JP2009024785A - ブレーキシュー - Google Patents

Abstract

【課題】広範な周波数帯でブレーキスクイークの発生を抑制する。
【解決手段】ブレーキドラム内周面に倣った形状をなすシューリム１６Ａと、その内周面から垂直に立設されるシューウェブ１６Ｂと、その外周面に貼り付けられるブレーキライニングと、を含んで構成されるブレーキシュー１６において、シューウェブ１６Ｂに開設された挿通孔１６Ｅに挿通されるボルト２２に対して、シューウェブ１６Ｂから離れる方向に向けて、円板形状をなす少なくとも１つの円板部材１８及び筒状をなすウェイト２０を相対変位可能に挿通すると共に、コイルスプリング２４により円板部材１８及びウェイト２０をシューウェブ１６Ｂの方向に向けて弾性付勢する。そして、制動時にシューウェブ１６Ｂ，円板部材１８及びウェイト２０の接触面に滑りを発生させることで、フリクションダンパ作用を発揮させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ブレーキドラム内周面に押し付けられて制動力を発生させるブレーキシューにおいて、ブレーキスクイーク（ブレーキ鳴き）の発生を抑制する技術に関する。

車両制動力を発生させるドラムブレーキでは、ブレーキドラムの変形，ブレーキライニング接触不良などに起因して、キーキーという高周波騒音のブレーキスクイークが発生し易いことが知られている。このため、特許第３３００５９６号公報（特許文献１）に記載されるように、シューリムの複数個所に立設されたロッドに弾性体を介してウェイトを取り付けることで、これをダイナミックダンパとして機能させ、ブレーキスクイークの発生を抑制する技術が実用化されている。
特許第３３００５９６号公報

ところで、ツーリーディング型のドラムブレーキにおいては、ブレーキシューの両端部がホイールシリンダに固定されるフローティング式が採用されているため、制動時にブレーキシューが振動して低周波騒音のブレーキスクイークも発生し易いという特性がある。従来提案技術では、ダイナミックダンパ作用は共振周波数付近のみ発揮されるため、高周波騒音抑制を目的として共振周波数を設定すると、低周波騒音抑制が不十分となるおそれがあった。

そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、シューウェブに円板部材及びウェイトを弾性付勢しつつ相対変位可能に取り付けることで、フリクションダンパ作用により振動を減衰し、広範な周波数帯でブレーキスクイークの発生を抑制したブレーキシューを提供することを目的とする。

このため、請求項１記載の発明では、ブレーキドラム内周面に倣った形状をなすシューリムと、前記シューリムの外周面に貼り付けられるブレーキライニングと、前記シューリムの内周面から垂直方向に立設されるシューウェブと、前記シューウェブの側面から垂直方向に延びるように取り付けられる棒状部材と、前記棒状部材に対して相対変位可能に挿通される筒状をなすウェイトと、前記シューウェブとウェイトとの間に介在しつつ、前記棒状部材に対して相対変位可能に挿通される円板形状をなす少なくとも１つの円板部材と、前記ウェイト及び円板部材をシューウェブ方向に向けて弾性付勢する弾性体と、を含んで構成されたことを特徴とする。

請求項２記載の発明では、前記弾性体は、前記棒状部材に挿通されつつ、前記ウェイトのシューウェブとは反対側に位置する端面に陥凹形成された凹部に収納されたことを特徴とする。
請求項３記載の発明では、前記弾性体は、スプリングからなることを特徴とする。
請求項４記載の発明では、前記棒状部材の先端部には、前記弾性体の弾性付勢力を調整する調整機構が備えられたことを特徴とする。

請求項５記載の発明では、前記調整機構は、前記棒状部材に挿通されるワッシャ及びその外周に形成された雄螺子に螺合するナットからなることを特徴とする。
請求項６記載の発明では、前記ナットは、ダブルナットであることを特徴とする。
請求項７記載の発明では、前記棒状部材は、前記シューウェブに開設された挿通孔に挿通されるボルトからなることを特徴とする。

請求項８記載の発明では、前記棒状部材は、前記シューウェブの両側面に立設されたことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、例えば、ブレーキペダルを踏み込むと、ブレーキライニングがブレーキドラム内周面に押し付けられ、両者間の摩擦により制動力が発生する。このとき、種々の要因によりブレーキシューが振動し、ブレーキシューとウェイトとの間に振動エネルギに応じた相対変位が生ずる。そして、シューウェブ，円板部材及びウェイトの少なくとも１つの接触面に滑りが生じ、フリクション（クーロン摩擦）が発生する。ここで、どの接触面に滑りが発生するかは、例えば、ウェイトの加速度，振動周波数などによって異なるため、広範な振動域でフリクションダンパ作用が発揮される。このため、広範な周波数帯でブレーキスクイークの発生を抑制することができる。

請求項２記載の発明によれば、弾性体がウェイトの凹部に収納されるため、ウェイトの質量を確保しつつコンパクトにでき、近隣の部品（バックプレートなど）との干渉を避けることができる。
請求項３記載の発明によれば、弾性体としてスプリングを用いることで、軽量化，信頼性向上，コストダウンなどを図ることができる。

請求項４記載の発明によれば、弾性体の弾性付勢力が調整可能であるため、車両特性に応じたチューニングが容易にできる。
請求項５記載の発明によれば、調整機構はワッシャ及びナットからなるため、軽量化及びコストダウンを図ることができる。
請求項６記載の発明によれば、ナットをダブルナットとすることで、振動などによる弛みを抑制することができる。

請求項７記載の発明によれば、棒状部材をボルトとすることで、コストダウンを図ることができる。
請求項８記載の発明によれば、棒状部材がシューウェブの両側面に立設するため、振動減衰に必要なウェイトの質量が２分割され、棒状部材に作用する曲げモーメントを小さくすることができる。

以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図１及び図２は、ツーリーディング型のドラムブレーキに対して本発明を適用した一実施形態を示す。
バックプレート１０に固定された２つのホイールシリンダ１２には、リターンスプリング１４により相互に近づく方向に弾性付勢される一対のブレーキシュー１６が夫々固定される。ブレーキシュー１６は、横断面が略Ｔ字形状をなし、具体的には、ブレーキドラム内周面に倣った形状をなすシューリム１６Ａと、シューリム１６Ａの長手方向全長に亘ってその内周面から垂直方向に立設されるシューウェブ１６Ｂと、シューリム１６Ａの外周面に貼り付けられるブレーキライニング１６Ｃと、を含んで構成される。なお、図中の符号１６Ｄは、シューリム１６Ａにブレーキライニング１６Ｃを貼付固定するためのリベット，ボルトなどの締結部材である。

シューウェブ１６Ｂの両側面には、夫々、薄板円板形状をなす２つの円板部材１８を介在させて、所定質量を有する筒状のウェイト２０が取り付けられる。即ち、シューウェブ１６Ｂの長手方向両端部には、その側面から垂直方向に延びるように取り付けられる棒状部材としてのボルト２２を挿通すべく、その呼び寸法に適合した内径を有する挿通孔１６Ｅが夫々開設される。挿通孔１６Ｅに挿通されたボルト２２の軸部には、シューウェブ１６Ｂの両側面から離れる方向に向けて、２つの円板部材１８及びウェイト２０が夫々挿通される。ここで、円板部材１８及びウェイト２０は、ボルト２２の軸部に直交する面（横断面）上で相対変位可能なように、その内径がボルト２２の外径よりも所定寸法だけ大径に形成される。なお、円板部材１８は、少なくとも１つあれば足り、両面が平滑な平ワッシャなどを流用することができる。

また、ボルト２２に挿通された２つのウェイト２０のうち、一方のウェイト２０のシューウェブ１６Ｂとは反対側に位置する端面には、ボルト２２の頭部を収納すべく、頭部収納部２０Ａが陥凹形成される。一方、他方のウェイト２０のシューウェブ１６Ｂとは反対側に位置する端面には、弾性体としてのコイルスプリング２４を収納すべく、凹部としてのスプリング収納部２０Ｂが陥凹形成される。そして、コイルスプリング２４をスプリング収納部２０Ｂに収納させた状態で、コイルスプリング２４の一端部から突出するボルト２２の軸部にワッシャ２６を挿通し、その外周に形成された雄螺子にダブルナット２８を螺合することで、円板部材１８及びウェイト２０をシューウェブ１６Ｂの方向に向けて弾性付勢する。

ここで、ダブルナット２８の螺合位置を変えることで、コイルスプリング２４による円板部材１８及びウェイト２０の弾性付勢力を任意に調整することができる。従って、ワッシャ２６及びダブルナット２８が、弾性体の弾性付勢力を調整する調整機構に該当する。また、ボルト２２の頭部が頭部収納部２０Ａに収納されると共に、コイルスプリング２４がスプリング収納部２０Ｂに収納されるため、ウェイト２０の質量を確保しつつコンパクトにでき、近隣の部品との干渉を避けることができる。さらに、ダブルナット２８を用いることで、振動などによる弛みを抑制できるが、１つのナットであってもよい。

次に、ツーリーディング型のドラムブレーキの作用について説明する。
制動力を発揮させるべく、例えば、ブレーキペダルを踏み込むと、その踏込量に応じた圧力の作動流体がホイールシリンダ１２に供給される。ホイールシリンダ１２に作動流体が供給されると、ブレーキシュー１６はリターンスプリング１４の付勢力に抗して拡張し、そのブレーキライニング１６Ｃがブレーキドラム内周面に押し付けられ、両者間の摩擦により制動力が発生する。このとき、ブレーキドラムの変形，ブレーキライニング１６Ｃの接触不良などに起因して、ブレーキシュー１６が高周波振動する。また、ブレーキシュー１６の両端部がホイールシリンダ１２に固定されるフローティング式が採用されているため、ブレーキシュー１６が低周波振動する。

ブレーキシュー１６が振動すると、これと一体化されたウェイト２０も振動しようとするが、コイルスプリング２４により弾性付勢されているため、ブレーキシュー１６とウェイト２０との間には、振動エネルギに応じた相対変位が生ずる。そして、ブレーキシュー１６とウェイト２０との間に相対変位が生ずることで、図３の振動減衰モデルに示すように、シューウェブ１６Ｂと円板部材１８，２つの円板部材１８，円板部材１８とウェイト２０の少なくとも１つの接触面に滑りが生じ、フリクション（クーロン摩擦）が発生する。ここで、どの接触面に滑りが発生するかは、例えば、ウェイト２０の加速度，振動周波数などによって異なるため、広範な振動域でフリクションダンパ作用を発揮させることができる。このため、高周波振動のみならず低周波振動も減衰することが可能となり、広範な周波数帯でブレーキスクイークの発生を抑制することができる。

このとき、円板部材１８及びウェイト２０は、シューウェブ１６Ｂの両側面に取り付けられているため、振動減衰に必要な質量が２分割され、ボルト２２に作用する曲げモーメントを小さくすることができる。
ブレーキシュー１６に衝撃を加えたときの振幅を測定したところ、図４に示すように、コイルスプリング２４の弾性付勢力の大小にかかわらず、広範な周波数帯で振動が減衰されていることが確認できた。その測定結果を参照すると、振幅がピークを示す周波数帯では振動が大幅に減衰されているため、ブレーキスクイークの発生が効果的に抑制されていることが理解できるであろう。

なお、弾性体としては、コイルスプリング２４に代えて、筒状をなすラバーなどを適用することもできる。また、棒状部材としては、ボルト２２に代えて、シューウェブ１６Ｂに固着されるロッドなどを適用することもできる。この場合、ロッドの少なくとも先端部外周には雄螺子が形成される。さらに、円筒部材１８及びウェイト２０は、シューウェブ１６Ｂの両側面に取り付けられる構成に限らず、どちらか一方の側面から立設するようにしてもよい。

本発明を適用したドラムブレーキの全体図 フリクションダンパ作用を発揮させるための要部断面図 振動減衰モデルの説明図 振動減衰効果の説明図

符号の説明

１６ ブレーキシュー
１６Ａ シューリム
１６Ｂ シューウェブ
１６Ｃ ブレーキライニング
１６Ｅ 挿通孔
１８ 円板部材
２０ ウェイト
２０Ａ 頭部収納部
２０Ｂ スプリング収納部
２２ ボルト
２４ コイルスプリング
２６ ワッシャ
２８ ダブルナット

Claims (8)

1. ブレーキドラム内周面に倣った形状をなすシューリムと、
   前記シューリムの外周面に貼り付けられるブレーキライニングと、
   前記シューリムの内周面から垂直方向に立設されるシューウェブと、
   前記シューウェブの側面から垂直方向に延びるように取り付けられる棒状部材と、
   前記棒状部材に対して相対変位可能に挿通される筒状をなすウェイトと、
   前記シューウェブとウェイトとの間に介在しつつ、前記棒状部材に対して相対変位可能に挿通される円板形状をなす少なくとも１つの円板部材と、
   前記ウェイト及び円板部材をシューウェブ方向に向けて弾性付勢する弾性体と、
   を含んで構成されたことを特徴とするブレーキシュー。
2. 前記弾性体は、前記棒状部材に挿通されつつ、前記ウェイトのシューウェブとは反対側に位置する端面に陥凹形成された凹部に収納されることを特徴とする請求項１記載のブレーキシュー。
3. 前記弾性体は、スプリングからなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブレーキシュー。
4. 前記棒状部材の先端部には、前記弾性体の弾性付勢力を調整する調整機構が備えられたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のブレーキシュー。
5. 前記調整機構は、前記棒状部材に挿通されるワッシャ及びその外周に形成された雄螺子に螺合するナットからなることを特徴とする請求項４記載のブレーキシュー。
6. 前記ナットは、ダブルナットであることを特徴とする請求項５記載のブレーキシュー。
7. 前記棒状部材は、前記シューウェブに開設された挿通孔に挿通されるボルトからなることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載のブレーキシュー。
8. 前記棒状部材は、前記シューウェブの両側面に立設されたことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載のブレーキシュー。

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