(57)【要約】摩擦面１０１を有するパッド１００ａと、摩擦面１０１に対して摺動する摩擦面２０１を有するディスク２００ａとを備えた制動装置において、摩擦面１０１は、弾性的に支持された硬質粒子１０２を含み、摩擦面２０１は、摩擦面１０１に対する摩擦面２０１の摺動方向に沿って配置された複数の凸部２０２を含み、摩擦面１０１に対して摩擦面２０１が摺動するときに、硬質粒子１０２は、摩擦面２０１の垂直方向に変位しつつ凸部２０２それぞれに連続的に当接する。このため、耐磨耗性を向上させることができる。また、硬質粒子１０２の頂点近傍及び凸部２０２の頂点近傍のみが互いに当接するため、硬質粒子１０２は摩擦面２０１の凹凸に追従せず、硬質粒子１０２と凸部２０２とは点接触を繰返す。その結果、硬質粒子１０２と凸部２０２との間の距離が安定し、凝着摩擦力が安定するため、安定した摩擦力を得ることができる。
2010146650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の摩擦面を有する第１の摩擦材と、
前記第１の摩擦面に対して移動する第２の摩擦面を有する第２の摩擦材と、
を備え、
前記第１の摩擦面は、前記第２の摩擦面の垂直方向に対して弾性的に支持された第１の凸部を含み、
前記第２の摩擦面は、前記第１の摩擦面に対する前記第２の摩擦面の移動方向に沿って配置された複数の第２の凸部を含み、
前記第１の摩擦面に対して前記第２の摩擦面が移動するときに、前記第１の凸部は、前記第２の凸部それぞれに連続的に当接し、前記第１の凸部の頂点近傍及び前記第２の凸部の頂点近傍のみが互いに当接する、制動装置。
【請求項２】
前記頂点近傍とは、頂点の高さの３％以内の範囲である、請求項１に記載の制動装置。
【請求項３】
前記第１の凸部及び前記第２の凸部の少なくともいずれかの周囲を覆い、前記第１の凸部及び前記第２の凸部よりも柔らかい軟質部材をさらに備え、
前記軟質部材は、前記第１の凸部の頂点近傍及び前記第２の凸部の頂点近傍のみを露出させる、請求項１又は２に記載の制動装置。
【請求項４】
複数の前記第１の凸部及び複数の前記第２の凸部の少なくともいずれかが、同じ大きさの球状及び半球状のいずれかの形状をなし、前記第１の摩擦面及び前記第２の摩擦面のいずれかにおいて、六方格子状及び正方格子状のいずれかの配列により、互いに密接して配置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の制動装置。
【請求項５】
複数の前記第１の凸部及び複数の前記第２の凸部の少なくともいずれかが、線材を編み込んで作られた網状部材を、前記第１の摩擦面及び前記第２の摩擦面のいずれかに配置されてなる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の制動装置。
【請求項６】
複数の前記第１の凸部及び複数の前記第２の凸部の少なくともいずれかが、複数の前記網状部材を、前記第１の摩擦面及び前記第２の摩擦面のいずれかに積層して配置されてなる、請求項５に記載の制動装置。
【請求項７】
線材を編み込んで作られた網状部材を摩擦面に配置する摩擦材の製造方法。
【請求項８】
複数の前記網状部材を前記摩擦面に積層して配置する請求項７に記載の摩擦材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は制動装置及び摩擦材の製造方法に関し、特に、摩擦面を有する一対の摩擦材を備えた制動装置及び当該制動装置に用いられる摩擦材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動車用ブレーキのパッド及びロータ（ディスク）からなる制動装置は、相対的に硬いものと柔らかいものとの組合せである。そのため、従来の制動装置は、ブレーキの効きが悪いか、どちらかが摩耗し易いという問題がある。例えば、柔らかい樹脂系成分からなるノンスチールパッドと、より硬い鋳鉄ロータとを組み合わせて、凝着摩擦により摩擦力を発生させる制動装置では、ブレーキの効きが悪いという問題がある。また、硬いスチール繊維からなるロースチールパッドと、より柔らかい鋳鉄ロータとを組み合わせて、アブレーシブ摩擦により摩擦力を発生させる制動装置では、ロータの摩耗が多いという問題がある。【０００３】
そこで、例えば、特許文献１には、耐磨耗性を向上させるために、複合炭素繊維であるＣ／Ｃコンポジットの母材の表面に、少なくとも炭化珪素と金属珪素とからなり、耐磨耗性に優れる複合材部を所定の割合で配置させて形成することにより製造されたブレーキ用パッド、ブレーキ用ディスク及び同パッドからなるブレーキが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２５７１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようにパッドとディスクとの両方に硬質材を配置した制動装置では、パッドとディスクとの両方共に摩耗が非常に少ない利点がある。しかしながら、上記のようにパッドとディスクとの両方に硬質材を配置した制動装置では、パッドとディスクとの摩擦力（摩擦係数）は必ずしも高くされておらず、摩擦力の安定性も低い。【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、耐磨耗性を犠牲にすることなく、高い摩擦力を得ることができる制動装置及び摩擦材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、第１の摩擦面を有する第１の摩擦材と、第１の摩擦面に対して移動する第２の摩擦面を有する第２の摩擦材とを備え、第１の摩擦面は、第２の摩擦面の垂直方向に対して弾性的に支持された第１の凸部を含み、第２の摩擦面は、第１の摩擦面に対する第２の摩擦面の移動方向に沿って配置された複数の第２の凸部を含み、第１の摩擦面に対して第２の摩擦面が移動するときに、第１の凸部は、第２の凸部それぞれに連続的に当接し、第１の凸部の頂点近傍及び第２の凸部の頂点近傍のみが互いに当接する制動装置である。【０００８】
この構成によれば、第１の摩擦面を有する第１の摩擦材と、第１の摩擦面に対して移動する第２の摩擦面を有する第２の摩擦材とを備えた制動装置において、第１の摩擦面は、第２の摩擦面の垂直方向に対して弾性的に支持された第１の凸部を含み、第２の摩擦面は、第１の摩擦面に対する第２の摩擦面の移動方向に沿って配置された複数の第２の凸部を含み、第１の摩擦面に対して第２の摩擦面が移動するときに、第１の凸部は、第２の摩擦面の垂直方向に変位しつつ第２の凸部それぞれに連続的に当接するため、アブレーシブ摩擦を主とする制動装置と比較して耐磨耗性を向上させることができる。【０００９】
また、第１の凸部の頂点近傍及び第２の凸部の頂点近傍のみが互いに当接するため、第１の凸部は、第２の摩擦面の凹凸に追従せず、第１の凸部と第２の凸部とは点接触（凝着摩擦）を繰返す。その結果、第１の凸部と第２の凸部との間の距離が安定し、第１の摩擦面と第２の摩擦面との凝着摩擦力が安定するため、安定した摩擦力を得ることができる。【００１０】
さらに、第１の凸部の振動が少なく、大きな減衰係数を有するように弾性的に支持されているため、熱交換効率が高まり、より高い摩擦力を得ることができる。【００１１】
なお、本発明における頂点近傍とは、頂点の高さの３％以内の範囲である。【００１２】
この構成によれば、第１の凸部の頂点及び第２の凸部の頂点のみが当接した場合と実質的に同様の作用効果を奏するため、第１の凸部と第２の凸部との間の距離が安定し、第１の摩擦面と第２の摩擦面との凝着摩擦力が安定するため、安定した摩擦力を得ることができる。また、第１の凸部の振動が少なく、大きな減衰係数を有するように弾性的に支持されてことになるため、熱交換効率が高まり、より高い摩擦力を得ることができる。【００１３】
この場合、第１の凸部及び第２の凸部の少なくともいずれかの周囲を覆い、第１の凸部及び第２の凸部よりも柔らかい軟質部材をさらに備え、軟質部材は、第１の凸部の頂点近傍及び第２の凸部の頂点近傍のみを露出させることが好適である。【００１４】
この構成によれば、第１の凸部及び第２の凸部の少なくともいずれかの周囲を覆い、第１の凸部及び第２の凸部よりも柔らかい軟質部材をさらに備え、軟質部材は、第１の凸部の頂点近傍及び第２の凸部の頂点近傍のみを露出させるため、移動の速度が遅い場合でも、第１の凸部は、第２の摩擦面の凹凸に追従せず、より安定した摩擦力を得られる。また、移動の速度が遅い場合であっても、第１の凸部は、第２の摩擦面の凹凸に追従しないため、第１の凸部の振動やノイズを防止できる。【００１５】
また、複数の第１の凸部及び複数の第２の凸部の少なくともいずれかが、同じ大きさの球状及び半球状のいずれかの形状をなし、第１の摩擦面及び第２の摩擦面のいずれかにおいて、六方格子状及び正方格子状のいずれかの配列により、互いに密接して配置されていることが好適である。【００１６】
この構成によれば、複数の第１の凸部及び複数の第２の凸部の少なくともいずれかが、同じ大きさの球状及び半球状のいずれかの形状をなし、第１の摩擦面及び第２の摩擦面のいずれかにおいて、六方格子状及び正方格子状のいずれかの配列により、互いに密接して配置されているため、製造し易い。また、単位面積あたりの凸部の密度が大きくなることにより、単位時間内に凸部同士が接触する回数が増え、大きい摩擦力を得ることができる。【００１７】
また、複数の第１の凸部及び複数の第２の凸部の少なくともいずれかが、線材を編み込んで作られた網状部材を、第１の摩擦面及び第２の摩擦面のいずれかに配置されてなることが好適である。【００１８】
この構成によれば、複数の第１の凸部及び複数の第２の凸部の少なくともいずれかが、線材を編み込んで作られた網状部材を、第１の摩擦面及び第２の摩擦面のいずれかに配置されてなるため、容易に製造することができ、製造コストも低くできる。【００１９】
この場合、複数の第１の凸部及び複数の第２の凸部の少なくともいずれかが、複数の網状部材を、第１の摩擦面及び第２の摩擦面のいずれかに積層して配置されてなることが好適である。【００２０】
この構成によれば、複数の第１の凸部及び複数の第２の凸部の少なくともいずれかが、複数の網状部材を、第１の摩擦面及び第２の摩擦面のいずれかに積層して配置されてなるため、摩擦面が摩耗したとしても次の層の網状部材が凸部として露出することになり、耐久性を向上させることができる。【００２１】
また、本発明は、線材を編み込んで作られた網状部材を摩擦面に配置する摩擦材の製造方法である。【００２２】
この構成によれば、線材を編み込んで作られた網状部材を摩擦面に配置することで摩擦面を形成するため、摩擦材を容易に低コストで製造することが可能となる。【００２３】
この場合、複数の網状部材を摩擦面に積層して配置することが好適である。【００２４】
この構成によれば、複数の網状部材を摩擦面に積層して配置するため、摩擦面が摩耗したとしても次の層の網状部材が露出することになり、耐久性を向上させた摩擦材を製造することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の制動装置によれば、耐磨耗性を犠牲にすることなく、より高く安定した摩擦力を得ることができ、本発明の摩擦材の製造方法によれば、耐磨耗性を犠牲にすることなく、より高く安定した摩擦力を得ることができる摩擦材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１実施形態に係るパッドとディスクとを示す斜視図である。
【図２】第１実施形態に係るパッドの摩擦面を示す平面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は、第１実施形態に係るパッドとディスクとの接触状態を示す側面図である。
【図４】従来の摩擦面を示す平面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、従来のパッドとディスクとの接触状態を示す側面図である。
【図６】パッドの減衰係数及びばね係数を表すモデルによる硬質粒子の追従性を示す図である。
【図７】減衰係数が大き過ぎてディスクの摩擦面の凹凸に追従しない場合のディスクの摩擦面に対する硬質粒子の質点の変位を示すグラフである。
【図８】減衰係数が小さい場合又はディスクの回転速度が遅い場合のディスクの摩擦面に対する硬質粒子の質点の変位を示すグラフである。
【図９】（Ａ）〜（Ｃ）は、第２実施形態に係るパッドとディスクとの接触状態を示す側面図である。
【図１０】（Ａ）〜（Ｃ）は、減衰定数が大きくディスクの回転速度が遅い場合の従来のパッドとディスクとの接触状態を示す側面図である。
【図１１】第３実施形態に係るパッドの摩擦面を示す平面図である。
【図１２】第４実施形態に係るパッドの摩擦面を示す平面図である。
【図１３】第５実施形態に係るパッドの支持構造の一例を示す側面図である。
【図１４】第６実施形態に係るパッドの支持構造の一例を示す側面図である。
【図１５】第７実施形態に係るパッドの支持構造の一例を示す側面図である。
【図１６】第８実施形態で用いる網の拡大図である。
【図１７】図１６のＢ−Ｂ線による断面図である。
【図１８】第８実施形態に係るパッドの断面図である。
【図１９】第９実施形態に係るパッドの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る制動装置を説明する。
【００２８】
本発明の第１実施形態では、本発明に係る制動装置を、自動車のディスクブレーキに適用する。図１に示すように、ディスクブレーキは、パッド１００ａが回転するディスク２００ａに押圧されることにより摩擦力を生じる。
【００２９】
図１のｙ方向から見たパッド１００ａの平面視である図２に示すように、パッド１００ａの摩擦面１０１には、複数の硬質粒子１０２が規則的に配列されている。硬質粒子１０２の直径は５〜２０μｍであり、より好ましくは８〜１５μｍである。硬質粒子１０２は、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２等のセラミックスからなる。
【００３０】
図１のｚ方向から見たパッド１００ａ及びディスク２００ａの側面視である図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、ディスク２００ａの摩擦面２０１にも、パッド１００ａに対してディスク２００ａが摺動する方向に沿って、複数の凸部２０２が複数列に配列されている。硬質粒子１０２と凸部２０２とは、互いに同様の大きさを有する。パッド１００ａに対してディスク２００ａが摺動するときは、硬質粒子１０２と凸部２０２とは、その中央部同士が互いに当接し合うように配置されている。
【００３１】
パッド１００ａの硬質粒子１０２及びディスク２００ａの凸部２０２は、制動時に摩耗しない硬度を有するか、モース硬度が９以上であることが好ましい。また、パッド１００ａの硬質粒子１０２及びディスク２００ａの凸部２０２は同種の材質からなるか、モース硬度が同じ材質からなることが好ましい。
【００３２】
硬質粒子１０２は、有機化合物（ゴム又は樹脂等の樹脂系の有機成分を５０％以上含む混合材）等の弾性支持体により、パッド１００ａに所定のばね定数と減衰定数とを有するように弾性的に支持されている。そのため、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、パッド１００ａに対してディスク２００ａが摺動するときは、硬質粒子１０２は、凸部２０２それぞれに連続的に当接する。また、このとき、硬質粒子１０２の頂点近傍であって硬質粒子１０２の摩擦面１０１からの頂点の高さの２〜３％以内の範囲、及び凸部２０２の頂点近傍であって凸部２０２の頂点の高さの２〜３％以内の範囲のみが互いに当接する。
【００３３】
以下、本実施形態の制動装置の作用効果について説明する。一般的に、硬度に差が少ない硬質部材同士の乾燥摩擦現象は、凝着摩擦と減衰による熱変換との２種類の影響が大きい。なお、上述のアブレーシブ摩擦は、一方の硬い摩擦材がもう一方のより柔らかい摩擦材を削る原理であり、硬度差が少ない硬質部材同士の乾燥摩擦現象における影響は少ない。
【００３４】
減衰による熱変換の原理は、弾性的に支持された硬質粒子１０２が凸部２０２によって変位するため、硬質粒子１０２を所定の減衰定数を有するように支持すれば、それによりディスク２００ａの運動エネルギーを熱変換し減速できるというものである。
【００３５】
ここで、図４に示すような従来型のパッド１０ａについては、摩擦面１０１に硬質粒子１０２が、硬質粒子１０２同士の間隔や、ばね定数及び減衰定数を考慮されずに弾性的に支持されている。特に減衰定数が小さい場合、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、パッド１０ａに対してディスク２０ａが摺動するときは、硬質粒子１０２が摩擦面２０１の垂直方向ｙに振動する。パッド１０ａのディスク２０ａへの押し付け荷重が不安定となる。硬質粒子１０２と凸部２０２との距離が不安定となる。そのため、凝着摩擦力が不安定となる。また、熱交換効率も悪くなる。
【００３６】
そこで、本実施形態では、摩擦面１０１により規則的により緻密に硬質粒子１０２を配置する。また、硬質粒子１０２が凸部２０２に追従できない程度以上の減衰定数を有するように、摩擦面１０１は硬質粒子１０２を弾性的に支持する。
【００３７】
以下、硬質粒子１０２の凸部２０２への追従性について考察する。図６に示すように、振幅Ａ、正弦波状の凸部２０２に硬質粒子１０２が当接して変位すると仮定する。質量ｍを有する硬質粒子１０２は、ばね定数Ｋ及び減衰定数Ｃを有する弾性部材により、凸部２０２に押し付け力Ｗで押し付けられるように支持されていると仮定する。凸部２０２の表面が水平面となす角度をθとする。
【００３８】
図６に示すような硬質粒子１０２の各状態において、ディスク２００ａがパッド１００ａに対して摺動する速度Ｖが一定であるとすると、下式（１）が成立する。
【数１】
2010146650.tif 000003
【００３９】
（１）追従
硬質粒子１０２が凸部２０２に追従しているときは、下式（２）にしたがって硬質粒子１０２のｙ方向の変位が決まるとすると、追従の条件は、下式（３）となる。
【数２】
2010146650.tif 000004
【数３】
2010146650.tif 000005
【００４０】
したがって、上述した下式（４）（５）が成り立つ。
【数４】
2010146650.tif 000006
【００４１】
また、式（５）より、下式（６）が成立する。
【数５】
2010146650.tif 000007
【００４２】
（２）非追従
非追従の条件は、下式（７）である。
【数６】
2010146650.tif 000008
【００４３】
したがって、下式（８）が成立する。
【数７】
2010146650.tif 000009
【００４４】
（３）非追従で（ばね力＋Ｗ）と減衰力とが釣り合う
非追従で（ばね力＋Ｗ）と減衰力とが釣り合う条件は、下式（９）である。
【数８】
2010146650.tif 000010
【００４５】
したがって、下式（１０）が成立する。
【数９】
2010146650.tif 000011
【００４６】
（４）着地条件（その後は（１）追従となる）
硬質粒子１０２が凸部２０２の底部に着地する条件は、下式（１１）である。
【数１０】
2010146650.tif 000012
【００４７】
本発明者らは、以上のモデルで数値計算を実施した。硬質粒子１０２の質点質量を４．１×１０−１２ｋｇ、比重を硬質粒子１０２の直径が１０μｍと仮定して、７．８５ｇ／ｃｍ３と仮定する。比重７．８５ｇ／ｃｍ３は、鉄の比重に相当する。ディスク２００ａの摩擦面２０１の摺動する速度Ｖは、５．５６ｍ／ｓと仮定する。速度Ｖ＝５．５６ｍ／ｓは、自動車の車速が４０ｋｍ／ｈである場合に相当する。荷重Ｗは、４．７×１０−４Ｎと仮定する。荷重Ｗ＝４．７×１０−４Ｎは、１ＭＰａで、密度（比）が０．１に相当する。
【００４８】
以上の条件で、ばね定数Ｋを１００Ｎ／ｍと仮定する。減衰定数Ｃを０．２Ｎ／（ｍ／ｓ）と仮定する。なお、ばね定数Ｋが１ｍｍ２につき１０００Ｎ／ｍｍのばねの１０×１０μｍ分であると仮にすると、ばね定数Ｋは１００Ｎ／ｍとなる。減衰定数Ｃ＝０．２Ｎ／（ｍ／ｓ）は、弾性体がゴムの場合は、減衰定数Ｃがばね定数Ｋの０．２〜０．３％程度となるため、ゴムブッシュの特性から引用したものである。この場合、図７に示すように、減衰定数Ｃが大きいため、硬質粒子１０２が凸部２０２に追従しないようになる。
【００４９】
一方、減衰定数Ｃをより小さい０．０００５Ｎ／（ｍ／ｓ）と仮定する。この場合、図８に示すように、減衰定数Ｃが小さいため、硬質粒子１０２が凸部２０２に完全に追従はしないが、接触点の軌跡が振動する。なお、減衰定数Ｃが同じであっても、自動車の車速が遅く、ディスク２００ａの回転速度が低く、速度Ｖが低速である場合も、図８に示すように硬質粒子１０２が振動する。
【００５０】
本実施形態では、摩擦面１０１を有するパッド１００ａと、摩擦面１０１に対して摺動する摩擦面２０１を有するディスク２００ａとを備えた制動装置において、摩擦面１０１は、摩擦面２０１の垂直方向に対して弾性的に支持された硬質粒子１０２を含み、摩擦面２０１は、摩擦面１０１に対する摩擦面２０１の摺動方向に沿って配置された複数の凸部２０２を含み、摩擦面１０１に対して摩擦面２０１が摺動するときに、硬質粒子１０２は、摩擦面２０１の垂直方向に変位しつつ凸部２０２それぞれに連続的に当接するため、アブレーシブ摩擦を主とする制動装置と比較して耐磨耗性を向上させることができる。
【００５１】
また、硬質粒子１０２の頂点近傍であって硬質粒子１０２の頂点の高さの２〜３％以内の範囲、及び凸部２０２の頂点近傍であって凸部２０２の頂点の高さの２〜３％以内の範囲のみが互いに当接するため、硬質粒子１０２は、摩擦面２０１の凹凸に追従せず、硬質粒子１０２と凸部２０２とは点接触（凝着摩擦）を繰返す。その結果、硬質粒子１０２と凸部２０２との間の距離が安定し、摩擦面１０１と摩擦面２０１との凝着摩擦力が安定するため、安定した摩擦力を得ることができる。
【００５２】
さらに、硬質粒子１０２の振動が少なく、大きな減衰係数を有するように弾性的に支持されているため、熱交換効率が高まり、より高い摩擦力を得ることができる。
【００５３】
以下、本発明の第２実施形態について説明する。図９（Ａ）に示すように、本実施形態の制動装置においては、パッド１００ｂの硬質粒子１０２それぞれの間が、硬質粒子１０２よりも柔らかい別部材、例えば樹脂１０３で埋められている。硬質粒子１０２の頂点近傍であって硬質粒子１０２の摩擦面１０１からの頂点の高さの２〜３％以内の範囲のみが、樹脂１０３から露出している。
【００５４】
この場合、硬質粒子１０２それぞれの間が別部材で埋められておらず、ディスク２００ｂの凸部２０２それぞれの間が、凸部２０２よりも柔らかい別部材、例えば樹脂で埋められていても良い。この場合、凸部２０２の頂点近傍であって凸部２０２の摩擦面２０１からの頂点の高さの２〜３％以内の範囲のみが、樹脂等の別部材から露出しているものとできる。
【００５５】
あるいは、硬質粒子１０２それぞれの間及び凸部２０２それぞれの間が、硬質粒子１０２及び凸部２０２よりも柔らかい別部材、例えば樹脂で埋められていても良い。この場合、硬質粒子１０２の頂点近傍であって硬質粒子１０２の摩擦面１０１からの頂点の高さの３％以内の範囲及び凸部２０２の頂点近傍であって凸部２０２の摩擦面２０１からの頂点の高さの２〜３％以内の範囲のみが、樹脂等の別部材から露出しているものとできる。
【００５６】
以下、本実施形態の制動装置の作用効果について説明する。図１０（Ａ）に、パッド１０ｂの摩擦面１０１に硬質粒子１０２が弾性的に支持され、ディスク２０ｂの摩擦面２０１に凸部２０２に設けられた制動装置が示される。硬質粒子１０２が大きな減衰定数を有するように支持されていても、図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、自動車の車速が遅く、ディスク２０ｂの回転速度が低く、摩擦面１０１に対する摩擦面２０１の摺動速度が遅い場合、硬質粒子１０２が凸部２０２の形状に追従して変位する恐れがある。
【００５７】
上記のような現象は、自動車が微低速で走行している場合に限定される。そのため、ドライバーが感じるブレーキの効きには、ほとんど影響がない。しかし、硬質粒子１０２が凸部２０２を乗り越える振動が、ノイズや振動として自動車の乗員に不快感を与える恐れがある。
【００５８】
一方、本実施形態では、パッド１００ｂの硬質粒子１０２それぞれの間が、硬質粒子１０２よりも柔らかい樹脂１０３で埋められている。そのため、本実施形態の制動装置は、自動車が微低速より速い車速で走行しているときは、上記第１実施形態と同様の安定した制動力を発揮する。また、本実施形態の制動装置は、自動車が微低速で走行しているときは、樹脂１０３を凸部２０２が追従することにより、硬質粒子１０２が凸部２０２を乗り越える振動が発生せず、ノイズや振動として自動車の乗員に不快感を与えることを防止できる。
【００５９】
以下、本発明の第３及び第４実施形態について説明する。図１１に示す第３実施形態のパッド１００ｃでは、摩擦面１０１に同じ大きさの球状又は半球状の硬質粒子１０２が六方格子状の配列により互いに密接して配置されている。また、図１２に示す第４実施形態のパッド１００ｄでは、摩擦面１０１に同じ大きさの球状又は半球状の硬質粒子１０２が正方格子状の配列により互いに密接して配置されている。なお、ディスクの摩擦面２０１の側にパッド１００ｃ，１００ｄと同様に硬質粒子１０２を配置しても良い。
【００６０】
上記第３及び第４実施形態の制動装置では、硬質粒子１０２が、同じ大きさの球状又は半球状をなし、摩擦面１０１において、六方格子状又は正方格子状の配列により、互いに密接して配置されている。そのため、パッド１００ｃ，１００ｄは製造し易い。また、パッド１００ｃ，１００ｄは、単位面積あたりの硬質粒子１０２の密度が大きくなることにより、単位時間内に硬質粒子１０２と凸部２０２が接触する回数が増え、大きい摩擦力を得ることができる。
【００６１】
以下、本発明の第５〜第７実施形態について説明する。本発明の制動装置は、硬質粒子１０２がパッド１００ａの弾性支持部を利用して、所定のばね定数や減衰定数を有している形態に限定されない。例えば、図１３に示す第５実施形態に係るパッド支持構造３００ａは、パッド１００ａの裏金３０２と、パッド１００ａの硬質粒子１０２を支持する樹脂との間に、所望のばね定数及び減衰定数を有する緩衝材３０１を有する。これにより、硬質粒子１０２を脱落しないように保持するには不適当な材質であっても、緩衝材３０１としては使用できる可能性が有り、設計の自由度が拡がる。
【００６２】
また、図１４に示す第６実施形態に係るパッド支持構造３００ｂは、ピストン３０３と裏金３０２を有するパッド１００ａとの間に緩衝材３０１を有している。また、図１５に示す第７実施形態に係るパッド支持構造３００ｃは、裏金３０２を有するパッド１００ａが、シリンダー３０４にブレーキフルード３０５により加圧される第１ピストン３０６と油３０７により加圧される第２ピストン３０８とによって、所望のばね定数及び減衰定数を有するように弾性的に支持されている。上記第６及び第７実施形態のパッド支持構造３００ｂ，３００ｃでは、パッド１００ａを所望のばね定数及び減衰定数を有するように弾性的に支持することが容易となり、設計の自由度が拡がる。
【００６３】
以下、本発明の第８実施形態について説明する。本実施形態では、パッド又はディスクの凹凸が、線材を編み込んで作られた網状部材が摩擦面１０１，２０１に配置されることにより形成されている。本実施形態のパッド又はディスクを製造するためには、まず、所望のパターンで凸部が出現するように、図１６に示すように、アルミ繊維（ワイヤー）からなる縦繊維４０１及び横繊維４０２を編んで網状部材４００を製造する。次に、網状部材４００を酸化させて、表面をＡｌ２Ｏ３とする。これにより、網状部材４００の硬度が増大する。なお、網状部材４００は、アルミ繊維に替えてカーボン繊維により製造しても良い。
【００６４】
図１６のＢ−Ｂ線による断面視である図１７に示すように、網状部材４００の網目で突出した部分が凸部となる。図１８に示すように、網状部材４００を樹脂等で固めることにより、本実施形態のパッド１００ｅあるいはブレーキシューを製造することができる。また、網状部材４００をセラミックスにより固めることにより耐久性を高めることができる。あるいは、網状部材を鋳鉄型に貼り付けた後に、湯鉄で固めることにより、ディスクやドラムを製造することができる。
【００６５】
本実施形態によれば、パッドやディスクの凸部が、縦繊維４０１及び横繊維４０２を編み込んで作られた網状部材４００を、摩擦面１０１，２０１に配置されてなるため、容易に製造することができ、製造コストも低くできる。
【００６６】
また、図１９に示す第９実施形態のパッド１００ｆに示すように、複数の網状部材４００を摩擦面１０１に積層して配置されていても良い。これにより、摩擦面１０１が摩耗したとしても次の層の網状部材４００が凸部として露出することになり、耐久性を向上させることができる。
【００６７】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態においては、本発明の制動装置をディスクブレーキに適用する例について中心に説明したが、本発明はドラムブレーキについても適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、耐磨耗性を犠牲にすることなく、より高く安定した摩擦力を得ることができる制動装置及び摩擦材の製造方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１０ａ〜１０ｂ  パッド
２０ａ〜２０ｂ  ディスク
１００ａ〜１００ｆ  パッド
１０１  摩擦面
１０２  硬質粒子
１０３  樹脂
２００ａ〜２００ｂ  ディスク
２０１  摩擦面
２０２  凸部
３００ａ〜３００ｃ  パッド支持構造
３０１  緩衝材
３０２  裏金
３０３  ピストン
３０４  シリンダー
３０５  ブレーキフルード
３０６  第１ピストン
３０７  油
３０８  第２ピストン
４００  網状部材
４０１  縦繊維
４０２  横繊維
【図１】
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【図２】
2010146650.tif 000014
【図３】
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【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2010146650.tif 000024
【図１３】
2010146650.tif 000025
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2010146650.tif 000028
【図１７】
2010146650.tif 000029
【図１８】
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【図１９】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年10月27日(2011.10.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の摩擦面を有する第１の摩擦材と、
前記第１の摩擦面に対して移動する第２の摩擦面を有する第２の摩擦材と、
を備え、
前記第１の摩擦面は、前記第２の摩擦面の垂直方向に対して弾性的に支持された第１の凸部を含み、
前記第２の摩擦面は、前記第１の摩擦面に対する前記第２の摩擦面の移動方向に沿って配置された複数の第２の凸部を含み、
前記第１の摩擦面に対して前記第２の摩擦面が移動するときに、前記第１の凸部は、前記第２の凸部それぞれに連続的に当接し、前記第１の凸部の頂点近傍及び前記第２の凸部の頂点近傍のみが互いに当接する、制動装置。
【請求項２】
前記頂点近傍とは、頂点の高さの３％以内の範囲である、請求項１に記載の制動装置。
【請求項３】
前記第１の凸部及び前記第２の凸部の少なくともいずれかの周囲を覆い、前記第１の凸部及び前記第２の凸部よりも柔らかい軟質部材をさらに備え、
前記軟質部材は、前記第１の凸部の頂点近傍及び前記第２の凸部の頂点近傍のみを露出させる、請求項１又は２に記載の制動装置。
【請求項４】
複数の前記第１の凸部及び複数の前記第２の凸部の少なくともいずれかが、同じ大きさの球状及び半球状のいずれかの形状をなし、前記第１の摩擦面及び前記第２の摩擦面のいずれかにおいて、六方格子状及び正方格子状のいずれかの配列により、互いに密接して配置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の制動装置。
【請求項５】
複数の前記第１の凸部及び複数の前記第２の凸部の少なくともいずれかが、線材を編み込んで作られた網状部材を、前記第１の摩擦面及び前記第２の摩擦面のいずれかに配置されてなる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の制動装置。
【請求項６】
複数の前記第１の凸部及び複数の前記第２の凸部の少なくともいずれかが、複数の前記網状部材を、前記第１の摩擦面及び前記第２の摩擦面のいずれかに積層して配置されてなる、請求項５に記載の制動装置。
【国際調査報告】
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2010146650.tif 000033
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