(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製のバックプレートの一面側に、結着材としての熱硬化性樹脂を含有する摩擦形成材から成る摩擦材を取り付けた摩擦材の取り付け構造において、
前記バックプレートとして、貫通孔が形成されおらず且つ両面が平坦なバックレートが用いられており、前記バックプレートの摩擦材側の面に、前記バックプレートよりも薄く且つ一面側に筒状突起が突出する薄鋼板が、前記筒状突起が形成されていない部分の他面側に施されたスポット溶接により接合されて一体化され、
前記薄鋼板の筒状突起が突出する一面側に、前記摩擦材が接合されていると共に、前記摩擦材の一部が筒状突起内に充填されていることを特徴とする摩擦材の取り付け構造。
【請求項２】
筒状突起が、薄鋼板に複数個形成されていることを特徴とする請求項１記載の摩擦材の取り付け構造。
【請求項３】
筒状突起の突出長が３．４〜１．３ｍｍであり、摩擦材の有効摩擦代が４ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２記載の摩擦材の取り付け構造。
【請求項４】
筒状突起が、薄鋼板に複数個形成されており、前記筒状突起の各々の隣接する筒状突起との外周間距離がスポット溶接の径よりも広いことを特徴とする請求項１、２又は３記載の摩擦材の取り付け構造。
【請求項５】
金属製のバックプレートの一面側に、結着材としての熱硬化性樹脂を含有する摩擦形成材から成る摩擦材を取り付ける際に、
前記バックプレートとして、貫通孔が形成されおらず且つ両面が平坦なバックレートを用い、前記バックプレートの摩擦材側の面に、前記バックプレートよりも薄く且つ一面側に筒状突起が突出する薄鋼板を、前記筒状突起が形成されていない部分の他面側に施したスポット溶接により接合して一体化した後、
前記薄鋼板の筒状突起が突出する一面側に、前記摩擦材の一部が筒状突起内に充填されるように、前記摩擦材を加熱・圧着して接合することを特徴とする摩擦材の取り付け方法。
【請求項６】
薄鋼板として、複数個の筒状突起を形成した薄鋼板を用いることを特徴とする請求項５記載の摩擦材の取り付け方法。
【請求項７】
薄鋼板に形成する筒状突起として、突出長が３．４〜１．３ｍｍの筒状突起を形成し、有効摩擦代が４ｍｍ以上の摩擦材を形成することを特徴とする請求項５又は６記載の摩擦材の取り付け方法。
【請求項８】
薄鋼板に複数個の筒状突起を形成し、その際に、隣接する筒状突起との外周間距離をスポット溶接の径よりも広くなるように前記筒状突起の各々を形成する請求項５、６又は７記載の摩擦材の取り付け方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属製のバックプレートに、結着材としての熱硬化性樹脂等の有機物を含有する摩擦形成材から成る摩擦材を接合させて一体とする摩擦材の取り付け構造及び摩擦材の取り付け方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両に使用されるディスクブレーキは、摩擦パッドを車輪と同一速度で回転するディスクロータの面に押接することによって車輪の回転速度を制御する。かかるディスクブレーキに用いられる摩擦パッドの一例を図７（ａ）（ｂ）に示す。この図７（ａ）は摩擦パッドの正面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）に示すＸ−Ｘにおける縦断面図である。
図７（ａ）（ｂ）に示す摩擦パッド１００は、金属製のバックプレート１０２と、結着材としての熱硬化性樹脂等の有機物を含有する摩擦形成材から成る摩擦材１０８とで構成され、通常、バックプレート１０２と摩擦材１０８は熱硬化性の接着剤で接着されて一体化されているものである。
【０００３】
図７に示す摩擦パッド１００のバックプレート１０２に穿設された二個の貫通孔１０４，１０４の各々には、図７（ｂ）に示すように摩擦材１０８の一部が進入して成る凸部１１０が形成されている。
このため、図７（ａ）（ｂ）に示す摩擦パッド１００では、摩擦材１０８とバックプレート１０２とは、接着剤による接着と、摩擦材１０８に形成された凸部１１０，１１０とバックプレート１０２の貫通孔１０４，１０４との凹凸嵌合とにより接合されている。
かかる図７（ａ）（ｂ）に示す摩擦パッド１００は、二個の貫通孔１０４，１０４が形成されたバックプレート１０２の接着面に熱硬化性の接着剤（図示せず）を塗布した後、バックプレート１０２と摩擦形成材の予備成形物を加熱・圧着処理することによって得ることができる。この加熱・圧着処理の際に、バックプレート１０２の貫通孔１０４，１０４内に入りこんだ摩擦材１０８の一部が凸部１１０，１１０を形成し、二個の貫通孔１０４，１０４と凹凸嵌合する。
【０００４】
ところで、図７（ａ）（ｂ）に示す摩擦パッド１００について、摩擦材１０８に対して、その摩擦面と平行な方向から力を加え、摩擦材１０８が剥離したときの応力（剥離せん断力）と温度との関係を測定し、その結果を図８に示す。図８から明らかなように、図７（ａ）（ｂ）に示す摩擦パッド１００の剥離せん断力は、温度上昇に伴って低下し、６００℃においては常温時の１／１０以下にまで低下している。
この様に、摩擦パッド１００の温度上昇に伴う剥離せん断力の低下は、摩擦材１０８とバックプレート１０２との接着剤による接着力の低下に因るものであり、６００℃では接着剤による接着力は略零となる。
したがって、６００℃に加熱された摩擦パッド１００の呈する若干の剥離せん断力は、バックプレート１０２の貫通孔１０４，１０４内に入りこんだ摩擦材１０８の一部で形成された凸部１１０，１１０のアンカー効果によるものである。
なお、図７に示す摩擦パッド１００を装着した車両が、一般道路を通常に走行する際には、摩擦パッド１００の温度は高々４５０℃程度であるため、摩擦材１０８の剥離強度は問題ない。
【０００５】
この様な図７に示す摩擦パッド１００の剥離せん断力の温度依存性を緩和すべく、特開平11-247912号公報には、図９（ａ）（ｂ）に示す摩擦パッド２００が提案されている。この図９（ａ）は摩擦パッド２００の正面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）に示すＹ−Ｙにおける縦断面図である。
図９（ａ）（ｂ）に示す摩擦パッド２００は、バックプレート２０２に、摩擦材側に突出する筒状突起２１２を設けたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図９（ａ）（ｂ）に示す摩擦パッド２００によれば、摩擦材２０８がバックプレート２０２の筒状突起２１２内に充填され、摩擦材２０８とバックプレート２０２の筒状突起２１２との嵌合面積を拡大し、両者の接合力を増大できるため、摩擦材２０８の剥離せん断力の温度依存性を緩和できる。
しかしながら、図９（ａ）（ｂ）に示す摩擦パッド２００は、バックプレート２０２に筒状突起２１２を一体成形することを要し、その製造が容易ではなく、工業生産上困難であるのではないかと考えられる。
つまり、摩擦パッド２００に用いるバックプレート２０２の筒状突起２１２を成形するには、通常、所定厚さの金属板にプレス加工を施して筒状突起２１２を成形するため、プレス力の大きな大型のプレス加工機を必要とし、プレス力が大きくなると、金型寿命も短くなる。
更に、摩擦パッド２００は、車種に応じた種々の大きさのものを供給する必要があるが、バックプレート２０２をプレス加工により成形する場合、その筒状突起２１２の大きさも変更しなければならず、金型もその都度変更することを要する。
唯、図９（ａ）（ｂ）に示す摩擦パッド２００は、従来の図７（ａ）（ｂ）に示す摩擦パッド１００に比較して、摩擦材２０８の剥離せん断力の温度依存性を緩和できるため、その工業的生産性が要請されている。
そこで、本発明の課題は、摩擦材の剥離せん断力の温度依存性を緩和でき、且つ工業的生産に適した摩擦材の取り付け構造及び摩擦材の取り付け方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記課題を解決すべく検討を重ねた結果、金属製のバックプレートの一面側に、複数個の筒状突起をプレス加工で形成した薄鋼板を、スポット溶接で一体化した後、複数個の筒状突起が突出する面側に、摩擦材を加熱・圧着して接合することによって、摩擦材の剥離せん断力の温度依存性を緩和できる摩擦パッドを容易に得られることを知り、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、金属製のバックプレートの一面側に、結着材としての熱硬化性樹脂を含有する摩擦形成材から成る摩擦材を取り付けた摩擦材の取り付け構造において、前記バックプレートとして、貫通孔が形成されおらず且つ両面が平坦なバックレートが用いられており、前記バックプレートの摩擦材側の面に、前記バックプレートよりも薄く且つ一面側に筒状突起が突出する薄鋼板が、前記筒状突起が形成されていない部分の他面側に施されたスポット溶接により接合されて一体化され、前記薄鋼板の筒状突起が突出する一面側に、前記摩擦材が接合されていると共に、前記摩擦材の一部が筒状突起内に充填されていることを特徴とする摩擦材の取り付け構造にある。
【０００８】
また、本発明は、金属製のバックプレートの一面側に、結着材としての熱硬化性樹脂を含有する摩擦形成材から成る摩擦材を取り付ける際に、前記バックプレートとして、貫通孔が形成されおらず且つ両面が平坦なバックレートを用い、前記バックプレートの摩擦材側の面に、前記バックプレートよりも薄く且つ一面側に筒状突起が突出する薄鋼板を、前記筒状突起が形成されていない部分の他面側に施したスポット溶接により接合して一体化した後、前記薄鋼板の筒状突起が突出する一面側に、前記摩擦材の一部が筒状突起内に充填されるように、前記摩擦材を加熱・圧着して接合することを特徴とする摩擦材の取り付け方法でもある。
かかる本発明において、薄鋼板として、複数個の筒状突起を形成した薄鋼板を用いることにより、摩擦材の剥離せん断力の温度依存性を更に緩和できる。
また、薄鋼板に形成する筒状突起として、突出長が３．４〜１．３ｍｍの筒状突起を形成し、有効摩擦代が４ｍｍ以上の摩擦材を形成することが好ましい。
更に、薄鋼板に複数個の筒状突起を形成し、その際に、隣接する筒状突起との外周間距離をスポット溶接の径よりも広くなるように前記筒状突起の各々を形成することによって、バックプレートと薄鋼板とを十分に接合できる。
【０００９】
本発明に係る摩擦材の取り付け構造によれば、摩擦材の一部は、バックプレートに一体化された薄鋼板に形成された筒状突起に充填されている。このため、バックプレートに一体化された筒状突起は摩擦材内に食い込み、そのアンカー効果によって摩擦材の剥離せん断力の温度依存性を緩和できる。
また、予め筒状突起が形成されたバックプレートよりも薄い薄鋼板をバックプレートにスポット溶接等で一体化することにより、バックプレートの一面側に筒状突起を形成できる。このため、バックプレートに直接筒状突起を形成した従来の摩擦パッドに比較して、摩擦パッドを容易に製造できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る摩擦材の取り付け構造の一例を図１（ａ）（ｂ）を用いて説明する。図１（ａ）は、摩擦パッドに用いるバックプレート１２の一面側に薄鋼板１６，１６が接合された状態を示す正面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すＡ−Ａにおける縦断面図である。
図１（ａ）（ｂ）に示す薄鋼板１６，１６の一面側には、図１（ｂ）に示す様に、摩擦材１８（通常、厚さが８〜１０ｍｍ程度）が圧着されて摩擦パッド１０が形成されている。
かかる摩擦材１８には、図１（ｂ）に示す様に、その中央部に溝１９が形成されている。この溝１９は、摩擦パッド１０を用いたブレーキのブレーキ操作の際に、摩擦材１８から発生する粉状物を、摩擦パッド１０の外方に排出する排出溝として使用される。
【００１１】
この図１（ａ）（ｂ）に示すバックプレート１２は、厚さが５ｍｍ程度であり、摩擦パッド１０を車両に装着したとき、キャリパのピストンに押圧されても撓み等が発生しないように硬質の金属板から成る。
かかるバックプレート１２は、その正面形状が略長方形となるように形成され、長軸方向の一辺が外方向に突出するように湾曲されていると共に、短辺部分には、外方に突出する耳片１３が形成されている。この耳片１３は、摩擦パッド１０を車両に装着する際に用いられるものである。
かかるバックプレート１２の一面側にスポット溶接により接合されている薄鋼板１６，１６は、厚さがバックプレート１２よりも薄く、その厚さが０．４〜１．２ｍｍ程度である。この薄鋼板１６，１６の摩擦材１８が圧着される一面側には、複数個の筒状突起２０，２０・・が形成されている。
かかる筒状突起２０の形状を図２に示す。図２は筒状突起２０の部分切欠斜視図であり、筒状突起２０は、薄鋼板１６の一面側に略垂直に起立して形成され、その上面及び下面が開放されている。
【００１２】
薄鋼板１６に形成された筒状突起２０，２０・・は、後述する様に、先端部が曲率Ｒで丸く形成されたパンチにより、薄鋼板１６を突き破り加工して形成できる。このため、同一厚さの薄鋼板１６では、筒状突起２０の径ｄを大きくすると、筒状突起２０の突出長ｈは低くなる傾向がある。
この様にして形成された筒状突起２０の突出長ｈ及び径ｄは、薄鋼板１６の一面側に圧着される摩擦材１８の厚さとの関係でも決定される。一般的に市販されている形状の摩擦パッド１０においては、筒状突起２０の上方に厚さ８〜１０ｍｍの摩擦材１を有効摩擦代とすることが好ましい。ところで、レース等に使用される特殊な摩擦パッドでは、摩擦材１８の厚さが２０ｍｍ程度に設けられている場合があり、この場合には、筒状突起２０の突出長ｈが１．５ｍｍ以上であることが好ましい。このため、筒状突起２０の突出長を、摩擦材１８の厚さの８〜３４％、特に１３〜３４％とすることが好ましい。
一般的に市販されている形状の摩擦パッド１０におけて、薄鋼板１６に形成された筒状突起２０の突出長ｈと径ｄの関係を具体的に示すと、筒状突起２０の径ｄが５〜８ｍｍで突出長ｈが３．４〜１．３ｍｍ、特に径ｄが５〜７ｍｍで突出長ｈが３．４〜１．７ｍｍのものが好ましい。
かかる筒状突起２０の形成密度は、筒状突起２０，２０・・の隣接する筒状突起２０との外周間距離であるピッチＰ（図１）が６〜１４ｍｍ、特に８〜１２ｍｍとすることが好ましい。
【００１３】
ここで、筒状突起２０の径ｄが８ｍｍを超える場合には、薄鋼板１６に形成し得る筒状突起２０の突出長ｈが１．３ｍｍ未満となり、摩擦材１８の食い込みが不十分となる傾向にある。他方、筒状突起２０の径ｄが５ｍｍ未満の場合、筒状突起２０の突出長ｈが３．４ｍｍを超え、筒状突起２０の上方に厚さ８〜１０ｍｍの摩擦材１８を有効摩耗代として取り難くなる傾向にある。
また、筒状突起２０のピッチＰが１４ｍｍを超える場合には、十分なアンカー効果が得られにくくなる傾向にある。他方、筒状突起２０のピッチＰが６ｍｍ未満の場合、バックプレート１２と薄鋼板１６をスポット溶接する際に、スポット溶接の径が３〜５ｍｍであるため、バックプレート１２と薄鋼板１６の接合を十分に行えない傾向にある。
この様な寸法の筒状突起２０，２０・・であっても、筒状突起２０を薄鋼板１６の面積に対して０．３〜１．０個／ｃｍ2となるように形成すると共に、形成した筒状突起２０の各開口面積の合計が、薄鋼板１６の面積に対して１０〜４０％程度となるように形成することにより、薄鋼板１６のスポット溶接性及びアンカー効果を更に向上でき好ましい。
【００１４】
図１（ｂ）に示す摩擦パッド１０を製造するには、先ず、複数個の筒状突起２０，２０・・が形成され、厚さがバックプレート１２よりも薄い薄鋼板１６を形成する。
かかる筒状突起２０は、図３（ａ）〜（ｄ）に示す様に、プレス加工によって形成できる。図３（ａ）〜（ｄ）に示すプレス加工では、形成する筒状突起２０の外径と等しい径の凹部２５が開口された雌型２６の開口面に、薄鋼板１６よりも長尺な薄鋼板６を載置した後［図３（ａ）］、先端が曲率Ｒで丸形状に形成されたパンチ２９が設けられた雄型と雌型２６とを型閉じすることによって、パンチ２９の丸形状の先端は雌型２６の凹部２５内に進入しつつ、薄鋼板６に突き破り加工を施す［図３（ｂ）（ｃ）］。かかる突き破り加工では、薄鋼板６の突き破り片は、パンチ２９の先端の凹部２５への進入に伴なって、凹部２５の内壁面に押し付けられて突出長ｈで径ｄの筒状突起２０が形成される［図３（ｄ）］。
この様にして薄鋼板６の一面側に所定数の筒状突起２０を形成した後、所定サイズに切断することによって、所定数の筒状突起２０が一面側に形成された薄鋼板１６を得ることができる。
なお、薄鋼板１６としては、所定長さに切断された短冊状の薄鋼板であってもよく、ロール状に巻かれた帯状の薄鋼板であってもよい。
【００１５】
得られた薄鋼板１６は、予め所定形状に形成されたバックプレート１２に、スポット溶接によって接合する。かかるスポット溶接は、バックプレート１２の一面側に薄鋼板１６の平坦面を重ねた後、バックプレート１２の他面側と薄鋼板１６の一面側とを挟む二本の電極に電流を流すことによって、電極で挟んだ部分が抵抗となって発熱し、両者が溶接される。このスポット溶接は、他の個所をスポット溶接する際に、既にスポット溶接した個所の温度上昇による接合力の低下が殆どなく、安定した接合力を得ることができる。
この様に、一面側に複数個の筒状突起２０，２０・・が形成された薄鋼板１６をバックプレート１２の一面側にスポット溶接により接合することによって、図９に示す如く、バックプレート１０２の一面側に筒状突起２１２を一体成形する場合に比較して、バックプレート１２の一面側に複数個の筒状突起２０，２０・・を容易に形成できる。
なお、図１（ａ）（ｂ）に示す摩擦パッド１０では、二枚の薄鋼板１６の各々を４箇所でスポット溶接した。
【００１６】
次いで、薄鋼板１６がスポット溶接で接合されたバックプレート１２には、摩擦材１８を接合する。この摩擦材１８の接合には、図４に示す様に、上熱金型２８と下熱金型３０とが設けられている成形機を用いる。この上熱金型２８と下熱金型３０とが型開きした際に、図４に示す様に、バックプレート１２に接合された薄鋼板１６の筒状突起２０，２０・・が形成された側に、結着材としての熱硬化性樹脂等の有機物を含有する摩擦形成材で予め常温成形された予備成形物１８ａを配置する。
その後、上熱金型２８と下熱金型３０とを型閉じすることによって、予備成形物１８ａと薄鋼板１６とを加熱・圧着して一体化できる。
【００１７】
かかる薄鋼板１６と摩擦材１８との接合は、摩擦材１８に配合されている結着材等の接着剤によるものと、加熱・圧着の際に、摩擦材１８に食い込む薄鋼板１６に形成された筒状突起２０，２０・・によるアンカー効果とによる接合力である。
このため、図１（ｂ）に示す摩擦パッド１０では、図７に示す従来の摩擦パッド１００の如く、バックプレート１２の摩擦材１８との接合面に接着剤を塗布することを要しないため、摩擦パッド１０の工程を簡素化できる。
【００１８】
バックプレート１２に接合された薄鋼板１６と摩擦材１８とが一体化されて形成された摩擦パッド１０は、図５に示す様に、車両に配設できる。図５は、車両の車軸と一体に回転するディスクロータ３２を挟むように配設された摩擦パッド１０，１０がキャリパ（図示せず）に保持されている状態を示す。
かかるキャリパに配設された摩擦パッド１０，１０は、ブレーキ操作の際に、そのバックプレート１２の各他面側に配設されたピストン３４，３４によって押圧され、摩擦材１８，１８の表面がディスクロータ３２に押し付けられる。この様に、摩擦材１８，１８の表面がディスクロータ３２に押しつけられたとき、摩擦熱により摩擦材１８の温度が上昇する。
従来の図７（ａ）（ｂ）に示す摩擦パッド１００では、摩擦材１０８の温度が上昇すると、図８に示す如く、摩擦材１００がバックプレート１０２から剥離される剥離せん断力が急激に低下する。
この点、図１（ｂ）及び図５に示す摩擦パッド１０では、バックプレート１２の一面側に接合された薄鋼板１６に形成された複数個の筒状突起２０，２０・・が摩擦材１８に食い込むアンカー効果により、摩擦材１８の剥離せん断力の温度依存性を緩和できる。
【００１９】
更に、従来の図７（ａ）（ｂ）に示す摩擦パッド１００では、バックプレート１０２に形成している貫通孔１０４，１０４によって剛性が低下しており、ピストン３４による押圧を繰り返すと、バックプレート１０２に塑性変形が発生し易い。かかる塑性変形がバックプレート１０２に発生すると、ディスクロータ３２に摩擦材１００の全面が当接しなくなるため、鳴きが発生し易くなる。
これに対し、図１（ｂ）及び図５に示す摩擦パッド１０では、バックプレート１２に貫通孔を形成することを要しないため、バックプレート１２の剛性を向上でき、ピストン３４による押圧を繰り返し受けても、バックプレート１２の塑性変形に因る鳴きを防止できる。
【００２０】
また、図１に示す摩擦パッド１０は、筒状突起２０，２０・・が形成された薄鋼板１６を一面側に一体化したバックプレート１２を用い、バックプレート１２の一面側に摩擦材１８を接合させることによって得られたものである。
したがって、図１に示す摩擦パッド１０は、図９に示す摩擦パッド２００の如く、バックプレート２０２の摩擦材１８を接合する一面側に直接筒状突起２１２を形成することを要しない。
このため、小型のプレス機で薄鋼板１６に筒状突起２０を成形できる。さらに、長尺な薄鋼板６に筒状突起２０を成形して、バックプレート１２のサイズにあった大きさにカットすることで、種々のサイズの摩擦パッド１０に適応した薄鋼板１６を容易に成形できる。
【００２１】
以上、説明してきた図１〜５に示す摩擦パッド１０は、二枚の薄鋼板１６，１６を用いてきたが、二枚の薄鋼板１６，１６の合計面積と等しい薄鋼板に、筒状突起２０，２０・・を形成したものを使用できる。
また、薄鋼板１６に形成する筒状突起２０の形状も円形でなくてもよく、三角形、四角形、六角形等の多角形状であってもよい。
更に、バックプレート１２に一体化された薄鋼板１６の筒状突起２０の形成面に、摩擦材１８を接合する際に、接着剤を用いてもよい。
【００２２】
【実施例】
実施例１
厚さが１ｍｍの帯状薄鋼板の一面側に、図３に示すプレス加工によって、径ｄが６ｍｍで突出長ｈが２．３〜２．５ｍｍの筒状突起２０，２０・・を形成した後、帯状薄鋼板を切断して図１に示す矩形状の２枚の薄鋼板１６，１６を得た。この薄鋼板１６には、１６個の筒状突起２０，２０・・が形成されている。
更に、別工程で形成した図１に示す略長方形状の厚さ５ｍｍのバックプレート１２を形成し、このバックプレート１２の一面側に、２枚の薄鋼板１６，１６を各角部（４箇所）をスポット溶接により接合した。この様に、薄鋼板１６，１６がスポット溶接されて一体化されたバックプレート１２の一面側には、３２個の筒状突起２０が形成されている。
また、摩擦材１８を形成する材料として、結着材としてのフェノール樹脂８重量％と、金属繊維である鋼ファイバ４８重量％、銅ファイバ５重量％と、有機繊維であるアラミドファイバ３重量％と、充填剤としての硫酸バリウム５重量％、三硫化アンチモン５重量％、固形潤滑材としての黒鉛２０重量％、及び研磨剤としてのアルミナ５重量％とを混合した混合物を、厚さ１０ｍｍの正面形状がバックプレート１２の外周に沿った形状に成形した。
次いで、図４に示す様に、バックプレート１２に接合された薄鋼板１６の筒状突起２０，２０・・を上にして成形機の下熱金型３０に載置し、薄鋼板１６の上面に所定形状に成形した予備成形物１８ａを重ねた後、上熱金型２８と下熱金型３０とを型閉じして圧着処理を施した。その後、上熱金型２８と下熱金型３０とを型開きし、バックプレート１２、薄鋼板１６，１６及び摩擦材１８とが一体化された摩擦パッド１０を取出した。
かかる加熱・圧着処理は、１７５℃の温度で、４．９×１０7Ｐａの加圧力を加え、型閉じ−型開き−取出しの１サイクルを３００秒で行った。得られた摩擦パッド１０は、筒状突起２０内に摩擦材１８が充填されたものであり、その表面積は５２ｃｍ2である。
【００２３】
得られた摩擦パッド１０について、株式会社島津製作所製のアムスラー試験機を使用して、加熱された摩擦材１８の剥離せん断力の測定を行った。この剥離せん断力の測定は、摩擦パッド１０を４００℃の状態で１時間加熱した後に、摩擦材１８の面に平行な方向に力を加えた際の、摩擦材１８の定位置からの移動量を測定したものである。結果を図６（ａ）のチャートに示す。
ここで、図６（ａ）に示すチャートの横軸は、摩擦材１８の移動量を示し、１目盛り（実線間）が０．２ｍｍを表している。また、このチャートの縦軸は、せん断力を示し、１目盛り（実線間）が４．９×１０3Ｎを示している。
図６（ａ）に示すチャートから判るように、本実施例で得られた摩擦パッド１０では、４００℃で加熱された後における最大せん断力は１６×１０3Ｎで、最大せん断力を示すまでの摩擦材18の移動量は０．６５ｍｍであった。
【００２４】
比較例１
図７に示す厚さ５ｍｍのバックプレート１０２を成形した。このバックプレート１０２の外周形状は実施例１と同様に形成されており、厚さ方向において径が１８ｍｍの円形の貫通孔１０４が２個穿設されている。また、摩擦材１０８も実施例１と同様に成形した。
次いで、実施例１と同様に、下熱金型３０にバックプレート１０２を載置し、バックプレート１０２の貫通孔１０４に予備成形物１０８ａの凸部１１０が嵌入する様に摩擦材１０８を重ねた後、上熱金型２８と下熱金型３０とを型閉じして圧着処理を施した。その後、上熱金型２８と下熱金型３０とを型開きし、バックプレート１０２と摩擦材１０８とが一体化された摩擦パッド１００を取出した。
得られた摩擦パッド１００は、貫通孔１０４内に摩擦材１０８が充填されたものであり、その表面積は５２ｃｍ2である。
【００２５】
得られた摩擦パッド１００について、実施例１と同様に、加熱した摩擦材１０８の剥離せん断力を測定し、得られた結果を図６（ｂ）のチャートに示す。図６（ｂ）に示すチャートは、図６（ａ）と同様に、チャートの横軸が摩擦材１０８の移動量で１目盛り（実線間）が０．２ｍｍであり、チャートの縦軸がせん断力で１目盛り（実線間）が４．９×１０3Ｎである。
図６（ｂ）に示すチャートから判るように、比較例１の摩擦パッド１００では、４００℃で加熱された後における最大せん断力は１１×１０3Ｎで、最大せん断力を示すまでの摩擦材１０８の移動量は０．６５ｍｍであった。
【００２６】
ここで、摩擦材の剥離せん断力を測定して得られた図６（ａ）（ｂ）のチャートに示される挙動線を積分した値は、それぞれの摩擦パッドにおいてバックプレートから摩擦材を剥離するために必要としたエネルギー（接着破断エネルギー）と考えられる。
そこで、図６（ａ）（ｂ）のそれぞれにおいて積分計算を行ったところ、実施例１の摩擦パッド１０における接着破断エネルギーは、比較例１におけるエネルギーの２倍以上であった。このことからも、実施例１で示す摩擦パッド１０は、比較例１の摩擦パッド１００よりも剥離しにくいことが判る。
【００２７】
実施例２
厚さが１ｍｍの帯状薄鋼板の一面側に、図３で示すプレス加工によって、下記表１に示す径ｄの筒状突起を形成した後、実施例１と同様にして摩擦パッドを成形した。成形された各々の摩擦パッドにおいて、薄鋼板に設けた筒状突起の外周間ピッチは常に６ｍｍにし、加熱・圧着処理により成形した摩擦パッドの摩擦材の表面積を５２ｃｍ2に形成した。
ここで、筒状突起の形成は、パンチによる突き破りによって行っているため、筒状突起の形状は、径ｄを決めるとその径ｄに対して突出長ｈが略一義的に決定されるものである。
次いで、各々の摩擦パッドにおいて、常温時でのバックプレートと摩擦材との剥離せん断力を測定した。この測定は、ＪＩＳＤ４４２２に準拠して行ったものである。測定結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
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表１から判るように、筒状突起の径ｄが４〜８ｍｍで、突出長ｈが１．３〜４．５ｍｍ（Ｎｏ．２〜Ｎｏ．６）の場合、径ｄが１０ｍｍで、突出長ｈが１．０ｍｍ以下の筒状突起（Ｎｏ．１）と比較して、剥離せん断力が高い。
しかし、筒状突起の径ｄが４ｍｍ（Ｎｏ．６）の場合、厚さが８〜１０ｍｍの摩擦材に食い込む筒状突起の突出長ｈが３．８〜４．５ｍｍであるため、摩擦材の有効摩耗代が少なくなる傾向にある。
また、筒状突起の径ｄが１０ｍｍ（Ｎｏ．１）の場合は、他の水準と比較して剥離せん断力が低下している。これは、筒状突起の突出長ｈが１．０ｍｍ以下となっていることから、摩擦材の食い込みが不十分となり易い傾向があるためである。
以上のことより、筒状突起の形状は、径ｄが５〜８ｍｍで突出長ｈが３．４〜１．３ｍｍのものが好ましい、特に径ｄが５〜７ｍｍで突出長ｈが３．４〜１．７ｍｍのものが好ましい。
【００２９】
実施例３
実施例２で得られた３種の摩擦パッド（Ｎｏ．３，Ｎｏ．４，Ｎｏ．５）と、比較例１で得られた摩擦パッドについて、高温状態における剥離せん断力の測定を行った。この測定は、６００℃に加熱された熱処理炉にそれぞれの摩擦パッドを１時間投入した後に冷却し、冷却された摩擦パッドの剥離せん断力を、１０ｍｍ／分のせん断速度で測定を行う島津万能試験機（ＡＧ５００Ｅ）を使用して行ったものである。測定結果を表２に示す。
【００３０】
【表２】
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表２より、高温時において、比較例１の摩擦パッドよりも実施例２（Ｎｏ．３，Ｎｏ．４，Ｎｏ．５）の摩擦パッドの方が剥離せん断力が大きく、剥離せん断力の温度依存性が緩和されている。
また、表１及び表２において、Ｎｏ．４の摩擦パッドにおける剥離せん断力が最大であることから、薄鋼板に設ける筒状突起の形状は、径ｄが6ｍｍで突出長ｈが２．２〜２．５ｍｍのものが最適である。
【００３１】
実施例４
実施例１で得られた摩擦パッド１０，１０を、ブレーキ試験機もしくはブレーキ・ダイナモ（以下、単にダイナモと呼ぶことがある）を用いて負荷をかけ、高温熱履歴を与えた摩擦パッド１０，１０の剥離せん断力を測定した。この実験方法を以下に示す。
先ず、速度１５０ｋｍ／ｈで走行する車両のディスクロータと同等の回転速度で回転するように、ダイナモによりディスクロータを高速回転させた（慣性は７３．５Ｎ・ｍ・ｓ2）。この状態で、キャリパに保持されている摩擦パッド１０，１０を高速回転するディスクロータに当接させるスナップブレーキ動作を行った。この動作によって、高速回転するディスクロータは、０．４５ｇ（４．４ｍ／ｓ2）の減速度で、速度７５ｋｍ／ｈで走行する車両のディスクロータの回転速度まで減速させるものとした。減速後、インターバルを３０秒間とり、この一連の動作を３００回行った。
３００回のスナップブレーキ動作の終了後、摩擦パッド１０，１０の有効摩耗代は約４ｍｍとなり、摩擦材とバックプレートの間の接着面近傍での温度は約６００〜６６０℃となっていた。このダイナモにより熱処理を加えた摩擦パッド１０，１０について、実施例２と同様にして剥離せん断力を測定した。この結果を表３に示す。
同様に、比較例１で得た摩擦パッド１００についても、ダイナモにより熱処理を与えた摩擦パッド１００，１００について、実施例２と同様にして剥離せん断力を測定した。この結果を表３に併せて示す。
【００３２】
【表３】
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表３から明らかなように、実施例１の摩擦パッド１０は、比較例１の摩擦パッド１００に比較して、摩擦材の剥離せん断力の温度依存性が緩和されている。
【００３３】
実施例５
実施例１で得られた摩擦パッド１０，１０の性能を、実車に装着させて走行した後の剥離せん断力を測定した。
測定は、摩擦パッド１０，１０を取りつけたレース車両でサーキットを走行し、摩擦材の有効摩耗代が約４ｍｍになるまで走り込み、走行終了後、車両から摩擦パッド１０，１０を取り外して実施例２と同様にして剥離せん断力の測定を行った。測定結果を表４に示す。
なお、走行終了後の摩擦材とバックプレートの接合面近傍での温度は、約６６０〜７００℃であった。
同様に、比較例１で得られた摩擦パッド１００，１００の性能を、実車に装着させて走行した後の剥離せん断力を測定し、その結果を表４に併せて示す。
【００３４】
【表４】
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実車に使用した摩擦パッドにおいても、実施例１の摩擦パッド１０は、比較例１の摩擦パッド１００に比較して、摩擦材の剥離せん断力の温度依存性が緩和されている。
【００３５】
また、実施例１の摩擦パッド１０，１０を車両に装着して走行した際には、走行終了までブレーキ時のペダルフィーリングに変化はなく良好であった。これに対し、比較例１の摩擦パッド１００，１００を装着した際には、徐々にペダルフィーリングが柔らかくなった。更に、実施例１の摩擦パッド１０では、比較例１の摩擦パッド１００に比較して、ブレーキ操作の際の鳴きは少なかった。
【００３６】
【発明の効果】
本発明による摩擦材の取り付け構造及び摩擦材の取り付け方法によれば、摩擦材側に突出する筒状突起内に摩擦材が充填されるため、そのアンカー効果によって摩擦材の剥離せん断力の温度依存性が緩和できる。
また、予め筒状突起を形成したバックプレートよりも、バックプレートより薄い薄鋼板をバックプレートに接合して筒状突起を形成することにより、種々の大きさのバックプレートに筒状突起を容易に形成できるため、種々のサイズの摩擦パッドの製造に対応でき、優れた工業的生産性を呈する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る摩擦パッドの一実施例を示す摩擦パッドの一部分を示す正面図と、正面図のＡ−Ａにおける縦断面図である。
【図２】  図1の筒状突起の部分切欠斜視図である。
【図３】  図1の筒状突起の成形方法を示す説明図である。
【図４】  図１に示す摩擦パッドの製造方法を説明するための説明図である。
【図５】  本発明に係る摩擦パッドを車両に配設した際の概略図である。
【図６】  アムスラー試験機により、本発明の摩擦パッドと従来の摩擦パッドの剥離せん断力を測定した結果を示すチャートである。
【図７】  従来の摩擦パッドを示す正面図と、正面図のＸ−Ｘにおける縦断面図である。
【図８】  図７に示す従来の摩擦パッドの温度と剥離せん断力の関係を示すグラフである。
【図９】  図７に示す従来の摩擦パッドを改良した摩擦パッドの正面図と、正面図のＹ−Ｙにおける縦断面図である。
【符号の説明】
１０  摩擦パッド
１２  バックプレート
１６  薄鋼板
１８  摩擦材
１８ａ  予備成形物
２０  筒状突起
２５  凹部
２８  上熱金型
３０  下熱金型
３２  ディスクロータ
３４  ピストン
【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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