Фрикционное тормозное устройство
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к фрикционным тормозным устройствам. Тормозное устройство содержит тормозной ротор, тормозные колодки, которые могут вращаться вокруг оси самопроизвольного вращения, параллельной оси вращения тормозного ротора, поддерживающие элементы и прижимные устройства. При прижатии тормозных колодок к тормозному ротору тормозные колодки вращаются вокруг оси вращения относительно тормозного ротора, в то же время сцепляясь за счет трения с боковыми поверхностями тормозного ротора. Поддерживающие элементы прижимают тормозные колодки в направлении, перпендикулярном оси вращения, и сцепляют с возможностью трения внешние периферии тормозных колодок с цилиндрической поверхностью тормозного ротора соответственно. Тормозные колодки самопроизвольно вращаются вокруг оси самопроизвольного вращения после начала прижатия, но приходят в состояние покоя при увеличении прижимающего усилия. Достигаются уменьшение возможности изменений в тормозном моменте с прохождением времени и устойчивое формирование тормозного усилия в течение длительного времени. 6 з.п. ф-лы, 10 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к фрикционному тормозному устройству и, в частности, к фрикционному тормозному устройству, которое формирует силу трения, прижимая фрикционный элемент к тормозному ротору.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В качестве одного фрикционного тормозного устройства известно тормозное устройство, в котором соответствующие фрикционные элементы прижимаются к двум областям тормозного ротора, как описано, например, в патентном документе 1, упомянутом ниже. В частности, в тормозном устройстве, описанном в патентном документе 1, упомянутом ниже, соответствующие фрикционные элементы прижимаются к боковой поверхности дискового фрагмента тормозного ротора и прижимаются к цилиндрической поверхности на внешней периферии тормозного ротора.
В этом виде тормозного устройства тормозной момент формируется также посредством фрикционного сцепления фрикционного элемента с цилиндрической поверхностью на внешней периферии тормозного ротора. В результате, более высокий тормозной момент может быть сформирован, чем в тормозном устройстве, имеющем фрикционный элемент, который прижимается только к боковой поверхности тормозного ротора.
ДОКУМЕНТЫ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ
Патентный документ 1: Публикация японской патентной заявки № 8-121509 (JP 8-121509 A).
ЗАДАЧА, РЕШАЕМАЯ ИЗОБРЕТЕНИЕМ
В фрикционном тормозном устройстве, описанном в вышеупомянутой выложенной публикации, фрикционный элемент поддерживается с возможностью качания вокруг оси качания, которая проходит параллельно оси вращения тормозного ротора между осью вращения и цилиндрической поверхностью по внешней окружности тормозного ротора. Фрикционный элемент колеблется вокруг оси качания посредством силы трения между фрикционным элементом и боковой поверхностью тормозного ротора. Таким образом, фрикционный элемент прижимается к цилиндрической поверхности на внешней периферии тормозного ротора и сцепляется за счет трения с ним.
Следовательно, когда абразивный износ развивается посредством сцепления за счет трения фрикционного элемента с цилиндрической поверхностью тормозного ротора, та область фрикционного элемента, которая сцепляется за счет трения с цилиндрической поверхностью тормозного ротора, постепенно изменяется, и, в результате, коэффициент трения может изменяться. Кроме того, когда сцепленная за счет трения область изменяется, расстояние между осью качания и сцепленной за счет трения областью изменяется, и сила давления, с которой фрикционный элемент прижимается к цилиндрической поверхности тормозного ротора, изменяется. Соответственно, в фрикционном тормозном устройстве, описанном в вышеупомянутой выложенной публикации, тормозной момент может изменяться с прохождением времени в результате изменений в коэффициенте трения и прижимающем усилии.
Главной задачей изобретения является уменьшение возможности изменений в тормозном моменте с прохождением времени в результате изменений в коэффициенте трения и прижимающем усилии, и устойчивое формирование тормозного усилия в течение длительного времени, во фрикционном тормозном устройстве, имеющем фрикционный элемент, который прижимается к боковой поверхности тормозного ротора и цилиндрической поверхности на внешней периферии тормозного ротора.
СРЕДСТВО РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ И РЕЗУЛЬТАТ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно изобретению создано фрикционное тормозное устройство. Фрикционное тормозное устройство имеет тормозной ротор, который вращается вокруг оси вращения, поворотный фрикционный элемент, который может вращаться вокруг оси самопроизвольного вращения, параллельной оси вращения, поддерживающий элемент, который поддерживает поворотный фрикционный элемент с возможностью вращения вокруг оси самопроизвольного вращения, и прижимное устройство, которое прижимает поворотный фрикционный элемент к тормозному ротору. Фрикционное тормозное устройство характеризуется тем, что поворотный фрикционный элемент вращается вокруг оси вращения относительно тормозного ротора, в то же время сцепляясь за счет трения с боковой поверхностью тормозного ротора, когда прижимное устройство прижимает поворотный фрикционный элемент к тормозному ротору, причем поддерживающий элемент может прижимать поворотный фрикционный элемент в направлении, перпендикулярном оси вращения, и сцеплять за счет трения внешнюю окружность поворотного фрикционного элемента с цилиндрической поверхностью тормозного ротора, когда поворотный фрикционный элемент вращается, при этом поворотный фрикционный элемент вынуждается самопроизвольно вращаться вокруг оси самопроизвольного вращения посредством силы трения между поворотным фрикционным элементом и боковой поверхностью тормозного ротора, когда прижимное устройство начинает прижимать поворотный фрикционный элемент, но приходит в состояние покоя, когда прижимающее усилие посредством прижимного устройства увеличивается.
Согласно этой конфигурации, каждый раз, когда прижимное устройство начинает прижимать поворотный фрикционный элемент, поворотный фрикционный элемент вынуждается самопроизвольно вращаться вокруг оси самопроизвольного вращения. Следовательно, каждый раз, когда начинается торможение, поворотный фрикционный элемент сцепляется за счет трения, в другой области на его внешней периферии, с цилиндрической поверхностью тормозного ротора, таким образом, внешняя окружность поворотного фрикционного элемента однородно изнашивается. Кроме того, поворотный фрикционный элемент всегда прижимается в направлении, перпендикулярном оси вращения, посредством поддерживающего элемента, без качания, как в случае с фрикционным тормозным устройством, описанным в вышеупомянутой выложенной публикации. Соответственно, возможно уменьшать вероятность изменений в коэффициенте трения и прижимающем усилии между внешней окружностью поворотного фрикционного элемента и цилиндрической поверхностью тормозного ротора и устойчиво формировать тормозное усилие в течение длительного периода, в сравнении со случаем фрикционного тормозного устройства, описанного в вышеупомянутой выложенной публикации.
Впрочем, согласно этой конфигурации, когда прижимающее усилие посредством прижимного устройства увеличивается, поворотный фрикционный элемент приходит в состояние покоя. Следовательно, внешняя периферия поворотного фрикционного элемента может надежно сцепляться за счет трения с цилиндрической поверхностью тормозного ротора. В результате, тормозное усилие также может быть сформировано посредством этого сцепления за счет трения. Может быть сформирован более высокий тормозной момент, чем в тормозном устройстве, имеющем фрикционный элемент, который прижимается только к боковой поверхности тормозного ротора, как в случае с фрикционным тормозным устройством, описанным в вышеупомянутой выложенной публикации.
В вышеупомянутой конфигурации поддерживающее устройство может поддерживать поворотный фрикционный элемент с возможностью вращения вокруг оси самопроизвольного вращения, на опорной поверхности, включающей в себя наклонную поверхность, которая наклонена относительно направления, перпендикулярного радиальному направлению тормозного ротора, и поддерживающий элемент может прижимать поворотный фрикционный элемент посредством силы противодействия прижимающего усилия, прикладываемого к наклонной поверхности поворотным фрикционным элементом.
Согласно этой конфигурации, когда поворотный фрикционный элемент сцепляется за счет трения с боковой поверхностью тормозного ротора и перемещается в круговом направлении тормозного ротора относительно поддерживающего элемента, поворотный фрикционный элемент прижимается к наклонной поверхности. В результате, возможно прижимать поворотный фрикционный элемент к цилиндрической поверхности тормозного ротора в направлении, перпендикулярном оси вращения, посредством силы противодействия прижимающего усилия, прикладываемого к наклонной поверхности поворотным фрикционным элементом.
Кроме того, в вышеупомянутой конфигурации, сила трения между поворотным фрикционным элементом и поддерживающим элементом может быть меньше, чем сила трения между внешней периферией поворотного фрикционного элемента и цилиндрической поверхностью тормозного ротора.
Согласно этой конфигурации, когда прижимное устройство начинает прижимать поворотный фрикционный элемент, поворотный фрикционный элемент может надежно вынуждаться самопроизвольно вращаться вокруг оси самопроизвольного вращения. Кроме того, вращающий момент может придаваться поворотному фрикционному элементу вследствие различия между силой трения между поворотным фрикционным элементом и поддерживающим элементом и силой трения между внешней периферией поворотного фрикционного элемента и цилиндрической поверхностью тормозного ротора. Следовательно, может вызываться самопроизвольное вращение поворотного фрикционного элемента.
В вышеупомянутой конфигурации опорная поверхность может быть цилиндрической поверхностью роликового элемента, который вращается вокруг оси вращения ролика, параллельной оси самопроизвольного вращения.
Согласно этой конфигурации, опорная поверхность может вращаться вокруг оси вращения ролика, параллельной оси самопроизвольного вращения. Следовательно, сопротивление от трения между поворотным фрикционным элементом и опорной поверхностью поддерживающего элемента может быть уменьшено в сравнении со случаем, когда поворотный фрикционный элемент и опорная поверхность поддерживающего элемента скользят относительно друг друга. В результате, может более подходящим образом вызываться самопроизвольное вращение поворотного фрикционного элемента, когда прижимное устройство начинает прижимать поворотный фрикционный элемент.
В вышеупомянутой конфигурации, поддерживающий элемент может включать в себя упругий элемент, который упруго деформируется поворотным фрикционным элементом, чтобы увеличивать силу противодействия, прикладываемую к поворотному фрикционному элементу, когда поворотный фрикционный элемент вращается.
Согласно этой конфигурации, сила противодействия для поворотного фрикционного элемента увеличивается. Следовательно, возможно улучшать прижимающее усилие, прикладываемое к цилиндрической поверхности тормозного ротора поворотным фрикционным элементом, и улучшать силу трения между цилиндрической поверхностью тормозного ротора и внешней периферийной поверхностью поворотного фрикционного элемента.
В вышеупомянутой конфигурации, поддерживающий элемент может быть сконфигурирован так, что угол наклона наклонной поверхности относительно направления, перпендикулярного радиальному направлению тормозного ротора, уменьшается, когда прижимающее усилие, прикладываемое к наклонной поверхности поворотным фрикционным элементом, увеличивается.
Согласно этой конфигурации, угол наклона наклонной поверхности уменьшается, таким образом, составляющая в направлении, перпендикулярном оси вращения, как составляющая силы противодействия прижимающего усилия, с которым к наклонной поверхности прижимается поворотный фрикционный элемент, увеличивается. Когда прижимающее усилие, прикладываемое к наклонной поверхности поворотным фрикционным элементом, увеличивается, прижимающее усилие, прикладываемое к цилиндрической поверхности тормозного ротора поворотным фрикционным элементом, увеличивается. Следовательно, когда прижимающее усилие посредством прижимного устройства увеличивается, сила трения между цилиндрической поверхностью тормозного ротора и внешней периферийной поверхностью поворотного фрикционного элемента может постепенно улучшаться.
В вышеупомянутой конфигурации прижимное устройство может прижимать поворотный фрикционный элемент к тормозному ротору через неповоротный фрикционный элемент, который поддерживается без возможности вращения вокруг оси вращения, и поворотный фрикционный элемент может сцепляться за счет трения, с одной своей стороны, с тормозным ротором и может сцепляться за счет трения, с другой своей стороны, с неповоротным фрикционным элементом.
Согласно этой конфигурации, поворотный фрикционный элемент сцепляется за счет трения, с другой своей стороны, с неповоротным фрикционным элементом и, таким образом, вынужден приходить в состояние покоя. Следовательно, поворотный фрикционный элемент может эффективно приходить в состояние покоя в ситуации, когда прижимающее усилие посредством прижимного устройства увеличивается. Кроме того, поворотный фрикционный элемент прижимается с обеих своих сторон. Следовательно, сопротивление деформации, прикладываемое к поворотному фрикционному элементу, может быть уменьшено в сравнении со случаем, когда поворотный фрикционный элемент прижимается только с одной своей стороны.
Кроме того, в вышеупомянутой конфигурации, поворотный фрикционный элемент может сцепляться за счет трения, с одной своей стороны, с тормозным ротором, и может сцепляться за счет трения, с другой своей стороны, с неповоротным фрикционным элементом. Расстояние от оси самопроизвольного вращения поворотного фрикционного элемента до центра фрагмента сцепления за счет трения на одной боковой поверхности и расстояние от оси самопроизвольного вращения поворотного фрикционного элемента до центра фрагмента сцепления за счет трения на другой боковой поверхности могут быть равны друг другу.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
ФИГ. 1 - вид в разрезе, показывающий первый вариант осуществления фрикционного тормозного устройства согласно изобретению, которое сконфигурировано как тормозное устройство транспортного средства, которое разрезан вдоль сечения, проходящего через ось вращения;
Фиг. 2 - частичный вид в поперечном разрезе по линии II-II с фиг. 1;
Фиг. 3 - схематичный иллюстративный вид неотъемлемой части тормозного устройства согласно первому варианту осуществления изобретения, при просмотре вдоль оси вращения;
Фиг. 4 - вид в разрезе, показывающий второй вариант осуществления фрикционного тормозного устройства согласно изобретению, которое сконфигурировано как тормозное устройство транспортного средства, которое разрезано вдоль сечения, проходящего через ось вращения;
Фиг. 5 - частичный вид сбоку второго варианта осуществления изобретения, при просмотре с правой стороны на фиг. 4;
Фиг. 6 - частичный вид в разрезе, по линии VI-VI с фиг. 4;
Фиг. 7 - частичный вид в разрезе, аналогичный фиг. 6, показывающий третий вариант осуществления тормозного устройства согласно изобретению, которое сконфигурировано как пример модификации второго варианта осуществления изобретения;
Фиг. 8 - вид в разрезе, показывающий четвертый вариант осуществления фрикционного тормозного устройства согласно изобретению, которое сконфигурировано как пример модификации второго варианта осуществления изобретения, который разрезан вдоль сечения, проходящего через ось вращения;
Фиг. 9 - частичный вид сбоку четвертого варианта осуществления изобретения, при просмотре с правой стороны на фиг. 8; и
Фиг. 10 - частичный вид в разрезе по линии X-X с фиг. 8;
СПОСОБЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее в данном документе изобретение будет описано подробно на основе некоторых предпочтительных вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Первый вариант осуществления изобретения
Фиг. 1 - это вид в разрезе, показывающий первый вариант осуществления фрикционного тормозного устройства согласно изобретению, которое сконфигурировано как тормозное устройство транспортного средства, которое разрезано вдоль сечения, проходящего через ось вращения. Фиг. 2 - это вид в поперечном разрезе по линии II-II с фиг. 1.
На фиг. 1 тормозное устройство в целом обозначено ссылочной позицией 10. Тормозное устройство 10 имеет тормозной ротор 12 и тормозные колодки 14A и 14B в качестве поворотных фрикционных элементов. Тормозной ротор 12 как одно целое вращается вокруг оси вращения 18 вместе с вращающимся валом 16 колес (не показан). В частности, в варианте осуществления изобретения, показанном на чертеже, тормозной ротор 12 имеет основной ротор 20, который объединен с вращающимся валом 16, и дополнительный ротор 22, который вращается как одно целое с основным ротором. Основной ротор 20 и дополнительный ротор 22 сформированы из одного и того же металлического материала.
Основной ротор 20 имеет дисковый фрагмент 20A и цилиндрический фрагмент 20B, которые разнесены друг от друга вдоль оси вращения 18. Дисковый фрагмент 20A соединяется как одно целое с вращающимся валом 16 на его внутреннем периферийном фрагменте и проходит по существу в форме круглой пластины вокруг оси вращения 18, перпендикулярно оси вращения 18. Цилиндрический фрагмент 20B целиком соединяется с внешним периферийным фрагментом дискового фрагмента 20A и цилиндрически проходит вокруг оси вращения 18. Дополнительный ротор 22 протягивается в форме кольцевой пластины вокруг оси вращения 18 перпендикулярно оси вращения 18 и соединяется, на своем внешнем периферийном фрагменте, с конечным фрагментом цилиндрического фрагмента 20B на другой стороне дискового фрагмента 20A посредством множества болтов 24.
Кроме того, дисковый фрагмент 20A и дополнительный ротор 22 равны по толщине друг другу. Толщина цилиндрического фрагмента 20B меньше толщины дискового фрагмента 20A и дополнительного ротора 22. Однако, цилиндрический фрагмент 20B цилиндрически проходит вокруг оси вращения 18 и, следовательно, имеет более высокую жесткость, чем дисковый фрагмент 20A и дополнительный ротор 22.
Таким образом, дисковый фрагмент 20A и дополнительный ротор 22 функционируют как первый дисковый фрагмент и второй дисковый фрагмент, который проходит вокруг оси вращения 18 перпендикулярно оси вращения 18 и располагаются с интервалом друг от друга вдоль оси вращения 18, соответственно. Цилиндрический фрагмент 20B функционирует как соединительный фрагмент, который работает совместно с болтами 24, чтобы соединять как одно целое внешние периферийные фрагменты дискового фрагмента 20A и дополнительного ротора 22 друг с другом. Дисковый фрагмент 20A, цилиндрический фрагмент 20B и дополнительный ротор 22 предполагают U-образную форму поперечного сечения, которая открыта радиально внутрь, как видно в радиальном сечении, проходящем через ось вращения 18. Противопоставленные поверхности дискового фрагмента 20A и дополнительного ротора 22 определяют поверхности трения, которые распространяются вдоль всей окружности вокруг оси вращения 18, параллельно друг другу и перпендикулярно оси вращения 18, соответственно.
Вращающийся вал 16 поддерживается с возможностью вращения вокруг оси вращения 18 через пару шарикоподшипников 26 посредством фрагмента 28A втулки элемента 28 опоры колеса. Пространства между парой шарикоподшипников 26, вращающимся валом 16 и фрагментом 28A втулки заполняются смазкой, такой как консистентная смазка. Пара уплотнительных элементов 30 размещаются с обеих сторон пары шарикоподшипников 26 в осевом направлении, соответственно. Уплотнительные элементы 30 уплотняют пространство между вращающимся валом 16 и фрагментом 28A втулки для того, чтобы предотвращать попадание мелкодисперсной пыли и грязной воды в шарикоподшипники 26.
Хотя это и не показано на чертеже, дисковый фрагмент 20A основного ротора 20 соединяется как одно целое с фрагментом обода колеса четырьмя болтами 32, которые расположены с интервалом друг от друга на 90 вокруг оси вращения 18, и гайками, завинчиваемыми на эти болты. Соответственно, вращающийся вал 16 и тормозной ротор 12 (основной ротор 20 и дополнительный ротор 22) вращаются вокруг оси вращения 18 вместе с колесом.
Тормозные колодки 14A и 14B размещаются между дисковым фрагментом 20A и дополнительным ротором 22 и предполагают формы круглых пластин, которые идентичны по форме и размеру друг другу. Тормозная колодка 14A имеет, с обеих боковых сторон своего внешнего периферийного фрагмента, фрикционные фрагменты 14AA и 14AB. Тормозная колодка 14B имеет, с обеих боковых сторон своего внешнего периферийного фрагмента, фрикционные фрагменты 14BA и 14BB. Каждый и фрикционных фрагментов, который выпирает из боковой поверхности круглого пластинчатого фрагмента, протягивается в форме кольцевой полосы вокруг оси соответствующей одной из тормозных колодок.
Впрочем, тормозные колодки 14A и 14B изготавливаются согласно, например, способу электрического спекания, таким образом, фрикционные фрагменты могут быть сформированы как одно целое с круглым пластинчатым фрагментом. Кроме того, фрикционные фрагменты могут быть сформированы посредством склеивания кольцевых полосообразных фрикционных материалов с боковой поверхностью круглого пластинчатого фрагмента или прикрепления кольцевых полосообразных фрикционных материалов к боковой поверхности круглого пластинчатого фрагмента другими средствами. Кроме того, фрикционный фрагмент 14AA и т.п. состоят из одного и того же фрикционного материала, но могут состоять из различных фрикционных материалов.
Цилиндрические поверхности 36A и 36B, которые расположены напротив внешних периферийных поверхностей тормозных колодок 14A и 14B, соответственно, предусматриваются на внутренних поверхностях на обоих краях цилиндрического фрагмента 20B основного ротора 20, соответственно. Неподвижный элемент 38 в качестве неповоротного элемента вставляется между тормозными колодками 14A и 14B. Неподвижный элемент 38 имеет, на обеих своих боковых сторонах, выступающие фрагменты 38A и 38B, соответственно. Выступающие фрагменты 38A и 38B взаимодействуют с цилиндрическими поверхностями 36A и 36B, соответственно, и поддерживают тормозные колодки 14A и 14B, соответственно, таким образом, чтобы они могли смещаться относительно неподвижного элемента 38 вдоль оси самопроизвольного вращения 40, параллельной оси вращения 18, и поворачиваться вокруг оси самопроизвольного вращения 40.
Как показано на фиг. 2, выступающий фрагмент 38A имеет опорную поверхность 38AS, которая состоит из поверхности нижней стенки, которая проходит перпендикулярно радиальному направлению тормозного устройства 10, и пары поверхностей боковых стенок, которые протягиваются по обеим сторонам поверхности нижней стенки, в то же время будучи наклоненными относительно поверхности нижней стенки на 45°. Расстояние между поверхностью нижней стенки выступающего фрагмента 38A и цилиндрической поверхностью 36A в радиальном направлении тормозного ротора 12 задается слегка большим, чем внешний диаметр тормозной колодки 14A. Хотя не показано на чертеже, выступающий фрагмент 38B также имеет опорную поверхность 38BS аналогично выступающему фрагменту 38A. Расстояние между поверхностью нижней стенки выступающего фрагмента 38B и цилиндрической поверхностью 36B в радиальном направлении тормозного ротора 12 задается слегка большим, чем внешний диаметр тормозной колодки 14B.
Неповоротные фрикционные элементы 34A и 34B располагаются между тормозными колодками 14A и 14B и неподвижным элементом 38, соответственно. Неповоротные фрикционные элементы 34A и 34B имеют цилиндрические фрагменты, которые опираются, на своих концевых поверхностях, на фрикционные элементы 14AB и 14BB тормозных колодок 14A и 14B, соответственно, и круглые пластинчатые фрагменты, которые сформированы как одно целое с конечными фрагментами цилиндрических фрагментов на другой стороне тормозных колодок, соответственно. Однако, можно обойтись без круглых пластинчатых фрагментов.
Цилиндрические фрагменты неповоротных фрикционных элементов 34A и 34B поддерживаются неподвижным элементом 38 таким образом, чтобы быть смещаемыми относительно неподвижного элемента 38 вдоль оси самопроизвольного вращения 40, параллельной оси вращения 18, но не имеющими возможность вращаться вокруг оси самопроизвольного вращения 40. Впрочем, препятствование вращению неповоротных фрикционных элементов может быть достигнуто посредством шпонки и шпоночной канавки, которая протягивается вдоль оси самопроизвольного вращения 40, или посредством формирующей плоскость части поверхности фрагмента вала и части внутренней поверхности цилиндрического фрагмента, которые сцепляются друг с другом.
Открытые концы поршней 42A и 42B, каждый из которых предполагает форму имеющего дно цилиндра, прикрепляются к боковым поверхностям неповоротных фрикционных элементов 34A и 34B на сторонах круглой пластины средством крепления, таким как сварка или т.п. Поршни 42A и 42B совмещаются с осями тормозных колодок 14A и 14B, соответственно. Неподвижный элемент 38 имеет канал 44 цилиндра, который имеет круглое поперечное сечение и протягивается вдоль оси самопроизвольного вращения 40 между неповоротными фрикционными элементами 34A и 34B. Поршни 42A и 42B подгоняются в канал 44 цилиндра возвратно-поступательным образом вдоль оси самопроизвольного вращения 40 и взаимодействуют друг с другом, чтобы определять камеру 48 цилиндра. Кольцевые уплотнения 50A и 50B подгоняются в кольцевые канавки, соответственно предусмотренные в канале 44 цилиндра. Эти кольцевые уплотнения изолируют пространства между поршнями 42A и 42B и каналом 44 цилиндра, соответственно.
Впрочем, хотя только одна тормозная колодка 14A, только одна тормозная колодка 14B, только один поршень 42A, только один поршень 42B и только одна камера 48 цилиндра показаны на фиг. 1, множество каждого из этих компонентов может быть предусмотрено в состоянии, в котором они равномерно расставлены друг от друга вокруг оси вращения 18.
Неподвижный элемент 38 имеет, на внутренней поверхности своего внутреннего периферийного фрагмента, кольцевую канавку 52, которая протягивается вокруг оси вращения 18. Кольцевая канавка 52 соединяется посредством связи с камерой 48 цилиндра посредством внутреннего канала 54, который протягивается в радиальном направлении. Кольцевая канавка 52 соединяется с гидравлическим тормозным актуатором посредством связывающего отверстия 56, которое предусмотрено через внутренний периферийный фрагмент неподвижного элемента 38 и трубку (не показана). Кроме того, элемент 58 крышки прикрепляется посредством винтового зажима к боковой поверхности, которая располагается радиально наружу от внутреннего периферийного фрагмента неподвижного элемента 38. Элемент 58 крышки покрывает дополнительный ротор, в то же время располагаясь с интервалом от дополнительного ротора 22, и предотвращает попадание мелкодисперсной пыли и грязной воды в пространство между тормозным ротором 12 и неподвижным элементом 38.
Как очевидно из предшествующего описания, когда давление масла в камере 48 цилиндра увеличивается, тормозные колодки 14A и 14B, неповоротные фрикционные элементы 34A и 34B и поршни 42A и 42B, каждый, приводятся в действие в таком направлении, чтобы перемещаться друг от друга. Таким образом, тормозные колодки 14A и 14B прижимаются к фрикционным поверхностям дискового фрагмента 20A и дополнительного ротора 22, соответственно. В результате, поршни 42A и 42B, канал 44 цилиндра и т.п. поддерживаются неподвижным элементом 38 и функционируют как прижимные устройства 60A и 60B, которые прижимают тормозные колодки 14A и 14B к дисковому фрагменту 20A и дополнительному ротору 22 через неповоротные фрикционные элементы 34A и 34B, соответственно.
Когда колесо (не показано) вращается, тормозной ротор 12 и вращающийся вал 16 поворачиваются вокруг оси вращения 18 вместе с колесом, но тормозные колодки 14A и 14B, фрагмент 28 втулки, неподвижный элемент 38 и элемент 58 крышки не поворачиваются. В результате, дисковый фрагмент 20A и дополнительный ротор 22 поворачиваются вокруг оси вращения 18 относительно тормозных колодок 14A и 14B, соответственно. Следовательно, тормозные колодки 14A и 14B поворачиваются (совершают вращающееся) вокруг оси вращения 18 относительно дискового фрагмента 20A и дополнительного ротора 22, соответственно.
Соответственно, когда прижимаются к дисковому фрагменту 20A и дополнительному ротору 22, соответственно, тормозные колодки 14A и 14B приходят в соприкосновение с трением, в фрикционных фрагментах 14AA и 14BA, с фрикционными поверхностями дискового фрагмента 20A и дополнительного ротора 22, соответственно. Следовательно, как показано на фиг. 2, сила Fb трения в круговом направлении, обратном направлению вращения тормозного ротора 12, прикладывается к тормозному ротору 12. Сила Ff трения, которая является обратной по направлению силе Fb трения, прикладывается к тормозным колодкам 14A и 14B.
С помощью силы Fb трения тормозные колодки 14A и 14B прижимаются к наклонным поверхностям опорных поверхностей 38AS выступающих фрагментов 38A и 38B неподвижного элемента 38, соответственно. Наклонные поверхности наклонены на 45°. Следовательно, тормозные колодки 14A и 14B нажимаются радиально наружу от наклонных поверхностей с усилием Fn (= Fb×tan45°) в качестве силы противодействия прижимающему усилию, соответственно (расклинивающее действие), и сцепляются за счет трения, на внешних своих периферийных поверхностях, с цилиндрическими поверхностями 36A и 36B дискового фрагмента 20A, соответственно.
Кроме того, фрикционные фрагменты 14AA и 14BA тормозных колодок 14A и 14B находятся в трущемся контакте с фрикционными поверхностями дискового фрагмента 20A и дополнительного ротора 20, соответственно. Вследствие формирования силы трения возникает самопроизвольное вращение тормозных колодок 14A и 14B вокруг оси самопроизвольного вращения 40.
Фиг. 3 представляет собой схематичный иллюстративный вид неотъемлемой части тормозного устройства 10 согласно первому варианту осуществления изобретения, при просмотре вдоль оси вращения 18. Как описано выше, сила Ff трения, которая формируется посредством контакта с трением фрикционных фрагментов 14AA и 14BA с фрикционными поверхностями дискового фрагмента 20A и дополнительного ротора 22, соответственно, прикладывается таким образом, чтобы перемещать тормозные колодки 14A и 14B в направлении вращения тормозного ротора 12. Если коэффициент трения и прижимающее усилие между фрикционными фрагментами 14AA и 14BA, с одной стороны, и дисковым фрагментом 20A и дополнительным ротором 22, с другой стороны, идентичны во всех областях, сила Ff трения также является идентичной во всех областях.
Однако, длина L приложения силы Ff трения, а именно, длина вокруг оси вращения 18 отличается в зависимости от расстояния от оси вращения 18 в радиальном направлении. Даже если расстояние от оси самопроизвольного вращения 40 является идентичным, расстояние Lout радиально наружу от оси самопроизвольного вращения 40 больше расстояния Lin радиально внутрь от оси самопроизвольного вращения 40. Энергия (рабочая нагрузка), оказываемая на тормозные колодки 14A и 14B силой Ff трения, рассматривается как произведение силы Ff трения и длины L. Энергия, придаваемая радиально наружу от оси самопроизвольного вращения 40, больше энергии, придаваемой радиально внутрь от оси самопроизвольного вращения 40. В результате, благодаря этому различию в энергии, тормозные колодки 14A и 14B самопроизвольно вращаются, вращаясь вокруг оси самопроизвольного вращения 40 в том же направлении, что и направление вращения дискового фрагмента 20A и дополнительного ротора 22 вокруг оси вращения 18.
Сила Fp1 трения, получающаяся в результате сцепления за счет трения между внешними периферийными поверхностями тормозных колодок 14A и 14B и цилиндрическими поверхностями 36A и 36B дискового фрагмента 20A, прикладывается в таком направлении с тем, чтобы вынуждать тормозные колодки самопроизвольно вращаться. Однако, сила Fp2 трения между внешними периферийными поверхностями тормозных колодок 14A и 14B и опорными поверхностями 38AS и 38BS прикладывается в таком направлении, чтобы препятствовать самопроизвольному вращению тормозных колодок.
В ситуации, когда, по меньшей мере, прижимающее усилие первого прижимного устройства 60A и второго прижимного устройства 60B является небольшим, коэффициенты трения соответствующих фрагментов сцепления за счет трения задаются такими, что сила Fp2 трения становится меньше силы Fp1 трения. В результате, в ситуации, когда, по меньшей мере, прижимающее усилие первого прижимного устройства 60A и второго прижимного устройства 60B является небольшим, тормозным колодкам 14A и 14B предоставляется возможность самопроизвольно вращаться вокруг оси самопроизвольного вращения 40, и они возникает самопроизвольное вращение вокруг оси самопроизвольного вращения 40 вследствие различия между силами Fp1 и Fp2 трения. Впрочем, соотношение между вышеупомянутыми силами трения достигается посредством задания коэффициентов трения соответствующих фрагментов сцепления за счет трения так, что произведения вертикальных нагрузок соответствующих фрагментов сцепления за счет трения и коэффициентов трения устанавливают соотношение между вышеупомянутыми силами трения.
Однако, когда прижимающее усилие первого прижимного устройства 60A и второго прижимного устройства 60B улучшается, сила, с которой тормозные колодки 14A и 14B прижимаются к цилиндрическим поверхностям 36A и 36B, соответственно, увеличивается, и сила трения, получающаяся в результате сцепления за счет трения фрикционных поверхностей 14AB и 14BB тормозных колодок 14A и 14B с неповоротными фрикционными элементами 34A и 34B, также увеличивается.
Однако, когда прижимающее усилие первого прижимного устройства 60A и второго прижимного устройства 60B улучшается, сила, с которой тормозные колодки прижимаются к цилиндрическим поверхностям, соответственно, увеличивается, и сила трения, получающаяся в результате сцепления за счет трения фрикционных фрагментов 14AB и 14BB тормозных колодок с неповоротными фрикционными элементами 34A и 34B, также увеличивается. Эта сила трения прикладывается таким образом, чтобы ограничивать самопроизвольное вращение тормозных колодок 14A и 14B. Следовательно, когда прижимающее усилие первого прижимного устройства 60A и второго прижимного устройства 60B улучшается, тормозные колодки 14A и 14B прекращают самопроизвольно вращаться. То есть, внешние периферийные поверхности тормозных колодок 14A и 14B формируют только силу трения, получающуюся в результате сцепления за счет трения с цилиндрическими поверхностями 36A и 36B.
Когда тормозные колодки 14A и 14B самопроизвольно вращаются вокруг оси самопроизвольного вращения 40, фрикционные фрагменты AB и 14BB тормозных колодок 14A и 14B сцепляются за счет трения с неповоротными фрикционными элементами 34A и 34B, соответственно, и формируется сила Fs трения (не показана). Эта сила Fs трения прикладывается как сила, которая ограничивает вращение тормозного ротора 12 через тормозные колодки 14A и 14B.
Таким образом, когда прижимные устройства 60A и 60B начинают прижимать тормозные колодки 14A и 14B, соответственно, тормозные колодки 14A и 14B сначала мгновенно самопроизвольно вращаются во время вращения. Однако, после этого, тормозные колодки 14A и 14B только вращаются и формируют силу трения, получающуюся в результате вращения. Сила трения, получающаяся в результате вращения, включает в себя силу Ff трения, получающуюся в результате сцепления за счет трения фрикционных фрагментов AA и 14BA тормозных колодок с дисковым фрагментом 20A и дополнительным ротором 22, и силу Fp трения, получающуюся в результате сцепления за счет трения внешних периферийных поверхностей тормозных колодок с цилиндрическими поверхностями 36A и 36B.
Соответственно, сумма тормозного момента Tb, получающегося в результате силы Fb трения, и тормозного момента Tp, получающегося в результате силы Fp трения, является тормозным моментом Tbp. Тормозные моменты Tb, Tp и Tbp пропорциональны прижимающему усилию, прикладываемому к тормозным колодкам 14A и 14B прижимными устройствами 60A и 60B, соответственно. Прижимающее усилие пропорционально давлению масла в камере 48 цилиндра. Соответственно, тормозной момент Tb, а именно, тормозящее усилие, формируемое тормозным устройством 10, может управляться посредством управления прижимающим усилием через управление давлением масла в камере 48 цилиндра.
Как описано выше, когда прижимание прижимными устройствами 60A и 60B начинается, а именно, когда начинается торможение, тормозные колодки 14A и 14B мгновенно самопроизвольно вращаются. В результате, каждый раз, когда начинается торможение, тормозные колодки 14A и 14B самопроизвольно вращаются, хотя и на небольшую величину, таким образом, внешние периферийные поверхности тормозных колодок 14A и 14B сцепляются за счет трения с цилиндрическими поверхностями 36A и 36B, соответственно, на протяжении всей окружности. В результате, изменение в коэффициенте трения или прижимающем усилии, получающемся в результате процесса абразивного износа, может уменьшаться в сравнении со случаем, когда фрикционный элемент сцепляется за счет трения с цилиндрическим фрагментом тормозного ротора через вращение, как в случае с тормозным устройством, описанным в вышеупомянутой выложенной публикации. Соответственно, тормозное устройство 10 может устойчиво формировать тормозное усилие в течение длительного периода.
Кроме того, как описано выше, тормозной момент Tbp тормозного устройства 10 является суммой тормозного момента Tb, получающегося в результате силы Fb трения, и тормозного момента Tp, получающегося в результате силы Fp трения. В результате, возможно формировать более высокий тормозной момент, чем в тормозном устройстве, которое формирует только тормозной момент Tb, получающийся в результате силы Fb трения.
Например, хотя не показано на фиг. 1, расстояние между осью вращения 18 и устройствами 66A и 66B передачи вращающего момента задается равным 152,5 мм, расстояние между осью вращения 18 и осью самопроизвольного вращения 40 задается равным 120 мм, и расстояние между осью самопроизвольного вращения 40 и устройствами 66A и 66B передачи вращающего момента задается равным 25 мм. Кроме того, коэффициент трения соответствующих фрикционных контактных фрагментов обозначается как μ (=0,25), а прижимающее усилие прижимных устройств 60A и 60B обозначается как Fkgf.
Сила Ff трения может рассматриваться как прикладываемая к центрам тормозных колодок 14A и 14B. Кроме того, обе тормозные колодки 14A и 14B формируют силу Ff трения, таким образом, тормозной момент Tb, получающийся в результате силы Fb трения, выражается уравнением 1, показанным ниже.
Tb=2×120 µF=240 µF=60 F … (1)
Кроме того, сила Fp трения является силой трения, которая формируется посредством прижимания тормозных колодок 14A и 14B к цилиндрическим поверхностям 36A и 36B дискового фрагмента 20A соответственно с прижимающим усилием (μF) и сцеплением за счет трения внешних периферийных поверхностей с его цилиндрическими поверхностями. В результате, тормозной момент Tp, получающийся в результате силы Fp трения, выражается уравнением 2, показанным ниже.
Tp=2×µF×µ×152,5=19F … (2)
Соответственно, тормозной момент Tp тормозного устройства 10 выражается уравнением 3, показанным ниже. Коэффициент Rb серворегулирования тормозного момента в противоположность тормозному устройству, которое формирует только тормозной момент Tb, получающийся в результате силы Fp трения, выражается уравнением 4, показанным ниже.
Tbp=60F+19F=79F … (3)
Rb=79F/60F≈1,3 … (4)
Впрочем, в настоящем варианте осуществления изобретения, в случае, когда N (положительное целое) тормозных колодок и т.п. предусмотрены соответствующим образом, тормозной момент Tb почти в N раз больше значения, выраженного уравнением 3. Следовательно, еще более высокий тормозной момент может быть сформирован, и коэффициент Rb серворегулирования может также быть дополнительно улучшен.
В частности, согласно первому варианту осуществления изобретения, тормозные колодки 14A и 14B сцепляются за счет трения, на обеих поверхностях своих круглых пластинчатых фрагментов, с дисковым фрагментом 20A и т.п. Следовательно, прижимающие усилия прижимных устройств 60A и 60B могут эффективно передаваться, так что прижимающие усилия на обеих поверхностях становятся равными друг другу. Кроме того, напряжение от деформаций, прикладываемое к тормозным колодкам, может быть уменьшено в сравнении со случаем, когда сцепление за счет трения с дисковым фрагментом 20A и т.п. выполняется на одной поверхности кругового пластинчатого фрагмента каждой из тормозных колодок 14A и 14B и других областей. Впрочем, это действие и этот результат также получаются в других вариантах осуществления изобретения, которые будут описаны ниже.
Второй вариант осуществления изобретения
Фиг. 4 представляет собой вид в разрезе, показывающий второй вариант осуществления фрикционного тормозного устройства согласно изобретению, которое сконфигурировано как тормозное устройство транспортного средства, которое разрезано вдоль сечения, проходящего через ось вращения, фиг. 5 - частичный вид сбоку второго варианта осуществления изобретения, при просмотре с правой стороны на фиг. 4, и фиг. 6 - частичный вид в разрезе по линии VI-VI с фиг. 4.
В этом втором варианте осуществления изобретения основной ротор 20 не имеет цилиндрического фрагмента 20B и является элементом, отдельным от вращающегося вала 16. Кроме того, кольцевой пластинообразный дисковый фрагмент 20A основного ротора 20 соединяется как одно целое с дополнительным ротором 22 посредством соединительного фрагмента 64, который состоит из ребер для рассеивания тепла. Вращающийся вал 16 имеет фланцевый фрагмент 16A на своем внешнем крае. Внутренний периферийный фрагмент фрагмента 20C обода, который объединен с дисковым фрагментом 20A, соединяется с фланцевым фрагментом 16A четырьмя болтами 32. Соответственно, хотя не показано на чертежах, фрагмент 20C обода соединяется как одно целое с фрагментом обода колеса вместе с фланцевым фрагментом 16A, посредством взаимного крепления болтов 32 и гаек, навинчиваемых на них.
Тормозные колодки 14A и 14B, неповоротные фрикционные элементы 34A и 34B и поршни 42A и 42B размещаются с обеих сторон тормозного ротора 12, соответственно, в ориентации, обратной ориентации первого варианта осуществления изобретения. Кроме того, неповоротные фрикционные элементы 34A и 34B поддерживаются таким образом, чтобы перемещаться относительно тормозного ротора 12 относительно оси самопроизвольного вращения 40, но не поворачиваться вокруг оси самопроизвольного вращения 40, посредством суппорта 68, который протягивается по существу в U-образном поперечном сечении через внешний периферийный фрагмент тормозного ротора 12.
Суппорт 68 состоит из пары рычажных фрагментов 68A и 68B, которые располагаются по обеим сторонам тормозного ротора 12, соответственно, и соединительного фрагмента 68C, который как одно целое соединяет внешние концы этих рычажных фрагментов в радиальном направлении друг с другом. Рычажные фрагменты 68A и 68B снабжаются каналами 44A и 44B цилиндра таким образом, чтобы протягиваться вдоль оси самопроизвольного вращения 40, соответственно. Поршни 42A и 42B вставляются в каналы 44A и 44B цилиндров возвратно-поступательным образом вдоль оси самопроизвольного вращения 40, соответственно, и взаимодействуют с рычажными фрагментами 68A и 68B, чтобы определять камеры 48A и 48B цилиндров, соответственно. Соответственно, прижимные устройства 60A и 60B согласно этому второму варианту осуществления изобретения определяются поршнями 42A и 42B и камерами 48A и 48B цилиндров, соответственно.
Хотя это и не показано на фиг. 4, камеры 48A и 48B цилиндров соединяются с гидравлическим тормозным актуатором посредством внутренних каналов, которые предоставляются в рычажных фрагментах 68A и 68B, и трубками, которые сообщаются с ними. Соответственно, давления масла в камерах 48A и 48B цилиндров одновременно управляются до одинакового давления посредством тормозного актуатора.
Элементы 72A и 72B для поддержки тормозных колодок прикрепляются к внутренним поверхностям внутренних конечных фрагментов рычажных фрагментов 68A и 68B в радиальном направлении тремя болтами 70A и 78B, соответственно. Элементы 72A и 72B для поддержки тормозных колодок имеют ту же форму, что и выступающие фрагменты 38A и 38B согласно первому варианту осуществления изобретения, и разнесены друг от друга в осевом направлении посредством дискового фрагмента 20A и дополнительного ротора 22.
Цилиндрический корпус 74 прикрепляется к внешней окружности основного ротора 20 таким средством как сварка или т.п. Цилиндрический корпус 74 имеет осевую длину, большую, чем толщина внешнего периферийного фрагмента тормозного ротора 12, и выступает по обеим сторонам тормозного ротора 12 в осевом направлении. Внутренние периферийные поверхности 74A и 74B цилиндрического корпуса 74 взаимодействуют с опорными поверхностями 72AS и 72BS элементов 72A и 72B поддержки тормозных колодок, соответственно, и поддерживают тормозные колодки 14A и 14B, соответственно, таким образом, чтобы они перемещались относительно неподвижного элемента 38 вдоль оси самопроизвольного вращения 40 и поворачивались вокруг оси самопроизвольного вращения 40.
Соотношение между коэффициентами трения соответствующих фрагментов сцепления за счет трения элементов 72A и 72B поддержания тормозных колодок также задается тем же образом, что и соотношение между коэффициентами трения фрагментов сцепления за счет трения, соответствующих выступающим фрагментам 38A и 38B, согласно первому варианту осуществления изобретения. Соответственно, элементы 72A и 72B поддержки тормозных колодок функционируют таким же образом, что и выступающие фрагменты 38A и 38B согласно первому варианту осуществления изобретения для тормозных колодок 14A и 14B, соответственно.
Соответственно, в этом варианте осуществления изобретения также получаются действие и результат, аналогичные действию и результату в случае первого варианта осуществления изобретения. То есть, изменение в коэффициенте трения, получающееся в результате процесса абразивного износа, может быть уменьшено в сравнении со случаем, когда фрикционный элемент сцепляется за счет трения с цилиндрическим фрагментом тормозного ротора через вращение, как в случае с тормозным устройством, описанным в вышеупомянутой выложенной публикации. Тормозное устройство 10 может устойчиво формировать тормозное усилие в течение длительного периода.
Кроме того, тормозной момент Tb тормозного устройства 10 согласно этому варианту осуществления изобретения и коэффициент Rb серворегулирования тормозного момента в противоположность тормозному устройству, которое формирует только тормозной момент T, получающийся в результате силы F трения, также являются такими же, что и в случае первого варианта осуществления изобретения, соответственно.
Третий вариант осуществления изобретения
ФИГ. 7 представляет собой частичный вид в разрезе, аналогичный фиг. 6, показывающий третий вариант осуществления тормозного устройства согласно изобретению, которое сконфигурировано как пример модификации второго варианта осуществления изобретения.
В этом третьем варианте осуществления изобретения канавка 76A предусматривается в паре поверхностей боковых стенок опорной поверхности 72AS элемента 72A поддержки тормозной колодки. Канавка 76A протягивается перпендикулярно оси вращения 18, и глубина канавки 76A задается таким образом, чтобы постепенно увеличиваться, когда расстояние от оси вращения 18 увеличивается. Упругое тело 78A, такое как резина, прикрепляется к поверхности дна канавки 76A, и толщина упругого тела 78A также задается таким образом, чтобы постепенно увеличиваться, когда расстояние от оси вращения 18 увеличивается.
Металлическая поддерживающая планка 80A прикрепляется к поверхности упругого тела 78A таким средством как склеивание или т.п. Когда тормозное устройство 10 не работает, поверхность поддерживающей планки 80A слегка опирается на внешнюю периферийную поверхность тормозной колодки 14A в состоянии наклона относительно направления, перпендикулярного радиальному направлению, на 45°. Однако, когда тормозное устройство 10 находится в действии, поддерживающая планка 80A нажимается тормозной колодкой 14A, и упругое тело 78A сжимающимся образом деформируется в канавке 76A. Таким образом, угол наклона θ поверхности поддерживающей планки 80A относительно направления, перпендикулярного радиальному направлению, меньше 45°.
Кроме того, элемент 72B поддержки тормозной колодки также сконфигурирован тем же образом, что и элемент 72A поддержки тормозной колодки. Соответственно, элемент 72B поддержки тормозной колодки действует тем же образом, что и элемент 72A поддержки тормозной колодки, несмотря на то, работает или не работает тормозное устройство 10, и поддерживающая планка 80B наклоняется тем же образом, что и поддерживающая планка 80A, посредством сжимающей деформации упругого тела 78B.
В других отношениях, этот третий вариант осуществления изобретения сконфигурирован тем же образом, что и вышеупомянутый второй вариант осуществления изобретения. В результате, третий вариант осуществления изобретения идентичен по действию второму варианту осуществления изобретения за исключением того, что сила противодействия, получаемая тормозными колодками 14A и 14B от элементов 72A и 72B поддержки тормозных колодок во время работы тормозного устройства 10, ближе к радиальному направлению, чем в случае второго варианта осуществления изобретения. В результате, согласно третьему варианту осуществления изобретения, могут быть получены действие и результат, аналогичные действию и результату в случае второго варианта осуществления изобретения.
В частности, согласно третьему варианту осуществления изобретения, тормозной момент Tb тормозного устройства 10 и коэффициент Rb серворегулирования тормозного момента могут быть сделаны больше, чем значения второго варианта осуществления изобретения, соответственно. Кроме того, величины, на которые тормозной момент Tb и коэффициент Rb серворегулирования тормозного момента больше, чем значения второго варианта осуществления изобретения, соответственно, могут быть постепенно увеличены, когда прижимающее усилие прижимных устройств 60A и 60B увеличивается.
То есть, предполагается, что размеры соответствующих элементов тормозного устройства 10 равны значениям второго варианта осуществления изобретения, соответственно. Тормозной момент Tp, получающийся в результате силы Fp трения, формируемой внешними периферийными поверхностями тормозных колодок 14A и 14B, выражается уравнением 5, показанным ниже.
Tp=2×µF/tanθ×µ×152,5=19F/tanθ … (5)
Когда угол наклона θ равен 45°, тормозной момент Tp равен 19 F, как в случае с первым вариантом осуществления изобретения и вторым вариантом осуществления изобретения. Однако, когда угол наклона θ становится равным 30°, тормозной момент Tp увеличивается приблизительно до 33 F. В результате, если угол наклона θ уменьшается с 45° до 30°, когда прижимающее усилие увеличивается, тормозной момент Tp постепенно увеличивается от 19 F приблизительно до 33 F.
Кроме того, когда угол наклона θ становится равным 30°, коэффициент Rb серворегулирования тормозного момента выражается уравнением 6, показанным ниже. В результате, если угол наклона θ уменьшается с 45° до 30°, когда прижимающее усилие увеличивается, коэффициент Rb серворегулирования постепенно увеличивается с 1,3, что выражается вышеупомянутым уравнением 4, до 1,6.
Rb=(60F+33F)/60F=93F/60F≈1,6 … (6)
Впрочем, когда действия элементов 72A и 72B поддержки тормозных колодок согласно этому третьему варианту осуществления изобретения строго наблюдаются, сила противодействия, получающаяся в результате упругой деформации упругих тел 78A и 78B, увеличивает силу, с которой тормозные колодки 14A и 14B прижимаются к цилиндрическим поверхностям 36A и 36B, соответственно. В результате, величины и степени увеличения в тормозном моменте Tp и коэффициенте Rb серворегулирования тормозного момента, получающиеся в результате увеличения в прижимающем усилии, становятся больше, чем вышеупомянутые значения, соответственно.
Четвертый вариант осуществления изобретения
ФИГ. 8 представляет собой вид в разрезе, показывающий четвертый вариант осуществления фрикционного тормозного устройства согласно изобретению, которое сконфигурировано как пример модификации второго варианта осуществления изобретения, которое разрезано вдоль сечения, проходящего через ось вращения, фиг. 9 - частичный вид сбоку согласно четвертому варианту осуществления изобретения, при просмотре с правой стороны на фиг. 8, и фиг. 10 - частичный вид в разрезе по линии X-X с фиг. 8.
В этом четвертом варианте осуществления изобретения элементы 72A и 72B поддержки тормозных колодок не прикрепляются к внутренним поверхностям внутренних концевых фрагментов рычажных фрагментов 68A и 68B, соответственно. Однако, ролики 84A и 84B, которые функционируют в качестве элементов поддержки тормозных колодок, поддерживаются с возможностью вращения вокруг оси 86 вращения ролика, параллельной оси вращения 18, посредством шплинтов 82A и 82B, которые прикрепляются к внутренним концевым фрагментам рычажных фрагментов 68A и 68B в радиальном направлении, соответственно, посредством, например, прессовой посадки. Ролики 84A и 84B формируются из по существу жесткого материала, такого как металл с небольшим коэффициентом трения.
Ролики 84A и 84B взаимодействуют с цилиндрическим корпусом 74, прикрепленным к внешней периферии основного ротора 20, и поддерживают тормозные колодки 14A и 14B, соответственно, таким образом, чтобы они могли смещаться относительно неподвижного элемента 38 вдоль оси самопроизвольного вращения 40 и поворачиваться вокруг оси самопроизвольного вращения 40. В частности, ролики 84A и 84B находятся в контакте с внешними периферийными поверхностями тормозных колодок 14A и 14B, соответственно, в положении, где угол наклона относительно направления, перпендикулярного радиальному направлению, равен 45°.
В результате, ролики 84A и 84B функционируют тем же образом, что и выступающие фрагменты 38A и 38B согласно первому варианту осуществления изобретения и элементы 72A и 72B поддержки тормозных колодок согласно второму варианту осуществления изобретения, соответственно. Соответственно, в этом варианте осуществления изобретения также могут быть получены действие и результат, аналогичные действию и результату в случае первого варианта осуществления изобретения. Тормозной момент Tb тормозного устройства 10 и коэффициент Rb серворегулирования тормозного момента могут быть заданы равными большим значениям, как в случае с первым вариантом осуществления изобретения и вторым вариантом осуществления изобретения, чем в тормозном устройстве, которое формирует тормозной момент T, получающийся только в результате силы F трения.
В частности, ролики 84A и 84B поддерживаются с возможностью вращения посредством шплинтов 82A и 82B, соответственно. В результате, когда тормозные колодки 14A и 14B перемещаются в круговом направлении посредством дискового фрагмента 20A и дополнительного ротора 22, соответственно, сила трения, формируемая между внешними периферийными поверхностями тормозных колодок и элементами поддержки тормозных колодок, может быть сделана меньшей, чем в случаях других вариантов осуществления изобретения.
Кроме того, ролики 84A и 84B сформированы из жесткого материала, но могут быть сформированы из сжимаемого деформируемого материала, такого как резина или полимер. В этом случае, когда прижимающее усилие прижимных устройств 60A и 60B увеличивается, величина сжимающей деформации роликов 84A и 84B увеличивается, и угол наклона, сформированный поверхностями роликов, которые находятся в соприкосновении с внешними периферийными поверхностями тормозных колодок 14A и 14B, соответственно, относительно направления, перпендикулярного радиальному направлению, уменьшается.
Соответственно, как и в случае с вышеупомянутым третьим вариантом осуществления изобретения, тормозной момент Tbp тормозного устройства 10 и коэффициент Rb серворегулирования тормозного момента могут быть сделаны больше, чем значения второго варианта осуществления изобретения, соответственно. Кроме того, величины, на которые тормозной момент Tbp и коэффициент Rb серворегулирования тормозного момента больше, чем значения второго варианта осуществления изобретения, соответственно, могут быть постепенно увеличены, когда прижимающее усилие прижимных устройств 60A и 60B увеличивается.
Изобретение было описано выше подробно относительно конкретных вариантов его осуществления. Однако, изобретение не ограничено вышеупомянутыми вариантами его осуществления. Будет очевидно специалистам в области техники, что возможны другие различные варианты осуществления в рамках изобретения.
Например, в каждом из вышеупомянутых вариантов осуществления изобретения предусматриваются пара тормозных колодок, пара неповоротных фрикционных элементов, пара поршней и пара прижимных устройств. Однако, также допустимо предусматривать только одну тормозную колодку, только один неповоротный фрикционный элемент, только один поршень и только одно прижимное устройство.
Кроме того, в каждом из вышеупомянутых соответствующих вариантов осуществления изобретения, когда выступающий фрагмент 38A, элемент 72A поддержки тормозной колодки и т.п. в качестве поддерживающих элементов начинают сцепляться, по меньшей мере, с тормозными колодками 14A и 14B, угол наклона, сформированный их поверхностями относительно направления, перпендикулярного радиальному направлению, равен 45°. Однако, этот угол наклона может отличаться от 45°.
Кроме того, в каждом из вышеупомянутых соответствующих вариантов осуществления изобретения поддерживающие элементы, такие как выступающий фрагмент 38A, элемент 72A поддержки тормозной колодки и т.п. формируются из жесткого материала, но могут быть сформированы из упруго деформируемого материала, как в случае с примерами модификации роликов 84A и 84B согласно четвертому варианту осуществления изобретения. В этом случае, даже если не существует конфигурация как в третьем варианте осуществления изобретения, могут быть получены действие и результат, аналогичные действию и результату, характерным для третьего варианта осуществления изобретения.
Кроме того, в вышеупомянутом первом варианте осуществления изобретения основной ротор 20 и дополнительный ротор 22 не взаимодействуют с вращающимся валом 16, элементом 28 поддержки колеса и неподвижным элементом 38, чтобы формировать изолированное пространство, но могут быть модифицированы так, что изолированное пространство формируется. Кроме того, в этом случае изолированное пространство может быть заполнено смазкой.
Кроме того, в вышеупомянутом первом варианте осуществления изобретения цилиндрический фрагмент 20B формируется как одно целое с дисковым фрагментом 20A, чтобы формировать основной ротор 20. Однако, цилиндрический фрагмент 20B может быть сформирован как одно целое с дополнительным ротором 22. Кроме того, дисковый фрагмент 20A, цилиндрический фрагмент 20B и дополнительный ротор 22 могут быть сформированы отдельно друг от друга.
Кроме того, в вышеупомянутом третьем варианте осуществления изобретения, упругие тела 78A и 78B сжимающим образом деформируются, и угол наклона поверхностей поддерживающих планок 80A и 80B изменяется. Однако, также приемлемо выполнять модификацию так, что угол наклона поверхностей поддерживающих планок 80A и 80B не изменяется, что упругие тела 78A и 78B сжимающим образом деформируются, и что сила их противодействия увеличивается.
Кроме того, в каждом из вышеупомянутых вариантов осуществления изобретения, каждое из прижимных устройств является гидравлическим прижимным устройством, в котором поршень вставляется в канал цилиндра, чтобы формировать камеру цилиндра, но может быть модифицировано в электромагнитный актуатор. Кроме того, тормозное устройство согласно каждому из вариантов осуществления изобретения является тормозным устройством транспортного средства. Однако, тормозное устройство согласно изобретению может быть применено в целях, отличных от использования в транспортных средствах.
1. Фрикционное тормозное устройство, содержащее:
тормозной ротор, который вращается вокруг оси вращения,
поворотный фрикционный элемент, который может вращаться вокруг оси самопроизвольного вращения, параллельной оси вращения,
поддерживающий элемент, который поддерживает поворотный фрикционный элемент с возможностью вращения вокруг оси самопроизвольного вращения, и
прижимное устройство, которое прижимает поворотный фрикционный элемент к тормозному ротору,
при этом поворотный фрикционный элемент вращается вокруг оси вращения относительно тормозного ротора, в то же время фрикционно взаимодействуя с боковой поверхностью тормозного ротора, когда прижимающее устройство прижимает поворотный фрикционный элемент к тормозному ротору,
причем поддерживающий элемент выложен с возможностью прижатия поворотного фрикционного элемента в направлении, перпендикулярном оси вращения, и фрикционного взаимодействия с внешней периферией круглого пластинчатого фрагмента цилиндрической поверхностью тормозного ротора, когда поворотный фрикционный элемент осуществляет вращение,
при этом поворотный фрикционный элемент выполнен с возможностью самопроизвольного вращения вокруг оси самопроизвольного вращения посредством силы трения между поворотным фрикционным элементом и боковой поверхностью тормозного ротора, когда прижимное устройство начинает прижимать поворотный фрикционный элемент, но приходит в состояние покоя, когда увеличивается прижимающее усилие от прижимного устройства.
2. Фрикционное тормозное устройство по п. 1, в котором:
поддерживающий элемент поддерживает поворотный фрикционный элемент с возможностью вращения вокруг оси самопроизвольного вращения, на опорной поверхности, включающей в себя наклонную поверхность, которая наклонена относительно направления, перпендикулярного радиальному направлению тормозного ротора,
причем поддерживающий элемент прижимает поворотный фрикционный элемент посредством силы противодействия прижимающего усилия, прикладываемого к наклонной поверхности поворотным фрикционным элементом.
3. Фрикционное тормозное устройство по п. 1 или 2, в котором сила трения между поворотным фрикционным элементом и поддерживающим элементом является меньшей, чем сила трения между внешней периферией поворотного фрикционного элемента и цилиндрической поверхностью тормозного ротора.
4. Фрикционное тормозное устройство по п. 1 или 2, в котором опорная поверхность является цилиндрической поверхностью роликового элемента, который вращается вокруг оси вращения ролика, параллельной оси самопроизвольного вращения.
5. Фрикционное тормозное устройство по п. 1 или 2, в котором поддерживающий элемент включает в себя упругий элемент, который упруго деформируется поворотным фрикционным элементом, чтобы увеличивать силу противодействия, прикладываемую к поворотному фрикционному элементу, когда поворотный фрикционный элемент осуществляет вращение.
6. Фрикционное тормозное устройство по п. 2, в котором поддерживающий элемент выполнен так, что угол наклона наклонной поверхности относительно направления, перпендикулярного радиальному направлению тормозного ротора, уменьшается, когда увеличивается прижимающее усилие, прикладываемое к наклонной поверхности поворотным фрикционным элементом.
7. Фрикционное тормозное устройство по п. 1 или 2, в котором:
прижимное устройство прижимает поворотный фрикционный элемент к тормозному ротору через неповоротный фрикционный элемент, который поддерживается без возможности вращения вокруг оси вращения,
причем поворотный фрикционный элемент сцепляется за счет трения, на одной своей стороне, с тормозным ротором и сцепляется за счет трения, на другой своей стороне, с неповоротным фрикционным элементом.
