JPWO2019106805A1 - Disc brake - Google Patents
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Abstract
摩擦材とバックプレートを備えるディスクブレーキパッドと、制動時に前記ディスクブレーキパッドをブレーキディスクに向かって押圧するキャリパピストンを有し、前記バックプレートの構成素材として引張弾性率が１５０ＧＰａ以下の素材を含み、前記キャリパピストンのバックプレート側の端部面積が、キャリパピストンの受圧面積の４０％以上である、ディスクブレーキ。It has a disc brake pad provided with a friction material and a back plate, and a caliper piston that presses the disc brake pad toward the brake disc during braking, and includes a material having a tensile elasticity of 150 GPa or less as a constituent material of the back plate. A disc brake in which the area of the end of the caliper piston on the back plate side is 40% or more of the pressure receiving area of the caliper piston.
Description
本発明は、ディスクブレーキに関する。 The present invention relates to a disc brake.
二輪車又は四輪自動車の制動に用いられるディスクブレーキは、摩擦材とバックプレートを備えるディスクブレーキパッドと、制動時にディスクブレーキパッドをブレーキディスクに向かって押圧するキャリパピストンを有する。 A disc brake used for braking a two-wheeled vehicle or a four-wheeled vehicle has a disc brake pad provided with a friction material and a back plate, and a caliper piston that presses the disc brake pad toward the brake disc during braking.
ディスクブレーキパッドは、通常１対で用いられ、制動時にキャリパピストンを介してブレーキディスクに押圧される。 The disc brake pads are usually used as a pair and are pressed against the brake disc via the caliper piston during braking.
摩擦材は、例えば、結合材、有機充填材、無機充填材、及び繊維基材等を含有する、いわゆるレジンモールド材により構成され、バックプレートに固着されている。
このようなディスクブレーキパッドは、例えば、上記のレジンモールド材を圧粉成形した摩擦材で構成した摩擦材層を、バックプレートの側面に重ね合わせ、熱圧成形して一体に固着したのち表面加工を施すことにより製造されている。The friction material is composed of, for example, a so-called resin mold material containing a binder, an organic filler, an inorganic filler, a fiber base material, and the like, and is fixed to the back plate.
In such a disc brake pad, for example, a friction material layer made of a friction material obtained by compacting the above resin molding material is superposed on the side surface of the back plate, hot-press molded and fixed integrally, and then surface processed. It is manufactured by applying.
近年、自動車の環境対応対策及び低燃費化などの観点から、各自動車部品の軽量化が実施又は検討されている。通常、自動車部品の原材料構成比において、鋼などの金属材料が半分以上を占めているが、車体の軽量化のため、その使用量は年々低下傾向にあり、アルミニウム合金、樹脂などの軽量素材の使用が増加傾向にある。
鋼の比重は約７．８であるのに対し、アルミニウム合金の比重は約２．７であり、樹脂の比重は約１．５である。アルミニウム合金、樹脂などの軽量素材を使用することにより、車両重量で従来の５０％以下への軽量化が見込まれる。
このような車両の軽量化への流れの中、車両のボディ及びフレームのみならず、車両を構成する各要素に対しても軽量化の要求が大きくなっている。例えば、車両の制動に用いられるブレーキシステムの構成要素であるディスクブレーキパッドに対しても軽量化の要求がある。In recent years, weight reduction of each automobile part has been implemented or examined from the viewpoint of environmental measures for automobiles and fuel efficiency. Normally, metal materials such as steel account for more than half of the raw material composition ratio of automobile parts, but the amount used is declining year by year due to the weight reduction of the car body, and lightweight materials such as aluminum alloys and resins are used. Use is on the rise.
The specific gravity of steel is about 7.8, whereas the specific gravity of aluminum alloy is about 2.7, and the specific gravity of resin is about 1.5. By using lightweight materials such as aluminum alloy and resin, the weight of the vehicle is expected to be reduced to 50% or less of the conventional weight.
In such a trend toward weight reduction of vehicles, there is an increasing demand for weight reduction not only for the body and frame of the vehicle but also for each element constituting the vehicle. For example, there is a demand for weight reduction of disc brake pads, which are components of a braking system used for braking a vehicle.
ディスクブレーキパッドの構成部材であるバックプレートは、従来、鋼製の板材からなるものが広く用いられてきたが、近年では、軽量化の要求に応える部材として、樹脂製のバックプレートに関する提案もなされている。具体的には、例えば、０．１〜１０ｍｍ程度のガラス繊維を含有したフェノール樹脂をコンプレッション成形したもの（特許文献１、２等）などが提案されている。 Conventionally, the back plate, which is a component of a disc brake pad, has been widely used as a steel plate material, but in recent years, a resin back plate has been proposed as a member that meets the demand for weight reduction. ing. Specifically, for example, those obtained by compression molding a phenol resin containing glass fibers of about 0.1 to 10 mm (Patent Documents 1, 2 and the like) have been proposed.
バックプレートを、繊維強化樹脂、アルミニウム合金、アルミニウム合金中にセラミック粒子を分散させたセラミック粒子分散アルミニウム合金複合材、チタン合金、マグネシウム合金などの軽量素材（以下、単に「軽量素材」という。）からなるものに変更することで、ディスクブレーキパッドの軽量化を図ることができる。
しかし、これら軽量素材からなるバックプレートは、鋼製の板材からなるバックプレートに比べて、強度が小さく、制動時、すなわち、キャリパピストンを介してディスクブレーキパッドをブレーキディスクへ押圧する際に、バックプレートに亀裂、破断などが生じる虞がある。
また、これらの軽量素材からなるバックプレートは、鋼製の板材からなるバックプレートに比べ弾性率が小さく、ディスクブレーキパッド全体での剛性が低下するため、ブレーキディスクとの摩擦面において応力差が生じ、摩擦材が偏摩耗する虞がある。The back plate is made from a lightweight material such as a fiber reinforced resin, an aluminum alloy, a ceramic particle-dispersed aluminum alloy composite material in which ceramic particles are dispersed in an aluminum alloy, a titanium alloy, or a magnesium alloy (hereinafter, simply referred to as "lightweight material"). The weight of the disc brake pad can be reduced by changing to the alloy material.
However, the back plate made of these lightweight materials has lower strength than the back plate made of steel plate material, and the back plate is used during braking, that is, when the disc brake pad is pressed against the brake disc via the caliper piston. The plate may crack or break.
In addition, the back plate made of these lightweight materials has a smaller elastic modulus than the back plate made of steel plate material, and the rigidity of the entire disc brake pad is lowered, so that a stress difference occurs in the friction surface with the brake disc. , There is a risk of uneven wear of the friction material.
本発明は、バックプレートに軽量素材を用いたディスクブレーキにおいて生じ得る上記虞を回避して、ディスクブレーキパッドの軽量化を図りつつ、ディスクブレーキパッド全体での強度及び剛性を向上させ、高負荷制動、繰り返し制動における強度及び剛性を実用水準まで向上させたディスクブレーキの提供を目的とする。 The present invention avoids the above-mentioned fear that may occur in a disc brake using a lightweight material for the back plate, reduces the weight of the disc brake pad, improves the strength and rigidity of the entire disc brake pad, and performs high load braking. It is an object of the present invention to provide a disc brake having improved strength and rigidity in repeated braking to a practical level.
本発明者は鋭意検討した結果、軽量素材からなるバックプレートを用いる際に、所定の形状のキャリパピストンを組合わせることにより、ディスクブレーキパッドの軽量化を図りつつ、ディスクブレーキパッド全体での強度及び剛性の向上が図れることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of diligent studies, the present inventor has made a weight reduction of the disc brake pad by combining a caliper piston having a predetermined shape when using a back plate made of a lightweight material, and the strength of the entire disc brake pad and the strength of the disc brake pad as a whole. The present invention has been completed by finding that the rigidity can be improved.
すなわち、本発明は、以下の＜１＞〜＜４＞に関する。
＜１＞摩擦材とバックプレートを備えるディスクブレーキパッドと、制動時に前記ディスクブレーキパッドをブレーキディスクに向かって押圧するキャリパピストンを有し、前記バックプレートの構成素材として引張弾性率が１５０ＧＰａ以下の素材を含み、前記キャリパピストンのバックプレート側の端部面積が、キャリパピストンの受圧面積の４０％以上である、ディスクブレーキ。
＜２＞摩擦材とバックプレートを備えるディスクブレーキパッドと、制動時に前記ディスクブレーキパッドをブレーキディスクに向かって押圧するキャリパピストンを有し、前記バックプレートの構成素材として繊維強化樹脂、アルミニウム合金、セラミック粒子分散アルミニウム合金複合材、チタン合金、及びマグネシウム合金からなる群から選択される少なくとも一つを含み、前記キャリパピストンのバックプレート側の端部面積が、キャリパピストンの受圧面積の４０％以上である、ディスクブレーキ。
＜３＞前記キャリパピストンのバックプレート側の端部面積が、キャリパピストンの受圧面積の８０％以下である、上記＜１＞又は＜２＞に記載のディスクブレーキ。
＜４＞前記キャリパピストンのバックプレート側の端部が、中央部に円形の開口部を有する輪環形状を有する、上記＜１＞〜＜３＞何れか１つに記載のディスクブレーキ。That is, the present invention relates to the following <1> to <4>.
<1> A material having a disc brake pad provided with a friction material and a back plate, and a caliper piston that presses the disc brake pad toward the brake disc during braking, and has a tensile elasticity of 150 GPa or less as a constituent material of the back plate. A disc brake in which the end area of the caliper piston on the back plate side is 40% or more of the pressure receiving area of the caliper piston.
<2> A disc brake pad provided with a friction material and a back plate, and a caliper piston for pressing the disc brake pad toward the brake disc during braking are provided, and fiber reinforced resin, aluminum alloy, and ceramic are used as constituent materials of the back plate. The caliper piston includes at least one selected from the group consisting of a particle-dispersed aluminum alloy composite material, a titanium alloy, and a magnesium alloy, and the end area of the caliper piston on the back plate side is 40% or more of the pressure receiving area of the caliper piston. , Disc brakes.
<3> The disc brake according to <1> or <2> above, wherein the end area of the caliper piston on the back plate side is 80% or less of the pressure receiving area of the caliper piston.
<4> The disc brake according to any one of <1> to <3> above, wherein the end of the caliper piston on the back plate side has a ring shape having a circular opening in the center.
本発明によれば、バックプレートに軽量素材を用いたディスクブレーキにおいて、ディスクブレーキパッド全体での強度及び剛性を向上させ、高負荷制動、繰り返し制動における強度及び剛性を実用水準まで向上させたディスクブレーキを提供することができる。 According to the present invention, in a disc brake using a lightweight material for the back plate, the strength and rigidity of the entire disc brake pad are improved, and the strength and rigidity in high load braking and repeated braking are improved to a practical level. Can be provided.
以下に、本発明をその実施形態に基づき詳細に例示説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the embodiments thereof, but the present invention is not limited to the following embodiments.
（ディスクブレーキ装置）
本発明のディスクブレーキは、例えば、図１に示すディスクブレーキ装置で使用される。このディスクブレーキ装置は、自動車などの車両制御用のものであり、車輪と一体的となって車軸の回転軸心回りに回転するブレーキディスク１と、このブレーキディスク１の両側の摩擦面に対向する一対のディスクブレーキパッド２、３と、ディスクブレーキパッド２をキャリパピストン４によりブレーキディスク１に押付可能なシリンダ機構５とから構成されている。
シリンダ機構５は、キャリパピストン４を前後移動自在なアクチュエータにより構成され、ブレーキディスク１を跨いだＵ字形状をなすキャリパ６に搭載されている。(Disc brake device)
The disc brake of the present invention is used, for example, in the disc brake device shown in FIG. This disc brake device is for controlling a vehicle such as an automobile, and faces the brake disc 1 that is integrated with the wheels and rotates around the axis of rotation of the axle and the friction surfaces on both sides of the brake disc 1. It is composed of a pair of disc brake pads 2 and 3 and a cylinder mechanism 5 capable of pressing the disc brake pads 2 against the brake disc 1 by the caliper piston 4.
The cylinder mechanism 5 is composed of an actuator that allows the caliper piston 4 to move back and forth, and is mounted on a U-shaped caliper 6 that straddles the brake disc 1.
キャリパ６は、シリンダ機構５が設けられるシリンダ部７と、このシリンダ部７とブレーキディスク１を挟んで対向する位置に配置されるリアクション部８と、シリンダ部７とリアクション部８とを連結する連結部９とから構成されている。 The caliper 6 connects the cylinder portion 7 provided with the cylinder mechanism 5, the reaction portion 8 arranged at positions facing the cylinder portion 7 with the brake disc 1 sandwiched between the cylinder portion 7, and the cylinder portion 7 and the reaction portion 8. It is composed of a part 9.
ディスクブレーキパッド２、３は、キャリパ６におけるシリンダ部７側に配置されるインナパッド２と、リアクション部８側に配置されるアウタパッド３である。このインナパッド２及びアウタパッド３は、摩擦材１０、１１の基端部がバックプレート１２、１３に固定されて構成されている。 The disc brake pads 2 and 3 are an inner pad 2 arranged on the cylinder portion 7 side of the caliper 6 and an outer pad 3 arranged on the reaction portion 8 side. The inner pad 2 and the outer pad 3 are configured such that the base ends of the friction materials 10 and 11 are fixed to the back plates 12 and 13.
インナパッド２は、バックプレート１２の前後端部がマウンティングブラケット（図示しない）に形成された一対のガイド部材（図示しない）に支持されている。そして、キャリパ６のシリンダ部７に装着されたシリンダ機構５のキャリパピストン４の先端部が、このインナパッド２におけるバックプレート１２の基端面に対向している。一方、アウタパッド３は、バックプレート１３がキャリパ６におけるリアクション部８に固定又は移動自在に支持されている。 The inner pad 2 is supported by a pair of guide members (not shown) having front and rear ends of the back plate 12 formed on a mounting bracket (not shown). The tip of the caliper piston 4 of the cylinder mechanism 5 mounted on the cylinder 7 of the caliper 6 faces the base end surface of the back plate 12 of the inner pad 2. On the other hand, in the outer pad 3, the back plate 13 is fixedly or movably supported by the reaction portion 8 in the caliper 6.
シリンダ機構５は、シリンダ部７にキャリパピストン４が移動自在に支持されると共に、シリンダ部７の内面にキャリパピストン４の外面に対してシール可能なシール機構１４が装着されることで構成されている。そして、シリンダ部７とキャリパピストン４とシール機構１４により液圧室Ｐ１が区画されている。
この液圧室Ｐ１に作動液を供給して加圧すると、キャリパピストン４が矢印Ａ方向に前進し、このキャリパピストン４の前面がインナパッド２のバックプレート１２を押圧し、このインナパッド２の押圧面をブレーキディスク１の摩擦面に接近させることができる。このとき、キャリパ６は、キャリパピストン４が前進するその移動反力によりこのキャリパピストン４とは逆方向、つまり、矢印Ｂ方向に前進し、アウタパッド３の押圧面をブレーキディスク１の摩擦面に接近させることができる。The cylinder mechanism 5 is configured such that the caliper piston 4 is movably supported by the cylinder portion 7 and a sealing mechanism 14 capable of sealing the outer surface of the caliper piston 4 is mounted on the inner surface of the cylinder portion 7. There is. The hydraulic chamber P1 is partitioned by the cylinder portion 7, the caliper piston 4, and the seal mechanism 14.
When the hydraulic fluid is supplied to the hydraulic chamber P1 and pressurized, the caliper piston 4 advances in the direction of arrow A, the front surface of the caliper piston 4 presses the back plate 12 of the inner pad 2, and the inner pad 2 The pressing surface can be brought close to the friction surface of the brake disc 1. At this time, the caliper 6 advances in the direction opposite to the caliper piston 4, that is, in the direction of arrow B due to the moving reaction force of the caliper piston 4 advancing, and the pressing surface of the outer pad 3 approaches the friction surface of the brake disc 1. Can be made to.
各ディスクブレーキパッド２、３がブレーキディスク１の各摩擦面に押し付けられると、各ディスクブレーキパッド２、３と、回転するブレーキディスク１との間で摩擦抵抗力が発生し、ブレーキディスク１に制動力を付与することができる。 When the disc brake pads 2 and 3 are pressed against the friction surfaces of the brake disc 1, frictional resistance is generated between the disc brake pads 2 and 3 and the rotating brake disc 1 and is controlled by the brake disc 1. Power can be applied.
（ディスクブレーキ）
図２〜図４に示すように、ディスクブレーキは、摩擦材１０とバックプレート１２を備えるディスクブレーキパッド２と、制動時にディスクブレーキパッド２をブレーキディスク１に向かって押圧するキャリパピストン４を有する。(Disc brake)
As shown in FIGS. 2 to 4, the disc brake has a disc brake pad 2 provided with a friction material 10 and a back plate 12, and a caliper piston 4 that presses the disc brake pad 2 toward the brake disc 1 during braking.
［ディスクブレーキパッド］
ディスクブレーキパッド２は、引張弾性率が１５０ＧＰａ以下である素材を含むバックプレート１２を備える。
引張弾性率が１５０ＧＰａ以下である素材を含むバックプレート１２とすることで、ディスクブレーキパッド全体での剛性確保と軽量化とを両立することができる。前記引張弾性率は、１２０ＧＰａ以下が好ましく、１００ＧＰａ以下がより好ましく、８０ＧＰａ以下が更に好ましく、６０ＧＰａ以下がより更に好ましい。
また、ディスクブレーキパッド全体での剛性と軽量化とをより高度に両立させる観点からは、前記素材の引張弾性率は、１０ＧＰａ以上が好ましく、２０ＧＰａ以上がより好ましく、２５ＧＰａ以上が更に好ましい。
ディスクブレーキパッド２は、引張弾性率が１５０ＧＰａ以下である素材を、３０質量％以上含むことが好ましく、５０質量％以上含むことがより好ましく、引張弾性率が１５０ＧＰａ以下である素材のみからなることが更に好ましい。
キャリパピストン４と対向するバックプレート１２が、引張弾性率が１５０ＧＰａ以下である素材を含むものであれば、本発明の効果を奏することができるが、キャリパピストン４と対向しないバックプレート１３も、同じ素材で構成することが好ましい。
引張弾性率は通常用いられている方法で測定することができ、例えば、金属素材の場合はJIS Z 2241に、繊維強化樹脂の場合はJIS K 7164に従い測定することができる。
バックプレート１２の比重は軽量化の観点から１．０〜６．０であることが好ましく、１．２〜５．５であることがより好ましく、１．２〜５．０であることが更に好ましい。[Disc brake pads]
The disc brake pad 2 includes a back plate 12 containing a material having a tensile elastic modulus of 150 GPa or less.
By using the back plate 12 containing a material having a tensile elastic modulus of 150 GPa or less, it is possible to secure the rigidity of the entire disc brake pad and reduce the weight at the same time. The tensile elastic modulus is preferably 120 GPa or less, more preferably 100 GPa or less, further preferably 80 GPa or less, still more preferably 60 GPa or less.
Further, from the viewpoint of achieving both rigidity and weight reduction of the entire disc brake pad, the tensile elastic modulus of the material is preferably 10 GPa or more, more preferably 20 GPa or more, and further preferably 25 GPa or more.
The disc brake pad 2 preferably contains a material having a tensile elastic modulus of 150 GPa or less in an amount of 30% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and may be composed of only a material having a tensile elastic modulus of 150 GPa or less. More preferred.
The effect of the present invention can be obtained as long as the back plate 12 facing the caliper piston 4 contains a material having a tensile elastic modulus of 150 GPa or less, but the same applies to the back plate 13 not facing the caliper piston 4. It is preferably composed of a material.
The tensile modulus can be measured by a commonly used method, for example, in the case of a metal material, it can be measured in accordance with JIS Z 2241, and in the case of a fiber reinforced resin, it can be measured in accordance with JIS K 7164.
The specific gravity of the back plate 12 is preferably 1.0 to 6.0, more preferably 1.2 to 5.5, and further preferably 1.2 to 5.0 from the viewpoint of weight reduction. preferable.
バックプレート１２は、引張弾性率が１５０ＧＰａ以下である素材を含むものであれば特に限定されず、この素材としては、例えば、繊維強化樹脂、アルミニウム合金、セラミック粒子分散アルミニウム合金複合材、マグネシウム合金、チタン合金などが挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
バックプレートを構成する素材（以下、構成素材）として、繊維強化樹脂、アルミニウム合金、セラミック粒子分散アルミニウム合金複合材、及びマグネシウム合金からなる群から選択される少なくとも一つを含むことが好ましい。The back plate 12 is not particularly limited as long as it contains a material having a tensile elastic modulus of 150 GPa or less, and examples of this material include a fiber reinforced resin, an aluminum alloy, a ceramic particle-dispersed aluminum alloy composite material, and a magnesium alloy. Examples include titanium alloys. One of these may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
It is preferable that the material constituting the back plate (hereinafter referred to as the constituent material) contains at least one selected from the group consisting of a fiber reinforced resin, an aluminum alloy, a ceramic particle-dispersed aluminum alloy composite material, and a magnesium alloy.
バックプレートの構成素材の一例である、繊維強化樹脂とは、繊維と樹脂を複合化したものを指す。繊維としては、無機繊維、有機繊維、炭素繊維などが挙げられる。
無機繊維としては、ガラス繊維、α−アルミナタイプ、γ−アルミナタイプ等のアルミナ繊維；ボロン繊維などが挙げられる。有機繊維としては、パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維等のアラミド繊維；セルロース繊維、ナノセルロース繊維、ＰＢＯ繊維などが挙げられる。炭素繊維としては、耐炎化繊維、ピッチ系炭素繊維、ＰＡＮ系炭素繊維などが挙げられる。これらの繊維は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、強度、剛性の観点でガラス繊維、炭素繊維が好ましい。前記繊維強化樹脂に用いられる繊維の繊維長は特に制限されないが、強度の観点で１ｍｍ以上の繊維長が好ましく、１０ｍｍ以上の長繊維であることがより好ましい。また前記繊維強化樹脂に用いる繊維としては、フェルト等の不織布；抄造品、連続繊維からなる織物、編物、交織物等の織布なども用いることができる。The fiber-reinforced resin, which is an example of the constituent material of the back plate, refers to a composite of fiber and resin. Examples of the fiber include inorganic fiber, organic fiber, carbon fiber and the like.
Examples of the inorganic fiber include glass fiber, alumina fiber such as α-alumina type and γ-alumina type; and boron fiber. Examples of the organic fiber include aramid fibers such as para-aramid fibers and meta-aramid fibers; cellulose fibers, nanocellulose fibers, PBO fibers and the like. Examples of carbon fibers include flame-resistant fibers, pitch-based carbon fibers, and PAN-based carbon fibers. One type of these fibers may be used alone, or two or more types may be used in combination. Among these, glass fiber and carbon fiber are preferable from the viewpoint of strength and rigidity. The fiber length of the fiber used for the fiber reinforced resin is not particularly limited, but from the viewpoint of strength, the fiber length is preferably 1 mm or more, and more preferably 10 mm or more. Further, as the fiber used for the fiber-reinforced resin, a non-woven fabric such as felt; a woven fabric such as a abstract product, a woven fabric made of continuous fibers, a knitted fabric, or a mixed woven fabric can also be used.
繊維強化樹脂に用いられる樹脂としては、耐熱性の観点で熱硬化性樹脂が好ましい。熱硬化性樹脂としては、耐熱性及び強度の観点から、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂が好ましい。熱硬化性樹脂は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。また、これらは硬化剤と共に用いてもよい。 As the resin used for the fiber reinforced resin, a thermosetting resin is preferable from the viewpoint of heat resistance. As the thermosetting resin, a phenol resin, an epoxy resin, a polyimide resin, and a bismaleimide resin are preferable from the viewpoint of heat resistance and strength. One type of thermosetting resin may be used alone, or two or more types may be used in combination. In addition, these may be used together with a curing agent.
上記のフェノール樹脂としては、レゾールタイプのフェノール樹脂、ストレートノボラックタイプのフェノール樹脂、アラルキル変性タイプのフェノール樹脂、アクリルエラストマー、シリコーンエラストマー等で変性したエラストマー変性タイプのフェノール樹脂などが挙げられる。これらの中でも、耐熱性の観点で、ストレートノボラックタイプのフェノール樹脂又はレゾールタイプのフェノール樹脂が好ましい。なお、フェノール樹脂は、入手容易な市販品の使用も可能であり、常法により合成することもでき、それらの一種又は二種以上を組み合わせて使用することもできる。 Examples of the above-mentioned phenol resin include resole type phenol resin, straight novolak type phenol resin, aralkyl-modified type phenol resin, acrylic elastomer, and elastomer-modified type phenol resin modified with silicone elastomer and the like. Among these, a straight novolak type phenol resin or a resol type phenol resin is preferable from the viewpoint of heat resistance. The phenolic resin can be a commercially available product that is easily available, can be synthesized by a conventional method, or can be used alone or in combination of two or more thereof.
上記のエポキシ樹脂としては、強度及び耐熱性の観点から、芳香環を有するエポキシ樹脂であることが好ましい。具体的には、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂などを好適に使用することができる。また、シリコーン、アクリロニトリル、ブタジエン、イソプロピル系ゴム、ポリアミド系樹脂等により変性したエポキシ樹脂なども使用することができる。なお、エポキシ樹脂は、入手容易な市販品の使用も可能であり、常法により合成することもでき、それらの一種又は二種以上を組み合わせて使用することができる。 The epoxy resin is preferably an epoxy resin having an aromatic ring from the viewpoint of strength and heat resistance. Specifically, a phenol novolac type epoxy resin, a cresol novolac type epoxy resin, a naphthalene type epoxy resin and the like can be preferably used. Further, an epoxy resin modified with silicone, acrylonitrile, butadiene, isopropyl rubber, polyamide resin or the like can also be used. The epoxy resin can be a commercially available product that is easily available, can be synthesized by a conventional method, and can be used alone or in combination of two or more thereof.
繊維強化樹脂においては、上記の繊維及び樹脂以外に、その他の添加剤を配合することができる。その他の添加剤としては、固体粒子状の充填材が挙げられ、具体的には、無機充填材、有機充填材、金属粉などが挙げられる。これらは、各々について、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
固体粒子状の充填材は、繊維集合体中に分散させるために粒径が細かいことが好ましい。上記の充填材の具体例としては、摺動性を向上させるために用いられるものとしては、黒鉛、二硫化モリブデン、硫化タングステン、フッ素樹脂、コークス等が挙げられ、難燃性を向上させるために用いられるものとしては、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、アンチモン化合物等が挙げられ、軽量化するために用いられるものとしては、中空無機粒子等が挙げられ、樹脂の硬化速度を向上させるために用いられるものとしては、水酸化カルシウム等が挙げられ、熱伝導率を向上させるために用いられるものとしては、金属粉、黒鉛、酸化マグネシウム、酸化亜鉛等が挙げられる。In the fiber reinforced resin, other additives can be blended in addition to the above fibers and resins. Examples of other additives include solid particulate fillers, and specific examples thereof include inorganic fillers, organic fillers, and metal powders. For each of these, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
The solid particulate filler preferably has a fine particle size in order to be dispersed in the fiber aggregate. Specific examples of the above-mentioned filler include graphite, molybdenum disulfide, tungsten sulfide, fluororesin, coke, etc., which are used to improve the slidability, in order to improve the flame retardancy. Examples of those used include magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, antimony compounds, etc., and examples of those used for weight reduction include hollow inorganic particles, which are used to improve the curing rate of the resin. Examples of the compound are calcium hydroxide and the like, and examples of the compound used for improving the thermal conductivity are metal powder, graphite, magnesium oxide, zinc oxide and the like.
バックプレートの構成素材として繊維強化樹脂を用いる場合、繊維強化樹脂を成形し、必要に応じて形状加工を施すことによって繊維強化樹脂製のバックプレート１２を製作した後、繊維強化樹脂製バックプレート１２を従来の鋼製バックプレートに替えて用いることで、上記のディスクブレーキパッドを製造することができる。
すなわち、摩擦材１０の熱成形金型の型孔に必要に応じて予備成形を行った摩擦材組成物を挿入し、次いで、前記摩擦材組成物に接して前記繊維強化樹脂からなるバックプレート１２に予め接着剤を塗布したものを配置する。そして、摩擦材組成物を熱成形して摩擦材を形成することで前記繊維強化樹脂と摩擦材を一体化することができる。
前記繊維強化樹脂からなるバックプレート１２の熱成形と、摩擦材１０の熱成形を同時に行うことにより、別に行う場合よりもエネルギー効率を高めることができる。
すなわち、熱硬化前の状態の繊維強化樹脂と必要に応じて予備成形を行った摩擦材組成物を挿入し、同時に熱成形を行い、熱成形の工程において前記繊維強化樹脂中の熱硬化性樹脂と摩擦材組成物中の熱硬化性樹脂が溶融、硬化することで、接着材を使用することなく一体化することができる。When a fiber reinforced resin is used as a constituent material of the back plate, a fiber reinforced resin back plate 12 is manufactured by molding the fiber reinforced resin and performing shape processing as necessary, and then the fiber reinforced resin back plate 12 Can be used instead of the conventional steel back plate to manufacture the above-mentioned disc brake pad.
That is, the friction material composition preformed as necessary is inserted into the mold hole of the thermoforming mold of the friction material 10, and then the back plate 12 made of the fiber reinforced resin is in contact with the friction material composition. Place the one coated with the adhesive in advance. Then, the fiber reinforced resin and the friction material can be integrated by thermoforming the friction material composition to form the friction material.
By simultaneously performing the thermoforming of the back plate 12 made of the fiber reinforced resin and the thermoforming of the friction material 10, the energy efficiency can be improved as compared with the case where the thermoforming is performed separately.
That is, the fiber-reinforced resin in the state before thermosetting and the friction material composition preformed if necessary are inserted, and thermoforming is performed at the same time, and the thermosetting resin in the fiber-reinforced resin is subjected to the thermoforming step. And the thermosetting resin in the friction material composition melts and hardens, so that they can be integrated without using an adhesive.
上記のようにバックプレートを、繊維と熱硬化性樹脂を複合化した繊維強化樹脂で構成し、摩擦材を、バックプレートに用いる熱硬化性樹脂と、熱硬化により相互に化学結合を形成しうる化学成分を含む熱硬化性樹脂で構成することにより、バックプレートと摩擦材を、接着材を使用せずに熱圧成形で一体成形することができ、製造工程の簡略化を図ることができる。更に、バックプレートと摩擦材を、この組合せとすることで、バックプレートの強度、靭性が向上するという効果も得られる。 As described above, the back plate is composed of a fiber reinforced resin in which fibers and a thermosetting resin are compounded, and the friction material can form a chemical bond with the thermosetting resin used for the back plate by heat curing. By being composed of a thermosetting resin containing a chemical component, the back plate and the friction material can be integrally molded by thermosetting without using an adhesive, and the manufacturing process can be simplified. Further, by combining the back plate and the friction material in this combination, the effect of improving the strength and toughness of the back plate can be obtained.
バックプレートの構成素材の一例であるアルミニウム合金としては、展伸用、鋳造用及びダイキャスト用に用いられる一般的なもの、それらを熱処理することで高強度化したものなどが挙げられる。具体的には、例えば、１０００系アルミニウム、２０００系〜７０００系アルミ合金、ＡＣ１〜５，７〜９系鋳造用アルミ合金、ＡＤＣ１，３，５，６，１０，１２，１４系ダイキャスト用アルミ合金などが挙げられる。アルミニウム合金は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。 Examples of the aluminum alloy which is an example of the constituent material of the back plate include general ones used for stretching, casting and die casting, and those whose strength is increased by heat treatment. Specifically, for example, 1000 series aluminum, 2000 to 7000 series aluminum alloys, AC1 to 5, 7 to 9 series casting aluminum alloys, ADC 1,3,5,6,10,12,14 series die casting aluminum. Examples include alloys. One type of aluminum alloy may be used alone, or two or more types may be used in combination.
バックプレートの構成素材の一例であるセラミック粒子分散アルミニウム合金複合材とは、例えば、炭化珪素粉等のセラミックスとアルミ合金を複合化したものを指す。セラミック粒子分散アルミニウム合金複合材は、一般的なアルミ合金に比べて引張弾性率が高く、バックプレート１２の素材として用いた場合、ディスクブレーキパッド２全体での剛性を高くするのに好適である。セラミック粒子分散アルミニウム合金複合材は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。 The ceramic particle-dispersed aluminum alloy composite material, which is an example of the constituent material of the back plate, refers to a composite material of a ceramic such as silicon carbide powder and an aluminum alloy. The ceramic particle-dispersed aluminum alloy composite material has a higher tensile elastic modulus than a general aluminum alloy, and when used as a material for the back plate 12, it is suitable for increasing the rigidity of the entire disc brake pad 2. As the ceramic particle-dispersed aluminum alloy composite material, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
バックプレートの構成素材の一例であるマグネシウム合金としては、アルミニウム、亜鉛、カルシウム、希土類元素などを添加した各種マグネシウム合金が挙げられる。これらの中でも、難燃性の観点でカルシウムを添加した難燃性マグネシウム合金が好ましい。マグネシウム合金は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。 Examples of magnesium alloys as an example of the constituent materials of the back plate include various magnesium alloys to which aluminum, zinc, calcium, rare earth elements and the like are added. Among these, a flame-retardant magnesium alloy to which calcium is added is preferable from the viewpoint of flame retardancy. One type of magnesium alloy may be used alone, or two or more types may be used in combination.
バックプレートの構成素材の一例であるチタン合金としては、アルミニウム、パラジウム、コバルト、クロム、ニッケル、ルテニウム、タンタル、バナジウム、炭素などを添加した各種チタン合金が挙げられる。チタン合金は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。 Examples of the titanium alloy as an example of the constituent material of the back plate include various titanium alloys to which aluminum, palladium, cobalt, chromium, nickel, ruthenium, tantalum, vanadium, carbon and the like are added. One type of titanium alloy may be used alone, or two or more types may be used in combination.
バックプレートの厚みは３〜１２ｍｍであることが好ましく、４〜１０ｍｍであることがより好ましく、４〜９ｍｍであることが更に好ましい。バックプレートの厚みを３ｍｍ以上とすることで、バックプレートの強度、剛性を確保することができ、１２ｍｍ以下とすることで、ディスクブレーキパッドの重量増加を抑制することができ、またディスクブレーキパッドを収納するディスクブレーキの大型化を避けることでディスクブレーキ装置全体の重量増加を抑制することができる。 The thickness of the back plate is preferably 3 to 12 mm, more preferably 4 to 10 mm, and even more preferably 4 to 9 mm. By setting the thickness of the back plate to 3 mm or more, the strength and rigidity of the back plate can be ensured, and by setting it to 12 mm or less, the weight increase of the disc brake pad can be suppressed, and the disc brake pad can be used. By avoiding an increase in the size of the disc brake to be stored, it is possible to suppress an increase in the weight of the entire disc brake device.
［キャリパピストン］
図１の実施形態では、キャリパピストン４が、１対のディスクブレーキパッド２、３の内、車軸側のディスクブレーキパッド２側に存在する形態を説明したが、他の実施形態として、図５に示すように、キャリパピストン４が、１対のディスクブレーキパッド２、３の双方に存在する形態とすることもできる。
すなわち、本発明のディスクブレーキは、ブレーキディスク１の車軸側にのみキャリパピストン４を有する浮動型のディスクブレーキ、及び、ブレーキディスク１の両側に１対以上のキャリパピストン４を有する対向型のディスクブレーキのどちらの形態でもよい。[Caliper piston]
In the embodiment of FIG. 1, the caliper piston 4 exists on the disc brake pad 2 side on the axle side of the pair of disc brake pads 2 and 3, but as another embodiment, FIG. 5 shows. As shown, the caliper piston 4 may be present on both of the pair of disc brake pads 2 and 3.
That is, the disc brake of the present invention is a floating disc brake having caliper pistons 4 only on the axle side of the brake disc 1, and an opposed disc brake having one or more pairs of caliper pistons 4 on both sides of the brake disc 1. Either form may be used.
キャリパピストン４は、キャリパピストン４のバックプレート１２側の端部面積（図７に「Ｓ２」として示す）が、キャリパピストン４の受圧面積（図６に「Ｓ１」として示す）の４０％以上である。ここで、受圧面積とは、キャリパピストン４が、図１に示す液圧室Ｐ１の作動液から圧力を受ける面積を意味する。なお、キャリパピストン４のバックプレート側の端部の形状は特に限定されないが、例えば、中央部に円形の開口部を有する輪環形状を有することができる。
Ｓ２は、Ｓ１の４０％以上かつ８０％以下であることが好ましく、４５％以上７５％以下であることがより好ましく、４５％以上７０％以下であることが更に好ましい。
（Ｓ２／Ｓ１）×１００≧４０％とすることで、キャリパピストン４とバックプレート１２との接触面積を大きく確保し、その部分に発生する応力、すなわち面積当たりの荷重を減少させ、バックプレート１２の破損の原因となる応力集中を緩和することができる。
（Ｓ２／Ｓ１）×１００≦８０％とすることで、キャリパピストン４の中心部直下（Ｄ）の摩擦面の応力と、キャリパピストンの受圧面積（Ｓ１）の外部（図２の「Ｅ」）の摩擦面の応力との差を低減することができ、キャリパピストン４の中心部直下（Ｄ）で摩擦材２が偏摩耗するのを防ぐことができる。In the caliper piston 4, the end area of the caliper piston 4 on the back plate 12 side (indicated as "S 2 " in FIG. 7) is 40% of the pressure receiving area of the caliper piston 4 (indicated as "S 1 " in FIG. 6). That is all. Here, the pressure receiving area means the area where the caliper piston 4 receives pressure from the hydraulic fluid in the hydraulic chamber P1 shown in FIG. The shape of the end portion of the caliper piston 4 on the back plate side is not particularly limited, but for example, it may have an annular shape having a circular opening in the central portion.
S 2 is preferably 40% or more and 80% or less of S 1 , more preferably 45% or more and 75% or less, and further preferably 45% or more and 70% or less.
By setting (S 2 / S 1 ) × 100 ≧ 40%, a large contact area between the caliper piston 4 and the back plate 12 is secured, the stress generated in that portion, that is, the load per area is reduced, and the back The stress concentration that causes the plate 12 to break can be relaxed.
By setting (S 2 / S 1 ) × 100 ≦ 80%, the stress of the friction surface directly below the center of the caliper piston 4 (D) and the outside of the pressure receiving area (S 1 ) of the caliper piston (S 1 ) (“S 1 ” in FIG. 2). It is possible to reduce the difference from the stress of the friction surface of E "), and it is possible to prevent the friction material 2 from being unevenly worn just below the center portion (D) of the caliper piston 4.
キャリパピストン４の構成素材は特に限定されず、例えば、鋳鉄、鋼、アルミ素材、チタン合金、マグネシウム合金等の金属；繊維強化樹脂等の有機材料；セラミックスなどを用いることができる。これらの中でも、軽量化の観点からアルミ素材、チタン合金、マグネシウム合金、繊維強化樹脂を用いることが好ましい。これらの構成素材は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
なお、図１の実施形態では、ブレーキパッド１枚に対して、１個のキャリパピストンを押圧する形態を説明したが、ブレーキパッド１枚に対して、２個以上のキャリパピストンで押圧する形態であってもよい。ブレーキパッド１枚に対して、２個以上のキャリパピストンで押圧する場合、少なくとも１個のキャリパピストンが、上記の端部面積を充足するものであればよく、すべてのキャリパピストンが、上記の端部面積を充足するものであることが好ましい。The constituent material of the caliper piston 4 is not particularly limited, and for example, cast iron, steel, aluminum material, metal such as titanium alloy and magnesium alloy; organic material such as fiber reinforced resin; ceramics and the like can be used. Among these, it is preferable to use an aluminum material, a titanium alloy, a magnesium alloy, or a fiber reinforced resin from the viewpoint of weight reduction. One of these constituent materials may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
In the embodiment of FIG. 1, one caliper piston is pressed against one brake pad, but two or more caliper pistons are pressed against one brake pad. There may be. When pressing with two or more caliper pistons against one brake pad, it is sufficient that at least one caliper piston satisfies the above-mentioned end area, and all caliper pistons have the above-mentioned end. It is preferable that the part area is satisfied.
［シム］
図８に示すように、ディスクブレーキは、バックプレート１２の摩擦材１０面側にシム（緩衝材）１５を装着してもよい。[Sim]
As shown in FIG. 8, the disc brake may have a shim (cushioning material) 15 mounted on the friction material 10 surface side of the back plate 12.
以下、本発明を実施例１−１〜１−７、比較例２−１〜２−４、参考例３−１〜３−２を用いて具体的に説明する。ただし本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples 1-1 to 1-7, Comparative Examples 2-1 to 2-4, and Reference Examples 3-1 to 3-2. However, the present invention is not limited to these examples.
下記素材からなるバックプレートを用い、ディスクブレーキパッドを作製した。バックプレートは厚み６ｍｍで作製した。なお、摩擦材組成物は一般的なNon asbestos organic材である日立化成（株）製ＨＰ６３Ｈを用いた。摩擦材組成物を成形プレス（王子機械（株）製）で予備成形し、得られた予備成形物を成形温度１４５℃、成形圧力３０ＭＰａの条件で５分間成形プレス（三起精工（株）製）を用いて接着剤を塗布したバックプレートと共に加熱加圧成形し、得られた成形品を２００℃で４．５時間熱処理し、ロータリー研磨機を用いて研磨し、５００℃のスコーチ処理を行って、ディスクブレーキパッド（摩擦材の厚さ１１ｍｍ、Ｓ２＝５２ｃｍ２）を得た。A disc brake pad was manufactured using a back plate made of the following materials. The back plate was made with a thickness of 6 mm. As the friction material composition, HP63H manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., which is a general non asbestos organic material, was used. The friction material composition is premolded with a molding press (manufactured by Oji Machinery Co., Ltd.), and the obtained premolded product is molded with a molding press (manufactured by Sanki Seiko Co., Ltd.) for 5 minutes under the conditions of a molding temperature of 145 ° C. and a molding pressure of 30 MPa. ) Is heat-press molded together with a back plate coated with an adhesive, the obtained molded product is heat-treated at 200 ° C. for 4.5 hours, polished using a rotary polishing machine, and scorch-treated at 500 ° C. A disc brake pad (thickness of friction material 11 mm, S 2 = 52 cm 2 ) was obtained.
素材１ アルミニウム合金（ＡＤＣ１２） 引張弾性率６０ＧＰａ
素材２ アルミニウム炭化ケイ素複合材料 引張弾性率１５０ＧＰａ
素材３ ガラス繊維強化フェノール樹脂 引張弾性率１５ＧＰａ
素材４ 炭素繊維強化フェノール樹脂 引張弾性率３０ＧＰａ
素材５ 鋼板（ＳＡＰＨ４００） 引張弾性率２００ＧＰａ
上記素材の引張弾性率のうち、素材１、２及び５は、ＪＩＳ Ｚ ２２４１、素材３及び４は、ＪＩＳ Ｋ ７１６４に準拠して測定した。Material 1 Aluminum alloy (ADC12) Tension elastic modulus 60 GPa
Material 2 Aluminum Silicon Carbide Composite Material Tension Elastic Modulus 150 GPa
Material 3 Glass fiber reinforced phenolic resin Tension elastic modulus 15 GPa
Material 4 Carbon fiber reinforced phenol resin Tensile elastic modulus 30 GPa
Material 5 Steel plate (SAPH400) Tension elastic modulus 200 GPa
Of the tensile elastic moduli of the above materials, materials 1, 2 and 5 were measured in accordance with JIS Z 2241, and materials 3 and 4 were measured in accordance with JIS K 7164.
このディスクブレーキパッドを表１に示す仕様のキャリパピストン（材質：ガラス繊維強化樹脂）と組合せ、以下により評価した。なお、実施例及び比較例においては、外径５７ｍｍのキャリパピストンを用い、車軸側ディスクブレーキパッド１枚当たり１個のキャリパピストンで押圧した。 This disc brake pad was combined with a caliper piston (material: glass fiber reinforced resin) having the specifications shown in Table 1 and evaluated as follows. In the examples and comparative examples, a caliper piston having an outer diameter of 57 mm was used, and one caliper piston was used for each axle-side disc brake pad.
（１）バックプレートへの最大応力
ディスクブレーキパッドをブレーキディスクに対して、キャリパピストンで、４０ｋＮで押圧し、キャリパピストンとバックプレートの間に感圧紙（富士フイルム（株）製）を挟み、バックプレートへの最大応力を測定した。表１に「プレート最大応力」として示す。(1) Maximum stress on the back plate The disc brake pad is pressed against the brake disc with a caliper piston at 40 kN, and a pressure-sensitive paper (manufactured by FUJIFILM Corporation) is sandwiched between the caliper piston and the back plate to back the brake disc. The maximum stress on the plate was measured. Table 1 shows the "maximum plate stress".
（２）応力分布
ディスクブレーキパッドをブレーキディスクに対して、キャリパピストンで４０ｋＮで押圧し、摩擦面に感圧紙（富士フイルム（株）製）を挟み摩擦面の応力分布を測定した。表１に「摩擦面の応力差」として示す。(2) Stress distribution The disc brake pad was pressed against the brake disc with a caliper piston at 40 kN, and a pressure sensitive paper (manufactured by FUJIFILM Corporation) was sandwiched between the friction surfaces to measure the stress distribution on the friction surface. Table 1 shows the "stress difference on the friction surface".
（３）偏摩耗量・耐久性
ディスクブレーキパッドを自動車技術会規格ＪＡＳＯ Ｃ４０６に基づき測定し、摩擦材の摩耗量の最大値と最小値の差を偏摩耗量として評価した。バックプレートの破損、０．５ｍｍを超える変形及びクラックの発生が何れも無いものを「Ａ」、バックプレートの破損が無いが、０．５ｍｍ以上の変形または、クラックが発生したものを「Ｂ」として耐久性を評価した。上記評価はダイナモメータを用い、イナーシャ７ｋｇｆ・ｍ・ｓ２で評価を行った。また、ベンチレーテッドブレーキディスク（（株）キリウ製、材質ＦＣ１９０）、一般的なピンスライド式のコレットタイプのキャリパ（シリンダ面積２５ｃｍ２）を用いて実施した。(3) Uneven wear amount / durability The disc brake pads were measured based on the Japanese Automotive Standards Organization JASO C406, and the difference between the maximum and minimum values of the friction material wear was evaluated as the uneven wear amount. "A" indicates that the back plate is not damaged, deformed by more than 0.5 mm, or cracks occur, and "B" indicates that the back plate is not damaged but deformed by 0.5 mm or more or cracks occur. The durability was evaluated as. The above evaluation was performed with an inertia of 7 kgf · m · s 2 using a dynamometer. In addition, a ventilated brake disc (manufactured by Kiriu Co., Ltd., material FC190) and a general pin slide type collet type caliper (cylinder area 25 cm 2 ) were used.
実施例と比較例の試験結果が示すように、引張弾性率が鋼板に劣る軽量素材においても、キャリパピストンのバックプレート側の端部面積をキャリパピストンの受圧面積の４０％以上とすることで、バックプレートのキャリパピストン４の押圧部直下（図２の「Ｃ」）での応力集中を緩和することができ、使用過程におけるバックプレートの破損及び変形を抑制することができる。
また、実施例１−１〜１−３と、実施例１−７の試験結果が示すように、キャリパピストンのバックプレート側の端部面積をキャリパピストンの受圧面積の４０％〜８０％とすることで、キャリパピストン４の中心部直下（Ｄ）の摩擦面の応力と、キャリパピストンの受圧面積（Ｓ1）の外部（図２の「Ｅ」）の摩擦面の応力との差（表１中「摩擦面の応力差」）を低減することができ、偏摩耗の程度を抑制することができる。
なお、参考例１〜２で用いた鋼板製バックプレートの質量は２５０ｇであるが、実施例及び比較例で用いた引張弾性率が１５０ＧＰａ以下の素材からなるバックプレートの質量は６０〜１００ｇである。したがって、引張弾性率が１５０ＧＰａ以下の素材からなるバックプレートを使用したディスクブレーキパッドを用いることで、１つのディスクブレーキパッドあたり、１５０〜１９０ｇの質量の低減を図ることができる。As shown by the test results of Examples and Comparative Examples, even in a lightweight material having a tensile elastic modulus inferior to that of a steel plate, the end area of the caliper piston on the back plate side is set to 40% or more of the pressure receiving area of the caliper piston. It is possible to relax the stress concentration just below the pressing portion of the caliper piston 4 of the back plate (“C” in FIG. 2), and it is possible to suppress damage and deformation of the back plate during the use process.
Further, as shown by the test results of Examples 1-1 to 1-3 and Example 1-7, the end area of the caliper piston on the back plate side is set to 40% to 80% of the pressure receiving area of the caliper piston. As a result, the difference between the stress on the friction surface directly below the center of the caliper piston 4 (D) and the stress on the friction surface outside the pressure receiving area (S 1 ) of the caliper piston (“E” in FIG. 2) (Table 1). Medium "stress difference on friction surface") can be reduced, and the degree of uneven wear can be suppressed.
The mass of the steel plate back plate used in Reference Examples 1 and 2 is 250 g, but the mass of the back plate made of a material having a tensile elastic modulus of 150 GPa or less used in Examples and Comparative Examples is 60 to 100 g. .. Therefore, by using a disc brake pad using a back plate made of a material having a tensile elastic modulus of 150 GPa or less, it is possible to reduce the mass of 150 to 190 g per disc brake pad.
本発明のディスクブレーキパッドは、引張弾性率の低い素材をバックプレートに用いた場合であっても実用上問題のない剛性及び耐久性を備え、かつ軽量であることから、二輪車又は四輪自動車の制動に用いられているディスクブレーキパッドとして好適なものである。 The disc brake pad of the present invention has rigidity and durability that do not cause any problem in practical use even when a material having a low tensile elastic modulus is used for the back plate, and is lightweight. Therefore, it is suitable for motorcycles or four-wheeled vehicles. It is suitable as a disc brake pad used for braking.
１ ブレーキディスク
２ ディスクブレーキパッド（インナパッド）
３ ディスクブレーキパッド（アウタパッド）
４ キャリパピストン
５ シリンダ機構
６ キャリパ
７ シリンダ部
８ リアクション部
９ 連結部
１０、１１ 摩擦材
１２、１３ バックプレート
１４ シール機構
１５ シム1 Brake disc 2 Disc brake pad (inner pad)
3 Disc brake pads (outer pads)
4 Caliper piston 5 Cylinder mechanism 6 Caliper 7 Cylinder part 8 Reaction part 9 Connecting part 10, 11 Friction material 12, 13 Back plate 14 Seal mechanism 15 Shim
Claims (4)
制動時に前記ディスクブレーキパッドをブレーキディスクに向かって押圧するキャリパピストンを有し、
前記バックプレートの構成素材として引張弾性率が１５０ＧＰａ以下の素材を含み、
前記キャリパピストンのバックプレート側の端部面積が、キャリパピストンの受圧面積の４０％以上である、ディスクブレーキ。Disc brake pads with friction material and back plate,
It has a caliper piston that presses the disc brake pad toward the brake disc during braking.
The back plate contains a material having a tensile elastic modulus of 150 GPa or less as a constituent material of the back plate.
A disc brake in which the area of the end portion of the caliper piston on the back plate side is 40% or more of the pressure receiving area of the caliper piston.
制動時に前記ディスクブレーキパッドをブレーキディスクに向かって押圧するキャリパピストンを有し、
前記バックプレートの構成素材として繊維強化樹脂、アルミニウム合金、セラミック粒子分散アルミニウム合金複合材、チタン合金、及びマグネシウム合金からなる群から選択される少なくとも一つを含み、
前記キャリパピストンのバックプレート側の端部面積が、キャリパピストンの受圧面積の４０％以上である、ディスクブレーキ。Disc brake pads with friction material and back plate,
It has a caliper piston that presses the disc brake pad toward the brake disc during braking.
As a constituent material of the back plate, at least one selected from the group consisting of a fiber reinforced resin, an aluminum alloy, a ceramic particle-dispersed aluminum alloy composite material, a titanium alloy, and a magnesium alloy is included.
A disc brake in which the area of the end portion of the caliper piston on the back plate side is 40% or more of the pressure receiving area of the caliper piston.
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