JPH08128470A - ブレーキシュー - Google Patents
ブレーキシューInfo
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- JPH08128470A JPH08128470A JP26979194A JP26979194A JPH08128470A JP H08128470 A JPH08128470 A JP H08128470A JP 26979194 A JP26979194 A JP 26979194A JP 26979194 A JP26979194 A JP 26979194A JP H08128470 A JPH08128470 A JP H08128470A
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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
- F16D51/00—Brakes with outwardly-movable braking members co-operating with the inner surface of a drum or the like
- F16D2051/001—Parts or details of drum brakes
- F16D2051/003—Brake supports
Landscapes
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
ィーッ」という不快音響)を有効な形態で低減できるよ
うにする。 【構成】 ブレーキライニング2が取付けられたリム3
の内面およびまたはウエブ3aの側面、ウエブの頂上に
ロッド6を立設し、このロッドに弾性体4を介して重り
5を取付ける。その重りの質量をm、弾性体のバネ定数
をkとするとき、弾性体を介して取付けた重りの固有振
動周波数 f0 =(1/(2π))√(k/m) をブレーキシューによる鳴き周波数fS とほぼ等しくも
しくはその鳴き周波数fS より低く設定する。 【効果】 安価な部品を追加するだけで、ブレーキシュ
ーのサイズが大きい大型車両のブレーキ鳴きを実用的に
十分な程度に低減することができ、ブレーキライニング
の交換を行っても本来の性能を維持することができる。
Description
用する。本発明は、ドラム式ブレーキに利用する。本発
明は、自動車の制動時に発するいわゆる「ブレーキ鳴
き」を低減する技術に関する。
(「キィーッ」という不快音響)を低減するために、従
来から多くの研究と提案が行われた。本願出願人も長ら
くこの問題を追求している。
技術は、本願出願人の先願であり、ブレーキシューの振
動を抑圧するために、ブレーキシューのリム内面に摩擦
部材を介して抑え部材を装着するものである。特開平1
−65944号公報に開示する技術は、さらに旧い技術
であり、これも本願出願人の先願に当たる技術で、リム
の内面に摩擦部材を取付けたものである。
術は、同じく本願出願人の先願に係る実用新案登録出願
であり、リムの内面に重りを取付けることにより、ブレ
ーキシューの振動を抑圧するものである。この技術を開
示した時点では、重りに弾性部材を介在させることにつ
いては気付いていない。
明されているブレーキ鳴きの現象についての解析および
説明、特に同公報第8図で説明されている現象(本願実
施例に関連して説明する)は、その後の実験的な検討で
も正しいものであると考えられる。すなわち、ブレーキ
の鳴きの主な原因は、ブレーキシューの振動により発生
しているものであり、しかも、図22の破線で示すよう
にブレーキシューが半径方向に振動していることがわか
っている。
りブレーキ鳴きは改善され、特に小型乗用車では通常の
都市道路を走行する状態では、ほとんど実用上に問題の
ないところまで改善された。しかし、大型自動車では条
件によってはなおブレーキ鳴き現象が発生する状態にあ
り、その対策にはまだ研究すべき課題が残されている。
現象を観測し、その観測した内容をさまざまに解析し
た。振動について実験解析を行い、ブレーキシューの振
動を抑圧する具体的な方策について検討した。実験解析
はコンピュータ画面で振動を誇張して表示させ、その発
生音響の周波数特性と対応させるなどの新しい方法で検
討した。その結果、本願で開示する技術を提案し、実験
を行ったところ従来の方策に対してきわめて有用である
ことが実証された。
して、提案する技術についてその有効な範囲を数式化す
ることに成功し、その範囲できわめて有効な対策が採れ
ることを確認した。
目的とする。本発明は、さまざまなサイズのブレーキシ
ューに対して、単に経験的な形状ではなく最も有効な形
態でブレーキ鳴きを低減することができる技術を提供す
ることを目的とする。本発明は、ブレーキシューのサイ
ズが大きい大型車両におけるブレーキ鳴きを実用的に十
分な程度に低減させることを目的とする。本発明は、ブ
レーキライニングの交換が行われても、その性能に変化
がないブレーキ鳴き低減の技術を提供することを目的と
する。本発明は、安価な追加部品によりブレーキ鳴きを
低減させることを目的とする。
時に発するブレーキの鳴きを有効に低減するブレーキシ
ューに関するもので、リムにウエブが一体に設けられ、
このリムの外面にブレーキライニングが取付けられたブ
レーキシューにおいて、リムの内面およびまたはウエブ
の頂上、側面にロッドが立設され、このロッドに弾性体
を介して重りが取付けられたことを特徴とする。
味するもので、一般に「ピン」といわれている部品はこ
の「ロッド」のうちに含まれるものとする。
リング状であり、その弾性体の中心を前記ロッドが貫通
する構造であり、その弾性体を内包するようにリング状
の重りが設けられることが望ましい。
が備えられ、この支持体を内包するよう前記弾性体が設
けられ、さらにこの弾性体を内包するようにリング状の
重りを設けることができる。
な平面による断面が円形であるもののほか、多角形状で
あるものを含む。
成され、前記ブレーキライニングとの間に空間を有する
構造であるか、あるいは前記ブレーキライニングは前記
ロッドの立設部が凹状に形成され、前記リムとの間に空
間を有する構造であることが望ましく、前記ロッドに平
板状の頭部が設けられ、この頭部が弾性体により被包さ
れ、この弾性体を内包する構造の重りを設けることがで
きる。
数をkとするとき、前記弾性体を介して取付けられた重
りの固有振動周波数 f0 =(1/(2π))√(k/m) がこのブレーキシューによる鳴き周波数fS の主たる成
分周波数とほとんど等しくあるいはそれより低く設定す
ると効果的であることが実験的に確認された。その関係
は、 fs>2f0 とすることにより鳴き周波数fsの広い周波数範囲にわ
たり有効である。
数fsがほぼ一定の周波数となるような場合には、重り
の質量mを小さくして、上記固有振動周波数f0 を鳴き
周波数fsに接近させるように設計することにより、装
置の軽量化をはかることができることもわかった。
めに、 fS ≒f0 としてみると周波数fsの振動吸収が有効に行われるこ
とがわかった。すなわち、リムの形状から鳴き周波数が
ほとんど一定の値として取り扱ってよい場合には、ブレ
ーキシューによる鳴き周波数fS にほとんど等しく、あ
るいはわずかながら逆に、 fS <f0 となることがあっても効果があることもわかった。
の内側またはウエブにはそれぞれ前記弾性体を介して複
数の重りを取付けることができる。
りの質量が影響する範囲で上記式を満足するように設定
する。
繰り返し、これにより、自動車の制動時に発するブレー
キの鳴きを有効に低減することができることを実験的に
確認した。鳴きを発生する構造のブレーキシューに上記
のような重りを弾性体を介して取付けると、鳴きがいち
じるしく低減され、それを取り外すと鳴きが発生するこ
とを何度も確認した。
で、本願発明により多くの費用を要せずに実用的に十分
な程度にブレーキの鳴きを低減させることができ、ブレ
ーキライニングの交換が行われてもその性能に変化を生
じることはない。
鳴きの周波数は、一様な周波数ではなく複数の周波数が
混在する状態にあるが、実測により概ね1000Hzを
超える周波数成分が多く含まれる。さらに詳しくは、1
400Hzないし2000Hzの範囲の周波数成分が耳
障りな音響となっている。
れた重りの固有振動周波数f0 を1000Hz近傍もし
くはそれより小さく設定することが望ましい。これをさ
まざまに条件を変更して実験的な確認を行ったところ、
固有振動周波数f0 を500Hz程度にすると広い周波
数範囲で有効であることがわかり、さらに小さくして固
有振動周波数f0 を100Hzにすると、さらに広い周
波数範囲の鳴きを低減するために有効であることが確か
められた。さらにこの固有振動周波数f0 を小さくする
ことも考えられるが、現実には弾性材料が柔らかくなる
とともに重りの質量が大きくなることから、工業的にこ
れが有効であるか否か、よい弾性材料が安価に得られる
か否かの問題が生じる。
イニングの摩擦で発熱する部材であるから、弾性材とし
ても相応の耐熱性および耐久性を有する材料を選択する
ことが必要である。この要素からも固有振動周波数f0
を極端に小さい値に選択することには困難な問題があ
る。この実験は、弾性材としてさまざまな弾性係数を有
する合成ゴム(またはプラスチック材料)を選択し、重
りとして金属材料(具体的には鉛)を利用して行った。
ゴム(またはプラスチック材料)の中から適当なものを
選択することが可能であり、重りの質量は実用的に便利
な数百グラム程度とすることにより、固有振動周波数f
0 が100Hz前後、あるいはもう少し高い200Hz
前後に設定することが工業的に優れていると判断され
る。
る。
構成を示す部分側面図、図2は本発明第一実施例の構成
を示す部分平面図、図3は本発明実施例の構成を示す斜
視図である。
し付けられ摩擦抵抗によって制動力を発生するブレーキ
ライニング2が取付けられたリム3の内面に、中空円筒
状のロッド6が立設され、このロッド6にリング状の弾
性体4を介して重り5が取付けられる。重り5の質量を
m、弾性体4のバネ定数をkとするとき、弾性体4を介
して取付けられた重り5の固有振動周波数 f0 =(1/(2π))√(k/m) がブレーキライニング2による鳴き周波数fS より低く
なるように設定される。
かわる実験結果について説明する。
および同図(b)に示す供試品(2)を用いて打撃テス
トを行った。供試品の重りには鉛を使用し、弾性体には
硬度60度のニトリルゴムを使用した。また、ブレーキ
の鳴きが発生する周波数は経験的に1300Hz前後で
あるとされているので、少くとも1000Hz以上で振
動を抑圧するような位相運動を与える効果が得られるよ
うに寸法を設定した。これにより、供試品(1)は60
mm×28mm×10mmの300gの鉛を重りとし、
これに60mm×28mm×5mmのニトリルゴムを弾
性体として接着した。また、供試品(2)は27mm×
22mm×10mmの100gの鉛を重りとし、これに
27mm×22mm×5mmのニトリルゴムを弾性体と
して接着した。
きい定盤の上にはりつけておき、ピックアップを取付け
てその近傍を打撃し振動波形を測定記録した。その測定
結果は図5(a)および(b)に示すように、供試品
(1)および供試品(2)ともに、200Hzを越えた
ところで位相効果が顕著に現れ、これに伴ってマグニチ
ュードを示す振幅も減衰の傾向を示し、1000Hz以
上で発生するブレーキ鳴き対策に有効であることが証明
された。
を取付けない状態および供試品を取付けた状態でスポン
ジの上におき打撃試験を行った。その結果、供試品を取
付けない状態では図6(a)に示すように、打撃直後に
ブレーキ鳴きの周波数に対応する大きな振動が記録され
減衰に時間を要したのに対し、供試品を取付けた状態で
は打撃直後の振幅は同図(b)に示すように小さく、か
つ直ちに減衰し振動の吸収が効果的に行われていること
を示した。
て、そのブレーキシューに重量300gの重り1個、重
量200gの重り2個、および重量100gの重り1個
をそれぞれ弾性体を介在して固定し定地で試験を行っ
た。すなわちブレーキをかけた状態を設定し、ブレーキ
ドラムに振動ピックアップを取付け、打撃を与えてその
振動減衰波形を測定した。
7(a)に示すように振幅の大きい振動およびその余韻
が発生したが、重りおよび弾性体を取付けた状態では、
同図(b)に示すようにその振幅は小さく現われ、制動
時の振動が吸収されていることがわかった。この測定は
サンプリング・オシロにより観測された。
た。本発明に係る重りおよび弾性体をいっさい取外して
走行させブレーキをかけると大きい鳴きが発生している
が、本発明のように措置すると鳴きがまったく発生しな
いことを確認した。これはさまざまな走行状態で、さま
ざまなブレーキ状態で確認した。本発明に係る重りおよ
び弾性体をふたたび取外すとまたブレーキ鳴きが発生す
ることも確認した。
4を介して重り5が取付けられたことによって、制動時
に発生する振動が吸収され、ブレーキ鳴きの発生が実用
上十分な程度に低減され、さらに、ロッドを介して設置
されるために熱の影響を少くすることができる。
構成を示す部分側面図、図9は本発明第二実施例の構成
を示す図8におけるA−A断面拡大図である。
ド6aが立設され、リム3のロッド6aが立設される部
分には、ブレーキライニング2が摩擦熱をもったときに
直接接触を避けるための空間8を有する凸部3bが形成
される。また、ロッド6aの上端には、放熱のための空
間9を持って掛止される支持体7が備えられ、この支持
体7を内包するように弾性体4aが設けられ、さらに、
この弾性体4aを内包するように重り5aが設けられ
る。ロッド6aの下端部は凸部3bに溶接により固定さ
れ、支持体7はロッド6aの上端部にボルト10により
固定される。本実施例ではこのように構成された緩衝手
段が1組設けられた例を示したが複数組設けることがで
きる。
設部に空間8が設けられているために、制動時にブレー
キライニング2に発生した熱がリム3を介して直接にロ
ッド6aに伝達することが防止され、また、ロッド6a
の立設部の回りから伝達された熱は支持体7の内周に設
けられた空間から放熱されるので、弾性体4aおよび接
着剤が受ける熱の影響を低減することができる利点があ
る。さらに、支持体7、弾性体4aおよび重り5aを組
み部品として準備しておけば、ボルト10の操作だけで
容易に交換することができる。
の構成を示す部分側面図、図11は本発明第三実施例の
構成を示す図10におけるB−B拡大断面図である。
ド6aが立設され、ブレーキライニング2のロッド6a
が立設される部分には、ブレーキライニング2が摩擦熱
をもったときに直接接触を避けるための空間11を有す
る凹部12が形成される。その他は第二実施例同様に構
成される。本第三実施例も第二実施例同様の効果を得る
ことができる。
の構成を示すブレーキシューの円周方向の断面図であ
る。
ロッド6aが立設され、ブレーキライニング2のロッド
6aに対応する位置に凹部13が設けられる。その他は
第二実施例および第三実施例同様に構成される。本第四
実施例も制動時に発生するリム3の変形による振動を吸
収しブレーキ鳴きを前述の各実施例同様に低減すること
ができる。
の要部の構成を示す断面図である。
と螺合するねじ部を有し、他方の端部に段差を有する平
板状の頭部が形成されたロッド6bと、このロッド6b
の頭部を狭持する第一弾性体4b1 および第二弾性体4
b2 と、この第一弾性体4b1 および第二弾性体4b2
を内包する重り5bと、この重り5bと第一弾性体4b
1 および第二弾性体4b2 とをボルト14により固定す
る蓋15とを備える。
を用いずに機械的に固定されるので、接着剤の劣化によ
る弾性体と重りとの分離をなくすことができる利点があ
る。また、ドラムからの輻射熱が直接弾性体に伝わるこ
とを防ぐことができる。なお、ロッド6bは本例ではリ
ム3に螺合したが、第四実施例にようにウエブ3aに螺
合により取付けることもできる。
の構成を示す部分側面図、図15は本発明第六実施例に
おける重りおよび弾性体をウエブの両側に取付けた場合
の図14に示すC矢方向部分断面図、図16は本発明第
六実施例における重りおよび弾性体をウエブの片側に取
付けた場合の図14に示すC矢方向部分断面図である。
が設けられ、この貫通孔に挿通されたピン16aまたは
16bにブッシュ17aが挿通され、このブッシュ17
aの外周にリング状の重り5cに内包された弾性体4c
が固着される。弾性体4cおよび重り5cは図15に示
すようにウエブ3aを挟んでその両側に配置されるか、
あるいは図16に示すようにウエブ3aの片側に配置さ
れ、ピン16aおよび16bの一方の端部がカシメられ
て固定される。振動により重り5cおよび弾性体4cが
ウエブ3aの側面およびピン16aの端面に接触しない
ように、その両側には空間が設けられる。
の構成を示す部分側面図、図18は本発明第七実施例に
おける図17に示すD矢方向部分断面図である。
弾性体4dが保持リング18により保持され、この保持
リング18がリベットによりウエブ3aの側面に固定さ
れる。本実施例では一つのセットが例示されているが、
複数のセットをウエブ3aの片側もしくは両側に備える
ことができる。本第七実施例の場合は振動により重り5
dはウエブ3a側に振動するので、ウエブ3aとの間に
接触を避けるための空間が設けられる。
の構成を示す一部断面部分側面図である。
周に弾性体4eを介してリング状の重り5eが固着さ
れ、ブッシュ17bにピン16cが挿通され、このピン
16cが二つのブラケット20により支持される。ブラ
ケット20はそれぞれリム3の内面にリベット19によ
り固定され、ピン16cはカシメによりブラケット20
に固定される。重り5eおよび弾性体4eとブラケット
20との間には振動による接触を避けるための空間が設
けられる。本実施例の場合も一つのセットを例示したが
複数個所に設けることができる。
の構成を示す部分側面図、図21は本発明第九実施例に
おける図20に示すE矢方向部分断面図である。
えられた場合の例を示したもので、ブッシュ17cの外
周にリング状の弾性体4fを介してリング状の重り5f
が固着され、二つのウエブ3aの間に配置される。ウエ
ブ3aには貫通孔が設けられ、この貫通孔を貫通するピ
ン16dにブッシュ17cが挿通される。ピン17cの
一方の端部にはねじが設けられ、ブッシュ17cは固定
リング21を介してナット22により固定される。本実
施例の場合も重り5fおよび弾性体4fとウエブ3aの
側面とが振動により接触しないように空間が設けられ
る。
価な部品を追加するだけで、自動車の制動時に発生する
ブレーキの鳴きを最も有効な形態で低減することができ
る。特に、ブレーキシューのサイズが大きい大型車両に
適用した場合にその効果が大きく、ブレーキライニング
の交換が行われても性能に変化を与えることなく鳴き発
生の低減を継続することができる。
試品の外観形状を示す斜視図。
る打撃テストの結果を示す図。
実施例における打撃テストの結果を示す図。
実施例における打撃テスト結果を示す図。
−A拡大断面図。
るB−B拡大断面図。
ーの円周方向の断面図。
図。
をウエブの両側に取付た場合の図14に示すC矢方向部
分断面図。
をウエブの片側に取付けた場合の図14に示すC矢方向
部分断面図。
方向部分断面図。
側面図。
方向部分断面図。
説明する図。
弾性体 5、5a、5b、5c、5d、5e、5f 重り 6、6a、6b ロッド 7 支持体 8、9、11 空間 10、14 ボルト 12、13 凹部 15 蓋 16a、16b、16c、16d ピン 17a、17b、17c ブッシュ 18 保持リング 19 リベット 20 ブラケット 21 固定リング 22 ナット
Claims (11)
- 【請求項1】 ブレーキライニングが取付けられたリム
の内面にロッドが立設され、このロッドに弾性体を介し
て重りが取付けられたことを特徴とするブレーキシュ
ー。 - 【請求項2】 ウエブの頂上にロッドが立設され、この
ロッドに弾性体を介して重りが取付けられたことを特徴
とするブレーキシュー。 - 【請求項3】 前記リムの内面および前記ウエブの頂上
にロッドが立設され、このロッドに弾性体を介して重り
が取付けられたことを特徴とするブレーキシュー。 - 【請求項4】 ウエブの側面にロッドが立設され、この
ロッドに弾性体を介して重りが取付けられたことを特徴
とするブレーキシュー。 - 【請求項5】 前記重りの質量をm、前記弾性体のバネ
定数をkとするとき、前記弾性体を介して取付けられた
重りの固有振動周波数 f0 =(1/(2π))√(k/m) がこのブレーキシューによる鳴き周波数fsとほぼ等し
くもしくはその鳴き周波数fsより低く設定された請求
項1ないし4のいずれかに記載のブレーキシュー。 - 【請求項6】 前記ロッドは円筒状である請求項1ない
し4のいずれかに記載のブレーキシュー。 - 【請求項7】 前記弾性体はリング状であり、その弾性
体の中心を前記ロッドが貫通する構造であり、その弾性
体を内包するようにリング状の重りが設けられた請求項
1ないし4のいずれかに記載のブレーキシュー。 - 【請求項8】 前記ロッドに空間をもって掛止する支持
体が備えられ、この支持体を内包するよう前記弾性体が
設けられ、さらにこの弾性体を内包するようにリング状
の重りが設けられた請求項1ないし4のいずれかに記載
のブレーキシュー。 - 【請求項9】 前記リムは前記ロッドの立設部が凸状に
形成され、前記ブレーキライニングとの間に空間を有す
る構造である請求項1ないし4のいずれかに記載のブレ
ーキシュー。 - 【請求項10】 前記ブレーキライニングは前記ロッド
の立設部が凹状に形成され、前記リムとの間に空間を有
する構造である請求項1ないし4のいずれかに記載のブ
レーキシュー。 - 【請求項11】 前記ロッドに平板状の頭部が設けら
れ、この頭部が弾性体により被包され、この弾性体を内
包する構造の重りが設けられた請求項1ないし4のいず
れかに記載のブレーキシュー。
Priority Applications (8)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2003517544A (ja) * | 1999-01-30 | 2003-05-27 | リュートゲールズ アウトモーティヴ アクチェンゲゼルシャフト | 摩擦ブレーキと摩擦クラッチの騒音の発生を低減または防止する方法および装置 |
JP2009024785A (ja) * | 2007-07-20 | 2009-02-05 | Nissan Diesel Motor Co Ltd | ブレーキシュー |
-
1994
- 1994-11-02 JP JP26979194A patent/JP3349600B2/ja not_active Expired - Lifetime
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