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JPH03189431A - ディスクブレーキの鳴き防止装置 - Google Patents

ディスクブレーキの鳴き防止装置

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Publication number
JPH03189431A
JPH03189431A JP32820789A JP32820789A JPH03189431A JP H03189431 A JPH03189431 A JP H03189431A JP 32820789 A JP32820789 A JP 32820789A JP 32820789 A JP32820789 A JP 32820789A JP H03189431 A JPH03189431 A JP H03189431A
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JP
Japan
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disc rotor
rotor
frequency
disc
squeal
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Application number
JP32820789A
Other languages
English (en)
Inventor
Mikio Matsuzaki
松崎　幹夫
Toru Yoshino
吉野　透
Toshitaka Izumihara
敏孝 泉原
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Akebono Research and Development Centre Ltd
Original Assignee
Akebono Research and Development Centre Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、制動時に発生する鳴き音を有効に阻止するよ
うにしたディスクブレーキの鳴き防止装置に関する。
［従来の技術］ 車軸とともに回転する円板状のディスクロータを油圧等
で作動する摩擦パッドで挟圧して制動を行なうディスク
ブレーキにおいて、ディスクロータが摩擦パッドで挟圧
された際、ディスクロータの硬度、ロータと摩擦パッド
の相性等によって非常に不愉快なブレーキ鳴き音と称さ
れる高周波音が発生することが知られている。
そして、この高周波音は、使用する摩擦パッドがアスベ
スト主体のオーガニック系である場合。
ディスクロータの振動は第８図に示された如く板の曲げ
振動や捩り振動のように振動方向と波の進行方向とが同
一である。いわゆる横波に基づくものが主体であること
が確認されている。
すなわち、第１１図はロータの横波に関する共振点を明
らかにするために横波撮動を与えたときのロータの振動
特性である。−力筒１２図は実際の制動をした時の鳴き
の周波数と大きさをオーガニックバッドの場合について
プロットしたものである。この第１１図と第１２図から
判るように横波共振点の４次、５次、７次相当の鳴きが
発生していることが明らかである。その対策として、従
来は、特開昭５６−１６４２３６号公報に記載されてい
るように、ディスクロータの外周に金ｇ製の環状部材を
嵌入したり、あるいは実開昭５４−１０８８８０号公報
に記載されているように、ロータの制動面に孔や溝を設
は共振点をずらすようにしたものがあった。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら近年の摩擦材の変遷とともに、！！擦パッ
ド材としてセミメタリックやノンアスベスト系のものが
使用されるようになると、従来の横波に基つく制振対策
では鳴きを抑えるのに充分満足する結果を得られなかっ
た。
そこで、セミメタリックやノンアスベスト系の摩擦パッ
ドを使用して、実際に制動を行なったときに発生した鳴
きの周波数と大きさを第１０図に示す、これで得られた
鳴きの周波数はロータの厚さ方向に伸び縮みの振動を起
こしながら、波は厚さ方向と直角方向であるロータの円
周方向に進行する、いわゆる縦波振動における周波数−
ｄＢ特性曲線図（第９図に示す）と極めて近似している
ことが判明した。即ち、両特性曲線図を対比すると、８
．４に七（２次）、１２．６に七（４次）および１７．
６に＆（６次）のときにともに共振点が存在する一致点
が見られた。
このことは、セミメタリックやノンアスベスト系の摩擦
パッドを用いた場合、鳴きの原因がロータの縦波振動に
基づくことにあるという結論を得た。
よって、本発明は、セミメタリックやノンアスベスト系
の摩擦パッドを用いたディスクブレーキにおいて、ディ
スクロータの縦波振動に起因する鳴きを防止することを
目的とする。
［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するため１本発明は、セメタリックある
いはノンアスベスト系の摩擦パッドをディスクロータに
押圧して制動を行なうディスクブレーキにおいて、ディ
スクロータの縦波２次共振周波数を可聴波周波数以上の
高周波数である１５ＫＨｚになるようにロータを分割す
ることに在り、更に具体的には、Ｘ（閣）をディスクロ
ータの外径、　Ｅ　（ｄｙｎ／ｃｄ）をディスクロータ
のヤング率、ρ（ｇ　／　ａｊ　）をディスクロータの
体積密度としたときに。
ｎ＝４７１２．４（０，５１２Ｘ＋２５．１４８）　　
／　ａｊ丁で求めたｎの値の小数点以下を切り上げて得
られる整数値又はこの整数値より大きい整数値にディス
クロータを分割する構成を具備してなるものである。
［作　　用］ 縦波振動がディスクロータに伝搬するとき、ロータの展
開長が短い程、その周波数が高くかつブレーキの鳴きは
２次、４次、６次に起こるこ・とから、ディスクロータ
を所定の数に分割して、２次波が起こる周波数を人間が
聞こえる可聴周波数の上限である１５に＆以上に変更さ
せるので実質的に鳴き音が聞こえないようになる。
［実　施　例］ 一般に長さＱ（ａｍ）、ヤング率Ｅ　（ｄｙｎ／ａＪ）
。
体積密度ρ（ｇ／ａりの棒状の固体中を縦波が伝搬する
場合の周波数ｆ　（Ｈｚ）は、　Ｖ　（ａｍ／　ｓ　）
を音速、λ（ａｍ）を波長とすると。
ｆ＝ｖ／λ＝ｐＦｔ／２ｎ・・・・　（１）であること
は知られている。（ただしｐは縦波の次数１〜ｎまでの
整数とする。）シかし、ディスクロータの場合は形状が
円形で開放端が無いので、上記（１）式とやや異なり、
実験的に次式が成立することが判明した。
ｆ　＝　ｐｉ’Ｆ７；；　／　２１１　＝　ｐ汀り／　
２πＤ・・・・　（２） この２式の場合のＰは２．４．６・・・の偶数である。
二こで、Ｄ（（１ｍ）は縦波伝搬径であり、この伝搬径
とロータ外径Ｘとは第１図に示す関係を有することが実
験により明らかとなった。
この（２）式をもとに、現在一般的に使用されている乗
用車のディスクロータの外径がＸ、＝２４０■とＸ、＝
２６０調の２つのものの縦波共振周波数を計算すると、
Ｘ□＝２４０■のロータでは２次波が８０００七、４次
波が１２００〇七、６次波が１７０００Ｈｚとなり、Ｘ
、＝２６０ｍのロータでは　２次波が９５００Ｈｚ、４
次波が１４５００七、６次波が１９０００七となり実際
に発生した鳴きの周波数とほぼ一致した。
（２）式から解かるように、伝搬長さであるπＤを小さ
くすれば周波数ｆが大きくなる関係があるので、２次波
の共振周波数が人間の可聴周波数の上限である１５ＫＨ
ｚを超えるときの伝搬長さＬを求めると Ｌ　＝　ｐ　ｍ７／　２　ｆ　＝　ａ７Ｔ／　　ｆ＝召
７フー／　１５０００　　　　　となる。
これにより伝搬長りが　ｉＥ／ρ　／　１５０００以下
の値をとれば周波数が１５ＫＨｚ以上となるから、ディ
スクロータ外径がＸのときの伝搬径Ｄ（ロ）の円周長さ
πＤを分割して、分割片の１つの長さく展開長さ）がＬ
以下になるための最小分割数Ｎを求めるとπＤ／Ｌの値
の小数点以下を切り上げた整数値がＮとなる。πＤ／Ｌ
をｎとすると ｎ　＝　ｘＤ／Ｌ＝　１５０００　　／　　ｎルワト（
０，５２Ｘ４２５．１４８）ｚ　　／　　１０＝４７１
２．４（０，５２Ｘ＋２５．１４８）／　　／１フコ「
で表される。
従って、実際に乗用車が使用している外径Ｘ□が２４０
■と外径Ｘ□が２６０朧のディスクロータの鳴き防止可
能な最小分割数を求めると。
ｎ＝＝１．６５（ｘユニ２４０ａｍのとき）、ｎ＝１．
７７　（Ｘ、＝２６０−のとき）となるので、（ただし
この場合、ヤング率Ｅを１２．８Ｘ１０　”　ｄｙｎ／
　ａｍ”、体積密度ρを７．２ｇ／ｃｍ’とした。） 最小分割数Ｎはいずれのロータ径の場合も、小数点以上
を切り上げて２となった。
次にディスクロータの具体的な分割手段について第２図
から第７図に基づいて説明する。
第２図は長穴２をディスクロータ１の制動面部１ａから
ハブ部１ｂにかけて形成したものである。
この長穴２は１８０°位置をずらした同一形状のものが
２箇所に設けられている。
第３図はディスクロータ１の外周部からハブ部１ｂに向
けて不連続の長穴３．３′を設けたもので、第２図のも
のと同様に長穴３．３′は１８０°ずらした位置に設け
られている。
第４図は長穴４を制動面部１ａとハブ部１ｂに２箇所設
け、１８０°ずらした位置にはディスクロータ１の外周
部からハブ部１ｂに向けて不連続の長穴４′を設けたも
のである。
第５図はベンチレーテッドロータ５の分割法を示したも
ので、インナー面５ａとアウター面５ｂの各々に第２図
から第４図に示した様な長穴を設けたものであるが１分
割位置は両面で同じであっても、図示の如く９０″″ず
らしたものであっても良い、第２図から第５図に示した
長穴の幅はディスクロータの寸法形状によりやや異なる
が４■以下であることが望ましい。
第６図、第７図に示したものではいずれもディスクロー
タを完全に分割し、その後第６図のものは分割部に鋼ピ
ース６を挿入し、かしめ等により固定したものであり、
第７図のものは分割部を入れ子構造７にして接続したも
のである。第２図から第７図に示した例ではいずれも分
割片が等しくなる様な均等分割であるが１分割片の展開
長が縦波の２次波の共振周波数として１５ＫＨｚ以上に
なる様な長さであれば、どのような分割でも良い。
［効　　果］ 縦波が物体中を伝搬するとき、その物体の長さが短い程
、共振周波数が高くなる性質を利用して、ディスクロー
タを分割し、ブレーキノイズとして最初に現われる２次
の縦波共振周波数を人間の可聴周波数以上とすることで
、鳴き音を人間に実質的に感じさせないようにすること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は縦波の伝搬径とロータサイズとの関係を実験的
に求めた線図、第２図から第７図は本発明のディスクロ
ータを分割する具体例を示したもので、第２図、第３図
、第４図は通常のディスクロータに長穴を用いて分割し
た実施例図、第５図はベンチレーテッドロータに分割を
施した実施例図、第６図は完全分割後、鋼ピースで接続
した実施例図、第７図は完全分割後入れ子構造で接続し
た実施例図、第８図は横波振動原理図、第９図はロータ
に縦波振動を与えたときの周波数−ｄＢ特性曲線図、第
１０図は摩擦パッドとしてセミメタリックやノンアスベ
スト系のものを使用し実際に制動した時発生した鳴きの
周波数−ｄＢ特性曲線図、第１１図はロータに横波振動
を与えたときの周波数−ｄＢ特性曲線図、第１２図は摩
擦パッドとしてオーガニックバッド系のものを使用し実
際に制動した時発生した鳴きの周波数−ｄＢ特性曲線図
である。 図中、１・・・ディスクロータ、２，３．３Ｉ４．４′
　・・・長穴、５・・・ベンチレーテッドロータ、６・
・・鋼ピース、７・・・入れ子構造である。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）セミメタリックあるいはノンアスベスト系の摩擦
    パッドをディスクロータに押圧して制動を行なうディス
    クブレーキにおいて、ディスクロータの縦波２次共振周
    波数が１５ＫＨｚ以上になるように、ディスクロータを
    分割することを特徴とする鳴き防止装置。
  2. （２）セミメタリックあるいはノンアスベスト系の摩擦
    パッドをディスクロータに押圧して制動を行なうディス
    クブレーキにおいて、Ｘ（ｍｍ）をディスクロータの外
    径、Ｅ（ｄｙｎ／ｃｍ＾２）をディスクロータのヤング
    率、ｐ（ｇ／ｃｍ＾３）をディスクロータの体積密度と
    したときに、 ｎ＝４７１２．４（０．５１２Ｘ＋２５．１４８）／√
    Ｅ／ｐで求めたｎの値の小数点以下を切り上げて得られ
    る整数値又はこの整数値よりも大きい整数値をもってデ
    ィスクロータを分割することを特徴とする鳴き防止装置
    。
  3. （３）請求項１記載の鳴き防止装置において、ディスク
    ロータに分割のための長穴を形成したことを特徴とする
    鳴き防止装置。
  4. （４）請求項３記載の鳴き防止装置において、ベンチレ
    ーテッドロータのインナ面とアウタ面に長穴を形成した
    ことを特徴とする鳴き防止装置。
  5. （５）請求項１記載の鳴き防止装置において、ディスク
    ロータを完全に分割したのち、鋼ピースで接続すること
    を特徴とする鳴き防止装置。
  6. （６）請求項１記載の鳴き防止装置において、ディスク
    ロータを完全に分割したのち、入れ子構造で接続するこ
    とを特徴とする鳴き防止装置。
JP32820789A 1989-12-20 1989-12-20 ディスクブレーキの鳴き防止装置 Pending JPH03189431A (ja)

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