(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設置されるディスクブレーキ装置に用いられ、車両において車軸又は車輪とともに回転するように設置されるディスクに対して押し付け可能な、ディスクブレーキパッドであって、
前記ディスクにおける摩擦制動面に対して押し付け可能なライニング部材と、前記ディスクブレーキ装置におけるブレーキシリンダ装置によって駆動されるキャリパボディに対して揺動自在に保持されることが可能であるとともに前記ライニング部材を支持するライニング支持部と、を備え、
前記ライニング支持部には、前記ライニング部材を支持する台座部と、前記台座部に対して一体に又は固定されて設けられて前記キャリパボディからの荷重を前記台座部に伝達可能な荷重伝達部と、が設けられ、
前記荷重伝達部は、前記キャリパボディに対して、揺動軸を介して揺動自在に取り付け可能であり、前記台座部に対して、前記ライニング部材が前記摩擦制動面に押し付けられる際に当該ライニング部材と当該摩擦制動面との間で生じる面圧の大きさが前記ディスクの回転中心線の位置からの当該ディスクの半径方向における距離の大きさに反比例するように当該面圧を発生させる荷重を前記台座部に作用可能な位置において、設けられ、
前記揺動軸は、前記ライニング支持部に対して、前記ライニング部材と前記摩擦制動面との間で生じる前記面圧を発生させる荷重の中心が作用する荷重中心位置を通って前記摩擦制動面に垂直な方向に対して交差するとともに前記ディスクの半径方向に垂直で且つ前記摩擦制動面に平行な方向に沿って延びるように、前記荷重伝達部において設置可能であることを特徴とする、ディスクブレーキパッド。
【請求項２】
請求項１に記載のディスクブレーキパッドであって、
前記ライニング部材は、
前記回転中心線を中心とする円周に沿って円弧状に延びるとともに前記ディスクの半径方向における外側の縁部分を規定する外周円弧部と、
前記回転中心線を中心とする円周に沿って円弧状に延びるとともに前記ディスクの半径方向における内側の縁部分を規定する内周円弧部と、
前記外周円弧部及び前記内周円弧部に対して前記回転中心線を中心とする円周方向における両側の縁部分をそれぞれ規定するとともに、前記ディスクの半径方向に沿って直線状に延びる一対の直線部と、
によって囲まれる領域に亘って広がるように設置可能であることを特徴とする、ディスクブレーキパッド。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のディスクブレーキパッドであって、
前記荷重伝達部は、前記揺動軸の各端部に対して揺動自在に取り付けられる一対の荷重伝達部から構成され、
前記揺動軸が延びる方向と前記荷重中心位置を通って前記摩擦制動面に垂直な方向とが交差する位置は、前記揺動軸が延びる方向において、前記一対の荷重伝達部の中心位置に位置していることを特徴とする、ディスクブレーキパッド。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のディスクブレーキパッドであって、
前記ライニング部材は、分割された状態で構成されるとともにそれぞれが前記ライニング支持部に対して支持される複数の分割ライニング部材を有していることを特徴とする、ディスクブレーキパッド。
【請求項５】
車両に設置されるディスクブレーキ装置に用いられ、車両において車軸又は車輪とともに回転するように設置されるディスクに対してディスクブレーキパッドを押し付け可能な、ブレーキキャリパ装置であって、
前記ディスクブレーキ装置におけるブレーキシリンダ装置が装備されて車両に対して車両ロール回転方向に回転自在となるように取り付けられるとともに、前記ブレーキシリンダ装置によって駆動されることで一対の前記ディスクブレーキパッドにより前記ディスクを挟み込んでブレーキ力を発生させるキャリパボディと、
前記キャリパボディに対して取り付けられる一対の前記ディスクブレーキパッドと、
を備え、
前記ディスクブレーキパッドは、
前記ディスクにおける摩擦制動面に対して押し付け可能なライニング部材と、前記キャリパボディに対して揺動自在に保持されることが可能であるとともに前記ライニング部材を支持するライニング支持部と、を有し、
前記ライニング支持部には、前記ライニング部材を支持する台座部と、前記台座部に対して一体に又は固定されて設けられて前記キャリパボディからの荷重を前記台座部に伝達可能な荷重伝達部と、が設けられ、
前記荷重伝達部は、前記キャリパボディに対して、揺動軸を介して揺動自在に取り付け可能であり、前記台座部に対して、前記ライニング部材が前記摩擦制動面に押し付けられる際に当該ライニング部材と当該摩擦制動面との間で生じる面圧の大きさが前記ディスクの回転中心線の位置からの当該ディスクの半径方向における距離の大きさに反比例するように当該面圧を発生させる荷重を前記台座部に作用可能な位置において、設けられ、
前記揺動軸は、前記ライニング支持部に対して、前記ライニング部材と前記摩擦制動面との間で生じる前記面圧を発生させる荷重の中心が作用する荷重中心位置を通って前記摩擦制動面に垂直な方向に対して交差するとともに前記ディスクの半径方向に垂直で且つ前記摩擦制動面に平行な方向に沿って延びるように、前記荷重伝達部において設置可能であることを特徴とする、ブレーキキャリパ装置。
【請求項６】
請求項５に記載のブレーキキャリパ装置であって、
前記ライニング部材は、
前記回転中心線を中心とする円周に沿って円弧状に延びるとともに前記ディスクの半径方向における外側の縁部分を規定する外周円弧部と、
前記回転中心線を中心とする円周に沿って円弧状に延びるとともに前記ディスクの半径方向における内側の縁部分を規定する内周円弧部と、
前記外周円弧部及び前記内周円弧部に対して前記回転中心線を中心とする円周方向における両側の縁部分をそれぞれ規定するとともに、前記ディスクの半径方向に沿って直線状に延びる一対の直線部と、
によって囲まれる領域に亘って広がるように設置可能であることを特徴とする、ブレーキキャリパ装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載のブレーキキャリパ装置であって、
前記荷重伝達部は、前記揺動軸の各端部に対して揺動自在に取り付けられる一対の荷重伝達部から構成され、
前記揺動軸が延びる方向と前記荷重中心位置を通って前記摩擦制動面に垂直な方向とが交差する位置は、前記揺動軸が延びる方向において、前記一対の荷重伝達部の中心位置に位置していることを特徴とする、ブレーキキャリパ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に設置されるディスクブレーキ装置に用いられ、車両において車軸又は車輪とともに回転するように設置されるディスクに対して押し付け可能な、ディスクブレーキパッド、及びそのディスクブレーキパッドを備えるブレーキキャリパ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に設置されるディスクブレーキ装置においては、車軸又は車輪とともに回転するように設置されるディスクに対して押し付け可能なディスクブレーキパッドが用いられている。このようなディスクブレーキパッドは、継続して使用されることで摩耗が進展し、摩耗量がある程度大きくなると、交換されることになる。
【０００３】
しかし、ディスクブレーキパッドにおいては、摩耗が不均一に進展し易く、偏摩耗が発生し易い。偏摩耗が発生すると、摩耗量が小さい部分が十分に残っている状態であっても、ディスクブレーキパッドを早期に交換することが必要となってしまう。よって、偏摩耗の発生を抑制することが可能なディスクブレーキパッドの実現が望ましい。
【０００４】
一方、特許文献１においては、ディスクにおける摩擦制動面とこの摩擦制動面に対して押し付けられるライニング部材との間で生じる面圧の均一化を図ることを指向したディスクブレーキパッドが開示されている。この特許文献１に開示されたディスクブレーキパッドは、多数のグループ部材（１）により構成されたブレーキライニングと、ライニング支持部材（１９）とが備えられている。
【０００５】
上記のディスクブレーキパッドにおいては、多数のグループ部材（１）のそれぞれは、複数のライニング部材（３）と、複数のライニング部材（３）を支持する支持プレート（７）とを備えている。そして、ライニング部材（３）のそれぞれは、皿頭ねじ（９）、球形キャップ（１１）、圧縮コイルばね（１３）、ナット（１５）を用いた複雑な支持機構によって支持プレート（７）に対して旋回可能に結合されている。また、複数の支持プレート（７）のそれぞれは、ねじ（２１）、球形キャップ（２３）、圧縮コイルばね（２５）、ナット（２７）を用いた複雑な支持機構によってライニング支持部材（１９）に対して旋回可能に結合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表平１０−５０７２５０号公報（第５頁、第９−１０頁、第１−５図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示されたディスクブレーキパッドは、ディスクの摩擦制動面とライニング部材との面圧の均一化を図ることを指向した構成によって、摩耗を低減し、熱的な過負荷による高温割れの発生の抑制を図ろうとする。しかしながら、特許文献１に開示されたディスクブレーキパッドによっては、偏摩耗の発生を抑制することができない。
【０００８】
また、特許文献１に開示されたディスクブレーキパッドは、複数のライニング部材のそれぞれを複雑な支持機構を介して支持プレートに旋回可能に結合させた多数のグループ部材が必要となる。更に、このディスクブレーキパッドでは、多数のグループ部材のそれぞれを複雑な支持機構を介してライニング支持部材に旋回可能に結合させた構造も必要となる。このため、ディスクブレーキパッドの構造の複雑化と部品点数の増大を招いてしまうことになる。よって、多数のライニング部材及び支持プレートを傾斜させるような複雑な構造ではなく、簡素な構造によって、ディスクブレーキパッドの偏摩耗の発生を抑制することができるディスクブレーキパッドの実現が望ましい。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みることにより、簡素な構造によって偏摩耗の発生を抑制することができる、ディスクブレーキパッドを提供することを目的とする。また、そのディスクブレーキパッドを備えるブレーキキャリパ装置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】
【００１０】
上記目的を達成するための第１発明に係るディスクブレーキパッドは、車両に設置されるディスクブレーキ装置に用いられ、車両において車軸又は車輪とともに回転するように設置されるディスクに対して押し付け可能な、ディスクブレーキパッドであって、前記ディスクにおける摩擦制動面に対して押し付け可能なライニング部材と、前記ディスクブレーキ装置におけるブレーキシリンダ装置によって駆動されるキャリパボディに対して揺動自在に保持されることが可能であるとともに前記ライニング部材を支持するライニング支持部と、を備え、前記ライニング支持部には、前記ライニング部材を支持する台座部と、前記台座部に対して一体に又は固定されて設けられて前記キャリパボディからの荷重を前記台座部に伝達可能な荷重伝達部と、が設けられ、前記荷重伝達部は、前記キャリパボディに対して、揺動軸を介して揺動自在に取り付け可能であり、前記台座部に対して、前記ライニング部材が前記摩擦制動面に押し付けられる際に当該ライニング部材と当該摩擦制動面との間で生じる面圧の大きさが前記ディスクの回転中心線の位置からの当該ディスクの半径方向における距離の大きさに反比例するように当該面圧を発生させる荷重を前記台座部に作用可能な位置において、設けられ、前記揺動軸は、前記ライニング支持部に対して、前記ライニング部材と前記摩擦制動面との間で生じる前記面圧を発生させる荷重の中心が作用する荷重中心位置を通って前記摩擦制動面に垂直な方向に対して交差するとともに前記ディスクの半径方向に垂直で且つ前記摩擦制動面に平行な方向に沿って延びるように、前記荷重伝達部において設置可能であることを特徴とする。
【００１１】
本願発明者は、簡素な構造によってディスクブレーキパッドにおける偏摩耗の発生を抑制可能な構成について、理論的考察を重ねるとともに繰り返し実験を行って検証を重ねた。そして、本願発明者は、そのように鋭意研究を重ねた結果、次の第１条件及び第２条件の両条件が充足されることで、簡素な構造によって偏摩耗の発生を抑制可能なディスクブレーキパッドを実現できることに想到した。
【００１２】
上記の第１条件は、ディスクブレーキパッドのライニング部材がディスクの摩擦制動面に押し付けられている制動動作中におけるディスクの摩擦制動面の温度の均一化を図ることである。ディスクの摩擦制動面の温度のばらつきが発生すると、温度が高いところのライニング部材の摩耗が促進され、偏摩耗となる。よって、第１条件が充足されると、ディスクの摩擦制動面温度の不均一によるライニング部材の偏摩耗が抑制されることになる。
【００１３】
また、第２条件は、制動動作中において、摩擦制動面に押し付けられるライニング部材の単位面積当たりの制動エネルギの均一化を図ることである。ライニング部材の摩耗量は、摩擦制動面に押し付けられるライニング部材の制動エネルギの関数で表せる。このため、上記の第２条件が充足されると、ライニング部材の単位面積当たりの制動エネルギのばらつきによる偏摩耗が抑制され、ライニング部材の摩耗量の均一化が図られることになる。
【００１４】
上記の第１条件が充足されるためには、ディスクの摩擦制動面の熱流束の値が均一化されることが必要となる。そして、ディスクは、回転する円形の平板状の部材として構成されるため、ディスクの半径方向における寸法が単位寸法のリング状要素を考えた場合、このリング状要素の面積は、その半径に比例することになる。従って、全摩擦面の熱流束が均一となるためには、リング状要素の単位時間当たりの摩擦熱は、半径に比例する必要がある。一方、この要素における摩擦熱（熱流）は、ディスクブレーキパッドの押し付け荷重とすべり速度とに比例する。また、リング状要素のすべり速度は、その半径に比例するため、この要素における摩擦熱は、荷重と半径とに比例する。以上の関係から、第１条件が充足されるためには、リング状要素におけるディスクブレーキパッドからの荷重を、ディスクの半径方向におけるいずれの位置のリング状要素であっても、その半径によらず、摩擦制動面における均一な熱流束の値に応じて定まる一定の値とする必要がある。
【００１５】
また、第２条件が充足されるためには、単位面積当たりの単位時間当たりにおけるディスクブレーキパッドの制動エネルギの値が均一化されることが必要となる。そして、前述のディスクのリング状要素に対応するライニング部材側の要素における制動エネルギが半径に比例するため、上記制動エネルギを均一化するには、ライニング部材の要素の面積を半径に比例させる必要がある。更に、リング状要素におけるディスクブレーキパッドからの荷重を、上記のように得られたライニング部材側の要素の面積にて除した値が、ライニング部材側の要素に生じた面圧となる。このため、上記の面圧は、ライニング部材側の要素の半径に反比例することになる。
【００１６】
そして、上記の構成のディスクブレーキパッドは、荷重伝達部が、台座部に対して、ライニング部材と摩擦制動面との間で生じる面圧の大きさがディスクの回転中心線の位置からのディスクの半径方向における距離の大きさに反比例するようにその面圧を発生させる荷重を台座部に作用可能な位置において、設けられている。このため、上記の構成のディスクブレーキパッドによると、前述の第１条件及び第２条件が充足されることになる。よって、上記の構成によると、ディスクブレーキパッドの偏摩耗の発生を抑制することができる。また、上記の構成によると、偏摩耗の発生を抑制できない従来技術のディスクブレーキパッドのような複雑な構造ではなく、即ち、複雑な支持機構が多数のライニング部材及び支持プレートを傾斜させるような複雑な構造ではなく、簡素な構造によって、ディスクブレーキパッドの偏摩耗の発生を抑制することができる。尚、上記の構成のディスクブレーキパッドは、使用が開始された初期使用状態においては、所定の初期摩耗状態が発生する。しかし、上記の構成のディスクブレーキによると、初期摩耗状態を経過して安定した使用状態になって以降の状態においては、偏摩耗の発生が抑制されることになる。
【００１７】
従って、上記の構成によると、簡素な構造によって偏摩耗の発生を抑制することができる、ディスクブレーキパッドを提供することができる。
加えて、揺動軸が、荷重伝達部にて、前述の第１条件及び第２条件を充足する面圧を発生させる荷重の中心が作用する荷重中心位置を通って摩擦制動面に垂直な方向に対して交差するとともにディスクの半径方向に垂直で且つ摩擦制動面に平行に延びるように設置される。このため、第１条件及び第２条件を充足させるようにキャリパボディからの荷重をディスクブレーキパッドに伝達する構成を揺動軸を所定の方向に設置する簡素な構造で容易に実現することができる。
【００１８】
第２発明に係るディスクブレーキパッドは、第１発明のディスクブレーキパッドにおいて、前記ライニング部材は、前記回転中心線を中心とする円周に沿って円弧状に延びるとともに前記ディスクの半径方向における外側の縁部分を規定する外周円弧部と、前記回転中心線を中心とする円周に沿って円弧状に延びるとともに前記ディスクの半径方向における内側の縁部分を規定する内周円弧部と、前記外周円弧部及び前記内周円弧部に対して前記回転中心線を中心とする円周方向における両側の縁部分をそれぞれ規定するとともに、前記ディスクの半径方向に沿って直線状に延びる一対の直線部と、によって囲まれる領域に亘って広がるように設置可能であることを特徴とする。
【００１９】
この構成によると、ディスクブレーキパッドがディスクブレーキ装置に用いられる際には、ライニング部材が、ディスクの回転中心線と同心状に配置される外周円弧部及び内周円弧部と、それらの両側でディスクの半径方向に沿って延びる一対の直線部と、によって囲まれる領域に亘って広がるように設置される。このため、前述の第１条件及び第２条件を充足するためのライニング部材を更に簡素な構造で実現することができる。
【００２０】
第３発明に係るディスクブレーキパッドは、第１発明又は第２発明のディスクブレーキパッドにおいて、前記荷重伝達部は、前記揺動軸の各端部に対して揺動自在に取り付けられる一対の荷重伝達部から構成され、前記揺動軸が延びる方向と前記荷重中心位置を通って前記摩擦制動面に垂直な方向とが交差する位置は、前記揺動軸が延びる方向において、前記一対の荷重伝達部の中心位置に位置していることを特徴とする。
【００２２】
第４発明に係るディスクブレーキパッドは、第１発明乃至第３発明のいずれかのディスクブレーキパッドにおいて、前記ライニング部材は、分割された状態で構成されるとともにそれぞれが前記ライニング支持部に対して支持される複数の分割ライニング部材を有していることを特徴とする。
【００２３】
この構成によると、ライニング部材が複数の分割ライニング部材を有して構成される。このため、ライニング部材の製造時には、小さく分割された分割ライニング部材を製造すればよく、ライニング部材の製造に用いる型及び製造装置の小型化を図ることができる。
【００２４】
また、他の観点の発明として、ディスクブレーキパッドを備えるブレーキキャリパ装置を構成することもできる。第５発明に係るブレーキキャリパ装置は、車両に設置されるディスクブレーキ装置に用いられ、車両において車軸又は車輪とともに回転するように設置されるディスクに対してディスクブレーキパッドを押し付け可能な、ブレーキキャリパ装置であって、前記ディスクブレーキ装置におけるブレーキシリンダ装置が装備されて車両に対して車両ロール回転方向に回転自在となるように取り付けられるとともに、前記ブレーキシリンダ装置によって駆動されることで一対の前記ディスクブレーキパッドにより前記ディスクを挟み込んでブレーキ力を発生させるキャリパボディと、前記キャリパボディに対して取り付けられる一対の前記ディスクブレーキパッドと、を備え、前記ディスクブレーキパッドは、前記ディスクにおける摩擦制動面に対して押し付け可能なライニング部材と、前記キャリパボディに対して揺動自在に保持されることが可能であるとともに前記ライニング部材を支持するライニング支持部と、を有し、前記ライニング支持部には、前記ライニング部材を支持する台座部と、前記台座部に対して一体に又は固定されて設けられて前記キャリパボディからの荷重を前記台座部に伝達可能な荷重伝達部と、が設けられ、前記荷重伝達部は、前記キャリパボディに対して、揺動軸を介して揺動自在に取り付け可能であり、前記台座部に対して、前記ライニング部材が前記摩擦制動面に押し付けられる際に当該ライニング部材と当該摩擦制動面との間で生じる面圧の大きさが前記ディスクの回転中心線の位置からの当該ディスクの半径方向における距離の大きさに反比例するように当該面圧を発生させる荷重を前記台座部に作用可能な位置において、設けられ、前記揺動軸は、前記ライニング支持部に対して、前記ライニング部材と前記摩擦制動面との間で生じる前記面圧を発生させる荷重の中心が作用する荷重中心位置を通って前記摩擦制動面に垂直な方向に対して交差するとともに前記ディスクの半径方向に垂直で且つ前記摩擦制動面に平行な方向に沿って延びるように、前記荷重伝達部において設置可能であることを特徴とする。
【００２５】
この構成によると、第１発明と同様の効果を奏することができる。即ち、この構成によると、簡素な構造によってディスクブレーキパッドにおける偏摩耗の発生を抑制することができる、ブレーキキャリパ装置を提供することができる。尚、上記の車両ロール回転方向とは、車両の進行方向を回転軸方向とする回転方向をいう。
【００２６】
第６発明に係るブレーキキャリパ装置は、第５発明のブレーキキャリパ装置において、前記ライニング部材は、前記回転中心線を中心とする円周に沿って円弧状に延びるとともに前記ディスクの半径方向における外側の縁部分を規定する外周円弧部と、前記回転中心線を中心とする円周に沿って円弧状に延びるとともに前記ディスクの半径方向における内側の縁部分を規定する内周円弧部と、前記外周円弧部及び前記内周円弧部に対して前記回転中心線を中心とする円周方向における両側の縁部分をそれぞれ規定するとともに、前記ディスクの半径方向に沿って直線状に延びる一対の直線部と、によって囲まれる領域に亘って広がるように設置可能であることを特徴とする。この構成によると、第２発明のディスクブレーキパッドと同様の効果を奏することができる。
【００２７】
第７発明に係るブレーキキャリパ装置は、第５発明又は第６発明のブレーキキャリパ装置において、前記荷重伝達部は、前記揺動軸の各端部に対して揺動自在に取り付けられる一対の荷重伝達部から構成され、前記揺動軸が延びる方向と前記荷重中心位置を通って前記摩擦制動面に垂直な方向とが交差する位置は、前記揺動軸が延びる方向において、前記一対の荷重伝達部の中心位置に位置していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によると、簡素な構造によって偏摩耗の発生を抑制することができる、ディスクブレーキパッドを提供することができる。また、そのディスクブレーキパッドを備えるブレーキキャリパ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施の形態に係るブレーキキャリパ装置及びディスクブレーキパッドが設けられたディスクブレーキ装置の側面図である。
【図２】図１に示すディスクブレーキ装置の平面図である。
【図３】図１に示すディスクブレーキパッドにおけるライニング部材を模式的に示す図である。
【図４】図１に示すディスクブレーキパッドによる作用効果を説明するための解析モデルを示す図である。
【図５】図１に示すディスクブレーキパッドによる作用効果を説明するための解析モデルを示す図である。
【図６】図１に示すディスクブレーキパッドにおける荷重中心位置を求めるための解析モデルを示す図である。
【図７】変形例に係るディスクブレーキパッドのライニング部材を示す模式図である。
【図８】変形例に係るディスクブレーキパッドのライニング部材を示す模式図である。
【図９】変形例に係るディスクブレーキパッドのライニング部材を示す模式図である。
【図１０】変形例に係るディスクブレーキパッドのライニング部材を示す模式図である。
【図１１】変形例に係るディスクブレーキパッドのライニング部材を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。本発明の実施形態は、車両に設置されるディスクブレーキ装置に用いられ、車両において車軸又は車輪とともに回転するように設置されるディスクに対して押し付け可能な、ディスクブレーキパッド、及びそのディスクブレーキパッドを備えるブレーキキャリパ装置に関して、広く適用することができるものである。尚、本実施形態のディスクブレーキパッド及びブレーキキャリパ装置については、鉄道車両用として用いられる場合を例にとって説明する。
【００３１】
図１は、本発明の一実施の形態に係るブレーキキャリパ装置１及びディスクブレーキパッド１０が設けられた、ディスクブレーキ装置１００を車軸方向から見た図であって、ディスクブレーキ装置１００の側面図である。また、図２は、図１に示すディスクブレーキ装置１００を上方から見た平面図である。尚、本実施形態のブレーキキャリパ装置１は、本実施形態のディスクブレーキパッド１０を備えて構成されている。そして、ディスクブレーキ装置１００は、ブレーキキャリパ装置１を備えて構成されている。
【００３２】
ディスクブレーキ装置１００は、例えば、鉄道車両に設置される。図１では、ディスクブレーキ装置１００が、鉄道車両の一部として二点鎖線で示す車両本体１０２に対して設置されている状態が図示されている。そして、図１及び図２に示すように、ディスクブレーキ装置１００は、ブレーキシリンダ装置１０１、ブレーキキャリパ装置１、を備えて構成されている。
【００３３】
ブレーキシリンダ装置１０１は、圧力流体によって作動してロッド（図示を省略）を移動させ、ロッドとともに移動するブレーキ出力部１０１ａからブレーキ力を出力する装置として構成されている。尚、ブレーキシリンダ装置１０１がブレーキ力を出力して制動動作が行われる際には、ブレーキ出力部１０１ａが、ブレーキシリンダ装置１０１のシリンダ本体部１０１ｂから伸張するように動作する。一方、ブレーキシリンダ装置１０１から出力されるブレーキ力による制動動作が解除される際には、ブレーキ出力部１０１ａが、シリンダ本体部１０１ｂに向かって収縮するように動作する。
【００３４】
ディスクブレーキ装置１００に用いられるブレーキキャリパ装置１は、ブレーキシリンダ装置１０１が装備されて車両本体１０２に対して車両ロール回転方向において回転自在となるように取り付けられたキャリパボディ１１、一対のディスクブレーキパッド（１０、１０）、等を備えて構成されている。尚、上記の車両ロール回転方向とは、車両の進行方向を回転軸方向とする回転方向をいう。そして、ブレーキキャリパ装置１は、ブレーキシリンダ装置１０１によって駆動されることで一対のディスクブレーキパッド（１０、１０）によりディスク１０３を挟み込んでブレーキ力を発生させるように構成されている。このため、ブレーキキャリパ装置１は、ディスク１０３に対してディスクブレーキパッド１０を押し付け可能な装置として設けられている。
【００３５】
尚、ディスク１０３は、鉄道車両において車輪（図示を省略）又は車軸（図示を省略）とともに回転するように設置される。また、ディスク１０３は、その回転中心線に対して垂直な方向に広がるように形成される表裏の摩擦制動面（１０３ａ、１０３ａ）を有する円板状に形成されている。尚、ディスク１０３の回転中心線は、鉄道車両の車軸の中心軸線と一致することになる。そして、ブレーキキャリパ装置１は、ブレーキシリンダ装置１０１が作動することで、一対のディスクブレーキパッド（１０、１０）が、摩擦制動面（１０３ａ、１０３ａ）に対して、ディスク１０３の回転中心線方向に平行な方向に沿ってディスク１０３を両側から挟み込むように押し付けられる。
【００３６】
キャリパボディ１１は、結合部材１２、一対のブレーキてこ（１３、１３）、一対の支点軸（１４、１４）、一対のシリンダ支持ピン（１５、１５）、一対の揺動軸（１６、１６）、等を備えて構成されている。
【００３７】
結合部材１２は、車両本体１０２の底面に固定されたブラケット１０２ａに対して、車両の進行方向と平行な軸周りに揺動可能なように揺動ピン１２ａを介して取り付けられている。そして、この結合部材１２に対して、略対称に、一対のブレーキてこ（１３、１３）が、一対の支点軸（１４、１４）を介して揺動可能に設置されている。各支点軸１４は、ディスク１０３の回転中心線方向と平行な方向から見た場合に、揺動ピン１２ａの軸方向に対して垂直な方向に延びるように設置されている。
【００３８】
一対のブレーキてこ（１３、１３）のそれぞれは、揺動ピン１２ａと略平行な方向に沿って延びるように設置される。そして、一対のブレーキてこ（１３、１３）は、その一端側にブレーキシリンダ装置１０１が一対のシリンダ支持ピン（１５、１５）を介して取り付けられており、このブレーキシリンダ装置１０１により一端側が駆動されるように構成されている。
【００３９】
尚、各ブレーキてこ（１３、１３）の一端側は、各シリンダ支持ピン１５を介して、ブレーキシリンダ装置１０１の端部に対して揺動自在に取り付けられている。また、一対のブレーキてこ（１３、１３）のうちの一方の一端側には、ブレーキ出力部１０１ａが連結されている。そして、一対のブレーキてこ（１３、１３）のうちの他方の一端側には、シリンダ本体部１０１ｂにおけるブレーキ出力部１０１ａ側と反対側の端部が連結されている。
【００４０】
また、一対のブレーキてこ（１３、１３）には、ブレーキシリンダ装置１０１が取り付けられた一端側に対して一対の支点軸（１４、１４）を介して反対側である他端側において、一対のディスクブレーキパッド（１０、１０）が取り付けられている。また、一対のブレーキてこ（１３、１３）の他端側は、一対の揺動軸（１６、１６）を介して、一対のディスクブレーキパッド（１０、１０）に取り付けられている。尚、各ディスクブレーキパッド１０は、各ブレーキてこ１３の他端側に対して、各揺動軸１６を介して、揺動自在に取り付けられている。また、各揺動軸１６は、各支点軸１４に対して平行な方向に延びるように設置されている。
【００４１】
上述したブレーキキャリパ装置１が設けられるディスクブレーキ装置１００においては、ブレーキシリンダ装置１０１の作動によりブレーキ出力部１０１ａがシリンダ本体部１０１ｂから伸張する動作（シリンダ本体部１０１ｂから離隔する方向の動作）又はシリンダ本体部１０１ｂに対して収縮する動作（シリンダ本体部１０１ｂに接近する方向の動作）が行われる。これにより、一対のブレーキてこ（１３、１３）におけるシリンダ支持ピン１５が連結された部分が、互いに離隔したり、接近したりするように駆動される。
【００４２】
上記のように駆動されることにより、ディスクブレーキ装置１００においては、各ブレーキてこ１３が、各支点軸１４を中心として揺動するように動作する。これにより、一対のブレーキてこ（１３、１３）とともに駆動される一対のディスクブレーキパッド（１０、１０）が、ディスク１０３を挟むように動作することになる。
【００４３】
また、上記の動作の際には、例えば、一対のブレーキてこ（１３、１３）において、一方のブレーキてこ１３に取り付けられた一方のディスクブレーキパッド１０が先にディスク１０３の摩擦制動面１０３ａに接触する。更に、他方のブレーキてこ１３は、摩擦制動面１０３ａに接触した一方のディスクブレーキパッド１０から受ける反力を利用して他方のディスクブレーキパッド１０をディスク１０３の摩擦制動面１０３ａに押し当てることになる。これにより、ディスク１０３が一対のディスクブレーキパッド（１０、１０）によって挟み込まれ、ディスクブレーキパッド（１０、１０）と摩擦制動面（１０３ａ、１０３ａ）との間に摩擦力が発生する。この摩擦力によってディスク１０３の回転が制動され、ディスク１０３と同軸に設けられている鉄道車両の車輪の回転が制動されることになる。
【００４４】
次に、本発明の一実施の形態に係るディスクブレーキパッド１０について詳しく説明する。前述のように、ディスクブレーキパッド１０は、ディスクブレーキ装置１００に用いられ、ディスク１０３に対して押し付け可能な機構として設けられる。そして、ブレーキキャリパ装置１における一対のディスクブレーキパッド（１０、１０）は、キャリパボディ１１における一対のブレーキてこ（１３、１３）に対して取り付けられる。
【００４５】
また、一対のディスクブレーキパッド（１０、１０）は、同様に構成されている。このため、以下の説明においては、一方のディスクブレーキパッド１０について説明し、他方のディスクブレーキパッド１０についての説明を省略する。尚、一対のディスクブレーキパッド（１０、１０）は、ディスク１０３の両側に設置される際には、ディスク１０３を中心として対称な配置となるように設置される。
【００４６】
図１及び図２に示すように、ディスクブレーキパッド１０は、ライニング部材２１及びライニング支持部２２を備えて構成されている。図３は、ライニング部材２１を模式的に示す図である。図１乃至図３に示すライニング部材２１は、ディスク１０３における摩擦制動面１０３ａに対して押し付け可能な部材として設けられる。ライニング部材２１は、平板状の部材として設けられ、例えば、有機材或いは焼結金属材により形成されている。
【００４７】
また、ライニング部材２１は、平板状に面方向に沿って広がる平坦な部分に対する周縁部分が、外周円弧部２５、内周円弧部２６、一対の直線部（２７ａ、２７ｂ）として構成されている。外周円弧部２５は、一端側が屈曲部を介して直線部２７ａに連続し、他端側が屈曲部を介して直線部２７ｂに連続している。そして、内周円弧部２６も、一端側が屈曲部を介して直線部２７ａに連続し、他端側が屈曲部を介して直線部２７ｂに連続している。即ち、ライニング部材２１の周縁部分は、外周円弧部２５、直線部２７ａ、内周円弧部２６、直線部２７ｂの順番で連続して１周する閉領域を区画するように構成されている。また、上記の構成のため、ライニング部材２１は、外周円弧部２５、内周円弧部２６、及び一対の直線部（２７ａ、２７ｂ）によって囲まれる領域に亘って広がるように設置可能に構成されている。
【００４８】
外周円弧部２５は、ライニング部材２１において、ディスク１０３の回転中心線Ｃ１を中心とする円周に沿って円弧状に延びるとともにディスク１０３の半径方向における外側の縁部分を規定する部分として構成されている。尚、ディスク１０３の回転中心線Ｃ１については、図３において、複数の一点鎖線の交点Ｃ１として模式的に示している。図３では、回転中心線Ｃ１は、図中の点Ｃ１を通るとともに図面に対して垂直な方向に延びる線として構成される。
【００４９】
内周円弧部２６は、ライニング部材２１において、ディスク１０３の回転中心線Ｃ１を中心とする円周に沿って円弧状に延びるとともにディスク１０３の半径方向における内側の縁部分を規定する部分として構成されている。このため、ディスク１０３の半径方向において、内周円弧部２６は、外周円弧部２５よりも内側、即ち、外周円弧部２５よりも回転中心線Ｃ１側に配置されている。
【００５０】
一対の直線部（２７ａ、２７ｂ）は、ライニング部材２１において、外周円弧部２５及び内周円弧部２６に対してディスク１０３の回転中心線Ｃ１を中心とする円周方向における両側の縁部分をそれぞれ規定するとともに、ディスク１０３の半径方向に沿って直線状に延びる部分として構成されている。尚、図３では、直線部２７ａが、ディスク１０３の半径方向Ｒ１に沿って延びる部分として図示され、直線部２７ｂが、ディスク１０３の半径方向Ｒ２に沿って延びる部分として図示されている。
【００５１】
ライニング支持部２２は、ディスクブレーキ装置１００におけるブレーキシリンダ装置１０１によって駆動されるブレーキてこ１３に対して揺動自在に保持されることが可能であるとともにライニング部材２１を支持する構造体として設けられている。このライニング支持部２２は、例えば、一体の金属材料で形成されている。そして、ライニング支持部２２は、キャリパボディ１１に含まれるブレーキてこ１３によって付勢されて、支持しているライニング部材２１をディスク１０３に押し付ける。
【００５２】
ライニング支持部２２は、台座部２３及び一対の荷重伝達部（２４ａ、２４ｂ）を備えて構成されている。一対の荷重伝達部（２４ａ、２４ｂ）は、台座部２３に対して一体に設けられている。尚、一対の荷重伝達部（２４ａ、２４ｂ）は、台座部２３に対して一体に設けられていなくてもよく、台座部２３に固定された状態で設けられていてもよい。
【００５３】
台座部２３は、周縁部分がライニング部材２１と同様の形状に形成された平板状の部分として設けられている。そして、台座部２３は、面方向に沿って平坦に広がる両面のうちの一方の面において、ライニング部材２１が固定されている。これにより、台座部２３は、ライニング部材２１を支持する部分として構成されている。
【００５４】
一対の荷重伝達部（２４ａ、２４ｂ）は、ブレーキてこ１３からの荷重を台座部２３に伝達可能な部分として設けられている。そして、一対の荷重伝達部（２４ａ、２４ｂ）は、ブレーキてこ１３に対して、揺動軸１６を介して揺動自在に取り付け可能に設けられている。尚、ディスクブレーキパッド１０がブレーキキャリパ装置１に組み込まれた状態においては、一対の荷重伝達部（２４ａ、２４ｂ）は、ブレーキてこ１３に対して、揺動軸１６を介して揺動自在に取り付けられている。また、一方の荷重伝達部２４ａは、揺動軸１６における一方の端部側に対して揺動自在に取り付けられる。そして、他方の荷重伝達部２４ｂは、揺動軸１６における他方の端部側に対して揺動自在に取り付けられる。
【００５５】
荷重伝達部（２４ａ、２４ｂ）から荷重が伝達され、ライニング部材２１が摩擦制動面１０３ａに押し付けられる際には、ライニング部材２１と摩擦制動面１０３ａとの間で面圧が生じることになる。そして、荷重伝達部（２４ａ、２４ｂ）は、台座部２３に対して、上記の面圧の大きさがディスク１０３の回転中心線Ｃ１の位置からのディスク１０３の半径方向における距離の大きさに反比例するようにその面圧を発生させる荷重を台座部２３に作用可能な位置において、設けられている。
【００５６】
また、揺動軸１６は、ライニング支持部２２に対して、荷重中心位置Ｃ２を通って摩擦制動面１０３ａに垂直な方向に対して交差する方向である方向Ｌ１に沿って延びるように、荷重伝達部（２４ａ、２４ｂ）において設置可能に構成されている。ここで、荷重中心位置Ｃ２は、ライニング部材２１と摩擦制動面１０３ａとの間で生じる上記の面圧を発生させる荷重の中心が作用する位置であって、ライニング部材２１とディスク１０３の摩擦制動面１０３ａとが接触する摩擦面上の位置として構成される。更に、揺動軸１６は、ライニング支持部２２に対して、ディスク１０３の半径方向Ｒ３（図３にて一点鎖線Ｒ３で示す方向）に垂直で且つ摩擦制動面１０３ａに平行な方向Ｌ１にも沿って延びるように、荷重伝達部（２４ａ、２４ｂ）において設置可能に構成されている。
【００５７】
尚、揺動軸１６が延びる方向Ｌ１については、図１において、一点鎖線Ｌ１にて模式的に図示している。また、上記の荷重中心位置Ｃ２に図１において対応する位置については、複数の一点鎖線の交点Ｃ２として模式的に図示している。また、図３では、荷重中心位置Ｃ２について、小さい丸印で示す点Ｃ２として模式的に図示している。
【００５８】
揺動軸１６が延びる方向Ｌ１と、荷重中心位置Ｃ２を通って摩擦制動面１０３ａに垂直な方向とが、交差する位置は、揺動軸１６が延びる方向Ｌ１上において、一対の荷重伝達部（２４ａ、２４ｂ）の中間位置に位置している。このため、ブレーキてこ１３からの荷重が揺動軸１６を介して一対の荷重伝達部（２４ａ、２４ｂ）に作用すると、ライニング支持部２２からライニング部材２１に対しては、荷重中心位置Ｃ２を荷重の中心とする荷重が作用することになる。
【００５９】
ブレーキてこ１３からの荷重が荷重中心位置Ｃ２に作用することで、最終的には、ライニング部材２１と摩擦制動面１０３ａとの間での面圧が、その大きさがディスク１０３の回転中心線Ｃ１の位置からのディスク１０３の半径方向における距離の大きさに反比例するように発生することになる。これにより、ディスクブレーキパッド１０における偏摩耗の発生が抑制されることになる。この作用効果について、図４及び図５に示す解析モデルに基づいて説明する。
【００６０】
前述したブレーキキャリパ装置１、ディスクブレーキパッド１０によると、以下に説明する第１条件及び第２条件の両条件が充足されることになる。これにより、ディスクブレーキパッド１０における偏摩耗の発生が抑制されることになる。第１条件は、ディスクブレーキパッド１０のライニング部材２１がディスク１０３の摩擦制動面１０３ａに押し付けられている制動動作中における摩擦制動面１０３ａの温度の均一化を図ることである。
【００６１】
ディスク１０３の摩擦制動面１０３ａの温度のばらつきが発生すると、温度が高いところのライニング部材２１の摩耗が促進され、偏摩耗となる。よって、第１条件が充足されると、ディスク１０３の摩擦制動面１０３ａの温度の不均一によるライニング部材２１の偏摩耗の発生が抑制されることになる。
【００６２】
図４は、上記の第１条件を説明するための解析モデルを示している。図４に示す解析モデルにおいては、ディスク１０３においてディスクブレーキパッド１０に対して接触する摩擦制動面１０３ａは、外周半径ｒ２、内周半径ｒ１のリング状に広がる要素として構成されている。上記の第１条件の説明にあたり、この摩擦制動面１０３ａの半径方向における寸法が単位寸法１であるリング状の要素（即ち、単位幅のリング状の要素）としてのリング状要素３０について考察する。尚、図４において、リング状要素３０については、斜線のハッチングを付して図示している。また、図４において、リング状要素３０については、ディスク１０３の回転中心線Ｃ１から半径寸法ｒの位置の要素として図示している。
【００６３】
上記の第１条件が充足されて摩擦制動面１０３ａの温度の均一化が図られる場合、摩擦制動面１０３ａの熱流束ｑ（即ち、単位面積あたりの熱流）も均一化されていることになる。よって、下式（１）が成立している。
【００６４】
[数１]
ｑ＝ｃｏｎｓｔ    ・・・（１）
【００６５】
また、リング状要素３０に生じる単位時間当たりの摩擦熱である熱流Ｑは、回転中心線Ｃ１からの半径寸法ｒに比例し、下式（２）となる。
【００６６】
[数２]
Ｑ＝２πｒｑ    ・・・（２）
【００６７】
また、リング状要素３０の熱流Ｑは、ディスクブレーキパッド１０からの荷重とすべり速度とに比例するため、下式（３）としても表される。尚、下式（３）における分配率αは、ディスクブレーキパッド１０とディスク１０３との間で生じた摩擦熱のうちディスク１０３への分配率を表している。また、下式（３）における荷重Ｆは、リング状要素３０においてディスクブレーキパッド１０から作用する押し付け荷重であって、摩擦制動面１０３ａに対して垂直な方向に作用する荷重を表している。また、下式（３）における摩擦係数μは、ディスクブレーキパッド１０とディスク１０３との間の摩擦係数を表している。また、下式（３）における角速度ωは、ディスク１０３の角速度を表している。このため、リング状要素３０のすべり速度は、ｒωとなる。
【００６８】
[数３]
Ｑ＝μＦｒωα    ・・・（３）
【００６９】
そして、式（２）及び式（３）より、下式（４）が得られる。
【００７０】
[数４]
Ｆ＝２πｑ／（μωα）＝ｃｏｎｓｔ    ・・・（４）
【００７１】
上式（４）より、第１条件が充足される場合には、リング状要素３０におけるディスクブレーキパッド１０から作用する荷重Ｆは、回転中心線Ｃ１からの半径寸法ｒの位置によらず、一定となる。よって、第１条件が充足される場合には、荷重Ｆは、ディスク１０３の半径方向におけるいずれの位置のリング状要素３０であっても、その半径によらず、摩擦制動面１０３ａにおける均一な熱流束ｑの値に応じて定まる一定の値となる。
【００７２】
次に、第１条件に加えて充足される第２条件について説明する。第２条件は、制動動作中において、摩擦制動面１０３ａに押し付けられるライニング部材２１の単位面積当たりの制動エネルギの均一化を図ることである。ライニング部材２１の摩耗量は、摩擦制動面１０３ａに押し付けられるライニング部材２１の制動エネルギの関数となる。このため、上記の第２条件が充足されることで、ライニング部材２１の単位面積当たりの制動エネルギのばらつきが抑制され、ライニング部材２１の摩耗量の均一化が図られることになる。これにより、ライニング部材２１の偏摩耗の発生が抑制されることになる。
【００７３】
図５は、上記の第２条件を説明するための解析モデルを示している。図５に示す解析モデルにおいては、摩擦制動面１０３ａは、二点鎖線で図示されており、図４に示す解析モデルと同様に、外周半径ｒ２、内周半径ｒ１のリング状に広がる要素として構成されている。また、図５に示す解析モデルにおいては、ディスクブレーキパッド１０のライニング部材２１は、半径ｒ２の外周円弧部２５、半径ｒ１の内周円弧部２６、一対の直線部（２７ａ、２７ｂ）によって囲まれる領域に亘って広がる要素として構成されている。
【００７４】
図５に示す解析モデルに基づく上記の第２条件の説明にあたり、前述のリング状要素３０に対応するディスクブレーキパッド１０のライニング部材２１側の要素であるライニング部材側要素３１について考察する。尚、図５において、ライニング部材側要素３１については、斜線のハッチングを付して図示している。また、図５において、リング状要素３０に接触する位置に配置されるライニング部材側要素３１ついても、リング状要素３０と同様に、ディスク１０３の回転中心線Ｃ１から半径寸法ｒの位置の要素として図示している。
【００７５】
上記の第２条件が充足される場合、単位面積当たりの単位時間当たりにおけるディスクブレーキパッド１０の制動エネルギＥの値が均一化されることになる。よって、下式（５）が成立している。
【００７６】
[数５]
Ｅ＝ｃｏｎｓｔ    ・・・（５）
【００７７】
そして、リング状要素３０に対応するライニング部材側要素３１の面積Ｓは、リング状要素３０及びライニング部材側要素３１において生じる制動エネルギであってその半径寸法ｒに比例して生じる制動エネルギを上記の制動エネルギＥで除して得られることになる。尚、リング状要素３０及びライニング部材側要素３１の半径寸法ｒに比例して生じる制動エネルギは、単位時間当たりの摩擦熱である熱流Ｑとして、式（２）で得られる。よって、面積Ｓは、下式（６）のように表されることになる。
【００７８】
[数６]
Ｓ＝Ｑ／Ｅ＝２πｒｑ／Ｅ    ・・・（６）
【００７９】
更に、リング状要素３０におけるディスクブレーキパッド１０からの荷重Ｆを、上記のように得られたライニング部材側要素３１の面積Ｓにて除した値が、ライニング部材側要素３１に生じた面圧ｐとなる。即ち、式（４）及び式（６）より、下式（７）が得られる。
【００８０】
[数７]
ｐ＝Ｆ／Ｓ＝Ｅ／（μωαｒ）    ・・・（７）
【００８１】
上式（６）、（７）より、第１条件に加えて第２条件が充足される場合には、面積Ｓが半径寸法ｒに比例し、面圧ｐの大きさは、ライニング部材側要素３１の半径寸法ｒに反比例することになる。
【００８２】
よって、ブレーキキャリパ装置１、ディスクブレーキパッド１０によると、荷重伝達部（２４ａ、２４ｂ）が、台座部２３に対して、ライニング部材２１と摩擦制動面１０３ａとの間で生じる面圧ｐの大きさがディスク１０３の回転中心線Ｃ１の位置からのディスク１０３の半径方向における距離の大きさに反比例するようにその面圧ｐを発生させる荷重Ｆを台座部２３に作用可能な位置において、設けられている。このため、ブレーキキャリパ装置１、ディスクブレーキパッド１０によると、式（７）で示す関係が成立し、前述の第１条件及び第２条件が充足されることになる。よって、本実施形態によると、ディスクブレーキパッド１０の偏摩耗の発生を抑制することができる。また、本実施形態によると、偏摩耗の発生を抑制できない従来技術のディスクブレーキパッドのような複雑な構造ではなく、即ち、複雑な支持機構が多数のライニング部材及び支持プレートを傾斜させるような複雑な構造ではなく、簡素な構造によって、ディスクブレーキパッド１０の偏摩耗の発生を抑制することができる。
【００８３】
次に、ディスクブレーキパッド１０のライニング部材２１において面圧ｐの総和としての荷重の中心が作用する位置である荷重中心位置Ｃ２について説明する。図６は、荷重中心位置Ｃ２を求めるための解析モデルを示す図である。図６に示す解析モデルにおいては、摩擦制動面１０３ａは、二点鎖線で図示されており、図４及び図５に示す解析モデルと同様に、外周半径ｒ２、内周半径ｒ１のリング状に広がる要素として構成されている。また、図６に示す解析モデルにおいては、ライニング部材２１は、図５に示す解析モデルと同様に、半径ｒ２の外周円弧部２５、半径ｒ１の内周円弧部２６、一対の直線部（２７ａ、２７ｂ）によって囲まれる領域に亘って広がる要素として構成されている。
【００８４】
また、図６に示す解析モデルにおいては、回転中心線Ｃ１で交差する横軸及び縦軸としてＸ軸及びＹ軸が設定されている。Ｙ軸は、ライニング部材２１における周方向における中心線を通過するように設定されている。即ち、Ｙ軸は、ライニング部材２１の表面積を二分する位置を通過するように設定されている。また、図６においては、ライニング部材２１において面圧Ｐの総和としての荷重の中心が作用する位置である荷重中心位置Ｃ２を小さい丸印で示す点Ｃ２として図示している。
【００８５】
図６において点Ｃ２で示される荷重中心位置Ｃ２は、Ｙ軸上に位置している。そして、荷重中心位置のＹ座標である荷重中心位置座標ｙは、荷重中心位置の回転中心線Ｃ１からの距離となる。ライニング部材２１において荷重中心位置座標ｙで特定される荷重中心位置Ｃ２は、前述した面圧ｐを発生させる荷重Ｆの総和（即ち、面圧ｐの総和）としての荷重の中心が作用する位置となる。以下、荷重中心位置座標ｙを求める演算処理について説明する。
【００８６】
荷重中心位置座標ｙの演算処理の説明にあたり、ライニング部材２１の表面における微小要素３２を設定する。微小要素３２は、ディスク１０３の回転中心線Ｃ１から半径寸法ｒの位置であって、回転中心線Ｃ１の位置から正方向に延びるＸ軸に対して反時計周り方向の角度が角度θの位置における要素として設定される。また、微小要素３２は、径方向においてｄｒの長さを有し、周方向角度がｄθに亘って広がる微小要素として設定される。尚、ディスク１０３の半径方向であって直線部２７ａが位置する方向のＸ軸正方向に対する角度が、角度θ１に設定されている。また、ディスク１０３の半径方向であって直線部２７ｂが位置する方向のＸ軸正方向に対する角度が、角度θ２に設定されている。
【００８７】
荷重中心位置座標ｙを求めるために、まず、ライニング部材２１の表面と摩擦制動面１０３ａとの間で生じる面圧ｐによるＸ軸周りのモーメントＭを算出する。このモーメントＭは、下式（８）を演算することで求められる。
【００８８】
【数８】
0005972659.tif 000002
【００８９】
また、ｄＳ、面圧ｐ、荷重中心位置座標ｙは、それぞれ、以下に示す式（９）にて表される。尚、面圧ｐは、前述の式（７）によって求められるが、式（８）においては、式（９）に示すように、前述の式（７）における半径寸法ｒ以外の定数項部分について、定数ａとして表している。また、式（８）を演算することで、以下に示す式（１０）が得られることになる。
【００９０】
【数９】
0005972659.tif 000003
【００９１】
【数１０】
0005972659.tif 000004
【００９２】
一方、面圧ｐの総和であって前述の荷重Ｆの総和でもある荷重ＦＡは、以下の式（１１）を演算することで得られる。また、式（１１）を演算すると、以下に示す式（１２）が得られることになる。
【００９３】
【数１１】
0005972659.tif 000005
【００９４】
【数１２】
0005972659.tif 000006
【００９５】
従って、荷重中心位置座標ｙは、下式（１３）によって得られることになる。
【００９６】
【数１３】
0005972659.tif 000007
【００９７】
ここで、ライニング部材２１の周方向における広がり角度Δθ（図６を参照）、即ち、角度θ２から角度θ１を差し引いて得られる広がり角度Δθを用いて式（１３）を表記すると、下式（１４）が得られる。
【００９８】
【数１４】
0005972659.tif 000008
【００９９】
上記の式（１４）によって、荷重中心位置座標ｙが特定されることになる。そして、ブレーキキャリパ装置１、ディスクブレーキパッド１０においては、上記の荷重中心位置座標ｙによって特定される荷重中心位置Ｃ２を通って摩擦制動面１０３ａに垂直な方向に対して揺動軸１６が交差するように、台座部２３における荷重伝達部（２４ａ、２４ｂ）の位置が設定されることになる。尚、式（１４）に示す荷重中心位置座標ｙにて表されるように、荷重ＦＡの中心が作用する位置である荷重中心位置Ｃ２は、ライニング部材２１の表面の図心よりも半径方向における内径側（回転中心線Ｃ１側）となる。
【０１００】
以上説明したように、本実施形態によると、簡素な構造によって偏摩耗の発生を抑制することができる、ディスクブレーキパッド１０、及びそのディスクブレーキパッド１０を備えるブレーキキャリパ装置１を提供することができる。
【０１０１】
また、本実施形態によると、ディスクブレーキパッド１０がディスクブレーキ装置１００に用いられる際には、ライニング部材２１が、ディスク１０３の回転中心線Ｃ１と同心状に配置される外周円弧部２５及び内周円弧部２６と、それらの両側でディスク１０３の半径方向に沿って延びる一対の直線部（２７ａ、２７ｂ）と、によって囲まれる領域に亘って広がるように設置される。このため、前述の第１条件及び第２条件を充足するためのライニング部材２１を更に簡素な構造で実現することができる。
【０１０２】
また、本実施形態によると、揺動軸１６が、荷重伝達部（２４ａ、２４ｂ）にて、前述の第１条件及び第２条件を充足する面圧ｐを発生させる荷重ＦＡの中心が作用する荷重中心位置Ｃ２を通って摩擦制動面に垂直な方向に対して交差するとともにディスク１０３の半径方向に垂直で且つ摩擦制動面１０３ａに平行に延びるように設置される。このため、第１条件及び第２条件を充足させるようにブレーキてこ１３からの荷重をディスクブレーキパッド１０に伝達する構成を揺動軸１６を所定の方向に設置する簡素な構造で容易に実現することができる。
【０１０３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができるものである。例えば、次のような変形例を実施することができる。
【０１０４】
（１）荷重伝達部の形態については、上記の実施形態で例示した形態に限らず、種々変更して実施してもよい。前述の実施形態では、ライニング支持部において荷重伝達部が２箇所に設けられた形態を例示したが、荷重伝達部がライニング支持部における１箇所又は３箇所以上に設けられた形態が実施されてもよい。即ち、上記の実施形態と同じ荷重中心線方向に荷重の中心が作用する形態であれば、荷重伝達部の配置及び数を種々変更して実施してもよい。
【０１０５】
（２）ライニング部材の形状については、上記の実施形態で例示した形状に限らず、種々変更して実施してもよい。図７乃至図９は、変形例に係るライニング部材（４０、４１、４２）を模式的に示す図である。尚、図７乃至図９は、図３に対応させた状態で図示している。また、図７乃至図９に示す変形例の説明においては、上記の実施形態と同様に構成される構成については、図面において同一の符号を付すことで、或いは、同一の名称及び符号を引用して説明することで、重複する説明を省略する。
【０１０６】
図７に示すライニング部材４０は、分割された状態で構成されるとともにそれぞれがライニング支持部２２に対して支持される複数の分割ライニング部材（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）を有している。即ち、ライニング部材４０は、３つの分割ライニング部材（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）を有して構成されている。
【０１０７】
３つの分割ライニング部材（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）は、回転中心線Ｃ１を中心とする円周の周方向に沿って分割されている。そして、３つの分割ライニング部材（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）は、ライニング支持部２２に対して、回転中心線Ｃ１を中心とする円周の周方向に沿って順番に並んだ状態で取り付けられて支持される。
【０１０８】
また、３つの分割ライニング部材（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）を有するライニング部材４０は、前述の実施形態における外周円弧部２５、内周円弧部２６、及び一対の直線部（２７ａ、２７ｂ）によって囲まれる領域に対応する領域に亘って広がるように設置可能に構成されている。尚、図７においては、前述の実施形態における外周円弧部２５、内周円弧部２６、及び一対の直線部（２７ａ、２７ｂ）に対応する位置を二点鎖線で図示している。
【０１０９】
また、各分割ライニング部材（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）は、ディスク１０３の半径方向における外側の縁部分が、外周円弧部２５に沿って延びる円弧状に形成され、ディスクの半径方向における内側の縁部分が、内周円弧部２６に沿って延びる円弧状に形成されている。また、各分割ライニング部材（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）においては、外側の縁部分と内側の縁部分との間における縁部分は、ディスク１０３の半径方向に沿って直線状に延びる形状に形成されている。
【０１１０】
図８に示すライニング部材４１は、分割された状態で構成されるとともにそれぞれがライニング支持部２２に対して支持される複数の分割ライニング部材（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ）を有している。即ち、ライニング部材４１は、４つの分割ライニング部材（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ）を有して構成されている。
【０１１１】
４つの分割ライニング部材（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ）は、回転中心線Ｃ１を中心とする円周の周方向に沿って分割されている。そして、４つの分割ライニング部材（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ）は、ライニング支持部２２に対して、回転中心線Ｃ１を中心とする円周の周方向に沿って順番に並んだ状態で取り付けられて支持される。
【０１１２】
また、４つの分割ライニング部材（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ）を有するライニング部材４１は、前述の実施形態における外周円弧部２５、内周円弧部２６、及び一対の直線部（２７ａ、２７ｂ）によって囲まれる領域に対応する領域に亘って広がるように設置可能に構成されている。尚、図８においては、前述の実施形態における外周円弧部２５、内周円弧部２６、及び一対の直線部（２７ａ、２７ｂ）に対応する位置を二点鎖線で図示している。
【０１１３】
また、各分割ライニング部材（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ）においては、ディスク１０３の半径方向における外側の縁部分が、外周円弧部２５の近傍の位置において、ディスク１０３における所定の半径方向に対して直交する方向に沿って直線状に延びる形状に形成されている。また、各分割ライニング部材（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ）においては、ディスクの半径方向における内側の縁部分は、内周円弧部２６の近傍の位置において、ディスク１０３における所定の半径方向に対して直交する方向に沿って直線状に延びる形状に形成されている。また、各分割ライニング部材（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ）においては、外側の縁部分と内側の縁部分との間における縁部分は、ディスク１０３の半径方向に沿って直線状に延びる形状に形成されている。即ち、各分割ライニング部材（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ）の縁部分の外形は、台形状に形成されている。
【０１１４】
図９に示すライニング部材４２は、分割された状態で構成されるとともにそれぞれがライニング支持部２２に対して支持される複数の分割ライニング部材４２ａを有している。複数の分割ライニング部材４２ａは、多数設けられており、図９では、３１個の分割ライニング部材４２ａが設けられた形態が例示されている。
【０１１５】
各分割ライニング部材４２ａは、外形が円形状の円板部材として設けられており、ライニング支持部２２に多数設置可能なように、十分に小さい径寸法の円板部材として設けられている。各分割ライニング部材４２ａは、ライニング支持部２２に対して、それぞれ取り付けられて支持される。
【０１１６】
また、複数の分割ライニング部材４２ａを有するライニング部材４２は、前述の実施形態における外周円弧部２５、内周円弧部２６、及び一対の直線部（２７ａ、２７ｂ）によって囲まれる領域に対応する領域に亘って広がるように設置可能に構成されている。尚、図９においては、前述の実施形態における外周円弧部２５、内周円弧部２６、及び一対の直線部（２７ａ、２７ｂ）に対応する位置を二点鎖線で図示している。
【０１１７】
上述したいずれの変形例に係るライニング部材（４０、４１、４２）においても、荷重伝達部２２から作用する荷重の中心が荷重中心位置Ｃ２に作用するように構成されている。上述した変形例によっても、前述の実施形態と同様に、簡素な構造によって偏摩耗の発生を抑制することができる、ディスクブレーキパッドを提供することができる。
【０１１８】
また、上述した変形例によると、ライニング部材（４０、４１、４２）が複数の分割ライニング部材を有して構成される。このため、ライニング部材（４０、４１、４２）の製造時には、小さく分割された分割ライニング部材を製造すればよく、ライニング部材（４０、４１、４２）の製造に用いる型及び製造装置の小型化を図ることができる。尚、図７乃至図９に示す変形例において図示した分割ライニング部材の数及び形状は、例示であり、更に変更して実施されてもよい。
【０１１９】
（３）また、ライニング部材の形状は、特許請求の範囲に記載された限りにおいて、更に種々変更されてもよい。例えば、ライニング部材は、外周円弧部、内周円弧部、及び一対の直線部によって囲まれる領域に亘って広がるように設置されなくてもよい。
【０１２０】
図１０及び図１１は、変形例に係るライニング部材（４３、４４）を模式的に示す図である。尚、図１０及び図１１は、図３に対応させた状態で図示している。また、図１０及び図１１に示す変形例の説明においては、前述の実施形態と同様に構成される構成については、図面において同一の符号を付すことで、或いは、同一の名称及び符号を引用して説明することで、重複する説明を省略する。
【０１２１】
図１０に示すライニング部材４３は、前述の実施形態におけるライニング部材２１と同様に、外周円弧部２５及び内周円弧部２６が設けられてる。しかし、ライニング部材４３には、一対の直線部（２７ａ、２７ｂ）が設けられておらず、一対の縁部（４５ａ、４５ｂ）が設けられている。
【０１２２】
外周円弧部２５は、一端側が屈曲部を介して縁部４５ａに連続し、他端側が屈曲部を介して縁部４５ｂに連続している。そして、内周円弧部２６も、一端側が屈曲部を介して縁部４５ａに連続し、他端側が屈曲部を介して縁部４５ｂに連続している。即ち、ライニング部材４３の周縁部分は、外周円弧部２５、縁部４５ａ、内周円弧部２６、縁部４５ｂの順番で連続して１周する閉領域を区画するように構成されている。また、上記の構成のため、ライニング部材４３は、外周円弧部２５、内周円弧部２６、及び一対の縁部（４５ａ、４５ｂ）によって囲まれる領域に亘って広がるように設置可能に構成されている。
【０１２３】
一対の縁部（４５ａ、４５ｂ）は、ライニング部材４３において、外周円弧部２５及び内周円弧部２６に対してディスク１０３の回転中心線Ｃ１を中心とする円周方向における両側の縁部分をそれぞれ規定する部分として構成されている。しかし、一対の縁部（４５ａ、４５ｂ）は、前述の実施形態における一対の直線部（２７ａ、２７ｂ）とは異なり、ディスク１０３の半径方向からずれた方向に延びる部分として構成されている。尚、図１０においては、前述の実施形態における一対の直線部（２７ａ、２７ｂ）に対応する位置を二点鎖線で図示している。
【０１２４】
また、一対の縁部（４５ａ、４５ｂ）は、直線状に延びるように設けられている。そして、縁部４５ａは、内周円弧部２６側から外周円弧部２５側にかけて、二点鎖線で示す直線部２７ａに対する距離が離れる方向に延びるように構成されている。同様に、縁部４５ｂも、内周円弧部２６側から外周円弧部２５側にかけて、二点鎖線で示す直線部２７ｂに対する距離が離れる方向に延びるように構成されている。
【０１２５】
また、ライニング部材４３において外周円弧部２５、内周円弧部２６、及び一対の縁部（４５ａ、４５ｂ）によって囲まれる領域の面積は、ライニング部材２１において外周円弧部２５、内周円弧部２６、及び一対の直線部（２７ａ、２７ｂ）によって囲まれる領域の面積と同じ面積となるように構成されている。即ち、ライニング部材４３においては、縁部４５ａの外側の領域４６ａの面積と、縁部４５ｂの内側の領域４６ｂの面積とが、同じ面積となるように構成されている。尚、領域４６ａは、二点鎖線で示す外周円弧部２５の延長線及び直線部２７ａと、縁部４５ａとによって囲まれる領域として構成される。一方、領域４６ｂは、外周円弧部２５の一部と、二点鎖線で示す直線部２７ｂと、縁部４５ｂとによって囲まれる領域として構成される。
【０１２６】
図１１に示すライニング部材４４は、前述の実施形態におけるライニング部材２１と同様に、外周円弧部２５及び内周円弧部２６が設けられてる。しかし、ライニング部材４４には、一対の直線部（２７ａ、２７ｂ）が設けられておらず、一対の縁部（４７ａ、４７ｂ）が設けられている。
【０１２７】
外周円弧部２５は、一端側が屈曲部を介して縁部４７ａに連続し、他端側が屈曲部を介して縁部４７ｂに連続している。そして、内周円弧部２６も、一端側が屈曲部を介して縁部４７ａに連続し、他端側が屈曲部を介して縁部４７ｂに連続している。即ち、ライニング部材４４の周縁部分は、外周円弧部２５、縁部４７ａ、内周円弧部２６、縁部４７ｂの順番で連続して１周する閉領域を区画するように構成されている。また、上記の構成のため、ライニング部材４４は、外周円弧部２５、内周円弧部２６、及び一対の縁部（４７ａ、４７ｂ）によって囲まれる領域に亘って広がるように設置可能に構成されている。
【０１２８】
一対の縁部（４７ａ、４７ｂ）は、ライニング部材４４において、外周円弧部２５及び内周円弧部２６に対してディスク１０３の回転中心線Ｃ１を中心とする円周方向における両側の縁部分をそれぞれ規定する部分として構成されている。しかし、一対の縁部（４７ａ、４７ｂ）は、前述の実施形態における一対の直線部（２７ａ、２７ｂ）とは異なり、ディスク１０３の半径方向からずれた方向に延びる部分として構成されている。尚、図１１においては、前述の実施形態における一対の直線部（２７ａ、２７ｂ）に対応する位置を二点鎖線で図示している。
【０１２９】
また、一対の縁部（４７ａ、４７ｂ）は、直線状に延びるように設けられている。そして、縁部４７ａは、内周円弧部２６側から外周円弧部２５側にかけて、二点鎖線で示す直線部２７ａに対する距離が近づく方向に延びるように構成されている。同様に、縁部４７ｂも、内周円弧部２６側から外周円弧部２５側にかけて、二点鎖線で示す直線部２７ｂに対する距離が近づく方向に延びるように構成されている。
【０１３０】
また、ライニング部材４４において外周円弧部２５、内周円弧部２６、及び一対の縁部（４７ａ、４７ｂ）によって囲まれる領域の面積は、ライニング部材２１において外周円弧部２５、内周円弧部２６、及び一対の直線部（２７ａ、２７ｂ）によって囲まれる領域の面積と同じ面積となるように構成されている。即ち、ライニング部材４４においては、縁部４７ａの外側の領域４８ａの面積と、縁部４７ｂの内側の領域４８ｂの面積とが、同じ面積となるように構成されている。尚、領域４８ａは、二点鎖線で示す外周円弧部２５の延長線及び直線部２７ａと、縁部４７ａとによって囲まれる領域として構成される。一方、領域４８ｂは、外周円弧部２５の一部と、二点鎖線で示す直線部２７ｂと、縁部４７ｂとによって囲まれる領域として構成される。
【０１３１】
上述した変形例に係るライニング部材（４３、４４）を備えるディスクブレーキパッドによっても、前述の実施形態と同様に、簡素な構造によって偏摩耗の発生を抑制することができる。尚、図１０及び図１１に示す変形例では、外周円弧部及び内周円弧部を接続する縁部が、１つの直線に沿って延びるライニング部材の形状を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。外周円弧部及び内周円弧部を接続する縁部は、屈曲して延びる形態であってもよく、また、曲線状に延びる形態であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３２】
本発明は、車両に設置されるディスクブレーキ装置に用いられ、車両において車軸又は車輪とともに回転するように設置されるディスクに対して押し付け可能な、ディスクブレーキパッド、及びそのディスクブレーキパッドを備えるブレーキキャリパ装置に対して広く適用することができる。
【符号の説明】
【０１３３】
１                    ブレーキキャリパ装置
１０                  ディスクブレーキパッド
１１                  キャリパボディ
２１                  ライニング部材
２３                  台座部
２４ａ、２４ｂ        荷重伝達部
【図１】
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【図２】
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【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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