WO1995019508A1 - Tambour de frein a structure amortissante et frein en etant equipe - Google Patents

Description

明 細 書 制振構造を有するブレーキ ドラムおよびこのブレーキ ドラムを備えた ドラムブレーキ

技術分野

この発明はド ラムブレーキに関し、 特に、 制動時のブレーキの鳴きを 防止できるような ドラムブレーキに関する。 背景技術

ド ラムブレーキを備えた車両において、 制動時にブレーキからキー又 はグーといった鳴き音が発生し、 乗務する者に不快を感じさせている。 このブレーキの鳴きは、 制動時ブレーキシュ一に設けられたライ ニン グ がブレーキ ドラムの内径面に押圧されることにより発生する摩擦力に起 因してブレーキ ドラムおよびブレーキの構成部品を共振させるために発 生する。

第 8図には車両に使用する従来のブレーキ ドラム 2 0の断面図を示し ている。 このブレーキ ド ラム 2 0は有底円筒状に形成され、 外周 2 1 の 開放口近くに補強のため リ ング状突起部 2 2を一体に設け、 底部 2 5は 取り付け面となっている。

第 8図に示すブレーキ ドラムと組み合わせて使用するブレーキ 1 0の 正面図を第 9図に示している。 このブレーキ 1 0は、 ホイ ルシ リ ンダ 1、 カバー 2、 ブレーキ シリ ンダ 3、 ブレーキシ ュ一 3、 このシユー 3に取 り付けられたライニング 4およびリ ターンスプリ ング 6からなり、 取り 付け面 5において取り付け孔 5 aを介して図示しないボル ト等を用いて 車体に取り付けられる。 車両の制動時には、 ホィルシ リ ン ダ 1内の液圧が上昇してブレーキシ ユー 3が拡開し、 ラ イ ニング 4がブレーキ ド ラム 20の内径面 2 l aを 押圧し、 制動開放時にはホイ ルシ リ ンダ 1 と リ ターンスプリ ング 6の作 用により ブレーキシュ一 3は元の位置に復帰する。

このように構成された ドラ ムブレーキにおいては車両の制動時にライ ユン グ 4がブレーキ ドラ ム 20の内径面 2 l aを押圧し、 ブレーキ ドラ ム 20の内径面とライ ニング 4の間に摩擦力が発生し、 車両を制動する _c このとき、 この摩擦力によってブレーキ ドラム 20とブレーキ 1 0の各 構成部品が振動してブレーキの鳴きが発生する。 このブレーキの鳴きは ブレーキ ドラム 20とブレーキ 1 0の各構成部品の共振が主原因となつ ている。

従ってブレーキの鳴きを防止するためにはブレーキ ドラム 20とブレ ーキ 1 0の各構成部品に制振構造を付与することが必要となる。 制振部 材による制振効果の一つの評価方法として、 振動 1周期当りの失うエネ ルギ一の割合で示す損失係数 Yが知られている。 例えば、 第 7図に示す ように振幅 X oの振動 N 1が n回の振動の間に振幅 X nまで滅衰した場 合の損失係数 Yは次式で現される。

Y = { 1 / ( n · ^ ) > 1 0 gr (X 0 /X n )

なお、 この損失係数 Yの値が大きい程、 制振性能が高いこ とを示して いる。

従って損失係数 Yをブレーキ ドラムについて測定すればブレーキ ドラ ムの制振性能について、 つま りブレーキ ドラムの鳴き易さを知ることが できる。

なお、 第 8図に示す形状の従来のブレーキ ドラム 20について数回の 測定を行った結果、 損失係数 Yの値は 0. 5 X 1 0-3から 1. 0 X 1 0 一³であつた。 ブレーキの鳴きはブレーキ ドラム 2 0 と ブレーキ 1 0の両者に起因す るのであるが、 本願発明はブレーキ ドラム 2 0を起因とする鳴き防止を 目的とし、 特にブレーキ ドラムの制振性能を向上させることにより振動 を早期に減衰させて鳴き防止を図ることを目的とする。 発明の開示

本発明はこのような目的達成のため、 ラィユン グ押圧内周面を有する 円筒部と、 この円筒部の外周に形成された受圧部と、 この受圧部に当接 して配設された制振部材と、 この制振部材を前記受圧部に押圧させる押 圧手段とからブレーキ ド ラムを構成している。

この受圧部を円筒部の外周に形成された断面楔型のリ ング状突起から 構成し、 制振部材を二分割構造をした左右一対のリ ング状半円体から構 成し、 各半円体の内周に断面楔型のリング状凹部を形成するこ とができ る。 この場合、 リ ン グ状半円体は、 リ ン グ状突起を覆う とともに リ ン グ 状突起がリ ング状凹部内に嵌入するようにして円筒部外周に取り付けら れる。

また、 受圧部を、 円筒部外周のリ ング状突部に形成された断面楔型の リング状凹部から構成し、 制振部材を二分割構造をした左右一対のリ ン グ状半円体から構成し、 各半円体の内周に断面楔型のリ ング状突起を形 成してもよい。 この場合には、 リ ン グ状半円体がリ ング状凹部を覆うと ともにリ ング状突起がリ ング状凹部に嵌入するようにして円筒部外周に 取り付けられる。

さらに、 受圧部を円筒部の外周に形成されたリ ング状突起から構成し、 制振部材を、 このリ ング状突起を左右から挟持する円筒状の第 1制振部 材および第 2制振部材から構成することもできる。

本発明に係る ドラムブレーキは、 ライニング押圧内周面を有する円筒 十 部、 この円筒部の外周に形成された受圧部、 この受圧部に当接して配設 された制振部材、 およびこの制振部材を受圧部に押圧させる押圧手段か らなるブレーキ ドラ ムと、 ラ イニン グ押圧内周面に対向して配設された ライ ニングを有するブレーキシュ一と、 このブレーキシ ュ一を拡開させ てラ イ ニン グをライ ニング押圧内周面に押圧させるホイ ルシ リ ン ダとか ら構成される。

上記のようにブレーキ ドラ ムの外周と制振部材とは互いに押圧されて 当接する対向面を有しており、 この対向面同士が一定の面圧を持って当 接 （嵌合） しているため、 制動時にブレーキ ドラムに振動が発生すると この振動に対応するブレーキ ドラムの変形に応じて対向面部において相 対滑りが発生する。 この相対滑りに対する摩擦抵抗により振動エネルギ 一が吸収されるので、 ブレーキドラムの振動が抑制されて鳴き防止が図 れる。

なお、 強い制動力が作用する場合等において、 対向面の面圧が大き く なりすぎて相対滑りが発生しないこともあるため、 この対向面に両者の 摩擦係数を小さ くする摩擦減少剤を介在させるのが好ましく、 このよう にすることにより相対滑りをより発生しやすくして振動エネルギーの吸 収を增加させることができる。 図面の簡単な説明

第 1図は本発明の第 1実施例に係るブレーキドラムを示す断面図、 第 2図はこのブレーキ ドラムを構成する制振部材を示す断面図および 正面図、

第 3図は本発明の第 2実施例に係るブレーキドラムを示す断面図、 第 4図はこのブレーキ ドラムを構成する制振部材を示す断面図および 側面図、 第 5図は本発明の第 3実施例に係るブレーキドラムを示す部分断面図、 第 6図はこのブレーキ ドラ ムを構成する制振部材を示す断面図、 第 7図はブレーキ ドラムの振動例を説明するグラフ、

第 8図は従来のブレーキ ドラムの断面図、

第 9図はブレーキ装置の正面図である。 実施例

本発明をより詳細に説明するために、 添付の図面に従ってこれを説明 する。

本発明の第 1実施例に係るブレーキド ラム 1 0 0の断面を第 1図に示 し、 第 2図に 2分割構成の制振部材 3 0を示している。 なお、 ブレーキ ドラム 1 0 0は車輪に取り付けられ、 一方、 第 9図に示すブレーキ 1 0 がライニング 4がブレーキ ドラム 1 0 0の内周面 1 1 1 aに対向するよ うに入り込んで車体側に固定保持される。 なお、 ブレーキ 1 0の構造は 従来のものと同一で第 9図に示す構成をしているため、 その説明は省略 する。

ブレーキ ドラ ム 1 0 0は铸鉄、 铸鋼、 鋼等から有底円筒状に作られ、 制動時にライニング 4が押圧される内周面 1 1 1 aを形成する円筒状部 1 1 1 と、 車輪への取付面となる底面部 1 2 0とから構成されている。 円筒状部 1 1 1の外周にはリ ング状で且つ外周側に向かって幅が狭くな る断面楔型の突起 1 1 2が形成されており、 この突起 1 1 2が受圧部を 構成する。

制振部材 3 0は鋼等から作られると と もに、 二分割構造をした左右一 対のリ ン グ状半円体 3 0 a， 3 0 bからなり、 それぞれの両端部に取付 フ ラ ンジ 3 2， 3 3が設けられている。 各制振部材 3 0の'内周には内周 側に向かつて幅が広くなる断面楔型の凹 ¾ 3 1が形成されている。 この制振部材 3 0は、 楔型断面を有する凹部 3 1 が楔型断面を有する 突起 1 1 2を覆うようにしてブレーキ ド ラム 1 0 0の外周上に取り付け られ、 取付フ ラ ン ジ 3 2 , 3 3に形成したボル ト孔 3 2 a , 3 3 aに図 示しない締結ボル トを通して左右制振部材をボル ト締めする。 これによ り、 突起部 1 1 2の楔状対向面 1 1 2 a と凹部 3 1 の楔状対向面 3 1 a とが互いに当接し、 そのときの面圧はボル ト締めにより与えられる。 な お、 このとき、 楔効果により大きな面圧が両対向面に発生する。

上記の構成のブレーキ作動時の作用を説明する。 車両の制動時には、 ホイ ルシ リ ンダ 1 により ブレーキシ ュ一 3が拡開されてライ ニン グ 4が ブレーキ ド ラム 1 0 0の内周面 1 1 2 aに押圧される。 このとき、 ブレ ーキ ドラム 1 0 0 と ライ ニン グ 4 との摩擦力に起因してブレーキ ドラム 1 0 0およびブレーキ 1 0の構成部品に振動が発生する。 この振動は、 ブレーキ ドラム 1 0 0が変形するこ とによるのであるが、 このような振 動を起こす変形のために、 突起部 1 1 2の楔状対向面 1 1 2 aと凹都 3 1の楔状対向面 3 1 aとの間に相対滑りが発生する。 両対向面 1 1 2 a， 3 1 aは所定の面圧を有して当接しており、 この相対滑りに対してはこ の面圧に対応した摩擦抵抗が作用するため、 この摩擦抵抗により振動ェ ネルギ一が吸収されて振動は急激に減衰される。 この結果、 制動時のブ レーキの鳴きが抑制される。

なお、 大きな制動力が加わる場合等には、 ブレーキ ドラム 1 0 0の変 形が大き くなり、 この変形に伴う楔効果により上記面圧が過大となり相 対滑りが発生せず、 振動をあまり減衰させることができなくなることも 考えられる。 このため、 上記対向面 （突起部 1 1 2の楔状対向面 1 1 2 aも し く は凹部 3 1 の模状対向面 3 1 a ) 間に、 グラフ アイ ト、 二硫化 モリ ブデン、' 滑石粉等の超粉微粒子からなる摩擦滅少剤を介在させるの が好まし く、 これにより相対滑りがより発生しやすくなり、 振動エネル ギ一の吸収を増大させることができる。

本発明の第 2実施例に係るブレーキド ラム 200の断面を第 3図に示 し、 第 4図に 2分割構成の制振部材 40を示している。 ブレーキ ドラム 20 0は円筒状部 2 1 1 と底面部 220 とからなり、 円筒状部 2 1 1 の 外周にはリ ング状突部が設けられ、 この突部外周面に外周側に向かって 幅が広くなる断面楔型の凹部 2 1 2が形成されている。 なお、 この例で は凹部 2 1 2が受圧部を構成する。 一方、 制振部材 40は二分割構造の 左右一対のリ ン グ状半円体 40 a， 40 bからなり、 それぞれの両端部 に取付フ ラ ンジ 42， 43が設けられている。 各制振部材 40の内周面 には内周側に向かって幅が狭くなる断面楔型の突起部 4 1が形成されて いる。

この制振部材 40は、 突起部 4 1が凹部 2 1 2に入り込むようにして ブレーキ ドラム 200の外周上に取り付けられ、 取付フ ラ ンジ 32， 3 3に形成したポル ト孔 32 a， 33 aに図示しない締結ボル トを通して 左右制振部材をボル ト締めする。 これにより、 凹部 2 1 2の対向面 2 1 2 a と突起部 4 1の対向面 4 1 aとが所定面圧で当接する。

このような構成のブレーキを用いた場合にも、 制動時にブレーキ ドラ ム 200と ブレーキ 1 0とに発生する振動は、 ブレーキ ドラム 200の 断面楔型の凹部 2 1 2と制振部材 40の突起部 4 1の両対向面 2 1 2 a， 4 1 aに生じる相対滑りを生ぜしめ、 この相対滑りに対する摩擦抵抗に より振動エネルギーが吸収されてこの振動は急激に減衰し、 ブレーキの 鳴きが抑制される。 なお、 この場合にも、 両対向面の間に摩擦減少剤を 介在させるのが好ましい。

本発明の第 3実施例に係るブレーキドラム 300の断面を第 5図に示 し、 第 6図にこのブレーキド ラム 300を構成する第 1制振部材 80を 示している。 ブレーキドラム 300は円筒状部 3 1 1 と底面部 320と からなり、 円筒状部 3 1 1 の外周にはリ ン グ状で且つ断面平行四辺形状 の突起部 3 1 2が形成されており、 この突起部 3 1 2が受圧部を構成す る。

一方、 制振部材は、 第 6図に示す円筒状の第 1 制振部材 8 0と、 リ ン グ状の第 2制振部材 7 0 とから構成される。 第 1 制振部材 8 0は、 片側 に対向面 8 0 c を有したフ ラ ンジ状の受圧部 8 0 aを残して、 突起部 3 1 2の外形より僅かに大きな内径を有した円筒状空間を有した形状に形 成されており、 この円筒状空間の入口部内面に雌ネジ 8 0 bが形成され ている。 この雌ネジ 8 0 bに螺合する雄ネジを有したリ ング状リティナ 一 8 1が雌ネジ 8 0 bに螺合して円筒状空間内に入り込んで固設される。 この結果、 第 1 制振部材 8 0における円筒状空間を形成する円筒状部が、 フ ラ ンジ状受圧部 8 0 a と リ ング状リティナ一 8 1 とを連結させるプリ ッ ジ部となる。 なお、 リ ティナ一 8 1 には円周上等間隔で雌ネジが形成 された複数のボル ト ネジ孔 8 1 aが形成されている。

第 2制振部材 7 0は、 片側に対向面 7 0 aを有したリ ング状部材であ る。 第 1 制振部材 8 0が対向面 8 0 cが対向面 3 1 2 a と対向するよう にしてブレーキ ドラム 3 0 0の外周に取り付けられた後、 第 1制振部材 8 0の円筒状空間内に第 2制振部材 7 0が挿入される。 このとき、 第 2 制振部材 7 0の対向面 7 0 aは突起部 3 1 2の対向面 3 1 2 aと対向す る。

この後、 リテーナー 8 1 を第 1制振部材 8 0と螺合させ、 ポル ト ネジ 孔 8 1 aに締め付けボル ト 7 1 を螺合させる。 これによ り締め付けボル ト 7 1 は円筒状空間内に突出してリ テーナー 8 1 の側面に当接し、 さら に、 このボル ト 7 1 を締め付けることにより、 第 1制振部材 8 0 と第 2 制振部材 7 0とにより ώ機部 3 1 2を左右両側から挟持させる。 これに より、 第 1制振部材 8 0の対向面 8 0 c および第 2制振部材の対向面 7 0 aがそれぞれ突起部 3 1 2の左右対向面 3 1 2 aと当接する。 このと きの当接面圧は締め付けポル ト 7 1 の締め付け力により決ま り、 対向面 が斜めに向いているため、 楔効栗により この面圧は大き くなる。

このような構成のブレーキを用いた場合にも、 制動時にブレーキ ドラ ム 3 00と ブレーキ 1 0とに発生する振動は、 ブレーキ ドラム 3 00の 突起部 3 1 2の対向面 3 1 2 aと第 1および第 2制振部材 80, 70の 対向面 8 0 c， 70 aとの間に相対滑りを生ぜしめ、 この相対滑りに対 する摩擦抵抗により振動エネルギーが吸収されてこの振動は急激に減衰 し、 ブレーキの鳴きが抑制される。 なお、 この場合にも、 両対向面の間 に摩擦減少剤を介在させるのが好ましい。

なお、 上記第 1から第 3の実施例に係るブレーキ ドラムを用いてその 損失係数 Yを測定したところ、 摩擦減少剤を介在させない状態での Yの 値は、 2 X 1 0_³から 1 1 X 1 0_³であり、 これに摩擦滅少剤を介在さ せる と Yの値は、 5 X 1 0-3から 1 2 X 1 0_³であった。 従来のブレー キ ド ラムの損失係数は、 0. 5 X 1 0-3から 1. 0 X 1 0-3であること に鑑みれば、 本発明の制振効果は非常に大きいこ とが明かであり、 この ため、 本発明のブレーキ ドラ ムを用いれば、 制動時のブレーキの鳴きを 大幅に抑制することができる。

Claims

-1ϋ- 請 求 の 範 囲

1 . ブレーキラ イ ニングが押圧される内周面を有する円筒部と、 この円 筒部の外周に形成された受圧部と、 この受圧部に当接して配設された 制振部材と、 この制振部材を前記受圧部に押圧させる押圧手段とから なることを特徵とする制振構造を有するブレーキ ドラ ム。

2. 前記受圧部が、 前記円筒部の外周に形成されたリ ン グ状で且つ外周 側に向かって幅が狭くなる断面楔型のリ ング状突起であり、

前記制振部材が二分割構造をした左右一対のリ ング状半円体からな り、 且つ各半円体の内周に内周側に向かって幅が広くなる断面楔型の リ ング状凹部が形成されており、

前記リング状半円体が、 前記リ ング状突起を覆うとともに前記リ ン グ状突起が前記リ ング状凹部内に嵌入するようにして前記円筒部外周 に取り付けられていることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のブ レーキ ドラム。

3. 前記受圧部が、 前記円筒部の外周に設けられたリン グ状突部の外周 面に形成されるとともに外周側に向かって幅が広くなる断面楔型のリ ング状凹部であり、

前記制振部材が二分割構造をした左右一対のリ ング状半円体からな り、 且つ各半円体の内周に内周側に向かって幅が狭くなる断面楔型の リ ング状突起が形成されており、

前記リ ング状半円体が前記リング状凹部を覆うとともに前記リ ング 状突起が前記リング状凹部に嵌入するようにして前記円筒部外周に取 り付けられていることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のブレー キ ドラ ム。

4. 前記リ ング状半円体の両端部にそれぞれ取付フ ラ ンジが設けられ、 前記リ ング状半円体を前記円筒部外周に取り付けた状態で、 対向する 取付フ ランジ間に締結ポル トを通して締結し、 左右の前記リ ング状半 体同士を近づけて前記リ ング状突起と前記リ ング状凹部とを所定面圧 を付与して当接させるようにしたことを特徴とする請求の範囲第 2項 も し く は第 3項に記載のブレーキ ドラム。

5. 前記受圧部が前記円筒部の外周に形成されたリ ング状突起であり、 前記制振部材が、 このリ ング状突起を左右から挟持する円筒状の第 1 制振部材および第 2制振部材からなることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のブレーキ ドラム。

6. 前記第 1制振部材が、 前記リ ング状突起の片側側面に当接するフ ラ ン ジ状の受圧部と、 このフ ランジ部に一体に蘩がる と ともに前記リ ン グ状突起を覆うよ うに して前記円筒部の外周に取り付けられる円筒状 のブリ ッ ジ部とからなり、

前記第 2制振部材がこのプリ ッ ジ部内に配設されて前記リ ング状突 起の反対側側面に当接する リ ング状部材であることを特徵とする請求 の範囲第 5項に記載のブレーキ ドラム。

7. 前記円筒状ブリ ッ ジ部の端部内面に リテーナが螺合配設されており、 このリ テーナに形成された雌ネジ孔に螺合して側方内方に突出する締 め付けポル トにより前記第 2制振部材を前記リ ング状突起の方に押圧 し、 前記フ ラ ン ジ状の受圧部と前記第 2制振部材とにより前記リ ン グ 状突起を挟持するようにしたことを特徴とする請求の範囲第 6項に記 載のブレーキ ドラム。

8. 前記受圧部と前記制振部材の当接面間に摩擦減少剤を介在させたこ とを特徴とする請求の範囲第 1項から第 7項のいずれかに記載のブレ ーキ ド ラム。

9. 前記摩擦減少剤が、 グラフアイ ト、 二流化モ リ ブデン、 滑石粉のい ずれかもし く はこれらを混合した超粉微粒子からなることを特徴とす る請求め範囲第 8項に記載のブレーキ ドラム。

1 0. ブレーキ ライ ニン グが押圧される内周面を有する円筒部、 この円 筒部の外周に形成された受圧部、 この受圧部に当接して配設された制 振部材、 およびこの制振部材を前記受圧部に押圧させる押圧手段から なるブレーキ ドラムと、

前記ライニング押圧内周面に対向して配設されたライニングを有す る ブレーキシ ュ一と、

このブレーキシ ユーを拡開させて前記ラィニングを前記ライニング 押圧内周面に押圧させるホイルシ リ ンダとからなることを特徴とする ドラムブレーキ。