CN1421627A - 制动气缸装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制动气缸装置，其目的是提供一种很容易地以简单的结构进行组装作业，而且能够长期维持主活塞的圆滑滑动，并能够获得稳定的蹄片间隙的制动气缸装置。在兼备扩张制动蹄片用的液压式动作机构和机械式楔形动作机构，而且在具有蹄片间隙自动调整机构的制动气缸装置中，让构成蹄片间隙自动调整机构的调整螺母(40)通过推力轴承(90)可旋转地支撑在主活塞(20)的有底孔(20b)中。

Description

制动气缸装置

技术领域

本发明涉及一种作为制动蹄片扩张机构，兼备液压式动作机构和机械式楔形动作机构，并具备蹄片间隙自动调整机构的鼓式制动器的制动气缸装置。

背景技术

以往，用作制动蹄片扩张机构的兼备液压式动作机构和机构式楔形动作机构的制动气缸装置已经公开在例如日本第18835/1990号实用新型专利公开公报中。

其结构根据图5～8进行简要说明，在此附加了实用新型登记第2590929号公报中所公开的蹄片间隙自动调整机构进行说明。

如图5的制动气缸装置纵向剖视图所示，在大致T字形的气缸体10上，由在主气缸孔11的轴线方向上带有间隔的可滑动方式密闭嵌合的一对主活塞20、20，以及设置在两主活塞20、20的中央部上与上述主气缸孔11的轴线相交叉的方向上，在离开该主气缸孔11的副气缸孔12上可滑动方式密闭嵌合的副活塞21划分出液压室13，用作提供制动动作时的加压室。

这样，串联配置的上述主活塞20、20让其对面的后端面20a、20a通过形成于气缸体10上的挡块14来限制非制动动作时的返回位置。

主活塞20、20前方一侧附设的蹄片间隙自动调整机构等的结构在图5的左右是相同的，所以仅对左侧主活塞20一侧进行说明。

在从主活塞20的轴线前端部一侧贯穿设置的有底孔20b内可旋转地嵌合调整螺母40进行支撑，在该调整螺母40上，从主活塞20突出的外周部上设置着可逆螺纹40a，同时，在内周部上设置着非可逆螺纹40b。这里的“可逆螺纹”意味着在结合螺纹的任何一侧部件上一旦作用了轴线方向的推力，就会在两部件之间产生相对旋转的“螺纹”，此外，“非可逆螺纹”意味着即使在结合螺纹的任何一侧部件上作用轴线方向的推力，也不会在两部件之间产生相对旋转的“螺纹”。在上述可逆螺纹40a上拧上驱动环50，让该驱动环50的外周面与主气缸孔11开口端部分别形成的圆锥面(符号由50a仅表示驱动环50的圆锥面)夹紧。此外，在调整螺母40的非可逆螺纹40b上拧着支撑图外制动蹄片一个端部的调整螺栓60，在调整螺母40前端部固定的弹簧保持架41和驱动环50之间压缩设置着调整弹簧42。

此外，符号43是在调整螺母40上组装了驱动环50、弹簧保持架41以及调整弹簧42的状态下，防止驱动环50朝图中右侧方向脱离用的圆环，符号61是制动蹄片间隙自动调整动作时限制调整螺栓60旋转用的防转凸缘。在该防转凸缘61前端部的槽61a中嵌合图外的制动蹄片，来限制调整螺栓60的旋转。但是，在将设置于调整螺栓60头部外周的调整齿60a从制动器外手动旋转的情况下，该调整螺栓60可以相对于防转凸缘61旋转。

另一方面，用于停车制动的本实施例的推压动作型楔形动作机构30配置在上述液压室13内，它由楔形主体31和辊34、34以及辊支架35等构成。楔形主体31由楔部32和杆部33构成，楔部32的前端部嵌插入设置于前述两主活塞20、20对面的后端面20a、20a上的切口20c、20c内，杆部33的下端部可自动摆动、并且动作地与上述副活塞21配合。

上述楔部32的锥面32a、32a和对应于该锥面32a、32a的两个主活塞20、20的切口(凹状的槽)20c、20c底面的倾斜面20d、20d之间分别可转动地设置着辊34、34。

大致呈U字形的板弹簧制成的辊支架35，由与楔部3 2颈部中的杆部33滑动嵌合的基部35a，从该基部35a的两端部沿着楔部32的锥面32a、32a设置的一对相面对的片体35b、35b，在该两片体35b、35b前端部上可转动地支撑着辊34、34，并且通过辊34、34限制相对于上述楔形主体31的轴线的旋转的限制部35c、35c构成。

此外，在楔部32的颈部与辊支架35的基部35a之间，压缩设置着制动器非动作时相对于楔部32进行辊34、34定位用的弱弹簧36。

此外，形成于楔部32前端防止相对于楔形主体31的轴线旋转用的导向器32b是以在主活塞20、20的倾斜面20d、20d的方向上延伸设置的方式一体成型的。

副气缸孔12的主气缸孔11一侧附近固定压入有插口15，在该插口15与杆部33下端附近固定的弹簧片16之间，压缩设置着制动器不动作时对楔形动作机构30进行定位用的强力弹簧17。此外，上述副活塞21通过拧在副气缸孔12的开口端部的螺母18来限制返回的位置。

此外，符号80、80以及81是为了保持液压室13的密封，分别嵌装在主活塞20、20以及副活塞21上的活塞帽，符号82、82是密封主气缸孔11开口端部用的防尘罩。

下面，对上述结构的制动动作进行说明。

首先，在进行制动时一旦对液压室13加压，主活塞20、20等就会向左右扩开，图外的一对制动蹄片就会与制动鼓摩擦配合进行制动。此外，在停车制动时，一旦通过公知的空气室等由副活塞21推动楔形主体31，辊34、34就会一面转动一面上升，两主活塞20、20等就会向左右扩开，让图外的一对制动蹄片与制动鼓摩擦配合，从而维持制动鼓的静止状态。

接着，对上述结构的蹄片间隙自动调整作用根据图5左侧的结构进行说明。

在图外的制动蹄片的衬里磨损时进行制动动作，一旦与主活塞20一体行进的调整螺母40的行程超过了与驱动环50螺纹配合部的间隙，便会解除驱动环50的圆锥面50a的夹紧，在此之后，通过调整弹簧42的弹力让驱动环50一面滑动一面旋转。而且，一旦解除制动，就会通过图外蹄片返回弹簧等的返回力，让调整螺母40以及主活塞20等一体后退上述间隙相当的大小，驱动环50的圆锥面50a就会与主气缸孔11的圆锥面夹紧，使之不能旋转。因此，之后的主活塞20等就会后退，直到主活塞20后端面20a与气缸体10的挡块14相接触，这时调整螺母40由于被旋转，调整螺栓60行进就会让蹄片的间隙自动保持大致一定。

在进行该蹄片的间隙自动调整作用时，由于支撑调整螺母40的主活塞20的有底孔20b底面上产生了比较大的旋转方向上的摩擦力，所以设置有主活塞20以不与调整螺母40一起旋转的方式导向的，如图8所示的导向机构。即，让拧在气缸体10上的带阶梯的螺栓70前端侧的细直径轴部70a滑动嵌合切削设置在主活塞20上的比上述细直径轴部70a稍宽的长槽20e，以将主活塞20通过带阶梯的螺栓70可在轴线方向移动，并且相对于轴线不能旋转的方式导向。

发明内容

然而，设置上述主活塞导向机构，会出现以下的问题。

(1)带阶梯的螺栓的紧固作业比较麻烦。而且，一旦通过紧固部朝主气缸孔内浸入泥水等，就会引起主活塞卡死或者固结，所以需要密封剂涂敷或者通过铜制垫圈来紧固等，某种防止机构会招致费用的提高。

(2)为了通过带阶梯的螺栓圆滑地导向主活塞，对带有阶梯的螺栓细直径部的直径以及拧在气缸体上的内螺纹安装位置、角度，以及主活塞长槽的宽度及其加工位置、角度的尺寸精度要求极高，必须进行精密机械加工，从而导致费用过高。

因此，带阶梯的螺栓一旦阻碍了主活塞的圆滑滑动，则会导致制动蹄片的返回不良，以及随之要求进行细微调整的蹄片间隙不稳定，或者制动效果的延迟。此外，一旦主活塞旋转方向的移动量过大，带阶梯的螺栓细直径轴部所对应的主活塞的槽的位置就会不稳定，在这种情况下蹄片间隙也不稳定。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的是提供一种很容易地以简单的结构进行组装作业，而且能够长期维持主活塞的圆滑滑动，并能够获得稳定的蹄片间隙的制动气缸装置。

为了实现上述目的，在本发明制动气缸装置中，让构成蹄片间隙自动调整机构的调整螺母通过推力轴承可自由旋转地支撑在主活塞的有底孔中。

上述推力轴承可以采用滚动轴承或者滑动轴承的任何形式。

此外，上述滑动轴承可以是形成固体润滑覆盖膜的或者形成碳化物及硝化物的表面层的，其形状可以是平板状或者杯状。

再有，上述制动气缸装置是在上述气缸体的气缸孔中相互面对配置两个主活塞，在这一对主活塞之间分隔成液压室，同时，在该液压室内配置楔形动作机构来形成，或者，在气缸体的气缸孔内配置串联三个活塞，在中间活塞与一侧的主活塞之间分隔成液压室，同时，在中间活塞与另一侧的主活塞之间配置楔形动作机构来构成也是可以的。

根据上述结构的制动气缸装置，通过推力轴承所具有的性质，在蹄片间隙自动调整作用时，仅调整螺母以较小的推力旋转，因而可以长期持久地稳定蹄片的间隙。由此，可以废除用于防止与主活塞一起转动的导向机构(带阶梯的螺栓)，从而大幅度地降低成本，同时，也可以完全消除制动蹄片的返回不良或者制动效果延迟的担忧。

本发明如上面所述可以获得以下的效果。

(1)在本发明的制动气缸装置中，让构成蹄片间隙自动调整机构的调整螺母通过推力轴承可旋转地支撑在主活塞的有底孔中。通过这种结构，充分发挥原先调整螺母的可逆螺纹部所具备的特有的功能，换言之，以弱的推力使调整螺母圆滑地旋转的功能，所以在蹄片间隙自动调整作用时不会与主活塞一齐旋转，从而始终稳定蹄片间隙。

(2)根据上面所述，由于能够以弱的推力仅让调整螺母旋转，因而能够取消以往技术中采用的通过带阶梯的螺栓的主活塞导向机构以及与之相伴的防水机构。由此，不需要带阶梯的螺栓的麻烦的紧固作业等，同时，也不需要尺寸精度要求极高的气缸体内螺纹或者主活塞的长槽加工等，从而大幅度地降低成本。而且，在带有主活塞和中间活塞的制动气缸装置中，还能够取消可在一侧主活塞与中间活塞的轴线方向相对移动的导向机构，更进一步简化结构，及降低成本。

(3)此外，由于取消了带阶梯的螺栓，能够解除阻碍主活塞圆滑滑动的主要因素，因而不存在引起成为制动蹄片拉伸原因的制动蹄片返回不良，或者制动效果延迟的担忧。

(4)另外，由于在主活塞与调整螺母之间只设置推力轴承，因而简化了结构，使制动气缸装置的组装作业更为容易。

(5)再有，制动气缸装置只要是兼备液压式动作机构和机械式楔形动作机构，而且具备蹄片间隙自动调整机构，就可适用内装楔形动作机构不仅限于推动动作型，也可以是拉伸动作型的。此外，也不限于两端开口型的制动气缸装置，可以适用于单面开口型的制动气缸装置中，其应用范围非常广泛。

附图说明

图1是有关本发明实施例1～3的制动气缸装置的纵向剖视图，左方的主活塞一侧示出了实施例1，右方的主活塞一侧示出了实施例2、3。

图2是本发明实施例1的推力轴承配置部的放大说明图。

图3是有关本发明实施例4的主要部分剖视图。

图4是有关本发明实施例5的制动气缸装置的纵向剖视图。

图5是以往制动气缸装置的纵向剖视图。

图6是图5的右侧侧视图。

图7是表示图5的制动气缸装置主要部分的主视图。

图8是沿图7中VIII-VIII线的剖视图。

具体实施方式

下面，对本发明的制动气缸装置的一个例子进行详细说明。

在说明中，关于液压式动作机构和机械式楔形动作机构兼备这一点，以及具备蹄片间隙自动调整机构这一点的基本结构，由于与上述以往技术的制动气缸装置相同，所以对于相同功能的部件以及部位添加了相同的符号，并省略了对其的说明，对于制动动作以及蹄片间隙自动调整作用在此以不同之处为中心进行说明。此外，图1中的制动气缸装置为了简化附图，在左侧的主活塞20一侧示出实施例1的结构，而在右侧的主活塞20一侧同时示出了实施例2、3的结构。

首先，对于本发明的实施例1参照图1、2进行说明。

本实施例如图1左侧主活塞20一侧所示，将调整螺母40的后端面通过公知的推力滚动轴承90旋转地支撑在主活塞20的有底孔20b的孔底。

根据上述结构，在制动动作时以及释放开时，由于主活塞20能够在对其直线前进运动没有任何妨碍的情况下滑动，从而能够可靠且迅速地起到制动效果，同时，还能够可靠地消除因制动蹄片返回不良引起的拉伸。

此外，蹄片间隙自动调整作用时的调整螺母40充分发挥出以弱的推力旋转的可逆螺纹40a部分所特有的功能，此外，主活塞20通过活塞帽80的密封力或者辊34等的接触力，不会与上述调整螺母40一起旋转，所以，始终稳定蹄片间隙，对楔形动作机构30也不产生恶劣影响。

下面，对于本发明的实施例2参照图1的右侧主活塞20一侧进行说明。

本实施例没有采用上述实施例1的推力滚动轴承90，而是采用了平板状的推力滑动轴承91，仅在这一点上是不同的。

作为上述推力滑动轴承91的一个例子，有在平板的表面上形成固体润滑覆盖膜的。该固体润滑覆盖膜可以是将二硫化钼、石墨、含氟树脂等固体润滑剂中的一种或者几种分散到结合剂中形成涂料状，作为涂料薄膜烧结硬化。此外，作为固体润滑剂，除了上述之外，还有二硫化钨、金属氧化物等，作为结合剂，一般采用了环氧树脂或者聚酰亚胺等有机树脂。此外，对作被涂敷的材料，可适用于铁、非铁、塑料等，通过对其进行适当的选择，能够制成摩擦系数低、负荷承受力大、适用温度范围广等具有多种特性的覆盖膜，从而很容易地制出平板状的推力滑动轴承91，获得与上述实施例1大致相同的作用效果的轴承。

此外，本实施例的平板状推力滑动轴承91是以形成环状为例的，以便在将图外的制动蹄片外径缩得很小，提高制动鼓等的装卸性能时，避免与调整螺栓60发生干涉，但是没有中心孔也是可以的。

下面，对于本发明的实施例3进行说明。

本实施例是把象上述实施例2那样进行固体润滑覆盖膜处理代替为，例如，通过熔融盐浴法进行硝化处理，由此在平板上形成低摩擦系数的表层部，因此发挥与上述实施例1、2大致相同的作用效果。

即，本实施例的平板由钢制成，将其浸到远低于钢的熔点的570～580度温度的硝化用熔融盐浴中，在钢的表层部上形成碳化物和硝化物的硬化层。

接着，对于本发明的实施例4参照图3的主要部分的剖视图进行说明。本实施例没有采用上述实施例2、3的平板状推力滑动轴承91，而是代之以杯状的推力滑动轴承92，将其设置在主活塞20的有底孔20b与调整螺母40之间。根据本实施例，由于调整螺母40外周部也与杯状推力滑动轴承92滑动接触，所以在制动动作时即使在主活塞20或者调整螺母40上产生撬动作用，调整螺母40也进一步圆滑地旋转。

接着，参照图4说明本发明的实施例5，对于与上述以往技术以及实施例1～4相同功能的部件等，添加了相同的符号，在此省略其说明。

本实施例是与上述制动气缸装置不同形式的公知的制动气缸装置，这里示出的是上述实话例1～3的推力滚动轴承90和平板状推力滑动轴承91，它也可以采用实施例4的杯状推力滑动轴承92，也能够获得大致等同的效果。即，该制动气缸装置在主气缸孔11中配置成由两个主活塞20、20和一个中间活塞22构成的三个活塞串联的形式，在中间活塞22与一侧的主活塞(图中左侧的主活塞)20之间分隔成液压室13，同时，在中间活塞22与另一侧的主活塞(图中右侧的主活塞)20之间配置拉伸动作型楔形动作机构30。

在以往的制动气缸装置中，设置有上述以往技术中说明的对气缸体10的两主活塞20、20的导向机构(带有阶梯的螺栓70)，在中间活塞22的有底孔22b上让一侧主活塞20的后方轴部凹凸嵌合部分上还设置有适当导向机构，以便让一侧的主活塞20可相对于中间活塞22在轴线方向移动，但不能够相对旋转，而如图4明确表示的那样，在本发明中，通过将上述实施例1～4中说明的推力滚动轴承90或平板状推力滑动轴承91或者杯状推力滑动轴承92设置于主活塞20的有底孔20b的孔底与调整螺母40之间，由此可取消上述各导向机构。

此外，本发明并不限定于上述各实施例，例如将平板状推力滑动轴承91与杯状推力滑动轴承92组合使用也是可以的。此外，上述各实施例的制动气缸装置是对带有一对主活塞的两端开口型进行说明的，而显然它也适用于仅在楔形动作机构单侧带有主活塞的公知的单面开口型的。

Claims (9)

1.一种制动气缸装置，它作为推动主活塞扩张制动蹄片用的蹄片扩张机构，兼备设置于气缸体内的液压式动作机构和机械式楔形动作机构，并具备蹄片间隙自动调整机构，该机构由可旋转地嵌合支撑于上述主活塞的有底孔中的调整螺母；与设置于该调整螺母外周部上的螺纹可逆配合的驱动环；与设置于调整螺母内周部上的内螺纹非可逆配合的支撑制动蹄片一端部的调整螺栓；朝着让上述驱动环的外周部与上述气缸体的开口部夹紧配合的方向施压的调整弹簧来构成，其特征在于：

让上述调整螺母通过推力轴承支撑在上述主活塞的有底孔中。

2.如权利要求1所述的制动气缸装置，其特征在于：上述推力轴承是滚动轴承。

3.如权利要求1所述的制动气缸装置，其特征在于：上述推力轴承是滑动轴承。

4.如权利要求3所述的制动气缸装置，其特征在于：上述滑动轴承是形成固体润滑覆盖膜的轴承。

5.如权利要求3所述的制动气缸装置，其特征在于：上述滑动轴承是形成碳化物和硝化物的表面部的轴承。

6.如权利要求3～5中任一项所述的制动气缸装置，其特征在于：上述滑动轴承是平板状的。

7.如权利要求3～5中任一项所述的制动气缸装置，其特征在于：上述滑动轴承是杯状的。

8.如权利要求1～7中任一项所述的制动气缸装置，其特征在于：在上述气缸体的气缸孔中相互面对配置两个主活塞，在这一对主活塞之间分隔成液压室，同时，在该液压室内配置楔形动作机构。

9.如权利要求1～7中任一项所述的制动气缸装置，其特征在于：在上述气缸体和气缸孔内串联配置三个活塞，在中间活塞与一侧的主活塞之间分隔成液压室，同时，在中间活塞与另一侧的主活塞之间配置楔形动作机构。

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