专利名称：制动装置及摩擦材料的制造方法
技术领域：
本发明 涉及一种制动装置及摩擦材料的制造方法，特别涉及具备具有摩擦面的一对摩擦材料的制动装置及用于该制动装置的摩擦材料的制造方法。
背景技术：
由现有的汽车用制动衬块及制动盘构成的制动装置是一种相对较硬部件和较软构件的组合。因此，现有的制动装置存在制动效果差、某一侧容易磨损的问题。例如，在对由柔软树脂类成分构成的非钢衬块和更硬的铸铁制动盘进行组合、通过粘附摩擦产生摩擦力的制动装置中，存在制动效果差的问题。另外，在对由硬钢纤维构成的低钢衬块和更柔软的铸铁制动盘进行组合、通过磨削摩擦产生摩擦力的制动装置中，存在制动盘磨损多的问题。于是，例如在专利文献1中公开了由如下方式制造的制动衬块、制动盘及由该衬块构成的制动器，即为提高耐磨性，通过在作为复合碳纤维的C/C复合母材的表面，将至少由碳化硅和金属硅构成且耐磨性优良的复合材料以规定比例配置而形成。专利文献专利文献1 JP特开2002-257168号公报
发明内容
如上所述，在将硬质材料同时配置于制动衬块及制动盘双方的制动装置中，具有制动衬块及制动盘双方均磨损很少的优点。但是，如上所述，在将硬质材料同时配置于制动衬块及制动盘双方的制动装置中，制动衬块与制动盘之间的摩擦力(摩擦系数)却未必大。本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种制动装置及摩擦材料的制造方法，可以在不牺牲耐磨损性的同时获得更大的摩擦力。本发明的制动装置具备第一摩擦材料，在第一摩擦面上具有第一硬质构件；和第二摩擦材料，在相对第一摩擦面进行移动的第二摩擦面上具有第二硬质构件；第一硬质构件及第二硬质构件中的任一方包括沿着第二摩擦面相对第一摩擦面进行移动的移动方向形成的槽部；第一硬质构件及第二硬质构件中的另一方包括与槽部抵接的凸部。根据上述结构，制动装置具备第一摩擦材料，在第一摩擦面上具有第一硬质构件；和第二摩擦材料，在相对第一摩擦面进行移动的第二摩擦面上具有第二硬质构件；其中，第一硬质构件及第二硬质构件中的任一方包括沿着第二摩擦面相对第一摩擦面进行移动的移动方向形成的槽部；第一硬质构件及第二硬质构件中的另一方包括与槽部抵接的凸部。因此，具有硬质构件的摩擦面之间的实际接触面积增大，可以在不牺牲耐磨损性的同时获得更大的摩擦力。在这种情况下，优选为作用于槽部与凸部的抵接部位的力中，包括与第二摩擦面相对第一摩擦面进行移动的移动方向垂直、且与第一摩擦面及第二摩擦面中的任一方平行的方向上的分力。根据这种结构，作用于槽部与凸部的抵接部位的力中，包括与第二摩擦面相对第一摩擦面进行移动的移动方向垂直、且与第一摩擦面及第二摩擦面中的任一方平行的方向上的分力，因此，通过和与第二摩擦面相对第一摩擦面进行移动的移动方向垂直、且与第一摩擦面及第二摩擦面中的任一方垂直的方向上的分力(第一摩擦材料和第二摩擦材料相互按压的力)的合力，作用于槽部和凸部的抵接部位的单位面积上的力与以往的平坦摩擦面相同，抵接部位的面积增大，由此可以获得更大的摩擦力。 而且，优选为第一硬质构件及第二硬质构件中的任一方包括多个槽部；第一硬质构件及第二硬质构件中的另一方包括分别与多个槽部抵接的凸部。根据上述结构，第一硬质构件及第二硬质构件中的任一方包括多个槽部；第一硬质构件及第二硬质构件中的另一方包括分别与多个槽部抵接的凸部，因此，可以通过多个槽部和凸部获得更高的摩擦力。而且，优选为在与第二摩擦面相对第一摩擦面进行移动的移动方向垂直的截面处的截面视图中，槽部及凸部呈相互抵接的波状。根据上述结构，在与第二摩擦面相对第一摩擦面进行移动的移动方向垂直的截面处的截面视图中，槽部及凸部呈相互抵接的波状，因此，摩擦面之间的实际接触面积增大， 可以获得更高的摩擦力。在这种情况下，优选为在与第二摩擦面相对第一摩擦面进行移动的移动方向垂直的截面处的截面视图中，槽部及凸部呈振幅彼此不同的波状。根据上述结构，在与第二摩擦面相对第一摩擦面进行移动的移动方向垂直的截面处的截面视图中，槽部及凸部呈振幅彼此不同的波状，因此，限定了槽部与凸部抵接的部位。由此，使摩擦面之间的实际接触面积变得稳定，可以获得稳定摩擦力。而且，优选为凸部包括球体及球体的一部分。根据上述结构，由于凸部包括球体及球体的一部分，所以限定了槽部与凸部的抵接部位。因此，使摩擦面之间的实际接触面积变得稳定，可以获得稳定的摩擦力。在这种情况下，优选为在与第二摩擦面相对第一摩擦面进行移动的移动方向垂直的截面处的截面视图中，槽部呈与凸部的球体在两点进行抵接的V字形。根据上述结构，在与第二摩擦面相对第一摩擦面进行移动的移动方向垂直的截面处的截面视图中，槽部呈与凸部的球体在两点进行抵接的V字形，因此，进一步限定了槽部与凸部的抵接部位。由此，使摩擦面之间的实际接触面积变得更加稳定，可以获得更稳定的摩擦力。而且，可以设置成第二摩擦材料旋转，由此第二摩擦面相对第一摩擦面进行移动。根据上述结构，例如，可以将第一摩擦材料适用于制动衬块，将第二摩擦材料适用于制动盘或制动鼓，将本发明的制动装置适用于汽车。而且，优选为第一硬质构件及第二硬质构件中的至少一方包括用于将进入到槽部与凹部之间的异物排出的异物去除部。根据上述结构，第一硬质构件及第二硬质构件中的至少一方包括用于将进入到槽部与凹部之间的异物排出的异物去除部，因此，即使长时间使用，也可以将进入到槽部与凹部之间的异物排出，从而可以获得稳定的摩擦力。而且，优选为第一硬质构件及第二硬质构件由具有在第二摩擦面相对第一摩擦面进行移动时不会磨损的硬度的材质或莫氏硬度为9以上的材质构成。根据上述结构，第一硬质构件及第二硬质构件由具有在第二摩擦面相对第一摩擦面进行移动时不会磨损的硬度的材质或莫氏硬度为9以上的材质构成，因此可以提高摩擦材料的耐磨损性。在这种情况下，优选为第一硬质构件及第二硬质构件由同种材质或莫氏硬度相同的材质构成。根据上述结构，第一硬质构件及第二硬质构件由同种材质或莫氏硬度相同的材质构成，因此彼此不易磨损，可以提高摩擦材料的耐磨损性。
另一方面，本发明的摩擦材料的制造方法，用于制造制动用摩擦材料中的第一摩擦材料，制动用摩擦材料具备第一摩擦材料，在第一摩擦面上具有第一硬质构件；和第二摩擦材料，在相对第一摩擦面进行移动的第二摩擦面上具有第二硬质构件；第二硬质构件包括沿着第二摩擦面相对第一摩擦面进行移动的移动方向形成的槽部；第一硬质构件包括与槽部抵接的凸部；上述摩擦材料的制造方法包括将球状的硬质构件以沿着第二摩擦面相对第一摩擦面进行移动的移动方向成列的方式配置在第一摩擦面上的工序；和将硬质构件固定于第一摩擦面的工序。根据上述摩擦材料的制造方法，用于制造制动用摩擦材料中的第一摩擦材料，上述制动用摩擦材料具备第一摩擦材料，在第一摩擦面上具有第一硬质构件；和第二摩擦材料，在相对第一摩擦面进行移动的第二摩擦面上具有第二硬质构件；第二硬质构件包括沿着第二摩擦面相对第一摩擦面进行移动的移动方向形成的槽部；第一硬质构件包括与槽部抵接的凸部；其中，上述摩擦材料的制造方法包括将球状的硬质构件以沿着第二摩擦面相对第一摩擦面进行移动的移动方向成列的方式配置在第一摩擦面上的工序；和将硬质构件固定于第一摩擦面的工序。因此，可以比较容易地以低成本制造出所需的摩擦材料。而且，本发明的摩擦材料的制造方法，用于制造制动用摩擦材料中的第二摩擦材料，上述制动用摩擦材料具备第一摩擦材料，在第一摩擦面上具有第一硬质构件；和第二摩擦材料，在相对第一摩擦面进行移动的第二摩擦面上具有第二硬质构件；第二硬质构件包括沿着第二摩擦面相对第一摩擦面进行移动的移动方向形成的槽部；第一硬质构件包括与槽部抵接的凸部；其中，上述摩擦材料的制造方法包括将能够对第二硬质构件进行磨削的磨削构件代替第一摩擦材料的凸部并配置在与第一摩擦材料的凸部的位置相同的位置上的工序；和沿着第二摩擦面相对第一摩擦面进行移动的移动方向使第二摩擦面相对第一摩擦面进行移动并以磨削构件对第二硬质构件进行磨削的工序。根据上述摩擦材料的制造方法，用于制造制动用摩擦材料中的第二摩擦材料，上述制动用摩擦材料具备第一摩擦材料，在第一摩擦面上具有第一硬质构件；和第二摩擦材料，在相对第一摩擦面进行移动的第二摩擦面上具有第二硬质构件；第二硬质构件包括沿着第二摩擦面相对第一摩擦面进行移动的移动方向形成的槽部；第一硬质构件包括与槽部抵接的凸部；其中，上述摩擦材料的制造方法包括将能够对第二硬质构件进行磨削的磨削构件代替第一摩擦材料的凸部并配置在与第一摩擦材料的凸部的位置相同的位置上的工序；和沿着第二摩擦面相对第一摩擦面进行移动的移动方向使第二摩擦面相对第一摩擦面进行移动并以磨削构件对第二硬质构件进行磨削的工序。因此，能够在以更高精度对应第一摩擦材料的凸部的状态下制造出第二摩擦材料的槽部。
发明效果根据本发明的制动装置，可以在不牺牲耐磨损性的同时获得大的摩擦力；根据本发明的摩擦材料的制造方法，可以在不牺牲耐磨损性的同时获得更大的摩擦力。
图1是表示第一实施方式涉及的制动衬块与制动盘的立体图。图2是表示第一实施方式涉及的制动衬块与制动盘中的沿着图1的A-A线的截面图。图3中的⑴是表示作用于现有制动盘的摩擦面的力的截面图，⑴是表示作用于本实施方式的制动盘的摩擦面的力的截面图。图4是表示第二实施方式涉及的制动衬块与制动盘中的沿着图1的A-A线的截面图。
图5是表示第三实施方式涉及的制动衬块与制动盘中的沿着图1的A-A线的截面图。图6是表示第四实施方式涉及的制动衬块与制动盘的立体图。图7是表示第五实施方式涉及的制动衬块与制动盘中的沿着图1的A-A线的截面图。图8是图7的放大图。图9的⑴、⑴是表示第五实施方式的制动衬块的制造工序的图。图10是表示施加于现有制动衬块及制动盘上的力的立体图。图11是表示施加于现有制动衬块上的力的图。图12是表示施加于现有制动衬块上的力的图。图13是表示施加于第一实施方式的制动衬块及制动盘上的力的立体图。图14是表示施加于第一实施方式的制动衬块上的力的图。图15是表示第六实施方式涉及的制动衬块与制动盘的立体图。图16是表示第七实施方式涉及的制动衬块与制动盘的立体图。图17是表示第八实施方式的制动衬块的制造工序的立体图。图18是表示第八实施方式的制动衬块的制造工序的立体图。图19是表示第八实施方式的制动衬块的制造工序的立体图。图20是表示第八实施方式的制动衬块的摩擦面的立体图。图21是表示第九实施方式涉及的制动盘的制造工序的流程图。图22是表示第九实施方式涉及的磨具的立体图。图23是表示第十实施方式涉及的制动盘的制造工序的流程图。图24是表示第十一方式涉及的制动衬块与制动鼓的立体图。标号说明10制动衬块20制动盘IOOa IOOh制动衬块101波状摩擦面
102硬质颗粒103硬质层104平坦摩擦面105R 部106孔 部107顶部108a、108b 刮板109基体110槽部111树脂112硬质颗粒200a 200g 制动盘201波状摩擦面203硬质层204平坦摩擦面205R 部300润滑材料400磨具500a、500b、500c 制动钳501反力支承部502浮动支承部600夹具700磨具800制动鼓
具体实施例方式以下，参照附图对本发明实施方式涉及的制动装置及摩擦材料的制造方法进行说明。在本发明的第一实施方式中，将本发明涉及的制动装置适用于汽车的盘式制动器。如图1所示，盘式制动器通过将两个制动制动衬块IOOa按压于旋转的制动盘200a上来产生摩擦力。如图2所示，在垂直于制动盘200a的旋转方向的面处的截面视图(沿着图 1的A-A线的截面图)中，制动衬块IOOa具有波状摩擦面101。制动盘200a具有与制动衬块IOOa的波状摩擦面101对应的波状摩擦面201。因此，如图1所示，制动盘200a形成在两面上以同心圆设有波状槽的形状。另外，波状摩擦面101、201在垂直于制动盘200a的旋转方向的面处的截面视图中可以设成正弦波及锯齿状波中的任意形状。在制动衬块IOOa的波状摩擦面101中，埋入由Si3N4、Al203、&02等的陶瓷构成的硬质颗粒102。硬质颗粒100的直径为0. Imm 数mm。而且，制动盘200a的波状摩擦面201 的表层部具有通过利用喷镀等进行的渗氮处理或粘接等而形成的硬质层203。波状摩擦面 101,201的波长及振幅为一个以上硬质颗粒102可进入程度的大小，为0. Imm 5mm。制动衬块IOOa的硬质颗粒102及制动盘200a的硬质层203优选具有制动时不会磨损的硬度或莫氏硬度在9以上。而且，制动衬块IOOa的硬质颗粒102及制动盘200a的硬质层203优选由同种材质或莫氏硬度相同的材质构成。以下对本实施方式的制动装置的作用效果进行说明。一般地讲，对于硬度差小的硬质构件之间的干燥摩擦现象而言，粘附摩擦和因衰减而引起的热变换这两类影响较大。 另外，上述的磨削摩擦基于的是其中一方较硬的摩擦材料磨削另一方较柔软的磨削材料的原理，在硬度差小的硬质构件之间的干燥摩擦现象中的影响小。粘附摩擦是由作用于硬质构件彼此之间的物质间的引力、例如分子间力引起的。 粘附摩擦所产生的摩擦力较大程度地取决于(1)取决于物质本身的晶体结构等的分子间力的大小、(2)物质(例如分子)间的距离(距离越近摩擦力越大)以及(3)硬质构件之间的实际接触面积。对于(3)的实际接触面积，在硬质构件彼此之间物质(例如分子)间的距离接近的部分多则意味着实际接触面积大，摩擦力变大。但是，在盘式制动器中，即使单纯地增大制动衬块的面积，若来自用于将制动衬块按压于制动盘上的活塞的力相同，则单位面积内的按压力(压力)减小，因而摩擦力也不会增大。因此，在本实施方式中，通过将制动衬块IOOa及制动盘200a的摩擦面分别设置成波状摩擦面101、201，即使来自活塞的力相同，也可以保持单位面积内的按压力不变地增大实际接触面积。 如图3 (X)所示，在现有类型的分别具有平坦摩擦面104、204的制动衬块10及制动盘20中，设每单位面积A内制动衬块20在摩擦面的垂直方向V上按压制动盘20的力为 F。另一方面，如图3(Y)所示，在本实施方式的制动衬块100a及制动盘200a中，单位面积A 的投影到波状摩擦面101、201上的面积为A/cosa。在这里，α是波状摩擦面101、201的法线与垂直方向V所成的角度。制动衬块IOOa整体在垂直方向V上按压制动盘200a的力(活塞的按压力)，若保持为制动衬块10整体在垂直方向V上按压制动盘20的力不变，则面积为A/cos α的部分的作用于垂直方向V上的分力与F相同。此时，在波状摩擦面101、201中，作用于与摩擦面平行的方向H上的分力在波状摩擦面101、201之间产生反力f而相平衡。因此，面积为A/ cos α的部分的实际垂直于波状摩擦面101、201的方向上的载荷为F与f的合力，变为F/ cos a 0在这种情况下，由于作用于面积A/cos α的力为F/cosa，所以每单位面积A的力为F，与现有类型的分别具有平坦摩擦面104、204的制动衬块10及制动盘20相同。因此， 在本实施方式的制动衬块IOOa及制动盘200a中，尽管每单位面积内的按压力不变，但是通过波状摩擦面101、201增大了实际接触面积，因而可以增大摩擦力。在本实施方式中，制动装置具有制动衬块100a，在波状摩擦面101上具有硬质颗粒102 ；和制动盘200a，在相对波状摩擦面101进行滑动的波状摩擦面201上具有硬质层 203 ；其中，波状摩擦面201成为沿着波状摩擦面101、201彼此之间的滑动方向形成槽部，波状摩擦面101成为与该槽部抵接的凸部。因此，具有硬质构件的摩擦面之间的实际接触面积变大，可以在不牺牲耐磨损性的同时获得更高的摩擦力。而且，在本实施方式中，波状摩擦面101、201彼此抵接的面积与现有的平坦摩擦面104、204相比增大；而且，作用于波状摩擦面101、201彼此的抵接部位的力中包含与波状摩擦面101、201平行的方向H上分力f，因而通过与垂直于波状摩擦面101、201的方向V上的分力F的合力，作用于波状摩擦面101、201彼此的抵接部位的单位面积上的力相同，可以
获得更高的摩擦力。而且，在本实施方式中，波状摩擦面101、201构成多个槽部及凸部并彼此相互抵接，因而可以获得更高的摩擦力。特别是，在本实施方式中，波状摩擦面101、201在垂直于波状摩擦面101、201彼此之间的滑动方向的截面处的截面视图中呈相互抵接的波状，因而摩擦面之间的实际接触面积增大，可以获得更高的摩擦力。而且，在本实施方式中，可以构成具有制动衬块IOOa及制动盘200a的汽车用制动装置。而且，在本实施方式中，由于硬质颗粒102及硬质层203由具有制动时不会磨损的硬度的材质或莫氏硬度为9以上的材质构成，因而可以提高摩擦材料的耐磨损性。而且，在本实施方式中，由于硬质颗粒102及硬质层203由同种材质或莫氏硬度相同的材质构成，因而彼此不易磨损，可以提高摩擦材料的耐磨损性。此外，将图3 (Y)所示的波状摩擦面101、201的深度设为0. 5mm 1. 5mm、将α设为60°，从而与图3(Χ)所示的平坦摩擦面104、204相比整体可以获得2倍的摩擦力。如图 4的第二实施方式的制动衬块IOOb及制动盘200b所示，在α =60°的情况下，单位面积 A内的按压力为F，摩擦系数μ与以往相同。在这种情况下，关于垂直于制动盘的旋转方向的长度L上的摩擦力，平坦摩擦面104、204中的摩擦力=yF/AXL= yFL/A，相对于此 ，波状摩擦面101、201中的摩擦力=yF/AXL/cos60° = 2 μ FL/A，可以获得2倍的摩擦力。另外，如图4所示，为了防止波状摩擦面101、201彼此咬入而不再分离，优选在波状摩擦面101、201的角部分别设置R部(圆角部)105、205。由于R部105、205的部分的摩擦力减小，因而优选将R部105、205的大小设置为所需的最小限度。具体而言，优选R部 105,205的曲率半径大于硬质颗粒102的半径。优选R部105、205的曲率半径在硬质颗粒 102的半径的1.5倍以上。以下，对本发明的第三实施方式进行说明。如图5所示，在本实施方式中，在制动衬块IOOc的平坦摩擦面104上配置球状的硬质颗粒112，该硬质颗粒112形成恰好可以进入到制动盘200c的波状摩擦面201的槽部中而与该槽部抵接的大小。球状的硬质颗粒112 沿着制动盘200c的波状摩擦面201的槽而排列配置。制动盘200c的波状摩擦面优选在垂直于制动盘200c的旋转方向的面处的截面视图中设置成锯齿状波的形状。与上述第一实施方式相同地，通过将波状摩擦面201的角度α设置成60°，与和具有平坦摩擦面204的制动盘20抵接时相比配置与现有平坦摩擦面104相同数量的硬质颗粒，可以获得2倍的摩擦力。在本实施方式中，配置于制动衬块IOOc的平坦摩擦面104上的各个硬质颗粒112 必定在两点上与制动盘200c的锯齿状波(V字形)的波状摩擦面201相接触。因此，整个制动衬块IOOc上，在硬质颗粒112的数量的2倍的点上稳定地与制动盘200c相接触。因此，可以使摩擦力稳定。特别是，在本实施方式中，在垂直于平坦摩擦面104与波状摩擦面201的滑动方向的截面处的截面视图中，制动盘200c的波状摩擦面201呈在两点与球状的硬质颗粒112抵接的V字形，因此进一步限定了硬质颗粒112与波状摩擦面201抵接的部位。因此，可以使摩擦面之间的实际接触面积更加稳定，可以获得更加稳定的摩擦力。
此外，在图6所示的第四实施方式的制动衬块IOOd及制动盘200d中，未将硬质颗粒112固定于制动衬块IOOd—侧。在本实施方式中，在制动衬块IOOd—侧具有尺寸比硬质颗粒112略大或略小的半球状或圆锥状的孔部106。硬质颗粒112被制动衬块IOOd的孔部106与制动盘200d的波状摩擦面201之间夹持。在本实施方式中，具有如下优点不必考虑硬质颗粒112向制动衬块IOOd固定或从制动衬块IOOd脱离的问题。以下，对本发明的第五实施方式进行说明。如图7所示，在本实施方式中，在垂直于波状摩擦面101、201彼此之间的滑动方向的截面处的截面视图中，制动衬块IOOe的波状摩擦面101及制动盘200e的波状摩擦面201呈彼此振幅不同的波状。即，在本实施方式中， 在制动衬块IOOe —侧和制动盘200e —侧，波状摩擦面101、201的凹凸形状稍微变化。制动衬块IOOe的波状摩擦面101的顶部107被设定为曲率比制动盘200e的波状摩擦面201 的槽部小。在波状摩擦面101、201的表层部上具有通过利用喷镀等进行的渗碳处理或粘接等形成的硬质层103、203。如图8所示，在垂直于波状摩擦面101、201彼此之间的滑动方向的截面处的截面视图中，波状摩擦面101、201彼此之间在每一对凹凸上以两处摩擦力产生部FI进行接触。 波状摩擦面101、201中的至少一方设成如下结构在弹性体的表面形成有具有至少一部分能够弹性变形程度的厚度的硬质层103、203。在波状摩擦面101、201之间夹设润滑材料 300。在制造上述的制动衬块IOOe时，如图9 (X)所示，在制动衬块IOOe上形成于制动盘200e的波状摩擦面201相同的波状摩擦面101。在波状摩擦面101上，通过利用喷镀进行的渗碳处理或粘接等方法以相等厚度设置硬质层103。接着，如图9(Y)所示，利用磨具 400对顶部107的硬质层103进行磨削，由此可以制造出具有凹凸形状与制动盘200e的波状摩擦面201不同的波状摩擦面101的制动衬块IOOe。在本实施方式中，在垂直于波状摩擦面101、201彼此之间的滑动方向的截面处的截面视图中，制动衬块IOOe的波状摩擦面101及制动盘200e的波状摩擦面201呈彼此振幅不同的波状。因此，进一步限定了波状摩擦面101、201彼此抵接的部位。由此，可以使波状摩擦面101、201彼此之间的实际接触面积变得稳定，可以获得稳定的摩擦力。而且，在本实施方式中，由于波状摩擦面101、201之间的距离稳定，因而可以获得稳定的摩擦力。而且， 本实施方式的制动衬块IOOe和制动盘200e还具有制造比较容易的优点。上述第一至第五实施方式的制动装置还可以起到如下的次要作用。如图10所示， 在现有的具有平坦摩擦面104、204的制动衬块10及制动盘20中，在制动时，由于制动力B 和制动钳的反力支承部上的反力f的作用，作用有要使制动衬块10向制动盘20的半径方向旋转的旋转力R。例如，无论是在如图11所示地在制动钳500a的反力支承部501有一处的情况下，还是在如图12所示地在制动钳500b的反力支承部501有两处的情况下，在制动衬块10上都同样地作用有旋转力R。该旋转力R是例如随汽车转弯时或受行驶履历影响的偏磨损等而变动的不稳定的力。因此，在制动钳500a、500b与制动衬块10之间，抑制制动衬块10旋转的部分的接触状态不稳定地变化。这样一来，若制动钳500a、500b与制动衬块10的接触状态变化，则为了降低振鸣(啸声squeal)而调整的共振频率变化，有可能产生振鸣。另一方面，如图13所示，在上述第一实施方式等中，由于制动衬块IOOa及制动盘200a具有磨损少的波状摩擦面101、201，因而在制动衬块IOOa上不会作用有现有制动衬块 10那样的旋转力R。因此，在上述第一实施方式等中，如图14所示，可以从制动钳500c废止反力支承部501，而设置在制动盘200a的半径方向上不对制动衬块IOOa进行限制的浮动支承部502。浮动支承部502中，为了防止制动衬块IOOa从制动钳500c脱落，形成与制动衬块 IOOa之间的间隙较大的凹部，但是通常使用时，制动衬块IOOa在制动盘200a的半径方向上移动而不会与浮动支承部502的凹部的侧面接触。即，浮动支承部502的凹部的侧面在通常使用时不起作用，仅在制动衬块IOOa脱落等异常情况下才发挥防止制动衬块IOOa脱落的作用。如上所述，在第一至第五实施方式的制动装置中，虽然浮动支承部502的载荷有时随着制动力B不同而变化，但是在制动钳500c与制动衬块IOOa之间消除了接触状态根据条件不同而大幅变化的部位，因而防止振鸣的性能不会从调整后的状态发生变化。结果， 在第一至第五实施方式的制动装置中，可以不易发生振鸣。以下，对本发明的第六及第七实施方式进行说明。当制动盘200a等的波状摩擦面 201上堵塞有粉尘等异物时，制动衬块IOOa等的波状摩擦面101触上异物。因此，导致实际接触面积减小及制动衬块IOOa与制动盘200a之间的距离扩大。结果，可能无法获得所需的制动力。因此，如图15所示，在本实施方式中，在制动衬块IOOf的滑动方向的端部上设有刮板108a，该刮板108a沿着波状摩擦面201的形状突出，其能够将附着于波状摩擦面201 上的异物从波状摩擦面201上剥离。在本实施方式中，通过设置刮板108a，在制动盘200f 旋转时，可以将堵塞于制动盘200f的波状摩擦面201的异物向制动盘200f的波状摩擦面 201的上方去除。而且，在图16所示的第七实施方式的制动衬块IOOg中，在制动衬块IOOg的滑动方向的端部上设有刮板108b，该刮板108b沿着波状摩擦面201的形状突出，其能够将堵塞于波状摩擦面201上的异物在与波状摩擦面平行的方向上拨分开。在本实施方式中，通过设置刮板108b，在制动盘200g旋转时，可以将堵塞于制动盘200g的波状摩擦面201的异物在与制动盘200g的波状摩擦面201平行的方向上拨分开并去除。根据上述第六及第七实施方式，由于制动衬块IOOfUOOg上具备用于排出进入到波状摩擦面101、201之间的异物的刮板108a、108b，所以即使长时间使用，也可以将进入到波状摩擦面101、201之间的异物排出，可以获得稳定的摩擦力。以下，对本发明的第八实施方式中的上述第三实施方式涉及的制动衬块IOOc的制造方法进行说明。如图17所示，首先，按照制动盘200c —侧的同心圆状的波状摩擦面 201，制作出制动盘200c —侧的波状摩擦面201的槽部成为槽部110的基体109。接着，如图18所示，在基体109的槽部110中排列配置硬质颗粒112。接着，如图19所示，在槽部 110中注入树脂(树脂类有机成分占50%以上的混合材料)。用于提高尺寸精度的夹具600 被按压在硬质颗粒112上而固化。实际上，在制动衬块IOOc的平坦摩擦面104中，硬质颗粒112以排列于曲率与制动盘200c —侧的波状摩擦面201的同心圆相同的圆弧上的方式配置。而且，在图19的工序中，控制夹具600与基体109之间的距离，将树脂111以半硬化状态压入，由此可以控制基体109与硬质颗粒112之间的距离。而且，控制夹具600与基体109之间的距离，将树脂 111以半硬化状态压入，由此可以控制树脂111的成为弹性体的部分的特性。根据本实施方式，将硬质颗粒112以沿着平坦摩擦面104与波状摩擦面201的滑动方向成列的方式配置在平坦摩擦面104上，并将硬质颗粒112固定于平坦摩擦面上，因此，可以以较低的成本制造出所需的摩擦材料。以下对本发明的第九实施方式中的上述第一至第七实施方式涉及的制动盘 200a 200g的制造方法示例进行说明。例如，若制动衬块IOOa —侧的波状摩擦面101的凹凸形状与制动盘200a—侧的波状摩擦面201的凹凸形状的偏差过大，则无法通过制动衬块IOOa及制动盘200a的弹性变形来应对上述偏差，有可能导致波状摩擦面101、201彼此之间的接触点减少、摩擦力不足。因此，在本实施方式中，以如下方法制造制动盘200a 200g。如图21所示，将除了制动衬块IOOa以外的制动钳500c、转向节、轮毂以及制动盘200a装配到汽车的悬架上 (Sll)。接着，将图22所示的与制动衬块IOOa的波状摩擦面101的形状一致的磨具700 装配到汽车悬架的制动衬块IOOa的部位上(SU)。磨具700具体而言是在制动衬块IOOa 的波状摩擦面101的表面上配置金刚石磨料等而形成的。接着，施加制动压力，磨具700被按压在制动盘200a上，使制动盘200a旋转，从而进行制动盘200a的最终磨削(SU)。取下磨具700，装配上正式的制动衬块100a(S14)。在装配完制动钳500c、转向节、轮毂及制动盘 200a的状态下出货(S15)。根据本实施方式，用能够对制动盘200a的波状摩擦面201进行磨削的磨具700代替制动衬块IOOa并配置在与制动衬块IOOa相同位置上，沿着波状摩擦面101、201的滑动方向使制动盘200a相对制动衬块IOOa滑动，以磨具700对制动盘200a进行磨削，因此，能够在以更高精度对应制动衬块IOOa的凸部的状态下制造出制动盘200a的波状摩擦面201 的槽部。而且，通过在汽车销售店使用磨具700，可以对顾客的汽车的制动盘200a的波状摩擦面201实施更新。作为第十实施方式的制动盘200a的制造方法，还可以列举出如下方法。如图23 所示，将安装有制动衬块IOOa的制动钳500c、转向节、枢毂以及制动盘200a装配到汽车悬架上(S21)。在这种情况下，在汽车销售店中，是已全部装配好制动钳500c、转向节、枢毂以及制动盘200a的状态。在制动盘200a的波状摩擦面201上涂布研磨剂(S2》。施加制动压力，制动衬块 IOOa被按压在制动盘200a上，使制动盘200a旋转，由此对制动盘200a进行磨削(S2!3)。冲洗研磨剂，或在行驶过程中进行数十次的制动动作以使研磨剂飞散而消除(SM)。在尚未将汽车交付销售店的情况下，在将安装有制动衬块IOOa的制动钳500c、转向节、枢毂以及制动盘200a装配到汽车悬架上的状态下出货。根据本实施方式，在将安装有制动衬块IOOa的制动钳500c、转向节、轮毂及制动盘200a装配到汽车悬架上的状态下进行最终磨削，由此可以消除波状摩擦面101、201彼此之间的凹凸的偏差。而且，通过在汽车销售店使用，可以对顾客汽车的制动制动盘200a的波状摩擦面201实施更新。以下，对本发明的第十一实施方式进行说明。本发明不仅可适用于上述第一至第十实施方式中说明的盘式制动器，还可适用于图M所示的鼓式制动器。在这种情况下，通过将制动衬块IOOh按压在制动鼓800上而产生制动力。制动衬块IOOh及制动鼓800，在沿着图M的A-A线的剖面视图中，可以形成图2至图8、图15及图16所示的形状。以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限于上述实施方式，可以进行各种变形。工业实用性本发明可以提供一种制动装置及摩擦材料的制造方法，可以在不牺牲耐磨损性的同时获得更大的摩擦力。
权利要求
1.一种制动装置，其具备第一摩擦材料，在第一摩擦面上具有第一硬质构件；和第二摩擦材料，在相对所述第一摩擦面进行移动的第二摩擦面上具有第二硬质构件；所述第一硬质构件及所述第二硬质构件中的任一方包括沿着所述第二摩擦面相对所述第一摩擦面进行移动的移动方向形成的槽部；所述第一硬质构件及所述第二硬质构件中的另一方包括与所述槽部抵接的凸部。
2.根据权利要求1所述的制动装置，其中，作用于所述槽部与所述凸部的抵接部位的力中，包括与所述第二摩擦面相对所述第一摩擦面进行移动的移动方向垂直、且与所述第一摩擦面及所述第二摩擦面中的任一方平行的方向上的分力。
3.根据权利要求1或2所述的制动装置，其中，所述第一硬质构件及所述第二硬质构件中的任一方包括多个所述槽部；所述第一硬质构件及所述第二硬质构件中的另一方包括分别与多个所述槽部抵接的凸部。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的制动装置，其中，在与所述第二摩擦面相对所述第一摩擦面进行移动的移动方向垂直的截面处的截面视图中，所述槽部及所述凸部呈相互抵接的波状。
5.根据权利要求4所述的制动装置，其中，在与所述第二摩擦面相对所述第一摩擦面进行移动的移动方向垂直的截面处的截面视图中，所述槽部及所述凸部呈振幅彼此不同的波状。
6.根据权利要求1 3中任一项所述的制动装置，其中，所述凸部包括球体及球体的一部分。
7.根据权利要求6所述的制动装置，其中，在与所述第二摩擦面相对所述第一摩擦面进行移动的移动方向垂直的截面处的截面视图中，所述槽部呈与所述凸部的球体在两点进行抵接的V字形。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的制动装置，其中，所述第二摩擦材料旋转，由此所述第二摩擦面相对所述第一摩擦面进行移动。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的制动装置，其中，所述第一硬质构件及所述第二硬质构件中的至少一方包括用于将进入到所述槽部与所述凹部之间的异物排出的异物去除部。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的制动装置，其中，所述第一硬质构件及所述第二硬质构件由具有在所述第二摩擦面相对所述第一摩擦面进行移动时不会磨损的硬度的材质或莫氏硬度为9以上的材质构成。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的制动装置，其中，所述第一硬质构件及所述第二硬质构件由同种材质或莫氏硬度相同的材质构成。
12.一种摩擦材料的制造方法，用于制造制动用摩擦材料中的第一摩擦材料，所述制动用摩擦材料具备所述第一摩擦材料，在第一摩擦面上具有第一硬质构件； 和第二摩擦材料，在相对所述第一摩擦面进行移动的第二摩擦面上具有第二硬质构件；所述第二硬质构件包括沿着所述第二摩擦面相对所述第一摩擦面进行移动的移动方向形成的槽部；所述第一硬质构件包括与所述槽部抵接的凸部；所述摩擦材料的制造方法包括将球状的硬质构件以沿着所述第二摩擦面相对所述第一摩擦面进行移动的移动方向成列的方式配置在所述第一摩擦面上的工序；和将所述硬质构件固定于所述第一摩擦面的工序。
13. —种摩擦材料的制造方法，用于制造制动用摩擦材料中的第二摩擦材料， 所述制动用摩擦材料具备第一摩擦材料，在第一摩擦面上具有第一硬质构件；和所述第二摩擦材料，在相对所述第一摩擦面进行移动的第二摩擦面上具有第二硬质构件；所述第二硬质构件包括沿着所述第二摩擦面相对所述第一摩擦面进行移动的移动方向形成的槽部；所述第一硬质构件包括与所述槽部抵接的凸部； 所述摩擦材料的制造方法包括 将能够对所述第二硬质构件进行磨削的磨削构件代替所述第一摩擦材料的所述凸部并配置在与所述第一摩擦材料的所述凸部的位置相同的位置上的工序；和沿着所述第二摩擦面相对所述第一摩擦面进行移动的移动方向使所述第二摩擦面相对所述第一摩擦面进行移动并以所述磨削构件对所述第二硬质构件进行磨削的工序。
全文摘要
本发明的制动装置具备衬块(100a)，在波状摩擦面(101)上具有硬质粒子(102)；和制动盘(200a)，在相对波状摩擦面(101)进行滑动的波状摩擦面(201)上具有硬质层(203)；其中，波状摩擦面(201)成为沿着波状摩擦面(101、201)之间的滑动方向形成的槽部，波状摩擦面(101)成为与该槽抵接的凸部。因此，具有摩擦构件的摩擦面之间的实际接触面积变大，可以在不牺牲耐磨损性的同时，获得更大的摩擦力。
文档编号F16D69/00GK102265054SQ20098015261
公开日2011年11月30日 申请日期2009年6月15日 优先权日2009年6月15日
发明者出纳美朝, 矶野宏, 阿部健司 申请人:丰田自动车株式会社