ブレーキ装置
【課題】ブレーキ装置において、駆動部材であるピストンの挙動を安定させる。
【解決手段】Z方向に進退移動するピストンの脚部32には、傾斜面部50が形成されている。脚部32の進退移動により、Y方向に進退移動する押棒の退行側端部43には、傾斜面部50に接触する出力ローラユニット60が設けられている。出力ローラユニット60は、複数のローラ62を備えている。複数のローラ62は、傾斜面部50の傾斜している方向に沿った方向に並び、その回転軸がX方向に平行になるよう、枠64に設けられている。
【解決手段】Z方向に進退移動するピストンの脚部32には、傾斜面部50が形成されている。脚部32の進退移動により、Y方向に進退移動する押棒の退行側端部43には、傾斜面部50に接触する出力ローラユニット60が設けられている。出力ローラユニット60は、複数のローラ62を備えている。複数のローラ62は、傾斜面部50の傾斜している方向に沿った方向に並び、その回転軸がX方向に平行になるよう、枠64に設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車輪等の制動対象に制動力を加えるブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
車輪に制動力を加えるブレーキ装置としては、例えば、以下の特許文献1に記載されたものがある。
【0003】
この特許文献1に記載されたブレーキ装置は、空気圧を駆動力として受けて進退移動するピストンと、このピストンの進退移動により進退移動する押棒と、押棒の進退移動により移動して制動対象に接触する制動子と、押棒に設けられている2個の出力ローラと、ピストンや押棒等を収納するハウジングに設けられている2個の反力受けローラと、を備えている。
【0004】
ピストンは、このピストンの進退移動方向に伸びている二つの脚部を有し、この脚部に進退移動方向に対して傾斜した傾斜面が形成されている。各傾斜面には、押棒に設けられている出力ローラの外周面がそれぞれ接触している。押棒は、ピストンの移動により、ピストンの傾斜面に接している出力ローラから押付力を受けて移動し、制動子を移動させる。ピストンは、出力ローラを介して押棒に押付力を加えることで、押棒側から反力を受ける。この反力により、ピストンの傾斜面が出力ローラから遠ざかる方向へ逃げないようにするため、ハウジングには、ピストンの各傾斜面と反対側の反力伝達面に接する反力受けローラが設けられている。すなわち、ピストンの脚部の先端側は、押棒の進退方向において、出力ローラと反力受けローラとに挟まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】米国特許6,397,986号 図1、図2
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記特許文献1に記載の技術では、駆動部材であるピストンの傾斜面と、従動部材である押棒に設けられている出力ローラとが、一箇所で線接触し、ピストンの反力伝達面と反力受け用ローラとも、一箇所で線接触しているため、傾斜面や反力伝達面が形成されている脚部の先端側は、傾いたり捩れたりし易く、その挙動が安定し難い。このため、この脚部の先端側に形成されている傾斜面や反力伝達面がローラに片当り等することがある。また、この特許文献1に記載の技術では、ローラの全周が均等に傾斜面や反力伝達面と接触しないことがあり、ローラが偏磨耗することがある。
【0007】
このため、この特許文献1に記載の技術では、駆動部材であるピストンの押付力を効率良く、従動部材である押棒に伝達することができない、という問題点がある。
【0008】
そこで、本発明は、このような従来技術の問題点に着目し、駆動部材の挙動を安定させて、駆動部材の押付力を効率よく従動部材に伝達することができるブレーキ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記問題点を解決するための第一のブレーキ装置に係る発明は、
駆動力に応じて進退移動する駆動部材と、該駆動部材の進退移動により、該進退移動の方向と異なる方向に進退移動する従動部材と、該従動部材の進退移動により移動して制動対象に接触する制動子と、を備えているブレーキ装置において、
前記駆動部材と前記従動部材とのうち、一方の部材は、他方の部材と接触して、該駆動部材の進退移動により、該進退移動の方向と異なる方向へ該従動部材を進退移動させる傾斜面部を有し、前記他方の部材は、該傾斜面部の面内であって、該傾斜面部が傾斜している傾斜方向の複数個所、及び該傾斜方向に垂直な方向の複数個所に、同時に接触する二次元接触を、可能とする接触部を有している、ことを特徴とする。
【0010】
駆動部材の進退移動過程で、この駆動部材と従動部材とは二次元接触するため、駆動部材が傾いたり捩れたりするのを抑えることができる。したがって、駆動部材の挙動が安定して、駆動部材の押付力を効率よく従動部材に伝達することができる。
【0011】
ここで、前記接触部は、前記傾斜面部と前記二次元接触する複数の小接触部を有していてもよい。この場合、前記他方の部材が有している前記小接触部は、前記一方の部材の前記傾斜面部に当該小接触が接触した状態での、該小接触部に対する該傾斜面部の相対移動で、回転する回転体である、ことが好ましい。さらに、前記回転体は、前記傾斜面部に平行に延設されたローラである、ことがより好ましい。このように、接触部が複数の回転体を有して構成されている場合、傾斜面部とは、転がり接触になるため、接触部と傾斜面部との間に働く摩擦力を低減することができる。
【0012】
また、前記接触部は、前記複数の回転体を有している場合、さらに、該複数の回転体の相互位置を変えないよう該複数の回転体を拘束する枠を有している、ことが好ましい。このように、回転体を枠で拘束してユニット化することで、修理等の際に簡単に複数の回転体を交換することができる。
【0013】
また、前記接触部が有している複数の前記回転体の外周長は、当該接触部の一部と接触するために該一部と対向する前記傾斜面部の範囲内の傾斜している方向の長さより短い、ことが好ましい。以上のように、回転体の外周長が短いと、接触部に対して傾斜面部が相対移動する過程で、回転体は基本的に1回転以上するので、回転体の偏磨耗を最小限に抑えることができる。
【0014】
また、前記傾斜面部は、前記駆動部材の前記進退移動の方向と前記従動部材の前記進退移動の方向とを含む面に対して垂直な移動規制方向のうちの一方の向きの力を受ける第一規制面と、他方の向きの力を受ける第二規制面とを有し、前記接触部は、前記第一規制面に二次元で接触する第一対応部と、前記第二規制面に二次元で接触する第二対応部とを有している、ことが好ましい。
【0015】
駆動部材の進退移動過程では、傾斜面部の第一規制面と接触部の第一対応面とが接触し、且つ傾斜面部の第二規制面と接触部の第二対応面とが接触しているため、駆動部材の傾斜面部又は接触部は、移動規制方向への移動が規制される。よって、駆動部材に摺接するガイド等を別途設けなくても、駆動部材の傾斜面部又は接触部の傾きや捩れを防ぐことができる。
【0016】
また、前記接触部と前記傾斜面部とのうち、少なくとも一方であって、他方に接触する面には、潤滑性の向上と硬度の向上と耐摩耗性の向上とのうち、少なくとも一つを目的とする表面処理が施されている、ことが好ましい。
【0017】
このように、接触部又は傾斜面部に、潤滑性の向上を目的とする表面処理を施した場合、各ローラとその接触面との間に働く摩擦力を低減されることができる。また、接触部又は傾斜面部に、硬度や耐摩耗性の向上を目的とする表面処理を施した場合でも、変形や磨耗による接触面積の増加、さらに位置決め精度の低下等を防ぐことができる結果、各ローラとその接触面との間に働く摩擦力を低減することができる。
【0018】
また、前記駆動部材の進退移動の方向のうちの進行向き側の進行側端部と、前記従動部材の進退移動の方向のうちの退行向き側の退行側端部と、のうちの一方の端部に、前記傾斜面部が設けられ、他方の端部に前記接触部が設けられている、ことが好ましい。
【0019】
このように、従動部材の退行側端部に、接触部又は傾斜面部を設けると、従動部材である押棒の中間部分に接触部としての出力ローラを設けて、この押棒の両端部を支持するよりも、二つの支持部間の距離を短くすることができ、従動部材の長さを短くすることができる。さらに、従動部材の中間部分に出力ローラを設けていないため、従動部材の左右に出力ローラを設けてバランスをとる必要性がなく、接触部としてのローラ等の数量及び配置の自由度を高めることができる。
【0020】
また、前記従動部材から前記駆動部材に作用する反力を受ける反力支持部を備えている場合、前記反力支持部材と前記駆動部材とのそれぞれは、互いに接触し合う接触部を有し、前記反力支持部の前記接触部と前記駆動部材の接触部とのうち、一方の部材の接触部は、該反力支持部材に対する該駆動部材の相対移動の方向に広がっている接触面を有し、前記反力支持部の前記接触部と前記駆動部材の接触部とのうち、他方の部材の接触部は、前記一方の部材の前記接触面内であって、前記相対移動の方向の複数個所、及び該相対移動の方向に垂直な方向の複数個所に、同時に接触する二次元接触を可能とする接触部である、ことが好ましい。
【0021】
駆動部材の進退移動過程で、駆動部材と反力支持部材とは二次元接触し合うため、駆動部材が傾いたり捩れたりするのを抑えることができる。したがって、駆動部材の挙動が安定して、駆動部材の押付力を効率よく従動部材に伝達することができる。
【0022】
ここで、前記反力支持部材の前記接触部と前記駆動部材の前記接触部とのうち、前記他方の部材の接触部は、前記相対移動の方向に並んでいる複数のローラを有している、ことが好ましい。このように、一方の接触部が複数のローラを有している場合、両接触部との間の接触は、転がり接触になるため、両接触部間に働く摩擦力を低減することができる。
【発明の効果】
【0023】
本発明では、駆動部材の進退移動過程で、この駆動部材と従動部材とは二次元接触するため、駆動部材が傾いたり捩れたりするのを抑えることができる。よって、本発明によれば、駆動部材の挙動が安定して、駆動部材の押付力を効率よく従動部材に伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明に係る第一実施形態におけるブレーキ装置の要部切欠き側面図である。
【図2】図1におけるII−II線断面図である。
【図3】図1におけるIII−III線断面図である。
【図4】本発明に係る第一実施形態における傾斜面部及びその接触部の斜視図である。
【図5】本発明に係る第一実施形態における傾斜面部及びその接触部の側面図である。
【図6】本発明に係る第一実施形態の変形例1における傾斜面部及びその接触部の斜視図である。
【図7】本発明に係る第一実施形態の変形例2における傾斜面部及びその接触部の斜視図である。
【図8】本発明に係る第一実施形態の変形例2における傾斜面部及びその接触部の断面図である。
【図9】本発明に係る第一実施形態の変形例3におけるブレーキ装置の要部切欠き平面図である。
【図10】本発明に係る第一実施形態の変形例4におけるブレーキ装置の要部切欠き側面図である。
【図11】本発明に係る第一実施形態の変形例5におけるブレーキ装置の要部切欠き平面である。
【図12】本発明に係る第二実施形態におけるブレーキ装置の要部切欠き側面図である。
【図13】図12におけるXIII−XIII線断面図ある。
【図14】本発明に係る回転体ユニットの変形例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、本発明に係るブレーキ装置の各種実施形態について、図面を用いて説明する。
【0026】
「第一実施形態」
まず、本発明に係る第一実施形態としてのブレーキ装置について、図1〜図5を用いて説明する。
【0027】
本実施形態のブレーキ装置は、鉄道車両用のブレーキ装置である。このブレーキ装置は、図1に示すように、制動対象である車輪の踏面Sに接して、車輪に制動力を加えるブレーキシュー(制動子)10と、このブレーキシュー10を車輪に対して遠近方向に移動させる駆動ユニット20と、ブレーキシュー10を移動可能に支えるハンガー15と、を備えている。
【0028】
駆動ユニット20は、空気圧による駆動力に応じて進退移動するピストン(駆動部材)30と、進行方向に移動したピストン30を図1に示す元の位置に復帰させるコイルバネ29と、ピストン30の進退移動により車輪に対する遠近方向に進退移動する押棒(従動部材の本体)40と、押棒40に設けられている一対の出力ローラユニット60(従動部材の接触部)及び一対のガイドローラ69(図3)と、ピストン30が押棒40を押す押付力に対する反力を受けるための一対の反力受け用ローラ65と、これらを収納するハウジング21と、を備えている。
【0029】
ここで、本実施形態では、押棒40の進退方向は、ピストン30の進退移動方向に対して垂直である。また、以下の説明の都合上、押棒40の進退方向をY方向、ピストン30の進退方向をZ方向、Y方向及びZ方向に対して垂直な方向をX方向とする。なお、本実施形態では、押棒40の進退方向は、ピストン30の進退方向に対して垂直であるが、押棒40の進退方向とピストン30の進退方向とは、異なっていれば垂直でなくてもよい。
【0030】
ピストン30は、空気圧を受ける受圧部31と、この受圧部31からピストン30の進退方向のうちの進行向き((+)Z)側に伸びている脚部32と、を有している。受圧部31は、ハウジング21内を仕切って、この受圧部31を基準としてハウジング21内の(−)Z側に空気室22を形成する。この受圧部31の外周には、空気室22の気密性を確保するためにOリングやパッキン等が設けられている。ハウジング21には、空気室22に対する空気の出入口23が形成されている。
【0031】
ピストン30の受圧部31であって、このピストン30の進行向き側である(+)Z側の面には、コイルバネ29の一方の端部が取り付けられている。また、ハウジング21には、ピストン30の受圧部31を基準にして、(+)Z側にバネ支持板26が設けられており、このバネ支持板26に、コイルバネ29の他方の端部が取り付けられている。
【0032】
押棒40の進退方向のうちの進行向き((+)Y)側の端部である進行側端部41には、X方向に貫通し且つZ方向に長い長孔42が形成されている。また、押棒40の退行向き((−)Y)側の端部である退行側端部43には、出力ローラユニット60及びガイドローラ69(図3)が設けられている。さらに、押棒40の退行側((−)Y側)であって、(+)Z側には、Y方向に伸びるキー溝44が設けられている。ハウジング21には、この押棒40が貫通する貫通孔27が形成され、この貫通孔27に、この押棒40の進行側((+)Y側)をY方向に摺動可能に支持する滑り軸受け28が設けられている。また、ハウジング21内には、押棒40のキー溝44をY方向に摺動可能に支持する押棒ガイドキー81が設けられている。
【0033】
脚部32は、押棒40の進行側((+)Y側)、つまり、出力ローラユニット60側に、ピストン30の進退方向(Z方向)に対して傾斜し、且つ(−)Z側に向かうに連れて(+)Y側に向かう傾斜面部50が形成されている。この傾斜面部50に、出力ローラユニット60に接触する。傾斜面部50には、ピストン30の進行向き((+)Z)への移動過程で先に出力ローラユニット60に接触する先接触傾斜面51と、次に出力ローラユニット60に接触する後接触傾斜面52とがある。先接触傾斜面51と後接触傾斜面52とは、傾斜角度が異なっており、具体的に、ピストン30の退行向き((−)Z向き)に対する角度が、後接触傾斜面52よりも先接触傾斜面51の方が大きい、言い換えると、押棒40の進行向き((+)Y向き)に対する角度が、後接触傾斜面52よりも先接触傾斜面51の方が小さい。
【0034】
脚部32は、押棒40の退行側((−)Y側)に、ピストン30の進退方向(Z方向)と実質的に平行な反力伝達面55が形成されている。この反力伝達面55に、反力受け用ローラ65の外周面が接触する。この反力受け用ローラ65は、ハウジング21に固定されている反力支持台(反力支持部材)82に回転可能に設けられている。
【0035】
この反力受け用ローラ65、さらに、前述のガイドローラ69は、いずれも転がり軸受けである。転がり軸受けである各ローラ65.69は、いずれも、その内輪がX方向に伸びる回転軸に固定され、X方向へ移動できないようになっている。
【0036】
ハウジング21の(+)Y側の外面には、ブラケット70が固定されている。ブレーキシュー10を支えるハンガー15の両端部には、X方向に伸びる回転軸15a,15bが設けられている。このハンガー15の一方の端部(以下、基端部とする)の回転軸15aは、ブラケット70に回転可能に設けられ、他方の端部(以下、揺動端部とする)の回転軸15bは、ブレーキシュー10の貫通孔11及び押棒40の進行側端部41に形成されている長孔42に入れられている。ブラケット70とハンガー15とは、図示されていないバネにより連結されている。このバネは、ハンガー15の揺動端部に係合しているブレーキシュー10を車輪から遠ざける方向に付勢する役目を担っている。
【0037】
出力ローラユニット60は、図4及び図5に示すように、傾斜面部50の先接触傾斜面51に接触する先接触ローラユニット61aと、傾斜面部50の後接触傾斜面52に接触する後接触ローラユニット61bとを有している。
【0038】
各ローラユニット61a,61bは、いずれも、複数のローラ(小接触部)62,62,…と、複数のローラ62,62,…を保持する枠64とを有している。複数のローラ62の回転軸63は、いずれも、X方向と平行である。さらに、先接触ローラユニット61aの複数のローラ回転軸63aは、X方向に広がっている傾斜面部50の先接触傾斜面51と平行に並ぶよう、先接触ローラユニット61aの枠64に取り付けられている。また、後接触ローラユニット61bの複数のローラ回転軸63bは、X方向に広がっている傾斜面部50の後接触傾斜面52と平行に並ぶよう、後接触ローラユニット61bの枠64に取り付けられている。
【0039】
各ローラユニット61a,61bの枠64は、押棒40の退行側端部43に、例えば、ネジ等を用いて、着脱可能に固定されている。このため、各ローラユニット61a,61bの複数のローラ62が磨耗し、複数のローラを交換する必要が生じた場合、ユニットとして一体的に交換することができる。
【0040】
押棒40の退行側端部43,43は、図2及び図3に示すように、押棒40の中心軸Crを基準として、(±)X方向側のそれぞれに存在する。各退行側端部43,43には、前述したように、出力ローラユニット60,60が設けられている。また、(+)X側の出力ローラユニット60のさらに(+)X側にはガイドローラ69が設けられ、(−)X側の出力ローラユニット60のさらに(−)X側にも、ガイドローラ69が設けられている。これらガイドローラ69,69は、押棒40の退行側端部43,43に設けられたX方向に伸びる回転軸を中心として回転可能である。
【0041】
ハウジング21には、押棒40の進退方向(Y方向)に伸び、各ガイドローラ69,69が転がるガイドレール89,89が固定されている。また、ハウジング21に固定されている反力支持台82の(±)X方向側であって、各出力ローラユニット60,60に対向する位置に、反力受け用ローラ65,65が設けられている。これら2つの反力受け用ローラ65,65も、X方向に伸びる回転軸を中心として回転可能である。
【0042】
ピストン30の脚部32,32も、出力ローラユニット60,60や反力受け用ローラ65,65と同様に、2つ設けられている。2つの脚部32,32は、X方向に並び、2つの脚部32,32の各傾斜面部50,50が、X方向に並んでいる2つの出力ローラユニット60,60と接触する。また、2つの脚部32,32の各反力伝達面55,55は、X方向に並んでいる2つの反力受け用ローラ65,65と接触する。
【0043】
本実施形態の各ローラの外周面と、各ローラの外周面が接触する接触面とのうち、少なくとも一方の面には、潤滑性の向上と硬度の向上と耐摩耗性の向上とのうち、少なくとも一つを目的とする表面処理が施されている。具体的には、潤滑性の向上を目的とする表面処理としては、Mo系の潤滑性の高いコーティング処理や、Mo系潤滑剤の塗布処理等がある。また、硬度の向上を目的とする表面処理としては、高周波焼入れ処理や真空焼入れ処理等がある。これら高周波焼入れ処理や真空焼入れ処理では、対象物が熱変形するため、焼入れ処理後に対象物を機械加工して、対象物の寸法を目的の寸法にすることが好ましい。また、耐摩耗性の向上を目的とする表面処理としては、TiN系のコーティング処理等がある。
【0044】
以上のように、各ローラの外周面又はその接触面に、潤滑性の向上を目的とする表面処理を施した場合、各ローラとその接触面との間の摩擦力の増加を防ぐことができる。また、各ローラの外周面又はその接触面に、硬度や耐摩耗性の向上を目的とする表面処理を施した場合でも、変形や磨耗による接触面積の増加、さらに位置決め精度の低下等を防ぐことができる結果、各ローラとその接触面との間の摩擦力の増加を防ぐことができる。
【0045】
なお、各ローラの外周面と、その接触面とのうち、一方の面に、潤滑性の向上と硬度の向上と耐摩耗性の向上とのうちの一つを目的とする表面処理を施した場合、他方の面にも、同じ表面処理を施してもよいが、他の目的の表面処理を施してもよい。また、以下で、説明する実施形態及び変形例においても、各ローラの外周面や、各ローラの外周面が接触する接触面に対して、以上と同様の表面処理を施すことが好ましい。
【0046】
次に、本実施形態のブレーキ装置の動作について説明する。
【0047】
ここで、ブレーキシュー10は、図1に示すように、最も(−)Y側に、つまり退避位置に位置しているとする。この際、ピストン30も、最も(−)Z側の退避位置に位置して、空気室22の容積が最小になっている。また、押棒40も、最も(−)Y側に退避位置に位置し、この押棒40に設けられている出力ローラユニット60が、ピストン30の傾斜面部50のうち先接触傾斜面51に接触している。
【0048】
ブレーキシュー10で車輪に制動力を加える際には、ハウジング21の空気出入口23からハウジング21の空気室22内に空気を流入させる。この結果、この空気圧をピストン30の受圧部31が受けて、ピストン30は、図1に示すように、コイルバネ29を縮めながら、進行向き((+)Z側)に移動し、空気室22が広がる。
【0049】
ピストン30が(+)Z側に移動すると、このピストン30の傾斜面部50に接触している出力ローラユニット60の複数のローラ62,62,…は回転しつつ、傾斜面50から、この傾斜面50に対して垂直な方向の押付力、言い換えると、(+)Y向きの成分力を有する押付力を受ける。この(+)Y向きの成分力により、ピストン30の脚部32は、出力ローラユニット60から(+)Y向きの成分力に対する反力を受け、(−)Y側へ逃げようとする。そこで、本実施形態では、脚部32の傾斜面50と反対側に、反力伝達面55を形成し、この反力伝達面55に反力受け用ローラ65を接触させて、出力ローラユニット60の複数のローラ62,62,…からの反力を受けさせ、脚部32が(−)Y側へ逃げるのを防いでいる。
【0050】
出力ローラユニット60が取り付けられている押棒40は、出力ローラユニット60から押付力を受けて、押棒ガイドキー81及びガイドレール89にガイドされつつ、押棒40の進行向き((+)Y側)に移動する。なお、押棒ガイドキー81は、ピストン30から押棒40が受ける(+)Z向きの力、及び(±)X方向の力を支持し、ガイドレール89は、ピストン30から押棒40を介してガイドローラ69が受ける(+)Z向きの力、及びY方向に平行な押棒40の中心軸回りのモーメント力を支持する。
【0051】
この押棒40の(+)Y側への移動により、この押棒40の進行側端部41の長孔42に入っているハンガー15の揺動端部の回転軸15bは、ブラケット70に設けられているバネ(図示されていない)を縮めながら、ハンガー15の基端部を中心に回転し、車輪に近づく方向へ移動する。この際、ハンガー15の揺動端部の回転軸15bは、押棒40の進行側端部41の長孔42内において、Y方向には相対移動しないものの、Z方向に相対移動する。このハンガー15の揺動端部の移動により、ハンガー15の揺動端の回転軸15bに係合しているブレーキシュー10は、車輪に近づく(+)Y側の移動へ移動し、車輪の踏面Sと接触して、車輪に対して制動力を加える。
【0052】
出力ローラユニット60の複数のローラ62,62,…は、ピストン30の進行向き((+)Z側)への移動過程で、ピストン30の後接触傾斜面52より先に先接触傾斜面51に接触する。この先接触傾斜面51は、前述したように、押棒40の押棒40の進行向き((+)Y向き)に対する角度が後接触傾斜面52よりも小さいため、ピストン30の一定移動量に対して、後接触傾斜面52よりも、押棒40を大きく移動させることができる。なお、この際、先接触傾斜面51に接触する出力ローラユニット60のローラ62は、先接触ローラユニット61aのローラ62である。
【0053】
出力ローラユニット60の複数のローラ62,62,…は、続いて、ピストン30の後接触傾斜面52に接触する。この後接触傾斜面52は、押棒40の進行向き((+)Y向き)に対する角度が先接触傾斜面51よりも大きいため、ピストン30の一定移動量に対して、先接触傾斜面51より、押棒40を大きく移動させないものの、この先接触傾斜面52から受ける(+)Y向きの成分力が大きくなり、押棒40に対する(+)Y向きの押付力を大きくすることができる。なお、この際、後接触傾斜面52に接触する出力ローラユニット60のローラ62は、後接触ローラユニット61bのローラ62である。
【0054】
従って、押棒40は、移動前半では大きく移動し、移動後半では、ブレーキシュー10への押付力が大きくなる。
【0055】
ところで、出力ローラユニット60の複数のローラ62,62,…のうちの2以上のローラ62は、図4及び図5に示すように、傾斜面部50に対して同時に線接触する。このため、出力ローラユニット(接触部)60は、傾斜面部50と、この傾斜面部50の面内であって、傾斜面部50が傾斜している傾斜方向の複数個所、及びこの傾斜方向に垂直な方向の複数個所に、同時に接触することになる。すなわち、出力ローラユニット(接触部)60は、傾斜面部50と二次元接触する。よって、本実施形態では、ピストンのZ方向への移動過程で、このピストンの脚部32が、X方向に伸びるX軸やY方向に伸びるY軸に対して傾いたり、Z方向に伸びるZ軸回りに捩れたりするのを抑えることができる。
【0056】
なお、以下においても、以上と同様、ローラユニットが、このローラユニットに接触する接触面内であって、互い異なる二方向の複数個所に、同時に接触することを、二次元接触と表現する。
【0057】
また、図5に示すように、各ローラ62の外周長(πd)は、先接触傾斜面51の傾斜方向の長さ、及び後接触傾斜面52の傾斜方向の長さより、遥かに短い。このため、複数のローラ62,62,…は、ピストンの移動過程で、基本的に1回転以上するので、ローラ62の外周のうちの一部のみが傾斜面部50に接触することによる、ローラ62の偏磨耗を最小限に抑えることができる。
【0058】
本実施形態において、より正確には、各ローラ62の外周長(πd)は、図5に示すように、傾斜面部50のうちの先接触傾斜面51に出力ローラユニット60が接触している状態での、先接触傾斜面51に対する出力ローラユニット60の移動経路長L1より、遥かに短い。さらに、各ローラ62の外周長(πd)は、傾斜面部50のうちの後接触傾斜面52に出力ローラユニット60が接触している状態での、後接触傾斜面52に対する出力ローラユニット60の移動経路長L2より、遥かに短い。このため、複数のローラ62,62,…のほとんどは、ピストンの移動過程で確実に1回転以上するので、ローラ62の偏磨耗を最小限に抑えることができる。
【0059】
車輪に加えている制動力を解除する際には、ハウジング21の空気出入口23からハウジング21の空気室22内の空気を流出させる。すると、空気圧で縮んでいたコイルバネ29が伸び、ピストン30は、退行向き((−)Z側)に移動し、元の退避位置、つまり、図1に示す位置に戻る。この結果、押棒40は、ピストン30からY方向の力を受けなくなるため、ブラケット70に設けられている、縮んでいたバネ(図示されていない)が伸び、ブレーキシュー10、ハンガー15及び押棒40は、退行向き((−)Y側)に移動し、元の退避位置、つまり、図1に示す位置に戻る。
【0060】
以上のように、本実施形態では、ピストン30の押付力を押棒40に伝達するにあたり、出力ローラユニット60を介在させているので、ピストン30と押棒40との間の摩擦は、滑り摩擦ではなく転がり摩擦になり、ピストン30の押付力を効率良く押棒40に伝達することができる。また、本実施形態では、各ローラの外周面とその接触面とのうち、少なくとも一方に表面処理を施しているので、各ローラの外周面とその接触面との間の摩擦力が小さくなるので、この点からも、ピストン30の押付力をより効率良く押棒40に伝達することができる。
【0061】
また、本実施形態では、前述したように、ピストン30のZ方向への移動過程で、このピストン30の脚部32が傾いたり捩れたりするのを抑えることができる上に、傾斜面部50に対する接触対象としてのローラ32の偏磨耗を防ぐことができるので、さらに、この点からも、ピストン30の押付力をより効率良く押棒40に伝達することができる。
【0062】
また、本実施形態では、出力ローラユニット60を押棒40の退行側端部43に設けているので、押棒の中間部分に出力ローラを設けて、この押棒の両端部を支持するよりも、押棒40の二つの支持部間、つまり、滑り軸受け28と押棒ガイドキー81との間の距離を少なくとも出力ローラの外径分短くすることができる。この結果、押棒40の長さを短くでき、ブレーキ装置の小型・軽量化を図ることができる。
【0063】
さらに、本実施形態では、出力ローラユニット60を押棒40の退行側端部43に設けているので、押棒の中間部分の両側に出力ローラを設けているよりも、各種ローラの数量及び配置の自由度を高めることができる。すなわち、本実施形態では、押棒40の(±)X方向のそれぞれに出力ローラユニット60,60を設け、各出力ローラユニット60,60に対向するように反力受け用ローラ65,65を設けているが、これらの各ローラユニット60及びローラ65は、以上で説明した数量及び配置でなくても構わない。そこで、本実施形態に対して各ローラの数量及び配置を変えた変形例について、後述の変形例5で説明する。
【0064】
「第一実施形態の変形例1」
次に、図6を用いて、以上で説明した第一実施形態の変形例1について説明する。
【0065】
本変形例1は、傾斜面部50に接触する接触部60cを、先接触面61cと、後接触ローラユニット61bとを有して構成したものである。すなわち、本変形例1は、上記第一実施形態における先接触ローラユニット61aの替わりに、先接触面61cを設けたものである。
【0066】
押棒の退行側端部43cには、前述の先接触面61cが形成されていると共に、後接触ローラユニット61bが設けられている。先接触面61cは、ピストンの移動過程で、ピストンの傾斜面部50が後接触ローラユニット61bよりも先に接触できる位置に、傾斜面部50の先接触傾斜面51と平行に形成されている。
【0067】
本変形例1では、ピストンの移動過程で、ピストンの傾斜面部50は、まず、接触部60cのうちの先接触面61cと面接触し、次に、接触部60cのうちの後接触ローラユニットの2以上のローラ62と同時に線接触する。従って、本実施形態でも、第一実施形態と同様、ピストンの移動過程で、傾斜面部50と接触部60cとが二次元接触するので、このピストンの脚部32が傾いたり捩れたりするのを抑えることができる。
【0068】
よって、本変形例1においても、第一実施形態と同様に、ピストンの脚部32の傾きや捩れによる、ピストンから押棒への押付力の伝達効率の悪化を抑えることができる。なお、ここでは、接触部60cの一部のみを接触面61cで形成しているが、接触部60cの全てを平坦な接触面で形成してもよい。但し、ピストンの傾斜面部50と接触部60cの接触面とは、すべり接触で、両者間に働く摩擦力が大きいことから、傾斜面部50と接触部との間に働く力が大きくなる、後接触傾斜面52と接触する部分は、本変形例1のように、ローラユニット61bで構成することが好ましい。
【0069】
「第一実施形態の変形例2」
次に、図7及び図8を用いて、第一実施形態の変形例2について説明する。
【0070】
本変形例2は、第一実施形態の傾斜面部50の形状、及び出力ローラユニット60の構成を変更したものである。なお、本変形例2は、以上の変更点を除き、基本的に第一実施形態と同様である。
【0071】
本変形例2の傾斜面部50dは、図8に示すように、Y方向とZ方向とを含むYZ面に対して垂直な移動規制方向、つまりX方向のうちの(+)X向き成分を有する力を受ける第一規制面53d,53eと、(−)X向き成分を有する力を受ける第二規制面54d,54eとを有している。この第一規制面53d,53eは、傾斜面部50d中の(−)X側に位置し、(+)X側に向かうに連れて、押棒40の進行向き((+)Y向き)に傾斜している。また、第二規制面54d,54eは、傾斜面部50d中の(+)X側に位置し、(+)X側に向かうに連れて、押棒の退行向き((−)Y向き)に傾斜している。従って、傾斜面部50dは、X方向の中央部分が(+)Y側に突出している。
【0072】
なお、傾斜面部50dは、図7に示すように、第一実施形態で説明した接触傾斜面51d及び後接触傾斜面52eを有し、それぞれが第一規制面53d又は53e及び第二規制面54d又は54eを有している。
【0073】
本変形例2の出力ローラユニット60dも、第一実施形態と同様、先接触ローラユニット61dと後接触ローラユニット61eとを備えている。但し、本変形例2の先接触ローラユニット61dは、第一規制面53dに接触する第一対応ローラユニット63dと、第二規制面54dに接触する第二対応ローラユニット64dとを備え、本変形例2の後接触ローラユニット61eも、第一規制面53eに接触する第一対応ローラユニット63eと、第二規制面54eに接触する第二対応ローラユニット64eとを備えている。すなわち、本変形例2の出力ローラユニット60dは、先接触ローラユニット61dの第一対応ローラユニット63d及び第二対応ローラユニット64d、後接触ローラユニット61eの第一対応ローラユニット63e及び第二対応ローラユニット63eの合計4つのローラユニット63d,63d,64d,64eを備えている。
【0074】
4つのローラユニット63d,63d,64d,64eは、いずれも、複数のローラと、複数のローラ(小接触部)62,62,…と、複数のローラ62,62,…を保持する枠64とを有している。
【0075】
第一対応ローラユニット63d,63eの各ローラ62は、図8に示すように、第一規制面53d,53eに接触し得る位置に、その回転軸63sが第一規制面53d,53eと平行になるよう設けられている。また、第二対応ローラユニット64d,64eの各ローラ62は、第二規制面54d,54eに接触し得る位置に、その回転軸64sが第二規制面54d,54eと平行になるよう設けられている。従って、第一対応ローラユニット63d,63eのローラ回転軸63sと第二対応ローラユニット64d,64eのローラ回転軸64sとを連ねた形状は、傾斜面部50dの形状に対応して、X方向の中央部分が(+)Y側に突出している。
【0076】
ところで、ピストンの脚部32dは、ピストンのZ方向への移動過程で、反力受け用ローラ65(図1)により、(−)Y側への移動が規制されている。また、この脚部32dの傾斜面部50dには、Y方向の成分を含む方向に広がっている第一規制面53d,53e及び第二規制面54d,54eが形成されており、各規制面53d,53e,54d,54eが出力ローラユニット60dの各対応ローラユニット63d,63e,64d,64eのローラ62に接触している。従って、脚部32dは、ピストンのZ方向への移動過程で、出力ローラユニット60dの各対応ローラユニット63d,63e,64d,64eにより、Y方向に垂直なX方向への移動が規制されることになる。
【0077】
すなわち、ピストンの脚部32dは、反力受け用ローラ65(図1)により、(−)Y側への移動が規制され、出力ローラユニット60dにより、X方向の移動が規制されている。従って、本変形例2では、別途、脚部32dが摺動する脚部ガイド等を設けなくても、第一実施形態よりも確実に、このピストンの脚部32dが、X方向に伸びるX軸やY方向に伸びるY軸に対して傾いたり、Z方向に伸びるZ軸回りに捩れたりするのを防ぐことができる。よって、本変形例2では、ピストンの押付力をより効率良く押棒に伝達することができる。
【0078】
「第一実施形態の変形例3」
次に、図9を用いて、第一実施形態の変形例3について説明する。
【0079】
本変形例3も、変形例2と同様に、第一実施形態の傾斜面部50の形状、及び出力ローラユニット60の構成を変更したものである。なお、本変形例3も、以上の変更点を除き、基本的に第一実施形態と同様である。
【0080】
本変形例3では、変形例2が二つの脚部32d,32dのそれぞれに第一規制面53d,53e及び第二規制面54d,54eを形成したものであるのに対して、一つの脚部32fに第一規制面53fを形成し、残りの一つの脚部32gに第二規制面54gを形成している。
【0081】
ピストンの2つの脚部32f,32gのうち、(+)X側の脚部32fには第一規制面53fが形成され、(−)X側の脚部32gに第二規制面54gが形成されている。第一規制面53fは、(+)X向き成分を有する力を受けるため、(+)X側に向かうに連れて、押棒40の進行向き((+)Y向き)に傾斜している。また、第二規制面54gは、(−)X向き成分を有する力を受けるため、(−)X側に向かうに連れて、押棒40の進行向き((+)Y)に傾斜している。
【0082】
本変形例3では、以上の傾斜面部50fの構成に併せて、押棒40の二つの退行側端部43f,43gのうち、(+)X側の退行側端部43fには第一対応ローラユニット63fが設けられ、(−)X側の退行側端部43gには第二対応ローラユニット64gが設けられている。第一対応ローラユニット63fのローラ62は、傾斜面部50fの第一規制面53fに接触し得る位置に、その回転軸が第一規制面53fと平行になるよう設けられている。また、第二対応ローラユニット64gのローラ62は、傾斜面部50gの第二規制面54gに接触し得る位置に、その回転軸が第二規制面54gと平行になるよう設けられている。
【0083】
従って、本変形例3では、ピストンの脚部32f,32gの(−)X向きの移動に関しては、出力ローラユニット60fの第一対応ローラユニット63fにより規制され、脚部32f,32gの(+)X向きの移動に関しては、出力ローラユニット60fの第二対応ローラユニット64gにより規制される。このため、ピストンの脚部32f,32gは、ピストンのZ方向への移動過程で、第一及び第二対応ローラユニット63f,64gを含む出力ローラユニット60fにより、X方向への移動が規制されることになる。
【0084】
よって、本変形例3でも、変形例2と同様に、ピストンの移動過程で、このピストンの脚部32f,32gが傾いたり捩れたりするのを防ぐことができる。
【0085】
「第一実施形態の変形例4」
次に、図10を用いて、第一実施形態の変形例4について説明する。
【0086】
本変形例4は、第一実施形態の反力受け用ローラ65を反力受け用ローラユニット65hに変更したものである。なお、本変形例4は、以上の変更点を除き、基本的に第一実施形態と同様である。
【0087】
反力受け用ローラユニット65hは、反力支持台82に固定されている。この反力受け用ローラユニット65hは、以上で説明した各ローラユニットと同様、複数のローラ62と、複数のローラ62を拘束する枠とを備えている。各ローラ62は、脚部32の反力伝達面55に接触し得る位置に、その回転軸が反力伝達面55と平行になるよう設けられている。
【0088】
この反力受け用ローラユニット65hの複数のローラ62,62,…のうち、2以上のローラ62は、それぞれ、反力伝達面55に対して同時に線接触する。このため、反力受け用ローラユニット65hは、反力伝達面55と二次元接触することになる。
【0089】
よって、本変形例4では、脚部32の(+)Y側に形成されている傾斜面部50が、出力ローラユニット60と二次元接触し、脚部32の(−)Y側に形成されている反力伝達面55が、反力受け用ローラユニット65hと二次元接触することになる。すなわち、脚部32の(+)Y側と(−)Y側とのそれぞれがローラユニットに二次元接触することになる。このため、本変形例4では、第一実施形態よりも、ピストンの移動に伴う、ピストンの脚部32の捩れや傾き効果的に抑えることができる。
【0090】
また、反力受け用ローラユニット65hのローラ62の外周長は、脚部32の反力伝達面55に対する反力受け用ローラユニット65hの相対移動経路長より、遥かに短い。このため、複数のローラ62,62,…は、ピストンの移動過程で1回転以上するので、ローラ62の偏磨耗を最小限に抑えることができる。
【0091】
なお、本変形例4においても、第一実施形態と同様に、変形例1〜3で示した形態を採用してもよい。また、変形例2及び変形例3は、ピストンの脚部と押棒に設けられた出力ローラユニットとの関係で、脚部のX方向の移動を規制したが、本変形例4において、ピストンの脚部32と反力支持台82に設けられた反力受け用ローラユニット65hとの関係で、脚部32のX方向の移動を規制してもよい。この場合、脚部32のX方向の移動を規制する手法として、変形例2又は変形例3と同様の手法を採用することが好ましい。
【0092】
「第一実施形態の変形例5」
次に、図11を用いて、第一実施形態の変形例5について説明する。なお、図11は、押棒40iや出力ローラ60i等を(−)Z側から(+)Z側に向かって見た状態を示している。
【0093】
本変形例5は、前述したように、第一実施形態の各ローラ等の数量や配置を変えた変形例である。本変形例5では、押棒40iの退行側端部43iであって、押棒40iの中心軸Cr上に1つの出力ローラユニット60iを設け、この出力ローラユニット60iの数量に合わせて、ピストンの脚部32iを1つとし、この脚部32iの(±)X側のそれぞれに反力受け用ローラ65i,65jを設けている。
【0094】
出力ローラユニット60iは、第一実施形態と同様、傾斜面部の先接触傾斜面(不図示)に接触する先接触ローラユニット61iと、傾斜面部の後接触傾斜面(不図示)に接触する後接触ローラユニット61jとを有している。
【0095】
各反力受け用ローラ65i,65jの(−)Y側で、各反力受け用ローラ65i,65jと対向する位置には、反力支持部82i,82jがハウジング21に一体形成されている。各反力支持部82i,82jには、反力受け用ローラ65i,65jの外周面と接する反力受け面85i.85jが形成されている。
【0096】
各反力支持部82i,82jの反力受け面85i.85jには、(+)X向き成分を有する力を受ける第一規制面86と、(−)X向き成分を有する力を受ける第二規制面87とが形成されている。この第一規制面86は、反力受け面85i,85j中の(−)X側に位置し、(−)X側に向かうに連れて、押棒40の後退向き((−)Y向き)に傾斜している。また、第二規制面54は、反力受け面85i,85j中の(+)X側に位置し、(−)X側に向かうに連れて、押棒40の進行向き((+)Y向き)に傾斜している。従って、反力受け面85i,85jは、X方向の中央部分が(+)Y側に突出している。
【0097】
各反力受け用ローラ65i,65jの外周には、各反力受け面85i,85jの第一規制面86に接触する第一対応面66と、各反力受け面85i,85jの第二規制面87に接触する第二対応面67とが形成されている。この結果、各反力受け用ローラ65i,65jの外周面は、X方向の中央部分が(+)Y側に突出している反力受け面85i,85jの形状に合うよう、X方向の中央部分が、各反力受け面85i,85jの回転軸に近づく向きに凹んでいる。
【0098】
従って、本変形例5では、ピストンの脚部32iのX方向の移動に関して、各反力受け面85i,85jにより規制される。
【0099】
以上、本変形例5で例示するように、出力ローラユニット60iを押棒40iの退行側端部43iに設けることを前提にすることで、押棒40iの中心軸Cr上に1つの出力ローラユニット60iを設けることができ、この1つの出力ローラユニット60iにより、ピストンからの押付力を(±)X方向でのバランスを崩すことなく、ピストンからの押付力を押棒40iに伝達することができる。このように、出力ローラユニット60iを一つにすることができる結果、この出力ローラユニット60iの外周面に接触するピストンの脚部32iも一つにすることができる。
【0100】
したがって、本変形例5では、第一実施形態よりも、出力ローラユニット及び脚部の数量を少なくすることができ、ブレーキ装置の更なる小型・軽量化を図ることができる。
【0101】
また、本変形例5では、前述したように、ピストンの脚部32iのX方向の移動に関して、各反力受け面85i,85jにより規制されるので、変形例2,3と同様、脚部ガイド等の部品を追加することなく、ピストンの移動過程で、このピストンの脚部32iが傾いたり捩れたりするのを確実に防ぐことができる。
【0102】
ところで、変形例2,3では、進退移動する押棒40に設けられている出力ローラユニット60d,60fにより、脚部からX方向の成分を有する力を受けることになるため、この押棒40は、この押棒40の進退方向であるY方向に垂直なX方向の力を受けてしまう。一方、本変形例5では、ハウジング21に形成されている反力支持部82i,82jにより、反力受け用ローラ65i,65iを介して、脚部32iからX方向の成分を有する力を受けているため、押棒40iは、変形例2,3のように、押棒40iの進退方向であるY方向に垂直なX方向の力を受けることはない。よって、本変形例5では、変形例2,3よりも、押棒40iを移動させる負荷が少なくて済み、ピストンの押付力をより効率良く押棒40iに伝達することができる。
【0103】
なお、第一実施形態や以上の各変形例1〜4では、反力受け用ローラ65(又は反力受け用ローラユニット65h)をハウジング21に固定されている反力支持台82に設けたが、本変形例5では、反力受け用ローラ65iを脚部32iに設けている。すなわち、脚部と反力支持部(又は反力支持台)との間に配置される反力受け用ローラ(又は反力受け用ローラユニット)は、脚部側に設けても、反力支持部(又は反力支持台)側に設けてもよい。
【0104】
また、本変形例5では、反力支持部82iと反力受け用ローラ65iとの関係で、脚部32iのX方向の移動を規制しているが、変形例2,3と同様に、脚部31iと出力ローラユニットとの関係で、脚部32iのX方向の移動を規制するようにしてもよい。
【0105】
さらに、本変形例5において、各反力受け面85i.85j及び各反力受け用ローラ65iの構成として、変形例2,3の傾斜面部50d,50f及び出力ローラユニット60d,60fと同様の構成を採用してもよい。
【0106】
「第二実施形態」
次に、本発明に係る第二実施形態としてのブレーキ装置について、図12及び図13を用いて説明する。
【0107】
本実施形態は、図12に示すように、出力ローラユニット(駆動部材の接触部)60k及び反力受け用ローラユニット65kをピストン(駆動部材の本体)の脚部32kに設け、押棒40kに傾斜面部50kを形成したもので、その他の構成に関しては、基本的に第一実施形態と同様である。
【0108】
ピストンの脚部32kの(+)Y側部分には、出力ローラユニット60kが設けられ、この脚部32kの(−)Y側部分には、反力受け用ローラユニット65kが設けられている。この反力受け用ローラユニット65kの(−)Y側であって、この反力受け用ローラユニット65kと対向する位置に、反力支持部82kがハウジング21と一体形成されている。この反力支持部82kには、ピストンの進退方向(Z方向)と実質的に平行で、反力受け用ローラユニット65kのローラと接する反力受け面85kが形成されている。
【0109】
押棒40kの傾斜面部50kは、第一実施形態の出力ローラユニット60と同様に、押棒40kの退行側端部43kに設けられている。この傾斜面部50kも、第一実施形態と同様、ピストン30の進退方向(Z方向)に対して傾斜し、且つ(−)Z側に向かうに連れて(+)Y側に向かう。さらに、この傾斜面部50kは、第一実施形態と同様、ピストンの進行向き((+)Z向き)への移動過程で先に出力ローラユニット60kに接触する先接触傾斜面51kと、次に出力ローラユニット60kに接触する後接触傾斜面52kとがある。この先接触傾斜面部51kも、第一実施形態と同様、ピストンの退行向き((−)Z向き)に対する角度が、後接触傾斜面部52kよりも大きい。
【0110】
傾斜面部50kが形成されている退行側端部43kの(+)Z側には、Y方向に伸びるキー溝45kが設けられている。ハウジング21には、このキー溝45kをY方向に摺動可能に支持する第二押棒ガイドキー89kが設けられている。なお、図13に示すように、押棒40kの本体に設けられているキー溝44は、第一実施形態と同様に、ハウジング21に設けられている第一押棒ガイドキー81により摺動可能に支持されている。
【0111】
図13に示すように、X方向に並んでいる2つの脚部32k,32kには、それぞれ出力ローラユニット60k,60kが設けられている。また、反力受け用ローラ65kも、同図中に示されていないが、2つの脚部32kのそれぞれに設けられている。さらに、反力支持部82kも、同図中に示されていないが、2つの反力受け用ローラ65kの数量に合わせて、ハウジング21に2つ形成されている。
【0112】
押棒40kの傾斜面部50k,50k、及びこの傾斜面部50k,50kが形成されている退行側端部43k,43kは、2つの出力ローラ60k,65kの数量に合わせて、2つ設けられている。従って、押棒40の退行側端部43k,43kを支持する第二押棒ガイド溝89k,89kも、ハウジング21に2つ形成されている。
【0113】
以上、本実施形態では、脚部32kに設けられている出力ローラユニット60kと、押棒40kの傾斜面部50kとが、二次元接触する。よって、本実施形態でも、第一実施形態と同様に、ピストンの移動過程で、このピストンの脚部32kが傾いたり捩れたりするのを抑えることができる。
【0114】
また、本実施形態では、脚部32kに設けられている反力受け用ローラユニット65kと、ハウジング21に形成されている反力支持部82kとが、二次元接触する。従って、本実施形態では、第一実施形態の変形例4と同様、脚部32kの(+)Y側と(−)Y側とのそれぞれが二次元でローラユニットに接触することになるため、第一実施形態よりも、ピストンの移動に伴う、ピストンの脚部32の捩れや傾き効果的に抑えることができる。
防ぐことができる。
【0115】
なお、本実施形態では、2つの脚部32k,32kのそれぞれに出力ローラユニット60k,60k及び反力受け用ローラ65k,65kを設け、押棒40kの二つの退行側端部43k,43kのそれぞれに傾斜面部50kを設けているが、第一実施形態の変形例5と同様に、ピストンの脚部及び押棒の退行側端部をそれぞれ1つにして、この脚部に1つの出力ローラユニット60kを設け、この退行側端部に1つの傾斜面部を設けてもよい。
【0116】
また、本実施形態においても、第一実施形態の変形例1〜4と同様の構成を採用してもよい。
【0117】
「回転体ユニットの変形例」
次に、図14を用いて、回転体ユニットの変形例について説明する。
【0118】
以上の各実施形態及び各変形例では、回転体ユニットとして、複数のローラを備えているローラユニットを採用しているが、このローラユニットの替わりに、複数のボール62mを備えているボールユニット60mを採用してもよい。
【0119】
ボールユニット60mは、同一半径の複数のボール62mと、複数のボール62m相互の相対的位置を変えずに、各ボール62mを回転可能に保持する枠64mと、を備えている。
【0120】
このボールユニット60mのボール62mも、その外周長は、第一実施形態のローラと同様、傾斜面(又は反力伝達面、反力受け面)にボールユニット60mが接触している状態での、傾斜面(又は反力伝達面、反力受け面)に対するボールユニット60mの移動経路長より、遥かに短い。よって、複数のボール62mは、ピストンの移動過程で1回転以上するので、ボール60mの偏磨耗を最小限に抑えることができる。
【0121】
ところで、第一実施形態の変形例2において、4面の傾きが互いに異なっている傾斜面部50dに接触する出力ローラユニット50dは、4つのローラユニットを有して構成されている。これは、面の傾きが異なれば、その面に接触するローラユニットのローラ回転軸の向きを変える必要があるからである。一方、本変形例では、ボールに対して、回転中心となる実回転軸が不要であるため、枠の形状を傾斜面部40dの面形状に対応させれば、1つのボールユニットで構成することができる。
【0122】
このため、複数の面の傾きが互いに異なっている傾斜面部50dに接触する回転体ユニットとして、本変形例のボールユニットを採用することで部品点数を少なくすることができる。
【符号の説明】
【0123】
10:ブレーキシュー(制動子)、15:ハンガー、20:駆動ユニット、21:ハウジング、22:空気室、23:空気出入口、28:滑り軸受け、29:コイルバネ、30:ピストン(駆動部材)、31:受圧部、32,32i,32d,32f,32g,32i,32k:脚部、40,40i,40k:押棒(従動部材又は従動部材の本体)、41:押棒の進行側端部、43,43c,43d,43f,43g,43i,43k:押棒の退行側端部、44,45k:キー溝、50,50d,50f,50k:傾斜面部、51,51d,51k:先接触傾斜面、52,52e,52k:後接触傾斜面、53,53d,53e,53f,86:第一規制面、54,54d,54e,54g,87:第二規制面、55:反力伝達面、60,60d,60f,60i,60k:出力ローラユニット、60c:接触部、60n:ボールユニット、61a,61d,61i,61k:先接触ローラユニット、61b,61e,61j,61m:後接触ローラユニット、61c:接触面、62:ローラ、62m:ボール、63d,63e,63f:第一対応ローラユニット、64d,64e,64g:第二対応ローラユニット、65,65i:反力受け用ローラ、65h,65k:反力受け用ローラユニット、70:ブラケット、81,89:押棒ガイドキー、82:反力支持台、82i,82k:反力支持部
【技術分野】
【0001】
本発明は、車輪等の制動対象に制動力を加えるブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
車輪に制動力を加えるブレーキ装置としては、例えば、以下の特許文献1に記載されたものがある。
【0003】
この特許文献1に記載されたブレーキ装置は、空気圧を駆動力として受けて進退移動するピストンと、このピストンの進退移動により進退移動する押棒と、押棒の進退移動により移動して制動対象に接触する制動子と、押棒に設けられている2個の出力ローラと、ピストンや押棒等を収納するハウジングに設けられている2個の反力受けローラと、を備えている。
【0004】
ピストンは、このピストンの進退移動方向に伸びている二つの脚部を有し、この脚部に進退移動方向に対して傾斜した傾斜面が形成されている。各傾斜面には、押棒に設けられている出力ローラの外周面がそれぞれ接触している。押棒は、ピストンの移動により、ピストンの傾斜面に接している出力ローラから押付力を受けて移動し、制動子を移動させる。ピストンは、出力ローラを介して押棒に押付力を加えることで、押棒側から反力を受ける。この反力により、ピストンの傾斜面が出力ローラから遠ざかる方向へ逃げないようにするため、ハウジングには、ピストンの各傾斜面と反対側の反力伝達面に接する反力受けローラが設けられている。すなわち、ピストンの脚部の先端側は、押棒の進退方向において、出力ローラと反力受けローラとに挟まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】米国特許6,397,986号 図1、図2
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記特許文献1に記載の技術では、駆動部材であるピストンの傾斜面と、従動部材である押棒に設けられている出力ローラとが、一箇所で線接触し、ピストンの反力伝達面と反力受け用ローラとも、一箇所で線接触しているため、傾斜面や反力伝達面が形成されている脚部の先端側は、傾いたり捩れたりし易く、その挙動が安定し難い。このため、この脚部の先端側に形成されている傾斜面や反力伝達面がローラに片当り等することがある。また、この特許文献1に記載の技術では、ローラの全周が均等に傾斜面や反力伝達面と接触しないことがあり、ローラが偏磨耗することがある。
【0007】
このため、この特許文献1に記載の技術では、駆動部材であるピストンの押付力を効率良く、従動部材である押棒に伝達することができない、という問題点がある。
【0008】
そこで、本発明は、このような従来技術の問題点に着目し、駆動部材の挙動を安定させて、駆動部材の押付力を効率よく従動部材に伝達することができるブレーキ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記問題点を解決するための第一のブレーキ装置に係る発明は、
駆動力に応じて進退移動する駆動部材と、該駆動部材の進退移動により、該進退移動の方向と異なる方向に進退移動する従動部材と、該従動部材の進退移動により移動して制動対象に接触する制動子と、を備えているブレーキ装置において、
前記駆動部材と前記従動部材とのうち、一方の部材は、他方の部材と接触して、該駆動部材の進退移動により、該進退移動の方向と異なる方向へ該従動部材を進退移動させる傾斜面部を有し、前記他方の部材は、該傾斜面部の面内であって、該傾斜面部が傾斜している傾斜方向の複数個所、及び該傾斜方向に垂直な方向の複数個所に、同時に接触する二次元接触を、可能とする接触部を有している、ことを特徴とする。
【0010】
駆動部材の進退移動過程で、この駆動部材と従動部材とは二次元接触するため、駆動部材が傾いたり捩れたりするのを抑えることができる。したがって、駆動部材の挙動が安定して、駆動部材の押付力を効率よく従動部材に伝達することができる。
【0011】
ここで、前記接触部は、前記傾斜面部と前記二次元接触する複数の小接触部を有していてもよい。この場合、前記他方の部材が有している前記小接触部は、前記一方の部材の前記傾斜面部に当該小接触が接触した状態での、該小接触部に対する該傾斜面部の相対移動で、回転する回転体である、ことが好ましい。さらに、前記回転体は、前記傾斜面部に平行に延設されたローラである、ことがより好ましい。このように、接触部が複数の回転体を有して構成されている場合、傾斜面部とは、転がり接触になるため、接触部と傾斜面部との間に働く摩擦力を低減することができる。
【0012】
また、前記接触部は、前記複数の回転体を有している場合、さらに、該複数の回転体の相互位置を変えないよう該複数の回転体を拘束する枠を有している、ことが好ましい。このように、回転体を枠で拘束してユニット化することで、修理等の際に簡単に複数の回転体を交換することができる。
【0013】
また、前記接触部が有している複数の前記回転体の外周長は、当該接触部の一部と接触するために該一部と対向する前記傾斜面部の範囲内の傾斜している方向の長さより短い、ことが好ましい。以上のように、回転体の外周長が短いと、接触部に対して傾斜面部が相対移動する過程で、回転体は基本的に1回転以上するので、回転体の偏磨耗を最小限に抑えることができる。
【0014】
また、前記傾斜面部は、前記駆動部材の前記進退移動の方向と前記従動部材の前記進退移動の方向とを含む面に対して垂直な移動規制方向のうちの一方の向きの力を受ける第一規制面と、他方の向きの力を受ける第二規制面とを有し、前記接触部は、前記第一規制面に二次元で接触する第一対応部と、前記第二規制面に二次元で接触する第二対応部とを有している、ことが好ましい。
【0015】
駆動部材の進退移動過程では、傾斜面部の第一規制面と接触部の第一対応面とが接触し、且つ傾斜面部の第二規制面と接触部の第二対応面とが接触しているため、駆動部材の傾斜面部又は接触部は、移動規制方向への移動が規制される。よって、駆動部材に摺接するガイド等を別途設けなくても、駆動部材の傾斜面部又は接触部の傾きや捩れを防ぐことができる。
【0016】
また、前記接触部と前記傾斜面部とのうち、少なくとも一方であって、他方に接触する面には、潤滑性の向上と硬度の向上と耐摩耗性の向上とのうち、少なくとも一つを目的とする表面処理が施されている、ことが好ましい。
【0017】
このように、接触部又は傾斜面部に、潤滑性の向上を目的とする表面処理を施した場合、各ローラとその接触面との間に働く摩擦力を低減されることができる。また、接触部又は傾斜面部に、硬度や耐摩耗性の向上を目的とする表面処理を施した場合でも、変形や磨耗による接触面積の増加、さらに位置決め精度の低下等を防ぐことができる結果、各ローラとその接触面との間に働く摩擦力を低減することができる。
【0018】
また、前記駆動部材の進退移動の方向のうちの進行向き側の進行側端部と、前記従動部材の進退移動の方向のうちの退行向き側の退行側端部と、のうちの一方の端部に、前記傾斜面部が設けられ、他方の端部に前記接触部が設けられている、ことが好ましい。
【0019】
このように、従動部材の退行側端部に、接触部又は傾斜面部を設けると、従動部材である押棒の中間部分に接触部としての出力ローラを設けて、この押棒の両端部を支持するよりも、二つの支持部間の距離を短くすることができ、従動部材の長さを短くすることができる。さらに、従動部材の中間部分に出力ローラを設けていないため、従動部材の左右に出力ローラを設けてバランスをとる必要性がなく、接触部としてのローラ等の数量及び配置の自由度を高めることができる。
【0020】
また、前記従動部材から前記駆動部材に作用する反力を受ける反力支持部を備えている場合、前記反力支持部材と前記駆動部材とのそれぞれは、互いに接触し合う接触部を有し、前記反力支持部の前記接触部と前記駆動部材の接触部とのうち、一方の部材の接触部は、該反力支持部材に対する該駆動部材の相対移動の方向に広がっている接触面を有し、前記反力支持部の前記接触部と前記駆動部材の接触部とのうち、他方の部材の接触部は、前記一方の部材の前記接触面内であって、前記相対移動の方向の複数個所、及び該相対移動の方向に垂直な方向の複数個所に、同時に接触する二次元接触を可能とする接触部である、ことが好ましい。
【0021】
駆動部材の進退移動過程で、駆動部材と反力支持部材とは二次元接触し合うため、駆動部材が傾いたり捩れたりするのを抑えることができる。したがって、駆動部材の挙動が安定して、駆動部材の押付力を効率よく従動部材に伝達することができる。
【0022】
ここで、前記反力支持部材の前記接触部と前記駆動部材の前記接触部とのうち、前記他方の部材の接触部は、前記相対移動の方向に並んでいる複数のローラを有している、ことが好ましい。このように、一方の接触部が複数のローラを有している場合、両接触部との間の接触は、転がり接触になるため、両接触部間に働く摩擦力を低減することができる。
【発明の効果】
【0023】
本発明では、駆動部材の進退移動過程で、この駆動部材と従動部材とは二次元接触するため、駆動部材が傾いたり捩れたりするのを抑えることができる。よって、本発明によれば、駆動部材の挙動が安定して、駆動部材の押付力を効率よく従動部材に伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明に係る第一実施形態におけるブレーキ装置の要部切欠き側面図である。
【図2】図1におけるII−II線断面図である。
【図3】図1におけるIII−III線断面図である。
【図4】本発明に係る第一実施形態における傾斜面部及びその接触部の斜視図である。
【図5】本発明に係る第一実施形態における傾斜面部及びその接触部の側面図である。
【図6】本発明に係る第一実施形態の変形例1における傾斜面部及びその接触部の斜視図である。
【図7】本発明に係る第一実施形態の変形例2における傾斜面部及びその接触部の斜視図である。
【図8】本発明に係る第一実施形態の変形例2における傾斜面部及びその接触部の断面図である。
【図9】本発明に係る第一実施形態の変形例3におけるブレーキ装置の要部切欠き平面図である。
【図10】本発明に係る第一実施形態の変形例4におけるブレーキ装置の要部切欠き側面図である。
【図11】本発明に係る第一実施形態の変形例5におけるブレーキ装置の要部切欠き平面である。
【図12】本発明に係る第二実施形態におけるブレーキ装置の要部切欠き側面図である。
【図13】図12におけるXIII−XIII線断面図ある。
【図14】本発明に係る回転体ユニットの変形例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、本発明に係るブレーキ装置の各種実施形態について、図面を用いて説明する。
【0026】
「第一実施形態」
まず、本発明に係る第一実施形態としてのブレーキ装置について、図1〜図5を用いて説明する。
【0027】
本実施形態のブレーキ装置は、鉄道車両用のブレーキ装置である。このブレーキ装置は、図1に示すように、制動対象である車輪の踏面Sに接して、車輪に制動力を加えるブレーキシュー(制動子)10と、このブレーキシュー10を車輪に対して遠近方向に移動させる駆動ユニット20と、ブレーキシュー10を移動可能に支えるハンガー15と、を備えている。
【0028】
駆動ユニット20は、空気圧による駆動力に応じて進退移動するピストン(駆動部材)30と、進行方向に移動したピストン30を図1に示す元の位置に復帰させるコイルバネ29と、ピストン30の進退移動により車輪に対する遠近方向に進退移動する押棒(従動部材の本体)40と、押棒40に設けられている一対の出力ローラユニット60(従動部材の接触部)及び一対のガイドローラ69(図3)と、ピストン30が押棒40を押す押付力に対する反力を受けるための一対の反力受け用ローラ65と、これらを収納するハウジング21と、を備えている。
【0029】
ここで、本実施形態では、押棒40の進退方向は、ピストン30の進退移動方向に対して垂直である。また、以下の説明の都合上、押棒40の進退方向をY方向、ピストン30の進退方向をZ方向、Y方向及びZ方向に対して垂直な方向をX方向とする。なお、本実施形態では、押棒40の進退方向は、ピストン30の進退方向に対して垂直であるが、押棒40の進退方向とピストン30の進退方向とは、異なっていれば垂直でなくてもよい。
【0030】
ピストン30は、空気圧を受ける受圧部31と、この受圧部31からピストン30の進退方向のうちの進行向き((+)Z)側に伸びている脚部32と、を有している。受圧部31は、ハウジング21内を仕切って、この受圧部31を基準としてハウジング21内の(−)Z側に空気室22を形成する。この受圧部31の外周には、空気室22の気密性を確保するためにOリングやパッキン等が設けられている。ハウジング21には、空気室22に対する空気の出入口23が形成されている。
【0031】
ピストン30の受圧部31であって、このピストン30の進行向き側である(+)Z側の面には、コイルバネ29の一方の端部が取り付けられている。また、ハウジング21には、ピストン30の受圧部31を基準にして、(+)Z側にバネ支持板26が設けられており、このバネ支持板26に、コイルバネ29の他方の端部が取り付けられている。
【0032】
押棒40の進退方向のうちの進行向き((+)Y)側の端部である進行側端部41には、X方向に貫通し且つZ方向に長い長孔42が形成されている。また、押棒40の退行向き((−)Y)側の端部である退行側端部43には、出力ローラユニット60及びガイドローラ69(図3)が設けられている。さらに、押棒40の退行側((−)Y側)であって、(+)Z側には、Y方向に伸びるキー溝44が設けられている。ハウジング21には、この押棒40が貫通する貫通孔27が形成され、この貫通孔27に、この押棒40の進行側((+)Y側)をY方向に摺動可能に支持する滑り軸受け28が設けられている。また、ハウジング21内には、押棒40のキー溝44をY方向に摺動可能に支持する押棒ガイドキー81が設けられている。
【0033】
脚部32は、押棒40の進行側((+)Y側)、つまり、出力ローラユニット60側に、ピストン30の進退方向(Z方向)に対して傾斜し、且つ(−)Z側に向かうに連れて(+)Y側に向かう傾斜面部50が形成されている。この傾斜面部50に、出力ローラユニット60に接触する。傾斜面部50には、ピストン30の進行向き((+)Z)への移動過程で先に出力ローラユニット60に接触する先接触傾斜面51と、次に出力ローラユニット60に接触する後接触傾斜面52とがある。先接触傾斜面51と後接触傾斜面52とは、傾斜角度が異なっており、具体的に、ピストン30の退行向き((−)Z向き)に対する角度が、後接触傾斜面52よりも先接触傾斜面51の方が大きい、言い換えると、押棒40の進行向き((+)Y向き)に対する角度が、後接触傾斜面52よりも先接触傾斜面51の方が小さい。
【0034】
脚部32は、押棒40の退行側((−)Y側)に、ピストン30の進退方向(Z方向)と実質的に平行な反力伝達面55が形成されている。この反力伝達面55に、反力受け用ローラ65の外周面が接触する。この反力受け用ローラ65は、ハウジング21に固定されている反力支持台(反力支持部材)82に回転可能に設けられている。
【0035】
この反力受け用ローラ65、さらに、前述のガイドローラ69は、いずれも転がり軸受けである。転がり軸受けである各ローラ65.69は、いずれも、その内輪がX方向に伸びる回転軸に固定され、X方向へ移動できないようになっている。
【0036】
ハウジング21の(+)Y側の外面には、ブラケット70が固定されている。ブレーキシュー10を支えるハンガー15の両端部には、X方向に伸びる回転軸15a,15bが設けられている。このハンガー15の一方の端部(以下、基端部とする)の回転軸15aは、ブラケット70に回転可能に設けられ、他方の端部(以下、揺動端部とする)の回転軸15bは、ブレーキシュー10の貫通孔11及び押棒40の進行側端部41に形成されている長孔42に入れられている。ブラケット70とハンガー15とは、図示されていないバネにより連結されている。このバネは、ハンガー15の揺動端部に係合しているブレーキシュー10を車輪から遠ざける方向に付勢する役目を担っている。
【0037】
出力ローラユニット60は、図4及び図5に示すように、傾斜面部50の先接触傾斜面51に接触する先接触ローラユニット61aと、傾斜面部50の後接触傾斜面52に接触する後接触ローラユニット61bとを有している。
【0038】
各ローラユニット61a,61bは、いずれも、複数のローラ(小接触部)62,62,…と、複数のローラ62,62,…を保持する枠64とを有している。複数のローラ62の回転軸63は、いずれも、X方向と平行である。さらに、先接触ローラユニット61aの複数のローラ回転軸63aは、X方向に広がっている傾斜面部50の先接触傾斜面51と平行に並ぶよう、先接触ローラユニット61aの枠64に取り付けられている。また、後接触ローラユニット61bの複数のローラ回転軸63bは、X方向に広がっている傾斜面部50の後接触傾斜面52と平行に並ぶよう、後接触ローラユニット61bの枠64に取り付けられている。
【0039】
各ローラユニット61a,61bの枠64は、押棒40の退行側端部43に、例えば、ネジ等を用いて、着脱可能に固定されている。このため、各ローラユニット61a,61bの複数のローラ62が磨耗し、複数のローラを交換する必要が生じた場合、ユニットとして一体的に交換することができる。
【0040】
押棒40の退行側端部43,43は、図2及び図3に示すように、押棒40の中心軸Crを基準として、(±)X方向側のそれぞれに存在する。各退行側端部43,43には、前述したように、出力ローラユニット60,60が設けられている。また、(+)X側の出力ローラユニット60のさらに(+)X側にはガイドローラ69が設けられ、(−)X側の出力ローラユニット60のさらに(−)X側にも、ガイドローラ69が設けられている。これらガイドローラ69,69は、押棒40の退行側端部43,43に設けられたX方向に伸びる回転軸を中心として回転可能である。
【0041】
ハウジング21には、押棒40の進退方向(Y方向)に伸び、各ガイドローラ69,69が転がるガイドレール89,89が固定されている。また、ハウジング21に固定されている反力支持台82の(±)X方向側であって、各出力ローラユニット60,60に対向する位置に、反力受け用ローラ65,65が設けられている。これら2つの反力受け用ローラ65,65も、X方向に伸びる回転軸を中心として回転可能である。
【0042】
ピストン30の脚部32,32も、出力ローラユニット60,60や反力受け用ローラ65,65と同様に、2つ設けられている。2つの脚部32,32は、X方向に並び、2つの脚部32,32の各傾斜面部50,50が、X方向に並んでいる2つの出力ローラユニット60,60と接触する。また、2つの脚部32,32の各反力伝達面55,55は、X方向に並んでいる2つの反力受け用ローラ65,65と接触する。
【0043】
本実施形態の各ローラの外周面と、各ローラの外周面が接触する接触面とのうち、少なくとも一方の面には、潤滑性の向上と硬度の向上と耐摩耗性の向上とのうち、少なくとも一つを目的とする表面処理が施されている。具体的には、潤滑性の向上を目的とする表面処理としては、Mo系の潤滑性の高いコーティング処理や、Mo系潤滑剤の塗布処理等がある。また、硬度の向上を目的とする表面処理としては、高周波焼入れ処理や真空焼入れ処理等がある。これら高周波焼入れ処理や真空焼入れ処理では、対象物が熱変形するため、焼入れ処理後に対象物を機械加工して、対象物の寸法を目的の寸法にすることが好ましい。また、耐摩耗性の向上を目的とする表面処理としては、TiN系のコーティング処理等がある。
【0044】
以上のように、各ローラの外周面又はその接触面に、潤滑性の向上を目的とする表面処理を施した場合、各ローラとその接触面との間の摩擦力の増加を防ぐことができる。また、各ローラの外周面又はその接触面に、硬度や耐摩耗性の向上を目的とする表面処理を施した場合でも、変形や磨耗による接触面積の増加、さらに位置決め精度の低下等を防ぐことができる結果、各ローラとその接触面との間の摩擦力の増加を防ぐことができる。
【0045】
なお、各ローラの外周面と、その接触面とのうち、一方の面に、潤滑性の向上と硬度の向上と耐摩耗性の向上とのうちの一つを目的とする表面処理を施した場合、他方の面にも、同じ表面処理を施してもよいが、他の目的の表面処理を施してもよい。また、以下で、説明する実施形態及び変形例においても、各ローラの外周面や、各ローラの外周面が接触する接触面に対して、以上と同様の表面処理を施すことが好ましい。
【0046】
次に、本実施形態のブレーキ装置の動作について説明する。
【0047】
ここで、ブレーキシュー10は、図1に示すように、最も(−)Y側に、つまり退避位置に位置しているとする。この際、ピストン30も、最も(−)Z側の退避位置に位置して、空気室22の容積が最小になっている。また、押棒40も、最も(−)Y側に退避位置に位置し、この押棒40に設けられている出力ローラユニット60が、ピストン30の傾斜面部50のうち先接触傾斜面51に接触している。
【0048】
ブレーキシュー10で車輪に制動力を加える際には、ハウジング21の空気出入口23からハウジング21の空気室22内に空気を流入させる。この結果、この空気圧をピストン30の受圧部31が受けて、ピストン30は、図1に示すように、コイルバネ29を縮めながら、進行向き((+)Z側)に移動し、空気室22が広がる。
【0049】
ピストン30が(+)Z側に移動すると、このピストン30の傾斜面部50に接触している出力ローラユニット60の複数のローラ62,62,…は回転しつつ、傾斜面50から、この傾斜面50に対して垂直な方向の押付力、言い換えると、(+)Y向きの成分力を有する押付力を受ける。この(+)Y向きの成分力により、ピストン30の脚部32は、出力ローラユニット60から(+)Y向きの成分力に対する反力を受け、(−)Y側へ逃げようとする。そこで、本実施形態では、脚部32の傾斜面50と反対側に、反力伝達面55を形成し、この反力伝達面55に反力受け用ローラ65を接触させて、出力ローラユニット60の複数のローラ62,62,…からの反力を受けさせ、脚部32が(−)Y側へ逃げるのを防いでいる。
【0050】
出力ローラユニット60が取り付けられている押棒40は、出力ローラユニット60から押付力を受けて、押棒ガイドキー81及びガイドレール89にガイドされつつ、押棒40の進行向き((+)Y側)に移動する。なお、押棒ガイドキー81は、ピストン30から押棒40が受ける(+)Z向きの力、及び(±)X方向の力を支持し、ガイドレール89は、ピストン30から押棒40を介してガイドローラ69が受ける(+)Z向きの力、及びY方向に平行な押棒40の中心軸回りのモーメント力を支持する。
【0051】
この押棒40の(+)Y側への移動により、この押棒40の進行側端部41の長孔42に入っているハンガー15の揺動端部の回転軸15bは、ブラケット70に設けられているバネ(図示されていない)を縮めながら、ハンガー15の基端部を中心に回転し、車輪に近づく方向へ移動する。この際、ハンガー15の揺動端部の回転軸15bは、押棒40の進行側端部41の長孔42内において、Y方向には相対移動しないものの、Z方向に相対移動する。このハンガー15の揺動端部の移動により、ハンガー15の揺動端の回転軸15bに係合しているブレーキシュー10は、車輪に近づく(+)Y側の移動へ移動し、車輪の踏面Sと接触して、車輪に対して制動力を加える。
【0052】
出力ローラユニット60の複数のローラ62,62,…は、ピストン30の進行向き((+)Z側)への移動過程で、ピストン30の後接触傾斜面52より先に先接触傾斜面51に接触する。この先接触傾斜面51は、前述したように、押棒40の押棒40の進行向き((+)Y向き)に対する角度が後接触傾斜面52よりも小さいため、ピストン30の一定移動量に対して、後接触傾斜面52よりも、押棒40を大きく移動させることができる。なお、この際、先接触傾斜面51に接触する出力ローラユニット60のローラ62は、先接触ローラユニット61aのローラ62である。
【0053】
出力ローラユニット60の複数のローラ62,62,…は、続いて、ピストン30の後接触傾斜面52に接触する。この後接触傾斜面52は、押棒40の進行向き((+)Y向き)に対する角度が先接触傾斜面51よりも大きいため、ピストン30の一定移動量に対して、先接触傾斜面51より、押棒40を大きく移動させないものの、この先接触傾斜面52から受ける(+)Y向きの成分力が大きくなり、押棒40に対する(+)Y向きの押付力を大きくすることができる。なお、この際、後接触傾斜面52に接触する出力ローラユニット60のローラ62は、後接触ローラユニット61bのローラ62である。
【0054】
従って、押棒40は、移動前半では大きく移動し、移動後半では、ブレーキシュー10への押付力が大きくなる。
【0055】
ところで、出力ローラユニット60の複数のローラ62,62,…のうちの2以上のローラ62は、図4及び図5に示すように、傾斜面部50に対して同時に線接触する。このため、出力ローラユニット(接触部)60は、傾斜面部50と、この傾斜面部50の面内であって、傾斜面部50が傾斜している傾斜方向の複数個所、及びこの傾斜方向に垂直な方向の複数個所に、同時に接触することになる。すなわち、出力ローラユニット(接触部)60は、傾斜面部50と二次元接触する。よって、本実施形態では、ピストンのZ方向への移動過程で、このピストンの脚部32が、X方向に伸びるX軸やY方向に伸びるY軸に対して傾いたり、Z方向に伸びるZ軸回りに捩れたりするのを抑えることができる。
【0056】
なお、以下においても、以上と同様、ローラユニットが、このローラユニットに接触する接触面内であって、互い異なる二方向の複数個所に、同時に接触することを、二次元接触と表現する。
【0057】
また、図5に示すように、各ローラ62の外周長(πd)は、先接触傾斜面51の傾斜方向の長さ、及び後接触傾斜面52の傾斜方向の長さより、遥かに短い。このため、複数のローラ62,62,…は、ピストンの移動過程で、基本的に1回転以上するので、ローラ62の外周のうちの一部のみが傾斜面部50に接触することによる、ローラ62の偏磨耗を最小限に抑えることができる。
【0058】
本実施形態において、より正確には、各ローラ62の外周長(πd)は、図5に示すように、傾斜面部50のうちの先接触傾斜面51に出力ローラユニット60が接触している状態での、先接触傾斜面51に対する出力ローラユニット60の移動経路長L1より、遥かに短い。さらに、各ローラ62の外周長(πd)は、傾斜面部50のうちの後接触傾斜面52に出力ローラユニット60が接触している状態での、後接触傾斜面52に対する出力ローラユニット60の移動経路長L2より、遥かに短い。このため、複数のローラ62,62,…のほとんどは、ピストンの移動過程で確実に1回転以上するので、ローラ62の偏磨耗を最小限に抑えることができる。
【0059】
車輪に加えている制動力を解除する際には、ハウジング21の空気出入口23からハウジング21の空気室22内の空気を流出させる。すると、空気圧で縮んでいたコイルバネ29が伸び、ピストン30は、退行向き((−)Z側)に移動し、元の退避位置、つまり、図1に示す位置に戻る。この結果、押棒40は、ピストン30からY方向の力を受けなくなるため、ブラケット70に設けられている、縮んでいたバネ(図示されていない)が伸び、ブレーキシュー10、ハンガー15及び押棒40は、退行向き((−)Y側)に移動し、元の退避位置、つまり、図1に示す位置に戻る。
【0060】
以上のように、本実施形態では、ピストン30の押付力を押棒40に伝達するにあたり、出力ローラユニット60を介在させているので、ピストン30と押棒40との間の摩擦は、滑り摩擦ではなく転がり摩擦になり、ピストン30の押付力を効率良く押棒40に伝達することができる。また、本実施形態では、各ローラの外周面とその接触面とのうち、少なくとも一方に表面処理を施しているので、各ローラの外周面とその接触面との間の摩擦力が小さくなるので、この点からも、ピストン30の押付力をより効率良く押棒40に伝達することができる。
【0061】
また、本実施形態では、前述したように、ピストン30のZ方向への移動過程で、このピストン30の脚部32が傾いたり捩れたりするのを抑えることができる上に、傾斜面部50に対する接触対象としてのローラ32の偏磨耗を防ぐことができるので、さらに、この点からも、ピストン30の押付力をより効率良く押棒40に伝達することができる。
【0062】
また、本実施形態では、出力ローラユニット60を押棒40の退行側端部43に設けているので、押棒の中間部分に出力ローラを設けて、この押棒の両端部を支持するよりも、押棒40の二つの支持部間、つまり、滑り軸受け28と押棒ガイドキー81との間の距離を少なくとも出力ローラの外径分短くすることができる。この結果、押棒40の長さを短くでき、ブレーキ装置の小型・軽量化を図ることができる。
【0063】
さらに、本実施形態では、出力ローラユニット60を押棒40の退行側端部43に設けているので、押棒の中間部分の両側に出力ローラを設けているよりも、各種ローラの数量及び配置の自由度を高めることができる。すなわち、本実施形態では、押棒40の(±)X方向のそれぞれに出力ローラユニット60,60を設け、各出力ローラユニット60,60に対向するように反力受け用ローラ65,65を設けているが、これらの各ローラユニット60及びローラ65は、以上で説明した数量及び配置でなくても構わない。そこで、本実施形態に対して各ローラの数量及び配置を変えた変形例について、後述の変形例5で説明する。
【0064】
「第一実施形態の変形例1」
次に、図6を用いて、以上で説明した第一実施形態の変形例1について説明する。
【0065】
本変形例1は、傾斜面部50に接触する接触部60cを、先接触面61cと、後接触ローラユニット61bとを有して構成したものである。すなわち、本変形例1は、上記第一実施形態における先接触ローラユニット61aの替わりに、先接触面61cを設けたものである。
【0066】
押棒の退行側端部43cには、前述の先接触面61cが形成されていると共に、後接触ローラユニット61bが設けられている。先接触面61cは、ピストンの移動過程で、ピストンの傾斜面部50が後接触ローラユニット61bよりも先に接触できる位置に、傾斜面部50の先接触傾斜面51と平行に形成されている。
【0067】
本変形例1では、ピストンの移動過程で、ピストンの傾斜面部50は、まず、接触部60cのうちの先接触面61cと面接触し、次に、接触部60cのうちの後接触ローラユニットの2以上のローラ62と同時に線接触する。従って、本実施形態でも、第一実施形態と同様、ピストンの移動過程で、傾斜面部50と接触部60cとが二次元接触するので、このピストンの脚部32が傾いたり捩れたりするのを抑えることができる。
【0068】
よって、本変形例1においても、第一実施形態と同様に、ピストンの脚部32の傾きや捩れによる、ピストンから押棒への押付力の伝達効率の悪化を抑えることができる。なお、ここでは、接触部60cの一部のみを接触面61cで形成しているが、接触部60cの全てを平坦な接触面で形成してもよい。但し、ピストンの傾斜面部50と接触部60cの接触面とは、すべり接触で、両者間に働く摩擦力が大きいことから、傾斜面部50と接触部との間に働く力が大きくなる、後接触傾斜面52と接触する部分は、本変形例1のように、ローラユニット61bで構成することが好ましい。
【0069】
「第一実施形態の変形例2」
次に、図7及び図8を用いて、第一実施形態の変形例2について説明する。
【0070】
本変形例2は、第一実施形態の傾斜面部50の形状、及び出力ローラユニット60の構成を変更したものである。なお、本変形例2は、以上の変更点を除き、基本的に第一実施形態と同様である。
【0071】
本変形例2の傾斜面部50dは、図8に示すように、Y方向とZ方向とを含むYZ面に対して垂直な移動規制方向、つまりX方向のうちの(+)X向き成分を有する力を受ける第一規制面53d,53eと、(−)X向き成分を有する力を受ける第二規制面54d,54eとを有している。この第一規制面53d,53eは、傾斜面部50d中の(−)X側に位置し、(+)X側に向かうに連れて、押棒40の進行向き((+)Y向き)に傾斜している。また、第二規制面54d,54eは、傾斜面部50d中の(+)X側に位置し、(+)X側に向かうに連れて、押棒の退行向き((−)Y向き)に傾斜している。従って、傾斜面部50dは、X方向の中央部分が(+)Y側に突出している。
【0072】
なお、傾斜面部50dは、図7に示すように、第一実施形態で説明した接触傾斜面51d及び後接触傾斜面52eを有し、それぞれが第一規制面53d又は53e及び第二規制面54d又は54eを有している。
【0073】
本変形例2の出力ローラユニット60dも、第一実施形態と同様、先接触ローラユニット61dと後接触ローラユニット61eとを備えている。但し、本変形例2の先接触ローラユニット61dは、第一規制面53dに接触する第一対応ローラユニット63dと、第二規制面54dに接触する第二対応ローラユニット64dとを備え、本変形例2の後接触ローラユニット61eも、第一規制面53eに接触する第一対応ローラユニット63eと、第二規制面54eに接触する第二対応ローラユニット64eとを備えている。すなわち、本変形例2の出力ローラユニット60dは、先接触ローラユニット61dの第一対応ローラユニット63d及び第二対応ローラユニット64d、後接触ローラユニット61eの第一対応ローラユニット63e及び第二対応ローラユニット63eの合計4つのローラユニット63d,63d,64d,64eを備えている。
【0074】
4つのローラユニット63d,63d,64d,64eは、いずれも、複数のローラと、複数のローラ(小接触部)62,62,…と、複数のローラ62,62,…を保持する枠64とを有している。
【0075】
第一対応ローラユニット63d,63eの各ローラ62は、図8に示すように、第一規制面53d,53eに接触し得る位置に、その回転軸63sが第一規制面53d,53eと平行になるよう設けられている。また、第二対応ローラユニット64d,64eの各ローラ62は、第二規制面54d,54eに接触し得る位置に、その回転軸64sが第二規制面54d,54eと平行になるよう設けられている。従って、第一対応ローラユニット63d,63eのローラ回転軸63sと第二対応ローラユニット64d,64eのローラ回転軸64sとを連ねた形状は、傾斜面部50dの形状に対応して、X方向の中央部分が(+)Y側に突出している。
【0076】
ところで、ピストンの脚部32dは、ピストンのZ方向への移動過程で、反力受け用ローラ65(図1)により、(−)Y側への移動が規制されている。また、この脚部32dの傾斜面部50dには、Y方向の成分を含む方向に広がっている第一規制面53d,53e及び第二規制面54d,54eが形成されており、各規制面53d,53e,54d,54eが出力ローラユニット60dの各対応ローラユニット63d,63e,64d,64eのローラ62に接触している。従って、脚部32dは、ピストンのZ方向への移動過程で、出力ローラユニット60dの各対応ローラユニット63d,63e,64d,64eにより、Y方向に垂直なX方向への移動が規制されることになる。
【0077】
すなわち、ピストンの脚部32dは、反力受け用ローラ65(図1)により、(−)Y側への移動が規制され、出力ローラユニット60dにより、X方向の移動が規制されている。従って、本変形例2では、別途、脚部32dが摺動する脚部ガイド等を設けなくても、第一実施形態よりも確実に、このピストンの脚部32dが、X方向に伸びるX軸やY方向に伸びるY軸に対して傾いたり、Z方向に伸びるZ軸回りに捩れたりするのを防ぐことができる。よって、本変形例2では、ピストンの押付力をより効率良く押棒に伝達することができる。
【0078】
「第一実施形態の変形例3」
次に、図9を用いて、第一実施形態の変形例3について説明する。
【0079】
本変形例3も、変形例2と同様に、第一実施形態の傾斜面部50の形状、及び出力ローラユニット60の構成を変更したものである。なお、本変形例3も、以上の変更点を除き、基本的に第一実施形態と同様である。
【0080】
本変形例3では、変形例2が二つの脚部32d,32dのそれぞれに第一規制面53d,53e及び第二規制面54d,54eを形成したものであるのに対して、一つの脚部32fに第一規制面53fを形成し、残りの一つの脚部32gに第二規制面54gを形成している。
【0081】
ピストンの2つの脚部32f,32gのうち、(+)X側の脚部32fには第一規制面53fが形成され、(−)X側の脚部32gに第二規制面54gが形成されている。第一規制面53fは、(+)X向き成分を有する力を受けるため、(+)X側に向かうに連れて、押棒40の進行向き((+)Y向き)に傾斜している。また、第二規制面54gは、(−)X向き成分を有する力を受けるため、(−)X側に向かうに連れて、押棒40の進行向き((+)Y)に傾斜している。
【0082】
本変形例3では、以上の傾斜面部50fの構成に併せて、押棒40の二つの退行側端部43f,43gのうち、(+)X側の退行側端部43fには第一対応ローラユニット63fが設けられ、(−)X側の退行側端部43gには第二対応ローラユニット64gが設けられている。第一対応ローラユニット63fのローラ62は、傾斜面部50fの第一規制面53fに接触し得る位置に、その回転軸が第一規制面53fと平行になるよう設けられている。また、第二対応ローラユニット64gのローラ62は、傾斜面部50gの第二規制面54gに接触し得る位置に、その回転軸が第二規制面54gと平行になるよう設けられている。
【0083】
従って、本変形例3では、ピストンの脚部32f,32gの(−)X向きの移動に関しては、出力ローラユニット60fの第一対応ローラユニット63fにより規制され、脚部32f,32gの(+)X向きの移動に関しては、出力ローラユニット60fの第二対応ローラユニット64gにより規制される。このため、ピストンの脚部32f,32gは、ピストンのZ方向への移動過程で、第一及び第二対応ローラユニット63f,64gを含む出力ローラユニット60fにより、X方向への移動が規制されることになる。
【0084】
よって、本変形例3でも、変形例2と同様に、ピストンの移動過程で、このピストンの脚部32f,32gが傾いたり捩れたりするのを防ぐことができる。
【0085】
「第一実施形態の変形例4」
次に、図10を用いて、第一実施形態の変形例4について説明する。
【0086】
本変形例4は、第一実施形態の反力受け用ローラ65を反力受け用ローラユニット65hに変更したものである。なお、本変形例4は、以上の変更点を除き、基本的に第一実施形態と同様である。
【0087】
反力受け用ローラユニット65hは、反力支持台82に固定されている。この反力受け用ローラユニット65hは、以上で説明した各ローラユニットと同様、複数のローラ62と、複数のローラ62を拘束する枠とを備えている。各ローラ62は、脚部32の反力伝達面55に接触し得る位置に、その回転軸が反力伝達面55と平行になるよう設けられている。
【0088】
この反力受け用ローラユニット65hの複数のローラ62,62,…のうち、2以上のローラ62は、それぞれ、反力伝達面55に対して同時に線接触する。このため、反力受け用ローラユニット65hは、反力伝達面55と二次元接触することになる。
【0089】
よって、本変形例4では、脚部32の(+)Y側に形成されている傾斜面部50が、出力ローラユニット60と二次元接触し、脚部32の(−)Y側に形成されている反力伝達面55が、反力受け用ローラユニット65hと二次元接触することになる。すなわち、脚部32の(+)Y側と(−)Y側とのそれぞれがローラユニットに二次元接触することになる。このため、本変形例4では、第一実施形態よりも、ピストンの移動に伴う、ピストンの脚部32の捩れや傾き効果的に抑えることができる。
【0090】
また、反力受け用ローラユニット65hのローラ62の外周長は、脚部32の反力伝達面55に対する反力受け用ローラユニット65hの相対移動経路長より、遥かに短い。このため、複数のローラ62,62,…は、ピストンの移動過程で1回転以上するので、ローラ62の偏磨耗を最小限に抑えることができる。
【0091】
なお、本変形例4においても、第一実施形態と同様に、変形例1〜3で示した形態を採用してもよい。また、変形例2及び変形例3は、ピストンの脚部と押棒に設けられた出力ローラユニットとの関係で、脚部のX方向の移動を規制したが、本変形例4において、ピストンの脚部32と反力支持台82に設けられた反力受け用ローラユニット65hとの関係で、脚部32のX方向の移動を規制してもよい。この場合、脚部32のX方向の移動を規制する手法として、変形例2又は変形例3と同様の手法を採用することが好ましい。
【0092】
「第一実施形態の変形例5」
次に、図11を用いて、第一実施形態の変形例5について説明する。なお、図11は、押棒40iや出力ローラ60i等を(−)Z側から(+)Z側に向かって見た状態を示している。
【0093】
本変形例5は、前述したように、第一実施形態の各ローラ等の数量や配置を変えた変形例である。本変形例5では、押棒40iの退行側端部43iであって、押棒40iの中心軸Cr上に1つの出力ローラユニット60iを設け、この出力ローラユニット60iの数量に合わせて、ピストンの脚部32iを1つとし、この脚部32iの(±)X側のそれぞれに反力受け用ローラ65i,65jを設けている。
【0094】
出力ローラユニット60iは、第一実施形態と同様、傾斜面部の先接触傾斜面(不図示)に接触する先接触ローラユニット61iと、傾斜面部の後接触傾斜面(不図示)に接触する後接触ローラユニット61jとを有している。
【0095】
各反力受け用ローラ65i,65jの(−)Y側で、各反力受け用ローラ65i,65jと対向する位置には、反力支持部82i,82jがハウジング21に一体形成されている。各反力支持部82i,82jには、反力受け用ローラ65i,65jの外周面と接する反力受け面85i.85jが形成されている。
【0096】
各反力支持部82i,82jの反力受け面85i.85jには、(+)X向き成分を有する力を受ける第一規制面86と、(−)X向き成分を有する力を受ける第二規制面87とが形成されている。この第一規制面86は、反力受け面85i,85j中の(−)X側に位置し、(−)X側に向かうに連れて、押棒40の後退向き((−)Y向き)に傾斜している。また、第二規制面54は、反力受け面85i,85j中の(+)X側に位置し、(−)X側に向かうに連れて、押棒40の進行向き((+)Y向き)に傾斜している。従って、反力受け面85i,85jは、X方向の中央部分が(+)Y側に突出している。
【0097】
各反力受け用ローラ65i,65jの外周には、各反力受け面85i,85jの第一規制面86に接触する第一対応面66と、各反力受け面85i,85jの第二規制面87に接触する第二対応面67とが形成されている。この結果、各反力受け用ローラ65i,65jの外周面は、X方向の中央部分が(+)Y側に突出している反力受け面85i,85jの形状に合うよう、X方向の中央部分が、各反力受け面85i,85jの回転軸に近づく向きに凹んでいる。
【0098】
従って、本変形例5では、ピストンの脚部32iのX方向の移動に関して、各反力受け面85i,85jにより規制される。
【0099】
以上、本変形例5で例示するように、出力ローラユニット60iを押棒40iの退行側端部43iに設けることを前提にすることで、押棒40iの中心軸Cr上に1つの出力ローラユニット60iを設けることができ、この1つの出力ローラユニット60iにより、ピストンからの押付力を(±)X方向でのバランスを崩すことなく、ピストンからの押付力を押棒40iに伝達することができる。このように、出力ローラユニット60iを一つにすることができる結果、この出力ローラユニット60iの外周面に接触するピストンの脚部32iも一つにすることができる。
【0100】
したがって、本変形例5では、第一実施形態よりも、出力ローラユニット及び脚部の数量を少なくすることができ、ブレーキ装置の更なる小型・軽量化を図ることができる。
【0101】
また、本変形例5では、前述したように、ピストンの脚部32iのX方向の移動に関して、各反力受け面85i,85jにより規制されるので、変形例2,3と同様、脚部ガイド等の部品を追加することなく、ピストンの移動過程で、このピストンの脚部32iが傾いたり捩れたりするのを確実に防ぐことができる。
【0102】
ところで、変形例2,3では、進退移動する押棒40に設けられている出力ローラユニット60d,60fにより、脚部からX方向の成分を有する力を受けることになるため、この押棒40は、この押棒40の進退方向であるY方向に垂直なX方向の力を受けてしまう。一方、本変形例5では、ハウジング21に形成されている反力支持部82i,82jにより、反力受け用ローラ65i,65iを介して、脚部32iからX方向の成分を有する力を受けているため、押棒40iは、変形例2,3のように、押棒40iの進退方向であるY方向に垂直なX方向の力を受けることはない。よって、本変形例5では、変形例2,3よりも、押棒40iを移動させる負荷が少なくて済み、ピストンの押付力をより効率良く押棒40iに伝達することができる。
【0103】
なお、第一実施形態や以上の各変形例1〜4では、反力受け用ローラ65(又は反力受け用ローラユニット65h)をハウジング21に固定されている反力支持台82に設けたが、本変形例5では、反力受け用ローラ65iを脚部32iに設けている。すなわち、脚部と反力支持部(又は反力支持台)との間に配置される反力受け用ローラ(又は反力受け用ローラユニット)は、脚部側に設けても、反力支持部(又は反力支持台)側に設けてもよい。
【0104】
また、本変形例5では、反力支持部82iと反力受け用ローラ65iとの関係で、脚部32iのX方向の移動を規制しているが、変形例2,3と同様に、脚部31iと出力ローラユニットとの関係で、脚部32iのX方向の移動を規制するようにしてもよい。
【0105】
さらに、本変形例5において、各反力受け面85i.85j及び各反力受け用ローラ65iの構成として、変形例2,3の傾斜面部50d,50f及び出力ローラユニット60d,60fと同様の構成を採用してもよい。
【0106】
「第二実施形態」
次に、本発明に係る第二実施形態としてのブレーキ装置について、図12及び図13を用いて説明する。
【0107】
本実施形態は、図12に示すように、出力ローラユニット(駆動部材の接触部)60k及び反力受け用ローラユニット65kをピストン(駆動部材の本体)の脚部32kに設け、押棒40kに傾斜面部50kを形成したもので、その他の構成に関しては、基本的に第一実施形態と同様である。
【0108】
ピストンの脚部32kの(+)Y側部分には、出力ローラユニット60kが設けられ、この脚部32kの(−)Y側部分には、反力受け用ローラユニット65kが設けられている。この反力受け用ローラユニット65kの(−)Y側であって、この反力受け用ローラユニット65kと対向する位置に、反力支持部82kがハウジング21と一体形成されている。この反力支持部82kには、ピストンの進退方向(Z方向)と実質的に平行で、反力受け用ローラユニット65kのローラと接する反力受け面85kが形成されている。
【0109】
押棒40kの傾斜面部50kは、第一実施形態の出力ローラユニット60と同様に、押棒40kの退行側端部43kに設けられている。この傾斜面部50kも、第一実施形態と同様、ピストン30の進退方向(Z方向)に対して傾斜し、且つ(−)Z側に向かうに連れて(+)Y側に向かう。さらに、この傾斜面部50kは、第一実施形態と同様、ピストンの進行向き((+)Z向き)への移動過程で先に出力ローラユニット60kに接触する先接触傾斜面51kと、次に出力ローラユニット60kに接触する後接触傾斜面52kとがある。この先接触傾斜面部51kも、第一実施形態と同様、ピストンの退行向き((−)Z向き)に対する角度が、後接触傾斜面部52kよりも大きい。
【0110】
傾斜面部50kが形成されている退行側端部43kの(+)Z側には、Y方向に伸びるキー溝45kが設けられている。ハウジング21には、このキー溝45kをY方向に摺動可能に支持する第二押棒ガイドキー89kが設けられている。なお、図13に示すように、押棒40kの本体に設けられているキー溝44は、第一実施形態と同様に、ハウジング21に設けられている第一押棒ガイドキー81により摺動可能に支持されている。
【0111】
図13に示すように、X方向に並んでいる2つの脚部32k,32kには、それぞれ出力ローラユニット60k,60kが設けられている。また、反力受け用ローラ65kも、同図中に示されていないが、2つの脚部32kのそれぞれに設けられている。さらに、反力支持部82kも、同図中に示されていないが、2つの反力受け用ローラ65kの数量に合わせて、ハウジング21に2つ形成されている。
【0112】
押棒40kの傾斜面部50k,50k、及びこの傾斜面部50k,50kが形成されている退行側端部43k,43kは、2つの出力ローラ60k,65kの数量に合わせて、2つ設けられている。従って、押棒40の退行側端部43k,43kを支持する第二押棒ガイド溝89k,89kも、ハウジング21に2つ形成されている。
【0113】
以上、本実施形態では、脚部32kに設けられている出力ローラユニット60kと、押棒40kの傾斜面部50kとが、二次元接触する。よって、本実施形態でも、第一実施形態と同様に、ピストンの移動過程で、このピストンの脚部32kが傾いたり捩れたりするのを抑えることができる。
【0114】
また、本実施形態では、脚部32kに設けられている反力受け用ローラユニット65kと、ハウジング21に形成されている反力支持部82kとが、二次元接触する。従って、本実施形態では、第一実施形態の変形例4と同様、脚部32kの(+)Y側と(−)Y側とのそれぞれが二次元でローラユニットに接触することになるため、第一実施形態よりも、ピストンの移動に伴う、ピストンの脚部32の捩れや傾き効果的に抑えることができる。
防ぐことができる。
【0115】
なお、本実施形態では、2つの脚部32k,32kのそれぞれに出力ローラユニット60k,60k及び反力受け用ローラ65k,65kを設け、押棒40kの二つの退行側端部43k,43kのそれぞれに傾斜面部50kを設けているが、第一実施形態の変形例5と同様に、ピストンの脚部及び押棒の退行側端部をそれぞれ1つにして、この脚部に1つの出力ローラユニット60kを設け、この退行側端部に1つの傾斜面部を設けてもよい。
【0116】
また、本実施形態においても、第一実施形態の変形例1〜4と同様の構成を採用してもよい。
【0117】
「回転体ユニットの変形例」
次に、図14を用いて、回転体ユニットの変形例について説明する。
【0118】
以上の各実施形態及び各変形例では、回転体ユニットとして、複数のローラを備えているローラユニットを採用しているが、このローラユニットの替わりに、複数のボール62mを備えているボールユニット60mを採用してもよい。
【0119】
ボールユニット60mは、同一半径の複数のボール62mと、複数のボール62m相互の相対的位置を変えずに、各ボール62mを回転可能に保持する枠64mと、を備えている。
【0120】
このボールユニット60mのボール62mも、その外周長は、第一実施形態のローラと同様、傾斜面(又は反力伝達面、反力受け面)にボールユニット60mが接触している状態での、傾斜面(又は反力伝達面、反力受け面)に対するボールユニット60mの移動経路長より、遥かに短い。よって、複数のボール62mは、ピストンの移動過程で1回転以上するので、ボール60mの偏磨耗を最小限に抑えることができる。
【0121】
ところで、第一実施形態の変形例2において、4面の傾きが互いに異なっている傾斜面部50dに接触する出力ローラユニット50dは、4つのローラユニットを有して構成されている。これは、面の傾きが異なれば、その面に接触するローラユニットのローラ回転軸の向きを変える必要があるからである。一方、本変形例では、ボールに対して、回転中心となる実回転軸が不要であるため、枠の形状を傾斜面部40dの面形状に対応させれば、1つのボールユニットで構成することができる。
【0122】
このため、複数の面の傾きが互いに異なっている傾斜面部50dに接触する回転体ユニットとして、本変形例のボールユニットを採用することで部品点数を少なくすることができる。
【符号の説明】
【0123】
10:ブレーキシュー(制動子)、15:ハンガー、20:駆動ユニット、21:ハウジング、22:空気室、23:空気出入口、28:滑り軸受け、29:コイルバネ、30:ピストン(駆動部材)、31:受圧部、32,32i,32d,32f,32g,32i,32k:脚部、40,40i,40k:押棒(従動部材又は従動部材の本体)、41:押棒の進行側端部、43,43c,43d,43f,43g,43i,43k:押棒の退行側端部、44,45k:キー溝、50,50d,50f,50k:傾斜面部、51,51d,51k:先接触傾斜面、52,52e,52k:後接触傾斜面、53,53d,53e,53f,86:第一規制面、54,54d,54e,54g,87:第二規制面、55:反力伝達面、60,60d,60f,60i,60k:出力ローラユニット、60c:接触部、60n:ボールユニット、61a,61d,61i,61k:先接触ローラユニット、61b,61e,61j,61m:後接触ローラユニット、61c:接触面、62:ローラ、62m:ボール、63d,63e,63f:第一対応ローラユニット、64d,64e,64g:第二対応ローラユニット、65,65i:反力受け用ローラ、65h,65k:反力受け用ローラユニット、70:ブラケット、81,89:押棒ガイドキー、82:反力支持台、82i,82k:反力支持部
【特許請求の範囲】
【請求項1】
駆動力に応じて進退移動する駆動部材と、該駆動部材の進退移動により、該進退移動の方向と異なる方向に進退移動する従動部材と、該従動部材の進退移動により移動して制動対象に接触する制動子と、を備えているブレーキ装置において、
前記駆動部材と前記従動部材とのうち、一方の部材は、他方の部材と接触して、該駆動部材の進退移動により、該進退移動の方向と異なる方向へ該従動部材を進退移動させる傾斜面部を有し、
前記他方の部材は、該傾斜面部の面内であって、該傾斜面部が傾斜している傾斜方向の複数個所、及び該傾斜方向に垂直な方向の複数個所に、同時に接触する二次元接触を、可能とする接触部を有している、
ことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項2】
請求項1に記載のブレーキ装置において、
前記接触部は、前記傾斜面部と前記二次元接触する複数の小接触部を有する、
ことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項3】
請求項2に記載のブレーキ装置において、
前記他方の部材が有している前記小接触部は、前記一方の部材の前記傾斜面部に当該小接触が接触した状態での、該小接触部に対する該傾斜面部の相対移動で、回転する回転体である、
ことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項4】
請求項3に記載のブレーキ装置において、
前記回転体は、前記傾斜面部に平行に延設されたローラである、
ことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項5】
請求項3又は4に記載のブレーキ装置において、
前記接触部は、複数の前記回転体の相互位置を変えないよう、複数の該回転体を拘束する枠を有している、
ことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項6】
請求項3から5のいずれか一項に記載のブレーキ装置において、
前記接触部が有している複数の前記回転体の外周長は、当該接触部の一部と接触するために該一部と対向する前記傾斜面部の範囲内の傾斜している方向の長さより短い、
ことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項7】
請求項1から6のいずれか一項に記載のブレーキ装置において、
前記傾斜面部は、前記駆動部材の前記進退移動の方向と前記従動部材の前記進退移動の方向とを含む面に対して垂直な移動規制方向のうちの一方の向きの力を受ける第一規制面と、他方の向きの力を受ける第二規制面とを有し、
前記接触部は、前記第一規制面に二次元で接触する第一対応部と、前記第二規制面に二次元で接触する第二対応部とを有している、
ことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項8】
請求項1から7のいずれか一項に記載のブレーキ装置において、
前記接触部と前記傾斜面部とのうち、少なくとも一方であって、他方に接触する面には、潤滑性の向上と硬度の向上と耐摩耗性の向上とのうち、少なくとも一つを目的とする表面処理が施されている、
ことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項9】
請求項1から8のいずれか一項に記載のブレーキ装置において、
前記駆動部材の進退移動の方向のうちの進行向き側の進行側端部と、前記従動部材の進退移動の方向のうちの退行向き側の退行側端部と、のうちの一方の端部に、前記傾斜面部が設けられ、他方の端部に前記接触部が設けられている、
ことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項10】
請求項1から9のいずれか一項に記載のブレーキ装置において、
前記従動部材から前記駆動部材に作用する反力を受ける反力支持部を備え、
前記反力支持部材と前記駆動部材とのそれぞれは、互いに接触し合う接触部を有し、
前記反力支持部の前記接触部と前記駆動部材の接触部とのうち、一方の部材の接触部は、該反力支持部材に対する該駆動部材の相対移動の方向に広がっている接触面を有し、
前記反力支持部の前記接触部と前記駆動部材の接触部とのうち、他方の部材の接触部は、前記一方の部材の前記接触面内であって、前記相対移動の方向の複数個所、及び該相対移動の方向に垂直な方向の複数個所に、同時に接触する二次元接触を、可能とする接触部である、
ことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項11】
駆動力に応じて進退移動する駆動部材と、該駆動部材の進退移動により、該進退移動の方向と異なる方向に進退移動する従動部材と、該従動部材の進退移動により移動して制動対象に接触する制動子と、該従動部材から該駆動部材に作用する反力を受ける反力支持部と、を備えているブレーキ装置において、
前記駆動部材と前記従動部材とのうちの一方は、他方に接触に接触して、該駆動部材の進退移動により、該進退移動の方向と異なる方向に該従動部材を進退移動させる傾斜面部を有し、
前記反力支持部材と前記駆動部材とのそれぞれは、互い接触し合う接触部を有し、
前記反力支持部の前記接触部と前記駆動部材の接触部とのうち、一方の部材の接触部は、該反力支持部材に対する該駆動部材の相対移動の方向に広がっている接触面を有し、
前記反力支持部の前記接触部と前記駆動部材の接触部とのうち、他方の部材の接触部は、前記一方の部材の前記接触面内であって、前記相対移動の方向の複数個所、及び該相対移動の方向に垂直な方向の複数個所に、同時に接触する二次元接触を、可能とする接触部である、
ことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項12】
請求項10又は11に記載のブレーキ装置において、
前記反力支持部材の前記接触部と前記駆動部材の前記接触部とのうち、前記他方の部材の前記接触部は、前記相対移動の方向に並んでいる複数のローラを有している、
ことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項1】
駆動力に応じて進退移動する駆動部材と、該駆動部材の進退移動により、該進退移動の方向と異なる方向に進退移動する従動部材と、該従動部材の進退移動により移動して制動対象に接触する制動子と、を備えているブレーキ装置において、
前記駆動部材と前記従動部材とのうち、一方の部材は、他方の部材と接触して、該駆動部材の進退移動により、該進退移動の方向と異なる方向へ該従動部材を進退移動させる傾斜面部を有し、
前記他方の部材は、該傾斜面部の面内であって、該傾斜面部が傾斜している傾斜方向の複数個所、及び該傾斜方向に垂直な方向の複数個所に、同時に接触する二次元接触を、可能とする接触部を有している、
ことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項2】
請求項1に記載のブレーキ装置において、
前記接触部は、前記傾斜面部と前記二次元接触する複数の小接触部を有する、
ことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項3】
請求項2に記載のブレーキ装置において、
前記他方の部材が有している前記小接触部は、前記一方の部材の前記傾斜面部に当該小接触が接触した状態での、該小接触部に対する該傾斜面部の相対移動で、回転する回転体である、
ことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項4】
請求項3に記載のブレーキ装置において、
前記回転体は、前記傾斜面部に平行に延設されたローラである、
ことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項5】
請求項3又は4に記載のブレーキ装置において、
前記接触部は、複数の前記回転体の相互位置を変えないよう、複数の該回転体を拘束する枠を有している、
ことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項6】
請求項3から5のいずれか一項に記載のブレーキ装置において、
前記接触部が有している複数の前記回転体の外周長は、当該接触部の一部と接触するために該一部と対向する前記傾斜面部の範囲内の傾斜している方向の長さより短い、
ことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項7】
請求項1から6のいずれか一項に記載のブレーキ装置において、
前記傾斜面部は、前記駆動部材の前記進退移動の方向と前記従動部材の前記進退移動の方向とを含む面に対して垂直な移動規制方向のうちの一方の向きの力を受ける第一規制面と、他方の向きの力を受ける第二規制面とを有し、
前記接触部は、前記第一規制面に二次元で接触する第一対応部と、前記第二規制面に二次元で接触する第二対応部とを有している、
ことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項8】
請求項1から7のいずれか一項に記載のブレーキ装置において、
前記接触部と前記傾斜面部とのうち、少なくとも一方であって、他方に接触する面には、潤滑性の向上と硬度の向上と耐摩耗性の向上とのうち、少なくとも一つを目的とする表面処理が施されている、
ことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項9】
請求項1から8のいずれか一項に記載のブレーキ装置において、
前記駆動部材の進退移動の方向のうちの進行向き側の進行側端部と、前記従動部材の進退移動の方向のうちの退行向き側の退行側端部と、のうちの一方の端部に、前記傾斜面部が設けられ、他方の端部に前記接触部が設けられている、
ことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項10】
請求項1から9のいずれか一項に記載のブレーキ装置において、
前記従動部材から前記駆動部材に作用する反力を受ける反力支持部を備え、
前記反力支持部材と前記駆動部材とのそれぞれは、互いに接触し合う接触部を有し、
前記反力支持部の前記接触部と前記駆動部材の接触部とのうち、一方の部材の接触部は、該反力支持部材に対する該駆動部材の相対移動の方向に広がっている接触面を有し、
前記反力支持部の前記接触部と前記駆動部材の接触部とのうち、他方の部材の接触部は、前記一方の部材の前記接触面内であって、前記相対移動の方向の複数個所、及び該相対移動の方向に垂直な方向の複数個所に、同時に接触する二次元接触を、可能とする接触部である、
ことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項11】
駆動力に応じて進退移動する駆動部材と、該駆動部材の進退移動により、該進退移動の方向と異なる方向に進退移動する従動部材と、該従動部材の進退移動により移動して制動対象に接触する制動子と、該従動部材から該駆動部材に作用する反力を受ける反力支持部と、を備えているブレーキ装置において、
前記駆動部材と前記従動部材とのうちの一方は、他方に接触に接触して、該駆動部材の進退移動により、該進退移動の方向と異なる方向に該従動部材を進退移動させる傾斜面部を有し、
前記反力支持部材と前記駆動部材とのそれぞれは、互い接触し合う接触部を有し、
前記反力支持部の前記接触部と前記駆動部材の接触部とのうち、一方の部材の接触部は、該反力支持部材に対する該駆動部材の相対移動の方向に広がっている接触面を有し、
前記反力支持部の前記接触部と前記駆動部材の接触部とのうち、他方の部材の接触部は、前記一方の部材の前記接触面内であって、前記相対移動の方向の複数個所、及び該相対移動の方向に垂直な方向の複数個所に、同時に接触する二次元接触を、可能とする接触部である、
ことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項12】
請求項10又は11に記載のブレーキ装置において、
前記反力支持部材の前記接触部と前記駆動部材の前記接触部とのうち、前記他方の部材の前記接触部は、前記相対移動の方向に並んでいる複数のローラを有している、
ことを特徴とするブレーキ装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【公開番号】特開2011−144826(P2011−144826A)
【公開日】平成23年7月28日(2011.7.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−4092(P2010−4092)
【出願日】平成22年1月12日(2010.1.12)
【出願人】(000006208)三菱重工業株式会社 (10,378)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年7月28日(2011.7.28)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年1月12日(2010.1.12)
【出願人】(000006208)三菱重工業株式会社 (10,378)
【Fターム(参考)】
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