CN103089860A - 制动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种制动装置，用简单的结构来限制缓解中的推压活塞的移动。该制动装置具备：推压活塞，可使与盘抵接并赋予摩擦力的制动件向盘推压的推压方向进退，并由制动件能够推压盘；驱动轴(S)，能够使推压活塞向从制动件退避侧移动；电动机(4)，与驱动轴连接并可使驱动轴围绕轴旋转；缓解机构(11)，使驱动轴在推压活塞从制动件开始退避的一侧旋转；切换机构(22)，在缓解机构和驱动轴被连接的连接状态和被分离的分离状态之间进行切换；限制机构(33)，在连接状态下，限制驱动轴在推压活塞进入制动件一侧进行旋转。

Description

制动装置
技术领域
本发明涉及通过使制动件与和车轮同时旋转的盘抵接来获得制动力的制动装置，特别涉及具有使制动件从盘躲避的缓解装置的的制动装置。
背景技术
近年来，与直接将制动器闸瓦推压在车轮上来获得制动力形式的制动装置比较，作为铁道车辆用的制动器而无需考虑车轮的磨耗，另外，与车轮的状态无关就能获得稳定的制动力，所以采用盘式制动器的情况正在增加。作为铁道车辆用的盘式制动器，公知有下述方式的制动器：即，利用机械弹簧产生的力，向盘方向对制动件施力，通过利用例如液压的流体压的促动器使两者沿离开方向移动，来解除制动。
该种方式的盘式制动装置具备即使在流体压的供给产生问题的情况下，制动力也可利用机械弹簧产生的作用力来发挥功能的、所谓的失效保护功能。
然而，液压式盘式制动装置因油泄漏等必须定期进行油的维护，在维修性方面存在问题。因此，作为铁道车辆的盘式制动装置的动力源，正在讨论不用流体压而使用电力的方案(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1日本特开2010-25313号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在失效保护发挥功能的状态下，变为制动力原封不动地施加在车轮上的状态下，移动车辆变得困难。特别是，与利用流体压的制动装置相比，在使用电力的制动装置的情况下，减速机构等的传送机构位于电动机的输出轴、和推压制动件的推压活塞的轴之间，所以不能直接使用以往的缓解机构。
本发明鉴于这样事情而成，其目的在于提供一种制动装置，其具备利用简单的结构，能限制缓解中的推压活塞的移动的缓解装置。
解决问题的技术方案
为了实现所述目的，本发明提供下述装置。
本发明的制动装置是一种向与车轮一起旋转的盘赋予摩擦力来对所述车轮进行制动，其特征在于，具备：与所述盘抵接并赋予摩擦力的制动件；推压活塞，使所述制动件向推压所述盘的推压方向进退，并由所述制动件能够推压所述盘；施力部，朝向所述制动件对所述推压活塞施力；驱动轴，具有与所述推压活塞上形成的活塞侧螺纹部螺合的驱动侧螺纹部，通过围绕轴旋转，能够使所述推压活塞在从所述制动件开始退避的一侧移动；电动机，与所述驱动轴连接并能够使所述驱动轴围绕轴旋转；缓解机构，使所述驱动轴在所述推压活塞从所述制动件开始退避的一侧旋转；切换机构，在所述缓解机构和所述驱动轴被连接的连接状态、和被分离的分离状态之间进行切换；限制机构，在所述连接状态下，限制所述驱动轴在所述推压活塞向所述制动件进入一侧的旋转。
根据所述构成，即使在因电动机的失误等，利用驱动轴的旋转不能使推压活塞从制动件开始退避的情况下，使用缓解机构，也能够使推压活塞从制动件退避。
另外，由于限制机构限制推压活塞的移动，所以无需使用其他保持分离状态的装置，从而可使缓解机构更加简单地构成。
另外，所述缓解机构使与所述驱动轴在所述推压活塞向所述制动件进入一侧的旋转方向对应的方向上的动作不能进行，所述限制机构由所述缓解机构构成。
根据所述构成，由于限制机构由缓解机构构成，所以能够由更简单的构成来实现具有限制机构的缓解机构。
另外，所述缓解机构最好具备可根据所述驱动轴的旋转而旋转的从动齿轮和与所述从动齿轮螺合的蜗杆。
根据所述结构，通过由蜗杆和从动齿轮来构成缓解机构，通过使蜗杆旋转，能够使从动齿轮旋转。此外，通过从动齿轮的切线方向的力作用在蜗杆的轴向上，可限制从动齿轮的旋转。由此，可由简单的构成来构成具有限制机构的缓解机构。
另外，所述缓解机构具备：设置在所述驱动轴上的第一齿轮；利用所述切换机构能够与所述第一齿轮连接和分离的第二齿轮；与所述第二齿轮同轴设置的第三齿轮，所述第三齿轮作为从动齿轮与所述蜗杆螺合。
根据所述构成，通过将第二齿轮与第一齿轮连接和分离，能够轻易地切换连接状态和分离状态。
另外，所述从动齿轮是与所述驱动轴同轴设置的齿轮，利用所述切换机构，所述蜗杆和所述从动齿轮可连接和分离。
根据所述构成，能够由最小限度的构成来设置缓解机构。
发明的效果
根据本发明，即使在因电动机的问题等，利用驱动轴的旋转不能使推压活塞从制动件退避的情况下，使用缓解机构，也能够使推压活塞从制动件退避。另外，由于限制机构限制推压活塞的移动，所以无需使用用于例如保持缓解机构的功能的其他装置来保持，可用更加简单的构成来构成缓解机构。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式涉及的制动装置的侧剖面图。
图2是本发明的第一实施方式涉及的制动装置的手动缓解机构的关键部位的放大图。
图3是图2的A-A剖面图。
图4是表示本发明的第二实施方式涉及的制动装置的手动缓解机构的侧剖面图。
图5是图4的B-B剖面图。
符号说明
1制动装置  2盘  3衬垫(制动件)  4电动机  7螺纹轴7a驱动侧螺纹部  8推压活塞  8a活塞侧螺纹部  9机械弹簧(施力部)
11手动缓解机构(缓解机构)  13传递轴  18移动螺母部  21第一齿轮
22移动单元(切换机构)  30第二齿轮  32蜗轮(worm wheel)(第三齿轮)
33蜗杆(worm gear)(限制机构)  50蜗轮  51移动蜗杆  53蜗杆主体  S驱动轴
具体实施方式
(第一实施方式)
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
如图1、图2和图3所示，本实施方式的制动装置1为通过将衬垫3推压在与未图示的车轮一起旋转的盘2上来赋予摩擦力并对车轮进行制动的盘式制动器形式的装置。
制动装置1具备电动机4、以制约电动机4的输出轴4a的旋转的方式被设置的电磁制动器5、使电动机4的旋转减速的球减速机6、利用减速后的旋转而旋转的螺纹轴7、向衬垫3传递推压力的推压活塞8、朝向衬垫3来对推压活塞8施力的机械弹簧9、内置有盘2和衬垫3等的制动钳10、用于强制使衬垫3躲避的手动缓解机构11。
在以下的说明中，将包含由电动机4的驱动而旋转的输出轴4a、与输出轴4a连接的传递轴13(后述)、和螺纹轴7在内的部件统称为驱动轴S。另外，将沿着驱动轴S的方向称作轴方向X，将推压活塞8用于推压衬垫3的突出方向称作轴向一侧X1，将其相反方向称作轴向另一侧X2。
制动钳10具备制动钳壳体41、圆盘形状并与车轮一起旋转的盘2、被推压到盘2上的衬垫3、可自如滑动地支承衬垫3的多个销(未图示)。
在电动机4的输出轴4a上安装有传递轴13。传递轴13是以延长电动机4的输出轴4a的方式不能旋转地被安装在输出轴4a上的轴部件，由主体轴13a和连接部13b构成。在连接部13b上安装有第一齿轮21。第一齿轮21为构成手动缓解机构11的齿轮。
电磁制动器5被安装在传递轴13上，是对经由输出轴4a而传递至传递轴13上的电动机4的旋转运动进行制动和保持的部位。传递轴13以主体轴13a相对于电磁制动器5从轴向一侧突出的方式被安装。
球减速机6安装在电磁制动器的轴向一侧上，是对电动机4的转速进行减速的减速机。具体而言，传递轴13的主体轴13a被连接在球减速机6的轴向另一侧X2上，后述的螺纹轴7被连接到球减速机6的轴向一侧X1上。
以上说明的球减速机6被固定在于制动钳10上所固定的壳体15的轴向另一侧X2上。详细地说，球减速机6经由固定在壳体15的轴向另一侧X2上的托架16而被固定在壳体15上。此外电磁制动器5利用螺栓等连结部件而被直接固定在球减速机6的轴向另一侧X2上。电动机4配置在电磁制动器5的轴向另一侧X2上。即，球减速机6、电磁制动器5和电动机4以在轴向上串联的方式被配置。
螺纹轴7围绕轴可旋转地被固定在壳体15的内部，推压活塞8构成为利用螺纹轴7的旋转而沿轴向移动。螺纹轴7的轴向另一侧X2如上所述，被连接在球减速机6的轴向一侧X1上。即，螺纹轴7构成为经由球减速机6、传递轴13而与电动机4连接，并利用电动机4的驱动而旋转。
推压活塞8由与形成在螺纹轴7的外周上的驱动侧螺纹部7a螺合的移动螺母部18、活塞主体20、连接移动螺母部18和活塞主体20的移动托架19构成。
在移动螺母部18上形成有经由多个球而与驱动侧螺纹部7a螺合的活塞侧螺纹部8a。由此，通过螺纹轴7转动，利用所谓滚珠螺纹机构，使移动螺母部18(推压活塞8)沿轴向X移动。在以下的说明中，将移动螺母部18向轴向另一侧X2方向移动式的驱动轴S(螺纹轴7)的旋转方向称作一方向。即，通过电动机4的输出轴4a向一方向旋转，推压活塞8向轴向另一侧X2移动。
另外，在移动螺母部18上形成有凸缘18a。
移动托架19被固定在移动螺母部18的轴向一侧X1上，并沿伴随着移动托架19的移动的轴向移动。在移动托架19的轴向一侧X1侧固定有活塞主体20。
机械弹簧9被配置在移动螺母部18的凸缘18a的轴向另一侧X2。详细地说，机械弹簧9由盘簧构成，并被配置在凸缘18a和壳体15的轴端壁15a之间。由此，移动螺母部18(推压活塞8)被始终沿轴向一侧X1施力。
接下来，说明手动缓解机构11。手动缓解机构11具有设置在传递轴13上的第一齿轮21；移动单元22，可采用相对于该第一齿轮21接近并螺合的连接状态和分离的分离状态；可移动地支承移动单元22的框架23。
第一齿轮21是一体设置在传递轴13上的正齿轮，并伴随着电动机4的驱动而旋转。
框架23被构成为一面敞开的箱状形状，经由设置在一面上的凸缘23a而安装在电磁制动器5的上表面上。具体而言，框架23由敞开一面的相反侧的上壁25、与轴向正交的一对第一侧壁26、与上壁25和第一侧壁26正交的一对第二侧壁27构成。
移动单元22具有立方体形状的移动壳体29、通过设为连接移动单元22的状态而与第一齿轮21螺合的第二齿轮30、固定第二齿轮30的转轴31、固定在转轴31上的蜗轮32(worm wheel)(斜齿轮)、以与蜗轮32螺合方式被配置的蜗杆(worm gear)33。
移动壳体29由与框架23的上壁25平行地设置的移动上壁35、与框架23的第一侧壁26平行地设置的一对轴固定壁36、与框架23的第二侧壁27平行地设置的一对蜗杆固定壁37构成。
框架23的上壁25和移动壳体29的移动上壁35经由移动螺栓38连接。移动螺栓38由头部38a和螺纹部38b构成，头部38a以能够围绕螺纹部38b的轴旋转的方式安装在上壁25。另外，在头部38a上形成有六角孔38c。在移动上壁35上形成有与移动螺栓38的螺纹部38b对应的螺纹孔35a。
转轴31在移动壳体29的一对轴固定壁36之间可自如旋转且与驱动轴平行地被固定。
第二齿轮30在转轴31上，在移动壳体29成为连接状态那样移动时，被固定在与第一齿轮21螺合的位置上。
蜗轮32在转轴31上，被固定在与第二齿轮30相反侧的端部附近。
蜗杆33在移动壳体29的一对蜗杆固定壁37之间可自如旋转且可固定在与蜗轮32螺合的位置上。在蜗杆33的一端面上形成有六角孔32a。
在此，对移动单元22的移动动作进行说明。在使移动单元移动时，使用六角扳手等使移动螺栓38旋转。通过使移动螺栓38旋转，利用螺纹孔35a和移动螺栓38的螺旋作用，移动壳体29沿移动螺栓38的轴向移动，其中螺纹孔35a被形成在移动壳体29的移动上壁35上并和移动螺栓38的螺纹部38a螺合。
由于轴固定壁36和蜗杆固定壁37分别受框架23的第一侧壁26和第二侧壁27限制，移动壳体29围绕移动螺栓38的轴的旋转被限制，所以移动壳体29不因移动螺栓38的旋转而旋转。
接下来，对手动缓解机构11的作用进行说明。
在使手动缓解机构11发挥功能时，利用所述方法，使移动单元22移动，将手动缓解机构11设定为与驱动轴连接的状态。在该状态下，使用六角扳手等工具，使蜗杆33旋转。利用蜗杆33的旋转，蜗轮32旋转，与此相伴，转轴31和第二齿轮30旋转。
通过使手动缓解机构11处于连接状态，利用第二齿轮30的旋转，第一齿轮21旋转，由此，构成驱动轴的传递轴13向一方向旋转。通过传递轴13向一方向旋转，经由球减速机6，驱动轴向一方向旋转，利用滚珠螺纹机构，移动螺母部18向轴向另一侧X2移动，推压活塞8从衬垫3离开。由此，制动装置1变成缓解状态。
根据所述实施方式，即使在因电动机4的失误等，利用驱动轴S的旋转不能使推压活塞8从衬垫3退避的情况下，使用手动缓解机构11B，也能够使推压活塞8从衬垫3退避。
另外，由于使用蜗杆33作为使手动缓解机构11动作的输入齿轮，所以蜗轮32的切线方向的力作用在蜗杆33的轴向上。由此，推压活塞8不会因经由蜗轮32和转轴31及第二齿轮30而连接的第一齿轮21的不小心旋转，而向轴向一侧X1移动。即，由于蜗杆33作为限制机构来发挥功能，限制推压活塞8的移动，所以无需使用例如保持缓解机构的功能的其他装置来保持，从而可使缓解机构更加简单地构成。
另外，通过将第二齿轮30与第一齿轮21连接和分离，能够轻易地切换连接状态和分离状态。
(第二实施方式)
以下，对本发明第二实施方式涉及的制动装置1B进行说明。
如图4和图5所示，本实施方式的制动装置1B的手动缓解机构11B由蜗轮50、移动蜗杆机构51构成。
蜗轮50是与后述蜗杆主体53螺合的斜齿轮，与第一实施方式的第一齿轮21相同，被固定在传递轴13上。
移动蜗杆机构51由壳体52、与蜗轮50协同动作来发挥功能的蜗杆主体53、作为蜗杆主体53的转轴的移动轴54构成。
移动轴54可自如旋转地且沿与驱动轴S(蜗轮50的转轴)正交方向能够自如移动地安装在壳体52内。详细地说，移动轴54的两端可自如滑动地支承在被固定在壳体52内的一对衬套55上。另外，在移动轴54的一端面上形成有六角孔56，移动轴54的一端延伸到壳体52的外部。
蜗杆主体53固定在移动轴54的大致中央处，在移动轴54的滑动的同时，可与蜗轮50连接。另外，蜗杆主体53在移动轴54的滑动的同时，可与蜗轮50分离。
以下，对本实施方式涉及的手动缓解机构11B的作用进行说明。
在制动装置1B的通常规格状态下，蜗杆主体53和蜗轮50被设为分离状态。
在使手动缓解机构11B发挥功能的情况下，通过使移动轴54滑动移动，蜗杆主体53和蜗轮50处于已连接的连接状态。在该状态下，使用六角螺母等使移动轴54旋转，使蜗杆主体53旋转。通过蜗杆主体53旋转，蜗轮50旋转，传递轴13沿一方向旋转。通过传递轴13向一方向旋转，利用与第一实施方式相同的作用，制动装置1变为缓解状态。
根据所述实施方式，即使在因电动机4的失误等，利用驱动轴S的旋转不能使推压活塞8从衬垫3退避的情况下，使用手动缓解机构11B，也能够使推压活塞8从衬垫3退避。
另外，由于使用蜗杆主体53作为使手动缓解机构11B操作的输入齿轮，所以推压活塞8不会因蜗轮50不小心旋转而向轴向一侧X1移动。即，由于蜗杆主体53作为限制机构发挥功能，来限制推压活塞8的移动，所以无需使用例如保持缓解机构的功能的其他装置来保持，从而可使缓解机构更加简单地构成。
另外，通过使移动轴54滑动移动，能够轻易地切换连接状态和分离状态。
此外，与第一实施方式相比，能够用更少的构成要素来设计缓解机构。
并且，本发明的技术范围并不局限于所述实施方式，在不脱离本发明的实质精神范围内，能够进行各种变更。
在以上说明的各个实施方式中，使用蜗杆作为限制机构，来限制驱动轴S在推压活塞8进入衬垫3一侧的旋转。例如，也可以使用正齿轮替代蜗杆来作为限制机构，通过以始终与正齿轮的齿抵接的方式来配置板簧，用于限制该正齿轮的旋转。

Claims (5)

1.一种制动装置，其向与车轮一起旋转的盘赋予摩擦力来对所述车轮进行制动，其特征在于，具备：
与所述盘抵接并赋予摩擦力的制动件；
推压活塞，使所述制动件向推压所述盘的推压方向进退，并由所述制动件能够推压所述盘；
施力部，朝向所述制动件对所述推压活塞施力；
驱动轴，具有与所述推压活塞上形成的活塞侧螺纹部螺合的驱动侧螺纹部，通过围绕轴旋转，能够使所述推压活塞在从所述制动件开始退避的一侧移动；
电动机，与所述驱动轴连接并能够使所述驱动轴围绕轴旋转；
缓解机构，使所述驱动轴在所述推压活塞从所述制动件开始退避的一侧旋转；
切换机构，在所述缓解机构和所述驱动轴被连接的连接状态、和被分离的分离状态之间进行切换；
限制机构，在所述连接状态下，限制所述驱动轴在所述推压活塞向所述制动件进入一侧的旋转。
2.根据权利要求1所述的制动装置，其特征在于，
所述缓解机构使与所述驱动轴在所述推压活塞向所述制动件进入一侧的旋转方向对应的方向上的动作不能进行，所述限制机构由所述缓解机构构成。
3.根据权利要求1或2所述的制动装置，其特征在于，所述缓解机构具备：
能够根据所述驱动轴的旋转而旋转的从动齿轮；
与所述从动齿轮螺合的蜗杆。
4.根据权利要求3所述的制动装置，其特征在于，所述缓解机构具备：设置在所述驱动轴上的第一齿轮；
利用所述切换机构能够与所述第一齿轮连接和分离的第二齿轮；
与所述第二齿轮同轴设置的第三齿轮，
所述第三齿轮作为从动齿轮与所述蜗杆螺合。
5.根据权利要求3所述的制动装置，其特征在于，
所述从动齿轮是与所述驱动轴同轴设置的齿轮，利用所述切换机构，所述蜗轮和所述从动齿轮能够连接和分离。
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