JP5488234B2 - ブレーキ装置、ブレーキ装置用摩擦対及びブレーキパッド - Google Patents

Description

本発明は、ブレーキ装置、ブレーキ装置用摩擦対及びブレーキパッドに関する。

従来のディスクブレーキなどのブレーキ装置として、特許文献１には例えば車輪と共に回転するディスクロータのディスク摩擦平面にブレーキパッドのパッド摩擦平面を押圧して、ディスク摩擦平面とパッド摩擦平面との摺動に伴って両者の間に生じる摩擦力によって車輪に制動力を与えるブレーキ装置の摩擦材用摩擦面コーティングが開示されている。

特開２０００−２２６５５２号公報

ところで、上述のような特許文献１に記載されているブレーキ装置の摩擦材用摩擦面コーティングは、例えば、摩擦性能の点でさらなる改善の余地がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、摩擦性能を適正化することができるブレーキ装置、ブレーキ装置用摩擦対及びブレーキパッドを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るブレーキ装置は、転動体と当該転動体を回転可能に保持する保持器とを有する第１部材と、前記転動体と接触して設けられ前記第１部材との相対変位に伴って前記転動体を前記保持器で回転させる第２部材と、前記第１部材と前記第２部材とを押し付ける押付機構とを備え、前記第１部材と前記第２部材とが押し付けられた状態で、前記第１部材と前記第２部材との相対変位に伴って前記第２部材が前記転動体を回転させる際に前記転動体と前記保持器との間に生じる摩擦力により前記相対変位を制動し、前記転動体と前記第２部材との接触面の少なくとも一方に皮膜が設けられることを特徴とする。

また、上記ブレーキ装置では、前記皮膜は、熱可塑性樹脂によって形成されるものとすることができる。

また、上記ブレーキ装置では、前記皮膜は、膜厚が０．１［ｍｍ］以上の範囲で設けられるものとすることができる。

また、上記ブレーキ装置では、前記皮膜は、前記転動体の前記第２部材との接触面に設けられるものとすることができる。

また、上記ブレーキ装置では、前記転動体は、硬質材によって構成されるものとすることができる。

また、上記ブレーキ装置では、前記保持器と前記第２部材とは、前記第２部材によって前記転動体を回転させる力が前記保持器によって前記転動体を保持する力より大きくなる構成を有するものとすることができる。

また、上記ブレーキ装置では、前記第１部材は、車輪と共に回転不能であり、前記第２部材は、前記車輪と共に回転可能であるものとすることができる。

上記目的を達成するために、本発明に係るブレーキ装置用摩擦対は、転動体と当該転動体を回転可能に保持する保持器とを有する第１部材と、前記転動体と接触して設けられ前記第１部材との相対変位に伴って前記転動体を前記保持器で回転させる第２部材とを備え、前記第１部材と前記第２部材とが押し付けられた状態で、前記第１部材と前記第２部材との相対変位に伴って前記第２部材が前記転動体を回転させる際に前記転動体と前記保持器との間に生じる摩擦力により前記相対変位を制動し、前記転動体と前記第２部材との接触面の少なくとも一方に皮膜が設けられることを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るブレーキパッドは、車輪と共に回転するディスクロータに押し付けられる側の面に、転動体と当該転動体を回転可能に保持する保持器とを有し、前記ディスクロータに押し付けられた状態で、前記ディスクロータとの相対変位に伴って前記ディスクロータが前記転動体を回転させる際に前記転動体と前記保持器との間に生じる摩擦力により前記相対変位を制動し、前記転動体の前記ディスクロータとの接触面に皮膜が設けられることを特徴とする。

本発明に係るブレーキ装置、ブレーキ装置用摩擦対、ブレーキパッドは、摩擦係数を安定させ、摩擦性能を適正化することができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態に係るブレーキ装置用摩擦対の概略構成を示す部分断面図である。 図２は、実施形態に係る転動体の模式的な部分断面図である。 図３は、実施形態に係るブレーキ装置の概略構成を示す模式図である。 図４は、実施形態に係るブレーキ装置用摩擦対の層構造を示す模式的な分解斜視図である。 図５は、実施形態に係る保持器の転動体との接触壁面の表面形状を模式的に示す斜視図である。

以下に、本発明に係るブレーキ装置、ブレーキ装置用摩擦対及びブレーキパッドの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態］
図１は、実施形態に係るブレーキ装置用摩擦対の概略構成を示す部分断面図、図２は、実施形態に係る転動体の模式的な部分断面図、図３は、実施形態に係るブレーキ装置の概略構成を示す模式図、図４は、実施形態に係るブレーキ装置用摩擦対の層構造を示す模式的な分解斜視図、図５は、実施形態に係る保持器の転動体との接触壁面の表面形状を模式的に示す斜視図である。

図１、図３に示すように、本実施形態のブレーキ装置１は、典型的には、車両に搭載され、車両の車体に回転可能に支持された車輪に制動力を付与するものであり、ブレーキ装置用摩擦対２と、押付機構としてのアクチュエータ３とを備える。

ブレーキ装置用摩擦対２は、車輪に制動力を付与する際に摩擦要素間に所定の摩擦力（摩擦抵抗力）を発生させるためのものである。ブレーキ装置用摩擦対２は、第１部材としてのブレーキパッド４と、第２部材としてのディスクロータ５とを含んで構成される。ブレーキパッド４は、車輪と共に回転不能に車体側に一対で設けられる。ディスクロータ５は、車輪と共に一体的に回転可能に車輪側に設けられる。これにより、ブレーキパッド４とディスクロータ５とは、相対変位可能な構成となり、すなわち、ディスクロータ５の回転方向に相対回転可能な関係となる。一対のブレーキパッド４は、ディスクロータ５の両側に配置され、ディスクロータ５の両側の当接面５ａに対向する。一対のブレーキパッド４は、アクチュエータ３の動作に応じてディスクロータ５の両側を挟持する。

アクチュエータ３は、車輪に制動力を付与する際にブレーキパッド４とディスクロータ５とを押し付けるものである。アクチュエータ３は、図３に示すように、キャリパ６と、ピストン７とを有する。キャリパ６は、ディスクロータ５を跨いだＵ字形状をなし、車体側に固定されたブラケット（不図示）により支持されている。キャリパ６は、一対のブレーキパッド４をディスクロータ５の当接面５ａに対して接近離間可能に支持する。キャリパ６は、ピストン７を前後に移動可能とするシリンダ機構８が設けられるシリンダ部９と、ディスクロータ５を挟んでシリンダ部９とは反対側に配置するリアクション部１０と、シリンダ部９とリアクション部１０とを連結する連結部１１とを含んで構成されている。一対のブレーキパッド４は、このキャリパ６におけるシリンダ部９側に配置されるインナパッドと、リアクション部１０側に配置されるアウタパッドとからなる。シリンダ機構８は、シリンダ部９にピストン７が移動自在に支持され、シリンダ部９とピストン７とシールなどにより液圧室１２が区画される。ピストン７は、先端部がブレーキパッド（インナパッド）４に対向している。

したがって、ブレーキ装置１は、例えば運転者によるブレーキペダルの踏み込み操作に応じて液圧室１２に作動液が供給され加圧されると、ピストン７が矢印Ａ方向（ブレーキパッド（インナパッド）４がディスクロータ５に接近する方向）に前進し、このピストン７の先端が一方のブレーキパッド４を押圧し、この一方のブレーキパッド４をディスクロータ５の一方の当接面５ａに接近させることができる。またこのとき、キャリパ６は、ピストン７が前進するその移動反力によりこのピストン７とは逆方向、つまり、矢印Ｂ方向（ブレーキパッド（アウタパッド）４がディスクロータ５に接近する方向）に前進し、他方のブレーキパッド４をディスクロータ５の他方の当接面５ａに接近させることができる。そして、ブレーキ装置１は、各ブレーキパッド４がディスクロータ５の各当接面５ａに当接し押し付けられてディスクロータ５を挟持すると、車輪と共に回転するディスクロータ５に対して所定の回転抵抗力が作用し、このディスクロータ５及びこれと一体で回転する車輪に制動力を付与することができる。ブレーキ装置１は、液圧室１２の除圧時には、ピストン７、キャリパ６が所定の位置に戻され、各ブレーキパッド４がディスクロータ５から離間する。

ところで、本実施形態のブレーキ装置１は、図１に示すように、ブレーキ装置用摩擦対２をなすブレーキパッド４が、ディスクロータ５に押し付けられる側の面に、転動体４２とこの転動体４２を回転可能に保持する保持器４３とを含んで構成される接触部４１を有することで、例えば、ブレーキパッド４がディスクロータ５に押し付けられる側の面の投影面積などにかかわらず、摩擦性能や耐摩耗性能などの性能を好適に設定することができるようにしている。ここで、ブレーキパッド４においてディスクロータ５に押し付けられる側の面とは、ブレーキパッド４においてディスクロータ５の当接面５ａと対向する側の面である。

なお、図１では、図中奥行き方向がブレーキパッド４とディスクロータ５との相対変位の方向、すなわち、ディスクロータ５の回転方向である。また、ブレーキパッド４は、インナパッドとアウタパッドとがほぼ同じ構成であるので、インナパッドとアウタパッドとを特に区別する必要がない限り、共通の構成であるものとして説明する。

このブレーキ装置１は、回転するディスクロータ５にブレーキパッド４が押し付けられた際に、転動体４２が保持器４３で保持されながら回転することで、転動体４２の回転に応じて転動体４２と保持器４３との間に生じる摩擦力（摩擦抵抗力）によって、ブレーキパッド４とディスクロータ５との相対変位、すなわち、ディスクロータ５の回転を制動する制動力を発生させる。このブレーキ装置１は、ブレーキパッド４においてディスクロータ５に押し付けられる側の面に配列された転動体４２がその場で転動（回転）できるような構造を採用する。ブレーキ装置１は、車輪と共に回転するディスクロータ５によって転動体４２を回転させると共に、保持器４３側でこの回転する転動体４２を摩擦制動する。

具体的には、ブレーキパッド４は、図１、図４に示すように、接触部４１、支持部材４４及び支持部材４５、吸収部材４６などを有する。ブレーキパッド４は、ディスクロータ５に押し付けられる面（当接面５ａと対向する面）側から、接触部４１及び支持部材４４、吸収部材４６、支持部材４５の順で層構造をなし、接触部４１において保持器４３に転動体４２が保持される。

接触部４１は、ブレーキパッド４において制動時にディスクロータ５と接触する部分であり、ここでは転動体４２と保持器４３とを含んで構成される。

転動体４２は、ブレーキパッド４とディスクロータ５との相対変位の方向、すなわち、ディスクロータ５の回転方向に沿って回転可能なものである。転動体４２は、ディスクロータ５の当接面５ａと後述する保持器４３の接触壁面４３ａとの間に配置され、ディスクロータ５にブレーキパッド４が押し付けられた際に当接面５ａ及び接触壁面４３ａに接触する。転動体４２は、球体（球状部材）である。そして、この転動体４２は、後述のディスクロータ５と同様に、いわゆる硬質材によって構成される。転動体４２は、硬質材として、典型的には、相対的に高い耐熱性、所定以上の強度、相対的に高い硬度を有する材料、例えば、アルミナ、窒化ケイ素によって構成される。

保持器４３は、上述したように、転動体４２と接触しこの転動体４２をその場で回転可能に保持するものである。保持器４３は、基本的には転動体４２を相対変位不能かつ自転（回転）可能に保持する。保持器４３は、転動体４２の回転軸線がディスクロータ５の回転方向及びアクチュエータ３による押し付け方向とほぼ直交するように転動体４２を保持する。転動体４２は、ブレーキパッド４とディスクロータ５との相対変位（相対回転）に伴って保持器４３とディスクロータ５とに接触しながら、保持器４３によってその回転軸線が移動しないようにその場で保持された状態で回転軸線周りに回転する。保持器４３は、典型的には、相対的に高い耐熱性、所定以上の強度を有する材料、例えば、タングステン、カーバイトなどによって構成される。

ここでは、保持器４３は、転動体４２の形状にあわせて円筒状に形成されるとともに、ディスクロータ５に押し付けられる側の面、すなわち、転動体４２と接触する側の面に転動体４２を保持する保持溝４３ｂを有する。ここでの保持溝４３ｂは、転動体４２との接触壁面４３ａが転動体４２の回転軸線方向及びアクチュエータ３による押し付け方向に対して傾斜している。

保持溝４３ｂは、図５にも示すように、上記のように傾斜した接触壁面４３ａが曲面をなす形状に形成される。保持溝４３ｂは、円錐形状に形成されるものとして説明するが円錐台形状に形成されるものであってもよい。保持溝４３ｂは、円錐形状の底面側がディスクロータ５に押し付けられる側に位置する。保持溝４３ｂは、例えば、円錐形状の底面の内径が転動体４２の外径より大きくなっている。転動体４２は、この保持溝４３ｂの内部にその一部分が保持される。したがって、保持溝４３ｂと転動体４２とは、保持溝４３ｂの内面である接触壁面４３ａと転動体４２の外面とが接触し、この接触部分が円形をなす。

支持部材４４、支持部材４５は、接触部４１を支持するいわゆる裏金である。ブレーキパッド４は、支持部材４４と支持部材４５とが重なるようにして組みつけられることで、接触部４１を支持するための裏金が構成される。支持部材４４、支持部材４５は、接触部４１の保持器４３を支持する。

より詳細には、ここでの支持部材４４は、保持器４３を所定の位置に位置決めするためのものである。ブレーキパッド４は、転動体４２とこれを保持する保持器４３との組み合わせからなる接触部４１を複数組有しており、すなわち、転動体４２、保持器４３が複数設けられる。支持部材４４は、これら複数の保持器４３をそれぞれ所定の位置に位置決めする。

支持部材４４は、板状の部材により構成され、収容側凹部としての設置孔４４ａが設けられる。設置孔４４ａは、転動体４２及び保持器４３を収容する凹部であり、ここでは、支持部材４４をアクチュエータ３による押し付け方向に円柱状に貫通する。設置孔４４ａは、複数の保持器４３に対応して複数設けられる。各保持器４３は、各設置孔４４ａ内に挿入され位置決めされる。これにより、支持部材４４は、各保持器４３がアクチュエータ３による押し付け方向以外の方向（典型的にはパッド面方向）に相対移動しないように各保持器４３の動きを拘束することができる。

支持部材４５は、アクチュエータ３からの押し付け力が作用する板状の支持部材であり、ブレーキパッド４の基部をなすものである。支持部材４５は、板状の部材により構成され、ブレーキパッド４は、この支持部材４５が上述したピストン７（図３参照）やリアクション部１０（図３参照）に当接するようにキャリパ６（図３参照）に設けられる。

吸収部材４６は、アクチュエータ３による押し付け方向に対して、ディスクロータ５に押し付けられる側の支持部材４４と、反対側（背面側）の支持部材４５とによって挟み込まれて相対的な位置関係が固定される。

ここで、支持部材４４は、図１に示すように、アクチュエータ３による押し付け方向に対するディスクロータ５に押し付けられる側の面に抜け防止部４７が設けられる。抜け防止部４７は、支持部材４４において設置孔４４ａの径が小さくなった部分として形成される。各転動体４２は、各保持器４３に保持された状態で、アクチュエータ３による押し付け方向に対して、抜け防止部４７を挟んで各保持器４３とは反対側に外面の一部が突出するようにして露出する。これにより、抜け防止部４７は、転動体４２の抜け落ちを防止することができると共に各開口から露出した転動体４２の外面をディスクロータ５の当接面５ａに接触可能とすることができる。

そして、転動体４２、保持器４３及び支持部材４４は、各保持器４３が各設置孔４４ａ内に挿入され、各転動体４２が各保持溝４３ｂ内に保持された状態で、アクチュエータ３による押し付け方向に対して、抜け防止部４７と吸収部材４６とによって挟み込まれて相対的な位置関係が固定される。ブレーキパッド４は、複数の保持器４３の背面側、つまり、ディスクロータ５に押し付けられる側とは反対側に吸収部材４６が設けられる。

そして、吸収部材４６は、アクチュエータ３による押し付け方向に対して、支持部材４５と複数の保持器４３との間に設けられる。吸収部材４６は、接触部４１をなす保持器４３の変位を吸収可能なものであり、これにより、接触部４１をなす転動体４２の変位を吸収可能なものである。吸収部材４６は、アクチュエータ３による押し付け方向の力が作用した際に、支持部材４４、４５に対する複数の保持器４３の変位をそれぞれ吸収する。吸収部材４６は、シート状の弾性体であり、典型的には、相対的に高い耐熱性、所定以上の強度を有する材料、例えば、金属の板バネ、チタン、ステンレス等によって構成される。吸収部材４６は、支持部材４４、４５などと比較して、相対的に弾性域が広い材料によって構成されることが好ましい。吸収部材４６は、アクチュエータ３による押し付け力が作用した際に弾性的に変形することで、各接触部４１のアクチュエータ３による押し付け方向に沿った変位を許容、吸収し、これに応じて上記押し付け力を分散し、複数の保持器４３に対してほぼ均一に押し付け力を作用させる。

図１、図４に戻って、本実施形態の支持部材４５は、たわみ側凹部としての逃げ部４５ａが設けられる。逃げ部４５ａは、吸収部材４６を挟んで保持器４３とは反対側に設けられる。逃げ部４５ａは、支持部材４５をアクチュエータ３による押し付け方向に円柱状に貫通する。逃げ部４５ａは、複数の保持器４３に対応して複数設けられる。

ここでは、逃げ部４５ａは、直径が設置孔４４ａの直径より大きく形成されている。また、吸収部材４６は、保持器４３と接触部位の中央部に円柱状の貫通孔４６ａが設けられる。さらに、接触部４１は、吸収部材４６との接触部位の中央部、ここでは保持器４３の吸収部材４６との接触部位の中央部に吸収部材４６に向かって突出する突部４３ｃを有する。これにより、ブレーキパッド４は、吸収部材４６の接触部４１との接触部位の中央部のたわみ量が吸収部材４６の接触部４１との接触部位の縁部のたわみ量より大きくなる構成とすることができる。この結果、ブレーキパッド４は、吸収部材４６の変位吸収率を上げることができ、吸収部材４６によるアクチュエータ３による押し付け力の分散効果を向上することができる。

ブレーキパッド４は、上記のように構成される転動体４２及び保持器４３からなる接触部４１、支持部材４４、支持部材４５、吸収部材４６の相対的な位置関係が固定された状態で、アクチュエータ３による押し付け方向に対して、抜け防止部４７、転動体４２、保持器４３、設置孔４４ａ及び逃げ部４５ａがそれぞれ対向する。

ディスクロータ５は、転動体４２と接触して設けられブレーキパッド４との相対変位に伴って転動体４２を保持器４３で回転させる。ディスクロータ５は、回転軸心回りに回転可能な円板状に形成される。ディスクロータ５は、転動体４２と同様の硬質材により構成される。

そして、このブレーキ装置１は、ブレーキパッド４とディスクロータ５との相対変位に伴って、ディスクロータ５が保持器４３で転動体４２を回転させるための構成として、言い換えれば、車輪と共に回転するディスクロータ５によって転動体４２を回転させると共に保持器４３側で転動体４２を摩擦させるための構成として、以下の構成を有する。すなわち、保持器４３とディスクロータ５とは、ディスクロータ５によって転動体４２を回転させる力が保持器４３によって転動体４２を保持する力より大きくなる構成を有する。ここでのブレーキ装置１は、ディスクロータ５と転動体４２との接触部分の摩擦係数（動摩擦係数）μ１と、保持器４３と転動体４２との接触部分の摩擦係数（動摩擦係数）μ２と、保持器４３の転動体４２との接触部分における接触壁面４３ａの法線とアクチュエータ３による押し付け方向とがなす角度β（図１参照）との関係が所定の条件を満たすように設定されることで、上記の構成を実現している。なお、この角度β（０°＜β＜９０°）は、保持溝４３ｂの円錐頂点角度に相当する。

ここで、転動体４２とディスクロータ５との間で発生するトルクをトルクＴ１、転動体４２と保持器４３との間で発生するトルクをトルクＴ２とする。トルクＴ１は、ディスクロータ５によって転動体４２を回転させる力に相当するトルクであり、車輪と共に回転するディスクロータ５によって転動体４２を回転させる際に発生するロータ付与トルクである。トルクＴ２は、保持器４３によって転動体４２を保持する力、言い換えれば、保持器４３によって転動体４２の回転をとめる力に相当するトルクであり、転動体４２が保持器４３で保持されながら回転することで生じる保持器制動トルクである。ブレーキ装置１は、ディスクロータ５と転動体４２との接触部分に作用するトルクＴ１が保持器４３と転動体４２との接触部分に作用するトルクＴ２を上回ることで、つまり、Ｔ１＞Ｔ２を満たすことで、ブレーキパッド４とディスクロータ５との相対変位に伴って、ディスクロータ５が保持器４３で転動体４２を回転させることができる。つまり、ブレーキパッド４とディスクロータ５との相対変位に伴って、ディスクロータ５が保持器４３で転動体４２を回転させるための条件は、Ｔ１＞Ｔ２を満たすことである。

そして、ブレーキ装置１は、摩擦係数μ１と摩擦係数μ２と角度βとの関係が、例えば、下記の数１に示す数式（１）で表される条件式を満たすように、保持器４３の保持溝４３ｂの形状、転動体４２の外面の摩擦係数、保持器４３の接触壁面４３ａの摩擦係数、ディスクロータ５の当接面５ａの摩擦係数などが設定されることで、Ｔ１＞Ｔ２の条件を満たすことができる。つまり、保持器４３とディスクロータ５とは、摩擦係数μ１と摩擦係数μ２と角度βとの関係が数式（１）を満たす形状に形成される。したがって、ブレーキ装置１は、摩擦係数μ１と摩擦係数μ２と角度βとの関係が上記の数式（１）の条件を満たすように設定されることで、トルクＴ１がトルクＴ２を上回る構成を実現することができる。

ここで、ブレーキ装置１は、ディスクロータ５の当接面５ａと転動体４２とが接触して摺動する面の極微小な凹凸によって接触状態が安定しないおそれがある。特に、ブレーキ装置１は、上述のように転動体４２とディスクロータ５とが共に硬質材によって構成される場合、ディスクロータ５と転動体４２との接触が硬質材同士の接触となるため、この傾向が顕著となり、ディスクロータ５と転動体４２との接触部分の摩擦係数μ１が安定せず、摩擦性能が安定しないおそれがある。

そこで、本実施形態のブレーキ装置１は、図１、図２に示すように、転動体４２とディスクロータ５との接触面の少なくとも一方に皮膜４８が設けられることで、摩擦係数を安定させ、摩擦性能の適正化を図っている。

具体的には、皮膜４８は、転動体４２の当接面４２ａ又はディスクロータ５の当接面５ａの一方、あるいは、両方に設けられる。当接面４２ａは、転動体４２のディスクロータ５との接触面であり、ディスクロータ５との摺動面である。当接面４２ａは、硬質材で形成される転動体４２の本体部外面（外表面）である。一方、当接面５ａは、ディスクロータ５の転動体４２との接触面であり、転動体４２との摺動面である。当接面５ａは、硬質材で形成されるディスクロータ５の表面である。当接面５ａは、ディスクロータ５の転動体４２と対向する面である。ここでは、皮膜４８は、転動体４２のディスクロータ５との接触面である当接面４２ａに設けられ、この転動体４２の本体部外面をコーティングする。

皮膜４８は、例えば射出成形等の種々の表面処理によって、典型的には、相対的に高い耐熱性、長期間使用に耐えうる耐久性を有する材料、例えば、熱可塑性樹脂（例えば、ポリイミド等のスーパーエンジニアリングプラスチック）等により形成される。皮膜４８の膜厚ｔは、例えば、０．１［ｍｍ］以上、好ましくは０．１［ｍｍ］以上０．２［ｍｍ］以下とするとよい。すなわち、皮膜４８は、膜厚ｔが０．１［ｍｍ］以上、好ましくは０．１［ｍｍ］以上０．２［ｍｍ］以下の範囲で設けられ、ここでは、０．１ｍｍ程度となっている。

なお、上記のように摩擦係数μ１と摩擦係数μ２と角度βとの関係が数式（１）を満たすように転動体４２の外面の摩擦係数を設定する場合は、この皮膜４８の表面の摩擦係数を転動体４２の外面の摩擦係数として扱えばよい。

上記のように構成されるブレーキ装置１は、回転するディスクロータ５にブレーキパッド４が押し付けられた際にこのディスクロータ５の回転が転動体４２に伝達されることで、転動体４２が保持器４３で回転（転動）する。つまり、ブレーキ装置１は、ディスクロータ５で転動体４２を転動させブレーキパッド４の保持器４３側で転動体４２を摩擦させることができる。ブレーキ装置１は、転動体４２が保持器４３で保持されながら回転することで、転動体４２の回転に応じて転動体４２と保持器４３とが摺動し、転動体４２と保持器４３との間に生じる摩擦力（摩擦抵抗力）によって、ディスクロータ５の回転を制動する制動力を発生させることができる。ブレーキ装置１は、ブレーキパッド４とディスクロータ５とが押し付けられた状態で、ブレーキパッド４とディスクロータ５との相対変位に伴ってディスクロータ５が転動体４２を転動させる際に転動体４２と保持器４３との間に生じる摩擦力により上記相対変位を制動することができる。この結果、ブレーキ装置１は、ディスクロータ５、ひいては車輪に所定の制動力を付与することができる。このとき、ブレーキ装置１は、本実施形態のように接触壁面４３ａが角度βに応じて傾斜している場合、保持器４３の転動体４２との接触面の表面形状が平坦である場合の制動力と比較して、例えば、（１／２）・［（２β／ｓｉｎ２β）＋１］倍程度の制動力ｆを発生させることができ、制動性能を相対的に向上することができる。

この結果、ブレーキ装置１は、例えば、ブレーキパッド４のディスクロータ５に押し付けられる側の面の投影面積などにかかわらず、摩擦性能や耐摩耗性能などの性能を好適に設定することができる。つまり、ブレーキ装置１は、転動体４２の数、保持器４３の保持溝４３ｂの形状、転動体４２の外面の摩擦係数、保持器４３の接触壁面４３ａの摩擦係数、ディスクロータ５の当接面５ａの摩擦係数などを適宜調節することで、ブレーキパッド４の保持器４３側の投影面積にかかわらず、摩擦性能や耐摩耗性能などの性能を適正に変更することができ、これらの性能がブレーキパッド４の保持器４３側の投影面積に依存しないブレーキ装置１、ブレーキ装置用摩擦対２、ブレーキパッド４を実現できる。

例えば、ブレーキ装置１は、ディスクロータ５が転動体４２を転動させる際に転動体４２と保持器４３との間に生じる摩擦力によりディスクロータ５の回転を制動する構成を備えることで、各転動体４２の外面全体の面積をブレーキパッド４における摩耗面積とすることができる。この結果、ブレーキ装置１は、ブレーキパッド４の保持器４３側の（パッド平面）投影面積以上に摩耗面積を大きくすることができ、耐摩耗性能を向上することができる。

また、ブレーキ装置１は、ディスクロータ５が転動体４２を転動させる際に転動体４２と保持器４３との間に生じる摩擦力によりディスクロータ５の回転を制動する構成を備えることで、例えば、平面同士の摩擦によりディスクロータ５の回転を制動する場合と比較して、接触部４１が硬質材で構成される場合であっても、摩擦接触箇所及び摩擦接触点における荷重を安定化することができ、摩擦性能を向上することができる。

そして、ブレーキ装置１は、図２に示すように、転動体４２の当接面４２ａに皮膜４８が設けられることで、当接面５ａ、当接面４２ａ等に極微小な凹凸が存在する場合であっても、皮膜４８がこの凹凸を吸収し、摺動面に対する凹凸の影響を緩和することができる。これにより、ブレーキ装置１は、転動体４２とディスクロータ５との接触状態が不安定になることを抑制することができ、ディスクロータ５と転動体４２との接触部分の摩擦係数μ１を安定させ、摩擦性能を安定させることができる。この結果、ブレーキ装置１は、各摩擦接触点における荷重を安定化することができ、摩擦性能を適正化し摩擦性能の安定性を向上することができる。

以上で説明した実施形態に係るブレーキ装置１によれば、転動体４２とこの転動体４２を回転可能に保持する保持器４３とを有するブレーキパッド４と、転動体４２と接触して設けられブレーキパッド４との相対変位に伴って転動体４２を保持器４３で回転させるディスクロータ５と、ブレーキパッド４とディスクロータ５とを押し付けるアクチュエータ３とを備え、転動体４２とディスクロータ５との接触面の少なくとも一方に皮膜４８が設けられる。以上で説明した実施形態に係るブレーキ装置用摩擦対２によれば、転動体４２とこの転動体４２を回転可能に保持する保持器４３とを有するブレーキパッド４と、転動体４２と接触して設けられブレーキパッド４との相対変位に伴って転動体４２を保持器４３で回転させるディスクロータ５とを備え、転動体４２とディスクロータ５との接触面の少なくとも一方に皮膜４８が設けられる。以上で説明した実施形態に係るブレーキパッド４によれば、車輪と共に回転するディスクロータ５に押し付けられる側の面に、転動体４２とこの転動体４２を回転可能に保持する保持器４３とを有し、転動体４２のディスクロータ５との接触面に皮膜４８が設けられる。したがって、ブレーキ装置１、ブレーキ装置用摩擦対２、ブレーキパッド４は、例えば、ブレーキパッド４のディスクロータ５に押し付けられる側の面の投影面積などにかかわらず、好適に性能を設定することができる。そして、このブレーキ装置１、ブレーキ装置用摩擦対２、ブレーキパッド４は、転動体４２の当接面４２ａに皮膜４８が設けられることで、ディスクロータ５と転動体４２との接触部分の摩擦係数μ１を安定させ、摩擦性能を適正化することができる。

また、ブレーキ装置１は、接触部４１の一部として、硬質材によって構成される転動体４２が用いられることで、例えば、一般的な摩擦材を用いる場合と比較して、接触部４１においてディスクロータ５と接触する部位の融点を相対的に高くすることができ、これにより、ブレーキ装置用摩擦対２の熱に対する許容範囲を拡大することができる。

なお、上述した本発明の実施形態に係るブレーキ装置、ブレーキ装置用摩擦対及びブレーキパッドは、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。

以上の説明では、皮膜４８は、転動体４２に設けられるものとして説明したが、ディスクロータ５の転動体４２との接触面である当接面５ａに設けられてもよい。

以上で説明したブレーキ装置１は、保持溝４３ｂが円錐形状に形成されるものとして説明したが、これに限らず、直方体形状や立方体形状であってもよいし三角柱形状であってもよい。

また、以上で説明したブレーキ装置１は、保持器４３が保持溝４３ｂを有するものとして説明したが保持面が平坦であってもよい。この場合、ブレーキ装置１は、転動体４２とディスクロータ５との摩擦係数と、転動体４２と保持器４３との摩擦係数とを適宜調節することで、トルクＴ１がトルクＴ２を上回る構成、さらに言えば、車輪と共に回転するディスクロータ５によって転動体４２を回転させると共に保持器４３側で転動体４２を摩擦させるための構成を実現すればよい。

また、以上で説明したブレーキ装置１は、転動体４２が球体であるものとして説明したがこれに限らない。転動体４２は、ブレーキパッド４とディスクロータ５との相対変位の方向、すなわち、ディスクロータ５の回転方向に回転可能なものであれば、樽形状や紡錘形状、あるいは、円柱形状のコロやニードルであってもよい。

以上の説明では、ブレーキパッド４が第１部材であり、ディスクロータ５が第２部材であるものとして説明したが、これに限らず、ディスクロータが第１部材、ブレーキパッドが第２部材であってもよく、すなわち、例えば、ディスクロータ側に設けられる保持器に転動体が保持される構成であってもよい。この場合、転動体は、ブレーキパッドとディスクロータとの相対変位に伴ってブレーキパッドによって転動され、ディスクロータの保持器と転動体との間に生じる摩擦抵抗力によって車輪に制動力を付与することが可能となる。

以上のように本発明に係るブレーキ装置、ブレーキ装置用摩擦対及びブレーキパッドは、車両に用いられる種々のブレーキ装置、ブレーキ装置用摩擦対及びブレーキパッドに適用して好適である。

１ ブレーキ装置
２ ブレーキ装置用摩擦対
３ アクチュエータ（押付機構）
４ ブレーキパッド（第１部材）
５ ディスクロータ（第２部材）
５ａ、４２ａ 当接面（接触面）
４２ 転動体
４３ 保持器
４８ 皮膜

Claims (9)

1. 転動体と当該転動体を回転可能に保持する保持器とを有する第１部材と、
   前記転動体と接触して設けられ前記第１部材との相対変位に伴って前記転動体を前記保持器で回転させる第２部材と、
   前記第１部材と前記第２部材とを押し付ける押付機構とを備え、
   前記第１部材と前記第２部材とが押し付けられた状態で、前記第１部材と前記第２部材との相対変位に伴って前記第２部材が前記転動体を回転させる際に前記転動体と前記保持器との間に生じる摩擦力により前記相対変位を制動し、
   前記転動体と前記第２部材との接触面の少なくとも一方に皮膜が設けられることを特徴とする、
   ブレーキ装置。
2. 前記皮膜は、熱可塑性樹脂によって形成される、
   請求項１に記載のブレーキ装置。
3. 前記皮膜は、膜厚が０．１［ｍｍ］以上の範囲で設けられる、
   請求項１又は請求項２に記載のブレーキ装置。
4. 前記皮膜は、前記転動体の前記第２部材との接触面に設けられる、
   請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のブレーキ装置。
5. 前記転動体は、硬質材によって構成される、
   請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のブレーキ装置。
6. 前記保持器と前記第２部材とは、前記第２部材によって前記転動体を回転させる力が前記保持器によって前記転動体を保持する力より大きくなる構成を有する、
   請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のブレーキ装置。
7. 前記第１部材は、車輪と共に回転不能であり、
   前記第２部材は、前記車輪と共に回転可能である、
   請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のブレーキ装置。
8. 転動体と当該転動体を回転可能に保持する保持器とを有する第１部材と、
   前記転動体と接触して設けられ前記第１部材との相対変位に伴って前記転動体を前記保持器で回転させる第２部材とを備え、
   前記第１部材と前記第２部材とが押し付けられた状態で、前記第１部材と前記第２部材との相対変位に伴って前記第２部材が前記転動体を回転させる際に前記転動体と前記保持器との間に生じる摩擦力により前記相対変位を制動し、
   前記転動体と前記第２部材との接触面の少なくとも一方に皮膜が設けられることを特徴とする、
   ブレーキ装置用摩擦対。
9. 車輪と共に回転するディスクロータに押し付けられる側の面に、転動体と当該転動体を回転可能に保持する保持器とを有し、
   前記ディスクロータに押し付けられた状態で、前記ディスクロータとの相対変位に伴って前記ディスクロータが前記転動体を回転させる際に前記転動体と前記保持器との間に生じる摩擦力により前記相対変位を制動し、
   前記転動体の前記ディスクロータとの接触面に皮膜が設けられることを特徴とする、
   ブレーキパッド。

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