CN105683608B - 制动装置 - Google Patents

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Abstract

制动装置(100)包括：连结构件(35)，其用于将一对连杆臂(30)的一端部(31)彼此连结起来；驱动器(20)，其安装于所述连结构件(35)，用于使输出构件(21)进入、退出；杠杆(40)，其以能够转动的方式连结于所述输出构件(21)，并利用所述输出构件(21)的进入、退出进行转动；以及增力单元(50)，其设于所述一对连杆臂(30)的所述一端部(31)中的至少一个端部，用于增大通过所述杠杆(40)的转动传递来的力，使所述连杆臂(30)以支承部(32)为支点转动。

Description

制动装置
技术领域
本发明涉及一种制动装置。
背景技术
一直以来使用有如下的制动装置：使驱动器所产生的力作用于能够以支点为中心进行转动的一对连杆臂的力点，使被支承于连杆臂的作用点的制动摩擦衬片与制动盘滑动接触而对车轮的旋转进行制动。
在日本JP10－505038A中公开有如下一种制动钳单元，其钳杆的一端部互相连结，另一端部分别枢装于制动垫，设于钳杆的两端部之间的支点的偏心体传动装置使钳杆转动。偏心体传动装置是具有受到制动力产生器产生的力而旋转的偏心销、并利用该偏心销的旋转使钳杆以一端部为中心进行转动的传动装置。
发明内容
发明要解决的问题
然而，在日本JP10－505038A的钳型制动单元中，在制动垫与制动盘滑动接触来进行制动时自制动盘向制动垫作用的周向的切向力作用于偏心体传动装置的偏心销。因此，为了在制动时使偏心销旋转而需要较大的力，难以提高机械效率。
本发明的目的在于提高制动装置的机械效率。
本发明的某一技术方案是一种制动装置，该制动装置通过夹持与车轮一起旋转的制动盘来进行制动，其中，该制动装置包括：制动器主体，其支承于车身或转向架；一对连杆臂，其一端部与另一端部之间的支承部以能够相对于所述制动器主体转动的方式支承于所述制动器主体，该一对连杆臂分别 以面向所述制动盘的两表面的方式设置，该一对连杆臂的所述另一端部用于支承与所述制动盘滑动接触而对所述制动盘施加摩擦力的制动摩擦衬片；连结构件，其用于将所述一对连杆臂的所述一端部彼此连结起来；驱动器，其安装于所述连结构件，用于使输出构件进入、退出；杠杆，其以能够转动的方式连结于所述驱动器的所述输出构件，并利用所述输出构件的进入、退出进行转动；以及增力单元，其设于所述一对连杆臂的所述一端部中的至少一个端部，用于增大通过所述杠杆的转动传递来的力，使所述连杆臂以所述支承部为支点转动。
附图说明
图1是本发明的实施方式的制动装置的俯视图。
图2是本发明的实施方式的制动装置的主视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
首先，参照图1和图2对本发明的实施方式的制动装置100的结构进行说明。
制动装置100主要应用于铁道车辆。制动装置100夹持与车轮1一起旋转的制动盘1a而对车轮1进行制动。具体来讲，制动装置100利用一对制动摩擦衬片2从制动盘1a的两表面来夹持制动盘1a，利用制动盘1a与制动摩擦衬片2之间的摩擦力对车轮1的旋转进行制动。
制动盘1a形成于车轮1的表面、背面这两个面而与车轮1一体旋转。代替使制动盘1a与车轮1一体形成的结构，也可以设有与车轮1一起旋转的、独立于车轮1的制动盘1a。
制动摩擦衬片2在非制动时以与制动盘1a隔开预先设定的预定的间隔的方式相对(图1所示的状态)。制动摩擦衬片2在制动时朝向制动盘1a移动， 以与制动盘1a平行的方式抵接于制动盘1a并按压制动盘1a。
制动摩擦衬片2具有：背面板部2a，其支承于制动装置100的摩擦衬片保持部3；以及摩擦构件2b，其在制动时与制动盘1a抵接。摩擦构件2b包括多个扇形块，并被固定于背面板部2a的表面。制动摩擦衬片2利用由摩擦构件2b与制动盘1a抵接而产生的摩擦力对车轮1的旋转进行制动。
摩擦衬片保持部3具有供制动摩擦衬片2的背面板部2a插入的燕尾槽(未图示)。在摩擦衬片保持部3的上下的端部分别设有利用一对紧固螺栓5而固定于摩擦衬片保持部3的固定块4。固定块4对制动摩擦衬片2的背面板部2a的长度方向(在图2中为上下方向)上的端部进行固定。由此，插入到燕尾槽的制动摩擦衬片2被保持于摩擦衬片保持部3。
制动装置100包括：制动器主体10；一对连杆臂30，其一端部31与另一端部33之间的支承部32以能够相对于制动器主体10转动的方式被支承于制动器主体10；连结棒35，其为连结构件，其用于将一对连杆臂30的一端部31彼此连结起来；驱动器20，其安装于连结棒35，用于使作为输出构件的棒21进入、退出；杠杆40，其以能够转动的方式连结于驱动器20的棒21，并利用棒21的进入、退出进行转动；以及增力单元50，其设于一对连杆臂30的一端部31中的至少一个端部，对利用杠杆40的转动而传递来的力进行增力而使连杆臂30以支承部32为支点进行转动。
在制动装置100应用于铁道车辆的情况下，制动器主体10被支承于转向架(未图示)。在制动装置100应用于铁道车辆以外的车辆的情况下，制动器主体10被支承于车身(未图示)。
驱动器20是在油压等这样的液压、气压等工作流体的压力的作用下进行工作的流体压驱动器。不限于此，驱动器20也可以是利用电动机的旋转进行工作的机械式驱动器等其他形式。驱动器20基于驾驶员的制动操作进行工作，使棒21相对于被安装于连结棒35的驱动器主体20a进入、退出。
驱动器20设在比连杆臂30的一端部31远离支承部32的位置。即，驱动器20被设为隔着连结棒35与制动器主体10相对。由此，驱动器20设在由连结棒 35和一对连杆臂30包围的区域的外侧，因此连杆臂30的设计自由度提高。因此，能够缩短连杆臂30，因此能够实现制动装置100的小型轻量化。
如图2所示，棒21形成为U字状，具有分别连结于一对杠杆40的连结部21a和形成在一对连结部21a之间的凹部21b。凹部21b用于防止在棒21自驱动器主体20a退出时棒21与连结棒35相互干扰。因此，在棒21自驱动器主体20a退出时，连结棒35进入到凹部21b，一对连结部21a以避开连结棒35的方式伸长。
棒21具有一对连结轴22，该一对连结轴22用于将杠杆40以能够转动的方式分别连结于各连结部21a(参照图1)。一对连结轴22被设为同轴。连结轴22以其中心轴线与制动摩擦衬片2平行的方式进行配置。制动盘1a的中心位于棒21进行往复运动的中心轴线的延长线上。随着棒21相对于驱动器主体20a进入、退出，制动摩擦衬片2能够在它所能够移动的方向(在图1中为上下方向)上摆动。
如图1所示，连杆臂30分别以面向制动盘1a的表面、背面的方式进行设置。一对连杆臂30的一端部31彼此之间利用连结棒35连结起来。连杆臂30的另一端部33将与制动盘1a滑动接触而对制动盘1a施加摩擦力的制动摩擦衬片2支承为能够摆动。如图2所示，连杆臂30形成为具有设于上下的一对臂部30a的大致U字状。
如图1所示，在一连杆臂30的一端部31设有贯穿连结棒35与连杆臂30而将连杆臂30和棒35连结起来的连结轴31a。在另一连杆臂30的一端部31设有贯穿连结棒35、连杆臂30以及一对杠杆40而将连结棒35、连杆臂30以及一对杠杆40连结起来、并对由于驱动器20的棒21的进入、退出而产生的力进行增力从而使连杆臂30转动的增力单元50。
代替该结构，也可以在一连杆臂30的一端部31和另一连杆臂30的一端部31均设有增力单元50。在该情况下，各增力单元50能够分别使一连杆臂30和另一连杆臂30转动。关于增力单元50，在后面将详细地进行说明。
在连杆臂30的支承部32设有贯穿连杆臂30与制动器主体10而将连杆臂30与制动器主体10连结起来的臂轴32a。连杆臂30利用臂轴32a以能够转动的 方式支承于制动器主体10。在制动装置100进行制动时自制动盘1a向制动摩擦衬片2作用的周向的切向力自支承部32经由臂轴32a作用于制动器主体10。
在连杆臂30的另一端部33设有贯穿连杆臂30与摩擦衬片保持部3而将连杆臂30与摩擦衬片保持部3连结起来的摩擦衬片轴33a。摩擦衬片保持部3利用摩擦衬片轴33a以能够转动的方式支承于连杆臂30。由此，制动摩擦衬片2能够相对于连杆臂30摆动，且能够在制动时以始终与制动盘1a平行的方式与制动盘1a抵接。
杠杆40将由于驱动器20的棒21的进入、退出而产生的力传递至增力单元50。杠杆40的一端部41以能够转动的方式连结于棒21的连结轴22。杠杆40的另一端部42以不能转动的方式连结于增力单元50的后述的偏心部53。
当棒21相对于驱动器主体20a进入、退出时，杠杆40在连结轴22与偏心部53之间转动。在棒21自驱动器主体20a最大程度地退出的状态下杠杆40转动至与连结棒35平行的位置。
如图2所示，增力单元50具有利用杠杆40的转动以旋转轴线A1为中心进行旋转的偏心凸轮51。偏心凸轮51的旋转轴线A1的相对于连杆臂30的位置与连结轴31a的中心轴线的相对于连杆臂30的位置设为相同位置。
偏心凸轮51具有：大径部52，其以能够转动的方式连结于连结棒35；偏心部53，其在偏离偏心凸轮51的旋转轴线A1的位置具有中心轴线A2且利用杠杆40的转动以旋转轴线A1为中心呈圆弧状进行转动；以及一对臂连结部54，其形成为与偏心部53同轴且以能够转旋的方式支承于连杆臂30。
大径部52形成为外径与连结轴31a的外径相同。大径部52的中心轴线为偏心凸轮51的旋转轴线A1。
偏心部53形成为外径比大径部52的外径小。偏心部53分别设于大径部52的轴向两侧。在偏心部53以不能相对于该偏心部53转动的方式连结有杠杆40。因此，当棒21相对于驱动器主体20a进入、退出而使杠杆40转动时，偏心部53呈以旋转轴线A1为中心的圆弧状进行转动。
臂连结部54形成为外径与偏心部53的外径相同。臂连结部54隔着偏心部 53设于与大径部52所在侧相反的一侧。也可以代替该结构，而将臂连结部54形成为外径比偏心部53的外径小。另外，也可以将臂连结部54分别设于偏心部53与大径部52这两者之间。
如此，偏心凸轮51在中央具有大径部52，在该大径部52的两端具有外径比大径部52的外径小的偏心部53，而且在该偏心部53的两端具有外径与偏心部53的外径相同或者比偏心部53的外径小的臂连结部54。因此，偏心凸轮51自中央向两端部去外径逐级地减小，因此加工容易。另外，能够将连结棒35、杠杆40以及连杆臂30依次组装于偏心凸轮51，因此组装性良好。
制动装置100还包括调节器37，该调节器37用于根据制动摩擦衬片2的磨损量使连结棒35伸长。调节器37设在除供驱动器20安装的范围之外的位置。调节器37通过使调整棒36伸长而使连结棒35伸长。在制动装置100为制动状态而制动摩擦衬片2发生磨损时，调节器37使设在连结棒35内的调整螺钉(未图示)旋转，而使调整棒36伸长。
像这样，调节器37设在连结棒35的除供驱动器20安装的范围之外的位置，因此，即使制动摩擦衬片2发生磨损而使连结棒35伸长，驱动器20与增力单元50之间的位置关系也不会发生变化。因此，即使制动摩擦衬片2发生磨损，也能够使驱动器20的工作特性不发生变化。
接着，对制动装置100的作用进行说明。
当基于驾驶员的制动操作使驱动器20进行工作时，制动装置100从非制动状态(图1和图2所示的状态)变为制动状态。
当驱动器20进行工作而使棒21自驱动器主体20a退出时，杠杆40被连结轴22推压而转动。驱动器20使棒21退出的力经由杠杆40向偏心凸轮51的偏心部53传递。
在经由杠杆40而传递来的力的作用下，偏心部53呈以旋转轴线A1为中心的圆弧状进行转动，从而偏心凸轮51向一方向(在图1中为顺时针)旋转。由此，臂连结部54与偏心部53一体地向远离棒21的方向转动，因此一对连杆臂30的一端部31向相互远离的方向移动。
由于连杆臂30利用支承部32以能够转动的方式支承于制动器主体10，因此当一端部31向相互远离的方向移动时，另一端部33向相互靠近的方向移动。因此，制动摩擦衬片2朝向制动盘1a移动，以与制动盘1a平行的方式抵接于制动盘1a并被按压于制动盘1a，车轮1的旋转被进行制动。
此时，偏心凸轮51根据连结轴22的中心轴线A3与旋转轴线A1之间的距离L1、旋转轴线A1与偏心部53的中心轴线A2之间的距离L2这两者的力臂比，将自棒21经由杠杆40而传递来的力增大至L1/L2倍后向连杆臂30传递。因此，不设置大型的驱动器就能够得到较大的制动力。因而，能够实现制动装置100的小型轻量化。
另外，连杆臂30的一端部31与另一端部33之间的支承部32以能够相对于制动器主体10转动的方式支承于制动器主体10。对利用杠杆40的转动而自棒21传递来的力进行增力而使连杆臂30转动的偏心凸轮51设于连杆臂30的一端部31。因此，在制动装置100进行制动时自制动盘1a向制动摩擦衬片2作用的周向的切向力作用于支承部32的臂轴32a，而不作用于偏心凸轮51。因而，偏心凸轮51旋转时的摩擦阻力没有变大，因此能够提高制动装置100进行制动时的机械效率。
自偏心凸轮51传递至连杆臂30的一端部31的力根据一端部31与支承部32之间的距离L3、支承部32与另一端部33之间的距离L4这两者的力臂比，增大至L3/L4倍。在制动装置100中，由于距离L4比距离L3大，因此将制动摩擦衬片2按压于制动盘1a的力成为比自偏心凸轮51传递至连杆臂30的一端部31的力小的力。
然而，在制动装置100中，利用偏心凸轮51自驱动器20的棒21经由杠杆40而传递来的力被以较大的倍率增力。因此，即使为了制动装置100的小型轻量化缩短连杆臂30而减小距离L3，也能够获得充分大的制动力。
此外，在制动装置100中，通过将偏心凸轮51设于连杆臂30的一端部31，支承部32的臂轴32a的位置的设计自由度提高。因此，也能够将臂轴32a配置于面向车轮1的侧面的位置。因此也能够是，也能够使距离L3大于距离L4， 进一步对被偏心凸轮51增力了的力进行增力而将制动摩擦衬片2按压于制动盘1a。
当基于驾驶员的制动解除操作而使驱动器20向与制动时的方向相反的方向进行工作时，制动装置100从制动状态变为非制动状态(图1和图2所示的状态)。
当驱动器20进行工作而使棒21进入到驱动器主体20a时，杠杆40被连结轴22拉拽而进行转动。驱动器20使棒21进入的力经由杠杆40向偏心凸轮51的偏心部53传递。
在经由杠杆40而传递来的力的作用下，偏心部53呈以旋转轴线A1为中心的圆弧状进行转动，从而偏心凸轮51向另一方向(在图1中为逆时针)旋转。由此，一对连杆臂30的一端部31向相互靠近的方向移动。因此，一对连杆臂30的另一端部33向相互远离的方向移动。由此，制动摩擦衬片2远离制动盘1a，从而解除车轮1的制动。
根据以上的实施方式，获得以下所示的效果。
连杆臂30的一端部31与另一端部33之间的支承部32以能够相对于制动器主体10转动的方式支承于制动器主体10。对利用杠杆40的转动而自棒21传递来的力进行增力而使连杆臂30转动的偏心凸轮51设于连杆臂30的一端部31。因此，在制动装置100进行制动时自制动盘1a向制动摩擦衬片2作用的周向的切向力作用于支承部32的臂轴32a，不作用于偏心凸轮51。因而，偏心凸轮51旋转时的摩擦阻力没有变大，因此能够提高制动装置100制动时的机械效率。
以下，总结并说明本发明的实施方式的结构、作用以及效果。
在本实施方式中，提供一种制动装置100，该制动装置100通过夹持与车轮1一起旋转的制动盘1a来进行制动，其特征在于，该制动装置100包括：制动器主体10，其支承于车身或转向架；一对连杆臂30，其一端部31与另一端部33之间的支承部32以能够相对于制动器主体10转动的方式支承于制动器主体10，该一对连杆臂30分别以面向制动盘1a的两表面的方式设置，该一对 连杆臂30的另一端部33用于支承与制动盘1a滑动接触而对制动盘1a施加摩擦力的制动摩擦衬片2；连结棒35，其用于将一对连杆臂30的一端部31彼此连结起来；驱动器20，其安装于连结棒35，用于使棒21进入、退出；杠杆40，其以能够转动的方式连结于驱动器20的棒21，并利用棒21的进入、退出进行转动；以及增力单元50，其设于一对连杆臂30的一端部31中的至少一个端部，用于增大通过杠杆40的转动而传递来的力，使连杆臂30以支承部32为支点转动。
在该结构中，连杆臂30的一端部31与另一端部33之间的支承部32以能够相对于制动器主体10转动的方式支承于制动器主体10。偏心凸轮51设于连杆臂30的一端部31，该偏心凸轮51用于增大利用杠杆40的转动而自棒21传递来的力使连杆臂30转动。因此，在制动装置100制动时，自制动盘1a作用于制动摩擦衬片2的周向的切向力作用于支承部32的臂轴32a，而不作用于偏心凸轮51。因而，偏心凸轮51旋转时的摩擦阻力不会变大，因此能够提高制动装置100制动时的机械效率。
另外，在本实施方式中，制动装置100的特征在于，该制动装置100还包括调节器37，该调节器37设在连结棒35的除供驱动器20安装的范围之外的位置，用于根据制动摩擦衬片2的磨损量使连结棒35伸长。
在该结构中，调节器37设在连结棒35的除供驱动器20安装的范围之外的位置，因此，即使制动摩擦衬片2发生磨损而使连结棒35伸长，驱动器20与增力单元50之间的位置关系也不会发生变化。因此，即使制动摩擦衬片2发生磨损，也能够使驱动器20的工作特性不发生变化。
另外，在本实施方式中，制动装置100的特征在于，驱动器20设在比连杆臂30的一端部31远离支承部32的位置。
在该结构中，驱动器20设在由连结棒35和一对连杆臂30包围的区域的外侧，因此连杆臂30的设计自由度提高。因此，能够缩短连杆臂30，因此能够实现制动装置100的小型轻量化。
另外，在本实施方式中，制动装置100的特征在于，增力单元50具有利 用杠杆40的转动而以旋转轴线A1为中心旋转的偏心凸轮51，偏心凸轮51具有偏心部53，该偏心部53在偏离旋转轴线A1的位置具有中心轴线A2，且利用杠杆40的转动以旋转轴线A1为中心呈圆弧状转动。
另外，在本实施方式中，制动装置100的特征在于，偏心凸轮51还具有以能够转动的方式连结于连结棒35的大径部52，偏心部53形成为外径比大径部52的外径小，并分别设于大径部52的轴向两侧，杠杆40以不能相对于偏心部53转动的方式连结于该偏心部53。
另外，在本实施方式中，制动装置100的特征在于，偏心凸轮51还具有一对臂连结部54，该一对臂连结部54以与偏心部53同轴的方式形成在隔着偏心部53而与大径部52所在侧相反的一侧或者形成在偏心部53与大径部52之间，并以能够旋转的方式支承于连杆臂30。
采用这些结构，偏心凸轮51根据杠杆40的两端部之间的距离同旋转轴线A1与偏心部53的中心轴线A3之间的距离这两者的力臂比，将自棒21经由杠杆40传递来的力增大之后传递向连杆臂30。因此，不用设置大型的驱动器就能够获得较大的制动力。因而，能够实现制动装置100的小型轻量化。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但所述实施方式只不过示出了本发明的应用例的一部分，其宗旨并不在于将本发明的技术范围限定为所述实施方式的具体的结构。
例如，在所述实施方式中，驱动器20设在由连结棒35和一对连杆臂30包围的区域的外侧。但是，并不限定于该结构，只要驱动器20安装于连结棒35即可，因此也可以在由连结棒35和一对连杆臂30包围的区域的内侧设置驱动器20。
另外，驱动器20的棒21、杠杆40也可以利用安装于连结棒35的盖构件(未图示)覆盖。由此，能够保护在制动装置100工作时进行动作的棒21、杠杆40。
本申请基于2014年7月18日向日本专利局提出申请的日本特愿2014－147641主张优先权，通过参照将该申请的全部内容引入本说明书中。

Claims (6)

1.一种制动装置，该制动装置通过夹持与车轮一起旋转的制动盘来进行制动，其中，
该制动装置包括：
制动器主体，其支承于车身或转向架；
一对连杆臂，其一端部与另一端部之间的支承部以能够相对于所述制动器主体转动的方式支承于所述制动器主体，该一对连杆臂分别以面向所述制动盘的两表面的方式设置，该一对连杆臂的所述另一端部用于支承与所述制动盘滑动接触而对所述制动盘施加摩擦力的制动摩擦衬片；
连结构件，其用于将所述一对连杆臂的所述一端部彼此连结起来；
驱动器，其安装于所述连结构件，用于使输出构件进入、退出；
杠杆，其以能够转动的方式连结于所述驱动器的所述输出构件，并利用所述输出构件的进入、退出进行转动；以及
增力单元，其设于所述一对连杆臂中的至少一个连杆臂的所述一端部，用于增大通过所述杠杆的转动传递来的力，使所述连杆臂以所述支承部为支点转动。
2.根据权利要求1所述的制动装置，其中，
该制动装置还包括调节器，该调节器设于所述连结构件的除供所述驱动器安装的范围之外的位置，用于根据所述制动摩擦衬片的磨损量使所述连结构件伸长。
3.根据权利要求1所述的制动装置，其中，
所述驱动器设在比所述连杆臂的所述一端部远离所述支承部的位置。
4.根据权利要求1所述的制动装置，其中，
所述增力单元具有利用所述杠杆的转动以旋转轴线为中心旋转的偏心凸轮，
所述偏心凸轮具有偏心部，该偏心部在偏离所述旋转轴线的位置具有中心轴线，利用所述杠杆的转动以所述旋转轴线为中心呈圆弧状转动。
5.根据权利要求4所述的制动装置，其中，
所述偏心凸轮还具有大径部，该大径部以能够转动的方式连结于所述连结构件，
所述偏心部形成为外径比所述大径部的外径小，并分别设在所述大径部的轴向两侧，所述杠杆以不能相对于所述偏心部转动的方式连结于所述偏心部。
6.根据权利要求5所述的制动装置，其中，
所述偏心凸轮还具有一对臂连结部，该一对臂连结部以与所述偏心部同轴的方式形成在隔着所述偏心部而与所述大径部所在侧相反的一侧或者形成在所述偏心部与所述大径部之间，并以能够旋转的方式支承于所述连杆臂。
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