JPH08128472A - ブレーキシュー - Google Patents

ブレーキシュー

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JPH08128472A
JPH08128472A JP26976694A JP26976694A JPH08128472A JP H08128472 A JPH08128472 A JP H08128472A JP 26976694 A JP26976694 A JP 26976694A JP 26976694 A JP26976694 A JP 26976694A JP H08128472 A JPH08128472 A JP H08128472A
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JP
Japan
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elastic body
weight
brake
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present
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JP26976694A
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Shinichi Tanaka
慎一 田中
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Hino Motors Ltd
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Hino Motors Ltd
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    • 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
    • F16D51/00Brakes with outwardly-movable braking members co-operating with the inner surface of a drum or the like
    • F16D2051/001Parts or details of drum brakes
    • F16D2051/003Brake supports

Landscapes

  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 自動車の制動時に発するブレーキ鳴き(「キ
ィーッ」という不快音響)を有効な形態で低減するとと
もに、弾性体および接着剤の劣化、弾性体の緩衝機能の
低下を防止する。 【構成】 ウエブ3aおよびリム3またはそのいずれか
に弾性体4を介して重り5を取付け、この弾性体および
重りを所定の空間をもつカバー6により被包する。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

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車のブレーキに利
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。
【0002】
【従来の技術】自動車の制動時に発するブレーキ鳴き
(「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。
【0003】特開平3−288028号公報に開示する
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あるっ
て、リムの内面に摩擦部材を取付けたものである。
【0004】実開平3−84436号公報に開示する技
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。
【0005】前記の特開平3−288028号公報で説
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1
0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。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のような技術によ
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。
【0007】本願発明者は、ブレーキ鳴きについてその
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。
【0008】本願発明者は、実測に基づくデータを解析
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。この数式に基づく弾性体および重り
を取付けたブレーキシューについては本願出願人はすで
に特許出願した(特願平6−210204、本願出願時
において未公開)。
【0009】ドラム式ブレーキは、ブレーキドラムの内
周面とブレーキライニングの外周面との摩擦によって制
動が行われる。そのため、ブレーキライニングを固定す
るリムおよびこのリムを支持するウエブは制動時に発生
する熱により高温の状態となり、リムまたはウエブに取
付けられた弾性体および重りもその熱の影響を受ける。
重りと弾性体、弾性体とウエブまたはリムは接着により
固定されているので接着剤も同様に熱の影響を受ける。
【0010】これが弾性体および接着剤の劣化をはや
め、さらに制動時に発生するブレーキライニングの摩耗
粉が堆積した場合に弾性体の振動減衰機能を低下させ
る。実用的には、ウエブまたはリムに弾性体を介して重
りを固定しただけの状態でも十分供し得るものである
が、弾性体および接着剤の劣化、弾性体の振動減衰機能
の低下を何らかの方策により抑止することができればさ
らに信頼性を向上させることができる。
【0011】本発明は、ブレーキ鳴きを低減することを
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。さらに、本発明は、弾性
体および接着剤の劣化、弾性体の振動減衰機能の低下を
抑止し信頼性を向上させることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、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ブレーキシ
ューに関するもので、リムにウエブが一体に形成され、
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、ウエブおよびまたはリムに弾性
体を介して重りが取付けられ、前記弾性体および前記重
りの周囲に自由振動に十分な空間を設けて密閉するカバ
ーを設けたことを特徴とする。
【0013】すなわち本発明は、単に重りを取付けるの
ではなく、弾性体を介して重りを取付け、さらに、弾性
体および重りを所定の空間をもって被包し、制動に伴い
発生する熱による劣化および摩耗粉の固着による弾性体
の緩衝機能の低下を防止するところに特徴がある。
【0014】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 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。
【0015】逆に、ブレーキシューの構造から鳴き周波
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。
【0016】すなわち重りの質量mを小さく設定するた
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。
【0017】さらに重りの数は1個ではなく、前記ウエ
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。
【0018】前記弾性体のバネ定数は、取付けられた重
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。
【0019】
【作用】本願発明者はさまざまな条件を設定して実験を
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。
【0020】弾性体および重りは安価な部品であるの
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。
【0021】さらに具体的な態様では、一般にブレーキ
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。
【0022】したがって、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 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。
【0023】一方、リムからの摩擦熱により発熱する部
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。
【0024】このような検討から、耐熱性に優れた合成
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。
【0025】このようにして選択された弾性体および重
りにより極めて効果的にブレーキ鳴きを低減することが
できるが、制動にともなう摩耗粉が発生しこれが弾性体
および重りの回りに堆積すると、この堆積物を介してリ
ムからの熱が伝動し弾性体を劣化させるとともに、堆積
物により弾性体の緩衝機能を低下させる。本発明による
ブレーキシューは、重りおよび弾性体が所定の空間を有
するカバーにより被包されているので、摩耗粉がその回
りに堆積することが防止され、かつカバー内部の空間が
放熱を促進するので、弾性体の劣化および緩衝機能の低
下を抑止し信頼性を向上させることができる。
【0026】
【実施例】次に、本発明実施例を図面に基づいて説明す
る。
【0027】(第一実施例)図1は本発明第一実施例の
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は本発明第一実施例の構成を示
す斜視図である。
【0028】本発明第一実施例は、ブレーキドラム1に
押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を支持するウエブ
3aの両側面に、それぞれ弾性体4を介して複数の重り
5が接着により取付けられ、この弾性体4および重り5
の周囲に自由振動に十分な空間を設けて密閉するカバー
6が設けられる。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。
【0029】このカバー6により、ライニングの摩耗に
より発生した摩耗粉が、この重り5および弾性体4に直
接付着し、その質量や弾性特性を変化させることがなく
なる。
【0030】次に、このように構成された本発明による
ブレーキシューの実験結果について説明する。
【0031】(実験1)図4(a)に示す供試品(1)
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。
【0032】この供試品(1)および(2)を個別に大
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。
【0033】次いで、ブレーキシューを用いて、供試品
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。
【0034】(実験2)実車のブレーキシューを用い
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。
【0035】重りおよび弾性体を取付けない状態では図
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。
【0036】(実験3)上記実車を走行させ試験を行っ
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。
【0037】このような実験結果からもわかるように、
弾性体4を介して取付けられた重り5が有効に作用し、
制動時の振動が吸収されてブレーキ鳴きが抑止され、さ
らに、カバー5により弾性体4および重り5が被包され
ているので、ブレーキライニング2の摩耗粉がその回り
に堆積することが防止される。これにより、制動時に発
生した熱の弾性体4および接着剤への伝導が制限される
とともに、カバー6内に空間が設けられているために、
伝導された熱は空間内の空気層を介して放散され、熱の
滞留を少なくして弾性体4および接着剤の劣化が抑止さ
れる。また、弾性体4および重り5の回りにブレーキラ
イニング2の摩耗粉の堆積が防止されるので、重り5の
振動が堆積物により制約されることがなくなりその機能
が十分に発揮される。
【0038】(第二実施例)図8は本発明第二実施例の
構成を示す部分側面図、図9は本発明第二実施例の構成
を示す部分平面図である。
【0039】本発明第二実施例は、リム3の内面に弾性
体4を介して重り5が接着により取付けられ、この弾性
体4および重り5の周囲に自由振動に十分な空間を設け
て密閉するカバー6が設けられる。これらの取付け数は
機種に応じて1ないし複数個のいずれかに設定され、第
一実施例同様の作用および効果を得ることができる。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、安
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。
【0041】さらに、弾性体および重りがカバーにより
被包されているので、制動時に発生するブレーキライニ
ングの摩耗粉がその回りに堆積することが防止され、弾
性体および接着剤の劣化、弾性体の緩衝機能の低下を抑
止することができ、信頼性をさらに向上させることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明第一実施例の構成を示す部分側面図。
【図2】本発明第一実施例の構成を示す部分平面図。
【図3】本発明第一実施例の構成を示す斜視図。
【図4】(a)および(b)は本発明第一実施例におけ
る供試品の外観形状を示す斜視図。
【図5】(a)および(b)は本発明第一実施例におけ
る打撃テストの結果を示す図。
【図6】(a)および(b)は従来例および本発明第一
実施例における打撃テストの結果を示す図。
【図7】(a)および(b)は従来例および本発明第一
実施例における打撃テスト結果を示す図。
【図8】本発明第二実施例の構成を示す部分側面図。
【図9】本発明第二実施例の構成を示す部分平面図。
【図10】制動時におけるブレーキシューの変形状態を
説明する図。
【符号の説明】
1 ブレーキドラム 2 ブレーキライニング 3 リム 3a ウエブ 4 弾性体 5 重り 6 カバー

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ウエブおよびまたはリムに弾性体を介し
    て重りが取付けられ、前記弾性体および前記重りの周囲
    に自由振動に十分な空間を設けて密閉するカバーを設け
    たことを特徴とするブレーキシュー。
  2. 【請求項2】 前記ウエブの両面に、ウエブに対して面
    対称に前記重りおよびカバーが複数個取付けられた請求
    項1記載のブレーキシュー。
JP26976694A 1994-09-02 1994-11-02 ブレーキシュー Pending JPH08128472A (ja)

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JP26976694A JPH08128472A (ja) 1994-11-02 1994-11-02 ブレーキシュー
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PCT/JP1995/001744 WO1996007833A1 (fr) 1994-09-02 1995-09-01 Frein a tambour
CA002174088A CA2174088A1 (en) 1994-09-02 1995-09-01 Drum brake
DE69516393T DE69516393T2 (de) 1994-09-02 1995-09-01 Trommelbremse
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CN95190825A CN1075607C (zh) 1994-09-02 1995-09-01 鼓式制动器
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
CN100439742C (zh) * 2005-09-05 2008-12-03 雅马哈发动机株式会社 鼓式制动器及跨骑式车辆

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