JP2017116014A - ブレーキ装置 - Google Patents
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Description
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。
又、前記隙間調整手段は、前記静止側ディスクと前記回転側ディスクとの間の隙間の大きさを、例えば機械的、電気的又は磁気的に、調整する為のものである。
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、直接含浸されるか、又は、該少なくとも一方のディスクに支持された多孔質部材に含浸されており、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。本発明の場合には、前記機能性材料は、前記回転側、静止側各ディスクが収容される空間内に充填されていない。
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。
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、前記駆動機構を、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。
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。
或いは、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。
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。
即ち、本発明のブレーキ装置の場合には、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、本発明のブレーキ装置により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。
従って、本発明によれば、制動時に、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例に就いて、図1〜4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、隙間調整手段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。
この様に本例のブレーキ装置1によれば、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、上述した様な非摩擦ブレーキ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。
又、制動力を解除するには、前記駆動レバー36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35を回転させつつ、前記戻しばね38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33、33をそれぞれ弾性復帰させて、前記各回転側ディスク4、4と前記各コンポジット材31、31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。
即ち、本例のブレーキ装置1は、上述した様に、2種類のブレーキ手段により制動力を得る事ができるが、このうちの非摩擦ブレーキでは、前記MR流体7を利用して制動力を得る。この為、非摩擦ブレーキ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。これに対し、摩擦ブレーキの場合には、前記各回転側ディスク4、4と前記各コンポジット材31、31とを摺接させて制動力を得る。この為、摩擦ブレーキ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。
従って、本例のブレーキ装置1によれば、何れのブレーキ手段により制動を行う場合にも、摩耗粉の周囲への飛散を防止できる。
本発明の実施の形態の第2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1aの場合には、静止側ディスク5a、5aの軸方向側面に、軸方向に凹んだ取付凹部46、46を形成し、該取付凹部46、46内にコンポジット材31a、31aを支持固定している。
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。
本発明の実施の形態の第3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1bの場合には、静止側ディスク5b、5bに、軸方向に貫通する取付孔47、47を形成し、該取付孔47、47内にコンポジット材31b、31bを内嵌固定している。
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。
本発明の実施の形態の第4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1cの場合には、静止側ディスク5c、5c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5c、5c自体を多孔質構造としている。そして、該静止側ディスク5c、5cにMR流体7を直接含浸している。
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。
本発明の実施の形態の第5例に就いて、図8〜10を参照しつつ説明する。本例のブレーキ装置1d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48を有する第二の駆動機構49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50と、該ケーシング本体50の外周面を覆った筒体51と、該筒体51の軸方向内端開口を塞ぐ状態で設けられた塞ぎ板52とから構成しており、これらケーシング本体50と筒体51と塞ぎ板52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。
尚、本例の場合には、上述の様に前記第二の駆動機構49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、前記駆動機構34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、前記第二の駆動機構49と共に前記駆動機構34を駆動して、前記ランプロータ35a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コンポジット材31、31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、前記駆動機構34と前記第二の駆動機構49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例の場合と同様である。
本発明の実施の形態の第6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1eの特徴は、駆動機構34aとして電磁ソレノイド53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53を構成するソレノイド本体部54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43a内に、前記電磁ソレノイド53を構成するプランジャ55を挿通し、該プランジャ55の軸方向外端部を、中間プレート45に対し軸方向に対向させている。
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。
本発明の実施の形態の第7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1fの特徴は、駆動機構34b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56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57に、前記ピストン装置56を収容している。又、該ピストン装置56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58を通じて作動流体を供給する様にしている。
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。
本発明の実施の形態の第8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1gの特徴は、駆動機構34cとして、電動モータ60と、電動モータ60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)61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61を構成するボールナット62を、ケーシング2dを構成するケーシング素子16bの軸方向外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43b内に、前記ボールねじ機構61を構成するボールスクリュー(直動部材)63を挿通し、該ボールスクリュー63の軸方向外端部を、中間プレート45に対し軸方向に対向させている。
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。
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。
2、2a〜2d ケーシング
3 回転筒
4 回転側ディスク
5、5a〜5c 静止側ディスク
6 隙間調整手段
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、31a、31b コンポジット材
32、32a、32b 多孔質部材
33 レリーズばね
34、34a〜34c 駆動機構
35、35a ランププレート
36 駆動レバー
37 ボール
38 戻しばね
39 駆動側ランプ軌道
40 カム部
41 軸部
42 レバー部
43、43a、43b 貫通孔
44 被駆動側ランプ軌道
45 中間プレート
46 取付凹部
47 取付孔
48 アーマチュア
49 第二の駆動機構
50 ケーシング本体
51 筒体
52 塞ぎ板
53 電磁ソレノイド
54 ソレノイド本体部
55 プランジャ
56 ピストン装置
57 ピストン収容空間
58 流路
59 ピストン
61 電動モータ
61 ボールねじ機構
62 ボールナット
63 ボールスクリュー
Claims (8)
- 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の間の隙間の大きさを調整する為の隙間調整手段と、
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、直接含浸されるか、又は、該少なくとも一方のディスクに支持された多孔質部材に含浸された、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、
前記隙間調整手段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流体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
ブレーキ装置。 - 前記隙間調整手段が、弾性部材と、制動時に、該弾性部材を弾性変形させつつ、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の間の隙間をゼロにする駆動機構とを備えている、請求項1に記載したブレーキ装置。
- 前記多孔質部材が、金属製である、請求項1〜2のうちの何れか1項に記載したブレーキ装置。
- 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、該機能性材料を前記多孔質部材に含浸させて成るコンポジット材が支持されている、請求項1〜3のうちの何れか1項に記載したブレーキ装置。
- 前記機能性材料を前記多孔質部材に含浸させて成るコンポジット材が、前記ディスクの軸方向側面に支持されている、請求項1〜4のうちの何れか1項に記載したブレーキ装置。
- 前記機能性材料を前記多孔質部材に含浸させて成るコンポジット材が、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1〜4のうちの何れか1項に記載したブレーキ装置。
- 前記機能性材料を前記多孔質部材に含浸させて成るコンポジット材が、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1〜4のうちの何れか1項に記載したブレーキ装置。
- 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1〜7のうちの何れか1項に記載したブレーキ装置。
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