JPH08326836A - 制振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 摩擦を受けて振動する部材から発生する可聴
周波数の振動による騒音を単純な構造で経済的に低減で
きるようにする。 【構成】 騒音源となる被制振部材と重りとの間に、剪
断方向に微小に変位可能な多層構造の制振板を介在さ
せ、この制振板の重りが取付けられる位置に屈曲成形に
より空間を形成する。被制振部材に発生した振動は制振
板に伝達され、重りによる負荷を受けて制振板が剪断方
向に変形し、この変形により振動エネルギを熱エネルギ
に変換して可聴周波数の振動を減衰させる。 【効果】 機械的に堅固であり、かつ熱衝撃を受けても
経年変化をほとんど生じない構造で発生する騒音を抑圧
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車のブレーキ装置
の騒音防止のために開発されたものであるが、振動によ
り騒音を発生する装置の騒音抑圧のために広く利用する
ことができる。

【０００２】本発明は、摩擦その他原因により可聴周波
数の騒音を発生する部材に、その振動の腹部に相当する
位置にある質量の重りを装着して、その振動の固有周波
数を可聴周波数より低くすることにより騒音を低減させ
る技術の改良に関する。

【０００３】

【従来の技術】ブレーキ・シュー、ブレーキ・ドラム、
ブレーキ・ディスク、その他ブレーキ装置の部材の中
で、摩擦により騒音を発生する部材に重りを装荷して騒
音を低減する技術について、本願出願人は、特願平６−
２１０２０４号、特願平６−２１０２０６号、特願平６
−２６５６６６号、特願平６−２６９７６６号、特願平
６−２６９７９１号、特願平６−２６９８１６号（以下
「先願」という。いずれも本願出願時において未公開）
を特許出願した。

【０００４】上記技術は、摩擦により騒音を発生する部
材の振動状況を観察し、その振動の腹部に相当する位置
に、集中質量を装荷するように重りを装着し、その振動
の固有周波数を低くすることにより実質的に騒音を低減
する技術である。本願発明者はこの技術について、数多
くの試験を繰り返し、その効果が従来のブレーキ騒音低
減技術に比較してきわめて大きいことを実験的に確かめ
ている。

【０００５】上記先願の中には、その重りを例えばブレ
ーキ・シューに取付ける場合に、ゴムその他弾性材料を
重りとブレーキ・シューとの間に介在させる構造を開示
し、これが騒音防止に効果的であることを説明した。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、一般に経済的
に得られる弾性材料の多くは耐熱性が悪い。例えば、安
価なゴム材料は１００°Ｃを越える温度と常温との間で
温度変化に繰り返しさらされると劣化が早まることか
ら、ブレーキ部材の材料としては必ずしも適当ではな
い。すなわち、ゴムなどの材料を使用すると経年変化が
大きく、新車のときには騒音が発生しなかったものが、
使用年月を経るにしたがって騒音が大きくなるというよ
うな不都合が発生する。

【０００７】一方、２枚の鋼板の間に弾性材料の金属ま
たは非金属層がサンドウイッチ状に形成された制振鋼板
が知られているが、これを例えばブレーキ・シューに張
りつけることにすると、ブレーキ・シューの曲げ振動振
幅が小さく、曲げに伴う剪断方向のサンドウイッチ構造
のズレが小さく、必ずしも所望の騒音低減効果が得られ
ないことがわかった。そこで、制振鋼板に垂直方向に小
さい振動が与えられた際に、制振鋼板の曲率が小さい曲
げ振動を起こし、結果として制振鋼板の剪断のズレを大
きくすることで効率よく振動減衰する。そのため、振動
の腹部に装荷する重りの質量を小さくしても、振動固有
周波数を低くし、効果の大きいことが実験的にわかって
きた。

【０００８】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、騒音防止効果が大きく、温度サイクルを加え
ても劣化がなく、比較的高価な材料を使用する部分がき
わめて小さい部分であって経済的であり、構造および形
状が単純であって車両走行に伴う激しい振動に対しても
変形することなく、小さい質量の装荷により効果的に騒
音を低減することができる装置を提供することを目的と
する。

【０００９】本発明は、実用的なブレーキ装置にその内
部のスペースに実装可能であり、機械的に堅固であり、
塵や埃などに妨げられることが少なく、経年変化がほと
んど生じない騒音低減装置を提供することを目的とす
る。

【００１０】本発明は、摩擦による騒音をいちじるしく
低減することができるブレーキ装置を提供することを目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、摩擦その他の
原因により可聴周波数の騒音を発生する部材に、制振板
を介して重りを装着し、その振動の固有周波数を可聴周
波数より低くすることにより騒音を低減することを特徴
とする。

【００１２】すなわち、本発明の第一の観点は、騒音源
となる被制振部材の振動腹部近傍に重りが装荷された制
振装置において、前記重りと前記被制振部材との間に、
剪断方向に微小に変位可能な多層構造の制振板を介在さ
せ、前記重りが取付けられた位置でその制振板とその被
制振部材との間に空間が形成されるように前記制振板が
屈曲成形されたことを特徴とする。

【００１３】前記被制振部材は、車両のブレーキ装置を
構成する部材であり、前記多層構造の制振板は、その層
の一つに弾性材料の層を含み、前記空間が形成された位
置のほぼ中心に前記重りが装荷されるか、前記空間が形
成された位置の中心から偏る位置に前記重りが装荷され
ることが望ましい。前記空間内に前記重りが収容される
構造にすることもでき、また、前記制振板および前記重
りを覆うカバーを備えるか、前記空間に、振動に対して
実効的に空間とみなせる弾性体を充填することができ
る。

【００１４】本発明の第二の観点は、摩擦により騒音を
発生する部材の振動腹部近傍に重りが装荷されたブレー
キ装置において、前記重りと前記騒音を発生する部材と
の間に、剪断方向に微小に変位可能な多層構造の制振板
を介在させ、前記重りが取付けられた位置でその制振板
とその部材との間に空間が形成されるようにその制振板
が屈曲成形されたことを特徴とする。

【００１５】

【作用】あらかじめ、実装しようとする制振板に重りを
取付け、振動試験機を用いて被制振部材の振動周波数の
下限値（ｆ_L ）より制振板の固有振動数が低くなるよう
に重りの重量を設定しこれを被制振部材に実装する。被
制振部材が摩擦その他の原因により振動を受けるとその
振動は制振板に伝達するが、重りはその固有振動周波数
が被制振部材の固有振動周波数の下限値以下になるよう
にその質量が設定されているので、制振板が被制振部材
との間の空間内を剪断方向に微小に変位する。この変位
の繰返しにより振動エネルギが熱エネルギに変換されて
大気中に放散される。

【００１６】これにより被制振部材が受けた可聴周波数
の振動を減衰させることができ、ブレーキ鳴きのような
耳ざわりな騒音の発生を抑止することができる。また、
その構造は、被制振部材に制振板を介して重りを取付け
るだけの単純な構成であるので機械的に堅固であり、し
たがって熱衝撃、振動などによる劣化や変形が少なく、
さらに高価な制振板を使用する部分を小さく限定するこ
とができるので経済的に実装することができる。

【００１７】被制振部材としては、車両のブレーキ装置
を構成する部材、例えば、ブレーキシューのリムまたは
ウエブ、ブレーキドラム、キャリパ、ホイールシリンダ
など、摩擦により振動が発生する部材を対象にすればそ
の効果は顕著にあらわれる。

【００１８】多層構造の制振板は、その層の一つに弾性
材料の層が含まれているので、振動が伝達されたときの
剪断方向への変位が起きやすく、そのために振動エネル
ギを熱エネルギに変換し可聴周波数の振動による騒音を
抑止することができる。

【００１９】重りは空間が形成された制振板のほぼ中心
に装荷すれば、振動時の変位を有効に発生させることが
でき、また、中心から偏る位置に装荷すれば、重りによ
り制振板の剛性分布が不均一になるので、被制振部材の
振動周波数の下限（ｆ_L ）よりも低い周波数で二次モー
ドもしくはそれ以上のモードが発生し、制振板の曲げ曲
率が小さくなり、剪断方向の変形が大きくなって広い周
波数範囲の振動について減衰させることができる。

【００２０】構造によっては前述した制振板の外部に重
りを取付けることができない場合があるが、このような
制限があるときには、重りを曲げにより生じた空間内に
収容することによって同様の効果を得ることができる。

【００２１】制振板と被制振部材との間の空間には塵埃
が侵入しやすいので、これを防止するために、制振板お
よび重りを覆うカバーを備えるか、あるいは制振板の振
動に対して実効的に空間とみなせる弾性体を充填するこ
とができ、振動減衰効果を悪くすることはなく塵埃の侵
入による機能低下を防止することができる。

【００２２】本発明による制振装置は、振動により騒音
を発生する各種装置の騒音を抑圧するために利用するこ
とができるが、特に、制動が行われるたびに摩擦による
振動を発生するブレーキ装置に利用すれば大きな効果を
得ることができる。

【００２３】

【実施例】次に、本発明実施例を図面に基づいて説明す
る。

【００２４】（第一実施例）図１（ａ）は本発明第一実
施例の構成を示す平面図、（ｂ）はその側面図である。

【００２５】本発明第一実施例は、振動を抑制する重り
１と、騒音源となる被制振部材２との間に、実線矢印で
示す剪断方向に微小に変位可能な多層構造の制振板とし
て制振鋼板３が介在され、この制振鋼板３は屈曲成形さ
れて重り１が取付けられた位置の制振鋼板３と被制振部
材２との間に空間４が形成される。制振鋼板３は市販材
料を成形することによって得ることができ、本実施例で
は二枚の鋼板３ａの間に弾性材料層３ｂが配置された構
造のものを示す。この弾性材料層３ｂは金属または非金
属で構成する。金属の場合は、例えば鋼合金である。非
金属の場合は高分子材料、例えばポリエチレン、エラス
トマーである。鋼板３ａと弾性材料層３ｂが複数積層さ
れた多層構造の素材を用いてもよい。

【００２６】被制振部材２への制振鋼板３の固定はスポ
ット溶接によって行われるが、リベット、あるいはボル
トおよびナットによって固定することもできる。また、
重り１は制振鋼板３の空間４が形成された位置のほぼ中
心にあたる外側上面に接着剤または溶接により固定され
る。この重り１の固定もリベット、あるいはボルトおよ
びナットを用いることができる。

【００２７】使用する重り１は、振動試験機に固定され
た制振鋼板３に装荷されて振動が与えられることによ
り、被制振部材２の振動周波数の下限値（ｆ_L ）より制
振鋼板３の固有振動数が低くなるようにあらかじめその
重量が設定される。制振鋼板３が被制振部材２に発生し
た振動を受けると、被制振部材２の振動周波数の下限値
（ｆ_L ）より制振鋼板３の固有振動周波数が低いため
に、重り１の負荷を受けた制振鋼板３は図２の破線で示
すように微小に変位する。図２は変位の状態をわかりや
すくするためにその振れ幅を拡大して表示してある。

【００２８】この微小な変位により、制振鋼板３は、鋼
板３ａと弾性材料層３ｂとの間で剪断方向の変位が繰返
されることになり、振動エネルギを熱エネルギに変換し
て発生した熱を大気中に放散する。このような制振鋼板
３の剪断方向の変位が行われても被制振部材２との間に
空間４が形成されているので、制振鋼板３と被制振部材
２との表面がその変位によって接触することがないか
ら、音響が外部に伝達されない。

【００２９】（第二実施例）図３（ａ）は本発明第二実
施例の構成を示す平面図、（ｂ）はその側面図である。

【００３０】本発明第二実施例は、一つの制振鋼板１３
に複数の空間４が形成され、それぞれの空間４のほぼ中
心にあたる上面に重り１が接着剤により取付けられ、制
振鋼板１３が被制振部材２に複数個所でスポット溶接に
より固定される。本第二実施例の場合も重り１および制
振鋼板１３の取付けはリベット、あるいはボルトおよび
ナットにより固定することができる。また、第一実施例
同様に制振鋼板１３は二枚の鋼板１３ａの間に弾性材料
層１３ｂを含む構造以外の多層構造のものを使用するこ
とができる。本第二実施例の場合も、それぞれの重り１
の重量があらかじめ第一実施例同様に設定され、被制振
部材２の幅が狭く、振動減衰に必要とされる容積を一個
所にとることができない構造の場合に有効である。ま
た、複数の重り１の相互間のピッチを不規則にすること
により広い周波数範囲の振動を抑圧することが可能にな
る。

【００３１】（第三実施例）図４（ａ）は本発明第三実
施例の構成を示す平面図、（ｂ）はその側面図である。

【００３２】本発明第三実施例は、第一実施例における
重り１が制振鋼板３に形成された空間４の中心位置から
偏った位置に装荷され、その他は第一実施例同様に構成
される。本第三実施例の場合は、重り１の装荷位置が偏
っているために、制振鋼板３の剛性分布が不均一になる
ことから、図５の破線で示すように、振動を受けたとき
に、被制振部材２の振動周波数の下限値（ｆ_L ）より低
い周波数で二次モードもしくはそれ以上のモードが発生
して制振鋼板３の曲げ曲率を小さくする。図５は変位の
状態をわかりやすくするためにその振れ幅を拡大して表
示してある。これにより剪断変形がより多くのモードで
行われ、広い周波数範囲の振動減衰を効果的に行うこと
ができる。

【００３３】（第四実施例）図６は本発明第四実施例の
構成を示す一部断面側面図である。

【００３４】本発明第四実施例は、第一実施例における
制振鋼板３の空間４内に重り１が装荷される。そのため
被制振部材２に重り１が接触しないように逃げ穴２ａが
形成される。その他は第一実施例同様に構成される。本
第四実施例は、制振しようとする装置の構造的な制限か
ら制振鋼板３上に重り１を装荷できない場合に用いるに
適する。振動の減衰動作およびその効果は第一実施例同
様に行われる。

【００３５】（第五実施例）図７は本発明第五実施例の
構成を示す一部断面側面図である。

【００３６】本発明第五実施例は、第一実施例または第
三実施例における制振鋼板３と被制振部材２との間に形
成された空間４内に塵埃が蓄積して制振鋼板３の変位を
妨げないようにするためのカバー５が備えられる。この
カバー５はネジ６により被制振部材２に固定される。本
第五実施例の場合は、空間４内への塵埃の侵入を防止す
るだけでなく、外部表面に油や鉄粉などが付着すること
を防ぎ、この異物付着による振動減衰の機能低下を防止
することができる。

【００３７】（第六実施例）図８は本発明第六実施例の
構成を示す側面図である。

【００３８】本発明第六実施例は、第一実施例における
空間４に振動に対して実効的に空間とみなせる弾性体７
が充填される。この弾性体７にはスポンジあるいはゴム
などが用いられ、これを充填することによって塵埃の侵
入が防止される。弾性体７は軟らかい材質のため制振鋼
板３の振動による変位に対して影響はなく第一実施例同
様の効果を得ることができる。弾性体７としては上記の
他高分子材料、例えばプラスチック、エラストマー、プ
ラスチック発泡剤、エラストマー発泡剤を利用すること
ができる。

【００３９】（第七実施例）図９および図１０は本発明
第七実施例の構成および取付状態を示す斜視図である。

【００４０】本発明第七実施例は、ブレーキ装置に適用
した例を示したもので、ブレーキライニング２１の摩擦
により振動を発生するリム２２を被制振部材として重り
１が装荷された制振鋼板３が図９に示す円周方向または
図１０に示す軸心方向にネジ８により固定される。制振
鋼板３に装荷する重り１を強固に結合したい場合には図
１１に示すように、重り１の中央部に通し穴を設け、ボ
ルト９を挿通してナット１０で締結する構造にすること
ができる。本発明による制振装置はこのような車両のブ
レーキ装置に利用すればその効果が顕著にあらわれる。

【００４１】（第八実施例）図１２（ａ）は本発明第八
実施例の構成を示す側面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面拡
大図である。

【００４２】本発明第八実施例は、ブレーキ装置のリム
２２上にネジ８により固定された制振鋼板３上にロッド
３１が立設され、このロッド３１の上端部には放熱のた
めの空間３６をもって掛止される支持体３５が備えら
れ、この支持体３５を内包するように弾性体３３が設け
られる。さらに、この弾性体３３を内包するように重り
３４が設けられる。ロッド３１の下端部は制振鋼板３に
溶接により固定され、支持体３５はロッド３１の上端部
にボルト３２により固定される。

【００４３】本第八実施例は、制振鋼板３に固定された
重り３４がさらに弾性体３３を介在して取付けられるの
で、リム２２からの振動が制振鋼板３に加えてこの弾性
体３３によっても吸収され、減衰効果をさらに高めるこ
とができる。リム２２に伝達された熱は支持体３５の内
周に設けられた空間３６から効率的に放熱される。

【００４４】（第九実施例）図１３（ａ）は本発明第九
実施例の構成を示す側面図、（ｂ）はそのＢ矢方向一部
断面拡大図である。

【００４５】本発明第九実施例は、ウエブ２３にネジ８
により固定された制振鋼板３に貫通孔が設けられ、この
貫通孔に挿通されたピン４１にブッシュ４２が挿通さ
れ、このブッシュ４２の外周にリング状の重り４３に内
包された弾性体４４が固着される。ピン４１はカシメら
れて固定される。振動により重り４３および弾性体４４
がウエブ２３の側面およびピン４１の端面に接触しない
ようにその両側には空間が設けられる。

【００４６】本第九実施例は制振鋼板３がウエブ２３に
取付けられ、さらに、この制振鋼板３に第八実施例同様
に重り４３が弾性体４４を介して取付られるので、ウエ
ブ２３からの振動は制振鋼板３および弾性体４４によっ
て吸収され減衰効果を高めることができる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、摩
擦を受けて振動する部材から発生する可聴周波数の騒音
を単純な構造で経済的に減衰させることができる。ま
た、その構造および形状は極めて単純かつ小型であるの
で、機械的に堅固であり、これをブレーキ装置に用いた
場合に、車両走行に伴う激しい振動を受けても変形する
ことなく、塵埃蓄積による機能の低下や経年変化をほと
んど生じることなく、ブレーキ鳴きのような耳ざわりの
騒音を継続的に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明第一実施例の構成を示す平面
図、（ｂ）はその側面図。

【図２】本発明第一実施例における制振鋼板の変位状態
を説明する図。

【図３】（ａ）は本発明第二実施例の構成を示す平面
図、（ｂ）はその側面図。

【図４】（ａ）は本発明第三実施例の構成を示す平面
図、（ｂ）はその側面図。

【図５】本発明第三実施例における制振鋼板の変位状態
を説明する図。

【図６】本発明第四実施例の構成を示す一部断面側面
図。

【図７】本発明第五実施例の構成を示す一部断面側面
図。

【図８】本発明第六実施例の構成を示す側面図。

【図９】本発明第七実施例の構成および取付状態を示す
斜視図。

【図１０】本発明第七実施例の構成および別の取付状態
を示す斜視図。

【図１１】本発明第七実施例における重りの取付例を示
す側面図。

【図１２】（ａ）は本発明第八実施例の構成を示す側面
図、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面拡大図。

【図１３】（ａ）は本発明第九実施例の構成を示す側面
図、（ｂ）はそのＢ矢方向一部断面拡大図。

【符号の説明】

１、３４、４３ 重り ２ 被制振部材 ２ａ 逃げ孔 ３、１３ 制振鋼板 ３ａ、１３ａ 鋼板 ３ｂ、１３ｂ 弾性材料層 ４、３６ 空間 ５ カバー ６、８ ネジ ７、３３、４４ 弾性体 ２０ ブレーキシュー ２１ ブレーキライニング ２２ リム ２３ ウエブ ３１ ロッド ３２ ボルト ３５ 支持体 ４１ ピン ４２ ブッシュ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 騒音源となる被制振部材の振動腹部近傍
   に重りが装荷された制振装置において、 前記重りと前記被制振部材との間に、剪断方向に微小に
   変位可能な多層構造の制振板を介在させ、前記重りが取
   付けられた位置でその制振板とその被制振部材との間に
   空間が形成されるように前記制振板が屈曲成形されたこ
   とを特徴とする制振装置。
2. 【請求項２】 前記被制振部材は、車両のブレーキ装置
   を構成する部材である請求項１記載の制振装置。
3. 【請求項３】 前記多層構造の制振板は、その層の一つ
   に弾性材料の層を含む請求項１または２記載の制振装
   置。
4. 【請求項４】 前記空間が形成された位置のほぼ中心に
   前記重りが装荷された請求項１ないし３のいずれかに記
   載の制振装置。
5. 【請求項５】 前記空間が形成された位置の中心から偏
   る位置に前記重りが装荷された請求項１ないし３のいず
   れかに記載の制振装置。
6. 【請求項６】 前記空間内に前記重りが収容される請求
   項１ないし５のいずれかに記載の制振装置。
7. 【請求項７】 前記制振板および前記重りを覆うカバー
   を備えた請求項１ないし７のいずれかに記載の制振装
   置。
8. 【請求項８】 前記空間には、振動に対して実効的に空
   間とみなせる弾性体が充填された請求項１ないし６のい
   ずれかに記載の制振装置。
9. 【請求項９】 摩擦により騒音を発生する部材の振動腹
   部近傍に重りが装荷されたブレーキ装置において、 前記重りと前記騒音を発生する部材との間に、剪断方向
   に微小に変位可能な多層構造の制振板を介在させ、前記
   重りが取付けられた位置でその制振板とその部材との間
   に空間が形成されるようにその制振板が屈曲成形された
   ことを特徴とするブレーキ装置。