專(zhuān)利名稱(chēng)：盤(pán)式制動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明用于汽車(chē)的制動(dòng)器。本發(fā)明用于盤(pán)式制動(dòng)器。本發(fā)明涉及一種降低汽車(chē)制動(dòng)時(shí)發(fā)出的所謂制動(dòng)噪音的技術(shù)。
為了降低汽車(chē)制動(dòng)時(shí)發(fā)出的制動(dòng)噪音(“吱-”這樣的令人不愉快的聲音)，至今為止已進(jìn)行了大量研究并提出了許多方案。本申請(qǐng)的申請(qǐng)人也長(zhǎng)期研究著這一問(wèn)題。
特開(kāi)平3-288028號(hào)公報(bào)所公開(kāi)的技術(shù)，是本申請(qǐng)的申請(qǐng)人先前所提出的申請(qǐng)，其內(nèi)容是，為了抑制鼓式制動(dòng)器中制動(dòng)蹄的振動(dòng)，在制動(dòng)蹄的蹄片內(nèi)面通過(guò)摩擦構(gòu)件安裝壓緊構(gòu)件。特開(kāi)平1-65944號(hào)公報(bào)公開(kāi)的技術(shù)，為更舊的技術(shù)，它也是本申請(qǐng)的申請(qǐng)人以前提出申請(qǐng)的技術(shù)，它在蹄片內(nèi)面安裝摩擦構(gòu)件。
實(shí)開(kāi)平3-84436號(hào)公報(bào)公開(kāi)的技術(shù)，同樣也是本申請(qǐng)的申請(qǐng)人以前提出的實(shí)用新型申請(qǐng)，它通過(guò)在蹄片內(nèi)面安裝壓鐵來(lái)抑制制動(dòng)蹄的振動(dòng)。公開(kāi)該技術(shù)時(shí)沒(méi)有想到在壓鐵介入彈性構(gòu)件。
在上述特開(kāi)平3-288028號(hào)公報(bào)中對(duì)于所述的制動(dòng)噪音現(xiàn)象所進(jìn)行的分析和說(shuō)明，特別是在該公報(bào)的圖8中說(shuō)明的現(xiàn)象(與本申請(qǐng)的實(shí)施例相關(guān)聯(lián)進(jìn)行說(shuō)明)，在后來(lái)的實(shí)驗(yàn)性研究中也可以認(rèn)為是正確的。亦即，制動(dòng)噪音產(chǎn)生的主要原因是因?yàn)橹苿?dòng)蹄振動(dòng)，而且如圖22虛線所示那樣制動(dòng)蹄沿半徑方向振動(dòng)。
根據(jù)這樣的實(shí)驗(yàn)性研究，本申請(qǐng)的申請(qǐng)人已經(jīng)提出了抑制鼓式制動(dòng)器振動(dòng)的技術(shù)(特愿平6-210204，本申請(qǐng)?zhí)岢鰰r(shí)未公開(kāi))。
本申請(qǐng)的發(fā)明人還針對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器同樣地進(jìn)行了具體的研究。其結(jié)果表明，在盤(pán)式制動(dòng)器的場(chǎng)合，如圖23及圖24所示那樣，制動(dòng)時(shí)，盤(pán)形轉(zhuǎn)子與夾持該盤(pán)形轉(zhuǎn)子的內(nèi)制動(dòng)瓦片和外制動(dòng)瓦片如兩點(diǎn)劃線所示那樣振動(dòng)并產(chǎn)生制動(dòng)噪音。
通過(guò)以上的技術(shù)改善了制動(dòng)噪音，特別是小型轎車(chē)在通常的都市道路上行駛時(shí)，可以改善到在實(shí)用上基本沒(méi)有問(wèn)題的程度。然而，對(duì)于大型汽車(chē)由于不明確的條件還處于產(chǎn)生制動(dòng)噪音的狀態(tài)，而其對(duì)策還屬于尚待研究的課題。
因此，本申請(qǐng)的發(fā)明人針對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)噪音現(xiàn)象進(jìn)行了觀察，并對(duì)所觀察到的內(nèi)容進(jìn)行了各種各樣的分析。針對(duì)振動(dòng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，并研究了抑制盤(pán)式制動(dòng)器的振動(dòng)的具體方法。實(shí)驗(yàn)分析采用了新方法進(jìn)行研究，采用的新方法有在計(jì)算機(jī)畫(huà)面上夸張地表示振動(dòng)，并與其所發(fā)出的聲音的頻率特性相對(duì)應(yīng)等。其結(jié)果是，提出本申請(qǐng)公開(kāi)的盤(pán)式制動(dòng)器的技術(shù)，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后，證實(shí)了與公知的技術(shù)相比，本技術(shù)要有用得多。通過(guò)進(jìn)一步分析實(shí)測(cè)得到的數(shù)據(jù)，成功地針對(duì)提出的技術(shù)象鼓式制動(dòng)器一樣將其有效范圍公式化，并確認(rèn)了在該范圍內(nèi)可采取極其有效的對(duì)策。
本發(fā)明的目的在于降低盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)噪音。本發(fā)明的目的在于提供一種降低制動(dòng)噪音的技術(shù)，該技術(shù)對(duì)于各種尺寸的制動(dòng)瓦片，不是以單純的經(jīng)驗(yàn)式的形狀，而是以最有效的形態(tài)。本發(fā)明的目的在于將制動(dòng)瓦片尺寸大的大型車(chē)輛的制動(dòng)噪音降低到實(shí)用上足夠低的程度。本發(fā)明的目的在于提供一種降低制動(dòng)噪音的技術(shù)，即使更換盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)瓦片，其性能也不變化。本發(fā)明的目的在于通過(guò)價(jià)廉的附加零件降低制動(dòng)噪音。本發(fā)明的目的在于抑制彈性體及粘接劑的老化、以及彈性體振動(dòng)衰減功能的下降，提高可靠性。本發(fā)明的目的在于提供一種振動(dòng)衰減裝置，這種振動(dòng)衰減裝置即使在高溫、強(qiáng)烈振動(dòng)的環(huán)境下，也能有效地維持附加零件。
本發(fā)明的特征在于通過(guò)將壓鐵經(jīng)彈性體安裝于相應(yīng)于液壓的作用而擠壓盤(pán)形轉(zhuǎn)子的機(jī)構(gòu)的一部分，以有效地降低汽車(chē)制動(dòng)時(shí)發(fā)出的制動(dòng)噪音。擠壓盤(pán)形轉(zhuǎn)子的機(jī)構(gòu)的各部分為振動(dòng)構(gòu)件，這些振動(dòng)構(gòu)件有諸如使擠壓盤(pán)形轉(zhuǎn)子的制動(dòng)瓦片產(chǎn)生位移的活塞，制動(dòng)瓦片的襯里，以及將制動(dòng)瓦片和活塞容納其中的圓規(guī)形支承臂。
本發(fā)明最大的特征在于不是單純地安裝壓鐵，而是通過(guò)彈性體安裝壓鐵。通過(guò)彈性體安裝壓鐵時(shí)，壓鐵的自由振動(dòng)領(lǐng)域擴(kuò)大，根據(jù)彈性體的性質(zhì)，壓鐵得到固有振動(dòng)頻率。振動(dòng)構(gòu)件的振動(dòng)傳到壓鐵時(shí)，在低頻區(qū)域振動(dòng)構(gòu)件與壓鐵以同相位振動(dòng)。然而，隨著頻率的增大，振動(dòng)構(gòu)件與壓鐵之間振動(dòng)的相位逐漸錯(cuò)開(kāi)，在某一頻率，或在比某一頻率高的頻率，可以看到振動(dòng)構(gòu)件的振動(dòng)與壓鐵的振動(dòng)成為反相的現(xiàn)象。振動(dòng)構(gòu)件的振動(dòng)與壓鐵的振動(dòng)成為反相，即是指彈性體變形，將振動(dòng)能轉(zhuǎn)換成熱能，從而抑制振動(dòng)構(gòu)件的振動(dòng)。這就是本發(fā)明的原理。
在通過(guò)彈性體在活塞上安裝壓鐵的場(chǎng)合，在活塞的內(nèi)側(cè)立起設(shè)置一桿，通過(guò)彈性體將壓鐵安裝于該桿上。也可將彈性體粘接于活塞內(nèi)壁，而將壓鐵安裝于彈性體。也可以通過(guò)金屬構(gòu)件將彈性體粘接于活塞內(nèi)壁，在該彈性體上安裝壓鐵。
在安裝制動(dòng)瓦襯里的場(chǎng)合，形成離開(kāi)圓規(guī)形支承臂位置的突出部，在該突出部中形成通孔，在該通孔內(nèi)部通過(guò)金屬構(gòu)件粘接彈性體，將壓鐵安裝于該彈性體?；蛘哂谥苿?dòng)瓦上立起設(shè)置貫通圓規(guī)形支承臂的桿，通過(guò)彈性體將壓鐵安裝于該桿上。
這樣，通過(guò)經(jīng)彈性體安裝壓鐵，可有效地抑制該彈性體的性質(zhì)如壓鐵所決定的固有振動(dòng)頻率附近或比其更高的頻率的振動(dòng)的噪音。由實(shí)驗(yàn)已確認(rèn)，不僅限于大于固有振動(dòng)頻率的頻率，根據(jù)制動(dòng)瓦片的振動(dòng)與壓鐵振動(dòng)的相位關(guān)系，也可抑制固有振動(dòng)頻率附近的頻率以及比它低的頻率的振動(dòng)。在這里“桿”指廣義的棒狀構(gòu)件，一般稱(chēng)為“螺栓”、“間柱”或“銷(xiāo)”的構(gòu)件都包含于該“桿”的范圍里。
另外，可以將彈性體形成為環(huán)狀，將該彈性體的中心作為上述桿貫穿的結(jié)構(gòu)，桿用金屬制成，可將壓鐵作成環(huán)狀以將上述彈性體容納其中。桿的形狀可用圓柱形或圓筒形中的任一種。這里所說(shuō)的環(huán)狀除垂直其軸線的截面為圓形的外，也包括多角形的。
再者，也可于桿上安裝支承體，在該支承體與桿之間設(shè)置空間，設(shè)置可將該支承體容納其中的彈性體，設(shè)置可將該彈性體容納其中的環(huán)狀壓鐵。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于可從支承體和桿之間的空間散熱。另外，如在與安裝有桿的振動(dòng)構(gòu)件的接合面處的壓鐵安裝位置近旁形成有凹部，則可防止產(chǎn)生的熱直接傳遞。
本申請(qǐng)的發(fā)明人，在分析實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)后，成功地將提出的技術(shù)的有效范圍公式化，并確認(rèn)在該范圍內(nèi)可采取極其有效的對(duì)策。該公式將在后面說(shuō)明。
盤(pán)式制動(dòng)器通過(guò)盤(pán)形轉(zhuǎn)子的外側(cè)面與兩個(gè)制動(dòng)瓦片的外側(cè)面之間的摩擦而進(jìn)行制動(dòng)。因此，制動(dòng)瓦片，擠壓該制動(dòng)瓦片的襯里，向該襯里提供擠壓力的活塞，以及將制動(dòng)瓦片和活塞容納其中的圓規(guī)形支承臂，由于制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱量的作用而成為高溫狀態(tài)。另外，安裝于這些部件上的彈性體及壓鐵也受到熱的影響。由于壓鐵與彈性體、彈性體與上述各構(gòu)件是由粘接而固定的，所以粘接劑也同樣受到熱的影響。
這將加快彈性體和粘接劑的老化，進(jìn)而在制動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的摩耗粉堆集的場(chǎng)合，將降低彈性體的振動(dòng)衰減功能。已經(jīng)知道，雖然只在將壓鐵通過(guò)彈性體固定于振動(dòng)構(gòu)件的狀態(tài)下已經(jīng)足以滿足實(shí)用的要求，但通過(guò)設(shè)置桿以安裝壓鐵和彈性體，則可抑制彈性體和粘接劑的老化，抑制彈性體振動(dòng)衰減性能的降低。并且已確認(rèn)，由此可提高可靠性。
在這里，將說(shuō)明上述的公式化內(nèi)容。該公式對(duì)于上述任一振動(dòng)構(gòu)件都通用。
當(dāng)壓鐵的質(zhì)量為m，設(shè)在壓鐵和振動(dòng)構(gòu)件之間的彈性體的彈簧常數(shù)為k時(shí)，通過(guò)上述彈性體安裝的壓鐵的固有振動(dòng)頻率為fo=(1/(2π))(k/m)]]>由實(shí)驗(yàn)性研究已經(jīng)確認(rèn)，當(dāng)設(shè)定該固有振動(dòng)頻率大體等于或低于振動(dòng)構(gòu)件產(chǎn)生的噪音頻率fs的主要成分的頻率時(shí)有效。例如，通過(guò)將噪音頻率fs對(duì)于固有振動(dòng)頻率fo的關(guān)系設(shè)定為fs＞2fo則在噪音頻率fs的寬頻率范圍內(nèi)有效。
相反，在盤(pán)式制動(dòng)器的構(gòu)造使噪音頻率fs大體為一定頻率的場(chǎng)合，可通過(guò)設(shè)計(jì)使壓鐵質(zhì)量m減少，并使上述固有振動(dòng)頻率fo接近噪音頻率，從而實(shí)現(xiàn)裝置的輕量化。
亦即，為了將壓鐵的質(zhì)量m設(shè)定得小一些，設(shè)定fsfo時(shí)，頻率fs的振動(dòng)吸收可有效地進(jìn)行。亦即，在可以根據(jù)振動(dòng)構(gòu)件的形狀將噪音頻率基本作為一定的值處理時(shí)，即使與振動(dòng)構(gòu)件的噪音頻率fs大體相等，或者相反地稍微出現(xiàn)fs＜fo也有效果。
對(duì)比再反復(fù)地作定性說(shuō)明，當(dāng)振動(dòng)構(gòu)件(此場(chǎng)合下為活塞、襯里或圓規(guī)形支承臂)振動(dòng)時(shí)，如在該振動(dòng)構(gòu)件上通過(guò)彈性體安裝壓鐵，則壓鐵在低頻下以與振動(dòng)構(gòu)件相同的相位振動(dòng)，隨著頻率的增大壓鐵的振動(dòng)相位逐漸偏離振動(dòng)構(gòu)件的振動(dòng)相位，超過(guò)某一頻率時(shí)其振動(dòng)相位成為反相，亦即相差180度的相位。這就是由彈性體變形將振動(dòng)能轉(zhuǎn)換成熱能，從而抑制振動(dòng)構(gòu)件的震動(dòng)。也就是說(shuō)，可以將壓鐵的振動(dòng)變成反相的頻率設(shè)定為噪音顯著發(fā)生的頻率，以抑制振動(dòng)。
壓鐵的數(shù)目也可以不是一個(gè)，可以在上述制動(dòng)瓦襯里或圓規(guī)形支承臂分別通過(guò)彈性體安裝多個(gè)壓鐵。對(duì)于多個(gè)壓鐵，如使其固有振動(dòng)頻率每個(gè)相差一點(diǎn)，則可在寬范圍的噪音頻率下有效。彈性體的彈簧常數(shù)由彈性體的材料性質(zhì)及其形狀決定。彈性體的材料采用耐熱橡膠或塑料材料等時(shí)較方便，其形狀滿足上述公式并進(jìn)行理論性的且實(shí)驗(yàn)性的設(shè)定時(shí)較好。
本申請(qǐng)的發(fā)明人設(shè)定了各種各樣的條件反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)了由此可有效降低汽車(chē)制動(dòng)時(shí)發(fā)出的制動(dòng)噪音。多次確認(rèn)，在產(chǎn)生噪音的結(jié)構(gòu)的振動(dòng)構(gòu)件上通過(guò)彈性體安裝上述那樣的壓鐵時(shí)，噪音顯著降低，而將其拆下后噪音又發(fā)生。
由于彈性體和壓鐵為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的廉價(jià)零件，按照本發(fā)明不需要多的費(fèi)用即可將制動(dòng)噪音降低到實(shí)用上足夠低的程度。即使更換制動(dòng)瓦片或盤(pán)形轉(zhuǎn)子其性能也不發(fā)生變化。
具體地說(shuō)，一般情況下噪音的頻率不是一樣的頻率，而是處于多種頻率混在一起的狀態(tài)，由實(shí)測(cè)可知大概超過(guò)1kHz的頻率成分較多。更具體地說(shuō)，處于1.4kHz-2kHz范圍內(nèi)的頻率成分為刺耳的聲音。
因此，最好將通過(guò)上述彈性體安裝的壓鐵的固有振動(dòng)頻率fo設(shè)定在1kHz附近或比其更小的值。將條件作多種改變后對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)確認(rèn)，由結(jié)果可知，當(dāng)設(shè)定固有振動(dòng)頻率為500Hz左右時(shí)，在寬頻率范圍內(nèi)有效，當(dāng)進(jìn)一步減小固有振動(dòng)頻率fo將其設(shè)定為100Hz時(shí)，由于可降低在更寬頻率范圍內(nèi)的噪音，故更有效。雖然也可考慮將該固有振動(dòng)頻fo設(shè)定得更小，但在現(xiàn)實(shí)中由于彈性材料變?nèi)彳浀耐瑫r(shí)，壓鐵的質(zhì)量變大，故產(chǎn)生諸如工業(yè)上是否有效，以及好的彈性材料是否能廉價(jià)地獲得等問(wèn)題。
另一方面，由于振動(dòng)構(gòu)件為受到制動(dòng)瓦片與盤(pán)形轉(zhuǎn)子摩擦所產(chǎn)生熱量的影響的構(gòu)件，故有必要選擇具有相應(yīng)的耐熱性和耐久性的材料作為彈性材料。由于這一因素的原因，也使得難以將固有振動(dòng)頻率fo選擇為極小的值。進(jìn)行這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，選擇了具有各種各樣的彈性系數(shù)的合成橡膠(或塑料材料)作為彈性材料，而壓鐵則利用金屬材料(具體是鉛)。
由這樣的研究可以判斷可從耐熱性能優(yōu)異的合成橡膠(或塑料材料)中選擇出適當(dāng)?shù)牟牧鲜强赡艿?，通過(guò)將壓鐵的質(zhì)量設(shè)在實(shí)用上方便的數(shù)百g左右，而把固有振動(dòng)頻率fo設(shè)在100Hz左右，或稍高一點(diǎn)的200Hz左右，從工業(yè)的角度來(lái)看是合適的。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例重要部分的結(jié)構(gòu)的局部放大剖視圖；圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例的外觀形狀的立體圖；圖3(a)及(b)為本發(fā)明第一實(shí)施例的樣品的外觀形狀立體圖；圖4(a)及(b)為本發(fā)明第一實(shí)施例的沖擊試驗(yàn)結(jié)果；圖5(a)及(b)為本發(fā)明第一實(shí)施例及現(xiàn)有技術(shù)例的沖擊試驗(yàn)結(jié)果；圖6為本發(fā)明第二實(shí)施例重要部分結(jié)構(gòu)的局部剖視圖；圖7為本發(fā)明第三實(shí)施例重要部分結(jié)構(gòu)的局部剖視圖；圖8(a)為本發(fā)明第三實(shí)施例結(jié)構(gòu)的模式圖，(b)為受到振動(dòng)時(shí)的狀態(tài)的模式圖；圖9(a)為其它方式的振動(dòng)能量吸收結(jié)構(gòu)的模式圖，(b)為受到振動(dòng)時(shí)的狀態(tài)的模式圖；圖10為本發(fā)明第四實(shí)施例重要部分結(jié)構(gòu)的局部剖視圖；圖11為本發(fā)明第五實(shí)施例重要部分結(jié)構(gòu)的局部剖視圖；圖12為本發(fā)明第六實(shí)施例外觀形狀的立體圖；圖13為本發(fā)明第六實(shí)施例重要部分結(jié)構(gòu)的局部放大剖視圖；圖14為本發(fā)明第六實(shí)施例示于圖13的B部的放大圖15為本發(fā)明第七實(shí)施例外觀形狀的立體圖；圖16為本發(fā)明第七實(shí)施例重要部分結(jié)構(gòu)的局部剖視圖(圖15中C部剖視圖)；圖17為本發(fā)明第七實(shí)施例示于圖16的D部的放大圖；圖18為本發(fā)明第八實(shí)施例外觀形狀立體圖；圖19為本發(fā)明第八實(shí)施例重要部分結(jié)構(gòu)的局部放大剖視圖；圖20為本發(fā)明第九實(shí)施例外觀形狀的立體圖；圖21為本發(fā)明第九實(shí)施例重要部分結(jié)構(gòu)的局部放大剖視圖；圖22為制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生制動(dòng)噪音的情況下制動(dòng)蹄的變形狀態(tài)；圖23為制動(dòng)時(shí)盤(pán)式制動(dòng)器的變形狀態(tài)；圖24(a)為制動(dòng)時(shí)盤(pán)形轉(zhuǎn)子的變形狀態(tài)，(b)為制動(dòng)時(shí)內(nèi)制動(dòng)瓦片及外制動(dòng)瓦片的變形狀態(tài)。
第一實(shí)施例圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例重要部分結(jié)構(gòu)的局部放大剖視圖，圖2為本發(fā)明實(shí)施例的外觀形狀的立體圖。
本發(fā)明第一實(shí)施例設(shè)置有內(nèi)制動(dòng)瓦片1；外制動(dòng)瓦片2a；夾持在該內(nèi)制動(dòng)瓦片1及外制動(dòng)瓦片2a之間、固定于車(chē)軸、受到制動(dòng)力作用的盤(pán)形轉(zhuǎn)子3；通過(guò)由制動(dòng)加力器產(chǎn)生的高壓力使內(nèi)制動(dòng)瓦片1發(fā)生位移的杯形活塞4a；以及將該活塞4a容納于其中、支承盤(pán)形轉(zhuǎn)子3的夾轉(zhuǎn)動(dòng)作的圓規(guī)形支承臂5a；而且，在活塞4a的內(nèi)部空間還通過(guò)彈性體6a安裝有壓鐵7a。當(dāng)壓鐵7a的質(zhì)量為m，彈性體6a的彈簧常數(shù)為k時(shí)，通過(guò)彈性體6a安裝的壓鐵7a的固有振動(dòng)頻率fo=(1/(2π))(k/m)]]>
設(shè)定為低于盤(pán)式制動(dòng)器的噪音頻率fs的值。彈性體6a及壓鐵7a由粘接劑固定。
下面，將說(shuō)明這樣構(gòu)成的本發(fā)明第一實(shí)施例的試驗(yàn)結(jié)果。
試驗(yàn)1圖3示出了試驗(yàn)所用壓鐵和彈性體的形狀。這里將壓鐵和彈性體的組合作為“樣品”。圖3(a)示出了樣品(1)的結(jié)構(gòu)，圖3(b)示出了樣品(2)的結(jié)構(gòu)。每個(gè)壓鐵的材料都為鉛，而每個(gè)彈性體都使用硬度為60度的丁腈橡膠。樣品(1)為大型的，壓鐵尺寸為60mm×28mm×10mm，重量為300g。彈性體尺寸為60mm×28mm×5mm。樣品(2)為小型的，壓鐵尺寸為27mm×22mm×10mm，其重量為100g。彈性體尺寸為7mm×22mm×5mm。準(zhǔn)備多個(gè)上述那樣的樣品(1)和樣品(2)。
首先，圖4示出了將上述樣品粘接到活塞4a之前的單獨(dú)的試驗(yàn)結(jié)果。圖4(a)為樣品(1)的試驗(yàn)結(jié)果，圖4(b)為樣品(2)的試驗(yàn)結(jié)果。以該樣品單獨(dú)進(jìn)行的試驗(yàn)按如下那樣進(jìn)行。試驗(yàn)時(shí)將樣品(1)和樣品(2)各取出一個(gè)，分別粘到大的平板上，在其近旁用錘產(chǎn)生沖擊并測(cè)出振動(dòng)。分別在樣品和平板上安裝拾音器(聲電轉(zhuǎn)換器)，分別將聲振動(dòng)以電信號(hào)的形式取出。用寬頻帶放大器分別將該電信號(hào)放大后，通過(guò)2通道的頻譜分析儀分析頻率，記錄壓鐵的振幅以及壓鐵的振動(dòng)與平板的振動(dòng)的相位差。圖4中橫軸表示頻率，縱軸表示與頻率相對(duì)應(yīng)的振幅和相位差。振輻采用對(duì)數(shù)刻度，為相對(duì)值。相位差的單位為度。
由圖4所示試驗(yàn)結(jié)果可知，在圖4(a)中，壓鐵的振動(dòng)在1000Hz附近振幅較大，當(dāng)頻率進(jìn)一步增大時(shí)，振幅又逐漸減小。而且，外加到平板的振動(dòng)與壓鐵的振動(dòng)的相位差，在低頻區(qū)域大體相等，而對(duì)應(yīng)于200Hz近旁的振幅峰值的相位則可看出已有滯后，隨著頻率進(jìn)一步增大，相位差也增大，超過(guò)1000Hz時(shí)，相位差大體上為-180°，壓鐵的振動(dòng)為外加到平板的振動(dòng)的反相。這一試驗(yàn)結(jié)果表明，壓鐵的振動(dòng)抑制了外加的振動(dòng)。在圖4(b)的場(chǎng)合可知，由于壓鐵的質(zhì)量m小，故 (k/m)(k為彈簧常數(shù))變大，與圖4(a)相比振幅變大時(shí)的頻率也稍微降低，從而相位成為反相時(shí)的頻率也降低。
由這樣的試驗(yàn)結(jié)果可知，將該樣品(1)或樣品(2)那樣的零件安裝在活塞4a時(shí)，壓鐵的振動(dòng)在超過(guò)1000Hz或800Hz的頻率區(qū)域成為反相，壓鐵的振動(dòng)起到抑制產(chǎn)生于制動(dòng)構(gòu)件的振動(dòng)的作用。
試驗(yàn)2下面將說(shuō)明盤(pán)式制動(dòng)器的試驗(yàn)結(jié)果。
如圖1所示那樣將上述樣品安裝于活塞4a進(jìn)行試驗(yàn)。其試驗(yàn)結(jié)果示于圖5。圖5記錄了外加一次沖擊后振動(dòng)振幅的衰減狀態(tài)，外加沖擊時(shí)采用錘并且將活塞置于海綿上。也即，在活塞4a上安裝拾音器，以電信號(hào)的形式測(cè)出振動(dòng)；由寬頻帶放大器將該電信號(hào)增幅，然后通過(guò)示波器觀察。圖5的橫軸為時(shí)間，縱軸為振幅的相對(duì)值。
圖5(a)為本發(fā)明第一實(shí)施例的試驗(yàn)結(jié)果，圖5(b)為比較例。該比較例為從本發(fā)明第一實(shí)施例的活塞4a拆下樣品后進(jìn)行同樣的測(cè)定所得到的試驗(yàn)結(jié)果。由圖5可知，在本發(fā)明實(shí)施例中，外加沖擊后振動(dòng)不持續(xù)下去，而是立即被吸收從而衰減下去。亦即，由本發(fā)明可以有效地吸收活塞4a的振動(dòng)。圖5(a)的場(chǎng)合與圖5(b)的場(chǎng)合，即使人用耳聽(tīng)也能明顯發(fā)現(xiàn)它們的聲反應(yīng)區(qū)別。
試驗(yàn)3通過(guò)行駛實(shí)際使用的車(chē)輛進(jìn)行了試驗(yàn)?？梢源_認(rèn)，當(dāng)將本發(fā)明的壓鐵和彈性體一齊拆下后行駛并施加制動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生大的噪音，而當(dāng)采取本發(fā)明那樣的措施時(shí)則完全不產(chǎn)生噪音。這是在各種各樣的行駛狀態(tài)下進(jìn)行各種各樣的制動(dòng)時(shí)所確認(rèn)的。還可確認(rèn)，當(dāng)再次拆下本發(fā)明的壓鐵和彈性體時(shí)，又產(chǎn)生制動(dòng)噪音。
由這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，通過(guò)經(jīng)彈性體安裝壓鐵，即可吸收制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)，從而將制動(dòng)噪音降低到實(shí)用上足夠低的程度。
第二實(shí)施例圖6為本發(fā)明第二實(shí)施例重要部分結(jié)構(gòu)的局部剖視圖。
本發(fā)明第二實(shí)施例，在活塞4a的內(nèi)部空間設(shè)置具有所定深度的臺(tái)階，將固定環(huán)8緊靠在該臺(tái)階上加以固定，該固定環(huán)8通過(guò)彈性體6b將壓鐵7b包圍在內(nèi)部?；钊?b的內(nèi)周面與固定環(huán)8的外周面通過(guò)壓入或螺紋連接而固定。在本發(fā)明第二實(shí)施例的場(chǎng)合，零件數(shù)雖然增加，但由于壓鐵7b粘接于環(huán)狀彈性體6b，因而具有保持壓鐵7b的面積大，可增加固定強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)。
第三實(shí)施例圖7為本發(fā)明第三實(shí)施例重要部分結(jié)構(gòu)的局部剖視圖。
本發(fā)明的第三實(shí)施例，在活塞4c的內(nèi)部空間中央部形成凸部，在該凸部設(shè)螺紋孔，壓鐵7c通過(guò)彈性體6c固定于保持環(huán)9，并通過(guò)螺栓10固定于活塞4c。在第三實(shí)施例的場(chǎng)合，具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即如果預(yù)先準(zhǔn)備好將彈性體6c及壓鐵7c安裝于保持環(huán)9的交換零件，則只需操作螺栓10，即可容易地進(jìn)行交換。
在此將說(shuō)明本發(fā)明第三實(shí)施例的振動(dòng)形態(tài)。
圖8、圖9為振動(dòng)能吸收結(jié)構(gòu)的模式圖，其中圖8對(duì)應(yīng)于本發(fā)明第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，而圖9對(duì)應(yīng)于公知的采用鋼板的結(jié)構(gòu)。圖8(a)及圖9(a)表示受到振動(dòng)前的狀態(tài)，而圖8(b)及圖9(b)為受到振動(dòng)時(shí)的狀態(tài)。圖8如圖7所示那樣，在活塞4c內(nèi)部通過(guò)螺栓10立起設(shè)置保持環(huán)9，通過(guò)彈性體6c將壓鐵7c安裝于該保持環(huán)9，將由此形成的組合體垂直設(shè)置，這樣，由于制動(dòng)在活塞4c上產(chǎn)生的振動(dòng)傳到螺栓10，如圖8(b)所示那樣壓鐵7c通過(guò)彈性體6c沿上下方向產(chǎn)生大的變形，振動(dòng)能變成熱能而散發(fā)。在如圖9所示采用鋼板的結(jié)構(gòu)中，在兩塊鋼板11間配置彈性體12，受到振動(dòng)時(shí)鋼板11如圖9(b)那樣變形，振動(dòng)能轉(zhuǎn)換成熱能。將其與本發(fā)明第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)比較后可知，彈性體6c的變形比彈性體12的變形大，振動(dòng)能的吸收可有效地進(jìn)行。
第四實(shí)施例圖10為本發(fā)明第四實(shí)施例重要部分結(jié)構(gòu)的局部剖視圖。
本發(fā)明第四實(shí)施例，在活塞4d的內(nèi)部空間中央部形成凸部，在該凸部設(shè)嵌合孔，將支柱13壓入該嵌合孔，在該支柱13的外周通過(guò)彈性體6d安裝壓鐵7d。
第五實(shí)施例圖11為本發(fā)明第五實(shí)施例重要部分結(jié)構(gòu)的局部放大剖視圖。
本發(fā)明第五實(shí)施例，在活塞4e的內(nèi)部空間中央部形成凸部，通過(guò)加工該凸部而設(shè)置嵌合銷(xiāo)。將固定環(huán)14壓入該嵌合銷(xiāo)，而在該裝配銷(xiāo)上通過(guò)彈性6e安裝壓鐵7e。
第六實(shí)施例圖12為本發(fā)明第六實(shí)施例外觀形狀的立體圖，圖13為本發(fā)明第六實(shí)施例重要部分結(jié)構(gòu)的局部放大剖視圖(圖12中A部剖視圖)，圖14為本發(fā)明第六實(shí)施例示于圖13中的B部的放大圖。
本發(fā)明第六實(shí)施例具有內(nèi)制動(dòng)瓦片1；外制動(dòng)瓦片2b；夾持在該內(nèi)制動(dòng)瓦片1和外制動(dòng)瓦片2b之間、固定于車(chē)軸、受到制動(dòng)力作用的盤(pán)形轉(zhuǎn)子3；通過(guò)由制動(dòng)加力器產(chǎn)生的高壓力使內(nèi)制動(dòng)瓦片1發(fā)生位移的杯形活塞4a；以及將該活塞4a容納于其中、支承盤(pán)形轉(zhuǎn)子3的夾持動(dòng)作的圓規(guī)形支承臂5a；而且，還具有制動(dòng)瓦襯里15、桿16、彈性體6c、壓鐵7c、墊圈17、螺栓18、以及支承體19。在圓規(guī)形支承臂5b的所定的位置設(shè)有貫通孔31，制動(dòng)瓦襯里15固定于外制動(dòng)瓦片2b的外側(cè)面，并且在相應(yīng)于沿垂直于該面的方向的圓規(guī)形支承臂5b的貫通孔31的位置設(shè)螺紋孔，桿16的一個(gè)端部螺紋連接固定于該制動(dòng)瓦襯里15的螺紋孔，彈性體6c為環(huán)狀且桿16的另一端貫穿其中心，壓鐵粘接時(shí)將彈性體6c包圍在其內(nèi)部，墊圈17及螺栓18可防止彈性體6c和壓鐵7c的脫落，支承體19支承桿16的中央部16a。
在制動(dòng)瓦襯里15的外制動(dòng)瓦片2b的一側(cè)，為增加螺紋部的有效長(zhǎng)度，形成凸部32。另外，在桿16設(shè)座16b以使由與制動(dòng)瓦襯里15的螺紋連接實(shí)現(xiàn)的固定處于穩(wěn)定狀態(tài)，中央部16a形成為方柱形以防止轉(zhuǎn)動(dòng)。該中央部16a所貫穿的支承體19的貫通孔31也同樣形成為方形。在對(duì)應(yīng)于制動(dòng)瓦襯里15凸部32a的外制動(dòng)瓦片2b一側(cè)形成凹口33。
壓鐵7c與彈性體6c以及彈性體6c與桿16之間以壓入狀態(tài)連接，彈性體6c的墊圈17一側(cè)以及中央部16a一側(cè)設(shè)有所定寬度的間隙以避免振動(dòng)時(shí)的振擺因產(chǎn)生接觸而受到影響。支承體19為可變形的彈性體，其外周面與設(shè)于圓規(guī)形支承臂5b的貫通孔31的內(nèi)面粘接，在軸向采用易于滑動(dòng)的合成樹(shù)脂。桿16沿圖14所示箭頭方向振動(dòng)，該振動(dòng)由彈性體6c及壓鐵7c緩沖。
第七實(shí)施例圖15為本發(fā)明第七實(shí)施例外觀形狀的立體圖，圖16為本發(fā)明第七實(shí)施例重要部分結(jié)構(gòu)的局部剖視圖(圖15中c部的剖視圖)，圖17為本發(fā)明第七實(shí)施例示于圖16的D部的放大圖。
本發(fā)明第七實(shí)施例，在平板狀的制動(dòng)瓦襯里15螺紋連接圓筒狀桿20的一端部，該桿20的另一端設(shè)有臺(tái)座20a，在圓規(guī)形支承臂5c中所設(shè)的貫通孔34內(nèi)設(shè)有圓筒狀支承體21，該桿20插穿通過(guò)該支承體21。壓鐵7f通過(guò)彈性體6f連接于臺(tái)座20a。臺(tái)座20、彈性體6f以及壓鐵7f的形狀形成為圓形，但也可是方形。另外，為避免桿20直接接觸外制動(dòng)瓦片2c上與其相對(duì)應(yīng)的部分，設(shè)置有凹口35。其它與第一實(shí)施例構(gòu)成相同。另外，通過(guò)彈性體6f安裝的壓鐵7f的固有振動(dòng)頻率fo與噪音頻率fs的關(guān)系也同第一實(shí)施例一樣地設(shè)定。桿20沿圖17所示箭頭方向振動(dòng)，該振動(dòng)由彈性體6f及壓鐵7f緩沖。
在如此構(gòu)成的本第七實(shí)施例的場(chǎng)合，由于存在凹口35，盤(pán)形轉(zhuǎn)子3被夾持在內(nèi)制動(dòng)瓦片1和外制動(dòng)瓦片2c中時(shí)所產(chǎn)生的摩擦熱不直接傳遞到桿20，另外，由于桿20形成為中空狀，故從周?chē)鷤鬟f來(lái)的熱量被釋放，難以傳遞到彈性體6f，從而延長(zhǎng)了彈性體6f的壽命，這是其優(yōu)點(diǎn)所在。要提高熱傳遞的效率可采取絕熱性好的不銹鋼或有色金屬制的桿20。
第八實(shí)施例圖18為本發(fā)明第八實(shí)施例外觀形狀的立體圖，圖19為本發(fā)明第八實(shí)施例重要部分結(jié)構(gòu)的局部放大剖視圖。
本發(fā)明的第八實(shí)施例，具有內(nèi)制動(dòng)瓦片1、外制動(dòng)瓦片2a、盤(pán)形轉(zhuǎn)子3、活塞4a、以及圓規(guī)形支承臂5a。盤(pán)形轉(zhuǎn)子3被夾持在該內(nèi)制動(dòng)瓦片1及外制動(dòng)瓦片2a之間，固定于車(chē)軸并承受制動(dòng)力的作用?；钊?a呈杯形并通過(guò)由制動(dòng)加力器產(chǎn)生的高壓力使內(nèi)制動(dòng)瓦片1產(chǎn)生位移。圓規(guī)形支承臂5a將用于擠壓盤(pán)形轉(zhuǎn)子3的內(nèi)制動(dòng)瓦片1、外制動(dòng)瓦片2a以及活塞4a包在其中。另外，在圓規(guī)形支承臂5a的外側(cè)面通過(guò)彈性體6a安裝有壓鐵7g。
在本實(shí)施例的場(chǎng)合，當(dāng)壓鐵7g的質(zhì)量為m、彈性體6g的彈簧常數(shù)為k時(shí)，通過(guò)彈性體6g安裝的壓鐵7g的固有振動(dòng)頻率fo=(1/(2π))(k/m)]]>也設(shè)定為低于圓規(guī)形支承臂5a的噪音頻率fs的值。彈性體6g與壓鐵7g由粘接劑固定。
第九實(shí)施例圖20為本發(fā)明第九實(shí)施例外觀形狀的立體圖，圖21為本發(fā)明第九實(shí)施例重要部分結(jié)構(gòu)的局部放大剖視圖。
本發(fā)明第九實(shí)施例，在圓規(guī)形支承臂5a的角部通過(guò)彈性體6g安裝有壓鐵7g。其它結(jié)構(gòu)與第八實(shí)施例相同，可獲得同樣的效果。
權(quán)利要求
1.一種盤(pán)式制動(dòng)裝置，其特征在于在對(duì)應(yīng)于油壓的作用而擠壓盤(pán)形轉(zhuǎn)子的機(jī)構(gòu)的一部分上通過(guò)彈性體安裝壓鐵。
2.如權(quán)利要求1所述的盤(pán)式制動(dòng)裝置，其特征在于上述機(jī)構(gòu)的一部分為活塞，上述壓鐵配置于該活塞的內(nèi)側(cè)空間。
3.如權(quán)利要求2所述的盤(pán)式制動(dòng)裝置，其特征在于在上述活塞的內(nèi)側(cè)立設(shè)桿，在該桿上通過(guò)彈性體安裝壓鐵。
4.如權(quán)利要求2所述的盤(pán)式制動(dòng)裝置，其特征在于彈性體粘接于上述活塞的內(nèi)壁，壓鐵安裝于該彈性體上。
5.如權(quán)利要求2所述的盤(pán)式制動(dòng)裝置，其特征在于彈性體通過(guò)金屬構(gòu)件粘接于上述活塞的內(nèi)壁，壓鐵安裝于該彈性體上。
6.如權(quán)利要求1所述的盤(pán)式制動(dòng)裝置，其特征在于上述機(jī)構(gòu)的一部分為外制動(dòng)瓦片的襯里。
7.如權(quán)利要求6所述的盤(pán)式制動(dòng)裝置，其特征在于在上述襯里立設(shè)有貫穿圓規(guī)形支承臂的桿，在該桿上通過(guò)彈性體安裝壓鐵。
8.如權(quán)利要求1所述的盤(pán)式制動(dòng)裝置，其特征在于上述機(jī)構(gòu)為圓規(guī)形支承臂。
9.如權(quán)利要求8所述的盤(pán)式制動(dòng)裝置，其特征在于在上述圓規(guī)形支承臂上立設(shè)桿，在該桿上通過(guò)彈性體安裝壓鐵。
10.如權(quán)利要求1-9中任何一項(xiàng)所述的盤(pán)式制動(dòng)裝置，其特征在于當(dāng)上述壓鐵的質(zhì)量為m，上述彈性體的彈簧系數(shù)為k時(shí)，則通過(guò)上述彈性體安裝的壓鐵的固有振動(dòng)頻率fo=(1/(2π))(k/m)]]>被設(shè)定為大體等于該制動(dòng)蹄的噪音頻率fs或小于該噪音頻率fs。
全文摘要
有效地降低汽車(chē)制動(dòng)時(shí)發(fā)出的制動(dòng)噪音(“吱-”這樣令人不愉快的聲音)。在盤(pán)式制動(dòng)器的振動(dòng)構(gòu)件(制動(dòng)瓦片、活塞、圓規(guī)形支承臂)通過(guò)彈性體安裝壓鐵，該振動(dòng)構(gòu)件由兩塊制動(dòng)瓦片從兩側(cè)夾持住盤(pán)形轉(zhuǎn)子以施加制動(dòng)力。通過(guò)以介入彈性體的方式于振動(dòng)構(gòu)件上安裝壓鐵，則壓鐵受到制動(dòng)瓦片的振動(dòng)而振動(dòng)。壓鐵的振動(dòng)在低頻具有與制動(dòng)瓦片振動(dòng)相同的相位，而隨著制動(dòng)瓦片振動(dòng)頻率的提高，壓鐵的振動(dòng)相位與制動(dòng)瓦片的振動(dòng)相位產(chǎn)生偏移。在某一頻率的附近以及其以上的頻率，其相位差大體為180度。通過(guò)將該頻率與制動(dòng)噪音頻率相配合，可由壓鐵的振動(dòng)抑制制動(dòng)瓦片的振動(dòng)。只需增加廉價(jià)的零件，即可將盤(pán)式制動(dòng)器的尺寸大的大型車(chē)輛的制動(dòng)噪音降低到實(shí)用上足夠低的程度，即使更換制動(dòng)瓦片也能維持原來(lái)的性能。
文檔編號(hào)F16D65/00GK1137821SQ9519108
公開(kāi)日1996年12月11日 申請(qǐng)日期1995年10月4日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月28日
發(fā)明者田中慎一, 田中繁 申請(qǐng)人:日野自動(dòng)車(chē)工業(yè)株式會(huì)社