(57)【要約】【課題】制動時の摩擦熱に伴うディスクの内周側と外周側との温度差を緩和し、ディスクの径方向に関する温度を均一化して熱変形を防止する。【解決手段】摩擦材３２と裏板３４とを備えるディスクブレーキ用のパッド３０であって、摩擦材３２は、ディスク４０に摺接する摺接面３２ａを有している。裏板３４は、摺接面３２ａの厚み方向投影領域において孔３７を有しており、投影領域における孔３７の占める面積割合が、ディスク４０の回転中心を中心としかつ摩擦材３２の裏板３４との接着面の図心３２ｂを通る円周線３２ｃの径方向中心側の摺接面投影領域内周側部３０ａよりも円周線３２ｃの径方向外側の摺接面投影領域外周側部３０ｂにおいて小さくなるように設定されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するディスク（４０）に摺接して制動力を発生する摩擦材（３２；５２）と、その摩擦材（３２；５２）の裏面を支持する裏板（３４；５４）とを備えるディスクブレーキ用パッド（３０；５０）であって、
前記摩擦材（３２；５２）は、前記ディスク（４０）に摺接する摺接面（３２ａ；５２ａ）を有し、
前記裏板（３４；５４）は、前記摺接面（３２ａ；５２ａ）の厚み方向投影領域において孔（３７；５７）を有し、
前記投影領域における前記孔（３７；５７）の占める面積割合が、前記ディスク（４０）の回転中心を中心としかつ前記摩擦材（３２；５２）の前記裏板（３４；５４）との接着面の図心（３２ｂ；５２ｂ）を通る円周線（３２ｃ；５２ｃ）の径方向中心側の摺接面投影領域内周側部（３０ａ；５０ａ）よりも前記円周線（３２ｃ；５２ｃ）の径方向外側の摺接面投影領域外周側部（３０ｂ；５０ｂ）において小さくなるように設定されていることを特徴とするディスクブレーキ用パッド（３０；５０）。
【請求項２】
請求項１に記載のディスクブレーキ用パッド（３０；５０）であって、
孔（３７；５７）の占める面積割合が、摺接面投影領域内周側部（３０ａ；５０ａ）において３５％以上、摺接面投影領域外周側部（３０ｂ；５０ｂ）において２０％以内に設定されていることを特徴とするディスクブレーキ用パッド（３０；５０）。
【請求項３】
回転するディスク（４０）に摺接して制動力を発生する摩擦材（３２；５２）と、その摩擦材（３２；５２）の裏面を支持する裏板（３４；５４）とを備えるディスクブレーキ用パッド（３０；５０）であって、
前記摩擦材（３２；５２）は、前記ディスク（４０）に摺接する摺接面（３２ａ；５２ａ）を有し、
前記摺接面（３２ａ；５２ａ）の厚み方向投影領域における裏板（３４；５４）の摩擦材（３２；５２）に対する体積比が、前記ディスク（４０）の回転中心を中心としかつ前記摩擦材（３２；５２）の前記裏板（３４；５４）との接着面の図心（３２ｂ；５２ｂ）を通る円周線（３２ｃ；５２ｃ）の径方向中心側の摺接面投影領域内周側部（３０ａ；５０ａ）よりも前記円周線（３２ｃ；５２ｃ）の径方向外側の摺接面投影領域外周側部（３０ｂ；５０ｂ）において大きくなるように設定されていることを特徴とするディスクブレーキ用パッド（３０；５０）。
【請求項４】
請求項３に記載のディスクブレーキ用パッド（３０；５０）であって、
摺接面投影領域外周側部（３０ｂ；５０ｂ）における裏板（３４；５４）の摩擦材（３２；５２）に対する体積比が、摺接面投影領域内周側部（３０ａ；５０ａ）における該体積比の１．５倍以上に設定されていることを特徴とするディスクブレーキ用パッド（３０；５０）。
【請求項５】
回転するディスク（４０）に摺接して制動力を発生する摩擦材（３２；５２）と、その摩擦材（３２；５２）の裏面を支持する裏板（３４；５４）とを備えるディスクブレーキ用パッド（３０；５０）であって、
前記摩擦材（３２；５２）は、前記ディスク（４０）に摺接する摺接面（３２ａ；５２ａ）を有し、
前記摺接面（３２ａ；５２ａ）から該摺接面（３２ａ；５２ａ）の厚み方向投影領域における裏板（３４；５４）裏面への熱流が、前記ディスク（４０）の回転中心を中心としかつ前記摩擦材（３２；５２）の前記裏板（３４；５４）との接着面の図心（３２ｂ；５２ｂ）を通る円周線（３２ｃ；５２ｃ）の径方向中心側である摺接面投影領域内周側部（３０ａ；５０ａ）の熱流よりも、前記円周線（３２ｃ；５２ｃ）の径方向外側である摺接面投影領域外周側部（３０ｂ；５０ｂ）の熱流の方が大きくなるように設定されていることを特徴とするディスクブレーキ用パッド（３０；５０）。
【請求項６】
請求項５に記載されたディスクブレーキ用パッド（３０）であって、
裏板（３４）と摩擦材（３２）の間に、これらを接着する接着層（３８）を有し、
前記接着層（３８）は、摺接面投影領域内周側部（３０ａ）に摩擦材（３２）の熱伝導率よりも低い熱伝導率の材料で構成された低熱伝導率接着層（３８ａ）を有し、摺接面投影領域外周側部（３０ｂ）に摩擦材（３２）の熱伝導率よりも高い熱伝導率の材料で構成された高熱伝導率接着層（３８ｂ）を有していることを特徴とするディスクブレーキ用パッド（３０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転するディスクに摺接して制動力を発生する摩擦材と、その摩擦材の裏面を支持する裏板とを備えるディスクブレーキ用パッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のパッドに関する技術は、例えば特許文献１に開示されたものが既に知られている。この技術では、パッドの構成部材である裏板と摩擦材がインシュレータを介して固定され、インシュレータが熱伝導率1.6W/mKに設定されている。このインシュレータは、熱伝導率を高くするための一手段として、配合成分に銅繊維を有している。したがってインシュレータによって、パッド全体の熱伝導率が高くなり、摩擦熱の放熱性能が向上されている。その結果、制動時のブレーキ鳴きを低減させることができる。
【特許文献１】特開２００１−３２８７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし制動時に生じる摩擦熱は、ディスクの径方向に関するパッドの内周側部よりも外周側部が高温になる傾向にある。これはディスクの外周側が内周側よりも実速度が速く、内周側よりも外周側で大きな熱が発生するからである。そのため制動時のディスクは、径方向に温度差が生じ、回転軸心方向へ倒れ込むような熱変形（熱倒れ）を起こす場合がある。そしてディスクの径方向の温度差は、従来のように、パッド全体の熱伝導率を高めても解消されない。
【０００４】
本発明は、このような課題を解決しようとするもので、その目的は、制動時の摩擦熱に伴うディスクの内周側部と外周側部との温度差を緩和し、ディスクの径方向に関する温度を均一化して熱変形を防止することにある。
【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用パッドであることを特徴とする。
すなわち請求項１に記載の発明によると、摩擦材は、ディスクに摺接する摺接面を有し、裏板は、摺接面の厚み方向投影領域において孔を有している。そして投影領域における孔の占める面積割合が、ディスクの回転中心を中心としかつ摩擦材の裏板との接着面の図心を通る円周線の径方向中心側の摺接面投影領域内周側部よりも円周線の径方向外側の摺接面投影領域外周側部において小さくなるように設定されている。
【０００６】
なお裏板は、一般に鉄製であって、摩擦材よりも熱伝導率が高い。したがってパッドは、孔の割合が内周側部と外周側部によって異なっているために、孔の割合が少ない外周側部において放熱性が高くなっている。そのため制動時の摩擦熱によって高温となりやすいディスクの外周側部がパッドの外周側部によって放熱されやすいため、相対的にディスク外周側温度が下がり、その結果、ディスクの径方向の温度差が緩和される。かくして制動時におけるディスクの熱変形がパッドによって抑制され得る。
なお、裏板に形成されている各孔は、この裏板の両面に貫通した形状、あるいは凹形状で結果として裏板厚みを薄くする形状のいずれをも含む。
【０００７】
そして請求項２に記載の発明によると、請求項１に記載のパッドであって、孔の占める面積割合が、摺接面投影領域内周側部において３５％以上、摺接面投影領域外周側部において２０％以内に設定されている。
【０００８】
請求項３に記載の発明によると、摩擦材は、ディスクに摺接する摺接面を有している。そして摺接面の厚み方向投影領域における裏板の摩擦材に対する体積比が、ディスクの回転中心を中心としかつ摩擦材の裏板との接着面の図心を通る円周線の径方向中心側の摺接面投影領域内周側部よりも円周線の径方向外側の摺接面投影領域外周側部において大きくなるように設定されている。
したがってパッドは、裏板の摩擦材に対する体積比が内周側部と外周側部によって異なっているために、該体積比が大きい外周側部において放熱性が高くなっている。そのため制動時の摩擦熱によって高温となりやすいディスクの外周側部がパッドの外周側部によって放熱されやすく、ディスクの径方向の温度差がパッドによって緩和される。その結果、制動時におけるディスクの熱変形がパッドによって抑制され得る。
【０００９】
そして請求項４に記載の発明によると、請求項３に記載のディスクブレーキ用パッドであって、摺接面投影領域外周側部における裏板の摩擦材に対する体積比が、摺接面投影領域内周側部における該体積比の１．５倍以上に設定されている。
【００１０】
請求項５に記載の発明によると、摩擦材は、ディスクに摺接する摺接面を有している。そして摺接面から摺接面の厚み方向投影領域における裏板裏面への熱流が、ディスクの回転中心を中心としかつ摩擦材の裏板との接着面の図心を通る円周線の径方向中心側である摺接面投影領域内周側部の熱流よりも、円周線の径方向外側である摺接面投影領域外周側部の熱流の方が大きくなるように設定されている。
したがってパッドは、摺接面から裏板裏面への熱流が内周側部と外周側部によって異なっているために、熱流が大きい外周側部において放熱性が高くなっている。そのため制動時の摩擦熱によって高温となりやすいディスクの外周側部がパッドの外周側部によって放熱されやすく、ディスクの径方向の温度差がパッドによって緩和される。その結果、制動時におけるディスクの熱変形がパッドによって抑制され得る。
なお熱流Ｑは、裏板の裏面（ピストンやキャリパの爪に当接する面とほぼ同一となる平面）の全域（あるいはほぼ全域）に熱流計の薄膜を密着させ、孔を有して裏板の裏面に相当する部分がない部分は、その部分を薄膜で覆い薄板が浮いた状態にて測定する。そして熱流Ｑは、Ｑ＝λ／ｄ・ΔＴと定義されるものであって、λは熱伝導率、ｄは厚み、ΔＴは薄膜の表面と裏面の温度差である。
【００１１】
請求項６に記載の発明によると、裏板と摩擦材の間に、これらを接着する接着層を有し、接着層は、摺接面投影領域内周側部に摩擦材の熱伝導率よりも低い熱伝導率の材料で構成された低熱伝導率接着層を有し、摺接面投影領域外周側部に摩擦材の熱伝導率よりも高い熱伝導率の材料で構成された高熱伝導率接着層を有している。
したがって接着層に使用される材料の熱伝導率を変えることにより、ディスクと摺動接触するパッドの性状、すなわち摩擦係数、弾性係数等のブレーキ性能に直接かかわる特性をパッドの径方向に関して大きく変化させることなく、パッドの内周側部と外周側部における摺接面から裏板裏面への熱流のみを大きく変化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を用いて説明する。
（実施の形態１）
まず、本発明における実施の形態１を図１〜４によって説明する。
図１〜４に示すように本実施の形態は、浮動型ディスクブレーキを対象としている。このタイプのディスクブレーキは、マウント１０、キャリパ２０、および一対のパッド３０を備えている。
マウント１０は、車両側の部材（図示省略）に取り付けられ、ディスク４０のインナ側とアウタ側のそれぞれにおいてパッド３０を一つずつ支持している（図１，２）。
【００１３】
キャリパ２０は、ディスク４０の回転軸線と平行な二本のスライドピン２２を通じてマウント１０に取り付けられている。これらスライドピン２２は、マウント１０に対してスライド可能に支持されるとともに、キャリパ２０に対して固定されている。したがってキャリパ２０は、マウント１０に対し、スライドピン２２によってディスク４０の回転軸線に沿った方向（図２の左右方向）へ往復移動できるように支持されている。そしてマウント１０とキャリパ２０との間におけるスライドピン２２の外周は、ダストブーツ２３で被われている（図１）。
【００１４】
キャリパ２０は、ディスク４０のインナ側（図２の右側）にピストン２４を備え、アウタ側（図２の左側）に爪２６を備えている。制動時におけるピストン２４の作動により、インナ側のパッド３０がディスク４０の片側面に押し付けられる。これと併行してキャリパ２０がピストン２４とは逆方向へ移動し、爪２６を通じてアウタ側のパッド３０がディスク４０の反対側面に押し付けられる。
【００１５】
両パッド３０は、図２，３に示すように摩擦材３２と裏板３４によって構成されている。
摩擦材３２は、制動時にディスク４０に押し付けられる摺接面３２ａを有しており、摺接面３２ａとディスク４０との間に生じる摩擦力によって回転しているディスク４０に対して制動をかける。
【００１６】
裏板３４は、金属製または樹脂製であって、摩擦材５２よりも熱伝導率が高い材料から成形されている。裏板３４は、摩擦材３２の裏面に接着材などによって固定されることで、摩擦材３２の裏面を支持している。この裏板３４は、ディスク４０の回転方向に対応する両端部、すなわちディスク回出側（図３の右側）とディスク回入側（図３の左側）においてガイド部３６を備えている。これらガイド部３６は、個々にディスク４０の回転方向へ突出した凸形状になっている。なおディスク回出側およびディスク回入側とは、車両の前進時においてディスク４０が図３の矢印Ｒ方向へ回転（正転）している状態を基準としたものである。
【００１７】
マウント１０は、図３に示すようにディスク４０の回転方向に関する両側において支持部１２を有している。これら支持部１２は、パッド３０（裏板３４）の両ガイド部３６を個々に受け入れて支持することが可能な凹形状で、かつ、ディスク４０の回転軸線に沿った方向（パッド３０の厚み方向）へガイド部３６を案内できるように設定されている。また、両支持部１２と両ガイド部３６との間には、板バネ材で成形されたサポート部材１４をそれぞれ介在させている。これらサポート部材１４は、個々の弾性によってパッド３０の両ガイド部３６を浮動状態で支持しているとともに、制動の解除時にパッド３０をディスク４０から押し離す方向の付勢力を発揮する。
【００１８】
図４に示すようにパッド３０の裏板３４には、多数の孔３７が形成されている。これら孔３７は、摩擦材３２の摺接面３２ａの厚み方向投影領域に形成されており、外周側部（摺接面投影領域外周側部）３０ｂよりも内周側部（摺接面投影領域内周側部）３０ａに多く形成されている。内周側部３０ａとは、図３に示すようにディスク４０の回転中心を中心とし、かつ摩擦材３２の裏板３４との接着面の図心３２ｂを通る円周線３２ｃの径方向中心側の摺接面投影領域を言い、外周側部３０ｂとは、円周線３２ｃの径方向外側の摺接面投影領域を言う。
【００１９】
各孔３７の径は、10〜25mmの範囲に設定することが望ましく、各孔３７の形状は、裏板３４の表裏に貫通した形状もしくは凹形状のいずれであっても良い。
そして摺接面投影領域における孔３７の占める面積割合は、摺接面投影領域内周側部３０ａよりも摺接面投影領域外周側部３０ｂにおいて小さくなるように設定されている。具体的には、外周側部３０ｂにおいて２０％以内、好ましくは１５％以内に設定されており、内周側部３０ａにおいて３５％以上、好ましくは４０％以上に設定されている。
【００２０】
またパッド３０は、内周側部３０ａと外周側部３０ｂにおいて裏板３４の摩擦材３２に対する体積比が異なっている。すなわち摩擦材３２の摺接面３２ａの厚み方向投影領域における裏板３４の摩擦材３２に対する体積比が、内周側部３０ａよりも外周側部３０ｂにおいて大きくなるように設定されている。具体的には、外周側部３０ｂにおける該体積比が、内周側部３０ａにおける該体積比の１．５倍以上、好ましくは２倍以上に設定されている。
【００２１】
以上の構成のために、パッド３０は、摩擦材３２の摺接面３２ａから裏板３４裏面への熱流が、内周側部３０ａと外周側部３０ｂにおいて異なっている。すなわち摺接面３２ａから該摺接面３２ａの厚み方向投影領域における裏板３４裏面への熱流が、内周側部３０ａよりも外周側部３０ｂの方が大きくなるように設定されている。
したがってパッド３０は、外周側部３０ｂが内周側部３０ａよりも放熱性が高くなっている。そのため制動時の摩擦熱によって高温となりやすいディスク４０の外周側部がパッド３０の外周側部３０ｂによって放熱されやすく、ディスク４０の径方向の温度差がパッド３０によって緩和される。その結果、制動時におけるディスク４０の熱変形がパッドによって抑制され得る。
なお熱流Ｑは、裏板３４の裏面（ピストンやキャリパの爪に当接する面とほぼ同一の平面）の全域（あるいはほぼ全域）に熱流計の薄膜を密着させ、孔３７を有して裏板３４の裏面に相当する部分がない部分は、その部分を薄膜で覆い薄板が浮いた状態にて測定する。そして熱流Ｑは、Ｑ＝λ／ｄ・ΔＴと定義されるものであって、λは熱伝導率、ｄは厚み、ΔＴは薄膜の表面と裏面の温度差である。
【００２２】
（実施の形態２）
つぎに、本発明における実施の形態２を図５，６によって説明する。
実施の形態２におけるパッド３０は、図５，６に示すように摩擦材３２と裏板３４を接着層３８によって接着したタイプであって、この接着層３８の熱伝導率をパッド３０の内周側部３０ａと外周側部３０ｂとで変えている。すなわち接着層３８は、少なくとも二種類の接着層３８ａ，３８ｂを有しており、接着層３８ａは、摩擦材３２の熱伝導率よりも低い熱伝導率の材料で構成された低熱伝導率接着層であって、内周側部３０ａに設けられている。一方、接着層３８ｂは、摩擦材３２の熱伝導率よりも高い熱伝導率の材料で構成された高熱伝導率接着層であって、外周側部３０ｂに設けられている。したがってパッド３０は、裏板３４に加工を施すことなく、接着層３８の材料を選定するだけで、パッド３０の内周側部３０ａと外周側部３０ｂとの熱流を変化させることができる。
【００２３】
（実施の形態３，４）
本発明における実施の形態３，４を図７，８によって説明する。
実施の形態３，４におけるパッド５０は、図７，８に示すように摩擦材５２と裏板５４を有している。
摩擦材５２は、ディスクに摺接される摺接面５２ａと、摺接面５２ａの両端部から厚み方向に斜めに面取りされた一対の面取り部５２ｄと、表側中央をディスク径方向に延出するスリット５２ｅとを有している。
【００２４】
裏板５４は、ディスク回出側と回入側の両端部にガイド部５６を有している。実施の形態３に係る裏板５４には、二つの孔５７が形成されており、実施の形態４に係る裏板５４には、三つの孔５７が形成されている。
これら孔５７は、内周側部（摺接面投影領域内周側部）５０ａ寄りに形成されており、外周側部（摺接面投影領域外周側部）５０ｂには形成されていない。なお内周側部５０ａとは、ディスクの回転中心を中心とし、かつ摩擦材５２の裏板５４との接着面の図心５２ｂを通る円周線５２ｃの径方向中心側の摺接面投影領域を言い、外周側部５０ｂとは、円周線３２ｃの径方向外側の摺接面投影領域を言う。
なお孔５７の形状は、裏板５４の表裏に貫通した形状もしくは凹形状のいずれであっても良い。そして裏板５４に対する孔５７の占める面積割合は、外周側部５０ｂよりも内周側部５０ａにおいて大きく設定されている。
【００２５】
（他の実施の形態）
また本発明は、実施の形態１〜４に限定されず以下の形態であっても良い。
（１）すなわち実施の形態１に係る裏板３４は、孔３７の個数をパッド３０の内周側部３０ａから外周側部３０ｂに向けて漸減させる構成になっていた。しかし内周側部３０ａから外周側部３０ｂに向かって孔３７の大きさを小さくする構成にすることも可能である。
（２）実施の形態１，３，４に係る裏板３４，５４は、孔３７，５７を有していた。しかしこれら孔３７，５７の全部あるいは一部に対して、裏板３４，５４とは異なる材質の充填材（図示省略）を埋め込む構成も可能である。この場合、充填材の熱伝導率をパッド３０，５０の内周側部３０ａ，５０ａよりも外周側部３０ｂ，５０ｂで高くなるように、この充填材の材質を選定することにより、パッド３０，５０の内周側部３０ａ，５０ａと外周側部３０ｂ，５０ｂとの温度差を、さらに効果的に緩和することができる。因みに、パッドに使用される一般的な材料の熱伝導率を示すと、裏板（鉄）は40〜50 W/mK、摩擦材として用いられるノンアスベストオーガニック材は0.5〜2.0 W/mK、スティール材は2.5〜5.0 W/mKである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】車両用のディスクブレーキを表した平面図である。
【図２】図１のII−II矢視方向の断面図である。
【図３】図１のIII−III矢視方向の断面図である。
【図４】一つのパッドを表した平面図である。
【図５】実施の形態２におけるパッドの平面図である。
【図６】図５のVI−VI矢視方向の断面図である。
【図７】実施の形態３におけるパッドの平面図である。
【図８】実施の形態４におけるパッドの平面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０・・・マウント
３０，５０・・・パッド
３０ａ，５０ａ・・・摺接面投影領域内周側部（内周側部）
３０ｂ，５０ｂ・・・摺接面投影領域外周側部（外周側部）
３２，５２・・・摩擦材
３２ａ，５２ａ・・・摺接面
３２ｃ，５２ｃ・・・円周線
３４，５４・・・裏板
３７，５７・・・孔
３８・・・接着層
３８ａ・・・低熱伝導率接着層（接着層）
３８ｂ・・・高熱伝導率接着層（接着層）
４０・・・ディスク
【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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