(57)【要約】【課題】  パッドがディスクロータに対して静止摩擦状態から動摩擦状態に変化することで生じる異音を効果的に抑制し得るディスクブレーキを提供する。【解決手段】  ディスクロータ８と、車体側の部材１１に取付けられてディスクロータ８をロータ軸方向に片持ち梁状に跨ぐマウンティング４と、ディスクロータ８よりも車体側にてマウンティング４に対してロータ軸方向に移動可能に支持されるインナパッド２と、ディスクロータ８よりも車体外側にてマウンティング４に対してロータ軸方向に移動可能に支持されるアウタパッド３とを備えているディスクブレーキ１であって、アウタパッド３は、インナパッド２よりも摩擦係数の小さい材質から成形されており、アウタパッド３とディスクロータ８との間に生じる制動トルクがインナパッド２とディスクロータ８との間に生じる制動トルクよりも小さくなっている。【選択図】        図２
2006112506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクロータと、その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て前記ディスクロータをロータ軸方向に片持ち梁状に跨ぐ支持部材と、前記ディスクロータよりも車体側にて前記支持部材に対し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、前記ディスクロータよりも車体外側にて前記支持部材に対し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備えているディスクブレーキであって、
前記アウタパッドは、前記インナパッドよりも摩擦係数の小さい材質から成形されており、前記アウタパッドと前記ディスクロータとの間に生じる制動トルクが前記インナパッドと前記ディスクロータとの間に生じる制動トルクよりも小さくなっていることを特徴とするディスクブレーキ。
【請求項２】
請求項１に記載のディスクブレーキであって、
アウタパッドの摩擦係数が、インナパッドの摩擦係数よりも７％以上小さくなっていることを特徴とするディスクブレーキ。
【請求項３】
ディスクロータと、その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て前記ディスクロータをロータ軸方向に片持ち梁状に跨ぐ支持部材と、前記ディスクロータよりも車体側にて前記支持部材に対し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、前記ディスクロータよりも車体外側にて前記支持部材に対し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備えているディスクブレーキであって、
前記ディスクロータは、前記アウタパッドが押圧されるアウタ面と、前記インナパッドが押圧されるインナ面とを有しており、前記アウタ面が前記インナ面よりも摩擦係数が小さく、前記アウタ面と前記アウタパッドとの間に生じる制動トルクが前記インナ面と前記インナパッドとの間に生じる制動トルクよりも小さくなっていることを特徴とするディスクブレーキ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスクブレーキに関し、とりわけ異音対策が施されているディスクブレーキに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスクブレーキの課題の一つに異音対策が挙げられており、従来、様々な異音対策がディスクブレーキに施されている。
特許文献１に記載の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は、面取りやスリットによって排除され、水濡れによる異音が抑制され得る。
また特許文献１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。
【０００３】
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得る。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をインナパッドによって抑制することによって、異音の発生を効果的に抑制することができる。
以上のように特許文献１に記載のディスクブレーキによると、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することができる。
【特許文献１】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。
そこで本願では、アウタパッド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ブレーキ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ブレーキ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、アウタパッドは、インナパッドよりも摩擦係数の小さい材質から成形されており、アウタパッドとディスクロータとの間に生じる制動トルクがインナパッドとディスクロータとの間に生じる制動トルク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、思うに、支持部材は、片持ち梁状であるために、先端側において支持するアウタパッドの振動によって変位が生じやすい構成になっている。これに対して本発明は、アウタパッドの摩擦係数がインナパッドの摩擦係数よりも小さいため、アウタパッド側の振動が小さくなり、支持部材の変位が小さくなると思われる。しかもインナパッドは、アウタパッドよりも摩擦係数が大きい。そのためインナパッドによって支持部材の変位が効果的に抑えられ得るとも思われる。したがって支持部材の変位が全体的に抑制されて、高減速度時などにおいて生じていたブレーキ異音が抑制され得ると思慮される。
【０００７】
請求項２に記載の発明によると、アウタパッドの摩擦係数が、インナパッドの摩擦係数よりも７％以上小さくなっている。
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。
【０００８】
請求項３に記載の発明によると、ディスクロータは、アウタパッドが押圧されるアウタ面と、インナパッドが押圧されるインナ面とを有している。そしてアウタ面がインナ面よりも摩擦係数が小さく、アウタ面とアウタパッドとの間に生じる制動トルクがインナ面とインナパッドとの間に生じる制動トルクよりも小さくなっている。
【０００９】
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、思うに、支持部材は、片持ち梁状であるために、先端側において支持するアウタパッドの振動によって変位が生じやすい構成になっている。これに対して本発明は、アウタパッドが摺接されるディスクロータのアウタ面がインナ面よりも滑りやすい。そのためアウタ面とアウタパッドとの間に生じる振動が小さくなり、支持部材の変位が小さくなると思われる。しかもディスクロータのインナ面がアウタ面よりも摩擦係数が大きい。そのためインナ面に摺接されるインナパッドによって支持部材の変位が効果的に抑えられ得るとも思われる。したがって支持部材の変位が全体的に抑制されることによって、高減速度時などにおいて生じていたブレーキ異音を抑制することができと思慮され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（実施の形態１）
実施の形態１を図１〜３にしたがって説明する。
ディスクブレーキ１は、図１，２に示すようにディスクロータ８と、ディスクロータ８に押圧される一対のパッド（インナパッド２とアウタパッド３）を有している。
またディスクブレーキ１は、浮動型のディスクブレーキであって、車体側の部材１１に取付けられるマウンティング（支持部材）４と、マウンティング４に対して移動可能に支持されるキャリパ５とを備えている。
【００１１】
ディスクロータ８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、ディスク部８ａと取付部（ハット部）８ｂとを有している。
ディスク部８ａは、円盤状に形成されたインナプレート８ａ１とアウタプレート８ａ２を対向状に有している。
インナプレート８ａ１は、図２に示すように車体側（インナ側）に配設され、円盤状のインナ面８ａ５を有している。アウタプレート８ａ２は、車体外側（アウタ側）に配設され、円盤状のアウタ面８ａ６を有している。そしてインナプレート８ａ１とアウタプレート８ａ２の間には、複数の羽根８ａ３が設けられている。
【００１２】
羽根８ａ３は、ロータ周方向に所定間隔毎に設けられており、ディスク部８ａの内周縁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８ａ３の間には、インナプレート８ａ１とアウタプレート８ａ２間を径方向に延出する通風路８ａ４が複数形成されている。
羽根８ａ３は、ディスクロータ８を回転させた際にポンプ作用を生じ、通風路８ａ４内の風速を高める構成になっている。また羽根８ａ３は、伝熱性が高く、インナプレート８ａ１とアウタプレート８ａ２の表面に生じた摩擦熱を受けて熱くなりやすい構成になっている。したがって通風路８ａ４内を流れる風によって摩擦熱を効率良く放熱することができる。
【００１３】
取付部８ｂは、図１に示すように円筒状の連結部８ｂ１と、円盤状のフランジ部８ｂ２とを有している。そしてフランジ部８ｂ２には、ホイールハブに設けられたスタッドボルトが挿通される取付穴８ｂ３が形成されている。したがってディスクロータ８は、フランジ部８ｂ２においてホイールハブに固定される。
【００１４】
マウンティング（支持部材）４は、図２に示すように車体側の部材１１に取付けられる取付部４ａを有しており、取付部４ａは、ディスクロータ８よりも車体側にて車体側の部材１１に固定される。マウンティング４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８をロータ軸方向に跨ぐ一対の跨ぎ部４ｂと、一対の跨ぎ部４ｂの先端間を連結する連結部４ｃを有している。
したがってマウンティング４は、車体側の部材１１に対して片持ち梁状に支持される。
【００１５】
キャリパ５は、図１に示すように一対のスライドピン７によってマウンティング４に対してロータ軸方向にスライド可能に取付けられる。
キャリパ５は、一対の跨ぎ部４ｂ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８の外周外方にてディスクロータ８を跨いでいる。そしてキャリパ５は、図２に示すように延出先端においてアウタパッド３の裏側（車体外側）に張出す爪部５ｂを有している。
【００１６】
キャリパ５のインナ側（車体側）には、シリンダ５ａが形成されており、シリンダ５ａ内にピストン６が配設されている。ピストン６は、シリンダ５ａ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２をディスクロータ８に向けて押圧する構成になっている。
したがってインナパッド２をピストン６によってディスクロータ８のインナ面８ａ５に押圧した際には、キャリパ５がピストン６を介して反力を受ける。これによりキャリパ５が車体側（図２左側）に移動し、キャリパ５の爪部５ｂがアウタパッド３をディスクロータ８のアウタ面８ａ６に押圧する。かくして一対のパッド（２，３）がディスクロータ８に押圧され、制動力が生じる。
【００１７】
インナパッド２は、図２に示すようにディスクロータ８よりも車体側にてマウンティング４に支持されている。一方、アウタパッド３は、ディスクロータ８よりも車体外側にてマウンティング４に支持されている。そしてインナパッド２とアウタパッド３は、いずれも摩擦材２ａ，３ａと裏板２ｂ，３ｂを有している。
裏板２ｂ，３ｂは、摩擦材２ａ，３ａの裏面に貼り付けられており、摩擦材２ａ，３ａを裏面側から支持する構成になっている。裏板３ｂのロータ周方向両端縁には、図３に示すようにロータ周方向に突出する耳部３ｂ１が形成されている。
【００１８】
一方、マウンティング４には、耳部３ｂ１が掛け止められる一対のガイド部４ｄが凹設されている。そしてガイド部４ｄによって耳部３ｂ１がロータ軸方向に移動可能に支持されている。
インナパッド２の裏板２ｂにも耳部が形成されており、耳部がマウンティング４に形成された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（図示省略）。
【００１９】
摩擦材２ａ，３ａは、ディスクロータ８に対して摺接されることで摩擦力を生じる部材であって、繊維基材と摩擦調整剤（充填剤）と結合剤とを主成分に成形されている。
繊維基材には、無機繊維および有機繊維が適宜選択される。
摩擦調整剤には、摩擦係数の調整、異音調整、錆防止などのために含まれるものであって、無機充填材，有機充填材，潤滑剤などが適宜選択される。
【００２０】
無機充填剤には、アブレーシブ，硫酸バリウム，炭酸カルシウム，水酸化カルシウム，雲母（マイカ），カオリン，タルクなどが適宜選択される。
有機充填剤には、カシューダストやラバーダストなどが使用され、潤滑剤には、黒鉛（グラファイト），三硫化アンチモン，二硫化モリブデン，二硫化亜鉛などが使用され得る。
アウタパッド３の摩擦材３ａは、摩擦調整剤の配合量などを調整することによってインナパッド２の摩擦材２ａよりも摩擦係数が小さくなるように調整されている。好ましくは、アウタパッド３の摩擦係数がインナパッド２の摩擦係数よりも７％以上小さくなるように調整されている。さらに好ましくは１４％以上小さくなるように調整されている。
【００２１】
なお摩擦材２ａと摩擦材３ａは、同じ形状であって、ディスクロータ８に対して同じ大きさの摺接面積を有する構成になっている。
一方、ディスクロータ８は、インナプレート８ａ１とアウタプレート８ａ２が同じ材料にて形成され、インナ面８ａ５の摩擦係数とアウタ面８ａ６の摩擦係数とが同じ大きさになっている。
【００２２】
（実験）
次に、本形態に係るディスクブレーキと、比較用のディスクブレーキについての異音実験を行った。実験方法と実験結果について以下に説明する。
先ず、摩擦係数の異なる摩擦材を備えるパッドを準備した（表１）。なおパッドは、同じ形状であって、同じ摺接面積を有するものを使用した。
【００２３】
次に、前記パッドを順にアウタパッドとインナパッドに利用することによって、種々な組み合わせのディスクブレーキを構成した（表２）。そしてこれらに対する異音実験を試みた。なお本形態に係るディスクブレーキは、表２の最右欄に○印を付している。
異音実験の方法は、パッドを温度１００℃以下の状態において、５０ｋｍ／ｈ→０ｋｍ／ｈ、４ｍ／ｓ２にての制動試験を１０回行い、その際に生じた異音を表３の評価基準にて判定した。そして判定結果を表２にまとめた。
【００２４】
【表１】
2006112506.tif 000003
【００２５】
【表２】
2006112506.tif 000004
【００２６】
【表３】
2006112506.tif 000005
【００２７】
実験結果から、本形態に係るディスクブレーキ（表２の最右欄○印のもの）、すなわちアウタパッドの摩擦係数がインナパッドの摩擦係数よりも小さいディスクブレーキでは、「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。
特に、アウタパッドの摩擦係数がインナパッドの摩擦係数よりも７％以上小さい形態において良好な結果になることがわかった。またアウタパッドの摩擦係数がインナパッドの摩擦係数よりも１４％以上小さい形態において「聞こえない」という最良の結果になることもわかった。
【００２８】
以上のようにしてディスクブレーキ１が形成されている。
すなわちアウタパッド３は、インナパッド２よりも摩擦係数の小さい材質から成形されており、アウタパッド３とディスクロータ８との間に生じる制動トルクがインナパッド２とディスクロータ８との間に生じる制動トルクよりも小さくなっている（図２参照）。
【００２９】
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、思うに、マウンティング（支持部材）４は、片持ち梁状であるために、先端側において支持するアウタパッド３の振動によって変位が生じやすい構成になっている。これに対して本形態は、アウタパッド３の摩擦係数がインナパッド２の摩擦係数よりも小さいため、アウタパッド３側の振動が小さくなり、マウンティング４の変位が小さくなると思われる。しかもインナパッド２は、アウタパッド３よりも摩擦係数が大きい。そのためインナパッド２によってマウンティング４の変位が全体的に抑制されることで、高減速度時などにおいて生じていたブレーキ異音が抑制され得ると思慮される。
【００３０】
（実施の形態２）
実施の形態２について以下に説明する。
実施の形態２は、実施の形態１とほぼ同様に形成されている。しかし実施の形態２に係るアウタパッドとインナパッドは、摩擦係数が同じである。一方、ディスクロータは、アウタ面の摩擦係数がインナ面の摩擦係数よりも小さい構成になっている。
【００３１】
アウタ面の摩擦係数がインナ面の摩擦係数よりも小さい形態としては、インナプレートの材質とアウタプレートの材質とが相違する形態などである。
具体的には、鋳鉄製のアウタプレートの炭素量を鋳鉄製のインナプレートの炭素量よりも多くする形態である。あるいは鋳鉄に合金元素を添加させた材料にて成形することによって硬質化させたアウタプレートと、合金元素を有しない鋳鉄から成形したインナプレートとを備える形態である。またはアウタプレートを炭素鋼で成形し、その後、熱処理を施して硬質化させたものを利用し、インナプレートに鋳鉄製のものを利用する形態である。
【００３２】
（実験）
次に、本形態に係るディスクブレーキと、比較用のディスクブレーキについての異音実験を行った。実験方法と実験結果について以下に説明する。
先ず、摩擦係数の異なるプレートを製作した（表４）。ａは鋳鉄製、ｂは合金元素を添加した鋳鉄製、ｃは炭素鋼で成形した後に熱処理を施したものである。
【００３３】
次に、これらプレートをアウタプレートまたはインナプレートに利用して、種々な組み合わせのディスクブレーキを構成した（表５）。そしてこれらに対する異音実験を試みた。なお本形態に係るディスクブレーキは、表５の最右欄に○印を付している。
なおアウタパッドの摩擦材とインナパッドの摩擦材は、表１の材質Ａを使用し、形状と摺接面積が同じものを利用した。
異音実験の方法は、実施の形態１と同じ方法であり、表３の評価基準によって異音の判定を行った。そしてその判定結果を表５にまとめた。
【００３４】
【表４】
2006112506.tif 000006
【００３５】
【表５】
2006112506.tif 000007
【００３６】
実験結果から、本形態に係るディスクブレーキ（表５の最右欄○印のもの）、すなわちディスクロータのアウタ面の摩擦係数がインナ面の摩擦係数よりも小さいディスクブレーキでは、ほとんどの場合「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。
特に、アウタ面の摩擦係数がインナ面の摩擦係数よりも１０％以上小さい形態にて良好な結果になることがわかった。
【００３７】
以上のようにして、実施の形態２が形成されている。
すなわちディスクロータは、アウタパッドが押圧されるアウタ面と、インナパッドが押圧されるインナ面とを有している。そしてアウタ面がインナ面よりも摩擦係数が小さく、アウタ面とアウタパッドとの間に生じる制動トルクがインナ面とインナパッドとの間に生じる制動トルクよりも小さくなっている。
【００３８】
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、思うに、支持部材は、片持ち梁状であるために、先端側において支持するアウタパッドの振動によって変位が生じやすい構成になっている。これに対して本発明は、アウタパッドが摺接されるディスクロータのアウタ面がインナ面よりも滑りやすい。そのためアウタ面とアウタパッドとの間に生じる振動が小さくなり、支持部材の変位が小さくなると思われる。しかもディスクロータのインナ面がアウタ面よりも摩擦係数が大きい。そのためインナ面に摺接されるインナパッドによって支持部材の変位が効果的に抑えられ得るとも思われる。したがって支持部材の変位が全体的に抑制されることによって、高減速度時などにおいて生じていたブレーキ異音を抑制することができと思慮され得る。
【００３９】
（他の実施の形態）
本発明は、実施の形態１，２に限定されず、以下の形態であってもよい。
（１）すなわち実施の形態１，２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も良い。そしてプレート部は、一枚構造のものでも良いし、あるいはインナプレートとアウタプレートとを積層させた積層構造のものであっても良い。
（２）また実施の形態１は、ディスクロータのアウタ面とインナ面の摩擦係数が同じで、かつアウタパッドとインナパッドの摩擦係数が異なる形態になっていた。一方、実施の形態２は、ディスクロータのアウタ面とインナ面の摩擦係数が異なっており、かつアウタパッドとインナパッドの摩擦係数が同じ形態になっていた。しかしアウタ面とアウタパッドとの間に生じる摩擦力がインナ面とインナパッドとの間に生じる摩擦力よりも小さくなっている形態であって、例えばディスクロータのアウタ面とインナ面の摩擦係数が異なっており、かつアウタパッドとインナパッドの摩擦係数が異なっている形態でも良い。すなわち実施の形態１と実施の形態２とを組み合わせた形態などであっても良い。
（３）また実施の形態１，２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て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、ディスクロータよりも車体側にてキャリパに対し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、ディスクロータよりも車体外側にてキャリパに対し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。この形態であっても実施の形態１，２とほぼ同じ効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【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】
【００４１】
１…ディスクブレーキ
２…インナパッド
３…アウタパッド
２ａ，３ａ…摩擦材
２ｂ，３ｂ…裏板
４…マウンティング（支持部材）
４ａ…取付部
５…キャリパ
６…ピストン
８…ディスクロータ
８ａ…ディスク部
８ａ１…インナプレート
８ａ２…アウタプレート
８ａ５…インナ面
８ａ６…アウタ面
８ｂ…取付部
１１…車体側の部材
【図１】
2006112506.tif 000008
【図２】
2006112506.tif 000009
【図３】
2006112506.tif 000010