(57)【要約】【課題】  ディスクパッドの中央部分に集中する熱応力を確実に分散させることができるディスクパッドを提供する。【解決手段】  バックプレート１１０に摩擦材１２０を貼り付けたディスクパッド１００において、前記摩擦材１２０の摩擦面の中央部に、環状のスリット１２１を形成したことを特徴としている。これによって、摩擦材１２０の周辺から中央に向かって集中する熱応力を、スリット１２１で開放し、分散することができ、摩擦材１２０が熱応力によって反る量を小さくして、ブレーキ鳴きが発生しないようにすることができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックプレートに摩擦材を貼り付けた摩擦部材において、前記摩擦材の摩擦面に、環状のスリットを形成したことを特徴とする摩擦部材。
【請求項２】
前記環状のスリットから前記摩擦材の周縁端までを貫通する直線スリットを、前記摩擦材の摺動方向と交差する方向に形成したことを特徴とする請求項１に記載の摩擦部材。
【請求項３】
前記環状のスリットが、円形のスリットであることを特徴とする請求項１又は２記載の摩擦部材。
【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パッド、ブレーキライニング、クラッチフェーシングなどの摩擦材をバックプレートやブレーキシューなどに貼付した摩擦部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のブレーキパッド、ブレーキライニング、クラッチフェーシング等に使用される摩擦部材は、補強用繊維材、充填材、結合材等を混合した粉末状原料を金型内に投入し、加圧・加熱して成形した摩擦材と、鋼鉄製のバックプレートとを貼り合わせて成形されるものが通常である。このほか、ドラムブレーキのライニングのようにバックプレートとは接着されずに摩擦材単独で部品となり、使用の際にブレーキシューなどの金属基板に固定されるものもある。
【０００３】
摩擦材の特性としては、摩擦係数を代表とする各種の摩擦特性があり、その他にもブレーキとして使用した場合の鳴き、偏摩耗、対面攻撃性といった特性が重要になっている。
【０００４】
これらの特性のうち、ブレーキ鳴きは、摩擦材の反りに起因している。反り量が大きくなると、相手材と摩擦材とが摺動する際に、局所的な当たり方をすることになり、鳴きが発生すると考えられる。
【０００５】
摩擦材に反りを発生させる要因としては、
（１）摩擦材が相手材と摺動する際に受ける剪断応力によるもの
（２）摩擦材自体が高温になって摩擦材内部から発生する熱応力によるもの
の２つの要因がある。
【０００６】
（１）の剪断応力を主体としたブレーキ鳴きの対策として、特許文献１では、図３に示すように、摩擦材１と鋼鉄製のバックプレート２とを一体的に貼り合わせた摩擦部材において、摩擦材１の表面に直線的なスリット３を形成することを提案している。このスリット３は、摩擦材１が矢印ａの方向に摺動して摺動方向に剪断力を受けたとき、この剪断力に対して直交する方向に形成されている。摩擦材１に加わる剪断力を、このスリット３の部分で開放し、摩擦材全体に剪断応力が伝達するのを防止する。その結果、摩擦材１の反り量を少なくし、ブレーキ鳴きを抑制することができる、というものである。なお、スリット３の方向は、摺動方向と直交する方向に限定されず、交差方向に形成すればよいと考えられる。
【０００７】
また、（２）の熱応力に対するものとしては、特許文献２では、図４に示すように、バックプレート１２に張り付けた摩擦材１１の表面に、多数の十字型をした小さい溝１１ａを形成したものを提案している。このような溝１１ａを形成することによって、熱応力を逃がし、マイクロクラックの発生を防止し、ブレーキ鳴きを防止できる、というものである。
【０００８】
ディスクパッドの摩擦材は、制動動作を繰り返すことによって、摩擦熱を発生し、この熱が蓄熱される。蓄熱された熱は、摩擦材の表面から放熱されるが、摩擦材の周辺部では表面以外に１以上の側面があり、放熱面積が多いので、放熱されやすい。一方、中央部では、放熱は表面からのみに限定され、放熱面積が小さいので放熱されにくい。そのため、周辺部と中央部とで温度差が発生し、熱応力が中央部分に集中し、反り量が多くなってブレーキ鳴きが発生する。
【０００９】
前記特許文献２は、多数の小さな十字型の溝１１ａを形成し、この溝１１ａで熱応力を逃がすのであるが、溝１１ａの無い部分がディスクパッドの中央から周辺まで連続する部分ができ、熱応力を十分逃がすことができない。これについては、溝１１ａを多数形成することである程度の解消は可能であるが、そうすると、今度は摩擦面積が小さくなり、かつ、摩擦材１１の強度も低下するといった問題が発生する。
【００１０】
また、十字型の溝１１ａを形成するのは円板カッターにより行われ、しかも、縦溝と横溝とを別々の工程で穿設する必要があるので、１つの十字型の溝１１ａを形成するのに、２工程が必要となり、多数の十字型の溝１１ａを形成するのに非常に時間が掛かる。さらに、円板カッターで溝を掘るので、溝１１ａの底面は円弧状になっており、溝１１ａの中央と両端とでは深さが異なる。そのため、溝１１ａの浅い部分では熱応力の拡散が十分にはできないことになる。
【特許文献１】特開２０００−２２０６７８    図３
【特許文献２】特開平７−２７１５７号    図２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、このような事情から考えられたもので、ディスクパッドの中央部分に集中する熱応力を確実に分散させることができるディスクパッドを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の目的を達成するために本願の第１の発明は、バックプレートに摩擦材を貼り付けた摩擦部材において、前記摩擦材の摩擦面に、環状のスリットを形成したことを特徴としている。
【００１３】
本願の第２の発明は、前記環状のスリットから前記摩擦材の周縁端までを貫通する直線スリットを、前記摩擦材の摺動方向と交差する方向に形成したことを特徴としている。
【００１４】
本願の第３の発明は、前記環状のスリットが、円形のスリットであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本願の第１の発明では以下のような作用・効果を奏する。ブレーキ動作を繰り返すと、摩擦材が加熱され、摩擦材の温度が上昇する。ブレーキ動作が終了すると、この熱は、周囲に放熱され、摩擦材の温度は徐々に低下する。前記したように、摩擦材の周辺では、放熱面が多いので、温度の低下が進むが、摩擦材の中央付近では、放熱面積が少なく、温度低下速度が非常に遅くなる。そのため、摩擦材の中央付近における熱応力が大きくなり、摩擦材の反りが起こる。そこで、本発明では、環状のスリットの部分で、熱応力を分散するので、摩擦材の反り量を小さくし、ブレーキ鳴きを防止することができる。また、摩擦面を減少させることなく、効果的に熱応力を分散することができる。環状のスリットは、摩擦面の中央に形成すると、効果的である。
【００１６】
前記の第１の発明では、剪断力についても、環状のスリットで分散することができるが、環状のスリットの外側には、スリットがないので、剪断力を分散することができない。そのため、この部分で反り量が大きくなる可能性がある。そこで、本願の第２の発明では、環状のスリットから前記摩擦材の周縁端までを貫通する直線スリットを、前記摩擦材の摺動方向と交差する方向に形成した。これによって、環状のスリットの外側でも剪断力を分散することが可能となった。これによって、熱応力と剪断力の双方による反り量を小さくし、ブレーキ鳴きを防止することができる。
【００１７】
第３の発明では、環状のスリットを円形にしたので、円筒状のドリルによってスリットを一定の深さに保って簡単に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は本発明の摩擦部材としてのディスクパッドを示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ断面図である。ディスクパッド１００は、バックプレート１１０に摩擦材１２０を貼付したものである。
【００２０】
バックプレート１１０は、鋼板などからプレスの打ち抜き加工などによって成形される。打ち抜き加工前の鋼板は表面が酸化しており、打ち抜き時に多量の潤滑油や防錆油が付着する。そこで、これら油分や酸化膜のうち、主として油分を塩素系溶剤で脱脂処理する。次に、ショットブラスト等により、表面の酸化膜を除去し、同時に、所望の表面粗さを得る。その後防錆のためのリン酸亜鉛カルシウム等の化成被膜を形成し、その上にプライマー剤を塗布・焼き付けした後、接着剤等により摩擦材１２０を接着する。
【００２１】
摩擦材１２０は、前記したように繊維材、充填材、結合材等を混合した粉末状原料から成形されるが、結合材としては、熱硬化性樹脂が使用され、繊維材としては、有機繊維、無機繊維、金属繊維が使用され、充填材としては、金属片/金属粉、有機充填材、無機充填材、粘着性有機充填材などを添加している。上記有機繊維としては、アラミド繊維、セルロース繊維、アクリル繊維などがあり、無機繊維としては、ロックウール、ガラス繊維、セピオライトなどがあり、金属繊維としてはステンレススチール繊維、スチール繊維、銅繊維、真鍮繊維、青銅繊維などが挙げられる。このような粉末状材料を金型内に投入し、加圧・加熱して成形する。
【００２２】
摩擦材１２０をバックプレート１１０に貼り付けるには、接着剤による方法が採用されるが、摩擦材１２０を成形するとき、加熱せずに加圧して固める仮成形とし、仮成形された摩擦材１２０とバックプレート１１０とを重ね合わせ、プレス機で加圧・加熱してバックプレート１１０に摩擦材１２０を貼り付け固定する方法もある。
【００２３】
本発明では、この後、さらに円筒形のドリルで環状のスリット１２１を摩擦材１２０の摩擦面中央に穿設している。この実施例では、スリット１２１は円形に形成されている。円の直径Ｄは、大きいほど効果があるが、摩擦材１２０の長さと幅の寸法のうち小さい方をＷとして、Ｗ／４＜Ｄ≦Ｗの範囲が望ましい。この範囲の下限より小さいと、熱応力の分散が不十分となるからである。
【００２４】
スリット１２１の幅は、０．５〜３ｍｍ、深さｈは摩擦材１２０の厚さをｔとして、ｔ／４＜ｈ≦ｔの範囲である。下限以下の場合は、熱応力の分散が不十分となるからである。スリット１２１は深いほど効果がある。
【００２５】
このように環状のスリット１２１を形成することによって、摩擦材１２０の周辺から中央に向かって集中する熱応力を、スリット１２１で開放し、分散することができ、摩擦材１２０が反る量を小さくして、ブレーキ鳴きが発生しないようにすることができる。
【００２６】
熱応力は、円形に分布しているので、スリット１２１は円形に形成することが最も効果的であるが、楕円形等その他の形状にすることも可能である。
【００２７】
なお、図３に示す直線のスリット３を多数設ければ、本発明と同様の効果を得られるが、スリットが多くなり、摩擦材１２０の強度が低下する可能性があるので、スリットを少なくすることができる本発明の構成が望ましい。
【００２８】
また、スリット１２１の形成方法は、前記実施例では、円筒形のドリルを用いることとした。しかし、スリット１２１の幅を広くすれば、摩擦材１２０を形成する金型にスリット１２１に対応するリブを形成することで、スリット１２１を形成することが可能である。
【００２９】
図２は、本発明の第２実施例のディスクパッド１００’を示す平面図である。この実施例では、環状のスリット１２１の図の上下両側に、摩擦材１２０の周縁端まで貫通する直線スリット１２２を形成している。直線スリット１２２は、ディスクパッド１００’が相手部材（ロータ）に圧接して摺動する方向（矢印ａの方向）と、交差する方向となっている（図２では直交している）。このように環状のスリット１２１の両側に直線スリット１２２を形成すると、剪断力を摩擦材１２０の幅（図の上下方向の長さ）全体についてスリット１２１，１２２が設けられることになり、全ての剪断力をスリット１２１，１２２のところで分散することが可能となる。
【表１】
2005155811.tif 000003
【００３０】
表１はディスクパッドのブレーキ鳴き試験の結果を示すものである。ここで使用したディスクパッドの摩擦材は、実施例１，２及び比較例１，２の全てが同じものである（表１において、左向きの矢印は左欄と同じという意味である）。すなわち、補強繊維基材として銅繊維１０重量％、アラミド繊維５重量％、熱硬化性樹脂としてフェノール樹脂２０重量％、有機摩擦調整剤としてカシューダスト１５重量％、無機摩擦調整剤として硫酸バリウム３０重量％、グラファイト１０％、炭酸カルシウム１０重量％を混合して粉末原料とし、これを加圧・加熱して成形したものである。
【００３１】
実施例１は図１に示すように環状スリットを設けたもので、実施例２は図２に示すように環状スリットと直線スリットの双方を形成したものである。
【００３２】
これに対し、比較例１は、スリットを全く設けなかったもので、比較例２は、直線スリットを摩擦材の中央に１本のみ設けたものである。
【００３３】
試験条件は、ＪＡＳＯ  Ｃ４０６の規定によった。低温時（５０℃）と高温時（２５０℃）及び冷却時（１００℃）の３通り行った。鳴き性能評価の欄の○は鳴きが無いことを示し、△は微小な鳴きが有ったことを示し、×は鳴きが有ったことを示している。
【００３４】
表１の結果から、比較例２の直線スリットでは、低温時と高温時の双方では鳴きが発生しなかったが、温度歪みの残留が最も多いと考えられる冷却時には鳴きがあった。また、比較例１のスリットの無いものは、低温時、高温時の双方で微小な鳴きが有り、冷却時には比較例２と同じ理由から鳴きがあった。これに対し、本発明の実施例１、実施例２は、いずれの温度でもブレーキ鳴きは発生しなかった。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の摩擦部材としてのディスクパッドを示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ断面図である。
【図２】本発明の第２実施例のディスクパッドを示す平面図である。
【図３】摩擦材にスリットを形成した従来例の斜視図である。
【図４】摩擦材に十字型の溝を形成した従来例の斜視図である。
【符号の説明】
【００３６】
１      摩擦材
２      バックプレート
３      スリット
１１ａ  十字溝
１１    摩擦材
１１ａ  溝
１２    バックプレート
１００  ディスクパッド
１１０  バックプレート
１２０  摩擦材
１２１  スリット
１２２  直線スリット
【図１】
2005155811.tif 000004
【図２】
2005155811.tif 000005
【図３】
2005155811.tif 000006
【図４】
2005155811.tif 000007