JP2004340331A

JP2004340331A - 摩擦ディスクを備える装置

Info

Publication number: JP2004340331A
Application number: JP2003140305A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nishihara; 孝西原
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2003-05-19
Filing date: 2003-05-19
Publication date: 2004-12-02

Abstract

【課題】摩擦力発生状態以外において摩擦ディスクの振動に起因した異音の発生を防止することができる摩擦ディスクを備えた装置を提供することを課題とする。
【解決手段】摩擦ディスクを備える装置として、湿式多板ブレーキ装置１は、制動対象である回転軸１５と、回転軸にスプライン嵌合する多数枚の摩擦ディスク１９と、多数枚の摩擦ディスクと互いに挟み合うように設けられる多数枚のプレート２５と、これら摩擦ディスク及びプレートを接触状態にして摩擦力を発生させるピストン２９と、摩擦ディスクの側面に貼り付けられ且つスプラインの先端が減り込むようにスプラインに押し付けて配置される防振弾性部材２３とを備える。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば多板ブレーキ装置や多板クラッチ装置などの摩擦ディスクを備えた装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、多板ブレーキ装置や多板クラッチ装置などの摩擦ディスクを備えた装置がある。多板ブレーキ装置としては、車輪の回転軸に一体回転するように設けられた多数枚の摩擦ディスクと、それら摩擦ディスクと互いに挟み合うような関係でブレーキ装置のケースに設けられた多数枚のプレートとを備えた湿式多板ブレーキ装置が存在している。かかる装置では、油圧ピストンの出力により各プレートを摩擦ディスクに押し付け、多数枚のプレートと多数枚の摩擦ディスクとの間の摩擦力によって、車輪の回転軸を制動するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３３７６７２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、湿式多板ブレーキ装置では、摩擦力によって制動力を得るためブレーキ作動時にはプレート及び摩擦ディスクが相互接触しているが、ブレーキ解放時には逆に、プレート及び摩擦ディスクは離隔して摩擦力が生じないように企図されており、それによって、車輪の回転軸と共に多数枚の摩擦ディスクのみがプレートの間で回転している。このような構成において、ブレーキ解放時に回転軸が高速回転すると、回転軸と共に回転する摩擦ディスクが振動し、プレートと接触して異音を発生させる恐れがある。特に、モータ駆動式のフォークリフトなど、回転軸にモータが直結している装置では、トランスミッションを介するエンジン駆動式の態様とは異なり、回転軸自体が例えば６０００ｒｐｍ程度の高速回転状態となることがあり、異音の発生が大きな問題となり得る。
【０００５】
従って、本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、例えばブレーキ解放時など摩擦力発生状態以外において摩擦ディスクの振動に起因した異音の発生を防止することができる摩擦ディスクを備えた装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明は、回転軸と、前記回転軸にスプライン嵌合する摩擦ディスクと、前記摩擦ディスクに接触・離反可能に配置され、前記摩擦ディスクに接触することで摩擦力を発生させる摩擦力発生部材と、前記摩擦ディスクの側面に固定され且つ前記回転軸側のスプラインに押し付けて配置される防振弾性部材とを備えたことを特徴とする摩擦ディスクを備える装置を提供する。
【０００７】
また、上記の摩擦ディスクを備える装置は、スライドが許容され且つ回転しないように固定されると共に前記摩擦ディスクに接触して摩擦力を発生させるプレートを備え、前記回転軸を制動対象とする湿式ブレーキ装置に用いることもできる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る摩擦ディスクを備えた装置をバッテリ式フォークリフトの湿式多板ブレーキ装置に適用した場合の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１に示されるように、湿式多板ブレーキ装置１は、その内部に多板室３を有するケース５を備えている。ケース５は、両端が開口する筒状のケース本体７と、それぞれケース本体７の開口を塞ぐ一対の蓋体９，１１とから構成されている。一方の蓋体９における多板室３の中央付近には貫通穴が形成されており、この貫通穴には、周知の軸受１３を介して回転可能に支持される回転軸１５が挿入されている。回転軸１５は、フォークリフト車両の進行駆動力を発生させるバッテリ駆動のモータ出力軸（図示せず）と直結されている。この回転軸１５の回転により車輪が回転してフォークリフトが前後に進行するようになっている。
【０００９】
多板室３内に突出している回転軸１５の先端部には、軸側スプライン１７が形成されている。また、回転軸１５の軸側スプライン１７の周りには、多数枚、本実施の形態では２枚の摩擦ディスク１９が配置されている。これら摩擦ディスク１９は、中央に貫通穴を備えた環状部材であり、この貫通穴の内周面には軸側スプライン１７と嵌合するように対応した穴側スプライン２１が形成されている。すなわち、図２に示されるように、軸側スプライン１７及び穴側スプライン２１の嵌合により、各摩擦ディスク１９は、回転軸１５の円周方向に関しては回転軸１５と一体的に回転し、回転軸１５の長手方向に関しては軸側スプライン１７に沿って当該長手方向にスライドできるようになっている。
【００１０】
一対の摩擦ディスク１９の、軸受１３に近い側に配置された摩擦ディスク１９における軸受１３に近い側の面１９ａと、軸受１３から遠い側の摩擦ディスク１９における軸受１３に遠い側の面１９ａには、それぞれ防振弾性部材２３が接着剤あるいは両面テープなどによって貼り付けられている。防振弾性部材２３は、ゴムやプラスチックなどの樹脂材から構成された環状部材であり、摩擦ディスク１９と共に回転軸１５の軸側スプライン１７の外周に取り付けられる。また、防振弾性部材２３の内周面２３ａの径Ｒは、軸側スプライン１７の先端で規定される大径Ｓと歯底で規定される小径Ｔとの間に設定されている。より詳細には、本実施の形態では、図３に示されるように、穴側スプライン２１（軸側スプライン１７でも同じ）の歯高さの半分の高さの位置に防振弾性部材２３の内周面２３ａが位置するように配置されている。さらに、防振弾性部材２３は、摩擦ディスク１９の傾きを抑制することができる所定の厚さを有しており、本実施の形態では一例として厚さ２．５ｍｍの摩擦ディスク１９に対してその倍の５ｍｍの厚さで実施されている。なお、３枚以上の摩擦ディスクを具備する構成においては、最も軸受に近い側に配置された摩擦ディスクにおける軸受に近い側の面と、最も軸受に遠い側に配置された摩擦ディスクにおける軸受に遠い側の面とのそれぞれに防振弾性部材を取り付けるものとする。
【００１１】
図１に示されるように、多板室３内における摩擦ディスク１９の外周縁近傍には、多数枚、本実施の形態では３枚のプレート２５が配置されている。これらプレート２５は、摩擦ディスク１９の外周縁近傍部分と互いに挟み合うような態様で案内部材２７にスライド可能に支持されている。案内部材２７は、回転軸１５と平行に延在しており、その両端がケース本体７及び蓋体９に固定されている。これによって、プレート２５は、回転軸１５に沿ってスライド可能で且つ回転はしないように支持されている。
【００１２】
さらに、多板室３内におけるプレート２５と対向するスペースには、ピストン２９が配置されている。ピストン２９は、回転軸１５の長手方向すなわち摩擦ディスク１９やプレート２５のスライド方向に沿ってストロークできるように設けられている。また、ピストン２９におけるプレート２５側の面は、ケース本体７と協働して油圧室３１を画定しており、この油圧室３１は、一対のＯリング３３によってシールされている。さらに、ピストン２９と蓋体１１との間には付勢部材３５が配置されており、これによりピストン２９はプレート２５側へ常に付勢されている。
【００１３】
次に、以上のように構成された本実施の形態に係る湿式多板ブレーキ装置の作用について説明する。ブレーキ作動時は、油圧室３１内からオイルが抜かれ（デッドマンタイプとして作動）、ピストン２９は付勢部材３５の付勢力によってプレート２５を図１における右方向に押圧していく。これによって、全てのプレート２５及び摩擦ディスク１９が右方向に付勢され、すなわち、隣り合うプレート２５及び摩擦ディスク１９が相互に面接触する。よって、各プレート２５及び摩擦ディスク１９の間に生じる摩擦力によって摩擦ディスク１９の動作が制限され回転軸１５が制動される。
【００１４】
一方、ブレーキ解放時は、油圧室３１内にオイルが供給され、その油圧によってピストン２９は付勢部材３５の付勢力に抗してプレート２５などの逆側すなわち図１における左側へ移動する。また、隣り合う各プレート２５と各摩擦ディスク１９との間には隙間が確保され、各摩擦ディスク１９はプレート２５から制動を引き起こすような摩擦を受けることがない。これにより、摩擦ディスク１９及びそれが取り付けられる回転軸１５は制動されることなくモータの駆動力によって回転する。
【００１５】
ここで、ブレーキ解放時、回転軸の回転速度が６０００ｒｐｍを超えるなど高速になると摩擦ディスクの傾きや振動により摩擦ディスク及びプレートが衝突し異音が発生する現象が生じ易い。しかしながら本実施の形態においては、図４に示されるように、所定の厚みを持った防振弾性部材２３が軸側スプライン１７を減り込ませるように軸側スプライン１７に押し付けられて設けられているため、十分な噛み合い長さが確保され、矢印Ｘで示すような摩擦ディスクの傾きを抑制することができる。また、防振弾性部材２３の有する弾性により摩擦ディスク１９の振動も低減される。このような作用によって、摩擦ディスク１９のプレート２５への打撃力は著しく低下し、異音の発生を抑えることができる。
【００１６】
さらに、通常、軸側スプライン１７と穴側スプライン２１との間には、バックラッシュ（俗にいうガタ）が存在しており、これも回転軸１５の高速回転時の異音の原因になる。しかしながら、本実施の形態では、防振弾性部材２３に軸側スプライン１７が減り込むことで生じる弾性力が摩擦ディスク１９と軸側スプライン１７の先端部とに作用し、摩擦ディスク１９及び軸側スプライン１７をその隙間の状態で固定的に押さえ込むことができる。さらに、防振弾性部材２３は可撓性を有することから、軸側スプライン１７の減り込みにより変形し側方にはみ出した部分が軸側スプライン１７と穴側スプライン２１との間の隙間に入り込み、隣接する歯面の衝突を防止する。このような作用によっても、摩擦ディスク１９の振動を防止し且つ歯面同士の衝突を防止することができ、回転軸１５の高速回転に伴う異音の発生を防止することができる。
【００１７】
本発明の特徴的構成としては、本明細書の特許請求の範囲に記載されているもの以外に次のようなものがある。
（ａ）請求項１において、前記防振弾性部材は環状に形成されており、その内周面の径は前記スプラインの先端で規定される大径と小径との間の値に設定されていることを特徴とする。
（ｂ）上記（ａ）において、前記防振弾性部材の内周面は、前記スプラインの歯高さの半分の円周に位置することを特徴とする。
（ｃ）請求項１において、前記防振弾性部材は、前記摩擦ディスクの傾きを抑制する所定の厚みを有することを特徴とする。
（ｄ）請求項１において、前記防振弾性部材は、樹脂により構成されていることを特徴とする。
【００１８】
また、以上のように説明してきた本発明に係る摩擦ディスクを備えた装置は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な改変を施して実施することができる。防振弾性部材は、上記実施の形態では、回転バランスが良好であるため周方向に連続した環状に形成されていたが、必ずしも環状形態に限定されるものではない。従って、例えば、周方向に分断された複数の扇状部材として形成されていてもよい。また、上記実施の形態では、防振弾性部材の厚さは摩擦ディスクの厚さの倍程度である態様を例示しているが、これに限らず防振弾性部材が摩擦ディスクの傾きを抑制することができる厚さであればよい。本出願人の研究によると、防振弾性部材は１ｍｍ程度の厚さから傾き抑制効果を発揮しており、例えば、厚さ２ｍｍの摩擦ディスクに対して同じ厚さの２ｍｍで形成してもよい。また、上記実施の形態では、防振弾性部材は最外側の摩擦ディスクの外側の側面に設置されているが、これに加えて、隣り合う一対の摩擦ディスクの間に設けることもできる。但し、この場合には、防振弾性部材の厚さは、摩擦ディスクとプレートとが接触し一対の摩擦ディスクの間隔が狭まること考慮して、これら摩擦ディスクとプレートとの接触を阻害しない程度の厚さとしておく必要がある。また、本発明においては、摩擦ディスクやプレートの枚数は上記実施の形態に限定されるものではない。よって、摩擦ディスクが１枚だけであってもよい。また、防振弾性部材も少なくとも１枚設けられていればよい。
【００１９】
さらに、防振弾性部材は、貼り付け態様で取り付けられていることには限定されず、例えばボルトで固定するなど、他の取り付け態様でもよい。また、防振弾性部材の内周面の位置は、防振弾性部材が軸側スプラインに押し付けられていると共に、軸側スプライン（若しくは穴側スプライン）の先端で規定される大径と小径との間に位置していれば、上述したように歯の高さの半分の高さの位置にあることに限定されるものではない。防振弾性部材の外径の大きさも図１及び図３のような大きさに限定されるものではない。また、防振弾性部材は必ずしもその一部が軸側スプラインと穴側スプラインの間の隙間に入り込むように設け、あるいはスプラインに対して減り込むように設ける必要はない。さらに、防振弾性部材の内周面形状は、円形に限定されるものではない。したがって、例えばもともと軸側スプラインの形状に対応させた波形の内周面形状を具備した防振弾性部材を用いてもよい。
【００２０】
さらに、本発明は、摩擦力を制動力として用いるブレーキ装置に限定適用されるものではなく、例えば摩擦力をトルク伝達のために用いる多板クラッチ装置など、摩擦力を用いる装置であれば幅広く適用することできる。さらに、その適用対象製品もフォークリフトに限定されるものではなく、自動車や工作機械など、他の製品であってもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、摩擦力発生状態以外において、摩擦ディスクの振動や傾きを抑制することにより、スプライン嵌合部の歯の当接や摩擦ディスクがプレートに衝突することを抑え、異音の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る湿式多板ブレーキ装置の断面図である。
【図２】本実施の形態の湿式多板ブレーキ装置において、回転軸と摩擦ディスクとがスプラインで嵌合されている状態を示す図である。
【図３】本実施の形態の湿式多板ブレーキ装置において、摩擦ディスクに防振弾性部材が貼り付けられた状態を示す図である。
【図４】本実施の形態の湿式多板ブレーキ装置において、防振弾性部材が回転軸の軸側スプラインに装着されている状態を示す図である。
【符号の説明】
１湿式多板ブレーキ装置、１５回転軸、１７軸側スプライン、１９摩擦ディスク、２１穴側スプライン、２３防振弾性部材、２５プレート、２９ピストン（付勢手段）。

Claims

回転軸と、
前記回転軸にスプライン嵌合する摩擦ディスクと、
前記摩擦ディスクに接触・離反可能に配置され、前記摩擦ディスクに接触することで摩擦力を発生させる摩擦力発生部材と、
前記摩擦ディスクの側面に固定され且つ前記回転軸側のスプラインに押し付けて配置される防振弾性部材と
を備えたことを特徴とする摩擦ディスクを備える装置。
請求項１に記載の摩擦ディスクを備える装置であって、スライドが許容され且つ回転しないように固定されると共に前記摩擦ディスクに接触して摩擦力を発生させるプレートを備え、
前記回転軸を制動対象とする湿式ブレーキ装置に用いられることを特徴とする摩擦ディスクを備える装置。