JP2018189130A - Disc brake device - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a disc brake device, and more particularly to a so-called negative type disc brake device that generates a braking force when not in operation.
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。 When a disc brake device is used to hold a rotating body in an industrial machine or the like, a negative type disc brake device that directly uses the load of a disc spring as a braking force is often employed. In the disc brake device having such a structure, it is generally known that the hydraulic force is used for releasing the braking force. However, a space and piping for adopting the hydraulic mechanism are eliminated, and a small and simple structure is used. A system was desired.
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。 In view of such a situation, the applicant of the present application has proposed a disc brake device that employs a cam mechanism as a braking force releasing mechanism as disclosed in Patent Document 1. The disc brake device disclosed in Patent Document 1 has a mechanism that presses the piston pressed by the disc spring toward the side away from the rotor by rotating the cam with a part of the caliper body as a support portion. It is to be prepared. The cam has a lever part connected to an actuator that operates a rod that penetrates the back part of the caliper body, and it is possible to generate a reaction force against a large disc spring load even with a small force by the principle of the lever. It is configured.
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。 According to the disc brake device disclosed in the above-mentioned patent document, since a large force is not required for releasing the braking, it is possible to employ an actuator that operates by air or electric power. Further, it is possible to reduce the size as compared with a disc brake device that employs a hydraulic mechanism as a brake release mechanism.
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。 However, in industrial machinery and the like, the size of the entire device is being reduced, and multi-functionality is required. Therefore, the disc brake device can be further reduced in size to increase the degree of freedom in device design, and there is a wide range in the machine itself to be applied. It has been desired to have.
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。 Therefore, an object of the present invention is to provide a disc brake device that can contribute to the freedom of device design and the expansion of the application range by reducing the size of the negative type disc brake device as compared with the conventional one.
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。 In order to achieve the above object, a disc brake device according to the present invention is a disc brake device that presses a brake pad when a piston arranged in a cylinder of a caliper body receives a pressing force from an operating elastic body. The actuating elastic body is disposed so as to have at least a part of the caliper body and have a shaft that generates a pushing force in a direction different from the projecting direction of the piston. Is provided with a transmission mechanism for transmitting the pressure to the piston.
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。 In the disc brake device having the above characteristics, an actuator having an operating shaft that is provided at a position along the axis that generates the pressing force of the operating elastic body and that generates a reaction force against the pressing force may be provided. . By having such a feature, the braking force can be released.
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。 In addition, the disc brake device having the above-described characteristics may be provided with a pressing force transmitting portion provided at a position facing the operating shaft and via a holder that transmits the pressing force. By having such a feature, even when there are a plurality of operating elastic bodies, the force transmission path for transmitting the pressing force to the transmission mechanism can be integrated into one system.
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。 Moreover, the disc brake device having the above-described characteristics can be configured such that the operating elastic body is disposed on the back meat portion of the caliper body. By having such a characteristic, the site | part which protrudes outside the caliper body can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the size of the disc brake device.
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。 Further, in the disc brake device having the above-described characteristics, it is sufficient that one or more of the operating elastic bodies are provided in the back meat portion. By having such a feature, at least a pressing amount can be generated. Further, by increasing the number of operating elastic bodies, it is possible to reduce the size of each operating elastic body. For this reason, distributed arrangement is possible, and a large arrangement space can be eliminated. Therefore, it can contribute to size reduction of the disc brake device.
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。 In the disc brake device having the above characteristics, the actuator can be an air chamber. According to having such a characteristic, since hydraulic oil is not required, the whole apparatus can be reduced in size.
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。 Furthermore, in the disc brake device having the above characteristics, the actuator can be a motor gear unit. According to having such a feature, piping necessary for the operation operation becomes unnecessary. Therefore, the freedom degree of apparatus installation can be improved.
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。 According to the above characteristics, the negative type disc brake device can be smaller and lighter than the conventional one. Further, due to the reduction in size and weight, it is possible to increase the degree of freedom in designing the device to be attached and the range of application.
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。 Hereinafter, the disc brake device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in drawing, FIG. 1 is a front view showing the external appearance of the disc brake device according to the embodiment, and FIG. 2 is a diagram showing a cross section along line AA in FIG. 3 and 4 are views showing a BB section and a CC section in FIG. 2, respectively. FIG. 5 is a plan view showing the configuration of the outer piston of the disc brake device according to the embodiment.
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The adjuster portion 30b is a rotating shaft connected to the rear end portion of the
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。
A brake pad (hereinafter referred to as a piston-side pad 38) is disposed on the rotor facing surface side (tip side) of the
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。
The
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。
The reaction force receiver 44 is an element fixed to the
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。
The
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。
Also,
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。
The connecting portion is sandwiched between a
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。
The
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。
The
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。
Each
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。
The
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。
Here, the connecting
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。
In the present embodiment, the
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。
In the
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。
The
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。
According to the
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。
Thus, since the size of the
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。
In the above embodiment, it has been described that an air chamber is employed as the
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。
Moreover, in the said embodiment, it described that it was set as the structure which can arrange | position to the 2 systems about the
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。
Moreover, in the said embodiment, it describes so that the axial force generation direction (arrangement axial direction) of the
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。
Moreover, in the said embodiment, although the
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。
Moreover, in the said embodiment, it demonstrated that the
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。
10 ......... Disc brake device, 12 ......... Caliper body, 14 ......... Cylinder part, 16 ......... Back meat part, 18 ......... Claw part, 20 ......... Cylinder, 22 ......... Bore, 24 ......... Step part, 26 ......... Piston, 28 ......... Outer piston, 28a ......... Sliding part, 28a1 ......... Recessed part, 28a2 ......... Through hole, 28a3 ......... Flange part, 28b ... ...... Pressure receiving portion, 28b1 ......... Pressure receiving surface, 30 ......... Inner piston, 30a ......... Inner piston main body, 30b ......... Adjuster portion, 30c ......... Recessed portion, 32 ......... Reaction force generating means, 34 ......... Sliding
Claims (7)
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。 A piston disposed in a cylinder of the caliper body is a disc brake device that presses a brake pad by receiving a pressing force from an operating elastic body,
The actuating elastic body is arranged so that at least a part thereof is included in the caliper body and has a shaft that generates a pressing force in a direction different from the protruding direction of the piston,
A disc brake device comprising a transmission mechanism for transmitting a pressing force of the operating elastic body to the piston.
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