JP2008014453A - ブレーキの鳴き防止用シム板 - Google Patents

Abstract

【課題】長期に亘って優れた鳴き防止効果を発揮することができ、さらには、ブレーキ装置の軽量化にも適したブレーキの鳴き防止用シム板を提供する。
【解決手段】摩擦パッドを円盤状のロータに押し付けて制動力を発生させるディスクブレーキ装置に用いられる、前記摩擦パッドを前記ロータに向けて押圧する押圧部材と前記摩擦パッドのプレッシャプレートとの間に介在させることで、前記摩擦パッドやロータの共振を防止するブレーキの鳴き防止用シム板において、該シム板が無機繊維、有機繊維の単独又はその組合せ、あるいはそれらの織布又は不織布を基材とし、ゴム又は熱硬化性樹脂を単独又はそれらの組合せに添加剤を混合したバインダーを該基材に含浸させ、熱成型したものであることを特徴とするブレーキの鳴き防止用シム板。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディスクブレーキ装置において摩擦パッドのプレッシャプレート（裏板）と該プレッシャプレートを押圧する押圧部材との間に介在させるブレーキの鳴き防止用シム板に関するものである。

車両用のディスクブレーキ装置としては、所謂、フローティング・キャリパ式のディスクブレーキ装置が普及している。このタイプのブレーキ装置は、通常、車輪と一体回転する円盤状のロータと、このロータを挟んで対向配置される一対の摩擦パッドと、これらの摩擦パッドをロータに押し付けるためのピストンを内蔵したキャリパボディと、車体側に取り付けられると共に前記キャリパボディをロータの軸方向に摺動可能に支持したサポートとを備えた構成をなしている。そして、前記キャリパボディは、前記ロータの上を跨ぐブリッジ部と、該ブリッジ部の一端側に装備されて前記ピストンを進退可能に収容したシリンダ部と、前記ブリッジ部の他端側に装備されて他方の摩擦パッドの背面を抑えるキャリパ爪とが装備された構成からなる。

一方、ブレーキ装置の制動動作時には、いわゆる、ブレーキの鳴きと呼ばれる不快音が発生することがある。このブレーキの鳴きによって発生する音は、不快な騒音となるため、ディスクブレーキ装置の開発に際して、ブレーキの鳴きの発生を防止することが課題となっている。そのため、前記したブレーキ装置において、摩擦パッドを前記ロータに向けて押圧する押圧部材と前記摩擦パッドのプレッシャプレートとの間に介在させることで、前記摩擦パッドやロータの共振を防止するブレーキの鳴き防止用シム板が提案されている。

例えば、「特許文献１」では、弾性シートを有する内シムと、金属板で形成される外シムとを、摩擦パッドのプレッシャプレート背面に前記内シムをプレッシャプレート側にして取付ける車両用ディスクブレーキのシム板取付け構造において、前記プレッシャプレートの背面に、立上がり側の大径部と先端側の小径部とからなる段付きボスを突設し、前記内シムに大径嵌合孔を穿設すると共に、前記外シムに小径嵌合孔を内シムの大径嵌合孔と同軸上に穿設し、該内シムの大径嵌合孔を前記段付きボスの大径部に、前記外シムの小径嵌合孔を段付きボスの小径部にそれぞれ嵌合し、該小径嵌合孔から突出する段付きボスの小径部先端をカシメて、両シムをプレッシャプレートに固定することが提案されている。
「特許文献２」では、金属板等の少なくとも片面にゴムコーティング層を形成し、そのゴムコーティング層の表面に熱硬化型接着剤層を形成した制振シム構造体が記載されている。

「特許文献３」では、ディスクブレーキにおいて、キャリパ爪とキャリパ爪によってロータ側に押圧される摩擦パッドのプレッシャプレートとの間に介在する鳴き防止用シム板を、耐熱性不織布に耐熱性ゴムを含浸させた基本層と、この基本層の両面に積層した耐熱性ゴム層（被覆層）との積層構造とするシム板が記載されている。
上記したように、通常の鳴き防止用シム板は、通常金属又は非金属の基板に耐熱性ゴム材層、繊維補強ポリアミド樹脂よりなる振動減衰層（被覆層）から構成されている。
実開平６−６３９４４号公報 特開平７−７１５１９号公報 特開平１０−１８４７４３号公報

上記したように、金属板を使用したシム板の場合、基本層の面内剛性が高いため、シム板と押圧部材との接触部における押圧部材の微少な変位による振動減衰層の局所的な面内方向の変形が、基本層を通してシム板全体に伝達されてしまい、減衰効果が十分に得られないという問題があった。また、金属板を使用しているため、ブレーキ装置の軽量化の妨げになるという問題があった。

又、金属又は非金属の基板（基本層）を使用し、耐熱性ゴム層又は繊維補強ポリアミド樹脂よりなる被覆層（振動減衰層）から成り立つシム板の場合、振動減衰層が被覆層であるため、振動減衰層自体の膜厚が薄く又強度も低いため減衰性及び耐久性が劣る。
更に、耐久性を確保するために、キャリパの爪及びピストン面側には振動減衰層を用いない場合が多く、効果が十分に発揮できない。又、基本層に金属板を使用している場合は、脱落防止のためにクリップ又はカシメ等によりプレッシャプレートに固定する必要があった。

従って、本発明の課題は、振動の減衰効果を接触部の全域に発揮することができ、しかも、高い耐熱性を有し、制動時における摩擦パッドの昇温によって振動の減衰性能が低下することがなく、長期に亘って優れた鳴き防止効果を発揮することができ、ブレーキ装置の軽量化にも適したブレーキの鳴き防止用シム板を提供することである。

本発明は、下記の手段によって上記の課題を解決した。
（１）摩擦パッドを円盤状のロータに押し付けて制動力を発生させるディスクブレーキ装置に用いられる、前記摩擦パッドを前記ロータに向けて押圧する押圧部材と前記摩擦パッドのプレッシャプレートとの間に介在させることで、前記摩擦パッドやロータの共振を防止するブレーキの鳴き防止用シム板において、該シム板が無機繊維、有機繊維の単独又はその組合せ、あるいはそれらの織布又は不織布を基材とし、ゴム又は熱硬化性樹脂を単独又はそれらの組合せに添加剤を混合したバインダーを該基材に含浸させ、熱成型したものであることを特徴とするブレーキの鳴き防止用シム板。
（２）前記添加剤がカーボンブラックであることを特徴とする前記（１）記載のブレーキの鳴き防止用シム板。
（３）前記シム板が、耐熱性粘着剤により前記摩擦パッドのプレッシャプレートに固定されていることを特徴とする前記（１）又は（２）記載のブレーキの鳴き防止用シム板。

本発明のシム板は、振動減衰層と基本層が一体化しているため、減衰層の厚みが十分確保できる。また、一体化され、熱成型されていることにより引っ張り強度や圧縮強度等の機械的強度も増し、高い減衰性と高い耐久性が得られる。
シム板の製造工程では、振動減衰層形成のための、コーティング又は被覆工程が要らない。更に、金属板を使用しないため、プレッシャプレートに固定するさい、耐熱性粘着剤（アクリル樹脂系接着剤等）のみでよく、シム板の軽量化が図れる。又、万一シムがズレ又は脱落してもロータ・ハブ等を傷つけることがない。

以下、本発明に係るブレーキの鳴き防止用シム板の好適な実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１〜図５は、本発明に係るブレーキの鳴き防止用シム板の一実施形態を示したもので、図１は本発明のシム板の構造を示す概略図であり、図２はブレーキの鳴き防止用シム板を適用したディスクブレーキ装置の縦断面図、図３はブレーキの鳴き防止用シム板と摩擦パッドとの位置関係を示す斜視図、図４は図２のＡ部拡大図、図５は図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図６は従来のシム板の構造を示す概略図である。

図１は、本発明のブレーキの鳴き防止用シム板３の構造を示す概略図であり、図１において、本発明のシム板は基本材（ガラス繊維等）３ｂが充填材として機能し、含浸材（ゴム等）３ａをバインダーとして使用した単層構成のシムであることを示している。
図２において、本発明に係るブレーキの鳴き防止用シム板が適用されたディスクブレーキ装置１は、所謂フローティング・キャリパ式と呼ばれているディスクブレーキ装置で、車輪と一体回転する円盤状のロータ６と、このロータ６を挟んで対向配置される一対の摩擦パッド４と、これらの摩擦パッド４をロータ６に押し付けるためのピストン７を内蔵したキャリパボディ８と、車体側に取り付けられると共に前記キャリパボディ８をロータ６の軸方向に摺動可能に支持したサポートとを備えた構成からなる。

そして、前記キャリパボディ８は、前記ロータ６の上を跨ぐブリッジ部８ａと、該ブリッジ部８ａの一端側に装備されて前記ピストン７を進退可能に収容したシリンダ部８ｂと、前記ブリッジ部８ａの他端側に装備されて他方の摩擦パッド４の背面を抑えるキャリパ爪８ｃとが装備された構成からなる。

また、各摩擦パッド４は、ロータ６の表面に押し付けられて所定の摩擦力を発生するライニング部４ａと、該ライニング部４ａの裏面側に固着装備されて取付金具等として機能する金属板製のプレッシャプレート４ｂとから構成されている。

この実施形態の場合、ブレーキの鳴き防止用シム板３は、摩擦パッド４のプレッシャプレート４ｂを前記ロータ６に向けて押圧する押圧部材としてのキャリパ爪８ｃと、該キャリパ爪８ｃ側の摩擦パッド４のプレッシャプレート４ｂとの間に装備されている。この鳴き防止用シム板３は、図３に示すように、プレッシャプレート４ｂに相似形の板状に設けられていて、耐熱性の接着剤又は両面テープ等により、プレッシャプレート４ｂに接着される。

本発明のシム板３は、ガラス等の無機繊維としてガラス繊維等、又は、アラミド・フェノール・カーボン等の有機繊維の単独又はその組合せの織布又は不織布を基材とし、それらにゴム又はフェノール樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂を単独又は、その組合せをバインダーとし、それにカーボン等の添加剤を混合して、上記基材に含浸させ熱成型したシムであり、振動減衰層と基本層が一体化している。必要に応じて、上記と異なる含浸生地の組合せを適用してもよい。

不織布としては、耐熱性アラミド繊維の不織布を使用することが好ましい。アラミド繊維の不織布とは、アラミド（全芳香族ポリアミド）の重合体（ポリマー）から短繊維と合成パルプを作り、水中に分散させて抄紙機にかけた後、高温・高圧をかけて内部結合力を高めた不織布構造にしたもので、機械的・電気的に優れた特性を示すことが知られている。

本発明のシム板に使用するバインダーとしては、アクリロニトリルゴム、ゴム変性フェノール樹脂、ストレートフェノール樹脂、あるいは耐熱温度が２５０℃以上、引張強度が１５０〜２００ｋｇ／ｃｍ^２の、シリコーンゴム、フッ素ゴム等を挙げることができる。

本発明のシム板において、基材とバインダーの混合比率は基材が３％〜７０％、好ましくは、２０％〜５０％である。又、基材とバインダーに対し、２％〜２０％程度のカーボンを添加する。又、本発明のシム板は金属板を使用していないため、プレッシャプレートに固定するさいには、アクリル樹脂系接着剤のような耐熱性粘着剤のみ使用すればよい。

以上の鳴き防止用シム板３は、基材（基本材）のガラス繊維不織布あるいはアラミド繊維不織布によってシム板として必要とされる引っ張り強度や圧縮強度等の機械的強度を容易に確保することができ、また、制動時における摩擦パッド４の昇温温度以上の高温耐熱性を確保することができる。また、含浸材として使用するゴムあるいは熱硬化性樹脂によって、耐熱性を下げずに、シム板としての表面の滑らかさや平坦度を確保することができ、かつ、層の厚さ方向に対する弾性特性を向上させることができる。

図５は、制動時にキャリパ爪８ｃによって押圧されたシム板３を示したもので、シム板３の表面の内、キャリパ爪８ｃの接触域は、キャリパ爪８ｃの押圧力による弾性変形で凹んでいる。このように、摩擦パッド４のプレッシャプレート４ｂの平坦度や表面粗さに関係なく、摩擦パッド４をロータ６に向って押圧するキャリパ爪８ｃや前記摩擦パッド４のプレッシャプレート４ｂに対して、良好な密着性を発揮して、振動の減衰効果を接触部の全域に発揮することができる。しかも、高い耐熱性を有するため、制動時における摩擦パッド４の昇温によって振動の減衰性能が低下することがなく、長期に亘って優れた鳴き防止効果を発揮することができる。

図１は、本発明品構造のシム板が基本材（ガラス繊維等）３ｂが充填材として機能し、含浸材（ゴム等）３ａをバインダーとして使用した単層構成のシムであることを示している。これに対し、図６は、従来品のシム板が基本材（金属）３ｄと被覆材（ゴム等）の二層構成であることを示している。

また、構成材料が、金属板を使用しておらず、金属よりも比重の軽いガラス繊維不織布と含浸材（ゴム等）だけであるから、金属板を使用した従来の鳴き防止用シム板と比較すると重量を軽減することができ、ブレーキ装置の軽量化を図ることもできる。

以上説明したように、本発明によるディスクブレーキ装置用シム板によれば、制動動作時の表面層と押圧部材との接触部における押圧部材の微少な変位による、表面層の面内方向での局所的な伸縮に伴う振動減衰層の変形も局所的なものとなり、結果として十分な減衰効果を得ることができ、鳴きの防止を図ることができる。しかもシム板全体としての剛性もあまり低下しないため、ブレーキフィーリングの低下を招くことがない。

以下、具体例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明の範囲はそれらに限定されるものではない。

実施例
基材（基本材）と含浸するバインダーの組成を、第１表に示す６種類（サンプル番号１〜４は本発明品、５と６は比較例）変えたシム板を作成し、ブレーキ装置に組み付けて鳴き発生指数を測定した。鳴き発生指数の測定結果は第１表に示す。

本発明に係るシム板を組み付けたブレーキ装置は、鳴き発生指数が従来構造のシム板を用いたブレーキ装置の場合より低い傾向にあり、耐久試験後においてもその傾向は変わらず、鳴き発生指数は２０〜３０低かった。
なお、本発明の鳴き防止用シム板において、シム板が無機繊維、有機繊維又はその組合せの織布又は不織布は前述したアラミド繊維、ガラス繊維あるいは炭素繊維に限るものではない。前記した素材と同程度の機械的強度を持ち、かつ、２００℃以上の高温耐熱性を備えていれば、いずれの素材でも使用可能である。

また、図２の実施形態の場合は、キャリパ爪８ｃと該キャリパ爪８ｃによって押圧されるプレッシャプレート４ｂとの間に鳴き防止用シム板３を装備したが、ピストン７と該ピストン７によって押圧されるプレッシャプレート４ｂとの間にも装備するようにすれば、さらに、ブレーキの鳴き防止を徹底することができる。

本発明のブレーキの鳴き防止用シム板は、必要とされる機械的強度を備えると同時に、高い耐熱性と、優れた弾性変形特性を示す。従って、摩擦パッドのプレッシャプレートの平坦度や表面粗さに関係なく、摩擦パッドをロータに向って押圧する押圧部材や前記摩擦パッドのプレッシャプレートに対して、良好な密着性を発揮して、振動の減衰効果を接触部の全域に発揮することができるので、車両のブレーキ用シム板として有用である。

本発明のシム板の構造を示す概略図である。 本発明に係るブレーキの鳴き防止用シム板の一実施形態を使用したディスクブレーキの縦断面図である。 本発明に係るブレーキの鳴き防止用シム板の一実施形態と摩擦パッドとの位置関係を示す斜視図である。 図２のＡ部の拡大図である。 図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 従来品のシム板の構造を示す概略図である。

符号の説明

１ ディスクブレーキ装置
３ 鳴き防止用シム板（本発明）
３Ａ 鳴き防止用シム板（従来品）
３ａ バインダー（含浸材）
３ｂ 基本材
３ｃ 被覆材（層）
３ｄ 基本材（層）
４ 摩擦パッド
４ａ ライニング部
４ｂ プレッシャプレート
６ ロータ
７ ピストン（押圧部材）
８ キャリパボディ
８ｃ キャリパ爪（押圧部材）

Claims (3)

1. 摩擦パッドを円盤状のロータに押し付けて制動力を発生させるディスクブレーキ装置に用いられる、前記摩擦パッドを前記ロータに向けて押圧する押圧部材と前記摩擦パッドのプレッシャプレートとの間に介在させることで、前記摩擦パッドやロータの共振を防止するブレーキの鳴き防止用シム板において、該シム板が無機繊維、有機繊維の単独又はその組合せ、あるいはそれらの織布又は不織布を基材とし、ゴム又は熱硬化性樹脂を単独又はそれらの組合せに添加剤を混合したバインダーを該基材に含浸させ、熱成型したものであることを特徴とするブレーキの鳴き防止用シム板。
2. 前記添加剤がカーボンブラックであることを特徴とする請求項１記載のブレーキの鳴き防止用シム板。
3. 前記シム板が、耐熱性粘着剤により前記摩擦パッドのプレッシャプレートに固定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のブレーキの鳴き防止用シム板。

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