JP4853371B2 - 湿式ブレーキ装置 - Google Patents

Description

この発明は、湿式ブレーキ装置に関し、特に、一対のピストン体の相対回転に基づく相対離隔によりブレーキディスクをディスクロータに圧接させるピストン手段を備えた湿式ブレーキ装置に関する。

例えば、従来のバッテリフォークリフトでは、図３に示す湿式ブレーキ装置３０を備えている場合がある。
湿式ブレーキ装置３０は、ハウジング３２内に回転自在に配置された回転軸３１と、回転軸３１と一体回転するディスクロータ３３と、ディスクロータ３３と対向してハウジング３２内に回転方向が阻止されて配設されるブレーキディスク３４と、ブレーキディスク３４をディスクロータ３３に圧接させるピストン手段３５と、ブレーキディスク３４とディスクロータ３３との間隙を調整する間隙調整部材（シム）４２とを備えている。

ピストン手段３５は、回転軸３１の軸方向におけるブレーキディスク３４とハウジング３２との間に介在され、互いに対向する相対回転自在な一対のピストン体３６、３７を備えている。
さらに、ピストン手段３５は、両ピストン体３６、３７を相対回転させる回転操作機構（図示せず）と、両ピストン体３６、３７を連結するコイルばね３８を有する。

両ピストン体３６、３７の間には球体３９が介装されており、両ピストン体３６、３７は球体３９を保持して両ピストン体３６、３７の相対回転に応じて球体３９を案内するカム溝４０、４１を備えている。
球体３９は両ピストン体３６、３７の相対回転により両ピストン体３６、３７を相対離隔させる。
コイルばね３９には、ピストン体３７との係止端部において、一方のピストン体３７の端面から軸方向へ突出する突出部位３８ａが形成されている。
間隙調整部材４２は、ブレーキディスク３４とディスクロータ３３との間隙を調整するために、ディスクロータ３３とハウジング３２の内壁との間に介装されている。

この種の湿式ブレーキ装置３０では、回転操作機構の操作によりピストン体３６、３７が相対回転すると、球体３９がカム溝４０、４１に沿って案内される。
球体３９がカム溝４０、４１における深さの浅い位置へ案内されることにより、両ピストン体３６、３７が回転軸３１の軸方向へ相対離隔され、一方のピストン体３６がブレーキディスク３４を押圧する。
ピストン体３６のブレーキディスク３４の押圧により、ブレーキディスク３４がディスクロータ３３を圧接し、両者３３、３４の摺接により回転軸３１に対する制動力が生じる。

また、別の従来の湿式ブレーキ装置として、例えば、特許文献１に記載されたディスクブレーキ装置が存在する。
このディスクブレーキ装置は、フリクションプレート及びディスタンスプレートと、固定カムプレートとの間に、可動カムプレートを配設しており、双方のカムプレート間のカム溝に制動用ボールが介装されている。
双方のカムプレートの間には、引張コイルばねが張設されている。
可動カムプレートの固定カムプレートに面する側にばね装入用盲孔が設けられ、引張コイルばねの端末を掛止させる掛止ピンが可動カムプレートの半径方向から貫入され、ばね装入用盲孔に固定されている。
実開昭５４−１２７０８４号公報（第１頁、第２〜４図）

従来の湿式ブレーキ装置では、ピストン手段に用いるコイルばねについては、コイルばねの耐久性等の条件を考慮すると、コイルばねの回転軸の軸方向への長さをピストン手段の軸方向の厚さよりも大きく設定したい場合がある。
しかしながら、軸方向にコイルばねの長さを大きくしたとき、コイルばねの係止端の一部が少なくとも一方のピストン体の端面から軸方向へ突出することが回避できない。
コイルばねの端部が突出していると、例えば、係止端部がハウジング等の他部材に干渉するから、他部材との干渉を回避するために、コイルばねの突出部位を収容する空間を形成する必要が生じる。
この場合、コイルばねの突出部位を収容する空間は、例えば図３に示されるように、ハウジングに溝を加工することにより形成することが可能であるが、この種の加工は時間を要するほか、ハウジングへの溝加工によりハウジングの強度が低下するおそれもある。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、回転軸の軸方向の間隙調整を行う間隙調整部材を用いてコイルばねの突出部位を収容する空間部を形成することができる湿式ブレーキ装置の提供にある。

上記課題を達成するため、ハウジング内に挿通される回転軸と、前記ハウジング内にて該回転軸と一体回転するディスクロータと、前記ディスクロータと対向して前記ハウジング内にて回転不能に配設されるブレーキディスクと、該ブレーキディスクを前記ディスクロータに圧接させるピストン手段とを有し、前記ピストン手段は、前記回転軸の軸方向における前記ブレーキディスクとハウジングの内壁との間に介在され、互いに対向して相対回転自在な一対のピストン体と、両ピストン体を相対回転させる回転操作機構と、両ピストン体の間に介装され、両ピストン体の相対回転により両ピストン体を相対離隔させる球体と、前記ピストン体に係止され、両ピストン体を連結するコイルばねを有し、両ピストン体は、前記球体を保持して両ピストン体の相対回転に応じて前記球体を案内するカム溝を夫々備え、前記コイルばねにおける前記ピストン体との係止端部は、一方の前記ピストン体の端面から軸方向へ突出する突出部位を有する湿式ブレーキ装置において、前記ピストン手段の軸方向の位置を規定する間隙調整部材が該ピストン手段に隣接して備えられ、前記間隙調整部材は、前記回転軸を挿通する貫通孔を備えており、前記間隙調整部材の外周縁には、径方向外側に突出する複数の突片部が形成され、前記突出部位と他部材との干渉を回避する非干渉空間が、前記間隙調整部材の外周縁外側に形成されることを特徴とする。

本発明によれば、ピストン手段に隣接して回転軸に挿嵌された間隙調整部材は、軸方向におけるピストン手段の位置を規定するほか、間隙調整部材の外周縁外側にコイルばねの突出部位が収容される非干渉空間を形成する。
この突出部位が非干渉空間に収容されることにより、突出部位は他部材と干渉することがない。
また、間隙調整部材がピストン手段に隣接して備えられることにより非干渉空間が形成されるから、非干渉空間を形成するためにハウジング等の他部材を加工する必要がない。

また、本発明では、上記の湿式ブレーキ装置において、前記間隙調整部材は、前記回転軸の軸方向における前記ハウジングと前記ピストン手段の間、又は前記ピストン手段と前記ブレーキディスクとの間に位置されてもよい。

間隙調整部材が、回転軸の軸方向におけるハウジングとピストン手段の間に位置する場合、間隙調整部材の外周縁外側であってハウジングとピストン手段の間に非干渉空間が形成される。
一方、間隙調整部材が、ピストン手段とブレーキディスクとの間に位置する場合、間隙調整部材の外周縁外側であってピストン手段とブレーキディスクとの間に非干渉空間が形成される。

本発明によれば、回転軸の軸心方向の間隙調整を行う間隙調整部材を用いてコイルばねの突出部を収容する空間部を形成することができる湿式ブレーキ装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態に係る湿式ブレーキ装置について、図１及び図２を参照して説明する。
この実施形態に係る湿式ブレーキ装置１０は、バッテリフォークリフトのドライブユニットに適用された湿式ブレーキ装置である。
図１は本発明の実施形態に係る湿式ブレーキ装置の縦断面図であり、図２は湿式ブレーキ装置におけるピストン手段と間隙調整部材を示す斜視図である。

図１に示すように、湿式ブレーキ装置１０は、回転軸１１が貫通されるハウジング１５を備えている。
回転軸１１は駆動モータ（図示せず）の回転を車輪（図示せず）へ伝達する出力軸であり、一対の軸受１２、１３を介してハウジング１５に回転自在に支持されている（図１において、回転軸１１の軸心Ｐを一点鎖線により示す）。

軸受１２、１３の外側には、回転軸１１と摺接する軸封部材１４が夫々備えられており、ハウジング１５の内部空間Ｃは外部空間と遮断されている。
ハウジング１５内における密閉された内部空間Ｃには図示しないが潤滑油が充填されている。
回転軸１１には、内部空間Ｃに収容される複数のディスクロータ１６が回転軸１１の軸方向に連設されている。
これらのディスクロータ１６は、回転軸１１が嵌挿される装着孔１６ａと、回転軸１１の軸方向と直角な被制動面１６ｂを有する。
ディスクロータ１６は、回転軸１１の回転に伴って回転軸１１と一体回転するほか、回転軸１１の軸方向へ移動自在である。

ハウジング１５における内部空間Ｃには、各ディスクロータ１６と対向するブレーキディスク１７が配設されている。
ブレーキディスク１７は、回転軸１１が貫通する貫通孔１７ａと、各ディスクロータ１６の被制動面１６ｂに当接する制動面１７ｂを有している。
ブレーキディスク１７はハウジング１５の径方向における内壁に保持され、ハウジング１５に対して回転不能であるが、回転軸１１の軸方向への移動は自在である。
ブレーキディスク１７のうち、一側（図１において左端）に位置するブレーキディスク１７の隣には、ピストン手段１８が配置されている。

ピストン手段１８は、ブレーキディスク１７をディスクロータ１６に圧接させるための手段である。
ピストン手段１８は、回転軸１１の軸方向におけるブレーキディスク１７とハウジング１５の内壁との間に介在される一対のピストン体１９、２０と、両ピストン体１９、２０の間に介装される球体２１と、両ピストン体１９、２０を相対回転させる回転操作機構（図示せず）と、両ピストン体１９、２０を連結するコイルばね２２を有する。
一対のピストン体１９、２０は、回転軸１１が挿通される挿通孔１９ａ、２０ａを有する有孔円板であり、両ピストン体１９、２０は相対回転自在である。
各ピストン体１９、２０は、一部の相違を除きほぼ同一の構成であるが、説明の便宜上、ブレーキディスク１７側のピストン体１９をブレーキ側ピストン体１９とし、ハウジング１５側のピストン体２０をハウジング側ピストン体２０と表記する。

図２に示すように、ブレーキ側ピストン体１９の外周縁には、コイルばね２２を係止するための複数の薄肉部１９ｂが形成され、これらの薄肉部１９ｂには軸方向に貫通する係止孔１９ｃが形成されている。
一方、ハウジング側ピストン体２０の外周縁にも、係止孔２０ｃを有する薄肉部２０ｂが形成されている。
薄肉部１９ｂは、ブレーキ側ピストン体１９における軸方向のほぼ中心に位置するように形成されており、薄肉部２０ｂはハウジング側ピストン体２０においてハウジング１５側寄りに形成されている。

両ピストン体１９、２０を連結するコイルばね２２は、引っ張り力を持つ引っ張りばねであって、両ピストン体１９、２０を互いに引き付ける軸方向の付勢力により球体２１の脱落防止を図る。
コイルばね２２は、両ピストン体１９、２０の相対回転が解除されたときに周方向の引き付ける付勢力によりピストン体１９、２０を定位置に復帰させる機能を有する。
コイルばね２２の両端付近は、ピストン体１９、２０の薄肉部１９ｂ、２０ｂに係止可能な自由端を有する円弧状の係止端部２３が形成されている。
図１に示すように、コイルばね２２の一方の係止端部２３（図１において左側の係止端部２３）はハウジング側ピストン体２０の薄肉部２０ｂにおける係止孔２０ｃに係止されている。
ハウジング側ピストン体２０の薄肉部２０ｂが軸方向におけるハウジング１５側寄りに位置することから、係止端部２３の一部がハウジング側ピストン体２０のハウジング側端面２０ｅより軸方向へ突出し、突出部位２３ａが形成される。

一方、コイルばね２２の他方の係止端部２３（図１において右側の係止端部２３）は、ブレーキ側ピストン体１９の係止孔１９ｃに係止されている。
ブレーキ側ピストン体１９の薄肉部１９ｂは、軸方向においてブレーキ側ピストン体１９のほぼ中央に位置するから、コイルばね２２の係止端部２３はブレーキ側ピストン体１９のブレーキ側端面１９ｅから突出しない。
なお、図２では、便宜上、コイルばね２２を図示していない。

各ピストン体１９、２０の間には球体２１が介装されているが、球体２１は、ピストン体１９、２０の対向面１９ｄ、２０ｄに形成されたカム溝１９ｆ、２０ｆに保持されている。
カム溝１９ｆ、２０ｆは周方向に所定の長さに刻接された溝であり、周方向において深さが変化する溝となっている。
球体２１は、ピストン体１９、２０が定位置から相対回転されるにつれてカム溝１９ｆ、２０ｆの浅い側へ案内され、ピストン体１９、２０の相対離隔を実現する。
因みに、図１はピストン体１９、２０が定位置にあり、球体２１がカム溝１９ｆ、２０ｆの最深の位置に存在する状態を示し、ピストン体１９、２０が定位置の状態ではカム溝１９ｆ、２０ｆの最深部が相対する。

回転操作機構は、ピストン体１９、２０の相対回転を操作するための手段であり、運転席のブレーキペダル（図示せず）と機械的に連結され、ブレーキペダルの操作に応じてピストン体１９、２０夫々に外力を与え、両者１９、２０を相対回転させる。
回転操作機構はピストン体１９、２０の相対回転を図るほか、ハウジング１５に保持されることから、ピストン体１９、２０のハウジング１５に対する無制限の回転を規制する。

ピストン手段１８とハウジング１５との間には間隙調整部材２４が介在されている。
この実施形態における間隙調整部材２４は、ピストン手段１８とハウジング１５との軸方向の間隙を調整するための部材であり、ピストン手段１８の軸方向の位置を規定する。
間隙調整部材２４は、回転軸１１を挿通する貫通孔２４ａを備えた有孔円板であり、間隙調整部材２４の厚さは、軸方向におけるピストン手段１８の位置を設定するために適切な厚さに設定されている。

間隙調整部材２４の外周縁には径方向外側に突出する複数の突片部２４ｂが形成されている。
突片部２４ｂはハウジング１５の径方向における内壁に保持され、間隙調整部材２４の回転を防止する。
間隙調整部材２４の介装により、ピストン手段１８が軸方向における適切な位置に設定され、ブレーキディスク１７とディスクロータ１６との間隙が適切な間隙に設定される。

間隙調整部材２４の回転軸１１への挿嵌により、ハウジング１５の内部空間Ｃにおける間隙調整部材２４の外周縁外側に非干渉空間２５が形成されている。
非干渉空間２５は、突出部位２３ａとハウジング１５等の他部材との干渉を回避するための空間であり、図２に示すように、周方向において突片部２４ｂの間に夫々形成されている。
従って、各非干渉空間２５には突出部位２３ａが収容され、非干渉空間２５は突片部２４ｂの間において周方向の一定範囲に形成されているから、ピストン体１９、２０が相対回転しても、突出部位２３ａは突片部２４ｂに干渉せず非干渉空間２５に留まる。
非干渉空間２５は、間隙調整部材２４の外径（突片部２４ｂを除く）及び軸方向の厚さと、内部空間Ｃを形成するハウジング１５の径方向の内壁径により規定される。

次に、この湿式ブレーキ装置１０の作用について説明する。
回転軸１１が駆動モータの回転力を受けて回転され、ブレーキペダルが踏み込まれていない状態では、回転操作機構は作動されず、ピストン手段１８の両ピストン体１９、２０はコイルばね２２の付勢力を受けて定位置に位置する。
ピストン体１９、２０が定位置に位置しているとき、ピストン体１９、２０の間に介装される球体２１はカム溝１９ｆ、２０ｆにおいて最も深い位置にある。
このため、両ピストン体１９、２０の間隙は最小の状態にあり、このときブレーキ側ピストン体１９はブレーキディスク１７と当接しない。

回転軸１１が回転している状態からブレーキペダルが踏み込まれると、回転操作機構が作動される。
回転操作機構は、コイルばね２２の付勢力に抗してピストン体１９、２０を相対回転させる。
ピストン体１９、２０が相対回転されると、カム溝１９ｆ、２０ｆが周方向へ位置ずれし、球体２１がカム溝１９ｆ、２０ｆの深い位置から浅い位置へ案内され、ピストン体１９とピストン体２０との間隙が拡大する。
このため、ピストン体１９、２０が形成する間隙は拡大するが、ハウジング側ピストン体２０は間隙調整部材２４に当接されていることから軸方向（ハウジング１５側）へ移動することができない。
従って、ブレーキ側ピストン体１９がブレーキディスク１７へ向けて移動する。
軸方向へ移動するブレーキ側ピストン体１９がブレーキディスク１７に当接してブレーキディスク１７を押圧するから、各ブレーキディスク１７と各ディスクロータ１６は互いに摺接する。

ブレーキディスク１７とディスクロータ１６との摺接に伴い、制動力が回転軸１１に作用して回転軸１１が停止される。
なお、ピストン体１９、２０が相対回転されるとき、コイルばね２２における突出部位２３ａは周方向に移動するが、非干渉空間２５に位置してハウジング１５等の他部材と干渉することはない。

この本発明の実施形態に係る湿式ブレーキ装置１０によれば、以下の効果を奏する。
（１）回転軸１１の軸心方向の間隙調整を行う間隙調整部材２４を用いてコイルばね２２の突出部位２３ａを収容する非干渉空間２５を形成することができる。突出部位２３ａが非干渉空間２５に収容されることにより、突出部位２３ａは他部材と干渉することがない。また、間隙調整部材２４をピストン手段１８に隣接して設置することにより、間隙調整部材２４の外周縁外側に非干渉空間２５が形成されることから、非干渉空間２５を形成するためにハウジング１５等の他部材を加工する必要がない。

（２）間隙調整部材２４を設置することによりコイルばね２２の突出部位２３ａを収容する非干渉空間２５が形成されるから、ピストン手段１８の軸方向の厚さに基づくコイルばね２２の軸方向長さの制約が緩和される。このため、コイルばね２２における突出部位２３ａが非干渉空間２５に収容されるコイルばねであればどのようなコイルばねでも用いることができ、コイルばね２２の選択の自由度が向上する。また、非干渉空間２５が形成されることから、ピストン手段１８の厚さを薄くすることも可能となる。
（３）間隙調整部材２４をピストン手段１８に隣接させて設けることにより、間隙調整部材２４をブレーキディスク１７とハウジング１５との間に介装させる必要がない。

なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。
○上記の実施形態では、軸方向におけるピストン手段とハウジングとの間に間隙調整部材を設置し、ハウジングとハウジング側ピストン体の間に非干渉空間を形成するようにしたが、例えば、ブレーキ側ピストン体とブレーキディスクとの間に間隙調整部材を設置してもよい。この場合、非干渉空間が回転軸の軸方向においてブレーキ側ピストン体とブレーキディスクの間に形成されるから、ブレーキ側ピストン体の薄肉部を軸方向においてブレーキディスク寄りに設け、ブレーキ側ピストン体に係止されるばね端がブレーキディスク側へ突出する突出部位を形成し、さらに、ハウジング側ピストン体の薄肉部を中央付近に設けることが好ましい。
○上記の実施形態では、単一の間隙調整部材を介装させるようにしたが、複数の間隙調整部材を用いてもよい。この場合、例えば、２〜３枚程度の複数の間隙調整部材を用いることによりピストン手段とハウジングとの間隙を微調整することも可能である。また、複数の間隙調整部材は、間隙調整部材をピストン手段とブレーキディスクとの間に設ける場合について適用可能であることは言うまでもない。
○上記の実施形態では、間隙調整部材をピストン手段の一側にのみ設けるようにしたが、例えば、ピストン手段の両側に間隙調整部材を夫々設けるようにしてもよい。この場合、各間隙調整部材の外周縁の周囲に非干渉空間が形成されるから、各ピストン体の薄肉部を非干渉空間寄りに設けることができ、さらに軸方向の長さがより長いコイルばねを用いることが可能となる。

本発明の実施形態に係る湿式ブレーキ装置を示す縦断面図である。 本発明の実施形態に係るピストン手段と間隙調整部材を示す斜視図である。 従来の湿式ブレーキ装置の一例を示す縦断面図である。

符号の説明

１０、３０ 湿式ブレーキ装置
１１、３１ 回転軸
１５、３２ ハウジング
１６、３３ ディスクロータ
１７、３４ ブレーキディスク
１８、３５ ピストン手段
１９、３６ ピストン体（ブレーキ側ピストン体）
１９ｂ、２０ｂ 薄肉部
１９ｃ、２０ｃ 係止孔
１９ｆ、２０ｆ、４０、４１ カム溝
２０、３７ ピストン体（ハウジング側ピストン体）
２１、３９ 球体
２２、３８ コイルばね
２３ 係止端部
２３ａ、３８ａ 突出部位
２４、４２ 間隙調整部材
２５ 非干渉空間
Ｃ 内部空間
Ｐ 軸心

Claims (2)

1. ハウジング内に挿通される回転軸と、前記ハウジング内にて該回転軸と一体回転するディスクロータと、前記ディスクロータと対向して前記ハウジング内にて回転不能に配設されるブレーキディスクと、該ブレーキディスクを前記ディスクロータに圧接させるピストン手段とを有し、前記ピストン手段は、前記回転軸の軸方向における前記ブレーキディスクとハウジングの内壁との間に介在され、互いに対向して相対回転自在な一対のピストン体と、両ピストン体を相対回転させる回転操作機構と、両ピストン体の間に介装され、両ピストン体の相対回転により両ピストン体を相対離隔させる球体と、前記ピストン体に係止され、両ピストン体を連結するコイルばねを有し、両ピストン体は、前記球体を保持して両ピストン体の相対回転に応じて前記球体を案内するカム溝を夫々備え、前記コイルばねにおける前記ピストン体との係止端部は、一方の前記ピストン体の端面から軸方向へ突出する突出部位を有する湿式ブレーキ装置において、
   前記ピストン手段の軸方向の位置を規定する間隙調整部材が該ピストン手段に隣接して備えられ、前記間隙調整部材は、前記回転軸を挿通する貫通孔を備えており、前記間隙調整部材の外周縁には、径方向外側に突出する複数の突片部が形成され、前記突出部位と他部材との干渉を回避する非干渉空間が、前記間隙調整部材の外周縁外側に形成されることを特徴とする湿式ブレーキ装置。
2. 前記間隙調整部材は、前記回転軸の軸方向における前記ハウジングと前記ピストン手段の間、又は前記ピストン手段と前記ブレーキディスクとの間に位置することを特徴とする請求項１記載の湿式ブレーキ装置。

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