JP6052418B2 - 摩擦ブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、摩擦ブレーキ装置に係り、更に詳細には遊星歯車機構を含む摩擦ブレーキ装置に係る。

摩擦ブレーキ装置は、ブレーキロータに摩擦部材を押圧して摩擦力を発生させることにより制動力を発生する。摩擦ブレーキ装置の技術分野においては、高い摩擦力を発生させることによって高い制動力を発生させる研究が行われている。例えば、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。この種の摩擦ブレーキ装置の一例が下記の特許文献１に記載されている。

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一般的な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。

特開２００４−２２５９０２号公報

〔発明が解決しようとする課題〕
上記特許文献１に記載されているような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、摩擦部材はブレーキロータと摩擦係合し、ブレーキロータに対しその回転軸線の周りに相対回転する際の摩擦力により制動力を発生する。また、摩擦部材は摩擦力により回転軸線の周りに非回転部材に対し相対的に回転変位せしめられることによりくさび作用を発生する。

しかし、従来の一般的な摩擦ブレーキ装置と同様に、摩擦部材は回転軸線の周りのブレーキロータに対する相対回転以外の運動をしないため、摩擦力により発生される制動力が制限される。よって、従来の一般的な摩擦ブレーキ装置及びくさび作用を発生させる従来の摩擦ブレーキ装置には、制動力を高くする上で改善の余地がある。

本発明は、従来の摩擦ブレーキ装置における上述の如き問題に鑑みてなされた発明である。そして、本発明の主要な課題は、遊星歯車機構を利用して、摩擦部材などの部材にブレーキロータに対する回転軸線の周りの相対回転以外の運動をさせることにより、高い摩擦力を発生させて高い制動力を発生させることである。
〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕

上述の主要な課題は、本発明によれば、回転軸線に垂直に延在する両側面に摩擦面を有し、回転軸線の周りに回転する第一の歯車部材と、回転軸線に垂直に延在する一方の側面に第一の歯車部材の一方の摩擦面と摩擦係合可能な摩擦面を有する第二の歯車部材と、回転軸線に垂直に延在する一方の側面に第一の歯車部材の他方の摩擦面と摩擦係合可能な摩擦面を有する第三の歯車部材と、回転軸線に沿って第一乃至第三の歯車部材を相対変位させ、対応する摩擦面を摩擦係合させるアクチュエータと、を有し、第一乃至第三の歯車部材は、回転軸線に沿って互いに他に対し相対変位可能であり、第一乃至第三の歯車部材の一つ、他の一つ及び残りの一つは、それぞれ太陽歯車部材、遊星歯車部材及び内歯車部材として機能することにより、第一乃至第三の歯車部材は回転軸線を回転中心とする遊星歯車機構を構成しており、内歯車部材として機能する歯車部材は、静止支持部材により前記回転軸線の周りに回転可能に支持されたブレーキロータである、摩擦ブレーキ装置によって達成される。

上記の構成によれば、第一乃至第三の歯車部材の一つ、他の一つ及び残りの一つは、それぞれ太陽歯車部材、遊星歯車部材及び内歯車部材として機能することにより、第一乃至第三の歯車部材は回転軸線を回転中心とする遊星歯車機構を構成している。内歯車部材として機能する歯車部材は、静止支持部材により回転軸線の周りに回転可能に支持されたブレーキロータである。よって、内歯車部材として機能する歯車部材以外の二つの歯車部材がブレーキロータに対し太陽歯車部材及び遊星歯車部材として機能し、遊星歯車部材として機能する歯車部材はブレーキロータ及び太陽歯車部材として機能する歯車部材に対し回転軸線の周りに公転しながら自転する。

従って、遊星歯車部材として機能する歯車部材が回転軸線の周りに公転することによる摩擦面の摩擦係合に加えて、自転することによる摩擦面の摩擦係合が行われ、公転の摩擦係合及び自転の摩擦係合の両者により摩擦力が発生される。また、太陽歯車部材及び内歯車部材が回転軸線の周りに逆回転することによる摩擦面の摩擦係合により摩擦力が発生される。よって、摩擦部材がブレーキロータと公転の摩擦係合しかしない従来のブレーキ装置に比して高い制動力を発生させることができる。

また、本発明によれば、上記の構成に於いて、第一乃至第三の歯車部材は、それぞれ太陽歯車部材、遊星歯車部材及び内歯車部材として機能し、第一の歯車部材は、回転軸線と平行な方向において第二の歯車部材と第三の歯車部材との間に位置し且つ両側面に摩擦面を有する円環板状部と、該円環板状部の内周部と一体をなし且つ第二の歯車部材と噛合する太陽歯車を備えたベース部とを有しており、第二の歯車部材は、キャリア部材により回転軸線と平行な自転軸線の周りに回転可能に支持され、第一の歯車部材の側の側面に摩擦面を有しており、第三の歯車部材は、内周部にて静止支持部材により回転軸線の周りに回転可能に支持され且つ第二の歯車部材の側の側面に摩擦面を有するディスク部と、該ディスク部の外周部と一体をなし且つ回転軸線に沿って延在し第二の歯車部材と噛合する内歯車を備えた円筒部とを有していてよい。

上記の構成によれば、第一の歯車部材は、回転軸線の周りに第三の歯車部材とは逆方向に回転し、第二の歯車部材は第一の歯車部材に対し回転軸線の周りに公転すると共に、自転軸線の周りに自転する。よって、第一の歯車部材は、第三の歯車部材と摩擦係合することによって摩擦力を発生し、第二の歯車部材は公転による摩擦係合及び自転による摩擦係合の両者によって摩擦力を発生する。従って、第一及び第三の歯車部材の相対回転の摩擦係合による摩擦力、第二の歯車部材の公転の摩擦係合による摩擦力及び第二の歯車部材の自転の摩擦係合による摩擦力によって、高い制動力を発生させることができる。

また、本発明によれば、上記の構成に於いて、第一乃至第三の歯車部材は、それぞれ遊星歯車部材、太陽歯車部材及び内歯車部材として機能し、第一の歯車部材は、回転軸線と平行な方向において第二の歯車部材と第三の歯車部材との間にて、これらの歯車部材により回転軸線と平行な自転軸線の周りに回転可能に支持されており、第二の歯車部材は、第一の歯車部材と噛合する太陽歯車を備え、内周部にて静止支持部材により回転軸線の周りに回転しないよう拘束されており、第三の歯車部材は、内周部にて静止支持部材により回転軸線の周りに回転可能に支持され且つ第一の歯車部材の側の側面に摩擦面を有するディスク部と、該ディスク部の外周部と一体をなし且つ回転軸線に沿って延在し第一の歯車部材と噛合する内歯車を備えた円筒部とを有していてよい。

上記の構成によれば、第三の歯車部材は、回転しない第二の歯車部材に対し回転軸線の周りに回転し、第一の歯車部材は、第二の歯車部材と第三の歯車部材との間にてこれらの歯車部材に対し回転軸線の周りに公転すると共に、自転軸線の周りに自転する。よって、第三の歯車部材は、第一の歯車部材と摩擦係合することによって摩擦力を発生し、第一の歯車部材は公転による摩擦係合及び自転による摩擦係合の両者によって摩擦力を発生する。従って、第一及び第三の歯車部材の相対回転の摩擦係合による摩擦力、第一の歯車部材の公転の摩擦係合による摩擦力及び第一の歯車部材の自転の摩擦係合による摩擦力によって、高い制動力を発生させることができる。

また、本発明によれば、上記の構成に於いて、第一乃至第三の歯車部材は、それぞれ内歯車部材、太陽歯車部材及び遊星歯車部材として機能し、第一の歯車部材は、内周部にて静止支持部材により回転軸線の周りに回転可能に支持され且つ両側面に摩擦面を有するディスク部と、該ディスク部の外周部と一体をなし回転軸線に沿って延在し第三の歯車部材と噛合する内歯車を備えた円筒部とを有しており、第二の歯車部材は、第三の歯車部材と噛合する太陽歯車を備え、内周部にて静止支持部材により回転軸線に沿って静止支持部材に対し変位可能に且つ回転軸線の周りに回転不能に支持された可動部と、静止支持部材と一体的に形成され回転軸線に垂直に延在する静止円環板状部とを有しており、第三の歯車部材は、回転軸線と平行な方向において第一の歯車部材に対し静止円環板状部とは反対の側にて、第一及び第二の歯車部材により回転軸線と平行な自転軸線の周りに回転可能に支持されていてよい。

上記の構成によれば、第一の歯車部材は、回転しない第二の歯車部材の円環板状部と第三の歯車部材との間にて第二の歯車部材に対し回転軸線の周りに回転し、第三の歯車部材は、第一の歯車部材に対し回転軸線の周りに公転すると共に、自転軸線の周りに自転する。よって、第一の歯車部材は、第三の歯車部材と摩擦係合することによって摩擦力を発生し、第三の歯車部材は公転による摩擦係合及び自転による摩擦係合の両者によって摩擦力を発生する。従って、第一及び第二の歯車部材の相対回転の摩擦係合による摩擦力、第三の歯車部材の公転の摩擦係合による摩擦力及び自転の摩擦係合による摩擦力によって、高い制動力を発生させることができる。

また、本発明によれば、上記の構成に於いて、アクチュエータは、第二の歯車部材を第一の歯車部材の円環板状部に対し押圧すると共に、第一の歯車部材の円環板状部を第三の歯車部材のディスク部に対し押圧するようになっていてよい。

上記の構成によれば、第二の歯車部材は第一の歯車部材の円環板状部に対し押圧されると共に、第一の歯車部材の円環板状部は第三の歯車部材のディスク部に対し押圧される。よって、これらの互いに押圧される部位の摩擦係合により制動力を発生させることができ、押圧力の制御により制動力を制御することができる。

また、本発明によれば、上記の構成に於いて、アクチュエータは、第二の歯車部材を第一の歯車部材に対し押圧することにより、第一の歯車部材を第三の歯車部材に対し押圧するようになっていてよい。

上記の構成によれば、第二の歯車部材が第一の歯車部材に対し押圧されることにより、第一の歯車部材が第三の歯車部材に対し押圧される。よって、第二の歯車部材と第一の歯車部材との間の摩擦係合により制動力を発生させると共に、第一の歯車部材と第三の歯車部材との間の摩擦係合により制動力を発生させることができ、押圧力の制御により制動力を制御することができる。

また、本発明によれば、上記の構成に於いて、アクチュエータは、第三の歯車部材を第一の歯車部材のディスク部に対し押圧すると共に、第一の歯車部材のディスク部を静止円環板状部に対し押圧するようになっていてよい。

上記の構成によれば、第三の歯車部材が第一の歯車部材のディスク部に対し押圧されると共に、第一の歯車部材のディスク部が静止円環板状部に対し押圧される。よって、第三の歯車部材と第一の歯車部材のディスク部との間の摩擦係合により制動力を発生させると共に、第一の歯車部材のディスク部と静止円環板状部との間の摩擦係合により制動力を発生させることができ、押圧力の制御により制動力を制御することができる。

電磁式の車両用ブレーキ装置として構成された本発明の第一の実施形態にかかる摩擦ブレーキ装置を、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。 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。 第一の実施形態の通電装置を示す拡大部分断面図である。 電磁式の車両用ブレーキ装置として構成された本発明の第二の実施形態にかかる摩擦ブレーキ装置を、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。 油圧式の車両用ブレーキ装置として構成された本発明の第三の実施形態にかかる摩擦ブレーキ装置を、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。 電磁式の車両用ブレーキ装置として構成された本発明の第四の実施形態にかかる摩擦ブレーキ装置を、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。 電磁式の車両用ブレーキ装置として構成された本発明の第五の実施形態にかかる摩擦ブレーキ装置を、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。 電磁式の車両用ブレーキ装置として構成された本発明の第六の実施形態にかかる摩擦ブレーキ装置を、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。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を好ましい実施形態について詳細に説明する。

［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の第一の実施形態にかかる摩擦ブレーキ装置１０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である。なお、図１は、図２のI−Iに沿う断面図である。

図１において、ブレーキ装置１０は、ブレーキロータ１２と、該ブレーキロータ内にて静止部材１４の両側に配置された回転摩擦部材１６Ｒ及び１６Ｌと、回転摩擦部材に対し静止部材１４とは反対の側に配置された直線変位部材１８Ｒ及び１８Ｌとを有している。回転摩擦部材１６Ｒ及び１６Ｌは、それぞれ回転軸線２０の周りに均等に隔置された状態で４つずつ設けられている。直線変位部材１８Ｒ及び１８Ｌは、ブレーキロータ１２の回転軸線２０と平行な方向において、それぞれブレーキロータ１２と回転摩擦部材１６Ｒ及び１６Ｌとの間に配置されている。図示の実施形態においては、回転摩擦部材１６Ｒ、１６Ｌ及び直線変位部材１８Ｒ、１８Ｌは、静止部材１４の中心平面に対し互いに鏡像の関係をなす形状を有し、それらの大きさは互いに同一である。

後に詳細に説明するように、直線変位部材１８Ｒ及び１８Ｌは、太陽歯車部材として機能する第一の歯車部材であり、回転摩擦部材１６Ｒ及び１６Ｌは、遊星歯車部材として機能する第二の歯車部材であり、ブレーキロータ１２は、内歯車部材として機能する第三の歯車部材である。よって、この実施形態の摩擦ブレーキ装置１０は、請求項２に対応する実施形態である。

ブレーキロータ１２は、回転軸２２と共に一体的に回転軸線２０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２２と一体をなすメインロータ２４と、該メインロータと共に一体的に回転するサブロータ２６とを有している。静止部材１４は、回転軸線２０に垂直に回転軸線２０の周りに延在する円板状をなしている。ブレーキロータ１２及び回転摩擦部材１６Ｒ、１６Ｌは、常磁性を有する金属材料にて形成されているが、静止部材１４は常磁性を有しない金属材料にて形成されてよい。

メインロータ２４は、ディスク部２４Ａと、回転軸線２０に沿って延在する円筒部２４Ｂとを有している。ディスク部２４Ａは、内周部にて回転軸２２と一体に連結され、回転軸線２０に垂直に回転軸線２０の周りに実質的に円環板状に延在している。円筒部２４Ｂは、ディスク部２４Ａの外周部と一体に接続され、回転軸線２０を中心軸線として円筒状に延在している。サブロータ２６は、回転軸線２０に垂直に回転軸線２０の周りに円環板状に延在し、外周部にて円筒部２４Ｂのディスク部２４Ａとは反対側の端部に複数のボルト２８によって連結されている。

ディスク部２４Ａ、円筒部２４Ｂ及びサブロータ２６は、回転軸線２０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２４Ａ及びサブロータ２６の互いに対向する面は、回転軸線２０に垂直に且つ互いに平行に回転軸線２０の周りに全周に亘り延在する円環状の摩擦面２４Ｓ及び２６Ｓをそれぞれ郭定している。

回転軸２２は、一対のボールベアリング３０を介して静止部材としての車輪支持部材３２のスリーブ部３２Ａにより回転軸線２０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３０と回転軸２２とスリーブ部３２Ａ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３０に対し軸線方向両側には一対のシール部材３４が配置されており、シール部材３４は、ボールベアリング３０に粉塵や泥水が侵入しないよう回転軸２２とスリーブ部３２Ａとの間をシールしている。

図には示されていないが、メインロータ２４のディスク部２４Ａは、回転軸線２０の周りに互いに９０°隔置された状態にて４本のボルト３６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２２及びブレーキロータ１２（メインロータ２４及びサブロータ２６）は、車輪と共に回転軸線２０の周りに回転する。

図示の実施形態においては、サブロータ２６の内周部は車輪支持部材３２のスリーブ部３２Ａに嵌合している。サブロータ２６の内周部とスリーブ部３２Ａとの間には、回転軸線２０の周りに全周に亘り延在するシール部材３８が配置されている。従って、メインロータ２４及びサブロータ２６は、回転軸２２、車輪支持部材３２、シール部材３８と共働して密閉空間４０を形成しており、静止部材１４、回転摩擦部材１６Ｒ、１６Ｌ及び直線変位部材１８Ｒ、１８Ｌは、密閉空間４０に収容されている。密閉空間４０には潤滑剤が充填されている。

回転摩擦部材１６Ｒは、回転軸線２０の周りに９０°隔置された位置に設けられ、回転摩擦部材１６Ｌも、回転摩擦部材１６Ｒに整合して回転軸線２０の周りに９０°隔置された位置に設けられている。各回転摩擦部材１６Ｒ及び１６Ｌは、回転軸線２０に平行な軸線４２を中心とする実質的に円板状をなしており、静止部材１４に固定され軸線４２に沿って延在する支持軸４４により、軸線４２の周りに回転可能に且つ軸線４２に沿って移動可能に支持されている。静止部材１４は、内周部に回転軸線２０に沿って延在する円筒部１４Ａを有し、円筒部１４Ａは車輪支持部材３２のスリーブ部３２Ａに例えば圧入により固定されている。よって、静止部材１４及び支持軸４４は、回転軸線２０の周りに回転することなく、回転摩擦部材１６Ｒ及び１６Ｌを軸線４２の周りに回転可能に支持するキャリア部材として機能する。

回転摩擦部材１６Ｒは、直線変位部材１８Ｒの側の側面に摩擦部４６Ｒを有し、回転摩擦部材１６Ｌは、直線変位部材１８Ｌの側の側面に摩擦部４６Ｌを有している。各摩擦部は、円板状の本体の側面より隆起した状態で軸線４２の周りに環帯状に延在している。なお、回転摩擦部材１６Ｒ及び１６Ｌが例えば粉末焼結法によって製造されることにより、摩擦部は円板状の本体と一体に形成されてよい。また、摩擦部は、環帯状の摩擦材が本体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。

更に、回転摩擦部材１６Ｒ及び１６Ｌは、それぞれ外周部に平歯の外歯車４８Ｒ及び４８Ｌを有している。外歯車４８Ｒ及び４８Ｌは、径方向外側においてメインロータ２４の円筒部２４Ｂの内面に形成された平歯の内歯車５０と噛合し、径方向内側においてそれぞれ直線変位部材１８Ｒ及び１８Ｌに形成された平歯の外歯車５２Ｒ及び５２Ｌと噛合している。外歯車４８Ｒ及び４８Ｌは互いに同一のピッチ円直径を有し、外歯車５２Ｒ及び５２Ｌも互いに同一のピッチ円直径を有している。

直線変位部材１８Ｒは、回転軸線２０に垂直に回転軸線の周りに延在する円環板状部１８ＲＤと、該円環板状部の内周部と一体をなすベース部１８ＲＢとを有している。円環板状部１８ＲＤは、回転摩擦部材１６Ｒとメインロータ２４のディスク部２４Ａとの間に配置されている。円環板状部１８ＲＤの回転摩擦部材１６Ｒに対向する内面は、摩擦面１８ＲＳＩを郭定し、円環板状部１８ＲＤのディスク部２４Ａに対向する外面は、摩擦面１８ＲＳＯを郭定している。外歯車５２Ｒはベース部１８ＲＢの円筒状の外周面に形成されている。

ベース部１８ＲＢの内周面及びこれに径方向に対向する回転円筒体５４Ｒの外面には、回転軸線２０に沿って延在し互いに対向するキー溝が設けられ、それらのキー溝にはキー５６Ｒが嵌め込まれている。回転円筒体５４Ｒは、静止部材１４の円筒部１４Ａによりボールベアリング５８Ｒを介して回転軸線２０の周りに回転可能に支持されている。よって、直線変位部材１８Ｒは、車輪支持部材３２により回転軸線２０の周りに回転可能に且つ回転軸線２０に沿って変位可能に支持されている。

直線変位部材１８Ｒの円環板状部１８ＲＤは、回転軸線２０の周りに全周に亘り延在し径方向外方へ開いた環状溝６０Ｒを有している。環状溝６０Ｒにはソレノイド６２Ｒが配置されており、ソレノイド６２Ｒは回転軸線２０の周りに環状に延在している。直線変位部材１８Ｒのベース部１８ＲＢには、径方向に互いに隔置された通電装置６４Ｒ及び６６Ｒが設けられている。

図３に詳細に示されているように、通電装置６４Ｒ及び６６Ｒは、それぞれ回転軸線２０に沿って延在するシリンダ孔６４ＲＡ及び６６ＲＡと、シリンダ孔に嵌合する円柱状のピストン６４ＲＢ及び６６ＲＢと、これらのピストンを静止部材１４へ向けて付勢する圧縮コイルばね６４ＲＣ及び６６ＲＣとを有している。ピストン６４ＲＢ及び６６ＲＢは導電体にて形成されているが、それらの円筒状の外周面は電気絶縁材にてコーティングされている。

静止部材１４の通電装置６４Ｒ及び６６Ｒに対向する部分には、それぞれ導電体６４ＲＤ及び６６ＲＤが固定されている。導電体６４ＲＤ及び６６ＲＤは、対応するピストン６４ＲＢ及び６６ＲＢに対向する部分を除き、電気絶縁材６５Ｒにて電気的に絶縁されている。導電体６４ＲＤ、６６ＲＤ及び電気絶縁材６５Ｒは、回転軸線２０の周りに環状に延在している。ピストン６４ＲＢ及び６６ＲＢの外端は、それぞれ導電体６４ＲＤ及び６６ＲＤに通電可能に当接しており、これらのピストンの内端はそれぞれ導線６８Ｒ及び７０Ｒによりソレノイド６２Ｒに接続されている。

同様に、直線変位部材１８Ｌは、回転軸線２０に垂直に回転軸線の周りに延在する円環板状部１８ＬＤと、該円環板状部の内周部と一体をなすベース部１８ＬＢとを有しており、円環板状部１８ＬＤは回転摩擦部材１６Ｌとサブロータ２６との間に配置されている。円環板状部１８ＬＤの回転摩擦部材１６Ｌに対向する内面は、摩擦面１８ＬＳＩを郭定し、円環板状部１８ＬＤのサブロータ２６に対向する外面は、摩擦面１８ＬＳＯを郭定している。外歯車５２Ｌはベース部１８ＬＢの円筒状の外周面に形成されている。

ベース部１８ＬＢの内周面及びこれに径方向に対向する回転円筒体５４Ｌの外面には、回転軸線２０に沿って延在し互いに対向するキー溝が設けられ、それらのキー溝にはキー５６Ｌが嵌め込まれている。回転円筒体５４Ｌは、静止部材１４の円筒部１４Ａによりボールベアリング５８Ｌを介して回転軸線２０の周りに回転可能に支持されている。よって、直線変位部材１８Ｌは、車輪支持部材３２により回転軸線２０の周りに回転可能に且つ回転軸線２０に沿って変位可能に支持されている。

直線変位部材１８Ｌの円環板状部１８ＬＤは、回転軸線２０の周りに全周に亘り延在し径方向外方へ開いた環状溝６０Ｌを有している。環状溝６０Ｌにはソレノイド６２Ｌが配置されており、ソレノイド６２Ｌは回転軸線２０の周りに環状に延在している。直線変位部材１８Ｌのベース部１８ＬＢには、径方向に互いに隔置された通電装置６４Ｌ及び６６Ｌが設けられている。

図３に詳細に示されているように、通電装置６４Ｌ及び６６Ｌは、それぞれ回転軸線２０に沿って延在するシリンダ孔６４ＬＡ及び６６ＬＡと、シリンダ孔に嵌合する円柱状のピストン６４ＬＢ及び６６ＬＢと、これらのピストンを静止部材１４へ向けて付勢する圧縮コイルばね６４ＬＣ及び６６ＬＣとを有している。ピストン６４ＬＢ及び６６ＬＢは導電体にて形成されているが、それらの円筒状の外周面は電気絶縁材にてコーティングされている。

静止部材１４の通電装置６４Ｌ及び６６Ｌに対向する部分には、それぞれ導電体６４ＬＤ及び６６ＬＤが固定されている。導電体６４ＬＤ及び６６ＬＤは、対応するピストン６４ＬＢ及び６６ＬＢに対向する部分を除き、電気絶縁材６５Ｌにて電気的に絶縁されている。導電体６４ＬＤ、６６ＬＤ及び電気絶縁材６５Ｌは、回転軸線２０の周りに環状に延在している。ピストン６４ＬＢ及び６６ＬＢの外端は、それぞれ導電体６４ＬＤ及び６６ＬＤに通電可能に当接しており、これらのピストンの内端はそれぞれ導線６８Ｌ及び７０Ｌによりソレノイド６２Ｌに接続されている。

通電装置６４Ｒ及び６６Ｒを介して行われるソレノイド６２Ｒに対する通電及び通電装置６４Ｌ及び６６Ｌを介して行われるソレノイド６２Ｌに対する通電は、図には示されていない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６２Ｒ及び６２Ｌに対する制御電流が制御されてよい。

前述のように、直線変位部材１８Ｒ及び１８Ｌは太陽歯車部材として機能し、回転摩擦部材１６Ｒ及び１６Ｌは遊星歯車部材として機能し、ブレーキロータ１２は内歯車部材として機能する。よって、ブレーキロータ１２が回転軸線２０の周りに回転すると、回転摩擦部材１６Ｒ及び１６Ｌは、回転軸線２０の周りにブレーキロータ１２とは逆方向へ相対的に公転すると共に、軸線４２の周りにブレーキロータ１２と同一方向へ自転する。直線変位部材１８Ｒ及び１８Ｌは、回転軸線２０の周りに回転摩擦部材１６Ｒ及び１６Ｌとは逆方向へ回転するので、回転軸線２０の周りにブレーキロータ１２とは逆方向へ回転する。

ソレノイド６２Ｒ及び６２Ｌに制御電流が通電されていないときには、これらのソレノイドは電磁な吸引力を発生しないので、メインロータ２４のディスク部２４Ａ及び直線変位部材１８Ｒを吸引しない。よって、直線変位部材１８Ｒはディスク部２４Ａに対し押圧されず、回転摩擦部材１６Ｒも直線変位部材１８Ｒに対し押圧されない。同様に、直線変位部材１８Ｌはサブロータ２６に対し押圧されず、回転摩擦部材１６Ｌも直線変位部材１８Ｌに対し押圧されない。従って、ブレーキロータ１２が回転軸線２０の周りに回転していれば、これらの部材は上記遊星歯車として相対回転するが、それらの摩擦面２４Ｓなどは摩擦係合しないので、摩擦力による制動力は発生しない。

これに対し、ソレノイド６２Ｒ及び６２Ｌに制御電流が通電されると、それらのソレノイドにより電磁的な吸引力が発生される。ソレノイド６２Ｒの吸引力は、メインロータ２４のディスク部２４Ａを吸引し、これにより直線変位部材１８Ｒの円環板状部１８ＲＤをディスク部２４Ａに対し押圧する。また、ソレノイド６２Ｒの吸引力は、回転摩擦部材１６Ｒを吸引し、これにより回転摩擦部材１６Ｒを円環板状部１８ＲＤに対し押圧する。同様に、ソレノイド６２Ｌの吸引力は、サブロータ２６を吸引し、これにより直線変位部材１８ＬＲの円環板状部１８ＬＤをサブロータ２６に対し押圧する。また、ソレノイド６２Ｌの吸引力は、回転摩擦部材１６Ｌを吸引し、これにより回転摩擦部材１６Ｌを円環板状部１８ＬＤに対し押圧する。

従って、ブレーキロータ１２が回転軸線２０の周りに回転していれば、これらの部材は上記遊星歯車として相対回転し、それらの摩擦面２４Ｓなどが摩擦係合するので、摩擦力による制動力が発生する。摩擦係合による摩擦力は、互いに摩擦係合する摩擦面間の押圧力に比例し、これらの押圧力はソレノイド６２Ｒ及び６２Ｌの電磁力に比例する。よって、ソレノイド６２Ｒ及び６２Ｌの電磁力を制御することにより、従ってこれらのソレノイドに通電される制御電流を制御することにより、摩擦ブレーキ装置１０が発生する制動力を制御することができる。

以上の説明より解るように、ソレノイド６２Ｒ及び通電装置６４Ｒ、６６Ｒは、直線変位部材１８Ｒの円環板状部１８ＲＤ、メインロータ２４のディスク部２４Ａ及び回転摩擦部材１６Ｒを相対的に変位させて互いに他に対し押圧するアクチュエータとして機能する。同様に、ソレノイド６２Ｌ及び通電装置６４Ｌ、６６Ｌは、直線変位部材１８Ｌの円環板状部１８ＬＤ、サブロータ２６及び回転摩擦部材１６Ｌを相対的に変位させて互いに他に対し押圧するアクチュエータとして機能する。

第一の実施形態によれば、直線変位部材１８Ｒの円環板状部１８ＲＤが、メインロータ２４のディスク部２４Ａに対し回転軸線２０の周りに逆方向へ回転し、摩擦面１８ＲＳＯ及び２４Ｓが摩擦係合することにより摩擦力が発生する。また、回転摩擦部材１６Ｒが円環板状部１８ＲＤに対し回転軸線２０の周りに回転し、摩擦部４６Ｒ及び摩擦面１８ＲＳＩが摩擦係合することにより摩擦力が発生する。更に、回転摩擦部材１６Ｒが円環板状部１８ＲＤに対し軸線４２の周りに自転し、摩擦部４６Ｒ及び摩擦面１８ＲＳＩが摩擦係合することにより摩擦力が発生する。

同様に、直線変位部材１８Ｌの円環板状部１８ＬＤが、サブロータ２６に対し回転軸線２０の周りに逆方向へ回転し、摩擦面１８ＬＳＯ及び２６Ｓが摩擦係合することにより摩擦力が発生する。また、回転摩擦部材１６Ｌが円環板状部１８ＬＤに対し回転軸線２０の周りに回転し、摩擦部４６Ｌ及び摩擦面１８ＬＳＩが摩擦係合することにより摩擦力が発生する。更に、回転摩擦部材１６Ｌが円環板状部１８ＬＤに対し軸線４２の周りに自転し、摩擦部４６Ｌ及び摩擦面１８ＬＳＩが摩擦係合することにより摩擦力が発生する。

よって、図には示されていないが、ブレーキディスクが静止状態の摩擦部材に対し回転軸線の周りに回転し、摩擦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従来の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。

例えば、図１には示されていないが、回転軸線２０と軸線４２との距離を１２０mmとし、外歯車４８Ｒ及び４８Ｌのピッチ円の半径を２５mmとする。内歯車５０のピッチ円の半径を１５０mmとし、外歯車５２Ｒ及び５２Ｌのピッチ円の半径を９０mmとする。また、各摩擦面及び摩擦部の摩擦係数をμとし、ソレノイド６２Ｒ及び６２Ｌにより発生される電磁的な吸引力により各摩擦係合部に与えられる押圧力は同一であり、その押圧力をＦ(kgf)とする。

回転摩擦部材１６Ｒ及び１６Ｌがそれぞれディスク部２４Ａ及びサブロータ２６に対し押圧された状態にてこれらに対し相対的に回転軸線２０の周りに回転することにより発生される制動トルクＴrv(kgfmm)は、下記の式（１）により表される。
Ｔrv＝μ×Ｆ×１２０×２
＝２４０μＦ……（１）

回転摩擦部材１６Ｒ及び１６Ｌがそれぞれ直線変位部材１８Ｒ及び１８Ｌの円環板状部１８ＲＤ及び１８ＬＤに対し回転軸線２０の周りに公転することにより発生する抗力トルクがメインロータ２４に与える抗力Ｆrt(kgf)は、下記の式（２）により表される。
Ｆrt＝μ×Ｆ×１５０／１２０×２
＝２．５μＦ……（２）

回転摩擦部材１６Ｒ及び１６Ｌがそれぞれ直線変位部材１８Ｒ及び１８Ｌの円環板状部１８ＲＤ及び１８ＬＤに対し軸線４２の周りに自転することにより発生する抗力トルクがメインロータ２４に与える抗力Ｆst(kgf)は、下記の式（３）により表される。
Ｆst＝μ×Ｆ×２５／３０×２
＝１．６６μＦ……（３）

よって、抗力Ｆrt及びＦstによる制動トルクＴrst(kgfmm)は、下記の式（４）により表される。
Ｔrst＝（Ｆrt＋Ｆst）×１５０
＝６２４μＦ……（４）

従って、上記式（１）の制動トルクＴrvと上記式（４）の制動トルクＴrstと和であるトータルの制動トルクＴb(kgfmm)は、下記の式５により表される。
Ｔb＝２４０μＦ＋６２４μＦ
＝８６４μＦ ……（５）

回転摩擦部材１６Ｒ及び１６Ｌがただ単にディスク部２４Ａ及びサブロータ２６に対し押圧力Ｆにて押圧されることと等価な従来の一般的なブレーキ装置における制動トルクＴcは、上記の式（１）により表される値である。

従来の一般的なブレーキ装置との対比における第一の実施形態の制動トルクのサーボ比Ｒbt（＝Ｔb／Ｔc）は、下記の式６により表される。従って、第一の実施形態によれば、従来の一般的なブレーキ装置に比して高い制動力を発生させることができる。
Ｒbt＝８６４μＦ／２４０μＦ
＝３．６ ……（６）

［第二の実施形態］
図４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の第二の実施形態にかかる摩擦ブレーキ装置１０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。なお、図４において、図１乃至図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。このことは、後述の他の実施形態についても同様である。

この第二の実施形態においては、サブロータ２６は設けられておらず、第一の実施形態の静止部材１４の左側の部材が省略されている。即ち、第一の実施形態における回転摩擦部材１６Ｌ、直線変位部材１８Ｌ及びこれらに関連する部材は設けられていない。この実施形態の他の点は第一の実施形態と同様に構成されている。

従って、メインロータ２４、回転摩擦部材１６Ｒ、直線変位部材１８Ｒ及びこれらに関連する部材により、第一の実施形態の場合と同様に摩擦面及び摩擦部の摩擦係合による制動力が発生される。この実施形態の制動力は、第一の実施形態の制動力の半分であるが、それでも従来の一般的なブレーキ装置に比して高い制動力を発生させることができる。

［第三の実施形態］
図５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の第三の実施形態にかかる摩擦ブレーキ装置１０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。

この第三の実施形態においては、第一の実施形態におけるソレノイド６２Ｒ、６２Ｌ、通電装置６４Ｒ、６６Ｒ及び６４Ｌ、６６Ｌ及びこれらに関連する部材は設けられていない。回転摩擦部材１６Ｒ、１６Ｌ及び直線変位部材１８Ｒ、１８Ｌは、四つの油圧式のアクチュエータ７２により相対的に移動され、押圧される。アクチュエータ７２は、回転摩擦部材１６Ｒ、１６Ｌに対応して回転軸線２０の周りに互いに９０°隔置された位置に設けられている。

各アクチュエータ７２は、静止部材１４の外周部に設けられ軸線４２に整合して延在するシリンダ７４を有している。シリンダ７４には軸線４２に沿って往復動可能にピストン７６Ｒ及び７６Ｌが嵌合し、ピストン７６Ｒ及び７６Ｌはシリンダ７４と共働してシリンダ室７８を郭定している。シリンダ室７８の両側にてピストン７６Ｒ及び７６Ｌとシリンダ７４との間の領域は、Ｏリングシール８０によりシールされている。

ピストン７６Ｒ及び７６Ｌの外端（シリンダ室７８とは反対側の端部）は、軸線４２に沿って外方へ突出する球面状をなしており、それぞれ回転摩擦部材１６Ｒ及び１６Ｌの内面８２Ｒ及び８２Ｌに当接している。内面８２Ｒ及び８２Ｌは、軸線４２に沿って外方へ窪む球面状をなしており、その半径はピストン７６Ｒ及び７６Ｌの外端の球面状の表面の半径と実質的に同一である。

静止部材１４には、外端にて対応するシリンダ室７８と連通し、径方向に延在する四つの内部通路８４が設けられている。また、静止部材１４の円筒部１４Ａの内面には、回転軸線２０の周りに延在する環状溝８６が形成されており、環状溝８６は内部通路８４の内端と連通している。環状溝８６は、円筒部１４Ａの外端に設けられた連通孔８８及び図５には示されていない導管により油圧回路に接続されている。

シリンダ室７８内の圧力は、図５には示されていない電子制御装置によって油圧回路が制御されることにより、運転者の制動操作量に応じて制御される。特に、運転者により制動操作が行われていないときには、シリンダ室７８内の圧力は標準圧力、例えば大気圧に維持され、これによりピストン７６Ｒ及び７６Ｌの外端は回転摩擦部材１６Ｒ及び１６Ｌを押圧することなく、それらの内面８２Ｒ及び８２Ｌに当接した状態を維持する。

これに対し、運転者により制動操作が行われているときには、シリンダ室７８内の圧力は、運転者の制動操作量に応じて標準圧力よりも高い圧力に制御され、これによりピストン７６Ｒ及び７６Ｌの外端は回転摩擦部材１６Ｒ及び１６Ｌを押圧する。回転摩擦部材１６Ｒ及び１６Ｌは、それぞれ直線変位部材１８Ｒ及び１８Ｌの円環板状部１８ＲＤ及び１８ＬＤを押圧し、これにより円環板状部１８ＲＤ及び１８ＬＤは、それぞれメインロータ２４のディスク部２４Ａ及びサブロータ２６を押圧する。

この第三の実施形態は、回転摩擦部材１６Ｒ、１６Ｌ及び直線変位部材１８Ｒ、１８Ｌが、油圧式のアクチュエータ７２により相対的に移動され、押圧される点を除き、第一の実施形態と同様に構成されている。従って、第三の実施形態によれば、上述の第一の実施形態と同様に高い制動力を発生させることができる。

［第四の実施形態］
図６に示された第四の実施形態における回転摩擦部材１６Ｒ及び１６Ｌは、遊星歯車部材として機能する第一の歯車部材である。直線変位部材１８Ｒ及び１８Ｌは、太陽歯車部材として機能する第二の歯車部材であり、ブレーキロータ１２は、内歯車部材として機能する第三の歯車部材である。よって、この実施形態の摩擦ブレーキ装置１０は、請求項３に対応する実施形態である。

この第四の実施形態においては、静止部材１４は設けられておらず、直線変位部材１８Ｒ及び１８Ｌは互いに隣接する状態にて配置されている。第一の実施形態における回転円筒体５４Ｒ、５４Ｌ及びボールベアリング５８Ｒ、５８Ｌは設けられておらず、直線変位部材１８Ｒ及び１８Ｌのベース部１８ＲＢ及び１８ＬＢの内周面及びこれに径方向に対向する車輪支持部材３２のスリーブ部３２Ａの外面には、回転軸線２０に沿って延在し互いに対向するキー溝が設けられ、それらのキー溝にはキー５６が嵌め込まれている。

よって、直線変位部材１８Ｒ及び１８Ｌは、回転軸線２０に沿って移動可能であるが、回転軸線２０の周りに回転しないよう、車輪支持部材３２のスリーブ部３２Ａにより支持されている。直線変位部材１８Ｒ及び１８Ｌは、回転軸線２０の周りに回転しないので、第一の実施形態における通電装置６４Ｒ、６６Ｒ及び６４Ｌ、６６Ｌは設けられておらず、導電体６４ＲＤ、６６ＲＤ及び６４ＬＤ、６６ＬＤも設けられていない。

回転摩擦部材１６Ｒは、直線変位部材１８Ｒの円環板状部１８ＲＤとメインロータ２４のディスク部２４Ａとの間に配置されており、外歯車４８Ｒは、径方向外側においてはメインロータ２４の円筒部２４Ｂの内面に形成された平歯の内歯車５０Ｒと噛合している。回転摩擦部材１６Ｒは、内側及び外側の側面にそれぞれ摩擦部４６ＲＩ及び４６ＲＯを有している。摩擦部４６ＲＩ及び４６ＲＯは、それぞれ直線変位部材１８Ｒの円環板状部１８ＲＤの外面の摩擦面１８ＲＳＯ及びディスク部２４Ａの内面の摩擦面２４Ｓと摩擦係合可能である。

同様に、回転摩擦部材１６Ｌは、直線変位部材１８Ｌの円環板状部１８ＬＤとサブロータ２６との間に配置されており、外歯車４８Ｌは、径方向外側においてはメインロータ２４の円筒部２４Ｂの内面に形成された平歯の内歯車５０Ｌと噛合している。回転摩擦部材１６Ｌは、内側及び外側の側面にそれぞれ摩擦部４６ＬＩ及び４６ＬＯを有している。摩擦部４６ＬＩ及び４６ＬＯは、それぞれ直線変位部材１８Ｌの円環板状部１８ＬＤの外面の摩擦面１８ＬＳＯ及びサブロータ２６の内面の摩擦面２６Ｓと摩擦係合可能である。

ソレノイド６２Ｒ及び６２Ｌに制御電流が通電されると、それらのソレノイドにより電磁的な吸引力が発生される。ソレノイド６２Ｒによる電磁的な吸引力は、メインロータ２４のディスク部２４Ａを吸引し、これにより直線変位部材１８Ｒの円環板状部１８ＲＤを回転摩擦部材１６Ｒに対し押圧し、回転摩擦部材１６Ｒをディスク部２４Ａに対し押圧する。同様に、ソレノイド６２Ｌによる電磁的な吸引力は、サブロータ２６を吸引し、これにより直線変位部材１８Ｌの円環板状部１８ＬＤを回転摩擦部材１６Ｌに対し押圧し、回転摩擦部材１６Ｌをサブロータ２６に対し押圧する。この実施形態の他の点は第一の実施形態と同様に構成されている。

よって、第四の実施形態は、太陽歯車部材として機能する直線変位部材１８Ｒ及び１８Ｌが回転軸線２０の周りに回転しない点を除き、第一の実施形態の場合と実質的に同様に作動する。従って、この実施形態によれば、直線変位部材１８Ｒ及び１８Ｌは回転軸線２０の周りにディスク部２４Ａ及びサブロータ２６に対し逆回転しないが、上述の第一の実施形態と同様に高い制動力を発生させることができる。

［第五の実施形態］
図７に示された第五の実施形態においては、サブロータ２６は設けられておらず、第四の実施形態の左半分の部材が省略されている。即ち、第四の実施形態における回転摩擦部材１６Ｌ、直線変位部材１８Ｌ及びこれらに関連する部材は設けられていない。この実施形態の他の点は第四の実施形態と同様に構成されている。

従って、メインロータ２４、回転摩擦部材１６Ｒ、直線変位部材１８Ｒ及びこれらに関連する部材により、第四の実施形態の場合と同様に摩擦面及び摩擦部の摩擦係合による制動力が発生される。この実施形態の制動力は、第四の実施形態の制動力の半分であるが、上述の第二の実施形態と同様に、高い制動力を発生させることができる。

［第六の実施形態］
図８に示された第六の実施形態にかかる摩擦ブレーキ装置１０は、ブレーキロータ１２と、回転摩擦部材１６と、直線変位部材１８とを有している。ブレーキロータ１２は、内歯車部材として機能する第一の歯車部材であり、直線変位部材１８は、太陽歯車部材として機能する第二の歯車部材であり、回転摩擦部材１６は、遊星歯車部材として機能する第三の歯車部材である。よって、この実施形態の摩擦ブレーキ装置１０は、請求項４に対応する実施形態である。

図８に示されているように、第一の実施形態における静止部材１４、回転円筒体５４Ｒ、５４Ｌ及びボールベアリング５８Ｒ、５８Ｌは設けられておらず、直線変位部材１８は回転軸線２０に沿って延在する実質的に円筒状をなしている。直線変位部材１８の内周面及びこれに径方向に対向する車輪支持部材３２のスリーブ部３２Ａの外面には、回転軸線２０に沿って延在し互いに対向するキー溝が設けられ、それらのキー溝にはキー５６が嵌め込まれている。スリーブ部３２Ａの一端には、直線変位部材１８が図８で見て左方へスリーブ部３２Ａに対し過剰に変位することを阻止するロックナット９０が螺合により固定されている。

直線変位部材１８は、ボールベアリング９２を介してブレーキロータ１２を回転軸線２０の周りに回転可能に支持している。ブレーキロータ１２は回転軸線２０に垂直に回転軸線２０の周りに延在する実質的に円環板状部１２Ａを有している。ブレーキロータ１２の外周部には回転軸線２０に沿って延在する円筒部１２Ｂが設けられており、円筒部１２Ｂの内面には平歯の内歯車５０が形成されている。回転摩擦部材１６は、径方向外側にて内歯車５０と噛合し、径方向内側にて直線変位部材１８の外周面に形成された外歯車５２と噛合している。よって、回転摩擦部材１６は、回転軸線２０と平行な軸線４２に沿ってブレーキロータ１２及び直線変位部材１８に対し変位可能であると共に、軸線４２の周りに回転（自転）可能である。

回転摩擦部材１６は、ブレーキロータ１２の円環板状部１２Ａに対向する内側の側面に摩擦部４６を有しており、摩擦部４６は円環板状部１２Ａの内面の摩擦面１２ＳＩと摩擦係合し得るようになっている。直線変位部材１８の外周部及び円筒部１２Ｂの内周部には、回転摩擦部材１６に対しブレーキロータ１２の円環板状部１２Ａとは反対の側に、それぞれＣリング９４及び９６が固定されている。Ｃリング９４及び９６は、回転摩擦部材１６がブレーキロータ１２及び直線変位部材１８に対しブレーキロータ１２の円環板状部１２Ａから過剰に離れる方向へ移動することを阻止する。

車輪支持部材３２のスリーブ部３２Ａの他端には、回転軸線２０に垂直に回転軸線２０の周りに延在するフランジ３２Ｆが一体に設けられている。フランジ３２Ｆの内面は、ブレーキロータ１２の内周部の外面に設けられた摩擦面１２ＳＯと摩擦係合可能な摩擦面３２ＦＳを有している。ブレーキロータ１２の円環板状部１２Ａの外面側には、回転軸線２０の周りに９０°隔置された状態にて四つのボルト孔９８が設けられている。図８には示されていないが、各ボルト孔９８にボルトがねじ込まれることにより、車輪のリム部がブレーキロータ１２に一体的に連結されるようになっている。

ブレーキロータ１２は、回転軸線２０の周りに全周に亘り延在し径方向外方へ開いた環状溝６０を有している。環状溝６０にはソレノイド６２が配置されており、ソレノイド６２は回転軸線２０の周りに環状に延在している。ブレーキロータ１２のソレノイド６２よりも径方向内側の部分には、第一の実施形態における通電装置６４Ｒ及び６６Ｒと同様の通電装置６４及び６６が設けられている。図８には示されていないが、車輪支持部材３２のフランジ３２Ｆには、第一の実施形態における導電体６４ＲＤ、６６ＲＤ及び電気絶縁材６５Ｒと同様の導電体及び電気絶縁材が設けられている。

この第六の実施形態においては、ソレノイド６２に制御電流が通電されていないときには、ソレノイドは電磁的な吸引力を発生しない。よって、回転摩擦部材１６はブレーキロータ１２に対し押圧されず、ブレーキロータ１２もフランジ３２Ｆに対し押圧されない。従って、ブレーキロータ１２が回転軸線２０の周りに回転していれば、ブレーキロータ１２、回転摩擦部材１６及び直線変位部材１８は上記遊星歯車として相対回転するが、それらの摩擦面１２ＳＯなどは摩擦係合しないので、摩擦力による制動力は発生しない。

なお、ブレーキロータ１２は直線変位部材１８及びフランジ３２Ｆに対し回転軸線２０の周りに回転し、回転摩擦部材１６はブレーキロータ１２に対し回転軸線２０の周りに公転しつつ軸線４２の周りに自転する。

これに対し、ソレノイド６２に制御電流が通電されると、ソレノイド６２により電磁力が発生される。ソレノイド６２の電磁力は、吸引力として作用し、回転摩擦部材１６をブレーキロータ１２に対し押圧すると共に、ブレーキロータ１２の円環板状部１２Ａをフランジ３２Ｆに対し押圧する。この場合、フランジ８２Ｆを含む車輪支持部材３２は、遊星歯車部材として機能する回転摩擦部材１６及び内歯車部材として機能するブレーキロータ１２との相対回転について見ると、直線変位部材１８と共働して太陽歯車部材の一部として機能する。

よって、ブレーキロータ１２が回転軸線２０の周りに回転していれば、これらの部材は上記遊星歯車部材として相対回転し、それらの摩擦面が摩擦係合して摩擦力を発生する。即ち、回転摩擦部材１６がブレーキロータ１２に対し回転軸線２０の周りに公転しつつ軸線４２の周りに自転することにより、摩擦部４６が直線変位部材１８の摩擦面１８ＳＩと公転及び自転による摩擦係合にて摩擦力を発生する。また、直線変位部材１８の摩擦面１８ＳＯ及びフランジ３２Ｆの摩擦面３２ＦＳが、回転軸線２０の周りの相対回転による摩擦係合にて摩擦力を発生する。従って、第六の実施形態によれば、上述の第二及び第五の実施形態と同様に、上記摩擦力による高い制動力を発生させることができる。

以上の説明から解るように、上記各実施形態によれば、遊星歯車機構の太陽歯車部材、遊星歯車部材及び内歯車部材として機能する三種の歯車部材の間の側面における摩擦係合による摩擦力により制動力が発生される。従って、回転軸線の周りの相対回転の摩擦係合のみによる摩擦力により制動力が発生される従来のブレーキ装置に比して、高い制動力を発生させることができる。

また、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が発生され、これによりブレーキロータに対する摩擦部材の押圧力が増大される上記特許文献１に記載された摩擦ブレーキ装置においては、くさび作用の状況によって押圧力の増大が変動し、そのため制動力を正確に制御することが困難である。

これに対し、上記各実施形態によれば、遊星歯車機構を構成する三種の歯車部材の間の摩擦係合による摩擦力は、歯車部材同士の間の押圧力に比例し、押圧力はアクチュエータにより正確に制御可能である。よって、アクチュエータにより歯車部材同士の間の押圧力を制御することにより、制動力を正確に制御することができる。

特に、第一、第三及び第四の実施形態によれば、一対の遊星歯車機構が設けられ、各遊星歯車機構の三種の歯車部材が摩擦係合せしめられ、それらの摩擦係合の摩擦力によって制動力が発生される。よって、一つの遊星歯車機構しか設けられていない第二、第五及び第六の実施形態に比して、高い制動力を発生させることができる。

逆に、第二、第五及び第六の実施形態によれば、遊星歯車機構は一つであるので、第一、第三及び第四の実施形態に比して、部品点数が少なく、ブレーキ装置の構造を単純化することができる。

また、第一、第三及び第四の実施形態によれば、回転摩擦部材１６Ｒ、１６Ｌ及び直線変位部材１８Ｒ、１８Ｌは、密閉空間４０内に収容されている。よって、回転摩擦部材などが密閉空間内に収容されていない場合に比して、回転摩擦部材などの噛合部や摩擦係合部に粉塵や泥水などの異物が侵入する虞れを効果的に低減することができる。

また、第三の実施形態によれば、一つのアクチュエータ７２によりピストン７６Ｒ及び７６Ｌを同一の駆動力にて同時に駆動する。よって、回転摩擦部材１６Ｒ、１６Ｌ及び直線変位部材１８Ｒ、１８Ｌを、同時に同一の押圧力にてそれぞれメインロータ２４のディスク部２４Ａ及びサブロータ２６に押圧することができる。

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。

例えば、上述の第一、第三及び第四の実施形態においては、回転摩擦部材１６Ｒ及び１６Ｌは、共通の自転軸線４２の周りに回転するようになっているが、これらの回転摩擦部材は、径方向又は周方向の位置が異なる軸線の周りに回転するようになっていてもよい。

また、上述の第一、第三及び第四の実施形態においては、回転摩擦部材１６Ｒ及び１６Ｌは、互いに同一のピッチ円直径を有し、外歯車５２Ｒ及び５２Ｌも互いに同一のピッチ円直径を有している。しかし、これらのピッチ円直径は異なっていてもよい。また、回転摩擦部材１６Ｒ及び１６Ｌは、回転軸線２０と平行な方向に互いに整合しているが、これらは互いに整合していなくてもよい。

また、上述の第一、第三及び第四の実施形態においては、円筒部２４Ｂはディスク部２４Ａと一体に形成されてメインロータ２４を形成している。しかし、円筒部２４Ｂはサブロータ２６と一体に形成されてもよく、またディスク部２４Ａ、円筒部２４Ｂ、サブロータ２６が別体に形成されてもよい。

また、上述の第一、第三及び第四の実施形態においては、メインロータ２４及びサブロータ２６は、車輪支持部材３２及びシール部材３８と共働して密閉空間４０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。

なお、上述の第一、第三及び第四の実施形態においては、回転摩擦部材１６Ｒ、１６Ｌ及び直線変位部材１８Ｒ、１８Ｌは密閉空間４０内に収容されている。よって、回転摩擦部材及び直線変位部材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、摩擦部及び摩擦面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、回転摩擦部材及び直線変位部材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２４やサブロータ２６に空冷用のフィンが設けられてもよい。

また、上述の第一及び第二の実施形態においては、キャリア部材の一部として機能する静止部材１４は円筒部１４Ａにて車輪支持部材３２一体的に連結され、回転軸線２０の周りに回転しないようになっている。しかし、キャリア部材は、回転摩擦部材を自転軸線の周りに回転可能に支持しつつ回転摩擦部材と共に回転軸線２０の周りに回転する円環板状の部材に置き換えられてもよい。

また、上述の第三の実施形態以外の実施形態においては、回転摩擦部材１６Ｒ、１６Ｌなどが、アクチュエータを構成するソレノイド６２Ｒ、６２Ｌによる電磁力によって駆動され押圧されるようになっている。しかし、第二乃至第六の実施形態において、アクチュエータが第三の実施形態と同様に油圧式のアクチュエータに置き換えられてもよい。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。

Claims (7)

1. 回転軸線に垂直に延在する両側面に摩擦面を有し、前記回転軸線の周りに回転する第一の歯車部材と、
   前記回転軸線に垂直に延在する一方の側面に前記第一の歯車部材の一方の摩擦面と摩擦係合可能な摩擦面を有する第二の歯車部材と、
   前記回転軸線に垂直に延在する一方の側面に前記第一の歯車部材の他方の摩擦面と摩擦係合可能な摩擦面を有する第三の歯車部材と、
   前記回転軸線に沿って前記第一乃至第三の歯車部材を相対変位させ、対応する摩擦面を摩擦係合させるアクチュエータと、を有し、
   前記第一乃至第三の歯車部材は、前記回転軸線に沿って互いに他に対し相対変位可能であり、
   前記第一乃至第三の歯車部材の一つ、他の一つ及び残りの一つは、それぞれ太陽歯車部材、遊星歯車部材及び内歯車部材として機能することにより、前記第一乃至第三の歯車部材は前記回転軸線を回転中心とする遊星歯車機構を構成しており、
   前記内歯車部材として機能する歯車部材は、静止支持部材により前記回転軸線の周りに回転可能に支持されたブレーキロータである、
   摩擦ブレーキ装置。
2. 請求項１に記載の摩擦ブレーキ装置において、
   前記第一乃至第三の歯車部材は、それぞれ前記太陽歯車部材、前記遊星歯車部材及び前記内歯車部材として機能し、
   前記第一の歯車部材は、前記回転軸線と平行な方向において前記第二の歯車部材と第三の歯車部材との間に位置し且つ両側面に前記摩擦面を有する円環板状部と、該円環板状部の内周部と一体をなし且つ前記第二の歯車部材と噛合する太陽歯車を備えたベース部とを有しており、
   前記第二の歯車部材は、キャリア部材により前記回転軸線と平行な自転軸線の周りに回転可能に支持され、前記第一の歯車部材の側の側面に前記摩擦面を有しており、
   前記第三の歯車部材は、内周部にて前記静止支持部材により前記回転軸線の周りに回転可能に支持され且つ前記第二の歯車部材の側の側面に前記摩擦面を有するディスク部と、該ディスク部の外周部と一体をなし且つ前記回転軸線に沿って延在し前記第二の歯車部材と噛合する内歯車を備えた円筒部とを有する、
   摩擦ブレーキ装置。
3. 請求項１に記載の摩擦ブレーキ装置において、
   前記第一乃至第三の歯車部材は、それぞれ前記遊星歯車部材、前記太陽歯車部材及び前記内歯車部材として機能し、
   前記第一の歯車部材は、前記回転軸線と平行な方向において前記第二の歯車部材と第三の歯車部材との間にて、これらの歯車部材により前記回転軸線と平行な自転軸線の周りに回転可能に支持されており、
   前記第二の歯車部材は、前記第一の歯車部材と噛合する太陽歯車を備え、内周部にて前記静止支持部材により前記回転軸線の周りに回転しないよう拘束されており、
   前記第三の歯車部材は、内周部にて前記静止支持部材により前記回転軸線の周りに回転可能に支持され且つ前記第一の歯車部材の側の側面に前記摩擦面を有するディスク部と、該ディスク部の外周部と一体をなし且つ前記回転軸線に沿って延在し前記第一の歯車部材と噛合する内歯車を備えた円筒部とを有する、
   摩擦ブレーキ装置。
4. 請求項１に記載の摩擦ブレーキ装置において、
   前記第一乃至第三の歯車部材は、それぞれ前記内歯車部材、前記太陽歯車部材及び前記遊星歯車部材として機能し、
   前記第一の歯車部材は、内周部にて前記静止支持部材により前記回転軸線の周りに回転可能に支持され且つ両側面に摩擦面を有するディスク部と、該ディスク部の外周部と一体をなし前記回転軸線に沿って延在し前記第三の歯車部材と噛合する内歯車を備えた円筒部とを有しており、
   前記第二の歯車部材は、前記第三の歯車部材と噛合する太陽歯車を備え、内周部にて前記静止支持部材により前記回転軸線に沿って前記静止支持部材に対し変位可能に且つ前記回転軸線の周りに回転不能に支持された可動部と、前記静止支持部材と一体的に形成され前記回転軸線に垂直に延在する静止円環板状部とを有しており、
   前記第三の歯車部材は、前記回転軸線と平行な方向において前記第一の歯車部材に対し前記静止円環板状部とは反対の側にて、前記第一及び第二の歯車部材により前記回転軸線と平行な自転軸線の周りに回転可能に支持されている、
   摩擦ブレーキ装置。
5. 請求項２に記載の摩擦ブレーキ装置において、前記アクチュエータは、前記第二の歯車部材を前記第一の歯車部材の前記円環板状部に対し押圧すると共に、前記第一の歯車部材の前記円環板状部を前記第三の歯車部材の前記ディスク部に対し押圧する、摩擦ブレーキ装置。
6. 請求項３に記載の摩擦ブレーキ装置において、前記アクチュエータは、前記第二の歯車部材を前記第一の歯車部材に対し押圧することにより、前記第一の歯車部材を前記第三の歯車部材に対し押圧する、摩擦ブレーキ装置。
7. 請求項４に記載の摩擦ブレーキ装置において、前記アクチュエータは、前記第三の歯車部材を前記第一の歯車部材のディスク部に対し押圧すると共に、前記第一の歯車部材のディスク部を前記静止円環板状部に対し押圧する、摩擦ブレーキ装置。
   
   

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