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Elucidation of in-plane squeal phenomena of disk brake focusing on natural vibration of brake disk

Research Project

Project/Area Number 16K06160
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Dynamics/Control
Research InstitutionThe University of Shiga Prefecture

Principal Investigator

Oura Yasunori  滋賀県立大学, 工学部, 准教授 (60512770)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 田中 昂  滋賀県立大学, 工学部, 助教 (60759273)
栗田 裕  大阪産業大学, 工学部, 教授 (70275171)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2018: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywordsディスクブレーキ / 面内鳴き / 固有振動 / 自励振動 / 鳴き実験 / 振動対策 / 鳴き / 面内振動 / 連成振動 / 機械力学
Outline of Final Research Achievements

Disk brakes used in automobiles and industrial machines sometime generate high frequency noises called squeal. When the brake disk expands and contracts in the in-plane direction, it is called in-plane squeal. We clarified the generation mechanism of in-plane squeal. First, a simple analysis model was created in which the disk vibrated in-plane and out-of-plane simultaneously. It was theoretically shown that a squeal occurs when the disk has a natural vibration that oscillates at an out-of-plane amplitude 1 relative to an in-plane amplitude of 10. Next, it was measured that such a natural vibration existed in the practical disk where in-plane squeal occurs. In addition, we have developed a device that simplifies the structure of the pad caliper so that in-plane squeal can be generated stably. In the future, we will make changes to the disk to reduce in-plane squeal and verify the effect.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

自動車の鳴きが発生すると運転者や周囲は不快である。また、産業用機械の鳴きは、健康被害の原因となる。近年、無対策では頻発する「面外鳴き」の理論的な対策設計がなされ、比較的静粛な環境が実現している。その結果、発生頻度は稀なものの、従来の鳴き対策では対応できない「面内鳴き」は、機械の故障と認識されるなど、重篤な問題となる。有限要素法などの大自由度のモデルを解析する技術は、発生メカニズムが認知の「面外鳴き」の対策に活用されているが、発生メカニズム自体が不明な「面内鳴き」には対応できなかった。本研究は面内鳴きの発生メカニズムを理論と実験の両面から示すものであり、今後の面内鳴き対策の検討に有用である。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2018 2017 2016

All Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Presentation] ディスクブレーキの面内鳴き振動の計測2018

    • Author(s)
      渡邊和眞,栗田裕,大浦靖典,田中昂,西澤 幸男,青木勇祐,兼平康行,尾畑聡史,金本将季
    • Organizer
      日本機械学会2018年度年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ディスクブレーキの面内鳴き現象2017

    • Author(s)
      金本 将季,栗田 裕,大浦 靖典,田中 昂,勝見 康平,岡田 歩,西澤 幸男,青木 勇祐,兼平 康行
    • Organizer
      日本機械学会関西支部第92期定時総会講演会
    • Place of Presentation
      大阪大学 吹田キャンパス
    • Year and Date
      2017-03-13
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] In-plane squeal vibration generated in disk brake2017

    • Author(s)
      Masaki kanemoto , Yutaka Kurita, Yasunori Oura , Takashi Tanaka, Yukio Nishizawa , Yusuke Aoki, Yasuyuki Kanehira, Satoshi Obata
    • Organizer
      The 5th Japan-Korea Joint Symposium on Dynamics & Control
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ディスクブレーキにおけるディスク面内方向の固有振動と鳴きの発生2016

    • Author(s)
      金本 将季,栗田 裕,大浦 靖典,田中 昂,西澤 幸男,青木 勇祐,兼平 康行
    • Organizer
      Dynamics & Design Conference 2016
    • Place of Presentation
      山口大学 常盤キャンパス
    • Year and Date
      2016-08-23
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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