(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制動時に一面側がディスクロータに当接する摩擦材と、該摩擦材の他面側に設けられてキャリパのピストンにより押圧される裏板と、を備えてなるブレーキパッドにおいて、
前記裏板は、熱硬化性樹脂を主体とする樹脂部に、前記ピストンの押圧領域に沿って複数の金属環が埋設されてなり、該金属環は、その軸方向が前記裏板の肉厚方向と一致するように配置されていることを特徴とするブレーキパッド。
【請求項２】
前記金属環の内部に前記摩擦材が入り込んでいることを特徴とする請求項１に記載のブレーキパッド。
【請求項３】
前記金属環の端部にはフランジ部が形成されており、該フランジ部が前記裏板のピストン対向面に臨んで配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のブレーキパッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキパッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
ブレーキパッドの裏板を合成樹脂を主成分とした材料で形成し、ピストンにより押圧される部分の強度を上げるために金属板を埋設したブレーキパッドがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６２−１８１７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のブレーキパッドにおいては、裏板を合成樹脂を主成分とした材料で形成して軽量化を図ろうとしているが、金属板を埋設しているため、軽量化効果が低くなってしまう。
【０００５】
したがって、本発明は、軽量化を図りつつ、ピストンにより押圧される部分の強度を上げることができるブレーキパッドの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、裏板が、熱硬化性樹脂を主体とする樹脂部に、ピストンの押圧領域に沿って複数の金属環が埋設されてなり、該金属環は、その軸方向が前記裏板の肉厚方向と一致するように配置されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、軽量化を図りつつ、ピストンにより押圧される部分の強度を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係るブレーキパッドが用いられるディスクブレーキを示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るブレーキパッドを示す正面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るブレーキパッドを示す背面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るブレーキパッドを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の一実施形態に係るブレーキパッドを図面を参照して以下に説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態に係るブレーキパッド１０が用いられるディスクブレーキ１１を示すものである。このディスクブレーキ１１は、自動車等の車両制動用のもので、キャリア１２と、２つのブレーキパッド１０，１３と、キャリパ１４とを備えている。
【００１１】
キャリア１２は、制動対象となる図示略の車輪とともに回転するディスクロータ１５の外径側を跨ぐように配置されて車両の非回転部に固定される。２つのブレーキパッド１０，１３は、ディスクロータ１５の両面に対向配置された状態でディスクロータ１５の軸線方向に摺動可能となるようにキャリア１２に支持される。キャリパ１４は、ディスクロータ１５の外径側を跨いだ状態でディスクロータ１５の軸線方向に摺動可能となるようにキャリア１２に支持されてブレーキパッド１０，１３をディスクロータ１５に押圧することによりディスクロータ１５に摩擦抵抗を付与する。なお、以下においては、ディスクロータ１５の半径方向をディスク半径方向と称し、ディスクロータ１５の軸線方向をディスク軸線方向と称し、ディスクロータ１５の回転方向をディスク回転方向と称す。
【００１２】
キャリパ１４は、ディスクロータ１５を跨いだ状態でキャリア１２に支持されるキャリパボディ２０と、キャリパボディ２０内に保持されてディスクロータ１５の一面側に対向するように配置されるピストン２１とを有している。
【００１３】
キャリパボディ２０は、シリンダ部２５と、ブリッジ部２６と、爪部２７とを有して一体的に構成されている。
【００１４】
シリンダ部２５は、ディスクロータ１５側に開口するようにディスク軸線方向に沿うボア３０が形成された有底筒状をなしており、ディスクロータ１５の一方の面側に対向配置されている。ピストン２１はボア３０内に摺動可能に挿入されている。ブリッジ部２６は、ディスクロータ１５を跨ぐためにシリンダ部２５の径方向外方でディスクロータ１５の軸方向へ延びて形成されている。爪部２７は、ブリッジ部２６のシリンダ部２５とは反対側からディスク半径方向内方に延出してディスクロータ１５の他方の面側に対向するようになっている。
【００１５】
シリンダ部２５の底部には、図示略のブレーキ配管に接続される配管接続穴３１が形成されている。そして、キャリパ１４は、ボア３０内にブレーキ配管を介して導入される液圧によりピストン２１をディスクロータ１５側に前進させ、ピストン２１でインナ側のブレーキパッド１０を押圧してディスクロータ１５に接触させる。また、キャリパ１４は、ピストン２１の押圧反力でキャリア１２に対してシリンダ部２５をディスクロータ１５から離す方向に摺動して、爪部２７でアウタ側のブレーキパッド１３を押圧してディスクロータ１５に接触させる。このようにして、ピストン２１と爪部２７とで両側のブレーキパッド１０，１３を挟持してディスクロータ１５に押圧して摩擦抵抗を発生させ、制動力を発生させる。
【００１６】
なお、ボア３０の軸線方向における中間位置には、ピストン２１との隙間をシールするピストンシール３３が保持されており、ボア３０の軸線方向における最も開口部側には、ピストン２１との間に円環状のブーツ３４が介装されている。
【００１７】
ピストン２１は、円筒状部３６と、この円筒状部３６の軸方向の一端側を閉塞する底部３７とを有している。ピストン２１は、円筒状部３６の底部３７とは反対の開口側を爪部２７に対向させる向きで、その外周面においてシリンダ部２５のボア３０内に摺動可能に挿入されている。円筒状部３６の開口側の端面３８は、ピストン２１の軸直交方向に沿っており、径方向の幅が一定の円環状をなしている。
【００１８】
ブレーキパッド１０は、制動時に一面側がディスクロータ１５に当接する摩擦材４０と、この摩擦材４０の他面側に設けられキャリア１２に摺動可能に支持されてキャリパ１４のピストン２１により押圧される裏板４１とからなっている。
【００１９】
ブレーキパッド１３も、制動時に一面側がディスクロータ１５に当接する摩擦材４２と、この摩擦材４２の他面側に設けられキャリア１２に摺動可能に支持されてキャリパ１４のキャリパボディ２０の爪部２７により押圧される裏板４３とからなっている。
【００２０】
以下、本実施形態に係るブレーキパッド１０についてさらに説明する。
【００２１】
ブレーキパッド１０の摩擦材４０は、熱硬化性樹脂であるフェノール樹脂を結合材として構成されている。摩擦材４０は、フェノール樹脂と、銅繊維、チタン酸カリウム繊維、ロックウール、アラミド繊維、ＮＢＲ粉末、カシューダスト、黒鉛、ジルコン粉および硫酸バリウム等とからなる摩擦材用配合材料を所定の混合比で混合し加熱圧縮成形することで形成される。摩擦材４０は、ディスクロータ１５に当接する当接面４５と裏板４１に貼付される貼付面４６とが平行に形成されている。摩擦材４０は裏板４１にエポキシ−フェノール樹脂等の接着剤で貼付される。
【００２２】
裏板４１は、図２に示すように、摩擦材４０よりも一回り大きく形成されて摩擦材４０を保持する。裏板４１は、その長手方向をディスク回転方向に沿わせ、高さ方向をディスク半径方向に沿わせた姿勢で長手方向の両端部にてキャリア１２に支持される。裏板４１は、図３に示すように、熱硬化性樹脂であるフェノール樹脂を主体とした一様な材料で形成される樹脂部４８に、鋼材からなる複数の金属環４９が埋設されてなるものである。
【００２３】
樹脂部４８は、図４に示すように、摩擦材４０を保持する平坦な表面部５０と、摩擦材４０とは反対側の平坦な裏面部５１とが平行をなしており、よって、一定厚さとなっている。樹脂部４８は、フェノール樹脂と、ガラス繊維およびその他の無機充填材等とからなる裏板用配合材料を所定の混合比で混合し加熱圧縮成形することで形成される。
【００２４】
金属環４９は、円筒状部５３と、円筒状部５３の軸方向の一端部から径方向外側に突出する円環状のフランジ部５４とからなる中空構造をなしている。金属環４９のフランジ部５４とは反対の端面５５は、円筒状部５３のみによって形成されており、金属環４９のフランジ部５４側の端面５６は円筒状部５３とフランジ部５４とによって形成されている。金属環４９の両端面５５，５６は、金属環４９の軸直交方向に沿っている。よって、金属環４９は軸方向長さが一定であり、円筒状部５３も軸方向長さが一定となっている。なお、フランジ部５４も軸方向長さが一定となっている。
【００２５】
そして、金属環４９は、フランジ部５４とは反対側の端面５５を表面部５０に面一とし、フランジ部５４側の端面５６を裏面部５１に面一として樹脂部４８に埋設されている。裏板４１は、面一の金属環４９の端面５５と樹脂部４８の表面部５０とが摩擦材４０を保持する平坦な摩擦材保持面５７を構成しており、面一の金属環４９の端面５６と樹脂部４８の裏面部５１とがピストン２１に対向する平坦なピストン対向面５８を構成している。摩擦材保持面５７およびピストン対向面５８も平行をなしている。
【００２６】
以上により、すべての金属環４９は、それぞれの軸方向が、裏板４１の摩擦材保持面５７およびピストン対向面５８を結ぶ方向である肉厚方向と一致するように配置されている。また、金属環４９のフランジ部５４が裏板４１のピストン対向面５８に臨んで配置され、金属環４９のフランジ部５４とは反対側の端部が裏板４１の摩擦材保持面５７に臨んで配置されている。
【００２７】
複数の金属環４９は、ピストン２１の図３にハッチングで示す押圧領域Ａに沿って断続的に配置されている。この押圧領域Ａは、ピストン２１のブレーキパッド１０を押圧する押圧面となる端面３８を、ピストン２１の軸方向に投影した投影面のうちのブレーキパッド１０に重なる部分となっている。押圧領域Ａは、ブレーキパッド１０の長さ方向（ディスク回転方向）に線対称となる二カ所の円弧状領域Ａａ，Ａｂからなっている。そして、金属環４９は、これらの円弧状領域Ａａ，Ａｂに均等に複数ずつ、具体的には２つずつ設けられており、合計４つ設けられている。複数の金属環４９は、いずれも円弧状領域Ａａ，Ａｂの範囲内に収まる大きさに形成されている。
【００２８】
なお、金属環４９の数は複数であれば良く、上記した４つに限らないが、円弧状領域Ａａ，Ａｂにそれぞれ同数ずつ設けるのが好ましい。
【００２９】
上記の裏板４１は、複数の金属環４９が所定位置にセットされた金型で、裏板用配合材料を加熱圧縮成形し樹脂部４８を成形することで形成されることになる。その際に、樹脂部４８に金属環４９が密着し一体化する。なお、このとき金属環４９の内側に樹脂部４８が入り込むことがないように金型が形成されている。そして、この裏板４１と、接着剤が塗布された摩擦材４０の予備成形品とを成形型に投入し、予備成形品を加熱圧縮成形することで摩擦材４０が成形され裏板４１に貼付されてブレーキパッド１０になる。その際に、予備成形品の一部が裏板４１の金属環４９内に入り込むことになる。つまり、摩擦材４０は、貼付面４６よりも突出して金属環４９の内部に入り込む突起部６１を一体に有している。言い換えれば、金属環４９の内部に摩擦材４０が入り込んでいる。なお、突起部６１はすべての金属環４９に対して形成されることになる。
【００３０】
なお、金属環４９のない金型で樹脂部４８を加熱圧縮成形した後、機械加工で樹脂部４８に穴を開け、この穴に金属環４９を嵌合し接着するようにしても良い。
【００３１】
以上に述べた本実施形態によれば、裏板４１は、熱硬化性樹脂を主体とする樹脂部４８に、ピストン２１の押圧領域Ａに沿って複数の金属環４９が埋設されてなるため、複数の金属環４９によって裏板４１のピストン２１により押圧される部分の強度を上げることができる。しかも、複数の金属環４９がピストン２１の押圧領域Ａに沿って断続的に配置されているため、軽量化が図れる。
【００３２】
また、金属環４９は、その軸方向が裏板４１の肉厚方向と一致するように配置されているため、ピストン２１の押圧力に起因して裏板４１に生じる撓みを抑制することができる。よって、裏板４１の変形が摩擦材４０に及ぼす影響を低減できる。
【００３３】
また、金属環４９の内部に摩擦材４０が入り込んでいるため、摩擦材４０の裏板４１からの脱落を抑制できる。
【００３４】
また、金属環４９の端部にはフランジ部５４が形成されており、フランジ部５４が裏板４１のピストン対向面５８に臨んで配置されているため、フランジ部５４でピストン２１の押圧力を受けることになり、裏板４１のピストン２１により押圧される部分の強度を効果的に上げることができる。
【実施例】
【００３５】
鋼材からなる複数の金属環４９が所定位置にセットされた金型に、フェノール樹脂とガラス繊維およびその他の無機充填材等とからなる裏板用配合材料を投入し、金型温度１８０℃、成形圧力４０ＭＰａ、成形時間１０分で加熱圧縮成形することにより樹脂部４８を成形した。その後、成形品を金型より取り出し、１８０℃〜２２０℃で３６０分間保持して熱処理し、裏板４１を得た。この裏板４１には、上記したようにピストン２１の押圧領域Ａに沿って複数の金属環４９が配列されている。この裏板４１の摩擦材保持面５７にエポキシ−フェノール樹脂の接着剤を塗布し、８０℃にて３０分乾燥した。
【００３６】
また、他方で、フェノール樹脂と、銅繊維、チタン酸カリウム繊維、ロックウール、アラミド繊維、ＮＢＲ粉末、カシューダスト、黒鉛、ジルコン粉および硫酸バリウム等とからなる摩擦材用配合材料各種を秤量し、レーディゲミキサを用いて混合し、混合粉を得た。この混合粉を摩擦材４０の１つ当たりに必要な量を測り取り、予備成形型に投入し、室温にて加圧成形して予備成形品を作製した。上記のように接着剤を乾燥塗布した裏板４１と予備成形品とを１５０℃に加熱した成形型に投入し、成形圧力４０ＭＰａ、成形時間４分で加熱圧縮成形した後、恒温槽にて２２０℃に昇温し放置冷却して、合計８時間の熱処理を実施した。これにより、ブレーキパッド１０を得た。
【００３７】
完成したブレーキパッド１０をブレーキダイナモ試験装置にて一般的な普通乗用車の条件である、ピストン面積２５ｃｍ２のキャリパを用い、イナーシャ７０ｋｇｆ・ｍにてトルク破壊強度試験を、自動車規格ＪＡＳＯ  Ｃ４１９「乗用車常用ブレーキ装置強度ダイナモメータ試験方法」に準拠して行った。
【００３８】
トルク破壊強度試験は、乗用車にて発生する最大の減速度７．８ｍ／ｓ２相当のトルクから１．９５ｍ／ｓ２相当のトルク間隔で徐々にトルクを増加させ、８０℃、５０ｋｍ／ｈから各減速度で各５回制動する試験であり、安全率３倍をかけた減速度２３．５ｍ／ｓ２相当のトルクにてブレーキパッド１０に異常がないかを評価する試験である。
【００３９】
試験の結果、実施例は、減速度２３．５ｍ／ｓ２相当のトルクにおいても、ブレーキパッド１０に異常が起こることはなかった。
【符号の説明】
【００４０】
１０  ブレーキパッド
１４  キャリパ
１５  ディスクロータ
２１  ピストン
４０  摩擦材
４１  裏板
４８  樹脂部
４９  金属環
５４  フランジ部
５８  ピストン対向面
Ａ  押圧領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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