JP4984273B2 - ディスクブレーキ用パッド - Google Patents

Description

本発明は、ディスクブレーキ用パッドに関するものである。

一般に、ディスクブレーキにおける制動動作は、例えば、回転ディスクの相対面にパッドによって作用するシリンダ−ピストンユニットのような手段によって発揮される。

一般に知られているように、この制動動作中に、車両走行の快適さを低下させる、特に不快なヒス（ｈｉｓｓ）として現れるノイズがしばしば発生する。

この種のノイズの発生は、パッドをも含む様々なブレーキ部品に影響を及ぼす振動効果の発生に起因するものとみなされている。

制動中の騒がしさを低減又は除去することを可能にさせる技術を提供することを目指して、徹底した研究が行われている。

そのような技術の一つは、振動の影響を受ける可能性のあるディスクブレーキ部品に弾性体によってロード（ｌｏａｄ）を接続することを提案している。この技術によれば、そのブレーキ部品の何らかの振動がロードに伝達され、ロードが接続されている部品と同調して、ロードが低周波で振動する。振動数が増加するにつれて、ロードとブレーキ部品との振動のズレが増加して、部品の振動が低減又は除去される位相対立状態（ｐｈａｓｅ ｏｐｐｏｓｉｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）となる。更に、この技術によると、ロードが選択的にピストン，キャリパー本体又はパッドに当てられる可能性がある。

この技術は、ブレーキの全体構造が特別に設計されることを条件としている。

その設計は、振動が低減されることが予定されているブレーキ部品と適切なロードとの間に配置される適切な弾性中間要素を用意すると共に、そのロードが座部内で振動してその弾性体を変形させることを可能にする、その座部を設けるために、必要とされる。

ヒス効果（ｈｉｓｓ ｅｆｆｅｃｔ）を劇的に低減させるためにブレーキ構造を変更させる必要性があることは、非常に好ましくないことである。実際に、制動動作中に起こるそのヒス効果の複雑さがあることと、そのヒス効果が特別な用途、即ち、ディスクブレーキが用いられる車両の種類に左右されることとから、理論的シミュレーションに基づいた最適条件を実証する解決策は、テストを実施した場合又は予定された適用分野以外の分野において用いた場合に、満足のいかない結果となる可能性がある。

従って、ブレーキディスクの構造全体へ強い影響を与えない解決策に特に関心が注がれている。テストされた解決策の一つが、特許文献１に開示されている。この解決策は、パッドプレートにネジ止めされ又はリベット或いは溶接によって固定されるロード又はマス（ｍａｓｓ）を用意するというものである。

この解決策は、不快なヒスを引き起こす振動を除去するのに非常に効果的であることを証明したが、特許文献１に記載の全ての実施形態が、かなり複雑であり、ロードをプレートに固定する工程中にかなりの注意を払うことが必要とされるという点において、製造工程中に多くの不都合を被ることとなる。

米国特許第６，９９４，１９０号

本発明の核心的な課題は、先行技術に関連して上述した不都合を克服するような構造的及び機能的な特徴を有するディスクブレーキ用パッドを提供することにある。

この課題は、特許請求の範囲の請求項１に記載のディスクブレーキ用パッドによって解決される。

本発明の更なる特徴及び利点については、単なる例示であって本発明を何ら限定するものではない好ましい実施形態に関して添付図面を参照して行った下記記述から明らかになるであろう。

図１は、本発明によるディスクブレーキ用パッドの概略図である。 図２は、図１に示したパッドの一構成要素の概略斜視図である。 図３は、図１に示したパッドの概略斜視図である。 図４は、図３中に示した矢視方向Ａから見た図１のパッドの概略図である。 図５は、車両ディスクに接続した場合の、図１のパッドを含むキャリパーの断面図である。

図５を参照すると、ディスク１４のブレーキングバンド１２に作用するのに適したディスクブレーキのキャリパーが参照符号１０を用いて示されている。本発明は、固定式又はフローティングキャリパーを備えているディスクブレーキのような様々な種類のディスクブレーキに適用することができる。キャリパー１０は車両サスペンションのスピンドルに固定するのに適しているのに対して、ディスク１４は同じ自動車のホイールと連結させるのに適している。

参照符号２０は、キャリパーの座部内に収容するのに好適なディスクブレーキパッドを示している。このパッド２０は、摩擦材料層２４を支持するものとして機能するプレート２２を含んでいる。

車両に取り付けられたキャリパー内のパッド２０の位置（図４及び図５参照）に関して、ディスクの回転軸に近い部分であるパッド２０の径方向内側部が参照符号Ｉで示され、ディスクの回転軸より遠位の部分であるパッド２０の径方向外側部が参照符号Ｅで示されている。更に、ディスクの矢印Ｆ１方向の回転を考慮すると、ラインＸの左右側にあるディスク部分は、ディスクのインレット領域とアウトレット領域として定義される。換言すると、ディスクのインレット領域は、車両の通常の走行方向に対して、既定のディスクラジアス（ｄｉｓｃ ｒａｄｉｕｓ）がキャリパーに入る側として一般に定義される。同様に、アウトレット領域は、車両の通常の走行方向に対して、既定のディスクラジアスがキャリパーから出る側として一般に定義される。

本発明に係る図示実施形態においては、プレート２０は、少なくとも径方向外側部Ｅにおいて摩擦材料層２４を越えて伸びている。パッドの参照符号２６で示したこの伸長部は、少なくともディスクに対する径方向に従ってキャリパー内のパッドを保持させるためにキャリパーとパッドとの間に介在されるキャリパー要素及び又は弾性要素と相互作用するのに適している。本発明の特定の実施形態においては、パッドの伸長部２６は、パッド用の支持ピンが挿入されるのに好適なスロット２８を有している。

少なくとも一つのロード（ｌｏａｄ）又はマス（ｍａｓｓ）が、プレート２２に、例えば、プレート２２の伸長部２６、即ち、プレートの径方向外側部Ｅに宛がわれている。本発明の図示実施形態は、例えばパッドの相対側に配置された二つのロード３０ａ，３０ｂを備えている。換言すると、プレートを車両に取り付けた時に、二つのロード３０ａと３０ｂがディスクのインレット領域とアウトレット領域とに夫々向かい合うように、二つのロード３０ａ，３０ｂがプレートの相対端部に配置されている。

プレート２０とロードとは、クリンチング（ｃｌｉｎｃｈｉｎｇ）によって互いに固定するのが有益である。特に、ロードは、クリンチされるのに好適で且つロードをプレートに拘束させるための拘束要素を構成している部分を有している。

本発明の一実施形態によれば、ロードは、クリンチされてロードをプレートに固定するのに好適な少なくとも一つの突起３２を有している。この突起３２は、プレートに形成された穴３４に挿入されて、クリンチされることによりロードをプレートに固定させるのに好適なものである。

本発明の一実施形態によれば、突起３２は長手方向軸線３６に沿って伸びて、プレートの穴３４と一体になって、長手方向軸線３６を中心にロードが回転するのを阻止する拘束手段を提供するのに好適な横断面を有している。例えば、突起３２は四角形の横断面を有し、プレートの穴３４は、突起３２を受けて、長手方向軸線３６を中心にロードが回転するのを阻止する拘束手段を構成するのに適した対応の形状を有している。

本発明の一実施形態によれば、プレート２２は、ロードが固定される少なくとも一つの耳状部を有している。図示実施形態においては、例えば、ロード３０ａと３０ｂを夫々支持する耳状部３８ｂと３８ａとがプレート２２に設けられている。二つの耳状部３８ａ，３８ｂはプレート２２の相対側に配置するのが有益である。換言すると、プレート２２が車両に取り付けられた時に二つの耳状部３８ａと３８ｂとがディスクのインレット領域とアウトレット領域とに夫々向かい合うように、二つの耳状部３８ａ，３８ｂは、プレート２２の相対端部に配置されている。

パッドにスロット２８が設けられている実施形態によれば、二つの耳状部３８ａ，３８ｂは、例えば、図示されているように、スロット２８を取り囲んでいるパッドの突起付き部４０から径方向外方へ伸びていてもよい。

突起３２が穴３４に挿入されてクリンチされるようになっている本発明の実施形態によれば、各耳状部がその穴３４を有している。

更に、プレートを少なくとも部分的に取り囲む、例えば、耳状部が設けられている場合にはその耳状部を取り囲むのに好適な座部４２をロードが有しているのが有益である。この場合には、座部４２は突起３２を少なくとも部分的に取り囲むように形成されている。図示実施形態においては、座部４２は、少なくとも一つの断絶部４６を有した周面部４４によって区画されている。

本発明の一実施形態によれば、プレートの縁部に当接して、突起３２の長手方向軸線３６、より一般的にはディスクの回転軸線を中心としたロードの回転を阻止するための拘束手段を構成するのに好適な少なくとも一つのアバットメント面（ａｂｕｔｍｅｎｔ ｓｕｒｆａｃｅ）をロードが有している。

図示実施形態においては、例えば互いに対して９０°の角度を持って伸びている二つのアバットメント面４８がロードに設けられている。

本発明の一実施形態によれば、ロードは、第一のアーム５０と第二のアーム５２とにより略Ｌ字状に形成されている。この場合において、突起３２を設ける場合には、その突起３２は、例えば、略Ｌ字状を形成している二つのアーム５０と５２との交差部位に配置される。また、座部４２を設ける場合には、同様に、その座部４２を、例えば、略Ｌ字状を形成している二つのアーム５０と５２との交差部位に配置してもよい。

本発明の一実施形態によれば、クリンチ作業を容易にさせるべく、ロードは、鋼又は高張力鋳鉄を鋳造することにより用意することができる。

ロードは、プレートがキャリパー内に取り付けられた時に、ディスクの外側縁を越えるようにプレートに適切に配置される。それにより、摩擦材料層が摩耗した時であってもロードとディスクとの間の如何なる接触も回避される。

好ましくは、摩擦材料層の摩耗によりロードがキャリパーの反対側に配置されるプレートの対称的なロードに接触するのを防ぐため、ロードは、ディスクの厚さの半分より小さい距離だけ、長手方向軸線３６及びディスクに平行な方向へ突出している。

図示された本発明の一実施形態によれば、プレートは、摩擦材料層と反対側でプレートに付加された薄層５４を有している。

特に突起３２をクリンチングするので、実質的に剛直な態様、即ち、プレートがロードと一体になって個別の剛性体を構成するような態様で、ロードをプレートに対して構造的に連結させることができる。

ロードが設けられた径方向外側部Ｅは、ロードが付加されていない径方向外側部の初期の質量（ｍａｓｓ）と比較して全体的に変化した質量（この場合には、増加している）を有している。

特に、ロードを備えたパッドの全慣性がパッド単独の慣性と比較して変化していることに留意する必要がある。

ロードは、一つ又はそれ以上のプレート部の質量を変更させるための手段であって、ディスクブレーキのうるささを起こしやすい、制動動作中に生じるバッドの振動を実質的に回避するパッドの慣性を得られるような物理的及び幾何学的特徴とプレートへの配置構造とを有している。

特に、ロードは、ディスクブレーキの作動中に実質的に励振しない（ｎｏｔ ｅｘｃｉｔａｂｌｅ）固有の振動数を有しているようなものである。

ヒス効果（ｈｉｓｓ ｅｆｆｅｃｔ）が起こる時には、ブレーキングバンド及びパッドに振動が生ずるだけでなく、ブレーキの様々な部品が共振で振動して互いに影響を及ぼすことに留意すべきである。換言すれば、振動成分の連鎖（ｃｈａｉｎ）が、作り出されて、その連鎖がディスクから始まって、それが車両サスペンションに影響を及ぼすようになるまでパッド及びキャリパーを通過する。

ディスクブレーキを構成している各要素は、それ自体の固有の振動数に従って振動する。

本発明によるディスクブレーキにおいては、ロードが、制動動作中にパッドが中心として振動する軸に対して評価される（ｅｖａｌｕａｔｅｄ）ものとしてパッドの慣性モーメントを変更させることを可能にする。一般に知られているように、共振で振動する何らかのボディの固有の振動数は、そのボディの慣性モーメントに反比例する。上述したロードによってパッドの慣性モーメントを変更させることにより、パッドの固有の振動数が、制動動作中にブレーキディスクの他の構成要素又はディスクによって実質的に励振させられない値を呈するようになることが可能になる。換言すると、本発明によるディスクブレーキにおいては、ヒスと同時に生ずる振動成分の連鎖が遮断される。本発明によるパッドは、励振することができず、即ち、振動を伝達することができなので、振動低減素子である。

本発明によるパッドは、制動動作によって励振されない、即ち、ヒス効果が通常起こる周波数の範囲外の固有の周波数を有するようなものである。

プレートに繋げられるロードの特性は、特定の適用、即ち、特定のディスクブレーキ及び特定の車両に関して実験的に明らかにすることができる。

上述した事項に何らかの変更及び又は付加を加えてもよいことが理解されるべきである。

例えば、クリンチされる部分を、形状，数又は寸法の点において、突起３２とは別のようにすることもできる

本発明の上記実施形態の代替案によれば、例えば穴３４を設けないで、クリンチングをプレートの縁部において行うこともできる。

また、別の代替案によれば、クリンチされた部分は、例えば、クリンチされるのに適した物質で適切に作られたプレートの一部であってもよい。

ロードは、上述したものと相違した寸法及び形状を有していてもよい。

更に、別の代替案によれば、パッド用の支持ピンを受けるために特有のスロットを設けることができる。この場合には、例えば、プレートから伸びた耳状部を利用して、二つのロードをパッドの相対側に配置させることができる。または、スロット又は支持ピンを用いずに、別の態様でパッドに支持させることもできる。

付随的な及び特殊な要請に応える目的で、当業者が、パッドの上述した好ましい実施形態に対して、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な修正及び適合を加え、機能的に均等な構成要素との置換を行えることは明らかである。

Claims (21)

1. 摩擦材料層（２４）を支持するものとして機能するプレート（２２）を有するディスクブレーキ用パッド（２０）であって、
   前記プレート（２２）が、前記パッドの少なくとも径方向外側部（Ｅ）において前記摩擦材料層（２４）を越えて伸び、
   ディスクブレーキのうるささを引き起こしやすい、制動動作中の前記パッドの振動を実質的に回避する前記パッドの慣性が得られるように前記パッドの少なくとも一部の質量を変更させるための少なくとも一つのロード（３０ａ，３０ｂ）が前記プレート（２２）に宛がわれて、クリンチングによって前記プレート（２２）に固定されているディスクブレーキ用パッド（２０）において、
   前記ロードが、前記プレート（２２）の縁部に当接して、ディスクの回転軸線を中心とした前記ロードの回転を阻止するための拘束手段を構成するのに好適な少なくとも一つのアバットメント面（４８）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（２０）。
2. 前記ロード（３０ａ，３０ｂ）が、クリンチされるのに好適で且つ前記ロードを前記プレートに拘束するための拘束手段を構成している部分を有し、
   前記ロード（３０ａ，３０ｂ）が、前記ロードを前記プレートに固定するためにクリンチされるのに適した少なくとも一つの突起（３２）を有し、
   前記突起（３２）が、前記プレートに形成された穴（３４）内に挿入され、クリンチされて、前記ロードを前記プレートに固定している、請求項１に記載のディスクブレーキ用パッド（２０）。
3. 前記突起（３２）が、長手方向軸線（３６）に沿って伸びて、前記穴（３４）と一体となって、前記ロード（３０ａ，３０ｂ）が前記長手方向軸線（３６）を中心として回転するのを阻止する拘束手段を提供するのに好適な横断面を有している、請求項２に記載のディスクブレーキ用パッド（２０）。
4. 前記突起（３２）が、四角形の横断面を有し、前記プレートの前記穴（３４）が、前記突起（３２）を受けて、長手方向軸線（３６）を中心にロードが回転するのを阻止する拘束手段を構成するのに適した対応の形状を有している、請求項３に記載のディスクブレーキ用パッド（２０）。
5. 前記プレート（２２）が、前記ロードが固定される少なくとも一つの耳状部を有し、
   前記プレート（２２）が少なくとも一つのスロット（２８）を有し、前記耳状部が前記スロット（２８）を取り囲んでいる前記プレートの突起付き部（４０）から外方へ伸び、
   前記ロード（３０ａ，３０ｂ）が、前記耳状部に形成された穴（３４）に挿入され且つクリンチされて前記ロードを前記プレートに固定している少なくとも一つの突起（３２）を有している、請求項１〜４の何れか一項に記載のディスクブレーキ用パッド（２０）。
6. 前記ロード（３０ａ，３０ｂ）が、前記プレートを少なくとも部分的に取り囲むのに好適な座部（４２）を有し、
   前記座部（４２）が周面部（４４）によって区画され、
   前記周面部（４４）が、少なくとも一つの断絶部（４６）を有している、請求項１〜５の何れか一項に記載のディスクブレーキ用パッド（２０）。
7. 前記プレート（２２）が、前記ロードが固定される耳状部を有し、前記座部（４２）が前記耳状部を少なくとも部分的に取り囲むのに好適なように構成され、
   前記ロード（３０ａ，３０ｂ）が、クリンチされて前記ロードを前記プレートに固定するのに適した少なくとも一つの突起（３２）を有し、前記座部（４２）が前記突起（３２）を少なくとも部分的に取り囲んでいて、
   前記突起（３２）が、前記プレートに形成された穴（３４）内に挿入され、クリンチされて前記ロードを前記プレートに固定している、請求項６に記載のディスクブレーキ用パッド（２０）。
8. 前記突起（３２）が長手方向軸線（３６）に沿って伸び、前記穴（３４）と一体となって前記長手方向軸線（３６）を中心とした前記ロードの回転を阻止する拘束手段を構成するのに好適な横断面を有している、請求項７に記載のディスクブレーキ用パッド（２０）。
9. 前記突起（３２）が四角形の横断面を有し、前記プレートの前記穴（３４）が、前記突起（３２）を受けて、長手方向軸線（３６）を中心に前記ロードが回転するのを阻止する拘束手段を構成するのに適した対応の形状を有している、請求項８に記載のディスクブレーキ用パッド（２０）。
10. 前記ロードが、二つのアバットメント面（４８）を有し、それらアバットメント面（４８）が互いに対して９０°の角度を持って伸びている、請求項１に記載のディスクブレーキ用パッド（２０）。
11. 前記ロードが、略Ｌ字状に形成されている、請求項１〜１０の何れか一項に記載のディスクブレーキ用パッド（２０）。
12. 前記ロード（３０ａ，３０ｂ）が、前記ロードを前記プレートに固定するためにクリンチされるのに適した少なくとも一つの突起（３２）を有し、前記Ｌ字状に形成された前記ロードを構成している二つのアームの交差部位に前記突起（３２）が配置され、
    前記突起（３２）が、前記プレートに形成された穴（３４）に挿入され、クリンチされて前記ロードを前記プレートに固定するのに好適なように構成されている、請求項１１に記載のディスクブレーキ用パッド（２０）。
13. 前記突起（３２）が長手方向軸線（３６）に沿って伸びて、前記穴（３４）と一体となって、前記長手方向軸線（３６）を中心とした前記ロードの回転を阻止する拘束手段を構成するのに好適な横断面を有している、請求項１２に記載のディスクブレーキ用パッド（２０）。
14. 前記突起（３２）が四角形の横断面を有し、前記穴（３４）が前記突起（３２）を受けて、長手方向軸線（３６）を中心に前記ロードが回転するのを阻止する拘束手段を構成するのに適した対応の形状を有している、請求項１３に記載のディスクブレーキ用パッド（２０）。
15. 前記ロード（３０ａ，３０ｂ）が前記プレートを少なくとも部分的に取り囲むのに好適な座部（４２）を有し、前記座部（４２）が、前記Ｌ字状のロードを構成している二つのアームの交差部位に配置されている、請求項１１〜１４の何れか一項に記載のディスクブレーキ用パッド（２０）。
16. 前記ロードが、クリンチング作業を容易にするべく、鋼又は高張力鋳鉄を鋳造することにより作られている、請求項１〜１５の何れか一項に記載のディスクブレーキ用パッド（２０）。
17. 前記ロード（３０ａ，３０ｂ）が、二つ設けられて、前記パッドの中央半径に対する前記プレートの相対側に配置され、
    前記ロード（３０ａ，３０ｂ）を夫々支持する二つの耳状部（３８ｂ，３８ａ）が，前記パッドの中央半径に対する前記プレートの相対側に配置されている、請求項１〜１６の何れか一項に記載のディスクブレーキ用パッド（２０）。
18. 前記ロード（３０ａ，３０ｂ）が、二つ設けられ、前記プレートが車両に取り付けられた時に前記二つのロードが前記ディスクのインレット領域とアウトレット領域とに夫々向かい合うように前記プレートの相対端部に配置されている、請求項１〜１７の何れか一項に記載のディスクブレーキ用パッド（２０）。
19. 前記プレートがキャリパー内に取り付けられた時に前記ロードが前記ディスクの外側縁を越えて位置するように前記プレートに配置されている、請求項１〜１８の何れか一項に記載のディスクブレーキ用パッド（２０）。
20. 前記ロードが、前記ディスクブレーキの前記ディスクの回転軸に平行な方向で、前記ディスクの厚さの半分よりも小さい距離だけ前記ディスクに向かって突出している、請求項１〜１９の何れか一項に記載のディスクブレーキ用パッド（２０）。
21. 前記ロードが、前記摩擦材料（２４）を越えて伸びた前記プレート（２２）の伸長部において、前記プレート（２２）に宛がわれている、請求項１〜２０の何れか一項に記載のディスクブレーキ用パッド（２０）。

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