JP2010180999A - 負作動形のブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】負作動形のブレーキ装置の大型化を招くことなく、その制動力を大きくすること。
【解決手段】負作動形のブレーキ装置１は、回動支軸３を中心として回動可能なブレーキレバー２の先端に取り付けたブレーキライニング４が、引張りコイルばね５によって回転軸１０の外周面１０ａに押し付けられて、回転軸１０が回転しないように制動力が作用している。アクチュエータ６を駆動するとブレーキレバー２が回動して制動解除状態に切り替わる。回動支軸３および外周面１０ａに対するブレーキライニング４の当接位置４Ａを通る線分Ｂが、当該当接位置４Ａに引いた回転軸１０の外周面１０ａの法線Ｃとなす角度をαとし、外周面１０ａとブレーキライニング４の間の摩擦角をβとすると、α＜βの関係を満足している。制動状態において、回転軸１０が矢印Ａの方向に回転する場合には、自己倍力作用によって大きな制動力が回転軸１０に作用する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ばね部材などの弾性部材によってブレーキライニングを制動対象の回転軸に押し付けて回転軸が回転しないように制動を掛けた状態に保持し、制動解除時にはアクチュエータを駆動して弾性力（ばね力）に逆らってブレーキライニングを回転軸から離すように構成されている負作動形のブレーキ装置に関する。

この種のブレーキ装置は、例えば図２に示すように、モータなどの回転軸１００の両側に対称な状態に配置した一対のブレーキレバー１０２、１０３を備え、これらのブレーキレバー１０２、１０３における回転軸１００の外周面１００ａに対峙している内側部分にはブレーキライニング１０４、１０５が貼り付けられている。各ブレーキレバー１０２、１０３における後端部分１０２ａ、１０３ａの側は回動支軸１０６、１０７によって回動可能に支持されている。ブレーキレバー１０２、１０３は、これらの回動支軸１０６、１０７を中心として回転軸１００の外周面１００ａに接近および離れる方向に回動可能である。また、ブレーキバッド１０２、１０３の後端部分１０２ａ、１０３ａの後端の間にはアクチュエータ１０８が架け渡されており、アクチュエータ１０８を駆動してブレーキレバー１０２、１０３の先端部分１０２ｂ、１０３ｂを左右に開閉可能である。

ブレーキレバー１０２、１０３の先端部分１０２ｂ、１０３ｂの間には制動力発生用のばね部材１０９が架け渡されており、通常は、ばね部材１０９によってブレーキレバー１０２、１０３は相互に接近する方向に引張られている。これによって、左右のブレーキライニング１０４、１０５が回転軸１００の外周面１００ａに押し付けられて、回転軸１００をその位置に保持するための保持トルク（制動力）が作用している。したがって、回転軸１００に作用する制動力がばね部材１０９のばね力によって規定される。アクチュエータ１０８を駆動すると、左右のブレーキレバー１０２、１０３がばね力に逆らって左右に広げられて、ブレーキライニング１０４、１０５が回転軸１００の外周面１００ａから離れて保持トルクが解除され、回転軸１００が自由に回転できるようになる。

なお、特許文献１に開示されているようなモータ駆動ドラムブレーキでは、ばね力によって左右のブレーキシューが回転軸から離れた制動解除位置に保持されている。電動アクチュエータを駆動すると、ブレーキシューが左右に押し広げられて回転軸に制動力が掛かった制動状態が形成されるようになっており、電動アクチュエータによって制動力が規定される。

特開２００１−２２１２６８号公報

図２に示すブレーキ装置はばね力によって制動力が作用しているので、特許文献１に開示されるようなアクチュエータによって制動力を発生させる構成のものに比べてコンパクトで構造が簡単で廉価であるという利点がある。しかしながら、大きな制動力を得ようとすると、制動力発生用のばね部材のばね力を大きくする必要があり、また、それに伴って制動力解除用のアクチュエータも大型化する必要があるので、その利点が損なわれてしまう。

本発明の課題は、この点に鑑みて、制動力発生用のばね部材自体の発生ばね力を大きくすることなく回転軸に作用する制動力を大きくすることができ、制動力解除用のアクチュエータの大型化も回避できるようにした負作動形のブレーキ装置を提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の負作動形のブレーキ装置は次のように構成したことを特徴としている。なお、括弧内の符号は理解を容易にするために付したものであり、本発明を後述の実施の形態に限定することを意図したものではない。

すなわち、本発明の負作動形のブレーキ装置（１）は、
予め定めた回動支軸（３）を中心として回動可能なブレーキレバー（２）と、
前記ブレーキレバー（２）に取り付けられているブレーキライニング（４）と、
前記ブレーキレバー（２）を前記回動支軸（３）を中心として回動させて、前記ブレーキライニング（４）が制動対象の回転軸（１０）の外周面（１０ａ）に押し付けられた状態になる制動位置（２Ａ）に保持している保持用弾性部材（５）と、
前記ブレーキレバー（２）を前記回動支軸（３）を中心として逆方向に回動させて、前記ブレーキライニング（４）が前記回転軸（１０）の外周面（１０ａ）から離れた状態になる制動解除位置（２Ｂ）に移動させるアクチュエータ（６）とを有し、
前記回動支軸（３）の中心（３Ａ）と前記外周面（１０ａ）に対する前記ブレーキライニング（４）の当接位置（４Ａ）とを通る線分（Ｂ）が、当該当接位置（４Ａ）に引いた前記外周面（１０ａ）の法線（Ｃ）となす角度をαとし、前記回転軸（１０）の外周面（１０ａ）と前記ブレーキライニング（４）の間の摩擦角をβとすると、α＜βの関係を満足していることを特徴としている。

保持用弾性部材によってブレーキレバーのブレーキライニングが回転軸の外周面に押し付けられている制動状態においては、角度αが摩擦角βよりも小さいので、いわゆる、自己倍力作用が働き、保持用弾性部材による押し付け力によってブレーキライニングと回転軸の外周面との間に発生する摩擦力よりも大きな制動力が回転軸に作用する。

本発明の負作動形のブレーキ装置では、ブレーキライニングを回転軸の外周面に押し付けるブレーキレバーの配置を適切に設定することにより、弾性部材による付勢力によってブレーキライニングと回転軸外周面の間に発生する摩擦力よりも大きな制動力を回転軸に作用させるようにしている。したがって、制動力を大きくするための弾性部材の大型化、それに伴うアクチュエータの大型化を回避できる。

本発明を適用した負作動形のブレーキ装置を示す説明図である。 一般的な負作動形のブレーキ装置を示す説明図である。

以下に、図１を参照して本発明を適用した負作動形のブレーキ装置の実施の形態を説明する。

本実施の形態に係る負作動形のブレーキ装置１は、制動対象のモータ軸などの回転軸１０の側方位置に配置されたブレーキレバー２を備えている。ブレーキレバー２は、回転軸１０の外周面１０ａに対峙している直線状の先端部分２ａと、この先端部分２ａの後端から回転軸１０から離れる方向に折れ曲がって直線状に延びている腕部分２ｂと、この腕部分２ｂの後端から僅かに折れ曲がって直線状に延びている後端部分２ｃとを備えている。腕部分２ｂと後端部分２ｃの境界位置において、ブレーキレバー２は、回動支軸３によって回動可能に支持されており、回転軸１０の回転中心線１０ｂに直交する直交面上を回動可能である。

ブレーキレバー２の先端部分２ａにおける回転軸１０の外周面１０ａに対峙している側面には一定厚さのブレーキライニング４（ブレーキバッド、摩擦板）が貼り付けられている。ブレーキレバー２の後端部分２ｃには、引張りコイルばね５の一端が連結されており、引張りコイルばね５のばね力によって、ブレーキレバー２は、その先端部分２ａに貼り付けたブレーキライニング４の表面４ａが回転軸１０の外周面１０ａに押し付けられた状態の制動位置２Ａに保持されている。

また、ブレーキレバー２の後端部分２ｃにはアクチュエータ６が連結されている。アクチュエータ６を駆動すると、当該アクチュエータ６によってブレーキレバー２を回動支軸３を中心として回動させて、その先端部分２ａに貼り付けたブレーキライニング４が回転軸１０の外周面１０ａから離れた状態の制動解除位置２Ｂ（図１において想像線で示す位置）に移動させることが可能となっている。

ここで、回動支軸３の中心点を３Ａとし、回転軸１０の外周面１０ａに対するブレーキライニング４の表面４ａの当接位置を４Ａとし、これらを通る線分Ｂを引く。また、回転軸１０の外周面１０ａ上において、当該当接位置４Ａに引いた法線をＣとし、線分Ｂが法線Ｃとなす角度をαとする。また、回転軸１０の外周面１０ａとブレーキライニング４の間の摩擦角をβとする。本例では、α＜βの関係を満足するように、ブレーキレバー２の先端部分２ａおよび腕部分２ｂの形状が設定されている。

この構成のブレーキ装置１において、通常の状態においては、引張りコイルばね５のばね力によってブレーキレバー２が図１に実線で示す制動位置２Ａに保持され、所定の押し付け力でブレーキライニング４が回転軸１０の外周面１０ａに押し付けられている。したがって、回転軸１０が回転しようとした場合には所定の保持トルクが作用して回転軸１０が所定の回転位置に保持される。

ここで、本例では、角度αが摩擦角βよりも小さくなるように設定されている。したがって、回転軸１０が図１において矢印Ａで示す方向に回転する場合には、自己倍力作用が働き、引張りコイルばね５のばね力による押し付け力によってブレーキライニング４と回転軸１０の外周面１０ａとの間に発生する摩擦力よりも大きな制動力が回転軸１０に作用する。この結果、回転軸１０が矢印Ａの方向に回転しようとする場合には、大きな保持トルクが作用して、回転軸１０の回転が確実に阻止される。

この制動状態においてアクチュエータ６を駆動すると、ブレーキレバー２が想像線で示す制動解除位置２Ｂに回動させられる。この結果、ブレーキレバー２の先端部分２ａに貼り付けられているブレーキライニング４が回転軸１０の外周面１０ａから離れて、回転軸１０が回転自在の制動力解除状態に切り替わる。アクチュエータ６の駆動を止めると、再び制動状態に復帰する。

なお、図１に示すブレーキ装置１の各部材のレイアウトは一例を示すものであり、これ以外のレイアウトを採用することも可能である。また、ブレーキレバー２の形状もレイアウト変更に応じて異なる形状のものを採用することが可能である。さらに、引張りコイルばね５以外の制動力発生用の弾性部材を用いることも可能である。アクチュエータ６として、電動モータ駆動による直動機構、電磁式のプランジャなどを用いることができ、油圧シリンダなどの流体圧シリンダを用いることも可能である。

１ ブレーキ装置
２ ブレーキレバー
２ａ 先端部分
２ｂ 腕部分
２ｃ 後端部分
３ 回動支軸
４ ブレーキライニング
４ａ 表面
４Ａ 当接位置
５ 引張りコイルばね
６ アクチュエータ
１０ 回転軸
１０ａ 外周面

Claims (1)

1. 予め定めた回動支軸（３）を中心として回動可能なブレーキレバー（２）と、
   前記ブレーキレバー（２）に取り付けられているブレーキライニング（４）と、
   前記ブレーキレバー（２）を前記回動支軸（３）を中心として回動させて、前記ブレーキライニング（４）が制動対象の回転軸（１０）の外周面（１０ａ）に押し付けられた状態になる制動位置（２Ａ）に保持している保持用弾性部材（５）と、
   前記ブレーキレバー（２）を前記回動支軸（３）を中心として逆方向に回動させて、前記ブレーキライニング（４）が前記回転軸（１０）の外周面（１０ａ）から離れた状態になる制動解除位置（２Ｂ）に移動させるアクチュエータ（６）とを有し、
   前記回動支軸（３）の中心（３Ａ）と前記外周面（１０ａ）に対する前記ブレーキライニング（４）の当接位置（４Ａ）とを通る線分（Ｂ）が、当該当接位置（４Ａ）に引いた前記外周面（１０ａ）の法線（Ｃ）となす角度をαとし、前記回転軸（１０）の外周面（１０ａ）と前記ブレーキライニング（４）の間の摩擦角をβとすると、α＜βの関係を満足していることを特徴とする負作動形のブレーキ装置（１）。

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