WO2014021299A1

WO2014021299A1 - ブレーキ装置

Info

Publication number: WO2014021299A1
Application number: PCT/JP2013/070561
Authority: WO
Inventors: 郭裕之
Original assignee: テイ・エステック株式会社
Priority date: 2012-08-02
Filing date: 2013-07-30
Publication date: 2014-02-06
Also published as: JP5905363B2; JP2014031090A

Abstract

外輪（１０）と、外輪（１０）の内側に配置されたブレーキカム（２０）と、各ブレーキカム（２０）の径方向内側に配置された出力側回転部材（３０）とを備えるブレーキ装置（１００）である。ブレーキ装置（１００）において、ブレーキカム（２０）は、第１係合部（２５Ａ，２６Ａ）を有し、出力側回転部材（３０）は、所定値よりも大きな回転力が一方向に入力されたときに第１係合部（２５Ａ，２６Ａ）に周方向において係合する第２係合部（３５Ｂ，３６Ｂ）を有し、第２係合部（３５Ｂ，３６Ｂ）が第１係合部（２５Ａ，２６Ａ）に係合することで、出力側回転部材（３０）とブレーキカム（２０）とが一体に回転するように構成される。

Description

ブレーキ装置

　本発明は、車両用シートのハイトアジャスト機構などに使用されるブレーキ装置に関する。

　車両用シートのハイトアジャスト機構には、たとえば、特表２００２－５１１０３５号公報（特許文献１）に記載されているような、入力側に設けられた上下に揺動させるレバーの操作によって出力軸が回転するが、シートおよび乗員の重みによってシートが下がろうとする力が出力軸に掛かっても、出力軸が回転しないように構成されたブレーキ装置が用いられている。

　このようなブレーキ装置は、円筒状の内周面を有する外輪と、この内周面に対向する複数のブレーキカム（特許文献１ではクランピング部材）と、ブレーキカムの内側に配置された出力側回転部材（特許文献１ではウィングを有するボルト）とが設けられている。そして、ブレーキカムに入力された回転動作は、ブレーキカムから出力側回転部材の動作に伝えられるが、出力側回転部材を回転させようとしても、出力側回転部材がブレーキカムに当接してブレーキカムに与える力は、主としてブレーキカムを外輪に押し付ける力として働き、出力側回転部材がブレーキカムに与える回転力が、ブレーキカムと外輪の間で発生しうる摩擦力をこえることができないために、ブレーキカムが回転できないようになっている。

　ところで、車両用シートのハイトアジャスト機構にブレーキ装置が設けられる場合、車両が衝突した場合などに、ブレーキ装置に大きな荷重が掛かることがある。しかし、特許文献１に記載のブレーキ装置では、大きな荷重が出力側回転部材に入力されたときに、ブレーキ力が増大し続け、許容荷重を超えるとブレーキ装置の部品が変形するおそれがある。

　外輪にブレーキカムが押し付けられてブレーキ力を発生するブレーキ装置において、出力側回転部材に大きな荷重が入力されたときに部品の変形を抑制することが望まれる。
　また、上記のようなブレーキ解除機構を有するブレーキ装置において構成を簡素化することが望まれる。
　また、ブレーキ装置の軽量化を図ることが望まれている。

　本発明の一実施形態にしたがって、円筒状の内周面を有する外輪と、前記外輪の内側に周方向に並ぶように配置され、前記外輪に対向する側における周方向の両端部において前記外輪の内周面と接触可能なブレーキ面を有する少なくとも２つのブレーキカムと、前記各ブレーキカムの径方向内側に配置され、当該ブレーキカムの径方向内側の面に当接可能な当接部を有する出力側回転部材とを備えるブレーキ装置を提供する。前記ブレーキカムに入力された回転動作は前記出力側回転部材の動作に伝達される一方、少なくとも一方向について前記出力側回転部材に所定値以下の回転力が与えられて前記当接部が前記ブレーキカムを押圧しても前記ブレーキカムが回転しないように構成される。このブレーキ装置において、前記ブレーキカムは、第１係合部を有し、前記出力側回転部材は、前記所定値よりも大きな回転力が前記一方向に入力されたときに前記第１係合部に周方向において係合する第２係合部を有し、前記第２係合部が前記第１係合部に係合することで、前記出力側回転部材と前記ブレーキカムとが一体に回転するように構成される。

　このような構成によれば、外部から出力側回転部材に所定値よりも大きな回転力が前記一方向に入力されたときに、出力側回転部材の第２係合部がブレーキカムの第１係合部に周方向において係合し、ブレーキカムを回転させる。すなわち、出力側回転部材に大きな回転力が入力されると、ブレーキが解除されてブレーキカムと出力側回転部材が一体になって回転するので、ブレーキ装置の部品の変形を抑制することができる。

　前記したブレーキ装置において、前記ブレーキカムは、径方向内側に向けて突出した第１突出部を有し、前記第１係合部は、前記第１突出部に設けられた構成とすることができる。
　また、前記出力側回転部材は、径方向外側に向けて突出した第２突出部を有し、前記第２係合部は、前記第２突出部に設けられた構成とすることができる。

　これらの構成によれば、第１係合部または第２係合部を簡素な構成とすることができる。

　前記した、第２係合部が第２突出部に設けられた構成において、前記当接部は、前記第２突出部に設けることができる。

　このように、第２突出部に当接部と第２係合部を設けることで、構成を簡素にすることができる。

　前記したブレーキ装置において、前記ブレーキカムは、周方向に３つ以上並べて設けることができる。

　この構成によれば、ブレーキカムが２つの場合に比較して、ブレーキカムから外輪に力が掛かる点が周方向に分散するので、外輪がこの力に耐えやすくなる。このため、外輪の肉厚を小さくして軽量化を図ったり、外輪やカムブレーキの幅を小さくしまたは軸方向に並べる数を少なくして軽量化を図ることが可能となる。

　前記したブレーキ装置において、前記各ブレーキ面の内側の端部の中点と、前記外輪の内周面の中心軸とを通る面を中央面としたとき、前記当接部は、前記各ブレーキカムに対応して、前記中央面を挟んで両側に設けられ、前記出力側回転部材の双方向の回転動作が前記ブレーキカムに伝達されないように構成することができる。

　このような構成により、適用する装置に応じ、出力側回転部材に入力される回転力が正逆いずれの方向に入力されたとしてもブレーキカムを回転させないようにすることができる。

　前記した各ブレーキ装置において、前記外輪は、炭素繊維を含んで構成されていることが望ましい。これによれば、外輪の比強度を高くして、ブレーキ装置の軽量化を図ることができる。

　前記炭素繊維は、前記外輪の内周面および外周面の少なくとも一方に沿って配置されることが望ましい。このように、外輪のうち、最も大きな応力が掛かる内周面および外周面に沿って炭素繊維を配置することで、外輪の強度を効果的に高め、一層の軽量化を図ることができる。

　前記炭素繊維の少なくとも一部は、繊維の長手方向が外輪の周方向に沿って配置されていることが望ましい。炭素繊維は、繊維の長手方向の引張力に対して抵抗力を有するので、このような構成により、外輪の強度を効果的に高め、軽量化を図ることができる。

一実施形態に係るブレーキ装置の分解斜視図である。一実施形態に係るブレーキ装置の断面図である。ブレーキ装置の動作を説明する図であり、入力側回転部材に回転力を与えた場合を示す。ブレーキ装置の動作を説明する図であり、出力側回転部材に回転力を与えた場合を示す。ブレーキ装置の動作を説明する図であり、出力側回転部材に大きな回転力を与えた場合を示す。ブレーキ装置の動作を説明する図であり、出力側回転部材に大きな回転力を与えた場合を示す。第１の変形例に係るブレーキ装置の断面図である。第２の変形例に係るブレーキ装置の断面図である。

　次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１に示すように、一実施形態に係るブレーキ装置１００は、外輪１０と、ブレーキカム２０と、出力側回転部材３０と、入力側回転部材４０とを備えて構成されている。

　外輪１０は、所定肉厚のリング部１１と、リング部１１の一側面に設けられた側壁１２とを備えて構成されている。リング部１１は、円筒状の（円形断面の）内周面１１Ａを有している。側壁１２には内周面１１Ａの中心軸に対応して貫通孔１２Ａが形成されている。

　ブレーキカム２０は、外輪１０との間でブレーキ力を発生する部材であり、図２に示すように外輪１０の内側に周方向に等間隔で並ぶように３つ配置されている。ブレーキカム２０は、外輪１０の内周面１１Ａに対向する側、つまり、外周側における周方向の両端部において突出し、外輪１０の内周面１１Ａに接触可能なブレーキ面２１を有している。このブレーキ面２１は、外輪１０の内周面１１Ａと同じ半径の円筒面を有しており、ブレーキカム２０が径方向外側に付勢されたときには、外輪１０の内周面１１Ａと密着するようになっている。

　ブレーキカム２０は、外周側における両端のブレーキ面２１の間に、ブレーキ面２１より小径の円筒面状の外周面２２を有している。また、ブレーキカム２０の径方向内側（なお、本明細書において、径方向および周方向は、外輪１０の内周面１１Ａを基準とする。）の面は、外輪１０の中心軸を向く平面を有している。この平面は、後述する出力側回転部材３０と当接する当接面２３である。

　そして、ブレーキカム２０は、周方向の端部に回転入力面２４を有している。また、当接面２３の図２における左右両側には、外輪１０の中心軸側に向けて内周側に突出する第１突出部２５，２６を有している。第１突出部２５，２６は、それぞれ、左右内側の壁面に、出力側回転部材３０に所定値より大きな回転力（過大な回転力）が入力されたときにのみ出力側回転部材３０に係合する第１係合部２５Ａ，２６Ａを有している。なお、３つのブレーキカム２０はすべて同じ構成である。

　出力側回転部材３０は、図１に示すように、３つのブレーキカム２０の内側に配置され、軸部３１と、この軸部３１の端部に設けられた作用部３２とを備えて構成されている。
　軸部３１は、外輪１０の側壁１２に向けて延び、前記した貫通孔１２Ａから外部に露出して、他の部品に係合する部分である。例えば、この軸部３１の先にはギヤが設けられて、乗物用シートのハイトアジャスト機構の駆動力入力用のギヤに係合される。

　作用部３２は、略円板状の形状を有し、図２に示すように、その外周に、各ブレーキカム２０の当接面２３に向けて突出し、当接面２３に当接可能な第２突出部３５，３６が設けられている。第２突出部３５は、各当接面２３に向けて一つずつ、計３つ設けられており、第２突出部３６は、各当接面２３に向けて一つずつ、計３つ設けられている。
　図２における上側に設けられたブレーキカム２０に対応して設けられた第２突出部３５，３６の対のうち、左側の第２突出部３５は、出力側回転部材３０を時計回りに回転させようとするときに当接面２３に当接する当接部３５Ａを有し、右側の第２突出部３６は、出力側回転部材３０を反時計回りに回転させようとするときに当接面２３に当接する当接部３６Ａを有している。また、左側の第２突出部３５は、出力側回転部材３０に反時計回りの大きな回転力が入力されたときにブレーキカム２０の第１係合部２５Ａに周方向において係合する第２係合部３５Ｂを有し、右側の第２突出部３６は、出力側回転部材３０に時計回りの大きな回転力が入力されたときにブレーキカム２０の第１係合部２６Ａに周方向において係合する第２係合部３６Ｂを有している。
　図２における下側に設けられた２つのブレーキカム２０に対応して設けられた２対の第２突出部３５，３６は、前記した、上側に設けられたブレーキカム２０に対応して設けられた第２突出部３５，３６と同様に構成されている。

　当接部３５Ａおよび当接部３６Ａは、図２の非作動時において、各ブレーキ面２１の左右内側の２つの端部５２の中点５５と、外輪１０の内周面１１Ａの中心軸（出力側回転部材３０の回転軸線５６と同じ）とを通る面を中央面Ｓ１として、中央面Ｓ１からずれて位置している。このずれ量Ｄ１は、大きいほどブレーキカム２０と出力側回転部材３０との間で回転力の伝達がしやすくなり、小さいほど回転力の伝達がし難くなる。そのため、ずれ量Ｄ１が大きすぎる場合には、出力側回転部材３０に回転力が入力されたときに、ブレーキカム２０が回転して、ブレーキ力を発生することができない。このずれ量Ｄ１は、当接部３５Ａ，３６Ａと当接面２３の摩擦係数や、ブレーキ面２１と外輪１０の内周面１１Ａの摩擦係数、端部５２同士の距離の大きさなどに応じて適宜設定される。

　ブレーキ装置１００は、ずれ量Ｄ１を適度な大きさに設定することで、ブレーキカム２０に入力された回転動作は出力側回転部材３０の動作に伝達され、一方、出力側回転部材３０の回転動作はブレーキカム２０の動作に伝達されないように構成されている。本実施形態においては、各ブレーキカム２０に対応して、当接部３５Ａ，３６Ａが中央面Ｓ１を挟んで両側に設けられているので、出力側回転部材３０の正逆双方向の回転動作がブレーキカム２０に伝達されないように構成されている。

　図１に示すように、入力側回転部材４０は、円板状の本体部４１と、本体部４１から外輪１０の側壁１２に向けて突出する３つのピン４２とを備えて構成されている。ピン４２は、３つのブレーキカム２０同士の隙間、つまり、回転入力面２４同士の隙間に合った位置および太さで設けられている。このため、ピン４２は、出力側回転部材３０の回転軸線５６を中心として、１２０°おきに配置されている（図２参照）。また、ピン４２は、ブレーキカム２０に回転力を伝えやすくするため、回転入力面２４のうち、径方向における外側の端部付近に配置されている。

　以上のように構成されたブレーキ装置１００の動作および効果について説明する。
　図３に示すように、入力側回転部材４０に、図における時計回りの回転力を与えると、３つのピン４２が、時計回り方向に隣接するブレーキカム２０の回転入力面２４を付勢して各ブレーキカム２０に回転力を与える。そして、各ブレーキカム２０は、各当接面２３が出力側回転部材３０の第２突出部３６の当接部３６Ａに当接して、当接部３６Ａから出力側回転部材３０に時計回りの回転力を与える。これにより、入力側回転部材４０を時計回りに回転させると、ブレーキカム２０および出力側回転部材３０が一体となって時計回りに回転する。

　入力側回転部材４０を図における反時計回りに回転させた場合には、力の掛かり方および回転方向が反転し、同様の作用により、ブレーキカム２０および出力側回転部材３０は一体となって反時計回りに回転する。

　図４に示すように、出力側回転部材３０に、図における時計回り方向の回転力を所定値以下の大きさで与えると、３つの第２突出部３５の当接部３５Ａが対応する各ブレーキカム２０の当接面２３に当接し、当接面２３を径方向外側へ押す。この当接面２３を押す力Ｆ１は、当接点５１Ａが中央面Ｓ１からずれ量Ｄ１だけずれているので、このずれ量Ｄ１の大きさに応じてブレーキカム２０を時計回りに回転させようと作用する。また、当接部３５Ａにおいて働く摩擦力Ｆ２も、僅かながらブレーキカム２０を時計回りに回転させようと作用する。

　しかし、力Ｆ１は、ブレーキカム２０を、ブレーキ面２１において外輪１０の内周面１１Ａに押し付ける力Ｆ３を発生させる。そして、この力Ｆ３に応じて、内周面１１Ａとブレーキ面２１の間には、ブレーキカム２０を時計回りに回転させようとする力に対抗しようとする摩擦力Ｆ４が作用する。本実施形態のブレーキ装置１００においては、ずれ量Ｄ１が適切に設定されていることで、ブレーキカム２０を時計回りに回転させようとする力が、摩擦力Ｆ４を超えることができずに、出力側回転部材３０、ブレーキカム２０および入力側回転部材４０は外輪１０に対して回転することができない。すなわち、ブレーキ装置１００は、ブレーキ力を発生することができる。

　なお、出力側回転部材３０を図における反時計回りに回転させようとする場合には、力の掛かり方が反転して同様に作用し、出力側回転部材３０、ブレーキカム２０および入力側回転部材４０は外輪１０に対して回転することができない。すなわち、ブレーキ装置１００は、ブレーキ力を発生することができる。

　ここで、出力側回転部材３０に、大きな回転力が入力された場合の作用効果について説明する。図５に示すように、出力側回転部材３０に図の時計回り方向に大きな回転力が入力されると、左側の第２突出部３５が当接面２３に強く当接して、ブレーキカム２０を径方向外側へ撓ませる。これによってブレーキカム２０に対して出力側回転部材３０が相対的に時計回りに少し回ることができ、右側の第２突出部３６の第２係合部３６Ｂが、第１突出部２６の第１係合部２６Ａに周方向において当たって係合する。第２係合部３６Ｂが第１係合部２６Ａに係合すると、出力側回転部材３０からブレーキカム２０に伝わる回転力は一気に大きくなるので、この回転力がブレーキ面２１と外輪１０の内周面１１Ａとの間で働くブレーキ力に打ち勝って、図６に示すように、出力側回転部材３０とブレーキカム２０が一体となって外輪１０に対し時計回り方向に回転する。なお、入力側回転部材４０も、出力側回転部材３０およびブレーキカム２０と一体に回転する。

　このように、所定値より大きな回転力が出力側回転部材３０に入力されたときには、出力側回転部材３０とブレーキカム２０が一体となって時計回り方向に回転するので、出力側回転部材３０に衝撃的な力が入力された場合などにおいても、出力側回転部材３０、ブレーキカム２０または外輪１０に大きな力が掛かって変形することを抑制することができる。

　なお、出力側回転部材３０に反時計回りの大きな回転力が入力された場合は、右側の第２突出部３６がブレーキカム２０を径方向外側へ撓ませ、第２係合部３５Ｂが第１係合部２５Ａに周方向において係合し、出力側回転部材３０とブレーキカム２０が一体となって反時計回り方向に回転する（符号について図２を参照）。すなわち、時計回りの場合と同様にして、各部材の変形を抑制することができる。

　また、本実施形態のブレーキ装置１００は、ブレーキカム２０が、第１突出部２５，２６を有し、第１係合部２５Ａ，２６Ａは、この第１突出部２５，２６に設けられているので、第１係合部２５Ａ，２６Ａを簡素に構成することができる。また、第２係合部３５Ｂ，３６Ｂは、それぞれ出力側回転部材３０に設けられた第２突出部３５，３６に設けられているので、第２係合部３５Ｂ，３６Ｂを簡素に構成することができる。

　さらに、本実施形態のブレーキ装置１００は、当接部３５Ａ，３６Ａも、第２突出部３５，３６に設けられているので、当接部３５Ａ，３６Ａおよび第２係合部３５Ｂ，３６Ｂを簡素に構成することができる。

　以上に本発明の一実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

　例えば、前記実施形態において、ブレーキカム２０は、周方向に３つ並んで配置されていたが、ブレーキカムは、周方向に２つ並んで配置された構成でもよいし、４つ以上並んで配置された構成でもよい。

　また、図７に示すブレーキ装置２００のように、前記実施形態に対して、右側の第２突出部３６を無くした構成としてもよい。また、ブレーキ装置２００の出力側回転部材２３０は、第２突出部３６の代わりに、ブレーキカム２２０の周方向の端面である回転入力面２２４に反時計回り方向に当接可能な駆動力伝達当接部２３３が設けられている。このような構成によれば、出力側回転部材２３０を時計回りに回転させようとする場合には、ブレーキカム２２０が回転せずにブレーキ力が発生するが、反時計回りに回転させようとする場合には、駆動力伝達当接部２３３からブレーキカム２２０に回転力を伝えて、出力側回転部材２３０、ブレーキカム２２０および入力側回転部材４０を一体に回転させることができる。

　また、図８に示すブレーキ装置３００のように、外輪３１０のリング部３１１が炭素繊維を含む構成であってもよい。具体的に、リング部３１１は、外周面３１２に沿って、ＣＦＲＰ層（炭素繊維強化プラスチック層）３１５が設けられ、内周面３１３に沿ってＣＦＲＰ層３１６が設けられている。各ＣＦＲＰ層３１５，３１６は、一部の炭素繊維の長手方向が、外輪３１０の周方向に沿って配置（つまり、炭素繊維が周方向に配向）されている。

　このような構成によれば、外輪３１０の比強度を高くしてブレーキ装置３００の軽量化を図ることができる。特に、ブレーキ装置３００は、リング部３１１のうち、最も大きな応力が掛かる外周面３１２と内周面３１３を補強し、また、炭素繊維の長手方向が外輪３１０の周方向に沿っていることで、外輪３１０の強度を効果的に高め、一層の軽量化を図ることができる。なお、ＣＦＲＰ層３１５，３１６の炭素繊維は、すべてが外輪３１０の周方向に沿って配向されていてもよい。

　また、図８に示すブレーキ装置３００は、各ブレーキカム３２０が、その内周側に、中央面Ｓ１に沿って径方向内側に突出する第１突出部３２５を一つずつ備えている。一方、出力側回転部材３３０は、外周側に、この第１突出部３２５を受け入れる凹部３３５が形成されている。このような構成では、第１突出部３２５の周方向に向く側面に、第１係合部３２５Ａ，３２５Ｂが設けられ、凹部３３５の周方向に向く側面に、第２係合部３３５Ａ，３３５Ｂが設けられる。このような構成によっても、前記した実施形態と同様に、出力側回転部材３３０に大きな回転力が入力されたときに、第２係合部３３５Ａが第１係合部３２５Ａに係合し、または、第２係合部３３５Ｂが第１係合部３２５Ｂに係合することで出力側回転部材３３０とブレーキカム３２０が一体となって回転し、各部材の変形を抑制することができる。

　前記実施形態において、当接部３５Ａ，３６Ａは、出力側回転部材３０に設けた第２突出部３５，３６に設けられていたが、ブレーキカム２０の当接面２３に突起を形成し、出力側回転部材３０の当接部は平面としてもよい。

　前記実施形態および各変形例においては、各ブレーキカムは、周方向に等間隔に並んでいたが、必ずしも等間隔に並んでいなくてもよい。もっとも、各ブレーキカムは周方向に等間隔で並ぶことで、出力側回転部材の位置を安定させることができる。

Claims

　円筒状の内周面を有する外輪と、
　前記外輪の内側に周方向に並ぶように配置され、前記外輪に対向する側における周方向の両端部において前記外輪の内周面と接触可能なブレーキ面を有する少なくとも２つのブレーキカムと、
　前記各ブレーキカムの径方向内側に配置され、当該ブレーキカムの径方向内側の面に当接可能な当接部を有する出力側回転部材とを備え、
　前記ブレーキカムに入力された回転動作は前記出力側回転部材の動作に伝達される一方、少なくとも一方向について前記出力側回転部材に所定値以下の回転力が与えられて前記当接部が前記ブレーキカムを押圧しても前記ブレーキカムが回転しないように構成されたブレーキ装置であって、
　前記ブレーキカムは、第１係合部を有し、
　前記出力側回転部材は、前記所定値よりも大きな回転力が前記一方向に入力されたときに前記第１係合部に周方向において係合する第２係合部を有し、
　前記第２係合部が前記第１係合部に係合することで、前記出力側回転部材と前記ブレーキカムとが一体に回転するように構成されたことを特徴とするブレーキ装置。
　前記ブレーキカムは、径方向内側に向けて突出した第１突出部を有し、前記第１係合部は、前記第１突出部に設けられたことを特徴とする請求項１に記載のブレーキ装置。
　前記出力側回転部材は、径方向外側に向けて突出した第２突出部を有し、前記第２係合部は、前記第２突出部に設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のブレーキ装置。
　前記当接部は、前記第２突出部に設けられたことを特徴とする請求項３に記載のブレーキ装置。
　前記ブレーキカムは、周方向に３つ以上並んで設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。
　前記各ブレーキ面の内側の端部の中点と、前記外輪の内周面の中心軸とを通る面を中央面として、
　前記当接部は、前記各ブレーキカムに対応して、前記中央面を挟んで両側に設けられ、前記出力側回転部材の双方向の回転動作が前記ブレーキカムに伝達されないように構成さ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。
　前記外輪は、炭素繊維を含んで構成さ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。
　前記炭素繊維は、前記外輪の内周面および外周面の少なくとも一方に沿って配置されたことを特徴とする請求項７に記載のブレーキ装置。
　前記炭素繊維の少なくとも一部は、繊維の長手方向が外輪の周方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項８に記載のブレーキ装置。