JP5260616B2 - リンク式倍力装置におけるアジャスタ機構 - Google Patents

Description

本発明は、アクチュエータの軸動により拡開揺動する一対のリンクの略中間部における出力軸支点と各ブレーキアームの基端部とを、それぞれアジャスタギヤとアジャスタナットとの相対回転により軸間距離を調整するアジャスタ機構を介して連結したリンク式倍力装置におけるアジャスタ機構に関する。

従来、ブレーキを搭載する車両、特に鉄道車両用のディスクブレーキでは、一対のブレーキアームの基端部を拡開してそれらの開放端部に設けられたパッドアッセンブリをブレーキロータの両側から挟圧してブレーキ動作を行う梃子式のキャリパブレーキが知られている。これらの梃子式のキャリパブレーキにあって、前記パッドアッセンブリが摩耗すると、ブレーキが効き始める時期が遅れて制動距離が長くなるものであった。そこで、ブレーキアームに過ストロークが発生することがないように、通常、隙間調整機構であるアジャスタ機構をアクチュエータとブレーキアームの基端部との間に配設される。そのようなアジャスタ機構として、例えば、下記特許文献１に記載されたブレーキシリンダがある。

特開２００８−１６４１５９号公報（公報要約書参照）

前記特許文献１に開示されたブレーキシリンダは、図７に示すように、シリンダ本体１０２に対して相対移動するピストン１０３と、該ピストン１０３とともに移動する軸棒１０４と、該軸棒１０４に取り付けられた押棒１０５と、該押棒１０５の前記シリンダ本体１０２からの突出長さをブレーキ作動の際に調整する突出長さ調整手段１０６とを備えており、前記押棒１０５は前記ピストン１０３の移動方向と平行に延びる軸孔を有する円筒状に形成されるとともに、該軸孔の内面の少なくとも一部に雌ネジ１５１が螺刻され、前記軸棒１０４は、外面の少なくとも一部に前記雌ネジ１５１と螺合する雄螺子１４１が螺刻され前記軸孔に螺挿されるとともに、外部からの軸周りの回転力を付与する回転力付与手段と係合可能な係合部１４２を有するものである。

このような突出長さ調整手段１０６を備えたブレーキシリンダ１０１において、圧力室１０２ｂ内への圧力供給によって、ピストン１０３を図７（Ｂ）に示したように、軸棒１０４および１０５を介して連結部材１０７を、シリンダ本体１０２における第１ケーシング１２１に対して拡開方向に移動させる。これによって、連結部材１０７と第１ケーシング１２１とのそれぞれに接続された図示外のブレーキアームを揺動させてブレーキ動作が行われる。パッドアッセンブリに摩耗が生じた場合には、蓋部１０８を取り外して軸棒１０４における係合部１４２に、外部からハンドルレンチ等のソケットを係合させて回転させることで、押棒１０５の雌ネジ１５１に対する軸棒１０４の雄ネジ１４１の螺合を進行させて、軸棒１０４と押棒１０５との軸方向距離を拡大させることで、ブレーキアームの過ストロークを抑制する隙間調整が可能となる。

しかしながら、このような従来のアジャスタ機構にあっては、調整作業が外部からのハンドルレンチ等を用いた手動により行われて作業が面倒であった。そこで、手動調整の面倒さを排除した自動隙間調整機構を施したものも採用されているが、ボディ剛性の影響を受けてオーバーアジャストやパッドクリアランスの調整幅が大きくなってしまう傾向が避けられず、また、ブレーキアームからの無理な力が掛かって調整部を破損することもあった。

そこで本発明では、前記従来のアジャスタ機構における諸課題を解決して、調整部に無理な力が掛かることもなく、高い調整精度が確保できるリンク式倍力装置におけるアジャスタ機構を提供することを目的とする。

このため本発明が採用した課題解決手段は、
アクチュエータの軸動により拡開揺動する一対のリンクの略中間部における出力軸支点と各ブレーキアームの基端部とを、それぞれアジャスタギヤとアジャスタナットとの相対回転により軸間距離を調整するアジャスタ機構を介して連結したリンク式倍力装置におけるアジャスタ機構において、前記各ブレーキアームの過ストロークに伴って前記各アジャスタギヤを回転させる各アジャスタレバーの揺動支軸を前記各リンクの略中間部における出力軸支点と略一致させるとともに、前記各アジャスタギヤによるアジャスタ機構の短縮方向への回転を阻止する逆止爪を備え、前記逆止爪の支軸を前記各リンクの略中間部における出力軸支点と略一致させて配置したことを特徴とするリンク式倍力装置におけるアジャスタ機構である。
また、前記各アジャスタレバー間をバランススプリングにより連結したことを特徴とするリンク式倍力装置におけるアジャスタ機構である。

本発明によれば、アクチュエータの軸動により拡開揺動する一対のリンクの略中間部における出力軸支点と各ブレーキアームの基端部とを、それぞれアジャスタギヤとアジャスタナットとの相対回転により軸間距離を調整するアジャスタ機構を介して連結したリンク式倍力装置におけるアジャスタ機構において、前記各ブレーキアームの過ストロークに伴って前記各アジャスタギヤを回転させるアジャスタレバーの揺動支軸を前記各リンクの略中間部における出力軸支点と略一致させたことにより、簡素な構造のリンク式倍力装置を採用しつつ、ブレーキアームの基端部からの挙動に左右されることの少ないリンクの略中間部における出力軸支点に、アジャスタレバーの揺動支軸が略一致しているので、リンクの揺動およびブレーキアームの揺動に影響されることなく、アジャスタ機構の調整が行えて、調整部の剛性等の影響を受けずに、高い調整精度が確保できる。

また、前記各アジャスタレバー間をバランススプリングにより連結した場合は、アジャスタ機構に軸力が作用してアジャスタギヤが回転しにくくなっても、アジャスタレバー間に連結されたバランススプリングが伸びて、アジャスタレバーが回転移動ではなく平行移動の挙動を示して、アジャスタギヤを必要以上の力で回転させようとしないので、アジャスタギヤを破損することが防止される。さらに、前記各アジャスタギヤによるアジャスタ機構の短縮方向への回転を阻止する逆止爪を配設した場合は、確実にアジャスタ機構をパッドアッセンブリ摩耗を補完する拡張方向に調整できて、短縮方向へ逆行することがないので、高い調整精度が確保できるとともに、パッドアッセンブリ交換時にアジャスタを戻す際にアジャスタギヤは逆回転しないために、アジャスタナットのみを回転してアジャスタ機構を交換前の位置に縮小できる。

さらにまた、前記逆止爪の支軸を前記各リンクの略中間部における出力軸支点と略一致させた場合は、前記アジャスタレバーの挙動と同様に、リンクの揺動等により誤作動することなく、常に同じ位置にて逆止機能を保持し続けることができる。

本発明のリンク式倍力装置におけるアジャスタ機構の１実施例の要部正面図である。 同、要部背面図および側面図である。 同、図２（Ｂ）の要部拡大図である。 同、要部の一部分解斜視図である。 同、本発明のリンク式倍力装置におけるアジャスタ機構が採用されたブレーキ装置の全体平面図である。 同、ブレーキ装置の全体正面図である。 従来の調整手段が採用されたブレーキシリンダの説明図である。

以下、本発明のリンク式倍力装置におけるアジャスタ機構を実施するための好適な形態を図面に基づいて説明する。本発明のリンク式倍力装置におけるアジャスタ機構は、図１に示すように、アクチュエータの軸動により拡開揺動する一対のリンク７、７の略中間部における出力軸支点８と各ブレーキアームの基端部とを、それぞれアジャスタギヤとアジャスタナットとの相対回転により軸間距離を調整するアジャスタ機構６を介して連結したリンク式倍力装置におけるアジャスタ機構において、前記各ブレーキアームの過ストロークに伴って前記各アジャスタギヤを回転させるアジャスタレバー１０の揺動支軸を前記各リンクの略中間部における出力軸支点８と略一致させたことを特徴とする。

以下、本発明のリンク式倍力装置におけるアジャスタ機構の１実施例について説明する。図５および図６に示すように、適宜のサポート１を介してボディ２が車体静止部に固定され、該ボディ２の下部両側に一対のブレーキアーム３、３の中間部がブレーキアーム軸２３、２３によって軸支される。ブレーキアーム３、３の各開放端にはブレーキホルダ４が支持され、該ブレーキホルダ４にはパッドアッセンブリ５が装着される。そして、ブレーキアーム３、３の各基端部には、後述するリンク式倍力装置におけるアジャスタ機構６の出力軸を構成するアジャスタナット１３の外側端１３Ａが連結される。

図１に示すように、アクチュエータの軸動（別途の流体圧や電動モータ等のアクチュエータにより軸動されるウェッジ１５の軸動の他、ウェッジ１５自体が流体圧や電動モータ等により軸動するアクチュエータを構成する場合でもよい）により拡開揺動する一対のリンク７、７の略中間部における出力軸支点８と各ブレーキアーム３（図５、６）の基端部とを、それぞれアジャスタギヤとアジャスタナットとの相対回転により軸間距離を調整するアジャスタ機構６を介して連結される。前記一対のリンク７、７の揺動の各支軸１８は、下端部に配設されたストラット１７の両端部に配置される。リンク７、７の上端の各揺動端部にはそれぞれローラ１６がローラ軸１９により軸支されている。

図１、２に示すように、ウェッジ１５の軸動に伴い、ウェッジ１５の両側の斜面１５Ａ、１５Ａがローラ１６、１６を介してリンク７、７を拡開すると、リンク７、７の中間部の出力軸支点８からのアジャスタ機構６を介した前記ブレーキアーム３の基端部へは倍力されて出力される。後述するアジャスタギヤとアジャスタナットとの相対回転により軸間距離を調整するアジャスタ機構６のアジャスタギヤ１２は、パッドアッセンブリ５の摩耗に起因したブレーキアーム３の過ストローク時に揺動するアジャスタレバー１０によって回転調整されるように構成されている。本発明では、アジャスタレバー１０の揺動支軸は、前記各リンク７の略中間部における出力軸支点８と略一致させて構成されている。そして、各リンク７の略中間部における出力軸支点８を揺動支軸とする各アジャスタレバー１０の基端部側同士はバランススプリング９が張設されて連結される。

図２（Ｂ）の要部拡大図である図３を参照しつつ、図１において、パッドアッセンブリ５の摩耗に起因したブレーキアーム３の過ストローク時には、アジャスタ機構６におけるアジャスタナット１３も外側へ過ストローク移動する。その際、アジャスタレバー１０は出力軸支点８を中心として揺動端部である上側が外側（ブレーキアーム３の基端部側）へ揺動する。図２（Ｂ）に示すように、アジャスタレバー１０を上方へ付勢する復帰スプリング２０とアジャスタレバー１０をアジャスタギヤ１２側に付勢する押圧スプリング２１とのバランスにより、アジャスタレバー１０のアジャスタギヤ１２への確実な噛合と調整のための揺動および復帰動作がなされる。

図３および一部分解斜視図である図４に示すように、過ストローク時のアジャスタレバー１０は出力軸支点８を中心として揺動端部の上側が外側（すなわち下側）へ揺動すると、アジャスタギヤ１２を図示で右回転させて、ラチェット歯をひとつ送る。その際、アジャスタレバー１０の対向側のアジャスタギヤ１２にはストッパ１１における逆止爪２２が係止されて配設されている。この逆止爪２２は、アジャスタギヤ１２によるアジャスタ機構の短縮方向への回転を阻止する機能を有する。逆止爪２２はリンク７の略中間部における出力軸支点８に基端部が支持されたストッパ１１に設置され、その先端の孔部は、図４に示すように、アジャスタギヤ１２の基部の軸部が前記出力軸支点８に軸支されたアジャスタソケット１４に嵌合される際に、アジャスタギヤ１２の基部の軸部とともに支持される。

このように構成して、ストッパ１１における逆止爪２２の配設は、確実にアジャスタ機構をパッドアッセンブリ摩耗を補完する拡張方向に調整できて、短縮方向へ逆行することがないので、高い調整精度が確保できるとともに、パッドアッセンブリ交換時にアジャスタを戻す際にアジャスタギヤ１２は逆回転しないために、アジャスタナット１３のみを回転してアジャスタ機構６を交換前の位置に縮小できる。その際、前記逆止爪２２を設けたストッパ１１の支軸を前記各リンク７の略中間部における出力軸支点８と略一致させて、前記アジャスタレバー１０の挙動と同様に、リンク７の揺動等により誤作動することなく、常に同じ位置にて逆止機能を保持させることができる。

かくして、各アジャスタギヤ１２を回転させるアジャスタレバー１０の揺動支軸が前記各リンク７の略中間部における出力軸支点８と略一致させたことにより、簡素な構造のリンク式倍力装置を採用しつつ、ブレーキアーム３の基端部からの挙動に左右されることの少ないリンク７の略中間部における出力軸支点８においてアジャスタ機構の調整が行えて、調整部の剛性等の影響を受けることなく、高い調整精度が確保できる。しかも、各アジャスタレバー１０、１０間をバランススプリング９により連結したことによって、アジャスタ機構６に軸力が作用してアジャスタギヤ１２が回転しにくくなっても、バランススプリング９が伸びて、アジャスタレバー１０が回転移動ではなく平行移動の挙動を示して、アジャスタギヤ１２を必要以上の力で回転させようとしないので、アジャスタギヤ１２の破損が防止される。

以上、本発明の実施例について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、ブレーキアクチュエータの形式（液体圧あるいは空気圧等の流体式、電磁あるいはモータ等による電気式、あるいは歯車列を用いた機械式等も採用され得る。実施例のウェッジ自体が流体圧や電動モータ等により軸動するアクチュエータを構成してもよい）、アジャスタ機構のリンクにおける出力軸支点およびブレーキアームの基端部との連結部の関連構成、出力軸支点の位置すなわちリンク式倍力装置における倍力比率、アジャスタギヤとアジャスタナットとの相対回転による調整形態（螺子による螺合の他、突起と傾斜溝の係合等も採用され得る）、アジャスタレバーのリンクにおける出力軸支点への軸支形態、各アジャスタレバーへのバランススプリングの連結形態、ストッパにおける逆止爪の設置形態、逆止爪の形状、ストッパのリンクにおける出力軸支点への支持形態等については適宜選定できる。また、実施例に記載の諸元はあらゆる点で単なる例示に過ぎず限定的に解釈してはならない。

本発明のリンク式倍力装置におけるアジャスタ機構は、好適には鉄道車両のキャリパ型ディスクブレーキに適用されるが、自動車等の車両や産業用ディスクブレーキ等への適用も可能である。

６ アジャスタ機構
７ リンク
８ リンク出力軸支点
９ バランススプリング
１０ アジャスタレバー
１３ アジャスタナット
１５ ウェッジ
１６ ローラ
１７ ストラット
１８ 支軸
１９ ローラ軸

Claims (2)

1. アクチュエータの軸動により拡開揺動する一対のリンクの略中間部における出力軸支点と各ブレーキアームの基端部とを、それぞれアジャスタギヤとアジャスタナットとの相対回転により軸間距離を調整するアジャスタ機構を介して連結したリンク式倍力装置におけるアジャスタ機構において、前記各ブレーキアームの過ストロークに伴って前記各アジャスタギヤを回転させる各アジャスタレバーの揺動支軸を前記各リンクの略中間部における出力軸支点と略一致させるとともに、前記各アジャスタギヤによるアジャスタ機構の短縮方向への回転を阻止する逆止爪を備え、前記逆止爪の支軸を前記各リンクの略中間部における出力軸支点と略一致させて配置したことを特徴とするリンク式倍力装置におけるアジャスタ機構。
2. 前記各アジャスタレバー間をバランススプリングにより連結したことを特徴とする請求項１に記載のリンク式倍力装置におけるアジャスタ機構。

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