JP6123489B2 - ブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ブレーキシューのストロークが調整可能なブレーキ装置に関するものである。

従来のブレーキ装置には、内拡直動式電磁ブレーキ装置がある。本ブレーキ装置では、円筒状の回転可能なブレーキドラムの内周面に制動面が設けられている。そして、ブレーキドラムの内側中央に固定鉄心が設けられ、その両側にはそれぞれ可動鉄心が制動面の方へ進退可能に設けられている。可動鉄心から制動面に向かって２本の棒状の連結部材が突出して設けられ、連結部材の先端部にはブレーキシューが取り付けられている。そして、可動鉄心と一体になってブレーキシューは制動面の方へ進退し、これにともないブレーキシューが制動面に押圧されたり引き離されたりして、ブレーキドラムが制動、解放される。

このブレーキシューの進退により変位する距離であるブレーキストロークの長さが変化するとブレーキ装置の制動特性が変化するため、調整を行っている。連結部材の端部にはねじ部が設けられており、このねじ部が可動鉄心に設けられたねじ穴にねじ込まれて連結部材が可動鉄心に取り付けられている。このねじ込み深さを変化させると、一体に連結されている可動鉄心からブレーキシューまでの全長が変化する一方で、固定鉄心と制動面の距離は一定であるので、ブレーキストロークが変化する。

ところで、連結部材のねじ部のうち、ねじ穴にはねじ込まれていない部分、つまり、可動鉄心のねじ穴からブレーキシュー側へ飛び出しているねじ部にはナットが取り付けられている。そして、ブレーキ装置を稼動中は、ナットを可動鉄心に押し当たるように締め付けることにより連結部材が回らないようにしている。また、ブレーキストローク調整時には、ナットを緩めて可動鉄心から離した状態で、連結部材を回転してねじ込み深さを変化させてブレーキストローク調整を行い、調整が完了したらナットを可動鉄心に押し当たるように締め付けている。
（例えば、特許文献１参照）

特開２００２−２８４４８６（第２図）

しかしながら、連結部材のねじ部と可動鉄心のねじ穴の間には、ねじの軸方向にねじのバックラッシュとしての隙間が設けてある。このため、ブレーキストローク調整完了後にナットを可動鉄心に押し当たるように締め付けると、ねじのバックラッシュの分だけねじ込み深さが浅くなる方へ連結部材が移動する。ブレーキストロークは、例えば０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度と非常に小さいものであるため、連結部材がねじのバックラッシュ分移動することにより調整を完了していたブレーキストロークが変化してしまう。このため、ねじのバックラッシュによるブレーキストロークの変化を見込んだうえでブレーキストローク調整を行う必要があり、調整作業には熟練を要するとともに時間が掛かるという課題を見出した。

本発明は、かかる問題を解決するためになされたもので、ブレーキストロークを調整する際にねじのバックラッシュによりブレーキストロークが変化することなく容易に調整を行えるブレーキ装置を得ることを目的とする。

本発明に係るブレーキ装置は、固定鉄心及び電磁コイルを有する電磁マグネットと、電磁マグネットに接離する方向へ変位可能であり、電磁マグネットと反対側にねじ穴が設けられた可動鉄心と、一端側に設けられたねじ部がねじ穴にねじ込まれたねじ棒と、ねじ棒の他端側に連結されて制動面に接離する方向へ変位可能なブレーキシューと、ブレーキシューを制動面に押し付ける方向へ可動鉄心を付勢する付勢手段と、可動鉄心に接離する方向へ移動可能にねじ部に取り付けられたナットと、ナットと可動鉄心とが離れた状態では、ねじ部のねじ山のナット側の側面とねじ穴のねじ山のナットとは反対側の側面とをねじ棒の軸方向に互いに当接させる当接手段と、を備えたものである。

本発明によれば、ナットを可動鉄心から離した状態でねじ棒を回すとねじ部のねじ込み深さが変化して可動鉄心とブレーキシューとの間の長さが変わり、ブレーキストロークが変わる。この状態では、当接手段がねじ棒のねじ山のナット側の側面とねじ穴のねじ山のナットとは反対側の側面とを押し当てている。そして、ナットを可動鉄心に押し当たるように締め付ける。ナットを締め付けた状態でも、ねじ棒のねじ山のナット側の側面とねじ穴のねじ山のナットとは反対側の側面とが押し当たっているので、可動鉄心とブレーキシューとの間の長さは変化せず、ブレーキストロークも変化しない。

本発明によれば、ブレーキストロークを調整する際にねじのバックラッシュによりブレーキストロークが変化することなく容易に調整を行えるブレーキ装置を得ることができる。

本発明の実施の形態１によるブレーキ装置の全体構成を示す断面図である。 図１に示すブレーキ装置の要部断面図である。 図１に示すブレーキ装置の要部断面図である。 本発明の実施の形態２によるブレーキ装置の全体構成を示す断面図である。 図４に示すブレーキ装置の要部断面図である。 本発明の他の実施の形態によるブレーキ装置の要部断面図である。

実施の形態１．
本発明の一実施の形態を図１から図３により説明する。図１は本発明の実施の形態１によるブレーキ装置の全体構成を示す断面図である。図２は図１に示すブレーキ装置の要部断面図で、ナットを緩めてブレーキストロークを調整するときの状態を示している。図３は図１に示すブレーキ装置の要部断面図で、ナットを締め付けてブレーキストローク調整が完了したときの状態を示している。

ブレーキ装置１は、回転軸（図示せず）と一体に回転する円筒形のブレーキドラム３と、ブレーキドラム３の内側に配置された一対のブレーキ装置本体５とを有している。各ブレーキ装置本体５は、ブレーキドラム３の内側中央部からブレーキドラム３の内周面の方へ左右対称に配置されている。ブレーキドラム３の内周面は制動面３ａになっている。

ブレーキ装置本体５は、ブレーキドラム３の内側中央部に設けられた電磁マグネット７と、電磁マグネット７と制動面３ａとの間で変位可能な制動部９と、電磁マグネット７と制動部９との間に圧縮されて設けられた制動ばね１１とを有している。制動ばね１１は、付勢手段と当接手段とを兼ねている。

電磁マグネット７は、ブレーキ装置取付部（図示せず）に固定された固定鉄心１３と、固定鉄心１３の制動部９に対向する部分に設けられた電磁コイル１５とを有している。本実施の形態では、各電磁マグネット７の固定鉄心１３は一体に設けられている。電磁マグネット７は、電磁コイル１５に通電することにより制動部９を吸引する電磁吸引力を発生する。

制動部９は、制動面３ａに押し付けられたり、制動面３ａから引き離されたりする方向へ変位可能になっている。制動部９は、制動面３ａ側にブレーキシュー１７が設けられ、電磁マグネット７側には電磁マグネット７からの電磁吸引力を受ける可動鉄心１９が設けられ、ブレーキシュー１７と可動鉄心１９とを連結する連結部２１とを有している。ブレーキシュー１７は、制動面３ａに対向して設けられたライニング２３と、制動面３ａの反対側からライニング２３を保持するシュー２５とを有している。このライニング２３が制動面３ａに押し付けられたり、制動面３ａから引き離されたりする。固定鉄心１３と可動鉄心１９は対向して設けられており、固定鉄心１３の可動鉄心１９に対向する部分に制動ばね１１の基端部が取り付けられ、制動ばね１１の先端部は可動鉄心１９に当接している。

電磁コイル１５に通電されていないときは、制動ばね１１の弾性復元力により可動鉄心１９及び連結部２１を介してブレーキシュー１７のライニング２３が制動面３ａに押し付けられ、ブレーキ装置１は制動状態になっている。この状態で固定鉄心１３と可動鉄心１９との間には隙間が開いており、固定鉄心１３と可動鉄心１９との距離がブレーキストロークＳ１となる。電磁コイル１５に通電されると、可動鉄心１９に電磁吸引力が働き、可動鉄心１９は制動ばね１１の弾性復元力に逆らって固定鉄心１３に吸引され、これにともないブレーキシュー１７のライニング２３は制動面３ａから引き離され、ブレーキ装置１は解放状態になる。

連結部２１は、ねじ棒としてのボルト２７と、板ばね２９と、ナット３１とを有している。シュー２５のライニング２３を保持している部分とは反対側の押圧部２５ａには板ばね２９が固定されるとともにボルト２７の頭が当接されており、板ばね２９の先端部はボルト頭２７ａを押圧部２５ａに押さえ付けることにより、ボルト２７とシュー２５とが連結されている。ボルト２７は板ばね２９により押圧部２５ａに押さえ付けられた状態のまま、ねじ部２７ｂの回りに回転できるようになっている。

可動鉄心１９は、中空部１９ａを有しているとともに可動鉄心１９の外周側から中空部１９ａに通じる開口部１９ｂを有している。開口部１９ｂは制動部９が変位する方向に対して交差する方向、つまり、ブレーキドラム３の軸方向に開口している。また、可動鉄心１９のブレーキシュー１７対向部にはねじ穴１９ｃが設けられており、ねじ穴１９ｃは可動鉄心１９のブレーキシュー１７対向面から中空部１９ａまで貫通して設けられている。

そして、ボルト２７のねじ部２７ｂがねじ穴１９ｃにねじ込まれ、ねじ部２７ｂの先端側は中空部１９ａに突出し、中空部１９ａに突出しているねじ部２７ｂにナット３１がねじ込まれている。これによりブレーキシュー１７と可動鉄心１９とが連結されている。本実施の形態では、１つの可動鉄心１９に２つのねじ穴１９ｃが平行に並ぶように設けられ、ボルト２７及びナット３１もそれぞれ２つずつ設けられている。可動鉄心１９の外周側から開口部１９ｂを通して、中空部１９ａに突出しているねじ部２７ｂ及びナット３１が見えるようになっている。

ねじ部２７ｂは、丸棒の表面に螺旋状のＶ字状の溝が設けられている。隣り合う溝同士の間がねじ山になっており、丸棒の表面に螺旋状にねじ山が連続して設けられている。つまり、ねじ山は山頂部分から軸心方向の両側へ傾斜した側面が形成されている。ねじ穴１９ｃも同様であり、山頂部分から軸心方向の両側へ傾斜した側面が形成されたねじ山が丸穴の表面に設けられている。

ねじ部２７ｂがねじ穴１９ｃにねじ込まれた状態で、互いに対向する、それぞれのねじ山の側面同士の間には、軸心方向にねじのバックラッシュとしての隙間ができるように設けられている。そして、例えばねじ部２７ｂのねじ山について見た場合、ボルト２７及び可動鉄心１９に加わる力の状態により、ねじ山のどちら側に隙間が開くかが決まる。例えば、ねじ込み深さが深くなる方向にボルト２７及び可動鉄心１９に力が加わっている状態では、ねじ部２７ｂのねじ山のボルト頭２７ａ側に隙間ができ、このねじ山の片一方の側面は、その対向しているねじ穴１９ｃの側面と当接している。

ナット３１が可動鉄心１９と押し当たるまで締め込まれている状態では、ボルト２７は回できないので可動鉄心１９とブレーキシュー１７との相対位置は一定となる。ナット３１が緩められ可動鉄心１９から離れている状態では、ボルト２７はねじ部２７ｂの回りに回転することができる。ボルト２７をねじ穴１９ｃにねじ込むと、可動鉄心１９とブレーキシュー１７との相対位置は接近する。これにより固定鉄心１３と可動鉄心１９との距離、つまり、ブレーキストロークＳ１は大きくなる。反対にボルト２７を回転させて、ねじ穴１９ｃからブレーキシュー１７の方へ突出しているボルト２７の長さを長くすると可動鉄心１９とブレーキシュー１７との相対位置は離れる。これにより固定鉄心１３と可動鉄心１９との距離、つまり、ブレーキストロークＳ１は小さくなる。

このように構成されたブレーキ装置１のブレーキストロークＳ１の調整について説明する。ブレーキストロークＳ１の調整は、電磁コイル１５に通電していない状態で行う。ナット３１を緩めて可動鉄心１９から離し、ボルト２７を回転できるようにする。そして、ボルト２７を回転して固定鉄心１３と可動鉄心１９の距離を所定のブレーキストロークＳ１に合わせた後、ナット３１を可動鉄心１９に押し当たるように締め付けることによりブレーキストロークＳ１の調整が完了する。

ナット３１を緩めた状態では、制動ばね１１は可動鉄心１９を制動面３ａの方へ押しており、可動鉄心１９はボルト２７を制動面３ａの方へ押している。このとき可動鉄心１９のねじ穴１９ｃのねじ山が、ボルト２７のねじ部２７ｂのねじ山を制動面３ａの方へ、つまり、ナット３１とは反対側へ押している。このため、ねじ穴１９ｃのねじ山のナット３１とは反対側の側面とボルト２７のねじ部２７ｂのねじ山のナット３１側の側面とがボルト２７の軸方向に互いに当接している。

次に、ナット３１を可動鉄心１９に押し当たるように締め付けた状態では、ねじ穴１９ｃの中のねじ部２７ｂをナット３１側へ引き寄せるように力が働く。このときボルト２７のねじ部２７ｂのねじ山が、可動鉄心１９のねじ穴１９ｃのねじ山をナット３１の方へ押している。これにより、ボルト２７のねじ部２７ｂのねじ山のナット３１側の側面とねじ穴１９ｃのねじ山のナット３１とは反対側の側面とがボルト２７の軸方向に互いに当接することになる。

このように、ナット３１を緩めた状態と、ナット３１を可動鉄心１９に押し当たるように締め付けた状態とでは、ボルト２７とねじ穴１９ｃの双方のねじ山の相対的な位置は変わらない。従って、ブレーキストロークＳ１を調整する際にねじのバックラッシュによりブレーキストロークＳ１が変化することなく容易に調整を行える。まお、ねじ山の形状は、山頂部分が狭く両側面が鋭角に形成された場合で説明したが、例えば山頂部分が広い台形ねじなどでもよい。

実施の形態２．
本発明の第２の実施の形態を図４、図５にて説明する。図４は本発明の実施の形態２によるブレーキ装置の全体構成を示す断面図である。図５は図４に示すブレーキ装置の要部断面図で、ナットを緩めてブレーキストロークを調整するときの状態を示している。なお、他の実施の形態と同一符号の構成品は、本実施の形態において同一部分を示し説明を省略する。

実施の形態１においては、可動鉄心１９は中空部１９ａを有していたが、本実施の形態では可動鉄心１１９は中実である。可動鉄心１１９のブレーキシュー１７対向部にはねじ穴１１９ｃが設けられ、ねじ穴１１９ｃにはボルト２７のねじ部２７ｂがねじ込まれている。そして、ねじ穴１１９ｃの底部１１９ｄとねじ棒の端部としてのボルト２７のねじ部２７ｂの先端部２７ｃとの間には、弾性手段としての圧縮されたコイルばね１４０が設けられている。つまり、コイルばね１４０は、ねじ穴１１９ｃにねじ込まれているボルト２７をねじ穴１１９ｃから押し出す向きに付勢している。

ナット１３１は、ねじ穴１１９ｃからブレーキシュー１７の方へ出ているねじ部２７ｂに取り付けられている。１つの可動鉄心１１９に２つのねじ穴１１９ｃが平行に並ぶように設けられ、ボルト２７、ナット１３１及びコイルばね１４０もそれぞれ２つずつ設けられている。

ここで、コイルばね１４０の付勢力は、ボルト２７をねじ穴１１９ｃから押し出す向きに働く。一方で、付勢手段としての制動ばね１１の付勢力は、コイルばね１４０とは反対に、ボルト２７をねじ穴１１９ｃに押し込む向きに可動鉄心１１９をボルト２７の方へ付勢している。そして、コイルばね１４０と制動ばね１１とを合わせた付勢力が、ボルト２７をねじ穴１１９ｃから押し出す向きに働くように、コイルばね１４０と制動ばね１１それぞれの付勢力の大きさが設定されている。つまり、ナット３１を緩めた状態では、ボルト２７のねじ部２７ｂのねじ山が可動鉄心１１９のねじ穴１１９ｃのねじ山をナット１３１の方へ押すように付勢力は設定されている。

電磁コイル１５に通電されていない状態では、制動ばね１１が可動鉄心１１９を制動面３ａの方へ押し、ブレーキシュー１７のライニング２３が制動面３ａに押し付けられている。そして、固定鉄心１３と可動鉄心１１９の間には隙間が開いており、固定鉄心１３と可動鉄心１１９との距離がブレーキストロークＳ２となる。

このように構成されたブレーキ装置２のブレーキストロークＳ２の調整は、電磁コイル１５に通電していない状態で行う。ナット１３１を緩めて可動鉄心１１９から離し、ボルト２７を回転できる状態では、ねじ部２７ｂのねじ山のナット１３１側の側面とねじ穴１１９ｃのねじ山のナット１３１とは反対側の側面とがボルト２７の軸方向に互いに当接している。

そして、ブレーキストロークＳ２を調整後にナット１３１を可動鉄心１９に押し当たるように締め付けた状態では、ねじ穴１１９ｃの中のねじ部２７ｂをナット１３１側へ引き寄せるように力が働く。このときねじ部２７ｂのねじ山のナット１３１側の側面とねじ穴１１９ｃのねじ山のナット１３１とは反対側の側面とがボルト２７の軸方向に互いに当接する。

このように、ナット１３１を緩めた状態と、ナット１３１を可動鉄心１１９に押し当たるように締め付けた状態とでは、ボルト２７とねじ穴１１９ｃの双方のねじ山の相対的な位置は変わらない。従って、ブレーキストロークＳ２を調整する際にねじのバックラッシュによりブレーキストロークＳ２が変化することなく容易に調整を行える。

なお、ねじ穴１１９ｃにねじ込まれているボルト２７をねじ穴１１９ｃから押し出す向きに付勢する弾性手段はコイルばね１４０に限定されるものではなく、例えば他の形状の金属ばねや、ゴムのばねであってもよい。さらに、図６に示すブレーキ装置４の要部断面図のようにねじ穴１１９ｃにねじ込まれたボルト２７のねじ部２７ｂとねじ穴１１９ｃの隙間を例えば合成樹脂や合成ゴムなどからなるシール材１４５により塞ぎ、ねじ穴１１９ｃの底部１１９ｄとボルト２７の先端部２７ｃとの間で圧縮された圧縮空気１４７を弾性手段としてもよい。

１，２，４ ブレーキ装置、 ３ ブレーキドラム、 ５ ブレーキ装置本体、 ７ 電磁マグネット、 ９ 制動部、 １１ 制動ばね、 １３ 固定鉄心、 １５ 電磁コイル、 １７ ブレーキシュー、 １９，１１９ 可動鉄心、 １９ａ 中空部、 １９ｂ 開口部、 １９ｃ，１１９ｃ ねじ穴、 ２１ 連結部、 ２３ ライニング、 ２５ シュー、 ２５ａ 押圧部、 ２７ ボルト、 ２７ａ ボルト頭、 ２７ｂ ねじ部、 ２７ｃ 先端部、 ２９ 板ばね、 ３１，１３１ ナット、 １１９ｄ 底部、 １４０ コイルばね、 １４５ シール材、１４７ 圧縮空気

Claims (5)

1. 固定鉄心及び電磁コイルを有する電磁マグネットと、
   前記電磁マグネットに接離する方向へ変位可能であり、前記電磁マグネットと反対側にねじ穴が設けられた可動鉄心と、
   一端側に設けられたねじ部が前記ねじ穴にねじ込まれたねじ棒と、
   前記ねじ棒の他端側に連結されて制動面に接離する方向へ変位可能なブレーキシューと、
   前記ブレーキシューを前記制動面に押し付ける方向へ前記可動鉄心を付勢する付勢手段と、
   前記可動鉄心に接離する方向へ移動可能に前記ねじ部に取り付けられたナットと、
   前記ナットと前記可動鉄心とが離れた状態では、前記ねじ部のねじ山のナット側の側面と前記ねじ穴のねじ山のナットとは反対側の側面とを前記ねじ棒の軸方向に互いに当接させる当接手段と、を備えていることを特徴とするブレーキ装置。
2. 前記可動鉄心は前記接離する方向に対して交差する方向に開口する中空部を有し、
   前記ねじ穴は前記中空部まで貫通し、
   前記ナットは前記中空部に突出した前記ねじ部に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ装置。
3. 前記当接手段は、前記ねじ穴の底部と前記ねじ棒の前記一端側の端部とが前記ねじ棒の軸方向に離れる方向に付勢するように前記底部と前記端部との間に設けられた弾性手段を備え、
   前記ナットは前記可動鉄心と前記ブレーキシューとの間の前記ねじ部に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ装置。
4. 前記弾性手段はコイルばねであることを特徴とする請求項３に記載のブレーキ装置。
5. 前記ねじ穴にねじ込まれたねじ部とねじ穴との間に詰められたシール材を備え、
   前記弾性手段は圧縮された空気であることを特徴とする請求項３に記載のブレーキ装置。

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