CN104246270B - 摩擦制动装置 - Google Patents
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Abstract
摩擦制动装置(10)具有:制动转子(12),具有沿着旋转轴线(18)互相隔开设置且绕着旋转轴线遍及整周地延伸的主转子(20)及副转子(22)和将所述主转子(20)及所述副转子(22)的外周部一体连接的圆筒部(20B);第一及第二摩擦构件(14)及(16),绕着旋转轴线呈圆环状延伸,在主转子(20)及副转子(22)之间由静止构件28支承成能够沿着旋转轴线18相对地位移;以及按压装置(34)及(46),分别将摩擦构件(14)及(16)向转子(20)及(22)按压。
Description
技术领域
本发明涉及摩擦制动装置,更详细而言涉及通过向制动转子按压摩擦构件而产生摩擦力的摩擦制动装置。
背景技术
在机动车等车辆的摩擦制动装置中,通过按压装置将一对摩擦构件对制动转子的盘部从其两侧按压,通过它们的摩擦接触,而产生制动力。一对摩擦构件通过局部地跨制动转子的外周部的制动钳而在制动转子的两侧被支承,按压装置也由制动钳支承。
这种制动装置的一例例如记载在本申请申请人的提出申请的下述的专利文献1中,尤其是在该文献记载的制动装置中,一对摩擦构件被支承成相对于制动钳能够相对地摆动。各摩擦构件对制动转子的盘部的侧面按压,并且相对于制动钳相对地摆动,由此对于制动转子的外周的圆筒部的内表面也按压。由此,根据这种摩擦制动装置,与一对摩擦构件仅对制动转子的盘部的侧面按压的制动装置相比,能够提高制动力。
另外,作为摩擦制动装置的另一例,已知有如下的制动装置:将摩擦构件向制动转子按压、并且利用摩擦构件由制动转子受到的旋转转矩产生楔作用,由此使按压力增大。例如,在下述的专利文献2中记载有具有产生楔作用的自增力机构的摩擦制动装置。根据这种摩擦制动装置,与不进行基于楔作用的按压力的增大的制动装置相比,不提高对摩擦构件进行按压的按压装置的按压力而能够提高制动装置产生的制动力。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平8-121509号公报
专利文献2:日本特开2004-225902号公报
发明内容
〔发明要解决的课题〕
在以往的摩擦制动装置中,一对摩擦构件在制动转子的整周中的极有限的周方向的范围内延伸,一对摩擦构件按压的区域及摩擦接触的区域仅是制动转子的整周的极小一部分。因此,在摩擦制动装置的动作时,一对摩擦构件的按压力产生的压缩载荷作用的区域伴随于制动转子的旋转而向周方向周期性地移动。
由此,在周方向上观察下制动转子的盘部的厚度不均匀的情况或当经时变化而厚度不均匀时尤其是按压装置为一般的液压式的缸-活塞装置的情况下,活塞振动,缸室的压力振动。另外,在按压装置为电磁式的促动器的情况下,以反向电动势的振动变化为起因而控制电流振动。因此,一对摩擦构件向制动转子施加的制动转矩周期性地变动,以此为起因,容易产生颤动、制动踏板的振动、车身的振动等制动振动。
尤其是按压装置仅设置在制动转子的一方侧,通过按压装置与制动钳的协作而将一对摩擦构件向制动转子的盘部的两面按压的制动装置的情况下,制动转子的盘部容易局部地周期变形。因此,容易产生由于制动转子以低的固有振动频率振动而引起的制动鸣音。
另外,按压装置产生的按压力的反力作用于制动钳。当因这样作用的反力而制动钳变形时,无法有效地产生制动力。因此,制动钳必须具有抑制其变形的强度或大小。由此,为了产生高制动力,无法避免制动钳的大型化,根据上述专利文献1记载的结构,无法消除此问题。
另外,如上述专利文献2记载那样在以往的产生楔作用的摩擦制动装置中,对按压力的反力进行支承的构件与按压装置独立地构成,因此除了上述问题的产生之外,制动装置的结构不可避免地变得复杂。而且,按压装置产生的按压力的赋予及楔作用产生的按压力的增大仅在制动转子的一方侧进行,因此无法充分提高制动力。
本发明的主要目的在于提供一种能够抑制制动装置的大型化或结构的复杂化并产生高制动力、并且与以往的摩擦制动装置相比难以产生制动振动或制动鸣音的摩擦制动装置。
〔用于解决课题的方案及发明的效果〕
根据本发明,提供一种摩擦制动装置,其具有:制动转子,具有以沿着旋转轴线互相隔开设置的状态绕着旋转轴线呈圆环状延伸的第一及第二盘部、和将第一及第二盘部的外周部一体连接的连接部;第一及第二摩擦构件,是在第一及第二盘部之间绕着旋转轴线呈圆环状延伸的第一及第二摩擦构件,由静止构件支承成能够沿着旋转轴线相对于第一及第二盘部相对地位移且绕着旋转轴线的旋转被限制;以及按压装置,是在第一及第二摩擦构件之间配置的按压装置,将第一及第二摩擦构件分别向第一及第二盘部按压,并且将一方的摩擦构件从一方的盘部受到的反力经由另一方的摩擦构件向另一方的盘部传递。
根据该结构,第一及第二摩擦构件与第一及第二盘部同样地绕着旋转轴线呈圆环状延伸,第一及第二摩擦构件通过按压装置分别对第一及第二盘部按压。由此,第一及第二摩擦构件始终在绕着旋转轴线的整周分别与第一及第二盘部进行摩擦接触。
由此,能够有效地防止在摩擦制动装置的动作时各摩擦构件的按压力作用的区域如以往的盘型的摩擦制动装置时那样局部性地伴随于制动转子的旋转而向周方向周期性地移动的情况。而且,第一及第二摩擦构件由静止构件支承成沿着旋转轴线相对于第一及第二盘部能够相对位移,且在与这些盘部在整周进行摩擦接触的状态下,分别被向对应的盘部按压。
因此,能够有效地减少以一对摩擦构件向制动转子施加的制动转矩周期性地变动的情况为起因而发生颤动、制动踏板的振动、车身的振动等制动振动的可能性。而且,能够减少以按压及摩擦接触仅在整周的极少一部分进行的情况为起因而盘部局部地周期变形的可能性,由此能够有效地减少制动转子的振动的可能性及以此为起因的制动鸣音产生的可能性。
另外,根据上述的结构,制动转子具有沿着旋转轴线互相隔开设置且在外周部由连接部一体连接的第一及第二盘部,在它们之间配置第一及第二摩擦构件。并且,第一及第二摩擦构件通过配置在它们之间的按压装置向对应的盘部按压,并且将一方的摩擦构件从一方的盘部受到的反力经由另一方的摩擦构件向另一方的盘部传递。
由此,不需要在盘部的两侧支承一对摩擦构件或按压装置并且载持按压装置的按压力的反力的制动钳,也不需要提高制动钳的刚性。而且,由于第一及第二盘部绕着旋转轴线在整周延伸,因此与绕着旋转轴线仅呈圆弧状延伸的制动钳的情况相比,能够提高旋转构件的刚性。而且,按压装置与第一及第二摩擦构件一起配置在第一及第二盘部之间,因此与两个按压装置配置在盘的两侧的情况相比,能够简化为了驱动按压装置而需要的配管等的结构。而且,按压装置配置在第一及第二摩擦构件之间,将一方的摩擦构件从一方的盘部受到的反力经由另一方的摩擦构件向另一方的盘部传递,因此能够有效地利用反力来提高按压力。
因此,与以往的盘型的摩擦制动装置相比,能够抑制大型化、结构的复杂化、成本上升,并提高旋转构件的刚性,由此能够提高摩擦制动装置的刚性或耐久性,而且能够产生高制动力。
另外,根据本发明,在上述的结构中,可以构成为,按压装置在绕着旋转轴线的周方向上互相隔开设置的多个位置进行第一及第二摩擦构件的按压及反力的传递。
根据上述的结构,基于按压装置的第一及第二摩擦构件的按压及反力的传递在绕着旋转轴线的周方向上互相隔开设置的多个位置进行。由此,与摩擦构件的按压及反力的传递仅在绕着旋转轴线的整周的极少一部分进行的情况相比,能够增多按压及反力的传递的区域的个数并使这些区域沿周方向分散,由此能够减少盘部受到的按压产生的压力。因此,与以往的盘型的摩擦制动装置相比,能够减少盘部的磨损,并提高摩擦制动装置的耐久性。
另外,与摩擦构件的按压及反力的传递仅在绕着旋转轴线的整周的极少一部分进行的情况相比,能够减少盘部的各部受到的按压产生的压力伴随于盘部的旋转而周期性地变动的可能性。因此,根据这种情况,与以往的盘型的摩擦制动装置相比,能够减少发生制动振动或制动鸣音的可能性。
另外,根据本发明,在上述的结构中,可以构成为,第一摩擦构件由静止构件支承成能够绕着旋转轴线相对于第二摩擦构件相对地旋转,第二摩擦构件由静止构件支承成不能绕着旋转轴线旋转,按压装置包含至少对将第一摩擦构件向第一盘部按压的力进行控制的按压力控制机构、和以绕着旋转轴线互相隔开设置的状态配置且在第一及第二摩擦构件之间传递力的多个力传递机构,力传递机构在第一及第二摩擦构件之间传递绕着旋转轴线的旋转转矩,利用通过使第一及第二摩擦构件绕着旋转轴线相对旋转位移而产生的楔作用,将旋转转矩转换成使第一及第二摩擦构件沿着旋转轴线分离的方向的力,并且将各摩擦构件受到的反力在第一及第二摩擦构件之间互相传递。
根据上述的结构,第一摩擦构件由静止构件支承成绕着旋转轴线相对于第二摩擦构件能够相对旋转,第二摩擦构件由静止构件支承成绕着旋转轴线不能旋转。并且,至少将第一摩擦构件对第一盘部按压的力由按压装置的按压力控制机构控制。由此,至少将第一摩擦构件向第一盘部按压,第一摩擦构件与第一盘部进行摩擦接触时,第一摩擦构件从第一盘部受到旋转转矩,相对于第二摩擦构件相对地绕着旋转轴线旋转。
另外,根据上述的结构,通过力传递机构从第一摩擦构件向第二摩擦构件传递的旋转转矩由静止构件支承。而且,通过力传递机构,将利用楔作用而由旋转转矩产生的力转换成沿着旋转轴线使第一及第二摩擦构件分离的方向的力,并且将各摩擦构件受到的反力在第一及第二摩擦构件之间互相传递。而且,力传递机构以绕着旋转轴线互相隔开设置的状态配置。
由此,能够有效利用第一摩擦构件从第一盘部受到的旋转转矩而对将第一及第二摩擦构件分别向第一及第二盘部按压的力在绕着旋转轴线的整周进行增力。而且,能够有效利用各摩擦构件受到的反力而对将第一及第二摩擦构件分别向第一及第二盘部按压的力在绕着旋转轴线的整周进行增力。因此,不提高按压装置至少将第一摩擦构件向第一盘部按压的力而能够提高制动装置产生的制动力。
另外,根据本发明,在上述的结构中,可以构成为,按压力控制机构包含由第一摩擦构件支承且绕着旋转轴线呈圆环状延伸的螺线管,通过电磁力对将第一摩擦构件向第一盘部按压的力进行控制,电磁力是通过对螺线管通电而产生的。
根据上述的结构,通过控制对螺线管的控制电流,来控制螺线管产生的电磁力,由此能够控制将第一摩擦构件向第一盘部按压的力。由此,能够将本发明的摩擦制动装置适用于线控式的制动装置。
另外,螺线管由第一摩擦构件支承且绕着旋转轴线呈圆环状延伸。由此,例如与多个螺线管绕着旋转轴线互相隔开设置的情况相比,能够简化制动装置的结构,并且能够在绕着旋转轴线的整周均匀地将第一摩擦构件向第一盘部按压。
另外,根据本发明,在上述的结构中,可以构成为,按压力控制机构包含由第二摩擦构件支承且绕着旋转轴线呈圆环状延伸的活塞缸装置,活塞缸装置具有缸室和在前端与第一摩擦构件卡合的活塞,通过增减缸室内的压力而对将第一及第二摩擦构件分别向第一及第二盘部按压的力进行控制。
根据上述的结构,通过控制缸室内的压力而能够对将第一及第二摩擦构件分别向第一及第二盘部按压的力进行控制。由此,能够将本发明的摩擦制动装置适用于液压式那样压力控制式的制动装置。
另外,缸-活塞装置由第二摩擦构件支承且绕着旋转轴线呈圆环状地延伸。由此,例如与多个缸-活塞装置绕着旋转轴线互相隔开设置的情况相比,能够简化制动装置的结构,并且在绕着旋转轴线的整周能够均匀地将第一摩擦构件向第一盘部按压。而且,缸-活塞装置由第二摩擦构件支承,该第二摩擦构件由静止构件支承成绕着旋转轴线不能旋转。由此,与缸-活塞装置由第一摩擦构件支承且该第一摩擦构件由静止构件支承成绕着旋转轴线能够旋转的情况相比,能够简化制动装置的结构。
另外,根据本发明,在上述的结构中,可以构成为,按压装置在绕着旋转轴线的整周进行第一及第二摩擦构件的按压及反力的传递。
根据上述的结构,按压装置对第一及第二摩擦构件的按压及反力的传递在绕着旋转轴线的整周进行。由此,与摩擦构件的按压及反力的传递仅在绕着旋转轴线的整周的极少一部分进行的情况相比,能够增大进行按压及反力的传递的区域的面积,由此能够减少盘部受到的按压产生的压力。因此,与以往的盘型的摩擦制动装置相比,能够减少盘部的磨损并提高摩擦制动装置的耐久性。
另外,与摩擦构件的按压及反力的传递仅在绕着旋转轴线的整周的极少一部分进行的情况相比,能够减少盘部的各部受到的按压产生的压力伴随于盘部的旋转而周期性地变动的可能性。因此,根据该情况,与以往的盘型的摩擦制动装置相比,能够减少产生制动振动或制动鸣音的可能性。
另外,根据本发明,在上述的结构中,可以构成为,按压装置包含由第一及第二摩擦构件的一方支承且绕着旋转轴线呈圆环状延伸的活塞缸装置,活塞缸装置具有缸室和在前端与第一及第二摩擦构件的另一方卡合的活塞,通过增减缸室内的压力而将第一及第二摩擦构件分别向第一及第二盘部按压。
根据上述的结构,能够通过活塞缸装置将第一及第二摩擦构件同时地以同一按压力分别向第一及第二盘部按压,而且能够使该按压的反力经由活塞缸装置传递。而且,通过控制缸室内的压力,能够同时控制将第一及第二摩擦构件分别向第一及第二盘部按压时的按压力。
另外,根据本发明,在上述的结构中,可以构成为,第一及第二摩擦构件分别与第一及第二盘部摩擦接触的区域的径向的范围相同。
根据上述的结构,第一及第二摩擦构件分别对第一及第二盘部进行按压的区域及受到反力的区域的径向的范围也相同。由此,与它们互不相同的情况相比,能够减少制动装置的内部应力,由此能够提高制动装置的耐久性。而且,第一及第二摩擦构件分别对第一及第二盘部赋予的制动转矩及其反力转矩作用的径向的范围也相同。由此,根据这种情况,也能够减少制动装置的内部应力,能够提高制动装置的耐久性。
另外,根据本发明,在上述的结构中,可以构成为,力传递机构具有分别设于第一及第二摩擦构件且互相对置的第一及第二对置面,第一及第二对置面具有相对于与旋转轴线垂直的假想平面向相同方向倾斜的区域,通过第一及第二对置面的协作,在第一及第二摩擦构件之间传递绕着旋转轴线的旋转转矩,将旋转转矩转换成使第一及第二摩擦构件沿着旋转轴线分离的方向的力,将各摩擦构件受到的反力在第一及第二摩擦构件之间互相传递。
根据上述的结构,当第一摩擦构件相对于第二摩擦构件相对地绕着旋转轴线旋转时,通过第一及第二对置面的协作能够发挥楔作用。由此,能够将旋转转矩可靠地转换成沿着旋转轴线使第一及第二摩擦构件分离的方向的力,并且能够将各摩擦构件受到的反力在第一及第二摩擦构件之间互相可靠地传递。
另外,在上述的结构中,可以的是,第一摩擦构件经由第二摩擦构件,由静止构件支承成绕着旋转轴线相对于第二摩擦构件能够相对旋转。
另外,在上述的结构中,可以的是,缸室的压力经由设于静止构件的内部通路来控制。
另外,在上述的结构中,可以的是,力传递机构具有分别设于第一及第二摩擦构件且互相对置的第一及第二对置面、配置在上述的对置面之间的滚动体,旋转转矩的传递、力的转换、反力的传递可以经由滚动体在第一及第二对置面的倾斜的区域之间进行。
另外,在上述的结构中,可以的是,连接部与第一及第二盘部的一方一体形成,第一及第二盘部的另一方通过能够解除连结的连结装置而与连接部一体连结。
另外,在上述的结构中,可以的是,制动转子与非旋转构件协作而划定收容第一及第二摩擦构件及按压装置的密闭空间。并且,可以向密闭空间填充润滑液。
另外,在上述的结构中,可以的是,在由按压力控制机构控制的力为0时,第一及第二摩擦构件互相相对于其他而位于标准位置,力传递机构不产生使第一及第二摩擦材分离的方向的力。
另外,在上述的结构中,可以的是,力传递机构以标准位置为基准随着旋转转矩产生的第一及第二摩擦构件的相对旋转位移的增大而增大使第一及第二摩擦构件分离的方向的力。
另外,在上述的结构中,可以的是,第一及第二对置面具有相对于假想平面的倾斜角为0的区域,在由按压力控制机构控制的力为0时,通过倾斜角为0的区域在沿着旋转轴线的方向互相对置,由此第一及第二摩擦构件定位于标准位置。
另外,在上述的结构中,可以的是,倾斜角为0的区域的两侧的第一及第二对置面相对于假想平面互相向反方向倾斜。
另外,在上述的结构中,可以的是,制动装置为车辆用的制动装置,连接部与第一及第二盘部的一方一体形成,制动装置在该一方的盘部与车轮的轮辋部连结。
附图说明
图1是作为电磁式的车辆用制动装置而构成的本发明的摩擦制动装置的第一实施方式的利用通过旋转轴线的剖切面剖切表示的局部剖视图。
图2是第一实施方式的从图1的右方观察到的局部主视图。
图3是关于第一及第二按压构件处于标准位置的情况而表示力传递机构的沿着图2的III-III的局部剖视图。
图4是关于第一及第二按压构件相对位移的情况而表示力传递机构的局部剖视图。
图5是作为液压式的车辆用制动装置而构成的本发明的摩擦制动装置的第二实施方式的利用通过旋转轴线的剖切面剖切表示的局部剖视图。
图6是第二实施方式的从图5的右方观察到的局部主视图。
图7是作为液压式的车辆用制动装置而构成的本发明的摩擦制动装置的第三实施方式的利用通过旋转轴线的剖切面剖切表示的局部剖视图。
图8是作为液压式的车辆用制动装置而构成的本发明的摩擦制动装置的第四实施方式的利用通过旋转轴线的剖切面剖切表示的局部剖视图。
图9是作为电磁式的车辆用制动装置而构成的本发明的摩擦制动装置的第五实施方式的利用通过旋转轴线的剖切面剖切表示的局部剖视图。
图10是第五实施方式的从图9的右方观察到的局部主视图。
图11是沿着图9的XI-XI的放大局部剖视图。
图12是表示本发明的摩擦制动装置中的按压力的增力的原理的说明图。
图13是表示力传递机构的凸轮面的一个修正例的局部剖视图。
图14是表示力传递机构的凸轮面的另一个修正例的局部剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图,详细说明本发明的几个优选的实施方式。
[第一实施方式]
图1是作为电磁式的车辆用制动装置而构成的本发明的摩擦制动装置的第一实施方式的利用通过旋转轴线的剖切面剖切表示的局部剖视图,图2是第一实施方式的从图1的右方观察到的局部主视图,图3是沿着图2的III-III的局部剖视图。需要说明的是,图1是沿着图2的I-I的剖视图。
在图1中,10整体性地表示制动装置,制动装置10具有制动转子12、第一按压构件14及第二按压构件16。制动转子12与图中未示出的车轮的旋转轴17一起一体地绕着旋转轴线18旋转。尤其是在图示的实施方式中,制动转子12具有与旋转轴17成为一体的主转子20和与该主转子一起一体地旋转的副转子22。主转子20及第一按压构件14由具有顺磁性的金属材料形成,但是第二按压构件16及副转子22可以由不具有顺磁性的金属材料形成。
主转子20具有沿着旋转轴线18隔开设置的盘部20A和圆筒部20B。盘部20A在内周部与旋转轴17一体地连结,与旋转轴线18垂直地绕着旋转轴线18实质上呈圆环板状地延伸。圆筒部20B与盘部20A的外周部一体地连接,绕着旋转轴线18呈圆筒状地延伸。副转子22与旋转轴线18垂直地绕着旋转轴线18呈圆环板状地延伸,在外周部通过多个螺栓24而与圆筒部20B的盘部20A的相反侧的端部连结。
需要说明的是,盘部20A及副转子22互相具有同一厚度,圆筒部20B的厚度小于盘部20A及副转子22的厚度。然而,圆筒部20B绕着旋转轴线18呈圆筒状地延伸,因此具有比盘部20A及副转子22高的刚性。
这样,盘部20A及副转子22分别与旋转轴线18垂直地绕着旋转轴线18呈圆环板状地延伸且沿着旋转轴线18互相隔开设置的第一及第二盘部发挥功能。圆筒部20B与螺栓24协作而作为将盘部20A及副转子22的外周部一体地连接的连接部发挥功能。盘部20A、圆筒部20B及副转子22在从通过旋转轴线18的径向的剖切面观察下呈向径向内方敞开的コ字形的截面形状。盘部20A及副转子22的互相对置的面分别划定与旋转轴线18垂直且互相平行地绕着旋转轴线18在整周延伸的第一摩擦面20S及第二摩擦面22S。
旋转轴17经由一对球轴承26通过作为静止构件的车轮支承构件28的套筒部28A支承成绕着旋转轴线18能够旋转。一对球轴承26、旋转轴17、套筒部28A之间的空间由润滑脂那样的润滑剂填充。相对于一对球轴承26在轴线方向两侧配置一对密封构件30,密封构件30将旋转轴17与套筒部28A之间密封,以免粉尘或泥水侵入球轴承26。
虽然在图中未示出,但主转子20的盘部20A绕着旋转轴线18以互相分隔90°配置的状态,通过4根螺栓32及与之螺合的螺母而与车轮的轮辋部一体连结。因此,旋转轴17及制动转子12(主转子20及副转子22)与车轮一起绕着旋转轴线18旋转。
第一按压构件14呈绕着旋转轴线18在整周延伸的环状。在第一按压构件14的与盘部20A的第一摩擦面20S对置的侧面上一体地形成有作为第一摩擦卡合构件发挥功能的第一摩擦卡合部14A,第一摩擦卡合部14A绕着旋转轴线18在整周呈环带状地延伸。而且,第一按压构件14具有绕着旋转轴线18在整周延伸且向径向外方敞开的环状槽14B。在环状槽14B配置有螺线管34,螺线管34绕着旋转轴线18呈环状延伸。
虽然在图中未示出,但是对螺线管34的通电由电子控制装置控制。这种情况下,可以检测如对制动踏板的踏力那样驾驶员的制动操作量,并以制动操作量越高而电流值越高的方式控制对螺线管34的控制电流。
第二按压构件16具有互相成为一体的圆环板状部16X及圆筒部16Y。圆环板状部16X绕着旋转轴线18在整周延伸,圆环板状部16X的外周部在从第一按压构件14隔开设置的状态下配置在第一按压构件14与副转子22之间。在圆环板状部16X的与第一按压构件14相反侧的侧面上一体地形成有作为第二摩擦卡合构件发挥功能的第二摩擦卡合部16A。第二摩擦卡合部16A在与第二摩擦面22S对置的状态下绕着旋转轴线18在整周呈环带状地延伸。
需要说明的是,第一按压构件14及第二按压构件16例如可以通过粉末烧结法来制造,由此将第一摩擦卡合部14A及第二摩擦卡合部16A分别与第一按压构件14及第二按压构件16一体形成。而且,摩擦卡合部14A及16A可以通过粘结或其他的手段将环带状的摩擦材料固定在圆板部的侧面上来形成。而且,摩擦卡合部14A及16A互相由同一摩擦材料构成,但也可以通过互不相同的摩擦材料构成。这种情况下,摩擦材料可以是耐久性优异的任意的摩擦材料,但特别优选为耐热性也优异的陶瓷系的摩擦材料。
圆筒部16Y具有些许的游隙而与车轮支承构件28的套筒部28A嵌合,在设于圆筒部16Y的内表面及套筒部28A的外表面且沿着旋转轴线18延伸的键槽内嵌入键36。由此,第二按压构件16由车轮支承构件28支承成绕着旋转轴线18不能旋转且沿着旋转轴线18能够位移。
圆环板状部16X具有在第一按压构件14的一侧面向径向外方的圆柱状的肩部16C,第一按压构件14具有与肩部16C在径向上对置的圆筒状的肩部14C。肩部14C及16C在绕着旋转轴线18均等地隔开设置的8个部位具有在径向上互相隔开设置的区域,在这些区域的肩部14C及16C之间夹装有滚珠38。滚珠38实质上由牢固的金属那样的材料形成。由此,第一按压构件14通过第二按压构件16经由滚珠38支承成绕着旋转轴线18能够旋转且沿着旋转轴线18能够位移。
第一按压构件14及第二按压构件16在肩部14C与肩部16C之间的区域互相对置的侧面上分别具有与对应的滚珠38能够卡合的八个凸轮面14Z及16Z。如图2所示,各凸轮面14Z及16Z设置在对应的滚珠38所配置的周方向位置上,呈以旋转轴线18为中心的圆弧状延伸。
如图3所示,凸轮面14Z具有朝向第二按压构件16敞开的弯曲部14ZA和与该弯曲部连续地向弯曲部的两侧延伸的平面状的倾斜部14ZB及14ZC。倾斜部14ZB及14ZC以随着从弯曲部14ZA离开而接近第二按压构件16的方式相对于与旋转轴线18垂直的假想平面40倾斜。同样,凸轮面16Z具有朝向第一按压构件14敞开的弯曲部16ZA和与该弯曲部连续而向弯曲部的两侧延伸的平面状的倾斜部16ZB及16ZC。倾斜部16ZB及16ZC以随着从弯曲部16ZA离开而接近第一按压构件14的方式相对于假想平面40倾斜。
在图示的实施方式中,如图3所示那样,倾斜部14ZB等相对于假想平面40的倾斜角的大小相同。由此,在各滚珠38的径向上互相对置的倾斜部14ZB、16ZC及14ZC、16ZB相对于假想平面40互相向相同方向倾斜,且互相平行地延伸。
特别是在图示的实施方式中,如图1所示那样,副转子22的内周部与车轮支承构件28的套筒部28A嵌合。在副转子22的内周部与套筒部28A之间配置有绕着旋转轴线18在整周延伸的密封构件42。
因此,主转子20及副转子22与旋转轴17、车轮支承构件28、密封构件42协作而形成密闭空间44,第一按压构件14、第二按压构件16、螺线管34及滚珠38收容在密闭空间44内。并且,在密闭空间44填充有润滑剂。因此,在各滚珠38与肩部14C及16C之间及各滚珠38与凸轮面14Z及16Z之间实质上不会产生摩擦力。
需要说明的是,如图1所示那样,在未将控制电流对螺线管34通电时,第一按压构件14及第二按压构件16定位在图3所示的标准位置。并且,在两个按压构件处于标准位置时,沿着旋转轴线18的方向的第一摩擦卡合部14A的表面与第二摩擦卡合部16A的表面之间的距离最小,不会产生使两个按压构件分离的力。由此,第一摩擦卡合部14A及第二摩擦卡合部16A分别与盘部20A及副转子22的摩擦面20S及22S实质上不进行摩擦卡合。
在该第一实施方式中,当通过驾驶员进行制动操作时,与制动操作量对应的控制电流不对螺线管34通电,在由螺线管34产生的电磁力下,引力作用在第一按压构件14与盘部20A之间。因此,第一按压构件14对盘部20A按压,因此第一摩擦卡合部14A与盘部20A的第一摩擦面20S进行摩擦卡合。由此,螺线管34与第一按压构件14及盘部20A协作,作为将第一按压构件14向盘部20A按压的按压装置的一部分发挥功能,并作为使第一按压构件14与盘部20A摩擦卡合的第一摩擦构件发挥功能。
若图中未示出的车轮旋转,则第一按压构件14受到第一摩擦卡合部14A与盘部20A的摩擦面20S之间的摩擦力引起的绕旋转轴线18的旋转转矩,相对于第二按压构件16相对地绕着旋转轴线18旋转。其结果是,第一按压构件14及第二按压构件16如图4所示那样互相向反方向进行相对旋转位移,因此滚珠38的位置的凸轮面14Z及16Z欲互相接近。然而,滚珠38不会发生压缩变形,因此产生所谓楔效果,第一按压构件14及第二按压构件16沿着旋转轴线18向互相分离的方向进行相对位移。
即,滚珠38及凸轮面14Z、16Z互相协作而使第一按压构件14及第二按压构件16沿着旋转轴线18互相向分离的方向位移。而且,滚珠38及凸轮面14Z、16Z互相协作而由第一按压构件14向第二按压构件16传递绕着旋转轴线18的旋转转矩,并将旋转转矩转换成使两个按压构件分离的力。而且,滚珠38及凸轮面14Z、16Z将通过按压构件对摩擦面按压摩擦卡合构件而产生的反力在两个按压构件之间互相传递。
由此,滚珠38及凸轮面14Z、16Z构成力传递机构46,该力传递机构46进行第一按压构件14及第二按压构件16之间的旋转转矩的传递、在沿着旋转轴线18的方向上使两个按压构件分离的力的产生、反力的传递。第一摩擦卡合部14A及第二摩擦卡合部16A通过力传递机构46的作用,分别对盘部20A及副转子22的摩擦面20S及22S按压,由此与对应的摩擦面进行摩擦卡合。
因此,第二按压构件16与第一按压构件14及力传递机构46协作,作为与副转子22摩擦卡合的第二摩擦构件发挥功能。而且,螺线管34、第一按压构件14、第二按压构件16及力传递机构46互相协作,作为将第一按压构件14及第二按压构件16分别向盘部20A及副转子22按压的按压装置发挥功能。而且,滚珠38及凸轮面14Z、16Z互相协作,也发挥将第一按压构件14及第二按压构件16定位于标准位置的作为定位机构的功能。
需要说明的是,旋转转矩与通过螺线管34而产生的电磁力所形成的引力成比例,使第一按压构件14及第二按压构件16分离的力与旋转转矩成比例。由此,第一按压构件14及第二按压构件16分别对盘部20A及副盘22施加的按压力与驾驶员的制动操作量成比例。
另外,第二按压构件16通过键36及接受该键36的键槽来阻止相对于车轮支承构件28相对地绕旋转轴线18的旋转。由此,车轮支承构件28作为旋转转矩承受构件发挥功能,承受第二按压构件16由第一按压构件14受到的旋转转矩。
如此,根据第一实施方式,盘部20A、圆筒部20B及副转子22在利用通过旋转轴线18的径向的剖切面观察下呈现出向径向内方敞开的コ形的截面形状。并且,按压构件14、16等配设在盘部20A与副转子22之间,相对于它们将摩擦卡合部14A,16A等向互相分离的方向按压。而且,按压构件14及16的摩擦卡合部14A及16A始终在绕着旋转轴线18的整周分别与盘部20A及副盘22的摩擦面20S及22S进行摩擦接触。
由此,与按压及摩擦接触仅在整周的极小一部分进行的以往的摩擦制动装置相比,能够减少一对摩擦卡合构件向制动转子12施加的制动转矩周期性地变动的可能性。因此,能够有效地减少以制动转矩周期性地变动为起因而颤动、制动踏板的振动、车身的振动等制动振动产生的可能性。
另外,与按压及摩擦接触仅在整周的只一部分进行的以往的摩擦制动装置相比,减少制动转子局部且周期性地发生变形或对制动转子的按压力周期性地变动的可能性,由此,能够有效地减少制动转子的振动或异常磨损及制动鸣音产生的可能性。需要说明的是,上述的作用效果在后述的其他实施方式中也同样能得到。
另外,根据第一实施方式,按压构件14、16等配设在盘部20A与副转子22之间,按压构件14、16分别相对于盘部20A和副转子22向互相分离的方向按压。而且,通过按压构件14及16的按压而产生的反力经由力传递机构46向另一方的按压构件传递。由此,也能有效利用反力,通过摩擦卡合部14A及16A与摩擦面20S及22S之间的摩擦力能够高效地产生高制动力。
另外,不需要如以往的盘制动装置那样跨制动转子的两侧地延伸、对摩擦构件或按压装置进行支承并载持按压装置的按压力的反力的制动钳,而且,也不需要提高制动钳的刚性。而且,盘部20A及副转子22绕着旋转轴线18在整周延伸,因此与绕着旋转轴线仅呈圆弧状地延伸的制动钳相比,能够提高制动转子12的刚性。因此,相比较于通过按压构件将摩擦卡合构件向摩擦面按压而产生的反力由与按压构件不同的构件支承的制动装置,能够使结构简单,并且能够避免制动装置的大型化。
尤其是根据第一实施方式,通过力传递机构46,绕着旋转轴线18的旋转转矩由第一按压构件14向第二按压构件16传递,并且通过力传递机构46的楔作用,将旋转转矩转换成使两个按压构件分离的力。而且,通过按压构件14及16的按压而产生的反力经由力传递机构46向另一方的按压构件传递。
由此,通过力传递机构46的楔作用能够有效地利用制动转子12的旋转转矩而使按压力增力,并且通过经由力传递机构46进行的反力的传递能够使按压力增力。因此,与未设置力传递机构46的情况相比,能够产生高制动力。需要说明的是,其作用效果在后述的第二实施方式中也同样能得到。
[第二实施方式]
图5是作为液压式的车辆用制动装置而构成的本发明的摩擦制动装置的第二实施方式的由通过旋转轴线的剖切面剖切表示的局部剖视图,图6是第二实施方式的从图5的右方观察到的局部主视图。需要说明的是,图5是沿着图6的V-V的剖视图。而且,在图5及图6中,对于与图1及图2所示的构件相同的构件,标注与在图1及图2中标注的符号相同的符号。
在该第二实施方式中,副转子22的内周部与车轮支承构件28未卡合,在与车轮支承构件28相比靠径向外侧具有沿着旋转轴线18朝向盘部20A延伸的圆筒部22A。圆筒部22A的前端从第二按压构件16隔开设置。
第二按压构件16具有圆筒孔50,该圆筒孔50在第一按压构件14侧具有台阶,圆筒孔50绕着旋转轴线18在整周延伸并沿着旋转轴线18延伸。第一按压构件14在内周部具有圆筒部52,圆筒部52绕着旋转轴线18在整周延伸并沿着旋转轴线18延伸。圆筒部52在圆筒孔50的径向内侧的圆筒状的外表面50A嵌合成绕着旋转轴线18能够相对旋转且沿着旋转轴线18能够相对位移。
圆筒体54实质上紧密地嵌合于圆筒孔50的径向外侧的圆筒状的外表面50B,圆筒体54绕着旋转轴线18在整周延伸并沿着旋转轴线18延伸。在圆筒体54与圆筒孔50的圆筒状的内表面50C之间配置有圆筒状的活塞56,活塞56也绕着旋转轴线18在整周延伸,并且沿着旋转轴线18延伸。活塞56相对于圆筒体54及第二按压构件16相对地沿着旋转轴线18能够位移地与圆筒体54及圆筒状的内表面50C实质上紧密地嵌合。
径向外侧的圆筒状的外表面50B与圆筒体54之间由O型密封环58密封。而且,圆筒体54及圆筒状的内表面50C与活塞56之间分别由O型密封环60及62密封。因此,第二按压构件16、圆筒体54、活塞56形成具有绕着旋转轴线18在整周延伸的缸室64的液压式的活塞缸装置66。
在第二按压构件16设有图中未示出的与主缸连通连接的端口68。端口68在第二按压构件16的内部绕着旋转轴线18在整周延伸的环状通路70连通,环状通路70通过在第二按压构件16的内部沿径向延伸的多个径向通路72而与缸室64连通连接。由此,向缸室64经由端口68、环状通路70、径向通路72导入主缸压力。
因此,活塞缸装置66利用与主缸压力对应的按压力,作为将第一按压构件14及第二按压构件16这两者分别对盘部20A及副转子22互相向反方向按压的按压装置的一部分发挥功能。并且,它们的按压力对应于缸室64内的压力、因此对应于主缸压力,从而对应于驾驶员的制动操作量。
在该第二实施方式中,也设置具有与第一实施方式的力传递机构46同样的结构的力传递机构46。需要说明的是,力传递机构46相对于活塞缸装置66而配置在径向外侧,但是也可以相对于活塞缸装置66而配置在径向内侧。而且,该第二实施方式的其他的点与上述的第一实施方式同样地形成。
第一按压构件14由活塞缸装置66的按压力对盘部20A按压,当与盘部20A的第一摩擦面20S进行摩擦卡合时,从盘部20A承受旋转转矩。同样,第二按压构件16通过活塞缸装置66的按压力而对副转子22按压,当与副盘22的第二摩擦面22S摩擦卡合时,从副盘22承受旋转转矩。
第一按压构件14通过第二按压构件16支承成绕着旋转轴线18能够旋转,因此绕着旋转轴线18旋转。相对于此,第二按压构件16被支承成沿着旋转轴线18能够相对位移,但是绕着旋转轴线18不能相对旋转,因此第二按压构件16绕着旋转轴线18不会旋转。由此,第一按压构件14及第二按压构件16相对旋转。
因此,与第一实施方式的情况同样,向第一按压构件14传递的旋转转矩的一部分通过力传递机构46转换成向使第一按压构件14及第二按压构件16沿着旋转轴线18互相分离的方向施力的力。由此,对将第一按压构件14及第二按压构件16分别对盘部20A及副转子22按压的力进行增力。而且,第一按压构件14及第二按压构件16分别由盘部20A及副转子22作为按压力的反力而承受的力向另一方的按压构件传递,由此作为有效的按压力发挥作用。
通过以上的说明可知,在该实施方式中,活塞缸装置66与第一按压构件14及第二按压构件16协作,分别作为将这些按压构件分别向盘部20A及副转子22按压的按压装置发挥功能。而且,与第一实施方式的情况同样,第一按压构件14及第二按压构件16分别作为与盘部20A及副转子22摩擦卡合的第一及第二摩擦构件发挥功能。
而且,通过活塞缸装置66产生的按压力与驾驶员的制动操作量成比例,通过力传递机构46增力的按压力与通过活塞缸装置66产生的按压力成比例。由此,将第一按压构件14及第二按压构件16分别向盘部20A及副转子22按压的按压力与驾驶员的制动操作量成比例。
这样,根据该第二实施方式,除了通过活塞缸装置66将按压构件14及16这两者分别对盘部20A及副转子22互相向反方向按压的点之外,能得到与第一实施方式的情况同样的动作。由此,能够得到与第一实施方式的情况同样的作用效果。
尤其是根据第二实施方式,活塞缸装置66的缸室64形成在相对于作为静止构件的车轮支承构件28相对地不旋转的第二按压构件16侧。由此,与缸室形成在相对于车轮支承构件28相对地旋转的第一按压构件14侧的情况相比,能够使制动装置10的结构简单。需要说明的是,这种情况在后述的第三实施方式中也同样。
[第三实施方式]
图7是将作为液压式的车辆用制动装置构成的本发明的摩擦制动装置的第三实施方式利用通过旋转轴线的剖切面剖切表示的局部剖视图。需要说明的是,在图7中,对于与图5及图6所示的构件相同的构件,标注与这些图中标注的符号相同的符号。
该第三实施方式是上述的第二实施方式的一个修正例,在该实施方式中,未设置力传递机构46。而且,活塞缸装置66配置在与第三实施方式的活塞缸装置相比靠径向外侧的位置。而且,第一按压构件14的圆筒部52的内表面及第二按压构件16的圆筒状的外表面50A具有沿着旋转轴线18延伸的键槽,在这些键槽插入键74。由此,第一按压构件14沿着旋转轴线18相对于第二按压构件16相对地能够位移,但绕着旋转轴线18相对于第二按压构件16无法相对旋转。该实施方式的其他点与上述的第二实施方式同样形成。
[第四实施方式]
图8是将作为液压式的车辆用制动装置而构成的本发明的摩擦制动装置的第四实施方式利用通过旋转轴线的剖切面剖切表示的局部剖视图。需要说明的是,在图8中,对于与图5至图7所示的构件相同的构件,标注与在这些图中标注的符号相同的符号。
该第四实施方式是上述的第二实施方式的另一个修正例,在该实施方式中,未设置力传递机构46。而且,在第一按压构件14与第二按压构件16之间配置有绕着旋转轴线18在整周呈环状延伸的中间构件82。中间构件82在内周部82X通过键36而与车轮支承构件28的套筒部28A牢固地连结。中间构件82具有沿着旋转轴线18向两侧突出的圆筒部82A及82B,这些圆筒部绕着旋转轴线18在整周呈环状地延伸。
在圆筒部82A及82B分别嵌合有圆环板状的第一按压构件14及第二按压构件16。在图示的实施方式中,在圆筒部82A及82B的圆筒状的外表面及按压构件14及16的圆筒状的内表面设有沿着旋转轴线18延伸且互相啮合的花键齿。由此,第一按压构件14及第二按压构件16沿着旋转轴线18相对于中间构件82能够相对位移,但是由中间构件82支承成绕着旋转轴线18相对于中间构件82不会相对旋转。
而且,在第一按压构件14与第二按压构件16之间配置有圆筒体84及86,这些圆筒体以沿着旋转轴线18相对于中间构件82能够相对位移的方式与中间构件82的呈圆筒状的外周面82C嵌合。位于第一按压构件14侧的圆筒体84在第二按压构件16侧具有小径部84A,位于第二按压构件16侧的圆筒体86在第一按压构件14侧具有圆筒孔86A。小径部84A以圆筒体84及86沿着旋转轴线18能够相对位移的方式与圆筒孔86A嵌合。
中间构件82的外周面82C与圆筒体84及86之间分别由O型密封环88及90密封。而且,圆筒体84与圆筒体86之间由O型密封环92密封。由此,圆筒体84及86与中间构件82协作而形成具有绕着中间构件82呈环状延伸的缸室64的活塞缸装置66,缸室64与沿径向延伸至中间构件82的外周面82C的径向通路72连通。该实施方式的其他的点与上述的第三实施方式同样地形成。
通过以上的说明可知,根据第三及第四实施方式,活塞缸装置66将第一按压构件14及第二按压构件16这两者分别对盘部20A及副盘22互相向反方向按压。并且,这些按压力对应于缸室64内的压力、因此对应于主缸压力,从而对应于驾驶员的制动操作量。
需要说明的是,如上述那样,由于未设智力传递机构46,因此不进行第一按压构件14及第二按压构件16分别从盘部20A及副盘22受到的旋转转矩被转换成沿着旋转轴线18的方向的力所产生按压力的增力。而且,第一按压构件14及第二按压构件16分别从盘部20A及副盘22受到的反力经由活塞缸装置66向另一方的按压构件传递。
因此,根据第三及第四实施方式,除了不进行力传递机构46的楔作用产生的按压力的增力的点之外,能够得到与第一实施方式的場合同样的作用效果。需要说明的是,通过经由活塞缸装置66进行的反力的传递而使按压力增力,因此与不进行反力产生的按压力的增力的以往的制动装置相比,能够产生高制动力。
[第五实施方式]
图9是作为电磁式的车辆用制动装置而构成的本发明的摩擦制动装置的第五实施方式的利用通过旋转轴线的剖切面剖切表示的局部剖视图,图10是第五实施方式的从图12的右方观察到的局部剖视图,图11是沿着图10的XI-XI的放大局部剖视图。需要说明的是,图9是沿着图10的IX-IX的剖视图。而且,在图9至图11中,对于与图1及图2所示的构件相同的构件,标注与在这些图中标注的符号相同的符号。
在该第五实施方式中,在第一按压构件14与第二按压构件16之间,配置有绕着旋转轴线18在整周呈环状延伸的中间构件102。中间构件102在内周部102X通过键36而与车轮支承构件28的套筒部28A牢固地连结。中间构件102具有与旋转轴线18匹配的圆筒状的外表面102A,利用圆筒状的外表面102A将第一按压构件14支承成能够相对旋转且沿着旋转轴线18能够相对移动。而且,中间构件102在沿着旋转轴线18的方向上从第二按压构件16隔开设置。
如图10及图11所示那样,中间构件102在与外表面102A相比靠径向外侧的区域具有圆环板状部102Y,在圆环板状部102Y设有通过隔壁104A在周方向上均等地隔开设置的16个圆弧孔104。各圆弧孔104贯通圆环板状部102Y而沿旋转轴线18延伸,而且,绕着旋转轴线18呈圆弧状延伸。圆弧孔104的径向内侧的面及径向外侧的面呈沿着旋转轴线18延伸的圆筒状。
在各圆弧孔104,第一楔构件96与第一按压构件14相邻配置,第二楔构件98与第二按压构件16相邻配置。楔构件96及98绕着旋转轴线18呈圆弧状延伸,分别向对应的圆弧孔104嵌入。而且,楔构件96及98的周方向的长度比圆弧孔104的周方向的长度短。此外,各楔构件的圆筒状的外表面的半径比圆弧孔104的圆筒状的内表面的半径稍小,各楔构件的圆筒状的内表面的半径比圆弧孔104的圆筒状的外表面的半径稍大。
楔构件96及98分别朝向第一按压构件14及第二按压构件16沿着旋转轴线18从中间构件102突出。楔构件96及98的前端部稍微呈尖细状,分别向在第一按压构件14及第二按压构件16的侧面设置且在周方向上延伸的凹陷14G及16G嵌入。凹陷14G及16G具有带有些许的游隙而接纳楔构件96及98的前端部的大小及形状。
另外,在凹陷14G及16G上的与隔壁104A对应的周方向位置分别设有深度浅的限动部14GS及16GS。限动部14GS及16GS分别将凹陷14G及16G在周方向上分割成多个区域。需要说明的是,凹陷14G及16G具有即使楔构件96及98沿着旋转轴线18相对于第一按压构件14及第二按压构件16相对位移而楔构件96及98的前端部也不会从凹陷14G及16G脱落的深度。
由此,楔构件96及98相对于中间构件102相对地绕着旋转轴线18能够旋转位移,但是相对于第一按压构件14及第二按压构件16相对地绕着旋转轴线18无法旋转位移,而且,楔构件96及98相对于中间构件102相对地沿着旋转轴线18能够直线位移,并且相对于第一按压构件14及第二按压构件16相对地沿着旋转轴线18能够直线位移。
需要说明的是,在未对螺线管34通上控制电流的制动装置10的非制动时,楔构件96、98位于图11所示的标准位置,分别对于第一按压构件14及第二按压构件16不按压。由此,第一按压构件14及第二按压构件16分别与盘部20A及副转子22未进行摩擦卡合。
通过以上的说明可知,在该第五实施方式中,楔构件96及98与圆弧孔104及它们之间的隔壁104A协作,形成与第一及第二实施方式中的力传递机构46同样地发挥功能的力传递机构106。由此,与第一及第二实施方式的情况同样,通过力传递机构106,分别将第一按压构件14及第二按压构件16对盘部20A及副转子22的按压力增力。需要说明的是,该第五实施方式的其他的点与第一实施方式同样构成。
例如,在图11中如粗实线的箭头所示那样,在盘部20A及副转子22向图11观察的左方移动的状况下,当对螺线管34通上控制电流时,第一按压构件14对盘部20A按压。第一按压构件14的第一摩擦卡合部14A与盘部20A进行摩擦卡合,因此第一按压构件14向左方被驱动。由此,位于隔壁104A的右侧的第一楔构件96也向左方被驱动,由此向对应的第二楔构件98传递旋转转矩。
然而,隔壁104A是绕着旋转轴线18无法旋转的中间构件102的一部分,因此处于隔壁104A的右侧的楔构件96、98向图14观察的左方无法自由移动。由此,旋转转矩的一部分在侧面96B及98B的协作产生的楔作用下,被转换成将第二楔构件98对第二按压构件16及副转子22按压的力。由此,第二按压构件16的摩擦卡合部16A与副转子22进行摩擦卡合。因此,通过第一摩擦卡合部14A与盘部20A的摩擦卡合、及摩擦卡合部16A与副转子22的摩擦卡合而产生制动力。
另外,第一楔构件96因经由第一按压构件14按压盘部20A而受到的反力向楔构件98传递。同样,第二楔构件98因经由第二按压构件16按压副转子22而受到的反力向楔构件96传递。由此,与第一及第二实施方式的情况同样,能够有效地利用反力而提高按压力,并且不需要承受反力的特别的构件。
需要说明的是,位于隔壁104A的左侧的第一楔构件96也受到向左方移动的力,但是被位于其左侧的隔壁104A阻止移动。由此,该第一楔构件96向对应的第二楔构件98无法传递旋转转矩,无法产生将第二楔构件98对第二按压构件16及副转子22按压的力。
另外,在图11中如虚线的箭头所示那样,即使在盘部20A及副转子22向图11观察的右方移动的状况下,也能得到同样的动作。即,除了左右的方向相反的点以外,处于隔壁104A的左侧的楔构件96、98与盘部20A及副转子22向图14观察的左方移动的状况下的处于隔壁104A的右侧的楔构件96、98同样地发挥功能。
通过以上的说明可知,在该第五实施方式中,包含楔构件96、98的力传递机构106与上述的第一及第二实施方式的力传递机构46同样地发挥功能。由此,根据第五实施方式,能够得到与第一及第二实施方式的情况同样的作用效果。
另外,在该实施方式中,多个楔构件96、98以在周方向上隔开设置的状态配設,楔构件96、98按压的区域也在周方向上互相隔开设置。然而,楔构件96、98不是直接与盘部20A及副转子22进行摩擦卡合,而是分别将第一按压构件14及第二按压构件16对盘部20A及副转子22按压。
由此,与上述的其他的实施方式的情况同样,第一按压构件14及第二按压构件16在绕着旋转轴线18的整周始终与盘部20A及副转子22进行摩擦卡合。因此,能够有效地减少摩擦卡合部的异常磨损、制动振动、制动鸣音等的可能性。
需要说明的是,在图示的实施方式中,第一按压构件14及中间构件102这双方通过键36而与车轮支承构件28的套筒部28A牢固地连结。然而,在设有限动部16GS并通过限动部来限制第二楔构件98的周方向的旋转位移的情况下,可以使第一按压构件14及中间构件102的一方绕着旋转轴线18能够旋转。而且,在第一按压构件14及中间构件102这双方绕着旋转轴线18不能旋转的情况下,限动部16GS可以省略。
通过以上的说明可知,在上述的各实施方式中,摩擦卡合部14A及16A在以旋转轴线18为中心的同一半径向位置处绕着旋转轴线18在整周延伸。因此,摩擦卡合部或摩擦卡合构件54及60分别能够将由按压构件14及16按压所产生的反力有效地向另一方的按压构件传递。
另外,根据第一及第五实施方式,主转子20及副转子22与旋转轴17、车轮支承构件28、密封构件42协作而形成密闭空间44,按压构件14及16等收容在密闭空间44内。因此,能够减少泥水或粉尘侵入制动装置10的内部的可能性,由此能够提高制动装置10的耐久性。而且,能够将抑制泥水或粉尘侵入制动装置10的内部的罩等的必要性排除。
另外,根据第一及第五实施方式,在密闭空间44填充有润滑剂。因此,能够利用润滑剂对滚珠38的卡合部或各摩擦接触部等进行润滑。由此,能够使力传递机构46、106顺畅地动作,能够良好地进行按压构件14及16对摩擦卡合部14A等的按压。而且,能够抑制各摩擦接触部的异常磨损,抑制摩擦引起的发热或制动鸣音,并且能够通过润滑剂对制动块等的冷却而抑制它们的升温。
另外,根据上述的各实施方式,对于盘部20A及副盘22的摩擦面20S及22S按压的摩擦卡合部14A及16A分别与按压构件14及16一体形成。因此,相比较于对于盘部20A及副盘22的摩擦面20S及22S按压的摩擦卡合构件与按压构件14及16分体的情况,能够减少部件个数,能够简化结构。
另外,根据上述的各实施方式,圆筒部20B的厚度小于盘部20A及副转子22的厚度。然而,圆筒部20B呈绕着旋转轴线18在整周延伸的圆筒状,圆筒部20B的刚性高于盘部20A及副转子22的刚性。
由此,与圆筒部20B的刚性低于盘部20A及副转子22的刚性的情况相比,能够减小制动装置10动作时的盘部20A及副转子22向互相分离的方向的变形量。因此,与刚性的大小关系相反的情况相比,能够提高制动装置10的制动作用。
另外,根据上述的各实施方式,圆筒部20B与盘部20A成为一体,圆筒部20B及盘部20A形成将车轮的轮辋部连结的主转子20。因此,与圆筒部20B成为副转子22的一部分而圆筒部20B实质上与圆板状的主转子20连结的情况相比,能够提高制动转子12的刚性,并提高制动装置10对于车轮的轮辋部的安装强度。
另外,根据第一及第五实施方式,能够将制动装置10适用于线控式的制动装置,根据第二至第四实施方式,能够将制动装置10适用于液压式的制动装置。
需要说明的是,在上述的第一、第二及第五各实施方式中,第一按压构件14绕着旋转轴线18能够旋转,第二按压构件16绕着旋转轴线18不能旋转。然而,具备力传递机构的本发明的摩擦制动装置可以是第一及第二按压构件这两者绕着旋转轴线18能够旋转且第一及第二按压构件的规定量以上的旋转由静止构件阻止的结构。
需要说明的是,在上述的第一、第二及第五这各实施方式中,第一按压构件14绕着旋转轴线18能够旋转,第二按压构件16绕着旋转轴线18不能旋转。然而,具备力传递机构的本发明的摩擦制动装置中,可以是第一及第二按压构件这两者绕着旋转轴线18能够旋转,第一及第二按压构件的规定量以上的旋转由静止构件阻止的结构。
例如,图12是为了表示具备力传递机构的本发明的摩擦制动装置中的按压力的增力的原理而沿径向观察制动装置的主要部分的说明图。在图12中,110及112分别表示制动装置及制动转子,如箭头所示那样绕着旋转轴线118旋转。制动转子112具有沿着旋转轴线118互相隔开设置的第一盘112A及第二盘112B。在盘112A及112B之间配置第一按压构件114A及第二按压构件114B。
在第一盘112A与第一按压构件114A之间配置第一摩擦卡合构件116A,摩擦卡合构件116A由按压构件114A支承。同样,在第二盘112B与第二按压构件114B之间配置第二摩擦卡合构件116B,摩擦卡合构件116B由按压构件114B支承。第一按压构件114A及第二按压构件114B在沿着旋转轴线118的方向上互相隔开设置,具有相对于与旋转轴线118垂直的假想平面115向相同方向倾斜而互相平行地延伸的倾斜面114AS及114BS。需要说明的是,倾斜面114AS及114BS在非制动时也可以互相抵接。
从第一按压构件114A及第二按压构件114B在绕着旋转轴线118的旋转方向上隔开设置的位置分别配置第一静止构件118A及第二静止构件118B。需要说明的是,静止构件118A及118B在非制动时可以与第一按压构件114A及第二按压构件114B抵接。而且,在第一按压构件114A及第二按压构件114B的内部设有第一施力单元120A及第二施力单元120B。在制动时,第一施力单元120A及第二施力单元120B的一方将第一按压构件114A及第二按压构件114B分别对第一盘112A及第二盘112B施力。
在非制动时,施力单元120A及120B不动作,摩擦卡合构件116A及116B分别与盘112A及112B未摩擦接触,由此,制动装置110不产生由它们之间的摩擦力形成的制动力。而且,按压构件114A及114B不对绕着旋转轴线118的旋转转矩进行交接,也不对沿着旋转轴线118的方向的力进行交接。
相对于此,在制动时,施力单元120A及120B的一方动作。例如,当施力单元120A动作时,第一按压构件114A被朝向第一盘112A施力,由此摩擦卡合构件116A通过按压构件114A而对盘112A按压。当摩擦卡合构件116A与盘112A摩擦卡合时,它们之间的摩擦力产生的旋转转矩作用于摩擦卡合构件116A及按压构件114A,按压构件114A向图15观察的右方位移,与按压构件114B卡合。由此,按压构件114A将按压构件114B向旋转转矩的作用方向进行驱动,按压构件114B与静止构件118B抵接。按压构件114A及114B由静止构件118B阻止进一步的旋转。由此通过摩擦卡合构件116A与盘112A之间的摩擦力来产生制动力。
另外,通过倾斜面114AS及114BS的卡合产生的楔作用,旋转转矩被分解成绕着旋转轴线118的力和沿着旋转轴线118的方向的力。并且,沿着旋转轴线118的方向的力朝向使按压构件114A及114B互相分离的方向作用,因此按压构件114B将摩擦卡合构件116B向盘112B按压,使它们摩擦卡合。由此,通过摩擦卡合构件116B与盘112B之间的摩擦力也产生制动力。这样,按压构件114A、114B及静止构件118A、118B互相协作而作为力传递机构发挥功能。
需要说明的是,在制动转子112向箭头的方向的反方向旋转的情况下,第二施力单元120B动作,第二按压构件114B对第二盘112B施力,由此摩擦构件116B对盘112B按压。换言之,以将通过摩擦卡合构件与盘进行摩擦卡合而按压构件受到的旋转转矩向另一方的按压构件传递的方式,决定根据制动转子112的旋转方向而动作的施力单元。
但是,正如上述的第一及第二实施方式或图13所示的修正例那样,在倾斜面114AS及114BS具有相对于假想平面115而向反方向倾斜的部分的情况下,可以与制动转子112的旋转方向无关地使任一施力单元动作。而且,这种情况下,在施力单元动作的按压构件114A或114B的周方向的两侧设置与静止构件118A及118B对应的静止构件。
以上,详细说明了本发明的特定的实施方式,但本发明没有限定为上述的实施方式,在本发明的范围内可以进行其他的各种实施方式的情况对于本领域技术人员来说不言自明。
例如,在上述的第一及第二实施方式中,力传递机构46的凸轮面14Z及16Z分别具有弯曲部14ZA及16ZA、向弯曲部的两侧延伸的平面状的倾斜部14ZB、16ZB及14ZC、16ZC。然而,力传递机构46的凸轮面只要具有相对于与旋转轴线18垂直的假想平面40而向相同方向倾斜的倾斜面即可,也可以具有其他的形状。
例如图11所示那样,还可以是凸轮面14Z呈山形,凸轮面16Z呈接受凸轮面14Z的谷形。需要说明的是,在该修正例中,也可以在第一及第二按压构件的凸轮面之间夹装滚珠那样的滚动要素。而且,可以如图12所示那样,以向弯曲部的两侧延伸的倾斜部14ZB、16ZB及14ZC、16ZC的相对于假想平面40的倾斜角随着从弯曲部分离而逐渐减小的方式,使这些倾斜部弯曲。同样,在上述的第三实施方式中,可以是楔构件96及98的侧面96B及98B以相对于假想平面40的倾斜角随着从梯形的上底朝向下底而逐渐减小的方式,使这些侧面弯曲。
另外,如上述的第一及第二实施方式那样,在第一及第二按压构件的凸轮面之间夹装有滚珠38那样的滚动体的情况下,可以是以仅一方的凸轮面的倾斜角随着从弯曲部分离而逐渐减小的方式弯曲。需要说明的是,滚动体可以是圆柱状的滚柱或具有锥形的滚柱。
根据上述的修正例,伴随绕着旋转轴线18的第一按压构件14及第二按压构件16或楔构件96及98的相对位移量的增大,能够逐渐增大旋转转矩向沿着旋转轴线18的方向分解的力的分量。由此,能够将制动装置的制动特性形成为渐进的制动特性。
另外,在上述的第一及第二实施方式中,凸轮面14Z及16Z分别具有弯曲部14ZA及16ZA,但也可以仅由倾斜部14ZB、16ZB及14ZC、16ZC构成。这种情况下,相对于假想平面40的倾斜角为0的区域是倾斜部14ZB、16ZB及14ZC、16ZC分别交叉的位置。
另外,在上述的第二实施方式以外的实施方式中,第一及第二摩擦卡合构件分别作为摩擦卡合部14A及16A而与第一按压构件14及第二按压构件16或第一楔构件96及第二楔构件98一体形成。然而,在上述的实施方式中,第一及第二摩擦卡合构件的至少一方可以是与对应的按压构件或楔构件不同的构件。
另外,在上述的第一至第三实施方式中,摩擦卡合部14A及16A互相具有同一大小。然而,它们可以具有互不相同的大小或直径。
另外,在上述的各实施方式中,圆筒部20B与盘部20A一体形成而形成主转子20。然而,圆筒部20B可以与副转子22一体形成,而且,盘部20A、圆筒部20B、副转子22也可以分体形成。
另外,在上述的第一及第三实施方式中,主转子20及副转子22与旋转轴17、车轮支承构件28、密封构件42协作而形成密闭空间44,但也可以不形成密闭空间。
需要说明的是,在上述的第一及第三实施方式中,第一按压构件14及第二按压构件16或摩擦卡合构件收容在密闭空间44内。由此,与按压构件等未收容在密闭空间内的情况相比,在制动装置10的动作时,这些构件的温度容易上升。然而,若摩擦卡合构件如上述那样由耐热性也优异的陶瓷形的摩擦材料形成,则以温度上升为起因的制动力的下降小。而且,在按压构件等收容于密闭空间内的情况下,为了抑制这些构件的温度上升,可以在主转子20或副转子22设置空冷用的翅片。
另外,在上述的第一及第三实施方式中,第一按压构件14通过由螺线管34产生的电磁力而对盘部20A施力。然而,对按压构件施力的手段可以修正为例如与上述的第二实施方式同样的液压式的手段。而且,各实施方式的制动装置为车辆用的制动装置,但本发明的制动装置也可以适用于车辆以外的用途。
Claims (6)
1.一种摩擦制动装置,其具有:
制动转子,具有以沿着旋转轴线互相隔开设置的状态绕着所述旋转轴线呈圆环状延伸的第一及第二盘部、和将所述第一及第二盘部的外周部一体连接的连接部;
第一及第二摩擦构件,是在所述第一及第二盘部之间绕着所述旋转轴线呈圆环状延伸的第一及第二摩擦构件,由静止构件支承成能够沿着所述旋转轴线相对于所述第一及第二盘部相对地位移且绕着所述旋转轴线的旋转被限制;以及
按压装置,是在所述第一及第二摩擦构件之间配置的按压装置,在绕着所述旋转轴线的周方向上互相隔开设置的多个位置将所述第一及第二摩擦构件分别向所述第一及第二盘部按压,并且将一方的摩擦构件从一方的盘部受到的反力经由另一方的摩擦构件向另一方的盘部传递,
所述第一摩擦构件由所述静止构件支承成能够绕着所述旋转轴线相对于所述第二摩擦构件相对地旋转,所述第二摩擦构件由所述静止构件支承成不能绕着所述旋转轴线旋转,
所述按压装置包含至少对将所述第一摩擦构件向所述第一盘部按压的力进行控制的按压力控制机构、和以绕着所述旋转轴线互相隔开设置的状态配置且在所述第一及第二摩擦构件之间传递力的多个力传递机构,所述力传递机构在所述第一及第二摩擦构件之间传递绕着所述旋转轴线的旋转转矩,利用通过使所述第一及第二摩擦构件绕着所述旋转轴线相对旋转位移而产生的楔作用,将旋转转矩转换成使所述第一及第二摩擦构件沿着所述旋转轴线分离的方向的力,并且将各摩擦构件受到的反力在第一及第二摩擦构件之间互相传递,
所述按压力控制机构包含由所述第一摩擦构件支承且绕着所述旋转轴线呈圆环状延伸的螺线管,通过电磁力对将所述第一摩擦构件向所述第一盘部按压的力进行控制,所述电磁力是通过对所述螺线管通电而产生的。
2.根据权利要求1所述的摩擦制动装置,其特征在于,
所述按压力控制机构包含由所述第二摩擦构件支承且绕着所述旋转轴线呈圆环状延伸的活塞缸装置,所述活塞缸装置具有缸室和在前端与所述第一摩擦构件卡合的活塞,通过增减所述缸室内的压力而对将所述第一及第二摩擦构件分别向所述第一及第二盘部按压的力进行控制。
3.根据权利要求1所述的摩擦制动装置,其特征在于,
所述按压装置在绕着所述旋转轴线的整周进行所述第一及第二摩擦构件的按压及所述反力的传递。
4.根据权利要求3所述的摩擦制动装置,其特征在于,
所述按压装置包含由所述第一及第二摩擦构件的一方支承且绕着所述旋转轴线呈圆环状延伸的活塞缸装置,所述活塞缸装置具有缸室和在前端与所述第一及第二摩擦构件的另一方卡合的活塞,通过增减所述缸室内的压力而将所述第一及第二摩擦构件分别向所述第一及第二盘部按压。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的摩擦制动装置,其特征在于,
所述第一及第二摩擦构件分别与所述第一及第二盘部摩擦接触的区域的径向的范围相同。
6.根据权利要求1或2所述的摩擦制动装置,其特征在于,
所述力传递机构具有分别设于所述第一及第二摩擦构件且互相对置的第一及第二对置面,
所述第一及第二对置面具有相对于与所述旋转轴线垂直的假想平面向相同方向倾斜的区域,
通过所述第一及第二对置面的协作,在所述第一及第二摩擦构件之间传递绕着所述旋转轴线的旋转转矩,将旋转转矩转换成使所述第一及第二摩擦构件沿着所述旋转轴线分离的方向的力,将各摩擦构件受到的反力在第一及第二摩擦构件之间互相传递。
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