JP2005009508A - ドラムブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレーキ力に応じて制動力を制御可能なシュー駆動カムを備えるドラムブレーキ装置において、制動解除時のブレーキシューの戻り不良による引き摺りの発生を防止する。
【解決手段】ブレーキシューからアンカピンに作用するブレーキ力に応じて制動力をメカ的に制御するシュー駆動カムを備えるドラムブレーキ装置において、アンカピン１０に回動自在に支持されるカム板７６と、操作力発生手段６からシュー操作力を受けるレバープレート３０とを、各ブレーキシュー３，４に当接した一対のカムピン２１，２３を介して相対回動可能に連結して、レバープレート３０及び一対のカムピン２１，２３から構成される入力系統の伝達機構と、一対のカムピン２１，２３とカム板７６とで構成される制御系統の伝達機構とを、相互間で直接的な動力伝達が行われない分離状態にする。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブレーキシューのドラムへの押圧力をブレーキ力に応じて制御して、ブレーキの高い効きと安定性を確保できるドラムブレーキ装置に関し、詳しくは、制動操作時の入力の伝達を円滑にするための改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の走行を制動するために種々の形式のドラムブレーキ装置が用いられているが、これらのドラムブレーキ装置は、略円筒状のドラムの内周面に押圧されるブレーキシューの配置によって、リーディングトレーリング式やツーリーディング式、若しくはデュオサーボ式等に分類される。
【０００３】
デュオサーボ式のドラムブレーキ装置は、一般に、円筒状のドラム内に、互いに対向して配置されたプライマリ・シューとセカンダリ・シューの一対のブレーキシューを備える。
プライマリ・シューは、ドラムの前進回転方向入口側が入力部とされると共に、ドラムの前進回転方向出口側は例えばアジャスタを介してセカンダリ・シューの入口側に連結される。一方、セカンダリ・シューの出口側はバッキングプレート上に装備されたアンカ部に当接させられ、プライマリ・シュー及びセカンダリ・シューに作用するブレーキ力（制動トルク）をアンカ部で受け止めるようになっている。
【０００４】
これにより、プライマリ・シュー及びセカンダリ・シューを拡開させてドラムの内周面に押し付けると、プライマリ・シューに作用するブレーキ力がセカンダリ・シューの入口側に入力してセカンダリ・シューをドラム内周面に押し付けるように作用するため、プライマリ・シューとセカンダリ・シューの双方に自己サーボ作用が働き、非常にゲインの高い制動力を得ることができる。
【０００５】
前述したデュオサーボ式ドラムブレーキ装置は、リーディングトレーリング式やツーリーディング式のドラムブレーキ装置と比較して、極めて高い制動力を得ることができるばかりでなく、小型化し易く、かつパーキングブレーキの組み込みも容易である等の多くの長所を有している。
ところが、このようなデュオサーボ式ドラムブレーキ装置は、ブレーキシューのライニングの摩擦係数の変化に敏感であるため、制動力を安定させにくい傾向にあり、制動力を安定化させる工夫が要求されている。
【０００６】
また、最近の車両用のブレーキ装置は、アンチロックブレーキシステムを始めとするブレーキ機能のインテリジェント化や、環境汚染の軽減等に適した電気自動車（ＥＶ車）等への対応のため、ブレーキ装置の電動化も重要課題とされている。
【０００７】
このような背景から、本願出願人は、制動時にブレーキシューを拡開するシュー駆動機構として、サービスブレーキ時に操作力発生手段から入力レバーに伝達されるシュー操作力に応じて一対のブレーキシューを拡開してドラムに押圧する一方、制動時にアンカピンに作用するブレーキ力がシュー操作力に対して所定倍率に達するとシュー操作力の作用を減ずる方向の制動制限力を入力レバーに作用させるリンク機構を、既に提案している（例えば、特許文献１）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−２５４７６６号公報
【０００９】
このリンク機構を使用することで、デュオサーボ式ドラムブレーキ装置における制動力の安定化が図れ、更に、上記の操作力発生手段として、従来の液圧式のホイールシリンダの代わりに、電動モータ等を利用した電動式の操作力発生手段を採用するだけで、ブレーキ装置の電動化も容易に実現することができた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前述したシュー駆動機構としての従来のリンク機構は、制動時のブレーキ力を入力レバーにフィードバックして、制動力を制御する構成のため、制動中に入力レバーにフィードバックされるブレーキ力が、ブレーキシューへの入力伝達の妨げになって、入力伝達の円滑性が損なわれたり、入力の伝達効率の低下を招く虞があった。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ブレーキ力に応じて制動力が制御可能で、ブレーキの安定した効きを確保できると同時に、制動力を制御するためにフィードバックされるブレーキ力が、ブレーキシューを拡開する入力伝達手段には伝達されず、制動操作時の入力の伝達を円滑にすると共に、入力の伝達効率を向上させることのできるドラムブレーキ装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係るドラムブレーキ装置は、ドラム内に対向配置される一対のブレーキシューを、操作力発生手段の発生するシュー操作力によりドラムに押圧して制動力を発生させると共に、制動時にブレーキシューに作用するブレーキ力を利用して前記制動力を制御するシュー駆動カムを備えたドラムブレーキ装置において、前記シュー駆動カムは、各ブレーキシューの端部に当接する一対のカムピンと、バッキングプレートに立設したアンカピンに回転可能に支持されると共に前記一対のカムピンを遊嵌状態に挿通させたカム板と、前記操作力発生手段によるシュー操作力を受ける入力受け部を有して前記一対のカムピンに係合するレバープレートとを備え、前記カム板が前記シュー操作力に応じた前記レバープレートの回動に伴い前記カムピンを介して前記一対のブレーキシューを拡開すると共に、前記カムピンの何れかに作用するブレーキ力に応じて前記アンカピンの周りを回動することにより前記制動力の制御を行うことを特徴とする。
【００１３】
このように構成されたドラムブレーキ装置においては、制動操作時には、操作力発生手段の出力するシュー操作力を受けたシュー駆動カムのレバープレートの回動動作によって一対のカムピンが変位し、この一対のカムピンの変位に追従する各ブレーキシューの拡開によって制動力を発生させる。
そして、制動時には、出力側のブレーキシューからカムピンに作用するブレーキ力が、カムピンを挿通させたカム板に伝達される。そして、伝達されたブレーキ力でカム板がアンカピン周りに回動すると、それに伴うカムピンの変位によって、カムピンによるブレーキシューの拘束が緩和されて、制動力の上昇を抑える制御作用が生じる。
【００１４】
また、以上のシュー駆動カムは、操作力発生手段と各ブレーキシューとの間に配置されて制動力の制御をメカ的に行うため、操作力発生手段としては、従来の油圧式ホイールシリンダ等の液圧式のアクチュエータだけでなく、電動モータ等の電動式のアクチュエータを使用することができる。
【００１５】
更に、以上のシュー駆動カムにおいて、カム板とレバープレートとは一対のカムピンを介して互いに連結された機構であるが、これらカム板及びレバープレートのカムピンに対する係合形態を工夫することによって、カム板とレバープレートとを相対回動可能な連結構造にすることができる。そして、カム板とレバープレートとを相対回動可能に連結することで、レバープレート及び一対のカムピンから構成される入力系統の伝達機構と、一対のカムピンとカム板とで構成される制御系統の伝達機構とを、相互間で直接的な動力伝達が行われない分離状態にすることができ、制動時にカム板に作用するブレーキ力のレバープレートへの伝達を排除することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るドラムブレーキ装置の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係るドラムブレーキ装置の好適な実施の形態の正面図である。 この実施の形態のドラムブレーキ装置１は、所謂、デュオサーボ式ドラムブレーキ装置で、図示せぬ略円筒形のドラム内の空間に対向配備されるプライマリ・シュー３及びセカンダリ・シュー４の一対のブレーキシュー３，４と、これら一対のブレーキシュー３，４の一方の対向端側に配設されてサービスブレーキの操作時に各ブレーキシュー３，４をドラム内周面に押圧するためのシュー操作力を発生する操作力発生手段６と、この操作力発生手段６の発生する操作力を各ブレーキシュー３，４に伝達するシュー駆動機構であるシュー駆動カム７と、各ブレーキシュー３，４の他方の対向端間に配設されてプライマリ・シュー３の出力をセカンダリ・シュー４に入力するリンク機能を兼ねたアジャスタユニット８と、これらの構成部材を支持するバッキングプレート上に立設されたアンカピン１０とを備えている。
【００１７】
なお、図１では、バッキングプレートやドラムは図示が省略されている。また、各ブレーキシュー３，４の端部相互を互いに接近する方向に付勢するシューリターンスプリングや、アジャスタユニット８を駆動する機構等も、図示が省略されている。
なお、図示せぬドラムは、バッキングプレートと同心で、車両の前進時には図１の矢印Ｒ方向に回転する。
【００１８】
また、ブレーキシュー３，４は、ドラムの内周に向かって移動可能に、図示せぬシューホールドダウン装置によりバッキングプレートに取り付けられている。
そして、各ブレーキシュー３，４の操作力発生手段６側の端部は、図示せぬシューリターンスプリングを介して、それぞれのシューの端部が互いに接近する方向（即ち、ドラムから離間する方向）に付勢されている。
また、各ブレーキシュー３，４のアジャスタユニット８側の端部相互も、図示せぬシュートゥシュースプリングの付勢力によって、アジャスタユニット８の端部に当接した状態が維持されるように付勢されている。
【００１９】
本実施の形態の場合、操作力発生手段６は、サービスブレーキ用のブレーキペダル等のブレーキ操作に応じて出力ロッドが矢印（イ）方向に進出して、シュー操作力Ｗ（図６参照）となる押圧力を出力するホイールシリンダである。
【００２０】
アジャスタユニット８は、本来は、各ブレーキシュー３，４のライニングの摩耗の進行に応じて、これらのブレーキシュー３，４の端部間の間隔を調整するもので、制動時のブレーキシュー３，４の変位量に応じて回動するアジャスタレバーの回動動作で調整用歯車８ａを回転操作して、ブレーキシュー３，４の端部間の間隔を自動調整するように構成されている。
【００２１】
本実施の形態のシュー駆動カム７は、図６に示すように、一対のレバープレート３０と、これらのレバープレート３０，３０間において互いに離間状態に配置され、ピン嵌合穴７６ａによってアンカピン１０に回転自在に支持される一対のカム板７６と、後述するプライマリカムピン２１及びセカンダリカムピン２３と、一対のレバープレート３０，３０間に軸支され操作力発生手段６からシュー操作力Ｗを受ける入力受け部としての入力ピン２５とを備えて構成される。
【００２２】
プライマリカムピン２１及びセカンダリカムピン２３は、図１及び図７に示すように、プライマリカムピン２１がプライマリ・シュー３の端部に当接するシュー係合カム部として作用し、セカンダリカムピン２３がセカンダリ・シュー４の端部に当接するシュー係合カム部として作用するもので、アンカピン１０を挟んで、プライマリカムピン２１がドラムの半径方向外側の位置に、セカンダリカムピン２３がドラムの半径方向内側の位置に配置されている。
そして、図７に示すように、入力ピン２５は、セカンダリカムピン２３よりも更に半径方向内径側に離間した位置に配置されている。
【００２３】
また、本実施の形態の場合、上記した各カムピン２１，２３は、カム板７６に回転自在に挿通されると共に、図２、図５に示すように、カムピン２１，２３を変位可能にする隙間Δｓ_１，Δｓ_２を有する形状に設定されたピン嵌合穴７６ｂ，７６ｃに遊嵌して、レバープレート３０と係合している。
そして、上記の各カムピン２１，２３は、図２に示すように、制動操作が行われない非制動時は、外周面が各ブレーキシュー３，４から隙間Δｓ_１，Δｓ_２だけ離間した非接触位置に配置されている。しかし、各カムピン２１，２３には、図４に示すように、一対のカム板７６，７６間においてリング体２１ａ，２３ａが外嵌されており、各ブレーキシュー３，４は、一対のカム板７６，７６間に配置されることにより、これらのリング体２１ａ，２３ａを介して各カムピン２１，２３と当接されている。
【００２４】
レバープレート３０は、金属板のプレス成形等で形成されたもので、既述したように、カム板７６を挟むように上下に一対設けられている。
これら一対のレバープレート３０相互は、一端側が、操作力発生手段６からのシュー操作力Ｗを受ける入力ピン２５により連結されている。
また、各レバープレート３０は、プライマリカムピン２１に係合する湾曲凹面状のピン係合部３０ａと、セカンダリカムピン２３が嵌合する孔状のピン係合部３０ｂとを有している。
【００２５】
レバープレート３０は、これら一対のピン係合部３０ａ，３０ｂに、一対のカムピン２１，２３をそれぞれ係合させることで、何れかのカムピン２１，２３を支点に回動可能に、カム板７６に連結される。
また、カムピン２１，２３はカム板７６上を変位可能であり、このカムピン２１，２３の移動距離によって、ピン係合部３０ａ，３０ｂに係合されるレバープレート３０が、カム板７６に対して移動可能になっている。
【００２６】
以上のシュー駆動カム７では、例えば前進制動時には、図７に示すように、入力ピン２５に操作力発生手段６のシュー操作力Ｗを受けることで、レバープレート３０にカムピン２１又はカムピン２３を支点とした図中反時計方向の回動を生じさせ、それに伴う各カムピン２１，２３の変位によって、各ブレーキシュー３，４を拡開して制動力を発生させる。即ち、レバープレート３０及びカムピン２１，２３が、シュー操作力Ｗをブレーキシュー３，４に伝達する入力系統の伝達機構として働く。
なお、一対のブレーキシュー３，４の拡開時には、カムピン２１，２３の変位に追従して、カム板７６がアンカピン１０を回転中心とする反時計方向に回動変位する。
【００２７】
一方、制動時には、出力側のブレーキシュー（前進制動時であればセカンダリ・シュー４、後進制動時であればプライマリ・シュー３）からセカンダリカムピン２３又はプライマリカムピン２１を介してカム板７６にブレーキ力Ｆａが作用する。このブレーキ力Ｆａは、カム板７６にアンカピン１０を回転中心とする時計方向の回転モーメントＭ_３を作用させ、カム板７６の時計方向の回動に伴う一対のカムピン２１，２３の変位によって、制動力を減ずる方向に制動力を制御する。即ち、カムピン２１，２３及びカム板７６が、ブレーキ力Ｆａに応じて制動力の制御を行う制御系統の伝達機構として働く。
【００２８】
この制動時のブレーキ力Ｆａによるカム板７６の時計方向の回動は微量であり、このカム板７６の時計方向への回動に伴う一対のカムピン２１，２３の、隙間Δｓ_１，Δｓ_２を超えて移動する変位量もまた微量である。
即ち、ブレーキ力Ｆａによるカム板７６の時計方向の回動時、レバープレート３０は、一対のカムピン２１，２３が変位しても、以前の位置を保持することができ、制御系統の伝達機構から入力系統の伝達機構へのブレーキ力Ｆａの伝達を排除することができる。
【００２９】
シュー駆動カム７において、入力ピン２５とアンカピン１０との間の離間距離をＬ_１、操作力発生手段６から入力するシュー操作力をＷとすると、シュー操作力Ｗによってカム板７６に働く反時計方向の回転モーメントＭ_１は、
Ｍ_１＝Ｗ×Ｌ_１ ……（１）
である。
また、プライマリカムピン２１がプライマリ・シュー３をドラムに押圧する力をＦ_０、アンカピン１０とプライマリカムピン２１との間の離間距離をＬ_２とすると、プライマリ・シュー３からの反力によってカム板７６に作用する時計方向の回転モーメントＭ_２は、
Ｍ_２＝Ｆ_０×Ｌ_２ ……（２）
である。
【００３０】
また、図７に示す前進制動時において、セカンダリ・シュー４からセカンダリカムピン２３を介してカム板７６に作用するブレーキ力をＦａ、セカンダリカムピン２３とアンカピン１０との間の離間距離をｓとすると、カム板７６に作用するブレーキ力Ｆａによってカム板７６に働く時計方向の回転モーメントＭ_３は、
Ｍ_３＝Ｆａ×ｓ ……（３）
である。
シュー駆動カム７は、これらの（１）〜（３）に示す回転モーメントがつり合うように、制動力を制御する。
【００３１】
後進制動時には、操作力発生手段６からシュー操作力Ｗが入力ピン２５に伝達されると、それによってレバープレート３０がカムピン２１又はカムピン２３を支点に反時計方向に回動して、それに伴うカムピン２１，２３の移動によってブレーキシュー３，４を拡開して制動力を発生させる。
そして、制動時には、プライマリ・シュー３からカムピン２１に作用するブレーキ力によって、カム板７６に時計方向の回転モーメントが作用して、前進制動時と同様に、制動力の制御がなされる。この後進制動時においても、カム板７６上でのカムピン２１，２３の変位により、ブレーキ力がレバープレート３０に作用することは、排除される。
【００３２】
以上に説明したドラムブレーキ装置１では、制動操作時には、操作力発生手段６の出力するシュー操作力Ｗを受けたシュー駆動カム７のレバープレート３０の回動動作によって一対のカムピン２１，２３が変位し、この一対のカムピン２１，２３の変位に追従する各ブレーキシュー３，４の拡開によって制動力を発生させる。
そして、制動時には、出力側のブレーキシューからカムピンに作用するブレーキ力が、カムピン２１，２３を支持しているカム板７６に伝達される。そして、伝達されたブレーキ力でカム板７６がアンカピン周りに回動すると、それに伴うカムピン２１，２３の変位によって、カムピン２１，２３によるブレーキシュー３，４の拘束が緩和されて、制動力の上昇を抑える制御作用が生じる。そのため、安定したブレーキの効きを確保することができる。
【００３３】
また、以上のシュー駆動カム７は、操作力発生手段６と各ブレーキシュー３，４との間に配置されて制動力の制御をメカ的に行うため、操作力発生手段６としては、従来の油圧式ホイールシリンダ等の液圧式のアクチュエータだけでなく、電動モータ等の電動式のアクチュエータを使用することができ、ブレーキ機能のインテリジェント化や車両のハイブリッド化等のための電動化も容易にできる。
【００３４】
更に、以上のシュー駆動カム７において、カム板７６とレバープレート３０とは一対のカムピン２１，２３を介して互いに回動可能に連結された機構である。
そして、カム板７６とレバープレート３０とを相対回動可能に連結したことで、レバープレート３０及び一対のカムピン２１，２３から構成される入力系統の伝達機構と、一対のカムピン２１，２３とカム板７６とで構成される制御系統の伝達機構とを、相互間で直接的な動力伝達が行われない分離状態にすることができ、制動時にカム板７６に作用するブレーキ力のレバープレート３０への伝達を排除することができる。
従って、制動力を制御するためにフィードバックされるブレーキ力が、シュー操作力Ｗに応じてブレーキシューの拡開を行う入力伝達手段には伝達されず、制動操作時の入力の伝達を円滑にすると共に、入力の伝達効率を向上させることができる。
【００３５】
なお、カム板７６とレバープレート３０とを相対回動可能に連結するために、上記実施の形態では、図２及び図５に明瞭に示したように、カムピン２１，２３が嵌合するカム板７６，７６上のピン嵌合孔７６ｂ，７６ｃを、カムピン２１，２３の変位可能な隙間Δｓ_１，Δｓ_２を有した適宜形状に設定した。
しかし、カム板７６とレバープレート３０とを相対回動可能に連結する構造としては、カムピン２１，２３が、カム板７６と係合する本体軸部に対し偏心してレバープレート３０と係合するレバー用軸部を有した形状に設定して実現することも可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のドラムブレーキ装置によれば、制動操作時には、操作力発生手段の出力するシュー操作力を受けたシュー駆動カムのレバープレートの回動動作によって一対のカムピンが変位し、この一対のカムピンの変位に追従する各ブレーキシューの拡開によって制動力を発生させる。
そして、制動時には、出力側のブレーキシューからカムピンに作用するブレーキ力が、カムピンを支持しているカム板に伝達される。そして、伝達されたブレーキ力でカム板がアンカピン周りに回動すると、それに伴うカムピンの変位によって、カムピンによるブレーキシューの拘束が緩和されて、制動力の上昇を抑える制御作用が生じる。そのため、安定したブレーキの効きを確保することができる。
【００３７】
また、シュー駆動カムは、操作力発生手段と各ブレーキシューとの間に配置されて制動力の制御をメカ的に行うため、操作力発生手段としては、従来の油圧式ホイールシリンダ等の液圧式のアクチュエータだけでなく、電動モータ等の電動式のアクチュエータを使用することができ、ブレーキ機能のインテリジェント化や車両のハイブリッド化等のための電動化も容易にできる。
【００３８】
更に、本発明のシュー駆動カムにおいて、カム板とレバープレートとは一対のカムピンを介して互いに回動可能に連結された機構である。
そして、カム板とレバープレートとを相対回動可能に連結したことで、レバープレート及び一対のカムピンから構成される入力系統の伝達機構と、一対のカムピンとカム板とで構成される制御系統の伝達機構とを、相互間で直接的な動力伝達が行われない分離状態にすることができ、制動時にカム板に作用するブレーキ力のレバープレートへの伝達を排除することができる。
従って、制動力を制御するためにフィードバックされるブレーキ力が、シュー操作力に応じてブレーキシューの拡開を行う入力伝達手段には伝達されず、制動操作時の入力の伝達を円滑にすると共に、入力の伝達効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るドラムブレーキ装置の好適な実施の形態の要部の正面図である。
【図２】図１に示したシュー駆動カムの一方のレバープレートを取り外した状態の正面図である。
【図３】図２に示したシュー駆動カムの斜視図である。
【図４】図３に示したシュー駆動カムの更に一方のカム板を取り外した状態の斜視図である。
【図５】図１に示したシュー駆動カムの組立時の正面図である。
【図６】図５に示したシュー駆動カムの斜視図である。
【図７】図１に示したシュー駆動カムの前進制動時における各カムピンの回転挙動の説明図である。
【符号の説明】
１ ドラムブレーキ装置
３ プライマリ・シュー（ブレーキシュー）
４ セカンダリ・シュー（ブレーキシュー）
６ 操作力発生手段（ホイールシリンダ）
７ シュー駆動カム（シュー駆動機構）
８ アジャスタユニット
１０ アンカピン
２１ プライマリカムピン（カムピン）
２３ セカンダリカムピン（カムピン）
２５ 入力ピン
３０ レバープレート
７６ カム板

Claims (1)

1. ドラム内に対向配置される一対のブレーキシューを、操作力発生手段の発生するシュー操作力によりドラムに押圧して制動力を発生させると共に、制動時にブレーキシューに作用するブレーキ力を利用して前記制動力を制御するシュー駆動カムを備えたドラムブレーキ装置において、
   前記シュー駆動カムは、各ブレーキシューの端部に当接する一対のカムピンと、バッキングプレートに立設したアンカピンに回転可能に支持されると共に前記一対のカムピンを遊嵌状態に挿通させたカム板と、前記操作力発生手段によるシュー操作力を受ける入力受け部を有して前記一対のカムピンに係合するレバープレートとを備え、
   前記カム板が前記シュー操作力に応じた前記レバープレートの回動に伴い前記カムピンを介して前記一対のブレーキシューを拡開すると共に、前記カムピンの何れかに作用するブレーキ力に応じて前記アンカピンの周りを回動することにより前記制動力の制御を行うことを特徴とするドラムブレーキ装置。

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