JP2000337411A - ドラムブレーキ装置 - Google Patents
ドラムブレーキ装置Info
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- JP2000337411A JP2000337411A JP11152293A JP15229399A JP2000337411A JP 2000337411 A JP2000337411 A JP 2000337411A JP 11152293 A JP11152293 A JP 11152293A JP 15229399 A JP15229399 A JP 15229399A JP 2000337411 A JP2000337411 A JP 2000337411A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 他の機能に影響を及ぼさない構造や形状の変
更により、２つの近接する固有値がドラムとシューとの
摩擦係数によって連成することを原因とするブレーキ鳴
きを有効に抑制するドラムブレーキ装置を提供するこ
と。 【解決手段】 ブレーキドラム１を構成するドラム取付
部１ａとドラム外筒部１ｂのうち、ドラム外筒部１ｂの
剛性を変更することにより、半径方向固有モードでの半
径方向振動周波数固有値と、側壁方向固有モードでの摺
動方向振動周波数固有値との離間周波数を大きく設定し
た。
更により、２つの近接する固有値がドラムとシューとの
摩擦係数によって連成することを原因とするブレーキ鳴
きを有効に抑制するドラムブレーキ装置を提供するこ
と。 【解決手段】 ブレーキドラム１を構成するドラム取付
部１ａとドラム外筒部１ｂのうち、ドラム外筒部１ｂの
剛性を変更することにより、半径方向固有モードでの半
径方向振動周波数固有値と、側壁方向固有モードでの摺
動方向振動周波数固有値との離間周波数を大きく設定し
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の制動装置と
して適用されるドラムブレーキ装置の技術分野に属す
る。
して適用されるドラムブレーキ装置の技術分野に属す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、ドラムブレーキ装置としては、例
えば、特開平９−１４３０３号公報に記載のものが知ら
れている。
えば、特開平９−１４３０３号公報に記載のものが知ら
れている。
【０００３】この公報には、いわゆるブレーキ鳴きを低
減することを目的とし、ブレーキドラムの外周位置に不
等間隔にて厚肉部を設定し、様々な次数の半径方向固有
モードに対して重根を分離し、回転放熱板の振動を低減
させることでブレーキ鳴きを抑制する技術が示されてい
る。
減することを目的とし、ブレーキドラムの外周位置に不
等間隔にて厚肉部を設定し、様々な次数の半径方向固有
モードに対して重根を分離し、回転放熱板の振動を低減
させることでブレーキ鳴きを抑制する技術が示されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のドラムブレーキ装置にあっては、ブレーキドラムの
外周位置に不等間隔にて厚肉部を設定しているため、製
造時に加工しにくいという問題があるし、また、質量の
片寄りにより回転バランスをとりにくいという問題があ
る。加えて、ブレーキドラムの半径方向固有モードのみ
に着目したものであるため、それ以外の振動現象を原因
とするブレーキ鳴きの発生に対し、これを抑える効果が
ないという問題がある。
来のドラムブレーキ装置にあっては、ブレーキドラムの
外周位置に不等間隔にて厚肉部を設定しているため、製
造時に加工しにくいという問題があるし、また、質量の
片寄りにより回転バランスをとりにくいという問題があ
る。加えて、ブレーキドラムの半径方向固有モードのみ
に着目したものであるため、それ以外の振動現象を原因
とするブレーキ鳴きの発生に対し、これを抑える効果が
ないという問題がある。
【０００５】すなわち、本発明者がドラムブレーキ装置
でブレーキ鳴きメカニズムの解析を行ったところ、２つ
の近接する固有値（共振周波数）がドラムとシューとの
摩擦係数によって連成し、自励振動となってブレーキ鳴
きとなることが証明された。さらに、この２つの固有値
の連成によるブレーキ鳴きには、下記の２つのパターン
があることが解った。
でブレーキ鳴きメカニズムの解析を行ったところ、２つ
の近接する固有値（共振周波数）がドラムとシューとの
摩擦係数によって連成し、自励振動となってブレーキ鳴
きとなることが証明された。さらに、この２つの固有値
の連成によるブレーキ鳴きには、下記の２つのパターン
があることが解った。
【０００６】(1)ブレーキドラム単品での固有モード 図７の（イ）に示すドラム外筒部に半径方向固有モード
での共振周波数と、図７の（ロ）に示す側壁方向固有モ
ードでの共振周波数とが近接していると、２つの近接す
る固有値がドラムとシューとの摩擦係数によって連成
し、自励振動となってブレーキ鳴きとなる。
での共振周波数と、図７の（ロ）に示す側壁方向固有モ
ードでの共振周波数とが近接していると、２つの近接す
る固有値がドラムとシューとの摩擦係数によって連成
し、自励振動となってブレーキ鳴きとなる。
【０００７】ここで、半径方向固有モードとは、上記従
来公報の図２８に記載されているように、２以上の節を
もつてドラム外周が波打つように共振するモードをい
う。
来公報の図２８に記載されているように、２以上の節を
もつてドラム外周が波打つように共振するモードをい
う。
【０００８】また、側壁方向固有モードとは、ブレーキ
シューが接触するドラム摺動面が摺動方向に共振するモ
ードをいう。
シューが接触するドラム摺動面が摺動方向に共振するモ
ードをいう。
【０００９】ちなみに、従来のブレーキドラムは、取付
部〜外筒部の肉厚がほぼ同寸法であり、ドラム単品の固
有値である上記半径方向固有モードの周波数と側壁方向
固有モードの周波数は、例えば、一方が４１４０Ｈｚで
あるの対し他方が４０７０Ｈｚというように、２つの周
波数が近接している。
部〜外筒部の肉厚がほぼ同寸法であり、ドラム単品の固
有値である上記半径方向固有モードの周波数と側壁方向
固有モードの周波数は、例えば、一方が４１４０Ｈｚで
あるの対し他方が４０７０Ｈｚというように、２つの周
波数が近接している。
【００１０】(2) ブレーキバックプレートとブレーキド
ラムとの固有モード ブレーキバックプレートの面外方向固有モードでの共振
周波数と、ブレーキドラムの半径方向固有モードでの共
振周波数とが近接していると、２つの近接する固有値が
ドラムとシューとの摩擦係数によって連成し、自励振動
となってブレーキ鳴きとなる。
ラムとの固有モード ブレーキバックプレートの面外方向固有モードでの共振
周波数と、ブレーキドラムの半径方向固有モードでの共
振周波数とが近接していると、２つの近接する固有値が
ドラムとシューとの摩擦係数によって連成し、自励振動
となってブレーキ鳴きとなる。
【００１１】すなわち、ドラムブレーキ装置を振動モデ
ルで表すと、図８に示すように、バックプレート系とド
ラム系がそれぞれ２自由度の振動系で、両者がバネＫ３
で連結されたモデルにて表される。なお、図８におい
て、ｍ１はドラム質量、ｍ２はバックプレート質量、μ
はシューとの摩擦係数、Ｎはシューの押付力、Ｋ１，Ｋ
２，Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５はバネである。
ルで表すと、図８に示すように、バックプレート系とド
ラム系がそれぞれ２自由度の振動系で、両者がバネＫ３
で連結されたモデルにて表される。なお、図８におい
て、ｍ１はドラム質量、ｍ２はバックプレート質量、μ
はシューとの摩擦係数、Ｎはシューの押付力、Ｋ１，Ｋ
２，Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５はバネである。
【００１２】そして、図９に示すように、μ値を徐々に
上げてゆくと、μ値が０．４位まではバックプレート固
有値とドラム固有値とが徐々に近づき、μ値が０．４位
に達すると両固有値が一致し、２つの振動が連成して不
安定となる。一方、ブレーキドラムのμ範囲は、ディス
クブレーキのμ範囲よりも高く、ディスクブレーキより
自励振動が起きやすい。
上げてゆくと、μ値が０．４位まではバックプレート固
有値とドラム固有値とが徐々に近づき、μ値が０．４位
に達すると両固有値が一致し、２つの振動が連成して不
安定となる。一方、ブレーキドラムのμ範囲は、ディス
クブレーキのμ範囲よりも高く、ディスクブレーキより
自励振動が起きやすい。
【００１３】ちなみに、従来のドラムブレーキ装置は、
２〜３ＫＨｚのブレーキ鳴きについては、バックプレー
ト固有値とドラム固有値がほぼ一致しており、非常に鳴
き易い形状となっている。
２〜３ＫＨｚのブレーキ鳴きについては、バックプレー
ト固有値とドラム固有値がほぼ一致しており、非常に鳴
き易い形状となっている。
【００１４】本発明が解決しようとする課題は、他の機
能に影響を及ぼさない構造や形状の変更により、２つの
近接する固有値がドラムとシューとの摩擦係数によって
連成することを原因とするブレーキ鳴きを有効に抑制す
るドラムブレーキ装置を提供することにある。
能に影響を及ぼさない構造や形状の変更により、２つの
近接する固有値がドラムとシューとの摩擦係数によって
連成することを原因とするブレーキ鳴きを有効に抑制す
るドラムブレーキ装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決手段は、
下記の通りである。
下記の通りである。
【００１６】請求項１記載の発明では、ホイールに固定
されホイールと共に回転するブレーキドラムと、車体側
の前記ブレーキドラムと対向する位置に固定されたブレ
ーキバックプレートと、該ブレーキバックプレートに設
けられたホイールシリンダ及びブレーキシューとを有
し、ブレーキ液圧によるホイールシリンダの作動時にブ
レーキシューをブレーキドラムの内面に押し付けて制動
力を発生させるドラムブレーキ装置において、前記ブレ
ーキドラムのドラム取付部とドラム外筒部のうち、ドラ
ム外筒部の剛性を変更することにより、半径方向振動周
波数固有値と摺動方向振動周波数固有値との離間周波数
を大きく設定したことを特徴とする。
されホイールと共に回転するブレーキドラムと、車体側
の前記ブレーキドラムと対向する位置に固定されたブレ
ーキバックプレートと、該ブレーキバックプレートに設
けられたホイールシリンダ及びブレーキシューとを有
し、ブレーキ液圧によるホイールシリンダの作動時にブ
レーキシューをブレーキドラムの内面に押し付けて制動
力を発生させるドラムブレーキ装置において、前記ブレ
ーキドラムのドラム取付部とドラム外筒部のうち、ドラ
ム外筒部の剛性を変更することにより、半径方向振動周
波数固有値と摺動方向振動周波数固有値との離間周波数
を大きく設定したことを特徴とする。
【００１７】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
ドラムブレーキ装置において、前記ブレーキドラムのド
ラム外筒部のシューセンター部肉厚を全周にわたって増
すことにより、ドラム外筒部の剛性を高める変更とし、
半径方向振動周波数固有値のみを上昇させ、半径方向振
動周波数固有値と摺動方向振動周波数固有値との離間周
波数を大きく設定したことを特徴とする。
ドラムブレーキ装置において、前記ブレーキドラムのド
ラム外筒部のシューセンター部肉厚を全周にわたって増
すことにより、ドラム外筒部の剛性を高める変更とし、
半径方向振動周波数固有値のみを上昇させ、半径方向振
動周波数固有値と摺動方向振動周波数固有値との離間周
波数を大きく設定したことを特徴とする。
【００１８】請求項３記載の発明では、請求項２記載の
ドラムブレーキ装置において、前記ブレーキドラムの半
径方向振動周波数固有値と摺動方向振動周波数固有値と
の離間周波数を３００Ｈｚ以上の設定としたことを特徴
とする。
ドラムブレーキ装置において、前記ブレーキドラムの半
径方向振動周波数固有値と摺動方向振動周波数固有値と
の離間周波数を３００Ｈｚ以上の設定としたことを特徴
とする。
【００１９】請求項４記載の発明では、ホイールに固定
されホイールと共に回転するブレーキドラムと、車体側
の前記ブレーキドラムと対向する位置に固定されたブレ
ーキバックプレートと、該ブレーキバックプレートに設
けられたホイールシリンダ及びブレーキシューとを有
し、ブレーキ液圧によるホイールシリンダの作動時にブ
レーキシューをブレーキドラムの内面に押し付けて制動
力を発生させるドラムブレーキ装置において、前記ブレ
ーキバックプレートの平面膜振動を抑制する形状変更に
より、ブレーキバックプレートの面外方向振動周波数固
有値と前記ブレーキドラムの半径方向振動周波数固有値
との離間周波数を大きく設定したことを特徴とする。
されホイールと共に回転するブレーキドラムと、車体側
の前記ブレーキドラムと対向する位置に固定されたブレ
ーキバックプレートと、該ブレーキバックプレートに設
けられたホイールシリンダ及びブレーキシューとを有
し、ブレーキ液圧によるホイールシリンダの作動時にブ
レーキシューをブレーキドラムの内面に押し付けて制動
力を発生させるドラムブレーキ装置において、前記ブレ
ーキバックプレートの平面膜振動を抑制する形状変更に
より、ブレーキバックプレートの面外方向振動周波数固
有値と前記ブレーキドラムの半径方向振動周波数固有値
との離間周波数を大きく設定したことを特徴とする。
【００２０】請求項５記載の発明では、請求項４記載の
ドラムブレーキ装置において、前記ブレーキバックプレ
ートのプレス絞り形状を、全周にわたり、半径方向に二
段以上の絞りが設定された形状としたことを特徴とす
る。
ドラムブレーキ装置において、前記ブレーキバックプレ
ートのプレス絞り形状を、全周にわたり、半径方向に二
段以上の絞りが設定された形状としたことを特徴とす
る。
【００２１】
【発明の作用および効果】請求項１記載の発明にあって
は、ブレーキドラムのドラム取付部とドラム外筒部のう
ち、ドラム外筒部の剛性を変更することにより半径方向
振動周波数固有値が変更されることになり、ブレーキド
ラムの半径方向振動周波数固有値と摺動方向振動周波数
固有値との離間周波数が大きく設定される。
は、ブレーキドラムのドラム取付部とドラム外筒部のう
ち、ドラム外筒部の剛性を変更することにより半径方向
振動周波数固有値が変更されることになり、ブレーキド
ラムの半径方向振動周波数固有値と摺動方向振動周波数
固有値との離間周波数が大きく設定される。
【００２２】よって、ドラム外筒部の剛性変更により２
つの固有値の離間周波数が大きく設定され、２つの固有
値が近接し、ドラムとシューとの摩擦係数によって連成
することを原因とするブレーキ鳴きを有効に抑制するこ
とができる。
つの固有値の離間周波数が大きく設定され、２つの固有
値が近接し、ドラムとシューとの摩擦係数によって連成
することを原因とするブレーキ鳴きを有効に抑制するこ
とができる。
【００２３】請求項２記載の発明にあっては、ブレーキ
ドラムのドラム外筒部のシューセンター部肉厚を全周に
わたって増すことにより、ドラム外筒部の剛性を高める
変更がなされ、半径方向振動周波数固有値のみを上昇さ
せることで、半径方向振動周波数固有値と摺動方向振動
周波数固有値との離間周波数が大きく設定される。
ドラムのドラム外筒部のシューセンター部肉厚を全周に
わたって増すことにより、ドラム外筒部の剛性を高める
変更がなされ、半径方向振動周波数固有値のみを上昇さ
せることで、半径方向振動周波数固有値と摺動方向振動
周波数固有値との離間周波数が大きく設定される。
【００２４】つまり、ドラム剛性変更の手法として、ド
ラム外筒部の肉厚を全周にわたって増す手法を採用して
いることで、ドラム製造時の加工は特に従来と変わると
ころがなく容易であるし、回転アンバランスの問題も生
じない。また、肉厚を増すシューセンター部は、半径方
向固有モードの歪みエネルギーが最も集中する部位であ
り、固有値の分離を行うには最も感度が高い。よって、
最も軽い質量（肉厚量）の付加により、ブレーキ鳴きの
低減が可能である。
ラム外筒部の肉厚を全周にわたって増す手法を採用して
いることで、ドラム製造時の加工は特に従来と変わると
ころがなく容易であるし、回転アンバランスの問題も生
じない。また、肉厚を増すシューセンター部は、半径方
向固有モードの歪みエネルギーが最も集中する部位であ
り、固有値の分離を行うには最も感度が高い。よって、
最も軽い質量（肉厚量）の付加により、ブレーキ鳴きの
低減が可能である。
【００２５】請求項３記載の発明にあっては、ブレーキ
ドラムの半径方向振動周波数固有値と摺動方向振動周波
数固有値との離間周波数が３００Ｈｚ以上に設定され
る。
ドラムの半径方向振動周波数固有値と摺動方向振動周波
数固有値との離間周波数が３００Ｈｚ以上に設定され
る。
【００２６】そして、実験結果によると、離間周波数を
従来の７０Ｈｚから３００Ｈｚに変更することで、ブレ
ーキ鳴き発生率が、２５％から０．０３％に大幅に減少
した。
従来の７０Ｈｚから３００Ｈｚに変更することで、ブレ
ーキ鳴き発生率が、２５％から０．０３％に大幅に減少
した。
【００２７】よって、離間周波数を３００Ｈｚ以上とす
ることで、高いブレーキ鳴き低減効果を得ることができ
る。
ることで、高いブレーキ鳴き低減効果を得ることができ
る。
【００２８】請求項４記載の発明にあっては、ブレーキ
バックプレートの平面膜振動を抑制する形状変更によ
り、ブレーキバックプレートの面外方向振動周波数固有
値と前記ブレーキドラムの半径方向振動周波数固有値と
の離間周波数が大きく設定される。
バックプレートの平面膜振動を抑制する形状変更によ
り、ブレーキバックプレートの面外方向振動周波数固有
値と前記ブレーキドラムの半径方向振動周波数固有値と
の離間周波数が大きく設定される。
【００２９】よって、ブレーキバックプレートの平面膜
振動を抑制する形状変更により２つの固有値の離間周波
数が大きく設定され、２つの固有値が近接し、ドラムと
シューとの摩擦係数によって連成することを原因とする
ブレーキ鳴きを有効に抑制することができる。
振動を抑制する形状変更により２つの固有値の離間周波
数が大きく設定され、２つの固有値が近接し、ドラムと
シューとの摩擦係数によって連成することを原因とする
ブレーキ鳴きを有効に抑制することができる。
【００３０】請求項５記載の発明にあっては、ブレーキ
バックプレートのプレス絞り形状が、全周にわたり、半
径方向に二段以上の絞りが設定された形状とされる。
バックプレートのプレス絞り形状が、全周にわたり、半
径方向に二段以上の絞りが設定された形状とされる。
【００３１】つまり、ブレーキバックプレートの剛性変
更手法として、従来より半径方向の絞り段数を増すだけ
の手法を採用したため、プレス型を変えるだけで従来と
同じプレス加工によりブレーキバックプレートの面外方
向振動周波数固有値を上昇させることができる。
更手法として、従来より半径方向の絞り段数を増すだけ
の手法を採用したため、プレス型を変えるだけで従来と
同じプレス加工によりブレーキバックプレートの面外方
向振動周波数固有値を上昇させることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）実施の形態１は
請求項１〜３に記載の発明に対応するドラムブレーキ装
置である。まず、構成を説明する。
請求項１〜３に記載の発明に対応するドラムブレーキ装
置である。まず、構成を説明する。
【００３３】図１は実施の形態１のドラムブレーキ装置
を示す断面図で、１はブレーキドラム、２はブレーキバ
ックプレート、３はホイールシリンダ、４はブレーキシ
ューである。
を示す断面図で、１はブレーキドラム、２はブレーキバ
ックプレート、３はホイールシリンダ、４はブレーキシ
ューである。
【００３４】前記ブレーキドラム１は、図外のホイール
に固定され、ホイール及び車輪と共に回転するドラム部
材である。このブレーキドラム１は、ドラム取付部１ａ
とドラム外筒部１ｂにより構成され、ドラム外筒部１ｂ
の剛性を変更することにより、半径方向固有モードでの
半径方向振動周波数固有値と、側壁方向固有モードでの
摺動方向振動周波数固有値との離間周波数が大きく設定
されている。
に固定され、ホイール及び車輪と共に回転するドラム部
材である。このブレーキドラム１は、ドラム取付部１ａ
とドラム外筒部１ｂにより構成され、ドラム外筒部１ｂ
の剛性を変更することにより、半径方向固有モードでの
半径方向振動周波数固有値と、側壁方向固有モードでの
摺動方向振動周波数固有値との離間周波数が大きく設定
されている。
【００３５】そして、ドラム外筒部１ｂに、シューセン
ター軸Ａを中心とするシューセンター部肉厚を全周にわ
たって増した肉厚増大部１ｃを一体に形成することで、
ドラム外筒部１ｂの剛性を高める変更とされ、これによ
り、半径方向振動周波数固有値のみを上昇させ、半径方
向振動周波数固有値と摺動方向振動周波数固有値との離
間周波数を大きく設定している。
ター軸Ａを中心とするシューセンター部肉厚を全周にわ
たって増した肉厚増大部１ｃを一体に形成することで、
ドラム外筒部１ｂの剛性を高める変更とされ、これによ
り、半径方向振動周波数固有値のみを上昇させ、半径方
向振動周波数固有値と摺動方向振動周波数固有値との離
間周波数を大きく設定している。
【００３６】前記ブレーキバックプレート２は、車体側
の前記ブレーキドラム１と対向する位置に固定されたプ
レート部材で、このブレーキバックプレート２には、ホ
イールシリンダ３及びブレーキシュー４，４等の制動部
材が設けられ、ブレーキ液圧によるホイールシリンダ３
の作動時にブレーキシュー４，４をブレーキドラム１の
内面に押し付けて制動力を発生させる。
の前記ブレーキドラム１と対向する位置に固定されたプ
レート部材で、このブレーキバックプレート２には、ホ
イールシリンダ３及びブレーキシュー４，４等の制動部
材が設けられ、ブレーキ液圧によるホイールシリンダ３
の作動時にブレーキシュー４，４をブレーキドラム１の
内面に押し付けて制動力を発生させる。
【００３７】次に、作用を説明する。
【００３８】［離間周波数の設定］ブレーキドラム１の
半径方向固有モードでの半径方向振動周波数固有値と、
側壁方向固有モードでの摺動方向振動周波数固有値との
離間周波数の設定は、従来のブレーキドラムに対しシュ
ーセンター部肉厚（肉盛り巾Ｈ）を増してゆき、各肉盛
り巾Ｈに対する離間周波数を計測し、４ＫＨｚ付近のブ
レーキ鳴き対策ＯＫが確認された時点での離間周波数に
基づいて設定される。
半径方向固有モードでの半径方向振動周波数固有値と、
側壁方向固有モードでの摺動方向振動周波数固有値との
離間周波数の設定は、従来のブレーキドラムに対しシュ
ーセンター部肉厚（肉盛り巾Ｈ）を増してゆき、各肉盛
り巾Ｈに対する離間周波数を計測し、４ＫＨｚ付近のブ
レーキ鳴き対策ＯＫが確認された時点での離間周波数に
基づいて設定される。
【００３９】すなわち、図２に示すように、肉盛り巾Ｈ
を増してゆくと寸法が３ｍｍ位までは離間周波数の上昇
が緩やかであるが、寸法が３ｍｍを超えると離間周波数
の上昇勾配が徐々に急となり、肉盛り巾Ｈの寸法が５．
２ｍｍとなった時点で４ＫＨｚ付近のブレーキ鳴き対策
ＯＫが確認された。
を増してゆくと寸法が３ｍｍ位までは離間周波数の上昇
が緩やかであるが、寸法が３ｍｍを超えると離間周波数
の上昇勾配が徐々に急となり、肉盛り巾Ｈの寸法が５．
２ｍｍとなった時点で４ＫＨｚ付近のブレーキ鳴き対策
ＯＫが確認された。
【００４０】つまり、このＯＫ確認時点での離間周波数
が３２０Ｈｚ程度であることで、ブレーキドラム１の半
径方向振動周波数固有値と摺動方向振動周波数固有値と
の離間周波数を３００Ｈｚ以上と設定した。
が３２０Ｈｚ程度であることで、ブレーキドラム１の半
径方向振動周波数固有値と摺動方向振動周波数固有値と
の離間周波数を３００Ｈｚ以上と設定した。
【００４１】［ブレーキ鳴きの抑制作用］図７の（イ）
に示すドラム外筒部に半径方向固有モードでの共振周波
数と、図７の（ロ）に示す側壁方向固有モードでの共振
周波数とが近接していると、２つの近接する固有値がド
ラムとシューとの摩擦係数によって連成し、自励振動と
なってブレーキ鳴きとなる。
に示すドラム外筒部に半径方向固有モードでの共振周波
数と、図７の（ロ）に示す側壁方向固有モードでの共振
周波数とが近接していると、２つの近接する固有値がド
ラムとシューとの摩擦係数によって連成し、自励振動と
なってブレーキ鳴きとなる。
【００４２】これに対し、従来のブレーキドラムは、取
付部〜外筒部の肉厚がほぼ同寸法であり、半径方向固有
モードの周波数と側壁方向固有モードの周波数は、例え
ば、一方が４１４０Ｈｚであるの対し他方が４０７０Ｈ
ｚというように、２つの周波数が近接していてブレーキ
鳴きの原因となっていた。
付部〜外筒部の肉厚がほぼ同寸法であり、半径方向固有
モードの周波数と側壁方向固有モードの周波数は、例え
ば、一方が４１４０Ｈｚであるの対し他方が４０７０Ｈ
ｚというように、２つの周波数が近接していてブレーキ
鳴きの原因となっていた。
【００４３】しかし、実施の形態１のブレーキドラム１
は、ドラム取付部１ａとドラム外筒部１ｂのうち、ドラ
ム外筒部１ｂの剛性を肉厚増大部１ｃにより変更するこ
とにより半径方向振動周波数固有値が変更されることに
なり、ブレーキドラム１の半径方向振動周波数固有値と
摺動方向振動周波数固有値との離間周波数が大きく設定
され、２つの固有値の近接を原因とするブレーキ鳴きが
有効に抑制される。
は、ドラム取付部１ａとドラム外筒部１ｂのうち、ドラ
ム外筒部１ｂの剛性を肉厚増大部１ｃにより変更するこ
とにより半径方向振動周波数固有値が変更されることに
なり、ブレーキドラム１の半径方向振動周波数固有値と
摺動方向振動周波数固有値との離間周波数が大きく設定
され、２つの固有値の近接を原因とするブレーキ鳴きが
有効に抑制される。
【００４４】次に、効果を説明する。
【００４５】(1)ドラム外筒部１ｂの剛性を変更するこ
とにより半径方向振動周波数固有値を変更し、ブレーキ
ドラム１の半径方向振動周波数固有値と摺動方向振動周
波数固有値との離間周波数を大きく設定したため、２つ
の固有値の近接を原因とするブレーキ鳴きを有効に抑制
することができる。
とにより半径方向振動周波数固有値を変更し、ブレーキ
ドラム１の半径方向振動周波数固有値と摺動方向振動周
波数固有値との離間周波数を大きく設定したため、２つ
の固有値の近接を原因とするブレーキ鳴きを有効に抑制
することができる。
【００４６】(2)ドラム外筒部１ｂのシューセンター部
肉厚を全周にわたって増す肉厚増大部１ｃをドラム外筒
部１ｂに一体形成したため、ドラム外筒部１ｂの剛性を
高める変更により、半径方向振動周波数固有値のみを上
昇させることができる。
肉厚を全周にわたって増す肉厚増大部１ｃをドラム外筒
部１ｂに一体形成したため、ドラム外筒部１ｂの剛性を
高める変更により、半径方向振動周波数固有値のみを上
昇させることができる。
【００４７】そして、ドラム剛性変更の手法として、ド
ラム外筒部１ｂの肉厚を全周にわたって増す手法を採用
していることで、ドラム製造時の加工は特に従来と変わ
るところがなく容易であるし、回転アンバランスの問題
も生じない。
ラム外筒部１ｂの肉厚を全周にわたって増す手法を採用
していることで、ドラム製造時の加工は特に従来と変わ
るところがなく容易であるし、回転アンバランスの問題
も生じない。
【００４８】さらに、肉厚を増すシューセンター部は、
半径方向固有モードの歪みエネルギーが最も集中する部
位であり、固有値の分離を行うには最も感度が高い。よ
って、最も軽い質量（肉厚量）の付加により、ブレーキ
鳴きの低減が可能である。
半径方向固有モードの歪みエネルギーが最も集中する部
位であり、固有値の分離を行うには最も感度が高い。よ
って、最も軽い質量（肉厚量）の付加により、ブレーキ
鳴きの低減が可能である。
【００４９】(3)ブレーキドラム１の半径方向振動周波
数固有値と摺動方向振動周波数固有値との離間周波数を
３００Ｈｚ以上に設定したため、高いブレーキ鳴き低減
効果を得ることができる。
数固有値と摺動方向振動周波数固有値との離間周波数を
３００Ｈｚ以上に設定したため、高いブレーキ鳴き低減
効果を得ることができる。
【００５０】すなわち、本発明者が行った実験結果によ
ると、離間周波数を従来の７０Ｈｚから３００Ｈｚに変
更することで、ブレーキ鳴き発生率が、２５％から０．
０３％に大幅に減少した。
ると、離間周波数を従来の７０Ｈｚから３００Ｈｚに変
更することで、ブレーキ鳴き発生率が、２５％から０．
０３％に大幅に減少した。
【００５１】（実施の形態２）実施の形態２は請求項４
及び請求項５に記載の発明に対応するドラムブレーキ装
置である。まず、構成を説明する。
及び請求項５に記載の発明に対応するドラムブレーキ装
置である。まず、構成を説明する。
【００５２】図３はドラムブレーキ装置の分解斜視図
で、２はブレーキバックプレート、３はホイールシリン
ダ、４，４はブレーキシュー（トレーディング側とリー
ディング側）、５はシューホールドピン、６はプラグ、
７はパーキングケーブル、８はリテーナリング、９はオ
ペレーティングレバー、１０はアジャスタレバー、１１
はアジャスタ、１２はリテーナ、１３はスプリング、１
４はリテーナ、１５はアジャスタスプリング、１６はリ
ターンスプリング（アッパー側）、１７はリターンスプ
リング（ロア側）、１８はスプリング、１９はピストン
カップ、２０はピストン、２１はブーツであり、ブレー
キドラムとしては、図１に示す構造のドラム、もしく
は、従来構造のドラムを使用している。
で、２はブレーキバックプレート、３はホイールシリン
ダ、４，４はブレーキシュー（トレーディング側とリー
ディング側）、５はシューホールドピン、６はプラグ、
７はパーキングケーブル、８はリテーナリング、９はオ
ペレーティングレバー、１０はアジャスタレバー、１１
はアジャスタ、１２はリテーナ、１３はスプリング、１
４はリテーナ、１５はアジャスタスプリング、１６はリ
ターンスプリング（アッパー側）、１７はリターンスプ
リング（ロア側）、１８はスプリング、１９はピストン
カップ、２０はピストン、２１はブーツであり、ブレー
キドラムとしては、図１に示す構造のドラム、もしく
は、従来構造のドラムを使用している。
【００５３】図４は実施の形態２のブレーキバックプレ
ート２と従来のブレーキバックプレートとの対比を示す
図で、今回のブレーキバックプレート２のプレス絞り形
状は、半径方向絞り二段以上（２ａは絞り部）であるの
に対し、従来のブレーキバックプレートのプレス絞り形
状は半径方向絞り一段である。
ート２と従来のブレーキバックプレートとの対比を示す
図で、今回のブレーキバックプレート２のプレス絞り形
状は、半径方向絞り二段以上（２ａは絞り部）であるの
に対し、従来のブレーキバックプレートのプレス絞り形
状は半径方向絞り一段である。
【００５４】図５は実施の形態２におけるブレーキバッ
クプレート２のプレス絞り形状を示す全体図で、全周に
わたり、半径方向に二段以上の絞り部２ａが設定された
形状とされている。尚、ハッチングで示す部分が絞り部
２ａであり、絞り段数は、中心部の取付面絞り部を除い
た数をいう。
クプレート２のプレス絞り形状を示す全体図で、全周に
わたり、半径方向に二段以上の絞り部２ａが設定された
形状とされている。尚、ハッチングで示す部分が絞り部
２ａであり、絞り段数は、中心部の取付面絞り部を除い
た数をいう。
【００５５】次に、作用を説明する。
【００５６】［ブレーキ鳴きの抑制作用］ブレーキバッ
クプレート２の面外方向固有モードでの共振周波数と、
ブレーキドラム１の半径方向固有モードでの共振周波数
とが近接していると、２つの近接する固有値がブレーキ
ドラム１とブレーキシュー４，４との摩擦係数によって
連成し、自励振動となってブレーキ鳴きとなる。
クプレート２の面外方向固有モードでの共振周波数と、
ブレーキドラム１の半径方向固有モードでの共振周波数
とが近接していると、２つの近接する固有値がブレーキ
ドラム１とブレーキシュー４，４との摩擦係数によって
連成し、自励振動となってブレーキ鳴きとなる。
【００５７】これに対し、従来構造については、本発明
者の解析の結果、２〜３ＫＨｚのブレーキ鳴きについ
て、バックプレート固有値とドラム固有値とが同じ２８
００Ｈｚというように一致しており、非常に鳴き易い形
状設定となっていた。
者の解析の結果、２〜３ＫＨｚのブレーキ鳴きについ
て、バックプレート固有値とドラム固有値とが同じ２８
００Ｈｚというように一致しており、非常に鳴き易い形
状設定となっていた。
【００５８】しかし、実施の形態２のブレーキバックプ
レート２は、その平面膜振動を抑制する形状変更によ
り、ブレーキバックプレート２の面外方向振動周波数固
有値とブレーキドラム１の半径方向振動周波数固有値と
の離間周波数を大きく設定したことにより、２つの固有
値が近接し、ブレーキドラム１とブレーキシュー４，４
との摩擦係数によって連成することを原因とするブレー
キ鳴きを有効に抑制することができる。
レート２は、その平面膜振動を抑制する形状変更によ
り、ブレーキバックプレート２の面外方向振動周波数固
有値とブレーキドラム１の半径方向振動周波数固有値と
の離間周波数を大きく設定したことにより、２つの固有
値が近接し、ブレーキドラム１とブレーキシュー４，４
との摩擦係数によって連成することを原因とするブレー
キ鳴きを有効に抑制することができる。
【００５９】次に、効果を説明する。
【００６０】(1) ブレーキバックプレート２の平面膜振
動を抑制する形状変更により、ブレーキバックプレート
２の面外方向振動周波数固有値とブレーキドラム１の半
径方向振動周波数固有値との離間周波数を大きく設定し
たため、２つの固有値の近接を原因とするブレーキ鳴き
を有効に抑制することができる。
動を抑制する形状変更により、ブレーキバックプレート
２の面外方向振動周波数固有値とブレーキドラム１の半
径方向振動周波数固有値との離間周波数を大きく設定し
たため、２つの固有値の近接を原因とするブレーキ鳴き
を有効に抑制することができる。
【００６１】(2)ブレーキバックプレート２のプレス絞
り形状が、全周にわたり、半径方向に二段以上の絞り部
２ａが設定された形状とされているため、プレス型を変
えるだけで従来と同じプレス加工によりブレーキバック
プレートの面外方向振動周波数固有値を上昇させること
ができる。
り形状が、全周にわたり、半径方向に二段以上の絞り部
２ａが設定された形状とされているため、プレス型を変
えるだけで従来と同じプレス加工によりブレーキバック
プレートの面外方向振動周波数固有値を上昇させること
ができる。
【００６２】また、ブレーキ鳴き発生率を従来仕様と対
比した場合、図６の実験結果に示すように、従来仕様の
場合には、ブレーキ鳴き発生率が８％以上であったのに
対し、本仕様（バックプレート２段絞り）の場合には、
ブレーキ鳴き発生率１％以下に低減された。
比した場合、図６の実験結果に示すように、従来仕様の
場合には、ブレーキ鳴き発生率が８％以上であったのに
対し、本仕様（バックプレート２段絞り）の場合には、
ブレーキ鳴き発生率１％以下に低減された。
【００６３】（その他の実施の形態）実施の形態１で
は、ブレーキドラムのドラム外筒部の肉厚を増すという
剛性アップ手法を示したが、離間周波数を意識してブレ
ーキドラムの剛性を変更する手法であれば、実施の形態
１以外の手法による剛性変更も含まれる。
は、ブレーキドラムのドラム外筒部の肉厚を増すという
剛性アップ手法を示したが、離間周波数を意識してブレ
ーキドラムの剛性を変更する手法であれば、実施の形態
１以外の手法による剛性変更も含まれる。
【００６４】実施の形態２では、ブレーキバックプレー
トの絞り段数を増す面剛性アップ手法を示したが、離間
周波数を意識してブレーキバックプレートの面剛性を変
更するものであれば、補強プレートの付加等のように他
の手法による面剛性変更も含まれる。
トの絞り段数を増す面剛性アップ手法を示したが、離間
周波数を意識してブレーキバックプレートの面剛性を変
更するものであれば、補強プレートの付加等のように他
の手法による面剛性変更も含まれる。
【図１】実施の形態１のドラムブレーキ装置を示す断面
図である。
図である。
【図２】実施の形態１のドラムブレーキ装置での肉盛り
巾寸法に対する離間周波数特性を示す図である。
巾寸法に対する離間周波数特性を示す図である。
【図３】実施の形態２のドラムブレーキ装置を示す分解
斜視図である。
斜視図である。
【図４】実施の形態２のドラムブレーキ装置でのブレー
キバックプレート形状と従来のブレーキバックプレート
形状との対比図である。
キバックプレート形状と従来のブレーキバックプレート
形状との対比図である。
【図５】実施の形態２のドラムブレーキ装置で採用され
たブレーキバックプレートの絞り部を示す全体図であ
る。
たブレーキバックプレートの絞り部を示す全体図であ
る。
【図６】実施の形態２のドラムブレーキ装置と従来仕様
とのブレーキ鳴き発生率を示す対比図である。
とのブレーキ鳴き発生率を示す対比図である。
【図７】ドラムブレーキ装置の半径方向固有モードと側
壁方向固有モードを示す振動モード図である。
壁方向固有モードを示す振動モード図である。
【図８】ドラムブレーキ装置の振動系を簡略化して表し
た振動モデル図である。
た振動モデル図である。
【図９】制動μ値に対するバックプレート固有値とドラ
ム固有値の連成を表す周波数特性図である。
ム固有値の連成を表す周波数特性図である。
１ ブレーキドラム １ａ ドラム取付部 １ｂ ドラム外筒部 １ｃ 肉厚増大部 Ａ シューセンター軸 ２ ブレーキバックプレート ２ａ 絞り部 ３ ホイールシリンダ ４ ブレーキシュー
Claims (5)
- 【請求項１】 ホイールに固定されホイールと共に回転
するブレーキドラムと、車体側の前記ブレーキドラムと
対向する位置に固定されたブレーキバックプレートと、
該ブレーキバックプレートに設けられたホイールシリン
ダ及びブレーキシューとを有し、ブレーキ液圧によるホ
イールシリンダの作動時にブレーキシューをブレーキド
ラムの内面に押し付けて制動力を発生させるドラムブレ
ーキ装置において、 前記ブレーキドラムのドラム取付部とドラム外筒部のう
ち、ドラム外筒部の剛性を変更することにより、半径方
向振動周波数固有値と摺動方向振動周波数固有値との離
間周波数を大きく設定したことを特徴とするドラムブレ
ーキ装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のドラムブレーキ装置にお
いて、 前記ブレーキドラムのドラム外筒部のシューセンター部
肉厚を全周にわたって増すことにより、ドラム外筒部の
剛性を高める変更とし、半径方向振動周波数固有値のみ
を上昇させ、半径方向振動周波数固有値と摺動方向振動
周波数固有値との離間周波数を大きく設定したことを特
徴とするドラムブレーキ装置。 - 【請求項３】 請求項２記載のドラムブレーキ装置にお
いて、 前記ブレーキドラムの半径方向振動周波数固有値と摺動
方向振動周波数固有値との離間周波数を３００Ｈｚ以上
の設定としたことを特徴とするドラムブレーキ装置。 - 【請求項４】 ホイールに固定されホイールと共に回転
するブレーキドラムと、車体側の前記ブレーキドラムと
対向する位置に固定されたブレーキバックプレートと、
該ブレーキバックプレートに設けられたホイールシリン
ダ及びブレーキシューとを有し、ブレーキ液圧によるホ
イールシリンダの作動時にブレーキシューをブレーキド
ラムの内面に押し付けて制動力を発生させるドラムブレ
ーキ装置において、 前記ブレーキバックプレートの平面膜振動を抑制する形
状変更により、ブレーキバックプレートの面外方向振動
周波数固有値と前記ブレーキドラムの半径方向振動周波
数固有値との離間周波数を大きく設定したことを特徴と
するドラムブレーキ装置。 - 【請求項５】 請求項４記載のドラムブレーキ装置にお
いて、 前記ブレーキバックプレートのプレス絞り形状を、全周
にわたり、半径方向に二段以上の絞りが設定された形状
としたことを特徴とするドラムブレーキ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11152293A JP2000337411A (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | ドラムブレーキ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11152293A JP2000337411A (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | ドラムブレーキ装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008199282A Division JP2008292002A (ja) | 2008-08-01 | 2008-08-01 | ドラムブレーキ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000337411A true JP2000337411A (ja) | 2000-12-05 |
Family
ID=15537374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11152293A Pending JP2000337411A (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | ドラムブレーキ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000337411A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013084363A1 (ja) * | 2011-12-09 | 2013-06-13 | トヨタ自動車株式会社 | ディスクブレーキ振動推定方法およびディスクブレーキ振動推定装置 |
| WO2014080261A3 (en) * | 2012-11-20 | 2014-07-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Disc brake vibration estimation method and disc brake vibration estimation device |
| JP2015152056A (ja) * | 2014-02-12 | 2015-08-24 | トヨタ自動車株式会社 | ディスクブレーキ振動推定装置 |
| JP2021162046A (ja) * | 2020-03-31 | 2021-10-11 | 株式会社豊田自動織機 | 産業車両のドラムブレーキ装置 |
-
1999
- 1999-05-31 JP JP11152293A patent/JP2000337411A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013084363A1 (ja) * | 2011-12-09 | 2013-06-13 | トヨタ自動車株式会社 | ディスクブレーキ振動推定方法およびディスクブレーキ振動推定装置 |
| WO2014080261A3 (en) * | 2012-11-20 | 2014-07-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Disc brake vibration estimation method and disc brake vibration estimation device |
| JP2015152056A (ja) * | 2014-02-12 | 2015-08-24 | トヨタ自動車株式会社 | ディスクブレーキ振動推定装置 |
| JP2021162046A (ja) * | 2020-03-31 | 2021-10-11 | 株式会社豊田自動織機 | 産業車両のドラムブレーキ装置 |
| JP7310683B2 (ja) | 2020-03-31 | 2023-07-19 | 株式会社豊田自動織機 | 産業車両および産業車両のドラムブレーキ装置の取付方法 |
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