JPH08193633A

JPH08193633A - ディスクブレーキ用制振装置

Info

Publication number: JPH08193633A
Application number: JP7004902A
Authority: JP
Inventors: Yukio Nishizawa; 幸男西澤; Yasuhiro Uozumi; 庸浩魚住; Hidetoshi Saito; 英敏斉藤; Hironobu Saka; 寛延坂; Shiro Nakajima; 志郎中島; Yuko Yamashita; 雄康山下
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1995-01-17
Filing date: 1995-01-17
Publication date: 1996-07-30

Abstract

(57)【要約】【目的】耐久性に優れるディスクブレーキの鳴き防止
のための制振装置を提供する。【構成】ブレーキピストン５内に圧電素子６、変位量
拡大機構７、圧電素子９を組込む。また、キャリパ４に
振動検出用の第１センサ１１を取付け、このセンサと圧
電素子６、９を制御回路８につなぐ。第１センサ１１で
制振が必要な振動を検出したら制御回路８から圧電素子
９に信号を流して逆圧電効果で素子９の長さをディスク
の軸方向に増大させ、その変位量を拡大して退避点にあ
る圧電素子６をインナパッド２に当たる制振点に移動さ
せ、この素子６を振動させてインナパッドを加振し、ブ
レーキ振動を打消す。この構成であれば、制振が必要な
時期にしか圧電素子にブレーキ圧が加わらず、そのため
装置の耐久性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディスクブレーキのい
わゆる鳴きを止めるために、鳴きの原因であるブレーキ
振動を能動的な方法で抑える制振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディスクブレーキの鳴きを能動的手法で
抑制する装置としては、例えば、特開平４−５４３２４
号公報、特開平４−５４３２５号公報に示されているよ
うに、圧電素子を用いてパッドの振動を検出し、その検
出信号に基いて加振手段を作動させ、ここから異周波数
の振動をパッドに加えてブレーキ振動を減衰させるもの
がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に示されるよ
うな従来の制振装置は、ブレーキをかけると加振手段と
して用いる圧電素子に否応なく制動圧力が加わる構造に
なっている。その圧力は急ブレーキ等の場合には非常に
大きく、また、鳴きの発生とは無関係に制動の度に加圧
されることから圧力を受ける回数も多く、そのため、圧
電素子の疲労破壊が起こり易く、耐久性に乏しいと云う
問題がある。

【０００４】本発明は、この問題を解決した鳴き防止用
の制振装置を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明においては、パッドに異周波数の振動を加え
る加振手段を、パッドに接する制振点とパッドから離れ
る退避点との間で移動可能に設置し、さらに、ブレーキ
振動を検出する第１センサからの信号で加振手段を前記
退避点から制振点に動かす駆動手段を設け、鳴きが生じ
るときのみ加振手段を制振点に移して作動させる構成に
したのである。

【０００６】この制振装置は、加振手段をディスクの軸
方向に動かすようにしてパッドの裏側に配置するのが望
ましい（請求項２）。

【０００７】また、加振手段は圧電素子で構成するのが
よい（請求項３）。駆動手段にも圧電素子を利用できる
（請求項４）。同一圧電素子を加振手段及び駆動手段と
して共用することもできる（請求項６）。

【０００８】さらに、圧電素子から成る駆動手段で別途
設けた加振手段を動かすものには、駆動手段と加振手段
との間に変位量の拡大機構を加えておくのがよい（請求
項５）。

【０００９】また、駆動手段は、永久磁石と、通電時に
永久磁石との間に磁気反発力を生じて制振点側に移動
し、非通電時に永久磁石の吸引力で退避点側に戻る電磁
石とで構成されるものであってもよい（請求項７）。

【００１０】さらに、第１センサはブレーキ音を検出す
るものとし、特定周波数のブレーキ音検出時にそこから
の信号で前記駆動手段を作動させたり（請求項８）、パ
ッドの振動を制振点で検出する第２センサを設け、この
第２センサの検出信号に基づいて加振制御を行う構成
（請求項９）にすることも好ましいことである。

【００１１】第２センサは、加振手段を共用したもので
あってもよい（請求項１０）。このほか、第１センサの
検出信号で駆動手段と加振手段の双方を作動させること
（請求項１１）も制限されない。

【００１２】また、加振手段をダンパに置換した制振装
置（請求項１２）も考えられる。

【００１３】

【作用】ブレーキの鳴きは、悪条件が重なったときなど
に発生するものであって、総制動回数中での発生頻度は
さほど高くない。

【００１４】本発明では、その鳴きが発生するときのみ
加振手段を制振点に移動させて加振を行うことができ、
加振手段に圧力が加わる機会が非常に少ない。また、ブ
レーキが鳴きを生じるときのブレーキ圧も急ブレーキ等
の様な大きな圧力ではなく、従って、加振手段の疲労、
圧懐が減少し、装置の耐久性が向上する。

【００１５】なお、ブレーキの鳴きは、主にディスク軸
方向の振動によって起こり、また、ディスクが共振する
ことによってその鳴きが助長される。加振手段をディス
ク軸方向移動可能としてパッドの裏側に配する請求項２
の構成は、ブレーキ振動を打消すための加振がディスク
軸方向に行われ、また、パッドを介してディスクにも制
振力を加えることができ、鳴きの抑止効果が高まる。さ
らに、パッドの裏側であれば設置場所としてブレーキピ
ストンの内部空間を利用でき、既存のブレーキに少し手
を加えるだけで制振装置を組込める。

【００１６】また、圧電素子は、小さなもので大きな力
を発生させ得るので、加振手段や駆動手段としてこの圧
電素子を用いる請求項３〜６の構成は、省スペース、省
エネルギの面で有利になる。この圧電素子は、移動を直
流成分の信号で、加振を交流成分の信号で行うと加振制
御に自由度が生じて制振効果を高めることができる。

【００１７】制振効果が低くてもよければ移動を直流成
分の信号で、加振を直流成分のパルス信号で行ってもよ
く、この構成は電気回路が簡素になる。

【００１８】また、移動、加振を２種類の圧電素子で別
々に行えば、各々の特性に合った素子、例えば、駆動用
は変位が大きなもの、加振用は応答性に優れるものを選
択でき、装置性能の更なる向上が図れる。さらに、移動
用、加振用の圧電素子間に変位量の拡大機構を配した請
求項５の構成であれば、圧電素子だけでは要求移動量を
確保できない場合にも本発明を適用できる。

【００１９】このほか、駆動手段を永久磁石と電磁石で
構成する請求項７の構成は、消費電流は大きくなるが変
位量の拡大機構無しで大きな移動量を得ることができ、
移動量を大きくする場合の装置構成が簡素になる。

【００２０】また、圧電素子等による振動検出は、検出
場所によって検出精度が左右されるが、ブレーキ振動を
音で検出する請求項８の構成であれば、その不具合が無
く、高検出精度を期待でき、簡素化、低コスト化のため
に第１センサの検出信号で駆動手段と加振手段の双方を
作動させる請求項１１の構成でも音の周波数から適正な
加振周波数を選んで効果的な制振が行える。

【００２１】第２センサを付加してパッドの振動を加振
点で検出し、この検出信号に基いて加振制御を行う請求
項９、１０の構成であると、ブレーキ振動を発生点近く
で正確に検出でき、そのブレーキ振動のレベルが要抑制
域に達したところでそれとは逆位相、同振幅の振動を付
加して制振効果を最大限に引き出すことが可能である。
この第２センサは、加振手段を共用すれば装置を簡素化
でき、一方、加振手段とは別のものを設ければ、加振手
段の応答性を良くして加振をより効果的に行うことがで
きる。

【００２２】なお、加振手段をダンパに置き換えてブレ
ーキ振動を吸収、減衰させるもの（請求項１２）も、上
と同様の理由によってその耐久性が向上する。

【００２３】

【実施例】図１に、第１実施例の制振装置を車両用ディ
スクブレーキに組込んだ状態にして示す。同図におい
て、１は車両の車輪と一体に回転する円板状のディスク
である。このディスク１の両側には、ディスクに摺接さ
せるインナパッド２とアウタパッド３が、各々制動トル
クを受けるマウンティングブラケット１２でディスク軸
方向摺動可能に支持して配置されている。

【００２４】マウンティングブラケット１２には、ディ
スク１の外周を跨いでキャリパ４がディスク軸方向摺動
可能に支持されている。このキャリパ４は、インナ側の
シリンダ１０に挿入したブレーキピストン５とアウタパ
ッド背面に接するアウタ爪４ａを有しており、ブレーキ
ピストン５でインナパッド２をディスク１の一面に押し
当て、その押圧の反力でキャリパがインナ側に摺動して
爪４ａがアウタパッドをディスク１の他面に押し当てる
ようになっている。

【００２５】図２は、ブレーキピストン５の内部の詳細
である。このように、ブレーキピストン５内には、ピス
トンの底壁で支えた圧電素子９と、変位量の拡大機構７
と、圧電素子６が組込まれている。変位量の拡大機構７
は、圧電素子９のディスク側端面に当接させた第１ピス
トン７ａと、油封入部７ｂを挟んで第１ピストン７ａに
対面させる固定部７ｃと、この固定部の中心孔に中心の
軸部を挿入した第２ピストン７ｄとで構成されており、
圧電素子６は第２ピストン７ｄのディスク側端面に接着
されている。

【００２６】なお、ディスク軸方向に摺動可能とした第
１ピストン７ａの外周とブレーキピストン５の内面との
間及びこれもディスク軸方向に摺動可能とした第２ピス
トン７ｄの軸部外周と固定部７ｃの中心穴内面との間は
油漏れ防止のためにそれぞれシール７ｅで密封されてい
る。

【００２７】また、圧電素子６のディスク側端面は、ブ
レーキピストン５の先端から少し後退した位置に配置さ
れている。この圧電素子６は加振手段として、また、も
うひとつの圧電素子９は移動用の駆動手段として各々利
用される。これ等の圧電素子６、９は、制御回路８に接
続されている。

【００２８】また、キャリパのアウタ爪４ａには、図１
に示すように、振動検出用の第１センサ１１が取付けら
れている。この第１センサ１１としては、圧電素子や加
速度検出器の使用が考えられる。

【００２９】１３は、ブレーキピストン５のリトラクト
機能をもつピストンシール、１４はシリンダ１０の開口
を塞ぐピストンブーツである。

【００３０】このように構成した第１実施例の制振装置
は、圧電素子９に電圧を印加していない時は圧電素子６
が図の退避点にあり、この状態で第１センサ１１がブレ
ーキ振動を検出している。

【００３１】一方、この第１センサ１１から制御回路８
に制振が必要な信号が入力されると、制御回路８から圧
電素子９に直流成分の電圧が印加され、逆圧電効果で圧
電素子９の軸方向長さが増大する。このとき、圧電素子
９は反ディスク側端面がブレーキピストン５に受けられ
ているのでディスク側端面が変位し、この変位で第１ピ
ストン７ａがディスク側に動いて油封入部７ｂ内の油液
を圧縮する。また、それによって生じる油液の圧力で第
２ピストン７ｄが押される。この第２ピストン７ｄの有
効受圧面の面積は第１ピストン７ａのそれより小さく、
従って、第２ピストン７ｄの移動ストロークは第１ピス
トン７ａのそれに対し、２者の有効受圧面の面積比の逆
数に応じて増幅され、そのために、圧電素子６が制振点
に動いてインナパッド２に押し当てられる。本実施例で
は、第１ピストン７ａ、第２ピストン７ｄの有効受圧面
積について、それぞれ２５ｃｍ²、５ｃｍ²としたとこ
ろ、圧電素子９の偏位量１０μｍを５０μｍに拡大して
圧電素子６を加振可能位置まで移動させることができ
た。

【００３２】次に、圧電素子６が加振点に移動したら、
この素子６によってインナパッド２の振動を直接検出す
ることが可能になる。そこで、ここでは圧電素子６を第
２センサとして機能させ、素子の圧電効果でインナパッ
ド２の振動周波数、振幅を検出し、その検出振動が要制
振レベルになったとき、圧電素子６に交流成分の電圧を
印加してこの素子６をブレーキ振動とは逆位相、同振幅
で振動させ、これによる加振でパッドの振動を打消すよ
うにした。

【００３３】圧電素子６は、複数個の素子を組合わせて
用いてもよく、例えば、図３の第２実施例のように、検
出専用の素子６_-1と、加振専用の素子６_-2を使い分ける
と検出精度、加振効率がよくなる。また、加振制御のた
めの信号を図１の第１センサ１１から得ること、或いは
第１センサ１１と第２センサの２者から得ることも可能
である。

【００３４】このほか、本実施例では、変位量拡大機構
７内の圧力媒体として油を用いたが、これはゴムに置き
換えてもよく、この場合、シール機構が不要で、構造の
簡素化が図れる。

【００３５】なお、図の装置或いは変位量拡大機構内の
油をゴムに置換した装置は、圧電素子６を省いて第２ピ
ストン７ｄを直接インナパッド２に押し当てる構造にし
ても、鳴きの抑制効果が得られる。拡大機構７がダンパ
として働き、油やゴムによる振動吸収が行われるからで
ある。

【００３６】次に、駆動手段の形態を変えた第３実施例
を図４に示す。この制振装置は、図１の圧電素子１３に
代えて永久磁石１５と電磁石１６をブレーキピストン５
内に設け、その両者によって圧電素子６を退避点から加
振点に動かす構成にしている。永久磁石１５と電磁石１
６は同一極性の磁極面が向き合うようにし、圧電素子６
は電磁石１６のディスク側端面に貼り付けてある。

【００３７】このようにして電磁石１６に直流電流を流
すと永久磁石１５との間に磁気反発力が生じ、この力で
電磁石１６が動いて圧電素子６が図４（ｂ）に示すよう
に制振点に移動する。この装置は変位量の拡大機構が無
くても磁気反発力で比較的大きな変位ストロークを得る
ことができ、装置が簡素になる。

【００３８】圧電素子６を制振点に動かした後の制振制
御は、先に述べたのと同様の方法で行う。この装置もダ
ンパ機能が得られ、従って、加振手段（圧電素子６）を
省いて装置を成立させることが可能である。

【００３９】図５は、第４実施例である。この制振装置
は、図１と同じ構造のキャリパを用いてアウタ側で制振
を行うようにしてある。即ち、図のようにアウタ爪４ａ
のパッド加圧面に素子取付孔１７を設け、その穴１７の
穴底部に圧電素子６をアウタ爪のパッド加圧面から突出
しないように配置している。その圧電素子６は、制御回
路８に接続されており、その素子が移動のための駆動手
段、加振手段、及び第２センサの３つを兼ねる構成にし
ている。また、第１センサとしてここでは集音マイク１
８を採用し、このマイク１８をブレーキ音のみをキャッ
チするためにキャリパ４のブリッジ部に取付けてディス
クの径方向延長線上に位置させている。

【００４０】この第４実施例の装置は、マイク１８でブ
レーキ音を検出し、その検出音が制振を必要とするもの
かどうかをマイク１８につないだ制御回路８内で判断す
る。そして、制振の必要な音が入力されたら圧電素子６
に直流成分の電圧を加えて逆圧電効果でその素子の長さ
をディスク軸方向に増大させ、ディスク側端面を制振点
に動かしてアウタパッド３の背面に押し当てる。また、
この状態になると圧電素子６を第２センサとしてアウタ
パッド３の振動を圧電効果で検出できるので、その振動
検出を行い、そこからの信号を基に制御回路８から制振
のための交流成分の電圧を流して逆圧電効果で圧電素子
６を振動させ、この振動をアウタパッド３に加えてブレ
ーキ振動を打ち消す。

【００４１】この場合も、圧電素子６は、図３のように
検出専用、加振専用のものに分けて両者を使い分けると
検出精度と加振効率が上がる。

【００４２】この構造も、加振制御のための信号をマイ
ク１８から或いはマイク１８と圧電素子６の２者から得
ることができる。但し、第１センサが検出場所の違いに
よる影響を受けないマイクであるので、第２センサを省
いてマイク１８からの信号で加振を行っても実態に即し
た制振が望める。

【００４３】図６は第５実施例である。これは、移動専
用の圧電素子１３を加えてこの素子の長さを直流成分の
電圧の印加で変え、その変位を利用して圧電素子６を制
振点に動かす点が図５の第４実施例と異なる。他の構成
は、第４実施例と変わらない。

【００４４】なお、いずれの実施例も、圧電素子を振動
させる信号は直流成分のパルス信号であってもよい。ま
た、ブレーキピストン５の中に圧電素子の支持部を設け
てインナ側において図５、図６の構造で制振を行うこ
と、或いは、図１〜図４のいずれかの構造と図５又は図
６の構造を組み合わせてインナ、アウタの双方で制振を
行うことも制限されない。

【００４５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の制振装置
は、制振用の要素、即ち、パッドに制振用の振動を加え
る加振手段や、振動吸収用のダンパを、制振が必要な時
期にのみ制振点に動かしてパッドに接触させる構成とし
たので、制振用要素がブレーキ圧を受ける機会が大幅に
減り、過度の圧力を受けることも無くなって、装置の耐
久性が向上する。

【００４６】なお、制振用要素をパッドの裏側に配して
ディスク軸方向に動かすものは、効率的な制振が行え、
性能向上が図れるほか、ブレーキピストンの内部空洞を
設置スペースとして有効活用することもできる。

【００４７】また、加振手段や駆動手段として圧電素子
を用いるものはブレーキの大型化を招かず、消費電力も
小さくて済む。この圧電素子は圧力に弱いが、本発明で
は、この素子を用いても十分な耐久性を確保できる。

【００４８】さらに、変位量の拡大機構を有するもの
は、移動ストロークを大きく確保でき、用途の拡大と保
護の確実化が図れる。

【００４９】また、駆動手段を電磁石と永久磁石で構成
したものは大きな移動ストロークを簡素な構成で得るこ
とができる。

【００５０】このほか、第２センサを付加してそこから
の信号で加振手段を作動させるものは、振動の検出精度
を高めて加振効率を上げることができる。

【００５１】また、音を検出するマイクを第１センサと
して利用するものは、第２センサが無くてもブレーキ振
動を正しく検出して効果的な制振を行うことができる。

【００５２】さらに、圧電素子を共用して駆動、加振或
いは振動検出を行うものは、装置の簡素化の効果が高
く、一方、共用を避けるものは各々の特性に合った素子
を選択して装置性能をより一層高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の制振装置を使用状態にして示す断
面図

【図２】図１の要部の拡大図

【図３】加振用と検出用の圧電素子を分けた例を示す図

【図４】（ａ）：駆動手段の形態を変えた第３実施例の
断面図（ｂ）：同上の装置の作動状態を示す図

【図５】制振をアウタ側で行う第４実施例の断面図

【図６】制振をアウタ側で行う第５実施例の断面図

【符号の説明】

１ディスク２インナパッド３アウタパッド４キャリパ４ａアウタ爪５ブレーキピストン６圧電素子６_-1 検出専用素子６_-2 加振専用素子７変位量拡大機構７ａ第１ピストン７ｂ油封入部７ｃ固定部７ｄ第２ピストン７ｅシール８制御回路９圧電素子１０シリンダ１１第１センサ１２マウンティングブラケット１３ピストンシール１４ピストンブーツ１５永久磁石１６電磁石１７素子取付穴１８集音マイク

フロントページの続き (72)発明者坂寛延伊丹市昆陽北一丁目１番１号住友電気工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者中島志郎伊丹市昆陽北一丁目１番１号住友電気工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者山下雄康伊丹市昆陽北一丁目１番１号住友電気工業株式会社伊丹製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ブレーキ振動を第１センサで検出し、デ
ィスクに摺接させたパッドに加振手段でブレーキ振動と
は異なる振動を加えて前記ブレーキ振動を減衰させるデ
ィスクブレーキ用制振装置において、前記加振手段を、
パッドに接する制振点とパッドから離れる退避点との間
で移動可能に設置し、さらに、第１センサの振動検出信
号で、加振手段を前記退避点から制振点に動かす駆動手
段を設けたことを特徴とするディスクブレーキ用制振装
置。
【請求項２】前記加振手段を、ディスク軸方向に移動
可能としてパッドの裏側に配置した請求項１記載のディ
スクブレーキ用制振装置。
【請求項３】前記加振手段を、交流成分の信号又は直
流成分のパルス信号の印加で振動を生じる圧電素子で構
成した請求項１又は２記載のディスクブレーキ用制振装
置。
【請求項４】前記駆動手段を、直流成分の信号の印加
で端面間の距離が拡大する圧電素子で構成し、この圧電
素子をディスクブレーキのキャリパヌはブレーキピスト
ンで受けてこの圧電素子で加振手段を制振点に押し動か
すようにした請求項１、２又は３記載のディスクブレー
キ用制振装置。
【請求項５】前記加振手段を交流成分の信号、又は直
流成分のパルス信号を印加して振動させる第１圧電素子
で、駆動手段を直流成分の信号を印加して端面間距離を
拡大させる第２圧電素子で各々構成し、さらに、第１、
第２圧電素子間に第２圧電素子の端面変位を拡大して第
１圧電素子に伝える変位量の拡大機構を設置した請求項
１又は２記載のディスクブレーキ用制振装置。
【請求項６】前記加振手段と駆動手段を同一圧電素子
で構成し、この素子に対する直流成分の信号の印加で素
子の端面を制振点に移動させ、交流成分の信号、又は直
流成分のパルス信号の印加で素子を振動させてパッドを
加振するようにした請求項１又は２記載のブレーキ用制
振装置。
【請求項７】前記駆動手段を、永久磁石と、通電時に
永久磁石との間に磁気反発力を生じて制振点側に移動
し、非通電時に永久磁石の吸引力で退避点側に戻る電磁
石とで構成した請求項１、２又は３記載のディスクブレ
ーキ用制振装置。
【請求項８】前記第１センサとしてブレーキ音を検出
するものを用い、特定周波数のブレーキ音検出時にそこ
からの信号で前記駆動手段を作動させるようにした請求
項１乃至７のいずれかに記載のディスクブレーキ用制振
装置。
【請求項９】パッドの振動を制振点で検出する第２セ
ンサを設け、この第２センサの検出信号に基づいて加振
制御を行うようにした請求項１乃至８のいずれかに記載
のディスクブレーキ用制振装置。
【請求項１０】第１センサの検出信号で制振点に移動
した加振手段を前記第２センサとして共用する請求項９
記載のディスクブレーキ用制振装置。
【請求項１１】前記第１センサの検出信号で駆動手段
と加振手段の双方を作動させるようにした請求項１乃至
８のいずれかに記載のディスクブレーキ用制振装置。
【請求項１２】請求項１記載の制振装置の加振手段を
ダンパに置き換えて構成されるディスクブレーキ用制振
装置。