JP2017116013A - ブレーキ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】摩耗粉が周囲に飛散する事を防止できる、ブレーキ装置の構造を実現する。【解決手段】回転側ディスク4と静止側ディスク5とを交互に配置したディスク収容空間18に、MR流体7を充填する。そして、制動時には、印加装置8を構成する電磁コイル19に電流を通電する事で、ヨークとして機能するケーシング2に磁気回路を形成し、MR流体7に磁場を印加する。これにより、MR流体7の見かけ上の粘度を変化させ、回転側ディスク4に回転抵抗を付与する。又、制動力を補完する必要がある場合には、押圧機構6を駆動して、回転側ディスク4と静止側ディスク5とを直接接触させる。【選択図】図2

Description

本発明は、例えば自動車やフォークリフト等の車両の制動を行う為に使用するブレーキ装置の改良に関する。
自動車や二輪車等の車両を走行中に制動したり、車両の停止状態を維持する為に、従来からディスクブレーキやドラムブレーキを利用した各種構造のブレーキ装置が広く使用されている。
このうちのディスクブレーキは、車輪と共に回転する円板状のロータの両側に配置した1対のパッドを、ピストンによりこのロータの側面に押し付け、ロータの表面とパッドのライニングとの間の摩擦力により制動力を発生させるものである。この様なディスクブレーキとしては、例えば対向ピストン型やフローティング型のディスクブレーキが広く知られている。一方、ドラムブレーキは、車輪と共に回転する円筒状のドラムの内側に配置した1対のシューを、ピストンによりこのドラムの内周面に押し付け、ドラムの内周面とシューのライニングとの間の摩擦力により制動力を発生させるものである。この様なドラムブレーキとしては、例えばリーディング・トレーリング型やツーリーディング型のドラムブレーキが広く知られている。
ところが、上述した様な従来から知られたディスクブレーキやドラムブレーキにより、車両の制動を行う場合には、何れの装置の場合にも、摩耗粉を発生させる。近年、環境保全の意識の高まりから、ブレーキ装置から発生する摩耗粉の大気への飛散を抑制し、環境への負荷を低減する事が考えられ始めている(例えば特許文献1参照)。例えば、この特許文献1には、ブレーキ装置及びロータ全体をカバーで覆う事で、摩耗粉が周囲に飛散するのを防止する構造が開示されている。但し、この様な従来構造の場合にも、摩耗粉の周囲への飛散を完全に防止する事はできない。
特開2008−196684号公報 特開2014−52044号公報
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、摩耗粉の周囲への飛散を防止できる、ブレーキ装置の構造を実現すべく発明したものである。
本発明のブレーキ装置は、例えば自動車等の車両の制動を行う為に使用するもので、静止部材と、回転部材と、1乃至複数枚の回転側ディスクと、1乃至複数枚の静止側ディスクと、押圧機構と、機能性材料と、印加装置と、を備えている。
このうちの静止部材は、例えば車体を構成する懸架装置(ナックル)に支持固定され、使用状態でも回転しない。
前記回転部材は、前記静止部材と同軸上に配置され、使用状態で該静止部材に対し相対回転する。
前記回転側ディスクは、前記回転部材の周面に相対回転不能に支持されている。
前記静止側ディスクは、前記回転側ディスクに対し、隙間を介して軸方向に対向配置された状態で、前記静止部材の周面のうち、前記回転側ディスクの周面と径方向に対向する側の面に、相対回転不能に支持されている。
前記押圧機構は、前記静止側ディスクと前記回転側ディスクとを、例えば機械的、電気的又は磁気的に、軸方向に押し付けるものである。
前記機能性材料は、例えばMR流体やER流体等が相当し、前記静止側ディスク及び前記回転側ディスクが設置された空間内に設けられており、磁場又は電場の印加により見かけ上の粘度(降伏せん断力)が調整可能である。
前記印加装置は、前記機能性材料に磁場又は電場を印加する為のものである。
特に本発明のブレーキ装置の場合には、前記印加装置により前記機能性材料に磁場又は電場を印加し該機能性材料の見かけ上の粘度を高める事で、前記回転側ディスクに回転抵抗を付与する第一のブレーキ手段と、前記押圧機構により前記静止側ディスクと前記回転側ディスクとの少なくとも一方のディスクを軸方向に移動させ、これら静止側ディスクと回転側ディスクとを互いに押し付ける事で、該回転側ディスクに回転抵抗を付与する第二のブレーキ手段とを備えている。
上述した様な本発明を実施する場合には、例えば請求項2に記載した発明の様に、前記静止側ディスクと前記回転側ディスクとの間部分を含む前記空間内に、前記機能性材料を充填(封入)する事ができる。
そして、この場合に、前記第一のブレーキ手段を、前記回転側ディスクと前記静止側ディスクとを離隔させたままの状態で、前記印加装置により前記機能性材料に磁場又は電場を印加し該機能性材料の見かけ上の粘度を高める事により、前記回転側ディスクに回転抵抗を付与するものとする事ができる。
或いは、例えば請求項3に記載した発明の様に、前記静止側ディスクと前記回転側ディスクとの少なくとも一方のディスクに、前記機能性材料を直接含浸するか、又は、該機能性材料を多孔質部材に含浸して成るコンポジット材(MR流体と多孔質部材との複合材)を支持する事ができる。
そして、この場合には、前記第一のブレーキ手段を、前記押圧機構により前記回転側ディスクと前記静止側ディスクとの間の隙間をゼロにすると共に、前記印加装置により前記機能性材料に磁場又は電場を印加し該機能性材料の見かけ上の粘度を高める事で、前記回転側ディスクに回転抵抗を付与するものとする事ができる。
又、上述した様な請求項3に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項4に記載した発明の様に、前記多孔質部材を、金属製とする事ができる。
或いは、前記多孔質部材として、不織布を使用する事もできるし、紙製や合成樹脂製、ゴム製のものを使用する事もできる。
又、上述した様な請求項3、4に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項5に記載した発明の様に、前記静止側ディスクに、前記機能性材料を直接含浸するか、又は、前記コンポジット材を支持する事ができる。
又、上述した様な請求項3〜5に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項6に記載した発明の様に、前記コンポジット材を、前記ディスクの軸方向側面に支持する事ができる。
或いは、例えば請求項7に記載した発明の様に、前記コンポジット材を、前記ディスクの軸方向側面に形成された凹部内に支持する事ができる。
或いは、例えば請求項8に記載した発明の様に、前記コンポジット材を、前記ディスクを軸方向に貫通した貫通孔内に支持する事ができる。
又、前記コンポジット材(多孔質部材)の固定手段としては、接着剤を使用した接着や、嵌合(圧入)、ねじ止め固定等、種々の固定手段を採用できる。
又、本発明を実施する場合には、例えば請求項9に記載した発明の様に、前記押圧機構を、ヨークと、該ヨーク内に収容された電磁コイルと、該ヨークに対し軸方向に対向した状態で軸方向変位を可能に支持されたアーマチュア(電機子)と、を備えたものとする事ができる。
そして、前記電磁コイルへの通電に基づき前記アーマチュアを前記ヨークに向けて近づく方向に移動させる事で、前記静止側ディスクと前記回転側ディスクとを互いに近づける事ができる。
或いは、例えば請求項10に記載した発明の様に、前記押圧機構を、駆動側カム面を有する駆動側カムと、被駆動側カム面を有する被駆動側カムと、これら駆動側カム面と被駆動側カム面との間に配置された複数の転動体とを備えたものとする事ができる。
そして、前記駆動側カムを前記被駆動側カムに対して相対回転させる事で、該被駆動側カムを前記駆動側カムから離隔させ、前記静止側ディスクと前記回転側ディスクとを互いに近づける事ができる。
又、本発明を実施する場合には、例えば請求項11に記載した発明の様に、前記機能性材料をMR流体とし、前記印加装置を磁場発生装置とする事ができる。
或いは、前記機能性材料をER流体とし、前記印加装置を電場発生装置とする事もできる。
上述の様な構成を有する本発明のブレーキ装置によれば、制動時に於ける摩耗粉の周囲への飛散を防止できる。
即ち、本発明のブレーキ装置の場合には、2種類のブレーキ手段を有しており、このうちの第一のブレーキ手段では、印加装置により機能性材料に磁場又は電場を印加し、該機能性材料の見かけ上の粘度を高める事で、回転側ディスクに回転抵抗を付与する。この為、第一のブレーキ手段に基づき制動を行う場合には、前記回転側ディスクに前記機能性材料により回転抵抗が付与される為、摩耗粉の発生自体を防止できる。
又、第二のブレーキ手段では、押圧機構により静止側ディスクと回転側ディスクとの少なくとも一方のディスクを軸方向に移動させ、これら静止側ディスクと回転側ディスクとを互いに押し付ける事で、該回転側ディスクに回転抵抗を付与する。この為、第二のブレーキ手段に基づき制動を行う場合には、摩耗粉は発生するが、該摩耗粉を、前記静止側ディスク及び前記回転側ディスクが設置された空間内に留める事ができる。
従って、本発明によれば、第一、第二のブレーキ手段の何れにより制動を行う場合にも、摩耗粉が周囲に飛散する事を防止できる。
本発明の実施の形態の第1例のブレーキ装置を、転がり軸受ユニットに組み付けた状態で、軸方向外側から見た正投影図。 同じく図1のA−A断面図。 同じく図2の上半部拡大図。 本発明の実施の形態の第2例を示す、要部拡大図。 本発明の実施の形態の第3例を示す、図4と同様の図。 本発明の実施の形態の第4例を示す、図4と同様の図。 本発明の実施の形態の第5例を示す、図4と同様の図。 本発明の実施の形態の第6例を示す、図2と同様の図。 同じく図3と同様の図。 本発明の実施の形態の第7例を示す、図4と同様の図。 本発明の実施の形態の第8例を示す、図3と同様の図。 本発明の実施の形態の第9例を示す、図3と同様の図。 本発明の実施の形態の第10例を示す、図3と同様の図。
[実施の形態の第1例]
本発明の実施の形態の第1例に就いて、図1〜3を参照しつつ説明する。本例のブレーキ装置1は、自動車の走行時及び必要に応じて駐車時に制動を行うもので、ケーシング2と、回転筒3と、複数枚(図示の例では3枚)の回転側ディスク4、4と、複数枚(図示の例では2枚)の静止側ディスク5、5と、押圧機構6と、MR流体(磁気粘性流体)7と、印加装置8とを備えており、懸架装置に対し車輪を回転自在に支持する為の転がり軸受ユニット9の周囲に設けられている。
前記転がり軸受ユニット9は、外輪10の内径側に、ハブ11を、軸方向に離隔して配置された1対の転がり軸受12、12により回転自在に支持する事により構成されている。このうちの外輪10は、略円筒状に構成されており、懸架装置を構成するナックルに支持固定されている。又、図示の転がり軸受ユニット9は、駆動輪用である為、前記ハブ11の中心部には、図示しない等速ジョイントを構成する駆動軸を挿通(係合)する為の結合孔13が設けられている。又、前記ハブ11の軸方向外端部(図2の左端部)で、前記外輪10の軸方向外端開口から突出した部分には、回転側フランジ14が設けられている。又、該回転側フランジ14には、車輪を構成するホイールを支持固定する為の複数本のスタッド15、15の基端部が支持固定されている。尚、本明細書中で、軸方向に関して外とは、車両への組み付け状態で幅方向外側になる側を言い、同じく内とは、幅方向中央側になる側を言う。
本例のブレーキ装置1を構成するケーシング2は、特許請求の範囲の静止部材に相当するもので、略円筒状に構成されており、前記転がり軸受ユニット9を構成する外輪10を介して前記ナックルに支持固定されている。本例の場合、前記ケーシング2は、それぞれが磁性金属(例えば鉄)から造られた左右1対の略円輪状のケーシング素子16a、16bを軸方向に重ね合わせ、外径側端部を複数本のボルト17により軸方向に結合する事により構成されている。前記両ケーシング素子16a、16b同士は、前記ボルト17により結合される外径側端部、及び、後述する静止側支持部28を除いて軸方向に離隔しており、前記回転側、静止側各ディスク4、5を収容すると共に前記MR流体7を充填(封入)する為のディスク収容空間18と、前記印加装置8を構成する電磁コイル19を収容する為のコイル収容空間20とを、径方向に重畳する状態で備えている。又、前記両ケーシング素子16a、16bのうち、軸方向内側(図2、3の右側)に配置されたケーシング素子16bの軸方向内端部内周面には、径方向内方に向け突出した取付フランジ21が設けられている。そして、該取付フランジ21を、前記外輪10に対して複数本の結合ボルト22により結合している。
前記回転筒3は、特許請求の範囲の回転部材に相当するもので、前記転がり軸受ユニット9を構成する回転側フランジ14に一体的に設けられている。具体的には、前記回転筒3は、前記回転側フランジ14の径方向外端部から軸方向内方に向け直角に折れ曲がる状態で設けられ、前記ケーシング2と同軸上に配置されており、略円筒状に構成されている。又、前記回転筒3の軸方向中間部には、軸方向両端部に比べ径方向外方に突出した回転側支持部23が設けられており、該回転側支持部23の外周面には雄スプライン溝24が形成されている。これに対し、前記回転筒3の外周面のうちの軸方向両端部を、円筒面状のシール面25、25としている。そして、本例の場合には、前記回転筒3のシール面25、25と、前記ケーシング2を構成するケーシング素子16a、16bの内周面との間に、それぞれ円環状の接触式のシールリング26、26を設置している。これにより、前記ディスク収容空間18を外部空間から密閉し、該ディスク収容空間18内に充填した前記MR流体7が外部に漏れ出す事を防止している。又、軸方向外側に配置されたシールリング26は、前記ケーシング素子16aの軸方向外側面に固定された円輪状のカバー部材63により外部から覆っている。尚、該カバー部材63の内周縁部は、前記回転筒3の外周面に対し近接対向しており、当該部分にラビリンスシールを形成している。
前記各回転側ディスク4、4及び前記各静止側ディスク5、5は、それぞれ円輪状に構成されており、軸方向に関して交互に配置されている。これら回転側、静止側各ディスク4、4、5、5としては、例えば金属製の母材(基材)の軸方向側面に、モールド系(例えばレジン)やウーブン系の有機材料系の摩擦材又は紙製の摩擦材(ペーパ摩擦材)を固定したものを使用できる。又、摩擦材として、焼結金属等の金属製のもの、鉄材(鉄芯)製のもの、更には、セラミック溶射により成形したもの等を使用する事もできる。或いは、全体を低炭素鋼若しくは中炭素鋼製としたり、その表面に摩耗抑制の為の表面処理を施したもの等を使用する事もできる。
又、前記回転側ディスク4、4は、前記回転筒3に対して、軸方向の相対変位を可能に且つ円周方向の相対変位を不能に支持されている。この為に、本例の場合には、前記各回転側ディスク4、4の内周縁部に設けた雌スプライン部27、27を、前記回転筒3の回転支持部23の外周面に設けた雄スプライン溝24に対してスプライン係合させている。これにより、前記各回転ディスク4、4を、前記転がり軸受ユニット9を構成するハブ11と同期して回転できる様にしている。
これに対し、前記各静止側各ディスク5、5は、前記ケーシング2に対して、軸方向の相対変位を可能に且つ円周方向の相対変位を不能に支持されている。この為に、前記ケーシング素子16bのうち、前記ディスク収容空間18と前記コイル収容空間20との間部分に、仕切り壁として機能する静止側支持部28を設け、該静止側支持部28の内周面に雌スプライン溝29を形成している。そして、前記各静止側ディスク5、5の外周縁部に設けた雄スプライン部30、30を、前記雌スプライン溝29に対しスプライン係合させている。これにより、本例の場合には、前記各静止側ディスク5、5を、使用時にも回転しない様にしている。
又、本例の場合には、非制動時の状態(制動力を作用させない状態)で、上述した様な回転側ディスク4、4と静止側ディスク5、5とを離隔させる為に、前記各回転側ディスク4、4の内径寄り部分同士の間、及び、最も軸方向外側に配置された回転側ディスク4と前記ケーシング素子16aの軸方向内側面との間に、それぞれが皿ばね状のレリーズばね31、31を設けている。これにより、前記押圧機構6を駆動していない状態で、前記各レリーズばね31、31が発揮する弾力に基づいて、前記ケーシング素子16aの軸方向内側面を基準とする前記各回転側ディスク4、4の軸方向の位置決めを図ると共に、これら各回転側ディスク4、4同士を軸方向に互いに離隔させている。本例の場合には、前記各レリーズばね31、31により前記各回転側ディスク4、4を軸方向内側に移動させる際に、これら各回転側ディスク4、4により軸方向内側の静止側ディスク5、5を移動させる。この為、前記各回転側ディスク4、4の軸方向内側面と前記各静止側ディスク5、5の軸方向外側面とは一時的に当接するが、前記各回転側ディスク4が回転する事に伴って、軸方向隙間が形成される。これに対し、前記各回転側ディスク4、4の軸方向外側面と、前記各静止側ディスク5、5及び前記ケーシング素子16aの軸方向内側面との間には、前記各レリーズばね31、31の作用により軸方向隙間が形成される。本例の場合には、上述の様にして、非制動時の状態で、前記各回転側ディスク4、4の軸方向側面と前記各静止側ディスク5、5の軸方向側面との間に、例えば0.1mm〜1.0mm程度の大きさの軸方向隙間を設ける。
前記押圧機構6は、制動時に、前記各レリーズばね31、31を弾性変形させつつ、前記各回転側ディスク4、4と前記各静止側ディスク5、5とを軸方向に移動させ、これら回転側ディスク4、4と静止側ディスク5、5とを軸方向に機械的に押し付ける為のもので、本例の場合には、ボール・ランプ式の構造を採用している。この為、前記押圧機構6は、ランププレート32と、駆動レバー33と、3個のボール34と、被駆動側ステータとして機能するケーシング素子16bと、戻しばね35とを備えている。
前記ランププレート32は、略円輪板状に構成されており、前記ディスク収容空間18のうちの軸方向内端部に、前記ケーシング2に対する相対回転を可能に且つ軸方向変位を可能に配置されている。又、前記ランププレート32の軸方向内側面(ケーシング素子16bと対向する面)には、円周方向等間隔3個所に、駆動側ランプ軌道36、36が形成されている。これら各駆動側ランプ軌道36、36は、軸方向から見た形状が、前記ランププレート32の中心をその中心とする単一円弧上に存在する部分円弧状で、断面形状(母線形状)は円弧状である。そして、軸方向に関する高さが、円周方向に関して互いに同方向に漸次変化する。本例の場合には、前記ランププレート32が、特許請求の範囲の駆動側カムに相当し、前記各駆動側ランプ軌道36、36が、特許請求の範囲の駆動側カム面に相当する。
前記ランププレート32は、前記駆動レバー33を回転操作する事により駆動される。該駆動レバー33は、カム部37と、軸部38と、レバー部39とを備えており、前記ケーシング素子16bに回転可能に支持されている。このうちのカム部37は、前記ランププレート32の円周方向一部と係合(例えば凹凸係合)している。又、前記軸部38は、前記ケーシング素子16bを軸方向に貫通する状態で形成された貫通孔40内に回転自在に支持されており、軸方向外端部が前記カム部37に結合されている。又、前記レバー部39は、前記軸部38のうち、前記ケーシング2(ケーシング素子16b)から外部に露出した軸方向内端部に結合固定されている。この様な構成を有する前記駆動レバー33を回転させると、前記カム部37により前記ランププレート32を前記ケーシング2に対して相対回転させる事ができる。
又、本例の場合には、前記ケーシング素子16bの軸方向外側面のうち、前記各駆動側ランプ軌道36、36と軸方向に対向する円周方向3個所位置に、被駆動側ランプ軌道41、41が形成されている。これら各被駆動側ランプ軌道41、41は、軸方向から見た形状が、前記ケーシング素子16bの中心をその中心とする単一円弧上に存在する部分円弧状で、断面形状(母線形状)は円弧状である。そして、軸方向に関する高さが、前記各被駆動側ランプ軌道41、41同士の間で円周方向に関して互いに同方向に、前記各駆動側ランプ軌道36、36とは逆方向に漸次変化する。本例の場合には、前記ケーシング素子16bが、特許請求の範囲の被駆動側カムに相当し、前記各被駆動側ランプ軌道41、41が、特許請求の範囲の被駆動側カム面に相当する。
前記各ボール34、34は、軸方向に対向する状態で配置された前記各駆動側ランプ軌道36、36と前記各被駆動側ランプ軌道41、41との間に挟持されている。本例の場合には、前記各ボール34、34が、特許請求の範囲の転動体に相当する。
又、前記戻しばね35を、前記ランププレート32と前記ケーシング素子16bとの間に設けている。これにより、前記ランププレート32に対し、前記ケーシング素子16bに近づく方向(軸方向内方)の弾力を付与し、前記駆動側、被駆動側各ランプ軌道36、41と前記各ボール34との間に隙間が生じる事を防止している。
又、本例の場合には、前記ランププレート32と、最も軸方向内側に設けられた回転側ディスク4との間に、円輪板状で、ステンレス鋼等の非磁性金属製の中間プレート42を介在させている。これにより、前記ランププレート32による軸方向の押圧力を、前記回転側ディスク4の軸方向内側面に均等に伝達し、該回転側ディスク4が軸方向外側に平行移動し易くしている。尚、中間プレート42は、必要に応じて省略する事もできる。
又、本例の場合には、外部空間から密閉された前記ディスク収容空間18内に、特許請求の範囲に記載した機能性材料に相当する、MR流体7を充填している。MR流体7は、例えば特許文献2等に記載され広く知られている様に、外部磁場に応じて見かけ上の粘度が変化する機能性流体の1種であり、粒子径1〜10μm程度の強磁性粒子(純鉄やカルボニル鉄など)を主に油系の溶媒中に分散させて成る混濁液である。本例の場合には、この様な特性を有するMR流体7を、前記ディスク収容空間18内に充填し、前記各回転側ディスク4、4と前記各静止側ディスク5、5との間部分に配置している。尚、図3中には、MR流体7を梨子地模様で表している。
前記印加装置8は、前記MR流体7に磁場を印加する為の磁場発生装置であり、電磁コイル19と、該電磁コイル19を収容するコイル収容空間20を構成しヨークとして機能する、前記ケーシング2とから構成されている。この様な構成を有する本例の印加装置8は、前記電磁コイル19に電流を通電する事で、図2中に実線αで示した様な磁気回路(磁場)を形成する。つまり、前記ディスク収容空間18を軸方向に横切る磁気回路を形成する。
本例のブレーキ装置1の場合には、上述した様に、非制動時の状態で、前記各回転側ディスク4、4と前記各静止側ディスク5、5との間に、所定の軸方向隙間が設けられており、該軸方向隙間には、前記MR流体7が存在している。この為、自動車の走行に伴って前記各回転側ディスク4、4が車輪と共に回転すると、これら各回転側ディスク4、4には前記MR流体7の撹拌抵抗が作用する事になるが、この抵抗の大きさは、後述する制動時に作用する抵抗に比べて十分に小さくなる。
上述の様な構成を有する本例のブレーキ装置1の場合、車輪に制動力を付与する為に、次の2種類のブレーキ手段を実施する事ができる。
先ず、第一のブレーキ手段を実施するには、例えば運転者の操作等に基づいて、前記各回転側ディスク4、4と前記各静止側ディスク5、5とを離隔させたままの状態で、前記印加装置8を構成する電磁コイル19に電流を通電する。これにより、ヨークとして機能する前記ケーシング2に、実線αで示す様な磁気回路を形成する。そして、前記回転側、静止側各ディスク4、5同士の間部分に存在する前記MR流体7に、軸方向(図2〜3の左右方向)の磁場を印加する。この様な方向の磁場が印加されると、前記MR流体7は、分散粒子が磁気分極する事により鎖状構造を形成し、見かけ上の粘度(降伏せん断力)が高まって半固体状となる。そして、それぞれが磁極として機能する前記回転側ディスク4、4の軸方向側面と前記各静止側ディスク5、5の軸方向側面との間に、粒子の鎖状構造(コラム構造)を形成する。この状態で、前記各回転側ディスク4、4に対し、前記MR流体7の鎖状構造をせん断する事に対する抵抗力(トルク)を付与する事ができる。又、この抵抗力(制動力)の大きさは、前記電磁コイル19に流れる電流を大小変化させる事で調整する事ができる。
この様に本例のブレーキ装置1によれば、第一のブレーキ手段として、前記MR流体7による非摩擦ブレーキ(MRブレーキ)により、車輪に制動力を付与する事ができる。
尚、第一のブレーキ手段による制動力を解除するには、前記電磁コイル19への通電を中止(ストップ)する。これにより、前記MR流体7は、見かけ上の粘度が下がり液体状に戻る為、前記各回転側ディスク4、4に作用する抵抗は十分に低くなり、制動力が解除される。
次に、第二のブレーキ手段を実施するには、例えば運転者の操作等に基づいて、前記押圧機構6を駆動する。即ち、前記駆動レバー33の回転操作に基づき、前記ランプロータ32を回転させ、前記各駆動側ランプ溝36と前記各被駆動側ランプ溝41と前記各ボール34との係合に基づいて、前記ランプロータ32を軸方向外側に向けて押し出す。この結果、それぞれが軸方向に移動可能に支持された前記各回転側ディスク4、4と前記各静止側ディスク5、5とを、前記各レリーズばね31、31の弾力に抗して軸方向外側に移動させて、これら各回転側ディスク4、4の軸方向側面と静止側ディスク5、5の軸方向側面とを互いに押し付ける(接触させる)。又、これら回転側ディスク4、4と静止側ディスク5、5との押付力は、前記駆動レバー33の操作量を調節する事で、調整する事ができる。
この様に、本例のブレーキ装置1によれば、第二のブレーキ手段として、前記各回転側ディスク4、4と前記各静止側ディスク5、5とを接触(摺接)させる摩擦ブレーキにより、車輪に制動力を付与する事ができる。
尚、第二のブレーキ手段による制動力を解除するには、前記駆動レバー33を、制動力を付与する場合とは反対方向に回転させる。そして、前記ランプロータ32を回転させつつ、前記戻しばね35の弾力により軸方向内側に移動させる。又、前記各レリーズばね31、31をそれぞれ弾性復帰させて、前記各回転側ディスク4、4と前記各静止側ディスク5、5との間にそれぞれ軸方向隙間を介在させる。これにより、制動力が解除される。
尚、本例のブレーキ装置1の場合には、前記各回転側ディスク4、4と前記各静止側ディスク5、5とを摺接させる摩擦ブレーキにより制動力を得ている間も、前記電磁コイル19に電流を流し続ける事で、前記各回転側ディスク4、4に前記MR流体7から回転抵抗を付与する事もできる。つまり、摩擦ブレーキと非摩擦ブレーキとを同時に作動させる事ができる。但し、摩擦ブレーキを単独で作動させる必要がある場合には、前記電磁コイル19への通電を中止しておく。
又、第一のブレーキ手段(非摩擦ブレーキ)と第二のブレーキ手段(摩擦ブレーキ)とは、どの様な態様(用途)で使用しても良いが、例えば、第一のブレーキ手段は、走行時に制動する為のサービスブレーキとして使用する事ができる。又、第二のブレーキ手段は、サービスブレーキとして、第一のブレーキ手段による制動力を補完するのに利用できる他、作動に電力を必要としない事から駐車時に制動する為のパーキングブレーキとして使用する事もできる。更には、第一のブレーキ手段が故障した場合の予備ブレーキとして利用する事もできる。又、本例のブレーキ装置1は、パーキングブレーキ専用に用いるドラムブレーキ装置と組み合わせて使用する事もできる。この場合には、前記第二のブレーキ手段である摩擦ブレーキは、サービスブレーキとして使用する。
以上の様な構成を有する本例のブレーキ装置1の場合には、制動時に於ける摩耗粉の周囲への飛散を防止できる。
即ち、本例のブレーキ装置1は、上述した様な2種類のブレーキ手段を有するハイブリッド型のブレーキ装置であり、このうちの第一のブレーキ手段では、前記MR流体7を利用して制動力を得る。この為、第一のブレーキ手段に基づき制動を行う場合には、摩耗粉の発生自体を防止できる。又、第二のブレーキ手段では、前記各回転側ディスク4、4と前記各静止側ディスク5、5とを摺接させて制動力を得る。この為、第二のブレーキ手段に基づき制動を行う場合には、摩耗粉は発生するが、該摩耗粉を、外部空間から密閉された前記ディスク収容空間18内に留める事ができる。
以上の様に、本例のブレーキ装置1によれば、摩耗粉が周囲に飛散する事を防止できる。
又、第一のブレーキ手段により制動力を得る場合には、前記電磁コイル19に流す電流の大きさを調整する事で、ブレーキの効き具合(フィーリング)を容易に調整する事もできる。又、第一のブレーキ手段により制動力を得る場合には、各部材に摩耗を生じない為、メンテナンスを省略(メンテナンスフリー)又はメンテナンス間隔を長くする事ができる。又、第一のブレーキ手段により制動力を得る場合には、ブレーキ装置1の振動を抑えられると共に、ノイズの発生を抑える事もできる。更に、本例の場合には、前記回転側、静止側各ディスク4、5が、前記MR流体7中に浸漬された状態(ウェット状態)である為、第二のブレーキ手段である摩擦ブレーキの効きを安定させる事もできる。
[実施の形態の第2例]
本発明の実施の形態の第2例に就いて、図4を参照しつつ説明する。本例のブレーキ装置1aの特徴は、ディスク収容空間18にMR流体を充填せずに、静止側ディスク5a、5aに、MR流体7を含浸したコンポジット材43、43を支持している点にある。
特に本例の場合には、前記各静止側ディスク5a、5aの軸方向側面に、前記各コンポジット材43、43を、例えば接着剤による接着やねじ止めなどの固定手段により支持固定している。これら各コンポジット材43、43は、円輪板状で、粉末治金法等により製造した焼結金属製の多孔質部材44、44に、MR流体7を含浸する事により構成されている。又、本例の場合には、これら各多孔質部材44、44として、前述した実施の形態の第1例で説明した様な、摩擦材としても使用可能なものを使用する。
以上の様な構成を有する本例のブレーキ装置1aの場合にも、車輪に制動力を付与する為に、非摩擦ブレーキと摩擦ブレーキとの2種類のブレーキ手段を実施する事ができる。
先ず、第一のブレーキ手段である非摩擦ブレーキにより制動力を得るには、押圧機構6を駆動し、駆動レバー33の回転操作に基づいてランプロータ32を回転させる。そして、駆動側ランプ溝36と被駆動側ランプ溝41と複数個のボール34との係合に基づいて、前記ランプロータ32を軸方向外側に移動させる。これにより、回転側ディスク4、4と前記各静止側ディスク5a、5aとを、レリーズばね31、31の弾力に抗して軸方向外側に移動させて、前記各回転側ディスク4、4の軸方向側面と、前記各静止側ディスク5a、5aの軸方向側面に支持されたコンポジット材43、43との間の隙間をゼロにする。
次いで、印加装置8を構成する電磁コイル19(図2、3参照)に電流を通電する事により、前記各多孔質部材44、44内に含浸されたMR流体7に軸方向の磁場を印加する。これにより、前記回転側ディスク4、4と前記各静止側ディスク5a、5aとの間に、粒子の鎖状構造を形成する。この状態で、前記各回転側ディスク4、4に対し、前記MR流体7の鎖状構造をせん断する事に対する抵抗力を付与する事ができる。又、この抵抗力(制動力)の大きさは、前記電磁コイル19に流れる電流を大小変化させる事で調整する事ができる。
この様に、本例のブレーキ装置1aによれば、第一のブレーキ手段として、非摩擦ブレーキ(MRブレーキ)により、車輪に制動力を付与する事ができる。又、本例の場合にも、制動力を解除するには、前記電磁コイル19への通電を中止(ストップ)する。
次に、第二のブレーキ手段である摩擦ブレーキにより制動力を得るには、上述した様に、前記各回転側ディスク4、4の軸方向側面と前記各コンポジット材43、43との間の隙間をゼロにした状態から、前記押圧機構6を駆動させて、前記ランプロータ32を軸方向外側にさらに移動させる。これにより、前記各回転側ディスク4、4の軸方向側面と前記各静止側ディスク5a、5aの軸方向側面に支持されたコンポジット材43、43とを互いに押し付ける(強く接触させる)。又、この押し付け力は、前記駆動レバー33の操作量を調節する事で、調整する事ができる。
この様に、本例のブレーキ装置1aによれば、第二のブレーキ手段として、前記各回転側ディスク4、4と前記各コンポジット材43、43とを接触させる摩擦ブレーキにより、車輪に制動力を付与する事ができる。
又、本例の場合にも、制動力を解除するには、前記駆動レバー33を制動力を付与する場合とは反対方向に回転させる。
尚、本例の場合にも、摩擦ブレーキにより制動力を得ている間に前記電磁コイル19に電流を流し続ける事で、摩擦ブレーキと非摩擦ブレーキとを同時に作動させる事ができる。
以上の様な構成を有する本例の場合には、前記ディスク収容空間18内にMR流体を充填しなくて済む(ドライ状態にできる)為、前記各回転側ディスク4、4にMR流体に基づく撹拌抵抗が作用する事を防止できる。この為、本例のブレーキ装置1aによれば、前記実施の形態の第1例の場合に比べて、非制動時に車輪に作用する抵抗を小さく抑える事ができ、自動車の燃費性能の向上を図る上で有利になる。又、本例の場合には、前記各コンポジット材43、43を、使用時にも回転しない前記各静止側ディスク5a、5aに支持している為、使用時に回転する前記各回転側ディスク4、4に設ける場合に比べて、前記各コンポジット材43、43の脱落防止を有効に図れる。又、これら各コンポジット材43、43から前記MR流体7が漏れ出す事も有効に防止できる。
その他の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第1例の場合と同様である。
[実施の形態の第3例]
本発明の実施の形態の第3例に就いて、図5を参照しつつ説明する。本例のブレーキ装置1bの場合には、静止側ディスク5b、5bの軸方向側面に、軸方向に凹んだ取付凹部45、45を形成し、該取付凹部45、45内にコンポジット材43a、43aを支持固定している。
以上の様な構成を有する本例の場合には、前記各静止側ディスク5b、5bから前記各コンポジット材43a、43aを脱落しにくくする事ができる。又、摩擦ブレーキにより制動力を得る場合にも、前記各コンポジット材43a、43aの摩耗量を抑える面で有利になる。又、これら各コンポジット材43a、43aを構成する多孔質部材44a、44aの材料選択の幅を広げる事ができ、これら各多孔質部材44a、44aとして、金属製のもの以外に、布製のものや、紙製、合成樹脂製、ゴム製のものを使用し易くできる。
その他の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第1例及び第2例の場合と同様である。
[実施の形態の第4例]
本発明の実施の形態の第4例に就いて、図6を参照しつつ説明する。本例のブレーキ装置1cの場合には、静止側ディスク5c、5cに、軸方向に貫通する取付孔46、46を形成し、該取付孔46、46内にコンポジット材43b、43bを内嵌固定している。
以上の様な構成を有する本例の場合にも、前記各静止側ディスク5c、5cから前記各コンポジット材43b、43bを脱落しにくくする事ができる。又、摩擦ブレーキにより制動力を得る場合にも、前記各コンポジット材43b、43bの摩耗量を抑える面で有利になる。又、これら各コンポジット材43b、43bを構成する多孔質部材44b、44bの材料選択の幅を広げる事ができる。
その他の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第1例〜第3例の場合と同様である。
[実施の形態の第5例]
本発明の実施の形態の第5例に就いて、図7を参照しつつ説明する。本例のブレーキ装置1dの場合には、静止側ディスク5d、5dを、例えば粉末治金法により製造した焼結金属製とし、これら各静止側ディスク5d、5d自体を多孔質構造としている。そして、該静止側ディスク5d、5dにMR流体7を直接含浸している。
以上の様な構成を有する本例の場合には、コンポジット材を備えない為、該コンポジット材が脱落する事がない。又、コンポジット材を設ける場合に比べて、MR流体7の含浸量を増やす事もできる。又、コンポジット材を省略できる為、部品点数の低減を図る事ができ、組立コスト、及び、部品管理コストの低減を図れる。又、ブレーキ装置1dの軽量化も図れる。
その他の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第1例及び第2例の場合と同様である。
[実施の形態の第6例]
本発明の実施の形態の第6例に就いて、図8、9を参照しつつ説明する。本例のブレーキ装置1eの特徴は、前述した実施の形態の第1例の構造に、アーマチュア47を有する第二の押圧機構48を追加した点にある。この為に、本例の場合には、ケーシング2aの形状を変更して、ディスク収容空間18aとコイル収容空間20aとを軸方向に隣接して配置している。即ち、本例の場合には、前記ケーシング2aを、ケーシング本体49と、該ケーシング本体49の外周面を覆った筒体50と、該筒体50の軸方向内端開口を塞ぐ状態で設けられた塞ぎ板51とから構成しており、これらケーシング本体49と筒体50と塞ぎ板51とにより三方を囲まれた部分を、前記ディスク収容空間18aとしている。
前記ケーシング本体49は、磁性金属製で、断面略コ字形に構成されており、その内側を前記コイル収容空間20aとしている。又、前記筒体50のうち、前記ディスク収容空間18aの外周面を構成する軸方向内半部内周面には、雌スプライン溝29aが形成されている。又、前記塞ぎ板51は、断面クランク形に構成されており、その内周縁部を、転がり軸受ユニット8を構成する外輪10に対し複数本のボルト22により結合している。
又、本例の場合には、前記ディスク収容空間18aに、回転側ディスク4、4と静止側ディスク5、5とを軸方向に関して交互に配置すると共に、これら回転側、静止側各ディスク4、5の軸方向内側に、磁性金属(例えば鉄)板製のアーマチュア47と、ボール・ランプ式の押圧機構6(の一部)とをそれぞれ配置している。このうちのアーマチュア47は、前記ディスク収容空間18a内に、前記ケーシング2a及び回転筒3に対する軸方向の相対変位を可能に配置されており、前記各回転側、静止側各ディスク4、5を挟んで、前記ケーシング本体49と軸方向に対向している。又、前記コイル収容空間20aには、電磁コイル19aを配置している。
又、本例の場合には、前記電磁コイル19a及び前記ケーシング本体49を、印加装置8aとして使用するだけでなく、前記第二の押圧機構48としても使用する。より具体的には、前記印加装置8aを、前記電磁コイル19aと、該電磁コイル19aをその内側に収容した前記ケーシング本体49とにより構成している。又、前記第二の押圧機構48を、前記電磁コイル19aと、前記ケーシング本体49と、前記アーマチュア47とにより構成している。そして、何れの場合にも、前記ケーシング本体49を、磁気回路を形成する為のヨークとして機能させる。又、本例の場合には、前記押圧機構6を構成するランププレート32aを、ステンレス鋼等の非磁性材料製としている。これにより、前記電磁コイル19aに通電した際に、前記ランププレート32aが前記ケーシング本体49側(軸方向外側)に吸引されるのを防止している。
以上の様な構成を有する本例のブレーキ装置1eの場合にも、車輪に制動力を付与する為に、非摩擦ブレーキと摩擦ブレーキとの2種類のブレーキ手段を実施する事ができる。
先ず、第一のブレーキ手段である非摩擦ブレーキにより制動力を得るには、前記各回転側ディスク4、4と前記各静止側ディスク5、5とを離隔させたままの状態で、前記印加装置8aを構成する電磁コイル19aに電流を通電する。これにより、図8に実線βで示す様な磁気回路を形成する。そして、前記回転側、静止側各ディスク4、5同士の間部分に存在するMR流体7に、軸方向の磁場を印加する。そして、前記回転側ディスク4、4の軸方向側面と前記各静止側ディスク5、5の軸方向側面との間に、粒子の鎖状構造を形成する。この状態で、前記各回転側ディスク4、4に対し、前記MR流体7の鎖状構造をせん断する事に対する抵抗力(トルク)を付与する事ができる。又、この抵抗力(制動力)の大きさは、前記電磁コイル19aに流れる電流を大小変化させる事で調整する事ができる。
この様に本例のブレーキ装置1eによれば、第一のブレーキ手段として、非摩擦ブレーキ(MRブレーキ)により、車輪に制動力を付与する事ができる。尚、本例の場合には、前記電磁コイル19aに電流を通電すると、前記アーマチュア47が軸方向外側に向けて吸引されるが、前記各回転側ディスク4、4同士の間に設けたレリーズばね31、31により、前記アーマチュア47による押圧力に拘らず、前記各回転側ディスク4、4及び前記各静止側ディスク5、5が軸方向外側に移動しない様にしている。
尚、第一のブレーキ手段による制動力を解除するには、前記電磁コイル19への通電を中止(ストップ)する。
次に、第二のブレーキ手段である摩擦ブレーキにより制動力を得るには、前記第一のブレーキ手段により制動力を得る場合よりも、前記電磁コイル19aに通電する電流を大きくする。これにより、前記アーマチュア47により、前記各回転側ディスク4、4と前記各静止側ディスク5、5とを、前記各レリーズばね31、31の弾力に抗して軸方向外側に移動させ、これら各回転側ディスク4、4の軸方向側面と静止側ディスク5、5の軸方向側面とを互いに押し付ける。又、この押付力(制動力)の大きさは、前記電磁コイル19aに流れる電流を大小変化させる事で調整する事ができる。
この様に、本例のブレーキ装置1eによれば、前記各回転側ディスク4、4と前記各静止側ディスク5、5とを接触させる摩擦ブレーキにより、車輪に制動力を付与する事ができる。
尚、第二のブレーキ手段による制動力を解除するには、上述した非摩擦ブレーキの場合と同様に、前記電磁コイル19への通電を中止(ストップ)する。
又、本例の場合には、前記押圧機構6を駆動する事により実現される摩擦ブレーキは、駐車時に制動する為のパーキングブレーキとして使用する。
尚、本例の場合には、上述の様に前記第二の押圧機構48を利用した摩擦ブレーキにより制動力を得る場合には、前記MR流体7から前記各回転側ディスク4、4に回転抵抗が付与される。つまり、摩擦ブレーキと非摩擦ブレーキとが同時に作用する事になる。但し、摩擦ブレーキを単独で作用させる必要がある場合には、前記実施の形態の第1例の場合と同様に、前記電磁コイル19aへの通電を中止し、前記押圧機構6を駆動させれば、摩擦ブレーキを単独で作用させる事ができる。又、必要に応じて、前記第二の押圧機構48と共に前記押圧機構6を駆動して、前記ランプロータ32aにより、前記回転側ディスク4、4の軸方向側面と静止側ディスク5、5の軸方向側面とを互いに押し付ける事もできる。この様に、前記押圧機構6と前記第二の押圧機構48とを同時に駆動させれば、何れかを単独で駆動する場合よりもより大きな制動力を得る事ができる。
以上の様な構成を有する本例の場合には、前記電磁コイル19aに流れる電流の大きさを調整するだけで、制動力を得る為のブレーキの種類(非摩擦ブレーキのみ、又は非摩擦ブレーキ及び摩擦ブレーキ)を容易に切り替える事ができ、制動力の大きさを十分に大きくする事ができる。
その他の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第1例の場合と同様である。
[実施の形態の第7例]
本発明の実施の形態の第7例に就いて、図10を参照しつつ説明する。本例のブレーキ装置1fの特徴は、上述した実施の形態の第6例の構造に関して、ディスク収容空間18aにMR流体を充填せずに、静止側ディスク5a、5aに、MR流体7を含浸したコンポジット材43、43を支持している点にある。
又、本例の場合にも、前記各静止側ディスク5a、5aの軸方向側面に、前記各コンポジット材43、43を、例えば接着やビス止めなどの固定手段により支持固定している。又、これら各コンポジット材43、43は、円輪板状で、粉末治金法等により製造した金属製の多孔質部材44、44に、MR流体7を含浸する事により構成されている。
以上の様な構成を有する本例のブレーキ装置1fの場合にも、車輪に制動力を付与する為に、非摩擦ブレーキと摩擦ブレーキとの2種類のブレーキ手段を実施する事ができる。
先ず、第一のブレーキ手段である非摩擦ブレーキにより制動力を得るには、押圧機構6を駆動し、駆動レバー33の回転操作に基づいてランプロータ32aを回転させる。そして、駆動側ランプ溝36と被駆動側ランプ溝41と複数個のボール34との係合に基づいて、前記ランプロータ32aを軸方向外側に移動させる。これにより、回転側ディスク4、4と静止側ディスク5a、5aとを、レリーズばね31、31の弾力に抗して軸方向外側に移動させて、前記各回転側ディスク4、4の軸方向側面と、前記各静止側ディスク5a、5aの軸方向側面に支持されたコンポジット材43、43との間の隙間をゼロにする。
次いで、印加装置8aを構成する電磁コイル19a(図8、9参照)に電流を通電する事により、前記各多孔質部材44、44内に含浸されたMR流体7に軸方向の磁場を印加する。これにより、前記各回転側ディスク4、4と前記各静止側ディスク5a、5aとの間に、粒子の鎖状構造を形成する。この状態で、前記各回転側ディスク4、4に対し、前記MR流体7の鎖状構造をせん断する事に対する抵抗力を付与する事ができる。又、この抵抗力(制動力)の大きさは、前記電磁コイル19aに流れる電流を大小変化させる事で調整する事ができる。
この様に本例のブレーキ装置1fによれば、第一のブレーキ手段として、非摩擦ブレーキ(MRブレーキ)により、車輪に制動力を付与する事ができる。
次に、第二のブレーキ手段である摩擦ブレーキにより制動力を得るには、上述した様に、前記各回転側ディスク4、4の軸方向側面と前記各コンポジット材43、43との間の隙間をゼロにした状態から、前記第一のブレーキ手段により制動力を得る場合よりも、前記電磁コイル19aに通電する電流を大きくする。これにより、第二の押圧機構48を構成するアーマチュア47により、前記各回転側ディスク4、4の軸方向側面と前記各静止側ディスク5a、5aの軸方向側面に支持されたコンポジット材43、43とを互いに押し付ける(強く接触させる)。又、この押し付け力は、前記電磁コイル19aに流れる電流を大小変化させる事で調整する事ができる。
本例の場合にも、必要に応じて、前記第二の押圧機構48と共に前記押圧機構6を駆動して、前記ランプロータ32aにより、前記回転側ディスク4、4の軸方向側面と前記各静止側ディスク5a、5aの軸方向側面に支持したコンポジット材43、43とを互いに押し付ける事もできる。この様に、前記押圧機構6と前記第二の押圧機構48とを同時に駆動させれば、何れかを単独で駆動する場合よりもより大きな制動力を得る事ができる。
その他の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第1例、第2例及び第6例の場合と同様である。
[実施の形態の第8例]
本発明の実施の形態の第8例に就いて、図11を参照しつつ説明する。本例のブレーキ装置1gの特徴は、押圧機構6aとして電磁ソレノイド52を使用した点にあり、その他の構成に就いては、前記実施の形態の第1例の場合と同様である。特に本例の場合には、前記電磁ソレノイド52を構成するソレノイド本体部53を、ケーシング2bを構成するケーシング素子16bの軸方向内側面に支持固定している。そして、該ケーシング素子16bに軸方向に貫通する状態で形成された貫通孔40a内に、前記電磁ソレノイド52を構成するプランジャ54を挿通し、該プランジャ54の軸方向外端部を、中間プレート42に対し軸方向に対向させている。
以上の様な構成を有する本例の場合には、第二のブレーキ手段である摩擦ブレーキにより制動力を得る場合に、前記ソレノイド本体部53内の図示しないコイルに通電する。これにより、該コイルを周囲に巻回した図示しない固定磁極を磁化し、前記プランジャ54を軸方向外側に向けて移動させる。そして、前記中間プレート42を介して、回転側ディスク4、4と静止側ディスク5、5とを押し付ける。
その他の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第1例の場合と同様である。
[実施の形態の第9例]
本発明の実施の形態の第9例に就いて、図12を参照しつつ説明する。本例のブレーキ装置1hの特徴は、押圧機構6bとして、流体(油圧、空圧、水圧)によって駆動されるピストン装置55を使用した点にあり、その他の構成に就いては、前記実施の形態の第1例の場合と同様である。特に本例の場合には、ケーシング2cを構成するケーシング素子16bに形成されたピストン収容空間56に、前記ピストン装置55を収容している。又、該ピストン装置55には、前記ケーシング素子16bを貫通する状態で形成された流路57を通じて作動流体を供給する様にしている。
以上の様な構成を有する本例の場合には、第二のブレーキ手段である摩擦ブレーキにより制動力を得る場合に、外部に配置された流体供給部から、前記流路57を通じて前記ピストン装置55に作動流体を供給する。これにより、該ピストン装置55を構成するピストン58を軸方向外側に向けてに移動させる。そして、該ピストン58の軸方向外端面により、中間プレート42を介して、回転側ディスク4、4と静止側ディスク5、5とを押し付ける。
その他の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第1例の場合と同様である。
[実施の形態の第10例]
本発明の実施の形態の第10例に就いて、図13を参照しつつ説明する。本例のブレーキ装置1iの特徴は、押圧機構6cとして、電動モータ59と、電動モータ59の出力軸の回転運動を直線運動に変換する為の変換機構であるボールねじ機構(送りねじ)60とを備えたものを使用した点にあり、その他の構成に就いては、前記実施の形態の第1例の場合と同様である。特に本例の場合には、前記ボールねじ機構60を構成するボールナット61を、ケーシング2dを構成するケーシング素子16bの軸方向内側面に支持固定している。そして、該ケーシング素子16bに軸方向に貫通する状態で形成された貫通孔40b内に、前記ボールねじ機構60を構成するボールスクリュー(直動部材)62を挿通し、該ボールスクリュー62の軸方向外端部を、中間プレート42に対し軸方向に対向させている。
以上の様な構成を有する本例の場合には、第二のブレーキ手段である摩擦ブレーキにより制動力を得る場合に、前記ケーシング2dの外部に配置された前記電動モータ59に通電する。これにより、前記ボールねじ機構60を構成するボールスクリュー62を軸方向外側に向けて移動させる。そして、前記中間プレート42を介して、回転側ディスク4、4と静止側ディスク5、5とを押し付ける。
その他の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第1例の場合と同様である。
本発明を実施する場合に、使用する回転側、静止側各ディスクの枚数は、前述した実施の形態の各例の構造に限定されず、必要とする制動力の大きさに応じて適宜設定する事ができる。又、同様に、回転側ディスクと静止側ディスクの外径(ディスク径)、材質、及び、回転側ディスクと静止側ディスクとの間の軸方向隙間の大きさ、電磁コイルの巻数、コイル線径なども、必要とする制動力の大きさに合わせて適宜設定する事ができる。又、本発明を実施する場合には、回転側ディスク同士の間に限らず、静止側ディスク同士の間にもレリーズばねを配置する事ができる。
又、上述した実施の形態の各例の構造は、適宜組み合わせて実施する事ができる。
又、本発明のブレーキ装置は、超小型モビリティや普通乗用車等の車両の制動に使用できる他、自転車や車椅子などの車輪の制動、身障者補助装具やリハビリ装置を構成する回転部材の制動に利用する事もできるし、ビル免震ダンパ等として利用する事もできる。
1、1a〜1i ブレーキ装置
2、2a〜2d ケーシング
3 回転筒
4 回転側ディスク
5、5a〜5d 静止側ディスク
6、6a〜6c 押圧機構
7 MR流体
8、8a 印加装置
9 転がり軸受ユニット
10 外輪
11 ハブ
12 転がり軸受
13 係合孔
14 回転側フランジ
15 スタッド
16a、16b ケーシング素子
17 ボルト
18、18a ディスク収容空間
19、19a 電磁コイル
20、20a コイル収容空間
21 取付フランジ
22 結合ボルト
23 回転側支持部
24 雄スプライン溝
25 シール面
26 シールリング
27 雌スプライン部
28 静止側支持部
29、29a 雌スプライン溝
30 雄スプライン部
31 レリーズばね
32、32a ランププレート
33 駆動レバー
34 ボール
35 戻しばね
36 駆動側ランプ軌道
37 カム部
38 軸部
39 レバー部
40 貫通孔
41 被駆動側ランプ軌道
42 中間プレート
43、43a、43b コンポジット材
44 多孔質部材
45 取付凹部
46 取付孔
47 アーマチュア
48 第二の押圧機構
49 ケーシング本体
50 筒体
51 塞ぎ板
52 電磁ソレノイド
53 ソレノイド本体部
54 プランジャ
55 ピストン装置
56 ピストン収容空間
57 流路
58 ピストン
59 電動モータ
60 ボールねじ機構
61 ボールナット
62 ボールスクリュー
63 カバー部材

Claims (11)

  1. 静止部材と、
    該静止部材と同軸上に配置され、該静止部材に対し相対回転する回転部材と、
    該回転部材の周面に相対回転不能に支持された1乃至複数枚の回転側ディスクと、
    該回転側ディスクに対し隙間を介して軸方向に対向配置された状態で、前記静止部材の周面に相対回転不能に支持された1乃至複数枚の静止側ディスクと、
    該静止側ディスクと前記回転側ディスクとを軸方向に押し付ける押圧機構と、
    前記静止側ディスク及び前記回転側ディスクが設置された空間内に設けられ、磁場又は電場の印加により見かけ上の粘度を調整可能な機能性材料と、
    該機能性材料に磁場又は電場を印加する為の印加装置と、を備えており、
    該印加装置により前記機能性材料に磁場又は電場を印加し該機能性材料の見かけ上の粘度を高める事で、前記回転側ディスクに回転抵抗を付与する第一のブレーキ手段と、
    前記押圧機構により前記静止側ディスクと前記回転側ディスクとの少なくとも一方のディスクを軸方向に移動させ、これら静止側ディスクと回転側ディスクとを互いに押し付ける事で、該回転側ディスクに回転抵抗を付与する第二のブレーキ手段とを備える、
    ブレーキ装置。
  2. 前記静止側ディスクと前記回転側ディスクとの間部分を含む前記空間内に、前記機能性材料が充填されており、
    前記第一のブレーキ手段が、前記回転側ディスクと前記静止側ディスクとを離隔させたままの状態で、前記印加装置により前記機能性材料に磁場又は電場を印加し該機能性材料の見かけ上の粘度を高める事で、前記回転側ディスクに回転抵抗を付与するものである、請求項1に記載したブレーキ装置。
  3. 前記静止側ディスクと前記回転側ディスクとの少なくとも一方のディスクに、前記機能性材料が直接含浸しているか、又は、該機能性材料を多孔質部材に含浸して成るコンポジット材が支持されており、
    前記第一のブレーキ手段が、前記押圧機構により前記回転側ディスクと前記静止側ディスクとの間の隙間をゼロにすると共に、前記印加装置により前記機能性材料に磁場又は電場を印加し該機能性材料の見かけ上の粘度を高める事で、前記回転側ディスクに回転抵抗を付与するものである、請求項1に記載したブレーキ装置。
  4. 前記多孔質部材が、金属製である、請求項3に記載したブレーキ装置。
  5. 前記静止側ディスクに、前記機能性材料が直接含浸しているか、又は、前記コンポジット材が支持されている、請求項3〜4のうちの何れか1項に記載したブレーキ装置。
  6. 前記コンポジット材が、前記ディスクの軸方向側面に支持されている、請求項3〜5のうちの何れか1項に記載したブレーキ装置。
  7. 前記コンポジット材が、前記ディスクの軸方向側面に形成された凹部内に支持されている、請求項3〜5のうちの何れか1項に記載したブレーキ装置。
  8. 前記コンポジット材が、前記ディスクを軸方向に貫通した貫通孔内に支持されている、請求項3〜5のうちの何れか1項に記載したブレーキ装置。
  9. 前記押圧機構は、ヨークと、該ヨーク内に収容された電磁コイルと、該ヨークに対し軸方向に対向した状態で軸方向変位を可能に支持されたアーマチュアとを備えており、前記電磁コイルへの通電に基づき前記アーマチュアを前記ヨークに向けて近づく方向に移動させる事で、前記静止側ディスクと前記回転側ディスクとを互いに近づける、請求項1〜8のうちの何れか1項に記載したブレーキ装置。
  10. 前記押圧機構は、駆動側カム面を有する駆動側カムと、被駆動側カム面を有する被駆動側カムと、これら駆動側カム面と被駆動側カム面との間に配置された複数の転動体とを備えており、前記駆動側カムを前記被駆動側カムに対して相対回転させる事で、該被駆動側カムを前記駆動側カムから離隔させ、前記静止側ディスクと前記回転側ディスクとを互いに近づける、請求項1〜8のうちの何れか1項に記載したブレーキ装置。
  11. 前記機能性材料がMR流体であり、前記印加装置が磁場発生装置である、請求項1〜10のうちの何れか1項に記載したブレーキ装置。
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