JP2647662B2 - ドラムブレーキ用制振リング - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、オートバイ等の車両に用いるドラムブレー
キ用制振リングに関するものである。

［従来の技術とその問題点］ 回転するブレーキドラムの内周にブレーキシューを押
付け、摩擦によってブレーキドラムを制動することは広
くオードバイ等の車両でおこなわれている。ブレーキシ
ューをブレーキドラムに押付けて摩擦させると、摩擦に
よって振動を発生し、この振動周波数が、ブレーキドラ
ムの固有振動数と一致すると、ブレーキドラムが共振し
て、キーと鳴き音を発生して不快である。これを防ぐた
め、ブレーキドラムの固有振動数を変えて鳴き防止を図
ったものがある（例えば実開昭59−144237号公報）。こ
の方法は、金属リングをブレーキドラムに圧入するのに
締代の一定化がむずかしく、圧入が硬すぎると効果が少
なく、緩すぎると取付けが不確実となり精度管理が困難
であり、不都合である。また、ブレーキドラムの外周に
ゴム帯を弾着させ、ゴムの弾力で振動を減衰させるもの
があり（実公昭58−46272号公報）、振動の減衰効果は
大きいが、ゴム帯が劣化しやすく、弾力を失うとブレー
キドラム外周に確実に弾着させることができず振動減衰
効果を持続させることができない。

また、ブレーキドラム周辺はブレーキシューとの摩擦
により容易に高温となるものであり、場合によっては25
0℃程度にもなるものである。従って従来よく知られて
いる制振材料であるアスファルト系、塩化ビニル系、ポ
リプロピレン系等は到底使用できないものである。ま
た、耐熱性を考慮して、ポリフェニレンサルファイド、
ポリエーテルエーテルケトン等のエンジニアリングプラ
スチックの使用も考えられるが、これらは、制振性能が
低く、ブレーキ鳴きを防ぐことはできない。

［問題点を解決するための具体的手段］ 本発明は、従来の問題点を解消した、取付けが確実か
つ容易に行え、高温での使用にも耐える優れたドラムブ
レーキ用制振リングを提供することを目的とするもので
あり、リング状金属外層とリング状金属内層とを備えた
ドラムブレーキ用リングにおいて、前記両層間にシリコ
ーンレジンマトリックスと充填材からなる粘弾性層を挾
持し、かつリング状金属内層には、リングを断裂する切
断部を設けてなるドラムブレーキ用制振リングから構成
される。

以下、本発明を図面に示す実施例によって詳細に説明
する。

第１図は本発明の１実施例を示すものであり、制振リ
ングを構成する３部材のうちリング状金属内層および外
層を示す斜視図である。金属内層１は冷間圧延鋼板等の
金属製リングであり、一般に金属薄板をリング状に打ち
抜き、これを絞り加工して得られるもので、鍔部２を有
する。また切断部３を有するものである。金属外層４は
金属内層１と同様の材料製造法で得られるものである
が、切断部を有さないものであり、金属内層１よりも厚
肉であることが好ましい。また、鍔部２の大きさは金属
内層１とここでは図示していない粘弾性層および金属外
層４の３層を一体化した時、鍔部２の端部が少なくとも
金属外層４の鍔部２′に係止するようにすることが好ま
しい。次に粘弾性層はマトリックス素材としてシリコー
ンレジンを使用したものであり、常温〜100℃付近での
制振性能、最高250℃における耐熱性能を兼ね備えたも
のである。本発明においては、シリコーンレジンに対す
る充填材の量は、シリコーンレジン100重量部に対して2
5〜500重量部、より好ましくは40〜400重量部の範囲が
よく、これよる少ないと制振性能が十分でなかったり、
制振性能を保持する温度領域が狭くなり、また、これよ
り多くしても制振性能がそれほど向上しないだけでな
く、混合や成形の作業性を損ない、さらには空隙率が高
くなるので機構的強度が低下し、実用上問題となること
があるため好ましくない。本発明においては、マトリッ
クス樹脂としてシリコーンレジンを用いるものである。
一般にシリコーンとしてはオイル、レジン、ゴム等の各
種のものがあるが、シリコーンゴムも耐熱性に優れたも
のであるが、本発明の目的とするような制振材として用
いるにはその制振性能が低く、好ましくない。シリコー
ンレジンの種類としては、特に限定されることなく各種
のものを用いることができ、シリコーンレジン（固形
分）を有機溶剤で溶解したワニスとして市販されている
ものが好適に使用できる。シリコーンレジンを使用した
材料にいわゆるシリコーンゲルと称される材料がある
が、このものは、機械的強度が極端に低く、本発明の目
的とするような制振材としては用いることはできない。
また、マトリックス中にはカップリング剤を添加するこ
とがより好ましい。カップリング剤を添加することによ
り高温下での使用による制振性能の時系列的低下を可及
的に防ぐことができる。本発明において用いる充填材と
しては天然マイカ、グラファイト、フェライト、クレ
ー、タルク、モンモリロナイト等のフレーク状充填材、
ガラス繊維等の繊維状充填材、炭酸カルシウム、シリカ
等の粒子状充填材が使用できるが、特にフレーク状充填
材は制振性能を高くでき、最も好ましい。かかる粘弾性
層の形成方法としては、特に限定されないが、シリコー
ンレジン（好適には有機溶剤で溶解したワニスを用い
る）と充填材、場合によってはシリコーン硬化触媒、カ
ップリング剤をよく混合し、後に剥離可能なプラスチッ
クシート等に塗布し、加熱乾燥して溶剤を揮発させプリ
プレグシートを得るものであり、使用時にはプラスチッ
クシートから剥離して用いればよい。

次に本発明の制振リングの製造法について述べる。先
ず金属内層１の筒部５にその幅より小さいテープ状のシ
リコーンレジンプリプレグからなる粘弾性体を装着し、
金属外層４を嵌装し、加熱下で金属内層１を押し拡げ、
粘弾性層を金属内層１、金属外層４に融着一体化する。
このようにして得た本発明の制振材をドラムブレーキに
装着する方法および作用効果について第２図により説明
する。

第２図はブレーキドラムに本発明の制振リングを装着
した状態を示す縦断面図である。一体化された制振リン
グ６は金属外層４の鍔部２′により支持固定され、ブレ
ーキドラム７が図面中、右側から矢印の方向へ圧入され
る。逆にブレーキドラム７を固定しておき、制振リング
６を矢印と反対の方向へ被嵌することも勿論可能であ
る。ここで金属内層１の鍔部２の端部が金属外層４の鍔
部２′に係止されているためブレーキドラム７の圧入に
よる金属内層１のズレを確実に防止することができるも
のである。また、金属内層１の鍔部２と反対側にも鍔部
を設けることにより、さらに圧入時、使用時の３層のズ
レを確実に防止することができる。

ブレーキ振動は、ブレーキドラム内に設けたブレーキ
シュー８をカム機構によりバネに抗して広げ、回転する
ブレーキドラム７の内周にブレーキシュー８を押付け
て、摩擦によりブレーキドラム７を制動するものであ
る。ブレーキドラム７の外周に圧入された粘弾性層９
は、金属内層１を介してブレーキドラム７を握持してお
り、ブレーキドラム７の振動を減衰し、鳴き音の発生を
防ぐことができる。そして、粘弾性層９は柔軟性があ
り、金属内層１が切断部３を有するため、従来ブレーキ
ドラムとの寸法差があり圧入代の精度が低い場合、圧入
を困難とし、あるいは圧入に際してともすればブレーキ
ドラムに変形が生じ、ひいてはブレーキドラム制動面と
ブレーキシューの当たりが不均一になって制動力の低下
を来すという弊害があったが、圧入に際して融通性が生
じ、かつ前記粘弾性層の介在とあいまって前記弊害を皆
無とし、ブレーキドラムに変形を来すことなくブレーキ
ドラムへの被着を確実なものとする。金属外層４は粘弾
性層９を露出させないための機能をも有しており、粘弾
性層９の劣化を抑え、耐久性を向上せしめることができ
るものである。また、金属外層４は制振材において一般
に拘束層と称される機能を有するものであり、制振性能
を大幅に向上することができる。

第３図は、本発明のリング状金属内層の他の例を示し
たものであり、筒部５に多数の穴10を設けたものであ
る。かかる構成とすることでブレーキドラムに装着した
場合、粘弾性層の一部をブレーキドラムに直接接触させ
ることができ、より制振性能を上げることができる。

以下、実施例により本発明を詳細に説明する。

実施例１、比較例１〜３ シリコーンレジンとて東芝シリコーン（株）製TSR102
を100重量部（固形分基準であり、残部はキシレンで82
重量部）に対し、充填材としてフレーク状のスゾライト
マイカ200S［（株）クラレ製、平均粒子径80μ］を102
重量部、硬化触媒として東芝シリコーン（株）製CR14
（アミン系）、カップリング剤としてβ−（3,4エポキ
シシクロヘキシル）エチルトリメトキシシランである日
本ユニカー（株）製Ａ−186をそれぞれ1.8重量部ずつ加
え万能混合機で撹拌したのち、ドクターブレードコータ
ーにてシート状に塗布し、約80℃で３時間乾燥し、溶剤
を揮発させて厚み約450μのシリコーンマイカプリプレ
グシートを得た。幅5mmに切り出したプリプレグシート
を第１図に示す金属内層１の筒部５に巻き付け、さらに
金属外層４で挟み、約150℃で５分間予熱したのち、プ
レス機を用い金属内層、粘弾性層、金属外層を圧着一体
化して、制振リングを作成した。この時点での粘弾性層
の厚さは約200μであり、幅は約8mmであった。

同様にしてシリコーンゴム、塩化ビニル樹脂、PPS
（ポリフェニレンサンファイド樹脂）を用い、樹脂100
重量部に対しスゾライトマイカを102重量部添加して粘
弾性層を形成し、制振リングを作成した。

用いた各樹脂はそれぞれ次の通りである。

シリコーンゴム…トーレシリコーン（株）製SH850 塩化ビニル樹脂…日本ゼオン（株）製ゼオン121 PPS…フィリップス石油（株）製ライトンＰ−４ 作成した制振リングをブレーキドラム（ドラム外径約
100mmφ）に圧入装着し、50CCスクーターの前輪に使用
して走行テストを実施した。

走行テストは平地走行テスト（テスト１）と下り坂走
行テスト（テスト２）の２種類とした。

テスト1:平地を時速30kmで走行し、200m毎にブレーキを
かけた。ブレーキ力は0.3〜0.5Gで、制動毎に鳴きレベ
ルを無し、微小、小、中、大の５段階で評価した。な
お、制動時のブレーキドラムの表面温度は120〜140℃で
あった。

テスト2:約2kmのつづら折り下り坂をブレーキをかけな
がら走行し、下り終わった時点で制振リングの外観（発
煙、粘弾性層の流れ出し）等の観察をおこなった。な
お、下り終わった時点でのブレーキドラムの表面温度は
220〜250℃であった。

テスト結果を第１表に示した。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明は、２片のリング状金属
層により制振性能に優れた粘弾性層を挾持した構成を有
するため、ブレーキドラムと外周に圧入することにより
ブレーキドラムの振動を減衰することができ、鳴き音の
発生を防ぐことができるものである。また、制振リング
へのブレーキドラムの圧入に際し、従来相互に寸法差が
あり圧入代の精度が低い場合、圧入を困難とし、あるい
は圧入に際してともすればブレーキドラムに変形が生
じ、ひいてはブレーキドラム制動面とブレーキシューの
当たりが不均一になって制動力の低下を来すという弊害
があったが、リング状金属内層に切断部を設けたために
圧入に融通性が生じ、かつ前記粘弾性層の介在とあいま
って前記弊害を皆無とし、ブレーキドラムに変形を来す
ことなくブレーキドラムへの被着を確実なものとするこ
とができる。さらに、粘弾性層は直にブレーキドラムと
接することなく、金属内層が介在するため、圧入の際の
捩れや変形がなく、しかも金属内層、外層に鍔部を設
け、金属内層の鍔部を外層に係止することで容易かつ確
実に３層を一体化したまま圧入できるものである。そし
て、粘弾性層は金属外層で覆われており、劣化を可及的
に防ぐことができるとともに、金属外層が拘束層として
機能するため、粘弾性層の厚みを小さくしても十分な制
振性能を発揮することができるため経済的である。さら
に粘弾性層はシリコーンレジンに充填材を含有するもの
であるため最高250℃程度にもなるブレーキドラムでの
使用においても十分な耐久性を有するとともに制振性能
に優れ、確実かつ長期にわたりブレーキ鳴きを防ぐこと
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を構成する部品の一部を示す斜視図、第
２図は本発明のリングをブレーキドラムに装着した状態
を示す縦断面図、第３図は本発明の構成部品の他の例を
示す斜視図である。１ ……金属内層、２、２′……鍔部、３……切断部、４
……金属外層、５……筒部、６……制振リング、７……
ブレーキドラム、８……ブレーキシュー、９……粘弾性
層、10……穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−112061（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−182542（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−92331（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−89537（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭51−45753（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リング状金属外層とリング状金属内層とを
   備えたドラムブレーキ用リングにおいて、前記両層間に
   シリコーンレジンマトリックスと充填材からなる粘弾性
   層を挾持し、かつリング状金属内層には、リングを断裂
   する切断部を設けたことを特徴とするドラムブレーキ用
   制振リング。