(57)【要約】【課題】  本発明は、摩擦材（２）を支持するためのプレート（３）を備えたディスクブレーキ用のパッド（１）に関する。【解決手段】  このパッド（１）は、プレート（３）が、実質的に複合セラミック材料または複合粉末冶金材料で形成されていることを特徴としている。パッド（１）は、その強度が未変化のままでありながら、優れた軽さを有している。しかも、パッド（１）は、有利には、ピストンへの熱の伝達を減少することができる。
2005517879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
摩擦材（２；１４）を支持するためのプレート（３；１３）を具備しているディスクブレーキ用のパッド（１；１２）において、前記プレート（３；１３）は、実質的に複合セラミック材料または複合粉末冶金材料で形成されていることを特徴とするディスクブレーキ用のパッド（１；１２）。
【請求項２】
前記複合セラミック材料は、熱分解により形成され、シリコンが含浸された炭素繊維の多孔性凝集物から形成され、この含浸工程中に、シリコン炭化物が形成され、遊離シリコンおよび炭素繊維が残留する（Ｃ／ＳｉＣＳｉ））材料と、シリコンが含浸されたシリコン炭化物（ＳｉＳｉＣ）またはアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の多孔性凝集物から形成された材料よりなる群から選択される、請求項１に記載のディスクブレーキ用のパッド（１；１２）。
【請求項３】
前記複合粉末冶金材料は、アルミニウムが含浸されたホウ素炭化物（ＡｌＢＣ）の多孔性構造体から形成される材料と、アルミニウムが含浸されたシリコン炭化物（ＡｌＳｉＣ）の多孔性構造体から形成される材料と、アルミニウムが含浸されたチタン炭化物（ＡｌＴｉＣ）またはシリコンオキシ窒化物アルミニウム（ＳｉＡｌＯＮ）の多孔性構造体から形成された材料とよりなる群から選択される、請求項１または２に記載のディスクブレーキ用のパッド（１；１２）。
【請求項４】
前記セラミックまたは複合粉末冶金材料は、実質的にシリコンを溶融させるのに十分な温度で処理された炭素およびシリコンにより構成されたフィラメントの混合物よりなる、請求項１ないし３のうちのいずれか１つの項に記載のディスクブレーキ用のパッド（１；１２）。
【請求項５】
前記混合物は、合成源または天然源の種々の生成物の熱分解により形成された繊維材料を含んでいる、請求項４に記載のディスクブレーキ用のパッド（１；１２）。
【請求項６】
前記合成源の生成物は、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）により代表され、前記天然源の生成物は、ピッチおよび天然セルロース系源から選択される、請求項５に記載のディスクブレーキ用のパッド（１；１２）。
【請求項７】
前記繊維材料は、２ｍｍと３ｍｍとの間の直径および３０ｍｍ未満の長さを有する３００単位から５００００単位まで可変の束状のフィラメントよりなる、請求項４ないし６のうちのいずれか１つの項に記載のディスクブレーキ用のパッド（１；１２）。
【請求項８】
前記フィラメントは、互いに組合され、樹脂が含浸されている、請求項７に記載のディスクブレーキ用のパッド（１；１２）。
【請求項９】
前記束は、混合物に無秩序に配置されている請求項７または８に記載のディスクブレーキ用のパッド（１；１２）。
【請求項１０】
前記摩擦材（２；１４）をプレート（３；１３）に固定するための固定手段（１０；１１；３０）を具備している、請求項１ないし９のうちのいずれか１つの項に記載のディスクブレーキ用のパッド（１；１２）。
【請求項１１】
前記固定手段は、摩擦材（２；１４）に組み入れられることができる突起（１１；３０）を備えている、請求項１０に記載のディスクブレーキ用のパッド（１；１２）。
【請求項１２】
前記固定手段は、プレート（３）の厚さ方向に形成された貫通穴（１０）を備えている、請求項１０または１１に記載のディスクブレーキ用のパッド（１；１２）。
【請求項１３】
前記貫通穴（１０）は、ほぼ鳩尾状横断面を有している、請求項１２に記載のディスクブレーキ用のパッド（１；１２）。
【請求項１４】
前記プレート（１３）は、その換気を許容するために上側開口部（２６）および下側開口部（２９）を有する内部室（３１）を有している、請求項１ないし１１のうちのいずれか１つの項に記載のディスクブレーキ用のパッド（１；１２）。
【請求項１５】
前記プレート（１３）は、このプレートに適当な強さを与えるように内部室（３１）の内側に位置決めされたピン（２５）を備えている、請求項１４に記載のディスクブレーキ用のパッド（１；１２）。
【請求項１６】
請求項１ないし１５のうちのいずれか１つの項に記載のパッド（１；１２）を具備してい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、ディスクブレーキキャリパ用のパッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスクブレーキが、基本的に制動ディスクを跨いで延びていて、対向されたパッドを収容するための座部を備えているキャリパと、パッドを作動するためのピストンーシリンダユニットとで構成されていることは広く知られている。
【０００３】
詳細には、各パッドは、ピストンが直接作用するプレートとして知られる部分と、ディスクに面するライニングとして知られる部分とにより構成されている。プレートは、一般に、金属、例えば、鋼で形成されており、ライニングは、摩擦材、例えば、焼結金属粉末で形成されている。
【０００４】
しかも、耐腐食性であるために、パッドは、少なくともプレートの領域で適当なペイントで塗装されている。
【０００５】
また、多くの出願について、対応するキーキー音を無くすか或いは少なくとも減少させるために、制動中に発生される振動を減衰するためのシムをパッドに設けることも知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述のパッドは、広く使用されているが、多くの欠点を有している。
【０００７】
前述のパッドは、例えば、ハブキャリアまたはキャリパのようなパッドと直接関連された要素が必ず適切な強度のものでなければならないように、重い。
【０００８】
また、制動中に達する温度がパッドを支持するプレートの構造の変形を引起す。その結果、パッドの機械的特性は、或る場合には、深刻に妥協されることがある。
【０００９】
この欠点は、ディスクがセラミック材料製であり、制動中に達する温度が鋳鉄ディスクが達する温度より高いディスクブレーキ用であるパッドでは、より顕著である。
【００１０】
とりわけ、プレートの材料も熱伝導率が全く高いことは心に留めておくべきである。その結果、パッドは、多量の熱を特に油圧シリンダーピストンユニットの作動流体に伝達してしまう。この場合、ブレーキ流体は沸騰し、かくして形成された蒸気束が油圧回路における正しい圧力の達成を妨げることがあり、効果的な制動力が達成されない恐れがある。
【００１１】
その結果、優れた構造特性および熱伝達特性を有しながら、軽量のものであるディスクブレーキパッドを提供する必要性がある。
【００１２】
従って、本発明の根底にある課題は、前述の必要性を満たし、同時に先行技術のパッドの欠点を解消するように構造特性および機能特性を有するディスクブレーキ用のパッドを発明することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この課題は、添付の主請求項で明記されているようなディスクブレーキパッドにより解決される。
【００１４】
本発明によるディスクブレーキパッドの更なる特徴および利点は、非限定の例として挙げられる好適な実施の態様の下記説明から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１ないし図３を参照して説明すると、全体的に１で示される本発明によるパッドは、プレート３により支持された摩擦材２を備えている。
【００１６】
このプレート３は、上側長辺４、下側長辺５、２つの短辺６、内側面７および外側面８を有するほぼ矩形の要素の形態である。
【００１７】
本説明では、用語「上側」は、パッドが通常の作用状態にあるとき、ディスクの周囲の方に向いているパッドの任意の要素またはその諸部分を示すのに使用される。同様に、用語「下側」は、パッドが通常の作用状態にあるとき、ディスクの中心の方に向いているパッドの任意の要素またはその諸部分を示すのに使用される。
【００１８】
他方、用語「内側」は、通常の作用状態中にパッドが作用する制動バンドの方に向いているパッドの任意の要素またはその諸部分を示すのに使用される。同様に、用語「外側」は、通常の作用状態中にパッドが作用する制動バンドから離れる方に向いているパッドの任意の要素またはその諸部分を示すのに使用される。
【００１９】
詳細には、上側長辺４は、１対のアイ９を有しており、これらのアイの各々は、従来のように、パッドを対応するキャリパに拘束するためのピン(図示せず)を収容することができる。
【００２０】
外側面８は、ほぼ平らであり、プレート３の全厚を通って延びている複数の開口部１０を有している。これらの開口部１０は、外側面８の２つの部分を取り囲むように４つのグループ分けされており、これらの２つの部分には、油圧ピストンーシリンダユニットの対応するピストンが作用する。図１では、これらの部分の各々は、従来型のテーパを規定する２つの同心円により示されている。しかも、図２に示されるように、開口部１０は、以下で更に説明するように、摩擦材２との係合を向上させるように外方にフレアーの横断面を有している。
【００２１】
前記プレート３の内側面７から複数のほぼ切頭円錐形突起１１が突出している。全体的に従来型のものである摩擦材２は、開口部１０と摩擦材２との間に形成され、開口部１０の横断面に完全にぴったり合う第１の拘束係合によりプレート３の内側面７に固定されている。かくして、開口部１０の横断面と、開口部１０の内側の摩擦材の横断面の形状との間に形状嵌め合いが達成される。
【００２２】
また、摩擦材２は、突起１１を覆って延びるようにプレート３の内側面７を覆って延びている。かくして、明らかに有利である開口部１０の鳩尾状横断面の特定の機能により、摩擦材２をプレート３にしっかり固定することができる。この場合、この固定は、突起１１の存在によりプレート３の内側面７の表面に対する接線方向に更に向上されている。詳細には、上述の固定は、プレート３の面７への摩擦材２の取付け中に起こる。実際、この分野で広く知られた方法によれば、摩擦材２は、開口部１０に入って相補的な形状をとるように開口部１０を完全に埋め、同時に、突起１１を完全に組み入れるようにプレート３の面７を覆う。
【００２３】
プレート３は、有利には、複合セラミックまたは複合粉末冶金材料よりなる。詳細には、複合セラミック材料は、熱分解により形成され、シリコンが含浸された炭素繊維の多孔性凝集物から形成される材料（この場合、含浸工程中、シリコン炭化物が形成され、遊離シリコンおよび炭素繊維が残留する（Ｃ／ＳｉＣＳｉ））、またはシリコンが含浸されたシリコン炭化物（ＳｉＳｉＣ）またはアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の多孔性凝集物から選択される。
【００２４】
他方、複合粉末冶金材料は、アルミニウムが含浸されたホウ素炭化物（ＡｌＢＣ）の多孔性構造体から形成される材料、またはアルミニウムが含浸されたシリコン炭化物（ＡｌＳｉＣ）の多孔性構造体から形成される材料、またはアルミニウムが含浸されたチタン炭化物（ＡｌＴｉＣ）またはシリコンオキシ窒化物アルミニウム（ＳｉＡｌＯＮ）の多孔性構造体から形成される材料から選択される。
【００２５】
好ましくは、セラミックまたは粉末冶金材料は、実質的に炭素およびシリコンにより構成され、シリコンを溶融させるのに適切な温度で処理されたフィラメントの混合物よりなる。用語「実質的に炭素により構成されたフィラメント」は、合成源、例えば、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、または天然源、例えば、ピッチまたは植物繊維および木のような天然セルロース系源の種々の生成物の熱分解により形成される繊維材料を含むものである。
【００２６】
これらのフィラメントは、３０００単位から５００００単位で可変であって、２ｍｍと３ｍｍとの間の直径を有するフィラメントの群よりなり、互いに組合され、そして樹脂、例えばポリウレタンが含浸された「フィラメント束」にグループ分けされる。次いで、これらの束は、３０ｍｍ未満の長さを有するように切断され、最終的に混合物に無秩序に配置される。無秩序に配置されたフィラメント束は、一般には、束を構成する単位の数、例えば、３Ｋ，１０Ｋ，５０Ｋなどに基づいて規定される。前述の材料のようなセラミックまたは粉末冶金材料よりなるプレートを形成する方法は、この分野では広く知られているので、ここでは説明しない。
【００２７】
かくして、以上の説明から、本発明によるパッド１が、例えば、ハブキャリアまたはキャリパの前述の過大寸法決めを回避して、著しく減少された重量のものであることは明らかである。
【００２８】
実際、まず、プレート３の構成のためのセラミックまたは粉末冶金材料の使用の特定の選択により、パッド１全体をより軽くすることができる。何故なら、広く知られているように、先行技術のプレートの重量（図示の実施の態様では約２７０ｇ）が、先行技術のパッドの全重量(約５００ｇ)の約５５％をなすからである。対照的に、本発明の実施の態様におけるプレート３の重量は、約３０５ｇのパッド１の全重量に対して約７５ｇに達することもある。従って、プレート３の重量により表されるパーセンテージは、たった約２５％まで減少される。
【００２９】
しかしながら、達成される著しい軽さにもかかわらず、プレート３の構造上の特性は何ら変わらないことは心に留めておくべきである。実際、セラミック材料は、高い温度にさらされても変形を受けないように、高い程度の堅さを有している。これは、特に制動面で達する温度が制動中に鋳鉄が達する温度より高いセラミック材料製のディスクを有するディスクブレーキに本発明のパッドが使用される場合に特に有利である。
【００３０】
実際、セラミック材料の熱伝導率は、先行技術のプレートに通常使用される鋼の熱伝導率より小さい。
【００３１】
かくして、油圧シリンダーピストンユニットの作動流体に伝達される熱量は、著しく減少されて、以上で説明したように、制動操作に危険なほどに影響することができる対応する沸騰の恐れを除去している。
【００３２】
本発明によるパッドによりもたらされる更なる利点は、制動中、振動を減衰するために使用されていた先行技術のシムを回避することができるように、セラミックまたは粉末冶金材料がまた良好な振動減衰率を有すると言う点にある。
【００３３】
腐食を防ぐためにパッドの塗装の削除により更なる利点が示される。何故なら、セラミック材料は、この問題を受けないからである。
【００３４】
図４および図５を参照すると、本発明によるパッドの変形例が全体的に１２で示されている。このパッド１２は、前述の形状とほぼ同じ形状のものであり、すなわち、２つのアイ２２を備えた上側長辺２１、下側長辺２３および２つの短辺２４を有している。詳細には、パッド１２は、支持プレート１３と、前述の摩擦材と全く同じ摩擦材１４とを備えている。このプレート１３は、有利には、摩擦材１４とともに３層構造（図４）を構成するように互いに固定されている第１の部分１５および第２の部分１６を備えている。
【００３５】
また、第１の部分は、摩擦材１４が成形により付着される内面１７を有している。この内面１７は、好ましくは、摩擦材１４を固定するための前述のものと同じ切頭円錐形の突起３０を有している。他方、第１の部分の外面１８は、凹部１９を規定するように外面の表面に対して隆起されている周リム２０を有している。詳細には、図５に示すように、周リム２０は、２つのアイ２２間でプレート１３の上側長辺２１の高さのところに上側中断部２８を有し、また下側長辺２３の高さのところで上側中断部２８の位置にほぼ対応する位置に下側中断部２９を有している。しかも、好ましくはほぼ円筒形であって、周リム２０の高さに等しい高さの複数のピン２５が、凹部１９の表面から延びている。
【００３６】
プレート１３の第２の部分１６は、実質的に、凹部１９を覆うように、全く従来の方法により外面１８を有する側で第１の部分１５に固定されているプレートである。
【００３７】
かくして、図４に示すように、２つの第１および第２の部分１５、１６間に内部室３１が形成されている。この室３１は、有利には、上側開口部２６および下側開口部２７を有しており、上側開口部２６は、周リム２０と、第１の部分１５の上側中断部２８と、第２の部分１６とにより規定されており、下側開口部２７は、周リム２０と、第１の部分の下側中断部２９と、第２の部分１６とにより規定されている。
【００３８】
本発明のこの変形例によりもたらされる利点は、プレート１３の第１の部分１５と第２の部分１６との間に配置され、頂部および底部で開放している室３１がプレートの優れた換気を許容し、かくして制動中に生じられる熱の除去を促進すると言う点にある。実際、図５に示されるように、プレート１３の内側から上側開口部２６を通って外側に向かって出現する換気の流れが形成されることができる。
【００３９】
しかしながら、明らかなように、ピン２５を設けたことにより、プレートの構造は、軽さの優れた特性が達成されても、弱められない。
【００４０】
本発明によるディスクブレーキキャリパ用のパッドは、好みまたは特定の要件に応じて変更されてもよい。例えば、パッド１２のプレート１３の第１の部分１５と第２の部分１６との間の内部室３１は、空気流を有利に送るように迷路状であってもよい。セラミックまたは粉末冶金材料の組成は、要件に応じて種々の物質の品質に関して変化してもよい。パッドおよび／またはそれらの構成要素の形状は、これらを異なる形状および／または大きさのキャリパに適合させるように変更されてもよい。また、パッド１のプレートの開口部１０への摩擦材２の嵌め込みは、図２に示される好適な形状以外の形状で達成されてもよい。
【００４１】
以上の説明からわかるように、本発明によるディスクブレーキキャリパ用のパッドは、本説明の序文部分において言及された必要性を満たしており、同時に、先行技術のパッドの欠点を解消している。
【００４２】
当然、偶然的および特定の要件を満たすために、当業者は、ディスクブレーキキャリパ用の前記のパッドに多くの変更例および変形例を適用してもよいが、これらの変更例および変形例のすべては、添付の請求項により定められる本発明の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明によるパッドの平面図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。
【図３】図１の線Ａに沿った図である。
【図４】本発明によるパッドの変形例の、図１の線Ａに沿った図である。
【図５】図４の線Ｖ−Ｖに沿った断面平面図である。
【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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【国際調査報告】
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