JP3687195B2 - ドラムブレーキ用制振装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の制動装置の制動中の鳴きを抑制する為に、ドラムブレーキ（以下単にドラムと云う）の振動を能動的な方法で制御する制振装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディスク又はドラムブレーキの制動時の鳴き現象を低減する手段は、摩擦パッド又はシューを弾性体で拘束したり、押圧部位を移動したりする機械的な制振手段が一般的であったが、近年、特開平４ー５４３２５号公報に記載されるようなフィードバック制御を応用した技術が紹介されている。
【０００３】
前記の技術は図８に示すように、摩擦パッド１１２の背後に摩擦パッドの振動を検出する振動センサ１１５とディスク１１０の振動を制限する加振アクチュエータ１１６を平行に設置し、鳴き現象を低減するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところがこの手段では振動発生源の１つである摩擦パッドの振動を検出し、制振対象の摩擦パッドを加振しているが、実際の主要振動発生源はディスクにあるため、制振効果の効率が低いと言う問題があった。
【０００５】
従来技術のように振動検出対象と加振対象が同一の摩擦部材である場合、ディスクの振動を制振しようとしても検出した振動成分の中にはディスクの振動だけでなく、加振手段が加振した為に発生した摩擦パッドの振動も余分に含まれることになる。従って、この検出信号をディスクの振動として捕らえると、余分に加わった振動が誤差成分となって検出精度が悪くなり、その信号に基づいて加振がなされる為に、ディスク振動の抑制効果が低下する。
本発明では、前記の余分な振動成分が除外され、適正な加振信号が伝達されるドラムブレーキ用制振装置の提供を課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
ドラムブレーキの鳴きは、主にドラムの振動が原因である。本発明は、振動検出と加振の手段を制振対象に対して個別に作動させ、振動の検出と加振手段を専従することでドラムの振動を抑制し、鳴きの原因となるドラムの振動を直接防止することを特徴としている。
【０００７】
振動の検出と加振手段を専従させるため、ブレーキドラムのホイールシリンダの一方のピストンでドラムに押圧されるブレーキシューとの間に振動検出の圧電素子を介在さし、他方のピストンでドラムに押圧されるブレーキシューとの間に加振器としての圧電素子を介在させる。一方のブレーキシューがドラムに接触した際のドラムの振動を検出器としての圧電素子から電気信号に変換して制御回路に入力し、この電気信号の位相と振幅を調整し、他方のブレーキシューに接している加振器としての圧電素子にフィードバック制御し、前記ドラムの鳴き現象を抑制する。
【０００８】
加振器はブレーキシューに直接コンタクトし振動の検出器をドラムに対し非接触とさせるため、ホイールシリンダの外筒に磁気センサを固定し、ドラムの内輪と磁気センサのポールピース間の磁力インダクタンスの変動を検出する。勿論ドラムの内輪と磁気センサのポールピース間のギャップは、車輪が回転する毎に変動するが、鳴き現象時の振動周波数は１〜１０数ＫＨｚであり、ギャップ変動はノイズとして除去できる。磁気センサの検出したインダクタンス変動は電気信号に変換して制御回路に入力し、この電気信号の位相を増幅して反転し、他方のブレーキシューに接している加振器としての圧電素子にフィードバック制御し、前記ドラムの鳴き現象を抑制する。
【０００９】
振動の検出器として加速度センサをブレーキシューに設置し、加振器としての磁気アクチュエータをアンカーの外筒に設置してドラムに非接触に作動させる。加速度センサの検出した加速度の変動は、電気信号に変換して制御回路に入力し、この電気信号の位相と振幅を調整し、他方のブレーキシューに接している加振器としての圧電素子にフィードバック制御し、前記ドラムの鳴き現象を抑制する。
【００１０】
振動の検出器として磁気センサをアンカーの外筒に固定して、振動発生源であるドラムに対し非接触に作動し、加振器としての磁気アクチュエータをアンカーの外筒に設置して非接触に作動させる。磁気センサの検出したインダクタンス変動は電気信号に変換して制御回路に入力し、この電気信号の位相と振幅を調整し、他方のブレーキシューに接している加振器としての圧電素子にフィードバック制御し、前記ドラムの鳴き現象を抑制する。
【００１１】
磁気センサの好適例としては、併設される磁気アクチュエータの磁界の影響を受ける第一次コイルの他に、第二次コイルを直列に配置し双方の出力の差動出力を検出する構造が好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した好適の実施例を添付した図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
（実施例１） 図１に本発明の第一の実施例を示す。符号１は、車軸に固定されるドラムである。該ドラム１の内輪に拡張して接する一方のブレーキシュー２がシューリターンスプリング３とシューホールド４に支持されながら拡張支点となるアンカー５とホイールシリンダ６に結合されている。制動時のドラム１の振動を検出する検出器としての積層型圧電素子７は、ホイールシリンダ６内の第一ピストン８と第二ピストン９の中間に配置されている。ここで符号１０はピストンスプリングであり、符号１１、１１′はカップシールでマスターシリンダ（図示せず）からの制動液圧を液密にする。第二ピストン９の他端は、一方のブレーキシュー２に接している。
【００１４】
又、加振器としての積層型圧電素子７′は、第一ピストン８′と第二ピストン９′の中間に配置され他方のブレーキシュー２′に接している。ドラム１の振動は、検出器としての圧電素子７から電気信号に変換して、フィードバック制御回路１２に入力する。符号１３は、制御回路への入力リード線であり、符号１４は、制御回路からの出力リード線である。
【００１５】
尚、厳密に言えば、ブレーキシューを介してドラムの振動を検出しているので、振動検出手段が検出した信号は［ドラム振動＋ブレーキシュー振動］であると言える。しかし、本発明の振動検出ブレーキシューは加振していないブレーキシューであるので、［ブレーキシュー振動は大略０］と考えることができ、ブレーキシュー振動による誤差成分の影響は小さい。尚、ここで言うブレーキシュー振動とはドラムと一体になって発生する振動ではなく、ブレーキシューに固有に発生する振動のことを言う。
【００１６】
さらに、制御回路１２の詳細を図２に示す。比例回路１５に入力した電圧はＫｐ倍増幅され、積分回路１６と微分回路１７を通過して出力する。ここで、Ｓはラプラス変数、Ｔｉ、Ｔｄは時定数である。出力された電気信号は、加振器としての圧電素子７′で加振力に変換され、他方のブレーキシュー２′に作用しＫｐ、Ｔｉ、Ｔａの値を調整することでドラム１の振動を低減する。制御回路１２の駆動電源は車両に搭載のバッテリー１８電源にて充分である。
【００１７】
このように構成することにより、制振対象であるドラム１の振動に対し一方の圧電素子７は検出器として、他方の圧電素子７′は加振器として専従して作動するから効率のよい制振効率がえられる。
【００１８】
（実施例２） 図３に本発明の第二の実施例を記す。検出器としての磁気センサ１９は、ホイールシリンダ６の外筒にボルト２０にて固定される。この時、磁気センサ１９のポールピース２１とドラム１の内輪には適切なギャップが存在する。磁気センサ１９でキャッチしたドラム１の振動による磁力インダクタンスの変動は、電気信号に変換してフィードバック制御回路１２に入力する。制御回路１２の詳細は図２と同一である。制御回路１２から出力された電気信号は、第一ピストン８と第二ピストン９の中間に配置された圧電素子７にて加振力に変換され、他方のブレーキシュー２′に作用し、ドラム１の振動を低減する。
【００１９】
ドラム１の内輪と磁気センサ１９のポールピース２１とのギャップは、厳密には振動が発生していなくとも車輪が回転する毎に変動するから磁力インダクタンスも周期的に変動するが、鳴き現象時の振動周波数は１〜１０数ＫＨｚであり、ギャップ変動の周波数ゾーンとは明らかに異なるのでフィルターを通して周期的な変動分はノイズとして除去可能である。
【００２０】
このように構成することにより、検出器としての磁気センサ１９はブレーキドラム１に非接触に作用し、加振器としての圧電素子７は摩擦シュー２′に直接的に個別に作動するから効率のよい制振装置が得られる。
【００２１】
（実施例３） 図４に本発明の第三の実施例を示す。検出器としての加速度センサ２２をブレーキシュー２にボルト２３にて固定し、ドラム１の振動を加速度センサ２２の内臓する圧電体２４から電気信号に変換して、フィードバック制御回路１２に入力する。なお、加速度センサ２２の好ましい実施形態を図５に示す。圧電体２４の上部には受振体２５が配置され、これらを取付けベースを有する筐体２６にて覆い出力リード線２７が外部と連絡している。制御回路１２から出力された電気信号は、加振器としてのアンカー５の外筒に固定された磁気アクチュエータ２８にて加振力に変換され、直接ドラム１の振動を低減すべく作動する。
【００２２】
このように構成することにより、検出器としての加速度センサ２２はブレーキドラム１の振動を検出し、加振器としての磁気アクチュエータ２８は磁気の吸引反撥を利用して非接触にて加振力をドラム１に直接伝えるから効率のよい制振効果と共に、耐久信頼性の高い制振装置が得られる。
【００２３】
（実施例４） 図６に本発明の第四の実施例を示す。検出器としての磁気センサ１９をアンカー５の外筒に固定するが、この時、磁気センサ１９の第一ポールピース２９とドラム１の内輪には適切なギャップが存在する。磁気センサ１９にて検出する振動モードは、可能な限り近似点にて磁気アクチュエータ２８により加振力として出力するのが好ましい。従って磁気センサ１９の好ましい実施形態は若干複雑となる。これを図７に示す。第一コイル３０にて励磁される第一ポールピース２９は、併設されている磁気アクチュエータ２８より発生する磁界の影響をキャンセルするため、磁石３１を介して第二コイル３２にて励磁される第二ポールピース３３との差動出力端子３４をフィードバック制御回路１２に入力する。符号３５は非磁性体の筐体である。
【００２４】
つまり、磁気センサ１９でキャッチした磁力インダクタンスの差動出力変動は、電気信号に変換してフィードバック制御回路１２に入力する。制御回路１２の詳細は図２と同一である。制御回路１２から出力された電気信号は、加振器としてのアンカー５の外筒に固定された磁気アクチュエータ２８から磁気の吸引反撥を利用して加振力に変換され、直接ドラム１の振動を低減すべく作動する。
【００２５】
このように構成することにより、検出器としての磁気センサ１９は、ドラム１の振動を非接触状態で検出し、加振器としての磁気アクチュエータ２８も非接触にて加振力をドラム１に直接伝えるから効率のよい制振効果と共に、耐久信頼性の高い制振装置が得られる。
【００２６】
【発明の効果】
上述の如く本発明は、鳴き現象の振動発生源であるドラムの振動の検出を直接または間接的な手段にて電気信号として検出し、この位相と振幅を調整し加振力に変換して、ドラムの振動を低減することを目標とし、検出対象と加振対象を単独に捕らえ、検出および加振の精度を向上させた。又、それぞれの対象に対し、直接あるいは非接触の形態で電気信号の検出や加振力の変換を可能としたことから耐久信頼性の高い制振装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施例である振動検出および加振を異なる部材に単独に配置した圧電素子を応用した各ユニットの配置図である。
【図２】本発明のフィードバック制御回路内のフローチャートである。
【図３】本発明の第二の実施例であるドラムの振動を磁気センサで非接触に検出し、加振に圧電素子を応用した各ユニットの配置図である。
【図４】本発明の第三の実施例であるドラムの振動を加速度センサで間接的に検出し、加振に磁気アクチュエータを応用した各ユニットの配置図である。
【図５】本発明の加速度センサの好ましい構造図である。
【図６】本発明の第四の実施例であるドラムの振動を磁気センサで非接触に検出し、加振に磁気アクチュエータを応用した各ユニットの配置図である。
【図７】本発明の磁気センサの好ましい構造図である。
【図８】従来の先行技術である振動検出および加振を共通の部材に作動させた各ユニットの配置図である。
【符号の説明】
１：ドラム
２、２′：ブレーキシュー
５：アンカー
６：ホイールシリンダ
７、７′：圧電素子
８、８′：第一ピストン
９、９′：第二ピストン
１２：制御回路
１３：入力リード線
１４：出力リード線
１９：磁気センサ
２１：ポールピース
２２：加速度センサ
２８：磁気アクチュエータ
２９：第一ポールピース
３３：第二ポールピース
３４：作動出力端子

Claims (1)

  1. 車輪と一体に回転するドラムにブレーキシューを押圧手段により押圧して、前記車輪を制動する車両用制動装置において、前記ドラムの振動を一方のブレーキシューを介して検出する振動検出手段と、前記ドラムを前記振動検出手段による振動検出を行なったブレーキシューと異なる他方のブレーキシューを介して加振する加振手段とを有し、且つ、加振手段の影響を受けない前記振動検出手段の出力に基づいて前記加振手段が前記ドラムの振動を打ち消すように作用する制御回路から構成されていることを特徴とするドラムブレーキ用制振装置。
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