(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１金属間化合物を含む摩擦部材、および
第１支持部材を備え、
前記摩擦部材と前記第１支持部材とは、少なくとも部分的に、化学的に、連結される、自転車用のブレーキパッド。
【請求項２】
摩擦部材、および
Alを含む第１支持部材を備え、
前記摩擦部材と前記第１支持部材とは、少なくとも部分的に、無機的かつ化学的に、連結される、自転車用のブレーキパッド。
【請求項３】
前記摩擦部材は、第１金属間化合物を含む、請求項２に記載のブレーキパッド。
【請求項４】
Cu、Ti、Zn、NiおよびAlからなる群から選択される少なくともいずれか２つから生成される第１金属間化合物を含む摩擦部材、および
前記摩擦部材を支持する第１支持部材を備え、前記摩擦部材と前記第１支持部材とは、少なくとも部分的に、化学的に、連結される、自転車用のブレーキパッド。
【請求項５】
前記第１金属間化合物は、Cu、Ti、Zn、NiおよびAlからなる群から選択される少なくともいずれか２つを含む複数の金属材料を燃焼合成することによって生成される、請求項１、３、および４のいずれか一項に記載のブレーキパッド。
【請求項６】
前記第１金属間化合物は、添加材料を加えた状態で前記複数の金属材料を燃焼合成することによって生成される、請求項５に記載のブレーキパッド。
【請求項７】
前記添加材料は、炭素を含む、請求項６に記載のブレーキパッド。
【請求項８】
前記複数の金属材料は、CuおよびTiを含み
前記第１金属間化合物は、TiCu、Ti2Cu、Ti3Cu4、Ti2Cu3、およびTiCu4の少なくともいずれか一つを含むCu-Ti系金属間化合物である、請求項７に記載のブレーキパッド。
【請求項９】
前記摩擦部材は、TiCおよびCu3Ti3Oの少なくともいずれか一つをさらに含む、請求項８に記載のブレーキパッド。
【請求項１０】
前記摩擦部材は、前記複数の金属材料の少なくともいずれか一つを含む金属相をさらに含む、請求項５から９のいずれか一項に記載のブレーキパッド。
【請求項１１】
前記金属相は、Cuを含む、請求項１０に記載のブレーキパッド。
【請求項１２】
前記第１支持部材は、Alを含み、
前記摩擦部材と前記第１支持部材とは、前記複数の金属材料の少なくともいずれか１つと前記第１支持部材のAlとから生成される第２金属間化合物によって、少なくとも部分的に、無機的かつ化学的に、連結される、請求項５から１１のいずれか一項に記載のブレーキパッド。
【請求項１３】
前記第２金属間化合物は、前記第１金属間化合物の燃焼合成に伴う熱によって生成される、請求項１２に記載のブレーキパッド。
【請求項１４】
前記複数の金属材料は、CuおよびTiを含み、
前記第２金属間化合物は、Al2Cuを含む、請求項１２または１３に記載のブレーキパッド。
【請求項１５】
前記摩擦部材および前記第１支持部材を支持する第２支持部材をさらに備え、
前記第１支持部材と前記第２支持部材とは、機械的に連結される、請求項５から１３のいずれか一項に記載のブレーキパッド。
【請求項１６】
前記第１支持部材は、凸部を含み、
前記第２支持部材は、凹部を含み、
前記第１支持部材と前記第２支持部材とは、前記第１金属間化合物の燃焼合成に伴う熱によって軟化または溶融する前記第１支持部材の前記凸部が前記第２支持部材の前記凹部に流入することによって機械的に連結される、請求項１５に記載のブレーキパッド。
【請求項１７】
前記第２支持部材の前記凹部は、前記摩擦部材とは反対側に向けて径が大きくなるように形成される、請求項１６に記載のブレーキパッド。
【請求項１８】
前記第２支持部材の前記凹部は、段付き貫通孔である、請求項１７に記載のブレーキパッド。
【請求項１９】
前記第２支持部材は、板状に形成される、請求項１５から１８のいずれか一項に記載のブレーキパッド。
【請求項２０】
前記摩擦部材と前記第１支持部材とは、拡散接合によって、少なくとも部分的に、無機的かつ化学的に、連結される、請求項１から１１のいずれか一項に記載のブレーキパッド。
【請求項２１】
前記第１支持部材は、板状に形成される、請求項２０に記載のブレーキパッド。
【請求項２２】
複数の金属材料と添加材料とを含むワークを形成する第１工程、
前記ワークと、金属を含む第１支持部材と、凹部を含む第２支持部材とを、前記第１支持部材が前記ワークおよび前記第２支持部材に接するように配置する第２工程、および
前記ワークを加熱することによって摩擦部材を得る第３工程を備え、
前記第３工程は、
燃焼合成によって前記複数の金属材料から第１金属間化合物を生成すること、
前記第１金属間化合物の燃焼合成に伴う熱によって生成される第２金属間化合物で前記摩擦部材と前記第１支持部材とを化学的に連結すること、および
前記第１金属間化合物の燃料合成に伴う熱によって前記第１支持部材を軟化または溶融させて第２支持部材の前記凹部に流入させることで前記第１支持部材と前記第２支持部材とを機械的に連結することを含む、自転車用のブレーキパッドの製造方法。
【請求項２３】
前記複数の金属材料は、Cu、Ti、Zn、NiおよびAlからなる群から選択される少なくともいずれか２つを含み、
前記第１支持部材は、Alを含む、請求項２２に記載のブレーキパッドの製造方法。
【請求項２４】
前記複数の金属材料は、CuおよびTiを含み、
前記第２金属間化合物は、Al2Cuを含む、請求項２３に記載のブレーキパッドの製造方法。
【請求項２５】
摩擦部材を得る第１工程、および
前記摩擦部材と第１支持部材とを加熱および加圧することによって前記摩擦部材と前記第１支持部材とを拡散接合する第２工程を備える、自転車用のブレーキパッドの製造方法。
【請求項２６】
前記第１工程は、
複数の金属材料と添加材料とを含むワークを形成すること、および
前記ワークを加熱することで燃焼合成によって前記複数の金属材料から第１金属間化合物を生成することを含む、請求項２５に記載のブレーキパッドの製造方法。
【請求項２７】
複数の金属材料は、Cu、Ti、Zn、NiおよびAlからなる群から選択される少なくともいずれか２つを含み、
前記第１支持部材は、Alを含む、請求項２５または２６に記載のブレーキパッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車用のブレーキパッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
自転車用のディスクブレーキシステムでは、ブレーキレバーの操作に応じてブレーキパッドを移動させ、ブレーキパッドの摩擦部材とディスクロータとの摩擦によって制動力を発生させる。従来のブレーキパッドは、摩擦部材と、その摩擦部材を支持する支持部材とを備える。このようなブレーキパッドとしては、メタルパッドが知られている。メタルパッドの摩擦部材は、金属複合材料からなり実質的に樹脂を含まない。このようなメタルパッドの場合、摩擦部材の熱伝導率が大きいために摩擦部材と支持部材とを接着剤で連結することが困難であり、機械的に摩擦部材と支持部材とを連結する必要があった。接着剤での連結に比べ、かしめ連結などの機械的な連結を実現するためには、追加部品の準備や、追加の工程が必要であった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、簡素な構成のブレーキパッドを簡単に得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の側面に従う自転車用のブレーキパッドは、第１金属間化合物を含む摩擦部材、および、第１支持部材を備え、前記摩擦部材と前記第１支持部材とは、少なくとも部分的に、化学的に、連結される。
【０００５】
本発明の第２の側面に従う自転車用のブレーキパッドは、摩擦部材、および、Alを含む第１支持部材を備え、前記摩擦部材と前記第１支持部材とは、少なくとも部分的に、無機的かつ化学的に、連結される。
【０００６】
一例では前記摩擦部材は、第１金属間化合物を含む。
本発明の第３の側面に従う自転車用のブレーキパッドは、Cu、Ti、Zn、NiおよびAlからなる群から選択される少なくともいずれか２つから生成される第１金属間化合物を含む摩擦部材、および、前記摩擦部材を支持する第１支持部材を備え、前記摩擦部材と前記第１支持部材とは、少なくとも部分的に、化学的に、連結される。
【０００７】
一例では、前記第１金属間化合物は、Cu、Ti、Zn、NiおよびAlからなる群から選択される少なくともいずれか２つを含む複数の金属材料を燃焼合成することによって生成される。
【０００８】
一例では、前記第１金属間化合物は、添加材料を加えた状態で前記複数の金属材料を燃焼合成することによって生成される。
一例では、前記添加材料は、炭素を含む。
【０００９】
一例では、前記複数の金属材料は、CuおよびTiを含み、前記第１金属間化合物は、TiCu、Ti2Cu、Ti3Cu4、Ti2Cu3、およびTiCu4の少なくともいずれか一つを含むCu-Ti系金属間化合物である。
【００１０】
一例では、前記摩擦部材は、TiCおよびCu3Ti3Oの少なくともいずれか一つをさらに含む。
一例では、前記摩擦部材は、前記複数の金属材料の少なくともいずれか一つを含む金属相をさらに含む。
【００１１】
一例では、前記金属相は、Cuを含む。
一例では、前記第１支持部材は、Alを含み、前記摩擦部材と前記第１支持部材とは、前記複数の金属材料の少なくともいずれか１つと前記第１支持部材のAlとから生成される第２金属間化合物によって、少なくとも部分的に、無機的かつ化学的に、連結される。
【００１２】
一例では、前記第２金属間化合物は、前記第１金属間化合物の燃焼合成に伴う熱によって生成される。
一例では、前記複数の金属材料は、CuおよびTiを含み、前記第２金属間化合物は、Al2Cuを含む。
【００１３】
一例では、ブレーキパッドは前記摩擦部材および前記第１支持部材を支持する第２支持部材をさらに備え、前記第１支持部材と前記第２支持部材とは、機械的に連結される。
一例では、前記第１支持部材は、凸部を含み、前記第２支持部材は、凹部を含み、前記第１支持部材と前記第２支持部材とは、前記第１金属間化合物の燃焼合成に伴う熱によって軟化または溶融する前記第１支持部材の前記凸部が前記第２支持部材の前記凹部に流入することによって機械的に連結される。
【００１４】
一例では、前記第２支持部材の前記凹部は、前記摩擦部材とは反対側に向けて径が大きくなるように形成される。
一例では、前記第２支持部材の前記凹部は、段付き貫通孔である。
【００１５】
一例では、前記第２支持部材は、板状に形成される。
一例では、前記摩擦部材と前記第１支持部材とは、拡散接合によって、少なくとも部分的に、無機的かつ化学的に、連結される。
【００１６】
一例では、前記第１支持部材は、板状に形成される。
本発明の第４の側面は、自転車用のブレーキパッドの製造方法を提供する。その製造方法は、複数の金属材料と添加材料とを含むワークを形成する第１工程、前記ワークと、金属を含む第１支持部材と、凹部を含む第２支持部材とを、前記第１支持部材が前記ワークおよび前記第２支持部材に接するように配置する第２工程、および、前記ワークを加熱することによって摩擦部材を得る第３工程を備える。前記第３工程は、燃焼合成によって前記複数の金属材料から第１金属間化合物を生成すること、前記第１金属間化合物の燃焼合成に伴う熱によって生成される第２金属間化合物で前記摩擦部材と前記第１支持部材とを化学的に連結すること、および、前記第１金属間化合物の燃料合成に伴う熱によって前記第１支持部材を軟化または溶融させて第２支持部材の前記凹部に流入させることで前記第１支持部材と前記第２支持部材とを機械的に連結することを含む。
【００１７】
一例では、前記複数の金属材料は、Cu、Ti、Zn、NiおよびAlからなる群から選択される少なくともいずれか２つを含み、前記第１支持部材は、Alを含む。
一例では、前記複数の金属材料は、CuおよびTiを含み、前記第２金属間化合物は、Al2Cuを含む。
【００１８】
本発明の第５の側面は、自転車用のブレーキパッドの製造方法を提供する。その製造方法は、摩擦部材を得る第１工程、および、前記摩擦部材と第１支持部材とを加熱および加圧することによって前記摩擦部材と前記第１支持部材とを拡散接合する第２工程を備える。
【００１９】
一例では、前記第１工程は、複数の金属材料と添加材料とを含むワークを形成すること、および、前記ワークを加熱することで燃焼合成によって前記複数の金属材料から前記第１金属間化合物を生成することを含む。
【００２０】
一例では、前記複数の金属材料は、Cu、Ti、Zn、NiおよびAlからなる群から選択される少なくともいずれか２つを含み、前記第１支持部材は、Alを含む。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の第１の側面によれば、簡素な構成のブレーキパッドを簡単に得ることができる。
本発明の新規であると思われる特徴は、特に添付した請求の範囲において明らかとなる。目的および利点とともに本発明は、以下に示す実施態様の説明を添付の図面を参照することによって理解される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（Ａ）は、第１実施形態のブレーキパッドの模式的断面図、（Ｂ）は、第１実施形態のブレーキパッドの斜視図。
【図２】第１実施形態のブレーキパッドの製造方法を説明するための模式図。
【図３】第１実施形態のブレーキパッドの製造方法を説明するための模式図。
【図４】第１実施形態のブレーキパッドの製造方法を説明するための模式図。
【図５】第１実施形態のブレーキパッドの製造方法を説明するための模式図。
【図６】実施例１のブレーキパッドの摩擦部材と第１支持部材との境界組織から採取した検体のＸ線解析チャート図。
【図７】（Ａ）および（Ｂ）は、摩擦部材の微視的構造を説明するための模式図。
【図８】（Ａ）および（Ｂ）は、実施例１と比較例１の摩擦部材の模式図。
【図９】いくつかの実施例の摩擦部材の耐摩耗性能試験の結果を示すグラフ。
【図１０】いくつかの実施例の摩擦部材の硬度を示すグラフ。
【図１１】様々なTi/Cu比を有する実施例の摩擦部材のＸ線解析チャートにおいて、Cuの回折ピーク強度を説明するための図。
【図１２】様々なTi/Cu比を有する実施例の摩擦部材のＸ線解析チャートにおいて、Ti2Cuの回折ピーク強度を説明するための図。
【図１３】様々なTi/Cu比を有する実施例の摩擦部材のＸ線解析チャートにおいて、TiCu4の回折ピーク強度を説明するための図。
【図１４】様々なTi/Cu比を有する実施例の摩擦部材のＸ線解析チャートにおいて、Cu3Ti3Oの回折ピーク強度を説明するための図。
【図１５】第２実施形態のブレーキパッドの模式的断面図。
【図１６】第２実施形態のブレーキパッドの製造方法を説明するための模式図。
【図１７】摩擦部材と第１支持部材との拡散結合を説明するためのグラフ。
【図１８】第２実施形態のブレーキパッドの反りを説明するためのグラフ。
【図１９】（Ａ）（Ｂ）は、第１変更例のブレーキパッドの製造方法を説明するための模式図。
【図２０】（Ａ）および（Ｂ）は、第２変更例の第２支持部材の模式的断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１（Ａ）（Ｂ）を参照して、第１実施形態に従う自転車用のブレーキパッド１０の構造を説明する。ブレーキパッド１０は、自転車用のディスクブレーキシステムに用いられる。ブレーキパッド１０は、第１金属間化合物を含む摩擦部材２０、および、第１支持部材３０を備え、摩擦部材２０と第１支持部材３０とは、少なくとも部分的に、化学的に、連結される。摩擦部材２０は、摩擦面と、摩擦面とは反対側の被支持面（連結面ともいう）とを含み、当該被支持面の全面が第１支持部材３０に化学的に連結されることが好ましい。
【００２４】
第１支持部材３０は、金属を含み、少なくともAlを含む。ブレーキパッド１０は、摩擦部材２０および第１支持部材３０を支持する第２支持部材４０をさらに備えることができる。第１支持部材３０と第２支持部材４０とは、機械的に連結される。第２支持部材４０は、ブレーキキャリパに設けられるブレーキパッドマウントに固定されるバックプレートとして機能する。
【００２５】
第１実施形態では、第２支持部材４０は、少なくとも一つの凹部４２を含む。第１支持部材３０は凹部４２において第２支持部材４０と機械的に連結または係合する。凹部４２は、第２支持部材４０の上面４４に開口する比較的小さい開口（図１（Ａ）の上開口）と、第２支持部材４０の下面４６に開口する比較的大きい開口（図１（Ａ）の下開口）とを有する。凹部４２はたとえば段付き貫通孔である。第２支持部材４０の材料は特に限定されず、たとえばステンレス鋼およびチタンなどの耐候性材料であり得る。
【００２６】
図２から５を参照して、ブレーキパッド１０の製造方法を説明する。
図２に示す第１工程では、複数の金属材料Ｐ１（Ｐ１ａ，Ｐ１ｂ…）と少なくとも一つの添加材料Ｐ２とを含むワークＣＢを形成する。ワークＣＢは複数の金属材料Ｐ１と少なくとも一つの添加材料Ｐ２とを加圧成型することによって得られる。各材料Ｐ１、Ｐ２は、粉末状であり、後述する第３工程において第１金属間化合物を含む摩擦部材２０となる。複数の金属材料Ｐ１は、３種類以上であってもよい。添加材料Ｐ２は、フィラー、固体潤滑剤、摩擦係数調整剤などとして機能する。
【００２７】
図３に示す第２工程では、ワークＣＢと、第１支持部材３０と、第２支持部材４０とを、３層の積層体状に配置する。ここでは、第１支持部材３０がワークＣＢと第２支持部材４０とに接するように、ワークＣＢと、第１支持部材３０と、第２支持部材４０とを配置する。第１実施形態では、第１支持部材３０は、Alを含む平坦板である。
【００２８】
図４に示す第３工程では、ワークＣＢを加熱することによって摩擦部材２０が得られる。ワークＣＢは、その複数の金属材料の少なくともいずれか２つから燃焼合成によって第１金属間化合物を摩擦部材２０に生成するように加熱される。第１実施形態では、燃焼合成は、ワークＣＢの局所に発熱反応である燃焼反応が誘起されるように、ワークＣＢに外部から熱的刺激を付与することによって開始される。具体的には、燃焼反応は、レーザをワークＣＢの局所に照射し、ワークＣＢを局所的に加熱することによって開始される。たとえば、ワークＣＢの一端（第１支持部材３０の反対側の上面）に付与された外的熱刺激によって、その一端に燃焼反応が誘起される。燃焼反応はワークＣＢの一端から他端（例えば第１支持部材３０と接触する下面）に向けて連鎖的に進行する。燃焼合成は極めて短時間で完了し、外部からの継続的な加熱を要さず、外部からの加熱エネルギー供給量は極めて少なくてすむ。したがって、燃焼合成は、第１金属間化合物を含む、優れたブレーキング性能を有する摩擦部材２０の製造コストを顕著に低減できる。
【００２９】
第３工程の加熱すなわち外的熱刺激の局所的な付与は、摩擦部材２０の生成を引き起こすだけでなく、摩擦部材２０と第１支持部材３０との化学的な連結の生成、及び、第１支持部材３０と第２支持部材４０との機械的な連結の生成を引き起こす。たとえば、摩擦部材２０の第１金属間化合物の燃焼合成に伴う熱は、ワークＣＢと第１支持部材３０との境界において、ワークＣＢの複数の金属材料Ｐ１の少なくとも一つ（たとえばCu）と第１支持部材３０の金属（たとえばAl）との第２の燃焼反応を誘起する。その第２の燃焼反応によって生成される第２金属間化合物（たとえばAl2Cu）で摩擦部材２０と第１支持部材３０とは無機的かつ化学的に連結する。また、第１金属間化合物の燃料合成に伴う熱によって、第１支持部材３０の一部は軟化または溶融する。その軟化または溶融した第１支持部材３０の一部は、第２支持部材４０の凹部４２に流入し、凸部３２を形成する。凸部３２と凹部４２は、第１支持部材３０と第２支持部材４０とを機械的に連結する機械的接合部として機能する。
【００３０】
このように、ワークＣＢの一端（第１支持部材３０の反対側の上面）に外的熱刺激を付与することによって、摩擦部材２０の生成、摩擦部材２０と第１支持部材３０との化学的な連結、及び第１支持部材３０と第２支持部材４０との機械的な連結を含むシーケンスが連鎖的にまたは自動的に進行する。このシーケンスは、燃焼反応の完了によって自動的に終了する。このようにして、図５に示すようにブレーキパッド１０が製造される。上述したように、燃焼合成は極めて短時間で完了し、外部からの継続的な加熱を要さず、外部からの加熱エネルギー供給量は極めて少なくてすむ。したがって、ブレーキパッド１０の製造コストは顕著に低減される。
【００３１】
次に、摩擦部材２０と第１支持部材３０との化学的な連結について説明する。
図６は、実施例１のブレーキパッド１０の摩擦部材２０と第１支持部材３０との境界組織から採取した検体のＸ線解析チャートである。実施例１では、第１支持部材３０は、Al板であり、摩擦部材２０を製造するためのワークＣＢは、金属材料Ｐ１として銅粉末およびチタン粉末を含み、添加材料Ｐ２として炭素粉末を含む。図６のＸ線構造チャートは、摩擦部材２０と第１支持部材３０に含まれる成分を除く反応生成物である第２金属間化合物の存在を示す。当該第２金属間化合物は無機化合物であり、第１支持部材３０の金属すなわちAlと、摩擦部材２０の金属材料であるCuとから生成されるAl2Cuを含む。図６の黒丸印は、Al2Cuの回折ピークである。第２金属間化合物の存在は、摩擦部材２０と第１支持部材３０との、少なくとも部分的な、無機的かつ化学的な連結を示す。
【００３２】
次に、実施例１のブレーキパッド１０を回転するロータに３６１８Ｎで押圧して、ブレーキパッド１０の耐久性を調べた。摩擦部材２０がほぼ完全に摩耗し、第１支持部材３０がロータに接触するまで第１支持部材３０からの摩擦部材２０の剥離は発生しなかった。摩擦部材２０と第１支持部材３０との強固な接合、および、ブレーキパッド１０の高い耐久性が確認できた。
【００３３】
次に、摩擦部材２０について説明する。
摩擦部材２０は、第１金属間化合物を含む複合材料からなる。第１金属間化合物を含む摩擦部材２０は、高温制動力（フェード性能）、ウェットコンディションにおける制動力とドライコンディションにおける制動力との比率（ウェット／ドライ比）、耐摩耗性、およびブレーキングノイズなどのブレーキング性能において優れる。第１実施形態の摩擦部材２０は、とりわけ、ウェット／ドライ比を１に近づけることができ、ブレーキングノイズを低下できる。第１金属間化合物は、TiCu、Ti2Cu、Ti3Cu4、Ti2Cu3およびTiCu4の少なくともいずれか一つを含むことが好ましい。摩擦部材２０は、TiCおよびCu3Ti3Oの少なくともいずれか一つをさらに含むことができる。
【００３４】
次に、摩擦部材２０の微視的構造を説明する。図７（Ａ）に示すように、摩擦部材２０は、金属相２２と、均一な形状のまたは不規則的な形状の金属間化合物（ここでは金属間化合物粒子）２４とを含む。金属相２２は、マトリックス相または第１相を形成する。通常、第１金属間化合物２４は、金属相２２に分散しており、分散相、グレイン相または第２相を形成する。第１金属間化合物は、例えば、TiCu、Ti2Cu、Ti3Cu4、Ti2Cu3およびTiCu4の少なくともいずれか一つを含むCu-Ti系金属間化合物である。図７（Ａ）の例では、第１金属間化合物２４は、複数の第１金属間化合物２４ａ、２４ｂとして、Ti2CuとTiCu4とを含む。金属相２２は、Cu、Al、ZnおよびNiの少なくともいずれか一つを含む。図７（Ａ）の例では、金属相２２は、金属Cu相のような単一金属相である。すなわち、摩擦部材２０は、第１金属（ここではCu）と第２金属（ここではTi）とから得られる金属間化合物２４、および第１金属（ここではCu）からなる金属相２２を含む。いくつかの例では、金属相２２は、CuTi固溶体のような金属固溶体相であってもよい。また、いくつかの例では、金属相２２自体が金属間化合物であり得る。
【００３５】
図７（Ｂ）の例では、摩擦部材２０は、金属相２２に分散した非金属粒子２６および強化相２８を含む。非金属粒子２６は、例えば炭素粒子である。強化相２８は、たとえばCu3Ti3OまたはTiCである。粒子状の強化相２８ａ、および／または、膜状の強化相２８ｂであり得る。膜状の強化相２８ｂは、いくつかの非金属粒子２６の一部または全部を被覆してもよい。いくつかの例では、粒子状の強化相２８ａおよび膜状の強化相２８ｂは、網目状強化構造を形成する。
【００３６】
複数の金属材料Ｐ１と添加材料Ｐ２は、第１金属間化合物の燃焼合成の進行を促進するように構成および選択される。第１実施形態では、複数の金属材料Ｐ１は、銅粉末Ｐ１ａおよびチタン粉末Ｐ１ｂを含み、添加材料Ｐ２は炭素粉末を含む。後述するように、銅粉末Ｐ１ａ、チタン粉末Ｐ１ｂおよび炭素粉末Ｐ２を含むワークＣＢを燃焼合成に供することによって、TiCu、Ti2Cu、Ti3Cu4、Ti2Cu3およびTiCu4の少なくともいずれか一つを含む第１金属間化合物を含む複合材料が得られる。典型的な金属間化合物からなるブロックは概して脆く割れやすいが、第１実施形態の第１金属間化合物を含む複合材料からなる摩擦部材２０は割れにくい。したがって、第１実施形態の摩擦部材２０は、ブレーキング性能において優れることに加え、耐久性および製造の歩留まりにおいても優れる。
【００３７】
複数の金属材料Ｐ１と添加材料Ｐ２の粒子径は、ワークＣＢの成形しやすさと燃焼合成の進行の促進とを考慮して適宜決められる、たとえば１〜２００μｍの範囲であり得る。銅粉末、チタン粉末および炭素粉末を含む反応物質系の場合、金属相の主成分である銅粉末の粒子径は、チタン粒子および炭素粒子のものよりも大きくてもよい。一例では、銅粉末の粒子径は１００〜１８０μｍ、チタン粒子の粒子径は１０〜１００μｍ、炭素粒子の粒子径は１〜１０μｍである。
【００３８】
燃焼合成の進行の促進と摩擦部材の熱的性能とを考慮すると、銅粉末の純度は高いほど好ましく、９９％以上であることが特に好ましい。チタン粉末は、純チタンでもよいが、安価に入手できる点で、リサイクルドチタンの粉末であってもよい。炭素粉末は、安価に入手できる点で、黒鉛であることが好ましい。黒鉛は、金属間化合物を含む複合材料の割れを低減させるとともに、ブレーキングノイズを低下させる固体潤滑剤としても機能する。
【００３９】
添加材料Ｐ２は、炭素粉末に代えてまたは炭素粉末に加えて、例えばムライト、ジルコン、フッ化カルシウム、およびセリサイトなどの一または複数の非炭素硬質粒子を含むことができる。当該非炭素硬質粒子は、フィラー、固体潤滑剤、摩擦係数調整剤などとして機能する。
【００４０】
図８（Ａ）（Ｂ）を参照して、銅粉末、チタン粉末および炭素粉末を含む反応物質系の利点について説明する。
図８（Ａ）は、上記実施例１のブレーキパッド１０の製造に用いたワークＣＢを示す。このワークＣＢは、金属材料Ｐ１としてそれぞれ銅粉末Ｐ１ａおよびチタン粉末Ｐ１ｂを含み、添加材料Ｐ２として炭素粉末を含む。このワークＣＢを燃焼合成に供すると、元の平板形状と実質的に同じ形状の摩擦部材２０が得られた。この摩擦部材２０は、そのままでまたはわずかな輪郭整形によって、ブレーキパッド１０に使用可能であった。このように、実施例１では、所望形状の摩擦部材２０を含むブレーキパッド１０を高い歩留まりで製造できる。
【００４１】
一方、図８（Ｂ）は、銅粉末およびチタン粉末からなる、平板状に成形された比較例１のワークＣＢＸを示す。比較例１のワークＣＢＸを燃焼合成に供すると、元の平板形状とは異なる崩れた形状の反応生成物２０Ｘが得られた。比較例１の反応生成物２０Ｘはそのままで摩擦部材として使用することはできず、整形によって元の平板形状に戻すことは困難または不可能であった。
【００４２】
図示しないが、比較例２では、アルミニウム粉末、チタン粉末および炭素粉末を含有するワークを平板状に成形した。比較例２のワークを燃焼合成に供すると、無数のひび割れを有する反応生成物が得られた。したがって、銅粉末、チタン粉末および炭素粉末の組合せを有さないワークを用いた比較例１、２では、所望形状の摩擦部材を含むブレーキパッド１０を高い歩留まりで製造できなかった。
【００４３】
実施例１の摩擦部材２０の分析結果から、燃焼合成によって以下の反応が進行するものと推測される。すなわち、燃焼合成の開始前には、ワークＣＢにおいて銅粉末、チタン粉末、および炭素粉末が混合されている。燃焼合成の開始に伴い銅粉末中の銅原子とチタン粉末中のチタン原子との固相拡散が先に進行し、銅チタン固溶体を形成する。燃焼合成の進行に伴い、銅チタン固溶体中の銅原子とチタン原子とからTiCu、Ti2Cu、Ti3Cu4、Ti2Cu3およびTiCu4の少なくともいずれか一つを含む金属間化合物が形成される。燃焼合成の終了後において、金属間化合物は銅チタン固溶体によって構成される金属相に分散される。炭素粉末はその金属相中に分散している。燃焼合成の進行に伴って、炭素粉末中の炭素原子が金属相中のチタン原子と反応または化学結合することによってTiC強化相または強化構造が形成される。同様に、燃焼合成の進行に伴って、酸素原子が金属相中のチタン原子および銅原子と反応または化学結合することによってCu3Ti3O強化相または強化構造が形成される。これらの強化構造によって、金属間化合物の流動すなわち反応生成物の変形が著しく低減されたと推測される。ワークＣＢを構成する粉末の種類と量に応じて、金属相は、金属固溶体、金属間化合物、純金属、およびそれらの任意の組合せからなる群から選択される少なくとも一つによって構成され得る。
【００４４】
実施例１のワークＣＢにおいて、添加材料Ｐ２としての炭素粉末は、銅粉末Ｐ１ａの総重量に対してたとえば１０〜３０ｗｔ％であることが好ましい。炭素粉末をこの範囲で配合することによって、所望形状の摩擦部材２０のひび割れを低減でき、摩擦部材２０の歩留まりが向上し、その製造コストを減少できる。ワークＣＢは、銅粉末Ｐ１ａの総重量に対して０．１〜５０ｗｔ％のチタン粉末Ｐ１ｂを含有することが好ましい。チタン粉末をこの範囲で配合することによって、燃焼合成中のまたは燃焼合成後の摩擦部材２０のひび割れの発生を防止または低減でき、所望形状の摩擦部材２０の製造の歩留まりをいっそう向上できる。
【００４５】
次に、表１および図９を参照して摩擦部材の耐摩耗性について説明する。
表１に示す配合で、銅粉末、チタン粉末、および炭素粉末を少なくとも含有するワークを成形し、燃焼合成して、実施例２から５の摩擦部材を製造した。ムライト、ジルコンおよびフッ化カルシウムは、添加材料Ｐ２としての非炭素硬質粒子である。
【００４６】
【表１】
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図９を参照すると、摩耗量は、Ti/Cu比が０．１％から増加するに伴って低下し、Ti/Cu比が約１２％付近で最も減少し、その後上昇した。摩耗量が小さいほど、耐摩耗性は高い。
【００４７】
Ti/Cu比が０．１〜５０％の範囲にあるいくつかの実施例の試験結果は、従来のレジンパッドよりも優れた耐摩耗性を示した。したがって、ワークＣＢは銅粉末の総重量に対して、０．１〜５０ｗｔ％のチタン粉末を含有することが好ましい。ワークＣＢは銅粉末の総重量に対して、５〜１５ｗｔ％のチタン粉末を含有することが更に好ましい。この範囲の量のチタン粉末の配合は、従来のメタルバッドと同等かそれよりも優れた耐摩耗性を有する摩擦部材２０を安価に製造することができる。ワークＣＢは銅粉末の総重量に対して、１０〜１５ｗｔ％のチタン粉末を含有することが特に好ましい。この範囲の量でチタン粉末を配合することによって、従来のメタルバッドを凌駕する、顕著に優れた耐摩耗性を有する摩擦部材２０が得られる。
【００４８】
耐摩耗性の顕著な向上と摩擦部材の硬さとの関係を調べるべく、Ti/Cu比が５〜２５％の範囲にあるいくつかの実施例の摩擦部材の硬さを調べた。結果を図１０に示す。Ti/Cu比の増加に伴い、摩擦部材の硬度はほぼ直線的に増加した。図９および図１０の結果は、摩擦部材の耐摩耗性と硬度との相関係数が１よりも低いことを示す。
【００４９】
耐摩耗性を向上させる成分を特定すべく、Ti/Cu比が５〜３０％の範囲にあるいくつかの実施例の摩擦部材についてＸ線構造解析を行った。結果を図１１から図１４に示す。図１１から図１３に示すように、Ti/Cu比の増加に伴って、Cuが減少し、Ti2CuおよびTiCu4を含む金属間化合物が増加した。図１２および図１３に示すように、Ti/Cu比が２０％を超えると、Ti2CuおよびTiCu4が飛躍的に増加した。また、図１４に示すように、Ti/Cu比の増加に伴いCu3Ti3Oが増加した。図１２から図１４のＸ線構造解析から、Ti2CuおよびTiCu4の少なくともいずれか一方を含む金属間化合物とCu3Ti3Oの存在によって、摩擦部材の耐摩耗性が向上することが分かった。
【００５０】
実施例１では、複数の金属材料Ｐ１はCu粉末Ｐ１ａおよびTi粉末Ｐ１ｂであるが、複数の金属材料粉末Ｐ１は、Cu、Ti、Zn、NiおよびAlからなる群から選択される少なくともいずれか２つの金属材料粉末であり得る。この場合、摩擦部材２０は、Cu、Ti、Zn、NiおよびAlからなる群から選択される少なくともいずれか２つから生成される第１金属間化合物を含む複合材料によって構成できる。この摩擦部材２０を含むブレーキパッド１０は、実施例１と同じ又は対応する作用効果を奏し得る。
【００５１】
第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）自転車用のブレーキパッド１０は、第１金属間化合物２４を含む摩擦部材２０、および、第１支持部材３０を備え、摩擦部材２０と第１支持部材３０とは、少なくとも部分的に、化学的に連結される。この構成によれば、簡素な構成のブレーキパッド１０を簡単に得ることができる。ブレーキング性能において優れる摩擦部材２０を含むブレーキパッド１０を安価に製造できる。また、摩擦部材２０と第１支持部材３０との化学的な連結によって、第１支持部材３０からの摩擦部材２０の剥離が低減または防止できる。
【００５２】
（２）ブレーキパッド１０は、摩擦部材２０、およびAlを含む第１支持部材３０を備え、摩擦部材２０と第１支持部材３０とは、少なくとも部分的に、無機的かつ化学的に、連結される。Alを含む第１支持部材３０は軽量であり、ブレーキパッド１０を軽量にする。
【００５３】
（３）摩擦部材２０は、第１金属間化合物２４を含む。この構成によれば、摩擦部材２０の第１金属間化合物２４のため、強度（特に引張強度）および耐摩耗性において優れるブレーキパッド１０が得られる。
【００５４】
（４）ブレーキパッド１０は、Cu、Ti、Zn、NiおよびAlからなる群から選択される少なくともいずれか２つから生成される第１金属間化合物２４を含む摩擦部材２０、および摩擦部材２０を支持する第１支持部材３０を備える。この構成によれば、摩擦部材２０の熱伝導性のため、高温制動力（フェード性能）に優れるブレーキパッド１０が得られる。
【００５５】
（５）第１金属間化合物２４は、Cu、Ti、Zn、NiおよびAlからなる群から選択される少なくともいずれか２つを含む複数の金属材料Ｐ１から燃焼合成によって生成される。燃焼合成は極めて短時間で完了し、外部からの継続的な加熱を要さず、外部からの加熱エネルギー供給量は極めて少なくてすむ。したがって、ブレーキパッド１０を安価に製造することができる。
【００５６】
（６）第１金属間化合物２４は、複数の金属材料Ｐ１に添加材料Ｐ２を加えた状態で燃焼合成することによって生成される。この構成によれば、添加材料Ｐ２の種類と量を変更することによって、ブレーキパッド１０のブレーキング性能および他の性能を適宜調節することができる。
【００５７】
（７）添加材料Ｐ２は、炭素を含む。この構成によれば、ブレーキングノイズにおいて優れ、摩擦部材２０のひび割れを低減でき、摩擦部材２０の歩留まりが向上し、ブレーキパッド１０の製造コストを減少できる。
【００５８】
（８）複数の金属材料Ｐ１は、CuおよびTiを含み。第１金属間化合物２４は、TiCu、Ti2Cu、Ti3Cu4、Ti2Cu3、およびTiCu4の少なくともいずれか一つを含むCu-Ti系金属間化合物である。この構成によれば、Cu-Ti系金属間化合物によって、ブレーキパッド１０の高温制動力（フェード性能）、ウェットコンディションにおける制動力とドライコンディションにおける制動力との比率（ウェット／ドライ比）、および摩擦部材２０の耐摩耗性が向上する。また、摩擦部材２０の優れた耐摩耗性のため、ブレーキパッド１０の耐用期間を延長することができる。
【００５９】
（９）摩擦部材２０は、TiCおよびCu3Ti3Oの少なくともいずれか一つをさらに含む。TiCおよびCu3Ti3Oは、燃焼合成の進行中に第１金属間化合物２４の流動を低減する。したがって、摩擦部材２０を所望の形状に形成することができる。
【００６０】
（１０）摩擦部材２０は、複数の金属材料Ｐ１の少なくともいずれか一つを含む金属相２２をさらに含む。この構成によれば、金属相２２が本来的に有する熱伝導性のために、摩擦部材２０は優れた熱伝導性を有する。また、金属相２２が本来的に有する延性および展性のために、摩擦部材２０の脆性は低下し、摩擦部材２０の割れおよび破損を低減することができる。また、一または複数種類の第１金属間化合物２４は金属相２２中に分散して存在することができる。金属相２２はCuを含むことが好ましい。
【００６１】
（１１）第１支持部材３０は、Alを含む。摩擦部材２０と第１支持部材３０とは、複数の金属材料Ｐ１の少なくともいずれか１つと第１支持部材３０のAlとから生成される第２金属間化合物によって、少なくとも部分的に、無機的かつ化学的に、連結される。この構成によれば、摩擦部材２０と第１支持部材３０とを、直接的に（すなわち、摩擦部材２０と第１支持部材３０とは異なる、接着剤およびはんだなどの連結部材を介さずに）、簡素な構成によって連結することができる。したがって、ブレーキパッド１０の構成を簡素にすることができる。また、摩擦部材２０と第１支持部材３０とが第２金属間化合物を形成するので、摩擦部材２０と第１支持部材３０との分離は低減され、ブレーキパッド１０の耐久性は向上する。
【００６２】
（１２）第２金属間化合物は、第１金属間化合物の燃焼合成に伴う熱によって生成される。この構成によれば、ワークＣＢの局所に第１金属間化合物の燃焼合成を誘起することによって、摩擦部材２０の生成に引き続いて、摩擦部材２０と第１支持部材３０との連結の形成が連鎖的にまたは自動的に進行する。したがって、ブレーキパッド１０が安価に得られる。
【００６３】
（１３）複数の金属材料Ｐ１は、CuおよびTiを含み、第２金属間化合物は、Al2Cuを含む。この構成によれば、摩擦部材２０に由来するCuと第１支持部材３０に由来するAlとによって形成されるAl2Cuによって、摩擦部材２０と第１支持部材３０とを、直接的に連結することができる。したがって、ブレーキパッド１０の構成を簡素にすることができる。
【００６４】
（１４）ブレーキパッド１０は、摩擦部材２０および第１支持部材３０を支持する第２支持部材４０をさらに備え、第１支持部材３０と第２支持部材４０とは、機械的に連結される。この構成によれば、摩擦部材２０と第１支持部材３０との化学的な接合と、第１支持部材３０と第２支持部材４０との機械的な連結とによって、摩擦部材２０と第２支持部材４０とを一体化させることができる。
【００６５】
（１５）第１支持部材３０は、凸部３２を含み、第２支持部材４０は、凹部４２を含む。第１支持部材３０と第２支持部材４０とは、第１金属間化合物の燃焼合成に伴う熱によって軟化または溶融する第１支持部材３０の凸部３２が第２支持部材４０の凹部４２に流入することによって機械的に連結される。この構成によれば、ワークＣＢの局所に第１金属間化合物の燃焼合成を誘起することによって、第１支持部材３０は少なくとも部分的に軟化または溶融し、凹部４２に係合する凸部３２が形成され、外部からの継続的な加熱を要さずに、第１支持部材３０と第２支持部材４０との機械的な連結を形成する。したがって、ブレーキパッド１０が安価に得られる。
【００６６】
（１６）第２支持部材４０の凹部４２は、摩擦部材２０とは反対側に向けて径が大きくなるように形成され、たとえば段付き貫通孔である。この構成によれば、第２支持部材４０からの第１支持部材３０および摩擦部材２０の脱落が防止または低減される。第２支持部材４０に対する第１支持部材３０および摩擦部材２０のがたつきが防止または低減される。第１支持部材３０は第２支持部材４０の上面４４に接触するが、その上面４４における凹部４２の開口は比較的小さい。したがって、第１支持部材３０と第２支持部材４０との十分な接触面積を確保できる。
【００６７】
（１７）ブレーキパッド１０の製造方法は、複数の金属材料Ｐ１と添加材料Ｐ２とを含むワークＣＢを形成する第１工程（図２）、ワークＣＢと、金属を含む第１支持部材３０と、凹部４２を含む第２支持部材４０とを、第１支持部材３０がワークＣＢと第２支持部材４０とに接するように配置する第２工程（図３）、および、ワークＣＢを加熱することによって摩擦部材２０を得る第３工程（図４、５）を備える。第３工程は、燃焼合成によって複数の金属材料Ｐ１の少なくともいずれか２つＰ１ａ，Ｐ１ｂから第１金属間化合物を摩擦部材２０に生成すること、第１金属間化合物の燃焼合成に伴う熱によって生成される第２金属間化合物で摩擦部材２０と第１支持部材３０とを化学的に接合すること、および、第１金属間化合物の燃料合成に伴う熱によって第１支持部材３０を軟化または溶融させて第２支持部材４０の凹部４２に流入させることで第１支持部材３０と第２支持部材４０とを機械的に連結することを含む。この構成によれば、ワークＣＢの局所に第１金属間化合物の燃焼合成を誘起させることによって、摩擦部材２０の生成、摩擦部材２０と第１支持部材３０との化学的な接合の形成、及び第１支持部材３０と第２支持部材４０との機械的な連結の形成を含むシーケンスが連鎖的にまたは自動的に進行し、短時間で終了する。したがって、ブレーキパッド１０を安価に製造できる。
【００６８】
図１５を参照して、第２実施形態に従う自転車用のブレーキパッド１０ａの構造について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。ブレーキパッド１０ａは、第１金属間化合物を含む摩擦部材２０、および、第１支持部材３０ａを備え、摩擦部材２０と第１支持部材３０ａとは、少なくとも部分的に、化学的に連結される。第２実施形態のブレーキパッド１０ａでは、図１の第２支持部材４０は省略されている。第２実施形態の第１支持部材３０ａは、ブレーキキャリパに設けられるブレーキパッドマウントに固定されるベース部材として機能することを除き、第１実施形態の第１支持部材３０と同じであってよい。第１支持部材３０ａは、いわゆるバックプレートのような板状に形成される。摩擦部材２０は、第１実施形態のものと同じである。
【００６９】
図１６を参照して、第２実施形態のブレーキパッド１０ａの製造方法を説明する。
まず、図２に示す第１工程と同様に、ワークＣＢを形成する。次に、ワークＣＢと第１支持部材３０ａとを接触させずにワークＣＢを加熱することによって、第１金属間化合物を摩擦部材２０に生成する燃焼合成を誘起させる。こうして摩擦部材２０が得られる。
【００７０】
次に、摩擦部材２０の摩擦面が外方を向き、摩擦面とは反対側の被支持面（連結面ともいう）が第１支持部材３０ａに接するように摩擦部材２０と第１支持部材３０ａとを配置し、２層積層体を形成する。この２層積層体を加熱および加圧することによって、ブレーキパッド１０ａが製造される。加熱および加圧の条件は、摩擦部材２０と第１支持部材３０ａとの材料に依存し、摩擦部材２０と第１支持部材３０ａとを少なくとも部分的に、化学的に、連結するに足る圧力および温度であればよく、摩擦部材２０の第１金属間化合物の組成および第１支持部材３０ａの材料に応じて適宜調整することができる。
【００７１】
次に、図１７を参照して摩擦部材２０と第１支持部材３０ａとの連結を説明する。
図１７の縦軸は、摩擦部材２０および第１支持部材３０ａに由来するいくつかの元素の含有量（％）を示す。銅（Cu）およびチタン（Ti）は、摩擦部材２０の第１金属間化合物に由来する。アルミニウム（Al）は第１支持部材３０ａに由来する。酸素（O）は、摩擦部材２０および第１支持部材３０ａの一方または両方の表面に存在する酸化膜に主に由来するが、酸素（O）の一部は、摩擦部材２０の強化相２８（Cu3Ti3O）および／または摩擦部材２０の添加材料Ｐ２である非炭素硬質粒子（ムライト、ジルコン）に由来する。炭素（C）およびカルシウム（Ca）は、摩擦部材２０に含まれる、炭素やムライトなどの添加材料に由来する。図１７の横軸は、深度を示す。この深度は、ブレーキパッド１０ａの厚み方向において基準面レベル（たとえば加圧前の２層積層体におけるワークＣＢと第１支持部材３０ａとの接触面）からの距離である。深度が浅いほど、境界組織において、摩擦部材２０の摩擦面（図１５の上面）に近い位置から採取した検体であることを示す。深度が深いほど、境界組織において、摩擦部材２０の摩擦面から遠い位置から採取した検体であることを示す。
【００７２】
図１７を参照すると、摩擦部材２０に由来する元素（Cu、Tiなど）の含有量と、第１支持部材３０ａに由来する元素（Al）の含有量がいずれも深度依存性を有する。摩擦部材２０に由来する元素（Cu、Tiなど）と第１支持部材３０ａに由来する元素（Al）とが、同一深度で共存している。したがって、図１７は、摩擦部材２０および第１支持部材３０ａの一方（たとえば摩擦部材２０）に由来する元素が摩擦部材２０および第１支持部材３０ａの他方（たとえば第１支持部材３０ａ）の内部に拡散することによって、境界組織が形成されることを示す。図１７の例では、０〜１００μｍ程度（５０μm以降は図示せず）の深度範囲にわたって境界組織が形成される。境界組織の存在は、摩擦部材２０と第１支持部材３０ａとが拡散接合によって、少なくとも部分的に、無機的かつ化学的に連結されていることを示す。
【００７３】
本願明細書において、「拡散接合」という用語は、「２つのメタリック部材の一方に由来する金属元素が他方のメタリック部材の内部に拡散することによって境界組織が形成されるか、または、２つのメタリック部材に由来する金属元素が相互に拡散することによって境界組織が形成され、当該境界組織によって、２つのメタリック部材が直接に（すなわち、２つのメタリック部材とは異なる、接着剤およびはんだなどの連結部材を介さずに）、無機的かつ化学的に連結されること」と定義する。
【００７４】
次に、図１８を参照して、第２実施形態のブレーキパッド１０ａの作用効果を説明する。図１８の縦軸は、摩擦部材と第１支持部材とを接合するための圧縮力（押し力）である。横軸は、圧縮後のブレーキパッドの変形量である反りを示す。
【００７５】
特性線Ｌ１は、第１金属間化合物を含む摩擦部材２０と、Alを含む第１支持部材３０ａとを備える実施例６のブレーキパッドの反りを示す。特性線Ｌ２は、第１金属間化合物を含む摩擦部材２０と、Tiを含む第１支持部材３０ａとを備える実施例７のブレーキパッドの反りを示す。特性線Ｌ３は、金属間化合物ではないブロンズ製の摩擦部材と、Tiを含む第１支持部材とを備える比較例３のブレーキパッドの反りを示す。
【００７６】
図１８から、以下の事実が確認された。第１金属間化合物を含む摩擦部材２０を備える実施例６、７のブレーキパッド（特性線Ｌ１，Ｌ２）では、加熱および加圧後に発生する反りが小さいために、ブレーキパッドをブレーキパッドマウントに適正に固定することができた。摩擦部材２０と第１支持部材３０ａとをより高い圧力で圧縮することができるので、摩擦部材２０と第１支持部材３０ａとの拡散接合の強度を高めることができる。また、反りに起因する残留応力が小さく、摩擦部材２０と第１支持部材３０ａとの剥離は観察されなかった。
【００７７】
ブロンズ製の摩擦部材を備える比較例３のブレーキパッド（特性線Ｌ３）は、加熱および加圧後に発生する反りが大きいために、ブレーキパッドをブレーキパッドマウントに適正に固定することができないことがあった。反りのために圧縮力の増加は困難であり、摩擦部材と第１支持部材との接合の強度は不十分であった。また、反りに起因する残留応力が大きいために、残留応力が大きく、ブレーキパッドの形成後ただちにまたは冷却後に、摩擦部材と第１支持部材との剥離が生じることがあった。
【００７８】
Alを含む第１支持部材を備える実施例６のブレーキパッド（特性線Ｌ１）は、Tiを含む第１支持部材を備える実施例７のブレーキパッド（特性線Ｌ２）よりも、反りが小さいので、摩擦部材と第１支持部材とをより高い圧力で圧縮することができる。したがって、摩擦部材と第１支持部材との拡散接合の強度をいっそう高めることができる。
【００７９】
Alを含む第１支持部材を備える実施例６のブレーキパッド（特性線Ｌ１）は、Tiを含む第１支持部材を備える実施例７（特性線Ｌ２）および比較例３（特性線Ｌ３）のものよりも軽量である。
【００８０】
Alを含む第１支持部材（実施例６）は、Tiを含む第１支持部材（実施例７、比較例３）よりも、金属加工し易い。たとえば、放熱フィンなどの微細構造を有する第１支持部材３０ａを歩留まりよく得ることができる。また、第１支持部材３０ａの放熱フィンと、摩擦部材２０の熱伝導性との協働によって、実施例６のブレーキパッド１０ａの高温制動力（フェード性能）は一層向上する。
【００８１】
第２実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、以下の効果が得られる。
（１８）第２実施形態のブレーキパッド１０ａの摩擦部材２０と第１支持部材３０ａとは、拡散接合によって、少なくとも部分的に、無機的かつ化学的に、連結される。この構成によれば、制御の容易な加熱および加圧する工程によって摩擦部材２０と第１支持部材３０ａとを、連結することができる。
【００８２】
（１９）第１支持部材３０ａは板状に形成される。第１支持部材３０ａは、ブレーキキャリパに設けられるブレーキパッドマウントに固定されるベース部材として機能することができるので、摩擦部材２０および第１支持部材３０ａを支持する第２支持部材は不要となり、ブレーキパッド１０ａを更に軽量化することができる。第１支持部材３０ａがAl板である場合、比重の小さいAlのため、第１支持部材３０ａは軽量化され、ひいては、ブレーキパッド１０ａは軽量化される。Alの金属加工容易性のため、放熱フィンなどの微細構造を有する第１支持部材３０ａを歩留まりよく得ることができる。Alの低比熱容量は、ブレーキパッド１０ａの高温制動力（フェード性能）の向上に貢献する。
【００８３】
（２０）ブレーキパッド１０ａの製造方法は、摩擦部材２０を得る第１工程、および、摩擦部材２０と第１支持部材３０ａとを加熱および加圧することによって摩擦部材２０と第１支持部材３０ａとを拡散接合する第２工程を備える。この方法によれば、制御の容易な加熱および加圧する工程によって摩擦部材２０と第１支持部材３０ａとを、連結することができる。
【００８４】
（２１）第１工程は、複数の金属材料Ｐ１と添加材料Ｐ２とを含むワークＣＢを形成すること、および、ワークＣＢを加熱することで燃焼合成によって複数の金属材料Ｐ１から第１金属間化合物２４を生成することを含む。燃焼合成のために摩擦部材２０を安価に製造でき、ひいては、ブレーキパッド１０ａを安価に製造できる。
【００８５】
実施形態は以下のように変更してもよい。
・第１実施形態の第３工程（図４）では、軟化または溶融する第１支持部材３０の一部が第２支持部材４０の凹部４２に重力によって流入するが、外的熱刺激の付与後に３層積層体を押圧して、第１支持部材３０の流入を促進してもよい。この押圧によってブレーキパッド１０の製造時間は短縮され、ブレーキパッド１０の歩留まりは向上する。この押圧は、ワークＣＢまたは摩擦部材２０を上から均一に押圧することが好ましい。ワークＣＢまたは摩擦部材２０に対する圧力は、軟化または溶融した第１支持部材３０の粘度に応じて異なり得る。
【００８６】
・第１実施形態の第３工程（図４）において、必要であれば、軟化または溶融する第１支持部材３０の一部が摩擦部材２０と第２支持部材４０との間から側方にはみ出すことを防止または低減するブロック部材を、摩擦部材２０と第２支持部材４０との間から露出した第１支持部材３０の側面に配置してもよい。
【００８７】
・第１実施形態の第３工程（図４）の後に、必要であれば、第２支持部材４０と凸部３２が面一になるようにブレーキパッド１０を研磨してもよい。
・第１金属間化合物を含む摩擦部材２０の最大寸法（たとえば長さ）は５ｃｍ以下であることが好ましい。最大寸法が５ｃｍ以下であると、摩擦部材２０を歩留まりよく製造することができる。最大寸法が５ｃｍを超える摩擦部材２０は、燃焼合成中にまたは燃焼合成の終了後の徐冷中に、ひび割れが生じることがあり、摩擦部材２０の歩留まりを低下させることがある。自転車用ブレーキの摩擦部材は、その最大寸法が５ｃｍ程度、典型的には２ｃｍ程度であることから、燃焼合成による製造によって歩留まりよく製造することができる。
【００８８】
・第１実施形態の第１支持部材３０は、平坦板状第１支持部材に限定されず、図１９（Ａ）に示すように、リベット状第１支持部材３０でもよい。リベット状第１支持部材３０は、ワークＣＢに埋設される頭部と、その頭部から突出する胴部とを含む。リベット状第１支持部材３０の胴部を第２支持部材４０の凹部４２に挿入し、この状態で、ワークＣＢの局所に発熱反応である燃焼反応が誘起されるように、ワークＣＢに外部から熱的刺激を付与することによって燃焼合成を開始する。燃焼合成によって摩擦部材２０が生成する。また、摩擦部材２０の燃焼合成の反応熱によって、摩擦部材２０とリベット状第１支持部材３０の頭部との間で第２金属間化合物が燃焼合成される。その第２金属間化合物によって、摩擦部材２０とリベット状第１支持部材３０とは化学的に接合される。図１９（Ｂ）に示すように、リベット状第１支持部材３０の胴部の先端は、燃焼合成の反応熱によって軟化または溶融し、鋳型としての凹部４２によって鋳造される凸部３２を形成する。当該凸部３２と凹部４２との係合によって第１支持部材３０と第２支持部材４０とは機械的に連結される。
【００８９】
・図１９の変更例において、燃焼反応の前または後において、凹部４２から下方に突出するリベット状第１支持部材３０の胴部の先端をかしめることによって第１支持部材３０と第２支持部材４０とが機械的に連結されてもよい。
【００９０】
・第２支持部材４０の凹部４２は、段付き貫通孔に限定されず、図２０（Ａ）および（Ｂ）に示すように、摩擦部材２０とは反対側に向けて径が大きくなるように形成されてもよい。
【００９１】
・第１実施形態において、第２支持部材４０は凹部４２を有さない板状に形成されてもよい。この場合、第１支持部材３０は、凸部３２を有さない板状に形成される。この変更例であっても、摩擦部材２０と第１支持部材３０とは少なくとも部分的に、化学的に、連結される。摩擦部材２０がCu、Ti、Zn、NiおよびAlの少なくともいずれか２つから生成される第１金属間化合物を含むので、ブレーキパッド１０のブレーキング性能は向上する。また、摩擦部材２０が燃焼合成によって得られるので、ブレーキパッド１０の製造コストは低減する。この変更例では、第１支持部材３０と第２支持部材４０とは、たとえば接着剤によって一体化される。
【００９２】
・実施形態及び変更例のブレーキパッド１０は、ディスクブレーキ、リムブレーキなどの任意の自転車用ブレーキに適用できる。摩擦部材２０、第１支持部材３０、３０ａおよび第２支持部材４０の形状は、ブレーキの形式に応じて適宜変更することができる。
【００９３】
本発明がその技術的思想から逸脱しない範囲で他の特有の形態で具体化されてもよいということは当業者にとって明らかであろう。たとえば、実施形態（あるいはその１つまたは複数の態様）において説明した部品のうちの一部を省略したり、いくつかの部品を組合せてもよい。本発明の範囲は、添付特許請求の範囲を参照して、添付特許請求の範囲が権利を与えられる均等物の全範囲と共に確定されるべきである。
【符号の説明】
【００９４】
１０、１０ａ…自転車用のブレーキパッド、
２０…摩擦部材、
３０、３０ａ…第１支持部材、
３２…凸部、
４０…第２支持部材、
４２…第２支持部材の凹部、
４４…第２支持部材の上面、
４６…第２支持部材の下面、
ＣＢ…ワーク、
Ｐ１（Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ）…金属材料、
Ｐ２…添加材料。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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