JP2005048945A - エアブレーキ・アクチュエータ組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】空気作動ブレーキ組立体において、重量の減少および周囲の有効空間が増加される組立体を提供する。
【解決手段】エアブレーキ・アクチュエータ組立体１０は、予備成形空気室１４の構成部品と、鋳造ブレーキ・ハウジング１２とを含む。空気室１４は前側殻体１６と後側殻対１８を備え、前側殻体１６は鋳造中に、鋳造ブレーキ・ハウジング１２に鋳込まれる前側殻体１６の半径方向に向いたフランジ３４によって、鋳造ブレーキハウジング１２に固定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、エアブレーキ・アクチュエータ組立体に関し、さらに詳しく言えば、トラック又はバスのような重量車両用空気作動ディスクブレーキのためのエアブレーキ・アクチュエータ組立体に関する。

車両、特にトラック又はバスのような重量車両の車輪に対してエアブレーキ・アクチュエータ組立体を設けることは知られている。その組立体は、空気室を備えた鋳造ブレーキ・ハウジングからなる。空気室は、通常は軟鋼からつくられ、気密シールを構成するように互いに取り付けられた前側殻体及び後側殻体からなる。前側殻体は、風雨密シールを構成するように通常はネジによってブレーキ・ハウジングのフランジに取り付けられる。このような風雨密シールは、水又はブレーキ塵もしくはゴミのような異物の侵入を阻止する必要がある。空気室は、適切なリンク機構によってブレーキ・アクチュエータに接続されたピストンを収容する。

加圧空気が、プッシュロッドに荷重を発生するピストンのダイヤフラムの背後に導入される。プッシュロッドは、回動自在に装着された作動軸に力を加えて、それを回転させる。偏心作用によって、増幅された力が１又はそれを超える調節自在のタペット組立体に加えられる。タペット組立体は、ブレーキパッドをブレーキロータに向けて進ませて、ブレーキロータに締め付け効果を発生し、それによってタペットと接触したパッドとロータの反対面に装着された別のブレーキパッドとの間に発生された摩擦によってロータの回転を維持する。

ＷＯ−Ａ−９８０２６９６８は、鋳造空気室を組み込んだ鋳造ブレーキ・ハウジングからなるブレーキ組立体を開示している。空気室は、軟鋼からなる蓋によって閉じられることが必要である。蓋及び空気室は、それらの間に気密シールを構成するように適切な締結手段を用いて互いに取り付けられる。

ハウジングにネジ止めされた分離空気室を有する従来のブレーキ組立体にはいくつかの欠点がある。ブレーキ・ハウジングのフランジにネジ止めされるべき前側殻体に対する要求は、追加の機械加工、部品、労力を必要とし、それによって最終ブレーキ組立体の費用を増加する。ブレーキ・ハウジングと前側殻体との間の風雨密シールの要求は、一層の複雑性を組立体にもたらす。フランジはブレーキ組立体に質量を追加し、さらにブレーキ組立体の周囲の有効空間を減少し、それによってブレーキ組立体付近のその他の構成部品の設計自由度を制限する。

ＷＯ−Ａ−９８０２６９６８の鋳造ブレーキ・ハウジングは、これらの問題のいくつかを克服しているが、ブレーキ組立体の質量を増加する別の問題をもたらす。これは、ブレーキ組立体がばね下質量であるので望ましくなく、また、車両サスペンションの最適応答を達成するようにばね下質量を最少にすることが望ましい。鋳造空気室の壁がブレーキ組立体の質量を減少するように厚みを減少されうるが、これは、鋳物が張力に良好に機能しないので望ましくなく、また、衝撃損傷に対する抵抗が減少される。鋳造空気室を閉じるべき軟鋼製蓋は、最終ブレーキ組立体に別の費用を加える別の結合方法を必要とする。

ＥＰ０５１０９３０は、予備製造鋳込みシリンダボア・ライナを有する液圧ブレーキ・キャリパを開示している。このライナは鋼からつくられ、キャリパ本体はアルミニュームからつくられる。しかし、ここに提示された課題は、良好な機械加工可能特性及び摩耗特性を備えたシリンダボア・ライナを有しているが軽量キャリパを提供することである。これは、空気室構成部品をブレーキ・ハウジングに取り付ける別の方法を提供すべき本発明によって向けられる課題の１つと対照的である。

本発明の目的は、従来の空気作動ブレーキ組立体の欠点を回避する空気作動ブレーキ組立体を提供することにある。
本発明の別の目的は、ブレーキ組立体の重量が減少されかつブレーキ組立体周囲の有効空間が増加される空気作動ブレーキ組立体を提供することにある。

本発明によれば、独立請求項にもとづく空気作動ブレーキ組立体が提供される。
機械的結合が製造中に空気室と鋳物との間につくられるので、このように構成されたブレーキ組立体は、ブレーキ・ハウジングの鋳造後に空気室をブレーキ・ハウジングに取り付ける必要性がなくなる。その結果、空気室がネジ固定具によって取り付けられるフランジを設ける必要性が排除される。これは、従来のブレーキ組立体と比較した場合、ブレーキ組立体の不減衰質量の重量減少がもたらされる。フランジの排除は、設計の観点から有利であるブレーキ組立体周囲の有効空間を増加する。空気室とブレーキ・ハウジングとの間の結合は、別個のシール装置を設ける必要性をさらに排除する固有の風雨密シールである。

空気室構成部品は前側殻体を備えていてもよい。組立体は、空気室を構成するように締め付け加工（ｃｌａｍｐｉｎｇ）又はクリンプ加工（ｃｒｉｍｐｉｎｇ）のような締結手段によって前側殻体に固定された後側殻体をさらに含む。鋼製空気室の場合、前側殻体及び後側殻体の締結構造は、完全に慣用のものであり、したがって信頼性を保証しかつ既存の構成部品の使用を可能にする。このことは、費用及び在庫の削減にさらに貢献する。

好適実施例においては、空気室構成部品の形状固定輪郭構造（ｆｏｒｍ ｌｏｃｋｉｎｇ ｐｒｏｆｉｌｅ）は、空気室構成部品のフランジからなる。フランジは、半径方向内側に向けられ、連続していてもよい。

形状固定輪郭構造は、前記構成部品の開口によって構成されてもよい。代案として、形状固定輪郭構造は不連続でもよい。好ましくは、その不連続は外側に向けられた隆起であり、構成部品の周囲に連続して延びているかあるいは断続的でもよい。

本発明によれば、独立請求項にもとづくブレーキ組立体を製造する方法が提供される。
空気室は、ブレーキ・ハウジング内で鋳造される前に予め冷却されてもよい。これは、鋳物が鋳込まれるさいに空気室が軟化される機会を少なくする利点を与える。予備冷却は、最終のブレーキ・アクチュエータ組立体の寸法公差を改善してもよい。

本発明は、添付図面を参照して例示のみによって記載される。
図１を参照すれば、本発明にもとづくエアブレーキ・アクチュエータ組立体１０の概略断面が示されている。エアブレーキ・アクチュエータ組立体１０は、鋳鉄ブレーキ・ハウジング１２と、ほぼ円筒形の鋼製空気室１４とを備える。空気室１４は、前側殻体１６と、後側殻体１８とを備え、両者は鋼からプレス成品としてつくられる。前側殻体１６及び後側殻体１８はクリンプ加工点２０において一体に結合される。後側殻体１８は前側殻体１６の開口端をほぼ閉鎖するので、後側殻体１８は閉鎖構成部品としてここでは言及される。空気室１４は、スプリング２４によって後側殻体１８に向けて弾性付勢されたピストン２２を収容している。ピストン２２は、ブレーキロータ（図示せず）を作動する回動アーム２６（又は作動軸）に接続するようにブレーキ・ハウジング１２の開口を貫通するアーム（又はプッシュロッド）２３を有する。ブレーキ作動機構の詳細は当業者にとって周知であるが、要約すればブレーキ８はディスク又はロータ（図示せず）に跨るクリッパ・ハウジングを備える形式のものである。クリッパは、制動されるべき車両（図示せず）の車軸に通常は装着され、車軸に関して長手方向に滑動自在である。ロータは、車両の車輪と一緒に回転するように装着される。ブレーキ８は、空気室１４のダイヤフラム２８の背後に加圧空気を導入することによって作動される。ダイヤフラム２８は、ブレーキの作動軸又は「ｏｐ軸」２６の半径方向外端においてソケット１７と協同するプッシュロッド２３に接続される。作動軸はほぼ「Ｔ」字形状につくられる。ｏｐ軸２６の下端（図１から見たとき）はその両端において円弧状軸受面を有する。円弧状軸受面は、ｏｐ軸２６が軸線の周りに回転できるようにキャリパのブレーキ・ハウジング１２の下端に配置された軸受座に着座される。ｏｐ軸２６の下端にはさらにポケット（図示せず）が設けられる。ポケットは、ｏｐシャフト回転軸に偏心して定置され、回転のさいに１対の調節自在タペット組立体４４に力を伝達させる。これらのタペット組立体４４は、アクチュエータから内側ブレーキパッド（図示せず）の後面に入力荷重を加えて、ブレーキパッドの摩擦材料を押し付けてロータと摩擦係合させる。

反力がロータと内側ブレーキパッドとの間の摩擦係合によって発生され、その反力がタペット組立体４４と及びブレーキ・ハウジング１２によって支持されたｏｐ軸２６と介してフィードバックされる。ブレーキ・ハウジング１２は、外側ハウジング部（図示せず）に固定される。このようにして、ｏｐ軸２６の移動によって発生されて加えられた力が反作用手段によって外側ハウジング部に最終的に伝達され、その外側ハウジング部が外側ブレーキパッド（図示せず）を押し付けてロータとの摩擦係合状態にする。したがって、ロータは、ｏｐ軸２６が付加方向ＡＰＰ（図１参照）に移動すると、内側ブレーキパッドと外側ブレーキパッドとの間に挟み付けられて、プッシュロッド２３からの付加された入力移動の制御の下で、車両に制動を作用する制動力を発生する。空気室からの空気圧を解除することによって、プッシュロッド２３を戻しスプリング２４の作用の下で解除方向ＲＬＳ（図１参照）に動かす。

タペット組立体は、ブレーキパッドの摩擦材料の摩耗を補償できるように調節可能である。
ブレーキ８の運転動作をさらに説明するために、類似のブレーキ及びその運転動作を示すＵＳ６４３５３１９を参照されたい。

ダイヤフラム２８は、前側殻体１６と後側殻体１８とを分離する。ダイヤフラム２８は、クリンピング点２０において空気室１４に固定される。ピストン２２及びスプリング２４は、ダイヤフラム２８の一方の側に配置されている。後側殻体１８は、ダイヤフラム２８の他方の側に流体が流れ得る空気入口３０、３２が設けられている。前側殻体１６は、鋳造中に、鋳造ブレーキ・ハウジング１２に鋳込まれる前側殻体１６の半径方向内方に向いたフランジ３４によって、ブレーキ・ハウジング１２に固定される。

図２を参照すれば、図１に示された空気室１４の前側殻体１６の概略が示される。前側殻体１６は、ほぼ円筒形の本体部分４６を含む。図２において、フランジ３４は、ブレーキ・ハウジング１２の鋳造中にブレーキ・ハウジング１２の溶融鋳鉄が流れ込むようにする追加の開口３６を備えている。開口３６は、鋳物１２内で前側殻体１６に追加の強度及び保持を与える。図２に示すように、鋳物１２内で前側殻体１６の一層の保持を与える、随意に設けられるリブ４０が、前側殻体１６の外面上に示されている。

図３−５は、別の実施例にもとづく図１に示すブレーキ組立体の鋳込み細部の概略断面を示す。図３は、開口３６を備えたフランジ３４を示す。図４は、前側殻体１６の側壁に設けた開口３８を示す。図５は、別の構成を示す。その構成によって、リブ４２が前側殻体１６の一部又は全周に設けられる。このようなフランジ３４、リブ４２、開口３６は、前側殻体１６をブレーキ・ハウジング１２に機械的取付けを与える形状固定輪郭構造を構成する。

前側殻体１６は、鋳造前に完全に形成され得るので、後続の機械加工又は成形作業を回避する。ブレーキ・ハウジング１２は、慣用の仕方で最終形体に機械加工される。
ブレーキ・アクチュエータ組立体１０の製造中に、ブレーキ・ハウジング１２は前側殻体１６の周囲に鋳込まれる。前側殻体１６は、鋳造工程前に冷却されて、前側殻体１６の寸法公差及び品質を維持する支援をする。このように、ブレーキ・アクチュエータ組立体１０を製造する利点は、組立体１０の低減された重量、ブレーキ・ハウジング１２を備えた前側殻体１６の改善された強度及び密封である。さらに、労力、組立、製造費用に関する全体の結果的低減が、本発明のブレーキ・アクチュエータ組立体１０に関連される。

空気室１４及びブレーキ・ハウジング１２のための類似又は非類似材料は、ここに記載した鋳造方法によって結合され、その鋳造方法は、利用されるべき材料の広範囲の選択を可能にする点でさらに利点を与える。例えば、アルミニューム又は異なる等級の鉄のような鋳造用の異なる材料の使用が可能である。代案としては、鋳鋼が使用されてもよい。

種々の取付け方法が前側殻体１６を後側殻体１８に固定するように使用されうる。前側殻体１６の一部が円周方向に個別の位置で後側殻体１８に局部的にクリンプ加工されうる。代案として、前側殻体１６のリムが後側殻体１８のリムの周囲に圧延されてもよい。すなわち、リムの圧延がリムの３６０度にわたって実施されて、３６０度全周にわたって２つの棚を固定する。類似の仕方で、後側殻体の一部が円周方向に個別の位置で前側殻体に局部的にクリンプ加工されるか、代案として、後側殻体１６のリムが前側殻体１８のリムの周囲に圧延されてもよい。別個の締付けバンドが前側殻体のリムを後側殻体のリムに挟むように用いられてもよい。前側殻体及び後側殻体のリムが、円周方向の個別の位置か、好ましくは３６０度全周にわたって一体に溶接されてもよい。

要約すれば、本発明は、プレス加工された前側殻体を後側殻体に取り付ける公知のすべての方法を提供するが、前側殻体をブレーキ・ハウジングに固定するように前側殻体の特別な取付け形体を要求しない。

図６において、本発明にもとづくブレーキ・アクチュエータ組立体１１０を有する別のブレーキ組立体１０８が示されている。この場合、ブレーキ組立体１０８は、運転モードにおいて用いられるが、駐車ブレーキ機能をも有している。この場合、ブレーキ・ハウジング１１２、前側殻体１１６、ダイヤフラム１２８、スプリング荷重１２４、プッシュロッド１２３がブレーキ組立体８におけるそれらの対応品に類似した仕方で動作する。前側殻体１１６は、鋳造ブレーキ・ハウジング１２の一部分が前側殻体１１６の一部分の周りに鋳造された状態で、（例えば、鋼帯を圧延することによって）予備成形される。

この場合、ブレーキ１０８は、中央部品１５２及び圧延鋼の後側殻体１５４を有する駐車ブレーキ部分１５０を含む。中央部品１５２は、アルミニュームから鋳造され、後側殻体１８が前側殻体１６の背面を閉鎖する仕方と同様な仕方で前側殻体１１６の背面を閉鎖するように作用する。中央部品１５２はしたがって閉鎖構成部品である。後側殻体１５４は、ダイヤフラム１５８に作用する駐車ブレーキ・スプリング１５６を含む。ダイヤフラム１５８は、駐車ブレーキが公知の仕方で加えられたとき、ピストン１２２に作用するプッシュロッド１６０を含む。駐車ブレーキを解除するために、加圧空気がダイヤフラム１５８の左領域にポート１６０をかいして供給され、それによってダイヤフラム１５８を図６で見たとき右に向けてスプリング１５６を圧縮し、したがってプッシュロッド１６０をピストン１２２から離れさせ、駐車制動を解除する。

中央部品１５２がアルミニュームから鋳造されるので、このアルミニューム構成部品に変形可能リムを設けることは困難である。さらに、前側殻体１１６がプレス加工鋼からつくられた場合に、前側殻体１１６をアルミニューム製中央部品１５２に溶接することは不可能である。したがって、前側殻体１１６を中央部品１５２に接続可能な接続技術はさらに限定されていることがわかる。しかし、前側殻体１１６の一部分をアルミニューム製中央部品１５２にクリンプ加工することはまだ可能である。さらに、前側殻体１１６のリムをアルミニューム製中央部品１５２に圧着することも可能である。明らかにこのような前側殻体の金属変形技術は、ブレーキ・ハウジング１１２が前側殻体１１６に鋳造された後に実施されなければならない。

本発明にもとづくエアブレーキ・アクチュエータ組立体の概略断面図である。 図１に示す空気室の前側殻体の概略斜視図である。 図１に示すエアブレーキ・アクチュエータ組立体の鋳物細部の概略断面図である。 変更実施例にもとづく図１に示すエアブレーキ・アクチュエータ組立体の鋳物細部の概略断面図である。 さらに別の実施例にもとづく図１に示すエアブレーキ・アクチュエータ組立体の鋳物細部の概略断面図である。 本発明にもとづくエアブレーキ・アクチュエータ組立体のさらに別の実施例の概略断面図である。

Claims (17)

1. 予め成形された空気室構成部品と、鋳造ブレーキ・ハウジングとを備え、前記鋳造ブレーキ・ハウジングの一部分が前記予め成形された空気室構成部品の一部分の周りに鋳造されている、エアブレーキ・アクチュエータ組立体。
2. 前記空気室構成部品はほぼ円筒形の本体を有し、該本体の一端が前記空気室構成部品の前記一部分を構成している、請求項１に記載の組立体。
3. 前記空気室構成部品の前記一部分は、鋳造中に鋳造ブレーキ・ハウジング内に係合される形状固定輪郭構造を有する、請求項２に記載の組立体。
4. 前記形状固定輪郭構造は、前記空気室構成部品のフランジからなる、請求項３に記載の組立体。
5. 前記フランジは半径方向内側に向けられている、請求項４に記載の組立体。
6. 前記フランジは連続している、請求項５に記載の組立体。
7. 前記形状固定輪郭構造は、前記空気室構成部品の開口によって構成される、請求項３−６の任意の一項に記載の組立体。
8. 前記形状固定輪郭構造は不連続である、請求項３−７の任意の一項に記載の組立体。
9. 前記の不連続性は、外側に向けられた隆起である、請求項８に記載の組立体。
10. 前記外側に向けられた隆起は円周方向に連続している、請求項９に記載の組立体。
11. 前記空気室構成部品は前側殻体を備え、前記組立体は空気室を構成するように締結手段によって前記前側殻体に固定された閉鎖構成部品をさらに含む、請求項１−１０の任意の一項に記載の組立体。
12. 前記締結手段は前記前側殻体の変形部分からなる、請求項１１に記載の組立体。
13. 前記前側殻体はプレス加工された鋼製前側殻体である請求項１１又は１２に記載の組立体。
14. 前記空気室構成部品は前側殻体を備え、前記組立体は前記前側殻体を閉鎖するように作用する中央部品を有する駐車ブレーキをさらに含み、前記中央部品は空気室を構成するように締結手段によって前記前側殻体に固定され、該締結手段は前記前側殻体の変形部分からなる、請求項１−９の任意の一項に記載の組立体。
15. 予め成形された空気室構成部品を供給する工程と、
    ブレーキ・ハウジングを鋳造する鋳型を供給する工程と、
    空気室構成部品の一部分を前記鋳型内に配置する工程と、
    前記鋳型を溶融材料で満たす工程と、
    前記溶融材料を前記鋳型内で凝固させ、前記ブレーキ・ハウジングに結合された前記空気室構成部品を有するブレーキ組立体を構成する工程と、
    を備える、ブレーキ組立体を製造する方法。
16. 前記鋳型を溶融材料で満たす直前に前記空気室構成部品を予め冷却する工程とからさらになる、請求項１５に記載の方法。
17. 閉鎖構成部品を供給する工程と、前記空気室構成部品の領域を変形することによって、該空気室構成部品を前記閉鎖構成部品に固定する工程とを更に有する、請求項１５又は１６に記載の方法。

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