JPS6124842A - デイスクブレーキ装置 - Google Patents

デイスクブレーキ装置

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JPS6124842A
JPS6124842A JP14065785A JP14065785A JPS6124842A JP S6124842 A JPS6124842 A JP S6124842A JP 14065785 A JP14065785 A JP 14065785A JP 14065785 A JP14065785 A JP 14065785A JP S6124842 A JPS6124842 A JP S6124842A
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JP
Japan
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disc brake
brake device
inner diameter
arc length
equal
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JP14065785A
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ゼームス・エツチ・ターター
マイケル・エー・パストーア
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Allied Corp
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Allied Corp
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Publication date
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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
    • F16D65/02Braking 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
    • F16D65/0006Noise 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
    • F16D2065/026Braking members; Mounting thereof characterised by a particular outline shape of the braking member, e.g. footprint of friction lining

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 の円弧長さが騒音発生振動モートの節間の円弧長さとは
異なるようにした摩擦パッドを有するディスクブレーキ
装置に関するものである。
ブレーキ鳴きは自動車製造業者にとって多年にわたり問
題とされて℃・る。特定の適用においてブレーキ鳴きの
問題を解消するために、多種の経験的方策が採用されて
いる。しかし、一般にはいずれの方策も好結果をもたら
していない。或る場合にはブレーキ鳴きを低減させるま
でに向上してはいるが、ブレーキ鳴きの原因は判明して
℃・ない。
ブレーキ鳴きを理解するため、ティスフブレーキについ
て一連の騒音テストを実施した。ティスフブレーキのロ
ータは10以上の軸線方向固有振動数及び2つ以上の捩
り固有振動数を有してい、ることが判った。これらの固
有振動数は1つ以上の節直径によって表わされた振動モ
ートの形に一致している。ブレーキ鳴きは大抵の場合幾
つかの振動数で起ることが判った。ティスフブレーキに
おける摩擦材料を変えることにより個々の振動数が起る
可能性が変わり得るが、ロータ上でのパッドの足型が変
わらない限り、鳴き発生振動数族は実質的に変わらない
ままである。好捷し℃・鳴き発生振動数は、テイスクプ
レーキロータの節の解析によって見い出された1つ又は
2つの軸線方向振動数及び1つ又は2つの捩り振動数に
一致して現われる。捩り固有振動数よりも低(・軸線方
向固有振動数が励起されると、捩り固有振動数が多分励
起されることが判る。摩埼パツドの前縁及び後縁の尖端
間の円弧長さが振動モードの節間の円弧長さとは異なっ
ている限り、好捷しくない騒音は殆んど発生しないか、
あるいは大多数の人間が許容できるレベル1で低減する
ことが確定できた。
本発明の目的は,ブレーキ作動中ロータの固有振動数を
殆んど励起することがない摩擦パッドを備えたディスク
ブレーキ装置を提供することにある。
このため、本発明は、摩擦パッドをロータに近接して配
置させるキャリパ部材を有し、上記パッドが上記ロータ
に係合せしめられてブレーキ作動を行い、上記係合が、
上記ロータの摩滅面の内径から外径に向かって増大する
振幅を備えた固有振動数を有する多種の振動モードを上
記ロータに励起し、或る状態のもとでの上記振動モード
がブレーキ作動中騒音を発生するものにおいて、上記摩
擦パッドが、前縁、後縁、上記摩滅面の上記内径に一致
する内端縁及び上記摩滅面の上記外径に一致する外端縁
を具えた摩擦面を有しており、上記前縁及び後縁が上記
内端縁に隣接して夫々位置される第1及び第2尖端を有
し、上記両尖端が上記内径で測定される振動モードの節
間の円弧長さとは異なる円弧長さを有して(・て、ブレ
ーキ作動中の騒音の発生を低減させていることを特徴と
するディスクブレーキ装置を提案している。
以下、本発明の実施例について添付図面を参照して詳細
に説明する。
第1図に示すディスクブレーキ装置10において、ロー
タ12がポル) 16 < 1つのみが図示されている
)によってノ・プ14に取付けられている。
ハブ14は、車両のフレーム24から延出した車軸22
に設置されたベアリング18と20上に支承されている
。ナツト26がノ・プ14を車軸22上に保持する。
キャリパ部材28は、スロット32内を移動できるハウ
ジング30と、ロータ12の一部分の周りを越えて延び
て摩擦パッド44をロータ12の環状摩滅面46に隣接
して位置させる腕34とを有する。ハウジング30は、
導管38を介して流体源に連結される孔36を有する。
孔36内に配設されたピストン40は、同ピストンに連
結された摩擦パッド42を有する。ブレーキ信号に応答
して、圧力流体が孔36に供給される。この圧力流体は
ピストン40に作用し、摩擦パッド42をロータの環状
摩滅面48に向けて移動させる。同時に、圧力流体はハ
ウジング30に作用し、スロット32内でハウジング3
0を移動させて摩擦パッド44を環状摩滅面46に向け
て移動させ、プレーヤ作動を行う。或るブレ−キ圧力の
もとでは、ブレーキ作動中に騒音又はブレーキ鳴きが生
じる。
このブレーキ鳴きは殆んどの車両の運転者にとって受入
れられないものである。
ブレーキ鳴きを測定するために、次のパラメータを評価
すべきと決定した。
(1)音響スペクトルの最高点の音圧レベル;(2) 
 これら最高点の振動数: (3)  ブレーキ鳴きが生じるブレーキ圧力;(4)
  ブレーキ鳴きが生じる温度:及び(5)作動特性及
び摩擦パッドと組合わされたブレーキの形状。
ブレーキ鳴きの特性を完全に評価するためには、相当長
い期間にわたって様々な状態のもとでテストを行う必要
がある。ブレーキが加熱している時にテストを続けた場
合に得られる結果は、ブレーキが冷えている時に得られ
る結果とは相当異なることが判っている。ブレーキに課
せられる衝撃サイクルの過酷さ及び回数は、摩擦材料及
びロータの面及び高特性を変化させるため、ブレーキ鳴
きに影響を及はすこととなる。
ホイール及びタイヤ(図示しない)がボルト16によっ
てディスクブレーキ装置10に数個けられ、このように
して得られた構造体が慣性動力計に設置されて車両の作
動をシミュレートした。高速フーリエ変換アナライザー
、デイジタルグロツター及びマイクロホンに接続された
磁気ディスク記憶ユニットを含む電子機器がブレーキに
接近して装着された。ブレーキからの騒音データを得る
前に、摩擦パッド42と44が研摩され慣らしを行なっ
た。
一回のブレーキ騒音テストは、第2図に示されているよ
うに、圧力及び温度について5×6あるいは他の選択さ
れた行列の多数の点で、停止作動中の騒音データをとる
ことから或る。ブレーキ鳴きの発生回数が第3図に示さ
れている。第3図の情報から明らかなように、ブレーキ
は7.9及び14 KH2で鳴く傾向があった。モード
解析から、9及び14 KH2のブレーキ鳴きが振動の
捩りモートに一致する一方、7KH2のブレーキ鳴キが
5つの節直径によって特徴づけられた振動の軸線方向モ
ードに一致することが明らかとなった。摩′擦パット4
2と44の解析において、−第5図に示されているパッ
ド角度Apが振動数7 KHzに一致する節角度(a 
−b、b −c、−=−1j −a )の2倍に等しい
ことが判明した。摩擦パッドの長さ及びブレーキ鳴きの
結果を評価するため、摩擦パッド42と44は、その足
型の面積を最初にテストされたものの寸法の半分に減少
させるように斜めに切削した。このようにして得られた
パッド角度は、固有振動数16.5、K Hzに一致す
る100節直径を有するモードにおける節角度の2倍で
ある。このパッドにより、ブレーキ鳴きは17〜18 
KHzで測定された。
実験から、ロータ上での摩擦・くラドの足型と、節角度
を有する軸線方向固有振動数に一致する好ましい鳴き振
動数との幾何学的関係を見い出し、節角度は次の関係か
ら見い出すことができる。
ここで、AN=節角度(度)、及び Nあゎ=振動モードにおける節直径の数。
節角度は、隣接する節半径間でロータの中心から測定し
た単なる角度である。ロータの各固有振動数は節角度と
組合わされ、摩擦ノくラドは大抵の場合これら振動の軸
線方向モードを励起することとなり、振動の節角度はノ
々ツド角度の積分分数に上記表は、ブレーキ鳴きが望ま
しくな℃・作動特性と考えられる場合に排除すべきパッ
ド角度APの値を設定している。
パッド角度は次の公式を用いて計算された。
ここで、NNDO値の範囲は2〜10であり、Nの値の
範囲は1〜4である。
上記表のデータが第4図のグラフで表わされ、ブレーキ
鳴き発生の可能性及びブレーキ鳴きを防止するために排
除すべきパッド角度を示している。
第4図において、水平軸はノクツド角度を表わし、垂直
軸は上記表において現われたノくラド角度の回数を表わ
している。摩擦パッドを設計する際第4図に示されてい
るパッド角度は排除すべきであり、1回以上現われてい
る角度は特に排除すべきである。
第4図のパッド角度間で最も広い間隔は30〜36度、
45〜51.4度、54〜60度、60〜67.5度及
び80〜90度である。これら間隔の中間点が選択され
た場合、好ましいパッド角度APは(8133度、(1
))48.2度、(c157度、(d)63.8度及び
(e+85度となる。
短かい摩擦パッドは高い振動数で鳴く傾向にあるので、
小さいパッド角度が通常用いられるべき。
である。直角の端縁を具えた摩擦パッドが使用される場
合、上記パッド角度Apは好ましくない騒音を発生する
ことは殆んどない。しかし、パッドが傾斜した端縁を有
して(・る場合、摩擦面は摩耗に伴って増大するので、
小さいパッド角度が最初に選択されるべきである。
ブレーキ鳴きを評価する一方、摩擦パッドがその最端に
一致するロータの軸線方向モードの形を励起し易いこと
が観察された。又、所望の軸線方向モードの形に一致す
る振動の振幅がロータ摩滅面の外径で最も大きく、ロー
タのハブによって強固にされたロータ摩滅面の内径で最
も小さいことり が観察された。従って、最端がロー〜の内径にある摩擦
パッドは振動の最も低いレベルを励起するものと結論し
た。
第5図において、Rmヤは摩擦パッド44の外端縁であ
り、Rminは摩擦パッド44の内端縁である。摩擦パ
ッド44の前縁54は尖端5oを有する一方、後端56
は尖端52を有する。パッド角度AP を限定している
尖端50と52は半径RPを有する。既存の摩擦パッド
において典型的であるように、RPはRmaxに等しい
か、あるいはRmin よりもRmax に近い値であ
る。
騒音振動数を決定することに関する実験結果として、第
6図に示す摩擦パッド60は、前縁64の尖端62と後
縁68の尖端66との間の円弧長さがRml□に沿った
円弧長さと略等しくなるように形られた。テスト結果か
ら、この種の構造での騒音レベルは第5図の摩擦パッド
44のような形状の摩擦パッドを用いて(・るものより
も相当小さいことが判明した。
この摩擦パッドでは、尖端62及び66を通る半径方向
線と前縁64及び後縁68との間で測定された角度AE
は等しい。
ロータ12に係合する全摩擦面積を増大するために、第
7図に示されているような摩擦パッドが形られテストさ
れた。第7図において、角度AE。
とAE2は異なっている。しかし、尖端72と74がR
mlnに略等しい円弧軌道上に位置されている限り、摩
擦パッド70は、摩擦パッド60と同一の条件のもとで
作動された時に、不快な騒音を発生することは全くなか
った。
更に摩擦パッドの最適な形状を評価するために、第8図
に示されている摩擦パッド80の三角形状及び第9図に
示されている摩擦パッド900半球形状又は三日月形状
が評価された。両摩擦パッド80及び90において、尖
端82と84及び92と94は夫々内径Rminに位置
されており、両パッドは不快な騒音を発生することはな
かった。
摩擦パッドの多種の形状を評価するために行ったテスト
から、大部分の適用において、尖端間の円弧長さが内径
Rminと振動のな(・パッド角度(ラジアン)との積
である場合には、騒音を生じることなくブレーキ作動を
行い得ることが確定できた。
大部分の車両において第4図に示す好まし℃・パッド角
度Apを採用するに当り、前縁及び後縁の尖端間の距離
は下記の寸法の1つに限定すべきである。
(a)Rm1n×0.576ラジアン;(bl  Rm
in  x O,841ラジアン;(CI  Rmin
X O,994ラシ77 ;(di  RminX 1
.1127 シフ 7 ; 及ヒ(el  Rmin 
X 1.479ラジアン。
実施したテストから、パッド角度はできる限り小さくな
ければならないことが判明したので、摩擦パッドの円弓
瓜長さは上記(al、(bl又は(C1のいずれかに限
定されるものと考えられ、そし゛て、もし可能ならば、
大部分の適用において好寸しくない騒音の発生を低減さ
せるために+alを選択すべきである。
【図面の簡単な説明】
第1図はディスクブレーキ装置の断面図、第2図は音圧
レベル、温度及びブレーキ圧力の関係を示すグラフ、第
°3図は騒音振動数及び音圧レベルの関係を示すグラフ
、第4図はパッド角度と節角度との関係を示すグラフ、
第5図は典型的な従来の摩擦パッドとロータの概略図、
第6図、第7図、第8図及び第9図は夫々本発明による
異なった設計のH擦パッドとロータの一部分を示す概略
図である。 10・・ディスクブレーキ装置、12・・ロータ、28
・・キャリパ部材、42,44,60,70゜80.9
0・・摩擦パッド、46.48・・環状摩滅面、50,
52,62,66.72,74,82,84,92゜9
4・・尖端、54.64・・前縁、56.68・・後縁
、RmaX・・外端縁、Rmin  ・・内端縁。 (1工か1名) 卓用Δい零 寸 @婦

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 摩擦パッドをロータに近接して配置させるキャリパ
    部材を有し、上記パッドが上記ロータに係合せしめられ
    てブレーキ作動を行い、上記係合が、上記ロータの摩滅
    面の内径から外径に向かって増大する振幅を備えた固有
    振動数を有する多種の振動モードを上記ロータに励起し
    、或る状態のもとでの上記振動モードがブレーキ作動中
    騒音を発生するものにおいて、上記摩擦パッドが、前縁
    、後縁、上記摩滅面の上記内径に一致する内端縁及び上
    記摩滅面の上記外径に一致する外端縁を具えた摩擦面を
    有しており、上記前縁及び後縁が上記内端縁に隣接して
    夫々位置される第1及び第2尖端を有し、上記両尖端が
    上記内径で測定される振動モードの節間の円弧長さとは
    異なる円弧長さを有していて、ブレーキ作動中の騒音の
    発生を低減させていることを特徴とするディスクブレー
    キ装置。 2 上記尖端間の上記円弧長さが、上記内径と0.52
    3〜0.628ラジアンとの積に略等しいことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載のディスクブレーキ装置
    。 3 上記尖端間の上記円弧長さが、上記内径と0.78
    5〜0.897ラジアンとの積に略等しいことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載のディスクブレーキ装置
    。 4 上記尖端間の上記円弧長さが、上記内径と0.94
    2〜1.047ラジアンとの積に略等しいことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載のディスクブレーキ装置
    。 5 上記尖端間の上記円弧長さが、上記内径と1.04
    7〜1.178ラジアンとの積に略等しいことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載のディスクブレーキ装置
    。 6 上記尖端間の上記円弧長さが、上記内径と1.38
    9〜1.570ラジアンとの積に略等しいことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載のディスクブレーキ装置
    。 7 上記尖端間の上記円弧長さが、上記内径と0.57
    6ラジアンとの積に略等しいことを特徴とする特許請求
    の範囲第2項記載のディスクブレーキ装置。 8 上記前縁が上記外径で上記後縁に連結されて実質的
    に三角形の摩擦パッドを形成していることを特徴とする
    特許請求の範囲第7項記載のディスクブレーキ装置。 9 上記前縁が上記外径で上記後縁に結合されて実質的
    に三日月形の摩擦パッドを形成していることを特徴とす
    る特許請求の範囲第7項記載のディスクブレーキ装置。 10 第1角度が前縁と上記第1尖端を通る半径方向線
    との交線により形成され、第2角度が後縁と上記第2尖
    端を通る半径方向線との交線により形成され、第1及び
    第2角度が略等しいことを特徴とする特許請求の範囲第
    7項記載のディスクブレーキ装置。 11 第1角度が前縁と上記第1尖端を通る半径方向線
    との交線により形成され、第2角度が後縁と上記第2尖
    端を通る半径方向線との交線により形成され、第1及び
    第2角度が異なっていることを特徴とする特許請求の範
    囲第7項記載のディスクブレーキ装置。 12 内径における上記尖端間の上記円弧長さが上記外
    径における円弧長さよりも大きいことを特徴とする特許
    請求の範囲第7項記載のディスクブレーキ装置。
JP14065785A 1984-06-29 1985-06-28 デイスクブレーキ装置 Pending JPS6124842A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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JPS6124842A true JPS6124842A (ja) 1986-02-03

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EP (1) EP0169998B1 (ja)
JP (1) JPS6124842A (ja)
AR (1) AR240585A1 (ja)
AU (1) AU574791B2 (ja)
DE (1) DE3564730D1 (ja)

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