JP4267393B2 - ディスクブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、フォークリフトなどの車両用駆動装置に用いられるディスクブレーキ装置に関するものであり、特に、車両用駆動装置のハウジング内にブレーキディスクが収納されたディスクブレーキ装置に関するものである。

従来から、車両用駆動装置に用いられるディスクブレーキ装置の省スペース化を図るために工夫がなされており、ブレーキディスクをギヤハウジングの内側に収納したディスクブレーキ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなディスクブレーキ装置は、ブレーキディスクがギヤハウジングの内側に収納されているため余計なスペースが不要になる。特許文献１に記載のディスクブレーキ装置においては、ギヤハウジングの外側から内側に貫通して設けられたプレスピンを挟んで、ギヤハウジングの内側にブレーキディスクが配置され、かつ、ギヤハウジングの外側に運転者のブレーキ操作により作動する液圧シリンダ及びこれと一体的に形成されたレバーが配置されており、液圧シリンダのシリンダピストンがギヤハウジングを押圧することによりレバーが回動し、プレピストンをギヤハウジングの内方に押圧し、ブレーキディスクを作動させる。そのため、ギアハウジングを分解せずに消耗品である液圧シリンダを修理交換することができる。

しかし、特許文献１に記載のディスクブレーキ装置においては、液圧シリンダとレバーが一体的に形成されているため、液圧シリンダに不具合が生じた場合には、レバー部分に不具合がなくてもレバー全体を交換しなければならず、不必要な修理コストが生じていた。また、液圧シリンダがピン支持されていないため、シリンダピストン作動時にシリンダピストンの先端がギヤハウジング表面を移動して作動抵抗が大きいという問題があった。

一方、二輪車用のドラムブレーキ装置において、ブレーキシューを作動させるためのアームと液圧シリンダとを別部材として構成したものが知られている（例えば、特許文献２参照）。しかし、特許文献２に記載のドラムブレーキ装置は、ブレーキドラムとブレーキシューの隙間調整機構に関するものであって、車両用駆動装置に取り付けられるブレーキの省スペース化を意図するものではない。さらに、特許文献２に記載のドラムブレーキ装置においては、シリンダピストンは、運転者によりブレーキ操作がされるとアーム上を摺動しながらアームを押圧することになるが、このときシリンダピストンとアームの当接角度が変化するため、適切な当接角度を維持することができない。そのため、シリンダピストンの運動をアームに効果的に伝達することが難しく、また、シリンダピストンの半径方向に負荷がかかるため、シリンダピストンの寿命が短くなる虞がある。
ＤＥ４０１１３０４Ｃ１ 特開平１０−２０３４６４号公報

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、車両用駆動装置のハウジング内にブレーキディスクが収納されたディスクブレーキ装置において、液圧シリンダを単独で分解修理又は交換可能で、かつ、シリンダピストンの運動を効果的にレバーに伝達することが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。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、ギヤハウジングの内側に配置され、外部から加えられる力により作動するブレーキディスクと、ギヤハウジングの外側から内側に貫通して設けられ、ギヤハウジングの外側から内方に押圧されることにより移動して前記ブレーキディスクを作動させるブレーキ作動ピストンと、ギヤハウジングの外側に設けられ、運転者のブレーキ操作に基づいてシリンダピストンが往復動する液圧シリンダと、ギヤハウジングに設けられた軸回りに回動自在で、前記シリンダピストンの動作を前記ブレーキ作動ピストンに伝達するレバーとを備えたディスクブレーキ装置において、前記液圧シリンダと前記レバーとは別部材で分離して構成され、前記液圧シリンダは、ギヤハウジングの外側にシリンダ支持ピンで回動可能に取り付けられ、前記レバーの回動動作に追従して該液圧シリンダの向きが変わるものである。

この構成においては、液圧シリンダとレバーとは別部材で分離して構成されているため、液圧シリンダに不具合が生じた場合には液圧シリンダを単独で分解修理又は交換することができる。また、液圧シリンダは、ギヤハウジングの外側に支持ピンで回動自在に取り付けられ、レバーの回動動作に追従して向きが変わるため、シリンダピストンをレバーに適切な角度で当接させて、運転者のブレーキ操作を効果的にレバーに伝達することができると共に、シリンダピストンの半径方向の負荷を小さくすることができる。また、シリンダピストンはギヤハウジング表面を摺動しないため、ブレーキ作動時の摩擦がなく、作動が円滑で磨耗が生じない。

請求項２の発明は、請求項１に記載のディスクブレーキ装置において、前記液圧シリンダがシリンダ本体の中間に前記シリンダ支持ピンを有するものである。

この構成においては、液圧シリンダとしてトラニオン型シリンダが用いられているため、液圧シリンダとその支持部分をコンパクトにすることができる。すなわち、液圧シリンダとギヤハウジングの間に液圧シリンダを支持する支持ピンを設けると液圧シリンダとその支持部分の全長が長くなるが、トラニオン型シリンダにおいては、シリンダの両側に設けられた一対の支持ピンで液圧シリンダが支持されるため液圧シリンダとその支持部分の全長を短くすることができる。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２いずれかに記載のディスクブレーキ装置において、運転者によって操作されるブレーキワイヤによるブレーキ作動機構をさらに有するものである。

この構成においては、運転者はブレーキワイヤを操作することにより、ディスクブレーキ装置をパーキングブレーキとして使用することができる。

請求項１の発明によれば、液圧シリンダを単独で分解修理又は交換することができるため、ディスクブレーキ装置のメンテナンスのコストを抑えることができる。また、液圧シリンダは、レバーの回動動作に追従して向きが変わるため、運転者のブレーキ操作を効果的にレバーに伝達して車両用駆動装置を制動することができると共に、シリンダピストンの半径方向の負荷を小さくできるため、シリンダピストンの寿命を延ばすことができる。また、シリンダピストンはギヤハウジング表面を摺動しないため、ブレーキ作動時の摩擦がなく、作動が円滑で磨耗が生じない。

請求項２の発明によれば、液圧シリンダとしてトラニオン型シリンダを用いることにより、液圧シリンダとその支持部分をコンパクトにすることができ、ディスクブレーキ装置の省スペース化を図ることができる。さらに、省スペース化により得られたスペースを利用して、大型の液圧シリンダを使用することによりディスクブレーキ装置の制動力を向上することができる。

請求項３の発明によれば、運転者はブレーキワイヤを操作することにより、ディスクブレーキ装置の制動動作を制御することができるため、ディスクブレーキ装置に液圧シリンダによる制動とブレーキワイヤによる制動の二系統のブレーキ作動機構を持たせることができ、例えば、パーキングブレーキとして使用できる。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。図１乃至図４は、フォークリフトなどの車両用駆動装置１に使用されるディスクブレーキ装置２の構成を示している。車両用駆動装置１は、車両のホイール１１を支持するホイールハブ１２をモータ（モータシャフト１０のみを図示している）の回転出力を用いて回転駆動するものである。この車両用駆動装置１は、モータの回転出力を平歯車減速機１３、及び遊星歯車減速機１４により減速し、その減速した回転出力を駆動シャフト１５を介してホイールハブ１２に伝達する。これによりホイールハブ１２が回転駆動され、ホイール１１及びタイヤ１６が回転駆動される。ディスクブレーキ装置２は、ホイールハブ１２の回転を制動するために、車両用駆動装置１に取り付けられている。

平歯車減速機１３は、モータの回転出力を減速するものであり、ピニオン平歯車２１と、大平歯車２２とを有している。ピニオン平歯車２１は、モータの回転出力を大平歯車２２に伝達するものであり、モータシャフト１０に連結されている。大平歯車２２は、ピニオン平歯車２１に噛合されており、ピニオン平歯車２１の回転に応じて回転する。

遊星歯車減速機１４は、大平歯車２２の回転出力を減速するものであり、太陽歯車５１と、遊星歯車５２と、リング歯車５３と、遊星キャリア５４とを有している。太陽歯車５１は、大平歯車２２の回転出力を遊星歯車５２に伝達するものであり、大平歯車２２の回転に応じて大平歯車２２の回転軸と同軸上を自転する。遊星歯車５２は、太陽歯車５１及びリング歯車５３に噛合されている。リング歯車５３は、ギヤハウジング８に固定されている。遊星歯車５２は、太陽歯車５１及びリング歯車５３に噛合されていることにより、太陽歯車５１の自転に応じて太陽歯車５１の周囲を公転する。遊星キャリア５４は、遊星歯車５２を太陽歯車５１の周囲に公転可能に支持した構造となっており、遊星歯車５２の公転に応じて太陽歯車５１の自転軸と同軸上を自転する。

駆動シャフト１５は、遊星キャリア５４の自転出力をホイールハブ１２に伝達するものである。ホイールハブ１２は、駆動シャフト６の回転により回転駆動され、ホイール１１及びタイヤ１６を回転させる。

ディスクブレーキ装置２は、ブレーキディスク３と、このブレーキディスク３を押圧するためのプレッシャプレート４と、プレッシャプレート４を押圧するためのプレピストン５と、液圧シリンダ７の運動をプレピストン（ブレーキ作動ピストン）５に伝達するベルクランク（レバー）６と、運転者のブレーキ操作に基づいてシリンダピストン７２が往復動する液圧シリンダ７とを備えている。

ブレーキディスク３はギヤハウジング８の内側（平歯車減速機１３の大平歯車２２の内側）に配置されており、複数枚のインナーブレーキディスク３ａと、複数枚のアウターブレーキディスク３ｂなどで構成されている。一方、平歯車減速機１３の大平歯車２２のフランジ部２３には、ブレーキディスク３が押し付けられるストッパ２５が設けられている。ストッパ２５は、大平歯車２２の歯車部２４に、大平歯車２２の回転軸方向（矢印ｃ方向）に移動可能なように拘束されており、フランジ部２３と共に回転する。各インナーブレーキディスク３ａとアウターブレーキディスク３ｂは、矢印ｃ方向に交互に重ね合わせられてストッパ２５に隣接する位置に配置されている。インナーブレーキディスク３ａは、ハウジングカバー９に固定されているディスク支持部材３０に支持されており、アウターブレーキディスク３ｂは、大平歯車２２の歯車部２４の内周面２４ｂに支持されている。また、インナーブレーキディスク３ａは回転せず、アウターブレーキディスク３ｂは大平歯車２２と共に回転する。インナーブレーキディスク３ａ及びアウターブレーキディスク３ｂは、どちらも矢印ｃ方向に移動可能に支持されており、各インナーブレーキディスク３ａとアウターブレーキディスク３ｂとの間にはオイルが介在されている。

プレッシャプレート４は、プレピストン５によりハウジングカバー９の外部から押圧されることにより矢印ｃ方向に向かって移動し、ブレーキディスク３をストッパ２５に押し付けるようになっている。ハウジングカバー９と一体に形成された突出メンバー８０がプレッシャプレート４に形成された孔４０に挿入されている。これにより、プレッシャプレート４は、矢印ｃ方向に移動可能に支持されると共に、プレッシャプレート４の回転が拘束される。プレッシャプレート４が大平歯車２２と共に回転することを防ぐことにより、プレッシャプレート４とプレピストン５の間の摩擦によるこれらの磨耗を防ぎ、プレッシャプレート４とプレピストン５の寿命を長くすることができる。

プレピストン５は、ハウジングカバー９に設けられた貫通孔９０にギヤハウジングの外側から内側に貫通して取り付けられており、ハウジングカバー９の外側から押圧されることにより矢印ｃ方向に移動してプレッシャプレート４を押圧する。

図２及び図４に示されるように、ベルクランク６は、ハウジングカバー９に設けられたベルクランク取付部９１にベルクランク支持ピン６１を用いて回動自在に取り付けられており、プレピストン５と当接する短い方の腕６２と、液圧シリンダ７と当接する長い方の腕６３とを有している。なお、ベルクランク取付部９１は、必要に応じて取り付け位置が変更できるように、２つの取付孔９１ａ，９１ｂが設けられている。ベルクランク６の短い方の腕６２には、プレピストン５と当接するプレピストン当接部６２ａが設けられており、長い方の腕６３には、液圧シリンダ７のシリンダピストン７２を受け止めるピストン受け部６３ａが設けられている。短い方の腕６２及び長い方腕６３を有するベルクランク６を用いることより、液圧シリンダ７から伝達された力をプレピストン５に増大して伝えることができるため、液圧シリンダ７のシリンダ径を小さくすることができる。

液圧シリンダ７は、シリンダ本体７１と、このシリンダ本体７１に挿入されるシリンダピストン７２と、シリンダ本体７１内の液圧がない状態でもシリンダピストン７２をピストン受け部６３ａに当接させるためのバネ７３と、シリンダ本体７１内へブレーキ液を供給するためのブレーキ液供給口７４と、ブレーキ液を供給する配管（図示せず）が接続される接続部７５と、シリンダからのブレーキ液の漏れを防ぐパッキン７６と、シリンダカバー７７等により構成されている。液圧シリンダ７としては、所謂、トラニオン型シリンダが使用されており、図３に示されるように、液圧シリンダ７は、ピストンロードの中心線Ｂに対してシリンダ本体７１の両側に直角に伸びた一対の円筒状のシリンダ支持ピン７０で支えられてハウジングカバー９に回動可能に取り付けられている。また、シリンダ支持ピン７０は、図４に示されるように、ベルクランク６の回動動作に追従して液圧シリンダ７の向きが変わるように、ベルクランク支持ピン６１と平行に配置されている。なお、シリンダ支持ピン７０を固定する固定部９２は、ボルト９３によりハウジングカバー９に取り付けられている。

次に、ディスクブレーキ装置２の制動動作について図４及び図５を参照して説明する。運転者により不図示のブレーキペダルが操作されると、接続部７５に取り付けられた配管からブレーキ液供給口７４を介してシリンダ本体７１内にブレーキ液が供給され、シリンダ本体７１内の液圧が上がりシリンダピストン７２が矢印ａ方向に移動する。シリンダピストン７２の運動は、ベルクランク６のピストン受け部６３ａを介してベルクランク６に伝達され、ベルクランク６はベルクランク支持ピン６１を中心に矢印ｂ方向に回動する。このとき、ベルクランク６の短い方の腕６２は、プレピストン当接部６２ａでプレピストン５を矢印ｃ方向に押圧する。液圧シリンダ７は、ベルクランク６の回動動作に追従してシリンダ支持ピン７０を中心に回動するため、シリンダピストン７２は、常にベルクランク６のピストン受け部６３ａで当接する。プレピストン５は、ベルクランク６で押圧されることによりギヤハウジング８の内側に移動し、プレッシャプレート４を押圧する。さらに、プレッシャプレート４は矢印ｃ方向に移動して、ブレーキディスク３をストッパ２５に押し付け、これにより、各インナーブレーキディスク３ａとアウターブレーキディスク３ｂとの間に摩擦力が生じ、この摩擦力により大平歯車２２の回転を減速して、ホイールハブ１２の回転が制動される。

このような構成のディスクブレーキ装置２によれば、液圧シリンダ７を単独で分解修理又は交換することができるため、ディスクブレーキ装置２のメンテナンスのコストを抑えることができる。また、液圧シリンダ７は、ベルクランク６の回動動作に追従して向きが変わるため、運転者のブレーキ操作を効果的にベルクランク６に伝達して車両用駆動装置１を制動することができると共に、シリンダピストン７２の半径方向の負荷を小さくできるため、シリンダピストン７２の寿命を延ばすことができる。

また、液圧シリンダ７としてトラニオン型シリンダを用いることにより、液圧シリンダ７とその支持部分をコンパクトにすることができ、省スペース化を図ることができる。さらに、省スペース化により得られたスペースを利用して、大型の液圧シリンダを使用することによりディスクブレーキ装置２の制動力を向上することができる。

また、図６に示すように、ベルクランク６の長い方の腕６３に運転者によって操作されるパーキングブレーキ用のブレーキワイヤＷを接続するワイヤ接続部６４を設けてもよい。運転者により不図示のパーキングブレーキレバーが操作されるとブレーキワイヤＷが矢印ａ方向に引っ張られ、ベルクランク６が矢印ｂ方向に回動する。このとき、ベルクランク６のプレピストン当接部６２ａが、プレピストン５を介してプレッシャプレート４を矢印ｃ方向に押圧する。プレッシャプレート４は矢印ｃ方向に移動して、ブレーキディスク３をストッパ２５に押し付け、これにより、各インナーブレーキディスク３ａとアウターブレーキディスク３ｂとの間に摩擦力が生じ、この摩擦力により大平歯車２２の回転を減速して、ホイールハブ１２の回転が制動される。

運転者はパーキングブレーキレバーを介してブレーキワイヤＷを操作することにより、ディスクブレーキ装置２の制動動作を制御することができるため、ディスクブレーキ装置２に液圧シリンダ７による制動とブレーキワイヤＷによる制動の二系統のブレーキ作動機構を持たせることができる。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、種々の変更が可能である。例えば、ハウジングカバー９への液圧シリンダ７の取り付け方法は、図７又は図８に示される構成であってもよい。図７に示したディスクブレーキ装置２においては、液圧シリンダ７を回動自在に支持する一本のシリンダ支持ピン７０が、ベルクランク支持ピン６１と平行に、シリンダ本体７１の底部７１ａとハウジングカバー９の間に配置されている。また、図８に示したディスクブレーキ装置２においては、液圧シリンダ７を回動自在に支持する一本のシリンダ支持ピン７０が、ピストンロードの中心線Ｂから外れた位置で、支持ピン６１と平行に、固定部９２に固定されている。シリンダピストン７２は、液圧シリンダ７の自重でベルクランク６の長い方の腕６３から外れないようにピン７８で支持されている。これらのディスクブレーキ装置２によっても、上記実施形態と同様に、液圧シリンダ７を単独で分解修理、又は交換することができ、ベルクランク６の回動動作に追従して液圧シリンダ７の向きを変えることができる。また、車両用駆動装置１は、フォークリフト等の産業車両用のものに限られず、モータは他の原動機であってもよい。

車両用駆動装置と本発明の実施形態に係るディスクブレーキ装置の全体図。 ベルクランクとハウジングカバーを水平方向に外から見た図。 液圧シリンダとベルクランクの断面図。 同装置のブレーキ解放状態を示す図。 同装置の制動状態を示す図。 パーキングブレーキ用ワイヤの取付図。 本発明の他の実施例を示す断面図。 本発明のさらに他の実施例を示す断面図。

符号の説明

１ 車両用駆動装置
２ ディスクブレーキ装置
３ ブレーキディスク
３ａ インナーブレーキディスク
３ｂ アウターブレーキディスク
５ プレピストン（ブレーキ作動ピストン）
６ ベルクランク（レバー）
７ 液圧シリンダ
８ ギヤハウジング
６４ ワイヤ接続部
７０ シリンダ支持ピン
Ｗ ブレーキワイヤ

Claims (3)

1. ギヤハウジングの内側に配置され、外部から加えられる力により作動するブレーキディスクと、
   ギヤハウジングの外側から内側に貫通して設けられ、ギヤハウジングの外側から内方に押圧されることにより移動して前記ブレーキディスクを作動させるブレーキ作動ピストンと、
   ギヤハウジングの外側に設けられ、運転者のブレーキ操作に基づいてシリンダピストンが往復動する液圧シリンダと、
   ギヤハウジングに設けられた軸回りに回動自在で、前記シリンダピストンの動作を前記ブレーキ作動ピストンに伝達するレバーとを備えたディスクブレーキ装置において、
   前記液圧シリンダと前記レバーとは別部材で分離して構成され、
   前記液圧シリンダは、ギヤハウジングの外側にシリンダ支持ピンで回動可能に取り付けられ、前記レバーの回動動作に追従して該液圧シリンダの向きが変わることを特徴とするディスクブレーキ装置。
2. 前記液圧シリンダがシリンダ本体の中間に前記シリンダ支持ピンを有すること特徴とする請求項１に記載のディスクブレーキ装置。
3. 運転者によって操作されるブレーキワイヤによるブレーキ作動機構をさらに有することを特徴とする請求項１又は請求項２いずれかに記載のディスクブレーキ装置。

Images