JP4963501B2 - コレット制御式弛み調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、摩耗が生じてもブレーキの作動ストロークの長さが変わらないようにブレーキシュー等の摩耗に対処するための、流体圧力作動式ブレーキと共に使用する装置である弛み調整装置に関する。

たとえば、米国特許第４，６７６，３４６号明細書、米国特許第４，８９５，２２８号明細書、米国特許第５，４２３，４０１号明細書、米国特許第５，８４８，５５０号明細書、米国特許第５，９３７，９７４号明細書、米国特許第６，３９７，９８６号明細書に見られるように、弛み調整装置を有する流体作動式ブレーキは、当該技術分野でよく知られている。通常、流体作動式ブレーキは、ピストン及びシリンダを取り囲むハウジングを有する。ピストンは、ほぼ筒状の接続連結部を駆動する。筒状の連結部内で摺動することのできる押し棒が、当該筒状の連結部内に位置決めされる。ブレーキの作動方向に押し棒を駆動させるが押し棒を筒状の連結部内に後退させるようにするために、あるタイプのクラッチ装置が、筒状の連結部と押し棒との間に位置決めされる。また、押し棒に関連するのは弛み調整装置であり、当該弛み調整装置は、押し棒に対して通常はつながれて、筒状の連結部又はハウジング上で抑止面と係合することによって、押し棒の後退を制限する可動式の抑止部を備える。抑止部は、押し棒がブレーキの摩耗によって以前の通常の移動距離を越えて移動する場合、押し棒が切り離されると共に、ブレーキの作動方向と反対の方向に押し棒に沿って移動することができなければならない。そのようなときに、抑止部は、ハウジングに関連する抑止面と係合することによって移動する。ブレーキパッドの交換時に、手動で押し棒を筒状の連結部に後退させることも可能でなくてはならない。これは、抑止部の切り離しを必要とする。

一般的に、抑止部には２つのタイプがある。一方のタイプでは、押し棒はねじ山を有し、抑止部は押し棒のねじ山に取り付けられるナットを備える。たとえば、米国特許第４，６７６，３４６号明細書及び米国特許第４，８９５，２２８号明細書に示されるように、接続動作は、押し棒に対するナットの回転を制限することによってもたらされる。

他方のタイプでは、押し棒はねじ山又は歯を有し、抑止部は押し棒を取り囲むと共に歯を摩擦によって把持するコレットを備える。コレットは、押し棒の歯に当接して圧搾する内径を有する筒である。筒の壁の軸方向のスリットによって筒の径方向のわずかな拡張がもたらされ、筒が押し棒の歯の上に載ることを可能にする。コレットである筒の一端に、拡大直径を有するリングが配置される。リングの軸方向の面は、ハウジング又は筒状の連結部に関連する抑止部と係合する抑止面として働く。十分な軸方向の力が加えられる場合、コレットは切り離され、押し棒に沿って軸方向に移動する。弛み調整装置におけるコレットタイプの抑止部は、たとえば米国特許第５，４２３，４０１号明細書及び米国特許第５，９３７，９７４号明細書に開示されている。これらに開示されている弛み調整装置のコレットは、ブレーキから軸方向に離れて位置決めされる拡大リング端を有する弛み調整装置のコレットである。押し棒の歯に対するコレットの圧搾力は、押し棒に対するコレットの軸方向の位置に関係なく同じである。

［発明の概要］
簡潔には、本発明によると、流体作動式ブレーキ用の弛み調整装置は、ピストンシリンダと、ピストンと、ブレーキを作動させるためのピストンから延びる筒状の連結部とを取り囲むハウジングと、筒状の連結部内に延びる押し棒と、ブレーキの作動方向に駆動される場合に筒状の連結部と押し棒とをつなぐ装置とを備える。弛み調整装置は、押し棒に圧搾力を加えるコレットを備える。後退抑止面及び前進抑止面は、ハウジングに対して固定される。コレットは、軸及び拡大固定リング部を一端に有する筒状のスカート部を有する。リング部は、軸にほぼ垂直な軸方向の対向する抑止面を有する。これらの対向する面はそれぞれ、軸に面する円錐状の面又は傾斜面を画定するノッチを有する。前進抑止面は、押し棒によって運ばれるコレットが前進抑止面に達すると、コレットの一方の抑止面上で円錐状の面又は傾斜面と係合するように配置された円錐状の面又は傾斜面を有する。後退抑止面は、押し棒によって運ばれるコレットが後退抑止面に達すると、コレットの他方の抑止面上で円錐状の面又は傾斜面と係合するように配置された円錐状の面又は傾斜面を有する。円錐状の面又は傾斜面は、係合する場合、コレットが拡張すると共に押し棒に対するコレットの力が減少するように構成される。最も好ましくは、コレットの筒状のスカート部は、ピストンに向かって軸方向に延びる。

好ましくは、弛み調整装置の筒状のスカート部及びコレットの拡大リング部は、筒状の壁に沿って且つ筒状の壁を通って筒状のスカート部の端部の近くまで延びる、接続された軸方向の溝又はスリットを有する。

好ましくは、全ての抑止面に関連する円錐状の面又は傾斜面は、軸と実質的に同じ角度をなし、コレットの円錐状の面又は傾斜面は、後退抑止部及び前進抑止部の円錐状の面又は傾斜面よりも軸に近いように離隔している。

最も好ましくは、弛み調整装置のコレットの固定リング部は、スカートの壁の一部を弾性的に屈曲させることによって押し棒に圧搾力を加える筒状のスカート部よりもわずかに小さい内径を有する。

さらなる特徴並びに他の目的及び利点が、図面を参照してなされる以下の詳細な説明から、当業者に明らかになるであろう。

図１を参照すると、本発明によるコレット式弛み調整装置を有するばね付きの駐車ブレーキ及び常用ブレーキが示されている。ブレーキの全体的な動作は、本発明にとって重要な従来技術と同じである。弛み調整装置における改良を除いて、駐車ブレーキの動作は、ちょうど米国特許第５，９３７，９７４号明細書に記載されているようなものであり、当該特許は参照によって本明細書に援用される。以下の説明では、駐車ブレーキのブレーキパッド端部を前端と呼び、且つピストン端部を後端と呼ぶ。ブレーキは、ピストンシリンダ１８及び常用ブレーキピストン１４を取り囲むハウジング１２を備えている。常用ブレーキピストン１４は、ブレーキをかけるために流体によって作動させられ、且つコイルばね５０によって後退させられる。ハウジング１２はまた、第２のピストンシリンダ１９と、大型ばね２８によって作動する駐車ブレーキを後退させるための後退ピストン１７とを取り囲んでいる。常用ブレーキピストン１４は、筒状の連結部２０を駆動する。ねじ山付き又は歯付きの押し棒２６は、筒状の連結部２０内で摺動し、且つ、相補的な円錐状の面を筒状の連結部に当接させる傾斜面又は円錐状の面を有する作動コレット３６によってつながれる。したがって、常用ブレーキをかけるストロークでは、作動コレット３６が駆動されて押し棒２６をつなぎ、筒状の連結部及び押し棒の双方が一緒に移動するようになる。筒状の連結部は、後退時には、押し棒から切り離される。

駐車ブレーキの後退するピストンから延びるのは筒状の連結部２０であり、当該筒状の連結部２０は、後方スリーブ４２及び前方スリーブ２２から成るツーパーツの中間スリーブを捕捉している。第２のピストンシリンダ１９における流体圧力の解放によって、大型ばね２８が、押し棒２６の端部に取り付けられたブレーキパッドに力を伝達し、ブレーキパッドに駐車ブレーキ力を加えることができる。

この点に関して、上記のものは、米国特許第５，９３７，９７４号明細書に記載されているものと同じであり、対応する構成要素には同一の参照符号を使用している。以下に、本発明による改良点を説明する。

図２及び図３を参照すると、前方スリーブ２２は独特の構成を有している。前方スリーブは、押し棒２６の直径よりも大きい円筒状の拡大内壁５２を有し、弛み調整装置のコレット２４を収容するスペースを画定している（以下で説明する）。スペースの後端には、円筒状の内面５８から延びる円錐状の後方リフト面５６によって画定された突出リング５５を有する径方向の端壁、すなわち後退抑止面５４がある。円筒状の内面５８は、弛み調整装置のコレット２４の円筒状のスカートよりも大きく、当該円筒状のスカートは、押し棒よりもわずかに大きい。円錐状の後方リフト面５６は、後方に行くにつれて直径が大きくなっている。

前方スリーブ２２の前端は、端部プレート６２を保持するための締結具を受け入れるねじ山付きの穴を備えた径方向の端面６０を有している。

ここで図４及び図５を参照すると、前方スリーブ２２の径方向の端面６０に固定することのできる端部プレート６２が示されている。端部プレート６２は、弛み調整装置のコレット２４及び押し棒２６の前方移動を制限する前進抑止面として働く。端部プレートは、端部プレートの面から突出するリング６４を有している。リング６４は、押し棒２６の直径よりも大きい直径を有する円筒状の面６６を有している。換言すると、出力ストローク用の弛み調整装置のコレット上の開口面と反対にある円筒状の直径よりも、円筒状の面６６の直径は大きく、押し棒の直径よりも大きい。リング６４は、リングの円筒状の面と端部プレート６２の後面との間に延びる円錐状のリフト面６８を有している。円錐状のリフト面は、端部プレート６２に対して前方に行くにつれて直径が大きくなっている。

図６、図７、図８、図９、及び図１０を参照すると、弛み調整装置のコレット２４は、押し棒２６のねじ山又は歯をつなぐ円筒状の内面を有する筒状の構造体であり、且つ弛みの調整中に押し棒上で軸方向に位置決めし直すことができる。弛み調整装置のコレットの一端には、円筒状のスカート７８と、拡大固定リング７２とが設けられている。固定リング７２は、前進抑止面７４及び後退抑止面７６を画定する２つの径方向の端面を有している。これらの抑止面は、前方スリーブ２２上で端部プレート６２又は後退抑止面５４と協働する。前進抑止面７４及び後方抑止面７６はそれぞれ、径方向内方に面する円錐状のリフト面７５、７７を備えた溝７１、７３を有している。リフト面７５、７７は、当該円錐状のリフト面７５、７７の各抑止面から内方に行くにつれて直径が大きくなっている。弛み調整装置のコレットのスカートは、スカート７８の円筒状の壁及び固定リング７２を通って延びる軸方向の溝、すなわちスリット７９を有している（図９を参照）。固定リング７２と反対にある、スカート７８の端部８０には、溝またはスリットはない。スリット７９は、リング及びスカートの溝付き部分のわずかな拡張をもたらす。スリット間の円筒状の壁部分は、径方向外方に屈曲する場合、それらの外面を圧縮状態に且つそれらの内面を伸長状態に置く板ばねとして働く。本発明の好適な態様によると、固定リング７２の内径は、スカート７８の内径よりもわずかに小さく、押し棒２６の外径よりもわずかに小さい。したがって、弛み調整装置のコレットが押し棒上に置かれると、スカート及びリング部の溝付き部分は押し棒から離れるように弾性的に屈曲して、固定リングが押し棒に接続力を加えるようになっている。

弛み調整装置の動作は以下の通りである。ブレーキシューの摩耗によって押し棒２６がその通常の前方位置を越えて移動する場合、コレット２４の前進抑止面７４が端部プレート６２と当接し、コレットは押し棒２６に沿って後方に移動させられる。弛み調整装置のコレットの前進抑止面７４が端部プレート６２に達すると、端部壁から突出しているリング６４が前進抑止面７４の溝７１に入り、円錐状のリフト面６８、７５は当接し、固定リング７２が押し棒から離れるように拡張して、弛み調整装置のコレットが押し棒から切り離される。リング６４及び溝７１は、円錐状のリフト面６８及び７５が当接した後、リングが溝内へ移動し続けることができるように構成されている。この連続した移動は、固定リング７２を押し棒２６から離れるように拡張させる。これによって、コレットが、ブレーキパッドに伝えられる押し棒の力を大幅に減少させることなく、調整ロッドに沿って後方に移動することが可能になる。したがって、弛み調整装置のコレットのこの位置決めのし直しは、固定リングの他方の後退抑止面７６が前方スリーブ２２の後退抑止面５４と当接する場合、ブレーキの解放中に押し棒の引抜きを制限する。押し棒を後方に引く引戻しばねの力は、突出リング５５を溝７３に入れるのに十分でない。したがって、弛み調整装置のコレットは切り離されない。

たとえば、ブレーキシューの交換のようなブレーキのメンテナンスの間、押し棒を後方に移動させることが必要である。押し棒に手動で力を加えると、前方スリーブ２２の後退抑止面５４の突出リング５５がリングの後方の後退抑止面７６の溝７３に入り、リフト面５６及び７７が当接して弛み調整装置のコレットを拡張することにより、押し棒からコレットを切り離す。

弛み調整装置のコレットの動作は、押し棒をつないだり切り離したりすると共に、一定の状況下で押し棒に沿って軸方向に移動するという点で、他のコレットアクチュエータの設計において使用されてきた動作と同じである。しかしながら、本発明による弛み調整装置のコレットは付加的な利点を有している。

コレットは、押し棒の出力ストローク中にコレットの開放に役立つ円錐状の面又は傾斜面を有している。円錐状の面又は傾斜面は、コレットのスカートを前方方向に置くことと併せて、押し棒でのコレットの牽引を減少することによって出力ストロークの効率を高める。

本明細書に記載するように、複数の部分が、たとえば弛み調整装置のコレット、前方スリーブ２２等の円形の円筒状の内面又は外面を有している。これらの面は、軸に平行であると共に固定曲線と交差する直線によってかたどられた面を意味する円筒状の面であり得ることは本発明の予想範囲内である。固定曲線はたとえば、八角形であり得る。このような場合、上記の円錐状の面は、傾斜平面に代わるであろう。

本明細書に記載される改良された弛み調整装置のコレットによって、設計者は、押し棒の後退に必要とされる力の量をより容易に制御することが可能になる。コレットのうち、押し棒をつなぐ部分は、押し棒から離れて持ち上げられるため、コレットと押し棒の歯との摩擦が減少する。メンテナンス中に押し棒に沿って前方にコレットを移動させるのに必要とされる力を、単に摩擦に頼るのではなく、相互作用する円錐状の面又は傾斜面の設計によってより良好に制御することができる。相互作用する面の角度が、弛み調整装置のコレットを切り離すのに必要とされる軸方向の力を制御するであろう。

後方に延びるコレットのスカートを有することによって、メンテナンス中に切り離しを行うためにリフト面が働くモーメントアームは、ブレーキ中にリフト面が働くモーメントアームよりも短い。モーメントアームの長さの違いは、コレットのリングの幅の違いである。これは、メンテナンス中の切り離しにより大きな軸方向の力が必要とされることを意味している。これは、常用ブレーキストローク後の空気放出中に押し棒が滑ることを防止するのに望ましい。滑る場合、弛み調整装置が、弛みを減少させるのに失敗し、ブレーキの性能を低下させるであろう。

このようにして、本発明を詳細に、且つ特に特許法によって必要とされる程度に定義したが、特許証によって保護されることが望まれるものは、添付の特許請求の範囲に記載されている。

本発明によるコレット式弛み調整装置を有するばね付きの駐車ブレーキ及び常用ブレーキを示すアセンブリの断面図である。 図１に示す弛み調整装置の前方スリーブ部分の端面図である。 図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。 図１に示す弛み調整装置の端面図における端部プレートを示す部分図である。 図４の線Ｖ−Ｖに沿った断面図である。 図１に示す弛み調整装置のコレットの側面図である。 コレットの右側の側面図である。 コレットの左側の側面図である。 図７の線ＩＸ−ＩＸに沿った断面図である。 本発明の実施に不可欠な円錐状のリフト面を有する溝を示すコレットの詳細な断面図である。

Claims (7)

1. ピストンシリンダと、ピストンと、ブレーキを作動させるための前記ピストンから延びる筒状の連結部とを取り囲むハウジングと、
   前記筒状の連結部内に延びる押し棒と、
   前記筒状の連結部と前記押し棒とをつなぐ手段であって、該手段がブレーキの作動方向に駆動されると、前記筒状の連結部と前記押し棒とをつなぐ手段と
   を備え、
   前記押し棒に圧搾力を加えるコレットと、
   前記ハウジングに対して固定される後退抑止面及び前進抑止面と
   を備えた、流体作動式ブレーキ用の弛み調整装置であって、
   前記コレットは、拡大リング部を一端に有する筒状のスカート部を有し、前記拡大リング部は、前記筒状のスカート部の軸にほぼ垂直な軸方向の対向する抑止面を有し、該軸方向の対向する抑止面はそれぞれ、前記筒状のスカート部の径方向内方に面する円錐状の面又は傾斜面を画定するノッチを有し、
   前記前進抑止面は、前記押し棒によって運ばれる前記コレットが前記前進抑止面に達すると、前記コレットの一方の抑止面上で前記円錐状の面又は前記傾斜面と係合するように配置された円錐状の面又は傾斜面を有し、
   前記後退抑止面は、前記押し棒によって運ばれる前記コレットが前記後退抑止面に達すると、前記コレットの他方の抑止面上で前記円錐状の面又は前記傾斜面を係合するように配置された円錐状の面又は傾斜面を有し、
   前記筒状のスカート部の径方向内方に面する前記円錐状の面又は前記傾斜面は、前記前進抑止面又は前記後退抑止面に係合すると、前記押し棒に対する前記コレットの力が減少するように構成されている、弛み調整装置。
2. 前記コレットの前記筒状のスカート部は、前記ピストンに向かって軸方向に延びる、請求項１に記載の弛み調整装置。
3. 前記コレットの前記筒状のスカート部及び前記拡大リング部は、前記筒状のスカート部の筒状の壁に沿って且つ該筒状の壁を通って前記筒状のスカート部の前記端部とは反対側の端部に向かって延びる、接続された軸方向の溝を有する、請求項１に記載の弛み調整装置。
4. 前記後退抑止面及び前記前進抑止面と前記対向する抑止面とに関連する前記円錐状の面又は前記傾斜面は、前記軸に対して同じ角度をなす、請求項１に記載の弛み調整装置。
5. 前記コレットの前記ノッチは、前記後退抑止面及び前記前進抑止面の前記円錐状の面又は前記傾斜面よりも径方向内方に位置する、請求項４に記載の弛み調整装置。
6. 前記コレットの前記リング部は、前記スカートの前記壁の一部を弾性的に屈曲させることによって前記押し棒に圧搾力を加える前記筒状のスカート部よりもわずかに小さい内径を有する、請求項１に記載の弛み調整装置。
7. 前記押し棒は、ねじ山付き又は歯付きである、請求項１に記載の弛み調整装置。

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