JP6160696B2 - 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。

摩擦ブレーキ装置において、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。

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。

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、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、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、従来のくさび作用を発生させる摩擦ブレーキ装置には、制動力を十分に高くする上で改善の余地がある。

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、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摩擦部材にさせると共に、くさび作用により増大された押圧力にて摩擦部材を押圧することにより、十分に高い摩擦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〕
本発明によれば、回転軸線に垂直に延在する摩擦面を有し、回転軸線の周りに回転するブレーキロータと、回転軸線に平行な自転軸線の周りに回転可能な回転摩擦部材と、押圧部材を回転摩擦部材に対し押圧することにより、回転摩擦部材を摩擦面に対し押圧する押圧装置と、を有する摩擦ブレーキ装置において、ブレーキロータ、回転摩擦部材、押圧部材は、回転摩擦部材を遊星歯車とする遊星歯車機構を構成しており、回転摩擦部材は、押圧部材により摩擦面に対し押圧されると、摩擦面及び押圧部材と摩擦係合し、押圧部材と回転軸線の周りに回転不能に支持された非回転部材との間には、押圧力増力機構が設けられており、押圧力増力機構は、押圧部材と非回転部材との間の回転軸線の周りの相対回転トルクを、押圧部材を回転摩擦部材に対し押圧する押圧力に変換するよう構成され、
摩擦面は、回転軸線に沿って互いに隔置された第一及び第二の摩擦面を含み、回転摩擦部材は、それぞれ第一及び第二の摩擦面と摩擦係合可能に支持された第一及び第二の回転摩擦部材を含み、押圧部材は、それぞれ第一及び第二の摩擦面に対し第一及び第二の回転摩擦部材を押圧する第一及び第二の押圧部材であって、回転軸線に沿って変位可能に支持された第一及び第二の押圧部材を含み、第一の押圧部材は静止部材により回転軸線の周りに回転可能に、かつ、回転軸線に沿って変位可能に支持され、第二の押圧部材は静止部材により回転軸線の周りに回転不能に、かつ、回転軸線に沿って変位可能に支持され、第二の押圧部材及び静止部材は非回転部材を構成しており、押圧装置は、第一及び第二の押圧部材の一方が対応する回転摩擦部材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を含み、押圧力制御機構は少なくとも第一の押圧部材が第一の摩擦面に対し第一の回転摩擦部材を押圧する力を制御するよう構成され、ブレーキロータ、第一及び第二の回転摩擦部材、第一及び第二の押圧部材は、それぞれ第一及び第二の回転摩擦部材を遊星歯車とする第一及び第二の遊星歯車機構を構成しており、第一及び第二の摩擦面は互いに対向し、第一及び第二の回転摩擦部材、第一及び第二の押圧部材、及び押圧力制御機構の少なくとも一部は、第一の摩擦面と第二の摩擦面との間に配置されており、
押圧力増力機構は、第一及び第二の押圧部材の間に回転軸線の周りの回転トルクを伝達し、第一及び第二の押圧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回転軸線に沿って第一及び第二の押圧部材を離間させる方向の力に変換すると共に、第一及び第二の回転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押圧部材の間に相互に伝達する力伝達機構と、回転軸線の周りに回転不能に支持された回転トルク担持部材であって、第一及び第二の押圧部材の一方より第一及び第二の押圧部材の他方へ伝達される回転トルクを他方の押圧部材を介して受け止める回転トルク担持部材と、を有する
こと（以下「第一の構成」という）を特徴とする摩擦ブレーキ装置が提供される。

上記の第一の構成において、それぞれ第一及び第二の押圧部材により第一及び第二の回転摩擦部材が第一及び第二の摩擦面に対し押圧されると、各回転摩擦部材は対応する摩擦面及び押圧部材と摩擦係合し、摩擦部材と押圧部材との間の摩擦力により各押圧部材は非回転部材に対し相対的に回転軸線の周りに回転せしめられる。よって、第一及び第二の押圧部材と非回転部材との間の相対回転トルクが、押圧力増力機構により第一及び第二の押圧部材をそれぞれ第一及び第二の回転摩擦部材に対し押圧する押圧力に変換され、これにより第一及び第二の回転摩擦部材がそれぞれ第一及び第二の摩擦面に対し押圧される押圧力が増力される。

また、ブレーキロータ、第一及び第二の回転摩擦部材、第一及び第二の押圧部材は、それぞれ第一及び第二の回転摩擦部材を遊星歯車とする第一及び第二の遊星歯車機構を構成しているので、第一及び第二の回転摩擦部材は回転軸線に平行な自転軸線の周りに自転しつつ回転軸線の周りに公転する。よって、第一及び第二の回転摩擦部材はそれぞれ第一及び第二の摩擦面及び押圧部材と摩擦係合して公転及び自転の両方による摩擦力を発生する。さらに、第一及び第二の回転摩擦部材と対応する摩擦面及び押圧部材との間の押圧力は押圧力増力機構により増力された押圧力である。

従って、上記構成によれば、摩擦部材がブレーキロータに対し回転軸線の周りの相対回転以外の運動をしない従来のくさび作用型摩擦ブレーキ装置に比して、制動力を十分に高くすることができる。

また、上記の第一の構成によれば、第一及び第二の回転摩擦部材は、第一の摩擦面と第二の摩擦面との間において第一及び第二の押圧部材により互いに逆方向へ押圧されること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。回転摩擦部材として第一及び第二の２種類の回転摩擦部材があるので、例えば上記特許文献１に記載された摩擦ブレーキ装置の如く１種類の回転摩擦部材しか存在しない場合に比して、制動力を高くすることができる。

また、第一及び第二の押圧部材による押圧の反力を他方の押圧部材に伝達させることができるので、押圧の反力を受ける別の部材を設ける必要がない。よって、例えば上記特許文献１に記載された摩擦ブレーキ装置の如く押圧の反力を受ける別の部材が必要である場合に比して、摩擦ブレーキ装置の構造を単純化することができる。

また、上記の第一の構成によれば、第一の回転摩擦部材が第一の押圧部材により第一の摩擦面に対し押圧されると、第一の回転摩擦部材は第一の摩擦面と摩擦係合すると共に、第一の押圧部材にも摩擦係合する。よって、第一の押圧部材は第一の回転摩擦部材との間の摩擦力による引きずりにより回転軸線の周りに回転せしめられ、これにより第一の押圧部材は第二の押圧部材に対し相対的に回転軸線の周りに回転せしめられる。従って、第一の押圧部材と非回転部材の一部である第二の押圧部材との間の相対回転トルクが、押圧力増力機構により押圧力に変換され、これにより第一及び第二の回転摩擦部材がそれぞれ第一及び第二の摩擦面に対し押圧される押圧力が増力される。

更に、上記の第一の構成によれば、上述のように構成された力伝達機構及び回転トルク担持部材の共働により、回転トルクを回転軸線に沿って第一及び第二の押圧部材を離間させる方向の力に変換し、その変換された力によって押圧力を増力することができる。

また、本発明によれば、上記の第一の構成において、力伝達機構は、それぞれ第一及び第二の押圧部材に設けられ回転軸線に沿う方向に互いに対向する第一及び第二の対向面を有し、第一及び第二の対向面は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傾斜領域を有し、第一及び第二の対向面の傾斜領域の共働により、回転トルクを回転軸線の周りの周方向に伝達すると共に、回転トルクを回転軸線に平行で第一及び第二の押圧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。

上記の構成によれば、第一及び第二の対向面の傾斜領域の共働により、回転トルクを回転軸線の周りの周方向に確実に伝達することができると共に、回転トルクを回転軸線に平行で第一及び第二の押圧部材を離間させる方向の力に確実に変換することができる。そして、第一及び第二の押圧部材は、その変換により増力された押圧力にて第一及び第二の回転摩擦部材をそれぞれ第一及び第二の摩擦面に対し押圧することができる。

また、本発明によれば、回転軸線に垂直に延在する摩擦面を有し、回転軸線の周りに回転するブレーキロータと、回転軸線に平行な自転軸線の周りに回転可能な回転摩擦部材と、押圧部材を回転摩擦部材に対し押圧することにより、回転摩擦部材を摩擦面に対し押圧する押圧装置と、を有する摩擦ブレーキ装置において、ブレーキロータ、回転摩擦部材、押圧部材は、回転摩擦部材を遊星歯車とする遊星歯車機構を構成しており、回転摩擦部材は、押圧部材により摩擦面に対し押圧されると、摩擦面及び押圧部材と摩擦係合し、押圧部材と回転軸線の周りに回転不能に支持された非回転部材との間には、押圧力増力機構が設けられており、押圧力増力機構は、押圧部材と非回転部材との間の回転軸線の周りの相対回転トルクを、押圧部材を回転摩擦部材に対し押圧する押圧力に変換するよう構成され、
摩擦面は、回転軸線に沿って互いに隔置された第一及び第二の摩擦面を含み、回転摩擦部材は、それぞれ第一及び第二の摩擦面と摩擦係合可能に支持された第一及び第二の回転摩擦部材を含み、押圧部材は、それぞれ第一及び第二の摩擦面に対し第一及び第二の回転摩擦部材を押圧する第一及び第二の押圧部材であって、回転軸線に沿って変位可能に支持された第一及び第二の押圧部材を含み、第一及び第二の押圧部材はキャリパにより回転軸線の周りに回転可能に、かつ、回転軸線に沿って変位可能に支持され、キャリパは非回転部材を構成しており、押圧装置は、第一及び第二の押圧部材の一方が対応する回転摩擦部材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を含み、押圧力制御機構は少なくとも第一の押圧部材が第一の摩擦面に対し第一の回転摩擦部材を押圧する力を制御するよう構成され、ブレーキロータ、第一及び第二の回転摩擦部材、第一及び第二の押圧部材は、それぞれ第一及び第二の回転摩擦部材を遊星歯車とする第一及び第二の遊星歯車機構を構成しており、第一及び第二の摩擦面は互いに対向する方向とは逆の方向へ面し、第一及び第二の回転摩擦部材、及び第一及び第二の押圧部材、第一及び第二の摩擦面に対し互いに反対の側に配置されており、
押圧力増力機構は、第一の押圧部材とキャリパとの間に回転軸線の周りの回転トルクを伝達し、第一の押圧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回転軸線に沿って第一の押圧部材とキャリパとを離間させる方向の力に変換すると共に、第一の回転摩擦部材が第一の摩擦面を押圧する反力を第一の押圧部材よりキャリパへ伝達する第一の力伝達機構と、第二の押圧部材とキャリパとの間に回転軸線の周りの回転トルクを伝達し、第二の押圧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回転軸線に沿って第二の押圧部材とキャリパとを離間させる方向の力に変換すると共に、第二の回転摩擦部材が第二の摩擦面を押圧する反力を第二の押圧部材よりキャリパへ伝達する第二の力伝達機構と、回転軸線の周りに回転不能に支持された回転トルク担持部材であって、第一の押圧部材よりキャリパへ伝達される回転トルク及び第二の押圧部材よりキャリパへ伝達される回転トルクを受け止める回転トルク担持部材と、を有する
こと（以下「第二の構成」という）を特徴とする摩擦ブレーキ装置が提供される。

上記の第二の構成によれば、第一及び第二の回転摩擦部材は、第一及び第二の摩擦面の両側において第一及び第二の押圧部材により互いに近づく方向へ押圧されること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。回転摩擦部材として第一及び第二の２種類の回転摩擦部材があるので、例えば上記特許文献１に記載された摩擦ブレーキ装置の如く１種類の回転摩擦部材しか存在しない場合に比して、制動力を高くすることができる。

なお、第一及び第二の押圧部材による押圧の反力を例えばキャリパの如き部材によって他方の押圧部材へ伝達させることにより、押圧の反力を有効に利用して押圧力を高くすることができる。

また、上記の第二の構成によれば、第一の回転摩擦部材が第一の押圧部材により第一の摩擦面に対し押圧されると、第一の回転摩擦部材は第一の摩擦面と摩擦係合すると共に、第一の押圧部材とも摩擦係合する。よって、第一の押圧部材は第一の回転摩擦部材との間の摩擦力による引きずりにより回転軸線の周りに回転せしめられ、これにより第一の押圧部材はキャリパに対し相対的に回転軸線の周りに回転せしめられる。従って、第一の押圧部材と非回転部材であるキャリパとの間の相対回転トルクが、押圧力増力機構により押圧力に変換され、これにより第一の回転摩擦部材が第一の摩擦面に対し押圧される押圧力が増力される。

また、第一の回転摩擦部材と第一の摩擦面及び第一の押圧部材との間の増大された押圧力の反力がキャリパによって第二の押圧部材へ伝達され、第二の押圧部材は高い押圧力にて第二の回転摩擦部材を第二の摩擦面に対し押圧する。その結果、第二の回転摩擦部材は第二の摩擦面と摩擦係合すると共に、第二の押圧部材にも摩擦係合する。よって、第二の押圧部材は第二の回転摩擦部材との間の摩擦力による引きずりにより回転軸線の周りに回転せしめられ、これにより第二の押圧部材はキャリパに対し相対的に回転軸線の周りに回転せしめられる。従って、第二の押圧部材と非回転部材であるキャリパとの間の相対回転トルクが、押圧力増力機構により押圧力に変換され、これにより第二の回転摩擦部材が第二の摩擦面に対し押圧される押圧力が増力される。

また、上記の第二の構成によれば、上述のように構成された力伝達機構及び回転トルク担持部材の共働により、回転トルクを回転軸線に沿って第一及び第二の押圧部材が互いに近づく方向の力に変換し、その変換された力によって押圧力を増力することができる。

また、本発明によれば、上記の第二の構成において、第一の力伝達機構は、それぞれ第一の押圧部材及びキャリパに設けられ回転軸線に沿う方向に互いに対向する第三及び第四の対向面を有し、第三及び第四の対向面は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傾斜領域を有し、第三及び第四の対向面の傾斜領域の共働により、回転トルクを回転軸線の周りの周方向に伝達すると共に、回転トルクを回転軸線に平行で第一の押圧部材及びキャリパを離間させる方向の力に変換するよう構成されてよい。

上記の構成によれば、第三及び第四の対向面の傾斜領域の共働により、回転トルクを回転軸線の周りの周方向に確実に伝達することができると共に、回転トルクを回転軸線に平行で第一の押圧部材及びキャリパを離間させる方向の力に確実に変換することができる。そして、第一の押圧部材は、その変換により増力された押圧力にて第一の回転摩擦部材を第一の摩擦面に対し押圧することができる。

また、本発明によれば、上記の第二の構成において、第二の力伝達機構は、それぞれ第二の押圧部材及びキャリパに設けられ回転軸線に沿う方向に互いに対向する第五及び第六の対向面を有し、第五及び第六の対向面は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傾斜領域を有し、第五及び第六の対向面の傾斜領域の共働により、回転トルクを回転軸線の周りの周方向に伝達すると共に、回転トルクを回転軸線に平行で第二の押圧部材及びキャリパを離間させる方向の力に変換するよう構成されてよい。

上記の構成によれば、第五及び第六の対向面の傾斜領域の共働により、回転トルクを回転軸線の周りの周方向に確実に伝達することができると共に、回転トルクを回転軸線に平行で第二の押圧部材及びキャリパを離間させる方向の力に確実に変換することができる。そして、第二の押圧部材は、その変換により増力された押圧力にて第二の回転摩擦部材を第二の摩擦面に対し押圧することができる。

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。 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２のIII−IIIに沿う部分断面図である。 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。 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断面図である。 第二の実施形態を図５の右方より見た部分正面図である。 図６のVII−VIIに沿う部分断面図である。 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。 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。

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。

［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（上記の第一の構成に対応）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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

特に、図示の実施形態においては、図１に示されている如く、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。

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。

図１に示されている如く、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、四つの第一の回転摩擦部材５０が配置されており、各回転摩擦部材５０は回転軸線１８に平行な軸線５２を中心とする実質的に円板状をなしている。同様に、第二の押圧部材１６とサブロータ２２との間には、四つの第二の回転摩擦部材５４が配置されており、各回転摩擦部材５４は回転軸線１８に平行な軸線５６を中心とする実質的に円板状をなしている。軸線５２及び５６は互いに整合しており、第一の回転摩擦部材５０及び第二の回転摩擦部材５４は、それぞれ互いに他に対し回転軸線１８の周りに９０°隔置されている。

第一の回転摩擦部材５０は外周部の両側面に摩擦部５０Ａ及び５０Ｂを有し、摩擦部５０Ａ及び５０Ｂ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、第二の回転摩擦部材５４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。各摩擦部は円板状の本体の側面より隆起した状態で回転摩擦部材５０、５４の軸線５２、５６の周りに環帯状に延在している。

なお、第一の回転摩擦部材５０及び第二の回転摩擦部材５４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、摩擦部５０Ａ、５０Ｂ及び５４Ａ、５４Ｂ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。

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に沿う方向のカム面１４Ｚ及び１６Ｚの間の距離が最小になり、ボール３８がカム面１４Ｚ及び１６Ｚを離間させることによって二つの押圧部材１４及び１６を離間させる力は発生しない。よって、第一の回転摩擦部材５０の摩擦部５０Ａ、５０Ｂは、それぞれディスク部２０Ａの摩擦面２０Ｓ及び第一の押圧部材１４の外面と実質的に摩擦係合しない。同様に、第二の回転摩擦部材５４の摩擦部５４Ａ、５４Ｂは、それぞれサブロータ２２の摩擦面２２Ｓ及び第二の押圧部材１６の外面と実質的に摩擦係合しない。

第一の回転摩擦部材５０及び第二の回転摩擦部材５４の本体の外周部にはそれぞれ外歯車５８及び６０が設けられており、外歯車５８及び６０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６２及び６４にそれぞれ噛合している。よって、第一の回転摩擦部材５０及び第二の回転摩擦部材５４は、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。

第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６は、それぞれ第一の回転摩擦部材５０及び第二の回転摩擦部材５４に対し径方向内方に棚部６６及び６８を有している。棚部６６及び６８の外周面には第一の回転摩擦部材５０及び第二の回転摩擦部材５４の外歯車５８及び６０にそれぞれ噛合する外歯車７０及び７２が設けられている。

かくして、回転摩擦部材５０及び５４の外歯車５８及び６０は、径方向外側にてメインロータ２０の円筒部２０Ｂの内歯車６２及び６４にそれぞれ噛合すると共に、径方向内側にて押圧部材１４及び１６の外歯車７０及び７２にそれぞれ噛合している。よって、第一の回転摩擦部材５０及び第二の回転摩擦部材５４は、それぞれ内歯車６２及び６４を内歯車とし、外歯車７０及び７２を太陽歯車とする遊星歯車機構７４及び７６の遊星歯車として機能する。

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５８及び６０と内歯車６２及び６４との噛合部を介して第一の回転摩擦部材５０及び第二の回転摩擦部材５４へ伝達される。従って、第一の回転摩擦部材５０及び第二の回転摩擦部材５４は、それぞれディスク部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の周りに公転する。この場合、第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６に対する公転速度はディスク部２０Ａ及びサブロータ２２に対する公転速度よりも高い。また、軸線５２及び５６も回転軸線１８の周りに公転し、第一の回転摩擦部材５０及び第二の回転摩擦部材５４はそれぞれ公転する軸線５２及び５６を自転軸線としてそれらの軸線の周りに自転する。

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、第一の回転摩擦部材５０の摩擦部５０Ａ、５０Ｂは、それぞれディスク部２０Ａの摩擦面２０Ｓ及び第一の押圧部材１４の外面と摩擦係合する。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。

図には示されていない車輪が回転していれば、第一の回転摩擦部材５０は摩擦部５０Ａ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、第一の押圧部材１４に対し相対的に回転軸線１８の周りに回転しようとする。また、第一の回転摩擦部材５０は摩擦部５０Ｂと第一の押圧部材１４の外面との間の摩擦力により、第一の押圧部材１４を回転軸線１８の周りに回転させようとする。

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が、第二の押圧部材１６は回転軸線１８の周りに回転することができない。そのため、第一の押圧部材１４は第二の押圧部材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仮想平面４０に沿って変位するので、ボール３８の位置におけるカム面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。

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。

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。この力伝達機構４６は第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６の間の相対回転トルクを押圧力に変換する。従って、第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６はそれぞれ第一の回転摩擦部材５０及び第二の回転摩擦部材５４を高い押圧力にて押圧すると共に、摩擦面２０Ｓ及び２２Ｓに対し回転摩擦部材５０及び５４を高い押圧力にて押圧する。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及び第二の押圧部材１６を標準位置に位置決めする位置決め機構としての機能も果たす。

なお、相対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を離間させる力は相対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がそれぞれ回転摩擦部材５０及び５４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は、運転者の制動操作量に比例する。

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。

かくして、第一の実施形態によれば、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。

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。

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。

例えば、図１には示されていないが、回転軸線１８とボール３８の中心との距離を８０mmとし、回転軸線１８と自転軸線５２、５６との距離を１２０mmとし、自転軸線５２、５６と摩擦部５０Ａ、５０Ｂ及び５４Ａ、５４Ｂの中央との距離を２５mmとする。また、回転軸線１８と回転摩擦部材５０及び５４の外歯車５８及び６０とメインロータ２０の内歯車６２及び６４との噛合部までの距離を１５０mmとする。また、回転軸線１８と回転摩擦部材５０及び５４の外歯車５８及び６０と押圧部材１４及び１６の外歯車７０及び７２との噛合部までの距離を９０mmとする。

また、各摩擦接触部の摩擦係数をμとし、ソレノイド３４により発生される電磁力による押圧力をＦ1(kgf)とし、力伝達機構４６により回転トルクが押圧力に変換されることによる押圧力をＦ2(kgf)とする。第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６のトータルの押圧力Ｆ、すなわち、押圧部材１４及び１６がそれぞれ回転摩擦部材５０及び５４をディスク部２０Ａ及びサブロータ２２に対し押圧する押圧力Ｆは、下記の式（１）により表される。なお、力伝達機構４６においてセルフロックが生じないためには、Ｆ1が正の値でなければならない。
Ｆ＝Ｆ1＋Ｆ2 ……（１）

仮想平面４０に対する力伝達機構４６のカム面１４Ｚ及び１６Ｚの傾斜角をα(rad)とし、第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６の相対回転トルクＴre(kgfm)とすると、押圧力Ｆ2は、下記の式（２）により表される。
Ｆ2＝Ｔre／８０／tanα ……（２）

相対回転トルクＴbは押圧力をＦ1に比例するので、力伝達機構４６の増力比をＮ（１よりも大きい正の値）として、押圧力Ｆ2は、下記の式（３）により表される。
Ｆ2＝ＮＦ1 ……（３）

回転摩擦部材５０及び５４がそれぞれ押圧部材１４及び１６によってディスク部２０Ａ及びサブロータ２２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１８の周りに回転することにより発生される制動トルクＴrvは、下記の式（４）により表される。
Ｔrv＝μＦ×１２０×２
＝２４０μＦ……（４）

回転摩擦部材５０及び５４が摩擦部５０Ａ、５０Ｂ及び５４Ａ、５４Ｂにて摩擦接触しつつそれぞれ自転軸線５２及び５６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２０に与える抗力Ｆrtは、下記の式（５）により表される。よって、抗力Ｆrtによる制動トルクＴrtは、下記の式（６）により表される。
Ｆrv＝μＦ×２５／３０×４
＝３．３３μＦ……（５）
Ｔrt＝Ｆrv×１５０
＝５００μＦ……（６）

従って、トータルの制動トルクは制動トルクＴrvと自転による制動トルクＴrtと和であるトータルの制動トルクＴbは、下記の式７により表される。
Ｔb＝２４０μＦ＋５００μＦ
＝７４０μＦ
＝７４０（１＋Ｎ）μＦ1 ……（７）

回転摩擦部材５０及び５４がただ単にディスク部２０Ａ及びサブロータ２２に対し押圧力Ｆ1にて押圧される従来の一般的なブレーキ装置における制動トルクＴcは、下記の式（８）により表される。なお、制動トルクＴcは、回転摩擦部材５０及び５４が自転せずにディスク部２０Ａ及びサブロータ２２に対し押圧力Ｆ1にて押圧された状態で回転軸線１８の周りに回転することにより発生される制動トルクである。
Ｔc＝μＦ2×１２０×２
＝２４０μＦ1……（８）

従って、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９により表される。よって、力伝達機構４６の増力比Ｎが例えば３であれば、サーボ比Ｒbtは約１２になり、増力比Ｎが４であれば、サーボ比Ｒbtは約１５になる。
Ｒbt＝７４０（１＋Ｎ）μＦ1／２４０μＦ1
＝３．０８（１＋Ｎ） ……（９）

また、前述の特許文献１に記載された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／Ｔrv）は、下記の式１０により表される。
Ｒbt＝７４０Ｆ／２４０Ｆ
＝３．０８ ……（１０）

特に、第一の実施形態によれば、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及び１６等は、ディスク部２０Ａとサブロータ２２との間に配設され、それらに対し回転摩擦部材５０及び５４を互いに離れる方向へ押圧するようになっている。

よって、従来のディスクブレーキ装置や後述の第二の実施形態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。

なお、上述の第一の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い。
［第二の実施形態］

図５は、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（上記の第二の構成に対応）を、回転軸線を通る切断面にて切断して示す断面図、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ないし図７において、図１ないし図４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。

この第二の実施形態においては、メインロータ２０は、円筒部２０Ｂを有しておらず、回転軸１７とは別の部材である。また、メインロータ２０の円環板状のディスク部２０Ａは、放熱のためのフィンよりなる接続部８０によりサブロータ２２と一体に接続されている。回転軸１７は外端部にフランジ部１７Ａを有し、フランジ部１７Ａにはディスク部２０Ａと一体をなすリム部２０Ｃの内周部が４本のボルト３２により連結されている。従って、図には示されていないが、ボルト３２及びこれに螺合するナットは、共締めによりリム部２０Ｃをフランジ部１７Ａと共に車輪のディスク部に一体的に連結する。

第一の回転摩擦部材５０及び第二の回転摩擦部材５４は、ディスク部２０Ａ及びサブロータ２２の両側にてそれらの外面に対向するよう配置されている。また、第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６は、それぞれ第一の回転摩擦部材５０及び第二の回転摩擦部材５４に対しディスク部２０Ａ及びサブロータ２２とは反対の側に配置されている。第一の回転摩擦部材５０及び第二の回転摩擦部材５４は、ブレーキロータ１２の外周部を跨いで実質的に断面Ｕ形に延在するキャリパ８８により、ボール３８Ａ及び３８Ｂを介してキャリパに対し相対的に自転軸線５２及び５６の周りに回転可能に支持されている。

キャリパ８８は、ボルトや溶接の如き連結手段により一体的に連結された半体８８Ａ及び８８Ｂよりなり、半体８８Ｂはボルトの如き連結手段により静止部材９０に一体的に固定されている。ボール３８Ａ及び３８Ｂは、それぞれ第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６の円筒状の内面１４Ｃ及び１６Ｃと、半体８８Ａ及び８８Ｂに設けられた円筒状の内面８８ＡＣ及び８８ＢＣとの間に介装されている。

図７に示されている如く、半体８８Ａ及び８８Ｂの内面には、それぞれボール３８Ａ及び３８Ｂを挟んで自転軸線５２及び５６に沿う方向にカム面１４Ｚ及び１６Ｚと対向するカム面８８ＡＺ及び８８ＢＺが設けられている。カム面８８ＡＺ及び８８ＢＺはカム面１４Ｚ及び１６Ｚに対し第一の実施形態のカム面１６Ｚ及び１４Ｚと同様の関係を有している。ソレノイド３４は半体８８Ａの径方向内周部の外面に固定されている。

カム面１４Ｚ及び８８ＡＺは、ボール３８Ａと共働して第一の実施形態の力伝達機構４６に対応する力伝達機構４６Ａを構成している。力伝達機構４６Ａは、第一の押圧部材１４及び半体８８Ａの間における回転トルクの伝達、回転軸線１８に沿う方向に半体８８Ａを離間させる力の発生、反力の伝達を行う。同様に、カム面１６Ｚ及び８８ＢＺは、ボール３８Ｂと共働して第一の実施形態の力伝達機構４６に対応する力伝達機構４６Ｂを構成している。力伝達機構４６Ｂは、第二の押圧部材１６及び半体８８Ｂの間における回転トルクの伝達、回転軸線１８に沿う方向に半体８８Ｂを離間させる力の発生、反力の伝達を行う。

これらの力伝達機構４６Ａ及び４６Ｂは、それぞれ第一の押圧部材１４と半体８８Ａとの間及び第二の押圧部材１６と半体８８Ｂとの間の相対回転トルクを押圧力に変換する。従って、第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６は、それぞれ第一の回転摩擦部材５０及び第二の回転摩擦部材５４を高い押圧力にて押圧すると共に、摩擦面２０Ｓ及び２２Ｓに対し回転摩擦部材５０及び５４を高い押圧力にて押圧する。ボール３８Ａ及びカム面１４Ｚ及びカム面８８ＡＺは、互いに共働して第一の押圧部材１４を標準位置に位置決めする位置決め機構としての機能も果たす。同様に、ボール３８Ｂ及びカム面１６Ｚ及びカム面８８ＢＺは、互いに共働して第二の押圧部材１６を標準位置に位置決めする位置決め機構としての機能も果たす。

なお、相対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と半体８８Ａとを離間させる力及び第二の押圧部材１６と半体８８Ｂとを離間させる力は相対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がそれぞれ回転摩擦部材５０及び５４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は、運転者の制動操作量に比例する。

また、半体８８Ａ及び８８Ｂは静止部材９０により回転軸線１８の周りに回転することが阻止される。よって、半体８８Ａ、８８Ｂ及び静止部材９０は、第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６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。

第一の押圧部材１４及び第二の押圧部材１６の棚部６６及び６８は、押圧部材の本体部より互いに近づく方向へ突出し、第一の回転摩擦部材５０及び第二の回転摩擦部材５４に対し径方向内側にて回転軸線１８の周りに全周に亘り延在する円筒状をなしている。第一の実施形態の場合と同様に、棚部６６及び６８に設けられた外歯車７０及び７２は、それぞれ第一の回転摩擦部材５０及び第二の回転摩擦部材５４の外歯車５８及び６０と噛合している。

メインロータ２０の外周、すなわちディスク部２０Ａ及びサブロータ２２の円筒状の外周面には、実質的に円筒状をなすリング歯車部材９２が溶接等の手段により固定されている。リング歯車部材９２は回転軸線１８に沿ってその周りに延在している。リング歯車部材９２の両端の内周面には、リング歯車９４Ａ及び９４Ｂが設けられており、リング歯車９４Ａ及び９４Ｂはそれぞれ回転摩擦部材５０及び５４の外歯車５８及び６０と噛合している。

かくして、回転摩擦部材５０及び５４の外歯車５８及び６０は、径方向外側にてリング歯車部材９２の内歯車９４Ａ及９４Ｂにそれぞれ噛合すると共に、径方向内側にて押圧部材１４及び１６の外歯車７０及び７２にそれぞれ噛合している。よって、第一の回転摩擦部材５０及び第二の回転摩擦部材５４は、それぞれ内歯車９４Ａ及９４Ｂを内歯車とし、外歯車７０及び７２を太陽歯車とする遊星歯車機構７４及び７６の遊星歯車として機能する。

第二の実施形態においては、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に固定されたリング歯車部材９２の回転がそれぞれ外歯車５８及び６０と内歯車９４Ａ及９４Ｂとの噛合部を介して回転摩擦部材５０及び５４へ伝達される。なお、第二の実施形態においても、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。

図には示されていない車輪が回転していれば、第一の回転摩擦部材５０は摩擦部５０Ａ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、第一の押圧部材１４に対し相対的に回転軸線１８の周りに回転しようとする。また、第一の回転摩擦部材５０は摩擦部５０Ｂと第一の押圧部材１４の内面との間の摩擦力により、第一の押圧部材１４を回転軸線１８の周りに回転させようとする。

第一の押圧部材１４はキャリパ８８の半体８８Ａにより回転軸線１８の周りに回転可能に支持されているが、半体８８Ａは回転軸線１８の周りに回転することができない。そのため、第一の押圧部材１４は半体８８Ａ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及び半体８８Ａは相対変位するので、第一の実施形態の場合と同様に、所謂くさび効果が発生し、第一の押圧部材１４及び半体８８Ａは回転軸線１８に沿って互いに離れる方向へ押圧される。

そして、第一の押圧部材１４と半体８８Ａとの間の押圧力は、キャリパ８８により半体８８Ｂへ伝達される。よって、半体８８Ｂは第二の押圧部材１６及び第二の回転摩擦部材５４をサブロータ２２に対し押圧する。第二の回転摩擦部材５４は摩擦部５４Ａとサブロータ２２の摩擦面２２Ｓ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の周りに回転しようとする。また、第二の回転摩擦部材５４は摩擦部５４Ｂと第二の押圧部材１６の内面との間の摩擦力により、第二の押圧部材１６を回転軸線１８の周りに回転させようとする。

半体８８Ｂは回転軸線１８の周りに回転することができないので、第二の押圧部材１６は半体８８Ｂに対し相対的に回転軸線１８の周りに回転する。その結果、第二の押圧部材１６及び半体８８Ｂは相対変位するので、第一の押圧部材１４及び半体８８Ａの相対変位の場合と同様に、所謂くさび効果が発生し、第二の押圧部材１６及び半体８８Ｂは回転軸線１８に沿って互いに離れる方向へ押圧される。

かくして、第二の実施形態によれば、力伝達機構４６Ａ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より半体８８Ａへ伝達されると共に、力伝達機構４６Ａのくさび作用により、回転トルクが二つの部材を離間させる力に変換される。同様に、力伝達機構４６Ｂにより、回転軸線１８の周りの回転トルクが第二の押圧部材１６より半体８８Ｂへ伝達されると共に、力伝達機構４６Ｂのくさび作用により、回転トルクが二つの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４６Ａ、４６Ｂ及びキャリパ８８を介して他方の押圧部材へ伝達される。

よって、力伝達機構４６Ａ及び４６Ｂ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４６Ａ及び４６Ｂ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４６Ａ及び４６Ｂは静止部材９０と共働して増力機構として機能するので、力伝達機構４６Ａ及び４６Ｂ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。

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、従来の一般的な構造のブレーキ装置よりも遥かに高い制動トルクを発生させることができ、また、上記公開公報に記載されたブレーキ装置よりも高い制動トルクを発生させることができる。

特に、上述の第二の実施形態によれば、第一の回転摩擦部材５０及び第二の回転摩擦部材５４の自転軸線５２及び５６は、互いに整合しているだけでなく、力伝達機構４６Ａ及び４６Ｂのボール３８Ａ及び３８Ｂの中心と整合している。従って、自転軸線５２及び５６がボール３８Ａ及び３８Ｂの中心と整合していない場合に比して、力伝達機構４６Ａ及び４６Ｂにより発生される押圧力によって回転摩擦部材５０及び５４を好ましくディスク部２０Ａ及びサブロータ２２に対し押圧することができる。

なお、以上の説明より解る如く、この第二の実施形態の力伝達機構４６Ａ及び４６Ｂは、互いに共働して第一の実施形態の力伝達機構４６と同様に機能する。よって、回転軸線１８とボール３８Ａ、３８Ｂの中心との距離等の各寸法が第一の実施形態の場合と同一であれば、制動トルクのサーボ比Ｒbt1は第一の実施形態の場合と同一である。

なお、第一及び第二の実施形態によれば、摩擦部５０Ａ、５０Ｂ及び５４Ａ、５４Ｂは、それぞれ第一の回転摩擦部材５０及び第二の回転摩擦部材５４の円板状の本体と一体に形成されている。従って、これらの摩擦部が回転摩擦部材５０及び５４の本体と別体である場合に比して、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。

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。

例えば、図８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９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。

なお、以上の修正が可能であることは、第二の実施形態における力伝達機構４６Ａのカム面１４Ｚ、８８ＡＺ及び力伝達機構４６Ｂのカム面１６Ｚ、８８ＢＺについても同様である。

また、上述の第一及び第二の実施形態の如く、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。

これらの修正例によれば、互いに対向するカム面を有する二つの部材が回転軸線１８の周りに相対回転し、それらの部材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。

また、上述の第一及び第二の実施形態においては、カム面１４Ｚ、１６Ｚ等は、それぞれ湾曲部１４ＺＡ、１６ＺＡ等を有しているが、湾曲部が設けられることなく傾斜部１４ＺＢの如き傾斜部のみよりなっていてもよい。

また、上述の第一及び第二の実施形態においては、摩擦係合部１４Ａ及び１６Ａは互いに同一の大きさを有し、第一の回転摩擦部材５０及び第二の回転摩擦係合部材５４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。

また、上述の第一及び第二の実施形態においては、第一の回転摩擦部材５０及び第二の回転摩擦係合部材５４の両側の摩擦部は、軸線５２及び５６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、回転摩擦部材５０及び５４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。

また、上述の第一の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。

また、上述の第一の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。

なお、上述の第一の実施形態においては、押圧部材１４、１６や回転摩擦部材５０、５４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。

また、上述の第一及び第二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。

１０…ブレーキ装置、１２…ブレーキロータ、１４…第一の押圧部材、１６…第二の押圧部材、１８…回転軸線、２０…メインロータ、２２…サブロータ、３４…ソレノイド、３８，３８Ａ，３８Ｂ…ボール、４６，４６Ａ，４６Ｂ…力伝達機構、５０…第一の回転摩擦部材、５２…自転軸線、５４…第二の回転摩擦部材、５６…自転軸線、７４，７６…遊星歯車機構、８８…キャリパ、９０…静止部材

Claims (5)

1. 回転軸線に垂直に延在する摩擦面を有し、前記回転軸線の周りに回転するブレーキロータと、
   前記回転軸線に平行な自転軸線の周りに回転可能な回転摩擦部材と、
   押圧部材を前記回転摩擦部材に対し押圧することにより、前記回転摩擦部材を前記摩擦面に対し押圧する押圧装置と、を有する摩擦ブレーキ装置において、
   前記ブレーキロータ、前記回転摩擦部材、前記押圧部材は、前記回転摩擦部材を遊星歯車とする遊星歯車機構を構成しており、
   前記回転摩擦部材は、前記押圧部材により前記摩擦面に対し押圧されると、前記摩擦面及び前記押圧部材と摩擦係合し、
   前記押圧部材と前記回転軸線の周りに回転不能に支持された非回転部材との間には、押圧力増力機構が設けられており、
   前記押圧力増力機構は、前記押圧部材と前記非回転部材との間の前記回転軸線の周りの相対回転トルクを、前記押圧部材を前記回転摩擦部材に対し押圧する押圧力に変換するよう構成され、
   前記摩擦面は、前記回転軸線に沿って互いに隔置された第一及び第二の摩擦面を含み、
   前記回転摩擦部材は、それぞれ第一及び第二の摩擦面と摩擦係合可能に支持された第一及び第二の回転摩擦部材を含み、
   前記押圧部材は、それぞれ前記第一及び第二の摩擦面に対し前記第一及び第二の回転摩擦部材を押圧する第一及び第二の押圧部材であって、前記回転軸線に沿って変位可能に支持された第一及び第二の押圧部材を含み、
   前記第一の押圧部材は静止部材により前記回転軸線の周りに回転可能に、かつ、前記回転軸線に沿って変位可能に支持され、前記第二の押圧部材は前記静止部材により前記回転軸線の周りに回転不能に、かつ、前記回転軸線に沿って変位可能に支持され、前記第二の押圧部材及び前記静止部材は前記非回転部材を構成しており、
   前記押圧装置は、前記第一及び第二の押圧部材の一方が対応する回転摩擦部材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を含み、前記押圧力制御機構は少なくとも前記第一の押圧部材が前記第一の摩擦面に対し前記第一の回転摩擦部材を押圧する力を制御するよう構成され、
   前記ブレーキロータ、前記第一及び第二の回転摩擦部材、前記第一及び第二の押圧部材は、それぞれ前記第一及び第二の回転摩擦部材を遊星歯車とする第一及び第二の遊星歯車機構を構成しており、
   前記第一及び第二の摩擦面は互いに対向し、前記第一及び第二の回転摩擦部材、前記第一及び第二の押圧部材、及び前記押圧力制御機構の少なくとも一部は、前記第一の摩擦面と前記第二の摩擦面との間に配置されており、
   前記押圧力増力機構は、
   前記第一及び第二の押圧部材の間に前記回転軸線の周りの回転トルクを伝達し、前記第一及び第二の押圧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回転トルクを前記回転軸線に沿って前記第一及び第二の押圧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回転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第一及び第二の押圧部材の間に相互に伝達する力伝達機構と、
   前記回転軸線の周りに回転不能に支持された回転トルク担持部材であって、前記第一及び第二の押圧部材の一方より前記第一及び第二の押圧部材の他方へ伝達される回転トルクを前記他方の押圧部材を介して受け止める回転トルク担持部材と、を有する
   ことを特徴とする摩擦ブレーキ装置。
2. 前記力伝達機構は、それぞれ前記第一及び第二の押圧部材に設けられ前記回転軸線に沿う方向に互いに対向する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は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傾斜領域を有し、
   前記第一及び第二の対向面の前記傾斜領域の共働により、回転トルクを前記回転軸線の周りの周方向に伝達すると共に、回転トルクを前記回転軸線に平行で前記第一及び第二の押圧部材を離間させる方向の力に変換する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の摩擦ブレーキ装置。
3. 回転軸線に垂直に延在する摩擦面を有し、前記回転軸線の周りに回転するブレーキロータと、
   前記回転軸線に平行な自転軸線の周りに回転可能な回転摩擦部材と、
   押圧部材を前記回転摩擦部材に対し押圧することにより、前記回転摩擦部材を前記摩擦面に対し押圧する押圧装置と、を有する摩擦ブレーキ装置において、
   前記ブレーキロータ、前記回転摩擦部材、前記押圧部材は、前記回転摩擦部材を遊星歯車とする遊星歯車機構を構成しており、
   前記回転摩擦部材は、前記押圧部材により前記摩擦面に対し押圧されると、前記摩擦面及び前記押圧部材と摩擦係合し、
   前記押圧部材と前記回転軸線の周りに回転不能に支持された非回転部材との間には、押圧力増力機構が設けられており、
   前記押圧力増力機構は、前記押圧部材と前記非回転部材との間の前記回転軸線の周りの相対回転トルクを、前記押圧部材を前記回転摩擦部材に対し押圧する押圧力に変換するよう構成され、
   前記摩擦面は、前記回転軸線に沿って互いに隔置された第一及び第二の摩擦面を含み、
   前記回転摩擦部材は、それぞれ第一及び第二の摩擦面と摩擦係合可能に支持された第一及び第二の回転摩擦部材を含み、
   前記押圧部材は、それぞれ前記第一及び第二の摩擦面に対し前記第一及び第二の回転摩擦部材を押圧する第一及び第二の押圧部材であって、前記回転軸線に沿って変位可能に支持された第一及び第二の押圧部材を含み、
   前記第一及び第二の押圧部材はキャリパにより前記回転軸線の周りに回転可能に、かつ、前記回転軸線に沿って変位可能に支持され、前記キャリパは前記非回転部材を構成しており、
   前記押圧装置は、前記第一及び第二の押圧部材の一方が対応する回転摩擦部材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を含み、前記押圧力制御機構は少なくとも前記第一の押圧部材が前記第一の摩擦面に対し前記第一の回転摩擦部材を押圧する力を制御するよう構成され、
   前記ブレーキロータ、前記第一及び第二の回転摩擦部材、前記第一及び第二の押圧部材は、それぞれ前記第一及び第二の回転摩擦部材を遊星歯車とする第一及び第二の遊星歯車機構を構成しており、
   前記第一及び第二の摩擦面は互いに対向する方向とは逆の方向へ面し、前記第一及び第二の回転摩擦部材、及び前記第一及び第二の押圧部材、前記第一及び第二の摩擦面に対し互いに反対の側に配置されており、
   前記押圧力増力機構は、
   前記第一の押圧部材と前記キャリパとの間に前記回転軸線の周りの回転トルクを伝達し、前記第一の押圧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回転トルクを前記回転軸線に沿って前記第一の押圧部材と前記キャリパとを離間させる方向の力に変換すると共に、前記第一の回転摩擦部材が前記第一の摩擦面を押圧する反力を前記第一の押圧部材より前記キャリパへ伝達する第一の力伝達機構と、
   前記第二の押圧部材と前記キャリパとの間に前記回転軸線の周りの回転トルクを伝達し、前記第二の押圧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回転トルクを前記回転軸線に沿って前記第二の押圧部材と前記キャリパとを離間させる方向の力に変換すると共に、前記第二の回転摩擦部材が前記第二の摩擦面を押圧する反力を前記第二の押圧部材より前記キャリパへ伝達する第二の力伝達機構と、
   前記回転軸線の周りに回転不能に支持された回転トルク担持部材であって、前記第一の押圧部材より前記キャリパへ伝達される回転トルク及び前記第二の押圧部材より前記キャリパへ伝達される回転トルクを受け止める回転トルク担持部材と、を有する
   ことを特徴とする摩擦ブレーキ装置。
4. 前記第一の力伝達機構は、それぞれ前記第一の押圧部材及び前記キャリパに設けられ前記回転軸線に沿う方向に互いに対向する第三及び第四の対向面を有し、
   前記第三及び第四の対向面は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傾斜領域を有し、
   前記第三及び第四の対向面の前記傾斜領域の共働により、回転トルクを前記回転軸線の周りの周方向に伝達すると共に、回転トルクを前記回転軸線に平行で前記第一の押圧部材及び前記キャリパを離間させる方向の力に変換する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の摩擦ブレーキ装置。
5. 前記第二の力伝達機構は、それぞれ前記第二の押圧部材及び前記キャリパに設けられ前記回転軸線に沿う方向に互いに対向する第五及び第六の対向面を有し、
   前記第五及び第六の対向面は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傾斜領域を有し、
   前記第五及び第六の対向面の前記傾斜領域の共働により、回転トルクを前記回転軸線の周りの周方向に伝達すると共に、回転トルクを前記回転軸線に平行で前記第二の押圧部材及び前記キャリパを離間させる方向の力に変換する、
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載の摩擦ブレーキ装置。

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