(57)【要約】【課題】摩擦材の温度を考慮しつつ、最適な摩擦係数の摩擦材を使用し、ブレーキ鳴きを抑制できるブレーキパッドおよびそのブレーキパッドを用いたディスクブレーキ装置を提供する。【解決手段】ブレーキパッド１４は、相対的に摩擦係数が低い第１摩擦材３４と、この第１摩擦材３４よりも相対的に摩擦係数が高い第２摩擦材３６と、第１摩擦材３４の裏面および第２摩擦材３６の裏面を支持するパッド裏金２２とから成る。パッド裏金２２は、制動操作時にブレーキパッド１４が所定温度未満の冷間状態の場合、第１摩擦材３４のみをディスクロータ１８に接触させる第１姿勢を形成する。また、制動操作時にブレーキパッド１４が所定温度以上の温間状態の場合、第２摩擦材３６をディスクロータ１８に接触させる第２姿勢を形成する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対的に摩擦係数が低い第１摩擦材と、前記第１摩擦材よりも相対的に摩擦係数が高い第２摩擦材と、前記第１摩擦材の裏面および第２摩擦材の裏面を支持するパッド裏金とから成るブレーキパッドであって、
前記パッド裏金は、制動操作時に当該ブレーキパッドが所定温度未満の冷間状態の場合、前記第１摩擦材のみをディスクロータに接触させる第１姿勢を形成し、制動操作時に当該ブレーキパッドが所定温度以上の温間状態の場合、前記第２摩擦材をディスクロータに接触させる第２姿勢を形成するよう構成されていることを特徴とするブレーキパッド。
【請求項２】
前記第１摩擦材は、前記第２摩擦材より相対的に突出した姿勢で、前記ディスクロータの摩擦摺動面に対向していることを特徴とする請求項１記載のブレーキパッド。
【請求項３】
前記第２摩擦材は、前記パッド裏金の略中央領域で支持され、前記第１摩擦材は、前記第２摩擦材より外周側で支持され、
前記パッド裏金は、前記所定温度以上で前記第２摩擦材を支持する略中央領域を中心に凸状に変形して前記第２姿勢を形成する熱変形部材であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のブレーキパッド。
【請求項４】
前記熱変形部材は、線膨張係数の異なる複数の板状材料を平面接合して形成することを特徴とする請求項３記載のブレーキパッド。
【請求項５】
前記第１摩擦材の圧縮歪は、前記第２摩擦材の圧縮歪より大きいことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のブレーキパッド。
【請求項６】
車輪とともに回転するディスクロータにブレーキパッドを押圧して当該ディスクロータとブレーキパッドを摩擦摺動させることにより制動力を発生させるディスクブレーキ装置であって、
前記ブレーキパッドは、相対的に摩擦係数が低い第１摩擦材と、前記第１摩擦材よりも相対的に摩擦係数が高い第２摩擦材と、前記第１摩擦材の裏面および第２摩擦材の裏面を支持するパッド裏金とから構成され、
前記パッド裏金は、制動操作時に当該ブレーキパッドが所定温度未満の冷間状態の場合、前記第１摩擦材のみをディスクロータに接触させる第１姿勢を形成し、制動操作時に当該ブレーキパッドが所定温度以上の温間状態の場合、前記第２摩擦材をディスクロータに接触させる第２姿勢を形成するよう構成されていることを特徴とするディスクブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキパッドおよびディスクブレーキ装置、特に、いわゆるブレーキ鳴きを抑制できるブレーキパッドおよび、そのブレーキパッドを用いたディスクブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の制動を行う制動装置の一つとして、ディスクブレーキ装置がある。このディスクブレーキ装置は、車輪と共に回転するディスクロータと、このディスクロータに押圧され制動力を発生させるブレーキパッドを支持するとともに、ブレーキパッドをディスクロータに対して接離移動するシリンダ部を内蔵するブレーキキャリパを含んで構成されている。
【０００３】
ディスクブレーキ装置は、基本的な制動能力を確保する他に、ブレーキの操作時や非操作時に生じる異音、いわゆるブレーキ鳴きを抑制することが要求されている。ブレーキ鳴きは、ブレーキの非操作時にディスクロータの摩擦摺動面からブレーキパッドの離反が不十分である場合、つまり引き摺りを生じた場合や、制動操作時のブレーキパッドの押圧力が低い場合、またその押圧力や押圧姿勢が不安定である場合などに発生する。このような場合、ブレーキパッドとディスクロータとの接触面で振動が生じた場合に、その振動が異音となりブレーキ鳴きを生じる。そこで、たとえば、特許文献１は、異なる相手攻撃性をもつ摩擦材を組み合わせたハイブリッドブレーキ材を開示している。このハイブリッドブレーキ材は、相手攻撃性が相対的に低い摩擦材が他の部位より突出するように構成されている。このように摩擦材を構成することにより、非制動操作時に引き摺りが生じた場合でもディスクロータに接触するのは、相手攻撃性の低い摩擦材であり、ディスクロータに対する摩耗抑制に有利となる。また、ブレーキ装置における異音や振動の低減にも貢献できる。
【特許文献１】特開平１０−２７４２６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ブレーキ鳴きは、ブレーキパッドの摩擦材の摩擦係数が高いほど発生しやすい。また、ブレーキパッドの摩擦材の温度が低いほどブレーキ鳴きが発生しやすい。なお、ブレーキパッドの温度は、外気温やブレーキパッドの摩擦材とディスクロータと接触時に発生する摩擦熱によって変化する。したがって、摩擦材の温度を考慮しつつ、最適な摩擦係数の摩擦材を使用できるようなブレーキパットの開発が要望されている。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、摩擦材の温度を考慮しつつ、最適な摩擦係数の摩擦材を使用し、ブレーキ鳴きを抑制できるブレーキパッドおよびそのブレーキパッドを用いたディスクブレーキ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様では、相対的に摩擦係数が低い第１摩擦材と、前記第１摩擦材よりも相対的に摩擦係数が高い第２摩擦材と、前記第１摩擦材の裏面および第２摩擦材の裏面を支持するパッド裏金とから成るブレーキパッドであって、前記パッド裏金は、制動操作時に当該ブレーキパッドが所定温度未満の冷間状態の場合、前記第１摩擦材のみをディスクロータに接触させる第１姿勢を形成し、制動操作時に当該ブレーキパッドが所定温度以上の温間状態の場合、前記第２摩擦材をディスクロータに接触させる第２姿勢を形成するよう構成されていることを特徴とする。
【０００７】
この態様によれば、ブレーキ鳴きの発生しやすい冷間状態のときに制動操作を行う場合、パッド裏金は、第１姿勢を形成して相対的に摩擦係数が低くブレーキ鳴きが発生し難い第１摩擦材をディスクロータに接触させる。逆にブレーキ鳴きが発生し難い温間状態のときには、第１摩擦材より相対的に摩擦係数が大きく、大きな制動力が得られる第２摩擦材をディスクロータに接触させる。また、冷間状態時で大きな制動力が必要な場合、第１摩擦材とディスクロータとの接触により発生した摩擦熱により、第１姿勢のパッド裏金が第２姿勢に変化し、第２摩擦材をディスクロータに接触させる。この場合、発生した摩擦熱により、第１摩擦材および第２摩擦材は、冷間状態から温間状態に移行しているので、第２摩擦材がディスクロータに接触してもブレーキ鳴きは低減される。その結果、冷間状態時、温間状態時いずれの状態においても相対的にブレーキ鳴きを抑制することができる。なお、パッド裏金が第２姿勢をとる場合、第２摩擦材のみがディスクロータに接触してもよいし、第１摩擦材および第２摩擦材の両方がディスクロータに接触してもよい。
【０００８】
また、上記態様において、前記第１摩擦材は、前記第２摩擦材より相対的に突出した姿勢で、前記ディスクロータの摩擦摺動面に対向していてもよい。この態様によれば、冷間時に第１摩擦材のみをディスクロータに容易に接触させることができる。
【０００９】
また、上記態様において、前記第２摩擦材は、前記パッド裏金の略中央領域で支持され、前記第１摩擦材は、前記第２摩擦材より外周側で支持され、前記パッド裏金は、前記所定温度以上で前記第２摩擦材を支持する略中央領域を中心に凸状に変形して前記第２姿勢を形成する熱変形部材であってもよい。この態様によれば、パッド裏金は、温間状態のときに、中央領域をディスクロータ側に向かって凸状に変形する。その結果、略中央領域に支持する第２摩擦材をディスクロータに接触させることができる。逆に第２摩擦材の外周側で支持される第１摩擦材は、その裾に位置するのでパッド裏金が凸状に変形した場合ディスクロータから離反する。つまり、パッド裏金が熱変形により第２姿勢を形成する場合、効果的に第２摩擦材をディスクロータに接触させることができる。この場合、パッド裏金の変形量を選択することにより、第２姿勢で、第１摩擦材をディスクロータに接触させるか否かを選択することもできる。なお、熱変形部材は、第１摩擦材がディスクロータに接触することにより発生する摩擦熱により変形することができる。
【００１０】
また、上記態様において、前記熱変形部材は、線膨張係数の異なる複数の板状材料を平面接合して形成してもよい。線膨張係数の異なる複数の板状材料を平面接合して熱変形部材を形成することにより、温度変化に応じて変形する、いわゆるバイメタルを構成できる。また、線膨張係数の異なる複数の板状材料を平面接合するだけなので、従来のパッド裏金と同等のスペースに配置することができる。また、熱変形により第１摩擦材と第２摩擦材の接触状態の切り換えを実施できる。さらに、既存のパッド裏金に線膨張係数の異なる板状材料を平面接合することで、熱変形部材を構成することもできる。
【００１１】
また、上記態様において、前記第１摩擦材の圧縮歪は、前記第２摩擦材の圧縮歪より大きくしてもよい。第１摩擦材の圧縮歪を第２摩擦材の圧縮歪より大きくすることにより、第２摩擦材の摩耗より第１摩擦材の摩耗が相対的に遅れる。その結果、ブレーキパッドの摩耗が進行した場合でも、第１摩擦材が第２摩擦材より突出した状態を形成できる。つまり、摩耗が進行する場合でも、冷間時に第１摩擦材をディスクロータに接触させやすい状態を継続的に維持することができる。
【００１２】
また、上記課題を解決するために、本発明のある態様では、車輪とともに回転するディスクロータにブレーキパッドを押圧して当該ディスクロータとブレーキパッドを摩擦摺動させることにより制動力を発生させるディスクブレーキ装置であって、前記ブレーキパッドは、相対的に摩擦係数が低い第１摩擦材と、前記第１摩擦材よりも相対的に摩擦係数が高い第２摩擦材と、前記第１摩擦材の裏面および第２摩擦材の裏面を支持するパッド裏金とから構成され、前記パッド裏金は、制動操作時に当該ブレーキパッドが所定温度未満の冷間状態の場合、前記第１摩擦材のみをディスクロータに接触させる第１姿勢を形成し、制動操作時に当該ブレーキパッドが所定温度以上の温間状態の場合、前記第２摩擦材をディスクロータに接触させる第２姿勢を形成するよう構成されていることを特徴とする。
【００１３】
この態様によれば、ブレーキパッドが冷間状態および温間状態のいずれの場合でも、ブレーキ鳴きを抑制しつつ、十分な制動力を確保することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のブレーキパッドおよびそのブレーキパッドを用いたディスクブレーキ装置によれば、ブレーキパッドが冷間状態および温間状態のいずれの場合でも、ブレーキ鳴きを抑制しつつ、十分な制動力を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に基づいて説明する。
【００１６】
本実施形態のブレーキパッドは、相対的に摩擦係数が低い第１摩擦材と、この第１摩擦材よりも相対的に摩擦係数が高い第２摩擦材と、第１摩擦材の裏面および第２摩擦材の裏面を支持するパッド裏金とから成るハイブリッドタイプのブレーキパッドである。そして、パッド裏金は、制動操作時に当該ブレーキパッドが所定温度未満の冷間状態の場合、第１摩擦材のみをディスクロータに接触させる第１姿勢を形成する。また、パッド裏金は、制動操作時にブレーキパッドが所定温度以上の温間状態の場合、第２摩擦材をディスクロータに接触させる第２姿勢を形成する。つまり、ブレーキ鳴きの発生しやすい冷間状態のときに制動操作を行う場合、パッド裏金は、第１姿勢を形成して相対的に摩擦係数が低くブレーキ鳴きが発生し難い第１摩擦材をディスクロータに接触させる。逆にブレーキ鳴きが発生し難い温間状態のときには、第１摩擦材より相対的に摩擦係数が大きく、大きな制動力が得られる第２摩擦材をディスクロータに接触させる。その結果、ブレーキ鳴きを抑制しつつ、必要十分な制動力を確保することができる。
【００１７】
図１（ａ）は、本実施形態のブレーキパッドを備えるディスクブレーキ装置のキャリパ１０の側面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。また、図２は、図１（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。本実施形態のキャリパ１０は、図１（ａ）に示すように大別して、このキャリパ１０を図示しない車両側に固定するためにマウンティング部１２と、ディスクロータに押圧され制動力を発生するブレーキパッド１４ａ、１４ｂと、ブレーキパッド１４を駆動するために押圧手段として機能するシリンダ部１６とで構成されている。車輪と共に回転するディスクロータ１８は図１（ｂ）に示すように、ブレーキパッド１４ａ、１４ｂの間に存在することになる。図１（ｂ）および図２に示すように、ディスクロータ１８の両方の側面１８ａ、１８ｂは摩擦摺動面となっており、一対のブレーキパッド１４ａ、１４ｂが対向配置される。このブレーキパッド１４ａ、１４ｂは、ディスクロータ１８の側面１８ａ、１８ｂと直接接触する摩擦材２０ａ、２０ｂと、この摩擦材２０の裏側、すなわちディスクロータ１８と接触しない側を支持するパッド裏金２２ａ、２２ｂによって構成されている。なお、以下、ブレーキパッド１４ａ、１４ｂを特定しない場合には、ブレーキパッド１４と表記する。また、摩擦材２０ａ、２０ｂを特定しない場合には、摩擦材２０と表記し、パッド裏金２２ａ、２２ｂを特定しない場合には、パッド裏金２２と表記する。
【００１８】
キャリパ１０は、図１（ｂ）および図２において矢印Ｗ1、Ｗ2方向に変位可能にマウンティング部１２を介して車体側に取り付けられている。キャリパ１０のシリンダ部１６には、図１（ｂ）、図２に示すように、有底の穴２４が穿設されており、この穴２４には、ピストン２６が摺動可能に嵌挿されている。穴２４の底にはポート２８（図２参照）が設けられ、図示しないマスターシリンダに接続されている。運転者がブレーキペダルの操作することによりブレーキフルードがポート２８内に流入し、ピストン２６を駆動するようになっている。
【００１９】
ブレーキフルードがポート２８内に流入すると、ピストン２６が図１（ｂ）、図２に示す非動作状態から図中矢印Ｗ1方向に摺動し、パッド裏金２２ａを介して摩擦材２０ａをディスクロータ１８の側面１８ａに押圧する。摩擦材２０ａがディスクロータ１８に押圧されると、ピストン２６は摺動を停止する。ピストン２６が摺動を停止した後も、ブレーキフルードがポート２８内に流入すれば穴２４内の液圧が上昇する。その結果、停止したピストン２６が逆に穴２４の内面を押圧し、シリンダ部１６を構成するシリンダハウジング１６ａを図１（ｂ）、図２中矢印Ｗ2方向に押圧する。シリンダハウジング１６ａは矢印Ｗ1、Ｗ2方向に変位可能とされているので、液圧の上昇に伴って、シリンダハウジング１６ａが図中右方向に変位することになる。
【００２０】
シリンダハウジング１６ａのシリンダが形成されていない側には爪３０が形成されており、シリンダハウジング１６ａの矢印Ｗ2方向への変位に伴って、爪３０がパッド裏金２２ｂを介して摩擦材２０ｂをディスクロータ１８の側面１８ｂに押圧する。したがって、ディスクロータ１８を一対の摩擦材２０ａ、２０ｂにより押圧挟持する状態となり、ディスクロータ１８を効率的に制動させることが可能となる。
【００２１】
前述のように摩擦材２０は、パッド裏金２２によって支持され、このパッド裏金２２が図１（ｂ）、図２に示すように、マウンティング部１２の一部を構成するトルク受け部として機能するトルクプレート３２に当接可能になっている。回転するディスクロータ１８に摩擦材２０を接触させると、当該摩擦材２０はディスクロータ１８に引き摺られる状態になりディスクロータ１８に関して接線方向の接線力、つまり制動トルクを受けることになる。この接線力をパッド裏金２２を介してトルクプレート３２で受け止めることになる。言い換えれば、トルクプレート３２はパッド裏金２２の押圧時にディスクロータ１８の回転方向に対して摩擦材２０の出口側のパッド裏金２２の端面部と接触して摩擦材２０の接線力を受け止めることになる。なお、図２においては、トルクプレート３２はパッド裏金２２に対し紙面奥側のみしか示していないが、図１（ｂ）に示すように対向する位置にも存在する。例えば、ディスクロータ１８の回転が図中矢印Ｒ方向の時、たとえば前進時に制動を行った場合、トルクプレート３２ａ側がディスクロータ１８の回転方向に対して摩擦材２０の出口側となり、トルク受けとして機能する。一方、ディスクロータ１８の回転が反矢印Ｒ方向の時、たとえば後退時に制動を行った場合に、トルクプレート３２ｂ側がディスクロータ１８の回転方向に対して摩擦材２０の出口側となり、トルク受けとして機能する。この結果、回転するディスクロータ１８に接触し回転方向に引き摺られるブレーキパッド１４は、ディスクロータ１８に対して所定の位置に留まることが可能となり、制動動作を行うことができる。
【００２２】
ところで、ディスクブレーキ装置においては、ディスクロータ１８とブレーキパッド１４の摩擦材２０が接触することによって、いわゆるブレーキ鳴きが発生することがある。ブレーキ鳴きは、非制動操作時にディスクロータ１８の摩擦摺動面からブレーキパッド１４の離反が不十分である場合、つまり引き摺りを生じた場合や、制動操作時のブレーキパッド１４の押圧力が低い場合や押圧力や押圧姿勢が不安定である場合に発生する。このような場合、ブレーキパッド１４とディスクロータ１８との接触面で振動が生じ、その振動が異音となりブレーキ鳴きを生じる。このようなブレーキ鳴きは、摩擦材２０の摩擦係数が高い場合やディスクロータ１８やブレーキパッド１４が低温の場合に発生しやすい。
【００２３】
そこで、本実施形態のブレーキパッド１４のパッド裏金２２は、相対的に摩擦係数が低い第１摩擦材と、この第１摩擦材よりも相対的に摩擦係数が高い第２摩擦材と、を備えている。図３（ａ）には、ブレーキパッド１４を摩擦材２０側から見た平面図である。図３（ａ）に示すように、本実施形態のパッド裏金２２は、その外周側つまりトレーリング側およびリーディング側それぞれに相対的に摩擦係数の低い第１摩擦材３４を有し、略中央部に第１摩擦材３４より相対的に摩擦係数の高い第２摩擦材３６を有している。第１摩擦材３４と第２摩擦材３６とは、それぞれ分離されている。なお、図３（ａ）の場合、分離されていることを明確にするために、第１摩擦材３４と第２摩擦材３６は隙間をあけて配置されているが、この隙間は必須ではなく、実質的に密着していてもよい。
【００２４】
摩擦材２０は、一般的には、基材、摩擦摩耗調整剤、結合剤等を混合した混合物を熱成形することにより形成できる。基材としては、有機繊維や無機繊維を適宜選択できる。具体的にはアラミド繊維（パラ系）、レーヨン、ポリアミド繊維、アクリル繊維、炭素繊維、スチール繊維等を採用できる。摩擦摩耗調整剤としてはゴム、カシュ、バライタ、炭酸カルシウム、黒鉛、三硫化アンチモン、二硫化モリブデン、アルミナやシリカ等を適宜選択できる。結合剤としてはフェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等を採用できる。摩擦材２０における摩擦係数の高低は、硬質相の量を調整することにより形成できる。硬質相としては、例えば、アルミナやシリカ等のセラミックス、スチールや銅等の金属等が挙げられる。硬質相の形態は繊維でも粉粒体でも良い。
【００２５】
図３（ｂ）は、図３（ａ）のＣ−Ｃ断面である。図３（ｂ）に示すように、第１摩擦材３４は、第２摩擦材３６より相対的に突出した姿勢で、ディスクロータ１８の摩擦摺動面に対向している。また、第１摩擦材３４と第２摩擦材３６を支持するパッド裏金２２は、線膨張係数の異なる複数の板状材料を平面接合した熱変形部材（バイメタル）で構成されている。具体的には、線膨張係数が相対的に大きな第１板状部材３８と、第１板状部材３８より相対的に線膨張係数の小さな第２板状部材４０とを接合している。その結果、パッド裏金２２が所定温度以上になった場合、線膨張係数の違いから、パッド裏金２２は、図４に示すように、第１板状部材３８側が凸状に、第２板状部材４０側が凹状に変形する。この変形により、第１摩擦材３４はディスクロータ１８から離反するとともに、第２摩擦材３６がディスクロータ１８に接近する。つまり、パッド裏金２２の温度が所定温度未満の場合、たとえば５０℃未満の場合、摩擦材２０は、変形することなく、図３（ｂ）のような第１姿勢を形成する。このように、パッド裏金２２は所定温度未満の場合には、ピストン２６が動作する制動操作時、第２摩擦材３６よりディスクロータ１８に対して突出している第１摩擦材３４のみをディスクロータ１８に接触させる姿勢を形成する。なお、本実施形態において、所定温度未満の状態を冷間状態と称する。一方、パッド裏金２２の温度が所定温度以上、たとえば５０℃以上になった場合、摩擦材２０は徐々に変形して図４のような第２姿勢を形成する。このように、パッド裏金２２は所定温度以上の場合には、ピストン２６が動作する制動操作時、パッド裏金２２の反りにより第１摩擦材３４がディスクロータ１８から離反する。一方、パッド裏金２２の反りにより第２摩擦材３６がディスクロータ１８に接触する。なお、本実施形態において、所定温度以上の状態を温間状態と称する。
【００２６】
このように構成される本実施形態のブレーキパッド１４の動作について説明する。前述したように、ブレーキパッド１４は温度が低い場合「ブレーキ鳴き」を発生しやすい。また、摩擦材２０の摩擦係数が高いほど「ブレーキ鳴き」を発生しやすい。したがって、ブレーキ鳴きが発生しやすい冷間状態では、摩擦係数の低い摩擦材２０を使用すれば、「ブレーキ鳴き」を相対的に低減できる。一方、温間状態のときには、ブレーキ鳴きが抑制されるので、大きな制動力を得ることのできる摩擦係数の高い摩擦材２０を使用しても「ブレーキ鳴き」が大きな問題になることがない。
【００２７】
そこで、ブレーキパッド１４が冷間状態のとき、たとえば、早朝で走行を開始して間もないときや、巡航走行を行いブレーキパッド１４が十分に冷却されているような場合に、パッド裏金２２は熱変形していない第１姿勢のままピストン２６の押圧操作を受ける。前述したように、パッド裏金２２が第１姿勢の場合、第１摩擦材３４は第２摩擦材３６より突出した姿勢で、パッド裏金２２に支持されているので、第１摩擦材３４のみがディスクロータ１８に接触する。つまり、「ブレーキ鳴き」の発生しやすい冷間状態においては、摩擦係数の低い第１摩擦材３４で「ブレーキ鳴き」を低減しつつ制動力を得る。また、運転者が僅かな制動力しか要求していない場合、すなわち、ピストン２６の押圧力が小さい場合、摩擦材２０の面圧が上がらずブレーキ鳴きを発生しやすいが、この場合も摩擦係数の低い第１摩擦材３４が先にディスクロータ１８と接触するので、振動の発生が抑制され相対的にブレーキ鳴きを低減できる。
【００２８】
なお、ディスクロータ１８と第１摩擦材３４との接触により両者間に摩擦熱が発生する。この摩擦熱は、ピストン２６の押圧力や押圧時間、つまり、運転者のブレーキペダルの踏力や踏み込み時間によって変化し、場合によっては、数百℃に達する場合がある。この摩擦熱によって、当初冷間状態にあったパッド裏金２２は、温間状態に移行する。温間状態に移行すると、図４に示すように、第２姿勢に変形して、第２摩擦材３６をディスクロータ１８に積極的に接触させるようになる。摩擦係数の大きな第２摩擦材３６をディスクロータ１８に押圧させることにより、より大きな制動力を得ることができる。この場合、ブレーキパッド１４の周囲の温度は十分に上昇しているとともに、ディスクロータ１８と第２摩擦材３６との接触によりさらに上昇する。その結果、低温に起因するブレーキ鳴きは抑制され、摩擦係数の高い第２摩擦材３６を使用した場合でも全体的な「ブレーキ鳴き」は軽減される。
【００２９】
このように、ブレーキパッド１４が冷間状態の場合、ディスクロータ１８は摩擦係数の低い「ブレーキ鳴き」の発生し難い第１摩擦材３４と接触するので、ブレーキ鳴きを軽減しつつ、適度な制動力を発生する。また、ブレーキパッド１４が温間状態の場合、温度上昇にともない「ブレーキ鳴き」自体が軽減されるので、大きな制動力を得ることのできる第２摩擦材３６をディスクロータ１８に接触させてもブレーキパッド１４全体としてのブレーキ鳴きを軽減できる。なお、本実施形態の場合、摩擦材２０を第１摩擦材３４と第２摩擦材３６に分割して使い分けているので、制動操作時に本来得られる摩擦材２０の面積より少ない接触面積で制動力を得る必要がある。そのため、本実施形態においては、運転者が操作するブレーキペダルの踏力に基づくホイールシリンダ圧を補正し、摩擦材２０の接触面積の減少による制動力の減少を補うようにすることが望ましい。
【００３０】
パッド裏金２２が第２姿勢に移行した場合、図４に示すように、第２摩擦材３６が接触したときに第１摩擦材３４が接触したままでもよいし、熱変形時に大きく反るパッド裏金２２を用いて第１摩擦材３４を完全にディスクロータ１８から離間させてしまってもよい。図４のようにパッド裏金２２が第２姿勢のときに、第１摩擦材３４がディスクロータ１８に接触すると、第１摩擦材３４は、斜めにディスクロータ１８に接触することになり偏摩耗する場合がある。図４は説明のため、パッド裏金２２の変形量を誇張表現しているが、実際のパッド裏金２２の変形量は、数百μｍ程度である。パッド裏金２２が第１姿勢の場合、第１摩擦材３４とディスクロータ１８とはほぼ直角に接触するので、前述のようにパッド裏金２２が第２姿勢の場合に偏摩耗が生じた場合でも、パッド裏金２２が第１姿勢に復帰して第１摩擦材３４とディスクロータ１８が接触した場合に偏摩耗は修復される。また、偏摩耗の状態が維持されてしまう場合でも、第１摩擦材３４の摩擦係数は低いので、偏摩耗が原因となり、「ブレーキ鳴き」が発生することはない。
【００３１】
なお、パッド裏金２２をピストン２６で押圧する場合、図３（ｂ）、図４に示すように、ピストン２６は、パッド裏金２２を介して第２摩擦材３６の背面のみを押圧するように配置される。このような配置を行うことにより、温度上昇に伴いパッド裏金２２が変形する場合、第１摩擦材３４を支持する部分の反りを阻害することなく、第２摩擦材３６をディスクロータ１８側に突出させ、両者の接触をスムーズ行わせることができる。なお、上述の説明は、図２において、ブレーキパッド１４ａについて行ったものであるが、ブレーキパッド１４ｂも同様である。ただし、ブレーキパッド１４ｂのパッド裏金２２ｂの場合、爪３０により押圧力を受ける。この場合も爪３０は、パッド裏金２２を介して第２摩擦材３６の背面のみを押圧するように配置する。このような配置により、ブレーキパッド１４ｂも上述したブレーキパッド１４ａと同様に機能し同様なブレーキ鳴き抑制効果を得ることができる。
【００３２】
図５には、第１摩擦材３４と第２摩擦材３６の他の配置例が示されている。この場合、楕円形状の第２摩擦材３６がパッド裏金２２の略中央領域に配置され、その周囲を囲むように第１摩擦材３４が配置されている。なお、パッド裏金２２の構成は、図３（ａ）、（ｂ）、図４と同様であり、線膨張係数の大きな第１板状部材３８とそれより線膨張係数が小さな第２板状部材４０とが平面接合されバイメタルとして機能する。バイメタルとして機能するパッド裏金２２は昇温することにより長手方向に大きく反るが短手方向にも反る。そのため、図５のような配置を行っても、パッド裏金２２の第１姿勢においては、第１摩擦材３４のみがディスクロータ１８に接触し、第２姿勢においては、第２摩擦材３６が積極的にディスクロータ１８に接触するようになる。また、このような配置を行うことで、パッド裏金２２の第１姿勢時の第１摩擦材３４の接触面積を増大させて制動力を向上することができる。また、第１摩擦材３４がパッド裏金２２の長手方向に連続して配置されることにより、ディスクロータ１８との接触が安定し、ブレーキ鳴きのさらなる抑制に寄与できる。
【００３３】
ところで、第１摩擦材３４と第２摩擦材３６は、摩擦係数の他に圧縮歪を変えることができる。たとえば、第１摩擦材３４の圧縮歪を第２摩擦材３６の圧縮歪より大きくすることができる。圧縮歪みを大きくするということは第１摩擦材３４が第２摩擦材３６に比べて軟らかくなるということである。その結果、第２摩擦材３６に比べ第１摩擦材３４の受ける面圧が低くなる。つまり、第２摩擦材３６に比べ第１摩擦材３４の摩耗が抑制される。そのため、摩擦材２０の摩耗が進行した場合でも、図３（ｂ）に示すように、第１摩擦材３４が第２摩擦材３６より相対的に突出した段差のある姿勢を維持することが可能になる。その結果、冷間状態において第１摩擦材３４のみをディスクロータ１８に接触させるという本実施形態の動作を維持することができる。
【００３４】
また、第１摩擦材３４の圧縮歪を第２摩擦材３６の圧縮歪より大きくすることにより、第１摩擦材３４の振動吸収能力を第２摩擦材３６に比べて大きくすることができる。つまり、第１摩擦材３４とディスクロータ１８が接触したときに発生する振動を効率的に吸収軽減することができる。ブレーキ鳴きの原因は振動にあるので、振動を軽減することにより、ブレーキ鳴きの軽減に寄与することができる。特に、ブレーキペダルの踏力が小さい場合、第１摩擦材３４とディスクロータ１８の接触が不安定になり振動が発生しやすくなるが、第１摩擦材３４がその振動を軽減するので、ブレーキ鳴きの軽減に寄与できる。なお、ブレーキペダルの踏力が大きくなるのにつれて、第１摩擦材３４とディスクロータ１８の接触は安定し振動が軽減する。また、摩擦熱が大きくなりパッド裏金２２が変形して第２姿勢になり摩擦係数の高い第２摩擦材３６がディスクロータ１８に接触するようになる。この場合、既に摩擦熱により温間状態に移行しているとともに、踏力が大きく第２摩擦材３６とディスクロータ１８の接触が安定しているので、ブレーキ鳴きが発生し難くなっている。
【００３５】
なお、第１摩擦材３４の圧縮歪を大きくすることで、第１摩擦材３４が変形し易くなる。その結果、図６に示すようにパッド裏金２２が第２姿勢のときに、ディスクロータ１８と接触する第１摩擦材３４が大きく変形して、ディスクロータ１８との接触から矢印Ｐ方向に逃げるので、前述した偏摩耗の発生を抑制できる。
【００３６】
第１摩擦材３４と第２摩擦材３６の圧縮歪の設定を変化させることにより、ブレーキ操作フィーリングに変化が生じる。一般に、摩擦材２０の圧縮歪が大きい場合、ディスクロータ１８と接触する摩擦材２０の変形が大きくなり、ブレーキペダルのストロークが大きくなる。つまり、ブレーキ操作フィーリングの低下につながる。逆に摩擦材２０の圧縮歪が小さい場合、摩擦材２０の変形が少ないので、ブレーキ操作フィーリングの低下は感じられなくなる。本実施形態の場合、圧縮歪の大きな第１摩擦材３４がディスクロータ１８に接触するのは、ブレーキペダルの踏力が比較的小さい、ブレーキ操作初期である。そのため、第１摩擦材３４の変形によりブレーキペダルのストロークが大きくなってもブレーキ操作フィーリングの低下として認識されにくい。また、ブレーキペダルの踏力が大きい場合には、第１摩擦材３４とディスクロータ１８の接触により発生する摩擦熱により、第２摩擦材３６がディスクロータ１８と接触するようになる。この場合、第２摩擦材３６は圧縮歪が小さいので、ブレーキ操作フィーリングの低下は感じられない。
【００３７】
ところで、第１板状部材３８と第２板状部材４０とを平面接合する場合の接着材の圧縮歪を変更することで、ブレーキ鳴きを低減することができる。つまり、接着材の圧縮歪を変化させることで、ブレーキパッド１４全体としての圧縮特性を変更することができる。第１板状部材３８と第２板状部材４０との接合面全体を同一の接着材で接合する場合、接着材による振動吸収効果によりブレーキ鳴きの抑制に寄与できる。ただし、接着材の弾性によるブレーキ操作フィーリングの低下が生じるので、接着材の特性選択を適宜行い、ブレーキ鳴き抑制とブレーキ操作フィーリングの低下とのバランスを図るようなチューニングが望ましい。また、第１板状部材３８と第２板状部材４０の接合に、圧縮歪の大きな接着材と小さな接着材とを使用することもできる。この場合、第１摩擦材３４を支持する部分に対応する位置に圧縮歪の大きな接着材を用い、第２摩擦材３６を支持する部分に対応する部分に圧縮歪の小さな接着材を用いる。このような接着材の配置を行うことにより、第１摩擦材３４のディスクロータ１８に対する面圧を第２摩擦材３６のディスクロータ１８に対する面圧より低減することができる。その結果、第１摩擦材３４と第２摩擦材３６の圧縮歪を変更する場合と同様な効果を接着材の変更により得ることがでる。また、第１摩擦材３４と第２摩擦材３６の圧縮歪の変更および接着材の変更を併せて行うことにより圧縮歪による調整の適用範囲をさらに広げることができる。
【００３８】
なお、本実施形態では、パッド裏金２２を第１板状部材３８と第２板状部材４０を接合して形成する例を示したが、ブレーキパッドの既存のパッド裏金に、このパッド裏金より線膨張係数の小さな金属板を面接合して、既存のパッド裏金を用いてバイメタルを構成してもよく、本実施形態と同様な熱変形部材を構成することができる。
【００３９】
また、本実施形態のブレーキパッド１４を提供するディスクブレーキ装置として、シングルピストン型の浮動キャリパを含むディスクブレーキ装置を示したが、他のタイプのキャリパにも適用可能である。たとえば、固定キャリパ型やダブルピストンタイプの浮動キャリパを含むディスクブレーキ装置に適用可能である。
【００４０】
本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能であり、同様な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本実施形態に係るブレーキパッドを適用可能なディスクブレーキ装置のキャリパの構成を説明する外観図である。
【図２】図１（ｂ）の線分Ｂ−Ｂにおける断面であり、キャリパの内部構造を説明する断面図である。
【図３】本実施形態に係るブレーキパッドの摩擦材とパッド裏金の構成を説明するための平面図と線分Ｃ−Ｃにおける断面図である。
【図４】本実施形態に係るブレーキパッドの変形状態を説明する断面図である。
【図５】本実施形態に係るブレーキパッドの摩擦材の他の構成を説明するための平面図である。
【図６】本実施形態に係るブレーキパッドの摩擦材の圧縮歪を変更させた場合の変形状態を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  キャリパ、  １２  マウンティング部、  １４  ブレーキパッド、  １６  シリンダ部、  １８  ディスクロータ、  ２０  摩擦材、  ２２  パッド裏金、  ２４  穴、  ２６  ピストン、  ２８  ポート、  ３０  爪、  ３２  トルクプレート、  ３４  第１摩擦材、  ３６  第２摩擦材、  ３８  第１板状部材、  ４０  第２板状部材。
【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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