JP6977670B2

JP6977670B2 - 湿式駐車ブレーキ装置

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Publication number: JP6977670B2
Application number: JP2018109097A
Authority: JP
Inventors: 裕己丸田
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2018-06-07
Filing date: 2018-06-07
Publication date: 2021-12-08
Anticipated expiration: 2038-06-07
Also published as: US10816047B2; JP2019211032A; US20190376569A1

Description

この発明は、湿式駐車ブレーキ装置に関する。

湿式駐車ブレーキ装置の従来技術としては、例えば、特許文献１に開示された駐車ブレーキ装置が知られている。特許文献１に開示された駐車ブレーキ装置では、軸ケース内の回転軸に対してブレーキディスクが回転軸の軸方向へ連設され、軸ケースに係止されるステータがブレーキディスクの間に介装されている。ピストンプレートが最端のブレーキディスクと対向して軸ケースに係止され、ピストンプレートを押圧するプレート押圧機構が備えられている。プレート押圧機構は、回転軸の下方を横切る支点軸と、支点軸に取り付けられた押圧部材としてのフォークと、支点軸の端部に固定された傾動レバーと、ワイヤーと接続され、操作により傾動レバーを連動させる操作レバーと、を有する。

特開２００８−２６３９号公報

しかしながら、特許文献１に開示された駐車ブレーキ装置では、フォークにはピストンプレートの径方向外側にはみ出す部位が存在するので、ピストンプレートの径方向外側にはみ出す部位は駐車ブレーキ装置の小型化を妨げるという問題がある。また、特許文献１に開示された駐車ブレーキ装置では、押圧部材としてのフォークの支点軸とピストンプレートを押圧する押圧箇所までの距離が大きいため、制動力の確保に必要な押し付け力が制約を受け易くなる。

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、充分な制動力を確保することができるとともに、小型化を図ることが可能な湿式駐車ブレーキ装置の提供にある。

上記の課題を解決するために、本発明は、軸ケースと、前記軸ケースに収容される回転軸と、前記軸ケースに係止され、前記回転軸の軸方向に移動可能に連設される複数のステータと、前記回転軸に係止され、前記ステータ間に介在されるブレーキディスクと、前記軸ケースに係止され、前記ブレーキディスクに向けて前記回転軸の軸方向に移動可能なピストンプレートと、前記ピストンプレートを前記ブレーキディスクに向けて押圧する押圧機構と、を備え、前記押圧機構による前記ピストンプレートの押圧により、前記ブレーキディスクと前記ステータとを当接させて前記回転軸に対する制動力を得る湿式駐車ブレーキ装置において、前記押圧機構は、前記軸ケースに回動可能に支持され、鉛直方向の回動軸心を有するパーキングロッドと、前記パーキングロッドと連結され、前記回動軸心を中心に回動するアーム部材と、を有し、前記パーキングロッドは、前記回転軸が挿通可能な挿通孔を備え、前記ピストンプレートを押圧する押圧部を有するロッド本体部と、前記ロッド本体部の上部に備えられる上軸部と、前記ロッド本体部の下部に備えられ、前記上軸部と同軸の下軸部と、を備え、前記ロッド本体部は、前記回転軸の軸方向から見て前記ピストンプレートの外周縁に囲まれた領域からはみ出ない形状を有し、前記押圧部は前記ロッド本体部に上下一対設けられ、前記ピストンプレートは、前記押圧部に押圧される上下一対の被押圧部を備え、前記押圧部は、凸曲面および凹曲面のいずれか一方を備え、前記被押圧部は、前記押圧部が備える前記凸曲面および前記凹曲面のいずれか一方と面接触する前記凸曲面および前記凹曲面のいずれか他方を備えることを特徴とする。

本発明では、回転軸がパーキングロッドの挿通孔に挿通されるとともに、パーキングロッドのロッド本体部が、回転軸の軸方向から見てピストンプレートの外周縁に囲まれた領域からはみ出さない形状を有する。このため、押圧機構においてピストンプレートの外周縁に囲まれた領域からはみ出る部位が少なくなり、押圧機構に必要なスペースを低減することができる。その結果、湿式駐車ブレーキ装置のより小型化を図ることが可能である。また、ロッド本体部が、回転軸の軸方向から見てピストンプレートの外周縁に囲まれた領域からはみ出さない形状であるため、パーキングロッドの回動軸心から十分に接近した位置にピストンプレートを押圧する部位が設けられる。このため、制動時にパーキングロッドに入力されるトルクからピストンプレートに対する充分に大きな押し付け力を得ることができ、必要とする制動力を確保することができる。

また、制動時には、押圧部の凸曲面および凹曲面のいずれか一方が被押圧部の凸曲面および凹曲面のいずれか一方が面接触するため、ピストンプレートが径方向に位置ずれすることはなく、押圧部が押圧する被押圧部の位置は変わることがない。よって、押圧部および被押圧部を通じてピストンプレートへ伝達される荷重の伝達効率が変動することはなく、この荷重の伝達効率を安定させることができる。

また、上記の湿式駐車ブレーキ装置において、前記回動軸心は前記回転軸の軸心と直交する構成としてもよい。
この場合、パーキングロッドの回動軸心は回転軸と直交することにより、回転軸の軸方向から見てステータの外周縁に囲まれた領域からはみ出さない形状のロッド本体とするとともに、ロッド本体を可及的に大きくすることができる。ロッド本体が大きくなるほど、荷重に対するパーキングロッドの強度を確保し易くなる。

本発明によれば、充分な制動力を確保することができるとともに、小型化を図ることが可能な湿式駐車ブレーキ装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る湿式駐車ブレーキ装置の縦断面図である。湿式駐車ブレーキ装置のピストンプレートの斜視図である。湿式駐車ブレーキ装置のパーキングロッドの斜視図である。パーキングロッドとピストンプレートとの関係を示す正面図である。制動時の湿式駐車ブレーキ装置の要部を示す平面図である。制動解除時の湿式駐車ブレーキ装置の要部を示す平面図である。（ａ）は別例に係るピストンプレートの斜視図であり、（ｂ）は別例に係るパーキングロッドの斜視図である。

以下、本発明の実施形態に係る湿式駐車ブレーキ装置について図面を参照して説明する。本実施形態に係る湿式駐車ブレーキ装置は、産業車両としてのフォークリフトが備える湿式駐車ブレーキ装置に適用した例である。なお、方向を特定する「前後」、「左右」および「上下」については、フォークリフトのオペレータが運転席の運転シートに着座して、フォークリフトの前進側を向いた状態を基準として示す。

図１に示すように、湿式駐車ブレーキ装置１０は、フロントアクスル１１の軸ケース１２内に備えられている。軸ケース１２内には、回転軸１３が収容されている。軸ケース１２内にて挿通される回転軸１３の軸心Ｐは車両の幅方向と一致する。回転軸１３は、差動機構（図示せず）を介して駆動源（図示せず）からの回転力を駆動輪（図示せず）に伝達するインプットシャフトである。軸ケース１２の端面には、車輪側ケース１４が接合されている。軸ケース１２および車輪側ケース１４により密封されたフロントアクスル１１の内部には潤滑油が充填されている。

図１に示すように、回転軸１３の一方の端部には筒状に形成された筒状部１５が備えられている。回転軸１３の他方の端部は、差動機構と連結されている。軸ケース１２内における回転軸１３の外周面には、有孔円盤状の多数のブレーキディスク１６がスプライン嵌合により配設されている。これらのブレーキディスク１６は、回転軸１３の軸方向と直角な摩擦面を有する。ブレーキディスク１６は、スプライン嵌合されているので、回転軸１３の軸方向へ移動可能であって、回転軸１３に対する相対回転が規制されるように回転軸１３に係止されている。したがって、ブレーキディスク１６は、回転軸１３が回転すると回転軸１３と一体となって回転する。

軸ケース１２の内壁面には、有孔円盤状の多数のステータ１７が配設されている。これらのステータ１７は、軸ケース１２において回転軸１３の軸方向に連設されており、回転軸１３の軸方向と直角な摩擦面を有する。ステータ１７の外周縁には係止爪（図示せず）が形成されている。係止爪は、ステータ１７の軸ケース１２に対する回転軸１３の回転方向への回転を規制する。軸ケース１２の内壁には、ステータ１７の係止爪に対応する係止用溝（図示せず）が回転軸１３の軸方向に沿って形成されている。したがって、ステータ１７は回転軸１３の軸方向へ移動可能である。

ブレーキディスク１６とステータ１７は、回転軸１３の軸方向において交互に配置されている。したがって、ブレーキディスク１６はステータ１７の間に介在されている。ブレーキディスク１６の摩擦面はステータ１７の摩擦面と対向する。複数のブレーキディスク１６のうち最も差動機構に近いブレーキディスク１６は軸ケース１２の端面と対向する。車輪に最も近いステータ１７は、軸ケース１２の内壁面に備えられた有孔円盤状のピストンプレート１８と対向する。

ピストンプレート１８は、回転軸１３が挿通される通孔１９を有している。ピストンプレート１８は、軸ケース１２に対して回転軸１３の軸方向に移動可能であるが、次に説明する押圧機構２０の押圧を受けるプレートである。図２に示すように、ピストンプレート１８の外周縁には、ステータ１７と同様に複数の係止爪２１が備えられている。複数の係止爪２１が軸ケース１２に設けられた対応する係止用溝にそれぞれ挿入されることにより、軸ケース１２に対する回転軸１３の回転方向へのピストンプレート１８の回転は規制される。因みに回転軸１３の軸方向から見たピストンプレート１８の外周縁の輪郭は、ステータ１７の外周縁の輪郭と同じである。ピストンプレート１８には、ピストンプレート１８を車輪側へ付勢する付勢部材（図示せず）が設けられている。

ピストンプレート１８のブレーキディスク１６と対向するプレート面２２の反対側のプレート面２３には、通孔１９を挟むように上下一対の被押圧部２４が備えられている。被押圧部２４は押圧機構２０により押圧される部位である。本実施形態の被押圧部２４は、プレート面２３から隆起する隆起部２４Ａにより形成されている。隆起部２４Ａには断面円弧状の凹曲面２４Ｂが形成されている。上下の凹曲面２４Ｂの互いに同軸であり、上下の凹曲面２４Ｂの径方向の中心は一致する。

押圧機構２０は、パーキングレバー（図示せず）の操作によりピストンプレート１８を押圧し、ピストンプレート１８の押圧により、ブレーキディスク１６とステータ１７とを当接させて回転軸１３に対する制動力を得るための機構である。押圧機構２０は、軸ケース１２に回動可能に支持されるパーキングロッド２５を備えている。パーキングロッド２５は、ロッド本体部２６と、ロッド本体部２６の上部に備えられる上軸部２７と、ロッド本体部２６の下部に備えられる下軸部２８とを備えている。本実施形態のパーキングロッド２５は鍛造によって製作されている。

図３はピストンプレート１８側からみたパーキングロッド２５の斜視図である。図３に示すように、ロッド本体部２６は、鉛直方向の長手方向および水平方向の短手方向を有する形状を呈している。ロッド本体部２６の形状は、制動時および非制動時に回転軸１３に干渉しない形状である。ロッド本体部２６の中心には、回転軸１３が挿通可能な挿通孔３０が備えられている。図４に示すように、ロッド本体部２６は、回転軸１３の軸方向から見てピストンプレート１８の外周縁の径方向内側に位置する。ロッド本体部２６におけるピストンプレート１８と対向する対向面３１には、押圧部３２が挿通孔３０を挟むように上下一対設けられている。押圧部３２は制動力を得るときに被押圧部２４を押圧する部位である。したがって、上下の押圧部３２は、上下の被押圧部２４とそれぞれ当接可能な位置に形成されている。

本実施形態の押圧部３２は、対向面３１から突出する突出部３２Ａにより形成されている。突出部３２Ａには断面円弧状の凸曲面３２Ｂが形成されている。上下の凸曲面３２Ｂは同軸であり、上下の凸曲面３２Ｂの軸線の径方向の中心は一致する。図５に示すように、水平方向における凹曲面２４Ｂの中心を通る軸方向の直線Ｒとすると、凹曲面２４Ｂに当接する状態の凸曲面３２Ｂは、回転軸１３の軸心Ｐに対して軸心Ｐと直線Ｒ間の距離Ｌだけオフセットしている。

ロッド本体部２６の上部に備えられる上軸部２７と、ロッド本体部２６の下部に備えられ下軸部２８とは同軸である。軸ケース１２の上部には、上軸部２７が挿入可能な上部軸孔３５が形成されている。上部軸孔３５は軸ケース１２の外側と内側を連通する貫通孔である。上軸部２７は、メタルブシュ３６を介して軸ケース１２に回動可能に挿入されている。上部軸孔３５を軸ケース１２の外側から塞ぐプラグ３７が装着されている。

軸ケース１２の下部には上部軸孔３５と同軸となるように下部軸孔３８が形成されている。下部軸孔３８は軸ケース１２の外側と内側を連通する貫通孔である。下軸部２８にはスプライン歯２９が形成されており、下軸部２８は、下部軸孔３８に挿入された後、連結軸３９とスプライン嵌合される。したがって、下部軸孔３８は、連結軸３９の外径に対応する孔径に設定されている。下部軸孔３８にはニードル軸受４０およびシール部材４１が備えられている。連結軸３９はニードル軸受４０を介して軸ケース１２に回動可能に挿入されている。シール部材４１は潤滑油の漏洩および異物の混入を防止する。パーキングロッド２５は、上軸部２７および下軸部２８の軸心Ｑを中心に軸ケース１２に対して回動可能である。つまり、軸心Ｑは、パーキングロッド２５の回動軸心に相当する。

図１に示すように、軸ケース１２の下部には、支持板４２が取り付けられている。支持板４２は、軸ケース１２から張り出しており、支持板４２の板面は水平である。パーキングロッド２５に連結されている連結軸３９は、下方へ向けて支持板４２を貫通しており、連結軸３９の下端には、連結軸３９の径方向に延在するアーム部材４３が固定されている。図５、図６に示すように、アーム部材４３の先端部は、クレビス４６を介してワイヤー４４の一端と接続されている。ワイヤー４４の他端は、運転席に設けられるパーキングレバー（又はパーキングペダル）と連結されている。このため、アーム部材４３は、パーキングレバーの操作によってパーキングロッド２５の上軸部２７および下軸部２８の軸心Ｑを中心に回動する。本実施形態ではアーム部材４３の回動は約１０度である。また、支持板４２とアーム部材４３とを連結する付勢部材としてのコイルスプリング４５が備えられている。コイルスプリング４５は、引っ張りばねであり、制動が解除されるときアーム部材４３を原位置へ復帰する方向へ付勢する。なお、説明の便宜上、図５、図６では、軸ケース１２の図示を省略している。

次に、本実施形態の湿式駐車ブレーキ装置１０の作用について説明する。フォークリフトのオペレータが、湿式駐車ブレーキ装置１０を制動状態とするように、パーキングレバー（又はパーキングペダル）を操作すると、アーム部材４３が連動してパーキングロッド２５の軸心Ｑを支点として回動する。図５では、アーム部材４３が時計回りに回動するので、パーキングロッド２５は時計回りに回動する。

パーキングロッド２５の回動により、パーキングロッド２５がピストンプレート１８を押圧する。このとき、ロッド本体部２６の押圧部３２はピストンプレート１８の被押圧部２４を押圧する。ピストンプレート１８がパーキングロッド２５に押圧することにより、ピストンプレート１８が軸方向へ移動する。ピストンプレート１８の押圧によりステータ１７とブレーキディスク１６との間隙が狭くなり、ステータ１７とブレーキディスク１６は互いに圧接され、湿式駐車ブレーキ装置１０は、回転軸１３に対する制動力を得る制動状態となる。制動状態では、パーキングロッド２５の挿通孔３０の軸心と回転軸１３の軸心Ｐが一致する。

ところで、ピストンプレート１８がパーキングロッド２５に押圧するとき、押圧部３２の凸曲面３２Ｂが被押圧部２４の凹曲面２４Ｂに摺接しつつ軸方向へ押圧するので、パーキングロッド２５がピストンプレート１８を押圧する位置はずれることがない。また、ピストンプレート１８が回転軸１３の径方向に僅かに位置ずれしている場合でも、押圧部３２の凸曲面３２Ｂが被押圧部２４の凹曲面２４Ｂに入り込むことで、ピストンプレート１８の位置ずれを矯正する。つまり、ピストンプレート１８の自動調心は、押圧部３２の凸曲面３２Ｂの被押圧部の凹曲面２４Ｂへの入り込みにより実現される。

フォークリフトのオペレータが、湿式駐車ブレーキ装置１０の制動状態を解除するように、パーキングレバー（又はパーキングペダル）を操作すると、アーム部材４３が連動してパーキングロッド２５の軸心Ｑを支点として回動する。図６では、アーム部材４３が反時計回りに回動するので、パーキングロッド２５は反時計回りに回動する。パーキングロッド２５はピストンプレート１８から離隔し、ピストンプレート１８は付勢部材の付勢力を受けて原位置へ向けて移動する。ピストンプレート１８の原位置への移動により、ステータ１７とブレーキディスク１６との間隙が広がり、湿式駐車ブレーキ装置１０の制動状態が解除される。制動力が解除された解除状態では、パーキングロッド２５の挿通孔３０の軸心は回転軸１３の軸心Ｐに対して傾斜する。

本実施形態の湿式駐車ブレーキ装置１０は以下の作用効果を奏する。
（１）回転軸１３がパーキングロッド２５の挿通孔３０に挿通されるとともに、パーキングロッド２５のロッド本体部２６が、回転軸１３の軸方向から見てピストンプレート１８の外周縁に囲まれた領域からはみ出さない形状を有する。このため、押圧機構２０のうちピストンプレート１８の外周縁に囲まれた領域からはみ出す部位が少なくなり、押圧機構２０に必要なスペースを低減することができる。その結果、湿式駐車ブレーキ装置１０のより小型化を図ることが可能である。

（２）制動時には、押圧部３２の凸曲面３２Ｂが被押圧部２４の凹曲面２４Ｂに面接触するため、ピストンプレート１８が径方向に位置ずれすることはなく、押圧部３２が押圧する被押圧部２４の位置は変わることがない。よって、押圧部３２および被押圧部２４を通じてピストンプレート１８へ伝達される荷重の伝達効率が変動することはなく、この荷重の伝達効率を安定させることができる。

（３）パーキングロッド２５の軸心Ｑが回転軸１３の軸心Ｐと直交することにより、回転軸１３の軸方向から見てピストンプレート１８の外周縁に囲まれた領域からはみ出さない形状のロッド本体部２６とするとともに、ロッド本体部２６を可及的に大きくすることができる。ロッド本体部２６が大きくなるほど、ピストンプレート１８の押圧によって生じる荷重に対するパーキングロッド２５の強度を確保し易くなる。

（４）従来と比較して、パーキングロッド２５の軸心Ｑから十分に接近した位置に押圧部３２、被押圧部２４が設けられている。このため、制動時にアーム部材４３を通じてパーキングロッド２５に入力されるトルクからピストンプレート１８に対する充分に大きな軸方向の押し付け力を得ることができ、必要とする制動力を確保することができる。

本発明は、上記の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、ピストンプレートの被押圧部が凹曲面を備え、パーキングロッドの押圧部が凸曲面を備えたが、この限りではない。例えば、図７（ａ）に示すように、ピストンプレート１８の被押圧部２４が突出部２４Ｃを備え、突出部２４Ｃが凸曲面２４Ｄを備えてもよい。また、図７（ｂ）に示すように、パーキングロッド２５の押圧部３２が隆起部３２Ｃを備え、隆起部３２Ｃが凸曲面２４Ｄと当接する凹曲面３２Ｄを備えてもよい。この場合もピストンプレート１８の被押圧部２４が凹曲面２４Ｂを備え、パーキングロッド２５の押圧部３２が凸曲面３２Ｂを備える場合と同等の作用効果を奏する。また、ピストンプレート１８の被押圧部が平坦なプレート面２２であって、パーキングロッド２５の押圧部３２が凸曲面（又は凹曲面）を備えない構成であってもよい。
○ 上記の実施形態では、パーキングロッドの回動軸心が回転軸の軸心と直交したが、この限りではない。パーキングロッドの回動軸心は、ロッド本体部が回転軸の軸方向から見てピストンプレートの外周縁に囲まれた領域からはみ出さない限り、回転軸の軸心と直交しなくてもよい。
○ 上記の実施形態では、産業車両としてのフォークリフトに本発明を適用した例を説明したが、この限りではない。産業車両として、フォークリフト以外の荷役車両、あるいは建設車両に本発明を適用してもよい。

１０湿式駐車ブレーキ装置
１２軸ケース
１３回転軸
１６ブレーキディスク
１７ステータ
１８ピストンプレート
２０押圧機構
２４被押圧部
２４Ｂ凹曲面
２４Ｄ凸曲面（別例）
２５パーキングロッド
２６ロッド本体部
２７上軸部
２８下軸部
３０挿通孔
３２押圧部
３２Ｂ凸曲面
３２Ｄ凹曲面（別例）
３５上部軸孔
３８下部軸孔
３９連結軸
４２支持板
４３アーム部材
Ｐ軸心（回転軸）
Ｑ軸心（パーキングロッド）

Claims

軸ケースと、
前記軸ケースに収容される回転軸と、
前記軸ケースに係止され、前記回転軸の軸方向に移動可能に連設される複数のステータと、
前記回転軸に係止され、前記ステータ間に介在されるブレーキディスクと、
前記軸ケースに係止され、前記ブレーキディスクに向けて前記回転軸の軸方向に移動可能なピストンプレートと、
前記ピストンプレートを前記ブレーキディスクに向けて押圧する押圧機構と、を備え、
前記押圧機構による前記ピストンプレートの押圧により、前記ブレーキディスクと前記ステータとを当接させて前記回転軸に対する制動力を得る湿式駐車ブレーキ装置において、
前記押圧機構は、
前記軸ケースに回動可能に支持され、鉛直方向の回動軸心を有するパーキングロッドと、
前記パーキングロッドと連結され、前記回動軸心を中心に回動するアーム部材と、を有し、
前記パーキングロッドは、
前記回転軸が挿通可能な挿通孔を備え、前記ピストンプレートを押圧する押圧部を有するロッド本体部と、
前記ロッド本体部の上部に備えられる上軸部と、
前記ロッド本体部の下部に備えられ、前記上軸部と同軸の下軸部と、を備え、
前記ロッド本体部は、前記回転軸の軸方向から見て前記ピストンプレートの外周縁に囲まれた領域からはみ出ない形状を有し、
前記押圧部は前記ロッド本体部に上下一対設けられ、
前記ピストンプレートは、前記押圧部に押圧される上下一対の被押圧部を備え、
前記押圧部は、凸曲面および凹曲面のいずれか一方を備え、
前記被押圧部は、前記押圧部が備える前記凸曲面および前記凹曲面のいずれか一方と面接触する前記凸曲面および前記凹曲面のいずれか他方を備えることを特徴とする湿式駐車ブレーキ装置。
前記回動軸心は前記回転軸の軸心と直交することを特徴とする請求項１記載の湿式駐車ブレーキ装置。