JPH0921434A - ディスクブレーキ用シム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はディスクブレーキのパッドの非摩擦
面側に配設されるディスクブレーキ用シムに関し、パッ
ドに生ずる振動を効果的に吸収してブレーキ鳴きの発生
を抑制することを目的とする。 【解決手段】 ディスクブレーキのパッドには、主とし
て１節捩れ、２節曲げ、及び３節曲げの振動が生ずる。
これら何れの振動が生じた場合にもパッドの両端部およ
び両端部からそれぞれＬ／３だけ中央部に寄った部位に
は比較的大きな変位が生ずる。ディスクブレーキのパッ
ドを保持するディスクブレーキ用シム１０に、パッドの
側面に、パッドの両端部において係止される端部係止爪
１２ａ〜１２ｄと、パッドの両端部からそれぞれＬ／３
だけ中央部に寄った部位に係止される変位部係止爪１４
ａ，１４ｂとを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディスクブレーキ
用シムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両用ディスクブレーキにお
いては、パッドの振動に起因する騒音、すなわち、いわ
ゆるブレーキの鳴きを抑制するため、パッドの非摩擦面
側にシムを配設する構成が広く用いられている。かかる
シムとしては、例えば実開昭６０−４１６５０号公報に
開示される構成が従来より公知である。

【０００３】ところで、ディスクブレーキは、車輪と一
体に回転するディスクロータが、ディスクロータの両側
に配設したパッドによって挟持された際に制動トルクを
発生する。かかる構成においては、ディスクロータがパ
ッドに挟持されている場合に、ディスクブレーキ系の固
有振動数に応じた振動がパッドに生ずる場合がある。上
記したブレーキの鳴きは、ディスクブレーキ系にかかる
振動が生ずることにより発生する。従って、ブレーキの
鳴きを抑制するためには、パッドの振動を抑制すること
が有効である。

【０００４】これに対して、上記公報に開示されるシム
は、パッドの両端部及び中央部においてパッドの側面に
係止され、上下からパッドを挟持する６つの爪を備えて
いる。かかる構成において、シムの爪とパッドの側面と
の間に摺動が生じると、両者間には、摺動に伴う摩擦力
が発生する。また、この摩擦力は、シムの爪とパッドの
側面との摺動を減衰させる力として作用する。従って、
上記公報記載のシムによれば、パッドに振動が生じた際
に、パッドの両端部、及びパッドの中央部においてその
振動の減衰を図ることができ、ブレーキの鳴きを有効に
抑制することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ディスクブレ
ーキにおいてパッドに生ずる振動には、パッドの中央部
に節を有する振動が含まれている。かかる振動は、パッ
ドの中央部に何らの変位も生じさせない。従って、パッ
ドの中央部に振動を減衰させるための爪を配設しても、
その爪は何ら振動の減衰に寄与しないことになる。この
意味で、上記従来のディスクブレーキ用シムは、パッド
の振動の減衰を図る上で有益ではあるものの、全ての爪
が、パッドの振動を減衰させるために効果的に機能して
いないという問題を有するものであった。

【０００６】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、如何なるモードの振動が生じた場合においても
パッドが変位する位置に爪位置を合わせることにより、
上記の課題を解決したディスクブレーキ用シムを提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、ディスク
ブレーキのパッドを保持するディスクブレーキ用シムに
おいて、前記パッドの側面に、該パッドの両端部におい
て係止される端部係止爪と、前記パッドの側面に、該パ
ッドに１節捩れ、２節曲げ、及び３節曲げの何れが生じ
た場合にも該パッドに変位の生ずる位置のみにおいて係
止される変位部係止爪と、を備えるディスクブレーキ用
シムにより達成される。

【０００８】本発明において、シムが備える端部係止爪
は、パッドの端部に変位が生じた際に、パッドの側面と
の間に摺動摩擦を発生させる。また、シムが備える変位
部係止爪は、パッドに１節捩れ、２節曲げ、及び３節曲
げが生じた際に、必ずパッドの側面との間に摺動摩擦を
発生させる。これら端部係止爪および変位部係止爪によ
って発生される摺動摩擦は、パッドの変位を減衰させる
力として作用する。

【０００９】一方、ディスクブレーキのパッドに生ずる
主たる振動は、１節捩れ、２節曲げ、又は３節曲げの何
れかに属する。これらの振動が生じた場合、パッドの両
端部には必ず大きな変位が生ずる。従って、端部係止
爪、および変位部係止爪は、常にパッドの振動を抑制す
るうえで効果的に機能することになる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例である
ディスクブレーキ用シム（以下、単にシムと称す）１０
の斜視図を示す。シム１０は、所定の剛性を有する板状
の部材である。シム１０の、図１において上方側に示す
側面１０ａには、端部係止爪１２ａ，１２ｂおよび変位
部係止爪１４ａ，１４ｂが設けられている。また、シム
１０の、図１において下方側に示す側面１０ｂには、端
部係止爪１２ｃ，１２ｄが設けられている。

【００１１】端部係止爪１２ａ，１２ｂおよび１２ｃ，
１２ｄは、それぞれシム１０の側面１０ａ又は１０ｂの
両端に設けられている。また、変位部係止爪１４ａ，１
４ｂは、図１に示す如くシム１０の長手方向の全長をＬ
とした場合に、それぞれシム１０の両端からＬ／３の点
に中心が位置するように設けられている。

【００１２】図２は、本実施例のシム１０及びディスク
ブレーキ用パッド（以下、単にパッドと称す）２０の斜
視図を示す。パッド２０は、摩擦材２２と、摩擦材２２
の裏面に貼付される裏金２４とで構成される。摩擦材２
２は、後述の如くディスクブレーキにおいて制動力を発
生させる際に、車輪と一体に回転するディスクロータに
接触させる部材である。また、裏金２４は、パッド２０
に所定の剛性を付与するために用いられる部材である。

【００１３】本実施例のシム１０は、図２に示す如く、
端部係止爪１２ａ，１２ｂおよび変位部係止爪１４ａ，
１４ｂを裏金２４の図２において上方側に示す側面２４
ａに係止させ、また、端部係止爪１２ｃ，１２ｄを裏金
２４の図２において下方側に示す側面２４ｂに係止させ
ることで、パッド２０に装着されている。

【００１４】端部係止爪１２ａ〜１２ｄおよび変位部係
止爪１４ａ，１４ｂは、所定の弾性を有しており、図２
に示す如くシム１０がパッド２０に装着されると、裏金
２４の側面２４ａ，２４ｂと、これら端部係止爪１２ａ
〜１２ｄおよび変位部係止爪１４ａ，１４ｂとの接触部
には、所定の押圧力が発生する。本実施例においてこの
押圧力は、パッド２０にブレーキの鳴きの原因となる振
動が生じた際に、端部係止爪１２ａ〜１２ｄおよび変位
部係止爪１４ａ，１４ｂが裏金２４の側面２４ａ，２４
ｂ上を適当な摩擦力を発生させながら摺動することので
きる圧力に設定されている。

【００１５】図３は、上記図２に示す如く組み付けられ
たシム１０及びパッド２０を用いて構成したディスクブ
レーキ３０の正面断面図を示す。図３において、ディス
クロータ３２は、図示しない車輪と一体に回転する円板
上の部材である。尚、図３においては、ディスクロータ
３２の右側が車両内方、ディスクロータ３２の左側が車
両外方となる。

【００１６】ディスクロータ３２の両側には、共に上記
図２に示す如くシム１０をパッド２０に装着してなるイ
ンナパッド３４及びアウタパッド３６が配設されてい
る。これらインナパッド３４及びアウタパッド３６は、
ディスクロータ３２を跨いで配設される図示しないマウ
ンティングによって支持される。

【００１７】キャリパ３８はディスクロータを跨いで配
設されており、ディスクロータ３２の回転中心軸と平行
な方向、すなわち、図３において左右方向に変位するこ
とができるように車体に連結されている。キャリパ３８
は、車両内方側に、シリンダ３８ａ及びピストン３８ｂ
を備えている。シリンダ３８ａは、図示しないマスタシ
リンダに連通しており、制動操作がなされた際に適当な
ブレーキ油圧の供給を受ける。一方、ピストン３８ｂ
は、シリンダ３８ａ内を液密に保ちつつシリンダ３８ａ
内を摺動することができる。従って、ピストン３８ｂ
は、制動操作が開始され、シリンダ３８ａの内圧が上昇
するに連れて図３中左方に、すなわちディスクロータ３
２側に変位する。

【００１８】上述したインナパッド３４は、ピストン３
８ｂによって押圧され、ピストン３８ｂのディスクロー
タ３２側に向かう変位量が所定量に達すると、インナパ
ッド３４とディスクロータ３２とが接触状態となる。か
かる状態から更に制動操作が続行されると、インナパッ
ド３４とディスクロータ３２との接触圧の反力により、
キャリパ３８が図３において右向きに変位する。そし
て、キャリパ３８の変位量が所定量に達すると、アウタ
パッド３６とディスクロータ３２とが接触状態となり、
ディスクロータ３２が、ブレーキ油圧に応じた挟持力
で、インナパッド３４とアウタパッド３６とに挟持され
た状態となる。

【００１９】ディスクロータ３２がインナパッド３４と
アウタパッド３６とによって挟持されると、ディスクロ
ータ３２には、ブレーキ油圧に応じた制動トルクが作用
し、ディスクロータ３２および車輪の回転が抑制され
る。図３に示すディスクブレーキ３０においては、この
ようにして制動トルクが発生される。

【００２０】上述の如く、ディスクブレーキ３０は、イ
ンナパッド３４及びアウタパッド３６でディスクロータ
３２を挟持することにより制動トルクを発生する。従っ
て、ディスクロータ３２の回転中は、インナパッド３４
及びアウタパッド３６がディスクロータ３２の表面上を
摺動する。この際、摺動面の状態、摺動面に作用する押
圧力等が特定の条件を満たすと、インナパッド３４やア
ウタパッド３６に、ディスクブレーキ３０の固有振動数
と整合する振動が生ずる場合がある。

【００２１】車両の停止直前等に生ずるいわゆるブレー
キの鳴きは、かかるインナパッド３４やアウタパッド３
６の振動がキャリパ３８に伝搬され、ディスクブレーキ
３０全体が共振状態となることにより生ずる。これに対
して、本実施例のシム１０は、パッド２０に生じた振動
を効果的に吸収して、ブレーキの鳴きを抑制し得る効果
を有している。以下、図４及び図５を参照して、かかる
効果の生ずる理由について説明する。

【００２２】図４は、シム１０及びパッド２０の側面図
（図２に示すIV矢視図）を示す。上述の如く、シム１０
の端部係止爪１２ａ〜１２ｄおよび変位部係止爪１４
ａ，１４ｂと裏金２４の側面２４ａ，２４ｂとの間に
は、所定の接触圧が作用している。この押圧力をＦ、端
部係止爪１２ａ〜１２ｄおよび変位部係止爪１４ａ，１
４ｂと裏金２４の側面２４ａ，２４ｂとの間の摩擦係数
をμとすると、端部係止爪１２ａ〜１２ｄおよび変位部
係止爪１４ａ，１４ｂが裏金２４の側面２４ａ，２４ｂ
上を摺動した場合、その摺動部分には、μＦなる摩擦力
が発生することになる。

【００２３】ところで、本実施例においては、シム１０
が固定された状況下で、パッド２０に図４において左右
方向の変位が生ずると、裏金２４と端部係止爪１２ａ〜
１２ｄとの接触部、及び裏金２４と変位部係止爪１４
ａ，１４ｂとの接触部に摺動が生ずるに十分な剛性が、
１０に付与されている。このため、シム１０が固定され
た状況下で、パッド２０に図４において右向きの変位δ
ａが生ずると、裏金２４の、端部係止爪１２ａ〜１２ｄ
または変位部係止爪１４ａ，１４ｂが係止される部分に
は、図４中左向きの力μＦ（図４においてμＦ(a) で示
す力）が作用する。また、同様の状況下で、パッド２０
に、図４において左向きの変位δｂが生じた場合、裏金
２４の、端部係止爪１２ａ〜１２ｄまたは変位部係止爪
１４ａ，１４ｂが係止される部分には、図４中右向きの
力μＦ（図４においてμＦ(b) で示す力）が作用する。

【００２４】これらの力μＦ(a) ，μＦ(b) は、共にパ
ッド２０の変位δａ，δｂを減衰させる方向に作用す
る。また、上述の如く、本実施例において押圧力Ｆは、
端部係止爪１２ａ〜１２ｄおよび変位部係止爪１４ａ，
１４ｂが裏金２４の側面２４ａ，２４ｂ上を適当な摩擦
力を発生させながら摺動することのできる圧力に設定さ
れている。従って、本実施例のシム１０によれば、裏金
２４の側面２４ａ，２４ｂの両端、及び側面２４ａの両
端から距離Ｌ／３だけ中央部に寄った部位において、パ
ッド２０の振動を減衰させることができる。

【００２５】図５（Ａ）は、シム１０及びパッド２０の
平面図（図２に示すＶ矢視図）を示す。また、図５
（Ｂ）は、パッド２０に主たるモードの振動が生じた際
にパッド２０に生ずる変位を表した図を示す。ディスク
ブレーキ３０の制動操作中にパッド２０に生ずる振動モ
ードは、図５（Ｂ）に示す如く、パッド２０の全長Ｌ中
に３つの節を形成する３節曲げの振動（同図中に実線で
示す変位を生ずる振動）、パッド２０の全長Ｌ中に２つ
の節を形成する２節曲げの振動（同図中に破線で示す変
位を生ずる振動）、及びパッド２０の全長Ｌ中に１つの
節を形成する１節捩れの振動（同図中に一点鎖線で示す
変位を生ずる振動）に分類することができる。

【００２６】３節曲げの振動は、パッド２０の両端部お
よび両端部からそれぞれＬ／３だけ中央部に寄った部位
に振動の腹を形成すると共に、パッド２０の中央部およ
びパッド２０の両端部からそれぞれＬ／６だけ中央部に
寄った部位に振動の節を形成する。２節曲げの振動は、
パッド２０の両端部およびパッドの中央部に振動の腹を
形成すると共に、パッド２０の両端部からそれぞれＬ／
４だけ中央部に寄った部位に振動の節を形成する。ま
た、１節捩れの振動は、パッド２０の両端部に振動の腹
を形成すると共に、パッド２０の中央部に振動の節を形
成する。

【００２７】これらの振動を抑制するためには、それぞ
れの振動モードに応じて振動の腹が形成される部位にお
いて、パッド２０の変位を抑制することが望ましい。一
方、それぞれの振動モードに応じて振動の節が形成され
る部位において如何にパッド２０の変位を抑制しても、
元来その部位には変位が生じないため、振動抑制に関す
る効果を得ることはできない。

【００２８】従って、３節曲げの振動を抑制するために
は、パッド２０の両端部および両端部からそれぞれＬ／
３だけ中央部に寄った部位において、２節曲げの振動を
抑制するためには、パッド２０の両端部およびパッドの
中央部において、また、１節捩れの振動を抑制するため
には、パッド２０の両端部においてパッド２０の変位を
抑制することが望ましい。

【００２９】これに対して、本実施例のシム１０は、上
述の如く、裏金２４の側面２４ａ，２４ｂの両端に端部
係止爪１２ａ〜１２ｄを、また、側面２４ａの両端から
それぞれＬ／３だけ中央部に寄った部位に変位部係止爪
１４ａ，１４ｂを備えている。図５（Ｂ）に示す如く、
端部係止爪１２ａ〜１２ｄが係止されるパッド２０の両
端部には、何れの振動モードにおいても振動の腹が形成
される。また、変位部係止爪１４ａ，１４ｂが係止され
る両端部からＬ／３だけ中央部に寄った部位には、何れ
の振動モードにおいても比較的大きな変位が生ずる。

【００３０】更に、シム１０が、これら端部係止爪１２
ａ〜１２ｄおよび変位部係止爪１４ａ，１４ｂの部位に
おいてのみパッド２０を保持する構成であることから、
シム１０がパッド２０を押圧する強度が過渡に強固とな
らず、端部係止爪１２ａ〜１２ｄおよび変位部係止爪１
４ａ，１４ｂとパッド２０とに適当な摺動を許容するこ
とができる。従って、本発明に係るシム１０によれば、
端部係止爪１２ａ〜１２ｄおよび変位部係止爪１４ａ，
１４ｂの全てを、常にパッド２０の振動を抑制するうえ
で効果的に機能させることができ、ディスクブレーキ３
０のブレーキ鳴きを効果的に抑制することができる。

【００３１】尚、上記の説明においては、パッド２０に
生ずる振動を１節捩れ、２節曲げ、及び３節曲げの振動
に限定しているが、パッド２０には、他のモードの振動
が生ずる場合がある。この際、パッド２０は、その両端
が自由端とされているため、発生する振動はｎ節曲げ
（ｎは自然数）に限定される。従って、その振動に伴う
節は、パッド２０の端部から、（２ｋ−１）／（２ｎ）
の部位（ｋ＝１〜ｎ）に発生する。仮に、パッド２０の
端部からＰ番目の節がＬ／３であるとすると、（２ｐ−
１）／（２ｎ）＝Ｌ／３が成立するはずである。この式
をｐについて解くと、ｐ＝（２ｎ＋３）／６となり、ｐ
は自然数でないことになる。つまり、上述の仮定は成立
せず、パッド２０に生ずる振動の節がＬ／３の部位には
生じないことになる。このため、本実施例の如く、パッ
ド端部からＬ／３だけ中央側に偏った位置に変位部係止
爪１４ａ，１４ｂを設ける構成によれば、如何なる振動
に対しても効果的に減衰力が発生されることになる。

【００３２】ところで、シム１０においては、変位部係
止爪１４ａ，１４ｂを、裏金２４の一方の側面２４ａに
のみ設けることとしている。パッド２０には、ディスク
ロータ３２の外周側に接触する側面２４ａ側において、
ディスクロータ３２の内周側に接触する側面２４ｂ側に
比して強い振動が生ずることを考慮して、側面２４ａ側
に、側面２４ｂ側に比して高い振動吸収能力を付与しよ
うとしたものである。しかしながら、本発明はかかる構
成に限定されるものではなく、裏金２４の側面２４ａに
係止される変位部係止爪１４ａ，１４ｂと共に、裏金２
４の側面２４ｂに係止される変位部係止爪を設けること
としてもよい。

【００３３】また、上記の記載においては、パッド２０
の両端部からそれぞれＬ／３だけ中央部に寄った部位に
２つの変位部係止爪１４ａ，１４ｂを設けることとして
いるが、変位部係止爪は、必ずしも２つに限られるもの
ではなく、３節曲げの振動、２節曲げの振動、及び１節
捩れの振動の何れが生じた場合にも変位の生ずる位置に
例えば１つ若しくは３以上の変位部係止爪を設けること
としても良い。

【００３４】ところで、シム１０によりパッド２０の振
動を減衰させるためには、係止爪によって発生される減
衰力は大きいことが望ましく、その意味では、係止爪の
数は多い方が有利である。一方、係止爪の数が多すぎる
と、各係止爪がパッド２０の側面上を摺動しなくなりパ
ッド２０の振動が有効に抑制できなくなる。従って、シ
ム１０の係止爪の数としては、これら２つの要求を共に
満たす数が最適な数であることになる。

【００３５】更に、上記の記載においては、パッド２０
が全面において均一な曲げ剛性を有していることから、
変位部係止爪１４ａ，１４ｂを設ける位置を、パッド２
０の両端部からそれぞれＬ／３だけ中央部に寄った部位
としているが、本発明はこれに限られるものではない。
すなわち、パッド２０が全面において均一な曲げ剛性を
有していない場合には、パッド２０に３節曲げの振動、
２節曲げの振動、又は１節捩れの振動が生じた際にパッ
ド２０に生ずる変位特性は、上記図５（Ｂ）に示す特性
から外れる場合がある。かかる場合には、パッド２０の
特性に応じて、何れの振動モードが生じた場合にも必ず
パッドに変位が生ずる位置に、少なくとも１つの変位部
係止爪を設けることにより、本発明を実現することがで
きる。

【００３６】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、パッドに
主たる振動が生じた際に、必ずパッドが変位する位置に
おいてのみ、パッドの側面にシムの爪を係止させること
ができる。この場合、各爪に、常にパッドの振動を収束
させる向きの摺動摩擦を発生させることができると共
に、シムがパッドを保持する強度が過渡に強固とならな
いため、各爪とパッドとに適当な摺動を許容することが
できる。従って、本発明に係るシムによれば、全ての爪
を、常にパッドの振動を抑制するうえで効果的に機能さ
せることができ、ブレーキの鳴きを効果的に抑制するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるディスクブレーキ用シ
ムの斜視図である。

【図２】本実施例のディスクブレーキ用シム及びディス
クブレーキ用パッドの斜視図である。

【図３】本実施例のシムを用いて構成したディスクブレ
ーキの正面断面図である。

【図４】本実施例のディスクブレーキ用シム及びディス
クブレーキ用パッドの側面図である。

【図５】図５（Ａ）は本実施例のディスクブレーキ用シ
ム及びディスクブレーキ用パッドの平面図である。図５
（Ｂ）はディスクブレーキ用パッドに主たるモードの振
動が生じた際にディスクブレーキ用パッドに生ずる変位
を示す図である。

【符号の説明】

１０ ディスクブレーキ用シム（シム） １２ａ〜１２ｄ 端部係止爪 １４ａ，１４ｂ 変位部係止爪 ２０ ディスクブレーキ用パッド（パッド） ２２ 摩擦材 ２４ 裏金 ３０ ディスクブレーキ ３２ ディスクロータ ３４ インナパッド ３６ アウタパッド ３８ キャリパ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスクブレーキのパッドを保持するデ
   ィスクブレーキ用シムにおいて、 前記パッドの側面に、該パッドの両端部において係止さ
   れる端部係止爪と、 前記パッドの側面に、該パッドに１節捩れ、２節曲げ、
   及び３節曲げの何れが生じた場合にも該パッドに変位の
   生ずる位置のみにおいて係止される変位部係止爪と、 を備えることを特徴とするディスクブレーキ用シム。