(57)【要約】【課題】  アウタパッド側の振動加速度を抑えることによってブレーキの異音を効果的に抑制し得るディスクロータを提供する。【解決手段】  インナパッド６が押圧される車体側のインナ面１ａと、アウタパッド７が押圧される車体外側のアウタ面１ｂとを有するディスクロータ１であって、アウタ面１ｂには、インナ面１ａの表面硬さよりも硬い硬質膜が溶射されて形成されており、アウタ面１ｂとアウタパッド７との間に生じる摩擦係数がインナ面１ａとインナパッド６との間に生じる摩擦係数よりも小さくなっている。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インナパッドが押圧される車体側のインナ面と、アウタパッドが押圧される車体外側のアウタ面とを有するディスクロータであって、
前記アウタ面には、前記インナ面の表面硬さよりも硬い硬質膜が溶射されて形成されており、前記アウタ面と前記アウタパッドとの間に生じる摩擦係数が前記インナ面と前記インナパッドとの間に生じる摩擦係数よりも小さくなっていることを特徴とするディスクロータ。
【請求項２】
請求項１に記載のディスクロータであって、
アウタ面に形成される硬質膜は、ビッカース硬度が１０００ｋｇ／ｃｍ2以上であることを特徴とするディスクロータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のディスクロータであって、
アウタ面に形成される硬質膜は、セラミックスを溶射して形成されていることを特徴とするディスクロータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスクロータに関し、特に異音対策が施されたディスクロータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載のディスクロータが知られている。特許文献１に記載のディスクロータは、Ｔｉ及びＴｉ合金を素材とすることによって、軽量化や耐磨耗性が図られているディスクロータである。
また従来、ディスクロータの課題の一つとして異音対策が挙げられている。異音対策は、ディスクロータとパッドを有するディスクブレーキにおいて様々な方法によって対策がなされている（特許文献２，３）。
例えば、特許文献２に係るディスクブレーキは、パッドの静摩擦係数と動摩擦係数の比を０．８以上にすることによって低周波ノイズを抑制することができる構成になっている。
【０００３】
特許文献３に係るディスクブレーキは、ディスクロータやパッドが水濡れした際に摩擦係数が高くなる、あるいは不安定になることによって生じる異音を抑制するために、アウタパッドの摩擦面に面取りやスリットを有している。このため侵入した水が面取りやスリットによって排除されて、水濡れによる異音が抑制され得る構成になっている。
また特許文献３に記載のディスクブレーキは、高減速度時（急ブレーキ時）に生じる異音を抑制するために、インナパッドの摺動面の摺動方向長さがアウタパッドよりも長くなっている。したがって高減速度時において生じるディスクロータの振れがインナパッドによって強く抑制される構成になっている。しかもインナパッドは、車体側の部材に片持ち梁状に取付けられるマウンティングの基端部側に支持されているために、マウンティングの先端側に支持されるアウタパッドよりも振れにくい構成になっている。そのためディスクロータの振れがインナパッドによって抑制され、異音の発生が効果的に抑制され得る。したがって特許文献３に記載のディスクブレーキは、水濡れ時に生じ得る異音と、高減速度時に生じ得る異音とを効果的に抑制し得る構成になっている。
【特許文献１】特開２００１−３１７５７３号公報
【特許文献２】特公平６−１５８９１号公報
【特許文献３】特開２０００−１３６８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これに対して本願発明者は、高減速度時などにおいて生じる異音の発生原因を究明するために様々な実験を行った。その結果、高減速度時などにおいてアウタパッドの振動加速度がインナパッドの振動加速度よりも大きいことを究明し、アウタパッド側の振動加速度が異音に大きな影響を与えることを確認した。
そこで本願は、アウタパッド側の振動加速度を抑えることによってブレーキの異音を効果的に抑制し得るディスクロータを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために本発明は、各請求項に記載の通りの構成を備えるディスクロータであることを特徴とする。
請求項１に記載の発明によると、アウタ面には、インナ面の表面硬さよりも硬い硬質膜が溶射されて形成されており、アウタ面とアウタパッドとの間に生じる摩擦係数がインナ面とインナパッドとの間に生じる摩擦係数よりも小さくなっている。
【０００６】
実験結果からこの構成にすることによって、ブレーキ異音を効果的に抑制し得ることがわかった。
異音を抑制するメカニズムは、現在のところ明らかではないが、インナパッドとアウタパッドは、車体側の部材に取付けられるマウンティングやキャリパなどの支持部材によって支持されている。そして支持部材は、車体側の部材からディスクロータをロータ軸方向に跨いで延出する片持ち梁状に車体側の部材に対して取付けられている。そして支持部材の基端部側にインナパッドが支持されており、先端部側にアウタパッドが支持されている。そのため支持部材は、アウタパッドの振動によって変位を起こしやすい構成になっている。
【０００７】
これに対して本発明に係るディスクロータは、アウタパッドが摺接されるアウタ面が硬質膜によってインナ面よりも硬い構成になっている。そのためアウタ面側に生じる摩擦係数がインナ面側に生じる摩擦係数よりも小さくなり、アウタ面に対してアウタパッドが引っ掛かりにくい。したがってアウタパッド側の振動を抑制して支持部材全体の変位量を効果的に抑制し得る。その結果、高減速度時などにおけるブレーキ異音を効果的に抑制し得るものと思慮される。
【０００８】
請求項２に記載の発明によると、アウタ面に形成される硬質膜は、ビッカース硬度が１０００ｋｇ／ｃｍ２以上である。
実験結果からこの構成にすることによって、高減速度時などにおいて生じていた異音を効果的に抑制し得ることがわかった。
【０００９】
請求項３に記載の発明によると、アウタ面に形成される硬質膜は、セラミックスを溶射して形成されている。
実験結果からこの構成にすることによって、ブレーキ異音を効果的に抑制し得ることがわかった。また硬質膜は、溶射によって形成するために、熱処理などによって膜を形成する場合に比べて部分的な形成が容易である。そのためアウタ面に硬質膜を形成しやすい構成になっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施の形態を図１〜３にしたがって説明する。
ディスクブレーキ１０は、図１，２に示すようにディスクロータ１と、ディスクロータ１に押圧される一対のパッド（インナパッド６とアウタパッド７）を有している。
またディスクブレーキ１０は、浮動型のディスクブレーキであって、車体側の部材２０に取付けられるマウンティング（支持部材）８と、マウンティング８に対して移動可能に支持されるキャリパ９を備えている。
【００１１】
マウンティング８は、図２に示すように車体側の部材２０に取付けられる取付部８ａを有しており、取付部８ａは、ディスクロータ１よりも車体側において車体側の部材２０に固定される。マウンティング８は、図１等に示すように枠状になっており、ディスクロータ１をロータ軸方向に跨ぐ一対の跨ぎ部８ｂと、一対の跨ぎ部８ｂの先端間を連結する連結部８ｃを有している。
したがってマウンティング８は、車体側の部材２０に対して片持ち梁状に支持されている。
【００１２】
キャリパ９は、図１に示すように一対のスライドピン１２によってマウンティング８に対してロータ軸方向にスライド可能に取付けられている。
キャリパ９は、一対の跨ぎ部８ｂ間においてロータ軸方向に延出しており、ディスクロータ１の外周外方にてディスクロータ１を跨いでいる。そしてキャリパ９は、図２に示すように延出先端においてアウタパッド７の裏側（車体外側）に張出す爪部９ｂを有している。
【００１３】
キャリパ９のインナ側（車体側）には、シリンダ９ａが形成されており、シリンダ９ａには、ピストン１１が配設されている。ピストン１１は、シリンダ９ａ内の液圧によってロータ軸方向にスライドし、インナパッド６をディスクロータ１のインナ面１ａに押圧する。
そしてキャリパ９は、ピストン１１によってインナパッド６をディスクロータ１に押圧することで反力を受け、車体側（図２左側）に移動する。そしてキャリパ９の爪部９ｂがアウタパッド７をディスクロータ１のアウタ面１ｂに押圧する。かくして一対のパッド（６，７）がディスクロータ１に押圧される。
【００１４】
インナパッド６は、図２に示すようにマウンティング８の基端部側で支持されており、ディスクロータ１よりも車体側に配設されている。一方、アウタパッド７は、マウンティング８の先端部側で支持されており、ディスクロータ１よりも車体外側に配設されている。
インナパッド６とアウタパッド７は、図２に示すように摩擦材６ａ，７ａと、摩擦材６ａ，７ａの裏面を支持する裏板６ｂ，７ｂとを有している。
【００１５】
裏板７ｂは、図３に示すようにロータ周方向両端縁にロータ周方向に突出する耳部７ｂ１を有している。一方、マウンティング８には、耳部７ｂ１が掛け止められる一対のガイド部９ｄが凹設されている。そして耳部７ｂ１がガイド部９ｄによってロータ軸方向に移動可能に支持されている。したがってアウタパッド７は、マウンティング８によってロータ軸方向に移動可能に支持されている。
またインナパッド６の裏板６ｂも一対の耳部を有しており（図３などへの記載は省略）、これら耳部がマウンティング８のガイド部によってロータ軸方向に移動可能に支持されている。
【００１６】
ディスクロータ１は、図１，２に示すようにベンチレーテッド型のディスクロータであって、インナプレート部２とアウタプレート部３と取付部（ハット部）４を有している。
インナプレート部２とアウタプレート部３は、円盤状であって対向状に配設されている。そしてインナプレート部２が車体側（インナ側）に配設され、アウタプレート部３が車体外側（アウタ側）に配設されている。
【００１７】
インナプレート部２とアウタプレート部３の間には、複数の羽根５が設けられている。羽根５は、ロータ周方向に所定間隔毎に設けられており、ディスクロータ中心側から外周縁に向けて径方向に延出している。そのため羽根５の間には、通風路１ｃが複数形成されている。
【００１８】
取付部４は、図１に示すようにアウタプレート部３の中央に設けられており、複数の取付孔４ａを有している。そして取付孔４ａがホイールハブに設けられたスタッドボルトに取付けられる。したがってディスクロータ１は、ホイールハブを介して車輪とともに回転する。
【００１９】
ディスクロータ１は、鋳鉄（例えばＦＣ２００）を原材料に成形されており、アウタ面１ｂに硬質膜を有している。
硬質膜は、溶射によってアウタ面１ｂに形成されており（溶射膜）、硬質膜の原料は、インナ面１ａの表面硬さよりも硬く、かつ溶射に好適なものが選択されている。そして硬質膜のビッカース硬度は、１０００ｋｇ／ｃｍ２以上であるものが好ましい。なおＦＣ２００（インナ面１ａ）のビッカース硬度は、約２００〜２５０ｋｇ／ｃｍ２である。
【００２０】
硬質膜の原料は、溶射可能なセラミックス（酸化物系のセラミックス、炭化物系のセラミックス）などであって、好ましくは炭化物系のセラミックスである。
酸化物系のセラミックスとしては、Ａｌ２Ｏ３，Ｃｒ２Ｏ３，スピネル（酸化物鉱物）などが挙げられる。また炭化物系のセラミックスとしては、ＷＣ，Ｃｒ２Ｃ３などが挙げられる。そしてビッカース硬度を表１にまとめた。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
（実験）
本形態に係るディスクロータ四種類と、比較用のディスクロータとを準備して、異音実験を行った（表２参照）。そして異音実験とは別に、ディスクロータとパッドとの間に生じる摩擦係数を測定するために、アウタ面とインナ面の両面に硬質膜を形成したディスクロータを準備して、摩擦係数を測定した（表３参照）。
【００２３】
【表２】
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【００２４】
【表３】
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【００２５】
摩擦係数測定の方法は、先ず、ディスクロータ五種類とパッド三種類とを準備した（表３参照）。ディスクロータは、鋳鉄製（ＦＣ２００）の鋳鉄ロータと、硬質膜を両面に形成した硬質膜ロータとを準備した。硬質膜ロータは、鋳鉄製（ＦＣ２００）のロータの両面にＷＣ、Ｃｒ２Ｃ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３のいずれかの硬質膜を形成したものである。パッドは、材質が異なる摩擦材Ａ，Ｂ，Ｃを備えるパッドを準備した。
そして一対のパッドをディスクロータに押付ける制動試験を温度１００℃以下、５０ｋｍ／ｈ→０ｋｍ／ｈ、４ｍ／ｓ２の条件の下において１０回行った。そしてその制動試験による摩擦係数を測定して表３にまとめた。
【００２６】
表３の実験結果から、硬質膜ロータは、鋳鉄ロータよりも摩擦係数が小さくなることがわかった。また炭化物系セラミックスの硬質膜の方が酸化物系セラミックスの硬質膜よりも摩擦係数が小さくなることがわかった。そしてビッカース硬さが硬いほど摩擦係数が小さくなる傾向にあることもわかった。
一方パッドに関しては、Ａ，Ｂ，Ｃの順に摩擦係数が大きいことがわかった。
【００２７】
異音実験の方法は、先ず、ディスクロータ五種類とパッド三種類とを準備した（表３参照）。ディスクロータは、鋳鉄製（ＦＣ２００）の鋳鉄ロータと、硬質膜をアウタ面に形成した硬質膜ロータとを準備した。硬質膜ロータは、鋳鉄製（ＦＣ２００）のロータのアウタ面にＷＣ、Ｃｒ２Ｃ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３のいずれかの硬質膜を溶射したものである。パッドは、摩擦材Ａ，Ｂ，Ｃを備えるものを準備した。
そして一対のパッドをディスクロータに押付ける制動試験を温度１００℃以下、５０ｋｍ／ｈ→０ｋｍ／ｈ、４ｍ／ｓ２の条件の下において１０回行った。そしてその制動試験の際に生じた異音を表４の評価基準にて判定し、判定結果を表２にまとめた。
【００２８】
【表４】
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【００２９】
表２の実験結果から、硬質膜ロータによると「注意すれば聞こえる」あるいは「聞こえない」という良好な結果になることがわかった。そして炭化物系セラミックスの硬質膜を形成した硬質膜ロータの場合には、「聞こえない」という最良の結果になることがわかった。
【００３０】
以上のようにしてディスクロータ１が形成されている。
すなわちディスクロータ１のアウタ面１ｂには、インナ面１ａの表面硬さよりも硬い硬質膜が溶射されて形成されている。そしてアウタ面１ｂとアウタパッド７との間に生じる摩擦係数がインナ面１ａとインナパッド６との間に生じる摩擦係数よりも小さくなっている。
【００３１】
実験結果からこの構成にすることによって、ブレーキ異音を効果的に抑制し得ることがわかった（表２参照）。
異音を抑制するメカニズムは、現在のところ明らかではないが、インナパッド６とアウタパッド７は、図２に示すように車体側の部材２０に取付けられるマウンティング（支持部材）８によって支持されている。そしてマウンティング８は、車体側の部材２０からディスクロータ１をロータ軸方向に跨いで延出する片持ち梁状に車体側の部材２０に対して取付けられている。そしてマウンティング８の基端部側にインナパッド６が支持されており、先端部側にアウタパッド７が支持されている。そのためマウンティング８は、アウタパッド７の振動によって変位を起こしやすい構成になっている。
【００３２】
これに対して本形態に係るディスクロータ１は、アウタパッド７が摺接されるアウタ面１ｂが硬質膜によってインナ面１ａよりも硬い構成になっている。そのためアウタ面１ｂ側に生じる摩擦係数がインナ面１ａ側に生じる摩擦係数よりも小さくなり、アウタ面１ｂに対してアウタパッド７が引っ掛かりにくい。したがってアウタパッド７側の振動を抑制してマウンティング８全体の変位量を効果的に抑制し得る。その結果、高減速度時などにおけるブレーキ異音を効果的に抑制し得るものと思慮される。
【００３３】
またアウタ面１ｂに形成される硬質膜は、ビッカース硬度が１０００ｋｇ／ｃｍ２以上である。
そして実験結果から（表１，２参照）この構成にすることによって、高減速度時などにおいて生じていた異音を効果的に抑制し得ることがわかった。
【００３４】
またアウタ面１ｂに形成される硬質膜は、セラミックスを溶射して形成されている。
実験結果から（表２参照）この構成にすることによって、ブレーキ異音を効果的に抑制し得ることがわかった。また硬質膜は、溶射によって形成するために、熱処理などによって膜を形成する場合に比べて部分的な形成が容易である。そのためアウタ面１ｂに硬質膜を形成しやすい構成になっている。
【００３５】
（他の実施の形態）
本発明は、上記の実施の形態に限定されず、以下の形態であってもよい。
（１）すなわち上記の実施の形態に係るディスクロータは、通風路を有するベンチレーテッド型のディスクロータであった。しかし通風路を有していないソリッド型のディスクロータであって、そのアウタ面に硬質膜が溶射によって形成されているディスクロータであっても良い。
（２）また上記の実施の形態に係るディスクブレーキは、浮動型のディスクブレーキであった。しかしディスクブレーキが対向型のディスクブレーキであっても良い。すなわちディスクロータよりも車体側にて車体側の部材に取付けられ、かつディスクロータをロータ軸方向に片持ち梁状に跨ぐキャリパ（支持部材）と、キャリパの基端側においてロータ軸方向に移動可能に支持されるインナパッドと、キャリパの先端部側においてロータ軸方向に移動可能に支持されるアウタパッドとを有しているディスクブレーキであっても良い。そしてこの形態においても上記の実施の形態と同じ効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】ディスクブレーキの斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面矢視図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ線断面矢視図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…ディスクロータ
１ａ…インナ面
１ｂ…アウタ面
２…インナプレート部
３…アウタプレート部
４…取付部
６…インナパッド
７…アウタパッド
８…マウンティング（支持部材）
９…キャリパ
１０…ディスクブレーキ
１１…ピストン
２０…車体側の部材
【図１】
2006138402.tif 000007
【図２】
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【図３】
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