(57)【要約】  回転軸線１８の周りに回転可能で互いに対向する一対の摩擦面２０Ｓ、２２Ｓに対しそれぞれ押圧される摩擦部材１４、１６と、摩擦部材の間に回転トルクを伝達し、くさび作用を利用して回転トルクを回転軸線に沿って摩擦部材を離間させる力に変換し、押圧力を増力する増力機構４６と、摩擦部材の一方を摩擦面に対し押圧する力を制御する押圧力制御機構３４と、押圧力制御機構３４により制御される力が０であるときには、摩擦部材１４、１６を標準位置に復元させる復元機構１４２と、を有する摩擦ブレーキ装置１０。
2013157645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸線の周りに回転可能な第一及び第二の摩擦面であって、前記回転軸線に垂直に延在し、かつ、互いに対向する第一及び第二の摩擦面と、
前記第一及び第二の摩擦面の間に配置された第一及び第二の摩擦部材であって、前記回転軸線に沿って変位可能に、かつ、前記回転軸線の周りに相対回転変位可能に支持された第一及び第二の摩擦部材と、
前記第一及び第二の摩擦部材の少なくとも一方を対応する摩擦面に対し押圧する力を制御する押圧力制御機構と、
前記第一及び第二の摩擦部材の少なくとも一方が対応する摩擦面より受ける回転トルクによって、前記第一及び第二の摩擦部材が前記回転軸線の周りに相対回転変位せしめられることにより発生するくさび作用を利用して、前記回転トルクを前記第一及び第二の摩擦部材を離間させる方向の力に変換すると共に、前記第一及び第二の摩擦部材がそれぞれ前記第一及び第二の摩擦面を押圧する反力を前記第一及び第二の摩擦部材の間に相互に伝達する増力機構と、を有し、
前記押圧力制御機構により制御される力が０であるときには、前記増力機構は前記力の変換による増力を行わず、
前記増力機構は、前記回転軸線の周りの前記第一及び第二の摩擦部材の相対回転変位が０である位置を標準位置として、前記押圧力制御機構により制御される力が０であるときには、前記第一及び第二の摩擦部材を前記標準位置に復元させる標準位置復元機構を備えている、
ことを特徴とする摩擦ブレーキ装置。
【請求項２】
前記摩擦ブレーキ装置は、前記第一及び第二の摩擦部材が前記標準位置にあるときにおける前記第一及び第二の摩擦部材の少なくとも一方と対応する摩擦面との間のクリアランスが増大すると、前記第一及び第二の摩擦部材を前記回転軸線に沿って離間させる方向へ相対変位させることにより、前記クリアランスを低減するクリアランス調整機構を有することを特徴とする請求項１に記載の摩擦ブレーキ装置。
【請求項３】
前記標準位置復元機構は、前記第一及び第二の摩擦部材が前記標準位置より相対回転変位することにより、それぞれ前記第一及び第二の摩擦部材によって弾性変形せしめられる第一及び第二の弾性部材を有し、前記第一及び第二の弾性部材は弾性力によりそれぞれ前記第一及び第二の摩擦部材を前記標準位置へ付勢することを特徴とする請求項１又は２に記載の摩擦ブレーキ装置。
【請求項４】
前記クリアランス調整機構は、前記第一及び第二の摩擦部材の一方により前記回転軸線に沿って前記一方の摩擦部材に対し相対変位可能に支持されたスライダであって、前記一方の摩擦部材の対向面を有するスライダと、前記クリアランスが増大すると、前記スライダを他方の摩擦部材へ向けて変位させる駆動装置とを有する、
ことを特徴とする請求項２に記載の摩擦ブレーキ装置。
【請求項５】
前記増力機構は、それぞれ前記第一及び第二の摩擦部材に設けられ互いに対向する第一及び第二の対向面であって、前記回転軸線に垂直な仮想平面に対し同一の方向に傾斜する領域を含む第一及び第二の対向面を有し、前記第一及び第二の対向面の共働により、前記第一及び第二の摩擦部材の相対回転トルクを、前記第一及び第二の摩擦部材を離間させる方向の力に変換するよう構成されていることを特徴とする請求項１ないし４の何れか一つに記載の摩擦ブレーキ装置。
【請求項６】
前記第一及び第二の摩擦部材が前記標準位置にあるときには、前記第一及び第二の摩擦面の側の前記第一及び第二の摩擦部材の表面の間の前記回転軸線に沿う方向の距離が最小になることを特徴とする請求項１ないし５の何れか一つに記載の摩擦ブレーキ装置。
【請求項７】
前記第一及び第二の対向面は前記仮想平面に対する傾斜角が０の領域を有し、前記傾斜角が０の領域の両側に於ける前記第一及び第二の対向面は前記仮想平面に対し互いに逆方向へ傾斜していることを特徴とする請求項６に記載の摩擦ブレーキ装置。
【請求項８】
前記増力機構は、前記第一及び第二の対向面の間に配置された転動体を有し、
前記標準位置復元機構は、前記転動体の両側にて前記転動体と前記第一及び第二の摩擦部材との間に弾装された第一及び第二の弾性部材であって、前記第一及び第二の摩擦部材が前記標準位置より相対回転変位することにより、前記第一及び第二の摩擦部材によって弾性変形せしめられ前記転動体を互いに逆方向へ押圧する第一及び第二の弾性部材を有し、
前記第一及び第二の弾性部材は、前記押圧力制御機構により制御される力が０であるときには、前記第一及び第二の対向面の前記傾斜角が０の領域の間に前記転動体を位置決めすることを特徴とする請求項７に記載の摩擦ブレーキ装置。
【請求項９】
前記第一及び第二の弾性部材と前記第一及び第二の摩擦部材との間にはそれぞれ支持部材が配置されていることを特徴とする請求項８に記載の摩擦ブレーキ装置。
【請求項１０】
前記クリアランス調整機構は、前記一方の摩擦部材に対する前記スライダの相対変位方向を横切る方向へ前記スライダに対し相対変位可能に支持されたくさび部材を含み、
前記駆動装置は、前記くさび部材が前記スライダを他方の摩擦部材へ向けて変位させる方向へ前記くさび部材を押圧する押圧部材を含んでいる、
ことを特徴とする請求項４に記載の摩擦ブレーキ装置。
【請求項１１】
前記スライダ及び前記くさび部材の一方はそれらの他方に対向する側にラチェット歯を有し、前記スライダ及び前記くさび部材の他方はラチェット歯に対し弾性的に押圧されたラチェット爪を支持しており、前記ラチェット歯及び前記ラチェット爪は互いに共働して前記くさび部材が前記押圧部材の押圧方向とは逆の方向へ前記スライダに対し相対変位することを阻止することを特徴とする請求項１０に記載の摩擦ブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩擦ブレーキ装置に係り、更に詳細にはブレーキロータに摩擦部材を押圧することにより摩擦力を発生させる摩擦ブレーキ装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
摩擦ブレーキ装置に於いて、摩擦部材をブレーキロータに押圧すると共に、摩擦部材がブレーキロータより受ける回転トルクを利用してくさび作用を発生させ、これによりブレーキロータに対する摩擦部材の押圧力を増大させる構造が既に知られている。例えば下記の特許文献１には、くさび作用を発生させる自己倍力機構を有する摩擦ブレーキ装置が記載されている。【０００３】
この種の摩擦ブレーキ装置によれば、くさび作用による押圧力の増大が行われないブレーキ装置に比して、摩擦部材を押圧する押圧装置の押圧力を高くすることなくブレーキ装置が発生する制動力を高くすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２２５９０２号公報
【発明の概要】
【０００５】
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし上記特許文献１に記載されている如き従来のくさび作用を発生させる摩擦ブレーキ装置においては、押圧力の反力を支持する部材が押圧装置とは独立に構成されているため、ブレーキ装置の構造が複雑になることが避けられない。また、押圧装置及びくさび作用による押圧力の増大はブレーキロータの一方の側に於いてしか行われないため、制動力を十分に高くするができない。
【０００６】
また、特許文献１に記載されている如き摩擦ブレーキ装置における上記問題を解消すべく、一対の摩擦部材がブレーキロータの互いに対向する摩擦面に対し押圧され、一対の摩擦部材が相対回転することによりくさび作用が発生するようにすることが考えられる。この構成によれば、ブレーキ装置の構造が複雑になることを回避しつつ、くさび作用を効果的に利用して制動力を高くすることができる。
【０００７】
しかし、その場合には、ブレーキ装置の非作動中に一対の摩擦部材が相対回転すると、くさび作用が発生し、一対の摩擦部材が不必要に摩擦面に対し押圧される。そのため、ブレーキ装置が作動していない非制動時に、不必要な制動力が発生し、これに起因して車両の乗員が所謂引きずりを感じたり、摩擦部材が早期に摩耗したりし易いという問題がある。
【０００８】
本発明は、くさび作用を発生させる従来の摩擦ブレーキ装置における上述の如き問題及びこれを解消せんとする場合の問題に鑑みてなされたものである。そして本発明の主要な課題は、非制動時に不必要な制動力が発生する虞れを低減しつつ、くさび作用を効果的に利用して制動力を十分に高くすることである。
【０００９】
〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
本発明によれば、回転軸線の周りに回転可能な第一及び第二の摩擦面であって、回転軸線に垂直に延在し、かつ、互いに対向する第一及び第二の摩擦面と、第一及び第二の摩擦面の間に配置された第一及び第二の摩擦部材であって、回転軸線に沿って変位可能にし、かつ、回転軸線の周りに相対回転変位可能に支持された第一及び第二の摩擦部材と、第一及び第二の摩擦部材の少なくとも一方を対応する摩擦面に対し押圧する力を制御する押圧力制御機構と、第一及び第二の摩擦部材の少なくとも一方が対応する摩擦面より受ける回転トルクによって、第一及び第二の摩擦部材が回転軸線の周りに相対回転変位せしめられることにより発生するくさび作用を利用して、回転トルクを第一及び第二の摩擦部材を離間させる方向の力に変換すると共に、第一及び第二の摩擦部材がそれぞれ第一及び第二の摩擦面を押圧する反力を第一及び第二の摩擦部材の間に相互に伝達する増力機構と、を有し、押圧力制御機構により制御される力が０であるときには、増力機構は力の変換による増力を行わず、増力機構は、回転軸線の周りの第一及び第二の摩擦部材の相対回転変位が０である位置を標準位置として、押圧力制御機構により制御される力が０であるときには、第一及び第二の摩擦部材を標準位置に復元させる標準位置復元機構を備えている、ことを特徴とする摩擦ブレーキ装置が提供される。
【００１０】
上記の構成に於いて、第一及び第二の摩擦面が回転軸線の周りに回転している状況に於いて、押圧力制御機構により押圧力が制御され第一及び第二の摩擦部材の一方が対応する摩擦面に対し押圧されると、それらは摩擦係合する。よって、一方の摩擦部材は対応する摩擦面より回転軸線の周りの回転トルクを受け、他方の摩擦部材に対し相対的に回転軸線の周りに回転し、増力機構によって回転トルクが第一及び第二の摩擦部材を離間させる方向の力に変換される。そしてこの力は押圧力制御機構により制御される押圧力に比例する。
【００１１】
よって、上記の構成によれば、押圧力制御機構によって押圧力を制御することにより、第一及び第二の摩擦部材を離間させる方向の力を制御し、これにより第一及び第二の摩擦面に対し第一及び第二の摩擦部材を押圧する力を制御して制動力を制御することができる。この場合、第一及び第二の摩擦部材を離間させる方向の力はくさび作用を利用して回転トルクを変換することにより発生されるので、くさび作用が利用されない場合に比して制動力を高くすることができる。
【００１２】
また、第一及び第二の摩擦部材は互いに対向する第一及び第二の摩擦面の間に位置し、第一及び第二の摩擦部材は増力機構による力の変換によって増力される力によりそれぞれ第一及び第二の摩擦面に対し押圧される。そして、それらの押圧力の反力は増力機構により他方の摩擦部材へ伝達される。
【００１３】
よって、上記の構成によれば、押圧力の発生及びその反力の支持が別の部材により行われる構造の場合に比して、ブレーキ装置の構造を簡単なものにすることができる。また、一つの摩擦面に対してしか摩擦部材が押圧されない場合に比して、制動力を高くすることができる。従って、ブレーキ装置の構造が複雑になることを回避しつつ、くさび作用を効果的に利用して制動力を十分に高くすることができる。
【００１４】
さらに、押圧力制御機構により制御される力が０であるときには、第一及び第二の摩擦部材は標準位置復元機構により標準位置、すなわち、回転軸線の周りの第一及び第二の摩擦部材の相対回転変位が０である位置に復元せしめられる。よって、くさび作用は発生しないので、増力機構により力の変換及び反力の伝達が行われること及び一対の摩擦部材が不必要に摩擦面に対し押圧されることを防止することができる。従って、ブレーキ装置が作動していない非制動時に、不必要な制動力が発生し、これに起因して車両の乗員が所謂引きずりを感じたり、摩擦部材が早期に摩耗したりする虞れを低減することができる。
【００１５】
また、本発明によれば、上記の構成に於いて、摩擦ブレーキ装置は、第一及び第二の摩擦部材が標準位置にあるときにおける第一及び第二の摩擦部材の少なくとも一方と対応する摩擦面との間のクリアランスが増大すると、第一及び第二の摩擦部材を回転軸線に沿って離間させる方向へ相対変位させることにより、クリアランスを低減するクリアランス調整機構を有するよう構成されてよい。
【００１６】
上記の構成によれば、第一及び第二の摩擦部材の少なくとも一方と対応する摩擦面との間のクリアランスが増大しても、クリアランス調整機構により二つの摩擦部材が回転軸線に沿って離間させる方向へ相対変位せしめられ、クリアランスが低減される。よって、非制動時に第一及び第二の摩擦部材が第一及び第二の摩擦面の間にてがたつくことを、長期間に亘り防止することができる。
【００１７】
また、制動開始時には、第一及び第二の摩擦部材を速やかに第一及び第二の摩擦面に当接させることができる。よって、制動開始時の制動力の発生開始を円滑に行わせることができ、また、上記クリアランスに起因して制動開始時におけるブレーキ装置の制動力発生の応答性が変動する虞れを低減することができる。
【００１８】
また、本発明によれば、上記の構成に於いて、標準位置復元機構は、第一及び第二の摩擦部材が標準位置より相対回転変位することにより、それぞれ第一及び第二の摩擦部材によって弾性変形せしめられる第一及び第二の弾性部材を有し、第一及び第二の弾性部材は弾性力によりそれぞれ第一及び第二の摩擦部材を標準位置へ付勢するよう構成されてよい。
【００１９】
上記の構成によれば、非制動時に第一及び第二の摩擦部材が仮に標準位置より相対回転変位しても、第一及び第二の摩擦部材はそれぞれ第一及び第二の弾性部材の弾性力により標準位置へ付勢されることにより、標準位置へ戻される。よって、非制動時に第一及び第二の摩擦部材が標準位置より相対回転変位した状態になって、くさび作用が発生する虞れを効果的に低減することができる。
【００２０】
また本発明によれば、上記の構成に於いて、クリアランス調整機構は、第一及び第二の摩擦部材の一方により回転軸線に沿って一方の摩擦部材に対し相対変位可能に支持されたスライダであって、一方の摩擦部材の対向面を有するスライダと、クリアランスが増大すると、スライダを他方の摩擦部材へ向けて変位させる駆動装置とを有するよう構成されてよい。
【００２１】
上記の構成によれば、一方の摩擦部材の対向面を有するスライダが、第一及び第二の摩擦部材の一方により回転軸線に沿って一方の摩擦部材に対し相対変位可能に支持されている。そして、クリアランスが増大すると、スライダが駆動装置によって他方の摩擦部材へ向けて変位さしめられる。よって、非制動時に第一及び第二の摩擦部材と対応する摩擦面との間のクリアランスや第一及び第二の摩擦部材の第一及び第二の対向面の間のクリアランスが過大になることを効果的に防止することができる。
【００２２】
また本発明によれば、上記の構成に於いて、増力機構は、それぞれ第一及び第二の摩擦部材に設けられ互いに対向する第一及び第二の対向面であって、回転軸線に垂直な仮想平面に対し同一の方向に傾斜する領域を含む第一及び第二の対向面を有し、第一及び第二の対向面の共働により、第一及び第二の摩擦部材の相対回転トルクを、第一及び第二の摩擦部材を離間させる方向の力に変換するよう構成されてよい。
【００２３】
上記の構成によれば、第一及び第二の摩擦部材が相対回転すると、第一及び第二の対向面の共働により、第一及び第二の摩擦部材の相対回転トルクがそれらの摩擦部材を離間させる方向の力に変換される。よって、第一及び第二の摩擦面に対し第一及び第二の摩擦部材を押圧する力を、回転トルクを有効に利用して効果的に増力することができる。また第一及び第二の摩擦面に対し第一及び第二の摩擦部材を押圧する反力を、第一及び第二の対向面を経て第一及び第二の摩擦部材の間に相互に効果的に伝達することができる。
【００２４】
また本発明によれば、上記の構成に於いて、第一及び第二の摩擦部材が標準位置にあるときには、第一及び第二の摩擦面の側の第一及び第二の摩擦部材の表面の間の回転軸線に沿う方向の距離が最小になるよう構成されてよい。
【００２５】
上記の構成によれば、第一及び第二の摩擦部材が標準位置にあるときには、第一及び第二の摩擦面の側の第一及び第二の摩擦部材の表面の間の回転軸線に沿う方向の距離が最小になる。よって、押圧力制御機構により制御される力が０であるときには、第一及び第二の摩擦部材が第一及び第二の摩擦面を押圧することを効果的に防止することができる。
【００２６】
また本発明によれば、上記の構成に於いて、第一及び第二の対向面は仮想平面に対する傾斜角が０の領域を有し、傾斜角が０の領域の両側に於ける第一及び第二の対向面は仮想平面に対し互いに逆方向へ傾斜しているよう構成されてよい。
【００２７】
上記の構成によれば、第一及び第二の摩擦面が回転軸線の周りに何れの方向へ回転する場合にも、増力機構により回転トルクの伝達、二つの押圧部材を離間させる方向の力への変換、二つの押圧部材の間に於ける押圧力の反力の伝達を行わせることができる。よって、第一及び第二の摩擦面が何れの方向へ回転する場合にも、制動が開始される際に、第一及び第二の対向面は傾斜角が０の領域にて互いに対向する状況より仮想平面に対し傾斜した領域にて互いに対向する状況へ速やかに移行することができる。従って、非制動時に不必要な制動力が発生することを防止しつつ、第一及び第二の摩擦面が何れの方向へ回転する場合にも、制動開始時に応答性よく制動力の発生を開始させることができる。
【００２８】
また本発明によれば、上記の構成に於いて、増力機構は、第一及び第二の対向面の間に配置された転動体を有し、標準位置復元機構は、転動体の両側にて転動体と第一及び第二の摩擦部材との間に弾装された第一及び第二の弾性部材であって、第一及び第二の摩擦部材が標準位置より相対回転変位することにより、第一及び第二の摩擦部材によって弾性変形せしめられ転動体を互いに逆方向へ押圧する第一及び第二の弾性部材を有し、第一及び第二の弾性部材は、押圧力制御機構により制御される力が０であるときには、第一及び第二の対向面の傾斜角が０の領域の間に転動体を位置決めするようになっていてよい。
【００２９】
上記の構成によれば、第一及び第二の摩擦部材が標準位置より相対回転変位すると、第一及び第二の弾性部材が弾性変形せしめられ、それらの弾性力により転動体は第一及び第二の対向面の傾斜角が０の領域の間に付勢され位置決めされる。よって、非制動時には転動体を第一及び第二の対向面の傾斜角が０の領域の間に位置決めし、これにより第一及び第二の対向面の回転軸線に対し傾斜した領域と転動体との共働によりくさび作用が発生される虞れを効果的に低減することができる。
【００３０】
また本発明によれば、上記の構成に於いて、第一及び第二の弾性部材と第一及び第二の摩擦部材との間にはそれぞれ支持部材が配置されていてよい。
【００３１】
上記の構成によれば、第一及び第二の摩擦部材が標準位置より相対回転変位しても、第一及び第二の弾性部材は支持部材を介して第一又は第二の摩擦部材を押圧することができる。よって、第一及び第二の弾性部材と第一及び第二の摩擦部材との間に支持部材が配置されていない場合に比して、第一及び第二の対向面の傾斜角が０の領域の間の位置へ転動体を良好に付勢し戻すことができる。
【００３２】
また本発明によれば、上記の構成に於いて、クリアランス調整機構は、一方の摩擦部材に対するスライダの相対変位方向を横切る方向へスライダに対し相対変位可能に支持されたくさび部材を含み、駆動装置は、くさび部材がスライダを他方の摩擦部材へ向けて変位させる方向へくさび部材を押圧する押圧部材を含んでいてよい。
【００３３】
上記の構成によれば、第一及び第二の摩擦部材の少なくとも一方と対応する摩擦面との間のクリアランスが増大すると、駆動装置の押圧部材の押圧により、くさび部材がスライダを他方の摩擦部材へ向けて変位させる方向へ駆動される。よって、クリアランスの増大を検出したり、特別な駆動装置を作動させたりすることなく、摩擦部材と摩擦面との間のクリアランスや第一及び第二の対向面の間のクリアランスが過大になることを防止することができる。
【００３４】
また本発明によれば、上記の構成に於いて、スライダ及びくさび部材の一方はそれらの他方に対向する側にラチェット歯を有し、スライダ及びくさび部材の他方はラチェット歯に対し弾性的に押圧されたラチェット爪を支持しており、ラチェット歯及びラチェット爪は互いに共働してくさび部材が押圧部材の押圧方向とは逆の方向へスライダに対し相対変位することを阻止するようになっていてよい。
【００３５】
上記の構成によれば、第一及び第二の摩擦部材の少なくとも一方と対応する摩擦面との間のクリアランスが増大すると、くさび部材が押圧部材により押圧されているので、ラチェット爪はラチェット歯の山を越えて次の谷に係合することができる。よって、クリアランス調整機構の機能を確保することができる。また、ラチェット歯及びラチェット爪の共働により、くさび部材が押圧部材の押圧方向とは逆の方向へスライダに対し相対変位することが阻止されるので、くさび部材の逆の方向への相対変位に起因して、低減されたクリアランスが再度増大することを防止することができる。
【００３６】
さらに、ラチェット歯の山の傾斜角がくさび部材及びスライダの互いに対向する部分の傾斜角よりも小さい場合には、押圧部材の押圧力に起因してスライダが一方の摩擦部材を過大に押圧する虞れを低減することができる。すなわち、ラチェット歯及びラチェット爪が設けられていない場合に比して、押圧部材の押圧力がスライダにより一方の摩擦部材を押圧する力に変換される割合を小さくすることができる。従って、非制動時に第一及び第二の摩擦部材が対応する摩擦面と摩擦係合することに起因して、不必要な制動力が発生される虞れを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】電磁式の車両用ブレーキ装置として構成された本発明による摩擦ブレーキ装置の第一の実施形態を、回転軸線を通る切断面にて切断して示す部分断面図である。
【図２】第一の実施形態を図１の右方より見た部分正面図である。
【図３】第一及び第二の押圧部材が標準位置にある場合について力伝達機構を示す図２のIII−IIIに沿う部分断面図である。
【図４】第一及び第二の押圧部材が相対変位した場合について力伝達機構を示す部分断面図である。
【図５】電磁式の車両用ブレーキ装置として構成された本発明による摩擦ブレーキ装置の第二の実施形態を、回転軸線を通る切断面にて切断して示す部分断面図である。
【図６】第二の実施形態を図４の右方より見た部分正面図である。
【図７】図６のVII−VIIに沿う部分断面図である。
【図８】油圧式の車両用ブレーキ装置として構成された本発明による摩擦ブレーキ装置の第三の実施形態を、回転軸線を通る切断面にて切断して示す部分断面図である。
【図９】第三の実施形態を図８の右方より見た部分正面図である。
【図１０】図８のＸ−Ｘに沿う部分断面図である。
【図１１】第三の実施形態のガタ抑制機構の修正例を示す断面図である。
【図１２】電磁式の車両用ブレーキ装置として構成された本発明による摩擦ブレーキ装置の第五の実施形態を、回転軸線を通る切断面にて切断して示す部分断面図である。
【図１３】第五の実施形態を図１２の右方より見た部分正面図である。
【図１４】図１３のXIV−XIVに沿う拡大部分断面図である。
【図１５】電磁式の車両用ブレーキ装置として構成された本発明による摩擦ブレーキ装置の第五の実施形態を、回転軸線を通る切断面にて切断して示す部分断面図である。
【図１６】第五の実施形態を図１５の右方より見た部分正面図である。
【図１７】図１６のXVII−XVIIに沿う拡大部分断面図である。
【図１８】本発明による摩擦ブレーキ装置における押圧力の増力及びガタ抑制の原理を示す説明図である。
【図１９】力伝達機構のカム面の一つの修正例を示す部分断面図である。
【図２０】力伝達機構のカム面の他の一つの修正例を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施形態について詳細に説明する。
【００３９】
［第一の実施形態］
図１は、電磁式の車両用ブレーキ装置として構成された本発明による摩擦ブレーキ装置の第一の実施形態を回転軸線を通る切断面にて切断して示す部分断面図、図２は、第一の実施形態を図１の右方より見た部分正面図、図３は、図２のIII−IIIに沿う部分断面図である。なお、図１は図２のI−Iに沿う断面図である。
【００４０】
図１において、１０はブレーキ装置を全体的に示しており、ブレーキ装置１０は、ブレーキロータ１２と、第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６とを有している。ブレーキロータ１２は、図には示されていない車輪の回転軸１７と共に一体的に回転軸線１８の周りに回転する。特に、図示の実施形態においては、ブレーキロータ１２は、回転軸１７と一体をなすメインロータ２０と、該メインロータと共に一体的に回転するサブロータ２２とを有している。メインロータ２０及び第一の押圧部材１４は常磁性を有する金属材料にて形成されているが、第二の押圧部材１６及びサブロータ２２は常磁性を有しない金属材料にて形成されていてよい。
【００４１】
メインロータ２０は、回転軸線１８に沿って隔置されたディスク部２０Ａと円筒部２０Ｂとを有している。ディスク部２０Ａは、内周部にて回転軸１７と一体に連結され、回転軸線１８に垂直に回転軸線１８の周りに実質的に円環板状に延在している。円筒部２０Ｂは、ディスク部２０Ａの外周部と一体に接続され、回転軸線１８の周りに円筒状に延在している。サブロータ２２は、回転軸線１８に垂直に回転軸線１８の周りに円環板状に延在し、外周部にて円筒部２０Ｂのディスク部２０Ａとは反対側の端部に複数のボルト２４によって連結されている。
【００４２】
なお、ディスク部２０Ａ及びサブロータ２２は、互いに同一の厚さを有し、円筒部２０Ｂの厚さはディスク部２０Ａ及びサブロータ２２の厚さよりも小さい。しかし、円筒部２０Ｂは、回転軸線１８の周りに円筒状に延在しているので、ディスク部２０Ａ及びサブロータ２２よりも高い剛性を有している。
【００４３】
かくして、ディスク部２０Ａ及びサブロータ２２は、それぞれ回転軸線１８に垂直に回転軸線１８の周りに円環板状に延在し回転軸線１８に沿って互いに隔置された第一及び第二のディスク部として機能する。円筒部２０Ｂは、ボルト２４と共働してディスク部２０Ａ及びサブロータ２２の外周部を一体的に接続する接続部として機能する。ディスク部２０Ａ、円筒部２０Ｂ及びサブロータ２２は、回転軸線１８を通る径方向の切断面で見て径方向内方へ開いたコの字形の断面形状をなしている。ディスク部２０Ａ及びサブロータ２２の互いに対向する面は、回転軸線１８に垂直に互いに平行に回転軸線１８の周りに全周に亘り延在する第一の摩擦面２０Ｓ及び第二の摩擦面２２Ｓをそれぞれ郭定している。
【００４４】
回転軸１７は、一対のボールベアリング２６を介して静止部材としての車輪支持部材２８のスリーブ部２８Ａにより回転軸線１８の周りに回転可能に支持されている。一対のボールベアリング２６と回転軸１７とスリーブ部２８Ａとの間の空間は、グリースの如き潤滑剤にて充填されている。一対のボールベアリング２６に対し軸線方向両側には一対のシール部材３０が配置されており、シール部材３０は、ボールベアリング２６に粉塵や泥水が侵入しないよう回転軸１７とスリーブ部２８Ａとの間をシールしている。
【００４５】
図には示されていないが、メインロータ２０のディスク部２０Ａは、回転軸線１８の周りに互いに９０°隔置された状態にて４本のボルト３２及びこれに螺合するナットにより車輪のリム部に一体的に連結されるようになっている。従って、回転軸１７及びブレーキロータ１２（メインロータ２０及びサブロータ２２）は、車輪と共に回転軸線１８の周りに回転する。
【００４６】
第一の押圧部材１４は回転軸線１８の周りに全周に亘り延在する環状をなしている。第一の押圧部材１４のディスク部２０Ａの第一の摩擦面２０Ｓに対向する側面には、第一の摩擦係合部材として機能する第一の摩擦係合部１４Ａが一体に形成されており、第一の摩擦係合部１４Ａは回転軸線１８の周りに全周に亘り環帯状に延在している。また、第一の押圧部材１４は回転軸線１８の周りに全周に亘り延在し径方向外方へ開いた環状溝１４Ｂを有している。環状溝１４Ｂにはソレノイド３４が配置されており、ソレノイド３４は回転軸線１８の周りに環状に延在している。
【００４７】
図には示されていないが、ソレノイド３４に対する通電は電子制御装置によって制御される。この場合、ブレーキペダルに対する踏力の如き運転者の制動操作量が検出され、制動操作量が高いほど電流値が高くなるようソレノイド３４に対する制御電流が制御されてよい。
【００４８】
第二の押圧部材１６は互いに一体をなす円環板状部１６Ｘ及び円筒部１６Ｙを有している。円環板状部１６Ｘは回転軸線１８の周りに全周に亘り延在し、円環板状部１６Ｘの外周部は第一の押圧部材１４より隔置された状態にて第一の押圧部材１４とサブロータ２２との間に配置されている。円環板状部１６Ｘの第一の押圧部材１４とは反対側の側面には、第二の摩擦係合部材として機能する第二の摩擦係合部１６Ａが一体に形成されている。第二の摩擦係合部１６Ａは第二の摩擦面２２Ｓに対向する状態にて回転軸線１８の周りに全周に亘り環帯状に延在している。
【００４９】
なお、第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６は例えば粉末焼結法によって製造されることにより、第一の摩擦係合部１４Ａ及び第二の摩擦係合部１６Ａがそれぞれ第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６と一体に形成されてよい。また、摩擦係合部１４Ａ及び１６Ａは、環帯状の摩擦材が円板部の側面に接着又は他の手段により固定されることにより形成されてもよい。さらに、摩擦係合部１４Ａ及び１６Ａは互いに同一の摩擦材料にて構成されているが、互いに異なる摩擦材料にて構成されていてもよい。この場合、摩擦材料は耐久性に優れた任意の摩擦材料であってよいが、特に耐熱性にも優れたセラミック系の摩擦材料であることが好ましい。
【００５０】
円筒部１６Ｙは車輪支持部材２８のスリーブ部２８Ａに僅かな遊びを持って嵌合しており、円筒部１６Ｙの内面及びスリーブ部２８Ａの外面に設けられ回転軸線１８に沿って延在するキー溝にはキー３６が嵌め込まれている。よって、第二の押圧部材１６は車輪支持部材２８により回転軸線１８の周りに回転不能に、かつ、回転軸線１８に沿って変位可能に支持されている。
【００５１】
円環板状部１６Ｘは第一の押圧部材１４の側において径方向外方へ面する円柱状の肩部１６Ｃを有し、第一の押圧部材１４は肩部１６Ｃと径方向に対向する円筒状の肩部１４Ｃを有している。肩部１４Ｃ及び１６Ｃは回転軸線１８の周りに均等に隔置された８箇所において径方向に互いに隔置された領域を有しており、それらの領域における肩部１４Ｃ及び１６Ｃの間にはボール３８が介装されている。ボール３８は実質的に剛固な金属の如き材料にて形成されている。よって、第一の押圧部材１４は第二の押圧部材１６によりボール３８を介して回転軸線１８の周りに回転可能に、かつ、回転軸線１８に沿って変位可能に支持されている。
【００５２】
第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６は、肩部１４Ｃと肩部１６Ｃとの間の領域において互いに対向する側面に、対応するボール３８に係合可能な八つのカム面１４Ｚ及び１６Ｚをそれぞれ有している。図２に示されている如く、各カム面１４Ｚ及び１６Ｚは、対応するボール３８が配置された周方向位置に設けられており、回転軸線１８を中心とする円弧状に延在している。
【００５３】
図３に示されている如く、カム面１４Ｚは、第二の押圧部材１６へ向けて開いた湾曲部１４ＺＡと、該湾曲部に連続して湾曲部の両側に延在する平面状の傾斜部１４ＺＢ及び１４ＺＣとを有している。傾斜部１４ＺＢ及び１４ＺＣは、湾曲部１４ＺＡより離れるにつれて第二の押圧部材１６に近づくよう、回転軸線１８に垂直な仮想平面４０に対し傾斜している。同様に、カム面１６Ｚは第一の押圧部材１４へ向けて開いた湾曲部１６ＺＡと、該湾曲部に連続して湾曲部の両側に延在する平面状の傾斜部１６ＺＢ及び１６ＺＣとを有している。傾斜部１６ＺＢ及び１６ＺＣは、湾曲部１６ＺＡより離れるにつれて第一の押圧部材１４に近づくよう、仮想平面４０に対し傾斜している。
【００５４】
図示の実施形態においては、図３に示されている如く、仮想平面４０に対する傾斜部１４ＺＢ等の傾斜角の大きさは同一である。よって、各ボール３８の径方向に互いに対向する傾斜部１４ＺＢと１６ＺＣ及び１４ＺＣと１６ＺＢは、仮想平面４０に対し互いに同一の方向へ傾斜し、互いに平行に延在している。
【００５５】
図２には示されていないが、第一の実施形態においては、傾斜部１４ＺＢ及び１４ＺＣに対し湾曲部１４ＺＡとは反対の側には、それぞれ半円筒孔１４ＺＤ及び１４ＺＥが設けられている。同様に、傾斜部１６ＺＢ及び１６ＺＣに対し湾曲部１４ＺＡとは反対の側には、それぞれ半円筒孔１６ＺＤ及び１６ＺＥが設けられている。各半円筒孔は接線方向に延在している。半円筒孔１４ＺＤ及び１６ＺＤ内には、ボール３８へ向けて開いた有底円筒状のばね座部材１３０が配置されている。同様に、半円筒孔１４ＺＥ及び１６ＺＥ内には、ボール３８へ向けて開いた有底円筒状のばね座部材１３２が配置されている。
【００５６】
ばね座部材１３０とボール３８に係合するばね座部材１３４との間には、圧縮コイルばね１３６が弾装されている。同様にばね座部材１３２とボール３８に係合するばね座部材１３８との間には、圧縮コイルばね１４０が弾装されている。よって、ボール３８は、圧縮コイルばね１３６及び１４０により両側から互いに向い合う方向へ押圧されており、第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６は周方向にそれらの反力を受ける。また、ばね座部材１３０及び１３２は、それぞれ圧縮コイルばね１３６及び１４０のボール３８とは反対側の端部を支持する支持部材として機能する。
【００５７】
従って、圧縮コイルばね１３６、１４０及びばね座部材１３０等は、ボール３８と共働して、非制動時には第一の押圧部材１４、第二の押圧部材１６、及びボール３８を、図３に示された標準位置に位置決めする標準位置復元機構１４２を形成している。なお、第一の押圧部材１４、第二の押圧部材１６、及びボール３８が標準の位置にあるときにおける圧縮コイルばね１３６及び１４０のばね力は、ボール３８が互いに整合する湾曲部１４ＺＡ及び１６ＺＡの位置より左右方向へ移動することを抑制する程度の力である。また、図示の実施形態においては、標準位置復元機構１４２は八つの全ての力伝達機構４６に設けられているが、標準位置復元機構１４２が設けられていない力伝達機構４６があってもよい。
【００５８】
図１に示されている如く、図示の実施形態においては、サブロータ２２の内周部は車輪支持部材２８のスリーブ部２８Ａに嵌合している。サブロータ２２の内周部とスリーブ部２８Ａとの間には、回転軸線１８の周りに全周に亘り延在するシール部材４２が配置されている。
【００５９】
従って、メインロータ２０及びサブロータ２２は、回転軸１７、車輪支持部材２８、シール部材４２と共働して密閉空間４４を形成しており、第一の押圧部材１４、第二の押圧部材１６、ソレノイド３４及びボール３８は、密閉空間４４に収容されている。そして、密閉空間４４には潤滑剤が充填されている。従って、各ボール３８と肩部１４Ｃ及び１６Ｃとの間及び各ボール３８とカム面１４Ｚ及び１６Ｚとの間には実質的に摩擦力が発生しないようになっている。
【００６０】
なお、図１に示されている如く、ソレノイド３４に制御電流が通電されていないときには、第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６は図３に示された標準位置に位置決めされる。そして、二つの押圧部材が標準位置にあるときには、回転軸線１８に沿う方向の第一の摩擦係合部１４Ａの表面と第二の摩擦係合部１６Ａの表面との間の距離が最小になり、二つの押圧部材を離間させる力は発生しない。よって、第一の摩擦係合部１４Ａ及び第二の摩擦係合部１６Ａは、それぞれディスク部２０Ａ及びサブロータ２２の摩擦面２０Ｓ及び２２Ｓと実質的に摩擦係合しない。
【００６１】
この第一の実施形態において、運転者により制動操作が行われると、制動操作量に対応する制御電流がソレノイド３４に通電され、ソレノイド３４により発生される電磁力によって第一の押圧部材１４とディスク部２０Ａとの間に引力が作用する。そのため、第一の押圧部材１４がディスク部２０Ａに対し押圧されるので、第一の摩擦係合部１４Ａがディスク部２０Ａの第一の摩擦面２０Ｓと摩擦係合する。よって、ソレノイド３４は、第一の押圧部材１４及びディスク部２０Ａと共働して、第一の押圧部材１４をディスク部２０Ａに対し押圧する押圧力を制御する押圧力制御機構として機能する。
【００６２】
図には示されていない車輪が回転していれば、第一の押圧部材１４は第一の摩擦係合部１４Ａとディスク部２０Ａの摩擦面２０Ｓとの間の摩擦力による回転軸線１８の周りの回転トルクを受け、第二の押圧部材１６に対し相対的に回転軸線１８の周りに回転する。その結果、第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６は図４に示されている如く互いに逆方向へ相対回転変位するので、ボール３８の位置に於けるカム面１４Ｚ及び１６Ｚは互いに接近しようとする。しかし、ボール３８は圧縮変形しないので、所謂くさび効果が発生し、第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６は回転軸線１８に沿って互いに離れる方向へ相対変位する。
【００６３】
すなわち、ボール３８及びカム面１４Ｚ、１６Ｚは、互いに共働して第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６を回転軸線１８に沿って互いに離間する方向へ変位させる。また、ボール３８及びカム面１４Ｚ、１６Ｚは、互いに共働して第一の押圧部材１４より第二の押圧部材１６へ回転軸線１８の周りの回転トルクを伝達すると共に、回転トルクを二つの押圧部材を離間させる力に変換する。さらに、ボール３８及びカム面１４Ｚ、１６Ｚは、摩擦係合部材が押圧部材によって摩擦面に対し押圧されることにより発生する反力を二つの押圧部材の間にて相互に伝達する。
【００６４】
よって、ボール３８及びカム面１４Ｚ、１６Ｚは、第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６の間における回転トルクの伝達、回転軸線１８に沿う方向に二つの押圧部材を離間させる力の発生、反力の伝達を行う力伝達機構４６を構成している。第一の摩擦係合部１４Ａ及び第二の摩擦係合部１６Ａは、力伝達機構４６の作用により、それぞれディスク部２０Ａ及びサブディスク２２の摩擦面２０Ｓ及び２２Ｓに対し押圧され、これにより対応する摩擦面と摩擦係合する。
【００６５】
なお、回転トルクはソレノイド３４により発生される電磁力による引力に比例し、第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６を離間させる力は回転トルクに比例する。よって、第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６がそれぞれディスク部２０Ａ及びサブディスク２２に対し及ぼす押圧力は、運転者の制動操作量に比例する。
【００６６】
また、第二の押圧部材１６はキー３６及びこれを受けるキー溝により車輪支持部材２８に対し相対的に回転軸線１８の周りに回転することが阻止される。よって、車輪支持部材２８は、第二の押圧部材１６が第一の押圧部材１４より受ける回転トルクを受け止める回転トルク担持部材として機能する。
【００６７】
かくして、第一の実施形態によれば、制動時にはソレノイド３４が付勢されることにより、摩擦係合部１４Ａ及び１６Ａがそれぞれ押圧部材１４及び１６によってディスク部２０Ａ及びサブディスク２２の摩擦面２０Ｓ及び２２Ｓに対し押圧される。よって、摩擦係合部１４Ａ及び１６Ａと摩擦面２０Ｓ及び２２Ｓとの間の摩擦力により制動力が発生される。
【００６８】
そして、力伝達機構４６により、回転軸線１８の周りの回転トルクが第一の押圧部材１４より第二の押圧部材１６へ伝達されると共に、力伝達機構４６のくさび作用により、回転トルクが二つの押圧部材を離間させる力に変換される。また、押圧部材１４及び１６の押圧により発生される反力が、力伝達機構４６を介して他方の押圧部材へ伝達される。
【００６９】
よって、力伝達機構４６のくさび作用によりブレーキロータ１２の回転トルクを有効に利用して押圧力を増力することができると共に、力伝達機構４６を介して行われる反力の伝達により押圧力を増力することができる。従って、力伝達機構４６は静止部材としての車輪支持部材２８と共働して増力機構として機能するので、力伝達機構４６が設けられていない場合に比して、高い制動力を発生させることができる。なお、この作用効果は、後述の第二及び第三の実施形態においても同様に得られる。
【００７０】
また、第一の実施形態によれば、非制動時には、ソレノイド３４により付勢力は発生されない。そのため、押圧部材１４及び１６の摩擦係合部１４Ａ及び１６Ａはそれぞれディスク部２０Ａ及びサブディスク２２の摩擦面２０Ｓ及び２２Ｓと摩擦係合せず、摩擦係合部１４Ａ及び１６Ａと摩擦面２０Ｓ及び２２Ｓとの間には摩擦力は作用しない。よって、第一の押圧部材１４、第二の押圧部材１６、及びボール３８は、標準位置復元機構１４２の作用により、図３に示された標準位置に位置決めされる。
【００７１】
従って、標準位置復元機構１４２が設けられていない場合に比して、非制動時に、第一の押圧部材１４、第二の押圧部材１６、及びボール３８が標準位置よりずれる状況が発生する虞れを確実に低減することができる。よって、第一の押圧部材１４、第二の押圧部材１６、及びボール３８が標準位置よりずれることに起因して不必要な制動力が発生すること、及びこれに起因して車両の乗員が所謂引きずり感を覚える虞れを効果的に低減することができる。
【００７２】
また、標準位置復元機構１４２が設けられていない場合に比して、非制動時に、ボール３８が互いに整合する湾曲部１４ＺＡ及び１６ＺＡの位置より左右方向へ移動する虞れを確実に低減することができる。よって、制動開始時におけるカム面１４Ｚ、１６Ｚに対するボール３８の位置が変動すること、及びこれに起因して制動開始時におけるブレーキ装置１０の制動力発生の応答性が変動する虞れを効果的に低減することができる。
【００７３】
また、第一の実施形態によれば、押圧部材によって摩擦係合部材を摩擦面に対し押圧することにより発生される反力が押圧部材とは別の部材によって支持される前述の公開公報に記載されたブレーキ装置に比して、構造を簡単なものにすることができる。また、摩擦係合部材がブレーキディスクの一方の摩擦面に対してしか押圧されない前述の公開公報に記載されたブレーキ装置に比して、高い制動トルクを発生させることができる。
【００７４】
特に、第一の実施形態によれば、圧縮コイルばね１３６及び１４０のボール３８とは反対側の端部は、それぞれ支持部材としてのばね座部材１３０及び１３２により支持されている。そして、ばね座部材１３０及び１３２は半円筒孔１４ＺＤ等により形成される円筒状の空間に収容されている。従って、押圧部材１４及び１６が回転軸線の周りに相対的に回転変位した状況において、圧縮コイルばね１３６及び１４０の端部が湾曲する程度を低減し、これによりボール３８をその両側より良好に押圧する状況を確保することができる。
【００７５】
特に、第一の実施形態によれば、押圧部材１４及び１６の摩擦係合部１４Ａ及び１６Ａは常に回転軸線１８の周りの全周に亘りそれぞれディスク部２０Ａ及びサブディスク２２の摩擦面２０Ｓ及び２２Ｓと摩擦接触する。よって、一対の摩擦係合部材がブレーキロータ１２に与える制動トルクが周期的に変動することに起因して、フラッタ、ブレーキペダルの振動、車体の振動などのブレーキ振動が発生する虞れを効果的に低減することができる。
【００７６】
また、押圧及び摩擦接触が全周のごく一部においてしか行われない従来の摩擦ブレーキ装置に比して、ブレーキロータが局部的に周期的に変形したり、ブレーキロータに対する押圧力が周期的に変動したりする虞れを低減することができる。従って、りブレーキロータの振動や異常摩耗及びブレーキ鳴き発生の虞れを効果的に低減することができる。なお、これらの作用効果は後述の第三及び第五の実施形態に於いても同様に得られる。
【００７７】
また、第一の実施形態によれば、ディスク部２０Ａ及びサブディスク２２の摩擦面２０Ｓ及び２２Ｓに対し押圧される摩擦係合部１４Ａ及び１６Ａは、それぞれ押圧部材１４及び１６と一体に形成されている。従って、ディスク部２０Ａ及びサブディスク２２の摩擦面２０Ｓ及び２２Ｓに対し押圧される摩擦係合部材が押圧部材１４及び１６と別体である後述の第二の実施形態の場合に比して、部品点数を少なくし、構造を簡単なものにすることができる。なお、この作用効果は後述の第三及び第五の実施形態に於いても同様に得られる。
【００７８】
［第二の実施形態］
図５は、電磁式の車両用ブレーキ装置として構成された本発明による摩擦ブレーキ装置の第二の実施形態を、回転軸線を通る切断面にて切断して示す部分断面図、図６は、第二の実施形態を図５の右方より見た部分正面図、図７は、図６のVII−VIIに沿う部分断面図である。なお、図５は、図６のＶ−Ｖに沿う断面図である。また、図５及び図６において、図１及び図２に示された部材と同一の部材には図１及び図２において付された符号と同一の符号が付されている。
【００７９】
この第二の実施形態においては、第一の押圧部材１４には回転軸線１８の周りに９０°隔置された四つの位置に有底の軸受孔５０が設けられており、各軸受孔５０は回転軸線１８に平行な軸線５２に沿って延在している。第一の押圧部材１４とメインロータ２０のディスク部２０Ａとの間には、軸線５２に整合して四つの第一の摩擦係合部材５４が配置されている。同様に、第二の押圧部材１６には回転軸線１８の周りに９０°隔置された四つの位置に軸受孔５６が設けられており、各軸受孔５６は回転軸線１８に平行な軸線５８に沿って延在している。第二の押圧部材１６とサブロータ２２との間には、軸線５８に整合して四つの第二の摩擦係合部材６０が配置されている。図示の実施形態においては、軸線５２及び５８は回転軸線１８より等距離隔置されている。
【００８０】
各摩擦部材５４及び６０はそれぞれ互いに同軸をなす円板部と軸部とを有し、円板部がディスク部２０Ａ及びサブロータ２２の側に位置している。摩擦係合部材５４及び６０の軸部はそれぞれ軸受孔５０及び５６に嵌合し、これにより摩擦係合部材５４及び６０はそれぞれ第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６により軸線５２及び５８の周りに回転可能に支持されている。
【００８１】
第一の摩擦係合部材５４の円板部は外周部の両側面に摩擦部５４Ａ及び５４Ｂを有し、摩擦部５４Ａ及び５４Ｂはそれぞれディスク部２０Ａ及び第一の押圧部材１４の側面に摩擦係合し得るようになっている。同様に、第二の摩擦係合部材６０の円板部は外周部の両側面に摩擦部６０Ａ及び６０Ｂを有し、摩擦部６０Ａ及び６０Ｂはそれぞれサブロータ２２及び第二の押圧部材１６の側面に摩擦係合し得るようになっている。各摩擦部は円板部の側面より隆起した状態で摩擦部材の軸線の周りに環帯状に延在している。
【００８２】
なお、第一の摩擦係合部材５４及び第二の摩擦係合部材６０が例えば粉末焼結法によって製造されることにより、摩擦部は円板部と一体に形成されてよい。また、摩擦部は、環帯状の摩擦材が円板部の側面に接着又は他の手段により固定されることにより形成されてもよい。さらに、摩擦部５４Ａ、５４Ｂ及び６０Ａ、６０Ｂは互いに同一の摩擦材料にて構成されているが、互いに異なる摩擦材料にて構成されていてもよい。また、摩擦材料は耐久性に優れた任意の摩擦材料であってよいが、特に耐熱性にも優れたセラミック系の摩擦材料であることが好ましい。
【００８３】
第一の摩擦係合部材５４及び第二の摩擦係合部材６０の円板部の外周部にはそれぞれ外歯車６２及び６４が設けられており、外歯車６２及び６４はメインロータ２０の円筒部２０Ｂの内周面に設けられた内歯車６６及び６８にそれぞれ噛合している。よって、第一の摩擦係合部材５４及び第二の摩擦係合部材６０は、それぞれ軸線５２及び５８の周りに回転可能であると共に、メインロータ２０の円筒部２０Ｂの内周面上を転動するよう、回転軸線１８の周りに円筒部２０Ｂに対し相対変位可能である。
【００８４】
この実施形態においては、図６及び図７に示されている如く、周方向に互いに隣接する二つの力伝達機構４６の間に、クリアランス調整機構として機能するガタ抑制機構１４４が設けられている。ガタ抑制機構１４４は、第二の押圧部材１６に対向する第一の押圧部材１４の側面に設けられたリセス１４６と、第二の押圧部材１６に設けられリセス１４６内に突出する突起１４８とを含んでいる。リセス１４６は回転軸線１８の周りに円弧状に延在し、突起１４８は径方向及び回転軸線１８に沿って延在する板状をなしている。
【００８５】
また、ガタ抑制機構１４４は、突起１４８とリセス１４６の周方向の端部１４６Ｅとの間に弾装された圧縮コイルばね１５０を含んでおり、圧縮コイルばね１５０は、図７で見て第一の押圧部材１４を第二の押圧部材１６に対し右方へ付勢している。よって、第一の押圧部材１４、第二の押圧部材１６、及びボール３８が標準位置にある状況に於いて、ボール３８とカム面１４Ｚ及び１６Ｚとの間にクリアランスがある場合にも、ボール３８はカム面に当接した状態に維持される。従って、ガタ抑制機構１４４は、ボール３８とカム面１４Ｚ及び１６Ｚとの間のクリアランスに起因して、ボール３８がカム面１４Ｚとカム面１６Ｚとの間にてガタツクことを抑制する。
【００８６】
なお、圧縮コイルばね１５０のばね力は、非制動時に、ボール３８がカム面に当接した状態に維持するに必要な相対変位量以上に第一の押圧部材１４を第二の押圧部材１６に対し過剰に周方向へ相対変位させることがないばね力に設定されている。また、図示の実施形態においては、周方向に互いに隣接する二つの力伝達機構４６の間に一つしか設けられていないが、複数のガタ抑制機構が設けられていてもよい。この第二の実施形態の他の点は、上述の第一の実施形態と同様に形成されている。
【００８７】
図５ないし図７と図１ないし図３との比較より解る如く、この第二の実施形態の他の点は上述の第一の実施形態と同様に構成されている。また、ソレノイド３４に電流が通電されておらず、ボール３８がカム面１４Ｚ及び１６Ｚの湾曲部に整合し、第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６が標準位置にあるときには、軸線５２及び５８は互いに整合するようになっている。また、二つの押圧部材が標準位置にあるときには、回転軸線１８に沿う方向の第一の摩擦係合部材５４の外面と第二の摩擦係合部材６０の外面との間の距離が最小になり、二つの押圧部材を離間させる力は発生しない。
【００８８】
この第二の実施形態において、ブレーキロータ１２が回転軸線１８の周りに回転すると、メインロータ２０の円筒部２０Ｂの回転がそれぞれ外歯車６２、６４と内歯車６６、６８との噛合部を介して第一の摩擦係合部材５４及び第二の摩擦係合部材６０へ伝達される。従って、第一の摩擦係合部材５４及び第二の摩擦係合部材６０は、それぞれ軸線５２及び５８の周りに自転しつつディスク部２０Ａ及びサブロータ２２に対し相対的に回転軸線１８の周りに公転する。
【００８９】
従って、この第二の実施形態は、摩擦係合部材５４及び６０がそれぞれ押圧部材１４及び１６とは別の部材であり、軸線５２及び５８の周りに押圧部材１４及び１６に対し相対的に回転する点を除き、第一の実施形態と同様に作動する。また、押圧部材１４及び１６はそれぞれ摩擦係合部材５４及び６０と共働して第一及び第二の摩擦部材として機能する。よって、第二の実施形態によれば、第一の実施形態の場合と同様に、前述の公開公報に記載されたブレーキ装置に比して、高い制動トルクを発生させることができる。
【００９０】
特に、第二の実施形態によれば、摩擦係合部材５４及び６０はそれぞれ両面にてメインロータ２０、サブロータ２２及び押圧部材１４、１６に摩擦係合すると共に、軸線５２及び５８の周りに自転するので、第一の実施形態の場合に比して更に高い制動力を発生させることができる。また、摩擦係合部材５４及び６０が自転しない場合に比して、摩擦係合部材の摩擦係合部が偏摩耗する虞れを低減し、これによりブレーキ鳴きの虞れを低減することができると共に、ブレーキ装置の耐久性を向上させることができる。
【００９１】
また、第二の実施形態によれば、標準位置復元機構１４２が上述の第一の実施形態の場合と同様に作動することに加えて、ガタ抑制機構１４４が作動する。よって、非制動時には、ガタ抑制機構１４４により、第一の押圧部材１４が第二の押圧部材１６に対し図７で見て右方向へ付勢される状態にて、標準位置復元機構１４２により、ボール３８が図７に示された標準位置に位置決めされる。従って、上述の第一の実施形態の場合と同一の作用効果が得られる。
【００９２】
また、ブレーキ装置１０が長期間使用されると、摩擦係合部材５４及び６０り両面や摩擦面２０Ｓ、２２Ｓ等が摩耗し、第一の押圧部材１４とディスク部２０Ａとの間及び第二の押圧部材１６とサブディスク２２との間のクリアランスが増大する。その結果、第一の押圧部材１４と第二の押圧部材１６との間のクリアランスが増大し、非制動時におけるボール３８とカム面１４Ｚ及び１６Ｚの湾曲部１４ＺＡ及び１４ＺＢとの間のクリアランスが増大する。よって、非制動時や制動開始時に第一の押圧部材１４、第二の押圧部材１６、及びボール３８ががたつき易くなる。
【００９３】
第二の実施形態によれば、ガタ抑制機構１４４により、第一の押圧部材１４が第二の押圧部材１６に対し図７で見て右方へ付勢されている。よって、ボール３８とカム面１４Ｚ及び１６Ｚとの間にクリアランスが生じても、非制動時にはボール３８がカム面の傾斜部１６ＺＢ及び１６ＺＣに当接した状態に維持される。従って、非制動時に第一の押圧部材１４、第二の押圧部材１６、及びボール３８ががたつくことを、長期間に亘り防止することができる。
【００９４】
また、例えば、第一の押圧部材１４が第二の押圧部材１６に対し相対的に図７で見て右方へ移動する場合には、第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６は、ボール３８がカム面の傾斜部１６ＺＢ及び１６ＺＣに当接した状態にて相対変位を開始する。よって、制動開始時の制動力の発生開始を円滑に行わせることができ、また、上記クリアランスに起因して制動開始時におけるブレーキ装置１０の制動力発生の応答性が変動する虞れを低減することができる。
【００９５】
従って、第二の実施形態のブレーキ装置１０が車両に適用される場合であって、車両の前進時に第一の押圧部材１４が第二の押圧部材１６に対し相対的に図７で見て右方へ移動する場合には、制動開始当初より制動力を円滑に発生させることができる。なお、車両の後進時には、ボール３８がカム面の傾斜部１６ＺＢ及び１６ＺＣに当接した状態より傾斜部１６ＺＣ及び１６ＺＢに当接した状態になるまで制動力が発生しないが、その時間は非常に短いので、制動の応答性が過剰に低下することはない。
【００９６】
また、第二の実施形態のブレーキ装置１０が車両に適用される場合であって、車両の前進時に第一の押圧部材１４が第二の押圧部材１６に対し相対的に図７で見て左方へ移動する場合には、制動開始時の制動力の発生にごく僅かな遅れが生じる。しかし、その遅れ時間は非常に短いので、制動の応答性が過剰に低下することはない。
【００９７】
なお、圧縮コイルばね１５０のばね力は、非制動時に、ボール３８がカム面に当接した状態に維持するに必要な相対変位量以上に第一の押圧部材１４を第二の押圧部材１６に対し過剰に周方向へ相対変位させることがないばね力に設定されている。従って、ガタ抑制機構１４４が設けられていることに起因して、不必要な制動力が発生すること、及びこれに起因して車両の乗員が所謂引きずり感を覚えることはない。
【００９８】
なお、第二の実施形態においては、標準位置復元機構１４２に加えてガタ抑制機構１４４が設けられているが、標準位置復元機構１４２が省略されてもよい。また、図示の実施形態においては、第一の押圧部材１４が第二の押圧部材１６に対し図７で見て右方へ付勢されている。しかし、圧縮コイルばねが突起１４８に対し圧縮コイルばね１５０とは反対の側に弾装されることにより、第一の押圧部材１４が第二の押圧部材１６に対し図７で見て左方へ付勢されてもよい。
【００９９】
［第三の実施形態］
図８は、油圧式の車両用ブレーキ装置として構成された本発明による摩擦ブレーキ装置の第三の実施形態を、回転軸線を通る切断面にて切断して示す部分断面図、図９は、第三の実施形態を図８の右方より見た部分正面図、図１０は、図８のＸ−Ｘに沿う部分断面図である。なお、図８は図９のVIII−VIIIに沿う断面図である。また、図８ないし図１０において、図１ないし図３に示された部材と同一の部材にはこれらの図において付された符号と同一の符号が付されている。
【０１００】
この第三の実施形態においては、サブロータ２２の内周部は車輪支持部材２８に係合しておらず、車輪支持部材２８より径方向外側にて回転軸線１８に沿ってディスク部２０Ａへ向けて延在する円筒部２２Ａを有している。円筒部２２Ａの先端は第二の押圧部材１６より隔置されている。
【０１０１】
第二の押圧部材１６は第一の押圧部材１４の側に段差を有する円筒孔７０を有し、円筒孔７０は回転軸線１８の周りに全周に亘り延在すると共に回転軸線１８に沿って延在している。第一の押圧部材１４は内周部に円筒部７２を有し、円筒部７２は回転軸線１８の周りに全周に亘り延在すると共に回転軸線１８に沿って延在している。円筒部７２は、円筒孔７０の径方向内側の円筒状の外面７０Ａに、回転軸線１８の周りに相対回転可能に、かつ、回転軸線１８に沿って相対変位可能に嵌合している。
【０１０２】
円筒孔７０の径方向外側の円筒状の外面７０Ｂには、円筒体７４が実質的に密に嵌合しており、円筒体７４は回転軸線１８の周りに全周に亘り延在すると共に回転軸線１８に沿って延在している。円筒体７４と円筒孔７０の円筒状の内面７０Ｃとの間には、円筒状のピストン７６が配置されており、ピストン７６も回転軸線１８の周りに全周に亘り延在すると共に回転軸線１８に沿って延在している。ピストン７６は円筒体７４及び第二の押圧部材１６に対し相対的に回転軸線１８に沿って変位可能に円筒体７４及び円筒状の内面７０Ｃと実質的に密に嵌合している。
【０１０３】
径方向外側の円筒状の外面７０Ｂと円筒体７４との間は、Ｏリングシール７８によりシールされている。また、円筒体７４及び円筒状の内面７０Ｃとピストン７６との間は、それぞれＯリングシール８０及び８２によりシールされている。従って、第二の押圧部材１６、円筒体７４、ピストン７６は、回転軸線１８の周りに全周に亘り延在するシリンダ室８４を有する油圧式のピストン−シリンダ装置８６を形成している。
【０１０４】
第二の押圧部材１６には、図には示されていないマスタシリンダと連通接続されるポート８８が設けられている。ポート８８は第二の押圧部材１６の内部にて回転軸線１８の周りに全周に亘り延在する環状通路９０と連通しており、環状通路９０は第二の押圧部材１６の内部にて径方向に延在する複数の径方向通路９２により、シリンダ室８４と連通接続されている。よって、シリンダ室８４にはポート８８、環状通路９０、径方向通路９２を経てマスタシリンダ圧力が導入される。
【０１０５】
従って、ピストン−シリンダ装置８６は、マスタシリンダ圧力に対応する押圧力にて、第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６の両者をそれぞれディスク部２０Ａ及びサブディスク２２に対し互いに逆方向へ押圧する押圧力制御機構の一部として機能する。そして、それらの押圧力は、シリンダ室８４内の圧力、従ってマスタシリンダ圧力に対応するので、運転者の制動操作量に対応している。
【０１０６】
この第三の実施形態においても、第一の実施形態の力伝達機構４６と同様の機能を果たす力伝達機構４６が設けられている。なお、力伝達機構４６は、ピストン−シリンダ装置８６に対し径方向外側に配置されているが、ピストン−シリンダ装置８６に対し径方向内側に配置されていてもよい。
【０１０７】
図１０に示されている如く、この実施形態における力伝達機構４６のカム面１６Ｚは、第二の押圧部材１６に設けられておらず、スライダ１５２の第一の押圧部材１４に対向する面に設けられている。スライダ１５２は、第二の押圧部材１６に設けられた案内溝１５４に嵌合しており、回転軸線１８に沿って第二の押圧部材１６に対し相対的に変位可能に、かつ、回転軸線１８の周りに第二の押圧部材１６に対し相対的に回転不能に、支持されている。スライダ１５２及び案内溝１５４は、回転軸線１８の周りに円弧状に延在すると共に、回転軸線１８に沿って延在している。
【０１０８】
また、スライダ１５２には、ボール３８とカム面１４Ｚ及び１６Ｚとの間のクリアランスに起因して、ボール３８がカム面１４Ｚとカム面１６Ｚとの間にてガタツクことを抑制するガタ抑制機構１５６が設けられている。ガタ抑制機構１５６は、力伝達機構４６とは反対の側にてスライダ１５２に設けられたリセス１５８を含み、リセス１５８は仮想平面４０に対し傾斜して延在する傾斜面１５８Ａを有している。
【０１０９】
リセス１５８には、くさび部材１６０が第二の押圧部材１６及びスライダ１５２に対し相対的に周方向へ変位可能に配置されている。くさび部材１６０は、傾斜面１５８Ａと平行な傾斜面１６０Ａと仮想平面４０に平行な側面１６０Ｂとを有する台形をなしている。また、くさび部材１６０は、リセス１５８の長さよりも短く、くさび部材１６０の下底側の端部と案内溝１５４の側面との間には、駆動装置としての圧縮コイルばね１６２が弾装されている。圧縮コイルばね１６２のばね力は、くさび部材１６０を押圧することにより、スライダ１５２をボール３８に対し押圧するが、実質的に第一の押圧部材１４をディスク部２０Ａに対し押圧しない程度のばね力に設定されている。
【０１１０】
なお、スライダ１５２及び案内溝１５４の互いに当接する面は、実質的に摩擦力が発生しないよう平滑に仕上げられている。同様に、くさび部材１６０の傾斜面１５８Ａ及びこれと当接するリセス１５８の傾斜面１５８Ａ、及びくさび部材１６０の側面１６０Ｂ及びこれと当接する案内溝１５４の面も、実質的に摩擦力が発生しないよう平滑に仕上げられている。また、この第三の実施形態の他の点は、上述の第一の実施形態と同様に形成されている。
【０１１１】
第一の押圧部材１４は、ピストン−シリンダ装置８６の押圧力によってディスク部２０Ａに対し押圧され、ディスク部２０Ａの第一の摩擦面２０Ｓと摩擦係合すると、ディスク部２０Ａより回転トルクを受ける。同様に、第二の押圧部材１６は、ピストン−シリンダ装置８６の押圧力によってサブディスク２２に対し押圧され、サブディスク２２の第二の摩擦面２２Ｓと摩擦係合すると、サブディスク２２より回転トルクを受ける。
【０１１２】
第一の押圧部材１４は、第二の押圧部材１６により回転軸線１８の周りに回転可能に支持されているので、回転軸線１８の周りに回転する。これに対し、第二の押圧部材１６は、回転軸線１８に沿って相対変位可能であるが、回転軸線１８の周りに相対回転不能に支持されているので、第二の押圧部材１６は回転軸線１８の周りに回転しない。よって、第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６は相対回転する。
【０１１３】
従って、第一の実施形態の場合と同様に、第一の押圧部材１４へ伝達される回転トルクの一部が、力伝達機構４６によって第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６を回転軸線１８に沿って互いに離れる方向へ付勢する力に変換される。これにより、第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６をそれぞれディスク部２０Ａ及びサブディスク２２に対し押圧する力が増力される。また、第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６がそれぞれディスク部２０Ａ及びサブディスク２２より押圧力の反力として受ける力は、他方の押圧部材へ伝達され、これにより有効な押圧力として作用する。
【０１１４】
以上の説明より解る如く、この実施形態においては、ピストン−シリンダ装置８６は、第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６と共働して、それぞれこれらの押圧部材をディスク部２０Ａ及びサブディスク２２に対し押圧する押圧力制御機構として機能する。
【０１１５】
また、ピストン−シリンダ装置８６により発生される押圧力は、運転者の制動操作量に比例し、力伝達機構４６によって増力される押圧力は、ピストン−シリンダ装置８６により発生される押圧力に比例する。よって、第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６をそれぞれディスク部２０Ａ及びサブディスク２２に対し押圧する押圧力は、運転者の制動操作量に比例する。
【０１１６】
従って、この第三の実施形態によれば、第一の実施形態の場合と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、前述の公開公報に記載されたブレーキ装置に比して、構造を簡単なものにすることができると共に、高い制動トルクを発生させることができる。
【０１１７】
特に、第三の実施形態によれば、ピストン−シリンダ装置８６は、第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６をそれぞれディスク部２０Ａ及びサブディスク２２に対し押圧する。よって、押圧力制御機構が一方の押圧部材のみを対応するディスク部２０Ａ又はサブディスク２２に対し押圧する他の実施形態の場合に比して、制動開始時より応答性よく高い制動力を発生させることができる。
【０１１８】
また、この第三の実施形態によれば、くさび部材１６０が圧縮コイルばね１６２によって押圧されることにより、スライダ１５２がボール３８に対し押圧されている。よって、非制動時には、ボール３８は標準位置にあると共に、カム面１４Ｚ及び１６Ｚの湾曲部１４ＺＡ及び１４ＺＢと当接した状態に維持される。従って、ガタ抑制機構１５６はクリアランス調整機構として機能するので、非制動時や制動開始時に第一の押圧部材１４、第二の押圧部材１６、及びボール３８ががたつくことを防止することができ、制動開始時の制動力の発生開始を円滑に行わせることができる。
【０１１９】
また、ブレーキ装置１０が長期間使用されると、摩擦係合部１４Ａ、１６Ａ及び摩擦面２０Ｓ、２２Ｓが摩耗し、第一の押圧部材１４とディスク部２０Ａとの間及び第二の押圧部材１６とサブディスク２２との間のクリアランスが増大する。しかし、第三の実施形態によれば、摩擦係合部１４Ａ、１６Ａ及び摩擦面２０Ｓ、２２Ｓが摩耗しても、スライダ１５２はくさび部材１６０によってボール３８に対し押圧されているので、ボール３８と湾曲部１４ＺＡ及び１４ＺＢとの間のクリアランスは増大しない。よって、非制動時や制動開始時に第一の押圧部材１４、第二の押圧部材１６、及びボール３８ががたつくことを、長期間に亘り防止することができる。
【０１２０】
特に、第三の実施形態によれば、スライダ１５２が回転軸線１８に沿ってボール３８に対し押圧される。よって、非制動時には、第一の押圧部材１４、第二の押圧部材１６、及びボール３８が標準位置に位置決めされた状態にて、ボール３８と湾曲部１４ＺＡ及び１４ＺＢとが当接した状態に維持される。従って、制動時に第一の押圧部材１４が第二の押圧部材１６に対し何れの方向へ相対変位する場合にも、制動開始時の制動力の発生開始を円滑に行わせることができる。
【０１２１】
なお、圧縮コイルばね１６２のばね力は、実質的に第一の押圧部材１４をディスク部２０Ａに対し押圧しない程度のばね力に設定されている。よって、くさび部材１６０がスライダ１５２をボール３８に対し押圧していることに起因して、非制動時に第一の押圧部材１４がディスク部２０Ａと摩擦係合し、不必要な摩擦力が発生することはない。
【０１２２】
また、この第三の実施形態によれば、ピストン−シリンダ装置８６のシリンダ室８４には、図には示されていないマスタシリンダの圧力が導入されればよい。従って、この第三の実施形態のブレーキ装置は、運転者の制動操作量の検出を要しない油圧式のブレーキ装置に適用可能である。
【０１２３】
［第一の修正例］
図１１は、第三の実施形態のガタ抑制機構の修正例を示す断面図である。なお、図１１において、図１０に示された部材と同一の部材には図１０において付された符号と同一の符号が付されている。
【０１２４】
この修正例においては、ガタ抑制機構１５６には、ラチェット機構１６４が設けられている。ラチェット機構１６４は、スライダ１５２のリセス１５８の傾斜面１５８Ａに設けられたラチェット歯１６６と、くさび部材１６０に支持されラチェット歯１６６と噛合するラチェット爪１６８とを有している。図示の実施形態においては、ラチェット爪１６８は周方向に延在する支持部と、該支持部と一体をなし回転軸線１８に沿って延在するアーム部とを有しており、支持部がくさび部材１６０により支持されている。
【０１２５】
ラチェット爪１６８は弾性変形可能な材料にて形成され、アーム部及び支持部の先端部は、くさび部材１６０に設けられた溝１７０内に位置し、溝１７０の壁面より隔置されている。溝１７０内には断面Ｌ形をなす板ばね１７２が配置されており、ラチェット爪１６８はアーム部の先端にてラチェット歯１６６と噛合するよう、力伝達機構４６へ向けて付勢されている。ラチェット歯１６６及びアーム部の先端は、くさび部材１６０が第二の押圧部材１６及びスライダ１５２に対し相対的に図１１で見て左方へ移動することを許容するが、くさび部材１６０が逆方向へ相対的に移動することを阻止する鋸歯状をなしている。図１１に示されている如く、仮想平面４０に対するラチェット歯１６６の傾斜面の傾斜角は、スライダ１５２のリセス１５８の傾斜面１５８Ａの傾斜角よりも大きい。
【０１２６】
以上の説明より解る如く、力伝達機構４６及びガタ抑制機構１５６について、上述の第三の実施形態と同様の作用効果が得られることに加えて、ラチェット機構１６４による作用効果が得られる。すなわち、くさび部材１６０は圧縮コイルばね１６２のばね力により図１１で見て左方へ付勢されている。しかし、ラチェット歯１６６の傾斜面の傾斜角は、スライダ１５２のリセス１５８の傾斜面１５８Ａの傾斜角よりも大きい。
【０１２７】
従って、くさび部材１６０が圧縮コイルばね１６２のばね力により図１１で見て左方へ付勢されることにより、スライダ１５２がボール３８に対し押圧される力は、圧縮コイルばね１６２のばね力が同一であっても、第三の実施形態の場合よりも小さい。従って、第三の実施形態の場合に比して、スライダ１５２がボール３８に対し押圧されることに起因して、非制動時に、第一の押圧部材１４がディスク部２０Ａに対し押圧されること及びこれに起因して不必要な摩擦力が発生する虞れを低減することができる。
【０１２８】
また、第一の押圧部材１４とディスク部２０Ａとの間等のクリアランスが、アーム部１６８Ｂの先端がラチェット歯１６６を越え得る値以上にならない限り、くさび部材１６０は第二の押圧部材１６及びスライダ１５２に対し相対的に図１１で見て左方へ移動しない。また、アーム部１６８Ｂの先端が一旦ラチェット歯１６６を越えると、アーム部１６８Ｂの先端がそのラチェット歯を越えて後戻りすることはない。よって、圧縮コイルばね１６２のばね力は、第三の実施形態の場合よりも大きくてもよく、従って、第三の実施形態の場合に比して長期間に亘り、非制動時や制動開始時に第一の押圧部材１４、第二の押圧部材１６、及びボール３８ががたつくことを防止することができる。
【０１２９】
なお、図示の修正例においては、ラチェット歯１６６はスライダ１５２のリセス１５８の傾斜面１５８Ａに設けられ、ラチェット爪１６８はくさび部材１６０に支持されている。しかし、ラチェット歯１６６がくさび部材１６０の傾斜面に設けられ、ラチェット爪１６８がスライダ１５２に支持されてもよい。
【０１３０】
［第四の実施形態］
図１２は、電磁式の車両用ブレーキ装置として構成された本発明による摩擦ブレーキ装置の第四の実施形態を、回転軸線を通る切断面にて切断して示す部分断面図、図１３は、第四の実施形態を図１２の右方より見た部分正面図、図１４は、図１３のXIV−XIVに沿う拡大部分断面図である。なお、図１２は、図１３のXII−XIIに沿う断面図である。また、図１２ないし図１４において、図１ないし図３に示された部材と同一の部材にはこれらの図において付された符号と同一の符号が付されている。
【０１３１】
この第四の実施形態においては、第一の押圧部材１４は互いに一体をなす円環板状部１４Ｘ及び円筒部１４Ｙを有し、円環板状部１４Ｘは回転軸線１８の周りに全周に亘り延在している。円筒部１４Ｙの周りにはソレノイド３４が配置されており、ソレノイド３４は円環板状部１４Ｘ及び円筒部１４Ｙに固定された状態にて回転軸線１８の周りに環状に延在している。円筒部１４Ｙは第二の押圧部材１６の円筒部１６Ｙに対し相対的に回転可能であると共に、円筒部１６Ｙに対し相対的に回転軸線１８に沿って移動可能に嵌合している。よって、第一の押圧部材１４は第二の押圧部材１６により回転軸線１８の周りに相対回転可能に、かつ、回転軸線１８に沿って移動可能に支持されている。
【０１３２】
図１２に示されている如く、ソレノイド３４は第一及び第二の実施形態の場合よりも径方向内側に配置されているので、メインロータ２０のディスク部２０Ａは、車輪のリム部に一体的に連結される連結部２０Ｃよりもサブロータ２２に近い位置に位置している。ディスク部２０Ａ及び連結部２０Ｃは、回転軸線１８に沿って延在する円筒部２０Ｄにより一体に接続されている。
【０１３３】
第二の押圧部材１６の外周には、円環板状部１６Ｘよりも厚さが大きく第一の押圧部材１４の側へ突出するリム部１６Ｒが一体に設けられており、リム部１６Ｒは回転軸線１８の周りに全周に亘り延在している。リム部１６Ｒの第一の押圧部材１４の側へ突出する部分の内径は、先端へ向かうにつれて漸次増大し、これによりこの部分の内周面はテーパ状をなしている。
【０１３４】
図１３及び図１４に示されている如く、リム部１６Ｒには周方向に均等に隔置された８個の貫通孔９０が設けられており、各貫通孔９０は回転軸線１８の周りに円弧状に延在している。貫通孔９０の間には隔壁９２Ａが設けられており、隔壁９２Ａは径方向に延在すると共に、回転軸線１８に沿って延在している。貫通孔９０の径方向内側の面及び径方向外側の面は、回転軸線１８に沿って延在する円筒状をなしている。
【０１３５】
第一の押圧部材１４の円環板状部１４Ｘの外周部には、周方向に均等に隔置された８個の隔壁９２Ｂが一体に形成されている。各隔壁９２Ｂは隔壁９２Ａと実質的に同一の厚さを有し、隔壁９２Ｂも径方向に延在すると共に、回転軸線１８に沿って延在している。また、各隔壁９２Ｂは対応する貫通孔９０に嵌入しており、これにより各貫通孔９０を２分割して周方向に配列された１６個の円弧孔９４を形成している。各隔壁９２Ｂの第二の押圧部材１６の側の部分は、貫通孔９０に嵌入し易いよう、先端へ向かうにつれて先細状をなしている。
【０１３６】
各円弧孔９４には、第一のくさび部材９６がディスク部２０Ａに隣接して配置され、第二のくさび部材９８がサブロータ２２に隣接して配置されている。くさび部材９６及び９８は回転軸線１８の周りに円弧状に延在し、それぞれ対応する円弧孔９４に嵌入している。また、くさび部材９６及び９８の周方向の長さは互いに同一であり、貫通孔９０の周方向の長さから隔壁９２Ｂの厚さを減算した値の半分よりも短い。さらに、各くさび部材の円筒状の外面の半径は貫通孔９０の円筒状の内面の半径よりも僅かに小さく、各くさび部材の円筒状の内面の半径は貫通孔９０の円筒状の外面の半径よりも僅かに大きい。よって、くさび部材９６及び９８は、第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６に対し相対的に回転軸線１８の周りに回転変位可能であり、また、回転軸線１８に沿って第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６に対し相対的に直線変位可能である。
【０１３７】
なお、第一のくさび部材９６は第一の押圧部材１４と同様に常磁性の材料にて形成されている。よって、ソレノイド３４に制御電流が通電され、第一の押圧部材１４が磁化されると、第一のくさび部材９６も磁化され、これにより第一のくさび部材９６はディスク部２０Ａとの間に作用する磁気的引力によりディスク部２０Ａに対し押圧されるようになっている。
【０１３８】
図１４に示されている如く、くさび部材９６及び９８は周方向に沿う断面で見て台形をなしている。くさび部材９６及び９８のそれぞれ第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６に隣接する側面９６Ａ及び９８Ａは、回転軸線１８に垂直な仮想平面４０に沿って延在している。これに対し、くさび部材９６及び９８のそれぞれ第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６とは反対側の側面９６Ｂ及び９８Ｂは、回転軸線１８に垂直な仮想平面４０に対し同一の角度にて傾斜している。
【０１３９】
各くさび部材９６は、台形の下底の側が隔壁９２Ｂの側に位置し、台形の上底の側が隔壁９２Ａの側に位置するよう配置されている。また、各くさび部材９６は、台形の下底の面にて隔壁９２Ｂに当接可能であるが、台形の上底の面は隔壁９２Ａから周方向に隔置されている。これに対し、各くさび部材９８は、台形の下底の側が隔壁９２Ａの側に位置し、台形の上底の側が隔壁９２Ｂの側に位置するよう配置されている。また、各くさび部材９８は、台形の下底の面にて隔壁９２Ａに当接可能であるが、台形の上底の面は隔壁９２Ｂから周方向に隔置されている。
【０１４０】
くさび部材９６及び９８の側面９６Ａ及び９８Ａは、それぞれ第一及び第二の摩擦係合部材として機能する第一及び第二の摩擦係合部により郭定されており、第一及び第二の摩擦係合部はそれぞれ第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６と一体に形成されている。よって、ブレーキロータ２０が回転している状況において、くさび部材９６及び９８がそれぞれディスク部２０Ａ及びサブロータ２２に対し押圧されると、くさび部材９６及び９８の側面９６Ａ及び９８Ａは、それぞれディスク部２０Ａ及びサブロータ２２と摩擦係合する。
【０１４１】
これに対し、くさび部材９６及び９８の側面９６Ｂ及び９８Ｂは、平滑に表面仕上げされている。よって、同一の円弧孔９４にあるくさび部材９６及び９８が、それらの台形の下底が互いに近づくよう相対的に周方向へ駆動されても、側面９６Ｂ及び９８Ｂに過大な摩擦力は発生しない。なお、側面９６Ｂ及び９８Ｂは互いに固着することがないよう、表面処理されていることが好ましい。
【０１４２】
図１４に示されている如く、隔壁９２Ｂの両側面には、ゴムの如き弾性材よりなる付勢部材１７６Ａ及び１７６Ｂが配置され、隔壁９２Ｂの側面に接着等の手段により固定されている。付勢部材１７６Ａ及び１７６Ｂは、くさび部材９６の下底側の端部に設けられた対応する切欠き１７８Ａ及び１７８Ｂに嵌入し、くさび部材９６を隔壁９２Ａへ向けて押圧している。
【０１４３】
よって、ソレノイド３４に制御電流が通電されていないブレーキ装置１０の非制動時には、くさび部材９８はくさび部材９６によって隔壁９２Ａに当接する状態に維持されると共に、側面９６Ｂ及び９８Ｂは互いに当接する状態に維持される。付勢部材１７６Ａ及び１７６Ｂは、隔壁９２Ａ及び９２Ｂと共働して、非作動時及び制動開始時に、くさび部材９６及び９８が貫通孔９０内にてがたつくことを防止するガタ抑制機構１８０、すなわち、クリアランス調整機構を形成している。
【０１４４】
なお、非制動時には、隔壁９２Ｂは貫通孔９０の中央に位置し、周方向に隣接する円弧孔９４の周方向の長さは互いに同一である。また、非制動時には、押圧部材１４、１６及びくさび部材９６、９８は図１４に示された標準位置に位置する。また、非作動時において付勢部材１７６Ａ及び１７６Ｂがくさび部材９６を押圧する力は、くさび部材９６及び９８をそれぞれディスク部２０Ａ及びサブロータ２２に対し押圧せず、よってこれらを摩擦係合させない強さである。
【０１４５】
この第四の実施形態においては、くさび部材９６及び９８は、円弧孔９４及び隔壁９２Ａ、９２Ｂと共働して、第一ないし第三の実施形態における力伝達機構４６と同様に機能する力伝達機構１００を形成している。よって、第一ないし第三の実施形態の場合と同様に、力伝達機構１００により、それぞれディスク部２０Ａ及びサブロータ２２に対するくさび部材９６及び９８の押圧力が増力される。
【０１４６】
例えば、図１４において太い実線の矢印にて示されている如く、ディスク部２０Ａ及びサブロータ２２が図１４で見て左方へ移動する状況において、ソレノイド３４に制御電流が通電されると、第一のくさび部材９６はディスク部２０Ａに対し押圧される。第一のくさび部材９６の側面９６Ａはディスク部２０Ａと摩擦係合するので、第一のくさび部材９６は左方へ駆動される。よって、隔壁９２Ａの右側に位置する第一のくさび部材９６は、くさび部材９８に回転トルクを伝達する。
【０１４７】
しかし、隔壁９２Ａは回転軸線１８の周りに回転することができない第二の押圧部材１６の一部であるので、隔壁９２Ａの右側にあるくさび部材９６、９８は図１４で見て左方へ自由に移動することができない。よって、回転トルクの一部が側面９６Ｂ及び９８Ｂの共働によるくさび作用によって、くさび部材９８をサブロータ２２に対し押圧する力に変換される。これにより、くさび部材９８の側面９８Ａはサブロータ２２と摩擦係合する。従って、側面９６Ａとディスク部２０Ａとの摩擦係合及び側面９８Ａとサブロータ２２との摩擦係合により制動力が発生される。
【０１４８】
また、第一のくさび部材９６がディスク部２０Ａを押圧することにより受ける反力は、くさび部材９８へ伝達され、第二のくさび部材９８がサブロータ２２を押圧することにより受ける反力は、くさび部材９６へ伝達される。よって、第一ないし第三の実施形態の場合と同様に、反力を有効に利用して押圧力を高くすることができると共に、反力を担持する特別な部材は不要である。
【０１４９】
なお、隔壁９２Ａの左側に位置する第一のくさび部材９６は、隔壁９２Ｂに回転トルクを伝達するが、対応する第二のくさび部材９８に回転トルクを伝達することはできない。しかし、隔壁９２Ｂは回転軸線１８の周りに回転することができる第一の押圧部材１４の一部であるので、隔壁９２Ｂは図１４で見て左方へ移動することができる。よって、隔壁９２Ａの左側に位置する第一のくさび部材９６は隔壁９２Ｂを介してその左方に位置する第一のくさび部材９６に回転トルクを伝達する。従って、隔壁９２Ａの左側に位置する第一のくさび部材９６がディスク部２０Ａより受ける回転トルクも、押圧力の増力に有効に使用される。
【０１５０】
また、図１４において破線の矢印にて示されている如く、ディスク部２０Ａ及びサブロータ２２が図１４で見て右方へ移動する状況においても、同様の作動が得られる。すなわち、左右の方向が逆である点を除き、隔壁９２Ａの左側にあるくさび部材９６、９８が、ディスク部２０Ａ及びサブロータ２２が図１４で見て左方へ移動する状況における隔壁９２Ａの右側にあるくさび部材９６、９８と同様に機能する。
【０１５１】
以上の説明より解る如く、この第四の実施形態によれば、上述の他の実施形態と同様に、前述の公開公報に記載されたブレーキ装置に比して、高い制動トルクを発生させることができる。
【０１５２】
また、この第四の実施形態によれば、非制動時には、ガタ抑制機構１８０により、くさび部材９８はくさび部材９６を介して隔壁９２Ａに当接する状態に維持されると共に、側面９６Ｂは側面９８Ｂは互いに当接する状態に維持される。よって、非作動時及び制動開始時に、くさび部材９６及び９８が貫通孔９０内にてがたつくことを防止することができる。従って、制動時に第一の押圧部材１４が第二の押圧部材１６に対し何れの方向へ相対変位する場合にも、制動開始時の制動力の発生開始を円滑に行わせることができる。
【０１５３】
なお、ガタ抑制機構１８０の付勢部材１７６Ａ及び１７６Ｂがくさび部材９６を押圧する力は、実質的にくさび部材９６及び９８をそれぞれディスク部２０Ａ及びサブロータ２２に対し押圧しない程度の強さに設定されている。よって、付勢部材１７６Ａ及び１７６Ｂがくさび部材９６を押圧していることに起因して、非制動時にくさび部材９６及び９８がそれぞれディスク部２０Ａ及びサブロータ２２と摩擦係合して不必要な摩擦力が発生することはない。
【０１５４】
また、この第四の実施形態においては、くさび部材９６及び９８の側面９６Ａ及び９８Ａと、それぞれディスク部２０Ａ及びサブロータ２２とが係合するのは、回転軸線１８の周りの全周ではないが、周方向に互いに隔置された八つの領域である。よって、ブレーキロータに対しその全周のうちのごく一部に於いてのみ摩擦係合部材が押圧される従来のブレーキ装置の場合に比して、ブレーキロータ１２の周期的変形やそれに起因するブレーキ振動及びブレーキ鳴きを低減することができる。
【０１５５】
［第五の実施形態］
図１５は、電磁式の車両用ブレーキ装置として構成された本発明による摩擦ブレーキ装置の第五の実施形態を、回転軸線を通る切断面にて切断して示す部分断面図、図１６は、第五の実施形態を図１５の右方より見た部分正面図、図１７は、図１６のXVII−XVIIに沿う拡大部分断面図である。なお、図１５は、図１６のXV−XVに沿う断面図である。また、図１５ないし図１７において、図１及び図２又は図１２ないし図１４に示された部材と同一の部材には、これらの図において付された符号と同一の符号が付されている。
【０１５６】
この第五の実施形態においては、第一の押圧部材１４と第二の押圧部材１６との間には、回転軸線１８の周りに全周に亘り環状に延在する中間部材１０２が配置されている。中間部材１０２は、内周部１０２Ｘにてキー３６により車輪支持部材２８のスリーブ部２８Ａと剛固に連結されている。中間部材１０２は、回転軸線１８に整合する円筒状の外面１０２Ａを有し、円筒状の外面１０２Ａにて第一の押圧部材１４を相対的に回転可能に、かつ、回転軸線１８に沿って相対的に移動可能に支持している。さらに、中間部材１０２は、回転軸線１８に沿う方向に第二の押圧部材１６から隔置されている。
【０１５７】
図１６及び図１７に示されている如く、中間部材１０２は外面１０２Ａより径方向外側の領域に円環板状部１０２Ｙを有し、円環板状部１０２Ｙには隔壁１０４Ａにより周方向に均等に隔置された１６個の円弧孔１０４が設けられている。各円弧孔１０４は、円環板状部１０２Ｙを貫通して回転軸線１８に沿って延在し、また、回転軸線１８の周りに円弧状に延在している。円弧孔１０４の径方向内側の面及び径方向外側の面は、回転軸線１８に沿って延在する円筒状をなしている。
【０１５８】
各円弧孔１０４には、第一のくさび部材９６が第一の押圧部材１４に隣接して配置され、第二のくさび部材９８が第二の押圧部材１６に隣接して配置されている。くさび部材９６及び９８は回転軸線１８の周りに円弧状に延在し、それぞれ対応する円弧孔１０４に嵌入している。また、くさび部材９６及び９８の周方向の長さは円弧孔１０４の周方向の長さよりも短い。さらに、各くさび部材の円筒状の外面の半径は円弧孔１０４の円筒状の内面の半径よりも僅かに小さく、各くさび部材の円筒状の内面の半径は円弧孔１０４の円筒状の外面の半径よりも僅かに大きい。
【０１５９】
くさび部材９６及び９８は、それぞれ第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６へ向けて回転軸線１８に沿って中間部材１０２より突出している。くさび部材９６及び９８の先端部は、僅かに先細状をなし、それぞれ第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６の側面に設けられ周方向に延在する窪み１４Ｇ及び１６Ｇに嵌入している。窪み１４Ｇ及び１６Ｇは僅かな遊びを持ってくさび部材９６及び９８の先端部を受け入れる大きさ及び形状を有している。
【０１６０】
また、窪み１４Ｇ及び１６Ｇには、隔壁１０４Ａに対応する周方向位置に深さが浅いストッパ部１４ＧＳ及び１６ＧＳがそれぞれ設けられている。ストッパ部１４ＧＳ及び１６ＧＳは、それぞれ窪み１４Ｇ及び１６Ｇを周方向に複数の領域に分割している。なお、窪み１４Ｇ及び１６Ｇは、くさび部材９６及び９８が回転軸線１８に沿って第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６に対し相対的に変位しても、さび部材９６及び９８の先端部が窪み１４Ｇ及び１６Ｇより抜け出すことがない深さを有している。
【０１６１】
よって、くさび部材９６及び９８は、中間部材１０２に対し相対的に回転軸線１８の周りに回転変位可能であるが、第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６に対し相対的に回転軸線１８の周りに回転変位できない、また、くさび部材９６及び９８は、中間部材１０２に対し相対的に回転軸線１８に沿って直線変位可能であると共に、第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６に対し相対的に回転軸線１８に沿って直線変位可能である。
【０１６２】
図１７に示されている如く、この実施形態においても、ガタ抑制機構１８０が設けられている。すなわち、隔壁１０４Ａの両側面には、ゴムの如き弾性材よりなる付勢部材１７６Ａ及び１７６Ｂが配置され、隔壁１０４Ａの側面に接着等の手段により固定されている。付勢部材１７６Ａ及び１７６Ｂは、くさび部材９６の下底側の端部に設けられた対応する切欠き１７８Ａ及び１７８Ｂに嵌入し、くさび部材９６を周方向に隣接する隔壁１０４Ａへ向けて押圧している。
【０１６３】
よって、ソレノイド３４に制御電流が通電されていないブレーキ装置１０の非作動時には、くさび部材９８はくさび部材９６によって隔壁１０４Ａに当接する状態に維持されると共に、側面９６Ｂ及び側面９８Ｂは互いに当接する状態に維持される。付勢部材１７６Ａ及び１７６Ｂは、隔壁１０４Ａと共働して、非作動時及び制動開始時に、くさび部材９６及び９８が貫通孔１０４内にてがたつくことを防止する。
【０１６４】
なお、非制動時には、押圧部材１４、１６及びくさび部材９６、９８は図１７に示された標準位置に位置する。また、非作動時において付勢部材１７６Ａ及び１７６Ｂがくさび部材９６を押圧する力は、くさび部材９６及び９８をそれぞれディスク部２０Ａ及びサブロータ２２に対し押圧せず、よってこれらを摩擦係合させない強さである。
【０１６５】
以上の説明より解る如く、この第五の実施形態においては、くさび部材９６及び９８は、円弧孔１０４及びそれらの間の隔壁１０４Ａと共働して、第四の実施形態における力伝達機構１００と同様に機能する力伝達機構１０６を形成している。よって、第四の実施形態の場合と同様に、力伝達機構１０６により、それぞれディスク部２０Ａ及びサブロータ２２に対する第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６の押圧力が増力される。なお、この第五の実施形態の他の点は、第一の実施形態及び第四の実施形態と同様に構成されている。
【０１６６】
例えば、図１７において太い実線の矢印にて示されている如く、ディスク部２０Ａ及びサブロータ２２が図１７で見て左方へ移動する状況において、ソレノイド３４に制御電流が通電されると、第一の押圧部材１４がディスク部２０Ａに対し押圧される。第一の押圧部材１４の第一の摩擦係合部１４Ａはディスク部２０Ａと摩擦係合するので、第一の押圧部材１４は左方へ駆動される。よって、隔壁１０４Ａの右側に位置する第一のくさび部材９６も方へ駆動され、これにより対応する第二のくさび部材９８に回転トルクを伝達する。
【０１６７】
しかし、隔壁１０４Ａは回転軸線１８の周りに回転することができない中間部材１０２の一部であるので、隔壁１０４Ａの右側にあるくさび部材９６、９８は図１７で見て左方へ自由に移動することができない。よって、回転トルクの一部が側面９６Ｂ及び９８Ｂの共働によるくさび作用によって、第二のくさび部材９８を第二の押圧部材１６及びサブロータ２２に対し押圧する力に変換される。これにより、第二の押圧部材１６の摩擦係合部１６Ａはサブロータ２２と摩擦係合する。従って、第一の摩擦係合部１４Ａとディスク部２０Ａとの摩擦係合及び摩擦係合部１６Ａとサブロータ２２との摩擦係合により制動力が発生される。
【０１６８】
また、第一のくさび部材９６が第一の押圧部材１４を介してディスク部２０Ａを押圧することにより受ける反力は、くさび部材９８へ伝達される。同様に、第二のくさび部材９８が第二の押圧部材１６を介してサブロータ２２を押圧することにより受ける反力は、くさび部材９６へ伝達される。よって、第一ないし第四の実施形態の場合と同様に、反力を有効に利用して押圧力を高くすることができると共に、反力を担持する特別な部材は不要である。
【０１６９】
なお、隔壁１０４Ａの左側に位置する第一のくさび部材９６も左方へ移動する力を受けるが、その左側に位置する隔壁１０４Ａにより移動を阻止される。よって、この第一のくさび部材９６は対応する第二のくさび部材９８に回転トルクを伝達することはできず、第二のくさび部材９８を第二の押圧部材１６及びサブロータ２２に対し押圧する力を発生することができない。
【０１７０】
また、図１７において破線の矢印にて示されている如く、ディスク部２０Ａ及びサブロータ２２が図１７で見て右方へ移動する状況においても、同様の作動が得られる。すなわち、左右の方向が逆である点を除き、隔壁１０４Ａの左側にあるくさび部材９６、９８が、ディスク部２０Ａ及びサブロータ２２が図１７で見て左方へ移動する状況における隔壁１０４Ａの右側にあるくさび部材９６、９８と同様に機能する。
【０１７１】
以上の説明より解る如く、この第五の実施形態によれば、上述の他の実施形態と同様に、前述の公開公報に記載されたブレーキ装置に比して、高い制動トルクを発生させることができる。
【０１７２】
また、第五の実施形態によれば、第四の実施形態と同様に、非制動動時には、ガタ抑制機構１８０により、くさび部材９８はくさび部材９６を介して隔壁１０４Ａに当接する状態に維持されると共に、側面９６Ｂ及び９８Ｂは互いに当接する状態に維持される。よって、非作動時及び制動開始時に、くさび部材９６及び９８が貫通孔１０４内にてがたつくことを防止することができる。従って、制動時に第一の押圧部材１４が第二の押圧部材１６に対し何れの方向へ相対変位する場合にも、制動開始時の制動力の発生開始を円滑に行わせることができる。
【０１７３】
なお、ガタ抑制機構１８０の付勢部材１７６Ａ及び１７６Ｂがくさび部材９６を押圧する力は、実質的にくさび部材９６及び９８が押圧部材１４及びをそれぞれディスク部２０Ａ及びサブロータ２２に対し押圧しない程度の強さに設定されている。よって、付勢部材１７６Ａ及び１７６Ｂがくさび部材９６を押圧していることに起因して、非制動時に第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６がそれぞれディスク部２０Ａ及びサブロータ２２と摩擦係合して不必要な摩擦力が発生することはない。
【０１７４】
また、上述の第四の実施形態の場合と同様に、複数のくさび部材９６、９８が周方向に隔置された状態にて配設されており、くさび部材９６、９８が押圧する領域も周方向に互いに隔置されている。しかし、この第五の実施形態においては、くさび部材９６、９８が直接ディスク部２０Ａ及びサブロータ２２と摩擦係合するのではなく、それぞれ第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６をディスク部２０Ａ及びサブロータ２２に対し押圧する。
【０１７５】
よって、上述の第一及び第三の実施形態の場合と同様に、第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６は、常に回転軸線１８の周りの全周においてディスク部２０Ａ及びサブロータ２２と摩擦係合する。従って、第一及び第三の実施形態の場合と同様に、摩擦係合部の異常摩耗、ブレーキ振動、ブレーキ鳴き等の虞れを効果的に低減することができる。
【０１７６】
特に、第五の実施形態によれば、中間部材１０２は必要であるが、第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６によって円筒孔を形成させる必要がない。よって、上述の第四の実施形態の場合に比して、ブレーキ装置の構造を単純化し、組み立てを容易に行うことができる。
【０１７７】
なお、図示の実施形態においては、第一の押圧部材１４及び中間部材１０２の両方がキー３６により車輪支持部材２８のスリーブ部２８Ａと剛固に連結されている。しかし、ストッパ部１６ＧＳが設けられ、ストッパ部により第二のくさび部材９８の周方向の回転変位が制限される場合には、第一の押圧部材１４及び中間部材１０２の一方が回転軸線１８の周りに回転可能であってもよい。また、第一の押圧部材１４及び中間部材１０２の両方が回転軸線１８の周りに回転不能である場合には、ストッパ部１６ＧＳが省略されてもよい。
【０１７８】
以上の説明より解る如く、第一、第三、第五の実施形態においては、摩擦係合部１４Ａ及び１６Ａは回転軸線１８を中心とする同一の半径方向位置にて回転軸線１８の周りに全周に亘り延在し、第二の実施形態においては、軸線５２及び５８は回転軸線１８を中心とする同一の半径方向位置に位置し、できるだけ互いに整合するようになっている。従って、摩擦係合部や摩擦係合部材５４及び６０がそれぞれ押圧部材１４及び１６によって押圧されることによる反力を効果的に他方の押圧部材に伝達させることができる。
【０１７９】
また、第三の実施形態以外の実施形態によれば、メインロータ２０及びサブロータ２２は、回転軸１７、車輪支持部材２８、シール部材４２と共働して密閉空間４４を形成しており、押圧部材１４及び１６等は、密閉空間４４に収容されている。従って、ブレーキ装置１０の内部に泥水や粉塵が侵入する虞れを低減し、これによりブレーキ装置１０の耐久性を向上させることができる。また、ブレーキ装置１０の内部に泥水や粉塵が侵入することを抑制するカバー等の必要性を排除することができる。
【０１８０】
また、第三の実施形態以外の実施形態によれば、密閉空間４４には潤滑剤が充填されている。従って、ボール３８の係合部や各摩擦接触部等を潤滑剤にて潤滑することができる。よって、力伝達機構４６、１００、１０６を円滑に作動させ、押圧部材１４及び１６による摩擦係合部１４Ａ等の押圧を良好に行わせることができる。また、各摩擦接触部に於ける異常摩耗を抑制し、摩擦による発熱やブレーキ鳴きを抑制すると共に、潤滑剤によるブレーキパッド等の冷却によってそれらの昇温を抑制することができる。
【０１８１】
また、上述の各実施形態によれば、ディスク部２０Ａ、円筒部２０Ｂ及びサブロータ２２は、回転軸線１８を通る径方向の切断面で見て径方向内方へ開いたコの字形の断面形状をなしている。そして、押圧部材１４、１６等は、ディスク部２０Ａとサブロータ２２との間に配設され、それらに対し摩擦係合部１４Ａ、１６Ａ等を互いに離れる方向へ押圧するようになっている。
【０１８２】
よって、従来のディスクブレーキ装置の如くブレーキロータの両側に跨るよう延在し摩擦部材や押圧装置を支持すると共に押圧装置の押圧力の反力を担持するキャリパは不要であり、またキャリパの剛性を高くすることも不要である。また、ディスク部２０Ａ及びサブロータ２２は、回転軸線１８の周りに全周に亘り延在しているので、回転軸線の周りに円弧状にしか延在しないキャリパに比してブレーキロータ１２の剛性を高くすることができる。
【０１８３】
また、上述の各実施形態によれば、円筒部２０Ｂの厚さはディスク部２０Ａ及びサブロータ２２の厚さよりも小さい。しかし、円筒部２０Ｂは回転軸線１８の周りに全周に亘り延在する円筒状をなし、円筒部２０Ｂの剛性はディスク部２０Ａ及びサブロータ２２の剛性よりも高い。
【０１８４】
よって、円筒部２０Ｂの剛性がディスク部２０Ａ及びサブロータ２２の剛性よりも低い場合に比して、ブレーキ装置１０が作動する際のディスク部２０Ａ及びサブロータ２２が互いに離れる方向へ変形する量を小さくすることができる。従って、剛性の大小関係が逆の場合に比して、ブレーキ装置１０の制動作用を向上させることができる。
【０１８５】
また、上述の各実施形態によれば、円筒部２０Ｂはディスク部２０Ａと一体をなし、円筒部２０Ｂ及びディスク部２０Ａは車輪のリム部が連結されるメインロータ２０を形成している。従って、円筒部２０Ｂがサブロータ２２の一部をなし、円筒部２０Ｂが実質的に円板状のメインロータ２０に連結される場合に比して、ブレーキロータ１２の剛性を高くすると共に、車輪のリム部に対するブレーキ装置１０の取付け強度を高くすることができる。
【０１８６】
なお、上述の各実施形態においては、第一の押圧部材１４は回転軸線１８の周りに回転可能であり、第二の押圧部材１６は回転軸線１８の周りに回転不能である。しかし、本発明の摩擦ブレーキ装置は、第一及び第二の押圧部材の両者が回転軸線１８の周りに回転可能であり、第一及び第二の押圧部材の所定量以上の回転が静止部材によって阻止されるものであってもよく、上述の実施形態の構成に限定されるものではない。
【０１８７】
例えば、図１８は、本発明の摩擦ブレーキ装置における押圧力の増力及びガタ抑制の原理を示すべくブレーキ装置の要部を径方向に見た説明図である。図１８において、１１０及び１１２はそれぞれブレーキ装置及びブレーキロータを示しており、矢印にて示されている如く回転軸線１１８の周りに回転する。ブレーキロータ１１２は回転軸線１１８に沿って互いに隔置された第一のディスク１１２Ａ及び第二のディスク１１２Ｂを有している。ディスク１１２Ａ及び１１２Ｂの間には第一の押圧部材１１４Ａ及び第二の押圧部材１１４Ｂが配置されている。
【０１８８】
第一のディスク１１２Ａと第一の押圧部材１１４Ａとの間には第一の摩擦係合部材１１６Ａが配置され、摩擦係合部材１１６Ａは押圧部材１１４Ａにより支持されている。同様に、第二のディスク１１２Ｂと第二の押圧部材１１４Ｂとの間には第二の摩擦係合部材１１６Ｂが配置され、摩擦係合部材１１６Ｂは押圧部材１１４Ｂにより支持されている。第一の押圧部材１１４Ａ及び第二の押圧部材１１４Ｂは、回転軸線１１８に垂直な仮想平面１１５に対し同一の方向に傾斜して互いに平行に延在する傾斜面１１４ＡＳ及び１１４ＢＳを有している。傾斜面１１４ＡＳ及び１１４ＢＳとは反対側の第一の押圧部材１１４Ａ及び第二の押圧部材１１４Ｂの側面は、仮想平面１１５と平行に延在している。よって、第一の押圧部材１１４Ａ及び第二の押圧部材１１４Ｂは、図１８の断面で見て台形状をなしている。
【０１８９】
第一の押圧部材１１４Ａ及び第二の押圧部材１１４Ｂの底辺側の端部に近接した位置には、それぞれ回転軸線１１８に沿って延在する第一の静止部材１１８Ａ及び第二の静止部材１１８Ｂが配置されている。静止部材１１８Ａ及び１１８Ｂのそれぞれ押圧部材１１４Ａ及び１１４Ｂに対向する側面には、それぞれゴムの如き弾性材よりなる付勢部材１２０Ａ及び１２０Ｂが接着等の手段により固定されている。付勢部材１２０Ａ及び１２０Ｂは、それぞれ押圧部材１１４Ａ及び１１４Ｂの下底側の端部に設けられた対応する切欠き１２２Ａ及び１２２Ｂに嵌入し、押圧部材１１４Ａ及び１１４Ｂをそれぞれ静止部材１１８Ａ及び１１８Ｂより離れる方向へ押圧している。
【０１９０】
従って、非制動時には、第一の静止部材１１８Ａ及び第二の静止部材１１８Ｂは傾斜面１１４ＡＳ及び１１４ＢＳにて互いに当接している。しかし、第一の摩擦係合部材１１６Ａ及び第二の摩擦係合部材１１６Ｂは、それぞれ第一のディスク１１２Ａ及び第二のディスク１１２Ｂより隔置されているが、摩擦力を発生しないよう当接していてもよい。なお、押圧部材１１４Ａ及び１１４Ｂは、下底側の端部にてそれぞれ静止部材１１８Ａ及び１１８Ｂに当接していてもよい。
【０１９１】
さらに、第一の押圧部材１１４Ａ及び第二の押圧部材１１４Ｂの内部には、第一の付勢ユニット１２４Ａ及び第二の付勢ユニット１２４Ｂが設けられている。制動時には第一の付勢ユニット１２４Ａ及び第二の付勢ユニット１２４Ｂの一方が、第一の押圧部材１１４Ａ及び第二の押圧部材１１４Ｂをそれぞれ第一のディスク１１２Ａ及び第二のディスク１１２Ｂに対し付勢するようになっている。
【０１９２】
非制動時には、付勢ユニット１２４Ａ及び１２４Ｂは作動されず、摩擦係合部材１１６Ａ及び１１６Ｂはそれぞれディスク１１２Ａ及び１１２Ｂと摩擦接触せず、よって、ブレーキ装置１１０はこれらの間の摩擦力による制動力を発生しない。また、押圧部材１１４Ａ及び１１４Ｂは、回転軸線１１８の周りの回転トルクを授受したり回転軸線１１８に沿う方向の力を授受したりしない。
【０１９３】
これに対し、制動時には、付勢ユニット１２４Ａ及び１２４Ｂの一方が作動される。例えば、付勢ユニット１２４Ａが作動されると、第一の押圧部材１１４Ａが第一のディスク１１２Ａへ向けて付勢され、これにより摩擦係合部材１１６Ａが押圧部材１１４Ａによってディスク１１２Ａに対し押圧される。摩擦係合部材１１６Ａがディスク１１２Ａと摩擦係合すると、それらの間の摩擦力による回転トルクが摩擦係合部材１１６Ａ及び押圧部材１１４Ａに作用し、押圧部材１１４Ａは図１８で見て右方へ変位し、押圧部材１１４Ｂと係合する。よって、押圧部材１１４Ａは押圧部材１１４Ｂを回転トルクの作用方向へ駆動し、押圧部材１１４Ｂは静止部材１１８Ｂに当接する。押圧部材１１４Ａ及び１１４Ｂは静止部材１１８Ｂによってそれ以上回転することが阻止され、これにより摩擦係合部材１１６Ａとディスク１１２Ａとの間の摩擦力によって制動力が発生される。
【０１９４】
また、傾斜面１１４ＡＳ及び１１４ＢＳの係合によるくさび作用により、回転トルクが回転軸線１１８の周りの力と回転軸線１１８に沿う方向の力とに分解される。そして、回転軸線１１８に沿う方向の力は押圧部材１１４Ａ及び１１４Ｂを互いに離間させる方向に作用するので、押圧部材１１４Ｂは摩擦係合部材１１６Ｂをディスク１１２Ｂに対し押圧し、それらを摩擦係合させる。よって、摩擦係合部材１１６Ｂとディスク１１２Ｂとの間の摩擦力によっても制動力が発生される。かくして、押圧部材１１４Ａ、１１４Ｂ及び静止部材１１８Ａ、１１８Ｂは互いに共働して力伝達機構１２６として機能する。
【０１９５】
なお、ブレーキロータ１１２が矢印の方向とは逆の方向へ回転する場合には、第二の付勢ユニット１２４Ｂが作動され、第二の押圧部材１１４Ｂが第二のディスク１１２Ｂに対し付勢され、これにより摩擦部材１１６Ｂがディスク１１２Ｂに対し押圧される。換言すれば、摩擦係合部材がディスクと摩擦係合することにより押圧部材が受ける回転トルクを他方の押圧部材へ伝達するよう、ブレーキロータ１１２の回転方向に応じて作動される付勢ユニットが決定される。
【０１９６】
ただし、上述の第一ないし第三の実施形態や図１９に示された修正例の如く、傾斜面１１４ＡＳ及び１１４ＢＳが仮想平面１１５に対し逆方向へ傾斜する部分を有する場合には、ブレーキロータ１１２の回転方向に関係なく何れの付勢ユニットが作動されてもよい。また、その場合には、付勢ユニットが作動される押圧部材１１４Ａ又は１１４Ｂの周方向の両側に静止部材１１８Ａ及び１１８Ｂに対応する静止部材が設けられる。
【０１９７】
また、非制動動時には、押圧部材１１４Ａ及び１１４Ｂはそれぞれ付勢部材１２０Ａ及び１２０Ｂにより互いに他に対し押圧され、これにより傾斜面１１４ＡＳ及び１１４ＢＳにて互いに当接する状態に維持される。よって、付勢部材１２０Ａ及び１２０Ｂはそれぞれ静止部材１１８Ａ及び１１８Ｂと共働して、非作動時及び制動開始時に、押圧部材１１４Ａ及び１１４Ｂがたつくことを防止するガタ抑制機構１２８を形成している。従って、制動時にブレーキロータ１１２が何れの方向へ回転変位する場合にも、制動開始時の制動力の発生開始を円滑に行わせることができる。
【０１９８】
なお、付勢部材１２０Ａ及び１２０Ｂが押圧部材１１４Ａ及び１１４Ｂを押圧する力は、実質的に押圧部材１１４Ａ及び１１４Ｂが摩擦係合部材１１６Ａ及び１１６Ｂをそれぞれ第一のディスク１１２Ａ及び第二のディスク１１２Ｂに対し押圧しない程度の強さに設定されている。よって、付勢部材１２０Ａ及び１２０Ｂが押圧部材１１４Ａ及び１１４Ｂを押圧していることに起因して、非制動時に摩擦係合部材１１６Ａ及び１１６Ｂがそれぞれ第一のディスク１１２Ａ及び第二のディスク１１２Ｂと摩擦係合して不必要な摩擦力が発生することはない。
【０１９９】
また、第四及び第五の実施形態においては、付勢部材１７６Ａ及び１７６Ｂは隔壁９２Ｂ等の隔壁に固定されているが、くさび部材９６、９８の切欠き１７８Ａ及び１７８Ｂ内にてその壁面に固定されてもよい。
【０２００】
以上においては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【０２０１】
例えば、上述の第一ないし第三の実施形態においては、力伝達機構４６のカム面１４Ｚ及び１６Ｚは、それぞれ湾曲部１４ＺＡ及び１６ＺＡと、湾曲部の両側に延在する平面状の傾斜部１４ＺＢ、１６ＺＢ及び１４ＺＣ、１６ＺＣとを有している。しかし、力伝達機構４６のカム面は回転軸線１８に垂直な仮想平面４０に対し同一の方向へ傾斜した傾斜面を有する限り、他の形状を有していてもよい。
【０２０２】
例えば、図１９に示されている如く、またカム面１４Ｚが山形をなし、カム面１６Ｚがカム面１４Ｚを受ける谷形をなしていてもよい。なお、この修正例においても、第一及び第二の押圧部材のカム面の間にボールの如き転動要素が介装されてもよい。また、図２０に示されている如く、湾曲部の両側に延在する傾斜部１４ＺＢ、１６ＺＢ及び１４ＺＣ、１６ＺＣの仮想平面４０に対する傾斜角が湾曲部より離れるにつれて漸次小さくなるよう、これらの傾斜部は湾曲していてもよい。同様に、上述の第四及び第五の実施形態においても、くさび部材９６及び９８の側面９６Ｂ及び９８Ｂは、仮想平面４０に対する傾斜角が台形の上底より下底へ向かうにつれて漸次小さくなるよう、これらの側面が湾曲していてもよい。
【０２０３】
また、上述の第一ないし第三の実施形態の如く、第一及び第二の押圧部材のカム面の間にボール３８の如き転動体が介装されている場合には、一方のカム面の傾斜角のみが湾曲部より離れるにつれて漸次小さくなるよう湾曲していてもよい。なお、転動体は円柱状のローラやテーパを有するローラであってもよい。
【０２０４】
これらの修正例によれば、回転軸線１８の周りの第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６又はくさび部材９６及び９８の相対変位量が増大するにつれて、回転トルクが回転軸線１８に沿う方向に分解される力の成分を漸次大きくすることができる。よって、ブレーキ装置のブレーキ特性をプログレッシブなブレーキ特性にすることができる。
【０２０５】
また、上述の第一ないし第三の実施形態においては、カム面１４Ｚ及び１６Ｚは、それぞれ湾曲部１４ＺＡ及び１６ＺＡを有しているが、傾斜部１４ＺＢ、１６ＺＢ及び１４ＺＣ、１６ＺＣのみよりなっていてもよい。その場合には、仮想平面４０に対する傾斜角が０の領域は、傾斜部１４ＺＢ、１６ＺＢ及び１４ＺＣ、１６ＺＣがそれぞれ交差する位置である。
【０２０６】
また、上述の第二の実施形態以外の実施形態においては、第一及び第二の摩擦係合部材は、それぞれ摩擦係合部１４Ａ及び１６Ａとして第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６又は第一のくさび部材９６及び第二のくさび部材９８と一体に形成されている。しかし、これらの実施形態においても、第一及び第二の摩擦係合部材の少なくとも一方が対応する押圧部材又はくさび部材とは別の部材であってもよい。
【０２０７】
また、上述の第一及び第三の実施形態においては、摩擦係合部１４Ａ及び１６Ａは互いに同一の大きさを有し、第二の実施形態に於いては、第一の摩擦係合部材５４及び第二の摩擦係合部材６０は互いに同一の直径を有している。しかし、これらは互いに異なる大きさや直径を有していてもよい。
【０２０８】
また、上述の第二の実施形態においては、第一の摩擦係合部材５４及び第二の摩擦係合部材６０の両側の摩擦部は、軸線５２及び５８を中心として互いに同一の半径の位置に設けられている。しかし摩擦係合部材５４及び６０の両側の摩擦部は互いに異なる半径の位置に設けられていてもよい。
【０２０９】
また、上述の各実施形態においては、円筒部２０Ｂはディスク部２０Ａと一体に形成されてメインロータ２０を形成している。しかし、円筒部２０Ｂはサブロータ２２と一体に形成されてもよく、またディスク部２０Ａ、円筒部２０Ｂ、サブロータ２２が別体に形成されてもよい。
【０２１０】
また、上述の第三の実施形態以外の各実施形態においては、メインロータ２０及びサブロータ２２は、回転軸１７、車輪支持部材２８、シール部材４２と共働して密閉空間４４を形成しているが、密閉空間が形成されていなくてもよい。
【０２１１】
なお、上述の第三の実施形態以外の各実施形態に於いては、第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６や摩擦係合部材は密閉空間４４内に収容されている。よって、押圧部材等が密閉空間内に収容されていない場合に比して、ブレーキ装置１０の作動時にそれらの部材の温度が上昇し易い。しかし、摩擦係合部材が上述の如く耐熱性にも優れたセラミック形の摩擦材料にて形成されていれば、温度上昇に起因する制動力の低下は小さい。また、押圧部材等が密閉空間内に収容される場合には、それらの部材の温度上昇が抑制されるよう、メインロータ２０やサブロータ２２に空冷用のフィンが設けられてもよい。
【０２１２】
また、上述の第一ないし第三の実施形態及び第一の修正例におけるクリアランス調整機構が相互に入れ替えられてもよい。また、第一ないし第三の実施形態及び第一の修正例のクリアランス調整機構における付勢手段は、圧縮コイルばねであるが、板ばねの如き他のばねやゴムの如き弾性体に置き換えられてもよい。逆に、第四及び第五の実施形態のクリアランス調整機構における付勢手段は、ゴムの如き弾性体であるが、圧縮コイルばね、板ばねの如きばねに置き換えられてもよい。
【０２１３】
また、上述の第三の実施形態以外の実施形態においては、第一の押圧部材１４がソレノイド３４による電磁力によってディスク部２０Ａに対し付勢されるようになっている。しかし、押圧部材を付勢する手段は例えば上述の第三の実施形態と同様の液圧式のものであるよう修正されてもよい。また、各実施形態のブレーキ装置は車両用のブレーキ装置であるが、本発明のブレーキ装置は車両以外の用途に適用されてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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