JP6676169B2 - ブレーキシステムのための摩擦ライニングおよびブレーキパッド - Google Patents

Description

この発明は、概して、ブレーキシステムのための摩擦ライニングおよびブレーキパッドに関し、より特定的には、冷却溝を有する摩擦ライニングに関する。

ディスクブレーキシステムなどの車両用のブレーキシステムは、車輪の回転を抑制するための摩擦ライニングを有するブレーキパッドを用いる。摩擦ライニングの摩擦面は、高い締付荷重、および結果として生じる、相当量の熱を発生させ得る接線方向の摩擦力を受ける。過度の熱は、性能を低減させ、様々な望ましくない影響をもたらす。たとえば、摩擦面における熱の蓄積によって起こるフェード現象は、停止能を低減させ得る。摩擦ライニングの温度は、耐摩耗性、および最終的にはブレーキパッドの寿命にも影響を与え得る。したがって、改良された摩擦ライニングの冷却が望ましい。

本発明の目的は、上述されたブレーキパッド性能の問題の少なくともいくつかに対処することである。

１つの実施形態によれば、渦動域で結合される複数の溝を有する摩擦材料の中実体を含む、ブレーキパッドのための摩擦ライニングが提供される。少なくともいくつかの実施形態では、渦動域は、中実体の摩擦面から中実体の中へ延在する凹部を備え、複数の溝は、互いにずらされた位置で交差することのない経路に沿って渦動域の中へ通じる第１の溝と第２の溝とを少なくとも備える。より特定的な実施形態においては、凹部は、円形形状を有し、第１の溝および第２の溝は各々、凹部の円形形状に対して実質的に接線方向で渦動域の中へ通じ、これにより溝のうちの１つから渦動域に入る空気が他の溝を介して抜ける前に渦動域内で湾曲方向に流れるような、接線方向の入口／出口通路を提供する。これは、摩擦ライニングの冷却を容易にすることを助け得、性能の向上およびパッド寿命の増大をもたらす。

他の実施形態では、先行する段落の摩擦ライニングは、技術的に実行可能な組合せで以下の特徴のいずれか１つ以上を含み得る。
・溝のうちの少なくとも１つは、使用時に摩擦ライニングが接触するブレーキロータ上の点の経路に従うように構成される、アーチ状の水平方向の溝である。
・複数の溝のうちの少なくとも１つは、複数の溝のうちの他の１つと異なる深さまたは幅を有する。
・アーチ状の溝は、中実体の高さに対して互いにずらされている。
・複数の溝は、渦動域内で円形の通気を容易にするように構成される。
・中実体は、中実体の摩擦面にわたる高さを有し、渦動域は、高さの３８％と５５％との間であって、３８％と５５％とを含む摩擦面における直径を有する。
・渦動域は、摩擦面から中実体の中へ摩擦面の下方の深部における窪み表面まで延在し、窪み表面における中実体の厚さは約０．１インチである。
・溝のうちの少なくとも１つは、摩擦面からの渦動域の深さの５０％と７５％との間であって、５０％と７５％とを含む中実体の摩擦面から深さを有する。

別の実施形態によれば、ブレーキパッドのための摩擦ライニングが提供され、上記摩擦ライニングは、
水平方向に延在する長さと、長さよりも短い垂直方向に延在する高さとを有する、摩擦材料の中実体を備え、
中実体は、中実体の前縁から中実体の後縁まで延在する水平方向の溝を有し、水平方向の溝は、前縁から内側に延在する第１の溝と、後縁から内側に延在する第２の溝とを含み、
中実体は、中実体の中央領域に位置する凹部を含み、
第１の溝および第２の溝は、凹部を介して第１の溝と第２の溝との間に通気を可能にするように、中実体の凹部の中へ通じ、
凹部は、円形形状を有し、中実体の中へ中実体の表面から凹部の底部へ延在し、
底部は、第１の溝および第２の溝の各々の深さよりも大きい中実体の表面からの深さを有し、
第１の溝および第２の溝は、凹部において互いに対してずらされており、第１の溝および第２の溝のうちの少なくとも１つは、凹部の円形形状に対して実質的に接線方向で凹部の中へ通じ、これにより溝のうちの少なくとも１つから凹部に入る空気は凹部内で湾曲方向に流れる。

他の実施形態では、先行する段落の摩擦ライニングは、技術的に実行可能な組合せで以下の特徴の１つ以上を含み得る。
・中実体の表面は、使用時にブレーキロータに当接する摩擦面を備える。
・凹部は、中実体の厚さの一部のみにわたって延在する。
・第１の溝および第２の溝のうちの少なくとも１つは、第１の溝および第２の溝のうちの他の１つと異なる深さまたは幅を有する。
・中実体は、中実体の摩擦面にわたる高さを有し、凹部は、高さの３８％と５５％との間であって、３８％と５５％とを含む摩擦面における直径を有する。
・底部における中実体の厚さは、約０．１インチである。
・第１の溝および第２の溝のうちの少なくとも１つは、摩擦面からの渦動域の深さの５０％と７５％との間であって、５０％と７５％とを含む中実体の摩擦面からの深さを有する。

本発明の別の局面によれば、上記の段落のいずれかに記載された本発明の摩擦ライニングに取り付けられるバッキングプレートを有するブレーキパッド、およびそのようなブレーキパッドを含むブレーキシステムが提供される。

別の実施形態によれば、ブレーキシステムが提供され、上記ブレーキシステムは、
ディスク形状を有し、両側面が外周まで径方向に延在する、ロータと、
摩擦ライニングを有し、摩擦ライニングの摩擦面がロータの側面のうちの１つに当接して使用時にロータの回転を抑制するように、ロータに対して配置される、ブレーキパッドとを含み、
摩擦ライニングは、摩擦ライニングの中央領域において相互接続される２つのずらされた溝から形成されるアーチ状の水平方向の溝を有し、使用時に、ずらされた溝のうちの１つに入る気流はずらされた溝のうちの他のものを介して抜け、
ずらされた溝の各々は、使用時にロータ上の点の経路に従うアーチに沿って延在し、
任意には、ブレーキパッドは、２つのずらされた溝を結合する渦動域を含む。

他の実施形態では、先行する段落のブレーキシステムは、技術的に実行可能な組合せで以下の特徴の１つ以上を含み得る。
・渦動域は、中実体の中へ摩擦ライニングの摩擦面から凹部の底部へ延在する円形形状を有する凹部を備え、底部は、ずらされた溝の各々の深さよりも大きい中実体の表面からの深さを有し、ずらされた溝は、凹部の円形形状に対して実質的に接線方向で凹部の中へ通じ、これによりずらされた溝のうちの１つから凹部に入る空気は他のずらされた溝を介して凹部から抜ける前に凹部内で湾曲方向に流れる。
・摩擦ライニングは、径方向に延在する高さを有し、渦動域は、高さの３８％と５５％との間であって、３８％と５５％とを含む摩擦面における直径を有する。
・摩擦ライニングは、摩擦ライニングの縁部から渦動域まで各々延在する、１対の垂直方向に延在するずらされた溝を含む。
・水平方向の溝は、摩擦ライニングの水平方向の長さ全体にわたって延在する。

本発明の好ましい例示の実施形態は、以下に添付の図面と結び付けて説明され、同様の記号が同様の要素を示す。

１つの実施形態に従うブレーキシステムを示す図である。 １つの実施形態に従う摩擦ライニングを有するブレーキパッドを示す図である。 １つの実施形態に従う摩擦ライニングを有するブレーキパッドを示す図である。 １つの実施形態に従う摩擦ライニングを図示する図である。 図４の線５−５に沿った図４の摩擦ライニングの断面図である。 １つの実施形態に従う摩擦ライニングを示す図である。 １つの実施形態に従う摩擦ライニングを有するブレーキパッドを示す図である。 １つの実施形態に従う摩擦ライニングを有するブレーキパッドを示す図である。 図８の線９−９に沿った図８のブレーキパッドの断面図である。 様々な実施形態に係る摩擦ライニングを示す図である。 様々な実施形態に係る摩擦ライニングを示す図である。 様々な実施形態に係る摩擦ライニングを示す図である。 様々な実施形態に係る摩擦ライニングを示す図である。 様々な実施形態に係る摩擦ライニングを示す図である。 摩擦ライニングにわたる予想される気流を図示する、摩擦ライニングを有するブレーキパッドの図である。 摩擦ライニングにわたる予想される気流を図示する、摩擦ライニングを有するブレーキパッドの図である。 様々な種類の摩擦ライニングについての摩擦摩耗耐性テストの結果を示すグラフである。

本明細書に記載される摩擦ライニングは、摩擦ライニングにわたる通気を促進するために、車両ブレーキシステムのブレーキパッドとともに用いられ得る。摩擦ライニングは、摩擦ライニングとともに用いられるディスクブレーキシステムにおけるロータ上の点の回転経路に従うようにアーチ状であり得る、摩擦面に形成される１つ以上の水平方向の溝などの通気機構を含む。本明細書で用いられるように、用語「水平方向」および「垂直方向」ならびにそれらの活用形は、開示された摩擦ライニングおよびブレーキパッドに関して用いられるとき、車両ブレーキシステムに設置されるときの部品の最終的な向きにかかわらず、部品のより長い長手方向の広がりが水平方向に向けられ、より短い広がり（高さ）が垂直方向に向けられる、図６に示されるような向きで配置されるときに存在するような、部品およびそれらの機構に関連する。

実施形態において、摩擦ライニングは、渦動域で結合される複数の溝を含む摩擦材料の中実体を備える。渦動域は、摩擦ライニングを冷却することを助けるために、円形の、またはそうでなければ湾曲した気流パターンを容易にする内部壁によって一般に規定される、円形形状の凹部（たとえば、円錐形、円筒形、または半球状）であり得る。１つの特定的な実施では、２つの水平方向に延在する溝が摩擦ライニングの中央部付近の渦動域で結合する。摩擦ライニングは、渦動域で結合もする複数の垂直方向に延在する溝も含み得る。さらに、摩擦ライニングは、１つよりも多い渦動域を含み得る。

図１は、ブレーキシステム２０の１つの実施形態を図示する。ブレーキシステム２０は、ロータ３０の形態の回転可能なブレーキ要素を用いるディスクブレーキシステムである。しかしながら、本明細書に記載される摩擦ライニングは、回転可能なブレーキ要素として金属ドラムを用いるドラムブレーキシステムなどの他のブレーキシステムに適合されてもよく、または他のブレーキシステムとともに用いられてもよい。ブレーキシステム２０は、摩擦ライニング２４とバッキングプレート２６とを有する、ブレーキパッド２２を含む。キャリパー２８は、ブレーキパッド２２と、ロータ３０の反対側の別のブレーキパッド（図示せず）とを保持する。ロータ３０は、外周３２を有し、ラグボルト３４を介してアクセルハブに接続される。車輪（図示せず）は、ラグボルト３４の上に取り付けられることができるため、中心軸Ａを中心として回転する。図示されたロータ３０は空気を通すが、いくつかの例を挙げるために概ね平坦なロータまたは溝付きのロータなどの任意の動作可能なロータ設計が用いることが可能であるため、これは必須ではない。動作中、ブレーキパッド２２の摩擦ライニング２４はロータ３０の両側面に対して締め付けられるため、各々の摩擦ライニングの摩擦面は、ロータの側面に当接してロータ、ひいては車輪の回転を抑制する。

図２および図３は、ブレーキシステム２０などのブレーキシステムとともに用いられ得るブレーキパッド２２を示す。ブレーキパッド２２は、バッキングプレート２６に取り付けられる摩擦ライニング２４を含む。この実施形態においては、摩擦ライニング２４は、鋼鉄のバッキングプレート２６に取り付けられる。しかしながら、別の実施形態においては、摩擦ライニングは、共に成形されてもよく、または別の方法では、複合バッキングプレートなどのバッキングプレートとともに形成されてもよい。他の構成が確かに可能である。摩擦ライニング２４およびバッキングプレート２６は、図１に示される使用時には、ロータ３０の周方向に概ね一致する水平方向の長さＬを有して長手方向に延在する。それらはまた、ロータの径方向に一致する高さＨを有して垂直方向に延在する。摩擦ライニング２４は、ロータ３０などのロータに対して締め付けられて動作中に車輪の回転を抑制する摩擦面３６を含む、中実の摩擦材料の本体を備える。摩擦ライニング２４は、摩擦面３６に形成される様々な通気機構を有する。１つ以上の水平方向の溝３８ａ、３８ｂ（合わせて３８）および渦動域４０などの通気機構は、摩擦ライニング２４を冷却するために、通気を容易にすること、または気流を方向付けることを助け得る。通気機構は、前もって製造されたもしくは部分的に製造された摩擦ライニングの摩擦面に機構を加工することによって摩擦面に形成されてもよく、またはそれらは所望の製造方法および／もしくは摩擦ライニングのために用いられる材料の種類に応じて成形されてもよい。摩擦ライニング２４は、面取り部４２または異なる外周４４の構成など、他の特徴を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。

図２および図３に示す実施形態において、水平方向の溝３８ａ，３８ｂは各々、２つの側壁４６，４８および底壁５０を含む。四角形または傾けられた断面の代わりに、溝は、湾曲した形状、Ｕ形もしくはＶ形、または任意の他の動作可能な形状を有してもよい。さらに、水平方向の溝３８は、可変的な深さおよび／または可変的な幅を有してもよい。たとえば、渦動域４０付近の溝の幅または深さを小さくすることは、ベンチュリ効果によって、渦動域４０の中へのより速いスピードの気流をもたらし得る。

示されるように、摩擦ライニング２４は、渦動域４０で結合された２つの水平方向の溝３８ａ，３８ｂを含み得る。２つの水平方向の溝３８ａ，３８ｂは、渦動域４０によって分断される、概ね摩擦ライニング２４の長さＬに及ぶ単一の長手方向の溝をともに形成する。２つの溝３８ａ，３８ｂは、摩擦ライニング２４の高さＨに対して互いにずらされ得る。１つの実施形態では、摩擦ライニングの上縁部により近い水平方向の溝３８ａは、ライニングの前縁（すなわち、ロータが回転する間、ブレーキがかかるときにロータ面上の点が最初に摩擦ライニングと接触する位置）から始まる。他のずらされた水平方向の溝３８ｂは、ライニングの後縁から始まり、結合する。摩擦ライニング２４の底縁部に最も近くの、内側または下側の溝３８ｂがライニングの前縁から始まる場合、同一のブレーキパッド２２がロータの他の側面上に用いられてもよい。あるいは、摩擦ライニングの高さＨに対する溝の位置は、この第２のブレーキパッドについて変えられてもよい。別の実施形態では、１つ以上の水平方向の溝が概して摩擦ライニングの長さＬにわたって延在し、または２つの水平方向の溝が渦動域のいずれか一方の側に位置し得る。そのため、それらは、一般に摩擦ライニングの高さＨに対して傾けられる。他の溝の設計および構成が確かに可能である。

水平方向の溝３８の長手方向の広がりは、特定の摩擦ライニングに応じて異なり得る。水平方向の溝３８の長手方向の広がりは、溝の深さおよび／または面取り部４２が摩擦面３６に対して傾けられる角度に左右され得る。たとえば、面取り部がないとき、またはわずかに傾けられた面取り部がある場合は、水平方向の溝３８は、摩擦ライニング２４の外周４４に及び得る。あるいは、面取り部４２が摩擦面３６に対する傾きがより大きい場合は、１つ以上の水平方向の溝３８は、面取り部内で終わり得る。加工の間または動作の間に材料が欠けることがあるため、水平方向の溝３８に摩擦ライニング２４の縁部に向かって鋭い点を作ることを避けることが好ましいかもしれない。図８に関して以下にさらに説明される１つの実施形態では、溝が摩擦ライニングの縁部で終わる角度は約５４°よりも大きい。

水平方向の溝３８は、１つ以上のアーチに沿って延在してもよい。実施形態では、水平方向の溝３８ａ，３８ｂの各々のアーチは、ロータ３０の外周３２に近似する。すなわち、これらのアーチ（互いに同一またはやや異なり得る）は、摩擦ライニング２４がロータと接触するロータ３０上の位置と略同一の曲率半径を有し得る。その結果、いくつかの実施形態では、設置されたとき、溝はロータ３０の外周３２に平行になるであろう。このように、いくつかの実施形態で、設置されたときに、溝が位置するロータ上の点でそれらがロータ３０と全く同一の半径を有しない、または互いに異なる曲率を有し得る、またはロータのそれと同一の径方向中心点を共有し得ないようにそれらが設計されたとしても、水平方向の溝３８はロータ３０の曲率に従う。アーチ状の水平方向の溝のこの構成は、ロータは摩擦ライニングを通って回転するとき空気が溝および渦動域を抜けるようにファンとして機能し得るため、通気を容易にすることを助け得る。したがって、水平方向の溝は、回るロータの回転経路およびロータによって生成される同時に起こる気流に概ね沿うように構成され得る。さらに、ロータは、溝を通した通気を促進することを助けるために、フィンまたは空気ポンプとして作用する機構を有してもよい。

図２に示されるように、２つの水平方向の溝３８ａ，３８ｂは、渦動域４０で結合される。渦動域４０は、摩擦面３６から摩擦ライニング２４の本体の中へ延在する内部壁５２を含む凹部である。内部壁５２は、径方向表面５４と、窪み表面（または底部）５６とを含んでもよい。窪み表面５６は、湾曲していてもよく、平面であってもよく、または１つ以上の窪みなど、ある種の表面処理を有していてもよい。内部壁５２は、一般に、摩擦面３６から摩擦ライニング２４の本体の中へ延在する円錐形の凹部を規定する。円錐形の凹部は、内部壁５２のために用いられ得るいくつかの異なる円形形状のうちの１つであって、摩擦ライニング２４を冷却するために動作する円形の気流パターンを容易にするまたは促進することを助ける。円錐形以外にも、他の円形形状は、円筒形状および半球状、ならびに、一般に円形の構成を呈する面取りされた表面など、必ずしも区分的で連続的ではない湾曲形状を含む。述べられた円錐形の渦動域の場合、それは切頭形状を有し得るため、示されるように、円形の平坦な底部５６を有する。しかしながら、円錐形がある点で終わる、または底部５６においてむしろ球構造を有することが可能である。内部壁５２、より特定には、渦動域４０の径方向表面５４は、図２に示されるように、概して滑らかであってもよく、または図３に示されるように、周方向の溝５８などの様々な特徴を含んでもよい。渦動域４０は、摩擦ライニング２４の中央領域に位置する。少なくともいくつかの実施形態では、渦動域４０は、摩擦ライニング２４の中央部に、または中央部付近に位置する。

渦動域４０の中への２つの溝３８ａ，３８ｂの開口部は、約１８０°ずらされ、渦動域に対して実質的に接線方向に位置する入口／出口通路を提供して、その中に循環する気流を生み出すことを助ける。したがって、これらの溝は、互いにずらされる位置で交差することのない経路に沿って渦動域に通じる。これは、渦動域４０の円形形状とともに、溝のうちの１つから渦動域に入る空気が他の溝を介して抜ける前に渦動域内で湾曲方向に流れることを助け得る。示されるように、少なくともいくつかの特定の実施形態では、最も外側の縁部または溝３８の各々の壁（すなわち、上側の水平方向の溝３８ａの側壁４６、および下側の水平方向の溝３８ｂの側壁４８）は、実質的に内部壁５２の接線において渦の内部壁５２と接するように位置し得る。

図４および図５は、１つの実施形態に従う摩擦ライニング２４の図面である。これらの図および残りの図において、ある参照番号は明確化の目的のために省略され得る。図５は、図４の線５−５に沿った図４の摩擦ライニング２４の断面図である。この実施形態に示されるように、渦動域４０は接頭底部５６を有する円錐形の凹部である。渦動域４０の角度αは、少なくともいくつかの実施形態では、２５°と３５°との間（２５°と３５°とを含む）であり、図５に描かれるように、約３０°であってもよい。内側径方向壁５４および平坦な底部５６は、アール状の角部で接する。いくつかの実施形態では、約０．３５と０．５３との間の摩擦ライニングの厚さの場合、深さＤｖｚは約０．２５と０．４３との間であり得、約０．６５と０．９２との間の開口部の直径ｄ、および約０．０８と０．１２との間の直径を有する底部５６を備え、約０．１８と０．３２との間のアール状の角部を備える。他の実施形態では、約０．２８と０．４２との間の摩擦ライニングの厚さの場合、深さＤｖｚは約０．１８と０．３２との間であり得、約０．５１と０．６７との間の開口部の直径ｄ、および約０．０８と０．１との間の直径を有する底部５６を備え、約０．１８と０．２５との間のアール状の角部を備える。図５は、渦動域の深さＤｖｚ（すなわち、摩擦面３６からの渦動域の底部５６の深さ）に関すると同時に、水平方向の溝３８の深さＤｓも示す。示されるように、（摩擦面３６からの渦動域４０の底部５６の）深さＤｖｚは、溝３８の深さＤｓよりも大きい。少なくともいくつかの実施形態では、Ｄｖｚに対するＤｓの比は、２分の１と４分の３との間（２分の１と４分の３とを含む）であり、１つの特定の実施形態では、Ｄｖｚに対するＤｓの比は３分の２である。

渦動域４０の直径ｄは、摩擦ライニングの厚さに左右され得る。たとえば、窪み表面５６と摩擦面３６と反対の摩擦ライニングの側面との間には、約０．１インチの摩擦材料を有することが好ましいかもしれない。したがって、所望の角度αおよび／または深さＤｖｚに応じて、渦動域４０の直径ｄは、窪み表面５６と摩擦面３６と反対の摩擦ライニングの側面との間に十分な摩擦材料が残されることを保障するように調節され得る。直径ｄは、摩擦ライニング２４の高さＨにも左右され得る。直径ｄは、摩擦ライニング２４の高さＨの３８％と５５％との間（３８％と５５％とを含む）であり得る。いくつかの実施形態では、直径ｄは、摩擦ライニング２４の高さＨの４０％と４５％との間（４０％と４５％とを含む）である。１つの特定の実施形態では、直径ｄは摩擦ライニング２４の高さＨの４４％である。

図６は、面取り部４２内で終わる２つの水平方向の溝３８ａ，３８ｂを有する摩擦ライニング２４の別の実施形態を示す。渦動域４０は、摩擦ライニングの高さＨに関しておよび摩擦ライニングの長さＬに関して中心点に位置する。この実施形態では、水平方向の溝３８ａ，３８ｂは、双方、摩擦ライニング２４の外周４４まで延在せず、面取り部４２内で終わる。

図７に示されるように、実施形態は、ブレーキパッド２２の摩擦ライニング２４に１つ以上の垂直方向の溝６０を含んでもよい。この特定の実施形態では、２つの垂直方向の溝６０が摩擦ライニング２４の外周の上部および底部のそれぞれから延在して、結合し、連通し、またはそうでなければ渦動域４０で終わる。水平方向の溝３８ａ，３８ｂと同様に、垂直方向の溝６０は、側壁６４，６６と底壁６８とを含んでもよい。水平方向の溝に関して上述される同一の変形例、代替例、構成などが、垂直方向の溝に関しても適用可能である。

図８および図９は、すべて渦動域４０に集中する２つの水平方向の溝３８ａ，３８ｂおよび２つの垂直方向の溝６０を有するブレーキパッド２２の別の実施形態の図面である。図９は、図８の線９−９に沿った図８の摩擦ライニング２４の断面図である。この特定の実施形態では、図８に関して、摩擦ライニング２４の外周４４の上縁部のアーチは、半径Ｒ_ＦＬによって概ね規定される。水平方向の溝３８ａ，３８ｂは各々、半径Ｒ_Ｓ１およびＲ_Ｓ２によって概ね規定されるアーチをそれぞれ有する。半径Ｒ_ＦＬ，Ｒ_Ｓ１，Ｒ_Ｓ２によって規定されるアーチは同心的であるが、少なくともいくつかの実施形態ではそうである必要はない。さらに、半径Ｒ_ＦＬ，Ｒ_Ｓ１およびＲ_Ｓ２によって規定されるアーチは、ブレーキシステム２０のロータ３０の外周３２と同心的であってもよい。他の実施形態ではこの同心性は要求されず、したがって溝３８ａ，３８ｂの半径の中心点は互いに異なっていてもよく、または周４４の上縁部もしくは設置されたときのロータ外周３２のいずれかと異なっていてもよいことが、当業者によって理解されるであろう。

図８はまた、水平方向の溝３８が摩擦ライニング２４の外周４４との角度βを規定し得ることを示す。１つの実施形態では、角度βは、５４°よりも大きい、または５４°に等しい。垂直方向の溝６０は、摩擦ライニングの中心線に対して角度θを規定し得る。この実施形態では、角度θは２０°であるが、特定の溝構成に応じて変化してもよい。図９は、渦動域４０の内部壁５２の径方向表面５４が摩擦ライニング２４の摩擦面３６と角度γを形成し得ることを示す。図示された実施形態では、角度γは６０°であるが、角度γは５０°と７０°との間（５０°と７０°とを含む）であり得る。図９はまた、溝深さＤ_ｓが渦動域深さＤ_ｖｚの３分の２であるという点で、摩擦ライニング２４の先に図示された断面図から変化する。

図１０〜図１３は、外周４４、水平方向の溝３８ａ，３８ｂおよび面取り部４２について様々な構成を有する摩擦ライニング２４を図示する。図示された実施形態では、２対の水平方向の溝３８および２対の垂直方向の溝６０が交差しており、またはそうでなければ一般に摩擦面３６および摩擦ライニング２４に対して中心的に位置する渦動域４０で結合する。図１０では、水平方向の溝３８ａ，３８ｂは各々、外周４４に向かって面取り部４２の初めから終わりまで延在する。図１１では、１つの水平方向の溝３８ｂは面取り部４２の中で終わるが、他の水平方向の溝３８ａは外周４４まで延在する。図１２では、水平方向の溝３８ａ，３８ｂの双方は、外周４４の前で終わる。図１３では、水平方向の溝３８ａ，３８ｂの双方は外周４４で終わり、１つの溝３８ａは面取り部４２で終わり、他の溝３８ｂは概して摩擦面３６の縁部で終わる。

図１４は、中実体の中央領域に位置し、連結溝７０によって結合される２つの渦動域４０を有する摩擦ライニング２４を示す。この特定の実施形態は、摩擦ライニング２４の外周４４のそれぞれの側縁部からそれぞれ２つの渦動域４０のうちの１つまで延在する、２つの水平方向の溝３８ａ，３８ｂを含む。各渦動域４０は、各渦動域から摩擦ライニング２４の外周４４の上部および底部のそれぞれまで延在する、１対の垂直方向の溝６０を含む。しかしながら、複数の渦動域４０を有し垂直方向の溝６０のない摩擦ライニング２４を有することが可能である。連結溝７０は、２つの渦動域４０間に位置する。連結溝７０は、示されるように直線であってもよく、アーチ状の構成を有してもよい。摩擦ライニング２４の中央部に向かって１つの渦動域４０を含むことが好ましいかもしれないが、２つ以上の渦動域は、大きな摩擦面の領域がある、または図示されるように、長さＬが摩擦ライニング２４の高さＨよりも２倍以上大きいことが望ましいかもしれない。

図１５および図１６は、テストを受けたブレーキパッド２２の画像であって摩擦ライニング２４にわたる気流パターンを示す。図１５は内側パッドを示し、図１６は外側パッドを示す。「内側」および「外側」は、キャリパーのブレーキパッド位置に対する摩擦ライニングの位置を意味する。したがって、気流を表す矢印７２は、ロータの回転に概ね沿う（すなわち、図１５の左側が前縁を表し、図１６の右側が前縁を表す）。このテストのために、色付けされた微粒子物質（後述の、影にされた領域７４および７６として図示される）がキャリパーの１８０°反対の回るロータ表面に向かってスプレーされ、すると、回るロータに付随して動く気流が述べられたブレーキパッドの実施形態の摩擦ライニングの中へ塵雲を運んだ。テストは、色付けされた微粒子物質が吹き飛ばされ、渦動域４０の内部壁５２の径方向表面５４上の接触点７４に向かって集中したことを示した。気流が渦動域４０内で円形の態様で続いていたとき、色付けされた微粒子物質は、その後、径方向表面５４に沿って後縁７６を残した。

図１７は、様々な種類の摩擦ライニングについての摩耗テスト結果を示すグラフである。特に、８０は渦動域を有するが溝のない摩擦ライニングを表し、８２は通気機構を有しない摩擦ライニングを表し、８４（円で囲まれたグループ）は渦動域および様々な溝構成を有する摩擦ライニングを示す。所定の温度での厚さの損失がより小さいことが一般に好ましいとされ得る。したがって、図１７は、摩擦ライニングに渦穴および溝などの通気機構を含むことが摩耗を低減する冷却効果を有し、最終的には全体のブレーキパッド寿命を増大させ得ることを示す。

前述は本発明の１つ以上の好ましい実施形態の説明であることが理解されるべきである。本発明は、本明細書に開示される特定の実施形態に限定されないが、むしろ単に以下の請求項によって規定される。さらに、前述の説明に含まれる記載は、特定の実施形態に関連し、用語またはフレーズが上記に明確に規定される以外は、本発明の範囲上または請求項において用いられる用語の定義上、限定として解釈されるべきではない。様々な他の実施形態ならびに開示された実施形態に対する様々な変更および修正が当業者にとって明らかであろう。たとえば、図示された実施形態はディスクブレーキパッド上の複合縁部プロファイルを有する摩擦パッドの使用を開示するが、それらの複合縁部プロファイル設計はドラムブレーキパッドにも同様に利用され得ることが理解されるであろう。すべてのこのような他の実施形態、変更および修正は、添付された請求項の範囲内にあることが意図される。

本明細書および請求項に用いられるように、用語「たとえば（for example）」、「たとえば（e.g.）」、「たとえば（for instance）」、「など（such as）」および「のような（like）」、ならびに動詞「含む（comprising）」、「有する（having）」、「含む（including）」およびそれらの他の動詞の形態は、各々、１つ以上の部品または他の項目の一覧と結び付けて用いられるとき、一覧は他の追加の部品または項目を除くように解釈されるべきではないことを意味するオープンエンドであると解釈される。他の用語は、それらが異なる解釈を要求する文脈で用いられない限り、それらの最も広義の合理的な意味によって解釈されるべきである。

Claims (19)

1. 渦動域で結合される複数の溝を有する摩擦材料の中実体を備え、前記複数の溝のうちの少なくとも１つは、前記複数の溝のうちの他の１つと異なる深さまたは幅を有する、ブレーキパッドのための摩擦ライニング。
2. 前記渦動域は、前記中実体の摩擦面から前記中実体の中へ延在する凹部を備え、前記複数の溝は、第１の溝と第２の溝とを少なくとも備え、前記溝は、互いにずらされた位置で交差することのない経路に沿って前記渦動域の中へ通じる、請求項１に記載の摩擦ライニング。
3. 前記凹部は、円形形状を有し、前記第１の溝および前記第２の溝は各々、前記凹部の前記円形形状に対して実質的に接線方向で前記渦動域の中へ通じ、これにより前記溝のうちの少なくとも１つから前記渦動域に入る空気が他の前記溝を介して抜ける前に前記渦動域内で湾曲方向に流れるような、接線方向の入口／出口通路を提供する、請求項２に記載の摩擦ライニング。
4. 前記溝のうちの少なくとも１つは、使用時に摩擦ライニングが接触するブレーキロータ上の点の経路に従うように構成される、アーチ状の水平方向の溝である、請求項１に記載の摩擦ライニング。
5. 前記アーチ状の水平方向の溝は、前記中実体の高さに対して互いにずらされている、請求項４に記載の摩擦ライニング。
6. 前記複数の溝は、前記渦動域内で円形の通気を容易にするように構成される、請求項１に記載の摩擦ライニング。
7. 前記中実体は、前記中実体の摩擦面にわたる高さを有し、前記渦動域は、前記高さの３８％と５５％との間であって、３８％と５５％とを含む前記摩擦面における直径を有する、請求項１に記載の摩擦ライニング。
8. 前記渦動域は、前記摩擦面から前記中実体の中へ前記摩擦面の下方の深部における窪み表面まで延在し、前記窪み表面における前記中実体の厚さは約０．１インチである、請求項７に記載の摩擦ライニング。
9. 前記溝のうちの少なくとも１つは、摩擦面からの前記渦動域の深さの５０％と７５％との間であって、５０％と７５％とを含む前記中実体の前記摩擦面からの深さを有する、請求項１に記載の摩擦ライニング。
10. 水平方向に延在する長さと、前記長さよりも短い垂直方向に延在する高さとを有する、摩擦材料の中実体を備え、
    前記中実体は、前記中実体の前縁から前記中実体の後縁まで延在する水平方向の溝を有し、前記水平方向の溝は、前記前縁から内側に延在する第１の溝と、前記後縁から内側に延在する第２の溝とを含み、
    前記中実体は、前記中実体の中央領域に位置する凹部を含み、
    前記第１の溝および前記第２の溝は、前記凹部を介して前記第１の溝と前記第２の溝との間に通気を可能にするように、前記中実体の前記凹部の中へ通じ、
    前記凹部は、円形形状を有し、前記中実体の中へ前記中実体の表面から前記凹部の底部へ延在し、
    前記底部は、前記第１の溝および前記第２の溝の各々の深さよりも大きい前記中実体の前記表面からの深さを有し、
    前記第１の溝および前記第２の溝は、前記凹部において互いに対してずらされており、前記第１の溝および前記第２の溝のうちの少なくとも１つは、前記凹部の前記円形形状に対して実質的に接線方向で前記凹部の中へ通じ、これにより前記溝のうちの少なくとも１つから前記凹部に入る空気は前記凹部内で湾曲方向に流れる、ブレーキパッドのための摩擦ライニング。
11. 前記中実体の前記表面は、使用時にブレーキロータに当接する摩擦面を備える、請求項１０に記載の摩擦ライニング。
12. 前記凹部は、前記中実体の厚さの一部のみにわたって延在する。請求項１０に記載の摩擦ライニング。
13. バッキングプレートと、前記バッキングプレートに取り付けられる請求項１０に記載の摩擦ライニングとを備える、ブレーキパッド。
14. ディスク形状を有し、両側面が外周まで径方向に延在する、ロータと、
    摩擦ライニングを有し、前記摩擦ライニングの摩擦面が前記ロータの前記側面のうちの１つに当接して使用時に前記ロータの回転を抑制するように、前記ロータに対して配置される、ブレーキパッドとを備え、
    前記摩擦ライニングは、前記摩擦ライニングの中央領域において相互接続される２つのずらされた溝から形成されるアーチ状の水平方向の溝を有し、使用時に、前記ずらされた溝のうちの１つに入る気流は前記ずらされた溝のうちの他のものを介して抜け、
    前記ずらされた溝の各々は、使用時に前記ロータ上の点の経路に従うアーチに沿って延在する、ブレーキシステム。
15. 前記ブレーキパッドは、前記２つのずらされた溝を結合する渦動域を含む、請求項１４に記載のブレーキシステム。
16. 前記摩擦ライニングは、前記渦動域で結合される前記２つのずらされた溝を有する摩擦材料の中実体を備え、
    前記渦動域は、前記中実体の中へ前記摩擦ライニングの前記摩擦面から凹部の底部へ延在する円形形状を有する前記凹部を備え、
    前記底部は、前記ずらされた溝の各々の深さよりも大きい前記中実体の表面からの深さを有し、
    前記ずらされた溝は、前記凹部の前記円形形状に対して実質的に接線方向で前記凹部の中へ通じ、これにより前記ずらされた溝のうちの１つから前記凹部に入る空気は他の前記ずらされた溝を介して前記凹部から抜ける前に前記凹部内で湾曲方向に流れる、請求項１５に記載のブレーキシステム。
17. 前記摩擦ライニングは、径方向に延在する高さを有し、前記渦動域は、前記高さの３８％と５５％との間であって、３８％と５５％とを含む前記摩擦面における直径を有する、請求項１５に記載のブレーキシステム。
18. 前記摩擦ライニングは、前記摩擦ライニングの縁部から前記渦動域まで各々延在する、１対の垂直方向に延在するずらされた溝を含む、請求項１５に記載のブレーキシステム。
19. 前記水平方向の溝は、前記摩擦ライニングの水平方向の長さ全体にわたって延在する、請求項１４に記載のブレーキシステム。

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