JPH0210370B2 - - Google Patents
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- JPH0210370B2 JPH0210370B2 JP55047330A JP4733080A JPH0210370B2 JP H0210370 B2 JPH0210370 B2 JP H0210370B2 JP 55047330 A JP55047330 A JP 55047330A JP 4733080 A JP4733080 A JP 4733080A JP H0210370 B2 JPH0210370 B2 JP H0210370B2
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- disk
- disc
- pad
- squeal
- friction
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Links
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/14—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object using acoustic emission techniques
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明はデイスクブレーキ用パツド（以下デイ
スクパツドという）の鳴き測定装置に関する。
スクパツドという）の鳴き測定装置に関する。
〈従来の技術〉
デイスクブレーキは高速制動時の安定性にすぐ
れたものであるが、デイスクパツド材は従来用い
られてきた摩擦材に比べ極めて高い性能水準を要
求されるようになつて来ている。デイスクパツド
材料に要求される主な性能は摩擦係数（μ）が高
く安定していること、摩耗が少ないこと、ペダル
ストロークの関係で圧縮変形量が少ないこと、鳴
きがないことが挙げられる。
れたものであるが、デイスクパツド材は従来用い
られてきた摩擦材に比べ極めて高い性能水準を要
求されるようになつて来ている。デイスクパツド
材料に要求される主な性能は摩擦係数（μ）が高
く安定していること、摩耗が少ないこと、ペダル
ストロークの関係で圧縮変形量が少ないこと、鳴
きがないことが挙げられる。
摩擦特性のうち摩擦係数、摩耗の測定は
JISD4411のような定速式摩擦試験機や、
JASOC406のようなブレーキダイナモメータによ
つて容易に行うことができた。しかし鳴き特性を
測定するには現在実車走行が主に行なわれている
が、使用する車種によつて鳴き特性が相違した
り、一つのデイスクパツドを測定するのに多大の
労力と時間が掛るという欠点があつた。そこで簡
易測定法としてブレーキ機構、ホイール、タイ
ア、懸架機構をそつくり利用し、制動作用が行え
る方法（ノイズダイナモメータ：近森：ブレーキ
鳴きの研究：三菱重工技報Vo14，No.５）などが
提案されたが実車走行と同様の欠点があつた。デ
イスクパツドの製品検査やデイスクパツド用材料
や製法の開発を行ううえでデイスクパツドの鳴き
を短時間にかつ定量的にデイスクパツドそのもの
の鳴き特性を把握する必要があるが、これは実車
走行では実現できず、製品検査や高性能デイスク
パツドの開発においてあい路となつていた。
JISD4411のような定速式摩擦試験機や、
JASOC406のようなブレーキダイナモメータによ
つて容易に行うことができた。しかし鳴き特性を
測定するには現在実車走行が主に行なわれている
が、使用する車種によつて鳴き特性が相違した
り、一つのデイスクパツドを測定するのに多大の
労力と時間が掛るという欠点があつた。そこで簡
易測定法としてブレーキ機構、ホイール、タイ
ア、懸架機構をそつくり利用し、制動作用が行え
る方法（ノイズダイナモメータ：近森：ブレーキ
鳴きの研究：三菱重工技報Vo14，No.５）などが
提案されたが実車走行と同様の欠点があつた。デ
イスクパツドの製品検査やデイスクパツド用材料
や製法の開発を行ううえでデイスクパツドの鳴き
を短時間にかつ定量的にデイスクパツドそのもの
の鳴き特性を把握する必要があるが、これは実車
走行では実現できず、製品検査や高性能デイスク
パツドの開発においてあい路となつていた。
〈発明が解決しようとする問題点〉
デイスクブレーキの鳴きはデイスクパツドとデ
イスクの摩擦振動（自励振動）が高い固有振動数
を持つデイスクやキヤリバー、延いては懸架機構
が励振され、共振などによる増幅作用で空気の疎
密波を生じ鳴き音になると考えられている。した
がつてブレーキ鳴きはパツト表面とデイスク表
面の摩擦振動の問題と、パツド材質やデイス
ク、キヤリパー懸架機構の剛性や減衰性能、固有
振動数などの問題に分けることができる。
イスクの摩擦振動（自励振動）が高い固有振動数
を持つデイスクやキヤリバー、延いては懸架機構
が励振され、共振などによる増幅作用で空気の疎
密波を生じ鳴き音になると考えられている。した
がつてブレーキ鳴きはパツト表面とデイスク表
面の摩擦振動の問題と、パツド材質やデイス
ク、キヤリパー懸架機構の剛性や減衰性能、固有
振動数などの問題に分けることができる。
本発明は前者の問題を単独に測定するための装
置に関するものでデイスクパツドの摩擦面にかか
わる鳴き特性を短時間にかつ定量的に測定可能な
装置を提供するものである。
置に関するものでデイスクパツドの摩擦面にかか
わる鳴き特性を短時間にかつ定量的に測定可能な
装置を提供するものである。
〈問題点を解決するための手段〉
本発明者らは、デイスクパツドとデイスクの摩
擦面で発生する鳴き（キー音）は、デイスクパツ
ドの摩擦振動の振幅を測定することにより定量的
に把握することが可能なことを見出し本発明に到
達した。
擦面で発生する鳴き（キー音）は、デイスクパツ
ドの摩擦振動の振幅を測定することにより定量的
に把握することが可能なことを見出し本発明に到
達した。
すなわち、本発明のデイスクブレーキ用パツド
の鳴き測定装置は動力により回転駆動されるデイ
スクと、前記デイスクの片面に対向配置され、デ
イスクの回転軸と同軸上に回動可能ではあるがデ
イスクの回転を制動する方向に付勢可能なバネ材
により保持され、かつデイスク表面に圧接可能と
されたパツド材の試料取付治具と、前記治具に発
生する摩擦振動の振幅を検知する振動検知手段と
を具備してなることを特長とする。
の鳴き測定装置は動力により回転駆動されるデイ
スクと、前記デイスクの片面に対向配置され、デ
イスクの回転軸と同軸上に回動可能ではあるがデ
イスクの回転を制動する方向に付勢可能なバネ材
により保持され、かつデイスク表面に圧接可能と
されたパツド材の試料取付治具と、前記治具に発
生する摩擦振動の振幅を検知する振動検知手段と
を具備してなることを特長とする。
以下本発明を実施例を示した図面を参照しなが
ら詳細に説明する。
ら詳細に説明する。
第１図は本発明に係るデイスクブレーキ用パツ
ドの鳴き測定装置の斜視図を示したもので、ねず
み鋳鉄製のデイスク３が回転旋盤のチヤツク１に
回転可能に取りつけられている。７は測定用試料
の取付け治具であつてデイスク３の表面に対向配
置されており、デイスク３の回転軸と同軸上にあ
るシヤフト８と連結固定されている。シヤフト８
はスライドベアリングによつて支えられており、
試料取付け治具７はデイスク３の回転軸を中心と
して回動することができ、また回転軸にそつて移
動できる構造になつている。シヤフト８の他端は
ロードセル９を介してエアーシリンダー３１のピ
ストンによつて押付けられる構造になつている。
また押付けられても試料取付け治具７が回動でき
るようにエアーシリンダーピストンとの間にスチ
ールボール１０がある。１１はシヤフト８に固定
されたアームであつて、その先端部は第２図に示
すようにロドセル１６およびボールジヨイント１
５に取付けられたボルト１４にコイルバネ１２，
１２′を介して保持されている。コイルバネ１２，
１２′は試料取付治具７に取付けられた試料５，
５′とデイスク３表面の摺動摩擦によつて治具７
が回転するのを制動する。
ドの鳴き測定装置の斜視図を示したもので、ねず
み鋳鉄製のデイスク３が回転旋盤のチヤツク１に
回転可能に取りつけられている。７は測定用試料
の取付け治具であつてデイスク３の表面に対向配
置されており、デイスク３の回転軸と同軸上にあ
るシヤフト８と連結固定されている。シヤフト８
はスライドベアリングによつて支えられており、
試料取付け治具７はデイスク３の回転軸を中心と
して回動することができ、また回転軸にそつて移
動できる構造になつている。シヤフト８の他端は
ロードセル９を介してエアーシリンダー３１のピ
ストンによつて押付けられる構造になつている。
また押付けられても試料取付け治具７が回動でき
るようにエアーシリンダーピストンとの間にスチ
ールボール１０がある。１１はシヤフト８に固定
されたアームであつて、その先端部は第２図に示
すようにロドセル１６およびボールジヨイント１
５に取付けられたボルト１４にコイルバネ１２，
１２′を介して保持されている。コイルバネ１２，
１２′は試料取付治具７に取付けられた試料５，
５′とデイスク３表面の摺動摩擦によつて治具７
が回転するのを制動する。
また１７は摩擦振動の振巾を測定するための振
動検知器（加速度ピツクアツプ）である。
動検知器（加速度ピツクアツプ）である。
実際に鳴きが起きている状態においてはデイス
クパツドが摩擦振動していることが観察され、デ
イスクパツドの鳴きと摩擦振動とは物理的に同じ
現象として捉えることができる。また鳴きの強さ
の大小は摩擦振動の振幅の大小として測定するこ
とができる。
クパツドが摩擦振動していることが観察され、デ
イスクパツドの鳴きと摩擦振動とは物理的に同じ
現象として捉えることができる。また鳴きの強さ
の大小は摩擦振動の振幅の大小として測定するこ
とができる。
本発明の測定装置において回転可能なデイスク
としては実際のブレーキに用いられているデイス
クそのものを用いたり、同じ材質のデイスクを用
いることが望ましい。デイスク回転数は実車にお
ける最大デイスク回転数から静止までスムースに
回転数を変化させられることが望ましいが、段階
的に回転数を変化させられる構造になつていても
目的は達成される。
としては実際のブレーキに用いられているデイス
クそのものを用いたり、同じ材質のデイスクを用
いることが望ましい。デイスク回転数は実車にお
ける最大デイスク回転数から静止までスムースに
回転数を変化させられることが望ましいが、段階
的に回転数を変化させられる構造になつていても
目的は達成される。
試験に用いる試料はフルサイズ（20cm2〜200cm2）
でもよいが、試験機動力の所要馬力を小さくする
ために１cm2〜20cm2を用いてもよい。試料は１対を
デイスク直径上に試料の中心がほぼデイスクの同
径上に対称になるようにするのが基本であるが、
デイスクを傾むかせるような力が加わらないよう
に数対の試料を同径上に対称配置してもよい。試
料取付け治具はデイスクの回転軸を同軸として回
動可能であり、軸にそつてスムースに移動出来る
構造になつていると試料の摩耗にかかわらず測定
が可能となる。また試料取り付け治具と試料との
取り付けはネジや接着剤を用いてガタのないよう
に取付ける。試料取付け治具の回動をパネを介し
て制動させる方法としては治具に直接バネを取り
つけてもよいし、治具の回転面にアームをつき出
しそれをバネを介して固定してもよい。バネとし
てはトーシヨンバネ、板バネ、コイルバネ、ゼン
マイバネなどが適している。摩際トルクが加わつ
た場合バネの変形量は試料や試料取付け治具やア
ームなどの全変形量より大きくすると振動の測定
が容易となる。摩擦振動の周波数は１Hzから100
Hz位になるように設定するのが最も好ましい。
でもよいが、試験機動力の所要馬力を小さくする
ために１cm2〜20cm2を用いてもよい。試料は１対を
デイスク直径上に試料の中心がほぼデイスクの同
径上に対称になるようにするのが基本であるが、
デイスクを傾むかせるような力が加わらないよう
に数対の試料を同径上に対称配置してもよい。試
料取付け治具はデイスクの回転軸を同軸として回
動可能であり、軸にそつてスムースに移動出来る
構造になつていると試料の摩耗にかかわらず測定
が可能となる。また試料取り付け治具と試料との
取り付けはネジや接着剤を用いてガタのないよう
に取付ける。試料取付け治具の回動をパネを介し
て制動させる方法としては治具に直接バネを取り
つけてもよいし、治具の回転面にアームをつき出
しそれをバネを介して固定してもよい。バネとし
てはトーシヨンバネ、板バネ、コイルバネ、ゼン
マイバネなどが適している。摩際トルクが加わつ
た場合バネの変形量は試料や試料取付け治具やア
ームなどの全変形量より大きくすると振動の測定
が容易となる。摩擦振動の周波数は１Hzから100
Hz位になるように設定するのが最も好ましい。
振動の測定位置としては試料、試料取付け治
具、あるいはバネの固定されていない端やアーム
等の適当な場所でよく、測定方法としては、加速
度ピツクアツプによる加速度の測定や光学装置に
よる振動変位の測定などが適しているが、電気的
に加速度、速度変位を求めることが出来ることか
ら加速度ピツクアツプ、特にピエゾ型を用いるの
が最も望ましい。
具、あるいはバネの固定されていない端やアーム
等の適当な場所でよく、測定方法としては、加速
度ピツクアツプによる加速度の測定や光学装置に
よる振動変位の測定などが適しているが、電気的
に加速度、速度変位を求めることが出来ることか
ら加速度ピツクアツプ、特にピエゾ型を用いるの
が最も望ましい。
このような測定装置でデイスクパツドをフルサ
イズあるいは切り出して摩擦面積を小さくした試
料を取りつけ、面圧が0.1Kg／cm2〜50Kg／cm2の範
囲でデイスク回転数を実車走行の最大回転数
（100rpm〜2000rpm）から静止まで、あるいは静
止から最大回転数までゆつくりと変化させて振動
を測定するとある回転数の範囲で摩擦振動が生じ
る。鳴き易いデイスクパツドは広い回転数の範囲
で大きな振動が発生するが、鳴かないパツドは摩
擦振動が発生する範囲が狭かつたり、また振動が
小さくなる。
イズあるいは切り出して摩擦面積を小さくした試
料を取りつけ、面圧が0.1Kg／cm2〜50Kg／cm2の範
囲でデイスク回転数を実車走行の最大回転数
（100rpm〜2000rpm）から静止まで、あるいは静
止から最大回転数までゆつくりと変化させて振動
を測定するとある回転数の範囲で摩擦振動が生じ
る。鳴き易いデイスクパツドは広い回転数の範囲
で大きな振動が発生するが、鳴かないパツドは摩
擦振動が発生する範囲が狭かつたり、また振動が
小さくなる。
この摩擦振動が発生したときの大きさのレベル
はバネ常数の撰択や試料取付け治具と接触する部
分の粘性や摩擦による減衰を適当に選ぶことによ
つて測定がしやすい範囲に選ぶことができる。ま
たオイルダンパーのような減衰器をバネと並列に
設け大きく発散しようとする摩擦振動を適当な大
きさで飽和させ広い範囲にわたつて摩擦振動を測
定することもできる。
はバネ常数の撰択や試料取付け治具と接触する部
分の粘性や摩擦による減衰を適当に選ぶことによ
つて測定がしやすい範囲に選ぶことができる。ま
たオイルダンパーのような減衰器をバネと並列に
設け大きく発散しようとする摩擦振動を適当な大
きさで飽和させ広い範囲にわたつて摩擦振動を測
定することもできる。
デイスクは摩擦熱で加熱してもよいし、電気ヒ
ータの如きもので加熱して制御してもよい。また
摩擦振動の発生は試料の熱履歴に影響されること
が多いので、昇温、冷却のテストコードを適当に
決めると、より精度のよい結果を得ることができ
る。
ータの如きもので加熱して制御してもよい。また
摩擦振動の発生は試料の熱履歴に影響されること
が多いので、昇温、冷却のテストコードを適当に
決めると、より精度のよい結果を得ることができ
る。
〈作用〉
回転するデイスク３表面にパツド試料を取付け
た治具を所定の圧力で押付けることによりデイス
クとパツド材との間に摩擦トルクが発生する。こ
の摩擦トルクはシヤフト８に取付けたアーム１１
およびコイルバネ１２，１２′によりロードセル
１６に導かれる。
た治具を所定の圧力で押付けることによりデイス
クとパツド材との間に摩擦トルクが発生する。こ
の摩擦トルクはシヤフト８に取付けたアーム１１
およびコイルバネ１２，１２′によりロードセル
１６に導かれる。
アーム１１に取付けられたピエゾ型加速度ピツ
クアツプ１７からの電気信号はチヤージアンプ１
８と検波器１９をへてXYレコーダ２０のＹ軸に
振巾として入力される。
クアツプ１７からの電気信号はチヤージアンプ１
８と検波器１９をへてXYレコーダ２０のＹ軸に
振巾として入力される。
デイスク３の回転数はチヤツク１につけた縞模
様をフオトトランジスタープローブ２１でパルス
として検出し、Ｆ―Ｖコンバータ２２をへてXY
レコーダ２０のＸ軸に入力される。XYレコーダ
ー２０によつて摩擦振動の振巾一回転数曲線を描
くことができる。
様をフオトトランジスタープローブ２１でパルス
として検出し、Ｆ―Ｖコンバータ２２をへてXY
レコーダ２０のＸ軸に入力される。XYレコーダ
ー２０によつて摩擦振動の振巾一回転数曲線を描
くことができる。
また一方、ロードセル９からの押付力の信号と
ロードセル１６からの摩擦力の信号はアンプ２
３，２４と演算回路２５によつて摩擦係数の信号
としてXYレコーダー２６のＹ軸に入力され、そ
の時点での押付力、摩擦力が記録される。デイス
クの温度は赤外線温度計２７で非接触で測定し、
温度設定リレー２８とタイマー２９を用いてデイ
スク表面の温度制御をおこなう。
ロードセル１６からの摩擦力の信号はアンプ２
３，２４と演算回路２５によつて摩擦係数の信号
としてXYレコーダー２６のＹ軸に入力され、そ
の時点での押付力、摩擦力が記録される。デイス
クの温度は赤外線温度計２７で非接触で測定し、
温度設定リレー２８とタイマー２９を用いてデイ
スク表面の温度制御をおこなう。
第３図に図面に示す装置を用いた測定結果を示
す。第３図は押付け圧力15Kg／cm2、テイスク温度
100℃での測定結果を示すグラフで、ａは実車走
行で鳴きもなく市場クレームのない良品のデイス
クパツドを、ｂは実車走行で鳴き、市場でも鳴き
クレームの多発しているデイスクパツトを示す。
良品デイスクパツドは摩擦振動が生じていない
が、不良デイスクパツドは40rpmから200rpmの
間で最大振巾1.8mmの摩擦振動が生じていること
がわかる。
す。第３図は押付け圧力15Kg／cm2、テイスク温度
100℃での測定結果を示すグラフで、ａは実車走
行で鳴きもなく市場クレームのない良品のデイス
クパツドを、ｂは実車走行で鳴き、市場でも鳴き
クレームの多発しているデイスクパツトを示す。
良品デイスクパツドは摩擦振動が生じていない
が、不良デイスクパツドは40rpmから200rpmの
間で最大振巾1.8mmの摩擦振動が生じていること
がわかる。
本発明の装置で測定した摩擦振動の振巾と実車
走行、市場クレームとは相関関係を示した。
走行、市場クレームとは相関関係を示した。
〈発明の効果〉
以上説明から明らかなように、本発明になれば
デイスクパツドの鳴き現象を短時間かつ定量的に
把握することが可能となつた。
デイスクパツドの鳴き現象を短時間かつ定量的に
把握することが可能となつた。
第１図は本発明のデイスクブレーキ用パツドの
鳴き測定装置の斜視図を、第２図は試料取付け治
具をバネを介して固定する部分図を示す。第３図
ａ，ｂは本発明の試験装置による測定結果のグラ
フを示し、ａは良品デイスクパツドを示す。 符号の説明、１…チヤツク、２…円板、３…デ
イスク、４…ボルト、５，５′…試料、６，６′…
プレート、７…試料取付け治具、８…シヤフト、
９…ロードセル、１０…スチールボール、１１…
アーム、１２，１２′…コイルバネ、１３，１
３′…コイルプレツシヤー板、１４…ボルト、１
５…ボールジヨイント、１６…ロードセル、１７
…加速度ピツクアツプ、１８…チヤージアンプ、
１９…検波器、２０…XYレコーダ、２１…フオ
トトランジスタープローブ、２２…Ｆ―Ｖコンバ
ータ、２３…アンプ、２４…アンプ、２５…演算
回路、２６…XYレコーダー、２７…赤外線温度
計、２８…温度設定リレ、２９…タイマー、３０
…ソレノイドバルブ、３１…エアシリンダー、３
２…エアーレギユレーター。
鳴き測定装置の斜視図を、第２図は試料取付け治
具をバネを介して固定する部分図を示す。第３図
ａ，ｂは本発明の試験装置による測定結果のグラ
フを示し、ａは良品デイスクパツドを示す。 符号の説明、１…チヤツク、２…円板、３…デ
イスク、４…ボルト、５，５′…試料、６，６′…
プレート、７…試料取付け治具、８…シヤフト、
９…ロードセル、１０…スチールボール、１１…
アーム、１２，１２′…コイルバネ、１３，１
３′…コイルプレツシヤー板、１４…ボルト、１
５…ボールジヨイント、１６…ロードセル、１７
…加速度ピツクアツプ、１８…チヤージアンプ、
１９…検波器、２０…XYレコーダ、２１…フオ
トトランジスタープローブ、２２…Ｆ―Ｖコンバ
ータ、２３…アンプ、２４…アンプ、２５…演算
回路、２６…XYレコーダー、２７…赤外線温度
計、２８…温度設定リレ、２９…タイマー、３０
…ソレノイドバルブ、３１…エアシリンダー、３
２…エアーレギユレーター。
Claims (1)
- １ 動力により回転駆動されるデイスクと、前記
デイスクの片面に対向配置され、デイスクの回転
軸と同軸上に回動可能ではあるがデイスクの回転
を制動する方向に付勢可能なバネ材により保持さ
れ、かつデイスク表面に圧接可能とされたパツド
材の試料取付治具と、前記治具に発生する摩擦振
動の振幅を測定する手段とを具備してなるデイス
クブレーキ用パツドの鳴き測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4733080A JPS56142425A (en) | 1980-04-09 | 1980-04-09 | Device for measuring disc brake pad noise |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4733080A JPS56142425A (en) | 1980-04-09 | 1980-04-09 | Device for measuring disc brake pad noise |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56142425A JPS56142425A (en) | 1981-11-06 |
| JPH0210370B2 true JPH0210370B2 (ja) | 1990-03-07 |
Family
ID=12772215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4733080A Granted JPS56142425A (en) | 1980-04-09 | 1980-04-09 | Device for measuring disc brake pad noise |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56142425A (ja) |
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-
1980
- 1980-04-09 JP JP4733080A patent/JPS56142425A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56142425A (en) | 1981-11-06 |
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