４の貫通孔１０２，１０２から抜け出にくい構造となっていることも併せて知った。
【００１０】
本発明者等は、この様な知見を基にして更に検討したところ、摩擦材が接合されるバックプレートの部分に多数個の貫通孔を穿設することによって、摩擦材の全体に高密度・高硬度部分と低密度・高硬度部分とを分散して形成でき、この摩擦材を具備する摩擦パッドによれば、制動力を発揮する操作を繰り返して摩擦熱によって摩擦面を高温としても、図９及び図１０に示す従来の摩擦パッド１００に比較して、摩擦材の摩擦係数（μ）の低下が少ないことを知り、本発明に到達した。
【００１１】
すなわち、本発明は、複数個の貫通孔が穿設された金属製のバックプレートの一面側に、結着材としての熱硬化性樹脂等の有機物を含有する摩擦形成材から成る摩擦材が密着状態で接合されたディスクブレーキ用摩擦パッドにおいて、該摩擦材が密着されているバックプレートの部分の全面に亘って、前記摩擦材との密着面積に対して合計開口面積が１５〜４０％となるように、内径が８〜１３ｍｍの１０個以上の貫通孔が穿設されていると共に、前記貫通孔の各々に前記摩擦形成材の一部が、前記バックプレートの他面と同一面となるように充填され、且つ前記バックプレートの板体部分に対応する摩擦材部分の硬度［ロックウエル硬度（ＨＲＲ）］が７０〜１００であって、前記バックプレートの貫通孔に対応する摩擦材部分の硬度［ロックウエル硬度（ＨＲＲ）］が、前記バックプレートの板体部分に対応する摩擦材部分の硬度に対して４０〜７０％であると共に、前記バックプレートの貫通孔に対応する摩擦材部分の密度が、前記バックプレートの板体部分に対応する摩擦材部分の密度に対して５０〜８０％であることを特徴とするディスクブレーキ用摩擦パッドにある。
【００１２】
本発明に係るディスクブレーキ用摩擦パッドによれば、制動力を発揮させる操作を繰り返して摩擦熱によって摩擦材の摩擦面を６００℃を超える高温としても、従来の摩擦パッドに比較して、摩擦材の摩擦係数（μ）を小さくできる。その理由は、以下の様に推察される。
つまり、本発明に係るディスクブレーキ用摩擦パッドでは、バックプレートに穿設された１０個以上の貫通孔に対応する摩擦材の部分は、バックプレートの板体部分に対応する摩擦材の部分に比較して低硬度で且つ低密度の低硬度・低密度部分である。
このため、この低硬度・低密度部分が摩擦材の全体に分散して形成でき、制動力を発揮させる操作を繰り返して摩擦熱によって摩擦材の摩擦面を６００℃を超える高温となって、摩擦材に含有された有機物が熱分解して熱分解ガスが発生しても、熱分解ガスは、その発生個所の直近に位置する摩擦材の低硬度・低密度部分を通過してバックプレートの貫通孔から容易に抜け出ることができる。
その結果、摩擦材の摩擦面とロータ面との間に熱分解ガス等のガス蓄積現象に因る摩擦材の摩擦係数（μ）の低下を可及的に防止できる。
また、摩擦材に低硬度・低密度部分が分散して形成されているため、ブレーキ操作等の際に、バックプレートと摩擦材との共振を防止でき、バックプレートと摩擦材との共振によって発生するブレーキ音も可及的に減少できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に係るディスクブレーキ用摩擦パッドの一例を図１に示す。図１に示すディスクブレーキ用摩擦パッド１０（以下、摩擦パッド１０と称することがある）は、２８個の貫通孔１２，１２・・が穿設された金属製のバックプレート１４（厚さ５ｍｍ）の一面側に、結着材としての熱硬化性樹脂等の有機物を含有する摩擦形成材から成る摩擦材１６が密着状態で接合されているものである。この貫通孔１２は、摩擦材１６が密着されているバックプレート１４の密着部分の全面に亘って穿設された、内径９ｍｍの円形の貫通孔であり、貫通孔１２，１２・・の合計開口面積は、摩擦材１６が密着されているバックプレート１４の部分の面積（密着面積；５０ｃｍ２）に対して約３６％である。
かかる摩擦材１６とバックプレート１４とは、バックプレート１４の一面側に塗布された熱硬化性樹脂から成る接着材（図示せず）によって接着されていると共に、図１に示すＹ−Ｙにおける断面図である図２に示す様に、バックプレート１４に穿設された貫通孔１２，１２・・の各々には、摩擦材１６の一部が嵌入されて両者を凹凸係合している。
尚、バックプレート１４の摩擦材１６が密着された部分の外側部分に穿設された貫通孔１３．１３・・は、摩擦パッド１０を車両に装着する際に用いられる装着用貫通孔である。
【００１４】
図１及び図２に示す摩擦パッド１０のＡ−Ａ面における摩擦材１６のロックウエル硬度（ＨＲＲ）を図３（ａ）に示す。同様に、図９に示す従来の摩擦パッド１００のＢ−Ｂ面における摩擦材１０６のロックウエル硬度（ＨＲＲ）を図３（ｂ）に併せて示す。
ここで、摩擦材１６，１０６は、同一組成の摩擦形成材から成り且つ同一の温度及び加圧圧力で加熱・加圧処理が施されたものである。
図３（ａ）から明らかなように、図１及び図２に示す摩擦パッド１０では、バックプレート１４の一面側に接合された摩擦材１６の一部が、貫通孔１２内にバックプレート１４の他面と同一面となるように充填されている。
これに対し、図９に示す従来の摩擦パッド１００では、貫通孔１０２内に充填された摩擦材１０６の一部が充填されているものの、貫通孔１０２内の摩擦材１０６の面はバックプレート１４の他面よりも低い。
また、図１及び図２に示す摩擦パッド１０では、バックプレート１４に穿設された貫通孔１２に対応する摩擦材１６の部分が、バックプレート１４の板体部分１４ａに対応する摩擦材１６の部分よりも低硬度である。この貫通孔１２に対応する摩擦材１６の低硬度部分は、摩擦材１６の全体に分散して形成されている。
更に、貫通孔１２に対応する摩擦材１６の低硬度部分の平均硬度は、ロックウエル硬度（ＨＲＲ）で４４であって、バックプレート１４の板体部分１４ａに対応する摩擦材１６の高硬度部分の平均硬度［ロックウエル硬度（ＨＲＲ）で８２］に対して約５４％である。
【００１５】
一方、図３（ｂ）に示す図９に示す従来の摩擦パッド１００でも、バックプレート１０４に穿設された貫通孔１０２，１０２の各々に対応する摩擦材１０６の部分は、バックプレート１０４の板体部分１０４ａに対応する摩擦材１０６の部分よりも低硬度である。
しかし、摩擦材１０６の低硬度部分は、摩擦材１０６に二箇所形成されているに過ぎず、且つ摩擦材１０６に形成された高硬度部分との硬度差は、図３（ａ）に示すものよりも小さい。つまり、図３（ｂ）に示す貫通孔１０２，１０２の各々に対応する摩擦材１０６の低硬度部分の平均硬度は、ロックウエル硬度（ＨＲＲ）が７３であって、バックプレート１０４の板体部分１０４ａに対応する摩擦材１０６の高硬度部分の平均硬度［ロックウエル硬度（ＨＲＲ）で８６］に対して約８５％にも達する。
【００１６】
また、図３に示す硬度と同様な個所の密度を測定した結果を図４に示す。図４（ａ）は、図１及び図２に示す摩擦パッド１０のＡ−Ａ面における摩擦材１６の密度であり、図４（ｂ）は、図９に示す従来の摩擦パッド１００のＢ−Ｂ面における摩擦材１０６の密度である。
図４（ａ）から明らかなように、図１及び図２に示す摩擦パッド１０では、バックプレート１４に穿設された貫通孔１２に対応する摩擦材１６の部分は、バックプレート１４の板体部分１４ａに対応する摩擦材１６の部分よりも低密度である。この貫通孔１２に対応する摩擦材１６の低密度部分は、摩擦材１６の全体に分散して形成されている。かかる摩擦材１６の低密度部分は、図３（ａ）に示す低硬度部分とも一致する。
更に、貫通孔１２に対応する摩擦材１６の低密度部分の平均密度は、１．８×１０３ｋｇ／ｍ３であり、バックプレート１４の板体部分１４ａに対応する摩擦材１６の高密度部分の平均密度（２．３×１０３ｋｇ／ｍ３）に対して約７８％である。
【００１７】
一方、図４（ｂ）に示す図９に示す従来の摩擦パッド１００でも、バックプレート１０４に穿設された貫通孔１０２，１０２の各々に対応する摩擦材１０６の部分は、バックプレート１０４の板体部分１０４ａに対応する摩擦材１０６の部分よりも低密度である。
しかし、摩擦材１０６の低密度部分は、摩擦材１０６に二箇所形成されているに過ぎず、且つ摩擦材１０６に形成された高密度部分との硬度差は、図４（ａ）に示すものよりも小さい。つまり、図４（ｂ）に示す貫通孔１０２，１０２の各々に対応する摩擦材１０６の低密度部分の平均密度は、２．０×１０３ｋｇ／ｍ３であって、バックプレート１０４の板体部分１０４ａに対応する摩擦材１０６の高密度部分の平均密度（２．３×１０３ｋｇ／ｍ３）に対して約８７％にも達する。
【００１８】
この様に、図１及び図２に示す摩擦パッド１０の摩擦材１６では、図９に示す従来の摩擦パッド１００の摩擦材１０６に比較して、硬度及び密度の異なる部分が摩擦材１６の全体に分散して形成されている。しかも、図１及び図２に示す摩擦パッド１０の摩擦材１６における硬度差及び密度差は、図９に示す従来の摩擦パッド１００の摩擦材１０６よりも大きい。
かかる図１及び図２に示す摩擦パッド１０を用いたディスクブレーキでは、図２に示す様に、ロータ２０を挟んで図１に示す摩擦パッド１０，１０が、その摩擦材１６，１６の各摩擦面がロータ面に対向するように配設されており、キャリパ（図示せず）に設けられたピストン２２による押圧によって摩擦パッド１０，１０の各摩擦材１６の間にロータ２０を挟み込んで制動力を発揮する。
【００１９】
この制動力を発揮する操作を繰り返して摩擦熱によって、摩擦材１６，１６の摩擦面が６００℃を超える温度となっても、摩擦材１６の摩擦係数（μ）は、図９及び図１０に示す摩擦材１０６に比較して大きい値とすることができる。この様に、摩擦熱によって摩擦材１６の摩擦面を高温としても、その摩擦係数（μ）の値を高く保持できる理由は、以下のように考えられる。
つまり、制動の際に、摩擦熱によって摩擦材１６，１６に含有されている熱硬化性樹脂等の有機物が熱分解して熱分解ガスが発生しても、直近に低硬度で且つ低密度の低硬度・低密度部分が存在するため、熱分解ガスは低硬度・低密度部分を通過してバックプレート１４の貫通孔１２，１２・・から抜け出ることができる。このため、熱分解ガスが摩擦材１６の摩擦面とロータ面との間に蓄積することを可及的に防止でき、摩擦材１６の摩擦面とロータ面との間に熱分解ガスが蓄積して発生する、摩擦材１６の摩擦係数（μ）の低下現象を防止できる。
更に、図１及び図２に示す摩擦パッド１０の摩擦材１６では、硬度及び密度が異なる部分が摩擦材１６の全体に分散して形成されているため、ブレーキ操作の際に、バックプレート１４及び摩擦材１６の共振が惹起され難く、ブレーキ音を可及的に小さくできる。
【００２０】
かかる図１及び図２に示す摩擦パッド１０を製造するには、図５に示す様に、２８個の貫通孔１２，１２・・が穿設された金属製のバックプレート１４（厚さ５ｍｍ、貫通孔１２，１２・・の合計開口面積がバックプレート１４の摩擦材１６の密着面積に対して約３６％）の一面側に、結着材としての熱硬化性樹脂等の有機物を含有する摩擦形成材を所定形状に成形した予備成形品３０を重ね合せた後、バックプレート１４の貫通孔１２，１２・・内に、予備成形品３０を形成する摩擦形成材の一部を充填しつつ、バックプレート１４と予備成形品３０が硬化されて形成された摩擦材１６とを一体化するように、バックプレート１４と予備成形品３０とを加熱・加圧処理することにより得ることができる。
かかる予備成形品３０としては、図５に示す様に、横断面形状が長方形のものを用いることが好ましい。
更に、この予備成形品３０とバックプレート１４とを挟み込み、両者に加熱・加圧処理を施す上熱金型３２と下熱金型３４とにおいて、バックプレート１４と当接する上熱金型３２の当接面、及び予備成形品３０と当接する下熱金型３４の当接面は、共に平坦面に形成されている。
【００２１】
図５に示す様に、バックプレート１４と横断面形状が長方形の予備成形品３０とを上熱金型３２と下熱金型３４との間に挟み込み、予備成形品３０に加熱・加圧処理を施すことによって、バックプレート１４の貫通孔１２，１２・・内に、予備成形品３０を形成する摩擦形成材を充填しつつ、予備成形品３０を加熱・加圧処理できる。
かかる加熱・加圧処理の際に、バックプレート１４の貫通孔１２，１２・・の各々に対応する予備成形品３０の部分は、図１１に示す如く、上熱金型１１３の突起部１１６，１１６で押圧されることがなく、バックプレート１４の板体部に対応する部分に比較して加圧されない。
このため、得られた摩擦パッド１０では、貫通孔１２，１２・・に対応する摩擦材部分は、バックプレート１４の板体部に対応する摩擦材部分に比較して低硬度・低密度部とすることができる。
この加熱・加圧処理の条件は、摩擦材１６の最高硬度、つまりバックプレート１４の板体部分に対応する摩擦材部分の硬度［ロックウエル硬度（ＨＲＲ）］が、７０〜１００とする条件を採用する。最高硬度が７０（ＨＲＲ）未満の場合、摩擦材１６の強度が低下し、ペタルストロークが増加し且つブレーキフィーリングが低下する傾向にある。一方、最高硬度が１００（ＨＲＲ）を超える場合、ロータ２０の表面にヒートスポットが発生し、ロータ２０に肉厚差ができてジャダーの原因やロータ２０と摩擦材１６の摩擦面との接触が低下して部分的に発熱し易い傾向にある。
【００２２】
図５に示す予備成形品３０は、従来からディスクブレーキ用摩擦パッドの摩擦材に使用されている摩擦成形材によって形成できる。
また、バックプレート１４には、摩擦材１６との密着面積に対して合計開口面積が１５〜４０％となるように、１０個以上の貫通孔１２，１２・・が穿設されていることが必要である。
更に、貫通孔１２として、内径が８〜１３ｍｍ（好ましくは８〜１１ｍｍ）の円形の貫通孔１２が穿設されたバックプレート１４を用いる。かかる円形の貫通孔１２は、プレス加工で容易に穿設できる。
ここで、貫通孔１２の個数が１０個未満のバックプレートでは、貫通孔の１孔当たりの開口面積が大きくなり過ぎ、バックプレートの強度が低下し易くなる。
また、貫通孔１２，１２・・の合計開口面積が、バックプレート１４の摩擦材１６との密着面積に対して１５％未満となると、バックプレートに穿設された貫通孔が小径となるため、加熱・加圧処理の際に、予備成形品３０を形成する摩擦形成材が貫通孔内に充填され難くなり、摩擦材とバックプレートとの接合力が接着材のみの接合力となるため、両者の接合力が低下し易い。一方、貫通孔１２，１２・・の合計開口面積が、バックプレート１４の摩擦材１６との密着面積に対して４０％を超えると、摩擦材中に形成される低硬度・低密度部分が高硬度・高密度部分に対して大きくなり、摩擦材の剪断強度が低下し易くなる。
ところで、貫通孔１２，１２・・の穿設位置は、摩擦材１６が密着されるバックプレート１４の部分であることは勿論のことであるが、貫通孔１２，１２・・を、摩擦材１６の外周縁から４〜５ｍｍほど内部側となるように穿設することが好ましい。摩擦材１６の外周縁は直接外気と接触し、摩擦材１６の外周縁近傍で発生した熱分解ガスはスムーズに放出され易く、且つ貫通孔１２に予備成形品３０の摩擦形成材が充填される程度は、摩擦材１６の外周縁近傍よりも内部側の貫通孔１２が充填され易いためである。
【００２３】
図１及び図２に示す摩擦パッド１０において、バックプレート１４に穿設された貫通孔１２，１２・・の各々に対応する摩擦材部分（低硬度・低密度部分）が、バックプレート１４の板体部分１４ａに対応する摩擦材部分（高硬度・高密度部分）の硬度に対して４０〜７０％の硬度である。低硬度・低密度部分の硬度が、高硬度・高密度部分の硬度に対して７０％を超えるときは、制動力を発揮させる操作を繰り返して摩擦熱によって摩擦材１６の摩擦面を高温度としたとき、摩擦材１６の摩擦係数（μ）の低下割合が大きくなり、ブレーキ音の防止効果が不充分となり易い。他方、低硬度・低密度部分の硬度が、高硬度・高密度部分の硬度に対して４０％未満のときは、低硬度・低密度部分又は高硬度・高密度部分の硬度を著しく低く又は高くすることを要するため、摩擦材１６の強度等の物性に悪影響を与え易くなる。
また、摩擦材１６の低硬度・低密度部分が、高硬度・高密度部分の密度に対して５０〜８０％の密度である。低硬度・低密度部分の密度が、高硬度・高密度部分の密度に対して８０％を超えるときは、熱分解ガスが低硬度・低密度部分を通過し難くなり、５０％未満のときは、低硬度・低密度部分又は高硬度・高密度部分の密度を著しく低く又は高くすることを要するため、摩擦材１６の強度等に悪影響を与え易くなる。
【００２４】
以上の説明では、摩擦材１６が密着されているバックプレート１４の密着部分の全面に亘って多数個の貫通孔１２，１２・・が左右対称となるようにバックプレート１４に穿設されているが、貫通孔１２，１２・・がバックプレート１４に均一に分散されるように、貫通孔１２，１２・・をランダムにバックプレート１４に穿設してもよい。
【００２５】
【実施例】
実施例１
先ず、結着材としてのフェノール系熱硬化性樹脂を含む樹脂１０重量％、アラミド繊維等の補強繊維３０重量％、無機充填材３０重量％、有機ダスト１０重量％、研削材５重量％、及び潤滑材１５重量％を、図５に示す様に、横断面形状が長方形の予備成形品３０に予備成形した。
また、厚さ５ｍｍの金属板に、内径８ｍｍの円形の貫通孔１２，１２・・を３２個穿設してバックプレート１４とした。貫通孔１２，１２・・の合計開口面積は、摩擦材１６が密着される部分の面積（密着面積；５２．７ｃｍ２）に対して約３０．５％である。
更に、このバックプレート１４に脱脂処理を施した後、摩擦材１６を密着する一面側に熱硬化性接着材を塗布した。
次いで、準備したバックプレート１４の熱硬化性接着材を塗布した面に、横断面形状が長方形の予備成形品３０の平坦面が接触するように、両者を重ね合せて図５に示す上熱金型３２と下熱金型３４との間に挟み込み、加熱・加圧処理を施した。この際の加圧圧力は、５．８８×１０７Ｐａであった。
【００２６】
得られた摩擦パッドは、貫通孔１２内に摩擦材１６が十分に充填されており、図１及び図２に示すものであった。この貫通孔１２に対応する摩擦材１６の部分は、バックプレート１４の板体部分１４ａに対応する摩擦材１６の部分よりも低硬度で且つ低密度である。かかる低硬度で且つ低密度の部分（低硬度・低密度部分）の平均硬度は、ロックウエル硬度（ＨＲＲ）で４４であって、バックプレート１４の板体部分１４ａに対応する摩擦材１６の部分（高硬・高密度部分の平均硬度［ロックウエル硬度（ＨＲＲ）で８２］に対して約５４％であった。
また、得られた摩擦パッド１０を形成する摩擦材１６の低硬度・低密度部分の平均密度は、１．８×１０３ｋｇ／ｍ３であり、バックプレート１４の板体部分１４ａに対応する摩擦材１６の高密度部分の平均密度（２．３×１０３ｋｇ／ｍ３）に対して約７８％であった。
【００２７】
比較例１
バックプレートとして、厚さ５ｍｍの金属板に、内径１８ｍｍの円形の貫通孔１０２を２個穿設したバックプレート１０４［貫通孔１０２，１０２の合計開口面積は、摩擦材の密着面積（５２．７ｃｍ２）に対して約８．４％］を形成した。このバックプレート１４にも、脱脂処理を施した後、摩擦材を密着する一面側に熱硬化性接着材を塗布した。
更に、予備成形品として、実施例１と同組成の摩擦形成材によって、図１１に示す予備成形品１１０を予備成形した。この予備成形品１１０は、バックプレート１０４の貫通孔１０２，１０２に対応する部位に、突出部１０８，１０８を形成したものである。
次いで、準備したバックプレート１０４の熱硬化性接着材を塗布した面に、バックプレート１０４の貫通孔１０２，１０２に対応する部位に、突出部１０８，１０８が位置するように、予備成形品３０を重ね合せて図１１に示す上熱金型１１３と下熱金型１１４との間に挟み込み、加熱・加圧処理を施した。この加熱・加圧処理の際に、上熱金型１１３に形成された突起部１１６，１１６は、バックプレート１０４の貫通孔１１２，１１２内に挿入され、貫通孔１１２，１１２内に進入した摩擦形成材を押圧した。
尚、この加熱・加圧処理の加圧圧力は、５．８８×１０７Ｐａであった。
【００２８】
得られた摩擦パッドは、図９及び図１０に示すものであり、貫通孔１０２に対応する摩擦材１０６の部分は、バックプレート１０４の板体部分１０４ａに対応する摩擦材１０６の部分よりも低硬度で且つ低密度である。
しかし、この低硬度で且つ低密度の部分（低硬度・低密度部分）の平均硬度は、ロックウエル硬度（ＨＲＲ）で７３であって、バックプレート１０４の板体部分１０４ａに対応する摩擦材１０６の部分（高硬・高密度部分の平均硬度［ロックウエル硬度（ＨＲＲ）で８６］に対して約８５％であった。
また、得られた摩擦パッドを形成する摩擦材１０６の低硬度・低密度部分の平均密度は、２．０×１０３ｋｇ／ｍ３であり、バックプレート１０４の板体部分１０４ａに対応する摩擦材１０６の高密度部分の平均密度（２．３×１０３ｋｇ／ｍ３）に対して約８７％であった。
【００２９】
実施例２
下記表１に示す様に、バックプレートに種々の口径の貫通孔を所定数穿設した後、実施例１と同様にして摩擦パッドを形成した（摩擦材の密着面積；５２．７ｃｍ２）。
次いで、この摩擦パッドのバックプレートの貫通孔内に充填された摩擦材の充填状況、貫通孔に相当する部分の摩擦材の密度及び板体部分に対応する摩擦材の密度を調査し、表１に併せて示した。
【表１】
0003546373.tif 000002
表１から明らかな様に、口径が７ｍｍ以下の貫通孔では、摩擦材が貫通孔内に未充填状態である。このため、バックプレートと摩擦材との結着力が低下する。これに対し、口径が８ｍｍ以上の貫通孔では、貫通孔内に摩擦材が充分に充填されている。
【００３０】
次いで、貫通孔内に摩擦材が充分に充填されているＮｏ．１、及びＮｏ．３〜９の摩擦パッドについて、摩擦材とバックプレートとの剪断力を測定した。この剪断力は、（株）島津製作所製のアムスラー試験機（５トン）を使用し、１０ｍｍ／分の剪断速度で測定した。その結果を表１に併せて示した。
表１から明らかな様に、貫通孔の口径が１１ｍｍ程度までは、貫通孔の口径が大きくなるほど、摩擦材とバックプレートとの剪断力は向上する。摩擦材と貫通孔との嵌合による結着と、バックプレートと摩擦材との結着材による結着とが相乗されたためである。
唯、口径が１２ｍｍ以上の貫通孔が穿設されたバックプレートを用いた摩擦パッド（Ｎｏ．８，Ｎｏ．９）では、口径が１１ｍｍの貫通孔が穿設されたバックプレートを用いた摩擦パッド（Ｎｏ．７）の剪断力よりも低下する傾向にある。
したがって、バックプレートに穿設された貫通孔内への摩擦材の充填状態及び摩擦パッドの摩擦材とバックプレートとの剪断力との関係から、口径が８〜１１ｍｍの貫通孔が穿設されたバックプレートを用いた摩擦材パッドが好ましい。
【００３１】
実施例３
実施例１及び比較例１で得られた摩擦パッドの性能を、ブレーキダイナモメータを用いて評価した。この評価は、ＪＡＳＯＣ−４０６（一般効力試験）に準拠して行い、回転しているロータのロータ面に、摩擦パッドを構成する摩擦材の摩擦面を、ロータの回転を停止し得る力で当接せしめ、摩擦材の摩擦面の摩擦係数（μ）及び温度を測定した。
先ず、摩擦パッドの効力試験を行った。この効力試験では、１００ｋｍ／ｈｒで回転しているロータのロータ面に摩擦パッドを所定の当接力で当接し、ロータの回転を停止する制動力を発揮させ、摩擦材の摩擦面の摩擦係数（μ）を測定した。かかる摩擦パッドの当接力を段階的に変更（ブレーキ減速度；０．１〜０．８Ｇ）し、各々の当接力における摩擦材の摩擦面の摩擦係数（μ）を測定した結果を図６（ａ）に示す。この図６（ａ）の縦軸は摩擦パッドの摩擦係数（μ）を示し、横軸は摩擦パッドの当接力を示す。横軸の右側ほど摩擦パッドの当接力が大きくなる。
ここで、摩擦パッドをロータに当接させて制動力を発揮させる直前の摩擦パッドの温度は、図６（ｂ）に示す様に、一定温度（８０℃）とした。
図６（ａ）に示す曲線Ａが実施例１で得られた摩擦パッドについての結果であり、曲線Ｂが比較例１で得られた摩擦パッドについての結果である。図６（ａ）から明らかな様に、実施例１で得られた摩擦パッドは、比較例１で得られた摩擦パッドに比較して、摩擦パッドの当接力が小さい場合であっても、高い摩擦係数（μ）の値を示す。このことは、実施例１の摩擦パッドでは、比較例１の摩擦パッドに比較して、低硬度・低密度部分が多く形成されているため、小さい当接力でも摩擦材の摩擦面がロータ面に倣い易いことに起因するものと考えられる。
【００３２】
次に、摩擦パッドのロータ面に対する当接力を一定（ブレーキ減速度；０．６Ｇ）とし、１３０ｋｍ／ｈｒで回転するロータのロータ面に、３５秒間隔で摩擦パッドを繰り返し当接せしめ、摩擦材の摩擦面の摩擦係数（μ）及び温度を測定した。その結果を、図７（ａ）（ｂ）に示した。図７（ａ）に示す曲線Ａは実施例１で得られた摩擦パッドの摩擦材についてのものであり、曲線Ｂは比較例１で得られた摩擦パッドの摩擦材についてのものである。この図７（ａ）の縦軸は摩擦材の摩擦係数（μ）を示し、横軸は摩擦材とロータ面との当接回数を示す。横軸の右側ほど摩擦材とロータ面との当接回数が多くなる。
また、図７（ｂ）は、摩擦材の摩擦面の温度を示し、いずれの摩擦パッドでも、摩擦材とロータ面との当接回数が多くなるほど摩擦面の温度は高くなるが、摩擦面の温度が６００℃以上では温度上昇速度が遅くなり、７００℃で略平衡状態となる。
かかる図７（ａ）（ｂ）から明らかな様に、実施例１で得られた摩擦パッドは、比較例１で得られた摩擦パッドに比較して、摩擦材とロータ面との当接回数が多くなって摩擦面の温度が６００℃を超える場合であっても、比較例１の摩擦パッドの摩擦材よりも大きい摩擦係数（μ）の値を呈する。このことは、実施例１の摩擦パッドでは、摩擦熱によって摩擦材中に含有されている有機物が熱分解されて発生した熱分解ガスが、比較例１の摩擦パッドに比較して、摩擦材の摩擦面とロータ面との間に蓄積され難いことを示している。
【００３３】
図７（ａ）（ｂ）に示す様に、摩擦材の摩擦面が７００℃の高温となり、且つその摩擦係数（μ）が低下した摩擦材の摩擦面を、５０ｋｍ／ｈｒで回転するロータのロータ面に対する当接力を一定（ブレーキ減速度；０．３Ｇ）とし、１２０秒間隔で摩擦材をロータ面に繰り返し当接せしめ、摩擦材の摩擦面の摩擦係数（μ）及び温度を測定した。その結果を、図８（ａ）（ｂ）に示した。
摩擦パッドの摩擦面の温度を示す図８（ｂ）から判るように、５０ｋｍ／ｈｒで回転するロータのロータ面に対する当接力を一定とし、摩擦パッドの摩擦材とロータ面との当接間隔が１２０秒間の場合は、いずれの摩擦パッドの摩擦材は冷却され、その冷却速度は略等しい。
また、縦軸に摩擦材の摩擦係数（μ）を示し、横軸に摩擦材の当接回数を示す図８（ａ）では、横軸の右側ほど摩擦材のロータ面に対する当接回数が多くなる。かかる図８（ａ）において、曲線Ａは実施例１で得られた摩擦パッドの摩擦材の摩擦係数（μ）ついての結果であり、曲線Ｂは比較例１で得られた摩擦パッドの摩擦材の摩擦係数（μ）についての結果である。
かかる図８（ａ）（ｂ）から判るように、いずれの摩擦材の摩擦係数（μ）も、摩擦材の摩擦面が冷却されるに従って摩擦係数（μ）が次第に大きくなる。この摩擦係数（μ）が復帰する復帰速度は、実施例１の摩擦パッドが、比較例１の摩擦パッドに比較して速く、且つ摩擦係数（μ）の値も大きい。
【００３４】
実施例４
実施例１で得られた摩擦パッドを、熱負荷の厳しいレーシングカーに実装してサーキットで実車テストを行った。その結果、高速走行において連続してブレーキ操作しても、摩擦材から発煙が認められたが、安定した制動力が得られた。また、ブレーキ操作の際のブレーキ音も小さかった。
【００３５】
比較例２
比較例１で得られた摩擦パッドを、熱負荷の厳しいレーシングカーに実装してサーキットで実車テストを行った。その結果、高速走行において連続してブレーキ操作すると、摩擦材から発煙が認められると共に、制動距離が長くなった。
また、ブレーキ操作の際のブレーキ音も、実施例１で得られた摩擦パッドのブレーキ音よりも大きかった。
【００３６】
【発明の効果】
本発明のディスクブレーキ用摩擦パッドによれば、摩擦材の制動力を発揮させる操作を繰り返しても、摩擦材の摩擦係数（μ）の低下を可及的に抑制できると共に、ブレーキ音を可及的に小さくできるため、ブレーキ操作の多い山岳道路等でも安全で且つ快適な運転を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る摩擦パッドの一例を示す正面図である。
【図２】図１に示す摩擦パッドのＹ−Ｙにおける断面図である。
【図３】図１に示すＡ−Ａにおける硬度分布を、従来の摩擦パッドとの比較で説明する説明図である。
【図４】図１に示すＡ−Ａにおける密度分布を、従来の摩擦パッドとの比較で説明する説明図である。
【図５】図１及び図２に示す摩擦パッドの製造方法を説明するための説明図である。
【図６】ブレーキダイナモメータを用いて評価した摩擦パッドの効力試験の結果を示すグラフである。
【図７】ブレーキダイナモメータを用い、所定間隔で摩擦パッドをロータ面に繰り返し当接せしめ、摩擦材の摩擦面の摩擦係数（μ）及び温度を測定した結果を示すグラフである。
【図８】ブレーキダイナモメータを用い、図７に示す摩擦材の摩擦面が高温となって摩擦係数（μ）が低下した摩擦パッドに対し、摩擦材の摩擦面のロータ面に対する当接力を一定とし、所定間隔で摩擦材をロータ面に繰り返し当接せしめ、摩擦材の摩擦面の摩擦係数（μ）及び温度を測定した結果を示すグラフである。
【図９】従来の摩擦パッドを示す正面図である。
【図１０】図９に示す摩擦パッドのＸ−Ｘにおける断面図である。
【図１１】図９及び図１０に示す従来の摩擦パッドの製造方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１０  摩擦パッド
１２  貫通孔
１４  バックプレート
１４ａ  板体部分
１６  摩擦材
２０  ロータ
２２  ピストン
【図１】
0003546373.tif 000003
【図２】
0003546373.tif 000004
【図３】
0003546373.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003546373.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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