JP2005351477A - 手動ブレーキ作動装置組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば機能不良のために常用ブレーキを掛けるための空気圧が不十分の場合でも、手動で掛けることができる組立体を提供する。
【解決手段】空気作動式ブレーキ用の手動ブレーキ作動装置組立体において、ブレーキに対して固定されているねじ付支持部材と、前記ブレーキの作動伝達経路内の構成要素に対して調整可能に位置決めするための相補的ねじ付ロッドと、を備えており、前記ねじ付ロッドをねじ込むと、前記ブレーキが作動して掛かるようになっている手動ブレーキ作動装置組立体。
【選択図】 図２

Description

本発明は、手動ブレーキ作動装置組立体に関する。具体的には、本出願は、空気作動システムに機能不良があるか、空気アクチュエータがない場合に用いられる空気作動式ブレーキ用の手動ブレーキ作動装置組立体に関する。

空気作動式ディスクブレーキは、通常、トラック又はバスを制動するような重量車両用途に用いられる。そのようなブレーキは、一般的には以下のように作動する。
加圧された空気が空気室の仕切板の後ろ側に導入され、それによって、プッシュロッドに荷重が加わる。プッシュロッドは、軸回転可能に取り付けられている作動シャフトに力を加えて、これを回転させる。偏心動作によって、増幅された力が、１つ又は複数のタペット組立体に加えられ、タペット組立体がブレーキパッドをブレーキローターに押し付け、ブレーキローターを締め付ける。これによって、ローターと、タペットに接触しているパッド、及びローターの反対側の面上に取り付けられている別のブレーキパッドとの間に摩擦が生成され、ローターの回転が減速する。

安全に関わる法規を遵守するため、空気作動式ブレーキが装着されている車両を駐車するときには、空気の漏れによってブレーキ力が消失する危険性を克服するため、当然のこととして、加圧された空気に頼らず機械的にブレーキを掛けなければならない。従来、上記型式の空気作動式ブレーキでは、この駐車ブレーキ機能は、後方室に大きなばねを追加して、加圧された空気が無い場合にプッシュロッド上に荷重を作り出すことによって実現されている。

英国特許出願ＧＢ０４１０８４１．１号による優先権を請求している係属中の特許出願では、出願人は、従来のばね式の駐車ブレーキを使用する代わりに、作動位置にあるときには作動シャフトの表面と係合する機械ラッチを使用することを提案している。このラッチ式の駐車ブレーキを操作するための力要件を最小にするため、ラッチが、作動シャフトと接触し若しくは作動シャフトとの接触を解除して、駐車ブレーキを掛け若しくは解除する前に、常用ブレーキが掛けられる。

通常の状況では、ブレーキ制御システムは、駐車ブレーキの操作に必要であれば、確実に常用ブレーキが掛けられるようにしている。しかしながら、例えば機能不良のために常用ブレーキを掛けるための圧力が不十分な場合、これは不可能になる。同様に、ブレーキの組み立て又は保守の間は、常用ブレーキの操作に必要な力を加える空気室が装着されていないこともある。

本発明の目的は、加圧された空気の必要無しに、常用ブレーキを手動で掛けることができる組立体を提供することである。

従って、本発明の第１の態様は、空気作動式ブレーキ用の手動ブレーキ作動装置組立体を提供しており、前記組立体は、ブレーキに対して固定されているねじ付支持部材と、ブレーキの作動伝達経路内の構成要素に対して調節可能に位置決めするための相補的ねじ付ロッドとを備えており、ねじ付ロッドをねじ込むと、ブレーキが作動して掛かるようになっている。

本発明の第２の態様は、ブレーキに対して固定されているねじ付支持部材と、ブレーキの作動伝達経路内の構成要素に対して調節可能に位置決めするための相補的ねじ付ロッドとを備えており、ねじ付ロッドをねじ込むと、ブレーキが作動して掛かるようになっている空気作動式ブレーキ用の手動ブレーキ作動装置組立体を操作するための方法において、ねじ付ロッドを、ねじ付支持部材に、ブレーキが掛かるまでねじ込む段階から成る方法を提供している。

これより本発明の実施形態を、添付図面を参照しながら説明するが、これらは単なる例に過ぎない。
図１に示すように、ブレーキ８は、車両の車軸又は懸架装置に回転しないように固定されている支持部９を備え、支持部９にキャリパー１０が滑動可能に取り付けられている型式のブレーキである。キャリパー１０は、ブレーキを掛ける車輪（図示せず）と共に回転するように取り付けられているディスク即ちローターを跨いでいる。ブレーキ８は、プッシュロッド１１に接続されている隔壁１３の背後に加圧された空気を導入することによって作動する。プッシュロッドは、ブレーキの作動シャフト１４の半径方向外側端部のソケット１７と協働する。作動シャフト１４の内側端部は、その反対側の端部に、キャリパーの内側ハウジング部１６の下端部に配置されている軸受座４３に着座する弓形の軸受面４２を有しており、作動シャフト１４が図１の紙面内へ伸張する軸の回りに回転できるようにしている。作動シャフト１４の内側端部には、作動シャフトの回転軸線に対して偏心して配置されたポケットが設けられており、回転すると、力がローラー２０に伝達されるようになっている。すると、ローラー２０は、加えられた荷重を一対の内側タペット部材２２に伝達する。これらの内側タペット部材２２は、関係付けられた外側タペット部材２４に係合するようにねじ込まれ、外側タペット部材２４は、アクチュエータからの荷重を内側ブレーキパッド２５の裏側に加えられるので、ブレーキパッドの摩擦材が押されて、ローター１２と摩擦係合する。

このローターと内側ブレーキパッド２５の間の摩擦係合によって生成された反力は、タペット２２、２４、ローラー２０、及び内側ハウジング部１６によって支持されている作動シャフト１４を通してフィードバックされる。キャリパー１０は、ローター１２に対して滑動可能に、且つローターを跨いで取り付けられているので、作動シャフト１４の運動によって生成された印加力は、最終的には、反力によって、ローター１２の反対側に取り付けられたもう一方のブレーキパッド２５に伝達され、このブレーキパッドも押し付けられてローターと摩擦係合する。従って、ローター１２は、作動シャフト１４の運動によって内側と外側のブレーキパッド２５の間で締め付けられ、隔壁１３とプッシュロッド１１から加えられた入力運動の制御の下に、車両を制動するブレーキ力を生成する。隔壁１３、プッシュロッド１１、作動シャフト１４、ローラー２０、内側タペット部材２２及び外側タペット部材２４は、ブレーキ８の作動伝達経路を形成している。

図２は、作動シャフト１４の後側の螺旋面と接触してブレーキ８の駐車ブレーキ機能を作り出すラッチ５２を示している。ラッチ５２は、駐車ブレーキを係合及び係合解除するため、電子モーター（図示せず）によって図２の紙面に対し垂直方向に動かすことができる。コストと空間の要件を最小にするために、このモーターの出力は比較的低い。このことは、プッシュロッド１１を介して常用ブレーキが掛けられているときにのみ、駐車ブレーキが掛けられ、或いは解除されるので、モーターは、ラッチ５２と支台面６２の間の高い摩擦に打ち勝つ必要がないことを意味している。

同時にこのことは、駐車ブレーキが掛かっている間に常用ブレーキが動作不良を起こせば、このブレーキが装着されている車両は動かせなくなり、例えば牽引して運ぶこともできないということを意味している。同様に、車両を整備しているときに駐車ブレーキを掛け、空気室を取り外すと、整備作業者は、例えば、ブレーキローターを取り換えるために駐車ブレーキを解除する手だてが無くなる。

次に、図３と図４は、本発明の或る実施形態による組立体を組み込んだ空気室を詳細に示している。図から分かるように、空気室は、キャリパー１０の内側背面と面対面接触するように配置され、ボルト８４でそこに取り付けられている前方壁８２を有するハウジング８０を備えている。前方壁８２には、プッシュロッド１１が貫通して突き出し、図３と図４に示す位置の間で動くことができるように穴（見えない）が設けられている。

空気室は、更に、略円筒形の側壁８８によって前方部８２から間隔を空けて配置されている後方壁８６を備えている。後方壁８６には、プッシュロッド１１と軸方向に整列している雌ねじ付ポート９０が設けられており、このポート９０は、正常な状態では、プッシュロッド１１を作動させてブレーキを掛け且つ空気を放出できるようにするため加圧された空気を隔壁１３の後方領域に供給する、車両の空気圧縮器及び弁装置からの空気供給配管に接続されている。或いは、ポート９０を、診断などのため圧力試験ポートとして使用してもよい。側壁８８には、空気の入口／出口ポートか、又は診断ポートとして作用する別のポート９１が設けられている。

空気室の内部では、図示のように、プッシュロッド１１は、その後方ハウジング部８６に最も近い端部において、加圧された空気が導入されたとき隔壁１３に掛かる応力を最小化するよう機能する円形の圧力プレート９２で終端している。強化された隔壁挿入片９３が、圧力プレート９２上に、プッシュロッド１１と入口ポート９０と軸方向に整列して設けられている。挿入片９３は、図４に示し以下に論じるねじ付ロッドの導入によって隔壁１３が損傷するのを防いでおり、またブレーキを掛けるためにロッドを導入することにより生じる荷重に耐えられるだけの支持強度を有する適切な材料であればどの様な材料で作ってもよい。適切な材料は、例えばプラスチック又はセラミックである。挿入片は、隔壁１３と一体成形されて気密シールを形成しており、或いは別の実施形態では、プレートと一体になって溝を形成し、そこに隔壁を着座させて気密シールを形成している。別の変更例では、挿入片１３はプレート９２に分けて取り付けられ、その間に隔壁を挟み込んで気密シール形成している。

図４を見れば分かるように、ねじ付ロッド９４は、ポート９０を貫通して導入され、圧力プレート９２の挿入片９３と接触するようにねじ込まれる。ねじ付ロッドは、標準的なスパナ又はレンチを取り付けることができる六角形又は他の形状の頭部９５を備えていて、トルクを加えてロッド９４を回転させ、それによってブレーキを掛けることができるようになっているのが望ましい。別の実施形態では、そのような頭部は、追加の工具が必要ないように、ねじ付ロッド９４の長手方向軸を横断して配置されている一体型のアームに置き換えられている。頭部に適切なトルク制限装置を設けて、ロッド９４を介して過剰な荷重を掛けることによりブレーキに損傷がじるのを防ぐようにしてもよい。

或る実施形態では、挿入片９３と接触するロッドの先端には、挿入片９３及び／又は圧力プレート９２に損傷が生じる危険性、又は挿入片９３を交換しなければならない可能性を低減するため、低摩擦コーティングが施され、及び／又はロッドの残りの部分より柔らかい材料が装着されている。

必要無いとき、ロッド９４は、空気室１５に関係付けて保管されているので、必要が生じると容易に利用することができる。或る実施形態では、ポート９０が空気供給ポートとして使用されていない場合、プッシュロッド９４は、ポートに、常時、後退させた状態でねじ込まれているので、ほとんど直ちに使用することができる。ロッドの使用が必要になるまで、腐食などによる損傷から保護するため、ロッドに取り外しできるキャップを被せてもよい。

組立体の操作手順は、以下の通りである。
ねじ付ロッド９４がポート９０にまだ装着されていない場合、ねじ付ロッド９４をポートにねじ込み、プッシュロッド１１が作動シャフト１４を駆動するまで回す。ねじ付ロッド９４を回して、駐車ブレーキラッチ５２の係合解除を妨げる摩擦抵抗が減る程度までブレーキを掛ける。次いで、モーターを後方に駆動して駐車ブレーキラッチを解除する。再度駐車ブレーキを掛けなければならない場合は、組立体を再使用して常用ブレーキを掛け、モーターを駆動して再度ラッチ５２を掛け、次いでねじ付ロッド９４を引っ込める。

図５は、本発明の代替実施形態を示している。この実施形態は、空気室１５がキャリパー１０から取り外されているときに、常用ブレーキを掛けるための工具を提供する。このような工具は、空気室を容易に扱えない状態で、ブレーキの組み立て又は整備をする際に必要となる。この組立体は、通常は空気室を取り付けるのに用いられるキャリパー１０の背面のねじ付穴と合致するよう作られた相互間隔を空けて取り付けられている一対のねじ付ボルト１８４を備えた横断部材１１５を備えている。或る好適な実施形態では、ボルト１８４は、例えば、横断部材１１５の細長い開口内にボルト１８４を設けることによって前記間隔を調整できるように取り付けられている。これによって、組立体を、様々なキャリパーモデルに装着できるようになる。更に、横断部材１１５は、異なる直径及びねじ型式を有する様々なボルトをそこに取り付け、組立体を更に多様なキャリパーと共に使用することができるように構成することもできる。

横断部材１１５には、両ボルト１８４の間の中間の適切な位置に、ねじ付ロッド１９４を貫通装着することができるねじ付穴１９０が設けられている。先の実施形態のように、ロッド１９４は、スパナ及びレンチを装着できるように頭部１９５を有しているが、他の実施形態では、代わりに、同じ場所に永久的なハンドルが固定されている。ロッド１９４には、トルク制限装置を装着することもできる。ロッド１９６の反対側の端部は、作動シャフト１４の半径方向最外端部にあるソケット１７と、ロッド１９６が置き換わっているプッシュロッド１１とほぼ同じような、相補的な形になっている。この実施形態では、端部１９６は、ソケットに嵌め込むことができるように丸くなっている。他の実施形態では、作動シャフトが動いてブレーキを掛けるときに作動シャフトのソケット１７が描く弧をねじ付ロッドの端部が追従できるように、（例えば、横断部材１１５に回転できない玉継手を設けることによって）ねじ付穴１９０は、或る制限された角度内で軸回転できるようになっている。

この組立体を使用するには、必要な整列調整を行った後で、先ずボルト１８４をキャリパー１０の背面の対応する穴にねじ込む。次に、ねじ付ロッド１９４の頭部１９５に適切なスパナ又はレンチを取り付け、駐車ブレーキラッチ５２を解放又は係合できる程度に作動シャフト１４が動くまで回す。次に組立体を取り外すため、ロッド１９４を引っ込め、ボルト１８４をねじ戻す。

「内」「外」「上」及び「下」の様な用語は、参照し易くするために用いており、限定を加えるものではない。本出願の文脈において「手動」という用語は、常用又は駐車ブレーキ用のブレーキに設けられている通常の手段の一部を形成するのではなく、ブレーキの組み立て、整備又は緊急の状況の際にしか使用しない組立体を意味しているものと理解頂きたい。「手動」という用語を使用しているが、電動工具に取り付け可能な、又は本発明の範囲内にある専用の動力源を備えている組立体を排除するものではない。

本発明の範囲内で様々な変更を施せるものと理解頂きたい。例えば、図１に示している位置に対して９０°で、例えばキャリパーの上方又は側方に取り付けられている適切な組立体を、空気室に対して使用してもよい。空気室の適当な位置に入口ポートがない場合は、ねじ付ロッド専用にねじ付穴を設けてもよい。この穴には、使用していないときに閉鎖しておくためのキャップを備えることになる。本発明は、更に、例えば固定式キャリパーブレーキの様な別の型式の空気作動式ディスクブレーキに用いることもできる。

本発明の或る実施形態による組立体と共に用いるように作られたディスクブレーキの垂直断面図である。 ラッチ式駐車ブレーキを更に詳細に示している。 本発明の或る実施形態による組立体を組み込んだ空気室の部分破断図である。 本発明の或る実施形態による組立体を組み込んだ空気室の部分破断図である。 本発明の第２の実施形態による組立体を示している。

符号の説明

８ 空気作動式ブレーキ １０ ブレーキキャリパー
１１ プッシュロッド １４ 作動シャフト
１５ 空気室 １７ ソケット
９０、９１ 空気入口／出口ポート ９４ ねじ付ロッド

Claims (15)

1. 空気作動式ブレーキ用の手動ブレーキ作動装置組立体において、ブレーキに対して固定されているねじ付支持部材と、前記ブレーキの作動伝達経路内の構成要素に対して調整可能に位置決めするための相補的ねじ付ロッドと、を備えており、前記ねじ付ロッドをねじ込むと、前記ブレーキが作動して掛かるようになっている手動ブレーキ作動装置組立体。
2. 前記ねじ付支持部材は、前記ブレーキの空気室に備えられている、請求項１に記載の手動ブレーキ作動装置組立体。
3. 前記ねじ付支持部材は、前記空気室の後方面上に備えられている、請求項２に記載の手動ブレーキ作動装置組立体。
4. 前記ねじ付支持部材は、通常は、空気入口／出口ポート又は診断ポートとして機能する、請求項２又は３に記載の手動ブレーキ作動装置組立体。
5. 前記支持部材は、ねじ付ロッドをその中に入れると、ねじ付ロッドは、前記伝達経路のプッシュロッドと実質的に軸方向に整列する、請求項１ないし４の何れかに記載の手動ブレーキ作動装置組立体。
6. 前記ねじ付支持部材は、前記ブレーキに取り外し可能に取り付けることができるように作られているフレーム上に設けられている、請求項１に記載の手動ブレーキ作動装置組立体。
7. 前記フレームは、前記ブレーキの前記空気室用に設けられている取り付け手段に、取り外し可能に取り付けることができるように作られている、請求項６に記載の手動ブレーキ作動装置組立体。
8. 前記フレームには、前記空気室取り付け手段にねじ込むように作られた２つ又はそれ以上のボルトが設けられている、請求項７に記載の手動ブレーキ作動装置組立体。
9. 前記フレームは、前記ボルト間に伸張し、前記ねじ付支持部材が設けられている横断部材を備えている、請求項８に記載の手動ブレーキ作動装置組立体。
10. 前記ねじ付支持部材は、前記ロッドをその中に入れると、前記ロッドが、前記ブレーキの前記伝達経路の作動シャフトのプッシュロッドソケットと係合するように配置されている、請求項６から９に記載の手動ブレーキ作動装置組立体。
11. 前記ねじ付ロッドは、前記伝達経路の構成要素とのその接触点と相補的な形になっている第１端部を有している、請求項１ないし１９の何れかに記載の手動ブレーキ作動装置組立体。
12. 前記ねじ付ロッドは、スパナなどを取り付けるための成形部が設けられた第２端部を有している、請求項１ないし１１の何れかに記載の手動ブレーキ作動装置組立体。
13. 前記伝達経路の構成要素には、前記ロッドが接触する強化された挿入片が備えられている、請求項１−５、１１又は１２に記載の手動ブレーキ作動装置組立体。
14. 請求項１ないし１３の何れかに記載の組立体を組み込んでいる空気室、ブレーキキャリパー、又はブレーキ。
15. 前記ねじ付ロッドを、前記ねじ付支持部材に、前記ブレーキが掛かるまでねじ込む段階から成る、請求項１ないし１４の何れかに記載の組立体を操作する方法。

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