JP3977074B2

JP3977074B2 - Drum brake device

Info

Publication number: JP3977074B2
Application number: JP2001391661A
Authority: JP
Inventors: 利史前原; 勝弘宮田; 幸征三ッ出; 貴行向佐; 武志野田
Original assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Current assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Priority date: 2001-12-25
Filing date: 2001-12-25
Publication date: 2007-09-19
Anticipated expiration: 2021-12-25
Also published as: JP2003194109A

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することができ、しかも、ブレーキ装置の電動化にも適するドラムブレーキ装置に関し、詳しくは、一対のブレーキシューを拡開するシュー駆動機構としてのシュー駆動カムの小型化とブレーキの効きの向上とを同時に実現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、制動時にアンカ部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。
このような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、上記した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。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、シュー駆動機構としての従来のリンク機構は、部品点数が多く、且つ、リンク機構を構成する各連節部品の強度確保の点で、小型化が難しく、操作力発生手段の設置スペースがシュー駆動機構によって圧迫されて、操作力発生手段の配置が困難になったり、ブレーキ装置自体の大型化を招く虞があった。
【０００９】
更に、制動力を制御する従来のリンク機構は、制動時にブレーキシューから作用するブレーキ力でアンカ部周りの回転モーメントを発生させ、その回転モーメントがシュー操作力の作用を減ずることで、ブレーキの効きを抑制するものであるが、リンク機構を構成している連節部品の強度確保等の点で、ブレーキ力を受けるモーメントアームの寸法を小さくすることが、難しい。即ち、ブレーキ力の作用によって発生する回転モーメントを適度に小さく抑えることが難しく、ブレーキの効きの抑制が強すぎて、ブレーキの効きが高いというデュオサーボ式ドラムブレーキ装置の利点が薄れてしまう虞があった。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ブレーキ力に応じて制動力を制御可能なシュー駆動機構の小型化により、シュー駆動機構の占有スペースを縮小し、操作力発生手段の配置等を容易にすることができると同時に、制動時にブレーキ力が作用するモーメントアームを小さく抑えることで、ブレーキの効きの向上を図ることが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。
【００１１】
【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と、これら一対のブレーキシューの一方の対向端側においてバッキングプレートに立設されたアンカピンと、制動操作に応じたシュー操作力を発生する操作力発生手段と、前記アンカピンに回転自在に嵌合するシュー駆動カムとを備え、
前記シュー駆動カムは、前記アンカピンを中心に回転可能なカム板と、前記シュー操作力を受けるようにカム板上に突設されて前記カム板に前記アンカピン周りの回転を生じさせる入力ピンと、前記カム板上の前記アンカピンを挟む２位置に突設されて各ブレーキシューの端部に当接する一対のカムピンとを備え、前記カムピンが、前記シュー操作力による前記カム板の所定方向への回動時に前記ブレーキシューを拡開すると共に、制動時に各ブレーキシューから受けるブレーキ力に応じて前記カム板に前記シュー操作力の作用を減ずる方向の回転モーメントを働かせる構成で、
前記カム板上に装備される前記一対のカムピンの内、少なくとも一方のカムピンはその一部が切欠かれて横断面形状が非円形に形成され、その切欠かれた側面に前記アンカピンの外面を当接させることで、前記アンカピンとの間の離間距離を短縮させたことを特徴とする。
【００１２】
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入力ピンに受けたシュー駆動機構のカム板がアンカピン周りに回動し、このカム板の回動に伴い、カム板上の各カムピンが各ブレーキシューを拡開して、制動力を発生させる。そして、制動時には、ブレーキシューからカムピンに作用するブレーキ力が、シュー操作力によるカム板の回動を低減させる方向の回転モーメントを発生させて制動力を制限するため、ブレーキの効きを安定させることができる。
【００１３】
上記の構成では、アンカピンと少なくとも一方のカムピンとの間の離間距離を短縮させていて、このカムピンとアンカピンとの高密度配置によって、シュー駆動機構の小型化を図ることができる。
【００１４】
更に、カムピンとアンカピンとの高密度配置によって、制動時にブレーキシューからブレーキ力が作用するモーメントアームを小さく抑えることができ、これによって、ブレーキ力に応じた効きを抑制する回転モーメントを適量に縮小して、ブレーキの効きの向上を図ることができる。
【００１５】
【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第１の実施の形態の正面図である。
この第１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操作時にこれら各ブレーキシュー３，４をドラム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９と、バッキングプレート９上に立設されたアンカピン１０と、駐車時に作動させるパーキングブレーキ機構５１とを備えている。
なお、図示せぬドラムは、バッキングプレート９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。
【００１６】
以上のブレーキシュー３，４は、ドラムの内周に向かって移動可能に、シューホールドダウン装置９１によりバッキングプレート９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、シューリターンスプリング９２，９３を介して、アンカピン１０の上端に一体形成されたバネ支持ピン１０ａに連結され、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側の端部相互は、シュートゥシュースプリング９５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。
【００１７】
本実施の形態の場合、操作力発生手段６は、図２に示すように、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６ａが矢印（イ）方向に進出して、シュー操作力Ｗ（図５参照）となる押圧力を出力するホイールシリンダである。
【００１８】
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、アジャスタスプリング８１の付勢力によって先端がアジャスタユニット８上の調整用歯車８ａに当接されたアジャスタレバー８２の回動動作で、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。
【００１９】
アジャスタレバー８２には、アジャスタ駆動機構８４が連結されている。本実施の形態の場合、アジャスタ駆動機構８４は、セカンダリシュー４のウェブ４ａに回転自在に支持された中継手段８５と、一端がアンカピン１０上のバネ支持ピン１０ａに連結されると共に他端が中継手段８５に連結された第１のアジャスタロッド８６と、一端が中継手段８５に連結されると共に他端がアジャスタスプリング８１を介してアジャスタレバー８２に連結された第２のアジャスタロッド８７とを有した構成で、制動時のセカンダリシュー４の移動量に応じてアジャスタレバー８２に回動力を作用させて、アジャスタユニット８の伸長をコントロールする。
【００２０】
本実施の形態のシュー駆動カム７は、図３及び図４に示すように、アンカピン１０に嵌合する上下一対の同一形状のカム板７６，７７相互を、プライマリシュー３に当接するシュー係合カム部としてのプライマリカムピン２１と、セカンダリシュー４に当接するシュー係合カム部としてのセカンダリカムピン２３と、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とで結合する。
【００２１】
アンカピン１０、プライマリカムピン２１、セカンダリカムピン２３及び入力ピン２５は、図３（ａ）に示すように、下側のカム板７６に嵌合・固定されている。また、プライマリカムピン２１及びセカンダリカムピン２３は、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。
アンカピン１０は、下側のカム板７６を貫通した状態で設けられていて、カム板７６の裏側に突出した部分が、バッキングプレート９に回転自在に保持される。
【００２２】
そして、本実施の形態の場合、カム板７６，７７上に装備されてブレーキシュー３，４に当接する一対のカムピン２１，２３の内、セカンダリシュー４に当接するセカンダリカムピン２３は、図３にも示すように、その一部が切欠かれて横断面形状が三日月状の非円形に形成されており、この三日月状の窪んだ側面２３ｂにアンカピン１０の外面の一部を割り込むように当接させることで、図５に示すようにアンカピン１０との間の離間距離Ｓを短縮させている。
【００２３】
上側のカム板７７に形成されたピン嵌合穴を貫通する各ピン２１，２３，２５の上端側には、図３に示すように、抜け止め用の止め輪等を装着する溝２１ａ，２３ａ，２５ａが周設されている。
各ピン２１，２３，２５の上端に嵌合した上側のカム板７７は、上記の溝２１ａ，２３ａ，２５ａに係合する止め輪部２７ａ，２７ｂ，２７ｃを一本のバネ線材を屈曲形成したスプリング２７によって、抜け止めされて、下側のカム板７６に一体化される。
【００２４】
以上のシュー駆動カム７は、サービスブレーキ用のブレーキペダルが操作される前進制動時あるいは後進制動時には、ブレーキ操作に応じて操作力発生手段６から入力ピン２５にシュー操作力Ｗが入力する。シュー操作力Ｗが入力されると、そのシュー操作力Ｗによって、シュー駆動カム７はアンカピン１０周りに図２で反時計方向に回動して、一対のカム板７６，７７間に装備したプライマリカムピン２１，セカンダリカムピン２３によってブレーキシュー３，４を拡開してドラムに押圧する。
【００２５】
その一方、サービスブレーキによる前進制動時には、図５に示すように、セカンダリシュー４からセカンダリカムピン２３にブレーキ力を受ける。このセカンダリカムピン２３に作用するブレーキ力は、操作力発生手段６からのシュー操作力の作用を減ずる方向（図２では、時計方向）のアンカピン１０周りの回転モーメントＭ₁ をシュー駆動カム７に働かせる。このブレーキ力によってシュー駆動カム７に作用する回転モーメントＭ₁ が制動制限力となって、サービスブレーキ時の制動力が、ブレーキ操作によって入力するシュー操作力の所定倍率を超えないように制御され、ブレーキの効きと安定性との双方を程良くバランスさせた優れた制動性能が確保される。
【００２６】
更に詳述すると、前進制動時には、シュー駆動カム７には、シュー操作力Ｗが入力ピン２５に作用すると共に、プライマリシュー３をドラムに押圧する力の反力Ｆ₁ がプライマリカムピン２１に作用し、また、セカンダリシュー４からのブレーキ力Ｆ₂ がセカンダリカムピン２３に作用している。
そして、シュー操作力Ｗはシュー駆動カム７に図５で反時計周りの回転モーメントＭを作用させ、反力Ｆ₁ はシュー駆動カム７に図５で時計周りの回転モーメントＭ₁ を作用させ、また、ブレーキ力Ｆ₂ はシュー駆動カム７に図５で時計周りの回転モーメントＭ₂ を作用させる。
【００２７】
図５に示すように、アンカピン１０とシュー操作力Ｗの作用点までの距離をＬ₁ 、アンカピン１０と反力Ｆ₁ の作用点までの距離をＬ₂ 、アンカピン１０とブレーキ力Ｆ₂ の作用点までの距離をＳとすると、
Ｍ＝Ｗ×Ｌ₁ ……（１）
Ｍ₁ ＝Ｆ₁ ×Ｌ₂ ……（２）
Ｍ₂ ＝Ｆ₂ ×Ｓ ……（３）
で、次の（４）式を満足するように、ブレーキ力Ｆ₂ に応じてプライマリシュー３をドラムに押圧する力Ｆ₁ が制御されることで、効きがシュー操作力の所定倍率に制限される。
Ｍ＝Ｍ₁ ＋Ｍ₂ ……（４）
【００２８】
後進制動時には、図６に示すように、入力ピン２５に操作力発生手段６からのシュー操作力が入力して制動が始まると、セカンダリシュー４をドラムに押圧する力の反力Ｆ₁ がセカンダリカムピン２３に作用するようになり、また、プライマリシュー３からプライマリカムピン２１にブレーキ力Ｆ₂ が作用するようになり、この場合も、上記の（１）〜（４）式に従って、制動力が制御される。
【００２９】
本実施の形態のパーキングブレーキ機構５１は、サービスブレーキ用の操作力発生手段６及びシュー駆動機構としてのシュー駆動カム７を介さずに、パーキングブレーキ操作に応じて回動するパーキングレバー５３の回動動作によって、ブレーキシュー３，４を拡開させる。
【００３０】
パーキングレバー５３は、図２に示すように、一端側に、セカンダリシュー４のウェブ４ａに連結ピン５２を介して回転自在に結合されるシュー結合部５３ａと、ストラット１０２を介してプライマリシュー３に係合するシュー押圧部５３ｂとを有している。
また、パーキングレバー５３の他端側は、図示せぬパーキングブレーキ操作用のワイヤに接続されていて、駐車時の制動操作により、図２の矢印（ニ）方向に牽引される。
【００３１】
ストラット１０２は、シュー駆動カム７のセカンダリカムピン２３と入力ピン２５との間の隙間を挿通する棒状の形態で、一端１０２ａをウェブ３ａの端部の係合用凹部３ｃに係合させると共に、他端１０２ｂをパーキングレバー５３のシュー押圧部５３ｂに係合させている。
ストラット１０２の一端１０２ａ及び他端１０２ｂは、相手の係合面に対して、不当な引っ掛かり等が生じないように、滑らかな凸状の円弧面に成形されている。
【００３２】
パーキングレバー５３は、図２の矢印（ニ）方向に牽引されると、連結ピン５２を中心とした時計方向の回動動作をして、連結ピン５２を介してセカンダリシュー４をセカンダリカムピン２３から離間させる方向に拡開すると同時に、シュー押圧部５３ｂに当接しているストラット１０２を介してプライマリシュー３のレバー係合部３ｂを押して、プライマリシュー３がプライマリカムピン２１から離間する方向にプライマリシュー３を拡開させ、制動力を発生する。
【００３３】
パーキングレバー５３の回動動作に伴って各ブレーキシュー２，３が拡開する初期段階では、各ブレーキシューから各カムピン２１，２３を介して、荷重がシュー駆動カム７に作用することがある。しかし、この場合にシュー駆動カム７に作用する荷重は、何れも、図２で、アンカピン１０の周囲を時計周りに回動する回転モーメントであるが、シュー駆動カム７自体は、操作力発生手段６への当接で回動が規制されているため、シュー駆動カム７に回転は生じない。
【００３４】
そして、パーキングレバー５３の操作で、各ブレーキシュー２，３がドラムに押圧された駐車時の制動状態では、各ブレーキシュー２，３の端部は、シュー駆動カム７上の各カムピン２１，２３から完全に離間し、制動動作に操作力発生手段６及びシュー駆動カム７は関与しない。
【００３５】
このように構成されたドラムブレーキ装置１においては、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を入力ピン２５に受けたシュー駆動機構７のカム板７６，７７がアンカピン１０周りに回動し、このカム板７６，７７の回動に伴い、カム板７６，７７上の各カムピン２１，２３が各ブレーキシュー３，４を拡開して、制動力を発生させる。
そして、制動時には、ブレーキシュー３，４からカムピン２１，２３に作用するブレーキ力Ｆ₂ が、シュー操作力Ｗによるカム板７６，７７の回動を低減させる方向の回転モーメントＭ₂ を発生させて制動力を制限するため、ブレーキの効きを安定させることができる。
【００３６】
しかも、上記の構成では、セカンダリカムピン２３は、その一部が切欠かれ、横断面形状が非円形に形成され、その横断面の切欠かれた側面２３ｂにアンカピン１０の外面の一部を当接させることで、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Ｓを短縮させているので、このセカンダリカムピン２３とアンカピン１０との高密度配置によって、シュー駆動機構７の小型化を図ることができる。そして、シュー駆動機構の小型化により、シュー駆動機構７の占有スペースを縮小し、操作力発生手段６の配置等を容易にすることができる。
【００３７】
更に、カンダリカムピン２３とアンカピン１０との高密度配置によって、制動時にセカンダリシュー４からブレーキ力Ｆ₂ が作用するモーメントアーム（上記の離間距離Ｓ）を小さく抑えることができ、これによって、ブレーキ力に応じた効きを抑制する回転モーメントＭ₂ を適量に縮小して、ブレーキの効きの向上を図ることができる。
【００３８】
なお、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や、駐車ブレーキ等に利用される手動式の操作力発生手段にも適合するため汎用性が高く、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にも好適である。
【００３９】
また、上記の実施の形態では、２つのカムピンのうち、セカンダリカムピン２３の横断面形状を三日月状の非円形に形成したが、同様に、プライマリカムピン２１の横断面形状も非円形に形成して、プライマリカムピン２１とアンカピン１０との離間距離を短縮することにより、更に、シュー駆動カム７の小型化やブレーキの効きの向上を図ることができる。
また、カムピンは、一部が切欠かれた非円形であれば、三日月状に限らず、例えば半月状に形成することもできる。
【００４０】
【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入力ピンに受けたシュー駆動機構のカム板がアンカピン周りに回動し、このカム板の回動に伴い、カム板上の各カムピンが各ブレーキシューを拡開して、制動力を発生させる。そして、制動時には、ブレーキシューからカムピンに作用するブレーキ力が、シュー操作力によるカム板の回動を低減させる方向の回転モーメントを発生させて制動力を制限するため、ブレーキの効きを安定させることができる。
しかも、上記の構成では、少なくとも一方のカムピンがその一部が切り欠かれ、横断面形状が非円形に形成され、その切欠かれた側面にアンカピンの外面の一部を当接させることで、カムピンとアンカピンとの間の離間距離を短縮させていて、このカムピンとアンカピンとの高密度配置によって、シュー駆動機構の小型化を図ることができる。そして、シュー駆動機構の小型化により、シュー駆動機構の占有スペースを縮小し、操作力発生手段の配置等を容易にすることができる。
更に、カムピンとアンカピンとの高密度配置によって、制動時にブレーキシューからブレーキ力が作用するモーメントアームを小さく抑えることができ、これによって、ブレーキ力に応じた効きを抑制する回転モーメントを適量に縮小して、ブレーキの効きの向上を図ることができる。
【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一実施の形態の正面図である。
【図２】図１に示したシュー駆動カム及びパーキングレバーと各ブレーキシューとの係合状態の説明図である。
【図３】図１に示したシュー駆動カムの下部のカム板の外観図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。
【図４】図１に示したシュー駆動カムの組立状態の外観図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。
【図５】図１に示したドラムブレーキ装置の前進制動時においてシュー駆動カムに作用する荷重の説明図である。
【図６】図１に示したドラムブレーキ装置の後進制動時においてシュー駆動カムに作用する荷重の説明図である。
【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
９バッキングプレート
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）
２３ｂ側面
２５入力ピン
２７スプリング
５１パーキングブレーキ機構
５２連結ピン
５３パーキングレバー
５３ａシュー結合部
５３ｂシュー押圧部
７６，７７カム板
１０２ストラット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a drum brake device that can control the pressing force of a brake shoe to a drum in accordance with the braking force to ensure high effectiveness and stability of the brake and is also suitable for electrification of the brake device. More specifically, the present invention relates to an improvement for simultaneously realizing downsizing of a shoe drive cam as a shoe drive mechanism for expanding a pair of brake shoes and improving the effectiveness of a brake.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various types of drum brake devices have been used to brake the running of the vehicle, but these drum brake devices are arranged according to the arrangement of brake shoes pressed against the inner peripheral surface of a substantially cylindrical drum. It is classified as a reading trailing type, a two reading type, or a duo servo type.
[0003]
A duo-servo type drum brake device generally includes a pair of brake shoes of a primary shoe and a secondary shoe disposed in a cylindrical drum so as to face each other.
In the primary shoe, the forward rotation direction inlet side of the drum serves as an input portion, and the forward rotation direction outlet side of the drum is connected to the inlet side of the secondary shoe via an adjuster, for example. On the other hand, the outlet side of the secondary shoe is brought into contact with an anchor portion mounted on the backing plate, and the brake force (braking torque) acting on the primary shoe and the secondary shoe is received by the anchor portion.
[0004]
As a result, when the primary shoe and the secondary shoe are expanded and pressed against the inner peripheral surface of the drum, the braking force acting on the primary shoe is input to the inlet side of the secondary shoe so that the secondary shoe is pressed against the inner peripheral surface of the drum. Therefore, the self-servo action acts on both the primary shoe and the secondary shoe, and a braking force with a very high gain can be obtained.
[0005]
The above-mentioned duo-servo type drum brake device not only can obtain extremely high braking force, but also is easy to miniaturize and incorporates a parking brake as compared with a leading trailing type or two-leading type drum brake device. It has many advantages such as being easy.
However, such a duo-servo drum brake device is sensitive to changes in the friction coefficient of the brake shoe lining, and therefore tends to be difficult to stabilize the braking force, and a device for stabilizing the braking force is required. .
[0006]
Also, recent brake devices for vehicles are equipped with an anti-lock brake system to make the brake function intelligent and to deal with electric vehicles (EV vehicles) suitable for reducing environmental pollution. Electrification is also an important issue.
[0007]
Against this background, the applicant of the present application has expanded the pair of brake shoes according to the shoe operating force transmitted from the operating force generating means to the input lever during service braking as a shoe drive mechanism for expanding the brake shoes during braking. A link mechanism that opens and presses against the drum, while the braking force acting on the anchor portion during braking reaches the input lever with a braking limiting force in a direction that reduces the action of the shoe operating force when the brake operating force reaches a predetermined magnification with respect to the shoe operating force. Has already been proposed.
By using such a link mechanism, it is possible to stabilize the braking force in the duo-servo type drum brake device, and in addition to the conventional hydraulic wheel cylinder as an operation force generating means, an electric motor, etc. The brake device could be easily electrified simply by adopting the electric operating force generating means utilizing the power.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional link mechanism as a shoe drive mechanism has a large number of parts, and it is difficult to reduce the size in terms of securing the strength of each articulated part constituting the link mechanism. There is a possibility that it is difficult to arrange the operation force generating means due to being compressed by the drive mechanism, or that the brake device itself is increased in size.
[0009]
Furthermore, the conventional link mechanism that controls the braking force generates a rotational moment around the anchor portion by the braking force that is applied from the brake shoe during braking, and the rotational moment reduces the effect of the shoe operating force, thereby increasing the braking effect. However, it is difficult to reduce the size of the moment arm that receives the braking force from the viewpoint of securing the strength of the articulated parts constituting the link mechanism. That is, it is difficult to moderately reduce the rotational moment generated by the action of the braking force, and the advantage of the duo-servo drum brake device that the braking effect is too high and the braking effect is high may be diminished. there were.
[0010]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and by reducing the size of the shoe drive mechanism that can control the braking force according to the braking force, the space occupied by the shoe drive mechanism is reduced, the arrangement of the operation force generating means, and the like. An object of the present invention is to provide a drum brake device capable of improving the effectiveness of the brake by suppressing the moment arm to which the braking force is applied during braking.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a drum brake device according to the present invention includes a pair of brake shoes disposed opposite to each other in a drum, and an anchor pin erected on a backing plate at one opposed end side of the pair of brake shoes. An operation force generating means for generating a shoe operation force according to a braking operation, and a shoe drive cam that is rotatably fitted to the anchor pin,
The shoe drive cam includes a cam plate that can rotate around the anchor pin, an input pin that protrudes from the cam plate so as to receive the shoe operating force, and causes the cam plate to rotate around the anchor pin; A pair of cam pins projecting at two positions on the cam plate sandwiching the anchor pin and abutting against the end portions of the brake shoes, and the cam pins are rotated in a predetermined direction by the shoe operating force. In some cases, the brake shoes are sometimes expanded, and a rotational moment in a direction to reduce the action of the shoe operating force is applied to the cam plate according to the braking force received from each brake shoe during braking.
Of the pair of cam pins provided on the cam plate, at least one of the cam pins is partially cut out to form a non-circular cross-sectional shape, and the outer surface of the anchor pin is brought into contact with the cut side surface. By doing so, the distance from the anchor pin is shortened.
[0012]
In the drum brake device configured as described above, at the time of braking operation, the cam plate of the shoe drive mechanism that receives the shoe operating force output from the operating force generating means on the input pin rotates around the anchor pin. Along with the rotation, each cam pin on the cam plate expands each brake shoe to generate a braking force. During braking, the braking force that acts on the cam pin from the brake shoe generates a rotational moment in a direction that reduces the rotation of the cam plate due to the shoe operating force and limits the braking force, thus stabilizing the braking effectiveness. Can do.
[0013]
In the above configuration, the distance between the anchor pin and at least one cam pin is shortened, and the shoe drive mechanism can be reduced in size by the high-density arrangement of the cam pin and the anchor pin.
[0014]
In addition, the high-density arrangement of cam pins and anchor pins makes it possible to reduce the moment arm to which the braking force is applied from the brake shoe during braking, thereby reducing the rotational moment that suppresses the effect corresponding to the braking force to an appropriate amount. Thus, the effectiveness of the brake can be improved.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a drum brake device according to the invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a front view of a first embodiment of a drum brake device according to the present invention.
The drum brake device 1 according to the first embodiment is a so-called duo-servo type drum brake device, which is a pair of brakes of a primary shoe 3 and a secondary shoe 4 that are disposed opposite to a substantially cylindrical drum inner space (not shown). An operation for generating a shoe operating force that is disposed on the opposite end side of the shoes 3 and 4 and the pair of brake shoes 3 and 4 so as to press the brake shoes 3 and 4 against the drum at the time of service brake operation. Between the force generating means 6, a shoe drive cam 7, which is a shoe drive mechanism that transmits the operating force generated by the operating force generating means 6 to each brake shoe 3, 4, and the other opposing end of each brake shoe 3, 4 And an adjuster unit 8 that also functions as a link for inputting the output of the primary shoe 3 to the secondary shoe 4 and supports these components. And Tsu King plate 9, and a anchor pin 10 provided upright on the backing plate 9, and a parking brake mechanism 51 for actuating the parking time.
A drum (not shown) is concentric with the backing plate 9 and rotates in the direction of arrow R in FIG. 1 when the vehicle moves forward.
[0016]
The above brake shoes 3 and 4 are attached to the backing plate 9 by a shoe hold-down device 91 so as to be movable toward the inner periphery of the drum.
The end portions of the brake shoes 3 and 4 on the operating force generating means 6 side are connected to spring support pins 10a integrally formed on the upper ends of the anchor pins 10 via shoe return springs 92 and 93, respectively. Are biased in the direction in which the end portions of each of them approach each other (that is, in the direction away from the drum).
Further, the ends of the brake shoes 3 and 4 on the side of the adjuster unit 8 are urged by the urging force of the shoe-to-shoe spring 95 so that the state in contact with the end of the adjuster unit 8 is maintained. Yes.
[0017]
In the case of the present embodiment, as shown in FIG. 2, the operating force generating means 6 causes the output rod 6a to advance in the direction of the arrow (A) in response to a brake operation such as a brake pedal for service brakes, thereby operating the shoe. It is a wheel cylinder that outputs a pressing force with a force W (see FIG. 5).
[0018]
The adjuster unit 8 originally adjusts the distance between the ends of the brake shoes 3 and 4 according to the progress of the lining wear of the brake shoes 3 and 4, and is adjusted by the biasing force of the adjuster spring 81. The interval between the ends of the brake shoes 3 and 4 is automatically adjusted by the rotation of the adjuster lever 82 whose tip is in contact with the adjusting gear 8a on the adjuster unit 8.
[0019]
An adjuster drive mechanism 84 is connected to the adjuster lever 82. In the case of the present embodiment, the adjuster drive mechanism 84 is connected to the relay means 85 rotatably supported by the web 4a of the secondary shoe 4, and one end is connected to the spring support pin 10a on the anchor pin 10 and the other end is relayed. A first adjuster rod 86 connected to the means 85; and a second adjuster rod 87 having one end connected to the relay means 85 and the other end connected to an adjuster lever 82 via an adjuster spring 81. In the configuration, the turning force of the adjuster lever 82 is applied to the adjuster lever 82 in accordance with the amount of movement of the secondary shoe 4 during braking to control the extension of the adjuster unit 8.
[0020]
As shown in FIGS. 3 and 4, the shoe drive cam 7 of the present embodiment is a shoe engagement in which a pair of upper and lower identical cam plates 76 and 77 fitted to the anchor pin 10 are brought into contact with the primary shoe 3. A primary cam pin 21 as a cam portion, a secondary cam pin 23 as a shoe engagement cam portion that abuts on the secondary shoe 4, and an input pin 25 as an input receiving portion that receives a shoe operating force W from the operating force generating means 6. To do.
[0021]
The anchor pin 10, the primary cam pin 21, the secondary cam pin 23, and the input pin 25 are fitted and fixed to the lower cam plate 76 as shown in FIG. Further, the primary cam pin 21 and the secondary cam pin 23 are disposed at a position radially outside the drum, and a secondary cam pin 23 is positioned radially inside the drum, with the anchor pin 10 interposed therebetween.
The anchor pin 10 is provided in a state of penetrating the lower cam plate 76, and a portion protruding to the back side of the cam plate 76 is rotatably held by the backing plate 9.
[0022]
In the case of the present embodiment, the secondary cam pin 23 that contacts the secondary shoe 4 out of the pair of cam pins 21 and 23 that are mounted on the cam plates 76 and 77 and contacts the brake shoes 3 and 4 is shown in FIG. As shown also, a part thereof is notched and the cross-sectional shape is formed in a crescent-shaped non-circular shape, and a part of the outer surface of the anchor pin 10 is brought into contact with the crescent-shaped concave side surface 23b. As a result, the separation distance S from the anchor pin 10 is shortened as shown in FIG.
[0023]
As shown in FIG. 3, grooves 21a and 23a for attaching retaining rings or the like for retaining are provided on the upper ends of the pins 21, 23 and 25 passing through the pin fitting holes formed in the upper cam plate 77. 25a are provided around.
The upper cam plate 77 fitted to the upper ends of the pins 21, 23, 25 is formed by bending a single spring wire rod with retaining ring portions 27 a, 27 b, 27 c that engage with the grooves 21 a, 23 a, 25 a. The spring 27 is prevented from coming off and integrated with the lower cam plate 76.
[0024]
In the shoe drive cam 7 described above, the shoe operating force W is input from the operating force generating means 6 to the input pin 25 according to the brake operation at the time of forward braking or reverse braking when the service brake brake pedal is operated. When the shoe operating force W is input, the shoe driving cam 7 is rotated counterclockwise in FIG. 2 around the anchor pin 10 by the shoe operating force W, and is installed between the pair of cam plates 76 and 77. The brake shoes 3 and 4 are expanded and pressed against the drum by the cam pin 21 and the secondary cam pin 23.
[0025]
On the other hand, at the time of forward braking by the service brake, the secondary cam pin 23 receives a braking force from the secondary shoe 4 as shown in FIG. The braking force acting on the secondary cam pin 23 causes the shoe driving cam 7 to exert a rotational moment M ₁ around the anchor pin 10 in a direction that reduces the action of the shoe operating force from the operating force generating means 6 (clockwise in FIG. 2). . The rotational moment M ₁ acting on the shoe drive cam 7 by this braking force becomes a braking limiting force, and the braking force at the time of service braking is controlled so as not to exceed a predetermined magnification of the shoe operating force input by the brake operation, Excellent braking performance is ensured that balances both braking effectiveness and stability.
[0026]
More specifically, during forward braking, a shoe operating force W acts on the input pin 25 and a reaction force F ₁ that presses the primary shoe 3 against the drum acts on the primary cam pin 21 at the time of forward braking. Moreover, the braking force F ₂ from the secondary shoe 4 acts on the secondary cam pin 23.
Then, the shoe operating force W is reacted with a rotational moment M around counterclockwise in Figure 5 the shoe drive cam 7, the reaction force F ₁ is allowed to act on the rotational moment M ₁ clockwise in Figure 5 to the shoe drive cam 7, Further, the braking force F ₂ causes the clockwise moment of rotation M ₂ in FIG. 5 to act on the shoe drive cam 7.
[0027]
As shown in FIG. 5, the distance between the anchor pin 10 and the point of action of the shoe operating force W is L ₁ , the distance between the anchor pin 10 and the point of action of the reaction force F ₁ is L ₂ , and the effect of the anchor pin 10 and the brake force F ₂ If the distance to the point is S,
M = W × L ₁ (1)
M ₁ = F ₁ × L ₂ (2)
M ₂ = F ₂ × S (3)
Thus, by controlling the force F ₁ that presses the primary shoe 3 against the drum according to the braking force F ₂ so as to satisfy the following expression (4), the effect is limited to a predetermined magnification of the shoe operating force. The
M = M ₁ + M ₂ (4)
[0028]
At the time of reverse braking, as shown in FIG. 6, when the shoe operating force from the operating force generating means 6 is input to the input pin 25 and braking is started, the reaction force F ₁ that presses the secondary shoe 4 against the drum is the secondary force F _1. Acting on the cam pin 23, and the braking force F ₂ acts on the primary cam pin 21 from the primary shoe 3, and also in this case, the braking force is controlled in accordance with the above-described equations (1) to (4). Is done.
[0029]
The parking brake mechanism 51 of the present embodiment rotates the parking lever 53 that rotates according to the parking brake operation without using the service brake operating force generating means 6 and the shoe drive cam 7 as the shoe drive mechanism. The brake shoes 3 and 4 are expanded by the operation.
[0030]
As shown in FIG. 2, the parking lever 53 is connected to the primary shoe 3 via a strut 102 and a shoe coupling portion 53a that is rotatably coupled to the web 4a of the secondary shoe 4 via a connecting pin 52 on one end side. And a shoe pressing portion 53b to be engaged.
The other end side of the parking lever 53 is connected to a parking brake operation wire (not shown), and is pulled in the direction of arrow (d) in FIG. 2 by a braking operation during parking.
[0031]
The strut 102 has a rod-like shape that is inserted through the gap between the secondary cam pin 23 and the input pin 25 of the shoe drive cam 7, and engages one end 102a with the engagement recess 3c at the end of the web 3a and the other end. 102 b is engaged with the shoe pressing portion 53 b of the parking lever 53.
One end 102a and the other end 102b of the strut 102 are formed into smooth convex arc surfaces so as not to cause an unfair catch or the like on the mating engagement surface.
[0032]
When the parking lever 53 is pulled in the direction of the arrow (d) in FIG. 2, the parking lever 53 rotates clockwise around the connecting pin 52, and the secondary shoe 4 is moved from the secondary cam pin 23 via the connecting pin 52. At the same time as expanding in the separating direction, the lever engaging portion 3b of the primary shoe 3 is pushed via the strut 102 in contact with the shoe pressing portion 53b, so that the primary shoe 3 moves away from the primary cam pin 21. Is expanded to generate braking force.
[0033]
In the initial stage where each brake shoe 2, 3 expands with the rotation of the parking lever 53, a load may act on the shoe drive cam 7 from each brake shoe via each cam pin 21, 23. However, in this case, the load acting on the shoe drive cam 7 is a rotational moment that rotates clockwise around the anchor pin 10 in FIG. 2, but the shoe drive cam 7 itself has an operating force generating means. Since the rotation of the shoe drive cam 7 is restricted by contact with the shoe 6, the shoe drive cam 7 does not rotate.
[0034]
In the parking state when the brake shoes 2 and 3 are pressed against the drum by the operation of the parking lever 53, the end portions of the brake shoes 2 and 3 are connected to the cam pins 21 and 23 on the shoe drive cam 7. The operating force generating means 6 and the shoe drive cam 7 are not involved in the braking operation.
[0035]
In the drum brake device 1 configured as described above, the cam plates 76 and 77 of the shoe drive mechanism 7 that have received the shoe operating force W output from the operating force generating means 6 on the input pin 25 during the braking operation are around the anchor pin 10. As the cam plates 76 and 77 rotate, the cam pins 21 and 23 on the cam plates 76 and 77 expand the brake shoes 3 and 4 to generate a braking force.
During braking, the braking force F ₂ acting on the cam pins 21 and 23 from the brake shoes 3 and 4 generates a rotational moment M ₂ in a direction that reduces the rotation of the cam plates 76 and 77 due to the shoe operating force W. Since the braking force is limited, the braking effect can be stabilized.
[0036]
In addition, in the above-described configuration, the secondary cam pin 23 is partially cut out and formed in a non-circular cross-sectional shape, and a part of the outer surface of the anchor pin 10 is brought into contact with the cut-out side surface 23b. As a result, the separation distance S between the secondary cam pin 23 and the anchor pin 10 is shortened, so that the shoe drive mechanism 7 can be reduced in size by the high-density arrangement of the secondary cam pin 23 and the anchor pin 10. Further, by reducing the size of the shoe drive mechanism, the space occupied by the shoe drive mechanism 7 can be reduced, and the operation force generating means 6 can be easily arranged.
[0037]
Further, the high-density arrangement of the candecam cam pin 23 and the anchor pin 10 makes it possible to reduce the moment arm (the above-mentioned separation distance S) on which the braking force F ₂ acts from the secondary shoe 4 during braking, thereby reducing the braking force. Therefore, the braking moment can be improved by reducing the rotational moment M ₂ that suppresses the effectiveness according to the appropriate amount.
[0038]
Since the shoe drive cam 7 is disposed between the operating force generating means 6 and each of the brake shoes 3 and 4 and mechanically controls the braking force, the operating force generating means 6 is a conventional hydraulic type. Not only hydraulic actuators such as wheel cylinders, but also electric actuators such as electric motors and manual operation force generation means used for parking brakes, etc. It is also suitable for electrification for commercialization and hybridization of vehicles.
[0039]
In the above embodiment, the cross-sectional shape of the secondary cam pin 23 of the two cam pins is formed in a crescent non-circular shape. Similarly, the cross-sectional shape of the primary cam pin 21 is also formed in a non-circular shape. By reducing the distance between the primary cam pin 21 and the anchor pin 10, the shoe drive cam 7 can be further downsized and the effectiveness of the brake can be improved.
Further, the cam pin is not limited to a crescent shape as long as it is a non-circular shape with a part cut away, and may be formed in a half moon shape, for example.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the drum brake device of the present invention, during braking operation, the cam plate of the shoe drive mechanism that receives the shoe operating force output from the operating force generating means on the input pin rotates around the anchor pin. As the cam plate rotates, the cam pins on the cam plate expand the brake shoes to generate a braking force. During braking, the braking force that acts on the cam pin from the brake shoe generates a rotational moment in a direction that reduces the rotation of the cam plate due to the shoe operating force and limits the braking force, thus stabilizing the braking effectiveness. Can do.
Moreover, in the above configuration, at least one of the cam pins is partially cut out, the cross-sectional shape is formed in a non-circular shape, and a part of the outer surface of the anchor pin is brought into contact with the cut-out side surface. The distance between the anchor pin and the anchor pin is shortened, and the shoe drive mechanism can be reduced in size by the high-density arrangement of the cam pin and the anchor pin. The shoe drive mechanism can be downsized to reduce the space occupied by the shoe drive mechanism and facilitate the arrangement of the operating force generating means.
In addition, the high-density arrangement of cam pins and anchor pins makes it possible to reduce the moment arm to which the braking force is applied from the brake shoe during braking, thereby reducing the rotational moment that suppresses the effect corresponding to the braking force to an appropriate amount. Thus, the effectiveness of the brake can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of an embodiment of a drum brake device according to the present invention.
2 is an explanatory diagram of an engagement state between a shoe drive cam and a parking lever shown in FIG. 1 and each brake shoe.
3A and 3B are external views of a lower cam plate of the shoe drive cam shown in FIG. 1, wherein FIG. 3A is a perspective view, and FIG. 3B is a plan view.
4A and 4B are external views of the assembled state of the shoe drive cam shown in FIG. 1, wherein FIG. 4A is a perspective view, and FIG. 4B is a plan view.
5 is an explanatory diagram of a load acting on a shoe drive cam during forward braking of the drum brake device shown in FIG.
6 is an explanatory diagram of a load acting on a shoe drive cam during reverse braking of the drum brake device shown in FIG. 1. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Drum brake device 3 Primary shoe (brake shoe)
4 Secondary shoe (brake shoe)
6 Operating force generation means (wheel cylinder)
7 Shoe drive cam (Shoe drive mechanism)
8 Adjuster unit 9 Backing plate 10 Anchor pin 21 Primary cam pin (cam pin)
23 Secondary cam pin (cam pin)
23b Side 25 Input pin 27 Spring 51 Parking brake mechanism 52 Connecting pin 53 Parking lever 53a Shoe coupling part 53b Shoe pressing part 76, 77 Cam plate 102 Strut

Claims

A pair of brake shoes arranged opposite to each other in the drum, an anchor pin erected on the backing plate at one opposing end side of the pair of brake shoes, and an operation force generating means for generating a shoe operation force according to the braking operation And a shoe drive cam that is rotatably fitted to the anchor pin,
The shoe drive cam includes a cam plate that can rotate around the anchor pin, an input pin that protrudes from the cam plate so as to receive the shoe operating force, and causes the cam plate to rotate around the anchor pin; A pair of cam pins projecting at two positions on the cam plate sandwiching the anchor pin and abutting against the end of each brake shoe, the cam pin rotating in a predetermined direction by the shoe operating force In some cases, the brake shoes are sometimes expanded, and a rotational moment in a direction to reduce the action of the shoe operating force is applied to the cam plate according to the braking force received from each brake shoe during braking.
Of the pair of cam pins provided on the cam plate, at least one of the cam pins is cut out to have a non-circular cross-sectional shape, and the outer surface of the anchor pin is brought into contact with the cut-out side surface. A drum brake device characterized in that the separation distance from the anchor pin is shortened.