(57)【要約】【課題】ブレーキパッドが摩耗した場合であっても制動力の低下を抑制できるブレーキ装置を提供する。【解決手段】水平方向を軸方向ｘとするブレーキディスク２の軸方向ｘの両側から挟み込む状態で一対のブレーキパッド９と、このブレーキパッド９をそれぞれ支持する一対のブレーキレバー３を配置して、ブレーキパッド９の摩擦材１１の上下方向ｚにおける中間部分よりも上方となる位置に連結部１０を配置して、この連結部１０によりブレーキパッド９をブレーキレバー３に連結する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向を軸方向とするブレーキディスクの前記軸方向の両側にそれぞれ配置されて上下方向に延設される一対のブレーキレバーと、このブレーキレバーの下端が連結されるベースプレートと、前記軸方向を直角に横断する幅方向に延設されていて前記ブレーキレバーの下端と前記ベースプレートとを連結するベースプレート用支軸と、一対の前記ブレーキレバーの上端の開閉を制御する開閉機構と、前記ブレーキディスクの前記軸方向の両側にそれぞれ配置される一対のブレーキパッドと、前記幅方向に延設される支軸を有していて前記ブレーキパッドを前記ブレーキレバーに連結する連結部とを備えていて、前記ブレーキパッドが前記ブレーキディスクと接触する摩擦材とこの摩擦材を支持するとともに前記連結部を介して前記ブレーキレバーに連結される基部とを備えるブレーキ装置において、
前記連結部が前記摩擦材の上下方向における中間部分よりも上方となる位置に配置されることを特徴とするブレーキ装置。
【請求項２】
前記連結部が、前記摩擦材の上端から下端までの長さである全長に対して前記上端から２５％以下となる位置に配置される請求項１に記載のブレーキ装置。
【請求項３】
前記ブレーキディスクの前記軸方向に直交する被接触面に対して、前記ブレーキパッドの前記軸方向に直交する接触面のなす角が−５度〜＋５度の範囲となる状態に前記ブレーキパッドの傾動を制限する傾動制限機構を備える請求項１または２に記載のブレーキ装置。
【請求項４】
前記ブレーキパッドが前記ブレーキディスクから離間しているときに前記ブレーキパッドを前記連結部の前記支軸を中心に傾動しない固定状態として、前記ブレーキパッドが前記ブレーキディスクと接触しているときに前記ブレーキパッドを前記連結部の前記支軸を中心に傾動可能な固定解除状態とする固定機構を備える請求項１〜３のいずれかに記載のブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキディスクに対してブレーキパッドを押圧させて制動力を発揮させるブレーキ装置に関し、詳しくはブレーキパッドが摩耗した場合であっても制動力の低下を抑制できるブレーキ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
クレーンの巻上装置や横行トロリなど一般作業機械に使用されるブレーキ装置が種々提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載のブレーキ装置は、下端の間隔が固定されていて上端を開閉可能に構成された一対のブレーキレバーと、このブレーキレバーの上端に設置されていてブレーキレバーの開閉を制御する開閉機構と、ブレーキレバーにそれぞれ設置されたブレーキパッドとを有していた。
【０００３】
このブレーキ装置は、一対のブレーキパッドの間にブレーキディスクを配置して、開閉機構により一対のブレーキレバーの上端を閉じることで、ブレーキパッドをブレーキディスクに押し付けて制動力を発揮させる構成を有していた。
【０００４】
特許文献１に記載のブレーキ装置は、ブレーキパッドの摩耗にともない制動力が低下する不具合があった。そのためブレーキ装置の制動力を維持するためにはブレーキパッドを頻繁に交換する必要があり、ブレーキパッドの交換にともなうコストが増加する不具合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本国特開平０７−２２９５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ブレーキパッドの上方側よりも下方側の方が摩耗しやすく、この摩耗によりブレーキパッドをブレーキディスクに押し付ける押圧力がブレーキレバーから効率よく伝わらなくなることを出願人は発見した。ブレーキパッドの偏摩耗によりブレーキ装置の制動力が低下することを出願人は発見した。
【０００７】
本発明は上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的はブレーキパッドが摩耗した場合であっても制動力の低下を抑制できるブレーキ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための本発明のブレーキ装置は、水平方向を軸方向とするブレーキディスクの前記軸方向の両側にそれぞれ配置されて上下方向に延設される一対のブレーキレバーと、このブレーキレバーの下端が連結されるベースプレートと、前記軸方向を直角に横断する幅方向に延設されていて前記ブレーキレバーの下端と前記ベースプレートとを連結するベースプレート用支軸と、一対の前記ブレーキレバーの上端の開閉を制御する開閉機構と、前記ブレーキディスクの前記軸方向の両側にそれぞれ配置される一対のブレーキパッドと、前記幅方向に延設される支軸を有していて前記ブレーキパッドを前記ブレーキレバーに連結する連結部とを備えていて、前記ブレーキパッドが前記ブレーキディスクと接触する摩擦材とこの摩擦材を支持するとともに前記連結部を介して前記ブレーキレバーに連結される基部とを備えるブレーキ装置において、前記連結部が前記摩擦材の上下方向における中間部分よりも上方となる位置に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のブレーキ装置によればブレーキレバーから伝達される応力は、連結部が配置されるブレーキパッドの上方側に比較的大きく伝達される。これによりブレーキパッドをブレーキディスクに押し付ける押圧力は、ブレーキパッドの上下方向において比較的均一となる。ブレーキパッドの摩耗が上下方向において均一に近くなるので、ブレーキパッドの摩耗にともなうブレーキ装置の制動力の低下を抑制するには有利である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のブレーキ装置を正面視で例示する説明図である。
【図２】図１のブレーキ装置をＡ−Ａ矢視で例示する説明図である。
【図３】図１のブレーキパッドの周辺を拡大して例示する説明図である。
【図４】図３のブレーキ装置の解除状態を例示する説明図である。
【図５】ブレーキパッドの傾動を制限する傾動制限機構を例示する説明図である。
【図６】ブレーキパッドの傾動を固定する固定機構を例示する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明のブレーキ装置を図に示した実施形態に基づいて説明する。なお図中ではブレーキディスクの回転軸の軸方向を矢印ｘ、この軸方向ｘを直角に横断する幅方向を矢印ｙ、上下方向を矢印ｚで示している。
【００１２】
図１および図２に例示するように本発明のブレーキ装置１は、例えば岸壁クレーンや門型クレーン等の巻上ドラムを制動するブレーキ装置や、横行トロリを制動するブレーキ装置として利用される。モータと巻上ドラムとの間には動力を伝達するための伝達軸と、この伝達軸に固定されるブレーキディスク２が配置されていて、このブレーキディスク２の近傍にブレーキ装置１が配置される。以下の図では説明のためブレーキディスク２を一点鎖線で示している。
【００１３】
図１に例示するようにブレーキ装置１は、ブレーキディスク２の軸方向ｘの両側にそれぞれ配置される一対のブレーキレバー３を備えている。ブレーキレバー３は上下方向ｚに延設されている。幅方向ｙに延設されるベースプレート用支軸５により、ブレーキレバー３の下端がベースプレート４に連結されている。ブレーキレバー３は、ベースプレート用支軸５を中心として軸方向ｘに沿って傾動可能に構成されている。また軸方向ｘにおいて一対のブレーキレバー３の下端どうしの間隔は、上端どうしの間隔よりも小さく設定されている。
【００１４】
一対のブレーキレバー３の上端近傍には、一対のブレーキレバー３の上端の開閉を制御する開閉機構６が設置されている。この実施形態では開閉機構６は、上下方向ｚに伸縮するアクチュエータ７と、このアクチュエータ７の上端とブレーキレバー３の上端との間に連結されるリンク機構８とを備えている。リンク機構８は、アクチュエータ７の伸縮により一対のブレーキレバー３の上端の開閉を行う構成を有している。
【００１５】
開閉機構６の構成は上記に限らず、一対のブレーキレバー３の上端の開閉を制御できればよい。開閉機構６は、例えば一対のブレーキレバー３の上端近傍の間に配置される伸縮シリンダで構成してもよい。
【００１６】
ブレーキ装置１は、ブレーキディスク２の軸方向ｘの両側にそれぞれ配置される一対のブレーキパッド９を備えている。ブレーキパッド９はブレーキディスク２とブレーキレバー３との間に配置されていて、連結部１０を介してブレーキレバー３に設置されている。連結部１０は、幅方向ｙに延設される支軸を有している。ブレーキパッド９は、支軸で構成される連結部１０を中心に傾動可能に構成されている。なお図では説明のためブレーキレバー３に覆われているブレーキパッド９の一部を破線で示している。
【００１７】
図２に例示するようにブレーキレバー３は、幅方向ｙに並べて配置される一組の板状部材３ａで構成されている。ブレーキパッド９はこの一組の板状部材３ａの間に一部を挟まれる状態で配置されている。
【００１８】
図３に例示するようにブレーキパッド９は、ブレーキディスク２と接触する摩擦材１１と、この摩擦材１１を支持するとともに連結部１０を介してブレーキレバー３に連結される基部１２とを備えている。基部１２は連結部１０を介してブレーキレバー３に連結される。摩擦材１１の上下方向ｚにおける中間部分よりも上方となる位置に連結部１０が配置されている。摩擦材１１がブレーキディスク２と接触する接触面１１ａの面方向を上下方向ｚとしたとき、上下方向ｚにおける摩擦材１１の全長をＬ０で示している。また上下方向ｚにおいて摩擦材１１の上端から連結部１０を構成する支軸の中心までの長さをＬ１で示している。
【００１９】
ブレーキパッド９においてＬ１がＬ０の５０％よりも小さくなる位置に、連結部１０は設置される。望ましくはＬ１がＬ０の３０％よりも小さくなる位置に、さらに望ましくはＬ１がＬ０の２５％よりも小さくなる位置に連結部１０を設置する。
【００２０】
図３に例示するようにブレーキ装置１は作動状態のとき開閉機構６により一対のブレーキレバー３の上端が互いに接近する方向に移動して閉じるので、ブレーキパッド９がブレーキディスク２に押し付けられる。ブレーキディスク２は軸方向ｘの両側をブレーキパッド９で挟まれる状態となり、ブレーキディスク２とブレーキパッド９との間に発生する摩擦力により、ブレーキ装置１は制動力を発揮する。
【００２１】
摩擦材１１の接触面１１ａは例えば略長方形に形成することができる。略長方形に形成される接触面１１ａは、図２に例示するようにその長手方向がブレーキディスク２の周方向におおむね沿う方向であり、その短手方向がブレーキディスク２の半径方向におおむね沿う方向となる姿勢でブレーキディスク２と接触する。接触面１１ａの長手方向に沿って延設される仮想面が、ブレーキディスク２の回転の中心と重なることがない姿勢でブレーキパッド９はブレーキ装置１に配置されている。  
【００２２】
幅方向ｙを軸方向とする支軸で構成される連結部１０は、ブレーキパッド９を傾動可能な状態で支持する構成を有している。そのためブレーキパッド９はブレーキディスク２に押し付けられるとき、ブレーキレバー３から伝達される応力により支軸を中心軸として傾動することができる。
【００２３】
図４に例示するようにブレーキ装置１は解除状態のとき開閉機構６により一対のブレーキレバー３の上端が互いに離間する方向に移動して開く。一対のブレーキレバー３が軸方向ｘに沿って傾動して、一対のブレーキパッド９がブレーキディスク２から離間する。このときブレーキパッド９の摩擦材１１がブレーキディスク２と接触しない状態となるので、ブレーキディスク２が固定されている伝達軸は制動力を受けることなく動力を巻上ドラム等に伝達する。解除状態のときブレーキパッド９の上端よりも下端の方がブレーキディスク２に近い位置となる。
【００２４】
従来はＬ１がＬ０の５０％と等しくなる位置、すなわち上下方向ｚにおけるブレーキパッド９の中間部分に連結部１０が設置されていた。ブレーキ装置１が作動状態となりブレーキレバー３の上端が閉じるとき、ブレーキレバー３の下端となるベースプレート用支軸５が支点となり、ブレーキレバー３の上端近傍に位置する開閉機構６が力点となる状態でブレーキレバー３は傾動する。そのためブレーキパッド９の上端よりも下端の方が大きな力でブレーキディスク２に押し付けられていた。つまりブレーキ装置１が作動状態のときブレーキパッド９の下端側により大きな押圧力が発生していた。このことがブレーキパッド９の偏摩耗の原因であることを出願人は発見した。
【００２５】
本発明では連結部１０がブレーキパッド９の摩擦材１１の中間部分よりも上方に配置されている。そのためブレーキ装置１が作動状態のときにブレーキレバー３からブレーキパッド９に伝達される応力は、摩擦材１１の長手方向における中間部分よりも上方となる位置に集中しやすくなる。ブレーキディスク２にブレーキパッド９を押し付ける押圧力が、摩擦材１１の上下方向ｚにおいて均一に近くなる。摩擦材１１の上端側に比べて下端側の摩耗が進むことを抑制できるので、ブ摩擦材１１の摩耗が上下方向ｚにおいて比較的均一に進む。ブレーキパッド９の偏摩耗を抑制できるので、ブレーキパッド９の摩耗にともなうブレーキ装置１の制動力低下を抑制するには有利である。
【００２６】
連結部１０の位置が摩擦材１１の上端に近いほど、摩擦材１１をブレーキディスク２に押し付ける際の押圧力を、摩擦材１１の上下方向ｚにおいて均一にしやすくなるので有利である。
【００２７】
ブレーキ装置１の制動力を維持しやすくなるので、ブレーキパッド９の交換頻度を従来よりも少なくすることができる。ブレーキパッド９の交換にともなうコストを抑制するには有利である。
【００２８】
図５に例示するように連結部１０を中心とするブレーキパッド９の傾動を制限する傾動制限機構１３を、ブレーキレバー３とブレーキパッド９との間に設置する構成にしてもよい。図５の左方および右方はブレーキ装置１の解除状態を示している。また図５はブレーキレバー３を構成する一組の板状部材３ａの間の状態を図示している。
【００２９】
この実施形態では傾動制限機構１３は軸方向ｘに伸縮可能に構成される油圧シリンダまたは空気圧シリンダまたは電動シリンダ等の伸縮シリンダで構成されている。この伸縮シリンダは伸縮のための駆動源は備えていなくてもよい。ただし本発明は駆動源を有する伸縮シリンダの利用を除外するものではない。傾動制限機構１３は、一端がブレーキパッド９の下端近傍に連結されていて、他端がブレーキレバー３に連結されている。傾動制限機構１３の両端はいずれも幅方向ｙを軸方向とする支軸により軸支されている。傾動制限機構１３は伸縮シリンダに限らずバネで構成してもよい。
【００３０】
傾動制限機構１３を構成する伸縮シリンダは、その軸方向における全長の最大値と最小値とが予め設定されている。つまり伸縮シリンダは最大値と最小値とで設定される範囲内で伸縮可能に構成されている。連結部１０を中心にブレーキパッド９が傾動する際に、ブレーキパッド９の下端がブレーキディスク２に接近する場合には傾動制限機構１３が伸長して最大値となる全長になったとき伸長が停止する。つまり図５の左方に示す状態以上に、ブレーキパッド９の下端がブレーキディスク２に接近することを傾動制限機構１３は制限する。
【００３１】
ブレーキパッド９の下端がブレーキディスク２から離間する場合には傾動制限機構１３が収縮して最小値となる全長になったときに収縮が停止する。つまり図５の右方に示す状態以上に、ブレーキパッド９の上端がブレーキディスク２に接近することを傾動制限機構１３は制限する。
【００３２】
ブレーキディスク２の被接触面２ａは軸方向ｘと直交する面である。摩擦材１１の接触面１１ａはブレーキディスク２の被接触面２ａと接触しているときは、軸方向ｘと直交する面となる。軸方向ｘと上下方向ｚとで構成される平面において、摩擦材１１の接触面１１ａとブレーキディスク２の被接触面２ａとが離間しているときのなす角θが例えば−５度〜＋５度となる範囲で、傾動制限機構１３を構成する伸縮シリンダの全長の最大値および最小値を設定することができる。なす角θが−３度〜＋３度となる範囲で傾動制限機構１３を設定してもよい。
【００３３】
傾動制限機構１３の設置により、ブレーキ装置１が解放状態のときにブレーキパッド９の下端近傍や上端近傍等がブレーキディスク２に接触して、ブレーキディスク２の被接触面２ａに傷をつけたり、摩耗させたりする不具合を回避できる。またブレーキパッド９の下端近傍や上端近傍が摩耗する不具合を回避できる。使用にともないブレーキ装置１の制動力が低下する不具合を回避するには有利である。
【００３４】
なす角θの取り得る角度の範囲を例えば±１０度など大きく設定し過ぎるとブレーキパッド９が傾動によりブレーキディスク２に接触する不具合が生じる。またなす角θの取り得る角度の範囲を例えば±０．５度など小さく設定し過ぎるとブレーキパッド９がブレーキディスク２に押し付けられたときに、ブレーキディスク２の被接触面２ａに対する追従性が低下して、制動力が低下する不具合が生じる。
【００３５】
ブレーキ装置１が解放状態のときにブレーキパッド９がブレーキディスク２に接触して、ブレーキディスク２の回転に影響を与えることを回避するには有利である。ブレーキ装置１が設置される一般作業機械の動作の不具合を回避するには有利である。
【００３６】
傾動制限機構１３の設置位置は上記に限定されない。一端をブレーキパッド９の上端近傍に連結して他端をブレーキレバー３に連結する構成にしてもよい。ただしブレーキパッド９の下端近傍に設置する方が、ブレーキパッド９の傾動の中心となる連結部１０との間隔が大きくなるので、ブレーキパッド９の傾動にともない傾動制限機構１３に発生する力は小さくなる。傾動制限機構１３が、より小さな力でブレーキパッド９の傾動を制限するには有利である。
【００３７】
傾動制限機構１３の構成は上記に限定されない。連結部１０を中心とするブレーキパッド９の傾動を制限できる構成であれば伸縮シリンダに限定されない。たとえば連結部１０を構成する支軸とこの支軸を貫通させる基部１２の貫通孔との間に配置して摩擦抵抗を増大させる抵抗部材で傾動制限機構１３を構成してもよい。バネの一端を支軸に固定して他端をブレーキパッド９に固定されるバネで抵抗部材を構成してもよい。このバネは支軸と中心軸を一致させる状態で支軸の外周面に巻きつけられて配置される。
【００３８】
たとえばブレーキレバー３に設置されていて、ブレーキパッド９から所定の間隔を開けて配置される板状部材で傾動制限機構１３を構成してもよい。傾動したブレーキパッド９を衝突させることにより、ブレーキパッド９の傾動を制限する構成をこの板状部材は有している。
【００３９】
図６に例示するようにブレーキパッド９の傾動を固定または固定解除する固定機構１４を、ブレーキレバー３とブレーキパッド９との間に設置する構成にしてもよい。図６の左方はブレーキ装置１の作動状態を、図６の右方はブレーキ装置１の解除状態を示している。また図６はブレーキレバー３を構成する一組の板状部材３ａの間の状態を図示している。
【００４０】
この実施形態では固定機構１４は、軸方向ｘに伸縮可能に構成される油圧シリンダまたは空気シリンダまたは電動シリンダ等の伸縮シリンダ１４ａと、この伸縮シリンダ１４ａの一端でありブレーキパッド９に近い側となる側に設置される係止片１４ｂとを備えている。伸縮シリンダ１４ａの他端はブレーキレバー３に連結されている。伸縮シリンダ１４ａは伸縮のための駆動源を備えている。
【００４１】
係止片１４ｂは、連結部１０の上方側と下方側との少なくとも二箇所でブレーキパッド９の基部１２と接触可能に構成されている。
【００４２】
図６の左方に例示するようにブレーキ装置１が作動状態のときは伸縮シリンダ１４ａが収縮して、係止片１４ｂがブレーキパッド９から離間する位置となる。そのため連結部１０を中心にブレーキパッド９は傾動可能となる。このときの固定機構１４の状態を以下、固定解除状態という。
【００４３】
ブレーキレバー３の上端が閉まるとともにブレーキパッド９はブレーキディスク２に押し付けられる。摩擦材１１の接触面１１ａのほとんどの部分がブレーキディスク２の被接触面２ａと接触する角度までブレーキパッド９は傾動する。
【００４４】
ブレーキ装置１が作動状態のときに固定機構１４が固定解除状態となるので、ブレーキパッド９からブレーキディスク２に押圧力がより均一に伝わる角度にブレーキパッド９が自動的に傾く。ブレーキパッド９の摩耗にともなうブレーキ装置１の制動力の低下を抑制するには有利である。
【００４５】
図６の右方に例示するようにブレーキ装置１が解除状態のときは伸縮シリンダ１４ａが伸長して、係止片１４ｂがブレーキパッド９の基部１２と接触する位置となる。係止片１４ｂは、連結部１０の上方側と下方側との両方でブレーキパッド９とそれぞれ接触するため、ブレーキパッド９は連結部１０を中心に傾動できない状態となる。このときの固定機構１４の状態を以下、固定状態という。
【００４６】
ブレーキ装置１が解除状態のときに固定機構１４が固定状態となるので、ブレーキパッド９が傾動してブレーキディスク２と接触することを回避できる。
【００４７】
固定機構１４の構成は上記に限定されない。ブレーキ装置１が作動状態のときにブレーキパッド９を傾動可能な状態として、ブレーキ装置１が解除状態のときにブレーキパッド９の傾動を阻止する状態にできる構成であれば、固定機構１４は伸縮シリンダ１４ａと係止片１４ｂの組み合わせた構成に限定されない。
【００４８】
たとえば図５に例示する伸縮シリンダで構成される傾動制限機構１３を固定機構１４として利用する構成にしてもよい。この場合、ブレーキ装置１が解除状態のときに伸縮シリンダが伸縮できない状態となり、ブレーキ装置１が作動状態のときに伸縮シリンダが伸縮可能な状態となる。
【００４９】
一般作業機械の種類によってはブレーキディスク２の軸方向ｘが水平方向ではなく、鉛直方向など他の方向となる場合もある。ブレーキディスク２の軸方向ｘが鉛直方向となる場合は、一対のブレーキパッド９がブレーキディスク２を上下方向から挟み込む状態となる姿勢で、ブレーキ装置１が一般作業機械に設置される。このような場合であっても傾動制限機構１３または固定機構１４をブレーキ装置１が備えていると、ブレーキ装置１が解除状態のときにブレーキパッド９が自重により傾動してブレーキディスク２と接触してしまう不具合を回避できる。
【符号の説明】
【００５０】
１     ブレーキ装置
２     ブレーキディスク
２ａ   被接触面
３     ブレーキレバー
３ａ   板状部材
４     ベースプレート
５     ベースプレート用支軸
６     開閉機構
７     アクチュエータ
８     リンク機構
９     ブレーキパッド
１０   連結部
１１   摩擦材
１１ａ 接触面
１２   基部
１３   傾動制限機構
１４   固定機構
１４ａ 伸縮シリンダ
１４ｂ 係止片
ｘ     軸方向
ｙ     幅方向
ｚ     上下方向
Ｌ０   （摩擦材の長手方向の）全長
Ｌ１   （摩擦材の上端から連結部までの）長さ
θ     （摩擦材とブレーキディスクの）なす角
【図１】
2019152311.tif 000003
【図２】
2019152311.tif 000004
【図３】
2019152311.tif 000005
【図４】
2019152311.tif 000006
【図５】
2019152311.tif 000007
【図６】
2019152311.tif 000008