JPH07269612A - ディスクブレーキ装置 - Google Patents

ディスクブレーキ装置

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JPH07269612A
JPH07269612A JP6061473A JP6147394A JPH07269612A JP H07269612 A JPH07269612 A JP H07269612A JP 6061473 A JP6061473 A JP 6061473A JP 6147394 A JP6147394 A JP 6147394A JP H07269612 A JPH07269612 A JP H07269612A
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JP
Japan
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rotor
disc
brake
disc rotor
width
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JP6061473A
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Noriyasu Murai
教恭 村井
Kenji Takahashi
鍵次 高橋
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00Parts or details
    • F16D65/0006Noise or vibration control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00Parts or details
    • F16D65/02Braking members; Mounting thereof
    • F16D65/04Bands, shoes or pads; Pivots or supporting members therefor
    • F16D65/092Bands, shoes or pads; Pivots or supporting members therefor for axially-engaging brakes, e.g. disc brakes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00Parts or details
    • F16D65/02Braking members; Mounting thereof
    • F16D2065/026Braking members; Mounting thereof characterised by a particular outline shape of the braking member, e.g. footprint of friction lining

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディスクブレーキ装置のブレーキ鳴きを低減
する。 【構成】 ディスクロータの周方向に沿ったブレーキパ
ッド20,30の摩擦部材22,23,32,33表面
の幅であって少なくとも同ディスクロータの外周側に対
向する同摩擦部材22,23,32,33表面の端部の
幅Lを、同端部が当接するディスクロータ径方向位置の
周方向長さのほぼ12分の1以下にする。このように規
定された幅Lはディスクロータにおける3節直径モード
の振動波の4分の1波長以下に相当し、摩擦部材22,
23,32,33がこの振動波で振動するディスクロー
タに反発することがなくなって追従し、摩擦部材22,
23,32,33とディスクロータとの衝突による同ロ
ータの励起が減少して、3節直径モードの振動波の発生
を抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車輪と一体回転するデ
ィスクロータにブレーキパッドの摩擦部材表面を当接さ
せることによって車輪を制動するディスクブレーキ装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、この種のディスクブレーキ装
置はよく知られているとともに、同ブレーキ装置におい
ては、ディスクロータ、ブレーキパッドなどの振動に起
因して発生する不要な振動音いわゆるブレーキ鳴きを低
減することも種々考えられてきている。例えば特開平3
−79820号公報に示されているディスクブレーキ装
置においては、ブレーキパッドの摩擦部材及び裏金をデ
ィスクロータの周方向において2分割して、ブレーキ鳴
きを低減することが試みられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
種々の対策では、ディスクブレーキ装置におけるブレー
キ鳴きを充分に低減させることはできなかった。本発明
者らは、理論解析、実験などにより、ディスクロータの
周方向長さの3分の1を1波長とする振動波すなわち3
節直径モードの振動波が前記ブレーキ鳴きの大きな原因
となっていることを突き止めた。本発明はこの3節直径
モードの振動波に着目してなされたもので、その目的は
この振動波の発生を抑制することによりブレーキ鳴きを
充分に低減させたディスクブレーキ装置を提供しようと
するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の構成上の特徴は、ディスクロータの周方向
に沿ったブレーキパッドの摩擦部材表面の幅であって少
なくとも同ディスクロータの外周側に対向する摩擦部材
表面の端部の幅を、同端部が当接するディスクロータ径
方向位置における周方向長さのほぼ12分の1以下にし
たことにある。
【0005】
【作用】上記本発明により規定されるディスクロータの
径方向外周側の位置は、ディスクロータ上の3節直径モ
ードの振動波の振幅が最も大きくなる部分であるととも
に、ディスクロータの径方向位置における回転速度の相
違から摩擦係数が大きくなって摩擦部材の衝突により同
ロータが励起され易い部分である。そして、本願発明に
おいては、少なくともこの径方向位置に対向するブレー
キパッドの摩擦部材表面の周方向の幅をディスクロータ
の周方向長さのほぼ12分の1以下にしている。すなわ
ち、ディスクロータ上に発生する3節直径モードの振動
波の振幅が最も大きくかつ同ロータが励起され易い部分
に対向したブレーキパッドの摩擦部材表面の周方向の幅
を、ディスクロータの周方向長さのほぼ12分の1以下
にしている。一方、この3節直径モードの振動波はディ
スクロータとブレーキパッドの摩擦部材との衝突によっ
て同ディスクロータが励起されて生じるものであり、デ
ィスクロータの周方向長さの3分の1を1波長とするも
のである。したがって、本発明によれば、振幅が大きく
かつ励起され易い振動波の進行方向に沿った摩擦部材の
幅が同振動波の波長のほぼ4分の1以下になり、摩擦部
材は振動波に反発しなくなって追従するようになるの
で、摩擦部材とディスクロータとの衝突によるディスク
ロータの励起頻度が少なくなるとともに励起度合が小さ
くなり、3節直径モードの振動波の発生が抑制される。
このような理論的付けと並行して、ブレーキパッドの摩
擦部材表面の前記端部の周方向の幅を種々に変えて行っ
たブレーキ鳴きの実験結果(図5,6)からも、本発明
によりブレーキ鳴きの発生率及びブレーキ鳴きのレベル
が低減したことが確認される。
【0006】
【発明の効果】上記のように、本発明によれば3節直径
モードの振動波の発生が抑制されるので、同振動波を主
な原因とするブレーキ鳴きが充分に低減される。
【0007】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
すると、図1は同実施例に係るディスクブレーキ装置の
全体を概略断面図により示している。このディスクブレ
ーキ装置は車輪と一体回転するディスクロータ10を備
えるとともに、同ロータ10の両側に一対のブレーキパ
ッド20,30を配設している。外側のブレーキパッド
20は、車体に固定したマウンティングに左右に摺動可
能に組み付けたキャリパ40のアーム部41の内側に
て、図示しないサポートメンバおよびアンチラトルスプ
リングを介してマウンティングにディスクロータ20の
軸方向に変位可能に組み付けられている。内側のブレー
キパッド30は、キャリパ40内に形成したシリンダ4
2に摺動可能に組み付けたピストン43の側方にて、外
側のブレーキパッド20と同様にマウンティングに組付
けられている。
【0008】ブレーキパッド20,30は、図1,2に
示すように、長方形状の裏金21,31と、各裏金2
1,31の表面上に固着した一対の摩擦部材22,23
及び32,33とからなる。各一対の摩擦部材22,2
3及び32,33はそれぞれ耐熱性材料(例えばアスベ
ストレジンモールド系の材料)で外側辺を斜辺とする台
形状に成形され、上辺及び底辺にほぼ直角な内側辺の間
に若干の隙間を設けて配置されている。ディスクロータ
10の径方向外側に対向する摩擦部材22,23,3
2,33の端部(上辺近傍)は幅広に形成されて、各外
側辺の上端部間の距離Lはディスクロータ10の対向す
る径方向位置の周方向長さの約12分の1以下に設定さ
れている。ただし、摩擦部材22,23,32,33の
幅は制動効率上大きいことが望ましいので、同距離Lは
前記周方向長さの12分の1から大きく外れたものでは
ない。そして、摩擦部材22,23,32,33の幅は
ディスクロータ10の径方向内側に対向する端部に向か
うにしたがって徐々に狭くなるように設定されている。
【0009】上記のように構成した実施例の動作を説明
すると、ブレーキペダル(図示しない)の踏み込みによ
りシリンダ42に油圧が供給されると、ピストン43が
ブレーキパッド30を図1の左方へ変位させる。また、
キャリパ40はピストン43の前記変位に対する反力に
よって同図の右方に変位し、ブレーキパッド20も右方
に変位する。これにより、ブレーキパッド20,30の
各摩擦部材22,23,32,33がディスクロータ1
0に押し付けられて、同ロータ10すなわち車輪を制動
する。
【0010】このような制動に伴って摩擦部材22,2
3,32,33がディスクロータ10を摺動する際、デ
ィスクロータ10の肉厚むら、同ロータ10及び摩擦部
材22,23,32,33の表面の粗さ、ピストン43
によるブレーキパッド20,30の押し付け状態などが
原因となって、摩擦部材22,23,32,33とディ
スクロータ10との衝突により同ロータ10が励起され
る。この励起により、ディスクロータ10には、図3
(A)に示すような3節直径モードによる大きな振動波
(周方向長さの3分の1を1波長とする振動波)が発生
する。この振動波は初期に励起されてもその後に頻繁に
励起されなければ減衰するが、その後に頻繁に励起され
続けると連続した振動によってブレーキ鳴きとなって現
れる。
【0011】上記のように構成した実施例によれば、各
ブレーキパッド20,30の摩擦部材22,23及び3
2,33の上端部(ディスクロータ10の径方向外側に
対向)間の距離Lは同上端部が対向するディスクロータ
10の周方向長さのほぼ12分の1以下に設定されてい
る。ディスクロータ10上の3節直径モードの振動波は
周方向長さの3分の1を1波長とするものであるので、
図4に示すように、前記距離Lは前記振動波の波長のほ
ぼ4分の1以下になる。したがって、摩擦部材22,2
3,32,33はこの振動波に反発しなくなって追従す
るようになるので、同摩擦部材22,23,32,33
とディスクロータ10との衝突による同ロータ10の励
起頻度が少なくなるとともに励起度合が小さくなり、こ
の振動波の発生が抑制される。このように、上記実施例
によれば、ブレーキ鳴きの大きな原因である3節直径モ
ードの振動波が抑制されるので、ブレーキ鳴きが充分に
低減される。
【0012】図5,6のグラフは、ブレーキパッド2
0,30の摩擦部材22,23,32,33表面の上端
部の周方向の幅(距離L)を種々に変えて行った実験結
果を示すものである。なお、横軸には距離Lをディスク
ロータ10の周方向長さに対する比率で分数表示してい
る。これによっても、ブレーキ鳴きの発生率及びブレー
キ鳴きのレベルは距離Lが短くなるにしたがって小さく
なり、距離Lがディスクロータ10の周方向長さのほぼ
11.3分の1あたりでかなり小さくなり、ほぼ12分
の1以下になるとブレーキ鳴きの発生率及びブレーキ鳴
きのレベルが激減していることが理解できる。
【0013】次に、上記実施例のブレーキパッド20,
30をそれぞれ変形した第1及び第2変形例について説
明する。第1変形例に係るブレーキパッド20,30
は、図7に示すように、裏金21,31の表面上に長方
形に形成した一対の摩擦部材22a,23a及び32
a,33aをそれぞれ固着させている。この場合も、一
対の摩擦部材22a,23a及び32a,33aの各間
には若干の隙間が設けられ、かつ同一対の摩擦部材22
a,23a及び32a,33aの横方向の幅Lはディス
クロータ10の径方向外側位置における周方向長さのほ
ぼ12分の1以下に設定されている。ただし、この場合
も、幅Lは前記周方向長さの12分の1から大きく外れ
たものではない。
【0014】また、第2変形例に係るブレーキパッド2
0,30は、図8に示すように、裏金21,31の表面
上に上部にて一定幅で下部にて下方に向かうにしたがっ
て幅広となるように形成した一対の摩擦部材22b,2
3b及び32b,33bをそれぞれ固着させている。こ
の場合も、一対の摩擦部材22b,23b及び32b,
33bの各間には隙間が設けられ、かつ同一対の摩擦部
材22b,23b及び32b,33bの上部の横方向の
幅Lはディスクロータ10の径方向外側位置における周
方向長さのほぼ12分の1以下に設定されている。ただ
し、この場合も、幅Lは前記周方向長さの12分の1か
ら大きく外れたものではない。なお、摩擦部材22b,
23b,32b,33bの上部の一定幅に規定される長
さは、例えばディスクロータ10の半径のほぼ35パー
セントに対応した長さに設定されている。
【0015】前記第1及び第2変形例のようにブレーキ
パッド20,30を構成した結果、摩擦部材22a,2
3a,32a,33a(22b,23b,32b,33
b)の表面積が大きくなり、発熱量を小さく保つことが
できるので、摩擦部材22a,23a,32a,33a
(22b,23b,32b,33b)とディスクロータ
10との摩擦係数も低下することなく、制動性能を良好
に保つことができる。また、これらの第1及び第2変形
例においては、摩擦部材22a,23a,32a,33
a(22b,23b,32b,33b)の下部は、同下
部が対向する位置のディスクロータ10の周方向長さの
12分の1より大きくなるが、次の理由によりより、こ
の部分におけるディスクロータ10の3節直径モードの
振動波がブレーキ鳴きに与える影響は小さいので、同ブ
レーキ鳴きは大きくなることはない。第1の理由は、図
3(B)の2点鎖線で示すように、ディスクロータ10上
における3節直径モードの振動波の振幅は同ロータ10
の中心に向かうにしたがって小さくなるので、この部分
における振動波によるブレーキ鳴きのレベルも小さいと
同時に、摩擦部材による励起の度合も小さい。また、デ
ィスクロータ10の径方向中心側の部分においては外側
部分に比べて回転速度が小さくて同ロータ10と摩擦部
材22a,23a,32a,33a(22b,23b,
32b,33b)との摩擦係数μも小さいので(図9参
照)、ディスクロータ10の励起もされ難くなる。この
ように摩擦部材22a,23a,32a,33a(22
b,23b,32b,33b)の下部はブレーキ鳴きに
大きな影響を与えることがないので、少なくともディス
クロータ10の径方向外側に対向した摩擦部材22a,
23a,32a,33a(22b,23b,32b,3
3b)の上端部の横方向の幅Lを規定すれば、ブレーキ
鳴きを充分に低減できる。
【0016】なお、上記実施例、第1及び第2変形例に
おける摩擦部材22,23,32,33(22a,23
a,32a,33a又は22b,23b,32b,33
b)に面取りを施してある場合には、前記横方向の幅L
は同摩擦部材22,23,32,33(22a,23
a,32a,33a又は22b,23b,32b,33
b)の上端部表面上の幅により定められる。
【0017】また、上記実施例、第1及び第2変形例に
おける摩擦部材22,23,32,33(22a,23
a,32a,33a又は22b,23b,32b,33
b)を実際に製造することを考慮すると、製造上はディ
スクロータ10の周方向の距離を測定することは難し
い。ここで、摩擦部材22,23,32,33(22
a,23a,32a,33a又は22b,23b,32
b,33b)の上端部の横幅Lを同上端部に対向するデ
ィスクロータ10の周方向長さの12分の1以下にする
ことは、図3(A)に2点鎖線で示すように、ディスクロ
ータ10の中心角θ=π/6の範囲内に同摩擦部材2
2,23,32,33(22a,23a,32a,33
a又は22b,23b,32b,33b)の上端部の横
幅Lを納めることを意味するので、前記幅Lをほぼ2×
r×sin(π/12)の長さ以下に規定するようにしてもよ
い。ただし、rは摩擦部材22,23,32,33(2
2a,23a,32a,33a又は22b,23b,3
2b,33b)の上端部に対向したディスクロータ10
の半径に等しい。これによれば、ディスクロータ10の
角度π/12により規定される円弧状部分の両端を結ぶ直
線距離を測定することにより、摩擦部材22,23,3
2,33(22a,23a,32a,33a又は22
b,23b,32b,33b)の上端部の幅Lを規定で
きる。
【0018】さらに、前記幅Lをほぼr×sin(π/6) の
長さ以下に規定するようにしてもよい。これによれば、
ディスクロータ10の角度π/6により規定される円弧状
部分の両端を結ぶ直線距離を測定することにより、摩擦
部材22,23,32,33(22a,23a,32
a,33a又は22b,23b,32b,33b)の上
端部の幅Lを規定できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 ディスクブレーキ装置の全体を示す概略断面
図である。
【図2】 本発明の一実施例に係るブレーキパッドの正
面図である。
【図3】 (A)はディスクロータに発生する3節直径モ
ードの振動波を説明するためのディスクロータの正面図
であり、(B)は同図(A)のb−b線に沿った断面図であ
る。
【図4】 3節直径モードの振動波とブレーキパッドの
大きさを比較するための説明図である。
【図5】 ブレーキパッドの摩擦部材の幅に対するブレ
ーキ鳴き発生率の変化を示すグラフである。
【図6】 ブレーキパッドの摩擦部材の幅に対するブレ
ーキ鳴きレベルの変化を示すグラフである。
【図7】 本発明の第1変形例に係るブレーキパッドの
正面図である。
【図8】 本発明の第2変形例に係るブレーキパッドの
正面図である。
【図9】 ディスクロータの径方向位置の回転速度に対
する摩擦係数の変化状態を示すグラフである。
【符号の説明】
10…ディスクロータ、20,30…ブレーキパッド、
21,31…裏金、22,23,32,33,22a,
23a,32a,33a,22b,23b,32b,3
3b…摩擦部材、40…キャリパ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車輪と一体回転するディスクロータにブ
    レーキパッドの摩擦部材表面を当接させることによって
    車輪を制動するディスクブレーキ装置において、前記デ
    ィスクロータの周方向に沿った前記摩擦部材表面の幅で
    あって少なくとも同ディスクロータの外周側に対向する
    摩擦部材表面の端部の幅を、同端部が当接する前記ディ
    スクロータ径方向位置における周方向長さのほぼ12分
    の1以下にしたことを特徴とするディスクブレーキ装
    置。
JP6061473A 1994-03-30 1994-03-30 ディスクブレーキ装置 Pending JPH07269612A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6061473A JPH07269612A (ja) 1994-03-30 1994-03-30 ディスクブレーキ装置
US08/411,202 US6206146B1 (en) 1994-03-30 1995-03-27 Disc brake assembly

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JP6061473A JPH07269612A (ja) 1994-03-30 1994-03-30 ディスクブレーキ装置

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US6206146B1 (en) 2001-03-27

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