(57)【要約】【課題】ネガティブタイプのディスクブレーキ装置において、従来よりも小型化を図り、装置設計の自由度、並びに適用範囲の拡大に寄与する事のできるディスクブレーキ装置を提供する。【解決手段】キャリパボディ１２のシリンダ２０内に配置されたピストン２６が、皿ばね５０からの押圧力を受けることにより、ピストン側パッド３８を押圧するディスクブレーキ装置１０であって、皿ばね５０は、少なくとも一部がキャリパボディ１２に内包されると共に、ピストン２６の突出方向と異なる方向に押圧力を生じさせる軸を持つように配置され、皿ばね５０の押圧力をピストン２６に伝達するカム機構４０を備えていることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリパボディのシリンダ内に配置されたピストンが、作動弾性体からの押圧力を受けることにより、ブレーキパッドを押圧するディスクブレーキ装置であって、
前記作動弾性体は、少なくとも一部が前記キャリパボディに内包されると共に、前記ピストンの突出方向と異なる方向に押圧力を生じさせる軸を持つように配置され、
前記作動弾性体の押圧力を前記ピストンに伝達する伝達機構を備えていることを特徴とするディスクブレーキ装置。
【請求項２】
前記作動弾性体の押圧力を生じさせる軸に沿った位置に設けられ、前記押圧力に対する反力を生じさせる作動軸を有するアクチュエータを備えたことを特徴とする請求項１に記載のディスクブレーキ装置。
【請求項３】
前記作動軸の対向位置に設けられ、前記押圧力を伝達するホルダを介した押圧力伝達部を備えたことを特徴とする請求項２に記載のディスクブレーキ装置。
【請求項４】
前記キャリパボディの背肉部に、前記作動弾性体を配置したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のディスクブレーキ装置。
【請求項５】
前記作動弾性体が１つ以上備えられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のディスクブレーキ装置。
【請求項６】
前記アクチュエータがエアチャンバであることを特徴とする請求項２、または請求項２を含む請求項３乃至５のいずれか１項に記載のディスクブレーキ装置。
【請求項７】
前記アクチュエータがモータギヤユニットであることを特徴とする請求項２、または請求項２を含む請求項３乃至５のいずれか１項に記載のディスクブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスクブレーキ装置に係り、特に、非稼働時に制動力を生じさせる、いわゆるネガティブタイプのディスクブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業機械などで、回転体の保持にディスクブレーキ装置が用いられる際、皿ばねの荷重を直接制動力に用いるネガティブタイプのディスクブレーキ装置が採用されることが多い。このような構造のディスクブレーキ装置では、制動力の解除に油圧の力を利用するものが一般的に知られているが、油圧機構を採用するためのスペースや配管を排除し、小型で簡易なシステムとする事が望まれていた。
【０００３】
このような実状に鑑み、本願出願人は、特許文献１に開示されているような、制動力の解除機構にカム機構を採用したディスクブレーキ装置を提案している。特許文献１に開示されているディスクブレーキ装置は、キャリパボディの一部を支持部としてカムを回動させる事で、皿ばねによって押圧されているピストンをロータから離間する側へ押圧するという機構を備えるものである。カムは、キャリパボディの背肉部を貫通するロッドを動作させるアクチュエータに接続されたレバー部を備え、梃子の原理により、小さな力によっても大きな皿ばねの荷重に対する反力を生じさせることが可能な構成とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１６６６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献に開示されているディスクブレーキ装置によれば、制動の解除に大きな力を必要としないため、アクチュエータとして、エアや電力により動作するものを採用する事ができる。また、制動解除機構に油圧機構を採用するディスクブレーキ装置に比べ、小型化を図ることも可能となる。
【０００６】
しかし、産業機械等において、装置全体の小型化が図られたり、多機能化が求められる中では、ディスクブレーキ装置をさらに小型化し、装置設計の自由度を向上させたり、適用する機械自体に幅を持たせる事が望まれてきている。
【０００７】
そこで本発明では、ネガティブタイプのディスクブレーキ装置において、従来よりも小型化を図り、装置設計の自由度、並びに適用範囲の拡大に寄与する事のできるディスクブレーキ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係るディスクブレーキ装置は、キャリパボディのシリンダ内に配置されたピストンが、作動弾性体からの押圧力を受けることにより、ブレーキパッドを押圧するディスクブレーキ装置であって、前記作動弾性体は、少なくとも一部が前記キャリパボディに内包されると共に、前記ピストンの突出方向と異なる方向に押圧力を生じさせる軸を持つように配置され、前記作動弾性体の押圧力を前記ピストンに伝達する伝達機構を備えていることを特徴とする。
【０００９】
また、上記特徴を有するディスクブレーキ装置では、前記作動弾性体の押圧力を生じさせる軸に沿った位置に設けられ、前記押圧力に対する反力を生じさせる作動軸を有するアクチュエータを備えるようにすると良い。このような特徴を有する事により、制動力を解除する事が可能となる。
【００１０】
また、上記特徴を有するディスクブレーキ装置は、前記作動軸の対向位置に設けられ、前記押圧力を伝達するホルダを介した押圧力伝達部を備えるようにすると良い。このような特徴を有する事により、作動弾性体が複数存在する場合であっても、押圧力を伝達機構に伝達する力伝達経路を１系統にまとめることができる。
【００１１】
また、上記特徴を有するディスクブレーキ装置は、前記キャリパボディの背肉部に、前記作動弾性体を配置する構成とすることができる。このような特徴を有する事により、キャリパボディの外部に突出する部位を減らす事ができる。よって、ディスクブレーキ装置の小型化を図る事ができる。
【００１２】
また、上記特徴を有するディスクブレーキ装置では前記背肉部に、前記作動弾性体が１つ以上備えられていれば良い。このような特徴を有する事により、少なくとも押圧量を生じさせる事が可能となる。また、作動弾性体の数を増やす事によれば、個々の作動弾性体を縮小化する事ができる。このため、分散配置が可能となり、大きな配置スペースを不要とする事ができる。よって、ディスクブレーキ装置の小型化に寄与する事ができる。
【００１３】
また、上記特徴を有するディスクブレーキ装置では、前記アクチュエータをエアチャンバとすることができる。このような特徴を有する事によれば、作動油を必要としないため、装置全体の小型化を図る事ができる。
【００１４】
さらに、上記特徴を有するディスクブレーキ装置では、前記アクチュエータをモータギヤユニットとすることもできる。このような特徴を有する事によれば、作動動作に必要な配管が不要となる。よって、装置設置の自由度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
上記のような特徴を有することによれば、ネガティブタイプのディスクブレーキ装置において、従来よりも小型、軽量化を図ることができる。また、小型、軽量化に起因して、取り付け対象とする装置設計の自由度、並びに適用範囲の拡大を図る事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係るディスクブレーキ装置の外観構成を示す正面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面を示す図である。
【図３】図２におけるＢ−Ｂ断面を示す図である。
【図４】図２におけるＣ−Ｃ断面を示す図である。
【図５】アウタピストンの平面形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明のディスクブレーキ装置について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、図面において、図１は、実施形態に係るディスクブレーキ装置の外観を現した正面図であり、図２は、図１におけるＡ−Ａ断面を表す図である。また、図３と図４は、それぞれ図２におけるＢ−Ｂ断面とＣ−Ｃ断面を表す図である。さらに、図５は、実施形態に係るディスクブレーキ装置のアウタピストンの構成を示す平面図である。
【００１８】
本実施形態に係るディスクブレーキ装置１０は、キャリパボディ１２と、アクチュエータ５８、及びサポート６２を基本として構成され、ロータ７０の摺動面にブレーキパッド（ピストン側パッド３８、爪側パッド４６）を押し付けることで、制動力を発揮する。
【００１９】
キャリパボディ１２は、シリンダ部１４と爪部１８、および背肉部１６を基本として構成されている。シリンダ部１４は、ピストン２６を収容するシリンダ２０（図３参照）と共に、カム機構４０を収容する空間としてのボア２２が形成されている。シリンダ２０は、ロータ７０対向面を先端として開口を有する穴である。ボア２２は、シリンダ２０の後端側に形成され、背肉部１６側へと延接されている空隙である。実施形態に係るキャリパボディ１２では、シリンダ２０とボア２２との間に、反力受けとしての作用を奏する段差部２４が形成されている。
【００２０】
シリンダ２０に収容されるピストン２６は、アウタピストン２８とインナピストン３０により構成されている。アウタピストン２８は、受圧要素、及び摺動要素としての作用を担い、インナピストン３０は、押圧要素、及び調整要素としての役割を担う。本実施形態では、アウタピストン２８とインナピストン３０について、それぞれ次のような構成としている。
【００２１】
アウタピストン２８は、摺動部２８ａと受圧部２８ｂにより構成されている。摺動部２８ａは、シリンダ２０の摺動面に対応する摺動面と、インナピストン３０を収容する凹陥部２８ａ１とを備える。凹陥部２８ａ１は、ロータ７０との対向面側（先端側）に開口部を有し、内周壁には雌ネジが形成されている。また、凹陥部２８ａ１の底面には、貫通孔２８ａ２が形成されていると共に、摺動部２８ａの後端側には、フランジ部２８ａ３が形成されている。貫通孔２８ａ２は、詳細を後述するインナピストン３０におけるアジャスタ部３０ｂを挿通させるための要素である。また、フランジ部２８ａ３は、シリンダ２０の内周径よりも大径となるように構成され、アウタピストン２８をシリンダ２０に組み付けた際、段差部２４の端面とフランジ部２８ａ３のフランジ面が対向面を構成するように形成されている。そして、段差部２４の端面とフランジ部２８ａ３のフランジ面との間には、弦巻バネ等の反力発生手段３２が設けられている。
【００２２】
受圧部２８ｂは、摺動部２８ａの後端側に連接されており、後端側に受圧面２８ｂ１を備える。受圧面２８ｂ１は、詳細を後述するカム機構４０におけるカム部４２ａとの接触面であり、図３、図４に示す形態では、半割軸受等の摺動部材３４が設けられている。ここで、受圧部２８ｂは、貫通孔２８ａ２に挿通されるアジャスタ部３０ｂを避けるように分割して配置されるため、その平面形態は、図５に示すように門型となる。
【００２３】
インナピストン３０は、インナピストン本体３０ａと、アジャスタ部３０ｂとより構成されている。インナピストン本体３０ａは、アウタピストン２８に形成された凹陥部２８ａ１に収容される要素であり、その外周面には、凹陥部２８ａ１の内周壁に形成されている雌ネジに螺合する雄ネジが形成されている。
【００２４】
アジャスタ部３０ｂは、インナピストン３０の後端部に連接される回転軸であり、アジャスタ部３０ｂを回転させる事で、インナピストン本体３０ａも回転し、アウタピストン２８に対するインナピストン３０の突出量を調整することができる。アジャスタ部３０ｂの後端部には、角型摺動ピン３６を収容するための凹陥部３０ｃが形成されている。凹陥部３０ｃに収容される角型摺動ピン３６の一部をキャリパボディ１２の外部に晒す事で、キャリパボディ１２の外部から、インナピストン３０の突出量の調整が可能となる。また、摺動ピンを角型とする事で、回転付与時の掛かりを奏すると共に、インナピストン３０の位置がロータ７０側へ移動したとしても、角型摺動ピン３６の位置に変位が生じる事が無い。
【００２５】
このような構成のピストン２６におけるインナピストン３０のロータ対向面側（先端側）には、ブレーキパッド（以下、ピストン側パッド３８と称す）が配置されている。
【００２６】
カム機構４０は、カムレバー４２と反力受け４４とから構成される。カムレバー４２は、カム部４２ａと、レバー部４２ｂ、及び連結部４２ｃを有する。カム部４２ａは、回動によりピストン２６の受圧部２８ｂに対して押圧力を付与する要素であり、レバー部４２ｂは、カム部４２ａに回転を付与する要素である。また、連結部４２ｃは、レバー部４２ｂに対して、制動力発生方向（矢印Ａ：図４参照）の回転動作に寄与する力と、制動力解除方向（矢印Ｂ：図４参照）の回転動作に寄与する力を与えるための各要素（詳細を後述するリンク５６と直動ロッド６０）の力をレバー部４２ｂに伝えるための要素である。
【００２７】
反力受け４４は、キャリパボディ１２に固定された要素であり、実施形態に係る例では、カム部４２ａの回転中心を構成する。反力受け４４とカム部４２ａとの間には、カム部４２ａと受圧面２８ｂ１との間と同様に、摺動部材３４が設けられると良い。
【００２８】
図３、図４に示す構成のカム部４２ａは、矢印Ａの方向に回動する事で、ピストン２６をロータ７０の配置方向へ押圧する。一方、矢印Ｂの方向に回動した場合には、受圧部２８ｂに対する押圧力が解除される。本実施形態の場合、アウタピストン２８におけるフランジ部２８ａ３と、シリンダ２０とボア２２の間の段差部２４との間に反力発生手段３２が設けられていることにより、受圧部２８ｂに対する押圧力が解除される事で、ピストン２６がロータ７０から離間する方向へ引き戻される。
【００２９】
また、レバー部４２ｂは、支点となる回転中心Ｏ（図４参照）から、作用点となるカム部４２ａの外周面（受圧面２８ｂ１との対向面）までの距離ｄ１と、回転中心Ｏから力点となる連結部４２ｃまでの距離ｄ２との差を大きくとる事で、梃子の原理により、小さな力で大きな回転トルク（ロータ７０の軸線方向Ｐに変換されると押圧力）を生じさせることが可能となる。
【００３０】
連結部は、詳細を後述するリンク５６と直動ロッド６０に挟持されると共に、カムレバー４２の回動に伴い、円弧状に移動する事から、リンク５６、および直動ロッド６０との接触面に、ほぼ半球状の凹陥部を設けている。
【００３１】
爪部１８は、ロータ７０を介してシリンダ部１４と対向配置される反力受けとしての要素である。爪部１８におけるロータ７０との対向面側には、ブレーキパッド（以下、爪側パッド４６と称す）が配置されている。
【００３２】
背肉部１６は、ロータ７０の外周側を跨いで、シリンダ部１４と爪部１８とを連結する要素である。本実施形態の背肉部１６には、作動弾性体としての皿ばね５０を収容する収容部４８が設けられている。収容部４８は、ボア２２側に開口部を形成し、ロータ７０の軸方向に延設された凹陥部（穴）として形成されている。本実施形態の場合、背肉部１６に対して並列に、２つの収容部４８を形成する構成とされている。収容部４８に収容する皿ばね５０の直径を小さくしつつ、制動力を生じさせるのに必要な押圧力を得るためである。このような構成とする事で、背肉部１６を極端に厚肉化する事がなく、ディスクブレーキ装置１０の小型化に寄与する事ができる。
【００３３】
各収容部４８には、複数の皿ばね５０と、この皿ばね５０を積層保持するためのガイド５２が収容されている。なお、本実施形態の場合、ガイド５２は、皿ばね５０を保持するためのスプリングガイド５２ａと、詳細を後述するスプリングホルダ５４をガイドするためのホルダガイド５２ｂとが一体に形成されている。
【００３４】
スプリングホルダ５４は、皿ばね５０によって発生する軸線方向の押圧力（軸力）をカム機構４０における連結部４２ｃに伝達するための要素の一部であり、２系統に分割されている皿ばね５０からの軸力を統一化する役割を担う。このため、スプリングホルダ５４は、２系統の皿ばね５０双方の力を受けるように、２つのホルダガイド５２ｂを跨ぐように配置される。
【００３５】
ここで、カム機構４０の連結部４２ｃは、カム部４２ａの回転に伴い、ロータ７０の軸線方向に対して円弧状の動きが成される。このため、スプリングホルダ５４と連結部４２ｃの間には、連結部４２ｃの揺動に伴う接触面の偏りを吸収するための半球面を備えたリンク５６が設けられている。
【００３６】
アクチュエータ５８は、本実施形態の場合、制動を解除させる方向にカム機構４０を動作させるための要素である。本実施形態では、アクチュエータ５８として、エアチャンバを採用している。エアチャンバは、直線運動を成す直動ロッド６０を有する。本実施形態に係るディスクブレーキ装置１０では、作動弾性体としての皿ばね５０の軸力を伝達するリンク５６の対向位置に、直動ロッド６０が位置するようにアクチュエータ５８を配置している。また、上述したように、カム機構４０の連結部４２ｃは、カム部４２ａの回転に伴い、ロータ７０の軸線方向に対して円弧状の動きが成される。このため、連結部４２ｃに当接する直動ロッド６０の先端部は、連結部４２ｃの揺動に伴う接触面の偏りを吸収するために、半球状に形成されている。
【００３７】
このような配置形態のディスクブレーキ装置１０では、連結部４２ｃを有するカムレバー４２が、直動ロッド６０とリンク５６とに挟持された状態で動作することとなる。また、皿ばね５０は、カム機構４０を介してピストン２６に押圧力を伝達する構成とされている。このため、従来に比べ、皿ばね５０自体により生じさせる軸力が小さなものであっても、ピストン２６に対する押圧力は、制動力を得るのに充分な力とすることができる。このため、皿ばね５０の小型化、並びに皿ばね５０の設置スペースの狭小化を図ることができる。また、アクチュエータ５８は、皿ばね５０の軸力に対向する押圧力を生じさせるものであれば、カム機構４０を動作させる事が可能となる。よって、各要素の小型、軽量化を図る事ができ、ディスクブレーキ装置１０全体としても、小型、軽量化を図る事ができる。
【００３８】
サポート６２は、ロータ７０と離間した装置本体や車両等の構造物に固定され、キャリパボディ１２を保持するための要素である。実施形態に係るディスクブレーキ装置１０では、摺動ピン６４を介してロータ７０の軸線方向にキャリパボディ１２が摺動するように保持されている。このため、ピストン２６がロータ７０側（矢印Ｃの方向）へ突出することでピストン側パッド３８がロータ７０に当接すると、その反力によりキャリパボディ１２全体が矢印Ｄの方向へ摺動する。これにより爪側パッド４６がロータ７０に当接し、対を成すパッド（ピストン側パッド３８と爪側パッド４６）によりロータ７０が挟持され、制動力が生ずることとなる。
【００３９】
このような構成のディスクブレーキ装置１０によれば、作動弾性体としての皿ばね５０の収容部４８を背肉部１６に配置したことより、キャリパボディ１２の突出部が減少し、小型化を図る事ができる。また、背肉部１６に収容した皿ばね５０と押圧力を生じさせるピストン２６との間にカムレバー４２を備えた事により、皿ばね５０自体の小径化を図る事ができ、従来の背肉部１６の厚さを変える事なく、該当部位に収容する事が可能となった。
【００４０】
このように、ディスクブレーキ装置１０の小型化を図る事ができた事により、ディスクブレーキ装置１０を適用する装置設計の自由度を向上させることができる。また、車両などのように、設置場所が狭隘な部位にも適用することが可能となる。よって、ネガティブタイプのディスクブレーキ装置１０を適用する範囲の拡大に寄与することもできる。
【００４１】
また、上記実施形態では、アクチュエータ５８としてエアチャンバを採用する旨記載した。しかしながら、従来技術と同様に、アクチュエータ５８として、モータギヤユニットを採用しても良い。このような構成とした場合であっても、本発明の効果を奏する事ができるからである。また、このような構成とする事で、作動のための配管が不要となり、ディスクブレーキ装置１０を設置する際の自由度を向上させることができる。
【００４２】
また、上記実施形態では、作動弾性体としての皿ばね５０について、２系統に配置し、その直径を抑え、かつ十分な軸力を生じさせることが可能な構成とした旨記載した。しかしながら、皿ばね５０の材質や形態によって、十分な軸力を生じさせることができれば、皿ばね５０を１系統としても良い。また当然に、皿ばね５０の系統数をさらに増やしても良い。
【００４３】
また、上記実施形態では、皿ばね５０の軸力発生方向（配置軸方向）と、ピストン２６の突出方向（矢印Ｃ）とが平行であるように記載している。しかしながら、皿ばね５０とピストン２６との間にはカム機構４０が備えられていることにより、力の伝達は、２つの軸が平行関係からズレた場合であっても成されることとなる。よって、皿ばね５０の配置軸方向と、ピストン２６の突出方向とが角度を持つ構成としても良い。
【００４４】
また、上記実施形態では、リンク５６と直動ロッド６０とは、カムレバー４２の連結部４２ｃを介して対向位置に配置されていたが、両者の配置位置は、必ずしも対向位置としなくても良い。すなわち、レバー部４２ｂの配置方向にズレている場合でも、作用に必要とされる力が異なるだけで、同様な効果を得る事ができる。
【００４５】
また、上記実施形態では、皿ばね５０を配置する収容部４８について、ボア２２側に開口部を持つ凹陥部であると説明した。しかしながら、収容部４８は、少なくとも皿ばね５０の一部を内包し、かつ背肉部１６として、必要十分な強度を備える構成であれば、ロータ７０の半径方向に開口を備えるオープンバック型としても良い。
【符号の説明】
【００４６】
１０………ディスクブレーキ装置、１２………キャリパボディ、１４………シリンダ部、１６………背肉部、１８………爪部、２０………シリンダ、２２………ボア、２４………段差部、２６………ピストン、２８………アウタピストン、２８ａ………摺動部、２８ａ１………凹陥部、２８ａ２………貫通孔、２８ａ３………フランジ部、２８ｂ………受圧部、２８ｂ１………受圧面、３０………インナピストン、３０ａ………インナピストン本体、３０ｂ………アジャスタ部、３０ｃ………凹陥部、３２………反力発生手段、３４………摺動部材、３６………角型摺動ピン、３８………ピストン側パッド、４０………カム機構、４２………カムレバー、４２ａ………カム部、４２ｂ………レバー部、４２ｃ………連結部、４４………反力受け、４６………爪側パッド、４８………収容部、５０………皿ばね、５２………ガイド、５２ａ………スプリングガイド、５２ｂ………ホルダガイド、５４………スプリングホルダ、５６………リンク、５８………アクチュエータ、６０………直動ロッド、６２………サポート、６４………摺動ピン、７０………ロータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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