JPH06207632A - ブレーキドラムの鳴き防止装置 - Google Patents
ブレーキドラムの鳴き防止装置Info
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- JPH06207632A JPH06207632A JP1789093A JP1789093A JPH06207632A JP H06207632 A JPH06207632 A JP H06207632A JP 1789093 A JP1789093 A JP 1789093A JP 1789093 A JP1789093 A JP 1789093A JP H06207632 A JPH06207632 A JP H06207632A
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- Japan
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- brake drum
- brake
- drum
- longitudinal wave
- squeal
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D65/00—Parts or details
- F16D65/0006—Noise or vibration control
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D69/00—Friction linings; Attachment thereof; Selection of coacting friction substances or surfaces
- F16D2069/004—Profiled friction surfaces, e.g. grooves, dimples
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目 的】摩擦ライニングをブレーキドラムに押圧して
制動を行うドラムブレーキにおいて、ブレーキドラムの
縦波振動に起因する鳴きを防止すること。 【構 成】ブレーキドラム１０の摺動部に軸方向溝１０
ａを形成することにより、ブレーキドラムの縦波２次共
振周波数を可聴波周波数（１６０００Ｈｚ）以上の高周
波とする。これによりブレーキによる鳴き音を人間に感
じさせないようにすることができる。
制動を行うドラムブレーキにおいて、ブレーキドラムの
縦波振動に起因する鳴きを防止すること。 【構 成】ブレーキドラム１０の摺動部に軸方向溝１０
ａを形成することにより、ブレーキドラムの縦波２次共
振周波数を可聴波周波数（１６０００Ｈｚ）以上の高周
波とする。これによりブレーキによる鳴き音を人間に感
じさせないようにすることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ドラムブレーキにおい
て制動時に発生する鳴き音を有効に阻止するようにした
鳴き防止のためのブレーキドラムに関する。
て制動時に発生する鳴き音を有効に阻止するようにした
鳴き防止のためのブレーキドラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】車軸と共に回転するブレーキドラムに摩
擦ライニングを有するブレーキシュを押圧して制動を行
うドラムブレーキにおいて、ブレーキドラムに摩擦ライ
ニングを押圧した際、ブレーキドラムの硬度、ブレーキ
ドラムと摩擦ライニングの相性等によって非常に不愉快
なブレーキ鳴き音と称される高周波音が発生することが
知られている。
擦ライニングを有するブレーキシュを押圧して制動を行
うドラムブレーキにおいて、ブレーキドラムに摩擦ライ
ニングを押圧した際、ブレーキドラムの硬度、ブレーキ
ドラムと摩擦ライニングの相性等によって非常に不愉快
なブレーキ鳴き音と称される高周波音が発生することが
知られている。
【０００３】そして、この高周波音は、使用する摩擦ラ
イニングがアスベスト主体のオーガニック系である場
合、ブレーキドラムの振動は図４に示された如く板の曲
げ振動や捩じり振動のように振動方向と波の進行方向と
が同一である、いわゆる横波（厚さ方向の振動が両面と
も同じとなる）に基づくものが主体であることが確認さ
れている。
イニングがアスベスト主体のオーガニック系である場
合、ブレーキドラムの振動は図４に示された如く板の曲
げ振動や捩じり振動のように振動方向と波の進行方向と
が同一である、いわゆる横波（厚さ方向の振動が両面と
も同じとなる）に基づくものが主体であることが確認さ
れている。
【０００４】この横波に基づくブレーキ鳴き音の防止対
策として、従来、例えば実開昭６１−６３０２９号公報
に記載されているように、ブレーキドラムの開口端近傍
の内周面に形成した凹溝に弾性リングを嵌合させたり、
或いは実開昭６２−１７６５３０号公報に記載されてい
るように、ブレーキドラムの外周に、内側に弾性帯を有
するリング状の金属板帯を圧入してブレーキドラムの振
動を抑え、共振点をずらすようにしたものがあった。
策として、従来、例えば実開昭６１−６３０２９号公報
に記載されているように、ブレーキドラムの開口端近傍
の内周面に形成した凹溝に弾性リングを嵌合させたり、
或いは実開昭６２−１７６５３０号公報に記載されてい
るように、ブレーキドラムの外周に、内側に弾性帯を有
するリング状の金属板帯を圧入してブレーキドラムの振
動を抑え、共振点をずらすようにしたものがあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
摩擦材の変遷と共に、摩擦ライニング材としてセミメタ
リックやノンアスベスト系のものが使用されるようにな
ると、従来の横波に基づく制振対策では鳴きを抑えるの
に充分満足する結果を得られなかった。
摩擦材の変遷と共に、摩擦ライニング材としてセミメタ
リックやノンアスベスト系のものが使用されるようにな
ると、従来の横波に基づく制振対策では鳴きを抑えるの
に充分満足する結果を得られなかった。
【０００６】そこでノンアスベスト系の摩擦ライニング
を使用して、実際の走行条件に相当する約１６００回の
制動で発生した鳴きの周波数を音圧レベル別にプロット
したところ図５に示した鳴きダイナモ試験結果が得られ
た。また、この試験に用いたブレーキドラムを横波によ
るものと縦波によるものと別個に加振テストで図６に示
す振動特性曲線が得られた。
を使用して、実際の走行条件に相当する約１６００回の
制動で発生した鳴きの周波数を音圧レベル別にプロット
したところ図５に示した鳴きダイナモ試験結果が得られ
た。また、この試験に用いたブレーキドラムを横波によ
るものと縦波によるものと別個に加振テストで図６に示
す振動特性曲線が得られた。
【０００７】図５と図６から判るように、発生した鳴き
周波数は、ブレーキドラムの縦波共振モードの２次、４
次、６次（図５の黒色ピーク）とよく一致しており、横
波とは一致していない。このことより鳴きは図７に示し
たようにブレーキドラムの厚さ方向に伸び縮みの振動を
起こしながら、波は厚さ方向と直角方向であるドラムの
円周方向に進行する、いわゆる縦波が原因であるという
結論を得た。
周波数は、ブレーキドラムの縦波共振モードの２次、４
次、６次（図５の黒色ピーク）とよく一致しており、横
波とは一致していない。このことより鳴きは図７に示し
たようにブレーキドラムの厚さ方向に伸び縮みの振動を
起こしながら、波は厚さ方向と直角方向であるドラムの
円周方向に進行する、いわゆる縦波が原因であるという
結論を得た。
【０００８】よって、本発明は、ドラムブレーキ、特に
セミメタリック或いはノンアスベスト系の摩擦ライニン
グを用いたドラムブレーキにおいて、ブレーキドラムの
縦波振動に起因する鳴きを防止することを目的とする。
セミメタリック或いはノンアスベスト系の摩擦ライニン
グを用いたドラムブレーキにおいて、ブレーキドラムの
縦波振動に起因する鳴きを防止することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、摩擦ライニングをブレーキドラムに押圧
して制動を行うドラムブレーキにおいて、ブレーキドラ
ムの円筒部に円周方向に対して不連続となる切断部が軸
方向に設けられている構成を具備している。
に、本発明は、摩擦ライニングをブレーキドラムに押圧
して制動を行うドラムブレーキにおいて、ブレーキドラ
ムの円筒部に円周方向に対して不連続となる切断部が軸
方向に設けられている構成を具備している。
【００１０】本発明の他の構成として、前記不連続とな
る切断部の具体的構成も含み、例えばブレーキドラムの
摺動部に軸方向の溝を形成したもの、又はブレーキドラ
ムの外周部に軸方向の溝を形成したものがある。そして
溝を形成したことによる強度低下を防止する目的で、溝
を帯状リングにより円周方向に取り囲むようにした構成
も変形例として含む。
る切断部の具体的構成も含み、例えばブレーキドラムの
摺動部に軸方向の溝を形成したもの、又はブレーキドラ
ムの外周部に軸方向の溝を形成したものがある。そして
溝を形成したことによる強度低下を防止する目的で、溝
を帯状リングにより円周方向に取り囲むようにした構成
も変形例として含む。
【００１１】摩擦ライニングがブレーキドラムの制動面
を押圧して制動作用を行なうと、縦波振動がブレーキド
ラムに伝搬する。しかし、ブレーキドラムの円筒部に円
周方向に対して不連続となる切断部が軸方向に設けられ
ているため、振動の伝搬長さが中断されて実質的に短く
なり、縦波に基づく２次共振モードの周波数を人間の可
聴周波数の上限である約１６０００ Ｈzを超えるように
変更させることで鳴き音が聞えないようになる。
を押圧して制動作用を行なうと、縦波振動がブレーキド
ラムに伝搬する。しかし、ブレーキドラムの円筒部に円
周方向に対して不連続となる切断部が軸方向に設けられ
ているため、振動の伝搬長さが中断されて実質的に短く
なり、縦波に基づく２次共振モードの周波数を人間の可
聴周波数の上限である約１６０００ Ｈzを超えるように
変更させることで鳴き音が聞えないようになる。
【００１２】
【実 施 例】一般に、長さＬ（ｍ）、ヤング率Ｅ（Ｎ
／ｍ2）、体積密度ρ（Ｋｇ／ｍ3）の棒状の固体中を縦
波が伝搬する場合の周波数（Ｈｚ）は、Ｖ（ｍ／s）を
音速、λ（ｍ）を波長とすると、
／ｍ2）、体積密度ρ（Ｋｇ／ｍ3）の棒状の固体中を縦
波が伝搬する場合の周波数（Ｈｚ）は、Ｖ（ｍ／s）を
音速、λ（ｍ）を波長とすると、
【数１】 であることが知られている。（ただし、Ｐは縦波の次数
１〜ｎ迄の整数とする。）しかしブレーキドラムの場合
は形状が円筒形で開放端が無いことから上記（１）式と
やや異なり、実験的に次式が成立することが判明してい
る。
１〜ｎ迄の整数とする。）しかしブレーキドラムの場合
は形状が円筒形で開放端が無いことから上記（１）式と
やや異なり、実験的に次式が成立することが判明してい
る。
【数２】 この（２）式の場合のＰは２、４、６、の偶数である。
そしてＤｔ（ｍ）は縦波伝搬径であり、この伝搬径Ｄｔ
とブレーキドラムの外径がよく相関することが発明者の
実験でわかった。図１はブレーキドラム外径Ｄから伝搬
径Ｄｔを実験により求めた結果を示したものであり、ブ
レーキドラム外径から伝搬径を求めて上記（２）式に代
入することで２次、４次、６次等の縦波周波数を求める
ことができる。
そしてＤｔ（ｍ）は縦波伝搬径であり、この伝搬径Ｄｔ
とブレーキドラムの外径がよく相関することが発明者の
実験でわかった。図１はブレーキドラム外径Ｄから伝搬
径Ｄｔを実験により求めた結果を示したものであり、ブ
レーキドラム外径から伝搬径を求めて上記（２）式に代
入することで２次、４次、６次等の縦波周波数を求める
ことができる。
【００１３】（２）式からわかるように伝搬長さπＤｔ
が小さければ周波数ｆが大きくなる関係があるので、鳴
きの原因となる縦波共振モードのうち周波数の最も低い
縦波２次波の周波数を人間の可聴周波数の上限である１
６０００Ｈｚ以上にすることで実質的に鳴きを防止する
ことができる。このためにはブレーキドラムの円筒部に
円周方向に対して不連続となる切断部を軸方向に設けて
伝搬長さを短くすればよい。
が小さければ周波数ｆが大きくなる関係があるので、鳴
きの原因となる縦波共振モードのうち周波数の最も低い
縦波２次波の周波数を人間の可聴周波数の上限である１
６０００Ｈｚ以上にすることで実質的に鳴きを防止する
ことができる。このためにはブレーキドラムの円筒部に
円周方向に対して不連続となる切断部を軸方向に設けて
伝搬長さを短くすればよい。
【００１４】具体的にはブレーキドラムの円筒部に軸方
向の溝を設けることにより円周方向に伝搬する縦波の伝
搬長さπＤｔが短くなり縦波周波数ｆは可聴域外とする
ことができる。
向の溝を設けることにより円周方向に伝搬する縦波の伝
搬長さπＤｔが短くなり縦波周波数ｆは可聴域外とする
ことができる。
【００１５】今、鳴きとして問題とされている上限周波
数をｆｎ、前記（２）式で求める２次の縦波周波数をｆ
とすると、溝の本数Ｎは次式となる。 Ｎ＝ｆｎ／ｆ……………………………………………（３） 上式（３）に数値を入れて実際の溝の本数を求めると、
乗用車クラスではブレーキドラム外径が約２００ｍｍ〜
３００ｍｍなので、図１から伝搬径Ｄｔは２次の場合約
１５０ｍｍ前後であり、Ｎは２〜３本以上となる。ま
た、同様にトラックや産業機械等ドラム外径が４６０ｍ
ｍを超えるものでは伝搬径が大きくなるため、Ｎは４本
以上となる。
数をｆｎ、前記（２）式で求める２次の縦波周波数をｆ
とすると、溝の本数Ｎは次式となる。 Ｎ＝ｆｎ／ｆ……………………………………………（３） 上式（３）に数値を入れて実際の溝の本数を求めると、
乗用車クラスではブレーキドラム外径が約２００ｍｍ〜
３００ｍｍなので、図１から伝搬径Ｄｔは２次の場合約
１５０ｍｍ前後であり、Ｎは２〜３本以上となる。ま
た、同様にトラックや産業機械等ドラム外径が４６０ｍ
ｍを超えるものでは伝搬径が大きくなるため、Ｎは４本
以上となる。
【００１６】次に、実際の鳴き防止策を図２（ａ）、
（ｂ）および図３により説明すると、図２（ａ）はブレ
ーキドラム１０の摺動部の軸方向に溝１０ａを３本設け
たもので、周方向の強度を保つために帯状リング１２が
一体型に、或いは焼きばめされている。
（ｂ）および図３により説明すると、図２（ａ）はブレ
ーキドラム１０の摺動部の軸方向に溝１０ａを３本設け
たもので、周方向の強度を保つために帯状リング１２が
一体型に、或いは焼きばめされている。
【００１７】また、図２（ｂ）に示したようにブレーキ
ドラム１０の開口部１０ｂにフランジ１０ｃを設け、そ
こに帯状リング１２′を取り囲むように取り付けてもよ
い。溝１０ａの幅は図ではわかり易くするために誇張し
て示してあるが、実際には切断されていればよく、加工
時の刃物で決まる。図３はブレーキドラム１０の外周部
１０ｄに軸方向溝１０ａ′を設けた例である。図２、図
３に示したものは何れも溝１０（又は１０ａ′）が円周
方向に対して均等分割されているが、分割片の展開長さ
が縦波２次波の共振周波数として１６０００Ｈｚ以上に
なる様な長さであればどの様な分割であってもよい。
ドラム１０の開口部１０ｂにフランジ１０ｃを設け、そ
こに帯状リング１２′を取り囲むように取り付けてもよ
い。溝１０ａの幅は図ではわかり易くするために誇張し
て示してあるが、実際には切断されていればよく、加工
時の刃物で決まる。図３はブレーキドラム１０の外周部
１０ｄに軸方向溝１０ａ′を設けた例である。図２、図
３に示したものは何れも溝１０（又は１０ａ′）が円周
方向に対して均等分割されているが、分割片の展開長さ
が縦波２次波の共振周波数として１６０００Ｈｚ以上に
なる様な長さであればどの様な分割であってもよい。
【００１８】表１は上記防止策を施したブレーキドラム
と従来の通常のブレーキドラムとを鳴きダイナモにより
試験をした結果を比較評価したものである。この表にお
いて鳴き係数とは、鳴きの頻度と大きさを加味しながら
一つの評価値で表せるようにしたもので、数値が大きい
程鳴きがより発生していることを意味しており、鳴きと
して問題とならないレベルは鳴き係数が５０以下であ
る。本発明の鳴き防止策を施したブレーキドラムは、摺
動部に溝を設けたタイプ、外周部に溝を設けたタイプの
いずれのものも、従来品に比べ鳴き係数が低レベルであ
ることが判明した。
と従来の通常のブレーキドラムとを鳴きダイナモにより
試験をした結果を比較評価したものである。この表にお
いて鳴き係数とは、鳴きの頻度と大きさを加味しながら
一つの評価値で表せるようにしたもので、数値が大きい
程鳴きがより発生していることを意味しており、鳴きと
して問題とならないレベルは鳴き係数が５０以下であ
る。本発明の鳴き防止策を施したブレーキドラムは、摺
動部に溝を設けたタイプ、外周部に溝を設けたタイプの
いずれのものも、従来品に比べ鳴き係数が低レベルであ
ることが判明した。
【表１】
【００１９】
【効 果】縦波が物体を伝搬するとき、その物体の伝搬
長さが短い程、共振周波数が大きくなる性質を利用し
て、ブレーキドラムの円筒部に円周方向に対して不連続
となる切断部を軸方向に設けることにより、ブレーキノ
イズとして最初に現われる２次の縦波共振周波数を人間
の可聴周波数以上とすることで、鳴き音を人間に感じさ
せないようにすることができる。
長さが短い程、共振周波数が大きくなる性質を利用し
て、ブレーキドラムの円筒部に円周方向に対して不連続
となる切断部を軸方向に設けることにより、ブレーキノ
イズとして最初に現われる２次の縦波共振周波数を人間
の可聴周波数以上とすることで、鳴き音を人間に感じさ
せないようにすることができる。
【図１】ドラム径と縦波伝搬径との相関関係を実験によ
り求めた線図である。
り求めた線図である。
【図２】ブレーキドラムの摺動部に軸方向溝を設けた本
発明の一実施例を示したもので（ａ）が通常のドラムに
（ｂ）がフランジアップしたドラムに適用した図であ
る。
発明の一実施例を示したもので（ａ）が通常のドラムに
（ｂ）がフランジアップしたドラムに適用した図であ
る。
【図３】ブレーキドラムの外周部に軸方向溝を設けた本
発明の第二実施例を示した図である。
発明の第二実施例を示した図である。
【図４】円筒体に横波に起因する振動が作用したときの
説明図である。
説明図である。
【図５】摩擦ライニングとしてセミメタリックやノンア
スベスト系のものを使用し実際に制動した時発生した鳴
きの周波数と音圧との関係を示した図である。
スベスト系のものを使用し実際に制動した時発生した鳴
きの周波数と音圧との関係を示した図である。
【図６】ブレーキドラムに横波振動と縦波振動をそれぞ
れ与えた時の周波数と音圧との関係を示した図である。
れ与えた時の周波数と音圧との関係を示した図である。
【図７】円筒体に縦波に起因する振動が作用した時の説
明図である。
明図である。
１０・・・ブレーキドラム １０ａ、１０ａ′・・・軸方向溝 １０ｂ・・・ブレーキドラムの開口部 １０ｃ・・・フランジ １０ｄ・・・ブレーキドラムの外周部 １２、１２′・・・帯状リング
Claims (4)
- 【請求項１】摩擦ライニングをブレーキドラムに押圧し
て制動を行うドラムブレーキにおいて、ブレーキドラム
の円筒部に円周方向に対して不連続となる切断部が軸方
向に設けられていることを特徴とする鳴き防止装置。 - 【請求項２】請求項１記載の鳴き防止装置において、前
記切断部がブレーキドラムの摺動部に形成した軸方向溝
である鳴き防止装置。 - 【請求項３】請求項１記載の鳴き防止装置において、前
記切断部がブレーキドラムの外周部に形成した軸方向溝
である鳴き防止装置。 - 【請求項４】前記軸方向溝が帯状リングによって取り囲
まれている請求項２又は請求項３に記載の鳴き防止装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01789093A JP3294889B2 (ja) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | ブレーキドラムの鳴き防止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01789093A JP3294889B2 (ja) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | ブレーキドラムの鳴き防止装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06207632A true JPH06207632A (ja) | 1994-07-26 |
| JP3294889B2 JP3294889B2 (ja) | 2002-06-24 |
Family
ID=11956315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01789093A Expired - Fee Related JP3294889B2 (ja) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | ブレーキドラムの鳴き防止装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3294889B2 (ja) |
-
1993
- 1993-01-11 JP JP01789093A patent/JP3294889B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3294889B2 (ja) | 2002-06-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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